JPS62183514A - イオンビ−ム描画装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被描画材料上でイオンビーム′の照射位置を
変化させ、所望パターンの描画を行うようにしたイオン
ビーム描画装置に関する。

［従来の技術］ イオンビームを細く集束できる集束イオンビーム装置は
、マスクレスイオン注入装置として使用することができ
る。この場合、細く集束したイオンビームを偏向し、所
望のパターンをイオンビームによって描・画するように
している。この描画は、特定のイオン種によって所定の
パターンを描画し、その後、該描画されたパターンに関
連づけて異なったイオン種によって新たなパターンを描
画し、ＬＳＩ等のデバイスを製造するようにしている。

このような描画においては、先に描画されたパターンと
その後に描画されるパターンとのつなぎ合せの精度が重
要である。そのため、被描画材料に基準マークを形成し
、各描画においては予めこの基準マークの位置を検出し
、この検出されたマーク位置を基準として各パターンの
描画を行うようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上述したマーク位置の検出は、被描画材料に形成された
、例えば、凹凸マーク部分でイオンビームを複数回走査
し、該マーク部分へのイオンビーム照射によって発生し
た２次電子を検出することによって行われている。該２
次電子検出信号は増幅された後、特定強度レベル以上の
信号がマーク信号として検出される。第２図（ａ）は、
増幅された２次電子検出信号Ｓと基準信号レベルＬとを
示している。しかしながら、このマーク検出信号強度は
、材料に照射されるイオンビームの種類、加速電圧に応
じて変化する。従って、信号強度の弱いイオン種を使用
した場合には、第２図（ｂ）に示すように、マーク検出
信号Ｓが前記特定強度レベル以下りとなったり、又、検
出信号強度が強いイオン種を使用した場合には、ノイズ
信号レベルも必然的に高くなり、第２図（Ｃ）に示す如
く、ノイズ信号Ｎが前記特定強度レベルＬ以上となった
りして、正確なマーク位置の検出が不可能となってしま
う。

３一 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、被描
画材料に形成されたマークの位置の検出を精度良く行う
ことのできるイオンビーム描画装置を提供することを目
的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に基づくイオンビーム描画装置は、複数棟類のイ
オンを発生するイオン源と、該イオン源から発生したイ
オンの内、特定のイオン種を選別するフィルタと、該フ
ィルタによって選別されたイオンを被描画材料上に集束
するレンズと、該材料へのイオンの照射によって発生し
た２次電子を検出する検出器と検出信号を増幅する増幅
器とを含むマーク検出系とを備え、該材料に設けられた
マーク部分でイオンビームを走査し、該マーク部分から
の２次電子の検出信号と基準信号レベルとを比較してマ
ーク位置を検出し、該マーク位置に基づいて該材料の所
望部分にイオンビームによって描画を行うようにした描
画装置において、描画の際のイオン種、イオン加速電圧
、描画パターンに関するデータを含む描画スケジュール
データが記憶されるスケジュールファイルと、各種イオ
ン加速電圧、イオン種に対応した前記マーク検出系の増
幅率と基準信号レベルの少なくとも一方を記憶したマー
ク検出データファイルを設け、該描画スケジュールデー
タに基づいてマーク検出を行うに際し、該マーク検出デ
ータファイルから材料に照射されるイオンビームの種類
と加速電圧に応じたデータを読み出し、該読み出された
データに基づいてマーク検出系と基準信号レベルの少な
くとも一方の制御を行い、マーク部分でイオンビームの
走査を行うように構成したことを特徴としている。

［作用］ イオンビームによる描画は、描画に使用されるイオン種
、加速電圧、描画パターンデータ等を含む描画スケジュ
ールファイルに記憶され、この記憶されたスケジュール
データに従って、イオン種が選択され、加速電圧が設定
され、イオンビームが偏向されて所望パターンの描画が
行われる。又、各種イオン種と加速電圧の組合せに対応
したマ−り検出系の増幅率あるいは被描画材料へのイオ
ンビーム照射に基づいて該材料から発生する２次電子検
出信号の強度が比較される基準信号レベルの少なくとも
一方が記憶されたマーク検出データファイルが設けられ
ており、マーク検出を行う際には、スケジュールデータ
ファイルから使用するイオン種と加速電圧の情報を得、
この情報に基づいてマーク検出データファイルから最適
なマーク検出系の増幅率あるいは基準信号レベルに関す
るデータが読み出され、このデータに基づいてマーク検
出系の増幅率あるいは基準信号レベルが制御され、イオ
ンビームによるマーク部分の走査が行われる。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を添附図面に基づいて詳述する。

図中、１はイオン源であり、複数種のイオンを同時に発
生するように構成されている。該イオン源１から発生し
たイオンは、集束レンズ２．対物レンズ３によって被描
画材料４上に細く集束される。５は該収束レンズ２と対
物レンズ３との間に配置されたウィーンフィルタであり
、該フィルタ５によって特定のイオン種が選択され、被
描画材料５に照射される。該材料４上のイオンビーム照
射位置は偏向器６に供給される電圧に応じて変えられる
。７は材料４へのイオンビームの照射により発生した２
次電子の検出器であり、該検出器７からの検出信号は増
幅器８によって増幅され、積算器９によって積算された
後、比較回路１０に供給され、基準信号源１１からの信
号と比較される。

１２はイオン源１に接続された加速電源、１３は集束レ
ンズ２の電源、１４はウィーンフィルタ５の電源、１５
は対物レンズ３の電源、１６は偏向制御回路であり、こ
れら各電源１回路はＣＰＵ　１７からの指令によってイ
ンタフェース１８を介して制御される。１９は該ＣＰＵ
１７に接続された描画スケジュールデータファイルであ
り、該ファイル１９には描画パターンに関するデータ、
使用するイオン種、加速電圧に関するデータ等が記憶さ
れている。２０はＣＰＵ１７に接続されたマーり検出デ
ータファイルであり、このファイルには、各種イオン種
と加速電圧に対応したマーク検出系の増幅率、該基準信
号源１１からの信号弾痕レベルおよびイオンビームの走
査回数とがテーブルの形で記憶されている。

上述した如き構成において、被描画材料４の描画は、描
画スケジュールデータファイル１９に記憶されたデータ
に基づいて行われる。ＣＰＵ１７は最初のパターンを描
画する際のイオン種に関するデータを該ファイルから読
み出し、このデータに基づいてウィーンフィルタ５の電
源を制御し、該イオン種が該フィルタ５を通過して材料
４に照射されるようにする。又、該ファイル１９から加
速電圧に関するデータを読み出し、このデータに基づい
て、イオン源１の電源１２を制御すると共に、集束レン
ズ電源１３．対物レンズ電源１５を制御し、選択された
加速電圧においてイオンビームが材料上で正確に集束さ
れるようにしている。

ここで、所望パターンの描画に先立ち、スケジュールデ
ータにより該材料４に予め形成された基準マークＭの検
出が行われる。該マークの検出を行う場合、まず、ＣＰ
Ｕはスケジュールデータからのイオン種と加速電圧に関
するデータから、このイオン種と加速電圧に対応したマ
ーク検出系の増幅率、基準信号レベルおよびイオンビー
ムの走査回数とをマーク検出データファイル２ｏから読
み出す。該ＣＰＵ１７は、読み出された増幅率のデータ
に基づいて増幅器８の増幅率を制御し、又、基準信号レ
ベルのデータに基づいて、該基準信号源を制御する。更
に、イオンビームの走査回数のデータに基づいて偏向制
御回路１６を制御している。この後、イオンビームによ
って材料４のマークＭ部分の走査が開始され、該マーク
部分へのイオンビームの照射によって発生した２次電子
は検出器７によって検出され増幅器８によって最適に増
幅された後、該積算器に供給され、該イオンビームの走
査回数に応じて信号の積算が行われる。

該走査の回数だけ積算が行われた後、該積算値は比較回
路１０に供給され、基準信号Ｉｆ！１１からの基準信号
と比較され、該積算値が該基準信号レベル以上であると
、該比較回路１１からパルス信号がＣＰＵ１７に供給さ
れ、ＣＰＵはマークが検出されたことを認識する。該Ｃ
ＰＵ１７は、マーク検出信号が検出された時点のイオン
ビームの走査位置とから、マーク位置を検出する。その
後、このマーク位置を基準として所望パターンの描画が
行われる。なお、この描画は偏向器６によるイオンビー
ムの偏向と、材料４を機械的に移動させることによって
行われる。

最初のパターンの描画が終了した後、異なったイオン種
、異なった加速電圧によって次のパターンを描画する場
合には、スケジュールデータファイル１９内の情報に基
づいて、８電？１ｉ１２．１３゜１４．１５が制御され
、ウィーンフィルタ５によって所望イオン種が選別され
、所望の加速電圧によってイオンビームは材料４上に細
く集束される。

更に、該スケジュールデータファイル１９から該イオン
種と加速電圧のデータを読み出し、前述したと同様に、
マーク検出データファイル２０に記憶されたデータに基
づいて、マーク検出系の増幅率、基準信号レベルおよび
イオンビームの走査回数の全であるいはその一部が制御
されてマーク検出がなされる。すなわち、２次電子放出
量が多いイオン種あるいは加速電圧を用いた場合は、マ
ーク検出系の増幅率が低くされ、増幅されて走査回数だ
け積算されたマーク検出信号は、第２図（ａ）に示すよ
うな、基準信号源１１からの信号強度レベルに最適な強
度にされて比較回路１０に供給される。逆に、２次電子
放出量の少ないイオン種あるいは加速電圧を用いた場合
、マーク検出系の増幅率が高くされ、又、マーク部分で
のイオンビーム走査回数が多くされる。この走査回数を
多くすることに伴って、積算器９が制御され、増幅器か
らの信号の積算回数をイオンビームの走査回数と一致さ
せるようにしている。その結果、ＳＮ比が低くなる、弱
い強度の検出信号に対しては、積算の回数を多くするこ
とにより、ＳＮ比の向上を計るようにしている。なお、
この場合、積算回数が多くなるので、比較回路１０に供
給される積算された信号強度レベルは高くなる。従って
、積算器数を多くした場合には、基準信号源１１が制御
され、積算器９から供給される信号強度に対応して基準
信号レベルが高くされ、比較回路１０に供給される２種
の信号強度の関係が最適に維持されることになる。

以上本発明の一実施例を詳述したが、本発明はこの実施
例°に限定されず幾多の変形が可能である。

例えば、マーク検出系の増幅率を制御するために増幅器
８を制御するようにしたが、２次電子検出器が信号の増
幅度を制御できるタイプのものであれば、この検出器を
制御するようにしても良い。

又、マーク検出時のイオンビームの走査回数を２次電子
検出信号強度に応じて変化させるようにしたが、ＳＮ比
にそれほど注意を払う必要のない場合には、この走査回
数および積算の回数も一定とし、マーク検出系の増幅率
の制御だけを行うようにしても良い。更に、２次電子検
出信号強度と基準信号レベルとは相対的なものであり、
検出信号の増幅率を制御する代りに基準信号レベルをイ
オン種、加速電圧に応じて変化させることは可能である
。なお、２次電子検出信号と基準信号レベルとの比較を
比較回路を用いて行ったが、ＣＰＵ内でソフト的に行っ
ても良い。更に又、イオン種や加速電圧以外に、マーク
の形状、マークの材質。

イオンビームのプローブ電流等に基づいて、マーク検出
系や基準信号レベル、更には、イオンビームの走査回数
の制御を行っても良い。

［効果］ 以上詳述した如く、本発明は、マーク検出信号強度と基
準信号レベルとの関係をイオン種や加速電圧の変化によ
らず常に最適な状態に維持することができるので、精度
の良いマーク検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は２次電子
検出信号と基準信号レベルとの関係を示す図である。 １・・・イオン源　　　　　２・・・集束レンズ３・・
・対物レンズ　　　　４・・・被描画材料５・・・ウィ
ーンフィルタ　６・・・偏向器７・・・検出器　　　　
　　８・・・増幅器９・・・積算器　　　　　１０・・
・比較回路１１・・・基準信号源　　　１２・・・加速
電源１３・・・集束レンズ電源　１４・・・フィルタ電
源１５・・・対物レンズ電Ｉ　　１６・・・偏向制御回
路１７・・・ＣＰＵ　　　　　　１８・・・インタフェ
ース１９・・・描画データファイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数種類のイオンを発生するイオン源と、該イオ
   ン源から発生したイオンの内、特定のイオン種を選別す
   るフィルタと、該フィルタによって選別されたイオンを
   被描画材料上に集束するレンズと、該材料へのイオンの
   照射によって発生した２次電子を検出する検出器と検出
   信号を増幅する増幅器とを含むマーク検出系とを備え、
   該材料に設けられたマーク部分でイオンビームを走査し
   、該マーク部分からの２次電子の検出信号と基準信号レ
   ベルとを比較してマーク位置を検出し、該マーク位置に
   基づいて該材料の所望部分にイオンビームによって描画
   を行うようにした描画装置において、描画の際のイオン
   種、イオン加速電圧、描画パターンに関するデータを含
   む描画スケジュールデータが記憶されるスケジュールフ
   ァイルと、各種イオン加速電圧、イオン種に対応した前
   記マーク検出系の増幅率と基準信号レベルの少なくとも
   一方を記憶したマーク検出データファイルを設け、該描
   画スケジュールデータに基づいてマーク検出を行うに際
   し、該マーク検出データファイルから材料に照射される
   イオンビームの種類と加速電圧に応じたデータを読み出
   し、該読み出されたデータに基づいてマーク検出系と基
   準信号レベルの少なくとも一方の制御を行い、マーク部
   分でイオンビームの走査を行うように構成したイオンビ
   ーム描画装置。
2. （２）該マーク検出データファイルには、各種イオン加
   速電圧、イオン種に対応したマーク部分でのイオンビー
   ム走査回数に関するデータが含まれており、マーク検出
   を行うに際しては、該マーク検出データファイル中の走
   査回数のデータに基づいて、マーク部分でイオンビーム
   を所定回数走査するように構成した特許請求の範囲第１
   項記載のイオンビーム描画装置。