JP3140516B2 - アライメントパターンを有するパターン版の描画方法及びその方法によって描画されたパターン版 - Google Patents
アライメントパターンを有するパターン版の描画方法及びその方法によって描画されたパターン版Info
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
メントパターン(マーク)を有するパターン版の製造方
法に関し、特に、ウエーハやマスタマスク基板に投影し
てパターンを作製するためのレチクルマスクやシャドウ
マスク等に用いられる大サイズパターン版の描画方法に
関する。
され、DRAMについては、4Mビットのものはすでに
量産段階に入り、16Mビット、64Mビットへ移行し
つつある。それに伴い、ウエーハ上の回路素子の寸法
は、一層の微細化が要求されており、ウエーハの上に回
路素子を作成するためのリソグラフイー技術によるパタ
ーン作成にも、微細化対応が要求されている。
は、通常、次の3方法がある。第1の方法は、EB(電
子ビーム)装置やFIB(集束イオンビーム)装置を用
いる方法で、電子ビームやイオンビームを制御して直接
ウエーハ上にパターンを形成する。この場合には、ウエ
ーハ上のパターンに合わせ描画位置を制御するため、パ
ターニング精度は、位置検出能力や描画位置制御能力に
のみ依存する。そして、この位置検出能力や位置制御能
力にもまだいくつかの問題が残っている。この方法は、
1枚ずつパターン作成するもので、描画時間がかかるこ
とから、量産には不向きな方法である。第2の方法は、
マスクパターンといわれるウエーハ上に形成される各チ
ップのパターンと同一サイズのパターンを複数面付けし
て持つマスクを用い、これをウエーハ基板に転写する方
法であり、一括露光によるのため量産的であるが、1:
1の転写を行うものであるので、ウエーハ上パターンと
の位置合わせ精度がそのままパターン合わせ精度に相乗
されてしまう。そして、マスターマスクの歪みの影響も
そのまま精度に影響する。第3の方法は、レチクルマス
クといわれるウエーハやマスタマスクのパターンの5倍
〜10倍サイズのパターンを持つマスクを用い、これを
ウエーハ基板へ縮小投影露光する方法である。この方法
は、縮小投影のため、ウエーハ上パターンとレチクルマ
スクのパターンとの位置合わせ(重ね)精度誤差も縮小
されるため、精度的に優れており、かつ、一括露光であ
るため、生産的にはEBやFIBによる方法より有利で
あるとされている。
子の高集積化要求により、ウエーハ上パターンにも一層
微細化が要求されるようになってきたが、これに伴い、
ウエーハ上のパターンと作成されるパターンとの重ね合
わせ精度(位置合わせ精度)に対しても、さらに一層の
精度向上が要求されている。
との重ね合わせ精度上有利な第3のパターン作成方法で
ある縮小投影露光方法においても、現状レベルの重ね合
わせ精度(0.04〜0.02μm)よりさらに良い精
度が要求されている。DRAMの場合、16Mビットレ
ベルでの重ね合わせ精度は、0.02〜0.01μm以
下にすることが必要とされている。この方法の場合、1
つのLSIを作成するのに、10枚以上のレチクルマス
クを必要とするのが普通で、各レチクルマスクにより縮
小投影されたパターン間の重ね合わせ精度を全て0.0
2〜0.01μm以下にすることが必要とされているの
である。
では、近年ますます大型化が進み、それらに用いられる
シャドウマスク、液晶パネルにも大型化が要求されてき
た。シャドウマスク、液晶パネルのためのパターン版に
ついては、大型化と共に微細化(ファイン化)が要求さ
れており、光露光機を使用した場合、そのアパーチャー
に対応した絵柄の組み合せで所望のパターンを得るアパ
ーチャー露光の回数が多くなり、それらに伴って全体の
露光時間が長くなり、一昼夜に及ぶ場合もある。さら
に、電子線露光装置を用いた場合には、ラスター走査と
ブランキングを組み合わせてパターンを描画するラスタ
ー機では、面積依存のため、莫大な時間がかかり、ま
た、成形したビームをベクトル走査するベクター機を用
いる場合も、光露光機同様、アパーチャーに対応して走
査を行うため、その露光描画のための時間は長くなる。
線露光装置、光学的露光装置を用い描画作成する場合に
は、描画されるパターンの位置精度を確保してパターン
歪みを少なくするため、マスク基板を固定するステージ
上あるいはマスクホルダー上に基準マークを設け、この
マークを参照にしながら描画時の位置ズレを補正するこ
とはすでに知られている。
ように、パターンの微細化と共に描画時間が長くなって
くると、電子線露光装置、光露光機のような精密に管
理、制御されている装置でも、度々、描画される基板
の温度変動、電気的変動、機械的変動、位置制御
系の変動等による描画精度の低下が問題となってくる。
特に、レチクルマスクのようにアライメントパターンを
有しているパターン版の場合には、アライメントパター
ンと本パターン(デバイスパターン)との正確な位置関
係を前提とし、アライメントパターンで本パターンの位
置を制御するために、アライメントパターンと本パター
ンの位置関係が精度良く描画されていることが必要とさ
れるが、この位置関係も上記〜の影響を受けてしま
う。同様に、シャドウマスク、液晶パネル用のパターン
版の場合も、上記〜の影響を受けてしまう。
る場合が大半であり、については、基板自体の温度と
使用されるステージの環境温度との差によるものとされ
ており、については電気的なドリフト等によるもので
あり、は、被露光基板を固定するカセット等に起因す
るもので、ステージのX、Y移動中にカセットが少しづ
つズレてしまうことによる。また、は、干渉計の環境
の気圧、温度変動によると考えられる。一般に、の大
部分及び〜の一部は、基板の描画サイズに影響され
て本パターンの寸法にほぼ比例し、〜の大部分は、
描画時間に影響されるものとされているが、何れにして
も、描画サイズに比例し、パターンサイズに応じて発生
する位置ズレ(誤差)と、描画時間に比例して発生する
位置ズレとに分けられる。特に、に起因するズレが問
題となっており、このズレが大きい場合は、アライメン
トパターンと本パターン間相対位置不良となってしま
い、また、本パターンが歪んでしまう。なお、パターン
サイズに応じて発生する位置ズレは、比較的に小とされ
ている。
たものであり、その目的は、アライメントパターンを有
するパターン版において、アライメントパターンと本パ
ターンの位置関係が精度良く、本パターンの歪みが少な
く描画できる描画方法を提供することである。
明のアライメントパターンを有するパターン版の描画方
法は、レチクルパターン、シャドウマスクパターン等の
本パターンとアライメントパターンを有するパターン版
の描画方法において、予め基板に最終製品のアライメン
トパターンを形成しておき、基板に感光層を塗布し、次
いで、基板のアライメントパターンの位置を読み取り、
その位置に対して描画ビームの相対位置を制御しながら
本パターンを描画することを特徴とする方法である。
ライメントパターンの位置読み取りを、本パターン描画
用光ビームとは異なる別の光ビームにより行うことがで
き、例えば、前記感光層としてi線レジストを用い、本
パターン描画用光ビームとしてi線光を用い、アライメ
ントパターン位置読み取り光ビームとしてYAGレーザ
光を用いることができる。
メントパターンの位置読み取りと本パターンの描画を同
一の電子線ビームにより行い、アライメントパターン位
置読み取り時に電子線ビームの強度を弱めるようにする
こともできる。
メントパターンを形成しておき、基板に感光層を塗布
し、次いで、基板のアライメントパターンの位置を読み
取り、その位置に対して描画ビームの相対位置を制御し
ながら本パターンを描画するので、基板を固定するカセ
ット等の描画中のズレ等の機械的変動による描画精度の
低下を完全に抑えることができ、本パターンのアライメ
ントパターンに対する相対位置を精度良く描画でき、ま
た、本パターンの歪みが少なく描画できる。そして、本
パターンの描画の位置基準として用いたこのアライメン
トパターン自身を例えばウエーハ上パターンとの位置合
わせにも用いるので、本パターン転写精度も極めて高く
なる。
トパターンを有するパターン版の描画方法をレチクルマ
スクに適用する場合を例にあげて説明する。図1に平面
図を示すように、基板1上にデバイスパターンをなす本
パターンBと、その周囲に例えば本パターンBのX方向
中心及びY方向中心を通るアライメントパターンA1、
A2、A3とが配置されたレチクルマスクを製造する場
合に、まず図2に示すように、基板1に任意の方法で正
確にアライメントパターンA1、A2、A3を描画す
る。このアライメントパターンA1、A2、A3は、最
終製品であるレチクルマスクのアライメントパターンと
して使用するものであるので、所定の相対位置に正確に
描画する。
ジスト2を塗布し、その後、電子線露光装置又は光学的
露光装置にセットし、本パターンBの描画をする。その
際、露光装置の描画用ビーム又は描画用ビームとは別の
読み取りビームによりアライメントパターンA1、A
2、A3を読み取り、それらの位置に対して描画ビーム
の相対位置を正確に制御しながら走査して、図4に示す
ように本パターンBの潜像を順次描画する。このよう
に、予め形成されたアライメントパターンA1、A2、
A3を参照しながら本パターンの描画を進めることによ
り、基板1を固定するカセット等に起因する前記の機
械的変動による描画精度の低下を完全に抑えることがで
き、本パターンBのアライメントパターンに対する相対
位置を精度良く描画でき、また、本パターンBの歪みが
少なく描画できる。そして、本パターンの描画の位置基
準として用いたこのアライメントパターンA1、A2、
A3自身を、ウエーハ上パターンとの位置合わせにも用
いるので、通常10枚以上のレチクルマスクを順次位置
合わせしてLSI等を作成することを考えると、このよ
うな描画方法が極めて有効であることが分る。本パター
ンBの潜像形成後、レジスト2を現像することにより、
図1のようなレチクルマスクが完成する。
イメントパターンA1、A2、A3を読み取る際、読み
取りビームによりその上に塗布されたレジスト2が感光
し、予め作成されたアライメントパターンA1、A2、
A3が破壊されてしまうことになる。これを避けるに
は、光学的露光装置を用いて描画する場合には、描画用
光ビームとは別に、レジスト2が感光しない波長の光に
よりアライメントパターンA1、A2、A3の位置を読
み取るようにすれば良い。例えば、レジスト2としてi
線レジストを用い、Arレーザからのi線光を走査して
描画し、YAGレーザ光を走査してアライメントパター
ンA1、A2、A3の位置を読み取るようにする。ま
た、電子線露光装置を用いる場合は、描画用電子ビーム
によりアライメントパターンA1、A2、A3を読み取
るが、その読み取り時のビーム電流照射量を、本パター
ンB描画時のビーム電流照射量より低く抑えて、レジス
ト2残膜を制御することにより、上記問題を回避するこ
とができる。
ントパターンA1、A2、A3を読み取る時期について
は、描画期間を通じて常時読み取り、そのデータに基づ
いて描画ビームの位置を制御するようにしても良いが、
描画期間の特定時期、例えばその間のサンプリングした
時期にのみ読み取り、そのデータに基づいて描画ビーム
の位置ズレを補正するようにしても良い。
ーンを周囲に有する半導体露光用のレチクルマスクにつ
いて説明してきたが、本発明の描画方法は、位置合わせ
用のアライメントパターンを有するシャドウマスクパタ
ーン版、液晶パネル用の電極パターン版等の描画にも適
用できる。
ントパターンを有するパターン版の描画方法によると、
予め基板に最終製品のアライメントパターンを形成して
おき、基板に感光層を塗布し、次いで、基板のアライメ
ントパターンの位置を読み取り、その位置に対して描画
ビームの相対位置を制御しながら本パターンを描画する
ので、基板を固定するカセット等の描画中のズレ等の機
械的変動による描画精度の低下を完全に抑えることがで
き、本パターンのアライメントパターンに対する相対位
置を精度良く描画でき、また、本パターンの歪みが少な
く描画できる。そして、本パターンの描画の位置基準と
して用いたこのアライメントパターン自身を例えばウエ
ーハ上パターンとの位置合わせにも用いるので、本パタ
ーン転写精度も極めて高くなる。
マスクの平面図である。
図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 レチクルパターン、シャドウマスクパタ
ーン等の本パターンとアライメントパターンを有するパ
ターン版の描画方法において、予め基板に最終製品のア
ライメントパターンを形成しておき、基板に感光層を塗
布し、次いで、基板のアライメントパターンの位置を読
み取り、その位置に対して描画ビームの相対位置を制御
しながら本パターンを描画することを特徴とするアライ
メントパターンを有するパターン版の描画方法。 - 【請求項2】 光学的露光装置を用い、前記アライメン
トパターンの位置読み取りを、本パターン描画用光ビー
ムとは異なる別の光ビームにより行うことを特徴とする
請求項1記載のアライメントパターンを有するパターン
版の描画方法。 - 【請求項3】 前記感光層としてi線レジストを用い、
本パターン描画用光ビームとしてi線光を用い、アライ
メントパターン位置読み取り光ビームとしてYAGレー
ザ光を用いることを特徴とする請求項2記載のアライメ
ントパターンを有するパターン版の描画方法。 - 【請求項4】 電子線露光装置を用い、前記アライメン
トパターンの位置読み取りと本パターンの描画を同一の
電子線ビームにより行い、アライメントパターン位置読
み取り時に電子線ビームの強度を弱めるようにすること
を特徴とする請求項1記載のアライメントパターンを有
するパターン版の描画方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30341291A JP3140516B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | アライメントパターンを有するパターン版の描画方法及びその方法によって描画されたパターン版 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30341291A JP3140516B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | アライメントパターンを有するパターン版の描画方法及びその方法によって描画されたパターン版 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000341748A Division JP2001142197A (ja) | 2000-11-09 | 2000-11-09 | パターン版 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05142746A JPH05142746A (ja) | 1993-06-11 |
| JP3140516B2 true JP3140516B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=17920712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30341291A Expired - Lifetime JP3140516B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | アライメントパターンを有するパターン版の描画方法及びその方法によって描画されたパターン版 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3140516B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4404457B2 (ja) | 2000-07-21 | 2010-01-27 | 富士通株式会社 | ハーフトーン化方法およびハーフトーン化装置並びにハーフトーン化プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
| JP4053723B2 (ja) | 2000-09-27 | 2008-02-27 | 株式会社東芝 | 露光用マスクの製造方法 |
-
1991
- 1991-11-19 JP JP30341291A patent/JP3140516B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05142746A (ja) | 1993-06-11 |
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