DE2326059C3

DE2326059C3 - Arrangement and method of aligning patterns

Info

Publication number: DE2326059C3
Application number: DE19732326059
Authority: DE
Inventors: Hisayuki Kokubunji; Kobayashi Kazunari Hachioji; Maki Michiyoshi Kokubunij:.Tokio Kiguchi (Japan)
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1972-05-22
Filing date: 1973-05-22
Publication date: 1977-03-24

Description

³ 4 ³ 4

Selbst mit einem solchen Ausrichtungsmuster muß mit Hilfsmustern, die zwat gegenüber dem Verfahjedoch em Mikroskop mit großer Schärfentiefe und ren nach der deutschen Offenlegungsschrift 15 64 290 großem Arbeitsabstand verwendet werden, um die einen gewissen zusätzlichen, geringfügigen Raum auf Ausrichtungsmuster selbst auszurichten. Mit anderen den Trägerelementen einnehmen, jedoch den Vorteil Worten muß em Mikroskop benutzt werden, dessen s mit sich bringen, daß eine außerordentlich genaue Auflösungsvermögen mcht sehr hoch ist Es L>t daher Ausrichtung auch dann möglich ist, wenn die Muster schwierig, die Ausnchtungsmuster genauer in Fluch- auf den Trägerelementen weder ähnlich sind noch tung zuTjnngen, als es der Auflosung des Mikroskops sich periodisch wiederholen. Da die Hilfemuster bei entspricht Eine Genauigkeit von ungefähr ±1_μ der gesuchten exakten Ausrichtung der Trägerelewird als Grenzwert für die Ausrichtung betrachtet io mente um einen definierten Winkel gegeneinander Sollen andererseits Halbleitereinnchtungen fabriziert verdreht sind, weisen die von den einander überwerden, deren kleinste^ Arbeitsabmessung ungefähr lagerten Hilfsmuster gebildeten Interferenzstreifen 1 μ beträgt, so ergibt sich die Notwendigkeit, die Aus- einen endlichen und mit Hilfe der Bezugsmuster richtungsgenauigkeit der Ausrichtungsmuster kleiner genau meßbaren Abstand auf. als ±0,5 μ zu machen. Die Entwicklung von Halb- i₅ Die Erfindung wird in der nachstehenden Beleitereinrichtungen mit einer minhralen Arbeitsab- Schreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand messung von etwa 1 μ ist daher mit den obengenann- der Zeichnungen näher erläutert; in den Zeichnunten Ausrichtungs-Verfahren nach dem Stand der gen zeigen Technik außerordentlich schwierig. F i g. 1A und 1B Hilfsmuster, die auf zwei aufein-Even with such an alignment pattern, auxiliary patterns, which, compared to the method, have a microscope with a large depth of field and a large working distance according to German Offenlegungsschrift 15 64 290, must be used in order to align a certain additional, small amount of space on the alignment pattern itself. In other words, the support elements have the advantage of using a microscope, which means that an extremely precise resolving power is not very high.Therefore, alignment is possible even when the pattern is difficult to make the alignment pattern more accurate in curse on the carrier elements are neither similar nor tend to be tapered, as it is periodically repeated to the resolution of the microscope. Since the help pattern corresponds to an accuracy of approximately ± 1 _{μ of} the exact alignment sought for the carrier elements is considered as the limit value for the alignment The interference fringes formed by the superimposed auxiliary pattern is 1 μ, then there is the need to apply a finite distance that can be measured with the help of the reference pattern directional accuracy of the alignment pattern smaller precisely. than to make ± 0.5 μ. The development of half-i ₅ The invention is explained in more detail in the following guide devices with a minhral work transcription of preferred exemplary embodiments based on measurement of about 1 μ is therefore explained in more detail with the above-mentioned drawings; Prior art alignment methods in the drawings show the art to be extremely difficult. F i g. 1A and 1B auxiliary patterns, which are based on two

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 15 64 290 ao ander auszurichtenden Trägerelementen angeordnet ist ein Verfahren zum Ausrichten von Kopiermasken sind,From the German Offenlegungsschrift 15 64 290 ao arranged on the other to be aligned carrier elements is a method for aligning copy masks,

bei der Halbleiterfertigung bekannt, bei dem die auf Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläute-known in semiconductor manufacture, in which the on Fig. 2 is a schematic representation for explaining

dem Substrat und auf der Maske vorhandenen Struk- rung des Prinzips zur Ausrichtung von Mustern, türen selbst durch Erzeugung zweier Beugungsgitter F i g. 3 eine fotografische Darstellung der Musterthe substrate and the structure of the principle for the alignment of patterns present on the mask, doors themselves by creating two diffraction gratings F i g. 3 is a photographic representation of the patterns

und deren Interferenzbildung zur gegenseitigen Aus- as nach F i g. 1A und 1B im überlagerten Zustand und richtung herangezogen werden. Dieses Verfahren F i g. 4 eine Ansicht eines Musters mit den Merkarbeitet jedoch nur dann, wenn auf beider» Träger- malen einer weiteren Ausführungsform, elementen (Substrat und Maske) sich periodisch wie- Die Fig IA und IB zeigen die zur Ausrichtungand their formation of interference for mutual balance as shown in FIG. 1A and 1B in the superimposed state and direction can be used. This method F i g. 4 a view of a pattern with the memo only works if on both »carrier paints of a further embodiment, elements (substrate and mask) periodically as- Figures IA and IB show the alignment

derholende Strukturen vorhanden sind. Nur dann dienenden Musterteile von Fotoätz-Masken zur Verwerden sich die erforderlichen Kreuzgitter-Beugungs- 30 Wendung bei der Herstellung einer Halbleitereinrichsysteme ergeben, die für die Interferenzbildung erfor- tung. Zur Vereinfachung der Beschreibung sind die derlich sind. Ferner müssen die auf den beiden Trä- Muster für die Schaltungsteile weggelassen, gerelementen vorhandenen Strukturen ähnlich sein, Der in F i g. 1 gezeigte Ausrichtungs-Musterteil derrepetitive structures are in place. Only then are sample parts of photo-etched masks used to produce the necessary cross-grating diffraction turns in the manufacture of a semiconductor device system that is required for the formation of interference. To simplify the description, the that are. Furthermore, the patterns for the circuit parts on the two trays must be omitted, ger elements be similar to existing structures, the in F i g. 1 shown alignment pattern part of

damit auch die von den beiden Mustern erzeugten Fotoätz-Maske besteht aus einem ersten Hilfsmuster Beugungs-Kreuzgitter ähnlich sind und zur Inter- 35 13 zur Grobausrichtung, einem in der Zählung der ferenz gebracht werden können. Ansprüche dritten Hilfsmuster 11 zur Feinausrich-thus also the photo-etched mask generated by the two patterns consists of a first auxiliary pattern Diffraction cross gratings are similar and used to inter- 35 13 for rough alignment, one in the count of the reference can be brought. Claims third auxiliary pattern 11 for fine alignment

Aufgrund der Tatsache, daß mit den von den tung, einem vierten Hilfsmuster 15 zur Feinausrich-Strukturen auf den Trägerelementen gebildeten ahn- tung sowie Bezugslinien 12 und 16. Das dritte Muster liehen und periodischen Mustern selbst gearbeitet 11 besteht aus einer Vielzahl von zueinander parallewird, ergibt sich bei dem bekannten Verfahren eine 40 len Streifen 17. Das vierte Muster 15 besteht ebenweitere Schwierigkeit insofern, als im Moment der falls aus einer Vielzahl von zueinander parallelen gewünschten exakten Fluchtung der beiden Muster Streifen 14, die senkrecht zu den Streifen 17 des dritdie Richtungen der durch Beugung gebildeten Kreuz- ten Musters 11 verlaufen.Due to the fact that with the information formed by the device, a fourth auxiliary pattern 15 for fine alignment structures on the carrier elements, as well as reference lines 12 and 16. The third pattern borrowed and periodic patterns themselves worked 11 consists of a plurality of mutually parallel, results in the known method a 40 len strip 17. The fourth pattern 15 is also further difficulty insofar as at the moment the case of a plurality of mutually parallel desired exact alignment of the two pattern strips 14, which run perpendicular to the strips 17 of the third the directions of the cross pattern 11 formed by diffraction.

gitter übereinstimmen. Bei exakter Fluchtung sollen Der in F i g. 1B gezeigte Ausrichtungs-Musterteilgrid match. In the case of exact alignment, the in F i g. Alignment pattern part shown in Fig. 1B

ja die Strukturrichtungen parallel zueinander verlau- 45 der Fotoätz-Maske umfaßt ein zweites Hilfsmuster fen, so daß keine Interferenzstreifen mehr auftreten. 18 zur Grobausrichtung, ein fünftes Hilfsmuster 19 Das bekannte Verfahren arbeitet also damit, daß die zur Feinausrichtung und ein sechstes Hilfsmuster 21 durch Überlagerung der beiden Mus'er bei zunächst zur Feinausrichtung. Das fünfte Muster 19 besteht fehlerhafter Fluchtung gebildeten Interferenzstreifen aus einer Vielzahl von zueinander parallelen Streifen durch relative Verschiebung und Drehung zum Ver- 50 22, während das sechste Muster 21 ebenfalls aus schwinden gebracht werden. Dies bedeutet aber, daß einer Vielzahl von zueinander parallelen Streifen 20 die Interferenzstrcfen um so weitere Abstände auf- besteht, die die Streifen 22 des fünften Musters 19 weisen und um so schwächer kontrastieren, je ge- rechtwinklig schneiden.yes, the structure directions run parallel to one another. The photo-etched mask includes a second auxiliary pattern fen so that no more interference fringes occur. 18 for rough alignment, a fifth auxiliary sample 19 The known method thus works with the fact that the fine alignment and a sixth auxiliary pattern 21 by superimposing the two mus'ers at first for fine alignment. The fifth pattern 19 consists Incorrect alignment formed interference fringes from a plurality of mutually parallel strips by relative displacement and rotation to the 50 22, while the sixth pattern 21 is also off to dwindle. However, this means that a plurality of strips 20 parallel to one another The spacing between the interference stripes and the stripes 22 of the fifth pattern 19 point and contrast all the more weakly, each cut at right angles.

nauer die Fluchtung wird. Eine völlig genaue Aus- Die dritten und vierten Muster 11,15 zur Feinausrichtung ist daher nicht mit Sicherheit zu erreichen. 55 richtung sind an solchen Stellen angeordnet, daß siethe alignment becomes more precise. A completely precise alignment cannot therefore be achieved with certainty. The third and fourth patterns 11, 15 for fine alignment. 55 direction are arranged in such places that they

Ein drittes Problem bei dem bekannten Verfahren dann, wenn die Muster 13 und 18 zur Grobausrichist darin zu sehen, daß dort keinerlei Mittel zur Grob- tung vollkommen miteinander fluchten, sich in ihrer ausrichtung vorhanden sind. Daher kann es leicht Dimensionen mindestens teilweise den fünften unc vorkommen, daß die periodischen Muster auf den sechsten Mustern 19 und 21 mit Ausnahme der Rieh beiden Trägerelementen zwar so genau wie eben 60 tungen der Streifen überlagern, möglich aufeinander ausgerichtet, aber um ein oder Der Abstand der Bezugslinien 12 ist gleich denA third problem with the known method, when the patterns 13 and 18 for rough alignment is to be seen in the fact that there no means for roughing are completely in alignment with one another alignment are in place. Therefore it can easily have dimensions at least partially the fifth unc it happens that the periodic patterns on the sixth patterns 19 and 21 with the exception of the Rieh overlay both carrier elements as precisely as 60 lines of the strips, possibly aligned with one another, but by one or The distance between the reference lines 12 is equal to the

mehrerer Perioden versetzt sind. Abstand zwischen den Interferenzstreifen, die durclseveral periods are offset. Distance between the interference fringes, the durcl

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine die Interferenz des Lichts zwischen dem dritten Mu noch exaktere gegenseitige Ausrichtung von Mustern ster 11 und dem fünften Muster 19 entstehen. Ii zu gewährleisten, ohne den Mustern selbst irgend- 65 ähnlicher Weise ist der Abstand zwischen den Be welche Beschränkungen aufzuerlegen. zugslinien 15 gleich dem Abstand zwischen den InThe invention is based on the object of the interference of light between the third Mu even more exact mutual alignment of patterns ster 11 and the fifth pattern 19 arise. Ii The distance between the Be what restrictions to impose. pull lines 15 equal to the distance between the In

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt nach der Lehre terferenzstreifen, die durch die Interferenz des Licht des Patentanspruchs 1. Danach arbeitet die Erfindung zwischen dem vierten Muster 15 und dem sechstelThe solution to this problem takes place according to the doctrine of interference fringes, which are caused by the interference of light of claim 1. Thereafter, the invention works between the fourth pattern 15 and the sixth

5 65 6

Muster 21 gebildet werden. Die Bezugslinien 12 und ±3 μ ist, lassen sich die Lagen der geraden LinieiPattern 21 can be formed. The reference lines 12 and ± 3 μ, the positions of the straight line i

16 sind an Stellen angeordnet, die sehr nahe an dem 14 und 20 relativ zueinander mit einer äquivalenter16 are arranged at locations very close to the 14 and 20 relative to each other with an equivalent

dritten Muster 11 bzw. dem vierten Muster 15 liegen. Genauigkeit von ±0,3 μ beobachten. Wie für derthird pattern 11 and fourth pattern 15 respectively. Observe an accuracy of ± 0.3 μ. As for the

Jedes der Muster zur Feinausrichtung besteht aus Fachmann verständlich, ist also durch die VerwenEach of the fine alignment patterns can be understood by those skilled in the art, that is, by use

einem Oxidfilm auf einem Halbleitersubstrat, wobei 5 dung von Ausrichtungsmustern zur Erzeugung voran oxide film on a semiconductor substrate, wherein alignment patterns are formed for production

durch Ätzen erzielte dicke und dünne Abschnitte pe- Interferenzstreifen eine Ausrichtung möglich, die gethick and thin sections achieved by etching pe interference fringes an alignment possible that ge

riodisch angeordnet sind, oder aus einem Oxidfilm, nauer ist als das Auflösungsvermögen eines optischerriodically arranged, or made of an oxide film, is more precise than the resolving power of an optical one

bei dem an den Seiten der dicken Abschnitte Ab- Mikroskops.in the case of the ab microscope on the sides of the thick sections.

schrägungen vorgesehen sind. In alternativer Aus- Die von dem dritten Muster 11 und dem fünfterbevels are provided. In an alternative embodiment, the third pattern 11 and the fifth

führung können diese Muster jeweils aus einem Oxid- io Muster 19 zur Feinausrichtung gebildeten InterfeThese patterns can be guided in each case from an oxide pattern 19 for fine alignment

film bestehen, bei dem die Oberfläche des Halb- renzstreifen bewegen sich in der V-Richtung, wenrfilm in which the surface of the half-border strip move in the V-direction, wenr

leitersubstrats periodisch freigelegt ist, wobei die frei- das Muster 19 in der Α-Richtung bewegt wird. AnConductor substrate is periodically exposed, the free pattern 19 is moved in the Α direction. On

gelegten Abschnitte durch eine zeitlich lange Ätzung dererseits bewegen sich die von dem vierten MusteiThe sections laid by a temporally long etching on the other hand move those of the fourth pattern

erzielt werden. Ferner können die Muster jeweils 15 und dem sechsten Muster 21 zur Feinausrichtunjbe achieved. Furthermore, the patterns 15 and the sixth pattern 21 can be used for fine alignment

aus abwechselnden Streifen von Aluminium- und 15 gebildeten Interferenzstreifen in der A-Richtungalternating strips of aluminum and 15 interference fringes in the A direction

Oxidfilm bestehen, die dadurch erreicht werden, daß wenn das Muster 21 in der K-Richtung bewegt wirdThere are oxide films obtained by moving the pattern 21 in the K direction

Aluminium aufgedampft und danach selektiv geätzt Im folgenden soll das Verfahren zur AusrichtungVapor-deposited aluminum and then selectively etched. The following describes the alignment process

wird. Jedenfalls bestehen die Muster zur Feinausrich- von mit den obigen Ausrichtungsmustern arbeitenderwill. In any case, the fine alignment patterns exist to work with the above alignment patterns

tung aus Paaren von Streifen, die unterschiedliche Fotoätz-Masken anhand von Fig. IA und 1 B bedevice of pairs of strips, the different photo-etched masks with reference to Fig. IA and 1B be

optische Weglängen aufweisen oder in der Lichtinten- 20 schrieben werden.Have optical path lengths or are written in the light ink 20.

sität periodisch differieren. Zunächst werden die Muster 13 und 18 zur Grob Zum leichteren Verständnis der Erfindung sollen ausrichtung mit einer Dimensionsgenauigkeit aus im folgenden Interferenzbilder beschrieben werden, gerichtet, die exakter ist als der Abstand a (= 2 W wie sie von einem Paar von Mustern 15 und 21 zur zwischen den Mittellinien der jeweils benachbarter Feinausrichtung erzeugt xverden. 25 Streifen. Sodann wird das Intervall der von derr Fig. 2 zeigt einen Zustand, in dem die Streifen 14 dritten Muster 11 und dem fünften Muster 19 zui und 20 miteinander fluchten. Zur Vereinfachung der Feinausrichtung gebildeten Interferenzstreifen gleich Erläuterung sind die Streifen 14 und 20 durch die dem Intervall der Bezugslinien 12 gemacht, während jeweiligen Mittellinien 14' und 20' angegeben. das Intervall der von dem vierten Muster 15 und Die Breite jedes Streifens der exakt miteinander 30 dem sechsten Muster 21 zur Feinausrichtung erzeugfluchtenden Muster sei dabei gleich W, der Abstand ten Interferenzstreifen gleich dem Intervall der Bezwischen den Streifen ebenfalls gleich W, der Ab- zugslinien 16 gemacht wird. Danach werden die stand zwischen den Mittellinien gleich α = 2W, und Fotoätz-Masken derart bewegt und ausgerichtet, daß der zwischen den Streifen 14 und 20 gebildete Win- die hellen (oder dunklen) Bereiche des von den dritkel Θ. 35 ten und fünften Mustern 11, 19 erzeugten Interfein F i g. 2 ist eine strichpunktierte Linie 23 als renzbildes mit den Bezugslinien 12 und die heller Bezugslinie eingezeichnet, die die Mittellinie 20' (oder dunklen) Bereiche des von den vierten und rechtwinklig schneidet. Von den geraden Linien 14 sechsten Mustern 15 und 21 gebildeten Interferenz- und 20 wird ein Interferenzbild erzeugt, bei denen bildes mit den Bezugslinien 16 koinzidieren. die Mittellinie eines dunklen Bereichs jeweils auf 40 Dadurch, daß die Intervalle zwischen den Intereiner der strichpunktierten Linien 24 liegt, während ferenzstreifen gleich den Intervallen zwischen den die Mittellinie eines hellen Bereichs jeweils auf einer Bezugslinien gemacht werden, wird eine Korrekturder strichpunktierten Linien 25 Hegt. Das Interferenz- verschiebung in der Dreh- (bzw. Winkel-) Richtung bild weist dabei helle und dunkle Streifen auf, die in zwischen der Fotoätz-Maske und dem Halbleitersubeiner gegenüber der Linie 23 um den Winkel Θ/2 45 strat vorgenommen, dadurch, daß die hellen (oder versetzten Richtung verlaufen. dunklen) Bereiche der Interferenzbilder in Koinzi- Es sei angenommen, daß der Abstand dm der In- denz mit den Bezugslinien gebracht werden, werden terferenzstreifen der folgenden Gleichung genügt: Korrekturverschiebungen in den X- und K-Richtun-periodically differ. First of all, the patterns 13 and 18 will be roughly For a better understanding of the invention, the alignment will be described with a dimensional accuracy from the following interference images, which is more exact than the distance a (= 2 W as determined by a pair of patterns 15 and 21 to 2 shows a state in which the stripes 14, the third pattern 11 and the fifth pattern 19 are aligned with each other. To simplify the fine adjustment The interference fringes formed equal to the explanation are the fringes 14 and 20 made by the interval of the reference lines 12, indicated during respective center lines 14 'and 20' for fine alignment of the pattern that is in alignment with the product is equal to W, the spacing of the interference line If equal to the interval between the strips, also equal to W, the peel lines 16 are made. Then the stand between the center lines equal to α = 2W, and photo-etched masks are moved and aligned in such a way that the win- ding formed between the strips 14 and 20 the light (or dark) areas of the third Θ. 35 th and fifth patterns 11, 19 generated interfine F i g. 2, a dash-dotted line 23 is drawn as a reference image with the reference lines 12 and the light reference line which intersects the center line 20 '(or dark) areas of the fourth and at right angles. From the straight lines 14 sixth patterns 15 and 21 formed interference and 20 an interference image is generated, in which image with the reference lines 16 coincide. the center line of a dark area each to 40 By making the intervals between the intersections of the chain-dotted lines 24 while making reference stripes equal to the intervals between which the center line of a light area are made on a reference line, a correction of the chain-dotted lines 25 is made. The interference shift in the rotational (or angular) direction image has light and dark stripes, which are made between the photo-etched mask and the semiconductor substrate by the angle Θ / 2 45 strat with respect to the line 23, as a result, terferenzstreifen be that the light (or offset direction extending dark.) areas of the interference pattern in Koinzi- It is assumed that the distance dm of the home tendency with the reference lines brought to the following equation: correction displacements in the X and K Directional

gen zwischen der Fotoätz-Maske und dem Halbleiter-between the photo-etched mask and the semiconductor

_ 50 substrat bewirkt_ 50 substrate causes

dm — — cosec —. In F i g. 3 ist eine Foto-Wiedergabe nach der Aus- dm - - cosec -. G in F i. 3 is a photo playback after the

2 2 richtung gezeigt Wiesich aus Fig. 3 ergibt, sind die2 2 direction shown What is shown in Fig. 3, are the

Nimmt man an, daß β «ein ist, so läßt sich SSSÄn dSS5S£. ΑίΑίΕAssuming that β «is a, SSSÄn dSS5S £. ΑίΑίΕ

■iß■ eat 55 reiche der Interferenzbilder koinzidieren mit den55 regions of the interference images coincide with the

—cosec — = cosec θ - cosec - = cosec θ Bezugslinien.Reference lines.

2 2 Zar Herstellung einer integrierten Halbleiterschal-. tang ist eine Anzahl von Verfahrensschritten zur Ersetzen, und dannt wird zeugung der eingebetteten Schichten, Isolationen, j. _n .. ,„,„ ⁶° Basiszonen, Emitterzonen, Elektrodenzonen, Verton = e-cosecβ = aM = 2WM. 2 2 Zar manufacture of an integrated semiconductor switch. tang is a number of process steps to replace, and then creation of the embedded layers, insulation, j. _n .., "," ⁶ ° base zones, emitter zones, electrode zones, Verton = e-cosecβ = aM = 2WM. drahtungen u. dgl. erforderöch. Bei jedem dieserWiring and the like required. With each of these

Verfahrensschritte wird die Fotoätz-Maske mit dem Halbleitersubstrat ausgerichtet Hohe Präzision istProcess steps, the photo-etched mask is aligned with the semiconductor substrate, which is high precision

Der Abstand zwischen den Interferenzstreifen wird jedoch nicht für jede Ausrichtung erforderlich; viel-However, the spacing between the interference fringes is not required for every orientation; a lot-

also auf das 2 Af-fache der Streifenbreite bzw. das 65 mehr genügt gelegentlich eine Ausrichtung, die nurSo to 2 Af times the strip width or 65 more is occasionally sufficient an alignment that only

M-fache des Streifenintervalls ausgedehnt mit den Mustern zur Grobausrichtung arbeitet InM times the stripe interval expanded with the rough alignment patterns works In Selbst unter der Annahme, daß Af = 10 und die solchen Fällen braucht die Erfindung nicht ange-Even assuming that Af = 10 and such cases, the invention does not need to Bedbachtungsgenauigkett für die Interferenzstreifen wandt zu werden. Dagegen ist jedoch eine Ausrich-Precise consideration for the interference fringes to be applied. On the other hand, however, an alignment

tung mit hoher Genauigkeit innerhalb 0,5 μ etwa ein- oder zweimal erforderlich, nämlich beispielsweise um Kontaktlöcher für Emitter- und Basiselektroden vorzusehen, um die Elektroden für Emitter und Basis aufzulegen, oder um die Gate-Metallschicht bei MOS-Transistoren u. dgl. anzubringen.with high accuracy within 0.5 μ approx. or twice required, for example to provide contact holes for emitter and base electrodes, to place the electrodes for the emitter and base, or to add the gate metal layer To attach MOS transistors and the like.

Für das in F i g. 1A und 1B gezeigte Ausführungsbeispiel seien folgende konkrete Werte angegeben. Die Breite der einzelnen Streifen der Muster zur Feinausrichtung sowie der Abstand zwischen den Streifen (jeweils mit W bezeichnet) ist 3 μ. Die Länge L₁ der Muster zur Feinausrichtung beträgt 240 μ, während die Breite L₂ gleich 51 μ ist. Das Intervall der Bezugslinien beträgt 60 μ. Dabei wird M (wie oben spezifiziert) gleich 10. Selbst wenn also die Ausrichtungsmuster in den Bereich der Einheitsschaltung aufgenommen werden, wird der Flächenbedarf deshalb nicht stark erhöht. Bei der praktischen Herstellung von integrierten Halbleiterschaltungen werden gewöhnlich Schnittbereiche zum Trennen der Einheitsschaltungen vorgesehen. Da die Breite dieser Schnittbereiche ungefähr 100 μ beträgt, kann das Ausrichtungsmuster sogar ohne jeden Nachteil in diesem Bereich angeordnet werden.For the in FIG. 1A and 1B, the following specific values are given. The width of the individual stripes of the pattern for fine alignment and the distance between the stripes (each denoted by W ) is 3 μ. The length L _{1 of} the pattern for fine alignment is 240 μ, while the width L ₂ is 51 μ. The interval of the reference lines is 60 μ. In this case, M (as specified above) becomes equal to 10. Therefore, even if the alignment patterns are included in the area of the unit circuit, the area requirement is not much increased. In the practical manufacture of semiconductor integrated circuits, cut portions are usually provided for separating the unit circuits. Since the width of these intersecting areas is approximately 100μ, the alignment pattern can be arranged even in this area without any disadvantage.

Im folgenden soll ein konkretes Ausführungsbeispiel beschrieben werden, bei dem die vorliegende Erfindung zur Erzeugung von G aAs-Feldeffekttransistoren mit Schottky-Sperrschicht nach dem Fotoätz-Verfahren angewandt wurde.In the following, a specific embodiment will be described in which the present Invention for the production of G aAs field effect transistors with Schottky barrier layer was applied by the photo-etching process.

Zum Aufbringen der Gate-Metallschicht zwischen Source und Drain jedes Transistors, wobei der Abstand zwischen Source und Drain 3 μ und die Gate-Breite 1 μ betrugen, wurden Breite und Abstand W der Streifen zur Erzeugung von Interferenzbildern mit 3 μ und dm mit 60 μ (M = 10, θ = 5 44") gemäß F i g. 1A und 1B gewählt. Dabei wurde ein Mikroskop mit 18Ofacher Vergrößerung verwendet. Der Druckvorgang wurde mit einer herkömmlichen Druckeinrichtung des Kontakt-Typs vorgenommen. Die Genauigkeit der Ausrichtung betrug dabei ± 0,3 μ.To apply the gate metal layer between the source and drain of each transistor, the distance between source and drain being 3 μ and the gate width being 1 μ, the width and spacing W of the strips for generating interference patterns were 3 μ and dm were 60 μ (M = 10, θ = 5 44 ") as shown in Figs. 1A and 1B. A microscope of 180 magnification was used. Printing was carried out with a conventional contact-type printer. The alignment accuracy was ± 0.3 µ.

Da der Fluchtungsfehler (pitch error) der Einheitsschaltungs-Bereiche der verwendeten Fotoätz-Masken ±0,25 μ beträgt, war die Genauigkeit der Ausrichtung äußerst hoch.Because the pitch error of the unit circuit areas of the photo-etched masks used is ± 0.25 μ, the accuracy of the alignment was extremely high.

Die in dem Beispiel verwendeten Fotoätz-Masken gehören unter den gegenwärtig verfügbaren Masken zu den hoch-genauen. Durch weitere Erhöhung der Genauigkeit der Fotoätz-Masken läßt sich die Genauigkeit der Fluchtung weiter steigern. The photo-etched masks used in the example are among the most highly accurate masks currently available. The accuracy of the alignment can be further increased by further increasing the accuracy of the photo-etched masks.

Wie im Zusammenhang mit dem obigen Beispiel erläutert, kann die Genauigkeit genügend gesteigert werden, bei dem als Geräte zur Ausrichtung der Muster ähnliche Einrichtungen wie gemäß dem Stand der Technik verwendet werden.As explained in connection with the above example, the accuracy can be increased sufficiently in which the devices for aligning the patterns are similar to those according to State of the art can be used.

In dem obigen Ausführungsbeispiel sind die Streifenbreiten sämtlicher Muster 11, 15, 19 und 21 zur Feinausrichtung sowie die Abstände zwischen diesen Streifen gleich. Es ist jedoch nicht erforderlich, die Muster zur Feinausrichtung aus Streifen nur derartiger Breiten aufzubauen. Vielmehr können auch Muster verwendet werden, bei denen der Abstand a zwischen den Mittellinien der Streifen fest ist, während die Breite der Streifen des dritten Musters 11 und die Breite der Streifen des fünften Musters 19 einerseits sowie die Breite der Streifen des vierten Musters IS und die Breite der Streifen des sechsten Musters 21 voneinander verschieden sind. Beispielsweise ist es möglich, als dritte und vierte Muster die in F i g. 1 A gezeigten zu verwenden, während als fünfte und sechste Muster die in F i g. 4 gezeigten Muster benutzt werden, bei denen die Breite der Streifen größer ist als bei den Streifen der in F i g. 1 A gezeigten Muster. In diesem Falle ist die Breite jedes hellen Bereichs der von den Mustern zur Feinausrichtung nach Fig. IA und den Mustern zur Feinausrichtung nach F i g. 4 gebildeten Interferenzbilder In the above embodiment, the stripe widths of all patterns 11, 15, 19 and 21 for fine alignment and the distances between these stripes are the same. However, it is not necessary to build the fine alignment patterns from strips of only such widths. Rather, patterns can also be used in which the distance a between the center lines of the strips is fixed, while the width of the strips of the third pattern 11 and the width of the strips of the fifth pattern 19 on the one hand and the width of the strips of the fourth pattern IS and the Width of the stripes of the sixth pattern 21 are different from each other. For example , it is possible to use the third and fourth patterns shown in FIG. 1A, while the fifth and sixth patterns shown in FIG. 4 can be used, in which the width of the stripes is greater than that of the stripes in FIG. 1 A shown pattern. In this case, the width of each bright area is that of the fine alignment patterns of FIG. 1A and the fine alignment patterns of FIG. 4 formed interference images

ίο schmäler als die Breite der einzelnen hellen Bereiche der von den Mustern nach F i g. 1 A mit den Mustern nach Fig. IB gebildeten Interferenzbilder. Wird also die Fotoätz-Maske anhand der schmaleren hellen Bereiche der Interferenzbilder ausgerichtet, so wird die Genauigkeit der Fluchtung größer, als wenn zur Ausrichtung breitere helle Bereiche verwendet werden.ίο narrower than the width of the individual light areas that of the patterns according to FIG. 1 A with the patterns of Fig. IB formed interference images. So if the photo-etched mask is aligned on the basis of the narrower bright areas of the interference images, so the accuracy of the alignment is greater than if wider bright areas are used for alignment will.

Werden andererseits anstelle der Muster zur Feinausrichtung gemäß Fig. IB Muster mit Streifen ver-If, on the other hand, instead of the patterns for fine alignment according to Fig. 1B, patterns are provided with stripes.

ao wendet, die schmaler sind als die Streifen der in Fig. IA gezeigten Muster, so sind die einzelnen hellen Bereiche der von solchen Mustern gebildeten Interferenzbilder breiter als die hellen Bereiche der mit den Mustern gemäß Fig. IA und 1 B erzeugten Interferenzbilder. Demgegenüber sind die einzelnen dunklen Bereiche schmaler. Wird daher die Fotoätz-Maske anhand der schmaleren dunklen Bereiche der Interferenzbilder ausgerichtet, so wird wiederum die Genauigkeit der Fluchtung größer als wenn die breiteren dunklen Bereiche zur Ausrichtung herangezogen werden.ao applies, which are narrower than the strips of the pattern shown in Fig. IA, so are the individual bright areas of the interference images formed by such patterns are wider than the bright areas of the generated with the patterns according to FIGS. 1A and 1B Interference images. In contrast, the individual dark areas are narrower. Hence the photo-etched mask aligned using the narrower dark areas of the interference images, the Alignment accuracy greater than when the wider dark areas were used for alignment will.

Ist das Intervall α zwischen den Streifen der jeweiligen Muster zur Feinausrichtung fest und wird die Streifenbreite dieser Muster erhöht, so lassen sich die einzelnen hellen Bereiche schmaler machen. Wird dagegen die Streifenbreite unter der angegebenen Bedingung für α verkleinert, so lassen sich die einzelnen dunklen Bereich schmaler machen. Auf diese Weise kann, wie oben beschrieben, die Genauigkeit der Fluchtung erhöht werden.If the interval α between the strips of the respective patterns for fine alignment is fixed and the strip width of these patterns is increased, the individual light areas can be made narrower. If, on the other hand, the stripe width is reduced under the specified condition for α , the individual dark areas can be made narrower. In this way, as described above, the accuracy of the alignment can be increased.

In den obigen Ausführungsbeispielen sind zwar die Breiten zwischen den Streifen der jeweiligen Muster zur Feinausrichtung gleich; es lassen sich jedoch auch Muster verwenden, bei denen die Breiten zwisehen den Streifen voneinander verschieden sind. Insbesondere können die Breiten zwischen den Streifen der dritten und fünften Muster zur Feinausrichtung voneinander verschieden gemacht werden. Ebenso können die Breiten zwischen den Streifen der vierten und sechsten Muster zur Feinausrichtung voneinander verschieden gewählt werden. Wird jedoch die Breite zwischen den Streifen erhöht, so nimmt dei Kontrast des Interferenzbildes ab. In the above embodiments, although the widths between the stripes of the respective patterns for fine alignment are the same; however, patterns can also be used in which the widths between the strips are different from one another. In particular, the widths between the stripes of the third and fifth patterns for fine alignment can be made different from each other. Likewise , the widths between the strips of the fourth and sixth patterns for fine alignment can be selected to be different from one another. However, if the width between the strips is increased, the contrast of the interference pattern decreases.

In den obigen Ausführungsbeispielen verlaufen di<In the above exemplary embodiments di <

Streifen des dritten Musters zur Feinausrichtung unc die des vierten Musters zur Feinausrichtung recht winklig zueinander; die vorliegende Erfindung be schränkt sich jedoch nicht auf diese Richtungen. Da: gleiche gilt auch für die Streifen der fünften un<Stripes of the third pattern for fine alignment and those of the fourth pattern for fine alignment right at an angle to each other; however, the present invention is not limited to these directions. There: the same also applies to the stripes of the fifth un <

sechsten Muster. Erforderlich ist nur, daß die Rieh tung der Streifen des dritten Musters und die de Streifen des fünften Musters einerseits sowie die ii Richtung der Streifen der vierten und die Richtun der Streifen des sechsten Musters andererseits nidi jeweils identisch sind. Je geringer der Unterschied i den Streifenrichtungen ist, desto größer wird das In tervall zwischen den Interferenzstreifen. Ein gerir ger Unterschied in den Streifenrichtungen ist dahc sixth pattern. It is only necessary that the direction of the stripes of the third pattern and the de stripes of the fifth pattern on the one hand and the direction of the stripes of the fourth and the direction of the stripes of the sixth pattern on the other hand are not identical. The smaller the difference i in the stripe directions, the greater the interval between the interference stripes. There is therefore a slight difference in the direction of the stripes

709 617/2;709 617/2;

zur Vergrößerung der Genauigkeit der Fluchtung
zweckmäßig.to increase the accuracy of the alignment
expedient.

Die obigen Ausführungsbeispiele befassen sich mit
der Anwendung der Erfindung bei der Herstellung
von integrierten Halbleiterschaltungen. Die Erfin-The above embodiments deal with
the use of the invention in manufacture
of integrated semiconductor circuits. The Invention

dung beschränkt sich jedoch nicht auf solche Anwendungsfälle; vielmehr läßt sie sich allgemein dort einsetzen, wo es auf die genaue und einfache Lageausrichtung winziger einander überlagerter Muster ankommt.training is not limited to such use cases; rather, it can generally be found there insert where it is needed for precise and easy positional alignment of tiny superimposed patterns arrives.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the first. Auxiliary pattern (13) is larger than the second auxiliary pattern (18). 7. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the width of the strips (17) of the third auxiliary pattern (11) is less than the width of the strips (22) of the fifth auxiliary pattern (19). 8. Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the width of the strips (14) of the fourth pattern (15) is less than the width of the strips (20) of the sixth pattern (21). 9. A method for aligning the pattern on a first carrier element with respect to a predetermined pattern on a second carrier element using the arrangement according to the preceding claims, wherein the two patterns are initially roughly aligned and then finely aligned while observing interference images, characterized in that for Coarse alignment, the first auxiliary pattern is brought into alignment with the second auxiliary pattern, that the interference images for fine adjustment are generated by superimposing the third auxiliary pattern with the fifth auxiliary pattern and the fourth auxiliary pattern with the sixth auxiliary pattern, so that two different interference images are generated, and that the interference fringes are adjusted by relative movement of the pattern to be aligned in their intervals according to the reference pattern. Patent claims:

1. Arrangement for aligning patterns on carrier elements with one on a first Support element arranged first auxiliary pattern for rough alignment and one on a second Carrier element arranged second auxiliary pattern for rough alignment, characterized in that that on the first carrier element a third auxiliary pattern (11) for fine alignment, which comprises a plurality of mutually parallel strips (17) at equal intervals, and a fourth auxiliary pattern (15} for fine tuning, the a plurality of mutually parallel strips (14) at equal intervals comprises, are arranged, wherein the strips (14, 17) of the third and fourth auxiliary pattern (11, 15) have different directions that a fifth ao Auxiliary pattern (19) is arranged for fine alignment at a point at which it is with the third Auxiliary pattern (11) superimposed when the two auxiliary patterns (13, 18) for rough alignment overlay, the fifth auxiliary pattern as (19) mutually parallel strips (22) with the same Spaces, the direction of which differs from the direction of the stripes (17) of the third auxiliary pattern (11) differs in that there is also a sixth auxiliary pattern (21) on the second carrier element for fine alignment is arranged at a point where it is the fourth auxiliary pattern (15) superimposed when the two auxiliary patterns (13, 18) superimpose one another for rough alignment, wherein

the sixth auxiliary pattern (21) 35 parallel to one another

Strips (20) at equal intervals, the direction of which differs from the direction of the stripes (14) of the fourth auxiliary pattern (17) differs, and that

in the vicinity of the third or the fifth auxiliary The invention relates to an arrangement according to

pattern (11; 19) a first reference pattern (12) 40 preamble of claim 1 and a ver and in the vicinity of the fourth or the sixth drive according to the preamble of claim 9. Auxiliary pattern (15; 21) a second reference pattern The invention is found particularly in the production

(16) is arranged. application of integrated semiconductor

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that. For example, if an integrated semiconductor is identified, that the strips (17) of the third 45 circuit made by the photo-etching process, Auxiliary pattern (11) at right angles to the stripes so in general several types of photo

Etch masks used. The respective photo-etched masks serve, among other things, to define base emitter zones and to lay conduction paths.
When forming an emitter zone at a specific location within a base zone, it is necessary that the relative positions between a semiconductor crystal substrate, in which the base zone is formed, and a photo-etched mask, which has a pattern

of the fourth auxiliary pattern (15) and that the ab- 55 contains for the formation of the emitter zone, exactly on one another between the strips (22) of the fifth are aligned and that the pattern for Auxiliary pattern (19) equal to the distance between formation of the emitter zone on one on the substrate the strip (20) of the sixth auxiliary pattern (21) applied photoresist material is transferred, is. One alignment is of course not only

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that there are 60 between the masks for the base and emitter indicates that the distance between the also between the further to produce the in strips (17) of the third auxiliary pattern (11) using the same integrated circuit photo-etching masks the distance between the strips (22) of the five- necessary.

th auxiliary pattern (19). To facilitate such alignment,

5. Arrangement according to one of claims 1 65, the procedure is generally such that each photo is 4, characterized in that the size etching mask beforehand with a serving for alignment first auxiliary pattern (13) of the size of the pattern in addition to the pattern for the BiI-second Auxiliary pattern (18) is different. application of the respective element is provided.

(14) of the fourth auxiliary pattern (15) run, and that the stripes (22) of the third auxiliary pattern (19) run at right angles to the strips (20) of the sixth auxiliary pattern (21).

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the distance between the stripe (17) of the third auxiliary pattern (11) is equal to the distance between the stripes (14)