DE10142593A1

DE10142593A1 - Verfahren zur Justierung einer Multilevelphasenschiebemaske

Info

Publication number: DE10142593A1
Application number: DE10142593A
Authority: DE
Inventors: Dirk Loeffelmacher; Gernot Goedl; Timo Wandel
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: US20030044698A1; US6821693B2; DE10142593B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Justierung (Alignment) einer Mehrebenen-Phasenschiebemaske oder eines -reticles anhand wenigstens einer auf der Maske oder dem Reticle angebrachten Alignmentmarke (2a, 2b), dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt vor dem ersten Belichtungsschritt der Maske oder des Reticles auf das oder in dem Substrat (1) der Maske oder des Reticles mindestens zwei Alignmentmarken (2a, 2b) aufgebracht oder eingebracht werden, dass in einem zweiten Schritt wenigstens die im ersten Schritt erzeugten Alignmentmarken (2a, 2b) und die sie unmittelbar umgebenden Bereiche mit einer dünnen leitenden Schicht (3) überzogen werden und dass für alle folgenden Alignmentschritte der mehreren Maskenebenen diese im ersten Schritt aufgebrachten Alignmentmarken (2a, 2b) mit einem nicht geladenen oder geladenen Teilchen- oder Photonenstrahl (5) abgerastert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Justierung einer Multilevelphasenschiebemaske oder eines -reticles anhand wenigstens einer auf der Maske oder dem Reticle aufgebrachten Alignmentmarke.

Grundlage zur Belichtung der Ebenen einer Multilevelphasenschiebemaske ist das korrekte Alignment auf Alignmentstrukturen. Ein Abrastern der Maske/des Reticles zur Auffindung dieser Alignmentstrukturen mit einem Elektronenstrahl ist bislang aufgrund der elektrischen Aufladung des mit geladenen Teilchen bestrahlten Substrats nicht möglich oder führt zu unsicheren Justierungen wegen einer Verringerung der Auflösung. Eine optische Erkennung der Alignmentmarken ist für zukünftige Technologiegenerationen nicht mit der erforderlichen Auflösung möglich.

Bislang wurden im ersten Belichtungsschritt der Maske bzw. des Reticles Alignmentmarken geschrieben, die beim Belichten ab der zweiten Ebene mit einem Laserstrahl optisch ausgewertet wurden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Justierung einer Multilevenphasenschiebemaske oder eines -reticles zu ermöglichen, welches die Detektion von Alignmentmarken mit sehr hoher Genauigkeit unter Zuhilfenahme von geladenen und nicht geladenen Teilchen- oder Photonenstrahlen und dadurch eine sehr genaue Positionierung mehrerer Ebenen einer Maske oder eines Reticles übereinander ermöglicht.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung zeichnet sich ein die obige Aufgabe lösendes Justierverfahren dadurch aus, dass in einem ersten Schritt vor dem ersten Belichtungsschritt der Maske oder des Reticles auf das oder in dem Substrat der Maske oder des Reticles mindestens zwei Alignmentmarken aufgebracht oder eingebracht werden, dass in einem zweiten Schritt wenigstens die im ersten Schritt erzeugten Alignmentmarken und die sie unmittelbar umgebenden Bereiche mit einer dünnen leitenden Schicht überzogen werden, und dass für alle folgenden Alignmentschritte der mehreren Maskenebenen diese im ersten Schritt aufgebrachten Alignmentmarken mit einem nicht geladenen oder geladenen Teilchen- oder Photonenstrahl abgerastert werden.

Bevorzugt und vorteilhafterweise wird für die Alignmentschritte derselbe Teilchen- oder Photonenstrahl verwendet wie für die Belichtung. Als Teilchenstrahl verwendet die Erfindung bevorzugt einen Elektronenstrahl.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Dosis und Stromdichte des für die Abrasterung der im ersten Schritt aufgebrachten Alignmentmarken verwendeten Teilchen- oder Photonenstrahls wesentlich niedriger eingestellt als bei den Belichtungsschritten der Maske oder des Reticles.

Während der Abrasterung der Alignmentmarken wird die dünne leitende Schicht bevorzugt geerdet.

Bevorzugt kann die dünne leitende Schicht ganzflächig über dem Substrat, das heißt auch über den zuvor gebildeten Alignmentmarken aufgebracht werden. Dies ermöglicht es, dass der Hersteller des Maskenblanks dieses mit den Alignmentmarken und der darüber aufgebrachten dünnen leitenden Schicht liefern kann.

Die Alignmentmarken können im ersten Schritt zum Beispiel in das Substrat geätzt oder alternativ auch darauf abgeschieden werden.

Insgesamt ermöglicht die vorliegende Erfindung die Detektion von vor dem ersten Belichtungsschritt auf dem Substrat aufgebrachten oder in das Substrat eingebrachten Alignmentmarken mit einer sehr hohen Genauigkeit unter Zuhilfenahme von geladenen und nicht geladenen Teilchen- oder Photonenstrahlen und dadurch eine sehr genaue Positionierung mehrerer Ebenen einer Maske oder eines Reticles übereinander.

Die folgende Beschreibung erläutert anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Justierverfahrens. Die Zeichnungsfiguren zeigen im einzelnen:
Fig. 1A und 1B schematisch ein mit Alignmentmarken versehenes Maskenblank jeweils in einer perspektivischen Ansicht und im Schnitt;
Fig. 2 schematisch eine Schnittdarstellung eines mit einer dünnen leitenden Schicht überzogenen Maskenblanks gemäß Fig. 1A und 1B;
Fig. 3 eine Schnittansicht für einen weiteren Schritt, bei dem die in Fig. 2 dargestellte Maskenstruktur mit einer Resistschicht bedeckt wird, und
Fig. 4 perspektivisch einen Schritt der zum Alignment stattfindenden Abrasterung der Alignmentmarken mittels eines geladenen oder ungeladenen Teilchen- oder Photonenstrahls.
Obwohl nachstehend von einer Phasenschiebemaske die Rede ist, sollte dem Fachmann einleuchten, dass es sich dabei ebenso um ein Reticle oder eine Stencilmaske handeln kann.
Fig. 1A zeigt perspektivisch ein mit zwei Alignmentmarken 2a, 2b versehenes Substrat 1 eines Maskenblanks. Fig. 1B zeigt dasselbe Maskenblank, das heißt das mit den Alignmentmarken 2a, 2b versehene Substrat 1 in einem schematischen Querschnitt. Es muss hier bemerkt werden, dass erfindungsgemäß mindestens zwei Alignmentmarken vor dem ersten Belichtungsschritt der Maske oder des Reticles in dem Substrat 1 angebracht werden. Das heißt, es können auch mehr als zwei Alignmentmarken angebracht werden. Die Alignmentmarken 2a, 2b können entweder in das Substrat 1 geätzt werden oder darauf abgeschieden werden.
Gemäß Fig. 2B wird das Substrat 1 mit den darin eingeätzten oder darauf abgeschiedenen Alignmentmarken 2a, 2b ganzflächig mit einer dünnen leitenden Schicht 3 überzogen, die, falls die Alignmentmarken 2a, 2b in das Substrat 1 geätzt sind, auch die Wände und den Boden der die Alignmentmarken bildenden Vertiefungen bedeckt.
Anschließend wird gemäß Fig. 3 die in Fig. 2 gezeigte Struktur mit einer Resistschicht 4 überzogen.
In allen folgenden Schritten werden dann die Alignmentmarken 2a, 2b mittels eines nicht geladenen oder geladenen Teilchen- oder Photonenstrahls abgerastert, um ein Alignment der Maske durchzuführen. Durch einen über der Maske bzw. über dem bei der Abrasterung der Marken bestrahlten Bereich derselben angebrachten Ringdetektor lassen sich die Marken durch die Resistschicht 4 hindurch detektieren und ihre Position erfassen.
Bevorzugt verwendet die Erfindung für die Abrasterung der Alignmentmarken 2a, 2b den auch für die Belichtung verwendeten Strahl. Die Dosis und die Stromdichte des Strahls ist bei der Abrasterung jedoch deutlich niedriger als beim Belichten der Maske oder des Reticles.
Nach dem oben Gesagten werden erfindungsgemäß wenigstens zwei Alignmentmarken 2a, 2b auf das Substrat 1 der Maske oder des Reticles zum Beispiel durch Ätzen der Marken in das Substrat vor der ersten Belichtung der Maske oder des Reticles angebracht. Vorteilhafterweise können diese Alignmentmarken bereits beim Maskenblankhersteller gebildet werden. In allen späteren Schritten werden dann diese Alignmentmarken mittels eines nicht geladenen oder geladenen Teilchen- oder Photonenstrahls abgerastert, um ein Alignment der Maske durchzuführen. Die Dosis und die Stromdichte des Strahls sind dabei deutlich niedriger als im Belichtungsschritt der Maske oder des Reticles. Durch eine Erdverbindung der über den Alignmentmarken liegenden dünnen leitenden Schicht 3 wird ein Aufladen des Substrats beim Abrastern der Alignmentmarken mit Hilfe des Teilchen- oder Photonenstrahls vermieden. Bezugszeichenliste 1 Maskensubstrat
2a, 2b Alignmentmarken
3 dünne leitende Schicht
4 Resistschicht
5 Teilchen- oder Photonenstrahl

Claims

1. Verfahren zur Justierung (Alignment) einer Mehrebenen- Phasenschiebemaske oder eines -reticles anhand wenigstens einer auf der Maske oder dem Reticle angebrachten Alignmentmarke (2a, 2b), dadurch gekennzeichnet,
dass in einem ersten Schritt vor dem ersten Belichtungsschritt der Maske oder des Reticles auf das oder in dem Substrat (1) der Maske oder des Reticles mindestens zwei Alignmentmarken (2a, 2b) aufgebracht oder eingebracht werden, dass in einem zweiten Schritt wenigstens die im ersten Schritt erzeugten Alignmentmarken (2a, 2b) und die sie unmittelbar umgebenden Bereiche mit einer dünnen leitenden Schicht (3) überzogen werden, und
dass für alle folgenden Alignmentschritte der mehreren Maskenebenen diese im ersten Schritt aufgebrachten Alignmentmarken (2a, 2b) mit einem nicht geladenen oder geladenen Teilchen- oder Photonenstrahl (5) abgerastert werden.

2. Justierverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Alignmentschritte derselbe Teilchen- oder Photonenstrahl verwendet wird wie für die Belichtung.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der für die Abrasterung der Alignmentmarken (2a, 2b) verwendete Strahl ein Elektronenstrahl ist.

4. Justierverfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosis und die Stromdichte des für die Abrasterung der Alignmentmarken (2a, 2b) verwendeten Teilchen- oder Photonenstrahls (5) wesentlich niedriger eingestellt werden als bei den Belichtungsschritten der Maske oder des Reticles.

5. Justierverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dünne leitende Schicht (3) während der Abrasterung der Alignmentmarken (2a, 2b) geerdet wird.

6. Justierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dünne leitende Schicht (3) im zweiten Schritt ganzflächig über dem Substrat (1) aufgebracht wird.

7. Justierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Alignmentmarken (2a, 2b) im ersten Schritt in das Substrat (1) geätzt werden.