JPH0325010B2 - - Google Patents

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JPH0325010B2
JPH0325010B2 JP58182060A JP18206083A JPH0325010B2 JP H0325010 B2 JPH0325010 B2 JP H0325010B2 JP 58182060 A JP58182060 A JP 58182060A JP 18206083 A JP18206083 A JP 18206083A JP H0325010 B2 JPH0325010 B2 JP H0325010B2
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JP
Japan
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electron beam
wafer
marker
pattern
main field
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP58182060A
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English (en)
Other versions
JPS6074619A (ja
Inventor
Hiroshi Yasuda
Takayuki Myazaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPS6074619A publication Critical patent/JPS6074619A/ja
Publication of JPH0325010B2 publication Critical patent/JPH0325010B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P95/00Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明はマーカの一部が検出できない場合の重
ね合わせ露光法に関する。
(b) 技術の背景 半導体ICは小型高密度化が進み、パターン幅、
パターン間隔などが微細化した結果従来の紫外線
露光に代つて電子ビーム露光が用いられている。
こゝで半導体ICのパターン形成には導体層、
絶縁層などの薄膜形成技術とホトレジストを用い
る写真蝕刻技術(ホトリングラフイ)とを併用し
て多層構成をとるICチツプ群が作られている。
こゝで半導体基板材料そシリコン(Si)とする
場合は、半導体基板(以下略してウエハ)の厚さ
は約500(μm)で直径は3〔インチ〕〜6〔イン
チ〕と各種あり、一方ICチツプの寸法は最大の
ものでも10〔mm〕角であるため1板のウエハから
数多くのICチツプがとれることになる。さてIC
チツプは10層以上の多層構成をとつて形成されて
いるがこの場合極めて高い重で合わせ精度が要求
されており、例えば10〔mm〕角のパターン上に10
〔mm〕角のパターンを重ね合わす場合でも0.1〔μ
m〕程度の精度が要求されている。
そこでこの位置合わせ法としてウエハ上にマー
カを設け、このマーカを検出し位置決めすること
により行つているがこれが検出できない場合があ
る。
本発明はかかる場合の位置合わせ方法に関する
ものである。
(c) 従来技術と問題点 第1図はウエハ1の上に電子ビーム露光装置を
用いてパターンを描画する場合のメインフイール
ドとマーカとの関係を示している。
電子ビーム装置において電子銃から放射された
電子ビームはアライメントコイルにより軸合わせ
され軸線上に設けられた複数のスリツトによりビ
ーム形が決められると共に複数個のレンズで収束
され、アパーチヤにより鮮鋭度を確保された状態
でウエハ1に投射されるが、そのウエハ1に到る
前に第4図に示すようにレンズ2と互に直交する
X、Yコイル3,4が一体化して設けられている
偏向コイル5があつてこれによりウエハ1面の或
る範囲に互つて電子ビームを振らすことができ、
この描画可能な領域はメインフイールドと云われ
ている。すなわちウエハ上に5〔mm〕角のICチツ
プパターンを抽画する場合メインフイールドとし
て10〔mm〕角が確保されるとすると1度の位置合
わせ毎に4個づつのICチツプパターンを画くこ
とができ、次にウエハを10〔mm〕移動させ位置合
わせ後露光する操作を繰返すことにより、この例
の場合は4個単位でICチツプパターンが抽画さ
れてゆく。こゝで重ね合わせ露光用としてメイン
フイールドの4隅に位置合わせ用のマーカーがエ
ツチングにより作られている。
第1図はこの状態を示すものでウエハ1の上に
はメインフイールドを単位として描画が行われ、
この4隅に位置合わせ用マーカー7がエツチング
により作られる。
第2図はマーカーの平面図Aと断面形状Bを示
すもので、この形状は任意であるが例えば10〔μ
m〕角、深さ寸法8は5000〔Å〕〜1〔μm〕であ
る。
さて第1図に示すウエハ1を用いパターン形成
を繰返して多層構造のICチツプを形成するがそ
の方法としてウエハホルダにセツトされたウエハ
1が電子ビーム装置に装置された場合最初に投射
されるメインフイールド位置にある4個のマーカ
位置を電子ビームで走査し反射電子を反射電子検
出器で検出して第2図Aで示す中心位置9を求め
る。
第2図Bはマーカ7の左右および上下から電子
ビームで走査して中心位置9を求める方法を示す
ものでマーカのエツチング凹部の縁端部10走査
するとき生ずる反射電子の変化量から中心線を検
知しこれを直交する方向からも走査することによ
り中心位置9が検出できる。なおウエハ1の上に
マーカの凹部を含んで形成されている薄層はホト
レジスト膜11を示している。
このようにして4隅にあるマーカ7の位置の検
出が終つた後はこれに合わせて重ね合わせ露光を
行えばよい筈であるが、ウエハ材料の温度係数に
原因するウエハパターンの膨張或は収縮、ウエハ
1の湾曲、ウエハ1をウエハホルダにセツトして
電子ビーム装置に挿入した位置のずれなどにより
電子ビーム装置から見てマーカの予測位置とウエ
ハ上のマーカ位置とは必ずしも一致しない。そこ
で電子ビームの描画プログラムはウエハ1の4個
のマーカー位置に合わせ、次式に示すようにパタ
ーン修正を行う必要がある。
ΔX=GxX+RxY+HxXY+Ox ……(1) ΔY=GYY+RYX+HYXY+OY ……(2) ここで X……電子ビーム装置が予測していたX座標値。
Y……電子ビーム装置が予測していたY座標値。
ΔX……マーカーの期待位置とウエハ上ののマ
ーカー位置の差を表わすX方向距離 ΔY……マーカーの期待位置とウエハ上ののマー
カー位置の差を表わすY方向距離 Gx,Gy……ゲイン補正係数 Rx,Ry……ローテーシヨン補正係数 Hx,Hy……台形補正係数 Ox,Oy……オフセツト補正係数 第3図は電子ビーム装置にプログラムしたパタ
ーンをウエハ上のパターンに重ね合わせするに必
要な変形操作を示すものであつて、プログラムパ
ターンが実線で示す角形パターン12である場
合、第3図Aで破線で囲まれた矩形パターン13
はウエハ1が伸び且つ湾曲している場合に生じて
おり、プログラムパターンをこの矩形パターン1
3と重ね合わすにはゲイン補正係数Gx,Gyによ
り修正する必要がある。また第3図Aで一点破線
で囲まれた平行四辺形パターン14はウエハ上の
パターンがプログラムパターンよりねじれている
場合に生じローテーシヨン補正係数Rx,Ryで修
正する必要がある。また第3図Bで破線で示す台
形パターン15はウエハが湾曲している場合に現
われ、この場合は台形補正係数Hx,Hyでプログ
ラムパターンを修正し合致させる必要がある。ま
た第3図Bで一点破線を示す角形パターン16は
プログラム12の予測位置より横にずれている場
合でローテーシヨン補正係数Ox,Oyで修正する
必要がある。
こゝで実際にプログラムパターンを修正して、
ウエハ上に形成されているパターンと重ね合わせ
露光するには4箇所のマーカについてΔXとΔY
の値を計測し(1)式と(2)式から8つの補正係数を求
め、次に次式によりおよびを求める。
=X+GxX+RxY+HxXY+Ox ……(3) =Y+GyY+RyX+HyXY+Oy ……(4) こゝで ……電子ビーム装置に入れるX座標軸の値。
……〃Y座標軸の値。
これらの計測と計算は電子ビーム装置と電算機
を用いて第4図に示すように自動的に行われる。
すなわちXデータとYデータはADD(加算器)1
7で補正項を加算した後デイジタル・アナログ・
コンバータ(DAC)18で信号に変換し増幅器
19で増幅して偏向コイル5のXコイル3および
Yコイル4に加えられる。
以上のように電子ビーム装置を用いて重ね合わ
せ露光する場合はメインフイールド内の4隅にあ
るマーカを検出して行つている。然しながら、メ
インフイールド内に4個のマーカ7が見当たらぬ
場合がある。この理由は、第1図の6′で示すよ
うに、メインフイールドがウエハの端部にある場
合や、第1層のパターン形成の際マーカをつけ忘
れたり或いはマーカ7が破損する場合があるため
で、この場合はマーカ7の1個が見つからなけれ
ば3個しか検出できないことになる。このような
場合従来は隣接し4個のマーカーのあるメインフ
イールド6の補正係数をそのまゝ使用して描画を
行つていた。然し、この場合重ね合わせ精度が低
下するため問題であつた。
(d) 発明の目的 本発明は電子ビーム露光装置を用いて重ね合わ
せ露光を行う際、メインフイールド内に4個のマ
ーカーの内3個しか見当らぬ場合に精度を下げず
に行う方法を提供することを目的とする。
(e) 発明の構成 上記の目的は、半導体基板上に設けられている
マーカを検出して位置決めをし電子ビーム露光に
より該基板上に新たなパターンを描画することを
繰り返し多層構成をとるICチツプ群を形成する
電子ビーム露光方法に於いて、電子ビームで描画
しようとするメインフイールド内の期待位置にあ
るべき4個のマーカの内3個しか検出出来ない場
合に、ゲイン、ローテーシヨン、台形およびオフ
セツトの4種の補正係数の内、台形の補正係数に
就いては隣接するメインフイールドを描画する時
に求めた値を使用し、ゲイン、ローテーシヨンお
よびオフセツトの補正係数については描画しよう
とするメインフイールドで検出した3個のマーカ
の位置により求めて位置決めすることを特徴とす
る電子ビーム露光方法により実現することができ
る。
(f) 発明の実施例 本発明はウエハの膨張、収縮による変形量を補
正するゲイン頂の補正係数Gx,Gyや、ウエハホ
ルダにセツトしたウエハのねじれを補正するロー
テーシヨン頂の補正係数Rx,Ryや移動位置のズ
レを補正するオフセツト長の補正係数Ox,Oy
較べてウエハのソリによる変形量を補正する台形
頂の補正係数Hx,Hyは比較的影響が少く、前の
値をそのまゝ用いてもこれ程精度が低下しない点
に着目したものである。実際に,の値を求め
る方法としては3個のマーカーから得られた6個
の値について(1)式と(2)式からGx,Gy,Rx,Ry
Ox,Oyの値を求め、Hx,Hyの値は前の値をその
まゝ使用し(3)式と(4)式からとの値を求める。
なおマーカ4個の内2個しか検出できない場合も
生じてくるがこの場合はオフセツト頂の補正係数
Ox,Oyのみを求め他の3種類の補正係数につい
ては隣接したメインフイールドの重ね合わせで使
用した数値をそのまゝ固定して使用するとよい。
以上の方法をとることにより従来と較べて遥か
に高精度の重ね合わせ露光が可能となる。
(g) 発明の効果 本発明はICチツプ製造においてパターンが複
雑で且つ微細化するに従つて高い重ね合わせ精度
が要求されているが電子ビーム露光を行う際に全
部のマーカーが見当らない場合が多いことからな
されたもので本発明の実施により従来と較べて重
ね合わせ精度が向上し、そのため歩留の向上が可
能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はウエハとメインフイールドとの関係を
示す平面図、第2図Aはマーカーの平面図、同図
Bは断面図、第3図Aと同図Bはプログラムパタ
ーンと修正パターンとの関係図、また第4図は偏
向コイルの機構を説明する構成図である。 図において1はウエハ、3,4は偏向コイルの
X、Yコイル、6,6′はメインフイールド、7
はマーカ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体基板上に設けられているマーカを検出
    して位置決めをし電子ビーム露光により該基板上
    に新たなパターンを描画することを繰り返し多層
    構成をとるICチツプ群を形成する電子ビーム露
    光方法に於いて、 電子ビームで描画しようとするメインフイール
    ド内の期待位置にあるべき4個のマーカの内3個
    しか検出出来ない場合に、ゲイン、ローテーシヨ
    ン、台形およびオフセツトの4種の補正係数の
    内、台形の補正係数については隣接するメインフ
    イールドを描画する時に求めた値を使用し、ゲイ
    ン、ローテーシヨンおよびオフセツトの補正係数
    については描画しようとするメインフイールドで
    検出した3個のマーカの位置により求めて位置決
    めをすることを特徴とする電子ビーム露光方法。
JP58182060A 1983-09-30 1983-09-30 電子ビ−ム露光方法 Granted JPS6074619A (ja)

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JP58182060A JPS6074619A (ja) 1983-09-30 1983-09-30 電子ビ−ム露光方法

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JPS6074619A JPS6074619A (ja) 1985-04-26
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6233427A (ja) * 1985-08-06 1987-02-13 Fujitsu Ltd 電子ビ−ム露光方法
JPH0673344B2 (ja) * 1987-04-08 1994-09-14 株式会社日立製作所 電子線描画方法

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JPS6074619A (ja) 1985-04-26

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