JP2746125B2 - 電子線露光装置の装置較正用基準マーク及び装置較正方法。 - Google Patents
電子線露光装置の装置較正用基準マーク及び装置較正方法。Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子線露光装置の装置
較正に用いる較正用基準マーク及び装置較正方法に関す
るものである。
較正に用いる較正用基準マーク及び装置較正方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】電子線露光装置は、電子銃によって放出
された電子線をレンズやアパーチャを用いて細かく絞
り、これを偏向操作して露光する装置である。ステッパ
のような光学露光装置に比べ、微細なパターンを形成で
きるのが特徴であるが、マスクを用いず、電子線を直接
描画して露光するため、電子線の偏向位置やビームサイ
ズを高い精度で制御しなければならない。そこで、ウエ
ハ等の露光対象への露光実施前に、電子線の偏向歪やビ
ームサイズを較正している。露光装置の光学系は、装置
固有の収差、すなわち装置を作成したときの機械的精度
で決まる収差を有しているため、電子線を偏向したい位
置と実際の偏向位置とにずれが生じる。この偏向位置ず
れが偏向歪であり、この偏向歪量を足し合わせて偏向す
ることにより、電子線の実際の偏向位置を補正してい
る。ビームサイズについても、予め設定したサイズと実
際のサイズとの間にずれ（差）があるため、この差分を
補正している。
された電子線をレンズやアパーチャを用いて細かく絞
り、これを偏向操作して露光する装置である。ステッパ
のような光学露光装置に比べ、微細なパターンを形成で
きるのが特徴であるが、マスクを用いず、電子線を直接
描画して露光するため、電子線の偏向位置やビームサイ
ズを高い精度で制御しなければならない。そこで、ウエ
ハ等の露光対象への露光実施前に、電子線の偏向歪やビ
ームサイズを較正している。露光装置の光学系は、装置
固有の収差、すなわち装置を作成したときの機械的精度
で決まる収差を有しているため、電子線を偏向したい位
置と実際の偏向位置とにずれが生じる。この偏向位置ず
れが偏向歪であり、この偏向歪量を足し合わせて偏向す
ることにより、電子線の実際の偏向位置を補正してい
る。ビームサイズについても、予め設定したサイズと実
際のサイズとの間にずれ（差）があるため、この差分を
補正している。
【０００３】従来の偏向歪及びビームサイズ較正方法を
図６を用いて説明する。露光対象であるウェハ、レチク
ル等（１）を移動させるためのステージ（２）上に設置
された、凹凸上の段差を持った較正用基準マーク（３）
に、入射電子線（４）を偏向走査させて得られる反射電
子信号（５）を検出器（６）により検出して行われてい
た。つまり、この基準マーク（３）から得られる反射電
子信号（５）から、ステージ（２）の位置測定を行い、
偏向歪を求め、また、この反射電子信号（５）から入射
電子線（４）のビームサイズを検出し、設定値との差を
求める。実際の描画時には、求めた偏向歪およびビーム
サイズの差に基づいて、偏向量やビームサイズを較正し
て描画する。
図６を用いて説明する。露光対象であるウェハ、レチク
ル等（１）を移動させるためのステージ（２）上に設置
された、凹凸上の段差を持った較正用基準マーク（３）
に、入射電子線（４）を偏向走査させて得られる反射電
子信号（５）を検出器（６）により検出して行われてい
た。つまり、この基準マーク（３）から得られる反射電
子信号（５）から、ステージ（２）の位置測定を行い、
偏向歪を求め、また、この反射電子信号（５）から入射
電子線（４）のビームサイズを検出し、設定値との差を
求める。実際の描画時には、求めた偏向歪およびビーム
サイズの差に基づいて、偏向量やビームサイズを較正し
て描画する。
【０００４】次に、装置較正用基準マーク（３）の構造
及び偏向歪、ビームサイズの検出方法を、図７を用いて
説明する。断面構造は凸状の段差部（７）と平坦部
（８）とを有し、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔ
ａ）等の重金属材料で構成されていた。偏向歪及びビー
ムサイズの検出方法は、まず、入射電子（４）を左から
右に走査すると、平坦部（８）及び段差部（７）から反
射電子（５）が発生する。この反射電子（５）を検出器
（６）にて検出し、一次微分することにより、段差部
（７）と平坦部（８）との境界に対応するピーク値を有
する一次微分波形（１０）が得られる。このピーク位置
から較正用基準マーク（３）の実際の位置、すなわちス
テージ（２）の実際の位置が求められ、基準位置からの
ずれ量を偏向歪として求めることができる。また、１つ
のピークの、ある値以上の幅から実際のビームサイズを
求めることができ、設定したビームサイズとの差を求め
ることができる。
及び偏向歪、ビームサイズの検出方法を、図７を用いて
説明する。断面構造は凸状の段差部（７）と平坦部
（８）とを有し、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔ
ａ）等の重金属材料で構成されていた。偏向歪及びビー
ムサイズの検出方法は、まず、入射電子（４）を左から
右に走査すると、平坦部（８）及び段差部（７）から反
射電子（５）が発生する。この反射電子（５）を検出器
（６）にて検出し、一次微分することにより、段差部
（７）と平坦部（８）との境界に対応するピーク値を有
する一次微分波形（１０）が得られる。このピーク位置
から較正用基準マーク（３）の実際の位置、すなわちス
テージ（２）の実際の位置が求められ、基準位置からの
ずれ量を偏向歪として求めることができる。また、１つ
のピークの、ある値以上の幅から実際のビームサイズを
求めることができ、設定したビームサイズとの差を求め
ることができる。
【０００５】ところが、上述の装置較正用基準マークで
は、段差部（７）も平坦部（８）も同じ重金属材料で構
成されていたため、ステージ（２）との区別はつきやす
かったが、段差部（７）と平坦部（８）との境界の検出
精度があまり上がらなかった。つまり、段差部（７）か
らも平坦部（８）からも反射電子が同程度発生するた
め、平坦部（８）からの反射電子信号がノイズとなって
しまい、一次微分波形（１０）のＳ／Ｎ比、すなわち平
坦部（８）からの反射電子信号に対する段差部（７）か
らの反射電子信号の比があまり上がらず、その結果、偏
向歪検出精度やビームサイズ検出精度があまり上がらな
かった。
は、段差部（７）も平坦部（８）も同じ重金属材料で構
成されていたため、ステージ（２）との区別はつきやす
かったが、段差部（７）と平坦部（８）との境界の検出
精度があまり上がらなかった。つまり、段差部（７）か
らも平坦部（８）からも反射電子が同程度発生するた
め、平坦部（８）からの反射電子信号がノイズとなって
しまい、一次微分波形（１０）のＳ／Ｎ比、すなわち平
坦部（８）からの反射電子信号に対する段差部（７）か
らの反射電子信号の比があまり上がらず、その結果、偏
向歪検出精度やビームサイズ検出精度があまり上がらな
かった。
【０００６】ところで、装置較正用の基準マークではな
いが、シリコンウエハ等の露光対象上に形成する、露光
位置検出のための基準マークでは、図８のように、平坦
部（８）にシリコン（Ｓｉ），アルミニウム（Ａｌ），
二酸化珪素（ＳｉＯ2)等の軽元素（１１）を用い、その
上に形成する段差部（７）にＷ、Ｔａ等の重金属を用い
ることが知られている（例えば、特公昭６２−１０１１
号、特公昭６３−２７８３５０号）。この基準マークに
よれば、軽元素の平坦部（８）からの反射電子信号
（５）が重金属材料の場合よりも小さくなるため、バッ
クグラウンドノイズを低減でき、Ｓ／Ｎ比を向上でき
る。よって、これを装置較正用に用いれば、偏向歪及び
ビームサイズの検出精度が向上する可能性がある。
いが、シリコンウエハ等の露光対象上に形成する、露光
位置検出のための基準マークでは、図８のように、平坦
部（８）にシリコン（Ｓｉ），アルミニウム（Ａｌ），
二酸化珪素（ＳｉＯ2)等の軽元素（１１）を用い、その
上に形成する段差部（７）にＷ、Ｔａ等の重金属を用い
ることが知られている（例えば、特公昭６２−１０１１
号、特公昭６３−２７８３５０号）。この基準マークに
よれば、軽元素の平坦部（８）からの反射電子信号
（５）が重金属材料の場合よりも小さくなるため、バッ
クグラウンドノイズを低減でき、Ｓ／Ｎ比を向上でき
る。よって、これを装置較正用に用いれば、偏向歪及び
ビームサイズの検出精度が向上する可能性がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の基準マ
ークでも、平坦部（８）に用いた軽元素からの反射電子
信号（５）が無くなるわけではなく、入射電子の約２０
〜３０％が反射電子となり、バックグラウンドノイズと
なってしまう。その結果、Ｓ／Ｎ比は２〜３程度であっ
た。これは、段差部エッジにおける反射電子信号の検出
精度にして、０．０７μｍに相当する。ところが、近
年、デバイスパターンの微細化に伴い、電子線露光装置
の描画精度は０．０５μｍ以下を求められている。その
ため、装置の総合較正精度を左右する反射電子信号の検
出精度も０．０５μｍ以下が求められる。
ークでも、平坦部（８）に用いた軽元素からの反射電子
信号（５）が無くなるわけではなく、入射電子の約２０
〜３０％が反射電子となり、バックグラウンドノイズと
なってしまう。その結果、Ｓ／Ｎ比は２〜３程度であっ
た。これは、段差部エッジにおける反射電子信号の検出
精度にして、０．０７μｍに相当する。ところが、近
年、デバイスパターンの微細化に伴い、電子線露光装置
の描画精度は０．０５μｍ以下を求められている。その
ため、装置の総合較正精度を左右する反射電子信号の検
出精度も０．０５μｍ以下が求められる。
【０００８】しかしながら、従来程度のＳ／Ｎ比では、
上記の検出精度は得られないため、Ｓ／Ｎ比を４〜５に
向上する必要が生じてきた。本発明の目的は、さらに平
坦部からの反射電子信号を低減させ、Ｓ／Ｎ比を向上さ
せることである。その結果、偏向歪及びビームサイズの
検出精度を向上させ、装置の総合較正精度を向上させる
ことである。以て、描画精度を向上させ、微細なパター
ンを形成できるようにすることである。
上記の検出精度は得られないため、Ｓ／Ｎ比を４〜５に
向上する必要が生じてきた。本発明の目的は、さらに平
坦部からの反射電子信号を低減させ、Ｓ／Ｎ比を向上さ
せることである。その結果、偏向歪及びビームサイズの
検出精度を向上させ、装置の総合較正精度を向上させる
ことである。以て、描画精度を向上させ、微細なパター
ンを形成できるようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板上
もしくは薄膜上に設けた電子線エネルギーを吸収し反応
するレジスト膜を電子線を用いて露光し、所望のパター
ンを形成する電子線露光装置の装置較正用基準マークに
おいて、基板上にそれより重金属の材料で構成された前
記基準マークは、照射された電子線を反射せしめる厚さ
を有する第１領域と、照射された電子線を７０％以上透
過させ且つ基板からの反射電子を透過させない厚さの第
２領域とを設けていることを特徴とする電子線露光装置
の装置較正用基準マークである。また、本発明は、半導
体基板上もしくは薄膜上に設けた電子線エネルギーを吸
収し反応するレジスト膜を電子線を用いて露光し、所望
のパターンを形成する電子線露光装置の装置較正用基準
マークにおいて、前記基準マークは、基板上に重金属の
材料で構成され照射された電子線を反射せしめる厚さを
有する第１の領域と、照射された電子線を吸収する有機
膜で構成された第２の領域とを設けていることを特徴と
する電子線露光装置の装置較正用基準マークである。
もしくは薄膜上に設けた電子線エネルギーを吸収し反応
するレジスト膜を電子線を用いて露光し、所望のパター
ンを形成する電子線露光装置の装置較正用基準マークに
おいて、基板上にそれより重金属の材料で構成された前
記基準マークは、照射された電子線を反射せしめる厚さ
を有する第１領域と、照射された電子線を７０％以上透
過させ且つ基板からの反射電子を透過させない厚さの第
２領域とを設けていることを特徴とする電子線露光装置
の装置較正用基準マークである。また、本発明は、半導
体基板上もしくは薄膜上に設けた電子線エネルギーを吸
収し反応するレジスト膜を電子線を用いて露光し、所望
のパターンを形成する電子線露光装置の装置較正用基準
マークにおいて、前記基準マークは、基板上に重金属の
材料で構成され照射された電子線を反射せしめる厚さを
有する第１の領域と、照射された電子線を吸収する有機
膜で構成された第２の領域とを設けていることを特徴と
する電子線露光装置の装置較正用基準マークである。
【００１０】さらに、本発明は、上記の較正用基準マー
クに電子線を照射し、反射電子放出割合の多い領域と反
射電子放出割合の少ない領域からの反射電子信号を得る
ステップと、前記反射電子信号を一次微分するステップ
と、前記一次微分信号に基づいて装置較正を行うステッ
プとを有することを特徴とする電子線露光装置の装置較
正方法である。
クに電子線を照射し、反射電子放出割合の多い領域と反
射電子放出割合の少ない領域からの反射電子信号を得る
ステップと、前記反射電子信号を一次微分するステップ
と、前記一次微分信号に基づいて装置較正を行うステッ
プとを有することを特徴とする電子線露光装置の装置較
正方法である。
【００１１】
【作用】本発明においては、段差部からの反射電子信号
強度を落とすことなく、平坦部からの反射電子信号強度
を大幅に低減することにより、Ｓ／Ｎ比を４〜５に向上
させることができ、その結果、一次微分信号のピーク値
強度及びピーク幅を向上できるので、偏向歪及びビーム
サイズの検出精度を向上できるものである。
強度を落とすことなく、平坦部からの反射電子信号強度
を大幅に低減することにより、Ｓ／Ｎ比を４〜５に向上
させることができ、その結果、一次微分信号のピーク値
強度及びピーク幅を向上できるので、偏向歪及びビーム
サイズの検出精度を向上できるものである。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例について、図面を参照して説
明する。
明する。
【実施例１】図１に本発明の実施例である装置較正用基
準マークの構造を示す。Ｓｉ、Ａｌ等の軽金属で構成さ
れた下地基板（１１）上に、Ｗ、Ｔａ等の重金属で構成
された段差部（７）及び平坦部（８）を設け、基準マー
クを構成する。段差部（７）及び平坦部（８）の膜厚
は、入射電子（４）の加速電圧に依存して決定される。
例えば、加速電圧が５０ｋｅＶであり、重金属材料にＷ
を用いた場合、段差部（７）の膜厚は０．５μｍ以上、
平坦部（８）の膜厚は０．０６〜０．２５μｍとする。
段差部（７）の膜厚は電子の反射率が高い厚さであれば
よく、平坦部（８）の膜厚は、反射電子（５）を抑える
ため、電子の透過率が７０％以上となるような膜厚とす
ればよい。平坦部（８）の、さらに適した膜厚範囲は、
電子の透過率が９０％以上の範囲、すなわち、０．１〜
０．２５μｍである。０．０６μｍ未満及び０．２５μ
ｍを越える範囲は、電子の透過率が７０％を下回り、反
射電子（５）が多くなるため適さない。
準マークの構造を示す。Ｓｉ、Ａｌ等の軽金属で構成さ
れた下地基板（１１）上に、Ｗ、Ｔａ等の重金属で構成
された段差部（７）及び平坦部（８）を設け、基準マー
クを構成する。段差部（７）及び平坦部（８）の膜厚
は、入射電子（４）の加速電圧に依存して決定される。
例えば、加速電圧が５０ｋｅＶであり、重金属材料にＷ
を用いた場合、段差部（７）の膜厚は０．５μｍ以上、
平坦部（８）の膜厚は０．０６〜０．２５μｍとする。
段差部（７）の膜厚は電子の反射率が高い厚さであれば
よく、平坦部（８）の膜厚は、反射電子（５）を抑える
ため、電子の透過率が７０％以上となるような膜厚とす
ればよい。平坦部（８）の、さらに適した膜厚範囲は、
電子の透過率が９０％以上の範囲、すなわち、０．１〜
０．２５μｍである。０．０６μｍ未満及び０．２５μ
ｍを越える範囲は、電子の透過率が７０％を下回り、反
射電子（５）が多くなるため適さない。
【００１３】次に、装置較正方法について説明する。本
発明の基準マークにＸ軸方向に偏向走査しつつ電子線を
照射すると、入射電子（４）は段差部（７）にて反射電
子（５）を良く発生する。平坦部（８）にてはほとんど
が重金属薄膜（９）を透過するため、ごく弱い反射電子
（５）しか発生しない。この反射電子（５）を検出器
（６）にて検出し、段差に対応するピーク値を有する一
次微分波形（１０）を得る。平坦部（８）からのバック
グラウンドノイズを大幅に低減したため、ピーク値強度
が高く、４〜５に向上したＳ／Ｎ比を得ることができ
る。この結果、反射電子信号の検出精度を０．０５μｍ
以下にできる。このピーク位置から、較正用基準マーク
（３）の実際の位置、すなわちステージ（２）の実際の
位置が求められ、基準位置からのずれ量を偏向歪として
求めることができる。また、１つのピークの、ある値で
の幅（例えば、半値幅。しかし、幅を求めるための値は
半値に限らず、露光精度等の要因で適宜決定されるもの
である）から実際のビームサイズを求めることができ、
設定したビームサイズとの差を求めることができる。実
際の露光時には、求めた偏向歪及びビームサイズ差を補
正して描画すればよい。
発明の基準マークにＸ軸方向に偏向走査しつつ電子線を
照射すると、入射電子（４）は段差部（７）にて反射電
子（５）を良く発生する。平坦部（８）にてはほとんど
が重金属薄膜（９）を透過するため、ごく弱い反射電子
（５）しか発生しない。この反射電子（５）を検出器
（６）にて検出し、段差に対応するピーク値を有する一
次微分波形（１０）を得る。平坦部（８）からのバック
グラウンドノイズを大幅に低減したため、ピーク値強度
が高く、４〜５に向上したＳ／Ｎ比を得ることができ
る。この結果、反射電子信号の検出精度を０．０５μｍ
以下にできる。このピーク位置から、較正用基準マーク
（３）の実際の位置、すなわちステージ（２）の実際の
位置が求められ、基準位置からのずれ量を偏向歪として
求めることができる。また、１つのピークの、ある値で
の幅（例えば、半値幅。しかし、幅を求めるための値は
半値に限らず、露光精度等の要因で適宜決定されるもの
である）から実際のビームサイズを求めることができ、
設定したビームサイズとの差を求めることができる。実
際の露光時には、求めた偏向歪及びビームサイズ差を補
正して描画すればよい。
【００１４】平坦部（８）からの反射電子（５）を低減
できる理由を、以下に説明する。加速電圧を５０ｋｅＶ
とし、重金属材料にＷを用いた場合、入射電子（４）の
バルクＷへの最大飛程は約０．５μｍである。入射電子
（４）のバルク材料への静止確率分布は、通常ガウス分
布となるため、平坦部（８）の膜厚を最大飛程の約１／
５である０．１μｍとすれば、９０％以上の電子はＷの
重金属薄膜（９）を透過する。この透過した入射電子
（４）は、下地基板（１１）に進入し、散乱される。下
地基板（１１）を構成するＳｉ、Ａｌ等の軽金属材料
は、密度が低く、原子半径が小さいため、進入した電子
の散乱確度は非常に狭く、重金属薄膜（９）に再突入す
る電子はほとんどない。一部の電子が重金属薄膜（９）
側に反射しても、重金属薄膜（９）との界面で散乱され
たり、重金属薄膜（９）内で散乱され、エネルギーを消
失するため、外部に放出されることはほとんどない。よ
って、平坦部（８）からの反射電子（５）を十分に低減
できるわけである。なお、重金属材料はＷ、Ｔａの他、
モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）でもよい。
できる理由を、以下に説明する。加速電圧を５０ｋｅＶ
とし、重金属材料にＷを用いた場合、入射電子（４）の
バルクＷへの最大飛程は約０．５μｍである。入射電子
（４）のバルク材料への静止確率分布は、通常ガウス分
布となるため、平坦部（８）の膜厚を最大飛程の約１／
５である０．１μｍとすれば、９０％以上の電子はＷの
重金属薄膜（９）を透過する。この透過した入射電子
（４）は、下地基板（１１）に進入し、散乱される。下
地基板（１１）を構成するＳｉ、Ａｌ等の軽金属材料
は、密度が低く、原子半径が小さいため、進入した電子
の散乱確度は非常に狭く、重金属薄膜（９）に再突入す
る電子はほとんどない。一部の電子が重金属薄膜（９）
側に反射しても、重金属薄膜（９）との界面で散乱され
たり、重金属薄膜（９）内で散乱され、エネルギーを消
失するため、外部に放出されることはほとんどない。よ
って、平坦部（８）からの反射電子（５）を十分に低減
できるわけである。なお、重金属材料はＷ、Ｔａの他、
モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）でもよい。
【００１５】次に、本発明の装置較正用基準マークの作
製プロセスを図４、図５に示す。まず、軽元素であるＳ
ｉ、Ａｌ等の基板（１１）上に重金属であるＷ、Ｔａ等
（９）をＣＶＤやスパッタ法を用いて、０．５μｍ以上
成膜する（図４（ａ））。次に、ホトレジストやＳｉＯ
2 等のマスク（１４）を形成し（図４（ｂ））重金属
（９）を平坦部（８）で０．１μｍとなるよう、よく知
られている通常のドライエッチング法を用いてパターニ
ングする（図４（ｃ））。図５の作成プロセスにおいて
は、最初、０．１μｍの重金属（９）を形成する（図５
（ａ））。次に、ＳｉＯ2 やＳｉ3Ｎ4 等の絶縁膜を
０．５μｍ程度ＣＶＤ法を用いて成膜し、図示しないホ
トレジストパターンをマスクに、ウエットエッチングや
ドライエッチング法を用いて絶縁膜パターン（１３）を
形成する（図５（ｂ））。最後に、重金属（９）を０．
４μｍ選択ＣＶＤ法を用いて埋め込み、絶縁膜パターン
（１３）を除去する（図５（ｃ））。この製法によれ
ば、図４の製法に比べて、平坦部（８）の膜厚をより高
精度に制御できる利点がある。
製プロセスを図４、図５に示す。まず、軽元素であるＳ
ｉ、Ａｌ等の基板（１１）上に重金属であるＷ、Ｔａ等
（９）をＣＶＤやスパッタ法を用いて、０．５μｍ以上
成膜する（図４（ａ））。次に、ホトレジストやＳｉＯ
2 等のマスク（１４）を形成し（図４（ｂ））重金属
（９）を平坦部（８）で０．１μｍとなるよう、よく知
られている通常のドライエッチング法を用いてパターニ
ングする（図４（ｃ））。図５の作成プロセスにおいて
は、最初、０．１μｍの重金属（９）を形成する（図５
（ａ））。次に、ＳｉＯ2 やＳｉ3Ｎ4 等の絶縁膜を
０．５μｍ程度ＣＶＤ法を用いて成膜し、図示しないホ
トレジストパターンをマスクに、ウエットエッチングや
ドライエッチング法を用いて絶縁膜パターン（１３）を
形成する（図５（ｂ））。最後に、重金属（９）を０．
４μｍ選択ＣＶＤ法を用いて埋め込み、絶縁膜パターン
（１３）を除去する（図５（ｃ））。この製法によれ
ば、図４の製法に比べて、平坦部（８）の膜厚をより高
精度に制御できる利点がある。
【００１６】
【実施例２】図２に本発明の第２の実施例である装置較
正用基準マークを示す。実施例１と同様に、入射電子
（４）をＸ軸方向に偏向走査させ、反射電子信号（５）
を検出器（６）にて検出し、この反射電子信号（５）の
１次微分波形（１０）のピーク位置から装置較正用基準
マーク（３）の位置検出を行い、また、ピークの例えば
半値幅からビームサイズ検出を行う。そして、これらを
基に偏向歪やビームサイズ差を定量し、電子線露光装置
の装置較正を行うものである。 Ｓｉ、Ａｌ等の軽元素
である下地基板（１１）上に、平坦部（８）に、Ｗ、Ｔ
ａ等の重金属で構成された段差部（７）を設け、これに
隣接して、導電性を持った有機膜（１２）で構成された
平坦部（８）を設け、基準マークを構成する。段差部
（７）及び平坦部（８）の膜厚は入射電子（４）の加速
電圧に依存して決定される。例えば、加速電圧が２０ｋ
ｅＶの場合、導電性を持った有機膜（７）を反射係数が
０．１５以下となる０．５μｍ以上設ければよい。１．
５μｍ以上であれば、反射係数が０．１を下回るため、
さらにバックグラウンドノイズとなる反射電子（５）を
抑えることができる。ここで、反射係数とは、総入射電
子数に対して有機膜表面から出てくる総反射電子数の比
のことである。導電性を持った有機膜（７）には、ポリ
チエニルアルカンスルホン酸化合物、テトラシアノキノ
ジメタン、ポリフェニレンビニレン等が適している。段
差部（７）の膜厚は平坦部（８）の膜厚以上であればよ
い。
正用基準マークを示す。実施例１と同様に、入射電子
（４）をＸ軸方向に偏向走査させ、反射電子信号（５）
を検出器（６）にて検出し、この反射電子信号（５）の
１次微分波形（１０）のピーク位置から装置較正用基準
マーク（３）の位置検出を行い、また、ピークの例えば
半値幅からビームサイズ検出を行う。そして、これらを
基に偏向歪やビームサイズ差を定量し、電子線露光装置
の装置較正を行うものである。 Ｓｉ、Ａｌ等の軽元素
である下地基板（１１）上に、平坦部（８）に、Ｗ、Ｔ
ａ等の重金属で構成された段差部（７）を設け、これに
隣接して、導電性を持った有機膜（１２）で構成された
平坦部（８）を設け、基準マークを構成する。段差部
（７）及び平坦部（８）の膜厚は入射電子（４）の加速
電圧に依存して決定される。例えば、加速電圧が２０ｋ
ｅＶの場合、導電性を持った有機膜（７）を反射係数が
０．１５以下となる０．５μｍ以上設ければよい。１．
５μｍ以上であれば、反射係数が０．１を下回るため、
さらにバックグラウンドノイズとなる反射電子（５）を
抑えることができる。ここで、反射係数とは、総入射電
子数に対して有機膜表面から出てくる総反射電子数の比
のことである。導電性を持った有機膜（７）には、ポリ
チエニルアルカンスルホン酸化合物、テトラシアノキノ
ジメタン、ポリフェニレンビニレン等が適している。段
差部（７）の膜厚は平坦部（８）の膜厚以上であればよ
い。
【００１７】次に、本実施例で平坦部（８）からの反射
電子（５）を低減できる理由を、図３の有機膜厚に対す
る反射係数の特性図を用いて説明する。これは、一般的
なラザフォード散乱（弾性散乱）とベーテの阻止能（非
弾性散乱）を用いた場合のモンテカルロ計算結果であ
る。図３に示すように、入射加速電圧が２０ｋｅＶの場
合、１．５μｍ以上で反射係数が０．１を下回り、９０
％以上の入射電子（４）は反射電子（５）とはならず、
平坦部（８）から検出されることはない。この結果、Ｓ
／Ｎ比がさらに向上し、段差部エッジの検出精度は０．
０３μｍ以下にでき、偏向歪及びビームサイズの較正が
０．０３μｍ以下にできる。
電子（５）を低減できる理由を、図３の有機膜厚に対す
る反射係数の特性図を用いて説明する。これは、一般的
なラザフォード散乱（弾性散乱）とベーテの阻止能（非
弾性散乱）を用いた場合のモンテカルロ計算結果であ
る。図３に示すように、入射加速電圧が２０ｋｅＶの場
合、１．５μｍ以上で反射係数が０．１を下回り、９０
％以上の入射電子（４）は反射電子（５）とはならず、
平坦部（８）から検出されることはない。この結果、Ｓ
／Ｎ比がさらに向上し、段差部エッジの検出精度は０．
０３μｍ以下にでき、偏向歪及びビームサイズの較正が
０．０３μｍ以下にできる。
【００１８】次に、本実施例の装置較正用基準マークの
作製プロセスを図９を用いて説明する。まず、軽元素で
ある下地基板（１１）上に、重金属（９）をＣＶＤやス
パッタ法を用いて例えば２．５μｍ成膜する。次に、周
知のリソグラィ技術とドライエッチング技術を用いて重
金属（９）をパターニングし、段差部（７）を形成す
る。次に、導電性有機膜（１２）を全面にスピン塗布
し、例えば２μｍの厚さの平坦部（８）を形成する。
作製プロセスを図９を用いて説明する。まず、軽元素で
ある下地基板（１１）上に、重金属（９）をＣＶＤやス
パッタ法を用いて例えば２．５μｍ成膜する。次に、周
知のリソグラィ技術とドライエッチング技術を用いて重
金属（９）をパターニングし、段差部（７）を形成す
る。次に、導電性有機膜（１２）を全面にスピン塗布
し、例えば２μｍの厚さの平坦部（８）を形成する。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
装置較正用基準マーク平坦部に、段差部と同じ重金属膜
を電子の透過率が７０％以上となるよう膜厚を決定して
設けることにより、段差部からの反射電子信号強度を落
とすことなく、平坦部からの反射電子信号強度を大幅に
低減することにより、従来２〜３程度しか得られなかっ
たＳ／Ｎ比を４〜５に向上させることができる。その結
果、一次微分信号のピーク値強度及びピーク幅を向上で
きるので、段差部エッジの検出精度を従来の０．０７μ
ｍから０．０５μｍに向上できる。よって、偏向歪及び
ビームサイズの検出精度を従来の０．０７μｍから０．
０５μｍ以下に向上できる。
装置較正用基準マーク平坦部に、段差部と同じ重金属膜
を電子の透過率が７０％以上となるよう膜厚を決定して
設けることにより、段差部からの反射電子信号強度を落
とすことなく、平坦部からの反射電子信号強度を大幅に
低減することにより、従来２〜３程度しか得られなかっ
たＳ／Ｎ比を４〜５に向上させることができる。その結
果、一次微分信号のピーク値強度及びピーク幅を向上で
きるので、段差部エッジの検出精度を従来の０．０７μ
ｍから０．０５μｍに向上できる。よって、偏向歪及び
ビームサイズの検出精度を従来の０．０７μｍから０．
０５μｍ以下に向上できる。
【００２０】また、実施例２によれば、９０％以上の入
射電子を反射させないようにするため、Ｓ／Ｎ比をさら
に向上でき、段差部エッヂの検出精度を０．０３μｍ以
下に向上できるため、偏向歪及びビームサイズも０．０
３μｍ以下に向上できる。つまり、この装置較正用基準
マークを用いることで、高精度の装置較正が可能とな
り、電子線描画装置の描画精度を向上でき、微細なパタ
ーンを形成することができる。
射電子を反射させないようにするため、Ｓ／Ｎ比をさら
に向上でき、段差部エッヂの検出精度を０．０３μｍ以
下に向上できるため、偏向歪及びビームサイズも０．０
３μｍ以下に向上できる。つまり、この装置較正用基準
マークを用いることで、高精度の装置較正が可能とな
り、電子線描画装置の描画精度を向上でき、微細なパタ
ーンを形成することができる。
【図１】 本発明の実施例１を説明する装置較正原理図
【図２】 本発明の実施例２を説明する装置較正原理図
【図３】 本発明の実施例２を説明する特性図
【図４】 本発明の実施例１の装置較正基準マークの作
成プロセスを説明する断面図
成プロセスを説明する断面図
【図５】 本発明の実施例１の装置較正基準マークの作
成プロセスを説明する断面図
成プロセスを説明する断面図
【図６】 従来技術を説明する装置概略構成図
【図７】 従来技術を説明する装置較正原理図
【図８】 従来技術を説明する装置較正原理図
【図９】 本発明の実施例２の装置較正基準マークの作
成プロセスを説明する断面図
成プロセスを説明する断面図
１ ウェハ、レチクル等 ２ ステージ ３ 装置較正用基準マーク ４ 入射電子 ５ 反射電子信号 ６ 検出器 ７ 較正用基準マークの段差部 ８ 較正用基準マークの平坦部 ９ Ｗ、Ｔａ等の重金属 １０ 反射電子信号（５）の１次微分波形 １１ Ｓｉ、Ａｌ等の軽元素基板 １２ 導電性を持った有機膜 １３ ＳｉＯ2、レジスト等のマスク １４ ＳｉＯ2、Ｓｉ3、Ｎ4等のマスク
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板上もしくは薄膜上に設けた電
子線エネルギーを吸収し反応するレジスト膜を電子線を
用いて露光し、所望のパターンを形成する電子線露光装
置の装置較正用基準マークにおいて、基板上にそれより
重金属の材料で構成された前記基準マークは、照射され
た電子線を反射せしめる厚さを有する第１領域と、照射
された電子線を７０％以上透過させ且つ基板からの反射
電子を透過させない厚さの第２領域とを設けていること
を特徴とする電子線露光装置の装置較正用基準マーク。 - 【請求項２】 半導体基板上もしくは薄膜上に設けた電
子線エネルギーを吸収し反応するレジスト膜を電子線を
用いて露光し、所望のパターンを形成する電子線露光装
置の装置較正用基準マークにおいて、前記基準マーク
は、基板上に重金属の材料で構成され照射された電子線
を反射せしめる厚さを有する第１の領域と、照射された
電子線を吸収する有機膜で構成された第２の領域とを設
けていることを特徴とする電子線露光装置の装置較正用
基準マーク。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の較正用
基準マークに電子線を照射し、反射電子放出割合の多い
領域と反射電子放出割合の少ない領域からの反射電子信
号を得るステップと、前記反射電子信号を一次微分する
ステップと、前記一次微分信号に基づいて装置較正を行
うステップとを有することを特徴とする電子線露光装置
の装置較正方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15917894A JP2746125B2 (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | 電子線露光装置の装置較正用基準マーク及び装置較正方法。 |
| US08/490,353 US5528047A (en) | 1994-06-17 | 1995-06-14 | Electron beam exposure apparatus with improved drawing precision |
| KR1019950015965A KR0165996B1 (ko) | 1994-06-17 | 1995-06-16 | 전자빔 노광 장치 및 전자빔 노광 장치의 교정 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15917894A JP2746125B2 (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | 電子線露光装置の装置較正用基準マーク及び装置較正方法。 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH088176A JPH088176A (ja) | 1996-01-12 |
| JP2746125B2 true JP2746125B2 (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=15688009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15917894A Expired - Fee Related JP2746125B2 (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | 電子線露光装置の装置較正用基準マーク及び装置較正方法。 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5528047A (ja) |
| JP (1) | JP2746125B2 (ja) |
| KR (1) | KR0165996B1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09266167A (ja) * | 1996-03-28 | 1997-10-07 | Nikon Corp | 環境制御チヤンバ |
| KR100397598B1 (ko) * | 1996-05-09 | 2003-11-17 | 삼성전자주식회사 | 전자빔에의한다중박막형성방법 |
| KR100306495B1 (ko) * | 1998-12-04 | 2001-11-30 | 하재호 | 주사빔을이용한칼라음극선관의노광방법및그장치 |
| US6545275B1 (en) * | 1999-09-03 | 2003-04-08 | Applied Materials, Inc. | Beam evaluation |
| US6472123B1 (en) | 2000-05-15 | 2002-10-29 | Micron Technology, Inc. | Multiple pass write method and reticle |
| KR100549544B1 (ko) * | 2001-04-25 | 2006-02-06 | 비앤이테크(주) | 황화수소 및 황화수소/아황산가스 동시 제거용 액상철착물 조성물 |
| US7323350B2 (en) * | 2004-09-30 | 2008-01-29 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method of fabricating thin film calibration features for electron/ion beam image based metrology |
| JP5361137B2 (ja) * | 2007-02-28 | 2013-12-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子ビーム測長装置 |
| US7800766B2 (en) * | 2007-09-21 | 2010-09-21 | Northrop Grumman Space & Mission Systems Corp. | Method and apparatus for detecting and adjusting substrate height |
| KR100944535B1 (ko) * | 2007-12-26 | 2010-03-05 | 주식회사 에이디피엔지니어링 | 웨이퍼 범핑 공정에서 전자빔을 이용하여 솔더 범프 형성및 전이 상태를 검사하는 장치 및 방법 |
| JP5301312B2 (ja) * | 2008-03-21 | 2013-09-25 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 荷電粒子ビーム描画装置の較正用基板及び描画方法 |
| JP2013038297A (ja) | 2011-08-10 | 2013-02-21 | Nuflare Technology Inc | 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法 |
| US9901751B1 (en) * | 2016-08-29 | 2018-02-27 | Pyramid Technical Consultants, Inc. | Multi-layer range measurement apparatus for characterizing charged particle beams |
| KR20210027789A (ko) * | 2019-09-03 | 2021-03-11 | 삼성전자주식회사 | 주사 전자 현미경 장치 및 그의 동작 방법 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3875414A (en) * | 1973-08-20 | 1975-04-01 | Secr Defence Brit | Methods suitable for use in or in connection with the production of microelectronic devices |
| US4068381A (en) * | 1976-10-29 | 1978-01-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Scanning electron microscope micrometer scale and method for fabricating same |
| US4109029A (en) * | 1977-01-24 | 1978-08-22 | Hughes Aircraft Company | High resolution electron beam microfabrication process for fabricating small geometry semiconductor devices |
| JPS61101027A (ja) * | 1984-10-24 | 1986-05-19 | Hitachi Ltd | 電子線描画装置用基準マ−ク |
| JPS62101A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-06 | Oki Electric Ind Co Ltd | 分波回路 |
| JPS63278350A (ja) * | 1987-05-11 | 1988-11-16 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0722010B2 (ja) * | 1989-09-28 | 1995-03-08 | 株式会社日立製作所 | 電子線描画装置 |
| US5043586A (en) * | 1990-10-25 | 1991-08-27 | International Business Machines Corporation | Planarized, reusable calibration grids |
| DE69223088T2 (de) * | 1991-06-10 | 1998-03-05 | Fujitsu Ltd | Apparat zur Musterüberprüfung und Elektronenstrahlgerät |
| US5384463A (en) * | 1991-06-10 | 1995-01-24 | Fujisu Limited | Pattern inspection apparatus and electron beam apparatus |
-
1994
- 1994-06-17 JP JP15917894A patent/JP2746125B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-06-14 US US08/490,353 patent/US5528047A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-16 KR KR1019950015965A patent/KR0165996B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR960002518A (ko) | 1996-01-26 |
| US5528047A (en) | 1996-06-18 |
| JPH088176A (ja) | 1996-01-12 |
| KR0165996B1 (ko) | 1999-02-01 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |