JPS59222930A - 電子ビ−ム露光におけるマ−ク位置検出方法及び装置 - Google Patents

電子ビ−ム露光におけるマ−ク位置検出方法及び装置

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JPS59222930A
JPS59222930A JP58095801A JP9580183A JPS59222930A JP S59222930 A JPS59222930 A JP S59222930A JP 58095801 A JP58095801 A JP 58095801A JP 9580183 A JP9580183 A JP 9580183A JP S59222930 A JPS59222930 A JP S59222930A
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mark
peak
electron beam
level
detection signal
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JP58095801A
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Kazumi Iwatate
岩立 和巳
Kenji Kurihara
健二 栗原
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/304Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
    • H01J37/3045Object or beam position registration

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子ビーム直接描画において、高速高精度に
基準マーク位置を検出する方法及び装置に関するもので
ある。
電子ビームを用いた直接描画では、微細回路を製作する
各工程で、試料の所定位僅に正確にバタンを重ねて描画
する必要がある。そのため、予め位置合わせ用マーク2
として第1図(a)に示すように試料面に段差を形成し
、電子ビームで該マーク2上を走査してマーク位置を検
出し、この位置を基準として描画を行なっている。従来
のマーク位置検出では、′電子ビーム走査て生じたマー
ク2からの反射電子を複数の反射′電子検出器で検出し
ている。全検出器の出力を加算した場合の出力波形を第
1図(b)に示す。この検出信号に対し適当なしきい値
レベルLLを設定して、2値化信号を発生さ七る。ビー
ム走査開始と同時に、ビーム走査クロック・パルスをカ
ウンタで!−1数し、前記の2値化イバ号が発生した時
のカウント値C+f + C+rを読みとる。CI J
、+ C1rは、マークのエツジ位置データであり、(
C,、+ C1r)/ 2をマーク位置として(・る。
しかるに、検出信号には、ビーム自体の持つンヨノト剋
1音、ビームの後方散乱による雑音、検出器の雑音等が
重畳しており、これらのランダム雑音により、マーク位
置検出精度が低下する。そのため、複数回のビーム走査
を行ない、各走査ごとに得られたマーク位置データを平
均演算してマーク位置を求め、マーク検出精度を上げて
いる。m回の走査をすれば、検出精度は函倍向上するこ
とが知られている。
実際の描画では、1マークを検出するのに20〜40回
程度のビーム走査を行なって(・る。この様な複数回の
′成子ビーム定食を行なうため、関連なマーク検出がで
きないという問題があった。1だインパルス性の外来H
音により、誤信号が発生し、誤ったマーク位置検出が行
なわれる場合がある。
従来のマーク位置検出ては、この誤信号の影響を防ぐた
め、マーク幅に相当する値Δ−1c+r  CJを求め
、Δが指定した許器値内に入らなければ、検出したマー
ク・エツジ位置データc、、 、C1rを不採用として
℃・た。しかし、この方法では検出信号のマーク・エツ
ジに対応する区間が正常であっても、誤信号により、マ
ーク・エツジ・データを捨てることになり、マーク位置
検出ができないという問題が生じていた。
本発明は、これらの欠点を除去するため、検出信号の複
数の極大及び極小のピークの位置とピーク・レベルを検
出し、このピーク位置に基づ(・てマーク°エノン・デ
ータを取り込む区間を設定すること及び検出したピーク
値の中でオフセット・レベル値に最も近い極大ピークと
使手ピーク値レベルの間に複数のしきい値を設定してマ
ーク位置検出を行なうようにして、誤信号の除去と1回
の′電子ビーム走査で多数のマーク・位置・データを得
ることにより、定食回数の低減を図り高速・高hi度の
マーク位置検出を実現するようにした′電子ビーム露光
におりるマーク位置検出方法及び装置を(I供するもの
である。
第2図は、本発明の一実施例である。以下、この実施例
につ(・て説明する。コントロール回路6は走査開始信
号を発生し、予め指定された走査開始点と走査距141
1にしたがって、′電子ビームIはマーク2上を走査す
る。走査開始と同時にカウンタ7は、走査クロック・パ
ルスのil数を開始する。
反射電子検出器3は、マーク2が形成されている試料面
からの反射電子を検出し、検出信号はAGC回路4で一
定レベルに増幅される。ピーク信号検出回路5は、第3
図(alに示す。該検出信号のピーク位置のカウンタ値
P+ 、 P2 、 P3 、 P4と各々のピーク値
及びオフセット・レベル値り。を検出し、これらの情報
をコントロール回路6に送る。コントロール回路6は、
このピーク位II:N情報をレノスタ8に一時蓄績する
とともに、メフセノ1−・レベル値り。
に最も近い2つのピーク値Vh 、 V、p、 (h大
ビークf+fr Vhと、極小ピーク値V、)をDA回
路10 、 IOaに人力して、アナログ電圧に変換す
る。この電圧に基づき、n個の比較器I】に適当なしき
い値電圧V1゜v2.、、− vn(Vh>V、 、 
v2.−Vn>V2)が与えらノしる。
1だ、マーク・エツジ・ケータ取り込み区間設定回路9
は、レンスタ8の情報とカウンタ7のII′1報に基づ
いて、第3図(b)に示す様なマーク・エツジ・ケータ
取り込み区間設定信号Egを発生さぜ、PlとP2及び
P、とP、の区間Twだけのマーク・エツジ・データを
取り込む様にする。上記の様に第1回目の電子ビーム走
査で、マーク・エツジ・テーク取り込み区間Twの設定
と、各々の比較器Hに対し、しきい値電圧が設定される
以後、電子ビームの走を(ま、予め指定された回数だけ
繰り返される。比較器1【は、各走査によって生じた検
出信号と前記各しきい値電圧を比較し、一致した場合の
み単安定マルチ・パイフレーク12から2値化信号パル
スを発生さぜる。A NDケー1−13では、このパル
ス信号とマーク・エノン・ケータ取り込み区間設定信号
EgとのANDをとり、上記区間TW以外で発生したパ
ルス信号を除外すり。
ANDゲートの出力信号でラッチ回路14にカラ/り7
0カウント値をラノチノグし、このデータは演3’/−
回路15に送られる。演算回路15はn個のしきい値レ
ベルV、 、 V、 、・・・Vnごとに検出された該
データCI J! + C2J 、”””CnJ! +
 C1,r 、C2r 、”””Cnr をもとにM+
 ” (C+1 +C2J’、 ’ ”””CnJ 十
C+r +Cwr +”・”Cnr )/ 2 nの6
it算を行なってマーク位置を求める。この演算を各走
査ごとに行ない、M=(MI+M2+・・・十Mm)/
m(ここでmは走査回数)を最終的なマーク位置として
永める。
v上説明したように、マーク・エツジ・ケータ取り込ろ
区間を設定することで、第3図(atおよび第4図の波
線で示すようなインパルス状の外来雑音N2等による誤
信号からの悪影響を除くことができるばかりでなく、検
出信号波形が急峻K i化する区間に数多(のしきい値
vl 、 v、 、・、・−Vnを設定することが可能
(Cなり、マーク検出精度が向上する利点がある。例え
ば、ケータ取り込み区間T、vを設定しなければ、オフ
セット・レベルL。近傍1c、シき(・値V1を設定し
ても雑廿により正確なマーク位置検出が難しい。設定す
るしき(・値数かに倍になれば、マーク上の電子ビーム
走査回数を]/kにしても、同数のマーク位置データが
得られるのて検出精度は変らない。従って、しきい値v
1を多く設定できれば、しきい値数の増加に見合うたけ
定食回数を減らすことができるのて、マーク位置の高速
検出が可能となる利点がある。また、反射電子検出器の
特性、マーク形状等により、実際の検出信号は第4図に
示す様に左右のマーク・エツジに対応する区間が対称と
ならず、PlとP4及びP2とP3のピーク値が一致す
ることばほとんとない。この状態で最大ピーク値と最小
ピーク値の間に複数のしきい値を設定すると、しきい値
信号と検出信号が正−常に交叉しないことが起こり、正
常なマーク位置検出ができないが、オフセノl−・レベ
ル値り。
に最も近い2つのピーク値(極大ピークと極小ピーク)
の間に、複数のしきい値v1を設定すれば、この問題を
解天できる利点がある。
上述の例では、段差マークを用いた場合につ(・て説明
したが、電子ビームの反射率が異なる材質で構成された
マーク(例えば第5図(a)に示すsiとM、で構成さ
、11だマーク)を用いた場合にも適用できる。このマ
ークを短子ビームで走をして得られる検出信号は第5図
(blの様如なる。この場合、オフセノ1−・レベルL
。と信号レベルL、を検出シ、このレベル間に複数しき
い値Viを設定すればよい。
【図面の簡単な説明】
第1図(alは基準マークを示す図、第1図(blは基
1(Ijマークを電子ビームで走査して得ら」する検出
信号と従来のマーク位置検出方法の一実施例を説明する
図、第2図は本発明の一実施例を示すブロック図、第3
図(a) [b)は、本発明によるマーク位置検出方法
の一実施例を説明するための波形図、第4図は本発明の
詳細な説明するためのタイムチャート、第5図は本発明
の他の実施例を説明するためのタイムチャートである。 1・・′1L子ビーム、 2・・・基準マーク、 3・
・反射11L子検出器、 4・AGCu路、  5・ 
ビーク他号検出回r6、6・・・コントロール回路、C
・ 7・・カラ/り、  8・・レンスク、9・・・データ
取り込み区間設定回路、10 、10a−DA変換回路
、 11−比較器、12・・°単安定マルチハイル−タ
、 13・・・AND回路、 14・・・ラッチ回路、15
・・・演算回路。 特許出願人  日本電信電話公社 代 理 人   白  水  常  雄外1名 晒 4 図 躬 5  図 錫 3 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板に形成した位置情報の基準となる電子ビーム
    用マークを電子ビームで走査し、該走査により該マーク
    および該基板からの反射電子強度等の変化を該マークの
    検出信号として検出する電子ビーム露光のマーク位置検
    出法において、該マーク検出信号が信号強度の極大を示
    す複数個のピークと信号強度の極小を示す複数個のピー
    クおよO・該マーク部以外の該基板からの信号強度とし
    てのオフセノI・レベルより成り、第1回月の該電子ビ
    ームの走ゴ寛時に、該マーク検出信号の該極大ピークお
    よび該極小ピークのピーク信号レベルI1mのゴへ報と
    該ピークの位置情報と該オフセットレベル埴111報に
    基ついて該m 高信号の一部区間を指定して記憶すると
    ともに、該複数個の極大ピークおよび極小ピークの中で
    ピーク値レベルが該オフセットレベル値に最も近イ極太
    ピークと極小ピークをそれぞれ1個ずつ選択し、該選択
    された極大ピーク値レベルと該選択された極小ピーク値
    レベル間に複数本のしきい値レベルを設定し、該複数の
    しきい値レベルと該マーク検出信号波形との交点でしか
    も該指定区間内にあるものに限って、該交点に対応した
    パルス信号を発生せしめ、第2回目9降の該電子ビーム
    の走査時においては、記憶した該指定区間で該マーク検
    出波形と該複数のしき(・値レベルとの該交点を繰り返
    し検出し、該交点に対応した該パルス信号を繰り返し発
    生せしめ、該複数回の該電子ビーム走森時の該パルス信
    号をもとに該マークの位置検出を行なうことを特徴とす
    る電子ビーム露光におけるマーク位tめ:検出方法。
  2. (2)基板に形成した基羊マークを電子ビームで走査し
    反射する′電子ビームを検出する手段と、該検出信号に
    対し適当なしきい値レベルを設定する回路手段と、該し
    きい値G号と該検出信号波形との交点に対応したパルス
    信号を発生する回路手段と、該パルス信号により該電子
    ビームの走査量を求め該走査量からマークの位置情報を
    得る回路手段なイjする電子ビーム露光におけるマーク
    位置検出装置において、検出信号波形の極大ピークと極
    小ピークのピーク信号レベル値の情報と該ピークの位置
    情報とオフセットレベル値の情報にもとづいて該検出信
    号の一部区間を指定し記憶する手段を有するとともに、
    複数個の極大ピークおよび極小ピークの中でピーク値レ
    ベルが該オフセットレベル値に最モ近’−1fi大ピー
    クと極小ピークをそり、それ1個ずつ選択する手段と、
    該選択された極大ピーク値レベルと該選択さ」した極小
    ピーク値レベル間に複数本のしきい値レベルを設定する
    手段と、該複数のしきい値レベルと該マーク検出信号波
    形との交点でしかも該指定区間内にあるものに限って該
    交点に対応したパルス信号を発生せしめる手段と、該パ
    ルス信号をもとに該マークの位置を検出する手段を具備
    することを峙徴とする電子ビーム露光におけるマーク位
    置検出装置。
JP58095801A 1983-06-01 1983-06-01 電子ビ−ム露光におけるマ−ク位置検出方法及び装置 Granted JPS59222930A (ja)

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JPH047091B2 JPH047091B2 (ja) 1992-02-07

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62145401A (ja) * 1985-12-20 1987-06-29 Komatsu Ltd 無人車の誘導装置
JPS62156817A (ja) * 1985-12-28 1987-07-11 Advantest Corp 電子ビ−ム露光装置のマ−ク検出器
JPS62298114A (ja) * 1986-06-18 1987-12-25 Hitachi Ltd 電子ビ−ム露光装置におけるマ−ク位置検出装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62145401A (ja) * 1985-12-20 1987-06-29 Komatsu Ltd 無人車の誘導装置
JPS62156817A (ja) * 1985-12-28 1987-07-11 Advantest Corp 電子ビ−ム露光装置のマ−ク検出器
JPS62298114A (ja) * 1986-06-18 1987-12-25 Hitachi Ltd 電子ビ−ム露光装置におけるマ−ク位置検出装置

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