JP2002170769A - ウェハアライメントマ−ク及び露光方法 - Google Patents

ウェハアライメントマ−ク及び露光方法

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】アライメントマ−ク及び露光方法において、露
光工程が増加しても露光時の精度を損なわずにアライメ
ントマ−クを配置できるようにする。 【解決手段】ICパタ−ンであるチップ1の横方向及び
縦方向に各層におけるアライメントマ−クのレイアウト
デ−タを例えば1層と5層と重なるように配置する。こ
のデ−タに基ずき、レチクルを作成し、露光時にいづれ
かのアライメントマ−クを遮光し露光する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハアライメン
トマ−ク及び露光方法に関し、特に、アライメントマ−
クの配置及びアライメントマ−クを露光するウェハ−ア
ライメントマ−ク及び露光方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図12は従来技術におけるアライメント
マ−クの配置の一例を示す図である。従来、この種のア
ライメントマ−ク10a〜10dは、図12に示すよう
に、ウェハ−のチップ1とチップ1との間にあるスクラ
イブ線上に配置されている。そして、次工程の露光時に
チップ1の横方向(X方向),縦方向(Y方向)各々数
箇所のアライメントマ−クを検出し位置合わせを行って
いる。この時のアライメントマ−ク10a,10b,1
0c,10dは、短柵状内にパタンとなる基礎6群でな
る凹凸が形成されている。この凹凸を光学的に検出しパ
タ−ン認識を行うが、誤検出防止のため他の工程のアラ
イメントマ−クを重ねて配置することができない。
【0003】また、近年、半導体装置の製造工程で、平
坦化技術が主流となり、アライメントマ−クを各工程毎
に形成しないと凹凸の段差が低減され認識が困難となる
ため、全工程にアライメントマ−クが必要とされる。そ
の結果、アライメントマ−クの種類が増えてきている。
アライメントマ−クが増え、一つのチップでは入りきら
ない場合がある。
【0004】図13は従来技術におけるアライメントマ
−クの配置の他の例を示す図である。この問題を回避す
る方法が特開昭61−248526に開示されている。
この方法は、図13に示すように、レチクル上に複数の
チップ(ここでは一露光領域に四つのチップ)を面付け
し、各々のチップ21〜24にアライメントマ−ク31
〜38を分割して配置している。すなわち、チップ2
1,22とチップ23,24との間のスクライブ線上に
アライメントマ−ク31,32,33,34が並び、隣
(下方)のスクライブ線上にアライメントマ−ク35,
36,37,38が並んで配置されている。そして、こ
れらアライメントマ−クを検出する際、ウェハ−上の座
標を指定し、所定の位置合わせ行うことを特徴としてい
る。
【0005】ところが、パタ−ンの微細化が進むにつ
れ、レチクルの中心部と外周部との出来上がり寸法の差
が問題となりつつあり、極力、レチクルの中央付近のみ
を使う必要性が出てきている。
【0006】必要となるアライメントマ−クは、プロセ
スによって異なってくるが、一例として、チップサイズ
が12mm□程度の長さが必要な場合、露光時のばらつ
きを考慮すると、チップサイズは16mm□程度までと
されている。
【0007】チップサイズ12mm□〜16mm□ :
単面付け(一露光領域で一チップ)でアクセサリ類の配
置可能。
【0008】8mm□以下 :複数の面付け
し、チップサイズの合計がちょうど1
2mm□を越える面付け数にすることで、
アクセサ リ類の配置可
能。
【0009】8mm□〜12mm□ :複数の面付け不
可能。アクセサリ類の配置不可能。 というように、チップサイズによっては、アクセサリ類
(アライメントマ−クやチェクトランジスタ等)を配置
できない場合がでてきた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
技術の問題点は、チップサイズによっては、アライメン
トマ−クを配置しきれない場合が起こりうるからであ
る。何となれば、アライメントマ−クの数が増えてくる
反面、レチクル上のパタン形成可能領域が狭くなり、面
付け数(上述の図13の場合4チップ)を増やして配置
することができなくなってしまったためである。
【0011】従って、本発明の目的は、露光工程が増加
しても露光時の精度を損なわずにアライメントマ−クを
配置できるウェハ−アライメントマ−ク及び露光方法を
提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、レチク
ル上にICパタン及びアライメントマ−クを形成し、ウ
ェハ−上に前記ICパタンのチップサイズから決まる移
動量の分だけ移動させながら前記レチクルを用いて前記
ICパタン及びアライメントマ−クの露光を行うウェハ
−アライメントマ−クおよび露光方法において、前記ウ
ェハ−内の任意の場所を露光するときのみ遮光板を開放
し前記アライメントマ−クを形成するウェハ−アライメ
ントマ−ク及び露光方法である。
【0013】また、前記アライメントマ−クをスクライ
ブ線上に形成し、該スクライブ線の全てを前記遮光板で
覆うことか、あるいは、前記アライメントマ−クをスク
ライブ線上に形成し、前記アライメントマ−クのみを前
記遮光板で覆うことが望ましい。
【0014】一方、前記アライメントマ−クをX方向お
よびY方向両方に配置し、前記遮光板をX方向およびY
方向の両方向ともに開閉を行うことか、あるいは、前記
アライメントマ−クをX方向およびY方向両方に配置
し、前記遮光板をX方向およびY方向各々独立して開閉
を行い、各々前記ウェハの任意かつ異なる場所に露光す
ることが望ましい。
【0015】本発明の他の特徴は、レチクル上にICパ
タン及びアライメントマ−クを形成し、ウェハ−上に前
記ICパタンのチップサイズから決まる移動量の分だけ
移動させながら前記レチクルを用いて前記ICパタン及
びアライメントマ−クの露光を行うウェハ−アライメン
トマ−クおよび露光方法において、前記アライメントマ
−クは特定のパタンを複数繰り返して配置してなる特定
パタンであって、前記ICパタンおよびアライメントマ
−クをCADツ−ルで作成する時に、異なる層の特定パ
タン群の一部あるいは全部を重ねて配置し、前記ウェハ
−上に露光する時に、遮光板を用いて異なる場所へ露光
するウェハ−アライメントマ−ク及び露光方法である。
【0016】また、X方向の前記アライメントマ−ク
を、一方の層を奇数行へ露光し他の層を偶数行へ露光す
るか、あるいは、Y方向の前記アライメントマ−クを、
一方の層を奇数列へ露光し他方の層を偶数列へ露光する
ことが望ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
【0018】図1(a)および(b)ならびに(c)は
本発明の一実施の形態のウェハ−アライメントマ−ク及
び露光方法を説明するためのアライメントマ−クのレイ
アウトデ−タを示す図である。このウェハアライメント
マ−ク及び露光方法は、CAD(C−omputer
Aided Design)などを用いてデ−タを作成
するときは、異なる層のアライメントマ−クを重ねて配
置する。例えば、図1(a)に示すアライメントマ−ク
2は、図1(b)に示す一層のアライメントマ−ク2−
1と図1(c)に示す5層のアライメントマ−ク2−2
を重ねて配置する。
【0019】以下同様に、図1(a)のアライメントマ
−ク3は、2層のアライメントマ−クと6層のアライメ
ントマ−ク、アライメントマ−ク4は、3層のアライメ
ントマ−クと7層のアライメントマ−ク、アライメント
マ−ク5は、4層のアライメントマ−クと8層のアライ
メントマ−クを重ねて配置する。
【0020】このようにCADなど用いてデ−タを作成
するときは、1層用レチクル、2層用レチクル…8層用
レチクルに異なる層のアライメントマ−クを重ねて配置
する。重ねて配置したアライメントマ−クは異なる層を
用いているため、図1(b)および(c)に示すよう
に、一層のアライメトマ−ク2−1と5層のアライメン
トマ−ク2−2は各々のレチクル上に作成される。その
他の層も同様に作成される。
【0021】図2は図1のアライメントマ−クのレイア
ウトデ−タを用いてウェハ−アライメントマ−ク及び露
光方法を説明するためのウェハ上の第1のアライメント
配置図、図3は図1のアライメントマ−クのレイアウト
デ−タを用いてウェハ−アライメントマ−ク及び露光方
法を説明するためのウェハ上の第2のアライメント配置
図及び図4は図1のアライメントマ−クのレイアウトデ
−タを用いてウェハ−アライメントマ−ク及び露光方法
を説明するためのウェハ上の第1及び第2のアライメン
ト配置図である。次に、図2、図3及び図4を参照して
図1のアライメントマ−クが施されたレチクルを使用し
て露光方法について説明する。
【0022】まず、1層から4層まで露光を行う場合を
図2で説明する。1層用レチクルを用いて露光すると
き、奇数番目の行のチップ1に対して右側の遮光板を開
け、アライメントマ−ク2−1を露光する。そして、偶
数番目の行を露光する時は、右側の遮光板を閉じレチク
ルのアライメントマ−ク2−1の部分を隠すように露光
装置を制御し露光する。また、奇数番目の列を露光する
時、チップ1の下側の遮光板を開け、アライメントマ−
ク2−1を露光し、偶数番目の列を露光する時はチップ
1の下側の遮光板を閉じアライメントマ−ク2−1の部
分を隠すように、露光装置を制御する。以下同様にして
2層から4層の露光を行う。
【0023】次に、5層から8層まで露光を行う場合を
図3を参照して説明する。まず、5層用レチクルを用い
て露光する場合は、奇数番目の行を露光するときチップ
1の右側の遮光板を閉じアライメントマ−ク2−2の部
分を隠し露光し、偶数番目の行を露光するときチップ1
の右側の遮光板を開けアライメントマ−ク2−2を露光
するように、露光装置を制御する。また、奇数番目の列
を露光する時はチップ1の下側の遮光板を閉じてアライ
メントマ−ク2−2の部分を隠し、偶数番目の列を露光
する時はチップ1の下側の遮光板を開けアライメントマ
−ク2−2を露光するように、露光装置を制御する。同
様にして6層から8層の露光を行う。
【0024】結果として、図4に示すように、ウェハの
出来上がりとして、1層のアライメントマ−ク2−1と
5層のアライメントマ−ク2−2が、交互に形成される
ことになる。このように遮光板の開閉と露光すべき列あ
るいは行のチップとの組み合わせで任意に各層のアライ
メントマ−クを違った位置に配置できる。
【0025】なお、露光時に遮光板を用いる技術は、特
に図面には示していないが、TEGチップをウェハ−内
の特定の位置のみ露光する技術として、例えば、特開平
5−291106号公報に開示されている。しかし、こ
の露光方法においては、遮光板を開閉する単純な機構が
必要である。例えば、この開閉動作機構は、遮光板を前
進させアライメントマ−クを覆うように遮光板を常に押
す板ばねと、板ばねの反発力に抗して遮光板を後退させ
る圧電素子とを備えた機構が単純である。そして、圧電
素子に所定の電圧を印加することで遮光板が開くように
する。この電圧印加信号を露光装置のシ−ケンス制御部
から転送するようにすれば良い。
【0026】図5(a)及び(b)は本発明の他の実施
形態におけるウェハ−アライメントマ−ク及び露光方法
を説明するためのウェハ−の部分平面図(a)及びレイ
アウトデ−タ図、図6(a)及び(b)は1層用レチク
ルと5層用レチクルを示す図である。前述した実施の形
態では、チップ1の紙面に対して右側の辺と下側の辺に
短ざく状のアライメントマ−クを配置した方法で説明し
たが、この実施の形態におけるウェハ−アライメントマ
−ク及び露光方法におけるアライメントマ−クは、図5
(a)に示すように、パタンとなる基礎6を繰り返して
配置したパタン群で構成される。そして、アライメント
マ−ク2aは、スクライブ線の領域の中心線から下に、
すなわち、紙面の下側のチップ1の上に基礎6が一列に
配置されている。一方、アライメントマ−ク2bは、ス
クライブ線の領域の中心線より上、すなわち、チップ1
の上側のチップ1の下側に基礎6を二列に並べて配置し
ている。この場合も、チップの上下左右の4つの辺に設
けた遮光板を開閉することで他の層と重ならないように
露光することができる。
【0027】この構成を図5(b)を参照して説明する
と、CADツ−ルなど用いてデ−タを作成するときは、
アライメントマ−ク2aとして1層の一列のパタン群で
なる図6(a)のアライメントマ−ク2−1aと5層の
図6(b)のアライメントマ−ク2−2aと重ねて配置
し、アライメントマ−ク2bとして二列のパタン群でな
る1層の図6(a)のアライメントマ−ク2−1bと5
層の図6(b)の二列のパタン群でなるアライメントマ
−ク2−2bと重ねて配置する。
【0028】同様にして、アライメントマ−ク3aは2
層の一列のパタン群でなるアライメントマ−クと6層の
一列のパタン群でなるアライメントマ−クを重ね配置
し、アライメントマ−ク3bは2層の二列のパタン群で
なるアライメントマ−クと6層の二列のパタン群でなる
アライメントマ−クと重ね配置する。
【0029】さらに、アライメントマ−ク4aは3層の
一列のパタン群でなるアライメントマ−クと7層の一列
のパタン群でなるアライメントマ−クと重ね配置し、ア
ライメントマ−ク4bは3層の二列のパタン群でなるア
ライメントマ−クと7層の二列のパタン群でなるアライ
メントマ−クと重ね配置する。
【0030】そして、アライメントマ−ク5aは4層の
一列のパタン群でなるアライメントマ−クと8層の一列
のパタン群でなるアライメントマ−クと重ね配置し、ア
ライメントマ−ク5bは4層の二列のパタン群でなるア
ライメントマ−クと8層の二列のパタン群でなるアライ
メントマ−クと重ね配置する。
【0031】このように、一列のパタン群でなるアライ
メントマ−クと二列のパタン群でなるアライメントマ−
クを各層に対応するレチクルの四辺に配置すれば、各層
のアライメントマ−クは重ならないように配置できる。
【0032】図7、図8及び図9は本発明の他の実施の
形態における露光方法を説明するためのウェハ−のアラ
イメントマ−クの配置図である。次に、前述のように作
成されたレチクルを用いた露光方法を説明する。1層用
レチクルを用いて露光する場合、図7に示すように、奇
数番目の行を露光するときは、チップ1の左右両側の遮
光板を開けアライメントマ−ク2−1a,2−1b共に
露光し、偶数目の行を露光するとき、チップ1の左右両
側の遮光板を閉じてアライメントマ−ク2−1a,2−
1bとを共に隠すように露光装置を制御する。また、奇
数番目の列を露光するときはチップ1の上下両側の遮光
板を開け、アライメントマ−ク2−1aと2−1bを露
光し、偶数番目の列を露光するときは、チップ1の上下
両側の遮光板を閉じてアライメントマ−クを隠すように
露光装置を制御する。
【0033】同様にして、2層から4層の露光を行う。
次に、5層から8層まで行う露光を行う場合を図8を参
照して説明する。まず、5層用レチクルにて露光する場
合、奇数番目の行を露光する時はチップ1の左右両側の
遮光板を閉じアライメントマ−ク2−2a,2−2bの
部分をともに隠し、偶数番目の行を露光する時はチップ
の左右両側の遮光板を開けアライメントマ−ク2−2
a,2−2bを露光するように、露光装置を制御する。
また、奇数番目の列を露光する時はチップ1の上下両側
の遮光板を閉じてアライメントマ−ク2−2a,2−2
bをともに隠し、偶数番目の列を露光するときはチップ
1の上下両側の遮光板を開けアライメントマ−ク2−2
a,2−2bを露光するように、露光装置を制御する。
【0034】こように、チップ1の上下(X方向)及び
左右(Y方向)の遮光板の開閉を制御し露光すれば、結
果として、図9に示すように、ウェハ−の出来上がりと
して、1層のアライメントマ−ク2−1a,2−1b
と、5層のアライメントマ−ク2−2a,2−2bとが
交互に形成される。また、前述したように、一列のパタ
ン群でなるアライメントマ−クと二列のパタン群でなる
アライメントマ−クが隣接して配置された結果、露光装
置に必要な3列のパタン群でなるアライメントマ−クの
形成が可能となる。
【0035】図10(a)及び(b)は本発明における
アライメントマ−クの変形例を説明するための図であ
る。このアライメントマ−クのパタンの基礎6となる部
分が透過となる場合(図10a)と遮光となる場合(図
10b)がある。そして、図10(a)のようにアライ
メントマ−クのパタンの基礎6となる部分が透過となる
層同士を重ねて配置したレイアウトデ−タを作成する。
その後、作成されたレチクルを用いて露光する場合に、
遮光板を用いて選択的にパタ−ニングを行う。
【0036】図11(a)及び(b)は本発明のその他
のその他の実施の形態におけるウェハ−アライメントマ
−ク及び露光方法を説明するためのウェハの部分平面図
である。このウェハ−アライメントマ−ク及び露光方法
は、チップ1の周辺のスクライブ線の領域を全部遮蔽す
るか部分的に遮蔽するかである。
【0037】例えば、図11(a)に示すように、チッ
プ1の一辺に沿ってチップ1の辺と同等あるいは少し長
めの遮光領域7をもつ遮光板を開閉し、選択的に露光す
る場合である。なお、この場合、アライメントマ−ク1
2,13,14,15をどの位置に配置しても良い。
【0038】また、別の方法として、例えば、図11
(b)に示すように、部分的に遮光領域7を設けても良
い。この方法によれば、チップ1の各辺に選択的にアラ
イメントマ−ク12,13を露光できる。一方、紙面の
右側にアクセサリの一つであるチェックトランジスタ8
を配置することで、チップ1の各辺に露光することがで
きる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、アライメ
ントマ−ク配置デ−タ上では、隔たれた層同士にアライ
メントマ−クを重ねて配置し、作成されたレイアウトデ
−タに基ずき、各層に対応するレチクルを製作し、露光
する毎に、アライメントマ−クの部分を選択的に遮光す
ることによって、重ねて配置されたアライメントマ−ク
が異なる位置に配置でき、しかも面付けした時と同様に
複数のチップにまたがってアライメントマ−クをICパ
タ−ンが形成されるチップの周辺部にアライメントマ−
クを配置できるので、露光工程が増加してもその露光工
程毎にアライメントが行え、アライメント精度を損なう
ことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態のウェハ−アライメント
マ−ク及び露光方法を説明するためのアライメントマ−
クのレイアウトデ−タを示す図である。
【図2】図1のアライメントマ−クのレイアウトデ−タ
を用いてウェハ−アライメントマ−ク及び露光方法を説
明するためのウェハ上の第1のアライメント配置図であ
る。
【図3】図1のアライメントマ−クのレイアウトデ−タ
を用いてウェハ−アライメントマ−ク及び露光方法を説
明するためのウェハ上の第2のアライメント配置図であ
る。
【図4】図1のアライメントマ−クのレイアウトデ−タ
を用いてウェハ−アライメントマ−ク及び露光方法を説
明するためのウェハ上の第1及び第2のアライメント配
置図である。
【図5】本発明の他の実施形態におけるウェハ−アライ
メントマ−ク及び露光方法を説明するためのウェハ−の
部分平面図(a)及びレイアウトデ−タ図である。
【図6】1層用レチクルと5層用レチクルを示す図であ
る。
【図7】本発明の他の実施の形態における露光方法を説
明するためのウェハ−のアライメントマ−クの一例の配
置図である。
【図8】本発明の他の実施の形態における露光方法を説
明するためのウェハ−のアライメントマ−クの他の例の
配置図である。
【図9】本発明の他の実施の形態における露光方法を説
明するための図7と図8と合成したウェハ−のアライメ
ントマ−クの配置図である。
【図10】本発明におけるアライメントマ−クの変形例
を説明するための図である。
【図11】本発明のその他のその他の実施の形態におけ
るウェハ−アライメントマ−ク及び露光方法を説明する
ためのウェハの部分平面図である。
【図12】従来技術におけるアライメントマ−クの配置
の一例を示す図である。
【図13】従来技術におけるアライメントマ−クの配置
の他の例を示す図である。
【符号の説明】
1 チップ 2,3,4,5 アライメントマ−ク

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レチクル上にICパタン及びアライメン
    トマ−クを形成し、ウェハ−上に前記ICパタンのチッ
    プサイズから決まる移動量の分だけ移動させながら前記
    レチクルを用いて前記ICパタン及びアライメントマ−
    クの露光を行うウェハ−アライメントマ−クおよび露光
    方法において、前記ウェハ−内の任意の場所を露光する
    ときのみ遮光板を開放し前記アライメントマ−クを形成
    することを特徴とするウェハ−アライメントマ−ク及び
    露光方法。
  2. 【請求項2】 前記アライメントマ−クをスクライブ線
    上に形成し、該スクライブ線の全てを前記遮光板で覆う
    ことを特徴とする請求項1記載のウェハ−アライメント
    マ−ク及び露光方法。
  3. 【請求項3】 前記アライメントマ−クをスクライブ線
    上に形成し、前記アライメントマ−クのみを前記遮光板
    で覆うことを特徴とする請求項1記載のウェハ−アライ
    メントマ−ク及び露光方法。
  4. 【請求項4】 前記アライメントマ−クをX方向および
    Y方向両方に配置し、前記遮光板をX方向およびY方向
    の両方向ともに開閉を行うことを特徴とする請求項2ま
    たは請求項3記載のウェハ−アライメントマ−ク及び露
    光方法。
  5. 【請求項5】 前記アライメントマ−クをX方向および
    Y方向両方に配置し、前記遮光板をX方向およびY方向
    各々独立して開閉を行い、各々前記ウェハの任意かつ異
    なる場所に露光することを特徴とする請求項2または請
    求項3記載のウェハ−アライメントマ−ク及び露光方
    法。
  6. 【請求項6】 レチクル上にICパタン及びアライメン
    トマ−クを形成し、ウェハ−上に前記ICパタンのチッ
    プサイズから決まる移動量の分だけ移動させながら前記
    レチクルを用いて前記ICパタン及びアライメントマ−
    クの露光を行うウェハ−アライメントマ−クおよび露光
    方法において、前記アライメントマ−クは特定のパタン
    を複数繰り返して配置してなる特定パタンであって、前
    記ICパタンおよびアライメントマ−クをCADツ−ル
    で作成する時に、異なる層の特定パタン群の一部あるい
    は全部を重ねて配置し、前記ウェハ−上に露光する時
    に、遮光板を用いて異なる場所へ露光することを特徴と
    するウェハ−アライメントマ−ク及び露光方法。
  7. 【請求項7】 X方向の前記アライメントマ−クを、一
    方の層を奇数行へ露光し他の層を偶数行へ露光すること
    を特徴とする請求項6記載のウェハ−アライメントマ−
    ク及び露光方法。
  8. 【請求項8】 Y方向の前記アライメントマ−クを、一
    方の層を奇数列へ露光し他方の層を偶数列へ露光するこ
    とを特徴とする請求項6記載のウェハアライメントマ−
    ク及び露光方法。
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