DE10142592A1

DE10142592A1 - Verfahren zur Justierung und Belichtung der zweiten Ebene einer Phasenschiebemaske

Info

Publication number: DE10142592A1
Application number: DE10142592A
Authority: DE
Inventors: Dirk Loeffelmacher; Gernot Goedl
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2003-04-03
Anticipated expiration: 2021-09-01
Also published as: US20030064299A1; DE10142592C2; US6830873B2

Abstract

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Justierung und Belichtung der zweiten Ebene einer Phasenschiebemaske wird nur auf die Alignmentstrukturen (3, 4) und ihre Umgebung eine dünne leitende Schicht (8) über einer Fotolackschicht (7) abgeschieden. Die im ersten Schritt belichteten Chipstrukturen werden zur Abscheidung der dünnen leitenden Schicht (8) mit einer Abdeckung (6) geeignet abgedeckt. Durch die Erdung der dünnen leitenden Schicht (8) wird erreicht, dass keine Aufladung des Substrats beim Alignment (10) mittels eines Elektronenstrahlschreibers erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Justierung und Belichtung der zweiten Ebene einer Phasenschiebemaske, bei dem Strukturen der zweiten Ebene nach einer Justierung (Alignment) auf Alignmentmarken einer darunterliegenden Schicht eines Substrats oder Halbleiterwafers belichtet werden.

Grundlage der Belichtung der zweiten Ebene einer Phasenschiebemaske ist das korrekte Alignment auf die Alignmentmarken. Ein Abrastern der Maske/des Reticles zur Auffindung dieser Alignmentstrukturen mit einem Elektronenstrahl ist bisher aufgrund der elektrischen Aufladung des mit geladenen Teilchen bestrahlten Substrats nicht möglich.

Bisher wurde die zweite Ebene einer Phasenschiebemaske mit einem Laserstrahlschreiber belichtet. Die Auffindung der Alignmentstrukturen oder -marken wurde dabei ebenfalls mit Laserlicht optisch durchgeführt. Durch dieses Verfahren ergaben sich keine Aufladungen.

Es ist aber wünschenswert, einen Elektronenstrahlschreiber zur Belichtung der zweiten Ebene einer Phasenschiebemaske einzusetzen, da dieser Elektronenstrahlschreiber eine deutlich höhere Overlaygenauigkeit und eine deutlich bessere Strukturauflösung gegenüber dem Laserstrahlschreiber hat.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur gattungsgemäßen Justierung und Belichtung der zweiten Ebene einer Phasenschiebemaske unter Verwendung eines Elektronenstrahlschreibers anzugeben.

Diese Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung ist dieses Verfahren gekennzeichnet durch folgende Schritte:

A) Aufbringen einer Fotolackschicht für die zweite Belichtung über dem gesamten durch die zweite Belichtung zu belichtenden Bereich eines Wafers oder Substrats;
B) Abdecken mit einer Abdeckschicht von in einem vorangehenden Prozess hergestellten Chipstrukturen in dem Bereich;
C) Abscheiden einer dünnen leitenden Schicht über den von der Abdeckschicht nicht abgedeckten, die Alignmentmarken und deren Umgebung umfassenden Abschnitten des Bereichs;
D) Erdung der in Schritt (C) abgeschiedenen dünnen leitenden Schicht und Entfernung der Abdeckschicht;
E) Justierung durch Abrastern der mit der geerdeten dünnen leitenden Schicht bedeckten Alignmentmarken mit einem Elektronenstrahlschreiber, wobei die leitende geerdete Schicht eine Aufladung des Halbleitersubstrats verhindern, und
F) Belichtung der zweiten Ebene der Phasenschiebemaske mit dem Elektronenstrahlschreiber.

Durch die gezielte lokale Abscheidung einer dünnen leitenden Schicht auf die Alignmentstrukturen und ihre Umgebung und Erdung dieser Umgebung wird es ermöglicht, die Justierung und Belichtung der zweiten Ebene der Phasenschiebemaske mit einem Elektronenstrahlschreiber durchzuführen, ohne dass eine Aufladung des Substrats erfolgt.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind:

- die höhere Overlaygenauigkeit des Elektronenstrahlschreibers und die deutlich bessere Strukturauflösung gegenüber dem Laserstrahlschreiber;
- es kann für den zweiten Belichtungsschritt der gleiche Prozessfluss genommen werden wie für den ersten Schritt. Daraus folgt eine wesentliche Einsparung an Arbeitsmitteln (wie Chemikalien), eine Reduzierung des logistischen Aufwandes und eine Einschränkung des menschlichen Fehlereinflusses.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Zeichnung näher erläutert.
Die Fig. 1 bis 4 veranschaulichen in Form eines schematischen Querschnitts durch ein Substrat oder einen Halbleiterwafer aufeinanderfolgende Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt in Form eines schematischen Querschnitts einen Abschnitt eines Substrats oder Halbleiterwafers 1, der Chipstrukturen 5 und Alignmentmarken 3, 4 in einem Bereich aufweist, der mit Chrom/MoSi 2 bedeckt ist.
Gemäß Fig. 2, die denselben Abschnitt wie Fig. 1 zeigt, wird über dem gesamten Bereich eine Fotolackschicht 7 für die zweite Belichtung aufgebracht und die schon belichteten Chipstrukturen 5 mit einer geeigneten Abdeckschicht 6 abgedeckt.
Gemäß Fig. 3 wird anschließend eine dünne leitende Schicht 8 über den von der Abdeckschicht 6 nicht abgedeckten, die Alignmentmarken 3, 4 und deren Umgebung umfassenden Bereichen abgeschieden. Eine Erdung 9 der abgeschiedenen dünnen leitenden Schicht 8 ermöglicht eine Justierung (Alignment) und die Belichtung der zweiten Ebene der Phasenschiebemaske mit einem Elektronenstrahlschreiber, da durch diese Erdung eine Aufladung des Substrats durch die Elektronenstrahlen verhindert wird. In Fig. 4 ist die Abdeckschicht 6 entfernt worden und mit der Ziffer 10 der die Alignmentmarken abrasternde Elektronenstrahl dargestellt. Dabei verhindert die leitende geerdete Schicht 8 die elektrische Aufladung des Substrats. In Fig. 4 bezeichnet die Ziffer 11 die Belichtung der zweiten Ebene der Phasenschiebemaske mit dem Elektronenstrahlschreiber nach erfolgtem Alignment.
Erfindungsgemäß wird also nur auf die Alignmentstrukturen oder -marken 3, 4 und ihrer Umgebung die dünne leitende Schicht 8 abgeschieden. Dies wird dadurch erreicht, dass die im ersten Belichtungsschritt schon belichteten Chipstrukturen 5 nach dem Aufbringen der Fotolackschicht 7 vor der Abscheidung der dünnen leitenden Schicht 8 geeignet abgedeckt werden. Hierdurch wird erreicht, dass nur die zum Alignment (Justierung) benötigten Alignmentstrukturen (3, 4) mit der geerdeten leitenden Schicht (8) bedeckt sind, und durch die Erdung erfolgt keine Aufladung des Substrats beim Abrastern der Alignmentmarken mit einem geladenen Teilchenstrahl. Dadurch wird das Alignment bzw. die Justierung und die Belichtung der zweiten Ebene bei einer Phasenschiebemaske mit demselben Medium, nämlich dem Elektronenstrahlschreiber ermöglicht. Der Elektronenstrahlschreiber hat eine gegenüber dem Laserstrahlschreiber deutlich höhere Overlaygenauigkeit und eine bessere Strukturauflösung. Da für den zweiten Belichtungsschritt der gleiche Prozessfluss verwendet werden kann, spart man Arbeitsmittel (wie Chemikalien) in großem Umfang, reduziert den logistischen Aufwand und schränkt die Einflüsse menschlichen Fehlverhaltens ein. Bezugszeichenliste 1 Substrat
2 Chrom/MOSI
3, 4 Alignmentstrukturen
5 Chipstrukturen
6 Abdeckschicht
7 Fotolackschicht
8 dünne leitende Schicht
9 Erdung
10 Alignment mit Elektronenstrahlschreiber
11 Belichtung mit Elektronenstrahlschreiber

Claims

Verfahren zur Justierung und Belichtung der zweiten Ebene einer Phasenschiebemaske, bei dem Strukturen der zweiten Ebene nach einer Justierung auf Alignmentmarken (3, 4) einer darunterliegenden Schicht (1) eines Substrats oder Halbleiterwafers belichtet werden, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

A) Aufbringen einer Fotolackschicht (7) für die zweite Belichtung über dem gesamten durch die zweite Belichtung zu belichtenden Bereich des Substrats oder Halbleiterwafers;

B) Abdecken mit einer Abdeckschicht (6) von in einem vorangehenden Prozess belichteten Chipstrukturen (5) in dem Bereich;

C) Abscheiden einer dünnen leitenden Schicht (8) über den von der Abdeckschicht nicht abgedeckten, die Alignmentmarken und deren Umgebung umfassenden Abschnitten des Bereichs;

D) Erdung der in Schritt (C) abgeschiedenen dünnen leitenden Schicht (8) und Entfernung der Abdeckschicht (6);

E) Justierung durch Abrastern der mit der geerdeten dünnen leitenden Schicht bedeckten Alignmentmarken (3, 4) mit einem Elektronenstrahlschreiber (10), wobei die leitende geerdete Schicht (8) eine Aufladung des Halbleitersubstrats (1) verhindert, und

F) Belichtung der zweiten Ebene der Phasenschiebemaske mit dem Elektronenstrahlschreiber (11).