JP2600623B2 - 電子ビーム露光方法及びその装置 - Google Patents
電子ビーム露光方法及びその装置Info
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- JP2600623B2 JP2600623B2 JP6260846A JP26084694A JP2600623B2 JP 2600623 B2 JP2600623 B2 JP 2600623B2 JP 6260846 A JP6260846 A JP 6260846A JP 26084694 A JP26084694 A JP 26084694A JP 2600623 B2 JP2600623 B2 JP 2600623B2
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- Japan
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- film
- electron
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子ビーム露光方法及び
その装置に関し、特に半導体集積回路等の回路パターン
を半導体基板上に直接描画する電子ビーム露光方法及び
その装置に関する。
その装置に関し、特に半導体集積回路等の回路パターン
を半導体基板上に直接描画する電子ビーム露光方法及び
その装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路においては、カス
タムＬＳＩやセミカスタムＬＳＩ等の少量多品種生産の
ＬＳＩの生産が推進されている。
タムＬＳＩやセミカスタムＬＳＩ等の少量多品種生産の
ＬＳＩの生産が推進されている。
【０００３】これらカスタムＬＳＩやセミカスタムＬＳ
Ｉ等の製造方法としては、電子線直接描画法が用いられ
ている。この電子線直接描画法が用いられるのは、電子
線直接描画法が投影露光法のようにマスクやレチクルを
必要とせず、パターンデータに基づいて半導体基板上に
直接回路パターンを形成しているので、マスクやレチク
ル等を製造する期間だけ製造工期の短縮が可能となり、
またマスクやレチクル等の製造費用が不要となってコス
トの低減が可能となるからである。
Ｉ等の製造方法としては、電子線直接描画法が用いられ
ている。この電子線直接描画法が用いられるのは、電子
線直接描画法が投影露光法のようにマスクやレチクルを
必要とせず、パターンデータに基づいて半導体基板上に
直接回路パターンを形成しているので、マスクやレチク
ル等を製造する期間だけ製造工期の短縮が可能となり、
またマスクやレチクル等の製造費用が不要となってコス
トの低減が可能となるからである。
【０００４】上記の電子線直接描画法を用いた電子線直
接描画装置は、図４に示すように、発生させた電子を加
速電源３８からの加速電圧によって加速して電子ビーム
１０を出射する電子銃部３２と、電子ビーム１０のスポ
ットの整形、ブランキング、ビーム照射位置決め、照射
量決め等を行うための電磁レンズやアパチャ等の各種電
極等からなる電子鏡筒部３３とから構成された本体３１
と、描画対象のウェハ４４を載せるウェハ台及びその位
置をコントロールするためのＸＹステージ３５を含む試
料室３４とを有している。
接描画装置は、図４に示すように、発生させた電子を加
速電源３８からの加速電圧によって加速して電子ビーム
１０を出射する電子銃部３２と、電子ビーム１０のスポ
ットの整形、ブランキング、ビーム照射位置決め、照射
量決め等を行うための電磁レンズやアパチャ等の各種電
極等からなる電子鏡筒部３３とから構成された本体３１
と、描画対象のウェハ４４を載せるウェハ台及びその位
置をコントロールするためのＸＹステージ３５を含む試
料室３４とを有している。
【０００５】上述した電子銃部３２と電子鏡筒部３３と
試料室３４とには夫々真空ポンプ３９〜４１が取付けら
れており、これら真空ポンプ３９〜４１によって各室の
真空引きが行われる。また、本体３１は防震台３６上に
設置されている。
試料室３４とには夫々真空ポンプ３９〜４１が取付けら
れており、これら真空ポンプ３９〜４１によって各室の
真空引きが行われる。また、本体３１は防震台３６上に
設置されている。
【０００６】コンピュータ４２はデータ保存部４３から
パターンデータを受取ると、このパターンデータ及び予
め決められた各描画パラメータにしたがって電子鏡筒部
３３内の電子ビーム１０及びＸＹステージ３５を制御
し、試料室３４に載置されたウェハ４４に対してパター
ン描画を行う。
パターンデータを受取ると、このパターンデータ及び予
め決められた各描画パラメータにしたがって電子鏡筒部
３３内の電子ビーム１０及びＸＹステージ３５を制御
し、試料室３４に載置されたウェハ４４に対してパター
ン描画を行う。
【０００７】このウェハ４４に対するパターン描画はＬ
ＳＩが完成するまでに数回〜数十回繰返し行われるた
め、それら繰返し行われる描画パターン同士の重ね合わ
せが重要となってくる。
ＳＩが完成するまでに数回〜数十回繰返し行われるた
め、それら繰返し行われる描画パターン同士の重ね合わ
せが重要となってくる。
【０００８】この重ね合わせが悪いと、そのＬＳＩは不
良品となってしまうので、通常、電子線直接描画装置で
はパターン描画に先立ってウェハ４４上に予め形成され
ているアライメントマーク５を電子ビーム１０で走査
し、そのときに発生した反射電子２０を反射電子検出器
３７で検出してアライメントマーク５の位置を特定して
いる。この後に、電子線直接描画装置ではウェハ４４上
の所定位置にパターン描画を行っている。
良品となってしまうので、通常、電子線直接描画装置で
はパターン描画に先立ってウェハ４４上に予め形成され
ているアライメントマーク５を電子ビーム１０で走査
し、そのときに発生した反射電子２０を反射電子検出器
３７で検出してアライメントマーク５の位置を特定して
いる。この後に、電子線直接描画装置ではウェハ４４上
の所定位置にパターン描画を行っている。
【０００９】上述した如く、アライメントマーク５を基
準とすることで、常にパターンがウェハ４４上の所望の
位置に描画されることとなり、描画パターン同士が重ね
合わされる。
準とすることで、常にパターンがウェハ４４上の所望の
位置に描画されることとなり、描画パターン同士が重ね
合わされる。
【００１０】アライメントマーク５からは電子ビーム１
０での走査時に多量の反射電子２０が得られ、かつアラ
イメント信号のＳ／Ｎ比がよくなるように、シリコン
（Ｓｉ）基板を予めエッチングして形成している。
０での走査時に多量の反射電子２０が得られ、かつアラ
イメント信号のＳ／Ｎ比がよくなるように、シリコン
（Ｓｉ）基板を予めエッチングして形成している。
【００１１】そのため、ＬＳＩの製造工程が進み、シリ
コン基板上にＳｉＯ2 膜やＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏ−Ｐｈｏ
ｓｐｈ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）膜、及びアル
ミニウム（Ａｌ）膜等の各種被膜が被着されるにしたが
って、アライメントマーク５上にもＳｉＯ2 膜やＢＰＳ
Ｇ膜、及びアルミニウム膜等の各種被膜が被着され、電
子ビーム１０がアライメントマーク５まで到達しづらく
なる。そこで、電子ビーム１０がアライメントマーク５
に到達するように、電子ビーム１０の加速電圧を高加速
電圧である２０〜１００ＫＶにしている。
コン基板上にＳｉＯ2 膜やＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏ−Ｐｈｏ
ｓｐｈ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）膜、及びアル
ミニウム（Ａｌ）膜等の各種被膜が被着されるにしたが
って、アライメントマーク５上にもＳｉＯ2 膜やＢＰＳ
Ｇ膜、及びアルミニウム膜等の各種被膜が被着され、電
子ビーム１０がアライメントマーク５まで到達しづらく
なる。そこで、電子ビーム１０がアライメントマーク５
に到達するように、電子ビーム１０の加速電圧を高加速
電圧である２０〜１００ＫＶにしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電子線
直接描画法では、アライメントマークを電子ビームで走
査しているので、通常厚い酸化膜及びアルミニウム膜等
の被膜やレジスト膜が被着したアライメントマークから
反射電子信号を正確に得ることが困難である。
直接描画法では、アライメントマークを電子ビームで走
査しているので、通常厚い酸化膜及びアルミニウム膜等
の被膜やレジスト膜が被着したアライメントマークから
反射電子信号を正確に得ることが困難である。
【００１３】すなわち、図５に示すように、シリコンウ
ェハ１に形成されたアライメントマーク５上にはＳｉＯ
2 膜２が０．５〜２μｍ、アルミニウム膜３が０．５〜
１．５μｍ、レジスト４が０．５〜２．５μｍ夫々被着
されている［図５（ａ）参照］。
ェハ１に形成されたアライメントマーク５上にはＳｉＯ
2 膜２が０．５〜２μｍ、アルミニウム膜３が０．５〜
１．５μｍ、レジスト４が０．５〜２．５μｍ夫々被着
されている［図５（ａ）参照］。
【００１４】このようなシリコンウェハ１におけるアラ
イメントは、まず電子ビーム１０をアライメントマーク
５を横断するように走査する。このとき、２０〜１００
ＫＶの加速電圧で加速された電子ビーム１０がアライメ
ントマーク５に照射され、反射電子２１が発生する。
イメントは、まず電子ビーム１０をアライメントマーク
５を横断するように走査する。このとき、２０〜１００
ＫＶの加速電圧で加速された電子ビーム１０がアライメ
ントマーク５に照射され、反射電子２１が発生する。
【００１５】図５（ｂ）は電子ビーム１０の走査に伴っ
てアライメントマーク５から発生した反射電子２１を検
出して得た反射電子信号の波形図であり、アライメント
マーク５の２つのエッジ８，９に対応したａ，ｂの２つ
の位置では反射電子量が多く、波形の中で夫々ピークと
なっている。通常、電子線直接描画装置のコンピュータ
はこれら２つのピークを結ぶ線分を２等分する中心ｃを
アライメントマーク５の位置として算出している。
てアライメントマーク５から発生した反射電子２１を検
出して得た反射電子信号の波形図であり、アライメント
マーク５の２つのエッジ８，９に対応したａ，ｂの２つ
の位置では反射電子量が多く、波形の中で夫々ピークと
なっている。通常、電子線直接描画装置のコンピュータ
はこれら２つのピークを結ぶ線分を２等分する中心ｃを
アライメントマーク５の位置として算出している。
【００１６】一方、アライメントマーク５上に被着され
たＳｉＯ2 膜２やアルミニウム膜３にはアライメントマ
ーク５の２つのエッジ８，９に対応した位置に段部６，
７が形成されており、これらの段部６，７からも電子ビ
ーム１０の走査に伴って反射電子２２，２３が発生す
る。
たＳｉＯ2 膜２やアルミニウム膜３にはアライメントマ
ーク５の２つのエッジ８，９に対応した位置に段部６，
７が形成されており、これらの段部６，７からも電子ビ
ーム１０の走査に伴って反射電子２２，２３が発生す
る。
【００１７】図５（ｃ）は電子ビーム１０の走査に伴っ
てＳｉＯ2 膜２の段部６から発生した反射電子２２を検
出して得た反射電子信号の波形図であり、図５（ｄ）は
電子ビーム１０の走査に伴ってアルミニウム膜３の段部
７から発生した反射電子２３を検出して得た反射電子信
号の波形図である。
てＳｉＯ2 膜２の段部６から発生した反射電子２２を検
出して得た反射電子信号の波形図であり、図５（ｄ）は
電子ビーム１０の走査に伴ってアルミニウム膜３の段部
７から発生した反射電子２３を検出して得た反射電子信
号の波形図である。
【００１８】この場合、ＳｉＯ2 膜２の段部６は通常、
アライメントマーク５の直上に形成されるのではなく、
アライメントマーク５から数μｍ程度横方向にズレてい
る。そのため、図５（ｃ）に示す波形中のピークの位置
ａ′，ｂ′も図５（ｂ）に示す波形中のピークの位置
ａ，ｂからズレてしまう。よって、これら２つのピーク
を結ぶ線分を２等分する中心ｃ′の位置も図５（ｂ）に
示す中心ｃの位置からズレてしまう。
アライメントマーク５の直上に形成されるのではなく、
アライメントマーク５から数μｍ程度横方向にズレてい
る。そのため、図５（ｃ）に示す波形中のピークの位置
ａ′，ｂ′も図５（ｂ）に示す波形中のピークの位置
ａ，ｂからズレてしまう。よって、これら２つのピーク
を結ぶ線分を２等分する中心ｃ′の位置も図５（ｂ）に
示す中心ｃの位置からズレてしまう。
【００１９】また、アルミニウム膜３の段部７はＳｉＯ
2 膜２の段部６からさらに横方向にズレて形成されるの
で、図５（ｄ）に示す波形中のピークの位置ａ″，ｂ″
も図５（ｂ）に示す波形中のピークの位置ａ，ｂから大
きくズレることとなり、これら２つのピークを結ぶ線分
を２等分する中心ｃ″の位置も図５（ｂ）に示す中心ｃ
の位置から大きくズレてしまう。
2 膜２の段部６からさらに横方向にズレて形成されるの
で、図５（ｄ）に示す波形中のピークの位置ａ″，ｂ″
も図５（ｂ）に示す波形中のピークの位置ａ，ｂから大
きくズレることとなり、これら２つのピークを結ぶ線分
を２等分する中心ｃ″の位置も図５（ｂ）に示す中心ｃ
の位置から大きくズレてしまう。
【００２０】上記の図５（ｂ）〜図５（ｄ）ではアライ
メントマーク５とＳｉＯ2 膜２の段部６とアルミニウム
膜３の段部７とから夫々発生する反射電子信号について
別々に図示したが、実際にはアライメントマーク５とＳ
ｉＯ2 膜２の段部６とアルミニウム膜３の段部７とから
夫々発生する反射電子２１〜２３を区別して検出するこ
とはできない。
メントマーク５とＳｉＯ2 膜２の段部６とアルミニウム
膜３の段部７とから夫々発生する反射電子信号について
別々に図示したが、実際にはアライメントマーク５とＳ
ｉＯ2 膜２の段部６とアルミニウム膜３の段部７とから
夫々発生する反射電子２１〜２３を区別して検出するこ
とはできない。
【００２１】そのため、反射電子検出器で検出される反
射電子信号はアライメントマーク５とＳｉＯ2 膜２の段
部６とアルミニウム膜３の段部７とから夫々発生した反
射電子２１〜２３すべてからなり、図５（ｅ）に示すよ
うな波形となる。つまり、反射電子検出器で検出される
反射電子信号は図５（ｂ）〜図５（ｄ）各々に示す反射
電子信号の加算信号となっている。
射電子信号はアライメントマーク５とＳｉＯ2 膜２の段
部６とアルミニウム膜３の段部７とから夫々発生した反
射電子２１〜２３すべてからなり、図５（ｅ）に示すよ
うな波形となる。つまり、反射電子検出器で検出される
反射電子信号は図５（ｂ）〜図５（ｄ）各々に示す反射
電子信号の加算信号となっている。
【００２２】図５（ｅ）に示す波形において、２つのピ
ークの位置Ａ，Ｂは図５（ｂ）に示すアライメントマー
ク５からの反射電子信号の２つのピークの位置ａ，ｂと
は異なる位置にある。したがって、図５（ｅ）に示す波
形の中心Ｃも図５（ｂ）に示す波形の中心ｃとは異なっ
ている。
ークの位置Ａ，Ｂは図５（ｂ）に示すアライメントマー
ク５からの反射電子信号の２つのピークの位置ａ，ｂと
は異なる位置にある。したがって、図５（ｅ）に示す波
形の中心Ｃも図５（ｂ）に示す波形の中心ｃとは異なっ
ている。
【００２３】本来のアライメントマーク５の位置は中心
ｃであるにもかかわらず、中心Ｃをアライメントマーク
５の位置と認識してしまうため、アライメント精度が低
下し、描画パターン同士の重ね合わせが悪くなり、ＬＳ
Ｉの歩留りが低下することとなる。
ｃであるにもかかわらず、中心Ｃをアライメントマーク
５の位置と認識してしまうため、アライメント精度が低
下し、描画パターン同士の重ね合わせが悪くなり、ＬＳ
Ｉの歩留りが低下することとなる。
【００２４】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解
消し、アライメントマークの位置認識を向上させること
ができ、描画パターン同士の重ね合わせを精密に行うこ
とができる電子ビーム露光方法及びその装置を提供する
ことにある。
消し、アライメントマークの位置認識を向上させること
ができ、描画パターン同士の重ね合わせを精密に行うこ
とができる電子ビーム露光方法及びその装置を提供する
ことにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】本発明による電子ビーム
露光方法は、ウェハ上に予め形成されたアライメントマ
ークの位置を認識して前記ウェハに被着された各種被膜
上のレジスト膜にパターンを描画する電子ビーム露光方
法であって、前記アライメントマーク上に到達可能な第
１の加速電圧で電子線を加速して前記アライメントマー
クを走査する第一の工程と、前記アライメントマーク直
上の被膜に到達可能な第２の加速電圧で電子線を加速し
て前記アライメントマークに対応してその被膜上に形成
された凹部を走査する第二の工程と、前記第一及び第二
の工程で各々得た前記アライメントマーク及び前記凹部
からの反射電子信号の差信号を算出する第三の工程と、
前記差信号を基に前記アライメントマークの位置を認識
して前記レジスト膜にパターンを描画する第四の工程と
からなっている。
露光方法は、ウェハ上に予め形成されたアライメントマ
ークの位置を認識して前記ウェハに被着された各種被膜
上のレジスト膜にパターンを描画する電子ビーム露光方
法であって、前記アライメントマーク上に到達可能な第
１の加速電圧で電子線を加速して前記アライメントマー
クを走査する第一の工程と、前記アライメントマーク直
上の被膜に到達可能な第２の加速電圧で電子線を加速し
て前記アライメントマークに対応してその被膜上に形成
された凹部を走査する第二の工程と、前記第一及び第二
の工程で各々得た前記アライメントマーク及び前記凹部
からの反射電子信号の差信号を算出する第三の工程と、
前記差信号を基に前記アライメントマークの位置を認識
して前記レジスト膜にパターンを描画する第四の工程と
からなっている。
【００２６】本発明による他の電子ビーム露光方法は、
上記の工程のほかに、前記第一の工程で得た前記アライ
メントマークからの反射電子信号を格納する工程と、前
記第二の工程で得た前記凹部からの反射電子信号を格納
する工程とを備えている。
上記の工程のほかに、前記第一の工程で得た前記アライ
メントマークからの反射電子信号を格納する工程と、前
記第二の工程で得た前記凹部からの反射電子信号を格納
する工程とを備えている。
【００２７】本発明による電子ビーム露光装置は、ウェ
ハ上に予め形成されたアライメントマークの位置を認識
して前記ウェハに被着された各種被膜上のレジスト膜に
パターンを描画する電子ビーム露光装置であって、前記
アライメントマーク上に到達可能な第１の加速電圧で電
子線を加速して前記アライメントマークを走査する第１
の走査手段と、前記アライメントマーク直上の被膜に到
達可能な第２の加速電圧で電子線を加速して前記アライ
メントマークに対応してその被膜上に形成された凹部を
走査する第２の走査手段と、前記第１及び第２の走査手
段各々が得た前記アライメントマーク及び前記凹部から
の反射電子信号の差信号を算出する算出手段と、前記差
信号を基に前記アライメントマークの位置を認識して前
記レジスト膜にパターンを描画する手段とを備えてい
る。
ハ上に予め形成されたアライメントマークの位置を認識
して前記ウェハに被着された各種被膜上のレジスト膜に
パターンを描画する電子ビーム露光装置であって、前記
アライメントマーク上に到達可能な第１の加速電圧で電
子線を加速して前記アライメントマークを走査する第１
の走査手段と、前記アライメントマーク直上の被膜に到
達可能な第２の加速電圧で電子線を加速して前記アライ
メントマークに対応してその被膜上に形成された凹部を
走査する第２の走査手段と、前記第１及び第２の走査手
段各々が得た前記アライメントマーク及び前記凹部から
の反射電子信号の差信号を算出する算出手段と、前記差
信号を基に前記アライメントマークの位置を認識して前
記レジスト膜にパターンを描画する手段とを備えてい
る。
【００２８】本発明による他の電子ビーム露光装置は、
上記の構成のほかに、前記第１の走査手段で得た前記ア
ライメントマークからの反射電子信号を格納する第１の
格納手段と、前記第２の走査手段で得た前記凹部からの
反射電子信号を格納する第２の格納手段とを具備してい
る。
上記の構成のほかに、前記第１の走査手段で得た前記ア
ライメントマークからの反射電子信号を格納する第１の
格納手段と、前記第２の走査手段で得た前記凹部からの
反射電子信号を格納する第２の格納手段とを具備してい
る。
【００２９】
【作用】アライメントマーク上に到達可能な第１の加速
電圧で加速された電子ビームによるアライメントマーク
の走査で得た反射電子信号と、アライメントマーク直上
のＳｉＯ2 膜に到達可能な第２の加速電圧で加速された
電子ビームによるＳｉＯ2 膜の段部とアルミニウム膜の
段部とに対する走査で得た反射電子信号との差信号を算
出する。
電圧で加速された電子ビームによるアライメントマーク
の走査で得た反射電子信号と、アライメントマーク直上
のＳｉＯ2 膜に到達可能な第２の加速電圧で加速された
電子ビームによるＳｉＯ2 膜の段部とアルミニウム膜の
段部とに対する走査で得た反射電子信号との差信号を算
出する。
【００３０】この差信号を基にアライメントマークの位
置を認識し、アルミニウム膜上のレジストにパターンを
描画する。
置を認識し、アルミニウム膜上のレジストにパターンを
描画する。
【００３１】これによって、アライメントマークの位置
認識が向上可能となり、高いアライメント精度が得られ
る。よって、描画パターン同士の重ね合わせ精度を向上
させ、高品質のＬＳＩが高歩留まりで安価にかつ大量に
供給可能となる。
認識が向上可能となり、高いアライメント精度が得られ
る。よって、描画パターン同士の重ね合わせ精度を向上
させ、高品質のＬＳＩが高歩留まりで安価にかつ大量に
供給可能となる。
【００３２】
【実施例】次に、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００３３】図１は本発明の一実施例による電子線直接
描画法の処理工程を示すフローチャートである。図にお
いては、図４に示す電子線直接描画装置を用いて本発明
の一実施例による電子線直接描画を行う際の各工程を示
している。この図１を用いて本発明の一実施例による電
子線直接描画法について説明する。
描画法の処理工程を示すフローチャートである。図にお
いては、図４に示す電子線直接描画装置を用いて本発明
の一実施例による電子線直接描画を行う際の各工程を示
している。この図１を用いて本発明の一実施例による電
子線直接描画法について説明する。
【００３４】まず、ステップＳ１で、レジストの塗布さ
れたウェハが電子線直接描画装置内にロードされる。そ
の後に、ステップＳ２で、ウェハアライメントに適した
加速電圧設定Ｉが電子線直接描画装置に対して施され
る。
れたウェハが電子線直接描画装置内にロードされる。そ
の後に、ステップＳ２で、ウェハアライメントに適した
加速電圧設定Ｉが電子線直接描画装置に対して施され
る。
【００３５】この場合、加速電圧設定Ｉはアライメント
マーク上に被着されたＳｉＯ2 膜やアルミニウム膜等の
膜厚に応じて２０〜１００ＫＶの範囲内で設定される。
つまり、加速電圧設定Ｉでは電子ビームがＳｉＯ2 膜や
アルミニウム膜等を貫通してアライメントマーク上に到
達する程度の加速電圧に設定される。
マーク上に被着されたＳｉＯ2 膜やアルミニウム膜等の
膜厚に応じて２０〜１００ＫＶの範囲内で設定される。
つまり、加速電圧設定Ｉでは電子ビームがＳｉＯ2 膜や
アルミニウム膜等を貫通してアライメントマーク上に到
達する程度の加速電圧に設定される。
【００３６】次に、ステップＳ３で、電子ビームの照射
位置やビーム径及びビーム形状等を調整する電子ビーム
調整Ｉがウェハステージ上に設けられたフィディシャル
マーク等を用いて行われる。その後に、ステップＳ４
で、電子ビームによってウェハ上のアライメントマーク
が走査され、この走査によるウェハからの反射電子信号
が検出されてメモリに格納される（反射電子信号検出
Ｉ）。
位置やビーム径及びビーム形状等を調整する電子ビーム
調整Ｉがウェハステージ上に設けられたフィディシャル
マーク等を用いて行われる。その後に、ステップＳ４
で、電子ビームによってウェハ上のアライメントマーク
が走査され、この走査によるウェハからの反射電子信号
が検出されてメモリに格納される（反射電子信号検出
Ｉ）。
【００３７】ウェハからの反射電子信号の検出が終了す
ると、ステップＳ５で、加速電圧設定IIが電子線直接描
画装置に対して施される。この場合、加速電圧設定IIは
アライメントマーク上に被着されたＳｉＯ2 膜やアルミ
ニウム膜等の膜厚に応じて１〜５０ＫＶの範囲内で設定
される。つまり、加速電圧設定IIでは電子ビームがアラ
イメントマーク上には到達しないが、アライメントマー
ク上のＳｉＯ2 膜やアルミニウム膜等には到達する程度
の加速電圧に設定される。
ると、ステップＳ５で、加速電圧設定IIが電子線直接描
画装置に対して施される。この場合、加速電圧設定IIは
アライメントマーク上に被着されたＳｉＯ2 膜やアルミ
ニウム膜等の膜厚に応じて１〜５０ＫＶの範囲内で設定
される。つまり、加速電圧設定IIでは電子ビームがアラ
イメントマーク上には到達しないが、アライメントマー
ク上のＳｉＯ2 膜やアルミニウム膜等には到達する程度
の加速電圧に設定される。
【００３８】続いて、ステップＳ６で、電子ビームの照
射位置やビーム径及びビーム形状等を調整する電子ビー
ム調整IIがウェハステージ上に設けられたフィディシャ
ルマーク等を用いて行われる。その後に、ステップＳ７
で、電子ビームによってアライメントマークに対応する
ＳｉＯ2 膜やアルミニウム膜等の段部が走査され、この
走査によるウェハからの反射電子信号が検出されてメモ
リに格納される（反射電子信号検出II）。
射位置やビーム径及びビーム形状等を調整する電子ビー
ム調整IIがウェハステージ上に設けられたフィディシャ
ルマーク等を用いて行われる。その後に、ステップＳ７
で、電子ビームによってアライメントマークに対応する
ＳｉＯ2 膜やアルミニウム膜等の段部が走査され、この
走査によるウェハからの反射電子信号が検出されてメモ
リに格納される（反射電子信号検出II）。
【００３９】反射電子信号検出Ｉ及び反射電子信号検出
IIが終了すると、ステップＳ８で、反射電子信号検出Ｉ
の値から反射電子信号検出IIの値を減算した差信号をコ
ンピュータで作成する。続いて、ステップＳ９で、その
差信号からアライメントマークの位置を算出し、パター
ンを描画すべき位置を正確に決定する。
IIが終了すると、ステップＳ８で、反射電子信号検出Ｉ
の値から反射電子信号検出IIの値を減算した差信号をコ
ンピュータで作成する。続いて、ステップＳ９で、その
差信号からアライメントマークの位置を算出し、パター
ンを描画すべき位置を正確に決定する。
【００４０】ウェハアライメントが終了すると、ステッ
プＳ１０で、パターン描画に適した加速電圧設定III が
電子線直接描画装置に対して施される。この場合、加速
電圧設定III はパターン描画に適した２０〜１００ＫＶ
の範囲内で設定される。
プＳ１０で、パターン描画に適した加速電圧設定III が
電子線直接描画装置に対して施される。この場合、加速
電圧設定III はパターン描画に適した２０〜１００ＫＶ
の範囲内で設定される。
【００４１】この加速電圧設定III が終了した後に、ス
テップＳ１１で、電子ビームの照射位置やビーム径及び
ビーム形状等を調整する電子ビーム調整III がウェハス
テージ上に設けられたフィディシャルマーク等を用いて
行われ、ステップＳ１２で、電子ビームによるウェハ上
へのパターン描画行われる。パターン描画が終了する
と、ステップＳ１３で、ウェハが電子線直接描画装置内
からアンロードされる。
テップＳ１１で、電子ビームの照射位置やビーム径及び
ビーム形状等を調整する電子ビーム調整III がウェハス
テージ上に設けられたフィディシャルマーク等を用いて
行われ、ステップＳ１２で、電子ビームによるウェハ上
へのパターン描画行われる。パターン描画が終了する
と、ステップＳ１３で、ウェハが電子線直接描画装置内
からアンロードされる。
【００４２】上述した電子ビーム調整Ｉ，II，III は上
記のフローにしたがって行う必要はなく、予め電子ビー
ム調整を行っておいてその条件を記憶しておき、加速電
圧の変更時にその記憶しておいた条件を読出して電子ビ
ーム調整を行ってもよい。
記のフローにしたがって行う必要はなく、予め電子ビー
ム調整を行っておいてその条件を記憶しておき、加速電
圧の変更時にその記憶しておいた条件を読出して電子ビ
ーム調整を行ってもよい。
【００４３】また、加速電圧設定Ｉから反射電子信号検
出ＩまでのステップＳ２〜Ｓ４と、加速電圧設定IIから
反射電子信号検出IIまでのステップＳ５〜Ｓ７とはそれ
らのうちどちらを先に行ってもよい。
出ＩまでのステップＳ２〜Ｓ４と、加速電圧設定IIから
反射電子信号検出IIまでのステップＳ５〜Ｓ７とはそれ
らのうちどちらを先に行ってもよい。
【００４４】図２（ａ）はアライメントマーク部分の縦
断面図であり、図２（ｂ）は図１のステップＳ４の反射
電子信号検出Ｉで検出された反射電子信号の波形図であ
り、図２（ｃ）は図１のステップＳ７の反射電子信号検
出IIで検出された反射電子信号の波形図であり、図２
（ｄ）は図１のステップＳ８の差信号算出で算出された
差信号の波形図である。この図２を用いて本発明の一実
施例による電子線直接描画法でアライメント精度が向上
する理由を説明する。
断面図であり、図２（ｂ）は図１のステップＳ４の反射
電子信号検出Ｉで検出された反射電子信号の波形図であ
り、図２（ｃ）は図１のステップＳ７の反射電子信号検
出IIで検出された反射電子信号の波形図であり、図２
（ｄ）は図１のステップＳ８の差信号算出で算出された
差信号の波形図である。この図２を用いて本発明の一実
施例による電子線直接描画法でアライメント精度が向上
する理由を説明する。
【００４５】高い加速電圧（２０ＫＶ以上の電圧）で加
速された電子ビーム１０がアライメントマーク５に照射
されると、アライメントマーク５とＳｉＯ2 膜２の段部
６とアルミニウム膜３の段部７とから夫々反射電子２１
〜２３が発生する。これらの反射電子２１〜２３は区別
されずにまとめて検出され、図２（ｂ）に示すような波
形の反射電子信号が得られる。
速された電子ビーム１０がアライメントマーク５に照射
されると、アライメントマーク５とＳｉＯ2 膜２の段部
６とアルミニウム膜３の段部７とから夫々反射電子２１
〜２３が発生する。これらの反射電子２１〜２３は区別
されずにまとめて検出され、図２（ｂ）に示すような波
形の反射電子信号が得られる。
【００４６】次に、上記の高い加速電圧よりもより低い
加速電圧（１０〜１５ＫＶ程度の電圧）で加速された電
子ビーム１１がＳｉＯ2 膜２の段部６とアルミニウム膜
３の段部７とに照射されると、ＳｉＯ2 膜２の段部６と
アルミニウム膜３の段部７とから夫々反射電子２２，２
３が発生する。これらの反射電子２２，２３は区別され
ずにまとめて検出され、図２（ｃ）に示すような波形の
反射電子信号が得られる。
加速電圧（１０〜１５ＫＶ程度の電圧）で加速された電
子ビーム１１がＳｉＯ2 膜２の段部６とアルミニウム膜
３の段部７とに照射されると、ＳｉＯ2 膜２の段部６と
アルミニウム膜３の段部７とから夫々反射電子２２，２
３が発生する。これらの反射電子２２，２３は区別され
ずにまとめて検出され、図２（ｃ）に示すような波形の
反射電子信号が得られる。
【００４７】つまり、この反射電子信号にはアライメン
トマーク５から発生した反射電子２１が含まれておら
ず、ＳｉＯ2 膜２の段部６とアルミニウム膜３の段部７
とから夫々発生された反射電子２２，２３のみを含んで
いる。
トマーク５から発生した反射電子２１が含まれておら
ず、ＳｉＯ2 膜２の段部６とアルミニウム膜３の段部７
とから夫々発生された反射電子２２，２３のみを含んで
いる。
【００４８】図２（ｂ）に示すような波形の反射電子信
号から、図２（ｃ）に示すような波形の反射電子信号を
減算すると、図２（ｄ）に示すような波形の反射電子信
号、つまりアライメントマーク５から発生した反射電子
２１のみを含む反射電子信号が得られる。
号から、図２（ｃ）に示すような波形の反射電子信号を
減算すると、図２（ｄ）に示すような波形の反射電子信
号、つまりアライメントマーク５から発生した反射電子
２１のみを含む反射電子信号が得られる。
【００４９】この反射電子信号を信号処理し、反射電子
信号中の２つのピーク（位置ａ，ｂの部分）からその中
心ｃを検出することで、アライメントマーク５の中心が
正確に検出されるので、ウェハアライメント精度が飛躍
的に向上する。
信号中の２つのピーク（位置ａ，ｂの部分）からその中
心ｃを検出することで、アライメントマーク５の中心が
正確に検出されるので、ウェハアライメント精度が飛躍
的に向上する。
【００５０】尚、アライメントマーク５に到達する電子
ビーム１０の加速電圧と、アライメントマーク５には到
達しないが、ＳｉＯ2 膜２の段部６とアルミニウム膜３
の段部７とには到達する電子ビーム１１の加速電圧とは
アライメントマーク５上に被着された被膜の膜厚や膜の
種類に応じて設定される。
ビーム１０の加速電圧と、アライメントマーク５には到
達しないが、ＳｉＯ2 膜２の段部６とアルミニウム膜３
の段部７とには到達する電子ビーム１１の加速電圧とは
アライメントマーク５上に被着された被膜の膜厚や膜の
種類に応じて設定される。
【００５１】図３は本発明の一実施例による電子ビーム
の加速電圧と電子ビームが到達できるＳｉＯ2 膜の膜厚
との関係を示す図である。図において、電子ビーム１１
の加速電圧と電子ビーム１１が到達できるＳｉＯ2 膜２
の膜厚との関係を示しているが、アルミニウム膜３等の
材料毎に上記のようなデータを作成しておけば、アライ
メントマーク５上の膜の構造に応じて適宜、最適な加速
電圧を設定することが可能となる。
の加速電圧と電子ビームが到達できるＳｉＯ2 膜の膜厚
との関係を示す図である。図において、電子ビーム１１
の加速電圧と電子ビーム１１が到達できるＳｉＯ2 膜２
の膜厚との関係を示しているが、アルミニウム膜３等の
材料毎に上記のようなデータを作成しておけば、アライ
メントマーク５上の膜の構造に応じて適宜、最適な加速
電圧を設定することが可能となる。
【００５２】このように、アライメントマーク５上に到
達可能な第１の加速電圧で加速された電子ビーム１０に
よるアライメントマーク５の走査で得た反射電子信号
と、アライメントマーク５直上のＳｉＯ2 膜２に到達可
能な第２の加速電圧で加速された電子ビーム１１による
ＳｉＯ2 膜２の段部６とアルミニウム膜３の段部７とに
対する走査で得た反射電子信号との差信号を算出し、こ
の差信号を基にアライメントマーク５の位置を認識して
レジスト４にパターンを描画することによって、アライ
メントマーク５の位置認識を向上させることができ、高
いアライメント精度が得られる。よって、描画パターン
同士の重ね合わせ精度を向上させることができ、高品質
のＬＳＩを高歩留まりで安価にかつ大量に供給すること
ができる。
達可能な第１の加速電圧で加速された電子ビーム１０に
よるアライメントマーク５の走査で得た反射電子信号
と、アライメントマーク５直上のＳｉＯ2 膜２に到達可
能な第２の加速電圧で加速された電子ビーム１１による
ＳｉＯ2 膜２の段部６とアルミニウム膜３の段部７とに
対する走査で得た反射電子信号との差信号を算出し、こ
の差信号を基にアライメントマーク５の位置を認識して
レジスト４にパターンを描画することによって、アライ
メントマーク５の位置認識を向上させることができ、高
いアライメント精度が得られる。よって、描画パターン
同士の重ね合わせ精度を向上させることができ、高品質
のＬＳＩを高歩留まりで安価にかつ大量に供給すること
ができる。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
ライメントマーク上に到達可能な第１の加速電圧で加速
した電子線でアライメントマークを走査して得たアライ
メントマークからの反射電子信号と、アライメントマー
ク直上の被膜に到達可能な第２の加速電圧で加速した電
子線でアライメントマークに対応してその被膜上に形成
された凹部を走査して得たからの反射電子信号との差信
号を算出し、この差信号を基にアライメントマークの位
置を認識して各種被膜上のレジスト膜にパターンを描画
することによって、アライメントマークの位置認識を向
上させることができ、描画パターン同士の重ね合わせを
精密に行うことができるという効果がある。
ライメントマーク上に到達可能な第１の加速電圧で加速
した電子線でアライメントマークを走査して得たアライ
メントマークからの反射電子信号と、アライメントマー
ク直上の被膜に到達可能な第２の加速電圧で加速した電
子線でアライメントマークに対応してその被膜上に形成
された凹部を走査して得たからの反射電子信号との差信
号を算出し、この差信号を基にアライメントマークの位
置を認識して各種被膜上のレジスト膜にパターンを描画
することによって、アライメントマークの位置認識を向
上させることができ、描画パターン同士の重ね合わせを
精密に行うことができるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例による電子線直接描画法の処
理工程を示すフローチャートである。
理工程を示すフローチャートである。
【図２】（ａ）はアライメントマーク部分の縦断面図、
（ｂ）は図１のステップＳ４の反射電子信号検出Ｉで検
出された反射電子信号の波形図、（ｃ）は図１のステッ
プＳ７の反射電子信号検出IIで検出された反射電子信号
の波形図、図２（ｄ）は図１のステップＳ８の差信号算
出で算出された差信号の波形図である。
（ｂ）は図１のステップＳ４の反射電子信号検出Ｉで検
出された反射電子信号の波形図、（ｃ）は図１のステッ
プＳ７の反射電子信号検出IIで検出された反射電子信号
の波形図、図２（ｄ）は図１のステップＳ８の差信号算
出で算出された差信号の波形図である。
【図３】本発明の一実施例による電子ビームの加速電圧
と電子ビームが到達できるＳｉＯ2 膜の膜厚との関係を
示す図である。
と電子ビームが到達できるＳｉＯ2 膜の膜厚との関係を
示す図である。
【図４】従来例の電子線直接描画装置を示す構成図であ
る。
る。
【図５】（ａ）はアライメントマーク部分の縦断面図、
（ｂ）はアライメントマークから発生した反射電子を検
出して得た反射電子信号の波形図、（ｃ）はＳｉＯ2 膜
の段部から発生した反射電子を検出して得た反射電子信
号の波形図、（ｄ）はアルミニウム膜の段部から発生し
た反射電子を検出して得た反射電子信号の波形図、
（ｅ）は図５（ｂ）〜図５（ｄ）各々に示す反射電子信
号の加算信号の波形図である。
（ｂ）はアライメントマークから発生した反射電子を検
出して得た反射電子信号の波形図、（ｃ）はＳｉＯ2 膜
の段部から発生した反射電子を検出して得た反射電子信
号の波形図、（ｄ）はアルミニウム膜の段部から発生し
た反射電子を検出して得た反射電子信号の波形図、
（ｅ）は図５（ｂ）〜図５（ｄ）各々に示す反射電子信
号の加算信号の波形図である。
１ シリコンウェハ ２ ＳｉＯ2 膜 ３ アルミニウム膜 ４ レジスト ５ アライメントマーク ６ ＳｉＯ2 膜の段部 ７ アルミニウム膜の段部 １０，１１ 電子ビーム ２１〜２３ 反射電子 Ｓ２ 加圧電圧設定Ｉ Ｓ４ 反射電子信号検出Ｉ Ｓ５ 加圧電圧設定II Ｓ７ 反射電子信号検出II Ｓ８ 差信号算出 Ｓ９ マーク位置算出
Claims (6)
- 【請求項１】 ウェハ上に予め形成されたアライメント
マークの位置を認識して前記ウェハに被着された各種被
膜上のレジスト膜にパターンを描画する電子ビーム露光
方法であって、 前記アライメントマーク上に到達可能な第１の加速電圧
で電子線を加速して前記アライメントマークを走査する
第一の工程と、 前記アライメントマーク直上の被膜に到達可能な第２の
加速電圧で電子線を加速して前記アライメントマークに
対応してその被膜上に形成された凹部を走査する第二の
工程と、 前記第一及び第二の工程で各々得た前記アライメントマ
ーク及び前記凹部からの反射電子信号の差信号を算出す
る第三の工程と、 前記差信号を基に前記アライメントマークの位置を認識
して前記レジスト膜にパターンを描画する第四の工程と
からなることを特徴とする電子ビーム露光方法。 - 【請求項２】 前記第一の工程で得た前記アライメント
マークからの反射電子信号を格納する工程と、 前記第二の工程で得た前記凹部からの反射電子信号を格
納する工程とを含むことを特徴とする請求項１記載の電
子ビーム露光方法。 - 【請求項３】 前記第１の加速電圧が２０〜１００キロ
ボルト内で設定された電圧であり、前記第２の加速電圧
が１〜５０キロボルト内で設定された電圧であることを
特徴とする請求項１または請求項２記載の電子ビーム露
光方法。 - 【請求項４】 ウェハ上に予め形成されたアライメント
マークの位置を認識して前記ウェハに被着された各種被
膜上のレジスト膜にパターンを描画する電子ビーム露光
装置であって、 前記アライメントマーク上に到達可能な第１の加速電圧
で電子線を加速して前記アライメントマークを走査する
第１の走査手段と、 前記アライメントマーク直上の被膜に到達可能な第２の
加速電圧で電子線を加速して前記アライメントマークに
対応してその被膜上に形成された凹部を走査する第２の
走査手段と、 前記第１及び第２の走査手段各々が得た前記アライメン
トマーク及び前記凹部からの反射電子信号の差信号を算
出する算出手段と、 前記差信号を基に前記アライメントマークの位置を認識
して前記レジスト膜にパターンを描画する手段とを有す
ることを特徴とする電子ビーム露光装置。 - 【請求項５】 前記第１の走査手段で得た前記アライメ
ントマークからの反射電子信号を格納する第１の格納手
段と、 前記第２の走査手段で得た前記凹部からの反射電子信号
を格納する第２の格納手段とを含むことを特徴とする請
求項４記載の電子ビーム露光装置。 - 【請求項６】 前記第１の加速電圧が２０〜１００キロ
ボルト内で設定された電圧であり、前記第２の加速電圧
が１〜５０キロボルト内で設定された電圧であることを
特徴とする請求項４または請求項５記載の電子ビーム露
光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6260846A JP2600623B2 (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | 電子ビーム露光方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6260846A JP2600623B2 (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | 電子ビーム露光方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08124832A JPH08124832A (ja) | 1996-05-17 |
| JP2600623B2 true JP2600623B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=17353574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6260846A Expired - Lifetime JP2600623B2 (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | 電子ビーム露光方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2600623B2 (ja) |
-
1994
- 1994-10-26 JP JP6260846A patent/JP2600623B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08124832A (ja) | 1996-05-17 |
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