Устройство для совмещения рисунка на маске с рисунком подложки Советский патент 1991 года по МПК H01L21/02 

Изобретение относится к технике полупроводникового производства, в частности к рентгенолитографии, и предназначено для испо/1ьзования в установках для совмещения рисунка на маске с рисунком интегральной схемы на подложке и экспонирования.

Цель изобретения - повышение точности совмещения рисунков топологических слоев на подложке за счет установления и коррекции необходимого микрозазора между маской и подложкой во время экспонирования,.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для совмещения рисунка на маске с рисунком подложки; на фиг. 2 - схематично изображены облучаемые рентгеновским излучением от точечного источника маска и подложка с системой координатно сопряженных меток; на фиг. 3 - схематично изображено расположение меток в плоскости рабочей поверхности маски.

Устройство для совмещения рисунка на маске 1 с рисунком подложки 2 содержит механизм ориентации рабочих поверхностей маски и подложки и образования между ними микрозазора, механизм совмещения, узел контроля взаимного расположения рабочих поверхностей маски и подложки и необходимого микрозазора и узел контроля за совмещением и блок 3 питания и управления. Подложка 2, например кремниевая пластина, имеет чувствительный к рентгеновским лучам слой 4 рентгенорезиста. Маска 1 представляет собой рентгенопрозрачную мембрану с топологическим рисунком, выполненным в слое 5 рентгенопоглощающего материала (например, слоя золота толщиной 0,6 мк:м).Узел контроля взаимного расположения рабочих поверхностей маски и подложки и необходимого микрозазора содержит сформированные на маске и подложке метки 6 и 7 - метки датчика зазора и электрическую схему 8.

ся

Узел контроля за совмещением содерхсит сформированные на маскэ и подложке метки 9 и 10 - метки совмещения и электрическую схему 11. Восемь меток 7 м 10 на подложке сформированы Q виде плоского р-п-перехода, размером, например 5x200 мкм, а координатное сопряжение меток 6, 9 формируют в виде окна размером 5x200 мкм 8 слое 5. Расположение меток на маске изображено на фиг. 3. Электрические схемь; 8 и 11 соединены соответственно с метками 7, 10 на подложке при помощи системы токо- проводящих шин и зондов. Механизм ориентации рабочих поверхностей маски и подлох ки и образования между ними ммл- розазора содержит установочные столь 12 и 13 маски и подложки соответственно, три доигатепя 14, управляемые от блока 3 питания и управления, систему приводов и механическую оснастку (на фиг. 1 -3 не показаны), Механизм совме1цен 1л содержит установочные столы 12 и 13 и д;зигателя 15. управляемые от блока 3 питания и управления, систему приводов и механическую оснастку (на фиг. 1-3 не показаны). Ход рентгеновских лучей от точечного источника 16 в случае. когда рентгенонепрозрачная заслонка 17, приводимая в движение двмгателэм 18, убрана с их пути, показан пунктирными линиям /:, Блок 3 питания и управлении содержит анало- го-цифровые преобразователи (АЦП) сигналов от схем 8 и 11, ЭВМ Электронкку-150, ключи управления шаговыми двигателями 14, 15, 18 и стабилизированные источники питания,

Устройство для соБмеи1ения рисунка на маске с рисунком подложки работает следующим образом.

Маску 1 и подложку 2 устанавливают соответственно на столы 12 и 13 с опреде- ленным предварительным микрозазором между рабочими поверхностями в положении частичного зацепления меток 9 (метки совмещения), что достигают на операции предварительного позиционирования. За- слонку 17 убирают и излучение проходит через метки 6, 9 на маске к частично погружается в слоях еток 7. 10 на подложке. Изменение тока, протекающего черей любую из меток на подложке, пропорционально мощности рентгеновского излучения, поглощаемого данной меткой. Процессы точного совмещения и установления рабочих поверхностей маски 1 и подложки 2 параллельно друг другу с оптимальным зазором между ними производят путем линейных и угловых относительных перемещений маски 1 и-подложки 2 при помощи соответствующих механизмов, управляемых сигналами

от блока 3 питания и управления, который в определен :ой последовательности согласно программе анализирует измеренные электрическими схемами 8 и 11 обратные токи, протекающие чере-з метки 7 и 10. Эти процессы проводят в течение непродолжительного по сравнению с временем экспозиции промежутка времени (1-2 с), одновременно с экспонирова ием рентге- норезиста, Доза, набранная рентгенорезти- стом за этот промежуток времени (1-2 с), практически не сказывается на геометрии формируемого рельефа в слое резиста, так как она мала, поскольку полное время экспозиции на установках с точечными источ- нмкоми не менее 30-40 с. Сначала произ водят процесс точного совмещения, используя С1 1гналы от меток 10. Критерием совмеш.енности являются максимальные величины токов, протекающих через любую из меток 10. Затем, удерживая совмещенное состояние, используя механизм ориентации параллельно друг другу поверхностей маски I и подложки 2 и образования между ними микрозазора, блок 3 управления и питания м электрическую схему 8, измеряющую величину обратных токов через р-п-переходы меток 7, уста; а8яивают оптимальный микрозазор мэжду рабочими, поверхностями маски и подложки, критерием которого яв- ляютсп максимальные величины токов, протекающих через любую из меток 7.

Совмещенное положение метки 1 и подложки .2 и оптимальный микрозазор между их рабочими поверхностями удерживается в течение всего времени экспозиции. По истечении этого срока времени, когда требуемая доза зкспонсирующего излучения набрана слоем 4 рентгенорезиста, рентгенрнепроз- рачную заслонку 17 устанавливают на пути рэнтгеновского излучения двигателем 18 по сигналу блока 3 питания л управления. Формула изобретения Устройство для совмещения рисунка на маске с рисунком подложки, содержащее Механизм ориентации рабочих поверхностей маск.и и подложки, размещенных на установочных столах с образованием между ними микрозазора, механизм совмещения, узел контроля взаимного расположения рабочих поверхностей маски .и подложки и N ;i/iKpo3a30pa между ними с датчиками, узел контроля за совмещением, а также блок обработки и управления, отличающееся тем. что, с целыо повышения точности совмещения рисунков топологических слоев Ни подложке необходимого микрозазора г-лежду маской и по,длом(кой во время экспонирования, датчики выполнены в виде меток, сформированных на маске и подложке, причем на маске сформированы метки в виде слоя поглотителя экспонирующего излучения или в виде отверстия в слое поглотителя, на подложке сформированы метки в виде

координатно сопряженных с метками на маске многослойных структур с чередующимися слоями противоположного типе проводимости или чередующимися проводящими и непроводящими слоями.

Изобретение относится к технике полупроводникового производства, в частности к рентгенолитографии, и может быть использовано в установках для совмещения рисунка на маске с рисунком на подложке и экспонирования. Цель изобретения - повышение точности совмещения рисунков топологических слоев на подложке за счет установления и коррекции необходимого микри- зазорэ между маской и подложкой во время экспонирования. В узле контроля взаимного расположения рабочих поверхностей маски 1 и подложки 2 и микрозазора .между ними функции бесконтактных датчиков выполняют метки, сформированные на маске 1 и подложке 2, причем на маске 1 сформированы метки 6 и 9 в виде слоя поглотителя экспонирующего излучения или в виде отверстия в слое поглотителя, на подложке 2 сформированы метки 7 и 9 в виде коорди- натно сопряженных структур с чередующимися слоями противоположного типа проводимости или чередующимися проводящими и непроводящими слоями. 3 ил. (Л

1Ц

Фие.1

.- . f ч

/// U,,

к«адда.«:йЯ 1«аик п пй „ «1 ууГАкгсг.аахяаюаюаг -апМ I

;//

/ / /f I V

.t иi ч ч

ч

in -, .4 ГП i n

n оt ,

,.

««««jsecCT.ivu