JPS6329507A - 電子線描画装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子線描画技術、特に半導体装置の製造にお
ける半導体ウェハ処理工程で使用される電子線描画技術
に適用して有効な技術に関する。

［従来の技術］ 半導体装置の製造における電子線描画技術については、
株式会社工業調査会、昭和６０年１１月２０日発行、「
電子材料Ｊ　１９８５年別冊、Ｐ１０３〜Ｐ１０８に言
己載されている。

ところで、本発明者は、電子線描画による半導体ウェハ
の露光おける位置合わせについて検討した。以下体、公
知とされた技術ではないが本発明者によって検討された
技術であり、その概要は次の通りである。

すなわち、電子線描画装置の前段に個別に設けられたプ
リアライメントステージの上で、半導体ウェハと、この
半導体ウェハを保持して電子線描画装置内に搬入される
搬送治具との位置関係を所定の光学系などによって予め
把握し、この情報ζこ基づいて電子線描画装置内の試料
移動台における半導体ウェハの大まかな位置合わせを行
った後、さらに位置合わせマークの二次電子像などに基
づく精密な位置合わせを行うことにより、描画時の位置
合わせにおける精度の向上や所要時間の短縮を図るよう
にしたものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記のように、電子線描画装置と別個に
設けられたプリアライメントステージ上で予め半導体ウ
ェハの位置を把握する構造のものでは、プリアライメン
トステージから電子線描画装置内の試料移動台に搬送治
具に保持された半導体ウェハを移し換える作業が介在す
るため、半導体ウェハを保持した搬送治具と、プリアラ
イメントステージおよび試料台との固定精度の差などに
起因して、描画時の位置合わせ精度が低下されるという
問題があることを本発明者は見いだした。

本発明の目的は、電子線描画部における試料の位置合わ
せ精度を向上させることが可能な電子線描画装置を提供
することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、試料移動台に載置される試料に電子線を照射
して所定の図形の描画換作を行う電子線描画部と、描画
操作に先立って電子線描画部と同一の試料移動台に！！
２置された試料の位置を光学的に検出する位置検出部と
を設け、この位置検出部により得られた試料の位置情報
に基づいて、試料の電子線描画部における位置合わせが
行われるようにしたものである。

［作用］ 上記した手段によれば、電子線描画部における試料の描
画操作と、このは再操作に先立って行われる位置検出部
による試料の光学的な位置検出とが同一の試料移動台の
上で行われるので、試料の１多し変え作業などに起因す
る誤差が発生することがな（、位置検出部において得ら
れた試料の位置情報に基づいて行われる電子線描画部に
おける試料の位１合わせ精度が向上される。

［実施例１］ 第１図は本発明の一実施例である電子線描画装置の要部
を示す説明図である。

内部を所定の真空度に排気することが可能な真空室ｌの
内部には、所定の平面内において移動自在な試料移動台
２が設けられ、この試料移動台２の上には、所定の搬送
治具３に保持された状態で半導体ウェハなどの試料４が
着脱自在に固定されている。

試料移動台２の上方には、該試料移動台２に載置される
試￥４４に対して電子線５を照射する電子線ａ６、およ
び電子線５の試料４に対する照射位置などを適宜制御し
て所定の輪郭の図形などを描画させる電子光学系７など
からなる電子線描画部８が設けられている。

また、真空室ｌの側面部には、図示しない予備真空室と
の間に開閉自在なゲート９が設けられており、真空室１
の内部の真空度を損なうことなく、搬送治具３に保持さ
れた試料４の搬入および搬出が行われる構造とされてい
る。

この場合、前記ゲート９と前記電子線描画部８との間に
おける試料移動台２に面する真空室ｌの壁面には、遇明
な窓１０が設けられており、さらに、この窓１０の上方
には、光軸を試料移動台２にほぼ垂直にされた所定の光
学系１２および撮像素子１３、さらには撮像素子１３に
接続された画像処理部１４などからなる位置検出部１５
が設けられている。

そして、ゲート９を通じて外部から真空室１の内部に搬
入され、搬送治具３に保持された状態で試料移動台２に
裁でされた試料４の所定の部位に形成された図示しない
位置合わせマークなどを位置横出部１５によって検出す
ることにより、電子’ｂＴｔｉ画部８における所定の図
形の描画操作に先立って、試料移動台２と搬送治具３に
保持された試＃４４との相対的な位置関係などが把握さ
れるものである。

以下、本実施例の作用について説明する。

まず、図示しない予備真空室から、搬送治具３に保持さ
れ、表面にフォトレジストが塗布された半導体ウェハな
どの試料４がゲート９を通じて真空室ｌの内部に搬入さ
れ、窓１０の直下の試料移動台２に固定される。

次に、位置検出部１５によって試料移動台２に載置され
た試料４の像が窓１０を介して観察され、試料４の所定
の部位に形成された図示しない位置合わせマークなどを
検出することにより、試料４の試料移動台２に対する相
対的な位置が把握される。

その後、試料移動台２は、試料４を載置した状態で電子
線描画部８の直下に移動され、前記の位置検出部１５に
よって把握された試料移動台２と試料４との相対的な位
置関係の情報に基づいて試宰４４の電子線描画部８に対
する比較的大まかな位置決めが正確に行われ、さらに、
試料４の所定の部位に対する電子線５の照射によって得
られる位置合わせマークなどの二次電子像などを検出す
ることにより、電子線描画部８に対する試料４の比較的
精密な位置合わせ操作が迅速かつ正確に行われた後、電
子線５の照射によって試料４の所定の領域に所定の図形
が描画され、試料４の表面に塗布されているフォトレジ
ストなどが所定の図形に正確に露光される。

このように、本実施例においては以下の効果を得ること
ができる。

（１）、電子線描画部８における試料４の描画操作に先
立って位置検出部１５によって行われる試料４の位置検
出が、前記描画操作と同一の試料移動台２において行わ
れるため、たとえば試料４の移し換えなどに起因する位
置検出誤差の発生などがな（、位置検出部１５によって
把握された試料４の位置情報に基づいて行われる電子線
描画部８における試料４の位置合わせ精度を向上させる
ことができる。

（２）、前記ｔ１）の結果、試料４の移し換えなどに要
する時間の無駄がなく、試料４の描画工程における所要
時間を短縮することができる。

［実施例２］ 第２図は本発明の他の実施例である電子線描画装置の要
部を示す説明図である。

本実施例２においては、位置検出部１５の光学系１２お
よび撮像素子１３などが真空室１の内部に設けられてい
るところが前記実施例１の場合と異なるものである。

本実施例２においても以下の効果を得ることができる。

（１）、電子線描画部８における試料４の描画操作に先
立って位置検出部１５によって行われる試料４の位置検
出が、前記描画操作と同一の試料移動台２において行わ
れるため、たとえば試γ４４の移し換えなどに起因する
位置検出誤差の発生などがなく、位置検出部１５によっ
て把握された試料４の位１情報に基づいて行われる電子
線描画部８における試料４の位置合わせ精度を向上させ
ることができる。

（２）、前記ｆｌｌの結果、試料４の移し換えなどに要
する時間の無駄がなり、試料４の描画工程における所要
時間を短縮することができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。たとえば、位置検出部に
おける試料の位置検出に搬送治具を介在させず、試＃１
としての半導体ウェハの所定の方位を示すオリエンテー
ションフラットと該半導体ウェハ内の所定の１個所の位
置とで位置検出を行うことも可能である。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体ウェハに対す
る電子線描画技術に適用した場合について説明したが、
それに限定されるもので：よなく、試料の所定の部位に
電子線を精密に照射することが必要とされる技術に広く
適用できる。

［発明の効果〕 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。

すなわち、試料移動台に載置される試料に電子線を照射
して所定の図形の描画操作を行う電子線描画部と、前記
描画操作に先立って前記電子線描画部と同一の前記試料
移動台にｖｉ置された試料の位置を光学的に検出する位
置検出部とを有し、該位置検出部により得られた前記試
料の位置情報に基づいて、前記試料の前記電子線描画部
における位置合わせが行われるように構成されているた
め、電子線描画部における試料の描画操作と、この描画
操作に先立って行われる位置検出部による試料の光学的
な位置検出とが同一の試料移動台の上で行われるので、
試料の移し換え作業などに起因する誤差が発生すること
がなく、位置検出部において得られた試料の位置情報に
基づいて行われる電子線描画部における試料の位置合わ
せ精度が向上される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である電子線描画装置の要部
を示す説明図、 第２図は本発明の他の実施例である電子線描画装置の要
部を示す説明図である。 ｌ・・・真空室、２・・・試料移動台、３・・・搬送治
具、４・・・試料、５・・・電子線、６・・・電子線源
、７・・・電子光学系、８・・・電子線描画部、９・・
・ゲート、１０・・・窓、１２・・・光学系、１３・・
・逼像部、１４・・・画像処理部、１５・・・位置検出
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、試料移動台に載置される試料に電子線を照射して所
   定の図形の描画操作を行う電子線描画部と、前記描画操
   作に先立って前記電子線描画部と同一の前記試料移動台
   に載置された試料の位置を光学的に検出する位置検出部
   とを有し、該位置検出部により得られた前記試料の位置
   情報に基づいて、前記試料の前記電子線描画部における
   位置合わせが行われることを特徴とする電子線描画装置
   。 ２、前記試料が所定の搬送治具に保持された状態で前記
   試料移動台に載置されることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の電子線描画装置。 ３、前記位置検出部が、前記電子線描画部の真空室の外
   部に設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の電子線描画装置。 ４、前記位置検出部が、前記電子線描画部の真空室の内
   部に設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の電子線描画装置。 ５、前記試料が半導体ウェハであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の電子線描画装置。