JPH09293652A - 荷電粒子ビーム露光装置及びその方法 - Google Patents
荷電粒子ビーム露光装置及びその方法Info
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- JPH09293652A JPH09293652A JP8102468A JP10246896A JPH09293652A JP H09293652 A JPH09293652 A JP H09293652A JP 8102468 A JP8102468 A JP 8102468A JP 10246896 A JP10246896 A JP 10246896A JP H09293652 A JPH09293652 A JP H09293652A
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Abstract
を正確に行なう。 【解決手段】所定の透過マスクを通過させた荷電粒子ビ
ームを、試料上の所望の位置に偏向させて露光を行なう
荷電粒子ビーム露光装置において、試料が載せられる試
料ステージ又は試料ホルダーに、フォトダイオードとそ
の表面に形成した所定の開孔パターン有するビーム遮断
膜とを有するビーム検出器を設けたことを特徴とする。
開孔パターンの基準マークとビーム検出器とが一体に形
成されているので、マークの位置に依存せずに正確なビ
ーム位置を検出することができる。このビーム位置か
ら、ビームの偏向係数を求めることができ、また試料ス
テージ上方に設けた反射電子検出器の検出信号の較正も
行なうことができる。
Description
光装置及びその方法にかかり、特に、ビーム位置の較正
を正確に行なうことができ、更に試料上の位置合わせマ
ークを正確に検出することができる発明に関する。
電粒子ビーム露光方法は、サブミクロンの精度で露光を
行なうことができ、半導体ウエハやマスク基板表面の微
細加工に使用される。しかも、現在広く用いられている
光を利用した露光方法に比べて荷電粒子ビームによる露
光方法は、その解像度や焦点深度の点で遙かに優れた特
性を持つ。
の位置に照射する必要があり、その位置合わせを正確に
行なう必要がある。この位置合わせの問題は、第一に、
ビームの照射位置が試料が載せられているステージの座
標系内のどこにあるかの問題と、第二に、試料上の位置
合わせマークが同ステージ座標系のどこにあるのかの問
題とが存在する。上記第一の点は、ビーム照射位置の較
正や偏向フィールド領域のつなぎ精度にかかり、ビーム
が照射している位置が試料ステージの座標系のどこにあ
るのか、更にビームを偏向した時の照射位置が試料ステ
ージの座標系のどこにあるのかを検出してビーム照射位
置の較正(キャリブレーション)を行なうことで解決さ
れる。更に、上記第二の点は、重ね合わせ露光の位置合
わせの問題にかかり、試料上のアライメントマークを検
出する反射電子検出器の較正を行なうことでアライメン
トマークのステージ座標系内での正確な位置を検出し、
その位置を基準にして重ね合わせ露光を行なうことで解
決される。
クの検出には、従来試料の近傍に設けた複数の反射電子
検出器を利用して行なわれている。試料ステージや試料
の表面に形成された段差を有するマークに対してビーム
を走査しながら照射し、その反射電子を複数の検出器で
検出し、それらの検出された反射電子信号強度を加算す
ることによって得られた信号波形を解析して位置検出を
行なっていた。
器を利用したマーク検出器を説明するための図である。
図13に示される通り、従来の方法では、ステージまた
は試料上に形成した段差ST1,ST2によるマークM
Kに対して、電子ビームEBを矢印SCAN方向に走査
し、一対の反射電子検出器40,41から検出される反
射電子強度を加算器42で加算し、信号解析装置43で
解析する。
マークの段差ST1を通過する時、段差ST1の反対側
の反射電子検出器B(41)には高い強度の反射電子が
検出されるのに対して、段差ST1側の反射電子検出器
A(40)には、段差STの影になり反射電子が到達せ
ず反射電子強度は低くなる。逆に、電子ビームEBがマ
ークの段差ST2を通過する時は、その逆の現象とな
る。その結果、両反射電子検出器40,41からの反射
電子強度の加算値は、図14のCに示される通り、略左
右対称になる。そして、信号波形の傾きが最大になる二
点st1,st2がそれぞれマークの段差位置に該当
し、それらの中心位置をマークMKの中心位置と分析す
ることができる。
た方法では、マークMKと一対の反射電子検出器40,
41とが左右対称の位置にあれば精度良く位置を検出す
ることができるが、例えば、マークMKが反射電子検出
器A(40)の近くに位置し、反射電子検出器B(4
1)から離れたところに位置する場合は、その精度が悪
くなる。或いは、逆の鑑定の場合も精度が悪くなる。
クMKが近くにある反射電子検出器A(40)の場合
は、段差ST1を走査する時のエッジボトムはより低
く、段差ST2を走査する時のエッジピークはより高
い。一方、マークMKが遠くにある反射電子検出器B
(41)の場合は、段差ST1を走査する時でもエッジ
ピークは比較的低く、段差ST2を走査する時でもその
エッジボトムは低くならない。
は、図15中のCに示される通り左右非対称になる。そ
の結果、信号波形の最大傾斜点st1’,st2’が右
側にずれてしまうことになる。この様なずれは、例えば
0.05μm程度であるが、電子ビーム露光方法では
0.15μm以下のパターンを形成することが期待され
ており、その為には0.015μm以下の位置精度が要
求される。従って、0.05μm程度のずれも無視する
ことができない。
れるマークと、そのマークを照射した時に検出される反
射電子を検出する手段とが空間的に離れていることに起
因する。
本出願人は、先にマークの位置に応じて反射電子検出器
の検出出力を増幅する増幅器のゲインを可変設定して、
増幅器の出力強度が一定になるようにすることを提案し
た。例えば、平成7年7月20日出願の特願平7−18
4232である。しかしながら、ゲインの制御は較正の
工程やアライメントマーク検出工程での制御をより複雑
化させてしまう。
デーカップとそのビームを遮るナイフエッジとを試料ス
テージ部分に設けることで、電子ビームの形状の検出を
行なうことも提案されている。例えば、特開平7-226361
号公報等である。しかしながら、ファラデーカップ自体
がビーム強度を検出する為には応答速度が遅く、ビーム
位置検出やマーク検出等の高速性が必要な工程には不向
きである。また、ビーム遮断用のナイフエッジもビーム
形状検出の為にかなり大きい開孔を有していて、位置検
出用のマークに代用させることは不適切である。
の照射位置を精度良く検出することができる荷電粒子ビ
ーム露光装置を提供することにある。
ムの較正を正確に行なうことができ、更に試料上のアラ
インメントマーク位置を精度よく検出することができる
荷電粒子ビーム露光方法を提供することにある。
ステージ上にビーム位置検出用のマークと、そのマーク
をビームが走査したことを検出する検出器とを重ねて設
けることにより、より精度良くビームの照射位置やマー
クの位置を検出することができる荷電粒子ビーム露光装
置を提供することにある。
よれば、所定の透過マスクを通過させた荷電粒子ビーム
を、試料上の所望の位置に偏向させて露光を行なう荷電
粒子ビーム露光装置において、試料が載せられる試料ス
テージ又は試料ホルダーに、フォトダイオードとその表
面に形成した所定の開孔パターン有するビーム遮断膜と
を有するビーム検出器を設けたことを特徴とする荷電粒
子ビーム露光装置を提供することにより達成される。
の半導体基板上に形成されたP−I−N型の固体素子で
あることが好ましい。そして、その表面に基準マークと
なる所定パターンの開孔を有するビーム遮断膜が設けら
れる。従って、基準マークとビーム検出素子とが一体に
なって形成される。その為、基準マークと検出器との相
対的な位置関係に依存して従来の様にマークを走査する
ビーム位置の検出精度が悪くなることはない。
定の透過マスクを通過させた荷電粒子ビームを、試料上
の所望の位置に偏向させて露光を行なう荷電粒子ビーム
露光方法において、該試料ステージ又は該ステージに載
せられ前記試料を保持する試料ホルダーに設けられ、前
記荷電粒子ビームが照射された時に検出信号を出力する
ビーム検出素子とその素子の表面に形成された所定の開
孔パターンを有するビーム遮断膜とを有するビーム検出
装置を、ビーム偏向手段の偏向領域内の複数の位置に移
動させる工程と、該ビーム検出装置の位置まで該荷電粒
子ビームを偏向させて該ビーム検出装置からのビーム検
出信号に従って前記試料ステージの座標系内のビーム照
射位置を検出する工程と、該複数の位置において検出し
たビーム照射位置から、ビーム偏向位置を較正する偏向
係数を求める工程と、該偏向係数に従って該荷電粒子ビ
ームを偏向して前記試料を露光する工程とを有すること
を特徴とする荷電粒子ビーム露光方法を提供することに
より達成される。
が一体になって形成されているので、従来に比べて試料
ステージの座標系の中の正確なビーム位置を検出するこ
とができる。従って、そのビーム位置を複数の偏向位置
で求めることで、ビーム偏向器の較正量である偏向係数
を求めることができる。投影レンズや偏向器の特性によ
って生じる拡大、縮小、回転、オフセット、歪み等を矯
正する偏向係数を用いることで、その後の偏向位置が正
確になり、より精度の高い露光工程を実現することがで
きる。
定の透過マスクを通過させた荷電粒子ビームを、試料上
の所望の位置に偏向させて露光を行なう荷電粒子ビーム
露光方法において、該試料ステージ又は該ステージに載
せられ前記試料を保持する試料ホルダーに設けられ、前
記荷電粒子ビームが照射された時に検出信号を出力する
ビーム検出素子とその素子の表面に形成された所定の開
孔パターンを有するビーム遮断膜とを有するビーム検出
装置を、ビーム偏向手段の偏向領域内の所定の位置に移
動させる工程と、該ビーム検出装置の位置まで該荷電粒
子ビームを偏向させて該ビーム検出装置からのビーム検
出信号に従って、該試料ステージの上方に設けられた反
射電子検出器からの検出信号を較正する工程と、前記試
料上に設けられたアライメントマークを該荷電粒子ビー
ムで走査し、該較正された反射電子検出器からの検出信
号により当該アライメントマークの位置を検出する工程
と、該アライメントマークの位置に従って、重ね合わせ
露光を行なう工程とを有することを特徴とする荷電粒子
ビーム露光方法を提供することにより達成される。
ことができ、より正確な重ね合わせ露光を実現すること
ができる。
て図面に従って説明する。しかしながら、本発明の技術
的範囲がその実施の形態に限定されるものではない。
は、電子ビーム露光装置の全体構成図である。本発明は
荷電粒子ビームを利用した露光装置に適用できるが、こ
こではその一例として電子ビーム露光装置で説明する。
この露光装置は、露光部10と制御部50とから構成さ
れる。露光部10内に設けた各レンズや偏向器が制御部
50により制御される。また制御部50内では、例えば
ディスク等の記憶媒体51内に記憶されたパターンデー
タがインターフェース53を介して入力され、パターン
データから露光に必要な駆動信号に変換される。その駆
動信号に従って、露光部10内の各レンズや偏向器が駆
動される。
した構成図である。露光部10の説明に図2を参照する
ことでより明確に露光部の構成を理解することができ
る。
源である電子銃14は、カソード電極11、グリッド電
極12及びアノード電極13から構成される。電子ビー
ムは軸合わせ用のアラインメントコイル36、レンズ1
6A(図1中には図示せず)を介して、第一のスリット
15に照射される。第一のスリットは、通常矩形のアパ
ーチャを有し、その結果矩形の電子ビームが生成され
る。その矩形ビームは、レンズ16Bを介してスリット
デフレクタ17に入射する。スリットデフレクタ17
は、修正偏向信号S1によって制御され微小な位置の修
正に利用される。37はアラインメント用のコイルであ
る。
めに、矩形開口や所定のパターンのブロックマスク等の
複数の透過孔を有する透過マスク20が用いられる。従
って、電子ビームを所望のブロックマスク位置に偏向す
るために、電磁レンズ18,19と各偏向器21−24
が透過マスク20の上下に設けられている。尚、透過マ
スク20は水平方向に移動可能なステージに搭載されて
いる。
ンキング信号SBが印加されるブランキング電極25に
よってウエハW上への照射のオン・オフが制御される。
38は別のアラインメントコイルである。
ームは、更にレンズ26を通過して、ラウンドアパーチ
ャ27を通過する、ラウンドアパーチャ27は一種の絞
りであり、その開口の程度が制御できるようになってい
る。これにより電子ビームの収束半角が制限される。そ
して、リフォーカルコイル28、電磁レンズ29によっ
てビーム形状が最終的に調節される。フォーカスコイル
30は、電子ビームを露光対象面にフォーカスさせる機
能を有し、またスティングコイル31は、非点収差等の
補正を行なう。
ンズ32により露光サイズに縮小され、露光位置決定信
号S2,S3により制御される主偏向器(メインデフレ
クタ)33と副偏向器(サブデフレクタ)34によっ
て、ウエハWの表面の正しい位置に照射される。尚、メ
インデフレクタ33は電磁偏向器であり、サブデフレク
タ34は静電偏向器である。
テージ35の上面部には、本発明にかかるマークと電子
ビームの強度を検出するフォトダイオードを一体に形成
したビーム検出器45が埋め込まれている。このビーム
検出器45の構成は、後に詳述するが、簡単にいうとフ
ォトダイオードを形成した半導体基板の表面に、マーク
と同等の形状をしたシリコン酸化膜や金属膜が形成され
ている。その結果、マーク位置にビームが照射された時
にそのマークの直下に設けたフォトダイオードが、その
ビームを検出することができる。
た時の反射電子を検出する反射電子検出器41が複数個
(図中は1個に省略)設けられている。いずれの検出器
41,45もその出力が増幅器46,47を介してイン
ターフェース回路に与えられる。それぞれの検出信号
は、CPUにより分析され較正等に利用される。
ーンのデータは、メモリ51に記憶され、CPU52に
より読みだされ、所定のプログラムに従って演算され
る。そして、その演算により求められた描画用のデータ
が、インターフェース53を介してデータメモリ54及
びシーケンスコントローラ60に供給される。描画用の
データには、電子ビームを照射すべきウエハW上の位置
データと、透過マスク20上の何れのパターンを選択す
るかのマスクデータとを少なくとも有する。
べきマスクデータに従って透過マスク20上の透過孔の
一つを指定する位置信号P1−P4を偏向器21−24
に与える。また、パターン制御コントローラ55は、描
画すべきパターン形状と指定透過孔形状との形状差に応
じた補正値Hを演算し、デジタル・アナログ変換器及び
増幅器56に補正値を供給する。増幅器56は、修正偏
向信号S1を偏向器17に供給する。また、選択された
透過孔の位置に応じて、パターン制御コントローラ55
はマスク移動機構57を制御して、透過マスク20を水
平方向に移動させる。
御コントローラ55からの制御信号に従い、増幅器59
を介してブランキング信号SBをブランキング電極25
に供給する。その電極25により、電子ビーム照射のオ
ン・オフ制御が行なわれる。
フェース部53から描画すべき位置データを受信し、描
画処理シーケンスを制御する。ステージ移動機構61
は、シーケンスコントローラ60からの制御信号により
ステージ35を水平方向に移動させる。このステージ3
5の移動量は、レーザ干渉計62で検出され、偏向制御
回路63に供給される。偏向制御回路63は、ステージ
の移動量とシーケンスコントローラから与えられる露光
位置データに従って、メインデフレクタ(主偏向器)3
3とサブデフレクタ(副偏向器)34に偏向信号S2,
S3を供給する。一般的には、メインデフレクタ33に
よって例えば2−10mmの正方形の偏向フィールド内
でビームが偏向され、サブデフレクタ34によって例え
ば100μmの正方形のサブフィールド内でビームが偏
向される。
電子ビーム位置を検出するためのビーム検出器45と反
射電子検出器40,41との関係を示す概略図である。
図1又は図2で示した通り、電子ビーム露光装置の露光
部10は鏡筒になっており、試料の直前の段階で、投影
レンズ32と電磁偏向器33、更に真空雰囲気内に設け
られた静電偏向器34が図に示される通り設けられてい
る。露光部10の最下部に試料ステージ35が設けら
れ、そのステージ上に試料Wを保持したホルダー48が
設けられている。このホルダー48はステージ35と一
体であっても良い。
の強度を直接検出することができる検出器45が埋め込
まれている。また、試料Wに対向して、ビームの反射電
子検出器40,41も設けられている。これは、ビーム
検出器45を埋め込むことができない試料W上のアライ
メントマークの位置を検出する場合に、従来と同様にし
て反射電子を検出する為に使用される。
テージ35の概略的な平面図である。試料Wを保持する
ホルダー48上に、ビーム検出器45a,45bが設け
られている。このビーム検出器は、フォトダイオード等
のような固体素子で構成され、その表面に電子ビームを
遮断することができる膜によってマーク451,452
が形成されている。
の一例であるフォトダイオードとマークの構成を示す断
面図である。N型のシリコン半導体基板456の表面に
半絶縁性領域455とP型領域454が設けられて、P
−I−Nのフォトダイオードが形成される。それぞれの
P型領域とN型領域は図示しない電極を介して外部のバ
イアス回路に接続される。そして、その表面に例えば
W,Ta,Au等の重金属からなるビーム遮断膜453
が形成され、マーク451,452の部分はフォトダイ
オードが露出されている。反射膜453は、電子ビーム
に対する反射係数が高く有効にビームを遮断することが
できる。
子ビームが走査され、マーク451,452を照射した
時、バイアス電圧が印加された状態のPINのフォトダ
イオード内に照射されるビームエネルギーによってキャ
リアが励起され、ビーム検出電流iebが両電極間に流
れ、ビームが照射されたことが検出される。
と同じシリコンで形成することもできる。シリコンによ
る場合は、重金属より遮断効果は少ないが、シリコン基
板454上にシリコン膜の段差が形成されることにな
り、従来と同等のシリコンの段差を有するマークの構成
をとることができる。従って、ビーム検出器45上のマ
ークを基準マークとして使用し、ビームを走査した時の
反射電子の変化を反射電子検出器40,41により検出
することができる。
るためのマークと、そのビームを検出する検出器とを一
体に形成して、ステージあるいはステージ上の試料ホル
ダーの表面に埋め込むことで、マーク位置とビーム検出
器の相対的位置関係に依存する従来のずれの問題を解決
することができる。即ち、描画フィールドの中心以外の
位置で電子ビームによるマークの走査を行なっても、マ
ーク直下に設けられたビーム検出素子からの検出波形
は、描画フィールドの中心で行なった場合と同じであ
り、検出波形にずれが発生することはない。従来の如く
参照用のマークから十分な見込み角を確保し且つマーク
に対して対称な位置に反射電子検出器を取り付ける等の
制約がない。しかも、検出素子であるフォトダイオード
は、従来のビーム形状検出用に使用することが提案され
ているファラデーカップよりも、その反応速度が早く、
複数のマークを走査してビーム位置やマーク位置を検出
する場合に適している。
した通り、マークと一体に形成されたビーム検出器を利
用することにより、ステージの座標系におけるビームの
照射位置を正確に検出することができる。その結果、そ
の検出結果に従ってビームの位置を較正することができ
る。より具体的には、前述した電磁偏向器33等のビー
ム偏向器の偏向効率を精度良く求めることができる。そ
して、そのようにして求めた偏向効率を使用してビーム
を偏向することで、所定の位置に正確にビームを偏向し
て照射することができる。このことは、露光パターンの
位置精度及び露光フィールドのつなぎの精度を高くする
ことができることを意味する。
せ露光を行なう場合には、試料上のアライメントマーク
の位置を検出するための検出器が必要である。従って、
従来の如く反射電子検出器が適切であるが、本発明にか
かるビーム検出器に設けられているマークをビームで走
査しながら、ビーム検出器の検出信号に基づいて反射電
子検出器の検出信号の較正を行なうことで、従来の位置
ずれの問題を解決することができる。従って、重ね合わ
せ露光においても、そのアライメント精度を向上させる
ことができる。
明する。
チャート図である。ステップS1〜S4がステージ等に
設けたビーム検出器を使用して偏向器の偏向効率(GR
OH)を求めるためのフローである。更に、ステップS
5〜S8がそのビーム検出器のマークと試料の上側に設
けた反射電子検出器を使用して重ね合わせ露光を行なう
フローである。
偏向領域と副偏向領域の関係を説明するための図であ
る。図7には、例として主偏向領域MD1−9が9つ配
置されている。この主偏向領域MDは、前述した通り電
磁偏向器33により偏向される領域である。電磁偏向器
33は、応答速度はやや遅いが、比較的大きな領域まで
ビームを偏向することができる。例えば、この主偏向領
域は2〜10mm角程度の大きさである。また、この主
偏向領域MDの中は、複数の副偏向領域SD1... に分
けられていて、副偏向領域内の偏向は、静電偏向器34
により行なわれる。
は、ステージ35を移動することにより行なわれる。例
えば主偏向領域MD1−9の中心部分にビーム光学系の
中心軸が位置するようにステージの移動が行なわれる。
次に、主偏向領域内の副偏向領域間の移動は、電磁偏向
器33による偏向で行なわれる。そして、副偏向領域内
でのパターンの移動が静電偏向器34により行なわれ
る。
る偏向は、その偏向器近傍の投影レンズ32や偏向器3
3自身の特性によりX,Y方向の拡大・縮小(ゲイ
ン)、回転方向への回転(ローテーション)、X,Y方
向へのずれ(オフセット)及び矩形の台形状の歪みの発
生が無視できないレベルにある。
れる通りである。図8には、実線で示した理想的な主偏
向領域MDが破線の様に拡大、または縮小される場合を
示している。従って、このような現象が偏向器により発
生する場合には、例えば、中心位置OからのX及びY座
標に応じて適切なゲイン係数(Gx,Gy)を求めて、
主偏向器に補正値として与える必要がある。
た場合である。図10は、X,Y方向にオフセットが発
生した場合である。そして、図11は、歪む方向に偏向
位置がずれた場合である。それぞれにおいて、ローテー
ション係数(Rx,Ry)、オフセット係数(Ox,O
y)及び台形係数(Hx,Hy)を求める必要がある。
確に求めることで、図8乃至図11に示した実線の理想
的な偏向領域内の位置にビームの偏向を行なうことがで
きる。
偏向領域MDとフォトダイオードからなるビーム検出器
(PD)45の関係を示す図である。本発明の実施の形
態では、ステージ35を移動させることで、主偏向器3
3の偏向領域(実線内)の4つの隅の領域に、マークが
表面に形成されたビーム検出器(PD)45を移動さ
せ、それぞれの領域でのビーム検出器45におけるビー
ム照射位置を検出する。
明する。先ず、試料ステージ35を移動させてビーム検
出器45を主偏向領域MD内の一つの隅C1の領域に移
動させる(ステップS1)。そこで、主偏向器33によ
り磁界を発生させて電子ビームを領域C1に偏向させ、
ビーム検出器45のマーク451,452を照射する。
そこで、電子ビームが正確にマーク上を走査したことを
ビーム検出器45からの検出信号により検出する。ステ
ージ35は、レーザー干渉計62等により極めて精度よ
くその位置を認識することができる。従って、ビームが
ビーム検出器45のマークを走査した時の偏向制御回路
63の偏向値から、ステージの座標系内のビーム位置を
検出することができ、その結果ビームのずれを求めるこ
とができる(ステップS2)。
4にビーム検出器45を移動させてその位置でのビーム
の偏向量のずれを検出する(ステップS3)。4隅の偏
向量のずれを求めた結果、ビームの偏向を較正する為の
偏向係数(G,R,O,H)が演算により求められる
(ステップS4)。かかる演算は、例えばCPU52に
より、記憶媒体51内のプログラムにより求められる。
1中の偏向制御回路63に与えられ、以後の主偏向器3
3の偏向量の補正に利用される。この結果、ビームの照
射位置を精度よく制御することができるので、露光パタ
ーンの位置の精度と主偏向領域MD間の結合精度を高く
することができる。
て、ステップS5〜S8により説明する。図12に示さ
れる通り、試料ステージ35を移動させてビーム検出器
45(PD)を例えば主偏向領域MDの中心部分C5に
移動させる(ステップS5)。ビーム検出器PDの位置
は特に偏向領域MDの中心部分にする必要はない。例え
ば、所定の位置であっても良い。但し、後で説明する試
料上のアライメントマーク(図4中のAL)を検出する
時も同等の場所に移動させることが必要である。
マーク451,452に照射し、ビーム検出器からの検
出信号と、反射電子検出器40,41からの検出信号を
取得する。前述した通り、ビーム検出器PDから得られ
る検出信号にはマーク451,452の検出器PDに対
する位置依存性がないので、ビーム検出器の検出信号を
基準にして反射電子検出器からの検出信号の較正を行な
うことができる(ステップS6)。従って、ビーム検出
器PD上のマーク451,452の位置は、偏向領域M
D内の適当な位置であればよいが、後に試料上のアライ
メントマークALをビームで走査する時には、同等のあ
るいは近傍の場所にアライメントマークALを移動させ
ることが必要である。
トマークALを上記の所定の位置C5の近傍に移動さ
せ、再びビームで走査し、反射電子検出器40,41か
らの検出信号からマークの位置を検出する(ステップS
7)。そして、その位置に応じて重ね合わせるパターン
を露光する。この露光は、主偏向領域内の露光が終了す
るまで行なう(ステップS8)。反射電子検出器40,
41のマーク位置依存性が同等である範囲であれば、所
定の位置C5の近傍にアライメントマークALを移動さ
せて、上記のマーク検出を行なうことができる。
領域内の露光が終了すれば、そのフローが終了してい
る。しかしながら、ビーム偏向の較正と反射電子検出器
の較正を一度行なった後、例えば複数の主偏向領域に対
してその較正の下で露光を行なうことができる。また、
1チップ領域内の露光或いは複数チップ領域内の露光を
連続して行なうこともできる。較正を行なう頻度は、露
光装置の特性等によって適宜決定される。
ークを表面に形成したフォトダイオードよりなるビーム
検出器を試料ステージまたはステージ上の試料ホルダ内
に設けたので、マークとビーム検出器との間の位置依存
性がなくなり、ビーム位置を精度良く検出することがで
きる。その結果、偏向器の偏向係数を正確に求めてビー
ム位置の較正を正確に行なうことができる。従って、露
光パターンの位置を正確にし露光フィールド間のつなぎ
を正確にすることができる。
器からの検出信号に基づいて、そのマークをビームが走
査した時の反射電子検出器から検出される信号の較正を
行なうことができるので、試料上のアライメントマーク
の位置を精度よく検出することができる。その結果、重
ね合わせ露光をより精度高く行なうことができる。
的に示した構成図である。
のビーム検出器45と反射電子検出器40,41との関
係を示す概略図である。
的な平面図である。
トダイオードとマークの構成を示す断面図である。
ある。
偏向領域の関係を説明するための図である。
ための図である。
ン)値を説明するための図である。
明するための図である。
ための図である。
トダイオードからなるビーム検出器45の関係を示す図
である。
明するための図である。
の信号波形を示す図である。
の信号波形を示す図である。
Claims (8)
- 【請求項1】所定の透過マスクを通過させた荷電粒子ビ
ームを、試料上の所望の位置に偏向させて露光を行なう
荷電粒子ビーム露光装置において、 試料が載せられる試料ステージ又は試料ホルダーに、フ
ォトダイオードとその表面に形成した所定の開孔パター
ン有するビーム遮断膜とを有するビーム検出器を設けた
ことを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。 - 【請求項2】所定の透過マスクを通過させた荷電粒子ビ
ームを、試料上の所望の位置に偏向させて露光を行なう
荷電粒子ビーム露光装置において、 該荷電粒子ビームを所望の位置に偏向する偏向手段と、 該試料が載せられ水平方向の所望の位置に移動可能な試
料ステージと、 該試料ステージ又は該ステージに載せられ前記試料を保
持する試料ホルダーに設けられ、前記荷電粒子ビームが
照射された時に検出信号を出力するビーム検出素子とそ
の素子の表面に形成された所定の開孔パターンを有する
ビーム遮断膜とを有するビーム検出手段と、 前記偏向手段の偏向領域内の複数の位置に前記ビーム検
出手段を移動させ、該ビーム検出手段の位置まで該荷電
粒子ビームを偏向させ、該ビーム検出手段からのビーム
検出信号に従ってステージ座標系内のビーム照射位置を
検出し、該検出したビーム照射位置より偏向手段の偏向
係数を求める制御手段とを有することを特徴とする荷電
粒子ビーム露光装置。 - 【請求項3】請求項2記載の荷電粒子ビーム露光装置に
おいて、 前記ビーム検出素子が、半導体基板内に形成されたフォ
トダイオードであることを特徴とする。 - 【請求項4】所定の透過マスクを通過させた荷電粒子ビ
ームを、試料上の所望の位置に偏向させて露光を行なう
荷電粒子ビーム露光装置において、 該荷電粒子ビームを所望の位置に偏向する偏向手段と、 該試料が載せられ水平方向の所望の位置に移動可能な試
料ステージと、 該試料ステージ又は該ステージに載せられ前記試料を保
持する試料ホルダーに設けられ、前記荷電粒子ビームが
照射された時に検出信号を出力するビーム検出素子とそ
の素子の表面に形成された所定の開孔パターンを有する
ビーム遮断膜とを有するビーム検出手段と、 該試料ステージの上方近傍に設けられ、基準マークに該
荷電粒子ビームが照射された時に発生する反射電子を検
出する反射電子検出器と、 前記偏向手段の偏向領域内に所定の位置に前記ビーム検
出手段を移動させ、該荷電粒子ビームを偏向させて該ビ
ーム検出手段に照射させ、該ビーム検出手段から検出さ
れるビーム検出信号に基づいて、前記反射電子検出器の
検出出力を較正する制御手段を有することを特徴とする
荷電粒子ビーム露光装置。 - 【請求項5】請求項4記載の荷電粒子ビーム露光装置に
おいて、 前記ビーム検出素子が、半導体基板内に形成されたフォ
トダイオードであることを特徴とする。 - 【請求項6】所定の透過マスクを通過させた荷電粒子ビ
ームを、試料上の所望の位置に偏向させて露光を行なう
荷電粒子ビーム露光方法において、 該試料ステージ又は該ステージに載せられ前記試料を保
持する試料ホルダーに設けられ、前記荷電粒子ビームが
照射された時に検出信号を出力するビーム検出素子とそ
の素子の表面に形成された所定の開孔パターンを有する
ビーム遮断膜とを有するビーム検出装置を、ビーム偏向
手段の偏向領域内の複数の位置に移動させる工程と、 該ビーム検出装置の位置まで該荷電粒子ビームを偏向さ
せて該ビーム検出装置からのビーム検出信号に従って前
記試料ステージの座標系内のビーム照射位置を検出する
工程と、 該複数の位置において検出したビーム照射位置から、ビ
ーム偏向位置を較正する偏向係数を求める工程と、 該偏向係数に従って該荷電粒子ビームを偏向して前記試
料を露光する工程とを有することを特徴とする荷電粒子
ビーム露光方法。 - 【請求項7】請求項6記載の荷電粒子ビーム露光方法に
おいて、 前記偏向係数は、少なくとも偏向領域の拡大または縮小
についてのゲインと、偏向領域の回転値と、偏向領域の
水平方向のずれについてのオフセットと、偏向領域の歪
み値とを有することを特徴とする。 - 【請求項8】所定の透過マスクを通過させた荷電粒子ビ
ームを、試料上の所望の位置に偏向させて露光を行なう
荷電粒子ビーム露光方法において、 該試料ステージ又は該ステージに載せられ前記試料を保
持する試料ホルダーに設けられ、前記荷電粒子ビームが
照射された時に検出信号を出力するビーム検出素子とそ
の素子の表面に形成された所定の開孔パターンを有する
ビーム遮断膜とを有するビーム検出装置を、ビーム偏向
手段の偏向領域内の所定の位置に移動させる工程と、 該ビーム検出装置の位置まで該荷電粒子ビームを偏向さ
せて該ビーム検出装置からのビーム検出信号に従って、
該試料ステージの上方に設けられた反射電子検出器から
の検出信号を較正する工程と、 前記試料上に設けられたアライメントマークを該荷電粒
子ビームで走査し、該較正された反射電子検出器からの
検出信号により当該アライメントマークの位置を検出す
る工程と、 該アライメントマークの位置に従って、重ね合わせ露光
を行なう工程とを有することを特徴とする荷電粒子ビー
ム露光方法。
Priority Applications (7)
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---|---|---|---|
JP10246896A JP3522045B2 (ja) | 1996-04-24 | 1996-04-24 | 荷電粒子ビーム露光装置及びその方法 |
US08/711,935 US5830612A (en) | 1996-01-24 | 1996-09-11 | Method of detecting a deficiency in a charged-particle-beam exposure mask |
KR1019960040504A KR100199276B1 (ko) | 1996-01-24 | 1996-09-18 | 하전입자빔 노광장치 및 하전입자빔 노광방법 |
TW085112930A TW343347B (en) | 1996-01-24 | 1996-10-22 | Charged-particle-beam exposure device and charged-particle-beam exposure method |
US09/084,952 US6137111A (en) | 1996-01-24 | 1998-05-28 | Charged particle-beam exposure device and charged-particle-beam exposure method |
KR1019980047778A KR100202971B1 (en) | 1996-04-24 | 1998-11-09 | Charged electron beam exposure pparatus and charged electron beam exposure method |
US09/637,119 US6222195B1 (en) | 1996-01-24 | 2000-08-11 | Charged-particle-beam exposure device and charged-particle-beam exposure method |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003115430A (ja) * | 2001-10-02 | 2003-04-18 | Nikon Corp | 荷電粒子線露光装置 |
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DE102013108587A1 (de) | 2012-08-30 | 2014-03-06 | Advantest Corporation | Elektronenstrahldetektor, Elektronenstrahlarbeitsgerät und Verfahren zur Herstellung eines Elektronenstrahldetektors |
JP2020187916A (ja) * | 2019-05-14 | 2020-11-19 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 荷電粒子ビーム装置 |
-
1996
- 1996-04-24 JP JP10246896A patent/JP3522045B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP4567652B2 (ja) * | 2006-11-24 | 2010-10-20 | 浜松ホトニクス株式会社 | 電子線照射システム |
DE102013108587A1 (de) | 2012-08-30 | 2014-03-06 | Advantest Corporation | Elektronenstrahldetektor, Elektronenstrahlarbeitsgerät und Verfahren zur Herstellung eines Elektronenstrahldetektors |
JP2014049236A (ja) * | 2012-08-30 | 2014-03-17 | Advantest Corp | 電子ビーム検出器、電子ビーム処理装置及び電子ビーム検出器の製造方法 |
US8779378B2 (en) | 2012-08-30 | 2014-07-15 | Advantest Corp. | Electron beam detector, electron beam processing apparatus, and method of manufacturing electron beam detector |
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