JP3242989B2 - アライメントパターンを有するパターン版の修正方法 - Google Patents
アライメントパターンを有するパターン版の修正方法Info
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (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修正方法に
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。
ルパターンを電子線露光装置を用い描画作成する場合に
は、通常ラスター機を用いるが、その描画方法は、マス
ク基板をステージ上に固定した状態で、レーザ干渉計等
による位置制御系のもとで、ステージを移動させなが
ら、基板に電子ビームを照射露光し、所定の絵柄を露光
描画する方法であり、電子ビームは、偏向制御されなが
ら基板上に所定のアドレス単位でオン・オフ制御されて
照射される。しかしながら、パターンの微細化に伴い、
微細パターンを精度よく作製するためには、描画の単位
であるアドレスサイズを小としていかなければならなく
なり、それに伴い描画の時間が飛躍的に増大する。
定のアパーチャー像を照射し、これを組み合わせてパタ
ーンを作製する描画方法であるが、微細パターンを精度
よく作製するためには、アパーチャーの径を小としなけ
ればならず、やはり微細化に伴い、描画の時間が飛躍的
に増大する。
画時間が長くなってくると、電子線露光装置のような精
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ず
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
ターンの位置関係を精度良くする修正方法を提供するこ
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修正方
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の位置ズレを修正す
る方法において、本パターン及びアライメントパターン
を描画し、本パターンとアライメントパターン間の位置
ズレを測定し、その測定値に基づいてアライメントパタ
ーンを修正して、本パターン中心との位置関係の設計値
からのズレを修正することを特徴とする方法である。
パターンの移動方向と直交するアライメントパターン部
分を、移動側にその位置ズレによる移動量の2倍だけ追
加して太らせるようにしてもよい。
ターンの移動方向と直交するアライメントパターン部分
を、移動側の反対側を位置ズレによる移動量の2倍だけ
削って細らせるようにしてもよい。
パターンを描画し、本パターンとアライメントパターン
間の位置ズレを測定し、その測定値に基づいてアライメ
ントパターンを修正して、本パターン中心との位置関係
の設計値からのズレを修正するので、本パターン描画中
の発生するアライメントパターンと本パターン間の相対
位置ズレをほぼ完全に補正することができ、一度描画さ
れたパターン版について、アライメントパターンを修正
することで、精度をさらに向上させることが可能にな
る。この方法は、従来、アライメントパターンの位置精
度不良により使用不能であったレチクルマスク等を使用
可能にする点において有利な方法である。
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、デバイスパターンをなす本パターンB
と、その周囲に本パターン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
置されるパターン版を製造する場合に、レーザ干渉計等
の位置制御系、X、Yステージ駆動系を用い、電子線描
画装置等により次のような順序で電子線露光装置又は光
学的露光装置によって露光描画する。すなわち、第1
に、アライメントパターンA1、A2、A3を描画し、
次いで、本パターンBを描画し、引き続いて、再度、ア
ライメントパターンA1、A2、A3を最初の描画に重
ねて描画するものである。
A2、A3を本パターンB描画の前後に重ねて露光描画
することにより、アライメントパターンA1、A2、A
3と本パターンBとの位置関係の精度が向上することに
なる。特に、前記した〜の本パターン描画中の変動
に起因するアライメントパターンと本パターン間の相対
位置ズレをほぼ完全に補正し、、等に起因する描画
の位置精度低下を低減するものである。
ンA1、A2、A3を本パターンB描画の前後に重ねて
露光描画することにより、アライメントパターンと本パ
ターン間の相対位置ズレを補正する原理について、図
2、図3を参照にして説明する。ここでは、簡単のた
め、X方向についてのみの位置ズレについて述べるが、
Y方向についても同様である。
法をL、実際の描画寸法をL+sとする。そして、この
ズレsは、パターン寸法にほぼ比例するズレσと、描画
時間にほぼ比例するズレΣの和とすると、第1回目に描
画したアライメントパターンA1′と次に描画した本パ
ターンB中心との位置ズレΔ1は、 Δ1≒(L+s)/2−L/2=s/2=(σ+Σ)/2 となる。
トパターンの1回の描画のときの線幅をW1とすると
き、第1回目に描画した線1と第2回目に描画した線2
との間のズレは、σ/2+Σとなる。そのため、第1回
目及び第2回目に描画した全体のアライメントパターン
の線の幅Wは、W1+σ/2+Σとなる。したがって、
第1回目描画した線1の中心と全体のアライメントパタ
ーンA1の線の中心の位置ズレΔ2は、 Δ2≒(W1+σ/2+Σ)/2−W1/2=σ/4+Σ/2 となる。
されたアライメントパターンA1の中心と本パターンB
中心との位置ズレΔは、 Δ≒Δ1−Δ2=(σ+Σ)/2−(σ/4+Σ/2)=σ/4 すなわち、本発明による方法とアライメントパターンを
重ねて描画せず、本パターンBの前後何れかで一度だけ
描画する従来の方法とを比較すると、本発明の場合は、
アライメントパターンA1の中心は本パターンBの中心
からΔ≒σ/4だけズレているだけであり、描画時間に
依存する位置ズレΣは介入しないのに対し、従来の場合
は、Δ1≒(σ+Σ)/2だけズレ、パターン寸法に比
例するズレが本発明の場合のほぼ2倍で、さらに描画時
間に依存する位置ズレが全体の描画時間の半分に相当す
るだけ存在する。すなわち、本発明により、〜の本
パターン描画中の変動に起因するアライメントパターン
と本パターン間の相対位置ズレΣ/2をほぼ完全に補正
し、、等に起因する描画の位置精度低下σ/2をほ
ぼ半分に低減するものである。
の描画位置と2回目の描画位置を、図4に示すように、
設計上一定距離Mだけズラして描画するようにしても、
全く同様に、〜の本パターン描画中の変動に起因す
るアライメントパターンと本パターン間の相対位置ズレ
Σ/2をほぼ完全に補正し、、等に起因する描画の
位置精度低下σ/2をほぼ半分に低減することができ
る。
方法は、本パターンの描画前後に重ねて描画して作成し
たアライメントパターンの中間位置をアライメントパタ
ーンの中心位置として、本パターンの描画ズレ量に合わ
せてアライメントパターンのズレ量を調整して、本パタ
ーン中心との位置関係の設計値からのズレを補正するも
のである。本発明のアライメントマークの描画方法は、
その原理から明らかなように、特に、本パターンのサイ
ズが大きく、パターンが複雑で描画時間がかかる高集積
半導体装置用レチクルマスク、大型、高密度シャドウマ
スク用パターン版等に適している。
に一定方向でない場合については、アライメントパター
ンの露光描画を本パターンの前後に限定せず、本パター
ンの描画途中にも何度か入れるようにすることである程
度対応できる。
合わせて、アライメントパターンを本パターン描画前後
に重ねて描画することにより、アライメントパターンを
補正する方法であったが、この代わりに、図1に示した
ような本パターンB及びアライメントパターンA1、A
2、A3を描画し、その後、描画ズレのある本パターン
Bには触れずに、本パターンBとアライメントパターン
A1、A2、A3間の実際の位置ズレを測定し、アライ
メントパターンA1、A2、A3を補正して、本パター
ン中心との位置関係の設計値からのズレを補正するよう
にすることもできる。
図5に実際に描画、現像後の本パターンBとアライメン
トパターンA1、A2、A3を示す。また、図5中にア
ライメントパターンA1、A2、A3を基準として本パ
ターンが位置すべき座標を一点鎖線で示す。描画の順序
は、本パターンBの描画後にアライメントパターンA
1、A2、A3を描画しても、その逆であってもよく、
また、その他の順に描画してもよく、特に限定されな
い。描画、現像後、X方向の実際の本パターンBの位置
ズレを座標位置測定装置等により測定し、例えば図示の
ように、上辺において基準位置より上側にΔW1 、下辺
において基準位置より上側にΔW2 だけズレていたとす
ると、X方向のアライメントパターンA1は、実際の本
パターンBより(ΔW1 +ΔW2 )/2=ΔWだけ相対
的に下側にズレていることになる。したがって、アライ
メントパターンA1を上側にΔW移動させる必要があ
る。
ーンA1を移動させるためには、アライメントパターン
A1の移動方向と直交する部分を移動側に移動量Δwの
2倍だけ太らせるか、逆に、移動側の反対側を移動量Δ
wの2倍だけ細らせるようにすればよい。すなわち、太
らせる場合には、図6(a)に示すように、アライメン
トパターンA1の+X側を2ΔWだけ追加して広げる。
こうすると、アライメントパターンA1の中心は、修正
前の位置から+X側にΔW移動することになり、目的を
達成することができる。また、細らせる場合には、図6
(b)に示すように、アライメントパターンA1の−X
側を2ΔWだけ削って狭める。こうすると、アライメン
トパターンA1の中心は、修正前の位置からやはり+X
側にΔW移動することになる。
も同様に修正を行う。
2、A3に対して本パターンBが回転している場合又は
角度ズレがある場合については、アライメントパターン
A2又はA3を基準にして、他のアライメントパターン
A3又はA2、A1の位置を上記と同様にして移動させ
る。これを図7を参照にして簡単に説明すると、例えば
パターンA2を基準にして、本パターンBに図示のよう
な右回りの角度ズレがある場合、上側のパターンA3は
本パターンBに対して相対的に左側にズレていることに
なるので、そのズレ量を測定して、図6に示した方法に
よりアライメントパターンA3をそれに対応した距離右
側に移動させる。これに伴い、X軸は、アライメントパ
ターンA2と新たに設定されえたアライメントパターン
A3を結ぶ方向に微小回転するので、この回転に伴い、
X方向の位置基準になるアライメントパターンA1もこ
の回転角で決まる距離だけ上側へ移動させる。なお、実
際のレチクルマスクは、平行ズレと回転ズレの複合体で
あるので、上記の位置ズレと角度ズレの修正方法を組み
合わせて行うことにより、アライメントパターン精度は
改善される。
メントパターンの遮光膜の一部を削ったり(図6
(b))、それに一部を追加する(図6(a))には、
種々の方法が用いられる。例えば、従来使用されている
集束イオンビームパターン白欠陥修正装置、レーザーパ
ターン白欠陥リペア装置を用いて、図6(a)のように
パターン部分に遮光膜を一部を追加してもよいし、集束
イオンビームパターン黒欠陥修正装置、レーザーパター
ン黒欠陥リペア装置を用いて、図6(b)のようにパタ
ーン部分を一部を削除してもよい。さらに、スポット露
光装置、直接描画装置等を用いて、部分的にレジストを
製版し、形成された開口を通して、追加部分にパターン
材料を蒸着したり、逆にエッチングして形成されている
パターンの一部を除去するようにしてもよい。その他、
種々の成膜方法及び剥膜方法を利用することができる。
が小さい場合は、相対的位置ズレΔWとして、何れか一
方の辺でのズレΔW1 又はΔW2を用いてもよい。
トパターンA1、A2、A3を描画し、描画ズレのある
本パターンBには触れずに、本パターンBとアライメン
トパターンA1、A2、A3間の実際の位置ズレを測定
し、アライメントパターンA1、A2、A3を補正し
て、本パターン中心との位置関係の設計値からのズレを
補正するようにすることにより、図2の方法と同様、本
パターン描画中の発生するアライメントパターンと本パ
ターン間の相対位置ズレをほぼ完全に補正することがで
きる。さらに、この修正方法は、従来、アライメントパ
ターンの位置精度不良により使用不能であったレチクル
マスク等を使用可能にする点においても、有利な方法で
ある。
は、アライメントパタ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、修正方法は、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修正方法によると、
本パターン及びアライメントパターンを描画し、本パタ
ーンとアライメントパターン間の位置ズレを測定し、そ
の測定値に基づいてアライメントパターンを修正して、
本パターン中心との位置関係の設計値からのズレを修正
するので、本パターン描画中の発生するアライメントパ
ターンと本パターン間の相対位置ズレをほぼ完全に補正
することができ、一度描画されたパターン版について、
アライメントパターンを修正することで、精度をさらに
向上させることが可能になる。この方法は、従来、アラ
イメントパターンの位置精度不良により使用不能であっ
たレチクルマスク等を使用可能にする点において有利な
方法である。
描画する際の順序を説明するための平面図である。
の相対位置ズレを補正する原理を説明するためのレチク
ルマスクの全体の平面図である。
ある。
様な図である。
メントパターンの位置関係を示す平面図である。
めのアライメントパターン部分の平面図である。
度ズレしている場合の修正方法を説明するための平面図
である。
Claims (3)
- 【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の位置ズレ
を修正する方法において、本パターン及びアライメント
パターンを描画し、本パターンとアライメントパターン
間の位置ズレを測定し、その測定値に基づいてアライメ
ントパターンを修正して、本パターン中心との位置関係
の設計値からのズレを修正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修正方法。 - 【請求項2】 前記位置ズレによる前記アライメントパ
ターンの移動方向と直交する前記アライメントパターン
部分を、移動側に前記位置ズレによる移動量の2倍だけ
追加して太らせ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修正方法。 - 【請求項3】 前記位置ズレによる前記アライメントパ
ターンの移動方向と直交する前記アライメントパターン
部分を、移動側の反対側を前記位置ズレによる移動量の
2倍だけ削って細らせ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修正方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14382192A JP3242989B2 (ja) | 1991-07-18 | 1992-06-04 | アライメントパターンを有するパターン版の修正方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3-177871 | 1991-07-18 | ||
JP17787191 | 1991-07-18 | ||
JP14382192A JP3242989B2 (ja) | 1991-07-18 | 1992-06-04 | アライメントパターンを有するパターン版の修正方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001189007A Division JP3370317B2 (ja) | 1991-07-18 | 2001-06-22 | 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 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05158221A JPH05158221A (ja) | 1993-06-25 |
JP3242989B2 true JP3242989B2 (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=26475442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14382192A Expired - Lifetime JP3242989B2 (ja) | 1991-07-18 | 1992-06-04 | アライメントパターンを有するパターン版の修正方法 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3242989B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
CN109143792A (zh) * | 2018-09-03 | 2019-01-04 | 中山新诺科技股份有限公司 | 一种空心柱立体结构的图形加工方法 |
-
1992
- 1992-06-04 JP JP14382192A patent/JP3242989B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05158221A (ja) | 1993-06-25 |
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