DE3305281A1

DE3305281A1 - Method of projection copying masks onto a workpiece

Info

Publication number: DE3305281A1
Application number: DE19833305281
Authority: DE
Inventors: Herbert E. Eschen Mayer
Original assignee: CENSOR PATENT- und VERSUCHS-ANSTALT VADUZ; Censor Patent und Versuchsanstalt
Current assignee: Perkin Elmer Censor Anstalt
Priority date: 1983-02-16
Filing date: 1983-02-16
Publication date: 1984-08-16

Abstract

A description is given of the special form of the alignment marks (8) on a semiconductor layer (6) which is to be photolithographically processed. The alignment marks (8) comprise the actual mark (8), which is dark in the alignment light, and a surrounding area (19) which is adjacent to the mark and bright in the alignment light and in which regions of different optical thickness alternate. <IMAGE>

Description

Verfahren zum Projektionskopieren von Mas-Procedure for projection copying of mass

ken auf ein Werkstück Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Projektionskopieren von Masken auf ein Werkstück, insbesondere auf ein Halbleitersubstrat zur Herstellung integrierter Schaltungen, wobei Maskenmuster mittels eines Belichtungslichtes über ein Projektionsobjektiv auf einer photoempfindlichen Schicht des Werkstückes abgebildet werden und zumindest vor der Belichtung eines bereits einmal markierten Werkstückes Ausrichtmuster der Maske und Justiermarken des Werk stückes relativ zueinander ausgerichtet werden, indem korrespondierende Justiermarken und Ausrichtmuster mittels vom Werkstück reflektierten Justierlichts ineinander abgebildet werden, wobei die Justiermarken aus der eigentlichen, im Justierlicht dunklen Marke und dem daran angrenzenden, im Justierlicht hellen Markenumfeld bestehen. on a workpiece The invention relates to a Method for projection copying of masks onto a workpiece, in particular onto a semiconductor substrate for the manufacture of integrated circuits, wherein mask patterns by means of an exposure light through a projection lens on a photosensitive Layer of the workpiece are imaged and at least before the exposure of a Already marked workpiece alignment pattern of the mask and alignment marks of the work piece are aligned relative to each other by corresponding Alignment marks and alignment patterns by means of alignment light reflected from the workpiece are mapped into one another, the alignment marks from the actual, in the alignment light dark brand and the adjacent brand environment that is bright in the adjustment light.

Bei der Herstellung von integrierten Schaltungen ist es unter anderem notwendig, daß auf mit einer photoempfindlichen Schicht überzogene, scheibenförmige Halbleitersubstrate Masken mit bestimmten mustern kopiert werden.In the manufacture of integrated circuits it is among other things necessary that on coated with a photosensitive layer, disc-shaped Semiconductor substrates masks with certain patterns can be copied.

Vor dem Kopiervorgang müssen zumindest dann, wenn das Substrat bereits Schaltungselemente aufweist, Maske und Substrat zueinander ausgerichtet werden, um die Abbildung an einem genau vorbestimmten Bereich durchführen zu können. Für diesen Ausrichtvorgang bringt man auf der Maske Ausrichtmuster an, welche beispielsweise die Form eines transparenten Fensters haben, während auf dem Halbleitersubstrat Justiermarken ausgebildet sind. Diese Justiermarken bestehen beispielsweise aus einer linienförmigen Kerbe in einer SiO2-Schich# des Halbleitersubstrates. Zur Bildung eines Ausrichtkriteriums werden korrespondierende Justiermarken und Ausrichtmuster mittels vom Werkstück reflektierten Justierlicht ineinander abgebildet.Before the copying process must at least if the substrate is already Having circuit elements, mask and substrate are aligned with one another, in order to be able to carry out the mapping on a precisely predetermined area. For This alignment process is applied to the mask for alignment patterns, for example have the shape of a transparent window while on the semiconductor substrate Alignment marks are formed. These alignment marks consist, for example, of a line-shaped notch in a SiO2 layer of the semiconductor substrate. For education Corresponding alignment marks and alignment patterns are an alignment criterion mapped into each other by means of adjustment light reflected from the workpiece.

Für die meisten visuell-manuellen Justierverfahren ist es bekannt, als Justierbeleuchtung polychromatisches Justierlicht zu verwenden. Die Lichtquelle ist dann beispielsweise eine Glühlampe oder eine Xenonlampe, sodaß das Spektrum des Justierlichts von etwa 500 nm bis ins Infrarote reicht.For most visual-manual adjustment methods it is known to use polychromatic adjustment light as adjustment lighting. The light source is then for example an incandescent lamp or a xenon lamp, so that the spectrum of the adjustment light ranges from around 500 nm to the infrared.

Grundsätzlich haftet dem Justieren mit polychromatischem Licht jedoch eine Reihe von Nachteile nach. Insbesondere deshalb, weil die Abbildungsleistung der für das Justieren verwendeten Objektive für monochromatisches Licht besser ist, verwendet man jedenfalls bei den meisten automatischen Justierverfahren Justierlicht mit einem relativ schmalen Spektrum (In der Größenordnung von einigen nm) Ein solches,bekanntes System verwendet für die Justierung die Belichtungslichtguelle, welche meist eine Quecksilberdampflampe ist. Als Justierlicht verwendet man entweder den schmalen Spektralbereich um 547 nm oder den Spektralbereich um 436 nm.Basically, however, adjustment with polychromatic light adheres after a number of disadvantages. Especially because of the imaging performance the objectives used for adjustment are better for monochromatic light, In any case, adjustment light is used in most of the automatic adjustment processes with a relatively narrow spectrum (of the order of a few nm) Such a well-known one The system uses the exposure light source for adjustment, which is usually a Mercury vapor lamp. Either the narrow one is used as an adjustment light Spectral range around 547 nm or the spectral range around 436 nm.

Hier tritt nun ein weiteres Problem auf: Justiert man mit Justierlicht bei 436 nm, so muß die Intensitzt von vorneherein sehr schwach sein. Dies liegt daran, daß die photoempfindliche Schicht auf der Halbleiter scheibe bei Wellenlängen unter 500 nm stark absorbierend bzw. empfindlich ist, jedoch durch das Justierlicht nicht vorbelichtet werden soll. Außerdem steigt der Brechungskoeffizient n der Schicht an, sodaß von vorneherein ein wesentlicher Justierlichtanteil an der Grenzfläche Luft/photoempfindliche Schicht reflektiert bzw. in der photoempfindlichen Schicht absorbiert wird und so zu einer Verschlechterung der Signalstärke des Justierungssignals beiträgt.Another problem now arises here: Adjustments are made with the adjustment light at 436 nm, the intensity must be very weak from the start. This lies in that the photosensitive layer on the semiconductor wafer at wavelengths is strongly absorbing or sensitive below 500 nm, but due to the adjustment light should not be pre-exposed. In addition, the refractive index n of the layer increases on, so that from the outset there is a substantial proportion of adjustment light at the interface Air / photosensitive layer reflects or in the photosensitive layer is absorbed and so to a deterioration in the signal strength of the adjustment signal contributes.

Als Ausweg bietet sich die Verwendung einer eigenen Justierlichtquelle mit schmalem Spektrum oder der Ubergang zum Spektralbereich um 547 nm an. Abgesehen davon, daß eine Justierlichtquelle einen gewissen konstruktiven Aufwand bedingt, tritt bei Beschränkung auf eine ganz bestimmte Justierwellenlänge nicht selten ein nachteiliges Phänomen auf. Dieses besteht darin, daß auf Grund von Interferenzerscheinungen nicht nur die eigentliche Marke, sondern auch deren Umfeld dem Betrachter dunkel erscheint sodaß die Marke nicht mehr bzw. nicht mehr mit hinreichendem Kontrast sichtbar ist. Die erwähnten Interferenzerscheinungen beruhen darauf, daß ein für die Herstellung integrierter Schaltkreise verwendbares Halbleitersubstrat optisch als reflektierender Körper aus Silizium aufgefaßt werden kann, der mit einer nur teilweise reflektierenden Schicht aus Siliziumdioxid und lichtempfindlichem Lack bedeckt ist. Wenn auch die Schichtdicken ein Vielfaches der Justierwellenlänge sind, kommt es doch wegen der großen Kohärenzlänge des Justierlichtes zur Auslöschung durch Interferenz der an der ersten und zweiten Grenzfläche reflektierten Strahlen.The way out is to use your own adjustment light source with a narrow spectrum or the transition to the spectral range around 547 nm. Apart from that from the fact that an adjustment light source requires a certain construction effort, not infrequently occurs when restricted to a very specific adjustment wavelength adverse phenomenon. This is because of interference phenomena not only the actual brand, but also its surroundings appear dark to the viewer so that the mark is no longer visible or no longer visible with sufficient contrast. The interference phenomena mentioned are based on the fact that a for the production Integrated circuits usable semiconductor substrate optically as reflective Body made of silicon can be understood with an only partially reflective Layer of silicon dioxide and photosensitive varnish is covered. Even if the Layer thicknesses are a multiple of the adjustment wavelength, it comes because of the large coherence length of the adjustment light for extinction by interference of the rays reflected from the first and second interfaces.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Projektionskopieren von Masken insbesondere auf ein Halbleitersubstrat dahingehend zu verbessern, daß weitgehend unabhängig von der Schichtenfolge auf dem Halbleitersubstrat ein intensitätsstarkes und kontrastreiches Justiersignal zum Ausrichten von Maske und Halbleitersubstrat relativ zueinander gegeben ist.The invention was therefore based on the object of a method for projection copying of masks in particular on a semiconductor substrate to the effect that largely independent of the sequence of layers on the semiconductor substrate, a high intensity and high-contrast alignment signal for aligning the mask and semiconductor substrate is given relative to each other.

Erfindungsgemäß wird gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß das Markenumfeld aus Bereichen mit mindestens zwei verschiedenen Werten der optischen Dicke besteht.According to the invention, the problem posed is achieved in that the brand environment consists of areas with at least two different values of the optical thickness.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß dann wenn für einen Teilbereich die zur Auslöschung führende Interferenzbedingung erfüllt ist, für wenigstens einen anderen Teilbereich keine Schwächung des reflektierten Lichtes auftritt. Eine Ausnahme, die natürlich zu vermeiden ist, bestünde dann, wenn sich die optische Dicke der, Teilbereiche um diskrete Werte unterscheidet, die einem Vielfachen der halben Wellenlänge des Justierlichtes entsprechen. Wenn sich die optische Dicke des Markenumfeldes in diskreten Schritten andert, ist vielmehr anzustreben, daß die verschiedenen Werte der optischen Dicke sich um ein ungeradzahliges Vielfaches eines Viertels der Wellenlänge des Justierlichtes unterscheiden. Im allgemeinen wird es schon aus herstellungstechnischen Gründen einfacher sein, eine stetige Veränderung der optischen Dicke der teilreflektierenden Schicht zu erzielen.This measure ensures that if for a sub-area the interference condition leading to cancellation is met for at least one no weakening of the reflected light occurs in the other sub-area. An exception, which should of course be avoided, would exist if the optical thickness of the Subranges differ by discrete values that are a multiple of half the wavelength of the adjustment light. If the optical thickness of the Brand environment changes in discrete steps, the aim is rather that the various values the optical thickness is an odd multiple of a quarter of the wavelength of the adjustment light. In general, it is based on manufacturing technology Reasons to be easier, a constant change in the optical thickness of the partially reflective Layer to achieve.

In diesem Fall ist lediglich darauf zu achten, daß die optische Dicke hinreichend verschiedene Werte einnin#iiat, sodaß im Markenumfeld neben dunklen Teilbereichen immer auch hinreichend viele helle Teilbereiche auftreten, Die Erfindung wird anschließend an Hand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.In this case it is only necessary to ensure that the optical thickness Sufficiently different values are included, so that in the brand environment next to dark ones Subareas always also a sufficient number of bright subareas occur, The invention will then be explained in more detail on the basis of examples with reference to the drawing explained.

Fig. 1 zeigt dabei in Schrägansicht die bekannte Anordnung der wesentlichsten Elemente einer Projektionskopiereinrichtung für die Herstellung integrierter Schaltungen, Fig. 1a das Schema eines Strahlenganges für eine Ausrichtmarke.Fig. 1 shows the known arrangement of the most essential in an oblique view Elements of a projection copier for the manufacture of integrated circuits, 1a shows the diagram of a beam path for an alignment mark.

Fig. 2a zeigt den Bereich einer Justiermarke vergrößert im Querschnitt, Fig. 2b die zugehörige Draufsicht und Fig. 2c das resultierende Justiersignal. Fig. 3 zeigt die Intensität des vom Markenumfeld reflektierten Lichtes in Abhängigkeit von der optischen Dicke der teilreflektierenden Deckschicht des Halbleitersubstrates.2a shows the area of an alignment mark enlarged in cross section, FIG. 2b shows the associated top view and FIG. 2c shows the resulting adjustment signal. Fig. 3 shows the intensity of the light reflected from the brand environment as a function on the optical thickness of the partially reflective cover layer of the semiconductor substrate.

Fig. 4a stellt die Draufsicht auf eine besonders günstige Markenkonfiguration dar, Fig. 4b und 4c stellen die zugehörigen Querschnitte nach den Linien I-I bzw.Fig. 4a shows the top view of a particularly favorable brand configuration , Fig. 4b and 4c show the associated cross-sections along the lines I-I and

II-II in Fig. 4a dar und Fig. 5a bis 5d beschreibt die wesentlichen Schritte des zugehörigen Herstellungsvorganges.II-II in Fig. 4a and Fig. 5a to 5d describes the essentials Steps of the associated manufacturing process.

In Fig. 1 sind die wesentlichen Bestandteile einer Projektionskopiereinrichtung für die Herstellung integrierter Schaltungen dargestellt. Sie besteht im wesentlichen aus einer Belichtungseinrichtung 1, einer Maskenbühne 4, einem Projektionsobjektiv 5 und einem Koordinatentisch 10. Die abzubildende Maske 2 liegt auf der Maskenbühne 4 in der Objektebene des Projektionsobjektives 5 auf, während das Halbleitersubstrat 6 in der Bildebene auf drei Verschiebeeinrichtungen 9' bis 9"' angeordnet ist.1 shows the essential components of a projection copying device shown for the manufacture of integrated circuits. It essentially consists from an exposure device 1, a mask stage 4, a projection lens 5 and a coordinate table 10. The mask 2 to be imaged lies on the mask stage 4 in the object plane of the projection lens 5, while the semiconductor substrate 6 is arranged on three displacement devices 9 'to 9 "' in the image plane.

Der Koordinatentisch 1o ist in bekannter Weise zur schrittweisen Verschiebung des Substrats 6 vorgesehen, um das Schaltungsmuster der Maske 2 in aufeinanderfolgenden Schritten auf vorbestimmten Bereichen 7 nach dem Stepand-Repeat-Verfahren abzubilden. Um vor jeder Abbildung eine exakte Ausrichtung zwischen Substrat 6 und Maske 2 relativ zur Projektionsoptik durchführen zu können, sind der Maske Ausrichtmuster 3 und den Bereichen 7 auf dem Substrat Justiermarken 8 zugeordnet.The coordinate table 1o is in a known manner for gradual displacement of the substrate 6 provided to the circuit pattern of the mask 2 in successive To map steps on predetermined areas 7 according to the step-and-repeat method. In order to ensure an exact alignment between substrate 6 and mask 2 relative to each image to be able to carry out the projection optics, the mask alignment pattern 3 and Alignment marks 8 are assigned to the areas 7 on the substrate.

Entsprechend den jeweiligen Ausrichtfehlern kann beispielsweise die Maskenbühne 4 in den Koordinaten der Objektebene XY und ~ und das Substrat längs der optischen Achse des Systems verschoben werden. Um eine winkelgenaue Ausrichtung des Substrats 6 in der Bildebene des Projektionsobjektives 5 durchführen zu können, sind drei getrennt steuerbare Verschiebeeinrichtungen 9', 9" und 9"' vorgesehen.According to the respective alignment errors, for example, the Mask stage 4 in the coordinates of the object plane XY and ~ and the substrate lengthways the optical axis of the system can be moved. To an exact angular alignment of the substrate 6 in the image plane of the projection lens 5, three separately controllable displacement devices 9 ', 9 "and 9"' are provided.

Die Fig. la zeigt schematisch die für die Feststellung von Ausrichtfehlern notwendigen Einrichtungen. Die Maske 2 besteht dabei aus zwei Gläsern 12' und 12", zwischen welchen die Maskenschicht 13 angeordnet ist. Oberhalb der Maske 2 ist eine Belichtungseinrichtung 1 vorgesehen. Die von der Belichtungseinrichtung 1 auf eine als Fenster mit zumindest zwei parallelen Kanten ausgebildete Ausrichtmarke 3 fallenden Strahlen werden von einem unterhalb der Maske 2 angeordneten halbdurchlässigen Spiegel 15 reflektiert und über einen Spiegel 14, welcher an der Unterseite des Glases 12' vorgesehen ist, auf den Bereich der zugehörigen Justiermarke 8 des Substrates 6 gelenkt. Das Abbild 3' des Fensters 3 auf der Substratoberseite und die Justiermarke 8 werden von dem Projektionsobjektiv S rückprojiziert und von dem Spiegel 14 durch den halbdurchlässigen Spiegel 15 auf eine Auswerteeinrichtung 21 geworfen.The Fig. La shows schematically for the determination of alignment errors necessary facilities. The mask 2 consists of two glasses 12 'and 12 ", between which the mask layer 13 is arranged. Above mask 2 is a Exposure device 1 is provided. The from the exposure device 1 to a as Window with at least two parallel edges formed alignment mark 3 falling rays are made by a semi-transparent one arranged below the mask 2 Mirror 15 is reflected and via a mirror 14, which is located on the underside of the Glass 12 'is provided on the area of the associated alignment mark 8 of the substrate 6 steered. The image 3 'of the window 3 on the top of the substrate and the alignment mark 8 are back-projected by the projection lens S and through the mirror 14 the semitransparent mirror 15 is thrown onto an evaluation device 21.

In der Fig. 2a ist ein häufiger Schichtaufbau des Halbleitersubstrates 6 im Bereich einer Justiermarke 8 dargestellt. Demnach besteht das Halbleitersubstrat 6 aus einem Grundkörper 17 aus Silizium, auf dessen Oberfläche eine SiO2-Schicht 18 angeordnet ist. Die linienförmige Justiermarke 8 ist von einer Kerbe in der SiO2-Schicht 18 gebildet. Das gesamte Halbleitersubstrat ist von einer photoempfindlichenschicht 16 bedeckt, in welche das Schaltungsmuster der Maske übertragen werden soll. Da die optischen Eigenschaften der photoempfindlichen Schicht und der SiO2-Schicht 18 ähnlich sind, kann das Halbleitersubstrat 6 als reflektierender Körper 17, der von einer teilweise reflektierenden Schicht mit der Dicke d bedeckt ist, aufgefaßt werden. Ein intensitätsstarkes und kontrastreiches Justiersignal kann man nur dann erhalten, wenn das Reflexionsvermögen der auf dem Halbleitersubstrat 6 befindlichen, der Justiermarke 8 benachbarten Schichtkombination mit der Dicke d ausreichend groß ist, d.h. wenn die Bedingung für konstruktive Interferenz erfüllt ist. Diese Bedingung lautet d = j. , wobei j eine natürliche Zahl, X die Vakuumwellenlänge des Justierlichtes und n der Brechungsindex der Schicht ist. Mit anderen Worten ist also die Intensität des vom Halbleitersubstrat reflektiertenJustierlichtes nur dann ausreichend groß, wenn die Schichtdecke d ein geradzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge des Justierlichtes ist.In Fig. 2a is a common layer structure of the semiconductor substrate 6 shown in the area of an alignment mark 8. Accordingly, there is the semiconductor substrate 6 from a base body 17 made of silicon, on the surface of which an SiO2 layer 18 is arranged. The linear alignment mark 8 is from a notch in the SiO2 layer 18 formed. The entire semiconductor substrate is made up of a photosensitive layer 16 covered into which the circuit pattern of the mask is to be transferred. There the optical properties of the photosensitive layer and the SiO2 layer 18 are similar, the semiconductor substrate 6 can be used as the reflective body 17, the is covered by a partially reflective layer with the thickness d, is considered will. Only then can an adjustment signal of high intensity and high contrast be achieved obtained when the reflectivity of those located on the semiconductor substrate 6, the alignment mark 8 adjacent layer combination with the thickness d sufficiently large is, i.e. if the condition for constructive interference is met. This condition reads d = j. , where j is a natural number, X is the vacuum wavelength of the adjustment light and n is the index of refraction of the layer. So in other words is the intensity of the adjustment light reflected from the semiconductor substrate is only sufficiently large if the Layer cover d is an even multiple of half The wavelength of the adjustment light is.

Eine wesentliche Schwächung des vom Halbleitersubstrat reflektierten Justierlichtes tritt dann ein, wenn die Schichtdicke d in einem Bereich liegt, der durch folgende Formel gekennzeichnet ist: Aus Fig. 3 erkennt man leicht, daß sich die Interferenzbedingung für eine Schwächung des vom Halbleitersubstrat reflektierten Justierlichtes periodisch mit der Schichtdicke (Periode = #/2n) wiederholt. Eine Schwächung des vom Halbleitersubstrat reflektierten Justierlichtes bedeutet aber gleichzeitig eine ungewünschte Verringerung des Kontrastes. Reflektiert das Halbleitersubstrat nur ganz wenig, entsteht statt der idealen voll ausgezogenen Intensitätsverteilung in Fig. 2c ein Signal mit dem punktiert dargestellten Intensitätsverlauf J'.A significant weakening of the adjustment light reflected from the semiconductor substrate occurs when the layer thickness d is in a range that is characterized by the following formula: From FIG. 3 it can easily be seen that the interference condition for an attenuation of the adjustment light reflected from the semiconductor substrate repeats itself periodically with the layer thickness (period = # / 2n). At the same time, however, a weakening of the adjustment light reflected from the semiconductor substrate means an undesired reduction in the contrast. If the semiconductor substrate reflects only very little, instead of the ideal, fully extended intensity distribution in FIG. 2c, a signal arises with the intensity profile J 'shown in dotted lines.

Die Erfindung sieht zur Vermeidung einer solchen Situation vor, daß sich im Umfeld 19 der eigentlichen Marke 8 immer Teilbereiche befinden sollen, deren optische Dicke von jener zufällig dunkler Teilbereiche nicht gerade um die halbe Wellenlänge abweicht. Die Teilbereiche verschiedener optischer Dicke können dabei, wie Fig. 4a zeigt, innerhalb eines begrenzten Umfeldes 19 einer Justiermarke 8 in Streifen angeordnet sein. Sind dabei die Streifen, so wie dargestellt, in Längsrichtung gegeneinander versetzt, bilden deren Stirnkanten, wie aus Fig. 4b besser zu erkennen ist, die im reflektierten Licht dunkel erscheinende Justiermarke 8. Aus der letztgenannten Querschnittsdarstellung geht auch hervor, warum die einzelnen Streifen in Fig.4a abwechselnd hell und dunkel erscheinen: Der Grund dafür liegt darin, daß die Oberfläche der reflektierenden Siliziumscheibe 17 von der im wesentlichen ebenen Oberfläche der photoempfindlichen Schicht 16 verschieden großen Abstand hat. Die dazwischen liegende SiO2-Schicht 18 weist nämlich in ihrem Verlauf unterschiedliche Dicke auf und füllt insbesondere auch Vertiefungen im Siliziumgrundkörper 17 aus. Der Unterschied Ad der Dicke der halbreflektierenden Schicht auf der linken Seite bzw. der rechten Seite in Fig. 4b führt dazu, daß nie links und rechts gleichzeitig Auslöschungsbedingungen herrschen. Wie aus Fig. 4c hervorgeht, gilt dies genauso für Streifen, die in Richtung der Justiermarke 8 aufeinanderfolgen.To avoid such a situation, the invention provides that sub-areas should always be located in the area 19 of the actual brand 8, whose optical thickness of those randomly dark parts not exactly by half Wavelength deviates. The sub-areas of different optical thickness can be as FIG. 4a shows, within a limited area 19 of an alignment mark 8 in Strips be arranged. Are the strips, as shown, in the longitudinal direction offset from one another, form their front edges, as can be seen better from FIG. 4b is, the adjustment mark which appears dark in the reflected light 8. From the latter Cross-sectional representation also shows why the individual strips in Fig.4a appear alternately light and dark: The reason for this is that the surface of the reflective silicon wafer 17 of the substantially flat surface of the photosensitive layer 16 has different sizes. The SiO2 layer 18 lying in between has namely different in its course Thickness and in particular also fills depressions in the silicon base body 17. The difference Ad in the thickness of the semi-reflective layer on the left or the right side in Fig. 4b leads to the fact that never left and right at the same time Conditions of extinction prevail. As can be seen from FIG. 4c, this also applies for stripes that follow one another in the direction of the alignment mark 8.

Verlaufen die Unebenheiten des Grundkörpers 17 aus Silizium mehr oder minder kontinuierlich, so wie dies in Fig. 4c dargestellt ist, so treten die einzelnen Zwischenwerte der optischen Dicke etwa gleich häufig auf. Um gleichzeitige Lichtabschwächung im gesamten Umfeld 19 der Justiermarke 8 hinreichend unwahrscheinlich zu machen, soll in diesem Falle die Amplitude der Dickenschwankung wenigstens gleich der halben Wellenlänge des 3ustierlich es sein. Sind hingecen einzelne ebene Bereiche des Grundkörpers durch scharf ausgeprägte Böschungen, deren optischer Einfluß gering ist, voneinander getrennt, so weisen erfindungsgemäß die einzelnen Plateaus einen Vertikalabstand auf, der ein Viertel der Wellenlänge des Justierlichtes bzw. ein ungeradzahliges Vielfaches davon beträgt.Run the unevenness of the base body 17 made of silicon more or less continuously, as shown in FIG. 4c, the individual steps Intermediate values of the optical thickness are approximately equally frequent. To reduce the light at the same time to make it sufficiently improbable in the entire area 19 of the alignment mark 8, in this case, the amplitude of the fluctuation in thickness should be at least half that Wavelength of the cute it be. Are individual flat areas of the base body by sharply pronounced slopes, the visual influence of which is small, from each other separated, according to the invention, the individual plateaus have a vertical spacing on, which is a quarter of the wavelength of the adjustment light or an odd one A multiple of this.

Die Aufbringung einer Justiermarke, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, erläutert Fig. 5: Zunächst wird ein Grundkörper 17 aus Silizium mit einer etwa 60 bis 80 nm starken SiO-Schicht 18 versehen, was durch chemische Oxidation geschieht. Darüber befindet sich eine ebenfalls etwa 80 nm starke, aus der Dampfphase chemisch abgeschiedene Schicht 20 aus Siliziumnitrid (Si3N4). Außen liegt eine photoempfindliche Schicht 16. Wird diese im Bereich 21'belichtet, so läßt sie sich dort herauslösen, woraufhin auch der darunter liegende Teil der Schicht 20 weggeätzt werden kann, wie aus Fig. 5b ersichtlich ist. Anschließend wird der nicht mehr benötigte Photoblock entfernt, sodaß die Situation gemäß Fig. 5c entsteht. Wird der Körper nun in einem Ofen oxidiert, entsteht das in Fig. 5d dargestellte Zwischenprodukt. Das Oxid in der Mitte ist ca. 1 /um stark. Das Siliziumnitrid hat während der Oxidation den Zutritt von Sauerstoff an den von ihm bedeckten Stellen verhindert. Man nennt diesen Vorgang lokale Oxidation von Silizium (locos). Das Hochbiegen der Siliziumnitrid-Schicht an den Oxidationsrändern ist typisch für diesen Vorgang und durch das Aufquellen der Siliziumdioxid-Schicht bedingt, d.h. Sauerstoff diffundiert nach innen und Silizium diffundiert nach außen.The application of an alignment mark, as shown in FIG. 4 Fig. 5: First, a base body 17 made of silicon with an approximately 60 to 80 nm thick SiO layer 18 provided, which is done by chemical oxidation. Above this there is a chemical vapor phase, also about 80 nm thick deposited layer 20 made of silicon nitride (Si3N4). Lies outside a photosensitive layer 16. If this is exposed in the area 21 ', it leaves dissolve there, whereupon the underlying part of the layer 20 also can be etched away, as can be seen from Fig. 5b. Then the will not removed more required photoblock, so that the situation according to FIG. 5c arises. If the body is now oxidized in a furnace, the result shown in FIG. 5d Intermediate product. The oxide in the middle is about 1 / µm thick. The silicon nitride has during the oxidation, the entry of oxygen into the areas covered by it prevented. This process is called local oxidation of silicon (locos). That Bending up of the silicon nitride layer at the oxidation edges is typical for this Process and caused by the swelling of the silicon dioxide layer, i.e. oxygen diffuses inwards and silicon diffuses outwards.

Entfernung der Schicht 20 durch Atzen und neuerliches Auftragen einer photoempfindlichen Schicht 16 führt zu dem an Hand von Fig. 4 bereits ausführlich diskutierten Produkt, wobei die Erfindung keineswegs auf eine Konfiguration beschränkt ist, wie sie in Fig. 4a in Draufsicht dargestellt ist.Removal of layer 20 by etching and reapplying a Photosensitive layer 16 leads to that already in detail with reference to FIG discussed product, the invention in no way being restricted to one configuration is as shown in Fig. 4a in plan view.

Claims

Patent claims X 9 learn about the projection copying of masks a workpiece, in particular on a semiconductor substrate for the production of integrated Circuits, with mask patterns ztiv by means of an exposure light over a projection object are imaged on a photosensitive layer of the workpiece and at least before the exposure of a workpiece that has already been marked, the alignment pattern The mask and alignment marks of the workpiece are aligned relative to one another, by reflecting corresponding alignment marks and alignment patterns from the workpiece Adjustment light are mapped into each other, with the adjustment marks from the actual, Dark mark in the adjustment light and the adjacent mark that is bright in the adjustment light Brand environment exist, characterized in that the brand environment (19) consists of areas with at least two different values of the optical thickness.

2. The method according to claim 1, characterized in that the different Optical thickness values are an odd multiple of a quarter differentiate between the wavelength of the adjustment light.

3. The method according to claim 1, characterized in that the optical The thickness of the brand environment varies continuously, with the largest and smallest Value differ by at least half the wavelength of the adjustment light.

4. Semiconductor substrate for carrying out the method according to one of the Claims 1 to 3, consisting of one with silicon dioxide and a photoresistor covered silicon wafer, characterized in that the different optical Thickness of the layer sequence covering the silicon wafer to different thicknesses local oxidation of silicon to silicon dioxide is based.