DE10142592C2

DE10142592C2 - Verfahren zur Justierung und Belichtung der zweiten Ebene einer Phasenschiebemaske

Info

Publication number: DE10142592C2
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: 2003-07-10
Anticipated expiration: 2021-09-01
Also published as: US20030064299A1; US6830873B2; DE10142592A1

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 Elektronenstrahlenschreibers erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Justierung und Be lichtung der zweiten Ebene einer Phasenschiebemaske, bei dem Strukturen der zweiten Ebene nach einer Justierung (Align ment) auf Alignmentmarken einer darunterliegenden Schicht ei nes Substrats oder Halbleiterwafers belichtet werden.

Grundlage der Belichtung der zweiten Ebene einer Phasenschie bemaske 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 Teil chen 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 erga ben sich keine Aufladungen.

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

Aus US 4,871,919 ist ein System zur Erfassung von Alignment marken in bzw. auf einem Substrat mittels eines Elektronen strahlbündels bekannt. Bei diesem bekannten System ist ein leitendes Siliciumsubstrat, an dessen Oberfläche die Align mentmarken liegen zunächst mit einer Isolierschicht und dann mit einer dünnen leitenden Schicht bedeckt. Eine Spannungs quelle und ein Amperemeter verbinden das leitende Substrat und die dünne leitende Schicht, und das Amperemeter regis triert einen induzierten Stromfluss, sobald der Elektronen strahl die Alignmentmarke überstreicht, und dieser Stromfluss dient als Indikator für die Lage der Alignmentmarke auf dem Substrat.

Aus JP 2000348997 A in Patent Abstracts of Japan ist es be kannt durch eine dünne leitende Materiallage die Aufladung eines mit Alignmentmarken versehenen Substrats beim Abtasten der Alignmentmarken durch ein Bündel geladener Teilchen (also z. B. einen Elektronenstrahl) zu verhindern. Hier liegt die dünne leitende Materiallage auf dem Substrat unterhalb der Alignmentmarken.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur gat tungsgemäßen Justierung und Belichtung der zweiten Ebene ei ner Phasenschiebemaske unter Verwendung eines Elektronen strahlschreibers anzugeben.

Diese Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst. Gemäß einem we sentlichen Aspekt der Erfindung ist dieses Verfahren gekenn zeichnet durch folgende Schritte:

A) Aufbringen einer Fotolackschicht für die zweite Belich tung über dem gesamten durch die zweite Belichtung zu be lichtenden Bereich eines Wafers oder Substrats;
B) Abdecken mit einer Abdeckschicht von in einem vorange henden Prozess hergestellten Chipstrukturen in dem Be reich;
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 leiten den 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 verhin dern, 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 ei ne Aufladung des Substrats erfolgt.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind:

- die höhere Overlaygenauigkeit des Elektronenstrahlschrei bers 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 Auf wandes und eine Einschränkung des menschlichen Fehlerein flusses.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemä ßen Verfahrens anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Fig. 1 bis 4 veranschaulichen in Form eines schemati schen Querschnitts durch ein Substrat oder einen Halbleiter wafer aufeinanderfolgende Verfahrensschritte des erfindungs gemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt in Form eines schematischen Querschnitts einen Abschnitt eines Substrats oder Halbleiterwafers 1, der Chip strukturen 5 und Alignmentmarken 3, 4 in einem Bereich auf weist, 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 abge deckt.

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 Berei chen 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 abra sternde 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 Elektronen strahlschreiber 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 Chipstruktu ren 5 nach dem Aufbringen der Fotolackschicht 7 vor der Ab scheidung 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. Da durch wird das Alignment bzw. die Justierung und die Belich tung der zweiten Ebene bei einer Phasenschiebemaske mit dem selben Medium, nämlich dem Elektronenstrahlschreiber ermög licht. Der Elektronenstrahlschreiber hat eine gegenüber dem Laserstrahlschreiber deutlich höhere Overlaygenauigkeit und eine bessere Strukturauflösung. Da für den zweiten Belich tungsschritt der gleiche Prozessfluss verwendet werden kann, spart man Arbeitsmittel (wie Chemikalien) in großem Umfang, reduziert den logistischen Aufwand und schränkt die Einflüs se 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 Halblei terwafers belichtet werden, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- A) Aufbringen einer Fotolackschicht (7) für die zweite Be lichtung über dem gesamten durch die zweite Belichtung zu belichtenden Bereich des Substrats oder Halbleiterwafers;
- B) Abdecken mit einer Abdeckschicht (6) von in einem voran gehenden Prozess belichteten Chipstrukturen (5) in dem Bereich;
- C) Abscheiden einer dünnen leitenden Schicht (8) über den von der Abdeckschicht nicht abgedeckten, die Alignment marken und deren Umgebung umfassenden Abschnitten des Be reichs;
- D) Erdung der in Schritt (C) abgeschiedenen dünnen leiten den 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 Halbleitersub strats (1) verhindert, und
- F) Belichtung der zweiten Ebene der Phasenschiebemaske mit dem Elektronenstrahlschreiber (11).