JPH06177024A - 電子ビーム描画装置 - Google Patents

電子ビーム描画装置

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JPH06177024A
JPH06177024A JP4323962A JP32396292A JPH06177024A JP H06177024 A JPH06177024 A JP H06177024A JP 4323962 A JP4323962 A JP 4323962A JP 32396292 A JP32396292 A JP 32396292A JP H06177024 A JPH06177024 A JP H06177024A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron beam
positioning mark
mark
substrate
detecting
Prior art date
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Pending
Application number
JP4323962A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Morimoto
森本健一
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.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP4323962A priority Critical patent/JPH06177024A/ja
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子ビーム描画装置において、描画基板の位
置決め用マーク検出のための電子ビーム走査範囲を小さ
くして、本パターン描画範囲を広げる。 【構成】 位置決め用マークを検出するCCDカメラ9
を設け、CCDカメラ9によって検出された位置情報
(粗調)に基づいて電子ビーム13による位置決め用マ
ーク位置の検出(微調)のための電子ビーム走査範囲を
狭めて、位置決め用マークの直ぐ近傍まで本パターンを
描画できるようにし、本パターン描画範囲を広げる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子ビーム描画装置に
関し、特に、半導体デバイスパターンを描画する際の位
置決め用マークの検出手段を備えた電子ビーム描画装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体集積回路等の高性能化、高
集積度化への要求は一層増大している。そのため、従来
の紫外線を用いたフォトリソグラフィーに代わって、電
子線、軟X線、イオンビーム等を用いるリソグラフィー
により、超微細パターン加工技術を確立する努力が払わ
れている。特に、フォトマスクの製造においては、すで
に電子線リソグラフィーが工業的に実用化されており、
ウェーハ基板への電子線の直接描画も試みられている。
【0003】一方、このような超微細リソグラフィー技
術を可能とするために使用されるレジスト材料も、それ
に応える特性を有するものでなければならないし、レジ
ストプロセスも非常に重要となり、また、露光装置に要
求される描画精度も非常に厳しくなってくる。
【0004】電子ビーム描画装置は、例えば、図2に模
式的に示すような構成になっている。この例の場合、電
子銃24は陰極21、ウェーネルト22及び陽極23か
ら構成されており、電子銃24から放出された電子ビー
ムは、アライメントコイル25によりビーム中心が光軸
に調節され、第1アパーチャ26で周辺のボケ部分がカ
ットされ、縮小レンズ系27を経てビーム径が縮小さ
れ、第2アパーチャ28によりビーム成形され、対物レ
ンズ29により描画面30上に集束されて描画する。な
お、図示しない偏向電極が、第2アパーチャ28と描画
面30の間に設けられている。
【0005】ところで、従来、正確に描画するために、
例えばウェーハ基板10には、図4に示すように、位置
決め用マーク17が複数個配置されており、このマーク
17を電子ビーム描画装置の電子ビームで走査して検出
し、その検出位置に応じて基板10の所定位置に所定の
描画を行っている。図5に従来の電子ビーム描画装置の
全体の概略の構成を示す。真空室に移動可能に配置され
たステージ12上にホルダー11に取り付けられた描画
する基板10が載置され、その位置はステッピングモー
タ16により制御される。電子ビーム描画装置本体から
の走査電子ビーム13は偏向器14により位置制御さ
れ、基板10のマーク17(図4)上を走査する。マー
ク17から反射された電子は反射電子検出器15により
検出され、その検出信号はCPU19入力される。ま
た、ステージ12にはミラー8が取り付けられており、
このミラー8は干渉計7の移動ミラーを構成しており、
レーザ光源5からのレーザ光6が干渉計7に入射し、そ
こで分割された光の一方がこのミラー8に入射し、ミラ
ー8での反射光は再び干渉計7に入射し、分割された別
の光と干渉され、受光器4でこの干渉縞が検出され、そ
の信号を信号処理器3に入力し、ステージ12の位置が
計測されるようになっている。CPU19には、マーク
17の位置を表す反射電子検出器15からの信号と、ス
テージ12の位置を表す信号処理器3からの信号が入力
し、また、CPU19はこれらの検出信号に基づいて、
偏向器14を駆動する偏向アンプ2とステッピングモー
タ16を制御している。なお、描画するパターンデータ
1は偏向アンプ2に入力される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように電子ビーム
描画装置の電子ビーム13により基板10上の位置決め
用マーク17の位置を検出する際、パターンを形成する
ために基板10上に塗布されているレジストは、位置検
出用に走査される電子ビーム13によって感光してしま
う。一方、電子ビーム13によってマーク17を検出す
るためには、基板10上のマーク17のありそうな比較
的広い領域をビーム走査しなければならないため、マー
ク17近傍のレジストは感光してしまい、その領域に半
導体デバイスを作製するための本パターンを形成するこ
とはできない。その様子を図4に示す。図示のように、
マーク17近傍の比較的広い領域を除いたパターン領域
18にしか本パターンを描画できず、それ以外の基板領
域は無駄になってしまい、作製効率が低下してしまう。
【0007】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、電子ビーム描画装置におい
て、描画基板の位置決め用マーク検出のための電子ビー
ム走査範囲を小さくして、本パターン描画範囲を広げる
ことである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の電子ビーム描画装置は、基板上に形成された位置決
め用マークの位置を電子ビームを走査して検出し、その
位置に基づいて基板上に電子ビームによる描画を行う電
子ビーム描画装置において、前記位置決め用マークを光
学的又は光電的に検出する手段を設け、前記手段によっ
て検出された位置情報に基づいて電子ビームによる位置
決め用マーク位置の検出のための電子ビーム走査範囲を
決めるようにしたことを特徴とするものである。
【0009】この場合、位置決め用マークを光学的又は
光電的に検出する手段として、例えばテレビカメラを用
いることができる。
【0010】
【作用】本発明においては、位置決め用マークを光学的
又は光電的に検出する手段を設け、この手段によって検
出された位置情報に基づいて電子ビームによる位置決め
用マーク位置の検出のための電子ビーム走査範囲を決め
るようにしたので、位置決め用マークの検出のための電
子ビーム走査範囲が最小限ですみ、位置決め用マークの
直ぐ近傍まで本パターンを描画することができ、本パタ
ーン描画範囲を広げることができる。
【0011】
【実施例】次に、本発明の電子ビーム描画装置を実施例
に基づいて説明する。図1は、本発明の1実施例の電子
ビーム描画装置の全体の概略の構成を示す図である。従
来の装置と同様、真空室に移動可能に配置されたステー
ジ12上にホルダー11に取り付けられた描画する基板
10が載置され、その位置はステッピングモータ16に
より制御される。図2に例示したような電子ビーム描画
装置本体からの走査電子ビーム13は、偏向器14によ
り位置制御され、基板10上に本パターン描画のために
走査されると共に、後記するCCDカメラ9により基板
10上の位置決め用マーク17(図3)が読み取られた
後に、マーク17の位置を正確に検出するためにマーク
17近傍の狭い領域を走査される。マーク17から反射
された電子は反射電子検出器15により検出され、その
検出信号はCPU19に入力される。また、ステージ1
2にはミラー8が取り付けられており、このミラー8は
干渉計7の移動ミラーを構成しており、レーザ光源5か
らのレーザ光6が干渉計7に入射し、そこで分割された
光の一方がこのミラー8に入射し、ミラー8での反射光
は再び干渉計7に入射し、分割された別の光と干渉さ
れ、受光器4でこの干渉縞が検出され、その信号を信号
処理器3に入力し、ステージ12の位置が光学干渉によ
り計測されるようになっている。さらに、本発明によ
り、図2のような電子ビーム描画装置本体から離れた位
置であって、ステージ12を一方の移動端近傍に移動さ
せた時にホルダー11に取り付けられた基板10を撮像
できる位置にCCDカメラ9が配置されており、また、
基板10に塗布した電子線レジストが感光しない照明光
源(図示せず)が設けられており、このCCDカメラ9
によって基板10上のマーク17の位置が拡大検出でき
るようになっている。CPU19には、マーク17の概
略の位置を表すCCDカメラ9からの位置信号と、マー
ク17の正確な位置を表す反射電子検出器15からの信
号と、ステージ12の位置を表す信号処理器3からの信
号が入力し、また、CPU19はこれらの検出信号に基
づいて、偏向器14を駆動する偏向アンプ2とステッピ
ングモータ16を制御している。描画パターンデータ1
は偏向アンプ2に入力される。
【0012】このような構成において、ホルダー11に
取り付けられた基板10を真空中でステージ12の上に
載せ、信号処理器3からの信号に基づいてステージ12
の位置を制御して、基板10をCCDカメラ9の直下へ
移動させる。この位置で、CCDカメラ9により基板1
0のマーク17の概略の位置(光学的に検出できる精度
の位置)が検出される。その時のマーク17中心の位置
は、干渉計7を利用して検出される。次に、ステッピン
グモータ16を制御して、CCDカメラ9と電子ビーム
描画装置本体の光軸と間の距離だけステージ12を移動
し、マーク17を電子ビーム描画装置本体の直下へ移動
させる。次に、偏向器14を制御して、電子ビーム13
をマーク17領域のみで走査し、マーク17から反射さ
れた電子を反射電子検出器15により検出してその正確
な位置を検出する。検出された正確な位置に基づいて正
確なデバイスパターン(本パターン)を基板上に描画す
る。
【0013】このような電子ビーム描画装置を用いる
と、図3に示すように、基板10上の位置決め用マーク
17の極近傍の狭い領域を除いた比較的広いパターン領
域18にデバイスパターンを描画することができ、1枚
の基板(ウェーハ)10からより多数の半導体素子を得
ることができる。
【0014】以上、本発明の電子ビーム描画装置を実施
例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に
限定されず種々の変形が可能である。
【0015】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の電子ビーム描画装置によると、位置決め用マークを光
学的又は光電的に検出する手段を設け、この手段によっ
て検出された位置情報に基づいて電子ビームによる位置
決め用マーク位置の検出のための電子ビーム走査範囲を
決めるようにしたので、位置決め用マークの検出のため
の電子ビーム走査範囲が最小限ですみ、位置決め用マー
クの直ぐ近傍まで本パターンを描画することができ、本
パターン描画範囲を広げることができる。
【0016】そのため、従来は、マークは大きくまた本
パターン領域はマークからある程度離れた所でしか配置
できなかったが、本発明によると、マークは小さくかつ
本パターン領域はずっと広く配置できるようになり、基
板(ウェーハ)1枚からより多数の素子を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例の電子ビーム描画装置の全体
の概略の構成を示す図である。
【図2】電子ビーム描画装置本体の1例の概略の構成を
示す図である。
【図3】本発明による描画領域と位置決め用マークの位
置関係を示す図である。
【図4】従来の装置による描画領域と位置決め用マーク
の位置関係を示す図である。
【図5】従来の電子ビーム描画装置の全体の概略の構成
を示す図である。 1…描画パターンデータ 2…偏向アンプ 3…信号処理器 4…受光器 5…レーザ光源 6…レーザ光 7…干渉計 8…ミラー 9…CCDカメラ 10…基板 11…ホルダー 12…ステージ 13…電子ビーム 14…偏向器 15…反射電子検出器 16…ステッピングモータ 17…位置決め用マーク 18…パターン領域 19…CPU 21…陰極 22…ウェーネルト 23…陽極 24…電子銃 25…アライメントコイル 26…第1アパーチャ 27…縮小レンズ系 28…第2アパーチャ 29…対物レンズ 30…描画面

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に形成された位置決め用マークの
    位置を電子ビームを走査して検出し、その位置に基づい
    て基板上に電子ビームによる描画を行う電子ビーム描画
    装置において、前記位置決め用マークを光学的又は光電
    的に検出する手段を設け、前記手段によって検出された
    位置情報に基づいて電子ビームによる位置決め用マーク
    位置の検出のための電子ビーム走査範囲を決めるように
    したことを特徴とする電子ビーム描画装置。
  2. 【請求項2】 前記位置決め用マークを光学的又は光電
    的に検出する手段がテレビカメラからなることを特徴と
    する請求項1記載の電子ビーム描画装置。
JP4323962A 1992-12-03 1992-12-03 電子ビーム描画装置 Pending JPH06177024A (ja)

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JP4323962A JPH06177024A (ja) 1992-12-03 1992-12-03 電子ビーム描画装置

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JPH06177024A true JPH06177024A (ja) 1994-06-24

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ID=18160577

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1103860A1 (en) * 1998-09-30 2001-05-30 Advantest Corporation Electron-beam lithography system and alignment method
JP2009300441A (ja) * 2008-06-12 2009-12-24 Steinbichler Optotechnik Gmbh センサの位置を決定するための方法及び装置
CN102386117A (zh) * 2010-09-01 2012-03-21 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 晶圆位置的检测装置

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