JPH07302741A - 電子線露光におけるマーク位置検出方法およびその装置 - Google Patents
電子線露光におけるマーク位置検出方法およびその装置Info
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- JPH07302741A JPH07302741A JP6111883A JP11188394A JPH07302741A JP H07302741 A JPH07302741 A JP H07302741A JP 6111883 A JP6111883 A JP 6111883A JP 11188394 A JP11188394 A JP 11188394A JP H07302741 A JPH07302741 A JP H07302741A
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- mark
- alignment mark
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マーク位置の検出を１回の電子線の走査で済
むようにする。雑音、試料上の荒れ等の影響を排除して
正確な位置検出を行いうるようにする。 【構成】 試料上のマーク１７上を電子線で走査して、
その反射電子を検出して反射電子信号Ｙ（Ｉ）を得る
〔（ｂ）図〕。反射電子信号にはマーク近傍の荒れ１８
に対応する雑音成分も含まれている。反射電子信号に対
して、位置合わせマークから得られる信号成分の幅Ｊを
周期として自己相関演算を行い自己相関演算出力Ｚ
（Ｉ）を得る〔（ｃ）図〕。この演算により、荒れ１８
等による雑音成分は十分に減衰せしめられる。スライス
レベルを横切る点でトリガー信号を得〔（ｄ）図〕、そ
の中間点をマークの中心点として求める。
むようにする。雑音、試料上の荒れ等の影響を排除して
正確な位置検出を行いうるようにする。 【構成】 試料上のマーク１７上を電子線で走査して、
その反射電子を検出して反射電子信号Ｙ（Ｉ）を得る
〔（ｂ）図〕。反射電子信号にはマーク近傍の荒れ１８
に対応する雑音成分も含まれている。反射電子信号に対
して、位置合わせマークから得られる信号成分の幅Ｊを
周期として自己相関演算を行い自己相関演算出力Ｚ
（Ｉ）を得る〔（ｃ）図〕。この演算により、荒れ１８
等による雑音成分は十分に減衰せしめられる。スライス
レベルを横切る点でトリガー信号を得〔（ｄ）図〕、そ
の中間点をマークの中心点として求める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試料上の位置合わせマ
ークを基準として、試料上の所望の位置に正確に電子線
によりパターンを描画するための位置合わせ方法および
その装置に関し、ＬＳＩ製造分野におけるリソグラフィ
技術に関するものである。
ークを基準として、試料上の所望の位置に正確に電子線
によりパターンを描画するための位置合わせ方法および
その装置に関し、ＬＳＩ製造分野におけるリソグラフィ
技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、試料上の所望の位置に電子線を用
いて正確にパターンを描画する場合、予め試料上に配置
した、基準となる位置合わせマークを横切るように電子
線を走査し、得られた反射電子信号から位置合わせマー
クの位置を求め、その位置を基準として電子線によりパ
ターンを描画している。図５は、従来より用いられてき
たマーク位置検出装置の構成を示すブロック図である。
いて正確にパターンを描画する場合、予め試料上に配置
した、基準となる位置合わせマークを横切るように電子
線を走査し、得られた反射電子信号から位置合わせマー
クの位置を求め、その位置を基準として電子線によりパ
ターンを描画している。図５は、従来より用いられてき
たマーク位置検出装置の構成を示すブロック図である。
【０００３】図５に示されるように、電子銃から得ら
れ、電子レンズにより集束された電子ビームＥＢは、偏
向器１１により偏向され、矢印Ａで示されるように、ウ
ェハ１６上に設けられた位置合わせマーク１７を横切る
ように走査される。このとき、試料上の電子ビーム照射
位置から発生する反射電子ＲＥを、偏向器と試料との間
に設けた反射電子検出器１２により検出する。検出され
た反射電子信号は反射電子信号増幅器１３により増幅さ
れ、位置検出回路１５においてその反射電子信号より位
置合わせマーク１７の中心位置を求める。
れ、電子レンズにより集束された電子ビームＥＢは、偏
向器１１により偏向され、矢印Ａで示されるように、ウ
ェハ１６上に設けられた位置合わせマーク１７を横切る
ように走査される。このとき、試料上の電子ビーム照射
位置から発生する反射電子ＲＥを、偏向器と試料との間
に設けた反射電子検出器１２により検出する。検出され
た反射電子信号は反射電子信号増幅器１３により増幅さ
れ、位置検出回路１５においてその反射電子信号より位
置合わせマーク１７の中心位置を求める。
【０００４】図６は、図５の位置検出回路１５におけ
る、得られた反射電子信号から位置合わせマークの中心
位置を求める方法を説明する図である。得られた反射電
子信号に対して、スライスレベルを設定し、このスライ
スレベルを反射電子信号が横切る位置において、トリガ
ー信号を発生させる。このトリガー信号における２個所
のピーク位置Ｐ１、Ｐ２は、位置合わせマーク１７の左
右両端のエッジ位置を示している。従って、位置合わせ
マークの中心位置Ｐ０は、２個所の位置合わせマークの
エッジ位置Ｐ１、Ｐ２の中間点を計算することにより求
めることができる［例えば、Miyauchi et al. ; ＩＥＥ
Ｅ Transactionson Electron Devices ＥＤ-17 pp.45
0-457(1970)］。
る、得られた反射電子信号から位置合わせマークの中心
位置を求める方法を説明する図である。得られた反射電
子信号に対して、スライスレベルを設定し、このスライ
スレベルを反射電子信号が横切る位置において、トリガ
ー信号を発生させる。このトリガー信号における２個所
のピーク位置Ｐ１、Ｐ２は、位置合わせマーク１７の左
右両端のエッジ位置を示している。従って、位置合わせ
マークの中心位置Ｐ０は、２個所の位置合わせマークの
エッジ位置Ｐ１、Ｐ２の中間点を計算することにより求
めることができる［例えば、Miyauchi et al. ; ＩＥＥ
Ｅ Transactionson Electron Devices ＥＤ-17 pp.45
0-457(1970)］。
【０００５】ところで、近年、プロセスの微細化に対応
するために多層レジスト法が採用されるようになった等
の理由により、フォトレジストの膜厚が厚くなる傾向に
あり、そのため、従来のマーク位置検出手段では、反射
電子信号のレベルに対して時間とともに位置、強度の変
化する非定常的雑音のレベルが相対的に高くなり、正確
なマーク位置の検出が困難になってきている。また、各
種プロセスを経た後のウェハ上には“荒れ”が発生した
り、ごみが付着したりするため、これらの定常的な雑音
発生源によっても、検出信号が妨害を受けるようになっ
てきている。
するために多層レジスト法が採用されるようになった等
の理由により、フォトレジストの膜厚が厚くなる傾向に
あり、そのため、従来のマーク位置検出手段では、反射
電子信号のレベルに対して時間とともに位置、強度の変
化する非定常的雑音のレベルが相対的に高くなり、正確
なマーク位置の検出が困難になってきている。また、各
種プロセスを経た後のウェハ上には“荒れ”が発生した
り、ごみが付着したりするため、これらの定常的な雑音
発生源によっても、検出信号が妨害を受けるようになっ
てきている。
【０００６】このような状況に対処していくつかの改善
案が提案されている。第１の改善案は、図５に示す装置
において、同一マーク上を複数回走査してその反射電子
信号を積算してＳ／Ｎを向上させるものである。第２の
改善案は、特開昭５７−１２２５１７号公報にて提案さ
れたものであって、第１の改善案同様にマーク上を複数
回走査するものであるが、その際に１走査毎に少しずつ
走査位置を変化させるようにしたものである。
案が提案されている。第１の改善案は、図５に示す装置
において、同一マーク上を複数回走査してその反射電子
信号を積算してＳ／Ｎを向上させるものである。第２の
改善案は、特開昭５７−１２２５１７号公報にて提案さ
れたものであって、第１の改善案同様にマーク上を複数
回走査するものであるが、その際に１走査毎に少しずつ
走査位置を変化させるようにしたものである。
【０００７】図７は、この第２の改善案を説明するため
の説明図であって、この方法では、図７（ａ）に示すよ
うに、位置合わせマーク１７上を、からへと、電子
線を走査させる。ここで、マーク内およびその付近には
“荒れ”等の雑音源１８′が存在しており、マークエッ
ジ１７ａおよびこれら雑音源１８′のエッジ部を走査す
るときには、図７（ｂ）において×で示すように、エッ
ジ部が検出される。この検出信号を積算すると、図７
（ｃ）に示すように、マークエッジ１７ａでの信号レベ
ルが他の部分の検出レベルよりたかくなるため、しきい
値と比較することにより容易にマークエッジ１７ａの位
置を検出することができるようになる。図示の例では、
走査は６回であるが、実際には検出精度を上げるために
２０回程度走査が繰り返される。この方法によれば、第
１の改善案では除去することが困難であった定常的な雑
音源に関する情報をも除去することが可能になる。
の説明図であって、この方法では、図７（ａ）に示すよ
うに、位置合わせマーク１７上を、からへと、電子
線を走査させる。ここで、マーク内およびその付近には
“荒れ”等の雑音源１８′が存在しており、マークエッ
ジ１７ａおよびこれら雑音源１８′のエッジ部を走査す
るときには、図７（ｂ）において×で示すように、エッ
ジ部が検出される。この検出信号を積算すると、図７
（ｃ）に示すように、マークエッジ１７ａでの信号レベ
ルが他の部分の検出レベルよりたかくなるため、しきい
値と比較することにより容易にマークエッジ１７ａの位
置を検出することができるようになる。図示の例では、
走査は６回であるが、実際には検出精度を上げるために
２０回程度走査が繰り返される。この方法によれば、第
１の改善案では除去することが困難であった定常的な雑
音源に関する情報をも除去することが可能になる。
【０００８】第３の改善案は、特開平３−１０４１０９
号公報にて提案されたものであり、これは、電子線によ
りマーク上を走査するに際して、その走査範囲より狭い
振幅でかつその走査周期より速い周期で電子線を変調し
つつ、マーク上を走査し、その変調に応じた反射電子の
変化量を求め、各走査位置におけるこの変化量の変動に
基づいてマーク位置の検出を行うものである。
号公報にて提案されたものであり、これは、電子線によ
りマーク上を走査するに際して、その走査範囲より狭い
振幅でかつその走査周期より速い周期で電子線を変調し
つつ、マーク上を走査し、その変調に応じた反射電子の
変化量を求め、各走査位置におけるこの変化量の変動に
基づいてマーク位置の検出を行うものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した第１および第
２の改善案では、検出信号のＳ／Ｎの改善の程度は走査
回数に比例するため、２０回程度と多くの回数の走査を
繰り返さなければならず、位置検出に長時間を要すると
いう問題点があった。また、第２の改善案では、電子ビ
ームの走査方向に対しマークが傾いている場合には雑音
除去能力が低下するという問題もあった。これに対し、
第３の改善案では、走査回数は１回で済むように改善さ
れている。しかし、この第３の改善案では、露光装置に
新たな偏向器が必要となる等装置が複雑化し、さらに、
回路的に複雑化するという欠点があった。また、第１お
よび第３の改善案では、非定常的雑音の除去には効果が
あるものの、試料上の“荒れ”等の定常的雑音について
は抑制効果が低いという問題点があった。
２の改善案では、検出信号のＳ／Ｎの改善の程度は走査
回数に比例するため、２０回程度と多くの回数の走査を
繰り返さなければならず、位置検出に長時間を要すると
いう問題点があった。また、第２の改善案では、電子ビ
ームの走査方向に対しマークが傾いている場合には雑音
除去能力が低下するという問題もあった。これに対し、
第３の改善案では、走査回数は１回で済むように改善さ
れている。しかし、この第３の改善案では、露光装置に
新たな偏向器が必要となる等装置が複雑化し、さらに、
回路的に複雑化するという欠点があった。また、第１お
よび第３の改善案では、非定常的雑音の除去には効果が
あるものの、試料上の“荒れ”等の定常的雑音について
は抑制効果が低いという問題点があった。
【００１０】本発明は、このような点に対処してなされ
たものであって、その目的とするところは、電子線露光
において従来よりも電子線走査回数を減らし検出時間の
短縮化を図りながら、なおかつ非定常的な雑音成分の影
響のみならず定常的な雑音成分の影響をも低減化して、
位置合わせマークの中心位置を正確に検出することがで
きるようにすることである。
たものであって、その目的とするところは、電子線露光
において従来よりも電子線走査回数を減らし検出時間の
短縮化を図りながら、なおかつ非定常的な雑音成分の影
響のみならず定常的な雑音成分の影響をも低減化して、
位置合わせマークの中心位置を正確に検出することがで
きるようにすることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、試料上に配置された位置合わせマ
ークを基準として試料上に電子線露光によりパターンを
描画する際の位置合わせマーク検出方法であって、位置
合わせマーク上を電子線を走査することによって得られ
た反射電子信号に対して、位置合わせマークから得られ
る信号成分の幅を周期として自己相関演算を行い、得ら
れた演算結果に基づいてマーク位置を決定することを特
徴とする方法が提供される。
め、本発明によれば、試料上に配置された位置合わせマ
ークを基準として試料上に電子線露光によりパターンを
描画する際の位置合わせマーク検出方法であって、位置
合わせマーク上を電子線を走査することによって得られ
た反射電子信号に対して、位置合わせマークから得られ
る信号成分の幅を周期として自己相関演算を行い、得ら
れた演算結果に基づいてマーク位置を決定することを特
徴とする方法が提供される。
【００１２】また、本発明によれば、電子線源と、該電
子線源から放出された電子線を試料の位置合わせマーク
上を走査させる偏向手段（１１）と、走査された試料か
らの反射電子を検出する反射電子検出器（１２）と、該
反射電子検出器の出力信号に対して自己相関演算を行う
自己相関演算器（１４）と、該自己相関演算器の演算結
果に基づいて試料上の位置合わせマークの位置を決定す
る位置検出回路（１５）と、を備えることを特徴とする
電子線露光におけるマーク位置検出装置が提供される。
子線源から放出された電子線を試料の位置合わせマーク
上を走査させる偏向手段（１１）と、走査された試料か
らの反射電子を検出する反射電子検出器（１２）と、該
反射電子検出器の出力信号に対して自己相関演算を行う
自己相関演算器（１４）と、該自己相関演算器の演算結
果に基づいて試料上の位置合わせマークの位置を決定す
る位置検出回路（１５）と、を備えることを特徴とする
電子線露光におけるマーク位置検出装置が提供される。
【００１３】
【作用】本発明によれば、試料からの反射電子を検出す
る反射電子検出器の出力信号に対して、位置合わせマー
クから得られる信号成分の幅を周期として自己相関演算
が実施される。一般に、非定常的雑音のパルス幅は勿
論、定常的雑音源からの反射電子信号の幅は、位置合わ
せマークから得られる信号成分の幅と比較して十分に小
さい。そのため、位置合わせマークから得られる信号成
分の幅を周期として自己相関演算を行うと、非定常的雑
音および定常的雑音源に基づく雑音のレベルを十分に低
下させることができ、マークの（中心）位置を正確に検
出することができるようになる。そして、マーク上の電
子線の走査は１回で済むので、マーク位置検出時間を大
幅に短縮することが可能になる。
る反射電子検出器の出力信号に対して、位置合わせマー
クから得られる信号成分の幅を周期として自己相関演算
が実施される。一般に、非定常的雑音のパルス幅は勿
論、定常的雑音源からの反射電子信号の幅は、位置合わ
せマークから得られる信号成分の幅と比較して十分に小
さい。そのため、位置合わせマークから得られる信号成
分の幅を周期として自己相関演算を行うと、非定常的雑
音および定常的雑音源に基づく雑音のレベルを十分に低
下させることができ、マークの（中心）位置を正確に検
出することができるようになる。そして、マーク上の電
子線の走査は１回で済むので、マーク位置検出時間を大
幅に短縮することが可能になる。
【００１４】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 ［第１の実施例］図１は、本発明の第１の実施例による
マーク位置検出方法を実施するための電子線露光装置の
要部の構成を示すブロック図である。同図に示されるよ
うに、電子銃から得られ電子レンズにより集束された電
子ビームＥＢは、偏向器１１により偏向され、ウェハ１
６上に設けられた位置合わせマーク１７上を横切るよう
に、矢印Ａ方向に走査される。ここで、位置合わせマー
ク１７の電子ビームＥＢの横切る部分の長さは５μｍで
あり、また、電子ビームのビーム径は１μｍ、その走査
距離は２０μｍであった。
て説明する。 ［第１の実施例］図１は、本発明の第１の実施例による
マーク位置検出方法を実施するための電子線露光装置の
要部の構成を示すブロック図である。同図に示されるよ
うに、電子銃から得られ電子レンズにより集束された電
子ビームＥＢは、偏向器１１により偏向され、ウェハ１
６上に設けられた位置合わせマーク１７上を横切るよう
に、矢印Ａ方向に走査される。ここで、位置合わせマー
ク１７の電子ビームＥＢの横切る部分の長さは５μｍで
あり、また、電子ビームのビーム径は１μｍ、その走査
距離は２０μｍであった。
【００１５】ウェハ上の電子ビームＥＢ照射位置から発
生する反射電子ＲＥを、偏向器と試料との間に設けた反
射電子検出器１２により検出する。検出された反射電子
信号は、反射電子信号増幅器１３により増幅され、自己
相関演算器１４において信号処理された後、さらに、位
置検出回路１５に入力される。位置検出回路１５におい
て自己相関演算器１４の演算出力に基づいて位置合わせ
マーク１７の中心位置が求められる。
生する反射電子ＲＥを、偏向器と試料との間に設けた反
射電子検出器１２により検出する。検出された反射電子
信号は、反射電子信号増幅器１３により増幅され、自己
相関演算器１４において信号処理された後、さらに、位
置検出回路１５に入力される。位置検出回路１５におい
て自己相関演算器１４の演算出力に基づいて位置合わせ
マーク１７の中心位置が求められる。
【００１６】次に、図２を参照して本発明による位置合
わせマークの中心位置の検出方法について説明する。図
２（ａ）〜（ｄ）は、本発明による中心位置の検出方法
を示す説明図である。ここで、図２（ａ）に示すよう
に、位置合わせマーク１７近傍に試料上の荒れ１８が発
生しているものとする。その場合、反射電子信号Ｙ
（Ｉ）は、図２（ｂ）に示すように、その個所に定常的
な雑音成分を有した波形となる。
わせマークの中心位置の検出方法について説明する。図
２（ａ）〜（ｄ）は、本発明による中心位置の検出方法
を示す説明図である。ここで、図２（ａ）に示すよう
に、位置合わせマーク１７近傍に試料上の荒れ１８が発
生しているものとする。その場合、反射電子信号Ｙ
（Ｉ）は、図２（ｂ）に示すように、その個所に定常的
な雑音成分を有した波形となる。
【００１７】次に、この反射電子信号Ｙ（Ｉ）に対して
マークの部分から発生する信号成分の幅を相関演算幅Ｊ
として、（１）式に示す自己相関演算を行う。 Ｚ（Ｉ）＝ΣＹ（Ｊ）×Ｙ（Ｉ＋Ｊ） …（１） （但し、Σの範囲、すなわちＪの変化範囲はＪ１からＪ
２まで）この時相関演算幅Ｊは、マークの部分から発生
する信号成分の幅である６μｍとした。この自己相関演
算により、この相関演算幅Ｊよりも周期の短い信号は除
去あるいは十分に減衰される。図２（ｃ）は、この演算
結果により得られる自己相関演算出力Ｚ（Ｉ）の波形図
である。次に、この自己相関演算出力Ｚ（Ｉ）が、スラ
イスレベルを横切る点で、図２（ｄ）に示すように、ト
リガー信号を発生させ、従来法と同様にして二つのトリ
ガー信号の中央位置を求めることによりマークの中心位
置を求めることができる。
マークの部分から発生する信号成分の幅を相関演算幅Ｊ
として、（１）式に示す自己相関演算を行う。 Ｚ（Ｉ）＝ΣＹ（Ｊ）×Ｙ（Ｉ＋Ｊ） …（１） （但し、Σの範囲、すなわちＪの変化範囲はＪ１からＪ
２まで）この時相関演算幅Ｊは、マークの部分から発生
する信号成分の幅である６μｍとした。この自己相関演
算により、この相関演算幅Ｊよりも周期の短い信号は除
去あるいは十分に減衰される。図２（ｃ）は、この演算
結果により得られる自己相関演算出力Ｚ（Ｉ）の波形図
である。次に、この自己相関演算出力Ｚ（Ｉ）が、スラ
イスレベルを横切る点で、図２（ｄ）に示すように、ト
リガー信号を発生させ、従来法と同様にして二つのトリ
ガー信号の中央位置を求めることによりマークの中心位
置を求めることができる。
【００１８】このように位置合わせマークを正確に検出
することができるようになったことにより、従来２０％
程度発生していた、位置合わせマークの位置測定誤差に
起因する描画パターンの位置合わせ不良を、３％程度に
まで低下させることが可能となった。
することができるようになったことにより、従来２０％
程度発生していた、位置合わせマークの位置測定誤差に
起因する描画パターンの位置合わせ不良を、３％程度に
まで低下させることが可能となった。
【００１９】また、従来法のようにＳ／Ｎの向上を図る
ために多数回の走査、信号積算を行わなくて済み、１回
の電子ビーム走査で正確なマーク中心位置検出が可能と
なったため、検出時間の大幅な短縮が可能となった。例
えば、従来Ｓ／Ｎの向上を図るため２０回の電子ビーム
走査、信号積算をおこなっていた場合と比較すると検出
時間は１／２０に短縮された。
ために多数回の走査、信号積算を行わなくて済み、１回
の電子ビーム走査で正確なマーク中心位置検出が可能と
なったため、検出時間の大幅な短縮が可能となった。例
えば、従来Ｓ／Ｎの向上を図るため２０回の電子ビーム
走査、信号積算をおこなっていた場合と比較すると検出
時間は１／２０に短縮された。
【００２０】その結果、従来例（第１、第２の改善案）
では、６インチウェハ１枚当たり１９７秒の描画時間を
要しており、その内マーク検出時間は約３０秒を要して
いたが、本発明の方法により、そのうち位置合わせマー
クの位置検出時間を２８秒短縮することが可能となった
ため、ウェハ１枚当たりの処理時間を１６９秒に短縮す
ることが可能となった。したがって、１時間当たりのウ
ェハ描画枚数を従来の約１８枚から約２１枚に増加させ
ることができた。
では、６インチウェハ１枚当たり１９７秒の描画時間を
要しており、その内マーク検出時間は約３０秒を要して
いたが、本発明の方法により、そのうち位置合わせマー
クの位置検出時間を２８秒短縮することが可能となった
ため、ウェハ１枚当たりの処理時間を１６９秒に短縮す
ることが可能となった。したがって、１時間当たりのウ
ェハ描画枚数を従来の約１８枚から約２１枚に増加させ
ることができた。
【００２１】［第２の実施例］図３は、本発明の第２の
実施例によるマーク位置検出方法を実施するための電子
線露光装置の要部の構成を示すブロック図である。図３
において、図１の部分と同等の部分には同一の参照番号
が付されているので、重複する説明は省略する。また、
本実施例の場合にも、位置合わせマーク１７の電子ビー
ムＥＢの横切る部分の長さは５μｍ、また、電子ビーム
のビーム径は１μｍ、その走査距離は２０μｍである。
実施例によるマーク位置検出方法を実施するための電子
線露光装置の要部の構成を示すブロック図である。図３
において、図１の部分と同等の部分には同一の参照番号
が付されているので、重複する説明は省略する。また、
本実施例の場合にも、位置合わせマーク１７の電子ビー
ムＥＢの横切る部分の長さは５μｍ、また、電子ビーム
のビーム径は１μｍ、その走査距離は２０μｍである。
【００２２】本実施例においては、反射電子信号増幅器
１３の出力信号について、微分回路１９において１次微
分演算が行われ、その演算結果が自己相関演算器１４に
入力される。図４は、本実施例によるマーク位置の検出
方法を説明するための信号波形図である。図４（ａ）に
示すように、位置合わせマーク１７近傍に試料上の荒れ
１８が発生している場合、反射電子信号Ｙ（Ｉ）の一次
微分信号Ｙ′（Ｉ）は、図４（ｂ）に示すように、定常
的な雑音成分を有した波形となる。次に、この一次微分
信号Ｙ′（Ｉ）に対して、マークの部分から発生する信
号成分の幅を相関演算幅Ｊとして、（１）′式に示す自
己相関演算を行う。この時相関演算幅Ｊは、マークの部
分から発生する信号成分の幅である６μｍとした。 Ｚ′（Ｉ）＝ΣＹ′（Ｊ）×Ｙ′（Ｉ＋Ｊ） …（１）′
１３の出力信号について、微分回路１９において１次微
分演算が行われ、その演算結果が自己相関演算器１４に
入力される。図４は、本実施例によるマーク位置の検出
方法を説明するための信号波形図である。図４（ａ）に
示すように、位置合わせマーク１７近傍に試料上の荒れ
１８が発生している場合、反射電子信号Ｙ（Ｉ）の一次
微分信号Ｙ′（Ｉ）は、図４（ｂ）に示すように、定常
的な雑音成分を有した波形となる。次に、この一次微分
信号Ｙ′（Ｉ）に対して、マークの部分から発生する信
号成分の幅を相関演算幅Ｊとして、（１）′式に示す自
己相関演算を行う。この時相関演算幅Ｊは、マークの部
分から発生する信号成分の幅である６μｍとした。 Ｚ′（Ｉ）＝ΣＹ′（Ｊ）×Ｙ′（Ｉ＋Ｊ） …（１）′
【００２３】この自己相関演算により、この相関演算幅
Ｊよりも周期が短い信号は除去、あるいは十分に減衰さ
れる。この時得られる自己相関演算出力Ｚ′（Ｉ）の波
形が図４（ｃ）に示される。したがって、この自己相関
演算出力Ｚ′（Ｉ）から従来法と同様にして信号のピー
ク間の距離を測定することによりマークの中心位置を求
めることができる。ここで、測定した信号のピーク間の
距離は５μｍであり、したがって、マーク幅は５μｍで
あった。
Ｊよりも周期が短い信号は除去、あるいは十分に減衰さ
れる。この時得られる自己相関演算出力Ｚ′（Ｉ）の波
形が図４（ｃ）に示される。したがって、この自己相関
演算出力Ｚ′（Ｉ）から従来法と同様にして信号のピー
ク間の距離を測定することによりマークの中心位置を求
めることができる。ここで、測定した信号のピーク間の
距離は５μｍであり、したがって、マーク幅は５μｍで
あった。
【００２４】この場合、マークの部分から発生する信号
成分の幅を相関演算幅Ｊとすることで、マーク近傍の試
料上の荒れから定常的に発生する雑音成分は、自己相関
演算出力Ｚ′（Ｉ）では除去されており、したがってこ
の影響を受けることなく正確なマーク位置の検出が可能
であった。また、従来法のようにＳ／Ｎの向上を図るた
めに多数回の走査、信号積算を行わなくてすみ、１回の
電子ビーム走査で正確なマーク幅の検出が可能となった
ため、検出時間の大幅な短縮が可能となった。
成分の幅を相関演算幅Ｊとすることで、マーク近傍の試
料上の荒れから定常的に発生する雑音成分は、自己相関
演算出力Ｚ′（Ｉ）では除去されており、したがってこ
の影響を受けることなく正確なマーク位置の検出が可能
であった。また、従来法のようにＳ／Ｎの向上を図るた
めに多数回の走査、信号積算を行わなくてすみ、１回の
電子ビーム走査で正確なマーク幅の検出が可能となった
ため、検出時間の大幅な短縮が可能となった。
【００２５】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるされるものではな
く、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内において各種の
変更が可能である。例えば、実施例で述べた位置合わせ
マークの幅、電子ビームの走査距離、電子ビームのビー
ム径は、適宜変更が可能である。また、自己相関演算幅
は、本実施例で用いた幅に限定されるものではなく、検
出しようとするマークから得られる信号成分程度の幅で
あればよく、用いるマークの寸法に合わせて適宜の値を
用いることができる。
本発明はこれら実施例に限定されるされるものではな
く、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内において各種の
変更が可能である。例えば、実施例で述べた位置合わせ
マークの幅、電子ビームの走査距離、電子ビームのビー
ム径は、適宜変更が可能である。また、自己相関演算幅
は、本実施例で用いた幅に限定されるものではなく、検
出しようとするマークから得られる信号成分程度の幅で
あればよく、用いるマークの寸法に合わせて適宜の値を
用いることができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、位置合
わせマーク上を走査することによって得られた反射電子
信号に対して、自己相関演算を行いこの演算結果に基づ
いてマーク位置を検出するものであるので、本発明によ
れば、１回の電子ビームの走査により正確な位置検出が
可能となり、位置検出時間を大幅に短縮することができ
る。また、自己相関演算を行うことにより、試料上の荒
れのような定常的な雑音成分についてもこれを十分に抑
圧することができるので、正確な位置検出が可能とな
る。
わせマーク上を走査することによって得られた反射電子
信号に対して、自己相関演算を行いこの演算結果に基づ
いてマーク位置を検出するものであるので、本発明によ
れば、１回の電子ビームの走査により正確な位置検出が
可能となり、位置検出時間を大幅に短縮することができ
る。また、自己相関演算を行うことにより、試料上の荒
れのような定常的な雑音成分についてもこれを十分に抑
圧することができるので、正確な位置検出が可能とな
る。
【図１】本発明の第１の実施例を説明するための電子線
露光装置のブロック図。
露光装置のブロック図。
【図２】本発明の第１の実施例の動作を説明するための
信号波形図。
信号波形図。
【図３】本発明の第２の実施例を説明するための電子線
露光装置のブロック図。
露光装置のブロック図。
【図４】本発明の第２の実施例の動作を説明するための
信号波形図。
信号波形図。
【図５】従来例を説明するための電子線露光装置のブロ
ック図。
ック図。
【図６】従来例の動作を説明するための信号波形図。
【図７】他の従来例を説明するための説明図。
１１ 偏向器 １２ 反射電子検出器 １３ 反射電子信号増幅器 １４ 自己相関演算器 １５ 位置検出回路 １６ ウェハ １７ 位置合わせマーク １８ 試料上の荒れ １９ 微分回路 ＥＢ 電子ビーム ＲＥ 反射電子
Claims (4)
- 【請求項１】 試料上に配置された位置合わせマークを
基準として試料上に電子線露光によりパターンを描画す
る際の位置合わせマーク検出方法であって、位置合わせ
マーク上を電子線を走査することによって得られた反射
電子信号に対して、位置合わせマークから得られる信号
成分の幅の概略値を周期として自己相関演算を行い、得
られた演算結果に基づいてマーク位置を決定することを
特徴とする電子線露光におけるマーク位置検出方法。 - 【請求項２】 試料上に配置された位置合わせマークを
基準として試料上に電子線露光によりパターンを描画す
る際の位置合わせマーク検出方法であって、位置合わせ
マーク上を電子線を走査することによって得られた反射
電子信号に対して微分演算処理を行い、得られた１次微
分信号に対して、位置合わせマークから得られる信号成
分の幅の概略値を周期として自己相関演算を行い、得ら
れた自己相関演算結果に基づいてマーク位置を決定する
ことを特徴とする電子線露光におけるマーク位置検出方
法。 - 【請求項３】 電子線源と、該電子線源から放出された
電子線が試料の位置合わせマーク上を走査するように制
御する偏向手段と、走査された試料からの反射電子を検
出する反射電子検出器と、該反射電子検出器の出力信号
に対して自己相関演算を行う自己相関演算回路と、該自
己相関演算回路の演算結果に基づいて試料上の位置合わ
せマークの位置を決定する位置検出回路と、を備えるこ
とを特徴とする電子線露光におけるマーク位置検出装
置。 - 【請求項４】 電子線源と、該電子線源から放出された
電子線が試料の位置合わせマーク上を走査するように制
御する偏向手段と、走査された試料からの反射電子を検
出する反射電子検出器と、該反射電子検出器の出力信号
に対して微分演算を行う微分回路と、該微分回路の出力
信号に対して自己相関演算を行う自己相関演算回路と、
該自己相関演算回路の演算結果に基づいて試料上の位置
合わせマークの位置を決定する位置検出回路と、を備え
ることを特徴とする電子線露光におけるマーク位置検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6111883A JP2658871B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 電子線露光におけるマーク位置検出方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6111883A JP2658871B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 電子線露光におけるマーク位置検出方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07302741A true JPH07302741A (ja) | 1995-11-14 |
| JP2658871B2 JP2658871B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=14572545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6111883A Expired - Lifetime JP2658871B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 電子線露光におけるマーク位置検出方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2658871B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006310734A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6445122A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-17 | Jeol Ltd | Beam size measuring apparatus |
| JPH01239924A (ja) * | 1988-03-22 | 1989-09-25 | Jeol Ltd | 描画装置用信号処理装置 |
-
1994
- 1994-04-28 JP JP6111883A patent/JP2658871B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6445122A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-17 | Jeol Ltd | Beam size measuring apparatus |
| JPH01239924A (ja) * | 1988-03-22 | 1989-09-25 | Jeol Ltd | 描画装置用信号処理装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006310734A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US8143075B2 (en) | 2005-03-31 | 2012-03-27 | Fujitsu Semiconductor Limited | Semiconductor manufacture method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2658871B2 (ja) | 1997-09-30 |
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