JP3405671B2 - 電子ビーム描画装置及びマーク位置の検出方法 - Google Patents
電子ビーム描画装置及びマーク位置の検出方法Info
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- JP3405671B2 JP3405671B2 JP30592397A JP30592397A JP3405671B2 JP 3405671 B2 JP3405671 B2 JP 3405671B2 JP 30592397 A JP30592397 A JP 30592397A JP 30592397 A JP30592397 A JP 30592397A JP 3405671 B2 JP3405671 B2 JP 3405671B2
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- electron beam
- mark
- axis direction
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アライメントを行
うためのマーク位置の検出を行う手段を具備する電子ビ
ーム描画装置及びマーク位置の検出方法に関する。
うためのマーク位置の検出を行う手段を具備する電子ビ
ーム描画装置及びマーク位置の検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電子ビーム露光におけるアライメント調
整に際し、基板上に形成された凹凸マークに対して電子
ビームを走査し、反射電子の信号強度分布から検出され
る凹凸マークの中心位置を用いてアライメント調整を行
う方法が一般的に行われている。
整に際し、基板上に形成された凹凸マークに対して電子
ビームを走査し、反射電子の信号強度分布から検出され
る凹凸マークの中心位置を用いてアライメント調整を行
う方法が一般的に行われている。
【0003】近年、パターンサイズの微細化に伴い、基
板上の段差を滅らすため化学的機械研磨(CMP)を用
いて表面の平坦化を行った後、リソグラフィを行うこと
が提案されている。表面の平坦化を行うとマーク段差が
埋め込まれてしまい、マーク上にビームを走査しても十
分な反射電子信号の強度差を得る事ができず、SN比が
悪いという問題があった。
板上の段差を滅らすため化学的機械研磨(CMP)を用
いて表面の平坦化を行った後、リソグラフィを行うこと
が提案されている。表面の平坦化を行うとマーク段差が
埋め込まれてしまい、マーク上にビームを走査しても十
分な反射電子信号の強度差を得る事ができず、SN比が
悪いという問題があった。
【0004】この問題に対し、特開平6−252025
号には、マーク段差に重金属を埋め込み、マーク部での
電子の反射強度を上げる技術が開示されている。しかし
ながら、このような方法では、マークを作成するための
工程が増加する等の問題が生じる。また、特開平4−1
11419号には、マーク段差に埋め込まれたレジスト
をマークの検出前に除去する技術が開示されているが、
マーク段差内の物質を除去する場合にも、同様に工程数
の増加を引き起こすという問題があった。
号には、マーク段差に重金属を埋め込み、マーク部での
電子の反射強度を上げる技術が開示されている。しかし
ながら、このような方法では、マークを作成するための
工程が増加する等の問題が生じる。また、特開平4−1
11419号には、マーク段差に埋め込まれたレジスト
をマークの検出前に除去する技術が開示されているが、
マーク段差内の物質を除去する場合にも、同様に工程数
の増加を引き起こすという問題があった。
【0005】ところで、最近では光ステッパ用のマーク
の位置を電子ビームを用いて検出して、アライメント調
整を行う試みがなされている。例えば、チップ内の2ヶ
所に配置された数μm幅のライン&スペースの位置合わ
せマークに対し、電子ビームを走査することによって、
二つのマークの中心位置をそれぞれ検出してアライメン
ト調整を行う技術が発表されている(平成8年春季応用
物理講演会:講演番号26a−SWZ−15)。
の位置を電子ビームを用いて検出して、アライメント調
整を行う試みがなされている。例えば、チップ内の2ヶ
所に配置された数μm幅のライン&スペースの位置合わ
せマークに対し、電子ビームを走査することによって、
二つのマークの中心位置をそれぞれ検出してアライメン
ト調整を行う技術が発表されている(平成8年春季応用
物理講演会:講演番号26a−SWZ−15)。
【0006】光ステッパ用の位置合わせマークには、ラ
イン&スペースだけではなく、図8(a)に示すよう
に、複数の島状のホールパターン81がマトリクス配置
されて構成された位置合わせマーク80の場合もある。
位置合わせマーク80に対して電子ビームを走査する
と、電子ビーム23がホールパターン81間を通過する
確率が大きいので、マークの位置を検出することが難し
かった。
イン&スペースだけではなく、図8(a)に示すよう
に、複数の島状のホールパターン81がマトリクス配置
されて構成された位置合わせマーク80の場合もある。
位置合わせマーク80に対して電子ビームを走査する
と、電子ビーム23がホールパターン81間を通過する
確率が大きいので、マークの位置を検出することが難し
かった。
【0007】上述した問題の対策として、特開平2−1
32818号には、マーク上にビームを走査させて反射
電子が検出されなかった場合には、ビーム走査位置を任
意の距離ずらして、マーク検出を行う技術が提案されて
いる。しかしながら、この方法でも、最適な位置でマー
クを検出することができる確率が依然として小さいとい
う問題がある。また、ビームをずらす距離を小さくすれ
ば、最適な位置を見つけることができるが、依然として
マーク検出に時間がかかるとの問題があった。
32818号には、マーク上にビームを走査させて反射
電子が検出されなかった場合には、ビーム走査位置を任
意の距離ずらして、マーク検出を行う技術が提案されて
いる。しかしながら、この方法でも、最適な位置でマー
クを検出することができる確率が依然として小さいとい
う問題がある。また、ビームをずらす距離を小さくすれ
ば、最適な位置を見つけることができるが、依然として
マーク検出に時間がかかるとの問題があった。
【0008】また、図13に示すように、ホールパター
ン81の配列方向に対して電子ビーム101の走査領域
102が傾いている場合、走査領域が島状パターンを通
過しないことがあるという問題があった。従って、得ら
れた信号波形からマークの中心を求めることができない
という問題があった。
ン81の配列方向に対して電子ビーム101の走査領域
102が傾いている場合、走査領域が島状パターンを通
過しないことがあるという問題があった。従って、得ら
れた信号波形からマークの中心を求めることができない
という問題があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の電子ビーム描画における位置合わせ方法では、位
置合わせマーク上に平坦化された膜が形成されている場
合、段差がなくなるためにSN比が悪いという問題があ
った。また、島状パターンがマトリクス配置された位置
合わせマークの場合、正確に島状パターン上を走査する
ことが困難で、確実にマークを検出することが困難であ
るという問題があった。
従来の電子ビーム描画における位置合わせ方法では、位
置合わせマーク上に平坦化された膜が形成されている場
合、段差がなくなるためにSN比が悪いという問題があ
った。また、島状パターンがマトリクス配置された位置
合わせマークの場合、正確に島状パターン上を走査する
ことが困難で、確実にマークを検出することが困難であ
るという問題があった。
【0010】本発明の目的は、マーク上に平坦化された
膜が形成されている場合でもSN比の高い信号波形を得
ることができ、高速,高精度な位置合わせが可能で、且
つ矩形パターンがマトリクス配置された位置合わせマー
クであっても確実にマークの検出を行うことができる電
子ビーム描画装置及びマーク位置の検出方法を提供する
ことにある。
膜が形成されている場合でもSN比の高い信号波形を得
ることができ、高速,高精度な位置合わせが可能で、且
つ矩形パターンがマトリクス配置された位置合わせマー
クであっても確実にマークの検出を行うことができる電
子ビーム描画装置及びマーク位置の検出方法を提供する
ことにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】[構成]本発明は、上記
目的を達成するために以下のように構成されている。 (1) 本発明(請求項1)は、被露光物に設けられ、
x軸方向の幅がWm である矩形が1本以上設けられた位
置合わせマークに対して電子ビームを走査し、該被露光
物からの反射電子若しくは2次電子からなる電子信号の
分布から、該マークの位置を検出する電子ビーム描画装
置であって、前記電子ビームのx軸方向の幅aをWm /
mに,且つy軸方向の高さをbに成形して、前記位置合
わせマークを含む領域に対して前記電子ビームをx軸方
向に走査し、該電子ビームの照射位置(x,y)での前
記電子信号S(x,y) を測定する検出部と、位置(x,
y)について、加算信号
目的を達成するために以下のように構成されている。 (1) 本発明(請求項1)は、被露光物に設けられ、
x軸方向の幅がWm である矩形が1本以上設けられた位
置合わせマークに対して電子ビームを走査し、該被露光
物からの反射電子若しくは2次電子からなる電子信号の
分布から、該マークの位置を検出する電子ビーム描画装
置であって、前記電子ビームのx軸方向の幅aをWm /
mに,且つy軸方向の高さをbに成形して、前記位置合
わせマークを含む領域に対して前記電子ビームをx軸方
向に走査し、該電子ビームの照射位置(x,y)での前
記電子信号S(x,y) を測定する検出部と、位置(x,
y)について、加算信号
【0012】
【数7】
を演算し、加算信号の分布を求める演算部と、前記加算
信号の分布に基づいて前記位置合わせマークの位置を検
出するマーク位置検出部とを具備してなることを特徴と
する。 (2) 本発明(請求項2)は、被露光物に設けられ、
x軸方向の幅がWm である矩形パターンがx軸方向にP
m のピッチ,且つy軸方向にPh のピッチでマトリクス
配置された位置合わせマークに対して位置合わせマーク
に対して電子ビームを走査し、該被露光物からの反射電
子若しくは2次電子からなる電子信号の分布から、該マ
ークの位置を検出する電子ビーム描画装置であって、前
記電子ビームのx軸方向の幅をaに、且つy軸方向の高
さbをPh /nに成形して、前記位置合わせマークを含
む領域に対して前記電子ビームをx軸方向に走査し、該
電子ビームの照射位置(x,y)での前記電子信号S
(x,y) を測定する検出部と、位置(x,y)について、
加算信号
信号の分布に基づいて前記位置合わせマークの位置を検
出するマーク位置検出部とを具備してなることを特徴と
する。 (2) 本発明(請求項2)は、被露光物に設けられ、
x軸方向の幅がWm である矩形パターンがx軸方向にP
m のピッチ,且つy軸方向にPh のピッチでマトリクス
配置された位置合わせマークに対して位置合わせマーク
に対して電子ビームを走査し、該被露光物からの反射電
子若しくは2次電子からなる電子信号の分布から、該マ
ークの位置を検出する電子ビーム描画装置であって、前
記電子ビームのx軸方向の幅をaに、且つy軸方向の高
さbをPh /nに成形して、前記位置合わせマークを含
む領域に対して前記電子ビームをx軸方向に走査し、該
電子ビームの照射位置(x,y)での前記電子信号S
(x,y) を測定する検出部と、位置(x,y)について、
加算信号
【0013】
【数8】
を演算し、加算信号の分布を求める演算部と、前記加算
信号の分布に基づいて前記位置合わせマークの位置を検
出するマーク位置検出部とを具備してなることを特徴と
する。 (3) 本発明(請求項3)は、被露光物に設けられ、
x軸方向の幅がWm である矩形パターンがx軸方向にP
m のピッチ,且つy軸方向にPh のピッチでマトリクス
配置された位置合わせマークに対して電子ビームを走査
し、該被露光物からの反射電子若しくは2次電子からな
る電子信号の分布から、該マークの位置の検出を行う電
子ビーム描画装置であって、前記電子ビームのx軸方向
の幅aをWm /mに、且つy軸方向の高さbをPh /n
に成形して、前記位置合わせマークを含む領域に対して
前記電子ビームをx軸方向に走査し、該電子ビームの照
射位置(x,y)での前記電子信号S(x,y) を測定する
検出部と、位置(x,y)について、加算信号
信号の分布に基づいて前記位置合わせマークの位置を検
出するマーク位置検出部とを具備してなることを特徴と
する。 (3) 本発明(請求項3)は、被露光物に設けられ、
x軸方向の幅がWm である矩形パターンがx軸方向にP
m のピッチ,且つy軸方向にPh のピッチでマトリクス
配置された位置合わせマークに対して電子ビームを走査
し、該被露光物からの反射電子若しくは2次電子からな
る電子信号の分布から、該マークの位置の検出を行う電
子ビーム描画装置であって、前記電子ビームのx軸方向
の幅aをWm /mに、且つy軸方向の高さbをPh /n
に成形して、前記位置合わせマークを含む領域に対して
前記電子ビームをx軸方向に走査し、該電子ビームの照
射位置(x,y)での前記電子信号S(x,y) を測定する
検出部と、位置(x,y)について、加算信号
【0014】
【数9】
を演算し、加算信号の分布を求める演算部と、前記加算
信号の分布に基づいて前記位置合わせマークの位置を検
出するマーク位置検出部とを具備してなることを特徴と
する。 (4) 本発明(請求項4)は、被露光物に設けられ、
x軸方向の幅がWm である矩形が1本以上設けられた位
置合わせマークに対して電子ビームを走査し、該被露光
物からの反射電子若しくは2次電子からなる電子信号の
分布から、該マークの位置を検出するマーク位置の検出
方法であって、前記電子ビームのx軸方向の幅aをWm
/mに成形して、前記位置合わせマークを含む領域に対
して該電子ビームをx軸方向に走査しつつ、該電子ビー
ムの照射位置(x,y)での前記電子信号S(x,y) を測
定するステップと、位置(x,y)について、加算信号
信号の分布に基づいて前記位置合わせマークの位置を検
出するマーク位置検出部とを具備してなることを特徴と
する。 (4) 本発明(請求項4)は、被露光物に設けられ、
x軸方向の幅がWm である矩形が1本以上設けられた位
置合わせマークに対して電子ビームを走査し、該被露光
物からの反射電子若しくは2次電子からなる電子信号の
分布から、該マークの位置を検出するマーク位置の検出
方法であって、前記電子ビームのx軸方向の幅aをWm
/mに成形して、前記位置合わせマークを含む領域に対
して該電子ビームをx軸方向に走査しつつ、該電子ビー
ムの照射位置(x,y)での前記電子信号S(x,y) を測
定するステップと、位置(x,y)について、加算信号
【0015】
【数10】
を順次演算し、加算信号の分布を求めるステップと、前
記加算信号の分布に基づいて前記位置合わせマークの位
置を検出するステップとを含む事を特徴とする。 (5) 本発明(請求項5)は、被露光物に設けられ、
x軸方向の幅がWm である矩形パターンがx軸方向にP
m のピッチ,且つy軸方向にPh のピッチでマトリクス
配置された位置合わせマークに対して電子ビームを走査
し、該被露光物からの反射電子若しくは2次電子からな
る電子信号の分布から、該マークの位置の検出を行うマ
ーク位置の検出方法であって、前記電子ビームのx軸方
向の幅をaに、且つy軸方向の高さbをPh /nに成形
して、前記位置合わせマークを含む領域に対して該電子
ビームをx軸方向に走査しつつ、該電子ビームの照射位
置(x,y)での前記電子信号S(x,y) を測定するビー
ム走査を、走査開始点をy軸方向にbずらしてn本行う
ステップと、位置(x,y)について、加算信号
記加算信号の分布に基づいて前記位置合わせマークの位
置を検出するステップとを含む事を特徴とする。 (5) 本発明(請求項5)は、被露光物に設けられ、
x軸方向の幅がWm である矩形パターンがx軸方向にP
m のピッチ,且つy軸方向にPh のピッチでマトリクス
配置された位置合わせマークに対して電子ビームを走査
し、該被露光物からの反射電子若しくは2次電子からな
る電子信号の分布から、該マークの位置の検出を行うマ
ーク位置の検出方法であって、前記電子ビームのx軸方
向の幅をaに、且つy軸方向の高さbをPh /nに成形
して、前記位置合わせマークを含む領域に対して該電子
ビームをx軸方向に走査しつつ、該電子ビームの照射位
置(x,y)での前記電子信号S(x,y) を測定するビー
ム走査を、走査開始点をy軸方向にbずらしてn本行う
ステップと、位置(x,y)について、加算信号
【0016】
【数11】
を順次演算し、加算信号の分布を求めるステップと、前
記加算信号の分布に基づいて前記位置合わせマークの位
置を検出するステップとを含む事を特徴とする。 (6) 本発明(請求項6)は、被露光物に設けられ、
x軸方向の幅がWm である矩形パターンがx軸方向にP
m のピッチ,且つx軸方向にPh のピッチでマトリクス
配置された位置合わせマークに対して電子ビームを走査
し、該被露光物からの反射電子若しくは2次電子からな
る電子信号の分布から、該マークの位置を検出するマー
ク位置の検出方法であって、前記電子ビームのx軸方向
の幅aをWm /mに、且つy軸方向の高さbをPh /n
に成形して、前記位置合わせマークを含む領域に対して
該電子ビームをx軸方向に走査しつつ、該電子ビームの
照射位置(x,y)での前記電子信号S(x,y) を測定す
るビーム走査を、走査開始点をy軸方向にbずらしてn
本行うステップと、位置(x,y)について、加算信号
記加算信号の分布に基づいて前記位置合わせマークの位
置を検出するステップとを含む事を特徴とする。 (6) 本発明(請求項6)は、被露光物に設けられ、
x軸方向の幅がWm である矩形パターンがx軸方向にP
m のピッチ,且つx軸方向にPh のピッチでマトリクス
配置された位置合わせマークに対して電子ビームを走査
し、該被露光物からの反射電子若しくは2次電子からな
る電子信号の分布から、該マークの位置を検出するマー
ク位置の検出方法であって、前記電子ビームのx軸方向
の幅aをWm /mに、且つy軸方向の高さbをPh /n
に成形して、前記位置合わせマークを含む領域に対して
該電子ビームをx軸方向に走査しつつ、該電子ビームの
照射位置(x,y)での前記電子信号S(x,y) を測定す
るビーム走査を、走査開始点をy軸方向にbずらしてn
本行うステップと、位置(x,y)について、加算信号
【0017】
【数12】
を順次演算し、加算信号の分布を求めるステップと、前
記加算信号の分布に基づいて前記位置合わせマークの位
置を検出するステップとを含む事を特徴とする。
記加算信号の分布に基づいて前記位置合わせマークの位
置を検出するステップとを含む事を特徴とする。
【0018】[作用]本発明は、上記構成によって以下
の作用・効果を有する。本発明によれば、ビーム位置
(x,y)での信号にビーム位置(x+Nx・a,y+
Ny・b)(Nx,Nyは0以上の整数)の信号を加算
する処理を行う。加算処理により、幅(Nx +1)×a
で高さ(Ny +1)×bのビームで走査したのと同等の
反射電子信号を得る事ができる。
の作用・効果を有する。本発明によれば、ビーム位置
(x,y)での信号にビーム位置(x+Nx・a,y+
Ny・b)(Nx,Nyは0以上の整数)の信号を加算
する処理を行う。加算処理により、幅(Nx +1)×a
で高さ(Ny +1)×bのビームで走査したのと同等の
反射電子信号を得る事ができる。
【0019】例えば、図14(a)に示すように、ビー
ム幅aをマーク114の幅Wm の1/3にし、あるビー
ム位置111での信号に112,113に示すビーム位
置の信号を加算すれば、幅3・a(=Wm )の仮想的な
電子ビームで走査したのと同じことになる。
ム幅aをマーク114の幅Wm の1/3にし、あるビー
ム位置111での信号に112,113に示すビーム位
置の信号を加算すれば、幅3・a(=Wm )の仮想的な
電子ビームで走査したのと同じことになる。
【0020】従って、マーク幅が最大電子ビームサイズ
より大きい場合でも、マーク幅と同じビーム幅でマーク
検出をしたのと同等な反射電子信号が得ることができ
る。また、位置合わせマーク上に厚い膜が成膜され且つ
表面が平坦化されて基板段差がない場合でも、図14
(b)に示すように、大きな信号強度を得ることが可能
となり、SN比が向上し、高精度なマーク位置検出が可
能となる。
より大きい場合でも、マーク幅と同じビーム幅でマーク
検出をしたのと同等な反射電子信号が得ることができ
る。また、位置合わせマーク上に厚い膜が成膜され且つ
表面が平坦化されて基板段差がない場合でも、図14
(b)に示すように、大きな信号強度を得ることが可能
となり、SN比が向上し、高精度なマーク位置検出が可
能となる。
【0021】また、複数の矩形パターンがマトリクス配
置された位置合わせマークの場合、仮想的なビームの高
さをピッチ幅Pm にする。すると、矩形パターンと矩形
パターンとの間をビームが通過することがないので、確
実に検出を行うことができる。また、ビームの走査方向
に垂直な方向において、仮想的なビームと矩形の重なり
あう面積が常に一定となる。この結果、ビーム走査方向
がマークに対して傾いていた場合でも、確実にマーク位
置を検出することができるようになる。
置された位置合わせマークの場合、仮想的なビームの高
さをピッチ幅Pm にする。すると、矩形パターンと矩形
パターンとの間をビームが通過することがないので、確
実に検出を行うことができる。また、ビームの走査方向
に垂直な方向において、仮想的なビームと矩形の重なり
あう面積が常に一定となる。この結果、ビーム走査方向
がマークに対して傾いていた場合でも、確実にマーク位
置を検出することができるようになる。
【0022】また、複数の矩形パターンがマトリクス配
置された位置合わせマークの場合、仮想的なビームの幅
を矩形の幅Wm に,且つ高さをピッチ幅Pm にする。す
ると、上記効果に加え、大きな信号強度を得ることが可
能となり、SN比が向上し、高精度なマーク位置検出が
可能となる。
置された位置合わせマークの場合、仮想的なビームの幅
を矩形の幅Wm に,且つ高さをピッチ幅Pm にする。す
ると、上記効果に加え、大きな信号強度を得ることが可
能となり、SN比が向上し、高精度なマーク位置検出が
可能となる。
【0023】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。 [第1実施形態]図1は、本発明の第1実施形態に係わ
る電子ビーム描画装置の概略構成を示す図である。
を参照して説明する。 [第1実施形態]図1は、本発明の第1実施形態に係わ
る電子ビーム描画装置の概略構成を示す図である。
【0024】EOS鏡筒10内に電子銃11、電子銃1
1から照射された電子ビーム12の成形及び偏向を行う
ビーム偏向系13が格納されている。ビーム偏向系13
に接続されているビーム偏向回路41によって、電子ビ
ームの形状、照射位置が制御される。
1から照射された電子ビーム12の成形及び偏向を行う
ビーム偏向系13が格納されている。ビーム偏向系13
に接続されているビーム偏向回路41によって、電子ビ
ームの形状、照射位置が制御される。
【0025】鏡筒10に接続された試料室20内に、上
部に6インチSiウエハ30が載置され、平面内を移動
するステージ21が設置されている。ステージ21は、
ステージ制御回路43によって、その移動が制御され
る。試料室20内にウェハ30からの反射電子や2次電
子等の電子量を検出するための電子検出器22が設置さ
れている。電子検出器22の検出信号は検出回路42に
入力されている。
部に6インチSiウエハ30が載置され、平面内を移動
するステージ21が設置されている。ステージ21は、
ステージ制御回路43によって、その移動が制御され
る。試料室20内にウェハ30からの反射電子や2次電
子等の電子量を検出するための電子検出器22が設置さ
れている。電子検出器22の検出信号は検出回路42に
入力されている。
【0026】また、試料室20内には、ウェハ30のグ
ローバルアライメントを行うためのTVカメラ45が設
置されている。このTVカメラ45は、位置合わせマー
クの画像を取り込んで、ステージ21上のウェハ位置・
回転を求めるためのもので、画像信号は画像処理回路4
6を通してアライメント処理部51に接続されている。
ローバルアライメントを行うためのTVカメラ45が設
置されている。このTVカメラ45は、位置合わせマー
クの画像を取り込んで、ステージ21上のウェハ位置・
回転を求めるためのもので、画像信号は画像処理回路4
6を通してアライメント処理部51に接続されている。
【0027】ビーム偏向回路41、検出回路42及びス
テージ制御回路43は、制御計算機50内のアライメン
ト処理部51に接続されている。また、制御計算機50
にデータ入力部44が接続されている。
テージ制御回路43は、制御計算機50内のアライメン
ト処理部51に接続されている。また、制御計算機50
にデータ入力部44が接続されている。
【0028】なお、本装置の最大ビームサイズは2μm
で、加速電圧50kVである。Siウェハ30には、図
2(a)に示すように、チップ31が複数個形成されて
いる。チップ31には、図2(b)に示すように、幅4
μmのx軸検出用ライン33とy軸検出用ライン34と
が直交配置された十字型マーク32が形成されている。
十字型マーク32は、図2(c)の断面図に示すよう
に、Siウェハ30にRIE法を用いて形成された深さ
0.5μmの溝である。
で、加速電圧50kVである。Siウェハ30には、図
2(a)に示すように、チップ31が複数個形成されて
いる。チップ31には、図2(b)に示すように、幅4
μmのx軸検出用ライン33とy軸検出用ライン34と
が直交配置された十字型マーク32が形成されている。
十字型マーク32は、図2(c)の断面図に示すよう
に、Siウェハ30にRIE法を用いて形成された深さ
0.5μmの溝である。
【0029】本装置における位置合わせ方法を図3のフ
ローチャートを用いて説明する。先ず、ウエハ30上の
チップ31のレイアウト情報、並びにチップ31内の十
字型マーク32の位置,及びマーク32の平面及び凹凸
形状等のマーク情報をデータ入力部44を通して、制御
計算機50に入力する(ステップS1)。
ローチャートを用いて説明する。先ず、ウエハ30上の
チップ31のレイアウト情報、並びにチップ31内の十
字型マーク32の位置,及びマーク32の平面及び凹凸
形状等のマーク情報をデータ入力部44を通して、制御
計算機50に入力する(ステップS1)。
【0030】次いで、アライメント処理部51は、入力
されたマーク情報に基づき、ウエハ30に対して照射す
る電子ビーム12のビームの幅aと高さbを決定する
(ステップS2)。なお、幅は電子ビーム12の走査方
向に対して平行な方向の長さ、高さは電子ビーム12の
走査方向に対して垂直な方向の長さである。
されたマーク情報に基づき、ウエハ30に対して照射す
る電子ビーム12のビームの幅aと高さbを決定する
(ステップS2)。なお、幅は電子ビーム12の走査方
向に対して平行な方向の長さ、高さは電子ビーム12の
走査方向に対して垂直な方向の長さである。
【0031】チップ31に形成されているx軸及びy軸
検出用ライン33,34の幅はそれぞれ4μmであり、
本装置の最大ビームサイズが2μmであることから、電
子ビーム12の幅aを、ライン33,34の幅Wm の1
/2である2μmとした。また、電子ビームの高さbを
幅aと同じ2μmtした。
検出用ライン33,34の幅はそれぞれ4μmであり、
本装置の最大ビームサイズが2μmであることから、電
子ビーム12の幅aを、ライン33,34の幅Wm の1
/2である2μmとした。また、電子ビームの高さbを
幅aと同じ2μmtした。
【0032】次いで、ウェハ30のエッジを検出し、ウ
ェハ30の中心位置を求める。そして、予め指定した2
ヶ所のチップ31の十字型マーク32をTVカメラ45
で読み込み、2ヶ所の十字型マーク32の傾きと位置か
らウエハ30の面内の傾き及び位置を検出する。アライ
メント処理部51は、入力されたチップレイアウト情報
及びマーク情報,並びに求められたウェハ30の中心位
置及び傾きを基に、チップ31に形成されたマーク32
の位置を計算する(ステップS3)。
ェハ30の中心位置を求める。そして、予め指定した2
ヶ所のチップ31の十字型マーク32をTVカメラ45
で読み込み、2ヶ所の十字型マーク32の傾きと位置か
らウエハ30の面内の傾き及び位置を検出する。アライ
メント処理部51は、入力されたチップレイアウト情報
及びマーク情報,並びに求められたウェハ30の中心位
置及び傾きを基に、チップ31に形成されたマーク32
の位置を計算する(ステップS3)。
【0033】そして、マーク位置の計算結果に基づき、
ステージ21を動かし、鏡筒10直下にマーク32を移
動させる(ステップS4)。次いで、図4(a)に示す
ように、ビーム偏向回路41及びビーム偏向系13を用
いて、十字型マーク32のx軸検出用ライン33を含む
領域に対して電子ビーム12をx軸方向に0.02μm
のピッチで走査し、反射電子を電子検出器22で検出す
る。そして、電子検出器22で検出された信号を、検出
回路42で対応する電圧信号に変換し、数値データとし
てアライメント処理部51に出力する(ステップS
5)。電子ビームを走査して得られた信号分布の波形
を、図4(b)に示す。図4(a)において、横軸はビ
ーム走査位置を示し、縦軸は反射電子信号強度を示す。
ステージ21を動かし、鏡筒10直下にマーク32を移
動させる(ステップS4)。次いで、図4(a)に示す
ように、ビーム偏向回路41及びビーム偏向系13を用
いて、十字型マーク32のx軸検出用ライン33を含む
領域に対して電子ビーム12をx軸方向に0.02μm
のピッチで走査し、反射電子を電子検出器22で検出す
る。そして、電子検出器22で検出された信号を、検出
回路42で対応する電圧信号に変換し、数値データとし
てアライメント処理部51に出力する(ステップS
5)。電子ビームを走査して得られた信号分布の波形
を、図4(b)に示す。図4(a)において、横軸はビ
ーム走査位置を示し、縦軸は反射電子信号強度を示す。
【0034】次いで、アライメント処理部51では、ビ
ーム照射位置(x,y)で得られた反射電子信号につい
て、電子ビーム12の幅a離れた位置での反射電子信号
を加算した加算信号を順次求め、加算信号の分布を求め
る(ステップS6)。つまり、本装置では、位置(x,
y)での反射電子信号S(x,y) と位置(x+a,y)の
反射電子信号S(x+a,y) とを加算し、ビーム位置(x,
y)での加算信号Sadd(x,y)を計算する。
ーム照射位置(x,y)で得られた反射電子信号につい
て、電子ビーム12の幅a離れた位置での反射電子信号
を加算した加算信号を順次求め、加算信号の分布を求め
る(ステップS6)。つまり、本装置では、位置(x,
y)での反射電子信号S(x,y) と位置(x+a,y)の
反射電子信号S(x+a,y) とを加算し、ビーム位置(x,
y)での加算信号Sadd(x,y)を計算する。
【0035】この加算処理によって、最小の電子ビーム
サイズの2倍の幅、つまり幅4μmの電子ビームを用い
て走査した場合と同等な信号波形を得る事ができる。加
算処理の結果得られた信号波形を図4(c)に示す。こ
の信号波形では、ビーム左下を電子ビームの位置座標と
した場合、信号分布は、マークエッジAから−4μmの
位置A’で値が変化してマークエッジAで極小値をと
り、マークエッジB以降の位置で一定の値をとってい
る。
サイズの2倍の幅、つまり幅4μmの電子ビームを用い
て走査した場合と同等な信号波形を得る事ができる。加
算処理の結果得られた信号波形を図4(c)に示す。こ
の信号波形では、ビーム左下を電子ビームの位置座標と
した場合、信号分布は、マークエッジAから−4μmの
位置A’で値が変化してマークエッジAで極小値をと
り、マークエッジB以降の位置で一定の値をとってい
る。
【0036】次いで、信号分布から座標A及びBの中間
点を計算し、求められた中間点Cをx軸検出用ライン3
3の中心とした(ステップS7)。次いで、y軸検出用
ライン34に対して、ステップS5〜S7に示した工程
と同様に、y方向ライン34を用いて反射電子測定、加
算処理を行い、y方向ライン34の中心を求める(ステ
ップS8)。
点を計算し、求められた中間点Cをx軸検出用ライン3
3の中心とした(ステップS7)。次いで、y軸検出用
ライン34に対して、ステップS5〜S7に示した工程
と同様に、y方向ライン34を用いて反射電子測定、加
算処理を行い、y方向ライン34の中心を求める(ステ
ップS8)。
【0037】そして、x軸検出用ライン33とy軸検出
用ライン34との中心から十字形マーク32の位置を求
める。本実施形態によれば、ビームの幅をマーク幅4μ
mの1/2の大きさである2μmに成形し、位置(x,
y)での信号S(x,y) とビーム幅分離れた位置での信号
S(x+a,y) とを加算することにより、幅4μmの電子ビ
ームで走査した場合と同様な結果を得ることができる。
つまり、マーク幅が最大電子ビームサイズより大きい場
合でも、マーク幅と同じビーム幅でマーク検出をしたの
と同等な反射電子信号が得ることができる。
用ライン34との中心から十字形マーク32の位置を求
める。本実施形態によれば、ビームの幅をマーク幅4μ
mの1/2の大きさである2μmに成形し、位置(x,
y)での信号S(x,y) とビーム幅分離れた位置での信号
S(x+a,y) とを加算することにより、幅4μmの電子ビ
ームで走査した場合と同様な結果を得ることができる。
つまり、マーク幅が最大電子ビームサイズより大きい場
合でも、マーク幅と同じビーム幅でマーク検出をしたの
と同等な反射電子信号が得ることができる。
【0038】この結果、マーク検出によって得られる反
射電子信号のSN比が改善され、高精度なマーク位置検
出が可能となる。位置合わせマーク上に厚い膜が成膜さ
れ、且つ平坦化が行われて基板段差が小さい場合でも、
大きな信号強度を得ることが可能となり、SN比が向上
する。
射電子信号のSN比が改善され、高精度なマーク位置検
出が可能となる。位置合わせマーク上に厚い膜が成膜さ
れ、且つ平坦化が行われて基板段差が小さい場合でも、
大きな信号強度を得ることが可能となり、SN比が向上
する。
【0039】[第2実施形態]本実施形態では、幅Wm
を有する複数本の矩形が、ピッチ幅Pm で平行に配列さ
れた位置合わせマークの位置検出について説明する。
を有する複数本の矩形が、ピッチ幅Pm で平行に配列さ
れた位置合わせマークの位置検出について説明する。
【0040】試料としては6インチSiウエハを使用し
た。図5(a)に示すように、Siウエハに形成された
チップ31には、幅Wm =4μm、長さ70μmのライ
ン71が8μm(=Pm )ピッチで7本並んだライン&
スペース(L&S)型マーク70が形成されている。各
ライン71は、図5(b)に示すように、Siウエハ3
0に対しRIE法を用いて形成された深さ0.5μmの
溝である。L&S型マーク70は、図5(c)に示すよ
うに、10mm角のチップ31の縦及び横の辺の中心に
x軸検出用マーク70a、y軸検出用マーク70bが配
置されている。
た。図5(a)に示すように、Siウエハに形成された
チップ31には、幅Wm =4μm、長さ70μmのライ
ン71が8μm(=Pm )ピッチで7本並んだライン&
スペース(L&S)型マーク70が形成されている。各
ライン71は、図5(b)に示すように、Siウエハ3
0に対しRIE法を用いて形成された深さ0.5μmの
溝である。L&S型マーク70は、図5(c)に示すよ
うに、10mm角のチップ31の縦及び横の辺の中心に
x軸検出用マーク70a、y軸検出用マーク70bが配
置されている。
【0041】以下に、図6のフローチャートを用いて、
ライン&スペース状の位置合わせマークを用いた場合の
マーク位置の検出方法を説明する。なお、第1実施形態
で説明した電子ビーム描画装置を用いて位置合わせを行
った。
ライン&スペース状の位置合わせマークを用いた場合の
マーク位置の検出方法を説明する。なお、第1実施形態
で説明した電子ビーム描画装置を用いて位置合わせを行
った。
【0042】先ず、第1実施形態と同様にチップ31の
レイアウト情報及びマーク情報をデータ入力部を通し
て、制御計算機50に入力する(ステップS31)。次
いで、制御計算機50内のアライメント処理部51は、
入力されたレイアウト情報及びマーク情報に基づき、ウ
エハ30に対して照射する電子ビーム12のビームの幅
aと高さbを決定する(ステップS32)。L&S型マ
ーク70に形成されているライン71の幅が4μmであ
り、電子ビーム12の最大幅が2μmであることから、
電子ビーム12の幅aをライン幅Wm の1/2である2
μmとした。また、電子ビームの高さbを幅aと同じ2
μmとした。
レイアウト情報及びマーク情報をデータ入力部を通し
て、制御計算機50に入力する(ステップS31)。次
いで、制御計算機50内のアライメント処理部51は、
入力されたレイアウト情報及びマーク情報に基づき、ウ
エハ30に対して照射する電子ビーム12のビームの幅
aと高さbを決定する(ステップS32)。L&S型マ
ーク70に形成されているライン71の幅が4μmであ
り、電子ビーム12の最大幅が2μmであることから、
電子ビーム12の幅aをライン幅Wm の1/2である2
μmとした。また、電子ビームの高さbを幅aと同じ2
μmとした。
【0043】次いで、第1実施形態と同様に、ウエハ3
0の中心位置及び傾きを検出する。そして、アライメン
ト処理部51は、入力されたチップ31のレイアウト情
報及びマーク情報、並びに検出された中心位置及び傾き
に基づいて、マーク70の位置を計算する(ステップS
33)。そして、計算結果に基づき、ステージ21を動
かし、EOS鏡筒10の直下にx軸検出用マーク70a
を移動させる(ステップS34)。
0の中心位置及び傾きを検出する。そして、アライメン
ト処理部51は、入力されたチップ31のレイアウト情
報及びマーク情報、並びに検出された中心位置及び傾き
に基づいて、マーク70の位置を計算する(ステップS
33)。そして、計算結果に基づき、ステージ21を動
かし、EOS鏡筒10の直下にx軸検出用マーク70a
を移動させる(ステップS34)。
【0044】次いで、x軸検出用マーク70aに対し
て、2μm角の電子ビーム12を0.02μmピッチ
で、x軸方向に70μm走査し、反射電子信号を検出す
る(ステップS35)。この時の平均走査回数は16回
とした。検出結果を図7(a)に示す。図7(a)にお
いて、横軸はビーム走査位置を示し、縦軸は反射電子信
号強度を示す。
て、2μm角の電子ビーム12を0.02μmピッチ
で、x軸方向に70μm走査し、反射電子信号を検出す
る(ステップS35)。この時の平均走査回数は16回
とした。検出結果を図7(a)に示す。図7(a)にお
いて、横軸はビーム走査位置を示し、縦軸は反射電子信
号強度を示す。
【0045】次いで、反射電子信号の加算処理を行う
(ステップS36)。この加算処理では、位置(x,
y)での反射電子信号S(x,y) と位置(x+a,y)で
の反射電子信号S(x+a,y) とを加算し、ビーム位置
(x,y)での加算反射電子信号Sadd(x,y)を計算し
た。この加算処理を行った結果を、図7(b)に示す。
ここで、加算信号の最小値をとる位置は各ライン71の
左端の位置を示し、最大値をとる位置は各ライン71の
右端を示している。
(ステップS36)。この加算処理では、位置(x,
y)での反射電子信号S(x,y) と位置(x+a,y)で
の反射電子信号S(x+a,y) とを加算し、ビーム位置
(x,y)での加算反射電子信号Sadd(x,y)を計算し
た。この加算処理を行った結果を、図7(b)に示す。
ここで、加算信号の最小値をとる位置は各ライン71の
左端の位置を示し、最大値をとる位置は各ライン71の
右端を示している。
【0046】もし、仮想のビームの幅をラインの幅Wm
より大きくすると、SN比が悪くなる。また、仮想のビ
ームの幅をラインの幅Wm より小さくすると、最小値を
となる部分ができてしまい、ピークの判別が困難にな
る。
より大きくすると、SN比が悪くなる。また、仮想のビ
ームの幅をラインの幅Wm より小さくすると、最小値を
となる部分ができてしまい、ピークの判別が困難にな
る。
【0047】次いで、得られた加算信号の強度分布の7
個の信号強度のピーク位置を平均加算し、7本のライン
から構成されるx軸検出用マーク70aの中心位置を計
算する(ステップS37)。
個の信号強度のピーク位置を平均加算し、7本のライン
から構成されるx軸検出用マーク70aの中心位置を計
算する(ステップS37)。
【0048】次いで、ステージを動かしEOS鏡筒10
の直下にy軸検出用マーク70bを移動させた後、y軸
検出用マーク70bについても、ステップ25〜S27
と同様に、y軸検出用マーク70bを用いた反射電子測
定、加算処理を行い、y軸検出用マーク70bの中心を
求める(ステップS38)。
の直下にy軸検出用マーク70bを移動させた後、y軸
検出用マーク70bについても、ステップ25〜S27
と同様に、y軸検出用マーク70bを用いた反射電子測
定、加算処理を行い、y軸検出用マーク70bの中心を
求める(ステップS38)。
【0049】本実施形態によれば、マークを構成するラ
インの幅が4μmと最大ビームサイズ2μmより大きい
にもかかわらず、ライン幅4μmと同じビーム幅でマー
ク検出をした場合と同等な反射電子信号が得られるよう
になる。この結果、反射電子信号のSN比が大きくな
り、マーク位置を高精度に検出することができる。
インの幅が4μmと最大ビームサイズ2μmより大きい
にもかかわらず、ライン幅4μmと同じビーム幅でマー
ク検出をした場合と同等な反射電子信号が得られるよう
になる。この結果、反射電子信号のSN比が大きくな
り、マーク位置を高精度に検出することができる。
【0050】[第3実施形態]本実施形態では、幅W
m 、高さHm の大きさを持つ矩形パターンが、ピッチ幅
Pm ,Ph でマトリクス配置された位置合わせマークの
位置検出について説明する。
m 、高さHm の大きさを持つ矩形パターンが、ピッチ幅
Pm ,Ph でマトリクス配置された位置合わせマークの
位置検出について説明する。
【0051】図8(a)に示すように、本実施形態のマ
ーク80は、幅及び高さが4μmのホールバターン81
が8μmピッチで7×5個並んで構成されている。ホー
ルパターン81は、図8(b)に示すように、Siウエ
ハ30に対しRIE法を用いて形成された深さ0.5μ
mの孔である。マーク80は、10mm角のチップ31
の縦及び横の辺の中心に1個ずつ配置されている。
ーク80は、幅及び高さが4μmのホールバターン81
が8μmピッチで7×5個並んで構成されている。ホー
ルパターン81は、図8(b)に示すように、Siウエ
ハ30に対しRIE法を用いて形成された深さ0.5μ
mの孔である。マーク80は、10mm角のチップ31
の縦及び横の辺の中心に1個ずつ配置されている。
【0052】以下に、図9のフローチャートを用いて、
位置合わせマーク80を用いた場合のマーク位置の検出
方法を説明する。なお、第1実施形態で説明した電子ビ
ーム描画装置を用いて位置合わせを行った。
位置合わせマーク80を用いた場合のマーク位置の検出
方法を説明する。なお、第1実施形態で説明した電子ビ
ーム描画装置を用いて位置合わせを行った。
【0053】先ず、第1実施形態と同様に、レイアウト
情報、並びにマーク情報をデータ入力部44を通して、
制御計算機50に入力する(ステップS51)。次い
で、アライメント処理部51は、入力されたマーク情報
に基づき、ウエハ30に対して照射する電子ビーム12
のビームの幅と高さを決定する(ステップS52)。
情報、並びにマーク情報をデータ入力部44を通して、
制御計算機50に入力する(ステップS51)。次い
で、アライメント処理部51は、入力されたマーク情報
に基づき、ウエハ30に対して照射する電子ビーム12
のビームの幅と高さを決定する(ステップS52)。
【0054】マーク80を構成するホールパターン81
の大きさは、縦・横4μmであり、装置の最大ビームサ
イズが2μmであることから、電子ビーム12の幅をホ
ール幅の1/2である2μmとした。また、ホールパタ
ーン81の配置ピッチが8μmであることから、電子ビ
ーム12の高さを2μmとし、y軸方向に2μmずつず
らして4回の走査を行うことにした。
の大きさは、縦・横4μmであり、装置の最大ビームサ
イズが2μmであることから、電子ビーム12の幅をホ
ール幅の1/2である2μmとした。また、ホールパタ
ーン81の配置ピッチが8μmであることから、電子ビ
ーム12の高さを2μmとし、y軸方向に2μmずつず
らして4回の走査を行うことにした。
【0055】次いで、第1実施形態と同様に、ウエハ3
0の中心位置及び傾きを検出する。そして、アライメン
ト処理部51は、入力されたチップ31のレイアウト情
報及びマーク情報、並びに検出された中心位置及び傾き
に基づいて、マーク80の位置を計算する(ステップS
53)。そして、計算結果に基づいてステージ21を動
かし、鏡筒10の直下にマーク80を移動させる(ステ
ップS54)。
0の中心位置及び傾きを検出する。そして、アライメン
ト処理部51は、入力されたチップ31のレイアウト情
報及びマーク情報、並びに検出された中心位置及び傾き
に基づいて、マーク80の位置を計算する(ステップS
53)。そして、計算結果に基づいてステージ21を動
かし、鏡筒10の直下にマーク80を移動させる(ステ
ップS54)。
【0056】次いで、2μm角の電子ビーム12を0.
01μmピッチで、x軸方向に70μm走査して、反射
電子信号を検出する(ステップS55)。この時の平均
走査回数は16回とした。検出結果を図10(a)に示
す。図10(a)において、横軸は電子ビームの照射位
置を示し、縦軸は反射電子信号強度を示す。
01μmピッチで、x軸方向に70μm走査して、反射
電子信号を検出する(ステップS55)。この時の平均
走査回数は16回とした。検出結果を図10(a)に示
す。図10(a)において、横軸は電子ビームの照射位
置を示し、縦軸は反射電子信号強度を示す。
【0057】さらに、走査開始点をy軸方向に2μmず
つずらして電子ビームの走査及び反射電子の検出を3回
行い、計4回の電子ビームの走査を行う。次いで、反射
電子信号の信号処理を行う。この加算処理では、図11
に示すような位置(x,y)、(x+a,y)、(x,
y+b)、(x+a,y+b)、(x,y+2b)、
(x+a,y+2b)、(x,y+3b)及び(x+
a,y+3b)で得られた反射電子信号S(x,y) ,S
(x+a,y) ,S(x,y+b) ,S(x+a,y+b) ,S(x,y+2b),S
(x+a,y+2b),S(x,y+3b)及びS(x+a,y+3b)を加算し・ビ
ーム位置(x,y)での加算反射電子信号Sadd(x,y)を
計算した。この加算処理を行った後の信号波形を図10
(b)に示す。ここで、加算信号の最小値をとる位置は
各ホールパターン81の左端の位置を示し、最大値をと
る位置は各ホールパターン81の右端を示している。
つずらして電子ビームの走査及び反射電子の検出を3回
行い、計4回の電子ビームの走査を行う。次いで、反射
電子信号の信号処理を行う。この加算処理では、図11
に示すような位置(x,y)、(x+a,y)、(x,
y+b)、(x+a,y+b)、(x,y+2b)、
(x+a,y+2b)、(x,y+3b)及び(x+
a,y+3b)で得られた反射電子信号S(x,y) ,S
(x+a,y) ,S(x,y+b) ,S(x+a,y+b) ,S(x,y+2b),S
(x+a,y+2b),S(x,y+3b)及びS(x+a,y+3b)を加算し・ビ
ーム位置(x,y)での加算反射電子信号Sadd(x,y)を
計算した。この加算処理を行った後の信号波形を図10
(b)に示す。ここで、加算信号の最小値をとる位置は
各ホールパターン81の左端の位置を示し、最大値をと
る位置は各ホールパターン81の右端を示している。
【0058】そして、加算処理によって得られた信号強
度分布のビーク位置から各ホールパターン81の中心位
置を求め、さらに各ホールパターン81の中心位置を平
均加算してマーク80のx軸方向の中心位置を求める。
度分布のビーク位置から各ホールパターン81の中心位
置を求め、さらに各ホールパターン81の中心位置を平
均加算してマーク80のx軸方向の中心位置を求める。
【0059】電子ビームの走査の際、電子ビームの走査
方向がホールパターンの配列方向に対して傾いていたと
しても、図12に示すように、仮想的なビーム91の走
査領域92には、必ずホールパターン81が重なる。そ
して、仮想的なビームと矩形の重なりあう面積の最大値
は常に一定となり、加算信号の最大値も一定になる。従
って、x軸方向の中心位置を確実に求めることができ
る。
方向がホールパターンの配列方向に対して傾いていたと
しても、図12に示すように、仮想的なビーム91の走
査領域92には、必ずホールパターン81が重なる。そ
して、仮想的なビームと矩形の重なりあう面積の最大値
は常に一定となり、加算信号の最大値も一定になる。従
って、x軸方向の中心位置を確実に求めることができ
る。
【0060】そして、ステップS55〜57と同様に、
y軸検出用マークについても電子ビームの走査を行っ
て、反射電子の検出及び加算処理を行い、マークの中心
位置を求める(ステップS58)。
y軸検出用マークについても電子ビームの走査を行っ
て、反射電子の検出及び加算処理を行い、マークの中心
位置を求める(ステップS58)。
【0061】本実施形態によれば、仮想的なビームの照
射範囲に必ずホールパターンが重なるので、迅速にマー
クの検出を行うことができる。また、ホールパターンの
配列方向に対して電子ビームの走査方向が傾いている場
合でも、正確なマーク検出を行う事ができる。
射範囲に必ずホールパターンが重なるので、迅速にマー
クの検出を行うことができる。また、ホールパターンの
配列方向に対して電子ビームの走査方向が傾いている場
合でも、正確なマーク検出を行う事ができる。
【0062】また、マーク検出によって得られる反射電
子信号のSN比が改善され、高精度なマーク位置検出が
可能となる。また、位置合わせマーク上に厚い膜が成膜
され且つ平坦化が行われて基板段差が小さい場合でも、
大きな信号強度を得ることが可能となり、SN比が向上
する。
子信号のSN比が改善され、高精度なマーク位置検出が
可能となる。また、位置合わせマーク上に厚い膜が成膜
され且つ平坦化が行われて基板段差が小さい場合でも、
大きな信号強度を得ることが可能となり、SN比が向上
する。
【0063】なお、必ずしもビームの幅をホールパター
ンの幅の整数分の一にする必要はなく、ビームの高さを
ピッチ幅の整数分の一にするだけでも良い。この場合、
SN比は劣るが、仮想的なビームの照射範囲に必ずホー
ルパターンが重なるので、迅速にマークの検出を行うこ
とができる。なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変
形して実施することが可能である。
ンの幅の整数分の一にする必要はなく、ビームの高さを
ピッチ幅の整数分の一にするだけでも良い。この場合、
SN比は劣るが、仮想的なビームの照射範囲に必ずホー
ルパターンが重なるので、迅速にマークの検出を行うこ
とができる。なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変
形して実施することが可能である。
【0064】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ビ
ーム位置(x,y)での信号にビーム位置(x+Nx・
a,y+Ny・b)(Nx,Nyは整数)の信号を加算
する処理を行うことにより、幅(Nx +1)×aで高さ
(Ny +1)×bのビームで走査したのと同等の反射電
子信号を得る事ができる。その結果、マーク検出におけ
る反射電子信号のSN比が最大となるため、高精度なマ
ーク位置検出が可能となる。
ーム位置(x,y)での信号にビーム位置(x+Nx・
a,y+Ny・b)(Nx,Nyは整数)の信号を加算
する処理を行うことにより、幅(Nx +1)×aで高さ
(Ny +1)×bのビームで走査したのと同等の反射電
子信号を得る事ができる。その結果、マーク検出におけ
る反射電子信号のSN比が最大となるため、高精度なマ
ーク位置検出が可能となる。
【図1】第1実施形態に係わる電子ビーム描画装置の概
略構成を示す図。
略構成を示す図。
【図2】第1実施形態に係わるウエハに形成されたマー
クを示す図。
クを示す図。
【図3】第1実施形態に係わる位置合わせ方法の手順を
説明する図。
説明する図。
【図4】第1実施形態に係わるマークと電子ビームの関
係、並びに反射電子の信号波形及び加算処理を行った後
の信号波形を示す図。
係、並びに反射電子の信号波形及び加算処理を行った後
の信号波形を示す図。
【図5】第2実施形態に係わるウエハに形成されたマー
クを示す図。
クを示す図。
【図6】第2実施形態に係わる位置合わせ方法の手順を
説明する図。
説明する図。
【図7】第2実施形態に係わる検出された反射電子の信
号波形、及び加算処理を行った後の信号波形を示す図。
号波形、及び加算処理を行った後の信号波形を示す図。
【図8】第3実施形態に係わるウエハに形成されたマー
クを示す図。
クを示す図。
【図9】第3実施形態に係わる位置合わせ方法の手順を
説明する図。
説明する図。
【図10】第3実施形態に係わる検出された反射電子の
信号波形、及び加算処理を行った後の信号波形を示す
図。
信号波形、及び加算処理を行った後の信号波形を示す
図。
【図11】ホールパターンと電子ビームの照射範囲を示
す平面図。
す平面図。
【図12】第3実施形態に係わるホールパターンの配列
に対して傾いて電子ビームの走査を行った場合を説明す
る図。
に対して傾いて電子ビームの走査を行った場合を説明す
る図。
【図13】島状パターンの配列に対して傾いて電子ビー
ムの走査を行った場合の問題点を説明する図。
ムの走査を行った場合の問題点を説明する図。
【図14】本発明の作用・効果を説明するための図。
10…EOS鏡筒
11…電子銃
12…電子ビーム
13…ビーム偏向系
20…試料室
21…ステージ
22…電子検出器
30…Siウェハ
31…チップ
32…十字型マーク
33…x軸検出用ライン
34…y軸検出用ライン
35…溝
41…ビーム偏向回路
42…検出回路
43…ステージ制御回路
44…データ入力部
50…制御計算機
51…アライメント処理部
70…L&S型マーク
70a…x軸検出用マーク
70b…y軸検出用マーク
71…ライン
80…位置合わせマーク
81…ホールパターン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H01L 21/027
G03F 9/00
Claims (6)
- 【請求項1】被露光物に設けられ、x軸方向の幅がWm
である矩形が1本以上設けられた位置合わせマークに対
して電子ビームを走査し、該被露光物からの反射電子若
しくは2次電子からなる電子信号の分布から、該マーク
の位置を検出する電子ビーム描画装置であって、 前記電子ビームのx軸方向の幅aをWm /mに,且つy
軸方向の高さをbに成形して、前記位置合わせマークを
含む領域に対して前記電子ビームをx軸方向に走査し、
該電子ビームの照射位置(x,y)での前記電子信号S
(x,y) を測定する検出部と、 位置(x,y)について、加算信号 【数1】 を演算し、加算信号の分布を求める演算部と、前記加算
信号の分布に基づいて前記位置合わせマークの位置を検
出するマーク位置検出部とを具備してなることを特徴と
する電子ビーム描画装置。 - 【請求項2】被露光物に設けられ、x軸方向の幅がWm
である矩形パターンがx軸方向にPm のピッチ,且つy
軸方向にPh のピッチでマトリクス配置された位置合わ
せマークに対して電子ビームを走査し、該被露光物から
の反射電子若しくは2次電子からなる電子信号の分布か
ら、該マークの位置を検出する電子ビーム描画装置であ
って、 前記電子ビームのx軸方向の幅をaに、且つy軸方向の
高さbをPh /nに成形して、前記位置合わせマークを
含む領域に対して前記電子ビームをx軸方向に走査し、
該電子ビームの照射位置(x,y)での前記電子信号S
(x,y) を測定する検出部と、 位置(x,y)について、加算信号 【数2】 を演算し、加算信号の分布を求める演算部と、前記加算
信号の分布に基づいて前記位置合わせマークの位置を検
出するマーク位置検出部とを具備してなることを特徴と
する電子ビーム描画装置。 - 【請求項3】被露光物に設けられ、x軸方向の幅がWm
である矩形パターンがx軸方向にPm のピッチ,且つy
軸方向にPh のピッチでマトリクス配置された位置合わ
せマークに対して電子ビームを走査し、該被露光物から
の反射電子若しくは2次電子からなる電子信号の分布か
ら、該マークの位置を検出する電子ビーム描画装置であ
って、 前記電子ビームのx軸方向の幅aをWm /mに、且つy
軸方向の高さbをPh/nに成形して、前記位置合わせ
マークを含む領域に対して前記電子ビームをx軸方向に
走査し、該電子ビームの照射位置(x,y)での前記電
子信号S(x,y)を測定する検出部と、 位置(x,y)について、加算信号 【数3】 を演算し、加算信号の分布を求める演算部と、 前記加算信号の分布に基づいて前記位置合わせマークの
位置を検出するマーク位置検出部とを具備してなること
を特徴とする電子ビーム描画装置。 - 【請求項4】被露光物に設けられ、x軸方向の幅がWm
である矩形が1本以上設けられた位置合わせマークに対
して電子ビームを走査し、該被露光物からの反射電子若
しくは2次電子からなる電子信号の分布から、該マーク
の位置を検出するマーク位置の検出方法であって、 前記電子ビームのx軸方向の幅aをWm /mに成形し
て、前記位置合わせマークを含む領域に対して該電子ビ
ームをx軸方向に走査しつつ、該電子ビームの照射位置
(x,y)での前記電子信号S(x,y) を測定するステッ
プと、 位置(x,y)について、加算信号 【数4】 を順次演算し、加算信号の分布を求めるステップと、前
記加算信号の分布に基づいて前記位置合わせマークの位
置を検出するステップとを含むことを特徴とするマーク
位置の検出方法。 - 【請求項5】被露光物に設けられ、x軸方向の幅がWm
である矩形パターンがx軸方向にPm のピッチ,且つy
軸方向にPh のピッチでマトリクス配置された位置合わ
せマークに対して電子ビームを走査し、該被露光物から
の反射電子若しくは2次電子からなる電子信号の分布か
ら、該マークの位置の検出を行うマーク位置の検出方法
であって、 前記電子ビームのx軸方向の幅をaに、且つy軸方向の
高さbをPh /nに成形して、前記位置合わせマークを
含む領域に対して該電子ビームをx軸方向に走査しつ
つ、該電子ビームの照射位置(x,y)での前記電子信
号S(x,y) を測定するビーム走査を、走査開始点をy軸
方向にbずらしてn本行うステップと、 位置(x,y)について、加算信号 【数5】 を順次演算し、加算信号の分布を求めるステップと、 前記加算信号の分布に基づいて前記位置合わせマークの
位置を検出するステップとを含むことを特徴とするマー
ク位置の検出方法。 - 【請求項6】被露光物に設けられ、x軸方向の幅がWm
である矩形パターンがx軸方向にPm のピッチ,且つx
軸方向にPh のピッチでマトリクス配置された位置合わ
せマークに対して電子ビームを走査し、該被露光物から
の反射電子若しくは2次電子からなる電子信号の分布か
ら、該マークの位置を検出するマーク位置の検出方法で
あって、 前記電子ビームのx軸方向の幅aをWm /mに、且つy
軸方向の高さbをPh/nに成形して、前記位置合わせ
マークを含む領域に対して該電子ビームをx軸方向に走
査しつつ、該電子ビームの照射位置(x,y)での前記
電子信号S(x,y) を測定するビーム走査を、走査開始点
をy軸方向にbずらしてn本行うステップと、 位置(x,y)について、加算信号 【数6】 を順次演算し、加算信号の分布を求めるステップと、 前記加算信号の分布に基づいて前記位置合わせマークの
位置を検出するステップとを含むことを特徴とするマー
ク位置の検出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30592397A JP3405671B2 (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 電子ビーム描画装置及びマーク位置の検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30592397A JP3405671B2 (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 電子ビーム描画装置及びマーク位置の検出方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11145037A JPH11145037A (ja) | 1999-05-28 |
JP3405671B2 true JP3405671B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=17950934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30592397A Expired - Fee Related JP3405671B2 (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 電子ビーム描画装置及びマーク位置の検出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3405671B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4951036B2 (ja) * | 2009-07-14 | 2012-06-13 | 株式会社ブイ・テクノロジー | 露光装置 |
-
1997
- 1997-11-07 JP JP30592397A patent/JP3405671B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11145037A (ja) | 1999-05-28 |
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