JP2001085302A - Mask for charged particle beam exposure, charged particle beam exposure system and charged particle beam exposure method - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a highly accurate registration. SOLUTION: A transfer mask 16 is irradiated with an electron beam 12 and a positioning mark 19b is scanned with the electron beam 12 passing through an opening 43b for alignment, reflected electron and secondary electrons 61 from the wafer 19 are passed through the opening 43c for mark detection and are detected by a detector 15 which is placed on the surface that is not opposed to the test sample of the transfer mask 16, and the detection operation is performed by moving the wafer 19 or the transfer mask. In this way, relative displacement between the wafer 19 and the transfer mask 16 is detected, the relative displacement is corrected, and pattern exposure is performed by using a pattern part 43a.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、位置合わせ後に荷
電ビームを用いたパターン露光を行う転写用マスク、荷
電ビーム露光装置及び荷電ビーム露光方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transfer mask for performing pattern exposure using a charged beam after alignment, a charged beam exposure apparatus, and a charged beam exposure method.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年の電子ビーム露光は、図１８に示す
部分一括露光方式が主流となっている。この部分一括露
光方式では、電子銃１１から照射された電子ビーム１２
を第１アパーチャ１８１で成形し、さらに第２アパーチ
ャ１８２を介してウェハ１９上に部分的に一括転写する
方式である。ここで、矩形アパーチャ１８３とともに数
μｍ角の領域をＣＰアパーチャ１８４として予め第２ア
パーチャ１８２上に形成する。この方式では、ショット
数を削減できるため、スループットの向上に効果がある
が、現実のスループットは光露光に及ばない。これは、
従来の電子ビーム露光が、光露光のようにチップを一括
転写することができないためである。2. Description of the Related Art In recent years, electron beam exposure is mainly performed by a partial batch exposure method shown in FIG. In this partial batch exposure method, the electron beam 12 emitted from the electron gun 11 is used.
Is formed by a first aperture 181 and is partially transferred onto the wafer 19 through the second aperture 182 at a time. Here, a region of several μm square is formed as the CP aperture 184 on the second aperture 182 in advance together with the rectangular aperture 183. In this method, the number of shots can be reduced, which is effective in improving the throughput. However, the actual throughput is lower than that of light exposure. this is,
This is because the conventional electron beam exposure cannot transfer the chips collectively as in the case of light exposure.

【０００３】このような電子ビーム露光のスループット
を向上する手段の一つとして、等倍転写露光の研究も行
われている。例えば、J.Vac.Sci.Technol.B7(6)(1989)1
443にK.Meissner等により著された"Electron bear prox
imity printing of half micron devices"に開示されて
いる。As one of the means for improving the throughput of such electron beam exposure, research has been conducted on the same-size transfer exposure. For example, J.Vac.Sci.Technol.B7 (6) (1989) 1
"Electron bear prox" written by K. Meissner et al. In 443
imity printing of half micron devices ".

【０００４】この等倍転写露光方式は、所望のパターン
と等倍率の転写マスクをウェハの真上に配置し、電子ビ
ームで転写マスクを照射することにより、一括露光に近
いスループットを実現するものである。[0006] In this equal-size transfer exposure method, a transfer mask having a desired pattern and the same magnification is arranged right above a wafer, and the transfer mask is irradiated with an electron beam, thereby realizing a throughput close to batch exposure. is there.

【０００５】半導体製造におけるパターン露光では、下
地パターンとの位置合わせが必要となる。電子ビーム露
光の場合、下地に形成した位置合わせマークに電子ビー
ムを走査し、その際の反射電子や２次電子を検出器で検
出するのが一般的な手法である。しかしながら、等倍転
写においては、転写マスクと試料の間隙を小さくする必
要があるため、反射電子や２次電子の検出器をマスクと
試料の間に配置することが困難であった。[0005] In pattern exposure in the manufacture of semiconductors, alignment with a base pattern is required. In the case of electron beam exposure, a general method is to scan an alignment mark formed on a base with an electron beam and detect reflected electrons and secondary electrons at that time with a detector. However, in the equal-size transfer, it is necessary to reduce the gap between the transfer mask and the sample, so that it is difficult to arrange a detector for reflected electrons and secondary electrons between the mask and the sample.

【０００６】このため、従来は基板に流れる吸収電流を
測定する手法が用いられていた。この手法は、例えば"R
EGISTRATION MARK DETECTION IN ELECTRON BEAM PROXIM
ITYPRINTING", NEHMIZ, P.;BEHRINGER, U.;BOHLEN, H.;
KALLMEYER, M.,GERMAN MFG.TECHNOL.CENTER, IBM DEUTS
CHlAND, SINDElFINGEN, GERMANY, J. VAC. SCI. ANDTEC
HNOL.B VOL.1,NO.4:P.P.1023-7(1983)に開示されてい
る。For this reason, a method of measuring an absorption current flowing through a substrate has conventionally been used. This method is, for example, "R
EGISTRATION MARK DETECTION IN ELECTRON BEAM PROXIM
ITYPRINTING ", NEHMIZ, P.; BEHRINGER, U.; BOHLEN, H .;
KALLMEYER, M., GERMAN MFG.TECHNOL.CENTER, IBM DEUTS
CHlAND, SINDElFINGEN, GERMANY, J. VAC. SCI. ANDTEC
HNOL.B VOL.1, NO.4: PP1023-7 (1983).

【０００７】しかしながら、この方法は、基板構成によ
っては検出精度が劣化するという問題があった。例えば
図１９に示すように、レジスト１９３とＳｉ酸化膜１９
２で表面が覆われたＳｉ基板１９１の位置合わせマーク
１９４を、吸収電流によって検出する場合を考える。図
１９（ａ）〜（ｃ）は位置合わせの概念を示す断面図で
あり、ビーム走査位置と吸収電流量との関係も示してい
る。However, this method has a problem that the detection accuracy is deteriorated depending on the substrate configuration. For example, as shown in FIG.
Consider a case where the alignment mark 194 of the Si substrate 191 whose surface is covered with 2 is detected by an absorption current. FIGS. 19A to 19C are cross-sectional views showing the concept of alignment, and also show the relationship between the beam scanning position and the amount of absorbed current.

【０００８】例えば、図１９（ａ）のように、Ｓｉ酸化
膜１９２が厚いか、もしくは電子ビームの加速電圧が低
くて、基板表面から深い位置にある位置合わせマーク１
９４まで電子ビーム１２が充分に到達しない場合、充分
な吸収電流量が得られず、検出信号のＳ／Ｎ比が劣化す
る。For example, as shown in FIG. 19A, the alignment mark 1 located deep from the substrate surface because the Si oxide film 192 is thick or the electron beam acceleration voltage is low.
If the electron beam 12 does not reach 94 sufficiently, a sufficient amount of absorption current cannot be obtained, and the S / N ratio of the detection signal deteriorates.

【０００９】一方図１９（ｃ）に示すように、Ｓｉ酸化
膜１９２が薄い場合や、電子ビームの加速電圧が高く、
位置合わせマーク１９４を電子ビーム１２が通過してし
まう場合には逆に吸収電流は多くとれるが、やはりＳ／
Ｎ比が劣化してしまう。また、図１９（ｂ）に示すよう
に、基板１９１表面を覆う膜が絶縁膜でなく金属膜１９
５の場合には、吸収電流コントラストが著しく劣化し、
マーク検出ができないとの問題があった。このように、
吸収電流によるマーク検出方法は検出精度が基板構成に
大きく依存するため好ましい方法とはいえなかった。On the other hand, as shown in FIG. 19C, when the Si oxide film 192 is thin or when the acceleration voltage of the electron beam is high,
On the contrary, when the electron beam 12 passes through the alignment mark 194, a large absorption current can be obtained.
The N ratio deteriorates. As shown in FIG. 19B, the film covering the surface of the substrate 191 is not an insulating film but a metal film 19.
In the case of 5, the absorption current contrast is significantly deteriorated,
There was a problem that the mark could not be detected. in this way,
The mark detection method based on the absorption current is not a preferable method because the detection accuracy greatly depends on the substrate configuration.

【００１０】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記課題を解
決するためになされたもので、その目的とするところ
は、高精度な位置合わせを可能とする荷電ビーム露光用
マスク、荷電ビーム露光装置及び荷電ビーム露光方法を
提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a charged beam exposure mask and a charged beam exposure apparatus which enable highly accurate alignment. And a charged beam exposure method.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係る荷電ビーム
露光用マスクは、基板と、この基板の表面から裏面まで
貫通するように形成され、位置合わせ時のエネルギー線
を通過させて試料面の位置合わせマークに入射させるア
ライメント用開口部と、基板の表面から裏面まで貫通す
るように形成され、試料に転写すべきパターンが形成さ
れたパターン露光用開口部と、基板の表面から裏面まで
貫通するように形成され、試料から反射したエネルギー
線又は２次電子の少なくとも一方を通過させるマーク検
出用開口部とを具備してなることを特徴とする。A charged beam exposure mask according to the present invention is formed so as to penetrate a substrate and from the front surface to the back surface of the substrate. An alignment opening to be incident on the alignment mark, a pattern exposure opening formed to penetrate from the front surface to the back surface of the substrate, and a pattern to be transferred to the sample, and penetrating from the front surface to the back surface of the substrate And a mark detection opening formed to allow at least one of the energy beam and the secondary electron reflected from the sample to pass therethrough.

【００１２】また、別の本発明に係る荷電ビーム露光用
マスクは、基板と、この基板の表面から裏面まで貫通す
るように形成され、位置合わせ時のエネルギー線を通過
させて試料面の位置合わせマークに入射させるアライメ
ント用開口部と、基板の表面から裏面まで貫通するよう
に形成され、試料に転写すべきパターンが形成されたパ
ターン露光用開口部と、基板の前記試料と対向する面に
形成され、該試料から反射したエネルギー線又は２次電
子の少なくとも一方を検出する検出器とを具備してなる
ことを特徴とする。Further, another charged beam exposure mask according to the present invention is formed so as to penetrate from a front surface to a back surface of a substrate, and passes an energy beam at the time of positioning to position the sample surface. An opening for alignment to be incident on a mark, an opening for pattern exposure formed to penetrate from the front surface to the back surface of the substrate, and a pattern to be transferred to the sample, and a surface of the substrate facing the sample. And a detector for detecting at least one of an energy ray and a secondary electron reflected from the sample.

【００１３】また、本発明に係る荷電ビーム露光装置
は、位置合わせマークの形成された試料に位置合わせ用
のエネルギー線を照射するエネルギー線照射部と、基板
と、この基板の表面から裏面まで貫通するように形成さ
れてなり、位置合わせ時のエネルギー線を通過させて試
料面に入射させるアライメント用開口部、試料に転写す
べきパターンが形成されたパターン露光用開口部及び試
料から反射したエネルギー線又は２次電子の少なくとも
一方を通過させるマーク検出用開口部からなる転写用マ
スクと、マーク検出用開口部を通過し、試料から反射し
たエネルギー線又は２次電子の少なくとも一方の進路に
配置され、該エネルギー線又は２次電子の少なくとも一
方を検出する検出器とを具備してなることを特徴とす
る。Further, the charged beam exposure apparatus according to the present invention comprises an energy beam irradiator for irradiating an energy beam for positioning onto a sample on which a positioning mark is formed; a substrate; An alignment opening that allows the energy beam for alignment to pass through and is incident on the sample surface, a pattern exposure opening where a pattern to be transferred to the sample is formed, and an energy beam reflected from the sample. Or a transfer mask consisting of a mark detection opening that allows at least one of the secondary electrons to pass therethrough, which passes through the mark detection opening and is disposed on at least one path of the energy ray or the secondary electron reflected from the sample, A detector for detecting at least one of the energy ray and the secondary electron.

【００１４】望ましくは、検出器は、エネルギー線を遮
蔽してアライメント用開口部に対応する開口部を有する
エネルギー線遮蔽板に取り付けられてなり、エネルギー
線遮蔽板は、パターン露光時にはパターン露光用開口部
を開放し、かつ位置合わせ時にはパターン露光用開口部
及びマーク検出用開口部を遮蔽して開口部をアライメン
ト用開口部に重ねて該アライメント用開口部を開放す
る。Preferably, the detector is attached to an energy ray shielding plate having an opening corresponding to the alignment opening for shielding the energy ray, and the energy ray shielding plate is used for pattern exposure at the time of pattern exposure. The opening is opened, and at the time of positioning, the opening for pattern exposure and the opening for mark detection are shielded, and the opening is overlapped with the opening for alignment to open the opening for alignment.

【００１５】また、転写用マスクが半導体基板から構成
され、この半導体基板に金属を接して形成することによ
り、金属障壁型の検出器を構成する場合でも、転写用マ
スクが半導体基板から構成され、この半導体基板表面に
不純物を導入してｐｎ接合型の検出器を構成する場合で
もよい。Further, the transfer mask is composed of a semiconductor substrate, and the transfer mask is composed of a semiconductor substrate even when a metal barrier type detector is formed by forming a metal in contact with the semiconductor substrate. A pn junction type detector may be formed by introducing impurities into the surface of the semiconductor substrate.

【００１６】この場合、金属−半導体界面、又はｐｎ接
合に空乏層を生じせしめて検出器として機能させる。In this case, a depletion layer is generated at a metal-semiconductor interface or a pn junction to function as a detector.

【００１７】また、別の本発明に係る荷電ビーム露光装
置は、位置合わせマークの形成された試料に位置合わせ
用のエネルギー線を照射するエネルギー線照射部と、基
板と、この基板の表面から裏面まで貫通するように形成
されてなり、位置合わせ時のエネルギー線を通過させて
試料面に入射させるアライメント用開口部及び試料に転
写すべきパターンが形成されたパターン露光用開口部
と、基板の試料と対向する面に形成され、該試料から反
射したエネルギー線又は２次電子の少なくとも一方を検
出する検出器からなる転写用マスクと、この転写用マス
クを保持し、かつ検出器に電圧を印加する接続端子を有
するマスク保持部とを具備してなることを特徴とする。Further, another charged beam exposure apparatus according to the present invention comprises an energy beam irradiating section for irradiating a sample on which an alignment mark has been formed with an energy beam for alignment, a substrate, and a front surface to a rear surface of the substrate. And a pattern exposure opening in which a pattern to be transferred to the sample is formed, and an alignment opening through which energy rays for alignment pass through and are incident on the sample surface. A transfer mask formed on a surface facing the substrate and including a detector for detecting at least one of an energy ray and a secondary electron reflected from the sample, holding the transfer mask, and applying a voltage to the detector A mask holding portion having a connection terminal.

【００１８】また、エネルギー線は荷電ビーム若しくは
光ビームであり、エネルギー線照射部はパターン露光用
の荷電ビームを照射する荷電ビーム照射機構を兼ねても
よい。The energy beam is a charged beam or a light beam, and the energy beam irradiating section may also serve as a charged beam irradiating mechanism for irradiating a charged beam for pattern exposure.

【００１９】また、本発明の荷電ビーム露光方法は、基
板と、この基板の表面から裏面まで貫通するように形成
され、位置合わせ時のエネルギー線を通過させて位置合
わせマークの形成された試料面に入射させるアライメン
ト用開口部、試料に転写すべきパターンが形成されたパ
ターン露光用開口部及び試料から反射したエネルギー線
又は２次電子の少なくとも一方を通過させるマーク検出
用開口部とを有する転写マスクにエネルギー線を照射す
る工程と、アライメント用開口部を通過したエネルギー
線を位置合わせマーク上に走査する工程と、試料からの
反射エネルギー線又は２次電子の少なくとも一方を、マ
ーク検出用開口部を通過させ、基板の試料と対向しない
面側に配置された検出器で検出する工程と、試料又は転
写マスクを移動させて反射エネルギー線又は２次電子の
検出動作を行うことにより、該試料と該転写マスクの相
対的な位置ずれを検出する工程と、相対的な位置ずれを
補正してパターン露光を行う工程とを含むことを特徴と
する。In the charged beam exposure method according to the present invention, the sample surface is formed so as to penetrate from the front surface to the back surface of the substrate, and passes the energy beam at the time of alignment, and has the alignment mark formed thereon. Transfer mask having an alignment opening that is incident on the sample, a pattern exposure opening in which a pattern to be transferred to the sample is formed, and a mark detection opening that passes at least one of energy rays or secondary electrons reflected from the sample. Irradiating an energy ray on the alignment mark with the energy ray passed through the alignment opening; and applying at least one of the reflected energy ray or secondary electron from the sample to the mark detection opening. Passing through the substrate and detecting with a detector arranged on the side of the substrate not facing the sample, and moving the sample or the transfer mask. A step of detecting a relative position shift between the sample and the transfer mask by performing a detection operation of the reflected energy beam or the secondary electron, and a step of performing pattern exposure by correcting the relative position shift. It is characterized by including.

【００２０】また、別の本発明に係る荷電ビーム露光方
法は、基板と、この基板の表面から裏面まで貫通するよ
うに形成され、位置合わせ時のエネルギー線を通過させ
て位置合わせマークの形成された試料面に入射させるア
ライメント用開口部及び試料に転写すべきパターンが形
成されたパターン露光用開口部並びに基板の試料と対向
する面に形成され、該試料から反射したエネルギー線又
は２次電子の少なくとも一方を検出する検出器とを有す
る転写マスクにエネルギー線を照射する工程と、アライ
メント用開口部を通過したエネルギー線を位置合わせマ
ーク上に走査する工程と、試料からの反射エネルギー線
又は２次電子の少なくとも一方を、前記検出器で検出す
る工程と、試料又は前記転写マスクを移動させて前記反
射エネルギー線又は２次電子の検出動作を行うことによ
り、該試料と該転写マスクの相対的な位置ずれを検出す
る工程と、相対的な位置ずれを補正してパターン露光を
行う工程とを含むことを特徴とする。In another charged beam exposure method according to the present invention, a positioning mark is formed so as to penetrate a substrate and from the front surface to the back surface of the substrate, and to pass an energy beam at the time of positioning. An opening for alignment to be incident on the sample surface and an opening for pattern exposure in which a pattern to be transferred to the sample are formed, and an energy beam or a secondary electron formed on the surface of the substrate facing the sample and reflected from the sample. Irradiating a transfer mask having a detector for detecting at least one of them with an energy beam, scanning the energy beam having passed through the alignment opening on the alignment mark, and reflecting a reflected energy beam or a secondary beam from the sample. Detecting at least one of the electrons by the detector, and moving the sample or the transfer mask to reflect the reflected energy beam or Performing a secondary electron detection operation to detect a relative displacement between the sample and the transfer mask; and performing a pattern exposure by correcting the relative displacement. I do.

【００２１】（作用）本発明では、荷電ビーム露光用マ
スクにアライメント用開口部とマーク検出用開口部を設
け、アライメント用開口部を通過したエネルギー線によ
り試料面上の位置合わせマークを走査させて該位置合わ
せマークから反射したエネルギー線又は２次電子の少な
くとも一方をマーク検出用開口部を通過させてその進路
に配置された検出器で検出する。これにより、試料とマ
スクの間隙が小さい場合でも、位置合わせマークから反
射したエネルギー線や２次電子を検出することが可能と
なり、高精度の位置合わせが可能となる。(Function) In the present invention, an opening for alignment and an opening for mark detection are provided in a mask for charged beam exposure, and an alignment mark on a sample surface is scanned by an energy beam passing through the opening for alignment. At least one of the energy ray and the secondary electron reflected from the alignment mark is passed through the mark detection opening and detected by a detector arranged on the path of the mark. Thereby, even when the gap between the sample and the mask is small, it is possible to detect the energy rays and the secondary electrons reflected from the alignment marks, and it is possible to perform high-accuracy alignment.

【００２２】また、荷電ビーム露光用マスクにアライメ
ント用開口部と、試料面と対向する面に検出器を形成す
る。これにより、アライメント用開口部を通過したエネ
ルギー線により試料面上の位置合わせマークを走査させ
て該位置合わせマークから反射したエネルギー線又は２
次電子の少なくとも一方を検出器で検出する。これによ
り、試料とマスクの間隙が小さい場合でも、位置合わせ
マークから反射したエネルギー線や２次電子を検出する
ことが可能となり、高精度の位置合わせが可能となる。
また、装置本体には検出器が不要となり、マスクと検出
器が一体化することにより、検出器自体の挿入部が不要
となり、マスクとウェハの狭い間隙に検出器を容易に配
置することができる。An alignment opening is formed in the charged beam exposure mask, and a detector is formed on the surface facing the sample surface. Thereby, the alignment mark on the sample surface is scanned by the energy ray passing through the alignment opening, and the energy ray reflected from the alignment mark or 2
At least one of the secondary electrons is detected by the detector. Thereby, even when the gap between the sample and the mask is small, it is possible to detect the energy rays and the secondary electrons reflected from the alignment marks, and it is possible to perform high-accuracy alignment.
In addition, a detector is not required in the apparatus main body, and since the mask and the detector are integrated, an insertion portion of the detector itself is not required, and the detector can be easily arranged in a narrow gap between the mask and the wafer. .

【００２３】また、この場合に検出器にエネルギー線遮
蔽板を取り付け、該エネルギー線遮蔽板により、位置合
わせ時にはアライメント用開口部のみ、若しくはアライ
メント用開口部とマーク検出用開口部を開放してエネル
ギー線を位置合わせマークに走査し、マーク検出用開口
部を介して反射したエネルギー線又は２次電子の少なく
とも一方を検出器で検出する。これにより、装置本体に
検出器を設けることなく、簡便な装置構成で高精度の位
置合わせが可能となる。In this case, an energy ray shielding plate is attached to the detector, and the energy ray shielding plate is used to open only the alignment opening or the alignment opening and the mark detection opening to perform energy adjustment during alignment. The line is scanned over the alignment mark, and at least one of the energy beam and the secondary electron reflected through the mark detection opening is detected by a detector. This makes it possible to perform high-accuracy alignment with a simple device configuration without providing a detector in the device body.

【００２４】[0024]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００２５】（第１実施形態）図１は本発明の第１実施
形態に係る電子ビーム露光装置の全体構成を示す図であ
る。以下各部の機能を説明する。(First Embodiment) FIG. 1 is a view showing the overall configuration of an electron beam exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention. The function of each unit will be described below.

【００２６】本実施形態に係る露光装置は露光部１、制
御部２及び予備室３に大別される。露光部１の上部には
電子銃１１が配置されている。この電子銃１１から照射
された電子ビーム１２の進行方向に向かって上流側から
順に、偏向器１３，１４，検出器１５，転写マスク１６
及びステージ１７が配置されている。偏向器１３及び１
４は電子銃１１から照射された電子ビーム１２を偏向さ
せて転写マスク１６の所望の位置に照射させ、図示しな
いレンズを用いてウェハ１９上にマスク像を結像させ
る。電子ビーム１２は２０μｍの矩形ビームである。こ
の電子ビーム露光装置の加速電圧は５ｋＶであり、ビー
ム偏向幅はＸＹ方向ともに２ｍｍである。The exposure apparatus according to this embodiment is roughly divided into an exposure section 1, a control section 2, and a preliminary chamber 3. An electron gun 11 is arranged above the exposure unit 1. Deflectors 13 and 14, detector 15, transfer mask 16 are arranged in this order from the upstream side in the traveling direction of electron beam 12 emitted from electron gun 11.
And a stage 17 are arranged. Deflectors 13 and 1
4 deflects the electron beam 12 emitted from the electron gun 11 and irradiates the electron beam 12 to a desired position on the transfer mask 16 to form a mask image on the wafer 19 using a lens (not shown). The electron beam 12 is a 20 μm rectangular beam. The acceleration voltage of this electron beam exposure apparatus is 5 kV, and the beam deflection width is 2 mm in both the XY directions.

【００２７】ステージ１７にはミラー１８が設けられて
おり、これを用いてステージ１７の位置が常時計測され
る。また、ステージ１７上にはウェハ１９が載置され、
転写マスク１６を介して照射された電子ビーム１２はウ
ェハ１９で反射され、この反射電子が転写マスク１６を
介してウェハ１９上方の検出器１５で検出される構成と
なっている。また、転写マスク１６はマスクホルダ２０
で保持され、移動可能となっている。The stage 17 is provided with a mirror 18, and the position of the stage 17 is constantly measured using the mirror 18. A wafer 19 is placed on the stage 17,
The electron beam 12 irradiated via the transfer mask 16 is reflected by the wafer 19, and the reflected electrons are detected by the detector 15 above the wafer 19 via the transfer mask 16. Further, the transfer mask 16 is a mask holder 20.
And can be moved.

【００２８】次に、制御部２の構成を説明する。露光す
べきチップデータ、チップ内でのマーク位置、ウェハ１
９上でのチップ配置情報、グローバルアライメントに使
用するチップ位置とそのマーク情報等を含む露光データ
２１は、制御計算機２２に入力される。Next, the configuration of the control unit 2 will be described. Chip data to be exposed, mark position in chip, wafer 1
Exposure data 21 including the chip arrangement information on chip 9, the chip position used for global alignment and its mark information, etc., is input to control computer 22.

【００２９】制御計算機２２は露光部１を動作させる制
御系に接続され、また制御計算機２２には検出器１９か
らの検出信号が入力される。露光部１を動作させる制御
系は、偏向制御回路２３，マスク駆動機構２４及びステ
ージ制御機構２５を有する。The control computer 22 is connected to a control system for operating the exposure unit 1, and a detection signal from the detector 19 is input to the control computer 22. The control system for operating the exposure unit 1 includes a deflection control circuit 23, a mask driving mechanism 24, and a stage control mechanism 25.

【００３０】偏向制御回路２３は電子ビーム１２の偏向
を制御するもので、この偏向制御回路２３には偏向アン
プ２３ａ及び２３ｂが接続され、それぞれの偏向制御回
路２３からの偏向信号を増幅させて偏向器１３及び１４
を制御する。偏向器１３及び１４によるビーム偏向幅は
ＸＹ方向ともに２ｍｍである。このため、２ｍｍ幅を超
える領域の露光は、ステージ１７及びマスクホルダ２０
を同期して移動させる。The deflection control circuit 23 controls the deflection of the electron beam 12. The deflection control circuit 23 is connected to deflection amplifiers 23a and 23b, and amplifies the deflection signals from the respective deflection control circuits 23 to deflect. Vessels 13 and 14
Control. The beam deflection width by the deflectors 13 and 14 is 2 mm in both the XY directions. Therefore, the exposure of the region exceeding the width of 2 mm is performed by the stage 17 and the mask holder 20.
To move in synchronization.

【００３１】マスク駆動機構２４は露光データ２１に基
づいて転写マスク１６を駆動させる。また、このマスク
駆動機構２４にはレーザ干渉計２４ａが接続されてお
り、転写マスク１６の位置を常時計測する。マスク駆動
機構２４はピエゾ素子を用いたフィードバックにより正
確に転写マスク１６の位置決めを行う。The mask driving mechanism 24 drives the transfer mask 16 based on the exposure data 21. A laser interferometer 24a is connected to the mask driving mechanism 24, and constantly measures the position of the transfer mask 16. The mask drive mechanism 24 accurately positions the transfer mask 16 by feedback using a piezo element.

【００３２】ステージ制御機構２５にはレーザ干渉計２
５ａが接続されている。レーザ干渉計２５ａから照射さ
れたレーザ光はステージ１７に取り付けられたミラー１
８で反射してレーザ干渉計２５ａで受光される。これに
より、ステージ１７の位置が常時計測され、その計測値
に基づいてステージ１７が移動する。このようにステー
ジ１７の位置をフィードバックすることにより、ステー
ジ１７の高精度な位置決めがなされる。また、レーザ干
渉計２５ａのステージ位置の計測値は偏向アンプ２３ａ
にもフィードバックされ、この計測値に基づいて電子ビ
ーム１２の描画位置補正が行われる。The stage control mechanism 25 has a laser interferometer 2
5a is connected. The laser light emitted from the laser interferometer 25a is applied to the mirror 1 mounted on the stage 17
The light is reflected at 8 and received by the laser interferometer 25a. Thereby, the position of the stage 17 is constantly measured, and the stage 17 moves based on the measured value. By feeding back the position of the stage 17 in this manner, highly accurate positioning of the stage 17 is performed. The measured value of the stage position of the laser interferometer 25a is supplied to the deflection amplifier 23a.
The drawing position of the electron beam 12 is corrected based on the measured value.

【００３３】制御計算機２２はアンプ２６を介して検出
器１５に接続されている。マーク検出の際には、検出器
１５からの検出信号がアンプ２６で増幅されて制御計算
機３２で処理される。The control computer 22 is connected to the detector 15 via the amplifier 26. At the time of mark detection, a detection signal from the detector 15 is amplified by the amplifier 26 and processed by the control computer 32.

【００３４】露光部１と予備室３との間は、図示しない
搬送機構によりウェハ１９の搬入及び搬出を行うことが
できる。予備室３内には可動式の光学式カメラ３１が配
置されており、予め入力されたウェハ１９上のチップ配
置情報及びチップ内のマーク位置情報に基づいて光学式
カメラ３１の位置を移動させ、画像認識によって、ホル
ダ３２に保持されたウェハ１９上の少なくとも２点のマ
ーク位置を検出する。マーク位置検出のための画像認識
処理は光学式カメラ３１で取得した画像に基づいて、光
学式カメラ３１に接続された画像処理系３３で行われ
る。The wafer 19 can be loaded and unloaded between the exposure section 1 and the preparatory chamber 3 by a transport mechanism (not shown). A movable optical camera 31 is disposed in the preliminary chamber 3, and the position of the optical camera 31 is moved based on chip arrangement information on the wafer 19 and mark position information in the chip which are input in advance. By image recognition, at least two mark positions on the wafer 19 held by the holder 32 are detected. An image recognition process for detecting a mark position is performed by an image processing system 33 connected to the optical camera 31 based on an image acquired by the optical camera 31.

【００３５】図２は図１に示した露光装置のステージ１
７近傍の構成を示す斜視図である。ウェハ１９はステー
ジ１７上に載置されており、ステージ１７の壁面にはミ
ラー１８が取り付けられ、レーザ干渉計２５ａによって
位置が計測される。レーザ干渉計２５ａからのレーザの
進路にはレーザを２方向に分割する光学系１８ａに照射
されて直進するレーザと約９０°進路が曲げられたレー
ザに分割される。進路が曲げられたレーザは、光学系１
８ｂ及び１８ｃを介して図示しないミラーに照射され
る。ミラー１８と図示しないミラーを用いることによ
り、ＸＹ方向ともに計測可能である。FIG. 2 shows a stage 1 of the exposure apparatus shown in FIG.
It is a perspective view which shows the structure of 7 vicinity. The wafer 19 is mounted on the stage 17, a mirror 18 is attached to the wall of the stage 17, and the position is measured by a laser interferometer 25a. The path of the laser from the laser interferometer 25a is divided into a laser that irradiates the optical system 18a that divides the laser in two directions and travels straight and a laser whose path is bent by about 90 °. The laser whose course is bent is the optical system 1
The light is irradiated to a mirror (not shown) through 8b and 18c. By using the mirror 18 and a mirror (not shown), measurement can be performed in both the X and Y directions.

【００３６】転写マスク１６はウェハ１９の上面に位置
しており、位置調整用のマスク駆動機構２４が図２には
示さないマスクホルダ２０を介して転写マスク１６を図
の矢印に示すＸ方向及びＹ方向に駆動する。また、ウェ
ハ１９上には、露光を行うべきチップ１９ａが配置され
ている。The transfer mask 16 is located on the upper surface of the wafer 19, and the mask driving mechanism 24 for position adjustment moves the transfer mask 16 through the mask holder 20 not shown in FIG. Drive in the Y direction. On the wafer 19, chips 19a to be exposed are arranged.

【００３７】次に、転写マスク１６の製造方法を図３の
工程断面図を用いて説明する。Next, a method of manufacturing the transfer mask 16 will be described with reference to the cross-sectional views in FIGS.

【００３８】まず、図３（ａ）に示すように、Ｓｉ基板
４１上にＳｉ酸化膜４２及び薄いＳｉ膜４３を積層した
ＳＯＩウェハを用意する。次に、Ｓｉ膜４３上にレジス
ト４４を塗布し、リソグラフィ技術を用いて所望の露光
用開口パターン部４４ａ及びその周辺にアライメント用
開口パターン部４４ｂ及びマーク検出用開口パターン部
４４ｃを形成する。First, as shown in FIG. 3A, an SOI wafer having a Si oxide film 42 and a thin Si film 43 laminated on a Si substrate 41 is prepared. Next, a resist 44 is applied on the Si film 43, and a desired exposure opening pattern portion 44a and an alignment opening pattern portion 44b and a mark detection opening pattern portion 44c are formed therearound using lithography technology.

【００３９】次に、図３（ｂ）に示すように、プラズマ
エッチングを用いてＳｉ膜４３を掘り込み、Ｓｉ膜３に
パターン露光に用いられるパターン部４３ａ及びアライ
メント又はマーク検出に用いられるアライメント用開口
部４３ｂ及びマーク検出用開口部４３ｃを形成し、レジ
スト４４を除去する。Next, as shown in FIG. 3B, the Si film 43 is dug by using plasma etching to form a pattern portion 43a used for pattern exposure and an alignment or an alignment used for mark detection in the Si film 3. The opening 43b and the mark detecting opening 43c are formed, and the resist 44 is removed.

【００４０】次に、図３（ｃ）に示すように、Ｓｉ基板
４１の裏面側にレジストパターンを形成し、プラズマエ
ッチングを行い、パターン部４３ａ、アライメント用開
口部４３ｂ及びマーク検出用開口部４３ｃの裏面をそれ
ぞれ開口して開口部４１ａを形成する。Next, as shown in FIG. 3C, a resist pattern is formed on the back side of the Si substrate 41, plasma etching is performed, and a pattern portion 43a, an alignment opening 43b, and a mark detection opening 43c are formed. The opening portions 41a are formed by opening the back surfaces of the openings.

【００４１】次に、図３（ｄ）に示すように、開口部４
１ａの開口により露出したＳｉ酸化膜３２をケミカルエ
ッチングにより除去してパターン部４３ａ、アライメン
ト用開口部４３ｂ及びマーク検出用開口部４３ｃの開口
を基板表面側から裏面側まで貫通させる。Next, as shown in FIG.
The Si oxide film 32 exposed through the opening 1a is removed by chemical etching, and the openings of the pattern portion 43a, the alignment opening 43b, and the mark detection opening 43c penetrate from the substrate front side to the back side.

【００４２】以上の工程により、Ｓｉ膜４３に所望のパ
ターン部４３ａ、アライメント用開口部４３ｂ及びマー
ク検出用開口部４３ｃを有する転写マスク１６を作成す
ることができる。Through the above steps, the transfer mask 16 having the desired pattern portion 43a, the alignment opening 43b, and the mark detection opening 43c in the Si film 43 can be formed.

【００４３】図４はこの転写マスク１６の上面図であ
る。転写マスク１６上にはパターン露光用開口部４３ａ
が配置されている。アライメント用開口部４３ｂは露光
用開口パターン部４３ａの周辺の２箇所に配置されてい
る。マーク検出用開口部４３ｃは１つのアライメント用
開口部４３ｂを挟んで２箇所に配置され、転写マスク１
６上には合計４箇所配置されている。アライメント用開
口部４３ｂは長手方向１０μｍ、ライン幅１μｍの井形
形状とする。マーク検出用開口部４３ｃは直径１０μｍ
の円形である。FIG. 4 is a top view of the transfer mask 16. An opening 43a for pattern exposure is provided on the transfer mask 16.
Is arranged. The alignment openings 43b are arranged at two locations around the exposure opening pattern 43a. The mark detection openings 43c are arranged at two positions with one alignment opening 43b interposed therebetween.
6 are arranged at four places in total. The alignment opening 43b has a well shape with a length of 10 μm and a line width of 1 μm. The mark detection opening 43c has a diameter of 10 μm.
Is circular.

【００４４】次に、図５に示すフローチャートに沿って
本実施形態に係る電子ビーム露光方法を説明する。Next, the electron beam exposure method according to this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

【００４５】まず、図２に示すように、位置合わせ露光
を行うべきチップ１９ａを選択する（５１）。次に、ミ
ラー１８及びレーザ干渉計２５ａを用いてステージ１７
の位置を常時計測しながら、ステージ制御機構２５によ
りステージ１７を移動させ、選択されたチップ１９ａを
転写マスク１６直下に配置する（５２）。First, as shown in FIG. 2, a chip 19a to be subjected to alignment exposure is selected (51). Next, the stage 17 is moved using the mirror 18 and the laser interferometer 25a.
The stage 17 is moved by the stage control mechanism 25 while constantly measuring the position of, and the selected chip 19a is arranged immediately below the transfer mask 16 (52).

【００４６】次に、電子銃１１から電子ビーム１２を照
射する。この電子ビーム１２は偏向器１３及び１４で偏
向する。偏向器１３及び１４を通過した電子ビーム１２
及びステージ１７近傍の詳細な構成を図６に示す。図６
に示すように、電子ビーム１２はアライメント用開口部
４３ｂを通過してウェハ１９上に照射される。そして、
ウェハ１９で発生した反射電子及び２次電子６１は垂直
方向とは異なる方向に飛散し、その一部はマーク検出用
開口部４３ｃを通過して転写マスク１６上に配置された
検出器１５に入射する。Next, an electron beam 12 is irradiated from the electron gun 11. This electron beam 12 is deflected by deflectors 13 and 14. Electron beam 12 that has passed through deflectors 13 and 14
FIG. 6 shows a detailed configuration near the stage 17. FIG.
As shown in (1), the electron beam 12 is irradiated on the wafer 19 through the alignment opening 43b. And
The reflected electrons and the secondary electrons 61 generated on the wafer 19 scatter in a direction different from the vertical direction, and a part of the scattered electrons pass through the mark detection opening 43c and enter the detector 15 arranged on the transfer mask 16. I do.

【００４７】検出器１５はウェハ１９からの反射電子及
び２次電子６１を検出し（５４）、検出信号をアンプ２
６を介して制御計算機２２に出力する。この検出動作を
ステージ１７をＸＹ方向に２０ｎｍずつステップ移動さ
せながら連続して行う（５５）。ウェハ１９上には位置
合わせマーク１９ｂが１チップに２箇所形成されてお
り、ステージ１７の移動により転写マスク１６と位置合
わせマーク１９ｂの相対的な位置が変化する。このよう
な動作を繰り返し、チップ内に配置された２箇所の位置
合わせマーク１９ｂについて行う。The detector 15 detects the reflected electrons and the secondary electrons 61 from the wafer 19 (54), and outputs the detection signal to the amplifier 2
6 to the control computer 22. This detection operation is continuously performed while the stage 17 is moved in steps of 20 nm in the X and Y directions (55). Two alignment marks 19b are formed on one chip on the wafer 19, and the relative positions of the transfer mask 16 and the alignment marks 19b change as the stage 17 moves. Such an operation is repeated for the two alignment marks 19b arranged in the chip.

【００４８】なお、ステージ１７を移動させる場合のみ
ならず、転写マスク１６の位置を移動させることによっ
ても位置合わせマーク１９ｂと転写マスク１６の相対的
な位置を変化させることができる。The relative position between the alignment mark 19b and the transfer mask 16 can be changed not only when the stage 17 is moved but also when the position of the transfer mask 16 is moved.

【００４９】以上のように位置合わせマーク１９ｂを移
動させながらウェハ１９からの反射電子及び２次電子６
１を検出する様子を図７を用いて説明する。図７（ａ）
に示すように、ステージ１７を移動させることにより井
形形状の位置合わせマーク１９ｂが矢印の方向に移動
し、位置合わせマーク１９ｂと同一形状のアライメント
用開口部４３ｂを通過した電子ビーム１２が走査され
る。このようにステージ位置を移動させることによる検
出器１５から得られる検出信号とステージ位置との関係
を図７（ｂ）に示す。横軸はステージ位置、縦軸は検出
信号である。電子ビーム１２が位置合わせマーク１９ｂ
に完全に重なった時に、反射電子及び２次電子６１が最
大となるため、重なった時が検出信号の最大値を示す。As described above, the reflected electrons and the secondary electrons 6 from the wafer 19 are moved while the alignment mark 19b is moved.
The detection of 1 will be described with reference to FIG. FIG. 7 (a)
As shown in (1), by moving the stage 17, the well-shaped alignment mark 19b moves in the direction of the arrow, and the electron beam 12 that has passed through the alignment opening 43b having the same shape as the alignment mark 19b is scanned. . FIG. 7B shows the relationship between the detection signal obtained from the detector 15 by moving the stage position and the stage position. The horizontal axis is the stage position, and the vertical axis is the detection signal. The electron beam 12 is aligned with the alignment mark 19b.
The reflected electrons and the secondary electrons 61 become maximum when they completely overlap with each other, so that when they overlap, the maximum value of the detection signal is shown.

【００５０】検出器１５で検出された検出信号は制御計
算機２２に記憶される。そして、記憶された検出信号の
極大値を算出し、その極大値からチップのマーク位置を
決定する（５６）。そして、得られたチップのマーク位
置に基づいて、ステージ制御機構２５により最適な位置
にステージ１７を移動させ（５７）、パターン露光を行
う（５８）。露光の際は、予め入力された露光データ２
１に基づいて偏向制御回路２３にショットデータが出力
され、偏向器１３及び１４や図示しないブランキング回
路、レンズ等を制御してパターン露光を行う。The detection signal detected by the detector 15 is stored in the control computer 22. Then, the maximum value of the stored detection signal is calculated, and the mark position of the chip is determined from the maximum value (56). Then, based on the obtained mark position of the chip, the stage 17 is moved to an optimum position by the stage control mechanism 25 (57), and pattern exposure is performed (58). At the time of exposure, exposure data 2 input in advance
The shot data is output to the deflection control circuit 23 based on 1 and pattern exposure is performed by controlling the deflectors 13 and 14, a blanking circuit (not shown), a lens, and the like.

【００５１】以上に示した（５１）〜（５８）のステッ
プを、ウェハ１９上のチップ毎に行うことによって高精
度の位置合わせ露光が可能となる。By performing the steps (51) to (58) described above for each chip on the wafer 19, highly accurate alignment exposure can be performed.

【００５２】このように本実施形態によれば、転写マス
ク１６に設けたアライメント用開口部４３ｂを通過した
電子ビーム１２によってウェハ１９上の位置合わせマー
ク１９ｂに照射し、位置合わせマーク１９ｂから発生し
た反射電子及び２次電子６１をマーク検出用開口部４３
ｃを介して転写マスク１６の上方に設けた検出器１５で
検出することにより、ウェハ１９と転写マスク１６の間
隙が極端に小さい等倍転写露光であっても電子ビームに
よる位置合わせが可能となる。As described above, according to this embodiment, the alignment mark 19b on the wafer 19 is irradiated by the electron beam 12 having passed through the alignment opening 43b provided in the transfer mask 16, and generated from the alignment mark 19b. The reflected electrons and the secondary electrons 61 are converted into the mark detection openings 43.
By detecting with the detector 15 provided above the transfer mask 16 via c, even with the same-size transfer exposure in which the gap between the wafer 19 and the transfer mask 16 is extremely small, it is possible to perform the alignment by the electron beam. .

【００５３】また、アライメント用開口部４３ｂのみで
なく、マーク検出用開口部４３ｃを設け、このマーク検
出用開口部４３ｃをアライメント用開口部４３ｂの周囲
に配置することにより、高効率で反射電子及び２次電子
を収集することが可能となる。Further, not only the alignment opening 43b but also the mark detection opening 43c is provided, and the mark detection opening 43c is arranged around the alignment opening 43b, so that the reflected electrons and the reflection light can be efficiently obtained. Secondary electrons can be collected.

【００５４】また、検出器１５を位置合わせマーク１９
ｂとマーク検出用開口部４３ｃを結ぶ延長線上に配置す
ることにより、マーク検出用開口部４３がコリメータの
効果を奏して検出信号のＳ／Ｎ比が向上する。The detector 15 is moved to the alignment mark 19.
By arranging the mark detection opening 43c on the extension line connecting the mark detection opening 43b and the mark detection opening 43c, the mark detection opening 43 functions as a collimator and the S / N ratio of the detection signal is improved.

【００５５】なお、本実施形態では、図３に示す方法に
より転写マスク１６を製造したが、この製法に限定され
るものではない。転写マスクの製造方法の変形例を図８
に示す。まず、図３の場合と同様に、Ｓｉ基板４１上に
Ｓｉ酸化膜４２及び薄いＳｉ膜４３を積層した基板を用
いる。図８の場合、Ｓｉ膜４３のパターニングに集束イ
オンビーム６２を用い、露光用開口パターン部４３ａ、
アライメント用開口部４３ｂを形成する（図８
（ａ））。次いで、マスクを傾けた状態で集束イオンビ
ーム６２’を照射しマーク検出用開口部４３ｃを形成す
る（図８（ｂ））。さらにこの後、Ｓｉ基板４１の裏面
側からＳｉ基板４１及びＳｉ酸化膜４２をパターニング
することにより、開口部４１ａを形成して転写マスク１
６を作成することができる（図８（ｃ））。In this embodiment, the transfer mask 16 is manufactured by the method shown in FIG. 3, but it is not limited to this method. FIG. 8 shows a modification of the transfer mask manufacturing method.
Shown in First, as in the case of FIG. 3, a substrate in which a Si oxide film 42 and a thin Si film 43 are stacked on a Si substrate 41 is used. In the case of FIG. 8, the focused ion beam 62 is used for patterning the Si film 43, and the exposure opening pattern portion 43a,
An alignment opening 43b is formed (FIG. 8).
(A)). Next, the focused ion beam 62 'is irradiated while the mask is tilted to form the mark detection opening 43c (FIG. 8B). Thereafter, the opening 41a is formed by patterning the Si substrate 41 and the Si oxide film 42 from the back side of the Si substrate 41 to form the transfer mask 1
6 can be created (FIG. 8C).

【００５６】（第２実施形態）本実施形態は第１実施形
態の変形例に係わり、マーク検出に用いるエネルギー線
として、レーザ光線を用いた形態に関する。(Second Embodiment) The present embodiment relates to a modification of the first embodiment and relates to a mode in which a laser beam is used as an energy beam used for mark detection.

【００５７】図９は本実施形態に係る電子ビーム露光装
置の構成を示す斜視図である。図９に示すように、ウェ
ハ１９の直上には転写マスク７１が配置される。この転
写マスク７１には露光すべき所望のパターンが形成され
た露光用開口パターン部７２が形成され、露光用開口パ
ターン部７２の近傍にアライメント用開口部７３及びマ
ーク検出用開口部７４が形成されている。さらに、この
転写マスク７１の上方にはＨｅ−Ｎｅレーザを照射する
レーザ照射部７５とレーザ受光部７６が配置されてい
る。レーザ照射部７５から照射されたレーザ光７７はウ
ェハ１９で反射してレーザ受光部７６で受光される。こ
のレーザ光７７を遮断しないようにアライメント用開口
部７３及びマーク検出用開口部７４がレーザ光７７の進
路に配置されている。FIG. 9 is a perspective view showing the structure of the electron beam exposure apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 9, a transfer mask 71 is disposed immediately above the wafer 19. The transfer mask 71 has an exposure opening pattern portion 72 on which a desired pattern to be exposed is formed, and an alignment opening 73 and a mark detection opening 74 near the exposure opening pattern portion 72. ing. Further, above the transfer mask 71, a laser irradiating section 75 for irradiating a He-Ne laser and a laser receiving section 76 are arranged. The laser light 77 emitted from the laser irradiation unit 75 is reflected by the wafer 19 and received by the laser receiving unit 76. The opening 73 for alignment and the opening 74 for mark detection are arranged on the path of the laser beam 77 so as not to block the laser beam 77.

【００５８】以下、本実施形態に係る電子ビーム露光方
法を説明する。Hereinafter, the electron beam exposure method according to this embodiment will be described.

【００５９】まず、位置合わせ露光を行うべきチップ１
９ａを選択し、ステージ１７を移動させ、選択されたチ
ップ１９ａを転写マスク７１直下に配置する。次に、レ
ーザ照射部７５からレーザ光７７を照射する。このレー
ザ光７７はアライメント用開口部７３を通過してウェハ
１９上で反射する。反射したレーザ光７７はマーク検出
用開口部７４を通過してレーザ受光部７６で受光され
る。このレーザ光７７の検出動作をステージ１７を移動
させながら行い、ウェハ１９上に形成された位置合わせ
マーク１９ｂで反射したレーザ光７７を検出する。First, a chip 1 to be subjected to alignment exposure
9a is selected, the stage 17 is moved, and the selected chip 19a is arranged immediately below the transfer mask 71. Next, a laser beam 77 is irradiated from a laser irradiation unit 75. This laser beam 77 passes through the alignment opening 73 and is reflected on the wafer 19. The reflected laser beam 77 passes through the mark detection opening 74 and is received by the laser receiving unit 76. The operation of detecting the laser beam 77 is performed while moving the stage 17, and the laser beam 77 reflected by the alignment mark 19b formed on the wafer 19 is detected.

【００６０】なお、ステージ１７を移動させる場合のみ
ならず、転写マスク７１の位置を移動させることによっ
ても位置合わせマーク１９ｂと転写マスク７１の相対的
な位置を変化させることができる。The relative position between the alignment mark 19b and the transfer mask 71 can be changed not only when the stage 17 is moved but also when the position of the transfer mask 71 is moved.

【００６１】位置合わせマーク１９ｂで反射するレーザ
光７７は、それ以外の部分で反射したレーザ光７７に比
較して強度が高いため、反射レーザ光７７の強度分布を
検出することによりマーク位置を決定することができ
る。Since the intensity of the laser beam 77 reflected by the alignment mark 19b is higher than that of the laser beam 77 reflected by other portions, the mark position is determined by detecting the intensity distribution of the reflected laser beam 77. can do.

【００６２】そして、得られたチップ１９ａのマーク位
置に基づいて、ステージ制御機構２５により最適な位置
にステージ１７を移動させてパターン露光を行う。具体
的には、予め入力された露光データ２１に基づいて、偏
向制御回路２３にショットデータが出力され、偏向器１
３及び１４や図示しないブランキング回路、レンズ等で
電子ビーム１２を制御してパターン露光を行う。Then, based on the obtained mark position of the chip 19a, the stage control mechanism 25 moves the stage 17 to an optimum position to perform pattern exposure. Specifically, shot data is output to the deflection control circuit 23 based on the exposure data 21 input in advance, and the deflector 1
The pattern exposure is performed by controlling the electron beam 12 with 3 and 14 and a blanking circuit, a lens and the like (not shown).

【００６３】このように本実施形態によれば、転写マス
ク７１に設けたアライメント用開口部７３を通過したレ
ーザ光７７によってウェハ１９上の位置合わせマーク１
９ｂに照射し、位置合わせマーク１９ｂからの反射レー
ザ光７７をマーク検出用開口部７４を介してマスク７１
上面に設けたレーザ受光部７６で受光することにより、
等倍転写露光のように、ウェハと転写マスクの間隙が極
端に小さい場合でも位置合わせが可能となる。As described above, according to the present embodiment, the alignment mark 1 on the wafer 19 is irradiated with the laser beam 77 passing through the alignment opening 73 provided in the transfer mask 71.
9b, and the reflected laser beam 77 from the alignment mark 19b is applied to the mask 71 through the mark detection opening 74.
By receiving light with the laser light receiving unit 76 provided on the upper surface,
Even when the gap between the wafer and the transfer mask is extremely small, as in the case of the equal-size transfer exposure, the alignment can be performed.

【００６４】また、アライメント用開口部７３のみでな
く、マーク検出用開口部７４を設け、レーザ受光部７６
を位置合わせマークとマーク検出用開口部７４を結ぶ延
長線上に配置することによって、マーク検出用開口部７
４がコリメータの効果を示し、検出信号のＳ／Ｎ比が向
上する。この結果、高精度のマーク検出が可能となる。In addition to the alignment opening 73, a mark detection opening 74 is provided.
On the extension line connecting the alignment mark and the mark detection opening 74, the mark detection opening 7
Reference numeral 4 indicates the effect of the collimator, and the S / N ratio of the detection signal is improved. As a result, highly accurate mark detection becomes possible.

【００６５】（第３実施形態）図１０は本発明の第３実
施形態に係る荷電ビーム露光装置の要部を示す斜視図で
ある。本実施形態では、イオンビームによる一括露光に
適用される。なお、他の構成は第１実施形態と同じであ
るので詳細な説明は省略する。(Third Embodiment) FIG. 10 is a perspective view showing a main part of a charged beam exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the present invention is applied to batch exposure using an ion beam. Note that the other configuration is the same as that of the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

【００６６】図１０（ａ）に示すように、ステージ１７
上にウェハ１９が配置され、このウェハ１９には位置合
わせマーク１９ｂが形成されている。この点は第１実施
形態と同様である。また、転写マスク１６には露光用開
口パターン部４３ａが形成され、この露光用開口パター
ン部４３ａの近傍にアライメント用開口部４３ｂと、こ
のアライメント用開口部４３ｂを挟んでマーク検出用開
口部４３ｃが形成されている。この点も第１実施形態と
同様である。As shown in FIG. 10A, the stage 17
A wafer 19 is disposed thereon, and an alignment mark 19b is formed on the wafer 19. This is the same as in the first embodiment. An exposure opening pattern 43a is formed in the transfer mask 16, and an alignment opening 43b and a mark detection opening 43c sandwiching the alignment opening 43b near the exposure opening pattern 43a. Is formed. This is also the same as in the first embodiment.

【００６７】本実施形態では、転写マスク１６にビーム
シャッター８１が設けられている。このビームシャッタ
ー８１はイオンビームを遮断する材料で構成され、アラ
イメント用開口部４３ｂに対応した部分に開口部８１ａ
が設けられている。また、同図の矢印の方向にスライド
させることができ、通常のパターン露光と位置合わせ露
光とでスライドさせて用いる。すなわち、通常パターン
露光では、図１０（ａ）に示すように転写マスク１６と
重ならずに位置している。これに対して位置合わせ露光
の際には、図１０（ｂ）に示すように、ビームシャッタ
ー８１を転写マスク１６側に転写マスク１６の上をスラ
イドさせることにより、転写マスク１６は遮蔽される
が、ビームシャッター８１に設けられた開口部８１ａが
アライメント用開口部４３ｂに重なり、アライメント用
開口部４３ｂは遮蔽されない。この状態でイオンビーム
８２を照射すると、アライメント用開口部４３ｂのみを
イオンビーム８２は通過し、結果としてウェハ１９上の
位置合わせマーク１９ｂに照射される。In this embodiment, a beam shutter 81 is provided on the transfer mask 16. The beam shutter 81 is made of a material that blocks an ion beam, and has an opening 81a at a portion corresponding to the alignment opening 43b.
Is provided. Further, it can be slid in the direction of the arrow in the same figure, and is used by being slid between normal pattern exposure and alignment exposure. That is, in the normal pattern exposure, as shown in FIG. On the other hand, at the time of alignment exposure, as shown in FIG. 10B, the transfer mask 16 is shielded by sliding the beam shutter 81 over the transfer mask 16 to the transfer mask 16 side. The opening 81a provided in the beam shutter 81 overlaps with the alignment opening 43b, and the alignment opening 43b is not shielded. When the ion beam 82 is irradiated in this state, the ion beam 82 passes only through the alignment opening 43b, and as a result, is irradiated on the alignment mark 19b on the wafer 19.

【００６８】次に、本露光装置のステージ１７近傍のさ
らに詳細な構成を図１１に断面図として示す。図１１に
示すように、ビームシャッター８１の裏面側、すなわち
ウェハ１９側には、検出器９１が設けられている。この
検出器９１は、マーク検出用開口部４３ｃとイオンビー
ム８２が照射されるウェハ１９上のポイントとを結ぶ線
上にほぼ位置するように配置される。すなわち、検出器
９１はウェハ１９からの反射イオン及び２次電子９２が
マーク検出用開口部４３ｃを通過する進路に配置され
る。Next, a more detailed configuration near the stage 17 of the present exposure apparatus is shown in a sectional view in FIG. As shown in FIG. 11, a detector 91 is provided on the back side of the beam shutter 81, that is, on the wafer 19 side. The detector 91 is disposed so as to be substantially located on a line connecting the mark detection opening 43c and a point on the wafer 19 to which the ion beam 82 is irradiated. That is, the detector 91 is disposed on the path through which the reflected ions and the secondary electrons 92 from the wafer 19 pass through the mark detection opening 43c.

【００６９】以下、本実施形態に係るイオンビーム露光
方法を説明する。Hereinafter, the ion beam exposure method according to this embodiment will be described.

【００７０】まず、位置合わせ露光を行うべきチップ１
９ａを選択し、ステージ１７を移動させて、選択された
チップ１９ａを転写マスク１９直下に配置する。次に、
図１０（ｂ）に示すように、ビームシャッター８１を転
写マスク１６側にスライドさせて転写マスク１６を遮蔽
し、かつマーク検出用開口部４３ｂに開口部８１ａを合
わせる。このようにビームシャッター８１で転写マスク
１６を遮蔽した状態で、イオンビーム８２を照射する。
イオンビーム８２は開口部８１ａ及びアライメント用開
口部４３ｂを通過してウェハ１９上に形成された位置合
わせマーク１９ｂに照射される。そして、位置合わせマ
ーク１９ｂで発生した反射イオン及び２次電子９２は、
図１１に示すようにイオンビーム８２の進路とは異なる
破線の矢印で示した方向に進み、マーク検出用開口部４
３ｃを通過してビームシャッター８１の裏面に配置され
た検出器９１で検出される。First, chip 1 to be subjected to alignment exposure
9a is selected, the stage 17 is moved, and the selected chip 19a is arranged immediately below the transfer mask 19. next,
As shown in FIG. 10B, the beam shutter 81 is slid toward the transfer mask 16 to shield the transfer mask 16, and the opening 81a is aligned with the mark detection opening 43b. The ion beam 82 is irradiated while the transfer mask 16 is shielded by the beam shutter 81 in this manner.
The ion beam 82 passes through the opening 81a and the alignment opening 43b and irradiates the alignment mark 19b formed on the wafer 19. Then, reflected ions and secondary electrons 92 generated at the alignment mark 19b are
As shown in FIG. 11, the laser beam travels in a direction indicated by a broken-line arrow different from the path of the ion beam 82, and
The light passes through 3c and is detected by a detector 91 arranged on the back surface of the beam shutter 81.

【００７１】検出器９１で検出された反射イオン及び２
次電子９２の強度分布を算出することにより位置合わせ
マーク１９ｂのマーク位置を決定することができる。The reflected ions detected by the detector 91 and 2
By calculating the intensity distribution of the next electron 92, the mark position of the alignment mark 19b can be determined.

【００７２】そして、得られたチップ１９ａのマーク位
置に基づいて、ステージ１７を最適な位置に移動させて
パターン露光を行う。パターン露光の際には、前述の通
り、図１０（ａ）に示すように、ビームシャッター８１
をスライドさせて露光用開口パターン部４３ａを開放し
て行う。Then, based on the obtained mark position of the chip 19a, the stage 17 is moved to an optimum position to perform pattern exposure. At the time of pattern exposure, as described above, as shown in FIG.
Is performed to open the exposure opening pattern portion 43a.

【００７３】このように本実施形態によれば、ビームシ
ャッター８１により転写マスク１６に設けたアライメン
ト用開口部４３ｂを通過してイオンビーム８２のみがウ
ェハ１９上の位置合わせマーク１９ｂに照射される。さ
らに、位置合わせマーク１９ｂから発生した反射イオン
及び２次電子９２をマーク検出用開口部４３を介してマ
スク１６上面に設けたビームシャッター８１の裏面の検
出器９１で検出することにより、等倍転写露光のよう
に、ウェハと転写マスクの間隙が極端に小さい場合で
も、イオンビームによる位置合わせが可能となる。As described above, according to the present embodiment, only the ion beam 82 is irradiated on the alignment mark 19 b on the wafer 19 through the alignment opening 43 b provided in the transfer mask 16 by the beam shutter 81. Further, the reflected ions and the secondary electrons 92 generated from the alignment mark 19b are detected by the detector 91 on the back surface of the beam shutter 81 provided on the upper surface of the mask 16 through the mark detection opening 43, so that the same-size transfer is performed. Even when the gap between the wafer and the transfer mask is extremely small, as in the case of exposure, alignment using an ion beam can be performed.

【００７４】また、アライメント用開口部４３ｂのみで
なくマーク検出用開口部４３ｃを設け、このマーク検出
用開口部４３をアライメント用開口部４３ｂの周囲に配
置することにより高効率で反射イオン及び２次電子９２
を収集することが可能となる。また、イオンビーム８２
がウェハ１９に照射されるポイントとマーク検出用開口
部４３ｃを結ぶ線上に検出器９１を配置することによ
り、マーク検出用開口部４３ｃがコリメータの効果を奏
して検出信号のＳ／Ｎ比が向上する。この結果、高精度
のマーク検出が可能となる。Further, not only the alignment opening 43b but also the mark detection opening 43c is provided, and the mark detection opening 43 is arranged around the alignment opening 43b, so that the reflected ions and the secondary ions can be formed with high efficiency. Electronic 92
Can be collected. Also, the ion beam 82
The detector 91 is arranged on a line connecting the point where the wafer 19 is irradiated with the mark 19 and the mark detection opening 43c, so that the mark detection opening 43c has a collimator effect and the S / N ratio of the detection signal is improved. I do. As a result, highly accurate mark detection becomes possible.

【００７５】さらに、本実施形態では、マスク１６のウ
ェハ１９と対向する面とは反対側の面に対向してビーム
シャッター８１を設ける場合を示したが、ビームシャッ
ター８１をマスク１６とウェハ１９との間隙に挿入する
ものであってもよい。この場合、反射イオン及び２次電
子９２はマスク１６を介して検出する必要がないため、
マスク１６にはマーク検出用開口部４３ｃを設ける必要
がなくなる。Further, in this embodiment, the case where the beam shutter 81 is provided opposite to the surface of the mask 16 opposite to the surface opposite to the wafer 19 has been described. May be inserted into the gap. In this case, since the reflected ions and the secondary electrons 92 do not need to be detected through the mask 16,
The mask 16 does not need to have the mark detection opening 43c.

【００７６】（第４実施形態）図１２は本発明の第４実
施形態に係る電子ビーム露光装置の全体構成を示す図で
ある。図１２に示すように、本露光装置の基本構成は図
１に示した露光装置と同じであるが、転写マスク１０１
に検出器１０２を設けたことにより、装置本体には検出
器が不要となっている。(Fourth Embodiment) FIG. 12 is a view showing the overall configuration of an electron beam exposure apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, the basic configuration of this exposure apparatus is the same as that of the exposure apparatus shown in FIG.
, The detector is unnecessary in the apparatus main body.

【００７７】図１３は本露光装置のステージ１７近傍の
詳細な構成を示す斜視図である。図１３に示すように、
ステージ１７の上方に配置された転写マスク１０１に
は、露光用開口パターン部４３ａ、アライメント用開口
部４３ｂが設けられている。また、転写マスク１０１の
裏面には、検出器１０２と図示しない入出力端子が設け
られている。さらに、転写マスク１０１の周縁部はマス
クホルダ２０で保持されており、このマスクホルダ２０
は図１２に示したアンプ２６に電気的に接続されてい
る。すなわち、転写マスク１０１の検出器１０２から電
圧の印加と検出信号の取り出しを行うために、制御部２
に設けられたアンプ２６と検出器１０２はマスクホルダ
２０及び転写マスク１０１を介して電気的に接続されて
いる。FIG. 13 is a perspective view showing a detailed configuration near the stage 17 of the present exposure apparatus. As shown in FIG.
The transfer mask 101 arranged above the stage 17 is provided with an exposure opening pattern portion 43a and an alignment opening portion 43b. On the back surface of the transfer mask 101, a detector 102 and an input / output terminal (not shown) are provided. Further, the peripheral portion of the transfer mask 101 is held by a mask holder 20.
Are electrically connected to the amplifier 26 shown in FIG. That is, in order to apply a voltage and take out a detection signal from the detector 102 of the transfer mask 101, the control unit 2
The amplifier 26 and the detector 102 are electrically connected via the mask holder 20 and the transfer mask 101.

【００７８】次に、転写マスク１０１の製造方法を図１
４の工程断面図を用いて説明する。Next, a method of manufacturing the transfer mask 101 will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to the process cross-sectional view of FIG.

【００７９】まず、第１実施形態で示した製造方法と同
様の方法で、図１４（ａ）に示すようにパターン部４３
ａ及びアライメント用開口部４３ｂを形成する。第１実
施形態と異なる点は、マーク検出用開口部４３ｃを設け
ず、アライメント用開口部４３ｂのみ形成している点で
ある。First, in the same manner as in the manufacturing method shown in the first embodiment, as shown in FIG.
a and the alignment opening 43b. The difference from the first embodiment is that only the alignment opening 43b is formed without providing the mark detection opening 43c.

【００８０】次に、図１４（ｂ）に示すように、Ｓｉ基
板４１の開口部４１ａ側のアライメント用開口部４３ｂ
近傍に、所望の形状の金属を蒸着する。ここでは、金属
マスク１１２を介して金属蒸着源１１３からＳｉ基板４
１上に金属を真空蒸着させて金属膜１１１ａ及び１１１
ｂを形成する。Next, as shown in FIG. 14B, the alignment opening 43b on the side of the opening 41a of the Si substrate 41 is formed.
In the vicinity, a metal having a desired shape is deposited. Here, the Si substrate 4 is transferred from the metal evaporation source 113 through the metal mask 112.
1 is vacuum-deposited with metal to form metal films 111a and 111
b is formed.

【００８１】Ｓｉ基板４１がｎ型の場合には金を、ｐ型
の場合にはＡｌを蒸着させることによって金属面とＳｉ
基板４１との間にｐｎ接合が生じ、金属障壁型検出器を
形成することができる。その他、ｐ型の場合には砒素
を、ｎ型の場合にはホウ素をＳｉ基板４１の表面近くに
イオン注入することによってもｐｎ接合を形成すること
ができる。もちろん、これらの３族若しくは５族の金属
（例えばリチウム等）を真空蒸着させてから熱拡散させ
てｐｎ接合を形成してもよい。When the Si substrate 41 is n-type, gold is deposited.
A pn junction is generated between the substrate and the substrate 41, and a metal barrier type detector can be formed. Alternatively, a pn junction can be formed by ion-implanting arsenic in the case of p-type and boron in the case of n-type near the surface of the Si substrate 41. Of course, the pn junction may be formed by vacuum-depositing these Group 3 or 5 metals (for example, lithium or the like) and then thermally diffusing them.

【００８２】この金属蒸着により形成された金属膜１１
１ａ及び１１１ｂは、開口部４１ａを挟んで形成されて
おり、金属膜１１１ａはマスクホルダ２０への接続端子
として機能し、金属膜１１１ｂは、ウェハ１９からの反
射電子及び２次電子の入射面となる。この２つの金属膜
１１１ａ及び１１１ｂは１回の蒸着により同時に形成す
ることができる。なお、イオン注入や熱拡散を用いる際
にも、電子の入射面と接続端子を同時に形成することが
できる。勿論、別々に形成しても何ら問題はない。The metal film 11 formed by this metal deposition
1 a and 111 b are formed with the opening 41 a interposed therebetween, the metal film 111 a functions as a connection terminal to the mask holder 20, and the metal film 111 b is connected to the incident surface of the reflected electrons and the secondary electrons from the wafer 19. Become. These two metal films 111a and 111b can be formed simultaneously by one evaporation. Note that, even when ion implantation or thermal diffusion is used, the electron incident surface and the connection terminal can be formed simultaneously. Of course, there is no problem if they are formed separately.

【００８３】図１４（ｃ）に示すように、金属膜１１１
ａに電源を、Ｓｉ基板４１に増幅回路１１５を接続して
Ｓｉ基板４１及び金属膜１１１ａに逆バイアス電圧を印
加することにより、金属−半導体界面、若しくはｐｎ接
合に空乏層を生じせしめ、金属膜１１１ｂを検出器１０
２として機能させることができる。As shown in FIG. 14C, the metal film 111
By applying a reverse bias voltage to the Si substrate 41 and the metal film 111a by connecting a power source to the Si substrate 41 and the amplifying circuit 115 to the Si substrate 41, a depletion layer is generated at the metal-semiconductor interface or the pn junction. 111b to detector 10
2 can function.

【００８４】次に、本実施形態に係る転写マスクの位置
合わせ方法を図１５を用いて説明する。Next, a transfer mask positioning method according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

【００８５】まず、位置合わせ露光を行うべきチップ１
９ａを選択し、ステージ１７を移動させ、選択されたチ
ップ１９ａの位置合わせマーク１９ｂを転写マスク１０
１の開口部４１ａ近傍に配置する。次に、電子銃１１か
ら電子ビーム１２を照射する。アライメント用開口部４
３ｂを通過した電子ビーム１２はウェハ１９上の位置合
わせマーク１９ｂに走査される。位置合わせマーク１９
ｂから発生した反射電子及び２次電子６１は電子ビーム
１２の進路とは異なる方向に飛散し、転写マスク１０１
裏面の検出器１０２で検出される。この反射電子及び２
次電子６１の検出の際は、電源１１４及び増幅回路１１
５からなるアンプ２６により金属膜１１１ａ及びＳｉ基
板４１の間に逆バイアス電圧を印加し、金属−半導体界
面に空乏層を生じせしめて検出器１０２として機能させ
る。この反射電子及び２次電子６１の検出動作をステー
ジ１７を移動させながら行う。他の位置合わせ動作は第
１実施形態と同じである。First, chip 1 to be subjected to alignment exposure
9a, the stage 17 is moved, and the alignment mark 19b of the selected chip 19a is transferred to the transfer mask 10a.
It is arranged near one opening 41a. Next, an electron beam 12 is irradiated from the electron gun 11. Alignment opening 4
The electron beam 12 that has passed through 3b is scanned by the alignment mark 19b on the wafer 19. Alignment mark 19
b and the secondary electrons 61 scatter in a direction different from the path of the electron beam 12, and are transferred to the transfer mask 101.
It is detected by the detector 102 on the back side. This reflected electron and 2
When the next electron 61 is detected, the power supply 114 and the amplification circuit 11
5, a reverse bias voltage is applied between the metal film 111a and the Si substrate 41 to generate a depletion layer at the metal-semiconductor interface to function as the detector 102. The operation of detecting the reflected electrons and the secondary electrons 61 is performed while moving the stage 17. Other positioning operations are the same as in the first embodiment.

【００８６】そして、得られたチップ１９ａのマーク位
置に基づいてパターン露光を行う点は第１実施形態と同
じである。The point that pattern exposure is performed based on the obtained mark position of the chip 19a is the same as in the first embodiment.

【００８７】このように、本実施形態によれば、アライ
メント用開口部４３ｂの周辺のＳｉ基板４１表面に検出
器１０２を転写マスク１０１と一体化して設けることに
より、検出器１０２がアライメント用開口部４３ｂの近
傍に配置することができ、高効率で反射電子及び２次電
子６１を収集することができる。また、転写マスク１０
１と検出器１０２を一体化させることにより、検出器１
０２を転写マスク１０１とウェハ１９の狭い間隙に挿入
することができ、第１〜第３実施形態の場合に比較して
もさらにウェハ１９と転写マスクの間隙を小さくするこ
とができる。従って高精度の位置合わせ露光が可能とな
る。As described above, according to the present embodiment, the detector 102 is provided integrally with the transfer mask 101 on the surface of the Si substrate 41 around the alignment opening 43b. 43b, the reflected electrons and the secondary electrons 61 can be collected with high efficiency. Further, the transfer mask 10
1 and the detector 102, the detector 1
02 can be inserted into the narrow gap between the transfer mask 101 and the wafer 19, and the gap between the wafer 19 and the transfer mask can be further reduced as compared with the first to third embodiments. Therefore, highly accurate alignment exposure can be performed.

【００８８】なお、本実施形態では転写マスク１０２の
裏面、すなわちＳｉ基板４１側に検出器１０２を設けた
が、この構成に限定されるものではない。転写マスク１
０２の変形例を図１６（ａ）〜（ｃ）に示す。図１６
（ａ）では、検出器１６１はＳｉ膜４３に形成されてい
る。また、図１６（ｂ）では、金属膜１１１ａ及び１１
１ｂは開口部４１ａの側壁まで蒸着されている。さら
に、図１６（ｃ）では、Ｓｉ基板４１が段階的に彫り込
まれて開口部４１ａが形成され、階段状の側壁に沿って
金属膜１１１ａ及び１１１ｂが形成されている。In this embodiment, the detector 102 is provided on the back surface of the transfer mask 102, that is, on the side of the Si substrate 41. However, the present invention is not limited to this configuration. Transfer mask 1
Modifications 02 are shown in FIGS. 16 (a) to 16 (c). FIG.
In (a), the detector 161 is formed on the Si film 43. In FIG. 16B, the metal films 111a and 111
1b is deposited up to the side wall of the opening 41a. Further, in FIG. 16C, the opening 41a is formed by engraving the Si substrate 41 stepwise, and the metal films 111a and 111b are formed along the stepwise side walls.

【００８９】さらに、上記第１〜第４実施形態では電子
ビーム又はイオンビームのいずれか一方を用いて位置合
わせ及び露光を行う場合を示したが、荷電ビームを用い
るものであれば何でも適用可能である。また、等倍転写
露光に限らず、縮小光学系を用いた一括転写や部分一括
転写型荷電ビーム露光装置においても適用可能である。
さらに、位置合わせに用いる光源としてレーザ光に置換
することも可能である。その他、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形して用いることができる。Further, in the first to fourth embodiments, the case where the alignment and the exposure are performed by using either the electron beam or the ion beam has been described. However, any one using a charged beam can be applied. is there. Further, the present invention is not limited to the same-size transfer exposure, and is also applicable to a collective transfer or partial collective transfer type charged beam exposure apparatus using a reduction optical system.
Furthermore, it is also possible to substitute laser light as a light source used for alignment. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【００９０】さらに、上記第１，第３及び第４実施形態
では、アライメント用開口部４３ｂの形状を井形とし、
円形のマーク検出用開口部４３ｃを２個配置する場合を
示したが、これらの構成に限定されない。開口部４３ｂ
及び４３ｃの変形例を図１７に示す。図１７（ａ）は、
複数のライン＆スペースパターンからなるアライメント
用開口部１７１と、このアライメント用開口部１７１を
取り囲むように配置されたマーク検出用開口部１７２か
らなる。図１７（ｂ）は、矩形のアライメント用開口部
１７３の周囲に複数のマーク検出用開口部１７４が配置
されている。図１７（ｃ）は、アライメント用開口部１
７５がライン＆スペースパターンからなり、このアライ
メント用開口部１７５と離間してマーク検出用開口部１
７６が配置されている。Further, in the first, third and fourth embodiments, the shape of the alignment opening 43b is a well,
Although the case where two circular mark detection openings 43c are arranged has been described, the present invention is not limited to these configurations. Opening 43b
FIG. 17 shows a modification of FIGS. FIG. 17 (a)
An alignment opening 171 composed of a plurality of line & space patterns and a mark detection opening 172 arranged so as to surround the alignment opening 171 are provided. In FIG. 17B, a plurality of mark detection openings 174 are arranged around a rectangular alignment opening 173. FIG. 17C shows the alignment opening 1.
Numeral 75 is a line & space pattern.
76 are arranged.

【００９１】[0091]

【発明の効果】【The invention's effect】 【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１実施形態に係る電子ビーム露光装
置の全体構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an electron beam exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図２】同実施形態に係る電子ビーム露光装置のステー
ジ近傍の詳細な構成を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing a detailed configuration near a stage of the electron beam exposure apparatus according to the embodiment.

【図３】同実施形態に係る転写マスクの製造方法を示す
工程断面図。FIG. 3 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the transfer mask according to the embodiment.

【図４】同実施形態に係る転写マスクの詳細な構成を示
す上面図。FIG. 4 is a top view showing the detailed configuration of the transfer mask according to the embodiment.

【図５】同実施形態に係る電子ビーム露光方法のフロー
チャートを示す図。FIG. 5 is a view showing a flowchart of the electron beam exposure method according to the embodiment.

【図６】同実施形態に係る偏向器を通過した電子ビーム
及びステージ近傍の詳細な構成を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a detailed configuration of an electron beam passing through the deflector and the vicinity of the stage according to the embodiment.

【図７】同実施形態に係るウェハからの反射電子及び２
次電子を検出する動作を示す図。FIG. 7 shows reflected electrons from the wafer according to the same embodiment and 2
The figure which shows the operation | movement which detects a next electron.

【図８】同実施形態に係る転写マスクの製造方法の変形
例を示す図。FIG. 8 is a view showing a modification of the method for manufacturing a transfer mask according to the embodiment.

【図９】本発明の第２実施形態に係る電子ビーム露光装
置の構成を示す斜視図FIG. 9 is a perspective view showing a configuration of an electron beam exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図１０】本発明の第３実施形態に係る荷電ビーム露光
装置の要部を示す斜視図。FIG. 10 is a perspective view showing a main part of a charged beam exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図１１】同実施形態に係る露光装置のステージ近傍の
さらに詳細な構成を示す断面図。FIG. 11 is an exemplary sectional view showing a more detailed configuration near the stage of the exposure apparatus according to the embodiment;

【図１２】本発明の第４実施形態に係る電子ビーム露光
装置の全体構成を示す図。FIG. 12 is a diagram showing an overall configuration of an electron beam exposure apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図１３】同実施形態に係る露光装置のステージ近傍の
詳細な構成を示す斜視図。FIG. 13 is a perspective view showing a detailed configuration near the stage of the exposure apparatus according to the same embodiment.

【図１４】同実施形態に係る転写マスクの製造方法を示
す工程断面図。FIG. 14 is a process sectional view showing the method of manufacturing the transfer mask according to the same embodiment.

【図１５】同実施形態に係る転写マスクの位置合わせ方
法を説明するための図。FIG. 15 is a view for explaining the transfer mask positioning method according to the embodiment.

【図１６】同実施形態に係る転写マスクの変形例を示す
断面図。FIG. 16 is a sectional view showing a modification of the transfer mask according to the embodiment.

【図１７】本発明の第１，第３及び第４実施形態に係る
アライメント用開口部及びマーク検出用開口部の変形例
を示す図。FIG. 17 is a view showing a modification of the alignment opening and the mark detection opening according to the first, third and fourth embodiments of the present invention.

【図１８】従来の部分一括露光方式の電子ビーム露光装
置の構成を示す図。FIG. 18 is a diagram showing a configuration of a conventional partial batch exposure type electron beam exposure apparatus.

【図１９】従来のマーク検出の問題点を説明するための
図。FIG. 19 is a view for explaining a problem of conventional mark detection.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…露光室 ２…制御部 ３…予備室 １１…電子銃 １２…電子ビーム １３，１４…偏向器 １５，９１，１０２…検出器 １６，７１，１０１…転写マスク １７…ステージ １８…ミラー １９…ウェハ ２０…マスクホルダ ２１…露光データ ２２…制御計算機 ２３…偏向制御回路 ２４…マスク駆動機構 ２５…ステージ制御機構 ３１…光学式カメラ ３２…ホルダ ３３…画像処理系 ４１…Ｓｉ基板 ４２…Ｓｉ酸化膜 ４３…Ｓｉ膜 ４３ａ，７２…パターン部 ４３ｂ，７３…アライメント用開口部 ４３ｃ，７４…マーク検出用開口部 ４４…レジスト ６１…反射電子及び２次電子 ７５…レーザ照射部 ７６…レーザ受光部 ７７…レーザ光 ８１…ビームシャッター ８２…イオンビーム ９２…反射イオン及び２次電子 １１４…電源 １１５…増幅回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exposure room 2 ... Control part 3 ... Preliminary room 11 ... Electron gun 12 ... Electron beam 13, 14 ... Deflector 15, 91, 102 ... Detector 16, 71, 101 ... Transfer mask 17 ... Stage 18 ... Mirror 19 ... Wafer 20 ... Mask holder 21 ... Exposure data 22 ... Control computer 23 ... Deflection control circuit 24 ... Mask drive mechanism 25 ... Stage control mechanism 31 ... Optical camera 32 ... Holder 33 ... Image processing system 41 ... Si substrate 42 ... Si oxide film 43 Si film 43a, 72 Pattern part 43b, 73 Alignment opening 43c, 74 Mark detection opening 44 Resist 61 Reflected electrons and secondary electrons 75 Laser irradiation part 76 Laser light receiving part 77 Laser light 81 ... Beam shutter 82 ... Ion beam 92 ... Reflected ions and secondary electrons 114 ... Power supply 115 ... Amplification times

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 基板と、 この基板の表面から裏面まで貫通するように形成され、
位置合わせ時のエネルギー線を通過させて試料面の位置
合わせマークに入射させるアライメント用開口部と、 前記基板の表面から裏面まで貫通するように形成され、
前記試料に転写すべきパターンが形成されたパターン露
光用開口部と、 前記基板の表面から裏面まで貫通するように形成され、
前記試料から反射したエネルギー線又は２次電子の少な
くとも一方を通過させるマーク検出用開口部とを具備し
てなることを特徴とする荷電ビーム露光用マスク。1. A substrate, formed so as to penetrate from the front surface to the back surface of the substrate,
An alignment opening for passing the energy beam at the time of alignment and entering the alignment mark on the sample surface, and formed so as to penetrate from the front surface to the back surface of the substrate,
An opening for pattern exposure in which a pattern to be transferred to the sample is formed, formed so as to penetrate from the front surface to the back surface of the substrate,
A mark detection opening for passing at least one of an energy ray and a secondary electron reflected from the sample. 【請求項２】 基板と、 この基板の表面から裏面まで貫通するように形成され、
位置合わせ時のエネルギー線を通過させて試料面の位置
合わせマークに入射させるアライメント用開口部と、 前記基板の表面から裏面まで貫通するように形成され、
前記試料に転写すべきパターンが形成されたパターン露
光用開口部と、 前記基板の前記試料と対向する面に形成され、該試料か
ら反射したエネルギー線又は２次電子の少なくとも一方
を検出する検出器とを具備してなることを特徴とする荷
電ビーム露光用マスク。2. A substrate, formed so as to penetrate from the front surface to the rear surface of the substrate,
An alignment opening for passing the energy beam at the time of alignment and entering the alignment mark on the sample surface, and formed so as to penetrate from the front surface to the back surface of the substrate,
A pattern exposure opening in which a pattern to be transferred to the sample is formed; and a detector formed on a surface of the substrate facing the sample, for detecting at least one of energy rays or secondary electrons reflected from the sample. A mask for charged beam exposure, comprising: 【請求項３】 位置合わせマークの形成された試料に位
置合わせ用のエネルギー線を照射するエネルギー線照射
部と、 基板と、この基板の表面から裏面まで貫通するように形
成されてなり、位置合わせ時のエネルギー線を通過させ
て試料面に入射させるアライメント用開口部、前記試料
に転写すべきパターンが形成されたパターン露光用開口
部及び前記試料から反射したエネルギー線又は２次電子
の少なくとも一方を通過させるマーク検出用開口部から
なる転写用マスクと、 前記マーク検出用開口部を通過し、前記試料から反射し
たエネルギー線又は２次電子の少なくとも一方の進路に
配置され、該エネルギー線又は２次電子の少なくとも一
方を検出する検出器とを具備してなることを特徴とする
荷電ビーム露光装置。3. An energy beam irradiating section for irradiating a sample on which a positioning mark is formed with an energy beam for positioning, a substrate, and a substrate formed so as to penetrate from a front surface to a rear surface of the substrate. At least one of the opening for alignment, which passes the energy ray at the time and is incident on the sample surface, the opening for pattern exposure in which a pattern to be transferred to the sample is formed, and the energy beam or secondary electron reflected from the sample. A transfer mask comprising a mark detection opening to be passed; and a transfer mask disposed on at least one path of energy rays or secondary electrons passing through the mark detection opening and reflected from the sample. And a detector for detecting at least one of the electrons. 【請求項４】 位置合わせマークの形成された試料に位
置合わせ用のエネルギー線を照射するエネルギー線照射
部と、 基板と、この基板の表面から裏面まで貫通するように形
成されてなり、位置合わせ時のエネルギー線を通過させ
て試料面に入射させるアライメント用開口部及び前記試
料に転写すべきパターンが形成されたパターン露光用開
口部と、前記基板の前記試料と対向する面に形成され、
該試料から反射したエネルギー線又は２次電子の少なく
とも一方を検出する検出器からなる転写用マスクと、 この転写用マスクを保持し、かつ前記検出器に電圧を印
加する接続端子を有するマスク保持部とを具備してなる
ことを特徴とする荷電ビーム露光装置。4. An energy beam irradiating section for irradiating an energy beam for alignment to a sample on which an alignment mark is formed, a substrate, and a substrate formed so as to penetrate from a front surface to a rear surface of the substrate. A pattern exposure opening in which a pattern to be transferred to the alignment opening and the sample to be transferred to the sample is formed by passing an energy ray at the time and incident on the sample surface, and formed on a surface of the substrate facing the sample,
A transfer mask comprising a detector for detecting at least one of an energy ray and a secondary electron reflected from the sample; and a mask holding unit having the connection terminal for holding the transfer mask and applying a voltage to the detector. A charged beam exposure apparatus characterized by comprising: 【請求項５】 前記検出器は、前記エネルギー線を遮蔽
して前記アライメント用開口部に対応する開口部を有す
るエネルギー線遮蔽板に取り付けられてなり、 前記エネルギー線遮蔽板は、パターン露光時には前記パ
ターン露光用開口部を開放し、かつ位置合わせ時には前
記パターン露光用開口部及び前記マーク検出用開口部を
遮蔽して前記開口部を前記アライメント用開口部に重ね
て該アライメント用開口部を開放することを特徴とする
請求項３に記載の荷電ビーム露光装置。5. The energy detector according to claim 1, wherein the detector shields the energy rays and is attached to an energy ray shielding plate having an opening corresponding to the alignment opening. A pattern exposure opening is opened, and at the time of alignment, the pattern exposure opening and the mark detection opening are shielded, and the opening is overlapped with the alignment opening to open the alignment opening. The charged beam exposure apparatus according to claim 3, wherein: 【請求項６】 前記エネルギー線は荷電ビームであり、
前記エネルギー線照射部はパターン露光用の荷電ビーム
を照射する荷電ビーム照射機構を兼ねることを特徴とす
る請求項３又は４に記載の荷電ビーム露光装置。6. The energy beam is a charged beam,
5. The charged beam exposure apparatus according to claim 3, wherein the energy beam irradiation unit also serves as a charged beam irradiation mechanism that irradiates a charged beam for pattern exposure. 6. 【請求項７】 基板と、この基板の表面から裏面まで貫
通するように形成され、位置合わせ時のエネルギー線を
通過させて位置合わせマークの形成された試料面に入射
させるアライメント用開口部、前記試料に転写すべきパ
ターンが形成されたパターン露光用開口部及び前記試料
から反射したエネルギー線又は２次電子の少なくとも一
方を通過させるマーク検出用開口部とを有する転写マス
クにエネルギー線を照射する工程と、 前記アライメント用開口部を通過したエネルギー線を前
記位置合わせマーク上に走査する工程と、前記試料から
の反射エネルギー線又は２次電子の少なくとも一方を、
前記マーク検出用開口部を通過させ、前記基板の前記試
料と対向しない面側に配置された検出器で検出する工程
と、 前記試料又は前記転写マスクを移動させて前記反射エネ
ルギー線又は２次電子の検出動作を行うことにより、該
試料と該転写マスクの相対的な位置ずれを検出する工程
と、 前記相対的な位置ずれを補正してパターン露光を行う工
程とを含むことを特徴とする荷電ビーム露光方法。7. An alignment opening formed so as to penetrate from the front surface to the back surface of the substrate, and passing an energy beam at the time of alignment and incident on the sample surface on which the alignment mark is formed. A step of irradiating a transfer mask having an opening for pattern exposure in which a pattern to be transferred to a sample is formed and an opening for mark detection for passing at least one of energy rays or secondary electrons reflected from the sample with energy rays Scanning the energy beam passing through the alignment opening on the alignment mark, at least one of the reflected energy beam or secondary electrons from the sample,
Passing through the mark detection opening and detecting with a detector arranged on the surface of the substrate that does not face the sample; and moving the sample or the transfer mask to move the reflected energy beam or secondary electron. A step of detecting a relative displacement between the sample and the transfer mask by performing the detecting operation, and a step of performing pattern exposure by correcting the relative displacement. Beam exposure method. 【請求項８】 基板と、この基板の表面から裏面まで貫
通するように形成され、位置合わせ時のエネルギー線を
通過させて位置合わせマークの形成された試料面に入射
させるアライメント用開口部及び前記試料に転写すべき
パターンが形成されたパターン露光用開口部並びに前記
基板の前記試料と対向する面に形成され、該試料から反
射したエネルギー線又は２次電子の少なくとも一方を検
出する検出器とを有する転写マスクにエネルギー線を照
射する工程と、 前記アライメント用開口部を通過したエネルギー線を前
記位置合わせマーク上に走査する工程と、 前記試料からの反射エネルギー線又は２次電子の少なく
とも一方を、前記検出器で検出する工程と、 前記試料又は前記転写マスクを移動させて前記反射エネ
ルギー線又は２次電子の検出動作を行うことにより、該
試料と該転写マスクの相対的な位置ずれを検出する工程
と、 前記相対的な位置ずれを補正してパターン露光を行う工
程とを含むことを特徴とする荷電ビーム露光方法。8. An alignment opening formed so as to penetrate from a front surface to a back surface of the substrate, and passing an energy beam at the time of alignment to be incident on a sample surface on which an alignment mark is formed. A pattern exposure opening formed with a pattern to be transferred to the sample and a detector formed on the surface of the substrate facing the sample, and detecting at least one of energy rays or secondary electrons reflected from the sample. Irradiating the transfer mask with an energy beam, scanning the energy beam having passed through the alignment opening on the alignment mark, at least one of a reflected energy beam or a secondary electron from the sample, Detecting by the detector; and moving the sample or the transfer mask to detect the reflected energy ray or the secondary electron. A charging beam, comprising: a step of detecting a relative displacement between the sample and the transfer mask by performing an output operation; and a step of performing pattern exposure by correcting the relative displacement. Exposure method.