JPS6349894B2 - - Google Patents
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- JPS6349894B2 JPS6349894B2 JP57038256A JP3825682A JPS6349894B2 JP S6349894 B2 JPS6349894 B2 JP S6349894B2 JP 57038256 A JP57038256 A JP 57038256A JP 3825682 A JP3825682 A JP 3825682A JP S6349894 B2 JPS6349894 B2 JP S6349894B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- 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
-
- 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
- G03F9/7049—Technique, e.g. interferometric
- G03F9/7053—Non-optical, e.g. mechanical, capacitive, using an electron beam, acoustic or thermal waves
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/304—Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
- H01J37/3045—Object or beam position registration
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- Analytical Chemistry (AREA)
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- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
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- Theoretical Computer Science (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Projection-Type Copiers In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はＸ線及び粒子線リソグラフイにおいて
対象物を相互に位置合せするための装置に関す
る。
対象物を相互に位置合せするための装置に関す
る。
特に半導体集積回路においてフオトリソグラフ
イ製造工程における漸進的な寸法の減少は、形成
される構造が使用した光の波長程度になり回折効
果によつて分解能が制限されるようになつて、物
理的限界に近づきつつある。
イ製造工程における漸進的な寸法の減少は、形成
される構造が使用した光の波長程度になり回折効
果によつて分解能が制限されるようになつて、物
理的限界に近づきつつある。
従つてより波長の短い粒子線又はＸ線がサブミ
クロン・リソグラフイのために考慮されている。
それらの代替的方法のうち、制御されたビーム偏
向を用いた電子ビーム・リソグラフイが最も進歩
している。しかしその種の方法を用いると、構造
が微小になると共に描画時間がかなり増加する。
この欠点は投影法によつて解消される。投影法に
おいては、例えばドイツ連邦共和国特許公開公報
第27 39 502号による電子ビーム投影焼付法の場
合のように、マスクの像が投影される。しかしな
がら、全ての電子ビーム法の分解能は、いわゆる
近接効果によつて一般に制限される。この近接効
果はフオトレジスト及び基板中での電子の散乱に
よつて、非常に微細なパターン要素の形成を妨げ
る。電子ビーム・リソグラフイにおいて近接効果
を補償するための方法が知られている（欧州特許
出願第80103966.0号及びM.Parikh、J.Vac.Sci.
Techn.、Vol.15、No.３、（1978）、p.931参照）が
その関連費用は比較的大きい。
クロン・リソグラフイのために考慮されている。
それらの代替的方法のうち、制御されたビーム偏
向を用いた電子ビーム・リソグラフイが最も進歩
している。しかしその種の方法を用いると、構造
が微小になると共に描画時間がかなり増加する。
この欠点は投影法によつて解消される。投影法に
おいては、例えばドイツ連邦共和国特許公開公報
第27 39 502号による電子ビーム投影焼付法の場
合のように、マスクの像が投影される。しかしな
がら、全ての電子ビーム法の分解能は、いわゆる
近接効果によつて一般に制限される。この近接効
果はフオトレジスト及び基板中での電子の散乱に
よつて、非常に微細なパターン要素の形成を妨げ
る。電子ビーム・リソグラフイにおいて近接効果
を補償するための方法が知られている（欧州特許
出願第80103966.0号及びM.Parikh、J.Vac.Sci.
Techn.、Vol.15、No.３、（1978）、p.931参照）が
その関連費用は比較的大きい。
イオン・ビーム又はＸ線を用いたリソグラフイ
法では、近接効果は生じない。これらの方法は散
乱が少ないので高い分解能が可能になるが、ビー
ムによつて露光する前にマスクと基板とを位置合
せする事がより困難である。もし適当なイオンが
位置合せに用いられるべきであるならば、それら
は適当な位置の位置合せ（レジストレーシヨン）
マークにおいて散乱されるようにフオトレジスト
を透過しなければならない。また散乱されたイオ
ンは、位置合せのための検出可能な信号を形成す
るために、再度フオトレジストを透過し外部へ出
るだけの充分なエネルギーを持たなければならな
い。
法では、近接効果は生じない。これらの方法は散
乱が少ないので高い分解能が可能になるが、ビー
ムによつて露光する前にマスクと基板とを位置合
せする事がより困難である。もし適当なイオンが
位置合せに用いられるべきであるならば、それら
は適当な位置の位置合せ（レジストレーシヨン）
マークにおいて散乱されるようにフオトレジスト
を透過しなければならない。また散乱されたイオ
ンは、位置合せのための検出可能な信号を形成す
るために、再度フオトレジストを透過し外部へ出
るだけの充分なエネルギーを持たなければならな
い。
そのような場合、入射イオンのエネルギーが非
常に高いか又は位置合せマークの上部のフオトレ
ジストが除去されている場合に限つて、評価可能
な位置合せ信号が得られる。しかしながら、一方
の方法は半導体中に格子欠陥を形成し、また他方
の方法は付加的な露光及び現像工程を必要とす
る。
常に高いか又は位置合せマークの上部のフオトレ
ジストが除去されている場合に限つて、評価可能
な位置合せ信号が得られる。しかしながら、一方
の方法は半導体中に格子欠陥を形成し、また他方
の方法は付加的な露光及び現像工程を必要とす
る。
低い照射密度及び限られた領域から生じる同様
の問題が、Ｘ線リソグラフイを用いて許容できる
時間内に位置合せ信号を得る事を不可能にしてい
る。
の問題が、Ｘ線リソグラフイを用いて許容できる
時間内に位置合せ信号を得る事を不可能にしてい
る。
従つてそれらのイオン・ビーム及びＸ線リソグ
ラフイ装置に関して光学的方法を用いた位置合せ
が提案されている。例えばB.Fay他、“Optical
alignment system for submicron Ｘ−ray
lithography”、J.Vac.Sci.Tech.、16(6)、
November／December1979、p.1954及びR.L.
Selinger他、“Ion beam promise practical
systems for submicrometer wafer
lithography”、Electronics、March27、1980、
p.142を参照されたい。しかしながら、一方では
露光に他方では位置合せに異なつた型のビーム及
び異なつたビーム経路を用いる事は、両方のビー
ム経路を互いに適合させ、長い時間にわたつてそ
れらを一定に保つという問題を生じさせる。特に
ウエハが同じ型のいくつかの装置中で順次に露光
される時に、困難が生じ得る。
ラフイ装置に関して光学的方法を用いた位置合せ
が提案されている。例えばB.Fay他、“Optical
alignment system for submicron Ｘ−ray
lithography”、J.Vac.Sci.Tech.、16(6)、
November／December1979、p.1954及びR.L.
Selinger他、“Ion beam promise practical
systems for submicrometer wafer
lithography”、Electronics、March27、1980、
p.142を参照されたい。しかしながら、一方では
露光に他方では位置合せに異なつた型のビーム及
び異なつたビーム経路を用いる事は、両方のビー
ム経路を互いに適合させ、長い時間にわたつてそ
れらを一定に保つという問題を生じさせる。特に
ウエハが同じ型のいくつかの装置中で順次に露光
される時に、困難が生じ得る。
従つて本発明の目的は、粒子線又はＸ線リソグ
ラフイのための２つの対象物が単純且つ誤差のな
い方法で相互に位置合せされる装置を提供する事
である。
ラフイのための２つの対象物が単純且つ誤差のな
い方法で相互に位置合せされる装置を提供する事
である。
本発明の技術思想によれば、粒子線又はＸ線露
光装置における位置合せは、位置合せの目的のた
めだけに与えられ且つ露光ビームに平行に進行す
る付加的電子ビームによつて行なわれる。この位
置合せに特に好ましい露光マスクは、実際のマス
ク領域の外側の薄いカンチレバー膜中の物理的開
口から成る特別な位置合せマークを有する。
光装置における位置合せは、位置合せの目的のた
めだけに与えられ且つ露光ビームに平行に進行す
る付加的電子ビームによつて行なわれる。この位
置合せに特に好ましい露光マスクは、実際のマス
ク領域の外側の薄いカンチレバー膜中の物理的開
口から成る特別な位置合せマークを有する。
本発明を実施する方法は図面を参照しながら以
下詳細に説明する。
下詳細に説明する。
第１図はマスクと基板とを位置合せするために
別個の電子ビームを用いたイオン・ビーム投影焼
付装置の図である。第１図は電子ビームがスイツ
チ・オンされた時の装置の状態を示し、イオン・
ビームの経路は破線で示されている。
別個の電子ビームを用いたイオン・ビーム投影焼
付装置の図である。第１図は電子ビームがスイツ
チ・オンされた時の装置の状態を示し、イオン・
ビームの経路は破線で示されている。
マスク１０を経て基板１８を露光するために用
いられるイオン・ビーム６は、イオン源１で発生
し、（例えばビームのコリメーシヨン用の）いく
つかのレンズ２、（光軸に対するビームの位置及
び傾きに関する）ビームの位置合せのための装置
３、ブランキング電極板４、及び絞りダイアフラ
ム５を通過し、図面の面に垂直な方向の磁界によ
る偏向手段７によつて、走査（露光中のイオン・
ビームの平行な変位）のための装置８に入るよう
に偏向される。装置８の次にある装置９はマスク
面内にある旋回軸に関してビームを傾け、ウエハ
上に投影される像に微細な変位を与える。この微
細変位の詳細はドイツ連邦共和国特許出願第P29
39 044.1号（欧州特許出願第80103603.9号）に説
明されている。基板（ウエハ）はＸ−Ｙテーブル
１９上にある。
いられるイオン・ビーム６は、イオン源１で発生
し、（例えばビームのコリメーシヨン用の）いく
つかのレンズ２、（光軸に対するビームの位置及
び傾きに関する）ビームの位置合せのための装置
３、ブランキング電極板４、及び絞りダイアフラ
ム５を通過し、図面の面に垂直な方向の磁界によ
る偏向手段７によつて、走査（露光中のイオン・
ビームの平行な変位）のための装置８に入るよう
に偏向される。装置８の次にある装置９はマスク
面内にある旋回軸に関してビームを傾け、ウエハ
上に投影される像に微細な変位を与える。この微
細変位の詳細はドイツ連邦共和国特許出願第P29
39 044.1号（欧州特許出願第80103603.9号）に説
明されている。基板（ウエハ）はＸ−Ｙテーブル
１９上にある。
マスクと基板との相互位置合せのために与えら
れる電子ビーム１６は、電子源１１で発生し、イ
オン・ビーム６と同様にレンズ１２、ビーム位置
合せのための装置１３、ブランキング電極板１
４、及び絞りダイアフラム１５を通過し、磁界７
で偏向されて、偏向装置８に入る。レンズ２及び
１２は静電型のものが好ましい。装置３及び１３
は第１図の例では磁気装置として設計されてい
る。また偏向装置８及び９は静電偏向原理により
動作する。ブランキング電極板４及び１４によつ
て、各粒子線は各々絞りダイアフラム５及び１５
を通過しないように偏向する事ができる。
れる電子ビーム１６は、電子源１１で発生し、イ
オン・ビーム６と同様にレンズ１２、ビーム位置
合せのための装置１３、ブランキング電極板１
４、及び絞りダイアフラム１５を通過し、磁界７
で偏向されて、偏向装置８に入る。レンズ２及び
１２は静電型のものが好ましい。装置３及び１３
は第１図の例では磁気装置として設計されてい
る。また偏向装置８及び９は静電偏向原理により
動作する。ブランキング電極板４及び１４によつ
て、各粒子線は各々絞りダイアフラム５及び１５
を通過しないように偏向する事ができる。
正に帯電したイオン及び電子は磁界７中で反対
方向に異なつた角度で偏向されるので、イオン源
１及び電子源１１は関連のあるビーム成形素子と
共に、垂直方向に関してビーム軸が各々異なつた
角α及びβ（α＜β）をなすように配置されなけ
ればならない。偏向後イオン・ビーム及び電子ビ
ームは同じ（垂直の）方向に進行するので、位置
合せと露光との間にはいかなるパララツクス誤差
も生じない。
方向に異なつた角度で偏向されるので、イオン源
１及び電子源１１は関連のあるビーム成形素子と
共に、垂直方向に関してビーム軸が各々異なつた
角α及びβ（α＜β）をなすように配置されなけ
ればならない。偏向後イオン・ビーム及び電子ビ
ームは同じ（垂直の）方向に進行するので、位置
合せと露光との間にはいかなるパララツクス誤差
も生じない。
粒子の軌道に垂直な方向の磁界中を動く荷電粒
子の偏向角αは次式の通りである。
子の偏向角αは次式の通りである。
但しｌ＝磁界で覆われる距離
Ｂ＝磁束密度
ｍ＝粒子の質量
ｑ＝粒子の電荷
Ｕ＝粒子に与えられた加速電圧、である。
もしイオン・ビームに単一の荷電のリチウム・
イオンが用いられるならば、偏向角のタンジエン
トは加速電圧が同じ場合、電子よりも√イオ
ン／√電子＝113の因子だけ小さい。そのよう
な場合イオン・ビームの偏向角αは例えば2゜、一
方電子ビームの偏向角βは76゜である。
イオンが用いられるならば、偏向角のタンジエン
トは加速電圧が同じ場合、電子よりも√イオ
ン／√電子＝113の因子だけ小さい。そのよう
な場合イオン・ビームの偏向角αは例えば2゜、一
方電子ビームの偏向角βは76゜である。
電子及びイオンが違つた影響を受けないよう
に、偏向装置８及び９は、同じ加速電圧Ｕの場合
イオン及び電子に関して同じ偏向量（但し異なつ
た方向に）を生じる電界を用いて動作する。
に、偏向装置８及び９は、同じ加速電圧Ｕの場合
イオン及び電子に関して同じ偏向量（但し異なつ
た方向に）を生じる電界を用いて動作する。
位置合せの間イオン・ビームはブランキング電
極板４によつて抑圧され、一方露光中は電子ビー
ムがブランキング電極板１４によつて抑圧され
る。
極板４によつて抑圧され、一方露光中は電子ビー
ムがブランキング電極板１４によつて抑圧され
る。
電子ビームがスイツチ・オンされた後、位置合
せは、ドイツ連邦共和国特許出願第P29 39 044.1
号に記載された方法に従つて行なわれる。第４Ｉ
図により詳細に説明される露光マスクは、実際の
パターン領域Ｍの外側に、複数の開口を有する位
置合せ領域Ｒを有する。それらの開口によつて電
子ビームは多数の微小なビームに分割される。微
小偏向（装置９）を用いて、それらの部分ビーム
は共に半導体ウエハ１８上の位置合せマーク上に
偏向される。ウエハ上の位置合せマークの配置は
マスク素子Ｒの開口の配置に対応する。このよう
にして発生した高い信号対雑音比を有する位置合
せ信号は、マスクとウエハとの間の位置のずれを
表わし、これは偏向装置９を用いてイオン・ビー
ムを適当なだけ傾ける事によつてその後の露光中
に補償される。このビームの傾けはすばやく行な
う事ができるので、（例えばステツプ・アンド・
リピート方式により順次に露光する場合）各領域
毎に数回反復できる。
せは、ドイツ連邦共和国特許出願第P29 39 044.1
号に記載された方法に従つて行なわれる。第４Ｉ
図により詳細に説明される露光マスクは、実際の
パターン領域Ｍの外側に、複数の開口を有する位
置合せ領域Ｒを有する。それらの開口によつて電
子ビームは多数の微小なビームに分割される。微
小偏向（装置９）を用いて、それらの部分ビーム
は共に半導体ウエハ１８上の位置合せマーク上に
偏向される。ウエハ上の位置合せマークの配置は
マスク素子Ｒの開口の配置に対応する。このよう
にして発生した高い信号対雑音比を有する位置合
せ信号は、マスクとウエハとの間の位置のずれを
表わし、これは偏向装置９を用いてイオン・ビー
ムを適当なだけ傾ける事によつてその後の露光中
に補償される。このビームの傾けはすばやく行な
う事ができるので、（例えばステツプ・アンド・
リピート方式により順次に露光する場合）各領域
毎に数回反復できる。
位置合せ中に電子ビームを用いて露光イオン・
ビームに関する傾き角を測定するためには、イオ
ンと電子ビームとが同じビーム経路を持つ事が重
要である。それらのビーム経路を較正するため
に、第２Ａ図及び第２Ｂ図によつて説明される特
別の検出装置が設けられる。
ビームに関する傾き角を測定するためには、イオ
ンと電子ビームとが同じビーム経路を持つ事が重
要である。それらのビーム経路を較正するため
に、第２Ａ図及び第２Ｂ図によつて説明される特
別の検出装置が設けられる。
第２Ａ図で較正装置２１は、ここで考察してい
るリソグラフイ装置で用いられる両方の種類のビ
ーム（イオンと電子及びＸ線と電子の各々）に応
答し得るビーム検出装置を有する。そのような検
出装置は例えばｐ−ｎ接合が表面付近にある半導
体デバイスから成るように設計し得る。検出装置
２３の上部には、露光マスク１０中の位置合せ用
開口パターンＲと同一の開口パターンＤを有する
固定式の検出マスク２２がある。較正装置２１は
Ｘ−Ｙテーブル１９（第２Ｂ図）上のウエハ１８
から横方向に移動される。
るリソグラフイ装置で用いられる両方の種類のビ
ーム（イオンと電子及びＸ線と電子の各々）に応
答し得るビーム検出装置を有する。そのような検
出装置は例えばｐ−ｎ接合が表面付近にある半導
体デバイスから成るように設計し得る。検出装置
２３の上部には、露光マスク１０中の位置合せ用
開口パターンＲと同一の開口パターンＤを有する
固定式の検出マスク２２がある。較正装置２１は
Ｘ−Ｙテーブル１９（第２Ｂ図）上のウエハ１８
から横方向に移動される。
位置合せビーム及び結像ビームを較正するため
に、Ｘ−Ｙテーブル（クロス・サポート）１９を
有する較正装置２１がパターン・マスクの位置合
せ領域Ｒの下に動く。その後電子ビーム２０が露
光マスク１０の領域Ｒに照射され、検出装置２３
が最大の出力信号を発生するまでビームの傾きが
変化される。このようにして決定されたビームの
傾きにおいて、開口パターンＲは開口パターンＤ
上に写像される。
に、Ｘ−Ｙテーブル（クロス・サポート）１９を
有する較正装置２１がパターン・マスクの位置合
せ領域Ｒの下に動く。その後電子ビーム２０が露
光マスク１０の領域Ｒに照射され、検出装置２３
が最大の出力信号を発生するまでビームの傾きが
変化される。このようにして決定されたビームの
傾きにおいて、開口パターンＲは開口パターンＤ
上に写像される。
第２の段階において、電子ビームの代りにイオ
ン・ビームがスイツチ・オンされ、露光マスクの
領域Ｒ上にビーム２０として指向される。もしイ
オン・ビームが（ビーム偏向の符号の相違を考慮
に入れて）電子ビームとは違つた傾きにおいて最
大の検出信号を発生するならば、２つのビーム経
路の最適の位置合せは存在しない。各々装置３及
び１３のビーム偏向を変化させる事によつて、２
つのビーム径路は互いに単純な方法で位置合せで
きる。
ン・ビームがスイツチ・オンされ、露光マスクの
領域Ｒ上にビーム２０として指向される。もしイ
オン・ビームが（ビーム偏向の符号の相違を考慮
に入れて）電子ビームとは違つた傾きにおいて最
大の検出信号を発生するならば、２つのビーム経
路の最適の位置合せは存在しない。各々装置３及
び１３のビーム偏向を変化させる事によつて、２
つのビーム径路は互いに単純な方法で位置合せで
きる。
第３図はＸ線投影焼付装置の図である。ここで
マスク１０はウエハ１８上に１回の露光工程で投
影される。発散するＸ線ビーム３１は標準的なＸ
線源３０で発生される。
マスク１０はウエハ１８上に１回の露光工程で投
影される。発散するＸ線ビーム３１は標準的なＸ
線源３０で発生される。
この場合も、位置合せは電子ビーム１６によつ
て行なわれる。電子ビーム１６は紙面に垂直な磁
界７によつてＸ線ビーム３１の軸方向に向けられ
る。電子ビームを発生するための手段は第１図の
ものに対応し、同じ参照番号を有する。Ｘ線は磁
界及び電界によつて偏向されず、マスクの走査は
行なわれないので、第３図の装置ではラスタ走査
装置８は取り去られている。但し位置合せ中に電
子ビームを傾けるための静電偏向装置３２はこの
場合も設けられている。検出された位置合せ誤差
は、Ｘ線露光に先立つて（例えばＸ−Ｙテーブル
１９上の圧電素子によつて）ウエハを再位置合せ
する事によつて補償される。
て行なわれる。電子ビーム１６は紙面に垂直な磁
界７によつてＸ線ビーム３１の軸方向に向けられ
る。電子ビームを発生するための手段は第１図の
ものに対応し、同じ参照番号を有する。Ｘ線は磁
界及び電界によつて偏向されず、マスクの走査は
行なわれないので、第３図の装置ではラスタ走査
装置８は取り去られている。但し位置合せ中に電
子ビームを傾けるための静電偏向装置３２はこの
場合も設けられている。検出された位置合せ誤差
は、Ｘ線露光に先立つて（例えばＸ−Ｙテーブル
１９上の圧電素子によつて）ウエハを再位置合せ
する事によつて補償される。
２つのビーム経路を互いに較正するために、Ｘ
−Ｙテーブル１９を用いて装置２１を適当な位置
に動かし、最初Ｘ線照射によつて検出信号が発生
される。次にビーム位置合せ装置１３を用いて電
子ビームが位置合せされる。Ｘ線偏向装置の存在
しない点を除けば、第３図のＸ線リソグラフイ装
置は第１図のイオン・ビーム・リソグラフイ装置
に対応する。
−Ｙテーブル１９を用いて装置２１を適当な位置
に動かし、最初Ｘ線照射によつて検出信号が発生
される。次にビーム位置合せ装置１３を用いて電
子ビームが位置合せされる。Ｘ線偏向装置の存在
しない点を除けば、第３図のＸ線リソグラフイ装
置は第１図のイオン・ビーム・リソグラフイ装置
に対応する。
ここで提案された位置合せ法のための露光マス
ク１０は、電子が困難なく通過できるように、位
置合せ領域Ｒに物理的な開口のパターンを持たな
ければならない。一方マスク１０の実際のパター
ン領域Ｍは開口のパターンから構成される必要は
なく、イオン・ビーム及びＸ線に透明な適当に選
択された物質である。露光マスク１０のための良
好な構造及び必要な製造工程は第４Ａ図〜第４Ｉ
図によつて詳細に説明する。
ク１０は、電子が困難なく通過できるように、位
置合せ領域Ｒに物理的な開口のパターンを持たな
ければならない。一方マスク１０の実際のパター
ン領域Ｍは開口のパターンから構成される必要は
なく、イオン・ビーム及びＸ線に透明な適当に選
択された物質である。露光マスク１０のための良
好な構造及び必要な製造工程は第４Ａ図〜第４Ｉ
図によつて詳細に説明する。
第４Ｉ図は、薄い金層４１を有する薄いシリコ
ン層４０から成る完成した露光マスク１０の構造
を示す。層４０の厚さは数μｍ（例えば5μｍ）
である。この薄い層はシリコン基板から選択され
た領域においてエツチングされ、第４Ｉ図におい
てその残つた部分は支持枠４２ａ及び４２ｂとし
て示されている。薄い層には、位置合せ中に電子
ビーム４３が照射される貫通孔から成る位置合せ
パターンＲ、及び露光中にＸ線又はイオン・ビー
ム４４の照射を受ける実際のマスク・パターンＭ
が存在する。コントラストを強化（散乱効果を低
減）するために、パターンＭは穴の領域において
シリコン層４０の残留厚さが正規の値の25％（約
１〜2μｍ）でしかないようなめくら穴から構成
されている。イオン・ビーム又はＸ線露光に関す
る高コントラストにもかかわらず、シリコン層４
０は優秀な力学的安定性を有する。
ン層４０から成る完成した露光マスク１０の構造
を示す。層４０の厚さは数μｍ（例えば5μｍ）
である。この薄い層はシリコン基板から選択され
た領域においてエツチングされ、第４Ｉ図におい
てその残つた部分は支持枠４２ａ及び４２ｂとし
て示されている。薄い層には、位置合せ中に電子
ビーム４３が照射される貫通孔から成る位置合せ
パターンＲ、及び露光中にＸ線又はイオン・ビー
ム４４の照射を受ける実際のマスク・パターンＭ
が存在する。コントラストを強化（散乱効果を低
減）するために、パターンＭは穴の領域において
シリコン層４０の残留厚さが正規の値の25％（約
１〜2μｍ）でしかないようなめくら穴から構成
されている。イオン・ビーム又はＸ線露光に関す
る高コントラストにもかかわらず、シリコン層４
０は優秀な力学的安定性を有する。
イオン・ビーム・リソグラフイにおけるコント
ラストをさらに増加させるために、薄層４０の結
晶方向は100の結晶学的方向に対応するように選
択される。従つて垂直に入射したイオンは、困難
なしに格子のチヤネルを経てマスクを通過できる
（これはチヤネリング効果として知られている）。
ラストをさらに増加させるために、薄層４０の結
晶方向は100の結晶学的方向に対応するように選
択される。従つて垂直に入射したイオンは、困難
なしに格子のチヤネルを経てマスクを通過できる
（これはチヤネリング効果として知られている）。
位置合せパターンＲはここで提案した電子ビー
ム位置合せに不可欠であるばかりか、より良いコ
ントラストを達成し且つ用いた支持体基板に独立
であるように光学的位置合せ法に用いる事もでき
る。
ム位置合せに不可欠であるばかりか、より良いコ
ントラストを達成し且つ用いた支持体基板に独立
であるように光学的位置合せ法に用いる事もでき
る。
第４Ｉ図による露光マスクを製作する各工程は
第４Ａ図〜第４Ｈ図に説明されている。第４Ａ図
によれば、100の結晶方向のシリコン・ウエハ４
２が、約5μｍの深さにおいてホウ素濃度がなお
約７×1019原子／cm3（層４０）であるように表面
側にホウ素をドープされる。ウエハの裏側には約
1μｍの厚さのSiO2層４５が形成される。
第４Ａ図〜第４Ｈ図に説明されている。第４Ａ図
によれば、100の結晶方向のシリコン・ウエハ４
２が、約5μｍの深さにおいてホウ素濃度がなお
約７×1019原子／cm3（層４０）であるように表面
側にホウ素をドープされる。ウエハの裏側には約
1μｍの厚さのSiO2層４５が形成される。
第４Ｂ図において、ホウ素をドープした表面側
に約0.5μｍの厚さのSiO2層４６がカソード・スパ
ツタリングされ、次に約0.5μｍの厚さの電子ビー
ムに感受性のあるフオトレジスト層４７が形成さ
れる。次に位置合せ領域Ｒに必要な開口パターン
が（例えば高分解能の電子ビーム走査装置によつ
て）フオトレジスト中に画定され、フオトレジス
トが現像される。また裏側のSiO2層４５に通常
のウエツト・エツチング技術によつてチツプ・サ
イズの窓がエツチングされる。
に約0.5μｍの厚さのSiO2層４６がカソード・スパ
ツタリングされ、次に約0.5μｍの厚さの電子ビー
ムに感受性のあるフオトレジスト層４７が形成さ
れる。次に位置合せ領域Ｒに必要な開口パターン
が（例えば高分解能の電子ビーム走査装置によつ
て）フオトレジスト中に画定され、フオトレジス
トが現像される。また裏側のSiO2層４５に通常
のウエツト・エツチング技術によつてチツプ・サ
イズの窓がエツチングされる。
第４Ｃ図で、位置合せ領域Ｒに対応するフオト
レジストのパターンが最初のプラズマ・エツチン
グ工程（反応性イオン・エツチングRIE）におい
てSiO2層４６にエツチングされる。この目的の
ために、例えば反応ガスとしてCHF3を用い約20
ミリトルの圧力で平行板反応器を用いる事ができ
る。
レジストのパターンが最初のプラズマ・エツチン
グ工程（反応性イオン・エツチングRIE）におい
てSiO2層４６にエツチングされる。この目的の
ために、例えば反応ガスとしてCHF3を用い約20
ミリトルの圧力で平行板反応器を用いる事ができ
る。
第４Ｄ図で、第４Ｃ図の構造の形成された
SiO2層４６が第２のプラズマ・エツチング工程
のためのマスクとして用いられ、Ar／Cl2プラズ
マによつて位置合せ領域Ｒの開口パターンが、ホ
ウ素をドープした層４０中にエツチングされる。
エツチングの深さは、ホウ素濃度が約７×1019ホ
ウ素原子／cm3であるような（破線で示した）臨界
面の深さよりも大きくなければならない。
SiO2層４６が第２のプラズマ・エツチング工程
のためのマスクとして用いられ、Ar／Cl2プラズ
マによつて位置合せ領域Ｒの開口パターンが、ホ
ウ素をドープした層４０中にエツチングされる。
エツチングの深さは、ホウ素濃度が約７×1019ホ
ウ素原子／cm3であるような（破線で示した）臨界
面の深さよりも大きくなければならない。
第４Ｅ図によれば、シリコン・ウエハ４２は、
ホウ素濃度が７×1019原子／cm3の所でエツチング
が停止するまで、SiO2層４５の窓を通じて異方
性のウエツト・エツチングを受ける。この性質を
持つエツチング液はエチレンジアミン、ピロカテ
キン及び水から成る。このようにして薄いシリコ
ン膜４０に開口パターンとして位置合せパターン
Ｒが形成される。実際の露光パターンＭは次の工
程でシリコン膜４０に画成される。
ホウ素濃度が７×1019原子／cm3の所でエツチング
が停止するまで、SiO2層４５の窓を通じて異方
性のウエツト・エツチングを受ける。この性質を
持つエツチング液はエチレンジアミン、ピロカテ
キン及び水から成る。このようにして薄いシリコ
ン膜４０に開口パターンとして位置合せパターン
Ｒが形成される。実際の露光パターンＭは次の工
程でシリコン膜４０に画成される。
第４Ｆ図によれば、残存しているSiO2層４５
が緩衝フツ化水素酸を用いて除去された後、マス
クの表面側に、約0.6μｍの厚さの金の層４１、約
0.5μｍの厚さのSiO2層４７及びフオトレジスト層
４８（＜0.5μｍ）が形成される。この間、位置合
せ領域Ｒの構造は変化しない。
が緩衝フツ化水素酸を用いて除去された後、マス
クの表面側に、約0.6μｍの厚さの金の層４１、約
0.5μｍの厚さのSiO2層４７及びフオトレジスト層
４８（＜0.5μｍ）が形成される。この間、位置合
せ領域Ｒの構造は変化しない。
第４Ｇ図において、電子ビーム走査装置（パタ
ーン発生装置）によつてフオトレジスト層４８に
所望のマスク・パターンが生成される。このため
に電子ビームが既に利用可能な開口パターンとそ
の所望のパターンとを位置合せするために同時に
使用される。フオトレジストの現像後、マスク・
パターンはプラズマ・エツチングによつてSiO2
層４７にエツチングされる。その後この層は上記
Ar／Cl2プラズマによる金及びシリコンの層のエ
ツチングのためのマスクとして働く。このエツチ
ング工程は、露光パターンＭの領域に貫通孔が存
在せず、約25％のドープされたシリコンの層４０
が残る（第４Ｈ図）のように制御される。この方
法においては、貫通孔を用いれば実現不可能であ
つて相補マスクに分割しなければならない島状構
造を持つマスクを製作する事ができる。
ーン発生装置）によつてフオトレジスト層４８に
所望のマスク・パターンが生成される。このため
に電子ビームが既に利用可能な開口パターンとそ
の所望のパターンとを位置合せするために同時に
使用される。フオトレジストの現像後、マスク・
パターンはプラズマ・エツチングによつてSiO2
層４７にエツチングされる。その後この層は上記
Ar／Cl2プラズマによる金及びシリコンの層のエ
ツチングのためのマスクとして働く。このエツチ
ング工程は、露光パターンＭの領域に貫通孔が存
在せず、約25％のドープされたシリコンの層４０
が残る（第４Ｈ図）のように制御される。この方
法においては、貫通孔を用いれば実現不可能であ
つて相補マスクに分割しなければならない島状構
造を持つマスクを製作する事ができる。
パターン領域Ｍのエツチング後、第４Ｉ図の露
光マスクに必要な最終形態を得るためにSiO2層
４７が除去される。金の層４１はイオン・ビーム
及びＸ線に関して吸収層として作用する。
光マスクに必要な最終形態を得るためにSiO2層
４７が除去される。金の層４１はイオン・ビーム
及びＸ線に関して吸収層として作用する。
第１図は電子ビームがマスクと基板との相互の
位置合せに役立つイオン・ビーム投影焼付装置の
図、第２Ａ図は位置合せ中の露光マスクの図、第
２Ｂ図はウエハ及び検出装置を有するＸ−Ｙテー
ブルの平面図、第３図は位置合せ用に電子ビーム
を用いたＸ線投影焼付装置の図、第４Ａ図、第４
Ｂ図、第４Ｃ図、第４Ｄ図、第４Ｅ図、第４Ｆ
図、第４Ｇ図、第４Ｈ図及び第４Ｉ図はＸ線投影
焼付用のマスクの製造工程を示す図である。 １……イオン源、１１……電子源、１０……マ
スク、１８……ウエハ。
位置合せに役立つイオン・ビーム投影焼付装置の
図、第２Ａ図は位置合せ中の露光マスクの図、第
２Ｂ図はウエハ及び検出装置を有するＸ−Ｙテー
ブルの平面図、第３図は位置合せ用に電子ビーム
を用いたＸ線投影焼付装置の図、第４Ａ図、第４
Ｂ図、第４Ｃ図、第４Ｄ図、第４Ｅ図、第４Ｆ
図、第４Ｇ図、第４Ｈ図及び第４Ｉ図はＸ線投影
焼付用のマスクの製造工程を示す図である。 １……イオン源、１１……電子源、１０……マ
スク、１８……ウエハ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｘ線もしくは粒子線による露光プロセスに於
てマスクと基板とを位置合せするための装置であ
つて、 Ｘ線もしくは粒子線の発生源から上記マスクに
至る経路の外の固定位置に配置された電子ビーム
源と、 上記電子ビーム源からの電子ビームを偏向させ
て、上記Ｘ線もしくは粒子線と略同一の経路に導
入する偏向手段と、 位置合せ時には上記電子ビームを照射し、露光
時には上記電子ビームを中断させるブランキング
手段とを有する位置合せ装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19813121666 DE3121666A1 (de) | 1981-05-30 | 1981-05-30 | Verfahren und einrichtung zur gegenseitigen ausrichtung von objekten bei roentgenstrahl- und korpuskularstrahl-belichtungsvorgaengen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57199220A JPS57199220A (en) | 1982-12-07 |
| JPS6349894B2 true JPS6349894B2 (ja) | 1988-10-06 |
Family
ID=6133636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57038256A Granted JPS57199220A (en) | 1981-05-30 | 1982-03-12 | Positioning device |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4513203A (ja) |
| EP (1) | EP0069823B1 (ja) |
| JP (1) | JPS57199220A (ja) |
| DE (2) | DE3121666A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0390595U (ja) * | 1989-12-28 | 1991-09-13 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4786864A (en) * | 1985-03-29 | 1988-11-22 | International Business Machines Corporation | Photon assisted tunneling testing of passivated integrated circuits |
| DE3706862C2 (de) * | 1987-03-04 | 1996-05-15 | Schleicher Co Feinwerktech | Abstreifvorrichtung für Aktenvernichter oder dgl. |
| US4835078A (en) * | 1987-07-06 | 1989-05-30 | American Telephone And Telegraph Company | Method for aligning photomasks |
| DE3806271A1 (de) * | 1988-02-27 | 1989-09-07 | Basf Ag | Thermoplastische formmassen auf der basis von polyamiden und ethylencopolymerisaten |
| US5276725A (en) * | 1988-05-10 | 1994-01-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure system |
| EP0669636A1 (en) * | 1994-02-25 | 1995-08-30 | AT&T Corp. | Manufacturing system error detection |
| EP0732624B1 (en) * | 1995-03-17 | 2001-10-10 | Ebara Corporation | Fabrication method with energy beam |
| JP4746753B2 (ja) * | 2001-03-05 | 2011-08-10 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 荷電粒子線露光用マスクの形成方法および荷電粒子線用マスクを形成するためのパターンデータの処理プログラム |
| US6639219B2 (en) * | 2001-11-09 | 2003-10-28 | International Business Machines Corporation | Electron scatter in a thin membrane to eliminate detector saturation |
| EP1335249A1 (en) * | 2002-02-06 | 2003-08-13 | ASML Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| TW594445B (en) * | 2002-02-06 | 2004-06-21 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| JP3960544B2 (ja) * | 2002-10-11 | 2007-08-15 | パイオニア株式会社 | ビーム調整用試料、ビーム調整方法及びビーム調整装置 |
| TWI419197B (zh) * | 2010-04-26 | 2013-12-11 | Max Echo Technologies Corp | Production method and process adjustment method of laminated wafer |
| DE102016106119B4 (de) * | 2016-04-04 | 2019-03-07 | mi2-factory GmbH | Energiefilterelement für Ionenimplantationsanlagen für den Einsatz in der Produktion von Wafern |
| US10488749B2 (en) * | 2017-03-28 | 2019-11-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Photomask and method of forming the same |
| KR102721980B1 (ko) | 2022-02-24 | 2024-10-25 | 삼성전자주식회사 | 기판 정렬 장치 및 이를 이용한 기판 정렬 방법 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US3326170A (en) * | 1966-01-26 | 1967-06-20 | Lewmar Marine Ltd | Main sheet or like sliders |
| US3745358A (en) * | 1971-05-10 | 1973-07-10 | Radiant Energy Systems | Alignment method and apparatus for electron projection systems |
| FR2146106B1 (ja) * | 1971-07-16 | 1977-08-05 | Thomson Csf | |
| US4085329A (en) * | 1976-05-03 | 1978-04-18 | Hughes Aircraft Company | Hard X-ray and fluorescent X-ray detection of alignment marks for precision mask alignment |
| DE2702444C3 (de) * | 1977-01-20 | 1980-10-09 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Korpuskularstrahloptisches Gerät zur Abbildung einer Maske auf ein Präparat |
| DE2722958A1 (de) * | 1977-05-20 | 1978-11-23 | Siemens Ag | Verfahren zur justierung einer halbleiterscheibe relativ zu einer bestrahlungsmaske bei der roentgenstrahl-fotolithografie |
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| US4151420A (en) * | 1977-12-08 | 1979-04-24 | International Business Machines Corporation | Apparatus for the formation of epitaxial layers doped with conductivity-determining impurities by ion deposition |
| US4158141A (en) * | 1978-06-21 | 1979-06-12 | Hughes Aircraft Company | Process for channeling ion beams |
| DE2837590A1 (de) * | 1978-08-29 | 1980-03-13 | Ibm Deutschland | Verfahren zur schattenwurfbelichtung |
| JPS59786Y2 (ja) * | 1979-07-20 | 1984-01-10 | パイオニア株式会社 | プリント基板等の基板固定装置 |
| DE2939044A1 (de) * | 1979-09-27 | 1981-04-09 | Ibm Deutschland Gmbh, 7000 Stuttgart | Einrichtung fuer elektronenstrahllithographie |
| CA1139198A (en) * | 1979-10-02 | 1983-01-11 | National Research Development Corporation | Comminution apparatus |
| US4327292A (en) * | 1980-05-13 | 1982-04-27 | Hughes Aircraft Company | Alignment process using serial detection of repetitively patterned alignment marks |
| DE3067832D1 (en) * | 1980-07-10 | 1984-06-20 | Ibm | Process for compensating the proximity effect in electron beam projection devices |
| FR2607692B1 (fr) * | 1986-12-05 | 1989-03-31 | Charvin Guy | Dispositifs autonomes pour chauffer des recipients alimentaires |
| DE4002137A1 (de) * | 1990-01-25 | 1991-08-01 | Vdo Schindling | Fuer ein kraftfahrzeug bestimmte, pneumatisch arbeitende zentralverriegelungsanlage |
-
1981
- 1981-05-30 DE DE19813121666 patent/DE3121666A1/de not_active Withdrawn
-
1982
- 1982-03-12 JP JP57038256A patent/JPS57199220A/ja active Granted
- 1982-03-18 DE DE8282102220T patent/DE3264623D1/de not_active Expired
- 1982-03-18 EP EP82102220A patent/EP0069823B1/de not_active Expired
-
1984
- 1984-06-29 US US06/625,586 patent/US4513203A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0390595U (ja) * | 1989-12-28 | 1991-09-13 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0069823B1 (de) | 1985-07-10 |
| US4513203A (en) | 1985-04-23 |
| JPS57199220A (en) | 1982-12-07 |
| EP0069823A1 (de) | 1983-01-19 |
| DE3264623D1 (en) | 1985-08-14 |
| DE3121666A1 (de) | 1982-12-16 |
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