JPS5969924A - マ−ク位置検出装置 - Google Patents

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、位置合わせ用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。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時、半導体ウェハやマスク幕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
るだめ試料の高精託な位置合わせが必要となる。このた
め、試料、カセット或いは試料台等に位ＩＮｆ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、これによシ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では、試料のダメージ
を少なくするため、できるだけ弱い電子ビームを少ない
走査回数とすることが望まれる。弱い′ＮＬ子ビームで
マークを走査した場合、マーク信号のＳＮ比は劣化する
ことになシ、マーク位置検出精ｇ５１の低下を招く。マ
ーク位１面検出梢匠の向上をはかるため、マツチドフィ
ルタを用い上記マーク信号のＳＮ比を高める方法が考え
られるが、この場合マツチドフィルタの演算時間が多大
なものとなシ、実用的でない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、マーク位ｉｔ検出精度の向上をはかり
得、かつ検出時間の短イ・箔化をはかり寿るマーク位置
検出装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の骨子は、マンチドフイル′り等の演算領域を制
限し、演算時間を短縮することにある。

すなわち本発明は、位置検出用マークを電子ビームで走
汗することにより得られるマーク信号に基づいてマーク
の中心位！醒を検出するマーク位置検出装器において、
１次モーメント計算号の大略中心位置を検出し、マツチ
ドフィルタ及び１次モーメント計算回路等からなる第２
の検出手段によシ、上記マツチドフィルタの演算領域を
マーク信号の大略中心位置前後に設定して、マーク信号
の中心位置を検出するようにしたものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、第１の検出手段ではマーク信号の中心
位置を租硝就で検出すればよいので、その検出時間は極
めてケσい。さらに、第２の検出手段ではマツチドフィ
ルタ等の演算領域がマーク信号の中心前後に制限される
ので、演算時間は比較的短くて済む。しだがって、マー
クの中心位置を高梢度に、かつ短時間に検出することが
できる。また、マツチドフィルタ等を用いることから、
試料上で走査する゛電子ビームの強度を弱くできるので
、マーク位置検出に係わる試料のダメージをイ祇力少な
くすることができる。

〔発明の実施しｌＵ） 第１図は本発明の一実施しリの概略構成を示すブロック
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
ｌからの反射電子は、反射電子検出器、ヲにて検出され
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太きいものと々る。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１略記
する）５を介して記憶回路６及び１次モーメント計算回
路７に供給される。記憶回路６はアドレスコントロール
８の動作により、′電子ビーム２０走介と同期してＡ／
Ｄ　５の変換出力を順次記憶する。１次モーメント計算
回路７は乗算器、累積加算器及び除算器等からなるもの
で、Ａ／Ｄ５の変換出力の１欠モーメン）ｍ。′を計算
する。記憶回路６に記憶された情報は、演算回路９に送
出される。演算回路９はマツチドフィルタからなるもの
で、その演算領域は上記１次モーメン）ｍ。の前後に設
定されている。

演算回路９を介してＳＮ比を向上された信号は１次モー
メント計算回路１０に供給される。そして、この１次モ
ーメント計算回路１０の計算結果がマーク信号４の中心
位置を示すものとなっている。

このように構成された本装置の作用についてｍ１３図（
ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。

捷ず　８＋！　３図（ａ）に示す如きマーク１を電子ビ
ームで走査したときに得られるマーク信号４は同図（ｂ
）に示す如くなり、このマーク信号４０所定レベル八よ
り大きい部分の１次モーメントｍｏ′が１次モーメント
計算回路７にで求められる。この計算は短時間で行われ
、１次モーメントｍｏ′はマーク信号４０大略中心位置
（粗マーク中心位置）を示すものとなる。演算回路９で
は記憶回路６の内容から次の演算が行われる。

Ｓ　Ｏ（Ｉ＞　＝Σ８ｉ（工Ｊ）・５ｉ（Ｉ＋Ｊ）　　
−・・・・・・（１）−０ ここで、Ｓｏ　　は演算回路９の出力、Ｓｌは記１意回
路６の内容でマーク信号４のデジタル変換値Ｎは記憶回
路６の最終アドレスである。上記第１式のＩは前記粗マ
ーク中心位置ｍ。′の整数値をＭｏ２の整数値をＭｏ’
とすれば Ｍｏ’ｌｌｌ＜Ｉ≦Ｍｏ’　十ｎ　　　・曲曲曲・曲ｆ
２１（ｎは適当な整数） と定義される。したがって、演算回路９ではマツチドフ
ィルタの演算領域を上記第２式で示される範囲に設定し
て、前記第１式の演算が行われる。っ１す、マツチドフ
ィルタの演算領域が前記租マーク中心立４７１　ｍ。２
前後の狭い範囲に制限されるので、演算に要する時間は
比較的短いものとなる。演算回路９ＶＣよシＳＮ比が高
められた信号は第３図（Ｃ）に示す如くなる。そして、
この信号の所定レベルＢよシ大きい部分の１次モーメン
）ｍ６　が１次モーメント計算回路１゜により求められ
る。この計算は短時間で行われ、かつ上記信号がＳＮ比
の高いものであるため、上記１次モーメン）ｍ。はマー
ク信号４の正確な中心位置を示すものとなる。

なお、マーク１の中心位置を検出するには、上述した操
作を行いマーク１のＹ方向中心線を求め、同様に゛電子
ビームの少なくとも２回のＹ方向走をで上述した操作を
行いマーク１のＸ方向中心線を求め、これらの中心線の
交点を求めればよい。

かくして本実施例によれば、１次モーメント計算回路７
によシマーク信号４の中心位１ｄを粗精度がｊ宋りイ食
出することができ、この検出された柑マーク中心位置に
基づいて演算回路９及び１次モーメント計算回路１０に
よりマーク信号４の中心位置を高精度に、かつ比較的短
時間で検出することができる。すなわち、演算回路９の
マツチドフィルタの演算領域を１次モーメント計算回路
′７により求められた粗マーク位置の前後に制限するこ
とによって、演算に委する時間を極めて短くすることが
できる。したがって、マーク１の中心位置検出を高精度
で、かつ短時間で行うことが可能となる。

なお、本発明は上水した実用例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で、捗々変形して実施す
ることができる。例えば、前記第１の検出手段としての
１次モーメント計算回路の代りには、前記デジタル化さ
れたマーク信号の中心位置を短時間で検出できるもので
あればよい。丑だ、前記反射電子検出器の代シには、マ
ークを配子ビームで走査したと＠ＶＣ得られる吸収電子
或いは２次電子を検出するものを用いてもよい。さらに
、前記マークはＬ字形に限るものでは表＜、十字形のも
のであってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の（概略構成を示すブロック
図、第２図は上記実７１１！ｉ例に係わる電子ビーム走
査とマーク信号波形との関係を示す模式図、第３図（ａ
）〜（Ｃ）は上記実施例の作用を説明するだめの模式図
である。 １・・・位置合わせ用マーク、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（Ａ７Ｄ）、ｅ・・・
記憶面路、７．１０・・・１次モーメント計算回路、８
・・・アドレスコントロール、９・・・演ｎ　回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）位置検出用マークを電子ビームで走査し該走査に
   よる反射電子、２次電子若しくは吸収電子を検出してマ
   ーク信号を得る手段と、上記マーク信号の中心位置を粗
   精度で速く検出する第１の検出手段と、この手段によシ
   検出されたマーク信号の大略中心位置に基づき上記マー
   ク信号の中心位置を高精度に検出する第２の検出手段と
   を具備してなることを特徴とするマーク位置検出装置。
2. （２）前記第１の検出手段は前記マーク信号の１次モー
   メントを検出する第１の１次モーメント計算回路からな
   るものであシ、前記第２の検出手段は上記検出された１
   次モーメントの前後にその演算領域を設定されたマツチ
   ドフィルタ、及びこのマツチドフィルタを介したマーク
   信号の１次モーメントを検出する第２の１次モーメント
   計算回路からなるものであることを特徴とする特許請求
   の郵囲第１項記載のマーク位置検出装置。