Устройство для совмещения рисунка на маске с рисунком подложки Советский патент 1991 года по МПК G03F7/20 H01L21/31 

Изобретение относится к технике полупроводникового производства, в частности к рентгенолитографии, и предназначено для использования в установках для совмещения рисунка на маске с рисунком интегральной схемы на подложке и экспонирования. Цель изобретения - повышение выхода годных полупроводниковых приборов путем повышения точности совмещения рисунков топологических слоев на подложке. На фиг.1 изображена схема устройства для совмещения рисунка на маске с рисунком подложки; на фиг.2 изображен вариант размещения первых призм пар светопроводов на маске.

Устройство для совмещения рисунка на маске 1 с рисунком подложки 2 содержит механизм выравнивания рабочей поверхности подложки 2 параллельно рабочей поверхности маски 1 и образования между ними зазора и устройство контроля микрозазора. Механизм выравнивания рабочей поверхности подложки 2 параллельно рабочей поверхности маски 1 и образования между ними микрозазора содержит столик 3, три независимых двигателя 4, систему приводов и механические оснастки (на чертеже не показаны), позволяющие менять зазор между маской 1 и подложкой 2 на определенную величину.

Следящее устройство контроля микрозазора содержит источник 5 электромагнитного излучения - лазер с длиной волны, большей величины требуемого зазора, не менее трех идентичных светопроводов и фотоприемник б, расположенный по оси каждого светопровода.

При величине зазора d 5 мкм длина рабочей волны лазера должна быть порядка Я 10,6 мкм.

Первые призмы 7 и вторые призмы 8 каждого светопровода жестко закреплены на нерабочих поверхностях соответственно маски 1 и подложки 2.

Для минимизации отражения и преломления электромагнитного излучения на границах крепления призмы 7 и 8 выполнены из материалов соответственно маски 1 и подложки 2, Острый угол а между ограничивающими плоскостями призм 7 равен либо больше критического угла, соответствующего явлению полного внутреннего отражения электромагнитного излучения данной длинны волны от границы материал маски - вакуум зазора в случае, если материал маски является оптически менее плотной средой по отношению к материалу подложки для данной длины волны электромагнитного излучения. В случае, если материал маски явяется оптически более плотной средой по равнению с материалом подложки, то острый угол а обязан быть меньше критического угла, соответствующего явлению полного внутреннего отражения электромагнитного излучения данной длины волны от границы материала маски - материал подложки, но больше или равен критическому углу, соответствующему явлению полного внутренне- го отражения электромагнитного излучения от границы рабочая поверхность маски - вакуум зазора.

Для получения максимальной интенсивности излучения на выходе каждого свето- провода угол между ограничивающими плоскостями призм 8 определен из закона Снелла

ft arcsin (ni/n2 sina) где m и П2 - соответственно показатели преломления материала маски 1 и подложки 2.

Нормальное по отношению к входным граням призм 7 направление хода электромагнитного излучения от источника 5 зада- ют оптическим блоком 9, расположенным на пути хода лучей от источника 5 к призмам 7. Устройство для совмещения рисунка на маске с рисунком подложки работает следующим образом.

Излучение от источника 5 падает перпендикулярно на входную плоскость призмы 7.

Пройдя призму 7, излучение проникает внутрь маски 1, не претерпевая на границе призма - маска преломлений и отражений, так как светопровод и маска изготовлены из одного материала. Если подложка отстоит от рабочей поверхности маски на расстоянии, большем длины волны электромагнит- ного излучения источника, то излучение полностью отражается от рабочей поверхности маски и не попадает на фотоприемни- ки. Затем подложку 2, крепящуюся на столике 3 механизма выравнивания рабо- чей поверхности подложки 2 параллельно рабочей поверхности маски 1, медленно приближают к маске 1 при помощи двигателя 4. Как только зазор в одной из трех точек месторасположения светопроводов станет меньше длины волны излучения, какая-то часть электромагнитного излучения проникает внутрь подложки 2 и пройдет через призму 8.

Величину интенсивности излучения из- меряют фотоприемником 6 и сравнивают с эталонным сигналом, соответствующим требуемому зазору, в анализирующем устройстве (на чертеже не показано), сигнал с которого через обратную связь управляет

двигателями 4. Путем ряда последовательных перемещений добиваются определенных равных показаний всех трех фотоприемных устройств, что свидетельствует об установлении требуемого зазора и установлении клина зазора, т.е. свидетельствует о параллельности рабочих плоскостей маски 1 и подложки 2.

Формула изобретения 1.Устройство для совмещения рисунка на маске с рисунком подложки, содержащее механизм выравнивания рабочей поверхности подложки параллельно рабочей поверхности маски и образования между ними зазора, от л и ч а ю ще е с я тем, что, с целью повышения выхода годных полупроводниковых приборов путем повышения точности совмещения рисунков топологических слоев на подложке, оно снабжено источником электромагнитного излучения с длиной вол- ны, большей величины требуемого зазора между маской и подложкой, не менее тремя идентичными светопроводами и фотоприемниками, расположенными по оси каждого светопровода, при этом каждый светопро- вод выполнен в виде двух призм, первая и вторая призма жестко закреплены по ходу электромагнитного излучения соответственно на нерабочих поверхностях маски и подложки, а оптическая ось источника излу- чения расположена нормально к входной грани первой призмы каждого светопровода.

2.Устройство поп.1,отлича ющее- с я тем, что, с целью минимизации отражения и преломления электромагнитного излучения на границах преломления призм, первая и вторая призмы каждого светопровода выполнены соответственно из материала маски и подложки.

3.Устройство по п.2, отличающееся тем, что острый угол а между ограничивающими плоскостями первых призм светопроводов равен либо больше критического угла полного внутреннего отражения электромагнитного излучения от границы рабочая поверхность маски - вакуум зазора при П1 П2, где П1 и П2 - показатели преломления соответственно материалов маски и подложки.

4.Устройство по п.2, отличающее- с я тем, что острый угол а между ограничивающими плоскостями первых призм све- топроводов больше критического угла полного внутреннего отражения электромагнитного излучения от границы рабочая поверхность маски - вакуум зазора, но меньше критического угла полного внутреннего отражения на границе раздела двух сред - материал маски - материал подложки при

.

5.Устройство по п.2, отличающее- с я тем, что острый угол между ограничивающими плоскостями вторых призм светопроводов равен

/ arcsin (П1/П2-sina)

Изобретение относится к технике полупроводникового производства, в частности S к рентгенографии, и предназначено для ис- . пользования в установках для совмещения рисунка на маске с рисунком интегральной схемы на подложке и экспонирования. Цель изобретения-повыщение выхода годных полупроводниковых приборов, путем повышения точности Совмещения рисунков топологических слоев на подложке. В устройстве совмещения рисунка на маске с рисунком подложки призма 7 закреплена на нерабочей поверхности маски 1, а призма В - на нерабочей поверхности подложки 2. Величину интенсивности излучения источника 5 электромагнитного излучения сравнивают с эталонным сигналом, соответствующим требуемому зазору между маской 1 и подложкой 2, и устанавливают зазор с помощью двигателя 4. 4 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л с о 00 ел 00