JP4268951B2 - ウェハにおける識別情報記入方法 - Google Patents

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Description

本発明は、薄膜素子を形成するためのウェハに対して、フォトリソグラフィを利用して識別情報を記入するウェハにおける識別情報記入方法に関する。
薄膜形成技術を利用して製造される薄膜素子には、ウェハ（基板）上に薄膜形成技術を利用して複数個の薄膜素子を形成した後、このウェハを個々の薄膜素子毎に分離することによって製造されるものがある。このような薄膜素子としては、例えば半導体素子や薄膜磁気ヘッドがある。
通常、上記薄膜素子は、複数の工程を経て製造される。この場合、適宜の工程において、ウェハに、次の工程における位置合わせ（アライメント）のためのアライメントマークが形成される。このアライメントマークは、例えばフォトリソグラフィを利用してパターニングされたパターン化膜によって形成される。特許文献１には、最初のフォトリソグラフィ工程で、一括露光装置用位置合わせマークと縮小露光装置用位置合わせマークとをウェハに形成しておく技術が記載されている。
ところで、一般的に、上記薄膜素子には、工程の管理や不良発生防止等のために、その薄膜素子が属していたウェハを識別するためのウェハ識別情報と、ウェハ内における薄膜素子の位置を識別するための素子位置識別情報とが記入される。これらの識別情報は、ウェハが個々の薄膜素子毎に分離される前のいずれかの段階で、ウェハに対して記入される。この識別情報も、例えばフォトリソグラフィを利用してパターニングされたパターン化膜によって形成される。特許文献２には、複数の薄膜磁気ヘッドが形成されるウェハに対して、フォトリソグラフィを用いて、各ヘッドを識別するための記号を一括して形成する技術が記載されている。
特開２００２−１８４６７２号公報 特開昭６２−２０１１６号公報
ところで、識別情報を、フォトリソグラフィを利用してパターニングされたパターン化膜によって記入する場合には、既に形成されているアライメントマークを位置の基準として、所定の位置に識別情報用のパターン化膜を形成する必要がある。ここで、ウェハに対して、最初に形成されるアライメントマーク（以下、最初のアライメントマークとも言う。）を位置の基準として、フォトリソグラフィを利用して識別情報を記入する場合について考える。これは、例えば、最初のアライメントマーク用のパターン化膜と識別情報用のパターン化膜とを、同じ薄膜をパターニングして同じ高さの位置に形成するような場合である。この場合、従来は、最初のアライメントマーク用のパターン化膜を形成した後、これを位置の基準として、識別情報用のパターン化膜を形成するためのフォトリソグラフィ工程を行っていた。
以下、上述のように、最初のアライメントマークを位置の基準として、フォトリソグラフィを利用して識別情報を記入する場合における従来の識別情報の記入方法の一例について説明する。図３４は、従来の識別情報の記入方法の一例を示す流れ図である。図３５ないし図４５は、図３４に示した識別情報の記入方法の一例における各工程を示す説明図である。図３５ないし図４５は、それぞれ、ウェハとその上に形成された層からなる積層体の状態を表している。図３５ないし図４５において、（ａ）は識別情報が配置される領域の上面を示している。（ｂ）は最初のアライメントマークが配置される領域の上面を示している。（ｃ）は識別情報が配置される領域の断面を示している。（ｄ）は最初のアライメントマークが配置される領域の断面を示している。なお、識別情報が配置される領域とは、識別情報を囲う、例えば矩形の領域である。同様に、最初のアライメントマークが配置される領域とは、最初のアライメントマークを囲う、例えば矩形の領域である。
図３４に示した識別情報の記入方法では、まず、図３５に示したように、ウェハ２１１上に、例えばスパッタ法によって、金属膜２１２を形成する（ステップＳ２０１）。
次に、図３６に示したように、金属膜２１２の上にレジストを塗布して、レジスト層２１４を形成する（ステップＳ２０２）。ここで使用するレジストは、例えばポジ型とする。
次に、図３７に示したように、マスク２１５，２１６を介して、レジスト層２１４を露光する（ステップＳ２０３）。マスク２１５は、識別情報が配置される領域全体において、光を遮断するようになっている。マスク２１６は、最初のアライメントマークが配置される領域において、最初のアライメントマークのパターンに対応する部分では光を遮断し、他の部分では光を透過するようになっている。
次に、図３８に示したように、レジスト層２１４を現像する（ステップＳ２０４）。現像後のレジスト層２１４は、識別情報が配置される領域では、全体が残存し、最初のアライメントマークが配置される領域では、最初のアライメントマークのパターンに対応する部分のみが残存している。図３４において、符号Ｓ２１を付した破線で囲った工程、すなわちステップＳ２０２からステップＳ２０４までは、最初のアライメントマークを形成するためのフォトリソグラフィ工程である。
次に、図３９に示したように、レジスト層２１４をエッチングマスクとして、金属膜２１２を選択的にエッチングする（ステップＳ２０５）。これにより、金属膜２１２は、識別情報が配置される領域では、全体が残存し、最初のアライメントマークが配置される領域では、最初のアライメントマークのパターンに対応する部分のみが残存する。金属膜２１２のうち、最初のアライメントマークが配置される領域において残存した部分は、最初のアライメントマーク用のパターン化膜２１２Ａとなる。次に、図４０に示したように、レジスト層２１４を剥離する（ステップＳ２０６）。
次に、図４１に示したように、積層体の上面全体の上にレジストを塗布して、レジスト層２１７を形成する（ステップＳ２０７）。ここで使用するレジストは、例えばポジ型とする。
次に、図４２に示したように、マスク２１８，２１９を介して、レジスト層２１７を露光する（ステップＳ２０８）。マスク２１８は、識別情報が配置される領域において、識別情報のパターンに対応する部分では光を遮断し、他の部分では光を透過するようになっている。マスク２１９は、最初のアライメントマークが配置される領域全体において、光を遮断するようになっている。この工程において、マスク２１８，２１９は、最初のアライメントマーク用のパターン化膜２１２Ａを位置の基準として位置合わせされる。
次に、図４３に示したように、レジスト層２１７を現像する（ステップＳ２０９）。現像後のレジスト層２１７は、識別情報が配置される領域では、識別情報のパターンに対応する部分のみが残存し、最初のアライメントマークが配置される領域では、全体が残存している。図３４において、符号Ｓ２２を付した破線で囲った工程、すなわちステップＳ２０７からステップＳ２０９までは、識別情報を記入するためのフォトリソグラフィ工程である。
次に、図４４に示したように、レジスト層２１７をエッチングマスクとして、金属膜２１２を選択的にエッチングする（ステップＳ２１０）。これにより、識別情報が配置される領域では、金属膜２１２のうち、識別情報のパターンに対応する部分のみが残存する。この残存した部分は、識別情報用のパターン化膜２１２Ｂとなる。最初のアライメントマークが配置される領域では、パターン化膜２１２Ａがそのまま残る。次に、図４５に示したように、レジスト層２１７を剥離して（ステップＳ２１１）、識別情報の記入のための工程を終了する。
図３４ないし図４５に示した従来の識別情報の記入方法では、工程数が多いため、最初のアライメントマーク用のパターン化膜と識別情報用のパターン化膜とを形成するために多くの時間およびコストが必要になるという問題点があった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、薄膜素子を形成するためのウェハに対して、最初に形成されるアライメントマークを位置の基準として、フォトリソグラフィを利用して識別情報を記入する場合において、工程数を少なくすることができるようにしたウェハにおける識別情報記入方法を提供することにある。
本発明のウェハにおける識別情報記入方法は、薄膜素子を形成するためのウェハに対して、パターニングされたレジスト層を利用して識別情報を記入する方法であって、
ウェハに対してレジスト層を形成する工程と、
レジスト層に対してアライメントマーク用の第１のパターンを投影して、この第１のパターンに基づいてレジスト層を露光する第１の露光工程と、
第１の露光工程の後に、レジスト層を現像して、レジスト層に対して、位置の基準となるパターンを形成する第１の現像工程と、
第１の現像工程によってレジスト層に形成されたパターンを位置の基準として、レジスト層に対して識別情報用の第２のパターンを投影して、この第２のパターンに基づいてレジスト層を露光する第２の露光工程と、
第２の露光工程の後に、レジスト層を現像して、パターニングされたレジスト層を形成する第２の現像工程と、
パターニングされたレジスト層を利用して、第１のパターンに基づいてパターニングされたアライメントマーク用のパターン化膜と第２のパターンに基づいてパターニングされた識別情報用のパターン化膜とを形成するパターン化膜形成工程とを備えている。
本発明のウェハにおける識別情報記入方法は、更に、レジスト層を形成する工程の前に、レジスト層の下に配置される被エッチング膜を形成する工程を備え、パターン化膜形成工程は、パターニングされたレジスト層をエッチングマスクとして被エッチング膜を選択的にエッチングして、残った被エッチング膜によって、アライメントマーク用のパターン化膜と識別情報用のパターン化膜とを形成してもよい。
また、本発明のウェハにおける識別情報記入方法において、パターニングされたレジスト層は溝部を有し、パターン化膜形成工程は、パターニングされたレジスト層の溝部内に膜を形成することによって、アライメントマーク用のパターン化膜と識別情報用のパターン化膜とを形成してもよい。
また、本発明のウェハにおける識別情報記入方法において、第１の現像工程では、レジスト層において現像液に対して可溶性の部分のうち、ウェハに近い一部が残るように現像を行ってもよい。
また、本発明のウェハにおける識別情報記入方法において、第１の露光工程では、ウェハに対して複数の露光領域を設定し、各露光領域毎に前記レジスト層に対して第１のパターンを投影する処理を繰り返し実行し、第２の露光工程では、各露光領域毎にレジスト層に対して第２のパターンを投影する処理を繰り返し実行してもよい。この場合、露光領域内には、それぞれ薄膜素子が形成される複数の素子領域が設定され、第２の露光工程では、各素子領域毎に第２のパターンが投影されるように露光を行ってもよい。
また、本発明のウェハにおける識別情報記入方法において、識別情報は、ウェハを識別するためのウェハ識別情報を含んでいてもよい。また、識別情報は、ウェハ内における薄膜素子の位置を識別するための素子位置識別情報を含んでいてもよい。
本発明のウェハにおける識別情報記入方法では、第１の露光工程で、アライメントマーク用の第１のパターンに基づいてレジスト層を露光し、第１の現像工程で、レジスト層を現像して、レジスト層に対して、位置の基準となるパターンを形成する。そして、第２の露光工程で、第１の現像工程によってレジスト層に形成されたパターンを位置の基準として、レジスト層に対して識別情報用の第２のパターンを投影して、この第２のパターンに基づいてレジスト層を露光する。これにより、本発明によれば、薄膜素子を形成するためのウェハに対して、最初に形成されるアライメントマークを位置の基準として、フォトリソグラフィを利用して識別情報を記入する場合において、工程数を少なくすることができるという効果を奏する。
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。始めに、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るウェハにおける識別情報記入方法が適用されるウェハについて説明する。図１は、本実施の形態が適用されるウェハについて説明するための説明図である。図１における（ａ）に示したように、本実施の形態が適用されるウェハ１には、複数の露光領域２が設定される。露光領域２は、後述するレジスト層に対して、１回の露光処理によって所定のパターンが投影される領域である。図１における（ｂ）に示したように、各露光領域２内には、最初に形成されるアライメントマーク３が配置される。また、図１における（ｃ）に示したように、各露光領域２内には、それぞれ薄膜素子が形成される複数の素子領域４が設定される。アライメントマーク３は、露光領域２内において、例えば素子領域４の数個分の大きさの領域に配置される。薄膜素子は、半導体素子でもよいし、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスであってもよい。
図１における（ｄ）に示したように、素子領域４内には、識別情報５が記入される。なお、図１における（ｄ）には、素子領域４内の２箇所に識別情報５を記入した例を示しているが、識別情報５は、素子領域４内の１箇所に記入してもよいし、素子領域４内の３箇所以上に記入してもよい。図１における（ｅ）に示したように、識別情報５は、ウェハ１を識別するためのウェハ識別情報５Ａと、ウェハ１内における薄膜素子の位置を識別するための素子位置識別情報５Ｂとを含んでいる。ウェハ識別情報５Ａと素子位置識別情報５Ｂは、いずれも各桁が数字または記号で表される複数の桁を含んでいる。ウェハ識別情報５Ａは、１枚のウェハ１における全ての素子領域４において同一である。一方、素子位置識別情報５Ｂは、素子領域４毎に異なっている。
次に、図２ないし図１０を参照して、本実施の形態に係るウェハにおける識別情報記入方法について説明する。本実施の形態に係る識別情報記入方法は、薄膜素子を形成するためのウェハ１に対して、パターニングされたレジスト層を利用して識別情報５を記入する方法である。図２は、本実施の形態に係る識別情報記入方法を示す流れ図である。図３ないし図１０は、本実施の形態に係る識別情報記入方法における各工程を示す説明図である。図３ないし図１０は、それぞれ、ウェハ１とその上に形成された層からなる積層体の状態を表している。図３ないし図１０において、（ａ）は識別情報５が配置される領域の上面を示している。（ｂ）はアライメントマーク３が配置される領域の上面を示している。（ｃ）は識別情報５が配置される領域の断面を示している。（ｄ）はアライメントマーク３が配置される領域の断面を示している。なお、識別情報５が配置される領域とは、識別情報５を囲う、例えば矩形の領域である。同様に、アライメントマーク３が配置される領域とは、アライメントマーク３を囲う、例えば矩形の領域である。
本実施の形態に係る識別情報記入方法では、まず、図３に示したように、ウェハ１に対して、例えばスパッタ法によって、被エッチング膜としての金属膜１２を形成する（ステップＳ１０１）。金属膜１２の材料は、透明ではない金属材料であれば何でもよく、例えばＴｉが用いられる。
次に、図４に示したように、金属膜１２の上に２種類のレジストを順に塗布して、２層のレジスト層１３，１４を形成する（ステップＳ１０２）。なお、レジスト層１３が下層で、レジスト層１４が上層である。また、ここでは、レジスト層１３，１４を構成するレジストがポジ型である例を示すが、レジスト層１３，１４を構成するレジストはネガ型であってもよい。また、下層のレジスト層１３は、現像液によって溶解するものであれば、感光性を有していなくてもよい。また、図４には、２層のレジスト層１３，１４を形成する例を示したが、金属膜１２の上に１種類のレジストを塗布して、１層のレジスト層を形成してもよい。
次に、図５に示したように、マスク１５，１６を介して、レジスト層１３，１４を露光する（ステップＳ１０３）。マスク１５は、識別情報５が配置される領域全体において、光を遮断するようになっている。マスク１６は、アライメントマーク３用の第１のパターンを有している。すなわち、マスク１６は、アライメントマーク３が配置される領域において、アライメントマーク３のパターンに対応する部分では光を遮断し、他の部分では光を透過するようになっている。この工程では、レジスト層１３，１４に対してアライメントマーク３用の第１のパターンを投影して、この第１のパターンに基づいてレジスト層１３，１４を露光する。この工程は、露光領域２毎に行われ、全ての露光領域２についての露光が終了するまで繰り返し実行される。この工程は、本発明における第１の露光工程に対応する。
次に、図６に示したように、レジスト層１３，１４を現像して、レジスト層１３，１４に対して、位置の基準となるパターンを形成する（ステップＳ１０４）。この工程は、本発明における第１の現像工程に対応する。本実施の形態では、レジスト層１３，１４において現像液に対して可溶性の部分のうち、ウェハ１に近い一部が残るように現像を行う。なお、レジスト層１３，１４を構成するレジストがポジ型の場合には、露光用の光が照射された部分が、現像液に対して可溶性となる。レジスト層１３，１４を構成するレジストがネガ型の場合には、露光用の光が照射されなかった部分が、現像液に対して可溶性となる。
レジスト層１３，１４において現像液に対して可溶性の部分のうち、ウェハ１に近い一部が残るように現像を行うことは、例えば、現像時間の調整、ステップＳ１０３における露光量の調整、レジスト層１３，１４のプリベークや現像前ベークの温度の調整等によって可能である。
図６には、金属膜１２に接するレジスト層１３の全体と、レジスト層１４のうち、ウェハ１に近い一部が残るように現像した例を示している。この例では、現像後のレジスト層１４は、識別情報５が配置される領域全体に配置された凸部１４ａと、アライメントマーク３が配置される領域に配置され、アライメントマーク３のパターンに対応する形状を有する凸部１４ｂと、凸部１４ａ，１４ｂ以外の低部１４ｃとを有している。低部１４ｃの上面は、凸部１４ａ，１４ｂの上面よりも低い位置（ウェハ１の上面に近い位置）に配置されている。従って、凸部１４ａ，１４ｂと低部１４ｃとの間には段差が存在する。この段差の存在により、例えば顕微鏡によって凸部１４ｂを観察することにより、凸部１４ｂの位置および形状を認識することが可能である。本実施の形態では、凸部１４ｂのパターンが、位置の基準となるパターンである。図２において、符号Ｓ１１を付した破線で囲った工程、すなわちステップＳ１０２からステップＳ１０４までは、アライメントマーク３を形成するためのフォトリソグラフィ工程である。
次に、図７に示したように、マスク１７，１８を介して、レジスト層１３，１４を露光する（ステップＳ１０５）。マスク１７は、識別情報５用の第２のパターンを有している。すなわち、マスク１７は、識別情報５が配置される領域において、識別情報５のパターンに対応する部分では光を遮断し、他の部分では光を透過するようになっている。マスク１８は、アライメントマーク３が配置される領域全体において、光を遮断するようになっている。この工程では、レジスト層１３，１４に対して識別情報５用の第２のパターンを投影して、この第２のパターンに基づいてレジスト層１３，１４を露光する。なお、識別情報５は、ウェハ識別情報５Ａと素子位置識別情報５Ｂを含んでいることから、実際には、レジスト層１３，１４は、ウェハ識別情報５Ａ用のパターンと素子位置識別情報５Ｂ用のパターンとに基づいて多重露光される。この工程は、露光領域２毎に行われ、全ての露光領域２についての露光が終了するまで繰り返し実行される。また、この工程では、各素子領域４毎に識別情報５用の第２のパターンが投影されるように露光を行う。この工程は、本発明における第２の露光工程に対応する。
また、レジスト層１３，１４に対する第２のパターンの投影は、ステップＳ１０４の現像工程によってレジスト層１４に形成されたパターン、すなわち凸部１４ｂのパターンを位置の基準として行われる。すなわち、マスク１７，１８は、ステップＳ１０４の現像工程によってレジスト層１４に形成されたパターン、すなわち凸部１４ｂのパターンを位置の基準として位置合わせされる。凸部１４ｂは、アライメントマーク３のパターンに対応する形状を有している。従って、この時点では、まだアライメントマーク３は形成されていないが、マスク１７，１８の位置合わせは、アライメントマーク３の形成後にアライメントマーク３を位置の基準にして行う場合と同様にして行うことができる。
次に、図８に示したように、レジスト層１３，１４を現像して、パターニングされたレジスト層１３，１４を形成する（ステップＳ１０６）。現像後のレジスト層１３，１４は、識別情報５が配置される領域では、識別情報５のパターンに対応する部分のみが残存し、アライメントマーク３が配置される領域では、アライメントマーク３のパターンに対応する部分のみが残存している。なお、図８には、レジスト層１３の幅がレジスト層１４の幅よりも小さく、レジスト層１３，１４よりなる積層体がアンダーカットを有する形状となっている例を示している。この工程は、本発明における第２の現像工程に対応する。図２において、符号Ｓ１２を付した破線で囲った工程、すなわちステップＳ１０５およびステップＳ１０６は、識別情報５を記入するためのフォトリソグラフィ工程である。
次に、図９に示したように、レジスト層１３，１４をエッチングマスクとして、例えばイオンミリングによって、金属膜１２を選択的にエッチングする（ステップＳ１０７）。これにより、アライメントマーク３が配置される領域では、金属膜１２のうち、アライメントマーク３のパターンに対応する部分のみが残存する。この残存した部分は、アライメントマーク３を表すパターン化膜１２Ａとなる。また、識別情報５が配置される領域では、金属膜１２のうち、識別情報５のパターンに対応する部分のみが残存する。この残存した部分は、識別情報５を表すパターン化膜１２Ｂとなる。このようにして、この工程では、パターニングされたレジスト層１３，１４を利用して、第１のパターンに基づいてパターニングされたアライメントマーク３用のパターン化膜１２Ａと、第２のパターンに基づいてパターニングされた識別情報５用のパターン化膜１２Ｂとが形成される。この工程は、本発明におけるパターン化膜形成工程に対応する。また、本実施の形態では、パターン化膜１２Ａ，１２Ｂは、同じ金属膜１２を用いて同じ高さの位置に形成される。なお、金属膜１２のエッチング方法は、イオンミリングに限らず、反応性イオンエッチング等の他のドライエッチング方法であってもよい。
次に、図１０に示したように、レジスト層１３，１４を剥離して（ステップＳ１０８）、識別情報５の記入のための工程を終了する。なお、アライメントマーク３は、このアライメントマーク３形成後のフォトリソグラフィ工程における位置の基準となる。
図２と図３４を比較すると分かるように、本実施の形態によれば、図３４におけるステップＳ２０５のエッチング工程と、ステップＳ２０６のレジスト層を剥離する工程と、ステップＳ２０７のレジストを塗布する工程が不要になる。従って、本実施の形態によれば、薄膜素子を形成するためのウェハ１に対して、最初に形成されるアライメントマーク３を位置の基準として、フォトリソグラフィを利用して識別情報５を記入する場合において、工程数を少なくすることができる。また、本実施の形態によれば、レジストおよび現像液の使用量を少なくすることができる。これらのことから、本実施の形態によれば、識別情報５を記入するための時間およびコストを少なくすることができる。
［第２の実施の形態］
次に、図２および図１１ないし図１６を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るウェハにおける識別情報記入方法について説明する。図１１ないし図１６は、本実施の形態に係る識別情報記入方法における各工程を示す説明図である。図１１ないし図１６は、それぞれ、ウェハ１とその上に形成された層からなる積層体の状態を表している。図１１ないし図１６において、（ａ）は識別情報５が配置される領域の上面を示している。（ｂ）はアライメントマーク３が配置される領域の上面を示している。（ｃ）は識別情報５が配置される領域の断面を示している。（ｄ）はアライメントマーク３が配置される領域の断面を示している。
本実施の形態に係る識別情報記入方法では、図３に示したように、ウェハ１上に被エッチング膜としての金属膜１２を形成する工程（ステップＳ１０１）までは、第１の実施の形態と同様である。
図１１は、次の工程を示す。この工程では、金属膜１２の上にレジストを塗布して、レジスト層２４を形成する（ステップＳ１０２）。ここでは、レジスト層２４を構成するレジストがポジ型である例を示すが、レジスト層２４を構成するレジストはネガ型であってもよい。
次に、図１２に示したように、マスク１５，１６を介して、レジスト層２４を露光する（ステップＳ１０３）。マスク１５，１６は、第１の実施の形態と同様である。この工程では、レジスト層２４に対して、マスク１６が有するアライメントマーク３用の第１のパターンを投影して、この第１のパターンに基づいてレジスト層２４を露光する。この工程は、露光領域２毎に行われ、全ての露光領域２についての露光が終了するまで繰り返し実行される。この工程は、本発明における第１の露光工程に対応する。
次に、図１３に示したように、レジスト層２４を現像する（ステップＳ１０４）。この工程は、本発明における第１の現像工程に対応する。本実施の形態では、レジスト層２４において現像液に対して可溶性の部分は、全て除去されるように現像を行う。なお、レジスト層２４を構成するレジストがポジ型の場合には、露光用の光が照射された部分が、現像液に対して可溶性となる。レジスト層２４を構成するレジストがネガ型の場合には、露光用の光が照射されなかった部分が、現像液に対して可溶性となる。
現像後のレジスト層２４は、識別情報５が配置される領域では、全体が残存し、アライメントマーク３が配置される領域では、アライメントマーク３のパターンに対応する部分のみが残存している。アライメントマーク３が配置される領域では、例えば顕微鏡によってレジスト層２４を観察することにより、レジスト層２４の位置および形状を認識することが可能である。
次に、図１４に示したように、マスク１７，１８を介して、レジスト層２４を露光する（ステップＳ１０５）。マスク１７，１８は、第１の実施の形態と同様である。この工程では、レジスト層２４に対して、マスク１７が有する識別情報５用の第２のパターンを投影して、この第２のパターンに基づいてレジスト層２４を露光する。なお、識別情報５は、ウェハ識別情報５Ａと素子位置識別情報５Ｂを含んでいることから、実際には、レジスト層２４は、ウェハ識別情報５Ａ用のパターンと素子位置識別情報５Ｂ用のパターンとに基づいて多重露光される。この工程は、露光領域２毎に行われ、全ての露光領域２についての露光が終了するまで繰り返し実行される。この工程は、本発明における第２の露光工程に対応する。
また、レジスト層２４に対する第２のパターンの投影は、ステップＳ１０４の現像工程によってレジスト層２４に形成されたパターン、すなわちアライメントマーク３が配置される領域におけるレジスト層２４のパターンを位置の基準として行われる。すなわち、マスク１７，１８は、ステップＳ１０４の現像工程によってレジスト層２４に形成されたパターンを位置の基準として位置合わせされる。アライメントマーク３が配置される領域におけるレジスト層２４は、アライメントマーク３のパターンに対応する形状を有している。従って、この時点では、まだアライメントマーク３は形成されていないが、マスク１７，１８の位置合わせは、アライメントマーク３の形成後にアライメントマーク３を位置の基準にして行う場合と同様にして行うことができる。
次に、図１５に示したように、レジスト層２４を現像して、パターニングされたレジスト層２４を形成する（ステップＳ１０６）。現像後のレジスト層２４は、識別情報５が配置される領域では、識別情報５のパターンに対応する部分のみが残存し、アライメントマーク３が配置される領域では、アライメントマーク３のパターンに対応する部分のみが残存している。この工程は、本発明における第２の現像工程に対応する。
次に、図１６に示したように、レジスト層２４をエッチングマスクとして、例えばイオンミリングによって、金属膜１２を選択的にエッチングする（ステップＳ１０７）。これにより、アライメントマーク３が配置される領域では、金属膜１２のうち、アライメントマーク３のパターンに対応する部分のみが残存する。この残存した部分は、アライメントマーク３を表すパターン化膜１２Ａとなる。また、識別情報５が配置される領域では、金属膜１２のうち、識別情報５のパターンに対応する部分のみが残存する。この残存した部分は、識別情報５を表すパターン化膜１２Ｂとなる。このようにして、この工程では、パターニングされたレジスト層２４を利用して、第１のパターンに基づいてパターニングされたアライメントマーク３用のパターン化膜１２Ａと第２のパターンに基づいてパターニングされた識別情報５用のパターン化膜１２Ｂとが形成される。なお、金属膜１２のエッチング方法は、イオンミリングに限らず、反応性イオンエッチング等の他のドライエッチング方法であってもよい。次に、レジスト層２４を剥離して（ステップＳ１０８）、識別情報５の記入のための工程を終了する。
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
［第３の実施の形態］
次に、図１７ないし図２４を参照して、本発明の第３の実施の形態に係るウェハにおける識別情報記入方法について説明する。図１７は、本実施の形態に係る識別情報記入方法を示す流れ図である。図１８ないし図２４は、本実施の形態に係る識別情報記入方法における各工程を示す説明図である。図１８ないし図２４は、それぞれ、ウェハ１とその上に形成された層からなる積層体の状態を表している。図１８ないし図２４において、（ａ）は識別情報５が配置される領域の上面を示している。（ｂ）はアライメントマーク３が配置される領域の上面を示している。（ｃ）は識別情報５が配置される領域の断面を示している。（ｄ）はアライメントマーク３が配置される領域の断面を示している。
本実施の形態に係る識別情報記入方法では、まず、図１８に示したように、ウェハ１に対して、２種類のレジストを順に塗布して、２層のレジスト層３３，３４を形成する（ステップＳ１１１）。なお、レジスト層３３が下層で、レジスト層３４が上層である。また、ここでは、レジスト層３３，４４を構成するレジストがポジ型である例を示すが、レジスト層３３，３４を構成するレジストはネガ型であってもよい。また、下層のレジスト層３３は、現像液によって溶解するものであれば、感光性を有していなくてもよい。また、図１８には、２層のレジスト層３３，３４を形成する例を示したが、ウェハ１に対して、１種類のレジストを塗布して、１層のレジスト層を形成してもよい。
次に、図１９に示したように、マスク３５，３６を介して、レジスト層３３，３４を露光する（ステップＳ１１２）。マスク３５は、識別情報５が配置される領域全体において、光を遮断するようになっている。マスク３６は、アライメントマーク３用の第１のパターンを有している。すなわち、マスク３６は、アライメントマーク３が配置される領域において、アライメントマーク３のパターンに対応する部分では光を透過し、他の部分では光を遮断するようになっている。この工程では、レジスト層３３，３４に対してアライメントマーク３用の第１のパターンを投影して、この第１のパターンに基づいてレジスト層３３，３４を露光する。この工程は、露光領域２毎に行われ、全ての露光領域２についての露光が終了するまで繰り返し実行される。この工程は、本発明における第１の露光工程に対応する。
次に、図２０に示したように、レジスト層３３，３４を現像して、レジスト層３３，３４に対して、位置の基準となるパターンを形成する（ステップＳ１１３）。この工程は、本発明における第１の現像工程に対応する。本実施の形態では、レジスト層３３，３４において現像液に対して可溶性の部分のうち、ウェハ１に近い一部が残るように現像を行う。なお、レジスト層３３，３４を構成するレジストがポジ型の場合には、露光用の光が照射された部分が、現像液に対して可溶性となる。レジスト層３３，３４を構成するレジストがネガ型の場合には、露光用の光が照射されなかった部分が、現像液に対して可溶性となる。
レジスト層３３，３４において現像液に対して可溶性の部分のうち、ウェハ１に近い一部が残るように現像を行うことは、例えば、現像時間の調整、ステップＳ１１２における露光量の調整、レジスト層３３，３４のプリベークや現像前ベークの温度の調整等によって可能である。
図２０には、ウェハ１に接するレジスト層３３の全体と、レジスト層３４のうち、ウェハ１に近い一部が残るように現像した例を示している。この例では、現像後のレジスト層３４は、アライメントマーク３が配置される領域に配置された凹部３４ａを有している。この凹部３４ａは、アライメントマーク３のパターンに対応する形状を有している。本実施の形態では、例えば顕微鏡によって凹部３４ａを観察することにより、凹部３４ａの位置および形状を認識することが可能である。本実施の形態では、凹部３４ａのパターンが、位置の基準となるパターンである。図１７において、符号Ｓ１３を付した破線で囲った工程、すなわちステップＳ１１１からステップＳ１１３までは、アライメントマーク３を形成するためのフォトリソグラフィ工程である。
次に、図２１に示したように、マスク３７，３８を介して、レジスト層３３，３４を露光する（ステップＳ１１４）。マスク３７は、識別情報５用の第２のパターンを有している。すなわち、マスク３７は、識別情報５が配置される領域において、識別情報５のパターンに対応する部分では光を透過し、他の部分では光を遮断するようになっている。マスク３８は、アライメントマーク３が配置される領域全体において、光を遮断するようになっている。この工程では、レジスト層３４に対して識別情報５用の第２のパターンを投影して、この第２のパターンに基づいてレジスト層３３，３４を露光する。なお、識別情報５は、ウェハ識別情報５Ａと素子位置識別情報５Ｂを含んでいることから、実際には、レジスト層３３，３４は、ウェハ識別情報５Ａ用のパターンと素子位置識別情報５Ｂ用のパターンとに基づいて多重露光される。この工程は、露光領域２毎に行われ、全ての露光領域２についての露光が終了するまで繰り返し実行される。また、この工程では、各素子領域４毎に識別情報５用の第２のパターンが投影されるように露光を行う。この工程は、本発明における第２の露光工程に対応する。
また、レジスト層３３，３４に対する第２のパターンの投影は、ステップＳ１１３の現像工程によってレジスト層３４に形成されたパターン、すなわち凹部３４ａのパターンを位置の基準として行われる。すなわち、マスク３７，３８は、ステップＳ１１３の現像工程によってレジスト層３４に形成されたパターン、すなわち凹部３４ａのパターンを位置の基準として位置合わせされる。凹部３４ａは、アライメントマーク３のパターンに対応する形状を有している。従って、この時点では、まだアライメントマーク３は形成されていないが、マスク３７，３８の位置合わせは、アライメントマーク３の形成後にアライメントマーク３を位置の基準にして行う場合と同様にして行うことができる。
次に、図２２に示したように、レジスト層３３，３４を現像して、パターニングされたレジスト層３３，３４を形成する（ステップＳ１１５）。現像後のレジスト層３３，３４は、アライメントマーク３が配置される領域に形成された溝部３３Ａ，３４Ａと、識別情報５が配置される領域に形成された溝部３３Ｂ，３４Ｂとを有している。溝部３３Ａ，３４Ａは、アライメントマーク３のパターンに対応する形状を有している。溝部３３Ｂ，３４Ｂは、識別情報５のパターンに対応する形状を有している。なお、図２２には、レジスト層３３の幅がレジスト層３４の幅よりも小さく、レジスト層３３，３４よりなる積層体がアンダーカットを有する形状となっている例を示している。この工程は、本発明における第２の現像工程に対応する。図１７において、符号Ｓ１４を付した破線で囲った工程、すなわちステップＳ１１４およびステップＳ１１５は、識別情報５を記入するためのフォトリソグラフィ工程である。
次に、図２３に示したように、積層体の上面全体の上に、例えばスパッタ法によって、金属膜３９を形成する（ステップＳ１１６）。
次に、図２４に示したように、レジスト層３３，３４を剥離（リフトオフ）して（ステップＳ１１７）、識別情報５の記入のための工程を終了する。これにより、アライメントマーク３が配置される領域では、ウェハ１の上に、金属膜３９のうち、アライメントマーク３のパターンに対応する部分のみが残存する。この残存した部分は、アライメントマーク３を表すパターン化膜３９Ａとなる。また、識別情報５が配置される領域では、ウェハ１の上に、金属膜３９のうち、識別情報５のパターンに対応する部分のみが残存する。この残存した部分は、識別情報５を表すパターン化膜３９Ｂとなる。このようにして、この工程では、パターニングされたレジスト層３３，３４を利用して、第１のパターンに基づいてパターニングされたアライメントマーク３用のパターン化膜３９Ａと、第２のパターンに基づいてパターニングされた識別情報５用のパターン化膜３９Ｂとが形成される。この工程は、本発明におけるパターン化膜形成工程に対応する。また、本実施の形態では、パターン化膜３９Ａ，３９Ｂは、同じ材料を用いて同じ高さの位置に形成される。
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
［第４の実施の形態］
次に、図２５ないし図３３を参照して、本発明の第４の実施の形態に係るウェハにおける識別情報記入方法について説明する。図２５は、本実施の形態に係る識別情報記入方法を示す流れ図である。図２６ないし図３３は、本実施の形態に係る識別情報記入方法における各工程を示す説明図である。図２６ないし図３３は、それぞれ、ウェハ１とその上に形成された層からなる積層体の状態を表している。図２６ないし図３３において、（ａ）は識別情報５が配置される領域の上面を示している。（ｂ）はアライメントマーク３が配置される領域の上面を示している。（ｃ）は識別情報５が配置される領域の断面を示している。（ｄ）はアライメントマーク３が配置される領域の断面を示している。
本実施の形態に係る識別情報記入方法では、まず、図２６に示したように、ウェハ１に対して、例えばスパッタ法によって、めっき用の電極膜４２を形成する（ステップＳ１２１）。
次に、図２７に示したように、電極膜４２の上にレジストを塗布して、レジスト層４４を形成する（ステップＳ１２２）。ここでは、レジスト層４４を構成するレジストがポジ型である例を示すが、レジスト層４４を構成するレジストはネガ型であってもよい。
次に、図２８に示したように、マスク３５，３６を介して、レジスト層４４を露光する（ステップＳ１２３）。マスク３５，３６は、第３の実施の形態と同様である。この工程では、レジスト層４４に対して、マスク３６が有するアライメントマーク３用の第１のパターンを投影して、この第１のパターンに基づいてレジスト層４４を露光する。この工程は、露光領域２毎に行われ、全ての露光領域２についての露光が終了するまで繰り返し実行される。この工程は、本発明における第１の露光工程に対応する。
次に、図２９に示したように、レジスト層４４を現像する（ステップＳ１２４）。この工程は、本発明における第１の現像工程に対応する。本実施の形態では、レジスト層４４において現像液に対して可溶性の部分は、全て除去されるように現像を行う。なお、レジスト層４４を構成するレジストがポジ型の場合には、露光用の光が照射された部分が、現像液に対して可溶性となる。レジスト層４４を構成するレジストがネガ型の場合には、露光用の光が照射されなかった部分が、現像液に対して可溶性となる。
現像後のレジスト層４４は、アライメントマーク３が配置される領域に配置された溝部４４Ａを有している。この溝部４４Ａは、アライメントマーク３のパターンに対応する形状を有している。本実施の形態では、例えば顕微鏡によって溝部４４Ａを観察することにより、溝部４４Ａの位置および形状を認識することが可能である。本実施の形態では、溝部４４Ａのパターンが、位置の基準となるパターンである。図２５において、符号Ｓ１５を付した破線で囲った工程、すなわちステップＳ１２２からステップＳ１２４までは、アライメントマーク３を形成するためのフォトリソグラフィ工程である。
次に、図３０に示したように、マスク３７，３８を介して、レジスト層４４を露光する（ステップＳ１２５）。マスク３７，３８は、第３の実施の形態と同様である。この工程では、レジスト層４４に対して、マスク３７が有する識別情報５用の第２のパターンを投影して、この第２のパターンに基づいてレジスト層４４を露光する。なお、識別情報５は、ウェハ識別情報５Ａと素子位置識別情報５Ｂを含んでいることから、実際には、レジスト層４４は、ウェハ識別情報５Ａ用のパターンと素子位置識別情報５Ｂ用のパターンとに基づいて多重露光される。この工程は、露光領域２毎に行われ、全ての露光領域２についての露光が終了するまで繰り返し実行される。この工程は、本発明における第２の露光工程に対応する。
また、レジスト層４４に対する第２のパターンの投影は、ステップＳ１２４の現像工程によってレジスト層４４に形成されたパターン、すなわち溝部４４Ａのパターンを位置の基準として行われる。すなわち、マスク３７，３８は、ステップＳ１２４の現像工程によってレジスト層４４に形成されたパターン、すなわち溝部４４Ａのパターンを位置の基準として位置合わせされる。溝部４４Ａは、アライメントマーク３のパターンに対応する形状を有している。従って、この時点では、まだアライメントマーク３は形成されていないが、マスク３７，３８の位置合わせは、アライメントマーク３の形成後にアライメントマーク３を位置の基準にして行う場合と同様にして行うことができる。
次に、図３１に示したように、レジスト層４４を現像して、パターニングされたレジスト層４４を形成する（ステップＳ１２６）。現像後のレジスト層４４は、アライメントマーク３が配置される領域に形成された溝部４４Ａと、識別情報５が配置される領域に形成された溝部４４Ｂとを有している。溝部４４Ａは、アライメントマーク３のパターンに対応する形状を有している。溝部４４Ｂは、識別情報５のパターンに対応する形状を有している。この工程は、本発明における第２の現像工程に対応する。
次に、図３２に示したように、めっき法により、レジスト層４４の溝部４４Ａ，４４Ｂ内に金属膜を形成する（ステップＳ１２７）。溝部４４Ａ内に形成された金属膜は、アライメントマーク３を表すパターン化膜４９Ａとなる。また、溝部４４Ｂ内に形成された金属膜は、識別情報５を表すパターン化膜４９Ｂとなる。このようにして、この工程では、パターニングされたレジスト層４４を利用して、第１のパターンに基づいてパターニングされたアライメントマーク３用のパターン化膜４９Ａと第２のパターンに基づいてパターニングされた識別情報５用のパターン化膜４９Ｂとが形成される。この工程は、本発明におけるパターン化膜形成工程に対応する。また、本実施の形態では、パターン化膜４９Ａ，４９Ｂは、同じ材料を用いて同じ高さの位置に形成される。次に、図３３に示したように、レジスト層４４を剥離して（ステップＳ１２８）、識別情報５の記入のための工程を終了する。
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第３の実施の形態と同様である。
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、実施の形態では、ウェハ１に対して、識別情報５としてウェハ識別情報５Ａと素子位置識別情報５Ｂの両方を記入するようにしたが、本発明は、ウェハ１に対してウェハ識別情報５Ａと素子位置識別情報５Ｂの一方のみを記入する場合にも適用することができる。
また、第１および第２の実施の形態では、アライメントマーク３用のパターン化膜１２Ａと識別情報５用のパターン化膜１２Ｂを、同じ金属膜１２を用いて同じ高さの位置に形成している。しかし、パターン化膜１２Ａ，１２Ｂを、それぞれ異なる材料からなる被エッチング膜をエッチングして形成してもよい。また、パターン化膜１２Ａ，１２Ｂは、必ずしも同じ高さの位置に形成される必要はない。また、第３の実施の形態においても、パターン化膜３９Ａ，３９Ｂは、必ずしも同じ材料を用いて同じ高さの位置に形成される必要はなく、第４の実施の形態においても、パターン化膜４９Ａ，４９Ｂは、必ずしも同じ材料を用いて同じ高さの位置に形成される必要はない。
本発明の第１の実施の形態が適用されるウェハについて説明するための説明図である。 本発明の第１の実施の形態に係る識別情報記入方法を示す流れ図である。 本発明の第１の実施の形態に係る識別情報記入方法における一工程を示す説明図である。 図３に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図４に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図５に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図６に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図７に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図８に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図９に示した工程に続く工程を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る識別情報記入方法における一工程を示す説明図である。 図１１に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図１２に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図１３に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図１４に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図１５に示した工程に続く工程を示す説明図である。 本発明の第３の実施の形態に係る識別情報記入方法を示す流れ図である。 本発明の第３の実施の形態に係る識別情報記入方法における一工程を示す説明図である。 図１８に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図１９に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図２０に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図２１に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図２２に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図２３に示した工程に続く工程を示す説明図である。 本発明の第４の実施の形態に係る識別情報記入方法を示す流れ図である。 本発明の第４の実施の形態に係る識別情報記入方法における一工程を示す説明図である。 図２６に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図２７に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図２８に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図２９に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図３０に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図３１に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図３２に示した工程に続く工程を示す説明図である。 従来の識別情報の記入方法の一例を示す流れ図である。 図３４に示した識別情報の記入方法の一例における一工程を示す説明図である。 図３５に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図３６に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図３７に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図３８に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図３９に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図４０に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図４１に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図４２に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図４３に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図４４に示した工程に続く工程を示す説明図である。
符号の説明
１…ウェハ、２…露光領域、３…アライメントマーク、４…素子領域、５…識別情報、５Ａ…ウェハ識別情報、５Ｂ…素子位置識別情報、１２…金属膜、１２Ａ，１２Ｂ…パターン化膜、１３，１４…レジスト層、１５〜１８…マスク。

Claims (7)

  1. 薄膜素子を形成するためのウェハに対して、パターニングされたレジスト層を利用して識別情報を記入するウェハにおける識別情報記入方法であって、
    ウェハに対して、現像液によって溶解する下層のレジスト層と感光性を有する上層のレジスト層からなる２層のレジスト層を形成する工程と、
    前記２層のレジスト層に対してアライメントマーク用の第１のパターンを投影して、この第１のパターンに基づいて前記２層のレジスト層を露光する第１の露光工程と、
    前記第１の露光工程の後に、前記下層のレジスト層の全体と、前記上層のレジスト層において現像液に対して可溶性の部分のうち前記ウェハに近い一部とが残るように、前記上層のレジスト層を現像して、前記上層のレジスト層に対して、位置の基準となるパターンを形成する第１の現像工程と、
    前記第１の現像工程によって前記上層のレジスト層に形成された前記パターンを位置の基準として、前記２層のレジスト層に対して識別情報用の第２のパターンを投影して、この第２のパターンに基づいて前記２層のレジスト層を露光する第２の露光工程と、
    前記第２の露光工程の後に、前記２層のレジスト層を現像して、アンダーカットを有する形状となるようにパターニングされた２層のレジスト層を形成する第２の現像工程と、
    前記パターニングされた２層のレジスト層を利用して、前記第１のパターンに基づいてパターニングされたアライメントマーク用のパターン化膜と前記第２のパターンに基づいてパターニングされた識別情報用のパターン化膜とを形成するパターン化膜形成工程と、
    前記パターニングされた２層のレジスト層を剥離する工程と
    を備えたことを特徴とするウェハにおける識別情報記入方法。
  2. 更に、前記２層のレジスト層を形成する工程の前に、前記２層のレジスト層の下に配置される被エッチング膜を形成する工程を備え、
    前記パターン化膜形成工程は、前記パターニングされた２層のレジスト層をエッチングマスクとして前記被エッチング膜を選択的にエッチングして、残った被エッチング膜によって、前記アライメントマーク用のパターン化膜と前記識別情報用のパターン化膜とを形成することを特徴とする請求項１記載のウェハにおける識別情報記入方法。
  3. 前記パターニングされた２層のレジスト層は溝部を有し、
    前記パターン化膜形成工程は、前記パターニングされた２層のレジスト層の溝部内に膜を形成することによって、前記アライメントマーク用のパターン化膜と前記識別情報用のパターン化膜とを形成することを特徴とする請求項１記載のウェハにおける識別情報記入方法。
  4. 前記第１の露光工程では、前記ウェハに対して複数の露光領域を設定し、各露光領域毎に前記２層のレジスト層に対して第１のパターンを投影する処理を繰り返し実行し、
    前記第２の露光工程では、各露光領域毎に前記２層のレジスト層に対して第２のパターンを投影する処理を繰り返し実行することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のウェハにおける識別情報記入方法。
  5. 前記露光領域内には、それぞれ薄膜素子が形成される複数の素子領域が設定され、前記第２の露光工程では、各素子領域毎に前記第２のパターンが投影されるように露光を行うことを特徴とする請求項４記載のウェハにおける識別情報記入方法。
  6. 前記識別情報は、ウェハを識別するためのウェハ識別情報を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のウェハにおける識別情報記入方法。
  7. 前記識別情報は、ウェハ内における薄膜素子の位置を識別するための素子位置識別情報を含むことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のウェハにおける識別情報記入方法。
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