JPH0817696A - 電子ビーム露光方法 - Google Patents
電子ビーム露光方法Info
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- JPH0817696A JPH0817696A JP6151870A JP15187094A JPH0817696A JP H0817696 A JPH0817696 A JP H0817696A JP 6151870 A JP6151870 A JP 6151870A JP 15187094 A JP15187094 A JP 15187094A JP H0817696 A JPH0817696 A JP H0817696A
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- scanning
- scan
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- Electron Beam Exposure (AREA)
Abstract
且つ高速に行う。 【構成】 1)マーク位置検出のためのビーム走査を2
段階に行い,第1走査ではマーク幅より大きな走査幅で
行ってマーク中心位置とビーム偏向中心位置の位置ずれ
量を算出し,第2走査ではビーム偏向中心位置を前記位
置ずれ量だけずらしてマーク中心位置にくるようにして
マークのエッジ部分のみの走査を行い,第1走査で求め
た位置ずれ量と第2走査で求めた位置ずれ量の和をマー
ク位置とビーム偏向中心位置のずれ量とする,2)第2
走査は第1走査より走査幅が短く,走査ピッチが細か
く,走査回数が多い,3)第1走査で得たマークエッジ
の位置からマーク中心位置とマーク幅を算出し,第2走
査でマークの両方のエッジを走査する際の走査間隔とす
る,4)第2走査の走査幅を第1走査で得られた微分波
形の微分ピークの最も近くで微分値が0を過る2つの点
を少なくとも含む。
Description
り,特に,位置決め用のマーク検出方法に関する。
て,情報,通信等の分野に広く用いられ,そのプロセス
技術としては,微細加工による高集積化が重要である。
光リソグラフィ技術ではパターン幅の限界が0.3 μm程
度であるが,電子ビーム露光では0.1 μm以下の微細加
工が0.05μm以下の位置合わせ精度で実現できる。
子ビーム露光装置ができれば, 集積度, 位置合わせ精
度, 処理時間, 信頼性等で他のリソグラフィ技術の追随
を許さないで,1ギガビットまたは4ギガビットメモリ
や1メガゲートのLSI の製造が可能になる。
構成図である。図において,ランタンヘキサボライト(L
aB6)カソード, ウェーネルト, アノードは電子銃を構成
し,加速電圧10〜50 KV で電子を加速し放出する。放出
された電子ビームをアライメントコイルAL1により光軸
を合わせ, 矩形の第1成形アパーチャ(第1スリット)
を通過させ,第1レンズで収束させ, スリットデフレク
タ及びスリット振り戻しデフレクタで偏向させ,第2成
形アパーチャ(第2スリット)に第1成形アパーチャの
像を結像させる。この第2成形アパーチャを通過した部
分が矩形の電子ビームとなる。
ことにより第1成形アパーチャの像の位置を移動させ,
第2成形アパーチャを通過するビームの形状を任意の矩
形に成形できる。
形電子ビームは照射レンズ(第2レンズ)により照射さ
れ,2段の縮小レンズ(第3レンズ,第4レンズ)によ
り1/100 に縮小される。その途中にラウンドアパーチャ
で軸上より大きくずれた電子を除去する。
半導体基板上に矩形電子ビームを投影する。図4は位置
決め用マーク検出の信号処理回路の一例を示す構成図で
ある。
は検出器, 3は増幅器, 4は A/Dコンバータ, 5は加算
器, 6は原波形メモリ, 7はディジタル演算回路(a) ,
8はピーク検出回路及び0レベル検出回路, 9は微分波
形メモリ,10はディジタル演算回路(b) , 11はスムージ
ングされた原波形メモリである。
偏向データを発生して位置決め用マーク 1を電子ビーム
で走査すると,マークの段差に応じた反射電子信号が発
生する。この信号を光検出器(PIN ダイオード) 2 で検
出し,増幅する。
トに送り, ここで信号をアナログからディジタルに変換
し,波形メモリに格納する。この波形メモリでは,電子
ビームの走査回数に応じて加算平均を行ってS/N の良い
信号を得る。
行い, 微分データのピーク位置を求める。ビームをマー
ク上に往復させるため,ピークは4点得られる。このピ
ーク位置をマークのエッジ位置として,ビームの偏向中
心とマーク溝とのずれを位置ずれ量として算出する(微
分ピーク法,図5参照)。
る点に相当する点で原波形に引いた接線と,微分波形が
0になる点に相当する原波形の点を通る水平線A,Bの
中央位置の水平線Cとの交点をマークのエッジ位置とし
て,ビームの偏向中心とマーク溝とのずれを位置ずれ量
として算出する(スライスレベル法,図6参照)。ここ
で,A,Bと原波形との交点はゼロクロス点と呼ばれ
る。
は,例えば以下の2種類がある。第1の方法は,図7
(A) のようにマークの溝の両方のエッジにわたって電子
ビームを走査する方法である。この方法によって,得ら
れる原波形および微分波形は図7(B) のようになる。こ
の方法をここではラフスキャンと呼ぶことにする。
溝の片方のエッジのみを短く走査した後,あらかじめ与
えられたマーク幅だけビームの偏向中心を移動させ,他
方のエッジを短く走査する方法である。この方法によっ
て,得られる原波形および微分波形は図8(B) のように
なる。この方法をここではファインスキャンと呼ぶこと
にする。
検出を行うと,ビーム走査距離が長いので,精度向上の
ため走査ピッチを細かくすると走査点数が多くなり,走
査時間が長くなる。また,時間が長くなると,マーク周
辺が感光してしまうという欠点がある。
うと,ビーム走査距離が短いため走査時間は短くてす
み,またマーク周辺のパターンへの影響も小さい。しか
しながら,ビーム偏向中心とマーク中心の位置が大きく
ずれている場合や,プロセスを経てマークの形状が設計
寸法と異なってしまっている場合には,ビームがマーク
エッジに当たらない可能性が高いという欠点がある。
を精度よく,且つ高速に行うことを目的とする。
を2段階に行い,第1走査ではマーク幅より大きな走査
幅で行ってマーク中心位置とビーム偏向中心位置の位置
ずれ量を算出し,第2走査ではビーム偏向中心位置を該
第1走査で求めた位置ずれ量だけずらしてマーク中心位
置にくるようにしてマークのエッジ部分のみの走査を行
い,該第1走査で求めた位置ずれ量と該第2走査で求め
た位置ずれ量の和をマーク位置とビーム偏向中心位置の
ずれ量とする電子ビーム露光方法,あるいは 2)前記第2走査は,前記第1走査より走査幅が短く,
走査ピッチが細かく,走査回数が多い前記1記載の電子
ビーム露光方法,あるいは 3)前記第1走査で得たマークエッジの位置からマーク
中心位置とマーク幅を算出し,前記第2走査でマークの
両方のエッジを走査する際の走査間隔とする前記1記載
の電子ビーム露光方法,あるいは 4)前記第2走査の走査幅を,前記第1走査で得られた
微分波形の微分ピークの最も近くで微分値が0を過る2
つの点を少なくとも含む前記1記載の電子ビーム露光方
法により達成される。
査を2段階に行い,第1走査ではマーク幅より大きな走
査幅で行い,この走査でマーク位置とビーム偏向位置
(照射位置)の差分を算出し,この差分だけ試料上のビ
ーム偏向位置をずらして第2走査をマークのエッジ部分
のみについて行うようにしている。ここで,第1走査で
求めた差分と第2走査で求めた位置ずれ量の和を,その
マークとビーム照射位置のずれ量としている。
ャン)で得られた情報を基に第2走査(ファインスキャ
ン)を行い,両者の長所, すなわち第1走査の高速性お
よび第2走査の高精度を取り入れて,マーク位置検出を
精度よく且つ高速に行うようにしたものである。
の実施例の説明図である。 第1走査(ラフスキャン):図1(A) は第1走査(ラフ
スキャン)の説明図, 図1(B) は原波形, 図1(C)は微
分波形を示す。
エッジに渡って走査し,微分ピーク法により,ビームの
偏向中心位置とマーク中心位置との差分δ, 及び微分ピ
ークの間隔よりマークサイズ (マークの幅) がわかる。
し,A, Bを微分ピーク値とすると, ビーム位置=(0+100)/2= 50 マーク位置=(A+B)/2 δ=50−(A+B)/2 マークサイズ= B−A となる。なお,図中, a, b, c, d はゼロクロス点であ
る。
は第1走査(ラフスキャン)の説明図, 図2(B) は原波
形, 図2(C)は微分波形を示す。
中心位置を補正し,第1走査で算出したマークサイズを
第2走査の走査間隔としてを与える。第2走査の必要偏
向幅は b−a, d−cのいずれか大きい値にマージンαを
加えた値とする。
ロス点でマーク位置の検出にはこの情報が必要である。
次に,上記2段階走査についての特徴を説明をする。
ームを走査するので, 第2走査の時にマークエッジにビ
ームが当たるだける精度があればよいので,この走査の
ピッチは比較的粗くてよく,走査距離が大きいわりには
マーク検出に要する時間は少なくてすむ。
置に従ってマークエッジのみを走査する。すなわち,第
1走査でマーク中心とビーム偏向中心との差分δが得ら
れるので,そのずれ量を偏向器の偏向量に加算して,ビ
ーム偏向中心とマーク中心がほぼ同じ位置にくるように
補正する。
査した後,第1走査で求めたマークサイズ(マークの
幅)だけずらした位置を他方のマーク位置とし,そのエ
ッジ部のみを走査する。このマークサイズは実際の走査
により測定しているので,プロセスによるマーク形状の
変化の影響を受けることはなく,正確なマーク幅を示し
ている。
るので,走査のピッチを細かくして,例えば前記のスラ
イスレベル法を適用して,マークの位置検出を行う。第
2走査で走査ピッチを細かくしても,走査距離が短いの
で,同様の細かいピッチでラフスキャンを行った場合よ
りも走査に要する時間は短くてすむ。
る場合に,前記のスライスレベル法を利用すると,ゼロ
クロス点と微分波形のピーク位置を利用してマーク位置
の検出を行うので,これらの点を含むように第1走査で
走査幅を決定する。
る位置合わせ用マーク位置検出を精度よく,且つ高速に
行うことができる。
Claims (4)
- 【請求項1】 位置合わせ用のマーク位置検出のための
ビーム走査を2段階に行い,第1走査ではマーク幅より
大きな走査幅で行ってマーク中心位置とビーム偏向中心
位置の位置ずれ量を算出し,第2走査ではビーム偏向中
心位置を該第1走査で求めた位置ずれ量だけずらしてマ
ーク中心位置にくるようにしてマークのエッジ部分のみ
の走査を行い,該第1走査で求めた位置ずれ量と該第2
走査で求めた位置ずれ量の和をマーク位置とビーム偏向
中心位置のずれ量とすることを特徴とする電子ビーム露
光方法。 - 【請求項2】 前記第2走査は,前記第1走査より走査
幅が短く,走査ピッチが細かく,走査回数が多いことを
特徴とする請求項1記載の電子ビーム露光方法。 - 【請求項3】 前記第1走査で得たマークエッジの位置
からマーク中心位置とマーク幅を算出し,前記第2走査
でマークの両方のエッジを走査する際の走査間隔とする
ことを特徴とする請求項1記載の電子ビーム露光方法。 - 【請求項4】 前記第2走査の走査幅を,前記第1走査
で得られた微分波形の微分ピークの最も近くで微分値が
0を過る2つの点を少なくとも含むことを特徴とする請
求項1記載の電子ビーム露光方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15187094A JP3334341B2 (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | 電子ビーム露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15187094A JP3334341B2 (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | 電子ビーム露光方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0817696A true JPH0817696A (ja) | 1996-01-19 |
JP3334341B2 JP3334341B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=15528023
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15187094A Expired - Fee Related JP3334341B2 (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | 電子ビーム露光方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3334341B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8143075B2 (en) | 2005-03-31 | 2012-03-27 | Fujitsu Semiconductor Limited | Semiconductor manufacture method |
-
1994
- 1994-07-04 JP JP15187094A patent/JP3334341B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8143075B2 (en) | 2005-03-31 | 2012-03-27 | Fujitsu Semiconductor Limited | Semiconductor manufacture method |
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JP3334341B2 (ja) | 2002-10-15 |
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