JPH11121354A - 歪み補正方法および荷電ビーム露光装置 - Google Patents
歪み補正方法および荷電ビーム露光装置Info
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- JPH11121354A JPH11121354A JP9291814A JP29181497A JPH11121354A JP H11121354 A JPH11121354 A JP H11121354A JP 9291814 A JP9291814 A JP 9291814A JP 29181497 A JP29181497 A JP 29181497A JP H11121354 A JPH11121354 A JP H11121354A
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- JP
- Japan
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- distortion
- exposure apparatus
- pattern
- charged beam
- exposure
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
- G03F7/7045—Hybrid exposures, i.e. multiple exposures of the same area using different types of exposure apparatus, e.g. combining projection, proximity, direct write, interferometric, UV, x-ray or particle beam
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高オーバーレイ精度を保ったまま、スループ
ットの向上を図る。 【解決手段】 光露光装置により露光してウエハ上に形
成される第１のパターンと整合するように第２のパター
ンを電子ビームで描画するために、第１のパターンの歪
みを、予め測定した光露光装置の歪み測定値で予測する
方法において、該歪み測定値でその歪み測定点およびそ
の周囲の露光点における電子ビームショットの偏向補正
量を代表する。
ットの向上を図る。 【解決手段】 光露光装置により露光してウエハ上に形
成される第１のパターンと整合するように第２のパター
ンを電子ビームで描画するために、第１のパターンの歪
みを、予め測定した光露光装置の歪み測定値で予測する
方法において、該歪み測定値でその歪み測定点およびそ
の周囲の露光点における電子ビームショットの偏向補正
量を代表する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステッパに代表さ
れる光露光装置と電子ビーム露光装置に代表される荷電
ビーム露光装置とを併用して半導体デバイス等の微細パ
ターンを形成するミックスアンドマッチにおける歪み補
正方法およびこの補正方法を好適に実施するための荷電
ビーム露光装置に関する。
れる光露光装置と電子ビーム露光装置に代表される荷電
ビーム露光装置とを併用して半導体デバイス等の微細パ
ターンを形成するミックスアンドマッチにおける歪み補
正方法およびこの補正方法を好適に実施するための荷電
ビーム露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路に対する高密度
化、高集積度化に対する要求はますます高まっている。
特に線幅０．１５μｍ以下の高集積度を目指すとなる
と、従来の光を用いる露光装置では対応できず、電子ビ
ームやイオンビーム等を用いて描画露光する必要性が増
す。しかし、このような荷電ビーム露光装置は光露光装
置に比べてスループットが極めて低いという問題があ
る。そこで、比較的低い解像度が許されるレイヤの露光
には光露光装置を用い、高解像度または高精度を要する
レイヤのみを荷電ビーム露光装置で露光する、ミックス
アンドマッチ（またはハイブリッド露光）と呼ばれる方
法が提案されている（特許第２６２５１２４号、特開昭
６２−５８６２１号、特開昭６２−１４９１２７号
等）。
化、高集積度化に対する要求はますます高まっている。
特に線幅０．１５μｍ以下の高集積度を目指すとなる
と、従来の光を用いる露光装置では対応できず、電子ビ
ームやイオンビーム等を用いて描画露光する必要性が増
す。しかし、このような荷電ビーム露光装置は光露光装
置に比べてスループットが極めて低いという問題があ
る。そこで、比較的低い解像度が許されるレイヤの露光
には光露光装置を用い、高解像度または高精度を要する
レイヤのみを荷電ビーム露光装置で露光する、ミックス
アンドマッチ（またはハイブリッド露光）と呼ばれる方
法が提案されている（特許第２６２５１２４号、特開昭
６２−５８６２１号、特開昭６２−１４９１２７号
等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ミックスアンドマッチ法において、光露光装置では、レ
チクルのパターンをウエハ上に結像する投影光学系の癖
（主に収差）により露光されたパターンの歪みを生じ
る。一方、荷電ビーム露光装置はそのビームの位置を電
磁気的な場によって比較的自由に制御することができ
る。以下では荷電ビーム露光装置として、電子ビーム露
光装置に代表させて記述する。そこで、光露光装置で形
成されたパターンの歪み量を測定し、その測定値を高次
の多項式で近似し、電子ビーム露光装置により露光する
際の露光パターンデータにフィッティング計算処理して
重畳させることにより、電子ビーム露光装置の露光パタ
ーンを補正することが考えられる。すなわち、電子ビー
ム露光装置の露光パターンを光露光装置で形成されたパ
ターンの歪みに合わせて歪ませることにより、パターン
のオーバーレイ精度の向上を図ることができる。
ミックスアンドマッチ法において、光露光装置では、レ
チクルのパターンをウエハ上に結像する投影光学系の癖
（主に収差）により露光されたパターンの歪みを生じ
る。一方、荷電ビーム露光装置はそのビームの位置を電
磁気的な場によって比較的自由に制御することができ
る。以下では荷電ビーム露光装置として、電子ビーム露
光装置に代表させて記述する。そこで、光露光装置で形
成されたパターンの歪み量を測定し、その測定値を高次
の多項式で近似し、電子ビーム露光装置により露光する
際の露光パターンデータにフィッティング計算処理して
重畳させることにより、電子ビーム露光装置の露光パタ
ーンを補正することが考えられる。すなわち、電子ビー
ム露光装置の露光パターンを光露光装置で形成されたパ
ターンの歪みに合わせて歪ませることにより、パターン
のオーバーレイ精度の向上を図ることができる。
【０００４】しかしながら、このようにオーバーレイ精
度を向上させるため、高次の多項式フィッティング計算
処理をして、電子ビーム露光装置の露光データを生成す
ると、計算時間がかかり、そのためスループットが低下
するという問題がある。
度を向上させるため、高次の多項式フィッティング計算
処理をして、電子ビーム露光装置の露光データを生成す
ると、計算時間がかかり、そのためスループットが低下
するという問題がある。
【０００５】本発明は、上述の従来例における問題点に
鑑みてなされたもので、大量のウエハ処理を要求される
ミックスアンドマッチ直描において、オーバーレイ精度
を保ったままスループットの向上を図ることを目的とす
る。
鑑みてなされたもので、大量のウエハ処理を要求される
ミックスアンドマッチ直描において、オーバーレイ精度
を保ったままスループットの向上を図ることを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明の歪み補正方法は、光露光装置により露光して
ウエハ上に形成される第１のパターンと整合するように
第２のパターンを電子ビーム露光装置で露光するため
に、第１のパターンの歪みを、予め測定した光露光装置
の歪みで予測し、該歪み量に基づいて第２のパターンを
補正する歪み補正方法において、前記光露光装置の露光
エリア内に設定された歪み測定点について計測された歪
み測定値でその歪み測定点およびその周囲の露光点の補
正量を代表させることを特徴とする。
め本発明の歪み補正方法は、光露光装置により露光して
ウエハ上に形成される第１のパターンと整合するように
第２のパターンを電子ビーム露光装置で露光するため
に、第１のパターンの歪みを、予め測定した光露光装置
の歪みで予測し、該歪み量に基づいて第２のパターンを
補正する歪み補正方法において、前記光露光装置の露光
エリア内に設定された歪み測定点について計測された歪
み測定値でその歪み測定点およびその周囲の露光点の補
正量を代表させることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態に係る歪み
補正方法では、光露光装置と電子ビーム露光装置とのミ
ックスアンドマッチにおいて、光露光装置のレンズ歪み
を電子ビーム露光装置で補正してオーバーレイ精度を向
上させるために、歪み測定値を加工して電子ビームショ
ットの偏向補正値を求めるのではなく、光露光装置の露
光エリア内のある点の歪み測定値でその周囲の電子ビー
ムショットの偏向補正量を代表している。したがって、
歪み補正量の計算処理が不必要なため、高オーバーレイ
精度を保ったまま、スループットの向上を図ることがで
きる。
補正方法では、光露光装置と電子ビーム露光装置とのミ
ックスアンドマッチにおいて、光露光装置のレンズ歪み
を電子ビーム露光装置で補正してオーバーレイ精度を向
上させるために、歪み測定値を加工して電子ビームショ
ットの偏向補正値を求めるのではなく、光露光装置の露
光エリア内のある点の歪み測定値でその周囲の電子ビー
ムショットの偏向補正量を代表している。したがって、
歪み補正量の計算処理が不必要なため、高オーバーレイ
精度を保ったまま、スループットの向上を図ることがで
きる。
【０００８】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は、本発明の一実施例に係る電子ビーム（Ｅ
Ｂ）露光装置の露光領域の説明図である。電子ビーム露
光装置の最大露光範囲（最大偏向範囲）は例えば５ｍｍ
□である。一方、縮小投影光露光装置の最大露光範囲は
例えば２０ｍｍ□であり、走査型縮小投影光露光装置で
は例えば２５ｍｍ×３５ｍｍである。図１（ａ）は光露
光装置により露光されるチップ（実素子パターン）領域
を示す。このチップサイズは例えば約１０ｍｍ×２０ｍ
ｍである。したがって、ＥＢ露光装置では１回のビーム
走査で、チップ領域全体を露光することはできない。そ
こで、チップ領域を最大偏向範囲以内の寸法からなる小
領域（以下、主偏向領域という）に分割する。本実施例
では１つのチップ領域を８×４＝３２個の主偏向領域に
等分している。主偏向領域は図１（ｂ）に示すように、
さらに３３×３３＝１０８９個の副偏向領域に等分され
ている。図１（ｃ）は１つの副偏向領域を拡大して示
す。１つの副偏向領域はさらに１５×１５＝２２５個の
微小領域に等分されている。この微小領域は電子ビーム
寸法に相当し、例えば約５μｍ□であり、電子ビームは
この領域におけるチップパターン情報を含んでいる。描
画は所定の順序で必要に応じこの微小領域を１つずつ走
査して行なわれる。同図において、十字マークは光露光
装置によって発生した歪みデータの測定点を示す。この
光露光装置によって発生する歪みデータは、図１（ｃ）
に示された十字マーク位置に、例えば図１（ｄ）に示す
幅ｗ＝３μｍ、長さＬ＝３０μｍのクロスバーを露光
し、光波や電子による測長機等（歪み測定器）を使って
このクロスバーの位置を測定し、この位置の理想位置か
らのずれ量を予め求めることによって得られる。
る。図１は、本発明の一実施例に係る電子ビーム（Ｅ
Ｂ）露光装置の露光領域の説明図である。電子ビーム露
光装置の最大露光範囲（最大偏向範囲）は例えば５ｍｍ
□である。一方、縮小投影光露光装置の最大露光範囲は
例えば２０ｍｍ□であり、走査型縮小投影光露光装置で
は例えば２５ｍｍ×３５ｍｍである。図１（ａ）は光露
光装置により露光されるチップ（実素子パターン）領域
を示す。このチップサイズは例えば約１０ｍｍ×２０ｍ
ｍである。したがって、ＥＢ露光装置では１回のビーム
走査で、チップ領域全体を露光することはできない。そ
こで、チップ領域を最大偏向範囲以内の寸法からなる小
領域（以下、主偏向領域という）に分割する。本実施例
では１つのチップ領域を８×４＝３２個の主偏向領域に
等分している。主偏向領域は図１（ｂ）に示すように、
さらに３３×３３＝１０８９個の副偏向領域に等分され
ている。図１（ｃ）は１つの副偏向領域を拡大して示
す。１つの副偏向領域はさらに１５×１５＝２２５個の
微小領域に等分されている。この微小領域は電子ビーム
寸法に相当し、例えば約５μｍ□であり、電子ビームは
この領域におけるチップパターン情報を含んでいる。描
画は所定の順序で必要に応じこの微小領域を１つずつ走
査して行なわれる。同図において、十字マークは光露光
装置によって発生した歪みデータの測定点を示す。この
光露光装置によって発生する歪みデータは、図１（ｃ）
に示された十字マーク位置に、例えば図１（ｄ）に示す
幅ｗ＝３μｍ、長さＬ＝３０μｍのクロスバーを露光
し、光波や電子による測長機等（歪み測定器）を使って
このクロスバーの位置を測定し、この位置の理想位置か
らのずれ量を予め求めることによって得られる。
【０００９】従来は、これらの測定点について歪み測定
器により測定された歪みデータに基づいて光露光装置に
よるパターンの理想値からのずれ（歪み）を高次の多項
式で近似し、この多項式に基づいて、各微小領域ごとに
ＥＢ露光装置の露光データを補正することにより、オー
バーレイ精度の向上を図ることが考えられていた。しか
しながら、このように高次の多項式フィッティング計算
処理を行なって電子ビーム露光装置の露光データを生成
すると、計算時間がかかり、スループットが低下すると
いう問題がある。
器により測定された歪みデータに基づいて光露光装置に
よるパターンの理想値からのずれ（歪み）を高次の多項
式で近似し、この多項式に基づいて、各微小領域ごとに
ＥＢ露光装置の露光データを補正することにより、オー
バーレイ精度の向上を図ることが考えられていた。しか
しながら、このように高次の多項式フィッティング計算
処理を行なって電子ビーム露光装置の露光データを生成
すると、計算時間がかかり、スループットが低下すると
いう問題がある。
【００１０】本実施例では、ある歪みデータ測定点およ
びその周囲を含む５×５＝２５個の微小領域について
は、その測定点における歪みデータを加工することなし
に、そのまま用いて露光データの補正を行なう。この５
×５＝２５個の微小領域からなる領域を以下、補正領域
と称する。
びその周囲を含む５×５＝２５個の微小領域について
は、その測定点における歪みデータを加工することなし
に、そのまま用いて露光データの補正を行なう。この５
×５＝２５個の微小領域からなる領域を以下、補正領域
と称する。
【００１１】図２は本発明の一実施例に係るＥＢ露光装
置の概略の構成を示す。同図において、１は電子銃で、
この電子銃１から放射された電子ビーム２は電子光学系
６に含まれる偏向器３を介してウエハ４上に照射され
る。５はウエハステージで、ウエハ４位置をＸ方向（紙
面左右方向）およびＹ方向（紙面表裏方向）に駆動す
る。１１はコンピュータで、このＥＢ露光装置の全体動
作を制御する。１２はメモリ、１３はメモリ１２のデー
タ読み書きを制御するメモリ制御回路、１４は電子ビー
ム２の照射位置を制御する偏向制御系、１５はウエハの
位置を制御するステージ制御系である。偏向制御系１４
は、偏向出力発生器２１および偏向出力制御回路２２等
を含んでいる。
置の概略の構成を示す。同図において、１は電子銃で、
この電子銃１から放射された電子ビーム２は電子光学系
６に含まれる偏向器３を介してウエハ４上に照射され
る。５はウエハステージで、ウエハ４位置をＸ方向（紙
面左右方向）およびＹ方向（紙面表裏方向）に駆動す
る。１１はコンピュータで、このＥＢ露光装置の全体動
作を制御する。１２はメモリ、１３はメモリ１２のデー
タ読み書きを制御するメモリ制御回路、１４は電子ビー
ム２の照射位置を制御する偏向制御系、１５はウエハの
位置を制御するステージ制御系である。偏向制御系１４
は、偏向出力発生器２１および偏向出力制御回路２２等
を含んでいる。
【００１２】次に、図１を参照しながら、図２のＥＢ露
光装置の動作を説明する。このＥＢ露光装置と組み合わ
されてミックスアンドマッチ露光を行なう光露光装置で
露光されたパターンの歪みは、オンラインまたはオフラ
インの歪み計測器により計測されて、露光前にこのＥＢ
露光装置のメモリ１２に格納される。ウエハ４が搭載さ
れると、ステージ制御系１５により、ウエハ４上の最初
に露光しようとする主偏向領域の中心とＥＢ露光装置の
偏向中心とが一致するようにウエハステージ５が駆動さ
れ、偏向制御系１４には、該主偏向領域内の最初に露光
しようとする微小領域の露光データに応じた偏向量が設
定される。さらに、メモリ制御回路１３によりメモリ１
２から、該微小領域を含む補正領域の歪み計測データが
読み出され、これが偏向制御系１４の各出力に加算さ
れ、偏向器３への各出力が補正される。この偏向制御系
１４の各出力に応じて、電子ビームが偏向され、駆動さ
れているウエハステージ５上にあるウエハ４上の所望の
箇所に電子ビームが照射される。以下、上記の動作を該
微小領域内から他の微小領域へ繰り返して１つの副偏向
領域内にパターンが露光され、これを各副偏向領域、各
主偏向領域、各チップへ繰り返すことにより、ウエハ全
体に光露光装置を用いて形成されたパターン上に高精度
に重ね合わされたオーバーレイヤパターンが露光され
る。
光装置の動作を説明する。このＥＢ露光装置と組み合わ
されてミックスアンドマッチ露光を行なう光露光装置で
露光されたパターンの歪みは、オンラインまたはオフラ
インの歪み計測器により計測されて、露光前にこのＥＢ
露光装置のメモリ１２に格納される。ウエハ４が搭載さ
れると、ステージ制御系１５により、ウエハ４上の最初
に露光しようとする主偏向領域の中心とＥＢ露光装置の
偏向中心とが一致するようにウエハステージ５が駆動さ
れ、偏向制御系１４には、該主偏向領域内の最初に露光
しようとする微小領域の露光データに応じた偏向量が設
定される。さらに、メモリ制御回路１３によりメモリ１
２から、該微小領域を含む補正領域の歪み計測データが
読み出され、これが偏向制御系１４の各出力に加算さ
れ、偏向器３への各出力が補正される。この偏向制御系
１４の各出力に応じて、電子ビームが偏向され、駆動さ
れているウエハステージ５上にあるウエハ４上の所望の
箇所に電子ビームが照射される。以下、上記の動作を該
微小領域内から他の微小領域へ繰り返して１つの副偏向
領域内にパターンが露光され、これを各副偏向領域、各
主偏向領域、各チップへ繰り返すことにより、ウエハ全
体に光露光装置を用いて形成されたパターン上に高精度
に重ね合わされたオーバーレイヤパターンが露光され
る。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、光露光装
置の露光エリア内のある点の歪み測定値でその周囲の電
子ビームショットの偏向補正量を代表することにより、
歪み補正量の計算処理が不必要となり、高オーバーレイ
精度を保ったまま、スループットの向上を図ることがで
きる。
置の露光エリア内のある点の歪み測定値でその周囲の電
子ビームショットの偏向補正量を代表することにより、
歪み補正量の計算処理が不必要となり、高オーバーレイ
精度を保ったまま、スループットの向上を図ることがで
きる。
【図１】 本発明の一実施例に係る電子ビーム露光装置
の露光領域の説明図である。
の露光領域の説明図である。
【図２】 本発明の一実施例に係るＥＢ露光装置の概略
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
１：電子銃、２：電子ビーム、３：偏向器、４：ウエ
ハ、５：ウエハステージ、６：偏向器を含む電子光学
系、１１：コンピュータ、１２：メモリ、１３：メモリ
制御回路、１４：偏向制御系、１５：ステージ制御系、
２１：偏向出力発生器、２２：偏向出力制御回路。
ハ、５：ウエハステージ、６：偏向器を含む電子光学
系、１１：コンピュータ、１２：メモリ、１３：メモリ
制御回路、１４：偏向制御系、１５：ステージ制御系、
２１：偏向出力発生器、２２：偏向出力制御回路。
Claims (5)
- 【請求項１】 光露光装置により露光してウエハ上に形
成される第１のパターンと整合するように第２のパター
ンを荷電ビーム露光装置で露光するために、第１のパタ
ーンの歪みを、予め測定した光露光装置の歪みで予測
し、該歪み量に基づいて第２のパターンを補正する歪み
補正方法において、 前記光露光装置の露光エリア内に設定された歪み測定点
について計測された歪み測定値でその歪み測定点および
その周囲の露光点の補正量を代表させることを特徴とす
る歪み補正方法。 - 【請求項２】 前記荷電ビーム露光装置において、該露
光装置の荷電ビームの偏向補正量を前記歪み測定値で代
表させることを特徴とする請求項１に記載の歪み補正方
法。 - 【請求項３】 前記測定された歪み量は、計算処理され
ることなく前記荷電ビーム露光装置の偏向器の出力発生
器に加算されることを特徴とする請求項２に記載の歪み
補正方法。 - 【請求項４】 光露光装置により露光してウエハ上に形
成される第１のパターンと整合するように第２のパター
ンを補正して描画する荷電ビーム露光装置であって、光
露光装置の露光エリア内に設定された歪み測定点につい
て計測された歪み測定値を加工することなく偏向系出力
用データとして入力できることを特徴とする荷電ビーム
露光装置。 - 【請求項５】 請求項１または２における歪み補正方法
を用いることを特徴とする請求項４に記載の荷電ビーム
露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9291814A JPH11121354A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 歪み補正方法および荷電ビーム露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9291814A JPH11121354A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 歪み補正方法および荷電ビーム露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11121354A true JPH11121354A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17773772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9291814A Pending JPH11121354A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 歪み補正方法および荷電ビーム露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11121354A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100446054B1 (ko) * | 1999-04-13 | 2004-08-30 | 에텍 시스템즈, 인코포레이티드 | 기판의 벌크 가열에 의해 발생된 왜곡을 보정하기 위한시스템 및 방법 |
-
1997
- 1997-10-09 JP JP9291814A patent/JPH11121354A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100446054B1 (ko) * | 1999-04-13 | 2004-08-30 | 에텍 시스템즈, 인코포레이티드 | 기판의 벌크 가열에 의해 발생된 왜곡을 보정하기 위한시스템 및 방법 |
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