JPS5946026A - 試料位置測定方法 - Google Patents

試料位置測定方法

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JPS5946026A
JPS5946026A JP57157005A JP15700582A JPS5946026A JP S5946026 A JPS5946026 A JP S5946026A JP 57157005 A JP57157005 A JP 57157005A JP 15700582 A JP15700582 A JP 15700582A JP S5946026 A JPS5946026 A JP S5946026A
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JP
Japan
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sample
wafer
mark
electron beam
scanning
Prior art date
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JP57157005A
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English (en)
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Mineo Goto
後藤 峰夫
Toru Tojo
東条 徹
Ryoichi Yoshikawa
良一 吉川
Kanji Wada
和田 寛次
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P95/00—Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、電子ビーム露光装麿等における光学系と試料
との位置合わせ法に係わり、thテに電子ビーム走査で
試料位置を測定する方法の改良に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
電子ビーム露光装置において光学系と試料とを位置合わ
せする忙は、従来試料台上にウェハ(試料)を載置し、
ウェハ上に形成されたマークを電子ビームで走査してマ
ーク位置の検出を行い、この検出′h1報に基づいてウ
ェノ・位置を測定する。そして、この測定された位置情
報を基にウェハ位置或いは光学系を補正するようにして
いる。このようVC1i1子ビーム走査でウェハ位置を
測定する嚇合、試料台上のウェハの設置精度から十分大
きな位置合わせ用マークを探索する必要があり、マーク
及びマーク探紫のだめの電子ビーム照射により、ウェハ
内のチップの欠損を生じる虞れがあった。
上記チップの欠損を防止するには、ウェノ・上の位置合
わせ用マークのサイズを小さくシ、このマークをダイシ
ングライン等の非回路領域に形成し、該領域の範囲内で
電子ビームを走査するようにすればよいが、この場合ウ
ェハの設置精度を極めて高く(±40μlrL以内)し
なければならない。このような設置精度を機械的な位置
決め機構によって実現するには、その機構に多大な負担
がかかり、かつ十分な精度を得ることは困難である。こ
のため、前記チップの欠相全確実には防止できないのが
現状であった。また、このような問題は、試料としてマ
スクを用いる場合にも同様に伝えることである。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、マーク位tη11の検出のための電子
ビーム走査によるチップの大川等を招くことなく、被露
光試料の位1ハ′を8度良く測定することができ、電子
ビーム露光装置の光学系と試料との位置合わせ等に有効
な試料位16泪j1宇方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の骨子は、試料のエツジ検出により試料位置の粗
い測定を行ったのち、位16合わせ用マークを宙、子ビ
ームで走査することにある。
試料として半導体ウニ/−を用いる場合、ウェハにVま
通常オリエンテーションフラットが付加されているから
、このオリエンテーションフラットを基準としてウエノ
飄のエツジMl(分音。1王子ビームで走査することに
より、ウエノ・イ\γ1【′tの柑い湘]定が可能であ
る。ここで、エツジ検出には、ウェハのフラット而と傾
斜面との反射電子信号の強度差を利用する方法、或いは
エツジで面過するビーム電流を利用する方法を用いれば
よい。
オリエンテーションフラットの数11tA PIのエツ
ジ位11を検出を行うことにより、ウェノ・の同転及び
X方向位置が測定される。次いで、オリエンテーション
フラット以外のエツジを1点以」三検出することにより
、ウェノ・のY方向位置が測定される。かくして、ウェ
ノS装置が±40〔μ7n、 )のA11度で測定され
ることが確認された。したがって、上記測定されたウェ
ノ・の大略位置fK:基にマーク位置検出、例えばウェ
/%上に形成した位1゛N合わせマークを電子ビームで
%80〔μm〕程度走査し、その反対電子信号を検出す
ることにより必ずマーク信号を得ることがきる。そして
、得られた信号を、例えばAD変換して、計W nQ等
で解析することにより、高精度のマーク位1d゛が測定
出来る。このため、ダイシングライン内に設置されたマ
ークでも、ダイシングライン内の電子ビーム走査によシ
容易にマーク位置検出が可能となる。
本発明はこのような点に清目し、試料台上に載置され電
子ビーム露光に供される試料上に形成されたマークラミ
子ビームで走査し、マーク位置の検出により試料の位置
を測定する試料位1を測定方法において、予め上記試料
のエツジ部分を電子ビームで走査し上記試料の大略位置
を測定し、この測定情報に基づき上記試料上のマーりを
電子ビームで走査してマーク位置を検出するようにした
方法である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、試料のエツジ部分における電子ビーム
走査により試料の大略位置を測定しているので、機械的
位置決め機構で実現し得る試料の設置精度よりも高い精
度(±40μm以内)で試料位置を容易に測定すること
ができる。
したがって、位置合わせ用マークのサイズを小さくしこ
のマークをダイシングライン等の非回路領域に入れたと
しても、該領域の範囲内での甫、子ビーム走査によりマ
ーク位置を確実に検出することができる。このため、被
露光試料の位置を精度良く測定することができ、かつマ
ーク位置検出のだめの電子ビーム走査に起因するチップ
欠損の発生等を確実に防止することができる。さらに、
試料台への[幾械的な位置決め機構の簡略化をはかるこ
ともできる。また、上記した理由から電子ビーム露光装
置の光学系と試料との位置合わせ等に絶大なる効果を発
揮する。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の一実施例方法に使用する石。
子ビーム心元装置′面を示す概略症(IQ図である。図
中1は電子銃で、この出、子銃1から発射されだNt、
 子ビームfd各種電磁しンズ2.ブランキング用偏向
板3及び走査用偏向用板4を介してウェハ(試料)5上
に照射される。ウェハ5は後述するカセット6内に収容
保持されており、このカセット6はテーブル7上に載1
16される。テーブル7は駆動回路8によりX方向(紙
面左右方向)及びY方向(紙面表裏方向)に4動せられ
る。そして、このテーブル7の千多4山位置はレーザ測
長器9により高梢変に測定されるものとなっている。ま
た、偏向板3,4は割算機1oによりそれぞれの印加重
圧を制御されるものとなっている。
r+7+ 配電子ビーム1[C射によるウェハ5がらの
反射電子は固体センサからなる電子検出器11で検出さ
れ、この検出信号は増1隔器12を介してアナログ・デ
ジタル・コン/6−タ(以下A、/llと略記する>I
Jに送h4される。//)) 7 、?を介してデジタ
ル化された信号はメモリ14に記憶される。そして、メ
モリ14の市側會イ青報がi;IL! 4バ・10にて
1昨析さt+、、後述する如く位1it:4データが得
られるものとなっている。
前記カセット6は第2図にその千面図を、第3図にその
断面図を示す如く、ウェハ5のエツジ検出可能な11゛
4造となっている。すなわち、ウェハ5のエツジ部分の
上方にはK 21 a + 2 l b +21c、2
1dがそれぞれ設けられている。つまり、ウェハ5のオ
リエンテーションフラット側に窓21a、21bが設け
られ、それ以外の2個所に窓21 e + 21 dが
設けらカ、ている。
そして窓21a、21bでは電子ビームをX方向に走査
してエツジ検出を行い、窓21c。
21dでti電子ビームをY方向に走査してエツジ検出
を行うものとなっている。なお、ウェハ5上にはそのダ
イシングライン上にL形V#lVからなる位1σ合わせ
用マーク22が複数個形成されている。
次に、上述した装置を用いたウェハ位置測定方法を説明
する。
まず、カセット6をテーブル7上の所定位置に固定し、
テーブル7を所定位置に保持する。
次いで、ウェハ5のエツジ部分を電子ビームで走査し、
ウェハ5の大略位置を検出する。ここで、エツジ検出に
おいては、反射重子信号のレベル及び波形により、ウェ
ハ上の走査、エツジ部の走査及びウェハ外の走査等の検
知が町目ヒであり、ウェハ5の機械的設置σ誤差が数〔
調〕あってもエツジ検出可能である。電子ビームをエツ
ジ部分で走査したときの反射電子信号波形は、第4図に
示す如くエツジ部分の段差によりそのレベルが異なり、
これにより反射電子信号波形からエツジ位置が検出され
る。
このようなエツジ検出操作t Ail記カ上カセット6
21 a t 〜+ 2 i dの4個7−yrでそれ
ぞれ行うことによって、ウェノ・50回転及びX、Y方
向位置、つまりウェハ5の大略位置が測定される。次い
で、この測定情報を基にウェノ・5」二のL形マーク1
3を重子ビームで80〔μm〕、xyX方向それぞれ走
査することによって、マーク位置を0.01 [μm〕
の精度で検出することができる。ここで、ウェハ5のエ
ツジとマーク22の配置位置との関係は予め定められて
いるので、ウェハ5の大略位置が判れば、上記80[μ
?π〕程度のビーム走査でもマーク位置が検出できるの
である。そして、マーク22の数個所の位11′り検出
を行うことにより、ウェノ・50位ミル高精度に測定さ
れることになる。また、この6111定されたウェハ位
置を基準として前記テーブル70位it或いは偏向板4
の偏向峨圧忙袖止することによシ、光学系とウェハ5と
の尚精度な位1准合わせが可能となる。
かくして本実施例方法によれば、エツジ部分における電
子ビーム定歪によりウェハ5の大略位置を検出している
ので、ウェハ5のダイシングライン青の非回路領域に形
成した小さなマーク22を、微小範囲の電子ビーム走査
により確実に検出することができる。このため、マーク
位置検出のための′電子ビーム走査に上るチップ欠損を
招くことなく、ウェハ5の位置を精度良く4川定するこ
とができる。また、カセット6の4’4tt造としては
前記第2図に示した如〈従来カセットに窓21a、〜、
21dを設けるのみでよく、簡易に実施し得る等の利点
がある。
なお、本発明は上述し〆こ実施例に限定をノ]、るもの
ではなく、その要旨を逸脱しない面重量で、(1i1々
変形して実施することができる。例えば、iiJ記カセ
、トに設けた窓の裏V、は41間に1)」φるものでは
なく、仕様に応じて適宜変更することができる。また、
カセットの構造もウェハのエツジ部分を電子ビーム走査
で検出できる構造であれば、適官変[豆用能である。さ
らに、ウェハ上に形成するマークの形状や11d数等も
仕様に+、L、してjJ宜定めればよい。また、エツジ
検出によりその大略位1i′!:が検出できるものであ
れば、マスクに適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例方法に使用したγi子ビーム
露光装置:を示す概略構成図、第2図は、上記装置1″
fに用いたカセットを拡大して示す平面図、第3図は?
Ir;2図の矢袂A−A断面図、第4図は上記実施例方
法の作用を説明するためのものでエツジ検出時の反@電
子信号波形fK−承す模式図である。 1・・・電子銃、2・・・電磁レンズ、3.4・・・偏
向板、5・・・ウェハ(試料)、6・・・カセット、7
・・テーブル(試料台)8・・駆動回路、9・・・レー
ザ測長器、10・・・計算機、1ノ・・・電子検出器、
12・・・増幅器、13・・・アナログ・デジタル・コ
ンバータ(A/T) )、J 4 ・・・メモリ、21
a、〜21d・・・窓、22・・・位置合わせ用マーク
。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦一 働 第2図 ―A 第3図 第4図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)試料台上に載置され、電子ビーム露光に供される
    試料上に形成されたマークを電子ビームで走査し、マー
    ク位置の検出により試料の位置を測定する試料位置測定
    方法において、予め前記試料のエツジ部分を電子ビーム
    で走査し上記試料の大略位置を測定し、この測定情報に
    基づき前記試料上のマークを電子ビームで走査してマー
    ク位置を検出することを特徴とする試料位置測定方法。
  2. (2)  前記試料は、オリエンテーションフラットが
    形成された半導体ウェハからなるものであることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の試料位置測定方法。
  3. (3)  前記試料はカセット内に収容保持されたもの
    であり、上記カセットは電子ビーム走査により前記試料
    のエツジ部分が検出可能な構造であることを特徴とする
    特許請求の節回prf1項又は第2項記載の試料位置測
    定方法。
JP57157005A 1982-09-09 1982-09-09 試料位置測定方法 Pending JPS5946026A (ja)

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