JPS6229139A - パタ−ン転写用マスクおよび使用方法 - Google Patents
パタ−ン転写用マスクおよび使用方法Info
- Publication number
- JPS6229139A JPS6229139A JP60167560A JP16756085A JPS6229139A JP S6229139 A JPS6229139 A JP S6229139A JP 60167560 A JP60167560 A JP 60167560A JP 16756085 A JP16756085 A JP 16756085A JP S6229139 A JPS6229139 A JP S6229139A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mask
- pattern transfer
- absorber
- substrate
- wafer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、半導体集積回路パターンなどの高精度なパタ
ーンを転写するりソグラフイ技術に係わり、とくに、ウ
ェハとマスクの位置合わせを高精度化できるパターン転
写マスクに関するもので、フォトリソグラフィ、Ｘ線リ
ソグラフィ、電子線リソグラフィなど各種リソグラフィ
技術に適用できる。
ーンを転写するりソグラフイ技術に係わり、とくに、ウ
ェハとマスクの位置合わせを高精度化できるパターン転
写マスクに関するもので、フォトリソグラフィ、Ｘ線リ
ソグラフィ、電子線リソグラフィなど各種リソグラフィ
技術に適用できる。
従来のパターン転写におけるウェハと転写マスクの位置
合わせ方法は、たとえば、精密機械、第４６巻第８号、
第１００３〜８頁、 １９８３年に記載されるように（
第２図参照）、ウェハ４に形成された位置検出用マーク
５および６を光９で照射し、その反射光を検出する方法
である。この場合、反射光は第２図（ｂ）に示すように
なる。ここで、５′もしくは５′はマーク５による反射
光強度、６′は表面を１１面にしたマーク６により照射
光が散乱されて低下した反射光の強度、１１′はマスク
上の吸収体１１による反射光強度、およびＣはマーク５
の反射光強度５′もしくは５′のスライスレベルである
。マーク５から反射光が５′にような場合には正しく検
出できるが、プロセスによってはマーク５からの反射光
が減少して、５′のようにスライスレベルＣ以下ににる
場合があり、位置合わせができなくなる。この時、検出
回路の増幅度を上げても５′と６′との比が小さく、安
定な位置合わせは不可能である。また、この方法におい
ては、実際に計測される反射光強度１１′の形は、照明
光学系および検出光学系の収差などにより、第２図（ｃ
）のような非対称な形となり、スライスレベルをたとえ
ばＣからＣ′に変化させると、マスク位置がδだけずれ
て計測される。また、表面を粗面にしたマーク６を形成
するウェハプロセスの工程を必要とするためコスト上昇
をもたらす。
合わせ方法は、たとえば、精密機械、第４６巻第８号、
第１００３〜８頁、 １９８３年に記載されるように（
第２図参照）、ウェハ４に形成された位置検出用マーク
５および６を光９で照射し、その反射光を検出する方法
である。この場合、反射光は第２図（ｂ）に示すように
なる。ここで、５′もしくは５′はマーク５による反射
光強度、６′は表面を１１面にしたマーク６により照射
光が散乱されて低下した反射光の強度、１１′はマスク
上の吸収体１１による反射光強度、およびＣはマーク５
の反射光強度５′もしくは５′のスライスレベルである
。マーク５から反射光が５′にような場合には正しく検
出できるが、プロセスによってはマーク５からの反射光
が減少して、５′のようにスライスレベルＣ以下ににる
場合があり、位置合わせができなくなる。この時、検出
回路の増幅度を上げても５′と６′との比が小さく、安
定な位置合わせは不可能である。また、この方法におい
ては、実際に計測される反射光強度１１′の形は、照明
光学系および検出光学系の収差などにより、第２図（ｃ
）のような非対称な形となり、スライスレベルをたとえ
ばＣからＣ′に変化させると、マスク位置がδだけずれ
て計測される。また、表面を粗面にしたマーク６を形成
するウェハプロセスの工程を必要とするためコスト上昇
をもたらす。
このマーク６の反射率が高いとアルミ層形成工程のよう
な反射光強度が強い時に反射光強度６′が吸収体による
反射光強度１１′と同レベルとなり、位置検出が困難と
なる。
な反射光強度が強い時に反射光強度６′が吸収体による
反射光強度１１′と同レベルとなり、位置検出が困難と
なる。
このようなことは、とくにＸ線リソグラフィ技術を用い
た半導体集積装置の製造プロセスにおいてよく知られて
いる。
た半導体集積装置の製造プロセスにおいてよく知られて
いる。
本発明の目的は、一つの被パターン転写物に多数のパタ
ーンを転写する場合の位置合わせを容易にするパターン
転写用マスクを提供することにある。
ーンを転写する場合の位置合わせを容易にするパターン
転写用マスクを提供することにある。
本発明者は、基板１に形成されている吸収体２による反
射光を低減することにより安定な位置合わせができるこ
とを見出した。たとえば、第１図に示すようなに、転写
マスクに基板１と放射線吸収体２の間に薄膜３を設けて
、吸収体２による反射光１１を大幅に減少させる新規な
マスクとそれを適用した位置検出方法を発明した。すな
わち、例えば基板１と薄膜３の屈折率がほぼ等しい時、
その屈折率をｎ、基板１と薄膜３の厚さの和をｄとする
と反射光１１の強度工は、検出光９の波長をλ、該波長
に対する吸収体２の屈折率をｎｌ。
射光を低減することにより安定な位置合わせができるこ
とを見出した。たとえば、第１図に示すようなに、転写
マスクに基板１と放射線吸収体２の間に薄膜３を設けて
、吸収体２による反射光１１を大幅に減少させる新規な
マスクとそれを適用した位置検出方法を発明した。すな
わち、例えば基板１と薄膜３の屈折率がほぼ等しい時、
その屈折率をｎ、基板１と薄膜３の厚さの和をｄとする
と反射光１１の強度工は、検出光９の波長をλ、該波長
に対する吸収体２の屈折率をｎｌ。
大気の屈折率をｎ、とじ、検出光９が垂直入射をすると
き。
き。
δ
ｎ”（ｎ、＋ｎ、）” （ｎｇ” ｎ”）（ｎ”
ｎｍ”）Ｓｌｎ２−ま ただし ４πｎ ｄ δ＝□ λ となる。したがって、薄膜３の厚さｄをλ／ ２ ｎも
しくはその奇数倍とすればＩが小さくなることができる
。
ｎｍ”）Ｓｌｎ２−ま ただし ４πｎ ｄ δ＝□ λ となる。したがって、薄膜３の厚さｄをλ／ ２ ｎも
しくはその奇数倍とすればＩが小さくなることができる
。
また、ウェハ上に形成するマーク８をウェハ表面と段差
もしくは境界を有するように形成すると。
もしくは境界を有するように形成すると。
例えば、その段差１８により、第１図（ｂ）の１８′の
どとき、鮮鋭な位置信号が得られることを見出した。こ
の場合、吸収体による反射光強度１１′が極めて小さい
ため、位置信号１８′を高精度で、かつ容易に検出でき
る。
どとき、鮮鋭な位置信号が得られることを見出した。こ
の場合、吸収体による反射光強度１１′が極めて小さい
ため、位置信号１８′を高精度で、かつ容易に検出でき
る。
また、薄膜３がない時でも、基板の厚さｄ′をλ
（ｎ′は基板の波長λに対する屈折率）とすれば反射光
１１′が減少する。
１１′が減少する。
以下、本発明の実施例を第３〜第４図を用いて説明する
。
。
第３図は、本発明による転写用マスクの断面図である。
マスク２０は支持体２５．Ｘ４！透過率の高い薄膜基板
１２、反射を防止するための薄膜１３、Ｘ線吸収体１４
で構成される。薄膜１３としては酸化クロームを用いた
。
１２、反射を防止するための薄膜１３、Ｘ線吸収体１４
で構成される。薄膜１３としては酸化クロームを用いた
。
この転写用マスクを用いてウェハとマスクの位置合わせ
を行う方法を第４図を用いて述べる。
を行う方法を第４図を用いて述べる。
第２図は落射照明法による検出光学系である。
光源２３からの照射光はビームスプリッタ４および対物
レンズ１５を通してＸ線マスク２０および半導体ウェハ
４を照射する。そして、ウェハ４およびマスク２０から
の反射光は検出器１ｏによって第３図（ｂ）のごとく位
置に対応した光強度として検出される。
レンズ１５を通してＸ線マスク２０および半導体ウェハ
４を照射する。そして、ウェハ４およびマスク２０から
の反射光は検出器１ｏによって第３図（ｂ）のごとく位
置に対応した光強度として検出される。
半導体基板４からの反射光強度１６は転写マスク２０上
に形成され位置合わせ用吸収体２からの反射光強度１１
に較べて極めて明るい。また、ウェハ４上のマーク８に
よる信号８′も鮮明に表われるので、マスク２０とウェ
ハの相対位置を容易に検出することができる。すなわち
、反射光強度１６および１１′からマスク２０の位置が
、また信号１８′からウェハ４の位置が検出できる。こ
の方法によると、半導体プロセスの進歩にともなって、
半導体基板からの反射率が低下しても反射光強度１１′
より反射光強度１６が大きい限り検出器１０の利得を上
げることにより第３図（ｂ）のごとき明瞭な位置信号を
得ることができる。したがって、半導体基板の反射光１
６がアルミ層形成工程のように大きいときでも、正しい
位置信号を得ることができる。
に形成され位置合わせ用吸収体２からの反射光強度１１
に較べて極めて明るい。また、ウェハ４上のマーク８に
よる信号８′も鮮明に表われるので、マスク２０とウェ
ハの相対位置を容易に検出することができる。すなわち
、反射光強度１６および１１′からマスク２０の位置が
、また信号１８′からウェハ４の位置が検出できる。こ
の方法によると、半導体プロセスの進歩にともなって、
半導体基板からの反射率が低下しても反射光強度１１′
より反射光強度１６が大きい限り検出器１０の利得を上
げることにより第３図（ｂ）のごとき明瞭な位置信号を
得ることができる。したがって、半導体基板の反射光１
６がアルミ層形成工程のように大きいときでも、正しい
位置信号を得ることができる。
なお、吸収体２によるパターンを、いわゆるプレネルゾ
ーンターゲットパターンにしても同様の効果が得られた
。
ーンターゲットパターンにしても同様の効果が得られた
。
また、検出用の光を転写マスク面に必ずしも垂直に入射
させる必要はないが、その場合は前述の数式および条件
が異なることは言うまでもない。
させる必要はないが、その場合は前述の数式および条件
が異なることは言うまでもない。
また、薄膜３はマスク全面に設けられる必要はなく、吸
収体２と基板１との間にのみ設けてもよい。
収体２と基板１との間にのみ設けてもよい。
本発明によれば、半導体基板の反射率に関係なくＸ線マ
スクおよび半導体ウェハの位置が精度良く検出されるの
で、半導体装置製造の歩留を向上させる効果がある。
スクおよび半導体ウェハの位置が精度良く検出されるの
で、半導体装置製造の歩留を向上させる効果がある。
第１図は、本発明による転写用マスクとウェハおよび反
射光強度の位置関係を示す図、第２図は従来技術を説明
する図、第３図は実施例の転写用マスクの断面図、およ
び第４図は実施例の説明に用いる図である。 １・・・マスク基板、２・・・マスク吸収体、３・・・
反射防止用薄膜、４・・・被転写物（ウェハなど）、５
，６゜￥Ｊ１図 イ左 置 罵 Ｚ 図 ■３ 図 １．□わ
射光強度の位置関係を示す図、第２図は従来技術を説明
する図、第３図は実施例の転写用マスクの断面図、およ
び第４図は実施例の説明に用いる図である。 １・・・マスク基板、２・・・マスク吸収体、３・・・
反射防止用薄膜、４・・・被転写物（ウェハなど）、５
，６゜￥Ｊ１図 イ左 置 罵 Ｚ 図 ■３ 図 １．□わ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、パターン転写用放射線に対して吸収率が高い基板お
よび、該放射線に対して吸収率が高い吸収体からなり、
位置合わせ光学系を有するパターン転写装置で用いるパ
ターン転写用マスクにおいて、ウェハ上に形成されたマ
ークを検出する光学系に用いる光が、該マスクの該吸収
体が存在する部分で反射しにくい構成になつていること
を特徴とするパターン転写用マスク。 ２、上記反射しにくい構成が、上記基板と上記吸収体の
間に薄膜を有する構成であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のパターン転写用マスク。 ３、上記反射しにくい構成が、上記基板の上記吸収体が
形成されている面の反対側の面に薄膜を有する構成であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のパター
ン転写用マスク。 ４、上記薄膜が、基板の実質的な全面に亘つて形成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のパ
ターン転写用マスク。 ５、上記基板の厚さｄが ｄ＝λ／４ｎ（２ｍ＋１） （λ：上記光学系に用いる光の波長、ｍ：自然数、ｎ：
該基板の該波長に対する屈折率）であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のパターン転写用マスク。 ６、上記放射線がＸ線であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のパターン転写用マスク。 ７、パターン転写用放射線に対して透過率が高い基板お
よび、該放射線に対して吸収率が高い吸収体からなり、
位置合わせ光学系を有するパターン転写装置で用いるパ
ターン転写用マスクの使用方法において、ウェハ上に形
成されたマークと該ウェハ面との段差もしくは境界によ
る反射光信号および該吸収体の境界による反射光信号か
ら位置を検出するために使用することを特徴とするパタ
ーン転写用マスクの使用方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16756085A JPH0723959B2 (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | パタ−ン転写用マスクおよび使用方法 |
| US07/324,977 US4964146A (en) | 1985-07-31 | 1989-03-15 | Pattern transistor mask and method of using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16756085A JPH0723959B2 (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | パタ−ン転写用マスクおよび使用方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6229139A true JPS6229139A (ja) | 1987-02-07 |
| JPH0723959B2 JPH0723959B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=15851987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16756085A Expired - Lifetime JPH0723959B2 (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | パタ−ン転写用マスクおよび使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0723959B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100846589B1 (ko) | 2006-08-17 | 2008-07-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 기판 정렬 방법 |
| US7835001B2 (en) | 2006-05-24 | 2010-11-16 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Method of aligning a substrate, mask to be aligned with the same, and flat panel display apparatus using the same |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5360177A (en) * | 1976-11-10 | 1978-05-30 | Mitsubishi Electric Corp | Photo mask |
| JPS5532017U (ja) * | 1978-08-19 | 1980-03-01 | ||
| JPS5675747U (ja) * | 1979-11-12 | 1981-06-20 | ||
| JPS5773741A (en) * | 1980-10-24 | 1982-05-08 | Toppan Printing Co Ltd | Photomask |
-
1985
- 1985-07-31 JP JP16756085A patent/JPH0723959B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5360177A (en) * | 1976-11-10 | 1978-05-30 | Mitsubishi Electric Corp | Photo mask |
| JPS5532017U (ja) * | 1978-08-19 | 1980-03-01 | ||
| JPS5675747U (ja) * | 1979-11-12 | 1981-06-20 | ||
| JPS5773741A (en) * | 1980-10-24 | 1982-05-08 | Toppan Printing Co Ltd | Photomask |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7835001B2 (en) | 2006-05-24 | 2010-11-16 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Method of aligning a substrate, mask to be aligned with the same, and flat panel display apparatus using the same |
| KR100846589B1 (ko) | 2006-08-17 | 2008-07-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 기판 정렬 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0723959B2 (ja) | 1995-03-15 |
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