JP2000223404A - 荷電粒子線露光装置における位置合わせ用マークの検出方法 - Google Patents
荷電粒子線露光装置における位置合わせ用マークの検出方法Info
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 位置合わせ用の露光により、基板の位置合わ
せ用マークが破損されることを防止する方法を提供す
る。 【解決手段】 位置合わせ用マークを検出するときに照
射する荷電粒子線のドーズ量を、通常のパターン形成に
使用されるドーズ量の１／２とすれば、当初の膜厚の85
％以上が残存することになる。これにより、マーク検出
を行っても位置合わせ用マーク上のレジストがなお残留
しており、位置合わせ用マークが破損することがない。
せ用マークが破損されることを防止する方法を提供す
る。 【解決手段】 位置合わせ用マークを検出するときに照
射する荷電粒子線のドーズ量を、通常のパターン形成に
使用されるドーズ量の１／２とすれば、当初の膜厚の85
％以上が残存することになる。これにより、マーク検出
を行っても位置合わせ用マーク上のレジストがなお残留
しており、位置合わせ用マークが破損することがない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子線露光装
置において、ウェハー等の被露光基板に設けられた位置
合わせ用マークを保護しながら、位置合わせ用マークを
検出する方法に関するものである。
置において、ウェハー等の被露光基板に設けられた位置
合わせ用マークを保護しながら、位置合わせ用マークを
検出する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】荷電粒子線露光装置においては、レチク
ルやマスク（まとめてレチクルという）に形成されたパ
ターンの像を、荷電粒子線によって、ウェハー等の被露
光基板（単に基板という）に転写している。この際、レ
チクルと基板の相対位置を正確に合わせるために、レチ
クルに位置合わせ用パターンが、基板に位置合わせ用マ
ークが、それぞれ設けられている。そして、レチクルの
位置合わせ用パターンを通過した荷電粒子線を基板の位
置合わせ用マークに照射してスキャニングし、その際発
生する２次電子を検出する等により、位置合わせを行
う。
ルやマスク（まとめてレチクルという）に形成されたパ
ターンの像を、荷電粒子線によって、ウェハー等の被露
光基板（単に基板という）に転写している。この際、レ
チクルと基板の相対位置を正確に合わせるために、レチ
クルに位置合わせ用パターンが、基板に位置合わせ用マ
ークが、それぞれ設けられている。そして、レチクルの
位置合わせ用パターンを通過した荷電粒子線を基板の位
置合わせ用マークに照射してスキャニングし、その際発
生する２次電子を検出する等により、位置合わせを行
う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】基板に形成された位置
合わせ用マークの上にはレジストが塗布されているが、
ポジ型レジストを使用した場合、位置合わせ用の荷電粒
子線の照射によりレジストが露光される結果、レジスト
を現像した場合にレジストが除去され、続いて行われる
エッチング等により位置合わせ用マークが破損してしま
う。これに対応するためには、改めて位置合わせ用マー
クを作成しなおす必要があり、しかも、新たなマークを
作るためのスペースを空けておく必要があるため、全体
の工程を複雑にすると共に、チップの有効面積を減少さ
せていた。
合わせ用マークの上にはレジストが塗布されているが、
ポジ型レジストを使用した場合、位置合わせ用の荷電粒
子線の照射によりレジストが露光される結果、レジスト
を現像した場合にレジストが除去され、続いて行われる
エッチング等により位置合わせ用マークが破損してしま
う。これに対応するためには、改めて位置合わせ用マー
クを作成しなおす必要があり、しかも、新たなマークを
作るためのスペースを空けておく必要があるため、全体
の工程を複雑にすると共に、チップの有効面積を減少さ
せていた。
【０００４】一方、ネガ型レジストを使用した場合は、
逆にマーク検出の際の露光量が不充分であると、レジス
トを現像した場合にレジストが除去され、続いて行われ
るエッチング等により位置合わせ用マークが損傷してし
まう。これに対する対策として、描画方式の荷電粒子線
露光装置においては、位置合わせ用マークの領域を過剰
に露光することによってレジストが除去されないように
して、位置合わせ用マークを保護することが行われてい
る。しかし、被露光領域を複数のストライプに分割し、
各ストライプの長手方向にレチクルと基板を連続移動さ
せながらレチクルから基板への転写を行う方式（分割投
影転写方式）の荷電粒子線露光装置においては、スルー
プットを落とさずに位置合わせ用マークの領域を過剰に
露光する方式が開発されていないのが現状である。
逆にマーク検出の際の露光量が不充分であると、レジス
トを現像した場合にレジストが除去され、続いて行われ
るエッチング等により位置合わせ用マークが損傷してし
まう。これに対する対策として、描画方式の荷電粒子線
露光装置においては、位置合わせ用マークの領域を過剰
に露光することによってレジストが除去されないように
して、位置合わせ用マークを保護することが行われてい
る。しかし、被露光領域を複数のストライプに分割し、
各ストライプの長手方向にレチクルと基板を連続移動さ
せながらレチクルから基板への転写を行う方式（分割投
影転写方式）の荷電粒子線露光装置においては、スルー
プットを落とさずに位置合わせ用マークの領域を過剰に
露光する方式が開発されていないのが現状である。
【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、ポジ型レジストを使用した基板においては、
位置合わせ用の露光に伴なって発生する基板の位置合わ
せ用マークの破損を防止する方法、ネガ型レジストを使
用した基板においては、分割投影転写方式においても、
スループットを落とさないで基板の位置合わせ用マーク
の破損を防止する方法を提供することを課題とする。
たもので、ポジ型レジストを使用した基板においては、
位置合わせ用の露光に伴なって発生する基板の位置合わ
せ用マークの破損を防止する方法、ネガ型レジストを使
用した基板においては、分割投影転写方式においても、
スループットを落とさないで基板の位置合わせ用マーク
の破損を防止する方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、荷電粒子線露光装置において、ポジ型
レジストが塗布された基板上の位置合わせ用マークを、
荷電粒子線により走査して検出する方法であって、位置
合わせ用マークを検出する際に当該位置合わせ用マーク
に与えられる荷電粒子線のドーズ量を、通常の露光面に
おけるパターンが受けるドーズ量よりも少なくすること
を特徴とする荷電粒子線露光装置における位置合わせ用
マークの検出方法（請求項１）である。
の第１の手段は、荷電粒子線露光装置において、ポジ型
レジストが塗布された基板上の位置合わせ用マークを、
荷電粒子線により走査して検出する方法であって、位置
合わせ用マークを検出する際に当該位置合わせ用マーク
に与えられる荷電粒子線のドーズ量を、通常の露光面に
おけるパターンが受けるドーズ量よりも少なくすること
を特徴とする荷電粒子線露光装置における位置合わせ用
マークの検出方法（請求項１）である。
【０００７】本手段においては、位置合わせ用マークの
受けるドーズ量が、通常の露光面におけるパターンが受
けるドーズ量よりも少ないので、レジストを現像したと
き、位置合わせ用マーク上のレジストの厚さが減少する
量が少なくなる。よって、位置合わせマーク検出時のド
ーズ量を管理すれば、位置合わせ用マークが損傷される
ことがなくなる。
受けるドーズ量が、通常の露光面におけるパターンが受
けるドーズ量よりも少ないので、レジストを現像したと
き、位置合わせ用マーク上のレジストの厚さが減少する
量が少なくなる。よって、位置合わせマーク検出時のド
ーズ量を管理すれば、位置合わせ用マークが損傷される
ことがなくなる。
【０００８】前記課題を解決するための第２の手段は、
前記第１の手段であって、位置合わせ用マークを検出す
る際に当該位置合わせ用マークに与えられる荷電粒子線
のドーズ量を、通常の露光面におけるパターンが受ける
ドーズ量の１／２よりも少なくすることを特徴とするも
の（請求項２）である。
前記第１の手段であって、位置合わせ用マークを検出す
る際に当該位置合わせ用マークに与えられる荷電粒子線
のドーズ量を、通常の露光面におけるパターンが受ける
ドーズ量の１／２よりも少なくすることを特徴とするも
の（請求項２）である。
【０００９】ほとんどのポジ型レジストの場合、露光時
の荷電粒子線のドーズ量をパターンが形成される（すな
わちレジストが完全に除去される）ドーズ量の１／２以
下とすれば、その露光によるレジストの膜減りは、始め
に塗布されたレジスト膜厚の15％以下になる。
の荷電粒子線のドーズ量をパターンが形成される（すな
わちレジストが完全に除去される）ドーズ量の１／２以
下とすれば、その露光によるレジストの膜減りは、始め
に塗布されたレジスト膜厚の15％以下になる。
【００１０】前記課題を解決するための第３の手段は、
前記第１の手段又は第２の手段であって、位置合わせ用
マーク、及びそれを検出するための荷電粒子線が、各
々、適切なピッチで配列された複数のパターンからなる
ことをを特徴とするもの（請求項３）である。
前記第１の手段又は第２の手段であって、位置合わせ用
マーク、及びそれを検出するための荷電粒子線が、各
々、適切なピッチで配列された複数のパターンからなる
ことをを特徴とするもの（請求項３）である。
【００１１】本手段においては、基板上に位置合わせ用
マークを、適切なピッチで複数配置する。そして、それ
を検出する荷電粒子線も、位置合わせ用マークと同じピ
ッチで形成された複数のパターンからなるものとする。
このようにして、荷電粒子線をスキャンして、複数の位
置合わせ用マークから放出される２次電子等の和を検出
して位置合わせを行うことにより、個々の位置合わせ用
マークが受けるドーズ量を少なくした状態で位置合わせ
を行うことができる。
マークを、適切なピッチで複数配置する。そして、それ
を検出する荷電粒子線も、位置合わせ用マークと同じピ
ッチで形成された複数のパターンからなるものとする。
このようにして、荷電粒子線をスキャンして、複数の位
置合わせ用マークから放出される２次電子等の和を検出
して位置合わせを行うことにより、個々の位置合わせ用
マークが受けるドーズ量を少なくした状態で位置合わせ
を行うことができる。
【００１２】前記課題を解決するための第４の手段は、
被露光領域を複数のストライプに分割し、各ストライプ
の長手方向にレチクルと基板を連続移動させながらレチ
クルから基板への転写を行う荷電粒子線露光装置におい
て、ネガ型レジストが塗布された基板上の位置合わせ用
マークを、荷電粒子線により走査して検出する方法であ
って、位置合わせ用マーク検出用パターン領域に近接し
て、基板の位置合わせ用マーク保護用パターン領域が形
成されたレチクルを用い、マーク検出用の露光の前又は
後に、前記基板の位置合わせ用マーク保護用パターンを
通過した荷電粒子線により、基板の位置合わせ用マーク
を露光する工程を含むことを特徴とする荷電粒子線露光
装置における位置合わせ用マークの検出方法（請求項
４）である。
被露光領域を複数のストライプに分割し、各ストライプ
の長手方向にレチクルと基板を連続移動させながらレチ
クルから基板への転写を行う荷電粒子線露光装置におい
て、ネガ型レジストが塗布された基板上の位置合わせ用
マークを、荷電粒子線により走査して検出する方法であ
って、位置合わせ用マーク検出用パターン領域に近接し
て、基板の位置合わせ用マーク保護用パターン領域が形
成されたレチクルを用い、マーク検出用の露光の前又は
後に、前記基板の位置合わせ用マーク保護用パターンを
通過した荷電粒子線により、基板の位置合わせ用マーク
を露光する工程を含むことを特徴とする荷電粒子線露光
装置における位置合わせ用マークの検出方法（請求項
４）である。
【００１３】本手段においては、位置合わせ用マーク検
出用パターン領域に近接して、基板の位置合わせ用マー
ク保護用パターン領域が形成されたレチクルを用いる。
そして、マーク検出用の露光の前又は後に、基板の位置
合わせ用マーク保護用パターンを通過した荷電粒子線に
より、基板の位置合わせ用マークを露光する。これによ
り、基板の位置合わせ用マーク上のレジストは、十分な
量の露光を受けることになる。基板の位置合わせ用マー
ク保護用パターンを通過した荷電粒子線による、基板の
位置合わせ用マークの露光は、その露光位置が多少ずれ
てもかまわないので、正確な位置合わせが必要でなく、
レチクルや基板の加減速中に行うことができる。よっ
て、このような基板の位置合わせ用マーク保護のための
追加的露光により、露光シーケンスのスループットが低
下することがない。
出用パターン領域に近接して、基板の位置合わせ用マー
ク保護用パターン領域が形成されたレチクルを用いる。
そして、マーク検出用の露光の前又は後に、基板の位置
合わせ用マーク保護用パターンを通過した荷電粒子線に
より、基板の位置合わせ用マークを露光する。これによ
り、基板の位置合わせ用マーク上のレジストは、十分な
量の露光を受けることになる。基板の位置合わせ用マー
ク保護用パターンを通過した荷電粒子線による、基板の
位置合わせ用マークの露光は、その露光位置が多少ずれ
てもかまわないので、正確な位置合わせが必要でなく、
レチクルや基板の加減速中に行うことができる。よっ
て、このような基板の位置合わせ用マーク保護のための
追加的露光により、露光シーケンスのスループットが低
下することがない。
【００１４】前記課題を解決するための第５の手段は、
前記第４の手段であって、位置合わせ用マークを露光す
る工程は、試料台及びレチクルステージの加速中又は減
速中に行うことを特徴とするもの（請求項５）である。
前記第４の手段であって、位置合わせ用マークを露光す
る工程は、試料台及びレチクルステージの加速中又は減
速中に行うことを特徴とするもの（請求項５）である。
【００１５】本手段においては、位置合わせ用マークを
露光する工程は、試料台及びレチクルステージの加速中
又は減速中に行うので、全体の露光プロセスのスループ
ットを下げずにマークの検出が可能となる。
露光する工程は、試料台及びレチクルステージの加速中
又は減速中に行うので、全体の露光プロセスのスループ
ットを下げずにマークの検出が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図を用いて説明する。図１は、ポジ型レジストを用
いた場合の、電子線の露光ドーズ量（μＣ／cm2）と、
残存レジスト膜厚の相対値である。横軸は露光ドーズ量
（常用対数値）、縦軸は当初の膜厚を１とした場合の残
存レジスト膜厚を示す。図中の英字はレジストの種類に
対応する。これを見ると、ａ、ｂのレジストは、６（μ
Ｃ／cm2）以上のドーズ量の露光でレジストが完全に除
去され、パターンが形成されるが、ドーズ量を３（μＣ
／cm2）以下とした場合、ａのレジストでは86％以上
が、ｂのレジストでは90％が残存する。
て、図を用いて説明する。図１は、ポジ型レジストを用
いた場合の、電子線の露光ドーズ量（μＣ／cm2）と、
残存レジスト膜厚の相対値である。横軸は露光ドーズ量
（常用対数値）、縦軸は当初の膜厚を１とした場合の残
存レジスト膜厚を示す。図中の英字はレジストの種類に
対応する。これを見ると、ａ、ｂのレジストは、６（μ
Ｃ／cm2）以上のドーズ量の露光でレジストが完全に除
去され、パターンが形成されるが、ドーズ量を３（μＣ
／cm2）以下とした場合、ａのレジストでは86％以上
が、ｂのレジストでは90％が残存する。
【００１７】よって、通常のパターン形成に使用される
ドーズ量の１／２とすれば、当初の膜厚の85％以上が残
存することになる。同様のことはｃのレジストについて
も、数値は異なるが当てはまり、ほとんどのレジストに
共通である。従って、位置合わせ用マークを検出すると
きに照射する荷電粒子線のドーズ量を、通常のパターン
形成に使用されるドーズ量の１／２とすることにより、
位置合わせ用マーク上のレジストがなお残留しており、
位置合わせ用マークが破損することがない。場合によっ
ては、使用するレジストのγ値と完成までのウェハーの
露光回数に応じて低減させたドーズ量により露光を行っ
てもよい。
ドーズ量の１／２とすれば、当初の膜厚の85％以上が残
存することになる。同様のことはｃのレジストについて
も、数値は異なるが当てはまり、ほとんどのレジストに
共通である。従って、位置合わせ用マークを検出すると
きに照射する荷電粒子線のドーズ量を、通常のパターン
形成に使用されるドーズ量の１／２とすることにより、
位置合わせ用マーク上のレジストがなお残留しており、
位置合わせ用マークが破損することがない。場合によっ
ては、使用するレジストのγ値と完成までのウェハーの
露光回数に応じて低減させたドーズ量により露光を行っ
てもよい。
【００１８】図２に、このようなドーズ量を減少した露
光を行うための方法の例を示す。図２において、１はウ
ェハーに形成された位置合わせ用マークで、図では３個
形成されており、その幅はＡ、ピッチはＢである。２は
レチクルに設けられた位置合わせ用マークの像（電子
線）であり、やはり３個設けられ、その幅はＣ、ピッチ
は位置合わせ用マーク１のピッチと同じＢである。電子
線２は、偏向器によって偏向され、ピッチＢを、時間Ｔ
にわたって等速度でスキャンする。
光を行うための方法の例を示す。図２において、１はウ
ェハーに形成された位置合わせ用マークで、図では３個
形成されており、その幅はＡ、ピッチはＢである。２は
レチクルに設けられた位置合わせ用マークの像（電子
線）であり、やはり３個設けられ、その幅はＣ、ピッチ
は位置合わせ用マーク１のピッチと同じＢである。電子
線２は、偏向器によって偏向され、ピッチＢを、時間Ｔ
にわたって等速度でスキャンする。
【００１９】各位置合わせ用マーク１に電子線が当たっ
た場合に放出される２次電子は、２次電子検出器により
検出され、２次電子の数が最も多くなったときに、各電
子線２が各位置合わせ用マーク１に一致したと判断し、
この信号に基づき、レチクルとウェハーの位置合わせを
行う。
た場合に放出される２次電子は、２次電子検出器により
検出され、２次電子の数が最も多くなったときに、各電
子線２が各位置合わせ用マーク１に一致したと判断し、
この信号に基づき、レチクルとウェハーの位置合わせを
行う。
【００２０】通常のパターン部が露光される時間をＴ’
とし、通常のパターン部の露光時と、位置合わせのため
の露光時においてレチクルを照射する電子線の単位面積
当たりの強度が変わらないとすれば、位置合わせのため
の露光において位置合わせ用マーク１上のレジストが受
けるドーズ量は、通常のパターンが受けるドーズ量のＣ
Ｔ／｛（Ｂ＋Ｃ）Ｔ’｝倍のドーズ量となる。ＣとＴを
適当に選ぶことにより、この値を１以下にすると、位置
合わせ用マーク１上のレジストが受けるドーズ量を通常
のパターン部が受けるドーズ量より小さい任意の値にす
ることができる。ここで、Ｔは走査時間であり、通常は
Ｔ’と等しい。
とし、通常のパターン部の露光時と、位置合わせのため
の露光時においてレチクルを照射する電子線の単位面積
当たりの強度が変わらないとすれば、位置合わせのため
の露光において位置合わせ用マーク１上のレジストが受
けるドーズ量は、通常のパターンが受けるドーズ量のＣ
Ｔ／｛（Ｂ＋Ｃ）Ｔ’｝倍のドーズ量となる。ＣとＴを
適当に選ぶことにより、この値を１以下にすると、位置
合わせ用マーク１上のレジストが受けるドーズ量を通常
のパターン部が受けるドーズ量より小さい任意の値にす
ることができる。ここで、Ｔは走査時間であり、通常は
Ｔ’と等しい。
【００２１】図２において、位置合わせ用マーク１と、
レチクルに設けられた位置合わせ用マークの像（電子
線）２を複数設けているのは、位置合わせに必要な量の
２次電子を発生するために、位置合わせ用マーク１が受
ける電子線のドーズ量を少なくするためである。図２で
は各々３個設けられているが、この数を多くすれば、位
置合わせ用マーク領域が受ける電子線のドーズ量をさら
に少なくすることができる。
レチクルに設けられた位置合わせ用マークの像（電子
線）２を複数設けているのは、位置合わせに必要な量の
２次電子を発生するために、位置合わせ用マーク１が受
ける電子線のドーズ量を少なくするためである。図２で
は各々３個設けられているが、この数を多くすれば、位
置合わせ用マーク領域が受ける電子線のドーズ量をさら
に少なくすることができる。
【００２２】次に、ネガレジストを使用した基板の位置
合わせ用マークの保護について、本発明が前提としてい
る分割投影転写方式の露光装置を図３及び図４に従って
説明する。
合わせ用マークの保護について、本発明が前提としてい
る分割投影転写方式の露光装置を図３及び図４に従って
説明する。
【００２３】図３は分割露光の単位を示す図である。ま
ず、基板（通常はウェハである）上には複数のチップが
形成され、さらにチップはストライプに、ストライプは
サブフィールドに分割される。レチクルも同様に分割さ
れている。
ず、基板（通常はウェハである）上には複数のチップが
形成され、さらにチップはストライプに、ストライプは
サブフィールドに分割される。レチクルも同様に分割さ
れている。
【００２４】分割投影露光装置では通常、図４に示すよ
うな方法で露光が行われる。まず、レチクルステージと
ウェハステージは対応するストライプの中心を縮小比に
従った速度で定速移動する。電子線はレチクル上のサブ
フィールドを照明し、レチクル上に形成されたパターン
は、投影光学系によって試料上に投影露光される。
うな方法で露光が行われる。まず、レチクルステージと
ウェハステージは対応するストライプの中心を縮小比に
従った速度で定速移動する。電子線はレチクル上のサブ
フィールドを照明し、レチクル上に形成されたパターン
は、投影光学系によって試料上に投影露光される。
【００２５】そして、電子線をレチクルステージの進行
方向と略直角な方向に偏向させ、順次、一列に配置され
たサブフィールドの投影露光を行う。一列のサブフィー
ルドの投影露光が終了すると、次の列のサブフィールド
の投影露光を開始するが、その際、図４に示すように電
子線の偏向方向を逆にして、順次サブフィールドの投影
露光を行うことにより、スループットを上げるようにし
ている。
方向と略直角な方向に偏向させ、順次、一列に配置され
たサブフィールドの投影露光を行う。一列のサブフィー
ルドの投影露光が終了すると、次の列のサブフィールド
の投影露光を開始するが、その際、図４に示すように電
子線の偏向方向を逆にして、順次サブフィールドの投影
露光を行うことにより、スループットを上げるようにし
ている。
【００２６】このような方法で露光が行われるため、従
来の荷電粒子線露光装置と比較すると、サブフィールド
領域が一括露光され、またレチクルには露光すべきパタ
ーンが全て形成されているため、非常にスループットを
向上させることができる。
来の荷電粒子線露光装置と比較すると、サブフィールド
領域が一括露光され、またレチクルには露光すべきパタ
ーンが全て形成されているため、非常にスループットを
向上させることができる。
【００２７】この露光方式で使用するレチクルは、光を
使用した露光装置の場合とは異なり、サブフィールド部
（パターン部）とその周辺の梁部に分割されている。梁
部はレチクル自体の強度を保つためや、照明ビームが確
実に露光すべきサブフィールドのみを選択するための目
的で設けられている。
使用した露光装置の場合とは異なり、サブフィールド部
（パターン部）とその周辺の梁部に分割されている。梁
部はレチクル自体の強度を保つためや、照明ビームが確
実に露光すべきサブフィールドのみを選択するための目
的で設けられている。
【００２８】図５は、分割投影型の電子線露光装置にお
いて、ネガ型レジストが塗布されたウェハー用に対応し
て用いられるレチクルの一部を示す図であり、本発明の
実施の形態に用いられるものである。図５において、１
０は一つのストライプを示し、１１は梁部である。そし
て、１２は転写パターンが形成された一般のサブフィー
ルドを示す。１３はｘ方向位置合わせ用マーク検出用の
ビームを作るサブフィールド、１４はｙ方向位置合わせ
用マーク検出用のビームを作るサブフィールド、１５は
マーク保護用のビームを作るサブフィールド、１６はｘ
軸方向位置合わせ用マーク用パターン、１７はｙ軸方向
位置合わせ用マーク用パターンである。
いて、ネガ型レジストが塗布されたウェハー用に対応し
て用いられるレチクルの一部を示す図であり、本発明の
実施の形態に用いられるものである。図５において、１
０は一つのストライプを示し、１１は梁部である。そし
て、１２は転写パターンが形成された一般のサブフィー
ルドを示す。１３はｘ方向位置合わせ用マーク検出用の
ビームを作るサブフィールド、１４はｙ方向位置合わせ
用マーク検出用のビームを作るサブフィールド、１５は
マーク保護用のビームを作るサブフィールド、１６はｘ
軸方向位置合わせ用マーク用パターン、１７はｙ軸方向
位置合わせ用マーク用パターンである。
【００２９】このレチクルは、ストライプ１０の長手方
向すなわちｙ方向に移動する。ストライブ１０のｙ方向
の各両端部には、マーク保護用のビームを作るサブフィ
ールド１５が図のように設けられ、続いてその内側に、
ｘ方向位置合わせ用マーク検出用のビームを作るサブフ
ィールド１３と、ｙ方向位置合わせ用マーク検出用のビ
ームを作るサブフィールド１４とが、図のように交互に
設けられている。ウェハーのサブフィールドの構成は、
マーク保護用のビームを作るサブフィールド１５が設け
られていない他は、レチクルのサブフィールドの構成と
同じようになっている。なお、図においては、サブフィ
ールド１３、１４、１５は、ストライプの両側に設けら
れているが、ストライプが最初に露光される方の側のみ
に設けてもよい。
向すなわちｙ方向に移動する。ストライブ１０のｙ方向
の各両端部には、マーク保護用のビームを作るサブフィ
ールド１５が図のように設けられ、続いてその内側に、
ｘ方向位置合わせ用マーク検出用のビームを作るサブフ
ィールド１３と、ｙ方向位置合わせ用マーク検出用のビ
ームを作るサブフィールド１４とが、図のように交互に
設けられている。ウェハーのサブフィールドの構成は、
マーク保護用のビームを作るサブフィールド１５が設け
られていない他は、レチクルのサブフィールドの構成と
同じようになっている。なお、図においては、サブフィ
ールド１３、１４、１５は、ストライプの両側に設けら
れているが、ストライプが最初に露光される方の側のみ
に設けてもよい。
【００３０】照明光学系から照射された電子線は、ま
ず、サブフィールド１５を走査し、そこに明けられた穴
のパターンのビームを、ウェハーの位置合わせ用マーク
が設けられたサブフィールドに転写する。その際、ウェ
ハーの位置合わせ用マークが設けられているサブフィー
ルドのｙ方向の位置は、サブフィールド１３、１４の位
置に対応しているので、ｙ方向に１サブフィールド分だ
け余分に偏向をかけて、サブフィールド１５の像が、ウ
ェハー側の位置合わせ用マークが設けられたサブフィー
ルドに転写されるようにする。これにより、ウェハーの
位置合わせ用マークが設けられたサブフィールドには、
予め十分な露光が行われることになる。
ず、サブフィールド１５を走査し、そこに明けられた穴
のパターンのビームを、ウェハーの位置合わせ用マーク
が設けられたサブフィールドに転写する。その際、ウェ
ハーの位置合わせ用マークが設けられているサブフィー
ルドのｙ方向の位置は、サブフィールド１３、１４の位
置に対応しているので、ｙ方向に１サブフィールド分だ
け余分に偏向をかけて、サブフィールド１５の像が、ウ
ェハー側の位置合わせ用マークが設けられたサブフィー
ルドに転写されるようにする。これにより、ウェハーの
位置合わせ用マークが設けられたサブフィールドには、
予め十分な露光が行われることになる。
【００３１】続いて、照明光学系から照射された電子線
は、ｘ方向位置合わせ用マーク検出用のビームを作るサ
ブフィールド１３と、ｙ方向位置合わせ用マーク検出用
のビームを作るサブフィールド１４とを走査し、そのパ
ターンの電子線をウェハー側の位置合わせ用マークが設
けられたサブフィールドに照射しながら走査を行う。こ
の走査は、ｘ方向位置合わせ用マークを検出する場合に
はｘ方向に、ｙ方向位置合わせ用マークを検出する場合
にはｙ軸方向に行われ、これを交互に繰り返しながら、
横方向に並んだサブフィールド１３、１４が順次走査さ
れる。
は、ｘ方向位置合わせ用マーク検出用のビームを作るサ
ブフィールド１３と、ｙ方向位置合わせ用マーク検出用
のビームを作るサブフィールド１４とを走査し、そのパ
ターンの電子線をウェハー側の位置合わせ用マークが設
けられたサブフィールドに照射しながら走査を行う。こ
の走査は、ｘ方向位置合わせ用マークを検出する場合に
はｘ方向に、ｙ方向位置合わせ用マークを検出する場合
にはｙ軸方向に行われ、これを交互に繰り返しながら、
横方向に並んだサブフィールド１３、１４が順次走査さ
れる。
【００３２】サブフィールド１３、１４を通過した電子
線のパターンが、ウェハーの位置合わせ用マークを照射
すると、位置合わせ用マークから２次電子が放出される
ので、これを検出することにより、レチクルとウェハー
の相対位置関係を検出する。そして、検出された相対位
置関係に基づいてレチクルとウェハーの位置合わせを行
い、以後、通常のサブフィールド１２の露光転写を実施
する。
線のパターンが、ウェハーの位置合わせ用マークを照射
すると、位置合わせ用マークから２次電子が放出される
ので、これを検出することにより、レチクルとウェハー
の相対位置関係を検出する。そして、検出された相対位
置関係に基づいてレチクルとウェハーの位置合わせを行
い、以後、通常のサブフィールド１２の露光転写を実施
する。
【００３３】この方式によれば、ウェハーの位置合わせ
用マークが設けられているサブフィールドは、サブフィ
ールド１５に明けられた穴を通過する電子ビームによっ
て十分な露光を受けているので、ネガ型レジストは現像
した場合に残留し、その下にある位置合わせ用マークが
損傷することはない。
用マークが設けられているサブフィールドは、サブフィ
ールド１５に明けられた穴を通過する電子ビームによっ
て十分な露光を受けているので、ネガ型レジストは現像
した場合に残留し、その下にある位置合わせ用マークが
損傷することはない。
【００３４】サブフィールド１５に明けられた穴を通過
する電子ビームでウェハーの位置合わせ用マークが設け
られたサブフィールドを照射するためには、前述のよう
に、通常のｙ軸偏向の他に１サブフィールド分（たとえ
ば250μｍ程度）のｙ軸偏向を加えなけばならないが、
この位置合わせ用マーク保護用の露光は、数μｍ程度位
置がずれても特に問題はないので、収差の問題は特に気
にしなくてもよい。さらに、位置が多少ずれてもよい関
係上、この露光を、通常の露光転写が行われていないス
テージの加減速中に実施することができるので、スルー
プットを低下させることはない。
する電子ビームでウェハーの位置合わせ用マークが設け
られたサブフィールドを照射するためには、前述のよう
に、通常のｙ軸偏向の他に１サブフィールド分（たとえ
ば250μｍ程度）のｙ軸偏向を加えなけばならないが、
この位置合わせ用マーク保護用の露光は、数μｍ程度位
置がずれても特に問題はないので、収差の問題は特に気
にしなくてもよい。さらに、位置が多少ずれてもよい関
係上、この露光を、通常の露光転写が行われていないス
テージの加減速中に実施することができるので、スルー
プットを低下させることはない。
【００３５】なお、図５に示すように、ｘ軸方向位置合
わせ用マーク用パターン１６、ｙ軸方向位置合わせ用マ
ーク用パターン１７は、あまり長いと熱的に不安定とな
るので、10〜50μｍのものを多数並べるようにしてい
る。
わせ用マーク用パターン１６、ｙ軸方向位置合わせ用マ
ーク用パターン１７は、あまり長いと熱的に不安定とな
るので、10〜50μｍのものを多数並べるようにしてい
る。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係る発明においては、ポジレジストのγ値に応じ
てドーズ量を減少させて、位置合わせ用マークを検出し
てもレジストが残留しているようにすれば、位置合わせ
用マークがに損傷されることがなくなる。
項１に係る発明においては、ポジレジストのγ値に応じ
てドーズ量を減少させて、位置合わせ用マークを検出し
てもレジストが残留しているようにすれば、位置合わせ
用マークがに損傷されることがなくなる。
【００３７】請求項２に係る発明においては、マーク検
出を行ってもまだレジストが残留していることになり、
マーク検出に十分耐えることができる。
出を行ってもまだレジストが残留していることになり、
マーク検出に十分耐えることができる。
【００３８】請求項３に係る発明においては、個々の位
置合わせ用マークが受けるドーズ量を少なくした状態で
位置合わせを行うことができる。
置合わせ用マークが受けるドーズ量を少なくした状態で
位置合わせを行うことができる。
【００３９】請求項４に係る発明においては、このよう
な基板の位置合わせ用マーク保護のための追加的露光を
行っても、露光シーケンスのスループットが低下するこ
とがない。
な基板の位置合わせ用マーク保護のための追加的露光を
行っても、露光シーケンスのスループットが低下するこ
とがない。
【００４０】請求項５に係る発明においては、全体の露
光プロセスのスループットを下げずにマークの検出が可
能となる。
光プロセスのスループットを下げずにマークの検出が可
能となる。
【図１】ポジ型レジストを使用した場合の、露光ドーズ
量と残留レジスト膜厚の関係を示す図である。
量と残留レジスト膜厚の関係を示す図である。
【図２】ドーズ量を減少した露光を行うための方法の例
を示す図である。
を示す図である。
【図３】分割投影転写方式の露光装置の分割露光の単位
を示す図である。
を示す図である。
【図４】分割投影露光装置の露光方式を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態において、分割投影露光装
置に用いられるレチクルの例を示す図である。
置に用いられるレチクルの例を示す図である。
１…ウェハーに形成された位置合わせ用マーク ２…レチクルに設けられた位置合わせ用マークの像（電
子線） １０…ストライプ １１…梁部 １２…転写パターンが形成された一般のサブフィールド １３…ｘ方向位置合わせ用マーク検出用のビームを作る
サブフィールド １４…ｙ方向位置合わせ用マーク検出用のビームを作る
サブフィールド １５…マーク保護用のビームを作るサブフィールド １６…ｘ軸方向位置合わせ用マーク用パターン １７…ｙ軸方向位置合わせ用マーク用パターン
子線） １０…ストライプ １１…梁部 １２…転写パターンが形成された一般のサブフィールド １３…ｘ方向位置合わせ用マーク検出用のビームを作る
サブフィールド １４…ｙ方向位置合わせ用マーク検出用のビームを作る
サブフィールド １５…マーク保護用のビームを作るサブフィールド １６…ｘ軸方向位置合わせ用マーク用パターン １７…ｙ軸方向位置合わせ用マーク用パターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 朋春 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内 (72)発明者 沖野 輝昭 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内 Ｆターム(参考） 2H097 AA03 BB01 CA16 KA20 LA10 5F056 BD08 CB03 FA06
Claims (5)
- 【請求項１】 荷電粒子線露光装置において、ポジ型レ
ジストが塗布された基板上の位置合わせ用マークを、荷
電粒子線により走査して検出する方法であって、位置合
わせ用マークを検出する際に当該位置合わせ用マーク領
域に与えられる荷電粒子線のドーズ量を、通常の露光面
におけるパターンが受けるドーズ量よりも少なくするこ
とを特徴とする荷電粒子線露光装置における位置合わせ
用マークの検出方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の荷電粒子線露光装置に
おける位置合わせ用マークの検出方法であって、位置合
わせ用マークを検出する際に当該位置合わせ用マーク領
域に与えられる荷電粒子線のドーズ量を、通常の露光面
におけるパターンが受けるドーズ量の１／２よりも少な
くすることを特徴とする荷電粒子線露光装置における位
置合わせ用マークの検出方法。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の荷電粒子
線露光装置における位置合わせ用マークの検出方法であ
って、前記位置合わせ用マーク、及びそれを検出するた
めの荷電粒子線は、各々、複数のパターンからなること
を特徴とする荷電粒子線露光装置における位置合わせ用
マークの検出方法。 - 【請求項４】 被露光領域を複数のストライプに分割
し、各ストライプの長手方向にレチクルと基板を連続移
動させながらレチクルから基板への転写を行う荷電粒子
線露光装置において、ネガ型レジストが塗布された基板
上の位置合わせ用マークを、荷電粒子線により走査して
検出する方法であって、位置合わせ用マーク検出用パタ
ーン領域に近接して、基板の位置合わせ用マーク保護用
パターン領域が形成されたレチクルを用い、マーク検出
用の露光の前又は後に、前記基板の位置合わせ用マーク
保護用パターンを通過した荷電粒子線により、基板の位
置合わせ用マークを露光する工程を含むことを特徴とす
る荷電粒子線露光装置における位置合わせ用マークの検
出方法。 - 【請求項５】 請求項４に記載の荷電粒子線露光装置に
おける位置合わせ用マークの検出方法であって、位置合
わせ用マークを露光する工程は、試料台及びレチクルス
テージの加速中又は減速中に行うことを特徴とする荷電
粒子線露光装置における位置合わせ用マークの検出方法
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11025358A JP2000223404A (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | 荷電粒子線露光装置における位置合わせ用マークの検出方法 |
| PCT/JP2000/000559 WO2000046845A1 (fr) | 1999-02-02 | 2000-02-02 | Procede pour detecter une marque d'alignement dans un appareil d'exposition aux faisceaux de particules chargees |
| AU23243/00A AU2324300A (en) | 1999-02-02 | 2000-02-02 | Method for detecting alignment mark in charged particle beam exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11025358A JP2000223404A (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | 荷電粒子線露光装置における位置合わせ用マークの検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000223404A true JP2000223404A (ja) | 2000-08-11 |
Family
ID=12163633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11025358A Pending JP2000223404A (ja) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | 荷電粒子線露光装置における位置合わせ用マークの検出方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000223404A (ja) |
| AU (1) | AU2324300A (ja) |
| WO (1) | WO2000046845A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10142593A1 (de) * | 2001-08-31 | 2003-04-03 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Justierung einer Multilevelphasenschiebemaske |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5627929A (en) * | 1979-08-14 | 1981-03-18 | Fujitsu Ltd | Electron beam projection |
| JPS56167328A (en) * | 1980-05-27 | 1981-12-23 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPH0644550B2 (ja) * | 1983-10-03 | 1994-06-08 | 松下電子工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JPH09274308A (ja) * | 1996-04-05 | 1997-10-21 | Nikon Corp | 荷電粒子線露光用分割マスクおよび露光方法 |
-
1999
- 1999-02-02 JP JP11025358A patent/JP2000223404A/ja active Pending
-
2000
- 2000-02-02 WO PCT/JP2000/000559 patent/WO2000046845A1/ja not_active Ceased
- 2000-02-02 AU AU23243/00A patent/AU2324300A/en not_active Abandoned
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10142593A1 (de) * | 2001-08-31 | 2003-04-03 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Justierung einer Multilevelphasenschiebemaske |
| US6821693B2 (en) | 2001-08-31 | 2004-11-23 | Infineon Technologies Ag | Method for adjusting a multilevel phase-shifting mask or reticle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2324300A (en) | 2000-08-25 |
| WO2000046845A1 (fr) | 2000-08-10 |
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