JPH01289248A - Photoelectronic replication apparatus - Google Patents

Photoelectronic replication apparatus

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JPH01289248A
JPH01289248A JP11988588A JP11988588A JPH01289248A JP H01289248 A JPH01289248 A JP H01289248A JP 11988588 A JP11988588 A JP 11988588A JP 11988588 A JP11988588 A JP 11988588A JP H01289248 A JPH01289248 A JP H01289248A
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JP
Japan
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mask
foreign matter
pattern
photoelectrons
exposure
Prior art date
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Pending
Application number
JP11988588A
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Japanese (ja)
Inventor
Juichi Sakamoto
坂本 樹一
Akio Yamada
章夫 山田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To easily check foreign matter and to execute an exposure without lowering the reliability by means of a simple constitution by a method wherein a beam-shape detection means is arranged in a replication exposure region part and a beam shape of a photo-electron is detected. CONSTITUTION:An electrode plate 42 is arranged in a replication exposure region part between a mask 34 and a wafer 31; when an electron beam 41 strikes the electrode plate 42, an electric current flows; this electric current is converted into an electric signal and A/D-converted by means of an A/D converter 43. A microcomputer 44 detects a shape of the electron mean 41 on the basis of an output from the A/D converter 43 and a shifted distance (d) of the electrode plate 42, and recognizes the existence of foreign matter 33 which has adhered to the mask 34 from a disorder of a beam pattern. By this setup, the foreign matter can be detected by means of a simple constitution and easily; the reliability of a pattern can be enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術          (第6.7図)発明が
解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 本発明の原理       (第1図)本発明の第1実
施例    (第2〜4図)本発明の第2実施例   
 (第5図)発明の効果 〔概要〕 光電子転写装置に関し、 異物のチエツクが容易に行えて、かつ簡単な構成で信頬
性を低下させることなく露光を行うことのできる光電子
転写装置を提供することを目的とし、 光の照射によりパターンをなして光電子を励起、放出す
るマスクと、該マスクから放出される光電子の照射を受
けてパターン転写される被露光物とを有し、該被露光物
および前記マスク近傍に形成した電磁、磁場により光電
子の軌道を制御し、前記被露光物に前記マスク上のパタ
ーンを光電子により転写露光する光電子転写装置におい
て、転写露光領域部分に配置され、光電子のビーム形状
を検出するビーム形状検出手段と、該ビーム形状検出手
段の出力に基づいて前記マスクに付着した異物を検出す
る異物検出手段と、を設けて構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Table of Contents] Overview Industrial Application Fields Prior Art (Figure 6.7) Problems to be Solved by the Invention Examples of Means and Actions for Solving the Problems The Invention Principles (1st Figure) First embodiment of the present invention (Figures 2 to 4) Second embodiment of the present invention
(Fig. 5) Effects of the invention [Summary] To provide a photoelectronic transfer device that can easily check for foreign substances and that can perform exposure without reducing authenticity with a simple configuration. A mask that excites and emits photoelectrons in a pattern by irradiation with light, and an exposed object to which the pattern is transferred by being irradiated with the photoelectrons emitted from the mask, and the exposed object and a photoelectronic transfer device that controls the trajectory of photoelectrons by an electromagnetic or magnetic field formed near the mask, and transfers and exposes the pattern on the mask onto the object to be exposed using photoelectrons. It is configured by providing a beam shape detection means for detecting the shape, and a foreign matter detection means for detecting foreign matter attached to the mask based on the output of the beam shape detection means.

〔産業上の利用分野] 本発明は、光電子転写装置に係り、詳しくは転写の信頼
性を向上させることができる光電子転写装置に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a photoelectronic transfer device, and more particularly to a photoelectronic transfer device that can improve the reliability of transfer.

古くから、リソグラフィー技術として、紫外線露光方法
が用いられ、その後紫外線露光方法は、改善が重ねられ
て、パターンの微細化が図られてきたが、光の波長(4
000人程度程度限界から微細化の限界が指摘され、電
子ビーム露光法、X線露光法、光電子転写露光法などの
技術が検討されている。
Ultraviolet exposure methods have been used as a lithography technique for a long time.Since then, ultraviolet exposure methods have been repeatedly improved to make patterns finer.
It has been pointed out that there is a limit to miniaturization beyond the limit of about 1,000 people, and techniques such as electron beam exposure, X-ray exposure, and photoelectron transfer exposure are being considered.

以下、具体的に電子ビーム露光法、X線露光法、光電子
転写露光法について説明する。
Hereinafter, the electron beam exposure method, the X-ray exposure method, and the photoelectron transfer exposure method will be specifically explained.

電子ビーム露光方法は、点状あるいは矩形状断面をもつ
電子ビームを偏向し、位置を変えなからウェハ上に照射
し、更にステージを移動させてウェハ上に微細パターン
を描画しようとするものである。したがって、電子源、
電子ビームの収束、整形、偏向させるコラム系、ウェハ
を支持して露光位置を変えるステージ系のほか、これら
を制御する制御系必要である。この方法は、解像度の向
上を望むことができるが、膨大なパターンデータをもと
にしたいわゆる°“−筆書き”の露光のため、露光に時
間がかかってしまい、スループットが低く、量産には向
かない。
In the electron beam exposure method, an electron beam with a dotted or rectangular cross section is deflected, irradiated onto the wafer without changing its position, and a stage is moved to draw a fine pattern on the wafer. . Therefore, the electron source,
In addition to a column system that converges, shapes, and deflects the electron beam, and a stage system that supports the wafer and changes the exposure position, a control system that controls these is required. This method can hope to improve the resolution, but because it uses so-called "-brush writing" exposure based on a huge amount of pattern data, the exposure takes time, the throughput is low, and it is not suitable for mass production. Not suitable.

また、X線露光方法は例えば10〜50に−の大がかり
なX線光源を用い、波長が1〜10人のX線が用いられ
る接近露光法(プロキシミティ露光法)である。したが
って、X線露光では、上記光源の他にマスク及び、ウェ
ハを支持し、両者を高精度で位置合わせができるアライ
ナ−との組み合わせが必要となる。この点では、従来の
光露光法に近いが、光源が大がかりで高価になること、
光源波長に対する吸収係数の関係からマスク構成材料に
考慮を要すること、さらには、プロキシミティ露光のた
め、ウェハの直径が大きくなるほど、マスクのたわみや
マスク、ウェハの反りが生じ、その結果マスク−ウェハ
間のギャップ変動が起き、ぼけが生じるという問題があ
る。強いX線強度も得にくく、スループットもあまり良
くない。X線光線の強度が強く、平行光である。シンク
ロトロン放射光を上記X線発生用光源に利用することが
提案されているが、装置が大がかりになり、また非常に
膨大の費用が、装置の製造、運転にかかり、また利用が
難しく、露光装置の実用機に向いているとは言えない。
The X-ray exposure method is, for example, a proximity exposure method in which a large-scale X-ray light source of 10 to 50 mm is used and X-rays having a wavelength of 1 to 10 mm are used. Therefore, in X-ray exposure, in addition to the above-mentioned light source, a combination of a mask and an aligner that supports the wafer and can align both with high precision is required. In this respect, it is similar to the conventional light exposure method, but the light source is large and expensive;
Due to the relationship between the absorption coefficient and the light source wavelength, consideration must be given to the mask constituent materials.Furthermore, due to proximity exposure, the larger the wafer diameter, the more the mask will bend and the mask and wafer will warp, resulting in mask-wafer distortion. There is a problem in that the gap between images changes, resulting in blurring. It is difficult to obtain strong X-ray intensity, and the throughput is not very good. The X-ray beam is strong and parallel. It has been proposed to use synchrotron synchrotron radiation as the light source for X-ray generation, but the equipment would be large-scale, the manufacturing and operation of the equipment would be extremely expensive, and it would be difficult to use. It cannot be said that the device is suitable for practical use.

転写方法のもつ高い処理能力と電子ビーム露光方法のも
つ高解像性をともに活かした露光方法として、光電子に
よる転写露光方法がある。この露光方法は、光電子放出
材料と非放出材料でマスク上にパターニングしておき、
そのマスクに光を照でることにより発生する光電子を、
マスターウェハ間にかけられている電、磁、磁場で加速
、収束させてウェハ上に転写する方法である。
As an exposure method that takes advantage of both the high throughput of the transfer method and the high resolution of the electron beam exposure method, there is a transfer exposure method using photoelectrons. This exposure method involves patterning a photoelectron-emitting material and a non-emitting material on a mask.
Photoelectrons generated by shining light on the mask,
This is a method of accelerating and converging the electric, magnetic, and magnetic fields applied between the master wafers and transferring them onto the wafer.

このような光電子転写露光方法では、マスク表面に付着
する異物は露光結果に重大な影響を及ぼす。したがって
、露光用マスクには異物が付着しない露光装置を作るか
、異物が付着しても転写されない工夫を行うか、あるい
は異物が付着した場合速やかに早く発見し対処すること
が重要となる。
In such photoelectronic transfer exposure methods, foreign matter adhering to the mask surface has a serious effect on the exposure results. Therefore, it is important to create an exposure device that does not allow foreign matter to adhere to the exposure mask, or to take measures to prevent foreign matter from being transferred even if it adheres, or to promptly detect and deal with foreign matter if it does adhere.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第6図(a)、(b)は、従来の光電子転写装置の一例
の構造を示す装置概略図、第7図は従来例の光電子転写
露光法を説明するための図である。
FIGS. 6(a) and 6(b) are schematic diagrams showing the structure of an example of a conventional photoelectronic transfer device, and FIG. 7 is a diagram for explaining a conventional photoelectronic transfer exposure method.

これらの図において、1は例えばヘルムホルツコイルと
言われる収束コイル、2はXYステージ、3はマスク用
ステージ、4は排気口、5は平板電極、6は光電マスク
、7aは例えばStからなるウェハ、7bは電子線感光
剤、7は試料で、試料7はウェハ7aおよび電子線感光
剤7bからなり、XYステージ2により移動する。8は
偏向コイル、。
In these figures, 1 is a focusing coil called a Helmholtz coil, 2 is an XY stage, 3 is a mask stage, 4 is an exhaust port, 5 is a flat electrode, 6 is a photoelectric mask, 7a is a wafer made of, for example, St. 7b is an electron beam sensitizer; 7 is a sample; the sample 7 consists of a wafer 7a and an electron ray sensitizer 7b, and is moved by the XY stage 2; 8 is a deflection coil.

9は紫外線ランプ、10は窓で、偏向コイル8は整合マ
ークから出た電子ビームを例えばウェハ7a上の位置合
わせマーク(図示せず)上に走査する機能を有している
。11は台、12は磁極、13はチャンバ、14は電源
、15は紫外線、16bは紫外線吸収体で、紫外線吸収
体16bはCrからなっている。
9 is an ultraviolet lamp, 10 is a window, and the deflection coil 8 has a function of scanning an electron beam emitted from the alignment mark onto, for example, an alignment mark (not shown) on the wafer 7a. 11 is a stand, 12 is a magnetic pole, 13 is a chamber, 14 is a power source, 15 is an ultraviolet ray, 16b is an ultraviolet absorber, and the ultraviolet absorber 16b is made of Cr.

17は光電子、18は透明な石英板からなるマスク基板
、19は光電子放射材料で、紫外線15により光電子を
励起し、放出し易い物質からなっている。
17 is a photoelectron, 18 is a mask substrate made of a transparent quartz plate, and 19 is a photoelectron emitting material, which is made of a substance that can easily excite and emit photoelectrons by ultraviolet rays 15.

なお、ここで、平板電極5は光電マスク6−ウニバフa
間に形成される等電位面を規定するための電極として機
能するとともに、ウェハ7aからの反射電子を検出する
検出器(図示せず)を載せる台として機能するものであ
る。第6図(b)は光電マスク6表面側から紫外線15
を照射するタイプの装置であり、ここでは磁極12によ
り平行磁場を与えている。また、光電子放射材料19が
光電マスク6上にパターン化されており、平板電極5上
には、反射電子検出器(図示せず)が形成されている。
Note that here, the flat plate electrode 5 is a photoelectric mask 6-unibuff a
It functions as an electrode for defining an equipotential surface formed therebetween, and also functions as a stand on which a detector (not shown) for detecting reflected electrons from the wafer 7a is mounted. FIG. 6(b) shows ultraviolet light 15 from the surface side of the photoelectric mask 6.
This is a type of device that irradiates the magnetic field, and here a parallel magnetic field is applied by the magnetic pole 12. Further, a photoelectron emitting material 19 is patterned on the photoelectric mask 6, and a backscattered electron detector (not shown) is formed on the flat plate electrode 5.

この検出器で、光電マスク6上の整合マークから出た光
電子17がウェハ7a上の位置合わせマークに当たる時
発生する反射電子を検出し、この検出量で光電マスク6
−ウニバフa間の位置を合わす。
This detector detects the reflected electrons generated when the photoelectrons 17 emitted from the alignment mark on the photoelectric mask 6 hit the alignment mark on the wafer 7a.
-Align the positions of the sea urchin buffs a.

次に、第7図を用いて光電子転写露光について説明する
Next, photoelectron transfer exposure will be explained using FIG. 7.

第7図に示すように、収束コイル1の作る平行磁場(上
下方向)の中に磁場と直角に光電マスク6と試料7が平
行に向かい合って配置されており、光電マスク6側が負
、試料7側が正になるように電位がかかっている。光電
マスク6は紫外線吸収体16bからなる転写すべきパタ
ーンと、その上に紫外線15の照射によって光電子を放
射する光電子放出材料19の膜とを被着させることによ
り作られている。
As shown in FIG. 7, a photoelectric mask 6 and a sample 7 are placed facing each other in parallel at right angles to the magnetic field in a parallel magnetic field (vertical direction) generated by the converging coil 1, with the photoelectric mask 6 side being negative and the sample 7 A potential is applied so that the side is positive. The photoelectric mask 6 is made by covering a pattern to be transferred consisting of an ultraviolet absorber 16b and a film of a photoelectron emitting material 19 that emits photoelectrons when irradiated with ultraviolet rays 15.

そして、マスク基板18の上に紫外線15を出す紫外線
ランプ9を設置し、紫外線15を光電マスク6上に照射
すると、パターンのないところ(紫外線吸収体16のな
いところ)にあたる光電子放出材料19に紫外線15が
当たり、その部分から光電子17が矢印Aのように出る
。第6図(b)の装置の場合、光電子放出物質16aの
みから放出する。光電マスク6上の一点から飛び出した
光電子17は、そこにかかっている加速電圧(電源14
により与えられている)と収束コイル1の作る平行磁場
によって螺旋を描いて試料7の方向へ進み、ある所で再
び一点に集まる。すなわち、焦点を結ぶのである。
Then, an ultraviolet lamp 9 that emits ultraviolet rays 15 is installed on the mask substrate 18, and when the ultraviolet rays 15 are irradiated onto the photoelectric mask 6, the photoelectron emitting material 19 corresponding to the areas where there is no pattern (the area where there is no ultraviolet absorber 16) is exposed to the ultraviolet rays. 15 hits, and photoelectrons 17 come out from that part as shown by arrow A. In the case of the device shown in FIG. 6(b), light is emitted only from the photoelectron emitting material 16a. The photoelectrons 17 ejected from one point on the photoelectric mask 6 are accelerated by the accelerating voltage (power supply 14
) and the parallel magnetic field created by the converging coil 1, it moves in a spiral direction toward the sample 7 and converges at a certain point. In other words, focus.

ここで、上記に示したような装置では、光電マスクと試
料が互いに電極として対向し、光電マスクには通常、電
子を加速すための高電圧が印加され、試料には電子線感
光剤(以下、レジストという)が被着されている。転写
、露光の際には光電マスクと試料間で放電が起こりレジ
ストが舞い上がりゴミとなるケースが多い。
Here, in the apparatus shown above, the photoelectric mask and the sample face each other as electrodes, a high voltage for accelerating electrons is usually applied to the photoelectric mask, and an electron beam sensitizer (hereinafter referred to as , resist) is deposited. During transfer and exposure, electrical discharge occurs between the photoelectric mask and the sample, often causing the resist to fly up and become dust.

このため、上記のような放電の問題を解決する手段とし
て、本発明の出願人は先に第8図(a)、(b)に示す
ような第1の光電子転写装置を提案している(昭和63
年3月31日出願の特許願参照)。
Therefore, as a means to solve the above-mentioned discharge problem, the applicant of the present invention has previously proposed a first photoelectronic transfer device as shown in FIGS. 8(a) and 8(b). Showa 63
(See patent application filed March 31, 2013).

これらの図において、第6図および第7図と同一符号は
同一または相当部分を示す。14aは電源、21は電極
板、22は例えば幅d2が1mm程度で、長さが3cm
程度以上のスリット状の開口である。
In these figures, the same reference numerals as in FIGS. 6 and 7 indicate the same or corresponding parts. 14a is a power source, 21 is an electrode plate, and 22 is, for example, a width d2 of about 1 mm and a length of 3 cm.
It is a slit-shaped opening that is more than a certain size.

なお、ここでは光電子17を加速するための加速電圧は
光電マスク6とスリット状の開口22を有する電極板2
1の間に印加しており、電極21とウェハ7aの間には
電圧を印加しておらず同電位になっている。
Note that here, the acceleration voltage for accelerating the photoelectrons 17 is applied to the photoelectric mask 6 and the electrode plate 2 having a slit-shaped opening 22.
1, and no voltage is applied between the electrode 21 and the wafer 7a, and the same potential is maintained between the electrode 21 and the wafer 7a.

次に、その動作原理について簡単に説明する。Next, the principle of operation will be briefly explained.

紫外線ランプ9からの紫外線15は細長いビーム状に形
成され(その幅d1はスリット状の開口22の幅d、よ
りも小さく、dl<d2である)、光電マスク6に到達
し、光電子17を励起、放出する。
The ultraviolet light 15 from the ultraviolet lamp 9 is formed into an elongated beam (its width d1 is smaller than the width d of the slit-like opening 22, dl<d2), reaches the photoelectric mask 6, and excites photoelectrons 17. ,discharge.

光電子17は光電マスク6と電極板21との間で印加さ
れた加速電圧で加速され、スリット状の開口22を通過
した光電子17のみウェハ7aに向かって進行し、ウェ
ハ7a上にマスクパターンを転写する。光電マスク6、
ウニハフa両方を平行にしつつ、同じ方向に移動させる
ことにより、光電マスク6上に配置したパターンをウェ
ハ7a上に1:1で転写することができる。
The photoelectrons 17 are accelerated by an accelerating voltage applied between the photoelectric mask 6 and the electrode plate 21, and only the photoelectrons 17 that have passed through the slit-shaped opening 22 proceed toward the wafer 7a, thereby transferring the mask pattern onto the wafer 7a. do. photoelectric mask 6,
By moving both wafers a in parallel and in the same direction, the pattern placed on the photoelectric mask 6 can be transferred onto the wafer 7a at a ratio of 1:1.

この装置では、少なくともスリット状の開口22以外は
全て電極板21により光電子17は遮蔽されるため、試
料7、特にウェハ7aへの放電がほとんどなくなり、ダ
メージの恐れがほとんどなくなる。
In this device, the photoelectrons 17 are shielded by the electrode plate 21 except for at least the slit-shaped opening 22, so there is almost no discharge to the sample 7, especially the wafer 7a, and there is almost no possibility of damage.

という利点がある。There is an advantage.

また、これとは別に、同じ転写パターンを複数個マスク
に持ち、重ね露光を行うことにより、仮りにゴミ等の異
物が付着しても露光パターンに信頼性をもたせようとす
る第2の装置も開発している。
Separately, there is also a second device that uses multiple masks with the same transfer pattern and performs overlapping exposure to ensure reliability of the exposed pattern even if foreign matter such as dust adheres to it. We are developing.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述した先願に係る第1、第2の装置に
あっても、次のような点で改善が好ましいことが判明し
た。
[Problems to be Solved by the Invention] However, it has been found that improvement is desirable in the following points even in the first and second devices according to the above-mentioned prior application.

すなわち、第1の装置では異物が付着すると、その影が
転写されてしまうという欠点がある。また、第2の装置
では、放電によるゴミの発生に対して無防備であるとい
う欠点がある。一方、第1および第2の装置の両方を組
み合わせると異物の問題はな(なるが、システムが複雑
となり、また動きが不自然となって装置を設計する者に
とっても負担が重くなり最良とは言えない。
That is, the first device has a drawback in that when foreign matter adheres, its shadow is transferred. Furthermore, the second device has the disadvantage that it is vulnerable to the generation of dust due to discharge. On the other hand, if both the first and second devices are combined, there will be no problem with foreign objects (but the system will be complicated and the movement will be unnatural, which will place a heavy burden on the person designing the device, so this is not the best option). I can not say.

さらに、他のシステムとして、光を光電マスクに照射し
、磁場でその像を拡大したものをCODやテレビカメラ
等で観察を行う装置も開発しているが、その場合もやは
りシステムが大掛かりになってしまう。
Furthermore, as another system, we have developed a device that irradiates a photoelectric mask with light and magnifies the image using a magnetic field and observes it with a COD or TV camera, but in that case, the system would also be large-scale. It ends up.

そこで本発明は、異物のチエツクが容易に行えて、かつ
簡単な構成で信顧性を低下させることなく露光を行うこ
とのできる光電子転写装置を提供することを目的として
いる。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a photoelectronic transfer device that can easily check for foreign substances and can perform exposure with a simple configuration without reducing reliability.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明による光電子転写装置は上記目的達成のため、光
の照射によりパターンをなして光電子を励起、放出する
マスクと、該マスクから放出される光電子の照射を受け
てパターン転写される被露光物とを有し、該被n光物お
よび前記マスク近傍に形成した電磁、磁場により光電子
の軌道を制御し、前記被露光物に前記マスク上のパター
ンを光電子により転写露光する光電子転写装置において
、転写露光領域部分に配置され、光電子のビーム形状を
検出するビーム形状検出手段と、該ビーム形状検出手段
の出力に基づいて前記マスクに付着した異物を検出する
異物検出手段と、を設けている。
In order to achieve the above object, the photoelectronic transfer device according to the present invention includes a mask that excites and emits photoelectrons in a pattern by irradiation with light, and an exposed object to which a pattern is transferred by being irradiated with photoelectrons emitted from the mask. In a photoelectronic transfer device that controls the trajectory of photoelectrons by electromagnetic and magnetic fields formed near the object to be exposed and the mask, and transfers and exposes the pattern on the mask to the object to be exposed by photoelectrons. A beam shape detection means is provided in the region and detects the beam shape of photoelectrons, and a foreign matter detection means is provided to detect foreign matter attached to the mask based on the output of the beam shape detection means.

〔作用〕[Effect]

本発明では、転写露光領域部分にビーム形状検出手段が
配置され、光電子のビーム形状が検出される。このとき
、マスクに異物が付着していると、その部分から一定範
囲の放出ビームは歪んでしまい、転写パターンにもボケ
が生しる。
In the present invention, a beam shape detection means is disposed in the transfer exposure area, and the beam shape of photoelectrons is detected. At this time, if foreign matter adheres to the mask, the emitted beam in a certain range from that part will be distorted, and the transferred pattern will also become blurred.

したがって、放出ビームの形状、特にシャープネスを異
物検出手段で観察することにより、異物の存在が簡単な
構成で、容易かつ明確に識別できる。
Therefore, by observing the shape, particularly the sharpness, of the emitted beam with the foreign object detection means, the presence of foreign objects can be easily and clearly identified with a simple configuration.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.

最初に第1図を参照しながら本発明の詳細な説明する。The present invention will first be described in detail with reference to FIG.

光電マスク(以下、単にマスクという)上のパターン欠
陥は大きく分けて2つある。それは、バターニングミス
または、バターニングの際に異物が付着して欠陥になっ
たものと、マスクが出来上がった後、マスク表面に異物
が付着し、欠陥になるものである。例えば、第1図(a
)に示すように、ウェハ31の露光部分32のある部分
に異物33の影33xが投影されるような場合、前者の
ように仮りにバターニング時の異物33であれば、第1
図(b)に示すようにマスク34の基板35の上にバタ
ーニングする金属からなるパターン形成材料36ととも
に一緒にバターニングされた後、その上に光電子放出材
料37が被着されるため、ウェハ31の露光を行うと、
第1図(c)に示すように、異物33の影33xがその
ままはっきりしたパターンで写る。
There are broadly two types of pattern defects on a photoelectric mask (hereinafter simply referred to as a mask). Defects are caused by buttering errors or foreign matter adhering to the mask during buttering, and defects are caused by foreign matter adhering to the mask surface after the mask is completed. For example, in Figure 1 (a
), when the shadow 33x of the foreign object 33 is projected onto a certain part of the exposed portion 32 of the wafer 31, if it is the foreign object 33 during buttering as in the former case, the first
As shown in Figure (b), the mask 34 is patterned together with a pattern forming material 36 made of metal that is patterned onto the substrate 35, and then the photoelectron emitting material 37 is deposited thereon. After 31 exposures,
As shown in FIG. 1(c), the shadow 33x of the foreign object 33 appears as it is in a clear pattern.

一方、第1図(d)に示すように光電子放出材料37の
上に基板35が付着したような後者の例であれば、基板
35によって光電子放出材料37の部分が隠されてしま
い、また、基板35によってその近傍の電場が乱されて
しまうため、転写パターンは第1図(e)に示すように
異物33の影35χを取り囲むように太き(歪んでしま
う。このような電場の乱れは電子軌道の変動となって現
れるから、その軌道の部分の電子のプロフィールを測定
すれば、異物の有無を観測できることがわかる。
On the other hand, in the latter case where the substrate 35 is attached on top of the photoelectron emitting material 37 as shown in FIG. 1(d), the portion of the photoelectron emitting material 37 is hidden by the substrate 35, and Since the electric field in the vicinity of the substrate 35 is disturbed, the transferred pattern becomes thick (distorted) so as to surround the shadow 35χ of the foreign object 33, as shown in FIG. 1(e). Since this appears as a fluctuation in the electron orbit, it is possible to observe the presence or absence of foreign matter by measuring the electron profile in that part of the orbit.

本発明は上記原理に基づいており、次にその第1実施例
を第2〜4図に基づき説明する。ごれらの回において、
第1図に示すものと同一符号は同−又は相当部分を示す
。マスク34とウェハ31の間の転写露光領域部分(図
中の電子ビーム41が存在する領域部分という意味)に
は電極板(ビーム形状検出手段)42が配置されており
、電極板42は図中左右方向(電子ビーム41の断面を
横切る方向)に移動可能な構造となっている。この場合
、ウェハ31の中心を0としたとき、電極板42は中心
0からの距j4dがゼロから所定値になるまで移動でき
る。なお、電極板42の数は電子ビーム41の分解能に
影響するので、その数は多い方がよく、例えば複数個を
それぞれ独立して設け、ナイフェツジ法を用いて測定す
るとよい。また、電極板42は付与する電場、磁場、マ
スク34〜ウ工ハ31間の距離などの転写条件で定まる
光電子集束位置に配置される。
The present invention is based on the above principle, and a first embodiment thereof will now be described with reference to FIGS. 2 to 4. In Gorera's episode,
The same reference numerals as those shown in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts. An electrode plate (beam shape detection means) 42 is disposed in the transfer exposure area between the mask 34 and the wafer 31 (meaning the area where the electron beam 41 in the figure exists). It has a structure that allows it to move in the left and right direction (direction across the cross section of the electron beam 41). In this case, assuming that the center of the wafer 31 is 0, the electrode plate 42 can be moved until the distance j4d from the center 0 reaches a predetermined value from zero. Note that the number of electrode plates 42 affects the resolution of the electron beam 41, so it is better to have a larger number.For example, it is preferable to provide a plurality of electrode plates 42 independently and measure them using the Knifezi method. Further, the electrode plate 42 is arranged at a photoelectron focusing position determined by transfer conditions such as the applied electric field, magnetic field, and the distance between the mask 34 and the wafer 31.

電極板42は電子ビーム41が当たると電流が流れ、こ
の電流はA/D変換器43により電圧信号に変換される
とともに、A/D変換されて、CPUを含むマイクロコ
ンピュータ44に人力される。マイクロコンピュータ4
4はA/D変換器43からの出力および電極板42の移
動距離dに基づいて電子ビーム41の形状を検出し、ビ
ームパターンの乱れからマスク34に付着した異物33
の存在を識別する。上記A/D変換器43およびマイク
ロコンピュータ44は異物検出手段45を構成する。な
お、46はXYステージである。
When the electron beam 41 hits the electrode plate 42, a current flows, and this current is converted into a voltage signal by an A/D converter 43, A/D converted, and inputted to a microcomputer 44 including a CPU. microcomputer 4
4 detects the shape of the electron beam 41 based on the output from the A/D converter 43 and the moving distance d of the electrode plate 42, and detects the foreign matter 33 attached to the mask 34 from the disturbance of the beam pattern.
identify the existence of The A/D converter 43 and the microcomputer 44 constitute foreign object detection means 45. Note that 46 is an XY stage.

次に、作用を説明するが、最初に異物33の付着による
電子ビーム41の乱れを第2.3図に基づき説明する。
Next, the operation will be explained. First, the disturbance of the electron beam 41 due to the adhesion of the foreign matter 33 will be explained based on FIG. 2.3.

第2図はマスク34に異物33が付着していない場合を
示すものである。光電子転写では、放出電子はマスク3
4〜ウ工ハ31間で約100μm程度に広がるため、異
1yJ33の付着に起因する電子ビーム41の乱れの測
定は光電子が集束される部分で行い、このときいわゆる
ナイフェツジ法を用いる。
FIG. 2 shows a case where no foreign matter 33 is attached to the mask 34. In photoelectron transfer, the emitted electrons are transferred to the mask 3.
Since the electron beam 41 spreads to about 100 μm between the wafer 4 and the wafer 31, the disturbance of the electron beam 41 caused by the adhesion of foreign 1yJ33 is measured at the portion where the photoelectrons are focused, using the so-called Knifezi method.

いま、第2図(a)のB部は同図(b)のように示され
、マスク34の下面には異物33が付着していない。し
たがって、電場が乱れず(等電位線が乱れない)、マス
ク34上の微視的な光電子放出部分の放出ビーム(電子
ビーム41)は正常なパターンでウェハ31に向かう。
Now, part B in FIG. 2(a) is shown as in FIG. 2(b), and no foreign matter 33 is attached to the lower surface of the mask 34. Therefore, the electric field is not disturbed (the equipotential lines are not disturbed), and the emitted beam (electron beam 41) from the microscopic photoelectron emitting portion on the mask 34 heads toward the wafer 31 in a normal pattern.

そのため、電極板42により検出される電子ビーム41
の距離dに対する関係は第2図(C)に示すようになる
Therefore, the electron beam 41 detected by the electrode plate 42
The relationship between the distance d and the distance d is shown in FIG. 2(C).

これに対して、第3図はマスク34に異物33が付着し
た場合を示しており、異物33の形容により第3図(b
)に示すように等電位線のパターンが乱れ、電子ビーム
41が正常時に比して横方向に広がる。このため、電極
板42により検出される電子ビーム41の距離dに対す
る関係は第3図(C)に示すようになり、電子ビーム4
1が距離すまで横方向に広がる(正常時の広がりは距離
aである)。例えば、マスク34上にlam程度の異物
33が付着した場合、異物33の大きさ、高さ、材料に
も依存するが、そのボケる範囲は2〜5μm程度である
On the other hand, FIG. 3 shows a case where a foreign object 33 adheres to the mask 34, and due to the appearance of the foreign object 33, FIG.
), the pattern of equipotential lines is disturbed and the electron beam 41 spreads laterally compared to the normal state. Therefore, the relationship between the distance d and the distance d of the electron beam 41 detected by the electrode plate 42 is as shown in FIG.
1 spreads in the horizontal direction until it reaches a distance (the normal spread is a distance a). For example, when a foreign matter 33 of about 100 mL adheres to the mask 34, the blurring range is about 2 to 5 μm, although it depends on the size, height, and material of the foreign matter 33.

次に、異物33の付着場所の差異に基づく信号パターン
の変化を説明する。異物33は、ある一定置光時間又は
ある一定露光枚数毎に電極板42を横切る電子ビーム4
1の形状を測定し、その測定結果に基づく信号パターン
の変化からその付着の有無を判別する。また、検査は一
度に行うことはできないので、例えばマスク34のある
ライン上の部分の光電子を放出させて検査が行われ、こ
れを順次マスク34全体に走査させて全体の検査が行わ
れる。
Next, changes in the signal pattern based on differences in the locations where the foreign matter 33 is attached will be explained. The foreign matter 33 is an electron beam 4 that crosses the electrode plate 42 every certain fixed exposure time or certain number of exposures.
1 is measured, and the presence or absence of adhesion is determined from changes in the signal pattern based on the measurement results. Further, since the inspection cannot be carried out at once, for example, the inspection is carried out by emitting photoelectrons from a certain line of the mask 34, and then the entire mask 34 is sequentially scanned with these photoelectrons to carry out the entire inspection.

好ましい例としては、位置合わせ用の光源などを使用し
、走査させることで微少領域ずつ、連続的に検査すると
よく、このようにすると検出精度が向上する。これは、
光の照度が多くなるためで、信号がより検出し易くなる
ためである。また、さらに好ましい例としては、光源と
してArレーザの第2高調波を用いると、光電子の放出
能力が高まるので、より一層検査能力を高めることがで
きる。
As a preferable example, a light source for positioning or the like may be used to scan and continuously inspect minute areas one by one, and this improves detection accuracy. this is,
This is because the illuminance of the light increases, making it easier to detect the signal. Moreover, as a more preferable example, if the second harmonic of an Ar laser is used as the light source, the photoelectron emission ability will be increased, so that the inspection ability can be further improved.

第4図(a)に示すように、異物33がCrからなるパ
ターン形成材料36の上に付いている場合は走査しても
信号は検出できないが、異物33が転写のバターニング
に影♂を及ぼさないので、不都合はない(この部分は黒
く写る)。一方、第4図(b)に示すように光電子放出
材料37の上に異物33が付いた場合は本来的には白く
写るはずであるが、異物33の付いた部分の信号レベル
が小さくなる。この場合、その減少の仕方がブロードに
なるため、減少の傾きを見ることによって異物33とパ
ターンとが識別できる。また、第4図(C)に示すよう
にパターン形成材料36からなるパターン上に異物33
が載った場合、パターン部分(パターンのふくらみの部
分)でははっきりと、異物33の付着部分ではブロード
に信号が減少変化する。したがって、パターンのふくら
みと異物33とを正確に識別しながら、異物33の検査
ができる。
As shown in FIG. 4(a), if a foreign object 33 is attached to the pattern forming material 36 made of Cr, no signal can be detected even if it is scanned, but the foreign object 33 may affect the patterning of the transfer. Since it does not affect the image, there is no problem (this part appears black). On the other hand, if a foreign object 33 is attached to the photoelectron emitting material 37 as shown in FIG. 4(b), the image should originally appear white, but the signal level of the portion where the foreign object 33 is attached becomes low. In this case, since the manner of decrease is broad, the foreign object 33 and the pattern can be identified by looking at the slope of decrease. Further, as shown in FIG.
When the foreign matter 33 is placed on the foreign object 33, the signal decreases clearly at the pattern portion (the bulging portion of the pattern) and broadly at the portion where the foreign matter 33 is attached. Therefore, the foreign matter 33 can be inspected while accurately distinguishing between the bulge in the pattern and the foreign matter 33.

以上のような異物33の付着検査は露光装置内で自動的
に行い、その結果、不良と判断されたマスク34につい
ては装置外に出し、洗浄等を行う。本実施例では検出す
る電極板42上へは電場、磁場による偏向で光電子の乱
れを検出できるため、異物の付着、検査のための検査時
間も十分に速くかつ筒車な構成で容易に異物検査を行う
ことができ、転写の信頼性を向上させることができる。
The above-described inspection for adhesion of foreign matter 33 is automatically performed within the exposure apparatus, and masks 34 determined to be defective as a result are taken out of the apparatus and cleaned. In this embodiment, the disturbance of photoelectrons can be detected by deflection by an electric field or a magnetic field onto the electrode plate 42 to be detected, so the inspection time for inspection of foreign matter adhesion is sufficiently fast, and the hour wheel configuration makes it easy to detect foreign matter. can be performed, and the reliability of transcription can be improved.

次に、第5図は本発明の第2実施例を示す図であり、こ
の第2実施例は前述した先願に係る第1の装置に本発明
を適用した例である。説明の都合上、第8図に示したも
のと同一構成部材には同一番号を付してその説明を省略
する。第5図において、電極板21の上には小さな第2
の電極板(ビーム形状検出手段)51が載置されており
、第2の電極板51は電極板21上を図中左右方向に移
動可能な構造となっている。また、電極板21と電源1
4aとの間には電流測定器52が介挿されており、第2
の電極板51を横切る電子ビームは電流測定器52によ
り電流値として検出できるようになっている。電流測定
器52はA/D変換器43に接続されており、これ以降
の構成は第1実施例と同様である。
Next, FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, and this second embodiment is an example in which the present invention is applied to the first apparatus according to the earlier application mentioned above. For convenience of explanation, the same components as those shown in FIG. 8 are given the same numbers and their explanations will be omitted. In FIG. 5, a small second electrode is placed on the electrode plate 21.
An electrode plate (beam shape detection means) 51 is placed thereon, and the second electrode plate 51 is structured to be movable on the electrode plate 21 in the horizontal direction in the figure. In addition, the electrode plate 21 and the power source 1
A current measuring device 52 is inserted between the second
The electron beam crossing the electrode plate 51 can be detected as a current value by a current measuring device 52. The current measuring device 52 is connected to the A/D converter 43, and the subsequent configuration is the same as that of the first embodiment.

以上の構成において、光電マスク6から放出された光電
子は開口22に一度集束し、その後磁場は印加されてい
るが電場が印加されていない開口22とウニハフa間で
円運動を行いながらウェハ7a上で再び集束する。仮り
に異物があった場合は、その部分の光電子はライン状の
開口22に集束できなくなってしまうから、この集束の
乱れを第2の電極板51の移動操作より第1実施例と同
様に自動的に検出することができる。その結果、第1実
施例と同様の効果が得られる。
In the above configuration, the photoelectrons emitted from the photoelectric mask 6 are once focused on the aperture 22, and then move onto the wafer 7a while performing a circular motion between the aperture 22, to which a magnetic field is applied but not an electric field, and the unihaf a. to refocus. If there is a foreign object, the photoelectrons in that area will not be able to be focused on the linear aperture 22, so this disturbance in focusing can be automatically corrected by moving the second electrode plate 51 as in the first embodiment. can be detected. As a result, the same effects as in the first embodiment can be obtained.

ここで、第2の電極板51の配置位置は電極板21の上
面に限らず、開口22の下部でもよい。このような場合
は、特に電場、磁場を変動させる必要はない。
Here, the arrangement position of the second electrode plate 51 is not limited to the upper surface of the electrode plate 21, but may be placed below the opening 22. In such a case, there is no particular need to vary the electric field or magnetic field.

なお、上記各実施例ではビーム形状検出手段としての電
極板をマスクとウェハの間に配置しているが、これに限
るものではない。光電子の集束する部分であればよく、
例えばXYステージの下側に配置し、ここから電子ビー
ムの乱れを観察するようにしてもよい。
Note that in each of the above embodiments, an electrode plate serving as a beam shape detection means is disposed between the mask and the wafer, but the present invention is not limited to this. Any part where photoelectrons are focused may be used.
For example, it may be placed below the XY stage and the disturbance of the electron beam may be observed from there.

また、ビーム形状検出手段は電極板でなく、例えばPI
Nフォトダイオードを用いてもよい。
In addition, the beam shape detection means is not an electrode plate, but, for example, a PI
N photodiodes may also be used.

さらに、上記各実施例ではビーム形状検出手段を移動さ
せることで電子ビームの乱れを検出しているが、これと
は逆にビーム形状検出手段を固定しておき、電場、磁場
を変化させて電子ビームの乱れを検出するようにしても
よい。
Furthermore, in each of the above embodiments, disturbances in the electron beam are detected by moving the beam shape detection means, but on the contrary, the beam shape detection means is fixed and the electric and magnetic fields are changed to detect the electron beam. Disturbances in the beam may also be detected.

〔効果〕〔effect〕

本発明によれば、露光装置内でマスクに付着する異物を
筒車な構成でかつ容易に検出することができ、露光中の
マスク管理が行い易く、また露光後のパターンの信頼性
を向上させることができる。
According to the present invention, it is possible to easily detect foreign substances adhering to a mask in an exposure apparatus using a clockwise configuration, it is easy to manage the mask during exposure, and the reliability of the pattern after exposure is improved. be able to.

その結果、パターンを施す製品の品質を高めることがで
きる。
As a result, the quality of the patterned product can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の詳細な説明するための図、第2〜4図
は本発明に係る光電子転写装置の第1実施例を示す図で
あり、 第2図はその異物が付着しない場合を示す図、第3図は
その異物が付着した場合を示す図、第4図はその異物の
他の態様による信号パターンの乱れを説明するための図
、 第5図は本発明に係る光電子転写装置の第2実施例を示
す構成図、 第6図は従来の光電子転写装置の一例の構造を示す装置
概略図、 第7図は従来例の光電子転写露光法を説明する図、 第8図は先願に係る第1の光電子転写装置を示す概略構
成図である。 31・・・・・・ウェハ、 32・・・・・・露光部分、 33・・・・・・異物、 34・・・・・・マスク、 35・・・・・・基(反、 36・・・・・・パターン形成材料、 37・・・・・・光電子放出材料、 41・・・・・・電子ビーム、 42・・・・・・電極板(ビーム形状検出手段)、45
・・・・・・異物検出手段、 51・・・・・・第2の電極(ビーム形状検出手段)、
52・・・・・・電流測定器。 36:パターン形成材料 第3図 λ五 乏食 え霊 条光日月の牙1笑′i已fダ゛jのfT用Σ葛か月鉛図
第4図 滞4し日月の牙2ガ、δ江M+”J l氷7図第5図 タロ身勿す1Jのスf囁じろ→p云1円区ttン阪乏W
e’sろしろ第7図
FIG. 1 is a diagram for explaining the present invention in detail, FIGS. 2 to 4 are diagrams showing a first embodiment of the photoelectronic transfer device according to the present invention, and FIG. 2 shows a case in which the foreign matter does not adhere. 3 is a diagram showing the case where the foreign matter adheres, FIG. 4 is a diagram for explaining the disturbance of the signal pattern due to another aspect of the foreign matter, and FIG. 5 is a photoelectronic transfer device according to the present invention. 6 is a schematic diagram showing the structure of an example of a conventional photoelectronic transfer device, FIG. 7 is a diagram illustrating a conventional photoelectronic transfer exposure method, and FIG. 8 is a diagram illustrating a conventional photoelectronic transfer exposure method. 1 is a schematic configuration diagram showing a first photoelectronic transfer device according to the present application. 31...Wafer, 32...Exposed portion, 33...Foreign matter, 34...Mask, 35...Group (reverse, 36. ... Pattern forming material, 37 ... Photoelectron emission material, 41 ... Electron beam, 42 ... Electrode plate (beam shape detection means), 45
... Foreign object detection means, 51 ... Second electrode (beam shape detection means),
52... Current measuring device. 36: Pattern-forming material Figure 3 λ Gobo Shokue Reijou Sun Moon Fang 1 lol'i 已 f Daiji's fT Σ kudzu month lead diagram Figure 4 Stay 4 Sun Moon Fang 2 Ga, δE M+"J l ice 7 figure 5 Taro body wash 1J's Suf whisper → p Yun 1 yen ward tt ton Hanbo W
e's Roshiro Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】  光の照射によりパターンをなして光電子を励起、放出
するマスクと、該マスクから放出される光電子の照射を
受けてパターン転写される被露光物とを有し、 該被露光物および前記マスク近傍に形成した電磁、磁場
により光電子の軌道を制御し、前記被露光物に前記マス
ク上のパターンを光電子により転写露光する光電子転写
装置において、 転写露光領域部分に配置され、光電子のビーム形状を検
出するビーム形状検出手段と、 該ビーム形状検出手段の出力に基づいて前記マスクに付
着した異物を検出する異物検出手段と、を設けたことを
特徴とする光電子転写装置。
[Scope of Claims] A mask that excites and emits photoelectrons in a pattern by irradiation with light, and an exposed object to which the pattern is transferred by being irradiated with the photoelectrons emitted from the mask, the exposed object In a photoelectronic transfer device that controls the trajectory of photoelectrons by an electromagnetic or magnetic field formed near an object and the mask, and transfers and exposes a pattern on the mask to the object to be exposed using photoelectrons, A photoelectronic transfer apparatus comprising: a beam shape detection means for detecting a beam shape; and a foreign matter detection means for detecting foreign matter attached to the mask based on the output of the beam shape detection means.
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