JPH041494B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH041494B2 JPH041494B2 JP57206631A JP20663182A JPH041494B2 JP H041494 B2 JPH041494 B2 JP H041494B2 JP 57206631 A JP57206631 A JP 57206631A JP 20663182 A JP20663182 A JP 20663182A JP H041494 B2 JPH041494 B2 JP H041494B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mark
- signal
- electron beam
- scanning
- moment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
- H01J37/304—Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
- H01J37/3045—Object or beam position registration
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、位置合わせマークを電子ビームで走
査してマークの中心位置を検出するマーク位置検
出装置の改良に関する。
査してマークの中心位置を検出するマーク位置検
出装置の改良に関する。
近時、半導体ウエハやマスク基板等の試料に微
細パターンを形成するものとして各種の電子ビー
ム露光装置が用いられているが、この装置では精
度良い露光を可能とするため試料の高精度な位置
合わせが必要となる。このため、試料、カセツト
或いは試料台等に位置合わせ用マークを設け、こ
のマークを電子ビームで走査して得られる反射電
子、２次電子或いは吸収電子等に基づいてマーク
位置を検出し、これにより試料の位置合わせを行
うようにしている。
細パターンを形成するものとして各種の電子ビー
ム露光装置が用いられているが、この装置では精
度良い露光を可能とするため試料の高精度な位置
合わせが必要となる。このため、試料、カセツト
或いは試料台等に位置合わせ用マークを設け、こ
のマークを電子ビームで走査して得られる反射電
子、２次電子或いは吸収電子等に基づいてマーク
位置を検出し、これにより試料の位置合わせを行
うようにしている。
ところで、上記マーク位置の検出に用いられる
マーク位置検出装置として、最近次の(1)(2)に示す
手法を利用したものが考案されている。
マーク位置検出装置として、最近次の(1)(2)に示す
手法を利用したものが考案されている。
(1) マークからの反射電子を検出して得られるマ
ーク信号のピークと基準値とから、マーク部が
２値信号の「１」を得るようなレベルでマーク
信号を２値化し、２値信号の「１」と電子ビー
ムの走査位置とから１次モーメントを算出して
マークの中心位置を求める手法。
ーク信号のピークと基準値とから、マーク部が
２値信号の「１」を得るようなレベルでマーク
信号を２値化し、２値信号の「１」と電子ビー
ムの走査位置とから１次モーメントを算出して
マークの中心位置を求める手法。
(2) マーク信号をＡ／Ｄ変換して記憶回路に記憶
すると共に、複数回の電子ビーム走査を行いマ
ーク信号のＡ／Ｄ変換値を平均加算し、ノイズ
成分を除去する。かくして得られたマーク波形
のＰ・Ｐ値（Poak to Peak）からスライスレ
ベルを求め、そのスライスレベル以上のマーク
波形のＡ／Ｄ変換値と電子ビームの走査位置と
から１次モーメントを算出してマークの中心位
置を求める手法。
すると共に、複数回の電子ビーム走査を行いマ
ーク信号のＡ／Ｄ変換値を平均加算し、ノイズ
成分を除去する。かくして得られたマーク波形
のＰ・Ｐ値（Poak to Peak）からスライスレ
ベルを求め、そのスライスレベル以上のマーク
波形のＡ／Ｄ変換値と電子ビームの走査位置と
から１次モーメントを算出してマークの中心位
置を求める手法。
しかしながら、この種の手法を用いたマーク位
置検出装置にあつては次のような問題があつた。
すなわち、前記第１の手法では、マーク信号の一
部しか利用していないため、マーク中心位置の検
出精度が劣る。また、前記第２の手法では、Ａ／
Ｄ変換したマーク波形を平均加算するために多大
な時間を要し、かつそのための記憶回路が必要と
なりコスト高を招く等の問題があつた。
置検出装置にあつては次のような問題があつた。
すなわち、前記第１の手法では、マーク信号の一
部しか利用していないため、マーク中心位置の検
出精度が劣る。また、前記第２の手法では、Ａ／
Ｄ変換したマーク波形を平均加算するために多大
な時間を要し、かつそのための記憶回路が必要と
なりコスト高を招く等の問題があつた。
そこで本発明者等は、位置合わせ用マークを電
子ビームで走査して得られる反射電子、２次電子
或いは吸収電子を電子検出器で検出し、この検出
信号の微分波形を所定の振幅閾値XOでスライス
し、閾値XO以上の微分波形の時系列が所定の連
続時系列閾値GO以上連続している場所をマーク
端と判定し、このときの上記検出信号の振幅値
XAを記憶し、該振幅値XAより大きな検出信号の
振幅値と電子ビームの走査位置とから１次モーメ
ントを算出し、この算出結果をマークの中心位置
として検出するマーク位置検出装置を提案した。
子ビームで走査して得られる反射電子、２次電子
或いは吸収電子を電子検出器で検出し、この検出
信号の微分波形を所定の振幅閾値XOでスライス
し、閾値XO以上の微分波形の時系列が所定の連
続時系列閾値GO以上連続している場所をマーク
端と判定し、このときの上記検出信号の振幅値
XAを記憶し、該振幅値XAより大きな検出信号の
振幅値と電子ビームの走査位置とから１次モーメ
ントを算出し、この算出結果をマークの中心位置
として検出するマーク位置検出装置を提案した。
この提案によれば、マーク信号全体の情報を無
駄なく利用でき、マーク中心位置の検出を精度良
く行うことができる。また、平均加算する必要が
なく、そのためのメモリが不要となり、さらに平
均加算のための時間も不要となる。しかも、電子
ビーム走査と同時に計算するようにしているの
で、マーク中心位置検出のための時間を短縮化し
得る等の利点がある。
駄なく利用でき、マーク中心位置の検出を精度良
く行うことができる。また、平均加算する必要が
なく、そのためのメモリが不要となり、さらに平
均加算のための時間も不要となる。しかも、電子
ビーム走査と同時に計算するようにしているの
で、マーク中心位置検出のための時間を短縮化し
得る等の利点がある。
しかしながら、このような装置にあつては１次
モーメントの計算範囲を決定するのに複雑な回路
が必要となり、装置構成の複雑化を招いた。ま
た、ノイズの影響を受け易く、ノイズによりマー
ク位置検出精度が低下する等の問題を招いた。
モーメントの計算範囲を決定するのに複雑な回路
が必要となり、装置構成の複雑化を招いた。ま
た、ノイズの影響を受け易く、ノイズによりマー
ク位置検出精度が低下する等の問題を招いた。
本発明の目的は、ノイズの影響を減らすことが
でき、マーク位置検出精度の向上をはかり得るマ
ーク位置検出装置を提供することにある。
でき、マーク位置検出精度の向上をはかり得るマ
ーク位置検出装置を提供することにある。
本発明の骨子は、Ａ／Ｄ変換されたマーク信号
を一定期間累積加算してノイズの影響を低減し、
累積加算した値の信号分布から１次モーメントを
計算することにある。
を一定期間累積加算してノイズの影響を低減し、
累積加算した値の信号分布から１次モーメントを
計算することにある。
すなわち本発明は、位置合わせマークの中心位
置を検出するマーク位置検出装置において、マー
クを電子ビームで走査し該走査による反射電子、
２次電子或いは吸収電子を検出してマーク信号を
得、このマーク信号をＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ
変換されたマーク信号を一定期間累積加算すると
共にその計算領域を１つずつシフトし、上記累積
加算により得られた信号分布の所定値以上と電子
ビームの走査位置とから１次モーメントを求める
ようにしたものである。
置を検出するマーク位置検出装置において、マー
クを電子ビームで走査し該走査による反射電子、
２次電子或いは吸収電子を検出してマーク信号を
得、このマーク信号をＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ
変換されたマーク信号を一定期間累積加算すると
共にその計算領域を１つずつシフトし、上記累積
加算により得られた信号分布の所定値以上と電子
ビームの走査位置とから１次モーメントを求める
ようにしたものである。
〔発明の効果〕
本発明によれば、Ａ／Ｄ変換されたマーク信号
を一定期間累積加算しているので、ノイズによる
影響を著しく少なくすることができる。このた
め、ノイズによる検出誤差をなくし、マーク位置
検出精度の向上をはかり得る。また、１次モーメ
ントの計算範囲を決定する複雑な回路を必要とす
ることなく、各種の演算器を用いることでマーク
の中心位置を検出することができる。このため、
装置構成の簡略化をはかり得る等の効果を奏す
る。
を一定期間累積加算しているので、ノイズによる
影響を著しく少なくすることができる。このた
め、ノイズによる検出誤差をなくし、マーク位置
検出精度の向上をはかり得る。また、１次モーメ
ントの計算範囲を決定する複雑な回路を必要とす
ることなく、各種の演算器を用いることでマーク
の中心位置を検出することができる。このため、
装置構成の簡略化をはかり得る等の効果を奏す
る。
第１図は本発明の一実施例の概略構成を示すブ
ロツク図である。図中１は位置合わせ用マークで
あり、このマーク１を電子ビーム２で走査したと
きに得られるマーク１からの反射電子は、反射電
子検出器３にて検出される。ここで、反射電子検
出器３の検出信号（マーク信号）４は、第２図に
示す如く電子ビーム２がマーク１を横切るときそ
の振幅が大きいものとなる。マーク信号４はアナ
ログ・デジタル・コンバータ（以下Ａ／Ｄと略記
する）５に供給され、デジタル信号に変換され
る。そして、この変換出力は直接減算器６に供給
されると共に、遅延回路（以下DLと略記する）
７を介して一定期間dOだけ遅延されて上記減算器
６に供給される。減算器６ではＡ／Ｄ５の出力か
らDL７の出力が減算され、この減算出力は累積
加算器８に供給されている。累積加算器８では上
記減算出力が累積加算され、この累積加算出力は
１次モーメント計算回路９及び１次モーメント設
定器１０に供給されている。１次モーメント計算
回路９は上記累積加算出力の信号分布の上記１次
モーメント設定器１０に設定した値以上と前記電
子ビームの走査位置を示す信号Ｘとに基づいて、
上記信号分布の１次モーメントを求めるものであ
り、その出力は減算器１１に供給されている。減
算器１１では上記出力（１次モーメント値）から
前記DL７の遅延期間dOの１／２に相当するビー
ム走査距離ｄ／２が減算され、この減算結果がマ
ーク信号４の中心位置情報として出力されるもの
となつている。
ロツク図である。図中１は位置合わせ用マークで
あり、このマーク１を電子ビーム２で走査したと
きに得られるマーク１からの反射電子は、反射電
子検出器３にて検出される。ここで、反射電子検
出器３の検出信号（マーク信号）４は、第２図に
示す如く電子ビーム２がマーク１を横切るときそ
の振幅が大きいものとなる。マーク信号４はアナ
ログ・デジタル・コンバータ（以下Ａ／Ｄと略記
する）５に供給され、デジタル信号に変換され
る。そして、この変換出力は直接減算器６に供給
されると共に、遅延回路（以下DLと略記する）
７を介して一定期間dOだけ遅延されて上記減算器
６に供給される。減算器６ではＡ／Ｄ５の出力か
らDL７の出力が減算され、この減算出力は累積
加算器８に供給されている。累積加算器８では上
記減算出力が累積加算され、この累積加算出力は
１次モーメント計算回路９及び１次モーメント設
定器１０に供給されている。１次モーメント計算
回路９は上記累積加算出力の信号分布の上記１次
モーメント設定器１０に設定した値以上と前記電
子ビームの走査位置を示す信号Ｘとに基づいて、
上記信号分布の１次モーメントを求めるものであ
り、その出力は減算器１１に供給されている。減
算器１１では上記出力（１次モーメント値）から
前記DL７の遅延期間dOの１／２に相当するビー
ム走査距離ｄ／２が減算され、この減算結果がマ
ーク信号４の中心位置情報として出力されるもの
となつている。
なお、前記１次モーメント計算回路９は、例え
ば第３図に示す如く乗算器２１、除算器２２及び
累積加算器２３，２４から構成されている。そし
て、前記累積加算器８の出力信号をａとしたとき
（Σa・ｘ／Σa）を計算し、マーク信号４の重みづ
けした中心位置を求めるものとなつている。
ば第３図に示す如く乗算器２１、除算器２２及び
累積加算器２３，２４から構成されている。そし
て、前記累積加算器８の出力信号をａとしたとき
（Σa・ｘ／Σa）を計算し、マーク信号４の重みづ
けした中心位置を求めるものとなつている。
このように構成された本装置の作用について第
４図を参照して説明する。
４図を参照して説明する。
まず、前記Ａ／Ｄ５の出力をＡ〔ｉ〕、最初のビ
ーム位置から前記DL７の遅延期間dOに相当する
時間経過したのちのビーム位置をｄとすると、累
積加算器８の上記期間dOにおける加算出力Ｂ〔ｉ〕
は次のように計算される。ただし、ｉ＝ １，
２，…，Ｎ（ｉ：電子ビーム位置）とする。
ーム位置から前記DL７の遅延期間dOに相当する
時間経過したのちのビーム位置をｄとすると、累
積加算器８の上記期間dOにおける加算出力Ｂ〔ｉ〕
は次のように計算される。ただし、ｉ＝ １，
２，…，Ｎ（ｉ：電子ビーム位置）とする。
Ａ〔１〕＋Ａ〔２〕＋……＋Ａ〔ｄ〕→Ｂ〔ｄ〕
Ａ〔２〕＋Ａ〔３〕＋……＋Ａ〔ｄ＋１〕
＝Ｂ〔d〕−Ａ〔1〕＋Ａ〔d+1〕→Ｂ〔d+1〕
〜
Ａ〔n+1〕＋Ａ〔n+2〕＋……＋Ａ〔d+n〕
＝Ｂ〔ｄ＋ｎ−１〕−Ａ〔ｎ〕
＋Ａ〔ｄ＋ｎ〕→Ｂ〔ｄ＋ｎ〕
ただし、ｎ＝０，１，２，……である。
減算器６はｉ＝ｄ＋１番目から
Ａ〔ｉ〕−Ａ〔ｉ−ｄ〕
を計算する。累積加算器８はｉ＜ｄ＋１の場合、
Ａ〔ｉ〕を累積加算する。ｉ≧ｄ＋１の場合、減
算器６の出力がＡ〔ｉ〕−Ａ〔ｉ−ｄ〕となり、前
に計算された累積加算値にこれを加算することに
より、期間dOの累積加算値Ｂ〔ｉ〕がビーム走査
と連続的に計算される。１次モーメント設定器１
０に設定された値をＣとすると Ｂ〔ｉ〕≧Ｃ の条件で１次モーメント計算回路９により、電子
ビーム位置Ｘと上記累積加算値Ｂ〔ｉ〕の信号分
布とに基づき１次モーメントが計算される。ここ
で、最初の累積加算値Ｂ〔ｄ〕はＡ〔ｄ〕のデータ
を取り込んでから行われる。累積加算値Ｂ〔ｄ〕
が計算されるとき電子ビームの位置はｄにある。
累積加算値Ｂ〔ｄ〕は電子ビームの位置がｄ／２
のときの値であるから、１次モーメント計算回路
９の出力Ｍをｄ／２だけ減算器１１で減算した値
がマーク信号の中心位置となる。
Ａ〔ｉ〕を累積加算する。ｉ≧ｄ＋１の場合、減
算器６の出力がＡ〔ｉ〕−Ａ〔ｉ−ｄ〕となり、前
に計算された累積加算値にこれを加算することに
より、期間dOの累積加算値Ｂ〔ｉ〕がビーム走査
と連続的に計算される。１次モーメント設定器１
０に設定された値をＣとすると Ｂ〔ｉ〕≧Ｃ の条件で１次モーメント計算回路９により、電子
ビーム位置Ｘと上記累積加算値Ｂ〔ｉ〕の信号分
布とに基づき１次モーメントが計算される。ここ
で、最初の累積加算値Ｂ〔ｄ〕はＡ〔ｄ〕のデータ
を取り込んでから行われる。累積加算値Ｂ〔ｄ〕
が計算されるとき電子ビームの位置はｄにある。
累積加算値Ｂ〔ｄ〕は電子ビームの位置がｄ／２
のときの値であるから、１次モーメント計算回路
９の出力Ｍをｄ／２だけ減算器１１で減算した値
がマーク信号の中心位置となる。
かくして減算器１１の出力からマーク信号の中
心位置が検出されることになる。なお、マーク１
の中心位置を求めるには、前記マーク１上のビー
ム走査を少なくともＸ方向で２回行いマーク１の
Ｙ方向中心線を求め、さらにビーム走査を少なく
ともＹ方向で２回行いＸ方向中心線を求め、これ
ら各中心線の交点座標を求めればよい。
心位置が検出されることになる。なお、マーク１
の中心位置を求めるには、前記マーク１上のビー
ム走査を少なくともＸ方向で２回行いマーク１の
Ｙ方向中心線を求め、さらにビーム走査を少なく
ともＹ方向で２回行いＸ方向中心線を求め、これ
ら各中心線の交点座標を求めればよい。
このように本装置によれば、Ａ／Ｄ５によりデ
ジタル化されたマーク信号を減算器６、DL７及
び累積加算器８により一定期間ｄで累積加算して
いるので、上記マーク信号のノイズ成分を減少さ
せることができる。そして、ノイズ成分の少ない
上記累積加算値から得られる信号分布の所定値Ｃ
以上の１次モーメントを計算してマーク信号の中
心位置を求めているので、マーク位置検出精度の
向上をはかり得る。また、１次モーメントの計算
範囲を決定する複雑な回路を必要とすることな
く、各種の演算器を用いるのみでマーク中心位置
を検出できるので、装置構成の簡略化をはかり得
る。
ジタル化されたマーク信号を減算器６、DL７及
び累積加算器８により一定期間ｄで累積加算して
いるので、上記マーク信号のノイズ成分を減少さ
せることができる。そして、ノイズ成分の少ない
上記累積加算値から得られる信号分布の所定値Ｃ
以上の１次モーメントを計算してマーク信号の中
心位置を求めているので、マーク位置検出精度の
向上をはかり得る。また、１次モーメントの計算
範囲を決定する複雑な回路を必要とすることな
く、各種の演算器を用いるのみでマーク中心位置
を検出できるので、装置構成の簡略化をはかり得
る。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるも
のではない。例えば、前記反射電子検出器の代り
には、マークを電子ビームで走査したときに得ら
れる２次電子或いは吸収電子を検出するものを用
いてもよい。また、前記累積加算値Ｂ〔ｉ〕を前
記遅延期間dOに相当する累積回数（＝ｄ）で除算
し、１次モーメントの計算桁数を少なくして周辺
回路の簡素化をはかることも可能である。さら
に、累積回数を２のｎ乗に設定すれば、除算は累
積加算出力をｎ乗分だけシフトすればよい。ま
た、前記遅延回路７の遅延期間dOは、マークの幅
やビーム走査速度等の条件に応じて適宜定めれば
よい。その他、本発明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できる。
のではない。例えば、前記反射電子検出器の代り
には、マークを電子ビームで走査したときに得ら
れる２次電子或いは吸収電子を検出するものを用
いてもよい。また、前記累積加算値Ｂ〔ｉ〕を前
記遅延期間dOに相当する累積回数（＝ｄ）で除算
し、１次モーメントの計算桁数を少なくして周辺
回路の簡素化をはかることも可能である。さら
に、累積回数を２のｎ乗に設定すれば、除算は累
積加算出力をｎ乗分だけシフトすればよい。ま
た、前記遅延回路７の遅延期間dOは、マークの幅
やビーム走査速度等の条件に応じて適宜定めれば
よい。その他、本発明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できる。
第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、
第２図は上記実施例に係わるビーム走査とマーク
信号波形との関係を示す模式図、第３図は上記実
施例の要部構成を示すブロツク図、第４図は上記
実施例の作用を説明するためのものでマーク信号
波形と累積加算による信号分布との関係を示す模
式図である。 １…マーク、２…電子ビーム、３…反射電子検
出器、４…マーク信号、５…アナログ・デジタ
ル・コンバータ（Ａ／Ｄ）、６…減算器、７…遅
延回路（Ｄ／Ｌ）、８…累積加算器、９…１次モ
ーメント計算回路、１０…１次モーメント設定
器、１１…減算器。
第２図は上記実施例に係わるビーム走査とマーク
信号波形との関係を示す模式図、第３図は上記実
施例の要部構成を示すブロツク図、第４図は上記
実施例の作用を説明するためのものでマーク信号
波形と累積加算による信号分布との関係を示す模
式図である。 １…マーク、２…電子ビーム、３…反射電子検
出器、４…マーク信号、５…アナログ・デジタ
ル・コンバータ（Ａ／Ｄ）、６…減算器、７…遅
延回路（Ｄ／Ｌ）、８…累積加算器、９…１次モ
ーメント計算回路、１０…１次モーメント設定
器、１１…減算器。
Claims (1)
- １ 位置検出に供されるマークを電子ビームで走
査し該走査による反射電子、２次電子或いは吸収
電子を検出してマーク信号を得る手段と、上記マ
ーク信号をアナログ・デジタル変換する手段と、
上記アナログ・デジタル変換されたマーク信号を
一定期間累積加算すると共にその計算領域を１つ
ずつシフトする手段と、この手段により得られた
信号分布の所定値以上と前記電子ビームの走査位
置とに基づいて１次モーメントを求める手段とを
具備してなることを特徴とするマーク位置検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57206631A JPS5996725A (ja) | 1982-11-25 | 1982-11-25 | マ−ク位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57206631A JPS5996725A (ja) | 1982-11-25 | 1982-11-25 | マ−ク位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5996725A JPS5996725A (ja) | 1984-06-04 |
| JPH041494B2 true JPH041494B2 (ja) | 1992-01-13 |
Family
ID=16526558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57206631A Granted JPS5996725A (ja) | 1982-11-25 | 1982-11-25 | マ−ク位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5996725A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62229939A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-08 | Advantest Corp | 荷電粒子ビ−ム露光装置におけるマ−ク位置検出回路 |
-
1982
- 1982-11-25 JP JP57206631A patent/JPS5996725A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5996725A (ja) | 1984-06-04 |
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