JPS5867027A - 電子ビ−ム露光装置におけるマ−ク位置検出方法 - Google Patents

電子ビ−ム露光装置におけるマ−ク位置検出方法

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JPS5867027A
JPS5867027A JP16581081A JP16581081A JPS5867027A JP S5867027 A JPS5867027 A JP S5867027A JP 16581081 A JP16581081 A JP 16581081A JP 16581081 A JP16581081 A JP 16581081A JP S5867027 A JPS5867027 A JP S5867027A
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    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子ビーム露光装置におけるマーク位置検出
方法に関するものである。
一般に、電子ビーム露光装置に2けるマークの位置検出
は第1図(a)に示すように、あらかじめ試料上に設け
られたマークを電子ビームで多数回走食し、その時得ら
れる後方散乱電子、bゎゆる反射4子を利用して上記の
マークの位置を検出す企。
この反射4子を検出する検出器x” 、x’″は、上記
マークの対向する両端部の上方に位置するようにそれぞ
れ配設され、その出力波形は、それぞれ第1図(b)、
 (c)に示すよりにE8◆、Ex−のような波形とな
る。
従来からのマークの位置検出では、第1図(d)に示す
ように上記の2つの信号g!*、Ex−の差、すなわち
差信号E、を作り、その差信号に対して適当なスライス
レベルS th y S Z tを設け、このS th
 @8 tlがE、をよぎる瞬間の位置(いゎゆるエツ
ジ1青報)e、1〜e、、を抽出し、その後4者の平均
Ti!e求め、ちってマークのX方向の位置としていた
。Y方向の位置も同様な方法によp1ビームCマークを
Y方向に足査しその結果傅らnる差1l号を利用してマ
ークのY方向の位置を決定していた。
上記の説明ρ為らも分るように、従来では決定されたマ
ークの位置の慣用精度は抽出さ、したマークのエツジ情
報e、、〜e、4の精度(再現性)に依存する。ところ
でマークのエツジ情報はE、の波形の傾斜が急峻な程精
度がよくなる。ところが、従来では第2図からも分るよ
うに)Er x”mEx−の波形の傾斜がゆるやかな部
分を利用してエツジ情報を抽出する形どなるため、差・
+4号を利用したマークの位置決定の精度は悪くなる人
魚を有する。
本発明は、か\る点に層目してなされたものであシ、高
精度なマーク位置検出を可能ならしめる′−一子−ム路
光装置におけるマーク位It横出方法を提供するもので
おる。
上記目的を達成するためVC1本発明では、試料上に設
けた位置合せ用マークを1子ど一ムで走置して、該マー
クから二次的に放出される成子を、光軸に対して対称的
に配設されfc検出手段によシ検出し、該検出手段から
の合成出力信号の出力波形Vうち、急峻な波形部分から
得られる位置データ(エツジ情報)だけを選択的に抽出
し、これを利用することによりマークの位置を決定する
ように構成したものである。
以下、本発明を実施例を参照して説明する。
第2図は、第1図に示した検出器x”、x−からの出力
信号b x” g E z−の和(合成)信号E1の波
形図を示す。図において、eml”””aaは、この和
信号E、に対して適当なスライスレベル81h。
8Ltを設け、この8 Lb e 8 Ltがhafよ
ざる瞬間の位置(エツジ情報)を示す。
このようにして抽出されるエツジ情@e、1〜C1,の
うち、E1◆、E、−(第1図参照)の波形の急峻な部
分を利用したエツジ情報はe、s −e 、 a、ゆる
やかな部分を利用したエツジ情報はe、1〜e、、と、
両者混在するた−め単純にこれらのエツジ情報全てを利
ノーしてマークの位置を決定したのでは、その精度は悪
くなる。そこで、本発明ではE、の波形の急峻な部分か
らのエツジ情報にけを利用してマークの位置を決定する
ようにしたもので、そのため方法として下記の2通りが
ある。
第一は、第3図(a)に示すように、段差マークの幅d
t−狭め、その上を4子ビームで走置して得られる検出
器x” 、x−がりの各出力1d号Ezや。
B ニー U13 E(b)、 5c)) (D和QI
4+E −’ (g 3図(d) )の波形のうち、急
峻な波形部分から得られるエツジ’If @ ea 1
 e e h’sだけを抽出して、マークの位置を決定
する方法でるる。
この時の・−d′は、主に入射′成子のエネルギーによ
って決定式れるが、例えば、加速−圧aoicvの電子
l/!A露光装置では5μm以下が有効でるる。
第二は、第2図のエツジ情報のうちe、1〜e、。
とe、、〜e1.の位置の再現性の違いを利用してe、
1l−ea、のエツジ情報だけをデータ処理して抽出し
、その後、e1〜e、麿の平均1直を求めマークの位置
を決定する方法である。つl)段差マークをn回走亙し
て得られる各エツジ情報の2イン間のバラツキをみると
、eall ””ea4t (i=1〜n)はそれぞれ
各2イン間のバラツキが大きいが、tmll〜e、1は
それぞれ各2イ/l&5のバラツキが上記のe−u〜e
a41のバラツキに比較して小さい。
そこで両者のこのバラツキの違いを利用すると、eal
l””s41とem@@””6m@Iの分離は可能とな
る。
なお、以上述べた2方法に−いて使用するスライスレベ
ルは、例えばマーク検出信号の最大値、最小値およびマ
ークの基板部分を反映した信号層(ベースレベル)の3
者で決定し、第3図に示したS th I 8 itを
求めることができる。この2つのスライスレベルでどの
ように使用すりかは検出対象マークの形状、マーク検出
信号の利用法などによプ決められる。
また、本発明では、対象マークが第4図に示すような凸
形状の場合には、検出器x” 、x−からの各出力波形
はE□、E!−で示され、そのオ助言号はE、のように
なるので、スライスレベルは8Lhにする必要がめる。
さらにまた、対象マ−夕の形状が第5図(娼(b)に示
す如く多数個並んでいる場合であっても、−P:%明を
適用して有幼なことは云うまでもない。
第6図は、不発明の一実施例の具体的構成を示すブロッ
ク図で6゜。図において、1は電子ビーム、2は式科上
に設けられた位置合せ轡マークで、例えば図示の如きt
段差マーク、3は電子ビーム照射Vこよってマーク2か
ら二次的に放出される電子、例えば反射′1子を検出す
る検出器、4は電流−磁圧変換器、5.6は電子ビーム
をX方向あるいはY方向に走査するためのX、Y偏向器
、7゜8はディジタル−アナログ変換器(D/A変供器
ン9は和信号B a’を作成する加算器、10はアナロ
グ−ディジタル変換器(A/D変遺器)、11は入力信
号のデータの確立のためのラッチメモリ、12.13は
偏向ゲータを一時記憶するレジスタ、14はエツジ部分
を抽出するための比較器、15はス之イスレベルを記憶
するレジスタ、16はエツジ部分が抽出された時の位置
情報(いわゆるエツジ情報)、すなQちX、Yの偏向位
置を記憶す演算回路、18は本回路系を制御するための
制御回路である。なお、検出器3は、図では一方向のみ
に配設された一対の検出器しか示していないが、本実施
例では、光軸に対して対称的に位置するように、X、Y
方向にそれぞれ一対の検出器が配設されている。また、
マークiは、必ずしも図示の如き段差形状でなくてもよ
く、エツジ情報が得られる形状であれば通用可能でらる
本実施例で電子ビームをX方向に走査するには、制御回
路18からレジスタ12.13に偏向データを順次転送
し、そのデータを7.8でD/A変換し、ビームを目的
の位置に次々移動させることによシ上記の走査を行なう
。また和信号Ea’の取込みは上記の各点のビームの位
置移動に同期してE、′信号をA/D変換し、ディジタ
ル化し、順次ラッチメモリ11に一時記憶する。このデ
ィジタル信号を比@a14でスライスレベルstt’と
比較しエツジ部分に相当する信号100を検出する。
上記のst、’はあらかじめ制御回路18よりレジスタ
15に転送されている。100の信号が検出されると、
その信号に同期してその時のビームの偏向データ101
,102をメモリ16に取込む。
以上述べた方決りこより必要なX’、Y方向のエツジ情
報を取込む。このよmlして必要な足食回故が旙了する
とメモリ16には谷走査フィン毎に抽出ぼれたマークの
エツジ1宵報がml憶されているθで、制御41回路1
8はマークの位11t勿算出するマーク位置決定回路に
指合金送り、処理対象マークの位置τ決定する。
す72:′oす、位置決定回路17では制御回路18の
指令を受けるとメモリ16にストアされてぃ◇エツジデ
ータ群を並びかえる。りまり、検出されたエツジデータ
金谷走f−よの位置に並びかえる。
この時エツジデータの処理法として前述した第1の方法
を採用すると、各ラインで検出さnfcエツジデータの
数が、例えば第3図(d)の例の即<21141でめる
ことをチェックし、もし2個と等しくない債合は、その
ラインに属している全データを沫云する。その後、伐っ
た全エツジデータ0jIi純平均を求め、マークの位置
とする。
また、エツジデータの6理去として前述した第2の方法
を採用すると、整列されたエツジデータ群は再現性のよ
いデータ群と再現性の余りよくないデータ群とに分けら
れる。次に、各2インで検出されたエツジデータの数が
、例えば61固で抄りことを確認し、もし6遁と等しく
ない場合は、そのツインに属している全データを除去す
る。残ったデータ群に対して相互の相関をみるためコン
ボリューション処理を行なう。その時のコンボリューシ
ョン処理を行なう時の積分の範囲は再現性のよいエツジ
データ群の分数の2〜6倍程度に決定される。そQtb
と新たなス2イス7ベルを収けて再現性のよいデータ群
だけを抽出する。その後、/47’−タ群内で単純平均
を行ない、各群から1個の代表エツジデータを抽出し、
J&mに、それらの代表エツジデータの1赦をチェック
後単純平均を求めマークの位置とする。
以上述べ九ようをこ、本発明によれば、光軸に対して対
称的に配設された少なくとも一対の検出器ρ為らの合成
出力信号に基づき、その出力波形の息峻な波形部分から
得られる位置データを利用することにより、ン−りの位
置を極めて高精度に検出でさるものでろυ、電子線描画
装置等をはじめとする荷電粒子線諸装置に適用してその
効果は大きい。なお、上i己来施例では、電子ビーム照
射によってマークから放出される反射電子の検出を主体
に説明したが、本質的にぜま、二次−子、透過−子等に
対しても本発明は通用可能でちる。また、それを検出す
る検出器については、必ずしも上記実施例の如<x、y
方向にそnぞれ一対ずつ設ける必要はなく、光軸に対し
て軸対称に1状形検出器を設けることによっても可能で
bp、その場合、では第6図中の加算器9は不要となる
【図面の簡単な説明】
#11図は、従来のマーク位置検出を説明する波形図、
第2図および第3図は、本発明の詳細な説明する図、第
4図は、マークが凸状である場合に?ける適用例を説明
する図、第5図は、複数個のマークを示す図、第6図は
、本発明の一実施例を説明するブロック図である。 ・・・検出器、5,6・・・X、Y偏向器、9・・・加
算器、11・・・ラッテメモ!7.14・・・比較器、
16・・・メモリ、17・・・演算回路、18・・・制
御回路。 肩 1 (2) 1−d→ VJ Z 口 ea+ esz   etL* 4!JJ第 3 図 en+ eaz 第1頁の続き 0発 明 者 小笹進 国分寺市東恋ケ窪1丁目280番 地株式会社日立製作所中央研究 所内 0発 明 者 松田維人 武蔵野市緑町3丁目9番11号日 本電信電話公社武蔵野電気通信 研究所内 0発 明 者 大久保恒夫 武蔵野市緑町3丁目9番11号日 0出 願 人 日本電信電話公社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、試料上に設けた位置合せ用マークを電子ビームで走
    査して、該マークから二次的に放出される電子を、光軸
    に対して対称的に配設された検出手段に与り検出し、該
    検出手段からの合成出力信号の出力波形のうち急峻な波
    形部分から得られる位置データだけを選択的に抽出し、
    該位けるマーク位置検出方法。 2、上記マークを、5μm以下゛の幅を有する段差マー
    クを用いて構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の4子−一ム露光装置におけるマーク位置検出
    方法。 3、上記検出手段を、光軸に対して対称的に配設された
    少なくとも一対の検出器を用いて構成したことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項又は第2項記載の電子ビーム
    露光装置におけるマーク位置検出方法。
JP16581081A 1981-10-19 1981-10-19 電子ビ−ム露光装置におけるマ−ク位置検出方法 Granted JPS5867027A (ja)

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JPS5867027A true JPS5867027A (ja) 1983-04-21
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60249008A (ja) * 1984-05-25 1985-12-09 Hitachi Ltd 荷電粒子マイクロプロ−ブ装置
US5708276A (en) * 1995-07-20 1998-01-13 Fujitsu Limited Electron-beam exposure device and a method of detecting a mark position for the device

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