JPH0789538B2 - Ｘ線リソグラフィ・システム位置合せ装置および方法 - Google Patents
Ｘ線リソグラフィ・システム位置合せ装置および方法Info
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- JPH0789538B2 JPH0789538B2 JP4209994A JP20999492A JPH0789538B2 JP H0789538 B2 JPH0789538 B2 JP H0789538B2 JP 4209994 A JP4209994 A JP 4209994A JP 20999492 A JP20999492 A JP 20999492A JP H0789538 B2 JPH0789538 B2 JP H0789538B2
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
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-
- G—PHYSICS
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- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7049—Technique, e.g. interferometric
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- G03F9/7073—Alignment marks and their environment
- G03F9/7076—Mark details, e.g. phase grating mark, temporary mark
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線リソグラフィおよ
び測定システムに関し、特に、そのための位置合せまた
は検出システムに関する。
び測定システムに関し、特に、そのための位置合せまた
は検出システムに関する。
【０００２】
【従来の技術およびその問題点】リソグラフィでは、位
置合せシステムにおける測定を実施するのに可視光を利
用することが知られている。しかし、測定をＸ線技術で
行うようになると、従来の光学測定の限界を超える。こ
れらの限界は一般的に、可視光を使ったシステムは波長
限界のために、要求以下の精度であるという事実により
生じる。
置合せシステムにおける測定を実施するのに可視光を利
用することが知られている。しかし、測定をＸ線技術で
行うようになると、従来の光学測定の限界を超える。こ
れらの限界は一般的に、可視光を使ったシステムは波長
限界のために、要求以下の精度であるという事実により
生じる。
【０００３】米国特許第４，０１６，４１６号明細書
“Ｐｈａｓｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｚｏｎｅ Ｐ
ｌａｔｅ Ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ”は、反対面に
光電検出器を取り付けたゾーンプレートを示している。
“Ｐｈａｓｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｚｏｎｅ Ｐ
ｌａｔｅ Ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ”は、反対面に
光電検出器を取り付けたゾーンプレートを示している。
【０００４】米国特許第３，９８４，６８０号明細書
“Ｓｏｆｔ Ｘ−Ｒａｙ ＭａｓｋＡｌｉｇｎｍｅｎｔ
Ｓｙｓｔｅｍ”は、マスクにＸ線けい光検出器を取り
付けたＸ線マスク位置合せシステムであって、電子フラ
ックスと比べて低い出力強度を与えるＸ線けい光信号を
測定するシステムを示している。
“Ｓｏｆｔ Ｘ−Ｒａｙ ＭａｓｋＡｌｉｇｎｍｅｎｔ
Ｓｙｓｔｅｍ”は、マスクにＸ線けい光検出器を取り
付けたＸ線マスク位置合せシステムであって、電子フラ
ックスと比べて低い出力強度を与えるＸ線けい光信号を
測定するシステムを示している。
【０００５】米国特許第４，６１４，４３３号明細書
“Ｍａｓｋ−ｔｏ−Ｗａｆｅｒ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ
Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ Ｚｏｎｅ Ｐｌａｔｅｓ”は、位
置合せの際、光で照射されるゾーンプレートを用いたマ
スク対ウェーハ位置合せを示している。
“Ｍａｓｋ−ｔｏ−Ｗａｆｅｒ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ
Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ Ｚｏｎｅ Ｐｌａｔｅｓ”は、位
置合せの際、光で照射されるゾーンプレートを用いたマ
スク対ウェーハ位置合せを示している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明により、Ｘ線マス
ク、および位置合せマークのついたワークピースを含む
Ｘ線リソグラフィ・システムを位置合せする方法および
装置が提供され、その方法は、 ａ）ワークピース上にＸ線ビームを集束させる手段、例
えばゾーンプレート・レンズまたは回折格子等をＸ線マ
スク上に与えるステップと、 ｂ）前記集束手段により位置合せマークに集束させるよ
うにＸ線を方向付け、Ｘ線に応じて前記ワークピースに
より生成された光電子を放出し、Ｘ線ビームが位置合せ
マークの特徴部を横切るときの電流の変化を検出するこ
とによって、レンズまたは回折格子がマークと位置合せ
されるときを検出するステップとを含んでいる。
ク、および位置合せマークのついたワークピースを含む
Ｘ線リソグラフィ・システムを位置合せする方法および
装置が提供され、その方法は、 ａ）ワークピース上にＸ線ビームを集束させる手段、例
えばゾーンプレート・レンズまたは回折格子等をＸ線マ
スク上に与えるステップと、 ｂ）前記集束手段により位置合せマークに集束させるよ
うにＸ線を方向付け、Ｘ線に応じて前記ワークピースに
より生成された光電子を放出し、Ｘ線ビームが位置合せ
マークの特徴部を横切るときの電流の変化を検出するこ
とによって、レンズまたは回折格子がマークと位置合せ
されるときを検出するステップとを含んでいる。
【０００７】好適には、位置合せマークはエッチング・
スロットまたは金属特徴部を含む。
スロットまたは金属特徴部を含む。
【０００８】本発明により、ワークピース上でアレイを
形成する複数の基準マークによってワークピースを測定
する測定システムの検出能力を改良する装置および方法
が提供され、その方法は、 ａ）Ｘ線源を与えるステップと、 ｂ）Ｘ線透過基板に、ゾーンプレート・レンズまたは回
折格子のような集束手段を与えるステップと、 ｃ）前記ゾーンプレート・レンズにより、Ｘ線を第１の
基準マークに方向付け、前記Ｘ線に応じてワークピース
により生成された光電子を放出し、前記Ｘ線ビームが第
１の基準マーク上の特徴部を横切るときの電流の変化を
検出することによって、前記集束手段が前記マークと位
置合せされるときを検出するステップと、 ｄ）予めワークピース上に定められたマークのアレイ中
の２つの基準マークの間の位置を決定するレーザ干渉計
制御テーブルを与えるステップとを含んでいる。
形成する複数の基準マークによってワークピースを測定
する測定システムの検出能力を改良する装置および方法
が提供され、その方法は、 ａ）Ｘ線源を与えるステップと、 ｂ）Ｘ線透過基板に、ゾーンプレート・レンズまたは回
折格子のような集束手段を与えるステップと、 ｃ）前記ゾーンプレート・レンズにより、Ｘ線を第１の
基準マークに方向付け、前記Ｘ線に応じてワークピース
により生成された光電子を放出し、前記Ｘ線ビームが第
１の基準マーク上の特徴部を横切るときの電流の変化を
検出することによって、前記集束手段が前記マークと位
置合せされるときを検出するステップと、 ｄ）予めワークピース上に定められたマークのアレイ中
の２つの基準マークの間の位置を決定するレーザ干渉計
制御テーブルを与えるステップとを含んでいる。
【０００９】
【実施例】この位置合せシステムはＸ線リソグラフィ応
用に適している。図１に示すシステムは、Ｘ線源８と、
Ｘ線マスク１２を有する非常に薄い膜上に配置された光
電子検出器のようにも機能するＸ線集束要素１０（すな
わち、導電ゾーンプレート・レンズ１０または回折格
子）とを備えている。ゾーンプレート１０は、図示の便
宜上示さなかった導電ラインによって、マスク１２の表
面からライン４５，アンメータ４２，ライン４６，バッ
テリー４４の正端子，ライン４８，基板１６の裏面へと
接続される。バッテリー４４からの電圧がゾーンプレー
ト・レンズ１０に印加されて、基板１６上のマーク１４
により光電子放出された電子を集める。リソグラフィ基
板１６（典型的にはＳｉウェーハ）上に配置された位置
合せマーク１４に、マスク１２上のゾーンプレート・レ
ンズ１０からの集束Ｘ線を照射する。マスク／基板ギャ
ップは、マスク１２の下面と基板１６の上面の間の距離
である。位置合せマーク１４は、リソグラフィ基板１６
上の適切な位置の比較的深く狭い特徴部をエッチングし
て形成され、半導体ウェーハ１６に関する場合はウェー
ハ１６上にエッチングマーク１４を形成する。
用に適している。図１に示すシステムは、Ｘ線源８と、
Ｘ線マスク１２を有する非常に薄い膜上に配置された光
電子検出器のようにも機能するＸ線集束要素１０（すな
わち、導電ゾーンプレート・レンズ１０または回折格
子）とを備えている。ゾーンプレート１０は、図示の便
宜上示さなかった導電ラインによって、マスク１２の表
面からライン４５，アンメータ４２，ライン４６，バッ
テリー４４の正端子，ライン４８，基板１６の裏面へと
接続される。バッテリー４４からの電圧がゾーンプレー
ト・レンズ１０に印加されて、基板１６上のマーク１４
により光電子放出された電子を集める。リソグラフィ基
板１６（典型的にはＳｉウェーハ）上に配置された位置
合せマーク１４に、マスク１２上のゾーンプレート・レ
ンズ１０からの集束Ｘ線を照射する。マスク／基板ギャ
ップは、マスク１２の下面と基板１６の上面の間の距離
である。位置合せマーク１４は、リソグラフィ基板１６
上の適切な位置の比較的深く狭い特徴部をエッチングし
て形成され、半導体ウェーハ１６に関する場合はウェー
ハ１６上にエッチングマーク１４を形成する。
【００１０】入射Ｘ線ビーム８によってリソグラフィ基
板１６上に発生した光電子は、マスク１２上に配置され
た、適切にバイアスされた導電ゾーンプレート１０によ
って検出される。Ｘ線ビーム８のゾーンプレート１０へ
の到達は、適切なミラーで走査される。すなわちマスク
１２およびウェーハ１６は互いに振動する。
板１６上に発生した光電子は、マスク１２上に配置され
た、適切にバイアスされた導電ゾーンプレート１０によ
って検出される。Ｘ線ビーム８のゾーンプレート１０へ
の到達は、適切なミラーで走査される。すなわちマスク
１２およびウェーハ１６は互いに振動する。
【００１１】位置合せマーク１４からの光電子電流は、
Ｘ線ビーム８が位置合せマーク１４のエッチング・スロ
ットのエッジに到達するとき、変化することが予想さ
れ、Ｘ線ビームがエッチング・スロットの内部を走査す
るとき、減少することが予想される。そのため、マスク
１２とウェーハ１６との間の位置合せは、位置合せマー
ク１４の周囲にＸ線ビームを走査して、得られた信号を
検出することにより行われる。検出は適切にバイアスさ
れた同じゾーンプレートによって行われる。
Ｘ線ビーム８が位置合せマーク１４のエッチング・スロ
ットのエッジに到達するとき、変化することが予想さ
れ、Ｘ線ビームがエッチング・スロットの内部を走査す
るとき、減少することが予想される。そのため、マスク
１２とウェーハ１６との間の位置合せは、位置合せマー
ク１４の周囲にＸ線ビームを走査して、得られた信号を
検出することにより行われる。検出は適切にバイアスさ
れた同じゾーンプレートによって行われる。
【００１２】本発明の他の実施例では、ウェーハ１６上
の位置合せマーク１４は、金属のフレームからなってい
る。位置合せ信号は、位置合せマーク１４の重心および
金属特徴部のエッジでピークになる。このシステムで
は、信号対バックグラウンド比を最大にするために、位
置合せマーク１４を、処理中に堆積した他の層とは異な
り清浄にすることが必要である。
の位置合せマーク１４は、金属のフレームからなってい
る。位置合せ信号は、位置合せマーク１４の重心および
金属特徴部のエッジでピークになる。このシステムで
は、信号対バックグラウンド比を最大にするために、位
置合せマーク１４を、処理中に堆積した他の層とは異な
り清浄にすることが必要である。
【００１３】マスクとウェーハの間のヘリウム雰囲気中
で動作するＸ線システムでは、光電子信号が、ヘリウム
ガスのイオン化によって生成された２次電子によって増
幅される。このため、システムはヘリウム環境での動作
に、理想的に適合しているように見える。
で動作するＸ線システムでは、光電子信号が、ヘリウム
ガスのイオン化によって生成された２次電子によって増
幅される。このため、システムはヘリウム環境での動作
に、理想的に適合しているように見える。
【００１４】好適には、光電子は適切な測定回路に接続
された金属ゾーンプレートによって検出される。
された金属ゾーンプレートによって検出される。
【００１５】図２は本発明の他の面を示す。
【００１６】Ｘ線ビーム１８は、図１のマスクと同じＸ
線透過基板２２上のゾーンプレート・レンズ２０（また
は回折格子）に方向付けられ、このビームは、ゾーンプ
レート・レンズ２０によってワークピース２６の上面の
基準マーク２４上に集束され、Ｘ線に応答してワークピ
ース２６より生成された光電子の放出によって、ゾーン
プレート・レンズ２０がマーク２４と位置合せされたと
きを検出する。基準マークの特徴部をＸ線が横切るとき
電流の変化を検出するために検出回路が設けられる。検
出回路は、ゾーンプレート・レンズ２０と、マスク２２
の表面からライン３５，アンメータ３２，ライン３６，
バッテリー３４の正端子，ライン３８，ワークピース２
６の裏面へと続く導電ライン（図示の便宜上示さなかっ
た）を有している。バッテリー３４からの電圧はゾーン
プレート・レンズ２０に印加されて、ワークピース２６
上のマーク２４によって光電子放出された電子を集め
る。
線透過基板２２上のゾーンプレート・レンズ２０（また
は回折格子）に方向付けられ、このビームは、ゾーンプ
レート・レンズ２０によってワークピース２６の上面の
基準マーク２４上に集束され、Ｘ線に応答してワークピ
ース２６より生成された光電子の放出によって、ゾーン
プレート・レンズ２０がマーク２４と位置合せされたと
きを検出する。基準マークの特徴部をＸ線が横切るとき
電流の変化を検出するために検出回路が設けられる。検
出回路は、ゾーンプレート・レンズ２０と、マスク２２
の表面からライン３５，アンメータ３２，ライン３６，
バッテリー３４の正端子，ライン３８，ワークピース２
６の裏面へと続く導電ライン（図示の便宜上示さなかっ
た）を有している。バッテリー３４からの電圧はゾーン
プレート・レンズ２０に印加されて、ワークピース２６
上のマーク２４によって光電子放出された電子を集め
る。
【００１７】レーザ干渉計３０は移動可能なｘ，ｙテー
ブル２８を制御し、このテーブルは測定のためにワーク
ピース２６上の予め定められたマーク・アレイ中の２つ
の基準マーク２４および２５間の位置を決定する。
ブル２８を制御し、このテーブルは測定のためにワーク
ピース２６上の予め定められたマーク・アレイ中の２つ
の基準マーク２４および２５間の位置を決定する。
【００１８】図１および図２のバイアス電源としてバッ
テリーを示したが、当業者であれば、他のＡＣ（パルス
化された）およびＤＣ電源またはエネルギーを、回路を
付勢するのに使用できることは明白である。
テリーを示したが、当業者であれば、他のＡＣ（パルス
化された）およびＤＣ電源またはエネルギーを、回路を
付勢するのに使用できることは明白である。
【００１９】
【発明の効果】本発明により、Ｘ線マスク、および位置
合せマークのついたワークピースを含むＸ線リソグラフ
ィ・システムを位置合せする方法および装置が提供され
る。
合せマークのついたワークピースを含むＸ線リソグラフ
ィ・システムを位置合せする方法および装置が提供され
る。
【図１】本発明によるＸ線位置合せシステムを示す図で
ある。
ある。
【図２】Ｘ線検出を伴う測定システムの基準マーク検出
能力を改良する方法および装置を示す図である。
能力を改良する方法および装置を示す図である。
８ Ｘ線源 １０，２０ ゾーンプレート・レンズ １２，２２ Ｘ線マスク １６ 基板（ウェーハ） １８ Ｘ線ビーム ２４，２５ 基準マーク ２６ ワークピース ２８ ｘ，ｙテーブル ３０ レーザ干渉計 ３２，４２ アンメータ ３４，４４ バッテリー ３５，３６，３８，４５，４６，４８ ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−78375（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−148285（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−145730（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】Ｘ線マスクと、位置合せマークを有するワ
ークピースとを含むＸ線リソグラフィ・システムを位置
合せする装置において、 ａ）前記Ｘ線マスク上にあり、前記ワークピース上にＸ
線ビームを集束させる集束手段と、 ｂ）前記集束手段により前記位置合せマークに集束する
ようにＸ線を方向付け、前記Ｘ線に応じ前記ワークピー
ス上より光電子を放出し、前記Ｘ線ビームが前記位置合
せマーク上の特徴部を横切るときの上記光電子による電
流の変化を検出することによって、前記集束手段が前記
マークと位置合せされるときを検出する手段と、 を備えることを特徴とする、Ｘ線リソグラフィ・システ
ム位置合せ装置。 - 【請求項２】前記位置合せマークがエッチング・スロッ
トを有することを特徴とする、請求項１記載のＸ線リソ
グラフィ・システム位置合せ装置。 - 【請求項３】前記位置合せマークが金属特徴部を含むこ
とを特徴とする、請求項１記載のＸ線リソグラフィ・シ
ステム位置合せ装置。 - 【請求項４】Ｘ線マスクと、位置合せマークを有するワ
ークピースとを含むＸ線リソグラフィ・システムを位置
合せする方法において、 ａ）前記Ｘ線マスク上にあり、Ｘ線ビームを前記ワーク
ピース上に集束させる手段を与えるステップと、 ｂ）前記集束手段により前記位置合せマークに集束させ
るようにＸ線を方向付け、前記Ｘ線に応じて前記ワーク
ピースにより生成された光電子を放出し、前記Ｘ線ビー
ムが前記位置合せマーク上の特徴部を横切るとき上記光
電子による電流の変化を検出することによって、前記集
束手段が前記マークと位置合せされるときを検出するス
テップと、 を含むことを特徴とする、Ｘ線リソグラフィ・システム
位置合せ方法。 - 【請求項５】前記位置合せマークがエッチング・スロッ
トを含むことを特徴とする、請求項４記載のＸ線リソグ
ラフィ・システム位置合せ方法。 - 【請求項６】前記位置合せマークが金属特徴部を含むこ
とを特徴とする、請求項４記載のＸ線リソグラフィ・シ
ステム位置合せ方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/775,880 US5168513A (en) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | X-ray metrology and alignment detection system |
| US775880 | 2001-02-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05206011A JPH05206011A (ja) | 1993-08-13 |
| JPH0789538B2 true JPH0789538B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=25105823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4209994A Expired - Lifetime JPH0789538B2 (ja) | 1991-10-11 | 1992-08-06 | Ｘ線リソグラフィ・システム位置合せ装置および方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5168513A (ja) |
| EP (1) | EP0536842A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0789538B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6013355A (en) * | 1996-12-30 | 2000-01-11 | International Business Machines Corp. | Testing laminates with x-ray moire interferometry |
| US6590657B1 (en) * | 1999-09-29 | 2003-07-08 | Infineon Technologies North America Corp. | Semiconductor structures and manufacturing methods |
| US20040032931A1 (en) * | 2002-08-13 | 2004-02-19 | International Business Machines Corporation | X-ray alignment system for fabricaing electronic chips |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3984680A (en) * | 1975-10-14 | 1976-10-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Soft X-ray mask alignment system |
| JPS5278375A (en) * | 1975-12-25 | 1977-07-01 | Fujitsu Ltd | Aligning method |
| US4016416A (en) * | 1976-03-23 | 1977-04-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Phase compensated zone plate photodetector |
| US4037969A (en) * | 1976-04-02 | 1977-07-26 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Zone plate alignment marks |
| DE2723902C2 (de) * | 1977-05-26 | 1983-12-08 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zur Parallelausrichtung und Justierung der Lage einer Halbleiterscheibe relativ zu einer Bestrahlungsmaske bei der Röntgenstrahl-Fotolithografie |
| US4539695A (en) * | 1984-01-06 | 1985-09-03 | The Perkin-Elmer Corporation | X-Ray lithography system |
| US4636080A (en) * | 1984-05-07 | 1987-01-13 | At&T Bell Laboratories | Two-dimensional imaging with line arrays |
| US4614433A (en) * | 1984-07-09 | 1986-09-30 | At&T Bell Laboratories | Mask-to-wafer alignment utilizing zone plates |
| JPS6221223A (ja) * | 1985-07-19 | 1987-01-29 | Shimadzu Corp | 軟ｘ線用投影結像装置 |
| US4798470A (en) * | 1985-11-14 | 1989-01-17 | Hitachi, Ltd. | Pattern printing method and apparatus |
| JP2593440B2 (ja) * | 1985-12-19 | 1997-03-26 | 株式会社ニコン | 投影型露光装置 |
| US4698834A (en) * | 1986-02-12 | 1987-10-06 | Micronix Corporation | X-ray mask membrane deflection compensator and method |
| JPH0713565B2 (ja) * | 1986-09-19 | 1995-02-15 | 三洋電機株式会社 | マスク位置合わせ方法 |
| US4904087A (en) * | 1987-07-06 | 1990-02-27 | American Telephone & Telegraph Co., At&T Bell Laboratories | Method for aligning photomasks |
| EP0355496A3 (en) * | 1988-08-15 | 1990-10-10 | Sumitomo Heavy Industries Co., Ltd. | Position detector employing a sector fresnel zone plate |
-
1991
- 1991-10-11 US US07/775,880 patent/US5168513A/en not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-08-06 JP JP4209994A patent/JPH0789538B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-05 EP EP92203040A patent/EP0536842A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0536842A1 (en) | 1993-04-14 |
| JPH05206011A (ja) | 1993-08-13 |
| US5168513A (en) | 1992-12-01 |
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