JPH0529204A

JPH0529204A - 電子ビーム補正用マーク

Info

Publication number: JPH0529204A
Application number: JP3178606A
Authority: JP
Inventors: Yoshimi Yamashita; 良美山下
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-07-19
Filing date: 1991-07-19
Publication date: 1993-02-05

Abstract

(57)【要約】【目的】電子ビーム描画装置における電子ビームの位
置・形状を補正するためのマークの構造に関し、ビーム
位置・形状の正確な検出が可能な電子ビーム補正用マー
クを提供することを目的とする。【構成】重金属からなるマークであり、マーク自体を
基板上に薄く形成するか、或いは厚いマークを基板に設
けた凹部に沈ませることにより、マーク上面と基板上面
との段差が０.1μm 以下となるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子ビーム描画装置にお
ける電子ビームの位置・形状を補正するためのマークの
構造に関する。

【０００２】近年、半導体装置は高集積・高密度化の要
求に対応してパターンの微細化が進行しており、この傾
向が今後も続くことは確実である。微細パターンを形成
する技術として電子ビーム・リソグラフィ技術が既に実
用化している。電子ビームでパターンを描画する場合、
試料面上に設けた基準マークを露光用の電子ビームで読
み取ることにより、そのビームの偏向歪みやドリフトの
補正、フィールド間にまたがる図形のつなぎ合わせ等の
制御を行って、パターン精度を維持している。従って、
今後更に微細化するパターンを高精度で描画するために
は、このマーク読み取り精度の向上が必要である。

【０００３】

【従来の技術】従来の電子ビーム補正用マークの例を図
３を参照しながら説明する。図３は従来例の説明図であ
り、(a) は模式断面図、(b) 及び(c) はマーク検出信号
の波形を示す図である。図３(a) において、１はパター
ンを描画する基板（シリコン・ウェーハ等）、３はマー
クである。マーク３は電子の反射率が基板１より遙かに
大きい材料、例えば金等の重金属からなり、厚さは０.5
μm 程度である。

【０００４】このマーク３の上方から露光用の電子ビー
ムを照射し、マーク３とその近傍を走査し、その反射電
子を検出器（例えばＰＮ接合型）で検出する。この際、
電子ビームはマーク３を若干斜めに照射することが避け
られない。図３(b) 、(c) はそれぞれ電子ビームがマー
ク３を垂直及び斜めに照射してして得た信号の波形を示
している。(b) では波形は対称であるが、(c) では非対
称である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このようにマーク検出
信号の波形に非対称性があると、ビーム位置・形状の検
出に誤差を生じ、従って補正が正確に行えない、という
問題があった。

【０００６】本発明はこのような問題を解決して、ビー
ム位置・形状の正確な検出が可能な電子ビーム補正用マ
ークを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的は、本発明によ
れば、[1] 基板材料とは電子反射率が異なる材料からな
るマークであり、該マーク上面と該基板上面との段差が
０.1μｍ以下であることを特徴とする電子ビーム補正用
マークとすることで、[2] 基板上面に載設され、厚さが
０.1μｍ以下であることを特徴とする [1]記載の電子ビ
ーム補正用マークとすることで、[3] 基板表面に設けた
凹部全体をマーク材料が充填してなることを特徴とする
[1]記載の電子ビーム補正用マークとすることで、[4]
基板表面に設けた凹部内に、両側に細溝を形成するよう
に配設されていることを特徴とする [1]記載の電子ビー
ム補正用マークとすることで、達成される。

【０００８】

【作用】電子ビームの斜め照射によるマーク検出信号の
波形の非対称性の程度は、基板上面とマーク上面との段
差が小さい程、小さくなる。従って段差が小さい程、ビ
ーム位置・形状の正確な補正が可能となる。この段差を
なくす手段として、マークの厚さを薄くしても、厚いマ
ークを基板に設けた凹部に沈めた掘込み構造としても、
同様の効果を生ずる。

【０００９】マーク位置の検出精度としては描画するパ
ターンの最小線幅の１／10程度が必要とされているが、
基板上面とマーク上面との段差が０.1μm 以下ならば、
今後予想されるパターン微細化に対しても充分な検出精
度が得られる。

【００１０】

【実施例】本発明に基づく電子ビーム補正用マークの実
施例を図１を参照しながら説明する。図１は本発明の実
施例の説明図であり、(a), (b), (c) はそれぞれ第一
例、第二例、第三例の模式断面図、(aa), (bb), (cc)は
それぞれ第一例、第二例、第三例のマーク検出信号の波
形（但し、斜め照射の場合）を示す図である。図におい
て、１はシリコン・ウェーハ等の基板、２及び３は金等
の重金属からなるマークである。

【００１１】図１(a) は本発明の第一の実施例であり、
マーク２自体を薄く（例えば0.05μm ）することにより
基板１との段差を小さくしている。このマーク２に電子
ビームを斜め照射した場合のマーク検出信号の波形は、
図１(aa)のように対称性が良い。

【００１２】一般に重金属からなるマーク２の厚さを薄
くすると反射電子の強度は低下するが、本発明者の実験
結果によれば、マーク２の厚さが極端に薄くなければ、
マーク信号が充分に検出されることが確認された。この
実験結果を図２に示す。図２はマーク厚さと検出信号強
度との関係を示すグラフである。同図はシリコン基板上
の金マークに加速電圧 30 KeV の電子ビームを照射し、
反射電子をＰＮ接合型検出器で検出したものである。同
図によればマーク厚さが0.05μm であっても検出信号強
度は最大値の約40％となっており、それ以下でも検出さ
れている。

【００１３】図１(b) は本発明の第二の実施例であり、
通常の厚さ（例えば０.5μm ）を持つマーク３を基板１
に設けた凹部を充填する形で設けて段差をなくしたもの
である。このようなマーク３を得るには、基板１上にパ
ターニングしたレジストをエッチング・マスクとして基
板１に異方性のドライエッチングを行って凹部を形成
し、引続きリフトオフ法によりその凹部をマスク材料で
充填すればよい。このマーク３に電子ビームを斜め照射
した場合のマーク検出信号の波形は、図１(bb)のように
対称性が良い。

【００１４】図１(c) は本発明の第三の実施例であり、
通常の厚さ（例えば０.5μm ）を持つマーク３を、基板
１に設けたマーク３よりやや大きい凹部内に配設して段
差をなくしたものである。マーク３の周囲（少なくとも
ビームが走査される辺）には細溝４が形成されている。
このようなマーク３を得るには、基板１上にパターニン
グしたレジストをエッチング・マスクとし、レジスト下
がアンダーカットされる程度に等方性のエッチングを行
って凹部を形成し、引続きリフトオフ法によりその凹部
にマスク材料を堆積すればよい。このマーク３に電子ビ
ームを斜め照射した場合のマーク検出信号の波形は、図
１(cc)のように対称性が良い。

【００１５】以上、三例共にマーク検出信号の波形の対
称性が良いから、高精度の補正が可能となった。本発明
は以上の実施例に限定されることなく、更に種々変形し
て実施することが出来る。

【００１６】

【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・形状の正確な検出が可能な電子ビーム補正
用マークを提供することが出来、半導体装置のパターン
の極微細化に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の説明図であり、(a), (b),
(c) はそれぞれ第一例，第二例，第三例の模式断面図、
(aa), (bb), (cc)はそれぞれ第一例，第二例，第三例の
マーク検出信号の波形（但し、斜め照射の場合）を示す
図である。

【図２】マーク厚さと検出信号強度との関係を示すグ
ラフである。

【図３】従来例の説明図であり、(a) は模式断面図、
(b), (c)はマーク検出信号の波形を示す図である。

【符号の説明】

１基板２, ３マーク４細溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板材料とは電子反射率が異なる材料か
らなるマークであり、該マーク上面と該基板上面との段
差が０.1μｍ以下であることを特徴とする電子ビーム補
正用マーク。
【請求項２】基板上面に載設され、厚さが０.1μｍ以
下であることを特徴とする請求項１記載の電子ビーム補
正用マーク。
【請求項３】基板表面に設けた凹部全体をマーク材料
が充填してなることを特徴とする請求項１記載の電子ビ
ーム補正用マーク。
【請求項４】基板表面に設けた凹部内に、両側に細溝
を形成するように配設されていることを特徴とする請求
項１記載の電子ビーム補正用マーク。