JPH01268123A - 光電子転写装置 - Google Patents

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】 〔概　要〕 光電子転写装置に関し、 ・ウェハ上位置合せマークとマスク上位置合せマークと
を精度よく位置合せすることができ、スループットを向
上させることができる光電子転写装置を提供することを
目的とし、 マスク上の転写パターン領域の周囲に配置した少なくと
も２個以上のマスク上位置合せマーク部から順次放出さ
れた電子ビームによって、ウェハ露光面とほぼ同一平面
上に有り、ステージとともに移動する単一のマーク位置
あるいは相互の位置関係が確定した少なくとも２個以上
のマーク位置を検出することにより、マスク上位置合せ
マーク部のステージ上の固有座標に対する位置を測定し
、かつマスク上位置合せマーク部から放出された電子ビ
ームによって、少なくとも２個以上のウェハ」二位置合
せマークを順次検出し、ウェハ上位置合せマーク部のス
テージ上の固有座標に対する位置を測定する位置検出手
段を設Ｌｊ、マスク上位置合せマークの位置とウェハ」
二位置合せマークの位置を補正して一致させる制御手段
を設けて構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光電子転写装置に係り、詳しくは、特にスル
ープットの向上を回ることができる光電子転写装置に関
する。

近年、集積回路の高密度化に伴い、長年微細パターン技
術の主流をなしてきたボトリソグラフィにかわり、電子
ビームやＸ線を用いる新しいりソグラフィ技術が進歩し
てきた。その中の一つの技術として電子転写技術がある
。これば、試料（ウェハ）に対して平行に配置したマス
クからパターン形状に応して放出された電子ビームを用
いて所望のパターンをウェハに転写する技術である。

〔従来の技術〕 第３図は従来の光電子転写装置ｑ−例の構成を示す装置
概略図、第４図は従来例の光電マスク部の詳細を示す図
、第５図は従来例の位置合せ方法を説明するだめの図で
ある。

これらの図において、１は真空槽、２ば真空ポンプ、３
ばウェハ、４はステージ機構、５は光電マスク、５ａは
マスク基板、５ｂは例えば金属からなる紫外線吸収材の
パターン、５ｃは光電子放出材料の膜、６は前記光電マ
スク５を保持する保持機構、７は極板、８は光源、９は
シャッタ機構、１０ば窓、１１ばコイル、１２ば電源、
１３ａ、１３ｂ、１３Ｃ１１３ｄはウェハ上位置合せマ
ーク、１．４　ａ　、　１４．　ｂ、１４ｃ、１４ｄは
マスク上位置合せマーク、１５は所望のパターン転写位
置、１６は転写パターンである。

次に、その動作原理について説明する。

ウェハ３は転写室を形成する真空槽１内の露光位置を移
動させるステージ機構４に保持されており、ウェハ３と
平行に対向した位置にば光電マスク５及び光電マスク５
を保持する保持機構６が設りられている。光電マスク５
には電源１２より高電圧が印加てきるようになっており
、またコイル１１により光電マスク５、ウェハ３方向に
磁場が印加できるようになっている。光電マスク５、ウ
ェハ３間に配置されている極板７ば反射電子信号検出器
も兼ねている。光電マスク５は第４図に示す如く、光（
紫外線）を通過するマスク基板５ａ上に紫外線吸収材の
パターン５ｂ及び紫外線の照射を受ｉＪて光電子を放出
する光電子放出材料の膜５ｃからなっていて、紫外線吸
収材のパターン５ｂにさえぎられるごとなく光電子放出
材料の膜５ｃに到達した部分（紫外線吸収材のない部分
）から光電子を放出する。−・方、真空槽１内の光電マ
スク５の背面に設置された窓１０の外には光′ａ８とシ
ャッタ機構９が配置されている。光源８の発する紫外線
で光電マスク５を照射すると、紫外線吸収材のパターン
５ｂに応じた光電子が放出され、この光電子が光電マス
ク５、ウェハ３間に印加された電場・磁場で加速・集束
され、ウェハ３面で集束し、ウェハ３面に塗布された感
光性電子線レジメ１−　（図示せず）を感光し、ウェハ
３面上に所望のパターンを転写できるようになっている
。

このような光電子転写装置ば、光電マスク５、ウェハ３
間を高精度に位置合わせ出来る能力を備えていなりれば
ならない。具体的には、第５図に示すように、ウェハ３
」二の予め決められた所望のパターン転写装置１５に光
電マスク５上の転写パターン１６を精度良くパターン転
写しなげればならない、。図示例は例えば４点ずつで構
成されているマスク上位置合せマーク１４ａ、１４ｂ、
１４ｃ、１，１．ｄとウェハ上位置合セ′マーク１３ａ
、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを全てを合わせてからパター
ン転写する場合である。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の光電子転写装置にあっ
ては、第５図に示すようなウェハ３上の予め決められた
所望のパターン転写位置］５に光電マスク５上の転写パ
ターン１６を精度よくパターン転写するには、ウェハ上
位置合せ−７−り１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄとマ
スク上位置合せマーク１４ａ、１４ｂ、Ｌ４ｃ、１４ｄ
とを精度よく位置合わせ（ここでは０．１μ以下の精度
が要求されている）してからパターン転写を行わなけれ
ばならず、スループットが悪いという問題点があった。

具体的には、ウェハ上位置合せマーク１３ａ、１３ｂ、
１３ｃ、１３ｄとマスク上位置合せマーク１４ａ、１４
ｂ、１４Ｃ１１４ｄとを０．１μ以下の精度で位置合わ
せするには、ホールダ等で機械的にセットするだけでは
うエバ上位置合せマーク１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３
ｄとマスク上位置合せマーク１４ａ、１４ｂ、１４Ｃ１
１４ｄが位置ずれを生じ易く、精度良く位置合わせする
のは微調整が必要で非常に困難であった。また、パター
ン転写はウェハ上に部分的に行われるうえ、パターン転
写の工程の間にエツチングや堆積等の工程が入るため、
パターン転写するたびごとに常にウェハ上位置合せマー
ク１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄとマスク上位置合せ
マーク１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄとを０．１μ以
下の精度で位置合わせしなければならなかった。

そこで本発明は、ウェハ上位置合せマークとマスク上位
置合せマークとを精度良く位置合せすることができ、ス
ループッ１〜を向上させることができる光電子転写装置
を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による光電子転写装置は上記目的達成のため、マ
スク上の転写パターン領域の周囲に配置した少なくとも
２個以上のマスク上位置合せマーク部から順次放出され
た電子ビームによって、ウェハ露光面とほぼ同一平面上
に有り、ステージとともに移動する単一のマーク位置あ
るいは相互の位置関係が確定した少なくとも２個以上の
マーク位置を検出することにより、マスク上位置合せマ
ーク部のステージ上の固有座標に対する位置を測定し、
かつマスク上位置合せマーク部から放出された電子ビー
ムによって、少なくとも２個以上のウェハ上位置合せマ
ークを順次検出し、ウェハ上位置合せマーク部のステー
ジ上の固有座標に対する位置を測定する位置検出手段を
設け１、マスク上位置合せマークの位置とウェハ上位置
合せマークの位置を補正して一致させる制御手段を設け
てている。

〔作　用〕

本発明では、マスク上の転写パターン領域の周囲に配置
された少なくとも２個以上のマスク上位置合わせマーク
部から順次放出された電子ビームによって、ウェハ露光
面をほぼ同一平面上に有り、ステージとともに移動する
単一のマーク位置あるいは相互の位置関係が確定した少
なくとも２個以上のマーク位置が検出されることにより
、マスク上位置合せマーク部のステージ上の固有座標に
対する位置が測定される。次いで、マスク上位置合せマ
ーク部から放出された電子ビームによって、少な（とも
２個以上のウェハ上位置合せマークが順次検出され、ウ
ェハ上位置合せマーク部のステージ上の固有座標に対す
る位置が測定される。そして、マスク上位置合せマーク
の位置とウェハ上位置合せマークの位置が補正されて一
致するようになる。

したがって、マスク上位置合せマークとウェハ上位置合
せマークの位置ずれが生じにくくなり、精度よく位置合
せが行われるようになる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

・第１図は本発明に係る光電子転写装置の一実施例の構
成を説明するだめの概略図、第２図（ａ）、（ｂ）は一
実施例の位置合せ方法を説明するための図である。

これらの図において、第３図〜第５図と同一符号は同一
または相当部を示し、２１はレーザ測長器（本発明に係
る位置検出手段に該当する）、２２は制御部（本発明に
係る制御手段に該当する）、２３はステージ、ａ、ｂ、
ｃ、ｄはマスク上位置合せマーク、α、β、γ、δはウ
ェハ上位置合せマークである。なお、レーザ渭１長器２
１はステージ２３のある決まったところの位置（固有座
標）を非常に高精度に読むことができる。

次に、第１図及び第２図（ａ）、（ｂ）を用いてマスク
上位置合せマークａ、　　ｂ、　　ｃ、　　ｄ、　とウ
ェハ上位置合せマークα、β、γ、δの位置合せ方法に
ついて具体的に説明する。

まず、ウェハ３や光電マスク５のセット状態によっては
変わらない装置固有の座標系を設定するようにする。マ
スク上位置合せマークａ、ｂ、ｃ。

ｄの位置とウェハ上位置合せマークα、β、Ｔ。

δの位置を、この装置固有の座標系上の座標点（あるい
は、この装置固有の座標系への投影点）として測定し、
両者の位置を同一の座標系上で比較して位置合せを行う
。この座標系として、ステージ２３に固定されるレーザ
測長器２１で規定される座標系をとる。

具体的には、第２図（ａ）に示すように、レーザ光（図
示せず）を光電マスク５に選択的に照射し、光電マスク
５上の転写パターン１６の周囲に配置されたマスク」二
位置合せマークａ、ｂ、ｃ、ｄから順次放出された電子
ビームによって、ウェハ３露光面とほぼ同一平面上にあ
る、単一マークＡを、ステージ２３を■→■→■→■と
いうように移動させながら検出し、そのときのステージ
位置を、レーザー測長器２１により検出することにより
、マスク上位置合せマークａ、ｂ、ｃ、ｄのステージ２
３上の固有座標に対する位置を測定する。なお、光電マ
スクは５は動かないようにホールダ等で固定されている
。

次に、電場、磁場の条件を変えた場合について上記と同
様な測定を行い、ゲインや転写像の歪のデータを座標点
（投影点）の変化で測定する。

次に、第２図（ｂ）に示すように、レーザ光を照射し、
光電マスク５上のマスク上位置合せマークａから放出さ
れる電子ビームによってウェハ上位置合せマークα、β
、γ、δを順次検出し、その時のレーザ測長器２１の読
みから、ウェハ上位置合せマークα、β、γ、δのステ
ージ２３上の固有座標に対する位置を測定する。そして
、以上の結果をもとに、ステージ座標系上でマスク上位
置合せマークａ、　　ｂ、　　ｃ、　　ｄの位置と、ウ
ェハ上位置合せマークα、β、γ、δの位置を制御部２
２で比較し、両者の位置を補正して一致させるようにス
テージ２３を駆動させ、さらに電場、磁場の条件を合わ
せて位置合わせを行う。

すなわち、上記実施例では、マスク上位置合せマークａ
、ｂ、ｃ、ｄの位置とウェハ上位置合せマークα、β、
γ、δの位置を同じステージ２３上の固有座標で測定し
ており、制御部２２によりそれぞれの位置を補正して一
致するようにステージ２３、及び電場、磁場の条件を制
御しているため、ウェハ３上の予め決められた所望のパ
ターン転写位置１５に光電マスク５上の転写パターン１
６を精度よくパターン転写することができる。また、マ
スク上位置合せマークａ、ｂ、ｃ、ｄの位置とウェハ上
位置合せマークα、β、Ｔ、δの位置がステージ２３」
二の固有座標で判っているので（１回測定すれば判る）
、パターン転写する際、両者の位置を合わすのに従来の
ような微調整（別工程が間に入る際）をする必要がなく
なり、スループットを大幅に向上させることができる。

なお、上記実施例ではマスク上位置合せマークａ、ｂ、
ｃ、ｄとウェハ上位置合せマークα、β。

Ｔ、δを各４点ずつで構成する場合について説明したが
、本発明はこれに限定されるものではなく、マスク上位
置合せマークとウェハ上位置合せマークはそれぞれ少な
くとも２点以上で構成されていればよい。

上記実施例は、ウェハ上単一のマークＡの位置をレーザ
測長器２１により検出することにより、マスク上位置合
せマークａ、ｂ、ｃ、ｄのステージ２３上の固有座標に
対する位置を測定する場合について説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、相互の位置関係が確
定した少なくとも２個以上のウェハ」ニマーク位置を検
出することにより、マスク上位置合せマークの位置を測
定する場合であってもよい。具体的には例えば位置関係
が確定しているＸ、Ｙで例えばマスク上位置合せマーク
ａ、ｂを、Ｘに対してａ、Ｙに対してｂを」二重実施例
と同様に電子ビームによってレーザ測長器２１で検出す
ればマスク上位置合せマークａ。

ｂのステージ２３上の固有座標を精度良く測定すること
ができる。

〔効　果〕

本発明によれば、ウェハ上マークとマスク上マークとを
精度良く位置合せすることができ、スループットを向上
させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光電子転写装置の一実施例の構成
を説明する概略図、 第２図は一実施例の位置合わせ方法を説明する図、 第３図は従来の光電子転写装置の一例の構成を示す装置
概略図、 第４図は従来例の光電マスク部の詳細を示す図、第５図
は従来例の位置合わせ方法を説明する図である。 ３・・・・・・ウェハ、 ５・・・・・・光電マスク、 １５・・・・・・所望のパターン転写位置、１６・・・
・・・転写パターン、 ２１・・・・・・レーザ測長器、 ２２・・・・・・制御部、 ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・・・・マスク上位置合せマーク、
α、β、γ、δ・・・・・・ウェハ上位置合せマーク。 （ａ） ｌＲ （ｂ） ／６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　マスク上の転写パターン領域の周囲に配置した少なく
   とも２個以上のマスク上位置合せマーク部から順次放出
   された電子ビームによって、ウェハ露光面とほぼ同一平
   面上に有り、ステージとともに移動する単一のマーク位
   置あるいは相互の位置関係が確定した少なくとも２個以
   上のマーク位置を検出することにより、マスク上位置合
   せマーク部のステージ上の固有座標に対する位置を測定
   し、かつ マスク上位置合せマーク部から放出された電子ビームに
   よって、少なくとも２個以上のウェハ上位置合せマーク
   を順次検出し、ウェハ上位置合せマーク部のステージ上
   の固有座標に対する位置を測定する位置検出手段を設け
   、 マスク上位置合せマークの位置とウェハ上位置合せマー
   クの位置を補正して一致させる制御手段を設けたことを
   特徴とする光電子転写装置。