JP2015046427A - アライメント方法及びパターニング用マスク - Google Patents
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Abstract
【解決手段】孔内面を有するマスクアライメントマーク60を備えるマスク50を用いて行うアライメント方法において、孔内面の備えるテーパ面65がウエハ30に対して反対側を向くように、ウエハ表面31にマスク50を重ね合わせる重層工程と、ウエハ30及びマスク50を重ね合わせた状態で、マスクアライメントマーク60、及びマスクアライメントマーク60の孔内を通じて観察されるウエハ表面31を撮像する撮像工程と、撮像工程で得られた像に基づいて、ウエハ表面31のウエハアライメントマーク40及びマスクアライメントマーク60の位置合わせ状態を確認する確認工程と、確認工程の結果、ウエハアライメントマーク40に対するマスクアライメントマーク60の位置が合っていない場合に、ウエハ30及びマスク50の位置合わせを行う調整工程と、を備える。
【選択図】図5
Description
本実施形態のアライメント方法は、図1に示す各要素を用いて行う。図1の最下部に位置するのはウエハ30である。ウエハは任意の形状を有することができる。例えばウエハは方形でもよく、また図1に示すように円形でもよい。
図2及び3に本実施形態のアライメント方法の特徴を示す。図2に示すように各マスクのマスクアライメントマーク60及び80の孔内面又は断面をテーパ形状とする。したがって、図3に示すように各マスクアライメントマークの内周及び外周の輪郭がはっきりと認識できる。
当該アライメント方法中の各工程の概要を後に詳述する図4,5にしたがって説明する。本実施形態のアライメント方法は図4,5に示す重層工程、撮像工程、及び確認工程を備える。
図2に示すように、重層工程においてウエハ30に一次マスク50を重ね合わせた後、撮像工程において、カメラ90の側から、ウエハ30及び一次マスク50に対して、照射光95が入射する。本実施形態において照射光95は上方のカメラ90から下方のウエハ30又は一次マスク50に向けて照射される落射光であることが好ましい。
図4に示すように、重層工程において、ウエハ30に一次マスク50を重ね合わせる。重ね合わせは、1枚目マスクとなる一次マスク50をウエハ30の図中の上方の所定の距離まで近づけることで行う。
図5に示すように、撮像工程において、カメラ90はウエハ30及びマスクを重ね合わせた状態で、マスクアライメントマーク60を撮像する。さらにカメラ90はマスクアライメントマーク60の孔内を通じて観察されるウエハ表面31を撮像する。カメラ90は両者を同時に撮像することが好ましい。
確認工程において、撮像工程で得られた像に基づいて、画像認識手段がウエハ表面31のウエハアライメントマーク40及びマスクアライメントマーク60の位置合わせ状態を確認する。
確認工程の結果、ウエハアライメントマーク40,41に対するマスクアライメントマーク60,61の位置が合っていない場合に、調整工程において、ウエハ30及び一次マスク50の位置合わせを行う。位置合わせは撮像工程で得られた像に基づいて自動で行ってもよく、手動で行ってもよい。
確認工程の結果、ウエハアライメントマーク40に対するマスクアライメントマーク60の位置が合っていた場合は、積層工程に進む。積層工程おいてウエハ30に一次マスク50を貼り合わせる(図7参照)。本実施形態では、ウエハ30の、一次マスク50とは反対の側に、磁石又は磁石を内蔵したプレートを設ける。かかる磁石は、その磁力によってウエハ30に一次マスク50を貼り付けることができる。このため、ウエハ30及び一次マスク50は正確な位置合わせ状態を保持することが出来る。なお、一次マスク50をウエハ30に貼り付ける力として、アライメント装置の外力、又は重力を用いてもよい。
実施例1と同様にアライメント方法を実施する。図4に示すように、一次重層工程において、ウエハ表面31に一次マスク50を重ね合わせる。図5に示すように一次撮像工程において、マスクアライメントマーク60及びウエハ表面31を撮像する。
以下二次マスクのアライメント方法を説明する。図7に示すように、二次重層工程において、一次マスク50に二次マスク70を重ね合わせる。具体的には、図8に示すように積層体33の一次マスク側表面にあたる表面51に二次マスク70の表面69を重ね合わせる。重ね合わせは、2枚目マスクとなる二次マスク70を一次マスク50の図中の上方の所定の距離まで近づけることで行う。
図8に示すように、二次撮像工程において、カメラ90は一次マスク50及びマスクを重ね合わせた状態で、マスクアライメントマーク80を撮像する。さらにカメラ90はマスクアライメントマーク80の孔内を通じて観察される表面51を撮像する。カメラ90は両者を同時に撮像することが好ましい。カメラ90は一次撮像工程を行ったカメラと同一でなくともよい。
二次確認工程において、二次撮像工程で得られた像に基づいて、画像認識手段が表面51のマスクアライメントマーク60の孔内面及びマスクアライメントマーク80の位置合わせ状態を確認する。かかる画像認識手段は一次確認工程における画像認識手段と異なるものでもよい。作業者が目視で確認してもよい。
二次確認工程の結果、マスクアライメントマーク60,61に対するマスクアライメントマーク80,81の位置が合っていない場合に、二次調整工程において、積層体33及び二次マスク70の位置合わせを行う。位置合わせは二次撮像工程で得られた像に基づいて自動で行ってもよく、手動で行ってもよい。
二次確認工程の結果、マスクアライメントマーク60の孔内面に対するマスクアライメントマーク80の位置が合っていた場合は、二次積層工程に進む。二次積層工程おいて積層体33又は一次マスク50に二次マスク70を貼り合わせる。本実施形態では、ウエハ30の、二次マスク70とは反対の側に、磁石又は磁石を内蔵したプレートを設ける。かかる磁石は、その磁力によって一次マスク50に二次マスク70を貼り付けることができる。このため、ウエハ30、一次マスク50及び二次マスク70は正確な位置合わせ状態を保持することが出来る。なお、二次マスク70を一次マスク50に貼り付ける力として、アライメント装置の外力、又は重力を用いてもよい。
上述のアライメント方法に従い、ウエハ30に各マスクを貼り付けた後、成膜する。成膜は例えば、マスク蒸着成膜法やマスクスパッタ成膜法により行う。マスク開口53を通じて、又はマスク開口73及びマスク開口53を通じてウエハ表面31の上に直接成膜する。成膜後二次マスク70及び一次マスク50を順に、又は同時に剥がす。
上記実施形態のアライメント方法又はウエハを用いて半導体装置を形成することが出来る。半導体装置は例えばIGBT素子である。本実施形態のアライメント方法により該半導体装置の不良率が低減する。
図10〜15に示す比較例を用いて本実施例の効果を説明する。本比較例のアライメント方法は下記の相違点を除き、実施例2と同様である。このため、相違点を中心に比較例を説明する。また、同等の構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
13 マスク開口 15 マスクアライメントマーク
18 孔内面 19 表面
20 二次マスク 21 表面
23 マスク開口 25 マスクアライメントマーク
28 孔内面 29 表面
30 ウエハ 31 ウエハ表面
33 積層体 35 成膜予定位置
38〜41 ウエハアライメントマーク 43〜45 表面
46〜48 側面 49 表面
50 一次マスク 51 表面
53 マスク開口 55〜56 マスクアライメントマーク
57 非テーパ面 58 逆テーパ面
59 角度 60〜64 マスクアライメントマーク
65〜68 テーパ面 69 表面
70 二次マスク 71 表面
73 マスク開口 79 角度
80〜84 マスクアライメントマーク 85〜88 テーパ面
90〜91 カメラ 93 レンズ
95 照射光 96〜97 反射光
99〜100 膜
Claims (2)
- 孔内面を有するマスクアライメントマークを備えるマスクを用いて行うアライメント方法において、
前記孔内面の備えるテーパ面がウエハに対して反対側を向くように、ウエハ表面に前記マスクを重ね合わせる重層工程と、
前記ウエハ及びマスクを重ね合わせた状態で、前記マスクアライメントマーク、及び前記マスクアライメントマークの孔内を通じて観察される前記ウエハ表面を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で得られた像に基づいて、前記ウエハ表面のウエハアライメントマーク及び前記マスクアライメントマークの位置合わせ状態を確認する確認工程と、
前記確認工程の結果、前記ウエハアライメントマークに対する前記マスクアライメントマークの位置が合っていない場合に、前記ウエハ及び前記マスクの位置合わせを行う調整工程と、
を備えるアライメント方法。 - 前記撮像工程では前記テーパ面の側に光が投射し、
前記テーパ面の側から、カメラが前記マスクアライメントマーク及び前記ウエハ表面を撮像する、
請求項1に記載のアライメント方法。
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