JPS62265721A - 電子ビ−ム露光装置におけるマ−ク位置検出方法 - 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」 この発明は連続移動方式の電子ビーム露光装置において
２．ウェハ上に半導体集積回路のパターンを描く際、ウ
ェハの位置とビームの偏向位置とを合致させるのに用い
る複数個のマークの位置を検出する方法に関し、特にウ
ェハを高速に連続移動しても精度良くマーク位置を検出
できるようにしたものである。

「従来技術」 第４図にウェハの面を示す。このウェハ１０に複数個の
マーク１）が付されており、これらのマーク１）の位置
を基準として半導体集積回路のパターンを描いている。

例えばウェハ１０の領域１２にパターンを描く時はこの
領域１２を囲む４個のマークの位置を基準にウェハの位
置とビームの偏向位置とを合致させてから領域１２にパ
ターン描画する。

ウェハ１０に付された複数個のマーク１）の位置を検出
する方法として、例えば特開昭５８−２００５３６号公
報「荷電ビーム露光装胃におけるマーク検出方式」に記
載されているものがある。

これはウェハが固定されているステージを連続移動しな
がらパターン描画を行う露光装置において、マークの位
置検出も連続移動のもとで行うものである。その際、マ
ークの部分から反射されるビームの強度は弱くなるとい
うことに着目して、マークの位置を検出する。そのため
に目的とするマーク上を横切るように複数回ビーム走査
する。その時ウェハから反射されるビームの強度を増幅
してしきい値と比較し、ビームの強度がしきい値と交差
した時ビーム位置を読み取って記憶する。そして複数回
のビーム走査を終えた時に記憶された複数個のビーム位
置を例えば単純平均することによりマーク位置を算出す
るようにしたものである。

しかしながらこの明細書にはマークの位置を検出する時
に、ステージの連続移動を高速化することについては考
察されていない。パターン描画の際はビーム走査を約１
億回繰り返さなければいけないのに対し、マーク位置検
出の際は数百回のビーム走査で済む。従ってマーク位置
検出の時は、パターン描画の時よりもステージの移動速
度を速められるはずである。

しかしこの装置で、マーク位置検出時にステージの移動
を高速化するのには限界がある。一般にウェハから反射
されたビーム量を検出する反射電子検出器からの出力電
圧は低い。従って反射電子検出器の出力端子側に増幅器
を必要とするが、ウェハ上に照射するビームの位置を設
定してから、増幅器の出力電圧が安定するまで時間がか
かるという問題がある。例えば第５図に示すように、ウ
ェハ１０が矢印の方向に連続移動している時、電子ビー
ムを照射する位置を点Ｐ１に設定する。しかし実際は増
幅器の出力電圧が安定した時点で、電子ビームは点Ｐ２
に照射しており、このＰ２から反射したビームをしきい
値と比較するようになる。このため、点ＰＩと点Ｐ２と
の距離に対応した誤差を生ずる。この誤差はステージの
移動速度が大きい程、増大する。

「問題点を解決するための手段」 この発明によるマーク位置検出方法は、ウェハを連続移
動させながらマーク位置を検出する場合、ウェハ上の指
定された位置にビームを照射してから所定時間経過後、
即ち例えば反射電子検出器に接続された増幅器の出力電
圧が安定した後に酸ウェハから反射される電子ビームの
強度をデジタル値に変換する。このデジタル値が設定さ
れたしきい値と交差した時にウェハ上に照射しているビ
ームの位置を読み取る。このビーム位置を例えば単純平
均することにより仮のマーク位置を算出する。

そしてこの仮のマーク位置から、ビームを指定された位
置に照射してから、データとして処理できる反射ビーム
を読み取れるまでの間にステージが移動する距離を減算
することにより、精度良くマーク位置を求めようとする
ものである。

「実施例」 第１図にこの発明によるマーク位置検出方法を用いた電
子ビーム露光装置のブロック図を示す。

電子光学鏡筒１３の電子銃１４より発生した電子ビーム
は偏向板１５により偏向してステージ１６上に固定され
ているウェハエフ上に照射される。

ステージ１６はパターン描写及びマーク位置検出の時は
連続的に移動しており、これが一定距離動く毎にレーザ
測長器３１よりパルスを発生する。

このパルスは制御部１９に供給されると共に、ステージ
位置カウンタ３２に供給されて計数される。

走査データメモリ２７からはマーク上を複数回走査させ
る信号が出力され、加算器２８でステージ位置カウンタ
３２の計数値と加算される。その加算値は補正回路２９
で補正され、偏向用ＤＡ変換器３０で補正回路２９から
のり１：７ソク信号毎にアナログ信号に変換されて電子
光学鏡筒１３の偏向板１５に供給される。

ウェハ１７上で反射された電子ビームの強度は反射電子
検出器１８で検出されて、マーク位置検出回路２０に供
、給される。このマーク位置検出回路２０には補正回路
２９からのクロック信号が供給され、遅延回路２２で電
子ビームを補正回路２９により指定された角度だけビー
ムを偏向してから、増幅器２１の出力電圧が安定するま
での時間Ｌ５．。

だけ遅延される。遅延回路２２からのクロック信号はマ
ーク位置検出部２４で計数される。マーク位置検出回路
２０に供給された反射電子検出器１８からの信号は増幅
器２１で増幅され、ＡＤ変換器２３で遅延回路２２から
のクロック信号毎にデジタル信号に変換されてマーク位
置検出部２４に供給される。

複数回のビーム走査を終了した時に、マーク位置検出部
２４では仮のマーク位置を算出して減算器２６の入力端
子Ａに供給する。また検出制御部２５では補正値を算出
して減算器２６の入力端子Ｂに供給する。減算器２６で
は入力端子Ａに供給されている仮のマーク位置から、入
力端子Ｂに供給されている補正値を減算して真のマーク
位置を求め、制御部１９の記憶手段に記憶させる。

次に第２図のフローチャート及び第３図のタイムチャー
トを用いてこの回路の動作について説明する。走査デー
タメモリ２７からは、第３図ａに示すように例えば５０
０ナノ秒毎に変化するデータ＃１、＃２、−・−・・が
出力される（ステップ１）。

走査データメモリ２７からの出力データが変化して所定
時間経過後、第３図すに示すように補正回路２９からク
ロック信号を出力する（ステップ２）。

このクロック信号により偏向用変換器３０に供給されて
いるデータはアナログ信号に変換されて偏向板１５に出
力され、ビームを所定角度偏向してウェハ１７上に照射
する。補正回路２つからのクロック信号は、第３図Ｃに
示すように遅延回路２２で時間ｔ　ＩＬＬだけ遅延して
ＡＤ変換器２３及びマーク位置検出部２４に供給される
（ステップ３）。

このクロック信号により増幅器２１で増幅された反射電
子検出器１８からの信号はデジタル信号に変換されてマ
ーク位置検出部２４に供給される。

ウェハ１７より反射されるビームの強度はマークの部分
から反射された場合は低く、その両端のエツジから反射
されたビームの強度は急激に変化している。そこで第２
図のフローチャートではしきい値を定め、マーク位置検
出部２４でしきい値とＡＤ変換器２３からのデジタル信
号とを比較する（ステップ４）。ＡＤ変換器２３からの
デジタル信号がこのしきい値と交差した時、遅延回路２
２からのクロック信号の計数値からビーム位置を求め、
マーク位置検出回路２４内に設けられた記憶手段に記憶
させる（ステップ５）。

複数回のビーム走査を終了した時（ステップ６）にマー
ク位置検出部２４の記憶手段に記憶された複数個のビー
ム位置を例えば単純平均して仮のマーク位置を求め（ス
テップ７）、減算器２６の入力端子Ａに供給する。検出
制御部２５では偏向用ＤＡ変換器３０からアナログ信号
を出力してビームを所定角度偏向させてから、ＡＤ変換
器２３が遅延回路２２からのクロック信号により反射ビ
ームの強度を読み取るまでの時間ｔ５１．と、連続的に
移動しているステージ１６の速度■５との積ｔ１．。

×ｖｓを演算して減算器２６の入力端子Ｂに供給する。

減算器２６では入力端子Ａに供給されているマーク位置
検出部２４で求められた仮のマーク位置から、入力端子
Ｂに供給されている補正値ｔ　ＩＬＬＸｖ、を減算して
真のマーク位置を算出しくステップ８）、制御部１９の
記憶手段に記憶させる。

従って制御部１９にはステージ１６を高速に移動させて
も高精度のマーク位置が記憶される。そしてパターン描
画の時に制御部１９に記憶されたマーク位置を基単に、
ウェハの位置とビームの偏向位置とを合致甘さて露光を
行う。

「発明の効果」 以上説明したようにこの発明によるマーク位置検出方法
は、連続移動方式の電子ビーム露光装置においてウェハ
上のマーク位置を検出する時、ウェハから反射されたビ
ームが所定の条件を満たした時、ウェハ上に照射してい
るビームの位置を読み取って仮のマーク位置を算出する
。そしてウェハ上の指定された位置にビームを照射して
からデータとして利用できる反射ビーム強度を読み取る
までの間にステージが移動する距離を上記板のマーク位
置から？ｆｉ算して真のマーク位置を算出するようにし
たので、上記ステージを高速に連続移動しても精度良く
マーク位置を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子ビーム露光装置のブロック図、第２図は第
１図に示した装置の動作を説明するためのフローチャー
ト、第３図は第１図に示した装置の動作を説明するため
のタイムチャー１−１第４図はマークが付されたウェハ
の上面図、第５図は連続移動方式によるマーク位置検出
方法を説明するための断面図である。 ：　ｔｓｔｌ →−−− 第　　３　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ウェハを連続移動しながらパターン描画する電子
   ビーム露光装置において、連続移動しているウェハ上に
   電子ビームを照射し、その時ウェハから反射されるビー
   ムが所定の条件を満たした時、ウェハ上に照射されてい
   るビームの位置を読み取り、このビーム位置から仮のマ
   ーク位置を算出し、該仮のマーク位置から、上記反射ビ
   ームをウェハ上の設定された位置に照射してからデータ
   として利用できる反射ビーム強度を読み取るまでの間に
   ウェハが移動する距離を減算することにより真のマーク
   位置を求めるようにしたことを特徴とするマーク位置検
   出方法。