JPH11121361A - 露光方法 - Google Patents

露光方法

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JPH11121361A
JPH11121361A JP9303327A JP30332797A JPH11121361A JP H11121361 A JPH11121361 A JP H11121361A JP 9303327 A JP9303327 A JP 9303327A JP 30332797 A JP30332797 A JP 30332797A JP H11121361 A JPH11121361 A JP H11121361A
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JP
Japan
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exposure
pattern
wafer
light projection
projection exposure
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Withdrawn
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JP9303327A
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English (en)
Inventor
Hideo Haneda
英夫 羽田
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Canon Inc
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Canon Inc
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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
    • G03F7/70425Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/70458Mix-and-match, i.e. multiple exposures of the same area using a similar type of exposure apparatus, e.g. multiple exposures using a UV apparatus
    • 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
    • G03F7/70425Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/7045Hybrid exposures, i.e. multiple exposures of the same area using different types of exposure apparatus, e.g. combining projection, proximity, direct write, interferometric, UV, x-ray or particle beam

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ミックスアンドマッチ法における重ね合わせ
精度を向上させる。 【解決手段】 光投影露光によりウエハ上に形成された
第1のパターンと整合するように第2のパターンを荷電
ビームで該ウエハ上に描画して露光するために、第1の
パターンの理想パターンに対するずれを示す歪み補正マ
ップを作成し、第2のパターンの描画情報を該マップに
示された歪み情報に基づき補正しながら前記荷電ビーム
で露光する露光方法において、前記歪み補正マップを、
前記光投影露光を行なう装置が有する、前記第1のパタ
ーンを光投影露光した際の露光情報に基づいて修正す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステッパ等の光投
影露光装置と電子ビーム露光装置等の荷電ビーム露光装
置とを併用して半導体デバイス等の微細パターンを形成
する露光方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体集積回路に対する高密度
化、高集積度化に対する要求はますます高まっている。
特に線幅0.15μm以下の高集積度を目指すとなる
と、従来の光を用いる露光装置では対応できず、電子ビ
ームやイオンビームを用いて露光する必要性が増す。し
かし、このような荷電ビーム露光装置は光露光装置に比
べてスループットが極めて低いという問題がある。そこ
で、比較的低い解像度が許されるレイヤの露光には光露
光装置を用い、高解像度または高精度を要するレイヤの
みを荷電ビームで描画して露光する、ミックスアンドマ
ッチ(またはハイブリッド露光)と呼ばれる方法が提案
されている(特許第2625124号、特開昭62−5
8621号、特開昭62−149127号等)。
【0003】ところで、このようなミックスアンドマッ
チ法において、光投影露光装置では、レチクルのパター
ンをウエハ上に結像する投影光学系の癖(主に収差)に
より露光されたパターンに歪みを生じる。一方、荷電ビ
ーム露光装置はそのビームの位置を電磁気的な場によっ
て比較的自由に制御することができる。そこで、従来は
ミックスアンドマッチにおける光投影露光装置の投影レ
ンズの持つ倍率やディストーションについて、そのデー
タを予め知っておき、荷電ビーム露光装置での露光時に
その補正を加えることによって、位置合わせの高精度化
を図っていた。
【0004】例えば前記特開昭62−58621号にお
いては、ミックスアンドマッチに用いる光投影露光装置
を用い、ウエハのほぼ中央部の、その露光装置の最大露
光領域に相当する正方形のエリア内に露光歪み測定用マ
ークをマトリックス状に多数形成し、このマーク位置を
実測して、前記エリア内の例えば250μm□の補正フ
ィールド(補正格子)ごとに露光歪み量を求め、この露
光歪み量のマップを歪み補正マップとして荷電ビーム露
光装置のメモリに記憶させ、荷電ビーム露光装置では、
この露光歪み量にしたがって露光データを補正して露光
する。このように、前記光投影露光装置で露光して形成
されたパターンの、該露光装置の投影光学系の癖に起因
する歪みに合わせて露光パターンを歪ませることによ
り、該露光パターン上に高精度に整合させたパターンを
露光するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
ミックスアンドマッチ法における重ね合わせ精度をさら
に向上させることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明では、光投影露光によりウエハ上に形成された
第1のパターンと整合するように第2のパターンを荷電
ビームで該ウエハ上に描画して露光するために、第1の
パターンの理想パターンに対するずれを示す歪み補正マ
ップを作成し、第2のパターンの描画情報を該マップに
示された歪み情報に基づき補正しながら前記荷電ビーム
で露光する露光方法において、前記歪み補正マップを、
前記光投影露光を行なう装置が有する、前記第1のパタ
ーンを光投影露光した際の露光情報に基づいて修正する
ことを特徴とする。
【0007】本発明の好ましい実施の一形態では、前記
歪み補正マップの修正を、前記第1のパターンを光投影
露光する際のショット領域ごと、ウエハごとおよび/ま
たはロットごとに行なう。また、前記歪み補正マップの
修正を、前記光投影露光を行なう装置が有する、前記第
1のパターンを光投影露光する際の露光情報に基づいて
行なう。第1のパターンを光投影露光する際の露光情報
としては、ショットレイアウト、ショット順序、各ショ
ットの露光量、ショット間およびウエハ間の露光休止時
間、ならびにロット開始前条件(例えば露光休止時間)
等がある。
【0008】
【作用および効果】光投影露光装置は、露光による投影
レンズの熱吸収により、倍率やディストーションが変化
する。この変化を抑えるべく光投影露光装置の露光時
に、一次の倍率変化については補正を行なっているが、
非対称な倍率やディストーションが変化した場合、この
ような変化は、補正できず野放しとなってしまう。
【0009】本発明では、光投影露光装置と荷電ビーム
露光装置とのミックスアンドマッチを行なう際、前工程
の光投影露光装置が持つ、露光条件と露光履歴情報から
各ショットの倍率およびディストーション変化を予測
し、荷電ビーム露光装置で重ね焼き(描画)するとき
に、ビーム照射位置座標を補正する。
【0010】これにより、荷電ビーム露光装置で露光す
る際の重ね合わせ精度を向上させることができる。ま
た、アライメント検出ポイントを少なくしたとしても高
精度の重ね合わせが可能になる。
【0011】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。第1の実施例 図1は本発明の一実施例に係るミックスアンドマッチシ
ステムの構成を示す。同図において、1は縮小投影露光
装置(ステッパ)等の光投影露光装置、2は光投影露光
装置1によりパターンを露光された基準ウエハについて
そのパターンの理想パターン(設計上のパターン)に対
するずれ(歪み)を計測する重ね合わせ誤差測定器、3
は光投影露光装置1により焼き付けられたパターン上
に、所定の描画パターンを整合して描画する電子ビーム
露光装置(以下、EB装置という)、4は重ね合わせ誤
差測定器2による測定結果に基づいてディストーション
補正マップを作成するとともに光投影露光装置1が持つ
露光情報に基づきこのディストーション補正マップを修
正してEB装置3に与えるディストーション管理CP
U、5はバスライン6を介してオンライン接続された光
投影露光装置1、重ね合わせ誤差測定器2、EB装置3
およびディストーション管理CPU4の間の通信および
動作の調和を図るオンライン機能CPUである。ディス
トーション管理CPU4とオンライン機能CPUとは単
一のCPUであってもよい。41はディストーション管
理CPU4により作成されたディストーション補正マッ
プを格納するメモリである。
【0012】次に図2および図3を参照しながら図1の
システムの動作を説明する。まず、ステップS21で
は、第1レイヤを露光する1ロット中の基準ウエハに対
して、光投影露光装置1で第1レイヤパターンを露光す
る。ステップS22では、その基準ウエハを現像する。
ステップS23では、重ね合わせ測定器2により、基準
ウエハ上に形成されたパターンの所定のサンプル点につ
いて基準格子からのずれを計測する。ステップS24で
は、これらの計測結果とステップS21の露光処理にお
ける露光条件とに基づいて誤差成分の解析を行なう。こ
の誤差成分解析においては、ショット間の誤差成分
(ウエハ倍率、ウエハ回転、弓なり、走り方向差)の算
出、およびショット内の誤差成分(チップ回転、チッ
プ倍率、ディストーション)の算出を行なう。ショット
内の誤差成分は、(2-1) 一律に補正できる成分、(2-2)
ウエハ内の座標に依存して補正できる成分、および(2-
3) 露光履歴等露光順に依存して補正できる成分に分け
て算出する。以上により、光投影露光装置1のオフセッ
トが算出される。ステップS25では、算出された「誤
差情報」と基準ウエハの「露光条件」をCPU4に送
る。
【0013】図6および図7は光投影露光装置により1
ロット25枚のウエハに露光されたパターンにおけるデ
ィストーションおよび倍率の変化の様子を示す。図にお
いて、点線は理想パターン、実線が焼きつけられたパタ
ーンである。1枚のウエハ内でもショットの位置により
回転や倍率変化が生じている。例えば、倍率は露光順が
遅くなるほど、大きくなっている。また、1ロットの中
では露光順が遅いウエハ程、全体的な倍率が大きくなっ
ている。一方、回転はウエハ内でのショットの位置(座
標)に依存して変化している。
【0014】光投影露光装置1による第1レイヤのロッ
トの露光は上記の基準ウエハの現像処理および誤差成分
解析処理と並行して実行されている。ステップS31
で、そのロット全体の第1レイヤの露光を完了すると、
ステップS32で、そのロットの露光条件をCPU4に
送る。CPU4は、ステップS33で、光投影露光装置
1による露光の誤差予測を行ない、EB装置3に送信す
る。ステップS34で、EB装置3は、ウエハの位置合
わせを行ない、描画位置を誤差予測値で補正しながら、
ロット全体の描画露光を行なう。
【0015】第2の実施例 図4は、本発明の第2の実施例に係るミックスアンドマ
ッチ動作を示すフローチャートである。光投影露光装置
1のオフセット算出処理は、第1の実施例と同じ図2に
示すとおりであり、図4は、そのオフセット算出処理後
の動作を示す。
【0016】第2の実施例においては、図2のステップ
S25の処理に続いて図4のステップS41以下の処理
を実行する。ステップS41で、そのロット全体の第1
レイヤの露光を完了すると、ステップS32で、そのロ
ットの露光条件をCPU4に送る。CPU4は、ステッ
プS43で、光投影露光装置1による露光の誤差予測を
行ない、EB装置3に送信する。ステップS44では、
EB装置3で、先行ウエハ(1枚程度)について、ウエ
ハの位置合わせを行ない、描画位置を誤差予測値で補正
しながら描画露光を行なう。ステップS45では、重ね
合わせ誤差測定器2にてずれ量を計測し、ステップS4
6で、補正値を更新して、残りのウエハの位置合わせを
行ない、描画位置を誤差予測値で補正しながら描画露光
を行なう。
【0017】第3の実施例 図5は、本発明の第3の実施例に係るミックスアンドマ
ッチ動作を示すフローチャートである。光投影露光装置
1のオフセット算出処理は、第1の実施例と同じ図2に
示すとおりであり、図5は、そのオフセット算出処理後
の動作を示す。
【0018】第3の実施例においては、図2のステップ
S25の処理に続いて図5のステップS50以下の処理
を実行する。ステップS50では、識別番号付きのウエ
ハを準備する。そして、ステップS51で、光投影露光
装置1による第1レイヤの露光を行なう。その時、使用
したウエハの番号を検出しておく。ステップS52で
は、そのロットのウエハ番号と露光条件をCPU4に送
る。ステップS53で、CPU4は、光投影露光装置1
による露光の誤差予測を行なう。ステップS54で、E
B装置3は、搬入されたウエハの番号を検出する。ステ
ップS55で、CPU4は、EB装置3からのウエハ番
号通知に応じて、対応する番号のウエハの誤差予測値を
EB装置3に送信する。ステップS56で、EB装置3
は、搬入されたウエハの位置合わせを行ない、描画位置
を誤差予測値で補正しながら描画露光を行なう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係るミックスアンドマッ
チシステムの構成を示す図である。
【図2】 図1のシステムのオフセット算出動作を示す
フローチャートである。
【図3】 図1のシステムのEB露光動作を示すフロー
チャートである。
【図4】 図3のEB露光動作の変形例を示すフローチ
ャートである。
【図5】 図3のEB露光動作の他の変形例を示すフロ
ーチャートである。
【図6】 光投影露光装置により露光されたウエハの露
光履歴によるパターンの変化を示す。
【図7】 光投影露光装置により露光されたウエハの露
光履歴によるパターンの変化を示す。
【符号の説明】
1:光投影露光装置、2:重ね合わせ誤差測定器、3:
EB装置、4:ディストーション管理CPU、5:オン
ライン機能CPU、6:バスライン、41:メモリ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/30 541J

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光投影露光によりウエハ上に形成された
    第1のパターンと整合するように第2のパターンを荷電
    ビームで該ウエハ上に描画して露光するために、第1の
    パターンの理想パターンに対するずれを示す歪み補正マ
    ップを作成し、第2のパターンの描画情報を該マップに
    示された歪み情報に基づき補正しながら前記荷電ビーム
    で露光する露光方法において、 前記歪み補正マップを、前記光投影露光を行なう装置が
    有する、前記第1のパターンを光投影露光した際の露光
    情報に基づいて修正することを特徴とする露光方法。
  2. 【請求項2】 前記歪み補正マップの修正を、前記第1
    のパターンを光投影露光する際のショット領域ごと、ウ
    エハごとおよび/またはロットごとに行なうことを特徴
    とする請求項1記載の露光方法。
  3. 【請求項3】 前記歪み補正マップの修正を、前記光投
    影露光を行なう装置が有する、前記第1のパターンを光
    投影露光する際の露光情報に基づいて行なうことを特徴
    とする請求項1または2記載の露光方法。
  4. 【請求項4】 前記露光情報が、ショットレイアウト、
    ショット順序、各ショットの露光量、ならびにショット
    間、ウエハ間およびロット開始前の露光休止時間を含む
    ことを特徴とする請求項3記載の露光方法。
JP9303327A 1997-10-20 1997-10-20 露光方法 Withdrawn JPH11121361A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005286064A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Advantest Corp 荷電粒子ビーム露光装置、荷電粒子ビーム露光装置の基準用基板、荷電粒子ビーム露光装置の補正方法、及び電子装置の製造方法
US7856606B2 (en) 2004-03-31 2010-12-21 Asml Masktools B.V. Apparatus, method and program product for suppressing waviness of features to be printed using photolithographic systems
JP2013219085A (ja) * 2012-04-04 2013-10-24 Canon Inc 描画装置、描画方法、および、物品の製造方法

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