JPS6115325A - Mark detection method - Google Patents

Mark detection method

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Publication number
JPS6115325A
JPS6115325A JP59135132A JP13513284A JPS6115325A JP S6115325 A JPS6115325 A JP S6115325A JP 59135132 A JP59135132 A JP 59135132A JP 13513284 A JP13513284 A JP 13513284A JP S6115325 A JPS6115325 A JP S6115325A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mark
signal
detection
amplification factor
amplifier
Prior art date
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Pending
Application number
JP59135132A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Genya Matsuoka
玄也 松岡
Masahide Okumura
正秀 奥村
Takashi Matsuzaka
松坂 尚
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6115325A publication Critical patent/JPS6115325A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent an error in recognition of a mark position by inhibiting the process of extracting a position of charged particles from a wave-form signal when an amplification factor is beyond a specified value. CONSTITUTION:When a beam 20 scans a target 22 having a mark by a beam scan controller 21, a mark signal generated from the target 22 appear in an output line 29 as a change in voltage through a detector 23 and an offset level modulation amplifier 24. Output of an A/D converter 25 is added to a maximum value detecting circuit 26 comprising a maximum value holding register 27. In an amplification factor preset circuit 28, the output of the register 27 is converted into a coefficiency K which is satisfy an equation Eo=K*Ei=constant wherein Ei is a voltage level of the line 29 and Eo is a voltage level of an output line 31. And an amplification factor of an amplifier 30 is thus controlled. The circuit 28 outputs the signal 33 corresponding to the coefficiency Kalpha to a detection circuit 32 which compares the level Eo with a slice level of Eo/2 and detects a mark position. This function is controlled by the signal 33.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電子線描画装置等の荷電粒子線装置において
、ウェハーやマスクに付したマーク位置を信頼性が高く
かつ、自動的に検出するのに好適なマーク検出方式に関
する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention is directed to highly reliable and automatic detection of mark positions on wafers or masks in charged particle beam devices such as electron beam lithography devices. The present invention relates to a mark detection method suitable for.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来の方式においては、特開昭55−85028号に記
載のように、マーク波形信号の最大振幅が一定となるよ
うに増幅器の増幅度を調整するようになっていた。この
方法では、マーク波形信号の強度を知るために、マーク
検出動作に先立って荷電ビームを走査し、得られたマー
ク波形信号の最大値から最適な増幅器の増幅率を求める
手段を必要とした。これに要する処理時間は大きく、マ
ーク検出処理全体に占める時間が3割近くにもなってい
た。
In the conventional system, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 55-85028, the amplification degree of the amplifier is adjusted so that the maximum amplitude of the mark waveform signal is constant. In this method, in order to know the strength of the mark waveform signal, a means was required to scan the charged beam prior to the mark detection operation and determine the optimum amplification factor of the amplifier from the maximum value of the obtained mark waveform signal. The processing time required for this is long, accounting for nearly 30% of the entire mark detection process.

・このため、実時間で増幅器の増幅率を設定し、上記、
手段を省く手法が考えられたが、この場合には前もって
マーク検出処理における波形信号の最大値を知ることは
出来ず、入力信号の強度に応じて、その都度、増幅器の
増幅率を変えなければならない。従って、入力信号が小
さい場合には増幅器の増幅率は大きくなり、時によりマ
ーク波形信号以外の雑音部分の信号がスライレベルを横
切ることがあり、誤ったマーク位置データを検出するこ
とがあった。
・For this reason, the amplification factor of the amplifier is set in real time, and the above
A method was devised to omit this method, but in this case, it is not possible to know the maximum value of the waveform signal in mark detection processing in advance, and the amplification factor of the amplifier must be changed each time according to the strength of the input signal. It won't happen. Therefore, when the input signal is small, the amplification factor of the amplifier becomes large, and noise portion signals other than the mark waveform signal sometimes cross the slide level, resulting in incorrect mark position data being detected.

第1図は、これを説明した図である。同図(a)はマー
クの平面図であり、マーク10を検出するために荷電粒
子ビニムは11,12,13.14の如く走査される。
FIG. 1 is a diagram explaining this. FIG. 5A is a plan view of the mark, and in order to detect the mark 10, the charged particle vinyl is scanned as 11, 12, 13, and 14.

マーク10上をビームが走査した際に得られる信号は、
15の波形となる。
The signal obtained when the beam scans the mark 10 is
This results in 15 waveforms.

同図(b)、(c)は検出回路の増幅器の増幅率及び検
出信号を、横軸に走査本数をとって示したものである。
Figures (b) and (c) show the amplification factor of the amplifier of the detection circuit and the detection signal, with the number of scans plotted on the horizontal axis.

走査11で哄マーク以外を走査しているので得られる信
号量は少なく、従って増幅率は検出信号の最大値が目標
とした出力16と一致するように大きく設定される。
Since the scan 11 scans the area other than the mark, the amount of signal obtained is small, and therefore the amplification factor is set large so that the maximum value of the detection signal matches the target output 16.

ビームがマーク上にかかると信号量が増大するので増幅
率はホさくなり、よって第1図(c)の如く、走査13
.14ではマーク信号が目標値16と一致するようにな
る。この信号とスライスレベル17と比較してマーク位
置を求めている。
When the beam falls on the mark, the signal amount increases and the amplification factor decreases, so as shown in FIG.
.. At 14, the mark signal matches the target value 16. This signal is compared with the slice level 17 to determine the mark position.

ところで、第1図(c)に示すA部は、ビームがマーク
にかかるまでの間であるが、この間は増幅率が一定であ
るにもかかわらず、その値が大きいので信号量のわずか
の変化によっても検出信号は大きく振動するように変化
する。従って、あたかもマークがあるかのようにスライ
スレベル17をよぎることがあり、これがマーク位置を
誤認する原因であった。 − 〔発明の目的〕 本発明の目的は、かかる点に着目してなされた′ もの
であり、信号振幅を一定とするための自動増幅度決定回
路を用いても、マーク波形信号のみを正しく認識するマ
ーク検出方式を提供することにある。
By the way, part A shown in Figure 1(c) is the period until the beam hits the mark, and even though the amplification factor is constant during this period, its value is large, so there is a slight change in the signal amount. The detection signal also changes so as to oscillate greatly. Therefore, the slice level 17 may be crossed as if there were a mark, which caused the mark position to be misidentified. - [Object of the Invention] The object of the present invention has been achieved by paying attention to this point, and even if an automatic amplification degree determination circuit for keeping the signal amplitude constant is used, only the mark waveform signal can be correctly recognized. The object of the present invention is to provide a mark detection method for detecting marks.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

マーク波形信号以外をマーク信号と誤認する原因は、荷
電粒子ビームがマーク部以外を照射している際の微ホ信
号についても、一定の信号振幅になるように増幅率を大
きくして増幅するため、雑、音がスライスレベルを越え
る点にある。本発明においては、増幅率がある値以上の
場合には、波形信号から荷電粒子位置を抽出する処理を
禁止し、誤認を防ぐようにした。
The reason why signals other than mark waveform signals are mistaken as mark signals is that the amplification factor is amplified to maintain a constant signal amplitude even for minute signals when the charged particle beam is irradiating areas other than the mark area. , noise, is at the point where the sound exceeds the slice level. In the present invention, when the amplification factor exceeds a certain value, the process of extracting the charged particle position from the waveform signal is prohibited to prevent misidentification.

本発明における他の方法は、いかなる信号においても、
信号振幅を一定にするという自動増幅率設定回路の機能
を改め、マーク部からの信号については適正な振幅とす
るが、それ以外の雑音信号については、不必要に増幅し
ないよう、増幅iの増幅率に上−値を用いた方法である
。このようにすることにより、雑音部の信号がスライス
レベルを横切ることはなくなり、マーク位置の誤認を防
ぐことが出来た。
Another method according to the invention is that in any signal,
The function of the automatic amplification factor setting circuit that keeps the signal amplitude constant has been revised, and the signal from the mark part is kept at an appropriate amplitude, but other noise signals are amplified at amplification i so as not to be unnecessarily amplified. This method uses the upper value for the rate. By doing this, the signal of the noise part no longer crosses the slice level, making it possible to prevent misidentification of the mark position.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を第2図により説明する。ビー
ム走査制御部21により、ビーム2oがマークを有する
ターゲット22を走査すると、ターゲット22から発生
するマーク信号は検出器23、オフセットレベル調整ア
ンプ24を経由して、出力線29に電圧変化として出現
する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. When the beam 2o scans the target 22 having a mark by the beam scanning control unit 21, the mark signal generated from the target 22 passes through the detector 23 and the offset level adjustment amplifier 24, and appears as a voltage change on the output line 29. .

A/Dコンバータ25の出力は最大値保持レジスタ27
を有する最大値検出回路26に加えられる。レジスタ2
7の出方は増幅率設定回路28において、出力線29の
電圧レベルをEiとし、出”力線31の電圧レベルをE
oとする時、E o = K*Ei=一定となるような
係数Kに変換され、増率器30の増幅率を制御する。
The output of the A/D converter 25 is stored in the maximum value holding register 27.
is added to a maximum value detection circuit 26 having a maximum value detection circuit 26. register 2
7 is obtained by setting the voltage level of the output line 29 to Ei in the amplification factor setting circuit 28, and setting the voltage level of the output line 31 to Ei.
o, it is converted to a coefficient K such that E o =K*Ei=constant, and controls the amplification factor of the multiplier 30.

さらに、増幅率設定回路28からは、係数にα値に対応
した信号3゛3が、マーク位置検出回路32・に出力さ
れる。マーク位置検出回路32では、出力線31の電圧
レベルEOとEO/2のスライスレベルとを比較して、
マーク位置を検出する回路であるが、その機能は信号3
3によって制御されている。
Furthermore, the amplification factor setting circuit 28 outputs a signal 3'3 corresponding to the α value as a coefficient to the mark position detection circuit 32. The mark position detection circuit 32 compares the voltage level EO of the output line 31 with the slice level of EO/2,
This is a circuit that detects the mark position, but its function is based on signal 3.
It is controlled by 3.

即ち、係数にの値がある値以上では、信号33によりマ
ーク位置検出回路32における検出動作は禁止され、誤
ったマーク位置を求めないようになっている。
That is, when the value of the coefficient exceeds a certain value, the detection operation in the mark position detection circuit 32 is prohibited by the signal 33, so that an erroneous mark position is not determined.

第3図は、本発明による他の実施例を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing another embodiment according to the present invention.

第2図と同様に、ビーム走査制御部21により、ビーム
20がマークを有するターゲット22を走査すると、タ
ーゲット22から発生するマーク信号は検出器23.オ
ツセットレベル調整アンプ24を経由して、出力線29
に電圧変化として出現する。
Similarly to FIG. 2, when the beam 20 scans the target 22 having a mark by the beam scanning controller 21, the mark signal generated from the target 22 is transmitted to the detector 23. Output line 29 via output level adjustment amplifier 24
appears as a voltage change.

A/Dコンバータ25の出力は最大値保持レジスタ27
を有する最大値検出回路26に加えられる。レジスタ2
7の出力は増幅率設定回路28において、出力線29の
電圧レベルをEiとし、出力線31の電圧レベルをEo
とする時、Eo=に*Ei=一定となるような係数Kに
変換され、増幅器30の増幅率を制御する。
The output of the A/D converter 25 is stored in the maximum value holding register 27.
is added to a maximum value detection circuit 26 having a maximum value detection circuit 26. register 2
The output of No. 7 is sent to the amplification factor setting circuit 28, where the voltage level of the output line 29 is set to Ei, and the voltage level of the output line 31 is set to Eo.
When Eo=*Ei=constant, the coefficient K is converted to control the amplification factor of the amplifier 30.

但し、Kの値には上限値K maxがあり、この値を越
えることは出来ない。Kmaxは、マーク部走査時の出
力線31の電圧レベルをEoとするときには充分な値で
あるが、その他の雑音信号に対しては小さい値である。
However, the value of K has an upper limit value Kmax, which cannot be exceeded. Kmax is a sufficient value when the voltage level of the output line 31 during mark scanning is set to Eo, but is a small value for other noise signals.

本実施例によるマーク検出信号を第3図(b)に示す。A mark detection signal according to this embodiment is shown in FIG. 3(b).

雑音部Aでの増幅率は増幅回路の上限値でおさえられて
いるので、雑音は第1図(c)の如くスライスレベル1
7を槽切ることはなく、従ってマーク位置を誤認するこ
とはない。
Since the amplification factor in the noise section A is suppressed by the upper limit of the amplifier circuit, the noise is at slice level 1 as shown in Figure 1(c).
7 is not cut off, so there is no possibility of misunderstanding the mark position.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、マーク検出処理におけるマーク位置の
誤認を防ぐことが出来、高精度のマーク検出が可能とな
る。
According to the present invention, it is possible to prevent erroneous recognition of mark positions in mark detection processing, and highly accurate mark detection is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、自動増幅率設定回路を用いた際の、増幅率と
検出信号の変化を示す図、第2図、第3図は、本発明に
おける実施例を示す図である。 24・・・オフセットレベル−整アンプ、25・・・A
/Dコンバータ、26・・・最大値検出回路、27・・
・最大値保持レジスタ、28山増幅率設定回路、3゜・
・・増幅器、32・・・マーク位置検出回路、33・・
・マY l 口 /ρ 第2 口 第 3 区
FIG. 1 is a diagram showing changes in amplification factor and detection signal when an automatic amplification factor setting circuit is used, and FIGS. 2 and 3 are diagrams showing embodiments of the present invention. 24...Offset level-adjusting amplifier, 25...A
/D converter, 26... Maximum value detection circuit, 27...
・Maximum value holding register, 28 peak amplification factor setting circuit, 3°・
...Amplifier, 32...Mark position detection circuit, 33...
・MaY l mouth/ρ 2nd mouth 3rd ward

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、マーク上に荷電粒子ビームを走査することによつて
、該マークから発生する反射電子もしくは、二次電子信
号を検出する手段と、該手段によつて検出されたマーク
波形信号の振幅が目標値と等しくなるように該マーク波
形信号を増幅する増幅器のゲインを自動的に制御する手
段と、上記マーク波形信号をスライスレベルと比較し、
上記マーク波形信号が、該スライスレベルをよぎつた時
の荷電粒子ビーム位置を求める処理手段とを具備して、
前記マーク位置を求めるようにしたマーク検出回路にお
いて、マークが存在する部分からの信号検出と、マーク
が存在しない部分からの信号検出とで、検出処理方法を
変えないことを特徴とするマーク検出方式。 2、上記、マーク検出回路における検出処理方法として
、増幅器ゲインが所望の範囲を越えている間は、前記荷
電粒子ビーム位置を求める処理理手段の動作を禁止する
手段を講じたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載のマーク検出方式。 3、前記、マーク検出回路における検出処理方法として
、マーク波形信号のうち、マークが存在しない部分での
信号波形が、スライスレベルを越えないように検出回路
の増幅器のゲインに対して上限値を設けたことを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載のマーク検出方式。
[Claims] 1. Means for detecting reflected electrons or secondary electron signals generated from a mark by scanning a charged particle beam over the mark, and a mark detected by the means. means for automatically controlling the gain of an amplifier for amplifying the mark waveform signal so that the amplitude of the waveform signal is equal to a target value; and comparing the mark waveform signal with a slice level;
processing means for determining the charged particle beam position when the mark waveform signal crosses the slice level;
In the mark detection circuit for determining the mark position, a mark detection method is characterized in that a detection processing method is not changed between signal detection from a portion where a mark is present and signal detection from a portion where a mark is not present. . 2. The detection processing method in the mark detection circuit described above is characterized in that the processing means for determining the charged particle beam position is prohibited from operating while the amplifier gain exceeds a desired range. A mark detection method according to claim 1. 3. As a detection processing method in the mark detection circuit described above, an upper limit value is set for the gain of the amplifier of the detection circuit so that the signal waveform in the part where no mark exists in the mark waveform signal does not exceed the slice level. A mark detection method according to claim 1, characterized in that:
JP59135132A 1984-07-02 1984-07-02 Mark detection method Pending JPS6115325A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10325755B2 (en) 2017-01-12 2019-06-18 Nuflare Technology, Inc. Charged particle beam lithography apparatus and charged particle beam lithography method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10325755B2 (en) 2017-01-12 2019-06-18 Nuflare Technology, Inc. Charged particle beam lithography apparatus and charged particle beam lithography method

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