Патент ссср 368580

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Зб 8580

Союз Соввтситтх

Социалистических

Республи»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Ъ ф

Заявлено 01.Xll.1969 (№ 1381035/28-12) с присоединением заявки №

Приоритет

Оп убл и ко в а ц о 26.1.1973. Б юлл ете и ь М 9

Дата опубликования описан ия 4.IV.1973.Ч. Кл. G 03д 17/00

Комитет па делам изобретений и открытий при Совете ббинистров

СССР

УДК 535.88(088.8) Автор изобретения

А. A. Гаврилкин

Заявитель

СПОСОБ ПРОЕКЦИОННОГО СОВМЕЩЕНИЯ РИСУНКА

ФОТОШАБЛОНА И ПОЛУПРОВОДНИКОВОИ ПЛАСТИНЫ

Изобретение относится к технологии производства интегральных схем и может быть использовано в установках проекционного совмещения для фотолитографических операций при изготовлении указанных схем.

Известный способ проекционного совмещения рисунка фотошаблона с рисунком полупроводниковой пластины основан на визуальном совмещении системы «штрих-биштрих».

Для повышения точности совмещения по предлагаемому способу на всех стадиях технологического процесса изготовления интегральных схем и полупроводниковых приборов осуществляют одновременную фотоэлектрическую регистрацию реперного штрихового знака фотошаблона и изображения реперного штрихового знака полупроводниковой пластины, а о величине и направлении смещения осей этих знаков судят по соотношению информационных параметров выходных сигналов, например, их амплитуд, длительностей и вольтсекундных площадей. При этом ширину одного из реперных знаков можно использовать в качестве масштабного элемента. Реперные знаки совмещения на полупроводниковой пластине могут быть изготовлены, например, в виде цилиндрических канавок.

На фиг. 1 (положения а, б, в, г, д) показана последовательность технологических операций получения фотолитографическим методом реперных глубинных штриховых знаков в толще полупроводниковой пластины; на фиг. 2— способ проекционного совмещения фотошаблона и полупроводниковой пластины; на фиг. 3 — проекция биштриха при совмещении штриховых реперных знаков на фотошаблоне и полупроводниковой пластине; на фиг 4.— эпюра напряжений выходного сигнала, определяющего величину и направление смещения осей реперных знаков.

Для получения фотолитографическим методом реперных глубинных штриховых знаков в толще полупроводниковой пластины 1 в окисном слое 2 вытравляют окна 8, 4 в виде

15 двух узких параллельных штрихов или одного широкого штрихового окна б.

После этого производят глубинное травление полупроводниковой пластины до образования в ней реперных знаков совмещения в

20 виде двух параллельных цилиндрических канавок б, 7 или одной широкой канавки 8 трапецеидальной формы. При этом ширина окон

8, 4 в окисном слое в два — три раза меньше конечной ширины вытравляемых цилиндриче25 ских канавок.

Оба реперных знака имеют в отраженном свете изображение в виде биштриха — двух темных параллельных штрихов 9, 10, разделенных световой полоской. Такие реперные

30 знаки вместе со штриховым знаком на фото368580

Предмет изобретения

3 4 шаблоне позволяют получить структуру бис- параметры импульса 28, т. е. его амплитуда сектора, совмещение знаков в котором обес- У„или его длительность t„a величину зазопечивает большую точность и позволяет осу- ра b характеризуют параметрами импульса ф лелрическую регистрацию 21 т. е, его амплитуда Ub или длительность

U, =05 U. совмещаемых знаков. (с, измеренная на уровне

Способ проекционного совмещения рисунка Обработку информации о положении осей фотошаблопа с рисунком полупроводниковой совмещаемых реперных знаков осуществляют пластины производится с помощью устрой- электронным измерительным устройством. ства, где используются полупроводниковая При использовании в качестве информаципластина 1 с реперными штриховыми знака- 10 онного параметра о положении осей реперных ми б, 7 (или 8), п оекционный объектив 11, знаков соотношения длительностей импульсов, полупрозрачное зеркало 12, отражательное характеризующих зазоры между контурами зеркало И, фотошаблон 14 с реперным штриховым знаком 15 совмещения, источник света

16, конденсатор 17, объектив 18, диафрагма 15

19 фотоприемник 20, сканирующее зеркало одного из реперных знаков совмещения, а21 и электронное измерительное устройство . пример

Изображение полупроводниковой пластины с РепеРными знаками обРазУетсЯ пРоекц - скости фотошаблона или шир ну реперного ным объективом с помощью полупрозрачного 20 и 5 и отРажательного зеРкал в плоскости ф масштаб ого элемента ля преобразования шаблона со штриховым реперным знаком. По- д .. д лупроводниковая пластина освещается источ ником света 1б с помощью конденсатора . перных знаков эле трон ым змерительн т а 17.

Объектив 18 образует совместное изображение обоих реперных знаков в плоскости анализирующей щелевой диафрагмы 19 фото- При этом приемника 20, с f — tb c

Совместное изображение этих штриховых

Т 2 Т знаков представляет собой структуру биссек- ч0 тор а (фиг. 3) . овме аемых е- Гаким образом, при решении измерительСовместное изображение совмещаемых рестройством 22 этого уравнения его выперных штриховых знак в с в щ Р и о го ью зеркала ным уст щаемых реперных знаков представляется невой диафрагмой 19 фотоприемника 2 на- з5 " " ги правлении, перпендикулярном осям знаков и оси щелевой диафрагмы.

С выхода фотоприемника поступают сигналы, характеризующее развернутое во времени совместное изображение совмещаемых репер- 4р ных штриховых знаков (фиг. 4). Далее сигналы поступ и пают для обработки в электронное

1. Способ проекционного совмещения рисунизмерительное устройство 22. б ф блана и полупроводниковой пластиДля совмещения рисун а ф к фотоша лона и ка отоша о и- ны основанныи на со вмещении системы пол проводниковои пластины по трем ко рд - 45

"там (Х Y, S) необходимо применять три «штрих-биштрих», отличающиися тем, р фото- . целью повышения точности совмещения, на т и ющее ст ойство. всех стадиях технологического процесса изгоэлектрическое регистрирующее устройство. всех стадиях в е ение осей реперных знаков обеспечи- товления интегральных — b, сим- р ковых приборов осуществляют одновременную меж кон- (отоэлектрическую регистрацию реперно ся п и словии, если а=, т. е. при си - 5 ко го метричном выравнивании зазоров между ко - р турами совмещае р аемых шт иховых знаков, а штрихового знака отоша . рного штрихового знака полупроводвеличина и направление рассовм щ ме ения осеи ния реперного ны а о величине и направлеоп еделяется соотношением никовой пластины, а о ве этих знаков определяется

55 нии смещени мещения осей этих знаков судят по соота — b ношению информационных параметров выход2 ных сигналов, например, их амплитуд, длигист ации совме- тельностей и вольтсекундных площадей.

При фотоэлектрической регистрации с

С б по п. 1 от,гичающиися тем, что иаков обеспечивается при щение реперных знак ну одного из реперных знаков исполь=имметричном выр вы авнивании информацион- 6р ширину одн ют в качестве масштабчого элемента. ных параметров выходных сигна, ригналов нап и- зуют в

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что мер их ампли уд, д т лительн остей и вольтсеперные знаки совмещения на полупр дпе ные, овош «овой пластине изготавливают например ха акте из ющих величи- реперные в ну зазоров ме ду ур еж конт ами реперных знаков. те из ют 65 виде цилиндрических канавок.

При этом величину зазора а характеризу

368580 ,2

22

27

Составитель М. Лиманова

Редактор Г. Ивченкова Техред Т. Курилко Корректоры: Л. Чуркина и Н. Стельмах

Заказ 739717 Изд. ¹ 176 Тираж 523 Подписное

ПИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2