JPH0121616B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0121616B2 JPH0121616B2 JP54065473A JP6547379A JPH0121616B2 JP H0121616 B2 JPH0121616 B2 JP H0121616B2 JP 54065473 A JP54065473 A JP 54065473A JP 6547379 A JP6547379 A JP 6547379A JP H0121616 B2 JPH0121616 B2 JP H0121616B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- electron beam
- warpage
- points
- pattern
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/304—Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電子ビームによるパターン形成法にか
かり、特に電子ビーム描画装置を用いて集積回路
の微細パターンを高精度化してウエーハに直接描
画する一条件とて、熱処理工程をへたウエーハの
そりからくるパターンの位置ずれを是正する電子
ビーム描画によるパターン形成法に関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a pattern forming method using an electron beam, and in particular to a heat treatment process as a condition for directly drawing a fine pattern of an integrated circuit on a wafer with high precision using an electron beam lithography system. This invention relates to a pattern forming method using electron beam lithography for correcting pattern misalignment caused by warpage of a flat wafer.
集積回路はパターン寸法が年々、微細化される
につれ、従来の光学露光技術にたよつているマス
ク製作法では製作が不可能となり、このため電子
ビーム描画装置を用いた微細パターン描画技術が
不可欠となつている。電子ビーム描画技術を用い
た集積回路製作工程においては、マスク製作とい
う従来の工程をはぶいてウエーハに直接電子ビー
ムを照射することによつて実現できる。電子ビー
ムによるウエーハ直接描画による製作工程を説明
すると以下の様になる。 As the pattern dimensions of integrated circuits become smaller year by year, it becomes impossible to manufacture them using the mask manufacturing method that relies on conventional optical exposure technology, and for this reason, fine pattern writing technology using electron beam writing equipment becomes indispensable. ing. In the integrated circuit fabrication process using electron beam writing technology, this can be achieved by directly irradiating the wafer with an electron beam, bypassing the conventional process of mask fabrication. The manufacturing process by direct wafer writing using an electron beam will be explained as follows.
ウエーハ上にエツチング材料、通常酸化膜また
は金属膜をのせ、その上にレジスト膜を塗布した
被加工材料を電子ビーム筐体内の試料台にのせ、
パターンに相当する部分に電子計算機の制御のも
とでビームを移動し、上記被加工材料上に照射す
る。照射された部分はレジスタとの重合反応をお
こし、レジスト材料がポジ型の場合は現像液に対
して可溶性となり、ネガレジストの場合は不溶性
となる。可溶領域の部分のエツチング材質がエツ
チングされ、その部分を窓として選択拡散または
蒸着が行われる。酸化、エツチング、拡散等の工
程を繰り返すことによつて集積回路を実現してい
る。 An etching material, usually an oxide film or a metal film, is placed on the wafer, and a resist film is applied on top of the etching material, and the material to be processed is placed on a sample stage inside the electron beam housing.
The beam is moved to a portion corresponding to the pattern under the control of an electronic computer and irradiated onto the material to be processed. The irradiated areas undergo a polymerization reaction with the resist, and if the resist material is positive, it becomes soluble in the developer, and if it is a negative resist, it becomes insoluble. The etching material in the soluble region is etched, and selective diffusion or vapor deposition is performed using that region as a window. Integrated circuits are realized by repeating processes such as oxidation, etching, and diffusion.
以上の製作工程の中で、前工程までに形成した
パターンとの位置合わせが重要である。ウエーハ
は各工程で行う熱処理のためそりが生じる。パタ
ーンの歪、位置ずれとなつてあらわれる。従つ
て、このパターンのずれを考慮しないでパターン
形成を行えば、各プロセス間の位置合わせ精度が
補償されないことになり、高精度な集積回路が実
現できないことになる。 In the above manufacturing process, alignment with the pattern formed up to the previous process is important. Wafers are warped due to the heat treatment performed in each process. This appears as pattern distortion and positional deviation. Therefore, if pattern formation is performed without taking this pattern shift into consideration, alignment accuracy between each process will not be compensated, and a highly accurate integrated circuit will not be realized.
そこで、電子ビーム描画装置でパターン形成す
る際に、計算機より得た1図形単位ごとの位置情
報から電子ビームの偏向位置を決定している。 Therefore, when forming a pattern using an electron beam writing device, the deflection position of the electron beam is determined from positional information for each graphic unit obtained from a computer.
第2図は従来方法の処理手順を説明した図であ
る。ウエーハに配置された位置合わせマークの1
つをスキヤンすることにより電子ビームの反射電
子または二次電子信号から位置を決定する位置マ
ーク検出手続き4をもとに回転補正5、ステージ
移動6を行つて正確な位置合わせをし、直接描画
7する。 FIG. 2 is a diagram explaining the processing procedure of the conventional method. One of the alignment marks placed on the wafer
Based on the position mark detection procedure 4, which determines the position from the reflected electrons or secondary electron signals of the electron beam by scanning the two, rotation correction 5 and stage movement 6 are performed to achieve accurate positioning, and direct writing 7 do.
ところで、このような処理方法に於いて電子ビ
ーム描画装置の筐体内にセツトされたウエーハに
そりがない場合は、ウエーハ上の数点を基準点を
一定にしておけば電子ビーム偏向の座標系を変え
るだけで位置合わせが可能である。しかしなが
ら、ウエーハにそりがある場合には、位置合わせ
マークをウエーハのいたるところに配置し、各マ
ークを検出しながら逐次補正するという方法がと
られる。通常この位置合わせマークは全チツプに
配置される。しかも、電子ビーム描画装置による
位置合わせマーク検出に要する時間はビームの照
射時間に比べかなり長いものである。従つて、全
チツプのマークを検出しながら位置合わせをする
と、これに非常に時間がかかる。又、チツプ寸法
が大きかつたり、描こうとする図形が多い様な場
合に、その図形ごとに位置合わせをやつていては
描画時間が大変なものとなるため、現実には実際
のウエーハ上のチツプ(ウエーハ上は500〜1000
ケのチツプからなりたつている。)ごと位置合わ
せをするだけでなく、チツプ内代表点数ケ所で合
わせをやり、そのチツプ内すべての図形は、その
合わせ位置からの一定値を加減して補正をしてい
る。一枚のウエーハ上のパターン形成時間に要す
る時間の1/3を、位置合わせにとられることが知
られている。従つて位置合わせマークの検出回数
をできるだけ少なくする必要がある。 By the way, in such a processing method, if there is no warpage on the wafer set in the housing of the electron beam lithography system, the coordinate system of the electron beam deflection can be adjusted by keeping several reference points on the wafer constant. Alignment is possible just by changing the position. However, if the wafer has warpage, a method is used in which alignment marks are placed all over the wafer and each mark is detected and corrected one by one. Typically, this alignment mark is placed on every chip. Furthermore, the time required for the alignment mark detection by the electron beam drawing device is considerably longer than the beam irradiation time. Therefore, it takes a very long time to perform alignment while detecting marks on all chips. Also, if the chip size is large or there are many shapes to be drawn, it will take a lot of time to draw if you align each shape individually. (500 to 1000 on wafer
It is made up of a large number of chips. ), but also at several representative points within the chip, and all figures within the chip are corrected by adding or subtracting a fixed value from that position. It is known that alignment takes up one-third of the time required to form a pattern on a single wafer. Therefore, it is necessary to minimize the number of times the alignment mark is detected.
本発明の目的は、位置合わせマークの検出回数
を少なくするために、ウエーハのそりの形状に応
じて、あらかじめ電子ビームの照射位置をずら
し、重ね合わせ精度をよくすることのできる電子
ビーム描画技術に基づくパターン形成法を提供す
ることにある。 An object of the present invention is to develop an electron beam lithography technology that can improve overlay accuracy by shifting the electron beam irradiation position in advance according to the shape of the wafer's warp in order to reduce the number of times alignment marks are detected. The object of the present invention is to provide a pattern forming method based on the present invention.
本発明によれば、ウエーハのそりが各プロセス
ごとにほぼ類似した形状を有することに着眼し、
形状を表す関数形を計算機にたくわえ、この関数
形をもとにして、電子ビーム描画装置内で実際に
マーク検出した時の位置ずれからウエーハ全域の
パターンの位置ずれを内挿近似法によつて推定す
ることができる。従つてマーク検出回数はきわめ
て少なくてすむ。 According to the present invention, focusing on the fact that wafer warpage has a substantially similar shape for each process,
A functional form representing the shape is stored in a computer, and based on this functional form, the positional deviation of the pattern over the entire wafer is calculated from the positional deviation when the mark is actually detected in the electron beam lithography system using an interpolation approximation method. It can be estimated. Therefore, the number of mark detections can be extremely small.
以下本発明を図面を参照して詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第1図はそりのない正常なウエーハとあらかじ
め計算機にたくわえた代表的なウエーハ(モデル
ウエーハとよぶ)のそりの形状と、描画しようと
するウエーハ(実際ウエーハとよぶ)のそりの形
状とを比較し、ウエーハ上のパターンの位置ずれ
の様子を示したものである。そりのない正常なウ
エーハ1上の位置P0はモデルウエーハ2上でP1
に、実際ウエーハ3ではP2の位置に対応するも
のと仮定する。 Figure 1 compares the shape of warpage of a normal wafer with no warpage, a typical wafer stored in a computer in advance (called a model wafer), and the shape of warpage of the wafer to be drawn (called an actual wafer). This figure shows how the patterns on the wafer are misaligned. Position P 0 on normal wafer 1 without warping is P 1 on model wafer 2
Assume that the actual wafer 3 corresponds to the position P2 .
なお、モデルウエーハのそりの様子(形状)は
ウエーハの製造プロセスが与えられれば計算機で
求められることが知られているので、そりのない
ウエーハ1上での点P0に対応するモデルウエー
ハ上の点P1の位置は計算機により推定される。 Note that it is known that the state (shape) of warpage on a model wafer can be determined by a computer if the wafer manufacturing process is given. The position of point P 1 is estimated by a computer.
ところで、そりのないウエーハ1上の点P0が
電子ビーム偏向の中心になる様にステージを移動
しようとするとき、ウエーハにそりがある場合に
は描画時に点P2の位置が電子ビーム偏向の中心
になる様にステージを移動させる必要がある。し
かし実際のウエーハ上の点P2は位置の推定が可
能なP1からすこしずれた位置にあるはずである
からP1の位置データをそのまま使うことはでき
ず、その差P2―P1をさらに求める必要がある。 By the way, when trying to move the stage so that point P 0 on wafer 1, which has no warpage, becomes the center of electron beam deflection, if the wafer has warp, the position of point P 2 will be at the center of electron beam deflection during writing. It is necessary to move the stage so that it is centered. However, since the actual point P 2 on the wafer must be slightly shifted from P 1 whose position can be estimated, the position data of P 1 cannot be used as is, and the difference P 2 - P 1 is We need to ask for more.
次に、モデルウエーハ上の点P1の位置と実際
ウエーハ上の点P2の位置との差を求める方法に
ついて述べる。本発明では実際ウエーハ3の全体
領域から位置合わせマークを設定した代表点を数
ケ所(通常は10ケ所程度)えらび実際ウエーハで
の正確な位置を検出する。次に各代表点の位置と
各代表点に対応する点の計算機によつて求められ
たモデルウエーハ上での位置とからモデルウエー
ハ上の位置と実際ウエーハ上の位置とのずれがわ
かる。そのずれの様子をもとに実際ウエーハ3上
の全ての点の実際の位置を計算で求める。この方
法によれば数ケ所の代表点の実際ウエーハ上の位
置を検出するだけでよく特にそれ以上の位置を検
出しなくても描画できる。実際ウエーハ上の全図
形の実際の位置を計算で求める方法としては、内
挿近似法を用いる。そりのないウエーハ上のP0
の位置が位置合わせをする点と仮定する。対応す
るモデルウエーハ上の位置P1は計算により求ま
り、P2の位置は実際ウエーハの位置合わせマー
クの位置合わせ操作によつて検出される。この様
なP0,P1,P2に相当する位置が3ケ所あればそ
の近辺にあるすべての点について実際の位置が求
まる。この近辺の点の位置を計算する方法が内挿
近似法で、第4図に計算法を示している。今、そ
りのないウエーハ1上の点Q1,Q2,Q3が実際ウ
エーハで位置を検出することができる点と仮定す
る。Q1,Q2,Q3の位置に対応するモデルウエー
ハ上の点Z1,Z2,Z3は計算機の中にデータとして
与えられている。この3点の位置ずれの様子、す
なわち、Q1,Q2,Q3及びZ1,Z2,Z3の関係から、
そりのないウエーハ上の3点の近辺の点Xに対す
るモデルウエーハ上ののが位置内挿近似法で求
まる。 Next, a method for determining the difference between the position of point P 1 on the model wafer and the position of point P 2 on the actual wafer will be described. In the present invention, several representative points (usually about 10 points) where alignment marks are set are selected from the entire area of the actual wafer 3, and accurate positions on the actual wafer are detected. Next, the deviation between the position on the model wafer and the actual position on the wafer is determined from the position of each representative point and the position on the model wafer of the point corresponding to each representative point determined by the computer. Based on the state of the deviation, the actual positions of all points on the wafer 3 are calculated. According to this method, it is only necessary to detect the actual positions of several representative points on the wafer, and drawing can be performed without detecting any more positions. An interpolation approximation method is used to calculate the actual positions of all the figures on the wafer. P 0 on a wafer without warpage
Assume that the position of is the point to be aligned. The corresponding position P 1 on the model wafer is determined by calculation, and the position P 2 is detected by the alignment operation of the alignment marks on the actual wafer. If there are three positions corresponding to such P 0 , P 1 , and P 2 , the actual positions of all points in the vicinity can be found. The method of calculating the positions of points in this vicinity is the interpolation approximation method, and the calculation method is shown in FIG. Now, it is assumed that points Q 1 , Q 2 , and Q 3 on the wafer 1 without warpage are points whose positions on the wafer can actually be detected. Points Z 1 , Z 2 , and Z 3 on the model wafer corresponding to the positions of Q 1 , Q 2 , and Q 3 are given as data in the computer. From the positional deviation of these three points, that is, the relationship between Q 1 , Q 2 , Q 3 and Z 1 , Z 2 , Z 3 ,
The positions on the model wafer for points X in the vicinity of three points on the wafer without warpage are determined by the positional interpolation approximation method.
上述のZ1,Z2,Z3に対応する実際ウエーハ上の
位置が求まつているのであるから、前述したそり
のないウエーハ上での点Q1,Q2,Q3をモデルウ
エーハ上の点Z1,Z2,Z3とおきかえれば同様な方
法で実際ウエーハ上の近辺の点まで求まることに
なる。 Since the positions on the actual wafer corresponding to the above-mentioned Z 1 , Z 2 , and Z 3 have been found, the points Q 1 , Q 2 , and Q 3 on the wafer without warpage mentioned above can be set on the model wafer. If the points Z 1 , Z 2 , and Z 3 are replaced, nearby points on the wafer can actually be found using the same method.
第3図は本発明の処理手順を説明する図で、ウ
エーハからの位置マーク検出信号8とウエーハそ
り形状関数9とを用いてウエーハ全域の位置ずれ
を内挿近似法10によつて求め、電子ビーム回転
補正11とステージ移動12によつて補正を行い
直接描画13によつてウエーハ製作する。内挿近
似法によつて求められた多数の点の描画が完了す
るまで、電子ビーム回転補正11とステージ移動
12が繰り返えされる。 FIG. 3 is a diagram explaining the processing procedure of the present invention, in which the positional deviation of the entire wafer is determined by an interpolation approximation method 10 using the position mark detection signal 8 from the wafer and the wafer warp shape function 9, and Correction is performed by beam rotation correction 11 and stage movement 12, and a wafer is manufactured by direct writing 13. The electron beam rotation correction 11 and the stage movement 12 are repeated until the drawing of a large number of points determined by the interpolation approximation method is completed.
本発明のパターン形成方法によれば、そりのな
いウエーハに対してだけでなくそりのあるウエー
ハに対しても高精度なパターンを高速に描画する
ことができるために、大規模集積回路に対する直
接描画が実現できるようになる。また集積回路の
性能の飛躍的向上に役立つばかりでなく信頼性の
向上にも大きく貢献するものである。 According to the pattern forming method of the present invention, highly accurate patterns can be drawn at high speed not only on wafers without warpage but also on wafers with warpage. becomes possible. Moreover, it not only helps dramatically improve the performance of integrated circuits, but also greatly contributes to improving reliability.
第1図はウエーハのそりによるパターン位置ず
れの様子を示した図で、同図において1はそりの
ないウエーハ、2はモデルウエーハ、3は描画ウ
エーハを示す。
第2図は従来方式に基づく直接描画法の手順を
示した図で、同図中4は位置マーク検出手続、5
は回転補正手続、6はステージ移動手続、7は直
接描画手続を示す。
第3図は本発明による処理手順を示した図で、
同図中8は位置マーク検出手続、9はウエーハそ
り関数発生手続、10は内挿近似手続、11は回
転補正手続、12はステージ移動手続、13は直
接描画手続を示す。
第4図は内挿近似法を説明した概念図である。
FIG. 1 is a diagram showing how pattern position shifts occur due to wafer warpage. In the figure, 1 indicates a wafer without warpage, 2 indicates a model wafer, and 3 indicates a drawing wafer. Figure 2 is a diagram showing the procedure of the direct writing method based on the conventional method, in which 4 indicates the position mark detection procedure, and 5
6 indicates a rotation correction procedure, 6 indicates a stage movement procedure, and 7 indicates a direct drawing procedure. FIG. 3 is a diagram showing the processing procedure according to the present invention.
In the figure, reference numeral 8 indicates a position mark detection procedure, 9 indicates a wafer warpage function generation procedure, 10 indicates an interpolation approximation procedure, 11 indicates a rotation correction procedure, 12 indicates a stage movement procedure, and 13 indicates a direct writing procedure. FIG. 4 is a conceptual diagram explaining the interpolation approximation method.
Claims (1)
ハのそりによる重ね合わせパターンの位置ずれを
考慮して電子ビームの照射位置ぎめをする電子ビ
ーム描画装置を用いたパターン形成方法におい
て、製造プロセスごとに異なるウエーハのそりの
形状をあらわしたデータと位置合わせマークより
検出された位置信号とを用いてあらかじめ、電子
ビーム描画装置内でウエーハ全域における重ね合
わせパターンのずれを推定し、電子ビーム照射位
置をずらして描画することにより、電子ビーム描
画装置内で行う位置合わせマーク検出の回数を少
なくし、描画時間を短縮することを特徴とする電
子ビームによるパターン形成法。1 In a pattern forming method using an electron beam lithography system that determines the irradiation position of the electron beam by taking into account the positional deviation of overlapping patterns due to wafer warping that occurs during the integrated circuit manufacturing process, Using the data representing the shape of the warp and the position signal detected from the alignment mark, the overlay pattern shift over the entire wafer is estimated in advance in the electron beam lithography system, and the electron beam irradiation position is shifted to perform lithography. A pattern forming method using an electron beam, which is characterized by reducing the number of times alignment mark detection is performed in an electron beam writing apparatus and shortening writing time.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6547379A JPS55157231A (en) | 1979-05-25 | 1979-05-25 | Method of forming pattern by electron beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6547379A JPS55157231A (en) | 1979-05-25 | 1979-05-25 | Method of forming pattern by electron beam |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55157231A JPS55157231A (en) | 1980-12-06 |
| JPH0121616B2 true JPH0121616B2 (en) | 1989-04-21 |
Family
ID=13288105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6547379A Granted JPS55157231A (en) | 1979-05-25 | 1979-05-25 | Method of forming pattern by electron beam |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55157231A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62159425A (en) * | 1986-01-08 | 1987-07-15 | Toshiba Mach Co Ltd | Charged beam lithography |
| KR100319898B1 (en) * | 2000-03-20 | 2002-01-10 | 윤종용 | Method and apparatus for measuring the dimensional parameter of wafer |
| KR100461024B1 (en) * | 2002-04-15 | 2004-12-13 | 주식회사 이오테크닉스 | Chip-scale marker and marking method |
-
1979
- 1979-05-25 JP JP6547379A patent/JPS55157231A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55157231A (en) | 1980-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4338508A (en) | Inscribing apparatus and methods | |
| JPH09260250A (en) | Exposure apparatus and exposure method | |
| EP0078579B1 (en) | Method of using an electron beam | |
| US4322626A (en) | Method of electron beam exposure | |
| JPH0121616B2 (en) | ||
| EP0538675B1 (en) | Electron beam lithography method | |
| JPS6258621A (en) | Fine pattern forming method | |
| US4737646A (en) | Method of using an electron beam | |
| JP2950283B2 (en) | Electron beam alignment method and apparatus | |
| JPS6212507B2 (en) | ||
| US6649920B1 (en) | Cell projection using an electron beam | |
| JPH05158218A (en) | Mask substrate and drawing method | |
| JPS6233427A (en) | Electron beam exposure method | |
| JP3039390B2 (en) | Electron beam mask, exposure apparatus using electron beam mask and exposure method thereof | |
| JPH04136855A (en) | Production of mask for exposing | |
| JPS6110236A (en) | Electron beam exposure | |
| JPS628014B2 (en) | ||
| JPH0547620A (en) | Alignment mark formation method | |
| JPS6152973B2 (en) | ||
| JP3083428B2 (en) | Charged particle beam drawing method | |
| JPH05136035A (en) | EB drawing device | |
| JPH0722349A (en) | Charged beam drawing device | |
| JPH0544172B2 (en) | ||
| JPH0663729B2 (en) | Position detector | |
| JPS6074619A (en) | Method for exposure by electron beam |