JPH0613300A - 荷電粒子線露光装置 - Google Patents
荷電粒子線露光装置Info
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- JPH0613300A JPH0613300A JP4189999A JP18999992A JPH0613300A JP H0613300 A JPH0613300 A JP H0613300A JP 4189999 A JP4189999 A JP 4189999A JP 18999992 A JP18999992 A JP 18999992A JP H0613300 A JPH0613300 A JP H0613300A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速且つ高精度にアライメントを行う。
【構成】 スリットパターンが不等間隔に配列されたア
ライメントマーク25の上を同一形状の計測用パターン
の投影像21PでY方向に走査する。投影像21Pとア
ライメントマーク25とが全部合致したときに検出信号
S1は最大になり、投影像21Pとアライメントマーク
25とが一部重なっただけでは検出信号S1のレベルは
小さいため、高速に且つ高いSN比でアライメントマー
クの検出ができる。
ライメントマーク25の上を同一形状の計測用パターン
の投影像21PでY方向に走査する。投影像21Pとア
ライメントマーク25とが全部合致したときに検出信号
S1は最大になり、投影像21Pとアライメントマーク
25とが一部重なっただけでは検出信号S1のレベルは
小さいため、高速に且つ高いSN比でアライメントマー
クの検出ができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばターゲットのア
ライメント機構を備えた荷電粒子線露光装置に関する。
ライメント機構を備えた荷電粒子線露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば半導体素子等の微細パターンを高
速にウエハ上に描画するために電子線露光装置が使用さ
れている。斯かる電子線露光装置は、可変成形ビームに
よる描画又は所定の回路パターンの一括露光による描画
等を行いながらウエハ上に所望の回路パターンを露光す
るものである。また、半導体素子は一般に多数層の回路
パターンから構成されるものであるため、ウエハに対し
て回路パターンの露光を行う際にも第1層から何層にも
亘って露光が行われる。
速にウエハ上に描画するために電子線露光装置が使用さ
れている。斯かる電子線露光装置は、可変成形ビームに
よる描画又は所定の回路パターンの一括露光による描画
等を行いながらウエハ上に所望の回路パターンを露光す
るものである。また、半導体素子は一般に多数層の回路
パターンから構成されるものであるため、ウエハに対し
て回路パターンの露光を行う際にも第1層から何層にも
亘って露光が行われる。
【0003】例えばウエハ上の第1層の回路パターン上
に第2層の回路パターンを露光する場合には、その第1
層の回路パターンとこれから露光する第2層の回路パタ
ーンとの位置合わせ(アライメント)を正確に行う必要
がある。そのため、従来の電子線露光装置にはウエハの
位置合わせを行うためのアライメント機構が備えられて
いる。
に第2層の回路パターンを露光する場合には、その第1
層の回路パターンとこれから露光する第2層の回路パタ
ーンとの位置合わせ(アライメント)を正確に行う必要
がある。そのため、従来の電子線露光装置にはウエハの
位置合わせを行うためのアライメント機構が備えられて
いる。
【0004】従来のアライメント機構を備えた露光装置
では、先ず1層目の露光でウエハ上に所定の間隔で例え
ばスリット状のアライメントマークが描画される。アラ
イメントマークはX方向用及びY方向用の2種類が描画
される。次にそのウエハに現像等の処理を施すことによ
り、そのアライメントマークがウエハ上に残される。そ
して、ウエハに対する2層目の露光を行う際には、細く
絞った電子ビームでそのアライメントマークを複数回走
査して反射電子を検出することにより、そのアライメン
トマークが検出される。その際に、複数回の走査で得ら
れた信号を加算して平均化処理等を施すことにより、検
出信号のSN比を向上させて、アライメントマークの検
出精度を向上させていた。
では、先ず1層目の露光でウエハ上に所定の間隔で例え
ばスリット状のアライメントマークが描画される。アラ
イメントマークはX方向用及びY方向用の2種類が描画
される。次にそのウエハに現像等の処理を施すことによ
り、そのアライメントマークがウエハ上に残される。そ
して、ウエハに対する2層目の露光を行う際には、細く
絞った電子ビームでそのアライメントマークを複数回走
査して反射電子を検出することにより、そのアライメン
トマークが検出される。その際に、複数回の走査で得ら
れた信号を加算して平均化処理等を施すことにより、検
出信号のSN比を向上させて、アライメントマークの検
出精度を向上させていた。
【0005】このようにしてウエハ上の全てのアライメ
ントマークの位置を検出した後に、各アライメントマー
クが決められた座標に来るようにウエハを位置決めしな
がら、そのウエハ上に2層目の露光を行うことにより、
1層目の回路パターンと2層目の回路パターンとの重ね
合わせ精度が高精度に維持される。また、ウエハの位置
決め方式としては、ステップアンドリピート方式又は連
続移動方式の何れの方式も使用される。
ントマークの位置を検出した後に、各アライメントマー
クが決められた座標に来るようにウエハを位置決めしな
がら、そのウエハ上に2層目の露光を行うことにより、
1層目の回路パターンと2層目の回路パターンとの重ね
合わせ精度が高精度に維持される。また、ウエハの位置
決め方式としては、ステップアンドリピート方式又は連
続移動方式の何れの方式も使用される。
【0006】また、可変成形ビームを用いて描画する機
構を備えた露光装置では、スポット状に絞ったビームの
代わりに、アライメントマークの長手方向に長辺を持つ
断面が長方形のビームを用いることによって、検出信号
のSN比を向上させる試みも行われている。
構を備えた露光装置では、スポット状に絞ったビームの
代わりに、アライメントマークの長手方向に長辺を持つ
断面が長方形のビームを用いることによって、検出信号
のSN比を向上させる試みも行われている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】そのような従来のアラ
イメント機構を備えた露光装置においては、ウエハのア
ライメントマーク上を検出用の電子ビームで一回走査し
て得られる検出信号のSN比は小さい。そのため従来
は、SN比を向上させて高精度にアライメントマークを
検出するために、アライメントマーク上で電子ビームを
10数回〜数10回走査した後、各走査で得られた検出
信号を加算して平均化処理等を施していたが、これでは
アライメントに要する時間が長くなる不都合があった。
イメント機構を備えた露光装置においては、ウエハのア
ライメントマーク上を検出用の電子ビームで一回走査し
て得られる検出信号のSN比は小さい。そのため従来
は、SN比を向上させて高精度にアライメントマークを
検出するために、アライメントマーク上で電子ビームを
10数回〜数10回走査した後、各走査で得られた検出
信号を加算して平均化処理等を施していたが、これでは
アライメントに要する時間が長くなる不都合があった。
【0008】特に、近時は所定のパターンの転写による
描画と可変成形ビームによる描画とを選択して描画する
露光装置又は一括縮小転写を行う露光装置のように描画
時間又は転写時間が短い露光装置が使用されるようにな
っている。このような露光装置では、アライメントマー
クを検出して位置合わせを行うアライメントに要する時
間が相対的に大きくなり、このアライメント時間を短く
することが強く要求されている。本発明は斯かる点に鑑
み、高速且つ高精度にアライメントを行うことができる
荷電粒子線露光装置を提供することを目的とする。
描画と可変成形ビームによる描画とを選択して描画する
露光装置又は一括縮小転写を行う露光装置のように描画
時間又は転写時間が短い露光装置が使用されるようにな
っている。このような露光装置では、アライメントマー
クを検出して位置合わせを行うアライメントに要する時
間が相対的に大きくなり、このアライメント時間を短く
することが強く要求されている。本発明は斯かる点に鑑
み、高速且つ高精度にアライメントを行うことができる
荷電粒子線露光装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による荷電粒子線
露光装置は、例えば図1及び図2に示す如く、荷電粒子
線を発生する荷電粒子線源(1)と、ターゲット(1
5)が載置されると共にこのターゲットを位置決めする
試料台(16)と、複数本のスリット状開口を配設して
なる計測用開口パターン(21,22)と転写用の開口
パターン(23−2,23−3,‥‥)とが配列された
荷電粒子線透過マスク(9)と、その発生された荷電粒
子線をその計測用開口パターン又はその転写用の開口パ
ターン上に導く第1の手段(5a,5b)と、その荷電
粒子線透過マスク(9)を透過した荷電粒子線をターゲ
ット(15)上で走査又は位置決めする第2の手段(1
2,13)と、そのターゲット(15)からの荷電粒子
線を検出する検出手段(17)とを有し、そのターゲッ
ト(15)上のアライメントマーク上でその計測用開口
パターン(21,22)の像を走査してそのターゲット
(15)の位置検出を行うようにしたものである。
露光装置は、例えば図1及び図2に示す如く、荷電粒子
線を発生する荷電粒子線源(1)と、ターゲット(1
5)が載置されると共にこのターゲットを位置決めする
試料台(16)と、複数本のスリット状開口を配設して
なる計測用開口パターン(21,22)と転写用の開口
パターン(23−2,23−3,‥‥)とが配列された
荷電粒子線透過マスク(9)と、その発生された荷電粒
子線をその計測用開口パターン又はその転写用の開口パ
ターン上に導く第1の手段(5a,5b)と、その荷電
粒子線透過マスク(9)を透過した荷電粒子線をターゲ
ット(15)上で走査又は位置決めする第2の手段(1
2,13)と、そのターゲット(15)からの荷電粒子
線を検出する検出手段(17)とを有し、そのターゲッ
ト(15)上のアライメントマーク上でその計測用開口
パターン(21,22)の像を走査してそのターゲット
(15)の位置検出を行うようにしたものである。
【0010】
【作用】斯かる本発明によれば、ターゲット(15)の
第1層目への露光の際に、その計測用開口パターン(2
1,22)を転写することによりターゲット(15)上
にアライメントマークが形成される。そして、ターゲッ
ト(15)の第2層目への露光の際に、そのアライメン
トマーク上をその計測用開口パターン(21,22)の
投影像で1回又は小数回走査すると、そのアライメント
マークとその投影像とが合致したときにその検出手段
(17)の検出信号が最大になることから、そのアライ
メントマークを高速に検出することができる。この検出
結果よりターゲット(15)のアライメントを行うこと
ができる。
第1層目への露光の際に、その計測用開口パターン(2
1,22)を転写することによりターゲット(15)上
にアライメントマークが形成される。そして、ターゲッ
ト(15)の第2層目への露光の際に、そのアライメン
トマーク上をその計測用開口パターン(21,22)の
投影像で1回又は小数回走査すると、そのアライメント
マークとその投影像とが合致したときにその検出手段
(17)の検出信号が最大になることから、そのアライ
メントマークを高速に検出することができる。この検出
結果よりターゲット(15)のアライメントを行うこと
ができる。
【0011】この際に、その計測用開口パターン(2
1,22)は複数本のスリット状開口を配設したもので
あるため、そのアライメントマークと計測用開口パター
ン(21,22)の像とが一部重なったときのその検出
手段(17)の検出信号のレベルとそれらが完全に重な
ったときのその検出信号のレベルとの差は大きく、それ
らが完全に重なった状態を高いSN比で検出することが
できる。従って、従来よりも少ない走査回数で従来と同
程度のSN比の検出信号を得ることができ、高速且つ高
精度にアライメントを行うことができる。
1,22)は複数本のスリット状開口を配設したもので
あるため、そのアライメントマークと計測用開口パター
ン(21,22)の像とが一部重なったときのその検出
手段(17)の検出信号のレベルとそれらが完全に重な
ったときのその検出信号のレベルとの差は大きく、それ
らが完全に重なった状態を高いSN比で検出することが
できる。従って、従来よりも少ない走査回数で従来と同
程度のSN比の検出信号を得ることができ、高速且つ高
精度にアライメントを行うことができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明による荷電粒子線露光装置の一
実施例につき図面を参照して説明する。本例は、荷電粒
子線として電子線を使用して、縮小転写による描画と可
変成形ビームによる描画とを切り換えて描画する露光装
置に本発明を適用したものである。
実施例につき図面を参照して説明する。本例は、荷電粒
子線として電子線を使用して、縮小転写による描画と可
変成形ビームによる描画とを切り換えて描画する露光装
置に本発明を適用したものである。
【0013】図1は本例の電子線露光装置の構成を示
し、この図1において、1は電子銃である。この電子銃
1から順にブランキング用の偏向器2、コンデンサーレ
ンズ3、第1成形開口板4、セル選択用の上段の偏向器
5a、第1成形レンズ6、セル選択用の下段の偏向器5
b及び第2成形開口板7を配置する。第1成形開口板4
の光軸AXを含む中央部には正方形の1個の開口パター
ンを形成する。第2成形開口板7の下に、可変成形用の
上段の偏向器10a、第2成形レンズ8、可変成形用の
下段の偏向器10b及びステンシルマスク9を配置す
る。第2成形レンズ8により第2成形開口板7の開口パ
ターンの像をステンシルマスク9上に結像する。即ち、
第2成形開口板7の配置面とステンシルマスク9の配置
面とは共役である。
し、この図1において、1は電子銃である。この電子銃
1から順にブランキング用の偏向器2、コンデンサーレ
ンズ3、第1成形開口板4、セル選択用の上段の偏向器
5a、第1成形レンズ6、セル選択用の下段の偏向器5
b及び第2成形開口板7を配置する。第1成形開口板4
の光軸AXを含む中央部には正方形の1個の開口パター
ンを形成する。第2成形開口板7の下に、可変成形用の
上段の偏向器10a、第2成形レンズ8、可変成形用の
下段の偏向器10b及びステンシルマスク9を配置す
る。第2成形レンズ8により第2成形開口板7の開口パ
ターンの像をステンシルマスク9上に結像する。即ち、
第2成形開口板7の配置面とステンシルマスク9の配置
面とは共役である。
【0014】このステンシルマスク9の下側に順に、縮
小レンズ11、上段の副偏向器12a及び下段の副偏向
器12bよりなる副偏向器12、主偏向器13、対物レ
ンズ14及びターゲットとしてのウエハ15を配置す
る。ウエハ15を試料台16上に載置し、試料台16は
光軸AXに垂直な平面内でウエハ15を位置決めすると
共に、計測センサを用いて常時ウエハ15の座標を計測
する。また、そのウエハ15の上方にウエハ15からの
反射電子を検出する反射電子検出器17を配置し、反射
電子検出器17からの検出信号S1を制御装置18に供
給する。制御装置18は装置全体の動作を制御すると共
に、ウエハ15のアライメント時等には副偏向器12及
び主偏向器13を動作させてウエハ15上で電子線を走
査する。
小レンズ11、上段の副偏向器12a及び下段の副偏向
器12bよりなる副偏向器12、主偏向器13、対物レ
ンズ14及びターゲットとしてのウエハ15を配置す
る。ウエハ15を試料台16上に載置し、試料台16は
光軸AXに垂直な平面内でウエハ15を位置決めすると
共に、計測センサを用いて常時ウエハ15の座標を計測
する。また、そのウエハ15の上方にウエハ15からの
反射電子を検出する反射電子検出器17を配置し、反射
電子検出器17からの検出信号S1を制御装置18に供
給する。制御装置18は装置全体の動作を制御すると共
に、ウエハ15のアライメント時等には副偏向器12及
び主偏向器13を動作させてウエハ15上で電子線を走
査する。
【0015】図2(a)は第2成形開口板7のパターン
を示し、この図2(a)に示すように、第2成形開口板
7のパターン領域を7行×7列の小領域に分割する。そ
して、光軸AXの直下の1個の小領域を除く48個の小
領域にはそれぞれ比較的大きな矩形又は正方形の開口パ
ターン19−1,19−2〜19−48を形成する。ま
た、その光軸AXの直下の小領域には、可変成形ビーム
用の正方形の開口パターン20を形成する。
を示し、この図2(a)に示すように、第2成形開口板
7のパターン領域を7行×7列の小領域に分割する。そ
して、光軸AXの直下の1個の小領域を除く48個の小
領域にはそれぞれ比較的大きな矩形又は正方形の開口パ
ターン19−1,19−2〜19−48を形成する。ま
た、その光軸AXの直下の小領域には、可変成形ビーム
用の正方形の開口パターン20を形成する。
【0016】図2(b)はステンシルマスク9のパター
ンを示し、この図2(b)に示すように、ステンシルマ
スク9のパターン領域も7行×7列の小領域に分割す
る。これらステンシルマスク9上の49個の小領域には
それぞれ図2(a)の第2成形開口板7の49個の小領
域を通過した電子線が1対1で結像される。そして、図
2(b)のステンシルマスク9において、光軸AXの上
の1個の小領域を除く48個の小領域にはそれぞれ、Y
方向の計測用開口パターン21、X方向の計測用開口パ
ターン22及びメモリセル等の繰り返しの基本となる転
写用パターン23−2,23−3〜23−48を形成す
る。また、光軸AX上の1個の小領域上には可変成形ビ
ーム用の正方形の開口パターン24を形成する。この開
口パターン24は、第2成形開口板7上の開口パターン
20に対して共役である。
ンを示し、この図2(b)に示すように、ステンシルマ
スク9のパターン領域も7行×7列の小領域に分割す
る。これらステンシルマスク9上の49個の小領域には
それぞれ図2(a)の第2成形開口板7の49個の小領
域を通過した電子線が1対1で結像される。そして、図
2(b)のステンシルマスク9において、光軸AXの上
の1個の小領域を除く48個の小領域にはそれぞれ、Y
方向の計測用開口パターン21、X方向の計測用開口パ
ターン22及びメモリセル等の繰り返しの基本となる転
写用パターン23−2,23−3〜23−48を形成す
る。また、光軸AX上の1個の小領域上には可変成形ビ
ーム用の正方形の開口パターン24を形成する。この開
口パターン24は、第2成形開口板7上の開口パターン
20に対して共役である。
【0017】そのY方向の計測用開口パターン21は、
9本のスリット状開口をY方向に不等間隔で配列したも
のであり、X方向の計測用開口パターン22は、9本の
スリット状開口をY方向に垂直なX方向に不等間隔で配
列したものである。従って、そのY方向の計測用開口パ
ターン21の電子線による像をウエハ15上に投影する
と、図3(a)に示すように、9本のスリット像21a
P〜21iPよりなるY方向の計測用パターンの投影像
21Pが投影される。同様に、X方向の計測用開口パタ
ーン22の電子線による像をウエハ15上に投影する
と、図4に示すように、9本のスリット像22aP〜2
2iPよりなるX方向の計測用パターンの投影像22P
が投影される。
9本のスリット状開口をY方向に不等間隔で配列したも
のであり、X方向の計測用開口パターン22は、9本の
スリット状開口をY方向に垂直なX方向に不等間隔で配
列したものである。従って、そのY方向の計測用開口パ
ターン21の電子線による像をウエハ15上に投影する
と、図3(a)に示すように、9本のスリット像21a
P〜21iPよりなるY方向の計測用パターンの投影像
21Pが投影される。同様に、X方向の計測用開口パタ
ーン22の電子線による像をウエハ15上に投影する
と、図4に示すように、9本のスリット像22aP〜2
2iPよりなるX方向の計測用パターンの投影像22P
が投影される。
【0018】図1の装置の基本的な動作につき説明する
に、電子銃1から放出された電子線は第1成形開口板4
の正方形の開口パターンを一様な強度で照明する。第1
成形開口板4で断面が正方形に整形された電子線は、第
1成形レンズ6を介して第2成形開口板7の一つの開口
パターン上に照射され、この開口パターン上に第1成形
開口板4の開口パターンの像が結像される。この際に、
セル選択用の偏向器5a,5bに与える電圧を調整する
ことによって第2成形開口板7の開口パターン群の任意
の一つの開口パターンが照明される。
に、電子銃1から放出された電子線は第1成形開口板4
の正方形の開口パターンを一様な強度で照明する。第1
成形開口板4で断面が正方形に整形された電子線は、第
1成形レンズ6を介して第2成形開口板7の一つの開口
パターン上に照射され、この開口パターン上に第1成形
開口板4の開口パターンの像が結像される。この際に、
セル選択用の偏向器5a,5bに与える電圧を調整する
ことによって第2成形開口板7の開口パターン群の任意
の一つの開口パターンが照明される。
【0019】その電子線により照明された第2成形開口
板7の開口パターンの像が、第2成形レンズ8によりス
テンシルマスク9の対応する領域上に結像される。ステ
ンシルマスク9を透過した電子線は、縮小レンズ11及
び対物レンズ14を介してウエハ15上に集束され、そ
のステンシルマスク9上の選択されたパターンの縮小像
がウエハ15上に露光される。この際に、ウエハ15上
で可変成形ビームによる描画を行うときには、第2成形
開口板7の開口パターン20及びステンシルマスク9の
開口パターン24が選択される。更に、偏向器10a及
び10bを動作させてステンシルマスク9上で電子線を
横ずれさせることにより、ウエハ15上で断面が可変の
矩形の電子ビームによる描画を行うことができる。
板7の開口パターンの像が、第2成形レンズ8によりス
テンシルマスク9の対応する領域上に結像される。ステ
ンシルマスク9を透過した電子線は、縮小レンズ11及
び対物レンズ14を介してウエハ15上に集束され、そ
のステンシルマスク9上の選択されたパターンの縮小像
がウエハ15上に露光される。この際に、ウエハ15上
で可変成形ビームによる描画を行うときには、第2成形
開口板7の開口パターン20及びステンシルマスク9の
開口パターン24が選択される。更に、偏向器10a及
び10bを動作させてステンシルマスク9上で電子線を
横ずれさせることにより、ウエハ15上で断面が可変の
矩形の電子ビームによる描画を行うことができる。
【0020】一方、メモリセル等のパターンを縮小転写
する場合には、ステンシルマスク9上の転写用パターン
23−2,23−3〜23−48の何れかが選択され、
この選択されたパターンが縮小されてウエハ15上に露
光される。また、ウエハ15のアライメントを行う場合
には、ステンシルマスク9上のY方向の計測用開口パタ
ーン21又はX方向の計測用開口パターン22が選択さ
れて、この選択されたパターンの像がウエハ15上で所
定の方向に走査される。
する場合には、ステンシルマスク9上の転写用パターン
23−2,23−3〜23−48の何れかが選択され、
この選択されたパターンが縮小されてウエハ15上に露
光される。また、ウエハ15のアライメントを行う場合
には、ステンシルマスク9上のY方向の計測用開口パタ
ーン21又はX方向の計測用開口パターン22が選択さ
れて、この選択されたパターンの像がウエハ15上で所
定の方向に走査される。
【0021】次に、本例でウエハ15上に例えば2層目
の露光を行う場合のアライメント動作につき説明する。
この場合、図3(a)及び図4に示すように、ウエハ1
5上には既に、ステンシルマスク9上のY方向の計測用
開口パターン21の投影像21Pと同一形状のアライメ
ントマーク25及びX方向の計測用開口パターン22の
投影像22Pと同一形状のアライメントマーク26が形
成されている。図3(a)のアライメントマーク25は
9本のスリットパターンをY方向に不等間隔で配置した
ものであり、図4のアライメントマーク26は9本のス
リットパターンをX方向に不等間隔で配置したものであ
る
の露光を行う場合のアライメント動作につき説明する。
この場合、図3(a)及び図4に示すように、ウエハ1
5上には既に、ステンシルマスク9上のY方向の計測用
開口パターン21の投影像21Pと同一形状のアライメ
ントマーク25及びX方向の計測用開口パターン22の
投影像22Pと同一形状のアライメントマーク26が形
成されている。図3(a)のアライメントマーク25は
9本のスリットパターンをY方向に不等間隔で配置した
ものであり、図4のアライメントマーク26は9本のス
リットパターンをX方向に不等間隔で配置したものであ
る
【0022】先ず、図3(a)において、ウエハ15の
Y方向の位置を計測する場合には、Y方向の計測用開口
パターンの投影像21PをY方向に走査してそのアライ
メントマーク25上を横切るようにする。このときに図
1の反射電子検出器17から得られる検出信号S1を図
3(b)に示す。この図3(b)に示すように、アライ
メントマーク25と投影像21Pとが完全に重なったと
きに検出信号S1は最大になり、アライメントマーク2
5と投影像21Pとが部分的に重なったときには検出信
号P1のレベルは小さいため、両者は容易に区別でき
る。
Y方向の位置を計測する場合には、Y方向の計測用開口
パターンの投影像21PをY方向に走査してそのアライ
メントマーク25上を横切るようにする。このときに図
1の反射電子検出器17から得られる検出信号S1を図
3(b)に示す。この図3(b)に示すように、アライ
メントマーク25と投影像21Pとが完全に重なったと
きに検出信号S1は最大になり、アライメントマーク2
5と投影像21Pとが部分的に重なったときには検出信
号P1のレベルは小さいため、両者は容易に区別でき
る。
【0023】また、アライメントマークの各スリットパ
ターンの間隔及び投影像21Pの各スリット像の間隔は
それぞれ少しずつ変化させてあるので、2本以上両者が
重なる場合は両者が全部重なる場合のみである。この検
出信号S1の最大レベルは多くのマークからの信号が加
算されているのでSN比は大きく、投影像21Pを1回
又は小数回だけ走査するだけで十分な精度でアライメン
トマーク25を検出できる。
ターンの間隔及び投影像21Pの各スリット像の間隔は
それぞれ少しずつ変化させてあるので、2本以上両者が
重なる場合は両者が全部重なる場合のみである。この検
出信号S1の最大レベルは多くのマークからの信号が加
算されているのでSN比は大きく、投影像21Pを1回
又は小数回だけ走査するだけで十分な精度でアライメン
トマーク25を検出できる。
【0024】同様に、ウエハ15のX方向の位置を計測
する場合には、図4に示すように、X方向の計測用開口
パターンの投影像22PをX方向に走査してアライメン
トマーク26上を横切るようにする。そして、図1の反
射電子検出器17から得られる検出信号S1が最大にな
るときが、アライメントマーク26と投影像22Pとが
完全に重なった場合であり、これによりウエハ15のX
方向の位置を検出することができる。その後に、それら
アライメントマーク25のY座標及びアライメントマー
ク26のX座標を目標座標に設定することによりウエハ
15の位置決めが行われ、この状態で2層目に対する露
光が行われる。
する場合には、図4に示すように、X方向の計測用開口
パターンの投影像22PをX方向に走査してアライメン
トマーク26上を横切るようにする。そして、図1の反
射電子検出器17から得られる検出信号S1が最大にな
るときが、アライメントマーク26と投影像22Pとが
完全に重なった場合であり、これによりウエハ15のX
方向の位置を検出することができる。その後に、それら
アライメントマーク25のY座標及びアライメントマー
ク26のX座標を目標座標に設定することによりウエハ
15の位置決めが行われ、この状態で2層目に対する露
光が行われる。
【0025】より具体的に、図3(a)において、投影
像21Pを構成する9個のスリット像21aP〜21i
Pの形状をそれぞれ0.2μm×5μmの矩形として、
アライメントマーク25も投影像21Pと同一形状であ
るとする。この場合、投影像21Pでアライメントマー
ク25上を走査すると、従来のように0.2μm角の電
子ビームでアライメントマーク上を走査した場合と比較
して、ピークの検出信号が225(=9×5/0.2)
倍になり、SN比が15倍になる。また、0.2μm×
5μmのビームで走査した場合と比較しても、ピークの
検出信号が9倍になり、SN比が3倍に向上する。従っ
て従来の方法と比較して1/225又は1/9の走査回
数で従来と同じSN比の検出信号を得ることができ、ア
ライメントの時間が大幅に短縮される。
像21Pを構成する9個のスリット像21aP〜21i
Pの形状をそれぞれ0.2μm×5μmの矩形として、
アライメントマーク25も投影像21Pと同一形状であ
るとする。この場合、投影像21Pでアライメントマー
ク25上を走査すると、従来のように0.2μm角の電
子ビームでアライメントマーク上を走査した場合と比較
して、ピークの検出信号が225(=9×5/0.2)
倍になり、SN比が15倍になる。また、0.2μm×
5μmのビームで走査した場合と比較しても、ピークの
検出信号が9倍になり、SN比が3倍に向上する。従っ
て従来の方法と比較して1/225又は1/9の走査回
数で従来と同じSN比の検出信号を得ることができ、ア
ライメントの時間が大幅に短縮される。
【0026】次に、ウエハ15上に多数のアライメント
マークが形成されている場合に、これらアライメントマ
ークを高速に検出する方法について説明する。図5はア
ライメントマークが多数形成されたウエハを示し、この
図5において、アライメントマーク29−1,29−
2,‥‥,29−nがウエハ15上にほぼ等間隔に形成
されている。各アライメントマーク29−i(i=1,
‥‥,n)は図3(a)のアライメントマーク25と同
一形状のY方向用のマーク27−i及び図4のアライメ
ントマーク26と同一形状のX方向用のマーク28−i
より構成されている。これらマーク27−iとマーク2
8−iとの間隔は5μm程度であり、図1の主偏向器1
3によるウエハ15上の電子線の主偏向領域は1000
μm角程度である。
マークが形成されている場合に、これらアライメントマ
ークを高速に検出する方法について説明する。図5はア
ライメントマークが多数形成されたウエハを示し、この
図5において、アライメントマーク29−1,29−
2,‥‥,29−nがウエハ15上にほぼ等間隔に形成
されている。各アライメントマーク29−i(i=1,
‥‥,n)は図3(a)のアライメントマーク25と同
一形状のY方向用のマーク27−i及び図4のアライメ
ントマーク26と同一形状のX方向用のマーク28−i
より構成されている。これらマーク27−iとマーク2
8−iとの間隔は5μm程度であり、図1の主偏向器1
3によるウエハ15上の電子線の主偏向領域は1000
μm角程度である。
【0027】図1の試料台16を駆動することにより、
図5に示すように、ウエハ15を始点30aから終点3
0bに至る軌跡30に沿って連続的に移動させる。そし
て、図1の光軸AX上にウエハ15の第1のアライメン
トマーク29−1のマーク27−1が来たときに、図3
(a)の投影像21PをY方向に走査し次に図4の投影
像22PをX方向に走査して、マーク27−1及び28
−1のほぼ大体の位置を測定する。次に、マーク27−
1のX方向の位置と投影像21PのX方向の位置とをほ
ぼ一致させて、投影像21PをY方向に走査することに
よってマーク27−1のY方向の位置を正確に算出す
る。その後、マーク28−1のY方向の位置と投影像2
2PのY方向の位置とをほぼ一致させて、投影像22P
をX方向に走査することによってマーク28−1のX方
向の位置を正確に算出する。以下同様にして、アライメ
ントマーク29−2〜29−nの位置検出を行う。
図5に示すように、ウエハ15を始点30aから終点3
0bに至る軌跡30に沿って連続的に移動させる。そし
て、図1の光軸AX上にウエハ15の第1のアライメン
トマーク29−1のマーク27−1が来たときに、図3
(a)の投影像21PをY方向に走査し次に図4の投影
像22PをX方向に走査して、マーク27−1及び28
−1のほぼ大体の位置を測定する。次に、マーク27−
1のX方向の位置と投影像21PのX方向の位置とをほ
ぼ一致させて、投影像21PをY方向に走査することに
よってマーク27−1のY方向の位置を正確に算出す
る。その後、マーク28−1のY方向の位置と投影像2
2PのY方向の位置とをほぼ一致させて、投影像22P
をX方向に走査することによってマーク28−1のX方
向の位置を正確に算出する。以下同様にして、アライメ
ントマーク29−2〜29−nの位置検出を行う。
【0028】この場合、マーク27−1とマーク28−
1との間隔は5μm程度しかなく、主偏向領域である1
000μm角より十分小さい。従って、ウエハ15上の
視野が1000μm角から次の領域に移る迄にアライメ
ントマーク29−1に関する走査を完了させればよい。
例えば図1の試料台16を介してウエハ15を50mm
/secで移動させているとすると、ウエハ15が10
00μm走るのに、20msecの時間があるので、そ
のアライメントマーク29−1に関する走査はその間に
十分な余裕を持って行うことができる。同様に他のアラ
イメントマークもウエハ15を連続的に移動している途
中で行うことができる。
1との間隔は5μm程度しかなく、主偏向領域である1
000μm角より十分小さい。従って、ウエハ15上の
視野が1000μm角から次の領域に移る迄にアライメ
ントマーク29−1に関する走査を完了させればよい。
例えば図1の試料台16を介してウエハ15を50mm
/secで移動させているとすると、ウエハ15が10
00μm走るのに、20msecの時間があるので、そ
のアライメントマーク29−1に関する走査はその間に
十分な余裕を持って行うことができる。同様に他のアラ
イメントマークもウエハ15を連続的に移動している途
中で行うことができる。
【0029】このように本例では、ウエハ15を検出対
象のアライメントマークが計測用のビームのほぼ真下に
来るよう連続的に移動させ、丁度アライメントマークと
計測用のビームとが接近している短時間の内に計測用の
ビームの走査を完了させることができる。従って、ウエ
ハ15を連続移動させた状態でアライメントマークの検
出が行え、より短時間でアライメントができる。
象のアライメントマークが計測用のビームのほぼ真下に
来るよう連続的に移動させ、丁度アライメントマークと
計測用のビームとが接近している短時間の内に計測用の
ビームの走査を完了させることができる。従って、ウエ
ハ15を連続移動させた状態でアライメントマークの検
出が行え、より短時間でアライメントができる。
【0030】なお、本発明は上述実施例に限定されず、
例えば荷電粒子線としてイオンビームを使用するなど、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る
ことは勿論である。
例えば荷電粒子線としてイオンビームを使用するなど、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る
ことは勿論である。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、複数本のスリット状開
口を配設してなる計測用開口パターンの投影像を走査し
てターゲット上のアライメントマークの検出を行うこと
ができるので、アライメントマークを高いSN比で且つ
高速に検出できる。従って、高速且つ高精度にアライメ
ントを行うことができる利点がある。また、短時間でア
ライメントマークの検出が完了するので、長時間荷電粒
子線透過マスクに荷電粒子線ビームを入射させる必要が
なく、そのマスクが必要以上に加熱されることがない。
口を配設してなる計測用開口パターンの投影像を走査し
てターゲット上のアライメントマークの検出を行うこと
ができるので、アライメントマークを高いSN比で且つ
高速に検出できる。従って、高速且つ高精度にアライメ
ントを行うことができる利点がある。また、短時間でア
ライメントマークの検出が完了するので、長時間荷電粒
子線透過マスクに荷電粒子線ビームを入射させる必要が
なく、そのマスクが必要以上に加熱されることがない。
【0032】更に、荷電粒子線のビーム電流密度が比較
的小さい一括転写方式の露光装置でも、その計測用開口
パターンの投影像を1回又は小数回走査するだけで高速
にアライメントマークを検出できる。一方、縮小転写と
可変成形ビームとを選択できる露光装置では、従来はア
ライメントマークの検出に必要な時間の割合が大きかっ
たが、本発明によればアライメントマークの検出に必要
な時間を少なくでき、露光作業のスループットを大きく
できる利点がある。
的小さい一括転写方式の露光装置でも、その計測用開口
パターンの投影像を1回又は小数回走査するだけで高速
にアライメントマークを検出できる。一方、縮小転写と
可変成形ビームとを選択できる露光装置では、従来はア
ライメントマークの検出に必要な時間の割合が大きかっ
たが、本発明によればアライメントマークの検出に必要
な時間を少なくでき、露光作業のスループットを大きく
できる利点がある。
【図1】本発明の一実施例の電子線露光装置を示す縦断
面に沿う端面図である。
面に沿う端面図である。
【図2】(a)は図1の第2成形開口板を示す平面図、
(b)は図1のステンシルマスクを示す平面図である。
(b)は図1のステンシルマスクを示す平面図である。
【図3】(a)はY方向のアライメントマークの検出動
作の説明図、(b)はアライメントマークの検出時に得
られる検出信号を示す波形図である。
作の説明図、(b)はアライメントマークの検出時に得
られる検出信号を示す波形図である。
【図4】X方向のアライメントマークの検出動作の説明
図である。
図である。
【図5】ウエハ上の多数のアライメントマークを検出す
る場合の動作の説明に供するウエハの平面図である。
る場合の動作の説明に供するウエハの平面図である。
1 電子銃 2 ブランキング用の偏向器 3 コンデンサーレンズ 4 第1成形開口板 5a,5b セル選択用の偏向器 6 第1成形レンズ 7 第2成形開口板 8 第2成形レンズ 9 ステンシルマスク 10a,10b 可変成形ビーム用の偏向器 11 縮小レンズ 12 副偏向器 13 主偏向器 14 対物レンズ 15 ウエハ 16 試料台 17 反射電子検出器 18 制御装置 21 Y方向の計測用開口パターン 22 X方向の計測用開口パターン 23−2,23−3,‥‥ 転写パターン 25,27−1,27−2,‥‥ Y方向用のアライメ
ントマーク 26,28−1,28−2,‥‥ X方向用のアライメ
ントマーク
ントマーク 26,28−1,28−2,‥‥ X方向用のアライメ
ントマーク
Claims (1)
- 【請求項1】 荷電粒子線を発生する荷電粒子線源と、 ターゲットが載置されると共に該ターゲットを位置決め
する試料台と、 複数本のスリット状開口を配設してなる計測用開口パタ
ーンと転写用の開口パターンとが配列された荷電粒子線
透過マスクと、 前記発生された荷電粒子線を前記計測用開口パターン又
は前記転写用の開口パターン上に導く第1の手段と、 前記荷電粒子線透過マスクを透過した荷電粒子線をター
ゲット上で走査又は位置決めする第2の手段と、 前記ターゲットからの荷電粒子線を検出する検出手段
と、を有し、 前記ターゲット上のアライメントマーク上で前記計測用
開口パターンの像を走査して前記ターゲットの位置検出
を行う事を特徴とする荷電粒子線露光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4189999A JPH0613300A (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 荷電粒子線露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4189999A JPH0613300A (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 荷電粒子線露光装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0613300A true JPH0613300A (ja) | 1994-01-21 |
Family
ID=16250701
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4189999A Pending JPH0613300A (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 荷電粒子線露光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0613300A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100317580B1 (ko) * | 1998-06-01 | 2002-04-24 | 박종섭 | 노광시스템 |
-
1992
- 1992-06-24 JP JP4189999A patent/JPH0613300A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100317580B1 (ko) * | 1998-06-01 | 2002-04-24 | 박종섭 | 노광시스템 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000425 |