JPH0580813B2 - - Google Patents
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- JPH0580813B2 JPH0580813B2 JP58096148A JP9614883A JPH0580813B2 JP H0580813 B2 JPH0580813 B2 JP H0580813B2 JP 58096148 A JP58096148 A JP 58096148A JP 9614883 A JP9614883 A JP 9614883A JP H0580813 B2 JPH0580813 B2 JP H0580813B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7073—Alignment marks and their environment
- G03F9/7076—Mark details, e.g. phase grating mark, temporary mark
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7049—Technique, e.g. interferometric
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/304—Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
- H01J37/3045—Object or beam position registration
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/544—Marks applied to semiconductor devices or parts, e.g. registration marks, alignment structures, wafer maps
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
- H01L2223/544—Marks applied to semiconductor devices or parts
- H01L2223/54453—Marks applied to semiconductor devices or parts for use prior to dicing
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
- Y10S505/88—Inductor
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は、２つの部材間の位置合わせ方法に係
わり、特に光電マスク及びウエハ上に設けられた
各マークを基準として、マスク・ウエハ間の相対
位置を合わせる電子ビーム転写用位置合わせ方法
に関する。
わり、特に光電マスク及びウエハ上に設けられた
各マークを基準として、マスク・ウエハ間の相対
位置を合わせる電子ビーム転写用位置合わせ方法
に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
従来、シリコンウエハ等の試料面上にレジスト
パターンを形成する場合、一般に微細幅の電子ビ
ームをレジスト上で走査しレジストを露光するよ
うにしているが、この種の手法では上記走査に長
時間を要し、生産性が悪いという問題がある。そ
こで最近は、予めパターンを形成したマスクを用
い、そのマスクパターンをＸ線や電子線等にて試
料上に転写する各種の転写装置が開発されてい
る。そして、これらの転写装置のうちで、紫外光
を受けて光電子を放出する光電マスクを用い、こ
のマスクと試料との間に磁界及び電界を印加し、
上記マスクから放出された光電子を収束せしめて
転写を行なう光電面マスク型電子ビーム転写装置
が微細パターン転写に最も有望と考えられてい
る。
パターンを形成する場合、一般に微細幅の電子ビ
ームをレジスト上で走査しレジストを露光するよ
うにしているが、この種の手法では上記走査に長
時間を要し、生産性が悪いという問題がある。そ
こで最近は、予めパターンを形成したマスクを用
い、そのマスクパターンをＸ線や電子線等にて試
料上に転写する各種の転写装置が開発されてい
る。そして、これらの転写装置のうちで、紫外光
を受けて光電子を放出する光電マスクを用い、こ
のマスクと試料との間に磁界及び電界を印加し、
上記マスクから放出された光電子を収束せしめて
転写を行なう光電面マスク型電子ビーム転写装置
が微細パターン転写に最も有望と考えられてい
る。
第１図は光電面マスク型電子ビーム転写装置を
示す概略構成図である。真空容器（試料室）１は
その内部を真空ポンプ２により例えば１×10-6
［torr］程度に真空排気されている。真空容器１
内の所定の位置には光電マスク３が配置されてい
る。このマスク３は紫外光を通過する石英基板３
ａ，石英基板３ａの下面に紫外光を遮えぎる薄膜
（たとえばクロム）を取着してなるマスクパター
ン３ｂ及びこれらの下面に紫外光を受けて光電子
を放出するCSＩ等を塗布してなる光電面３ｃから
形成されている。そして、光電マスク３の下方に
は、レジスト４を塗布した試料５がマスク３と10
［mm］程度離間して対向配置されるものとなつて
いる。また、前記容器１の上壁には光透過窓があ
り、この窓を閉塞して透明板６が取着されてい
る。そして、この透明板６を介して容器１内に光
源７からの紫外光が導入され、前記マスク３の上
面が照射されるものとなつている。一方、前記容
器１の外部には、例えばヘルムホルツ形コイル８
が設けられており、このコイル８により紙面上下
方向、つまりコイル８の光電面３ｃに直交する方
向に磁界が印加される。さらに、前記マスク３と
試料５との間には直流電源９から高電圧が印加さ
れ、これにより上記磁界方向と同方向に電界が印
加されるものとなつている。
示す概略構成図である。真空容器（試料室）１は
その内部を真空ポンプ２により例えば１×10-6
［torr］程度に真空排気されている。真空容器１
内の所定の位置には光電マスク３が配置されてい
る。このマスク３は紫外光を通過する石英基板３
ａ，石英基板３ａの下面に紫外光を遮えぎる薄膜
（たとえばクロム）を取着してなるマスクパター
ン３ｂ及びこれらの下面に紫外光を受けて光電子
を放出するCSＩ等を塗布してなる光電面３ｃから
形成されている。そして、光電マスク３の下方に
は、レジスト４を塗布した試料５がマスク３と10
［mm］程度離間して対向配置されるものとなつて
いる。また、前記容器１の上壁には光透過窓があ
り、この窓を閉塞して透明板６が取着されてい
る。そして、この透明板６を介して容器１内に光
源７からの紫外光が導入され、前記マスク３の上
面が照射されるものとなつている。一方、前記容
器１の外部には、例えばヘルムホルツ形コイル８
が設けられており、このコイル８により紙面上下
方向、つまりコイル８の光電面３ｃに直交する方
向に磁界が印加される。さらに、前記マスク３と
試料５との間には直流電源９から高電圧が印加さ
れ、これにより上記磁界方向と同方向に電界が印
加されるものとなつている。
しかして、光源７から発せられた紫外光は透明
板６を介して光電マスク３の上面に照射され、こ
れにより上記マスク３の光電面３ｃからマスクパ
ターン３ｂに対応して光電子が放出される。この
光電子は前記磁界及び電界により収束加速されて
下方向に進み、試料５上のレジスト４に入射す
る。これにより、レジスト４がマスクパターン３
ｂに応じて露光され、パターン転写が行なわれ
る。なお、図中１０は光源７からの紫外光をさえ
ぎるシヤツタ、１１はシヤツタ１０を駆動する駆
動系、１２はコイル電源、１３は偏向コイル、１
４は試料台、１５は駆動機構、１６はコイル電
源、１７は試料台１４を駆動するための駆動電源
を示している。
板６を介して光電マスク３の上面に照射され、こ
れにより上記マスク３の光電面３ｃからマスクパ
ターン３ｂに対応して光電子が放出される。この
光電子は前記磁界及び電界により収束加速されて
下方向に進み、試料５上のレジスト４に入射す
る。これにより、レジスト４がマスクパターン３
ｂに応じて露光され、パターン転写が行なわれ
る。なお、図中１０は光源７からの紫外光をさえ
ぎるシヤツタ、１１はシヤツタ１０を駆動する駆
動系、１２はコイル電源、１３は偏向コイル、１
４は試料台、１５は駆動機構、１６はコイル電
源、１７は試料台１４を駆動するための駆動電源
を示している。
この種の転写装置における光電マスク３とウエ
ハ５との相対的な位置合わせは、通常第２図及び
第３図に基本原理を示す次のような方法によつて
行われる。予め、マスク３には光照射により電子
ビームを照射する位置合わせ用マーク２１を所定
の位置に形成し、またウエハ５主面の所定位置に
は上記マーク２１と同一形状からなる位置合わせ
用マーク２２を形成しておく。このような光電マ
スク３とウエハ５とを対向配置し、光電マスク３
に光を照射すると共に光電マスク３とウエハ５と
の対向方向に沿つて磁界及び電界を印加して電子
ビームを発生させ、位置合わせ用マーク２１をウ
エハ５上に照射する。このとき、マスク・ウエハ
間の相対位置ずれ量とマーク２１，２２の重なり
面積との関係は第３図ａに示す如くなる。すなわ
ち、マスク・ウエハ間の相対位置が合わされたと
きにマーク２１，２２の重なり面積は最大とな
り、位置ずれ量に比例して重なり面積は減少す
る。ところで、加速された電子ビームが金属ター
ゲツトを衝撃すると、電子はターゲツト核との衝
突によつて減速する際その運動エネルギの一部を
Ｘ線として放出する。このＸ線の発生量（強度）
は電子エネルギ、ターゲツト金属の原子番号Ｚ及
びその厚さによつて異なるが、一般にＺが大きい
ほどＸ線発生量は多い。したがつて、上記ウエハ
５を例えばSi、マーク２２をTa，Ｗ，Mo等の重
金属とすると、電子ビームがウエハ５を照射した
時とマーク２２を照射した時とでは発生するＸ線
の量は異なり、マーク２２から発生するＸ線量は
ウエハ５から発生するＸ線量に比べてはるかに多
い。このため、ウエハ５の下方に設置したＸ線検
出器２３から得られるＸ線の出力と前記位置ずれ
量との関係は第３図ｂに示す如くなり、これから
Ｘ線の信号を検出することにより位置ずれ量を検
出することができる。ここで、図中Ｐがウエハ５
からのＸ線出力成分を示している。位置合わせは
偏向コイル１３及びコイル用電源１６により位置
合わせ方向に偏向磁界を印加し、電子ビームを上
記Ｘ線信号検出により得られる位置ずれ量だけ偏
向することによつて達成される。電子ビームを偏
向する代りに、駆動機構１５及び駆動電源１７を
用いて試料台１４を位置ずれ量だけ移動すること
によつて位置合わせすることも可能である。
ハ５との相対的な位置合わせは、通常第２図及び
第３図に基本原理を示す次のような方法によつて
行われる。予め、マスク３には光照射により電子
ビームを照射する位置合わせ用マーク２１を所定
の位置に形成し、またウエハ５主面の所定位置に
は上記マーク２１と同一形状からなる位置合わせ
用マーク２２を形成しておく。このような光電マ
スク３とウエハ５とを対向配置し、光電マスク３
に光を照射すると共に光電マスク３とウエハ５と
の対向方向に沿つて磁界及び電界を印加して電子
ビームを発生させ、位置合わせ用マーク２１をウ
エハ５上に照射する。このとき、マスク・ウエハ
間の相対位置ずれ量とマーク２１，２２の重なり
面積との関係は第３図ａに示す如くなる。すなわ
ち、マスク・ウエハ間の相対位置が合わされたと
きにマーク２１，２２の重なり面積は最大とな
り、位置ずれ量に比例して重なり面積は減少す
る。ところで、加速された電子ビームが金属ター
ゲツトを衝撃すると、電子はターゲツト核との衝
突によつて減速する際その運動エネルギの一部を
Ｘ線として放出する。このＸ線の発生量（強度）
は電子エネルギ、ターゲツト金属の原子番号Ｚ及
びその厚さによつて異なるが、一般にＺが大きい
ほどＸ線発生量は多い。したがつて、上記ウエハ
５を例えばSi、マーク２２をTa，Ｗ，Mo等の重
金属とすると、電子ビームがウエハ５を照射した
時とマーク２２を照射した時とでは発生するＸ線
の量は異なり、マーク２２から発生するＸ線量は
ウエハ５から発生するＸ線量に比べてはるかに多
い。このため、ウエハ５の下方に設置したＸ線検
出器２３から得られるＸ線の出力と前記位置ずれ
量との関係は第３図ｂに示す如くなり、これから
Ｘ線の信号を検出することにより位置ずれ量を検
出することができる。ここで、図中Ｐがウエハ５
からのＸ線出力成分を示している。位置合わせは
偏向コイル１３及びコイル用電源１６により位置
合わせ方向に偏向磁界を印加し、電子ビームを上
記Ｘ線信号検出により得られる位置ずれ量だけ偏
向することによつて達成される。電子ビームを偏
向する代りに、駆動機構１５及び駆動電源１７を
用いて試料台１４を位置ずれ量だけ移動すること
によつて位置合わせすることも可能である。
ところで、このような位置合わせ方法において
は、位置合わせ精度が検出信号のＳ／Ｎに依存し
ており、上記Ｘ線の強度が非常に小さいので、信
号レベルを大きくするためにはマークの面積を大
きくしなければならない。一方、位置検出分解能
を上げるためにはマーク幅を小さくしなければば
らないが、マーク幅を小さくすることによつて検
出範囲が狭くなつてしまう。上記矛盾を解決する
手法として、文献（J.P.Scott；The
Electrochemical Society；（1974），P123）に
は、第４図に示すごときマークパターンを用いる
COARSE／FINE位置合わせ方法が提案されてい
る。この方法では、位置合わせ用マークは粗位置
合わせ用パターン部と、微位置合わせ用パターン
部とからなり、それぞれのパターンは複数のライ
ンとスペースとが等間隔にならべられたものであ
る。このようにラインとスペースとを等間隔に配
置することによつてライン幅を広げることなしに
マーク面積を大きくすることができる。また、粗
位置合わせと微位置合わせの２段階に位置合わせ
を行うことにより位置検出範囲を大きくとること
ができる。このようなマークを用いたＸ線信号の
出力特性は第５図に示す如く粗位置合わせの信号
成分と微位置合わせの信号成分とが合成されたも
のとなる。したがつて、粗位置合わせを行う際に
は、微位置合わせの信号成分の影響により粗位置
合わせ領域での位置ずれ量が検出できないため
に、微位置合わせの検出範囲内に追い込むことは
難しい。一方、粗位置合わせ領域と微位置合わせ
領域とを完全に分離し、検出器もそれぞれ独立に
設け、粗位置合わせ及び微位置合わせを別々の検
出器で扱う方法も考えられるが、この場合マーク
及び検出器の数が増え装置の複雑化を招くだけで
なく、ウエハの転写可能領域が減少することにな
り望ましくない。
は、位置合わせ精度が検出信号のＳ／Ｎに依存し
ており、上記Ｘ線の強度が非常に小さいので、信
号レベルを大きくするためにはマークの面積を大
きくしなければならない。一方、位置検出分解能
を上げるためにはマーク幅を小さくしなければば
らないが、マーク幅を小さくすることによつて検
出範囲が狭くなつてしまう。上記矛盾を解決する
手法として、文献（J.P.Scott；The
Electrochemical Society；（1974），P123）に
は、第４図に示すごときマークパターンを用いる
COARSE／FINE位置合わせ方法が提案されてい
る。この方法では、位置合わせ用マークは粗位置
合わせ用パターン部と、微位置合わせ用パターン
部とからなり、それぞれのパターンは複数のライ
ンとスペースとが等間隔にならべられたものであ
る。このようにラインとスペースとを等間隔に配
置することによつてライン幅を広げることなしに
マーク面積を大きくすることができる。また、粗
位置合わせと微位置合わせの２段階に位置合わせ
を行うことにより位置検出範囲を大きくとること
ができる。このようなマークを用いたＸ線信号の
出力特性は第５図に示す如く粗位置合わせの信号
成分と微位置合わせの信号成分とが合成されたも
のとなる。したがつて、粗位置合わせを行う際に
は、微位置合わせの信号成分の影響により粗位置
合わせ領域での位置ずれ量が検出できないため
に、微位置合わせの検出範囲内に追い込むことは
難しい。一方、粗位置合わせ領域と微位置合わせ
領域とを完全に分離し、検出器もそれぞれ独立に
設け、粗位置合わせ及び微位置合わせを別々の検
出器で扱う方法も考えられるが、この場合マーク
及び検出器の数が増え装置の複雑化を招くだけで
なく、ウエハの転写可能領域が減少することにな
り望ましくない。
また、上記文献では微位置合わせパターンから
の信号成分の影響をなくすために、次のような方
法が提案されている。すなわち、前記偏向コイル
１３に交流成分を含む電流を流すことにより、電
子ビームを交流的に偏向（AC偏向）する。この
電子ビームの変調信号を用いて出力信号の同期検
波（Lockin検波、位相検波PSD）処理を行う。
このときの交流波形として矩形波を選び、かつ振
幅を（実際にはビーム走査幅）微位置合わせ用パ
ターンの（ライン＆スペース）のピツチの整数倍
にすると、信号処理後の出力は、微位置合わせの
信号成分は常に零となるので粗位置合わせの信号
成分だけとなり、第６図に示すような出力特性と
なる。第６図ａは矩形波の振幅で決まるビーム走
査幅を微位置合わせ用パターンのピツチの整数倍
で、かつ粗位置合わせ用パターンのピツチの半分
とした場合の出力特性であり、第６図ｂは上記走
査幅を微位置合わせ用パターンのピツチの整数倍
で、かつ粗位置合わせ用パターンのピツチの半分
より小さくした場合の出力特性である。これらの
特性からビームの走査幅（偏向の振幅）をある程
度大きくしなければならないのが判る。
の信号成分の影響をなくすために、次のような方
法が提案されている。すなわち、前記偏向コイル
１３に交流成分を含む電流を流すことにより、電
子ビームを交流的に偏向（AC偏向）する。この
電子ビームの変調信号を用いて出力信号の同期検
波（Lockin検波、位相検波PSD）処理を行う。
このときの交流波形として矩形波を選び、かつ振
幅を（実際にはビーム走査幅）微位置合わせ用パ
ターンの（ライン＆スペース）のピツチの整数倍
にすると、信号処理後の出力は、微位置合わせの
信号成分は常に零となるので粗位置合わせの信号
成分だけとなり、第６図に示すような出力特性と
なる。第６図ａは矩形波の振幅で決まるビーム走
査幅を微位置合わせ用パターンのピツチの整数倍
で、かつ粗位置合わせ用パターンのピツチの半分
とした場合の出力特性であり、第６図ｂは上記走
査幅を微位置合わせ用パターンのピツチの整数倍
で、かつ粗位置合わせ用パターンのピツチの半分
より小さくした場合の出力特性である。これらの
特性からビームの走査幅（偏向の振幅）をある程
度大きくしなければならないのが判る。
しかしながら、前述した電子ビーム転写装置等
においてはコイルの配置、熱の発生及び偏向コイ
ル用電源に要求される性能等の問題から電子ビー
ムを大きな振幅で変更することは実用上難しい。
このため、上記走査幅を微位置合わせパターンの
ピツチの半分程度することは困難である。また、
最近の技術として集束マグネツトに超電導コイル
を用い、このコイルを永久電流モードで駆動し電
源変動やリツプル等による光電子の焦点ずれを少
なくし、コイルの発熱を防ぐことにより熱変形や
温度変動等の影響を少なくしたものがあるが、こ
の装置では交流的な磁場変動があるとうず電流を
発生し、その際超電導コイル内部の発熱により冷
却剤として用いられる液体ヘリウムの蒸発を促進
させる。これは、一般にACロスと称され、この
ACロスが大きい場合には蒸発した液体ヘリウム
を液化するための冷凍機に大きな負担がかかる。
したがつてACロスを極力小さくする必要がある
が、このACロスは偏向の振幅（ビーム走査幅）
に大きく依存する。このため、大きな振幅でビー
ムをAC偏向することは実用上難しい。したがつ
て、同期検波法を用い微位置合わせ用の信号成分
の寄与をなくして粗位置合わせを行つても、実用
上の出力特性は第６図ｂのようになり平坦な部分
（不感帯）が現われこの部分における位置ずれ量
は検出できないため、微位置合わせの検出範囲に
追い込むには多くの時間がかかる。上記位置合わ
せに要する時間は、電子ビーム転写装置において
はそのスループツトに大きな影響を与える。これ
は位置合わせに要する時間だけでなく、転写時間
にも影響するからである。つまり、位置合わせを
行つている間にもウエハには電子ビームが露光さ
れており、その露光分が真の転写の際の露光に影
響を及ぼさないようにするために、位置合わせの
間の電子ビームの照射量を転写の際の照射量に対
して十分小さくなるようにレジスト感度及び転写
時間を選ばなければならないからである。
においてはコイルの配置、熱の発生及び偏向コイ
ル用電源に要求される性能等の問題から電子ビー
ムを大きな振幅で変更することは実用上難しい。
このため、上記走査幅を微位置合わせパターンの
ピツチの半分程度することは困難である。また、
最近の技術として集束マグネツトに超電導コイル
を用い、このコイルを永久電流モードで駆動し電
源変動やリツプル等による光電子の焦点ずれを少
なくし、コイルの発熱を防ぐことにより熱変形や
温度変動等の影響を少なくしたものがあるが、こ
の装置では交流的な磁場変動があるとうず電流を
発生し、その際超電導コイル内部の発熱により冷
却剤として用いられる液体ヘリウムの蒸発を促進
させる。これは、一般にACロスと称され、この
ACロスが大きい場合には蒸発した液体ヘリウム
を液化するための冷凍機に大きな負担がかかる。
したがつてACロスを極力小さくする必要がある
が、このACロスは偏向の振幅（ビーム走査幅）
に大きく依存する。このため、大きな振幅でビー
ムをAC偏向することは実用上難しい。したがつ
て、同期検波法を用い微位置合わせ用の信号成分
の寄与をなくして粗位置合わせを行つても、実用
上の出力特性は第６図ｂのようになり平坦な部分
（不感帯）が現われこの部分における位置ずれ量
は検出できないため、微位置合わせの検出範囲に
追い込むには多くの時間がかかる。上記位置合わ
せに要する時間は、電子ビーム転写装置において
はそのスループツトに大きな影響を与える。これ
は位置合わせに要する時間だけでなく、転写時間
にも影響するからである。つまり、位置合わせを
行つている間にもウエハには電子ビームが露光さ
れており、その露光分が真の転写の際の露光に影
響を及ぼさないようにするために、位置合わせの
間の電子ビームの照射量を転写の際の照射量に対
して十分小さくなるようにレジスト感度及び転写
時間を選ばなければならないからである。
以上述べたようにCOARSE／FINE位置合わせ
方法においては、粗位置合わせに多大な時間が必
要となり、これが転写のスループツトを低下させ
る大きな要因となつている。
方法においては、粗位置合わせに多大な時間が必
要となり、これが転写のスループツトを低下させ
る大きな要因となつている。
［発明の目的］
本発明の目的は、同期検波法を利用した光電マ
スク等の第１の部材とウエハ等の第２の部材との
相対的な位置合わせを短時間で行うことができ、
かつ電子ビームの走査幅を極めて小さくすること
ができ、電子ビーム転写装置の転写スループツト
向上等に寄与し得る電子ビーム転写用位置合わせ
方法を提供することにある。
スク等の第１の部材とウエハ等の第２の部材との
相対的な位置合わせを短時間で行うことができ、
かつ電子ビームの走査幅を極めて小さくすること
ができ、電子ビーム転写装置の転写スループツト
向上等に寄与し得る電子ビーム転写用位置合わせ
方法を提供することにある。
［発明の概要］
本発明の骨子は、光電マスク及びウエハに形成
する位置合わせ用のマークのパターン形状を改良
し、小さな振幅のAC偏向（ビーム走査幅）での
位置ずれ検出を可能とすることにある。
する位置合わせ用のマークのパターン形状を改良
し、小さな振幅のAC偏向（ビーム走査幅）での
位置ずれ検出を可能とすることにある。
前記第６図ｂに示す如く同期検波によるPSD
出力が不感帯を有するのは、前記第３図ｂに示す
如くＸ線出力がその最大点を中心として直線的に
減少しているからである。すなわち、Ｘ線出力が
直線的に増大若しくは減少している場合、ビーム
の走査幅が小さいとＸ線出力の傾斜中央部では同
期検波出力が一定となるためである。この問題を
解決すべく本発明者等が鋭意研究を重ねた結果、
Ｘ線出力の傾斜部傾きが可変するものであればよ
いことが判明した。すなわち、光電マスク及びウ
エハの各マークパターンをその重なり面積が位置
ずれ量に応じて２次関数的に変化すれば上記問題
が解決されるのを見出した。
出力が不感帯を有するのは、前記第３図ｂに示す
如くＸ線出力がその最大点を中心として直線的に
減少しているからである。すなわち、Ｘ線出力が
直線的に増大若しくは減少している場合、ビーム
の走査幅が小さいとＸ線出力の傾斜中央部では同
期検波出力が一定となるためである。この問題を
解決すべく本発明者等が鋭意研究を重ねた結果、
Ｘ線出力の傾斜部傾きが可変するものであればよ
いことが判明した。すなわち、光電マスク及びウ
エハの各マークパターンをその重なり面積が位置
ずれ量に応じて２次関数的に変化すれば上記問題
が解決されるのを見出した。
本発明はこのような点に着目し、パターン転写
用の光電マスク等からなる第１の部材上に光の照
射により電子ビーム等を放出する第１の位置合わ
せ用マークを設けると共に、電子ビーム転写に供
されるウエハ等からなる第２の部材上に電子ビー
ム照射によりＸ線等のエネルギビームを放出する
第２の位置合わせ用マークを設け、第１のマーク
に光を照射し該マークから放出されたビームを第
２の部材上に照射すると共に、該ビームを一定振
幅の矩形波により往復偏向し、このとき第２のマ
ークから放出されるビームを検出してその検出信
号を同期検波し、この検波信号の振幅から予め定
めた関係により各部材間の相対位置ずれ量を求
め、このずれ量に応じて各部材間の相対位置を補
正する位置合わせ方法において、上記各マークを
それぞれライン＆スペースのパターンで形成し、
かつ各部材間の相対位置ずれに対するマーク重な
り面積の変化が２次関数若しくはそれに類似した
関数となる如く上記パターンを形成するようにし
た方法である。
用の光電マスク等からなる第１の部材上に光の照
射により電子ビーム等を放出する第１の位置合わ
せ用マークを設けると共に、電子ビーム転写に供
されるウエハ等からなる第２の部材上に電子ビー
ム照射によりＸ線等のエネルギビームを放出する
第２の位置合わせ用マークを設け、第１のマーク
に光を照射し該マークから放出されたビームを第
２の部材上に照射すると共に、該ビームを一定振
幅の矩形波により往復偏向し、このとき第２のマ
ークから放出されるビームを検出してその検出信
号を同期検波し、この検波信号の振幅から予め定
めた関係により各部材間の相対位置ずれ量を求
め、このずれ量に応じて各部材間の相対位置を補
正する位置合わせ方法において、上記各マークを
それぞれライン＆スペースのパターンで形成し、
かつ各部材間の相対位置ずれに対するマーク重な
り面積の変化が２次関数若しくはそれに類似した
関数となる如く上記パターンを形成するようにし
た方法である。
［発明の効果］
本発明によれば、同期検波法を利用した光電マ
スクとウエハとの位置合わせにおいて、電子ビー
ムに大振幅のAC偏向を与えることなしに、また
機構を複雑化することなしにマスク・ウエハの相
対位置ずれ量を検出することができる。その結
果、位置合わせに要する時間を大幅に短縮するこ
とが可能となり、電子ビーム転写装置のスループ
ツトは大幅に向上する。さらに、大振幅のAC偏
向が不要となるため偏向コイルで発生する熱によ
る精度悪化や、超電導マグネツトを用いた集束コ
イルのACロスを少なくすることができ、電子ビ
ーム転写装置の信頼性を向上させる等の効果が得
られる。また、マークとして粗位置合わせパター
ン及び微位置合わせパターンを用いる方法にあつ
ては、粗位置合わせ時に微位置合わせパターンか
らの信号成分を除去するため同期検波法を用いら
ざるを得ず、この場合上記した本発明の効果は極
めて有効となる。
スクとウエハとの位置合わせにおいて、電子ビー
ムに大振幅のAC偏向を与えることなしに、また
機構を複雑化することなしにマスク・ウエハの相
対位置ずれ量を検出することができる。その結
果、位置合わせに要する時間を大幅に短縮するこ
とが可能となり、電子ビーム転写装置のスループ
ツトは大幅に向上する。さらに、大振幅のAC偏
向が不要となるため偏向コイルで発生する熱によ
る精度悪化や、超電導マグネツトを用いた集束コ
イルのACロスを少なくすることができ、電子ビ
ーム転写装置の信頼性を向上させる等の効果が得
られる。また、マークとして粗位置合わせパター
ン及び微位置合わせパターンを用いる方法にあつ
ては、粗位置合わせ時に微位置合わせパターンか
らの信号成分を除去するため同期検波法を用いら
ざるを得ず、この場合上記した本発明の効果は極
めて有効となる。
［発明の実施例］
以下、本発明の詳細を実施例によつて説明す
る。第７図及至第１０図はそれぞれ上記実施例に
用いた位置合わせ用マークのパターン形状を示す
平面図である。
る。第７図及至第１０図はそれぞれ上記実施例に
用いた位置合わせ用マークのパターン形状を示す
平面図である。
本実施例では、電子ビーム転写装置として前記
第１図に示す如き構成のものを用い、位置合わせ
用マークとして次の如きものを用いた。すなわ
ち、光電マスク（第１の部材）３上に形成する第
１の位置合わせマーク２１は第７図に示す如く粗
位置合わせパターン３１と微位置合わせパターン
４１とからなり、微位置合わせパターン４１は例
えば10［μm］のライン及び10［μm］のスペース
（ピツチ20μm）のライン＆スペースからなる。粗
位置合わせパターン３１は第９図に拡大して示す
ような形状とする。第９図ではラインの部分をハ
ツチングして示してある。すなわち、各ラインの
幅はそれぞれ異なり、左から大きい順に等差級数
的に並べてある（180，160，…，20μm）。また各
スペースの幅もそれぞれ異なり、左から小さい順
に等差級数的に並べてある（10，30，…，
170μm）。また、粗位置合わせ領域を第９図のよ
うに200［μm］のフレームで区切ると各200［μm］
ごとに１本のラインが存在することになる。この
フレームの幅は各ラインの幅及びスペースの幅に
より決定される。なお、第１のマーク２１の粗位
置合わせパターン３１及び微位置合わせパターン
４１については、そのライン部を除く部分が前記
マスクパターン３ｂに対応するものとなつてい
る。
第１図に示す如き構成のものを用い、位置合わせ
用マークとして次の如きものを用いた。すなわ
ち、光電マスク（第１の部材）３上に形成する第
１の位置合わせマーク２１は第７図に示す如く粗
位置合わせパターン３１と微位置合わせパターン
４１とからなり、微位置合わせパターン４１は例
えば10［μm］のライン及び10［μm］のスペース
（ピツチ20μm）のライン＆スペースからなる。粗
位置合わせパターン３１は第９図に拡大して示す
ような形状とする。第９図ではラインの部分をハ
ツチングして示してある。すなわち、各ラインの
幅はそれぞれ異なり、左から大きい順に等差級数
的に並べてある（180，160，…，20μm）。また各
スペースの幅もそれぞれ異なり、左から小さい順
に等差級数的に並べてある（10，30，…，
170μm）。また、粗位置合わせ領域を第９図のよ
うに200［μm］のフレームで区切ると各200［μm］
ごとに１本のラインが存在することになる。この
フレームの幅は各ラインの幅及びスペースの幅に
より決定される。なお、第１のマーク２１の粗位
置合わせパターン３１及び微位置合わせパターン
４１については、そのライン部を除く部分が前記
マスクパターン３ｂに対応するものとなつてい
る。
一方、上記第１のマーク２１に対応するウエハ
５上の第２の位置合わせ用マーク２２は第８図に
示すように粗位置合せパターン３２と微位置合わ
せパターン４２とからなり、微位置合わせパター
ン４２は上記第１のマーク２１の微位置合わせパ
ターン４１のライン＆スペースと同ピツチのライ
ン＆スペースからなる。粗位置合わせパターン３
２は第１０図に拡大して示すように、第９図のパ
ターンを180°回転させたような形状となつてい
る。なお、第２のマークの粗位置合わせパターン
３２及び微位置合わせパターン４２については、
そのライン部がTaやＷ等の重金属で形成されて
いる。また、粗位置合わせ領域（第７図及び第８
図中C1，C2で示す）と微位置合わせ領域（第７
図及び第８図中F1，F2で示す）との位置関係に
ついては、それぞれの粗位置合わせ領域C1，C2
の重なりが最大になる時に微位置合わせ領域F1，
F2の重なりが最大になるようにする。したがつ
て、光電マスクで電子ビームを発生させウエハ
（第２の部材）５上に収束させた時に発生するＸ
線の出力特性は第１１図と第１２図とを足し合わ
せた第１３図のようになる。つまり、第１１図は
第１及び第２のマーク２１，２２のパターン形状
が粗位置合わせ領域だけの場合の出力特性であ
り、粗位置合わせパターン３１，３２の形状を第
９図及び第１０に示すような形状にすることによ
り、出力特性は、２次関数の接線をつなぎ合わせ
たような曲線となる。また、第１１図は第１及び
第２のマーク２１，２２の形状が微位置合わせ領
域だけの場合の出力であり、三角波形となる。故
に、第７図及び第８図で示される粗位置合わせパ
ターン３１，３２及び微位置合わせパターン４
１，４２を用い、光電マスクで電子ビームを発生
させ、ウエハ上に収束させた時に発生するＸ線の
出力特性は第１３図のようになる。なお、ここで
はウエハ５から発生するＸ線の量はマーク２２か
ら発生するＸ線の量に比し十分小さいものと見做
し省略している。
５上の第２の位置合わせ用マーク２２は第８図に
示すように粗位置合せパターン３２と微位置合わ
せパターン４２とからなり、微位置合わせパター
ン４２は上記第１のマーク２１の微位置合わせパ
ターン４１のライン＆スペースと同ピツチのライ
ン＆スペースからなる。粗位置合わせパターン３
２は第１０図に拡大して示すように、第９図のパ
ターンを180°回転させたような形状となつてい
る。なお、第２のマークの粗位置合わせパターン
３２及び微位置合わせパターン４２については、
そのライン部がTaやＷ等の重金属で形成されて
いる。また、粗位置合わせ領域（第７図及び第８
図中C1，C2で示す）と微位置合わせ領域（第７
図及び第８図中F1，F2で示す）との位置関係に
ついては、それぞれの粗位置合わせ領域C1，C2
の重なりが最大になる時に微位置合わせ領域F1，
F2の重なりが最大になるようにする。したがつ
て、光電マスクで電子ビームを発生させウエハ
（第２の部材）５上に収束させた時に発生するＸ
線の出力特性は第１１図と第１２図とを足し合わ
せた第１３図のようになる。つまり、第１１図は
第１及び第２のマーク２１，２２のパターン形状
が粗位置合わせ領域だけの場合の出力特性であ
り、粗位置合わせパターン３１，３２の形状を第
９図及び第１０に示すような形状にすることによ
り、出力特性は、２次関数の接線をつなぎ合わせ
たような曲線となる。また、第１１図は第１及び
第２のマーク２１，２２の形状が微位置合わせ領
域だけの場合の出力であり、三角波形となる。故
に、第７図及び第８図で示される粗位置合わせパ
ターン３１，３２及び微位置合わせパターン４
１，４２を用い、光電マスクで電子ビームを発生
させ、ウエハ上に収束させた時に発生するＸ線の
出力特性は第１３図のようになる。なお、ここで
はウエハ５から発生するＸ線の量はマーク２２か
ら発生するＸ線の量に比し十分小さいものと見做
し省略している。
次に、実際の位置合わせの方法について説明す
る。まず、転写の時と同様に光電マスク３で電子
ビームを発生させ、磁界及び電界の印加によりビ
ームをウエハ５上に集束させる。光電マスク３上
の第１のマーク２１から発生した位置合わせ用電
子ビームはウエハ５上の第２の位置合わせマーク
２２上に集束され、その時にマーク２２から発生
するＸ線の量はマーク２１，２２の重なりで決ま
るため、上記マーク２１，２２を用いた時のＸ線
の出力特性は第１３図に示す如く粗位置合わせ領
域からの成分と微位置合わせ領域からの成分が重
ね合わさつたものとして出力され、粗位置合わせ
において位置ずれ量の検出は難しい。そこで前に
述べたように偏向コイル１３に交流成分を含む電
流を流すことによりAC偏向磁場を与え電子ビー
ムを変調する。この電子ビームの変調信号を用い
て出力信号の同期検波処理を行う。すなわち、変
調した出力信号から変調周波数成分を抽出して周
波数成分の相対的振幅を求める（これをPSD出
力とする）。この際、変調波形として矩形波を選
び、かつ振幅（ビーム偏向幅）を微位置合わせパ
ターン４１，４２のピツチの整数倍、例えば１ピ
ツチ＝20［μm］とすると、微位置合わせパターン
４２からのＸ線出力の変調周波数成分が零となる
ため、同期検波後の出力特性は粗位置合わせパタ
ーン３２からの成分だけとなる。また、粗位置合
わせパターン３２からのＸ線の出力特性が第１１
図に示すような２次関数的な曲線であれば、
PSDの出力（同期検波後の出力）特性は第１４
図に示すようになる。すなわち、位置ずれに対し
て直線領域が広く、この場合の例では±90［μm］
となり、平坦な領域（不感帯）が現われることが
ないため、この間の位置ずれ量の検出が可能とな
る。したがつて、粗位置合わせにおける検出範囲
は±90［μm］とフレーム幅の約90［％］となり、
その間の位置ずれ量と、出力との関係は理論上線
形となる。
る。まず、転写の時と同様に光電マスク３で電子
ビームを発生させ、磁界及び電界の印加によりビ
ームをウエハ５上に集束させる。光電マスク３上
の第１のマーク２１から発生した位置合わせ用電
子ビームはウエハ５上の第２の位置合わせマーク
２２上に集束され、その時にマーク２２から発生
するＸ線の量はマーク２１，２２の重なりで決ま
るため、上記マーク２１，２２を用いた時のＸ線
の出力特性は第１３図に示す如く粗位置合わせ領
域からの成分と微位置合わせ領域からの成分が重
ね合わさつたものとして出力され、粗位置合わせ
において位置ずれ量の検出は難しい。そこで前に
述べたように偏向コイル１３に交流成分を含む電
流を流すことによりAC偏向磁場を与え電子ビー
ムを変調する。この電子ビームの変調信号を用い
て出力信号の同期検波処理を行う。すなわち、変
調した出力信号から変調周波数成分を抽出して周
波数成分の相対的振幅を求める（これをPSD出
力とする）。この際、変調波形として矩形波を選
び、かつ振幅（ビーム偏向幅）を微位置合わせパ
ターン４１，４２のピツチの整数倍、例えば１ピ
ツチ＝20［μm］とすると、微位置合わせパターン
４２からのＸ線出力の変調周波数成分が零となる
ため、同期検波後の出力特性は粗位置合わせパタ
ーン３２からの成分だけとなる。また、粗位置合
わせパターン３２からのＸ線の出力特性が第１１
図に示すような２次関数的な曲線であれば、
PSDの出力（同期検波後の出力）特性は第１４
図に示すようになる。すなわち、位置ずれに対し
て直線領域が広く、この場合の例では±90［μm］
となり、平坦な領域（不感帯）が現われることが
ないため、この間の位置ずれ量の検出が可能とな
る。したがつて、粗位置合わせにおける検出範囲
は±90［μm］とフレーム幅の約90［％］となり、
その間の位置ずれ量と、出力との関係は理論上線
形となる。
したがつて、広い範囲での粗位置合わせの位置
ずれ量検出が可能となる。粗位置合わせにおける
位置ずれ量に応じた位置補正は、偏向コイル１３
による電子ビームの偏向補正或いは試料台１４を
移動させることによりなされ、これにより微位置
合わせの検出範囲内に追い込む。次に、微位置合
わせを行うが、微位置合わせにおける位置ずれ量
の検出では前述した同期検波法を用いることによ
り高い分解能を持つ出力特性が得られ、微位置合
わせが容易に可能となる。微位置合わせにおける
位置補正は、粗位置合わせの場合と同様に、偏向
コイル１３による電子ビームの位置補正或いは試
料台１４を移動させることにより達成される。
ずれ量検出が可能となる。粗位置合わせにおける
位置ずれ量に応じた位置補正は、偏向コイル１３
による電子ビームの偏向補正或いは試料台１４を
移動させることによりなされ、これにより微位置
合わせの検出範囲内に追い込む。次に、微位置合
わせを行うが、微位置合わせにおける位置ずれ量
の検出では前述した同期検波法を用いることによ
り高い分解能を持つ出力特性が得られ、微位置合
わせが容易に可能となる。微位置合わせにおける
位置補正は、粗位置合わせの場合と同様に、偏向
コイル１３による電子ビームの位置補正或いは試
料台１４を移動させることにより達成される。
このように本実施例方法によれば、位置合わせ
用マーク及びＸ線検出器の数を増やすことなしに
COARSE／FINEの２段階の位置合わせを行うこ
とができる。そして、粗位置合わせにおいては、
微位置合わせパターンからの信号成分の寄与を無
くし、しかも小さな振幅のAC偏向磁場を与える
だけで不感帯が現われない出力特性が得られ検出
範囲も広くとることができ、短い時間で微位置合
わせの検出範囲内に追い込むことができる。従つ
て、位置合わせに要する時間を短縮することが可
能となり、電子ビーム転写装置のスループツトを
大幅に向上させることができる。また、大振幅の
AC偏向磁場を与えることが不要となるため、偏
向コイルで発生する熱による位置合わせ精度悪化
や超電導マグネツトを用いた集束コイルのACロ
ス等の発生を未然に防止することができる。
用マーク及びＸ線検出器の数を増やすことなしに
COARSE／FINEの２段階の位置合わせを行うこ
とができる。そして、粗位置合わせにおいては、
微位置合わせパターンからの信号成分の寄与を無
くし、しかも小さな振幅のAC偏向磁場を与える
だけで不感帯が現われない出力特性が得られ検出
範囲も広くとることができ、短い時間で微位置合
わせの検出範囲内に追い込むことができる。従つ
て、位置合わせに要する時間を短縮することが可
能となり、電子ビーム転写装置のスループツトを
大幅に向上させることができる。また、大振幅の
AC偏向磁場を与えることが不要となるため、偏
向コイルで発生する熱による位置合わせ精度悪化
や超電導マグネツトを用いた集束コイルのACロ
ス等の発生を未然に防止することができる。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるも
のではない。前記実施例においては１軸の位置合
わせについて述べたが、本発明は１軸の位置合わ
せに限定されるものではなく、２軸の位置合わせ
に適用することもできる。２軸の場合における位
置合わせ用マークの形状を第１５図に示す。２軸
の位置合わせにおいても１軸の場合と同様の方法
により位置合わせが可能となるが、変調の周波数
としては異なる周波数を用いる。異なる変調周波
数を用いれば、フイルタを通し同期検波すること
により２つの成分を分離することが可能となり、
それぞれの粗位置合わせと微位置合わせとを１軸
の場合と同様に行うことができる。また、本発明
は特にCOARSE／FINEの２段階の位置合わせに
有効な方法であるが、必ずしも２段階の位置合わ
せに限る必要はない。すなわち、前記各マークを
粗位置合わせパターンに相当するパターンのみで
形成し、このパターンに基づいて位置合わせする
ことも可能である。この場合もビームの偏向振幅
を小さくできると云う効果が得られるのは勿論の
ことである。さらに、第２のマークを形成する部
材はTaやＷに限るものではなく、電子ビーム照
射によりＸ線を放出するものであればよい。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形
して実施することができる。
のではない。前記実施例においては１軸の位置合
わせについて述べたが、本発明は１軸の位置合わ
せに限定されるものではなく、２軸の位置合わせ
に適用することもできる。２軸の場合における位
置合わせ用マークの形状を第１５図に示す。２軸
の位置合わせにおいても１軸の場合と同様の方法
により位置合わせが可能となるが、変調の周波数
としては異なる周波数を用いる。異なる変調周波
数を用いれば、フイルタを通し同期検波すること
により２つの成分を分離することが可能となり、
それぞれの粗位置合わせと微位置合わせとを１軸
の場合と同様に行うことができる。また、本発明
は特にCOARSE／FINEの２段階の位置合わせに
有効な方法であるが、必ずしも２段階の位置合わ
せに限る必要はない。すなわち、前記各マークを
粗位置合わせパターンに相当するパターンのみで
形成し、このパターンに基づいて位置合わせする
ことも可能である。この場合もビームの偏向振幅
を小さくできると云う効果が得られるのは勿論の
ことである。さらに、第２のマークを形成する部
材はTaやＷに限るものではなく、電子ビーム照
射によりＸ線を放出するものであればよい。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形
して実施することができる。
第１図及至第６図は従来の位置合わせ方法を説
明するためのもので第１図は光電面マスク型電子
ビーム転写装置を示す概略構成図、第２図は位置
合わせのための基本原理図、第３図は位置ずれ量
に対するマーク重なり面積の変化及びＸ線出力の
変化を示す特性図、第４図は従来のCOARSE／
FINE位置合わせ方法に用いる位置合わせマーク
のパターン形状を示す平面図、第５図は第４図の
マークを用いたときのＸ線の出力特性を示す特性
図、第６図は第４図のマークを用いたときの同期
検波後の信号の出力特性を示す特性図、第７図及
至第１４図は本発明の一実施例を説明するための
もので第７図は第１のマークのパターン形状を示
す平面図、第８図は第２のマークのパターン形状
を示す平面図、第９図は第７図における粗位置合
わせパターンを拡大して示す図、第１０図は第８
図における粗位置合わせパターンを拡大して示す
図、第１１図は粗位置合わせ領域からのＸ線出力
特性を示す特性図、第１２図は微位置合わせ領域
からのＸ線出力特性を示す特性図、第１３図は粗
位置合わせ領域及び微位置合わせ領域の両方から
のＸ線出力特性を示す特性図、第１４図は第１３
図のＸ線出力を同期検波したPSD出力特性を示
す特性図、第１５図は変形例を説明するためのも
ので２軸の位置合わせを行う場合の位置合わせマ
ークのパターン形状を示す平面図である。 １……真空室、２……真空ポンプ、３……光電
マスク、４……レジスト、５……ウエハ、６……
透明板、７……光源、８……集束コイル、９……
直流電源、１０……シヤツタ、１１……シヤツタ
駆動系、１２……集束コイル電源、１３……偏向
コイル、１４……試料台、１５……駆動機構、１
６……偏向コイル電源、１７……駆動電源、２１
……第１の位置合わせマーク、２２……第２の位
置合わせマーク、２３……Ｘ線検出器、３１，３
２……粗位置合わせパターン、４１，４２……微
位置合わせパターン。
明するためのもので第１図は光電面マスク型電子
ビーム転写装置を示す概略構成図、第２図は位置
合わせのための基本原理図、第３図は位置ずれ量
に対するマーク重なり面積の変化及びＸ線出力の
変化を示す特性図、第４図は従来のCOARSE／
FINE位置合わせ方法に用いる位置合わせマーク
のパターン形状を示す平面図、第５図は第４図の
マークを用いたときのＸ線の出力特性を示す特性
図、第６図は第４図のマークを用いたときの同期
検波後の信号の出力特性を示す特性図、第７図及
至第１４図は本発明の一実施例を説明するための
もので第７図は第１のマークのパターン形状を示
す平面図、第８図は第２のマークのパターン形状
を示す平面図、第９図は第７図における粗位置合
わせパターンを拡大して示す図、第１０図は第８
図における粗位置合わせパターンを拡大して示す
図、第１１図は粗位置合わせ領域からのＸ線出力
特性を示す特性図、第１２図は微位置合わせ領域
からのＸ線出力特性を示す特性図、第１３図は粗
位置合わせ領域及び微位置合わせ領域の両方から
のＸ線出力特性を示す特性図、第１４図は第１３
図のＸ線出力を同期検波したPSD出力特性を示
す特性図、第１５図は変形例を説明するためのも
ので２軸の位置合わせを行う場合の位置合わせマ
ークのパターン形状を示す平面図である。 １……真空室、２……真空ポンプ、３……光電
マスク、４……レジスト、５……ウエハ、６……
透明板、７……光源、８……集束コイル、９……
直流電源、１０……シヤツタ、１１……シヤツタ
駆動系、１２……集束コイル電源、１３……偏向
コイル、１４……試料台、１５……駆動機構、１
６……偏向コイル電源、１７……駆動電源、２１
……第１の位置合わせマーク、２２……第２の位
置合わせマーク、２３……Ｘ線検出器、３１，３
２……粗位置合わせパターン、４１，４２……微
位置合わせパターン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１の部材上に第１の位置合わせマークを設
けると共に、上記部材と対向的に配置される第２
の部材上に第２の位置合わせマークを設け、上記
第１のマークに光を照射し該マークから放出され
たビームを第２の部材上に照射すると共に、該ビ
ームを往復偏向し、このとき第２のマークから放
出されるビームを検出してその検出信号を同期検
波し、この検波信号の振幅から予め定めた関係に
より上記各部材間の相対位置を補正する位置合わ
せ方法において、前記各マークをそれぞれライ
ン／スペースのパターンで形成し、かつ前記各部
材間の相対位置ずれに対するマーク重なり面積の
変化が２次関数若しくはそれに類似した関数とな
るよう上記パターンを形成したことを特徴とする
位置合わせ方法。 ２ 前記第１の部材としてパターン転写用の光電
マスク、前記第２の部材として電子ビーム転写に
供されるウエハを用い、かつ前記第２の位置合わ
せマークとして電子ビーム照射によりＸ線を放出
するマークを用いることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の位置合わせ方法。 ３ 前記第１及び第２のマークはそれぞれライ
ン／スペースからなる微位置合わせパターン及び
粗位置合わせパターンで構成され、第１のマーク
の微位置合わせパターンは等しい幅を持つ複数個
のラインを等ピツチで並べたもので、第２のマー
クの微位置合わせパターンは上記第１のマークの
微位置合わせパターンと同一形状若しくは等ピツ
チの形状の関係にあり、第１及び第２のマークの
各粗位置合わせパターンはマスク・ウエハの相対
位置ずれに対するパターン重なり面積の変化が２
次関数若しくはそれに類似する関数となるよう形
成されたものであり、上記粗位置合わせパターン
を用い前記ビームの偏向幅を上記微位置合わせパ
ターンのピツチの整数倍に設定してマスク・ウエ
ハの粗位置合わせを行つたのち、上記微位置合わ
せパターンを用いてマスク・ウエハの微位置合わ
せを行うことを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載の位置合わせ方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58096148A JPS59220922A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 位置合わせ方法 |
| US06/613,732 US4590382A (en) | 1983-05-31 | 1984-05-24 | Method of aligning two members utilizing marks provided thereon |
| DE8484303612T DE3485218D1 (de) | 1983-05-31 | 1984-05-29 | Verfahren fuer die ausrichtung von zwei gliedern mittels auf ihnen aufgebrachten markierungen. |
| EP84303612A EP0130691B1 (en) | 1983-05-31 | 1984-05-29 | Method of aligning two members utilizing marks provided thereon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58096148A JPS59220922A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 位置合わせ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59220922A JPS59220922A (ja) | 1984-12-12 |
| JPH0580813B2 true JPH0580813B2 (ja) | 1993-11-10 |
Family
ID=14157293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58096148A Granted JPS59220922A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 位置合わせ方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4590382A (ja) |
| EP (1) | EP0130691B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59220922A (ja) |
| DE (1) | DE3485218D1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2723508B2 (ja) * | 1985-10-21 | 1998-03-09 | 日本電気株式会社 | 電子線直接描画のためのアライメント方法 |
| JPH02231708A (ja) * | 1989-03-06 | 1990-09-13 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の位置合わせマーク検出方法及び装置 |
| US4935108A (en) * | 1989-04-28 | 1990-06-19 | Hewlett-Packard Company | Apparatus for troubleshooting photoimage plating problems in printed circuit board manufacturing |
| US5087537A (en) * | 1989-10-11 | 1992-02-11 | International Business Machines Corporation | Lithography imaging tool and related photolithographic processes |
| EP0669636A1 (en) * | 1994-02-25 | 1995-08-30 | AT&T Corp. | Manufacturing system error detection |
| US5552611A (en) * | 1995-06-06 | 1996-09-03 | International Business Machines | Pseudo-random registration masks for projection lithography tool |
| JP3287321B2 (ja) | 1998-12-03 | 2002-06-04 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US5982044A (en) * | 1998-04-24 | 1999-11-09 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Alignment pattern and algorithm for photolithographic alignment marks on semiconductor substrates |
| US6852988B2 (en) * | 2000-11-28 | 2005-02-08 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Gap adjustment apparatus and gap adjustment method for adjusting gap between two objects |
| JP5324206B2 (ja) * | 2008-12-18 | 2013-10-23 | 日本電信電話株式会社 | 位置合わせ方法、ホトマスクおよびウエハ |
| US9580792B2 (en) | 2010-06-04 | 2017-02-28 | Advantech Global, Ltd | Shadow mask alignment using variable pitch coded apertures |
| WO2017019126A1 (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-02 | Advantech Global, Ltd | Shadow mask alignment using variable pitch coded apertures |
| EP3574311A4 (en) | 2017-08-04 | 2020-11-18 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | X-RAY POWERED DATA TRANSMISSIONS |
| CN110349874B (zh) * | 2018-04-04 | 2021-06-04 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种套刻对准的检测方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2146106B1 (ja) * | 1971-07-16 | 1977-08-05 | Thomson Csf | |
| US3832560A (en) * | 1973-06-13 | 1974-08-27 | Westinghouse Electric Corp | Method and apparatus for electron beam alignment with a member by detecting cathodoluminescence from oxide layers |
| JPS5311829A (en) * | 1976-07-21 | 1978-02-02 | Kubota Ltd | Method of centrifugally casting pipe having projection on its internal surface |
| US4327292A (en) * | 1980-05-13 | 1982-04-27 | Hughes Aircraft Company | Alignment process using serial detection of repetitively patterned alignment marks |
| JPS57183034A (en) * | 1981-05-07 | 1982-11-11 | Toshiba Corp | Electron bean transfer device |
-
1983
- 1983-05-31 JP JP58096148A patent/JPS59220922A/ja active Granted
-
1984
- 1984-05-24 US US06/613,732 patent/US4590382A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-05-29 EP EP84303612A patent/EP0130691B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-05-29 DE DE8484303612T patent/DE3485218D1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0130691A2 (en) | 1985-01-09 |
| US4590382A (en) | 1986-05-20 |
| EP0130691A3 (en) | 1987-11-25 |
| JPS59220922A (ja) | 1984-12-12 |
| DE3485218D1 (de) | 1991-12-05 |
| EP0130691B1 (en) | 1991-10-30 |
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