JPH0782987B2 - 電子線描画装置 - Google Patents
電子線描画装置Info
- Publication number
- JPH0782987B2 JPH0782987B2 JP63005496A JP549688A JPH0782987B2 JP H0782987 B2 JPH0782987 B2 JP H0782987B2 JP 63005496 A JP63005496 A JP 63005496A JP 549688 A JP549688 A JP 549688A JP H0782987 B2 JPH0782987 B2 JP H0782987B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- mark
- stage
- wafer
- light
- Prior art date
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- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子線描画装置に係り、特に、ウエハ上に位
置合せマークを電子ビームでは検出しにくいときに、そ
のマークを容易に検出し描画位置を正確に定めるための
手段に関するものである。
置合せマークを電子ビームでは検出しにくいときに、そ
のマークを容易に検出し描画位置を正確に定めるための
手段に関するものである。
電子線描画装置では、ウエハ表面に凹凸としてまたは異
種金属の組合せ部分として形成したマークを電子ビーム
で走査し、反射電子量の変化を検出し、描画位置決定の
基準としている。
種金属の組合せ部分として形成したマークを電子ビーム
で走査し、反射電子量の変化を検出し、描画位置決定の
基準としている。
この種の従来技術を示す例としては、宮内，湯浅「電子
露光装置とその応用」（『エレクトロニクス』昭和42年
12月,pp1364〜1372）がある。
露光装置とその応用」（『エレクトロニクス』昭和42年
12月,pp1364〜1372）がある。
上記電子ビームによる検出方式は、ウエハ上のマークが
露出している場合は有効であるが、半導体表面に平坦化
処理を施したりレジスト膜が極端に厚くなった場合など
には、電子ビームの走査によるマーク位置検出が困難と
なることがある。
露出している場合は有効であるが、半導体表面に平坦化
処理を施したりレジスト膜が極端に厚くなった場合など
には、電子ビームの走査によるマーク位置検出が困難と
なることがある。
この問題を解決するために、例えば実開昭56−29953号
のように、光学的手段によって検出できるマークを併用
する方式が提案されている。
のように、光学的手段によって検出できるマークを併用
する方式が提案されている。
この従来技術においては、電子線用のマークをウエハ上
に形成することなく、光学的転写法いわゆるステッパで
使用しているマークを流用し、電子線描画装置にステッ
パ用マークを検出できる光学的検出系を新たに追加し、
合わせ描画のためにマークを検出するようになってい
る。すなわち、マーク検出を常に光学系で行なうことを
前提としており、光学系の座標軸と電子描画系の座標軸
との位置合わせが論じられている。
に形成することなく、光学的転写法いわゆるステッパで
使用しているマークを流用し、電子線描画装置にステッ
パ用マークを検出できる光学的検出系を新たに追加し、
合わせ描画のためにマークを検出するようになってい
る。すなわち、マーク検出を常に光学系で行なうことを
前提としており、光学系の座標軸と電子描画系の座標軸
との位置合わせが論じられている。
しかし、このようにマーク検出を常に光学系で行なう
と、たとえ電子ビームでマークを明確に読めるような状
態でも、光学系による読み取り位置にステージを必ず移
動させ、それから電子ビームによる描画位置に移動させ
ることになる。この余分なステージ移動の時間に、一般
的には100ms以上である光学系の検出時間と、光学検出
系と電子描画系との切換えに要するある程度の時間とが
追加され、最近の高速描画の要求には応じきれない場合
もあるという問題があった。
と、たとえ電子ビームでマークを明確に読めるような状
態でも、光学系による読み取り位置にステージを必ず移
動させ、それから電子ビームによる描画位置に移動させ
ることになる。この余分なステージ移動の時間に、一般
的には100ms以上である光学系の検出時間と、光学検出
系と電子描画系との切換えに要するある程度の時間とが
追加され、最近の高速描画の要求には応じきれない場合
もあるという問題があった。
本発明は、上記目的を達成するために、電子ビームの照
射位置を変えるための電子ビーム偏向系と、ウエハを載
置したステージを移動させるステージ駆動系と、電子ビ
ーム照射対象物からの反射電子により対象物の位置を検
出する電子ビーム位置検出系と、前記ステージの位置を
検出するレーザ干渉測長計とを備えた電子線描画装置に
おいて、ステージ表面に電子ビームと光のいずれでも位
置検出可能な標準マークを設け、前記標準マーク位置お
よび前記ウエハ上のマーク位置を光により検出する光学
的位置検出系を設け、描画に先立ち電子ビームによる標
準マーク位置検出値と光による標準マーク位置検出値と
の差を求めて記憶し、ウエハ上のマーク位置が電子ビー
ムにより検出可能なときはその値に基づきステージを駆
動し描画させ、電子ビームにより検出不可能なときにの
み光により検出したウエハ上のマーク位置を記憶してお
いた前記差とに基づきステージを駆動し描画させる手段
を設けた電子線描画装置を提案するものである。
射位置を変えるための電子ビーム偏向系と、ウエハを載
置したステージを移動させるステージ駆動系と、電子ビ
ーム照射対象物からの反射電子により対象物の位置を検
出する電子ビーム位置検出系と、前記ステージの位置を
検出するレーザ干渉測長計とを備えた電子線描画装置に
おいて、ステージ表面に電子ビームと光のいずれでも位
置検出可能な標準マークを設け、前記標準マーク位置お
よび前記ウエハ上のマーク位置を光により検出する光学
的位置検出系を設け、描画に先立ち電子ビームによる標
準マーク位置検出値と光による標準マーク位置検出値と
の差を求めて記憶し、ウエハ上のマーク位置が電子ビー
ムにより検出可能なときはその値に基づきステージを駆
動し描画させ、電子ビームにより検出不可能なときにの
み光により検出したウエハ上のマーク位置を記憶してお
いた前記差とに基づきステージを駆動し描画させる手段
を設けた電子線描画装置を提案するものである。
半導体ウエハの表面処理工程において、電子ビームによ
る走査ではマーク検出が困難であっても、光を用いる
と、発色や偏光などの現象により、マーク位置を容易に
検出できる場合がある。
る走査ではマーク検出が困難であっても、光を用いる
と、発色や偏光などの現象により、マーク位置を容易に
検出できる場合がある。
そこで、本発明では、シリコンウエハ上に予め蒸着した
金などのように、光と電子ビームのいずれの手段を用い
ても検出が容易な標準マークをステージ上に形成し、こ
の標準マークを用いて、光方式と電子ビーム方式とによ
る標準マーク位置検出値の差を求めておく。次に、電子
方式でウエハ上のマークを検出し、正常に検出できた場
合は、その値に基づきステージを駆動し、ウエハ上の所
望位置に回路パターンを描画させ、電子方式での検出が
困難な場合にのみ、光方式でウエハ上のマーク位置を求
め、記憶していおいた前記差を補正し、描画すれば、高
精度のマーク検出と高速描画とが可能である。
金などのように、光と電子ビームのいずれの手段を用い
ても検出が容易な標準マークをステージ上に形成し、こ
の標準マークを用いて、光方式と電子ビーム方式とによ
る標準マーク位置検出値の差を求めておく。次に、電子
方式でウエハ上のマークを検出し、正常に検出できた場
合は、その値に基づきステージを駆動し、ウエハ上の所
望位置に回路パターンを描画させ、電子方式での検出が
困難な場合にのみ、光方式でウエハ上のマーク位置を求
め、記憶していおいた前記差を補正し、描画すれば、高
精度のマーク検出と高速描画とが可能である。
上記従来技術においては、マーク検出を常に光学系で行
なっていたために、たとえ電子ビームでマーク位置を明
確に読めるような状態でも、光学系による読み取り位置
にステージを必ず移動させ、それから電子ビームによる
描画位置に移動させていた。この余分なステージ移動の
時間に、100ms以上である光学系の検出時間と、光学検
出系と電子描画系との切換えに要するある程度の時間と
が追加され、最近の高速描画の要求には応じきれない場
合もあることは既に述べた通りである。
なっていたために、たとえ電子ビームでマーク位置を明
確に読めるような状態でも、光学系による読み取り位置
にステージを必ず移動させ、それから電子ビームによる
描画位置に移動させていた。この余分なステージ移動の
時間に、100ms以上である光学系の検出時間と、光学検
出系と電子描画系との切換えに要するある程度の時間と
が追加され、最近の高速描画の要求には応じきれない場
合もあることは既に述べた通りである。
これに対して、本発明においては、一般的には20ms以下
の時間で完了する電子ビーム方式のマーク位置検出が正
常になされた場合は、そのまま電子描画に移り、電子ビ
ームでの検出が困難な場合にのみ、比較的時間がかかる
光によるマーク位置の検出に移動するので、高精度かつ
確実なマーク位置検出と高速描画への要求とを併せて満
たすことができる。
の時間で完了する電子ビーム方式のマーク位置検出が正
常になされた場合は、そのまま電子描画に移り、電子ビ
ームでの検出が困難な場合にのみ、比較的時間がかかる
光によるマーク位置の検出に移動するので、高精度かつ
確実なマーク位置検出と高速描画への要求とを併せて満
たすことができる。
次に、図面を参照して、本発明の一実施例を説明する。
第１図は本発明による電子線描画装置の一実施例の構成
を示す図である。図において、１は電子銃、２は所望の
電子ビーム形状と電流密度とを得るための電子レンズ、
３は電子ビームを偏向される偏向器、４は電子ビームを
照射された対象物からの電子を検出する反射電子検出
器、５は光方式のマーク位置検出系の光源、６はこの反
射光を検出するイメージセンサ、７はステージ上に設け
られて光も電子ビームも良く反射する標準マーク、８は
ステージ位置検出用レーザミラー、９はステージ10を駆
動するサーボ機構を含むステージ駆動系、11はレーザミ
ラー８を用いてステージ10の位置を0.01μｍ単位で精密
に計測するレーザ干渉測長計の光源、12はその受光器、
13は前記測長結果等に基づきステージ駆動系９に駆動指
示を与えるステージ制御回路、14は偏向制御回路15を介
して電子ビームの偏向指示を偏向器３に与える一方で、
電子ビーム方式位置検出回路16および光方式位置検出回
路17からの信号に基づきステージおよびウエハ位置を演
算しステージ制御回路に送るCPU、18はステージ10上に
載置されたウエハ、19は実際の描画位置を決めるための
参照基準となるウエハ18上に形成されたマークである。
を示す図である。図において、１は電子銃、２は所望の
電子ビーム形状と電流密度とを得るための電子レンズ、
３は電子ビームを偏向される偏向器、４は電子ビームを
照射された対象物からの電子を検出する反射電子検出
器、５は光方式のマーク位置検出系の光源、６はこの反
射光を検出するイメージセンサ、７はステージ上に設け
られて光も電子ビームも良く反射する標準マーク、８は
ステージ位置検出用レーザミラー、９はステージ10を駆
動するサーボ機構を含むステージ駆動系、11はレーザミ
ラー８を用いてステージ10の位置を0.01μｍ単位で精密
に計測するレーザ干渉測長計の光源、12はその受光器、
13は前記測長結果等に基づきステージ駆動系９に駆動指
示を与えるステージ制御回路、14は偏向制御回路15を介
して電子ビームの偏向指示を偏向器３に与える一方で、
電子ビーム方式位置検出回路16および光方式位置検出回
路17からの信号に基づきステージおよびウエハ位置を演
算しステージ制御回路に送るCPU、18はステージ10上に
載置されたウエハ、19は実際の描画位置を決めるための
参照基準となるウエハ18上に形成されたマークである。
第２図は電子ビーム方式および光方式で検出すべき標準
マークとマークとの配置の一例を示す図である。レーザ
ミラー８は、ステージ10のX,Y両軸方向に設置してあ
り、標準マーク７はこのレーザミラー８とウエハ18載置
領域との間に設けられている。マーク19はウエハ18上で
描画すべき回路パターンの近くに設けられている。
マークとマークとの配置の一例を示す図である。レーザ
ミラー８は、ステージ10のX,Y両軸方向に設置してあ
り、標準マーク７はこのレーザミラー８とウエハ18載置
領域との間に設けられている。マーク19はウエハ18上で
描画すべき回路パターンの近くに設けられている。
第３図は電子方式による標準マーク位置検出を示す図で
ある。ステージ10上の光と電子のいずれをも十分反射す
る（例えばSiにAuで形成した）標準マーク７を電子ビー
ムで走査すると、反射電子検出器４からは第３図（ｂ）
のような反射電子信号が得られる。適当なしきい値ETH
を設定しておき、標準マーク記号P1,P2を取り込む。こ
れらの値の平均値（P1＋P2）/2＝Peを電子ビーム偏向量
０位置Ｐφｅからのビーム偏向量と定義すると、ステー
ジ駆動の原点位置から位置Ｐφｅまでの距離Leはレーザ
干渉測長計により計測できるから、電子ビーム方式で得
られる標準マーク位置Meは、 Me＝Le＋Pe （１） となる。
ある。ステージ10上の光と電子のいずれをも十分反射す
る（例えばSiにAuで形成した）標準マーク７を電子ビー
ムで走査すると、反射電子検出器４からは第３図（ｂ）
のような反射電子信号が得られる。適当なしきい値ETH
を設定しておき、標準マーク記号P1,P2を取り込む。こ
れらの値の平均値（P1＋P2）/2＝Peを電子ビーム偏向量
０位置Ｐφｅからのビーム偏向量と定義すると、ステー
ジ駆動の原点位置から位置Ｐφｅまでの距離Leはレーザ
干渉測長計により計測できるから、電子ビーム方式で得
られる標準マーク位置Meは、 Me＝Le＋Pe （１） となる。
第４図は光方式による標準マーク位置検出を示す図であ
る。光源５からの光はレンズ20で標準マーク７の周辺に
照射され、レンズ21でイメージセンサ６上に結像する。
イメージセンサ６は、第４図（ｂ）に示すように、ドッ
トマトリクスになっており、その中心位置ＰφOPtから
のずれ量POPtを検出する。光による検出方法としては、
このほかに、ミラーを用いて光を走査し検出する方式、
反射光の偏光成分や散乱成分を検出する方式等がある。
イメージセンサ６の中心位置ＰφOPtまでのLOPtはレー
ザ干渉測長計で計測できるから、光方式で得られる標準
マーク位置MOPtは、 MOPt＝LOPt＋POPt （２） 電子ビーム方式ではマーク検出が困難であるが光方式で
容易に検出可能な対象物の一例を第５図に示す。第５図
（ａ）のようなマークを電子ビームで走査すると、得ら
れた信号波形は、（ｂ）のように、極めて微弱である。
一方、光方式で反射光を検出する場合は、レジストと酸
化膜の屈折率が通常約1.5と等しく、（ｃ）のように、
干渉が発生するため、（ｄ）のように、極めて顕著なマ
ーク波形が得られる。
る。光源５からの光はレンズ20で標準マーク７の周辺に
照射され、レンズ21でイメージセンサ６上に結像する。
イメージセンサ６は、第４図（ｂ）に示すように、ドッ
トマトリクスになっており、その中心位置ＰφOPtから
のずれ量POPtを検出する。光による検出方法としては、
このほかに、ミラーを用いて光を走査し検出する方式、
反射光の偏光成分や散乱成分を検出する方式等がある。
イメージセンサ６の中心位置ＰφOPtまでのLOPtはレー
ザ干渉測長計で計測できるから、光方式で得られる標準
マーク位置MOPtは、 MOPt＝LOPt＋POPt （２） 電子ビーム方式ではマーク検出が困難であるが光方式で
容易に検出可能な対象物の一例を第５図に示す。第５図
（ａ）のようなマークを電子ビームで走査すると、得ら
れた信号波形は、（ｂ）のように、極めて微弱である。
一方、光方式で反射光を検出する場合は、レジストと酸
化膜の屈折率が通常約1.5と等しく、（ｃ）のように、
干渉が発生するため、（ｄ）のように、極めて顕著なマ
ーク波形が得られる。
このように、電子ビーム方式での検出が困難なマーク19
を光方式で検出可能な場合は、標準マーク７についての
上記（１），（２）式の差MOPt−MeをCPU14等に記憶し
ておき、光で検出したマーク19の位置mOPtに対し、 me＝mOPt−（MOPt−Me） （３） の演算を実行し、meをマーク19の位置とする。実際に描
画するときは、このマーク19の位置を基準として電子ビ
ームを偏向する。
を光方式で検出可能な場合は、標準マーク７についての
上記（１），（２）式の差MOPt−MeをCPU14等に記憶し
ておき、光で検出したマーク19の位置mOPtに対し、 me＝mOPt−（MOPt−Me） （３） の演算を実行し、meをマーク19の位置とする。実際に描
画するときは、このマーク19の位置を基準として電子ビ
ームを偏向する。
ただし、本実施例においては、前記電子ビーム方式でマ
ークを検出することが、通常の状態であって、電子ビー
ム方式でマークを検出することが困難な場合のみ、光方
式に切換えることは、既に述べた通りである。
ークを検出することが、通常の状態であって、電子ビー
ム方式でマークを検出することが困難な場合のみ、光方
式に切換えることは、既に述べた通りである。
描画工程を第６図により説明する。まず、電子ビーム方
式により標準マーク７の位置ｅを検出する。次に、ステ
ージを移動させ、光方式により標準マーク７の位置MOPt
を検出する。これらの位置の差MOPt−MeをたとえばCPU1
4に記憶しておく。さらに、ステージを移動させ、電子
ビーム方式によりマーク19の位置meを検出する。その結
果、正常に検出できた場合は、実際の描画に必要なステ
ージ移動量を計算し、ステージを描画位置にい移動さ
せ、描画を実行する。一方、電子ビーム方式で検出でき
ないときにのみ、ステージを移動させ、光方式でマーク
19の位置mOPtを検出する。その値を用いて、（３）式に
より、ステージ移動量を計算する。こうして得られた位
置にステージを移動させ、描画を実行する。ウエハ上の
すべての描画が終了するまで、上記電子ビーム方式によ
るマークmeの検出以降の手順を繰り返す。
式により標準マーク７の位置ｅを検出する。次に、ステ
ージを移動させ、光方式により標準マーク７の位置MOPt
を検出する。これらの位置の差MOPt−MeをたとえばCPU1
4に記憶しておく。さらに、ステージを移動させ、電子
ビーム方式によりマーク19の位置meを検出する。その結
果、正常に検出できた場合は、実際の描画に必要なステ
ージ移動量を計算し、ステージを描画位置にい移動さ
せ、描画を実行する。一方、電子ビーム方式で検出でき
ないときにのみ、ステージを移動させ、光方式でマーク
19の位置mOPtを検出する。その値を用いて、（３）式に
より、ステージ移動量を計算する。こうして得られた位
置にステージを移動させ、描画を実行する。ウエハ上の
すべての描画が終了するまで、上記電子ビーム方式によ
るマークmeの検出以降の手順を繰り返す。
本発明によれば、通常は電子ビーム方式でマーク位置を
検出し、電子ビーム方式でマークを検出することが困難
な場合のみ、比較的時間のかかる光方式に切換えるの
で、高精度かつ確実なマーク位置検出と高速描画への要
求とを併せて満足する電子線描画装置が得られる。
検出し、電子ビーム方式でマークを検出することが困難
な場合のみ、比較的時間のかかる光方式に切換えるの
で、高精度かつ確実なマーク位置検出と高速描画への要
求とを併せて満足する電子線描画装置が得られる。
第１図は本発明による電子線描画装置の一実施例の構成
を示す図、第２図は電子ビームおよび光により検出すべ
き標準マークとマークの配置の一例を示す図、第３図は
電子ビーム方式の標準マーク位置検出方式を示す図、第
４図は光方式の標準マーク位置検出方式を示す図、第５
図は電子ビームでは検出が困難でも光により容易に検出
できるマークの例を示す図、第６図は本発明装置による
電子線描画の工程を示すフローチャートである。 １……電子銃、２……電子レンズ、３……偏向器、４…
…反射電子検出器、５……光源、６……イメージセン
サ、７……標準マーク、８……レザーミラー、９……ス
テージ駆動系、10……ステージ、11,12……レザー干渉
測長計、13……ステージ制御回路、14……CPU、15……
偏向制御回路、16……電子ビームによるマーク位置検出
回路、17……光による位置検出回路、18……ウエハ、19
……マーク。
を示す図、第２図は電子ビームおよび光により検出すべ
き標準マークとマークの配置の一例を示す図、第３図は
電子ビーム方式の標準マーク位置検出方式を示す図、第
４図は光方式の標準マーク位置検出方式を示す図、第５
図は電子ビームでは検出が困難でも光により容易に検出
できるマークの例を示す図、第６図は本発明装置による
電子線描画の工程を示すフローチャートである。 １……電子銃、２……電子レンズ、３……偏向器、４…
…反射電子検出器、５……光源、６……イメージセン
サ、７……標準マーク、８……レザーミラー、９……ス
テージ駆動系、10……ステージ、11,12……レザー干渉
測長計、13……ステージ制御回路、14……CPU、15……
偏向制御回路、16……電子ビームによるマーク位置検出
回路、17……光による位置検出回路、18……ウエハ、19
……マーク。
Claims (1)
- 【請求項１】電子ビームの照射位置を変えるための電子
ビーム偏向系と、ウエハを載置したステージを移動させ
るステージ駆動系と、電子ビーム照射対象物からの反射
電子により対象物の位置を検出する電子ビーム位置検出
系と、前記ステージの位置を検出するレーザ干渉測長計
とを備えた電子線描画装置において、 前記ステージ表面に電子ビームと光のいずれでも位置検
出可能な標準マークを設け、 前記標準マーク位置および前記ウエハ上のマーク位置を
光により検出する光学的位置検出系を設け、 描画に先立ち前記電子ビームによる標準マーク位置検出
値と光による標準マーク位置検出値との差を求めて記憶
し、ウエハ上のマーク位置が電子ビームにより検出可能
なときはその値に基づきステージを駆動し描画させ、電
子ビームにより検出不可能なときにのみ光により検出し
たウエハ上のマーク位置と記憶しておいた前記差とに基
づきステージを駆動し描画させる手段を設けた ことを特徴とする電子線描画装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63005496A JPH0782987B2 (ja) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | 電子線描画装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63005496A JPH0782987B2 (ja) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | 電子線描画装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01184825A JPH01184825A (ja) | 1989-07-24 |
| JPH0782987B2 true JPH0782987B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=11612835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63005496A Expired - Lifetime JPH0782987B2 (ja) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | 電子線描画装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0782987B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100442435C (zh) * | 2003-10-07 | 2008-12-10 | 株式会社日立高新技术 | 电子束描绘装置和电子束描绘方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0231415A (ja) * | 1988-07-20 | 1990-02-01 | Mitsubishi Electric Corp | 電子ビーム露光方法 |
| JP2578519B2 (ja) * | 1990-06-01 | 1997-02-05 | 株式会社日立製作所 | 光線による位置検出機能付き荷電粒子線露光装置 |
| JP5744601B2 (ja) * | 2010-04-20 | 2015-07-08 | キヤノン株式会社 | 電子線描画装置及びデバイス製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5629953U (ja) * | 1979-08-13 | 1981-03-23 |
-
1988
- 1988-01-13 JP JP63005496A patent/JPH0782987B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100442435C (zh) * | 2003-10-07 | 2008-12-10 | 株式会社日立高新技术 | 电子束描绘装置和电子束描绘方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01184825A (ja) | 1989-07-24 |
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