JP2000049070A

JP2000049070A - 電子ビーム露光装置、ならびにデバイス製造方法

Info

Publication number: JP2000049070A
Application number: JP10212755A
Authority: JP
Inventors: Masato Muraki; 真人村木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1998-07-28
Publication date: 2000-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】電子ビーム露光において描画済みパターン上
に高精度に重ね描画する。【解決手段】偏向手段により基板上にパターン描画す
るとともに、ステージ上の電子ビームの照射対象物に電
子ビームを照射して電子を検出して位置を検出する電子
光学系と、ステージ上の検出対象物との相対位置を検出
する位置検出系と、位置検出系に対するステージの位置
を検出する測長系とを備え、測長系と位置検出系とを協
働させて基板に形成したアライメントマークの位置を検
出し、該マーク位置及び予め得た電子ビームと位置検出
系との位置関係に基づいてパターンを重ね描画する。こ
の描画中に電子光学系によりステージ上の基準マークの
位置を検出し、基準マークの位置の実測値と前記予め知
れた位置との差を求めて電子ビームと各パターンとの相
対位置を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子ビーム露光装置
に関し、特に既に描画されているパターン上に高精度に
重ね描画することのできる電子ビーム露光装置、さらに
はこれを用いたデバイス製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子ビーム露光装置では、被露光物体を
載置したステージに対する電子ビームの位置安定性がそ
の加工精度を決定する重要な要因である。電子ビームの
位置安定性が劣化する要因として、電子光学系内に付着
した炭素化合物などの汚染物質の帯電による電子ビーム
位置変動、そしてもう一つは、電子光学系、ステージ、
ステージの位置を検出する干渉計を支持する構造体の熱
的あるいは機械的変形に起因して生じる電子ビーム位置
変動がある。このような電子ビーム位置変動が生じた場
合、電子ビームが定める描画座標と、干渉計が定めるス
テージの位置座標との関係が描画前後若しくは描画中に
ずれが生じる為、描画パターンの繋ぎ精度や重ね合わせ
精度が低下する。

【０００３】従来、電子ビーム位置変動により描画座標
とステージ座標とのずれは次のようなの方法によって補
正されている。

【０００４】ウエハ等の試料を載置して移動するステー
ジ上に基準マークが設けられている。そして、干渉計が
定めるステージ座標系に基づいて、設計上の電子ビーム
の標準照射位置に基準マークが位置するようにステージ
を移動し、電子ビームにより基準マークのマーク座標
（Ｘ０、Ｙ０）を求める。そして、描画中に描画動作を
一時停止し再び電子ビームの標準照射位置に基準マーク
が位置するようにステージを移動し、電子ビームにより
標準の位置検出を行い、その時点でのマーク座標（Ｘ
１、Ｙ１）を求める。ここで、前回のマーク座標（Ｘ
０、Ｙ０）と今回のマーク座標（Ｘ１、Ｙ１）との差
（ΔＸ１、ΔＹ１）をとることでステージに対する電子
ビーム位置変動を得る。そして、この差（ΔＸ１、ΔＹ
１）に基づいて、電子ビームの偏向位置、又はステージ
位置を補正することで、電子ビーム位置変動により描画
座標とステージ座標とのずれを補正する。以降、描画終
了まで、上記動作を繰り返して行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記装
置において、要求される繋ぎ精度や重ね合せ精度が厳し
くなると、許容される電子ビーム位置変動が小さくな
り、電子ビーム位置変動を補正する頻度が多くなる。そ
の結果、電子ビーム露光装置のスループットを低下させ
てしまうという解決すべき課題がある。

【０００６】本発明は上記課題を解決した優れた電子ビ
ーム露光方法及び装置、ならびにデバイス製造方法を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電子ビーム露光
装置のある形態は、複数のパターンと該複数のパターン
のそれぞれに関連づけられたアライメントマークとが形
成された基板に感光材を塗布し、前記アライメントマー
クの位置を検出し、検出された前記アライメントマーク
の位置に基づいて、電子ビームで前記各パターン上に描
画パターンを重ね描画する電子ビーム露光装置におい
て、前記基板を載置して移動するステージと、前記電子
ビームを偏向手段により前記基板上を走査させ描画パタ
ーンを描画するとともに、前記ステージ上の前記電子ビ
ームの照射対象物に前記電子ビームを照射し、前記照射
対象物の電子を検出し、前記電子ビームに対する照射対
象物の位置を検出する電子光学系と、前記ステージ上の
検出対象物との相対位置を検出する位置検出系と、前記
位置検出系に対する前記ステージの位置を検出する測長
系と、前記測長系と前記位置検出系とを協働させて、前
記アライメントマークの位置を検出し、検出された前記
アライメントマークの位置及び予め得た前記電子ビーム
と前記位置検出系との位置関係に基づいて、前記ステー
ジと前記偏向手段と前記測長系を協働させることにより
前記電子ビームで前記各パターン上に描画パターンを重
ね描画させ、前記基板を描画中に、前記電子光学系によ
り、前記ステージ上の予め知れた位置に位置する基準マ
ークの位置を検出し、検出された前記基準マークの位置
の実測値と前記予め知れた位置との差を求め、その差に
基づいて、前記偏向手段及び前記ステージの少なくとも
一方によって、前記電子ビームと前記各パターンとの相
対位置を補正させる制御手段とを有することを特徴とす
る。

【０００８】前記位置検出系は、光を前記ステージ上の
照射対象物に照射し、照射対象物からの光を検出するこ
とを特徴とする。

【０００９】前記測長系は、前記ステージに固設された
移動鏡と、前記位置検出系に固設された参照鏡と、前記
移動鏡及び前記参照鏡に対してレーザ光を照射して前記
移動鏡及び前記参照鏡から反射されるレーザ光を干渉さ
せその干渉光を検出する手段とを有することを特徴とす
る。

【００１０】前記制御手段は、前記測長系と前記位置検
出系とを協働させて、前記基準マークの位置を検出し、
前記測長系と前記電子光学系とを協働させて、前記基準
マークの位置を検出し、検出された２つの検出値に基づ
いて、前記予め得た前記電子ビームと前記位置検出系と
の位置関係を得ることを特徴とする。

【００１１】本発明のデバイス製造方法は、上記電子ビ
ーム露光装置を用意して、これを用いて露光を行う工程
を含む製造工程によってデバイスを製造することを特徴
とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】電子ビーム露光装置の構成説明図１に本発明の実施の形態による電子ビーム露光装置を
示す。この装置は、大きく分けて、主構造体１、電子光
学系２、アライメント光学系３、ウエハステージ４、Ｘ
軸用ステージ位置測長系５を有し、電子光学系２、アラ
イメント光学系３、ウエハステージ４、Ｘ軸用ステージ
位置測長系５ＸおよびＹ軸用ステージ位置測長系５Ｙ
（図１においては不図示）のそれぞれが主構造体１によ
って保持されるように構成されている。

【００１３】電子光学系２は、電子ビームを放射する電
子銃２１、電子銃２１からの電子ビームＥＢを収束させ
る電子レンズ系２２、電子ビームＥＢを偏向させる偏向
器２３、電子ビームＥＢの照射対象物からの電子を検出
する電子検出系２４で構成される。そして各構成要素
は、電子光学系制御部７によって制御される。電子ビー
ムＥＢによりウエハを露光する際は、電子光学系制御部
は、電子ビームＥＢを偏向器２３により走査するととも
に、描画するパターンに応じて電子ビームＥＢの照射を
制御する。電子ビームＥＢにより照射対象物の位置を検
出する際は、電子光学系制御部は、偏向器２３により電
子ビームＥＢを照射対象物上を走査させるとともに、電
子検出系２４によって照射対象物からの電子を検出して
照射対象物の位置を検出する。

【００１４】アライメント光学系３は、アライメント光
（ウエハ６に塗布された感光材を露光しない波長を有す
る）を放射するアライメント光源３１、アライメント光
源の光を照射対象物に向けるビームスプリッター３２、
照射対象物からの光をビームスプリッター３２を介して
結像し、照射対象物の像を検出する画像検出器３３で構
成される。そして、アライメント光学系制御部は各構成
要素を制御し、アライメント光学系の光軸ＡＸ２に対す
る照射対象物の位置を検出する。また、本実施例の電子
ビーム露光装置の平面図である図２に示すように、アラ
イメント光学系の各部を保持するアライメント光学系用
構造体にＸ軸用参照鏡５４Ｘ、Ｙ軸用参照鏡５４Ｙが固
設されている。

【００１５】ウエーハステージ４は、Ｙステージ４１に
Ｘステージ４２が載置された構成で、Ｘステージ４２上
に感光材が塗布されたウエハ６が保持されている。さら
にＸステージ４２上であってウエハ６とは異なる位置に
基準マークＳＭが形成された基準板４３、Ｘステージ４
２上のＸ方向の一端にＸ軸用移動鏡４４Ｘ及びＸステー
ジ４２上のＹ方向の一端にＹ軸用移動鏡４４Ｙ（不図
示）が設けられている。Ｙステージ４１は電子レンズ系
２２の光軸ＡＸに垂直な平面内の図１の紙面に垂直なＹ
方向にウエハ６の位置決めを行い、Ｘステージ４２は電
子レンズ系２２の光軸ＡＸ１に垂直な平面内でＹ軸に垂
直なＸ方向にウエハ６の位置決めを行う。なお、Ｘステ
ージ４２上には、図示省略するも、電子光学系２２の光
軸ＡＸ１に平行なＺ方向にウエハを位置決めを行うZス
テージ等も載置されている。そしてＹステージ４１、Ｘ
ステージ４２は、ステージ制御部９によって制御され
る。

【００１６】Ｘ軸用ステージ位置測長系５Ｘにおいて、
干渉計本体部５１Ｘから射出されたレーザビームがビー
ムスプリッター５２Ｘにより測長ビームＳＢ及び参照ビ
ームＲＢに分割される。測長ビームＳＢは、Ｘ軸用移動
鏡４４Ｘに向かって進み反射されて再びビームスプリッ
ター５２Ｘに戻り、参照ビームＲＢはＸ軸用反射プリズ
ム５３Ｘを介して、図２に示すように、Ｘ軸用参照鏡５
４Ｘに向かって進み反射されて再びＸ軸用反射プリズム
５３Ｘを介してビームスプリッター５２Ｘに戻る。ビー
ムスプリッタ５２Ｘに戻された両ビームＳＢ及びＲＢ
は、干渉計本体部５１Ｘに付属のレシーバに入射する。
ビームスプリッター５２Ｘからの射出段階で測長ビーム
ＳＢと参照ビームＲＢとは互いに周波数が微小量Δｆだ
け異なり、レシーバからは、Ｘ軸用移動鏡４４のＸ方向
の移動速度に応じて周波数がΔｆから変化している信号
が出力される。

【００１７】このビート信号をウエハステージ位置検出
部１０が処理することにより、参照ビームＲＢの光路長
を基準とした測長ビームＲＢの光路長の変化量、言い換
えれば、Ｘ軸用ステージ位置測長系５Ｘによって、ウエ
ハステージに固設されたＸ軸用移動鏡４４のＸ方向の座
標が、アライメント光学系３に固設されたＸ軸用参照鏡
５４Ｘを基準にして、高い分解能でかつ高精度に計測さ
れる。同様に、図２に示すＹ軸用ステージ位置測長系５
Ｙによって、ウエハステージに固設されたＹ軸用移動鏡
４４のＹ方向の座標が、アライメント光学系３に固設さ
れたＹ軸用参照鏡５４Ｙを基準にして、高い分解能でか
つ高精度に計測される。

【００１８】主制御系１１は、上記電子光学系制御部
７、アライメント光学系制御部、ウエハステージ位置検
出部８、ウエハステージ制御部９からのデータを処理、
各制御部への司令等を行う制御系である。

【００１９】露光動作の説明図３を用いて本実施例の電子ビーム露光装置の露光動作
について説明する。

【００２０】説明の前に、座標系について説明する。Ｘ
ステージ４２上に載置されるウェハ６上には、図４に示
すように複数の矩形のパターン領域ＣＰが配列座標系α
βに沿ってマトリックス状に形成されている。各パター
ン領域ＣＰの夫々は、電子ビームが描画するパターンと
重なり合うように定められ、各パターン領域ＣＰにはＸ
方向及びＹ方向のアライメント用のマークＡＭが付随し
て形成されている。ここで配列座標系αβの原点を、ウ
ェハ６上の中央付近に位置するパターン領域ＣＰ０の中
心点と一致するように定める。配列座標系αβにおける
各パターン領域ＣＰの設計上の座標値（又はＸ方向とＹ
方向のステッピング・ピッチ）は、図１の主制御系１１
内に予め記憶されている。ステージ座標系ＸＹのＸ軸、
Ｙ軸はＸステージ４２の移動方向(又はＸ軸用ステージ
位置測長系５及びＹ軸用ステージ位置測長系による座標
測定方向）を表わし、ここではステージ座標系ＸＹの原
点（Ｘステージ４２上であってウエハ６を保持する箇所
の中心）をアライメント光学系３の検出視野の中心（光
軸ＡＸ２）と一致するように、ウエハステージ位置検出
部１０によって定めてある。

【００２１】露光の開始により、主制御系１１は以下の
ステップを実行する。（図３参照）

【００２２】（ステップＳ１０１）ステージ座標系にお
ける基準マークＳＭの設計上の座標位置に基づいて、基
準マークＳＭをアライメント光学系３の光軸ＡＸ２上に
位置するように移動させる（ウエハステージ４の移動と
は、ウエハステージ制御部１０とウエハステージ位置検
出部８とを協働させてウエハステージ４を移動させるこ
とを意味し、以下同様である）。アライメント光学系制
御部８により、光軸ＡＸ２に対する基準マークＳＭの位
置ずれを検出し、その位置ずれに基づいて、ステージ座
標系ＸＹの原点が光軸ＡＸ２と一致するようにウエハス
テージ位置検出部１０が定めるステージ座標系を再設定
する。

【００２３】（ステップＳ１０２）光軸ＡＸ１と光軸Ａ
Ｘ２との設計上の位置関係（座標位置の差分（ＸＢ，Ｙ
Ｂ））に基づいて、基準マークＳＭを電子光学系２の光
軸ＡＸ１上に位置するようにウエハステージ４を移動さ
せる。電子光学系制御部８により、電子ビームにより基
準マークＳＭを走査し、光軸ＡＸ２に対する基準マーク
ＳＭの位置ずれ（ΔＸＢ，ΔＹＢ）を検出し、光軸ＡＸ
１と光軸ＡＸ２とのベースライン（ＸＢ−ΔＸＢ、ＹＢ
−ΔＹＢ）を決定する。

【００２４】（ステップＳ１０３）ウエハをウエハステ
ージ４に載置する。

【００２５】（ステップＳ１０４）ウエハ６上のアライ
メントマークの一部を選択し、選択されたパターン領域
ＣＰのアライメントマークＡＭを、設計上の座標位置に
基づいて、アライメント光学系３の光軸ＡＸ２上に位置
するように移動させ、アライメント光学系制御部８によ
り、光軸ＡＸ２に対するアライメントマークＡＭの位置
ずれを検出する。その位置ずれ量とアライメントマーク
ＡＭの設計上の座標位置（ウエハステージ４の移動量）
より、アライメントマークＡＭの位置の実測値（ＸＸi,
ＹＹi）が得られる。

【００２６】（ステップＳ１０５）アライメントマーク
ＡＭの位置の実測値（ＸＸi,ＹＸi）に基づいて、ウエ
ハ６上のパターン領域ＣＰの配列の規則性を決定する。
以下に、その決定方法について詳細に説明する。

【００２７】一枚のウェハ上でのショット（パターン領
域ＣＰ）の配列の規則性については、平面上での線形な
歪みを想定し、以下の６つの変数要素を導入する。ｒｘ……ウェハのｘ方向の線形伸縮量（スケーリング
ｘ）ｒｙ……ウェハのｙ方向の線形伸縮量（スケーリング
ｙ） θ……配列座標系αβの回転量（ローテーション） ω……座標系αβの傾き量（直交度）Ｏｘ……ウェハのｘ方向の平行移動量（シフトｘ）Ｏｙ……ウェハのｙ方向の平行移動量（シフトｙ）

【００２８】以上のような変数を想定すると、設計座標
値（ｘi,ｙi）に位置するショットは次の(１)式によ
り、座標値（Ｘi,Ｙi）に写像される。

【００２９】

【外１】

【００３０】よって６つの変数が求まれば、各ショット
の設計位置（ｘi,ｙi）に対する実際の位置（Ｘi,Ｙi）
を一意に定めることができる。

【００３１】ここでローテーションθ、直交度ωが微小
量であるものとし、以下のような６つの変数Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆにまとめると、(１)式は(２)式のように
書きあらためられる。Ａ＝ｒｘ・ｃｏｓθ≒ｒｘＢ＝−ｒｘ（ｃｏｓθｔａｎω＋ｓｉｎθ）≒−ｒｘ
（ω＋θ）Ｃ＝ｒｙ・ｓｉｎθ≒ｒｙ・θ Ｄ＝ｒｙ（−ｓｉｎθｔａｎω＋ｃｏｓθ）≒ｒｙＥ＝OｘＦ＝Oｙ

【００３２】

【外２】

【００３３】(２)式において未知数はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
Ｅ，Ｆの６つあるため、式が６個、すなわち最低３ショ
ット（１ショットにつきｘ方向とｙ方向の２ケ所）の位
置について選択してを行なえば、(２)式の解は一意に定
まる。

【００３４】しかし実際のウェハ上でのモデルは設計値
（ｘi,ｙi）、実測値（ＸＸi,ＹＹｉ）に対し残差項
（εｘｉ，εｙi）が存在し、次の(３)式のような写像
関係が成り立つ。

【００３５】

【外３】

【００３６】そこで残差の二乗和Σεｘi２とΣεｙi２
を最小とするようにＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを決定して
やればよい。

【００３７】ここで最小二乗法を用いるものとして、
(３)式におけるｘ成分は(４)式のようになる。ＸＸｉ＝Ａ・ｘｉ＋Ｂ・ｙｉ＋Ｅ＋εｘｉ……(４) サンプルアライメントを行なうショット数をｋとする
と、二乗和Σεｘi２は(５)式のように表わされる。

【００３８】

【外４】

【００３９】この(５)式を最小とするＡ，Ｂ，Ｅを求め
るために、(５)式を未知数Ａ，Ｂ，Ｅでそれぞれ偏微分
し、各偏微分式を零とおく。こうして得られた３つの式
を行列の形に書き直すと、(６)式のように表わされる。

【００４０】

【外５】

【００４１】(３)式におけるｙ成分についても同様に
(７)式のように書き表わされる。

【００４２】

【外６】

【００４３】すなわち、１ショットの計測が終了するた
びに、Σｘi，Σｙi，Σｘi２，Σｙi２，Σｘi・ｙiΣ
ＸＸi・ｘi，ΣＸＸi・ｙi，ΣＸＸi，ΣＹＹi・ｘi，ΣＹ
Ｙi・ｙi，ΣＹＹi等の各々を加算してゆき、ｋショット
目（ｋは、ウエハ上のショット数より小さい値）の計測
が終了したところで(６)式と(７)式を解けば、未知数
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの全てが求まる。Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅ，Ｆが求まれば、これら未知数を(２)式に代入す
ることにより、パターン領域ＣＰの配列の規則性を決定
できる。

【００４４】（ステップＳ１０６）ステップＳ１０２で
決定されたベースラインにも基づいて、パターン領域Ｃ
Ｐ０の中心点（配列座標系αβの原点）を光軸ＡＸ１に
対して予め決められた位置に移動させる。

【００４５】（ステップＳ１０７）決定された配列の規
則性に基づいて、各パターン領域ＣＰ内の設計上の各位
置（ｘi,ｙi）に対する実際の位置（Ｘi,Ｙi）を算出
し、この実際の位置（Ｘi,Ｙi）に、電子ビームＥＢが
位置決めされるように偏向器２３及びウエハステージ４
の少なくと一方を動作させて、パターン領域ＣＰの設計
値（ｘi,ｙi）に対応したパターンを描画する。

【００４６】（ステップＳ１０８）ステップＳ１０７の
描画時間が所定の時間を過ぎると、描画を停止する。

【００４７】（ステップＳ１０９）ウエハ６の全ての描
画領域が描画されている場合は、ウエハの露光を終了す
る。ウエハステージがウエハを取り出す。そしてステッ
プＳ１０３に戻る。

【００４８】（ステップＳ１１０）ステップ１０２で決
定されベースラインに基づいて、基準マークＳＭを電子
光学系２の光軸ＡＸ１上に位置するようにウエハステー
ジ４を移動させる。電子光学系制御部８により、電子ビ
ームにより基準マークＳＭを走査し、光軸ＡＸ２に対す
る基準マークＳＭの位置ずれ量（ΔＸＥ，ΔＹＥ）を検
出する。

【００４９】（ステップＳ１１１）位置ずれ量（ΔＸ
E，ΔＹE）が描画中の電子ビーム位置変動値（ドリフト
値）とみなし、位置ずれ（ΔＸE，ΔＹE）に基づいて、
電子ビームの偏向位置、又はウエハステージ位置を補正
する。そしてステップＳ１０７に戻る。

【００５０】ここで、上記説明した本実施例の特徴につ
いて説明する。

【００５１】本願発明が対象とする電子ビーム露光装置
は、アライメント光学系３の測定基準位置を基準にし
て、ウエハ６に既に形成されたパターンの位置をステー
ジ位置測長系と協働して測定し、その測定結果及び予め
収得したアライメント光学系６の測定基準位置と電子ビ
ームとの位置関係（ベースライン）に基づいて、ウエハ
ステージ４とステージ位置測長系とが協働して電子ビー
ムとウエハ上のパターンを位置決めしそのパターン上に
描画パターンを重ね描画している。ここで、アライメン
ト光学系３の測定基準と電子ビーム２とウエハステージ
４の原点との相対的位置関係が安定していれば、電子ビ
ームの位置変動は無いことになる。しかしながら、従来
の電子ビーム露光装置においては、ウエハステージ４の
位置をステージ位置測長系自身が保持する参照鏡を基準
にして測定していた。下記３つの変動が加算されて、ス
テージに対する電子ビームの位置変動として現れてい
た。

【００５２】電子光学系内に付着した炭素化合物などの
汚染物質の帯電に起因して、（１）電子光学系２に対し電子ビームの位置が変動す
る。

【００５３】主構造体１等の熱的あるいは機械的変形に
起因して、（２）ウエハステージ４の駆動原点に対し電子光学系２
が変動する。（３）ウエハステージ４の駆動原点に対しアライメント
光学系３の測定基準が変動する。

【００５４】しかしながら、本実施例では、Ｘ軸用参照
鏡５４Ｘはアライメント光学系に固設されている。もち
ろんＹ軸用参照鏡５４Ｙについても同様である。それに
より、Ｘ軸用ステージ位置測長系５Ｘ及ぶＹ軸用ステー
ジ位置測長系５Ｙによって、ウエハステージ４の位置が
アライメント光学系３の測定基準位置（光軸ＡＸ２）を
基準にして測定しているので、（３）の変動を常に補正
しているため、従来の電子ビーム露光装置に比べ、実質
的に電子ビーム位置変動が小さい。さらに、参照鏡を電
子光学系２でなくアライメント光学系３に固設している
ので、ウエハステージ４の駆動原点に対する電子ビーム
の位置だけを測定すれば、電子ビーム位置変動及びベー
スラインの変動の双方を得て、補正することができる
（参照鏡を電子光学系２に固設する場合は、ウエハステ
ージ４の駆動原点に対しアライメント光学系３の測定基
準の位置の測定も必要）。

【００５５】なお上記実施例では、ウエハーステージ４
上に設けられた基準マークＳＭの位置を検出して、電子
ビーム位置変動値を検出している。しかし、ステップＳ
１０４で座標位置が知れているアライメントマークＡＭ
の位置を検出して、電子ビーム位置変動値を求めても構
わない。

【００５６】＜デバイス製造方法＞上記説明した電子ビ
ーム露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説
明する。

【００５７】図５は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半
導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マ
イクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ１
（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。
ステップ２（露光制御データ作成）では設計した回路パ
ターンに基づいて露光装置の露光制御データを作成す
る。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の
材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプ
ロセス）は前工程と呼ばれ、露光制御データが入力され
た露光装置とウエハを用いて、リソグラフィ技術によっ
てウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５
（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作
製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であ
り、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、
パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ス
テップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デ
バイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行な
う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これ
が出荷（ステップ７）される。

【００５８】図６は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明した露光装置によって回
路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ１７（現
像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エ
ッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取
る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済
んで不要となったレジストを取り除く。これらのステッ
プを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回
路パターンが形成される。本実施例の製造方法を用いれ
ば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイス
を低コストに製造することができる。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、ウエハステージの位置
をアライメント光学系の測定基準位置を基準にして測定
しているので、実質的に電子ビーム位置変動が小さい。
したがって、電子ビーム露光装置のスループット、重ね
あわせ精度の向上が実現できる。又、これを用いてデバ
イスを製造すれば従来以上に高精度なデバイスの製造が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子ビーム露光装置を示す図。

【図２】本発明に係る電子ビーム露光装置の平面図を示
す図。

【図３】実施例１の露光フローを説明する図。

【図４】パターン領域の配列座標系とステージ座標系に
ついて説明する図。

【図５】微小デバイスの製造フローを説明する図。

【図６】ウエハプロセスを説明する図。

【符号の説明】

１主構造体２電子光学系３アライメント光学系４ウエハステージ５ＸＸ軸用ステージ位置測長系５ＹＹ軸用ステージ位置測長系６ウエハ７電子光学系制御部８アライメント光学系制御部９ウエハステージ制御部１０ウエハステージ位置検出部１１主制御系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｋ５４１Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のパターンと該複数のパターンのそ
れぞれに関連づけられたアライメントマークとが形成さ
れた基板に感光材を塗布し、前記アライメントマークの
位置を検出し、検出された前記アライメントマークの位
置に基づいて、電子ビームで前記各パターン上に描画パ
ターンを重ね描画する電子ビーム露光装置において、前記基板を載置して移動するステージと、前記電子ビームを偏向手段により前記基板上を走査させ
描画パターンを描画するとともに、前記ステージ上の前
記電子ビームの照射対象物に前記電子ビームを照射し、
前記照射対象物の電子を検出し、前記電子ビームに対す
る照射対象物の位置を検出する電子光学系と、前記ステージ上の検出対象物との相対位置を検出する位
置検出系と、前記位置検出系に対する前記ステージの位置を検出する
測長系と、前記測長系と前記位置検出系とを協働させて、前記アラ
イメントマークの位置を検出し、検出された前記アライ
メントマークの位置及び予め得た前記電子ビームと前記
位置検出系との位置関係に基づいて、前記ステージと前
記偏向手段と前記測長系を協働させることにより前記電
子ビームで前記各パターン上に描画パターンを重ね描画
させ、前記基板を描画中に、前記電子光学系により、前
記ステージ上の予め知れた位置に位置する基準マークの
位置を検出し、検出された前記基準マークの位置の実測
値と前記予め知れた位置との差を求め、その差に基づい
て、前記偏向手段及び前記ステージの少なくとも一方に
よって、前記電子ビームと前記各パターンとの相対位置
を補正させる制御手段とを有することを特徴とする電子
ビーム露光装置。
【請求項２】前記位置検出系は、光を前記ステージ上
の照射対象物に照射し、照射対象物からの光を検出する
ことを特徴とする請求項１記載の電子ビーム露光装置。
【請求項３】前記測長系は、前記ステージに固設され
た移動鏡と、前記位置検出系に固設された参照鏡と、前
記移動鏡及び前記参照鏡に対してレーザ光を照射して前
記移動鏡及び前記参照鏡から反射されるレーザ光を干渉
させその干渉光を検出する手段とを有することを特徴と
する請求項又は２記載の電子ビーム露光装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記測長系と前記位置
検出系とを協働させて、前記基準マークの位置を検出
し、前記測長系と前記電子光学系とを協働させて、前記
基準マークの位置を検出し、検出された２つの検出値に
基づいて、前記予め得た前記電子ビームと前記位置検出
系との位置関係を得ることを特徴とする請求項１乃至３
のいずれか記載の電子ビーム露光装置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれか記載の電子ビ
ーム露光装置を用意して、これを用いて露光を行う工程
を含む製造工程によってデバイスを製造することを特徴
とするデバイス製造方法。