JPH11135413A - 描画方法 - Google Patents

描画方法

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JPH11135413A
JPH11135413A JP9312904A JP31290497A JPH11135413A JP H11135413 A JPH11135413 A JP H11135413A JP 9312904 A JP9312904 A JP 9312904A JP 31290497 A JP31290497 A JP 31290497A JP H11135413 A JPH11135413 A JP H11135413A
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JP
Japan
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pattern
distortion
exposure
map
wafer
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JP9312904A
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English (en)
Inventor
Norihiko Utsunomiya
紀彦 宇都宮
Hideki Ine
秀樹 稲
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Canon Inc
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425Imaging 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
    • G03F7/70458Mix-and-match, i.e. multiple exposures of the same area using a similar type of exposure apparatus, e.g. multiple exposures using a UV apparatus

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ミックスアンドマッチ法における重ね合わせ
精度を向上させる。 【解決手段】 光投影露光により試料上に形成される第
1のパターンと整合するように第2のパターンをスキャ
ナで描画するために、第1のパターンの理想パターンに
対するずれを示す歪みマップを作成し、第2のパターン
の描画情報を該マップに示されたずれ情報に基づき補正
しながら前記スキャナで描画する描画方法において、前
記歪みマップを、前記光投影露光を行なう装置の1台ま
たは1機種ごとに用意された標準マップに対し、前記第
1のパターンの形状に応じた補正を施して作成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステッパ等の光投
影露光装置と電子ビーム描画装置等のスキャナとを併用
して半導体デバイス等の微細パターンを形成する際の、
スキャナによる描画方法に関する。
【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(X線を含む)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を用いて描画するス
キャナで露光することになる。しかし、このようなスキ
ャナ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スキャナで露光する、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】ところで、このようなミックスアンドマッ
チ法において、光投影露光装置では、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に歪みを生じる。一方、スキャ
ナはそのビームの照射位置を比較的自由に制御すること
ができる。
【0004】そこで、例えば前記特開昭62−5862
1号においては、ミックスアンドマッチに用いる光投影
露光装置を用い、ウエハのほぼ中央部の、その露光装置
の最大露光領域に相当する正方形のエリア内に露光歪み
測定用マークをマトリックス状に多数形成し、このマー
ク位置を実測して、前記エリア内の例えば250μm□
の補正フィールド(補正格子)ごとに露光歪み量を求
め、この露光歪み量のマップを歪み補正マップとしてス
キャナのメモリに記憶させ、スキャナでは、この露光歪
み量にしたがって描画データを補正して描画する。この
ように、前記光投影露光装置で露光して形成されたパタ
ーンの、該露光装置の投影光学系の癖に起因する歪みに
合わせて描画パターンを歪ませることにより、該露光パ
ターン上に高精度に整合させたパターンを描画するよう
にしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のミ
ックスアンドマッチ法では、スキャナによる描画時、歪
み補正マップは標準のものが1種類だけ用いられるのが
通常であった。
【0006】しかしながら、本発明者らの最近の研究に
より、光投影露光装置の投影光学系に起因する歪み(投
影光学系の収差)は、一定のものではなく、投影すべき
パターンの形状(線幅、本数、ピッチ、配列方向等)、
レチクル上のパターンを形成する遮光材(Cr膜等)の
厚み、投影光学系自体の使用時のNA、およびそれとレ
チクルを照明する光学系のNAとの比(σ)等に応じて
変化することが判明した。
【0007】本発明は、ミックスアンドマッチ法におい
て、重ね合わせ精度の向上を図ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明は、光投影露光により試料上に形成される第1
のパターンと整合するように第2のパターンをスキャナ
で描画するために、第1のパターンの理想パターンに対
するずれを示す歪みマップを作成し、第2のパターンの
描画情報を該マップに示されたずれ情報に基づき補正し
ながら前記スキャナで描画する描画方法において、前記
光投影露光を行なう装置の1台または1機種ごとに用意
された標準マップに対し、前記第1のパターンの形状、
例えばパターンの線幅、本数、ピッチおよび配列方向な
らびにパターンを露光するための原版における遮光材料
の厚み等に応じた補正を施して前記歪みマップを作成す
ることを特徴とする。
【0009】
【作用および効果】上記構成によれば、従来は知られて
いなかったかまたは無視されていた条件をも考慮し、必
要ならばショットごとに、歪み補正マップを作成するよ
うにしたため、従来よりも微細なパターンを高精度で重
ね合わせることができるようになった。
【0010】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。第1の実施例 図1は本発明の一実施例に係る縮小投影露光装置(ステ
ッパ)の構成を示す。同図において、6は遮光部がCr
膜からなる回路パターンを有するレチクル、10はレチ
クル6を照明する照明光束、7は不図示の搬送手段によ
り載置されたレチクル6を照明光束10下の所定の位置
に位置決めするためのレチクルステージ、8はレチクル
ステージ7を支持するレチクルベース、4は半導体デバ
イス作成用のウエハ、5は照明光束10による照明領域
9におけるレチクル6の像をウエハ4上に投影する投影
光学系、1は床等に設置されたウエハベース、2はウエ
ハ4を搭載して投影光学系5の光軸と垂直な方向(XY
方向)に移動するウエハステージ、3はウエハを投影光
学系5の光軸方向(Z方向)ならびにX軸回り(ωX)
およびY軸回り(ωY)に駆動するフォーカスレベリン
グステージである。
【0011】図2は本発明の一実施例に係る電子ビーム
露光装置(以下、EB装置という)の概略の構成を示
す。同図において、110は電子銃で、この電子銃11
0から放射された電子ビーム111は各種電磁レンズ1
05、ブランキング用および走査用の偏向板106を介
してウエハ104上に照射される。ウエハ104はウエ
ハステージ102上に載置されている。ウエハステージ
102は不図示の駆動部によってX方向(紙面左右方
向)およびY方向(紙面表裏方向)に駆動され、その座
標位置は不図示のレーザ干渉計により逐次精密に計測さ
れる。103はウエハをZ方向(紙面上下方向)ならび
にX軸回り(ωX)およびY軸回り(ωY)に駆動する
フォーカスレベリングステージである。
【0012】図2のEB装置の最大偏向範囲(露光エリ
ア)は、図1のステッパによる露光エリアよりもずっと
小さい。そこで、図2のEB装置では、図3に示すよう
にステッパによる露光エリア(光露光エリア)18を縦
と横にそれぞれ6等分して36個のサブエリア(EB露
光エリア)118を設定し、各サブエリアを1つずつ電
子ビームで走査して露光していく。そのとき、サブエリ
アごとにXYおよびZ方向の位置合わせを行なう。
【0013】EB露光エリア118のXY方向の位置
(AA)は、例えば、図1のステッパで用いるのと共通
のアライメントマーク119(図3)を二次電子検出器
115により検出して露光エリア18の位置を検出し、
これに後述する方法で求めた露光エリア18のディスト
ーション補正情報を加味して露光エリア18内の各EB
露光エリア118の位置を求める。さらに、この位置
(AA)情報とウエハステージ102の位置を計測する
レーザ干渉計の計測値とに基づいてウエハステージ10
2を駆動して各EB露光エリア118を電子ビーム11
1の偏向中心に対して位置合わせする。107はレーザ
干渉計による測長用のミラーである。
【0014】次に、図4を参照しながら、ディストーシ
ョン補正用標準マップの作成方法を説明する。この標準
マップの作成方法は、前記特開昭62−58621号に
記載された方法と実質同じである。まず、ステップS4
1では、図1のステッパを用いて、図3に示すような十
字マークからなるディストーション測定用マーク120
およびアライメントマーク119をマトリックス状に配
置したパターンをウエハのほぼ中央に焼き付けて、ディ
ストーションサンプルウエハを作成する。ここでは、実
素子を製造する際の図1のステッパを用いる工程とでき
るだけ同じ条件(NA、σ、露光量、周囲温度、気圧、
レチクルのCr厚等)で焼き付けを行なう。
【0015】次に、ステップS42で、上記サンプルウ
エハを図2のEB装置のウエハステージ102に載置
し、上述のようにアライメントマーク119を二次電子
検出器115によって検出することにより、サンプルウ
エハをアライメントし、二次電子検出器115によって
各EB露光エリア118内のディストーション測定用マ
ーク120の理想位置からの位置ずれ検出する。
【0016】ステップS43では、各ディストーション
測定用マークの位置ずれの測定結果に基づいてサンプル
ウエハの歪みの状態を高次の多項式で近似し、光露光領
域18内に任意に設定した例えば50μm□の補正格子
ごとにディストーション量を算出する。この算出結果は
ディストーション補正用標準マップとして図2のEB装
置の図示しないメモリに格納される。
【0017】一方、前記サンプルウエハと露光条件がこ
となる場合のパターン歪みの変化を実験的もしくは理論
的に、またはシミュレーション等により求めておき、こ
れを露光パラメータと歪みの変化との関係式またはテー
ブルの形で上記メモリに格納しておく。
【0018】例えば、図5は、名目のコマ収差が−λ/
20およびλ/4、σが1.0と0.5の場合につい
て、レチクルのCr厚(SH)と焼きつけられたパター
ンエッジの対称性(SOI)との関係を示す。対称性が
高い程歪み(焼き付け結果から見た収差)が少ないこと
を意味する。
【0019】図2のEB装置においては、図1の光露光
装置を用いて実素子パターンを露光した際の露光パラメ
ータをオンライン、またはオフラインなら磁気媒体もし
くは光ディスクなどを用いてオフラインで受け取り、上
記メモリ内の関係式またはテーブルにしたがってディス
トーション補正用標準マップのデータを補正することに
より、その実素子を製造する際の図2のEB装置による
描画データを補正するためのディストーション補正マッ
プを作成する。
【0020】上記図2のEB装置により実素子パターン
を露光する際には、上記のようにして作成したディスト
ーション補正マップにしたがって、描画データを補正し
ながら描画(露光)する。
【0021】なお、上述の実施例においては、実測によ
りディストーション補正用標準マップを作成したが、こ
れをシミュレーション等により、または理論的に求めて
もよい。また、上述においては、ディストーション計測
用パターンを1つだけ形成したが、同一ウエハ上に複数
個を形成し、各パターンの露光時の露光パラメータと歪
みデータの差より歪みデータ変化要因を求めるようにし
てもよい。さらに、ディストーション補正マップは、そ
の歪みデータの変化の程度および要求される重ね合わせ
精度に応じてショットごと、ウエハごとおよび/または
ロットごとに作成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る縮小投影露光装置の
構成を示す図である。
【図2】 本発明の一実施例に係る電子ビーム描画装置
の構成を示す図である。
【図3】 図2の装置による露光エリアの様子を示す説
明図である。
【図4】 図1の装置の動作説明のためのフローチャー
トである。
【図5】 歪み変動要因の一例を示す図である。
【符号の説明】
1:ウエハベース、2:ウエハステージ、3:フォーカ
スレベリングステージ、4:ウエハ、5:投影光学系、
6:レチクル、7:レチクルステージ、8:レチクルベ
ース、9:照明領域、10:照明光束、102:ウエハ
ステージ、18:光露光エリア、103:フォーカスレ
ベリングステージ、104:ウエハ、105:電磁レン
ズ、106:偏向板、107:レーザ干渉測長用ミラ
ー、110:電子銃、111:電子ビーム、115:二
次電子検出器、118:EB露光エリア、119:アラ
イメントマーク、120:ディストーション測定用マー
ク。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光投影露光により試料上に形成される第
    1のパターンと整合するように第2のパターンをスキャ
    ナで描画するために、第1のパターンの理想パターンに
    対するずれを示す歪みマップを作成し、第2のパターン
    の描画情報を該マップに示されたずれ情報に基づき補正
    しながら前記スキャナで描画する描画方法において、 前記歪みマップを、前記光投影露光を行なう装置の1台
    または1機種ごとに用意された標準マップに対し、前記
    第1のパターンの形状に応じた補正を施して作成するこ
    とを特徴とする描画方法。
  2. 【請求項2】 前記補正が、前記光投影露光時の露光エ
    リアを複数に分割して設定されたサブエリアごとに行な
    われることを特徴とする請求項1記載の描画方法。
  3. 【請求項3】 前記補正が、前記第1のパターンの線
    幅、本数、ピッチおよび配列方向に基づいて行なわれる
    ことを特徴とする請求項1または2記載の描画方法。
  4. 【請求項4】 前記補正が、前記第1のパターンを露光
    するための原版における遮光材料の厚みに基づいて行な
    われることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
    の描画方法。
  5. 【請求項5】 前記補正が、さらに前記光投影露光時の
    露光パラメータに基づいて行なわれることを特徴とする
    請求項1〜4のいずれかに記載の描画方法。
  6. 【請求項6】 前記露光パラメータが、前記光投影露光
    時の各ショットの露光の順番であり、前記歪みマップが
    ショットごとに作成されることを特徴とする請求項5記
    載の描画方法。
  7. 【請求項7】 前記スキャナが電子ビーム描画装置であ
    ることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載
    の描画方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011176046A (ja) * 2010-02-23 2011-09-08 Fujitsu Semiconductor Ltd 露光方法及び半導体装置の製造方法
JP2017219833A (ja) * 2016-06-01 2017-12-14 キヤノン株式会社 リソグラフィ方法、決定方法、情報処理装置、プログラム及び物品の製造方法
US11782411B2 (en) 2021-07-28 2023-10-10 Kla Corporation System and method for mitigating overlay distortion patterns caused by a wafer bonding tool
US11829077B2 (en) 2020-12-11 2023-11-28 Kla Corporation System and method for determining post bonding overlay
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