JPH0789535B2 - 粒子ビ−ム露光用位置合せマ−ク - Google Patents

粒子ビ−ム露光用位置合せマ−ク

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JPH0789535B2
JPH0789535B2 JP61197929A JP19792986A JPH0789535B2 JP H0789535 B2 JPH0789535 B2 JP H0789535B2 JP 61197929 A JP61197929 A JP 61197929A JP 19792986 A JP19792986 A JP 19792986A JP H0789535 B2 JPH0789535 B2 JP H0789535B2
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JP
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tungsten
film
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thick
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Inventor
秀夫 二河
Original Assignee
松下電子工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子ビームやイオンビームなどの粒子ビーム
の露光用位置合せマークに関するものである。
従来の技術 電子ビーム露光、イオンビーム露光などは、光露光では
不可能な微細パターンを高い精度で形成できる方法であ
る。この微細パターンの重ね合せを高精度で実現するた
めに、基板上に設けられた凹凸を持つパターンを重ね合
せのための位置合せ用マークとして用いる。以下、電子
ビーム露光について位置合せ用マークの従来例を説明す
る。イオンビーム露光の場合も同様に考えることができ
る。
電子ビーム露光において、既存パターンへの位置合せ
は、第2図(a)および第2図(b)に示すように、シ
リコン基板1に存在する位置合せマーク2を電子ビーム
aで走査し、その反射電子を検出して電子回路で処理
し、第2図(c)に示すような波形を得ることにより行
なわれている。この位置合せ用マーク2の形成方法とし
て、シリコンやシリコン酸化物(SiO2)などシリコン基
板1とほぼ等しい原子番号の材料を用いて深い段差を持
つパターンを形成する方法、または、金やタングステン
など、シリコンより原子番号の大きい材料を用いて形成
する方法がある。
発明が解決しようとする問題点 従来例の位置合せ用マーク2を用いてマーク検出を行な
う場合、位置合せ用マーク2の上に厚いレジストが塗布
されていると、信号強度が劣化するという問題から、位
置合せ用マーク2を厚くする必要がある。シリコン段差
の位置合せ用マークでは、マークを厚くできるため、厚
いレジストによる信号強度の劣化という問題はないが、
マーク部分とそれ以外の部分とで反射電子の出る数があ
まり変わらないため、極めてS/Nが悪くなる。また、金
属の位置合せ用マークでは、金属の応力の関係から1μ
m以上の厚いマークを形成することが困難であり、段差
が低いのでやはりS/Nが劣化する。
本発明は上記問題点を解決するものであり、マーク検出
を良好にできて、高精度のパターンの位置合せを行なう
ことのできる粒子ビーム露光用位置合せマークを提供す
ることを目的とするものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明は、半導体基板上
に、前記半導体基板を形成している半導体より原子番号
の大きい金属材料の厚膜と、その厚膜上に前記金属材料
の酸化物の薄膜とを積層してなるものである。
作用 上記構成により、応力の問題を解決することができ、そ
れにより位置合せマークを金属で厚く構成できるので、
位置合せマーク上に厚くレジストを塗布した場合におい
ても、マーク検出の劣化がほとんどなく、高い重ね合せ
精度を得ることができる。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図はマーク形成工程の一例を説明する断面図であ
る。第1図(a)に示すように、シリコン基板11の上
に、タングステン厚膜12をスパッタ法により3μmの厚
さに形成する。ここでのスパッタ条件は、スパッタガス
としてアルゴン(Ar)ガスを用い、Arガス圧20mTorr、
高周波電力1KWで、15分間のスパッタであった。
次に、第1図(b)に示すように、タングステン厚膜12
の上に、タングステンの酸化物、たとえば酸化タングス
テン(W3O)などのタングステン酸化薄膜13を反応生ス
パッタ法により0.05μmの厚さに形成する。ここでの反
応性スパッタ条件は、反応性スパッタガスとして酸素
(O2)ガスを用い、O2ガス圧20mTorr、高周波電力1KW
で、1分間のスパッタであった。次に、第1図(c)に
示すように、ジアゾ系ノボラック樹脂からなるポジ型ホ
トレジストOFPR800(東京応化(株)製)を用いて、光
露光によりレジストパターン14を厚さ1.8μmで形成す
る。その後、反応性イオンエッチング装置を用いて、レ
ジストパターン14をマスクとして、タングステン酸化薄
膜13、およびタングステン厚膜12を9分間エッチングす
ることで、線幅2μm、厚さ3.05μmの第1図(d)に
示す構造のタングステン厚膜パターン15およびタングス
テン酸化薄膜パターン16を有する電子ビーム露光用位置
合せマークを得ることができた。ここでのエッチング条
件は、エッチングガスとして六フッ化硫黄(SF6)/5%
四塩化炭素(CCl4)を用い、ガス流量10cc/min、ガス圧
力75mTorr、高周波電力150Wであった。また、タングス
テン酸化薄膜13およびタングステン厚膜12のエッチング
速度はそれぞれ0.05μm/min、0.25μm/minであり、ホト
レジストOFPR800のエッチング速度は0.20μm/minであっ
た。
なお、以上の実施例では、半導体基板としてシリコン基
板を使用したが他の半導体を使用した基板でもよく、ま
たシリコン基板11の上に膜厚を形成する金属材料として
タングステンを用い、その上に形成する金属酸化薄膜と
して酸化タングステン(W3O)を用いたが、膜厚を形成
する金属材料としてはタングステンの他に、半導体より
原子番号の大きい、たとえばモリブデン、チタン、タン
タルなどがあり、その上に形成する金属酸化薄膜として
は、それらの金属酸化化合物がある。
第3図に、タングステン膜厚12(膜厚1.5μm)のArガ
ス圧に対する内部応力、タングステン酸化薄膜13(膜圧
0.05μm)のO2ガス圧に対する内部応力およびタングス
テン酸化薄膜(膜厚0.05μm)/タングステン厚膜(膜
厚3μm)の2層構造にした場合の内部応力を示す。タ
ングステン厚膜12の場合、膜形成可能なArガス圧領域で
は、引張り応力が存在しており、膜厚1.5μmでも、そ
の値は1010dyn/cm2台と非常に大きな値を示している。
それ以上の厚さの膜を形成しようとすると、その応力は
より大きくなり、そのために膜剥離が生じる。タングス
テン酸化薄膜13では、圧縮応力が存在しており、O2ガス
圧に対してその応力はほとんど変化しない。したがっ
て、タングステン酸化薄膜/タングステン厚膜の2層構
造とすることで、その応力は減少するため、厚い位置合
せマークを金属で実現することができる。
発明の効果 以上のように、本発明によれば、金属の位置合せマーク
の応力を低減することが可能となり、厚い金属マークを
形成できることから、レジストを厚く塗布した場合でも
マーク検出の劣化がなく、高い重ね合せ精度を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜第1図(d)は本発明の一実施例の粒子
ビーム露光用位置合せマーク形成工程を説明する断面
図、第2図(a)は位置合せ用マークの作用を説明する
ための平面図、第2図(b)は第2図(a)のA−A′
断面図、第2図(c)は同位置合せ用マークにおける反
射電子検出波形図、第3図はタングステン厚膜(厚膜1.
5μm)、タングステン酸化薄膜(膜厚0.05μm)およ
びタングステン酸化薄膜(膜厚0.05μm)/タングステ
ン厚膜(膜厚3.0μm)の2層構造のガス圧に対する内
部応力特性図である。 11……シリコン基板、12……タングステン厚膜、13……
タングステン酸化薄膜、14……レジストパターン、15…
…タングステン厚膜パターン、16……タングステン酸化
薄膜パターン。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板上に、前記半導体基板を形成し
    ている半導体より原子番号の大きい金属材料の厚膜と、
    その厚膜上に前記金属材料の酸化物の薄膜とを積層して
    なる粒子ビーム露光用位置合せマーク。
  2. 【請求項2】厚膜と薄膜とが互いに反対の応力をもって
    いる特許請求の範囲第1項記載の粒子ビーム露光用位置
    合せマーク。
JP61197929A 1986-08-22 1986-08-22 粒子ビ−ム露光用位置合せマ−ク Expired - Lifetime JPH0789535B2 (ja)

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