JPS6373102A - 微細パタ−ンの位置合わせ方法 - Google Patents
微細パタ−ンの位置合わせ方法Info
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- JPS6373102A JPS6373102A JP61218351A JP21835186A JPS6373102A JP S6373102 A JPS6373102 A JP S6373102A JP 61218351 A JP61218351 A JP 61218351A JP 21835186 A JP21835186 A JP 21835186A JP S6373102 A JPS6373102 A JP S6373102A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (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】
〔概要〕
被処理基板とのマスク合わせに際して、位置合わせに使
用する回折光の測定精度を向上する方法として、フレネ
ルゾーンプレートにより集光して被処理基板に投射する
レーザ光の波長をそれぞれ変え、対応する波長の光のみ
を検出する方法。
用する回折光の測定精度を向上する方法として、フレネ
ルゾーンプレートにより集光して被処理基板に投射する
レーザ光の波長をそれぞれ変え、対応する波長の光のみ
を検出する方法。
本発明は測定精度を向上した微細パターンの位置合わせ
方法に関する。
方法に関する。
大量の情報を高速に処理する情報処理技術の要望を満た
すために情報処理装置の主構成体である半導体装置は集
積化が進んでいる。
すために情報処理装置の主構成体である半導体装置は集
積化が進んでいる。
すなわち半導体チップの最大面積は殆ど変わらないにも
拘らず、構成する素子数は増加しており、ＩＣよりＬＳ
Ｉへ、またＬＳＩよりＶＬＳＩへと高集積化が進んでい
る。
拘らず、構成する素子数は増加しており、ＩＣよりＬＳ
Ｉへ、またＬＳＩよりＶＬＳＩへと高集積化が進んでい
る。
ここで、集積化は単位素子の小形化により行われている
が、この小形化は半導体層形成技術、薄膜形成技術など
と共に写真蝕刻技術（ホトリソグラフィ或いは電子線リ
ソグラフィ）の進歩に負うところが大きい。
が、この小形化は半導体層形成技術、薄膜形成技術など
と共に写真蝕刻技術（ホトリソグラフィ或いは電子線リ
ソグラフィ）の進歩に負うところが大きい。
ここで、写真蝕刻技術は被処理基板の上に感光性レジス
トを被覆し、これに光或いは電離放射線を照射して選択
的に露光せしめるもので、露光部と非露光部とが現像液
に対して溶解度に差を生じるのを利用してレジストパタ
ーンが作られる。
トを被覆し、これに光或いは電離放射線を照射して選択
的に露光せしめるもので、露光部と非露光部とが現像液
に対して溶解度に差を生じるのを利用してレジストパタ
ーンが作られる。
そして、このレジストパターンをマスクとしてドライエ
ツチング或いはウェットエツチングを行って被処理基板
を選択エツチングし、微細なパターンを形成するもので
ある。
ツチング或いはウェットエツチングを行って被処理基板
を選択エツチングし、微細なパターンを形成するもので
ある。
さて、半導体集積回路は高集積化と共にパターン幅が１
μｍ以下の所謂るサブミクロン（Ｓｕｂ−ｍｉｃｒｏｎ
）パターンの形成が必要であるが、光源として紫外線を
用いる従来のパターン形成法では波長による制限から１
μｍ以上の線幅のものに限られており、これ以下の微細
パターンの形成は困難である。
μｍ以下の所謂るサブミクロン（Ｓｕｂ−ｍｉｃｒｏｎ
）パターンの形成が必要であるが、光源として紫外線を
用いる従来のパターン形成法では波長による制限から１
μｍ以上の線幅のものに限られており、これ以下の微細
パターンの形成は困難である。
一方、電子線の波長は加速電圧により異なるが０．１人
程度であり、光の波長に較べて４桁以上も短いために大
きな解像力が期待でき、０．１μｍ幅のパターン形成も
可能となる。
程度であり、光の波長に較べて４桁以上も短いために大
きな解像力が期待でき、０．１μｍ幅のパターン形成も
可能となる。
然し、この方法は電子線を順次に走査してパターンを描
画するために多大の時間を要すること一電子は負の電荷
をもつためにレジストの表面に電荷の蓄積が起こり、そ
のためにパターンの位置ずれが生ずると云う問題がある
。
画するために多大の時間を要すること一電子は負の電荷
をもつためにレジストの表面に電荷の蓄積が起こり、そ
のためにパターンの位置ずれが生ずると云う問題がある
。
また、Ｘ線を使用する写真蝕刻技術は波長が５〜１５人
のソフトＸ線を光の代わりに用い、マスクを通してレジ
ストを露光する方式であり、電子ビーム露光に較べて一
度に全面積の露光ができ、露光時間が短く、電子線のよ
うに電子の散乱がなく、切れのよい微細パターンを作る
ことができ、また特別な真空を用いなくともよいなど各
種の利点を有している。
のソフトＸ線を光の代わりに用い、マスクを通してレジ
ストを露光する方式であり、電子ビーム露光に較べて一
度に全面積の露光ができ、露光時間が短く、電子線のよ
うに電子の散乱がなく、切れのよい微細パターンを作る
ことができ、また特別な真空を用いなくともよいなど各
種の利点を有している。
然し、この場合は紫外線露光の場合と同様にマスクが必
要で許容差がサブミクロン以下の高精度なマスク合わせ
を行う必要性がある。
要で許容差がサブミクロン以下の高精度なマスク合わせ
を行う必要性がある。
本発明はこのようなＸ線露光に限るわけではないが、高
精度を必要とする微細パターンの位置合わせ方法の改良
に関するものである。
精度を必要とする微細パターンの位置合わせ方法の改良
に関するものである。
ＶＬＳＩの製造プロセスに於けるように被処理基板上に
複数回の薄膜形成と写真蝕刻を繰り返して微細な立体回
路を形成する場合には、基板に対するマスク合わせを高
精度に行う必要がある。
複数回の薄膜形成と写真蝕刻を繰り返して微細な立体回
路を形成する場合には、基板に対するマスク合わせを高
精度に行う必要がある。
その方法としてマスク上に複数のリニアフレネルゾーン
プレート（Ｌｉｎｅａｒ−Ｆｒｅｓｎｅｌ−ｚｏｎｅ−
ｐｌａｔｅ略してＬＦＺＰ）を設け、−力抜処理基板上
には回折格子をパターン形成しておき、ＦＬＺＰにレー
ザ光を照射し回折により集光させて輝線を作り、この輝
線を被処理基板の回折格子に当て一回折せしめ、この回
折光を検出して位置合わせする方法が知られている。
プレート（Ｌｉｎｅａｒ−Ｆｒｅｓｎｅｌ−ｚｏｎｅ−
ｐｌａｔｅ略してＬＦＺＰ）を設け、−力抜処理基板上
には回折格子をパターン形成しておき、ＦＬＺＰにレー
ザ光を照射し回折により集光させて輝線を作り、この輝
線を被処理基板の回折格子に当て一回折せしめ、この回
折光を検出して位置合わせする方法が知られている。
（Ｘ線リソグラフィ用の位置合わせ機構“０ｐｔｉｃａ
ｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｓｕ
ｂｍｉｃｒｏｎ ｘ−ｒａｙ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ
” Ｂ、Ｆａｙ＋Ｊ、Ｔｒｏｔｅｌ＋ａｎｄ Ａ、Ｆｒ
１ｃｈｅｔ Ｊ、Ｖａｃ。
ｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｓｕ
ｂｍｉｃｒｏｎ ｘ−ｒａｙ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ
” Ｂ、Ｆａｙ＋Ｊ、Ｔｒｏｔｅｌ＋ａｎｄ Ａ、Ｆｒ
１ｃｈｅｔ Ｊ、Ｖａｃ。
Ｓｃｉ、Ｔｅｃｈｎｏｌ、１６（６） 、 Ｎｏｖ、／
Ｄｅｃ、１９７９）第１図は本発明を適用したマスク合
わせ機構の斜視図、また第２図はＬＦＺＰと回折格子と
の位置合わせ方法を示す斜視図であるが、構造は従来法
と同じなので、この図面を用いて位置合わせ法を説明す
る。
Ｄｅｃ、１９７９）第１図は本発明を適用したマスク合
わせ機構の斜視図、また第２図はＬＦＺＰと回折格子と
の位置合わせ方法を示す斜視図であるが、構造は従来法
と同じなので、この図面を用いて位置合わせ法を説明す
る。
第１図において、厚さが数μｍの窒化硼素（ＢＮ）或い
はポリイミドの薄膜などＸ線を通す材料からなるマスク
１の上には電極や導体パターンなど転写すべき微細パタ
ーン２が形成されている隙間を利用して複数（この例の
場合は三個）のＬＦＺＰ３が微細パターンと同様に金（
Ａｕ）などＸ線を吸収する金属薄膜を用い、真空蒸着法
やスパッタ法などによって作られている。
はポリイミドの薄膜などＸ線を通す材料からなるマスク
１の上には電極や導体パターンなど転写すべき微細パタ
ーン２が形成されている隙間を利用して複数（この例の
場合は三個）のＬＦＺＰ３が微細パターンと同様に金（
Ａｕ）などＸ線を吸収する金属薄膜を用い、真空蒸着法
やスパッタ法などによって作られている。
また、被処理基板４の上には回折格子５が作られるが、
例えば被処理基板４がシリコン（Ｓｉ）ウェハからなる
場合には回折格子はこの上に形成した二酸化シリコン（
ＳｉＯ□）をエツチングして作られている。
例えば被処理基板４がシリコン（Ｓｉ）ウェハからなる
場合には回折格子はこの上に形成した二酸化シリコン（
ＳｉＯ□）をエツチングして作られている。
第２図は波長７８００人のレーザ光に対応するＬＦＺＰ
３と回折格子５との拡大図であって、ＬＦＺＰ ３はＡ
ｕ薫着膜をエツチングして中央部６のパターン幅は約３
μｍと広く、外側に向かうに従って幅が狭く、最外部７
が約０．５μｍと狭く形成されており、一方長さは約１
５０ μｍと長いフレネル・ゾーンが形成されている。
３と回折格子５との拡大図であって、ＬＦＺＰ ３はＡ
ｕ薫着膜をエツチングして中央部６のパターン幅は約３
μｍと広く、外側に向かうに従って幅が狭く、最外部７
が約０．５μｍと狭く形成されており、一方長さは約１
５０ μｍと長いフレネル・ゾーンが形成されている。
これに投射された光は破線８に示すように回折して集光
し、細長い輝線を生ずる。
し、細長い輝線を生ずる。
一方、被処理基板４の上には、この例の場合、大きさが
２μｍ角で約３μｍの間隔で直線状に配列するスポット
９からなる回折格子５が形成されている。
２μｍ角で約３μｍの間隔で直線状に配列するスポット
９からなる回折格子５が形成されている。
そして、第１図に示すようにレーザ光１０はミラー１１
によりＬＦＺＰ ３に投射されるが、このレーザ光１０
は回折により集光してａｒ線となるが、この輝線が被処
理基板４の回折格子５に投射されると回折を起こし、そ
の反射光は再びＬＦＺＰ ３を通り、ミラー１２で反射
して光検出器１３により検知されるよう構成されている
。
によりＬＦＺＰ ３に投射されるが、このレーザ光１０
は回折により集光してａｒ線となるが、この輝線が被処
理基板４の回折格子５に投射されると回折を起こし、そ
の反射光は再びＬＦＺＰ ３を通り、ミラー１２で反射
して光検出器１３により検知されるよう構成されている
。
そこで、マスクの位置合わせは被処理基板４を移動して
複数個（この場合は三個）の光検出器１３に回折格子５
での回折光が最大感度で検出できるようにすればよい。
複数個（この場合は三個）の光検出器１３に回折格子５
での回折光が最大感度で検出できるようにすればよい。
ここで、ＬＦＺＰ ３と回折格子５との組み合わせを三
個所以上設ける理由はこれにより被処理基板４のマスク
１との回転も補正できるからである。
個所以上設ける理由はこれにより被処理基板４のマスク
１との回転も補正できるからである。
然し、従来の位置合わせに使用するレーザ光１０は総て
同一の光源から投射されているために波長は総て同一で
あり、そのためマスク１或いは被処理基板４からの散乱
光が対応する光検出器１３以外の光検出器に入射し、信
号のＳ／Ｎを著しく低下させると云う問題があった。
同一の光源から投射されているために波長は総て同一で
あり、そのためマスク１或いは被処理基板４からの散乱
光が対応する光検出器１３以外の光検出器に入射し、信
号のＳ／Ｎを著しく低下させると云う問題があった。
以上記したように被処理基板に対するマスクの位置合わ
せを複数のＬＦＺＰと回折格子との組み合わせを用いて
行う場合に、従来はレーザ光の波長が同一なためにマス
ク或いは被処理基板からの散乱光が対応する光検出器以
外の光検出器に入射し、信号のＳ／Ｎを著しく低下させ
ていることが問題である。
せを複数のＬＦＺＰと回折格子との組み合わせを用いて
行う場合に、従来はレーザ光の波長が同一なためにマス
ク或いは被処理基板からの散乱光が対応する光検出器以
外の光検出器に入射し、信号のＳ／Ｎを著しく低下させ
ていることが問題である。
上記の問題は複数のフレネルゾーンプレートを備えたマ
スクにレーザ光を照射し、該プレートにより集光したそ
れぞれの輝線を被処理基板上に設けた対応する回折格子
に投射して回折せしめ、該回折光を検出して位置合わせ
を行うに当たり、前記の回折格子に投射する各レーザ光
として、それぞれ別個の波長の光を用いると共に、対応
する波長の回折光のみを検出する微細パターンの位置合
わせ方法により解決することができる。
スクにレーザ光を照射し、該プレートにより集光したそ
れぞれの輝線を被処理基板上に設けた対応する回折格子
に投射して回折せしめ、該回折光を検出して位置合わせ
を行うに当たり、前記の回折格子に投射する各レーザ光
として、それぞれ別個の波長の光を用いると共に、対応
する波長の回折光のみを検出する微細パターンの位置合
わせ方法により解決することができる。
本発明は光検出器に入射する信号のＳ／Ｎを向上する方
法として、被処理基板４の上に形成されている複数の回
折格子５に投射するレーザ光１０の波長をそれぞれ変え
て行うと共に、複数の回折格子５に対応するそれぞれの
光検出器１３にもフィルタを設けることにより対応する
レーザ光のみを検知することができ、これによりＳ／Ｎ
の向上を実現するものである。
法として、被処理基板４の上に形成されている複数の回
折格子５に投射するレーザ光１０の波長をそれぞれ変え
て行うと共に、複数の回折格子５に対応するそれぞれの
光検出器１３にもフィルタを設けることにより対応する
レーザ光のみを検知することができ、これによりＳ／Ｎ
の向上を実現するものである。
第１図は本発明を適用したマスク合わせ機構の斜視図で
あるが、従来法と異なるところはレーザ光１０の波長が
それぞれ異なること＼、これに対応するＬＦＺＰ ３と
回折格子５をその波長に対応するピッチに形成すること
である。
あるが、従来法と異なるところはレーザ光１０の波長が
それぞれ異なること＼、これに対応するＬＦＺＰ ３と
回折格子５をその波長に対応するピッチに形成すること
である。
また、これに対応する光検出器１３にもその波長の光の
みを選択的に通す干渉フィルタを備える必要がある。
みを選択的に通す干渉フィルタを備える必要がある。
本実施例の場合は三個の光源として中心波長が７８００
人と８３００人と１３０００ 人のレーザダイオードを
使用した。
人と８３００人と１３０００ 人のレーザダイオードを
使用した。
測定の結果として従来はＳ／Ｎが低いためにマスク１お
よび被処理基板４の上に徽少な塵埃が存在すると、その
影響を大きく受け、三点同時の位置合わせが困難であり
、またマスク１での余計なｔｉ＆乱を防ぐためにＬＦＺ
Ｐ ３に投射するレーザ光１０はフレネルゾーン内に入
るよう絞る必要があったが、本発明の実施により三点同
時の位置合わせが容易となり、またレーザ光の直径がフ
レネルゾーンを越えても差支えがな（なり、これにより
作業能率が大幅に向上した。
よび被処理基板４の上に徽少な塵埃が存在すると、その
影響を大きく受け、三点同時の位置合わせが困難であり
、またマスク１での余計なｔｉ＆乱を防ぐためにＬＦＺ
Ｐ ３に投射するレーザ光１０はフレネルゾーン内に入
るよう絞る必要があったが、本発明の実施により三点同
時の位置合わせが容易となり、またレーザ光の直径がフ
レネルゾーンを越えても差支えがな（なり、これにより
作業能率が大幅に向上した。
なお、レーザ光源としてそれぞれ別なものを使用するこ
とは大変のように思われるが、中心波長が同一のレーザ
ダイオードを用い、注入電流を変えて波長の異なるモー
ドで発振させても異なる波長の光を得ることができる。
とは大変のように思われるが、中心波長が同一のレーザ
ダイオードを用い、注入電流を変えて波長の異なるモー
ドで発振させても異なる波長の光を得ることができる。
以上記したように本発明の実施によりサブミクロン以下
の精度が必要なマスクの位置合わせが容易となり、これ
により作業能率の大幅な向上が可能となる。
の精度が必要なマスクの位置合わせが容易となり、これ
により作業能率の大幅な向上が可能となる。
第１図は本発明を適用したマスク合わせ機構の斜視図、
第２図はマスク上のＬＦＺＰと被処理基板上の回折格子
との関係図、 である。 図において、 １はマスク、 ２は微細パターン、３はＬＦ
ＺＰ、 ４は被処理基板、５は回折格子、
１０はレーザ光、１１．１２はミラー、
１３は光検出器、である。
との関係図、 である。 図において、 １はマスク、 ２は微細パターン、３はＬＦ
ＺＰ、 ４は被処理基板、５は回折格子、
１０はレーザ光、１１．１２はミラー、
１３は光検出器、である。
Claims (1)
- 複数のフレネルゾーンプレートを備えたマスクにレーザ
光を照射し、該プレートにより集光したそれぞれの輝線
を被処理基板上に設けた対応する回折格子に投射して回
折せしめ、該回折光を検出して位置合わせを行うに当た
り、前記の回折格子に投射する各レーザ光として、それ
ぞれ別個の波長の光を用いると共に、対応する波長の回
折光のみを検出することを特徴とする微細パターンの位
置合わせ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61218351A JPH0820212B2 (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 微細パタ−ンの位置合わせ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61218351A JPH0820212B2 (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 微細パタ−ンの位置合わせ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6373102A true JPS6373102A (ja) | 1988-04-02 |
| JPH0820212B2 JPH0820212B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=16718514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61218351A Expired - Fee Related JPH0820212B2 (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | 微細パタ−ンの位置合わせ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820212B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0269604A (ja) * | 1988-09-05 | 1990-03-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 位置合わせ方法 |
| JP2007180548A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Asml Netherlands Bv | パターンアライメント方法およびリソグラフィ装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57182104A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-09 | Nec Home Electronics Ltd | Recognition of object |
| JPS58173734A (ja) * | 1982-04-06 | 1983-10-12 | Fuji Xerox Co Ltd | 複写機の原稿サイズ検知装置 |
| JPS6098623A (ja) * | 1983-11-04 | 1985-06-01 | Hitachi Ltd | 投影式露光方法及びその装置 |
-
1986
- 1986-09-17 JP JP61218351A patent/JPH0820212B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
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| JP4543026B2 (ja) * | 2005-12-27 | 2010-09-15 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | パターンアライメント方法およびリソグラフィ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0820212B2 (ja) | 1996-03-04 |
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