JPH01136332A - 電子線描画方法 - Google Patents
電子線描画方法Info
- Publication number
- JPH01136332A JPH01136332A JP62294114A JP29411487A JPH01136332A JP H01136332 A JPH01136332 A JP H01136332A JP 62294114 A JP62294114 A JP 62294114A JP 29411487 A JP29411487 A JP 29411487A JP H01136332 A JPH01136332 A JP H01136332A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- marks
- electron beam
- field
- stage
- deflected
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電子線描画方法とそれに用いる位置合せマーク
の構造に係り、特に改善された偏向歪の補正方法とそれ
に用いるマークに関するものである。
の構造に係り、特に改善された偏向歪の補正方法とそれ
に用いるマークに関するものである。
電子線描画における位置合せの方式には大きく分けて以
下の２つが知られている。まず第１は第２図に示したよ
うに１チツプが１フイールドより構成されているもので
、チップ１周辺に配置された位置合せマーク２，３，４
，５をステージを停止した状態で電子ビームを偏向する
ことで検出するものである。（ステージ固定型マーク検
出法と称する。）この例としてはアイビーエム・ジャー
ナル・オブ・リサーチ・ア。ンド・ディベロップメント
ノーベンバー（１９７７年）第４９８頁から第５０５
頁（ＩＢＭ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＪａｓｅａｒｃｈ
ａｎｄＤａｖｓｌｏｐｍｅｎｔ、 Ｎｏｖｅｍｂｅｒ
１ ９ ７ ７年、ｐｐ４．９８−５０５）が挙げ
られる。この場合の利点はマーク２，３，４．５の位ａ
ｍ定には電磁レンズ系の偏向歪を含んだ状態で測定され
るため、偏向歪補正は自動的に行われる。しかしながら
フィールドの大きさを越えるチップを描画する時にはチ
ップ中心龜にマークを配置せねばならないという問題が
生じる。もう一つの方法は第３図゛に示したように１チ
ツプが複数のフィールドｆ１ ｅ ｆ ｚ ｐ ｆ ａ
ｇｆ４で構成されているものでマーク７．８，９゜１
０はチップの４偶に配置されている。この場合のマーク
検出はステージを移動することにより各マークを電子線
の偏向中心近傍に置くことで行われる６ （ステージ移
動形マーク検出と称する。）このときステージ位置はレ
ーザ干渉計により精密に測定される。この例としてはジ
ャーナル・オブ・バキューム・サイエンス・アンド・テ
クノロジー・１９（４） １９８１年 第９２７頁か
ら第９３１頁（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ
ａｎｄ ５ｃｉｅｎｃｅ ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｌ ９（４） １９８１ ｐｐ９２７−９３１）が挙げ
られる。この場合の利点はチップサイズがフィールドに
制限されず大きくとれることである。
下の２つが知られている。まず第１は第２図に示したよ
うに１チツプが１フイールドより構成されているもので
、チップ１周辺に配置された位置合せマーク２，３，４
，５をステージを停止した状態で電子ビームを偏向する
ことで検出するものである。（ステージ固定型マーク検
出法と称する。）この例としてはアイビーエム・ジャー
ナル・オブ・リサーチ・ア。ンド・ディベロップメント
ノーベンバー（１９７７年）第４９８頁から第５０５
頁（ＩＢＭ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＪａｓｅａｒｃｈ
ａｎｄＤａｖｓｌｏｐｍｅｎｔ、 Ｎｏｖｅｍｂｅｒ
１ ９ ７ ７年、ｐｐ４．９８−５０５）が挙げ
られる。この場合の利点はマーク２，３，４．５の位ａ
ｍ定には電磁レンズ系の偏向歪を含んだ状態で測定され
るため、偏向歪補正は自動的に行われる。しかしながら
フィールドの大きさを越えるチップを描画する時にはチ
ップ中心龜にマークを配置せねばならないという問題が
生じる。もう一つの方法は第３図゛に示したように１チ
ツプが複数のフィールドｆ１ ｅ ｆ ｚ ｐ ｆ ａ
ｇｆ４で構成されているものでマーク７．８，９゜１
０はチップの４偶に配置されている。この場合のマーク
検出はステージを移動することにより各マークを電子線
の偏向中心近傍に置くことで行われる６ （ステージ移
動形マーク検出と称する。）このときステージ位置はレ
ーザ干渉計により精密に測定される。この例としてはジ
ャーナル・オブ・バキューム・サイエンス・アンド・テ
クノロジー・１９（４） １９８１年 第９２７頁か
ら第９３１頁（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ
ａｎｄ ５ｃｉｅｎｃｅ ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｌ ９（４） １９８１ ｐｐ９２７−９３１）が挙げ
られる。この場合の利点はチップサイズがフィールドに
制限されず大きくとれることである。
しかし偏向歪は予め被描画試料外のマークを用いて精密
に設定され、補正のための係数を求めておく必要がある
。補正係数を求める方法は例えば第４図のようなフィー
ルド１１内の座標を正確に測定した９点のマーク１２〜
２０を電子線を偏向して検出することにより以下の係数
を最小二乗法により求めることができる。
に設定され、補正のための係数を求めておく必要がある
。補正係数を求める方法は例えば第４図のようなフィー
ルド１１内の座標を正確に測定した９点のマーク１２〜
２０を電子線を偏向して検出することにより以下の係数
を最小二乗法により求めることができる。
式（１）
ここでａｏ ”ａｓ 、ｂｅ−ｂｓは偏向歪補正係数、
Ｘｍ’ｊは歪のない場合の電子線描画位置。
Ｘｍ’ｊは歪のない場合の電子線描画位置。
ｘ’ 、ｙ’は偏向歪補正後の電子線描画位置である。
チップサイズの制限のない後者の手法が、現在主に使わ
れている。
れている。
上記従来技術では描画前に偏向歪の補正係数を求め、描
画中は同一の補正係数を用いることになる。従って偏向
歪の経時的変化がある場合にはフィールド周辺部で層間
の位置合せずれが生じたりフィールド接続部での描画パ
ターンのずれを生じるという問題があった。
画中は同一の補正係数を用いることになる。従って偏向
歪の経時的変化がある場合にはフィールド周辺部で層間
の位置合せずれが生じたりフィールド接続部での描画パ
ターンのずれを生じるという問題があった。
本発明の目的は位置合せマークを偏向中心で検出するス
テージ移動形マーク検出法においても、偏向歪の経時変
化による層問合せずれおよびフィールド接続ずれの少な
い電子描画方法と位置合せマークの構造を提供すること
にある。
テージ移動形マーク検出法においても、偏向歪の経時変
化による層問合せずれおよびフィールド接続ずれの少な
い電子描画方法と位置合せマークの構造を提供すること
にある。
上記の目的を達成するために、まず、電子線描画の前に
被描画試料外に作られた偏向歪補正用のマーク（標準マ
ークと称する）を精密に測定し偏向歪補正係数を求める
０次にパターン描画を行う前に、被描画試料内の少なく
とも１つのフィールド内に配置された位置合せマークを
電子ビームを偏向することで検出して、先に求めた偏向
歪の１部を修正して電子線描画を行う。
被描画試料外に作られた偏向歪補正用のマーク（標準マ
ークと称する）を精密に測定し偏向歪補正係数を求める
０次にパターン描画を行う前に、被描画試料内の少なく
とも１つのフィールド内に配置された位置合せマークを
電子ビームを偏向することで検出して、先に求めた偏向
歪の１部を修正して電子線描画を行う。
偏向歪の補正係数を前述した標準マークの測定によって
求めることは数ｌＯ秒〜数分の時間を要するため、経時
変化のために描画途中で度々行うことはスループットを
大きく低下するため不利である。しかし本発明者らの実
験によれば、偏向歪の経時的変化は偏向歪補正係数の全
てについて大きい訳でないことが判明した。経時変化が
大きいのは前述した式（１）で言えば０次の項と１次の
項、ａｏｅ ａ１＊ ａｎｙ ｂｏｗ ｂ工ｅｂ２であ
るｅこのうちシフト量項ａｏ 、ｂｏが最も変化が大き
いがこれはステージ移動マーク検出法においてもチップ
周辺の４個のマークを検出することで補正される。
求めることは数ｌＯ秒〜数分の時間を要するため、経時
変化のために描画途中で度々行うことはスループットを
大きく低下するため不利である。しかし本発明者らの実
験によれば、偏向歪の経時的変化は偏向歪補正係数の全
てについて大きい訳でないことが判明した。経時変化が
大きいのは前述した式（１）で言えば０次の項と１次の
項、ａｏｅ ａ１＊ ａｎｙ ｂｏｗ ｂ工ｅｂ２であ
るｅこのうちシフト量項ａｏ 、ｂｏが最も変化が大き
いがこれはステージ移動マーク検出法においてもチップ
周辺の４個のマークを検出することで補正される。
次に大きい変化を持つのはゲイン環、ａｔ 、 ｂ２と
傾れの項ａｘ 、ｂｘである。従って各チップ毎（又は
数チップ毎）にステージ移動マーク検出法によってマー
ク検出を行い位置座標の判ったマークをフィールド周辺
に配置し、電子線を偏向して検出することで１次の項ａ
１．ａｘ、ｂ１．ｂｘを求めることができる。このマー
ク検出に要する時間は数秒であるため、１ウエハの描画
途中で行ってもスループットを低下させる心配はない、
従って描画前に求めた精密な補正係数のうち低次の項の
みを被描画試料内のマークの測定で修正することによっ
て偏向歪の経時変化によるフィールド接続精度、眉間位
置合せ精度の低下は大きく改善される。
傾れの項ａｘ 、ｂｘである。従って各チップ毎（又は
数チップ毎）にステージ移動マーク検出法によってマー
ク検出を行い位置座標の判ったマークをフィールド周辺
に配置し、電子線を偏向して検出することで１次の項ａ
１．ａｘ、ｂ１．ｂｘを求めることができる。このマー
ク検出に要する時間は数秒であるため、１ウエハの描画
途中で行ってもスループットを低下させる心配はない、
従って描画前に求めた精密な補正係数のうち低次の項の
みを被描画試料内のマークの測定で修正することによっ
て偏向歪の経時変化によるフィールド接続精度、眉間位
置合せ精度の低下は大きく改善される。
以下本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。第１
図（ａ）は本発明の電子線描画法を適用した時のウェル
内のチップ配列を示すもので、ウェハ２１にはチップ周
辺に位置合せ用マーク（チップマーク）を有するチップ
Ａと３００μｍＤの大きさのウェハマークを有するチッ
プＢが配置されている。第１図（ｂ）はチップ内のチッ
プマークの配置を示す図である。１チツプの大きさは１
１０でありチップの４隅にチップマーク２４゜２５．２
６，２７が置かれている。ここで用いた電子線描画装置
のフィールドサイズ（ステージを移動しなで描画できる
範囲）は５１０であるので第１図（ｂ）の２つの破線Ｑ
１とＱ２で示すフィールド境界を持つ４つのフィールド
ｆ５．ｆ６゜ｆ７．ｆ８に分割されて描画される。その
うちの１つのフィールドｆ５に偏向歪補正用のマーク２
８．２９が配置されている。
図（ａ）は本発明の電子線描画法を適用した時のウェル
内のチップ配列を示すもので、ウェハ２１にはチップ周
辺に位置合せ用マーク（チップマーク）を有するチップ
Ａと３００μｍＤの大きさのウェハマークを有するチッ
プＢが配置されている。第１図（ｂ）はチップ内のチッ
プマークの配置を示す図である。１チツプの大きさは１
１０でありチップの４隅にチップマーク２４゜２５．２
６，２７が置かれている。ここで用いた電子線描画装置
のフィールドサイズ（ステージを移動しなで描画できる
範囲）は５１０であるので第１図（ｂ）の２つの破線Ｑ
１とＱ２で示すフィールド境界を持つ４つのフィールド
ｆ５．ｆ６゜ｆ７．ｆ８に分割されて描画される。その
うちの１つのフィールドｆ５に偏向歪補正用のマーク２
８．２９が配置されている。
本実施例ではまず第１図（Ｑ）のように５腸口のフィー
ルド３０内の位置が予め測定されている２５個の十字彫
金マーク３１を電子線を偏向することにより検出して、
偏向歪量を測定し、偏向歪補正係数を最小二乗法により
求めた。この金マーク列はステージの一部でウェハが装
置されない領域に設置されたものである０次にウェハ２
１がステージに装着された。まずウェハ左右に配置され
た２個のウェハマーク２２．２３を検出することによっ
てウェハのステージ移動方向に対する回転角とチップ間
の距離が測定された０次にチップマークと偏向歪補正用
マークの位置検出が行われた。
ルド３０内の位置が予め測定されている２５個の十字彫
金マーク３１を電子線を偏向することにより検出して、
偏向歪量を測定し、偏向歪補正係数を最小二乗法により
求めた。この金マーク列はステージの一部でウェハが装
置されない領域に設置されたものである０次にウェハ２
１がステージに装着された。まずウェハ左右に配置され
た２個のウェハマーク２２．２３を検出することによっ
てウェハのステージ移動方向に対する回転角とチップ間
の距離が測定された０次にチップマークと偏向歪補正用
マークの位置検出が行われた。
これにはステージを移動することによって各マーク２４
，２８，２５，２６，２７，２９を電子線の偏向中心に
移動し電子線で検出することにより行う、この時のステ
ージの座標と電子線による検出位置から各マーク２４〜
２９の正確な座標を知ることができる０次にステージを
第１図（ｂ）に示した第１のフィールドｆ５の中心に移
動し電子ビームを偏向してマーク２８．２４．２９を検
出して偏向歪の補正係数の一部を修正した。しかる後チ
ップＡのパターンが描画された。この補正係数の修正の
ためのマーク検出は描画開始直後は頻度を多くするため
１ウニ八につき２回行われ、２枚描画され、３枚目から
は１ウエハにつき１回だ第１表 補正係数初期値 け行われ連続して５枚のウェハが描画された。
，２８，２５，２６，２７，２９を電子線の偏向中心に
移動し電子線で検出することにより行う、この時のステ
ージの座標と電子線による検出位置から各マーク２４〜
２９の正確な座標を知ることができる０次にステージを
第１図（ｂ）に示した第１のフィールドｆ５の中心に移
動し電子ビームを偏向してマーク２８．２４．２９を検
出して偏向歪の補正係数の一部を修正した。しかる後チ
ップＡのパターンが描画された。この補正係数の修正の
ためのマーク検出は描画開始直後は頻度を多くするため
１ウニ八につき２回行われ、２枚描画され、３枚目から
は１ウエハにつき１回だ第１表 補正係数初期値 け行われ連続して５枚のウェハが描画された。
５枚の描画に先立って求められた偏向歪の補正係数を表
１に描画途中で修正した係数を第２表に示す、第１表で
式（２）は偏向歪補正のための計算式ａｏ””ａｓとｂ
ｏ＝ｂｅが補正係数である。このうち描画途中で修正し
た係数はａＯｓ ａ ｉｓ ａ ２１ｂｏ、ｂｘ、ｂｌ
の６個である。この６個の係数の修正により層間の合せ
精度が従来３σ二Ｏ，１５μｍであったものが３σ二〇
、０９μｍに向上した。
１に描画途中で修正した係数を第２表に示す、第１表で
式（２）は偏向歪補正のための計算式ａｏ””ａｓとｂ
ｏ＝ｂｅが補正係数である。このうち描画途中で修正し
た係数はａＯｓ ａ ｉｓ ａ ２１ｂｏ、ｂｘ、ｂｌ
の６個である。この６個の係数の修正により層間の合せ
精度が従来３σ二Ｏ，１５μｍであったものが３σ二〇
、０９μｍに向上した。
尚、本実施例では各チップに偏向歪補正係数の修正のた
めのマークを設置したが以上のような変更も可能である
。
めのマークを設置したが以上のような変更も可能である
。
（ｉ）ウェハマークの設置されたチップのみにイ自正用
マークをｆｆｆｌＬ、１ウエハに１回だけ補正係数の修
正を行う。
マークをｆｆｆｌＬ、１ウエハに１回だけ補正係数の修
正を行う。
（五）第１図（ｂ）のチップマーク２４１個だけの検出
だけで補正係数の修正を行う、すなわちチップマーク検
出の時はマーク２４を偏向中心となるようにステージを
移動させるが、偏向歪補正の時はフィールド周辺となる
ようにステージを移動してから電子線による検出を行う
、この場合には新たなマークを用意することなく補正係
数の修正が行える。
だけで補正係数の修正を行う、すなわちチップマーク検
出の時はマーク２４を偏向中心となるようにステージを
移動させるが、偏向歪補正の時はフィールド周辺となる
ようにステージを移動してから電子線による検出を行う
、この場合には新たなマークを用意することなく補正係
数の修正が行える。
以上説明したごとく、本発明によれば、電子描画途中の
簡単なマーク検出によって、偏向歪の経時変化を補正す
ることが可能となるため、偏向歪の補正頻度を減らすこ
とができるためスループットが向上し、かつ層間合せの
精度、フィールド接続精度を向上することができる。
簡単なマーク検出によって、偏向歪の経時変化を補正す
ることが可能となるため、偏向歪の補正頻度を減らすこ
とができるためスループットが向上し、かつ層間合せの
精度、フィールド接続精度を向上することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す図であり、（ａ）はウ
ェハ内のチップ記動を示す図、（ｂ）はチップ内のマー
ク配列を示す図、（ｃ）は偏向歪補正のための全十字マ
ーク列を示す図、第２図は従来のステージ停止マーク検
出法を示す図、第３図は従来のステージ移動マーク検出
法を示す図。 第４図は偏向歪補正係数を求めるための９点の全十字マ
ーク列を示す図である。 １・・・１チツプが１フイールドで構成されたチップ。
ェハ内のチップ記動を示す図、（ｂ）はチップ内のマー
ク配列を示す図、（ｃ）は偏向歪補正のための全十字マ
ーク列を示す図、第２図は従来のステージ停止マーク検
出法を示す図、第３図は従来のステージ移動マーク検出
法を示す図。 第４図は偏向歪補正係数を求めるための９点の全十字マ
ーク列を示す図である。 １・・・１チツプが１フイールドで構成されたチップ。
Claims (1)
- １、ステージを停止した状態で描画する方式の電子線描
画装置において、ステージを移動しないで描画できる範
囲をフィールドとするとき、被描画試料外に設置された
マークを用いてフィールド内の偏向歪量を測定し、偏向
歪補正のための複数の係数を求めた後、被描画試料内の
フィールド周辺に配置されたマークを電子線を偏向して
位置検出した結果を用いて上記係数のうち一部を修正し
て描画を行うことを特徴とする電子線描画方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62294114A JPH01136332A (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 電子線描画方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62294114A JPH01136332A (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 電子線描画方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01136332A true JPH01136332A (ja) | 1989-05-29 |
Family
ID=17803471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62294114A Pending JPH01136332A (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 電子線描画方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01136332A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07142352A (ja) * | 1993-11-17 | 1995-06-02 | Nec Corp | 電子ビーム描画装置および電子ビーム描画方法 |
| JPH07142351A (ja) * | 1993-11-17 | 1995-06-02 | Nec Corp | 電子ビーム露光装置および電子ビーム偏向方法 |
| US5757015A (en) * | 1995-06-08 | 1998-05-26 | Fujitsu Limited | Charged-particle-beam exposure device and charged-particle-beam exposure method |
| JP2006114599A (ja) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Toshiba Corp | 補正装置、補正方法、補正プログラム及び半導体装置の製造方法 |
-
1987
- 1987-11-24 JP JP62294114A patent/JPH01136332A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07142352A (ja) * | 1993-11-17 | 1995-06-02 | Nec Corp | 電子ビーム描画装置および電子ビーム描画方法 |
| JPH07142351A (ja) * | 1993-11-17 | 1995-06-02 | Nec Corp | 電子ビーム露光装置および電子ビーム偏向方法 |
| US5757015A (en) * | 1995-06-08 | 1998-05-26 | Fujitsu Limited | Charged-particle-beam exposure device and charged-particle-beam exposure method |
| US5969365A (en) * | 1995-06-08 | 1999-10-19 | Fujitsu Limited | Charged-particle-beam exposure device and charged-particle-beam exposure method |
| US6242751B1 (en) | 1995-06-08 | 2001-06-05 | Fujitsu Limited | Charged-particle-beam exposure device and charged-particle-beam exposure method |
| US6420700B2 (en) | 1995-06-08 | 2002-07-16 | Fujitsu Limited | Charged-particle-beam exposure device and charged-particle-beam exposure method |
| JP2006114599A (ja) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Toshiba Corp | 補正装置、補正方法、補正プログラム及び半導体装置の製造方法 |
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