JPS62245631A - 電子ビ−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、電子ビーム描画技術、特に半導体装置の製造
における半導体ウェハ処理工程で使用される電子ビーム
描画技術に適用して有効な技術に関する。

［従来の技術］ 半導体装置の製造における電子ビーム描画技術について
は、株式会社工業調査会、昭和６０年１１月２０日発行
、［電子材料Ｊ　１９８５年別冊、Ｐ１０３〜Ｐ　１０
　Ｂ’がある。

ところで、本発明者は、電子ビーム描画による半導体ウ
ェハの露光おける位置合わせについて検討した。以下は
、公知とされた技術ではないが本発明者によって検討さ
れた技術であり、その概要は次の通りである。

すなわち、フォトレジストが塗布された半導体ウェハの
露光を行う電子ビームで所定の領域を走査し、この時に
発生される反射電子などを検出することによって、半導
体ウェハ表面に形成された位置合わせマークなどを検出
し、その後、該位置合わせマークと所定の位置関係とな
るように電子ビームの照射位置および半導体ウェハの移
動量などを補正して、所定の図形の描画を行うものであ
る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記のような方法では、位置合わせマー
クを検出する目的で電子ビームを走査した領域が感光さ
れてしまうため、位置合わせマークの形成領域およびそ
の近傍は所定の図形などの形成に使用できない無駄な領
域となる。

このため、半導体ウェハが所定の位置から比較的大きく
ずれている場合などにおいては、前記の無駄な領域が必
要以上に大きくなるという欠点があり、さらに、電子ビ
ームの走査による位置合わせマークの探索に比較的長時
間を要するという問題もあることが本発明者によって見
い出された。

本発明の目的は、電子ビーム描画系に対する位置合わせ
に要する試料の所定の領域の面積および時間を低減でき
る電子ビーム描画技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。

［問題点を解決するための手段］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、電子ビーム描画系の前段に、電子ビーム描画
系とは独立に試料の位置を検出する位置検出系を設け、
この位置検出系により得られた試料の位置情報に基づい
て、該試料の電子ビーム描画系に対する位置合わせが行
われるようにしたものである。

［作用］ 上記した手段によれば、たとえば、試料表面に塗布され
たフォトレジストを感光させない波長を使用する光学系
などで構成される位置検出系によって試料の電子ビーム
描画系に対する位置などを予め把握することにより、電
子ビームの照射による試料の位置検出に要する所定の領
域の面積および時間が低減される。

［実施例］ 第１図は、本発明の一実施例である電子ビーム描画装置
の要部を示す説明図である。

電子ビーム描画系１の内部には試料移動台２が設けられ
、この試料移動台２には、所定の搬送治具３に保持され
、表面にフォトレジストが塗布された半導体ウェハなど
の試料４が載置されるように構成されている。

この試料移動台２は、試料４の平面内における直線方向
の移動および回動変位などが自在に行われる構造とされ
ている。

試料移動台２の上方には、該試料移動台２に載置される
試料４に対して電子ビーム５を照射する電子ビームＢ６
、および該電子ビーム源６の試料４に対する照射位置な
どを適宜制御して所定の輪郭の図形などを描画させる電
子ビーム制御部７が設けられ、該電子ビーム制御部７は
制御計算機８からの情報に基づいて作動される構造とさ
れている。

また、試料移動台２の近傍には、電子ビーム５が照射さ
れる際に試料４から発生される反射電子などを検出する
検出器９が設けられ、たとえば試料４の所定の部位に形
成された図示しない位置合わせマークなとが検出される
構造とされている。

この場合、前記電子ビーム描画系１の前段には、位置検
出系１０が設けられている。

この位置検出系ＩＯには、搬送治具３に保持された試料
４が載置される試料移動台１１、および該試料移動台１
１の上方に設けられ、たとえば、試料４の所定の２個所
に形成された位置合わせマークなどの図形を、該試料４
の表面に塗布されたフォトレジストなどを感光させない
波長の光線などによって光学的に検出する複数の画像検
出器１２、さらには、該画像検出器１２からの情報に基
づいて前記試料４と該試料４を保持する搬送治具３との
相対的な位置関係を把握する位置検出部１３などが設け
られている。

そして、前記位置検出部１３において把握された試料４
と該試料４を保持する搬送治具３との相対的な位置関係
などの情報が、電子ビーム描画系１の制御計算器８に伝
達されるとともに、試料４は搬送治具３に保持された状
態で、位置検出系１０から電子ビーム描画系１に移送さ
れる構造とされている。

以下、本実施例の作用について説明する。

始めに、位置検出系ｌＯの試料移動台１１には、搬送治
具３に保持された試料４が位置され、位置検出部１３は
、画像検出器１２を介して、該試料４の所定の部位に形
成された位置合わせマークなどの図形の位置を検出する
ことにより、前記図形が形成された試料４と該試料４が
保持された搬送治具３との相対的な位置関係を把握し、
電子ビーム描画系ｌの制御計算機８に伝達する。

同時に、搬送治具３に保持された試料４は、搬送治具３
とともに電子ビーム描画系ｌの試料移動台２の上に移送
され、搬送治具３と試料移動台２とが所定の位置関係と
なるように固定される。

そして、電子ビーム描画系１においては、前記位置検出
系１０の位置検出部１３から伝達された試料４と該試料
４を保持する搬送治具３との相対的な位置関係の情報に
基づいて、試料移動台２を適宜駆動することにより、電
子ビーム５を試料４に対して走査させることなく、電子
ビーム源６および電子ビーム制御部７の軸に対して試料
４の所定の部位が位置決めされる。

次に、試料４の所定の部位の比較的狭い領域を電子ビー
ム５で走査し、この時に発生される反射電子などを検出
器９によって検出することにより、たとえば、試料４の
表面にすでに形成されている図形などの位置が迅速かつ
精密に検出され、その後、制御計算機８に保持されてい
る所定の図形の描画情報などに基づいて照射位置が制御
される電子ビーム５の照射によって、すでに形成されて
いる図形などと相対的に所定の位置関係となるように、
試料４の所定の位置に所定の輪郭の図形などが描画され
る。

そして、試料４を電子ビーム源６および電子ビーム制御
部７の軸に対して所定の方向に所定の距離だけ逐次移動
させる毎に、電子ビーム５の比較的狭い領域の走査によ
る精密な位置合わせ、および電子ビーム５の照射による
所定の図形の描画を繰り返すことにより、試料４の全面
にわたって、所定の図形が所定の位置関係で描画される
。

このように本実施例においては、以下の効果を得ること
ができる。

（１）、電子ビーム描画系１の前段に位置検出系ｌＯが
設けられ、試料４が保持される搬送治具３と該試料４と
の相対的な位置関係が予め把握され、試料移動台２の機
械的な動作で試料４の初期の比較的大きな補正を必要と
する位置合わせが行われるため、電子ビーム描画系１に
おいて試料４の位置合わせを行う際に、試料４と搬送治
具３との位−ずれなどを検出する目的で、試料４の比較
的広い領域を電子ビーム５によって走査する必要がな（
、試料４の位置合わせに要する該試料４の所定の領域の
面積および該領域を電子ビーム５によって走”査するの
に要する時間などが低減される。

（２）、前記＋１１の結果、たとえば、半導体ウェハな
どの試料４に半導体素子などを形成する際に、位置合わ
せなどのために電子ビーム５によって走査される領域を
、半導体ウェハの分割領域などに設定でき、半導体素子
の製作上の制約が緩和されると、ともに、単位時間当た
りに描画処理される試料４の数量が増加され、半導体装
置の製造における生産性が向上される。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。たとえば、位置検出系に
おける試料の位置検出に搬送治具を介在させず、試料と
しての半導体ウェハの所定の方位を示すオリエンテーシ
ョン・フラットと該半導体ウェハ内の所定の１個所の位
置とで位置検出を行うことも可能である。

以上の説明では主として本発明者↓こよってなされた発
明をその背景となった利用分野である半導体ウェハに対
する電子ビーム描画技術に適用した場合について説明し
たが、それに限定されるものではなく、荷電粒子ビーム
の照射による所定の図形の精密な描画技術などに広く適
用できる。

［発明の効果］ 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。

すなわち、電子ビーム描画系の前段に、該電子ビーム描
画系とは独立に、試料の位置を検出する位置検出系が設
けられ、該位置検出系により得られた前記試料の位置情
報に基づいて、前記試料の前記電子ビーム描画系に対す
る位置合わせが行われる構造であるため、たとえば、試
料表面に塗布されたフォトレジストを感光させない波長
を使用する光学系などで構成される位置検出系によって
試料の電子ビーム描画系に対する位置などを予め把握す
ることにより、電子ビームの照射による試料の位置検出
に要する所定の領域の面積および時間が低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である電子ビーム描画装置
の要部を示す説明図である。 １・・・電子ビーム描画系、２・・・試料移動台、３・
・・搬送治具、４・・・試料、５・・・電子ビーム、６
・・・電子ビーム源、７・・・電子ビーム制御部、８・
・・制御計算機、９・・・検出器、１０・・・位置検出
系、１１・・・試料移動台、１２・・・画像検出器、１
３・・・位置検出部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電子ビーム描画系の前段に、該電子ビーム描画系と
   は独立に試料の位置を検出する位置検出系が設けられ、
   該位置検出系により得られた前記試料の位置情報に基づ
   いて、前記試料の前記電子ビーム描画系に対する位置合
   わせが行われることを特徴とする電子ビーム描画装置。 ２、前記位置検出系から電子ビーム描画系への前記試料
   の受け渡しが、該試料を搬送治具に固定して行われ、前
   記位置検出系は、前記試料上の２個所の位置を前記搬送
   治具に対する相対位置として検出することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の電子ビーム描画装置。 ３、前記試料が半導体ウェハであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の電子ビーム描画装置。