JPH118185A - 露光方法 - Google Patents

露光方法

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JPH118185A
JPH118185A JP9161004A JP16100497A JPH118185A JP H118185 A JPH118185 A JP H118185A JP 9161004 A JP9161004 A JP 9161004A JP 16100497 A JP16100497 A JP 16100497A JP H118185 A JPH118185 A JP H118185A
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JP
Japan
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reticle
exposure
wafer
rotation angle
exposure method
Prior art date
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Application number
JP9161004A
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English (en)
Inventor
Atsushi Someya
篤志 染矢
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH118185A publication Critical patent/JPH118185A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 限られた露光装置の中から最適な組み合わせ
を求めることには限界があり、露光装置のミックスアン
ドマッチ使用は、生産性の向上、コストの低減等による
強い必要性にもかかわらず非常に困難になっている。 【解決手段】 露光装置をミックスアンドマッチによっ
て運用する場合に、下層のパターンを作製するために露
光を行った露光装置と、上層のパターンを作製するため
に露光を行う露光装置との組み合わせのなかで、露光装
置の組み合わせ誤差が最小となるレチクルおよびウエハ
の回転角を選択して、その選択した回転角にレチクルお
よびウエハを露光装置にセットして露光を行うという露
光方法であり、上記レチクルおよびウエハの回転角は、
事前に各露光装置の組み合わせのなかで最適な回転角を
求めておき、例えばレチクルおよびウエハの回転角は、
0°(回転なし)、90°、180°および270°よ
り選択する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、露光方法に関し、
詳しくはミックスアンドマッチを用いた露光方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】最近の半導体装置の製造プロセスでは、
COO(Cost of Ownership )の観点から、露光工程に
おける露光装置のミックスアンドマッチ(Mix and Matc
h )運用への要求が高い。特にクリプトンフッ素(Kr
F)エキシマレーザ光を用いる露光を採用した半導体装
置の製造プロセスでは、プロセスコスト(装置、材料等
のコスト)の上昇を抑えるために、異波長露光装置間の
ミックスアンドマッチ、具体的にはKrFエキシマレー
ザ露光装置とi線露光装置とを用いることが必須であり
できるだけi線露光装置の使用比率を高めようという努
力がなされている。
【0003】露光装置のミックスアンドマッチの因子と
しては、レンズディストーション、ステージ、積算露光
量等がある。そのなかで最大の因子はショット内重ね合
わせであるレンズディストーションマッチングである。
このレンズディストーションマッチングをさらに分類す
ると、補正可能成分(シフト、倍率、回転等)と補正不
可能成分に分類できる。ショット内の重ね合わせ精度へ
の寄与としては、圧倒的に後者が大きいが、これはレン
ズ製造時にそのほとんどの性能が決定されるものであ
り、ユーザーでの改善(修正)はほとんど不可能であ
る。したがって、実際にはユーザーがミックスアンドマ
ッチ運用のための装置グルーピングを行う場合には、限
られた台数の中からその最適な組み合わせを求めること
になる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、限られ
た台数の中からその最適な組み合わせを求めることにも
限界があり、例えばダイナミックランダムアクセスメモ
リ(DRAM)の場合には64Mbit世代以降のデザ
インルール(例えば0.35μm以下のデザインルー
ル)での露光装置のミックスアンドマッチ使用は、生産
性の向上、コストの低減等による強い必要性にもかかわ
らず非常に困難になっている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた露光方法である。すなわち、露光
方法は、露光装置をミックスアンドマッチによって運用
する場合に、下層のパターンを作製するために露光を行
った露光装置と、上層のパターンを作製するために露光
を行う露光装置との組み合わせのなかで、露光装置の組
み合わせ誤差が最小となるレチクルおよびウエハの回転
角を選択して、その選択した回転角を該露光装置に設定
し、その露光装置にレチクルおよびウエハをセットして
露光を行うという方法である。上記レチクルおよびウエ
ハの回転角は、事前に各露光装置の組み合わせのなかで
最適な回転角を求めておき、例えばレチクルおよびウエ
ハの回転角は、0°、90°、180°および270°
より選択する。
【0006】上記露光方法では、露光装置間の組み合わ
せに加えてレチクルとウエハの回転角の組み合わせもあ
るので、ミックスアンドマッチにおける露光装置間の組
み合わせ数が増加する。そのため、より最適なマッチン
グを成しえる露光装置の組み合わせが選択し易くなる。
例えばm(m≧2)台の露光装置を2台1組に組み合わ
せる方法は(m−r0 )・(m−r1 )・・・(m−r
n )通り〔ただし、mが偶数の場合はm>rn =2n+
1、n=0,1,2,・・・<m/2、mが奇数の場合
はm>rn =2n、n=0,1,2,・・・<m/2〕
であり、一方1組の露光装置に対するレチクルおよびウ
エハの回転角(0°、90°、180°、270°)の
組み合わせは4×4=16通りである。したがって、
(m−r0)・(m−r1 )・・・(m−rn )×16
通りの組み合わせになる。このようにレチクルおよびウ
エハの回転角の組み合わせ分だけ、すなわち、露光装置
の選択の幅は従来の16倍に増加することになる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の露光方法に係わる実施形
態の一例を、図1のフローチャートによって説明する。
【0008】図1に示すように、複数の露光装置をミッ
クスアンドマッチによって運用する場合には、まず事前
に、「露光装置の組み合わせ誤差をレチクルおよびウエ
ハの回転角に応じて求める」S1により、下層のパター
ンを作製するために露光を行った露光装置と、上層のパ
ターンを作製するために露光を行う露光装置との組み合
わせにおける、レチクルおよびウエハの回転角ごとに露
光装置の組み合わせ誤差を求める。その際、回転角は、
一例として、0°(回転なし)、90°、180°、2
70°とする。
【0009】次いで「組み合わせ誤差最小の回転角の選
択」S2により、露光装置間の組み合わせ誤差が最小と
なるレチクルおよびウエハの最適な回転角を選択する。
【0010】続いて「選択した回転角を露光装置に設
定」S3により、ウエハに露光を行う露光装置に上記選
択した回転角を設定する。
【0011】その後、その露光装置にレチクルをセット
するともにウエハを所定の露光位置に搬送して、「ウエ
ハ露光」S4により、ウエハを露光する。
【0012】上記露光方法では、露光装置の組み合わせ
誤差をレチクルおよびウエハの回転角に応じて求めた
後、組み合わせ誤差が最小となるの回転角を選択するこ
とから、露光装置間の組み合わせに加えてレチクルとウ
エハの回転角の組み合わせも考慮されるので、ミックス
アンドマッチにおける露光装置間の組み合わせ数が増加
する。そのため、より最適なマッチングを成しえる露光
装置の組み合わせが選択し易くなる。
【0013】例えばm(m≧2)台の露光装置を2台1
組に組み合わせる方法は(m−r0)・(m−r1 )・
・・(m−rn )通り〔ただし、mが偶数の場合はm>
n=2n+1、n=0,1,2,・・・<m/2、m
が奇数の場合はm>rn =2n、n=0,1,2,・・
・<m/2〕であり、一方1組の露光装置に対するレチ
クルおよびウエハの回転角(0°、90°、180°、
270°)の組み合わせは4×4=16通りである。し
たがって、(m−r0 )・(m−r1 )・・・(m−r
n )×16通りの組み合わせになる。このようにレチク
ルおよびウエハの回転角の組み合わせ分だけ、すなわ
ち、露光装置の選択の幅が従来の16倍に増加すること
になる。
【0014】このように、本発明の露光方法は、レンズ
マッチングを可能にする一つの方法として、レチクルお
よびウエハを、0°、90°、180°、270°のい
ずれかに回転させて所定の露光位置にセットして露光を
行う方法であり、これにより組み合わせ数は格段に増加
するため、限られた装置数内の組み合わせにおいてもレ
ンズマッチングが可能になる。
【0015】以下に具体例をあげて説明する。例えば
A号機、B号機 C号機、D号機の4台で2台1組のペ
アを作るとする。従来の方法では、以下の表1に示すの
3通りの組み合わせになる。
【0016】
【表1】
【0017】それに対して上記説明した本発明の露光方
法では、上記A号機とB号機、C号機とD号機という組
み合わせの場合だけでも表2のように16通りになる。
【0018】
【表2】
【0019】したがって、全体では〔露光装置間の組み
合わせ〕×〔回転角の組み合わせ〕=3×16=48通
りの組み合わせが可能になる。このように組み合わせ数
が多くなればなるほど、レンズマッチング性能は向上す
る確率が増加するといえる。
【0020】次に、実際のデータでレンズマッチング性
能の向上について説明する。表3に示す測定座標は、シ
ョット内の測定位置であり、ショットの中心を(X,
Y)=(0,0)としている。また表3には、2台の露
光装置〔KrFエキシマレーザ露光装置(A号機)とi
線露光装置(B号機)〕の各レンズディストーションデ
ータ、この組み合わせでのレンズマッチング性能を従来
の方法(回転なし)と本発明の方法(90°回転、18
0°回転、270°回転)で計算した結果を示した。
【0021】
【表3】
【0022】表3の下段に示すように、従来の方法では
最悪値(絶対値)が0.090μmであったが、レンズ
マッチング誤差がレチクルおよびウエハを270°回転
させて露光位置にセットして露光することにより0.0
61μmに低減された。上記結果からも明らかなよう
に、レチクルおよびウエハを回転させることにより、露
光装置の選択の幅が広がった。
【0023】なお、レンズマッチング性の評価方法は幾
つかの方法がある。ここでは、最も一般的かつ現実的な
最悪値の絶対値にて評価を行った。その際、レンズマッ
チング解析ソフトウエアーには、NSV社製のLEMS
YSのMaximum Absolute Value(最大絶対値)を用い
た。
【0024】上記露光方法の実際の運用方法としては、
おおよそ以下のようになる。 (1)従来法による露光装置の各号機の組み合わせによ
るレンズマッチングの最適化の際に、本発明の方法のよ
うに、レチクルおよびウエハの回転による組み合わせも
含めた検討を事前に実施する。次いで、(2)製品ロッ
トが仕掛かったら、下層(ターゲットレイヤ)を処理し
た露光装置の号機を確認し、その号機との組み合わせ誤
差が最小となる号機およびその号機における最適回転角
を選択し、レチクルおよびウエハをその指示通りの露光
装置の露光位置にセットする。さらに最終的な回転角の
最適化を露光装置のウエハテーブルを回転(例えば±1
0ppm程度以下)させて行った後、露光を行う。
【0025】ところで、実際にこのようなレチクルおよ
びウエハを90°(または180°,270°)回転さ
せて露光位置にセットする場合に、レチクルセット時の
レチクルアライメントマークの位置が問題になる。
【0026】ここで、通常のアライメント方法を図2に
よって説明する。図2に示すように、レチクルアライメ
ントスコープ41によるアライメント位置にレチクルア
ライメントマーク12が合うようにレチクル11をセッ
トする。その後、レチクル11に露光のための光を照射
し、その像を投影レンズ系31を通してウエハ51に縮
小転写する。このようにして、レチクル11に描かれた
パターン17をウエハ51に形成されているレジスト膜
(図示省略)に縮小転写する。
【0027】したがって、レチクルは回転させない状態
でアライメントを行うようにレチクルアライメントマー
クが形成されている。そのため、回転させた場合にはそ
のレチクルアライメントマークを用いてアライメントを
行うことができなくなる。そこで、レチクルを回転して
もアライメントを行うことができるレチクルに係わる実
施形態の一例を、図3の概略構成図によって説明する。
【0028】図3に示すように、レチクル11には、実
素子パターン領域14とその周辺に設けられている遮光
領域15が形成されていて、この遮光領域15にレチク
ルアライメントマーク12が形成されている。このレチ
クルアライメントマーク12は、レチクル11を回転し
ない状態(0°)、0°の位置から90°回転させた状
態、0°の位置から180°回転させた状態、および0
°の位置から270°回転させた状態において、露光装
置に備えられているアライメントスコープ(図示省略)
に対応した位置に形成されている。例えばレチクル11
の回転中心Oに対して点対称位置に、しかもレチクル1
1を図面上、レチクル11を上下に2分する線Lxに対
して線対称位置にレチクルアライメントマーク12(第
1アライメントマーク12A,12B)が形成されてい
て、この第1アライメントマーク12A,12Bより上
記回転中心Oに対して90°回転させた位置に、しかも
レチクル11を図面上、左右に2分する線Ly(Lxに
対して回転中心Oで直交する線)に対して線対称位置に
レチクルアライメントマーク12(第2アライメントマ
ーク12C,12D)が形成されている。なお、上記各
レチクルアライメントマーク12は、使用する露光装置
のレチクルアライメントスコープの読み取り可能な形状
(図示省略)に形成されている。
【0029】上記レチクル11では、レチクルを90°
(または180°、270°)回転させた状態であって
も現行のレチクルアライメントスコープで計測できる位
置にレチクルアライメントマーク12が形成されている
ため、そのレチクル11を使用して露光を行うことによ
り、レチクルアライメントを容易にかつ高精度に行うこ
とが可能になる。これによって、レチクルおよびウエハ
の回転をミックスアンドマッチの選択要因に取り入れた
本発明の露光方法の運用がより円滑に行えるようにな
る。
【0030】因みに、ウエハに関しては、現行の露光装
置のままでほぼ対応は可能であるが、例えば露光装置の
プリアライメントに関するソフトウエアーおよびハード
ウエアーでの若干の改造が必要になることもある。
【0031】なお、本発明の露光方法のようにレチクル
を回転させて露光を行う方法を実現させるために、レチ
クルアライメントスコープ(例えば2本で一組)を少な
くとも2組以上用意してもよい。例えばレチクルの左右
および上下の対称の位置にレチクルアライメントマーク
が形成されているものでは2組のレチクルアライメント
スコープで0°、90°、180°、270°に回転さ
せた場合のレチクルアライメントが可能になるが、それ
以外の位置にレチクルアライメントマークが形成されて
いる場合には、それぞれのレチクルアライメントマーク
に対応したレチクルアライメントスコープが必要とな
り、その数は最大4組となる。しかしながら、レチクル
アライメントマーク数に対応させてレチクルアライメン
トスコープを増やすような構成では、アライメント装置
のコストを上昇させることになり好ましいとはいえな
い。したがって、2本で一組のレチクルアライメントス
コープで0°、90°、180°、270°に回転させ
た場合のレチクルアライメントが可能になる前記図3に
よって説明したレチクル11を露光に使用することは、
レチクルアライメント精度を低下させることなく、しか
も露光装置のコストを増加させることがないので、最良
の露光方法といえる。
【0032】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の露光方法
によれば、露光装置間の組み合わせに加えてレチクルと
ウエハの回転角の組み合わせが増加するので、ミックス
アンドマッチにおける露光装置間の組み合わせ数が増え
る。そのため、より最適なマッチングを成しえる露光装
置の組み合わせが選択し易くなるので、露光装置の組み
合わせ誤差を縮小することができる。それによって、ミ
ックスアンドマッチ性能を向上することができるため、
パターンずれを低減することが可能になるのでウエハの
再生処理を低減することができる。よって、生産性の向
上およびコストの削減を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の露光方法を説明するフローチャートで
ある。
【図2】レチクルアライメントを説明する概略構成図で
ある。
【図3】レチクルを説明する概略構成図である。
【符号の説明】
S1…露光装置の組み合わせ誤差をレチクルおよびウエ
ハの回転角に応じて求める、S2…組み合わせ誤差最小
の回転角の選択、S3…選択した回転角を露光装置に設
定、S4…ウエハ露光

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 露光装置をミックスアンドマッチによっ
    て運用する露光方法において、 下層のパターンを作製するために露光を行った露光装置
    と、上層のパターンを作製するために露光を行う露光装
    置との組み合わせのなかで、露光装置の組み合わせ誤差
    が最小となるレチクルおよびウエハの回転角を選択し、 前記選択した回転角を前記上層のパターンを作製するた
    めに露光を行う露光装置に設定し、該露光装置にレチク
    ルおよびウエハをセットして露光を行うことを特徴とす
    る露光方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の露光方法において、 前記レチクルおよびウエハの回転角は、事前に各露光装
    置の組み合わせのなかで最適な回転角を求めておくこと
    を特徴とする露光方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の露光方法において、 前記レチクルおよびウエハの回転角は、0°、90°、
    180°および270°より選択することを特徴とする
    露光方法。
  4. 【請求項4】 請求項2記載の露光方法において、 前記レチクルおよびウエハの回転角は、0°、90°、
    180°および270°より選択することを特徴とする
    露光方法。
  5. 【請求項5】 請求項3記載の露光方法において、 前記レチクルには、該レチクルを0°、90°、180
    °および270°回転させた際のそれぞれの回転角に対
    応した位置にレチクルアライメントマークを設けたもの
    を用いることを特徴とする露光方法。
  6. 【請求項6】 請求項4記載の露光方法において、 前記レチクルには、該レチクルを0°、90°、180
    °および270°回転させた際のそれぞれの回転角に対
    応した位置にレチクルアライメントマークを設けたもの
    を用いることを特徴とする露光方法。
  7. 【請求項7】 請求項5記載の露光方法において、 前記レチクルの回転中心に対して点対称位置に形成され
    た第1アライメントマークと、 前記第1アライメントマークより前記レチクルの回転中
    心に対して90°回転させた位置に形成された第2アラ
    イメントマークとを備えたレチクルを用いることを特徴
    とする露光方法。
  8. 【請求項8】 請求項6記載の露光方法において、 前記レチクルの回転中心に対して点対称位置に形成され
    た第1アライメントマークと、 前記第1アライメントマークより前記レチクルの回転中
    心に対して90°回転させた位置に形成された第2アラ
    イメントマークとを備えたレチクルを用いることを特徴
    とする露光方法。
JP9161004A 1997-06-18 1997-06-18 露光方法 Pending JPH118185A (ja)

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JP9161004A JPH118185A (ja) 1997-06-18 1997-06-18 露光方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004118134A (ja) * 2002-09-30 2004-04-15 Hitachi Ltd 液晶表示素子の製造方法および液晶表示素子の製造システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004118134A (ja) * 2002-09-30 2004-04-15 Hitachi Ltd 液晶表示素子の製造方法および液晶表示素子の製造システム

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