(57)【要約】  【課題】  マスク上のスペースを有効活用することができ、また、マスクの識別やアライメントを行う機構の構成が簡略化、小型化された露光方法及び露光装置を提供する。  【解決手段】  マスク識別マーク検出器１３１は、マスク１０のマスク識別マーク１４を検出する。マスク識別マークデコーダ１３３は、同検出器１３１と接続されており、同検出器１３１で読み取られたマーク１４のデータをデコードする。これにより、同マスク１０の種類（型番等）が識別される。マーク検出用顕微鏡１３２は、マスク１０のマスク識別マーク１４の画像を取得する。マーク位置検出処理装置１３４は、同顕微鏡１３２と接続されており、同顕微鏡１３２から送られたマーク画像を処理する。これにより、同マスク１０の位置情報が得られる。【選択図】  図４
2005064299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスパターン原版である複数のマスク（レチクルを含む）の管理を行いながら、該マスク上のパターンを感応基板上に転写する露光方法であって、
該複数のマスクを識別するためのマスク識別マークが前記各マスクの表面に付されており、
該マスク識別マークの位置を検出し、該マークの位置情報に基づいて、前記マスクの位置決め（アライメント）を行うことを特徴とする露光方法。
【請求項２】
前記マスク識別マークが、１次元バーコード又は２次元コード（スタック式コード、マトリクス式コード等）であることを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項３】
マスク（パターン原版、レチクルを含む）上のパターンを感応基板上に転写する露光装置であって、
前記マスク上のマスク識別マークにプローブ光を照射する光学系と、
前記マスク識別マークに当たった光を読み取って、該マスク識別マークの位置を検出するマーク検出手段と、
前記マスク識別マークの位置情報に基づいて、マスクステージを操作して、前記マスクの位置決め（アライメント）を行う手段と、
を具備することを特徴とする露光装置。
【請求項４】
マスク（パターン原版、レチクルを含む）上のパターンを感応基板上に転写する露光装置であって、
前記マスク上のマスク識別マーク及びマスク位置検出用マークにプローブ光を照射する光学系と、
前記マスク識別マーク及びマスク位置検出用マークに当たった光を読み取って、該マスク識別マーク及び前記マスク位置検出用マークの位置をそれぞれ検出する検出処理部を備えるマーク検出手段と、
前記マスク識別マーク及び前記マスク位置検出用マークの位置情報に基づいて、マスクステージを操作して、前記マスクの位置決め（アライメント）を行う手段と、
を具備することを特徴とする露光装置。
【請求項５】
前記マーク検出手段の視野内に前記マークを移動させるための、マスク移動回転手段を具備する請求項４記載の露光装置。
【請求項６】
前記マーク検出手段が、マスク識別マーク検出処理部と、アライメントマーク検出処理部とを切り替える切り替え手段を備えることを特徴とする請求項４〜５記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体リソグラフィ等に用いられる露光方法及び露光装置に関する。特には、マスク上のスペースを有効活用することができ、また、マスクのアライメント機構の構成が簡略化、小型化された露光方法及び露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の微細化・高集積化に伴い、長年、微細なパターンを形成する手段の主流であった、光を用いたフォトリソグラフィ技術に代わって、電子線やイオンビームのような荷電粒子線あるいはＸ線を利用する新しい露光方式が検討され、実用化されつつある。これらのうち、電子線を利用してパターンを形成する電子線縮小投影露光方法（ＥＰＬ、Electron Beam Projection Lithography）は、高いスループットを達成し得るものであり、メモリ増産にも対応できるため、特に注目されている。
【０００３】
電子線露光においては、所望のパターンを拡大したパターンをマスクパターン（原版パターン）として、このマスクパターンをウェハ上に電子線で縮小投影露光し、ウェハ上にデバイスパターンを形成する。電子線露光には、マスクを用いた縮小転写方法や、大口径ビームの照射が可能なＥＢ光学系が採用されている。これらの技術を用いることにより、露光作業のスループットを向上させることができる。
【０００４】
上述のような露光装置においては、複数のマスクを管理しながら使用することになる。このため、バーコード等のマークをマスクに描画しておき、このマークを読み取って識別することでマスクを管理している。このようなバーコードを読み取る装置の例としては、赤色ＬＥＤ（Light-Emitting Diode）等の光源を用いてバーコードを照明し、レンズを介してＣＣＤセンサー上にバーコードの像を結像させ、取得したバーコードの画像を処理してバーコードを判別するもの等を挙げることができる。
【０００５】
ところで、現在開発中のＥＰＬにおいては、分割転写方式が用いられている。分割転写方式とは、マスク上にパターンを複数の小領域（サブフィールド）に分割して形成し、サブフィールド毎に一括して露光し、複数のサブフィールドの像をウェハ上でつなぎ合わせて転写する方式をいう。分割転写方式において、サブフィールド像をつなぎ合わせる際には、サブフィールドの一部を重ね合わせることで、パターンをウェハ上に隙間なく転写する。分割転写方式においては、各サブフィールドの像をウェハ上において高精度でつなぎ合わせる（重ね合わせる）必要がある。ウェハ上で高精度のパターンの重ねあわせを実現するために、マスク上にアライメントマークを描画して、同マークの位置を検出することで、マスクの位置合わせを行う。アライメントマークを検出する方法としては、例えば、光学顕微鏡を介してＣＣＤカメラによりアライメントマークを撮像し、同マークの位置を検出するもの等がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のようなマスクを識別するためのマークやアライメントマークをマスク上に描画した場合、２種類のマークのためのスペースが必要となるため、マスク上のパターンを形成する有効スペースが狭くなってしまうという問題がある。また、設計上の予約領域が増加して、マスクメーカーがマスクを製作する際に用いることのできる領域（例えば、パターン描画用の位置合わせマークを形成する領域や、マスク製造プロセスにおいてマスクをハンドリングするための領域等）も狭くなってしまう。なお、設計上の予約領域は、マスクメーカーが自由に使用することができない領域である。
さらに、露光装置内に、マスク識別用マークとアライメントマークを読み取るための装置とを別々に設置した場合、２つの装置を設置するスペースが必要となるため、露光装置が大型になり、コストにも影響を与える。
上記の点に鑑み、本発明は、マスク上のスペースを有効活用することができ、また、マスクの識別やアライメントを行う機構の構成が簡略化、小型化された露光方法及び露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の露光方法は、デバイスパターン原版である複数のマスク（レチクルを含む）の管理を行いながら、該マスク上のパターンを感応基板上に転写する露光方法であって、該複数のマスクを識別するためのマスク識別マークが前記各マスクの表面に付されており、該マスク識別マークの位置を検出し、該マークの位置情報に基づいて、前記マスクの位置決め（アライメント）を行うことを特徴とする。
本発明によれば、マスク識別マークをアライメントマークとして用いることができる。これにより、マスク上のスペースを有効活用することができる。
一般に、マスクのアライメントは、複数の段階に分けて行われる。例えば、一次、コース（粗い位置合わせ）、ファイン（精密な位置合わせ）の３段階で行われる。本発明は、これらのうちコースアライメントに適用すれば、特に効果があると考えられる。
【０００８】
本発明の露光方法においては、前記マスク識別マークが、１次元バーコード又は２次元コード（スタック式コード、マトリクス式コード等）であってもよい。
【０００９】
本発明の露光装置は、マスク（パターン原版、レチクルを含む）上のパターンを感応基板上に転写する露光装置であって、前記マスク上のマスク識別マークにプローブ光を照射する光学系と、前記マスク識別マークに当たった光を読み取って、該マスク識別マークの位置を検出するマーク検出手段と、前記マスク識別マークの位置情報に基づいて、マスクステージを操作して、前記マスクの位置決め（アライメント）を行う手段と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明の別の露光装置は、マスク（パターン原版、レチクルを含む）上のパターンを感応基板上に転写する露光装置であって、前記マスク上のマスク識別マーク及びマスク位置検出用マークにプローブ光を照射する光学系と、前記マスク識別マーク及びマスク位置検出用マークに当たった光を読み取って、該マスク識別マーク及び前記マスク位置検出用マークの位置をそれぞれ検出する検出処理部を備えるマーク検出手段と、前記マスク識別マーク及び前記マスク位置検出用マークの位置情報に基づいて、マスクステージを操作して、前記マスクの位置決め（アライメント）を行う手段と、を具備することを特徴とする。
本発明によれば、マスク識別マーク及びマスク位置検出用マークを読み取るための装置を兼用することができる。これにより、露光装置の小型化を図ることができ、露光装置のコストパフォーマンスを高めることができる。
【００１１】
本発明の露光装置においては、前記マーク検出手段の視野内に前記マークを移動させるための、マスク移動回転手段を具備していることが好ましい。
【００１２】
本発明の露光装置においては、前記マーク検出手段が、マスク識別マーク検出処理部と、アライメントマーク検出処理部とを切り替える切り替え手段を備えていることが好ましい。
本発明によれば、マスク識別マークを検出処理する光学系と、アライメントマークを検出処理する光学系を共通化することで、露光装置の小型化やコストダウンを図ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、マスク（レチクル）上のスペースを有効に活用することができる。また、マスクの識別や位置検出のための機構を共用することにより、露光装置の小型化やコストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
まず、電子線露光方法の概要を説明する。
図１は、本発明の第一の実施例に係る電子線露光装置（分割転写方式）の光学系全体における結像関係を示す模式図である。
図の上方（光学系の最上流）には、電子銃１が配置されている。この電子銃１は、図の下方に向けて電子線を照射する。電子銃１の下方には、２段のコンデンサレンズ２、３が備えられている。電子線は、これらのコンデンサレンズ２、３によって収束され、ブランキング開口７にクロスオーバーＣ．Ｏ．を結像する。
【００１６】
コンデンサレンズ３の下方には、照明ビーム成形開口４が配置されている。この開口４は、マスク１０の１つのサブフィールド（露光の１単位となるパターン小領域）を照明する照明ビームのみを通過させる。この開口４の像は、レンズ９によって、マスク（レチクル）１０に結像される。
【００１７】
照明ビーム成形開口４の下方には、ブランキング偏向器５が配置されている。この偏向器５は、必要に応じて照明ビームを偏向させ、ブランキング開口７の非開口部に当てて、ビームがマスク１０に当たらないようにする。
【００１８】
ブランキング開口７の下方には、照明ビーム偏向器８が配置されている。この偏向器８は、照明ビームをＸ軸方向に順次走査して、光学系の視野内にあるマスク１０の各サブフィールドの照明を行う。偏向器８の下方には、照明レンズ９が配置されている。照明レンズ９は、マスク１０上に照明ビームを結像させる。
【００１９】
マスク１０は、光軸に垂直な平面（Ｘ−Ｙ平面）に広がっており、多数のサブフィールドを有する（詳細は図２を参照して後述する）。マスク１０上には、全体として１つの半導体チップをなすデバイスパターンが形成されている。なお、１つのチップをなすデバイスパターンは、複数のマスク上に分割、形成されていてもよい。
【００２０】
マスク１０は、移動可能なマスクステージ１１上に保持されている。マスクステージ１１は、ステージコントローラ１１ａに接続されており、ステージコントローラ１１ａは、マスクステージ１１を制御する。このマスクステージ１１をＸ−Ｙ方向に動かすことにより、照明光学系の視野よりも広範囲に広がる、マスク１０上の各サブフィールドを照明することができる。このマスクステージ１１には、位置検出器（干渉計）１２が付属しており、マスクステージ１１のＸＹＺ方向の位置を正確に把握することができる。
【００２１】
マスク１０上には、マスク識別マーク１４が形成されている（詳細は図２及び図３を参照して後述する）。マスクステージ１１には、マーク検出処理器１３が付属しており、マーク検出処理器１３は、マスク識別マーク１４を検出し、マスクの識別及びマスクの位置検出を行う。マーク検出処理器１３によるマスク１０の位置検出結果は、ステージコントローラ１１ａにフィードバックされる（図４〜図６参照）。
【００２２】
マスク１０の下方には、投影レンズ１５、１９及び偏向器１６が設けられている。マスク１０の１つのサブフィールドを通過した電子線は、投影レンズ１５、１９及び偏向器１６によって、ウェハ２３上の所望の位置に結像される。
【００２３】
ウェハ２３上には、適当なレジストが塗布されている。このレジストに電子線のドーズが与えられ、マスク１０上のデバイスパターンが縮小、転写される。
【００２４】
マスク１０とウェハ２３との間を縮小率比で内分する位置には、クロスオーバーＣ．Ｏ．が形成され、この位置に、コントラスト開口１８が設けられている。この開口１８は、マスク１０の非パターン部で散乱された電子線がウェハ２３に到達しないように遮断する。
【００２５】
ウェハ２３は、静電チャック（図示されていない）を介して、Ｘ軸及びＹ軸方向に移動可能なウェハステージ２４上に配置されている。上記のマスクステージ１１とウェハステージ２４とを、互いに逆方向に同期移動させることにより、光学系の視野を越えて広がるデバイスパターンを順次露光、転写することができる。なお、ウェハステージ２４にも、上記のマスクステージ１１と同様、位置検出器２５が付属している。
【００２６】
ウェハ２３の直上には、反射電子検出器２２が配置されている。この反射電子検出器２２は、ウェハ２３の露光面やウェハステージ２４上のマークで反射される電子の量を検出する。例えば、マスク１０上のマークパターンを通過したビームでウェハ２３上のマークを走査し、マークによって反射される電子を検出することにより、マスク１０とウェハ２３の相対的位置関係を知ることができる。
【００２７】
上記の各レンズ２、３、９、１５、１９及び各偏向器５、８、１６は、それぞれに対応するコイル電源制御部２ａ、３ａ、９ａ、１５ａ、１９ａ及び５ａ、８ａ、１６ａを介して、コントローラ３１により制御される。また、マスクステージ１１及びウェハステージ２４も、それぞれに対応するステージコントローラ１１ａ、２４ａを介して、コントローラ３１により制御される。
【００２８】
ステージ位置検出器１２、２５は、アンプやＡ／Ｄ変換器等を含むインターフェイス１２ａ、２５ａを介して、コントローラ３１に信号を送る。また、マーク検出処理器１３もコントローラ３１に信号を送る。反射電子検出器２２も同様に、インターフェイス２２ａを介して、コントローラ３１に信号を送る。
【００２９】
コントローラ３１は、ステージの位置合わせ誤差を把握し、その誤差を像位置調整偏向器１６で補正する。これにより、マスク１０上のサブフィールドの縮小像がウェハ２３上の目標位置に正確に転写される。そして、ウェハ２３上で各サブフィールドの像がつなぎ合わされて、マスク１０上のデバイスパターン全体がウェハ上に転写される。
【００３０】
図２は、本発明の第一の実施例に係る電子線露光装置に使用されるマスクを示す図である。図２（Ａ）は、全体の平面図であり、図２（Ｂ）は、一部の斜視図であり、図２（Ｃ）は、一つの小メンブレン領域の平面図である。
図２に示すマスク１０には、デバイスパターンが分割して形成されている。図２（Ａ）に示す多数の正方形４１は、各々１つのサブフィールドに対応したデバイスパターンを含む小メンブレン領域である。この小メンブレン領域４１は、シリコンメンブレンで、一例で厚さがおよそ２μｍである。
【００３１】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す小メンブレン領域４１の周囲の格子状の部分は、マイナーストラット４５である。マイナーストラット４５は、マスク１０の機械強度を保つための梁（一例で厚さ０．５〜１ｍｍ、幅０．１ｍｍ）である。また、マイナーストラット４５は、熱伝導性を有し、電子線の照射によりシリコンメンブレンに生じた熱を逃がす役割を果たす。小メンブレン領域４１は、ストラット４５に囲まれた凹状になっている。
【００３２】
図２（Ａ）に示すように、図のＸ方向に多数の小メンブレン領域４１が並んで、１つのグループ（エレクトリカルストライプ４４）を形成している。そして、エレクトリカルストライプ４４が、図のＹ方向に多数並んで１つのメカニカルストライプ４９を形成している。エレクトリカルストライプ４４の長さ（メカニカルストライプ４９の幅）は、光学系の偏向によってカバー可能な視野の広さによって制限される。
【００３３】
メカニカルストライプ４９は、図のＸ方向に複数（本実施例では２つ）並んでいる。隣り合うメカニカルストライプ４９の間の部分は、メジャーストラット４７である。メジャーストラット４７は、マイナーストラット４５よりもやや太い梁であって、マスク１０のたわみを低減する。メジャーストラット４７とマイナーストラット４５とは一体となっている。以下の説明では、マイナーストラット４５、メジャーストラット４７及び周辺部５０をまとめて支持基板部という。
【００３４】
図２（Ａ）に示すように、各メカニカルストライプ４９の下方の支持基板部５０上には、マスク識別マーク１４が設けられている。本実施例においては、このマスク識別マーク１４を用いて、マスクの識別及び位置検出を行う。
このマスク識別マーク１４の例については、図３を参照して後述する。また、マスク上のマークの数及び配置等は、あくまで一例であって、図２に示したものに限らない。
【００３５】
図２（Ｃ）に示すように、小メンブレン領域４１は、中央のサブフィールド４２と、その周囲を額縁状に囲むスカート４３とからなる。
サブフィールド４２は、一例で１辺が０．５〜５ｍｍ程度の正方形である。投影の際の縮小率を１／５とすると、ウェハ上に投影されるサブフィールド４２の像は、１辺が０．１〜１ｍｍの正方形となる。サブフィールド４２には、ウェハ上に転写すべきパターンの個別要素図形の形状に対応したパターン開口（ステンシル）が形成される。なお、１ショットで露光できるサブフィールドの大きさは、一例でウェハ上で０．２５ｍｍ角程度である。
スカート４３は、パターンが形成されていない額縁状（一例で幅が０．０５ｍｍ）の部分であり、照明ビームの縁が当たる。
【００３６】
なお、１つのエレクトリカルストライプ４４内において、隣り合うサブフィールドの間に、スカートやマイナーストラット等のような非パターン領域を設けない方式も検討されている。
【００３７】
以下に、マスク識別マーク１４の例について説明する。
図３は、マスク識別マークの例を示す図である。図３（Ａ）は、１次元バーコードを用いたマスク識別マークの一部を示す平面図であり、図３（Ｂ）は、データコードを用いたマスク識別マークを示す平面図であり、図３（Ｃ）は、ＱＲコードを用いたマスク識別マークを示す平面図である。
【００３８】
図３（Ａ）に示すマスク識別マーク１４ａは、１次元バーコード（ＣＯＤＥ３９）である。ＣＯＤＥ３９は、アルファベットや記号を扱うことができるので、品番等の情報を表現するのに適している。バーコード１４ａは、図の左から順に、クワイエットゾーン１０１、スタートキャラクタ１０２、キャラクタ１０３、及び、図示せぬストップキャラクタ、クワイエットゾーンという配列で構成されている。このバーコード１４ａは、図の左から右へ順番にスキャンされる。
クワイエットゾーンは、バーコードの左右を挟むように配置された余白（マージン）の部分であり、このクワイエットゾーンの間に、縦縞模様のバーコードが、例えば、エッチングや成膜等により形成されている。
【００３９】
１次元バーコード（ＣＯＤＥ３９）においては、キャラクタ１０３の縞模様の構成は、バーコードごとに異なっている。このキャラクタ１０３の縞模様は、マスクを識別するためのデータを表現する部分であり、キャラクタ１０３を読み取ることによりマスクを識別する。
【００４０】
これに対して、スタートキャラクタ１０２及びストップキャラクタは、それぞれバーコードのデータの始まりと終わりを表す部分である。ＣＯＤＥ３９であれば、スタートキャラクタ１０２及びストップキャラクタは、キャラクタ１０３の内容によらず、どのバーコードでも同じになっているため、位置検出に利用しやすい。これらのスタートキャラクタ１０２及びストップキャラクタの画像を撮像して処理することにより、マスクの位置を計測する。
【００４１】
なお、本実施例のマスク識別マークとしては、スタートキャラクタやストップキャラクタを有するバーコードであればよい。上に挙げたＣＯＤＥ３９のスタートキャラクタ及びストップキャラクタは、使用する全マスクで１種類とすることができるので、マスクの位置検出に応用するのが容易である。
【００４２】
図３（Ｂ）に示すマスク識別マーク１４ｂは、データコード（データマトリクスコード）を用いたものであり、図３（Ｃ）に示すマスク識別マーク１４ｃは、ＱＲ（Quick Response）コードを用いたものである。
これらのコードは、例えば、エッチングや成膜等によりマスク１０上に形成される。
これらの２次元コードは、１次元コードに比べて、大容量のデータを表現することができる。１次元バーコードと同程度の情報量を表現するのであれば、より小さいサイズで表現することができる。例えば、ＱＲコードを用いた場合、ＣＯＤＥ３９と同じ量のデータを表現するために必要なスペースはおよそ３０分の１で済む。さらに、２次元コードは、エラー訂正機能を備えており、マークが多少損傷した場合であっても、データを読み出すことが可能である。
【００４３】
図３（Ｂ）に示すデータコード１４ｂは、ほぼ正方形であり、図中左側と下側の２辺に形成された、Ｌ型ガイドセル（アライメントパターン）１１１と、データセル１１２（残りの部分）とを含んでいる。図３（Ｃ）に示すＱＲコード１４ｃは、ほぼ正方形であり、図中右上、左上及び左下の３つの角に形成された、正方形状の切り出しシンボル（ファインダパターン）１１３と、データセル１１４（残りの部分）とを含んでいる。データセル１１２及び１１４は、マスクを識別するための情報を含んでおり、これらを読み取ることによってマスクを識別する。
【００４４】
Ｌ型ガイドセル１１１及び切り出しシンボル１１３は、コードの位置や向きを判別するためのパターン（コード位置検出パターン）である。データコードやＱＲコードのようなマトリクス式の２次元コードは、このようなコード位置検出パターンを読み取ることにより、コードの位置や向きを判別できるので、どの方向からも読み取ることができるようになっている。
【００４５】
これらのＬ型ガイドセル１１１及び切り出しシンボル１１３を、マスクの位置合わせ用のマークとして用いる。すなわち、本実施例では、マーク検出処理器１３（図１等参照）を用いて、これらのＬ型ガイドセル１１１及び切り出しシンボル１１３の画像を処理することにより、マスクの位置測定を行う。
以下の説明では、１次元バーコードのスタートキャラクタ１０２やストップキャラクタ、２次元コードのコード位置検出パターン（Ｌ型ガイドセル１１１及び切り出しシンボル１１３）をまとめてコード位置検出パターンという。
【００４６】
なお、２次元コードとしては、上記のデータコードやＱＲコードのようなマトリクス式コードのほか、スタック式コード等を用いてもよい。
【００４７】
次に、マーク検出処理器１３の実施例について、図４〜図６を参照しながら説明する。なお、図４〜図６のマスクステージ１１上の座標軸は、図１及び図２の座標軸に対応している。
図４は、本発明の第一の実施例に係る電子線露光装置に使用されるマーク検出処理器の構成を示す図である。
図４に示すマーク検出処理器１３は、マスク識別機構（マスク識別マーク検出器１３１及びマスク識別マークデコーダ１３３）やマスク位置検出機構（マーク検出用顕微鏡１３２及びマーク位置検出処理装置１３４）を有している。なお、マーク検出用顕微鏡１３２は、マスク識別マークにプローブ光を照射する光学系を含んでいる。
【００４８】
マスク識別マーク検出器１３１は、マスク１０のマスク識別マーク１４を検出する。このとき、マスク識別マーク１４が同検出器１３１の視野内に捉えられるように、マスクステージ１１を図のＸＹ方向に移動させる。このマスク識別マーク検出器１３１としては、レーザースキャン型のものや、顕微鏡を介してＣＣＤでマークを撮影するタイプのものを用いることができる。
マスク識別マークデコーダ１３３は、同検出器１３１と接続されている。マスク識別マークデコーダ１３３は、同検出器１３１で読み取られたマーク１４のデータをデコードする。これにより、同マスク１０の種類（型番等）が識別される。
【００４９】
一方、マーク検出用顕微鏡１３２は、マスク１０のマスク識別マーク１４にプローブ光を照射し、同マーク１４の画像を取得する。このとき、マスク識別マーク１４が同顕微鏡１３２の視野内に捉えられるように、マスクステージ１１を図のＸＹ方向に移動させる。このマーク検出用顕微鏡１３２としては、例えば、顕微鏡を介してＣＣＤでマークを撮影するタイプのものを用いることができる。
マーク位置検出処理装置１３４は、同顕微鏡１３２と接続されている。マーク位置検出処理装置１３４は、同顕微鏡１３２から送られたマーク画像のコード位置検出パターンを処理する。これにより、同マスク１０の位置を検出する。
【００５０】
マーク位置検出処理装置１３４は、ステージコントローラ１１ａと接続されている。上記で得られたマスク１０の位置情報は、ステージコントローラ１１ａにフィードバックされる。ステージコントローラ１１ａは、このマスク１０の位置情報に基づいて、マスクステージ１１を制御し、マスク１０の位置を調整する。
【００５１】
図５は、本発明の第一の実施例に係る電子線露光装置に使用されるマーク検出処理器の別の構成を示す図である。
図５に示すマーク検出処理器１３は、カメラ１３５やカメラ切替器１３６、マスク識別マークデコーダ１３３、マーク位置検出処理装置１３４を含んでいる。
【００５２】
カメラ１３５は、マスク識別マークにプローブ光を照射する光学系や顕微鏡、ＣＣＤを含んでおり、マスク１０のマスク識別マーク１４にプローブ光を照射し、顕微鏡を介してＣＣＤで同マスク識別マーク１４を撮像する。カメラ１３５には、カメラ切替器１３６が付属している。カメラ切替器１３６は、カメラ１３５に接続される機器を切り替えるスイッチである。マスク識別マークデコーダ１３３及びマーク位置検出処理装置１３４は、図４で説明したものと同様である。
【００５３】
以下に、本実施例のマーク検出処理器１３を用いて、マスクの識別及び位置測定を行う方法について説明する。
マスク１０の識別を行う際には、カメラ切替器１３６を用いて、カメラ１３５とマスク識別マークデコーダ１３３とを接続する。そして、カメラ１３５で読み取られたマスク識別マーク１４のデータをマスク識別マークデコーダ１３３でデコードすることにより、マスク１０が識別される。
一方、マスク１０の位置を検出する際には、カメラ切替器１３６を用いて、カメラ１３５とマーク位置検出処理装置１３４とを接続する。そして、カメラ１３５を用いて取得したマスク識別マーク１４のコード位置検出パターンの画像をマーク位置検出処理装置１３４で処理することにより、マスク１０の位置を検出する。
【００５４】
マーク位置検出処理装置１３４は、ステージコントローラ１１ａと接続されている。上記で得られたマスク１０の位置情報は、ステージコントローラ１１ａにフィードバックされる。ステージコントローラ１１ａは、このマスク１０の位置情報に基づいて、マスクステージ１１を制御し、マスク１０の位置を調整する。
【００５５】
本実施例によれば、マスク識別とマスク位置測定に用いるカメラを共用とすることにより、マーク検出処理器１３を構成する機器の数を少なくすることができ、露光装置の小型化、省スペース化を図ることができる。また、図４の例では、検出器（カメラ）が２つあったため、各検出器でマークを撮像するごとに、マスクステージを移動させていたが、本実施例では、カメラが共用となっているため、マスク識別時とマスク位置測定時とでマスクステージを移動させる必要がない。
【００５６】
なお、本実施例においては、図中のカメラ切替器１３６は、機械（メカ）スイッチとして示されているが、電気スイッチを用いてもよい。また、カメラ１３５で検出したデータ等を送る機器を切り替える手段としては、上述のようなスイッチを用いてカメラのＣＣＤやカメラコントローラからの信号を切り替えるもののほかに、カメラ１３５の顕微鏡の光学パスを切り替える手段等も考えられる。
【００５７】
図６は、本発明の第一の実施例に係る電子線露光装置に使用されるマーク検出処理器の別の構成を示す図である。
図６に示すマーク検出処理器１３は、カメラ１３５やマーク処理装置１３７を含んでいる。
【００５８】
カメラ１３５は、図５で説明したものと同様、マスク識別マークにプローブ光を照射する光学系や顕微鏡、ＣＣＤを含んでおり、マスク１０のマスク識別マーク１４にプローブ光を照射し、顕微鏡を介してＣＣＤで同マスク識別マーク１４を撮像する。
マーク処理装置１３７は、カメラ１３５と接続されており、カメラ１３５で読み取られたマーク１４のデータ及び画像を処理する。すなわち、本実施例では、マスク１０の識別と位置の検出を１つの装置１３７で行う。
【００５９】
マーク処理装置１３７は、ステージコントローラ１１ａと接続されている。上記で得られたマスク１０の位置情報は、ステージコントローラ１１ａにフィードバックされる。ステージコントローラ１１ａは、このマスク１０の位置情報に基づいて、マスクステージ１１を制御し、マスク１０の位置を調整する。
【００６０】
本実施例によれば、マスク識別とマスク位置測定に用いるマークのデータ及び画像を処理する装置を共用とすることにより、マーク検出処理器１３を構成する機器の数をより少なくすることができ、露光装置の小型化、省スペース化をさらに図ることができる。また、カメラに接続される装置を切り替える必要もない。
【実施例２】
【００６１】
次に、本発明の第二の実施例について説明する。
本実施例の電子線露光装置は、図１で説明したものと同様の構成となっている。但し、この例のマスクステージ１１（図１参照）は、Ｘ−Ｙ方向への移動とともにＺ軸周りに回転する機構を備えている。
図７は、本発明の第二の実施例に係る電子線露光装置に使用されるマスクを示す平面図である。
【００６２】
図７に示すマスクは、図２に示すマスクとほぼ同様の構成となっている。図７に示すマスク１０のメカニカルストライプ４９の図中下側には、２つのマスク識別マーク１４が描画されており、同マーク１４とマスク１０の中心に対して回転対称となる位置に、２つのマスク位置検出用マーク１７が描画されている。なお、マスク１０上のパターン及びマークの数や配置等については、あくまで一例であって、図７に示したものに限定されない。
【００６３】
また、本実施例のマスク識別マーク１４は、光学顕微鏡とＣＣＤカメラを用いて、画像処理が可能なマークが望ましい。
【００６４】
本実施例では、マスク識別マーク１４を検出することにより、マスクの識別を行い、マスク位置検出用マーク１７を検出することにより、マスクの位置を検出する。これらのマークは、マーク検出処理器１３（図１参照）で検出される。本実施例のマーク検出処理器１３は、マスク識別マーク１４及びマスク位置検出用マーク１７を検出、処理する機構の一部を共用化した構成となっている。
【００６５】
以下に、本実施例のマーク検出処理器について説明する。
図８は、本発明の第二の実施例に係る電子線露光装置に使用されるマーク検出処理器の構成を示す図である。
図８に示すマーク検出処理器１３は、２台のカメラ２０１、２つの切り替えスイッチ２０２、マスク識別マークデコーダ２０３及びマスク位置検出装置２０４を含んでいる。なお、カメラ２０１は、マスク上のマークにプローブ光を照射する光学系を含んでいる。
【００６６】
各カメラ２０１は、顕微鏡やＣＣＤを含んでおり、顕微鏡を介してＣＣＤでマスク１０上の２つのマスク識別マーク１４及び２つのマスク位置検出用マーク１７を撮像する。
各カメラ２０１には、切り替えスイッチ２０２が付属している。切り替えスイッチ２０２は、カメラ２０１に接続される機器を切り替えるスイッチである。
【００６７】
以下に、本実施例のマーク検出処理器１３を用いて、マスクの識別及び位置測定を行う方法について説明する。
マスク１０の識別を行う際には、図８（Ａ）に示すように、切り替えスイッチ２０２を用いて、各カメラ２０１とマスク識別マークデコーダ２０３とを接続する。そして、マスクステージ１１を操作して、各マスク識別マーク１４を各カメラ２０１の視野内に移動させ、各カメラ２０１で各マーク１４を読み取る。各カメラ２０１で読み取られたマスク識別マーク１４のデータは、マスク識別マークデコーダ２０３でデコードされる。これにより、マスク１０が識別される。
【００６８】
マスク１０の位置を検出する際には、図８（Ｂ）に示すように、マスクステージ１１を１８０°回転させて、各マスク位置検出用マーク１７をカメラ２０１の視野内に移動させる。そして、切り替えスイッチ２０２を用いて、各カメラ２０１とマスク位置検出装置２０４とを接続し、各カメラ２０１で各マーク１７を撮像する。各カメラ２０１を用いて取得したマーク１７の画像はマーク位置検出装置２０４で処理される。これにより、マスク１０の位置を検出する。
【００６９】
マーク位置検出装置２０４は、露光装置のステージコントローラ１１ａと接続されている。上記で得られたマスク１０の位置情報は、ステージコントローラ１１ａにフィードバックされる。ステージコントローラ１１ａは、このマスク１０の位置情報に基づいて、マスクステージ１１を制御し、マスク１０の位置を調整する。
【００７０】
本実施例によれば、マスク識別マーク１４及びマスク位置検出用マーク１７を撮像するための顕微鏡やＣＣＤカメラを共通化できる。
【００７１】
この例では、カメラ２０１は２台用意されている。これにより、マスク１０の回転角度を一度に計測することができる。なお、カメラ２０１は特に２台用意する必要はなく、１台であってもよい。
【００７２】
なお、本実施例においては、図中の切り替えスイッチ２０２は、機械（メカ）スイッチとして示されているが、電気スイッチを用いてもよい。また、カメラ２０１で検出したデータ等を送る機器を切り替える手段としては、スイッチを用いてカメラのＣＣＤやカメラコントローラからの信号を切り替えるもののほかに、カメラ２０１の顕微鏡の光学パスをメカ的に切り替える手段等も考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第一の実施例に係る電子線露光装置（分割転写方式）の光学系全体における結像関係を示す模式図である。
【図２】本発明の第一の実施例に係る電子線露光装置に使用されるマスクを示す図である。  （Ａ）  全体の平面図である。  （Ｂ）  一部の斜視図である。  （Ｃ）  一つの小メンブレン領域の平面図である。
【図３】マスク識別マークの例を示す図である。  （Ａ）  １次元バーコードを用いたマスク識別マークの一部を示す平面図である。  （Ｂ）  データコードを用いたマスク識別マークを示す平面図である。  （Ｃ）  ＱＲコードを用いたマスク識別マークを示す平面図である。
【図４】本発明の第一の実施例に係る電子線露光装置に使用されるマーク検出処理器の構成を示す図である。
【図５】本発明の第一の実施例に係る電子線露光装置に使用されるマーク検出処理器の別の構成を示す図である。
【図６】本発明の第一の実施例に係る電子線露光装置に使用されるマーク検出処理器の別の構成を示す図である。
【図７】本発明の第二の実施例に係る電子線露光装置に使用されるマスクを示す平面図である。
【図８】本発明の第二の実施例に係る電子線露光装置に使用されるマーク検出処理器の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  電子銃
２、３  コンデンサレンズ
４  照明ビーム成形開口
５  ブランキング偏向器
７  ブランキング開口
８  照明ビーム偏向器
９  照明レンズ
１１  レチクルステージ
１１ａ  ステージコントローラ
１２、２５  位置検出器
１２ａ、２５ａ  インターフェイス
１３  マーク検出処理器
１４  マスク識別マーク
１５、１９  投影レンズ
１６  偏向器
１８  コントラスト開口
２２  反射電子検出器
２２ａ  インターフェイス
２３  ウェハ
２４  ウェハステージ
２４ａ  ステージコントローラ
２ａ、３ａ、５ａ、８ａ、９ａ、１５ａ、１６ａ、１９ａ  コイル電源制御部
３１  コントローラ
４１  小メンブレン領域
４２  サブフィールド
４３  スカート
４４  エレクトリカルストライプ
４５  マイナーストラット
４７  メジャーストラット
４９  メカニカルストライプ
５０  周辺部（支持基板部）
１４ａ  １次元バーコード
１０１  クワイエットゾーン
１０２  スタートキャラクタ
１０３  キャラクタ
１４ｂ  データコード
１１１  Ｌ型ガイドセル
１１２  データセル
１４ｃ  ＱＲコード
１１３  切り出しシンボル
１１４  データセル
１３１  マスク識別マーク検出器
１３２  マーク検出用顕微鏡
１３３  マスク識別マークデコーダ
１３４  マーク位置検出処理装置
１３５  カメラ
１３６  カメラ切替器
１３７  マーク処理装置
１７  マスク位置検出用マーク
２０１  カメラ
２０２  切り替えスイッチ
２０３  マスク識別マークデコーダ
２０４  マスク位置検出装置
【図１】
2005064299.tif 000003
【図２】
2005064299.tif 000004
【図３】
2005064299.tif 000005
【図４】
2005064299.tif 000006
【図５】
2005064299.tif 000007
【図６】
2005064299.tif 000008
【図７】
2005064299.tif 000009
【図８】
2005064299.tif 000010