Комплект фотошаблонов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Социапистических Республик(61) Дополнительное к авт. свидМ. К 22) Заявлено 3103,78 (21 присоединением заявки йо 97337/18-2 Н 01 1, 21/О 636257 18 дарственныи ком СССР аелам изобрете и открытийте 3) Приорите й плетень Йо 8ия 28,02,81 Опубликовано 28,0281,Б Дата опубликования опис ДК 621. 382, ,002(088.8), ;,ЫИФьэ" э4) КОМПЛЕКТ ФОТОШАБЛОН и 5 0 5 2 Наиболеесущности ккомплект фоподложки с треперные знщения, распои выполненнысопряженныхном из шаблоде прямоугол 5 Изобретение относится к технолог электронной техники, в частности к контролю качества совмещения слоев при производстве интегральных микро схем.Известен комплект фотошаблонов, содержащий реперные знаки в виде взаимно вписывающихся при совмещении плоских рисунков 1 .Однако эти реперные знаки не обе спечивают достаточной точности контроля совмещения ввиду малой величи контролируемого зазора между контурами реперов и его непостоянства в зависимости.от величины растрава при фотолитографии. Кроме того, визульный метод контроля по известным реперным знакам является трудоемким и малопроизводительным. близким по техническойредлагаемому являетсяошаблонов, содержащийопологическими слоями,ки для контроля совмеложенные на подложкахе в виде координатноэлементовпричем на однов они выполнены в виьника, а на другом в виде пересекающих этот прямоуголь ник под острым углом полосок 2).Однако визуальный контроль совмещения с помощью известного комплекта шаблонов трудоемок и малопроизводителен, причем в условиях малой контрастности изображения реперных знаков на поверхности фото- литографических слоев он не обеспечивает точности контроля совмещенияЦель изобретения - повышение производительности и точности контроля совмещения шаблонов.Поставленная цель достигается тем, что в комплекте шаблонов, соде жащем подложки с топологическими слоями, реперные знаки для контроля совмещения, расположенные на подложках и выполненные в виде координатно сопряженных элементов, причем на одном из шаблонов они выполнены в виде прямоугольника, а надругом - в виде пересекающих этот прямоугольник под острым углом полосок, по крайней мере на одном из шаблонов комплекта выполнены элементы в виде контактных площадок, координатно сопряженных с концами ,прямоугольника и полосок и расположенных за пределами их взаимногоперекрытия. При этом контактныеплощадки размещены с одной стороныпрямоугольника и боковых полосок,В другом варианте контактные площадки размещены с обеих сторон прямоугольника и боковых полосок,На фиг, 1 приведены топологические слои комплекта шаблонов с реперными знаками для контроля совмещения и с контактными площадками,размещенные с одной стороны прямоугольника и боковых полосок; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1 структурыреперных знаков, выполненной с помощью комплекта шаблонов на полупроводниковой пластине; на фигЗсмещенное положение для фиг. 1 первого шаблона. относительно второговправо по оси 00 на величину Ь х;на фиг, 4 - топологические слоикомплекта шаблонов с реперными знаками для контроля совмещения и сконтактными площадками, размещенными с обеих сторон прямоугольникаи боковых полосок; на фиг. 5 - разрезБ-Б на фиг. 4 структуры реперныхзнаков, выполненной с помощью комплекта шаблонов на полупроводниковой пластине,Комплект шаблонов (фиг. 1) содержит координатно сопряженныереперные знаки в виде прямоугольника 1 и боковых полосок 2 и 3,расположенные на второй и первойподложках комплекта шаблонов (непоказаны), Полоски 2 и 3 пересекаютпри наложении слоев прямоугольник1 под острым углом с 6 . Второй шаблон комплекта содержит также элементы в виде контактной площадки 4и контактных площадок 5, координатно сопряженных с концами прямоугольника и боковых полосок соответственно и расположенных за пределами областей б и 7 взаимногоперекрытия полосок 2 и 3 и прямоугольника 1. При этом контактныеплощадки расположены с одной стороны областей взаимного перекрытияпрямоугольника и боковых полосок.Комплект шаблонов используетсяследующим образом,При технологической обработкеполупроводниковой пластины 8, покрытой слоем окисла 9, с применением фотолитографии топологическойпослойный рисунок шаблонов переводится на полупроводниковую подложку,образуя электропроводную структуру(фиг, 1 и 2), Боковые полоски 2 и 3выполнены из слоя поликристаллического кремния, прямоугольник 1 иконтактные площадки 4 и 5 выполненыиз слоя алюминия, Через контактныеплощадки 4 и 5 проводятся зондовыеизмерения электросопротивленияполученной резистивной структуры.Боковые полоски 2 и 3 имеют электрическое смыкание с прямоугольником15 20 1 в областях б и 7 их взаимного перекрытия.При смещении первого шаблона ком плекта относительно второго (фиг.З) по оси 00 на величину дх расхожДение вверх и вниз областей смыкания боковых полосок с прямоугольником 1 приведет к появлению разности ДВ сопротивлений между правым и левым плечами резистивной структуры,причемф д Р(где р, р - удельные сопротивлениябоковых полосок и прямоугольника;с 1, 0 - ширина боковых полосоки прямоугольника соответственно.Отсюда дй с,ЬХд 5 Из этих выражений видно, что прималом угле с 6 даже при малых относительных смещениях Ьх шаблонов разность сопротивлений дй будет достаточно велика, что обеспечивает высокую чувствительность контроля совмещения с предлагаемым комплектомфотошаблонов, Так, например, длябоковых полосок из,поликристаллического кремния Я= 30 Ом, с 1 = 12 мкми для прямоугольника из алюминия- 0,03 Ом с углом между нимис( = 11 О 30, при смещении д х = 1 мкмразность сопротивлений составитоколо 50 Ом,Погрешности измерений иэ-за раз 40 броса ширины прямоугольника и полосок; а также их удельных сопротивлений могут быть уменьшены за счеткалибровочных измерений суммы сопротивлений плеч резистивной структуры.45 Возможен также следующий вариантиспользования предлагаемого комплекта фотошаблонов, При технологической обработке полупроводниковойпластины с применением комплекта фо 5 О тошаблонов образуется тестовая электропроводная структура (фиг, 4 и 5),При этом прямоугольник 1 может бытьвыполнен иэ диффузионного слоя и+типа проводимости в подложке 8 итипа проводимости, Боковые полоски2 и 3, пересекающие прямоугольник1 под острым углом с 6, выполненыиз диффузионного слоя р-типа проводимости, контакные площадки 4 к боковым полоскам выПолнены из слоящ алюминия, покрывающего через отверстия 10 в защитном слое окисла 9поверхность полупроводника. Такимобразом, диффузионные боковые полоски 2 и 3 изолированы р-и переходому 11 от прямоугольника 1 другого типаФормула изобретения 1. Комплект фотошаблонов, преимущественно для микролитографии,содержащий подложки с топологическимислоями, реперные знаки для контролясовмещения, расположенные на подложках и выполненные в виде координатно сопряженных элементов, причем на одном из шаблонов они выполнены в виде прямоугольника, а надругом в виде. пересекающих этот прямоугольник под острым углом полосок,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,20 с целью повышения производительностии точности контроля совмещения шаблонов, по крайней мере в одном изшаблонов комплекта выполнены элеМенты в виде контактных площадок, коор 5 динатно сопряженных с концами прямоугольника и полосок и расположенных за пределами их взаимного перекрытия,2. Комплект по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что контактныеплощадки размещены с одной стороныпрямоугольника и боковых полосок.3, Комплект по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что контактныеплощадки размещены с обеих сторонпрямоугольника и боковых полосок.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Пресс Ф.П, Фотолитография впроизводстве полупроводниковых при 40 боров, фЭнергия ", 1968, с. 70,2. Афанасьев В,А., Усов В.С. Оптические приборы и методы контроляпрямолинейности в инженерной геодезии. М., Недра, 1973, с. 724 (прототип). проводимости в областях 6 и 7 их взаимного перекрытия.В областях 6 и 7 электросопротивление боковых полосок относительно контактных площадок 4 изменяется из-за частичной перекомпенсации примеси в полупроводнике. При рассовмещении фотошаблонов по 00 происхот дит увеличение для одной и соответствующее уменьшение для другой боковой полоски длины Я области перекрытия прямоугольника 1, т,е. соответственно изменяется сопротивление боковых полосок между контактными площадками 5. В данном случае в облас-. тях перекрытия 6 и 7 имеет место увеличение сопротивления боковых полосок, поэтому эффект разбаланса резистивного моста определяется величиной изменения длины Л высокоом- . ной части плеч моста в областях перекрытия 6 и 7,Элементы в виде прямоугольника и боковых полосок могут быть выполнены из других электропроводных материалов, полупроводников и межэлементной изоляции, применяемых при изготовлении интегральных микросхем с условием изменения проводимости боковых полосок в областях их перекрытия с прямоугольником.Данный вариант комплекта фотошаблонов предназначен для контроля совмещения слоев в тех случаях, когда согласно технологическому маршруту основного изделия имеется межслойная изоляция между элементами.Применение в микролитографии. предлагаемого комплекта фотошаблонов обеспечивает высокую производительность и точность контроля совмещения слоев при производстве интегральных микросхем, позволяетавтоматизировать контроль,что приведет в свою очередь к снижению трудоемкости и повышению объективности контроля массовых операций совмещения слоев при фотолитографии, позволяет. обеспечить набор статистики по параметрам систем совмещения, что позволит оперативно определять причины ненадежности интегральных микросхем, вызванные рассовмещением слоев.