JP2003017403A - 電子ビームリソグラフィ装置のアレイメント方法 - Google Patents
電子ビームリソグラフィ装置のアレイメント方法Info
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- 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
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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Abstract
(57)【要約】
【解決課題】 電子線露光装置の投影光学系には色々な
電子光学部品が配置されているが、それぞれの部品は複
数の結像特性に影響する。このために、最終的に満足す
る像を得るための調整に時間と労力がかかってしまう。 【解決手段】 成形開口の像をタ−ゲット面の光軸上に
位置合わせをし、この形成開口の像にレチクルの像を合
わせ、レチクル像と成形開口の像の合成像をステ−ジの
移動方向とアライメントする。
電子光学部品が配置されているが、それぞれの部品は複
数の結像特性に影響する。このために、最終的に満足す
る像を得るための調整に時間と労力がかかってしまう。 【解決手段】 成形開口の像をタ−ゲット面の光軸上に
位置合わせをし、この形成開口の像にレチクルの像を合
わせ、レチクル像と成形開口の像の合成像をステ−ジの
移動方向とアライメントする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子ビームリソグラ
フィ露光装置に関するもので、特には露光装置の電子ビ
ーム投影露光鏡筒を構成する部材のアライメント方法に
関するものである。
フィ露光装置に関するもので、特には露光装置の電子ビ
ーム投影露光鏡筒を構成する部材のアライメント方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の更なる性能向上と経済
性探求のために回路の最小線幅は０．１μ以下になって
いる。極端紫外線を用いる露光装置では、そのような最
小線幅を実現することは不可能である。そこで、電子ビ
ームを用いたリソグラフィ露光装置が開発され、ここ数
年来使用されている。それらは可変成形法やセルプロジ
ェクショッン法に代表されるプローブフォーミング(PRO
BE FORMING)法である。しかし、プローブフォーミング
法では単に２０ー３０個のドットを一度に露光出来る程
度、最大でも一度に２ー３００画素の露光が出来る程度
である。従って、最近の集積回路設計で扱われている数
十億画素を持つ素子を大量に生産する要求には応えるこ
とができない。それは、例え各々の画素の露光が極度に
高い繰り返し速度でなされても無理である。そのため
に、電子ビーム投影リソグラフィ装置が開発されてい
る。この電子ビーム投影露光装置では、集積回路設計上
のサブフィールド(subfield)パターンを有するレチクル
によって電子ビームを成形し、パターンをターゲット上
に通常４：１の縮小率をもって投影する、という特徴を
もっている。しかし、この時サブフィールドパターンの
歪みや収差を最小限に抑え、位置合わせ精度として最小
線幅の数％の精度をもって投影しなければならない。こ
うすることによって、たとえば、サブフィールドが回転
して投影された場合にもサブフィールドの周辺部で導線
が細くなることが防止される。
性探求のために回路の最小線幅は０．１μ以下になって
いる。極端紫外線を用いる露光装置では、そのような最
小線幅を実現することは不可能である。そこで、電子ビ
ームを用いたリソグラフィ露光装置が開発され、ここ数
年来使用されている。それらは可変成形法やセルプロジ
ェクショッン法に代表されるプローブフォーミング(PRO
BE FORMING)法である。しかし、プローブフォーミング
法では単に２０ー３０個のドットを一度に露光出来る程
度、最大でも一度に２ー３００画素の露光が出来る程度
である。従って、最近の集積回路設計で扱われている数
十億画素を持つ素子を大量に生産する要求には応えるこ
とができない。それは、例え各々の画素の露光が極度に
高い繰り返し速度でなされても無理である。そのため
に、電子ビーム投影リソグラフィ装置が開発されてい
る。この電子ビーム投影露光装置では、集積回路設計上
のサブフィールド(subfield)パターンを有するレチクル
によって電子ビームを成形し、パターンをターゲット上
に通常４：１の縮小率をもって投影する、という特徴を
もっている。しかし、この時サブフィールドパターンの
歪みや収差を最小限に抑え、位置合わせ精度として最小
線幅の数％の精度をもって投影しなければならない。こ
うすることによって、たとえば、サブフィールドが回転
して投影された場合にもサブフィールドの周辺部で導線
が細くなることが防止される。
【０００３】電子線ビーム投影リソグラフィ装置は幾つ
かの電子光学部材を有しており、それによって収差が非
常に低いレベルに保たれ、また必要に応じて偏向された
時の収差が最低になるようになされている。電子の様な
荷電粒子はビーム中で相互反発作用によるクーロン効果
を引き起こすため、電子ビーム鏡筒は出来るだけ短くす
る必要がある。従って、色々な電子光学部品はしばしば
互いに近接して配置され、相互に干渉し合うことにな
る。また、各部品はそれぞれ電子ビームに対して異なっ
た幾つかの効果を有している。たとえば、フォーカスコ
イル(focusing coil)はビームを回転させることにもな
る。
かの電子光学部材を有しており、それによって収差が非
常に低いレベルに保たれ、また必要に応じて偏向された
時の収差が最低になるようになされている。電子の様な
荷電粒子はビーム中で相互反発作用によるクーロン効果
を引き起こすため、電子ビーム鏡筒は出来るだけ短くす
る必要がある。従って、色々な電子光学部品はしばしば
互いに近接して配置され、相互に干渉し合うことにな
る。また、各部品はそれぞれ電子ビームに対して異なっ
た幾つかの効果を有している。たとえば、フォーカスコ
イル(focusing coil)はビームを回転させることにもな
る。
【０００４】ビームを偏向すると、一般的には収差が増
加する。そのためにステージの移動とビームの偏向を組
み合わせてターゲットの全体領域に露光するようになさ
れている。同様に、ビームを成形するためにそれぞれの
サブフィールドの位置合わせを行うが、この際にもビー
ムの偏向とステージの移動を組み合わせて行われる。
加する。そのためにステージの移動とビームの偏向を組
み合わせてターゲットの全体領域に露光するようになさ
れている。同様に、ビームを成形するためにそれぞれの
サブフィールドの位置合わせを行うが、この際にもビー
ムの偏向とステージの移動を組み合わせて行われる。
【０００５】更に、レチクルは機械的に頑丈なもので、
高速位置合わせのための加速度に耐え、ビーム照射時の
熱作用に起因する変形や損傷をさせるものでなければな
らない。従って、レチクルは一般的には、薄いメンブレ
ンにより作られているサブフィールドの間にかなり厚め
の梁を設けて作られる。レチクル上での成形開口の像は
サブフィールドの大きさよりも若干大きめに作られ、ビ
ームが梁に当たって余分な熱が生じ、サブフィールドが
変形することが回避されている。
高速位置合わせのための加速度に耐え、ビーム照射時の
熱作用に起因する変形や損傷をさせるものでなければな
らない。従って、レチクルは一般的には、薄いメンブレ
ンにより作られているサブフィールドの間にかなり厚め
の梁を設けて作られる。レチクル上での成形開口の像は
サブフィールドの大きさよりも若干大きめに作られ、ビ
ームが梁に当たって余分な熱が生じ、サブフィールドが
変形することが回避されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】明らかなように、位置
的精度が最小線幅の数％であるようにするためには多く
の種類の部品を正確にアライメントし、一緒に正しく動
作させなければならない。しかしながら、各部品は多様
な効果を有し、各部品には多くの自由度があり（例え
ば、軸上の位置、軸に対する回転、軸に対するアライメ
ント等）、電子ビーム投影リソグラフィ装置に取り付け
られている多くの部品（例えば偏向器、非点補正器、焦
点レンズ。コリメーションレンズ等）があるために、そ
れらの装置部品のアライメントをシステム的に測定する
ことは困難である。そのために正しいアライメントを行
うためには繰り返し各部品の調整を行う必要がある。
的精度が最小線幅の数％であるようにするためには多く
の種類の部品を正確にアライメントし、一緒に正しく動
作させなければならない。しかしながら、各部品は多様
な効果を有し、各部品には多くの自由度があり（例え
ば、軸上の位置、軸に対する回転、軸に対するアライメ
ント等）、電子ビーム投影リソグラフィ装置に取り付け
られている多くの部品（例えば偏向器、非点補正器、焦
点レンズ。コリメーションレンズ等）があるために、そ
れらの装置部品のアライメントをシステム的に測定する
ことは困難である。そのために正しいアライメントを行
うためには繰り返し各部品の調整を行う必要がある。
【０００７】さらに、電子ビーム鏡筒には標準的な部品
配置や標準的な配置順序というものはなく、繰り返して
調整を行う際には、どの部品を調整すべきなのか、どの
程度調整すべきなのかがはっきりしていない。すなわ
ち、全体として未調整であると、１つ、又はそれ以上の
部品がアライメントされていないということだけが分か
るだけであり、どの部品がアライメントされていないの
かは分からない。さらに、ある種の調整がなされていな
い時に、他の部品の調整が正しく出来るものか否かもは
っきりしていない。
配置や標準的な配置順序というものはなく、繰り返して
調整を行う際には、どの部品を調整すべきなのか、どの
程度調整すべきなのかがはっきりしていない。すなわ
ち、全体として未調整であると、１つ、又はそれ以上の
部品がアライメントされていないということだけが分か
るだけであり、どの部品がアライメントされていないの
かは分からない。さらに、ある種の調整がなされていな
い時に、他の部品の調整が正しく出来るものか否かもは
っきりしていない。
【０００８】従って、本発明の目的は、電子ビーム投影
リソグラフィ装置において、レチクルとウェハをリアル
タイムにアライメントするためのシステム的な方法を提
供し、ウェハに直接描画することが必要ないようにする
ことである。本発明の他の目的は、電子ビーム投影リソ
グラフィ装置の部品の正しいアライメントを提供するこ
とであり、サブフィールドの倍率調整が１回で完了する
か、または非常に少ない調整繰り返し回数でなされるよ
うにすることである。
リソグラフィ装置において、レチクルとウェハをリアル
タイムにアライメントするためのシステム的な方法を提
供し、ウェハに直接描画することが必要ないようにする
ことである。本発明の他の目的は、電子ビーム投影リソ
グラフィ装置の部品の正しいアライメントを提供するこ
とであり、サブフィールドの倍率調整が１回で完了する
か、または非常に少ない調整繰り返し回数でなされるよ
うにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、電子ビーム投影リソグラフィ装置の部
品のアライメント方法であって、成形開口の像とレチク
ルのサブフィールドの像の中心合わせを行って合成像を
形成する合成像形成ステップ、該合成像の方向を、レン
ズの調整により、該電子ビーム投影リソグラフィ装置の
ウェハステージの移動にアライメントするアライメント
ステップ、該合成像の方向を、偏向器の回転調整によ
り、該ウェハステージの移動に対して補正する回転アラ
イメントステップ、を有するアライメント方法を提供す
る。
達成するために、電子ビーム投影リソグラフィ装置の部
品のアライメント方法であって、成形開口の像とレチク
ルのサブフィールドの像の中心合わせを行って合成像を
形成する合成像形成ステップ、該合成像の方向を、レン
ズの調整により、該電子ビーム投影リソグラフィ装置の
ウェハステージの移動にアライメントするアライメント
ステップ、該合成像の方向を、偏向器の回転調整によ
り、該ウェハステージの移動に対して補正する回転アラ
イメントステップ、を有するアライメント方法を提供す
る。
【００１０】電子ビーム投影装置の部品のアライメント
として、形成開口の像と検出器の位置合わせ、成形開口
の像とサブフィールドの像の合成及び合成像のアライメ
ント、合成像のステージ移動方向へのアライメント、合
成像の偏向方向のアライメント、倍率の調整を基本ステ
ップとして順次行うことにより、個々に調整された部品
への影響を出来るだけ少なしして全体として良く調整さ
れた投影装置を得ることが出来る。
として、形成開口の像と検出器の位置合わせ、成形開口
の像とサブフィールドの像の合成及び合成像のアライメ
ント、合成像のステージ移動方向へのアライメント、合
成像の偏向方向のアライメント、倍率の調整を基本ステ
ップとして順次行うことにより、個々に調整された部品
への影響を出来るだけ少なしして全体として良く調整さ
れた投影装置を得ることが出来る。
【００１１】また、これらのアライメントステップでは
像の検出のために検出器をラスター走査して得られた信
号を表示し、移動方向への合成像のアライメントとそれ
に伴うサイズ変化の調整を行って多くの性能の調整を行
っている。これらの調整は必要に応じて繰り返し行われ
るが、必要回数は１回又は極少ない回数ですむ。
像の検出のために検出器をラスター走査して得られた信
号を表示し、移動方向への合成像のアライメントとそれ
に伴うサイズ変化の調整を行って多くの性能の調整を行
っている。これらの調整は必要に応じて繰り返し行われ
るが、必要回数は１回又は極少ない回数ですむ。
【００１２】
【発明の実施の形態】先ず、発明の全体的な要約を記
す。本発明では、先に記した目的を達成するために、電
子ビーム投影リソグラフィ装置のアライメント方法で
は、成型開口の像をセンタリングし、回転アライメント
を行ってレチクルの像との合成像を作り、この合成像の
方向を電子ビームリソグラフィ装置のウェハの動きと合
うようにレンズを調整し、合成像の移動方向をウェハの
動きに合うように回転調整偏向器を調整する。上記のサ
イズと回転の調整はターゲット上に投影する像をリアル
タイムで偏向することにより行うことで可能になる。好
ましくは、像をピンホールとシンチレーターで走査し、
その像を表示することにより行う。
す。本発明では、先に記した目的を達成するために、電
子ビーム投影リソグラフィ装置のアライメント方法で
は、成型開口の像をセンタリングし、回転アライメント
を行ってレチクルの像との合成像を作り、この合成像の
方向を電子ビームリソグラフィ装置のウェハの動きと合
うようにレンズを調整し、合成像の移動方向をウェハの
動きに合うように回転調整偏向器を調整する。上記のサ
イズと回転の調整はターゲット上に投影する像をリアル
タイムで偏向することにより行うことで可能になる。好
ましくは、像をピンホールとシンチレーターで走査し、
その像を表示することにより行う。
【００１３】次に、発明を詳細に説明する。
【００１４】図１には代表的な電子ビーム鏡筒の部分図
と電子ビーム投影リソグラフィ装置１０の一般的な図が
示されている。成形開口１２が電子銃（不図示）の下に
配置され、成形開口の像がレチクル面１４上に作られ
る。このレチクル面にはレチクル１６のパターンが形成
されたメンブレンが位置するところである。上に述べた
ように、レチクル１６は矢印１８で示された直交する２
方向に、位置決め装置により移動可能になっている。
符号２０により示されている色々なレンズによりレチク
ルのサブフィールドの像がターゲット上に縮小され、回
転調整、焦点調整されて結像される。ターゲットは符号
２６で示されているが、結像はコントラスト開口２４を
通して行われる。並進移動機構によりターゲット面上で
の動きが矢印２８のようになされている。
と電子ビーム投影リソグラフィ装置１０の一般的な図が
示されている。成形開口１２が電子銃（不図示）の下に
配置され、成形開口の像がレチクル面１４上に作られ
る。このレチクル面にはレチクル１６のパターンが形成
されたメンブレンが位置するところである。上に述べた
ように、レチクル１６は矢印１８で示された直交する２
方向に、位置決め装置により移動可能になっている。
符号２０により示されている色々なレンズによりレチク
ルのサブフィールドの像がターゲット上に縮小され、回
転調整、焦点調整されて結像される。ターゲットは符号
２６で示されているが、結像はコントラスト開口２４を
通して行われる。並進移動機構によりターゲット面上で
の動きが矢印２８のようになされている。
【００１５】符号２０によりまとめて示されている色々
なレンズによってレチクルのサブフィールドの像がター
ゲット上に縮小され、回転調整、焦点調整されて結像さ
れる。ターゲットは２６で示されており、結像にはコン
トラスト開口２４を通してなされる。移動はターゲット
面で矢印２８により示されている。
なレンズによってレチクルのサブフィールドの像がター
ゲット上に縮小され、回転調整、焦点調整されて結像さ
れる。ターゲットは２６で示されており、結像にはコン
トラスト開口２４を通してなされる。移動はターゲット
面で矢印２８により示されている。
【００１６】本発明では検知器３０がターゲット面に付
けられている。この検出器にはピンホール３２とその下
に置かれたシンチレーター３４がある。ピンホール３２
を作るには通常は非常に小さい径を放電加工やリソグラ
フィ工程によって導体、例えばグラファイトやプラチナ
のような導体シートに形成する。シンチレーターには電
子が当たると光を発する物質の層がある。光電子増倍管
３６はその光を検出し、受光した光に応じた電気信号を
出力する。光電子増倍管３６の出力は必要に応じて処理
され、モニター３８上に表示される。好ましくは、カラ
ー表示である。
けられている。この検出器にはピンホール３２とその下
に置かれたシンチレーター３４がある。ピンホール３２
を作るには通常は非常に小さい径を放電加工やリソグラ
フィ工程によって導体、例えばグラファイトやプラチナ
のような導体シートに形成する。シンチレーターには電
子が当たると光を発する物質の層がある。光電子増倍管
３６はその光を検出し、受光した光に応じた電気信号を
出力する。光電子増倍管３６の出力は必要に応じて処理
され、モニター３８上に表示される。好ましくは、カラ
ー表示である。
【００１７】ターゲットに投影された像はリアルタイム
にピンホールによる走査でラスターにより表示される。
図２に表示されているのは、パターンが形成されていな
いサブフィールドの像をピンホール３２上でＸ、Ｙ方向
に偏向してえられた出力像である。同様にパターンが形
成されたレチクルのサブフィールドがモニター３８上に
表示され、像とピンホールの相対的な位置関係がモニタ
ー上ではっきりと判るようになる。
にピンホールによる走査でラスターにより表示される。
図２に表示されているのは、パターンが形成されていな
いサブフィールドの像をピンホール３２上でＸ、Ｙ方向
に偏向してえられた出力像である。同様にパターンが形
成されたレチクルのサブフィールドがモニター３８上に
表示され、像とピンホールの相対的な位置関係がモニタ
ー上ではっきりと判るようになる。
【００１８】以下の議論で、図３ー８には本発明による
アライメントでの各工程の前後の様子が記されている。
検出器３０によって検出された像は設定された手順の各
段階を経てなされる典型的な変形が矢印により示されて
いる。
アライメントでの各工程の前後の様子が記されている。
検出器３０によって検出された像は設定された手順の各
段階を経てなされる典型的な変形が矢印により示されて
いる。
【００１９】図３を参照する。本発明によるアライメン
トを行う場合には、レチクル１４を取り除き、成形開口
１２がターゲット面に形成する。この時、中間像がレチ
クル面に出来ている。この話を進める前提として、この
前に調整はなされていないとする。従って、最初の像は
中心を外れている。ターゲット面を移動させるステージ
（以後、ウェハステージという）には検出器３０がある
が、このステージを移動させてピンホールを像の下に移
動させ、モニター３８の中心に来るようにする。成形開
口の像の方向はこの段階では重要では無く、像が中心に
来たら完了である。
トを行う場合には、レチクル１４を取り除き、成形開口
１２がターゲット面に形成する。この時、中間像がレチ
クル面に出来ている。この話を進める前提として、この
前に調整はなされていないとする。従って、最初の像は
中心を外れている。ターゲット面を移動させるステージ
（以後、ウェハステージという）には検出器３０がある
が、このステージを移動させてピンホールを像の下に移
動させ、モニター３８の中心に来るようにする。成形開
口の像の方向はこの段階では重要では無く、像が中心に
来たら完了である。
【００２０】次に、図４を参照する。レチクルがレチク
ルステージに置かれている。好ましくは、素通しのサブ
フィールド、又は少なくともサブフィールドのエッジが
検出出来るようなパターンがあるサブフィールドを有す
ることである。また、さらに成形開口はおよそサブフィ
ールドの大きさでレチクル面に結像されることが好まし
い。通常、これによりレチクルのサブフィールドのエッ
ジが成形開口像を受け止めることになる。というのは、
レチクルの開口はまだ成形開口にアライメントされてい
ないからである。そこで、レチクルをレチクルステージ
により移動させて成形開口上に合わされる。正しく位置
合わせされたか、否かは検出器での合成像が対称か、ど
うかにより判断される。もし、好ましいようにレチクル
面状でレチクルの開口の大きさが成形開口の像と同じに
なるようになされていると、レチクルが中心に位置合わ
せされると、成形開口の像とレチクル開口の像は各辺と
も同じ長さを有することになる。
ルステージに置かれている。好ましくは、素通しのサブ
フィールド、又は少なくともサブフィールドのエッジが
検出出来るようなパターンがあるサブフィールドを有す
ることである。また、さらに成形開口はおよそサブフィ
ールドの大きさでレチクル面に結像されることが好まし
い。通常、これによりレチクルのサブフィールドのエッ
ジが成形開口像を受け止めることになる。というのは、
レチクルの開口はまだ成形開口にアライメントされてい
ないからである。そこで、レチクルをレチクルステージ
により移動させて成形開口上に合わされる。正しく位置
合わせされたか、否かは検出器での合成像が対称か、ど
うかにより判断される。もし、好ましいようにレチクル
面状でレチクルの開口の大きさが成形開口の像と同じに
なるようになされていると、レチクルが中心に位置合わ
せされると、成形開口の像とレチクル開口の像は各辺と
も同じ長さを有することになる。
【００２１】次に図５を参照する。成形開口を回転させ
ると、その像がレチクル開口に一致するようになる（合
成像形成ステップ）。正しくアライメントされたか、否
かは成形開口により作られたエッジとレチクル開口によ
り作られたエッジが互いに重なり合い、互いのエッジが
識別できないようになっているか、否かで決まる。次
に、偏向器２２を機械的又は電気的に回転させ、レチク
ル開口と重なり合った成形開口の像が回転ズレを起こし
ていないようにする。これは厳密な調整でなくて良い。
ると、その像がレチクル開口に一致するようになる（合
成像形成ステップ）。正しくアライメントされたか、否
かは成形開口により作られたエッジとレチクル開口によ
り作られたエッジが互いに重なり合い、互いのエッジが
識別できないようになっているか、否かで決まる。次
に、偏向器２２を機械的又は電気的に回転させ、レチク
ル開口と重なり合った成形開口の像が回転ズレを起こし
ていないようにする。これは厳密な調整でなくて良い。
【００２２】この時点で、成形開口とレチクルサブフィ
ールドはアライメントされ、偏向ヨークの方向と合成像
とは回転ズレを起こしていない状態になっている。しか
しながら、この像はターゲット面では回転ズレを持って
いるかも知れない。ウェハステージの動きに対する像の
回転を次に論じる。
ールドはアライメントされ、偏向ヨークの方向と合成像
とは回転ズレを起こしていない状態になっている。しか
しながら、この像はターゲット面では回転ズレを持って
いるかも知れない。ウェハステージの動きに対する像の
回転を次に論じる。
【００２３】図６を参照する。ターゲット面（検出器３
０を含んでいる）でのステージの移動はどちらかの座標
軸に沿ってなされる。この議論のために、それをＸ軸と
する。像がステージの移動に対して軸をずれて動く（シ
フトする）とすると、サブフィールドと成形開口の像と
はステージ移動の方向に対して回転ズレがあることにな
る。
０を含んでいる）でのステージの移動はどちらかの座標
軸に沿ってなされる。この議論のために、それをＸ軸と
する。像がステージの移動に対して軸をずれて動く（シ
フトする）とすると、サブフィールドと成形開口の像と
はステージ移動の方向に対して回転ズレがあることにな
る。
【００２４】ターゲット面でのステージの移動に関して
は、その回転を調整することは容易ではないし、実際の
調整でもそれを行っていない。電子光学系での補正の方
が機械的な補正よりもずっと容易である。さらに、ステ
ージを回転させる場合であるが、回転中心はピンホール
３２の位置関係より分かるかも知れないが、容易に決め
ることは出来ない。しかしながら、ウェハステージの機
械的な回転にはアライメントを一旦中断して電子光学鏡
筒の真空を破り、調整することになるかも知れない。膨
大な時間を要することになる。
は、その回転を調整することは容易ではないし、実際の
調整でもそれを行っていない。電子光学系での補正の方
が機械的な補正よりもずっと容易である。さらに、ステ
ージを回転させる場合であるが、回転中心はピンホール
３２の位置関係より分かるかも知れないが、容易に決め
ることは出来ない。しかしながら、ウェハステージの機
械的な回転にはアライメントを一旦中断して電子光学鏡
筒の真空を破り、調整することになるかも知れない。膨
大な時間を要することになる。
【００２５】焦点補正の後でそのようなミスアライメン
トが見つかった場合、サブフィールドと成形開口の像は
レンズシステム２０の調整によって回転させられる。３
つの焦点補正コイルの組み合わせで、焦点、回転、倍率
を独立して調整する。調整の結果として、ステージの移
動方向に対してサブフィールド／成形開口の方向が角度
αを持つようになる（アライメントステップ）。この条
件はモニター３８上から視覚的に見て取れ、特にもし正
方形や長方形の像が形成される場合はそうである。とい
うのは、もし調整が正しくなされると、モニター上で像
の２つのエッジが像の移動方向に平行になるからであ
る。このプロセスはレチクルステージの下でのビームの
回転補正である。像はモニター上では回転ズレを持って
いるが、この回転はレチクルの下のレンズシステムによ
るビームの回転によるもので、成形開口とレチクルのサ
ブフィールドのミスアライメントによるものではない。
トが見つかった場合、サブフィールドと成形開口の像は
レンズシステム２０の調整によって回転させられる。３
つの焦点補正コイルの組み合わせで、焦点、回転、倍率
を独立して調整する。調整の結果として、ステージの移
動方向に対してサブフィールド／成形開口の方向が角度
αを持つようになる（アライメントステップ）。この条
件はモニター３８上から視覚的に見て取れ、特にもし正
方形や長方形の像が形成される場合はそうである。とい
うのは、もし調整が正しくなされると、モニター上で像
の２つのエッジが像の移動方向に平行になるからであ
る。このプロセスはレチクルステージの下でのビームの
回転補正である。像はモニター上では回転ズレを持って
いるが、この回転はレチクルの下のレンズシステムによ
るビームの回転によるもので、成形開口とレチクルのサ
ブフィールドのミスアライメントによるものではない。
【００２６】上記のように、合成像の初期の回転は偏向
コイル（静電偏向の場合には電極板）により補正される
（回転アライメントステップ）。偏向コイルを再度調整
して、図７に示されたように、モニター３８上での像の
方向を調整する（回転ズレ調整ステップ）。レンズシス
テムの精密な調整はそれ以前にアライメントされた部品
のアライメントに影響を与えないでなされる。
コイル（静電偏向の場合には電極板）により補正される
（回転アライメントステップ）。偏向コイルを再度調整
して、図７に示されたように、モニター３８上での像の
方向を調整する（回転ズレ調整ステップ）。レンズシス
テムの精密な調整はそれ以前にアライメントされた部品
のアライメントに影響を与えないでなされる。
【００２７】本発明によるアライメントの最終的手順は
レチクルサブフィールドのサイズの調整である（サイズ
調整ステップ）。これを行うために、ターゲット面移動
ステージを正確に設定されたサブフィールドの大きさ分
だけ移動させる。もし、シフトする方向の像のエッジと
シフト前の像のエッジが重なり合う場合は像が大きすぎ
ることになる。図８がこの様子を示している。逆に、も
し、シフト前の像の境界を越えてシフトすると像は小さ
すぎることになる。補正はレンズシステム２０の３つの
焦点コイルを適切な割合で調整することにより、像の回
転と倍率に影響を与えないで行われる。像の倍率調整が
像の回転に影響を与える場合には図６ー８に記されたス
テップを繰り返す必要がある。
レチクルサブフィールドのサイズの調整である（サイズ
調整ステップ）。これを行うために、ターゲット面移動
ステージを正確に設定されたサブフィールドの大きさ分
だけ移動させる。もし、シフトする方向の像のエッジと
シフト前の像のエッジが重なり合う場合は像が大きすぎ
ることになる。図８がこの様子を示している。逆に、も
し、シフト前の像の境界を越えてシフトすると像は小さ
すぎることになる。補正はレンズシステム２０の３つの
焦点コイルを適切な割合で調整することにより、像の回
転と倍率に影響を与えないで行われる。像の倍率調整が
像の回転に影響を与える場合には図６ー８に記されたス
テップを繰り返す必要がある。
【００２８】本発明の測距装置１００を要約するため
に、図９を参照する。最初に、１１０に示されているよ
うにウェハステージを使って成形開口の像に検出器を配
置する。第２に、レチクルのサブフィールドの像と成形
開口の像との中心合わせをレチクルステージを使って行
う（１２０）。レチクルのサブフィールドの像と成形開
口の像の回転を合わせ（１３０）、合成像を偏向器２２
を使って回転させる（１４０）。次にウェハステージを
座標軸方向に移動させ、ウェハステージの移動方向に垂
直な方向と見かけ上所定の角度をもつ方向に合うように
合成像をレンズ２０により回転させ（１５０）、像の方
向と像の移動方向が偏向器２２の回転により補正され
る。
に、図９を参照する。最初に、１１０に示されているよ
うにウェハステージを使って成形開口の像に検出器を配
置する。第２に、レチクルのサブフィールドの像と成形
開口の像との中心合わせをレチクルステージを使って行
う（１２０）。レチクルのサブフィールドの像と成形開
口の像の回転を合わせ（１３０）、合成像を偏向器２２
を使って回転させる（１４０）。次にウェハステージを
座標軸方向に移動させ、ウェハステージの移動方向に垂
直な方向と見かけ上所定の角度をもつ方向に合うように
合成像をレンズ２０により回転させ（１５０）、像の方
向と像の移動方向が偏向器２２の回転により補正され
る。
【００２９】最後に、図中の１５０に示されているよう
に、サブフィールドのサイズがレンズシステム２０によ
り調整され、像の回転がステップ１８０で検出される。
もし像の回転が検出されれば、調整手順は１５０に戻っ
てレンズ２０と偏向器２２の回転調整により回転ズレが
補正される。普通はこの目的には１回の調整で十分であ
る。もし、何らかの残留したミスアライメントが検出さ
れれば更に精度の高い調整のために１２０のステップか
ら繰り返される。以上に記したように、本発明に従って
調整工程中の可成りの部分を繰り返して調整することは
希れであり、比較的単純なステップの繰り返しが普通で
あり、繰り返し回数も少なくてすむ。
に、サブフィールドのサイズがレンズシステム２０によ
り調整され、像の回転がステップ１８０で検出される。
もし像の回転が検出されれば、調整手順は１５０に戻っ
てレンズ２０と偏向器２２の回転調整により回転ズレが
補正される。普通はこの目的には１回の調整で十分であ
る。もし、何らかの残留したミスアライメントが検出さ
れれば更に精度の高い調整のために１２０のステップか
ら繰り返される。以上に記したように、本発明に従って
調整工程中の可成りの部分を繰り返して調整することは
希れであり、比較的単純なステップの繰り返しが普通で
あり、繰り返し回数も少なくてすむ。
【００３０】以上見たように、本発明では、電子ビーム
投影リソグラフィ装置のアライメントのための直接的
で、システム的な調整方法が提供され、単純で容易な手
順を少ないステップ数で位置合わせを達成する。繰り返
し調整は極少ない回数ですみ、装置の電子光学部品間の
相互作用が考慮されて分離されている。
投影リソグラフィ装置のアライメントのための直接的
で、システム的な調整方法が提供され、単純で容易な手
順を少ないステップ数で位置合わせを達成する。繰り返
し調整は極少ない回数ですみ、装置の電子光学部品間の
相互作用が考慮されて分離されている。
【００３１】本発明を簡単な実施例で説明してきたが、
当業者は本発明はその思想の範囲内で、請求項の範囲内
で変形された形態で実施可能なことは容易に分かるはず
である。
当業者は本発明はその思想の範囲内で、請求項の範囲内
で変形された形態で実施可能なことは容易に分かるはず
である。
【００３２】
【発明の効果】以上の記載より明らかなように、本発明
によるアライメント方法を用いると、用いられた部品が
相互に関連する作用（例えば１つのレンズの調整は像の
回転、倍率、結像位置を変化させる）がある場合におい
ても、調整の繰り返し回数が極めて少なくなる。
によるアライメント方法を用いると、用いられた部品が
相互に関連する作用（例えば１つのレンズの調整は像の
回転、倍率、結像位置を変化させる）がある場合におい
ても、調整の繰り返し回数が極めて少なくなる。
【図１】 本発明によるアライメント装置を有する電子
ビーム投影リソグラフィ装置に関連する部分の模式図で
ある。
ビーム投影リソグラフィ装置に関連する部分の模式図で
ある。
【図２】 本発明によるピンホールとシンチレーターの
動作を示す図である。
動作を示す図である。
【図３】 本発明によるアライメント方法での、成形開
口像とピンホールの中心合わせ前後の様子を示す。
口像とピンホールの中心合わせ前後の様子を示す。
【図４】 本発明によるアライメント方法での、成形開
口像とレチクル像の中心合わせ前後の様子を示す。
口像とレチクル像の中心合わせ前後の様子を示す。
【図５】 本発明によるアライメント方法での、合成像
の形成前後の様子を示す。
の形成前後の様子を示す。
【図６】 本発明によるアライメント方法での、合成像
とステ−ジ移動方向とのアライメントを示す。
とステ−ジ移動方向とのアライメントを示す。
【図７】 本発明によるアライメント方法での、ステ−
ジ移動方向と偏向方向とのアライメントを示す。
ジ移動方向と偏向方向とのアライメントを示す。
【図８】 本発明によるアライメント方法での、サイズ
の検出を示す。
の検出を示す。
【図９】 本発明によるアライメント方法のフローチャ
−トを示す。
−トを示す。
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 ５４１Ｄ
(72)発明者 ジョン イー リーベルマン
127 ホスナー エムティーロード、ホー
プウェル ジャンクション、ニューヨーク
12533 アメリカ合衆国
(72)発明者 クリストファー エフ ロビンソン
15 シェイカーレーン、ハイドパーク、ニ
ューヨーク 12538 アメリカ合衆国
Ｆターム(参考） 2H097 AA03 CA16 KA03 KA29 LA10
5F056 AA22 CB18 CC02
Claims (7)
- 【請求項１】 電子ビーム投影リソグラフィ装置の部品
のアライメント方法であって、成形開口の像とレチクル
のサブフィールドの像の中心合わせを行って合成像を形
成する合成像形成ステップ、該合成像の方向を、レンズ
の調整により、該電子ビーム投影リソグラフィ装置のウ
ェハステージの移動にアライメントするアライメントス
テップ、該合成像の方向を、偏向器の回転調整により、
該ウェハステージの移動に対して補正する回転アライメ
ントステップ、を有することを特徴とするアライメント
方法 - 【請求項２】 請求項１に記載のアライメント方法であ
って、更にレチクルのサブフィールド像のサイズを調整
するサイズ調整ステップ、サイズ調整ステップにより生
じた前記合成像の回転ズレを検出する回転ズレ検出ステ
ップ、該サイズ調整ステップにより生じた合成像の回転
ズレが検出された場合、該回転ズレを補正する回転ズレ
補正ステップ、を有することを特徴とするアライメント
方法 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載のアライメント方
法であって、前記合成像を検出器により検出する合成像
検出ステップ、該合成像を表示する表示ステップ、を更
に有することを特徴とするアライメント方法 - 【請求項４】 請求項３に記載のアライメント方法であ
って、前記合成像を前記検出器上をラスターするラスタ
ーステップを更に有することを特徴とするアライメント
方法 - 【請求項５】 請求項１又は２に記載のアライメント方
法であって、前記合成像形成工程とアライメント工程
が、検出器を前記成形開口の像の中心に合わせる検出器
位置合わせステップ、前記レチクルのサブフィールドの
像を前記成形開口の像の中心合わせを行う像中心合わせ
ステップ、を有することを特徴とするアライメント方法 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載のアラ
イメント方法であって、前記偏向器の回転調整は機械的
又は電気的になされることを特徴とするアライメント方
法 - 【請求項７】 請求項１又は２に記載のアライメント方
法であって、電子ビーム投影リソグラフィ装置のターゲ
ット面に投影されたパターンの像を表示して表示像を生
成する表示像形成ステップと、前記合成像形成ステッ
プ、前記アライメントステップ、前記回転アライメント
ステップ、前記回転ズレ補正ステップのうち、少なくと
も１つのステップを該表示像に従ってリアルタイムに行
うことを特徴とするアライメント方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/864244 | 2001-05-25 | ||
| US09/864,244 US6573514B2 (en) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | Method for aligning electron beam projection lithography tool |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003017403A true JP2003017403A (ja) | 2003-01-17 |
Family
ID=25342821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002150704A Pending JP2003017403A (ja) | 2001-05-25 | 2002-05-24 | 電子ビームリソグラフィ装置のアレイメント方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6573514B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003017403A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6777688B2 (en) * | 2002-09-16 | 2004-08-17 | National University Of Singapore | Rotational stage for high speed, large area scanning in focused beam systems |
| JP4789260B2 (ja) * | 2006-08-23 | 2011-10-12 | エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 | 荷電粒子ビーム装置及びアパーチャの軸調整方法 |
| US8692204B2 (en) | 2011-04-26 | 2014-04-08 | Kla-Tencor Corporation | Apparatus and methods for electron beam detection |
| WO2016192865A1 (en) | 2015-06-05 | 2016-12-08 | Asml Netherlands B.V. | Alignment system |
| US11309163B2 (en) * | 2019-11-07 | 2022-04-19 | Applied Materials, Inc. | Multibeamlet charged particle device and method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4393312A (en) * | 1976-02-05 | 1983-07-12 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Variable-spot scanning in an electron beam exposure system |
-
2001
- 2001-05-25 US US09/864,244 patent/US6573514B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-05-24 JP JP2002150704A patent/JP2003017403A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6573514B2 (en) | 2003-06-03 |
| US20020175295A1 (en) | 2002-11-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040315 |
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| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040316 |