JP2002175979A - 位置合わせシステムにおいて粒子投影平版印刷システムに使用する装置(パターンのロックシステム) - Google Patents
位置合わせシステムにおいて粒子投影平版印刷システムに使用する装置(パターンのロックシステム)Info
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Abstract
されるビーム特性の計測と調節をできるようにするパタ
ーンの位置合わせ方法を提供する。 【解決手段】粒子投影平版印刷システムでは、位置合わ
せシステムは、粒子ビームの放射線で照射すると二次放
射線を発生するようになっている複数の位置合わせマー
ク17a、17bを備えた装置によって、幅広の粒子ビ
ームでマスクに形成されると共にターゲット上に作像さ
れる構造パターンの光学画像の位置及び形状を計測する
位置合わせパラメータを決定するために使用される。光
軸に沿った位置合わせパラメータが変化できるようにす
るために、位置合わせマーク17a、17bは、上記光
学画像を発生するビーム部分のための位置合わせシステ
ムの開口31の外側に位置決めされると共に、上記光学
画像がターゲット上に投影されている間にマスク上に設
けられた基準ビーム形成構造を通して投影される粒子基
準ビームと一致する位置に配置されていて、また各々の
基準ビームの方向に沿って見てターゲットの上方に少な
くとも二つの異なったレベルで位置が定められている。
Description
刷法において画像の位置合わせをする技術に関する。特
に、本発明は、幅広の粒子ビームによってマスクに形成
され且つターゲット上に作像される構造のパターンの光
学画像の位置と形状とを計測するようになっている位置
合わせシステムにおいて粒子投影平版印刷システムに使
用する装置に関し、そこで、本装置は、上記粒子ビーム
の放射線による照射時に二次放射線を発生するようにな
っており且つ上記光学画像を発生するビーム部分を通す
開口が設けられている複数の位置合わせマークを有して
いる。
基板等のターゲット上に作像された構造パターンを位置
合わせする方法と装置は、公知であり、また米国特許第
4,967,088号と米国特許第4,823,011
号とに詳細に説明されている。これらの二つの米国特許
文献の全内容は、ここに参考に組み込まれている。
色々なプロセスの内で、平版印刷が非常に重要である。
簡単に説明すると、平版印刷作業は、イオン放射線等の
放射線に感応するフォトレジスト又は単に『レジスト』
と呼ばれている薄層の材料である、例えばシリコンウェ
ーハ等の回路基板を被覆することで始まる。平版印刷の
露光装置は、マスク上に収められるパターン又はレチク
ルの画像をレジストで被覆されたウェーハ上に投影す
る。ウェーハは、マスクの同じパターンがウェーハ上に
何回かに分けて露光される一連の露光位置に渡って逐次
段階的に加工されるが、各露光位置は、ウェーハが全て
の加工処理後に分けられる幾つかのチップの一つ一つに
対応している。現像することで、ウェーハ表面上に所望
の画像を描写しているレジストパターンを残す。ウェー
ハは、次にエッチング、酸化処理、イオン注入、拡散及
び析出等の多くの可能な加工処理の内のいずれかを受け
ることになる。
にパターンを形成する工程では、単一のチツプ位置に幾
つかの相補的なマスクパターンを作像することがしばし
ば必要とされている。或る所定回路の特徴を精確に生じ
させるために、色々なマスクパターンが注意深く重ねら
れなければならず、また画像をウェーハ位置と照合する
ことが必要である。そのような重ね作業の品質要求は、
回路特性がマイクロエレクトロニックの分野の時勢に応
じてどんどんと小さくなり続けるに従って年々厳しさを
増している。
許第4,823,011号に開示されている位置合わせ
システムは、露光時間の前やその最中に画像フィールド
の位置と大きさのリアルタイムの計測と調節とを行って
いる。位置合わせは、例えばウェーハ面での画像のX及
びYの並進移動と、回転角度θと、各々横スケールに対
する倍率MX ,MY と、更に不等辺四辺形状の歪み△
X ,△Y について行われる。露光中には、これらパラ
メータの変化は、電圧の変動(倍率Mに影響)によっ
て、又は横方向X、Y及びZ−方向の両方向において投
影システムに対するターゲット場所の若干の動きによっ
て起き得るもので、後者のZ−方向での変動は、更に倍
率Mにおける変化も引き起こす。これら全てのパラメー
タは、照射方向に見て、ターゲットの正面に位置決めさ
れた、例えば基準プレート上に設けられた一組の位置合
わせマークから計測されるようになっている。光学画像
は、基準プレートに設けられた開口を通して投影され、
他方位置合わせマークは、開口の周りにおいて基準プレ
ート上で位置決めされると共に、マスクにおいて形成さ
れて、またターゲット上に形成される構造パターンの光
学画像に使用されるパターンビームと共に基準プレート
の面上に作像される各々の基準ビームによって照射され
る。
ときには、焦点深さは非常に大きくなり、その結果、タ
ーゲット面に焦点が結ばれる基準ビームは、たとえター
ゲット面が或る距離だけターゲットからずれていても、
この距離が焦点深さよりも小さいかぎり、依然として基
準プレートの面に十分に焦点を結ぶものであり、ターゲ
ットと位置合わせシステムとの間にビームシャッター等
の手段を設けられるようにしている。更に、回路基板と
位置合わせシステムとを空間的に分離することは、回路
基板から飛び散った物質によって位置合わせ検出器が汚
れるのを防ぐ上で有益である。しかし、もしターゲット
からの基準面の距離が無視し得ないものであれば、ター
ゲット上の画像の寸法と形状とは、ビームの異なった部
分が基準面を横切る角度にも左右される。もし、電圧変
動やターゲットのZ方向シフトが起きれば、それで単に
倍率修正を行うだけでは十分ではない。このことは公知
の位置合わせシステムで起きていることである。公知の
位置合わせシステムは、基準ビームが基準プレート上に
衝突する角度を計測しておらず、従ってビームがターゲ
ット面上に衝突している角度を合わせられない。結果的
に、電圧変動したり、ターゲットシフトや傾動が起きれ
ば、修正された画像と所望の形状との間に不整合が起き
ることになる。
軸、即ち光軸に沿った位置に左右されるビーム特性の計
測と調節をできるようにするパターンの位置合わせ方法
を提供することを目的としている。特に、本発明は、ビ
ームが位置合わせシステムを横切る方向の計測と調節と
を目指している。
って、本装置が、 − 上記画像を発生するビーム部分のための上記開口の
外側に配置されていて、 − 上記光学画像がターゲット上に投影されている間
に、マスク上に与えられる基準ビーム形成構造を通して
投影される粒子基準ビームと一致する位置に配置されて
いて、また − 各々の基準ビームの方向に沿って見て、ターゲット
上方で少なくとも二つの異なったレベルに位置が定めら
れている複数の位置合わせマークを有している最初に掲
げたような装置によってかなえられる。
けることで、あり得る消滅しないビーム着地角度や、又
は他のビーム着地パラメータを考慮した位置合わせがで
きるように成る。本発明のお陰で、横の尺度や倍率等の
位置合わせパラメータが各レベルに対して決定されると
共に、例えば予め設定された公称値に調節される。
発明は、光軸に沿ったZ位置を変えるときに生じるよう
な位置合わせパラメータの小さな差でも検出できる。か
くして、本発明は、画像の位置及び形状の制御を失敗す
ること無しに位置合わせ面をターゲット面から隔離する
可能性を与えてくれるものであり、かくして、ターゲッ
ト上に投影されたビームの共心性や離れた心合わせに対
して光学系に提示された必要条件を緩和する助けをす
る。
とがかなり隔離されていても、ビームの焦点領域がそれ
らを範囲に入れるように、もし本システムが大きな焦点
深さ(DOF)を有していれば適用である。このために
は、粒子がイオンとなっているイオン投影平板印刷シス
テムが特に役に立つ。
って位置合わせマークの予め設定された個所を確実に維
持するために、位置合わせマークは、画像発生のビーム
部分のための開口の外側に配置された位置決め手段上に
位置が定められると共に、マスクに向けられた位置決め
手段の側面上に位置決めされる。好ましくは、位置合わ
せマークは、小板の表面上に形成されるもので、該小板
は、接着によって位置決め手段上に固定される。更に、
小板は、例えば溝等のシリコン小板の周面に対して異な
った高さの構造体として位置合わせマークが形成されて
いるシリコン小板とすることができる。
位置に位置決めされるようになっていて、また上記光学
画像を発生するビーム部分に寸法が相応した開口が設け
られると共に上記開口の外側に配置された位置合わせマ
ークが設けられた基準プレートから構成されている。ふ
さわしくは、基準プレートはゼロデュアのプレートとす
ることができる。
ために、本発明に係る装置には、更に、位置合わせマー
クから放出される二次電子流を計測するようになってい
る電極が設けられた各位置合わせマーク用に検出器手段
が用意されている。この場合、電極は対応した位置合わ
せマークに対して非対称に形成され、また二次電子を大
量に発生させるために位置合わせマークと周囲の構成要
素の電位に対して陽電気の電位に保持される。
第1レベルに位置決めされており、また四つの位置合わ
せマークは第2レベルに位置決めされている。
ことで、個々の位置合わせ面間の重要な距離を数ミリメ
ータ、例えば5mmまでにすることができる。ターゲッ
ト面上への投影に対して本発明によって得られる位置合
わせパラメータの信頼性を高めるために、二つの異なっ
たレベルの間の距離をターゲット面によって限定された
面からの位置合わせマークの距離の大きさに適切に選択
することができる。
り詳細に説明する。
標系が、光軸によって与えられる方向を意味しているZ
と、他の二つの次元、即ちZ−軸に直交した面を意味し
ているX、Yと共に使用される。
影の平版印刷機械100の好適な実施例が示されてい
る。主要な構成要素は、順番に、イオン源112と、照
明システム113と、ステンシルのマスク1を有したマ
スク組立体114と、光学コラム301と、スキャナー
ブロックと基準プレートとを有したパターンロックシス
テム302と、ターゲットステージ400となってい
る。供給部111から取り出されたイオン、この好適な
実施例ではH2+又はHe+ イオンは、イオン源112か
ら発生され、マスク上に幅広のイオンビーム130を投
影する照明システムを通過していくが、ビーム130
は、ほぼ光軸に平行になっている。
光学コラム301に入る。ビームは、それが減速されて
ほぼ光軸に平行され、またウェーハチャック402によ
ってターゲットステージ400に取り付けられた回路基
板401上にマスク構造の画像を形成する前に、収斂し
てクロスオーバか、又はイオン源の画像を形成するよう
にイオン光学コラム301の第1電極によって加速され
る。イオン光学コラム301内部でのイオンビームのク
ロスオーバの背後には、適当な双極子電界を加えること
でビーム位置をX、Y面で変更する二つの連続した多極
子から好ましくは構成されているパターンロック光学組
立体3が設けられている。大きさは等しいが符号が反対
の双極子電界を二つの多極子に加えることで、ビームは
その元の経路に平行になっていたのがその元の経路から
片寄らされることもある。これら片寄りの大きさは、位
置合わせビームから発生された信号に応答してパターン
ロック装置302によって制御されるが、例えば±5μ
mにも大きくできる。多極子は、いずれかの偶数倍の電
界を発生するのに使用される(例えば、双極子、4極
子、8極子等)。好適な実施例の実行に際しては、より
高いオーダの電界が、システムの歪みに対して修正を行
うために予め設定され、他方で片寄り用の双極子の電界
は重畳される。パターンロック光学組立体3は、更にパ
ターンロック装置302によって操縦される一つ以上の
ソレノイドを有している。ソレノイドを通るいずれの電
流も、ビーム、例えばイオン光学画像が光軸回りで回転
されるようにローレンツ(Lorentz)力をイオン
に発揮する磁界を発生する。
もう一つ別の位置へ段階移動されるようにX、Y及びZ
の方向に対して正確な移動ができるようにするステージ
400に搭載されており、また画像パターンの複製が、
ウェーハ上の異なった位置に形成される。更に、光軸に
沿ったウェーハの位置は、調節されることになる。
わせビームの検出器と検出器システムとから構成された
パターンロック構造302が配置されており、該パター
ンロック構造302は、ウェーハ上に形成された画像の
位置を監視し且つ光学エレメントの修正作用を不整合が
検出される範囲まで誘導する信号を発生するために使用
されている。
構成要素を示している。更に詳細には、読者は米国特許
第4,967,088号を参照される。マスク1は、イ
オン源112(図1)から到来する幅広のビームの光学
経路に配置されている。マスク1には、イオン投影シス
テムによって回路基板401(図1)上に作像されるこ
とになるマスクパターンフィールド上の構造32が設け
られている。マスク構造32の画像は、該マスク構造3
2の画像と例えば、回路基板上に事前に存在していた画
像との所定形状と相対位置とが得られて、露光中には一
定のままになっているように回路基板上に形成されるこ
とになる。マスク1には、位置合わせビーム33を発生
する基準ビーム形成構造としての働きをする位置合わせ
開口11が設けられており、また開口11の画像は、位
置合わせマーク16が設けられている基準プレート2上
に形成されている。位置合わせマーク16は、例えば、
基準プレート2の別状態の平坦面に形成された溝として
実現されている。基準プレート2上のマスク1の開口1
1の画像は、各々の対応したマーク16と一致するよう
に調節される。
子から構成されているパターンロック光学手段3と、例
えば一つ又は二つのソレノイド等の軸方向磁界を確立す
る手段とは、マスク1と基準プレート2との間の光学経
路に配設されている。図示の実施例では、基準プレート
2はウェーハに平行になっている。基準プレート2は、
ウェーハ上に形成されることになるマスクパターンフィ
ールドの構造32の画像に寸法がほぼ相当した開口31
を有している。基準プレート2上のマーク16は、ウェ
ーハ上に画像を形成するパターンビーム36のための光
学経路の外側に配置されている。
示されている検出器は、基準プレート2近くに設けられ
ており、基準プレートから放射される二次電子を検出す
る。検出器の構成と機能を以下により詳細に説明する。
二次電子は、位置合わせビーム33が基準プレート2に
当たっている位置合わせビームによるものである。片寄
りプレート44によって、位置合わせビーム33は基準
プレート2上の位置合わせマーク16を横切って曲げら
れる。検出器7によって検出される二次放射線の量は、
位置合わせビーム33が位置合わせマーク16に当り始
めると劇的に変化し、かくして、制御装置(図示されて
いない)に供給されるようになっている検出器7からの
信号は、パターンロック光学組立体3を制御するために
使用される。パターンロック光学組立体3は、位置合わ
せの必要条件に応じてイオンビームを調節するためにイ
オン−光学修正エレメントとしての働きをする。イオン
ビームの制御によって、マスク1上のマーク11の画像
は、基準プレート2上の各々の対応したマーク16と一
致させられる。基準プレート2上の位置合わせマーク1
6を横切ってマスク1上のマーク11の画像を曲げてい
る間、検出器7の信号から、基準プレート2上の位置合
わせマーク16に対する位置合わせビーム33の平均位
置が提供され、また対応した修正信号が、パターンロッ
ク光学組立体3と米国特許第4,967,088号に詳
細に説明されているような電極の電圧供給部とに与えら
れることになる。
ャンネルから構成され、該電子増幅器チャンネルは、米
国特許第4,967,088号に説明されているように
続いた電子回路によって、到来する電子の割合に応じて
出力電圧を発生するものである。好ましくは、コンパク
トな検出器の構成を達成するために、検出器は、以下に
詳細に説明されているように連続した電流計測モードで
作動する二次電子流検出器として実現されている。
302の一つの可能な構成を示している。そのパターン
ロック装置は、基準フレーム構造40とスキャナーブロ
ック48とから構成されている。図3に示されている変
形例では、基準フレーム構造40は、静電式イオン−光
学コラム301の最後の電極311に搭載されており、
またスキャナーブロック48は、検出器47と基準ビー
ム33用の片寄せプレート44とから構成されており、
フレーム構造40の主プレート41上に固定されてい
る。
402によってターゲットステージ400上に搭載され
た、例えばシリコンウェーハ401等のターゲット上へ
光学コラム301を通して投影される。ターゲットステ
ージ400とパターンロック装置302との相対位置
は、ウェーハチャック402とパターンロックフレーム
40とに各々搭載されたミラー340、341によって
干渉観測的に計測される。機械式シャッター49は、基
準プレート43とターゲット401を備えたターゲット
ステージ400との間で位置決め可能となっており、露
光間隔間においてターゲットをイオンビーム36への露
光から遮断するようになっている。
細に説明されているように、片寄せプレート44は、基
準プレート43上に設けられた位置合わせマーク17
a、17bを横切って基準ビーム33(以下にも、時々
『ビームレット』と称されている)を走査するのに使用
される。マーク上に当たるビームレットから二次放射線
として発生される電子は、検出器47によって検出され
る。検出器は全てのターゲットマークに対して用意され
ていると理解すべきである。検出器からの信号は、ウェ
ーハ401上のパターンビーム36によって投影された
画像のX、Yにおける位置と向き、Zにおける位置及び
形状を決定するのに使用される。信号に応答して、修正
電界が光学エレメント3によって、また一つ以上のレン
ズ電極113に加えられる。
では、ビーム36は、光軸に対して或る角度で、所謂
『ビーム着地角度』でターゲット面に当っている。図示
の実施例では、ビーム36の入射方向は、ターゲット面
に公称上直交している、即ち、ビーム着地角度は、実質
的に0度となっており、他の実施例では、それは、光学
系の設計に応じて更に別に選択されるものである。即
ち、ビームは、ターゲットで実質的に収斂状態になる
か、又は拡散状態になることができる。光学系の残留し
ている作像上の欠陥によって、理想角度から小さなずれ
βが存在しており、そのずれは、イオン投影システムの
一般的な場合には数mrad(ミリラジアン)のオーダ
となっている。図4は、ビーム着地角度βが、光軸でゼ
ロとなっていると、光軸からの距離によってどの程度左
右されるのかと言う一般的な場合を線図で示しており、
その場合、それは、光軸からの或る距離において、例え
ばマイナスの値(即ち、収斂する)から、例えば数mr
adの最大(絶対の)値までを取ることができ、次に、
例えばゼロを通って再度増大し、外部半径でプラス(即
ち、拡散する)になる。
は、システムの不整合、即ち、ターゲット面からの位置
合わせ計測面を表している基準プレートの距離によって
ターゲット上で画像の不整合を来すことは明らかであ
る。このことは、ターゲット401上の所望位置にパタ
ーン画像を発生する『理想的な』光学パラメータに対応
して、公称の形態33、36からずれたイオンビームの
形態33’、36’の例について図4に示されている。
位置合わせの原理に忠実に、基準ビーム33’は、対応
した位置合わせマークに対して理想的でない光学パラメ
ータでもってその位置にロックされ、かくして、パター
ンビーム36’は、シフトされたり又は歪められた画像
を発生することになろう。この不整合は、位置合わせ面
内における基準ビーム33の不整合によるものではな
く、むしろ、それは、その公称値からの着地角度βのず
れによって惹起される。本発明に依れば、図4に示され
ているもののような不整合の作用を除外するために、異
なった位置合わせ面を用意することで角度β等のZ−依
存の位置合わせパラメータの決定を可能にする。図4に
は、更にターゲット面Ztと、位置合わせマーク17が
本発明に従って位置決めされている二つの位置合わせ面
Za、Zbとが示されている。
の方向βは、一般に、次のような等式によって位置の関
数X、Yにより説明される。 β=a1X+a2Y+a11X2+a12XY+a22Y2 +・
・・・ 本発明は、例えば、光学コラム301の電極の静電位と
パターンロック光学手段3との適切な調節によって一定
に保たれる少なくとも第1オーダの係数a1 、a2 の決
定ができるようにしている。
焦点深さに相当した最大値に制限される。他方、イオン
−ビームシステムに関しては、開口数は、焦点深さ(D
OF)を非常に大きくする10-5のオーダに非常に小さ
く保持され、図1に係る一実施例では、例えばヘリウム
イオンに対しては、DOFは約5mmとなっている。従
って、基準プレート43をターゲット401から、例え
ばシャッター49をターゲットの直前に設けられるよう
にする数mmの距離に区切ることができる。しかし、こ
の区切りに関しては、ビーム着地角度ずれによる不整合
の危険が存在している。
ーム構造40は、主プレート41と中間プレート42と
基準プレート43とから構成されている。プレート4
1、42と、基準プレート43の本体とは、ゼロデュア
のブランクから別々に造られ、次いで組立られる。更
に、図5を参照すると、本発明に係る基準プレート43
が光軸に沿って計測されるように、異なったZ−面に、
即ちターゲット面の上方の異なったレベルに設置された
位置合わせマーク17a、17bを備えている。位置合
わせマークは、基準プレート43を形成しているゼロデ
ュアのプレートに局部的に接着されたシリコン小板上に
溝として形成されている。シリコン小板の放射線損傷を
回避するために、保護層が上面上に加えられる。一実施
例では、基準マーク上に75keVのエネルギで衝突す
るHe+ イオンに対して、シリコン小板は、500nm
のプラチナによって被覆される。
わせマーク717aを備えた八つの小板は、第1レベル
に配置され、他方マーク17bを備えた四つの小板は、
マスクに余り近くない第2レベルでプレート上に配置さ
れている。図5、特に図5aにおいて特定されている線
A−Aに沿った長手断面を表している図5bは、検出器
47a、47bを配置することができるスキャナーブロ
ック48の基準ビームチャンネル70の端部も概略示し
ている。
ーク17aは、二重の十字状に向けられている。米国特
許第4,967,088号に既に詳細に説明されている
ように、これら八つのマークは、例えばXとYの位置
や、回転θや、尺度MX 、MYや、不等辺四辺形の歪み
△X、△Y 等のターゲット上のパターン画像の位置と尺
度に関するパラメータの決定ができるようにしている。
しかし、これらのパラメータは、単一面に、即ちウェー
ハ面に平行なXとYの方向に制限されている。四つの付
加マーク17bによって、もう一つ別の組のパラメータ
が、例えば、位置X’、Y’及び尺度M'X、M'Y等のウ
ェーハ面に平行な異なった面を表しているパラメータが
計測されるが、その場合プライム符号は、これらの量が
異なったZ面に関係していると言う事実を意味してい
る。イオンビームシステムに関しては、二つの面が、例
えば5mm等の数ミリメートルだけ間隔が取られてい
る。二つのZ面における対応した量を一定に保つこと
は、更にビーム着地パラメータも第1のオーダに対して
一定に保つことになり、従ってターゲット面において安
定した画像を得ることができる。一実施例では、検出さ
れた倍率M、M’は、二つの異なった電極の電圧を制御
するのに使用され、MとMX又はMY との間の差と、M'
とM'X 又はM'Y との間の差とは、パターンロック装
置3の多極子によって供給される四極子の電界を制御
し、不等辺四辺形の歪みは、マスクの照明器具内に設け
られた多極子に送られてマスクにおけるビームの方向を
変え、また回転θは、パターンロック装置3のソレノイ
ドを通る電流を制御する。
の間のX、Yの個所に配置されている。第2のZ面にお
けるマーク17bの配列は、第1面におけるマーク17
aの又はこれらマークのサブセットの配列には似ていな
い。対応した配列における異なった面にマークを配列す
ることは原則的に可能で、位置合わせパラメータの直接
比較を簡単にできて、かくして検出されるが、このこと
は、最初から空間が限定されているためにしばしば不可
能となる。むしろ、図示の実施例では、付加マーク17
bは、パターンビーム36の光学経路のための開口31
の周りに正方形状配列に配置される。マーク17bは、
二対の対向したマークでビーム画像のX及びYの尺度を
計測できるようにするために、図5に示されているよう
に各々の半径に直交した向きに向けられている。
17bは各々の検出器の軸線と平行になっていない。も
し、電子倍増管検出器(又はチャンネルトロン)の公知
の検出器技術がこれらのマーク17bと共に使用されれ
ば、検出された信号は非対称となる。だから、基準ビー
ムが位置合わせマークを表している溝に渡って走査され
ると、電子倍増管内に放出される二次電子の量が二つの
側面に対して異なることになる。しかし、非対称信号を
処理するのは難しく、位置合わせパラメータの決定を複
雑にする。更に、制限された空間によって、特に位置合
わせマークの数が増えている場合には、電子倍増管技術
は、それらのデリケートでスペースを取る構造によって
問題が大きくなり、だからと言って小形化するとかなり
コスト高になろう。さらには、チャンネルトロンや電子
倍増管検出器は、高い電圧供給を必要とし、かなりの電
力消費を負担することになる。
ステムの検出器は、図5に示されているように各々の位
置合わせマークに渡って走査される基準ビームの衝撃か
ら発生される二次電子の連続した流れを計測するように
なっている。この解決法は、一連の事象として粒子を個
別に計測する代わりに電流を連続的に計測するように替
えている。
マーク17a、17bに対して二次放射電流検出器とし
ての働きをする検出器電極47a、47bが設けられて
いる。電極47a、47bは、対応した位置合わせマー
ク17a,17bに対して上と横において位置決めされ
ている。位置合わせマークから二次放射線として放射さ
れる電子の発生量を高めるために、周囲の構成要素の接
地電位と、基準マークが存在している小板の電位とに対
してプラスの電位に保持される。検出器電極に対する電
位差は、かくして、位置合わせマークから放射される二
次電子のための案内電界を形成する働きをする。実験で
は、例えば30V又は40V等の数十Vの検出器電極電
位UD (図6)は、放射された電子の98%よりも多い
高い発生量を得る上で十分であることが示された。
の形状及び位置である。形状及び位置は、流入して来る
基準ビームのビーム軸線に対する対称状態から十分に離
れていなければ成らないことが判った。だから、もし、
電極が、例えば基準ビームの経路の周りのリング状電極
として対称に形成されていれば、放射された電子の軌跡
も対称になり、またこれら軌跡のかなりの部分が、検出
器電極を打つ代わりに放射電極(即ち、位置合わせマー
ク小板)に戻って行くことになる。例えば、図4に示さ
れているように、検出器電極の非対称形状を選択するこ
とで、小板へ戻り移行する電子の部分は、2%未満の量
まで(98%より多い上記発生量に対応して)削減され
る。
電極検出器によって検出される二次放射線の電流は小さ
いままで、即ちpAの範囲に留まっており、また更なる
処理の前に増幅される必要がある。図6に示されている
ような電位計増幅器は、小さな入力電流をmV範囲の電
圧Uout へと変換するために本発明と共に使用されるも
のである。
は、迷い出た電界からのノイズを回避するために短くさ
れるべきである。増幅器回路は、例えば100GΩの範
囲で非常に低いノイズにするために抵抗が非常に高くな
っているフィードバック抵抗R1 を有した、例えばバー
−ブラウン(Burr−Brown)のOPA129等
のオペアンプAから成る在来の電位計回路をベースにし
ている。増幅器回路の入力キャパシタンスを補償し、回
路の瞬敏性を高めるためにRCグループRkCkから構
成された補償器エレメントが設けられている。補償装置
の抵抗器Rkは、例えばkΩの範囲であって、また補償
装置のコンデンサーCkは、pFの範囲となっている。
いて、本発明を実現するのに適したイオン−ビーム平版
印刷装置を示している。
システムを示している。
地角度の依存性を示している。
更に検出器の構成を示した頂面図であり、図5bは長手
断面図である。
る。
Claims (11)
- 【請求項1】 幅広の粒子ビームによってマスクに形成
され且つターゲット上に作像される構造のパターンの光
学画像の位置と形状とを計測するようになっている位置
合わせシステムにおいて粒子投影平版印刷システムに使
用する装置であって、本装置は、上記粒子ビームの放射
線による照射時に二次放射線を発生するようになってい
て且つ上記光学画像を発生するビーム部分のための開口
が設けられている複数の位置合わせマークを有してお
り、該位置合わせマークは、 − 上記画像を発生するビーム部分のための上記開口の
外側に配置されていて、 − 上記光学画像がターゲット上に投影されている間
に、マスク上に与えられる基準ビーム形成構造を通して
投影される粒子基準ビームと一致する位置に配置されて
いて、また − 各々の基準ビームの方向に沿って見て、ターゲット
上方で少なくとも二つの異なったレベルに位置が定めら
れていることを特徴としている位置合わせシステムにお
いて粒子投影平版印刷システムに使用する装置。 - 【請求項2】 粒子がイオンとなっているイオン投影平
版印刷システムに使用するようになっている請求項1記
載の装置。 - 【請求項3】 位置合わせマークは、画像発生するビー
ム部分のための開口の外側に配置された位置決め手段上
に位置が定められており、またマスクに向けられた位置
決め手段の側面上に位置決めされている請求項1記載の
装置。 - 【請求項4】 位置合わせマークは、小板の表面上に形
成されており、該小板は、接着によって位置決め手段上
に固定されている請求項3記載の装置。 - 【請求項5】 小板は、位置合わせマークが、シリコン
小板の周囲面に対して異なった高さの構造物として形成
されているシリコン小板となっている請求項4記載の装
置。 - 【請求項6】 ターゲットに対して所定位置に位置決め
されるようになっていて、また上記光学画像を発生する
ビーム部分に寸法が相応した開口が設けられると共に上
記開口の外側に配置された位置合わせマークが設けられ
た基準プレートから構成されている請求項1記載の装
置。 - 【請求項7】 基準プレートは、ゼロデュアのプレート
となっている請求項6記載の装置。 - 【請求項8】 更に、位置合わせマークから放射される
二次電子流を計測するようになっている電極が設けられ
た各位置合わせマークに対して検出器手段が設けられて
いる請求項1記載の装置。 - 【請求項9】 電極は、対応した位置合わせマークに対
して非対称に形成されると共に、位置合わせマークと周
囲の構成要素の電位に対して陽電気の電位に保持されて
いる請求項5記載の装置。 - 【請求項10】 八つの位置合わせマークは、第1レベ
ルに位置決めされており、また四つの位置合わせマーク
は、第2レベルに位置決めされている請求項1記載の装
置。 - 【請求項11】 二つの異なったレベル間の距離は、タ
ーゲット表面によって限定された面からの位置合わせマ
ークの距離のオーダとなっている請求項1記載の装置。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005039254A (ja) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Ims-Ionen Mikrofabrikations Systeme Gmbh | 超高および超低運動イオン・エネルギーによるターゲットのイオン照射 |
JP2007071839A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Ishizuka Glass Co Ltd | 薄膜評価用基準基板及び薄膜評価方法 |
JP2008521221A (ja) * | 2004-11-17 | 2008-06-19 | イーエムエス ナノファブリカツィオン アーゲー | 粒子ビーム露光装置のためのパターンロック装置 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6553562B2 (en) * | 2001-05-04 | 2003-04-22 | Asml Masktools B.V. | Method and apparatus for generating masks utilized in conjunction with dipole illumination techniques |
EP1777728A1 (en) * | 2005-10-20 | 2007-04-25 | Carl Zeiss SMS GmbH | Lithography system |
NL2001369C2 (nl) * | 2007-03-29 | 2010-06-14 | Ims Nanofabrication Ag | Werkwijze voor maskerloze deeltjesbundelbelichting. |
CN103035547B (zh) * | 2011-09-29 | 2015-04-01 | 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 | 检测标记的设备和方法以及半导体器件加工*** |
US9726984B2 (en) * | 2013-07-09 | 2017-08-08 | Kla-Tencor Corporation | Aperture alignment in scatterometry metrology systems |
JP6293435B2 (ja) | 2013-08-08 | 2018-03-14 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6464216A (en) * | 1987-06-02 | 1989-03-10 | Ims Ionen Mikrofab Syst | Apparatus for performing alignment and arrangement of images focused on substrate of structure on mask and ion projection lithography apparatus |
JPH01193685A (ja) * | 1988-01-28 | 1989-08-03 | Toshiba Mach Co Ltd | 荷電ビーム入射角測定方法 |
JPH0668831A (ja) * | 1992-08-18 | 1994-03-11 | Jeol Ltd | 走査電子顕微鏡などの反射電子検出器 |
JPH06235800A (ja) * | 1993-02-08 | 1994-08-23 | Mitsutoyo Corp | 電子線描画装置 |
JPH08172041A (ja) * | 1994-12-19 | 1996-07-02 | Hitachi Ltd | 電子線描画装置 |
JPH11191529A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-13 | Nikon Corp | 荷電ビーム露光方法 |
JPH11204408A (ja) * | 1998-01-16 | 1999-07-30 | Advantest Corp | 電子ビーム露光装置における電子ビーム入射角測定方法及びそれを利用した露光方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT391772B (de) * | 1986-05-16 | 1990-11-26 | Ims Ionen Mikrofab Syst | Anordnung zum positionieren der abbildung der struktur einer maske auf ein substrat |
ATE171812T1 (de) * | 1988-06-01 | 1998-10-15 | Ims Ionen Mikrofab Syst | Ionenstrahllithographie |
US5365072A (en) * | 1993-08-30 | 1994-11-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Repositionable substrate for microscopes |
JPH08274020A (ja) * | 1995-02-13 | 1996-10-18 | Ims Ionen Mikrofab Syst Gmbh | 荷電粒子による投影リソグラフィー装置 |
US6437347B1 (en) * | 1999-04-13 | 2002-08-20 | International Business Machines Corporation | Target locking system for electron beam lithography |
-
2001
- 2001-09-10 US US09/950,140 patent/US6661015B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-09-11 GB GB0122003A patent/GB2369240B/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-09-12 JP JP2001276043A patent/JP4966461B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6464216A (en) * | 1987-06-02 | 1989-03-10 | Ims Ionen Mikrofab Syst | Apparatus for performing alignment and arrangement of images focused on substrate of structure on mask and ion projection lithography apparatus |
JPH01193685A (ja) * | 1988-01-28 | 1989-08-03 | Toshiba Mach Co Ltd | 荷電ビーム入射角測定方法 |
JPH0668831A (ja) * | 1992-08-18 | 1994-03-11 | Jeol Ltd | 走査電子顕微鏡などの反射電子検出器 |
JPH06235800A (ja) * | 1993-02-08 | 1994-08-23 | Mitsutoyo Corp | 電子線描画装置 |
JPH08172041A (ja) * | 1994-12-19 | 1996-07-02 | Hitachi Ltd | 電子線描画装置 |
JPH11191529A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-13 | Nikon Corp | 荷電ビーム露光方法 |
JPH11204408A (ja) * | 1998-01-16 | 1999-07-30 | Advantest Corp | 電子ビーム露光装置における電子ビーム入射角測定方法及びそれを利用した露光方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005039254A (ja) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Ims-Ionen Mikrofabrikations Systeme Gmbh | 超高および超低運動イオン・エネルギーによるターゲットのイオン照射 |
JP4560712B2 (ja) * | 2003-07-18 | 2010-10-13 | イーエムエス ナノファブリカツィオン アーゲー | 超高および超低運動イオン・エネルギーによるターゲットのイオン照射 |
JP2008521221A (ja) * | 2004-11-17 | 2008-06-19 | イーエムエス ナノファブリカツィオン アーゲー | 粒子ビーム露光装置のためのパターンロック装置 |
JP2007071839A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Ishizuka Glass Co Ltd | 薄膜評価用基準基板及び薄膜評価方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB0122003D0 (en) | 2001-10-31 |
GB2369240B (en) | 2002-10-23 |
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GB2369240A (en) | 2002-05-22 |
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