JPS62208628A - Mark position detector - Google Patents

Mark position detector

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Publication number
JPS62208628A
JPS62208628A JP5037786A JP5037786A JPS62208628A JP S62208628 A JPS62208628 A JP S62208628A JP 5037786 A JP5037786 A JP 5037786A JP 5037786 A JP5037786 A JP 5037786A JP S62208628 A JPS62208628 A JP S62208628A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mark
signal
amplification degree
mark position
amplifier
Prior art date
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Pending
Application number
JP5037786A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahide Okumura
正秀 奥村
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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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS62208628A publication Critical patent/JPS62208628A/en
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  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable the stable mark position to be detected constantly regardless of the level of mark signals by a method wherein, when the changing ratio in amplification degree of an amplifier is decreased exceeding the specified lower limit, the position signals detected and held so far are erased. CONSTITUTION:A little changes in signal levels are increased in the scannings 11, 12 as shown in the section A while the threshold value 17 is set up as, e.g., 1/2 of the maximum value of signals so that a mark detecting circuit may detect any mistaken mark positions to be held as they are in the section A. However, in the scannings 13, 14 containing a true mark 10 on the way of scanning, the signal levels are rapidly increased decreasing the amplification degree Y of an amplifier to make the true mark signals coincide with the target value 16 as shown in the section B. On the other hand, the mark detecting circuit is actuated to erase the so far held mistaken mark position data holding the true mark positions to be successively detected.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマーク位置検出装置に係り、特に電子ビーム露
光装置のマーク位置を短時間で検出するのに好適なマー
ク位置検出装着に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a mark position detection device, and more particularly to a mark position detection mounting suitable for detecting mark positions of an electron beam exposure device in a short time.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

電子ビームの走査によ−)で、マークから生じるマーク
波形信号が、しきい値をよぎった時点の電子ビーム位置
を求める方法を、一般にマーク検出と呼んでいる。
The method of determining the electron beam position at the time when the mark waveform signal generated from the mark crosses a threshold value by scanning the electron beam is generally called mark detection.

マーク検出がIEシく行なオ)れるためには、しきい値
が、マーク波形信号の振幅の範囲に設定されていること
が必須である。
In order to detect marks using IE, it is essential that the threshold value be set within the amplitude range of the mark waveform signal.

しかし、実際のマーク波形信号の振幅は、マーク種、電
子ビーム強度、等によ−)で大きく異なるため、該振幅
が所定の大きさになるように、増幅器の増幅度を設定す
る必要が有る。従来は、例えば特開昭55−85028
号・に示すようにあらがしめマークの存在が分−)でい
る個所を電子ビームが走査し、得られたマーク波形の振
幅から増幅器の増幅度や、オフセットを求め、′最適に
なるように設定した後、マーク検出を行なっていた。こ
の理+l+によってマーク検出をする前に余分な時間を
要していた。
However, since the actual amplitude of the mark waveform signal varies greatly depending on the mark type, electron beam intensity, etc., it is necessary to set the amplification degree of the amplifier so that the amplitude becomes a predetermined value. . Conventionally, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-85028
As shown in No. 2, the electron beam scans the location where the fault mark is present, and the amplification degree and offset of the amplifier are determined from the amplitude of the obtained mark waveform, and the After setting, mark detection was performed. Due to this logic+l+, extra time is required before detecting marks.

増幅器の増幅度等の設定と、マーク検出とが同時に行な
えれば、大幅な時間短縮が可能になる。
If the setting of the amplification degree of the amplifier and the mark detection can be performed at the same time, it will be possible to significantly shorten the time.

この問題を解決するために信号増幅器の増幅度がある一
定レベル以下になった時のみ信号を有効とみなすものが
考えられているが、もともとのマーク信号の振幅が小さ
い場合マーク検出不能になると云う不具合があった。
In order to solve this problem, it is considered that the signal is considered valid only when the amplification level of the signal amplifier falls below a certain level, but it is said that if the amplitude of the original mark signal is small, it becomes impossible to detect the mark. There was a problem.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記技術は46号増幅器の増幅度がある一定1ノベル以
下になった時のみ信号を有効とみなすものであるため、
増幅器の増幅度が常に所定値を越えているような場合、
すなわち、もともとのマーク信号の振幅が小さい場合は
、マーク検出動作を禁市してしまいマーク検出が不能に
なると云う不具合があった。
Since the above technology considers the signal to be valid only when the amplification level of No. 46 amplifier is below a certain level of 1 novel,
If the amplification degree of the amplifier always exceeds the specified value,
That is, if the amplitude of the original mark signal is small, the mark detection operation is prohibited, making it impossible to detect the mark.

゛ 本発明は、マーク信号の大きさのり11何に拘らず
、常に安定なマーク検出を可能ならしめるマーク位置検
出装置を提供することを目的とするものである。
An object of the present invention is to provide a mark position detecting device that always enables stable mark detection regardless of the size of the mark signal.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、マーク信号の強度に応じて制御される増幅
器の増幅度の変化の割合が所定の笥囲を越えて減少した
時、それ迄の間に検11!、保持されていた位置信号を
消去し、引続くマーク信号にもとづき位置信号を保持す
る手段を設けたことに′より、達成される。
The above purpose is to detect 11! when the rate of change in the amplification degree of the amplifier, which is controlled according to the strength of the mark signal, decreases beyond a predetermined range. This is achieved by providing means for erasing the held position signal and holding the position signal based on the subsequent mark signal.

〔作用〕[Effect]

上記のように構成することにより、真のマーク信号が検
出された時点においては、誤ってマーク信号として検出
されていた信号が消去され、真のマーク信号が保持され
ることとなり、常に安定なマーク検出ができる。
With the above configuration, when a true mark signal is detected, the signal that was erroneously detected as a mark signal is erased, and the true mark signal is maintained, so that a stable mark is always maintained. Can be detected.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、本発明の一実施例を説明する図である。同図
(a)はマークの平面図であり、マーク10を検出する
ために電子ビー13は1.1,12゜13.14の如く
走査される。マーク10上を電子ビームが走査した際に
得られる信号は、第1図口))に示す波形15となる。
FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention. FIG. 5A is a plan view of the mark, and in order to detect the mark 10, the electronic beam 13 is scanned at 1.1, 12°, 13.14. The signal obtained when the electron beam scans the mark 10 has a waveform 15 shown in FIG.

同図(c)、(d)はマーク検出回路の増幅器の増幅度
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。走査11,1.2では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、増幅度は検出信
号の最大値が目標とした出力レベル16と一致するよう
に大きく設定される。ここで、増幅度は走査の開始にお
いて、最大に設定されている。そして、信号が増えると
、増幅された後の信号振幅が所望の大きさになるように
、増幅度が下がる機能を持っている。又、設定された増
幅度は、信号が更に増えない限り保持され続ける。した
がって、走査it、12では、信号量のわずかの変化が
増大され、たとえば第1図(d)のA部で示すようにな
る。
Figures (c) and (d) show the amplification degree and detection signal of the amplifier of the mark detection circuit, with the number of scans plotted on the horizontal axis. In scans 11 and 1.2, since areas other than the marks are scanned, the amount of signal obtained is small, and therefore the degree of amplification is set large so that the maximum value of the detection signal matches the target output level 16. Here, the amplification degree is set to the maximum at the start of scanning. It has a function of decreasing the degree of amplification so that when the signal increases, the amplitude of the amplified signal reaches a desired level. Further, the set amplification degree continues to be maintained unless the signal increases further. Therefore, in scan it, 12, small changes in signal amount are amplified, for example as shown in section A of FIG. 1(d).

一方、しきい値17はたとえば、信号の最大値の172
になるように設定されている。
On the other hand, the threshold value 17 is, for example, 172
is set to be.

したがって、A部においては、マークではない雑音信号
に対してもマーク位置として検出するしきい値が設定さ
れることになる。この結果マーク検出回路は、誤認した
マーク位置を検出し、保持する。
Therefore, in part A, a threshold value is set for detecting a noise signal that is not a mark as a mark position. As a result, the mark detection circuit detects and holds the erroneously recognized mark position.

ビーム走査が進行し、走査13.14になると、走査の
途中に真のマークが存在するので、信号量が急増し、結
果として増幅器の増幅度は同図(c)に示しているよう
に小さくなる。よって、第1図(d)の区間Bで示す如
く、走査13.14では真のマーク信号が目標値16と
一致するようになる。
As the beam scan progresses and reaches scans 13 and 14, there is a true mark in the middle of the scan, so the signal amount increases rapidly, and as a result, the amplification degree of the amplifier decreases as shown in Figure (c). Become. Therefore, as shown in section B in FIG. 1(d), the true mark signal comes to match the target value 16 in scans 13 and 14.

一方、マーク検出回路は、増幅器の増幅度が変化すると
、その変化のタイミングでもって、すでに保持されてい
た誤認したマーク位温データを消去し、引き続き検出さ
れる真のマーク位置を保持するように動作する。これら
動作によって雑音によるマーク位置の誤認が完全に除去
され、真のマーク位置のみの検出が可能になる。
On the other hand, when the amplification degree of the amplifier changes, the mark detection circuit erases the previously held erroneously recognized mark potential temperature data at the timing of the change, and maintains the true mark position that is subsequently detected. Operate. These operations completely eliminate misidentification of mark positions due to noise, making it possible to detect only true mark positions.

次に、本発明のマーク位置検出装置の実施例を第2図に
より説明する。ビーム走査制御部21により、ビーム2
0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40に
電圧変化として出現する。
Next, an embodiment of the mark position detection device of the present invention will be described with reference to FIG. The beam scanning controller 21 controls the beam 2
When 0 scans the target 22 having a mark, 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 40.

A/Dコンバータ30の出力は最大値保持レジスタを有
する最大値検出回路31に加えられる。
The output of the A/D converter 30 is applied to a maximum value detection circuit 31 having a maximum value holding register.

最大値検出回路31の出力は増幅度設定回路32におい
て、出力線40の電圧レベルをE、とじ、出力線41の
電圧レベルをEo とする時、Eo =KIEl=一定
となるような係数Kに変換され、増幅器25の増幅度を
制御する。
The output of the maximum value detection circuit 31 is outputted by the amplification degree setting circuit 32 to a coefficient K such that Eo = KIEl = constant, where the voltage level of the output line 40 is set to E and the voltage level of the output line 41 is set to Eo. and controls the amplification degree of the amplifier 25.

一方、増幅度設定回路32の出力は増幅度変化検出回路
33にも加えられる。増幅度変化検出回路33は、信号
線42の信号Kに所定の変化が生じたならば、出力線4
3にリセット信号を出現させる。
On the other hand, the output of the amplification degree setting circuit 32 is also applied to the amplification degree change detection circuit 33. When a predetermined change occurs in the signal K of the signal line 42, the amplification change detection circuit 33 detects the output line 4.
3, a reset signal appears.

増幅度が制御された出力線41−Hのマーク信号はA/
Dコンバータ26でコード化され、次段のマーク位置検
出回路29に供給される。
The mark signal of the output line 41-H whose amplification degree is controlled is A/
The signal is encoded by the D converter 26 and supplied to the mark position detection circuit 29 at the next stage.

マーク位置検出回路29は、1. / 2 E oに相
当する−に記しきい値と、A/Dコンバータ26のマー
ク信号出力とにもとづいて、マーク信号がしきい値をよ
ぎる毎のビーム位置を求め、順次その結果を保持する。
The mark position detection circuit 29 performs 1. The beam position is determined each time the mark signal crosses the threshold value based on the threshold value shown in - corresponding to 2E o and the mark signal output of the A/D converter 26, and the results are sequentially held.

上記動作が進行し、電子ビームが第1図(a)に示す走
査13になると、走査の途中に真のマークが存在するた
め、出力線41のレベルが一定になるように、出力線4
2のKが変化する。この結果、出力線43にリセット信
号が生じ、マーク位置検出回路29で検出、保持されて
いた誤った全てのマーク位置データは消去される。
As the above operation progresses and the electron beam reaches scanning 13 shown in FIG. 1(a), since a true mark exists in the middle of scanning, the output line 41
K of 2 changes. As a result, a reset signal is generated on the output line 43, and all erroneous mark position data detected and held by the mark position detection circuit 29 is erased.

走査が進行し、走査14(第1図(a))以降では、マ
ーク信号の大きさの変化は無いので、出力線には一定の
ままである。故にマーク位置検出回路29は、真のマー
ク位置を所定の電子ビーム走査本数が終Yする迄、検出
し、保持し続ける。
As the scan progresses, after scan 14 (FIG. 1(a)), there is no change in the magnitude of the mark signal, so it remains constant on the output line. Therefore, the mark position detection circuit 29 continues to detect and hold the true mark position until a predetermined number of electron beam scans are completed.

該保持されたマーク位置データは、必要に応じて計算機
(図示せず)で処理をし、使われる。
The retained mark position data is processed and used by a computer (not shown) as necessary.

第3図に本発明の他の一実施例を示す。本実施例では、
しきい値レベルをも最適化できるように構成している。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. In this example,
It is configured so that the threshold level can also be optimized.

同図(a)は、マーク信号に対して、しきい値17で設
定される様子を示し、同図(b)は構成図を示している
。以下、動作を説明する。
FIG. 4(a) shows how the threshold value 17 is set for the mark signal, and FIG. 2(b) shows a configuration diagram. The operation will be explained below.

最大値検出回路27は、マーク信号の最大値を検出し、
保持する機能を持つ。しきい値設定部28は、上記最大
値検出回路27の出力を約1/2にし1次段のマーク位
置検出回路29に対して、しきい値を与える。したがっ
て、マーク位置検出回路29は、A / l)コンバー
タ26から出力されるマーク信号にもとづいて、マーク
検出動作をすることが可能になる。
The maximum value detection circuit 27 detects the maximum value of the mark signal,
It has the function of holding. The threshold value setting section 28 reduces the output of the maximum value detection circuit 27 to approximately 1/2 and provides a threshold value to the mark position detection circuit 29 at the primary stage. Therefore, the mark position detection circuit 29 can perform a mark detection operation based on the mark signal output from the A/l) converter 26.

一方、最大値検出回路27は、出力線43上にリセット
信号が生じたらば、最小値にリセットされる機能を持っ
ている。したがって、増幅度設定回路32において、増
幅度Kに変化が生じる毎に、しきい値が再認定されるこ
とになる。すなわち、同図(a)に示す様にしきい値1
7は、常にマーク信号の1/2に設定されることになる
On the other hand, the maximum value detection circuit 27 has a function of being reset to the minimum value when a reset signal is generated on the output line 43. Therefore, in the amplification degree setting circuit 32, the threshold value is re-qualified every time a change occurs in the amplification degree K. That is, as shown in FIG.
7 will always be set to 1/2 of the mark signal.

なお、実施例では最大値検出回路27,3]に例をとっ
て説明したが、最小値検出回路としても、あるいは、最
大値と最小値とを組合わせた構成としても良い。
Although the embodiment has been described using the maximum value detection circuits 27, 3 as an example, a minimum value detection circuit or a combination of maximum value and minimum value may be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、マークを探しながらマーク検出のため
の条件設定すなわち、マーク波形の振幅を最適化するた
めの増幅度の設定、しきい値の設定などをしながらマー
ク位置検出が確実に、しかも同時に行なうことができる
ので、マーク検出時間を短縮することが可能となる。
According to the present invention, the mark position can be reliably detected while searching for the mark and setting the conditions for mark detection, that is, setting the amplification degree and threshold value to optimize the amplitude of the mark waveform. Moreover, since they can be performed simultaneously, it is possible to shorten the mark detection time.

なお、本発明は電子ビーム露光装置を例にとって説明し
たが、電子ビーム測長装置あるいは類似装置、さらには
、イオンビームなどを使用した装置にも適用可能である
Although the present invention has been described using an electron beam exposure apparatus as an example, it is also applicable to an electron beam length measuring apparatus or similar apparatus, and further to an apparatus using an ion beam or the like.

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

第1図は本発明の一実施例の動作を説明する図、第2図
は本発明の一実施例のマーク位置検出装置を示す回路図
、第3図は他の一実施例を示す図である。 10・・・マーク、26.23・・Al1)コンバータ
、27.31  最大値検出回路、:l :暑増幅度設
定回路、3:N ・増幅度の変化検出回路、28・・・
【ッきい値設定部、29・・・マーク(I/h”を検出
回路。
FIG. 1 is a diagram illustrating the operation of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a mark position detection device according to an embodiment of the invention, and FIG. 3 is a diagram illustrating another embodiment. be. 10... Mark, 26.23...Al1) converter, 27.31 Maximum value detection circuit, :l : Heat amplification degree setting circuit, 3:N ・Amplification degree change detection circuit, 28...
[Threshold value setting section, 29... mark (I/h" detection circuit).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、基板に形成したマークを荷電粒子ビームで走査し、
該マークから放出される反射電子等の強度変化にもとづ
いて、該マークの位置検出をするようにしたマーク位置
検出装置において、該マークから放出されるマーク信号
の強度に応じて信号増幅器の増幅度を制御する手段と、
マーク信号がしきい値をよぎつた時点のマーク位置を検
出して保持する手段とを備え、前記増幅度の変化の割合
が所定の範囲を越えて減少した時、すでに保持されてい
たマーク位置データを消去し、引き続くマーク信号にも
とづき検出されるマーク位置データを保持する手段、と
で構成されることを特徴とするマーク位置検出装置。 2、上記マーク位置検出装置におけるしきい値は、増幅
器の増幅度の変化の割合が所定の範囲を越えて減少した
時設定しなおされる手段を設けたことを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載のマーク位置検出装置。
[Claims] 1. Scanning a mark formed on a substrate with a charged particle beam,
In a mark position detection device that detects the position of the mark based on changes in the intensity of reflected electrons etc. emitted from the mark, the amplification degree of the signal amplifier is adjusted according to the intensity of the mark signal emitted from the mark. means for controlling the
means for detecting and holding the mark position at the time when the mark signal crosses the threshold; and when the rate of change in the amplification degree decreases beyond a predetermined range, the mark position data already held 1. A mark position detection device comprising: means for erasing mark position data and holding mark position data detected based on subsequent mark signals. 2. The threshold value in the mark position detection device is provided with means for resetting when the rate of change in the amplification degree of the amplifier decreases beyond a predetermined range. The mark position detection device according to item 1.
JP5037786A 1986-03-10 1986-03-10 Mark position detector Pending JPS62208628A (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

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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