JP2927201B2 - 荷電粒子ビーム露光方法、該方法を実行する装置、及び該方法に用いられる位置検出マーク形成体 - Google Patents
荷電粒子ビーム露光方法、該方法を実行する装置、及び該方法に用いられる位置検出マーク形成体Info
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- JP2927201B2 JP2927201B2 JP7070875A JP7087595A JP2927201B2 JP 2927201 B2 JP2927201 B2 JP 2927201B2 JP 7070875 A JP7070875 A JP 7070875A JP 7087595 A JP7087595 A JP 7087595A JP 2927201 B2 JP2927201 B2 JP 2927201B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子ビーム等の荷電粒子
ビームの露光方法、荷電粒子ビーム露光装置、及び位置
検出マーク形成体に関する。
ビームの露光方法、荷電粒子ビーム露光装置、及び位置
検出マーク形成体に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置たとえばＬＳＩの製造におい
て、直接露光手段として可変成形電子ビーム露光装置が
用いられている（参照：Miyauchi et al: IEEE Transac
tionson Electron Devices pp. 450-457, 1970)。図６
に示すように、従来の可変成形電子ビーム露光装置は、
電子銃１、電子銃１からの電子ビームＥＢ１を矩形ビー
ムＥＢ２にするビーム成形用アパーチャマスク２、３、
矩形ビームＥＢ２のサイズを変化させる静電偏向器４、
及び矩形ビームＥＢ２をターゲート（たとえばウエハ）
６上に露光走査する静電偏向器５により構成されてい
る。
て、直接露光手段として可変成形電子ビーム露光装置が
用いられている（参照：Miyauchi et al: IEEE Transac
tionson Electron Devices pp. 450-457, 1970)。図６
に示すように、従来の可変成形電子ビーム露光装置は、
電子銃１、電子銃１からの電子ビームＥＢ１を矩形ビー
ムＥＢ２にするビーム成形用アパーチャマスク２、３、
矩形ビームＥＢ２のサイズを変化させる静電偏向器４、
及び矩形ビームＥＢ２をターゲート（たとえばウエハ）
６上に露光走査する静電偏向器５により構成されてい
る。
【０００３】すなわち、電子ビームＥＢ１はアパーチャ
マスク２の矩形開口２ａ及びアパーチャマスク３の矩形
開口３ａによって矩形ビームＥＢ２に形成される。この
矩形ビームＥＢ２のサイズを変化させる静電偏向器４は
ディジタル／アナログ変換器７Ｘ、７Ｙ及び増幅器８
Ｘ、８Ｙよりなるドライバによって制御され、この場
合、矩形ビームＥＢ２のサイズは、値Ｘ１、Ｙ１によっ
て決定される。
マスク２の矩形開口２ａ及びアパーチャマスク３の矩形
開口３ａによって矩形ビームＥＢ２に形成される。この
矩形ビームＥＢ２のサイズを変化させる静電偏向器４は
ディジタル／アナログ変換器７Ｘ、７Ｙ及び増幅器８
Ｘ、８Ｙよりなるドライバによって制御され、この場
合、矩形ビームＥＢ２のサイズは、値Ｘ１、Ｙ１によっ
て決定される。
【０００４】また、矩形ビームＥＢ２のターゲット６へ
の露光走査を行う静電偏向器５はディジタル／アナログ
変換器９Ｘ、９Ｙ及び増幅器１０Ｘ、１０Ｙよりなるド
ライバによって制御され、この場合、矩形ビームＥＢ２
の走査量は、値Ｘ２、Ｙ２によって決定される。
の露光走査を行う静電偏向器５はディジタル／アナログ
変換器９Ｘ、９Ｙ及び増幅器１０Ｘ、１０Ｙよりなるド
ライバによって制御され、この場合、矩形ビームＥＢ２
の走査量は、値Ｘ２、Ｙ２によって決定される。
【０００５】矩形ビームＥＢ２によってターゲット６上
の位置合わせマーク６ａが照射されると、位置合わせマ
ーク６ａからの反射電子ＲＥは反射電子検出器１１及び
増幅器１２によって検出される。
の位置合わせマーク６ａが照射されると、位置合わせマ
ーク６ａからの反射電子ＲＥは反射電子検出器１１及び
増幅器１２によって検出される。
【０００６】ディジタル／アナログ変換器７Ｘ、７Ｙの
値Ｘ１、Ｙ１及びディジタル／アナログ変換器９Ｘ、９
Ｙの値Ｘ２、Ｙ２は制御回路（たとえばマイクロコンピ
ュータ）１３によって与えられる。また、制御回路１３
は増幅器１２の出力信号を微分、波形整形して高精度の
位置合わせマークの検出を行う。
値Ｘ１、Ｙ１及びディジタル／アナログ変換器９Ｘ、９
Ｙの値Ｘ２、Ｙ２は制御回路（たとえばマイクロコンピ
ュータ）１３によって与えられる。また、制御回路１３
は増幅器１２の出力信号を微分、波形整形して高精度の
位置合わせマークの検出を行う。
【０００７】図６の可変成形電子ビーム露光装置におい
ては、通常検出に用いる電子ビームＥＢ１は電流密度１
０Ａ／ｃｍ2程度、その矩形ビームＥＢ２のサイズは、
細い方がマークエッジ部で急峻な信号が得られ高精度な
位置検出が可能であるために、ターゲット６上で０．５
〜２μｍ□程度が用いられる。また、位置合わせマーク
６ａとしては線幅０．５〜５μｍ程度の十字形状あるい
はＬ字形状等が用いられ、その構造としてはＳｉ基板上
のＳｉ段差、ＳｉＯ2段差、あるいはＳｉ基板上のＡｕ
等の重金属が用いられる。また、反射電子検出器１１の
信号強度が弱い場合には、同一の位置合わせマーク６ａ
を同一の電子ビームで複数回走査し、反射電子信号を積
算していた。
ては、通常検出に用いる電子ビームＥＢ１は電流密度１
０Ａ／ｃｍ2程度、その矩形ビームＥＢ２のサイズは、
細い方がマークエッジ部で急峻な信号が得られ高精度な
位置検出が可能であるために、ターゲット６上で０．５
〜２μｍ□程度が用いられる。また、位置合わせマーク
６ａとしては線幅０．５〜５μｍ程度の十字形状あるい
はＬ字形状等が用いられ、その構造としてはＳｉ基板上
のＳｉ段差、ＳｉＯ2段差、あるいはＳｉ基板上のＡｕ
等の重金属が用いられる。また、反射電子検出器１１の
信号強度が弱い場合には、同一の位置合わせマーク６ａ
を同一の電子ビームで複数回走査し、反射電子信号を積
算していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の可変成形電子ビーム露光装置においては、ターゲ
ット６上に素子パターンを露光するのと同一の１本の電
子ビームを用いて１個の位置合わせマークを走査し、反
射電子信号を得ているので、予めターゲット６上に形成
しておいた位置合わせマーク６ａの一部或いは全部が、
他の素子製造工程により欠損或いは著しい形状の劣化を
起こしていた場合、電子ビームによる走査によって正常
な反射電子信号が得られず、あるいは信号のＳ／Ｎが著
しく低下し、これにより、，マーク位置検出誤差を生
じ、素子パターンの位置合わせが正確に行えないという
課題がある。また、上述のごとく、反射電子信号を積算
すると、反射電子信号中あるいは検出回路から生じるラ
ンダムな雑音成分に対しては平均化効果が得られるが、
定常的な雑音成分はそのまま積算されるため、顕著なＳ
／Ｎ向上効果は得られない。さらに、複数回走査する間
の電子ビームの位置変動や、基板上のレジストの熱変形
による信号の変化等により、マーク位置検出誤差が生じ
る。さらにまた、１ヵ所のマーク位置検出に複数回の走
査が必要なため、検出時間が長くなる。さらにまた、位
置合わせマーク６ａが欠損あるいは著しい形状劣化を起
こしている場合には、積算の効果は得られない。
従来の可変成形電子ビーム露光装置においては、ターゲ
ット６上に素子パターンを露光するのと同一の１本の電
子ビームを用いて１個の位置合わせマークを走査し、反
射電子信号を得ているので、予めターゲット６上に形成
しておいた位置合わせマーク６ａの一部或いは全部が、
他の素子製造工程により欠損或いは著しい形状の劣化を
起こしていた場合、電子ビームによる走査によって正常
な反射電子信号が得られず、あるいは信号のＳ／Ｎが著
しく低下し、これにより、，マーク位置検出誤差を生
じ、素子パターンの位置合わせが正確に行えないという
課題がある。また、上述のごとく、反射電子信号を積算
すると、反射電子信号中あるいは検出回路から生じるラ
ンダムな雑音成分に対しては平均化効果が得られるが、
定常的な雑音成分はそのまま積算されるため、顕著なＳ
／Ｎ向上効果は得られない。さらに、複数回走査する間
の電子ビームの位置変動や、基板上のレジストの熱変形
による信号の変化等により、マーク位置検出誤差が生じ
る。さらにまた、１ヵ所のマーク位置検出に複数回の走
査が必要なため、検出時間が長くなる。さらにまた、位
置合わせマーク６ａが欠損あるいは著しい形状劣化を起
こしている場合には、積算の効果は得られない。
【０００９】本発明の目的は、電子ビームによる走査回
数を減らして検出時間の短縮し、また、高精度なマーク
位置検出が可能にすることにある。
数を減らして検出時間の短縮し、また、高精度なマーク
位置検出が可能にすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明は単一の荷電粒子ビームを分割して得られた
複数の荷電粒子ビームにより近接した複数の位置合わせ
マークを同時に露光走査させて該位置合わせマークを検
出するものである。
めに本発明は単一の荷電粒子ビームを分割して得られた
複数の荷電粒子ビームにより近接した複数の位置合わせ
マークを同時に露光走査させて該位置合わせマークを検
出するものである。
【００１１】
【作用】上述の手段によれば、１回の露光走査により荷
電粒子ビームの数に応じた強度の位置合わせマークの検
出信号が得られる。
電粒子ビームの数に応じた強度の位置合わせマークの検
出信号が得られる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明に係る可変成形電子ビーム露光
装置の第１の実施例を示す図である。図１においては、
アパーチャマスク３には、図６の矩形開口３ａに加えて
複数の位置合わせマーク検出用開口３ｂたとえば２５μ
ｍ□の開口１２５μｍ間隔で一括照射可能領域に３個形
成する。ここで、アパーチャマスク５上の電子ビームが
ターゲット６上に投影されるときの縮小率は１／５０と
すれば、位置合わせマーク検出用開口３ｂによりターゲ
ット６上には２．５μｍ間隔で０．５μｍ□の電子ビー
ムＥＢ２’が３本得られる。このとき、電子ビームの電
流密度としてはたとえば１０Ａ／ｃｍ2を用いる。
装置の第１の実施例を示す図である。図１においては、
アパーチャマスク３には、図６の矩形開口３ａに加えて
複数の位置合わせマーク検出用開口３ｂたとえば２５μ
ｍ□の開口１２５μｍ間隔で一括照射可能領域に３個形
成する。ここで、アパーチャマスク５上の電子ビームが
ターゲット６上に投影されるときの縮小率は１／５０と
すれば、位置合わせマーク検出用開口３ｂによりターゲ
ット６上には２．５μｍ間隔で０．５μｍ□の電子ビー
ムＥＢ２’が３本得られる。このとき、電子ビームの電
流密度としてはたとえば１０Ａ／ｃｍ2を用いる。
【００１３】また、ターゲット６上には、位置合わせマ
ーク６ｂとして幅０．５μｍ、全長２μｍのＬ字形状の
マークを２．５μｍ間隔で、３本の電子ビームと同一方
向に３個形成する。この場合、マーク構造としては、Ｓ
ｉ基板上の高さ０．５μｍのＳｉ凸段差を用いる。
ーク６ｂとして幅０．５μｍ、全長２μｍのＬ字形状の
マークを２．５μｍ間隔で、３本の電子ビームと同一方
向に３個形成する。この場合、マーク構造としては、Ｓ
ｉ基板上の高さ０．５μｍのＳｉ凸段差を用いる。
【００１４】位置合わせマーク位置検出時には、アパー
チャマスク２上の開口２ａにより矩形に成形された電子
ビームＥＢ１をアパーチャマスク３上のマーク検出用開
口３ｂ全面を照射し、３本の電子ビームＥＢ２’をター
ゲット６上に得る。まず、図２（Ａ）に示すように、位
置合わせマーク６ｂ−１、６ｂ−２、６ｂ−３に対して
矢印Ｘの方向に３本の電子ビームＥＢ２'−１、ＥＢ２'
−２、ＥＢ２'−３を同時に走査する。電子ビームの走
査幅はたとえば２μｍとした。これにより、位置合わせ
マーク６ｂ−１、６ｂ−２、６ｂ−３のＸ軸方向の位置
が検出できる。このとき、３本の電子ビームＥＢ２'−
１、ＥＢ２'−２、ＥＢ２'−３が３個の位置合わせマー
ク６ｂ−１、６ｂ−２、６ｂ−３を同時に横切るので、
３個の位置合わせマーク６ｂ−１、６ｂ−２、６ｂ−３
から同時にマーク形状に対応した反射電子信号が発生
し、マークＸ座標位置が反射電子検出器１１にて検出さ
れる。同様に、図２（Ｂ）に示すように、位置合わせマ
ーク６ｂ−１、６ｂ−２、６ｂ−３に対して矢印Ｙの方
向に３本の電子ビームＥＢ２'−１、ＥＢ２'−２、ＥＢ
２'−３を同時に走査する。これにより、位置合わせマ
ーク６ｂ−１、６ｂ−２、６ｂ−３のＹ軸方向の位置が
検出できる。このときも、３本の電子ビームＥＢ２'−
１、ＥＢ２'−２、ＥＢ２'−３が３個の位置合わせマー
ク６ｂ−１、６ｂ−２、６ｂ−３を同時に横切るので、
３個の位置合わせマーク６ｂ−１、６ｂ−２、６ｂ−３
から同時にマーク形状に対応した反射電子信号が発生
し、マークＹ座標位置が反射電子検出器１１にて検出さ
れる。このようにして、１個のマークを１本の電子ビー
ムで走査する従来の検出方法の３倍の強度の反射電子信
号が１回の走査で得られることになる。
チャマスク２上の開口２ａにより矩形に成形された電子
ビームＥＢ１をアパーチャマスク３上のマーク検出用開
口３ｂ全面を照射し、３本の電子ビームＥＢ２’をター
ゲット６上に得る。まず、図２（Ａ）に示すように、位
置合わせマーク６ｂ−１、６ｂ−２、６ｂ−３に対して
矢印Ｘの方向に３本の電子ビームＥＢ２'−１、ＥＢ２'
−２、ＥＢ２'−３を同時に走査する。電子ビームの走
査幅はたとえば２μｍとした。これにより、位置合わせ
マーク６ｂ−１、６ｂ−２、６ｂ−３のＸ軸方向の位置
が検出できる。このとき、３本の電子ビームＥＢ２'−
１、ＥＢ２'−２、ＥＢ２'−３が３個の位置合わせマー
ク６ｂ−１、６ｂ−２、６ｂ−３を同時に横切るので、
３個の位置合わせマーク６ｂ−１、６ｂ−２、６ｂ−３
から同時にマーク形状に対応した反射電子信号が発生
し、マークＸ座標位置が反射電子検出器１１にて検出さ
れる。同様に、図２（Ｂ）に示すように、位置合わせマ
ーク６ｂ−１、６ｂ−２、６ｂ−３に対して矢印Ｙの方
向に３本の電子ビームＥＢ２'−１、ＥＢ２'−２、ＥＢ
２'−３を同時に走査する。これにより、位置合わせマ
ーク６ｂ−１、６ｂ−２、６ｂ−３のＹ軸方向の位置が
検出できる。このときも、３本の電子ビームＥＢ２'−
１、ＥＢ２'−２、ＥＢ２'−３が３個の位置合わせマー
ク６ｂ−１、６ｂ−２、６ｂ−３を同時に横切るので、
３個の位置合わせマーク６ｂ−１、６ｂ−２、６ｂ−３
から同時にマーク形状に対応した反射電子信号が発生
し、マークＹ座標位置が反射電子検出器１１にて検出さ
れる。このようにして、１個のマークを１本の電子ビー
ムで走査する従来の検出方法の３倍の強度の反射電子信
号が１回の走査で得られることになる。
【００１５】図３は、図１、図２の位置合わせマーク６
ａの変更例を示す図である。図１、図２においては、位
置合わせマーク６ｂを３個のＬ字形状マーク６ｂ−１、
６ｂ−２、６ｂ−３としていたが、図３においては、３
個の繰返しパターンを含むマーク６ｃとして構成してあ
る。図３の位置合わせマークも図１、図２の位置合わせ
マークと同一の作用をする。
ａの変更例を示す図である。図１、図２においては、位
置合わせマーク６ｂを３個のＬ字形状マーク６ｂ−１、
６ｂ−２、６ｂ−３としていたが、図３においては、３
個の繰返しパターンを含むマーク６ｃとして構成してあ
る。図３の位置合わせマークも図１、図２の位置合わせ
マークと同一の作用をする。
【００１６】図１〜図３に示す本発明の第１の実施例に
おいては従来よりも強い反射電子信号が１回の走査で得
られる。すなわち、反射電子信号のＳ／Ｎを向上させる
ために、従来、１ヵ所のマーク位置検出に３回走査を行
い信号積算していたのに対し、本発明の第１の実施例に
おいては、１回の走査で同等の反射電子信号強度が得ら
れるので、検出時間を１／３に低減することができる。
具体的には、１回の走査に５０ｍｓ要し、１チップ当た
り４ヵ所の位置合わせマークを検出し、ウエハ当たり２
５６チップの検出を行うとすれば、１ヵ所に３回走査を
行っていた従来の場合にはマーク検出にウエハ当たり約
１５４ｓ要するのに対し、本発明の第１の実施例の場合
にはウエハ当たり約５１ｓと短縮する。言い換えると、
１ヵ所に３回走査を行っていた従来の場合、１時間当た
りの試料処理枚数が１０枚であったものを、本発明の第
１の実施例により１４枚にすることができる。また、位
置合わせマークが他のプロセスにより欠損或いは著しい
形状劣化を起こしていた場合、従来、そのマークは検出
不可能であり重ね合わせ精度の劣化を招いていたが、本
発明の第１の実施例では、３個のマークの内１個或いは
２個が欠損していた場合でも、残りの正常なマークによ
り位置検出は可能であるので、重ね合わせ精度の向上も
する。
おいては従来よりも強い反射電子信号が１回の走査で得
られる。すなわち、反射電子信号のＳ／Ｎを向上させる
ために、従来、１ヵ所のマーク位置検出に３回走査を行
い信号積算していたのに対し、本発明の第１の実施例に
おいては、１回の走査で同等の反射電子信号強度が得ら
れるので、検出時間を１／３に低減することができる。
具体的には、１回の走査に５０ｍｓ要し、１チップ当た
り４ヵ所の位置合わせマークを検出し、ウエハ当たり２
５６チップの検出を行うとすれば、１ヵ所に３回走査を
行っていた従来の場合にはマーク検出にウエハ当たり約
１５４ｓ要するのに対し、本発明の第１の実施例の場合
にはウエハ当たり約５１ｓと短縮する。言い換えると、
１ヵ所に３回走査を行っていた従来の場合、１時間当た
りの試料処理枚数が１０枚であったものを、本発明の第
１の実施例により１４枚にすることができる。また、位
置合わせマークが他のプロセスにより欠損或いは著しい
形状劣化を起こしていた場合、従来、そのマークは検出
不可能であり重ね合わせ精度の劣化を招いていたが、本
発明の第１の実施例では、３個のマークの内１個或いは
２個が欠損していた場合でも、残りの正常なマークによ
り位置検出は可能であるので、重ね合わせ精度の向上も
する。
【００１７】図４は本発明に係る可変成形電子ビーム露
光装置の第２の実施例を示す図である。図４において
は、アパーチャマスク３には、図６の矩形開口３ａに加
えて複数の位置合わせマーク検出用開口３ｃたとえば２
５μｍ□の開口を１２５μｍ間隔で一括照射可能領域に
３×３個形成する。ここでも、アパーチャマスク５上の
電子ビームがターゲット６上に投影されるときの縮小率
は１／５０とすれば、位置合わせマーク検出用開口３ｃ
によりターゲット６上には２．５μｍ間隔で０．５μｍ
□の電子ビームＥＢ２”が９本得られる。このとき、電
子ビームの電流密度としてはたとえば１０Ａ／ｃｍ2を
用いる。
光装置の第２の実施例を示す図である。図４において
は、アパーチャマスク３には、図６の矩形開口３ａに加
えて複数の位置合わせマーク検出用開口３ｃたとえば２
５μｍ□の開口を１２５μｍ間隔で一括照射可能領域に
３×３個形成する。ここでも、アパーチャマスク５上の
電子ビームがターゲット６上に投影されるときの縮小率
は１／５０とすれば、位置合わせマーク検出用開口３ｃ
によりターゲット６上には２．５μｍ間隔で０．５μｍ
□の電子ビームＥＢ２”が９本得られる。このとき、電
子ビームの電流密度としてはたとえば１０Ａ／ｃｍ2を
用いる。
【００１８】また、ターゲット６上には位置合わせマー
ク６ｄとして、０．８μｍ□のＳｉ基板上のＳｉＯ2凸
段差を、電子ビームＥＢ２”と同様に２．５μｍ間隔で
３×３の９個配置する。この場合、マークの段差は０．
３μｍとする。
ク６ｄとして、０．８μｍ□のＳｉ基板上のＳｉＯ2凸
段差を、電子ビームＥＢ２”と同様に２．５μｍ間隔で
３×３の９個配置する。この場合、マークの段差は０．
３μｍとする。
【００１９】位置合わせマーク位置検出時には、アパー
チャマスク２上の開口２ａにより矩形に成形された電子
ビームＥＢ１をアパーチャマスク３上のマーク検出用開
口３ｃ全面を照射し、９本の電子ビームＥＢ２"をター
ゲット６上に得る。まず、図５（Ａ）に示すように、電
子ビームＥＢ２"−１〜ＥＢ２"−９を位置合わせマーク
６ｄ−１〜６ｄ−９のＸ軸座標上の（−）側と思われる
位置に照射し、Ｘ軸方向を矢印Ｘの方向に走査する。こ
のときの走査幅はたとえば２μｍとする。これにより、
９本の電子ビームＥＢ２"−１〜ＥＢ２"−９が９個の位
置合わせマーク６ｄ−１〜６ｄ−９上を同時に横切り、
マーク段差部での反射電子信号の変化により、マークの
Ｘ座標位置が反射電子検出器１１にて検出される。同様
に、図５（Ｂ）に示すように、電子ビームＥＢ２"−１
〜ＥＢ２"−９を位置合わせマーク６ｄ−１〜６ｄ−９
のＹ軸座標上の（＋）側と思われる位置に照射し、Ｙ軸
方向を矢印Ｙの方向に走査する。このときの走査幅もた
とえば２μｍとする。これにより、９本の電子ビームＥ
Ｂ２"−１、ＥＢ２"−９が９個の位置合わせマーク６ｄ
−１〜６ｄ−９上を同時に横切り、マーク段差部での反
射電子信号の変化により、マークＹ座標位置が反射電子
検出器１１にて検出される。このようにして、１個のマ
ークを１本の電子ビームで走査する従来の検出方法の９
倍の強度の反射電子信号が１回の走査で得られることに
なる。
チャマスク２上の開口２ａにより矩形に成形された電子
ビームＥＢ１をアパーチャマスク３上のマーク検出用開
口３ｃ全面を照射し、９本の電子ビームＥＢ２"をター
ゲット６上に得る。まず、図５（Ａ）に示すように、電
子ビームＥＢ２"−１〜ＥＢ２"−９を位置合わせマーク
６ｄ−１〜６ｄ−９のＸ軸座標上の（−）側と思われる
位置に照射し、Ｘ軸方向を矢印Ｘの方向に走査する。こ
のときの走査幅はたとえば２μｍとする。これにより、
９本の電子ビームＥＢ２"−１〜ＥＢ２"−９が９個の位
置合わせマーク６ｄ−１〜６ｄ−９上を同時に横切り、
マーク段差部での反射電子信号の変化により、マークの
Ｘ座標位置が反射電子検出器１１にて検出される。同様
に、図５（Ｂ）に示すように、電子ビームＥＢ２"−１
〜ＥＢ２"−９を位置合わせマーク６ｄ−１〜６ｄ−９
のＹ軸座標上の（＋）側と思われる位置に照射し、Ｙ軸
方向を矢印Ｙの方向に走査する。このときの走査幅もた
とえば２μｍとする。これにより、９本の電子ビームＥ
Ｂ２"−１、ＥＢ２"−９が９個の位置合わせマーク６ｄ
−１〜６ｄ−９上を同時に横切り、マーク段差部での反
射電子信号の変化により、マークＹ座標位置が反射電子
検出器１１にて検出される。このようにして、１個のマ
ークを１本の電子ビームで走査する従来の検出方法の９
倍の強度の反射電子信号が１回の走査で得られることに
なる。
【００２０】図４〜図５に示す本発明の第２の実施例に
おいても従来よりも強い反射電子信号が１回の走査で得
られる。すなわち、反射電子信号のＳ／Ｎを向上させる
ために、従来、１ヵ所のマーク位置検出に９回走査を行
い信号積算していたのに対し、本発明の第２の実施例に
おいては、１回の走査で同等の反射電子信号強度が得ら
れるので、検出時間を１／９に低減することができる。
具体的には、１回の走査に５０ｍｓ要し、１チップ当た
り４ヵ所の位置合わせマークを検出し、ウエハ当たり３
０チップの検出を行うとすれば、１ヵ所に９回走査を行
っていた従来の場合にはマーク検出にウエハ当たり約５
４ｓ要するのに対し、本発明の第２の実施例の場合には
ウエハ当たり約６ｓと短縮する。言い換えると、１ヵ所
に９回走査を行っていた従来の場合、１時間当たりの試
料処理枚数が１２枚であったものを、本発明の第２の実
施例により１４枚にすることができる。また、位置合わ
せマークが他のプロセスにより欠損或いは著しい形状劣
化を起こしていた場合、従来、そのマークは検出不可能
であり重ね合わせ精度の劣化を招いていたが、本発明の
第２の実施例では、９個のマークの内数個が欠損してい
た場合でも、残りの正常なマークにより位置検出は可能
であるので、重ね合わせ精度の向上もする。
おいても従来よりも強い反射電子信号が１回の走査で得
られる。すなわち、反射電子信号のＳ／Ｎを向上させる
ために、従来、１ヵ所のマーク位置検出に９回走査を行
い信号積算していたのに対し、本発明の第２の実施例に
おいては、１回の走査で同等の反射電子信号強度が得ら
れるので、検出時間を１／９に低減することができる。
具体的には、１回の走査に５０ｍｓ要し、１チップ当た
り４ヵ所の位置合わせマークを検出し、ウエハ当たり３
０チップの検出を行うとすれば、１ヵ所に９回走査を行
っていた従来の場合にはマーク検出にウエハ当たり約５
４ｓ要するのに対し、本発明の第２の実施例の場合には
ウエハ当たり約６ｓと短縮する。言い換えると、１ヵ所
に９回走査を行っていた従来の場合、１時間当たりの試
料処理枚数が１２枚であったものを、本発明の第２の実
施例により１４枚にすることができる。また、位置合わ
せマークが他のプロセスにより欠損或いは著しい形状劣
化を起こしていた場合、従来、そのマークは検出不可能
であり重ね合わせ精度の劣化を招いていたが、本発明の
第２の実施例では、９個のマークの内数個が欠損してい
た場合でも、残りの正常なマークにより位置検出は可能
であるので、重ね合わせ精度の向上もする。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、１
回の走査で電子ビームの本数あるいはマークの個数に応
じた強度の反射電子信号が得られるので、マーク位置検
出時間を大幅に短縮することができる。また、位置合わ
せマークの一部が欠損あるいは形状劣化を起こしていた
場合でも、正常なマークから得られる反射電子信号によ
り高精度の位置検出が可能となる。
回の走査で電子ビームの本数あるいはマークの個数に応
じた強度の反射電子信号が得られるので、マーク位置検
出時間を大幅に短縮することができる。また、位置合わ
せマークの一部が欠損あるいは形状劣化を起こしていた
場合でも、正常なマークから得られる反射電子信号によ
り高精度の位置検出が可能となる。
【図１】本発明に係る電子ビーム露光装置の第１の実施
例を示す図である。
例を示す図である。
【図２】図１の装置動作を示す位置合わせマークの平面
図である。
図である。
【図３】図２の変更例を示す平面図である。
【図４】本発明に係る電子ビーム露光装置の第２の実施
例を示す図である。
例を示す図である。
【図５】図４の装置動作を示す位置合わせマークの平面
図である。
図である。
【図６】従来の電子ビーム露光装置を示す図である。
１…電子銃 ２３…アパーチャマスク ２ａ、３ａ…開口 ４、５…静電偏向器 ６…ターゲット ６ａ…位置合わせマーク ＥＢ１、ＥＢ２、ＥＢ２’、ＥＢ２”…電子ビーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−147725（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−89220（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−177715（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−180216（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−27927（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−82515（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−191042（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−184524（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−56419（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−201526（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−20619（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−269522（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−269445（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (10)
- 【請求項１】 単一の荷電粒子ビームを分割して得られ
た近接した複数の荷電粒子ビーム（ＥＢ２’，ＥＢ
２”）により近接した複数の位置合わせマーク（６ｂ，
６ｃ，６ｄ）を同時に露光走査させて該位置合わせマー
クを検出する荷電粒子ビーム露光方法。 - 【請求項２】 前記位置合わせマークは前記荷電粒子ビ
ームに対応した数のマークよりなる請求項１に記載の荷
電粒子ビーム露光方法。 - 【請求項３】 前記各マークは直角な２方向に延在する
２つの部分よりなるＬ字状マーク（６ｂ）である請求項
２に記載の荷電粒子ビーム露光方法。 - 【請求項４】 前記各マークは矩形マーク（６ｄ）であ
る請求項２に記載の荷電粒子ビーム露光方法。 - 【請求項５】 前記位置合わせマークは前記該荷電粒子
ビームに対応した数の繰返し部分よりなる連続したマー
ク（６ｃ）である請求項１に記載の荷電粒子ビーム露光
方法。 - 【請求項６】 単一の荷電粒子ビーム（ＥＢ１）を発生
する手段（１）と、 該単一の荷電粒子ビームを通過させる１つの開口（２
ａ）を有する第１のアパーチャマスク（２）と、 該第１のアパーチャマスクの開口を通過した荷電粒子ビ
ームを通過させる位置合わせマーク（６ｂ〜６ｄ）検出
用の近接した複数の開口（３ｂ、３ｃ）を有する第２の
アパーチャマスク（３）と、 該第２のアパーチャマスクの開口を通過した近接した複
数の荷電粒子ビームを前記位置合わせマークに対して同
時に走査させる手段（５）と、 該近接した複数の荷電粒子ビームの位置合わせマークか
らの反射粒子により該位置合わせマークを検出する手段
（１１）とを具備する荷電粒子ビーム露光装置。 - 【請求項７】 複数の荷電粒子ビームに対応した数の近
接したマークが形成された位置検出マーク形成体。 - 【請求項８】 前記各マークは直角な２方向に延在する
２つの部分よりなるＬ字状マーク（６ｂ）である請求項
７に記載の位置検出マーク形成体。 - 【請求項９】 前記各マークは矩形マーク（６ｄ）であ
る請求項７に記載の位置検出マーク形成体。 - 【請求項１０】 複数の荷電粒子ビームに対応した数の
繰返し部分よりなる連続したマーク（６ｃ）が形成され
た位置検出マーク形成体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7070875A JP2927201B2 (ja) | 1995-03-04 | 1995-03-04 | 荷電粒子ビーム露光方法、該方法を実行する装置、及び該方法に用いられる位置検出マーク形成体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7070875A JP2927201B2 (ja) | 1995-03-04 | 1995-03-04 | 荷電粒子ビーム露光方法、該方法を実行する装置、及び該方法に用いられる位置検出マーク形成体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08241855A JPH08241855A (ja) | 1996-09-17 |
| JP2927201B2 true JP2927201B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=13444172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7070875A Expired - Lifetime JP2927201B2 (ja) | 1995-03-04 | 1995-03-04 | 荷電粒子ビーム露光方法、該方法を実行する装置、及び該方法に用いられる位置検出マーク形成体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2927201B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002110532A (ja) * | 2000-10-03 | 2002-04-12 | Advantest Corp | 電子ビーム露光装置及び電子ビームの照射位置ずれを校正する方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5856419A (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-04 | Fujitsu Ltd | 電子ビ−ム露光方法 |
| JPS59184524A (ja) * | 1983-04-04 | 1984-10-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電子ビ−ム露光装置 |
-
1995
- 1995-03-04 JP JP7070875A patent/JP2927201B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08241855A (ja) | 1996-09-17 |
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