JPS605221B2 - 加工片の自動位置合せ方法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発顔は少くとも一つの標識を備えた加工片例えば集
積回路を構成する半導体ゥェーハの表面を一つの線に沿
って粒子ビームで線走査し、ビームが標識に到達したと
き発生する信号により調整装置を制御して標識位置の規
定位置よりの偏差に比例する調整信号を作りこれを走査
場またはマスクに相対的に加工片の位置を補正する装置
の制御に使用することにより自動的に加工片の位置合せ
を行なう方法に関するものである。

半導体加工片（ウェーハ）上に粒子線リングラフィによ
って構造を作る際には加工片を構造形成用の粒子ビーム
またはマスクに相対的に位置合せする必要がある。

これは特に多重蝕刻法により多数の構造を正しく重ねて
作る場合重要である。構造が微細化するにつれて位置整
合精度に対する要求が高度になる。主として機械操作に
よって行われる製造過程では自動位置合せ法が特に重視
される。標識をつけた加工片を集東された電子ビームに
より個々の走査線に沿って走査し自動的に位置合せする
方法は米国特許第３６４４７０ぴ号明細書により公知で
ある。

この方法は電子ビームと加工片表面の間の相互作用によ
って発生した信号例えば二次電子を記録し信号処理電子
回路例えばしきい値判別回路により位置合せ信号に変換
する。この位置合せ信号と加工片上の標識の座標とを電
子ビームの偏向パラメータ（例えば偏向電圧または電流
）を通して一意的に対応させることにより計算機を使用
して走査線上の標識の位置求められる。これを規定位置
と比較することにより規定位置からの偏差に比例する調
整信号が作られ、適当な補正要素例えば補助偏向系の制
御に使用される。上記の方法では調整量を計算機で求め
なければならないから高度の電子技術が必要となる外調
整信号が走査ビームの一走査運動後直ちに得られず計算
機による計算が終了したとき始めて供給されらるという
欠点がある。

別の自動位置合せ方式においては細い電子ビームゾンデ
を使用して正方形標識を正弦波形の路に沿って走査する
。

この走査路はゾンデが標識を離れる点が正半波にもある
ように選ぶ。標識とそれ以外の工作片部分からの二次電
子放出が材料の差異に塞いて異るから位置合せ信号には
標識とその周囲との境界で飛躍が生ずる。従って一つの
正弦波路を通過する間に二つの信号飛躍点がありそれら
はゾンデが正方形標識を離れる点に対応する。正半波と
負半波においての信号の飛躍中は走査場に相対的の標識
の位置合せ状態の尺度となる。整合状態ではこれら二つ
の飛躍中は等大である。この位置合せ操作を自動化する
には両半波中に発生した信号を差動増幅器に導きそこで
これらの信号の整流された値の差を作る。このようにし
て得られた直流電圧を調整信号として使用し標識の位置
合せを行なう。この方法は電子技術の点では前述のもの
より簡単であるが、外部からの障害に対して極めて敏感
である。調整信号は実際上位層合せ信号の積分によって
得られるから例えば標識または工作片の表面の不純物に
基くかあるいは走査電子ビームの変動に基〈位置合せ信
号の変動から大きな影響を受ける。位置合せ信号の理想
形からの偏差は常に調整信号にいくらかの影響を及ぼし
整合誤差の原因となる。更にこの方法では正弦波路走査
のため調整信号と位置外れの間に比例関係が成立しない
。従って電子ビームゾンデの進行方向に垂直な方向にお
いての位置合せには多数回の走査が必要となる。この発
明の目的は冒頭に挙げた自動位置合せ方法において高度
の電子技術を必要とすることなく各走査運動の終了毎に
直に、位置外れに比例しその上位暦合せ信号の強度の変
動に敏感でない調整信号を作ることができるようにする
ことである。

この目的は工作片を走査ビームによって交互に向きを逆
にして等しい速度で走査し、その往路では走査線の起点
から標識に到達するまで正の参照直流電圧を積分器に加
え、復路においては走査線の終点から標識に到達するま
で往路と大きさが等しい負の参照電圧をこの積分器に加
え、走査ビームの一往復運動の終了毎に積分器の出力信
号を調整信号として位置補正に使用することによって達
成される。この発明によ方法においては正しい標識位置
は走査線の中央である。

この場合標識および走査線が加工片の中央にある必要は
ない。標識はむしろ加工片上のデバイスの形成に関係の
ない緑端部に置く方がよい。この場合位置合せのために
はビーム偏向系に一定の大きさの付加励起を加えて標識
区域に移し、そこで標識上を一つの線に沿って二つの向
きに等しい速度で移動させる。この場合走査線の長さは
ビーム描画装置において同じ向きに行われる描画ビーム
の走査場の拡がりよりも錘に短くすることができる。こ
の発明による方法の基本的な観念は標識と走査線の両端
の間の距離を測定して位置合せを行なうことである。

標識が整合していればこれらの二つの距離は互に等しい
。位置外れの場合両距離の差は標識の規定位置からの偏
差の２倍に等しい。この関係を明にするため第ｌａ図と
第ｌｂ図に走査ビームとそれによる位置合せ信号の時間
経過を示す。第ｌａ図において１は標識２を含む工作片
区域であり、その中は標識上を動く走査ビームの走査線
の長さに等しい。標識２は点破線で示した区域１の中心
線から６だけ右にずれている。走査ビーム３は時亥Ｕｔ
，に区域１の左の緑端から出発し、時亥舷２まで右向き
に動き、時刻ｔ３までに同じ道を通って出発点に戻る。
図では見易くするため往路と復路を別にしてあるが実際
は一致する。この走査ビームの往復運動とそれによって
形成される位置信号を一つの時間方向に書き表わすこと
により第ｌｂ図が得られる。第ｌａ図の右半分にある標
識に対して往路の位置合せ信号は時間軸上中央より右に
あり、復路ではこの関係が逆になって時間軸中央より左
に位置合せ信号が表われる。往路と復路において出発か
らこれらの信号に達するまでの距離（時間軸上の）の差
２８は走査線に関しての位置合せ状態の尺度となる。本
来の空間的あるいは時間的の間隔測定は一定の参照電圧
を積分することによって行われる。この積分は走査線の
起点に始まり標識への到達で終る。これによって得られ
た積分値は続く往路中保持される。復路では走査線の終
点から標識の到達まで等しい大きさの負の参照電圧を積
分し、その積分値を走査運動の終りまで蓄積する。この
値はその符号と共に走査線中央からの標識の偏差の尺度
となり直接調整信号として使用することができる。この
調整信号は位置外れの線型関数である。調整信号の形成
に一定の参照電圧を使用することにより位置合せ信号の
乱れが位置合せに対する障害となることはない。

この発明の一つの有利な展開として標識を走査したとき
に生ずる信号から矩形の位置合せ信号を作りその中をト
リガしきい値の設定値に関係させ、標識への到達は矩形
位置合せ信号の側線によって表示するようにしてもよい
。

この場合積分の終点として位置合せ信号の飛躍によって
示される標識縁端だけが使用され、それによって位置合
せ信号から調整信号に及ぼされる有害な影響を更に低下
させることができる。第２ａ図乃至第２ｆ図に示した時
間経過グラフによりこの発明の方法の可能性を更に詳細
に説明する。第２ａ図は第１図に示した標識に対して一
つの往復運動において作られる位置合せ信号のグラフで
ある。標識上を通過するときの位置合せ信号の形状（ベ
ル形）は走査ビームが点状に絞られていないである大き
さの断面積を持っていることによるものである。破線６
は設定されたトリガしきし、値でありその位置合せ信号
曲線との交点は第２ｂ図に示すように成形された矩形位
置合せ信号の飛躍点を決定する。第２ｃ図乃至第２ｆ図
は四種類の互に異る間隔（または時間差）測定を示す。
第２ｃ図では積分が走査ビームの往路の出発と共に始ま
り成形された位置合せ信号の立上り側線に達したとき終
る。第２ｄ図では積分の終りが成形位置合せ信号の降下
側線に達したときになっている。これらの積分値はそれ
以後の往路運動中そのまま保持される。走査線の終点に
おいて復路運動が始まると大きさの等しい負の参照電圧
の積分が立上り側線（第２ｃ図の場合）または降下側線
（第２ｄ図の場合）に達するまで続けられる。最終的に
得られた積分値は走査運動の終りまで蓄積され、その後
直接調整信号として使用することができる。積分を成形
位置合せ信号の側線から開始して往路または復路の終点
で終らせることも可能である。

この情況を第２ｅ図、第２ｆ図に示してある。例えば電
流の変動またはドリフト現象に基いて生ずる位置合せ信
号の変動に対して調整信号の不惑性を更に高めるために
は上記の実施形態においてトリガしきし、値を標識信号
の最大値の部分値として規定し走査ビームの一走査運動
毎にその値を更新するのが有効である。

これは例えば尖頭値検出器を使用して実施することがで
きる。最初の走査運動に際して位置合せ信号の最大値を
決定しトリガしきい値をこの最大値の一つの部分値に固
定する。続く運動においてはトリガしきし、値はその前
の運動に関連させて定める。この発明の基本とする目的
は加工片を交互に逆向きに等間隔のステップでディジタ
ル走査し、走査区域の最初において常に一つのアップ・
ダウン・カウンタを起動させて標識に達するまでの走査
ステップ数を往路においては上向きにカウントし復路で
は下向きにカウントし、一往復後のカウンタの最終値を
Ｄ−Ａ変換器を通して位置補正用の調整信号として使用
することによっても達成することができる。

この方式によれば走査ビームの偏向は三角波段信号によ
って行われビームは等間隔ステップで加工片を走査する
。各往復運動の開始と共にカウンタが起動しステップを
標識に到達するまでカウントする。往路と復路において
のステップ数の差が走査線の中点（規定位置）からの標
識の外れの２倍に対応する。往路と復路において互に逆
向きにカウントするアップ・ダウン・カゥンタは終値と
して直接両ステップ数の差を与え、これは調整信号とし
てＤ−Ａ変換器を通して位置補正系に導くことができる
。この発明の方法の実施に適した装置としては走査ビー
ム用の偏向系と矩形波発生装置を制御する三角波発振器
、矩形波発振器から二つのスイッチを介して制御されて
積分器に接続することができる等大で互に逆極性の二つ
の直流電圧源、同じく矩形波発振器によって制御されビ
ームの往復走査運動毎に順次に短時間二つの別のスイッ
チを閉結して積分器出力端を位置補正用の蓄積形調整器
に接続し続いて積分器を短絡し三角波発振器の新しい動
作を開始させる二つの直列接続一安定マルチパイプレー
タ、前層増幅器とコンパレータを通して二安定マルチパ
イプレータ制御用の信号に変換される標識信号を記録す
るための検出器から構成されているものを挙げることが
できる。

ディジタル方式によりステップ走査をする場合には一方
ではＤ一Ａ変換器を通して走査ビームのステップ偏向系
を制御すると同時に他方では矩形波発振器を制御するデ
ィジタル発振器、矩形波発振器によりカウントの向きと
その開始時を制御されるアップ・ダウン・カウンタ、走
査ビームの一往復毎に短時間一つのスイッチを閉結して
カウント最終値を位置補正用調整器に伝えその後カウン
タを零に戻しディジタル発振器の新しい発振を開始させ
る制御ユニットおよび標識信号を記録する検出器から構
成された装置がこの発明による方法の実施に有利である
。

標識信号は前層増幅器とコンパレー夕を通してカウンタ
停止信号に変換される。上記の装置に対して、矩形波発
振器から二安定マルチパイプレータと四つのスイッチを
通して制御され交互に検出器と分圧器とに接続される二
つのコンデンサおよび一安定マルチパイプレータから二
つの−安定マルチパイプレータを介して制御されてこれ
らのコンデンサを短絡する二つのスイッチを設けること
により改良することができる。

この改良形ではコンパレータのトリガしきし、値は固定
比較電圧と分圧器によって予め与えられるのではなくビ
ームの各往復運動において位置合せ信号の最大値の部分
値として刻々に決定される。この発明による方法は粒子
ビーム描画装置、粒子ビームマイクロ投影装置、粒子ビ
ーム陰影投射装置等に対して有効である。陰影投射装置
の場合走査線の長さはマスクの位置合せ用の通孔の大き
さによって決定される。実施例によってこの発明を更に
詳細に説明する。

この発明による自動位置合せ方法を実施する装置の回路
構成を第３図に示す。

工作片を走査する粒子ビームの偏向系８は磁気偏向系と
して示されているがこれは静電偏向系であってもよい。
偏向系８は三角波発振器９によって制御され走査ビーム
は工作片５４を等速度で往復走査する。三角波発振器９
は同時に矩形波発振器１０を制御し三角波の降下線に対
して矩形波が高い電圧状態にありその他の時間では低電
圧例えば零電圧状態にある。矩形波発振器１川ま二つの
二安定マルチパイプレータ（フリツブ・フロツプ）１１
と１２を制御し、フリップフロップ１１‘ま三角波の上
昇線の間スイッチＳＩを朗緒して正の参照電圧ＵＲを測
定積分器１５に接続し、積分器はスイッチＳＩが開結さ
れている間この参照電圧を積分する。検出器２０は例え
ば二次電子検出器であり走査中工作片から放出される二
次電子を記録する。検出器信号は前層増幅器２１で増幅
されてコンパレ−夕２２に導かれる。このコンパレータ
において信号が定電圧源から分圧器を通して引き出され
る可調整比較直流電圧と比較される。信号電圧この比較
電圧より高いとコンパレータはトリガとして信号を送り
出しフリップ・フロップ１１を初期位置に戻す。これに
よってスイッチＳＩが開かれ正の参照電圧ＵＲの積分操
作が終る。三角波の下降線期間則ち走査ビームの復路で
はスイッチＳ２が閉結され負の参照電圧−ＵＲが積分器
’５に接続される。この参照電圧も増幅された検出器信
号がコンパレータのトリガしきい値を越えている間積分
される。その間に達成された積分値は走査ビームの往復
運動の終りまで保持される。往復運動の終りにおいて矩
形波発振器は低電圧発生状態に戻り一安定マルチパイプ
レータ１３を接続しそれを通して時間７・の間スイッチ
Ｓ３とＳ４を開結する。これにより積分器１５の出力端
はスイッチＳ４を通して調整増幅器１６に接続されると
同時にスイッチＳ３を通してコンデンサ１８に接続され
る。調整増幅器１６の出力端Ａは加工片を走査場または
マスクに相対的に精確な位置に調整する補正系に導かれ
る。コンデンサ１８上に設定された電圧値は増幅器１７
を通して測定器１９に導かれ実際の位置外れの大きさが
指示される。時間７，後一安定マルチパイプレータ１３
は初期状態に戻り一安定マルチパイプレータ１４を接続
するから積分器１５に並列に置かれたスイッチＳ５が時
間丁２の間閉結され積分器１５を零に戻す。その時に既
にスイッチＳ３とＳ４が開かれているから調整器１６の
設定値および指示計器１９の指示値は変化しない。積分
器１５の復帰と同時に三角波発振器９は新しい発振を開
始する。コンパレータ２２のトリガしきし、値は最も簡
単な場合可調整分圧器２３と一定の比較電圧Ｕｖによっ
て定めることができるスイッチＳ６によって分圧器２３
を自動レベル整合回路２５に接続しそれから位置合せ信
号の最大値に等しい比較電圧を引き出してよい。

自動レベル整合回路２５は予め増幅された検出器信号に
より増幅器２７，２８を通してコンデンサ２９，３０を
充電する同一構成の一つの並列枝線から成る。このコン
デンサ電圧が比較電圧となる。矩形波発振器１川こよっ
て制御されるフリップ・フロツプ３１は四つのスイッチ
Ｓ７乃至ＳＩＯを制御して走査ビームの一往復運動毎に
交互に一方のコンデンサを充電し、他方のコンデンサの
電圧が比較電圧とに使用されるようにする。例えば一往
復運動中スイッチＳ７とＳＩＯが閉じられ、スイッチＳ
８とＳ９が開かれてるようにする。フリップ・フロツプ
３１は更に一安定マルチパイプレータ３２と３３を制御
し、それを通して短い時間７３の間スイッチＳＩＩまた
はＳＩ２を閉じる。これによってこれらのスイッチに並
列に接続された互に対応するコンデンサ２９，３０が新
しい往復運動によって充電される前に放電する。この自
動レベル整合回路２５によりトリガしきし、値は各往復
運動毎にその前の往復運動中の位置合せ信号の最大値の
一つの部分値とに設定されるから位置合せ操作は全体と
して走査ビームの強度の変動または増幅回路のドリフト
現象の影響を受けないようになる。

第３図の回路の作用を更に明確にするため第３図のａか
ら１までの符号で示された点の電圧の時間経過を第４図
に示す。

この図では各電圧の時間的の対応だけが重視され電圧の
大きさは任意のスケールで示されている。フリツプ・フ
ロツプ１１と１２の出力端電圧の変化を示すｃとｄの破
線部分はこの過渡部分が位置外れの大きさによって異つ
た時刻に起り得ることを現わしている。第５図は加工片
をディジタル走査する自動位置合せ装置のブロック接続
図である。

第３図の装置と対応する部分は同じ符号で示されている
。ディジタルに発振器４０とディジタルＤ−Ａ変換器４
１により偏向系８は走査ビームをスツブ式に偏向するよ
うに制御される。同時に矩形波発振器１０もディジタル
発振器４０１こより制御される。矩形波発振器１０はそ
の出力波の上昇部と降下部においてアップ・ダウン・カ
ウンタ４２を動作させるが走査ビームの往復運動の往路
郎ち矩形波の立上り時には走査ステップ数を上向きにカ
ウント（加算）し、復路艮Ｄち矩形波の降下時にはそれ
を下向きにカウント（減算）する。検出器２０、前暦増
幅器２１およびトリガしきし、値が比較電圧Ｕｖと分圧
器２３によって決定されるコンパレータ２２によりカウ
ンタ４２は対応する標識信号に到達する度に停止する。
一往復が終る毎に制御ユニット４３はスイッチＳ３とＳ
４を閉結してカウンタの終値を蓄積調整器４４と蓄積ユ
ニット４５に送り込む。一往復毎のカウンタ終値は標識
の規定位置からの偏差の２倍に対応するからこの値を直
接調整信号として使用することができる。従って蓄積調
整器４４の出力端は○−Ａ変換器４６を通して直接補正
系５７に接続されている。この補正系は図示の場合粒子
ビームに対する補助的の磁気偏向系であるがこれ以外の
補正系の使用も可能である。蓄積ユニット４５からは信
号が指示装置４７に送られる。終値を送り出した後カウ
ンタ４２は制御ユニット４３により零に戻され、同時に
ディジタル発振器４０が次の走査運動を開始させる。第
６図はこの発明による位置合せ方法を電子ビーム描画装
置に応用するときの回路構成を示す。電子ビーム描画装
置は簡略化して示してあるが電子源５１例えば熱陰極ま
たは冷陰極放出型の陰極と電子源から放出された電子を
加工片上に集東するレンズ５２から成る。加工片例えば
半導体ゥヱーハ５４は表面に標識５５を備える。偏向系
５２の作用で電子ビーム５４はウェーハ５４表面を一つ
の線に沿って両方の向きに動く。偏向系８としては磁気
偏向コイルの代りに静電偏向系を使用してもよい。第二
の方向の偏向のために図に示されていない第二の偏向系
が必要である。三角波発振器９により偏向系８の外矩形
波発振器１０も制御されスイッチ５６を通して一つの走
査向きでは正の参照電圧ＵＲを、他方の走査向きでは負
の参照電圧−ＵＲを積分器１５に与える。矩形波発振器
１川ままた積分器１５に起動信号を与える。積分器１５
の停止信号はトリガとしてのコンパレータ２２から与え
られる。コンパレータ２２において検出器２０から取り
出され前暦増幅器２１で増幅された位置合せ信号が可調
整定電圧と比較される。一往復毎に積分器１５の積分値
が蓄積調整器１６に送られ別の偏向系５７を制御して位
置補正を行なう。例えば最初の往復運動で位置外れが完
全に除去されず、第二の往復運動後において積分器１５
に漣零とは異る積分値が残っている場合にはこの値が蓄
積調整器１６中で第一の積分値に加え合される。この合
算積分値が補正量を決定する。この経過は要求された整
合状態に達するまで繰り返される。これにより一つの方
向においての位置合せが完了する。

続いて更に一つの方向例えば第一の方向に対して垂直の
方向においての位置合せが同様に実施されなければなら
ない。正確な角位置合せのためには場合によって更に第
三の方向においての別の位置合せが必要となる。電子ビ
ーム陰影投射装置においての位置合せ過程を第７図によ
って説明する。

この場合加工片がマスクに対して位置合せされる。第６
図と対応する部分は同じ番号で示されているから５１は
電子源、５２はしンズ系である。投影マスク６川ま加工
片５４の直上にありマスク６０を加工片５４上に１：１
に投射するためしンズ５２は電子源から来た電子がほぼ
平行東としてレンズを出るように励起する。この平行ビ
ームによりマスクを全面的に照射し、加工片上に陰影投
射する。マスクと加工片の相対的位置合せのためには電
子東５３が加工片上に焦点を結ぶようにレンズ５２を励
起する。三角波発振器９によって制御される偏向系８を
使用して電子ビームを加工片およびマスク上を線走査す
るように動かす。三角波発振器９は更に矩形波発振器１
０を制御してスイッチ５６を操作する。この場合位置合
せ信号として加工片を流れる電流が使用され前層増幅器
２１を通して同時に一つのトリガ６１と６２に導かれる
。電子ビーム描画装置の場合積分器の起動は矩形波発振
器によって行われたが、この場合にはトリガ６１によっ
て行われ、その停止はトリガ６２による。これによって
積分は走査ビームの往路または復路の開始時に始まらず
、標識６０の位置合せ通孔の縁に達したとき始まる。ビ
ームが通孔の緑に達したとき始めてビームがマスクを通
過し加工片５４に当ってトリガ６１のトリガしきし、値
を越える試料電流信号を作り積分器１５を起動させる。
この試料電流信号は標識に達するまではほぼ一定の低い
値にとどまり、標識に達したとき上昇してトリガ６２の
トリガしきし、値をも越え、それによって積分器１５が
再び停止する。積分器の出力信号はここでも蓄積調整器
１６に与えられる。この場合加工片５４をマスク６川こ
相対的に位置合せしなければならないから位置合せに際
してはそれらの中の一方を移動させる。従って調整器１
６は加工片５４の移動用の移動台駆動ユニット６３を制
御する。第７図の回路の信号の時間曲線を第９図に示す
。ａは試料電流信号であり位置合せ通孔緑端への到達と
標識への到達が明に認められる。破線はトリガしきい値
を示すものである。ｂはａの信号から形成された位置合
せ信号であり、ｃは可能な積分範囲を示す。電子ビーム
マイクロ投影装置に対する位置合せ操作を第８図につい
て説明する。

第７図の装置と同様にこの場合もマスクに相対的に加工
片の位置合せが行われるがマスク６０と加工片５４の間
に技像レンズ系６５が置かれている点が異っている。マ
スクと加工片の相対的位置合せは第６図の場合と同様に
実施されるが、ここでは点状のゾンデではなくマスクの
標識６６を通して成形された走査ゾンデが使用される点
だけが異っている。単一のマスク標識６６の代りに多数
のマスク標識を同時に使用してもよい。位置合せ信号と
しては加工片から放出される電子貝０ち二次電子または
後方散乱電子が使用されるがこの場合にも試料電流を位
置合せ信号として使用することが可能である。上記の実
施例においては、位置合せに電子ビームが使用されてい
るが、電子ビーム以外の粒子ビームを使用してもよい。
光を使用する位置合せに対してもこの発明の方法は有効
である。光ビームを使用する場合走査ビームの偏向は例
えば回転鏡によることができる。実施例に示したような
自動位置合せに際して位置合せ過程をモニタによって監
視し、障害が起ったとき手動操作に切換えることも可能
である。

この場合モニタの描画ビームを走査ビームの両方の運動
方向に対してそれぞれ一回走査ビームに対して一定の位
相関係を保って同じ方向に動かし、位置合せ信号の強度
をそれに垂直の方向にとる。これによって第ｌｂ図に示
したような二つの位置合せ信号が画かれる。正確な整合
状態ではこれらの一つの信号が重り合う。

【図面の簡単な説明】

第１図は位置合せに際しての走査ビームの動きとそれに
対応する位置合せ信号の時間経過曲線、第２図は走査ビ
ームの往復運動に際して発生する位置合せ信号曲線を示
し、第３図はこの発明の方法をアナログ走査式に実施す
る装置の一例、第４図は第３図の装置の種々の点におい
ての電圧の時間曲線、第５図はステップ走査によりこの
発明の方法を実施する装置の一例、第６図乃至第８図は
この発明の三つの異る応用例のブロック接続図、第９図
は電子ビーム陰影技像装置に応用したときの信号時間曲
線を示す。 第６図乃至第８図において５３は位置合せ用の走査電子
ビーム、５２はビーム集東用のレンズ系、５４は加工片
、５５は標識、８は偏向系、９は三角波発振器、１０１
ま矩形波発振器、１５は積分器、１６は調整器、２２は
コンパレータ、５６はスイッチである。〃り．ナＱ ‘ね．仏 〃９．２ ‘ね．３ ‘ね．５ Ｆｆ９．４ 打り．６ 打９．７ Ｆｉ９．８ 〃○．９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも一つの標識を備える加工片をビームによ
   り一つの線に沿って線走査し、ビームが標識に到達した
   ときに発生する信号により一つの装置を制御して標識位
   置の規定位置よりの偏差に比例する信号を作り、この信
   号によって加工片の位置を走査場またはマスクに相対的
   に補正する装置を制御する方法において、加工片を走査
   ビームにより交互に向きを逆にして等しい速度で往復走
   査し、往路では走査線の起点から標識到達までの正の参
   照直流電圧を積分器に加え、復路では走査線の終点から
   標識到達まで往路と同じ大きさの負の参照電圧を積分器
   に加え、走査ビームの一往復運動の終子毎に積分器の出
   力信号を位置補正用の調整信号として使用することを特
   徴とする走査場またはマスクに対する加工片の自動位置
   合せ方法。 ２ 標識信号から巾がトリガしきい値の設定値に関係す
   る矩形の位置合せ信号を作り出し、標識到達を矩形位置
   合せ信号の側線によって表示することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 少くとも一つの標識を備える加工片をビームにより
   一つの線に沿って線走査し、ビームが標識に到達したと
   きに発生する信号により一つの装置を制御して標識位置
   の規定位置よりの偏差に比例する信号を作り、この信号
   によって加工片の位置を走査場またはマスクに相対的に
   補正する装置を制御する方法において、加工片を走査ビ
   ームにより交互に向きを逆にして等間隔ステツプで走査
   し、走査線の起点と終点において常にアツプダウン・カ
   ウンタを起動させて往路では標識到達までステツプ数を
   上向きに加え合せ複路では標識到達までステツプ数を下
   向きに加え合せること、一回の往復走査が終った後カウ
   ンタの終値をＤ−Ａ変換器を通して位置補正用の調整信
   号として使用することを特徴とする走査場またはマスク
   に対する加工片の自動位置合せ方法。 ４ 標式信号から巾がトリガしきい値の設定値に関係す
   る矩形の位置合せ信号を作り出し、標識到達を矩形位置
   合せ信号の側線によって表示することを特徴とする特許
   請求の範囲第３項記載の方法。 ５ トリガしきい値を標識信号の最大値の部分値と定め
   、このしきい値をビームの一走査運動毎に更新すること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６ 粒子線描画装置に対して使用することを特徴とする
   特許請求の範囲第３項乃至第５項のいずれかに記載の方
   法。 ７ 走査線の長さがマスクの補正用通孔の大きさによっ
   て決定される粒子線陰影投射装置に対して使用すること
   を特徴とする特許請求の範囲第３項乃至第５項のいずれ
   かに記載の方法。 ８ 粒子線マイクロ投射装置に対して使用するとを特徴
   とする特許請求の範囲第３項乃至第５項のいずれかに記
   載の方法。 ９ 走査ビーム偏向系と一つの矩形波発振器１０を制御
   する三角波発振器と、矩形波発振器により二つの二安定
   マルチバイブレータ１１，１２と二つのスイツチを介し
   て制御されて積分器に加えられる等大で互に逆極性の二
   つの直流電圧源と、同じく矩形波発振器により制御され
   てビームの走査運動毎に二つのスイツチＳ４，Ｓ５を順
   次に閉結してまず積分器出力端を位置補正用調整器に接
   続し次に積分器を短絡して三角波発振器の新しい動作を
   開始させる二つの直列に接続された一安定マルチバイブ
   レータ１３，１４と前記増幅器とコンパレータを介して
   二安定マルチバイブレータ１１，１２制御用の信号に変
   換される標識信号を記録する検出器とを備えることを特
   徴とする走査場またはマスクに対する加工片の自動位置
   合せ装置。 １０ 矩形波発振器により二安定フリツプフロツプと四
   つのスイツチＳ７乃至Ｓ１０を介して制御されてビーム
   の一走査運動中検出器２０またはその一端がコンパレー
   タに接続された分圧器２３に接続される二つのコンデン
   サおよび二安定フリツプフロツプ３１から二つの一安定
   マルチバイブレータ３２，３３を介して制御され二つの
   コンデンサを短絡する二つのスイツチＳ１１，Ｓ１２が
   設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第９項
   記載の装置。 １１ Ｄ−Ａ変換器を介して走査ビーム偏向系を制御す
   ると同時に矩形波発振器を制御するデイジタル発振器と
   、計数方向と計数開始が矩形波発生器によって制御され
   る走査ステツプ計数用アツプダウン・カウンタと、ビー
   ムの一往復走査運動毎に短時間スイツチを閉結して計数
   値を位置補正用としてＤ−Ａ変換器を介して著積形調整
   器４４に伝えてスイツチの閉結時間の終了後カウンタを
   零に戻しデイジタル発振器の新な動作を開始させる制御
   ユニツト４３と、前置増幅器とコンパレータを介してカ
   ウンタの停止信号に変換される標識信号を記録する検出
   器とを備えることを特徴とする走査場またはマスクに対
   する加工片の自動位置合せ装置。 １２ 矩形波発振器により二安定フリツプフロツプと四
   つのスイツチ（Ｓ７乃至Ｓ１０）を介して制御されてビ
   ームの一走査運動中検出器２０またはその一端コンパレ
   ータに持続された分圧器２３に接続される二つのコンデ
   ンサおよび二安定フリツプフロツプ３１から二つの一安
   定マルチバイブレータ３２，３３を介して制御され二つ
   のコンデンサを短絡する二つのスイツチＳ１１，Ｓ１２
   が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   １項記載の装置。