JP2865164B2 - 粒子線描画装置 - Google Patents

粒子線描画装置

Info

Publication number
JP2865164B2
JP2865164B2 JP30616196A JP30616196A JP2865164B2 JP 2865164 B2 JP2865164 B2 JP 2865164B2 JP 30616196 A JP30616196 A JP 30616196A JP 30616196 A JP30616196 A JP 30616196A JP 2865164 B2 JP2865164 B2 JP 2865164B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particle beam
mark
alignment
wafer
alignment mark
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP30616196A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH09106945A (ja
Inventor
俊之 吉村
二三夫 村井
信次 岡崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP30616196A priority Critical patent/JP2865164B2/ja
Publication of JPH09106945A publication Critical patent/JPH09106945A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2865164B2 publication Critical patent/JP2865164B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electron Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、粒子線描画装置に係
り、合わせ精度を高く、かつチップ内の利用可能面積を
広げた直接描画に好適な粒子線描画装置に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、粒子線描画装置において描画を行
なう際、描画位置確定のための粗合わせ(ウエハアライ
メント)、及び精密位置合わせ(チップアライメント)
を行なう場合、共に粒子線でのものが用いられてきた。
この種の装置として関連するものに実開昭56−299
53号公報に記載のものがあげられる。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】従来の粒子線描画装置
の位置合わせ精度は、ほぼ±0.05μm以内と高い
が、位置検出パターン領域外のパターン部への照射が生
じる可能性があること、また位置検出マークを約500
μm角となるべく大きくし他部分の照射を防ごうとす
るため、チップ内の利用可能面積をせばめるという問題
点があった。 【0004】図2は従来装置におけるステージを上方か
ら見た状況を示す。ここでは図中12の基準マークを光
・電子線共用マークとして用い、まず光学的に検出し、
光学的な座標原点とする。そして、このマークに対する
ウエハ上のマーク13の相対位置を光学的に計測する。 【0005】更に、電子線で共用マーク12を検出し電
子線の座標原点とし、光学的な座標原点電子線の座標
原点とのずれを求める。 【0006】光学的に求められたウエハ上のマーク13
の位置情報を光学的な座標原点と電子線の座標原点
のずれ量で補正して、以下通常の電子線直接描画を行な
う。この方法によれば、ウエハ上に粒子線を照射してマ
ーク検出をする必要がないため、不要な電子線照射を避
けることができた。 【0007】しかし、この場合、マーク検出はすべて光
学的に行なわれており、その位置精度が高々±0.3μ
m程度であり、ULSIレベルの加工には問題であっ
た。また、位置検出の際、電子線が用いられていないこ
とから、電子線固有のビームドリフトによる位置ずれに
対する対応ができない。 【0008】本発明の目的は、高精度、かつチップ内の
利用可能面積を広げられる粒子線描画装置を提供するこ
とにある。 【0009】 【課題を解決するための手段】マーク領域外への粒子線
照射を避け、位置検出精度を高め、かつチップ内の利用
可能面積を広げることはウエハ上での位置合わせをする
際、位置合わせ操作を大まかな粗合わせ(ウエハアライ
メント)と、位置の精密合わせ(チップアライメント)
とに分け、各々に対する検出マークをウエハ上に形成
し、前者を光学的に、後者を粒子線を用いて行なうこと
により、上記目的が達成される。 【0010】即ち、本発明は、粒子線源と、該粒子線源
からの粒子線を集束するレンズとを備え、前記粒子線で
基板上に所望のパターンを描画する粒子線描画装置にお
いて、相対位置が与えられた粗合わせ用マークと精密合
わせ用マークとを有する基板を載置するステージと、該
ステージ上に載置された基板上の粗合わせ用マークにつ
いて光学的位置座標系での位置ずれ誤差を、光ビームを
用いて光学的に検出する光学的位置検出装置と、該光学
的位置検出装置によって検出された粗合わせ用マークの
光学的位置座標系での位置ずれ誤差と、前記粗合わせ用
マークと精密合わせ用マークとの相対位置との情報を基
に制御を施して粒子線を精密合わせ用マークの粒子線照
射領域に位置付けする制御系と、該制御系で位置付けさ
れた精密合わせ用マークに対して粒子線を照射して粒子
線座標系で精密合わせ用マークの位置ずれ誤差を検出す
る粒子線位置検出装置と、該粒子線位置検出装置によっ
て検出された粒子線座標系での位置ずれ誤差を補正した
描画パターンを粒子線で描 画する粒子線描画鏡筒とを備
えたことを特徴とする。 【0011】 【作用】粗合わせ(ウエハアライメント)に用いられる
光として粒子線レジストを感応させない波長を用いるこ
とができる。そのため、ウエハ位置を粗く決定する際、
ウエハ上を広い領域にわたって走査することができ、検
出されるべきマークの大きさを小型化することが可能で
ある。 【0012】上記の粗合わせ(ウエハアライメント)が
完了した際、粒子線を用いて位置の精密位置合わせ(チ
ップアライメント)を行なう。この際、ビームのドリフ
トにより、ビームの位置がずれることがあっても、精密
合わせ(チップアライメント)時にそのずれ量を制御系
にフィードバックすることにより、補正することが可能
である。 【0013】ここで、粗合わせ(ウエハアライメント)
が完了しているため、精密合わせ(チップアライメン
ト)用の検出マークは小型化できる。 【0014】以上のように、粗合わせ(ウエハアライメ
ント)は光学的に、精密合わせ(チップアライメント)
は粒子線を用いて行なうことにより、マーク領域外への
粒子線照射を避け、位置検出精度を高め、かつ検出マー
クを小型化することにより、チップ内の利用可能面積を
広げることができる。 【0015】なお、光学的検出をした場合の位置座標
と、粒子線を用いて検出した場合の位置座標とは、必ず
しも一致していない。 【0016】しかし、この座標位置のずれ量を予め求め
ておくことによりこの差(ずれ量)を補正することがで
きる。 【0017】また、粒子線としては、電子線、イオン
線、X線及びγ線を用いることができることは云うまで
もない。 【0018】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図1(a),
(b),(c),(d)を用いて説明する。 【0019】ここでは、粒子線として電子線を用いた場
合について説明を行なう。本実施例の粒子線描画装置で
は、 (1)電子線を用いて描画して形成されたウエハマーク
9およびチップマーク10を有し、表面に電子線レジス
トを形成したウエハ4をステージ5上にセットする。 【0020】 (2)光学的位置座標検出器2によって、ウエハマーク
(粗合わせ用マーク)9を検出して、粗合わせ(ウエハ
アライメント)を行なう。 【0021】なお、検出は次のように行なう。 【0022】ビーム径を1μm程度にしぼった光を用
い、X方向及びY方向に試料面を走査する。 【0023】ウエハマーク9の位置は、設計時の座標か
ら、あらかじめ概ねわかっており、走査領域はその付近
について行なう。 【0024】ウエハマーク9の形状は、例えば図1
(c)のような平面構造とし、100μm角の大きさを
有している。光によるウエハマーク検出のための走査
は、予想位置の例えば500μm角の範囲で行なう。こ
の走査により得られた信号より、図1(c)の(2)の
位置を走査した時に得られる6個の連続した信号を検知
することによりウエハマーク9の粗い位置ずれ誤差を認
識することができる。そして、上記(2)の場合の中央
部2箇所の検出信号の中心座標として、マークの中心位
置座標を決定することができる。この場合500μm角
のよう広範囲を走査しても、検出光はレジストを感光
させることができないため、ウエハマークは前述の10
0μm角とすることができる。検出光のビーム径は1μ
m程度のため、位置精度±μmでウエハ位置を確定す
ることができる。 【0025】次に、認識されたウエハマーク9の粗い位
置ずれ誤差と、予め与えられているチップマーク10の
ウエハマーク9に対する相対位置とを制御系にフィード
バックすることによって、小型のチップマーク10が電
子線照射領域に位置付けされることになる。 【0026】 (3)次に位置付けされたチップマーク(精密合わせマ
ーク)10に電子線を照射してチップマーク10の位置
ずれ誤差を、電子線位置座標検出器3を用いて検出し、
精密合わせ(チップアライメント)を行なう。ここで検
出される電子線は、ウエハからの反射電子線である。ビ
ームドリフトによるビームの位置ずれは、チップマーク
検出直後に描画を行なうため問題とならない。なお、こ
こで検出されるチップマークの一例として、図1(d)
に示す。大きさ50μm角のものである。電子線の径を
しぼることにより、位置検出精度は±0.05μmとな
った。 【0027】チップマークの個数は、通常1チップあた
り4個であるが、必ずしも4個とは限らない。 【0028】 (4)チップ内の描画パターンの設計時の位置座標(描
画パターンの座標系)対して、(3)で検出されたチ
ップマーク10の位置ずれ誤差が補正され、以下通常の
電子線直接描画を行なう。 【0029】ここで、光学的検出位置電子線検出位置
とのずれ量は、次のようにして求まる。 【0030】まず、電子線を用いて電子線レジストが形
成されたウエハ上のある座標位置にマークパターン(ウ
エハマーク9およびチップマーク10)を描画する。一
旦、ウエハを取り出し、現像、レジスト除去によって
ークパターン9、10が形成される。その後、再び電子
線レジストを形成したウエハを装置内にセットする。そ
して、このウエハマークパターンの光学的位置座標
を、上記(2)で説明したように、光学的位置座標検出
器2により±1μmの位置精度で検出する。 【0031】この光学的位置座標検出器2によって検出
される光学的位置座標の値と、先の描画時の電子線位置
座標との差が、光学的検出位置と電子線検出位置の差
(ずれ量)である。 【0032】この差(ずれ量)の値は、約50μmであ
ったが、経時変化はほとんど無く、描画装置稼働開始時
に一度求めておけばよく、以下そのずれ量の値を用いれ
ばよい。 【0033】また、以上の手順において示された座標
は、すべてレーザ干渉用ミラー6とレーザ干渉計7によ
って得られるステージ座標とする。 【0034】ここまでは、粒子線として電子線を用いた
場合についての実施例であるが、他の粒子線について
も、装置の構造が多少異なるものの、合わせ機構は基本
的に同様に考えることができる。 【0035】即ち、粗合わせ(ウエハアライメント)は
光学的に行ない、精密合わせ(チップアライメント)は
粒子線照射によるチップマーク10から放出される粒子
線信号を検出することで行なう。 【0036】 【発明の効果】本発明によれば、粒子線描画を行なう
際、粒子線レジストに対して感知しない 波長の光を用い
て粗合わせ(ウエハアライメント)を行なうことによっ
、粒子線を用いた精密合わせ(チップアライメント)
時にチップマーク領域外への粒子線照射を避けることを
可能にし、しかも粒子線を用いることによって従来法に
比べ6倍以上の位置検出精度を得ることができ、かつチ
ップマークを小型化することによりチップ内の利用可能
面積を20%以上広げることができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】 【図1】(a)は本発明の一実施例を側面から見た模式
図であり、同図(b)はステージを上方から見た図であ
り、同図(c)はウエハマークの一例を示す図であり、
同図(d)はチップマークの一例を示す図である。 【図2】従来の光・電子線共用マークを用いた場合のス
テージを上方から見た図である。 【符号の説明】 1…粒子線鏡筒、2…光学的位置座標検出器、3…電子
線位置座標検出器、4…ウエハ、5…ステージ、6…レ
ーザ干渉用ミラー、7…レーザ干渉計、8…ステージ移
動用モータ、9…ウエハマーク、10…チップマーク、
11…チップ、12…光・電子線共用基準マーク、13
…光・電子線共用基準マークを備えた際ウエハ上に形成
されたウエハマーク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−127325(JP,A) 実開 昭56−29953(JP,U) 特公 平7−120618(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.粒子線源と、該粒子線源からの粒子線を集束するレ
    ンズとを備え、前記粒子線で基板上に所望のパターンを
    描画する粒子線描画装置において相対位置が与えられた粗合わせ用マークと精密合わせ用
    マークとを有する基板を載置するステージと該ステージ上に載置された基板上の粗合わせ用マークに
    ついて光学的位置座標系での位置ずれ誤差を、光ビーム
    を用いて光学的に検出する光学的位置検出装置と該光学的位置検出装置によって検出された粗合わせ用マ
    ークの光学的位置座標系での位置ずれ誤差と、前記粗合
    わせ用マークと精密合わせ用マークとの相対位置との情
    報を基に制御を施して粒子線を精密合わせ用マークの粒
    子線照射領域に位置付けする制御系と該制御系で位置付けされた精密合わせ用マークに対して
    粒子線を照射して粒子線座標系で精密合わせ用マークの
    位置ずれ誤差を検出する粒子線位置検出装置と該粒子線位置検出装置によって検出された粒子線座標系
    での位置ずれ誤差を補正した描画パターンを粒子線で描
    画する粒子線描画鏡筒とを備えたことを特徴とする粒子
    線描画装置 。 2.前記粒子線源を、電子線源またはイオン線源によっ
    て構成することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の粒子線描画装置。 3.前記精密合わせ用マークが、前記基板上にチップ単
    位で形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の粒子線描画装置。 4.前記基板は、ウエハであることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の粒子線描画装置
JP30616196A 1996-11-18 1996-11-18 粒子線描画装置 Expired - Lifetime JP2865164B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30616196A JP2865164B2 (ja) 1996-11-18 1996-11-18 粒子線描画装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30616196A JP2865164B2 (ja) 1996-11-18 1996-11-18 粒子線描画装置

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61211562A Division JPH07120618B2 (ja) 1986-09-10 1986-09-10 粒子線描画方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09106945A JPH09106945A (ja) 1997-04-22
JP2865164B2 true JP2865164B2 (ja) 1999-03-08

Family

ID=17953788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30616196A Expired - Lifetime JP2865164B2 (ja) 1996-11-18 1996-11-18 粒子線描画装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2865164B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6762421B2 (en) 2001-03-09 2004-07-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Charged particle beam exposure apparatus and exposure method

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000114137A (ja) * 1998-09-30 2000-04-21 Advantest Corp 電子ビーム露光装置及びアライメント方法
JP2005116731A (ja) * 2003-10-07 2005-04-28 Hitachi High-Technologies Corp 電子ビーム描画装置及び電子ビーム描画方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6762421B2 (en) 2001-03-09 2004-07-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Charged particle beam exposure apparatus and exposure method
US6818364B2 (en) 2001-03-09 2004-11-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Charged particle beam exposure apparatus and exposure method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09106945A (ja) 1997-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4423959A (en) Positioning apparatus
US5003342A (en) Exposure apparatus
US4677301A (en) Alignment apparatus
JP2530587B2 (ja) 位置決め装置
JPH0845814A (ja) 露光装置および位置決め方法
US4798470A (en) Pattern printing method and apparatus
US4792693A (en) Step-and-repeat exposure method
US6975407B1 (en) Method of wafer height mapping
EP0022329A1 (en) Electron beam exposure method
JP2865164B2 (ja) 粒子線描画装置
JPH0258766B2 (ja)
JPS6258621A (ja) 微細パタ−ン形成方法
JP3051099B2 (ja) マーク基板,マーク基板の製造方法,電子ビーム描画装置及び電子ビーム描画装置の光学系の調整方法
JP2994306B2 (ja) 光リソグラフィおよび電子ビーム・リソグラフィを用いたx線マスクの高精度製作方法
JPH06104158A (ja) 位置検出装置
JPH07120618B2 (ja) 粒子線描画方法
JPH085767A (ja) 駆動テーブル
JPH0672766B2 (ja) 位置検出装置
JPS6340316A (ja) 半導体製造装置
JP2513281B2 (ja) 位置合わせ装置
JPS6232613B2 (ja)
JPH07105322B2 (ja) アライメント装置
JPH0564450B2 (ja)
JPH06349719A (ja) 電子ビーム露光方法及びその装置
JPS60245134A (ja) 位置決め装置、及び該装置を用いた基板の位置決め方法

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term