JPH03201526A - Alignment device and method of multiple-charged particle beam exposure system - Google Patents

Alignment device and method of multiple-charged particle beam exposure system

Info

Publication number
JPH03201526A
JPH03201526A JP34321889A JP34321889A JPH03201526A JP H03201526 A JPH03201526 A JP H03201526A JP 34321889 A JP34321889 A JP 34321889A JP 34321889 A JP34321889 A JP 34321889A JP H03201526 A JPH03201526 A JP H03201526A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron beam
alignment
alignment mark
lens
chip
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.)
Pending
Application number
JP34321889A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Saida
斉田 雅裕
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.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK 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 NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP34321889A priority Critical patent/JPH03201526A/en
Publication of JPH03201526A publication Critical patent/JPH03201526A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To improve accuracy and reduce a fraction defective, and to enhance production yield by detecting specific alignment marks at every chip and obtaining exposure coordinates to each chip of charged-particle beams on the basis of the deflection information of charged- particle beams and alignment-mark detecting information. CONSTITUTION:When the surface of a sample 8 is irradiated with ion beams 101 and the ion beams 101 are scanned in the direction of an X-axis by a deflecting system 4 on the basis of deflection information from a computer 28 for control, secondary ions and secondary electrons corresponding to the material S of a substrate 8a and the material T of an alignment mark 8b are discharged while a current value 1 changing by a current detector is detected. S represents silicon and T boron, etc. A mark-position computing circuit 21 computes the positions x1, x2 of boundaries in the X direction of the substrate 8a and the alignment mark 8b on the basis of the location of the change of the current detecting signal and deflection information from the control computer 28, and (x1+x2)/2 is used as the position of the alignment mark. Alignment is conducted by driving an XY stage as the whole sample 8 while an XY deflecting system 6 is controlled in response to the detecting result of the positional displacement of ion beams at every chip, thus correcting the coordinates of exposure.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、集積回路素子等の製造工程においてウェハや
マスク基板の試料に微細パターンを描画する荷電子ビー
ム露光装置のアライメント装置及び方法に関し、特に多
数のチップを同時に描画し得るマルチ荷電子ビーム露光
装置のアライメント装置及び方法の改良に関する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to an alignment device and method for a charged electron beam exposure device that draws fine patterns on a sample of a wafer or mask substrate in the manufacturing process of integrated circuit devices, etc. In particular, the present invention relates to improvements in an alignment device and method for a multi-charged electron beam exposure device that can simultaneously write a large number of chips.

(従来の技術) 多数のレンズ孔を有するスクリーンレンズ(フライアイ
レンズ)を用いて複数の荷電子ビームを並列的に試料に
照射し、複数のチップを同時に描画し得るようにしたマ
ルチ荷電子ビーム露光装置は、従来より知られている。
(Prior art) A multi-charge electron beam that irradiates a sample with multiple charge electron beams in parallel using a screen lens (fly's eye lens) having a large number of lens holes, making it possible to draw multiple chips at the same time. Exposure apparatuses are conventionally known.

このようなマルチ荷電子ビーム露光装置においては、試
料の中心部と周辺部とで荷電子ビームの集束位置に若干
のずれが発生するため1周辺部で像のボケを生じる。従
って、生産性向上のためには、周辺部の像ボケを防止す
る必要があり、例えば、スクリーンレンズを湾曲させた
もの(特開昭62−76619号公報)、あるいはスク
リーンレンズと試料との間に偏向器を設け、スクリーン
レンズを通過した複数のビームをそれぞれ別個に偏向補
正し得るようにしたもの(特開昭60−173834号
公報)が、従来提案されている。
In such a multi-charge electron beam exposure apparatus, a slight deviation occurs in the focusing position of the charge electron beam between the center and the periphery of the sample, resulting in image blurring at one periphery. Therefore, in order to improve productivity, it is necessary to prevent image blurring in the peripheral areas. Conventionally, a device has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 173834/1983) in which a deflector is provided in the screen lens to individually correct the deflection of a plurality of beams that have passed through a screen lens.

また、荷電子ビーム露光装置においては、描画されるウ
ェハ等の試料を正確に位置決めすること(アライメント
)が重要であり、ウェハ等の基板上に7ライメントマー
クを形成し、該アライメントマーク位置を検出すること
によりアライメントを行なっている。
In addition, in charged electron beam exposure equipment, it is important to accurately position (alignment) the sample such as a wafer to be imaged, so seven alignment marks are formed on the substrate such as the wafer, and the position of the alignment mark is detected. Alignment is performed by doing this.

(発明が解決しようとする課題) 上記提案の露光装置は、試料周辺部の像ボケ肪止(解像
度向上)を図ることができるが、試料上に同時に描画さ
れる複数のチップのアライメントを各チップ毎に行うこ
とはできない、このため。
(Problems to be Solved by the Invention) The exposure apparatus proposed above can prevent image blurring (improvement of resolution) in the peripheral area of the sample, but the alignment of multiple chips that are simultaneously drawn on the sample must be adjusted for each chip. For this reason, it cannot be done every time.

生産歩招りの面で改善の余地が残されていた。There was still room for improvement in terms of production.

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、マルチ
電子ビーム露光装置において各チップのアライメントを
精度良く行うことによって不良率を低減し、生産歩留り
を向上させることができるアライメント装置及び方法を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and provides an alignment device and method that can reduce the defective rate and improve production yield by accurately aligning each chip in a multi-electron beam exposure device. The purpose is to provide.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため本発明は、荷電子ビームを偏向
器及びスクリーンレンズを介して被露光物に照射し、複
数のチップを同時に描画するマルチ荷電子ビーム露光装
置のアライメント装置において、荷電子ビームの走査方
向毎に、各チップ毎に互いに異なる位置に設けられたア
ライメントマーりと、該アライメントマーク走査時に被
露光物から放出される電子の量に応じて検出される電気
量により、前記アライメントマークの所在を検知するア
ライメントマーク検知手段と、前記荷電子ビームを前記
偏向器により偏向制御するとともに、該偏向制御情報と
前記アライメントマーク検知情報とに基づいて前記荷電
子ビームの各チップに対する露光座標を求めるビーム偏
向制御手段とを設けるようにしたり、荷電子ビームを偏
向器及びスクリーンレンズを介して被露光物に照射し、
複数のチップを同時に描画するマルチ荷電子ビーム露光
装置のアライメント方法において、荷電子ビームの走査
方向毎に、各チップ毎に互いに異なる位置にアライメン
トマークを設け、該アライメントマーク走査時に被露光
物がら放出される電子の量に応じて検出される電気量に
より、前記アライメントマークの所在を検知し、前記荷
電子ビームを前記偏向器により偏向制御するとともに、
該偏向制御情報と前記アライメントマーク検知情報とに
基づいて前記荷電子ビームの各チップに対する露光座標
を求めるようにしたものである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a multi-charge electron beam exposure method in which a charged electron beam is irradiated onto an object to be exposed through a deflector and a screen lens, and a plurality of chips are drawn simultaneously. In the alignment device of the device, detection is performed according to the alignment marks provided at different positions for each chip in each scanning direction of the charged electron beam, and the amount of electrons emitted from the exposed object when scanning the alignment marks. an alignment mark detection means for detecting the location of the alignment mark based on the amount of electricity detected; and deflection control of the charged electron beam by the deflector; A beam deflection control means for determining the exposure coordinates of the electron beam for each chip may be provided, or the object to be exposed may be irradiated with the charged electron beam through a deflector and a screen lens.
In an alignment method for a multi-charge electron beam exposure device that simultaneously draws a plurality of chips, alignment marks are provided at different positions for each chip in each scanning direction of the charge electron beam, and when the alignment marks are scanned, objects to be exposed are emitted. detecting the location of the alignment mark based on the amount of electricity detected in accordance with the amount of electrons, and controlling the deflection of the charged electron beam by the deflector;
The exposure coordinates of the charged electron beam for each chip are determined based on the deflection control information and the alignment mark detection information.

また、前記アライメント装置において更に前記偏向器と
スクリーンレンズとの間に設けられ、スクリーンレンズ
上の各小レンズに対応して荷電子ビームを分割するビー
ム分割手段と、該ビーム分割手段とスクリーンレンズと
の間に設けられ、前記分割された荷電子ビームを夫々偏
向し、前記スクリーンレンズの小レンズに出射するマル
チビーム偏向手段とを備えるようにしたり、前記アライ
メント方法において更に、前記偏向器とスクリーンレン
ズとの間においてスクリーンレンズ上の各小レンズに対
応して荷電子ビームを分割し、該分割した荷電子ビーム
を夫々偏向し、前記スクリーンレンズの小レンズに出射
するようにすることが望ましい。
Further, in the alignment device, a beam splitting means is provided between the deflector and the screen lens and splits the valence electron beam corresponding to each small lens on the screen lens, and the beam splitting means and the screen lens are The alignment method may further include a multi-beam deflection means provided between the deflector and the screen lens for deflecting the divided charge electron beams and emitting them to the small lenses of the screen lens. It is desirable that the charge electron beam be divided between the screen lens and the charge electron beam corresponding to each small lens on the screen lens, and that the divided charge electron beams be respectively deflected and emitted to the small lenses of the screen lens.

(作用) 各チップ毎の固有のアライメントマークが検知され、荷
電子ビームの偏向情報とアライメントマーク検知情報と
に基づいて荷電子ビームの各チップに対する露光座標が
求められる。
(Operation) A unique alignment mark for each chip is detected, and the exposure coordinates of the charged electron beam for each chip are determined based on the deflection information of the charged electron beam and the alignment mark detection information.

また、各チップ毎の露光座標に応じて各チップ毎に荷電
子ビームのアライメントが独立して行われる。
Furthermore, the alignment of the charged electron beam is performed independently for each chip according to the exposure coordinates for each chip.

(実施例) 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。(Example) An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明の一実施例に係るマルチ荷電子ビーム露
光装置要部の構成図である。同図中1はイオンビーム(
荷電子ビーム)101を出力するイオンビーム源(荷電
子ビーム源)であり、該イオンビーム源1の下方にブラ
ンカ2.オブジェクトアパーチャ3、偏向器4、ビーム
制限アパーチャ5、XY方向偏向器6、及びスクリーン
レンズ7がこの順序で配されている。イオンビーム10
1はブランカ2、オブジェクトアパーチャ3、偏向器4
.ビーム制限アパーチャ5、xY方向偏向器6、スクリ
ーンレンズ7を介して、試料(被露光物、例えばシリコ
ンウェハ)8に照射され、該試料8にパターンを描画す
る。試料8は、絶縁板10によってXYステージ11と
絶縁された導電板9上に載置され、ストッパ12によっ
て固定されている。導電板9は電流検出器19を介して
電源(例えばl0KV程度の電圧を発生するもの)20
の負電極に接続され、電源20の正電極はアースに接続
されている。
FIG. 1 is a block diagram of a main part of a multi-charge electron beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. 1 in the figure is an ion beam (
This is an ion beam source (charge electron beam source) that outputs a charge electron beam (charge electron beam) 101, and a blanker 2. An object aperture 3, a deflector 4, a beam limiting aperture 5, an XY direction deflector 6, and a screen lens 7 are arranged in this order. ion beam 10
1 is blanker 2, object aperture 3, deflector 4
.. A sample (exposed object, for example, a silicon wafer) 8 is irradiated with the beam through a beam limiting aperture 5, an xY direction deflector 6, and a screen lens 7, and a pattern is drawn on the sample 8. The sample 8 is placed on a conductive plate 9 that is insulated from the XY stage 11 by an insulating plate 10, and is fixed by a stopper 12. The conductive plate 9 is connected to a power source (for example, one that generates a voltage of about 10 KV) 20 via a current detector 19.
The positive electrode of the power supply 20 is connected to the ground.

イオンビーム源1は、イオン(荷電子)を発生させるイ
オン源、集束レンズ等より成り、本実施例においては正
電荷のイオンビームを発生する。
The ion beam source 1 includes an ion source that generates ions (charge electrons), a focusing lens, and the like, and in this embodiment, generates a positively charged ion beam.

ブランカ2は一種の偏向器であり、必要に応じてイオン
ビーム101を偏向させ、イオンビーム101がオブジ
ェクトアパーチャ3によって遮断されるようにして、イ
オンビーム101のオン(試料6への照射)、オフ(遮
断)を行う。オブジェクトアパーチャ3はイオンビーム
101の形状を成形するものであり、オブジェクトアパ
ーチャ3のビーム成形孔3aの形状に応じた像が試料8
上に投影される。偏向器4は、第1の電極4aと第2の
電極4bとにより構成され、試料8上のビーム成形孔3
aの結像範囲を調整するために使用される。
The blanker 2 is a type of deflector, and deflects the ion beam 101 as necessary so that the ion beam 101 is blocked by the object aperture 3, turning the ion beam 101 on (irradiating the sample 6) and off. (interruption). The object aperture 3 shapes the shape of the ion beam 101, and an image corresponding to the shape of the beam shaping hole 3a of the object aperture 3 is the sample 8.
projected on top. The deflector 4 includes a first electrode 4a and a second electrode 4b, and the beam forming hole 3 on the sample 8.
It is used to adjust the imaging range of a.

ビーム制限アパーチャ5には、スクリーンレンズのレン
ズ孔に夫々対応する複数の成形孔が設けられ、スクリー
ンレンズのレンズ孔を通過する荷電子ビームを制限する
。このビーム制限アパーチャ5は、導電材であって非磁
性体の材料(例えばステンレス、タングステン、シリコ
ン、モリブデン〉を用いて製作されている。
The beam limiting aperture 5 is provided with a plurality of shaped holes corresponding to the lens holes of the screen lens, and limits the charged electron beam passing through the lens holes of the screen lens. The beam limiting aperture 5 is made of a conductive, non-magnetic material (for example, stainless steel, tungsten, silicon, molybdenum).

XY方向偏向器6は、第2図に示すように、ビーム制限
アパーチャ5を通過した複数の荷電子ビームの夫々を偏
向するために、スクリーンレンズ7のレンズ孔7aの数
に対応した数だけ設けられる(第2図では一部図示を省
呻している)。このXY偏向器6については、更に後述
する。スクリーンレンズ7は、シリコン又はアルミニウ
ムに酸化しにくい金属(例えば金)を蒸着したものであ
って、多数のレンズ孔(例えば直径1mmの円形孔)が
設けられている。このスクリーンレンズ7により、レン
ズ孔7aのそれぞれに対応して試料8上に前記オブジェ
クトアパーチャ3のビーム成形孔3aの像(例えば1μ
m X 1μmの矩形の像)が投影され、同じパターン
が複数同時に試料8上に描画される。ここで、スクリー
ンレンズ7と試料8との間隔は、例えば20mm程度に
設定され、試料8にはスクリーンレンズ7に対して負電
圧(例えば−9KV)が印加される。
As shown in FIG. 2, the XY direction deflectors 6 are provided in a number corresponding to the number of lens holes 7a of the screen lens 7 in order to deflect each of the plurality of valence electron beams that have passed through the beam limiting aperture 5. (Part of the illustration is omitted in Figure 2). This XY deflector 6 will be further described later. The screen lens 7 is made of silicon or aluminum deposited with a metal (for example, gold) that is difficult to oxidize, and is provided with a large number of lens holes (for example, circular holes with a diameter of 1 mm). This screen lens 7 causes an image of the beam shaping hole 3a of the object aperture 3 (for example, 1μ
A rectangular image (m×1 μm) is projected, and a plurality of the same patterns are simultaneously drawn on the sample 8. Here, the distance between the screen lens 7 and the sample 8 is set to, for example, about 20 mm, and a negative voltage (for example, -9 KV) is applied to the sample 8 with respect to the screen lens 7.

XYステージ11は、ステージ駆動モータ18により、
互いに直交するX軸とY軸の方向に移動可能なテーブル
であり、試料8を所定の照射位置に移動させる。このX
Yステージ11上には測長用ミラー13が設けられ、該
測長用ミラー13とレーザ測長器16とによりxYステ
ージ11の位置が高精度に測定される。
The XY stage 11 is driven by a stage drive motor 18.
The table is movable in the X-axis and Y-axis directions, which are orthogonal to each other, and moves the sample 8 to a predetermined irradiation position. This X
A length measuring mirror 13 is provided on the Y stage 11, and the position of the xY stage 11 is measured with high precision by the length measuring mirror 13 and the laser length measuring device 16.

上述した各構成要素のうち1〜13は、真空チェンバ1
4内に収容され、該真空チェンバ14は排気装置15に
より所定圧力(例えば10−6〜10−5[torrl
)まで排気される。
Among the above-mentioned components 1 to 13, the vacuum chamber 1
4, and the vacuum chamber 14 is heated to a predetermined pressure (for example, 10-6 to 10-5 torrl) by an exhaust device 15.
) is exhausted.

イオンビーム源l、ブランカ2、偏向器4.XY方向偏
向器6.及び排気装置15には、それぞれイオンビーム
源コントローラ22、ブランカコントローラ23、ビー
ム偏向コントローラ24、XY方向ビーム偏向コントロ
ーラ25及び排気コントローラ26が接続され、これら
のコントローラ22〜26は、イオンビーム源1、ブラ
ンカ2゜偏向器4.XY方向偏向器6、及び排気装置1
5をそれぞれ駆動制御する。
Ion beam source 1, blanker 2, deflector 4. XY direction deflector 6. An ion beam source controller 22, a blanker controller 23, a beam deflection controller 24, an XY direction beam deflection controller 25, and an exhaust controller 26 are connected to the exhaust device 15 and the ion beam source 1, respectively. Blanker 2° deflector 4. XY direction deflector 6 and exhaust device 1
5 are respectively driven and controlled.

前記レーザ測長器16及びステージ駆動モータ18は、
ステージ駆動装置17に接続されており。
The laser length measuring device 16 and the stage drive motor 18 are
It is connected to the stage drive device 17.

ステージ駆動装置17により、XYステージ11の位置
の検出及び駆動が行われる。
The stage drive device 17 detects the position of the XY stage 11 and drives it.

電流検出器19は、導電板9から電源20の負電極に流
れ込む電流Iを検出し、その検出信号をマーク位置算出
回路21に供給する。
The current detector 19 detects the current I flowing from the conductive plate 9 to the negative electrode of the power source 20 and supplies the detection signal to the mark position calculation circuit 21 .

前記各コントローラ22〜26、ステージ駆動装置17
及びマーク位置算出回路21は、CPUインタフェース
制御回路27を介して制御用計算機28に接続されてお
り、該制御用計算機28により露光装置全体の作動が制
御される。制御用計算機28には入出力装置29が接続
され、照射位置データ、XY方向偏向器6のそれぞれの
偏向量データ等が入力される。
Each of the controllers 22 to 26 and the stage drive device 17
The mark position calculation circuit 21 is connected to a control computer 28 via a CPU interface control circuit 27, and the control computer 28 controls the operation of the entire exposure apparatus. An input/output device 29 is connected to the control computer 28, and irradiation position data, deflection amount data of each of the XY direction deflectors 6, etc. are inputted thereto.

前記XY方向偏向器6は、第3図に示すようにスクリー
ンレンズ7の各レンズ孔7aに対してX方向とY方向と
に各2つずつ設けられた偏向電極6a、6b、6c、6
dによって構成され、端子X1−X2間及びYl−Y2
間に電圧を印加することによって、荷電子ビーム101
を偏向し、試料8上の焦点位11Pを補正する(例えば
同図中−点鎖点で示した状態から実線で示した状態に移
動させる)、この補正のための焦点位置の移動量は、最
大±1μm程度である。また電極間の電圧は50〜20
0Vの範囲であり、スクリーンレンズ7のレンズ孔7a
の径、及びレンズ孔7aの中心間隔に応じて設定される
The XY direction deflector 6 includes two deflection electrodes 6a, 6b, 6c, 6 provided in the X direction and two in the Y direction for each lens hole 7a of the screen lens 7, as shown in FIG.
d, between terminals X1 and X2 and between Yl and Y2
By applying a voltage between the charged electron beam 101
to correct the focal position 11P on the sample 8 (for example, move from the state shown by the dotted chain dots to the state shown by the solid line in the figure). The amount of movement of the focal position for this correction is as follows: The maximum is about ±1 μm. Also, the voltage between the electrodes is 50 to 20
0V range, and the lens hole 7a of the screen lens 7
and the center distance of the lens holes 7a.

以上のように構成された荷電子ビーム露光装置における
アライメント方法を以下に詳述する。
The alignment method in the charged electron beam exposure apparatus configured as above will be described in detail below.

第4図は2本実施例におけるアライメントマークの位r
tを検出する方法を説明するための図であり、同図中8
aは試料8の基板、8bはアライメントマークである1
図示例では、基板8aの材質はS(例えばシリコン)で
あり、アライメントマーり8bの材質はSと異なるT(
例えば半導体不純物であるホウ素(B)、リン(P)、
ヒ素(As)。
Figure 4 shows the alignment mark position r in the two embodiments.
8 is a diagram for explaining a method of detecting t.
a is the substrate of sample 8, 8b is the alignment mark 1
In the illustrated example, the material of the substrate 8a is S (for example, silicon), and the material of the alignment mark 8b is T (different from S).
For example, semiconductor impurities such as boron (B), phosphorus (P),
Arsenic (As).

アンチモン(s b)を多く含む領域又はアルミニウム
(AQ)等)である。
A region containing a large amount of antimony (sb) or aluminum (AQ), etc.).

イオンビーム101を試料8の表面に照射し、制御用計
算機28からの偏向情報に基づいて偏向器4により第4
図(b)の矢印Xで示すX軸方向に走査させると、イオ
ンビーム101により照射された部分の材質に応じた2
次イオン(ここでは。
The surface of the sample 8 is irradiated with the ion beam 101, and the fourth beam is irradiated by the deflector 4 based on the deflection information from the control computer 28.
When scanning in the X-axis direction indicated by the arrow X in FIG.
Next ion (here.

材質S、Tとも正電荷の2次イオン)及び2次電子が放
出される。
For both materials S and T, positively charged secondary ions) and secondary electrons are emitted.

一方、電流検出器によって検出される電流値■は下記式
(1)で与えられる。
On the other hand, the current value ■ detected by the current detector is given by the following equation (1).

I=I i −(i−I e)      ・= (1
)ここで、Ii、i及びIsはそれぞれイオンビーム1
01..2次イオン及び2次電子の電流値である。また
、一般にi/Ia=10−’〜10−3であってIe>
iが成立する。
I=I i −(i − I e) ・= (1
) Here, Ii, i and Is are respectively ion beam 1
01. .. This is the current value of secondary ions and secondary electrons. In addition, generally i/Ia=10-' to 10-3 and Ie>
i holds true.

従って、基板8aとアライメントマーク8bとでは、2
次イオン及び2次電子による電流値I。
Therefore, between the substrate 8a and the alignment mark 8b, there are 2
Current value I due to secondary ions and secondary electrons.

Ieが変化するので、検出電流値1が変化する(この場
合、特に2次電子電流Ieの変化の寄与が大きい)。マ
ーク位置算出回路21は、この電流検出信号の変化位置
と、前記制御計算機28からの偏向情報とに基づいて、
基板8aとアライメントマーク8bのX方向の境界値[
Xl、Xlを算出し、(X1+X2)/2をアライメン
トマーク位置とする。また、X方向の位置も上述と同様
にして、算出することができる。
Since Ie changes, the detected current value 1 changes (in this case, the contribution of the change in the secondary electron current Ie is particularly large). The mark position calculation circuit 21 calculates, based on the change position of the current detection signal and the deflection information from the control computer 28,
The boundary value in the X direction between the substrate 8a and the alignment mark 8b [
Calculate Xl and Xl, and set (X1+X2)/2 as the alignment mark position. Further, the position in the X direction can also be calculated in the same manner as described above.

また、本実施例においては、第5図に示すように試料8
上の描画されるべき各チップ毎にX方向のアライメント
マーク8bxとX方向のアライメントマーク8byとを
形成し、各チップのアライメントマーク位置は互いに異
なるようにしている。即ち、例えば第5図のチップA、
Bに着目すると。
In addition, in this example, as shown in FIG.
An alignment mark 8bx in the X direction and an alignment mark 8by in the X direction are formed for each chip to be drawn above, and the alignment mark positions of each chip are made to be different from each other. That is, for example, chip A in FIG.
If we focus on B.

X方向のアライメントマーク8bx^と8 bxnとは
チップの外形に対する相対位置が所定距離do(例えば
10μm)だけずらして形成されている。X方向につい
ても同様である。尚、第5図(a)においてはチップA
−Fについてのみアライメントマーク8 bx^〜8 
bxp 、 8 bv^〜8 byFを示したが。
The alignment marks 8bx^ and 8bxn in the X direction are formed so that their relative positions with respect to the outer shape of the chip are shifted by a predetermined distance do (for example, 10 μm). The same applies to the X direction. In addition, in FIG. 5(a), chip A
-Alignment mark 8 bx^~8 only for F
bxp, 8 bv^~8 byF was shown.

他のチップにも同様に各チップの外形に対する相対位置
が互いに異なるように形成されている。
Similarly, the other chips are formed so that the relative positions with respect to the external shape of each chip are different from each other.

第6図に示すように全てのチップについて同位置にアラ
イメントマークを形成した場合には、試料8全体(全チ
ップ)としての位置ずれを検出することのみ可能である
のに対し、本実施例のようにアライメントマークを形成
することによって、各チップ毎にイオンビームの露光座
標を特定することが可能となる。即ち、本実施例によれ
ば、試料8全体としてアライメントはXYステージを駆
動して行う一方、更に各チップ毎にイオンビームの位置
ずれを検出し、該検出結果に応じてXX方向偏向器6を
制御して、各チップに対応する夫々のイオンビームの露
光座標の補正を行う。この補正によって、試料の歪、あ
るいはアライメントマークの製作誤差等に拘らず、各チ
ップのアライメントを高精度に行い、生産歩留りを向上
させることができる。
If alignment marks are formed at the same position for all chips as shown in FIG. 6, it is only possible to detect positional deviations for the entire sample 8 (all chips), whereas in this example By forming alignment marks in this way, it becomes possible to specify the exposure coordinates of the ion beam for each chip. That is, according to this embodiment, while the alignment of the sample 8 as a whole is performed by driving the XY stage, the positional deviation of the ion beam is detected for each chip, and the XX direction deflector 6 is adjusted according to the detection result. The exposure coordinates of each ion beam corresponding to each chip are corrected by controlling. With this correction, it is possible to align each chip with high precision and improve production yield, regardless of sample distortion or manufacturing errors in alignment marks.

尚、本実施例ではアライメントマーク位置を電流検出器
によって検出するようにしたが、これに限るものではな
く、例えば2次電子検出器を試料の近傍に設けて(例え
ばイオン分離検出器、¥j′量分析器を用いて)、試料
から放射される2次電子を検出することにより、アライ
メントマーク位置を検出するようにしてもよい。
In this embodiment, the alignment mark position is detected by a current detector, but the present invention is not limited to this. For example, a secondary electron detector may be provided near the sample (for example, an ion separation detector, The position of the alignment mark may be detected by detecting secondary electrons emitted from the sample (using a quantity analyzer).

また、本実施例ではアライメントマーク8bを基板8a
と異なる材質としたが、これに限るものではなく、例え
ば基板8aに四部等の形状の異なる部分を設けて、これ
をアライメントマークとしてもよい。その場合にも、ア
ライメントマークの境界位置で検出電流値Iが変化する
ので、これによってマーク位置を検出することができる
Further, in this embodiment, the alignment mark 8b is aligned with the substrate 8a.
Although the material is different from that, the material is not limited to this. For example, the substrate 8a may be provided with four portions having different shapes, and these may be used as alignment marks. Even in this case, the detected current value I changes at the boundary position of the alignment mark, so that the mark position can be detected.

(発明の効果) 以上詳述したように、請求項1のアライメント装置、あ
るいは請求項3のアライメント方法によれば、各チップ
固有のアライメントマークにより、各チップに対応する
荷電子ビームの露光座標が検出され、高精度のパターン
描画を行うためのローカルアライメント情報を得ること
ができる。
(Effects of the Invention) As detailed above, according to the alignment apparatus of claim 1 or the alignment method of claim 3, the exposure coordinates of the charged electron beam corresponding to each chip are determined by the alignment mark unique to each chip. It is possible to obtain local alignment information for highly accurate pattern drawing.

請求項2のアライメント装置、あるいは請求項4のアラ
イメント方法によれば、各チップ毎の露光座標に応じて
各チップ毎に荷電子ビームのアライメントが独立して行
われるので、被露光物の歪。
According to the alignment apparatus according to the second aspect or the alignment method according to the fourth aspect, the alignment of the valence electron beam is performed independently for each chip according to the exposure coordinates for each chip, so that distortion of the exposed object is avoided.

アライメントマーク製作誤差等に拘らず、各チップのア
ライメントを高精度に行い、生産歩留りを向上させるこ
とができる。
Regardless of alignment mark manufacturing errors, each chip can be aligned with high precision and production yield can be improved.

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

第1図は本発明の一実施例に係るマルチ荷電子ビーム露
光装置要部の構成図、第2図は第1図の一部を拡大して
示す斜視図、第3図はXX方向偏向器による焦点補正を
示す図、第4図はアライメントマーク位置の検出方法を
説明するための図、第5図は試料上のアライメントマー
ク位置を示す図、第6図は従来のアライメントマーク位
置を示す図である。 1・・・イオンビーム源(荷電子ビーム源)、4・・・
偏向器、5・・・ビーム制御アパーチャ、6・・・XX
方向偏向器、7・・・スクリーンレンズ、8・・・試料
(被露光物) 19・・・電流検出器、 20・・・電源。
FIG. 1 is a block diagram of the main parts of a multi-charge electron beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged perspective view of a part of FIG. 1, and FIG. 3 is a deflector in the XX direction. Figure 4 is a diagram for explaining the method of detecting the alignment mark position, Figure 5 is a diagram showing the alignment mark position on the sample, and Figure 6 is a diagram showing the conventional alignment mark position. It is. 1... Ion beam source (charge electron beam source), 4...
Deflector, 5...Beam control aperture, 6...XX
Directional deflector, 7...Screen lens, 8...Sample (exposed object) 19...Current detector, 20...Power source.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、荷電子ビームを偏向器及びスクリーンレンズを介し
て被露光物に照射し、複数のチップを同時に描画するマ
ルチ荷電子ビーム露光装置のアライメント装置において
、荷電子ビームの走査方向毎に、各チップ毎に互いに異
なる位置に設けられたアライメントマークと、該アライ
メントマーク走査時に被露光物から放出される電子の量
に応じて検出される電気量により、前記アライメントマ
ークの所在を検知するアライメントマーク検知手段と、
前記荷電子ビームを前記偏向器により偏向制御するとと
もに、該偏向制御情報と前記アライメントマーク検知情
報とに基づいて前記荷電子ビームの各チップに対する露
光座標を求めるビーム偏向制御手段とを設けたことを特
徴とするマルチ荷電子ビーム露光装置のアライメント装
置。 2、前記偏向器とスクリーンレンズとの間に設けられ、
スクリーンレンズ上の各小レンズに対応して荷電子ビー
ムを分割するビーム分割手段と、該ビーム分割手段とス
クリーンレンズとの間に設けられ、前記分割された荷電
子ビームを夫々偏向し、前記スクリーンレンズの小レン
ズに出射するマルチビーム偏向手段とを備えたことを特
徴とする請求項1記載のマルチ荷電子ビーム露光装置の
アライメント装置。 3、荷電子ビームを偏向器及びスクリーンレンズを介し
て被露光物に照射し、複数のチップを同時に描画するマ
ルチ荷電子ビーム露光装置のアライメント方法において
、荷電子ビームの走査方向毎に、各チップ毎に互いに異
なる位置にアライメントマークを設け、該アライメント
マーク走査時に被露光物から放出される電子の量に応じ
て検出される電気量により、前記アライメントマークの
所在を検知し、前記荷電子ビームを前記偏向器により偏
向制御するとともに、該偏向制御情報と前記アライメン
トマーク検知情報とに基づいて前記荷電子ビームの各チ
ップに対する露光座標を求めることを特徴とするマルチ
荷電子ビーム露光装置のアライメント方法。 4、前記偏向器とスクリーンレンズとの間においてスク
リーンレンズ上の各小レンズに対応して荷電子ビームを
分割し、該分割した荷電子ビームを夫々偏向し、前記ス
クリーンレンズの小レンズに出射することを特徴とする
請求項3記載のマルチ荷電子ビーム露光装置のアライメ
ント方法。
[Scope of Claims] 1. In an alignment device of a multi-charge electron beam exposure apparatus that irradiates a charged electron beam onto an exposed object through a deflector and a screen lens to simultaneously draw a plurality of chips, scanning of the charged electron beam is performed. The location of the alignment mark is determined using alignment marks provided at different positions for each chip in each direction and an amount of electricity detected according to the amount of electrons emitted from the exposed object when scanning the alignment mark. an alignment mark detection means for detecting;
Beam deflection control means for controlling the deflection of the charged electron beam by the deflector and determining exposure coordinates of the charged electron beam for each chip based on the deflection control information and the alignment mark detection information. Alignment device for multi-charged electron beam exposure equipment. 2. Provided between the deflector and the screen lens,
A beam splitting means for splitting the charged electron beam corresponding to each small lens on the screen lens, and a beam splitting means provided between the beam splitting means and the screen lens to respectively deflect the split charged electron beam and 2. The alignment device for a multi-charge electron beam exposure apparatus according to claim 1, further comprising a multi-beam deflection means for emitting the beam to a small lens of the lens. 3. In an alignment method for a multi-charge electron beam exposure apparatus in which a charged electron beam is irradiated onto an object to be exposed through a deflector and a screen lens to draw multiple chips simultaneously, each chip is aligned in each scanning direction of the charged electron beam. Alignment marks are provided at different positions for each alignment mark, and the location of the alignment mark is detected by the amount of electricity detected according to the amount of electrons emitted from the object to be exposed when the alignment mark is scanned, and the charged electron beam is An alignment method for a multi-charge electron beam exposure apparatus, characterized in that deflection is controlled by the deflector, and exposure coordinates of the charge electron beam for each chip are determined based on the deflection control information and the alignment mark detection information. 4. Split the charge electron beam between the deflector and the screen lens corresponding to each small lens on the screen lens, deflect the divided charge electron beams respectively, and emit them to the small lenses of the screen lens. 4. The alignment method for a multi-charge electron beam exposure apparatus according to claim 3.
JP34321889A 1989-12-28 1989-12-28 Alignment device and method of multiple-charged particle beam exposure system Pending JPH03201526A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34321889A JPH03201526A (en) 1989-12-28 1989-12-28 Alignment device and method of multiple-charged particle beam exposure system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34321889A JPH03201526A (en) 1989-12-28 1989-12-28 Alignment device and method of multiple-charged particle beam exposure system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03201526A true JPH03201526A (en) 1991-09-03

Family

ID=18359831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34321889A Pending JPH03201526A (en) 1989-12-28 1989-12-28 Alignment device and method of multiple-charged particle beam exposure system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03201526A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6034375A (en) * 1997-04-11 2000-03-07 Nec Corporation Method of aligning a semiconductor substrate with a base stage and apparatus for doing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6034375A (en) * 1997-04-11 2000-03-07 Nec Corporation Method of aligning a semiconductor substrate with a base stage and apparatus for doing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7772574B2 (en) Pattern lock system for particle-beam exposure apparatus
US7385194B2 (en) Charged particle beam application system
JPH10214779A (en) Electron beam exposure method and fabrication of device using that method
US5012105A (en) Multiple-imaging charged particle-beam exposure system
JP2012138519A (en) Charged particle beam drawing apparatus, and device manufacturing method
US7041988B2 (en) Electron beam exposure apparatus and electron beam processing apparatus
JP4612838B2 (en) Charged particle beam exposure apparatus and exposure method therefor
JP2013219085A (en) Lithography device, lithography method, and manufacturing method of article
JPS61283121A (en) Charged beam projecting exposure device
JPH09320931A (en) Method for measuring imaging characteristic and transfer device by the method
KR101790829B1 (en) Drawing apparatus, and method of manufacturing article
JP2013021215A (en) Beam measuring device, drawing device, and method of manufacturing article
US10573491B2 (en) Device, manufacturing method, and exposure apparatus
JP4477434B2 (en) Charged particle beam exposure apparatus and device manufacturing method
JPH03201526A (en) Alignment device and method of multiple-charged particle beam exposure system
JP2009182269A (en) Charged beam lithography apparatus and method
JP3832914B2 (en) Electron beam exposure apparatus and device manufacturing method using the apparatus
US6376137B1 (en) Charged-particle-beam microlithography apparatus and methods including correction of stage-positioning errors using a deflector
JP2015037104A (en) Drawing apparatus and manufacturing method for article
JP2004165498A (en) Charged particle beam optical lithography system, method for fabricating device
JP2010135248A (en) Evaluation substrate of charged particle beam
JPS63263720A (en) Electron beam lithography equipment
JPH03194916A (en) Method and apparatus for detecting alignment mark position
JP2007251024A (en) Charged beam exposure apparatus, charged beam exposure method, and method of manufacturing semiconductor device
JP2006210459A (en) Charged particle beam exposure apparatus and method, and method of fabricating device