JPH10209009A - 感応基板,アライメント方法および電子線露光装置 - Google Patents

感応基板,アライメント方法および電子線露光装置

Info

Publication number
JPH10209009A
JPH10209009A JP9008444A JP844497A JPH10209009A JP H10209009 A JPH10209009 A JP H10209009A JP 9008444 A JP9008444 A JP 9008444A JP 844497 A JP844497 A JP 844497A JP H10209009 A JPH10209009 A JP H10209009A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron beam
alignment mark
alignment
wafer
sensitive substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9008444A
Other languages
English (en)
Inventor
Noriyuki Hirayanagi
徳行 平柳
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.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP9008444A priority Critical patent/JPH10209009A/ja
Publication of JPH10209009A publication Critical patent/JPH10209009A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度なアライメントマーク検出を行うこと
ができるアライメント方法の提供。 【解決手段】 N型シリコン基板のウエハ1にP層を形
成してアライメントマーク2を複数形成する。このウエ
ハ1に走査電子線EBを照射し、そのときに生成される
電子−正孔対による信号を検出してアライメントマーク
2の位置を計測しウエハ1のアライメントを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子線リソグラフ
ィに用いられる感応基板、感応基板のアライメント方法
および電子線露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路を製造するためのリソグ
ラフィにおいては、ウエハ上の同一領域に複数回のパタ
ーン露光を行う、いわゆるパターンの合せ露光が行われ
る。その際、ウエハの正確な位置合せのために、ウエハ
上に設けられたアライメントマークを用いてウエハのア
ライメントが行われる。図5はウエハ上に形成されたア
ライメントマークの一例を示す図であり、(a)は平面
図、(b)はアライメントマークが段差マークの場合の
A−A断面図、(c)は重金属を用いたマークの場合の
A−A断面図である。図5(b)の段差マークの場合
は、ウエハのシリコン基板52をエッチングすることに
より図5(a)のような十字状の溝を形成し、アライメ
ントマーク51をウエハ上に形成する。一方、図5
(c)に示すアライメントマークの場合には、タングス
テンやタンタル等の重金属53をシリコン基板52上に
パターンニングしてマークを形成する。
【0003】アライメントマーク51の位置を計測する
際には、図5(a)の矢印x,yで示すようにアライメ
ントマーク51上を電子線でx方向,y方向に走査し、
アライメントマーク51からの反射電子信号を検出す
る。図5(b)に示した段差マークの場合には、電子線
がアライメントマーク51のエッジ部51a,51bを
通過するときに図6(a)に示すように検出信号強度が
変化し(一点鎖線がそれぞれエッジ部51a,51bの
位置を示す)、この信号変化からエッジ部51a,51
bの位置を検出する。一方、図5(c)に示した重金属
マークの場合には電子線の反射率が物質により異なるた
め、シリコン基板52と重金属53とでは反射率が異な
るために図6(b)に示すように反射電子信号強度が異
なる。そして、この検出された信号強度の違いからエッ
ジ部51a,51bの位置を検出する。このような電子
線による走査を上述したようにx方向,y方向にそれぞ
れ行えば、アライメントマーク51の位置を(x,y)
の座標として計測することができる。このようにしてウ
エハ上に形成された複数のアライメントマーク51の位
置を計測し、この計測データを露光時のパターン座標デ
ータヘフィードバックして露光座標を決定することによ
り高精度な合せ露光を行うことができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような反射電子信号強度の変化は反射電子信号全体の
強度に比べて小さいため、検出信号から正確な位置計測
を行うことが困難であった。そのため、従来は電子線に
よる走査を複数回行い、得られた信号を加算するという
方法を採用してS/N比を向上させることによりマーク
位置計測精度を向上させている。しかし、この場合は走
査を複数回行わなければならず、そのためにスループッ
トが低下するという欠点があった。
【0005】また、ウエハプロセスの進行に伴って、ア
ライメントマーク上に様々な層が形成されるためにアラ
イメントマークのコントラストが減少し、プロセスの途
中でアライメントマークをウエハ上の別の位置に作り直
さなければならないという問題があった。
【0006】本発明の目的は、高精度なアライメントマ
ーク検出を行うことができるアライメント方法,電子線
露光装置およびそれらに使用される感応基板を提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図1および4に対応付けて説明する。 (1)請求項1の発明は、アライメントの際に電子線E
Bが照射されるアライメントマーク2を複数有し、電子
線露光に用いられる感応基板1に適用され、アライメン
トマーク2をPN接合で形成したことにより上述の目的
を達成する。 (2)請求項2の発明は、請求項1に記載の感応基板1
のアライメント方法であって、アライメントマーク2に
走査電子線EBを照射し、PN接合からの出力信号に基
づいて感応基板1の位置を計測することにより上述の目
的を達成する。 (3)請求項3の発明は、請求項2に記載のアライメン
ト方法において、アライメントマーク2に照射される走
査電子線EBの加速電圧を50kV以上とした。 (4)図4に対応付けて説明すると、請求項4の発明
は、請求項1に記載の感応基板1を使用する電子線露光
装置であって、感応基板1のアライメントマーク2に走
査電子線EBを照射した際のPN接合からの出力信号を
検出する検出手段14と、検出手段14により検出され
た信号に基づいて感応基板1の位置を検出する位置検出
手段17とを備えて上述の目的を達成する。
【0008】(1)請求項1〜3の発明では、電子線E
Bがアライメントマーク2に照射されると電子−正孔対
が生成されてそれに応じた出力信号が得られ、その出力
信号に基づいて感応基板のアライメントが行われる。 (2)請求項4の発明では、感応基板1のアライメント
マーク2に電子線EBが照射されたときにPN接合から
の出力信号は検出手段4により検出される。
【0009】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図1〜図4を参照して本発
明の実施の形態を説明する。図1はアライメントマーク
を説明する図であり、ウエハ1上に形成された複数のア
ライメントマーク2の内の一つを示す図である。ウエハ
1には、N型シリコン基板10に十字状のP層を形成す
ることによってPN接合のアライメントマーク2が形成
される。なお、P層は通常の半導体製造プロセスを用い
て形成され、十字状に限らず任意の形状に形成すること
ができる。P層のアライメントマーク2およびN型シリ
コン基板10にはリード線4a,4bの一端が接続され
ており、リード線4aの他端はアンプ3に接続されリー
ド線4bの他端は接地されている。
【0011】図2(a)はアライメントマーク2付近の
ウエハ1の断面図であり、ウエハ1上を電子線EBでx
方向に走査すると、アライメントマーク2に電子線EB
が照射されたときにPN接合部で電子−正孔対が生成さ
れ、生成される電子−正孔対の数は電子線EBのエネル
ギーに依存する。電子−正孔対生成に要するエネルギー
は1対当り約3.6eVであり、例えば加速電圧5kV
の電子線の場合、すなわち5keVのエネルギーを持つ
電子が入射した場合、入射電子のエネルギーの100%
が電子−正孔対の生成に費やされたとすると、1つの入
射電子に対して約103個の電子−正孔対が発生するこ
とになり理論的には103のゲインがPN接合部で得ら
れることになる。ただし、電子線EBのエネルギーが高
いほどよりコントラストの高い信号が得られることや、
実際には入射電子のエネルギーの100%が生成に費や
されるわけではないことや熱雑音等を考慮すると、1桁
大きい加速電圧50kVとすることが好ましい。また、
このような加速電圧とすることにより、電子線EBの透
過力(進入深さ)が高くなってアライメントマーク2上
に他の膜が形成されてもその影響を受けにくい。図2
(b)は電子線EBをx方向に走査したときにアンプ3
の出力端5から出力される信号6の概略を示す図であ
り、アライメントマーク2の境界2a,2b間において
信号強度が高くなる。
【0012】このように、PN接合によりアライメント
マーク2を形成すると、電子線を1回走査するだけでコ
ントラストの高い信号が得られるため、スループットの
低下を抑えられるだけでなく、より高精度にアライメン
トマーク2の位置を計測することができる。また、PN
接合を用いたアライメントマーク2では、アライメント
マーク2で反射された電子を検出するのではなくPN接
合に入射した電子により生ずる電子−正孔対に依る出力
信号を検出する。そのため、アライメントマーク2が半
導体製造プロセスによって劣化するような場合、例えば
アライメントマーク2上に層が形成された場合でもその
影響を受けにくいという利点を有している。この利点
は、電子線EBの加速電圧が高くなるほど顕著になる。
【0013】図3はウエハ1の一部を示す平面図であ
り、20はパターンが露光される領域であってその周辺
にはアライメントマーク2がそれぞれ複数形成されてい
る。12はアライメントマーク2のP層に接続している
導電パターンであり、導電パターン12はウエハ1の周
辺部まで形成されている。各アライメントマーク2で生
じた信号は導電パターン12より取り出され、その信号
は導電パターン12の取り出し部12aから外部に取り
出される。
【0014】図4は露光装置の一部を示す図であり、図
3に示したウエハ1はxy方向に移動可能なウエハステ
ージ13に載置される。14はウエハステージ13に着
脱可能に取り付けられる信号取り出し用治具であり、プ
ローブ15aがアライメントマーク2の導電パターン1
2の取り出し部12aに接触し、プローブ15bがウエ
ハ1のN型基板10に接触している。プローブ15aは
アンプ3に接続され、プローブ15bは接地される。な
お、図示しないが導電パターン12とN型シリコン基板
10との間には絶縁層が形成される。16はウエハステ
ージ13の位置を計測するためのステージ位置計測装置
であり、レーザ干渉計等により構成される。ステージ位
置計測装置16およびアンプ3からの信号は位置演算回
路17に入力され、位置演算回路17によりアライメン
トマーク2の位置が算出される。その算出結果は露光装
置の光学系(不図示)やウエハステージ13をそれぞれ
制御する制御装置18に入力され、算出されたアライメ
ントマーク2の位置に基づいて領域20へのパターン露
光が行われる。
【0015】なお、上述した実施の形態では、アライメ
ントマーク2としてPN接合を用いたが、PIN接合や
ショットキー接合を用いても同様の効果を得ることがで
きる。
【0016】上述した発明の実施の形態と特許請求の範
囲の要素との対応において、ウエハ1は感応基板を、治
具14は検出手段を、位置演算回路17は位置検出手段
をそれぞれ構成する。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アライメントマーク上を電子線で走査した際の検出信号
強度の変化が従来に比べ非常に大きいため、アライメン
トマークを高精度に検出することができ、感応基板のア
ライメントを高精度に行うことができる。さらに、アラ
イメントマーク上に層が形成されたりしても、得られる
検出信号はその影響を受けにくいという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】アライメントマークを説明する図。
【図2】アライメントマーク検出を説明する図であり、
(a)はウエハ1の断面図、(b)は出力端5から出力
される信号の概略図。
【図3】ウエハ1の一部を示す平面図。
【図4】露光装置の一部を示す図。
【図5】アライメントマークの一例を示す図であり、
(a)は平面図、(b)は段差マークの場合の断面図、
(c)は重金属マークの場合の断面図。
【図6】アライメントマークに電子線が照射されたとき
の検出信号の概略を示す図であり、(a)は段差マーク
の場合、(b)は重金属マークの場合。
【符号の説明】
1 ウエハ 2 アライメントマーク 6 信号 10 N型シリコン基板 14 治具 15a,15b プローブ 17 位置演算回路 EB 電子線

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アライメントの際に電子線が照射される
    アライメントマークを複数有し、電子線露光に用いられ
    る感応基板において、 前記アライメントマークをPN接合で形成したことを特
    徴とする感応基板。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の感応基板のアライメン
    ト方法であって、 前記アライメントマークに走査電子線を照射し、前記P
    N接合からの出力信号に基づいて前記感応基板の位置を
    計測することを特徴とするアライメント方法。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のアライメント方法にお
    いて、 前記アライメントマークに照射される走査電子線の加速
    電圧を50kV以上としたことを特徴とするアライメン
    ト方法。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の感応基板を使用する電
    子線露光装置であって、 前記感応基板のアライメントマークに走査電子線を照射
    した際の前記PN接合からの出力信号を検出する検出手
    段と、 前記検出手段により検出された信号に基づいて前記感応
    基板の位置を検出する位置検出手段とを備えることを特
    徴とする電子線露光装置。
JP9008444A 1997-01-21 1997-01-21 感応基板,アライメント方法および電子線露光装置 Pending JPH10209009A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9008444A JPH10209009A (ja) 1997-01-21 1997-01-21 感応基板,アライメント方法および電子線露光装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9008444A JPH10209009A (ja) 1997-01-21 1997-01-21 感応基板,アライメント方法および電子線露光装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10209009A true JPH10209009A (ja) 1998-08-07

Family

ID=11693305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9008444A Pending JPH10209009A (ja) 1997-01-21 1997-01-21 感応基板,アライメント方法および電子線露光装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10209009A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7343064B2 (en) 2006-03-07 2008-03-11 Tecdia Co., Ltd. Optical switch and optical add/drop multiplexer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7343064B2 (en) 2006-03-07 2008-03-11 Tecdia Co., Ltd. Optical switch and optical add/drop multiplexer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2985826B2 (ja) 位置検出装置および方法
US6627903B1 (en) Methods and devices for calibrating a charged-particle-beam microlithography apparatus, and microelectronic-device fabrication methods comprising same
TW201301332A (zh) 光學微影系統、感測器、轉換元件以及製造之方法
EP0947828B1 (en) Method and apparatus for improved inspection measurements
JP2000048758A (ja) 反射電子検出装置
JP2006500771A (ja) 拡散層の横方向拡散の測定
JP2001189263A (ja) 合わせずれ検査方法及び荷電ビーム露光方法
JPH11257940A (ja) パターン評価方法及びパターン評価装置
US5004925A (en) Method and apparatus for detecting alignment mark of semiconductor device
JPH0222809A (ja) 電子ビームを用いて位置合わせマークの位置を検出する方法及び装置
JPH10209009A (ja) 感応基板,アライメント方法および電子線露光装置
JPH09162102A (ja) アライメントマーク検出方法
JP2001085300A (ja) マーク検出方法、電子線装置及び半導体デバイス製造方法
US6956659B2 (en) Measurement of critical dimensions of etched features
US5703373A (en) Alignment fiducial for improving patterning placement accuracy in e-beam masks for x-ray lithography
US20020145118A1 (en) Detection of backscattered electrons from a substrate
JPS6145858B2 (ja)
JP2546500B2 (ja) 膜厚測定方法
JPH10209010A (ja) 荷電ビーム露光方法,荷電ビーム露光装置およびパレット
JP2001077005A (ja) 荷電粒子線露光装置及びそれを使用した半導体デバイスの製造方法
JPH01214117A (ja) パターン露光方法
JPH11340131A (ja) 半導体集積回路の製造方法
JP2927201B2 (ja) 荷電粒子ビーム露光方法、該方法を実行する装置、及び該方法に用いられる位置検出マーク形成体
US20120256084A1 (en) Electron beam drift detection device and method for detecting electron beam drift
JPH11132755A (ja) 半導体装置の測長方法