DE3336901C2 - - Google Patents

Description

Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen spielen zur Herstellung der Zonen und der Zwischenverbindungen aufeinanderfolgende photolithographische Prozesse eine Rolle, bei denen mehrfach plattenförmige Halbleitersub­ strate mit einer Photolackschicht bedeckt wird, die durch eine Photomaske belichtet wird. Diese Photomaske zeigt die Strukturen entsprechend der herzustellenden Zonen­ struktur bzw. der Zwischenverbindungsstruktur. Da die auf den ersten photolithographischen Prozeß erfolgenden weiteren photolithographischen Prozesse möglichst genau auf den ersten Prozeß und aufeinander ausgerichtet werden müssen, haben sich Justiermarkierungen auf dem Substrat und den Photomasken als sehr nützlich erwiesen.

Aus der europäischen Patentanmeldung 00 61 536 ist ein Verfahren zum Justieren einer Photomaske auf einem Sub­ strat bekannt, bei dem auf dem Substrat eine Substrat­ markierung und auf der Photomaske eine Maskenmarkierung angebracht wird. Bei dem bekannten Verfahren weisen die Markierungen Kanten auf, welche zur Justierung parallel zueinander gebracht werden, indem erste Kantenteile der Substratmarkierung zu zweiten Kantenteilen der Masken­ markierung auf gleiche Abstände gebracht werden, so daß die Kanten der Substratmarkierung die der Maskenmarkie­ rung in gleichen Abständen umgeben.

Das bekannte Maskenmarkierungssystem aus Substratmar­ kierung und Maskenmarkierung hat den Nachteil, daß ein genaues Justieren in einem Abstand d im Bereich zwischen einer erwünschten Justiergenauigkeit unterhalb von 1 µm und einem optisch noch erkennbaren Abstand, d.h. im Ab­ stand der Beugungserscheinungen des verwendeten Lichtes an den zu justierenden Kanten aufgrund der auftretenden Beugungserscheinungen nicht möglich ist. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß im angegebenen Bereich unterhalb von 1 µm eine genaue Justierung erst durch Vergleich von gleichartigen Beugungsbildern möglich ist.

Die Erfindung betrifft eine Maskenmarkierung und Substrat­ markierung für ein Verfahren zum Justieren einer eine Maskenmarkierung enthaltenden Photomaske auf einer Sub­ stratmarkierung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es aus der oben genannten europäischen Patentanmel­ dung 00 61 536 bekannt ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Angabe einer Justiermöglich­ keit im Bereich unterhalb von 1 µm und einem optisch noch erkennbaren Abstand.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeich­ nenden Teil im Anspruch 1 angegebene Ausbildung gelöst.

Diese Ausbildung bedeutet beispielsweise für ein Masken­ markierungssystem aus einer quadratischen Substratmar­ kierung und einer quadratischen Maskenmarkierung, daß Abstände der Kanten von weniger als 1 µm über einen wesent­ lichen Verlauf dieser Kanten realisierbar sind, daß also im einfachsten Fall der durchgeführten Justierung die Kante einer quadratischen Substratmarkierung die der quadratischen Maskenmarkierung in einem Abstand von weniger als 1 µm umgibt, so daß überall das gleiche Beu­ gungsbild erkennbar ist.

In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß durch ein Maskenmarkierungssystem, wie es im Anspruch 1 angegeben ist, wohl eine optimale Feinjustierung möglich ist, daß aber die Möglichkeit einer Grobjustierung fehlt. Lösungen dieses weiteren Problems bei einem Maskenmarkierungs­ systems gemäß dem Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von drei Aus­ führungsbeispielen erläutert, wie sie in den drei Figuren der Zeichnung dargestellt sind.

Bei dem Maskenmarkierungssystems des ersten Ausführungs­ beispiels gemäß der Fig. 1, welche den Zustand der bereits erfolgten Justierung veranschaulicht, wird die rechteckig in Form eines Bandes ausgebildete Substratmarkierung 1 bei der Grobjustierung in die entsprechend rechteckig ausgebildete Ausnehmung der Maskenmarkierung 2 gebracht, welche aus einem äußeren zweiten Maskenmarkierungsteil 2′ und einem inneren ersten Maskenmarkierungsteil 2′′ besteht. Es sind somit zwei Kantenteilepaare 11, 21 und 12, 22 realisierbar, bei denen die Kanten des ersten Kantenpaares bei der Justierung aufeinander zu bewegt werden und die Kanten des zweiten Kantenteilepaars von einander entfernt werden. Erfolgt die Justierung in Be­ wegungsrichtung 3 der Maskenmarkierung 2, so nähert sich die Kante 22 der Maskenmarkierung 2 an die Kante 12 der Substratmarkierung 1 an, während sich die Kanten des auf der anderen Seite des ersten Maskenmarkierungsteils 2′′ liegenden Kantenteilepaare 21 und 11 voneinander ent­ fernen. Zwar liegen jenseits der Substratmarkierung 1 relativ zum Kantenteilepaar 12, 22 ebenfalls Kanten, welche sich bei der Bewegungsrichtung 3 voneinander ent­ fernen; die Verwendung dieser Kanten hat aber den Nach­ teil, daß die Summe der Abstände d 1 und d 2 weniger als 2 µm beträgt, so daß die Breite der rahmenförmigen Aus­ sparung zwischen dem ersten Maskenmarkierungsteil 22′und dem zweiten Maskenmarkierungsteil 2′ dementsprechend begrenzt ist, was die Grobjustierung erschwert. Dieser Nachteil ist nicht gegeben, falls das Kantenteilepaar 11 und 21 zusammen mit dem gegenüber des ersten Masken­ markierungsteils 2′ liegende Kantenteilepaar 12 und 22 verwendet wird. In diesem Fall ist zwar die Summe der Abstände d 1 und d 3 weniger als 2 µm, der Abstand d 2 und damit die Breite der Ausnehmung ist aber im Interesse einer Erleichterung der Grobjustierung frei wählbar. Bei augenscheinlich gleichen Abständen d 1 und d 3, welche unterhalb von 1 µm und einem gerade noch durch Vergleich der durch Beugungserscheinungen beeinträchtigten Abschät­ zung eines Abstandes liegen, ist somit eine Justierung in diesem Bereich unter 1 µm möglich, da die Beugungser­ scheinungen in gleicher Weise in die augenscheinliche Abschätzung der Abstände beider Kantenteilepaare 12, 22 bzw. 11, 21 eingehen.

Die Fig. 2 und 3 zeigen zwei weitere Ausführungsbeispiele von Maskenmarkierungssystemen entsprechend der Erfindung, bei denen die beiden Kantenteilepaare 11, 21 und 12, 22 von je einem Substratmarkierungsteil 1 bzw. 1′ gegen­ über je einer Kante eines von zwei Maskenmarkierungs­ teilen 2′ bzw. 2′′ der Maskenmarkierung 2 realisierbar sind, wie die Fig. 2 und 3 veranschaulichen. Ein gemäß den Fig. 2 und 3 aufgeteiltes Maskenmarkierungssystem benötigt zwar eine größere Fläche als das Maskenmarkie­ rungssystem der Fig. 1, hat aber den Vorteil einer größeren Genauigkeit hinsichtlich von Winkellagefehlern der Maskenmarkierung 2′ gegenüber der Substratmarkierung 1, 1′. Der von Substratmarkierungsteilen freie Raum inner­ halb des Maskenmarkierungsteils 2′ erleichtert wiederum die Grobjustierung bzw. das Auffinden der passenden Markie­ rungen bei dem Justieren.

Dieser die Grobjustierung erleichternde freie Raum kann gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 noch dadurch vergrößert werden; daß das eine Kantenteilepaar mittels Teilen eines zweiten Substratmarkierungsteils 1′, welches in Form eines mäanderförmigen Bandes ausgebildet ist, an den Kanten eines zweiten Maskenmarkierungsteils 2′′ realisierbar ist, welcher rechteckförmig in einer recht­ eckförmigen Aussparung des ersten Maskenmarkierungsteils 2′ ausgebildet ist, wie im rechten Teil der Fig. 3 veran­ schaulicht ist. Ein solches Maskenmarkierungssystem kann bereits entsprechend dem der Fig. 1 verwendet werden. Zur Verminderung von Winkellagefehlern ist es aber gün­ stig, ein weiteres System mit zu verwenden, durch das die Kanten 12 und 22 des anderen Kantenteilepaars von Teilen einer mäanderförmig ausgebildeten Kante einer Ausnehmung in dem ersten Maskenmarkierungsteils 2′ an den Kanten des ersten Substratmarkierungsteils 1 reali­ sierbar ist, der rechteckförmig ausgebildet ist. Natürlich kann auch das im linken Teil der Fig. 3 dargestellte Maskenmarkierungssystem auch entsprechend dem der Fig. 1 alleine verwendet werden.

Claims (4)

1. Maskenmarkierung und Substratmarkierung für ein Ver­ fahren zum Justieren einer eine Maskenmarkierung (2) enthaltenden Photomaske auf einer Substratmarkie­ rung (1) unter Verwendung von parallel zueinander gebrachten Kanten der Maskenmarkierung (2) und der Substratmarkierung (1), bei welchem Verfahren beim Justieren der Maskenmarkierung (2) in einer Richtung (3) innerhalb einer Justiereinrichtung erste Kanten­ teile (11, 12) der Substratmarkierung (1) zu zweiten Kantenteilen (21, 22) der Maskenmarkierung (2) auf gleiche Abstände gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Maskenmarkierung (2) und die Substratmarkie­ rung (1) derartig ausgebildet sind, daß beim Justie­ ren in einem Abstand d im Bereich zwischen der er­ wünschten Justiergenauigkeit unterhalb von 1 µm und einem optisch noch erkennbaren Abstand ein erstes Kantenpaar aus einem ersten Kantenteil (11) und einem zweiten Kantenteil (21) angenähert und ein zweites Kantenpaar aus einem ersten Kantenteil (12) und einem zweiten Kantenteil (22) voneinander ent­ fernt werden.

2. Maskenmarkierung und Substratmarkierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Kantenteilepaare (11, 21; 12, 22), von denen das erste Kantenteilepaar (11, 21) mittels eines ersten Maskenmarkierungsteils (2′′) realisierbar ist, der von der Substratmarkie­ kierung (1) umgeben ist, und das zweite Kantenteile­ paar (12, 22) mittels eines zweiten Maskenmarkie­ rungsteils (2′) realisierbar ist, der die Substrat­ markierung (1) umgibt (Fig. 1), wobei ein Abstand d einstellbar ist, der zwischen der erwünschten Justier­ genauigkeit und dem Abstand liegt, der optisch noch erkennbar ist.

3. Maskenmarkierung und Substratmarkierung zur Durch­ führung eines Verfahrens nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch zwei Kantenteilepaare (11, 21; 12, 22), von denen das erste Kantenteilepaar (12,22) mittels eines ersten Maskenmarkierungsteils (2′) realisierbar ist, der einen ersten Substratmarkierungsteil (1) umgibt, und das zweite Kantenteilepaar (11, 21) mittels eines zweiten Maskenmarkierungsteils (2′′) realisier­ bar ist, der einen zweiten Substratmarkierungsteil (1′) umgibt (Fig. 2, 3) .

4. Maskenmarkierung und Substratmarkierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Kantenteilepaar (11, 21) mittels Teilen eines zweiten Substratmarkierungsteils (1′), welcher in Form eines määnderförmigen Bandes ausgebildet ist, an den Kanten eines zweiten Maskenmarkierungs­ teils (2′′), welcher rechteckförmig in einer recht­ eckförmigen Aussparung des ersten Maskenmarkierungs­ teils (2′) ausgebildet ist, realisierbar ist, und/ oder das andere Kantenteilepaar (12, 22) von Teilen einer mäanderförmig ausgebildeten Kante eine Aus­ nehmung in dem ersten Maskenmarkierungsteil (2′) an den Kanten eines ersten Substratmarkierungsteils (1) realisierbar ist, der rechteckförmig ausgebildet ist (Fig. 3).