JPS59136927A - 露光処理方法 - Google Patents

露光処理方法

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JPS59136927A
JPS59136927A JP1169983A JP1169983A JPS59136927A JP S59136927 A JPS59136927 A JP S59136927A JP 1169983 A JP1169983 A JP 1169983A JP 1169983 A JP1169983 A JP 1169983A JP S59136927 A JPS59136927 A JP S59136927A
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JP
Japan
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test pattern
stage
pattern
sample
electron beam
Prior art date
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Pending
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JP1169983A
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English (en)
Inventor
Kenji Nakagawa
健二 中川
Kenji Sugishima
賢次 杉島
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70591Testing optical components
    • G03F7/706Aberration measurement
    • 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
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    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • GPHYSICS
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    • G03F7/70605Workpiece metrology
    • G03F7/70616Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70633Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (a)  発明の技術分野 本発明は半導体装置、・特に超大規模果績回路装置等の
製造工程におけるパターン形成のための露光処理の際の
破処理試料の弾性変形に起因するパターンの歪の補正方
法に関する。゛ (b)  技術の背景 半導体集積回路装置の大規模化のために、そのパターン
の微細化と高密度化が推進されているが、このパターン
を実現する微細加工技術は、レジストをパターニングす
る技術と、これをマスクとして半導体基体等をエツチン
グする技術との複合技術である。
光の波長(約05〔μm))による制約を超える超微細
なバターニングを実現する技術として電子ビーム露光方
法が実用化されつつある。電子ビーム露光方法は、(イ
)解像力が光に比べて茜く、ノー小線幅0.1 Cμm
″1程度までの#細図形を描画することことができる。
(ロ)パターンの位It ft1(度が高く、視野或い
はストライプの継ぎ精度が尚い。(ハ)前記(ロ)の特
徴によって視野を・継いで大きなパターンを描画するこ
とができる。に)コンピュータ処理で入力データを加工
できる。H光露光に比較して工4’H9が少ない。なぎ
の長所をゼして、単に旨屏l家力であるのみならず、パ
ターンジェネレータとしての機能及び製作時間が短縮さ
れる利点を向えている。
半導体装1dの製造工程において電子ビーム露光方法は
前述の利点から、(1)レチクル描画(拡大)。
(11)マスターマスク描画(等倍)及び(iii)ウ
ェーハ「接描画の倒れにも適用される。
(c)  従来技術と問題点 電子ビーム露光方法によるパターニングの一例トシテ、
マスタマスクのパターニングを検討する。
通常マスクブランクとしては、シリコン等の半導体ウェ
ーハより25[+m]程度大きい寸法の、ノlさ例えば
2.3CM)もしくはf、scmm)程度の低膨張率ガ
ラスもしくは合成石英板面に、金属クロム(Cr)を6
0乃至90 [m〕程度の膜厚にスパッタし、史に取子
ビームレジストを塗布した材料が用いられる。
電子ビーム露光装置の描画室にはマスクブランク或いは
ウェーハを載せるステージが水平に設置されている。′
電子ビーム描画はビームの偏向だけで試料全面を覆うこ
とができないので、試料を機械的に移動させて全面に描
画する。このために、ステージはX +lGl+及びY
軸方向にパルスモータ等によって移動できる構造とし、
その位置測定には例えばヘリウムネオンレーザ2用いた
干渉計が用いられて、誤差0.1〔ttJ以下の精度で
tlllIIXさ)しる。
マスクブランクk i:nJ記ステージにJli人・固
定した場合に、マスクブランクはその自14(にょって
変形し、また固定点の高さの変動によってもねじれが発
生し易い。第1図は3点で支持され/こマスクブランク
の変形を(゛v式的に示す斜視図である。また第2図は
一辺の長6約130(mJの正方形のマスクブランクを
図中Δ印で示す4点で固>1工して、その表面の高さを
図中十印で示す位置についでマスクブランクの中央を基
4としでイ則定した一列を示し、図中の曲巌は1〔μm
〕間隔の等10I A’Mを示す。
以上の例に見られる如く、マスクブランクは固定点に対
してその中央部分或いは自由端が垂下し、−辺の長さ約
130 (m)のマスクブランクの4隅を固定した場合
においては、そのJ1φ″大変位喰は5〔μm〕程度で
ある。
との変形したマスクブランクの断…1を第3図に示す。
図において1はマスクブランク、2は固雉点、3はマス
クブランクのす1#性変形の中立軸を示す。この弾性変
形によってマスクブランクの電子ビーム描画面に圧縮も
しくは引張り変形を生ずる。
図示した状態において電子ビーム描画面の縮み量又は伸
び一喰△Lは、Lを固定点間隔、tをマスクブランクの
厚さ、bを中央の変位楚とするとき、近似的に次式で示
される。
△L= 4 b t/L        (1)第2図
(a)及び(b)に示した例においては、L#120[
+++m〕、  bL:、5[μm:]、  t#2.
3 〔no++)であって、△L勢038〔μm〕であ
る。
以上の様に表面が伸縮した状態のマスクブランクに電子
ビーム描画を実施するならば、前記の縮み量又は伸び量
ΔLはパターンのピッチエラーとなシ、パターンに歪を
生ずる。
従来は0.5〔μm〕程度以内のピッチエラーは特に問
題とはされず見過されていた。しかしながら集積回路パ
ターンの微細化と集積規模の拡大を目的として、位置合
せ精度の許容誤差が厳しくなり、現在は前記ピッチエラ
ーを0.1〔μm〕以内に抑制することが要求されてい
る。
(d)  発明の目的 本発明は電子ビーム露光その他の半導体装置のパターン
形成処理に際して、被処理試料をステージに固定した状
態における該試料の弾性変ノヒによる被処理面の伸縮に
よるピッチエラーを防止することを目白りとする。
(e)  発明の構成 本発明の前記目的は、複数の被処理体を代表する試料を
露光装置のステージに固定して該試料にテストパターン
を形成する段階、前記ステージに固定された該試料の弾
性変形による岐処理面の伸び量又は、縮み量の分布を前
記テストパターンによって検出する段階、前記複処理体
を前記ステージに固定し、該被処理体に前記伸びIψ及
びI4hみ量の分布に基づいて補正された新帝のパター
ンを形成する段階を含む露光処理方法により達成される
(f)発13ηの実施u1 以下本発明を実施例により図面を参IF<j、して風体
的に説明する。
本発明をマスタマスクの亀子ビームj−・ル光によるパ
ターニングに1社用する1局合には、まずテストパター
ンを設定する。テストパターンとして本実症例において
は、第4図(a)に示す+マーク4を10〔關〕′間隔
で平面上に行及び列方向に直交配列したパターン6を一
採用している。しかしながら描画されたテストパターン
の位置測定を正確に行なうのに適した形状のマークが、
電子ビーム走査制御プログラム中で正確に表現し易い位
置に配設されたパターンであれば同様にテストパターン
として用いることができる。
本発明の実施に当っては第1にマスクブランクの代表試
料のσ〈択を行なう。この選択は例えば同一製造ロフト
に属するなどの相互に近似すると予想され、る複数のマ
スクブランクから抜取られた試料を電子ビーム露光装置
のステージに順次固定し、マスクブランク中央部分等の
変位(垂下)月を測定して、その測定値の分布の平均値
に近い値を示したマスクブランクを代表試料とするなど
、被処理試料のばらつきの実状に即して効果的に選択決
定することが必要である。また代表試料は拍数に限定さ
れず複数であってもよい。
上述の如く選択さルた代表試料を電子ビームリ6光装附
のステージに固定して前尤己のテストパターン5を描画
する。代表試料はステージt・′(固定されることによ
って弾性変形を生じているが、このテストパターン5の
描画はパターンの設計JIF(りに行なわれる。
次いで通常の現1家処理、エツチング処理等を実施して
前記描画を行なった代表試料を、クロム皮膜によるテス
トパターン5を有するテストパターン板6とする。
このテストパターン板6を平…i板上にtff iA、
 L/て弾性変形を生じていない状態とし、レーザ干渉
計等によって各マーク4の位置を測定して、各マーク4
のテストパターン板6上の(1lcと設Ml値とのずれ
と求める。
例えばマスクブランクがステージに固定された状態が第
2図に示した状態であるとすitば、このマスクブラン
クを用いて形成されたテストパターン板6においては、
第4図(b)に模式的に示す如く各マーク4の位置が外
側にずれる歪を生じている、テストパターンの中心を原
点Oとして第4図(a)に示す如<XI!III]及び
Y軸を設定すれば、この例において6オ座標X及びYの
増大とともに位置のずれが増大しているが、この各テス
トパターンの位置を測定して、各テストパターンの位置
のずれのX成分αX及びY成分αyを求めで、これらを
位置の関数としてαx(x、 y)及びαy(X、Y)
と表現することができる。このαX (X、 Y)及び
αy (X、 Y)を一枚の代表試料によって、もしく
は核敢枚の代表試料についての平均値として設定する。
電子ビーム露光装置のデータ転送系が第5図に例示する
如く構成されているとする。ただし、11は1.大気テ
ープ記憶装置、12は中央処理装置、13(オ磁気ディ
スク記憶装置、14は半導体記憶装置i1゜15は高速
制御装置、16は歪補正装置、17はデータ制御装置、
18はデジタル/アナログコンバータ、19は電子ビー
ム偏向電極である。従来の方法に必要とされるプログラ
ム及びデータに加えて、所要のパターン形成の本来の位
置座標X及びYをそiLそれ x’=x−αx(X、Y) Y’=Y−αy(X、Y) に座標変換するプログラム及びデータをイ1へ気テープ
等により前記システムに入力することによって電子ビー
ム蕗光処理位置が補正されて、マスクブランクがステー
ジから取外され弾性変形から回復した状態においてピッ
チエラーを0,1〔μm〕以内にとどめることができる
先に説明した実施、例はマスタマスクのI;)、子ビー
ム9j九処牌の1911であるプバ、ウェハに直F47
’ ′r1j’、子ビーム露光ビーム露光処理台、もし
くはリピータによりマスクを製作するS合にもウエノ・
もしくはマスクの変形の補正に本発明を両用して正確な
パターンの製品を供給することができる。
(g)  発明の詳細 な説明した如く本発明によれば、マスクもしくはウェハ
へのパターン形成のだめの露光処理に際して、被処理試
料の弾性変形に起因するパターンの歪すなわちピッチエ
ラーを充分に補正することが可能となり、超大規模集積
回路装置などの最も梢密で微細な処理を必要とする半導
体装置の実現に大きい効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術の問題の原因である仮処理試料の状態
を示す模式斜視図、第2図は被処理試料の表面の尚さの
分布例を示す図、第3図は被処理試料の形状の断面図、
第4図(a)は本発明の一実施例のテストパターンを示
す図、第4図(b)は本実施例のテストパターン板に形
成されるパターンの位II′#を示す模式図、第5図は
本発明の実施例の電子ビーム露光装置のデータ転送系の
ブロックダイヤグラムである。 図において、1はマスクブランク、2は固定点。 3は中立IIqll、4は+マーク、5はテストパター
ン。 6はテストパターン板、  11は磁気テープ記憶装R
,12は中央処理装置、13はイIkk気ディスク記憶
装置、14は半導体記憶装置、15は高速制御装置、1
6は歪補正装置、17はデータ71t制御装置。 18はデジタル/アナログコンバータ、19は電子ビー
ム偏向区似を示す〇 代理人 弁理士  松 岡 光陽i、j、゛’、:、、
)゛ニー’(j。 、□ 茅  1  閏 !、4   7.3   23   3.6    j
、5¥ 3 図 串 4図と4〕

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数の被処理体を代表する試料を露光装置のステージに
    固定して該試料にテストパターンを形成する段階、前記
    ステージに固定された該試料の弾性変形による被処理面
    の坤び量又は縮み量の分布を前記テストパターンによっ
    て検出する段階、前記被処理体を前記ステージに固定し
    、該被処理体に前記伸び用及び縮み量の分布に基づいて
    補正された所要のパターンを形成する段階を有すること
    を特徴とする露光処理方法。
JP1169983A 1983-01-27 1983-01-27 露光処理方法 Pending JPS59136927A (ja)

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JPS59136927A true JPS59136927A (ja) 1984-08-06

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