JPH02165616A - Aligner - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は露光装置に関し、特に半導体装置のパターン
形成を荷電ビーム描画によって行うための荷電ビーム描
画装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an exposure apparatus, and more particularly to a charged beam lithography apparatus for patterning a semiconductor device by charged beam lithography.
従来より、半導体装置の回路パターン形成を高精度に行
う方法として、電子ビームまたはイオンビーム等の荷電
ビーム描画技術がある。この技術は、光学的露光法に比
べて解像度が高く、またフォトマスクを使用しないので
小量多品種製品の製造に対して有利であるという利点を
持っている。2. Description of the Related Art Conventionally, a charged beam writing technique such as an electron beam or an ion beam has been used as a method for forming a circuit pattern of a semiconductor device with high precision. This technique has the advantage of higher resolution than optical exposure, and because it does not use a photomask, it is advantageous for manufacturing a wide variety of products in small quantities.
以下、従来の電子ビーム描画技術におけるアライメント
方法及びその問題点を、第６〜９図を用いて説明する。The alignment method and its problems in the conventional electron beam lithography technique will be described below with reference to FIGS. 6 to 9.
第６図（ａｌは半導体ウェハ中でのチップのレイアウド
を示し、同図（ｂｌは１チツプ内のアライメントマーク
を示す。半導体ウェハ１８上に半導体装置のチップ１９
を形成するとき、電子ビーム描画を使用する場合は、電
子ビームと基板との位置合わせを行うためにアライメン
トマーク１２を形成しておく必要がある。電子ビーム描
画に先立ってこのマーク１２上を電子ビームによって走
査し、マーク１２の位置を求めることによって、下地と
精度良く重ね合わせて電子ビーム描画を行うことができ
る。FIG. 6 (al indicates the layout of chips in a semiconductor wafer, and FIG. 6 (bl indicates an alignment mark within one chip). A chip 19 of a semiconductor device is placed on a semiconductor wafer 18.
If electron beam writing is used to form the substrate, it is necessary to form alignment marks 12 in order to align the electron beam and the substrate. By scanning the mark 12 with an electron beam and determining the position of the mark 12 prior to electron beam drawing, electron beam drawing can be performed while accurately overlapping the mark 12 with the base.
次に、マーク位置を求める方法を第７図を用いて説明す
る。第７図（ａ）は代表的なアライメントマークの断面
構造を示し、同図（ｂｌは該マークに対応するアライメ
ント信号を示す、一般にアライメントマークの構造は、
マーク部分の基板を掘り下げたもの、逆にマーク部分の
周辺を掘り下げたもの、またマークに異なる物質を用い
たもの等があるが、本例では、マーク部分の基板を掘り
下げたものについて述べる。Next, a method for determining the mark position will be explained using FIG. 7. FIG. 7(a) shows the cross-sectional structure of a typical alignment mark, and FIG. 7(a) shows the alignment signal corresponding to the mark. Generally, the structure of an alignment mark is
There are those in which the substrate at the mark portion is dug down, those in which the periphery of the mark portion is dug down, and those in which a different substance is used for the mark, etc., but in this example, we will discuss the one in which the substrate at the mark portion is dug down.
まず、レジスト１５で覆われたアライメントマーり１２
を横切るように電子ビーム走査を行い、その反射電子を
ＰＮ接合検出器等で検出すると、アライメント信号１６
が得られる。この信号１６はマークのエツジ部１２ａに
対応するピーク信号１７を持っており、このピーク信号
１７を測定することにより、電子ビームとアライメント
マーク１２の相対的な位置を知ることができる。このと
きの電子ビームは加速電圧２０ｋＶ、電流５０ｎＡ１直
径０．５μｍである。またアライメントマーク１２の深
さは１μｍ１巾は６μｍルジスト１５の膜厚は１μｍで
ある。アライメントマークのエツジ部１２ａでは反射電
子が多く発生するの、で信号のピーク１７が発生し、ま
た逆にアライメントマークのエツジ部１２ａの下の部分
１２ｂでは反射電子の発生が少ないのでアライメント信
号が小さくなる。First, the alignment mark 12 covered with the resist 15
When an electron beam is scanned across the
is obtained. This signal 16 has a peak signal 17 corresponding to the edge portion 12a of the mark, and by measuring this peak signal 17, the relative position of the electron beam and the alignment mark 12 can be known. The electron beam at this time has an accelerating voltage of 20 kV, a current of 50 nA, and a diameter of 0.5 μm. The depth of the alignment mark 12 is 1 μm, the width is 6 μm, and the film thickness of the alignment mark 15 is 1 μm. At the edge part 12a of the alignment mark, many reflected electrons are generated, so a signal peak 17 occurs, and conversely, at the part 12b below the edge part 12a of the alignment mark, few reflected electrons are generated, so the alignment signal is small. Become.
このようにして１μｍ以下の精度でアライメントマーク
１２の位置の検出を行い、高精度な描画を行うことがで
きるわけであるが、第８．９図のような場合は検出が著
しく困難になるという問題がある。In this way, the position of the alignment mark 12 can be detected with an accuracy of 1 μm or less, and highly accurate drawing can be performed, but in the case shown in Figure 8.9, detection becomes extremely difficult. There's a problem.
第８図（ａｌは、レジストの被覆状態が、マークのエツ
ジ部に対して非対称な場合のアライメントマーク断面を
示し、同図（ｂ）は該マークに対応するアライメント信
号を示す。レジストの粘度、塗布方法などによってこの
ように非対称になることは実際よくあることである。こ
の場合に得られるアライメント信号１６は非対称になる
が、これはマークのエツジ部１２ａと１２ａ′ではその
上のレジスト膜厚が異なるため、入射電子と反射電子の
透過率が異なることに起因する。この場合、マークエツ
ジ部１２ａ′のレジスト膜厚はマークエツジ部１２ａの
レジスト膜厚に比べて厚いので、アライメント信号１６
のピーク１７′は低いものになり、検出が困難になる。FIG. 8 (al) shows a cross section of an alignment mark when the resist coating state is asymmetrical with respect to the edge of the mark, and FIG. 8 (b) shows an alignment signal corresponding to the mark. Viscosity of the resist, It is actually common for the alignment signal 16 obtained in this case to become asymmetric due to the coating method, etc. However, this is due to the resist film thickness on the edge portions 12a and 12a' of the mark. This is due to the difference in transmittance between incident electrons and reflected electrons.In this case, since the resist film thickness of the mark edge portion 12a' is thicker than that of the mark edge portion 12a, the alignment signal 16
The peak 17' will be low and difficult to detect.
第９図（ａｌはアライメントマーク上が三層レジスト構
造の場合の断面構造を示し、同図−）は該マークに対応
するアライメント信号を示す。FIG. 9 (al indicates a cross-sectional structure when the alignment mark has a three-layer resist structure, and FIG. 9-) shows an alignment signal corresponding to the mark.
この三層レジスト構造は、例えば、基板１１上にＡ２１
３５０等の下層レジスト１３ （厚さ２μｍ）、ＳｉＯ
，膜１４（厚さ０．２ μｍ） 、ボ’）スチレン等の
上層レジスト膜１５ （厚さ０．５μｍ）をこの順に形
成したものである。レジスト膜１３．１５はスピン塗布
の後ベーキングを行って形成する。５ｉＯｚ膜１４は真
空蒸着によって形成するか、もしくはＳ ＯＧ （Ｓｐ
ｕｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）をスピン塗布して２００℃で
ベーキングを行って形成する。このような三層レジスト
構造は、まずレジスト層１５にパターンを形成し、この
レジストパターンをマスクにして中間層１４をドライエ
ツチングし、次に中間７１１４をマスクにして下層レジ
スト１３をエツチングすることによってレジストパター
ンを形成する。この方法によると、工程は複雑になるが
、最初のパターン形成を行うレジスト膜１５が比較的薄
くできることと、下層レジスト層１３が厚いので基板に
凹凸があってもパターン形成層１５は平坦にできること
から、非常に微細なパターンの形成に有利である。For example, this three-layer resist structure has A21 on the substrate 11.
Lower layer resist 13 (thickness 2 μm) such as 350, SiO
, film 14 (thickness: 0.2 .mu.m), b') upper resist film 15 (thickness: 0.5 .mu.m) made of styrene, etc., were formed in this order. The resist films 13 and 15 are formed by baking after spin coating. The 5iOz film 14 is formed by vacuum evaporation or SOG (Sp
It is formed by spin coating (Un On Glass) and baking at 200°C. Such a three-layer resist structure is created by first forming a pattern on the resist layer 15, dry etching the intermediate layer 14 using this resist pattern as a mask, and then etching the lower resist layer 13 using the intermediate layer 7114 as a mask. Form a resist pattern. According to this method, the process is complicated, but the resist film 15 for forming the initial pattern can be made relatively thin, and the lower resist layer 13 is thick, so even if the substrate is uneven, the pattern forming layer 15 can be made flat. Therefore, it is advantageous for forming extremely fine patterns.
このような三層レジスト構造を使用した場合、マーク１
２上のレジストが厚いことと表面が平坦になっているこ
とで、第９図（ｂｌに示すように、アライメント信号１
６のビーク１７はほとんど検出することができない。When using such a three-layer resist structure, mark 1
Because the resist on 2 is thick and the surface is flat, the alignment signal 1 is
6 beak 17 is almost undetectable.
以上のように、従来では、電子ビーム描画を行うときに
おいて、アライメントマーク上のレジストの被覆状態が
非対称な場合や、アライメントマークが三層構造の厚い
レジストに被覆されているような場合は、アライメント
マーク検出が非常に困難になり、その結果パターン描画
精度が著しく低下してしまうという問題点があった。As described above, conventionally, when performing electron beam writing, if the coating state of the resist on the alignment mark is asymmetric, or if the alignment mark is covered with a thick resist with a three-layer structure, the alignment There was a problem in that mark detection became extremely difficult, resulting in a significant drop in pattern drawing accuracy.
この発明は上記のような問題を解消するためになされた
もので、アライメントマーク上のレジスト被覆状態によ
らず良好なアライメント信号が検出でき、従って高精度
なパターン描画、即ち露光が可能な露光装置を得ること
を目的とする。This invention was made to solve the above problems, and provides an exposure apparatus that can detect a good alignment signal regardless of the resist coating state on the alignment mark, and therefore can perform highly accurate pattern drawing, that is, exposure. The purpose is to obtain.
この発明に係る露光装置は、その試料室にレーザ照射機
構を備え、レーザ光の照射位置とアライメント光または
ビームの照射位置との距離をチップサイズの整数倍に調
整し、上記アライメント光またはビームによりアライメ
ントマークを検出すると同時に、次のチップのアライメ
ントマーク上のレジストをレーザ照射により除去するか
、またはその膜厚を減するようにし、あるいはさらに、
アライメントマークの材質に応じて、上記照射レーザの
パワーを調節可能としたものである。The exposure apparatus according to the present invention includes a laser irradiation mechanism in its sample chamber, adjusts the distance between the laser beam irradiation position and the alignment light or beam irradiation position to an integral multiple of the chip size, and At the same time as detecting the alignment mark, the resist on the alignment mark of the next chip is removed by laser irradiation or its film thickness is reduced, or further,
The power of the irradiation laser can be adjusted depending on the material of the alignment mark.
この発明に係る露光装置は、試料室にレーザ照射機構を
備え、アライメントマーク検出中に次のチップのマーク
上のレジストを除去するかまたはその膜厚を減するよう
にしたので、良好なアライメント信号検出が可能になり
、スループットを大きく減少させることなしに高精度な
パターン描画を行うことができる。また、アライメント
マークの材質に応じてレーザのパワーを調節するように
すれば、アライメントマークに損傷を与えることなく、
良好なアライメント信号を検出できる。The exposure apparatus according to the present invention includes a laser irradiation mechanism in the sample chamber, and removes the resist on the mark of the next chip or reduces its film thickness while detecting the alignment mark, so that a good alignment signal can be obtained. Detection becomes possible, and highly accurate pattern writing can be performed without significantly reducing throughput. In addition, by adjusting the laser power according to the material of the alignment mark, you can avoid damaging the alignment mark.
A good alignment signal can be detected.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図はこの発明の一実施例による電子ビーム描画装置
の試料台付近を示す図である。第１図において、１は試
料台、２はウェハ、３は電子ビームである。また、４は
ＡｒＦのエキシマレーザ（波長１９３ ｎｍ）を発生す
るレーザ発振器で、レーザ光５はスリット６を通った後
、ミラー７ａによってウェハ２の表面に向かって入射し
、レンズ８ａによってウェハ表面にスリット６の像を結
像するようになっている。また、照射位置のモニタリン
グのために、可視光源９から発する可視光１０をミラー
７ａ、７ｂを使ってレーザ光照射位置と同一場所に照射
させ、その反射光をレンズ３ａ。FIG. 1 is a diagram showing the vicinity of a sample stage of an electron beam lithography apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a sample stage, 2 is a wafer, and 3 is an electron beam. Further, 4 is a laser oscillator that generates an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm), and the laser beam 5 passes through a slit 6, is incident on the surface of the wafer 2 by a mirror 7a, and is directed onto the wafer surface by a lens 8a. An image of the slit 6 is formed. Further, in order to monitor the irradiation position, visible light 10 emitted from the visible light source 9 is irradiated to the same place as the laser beam irradiation position using mirrors 7a and 7b, and the reflected light is reflected by the lens 3a.
８ｂを通してビデオカメラ２０に結像させ、レーザ光照
射位置の像が得られるようになっている。An image is formed on the video camera 20 through the laser beam 8b, so that an image of the laser beam irradiation position can be obtained.
また、レンズ８ａ、８ｂ、ミラー？ａ１ビデオカメラ２
０を移動させることによってレーザ光５の照射位置を水
平方向に２０ｍｍ程度移動させることができ・る。Also, lenses 8a, 8b, mirrors? a1 video camera 2
By moving 0, the irradiation position of the laser beam 5 can be moved by about 20 mm in the horizontal direction.
次に描画手順について、第１図、第２図を用いて説明す
る。第２図は半導体ウェハ中でのチップのレイアウト図
である。Next, the drawing procedure will be explained using FIGS. 1 and 2. FIG. 2 is a layout diagram of chips in a semiconductor wafer.
まず電子ビーム３とレーザビーム５の照射位置の間隔を
、描画すべきチップのチップサイズの整数倍になるよう
に正確に調整する。これには、試料台１の上に設けられ
た基準パターンを可視光１０と電子ビーム３によってモ
ニタする手段と、レーザ光５の照射位置を移動させる機
構、及び電子ビーム３を偏向させる機構を用いる。First, the interval between the irradiation positions of the electron beam 3 and the laser beam 5 is accurately adjusted to be an integral multiple of the chip size of the chip to be drawn. This uses a means for monitoring a reference pattern provided on the sample stage 1 using visible light 10 and an electron beam 3, a mechanism for moving the irradiation position of the laser beam 5, and a mechanism for deflecting the electron beam 3. .
次に、最初に描画を行うチップ（第２図におけるチップ
Ａ）の中の３ケ所のアライメントマーク１２に順次レー
ザ光５を３００ｍＪ／ｃｎｌのパワー密度で照射する。Next, three alignment marks 12 in the chip to be drawn first (chip A in FIG. 2) are sequentially irradiated with laser light 5 at a power density of 300 mJ/cnl.
次に、試料台を１チップ分右に移動して、チップＡの３
ケ所のアライメントマーク上を電子ビーム３によって走
査し、各アライメントマークの位置を測定し、チップＡ
と電子ビーム３の正確な相対位置を算出して、チップＡ
のパターンの描画を行う。Next, move the sample stage one chip to the right and
The alignment marks at these locations are scanned by the electron beam 3, the position of each alignment mark is measured, and the chip A
Calculate the accurate relative position of the electron beam 3 and the chip A.
Draw the pattern.
チップＡのアライメントマーク検出を行うのと同時に、
次に描画するチップＢのアライメントマーク位置にレー
ザ光５を照射する。このようにすることによって、レー
ザ光の照射時間によるスループットの低下を少なくする
ことができる。この作業を繰り返すことによって、全チ
ップの描画を終了する。At the same time as detecting the alignment mark of chip A,
Next, a laser beam 5 is irradiated to the alignment mark position of the chip B to be drawn. By doing so, it is possible to reduce the decrease in throughput due to the laser beam irradiation time. By repeating this operation, drawing of all chips is completed.
上記のように、レーザ光５をアライメントマークに照射
することによって、マーク上のレジストを除去するか、
もしくはその膜厚を減らすことができる。第３図ｔａ）
はＳｉ基板上のアライメントマーク上に三層レジストを
形成した場合の断面構造を示すものであるが、３００ｍ
Ｊ／ａＪのパワー密度でＡｒＦのエキシマレーザを照射
することにより、はぼ完全にレジストを除去することが
できる。As described above, by irradiating the alignment mark with the laser beam 5, the resist on the mark is removed, or
Alternatively, the film thickness can be reduced. Figure 3 ta)
shows the cross-sectional structure when a three-layer resist is formed on the alignment mark on the Si substrate.
By irradiating with an ArF excimer laser at a power density of J/aJ, the resist can be almost completely removed.
レジストを除去したのち電子ビームで走査すると、同図
（ｂ）に示すように、マークエツジ部１２ａに対応する
良好なピーク信号１７を持つアライメント信号１６を得
ることができ、高精度な描画を行うことができる。When the resist is removed and then scanned with an electron beam, an alignment signal 16 having a good peak signal 17 corresponding to the mark edge portion 12a can be obtained as shown in FIG. Can be done.
第４図は上記実施例による電子ビーム描画装置に代えて
イオンビーム描画装置を用いた本発明の第２の実施例の
効果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the effect of a second embodiment of the present invention in which an ion beam lithography system is used in place of the electron beam lithography system according to the above embodiment.
従来どおりにイオンビーム描画を行うときは、アライメ
ントマーク上をイオンビーム走査したときに発生する二
次電子を検出して位置合わせを行うので、アライメント
マーク上のレジストの影響がより顕著である。When performing ion beam writing in the conventional manner, alignment is performed by detecting secondary electrons generated when the ion beam scans over the alignment marks, so the influence of the resist on the alignment marks is more pronounced.
即ち、第４図（ａｌに示すように、例えば深さ１μｍ、
巾６μｍのＳｔ段差マーク１２の上に厚さ１μｍのレジ
スト１５が形成されている場合、２００ｋｅＶのＳＬイ
オンビームを用いて走査を行うと、同図価）に示すよう
に、アライメント信号１６にはほとんどピーク信号１７
が生じない、従って正確なマーク位置を求めることがで
きない、これは、マークエツジ部１２ａで発生した二次
電子のエネルギーが１００ｅＶ以下なので、レジスト表
面まで突き抜けることができないからである。That is, as shown in FIG. 4 (al), for example, a depth of 1 μm,
When a resist 15 with a thickness of 1 μm is formed on the St step mark 12 with a width of 6 μm, when scanning is performed using a 200 keV SL ion beam, the alignment signal 16 is Almost peak signal 17
This is because the energy of the secondary electrons generated at the mark edge portion 12a is less than 100 eV and cannot penetrate to the resist surface.
しかるに、本発明の第２の実施例においては、上記第１
の実施例の電子ビーム描画装置と同じ機構を持つイオン
ビーム描画装置を用いて、アライメントマーク１２にレ
ーザ光を照射し、第４図（Ｃ）に示すようにアライメン
トマーク１２上のレジスト１５を除去するようにすれば
、同図（ｄｌに示すように高いピーク信号１７を持つア
ライメント信号１６が得られ、高精度な描画を行うこと
ができる。However, in the second embodiment of the present invention, the first
Using an ion beam lithography system having the same mechanism as the electron beam lithography system in the embodiment, the alignment mark 12 is irradiated with a laser beam, and the resist 15 on the alignment mark 12 is removed as shown in FIG. 4(C). By doing so, an alignment signal 16 having a high peak signal 17 can be obtained as shown in FIG.
また、上記第１及び第２の実施例では、基板が融点の高
いＳｔなので、高いパワー密度を持っレーザ光を照射し
てレジストを完全に、除去しているが、基板がＡｌなど
の融点の低い物質から成っている場合は、高いパワー密
度のレーザ光照射を行った時、熱によってアライメント
マークが変形したり損傷するという問題がある。しかし
ながら、このようにＳｔ基以外材料のアライメントマー
クを使用することは、プロセス上の制約から実際よくあ
ることなので、以下、このような場合の本発明の第３の
実施例について、第５図を用いて説明する。In addition, in the first and second embodiments, the resist is completely removed by irradiating a laser beam with high power density because the substrate is made of St having a high melting point. If the alignment mark is made of a low-quality material, there is a problem that the alignment mark may be deformed or damaged by heat when irradiated with a laser beam of high power density. However, since it is actually common to use alignment marks made of materials other than St-based materials in this way due to process constraints, FIG. I will explain using
第５図（４）に示すように、アライメントマーク１２が
Ａｌ膜２１で覆われ、さらにその上が三層レジスト構造
の場合、加速電圧２ＱｋＶ、電流５゜ｎ Ａ ｓ直径０
．５μｍの電子ビームによってマーク検出を行ったとき
のアライメント信号１６ａは、小さなピーク信号１７ａ
しか生ぜず、高精度なアライメントは期待できない、マ
ーク近傍のレジストを３００ｍＪ／−のエキシマレーザ
によって照射すれば、レジストは除去されるが、第５図
（ｂ）に示すように、レーザが照射された場所では発生
した熱によってＡ１膜２１も損傷を受ける。この状態に
おけるアライメント信号１６ｂは、Ａ１１ｌ１２１の損
傷の影響で正常なピーク信号を示さず、精度の良いアラ
イメントは不可能である。As shown in FIG. 5(4), when the alignment mark 12 is covered with the Al film 21 and the three-layer resist structure is further applied on top of the alignment mark 12, the acceleration voltage is 2QkV, the current is 5゜nA, and the diameter is 0.
．． The alignment signal 16a when mark detection is performed using a 5 μm electron beam is a small peak signal 17a.
If the resist near the mark is irradiated with an excimer laser of 300 mJ/-, the resist will be removed. The A1 film 21 is also damaged by the generated heat. The alignment signal 16b in this state does not show a normal peak signal due to the damage to A111121, and accurate alignment is impossible.
このような場合、照射レーザのパワー密度を調整する、
即ち弱めることによって、マークが損傷を受けない条件
を求め、該条件下でレーザ照射を行ってレジスト膜厚を
減少させることが有効である０例えば上記条件の場合、
２００ｍＪ／−のレーザを照射すると、Ａｊ！膜２１に
損傷を与えずに、レジスト表面を０．５μｍに減するこ
とができる（第５図（Ｃ））。この状態でアライメント
を行うと、比較的良好なピーク信号１７ｃを持ったアラ
イメント信号１６Ｃが得られ、アライメント精度を著し
く向上させることができる。In such cases, adjust the power density of the irradiating laser,
In other words, it is effective to find a condition in which the mark is not damaged by weakening it, and then perform laser irradiation under the condition to reduce the resist film thickness. For example, in the case of the above conditions,
When irradiated with a laser of 200 mJ/-, Aj! The resist surface can be reduced to 0.5 μm without damaging the film 21 (FIG. 5(C)). When alignment is performed in this state, an alignment signal 16C having a relatively good peak signal 17c is obtained, and alignment accuracy can be significantly improved.
なお上記第１ないし第３の実施例では、電子ビームある
いはイオンビーム露光装置の場合について述べたが、本
発明は縮小投影露光装置等の光学的な露光装置にも適用
でき、上記と同様の効果を奏する。In the first to third embodiments described above, the case of an electron beam or ion beam exposure apparatus was described, but the present invention can also be applied to an optical exposure apparatus such as a reduction projection exposure apparatus, and the same effects as described above can be obtained. play.
以上のように、この発明に係る露光装置によれば、試料
室にレーザ照射機構を付加し、アライメントマーク検出
中に次のチップのアライメントマーク上のレジストをレ
ーザ照射により除去するようにしたので、スループット
を大きく減少させることなしに高精度な描画を行える効
果がある。また、アライメントマークの材質に応じてレ
ーザのパワーを調節するようにすれば、アライメントマ
ークに損傷を与えることなく、上記高精度な描画を行う
ことができる効果がある。As described above, according to the exposure apparatus according to the present invention, a laser irradiation mechanism is added to the sample chamber, and the resist on the alignment mark of the next chip is removed by laser irradiation while the alignment mark is being detected. This has the effect of allowing highly accurate drawing without significantly reducing throughput. Further, by adjusting the power of the laser depending on the material of the alignment mark, it is possible to perform the above-mentioned highly accurate drawing without damaging the alignment mark.
第１図はこの発明の一実施例による電子ビーム描画装置
の試料台付近を示す図、第２図は第１図の装置による描
画方法を説明するためのチップレイアウト図、第３図は
第１図の装置を三層レジスト構造下のアライメントマー
ク検出に使用した本発明の第１の実施例の効果を示す図
、第４図は第１図の装置の機構をイオンビーム描画装置
とした本発明の第２の実施例の効果を示す図、第５図は
アライメントマークが低融点材料からなる場合の本発明
の第３の実施例による効果を示す図、第６図は従来の描
画方法を説明するためのチップレイアウト図、第７図は
代表的なアライメントマークの断面構造、及び該マーク
に対応するアライメント信号を示す図、第８図はアライ
メントマーク上のレジストが非対称な場合の断面構造、
及び該マークに対応するアライメント信号を示す図、第
９図はアライメントマーク上が三層レジスト構造の場合
の断面構造、及び該マークに対応するアライメント信号
を示す図である。
図において、１は試料台、２はウェハ、３は電子ビーム
、４はレーザ発振器、５はレーザ光、６はスリット、７
ａ、７ｂはミラー、８ａ、８ｂはレンズ、９は可視光源
、１０は可視光、１１はＳｉ基板、１２はアライメント
マーク、１３は下層レジスト、１４は中間層、１５はレ
ジスト、１６はアライメント信号、１７はアライメント
マークのエツジに対応するピーク信号、１８はウェハ、
１９はチップ、２０はビデオカメラ、２１はＡｌ膜を示
す。
なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
第
図
１ ： ＊ｔ＃智
２：りＩ／ノ
３：、ｆ−７と召FIG. 1 is a diagram showing the vicinity of the sample stage of an electron beam lithography apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a chip layout diagram for explaining the lithography method using the apparatus of FIG. 1, and FIG. A diagram showing the effect of the first embodiment of the present invention in which the device shown in the figure is used to detect alignment marks under a three-layer resist structure, and FIG. 4 shows the present invention in which the mechanism of the device in FIG. FIG. 5 is a diagram showing the effect of the third embodiment of the present invention when the alignment mark is made of a low melting point material, and FIG. 6 is a diagram explaining the conventional drawing method. 7 is a diagram showing the cross-sectional structure of a typical alignment mark and an alignment signal corresponding to the mark. FIG. 8 is a cross-sectional structure when the resist on the alignment mark is asymmetric.
FIG. 9 is a diagram showing a cross-sectional structure when the alignment mark has a three-layer resist structure and an alignment signal corresponding to the mark. In the figure, 1 is a sample stage, 2 is a wafer, 3 is an electron beam, 4 is a laser oscillator, 5 is a laser beam, 6 is a slit, and 7
a, 7b are mirrors, 8a, 8b are lenses, 9 is a visible light source, 10 is visible light, 11 is a Si substrate, 12 is an alignment mark, 13 is a lower resist, 14 is an intermediate layer, 15 is a resist, 16 is an alignment signal , 17 is a peak signal corresponding to the edge of the alignment mark, 18 is a wafer,
19 is a chip, 20 is a video camera, and 21 is an Al film. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts. Figure 1: *t# Wisdom 2: Ri I/No 3:, f-7 and call
Claims (1)
上のアライメントマークをアライメント光またはビーム
により検出して位置合わせを行い、１チップあるいは数
チップずつ半導体装置の回路パターンを露光していく露
光装置において、レーザ光の照射位置がある程度の範囲
で移動可能なエキシマレーザ照射装置と、 上記レーザ光の照射位置と上記アライメント光またはビ
ームの照射位置との距離をチップサイズの整数倍に調整
するための手段とを備え、 所望のチップのアライメントマーク上のレジストに上記
レーザ光を照射して、該レジストを除去するか、あるい
はその膜厚を減少させ、 上記チップのアライメントマークを上記アライメント光
またはビームにより検出すると同時に、次に露光するチ
ップのアライメントマーク上のレジストに上記レーザ光
を照射し、該レジストを除去するか、あるいはその膜厚
を減少させ、 この動作を順次繰り返すようにしたことを特徴とする露
光装置。(1) Exposure for a semiconductor substrate coated with resist, in which the alignment mark on the substrate is detected by alignment light or a beam, alignment is performed, and the circuit pattern of the semiconductor device is exposed one chip or several chips at a time. In the device, an excimer laser irradiation device whose laser beam irradiation position can be moved within a certain range, and a distance between the laser beam irradiation position and the alignment light or beam irradiation position adjusted to an integral multiple of the chip size. irradiating the resist on the alignment mark of the desired chip with the laser beam to remove the resist or reduce its film thickness; At the same time as the laser beam is detected, the resist on the alignment mark of the chip to be exposed next is irradiated with the laser beam, the resist is removed or its film thickness is reduced, and this operation is sequentially repeated. exposure equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63321673A JPH02165616A (en) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | Aligner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63321673A JPH02165616A (en) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | Aligner |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02165616A true JPH02165616A (en) | 1990-06-26 |
Family
ID=18135137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63321673A Pending JPH02165616A (en) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | Aligner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02165616A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6123803A (en) * | 1995-11-09 | 2000-09-26 | Oramir Semiconductor Equipment Ltd. | Laser processing chamber with cassette cell |
| EP1103860A1 (en) * | 1998-09-30 | 2001-05-30 | Advantest Corporation | Electron-beam lithography system and alignment method |
| US6265138B1 (en) | 1995-11-09 | 2001-07-24 | Oramir Semiconductor Equipment Ltd. | Process and apparatus for oblique beam revolution, for the effective laser stripping of sidewalls |
| JP2006210456A (en) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | Canon Inc | Electrostatic lens apparatus, method of regulating it and electrically-charged particle beam exposure device using the electrostatic lens apparatus |
| JP2010278434A (en) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Asml Netherlands Bv | Device and method for forming resist alignment mark through double patterning lithography process |
-
1988
- 1988-12-19 JP JP63321673A patent/JPH02165616A/en active Pending
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