DE3534609A1

DE3534609A1 - Method for the automated adjustment, performed with the use of adjusting marks, of a plurality of masks in a projection-printing method

Info

Publication number: DE3534609A1
Application number: DE19853534609
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr Ing Ablassmeier; Helmuth Dr Gesch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-09-27
Filing date: 1985-09-27
Publication date: 1987-04-02

Abstract

Adjusting method, provided for the purpose of adjusting substrate bodies (13) and masks with respect to one another, for projection printing, in which the adjusting marks (11, 21) have a smooth bottom (111) which is plane-parallel with respect to the substrate surface (113) and has a height dimension (d) which produces extinction (32, 33) of the adjusting light (31) by interference, and in which the thickness (D) of the respectively employed photoresist layer (14) is, in addition, dimensioned so as to produce corresponding interference for the adjusting light (32 and 34, respectively) reflected at the front (114) and the rear (113). <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The present invention relates to a method according to the preamble of claim 1.

Um bei der Verwendung von Projektions-Belichtungsmaschinen automatisch einen Wafer, z.B. eine Scheibe, und mehrere zu verwendende Masken (im Zusammenhang mit Projektionsbelich tung auch als Retikel bezeichnet) zueinander justieren zu können, werden auf der Scheibe vorgesehene Justiermarken verwendet. Damit erreicht man eine Justierung der jeweili gen Masken zueinander, wobei eine jede Maske eine bestimmte vorgegebene Maskenstruktur umfaßt. Im Verlauf des Projektions-Belichtungsverfahrens zur Herstellung von der jeweiligen Maske entsprechenden Strukturen auf der Oberfläche der Scheibe bzw. in auf dieser Scheibe befind lichen Schichten läßt man das zur Belichtung verwendete Licht im Projektionsverfahren durch die Maske hindurch auf die Scheibenoberfläche bzw. eine solche Schicht auffallen. Entsprechend dem durchzuführenden fotolithografischen Prozeß befindet sich auf der Oberfläche der Scheibe bzw. auf der Oberfläche einer jeweiligen Schicht eine Fotolack schicht, die der Belichtung bekanntermaßen unterworfen wird. Insbesondere werden mit der Struktur der an erster Stelle verwendeten Maske gleichzeitig vorgegebene Justiermarken bzw. auf die betreffende Oberfläche pro jiziert und dort fotolithografisch festgehalten. Für die automatische Lageerkennung durch die Projektions belichtungsmaschine muß der Kontrast zwischen dem an der Justiermarke reflektierten Licht und dem in der Um gebung dieser Justiermarke an der Oberfläche reflektierten Licht möglichst groß und scharfkantig sein. Damit kann eine sehr zuverlässige Justierung der nunmehr die Justier marken tragenden Scheibe und der nachfolgend verwendeten weiteren Masken zueinander durchgeführt werden.To when using projection exposure machines automatically a wafer, e.g. one disc, and several too using masks (in connection with projection exposure device also referred to as reticle) adjustment marks provided on the disc used. With this you can adjust the respective towards each other, each mask having a includes certain predetermined mask structure. In the course the projection exposure process for the production of structures corresponding to the respective mask on the Surface of the disc or in this disc Lichen layers are allowed to be used for exposure Projection light through the mask the disc surface or such a layer is noticeable. According to the photolithographic to be performed Process is on the surface of the disc or a photoresist on the surface of each layer layer that is known to be subjected to exposure becomes. In particular, with the structure of the first Place the mask used at the same time Justification marks or on the surface in question pro jicated and recorded there photolithographically. For the automatic position detection by the projection exposure machine must be the contrast between that at the Adjustment mark reflected light and that in the um of this alignment mark reflected on the surface The light should be as large and sharp as possible. So that can a very reliable adjustment of the adjustment brand-bearing disc and the one used below other masks to each other.

Ein solches Projektions-Belichtungsverfahren bzw. entspre chende automatisch arbeitende Projektions-Belichtungs maschinen sind aus der Halbleitertechnologie bekannt, näm lich zur Herstellung der mehrfach übereinander liegenden Strukturen (Dotierungsstrukturen, Isolationsstrukturen, Leiterbahnstrukturen und dgl.) bzw. zur Durchführung der aufeinanderfolgenden Maskenschritte. Derartige Projek tions-Belichtungsverfahren werden auch bei der Herstellung der Wandler- und Reflektorstrukturen von elektronischen Oberflächenwellen-Bauelementen angewendet.Such a projection exposure method or correspond appropriate automatic projection exposure machines are known from semiconductor technology, näm Lich for the production of the multiple superimposed Structures (doping structures, isolation structures, Conductor structures and the like.) Or to carry out the successive mask steps. Such project tion exposure processes are also used in manufacturing the converter and reflector structures of electronic Surface wave devices applied.

Mit derartigen Projektions-Belichtungsverfahren und derar tigen Justiermarken ist es möglich, die Strukturen ver schiedener verwendeter Masken mit im Submikrometer-Bereich liegender Genauigkeit zueinander zu justieren. Insbeson dere verwendet man Justiermarken, die vergleichsweise zu ihrer Umgebung minimale Reflexion des bei der Justierung verwendeten Lichtes bewirken. Die Justierung erfolgt dann derart, daß die im Regelfall streifenförmige Justiermarke in optimal justierter Stellung einen symmetrisch liegenden Dunkelstreifen bewirkt, der entsprechend automatischer Justierung elektronisch abgetastet und ausgewertet wird.With such projection exposure methods and derar adjustment marks, it is possible to ver various masks used in the submicrometer range to adjust lying accuracy to each other. In particular one uses alignment marks, which are comparatively too minimal reflection of their surroundings when adjusting effect used light. The adjustment is then made such that the usually strip-shaped alignment mark in an optimally adjusted position a symmetrical one Dark streaks causes the correspondingly more automatic Adjustment is electronically scanned and evaluated.

Weit verbreitet ist die Anwendung durch jeweilige Masken hindurch folgender Projektions-Belichtung zur Herstellung von Silizium-Halbleiterbauelementen. Auf einer größeren Scheibe, einem sog. Wafer, werden entsprechend den vielen einzelnen Chips, die aus diesem Wafer herzustellen sind, in beiden Koordinatenrichtungen der Scheiben-Oberfläche nebeneinanderliegend die Halbleiter-Strukturen durch fotolithografische Prozesse erzeugt. Im Projektions- Belichtungsverfahren ist es üblich, schrittweise bzw. stepweise die den einzelnen Chips entsprechenden Strukturen herzustellen. Jede einzelne Struktur besteht dabei aus mehrfach übereinanderliegenden Einzelstrukturen, wobei eine jede Einzelstruktur einer jeweiligen Masken struktur entspricht, die einzeln auf den jeweiligen Chip übertragen werden. Im allgemeinen geht man so vor, daß man zunächst eine erste Maske auf alle Chips einer (noch nicht geteilten) Scheibe überträgt. Zusammen mit der Struktur der ersten Maske werden die Justiermarken auf dem jeweiligen Chip erzeugt. Im zweiten Durchlauf wird dann die Struktur der zweiten Maske übertragen, wobei diese zweite Maske bei jedem Chip bezogen auf dessen Justier marken justiert wird. Entsprechende Durchläufe erfolgen mit den weiteren Masken, nämlich bis zur Komplettierung der gesamten Halbleiterstruktur der einzelnen Chips. Dann erfolgt das Zerteilen der Scheibe.The use of respective masks is widespread through the following projection exposure for production of silicon semiconductor devices. On a larger one Slice, a so-called wafer, are made according to the many individual chips to be made from this wafer in both coordinate directions of the disk surface side by side through the semiconductor structures photolithographic processes. In projection Exposure method, it is common to use gradual or step by step the corresponding to the individual chips To produce structures. Every single structure exists Thereby from multiple superimposed individual structures, where each individual structure of a respective mask structure corresponds to that individually on the respective chip be transmitted. In general, you do that first a first mask on all chips of one (still not shared) disk transmits. Together with the The alignment marks on the structure of the first mask generated each chip. Then in the second pass transferred the structure of the second mask, this second mask for each chip related to its adjustment brands is adjusted. Corresponding runs take place with the other masks, namely until completion the entire semiconductor structure of the individual chips. Then the slice is cut.

Es ist die Praxis, bei Silizium als Material der Scheibe V-förmige Gräben bzw. Grooves als Justiermarken zu ver wenden, und diese durch Ätzen herzustellen. Bei derartigem Ätzen entstehen solche V-förmigen Gräben mit schrägen Seitenflanken aufgrund der üblichen Wahl der Orientierung der Scheiben-Oberfläche des Siliziums. Die Breite eines solchen Grabens wird einige µm breit bemessen. Es ergibt sich daraus eine entsprechende Tiefe Aus der Belichtungs vorrichtung auf die Wafer-Oberfläche auffallende Strahlung erfährt auf dieser Oberfläche eine relativ starke Re flexion. An Stellen der V-förmigen Gräben jedoch wird das auffallende Licht von den Flankenflächen seitlich weg reflektiert, so daß in Richtung senkrecht zur Wafer- Oberfläche vom Ort der grabenförmigen Justiermarke nur wenig Licht reflektiert wird. Bei Silizium mit entspre chender Kristallorientierung lassen sich derartige V-förmige Gräben relativ gut herstellen, die somit keinen ebenen Boden besitzen. Es wurde nämlich festgestellt, daß ein ebener Anteil in der Tiefe des Grabens störende Reflexion senkrecht zur Wafer-Oberfläche bewirkt, und damit die Dunkelschärfe der Justiermarke wesentlich beeinträchtigt.It is the practice with silicon as the material of the disc V-shaped trenches or grooves as alignment marks turn, and make them by etching. With such Such V-shaped trenches are created with oblique etching Side flanks due to the usual choice of orientation the wafer surface of the silicon. The width of one such trench is a few microns wide. It results a corresponding depth from the exposure device radiation incident on the wafer surface experiences a relatively strong Re on this surface flexion. However, in places of the V-shaped trenches the striking light away from the side surfaces reflected so that in the direction perpendicular to the wafer Surface from the location of the trench-shaped alignment mark only little light is reflected. For silicon with correspond Such crystal orientation can be such Produce V-shaped trenches relatively well, which therefore does not have a flat floor. It was found that an even portion disturbing in the depth of the trench Causes reflection perpendicular to the wafer surface, and so that the darkness of the alignment mark is essential impaired.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine un abhängig von speziellem Material der Scheibe bzw. des Wafers leicht herstellbare Form einer Justiermarke anzu geben, die mindestens gleich gute Justiergenauigkeit ge währleistet. Insbesondere soll die Justiermarke derart sein, daß nachfolgendes Aufbringen von Schichten die Wirkungsweise der einmal angebrachten Justiermarke nicht beeinträchtigen kann.It is an object of the present invention to un depending on the special material of the disc or Wafers easy to produce shape of an alignment mark give the ge at least equally good adjustment accuracy ensures. In particular, the alignment mark should be such be that subsequent application of layers the Mode of operation of the alignment mark once not applied can affect.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst und weitere Ausgestaltungen gehen aus den Unter ansprüchen hervor.This object is achieved with the features of the claim 1 solved and further refinements go from the sub claims.

Für das Verfahren zur automatisierten Justierung eines Substratkörpers, einer Scheibe, eines Wafers oder dgl. und mehrerer Masken relativ zueinander, und zwar für ein Pro jektions-Belichtungsverfahren, bei dem mit monochromatischem Licht gearbeitet wird, bedient man sich entsprechen der Erfindung einer solchen an der Oberfläche dieses Substrat körpers oder dgl. erzeugten Justiermarke, die eine (strei fenförmige) Vertiefung oder Erhöhung gegenüber der Substrat oberfläche ist und diese Vertiefung oder Erhöhung eine planparallele Fläche zu dieser (ursprünglichen) Substrat oberfläche aufweist. Es empfiehlt sich, bei der Erfindung die Flanken dieser Vertiefung oder Erhöhung steil auszu führen. Das Höhenmaß dieser Vertiefung oder Erhöhung ist möglichst genau gleich (2 n-1) · Lambda/4 zu bemessen. Darin ist n eine natürliche Zahl 1, 2, 3 . . ., wobei n = 1 bevorzugt ist. Der Wert Lambda ist die Wellenlänge des während der Justierung benutzten monochromatischen Lichts, das häufig das auch zur Projektions-Belichtung benutzte Licht ist. Lambda ist diejenige Größe der Wellenlänge, die dieses Licht in dem Material der auf der Oberfläche im Verfahren aufgebrachten, und während des Justiervorganges dort befindlichen transparenten Schicht(-en) hat. In diesem Falle gehört dazu (als oberste Schicht) eine Fotolackschicht, die für den folgenden fotolithografischen Prozeß benötigt wird.For the method for the automated adjustment of a substrate body, a disk, a wafer or the like. And several masks relative to one another, specifically for a projection exposure method in which work is carried out with monochromatic light, the invention is based on such a method Surface of this substrate body or the like. Produced alignment mark, which is a (strip-shaped) depression or elevation relative to the substrate surface and this depression or elevation has a plane-parallel surface to this (original) substrate surface. It is recommended that the flanks of this depression or elevation lead steeply in the invention. The height of this depression or elevation should be dimensioned as exactly as possible equal (2 n -1) · Lambda / 4. N is a natural number 1, 2, 3. . ., where n = 1 is preferred. The value lambda is the wavelength of the monochromatic light used during the adjustment, which is often the light also used for projection exposure. Lambda is the size of the wavelength that this light has in the material of the transparent layer (s) applied to the surface in the process and located there during the adjustment process. In this case, this includes (as the top layer) a photoresist layer, which is required for the subsequent photolithographic process.

Die physikalische Wirkungsweise dieser Maßnahmen ist die, daß von voneinander zu unterscheidende Interferenzen auf treten. Einerseits interferiert Licht, das an der Sub stratoberfläche reflektiert worden ist mit an der Ober fläche der erwähnten Schicht reflektiertem Licht. Anderer seits erfolgt Interferenz zwischen dem an der vertieften oder erhöhten planparallelen Fläche der betreffenden Justiermarke reflektiertem Licht und (über der Justier marke) dem an der schon erwähnten Oberfläche der Schicht reflektiertem Licht. Man wählt dazu die Dicke dieser er wähnten Schicht(-en) so, daß für diese Schicht außerhalb der betreffenden Justiermarke Aufhellung oder Auslöschung durch Interferenz auftritt. Für den Bereich der Justier marke ergibt sich dann der entgegengesetzte Effekt. Be vorzugt ist eine sich an hellem Feld dunkel abzeichende Justiermarke. Überraschenderweise erreicht man so außerordentlich hohe Justiergenauigkeit. Es ist be reits bei 0,1 µm liegende Justiergenauigkeit erzielt worden. The physical mode of action of these measures is that that distinctions to be distinguished from each other to step. On the one hand, light that interferes with the sub strat surface has been reflected with on the upper surface of the above-mentioned layer of reflected light. Other on the one hand there is interference between the at the deepened or increased plane-parallel area of the concerned Alignment mark reflected light and (above the alignment mark) on the surface of the layer already mentioned reflected light. You choose the thickness of this he mentioned layer (s) so that for this layer outside lightening or extinguishing the relevant alignment mark due to interference. For the area of adjustment then the opposite effect results. Be a dark looming light field is preferred Alignment mark. Surprisingly, this is how you get there extraordinarily high adjustment accuracy. It's be Already achieved at 0.1 µm adjustment accuracy been.

Zahlenmäßig ergibt sich z.B. für Licht mit 578 nm Wellen länge, für n = 1 und für einen Brechungsindex N = 1,63 des Fotolackes der Wert 89 nm als Höhenmaß der erfindungs gemäß vorgesehenen Vertiefung oder Erhöhung. Für ebenfalls für fotolithografische Verfahren verwendetes Licht der Wellenlänge 547 nm ergibt sich bei sonst gleichen Bedin gungen ein Maß von 84 nm. Bei der Erfindung erscheint die als Justiermarke verwendete Vertiefung oder Erhöhung z.B. dunkel gegenüber der sie umgebenden Substratober fläche. Die Form und Gestalt der Flanken ist dabei un wesentlich. Die Art der erfindungsgemäß vorgesehenen Justiermarken eignet sich sehr gut, um in mehreren Prozeßschritten nacheinander benutzt zu werden, da zusätzlich aufgebrachte transparente oder reflektierende Schichten die Funktion dieser Justiermarken nicht beeinträchtigen (sofern nicht eine solche Schicht bzw. Schichtdicke auftritt, die die Wirkung der Justiermarke aufhebt). Ist die Zwischenschicht reflektierend, z.B. ein Metall, dann bildet sich die Justiermarke in dieser Schicht ab. Ist die Zwischenschicht transparent, besteht sie z.B. aus Siliziumnitrid, so ist entsprechend der Dicke und dem Brechungsindex des Materials dieser Zwischen schicht die Fotolackdicke so einzustellen, daß die Um gebung der Justiermarke wieder hell erscheint. Über der Justiermarke ist der Fotolack wiederum um das oben ange gebene Maß (2 n-1) Lambda/4 dicker mit dem Wert Lambda der Wellenlänge im betreffenden Material. Es erscheint auch in diesem Falle die Justiermarke dunkel. Es können auch mehrere derartige dünne Schichten übereinander auf gebracht sein.Numerically, for example, for light with 578 nm wavelength, for n = 1 and for a refractive index N = 1.63 of the photoresist, the value 89 nm is the height measure of the depression or elevation provided according to the invention. For light also used for photolithographic processes with a wavelength of 547 nm, a measurement of 84 nm results under otherwise identical conditions. In the invention, the depression or elevation used as an alignment mark appears dark, for example, with respect to the surrounding substrate surface. The shape and shape of the flanks is not essential. The type of alignment marks provided according to the invention is very well suited for being used in succession in several process steps, since additionally applied transparent or reflective layers do not impair the function of these alignment marks (unless a layer or layer thickness occurs which cancels the effect of the alignment mark ). If the intermediate layer is reflective, for example a metal, the alignment mark is shown in this layer. If the intermediate layer is transparent, it consists, for example, of silicon nitride, so the thickness of the intermediate layer and the refractive index of the material of this intermediate layer must be set so that the environment around the alignment mark appears bright again. Above the alignment mark, the photoresist is again by the amount specified (2 n -1) Lambda / 4 thicker with the value Lambda of the wavelength in the material in question. In this case too, the alignment mark appears dark. Several such thin layers can also be applied one above the other.

Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß bei der vorgesehenen Verwendung monochromatischen Justierlich tes die Dicke der Fotolackschicht relativ genau bzw. re produzierbar genau eingehalten sein muß, damit die Umge bung der Justiermarke immer hell (oder immer dunkel) er scheint. Das Einhalten dieses Parameters ist jedoch kein technologisches Problem, und zwar selbst wenn auf eine andere Wellenlänge (unterschiedliche Wellenlänge von Justierlicht und fotolithografischem Belichtungslicht) übergegangen wird. Ein Wechsel von z.B. gelbem Licht der Wellenlänge 578 nm auf grünes Licht der Wellenlänge 547 nm bedeutet bei einem Fotolack mit der Dicke 1 µm bei einem Brechungsindex von 1,63, daß bei gelbem Licht dunkle Flächen im grünen Licht hell erscheinen und umgekehrt. Die Erfindung hat den Vorteil, daß auch bei derartigem Wechsel mit unveränderter Justiermarke weitergearbeitet werden kann.For the sake of completeness, it should be noted that at the intended use of monochromatic adjustment tes the thickness of the photoresist layer relatively accurate or right producible must be strictly observed so that the reverse practice of the alignment mark always light (or always dark) seems. However, compliance with this parameter is not technological problem, even if on a different wavelength (different wavelength from Adjustment light and photolithographic exposure light) is passed over. A change from e.g. yellow light of the 578 nm wavelength to green light of 547 nm wavelength means for a photoresist with a thickness of 1 µm for a Refractive index of 1.63 that dark with yellow light Surfaces appear bright in green light and vice versa. The Invention has the advantage that even with such a change continue to work with unchanged alignment mark can.

Ein weiterer Vorteil einer erfindungsgemäßen Justiermarke ist, daß wegen des geringen Maßes der Vertiefung oder Er höhung, d.h. der geringen Ätztiefe (der Marke oder der Umgebung) die Breite der Justiermarke sich auch bei iso tropem Ätzverhalten kaum ändert.Another advantage of an alignment mark according to the invention is that because of the small size of the recess or Er elevation, i.e. the shallow etching depth (the brand or the Environment), the width of the alignment mark is also at iso tropical etching behavior hardly changes.

Die Erfindung eignet sich insbesondere für III-V-Halbleiter material, das anders als Silizium mit der üblichen Orien tierung (111) zumindest nur schwierig mit einem V-förmig geätzten Graben zu markieren ist.The invention is particularly suitable for III-V semiconductor material which, unlike silicon with the usual orientation ( 111 ), is at least difficult to mark with a V-shaped etched trench.

Weitere Erläuterungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren gegeben.Further explanations of the invention are based on the given following figures.

Fig. 1 zeigt ein bekanntes Schema , Fig. 1 shows a prior art scheme,

Fig. 2 und 3 zeigen prinzipielle Ausführungen der Erfindung, Fig. 2 and 3 show basic embodiments of the invention,

Fig. 4 bis 6 zeigen Ausgestaltungen. FIGS. 4 through 6 show embodiments.

Fig. 1 zeigt eine aus "Models SRA 100 und SRA 200 Reticle Design Guide", Perkin-Elmer Microlithografie Devision, No. 00 433, Juli 84, entnommene sehr schematische Dar stellung zur Justierung mittels einer Justiermarke. Die Darstellungsebene der Fig. 1 ist die Substratoberfläche. Mit 2 ist eine streifenförmige Justiermarke bezeichnet, die eine grabenförmige Vertiefung in einer auf dem Sili zium-Substratkörper 3 befindlichen Schicht 4 ist. Mit 5 ist ein Ausschnitt der Maske bezeichnet, die eine Öffnung 6 hat, die bereits zur Justiermarke 2 justiert ist. Mit 7 ist eine Helligkeitsverteilung angegeben, die bei Abtasten entlang der Abtastlinie 8, allerdings nur erwünschterwei se, erreicht wird. In der Praxis ergibt sich jedoch näm lich aufgrund des teilweise flachen Bodens 9 des Grabens der Justiermarke 2 eine mit gestrichelter Hinzufügung dargestellte Aufhellung 10 innerhalb des erforderlich dunk len Feldes der Justiermarke 2. Eine Justiermarke mit einer derartigen Aufhellung 10 ist für automatische Justierung ungeeignet. Diese Aufhellung 10 beruht auf am Boden 9 senk recht zurückreflektierte Strahlung, weshalb bei einem Silizium-Substratkörper 3, (wie schon oben näher ausge führt), ein V-förmiger Graben als Justiermarke 2 vorgesehen wird, zumal in Silizium ein V-förmiger Graben in einfacher Weise zu ätzen ist. FIG. 1 shows one of "Models SRA 100 and SRA 200 Reticle Design Guide", Perkin-Elmer Micro Lithography Devision, No. 00 433, July 84, taken very schematic Dar position for adjustment by means of an alignment mark. The display plane of FIG. 1 is the substrate surface. 2 with a strip-shaped alignment mark is referred to, which is a trench-shaped depression in a layer 4 located on the silicon substrate body 3 . 5 denotes a section of the mask which has an opening 6 which is already adjusted to the alignment mark 2 . A brightness distribution is indicated at 7 , which is achieved when scanning along the scanning line 8 , but only desired. In practice, however, due to the partially flat bottom 9 of the trench of the alignment mark 2, a brightening 10 shown with dashed addition results within the required dark field of the alignment mark 2 . An alignment mark with such a brightening 10 is unsuitable for automatic adjustment. This brightening 10 is based on radiation which is reflected back at the base 9 , which is why a V-shaped trench is provided as an alignment mark 2 in a silicon substrate body 3 (as already explained above), especially since a V-shaped trench in silicon is easy to etch.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine einem Merkmal der Erfindung entsprechende grabenförmige Vertiefung 11 im Substratkörper 13 bzw. Erhöhung 21 auf dem Substratkör per 13. Die Substratoberfläche ist jeweils mit 113 be zeichnet. Mit 14 ist eine gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehene Schicht (hier eine einzige Schicht) bezeichnet, die z.B. (transparenter) Fotolack ist. Gemäß einem weiteren Merkmal ist das Höhenmaß d der Vertiefung 11 bzw. Erhöhung 21 möglichst angenähert gleich (2 n-1) Lambda/4 mit den oben angegebenen Definitionen bemessen. Figs. 2 and 3 show a feature of the invention corresponding grave shaped depression 11 in the substrate body 13 and 21 on the increase by 13 Substratkör. The substrate surface is marked 113 each. 14 denotes a layer (here a single layer) which is provided according to a further feature of the invention and which is, for example, (transparent) photoresist. According to a further feature, the height dimension d of the depression 11 or elevation 21 is dimensioned as approximately as possible equal to (2 n -1) Lambda / 4 with the definitions given above.

Vorzugsweise ist n = 1 gewählt. Das für die Wellenlänge Lambda relevante Material ist bei der Vertiefung 11 das Material der Fotolackschicht 14 und bei der Erhöhung 21 das Material dieser Erhöhung. Dieses Material kann z.B. Silizium sein, das während eines Prozesses des Abätzens der Substratoberfläche 113 als derartige Erhöhung 21 stehengelassen worden ist.Preferably n = 1 is selected. The material relevant for the wavelength lambda is the material of the photoresist layer 14 in the recess 11 and the material of this increase in the elevation 21 . This material can be silicon, for example, which has been left as such an elevation 21 during a process of etching off the substrate surface 113 .

Gezielt und für die Erfindung wesentlich ist vorgesehen, daß die Vertiefung 11 bzw. die Erhöhung 21 eine der Substratoberfläche 113 planparallele Bodenfläche 111 be sitzt, deren Unebenheit und Abweichung von der Paralleli tät erheblich kleiner als 5 nm ist. Auf Form und Neigung der Flankenflächen 211 kommt es (und zwar im entschei denden Gegensatz zum Stand der Technik) bei der Erfindung nicht an. Die Flankenflächen 211 werden möglichst steil gewählt, wohingegen eine solche Maßnahme für den Stand der Technik besonders nachteilig ist. Bei der Erfindung hat die Vertiefung 11 bzw. Erhöhung 21 vorzugsweise streifen förmige Gestalt, deren Querschnitt in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Die Breite der Bodenfläche 111 des bei der Erfindung vorgesehenen Streifens wird auf etwa 2-4 µm bemessen, abgestimmt auf ein in oder nahe dem sichtbaren Bereich des Spektrums ausgewähltes monochromatisches Justierlicht.Targeted and essential for the invention it is provided that the recess 11 or the elevation 21 one of the substrate surface 113 plane-parallel bottom surface 111 be sitting, the unevenness and deviation from the parallelism is considerably less than 5 nm. The shape and inclination of the flank surfaces 211 (in contrast to the prior art) is not important to the invention. The flank surfaces 211 are chosen to be as steep as possible, whereas such a measure is particularly disadvantageous for the prior art. In the invention, the recess 11 or elevation 21 preferably has a strip-like shape, the cross section of which is shown in FIGS. 2 and 3. The width of the bottom surface 111 of the strip provided in the invention is dimensioned to be about 2-4 μm, coordinated with a monochromatic adjustment light selected in or near the visible region of the spectrum.

In Fig. 2 ist mit 31 einfallendes Justierlicht bezeich net. Mit 32 ist an der Oberfläche der Schicht 14 reflek tiertes Licht bezeichnet. Mit 33 ist an der Bodenfläche 111 ebenfalls reflektiertes Licht bezeichnet. Außerhalb des Bereiches der Justiermarke 11 bzw. 21 auffallendes Licht 31 wird wiederum zu einem Anteil 32 an der Ober fläche 114 der Schicht(-en) 14 und zu einem anderen Anteil 34 an der Substratoberfläche 113 bzw. an der rück seitigen Oberfläche der Schicht 14 reflektiert.In Fig. 2 with 31 incident adjusting light is designated net. With 32 on the surface of the layer 14 reflected light is referred to. 33 also denotes reflected light on the bottom surface 111 . Outside the area of the alignment mark 11 or 21, incident light 31 in turn becomes a portion 32 of the surface 114 of the layer (s) 14 and another portion 34 of the substrate surface 113 or the rear surface of the layer 14 reflected.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist die Dicke D der Schicht 14 so bemessen, daß die reflektierten Anteile 32 und 34 miteinander interferieren, und zwar vorzugsweise verstärkend interferieren, so daß der außerhalb der als Justiermarke 11, 21 liegende Bereich der Substratober fläche 113 bei Betrachtung aus der Richtung A aufgehellt erscheint. Entsprechend der erfindungsgemäßen Bemessung des Höhenmaßes der Justiermarke 11, 21 ist die Interferenz zwischen den Anteilen 32 und 33 dann derart, daß die Bodenfläche 111 dagegen dunkel erscheint, und zwar unge stört gleichmäßig über diese gesamte Bodenfläche 111. Die Flanken 211 erscheinen ebenfalls dunkel, sind jedoch für die Erfindung unbedeutend und der Anteil ihrer Wirkung vernachlässigbar.According to one feature of the invention, the thickness D of the layer 14 is dimensioned such that the reflected portions 32 and 34 interfere with one another, preferably interfering intensely, so that the area of the substrate surface 113 lying outside as the alignment mark 11 , 21 is viewed from direction A appears brightened. According to the dimensioning of the height of the alignment mark 11 , 21 according to the invention, the interference between the portions 32 and 33 is then such that the bottom surface 111 appears dark, on the other hand, undisturbed evenly over this entire bottom surface 111 . The flanks 211 also appear dark, but are insignificant for the invention and the proportion of their effect is negligible.

Die Fig. 4 und 5 zeigen im Zusammenhang mit der Erfin dung fakultativ auftretende Gegebenheiten. Fig. 4 zeigt zusätzlich eine Zwischenschicht 41. Ersichtlich zeichnet sich die Vertiefung 11 der ursprünglichen Justiermarke ge treu in der Zwischenschicht 41 ab, so daß die zur Fig. 2 beschriebenen Verhältnisse auch für die Fig. 4 gelten, wobei die Schicht 41 dann an die Stelle des Substrat körpers 13 und die Oberfläche 141 an die Stelle der Substratoberfläche 113 treten. FIGS. 4 and 5 show in connection with the optional OF INVENTION dung occurring circumstances. Fig. 4 additionally shows an intermediate layer 41. Seen, the recess features 11 of the original alignment ge diffusing in the intermediate layer 41, so that the situation described for Fig. 2 also apply to the Fig. 4, which layer 41 then takes the place of the substrate body 13 and the surface 141 replace the substrate surface 113 .

Die Fig. 6 zeigt eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der sich die Justiermarke als Vertiefung 11 in einer Schicht 61 befindet, die auf der Substratoberfläche 113 zuvor aufgebracht ist. Alle übrigen zur Fig. 2 im einzelnen gegebenen Ausführungen gelten auch sinngemäß für die Fig. 6. Der für die Erfindung relevante eine reflek tierte Anteil 34 wird hier an der Oberfläche 161 reflek tiert. FIG. 6 shows an embodiment of the invention, in which the alignment mark is located as a depression 11 in a layer 61 which was previously applied to the substrate surface 113 . All other explanations given in detail for FIG. 2 also apply mutatis mutandis to FIG. 6. The part 34 which is relevant for the invention is reflected here on the surface 161 .

Fig. 2 deutet außerdem an, daß die Schicht 14 auch aus mehreren (Fotolack-)Schichten 14 a, 14 b bestehen kann. Für die wirksame Dicke D sind dann die jeweiligen Brechungs indices zu berücksichtigen. Fig. 2 also indicates that the layer 14 can also consist of several (photoresist) layers 14 a , 14 b . The respective refractive indices must then be taken into account for the effective thickness D.

Die Angaben Imax und Imin in den Figuren entsprechen der bevorzugten Anwendung mit als dunkles Feld wiedergegebener Justiermarke. Es können diese Intensitäten auch vertauscht sein.The information Imax and Imin in the figures correspond to the preferred application with an alignment mark shown as a dark field. These intensities can also be interchanged.

Es ist zu beachten, daß die Flächen 211 nicht nur sehr steil (vergleichsweise zum Stand der Technik) ausgeführt sind, sondern daß diese Flächen 211 auch sehr klein im Vergleich zur Bodenfläche 111 sind.It should be noted that the surfaces 211 are not only very steep (compared to the prior art), but that these surfaces 211 are also very small compared to the base surface 111 .

Claims

1. A method for automated, using on the surface of a substrate body, stripe-shaped alignment marks successive adjustment of this substrate body and several masks relative to each other when performing a projection illumination process to create matching structures on or in the surface of this substrate body, the adjustment accuracy being in the submicrometer range and working with monochromatic light and in the further process working with layers of transparent photoresist, characterized in that

- That such a strip-like Ver recess ( 11 ) or elevation ( 21 ) is provided, which has a surface parallel to the surface ( 113 ) of the substrate body ( 13 ) plane, the height dimension (d) compared to this surface ( 113 ) at least approximated is equal to (2 n -1) lambda / 4, where n is a natural number and lambda is the wavelength of the light ( 31 ) used in the adjustment in that material, which is in the form of layer (s) ( 14 ) above the substrate surface ( 113 ) and the alignment mark ( 11 , 21 ), and
- That the thickness (D) of this layer (s) ( 14 ; 14 a , 14 b ) is dimensioned such that brightening or darkening interference outside the area of the alignment mark ( 11 , 21 ) for the light used for adjustment ( 31 ), which occurs on the one hand on one surface ( 114 ) of this layer (s) ( 14 ) as reflected light ( 32 ) and on the other hand on the other surface of this layer (s) opposite this surface as reflected light ( 34 ) occurs.

2. The method according to claim 1, characterized in that the numerical value n = 1.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that this layer ( 14 ) is a photoresist.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a plurality of superimposed photoresist layers are used as layers ( 14 a , 14 b ).

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that additionally at least one intermediate layer ( 41 ) is additionally used.