JPH0820212B2 - 微細パタ−ンの位置合わせ方法 - Google Patents
微細パタ−ンの位置合わせ方法Info
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- JPH0820212B2 JPH0820212B2 JP61218351A JP21835186A JPH0820212B2 JP H0820212 B2 JPH0820212 B2 JP H0820212B2 JP 61218351 A JP61218351 A JP 61218351A JP 21835186 A JP21835186 A JP 21835186A JP H0820212 B2 JPH0820212 B2 JP H0820212B2
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 被処理基板とのマスク合わせに際して、位置合わせに
使用する回折光の測定精度を向上する方法として、フレ
ネルゾーンプレートにより集光して被処理基板に照射す
るレーザ光の波長をそれぞれ変え、対応する波長の光の
みを検出する方法。
使用する回折光の測定精度を向上する方法として、フレ
ネルゾーンプレートにより集光して被処理基板に照射す
るレーザ光の波長をそれぞれ変え、対応する波長の光の
みを検出する方法。
本発明は測定精度を向上した微細パターンの位置合わ
せ方法に関する。
せ方法に関する。
大量の情報を高速に処理する情報処理技術の要望を満
たすために情報処理装置の主構成体である半導体装置は
集積化が進んでいる。
たすために情報処理装置の主構成体である半導体装置は
集積化が進んでいる。
すなわち半導体チップの最大面積は殆ど変わらないに
も拘らず、構成する素子数は増加しており、ICよりLSI
へ、またLSIよりVLSIへと高集積化が進んでいる。
も拘らず、構成する素子数は増加しており、ICよりLSI
へ、またLSIよりVLSIへと高集積化が進んでいる。
ここで、集積化は単位素子の小形化により行われてい
るが、この小形化は半導体層形成技術，薄膜形成技術な
どと共に写真蝕刻技術（ホトリソグラフィ或いは電子線
リソグラフィ）の進歩に負うところが大きい。
るが、この小形化は半導体層形成技術，薄膜形成技術な
どと共に写真蝕刻技術（ホトリソグラフィ或いは電子線
リソグラフィ）の進歩に負うところが大きい。
ここで、写真蝕刻技術は被処理基板の上に感光性レジ
ストを被覆し、これに光或いは電離放射線を照射して選
択的に露光せしめるもので、露光部と非露光部とが現像
液に対して溶解度に差を生じるのを利用してレジストパ
ターンが作られる。
ストを被覆し、これに光或いは電離放射線を照射して選
択的に露光せしめるもので、露光部と非露光部とが現像
液に対して溶解度に差を生じるのを利用してレジストパ
ターンが作られる。
そして、このレジストパターンをマスクとしてドライ
エッチング或いはウエットエッチングを行って被処理基
板を選択エッチングし、微細なパターンを形成するもの
である。
エッチング或いはウエットエッチングを行って被処理基
板を選択エッチングし、微細なパターンを形成するもの
である。
さて、半導体集積回路は高集積化と共にパターン幅が
１μｍ以下の所謂るサブミクロン（Sub-micron）パター
ンの形成が必要であるが、光源として紫外線を用いる従
来のパターン形成法では波長による制限から１μｍ以上
の線幅のものに限られており、これ以下の微細パターン
の形成は困難である。
１μｍ以下の所謂るサブミクロン（Sub-micron）パター
ンの形成が必要であるが、光源として紫外線を用いる従
来のパターン形成法では波長による制限から１μｍ以上
の線幅のものに限られており、これ以下の微細パターン
の形成は困難である。
一方、電子線の波長は加速電圧により異なるが0.1Å
程度であり、光の波長に較べて４桁以上も短いために大
きな解像力が期待でき、0.1μｍ幅のパターン形成も可
能となる。
程度であり、光の波長に較べて４桁以上も短いために大
きな解像力が期待でき、0.1μｍ幅のパターン形成も可
能となる。
然し、この方法は電子線を順次に走査してパターンを
描画するために多大の時間を要することゝ電子は負の電
荷をもつためにレジストの表面に電荷の蓄積が起こり、
そのためにパターンの位置ずれが生ずると云う問題があ
る。
描画するために多大の時間を要することゝ電子は負の電
荷をもつためにレジストの表面に電荷の蓄積が起こり、
そのためにパターンの位置ずれが生ずると云う問題があ
る。
また、Ｘ線を使用する写真蝕刻技術は波長が５〜15Å
のソフトＸ線を光の代わりに用い、マスクを通してレジ
ストを露光する方式であり、電子ビーム露光に較べて一
度に全面積の露光ができ、露光時間が短く、電子線のよ
うに電子の散乱がなく、切れのよい微細パターンを作る
ことができ、また特別な真空を用いなくともよいなど各
種の利点を有している。
のソフトＸ線を光の代わりに用い、マスクを通してレジ
ストを露光する方式であり、電子ビーム露光に較べて一
度に全面積の露光ができ、露光時間が短く、電子線のよ
うに電子の散乱がなく、切れのよい微細パターンを作る
ことができ、また特別な真空を用いなくともよいなど各
種の利点を有している。
然し、この場合は紫外線露光の場合と同様にマスクが
必要で許容差がサブミクロン以下の高精度なマスク合わ
せを行う必要性がある。
必要で許容差がサブミクロン以下の高精度なマスク合わ
せを行う必要性がある。
本発明はこのようなＸ線露光に限るわけではないが、
高精度を必要とする微細パターンの位置合わせ方法の改
良に関するものである。
高精度を必要とする微細パターンの位置合わせ方法の改
良に関するものである。
VLSIの製造プロセスに於けるように被処理基板上に複
数回の薄膜形成と写真蝕刻を繰り返して微細な立体回路
を形成する場合には、基板に対するマスク合わせを高精
度に行う必要がある。
数回の薄膜形成と写真蝕刻を繰り返して微細な立体回路
を形成する場合には、基板に対するマスク合わせを高精
度に行う必要がある。
その方法としてマスク上に複数のリニアフレネルゾー
ンプレート（Linear-Fresnel-zone-plate 略してLFZ
P）を儲け、一方被処理基板上には回折格子をパターン
形成しておき、FLZPにレーザ光を照射し回折により集光
させて輝線を作り、この輝線を被処理基板の回折格子に
当てゝ回折せしめ、この回折光を検出して位置合わせす
る方法が知られている。
ンプレート（Linear-Fresnel-zone-plate 略してLFZ
P）を儲け、一方被処理基板上には回折格子をパターン
形成しておき、FLZPにレーザ光を照射し回折により集光
させて輝線を作り、この輝線を被処理基板の回折格子に
当てゝ回折せしめ、この回折光を検出して位置合わせす
る方法が知られている。
（Ｘ線リソグラフィ用の位置合わせ機構“Optical al
ignment system for submicron x-ray lithography"B.F
ay,J.Trotel,and A.Frichet J.Vac.Sci.Technol.16
（６）,Nov/Dec.1979） 第１図は本発明を適用したマスク合わせ機構の斜視
図、また第２図はLFZPと回折格子との位置合わせ方法を
示す斜視図であるが、構造は従来法と同じなので、この
図面を用いて位置合わせ法を説明する。
ignment system for submicron x-ray lithography"B.F
ay,J.Trotel,and A.Frichet J.Vac.Sci.Technol.16
（６）,Nov/Dec.1979） 第１図は本発明を適用したマスク合わせ機構の斜視
図、また第２図はLFZPと回折格子との位置合わせ方法を
示す斜視図であるが、構造は従来法と同じなので、この
図面を用いて位置合わせ法を説明する。
第１図において、厚さが数μｍの窒化硼素（BN）或い
はポリイミドの薄膜などＸ線を通す材料からなるマスク
１の上には電極や導体パターンなど転写すべき微細パタ
ーン２が形成されている隙間を利用して複数（この例の
場合は三個）のLFZP3が微細パターンと同様に金（Au）
などＸ線を吸収する金属薄膜を用い、真空蒸着法やスパ
ッタ法などによって作られている。
はポリイミドの薄膜などＸ線を通す材料からなるマスク
１の上には電極や導体パターンなど転写すべき微細パタ
ーン２が形成されている隙間を利用して複数（この例の
場合は三個）のLFZP3が微細パターンと同様に金（Au）
などＸ線を吸収する金属薄膜を用い、真空蒸着法やスパ
ッタ法などによって作られている。
また、被処理基板４の上には回折格子５が作られる
が、例えば被処理基板４がシリコン（Si）ウエハからな
る場合には回折格子はこの上に形成した二酸化シリコン
（SiO2）をエッチングして作られている。
が、例えば被処理基板４がシリコン（Si）ウエハからな
る場合には回折格子はこの上に形成した二酸化シリコン
（SiO2）をエッチングして作られている。
第２図は波長7800Åのレーザ光に対応するLFZP3と回
折格子５との拡大図であって、LFZP3はAu蒸着膜をエッ
チングして中央部６のパターン幅は約３μｍと広く、外
側に向かうに従って幅が狭く、最外部７が約0.5μｍと
狭く形成されており、一方長さは約150μｍと長いフレ
ネル・ゾーンが形成されている。
折格子５との拡大図であって、LFZP3はAu蒸着膜をエッ
チングして中央部６のパターン幅は約３μｍと広く、外
側に向かうに従って幅が狭く、最外部７が約0.5μｍと
狭く形成されており、一方長さは約150μｍと長いフレ
ネル・ゾーンが形成されている。
これに投射された光は破線８に示すように回折して集
光し、細長い輝線を生ずる。
光し、細長い輝線を生ずる。
一方、被処理基板４の上には、この例の場合、大きさ
が２μｍ角で約３μｍの間隔で直線状に配列するスポッ
ト９からなる回折格子５が形成されている。
が２μｍ角で約３μｍの間隔で直線状に配列するスポッ
ト９からなる回折格子５が形成されている。
そして、第１図に示すようにレーザ光10はミラー11に
よりLFZP3に投射されるが、このレーザ光10は回折によ
り集光して輝線となるが、この輝線が被処理基板４の回
折格子５に投射されると回折を起こし、その反射光は再
びLFZP3を通り、ミラー12で反射して光検出器13により
検知されるよう構成されている。
よりLFZP3に投射されるが、このレーザ光10は回折によ
り集光して輝線となるが、この輝線が被処理基板４の回
折格子５に投射されると回折を起こし、その反射光は再
びLFZP3を通り、ミラー12で反射して光検出器13により
検知されるよう構成されている。
そこで、マスクの位置合わせは被処理基板４を移動し
て複数個（この場合は三個）の光検出器13に回折格子５
での回折光が最大感度で検出できるようにすればよい。
て複数個（この場合は三個）の光検出器13に回折格子５
での回折光が最大感度で検出できるようにすればよい。
ここで、LFZP3と回折格子５との組み合わせを三個所
以上設ける理由はこれにより被処理基板４のマスク１と
の回転も補正できるからである。
以上設ける理由はこれにより被処理基板４のマスク１と
の回転も補正できるからである。
然し、従来の位置合わせに使用するレーザ光10は総て
同一の光源から投射されているために波長は総て同一で
あり、そのためマスク１或いは被処理基板４からの散乱
光が対応する光検出器13以外の光検出器に入射し、信号
のS/Nを著しく低下させると云う問題があった。
同一の光源から投射されているために波長は総て同一で
あり、そのためマスク１或いは被処理基板４からの散乱
光が対応する光検出器13以外の光検出器に入射し、信号
のS/Nを著しく低下させると云う問題があった。
以上記したように被処理基板に対するマスクの位置合
わせを複数のLFZPと回折格子との組み合わせを用いて行
う場合に、従来はレーザ光の波長が同一なためにマスク
或いは被処理基板からの散乱光が対応する光検出器以外
の光検出器に入射し、信号のS/Nを著しく低下させてい
ることが問題である。
わせを複数のLFZPと回折格子との組み合わせを用いて行
う場合に、従来はレーザ光の波長が同一なためにマスク
或いは被処理基板からの散乱光が対応する光検出器以外
の光検出器に入射し、信号のS/Nを著しく低下させてい
ることが問題である。
上記の問題は複数のフレネルゾーンプレートを備えた
マスクにレーザ光を照射し、該プレートにより集光した
それぞれの輝線を被処理基板上に設けた対応する回折格
子に投射して回折せしめ、該回折光を検出して位置合わ
せを行うに当たり、前記の回折格子に投射する各レーザ
光として、それぞれ別個の波長の光を用いると共に、対
応する波長の回折光のみを検出する微細パターンの位置
合わせ方法により解決することができる。
マスクにレーザ光を照射し、該プレートにより集光した
それぞれの輝線を被処理基板上に設けた対応する回折格
子に投射して回折せしめ、該回折光を検出して位置合わ
せを行うに当たり、前記の回折格子に投射する各レーザ
光として、それぞれ別個の波長の光を用いると共に、対
応する波長の回折光のみを検出する微細パターンの位置
合わせ方法により解決することができる。
本発明は光検出器に入射する信号のS/Nを向上する方
法として、被処理基板４の上に形成されている複数の回
折格子５に投射するレーザ光10の波長をそれぞれ変えて
行うと共に、複数の回折格子５に対応するそれぞれの光
検出器13にもフィルタを設けることにより対応するレー
ザ光のみを検知することができ、これによりS/Nの向上
を実現するものである。
法として、被処理基板４の上に形成されている複数の回
折格子５に投射するレーザ光10の波長をそれぞれ変えて
行うと共に、複数の回折格子５に対応するそれぞれの光
検出器13にもフィルタを設けることにより対応するレー
ザ光のみを検知することができ、これによりS/Nの向上
を実現するものである。
第１図は本発明を適用したマスク合わせ機構の斜視図
であるが、従来法と異なるところはレーザ光10の波長が
それぞれ異なることゝ、これに対応するLFZP3と回折格
子５をその波長に対応するピッチに形成することであ
る。
であるが、従来法と異なるところはレーザ光10の波長が
それぞれ異なることゝ、これに対応するLFZP3と回折格
子５をその波長に対応するピッチに形成することであ
る。
また、これに対応する光検出器13にもその波長の光の
みを選択的に通す干渉フィルタを備える必要がある。
みを選択的に通す干渉フィルタを備える必要がある。
本実施例の場合は三個の光源として中心波長が7800Å
と8300Åと13000Åのレーザダイオードを使用した。
と8300Åと13000Åのレーザダイオードを使用した。
測定の結果として従来はS/Nが低いためにマスク１お
よび被処理基板４の上に微小な塵埃が存在すると、その
影響を大きく受け、三点同時の位置合わせが困難であ
り、またマスク１での余計な散乱を防ぐためにLFZP3に
投射するレーザ光10はフレネルゾーン内に入るよう絞る
必要があったが、本発明の実施により三点同時の位置合
わせが容易となり、またレーザ光の直径がフレネルゾー
ンを越えても差支えがなくなり、これにより作業能率が
大幅に向上した。
よび被処理基板４の上に微小な塵埃が存在すると、その
影響を大きく受け、三点同時の位置合わせが困難であ
り、またマスク１での余計な散乱を防ぐためにLFZP3に
投射するレーザ光10はフレネルゾーン内に入るよう絞る
必要があったが、本発明の実施により三点同時の位置合
わせが容易となり、またレーザ光の直径がフレネルゾー
ンを越えても差支えがなくなり、これにより作業能率が
大幅に向上した。
なお、レーザ光源としてそれぞれ別なものを使用する
ことは大変のように思われるが、中心波長が同一のレー
ザダイオードを用い、注入電流を変えて波長の異なるモ
ードで発振させても異なる波長の光を得ることができ
る。
ことは大変のように思われるが、中心波長が同一のレー
ザダイオードを用い、注入電流を変えて波長の異なるモ
ードで発振させても異なる波長の光を得ることができ
る。
以上記したように本発明の実施によりサブミクロン以
下の精度が必要なマスクの位置合わせが容易となり、こ
れにより作業能率の大幅な向上が可能となる。
下の精度が必要なマスクの位置合わせが容易となり、こ
れにより作業能率の大幅な向上が可能となる。
第１図は本発明を適用したマスク合わせ機構の斜視図、 第２図はマクス上のLFZPと被処理基板上の回折格子との
関係図、 である。 図において、 １はマスク、２は微細パターン、３はLFZP、４は被処理
基板、５は回折格子、10はレーザ光、11,12はミラー、1
3は光検出器、 である。
関係図、 である。 図において、 １はマスク、２は微細パターン、３はLFZP、４は被処理
基板、５は回折格子、10はレーザ光、11,12はミラー、1
3は光検出器、 である。
Claims (1)
- 【請求項１】複数のフレネルゾーンプレートを備えたマ
スクにレーザ光を照射し、該プレートにより集光したそ
れぞれの輝線を被処理基板上に設けた対応する回折格子
に投射して回折せしめ、該回折光を検出して位置合わせ
を行うに当たり、前記の回折格子に投射する各レーザ光
として、それぞれ別個の波長の光を用いると共に、対応
する波長の回折光のみを検出することを特徴とする微細
パターンの位置合わせ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61218351A JPH0820212B2 (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 微細パタ−ンの位置合わせ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61218351A JPH0820212B2 (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 微細パタ−ンの位置合わせ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6373102A JPS6373102A (ja) | 1988-04-02 |
| JPH0820212B2 true JPH0820212B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=16718514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61218351A Expired - Fee Related JPH0820212B2 (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 微細パタ−ンの位置合わせ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820212B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0269604A (ja) * | 1988-09-05 | 1990-03-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 位置合わせ方法 |
| US7433018B2 (en) * | 2005-12-27 | 2008-10-07 | Asml Netherlands B.V. | Pattern alignment method and lithographic apparatus |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57182104A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-09 | Nec Home Electronics Ltd | Recognition of object |
| JPS58173734A (ja) * | 1982-04-06 | 1983-10-12 | Fuji Xerox Co Ltd | 複写機の原稿サイズ検知装置 |
| JPS6098623A (ja) * | 1983-11-04 | 1985-06-01 | Hitachi Ltd | 投影式露光方法及びその装置 |
-
1986
- 1986-09-17 JP JP61218351A patent/JPH0820212B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6373102A (ja) | 1988-04-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |