JP5345833B2 - 基板上にアライメントマークを作成する方法、アライメント方法および基板 - Google Patents

Description

[0001] 本発明は、基板上にアライメントマークを作成する方法および該方法によって形成される基板に関する。

[0002] ＩＣの生産では、リソグラフィ法を用いてマルチスタック・オーバーラップ回路パターン(multiple stacked and overlapping circuit patterns)が生産される。そのような重畳する回路パターンの生産は、ウェーハ上にフォトレジストのレイヤを露光するステップを含む。フォトレジストの第１のレイヤを第１のパターンに露光し、続けていくつかの追加の処理ステップを実行することで、ウェーハ上に第１のパターンが作成される。同様に、フォトレジストの第２のレイヤを塗布するステップを含むいくつかの中間処理ステップ後に、ウェーハ上に第２のパターンが作成される。特定の位置で第１および第２のパターンが電気的に接続されるため、第２のパターンは第１のパターンに極めて正確に重ねられなければならない。これらの接続は、フォトレジストの第３のレイヤをウェーハ上に露光すること（第２のレイヤの塗布および露光前に）で形成される中間ビアによって提供される。ビア自体は、第１および第２のパターンに対して正確に配置しなければならない。

[0003] ビアを第１のレイヤに対して配置し、第２のレイヤをビアに対して配置するために、アライメントマークが使用される。第１のアライメントマークはフォトレジストの第１のレイヤをアライメントマークパターンに露光し、続けていくつかの追加ステップを実行することで形成される。フォトレジストの第３のレイヤを露光する前に、第１のレイヤ内の第１のアライメントマークの位置が測定され、ビアが第１のパターンの上部に正確に配置されるように第３のレイヤが露光される。同様に、第２のアライメントマークは、フォトレジストの第３のレイヤをアライメントマークパターンに露光し、続けていくつかの追加ステップを実行することによって形成される。フォトレジストの第２のレイヤを露光する前に、第２のアライメントマークの位置が測定される。次に、第２のパターンが、ビアの上部に正確に配置されるように、第２のレイヤが露光される。

[0004] 周知のアライメントマーク（またはマーカ）はラインとスペースを含む格子である。アライメント格子の位置は、アライメント放射によって測定される。アライメント放射がフォトレジストを活性化しないように、アライメント放射は、フォトレジストを露光するための露光放射で使用する波長とはかなり異なる波長を有する。概して言えば、アライメントマークのラインのスケールはアライメント放射の波長の大きさ程度であり、回路パターンの最小のフィーチャのスケールは露光放射の波長のスケールである。フォトレジストの１つの同じレイヤ内にアライメントパターンとしての両方の回路パターンを露光するために使用する露光処理の許容範囲のために、スケールの差はアライメントマークと特定のフォトレジストレイヤ内の回路パターンの不要なずれを引き起こすことがある。これを防止するために、アライメントマーカのラインはラインセグメントとスペースセグメントに分割され、そのためアライメントパターンを露光する時に実際に露光されるフィーチャは、回路パターンの最小のフィーチャのスケールに匹敵するスケールになる。アライメント性能は、アライメントマークのライン（反射する）およびスペース（反射しない）の間のアライメント放射の反射率の差に基づくアライメントマーカのコントラストによって変わる。

[0005] しかし、アライメントマーカのラインをセグメント化することで、アライメントマーカのコントラストは低減する。これは、反射するラインの領域が反射しないスペースセグメントの領域によって狭められることを視覚化することで理解することができる。

0006] 本発明の目的は、アライメントマーカのコントラストを強める方法を提供することである。

[0007] 本発明のある実施形態によれば、基板上にアライメントマークを作成する方法が
提供される。この方法は、導電性ラインセグメントおよびスペースセグメントにセグメント化された複数のラインで構成されている微小構造を前記基板の第１のレイヤ内に形成することと、周期的な格子状のパターンを有する複数の導電性トレンチを前記基板の第２のレイヤ内に形成することと、を含み、前記微小構造を形成する際に、前記複数のラインを、当該ラインの並ぶ方向または当該ラインに沿う方向に互いに分離スペースを介して配置された複数のセグメントにセグメント化して形成し、前記導電性トレンチを形成する際に、複数のセグメントにセグメント化された前記複数のラインに対応させて複数の導電性トレンチを形成し、前記導電性トレンチの前記格子状のパターンが、少なくとも部分的に前記ライン間の前記スペースに重なるように前記トレンチを形成することを含む。

[0008] 複数のトレンチが少なくとも部分的にスペースセグメントに重なっているので、スペースセグメントの重なった部分はアライメント放射の反射に貢献する。

[0009] 本発明のある実施形態によれば、上記方法によって形成される基板が提供される。

本発明の実施形態について説明するための図。 本発明の実施形態について説明するための図。 本発明の実施形態について説明するための図。 本発明の実施形態について説明するための図。 本発明の実施形態について説明するための図。 本発明の実施形態について説明するための図。 本発明の実施形態について説明するための図。 本発明の実施形態について説明するための図。 本発明の実施形態について説明するための図。 本発明の実施形態について説明するための図。 本発明の実施形態について説明するための図。

[0010] 本発明のある実施形態による方法では、ウェーハ上のフォトレジストの第１のレイヤは、ラインセグメントおよびスペースセグメントに分割された複数のラインを含むパターンに露光される（図１）。この方法の別のステップでは、第１のレイヤは、ビアのパターンに露光される。この方法のさらに別のステップでは、ラインセグメントは、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）またはタングステン（Ｗ）などの導電性材料で充填される。スペースによって離間されたラインは、アライメント放射に匹敵するスケールの微小構造を形成する。

[0011] 次に、ウェーハに第２のフォトレジストレイヤが塗布される。フォトレジストレイヤは、いわゆる金属レイヤを形成するように意図された回路パターンに露光される。フォトレジストレイヤは、さらにトレンチのパターンに露光される（図２）。トレンチは、少なくとも部分的にスペースセグメントに重なるように配置される（図３および図４）。この方法の別のステップでは、トレンチはアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）またはタングステン（Ｗ）などの導電性材料で充填される。

[0012] ウェーハ上に別の回路パターンを形成するために、フォトレジストの別のレイヤがウェーハに塗布される。回路パターンにフォトレジストの別のレイヤを露光する前に、アライメントマークの位置がアライメントセンサによって決定される。アライメントセンサは、アライメント放射を用いてアライメントマークを照射し、アライメントマークが反射した放射を検出する。アライメントセンサは、ラインとスペースとによる反射の差を利用して位置を決定する。

[0013] 本発明のある実施形態では、ラインは周期的な格子を形成し、アライメントセンサは、検出格子と放射センサとを含む。放射センサは、ウェーハ上のアライメントマークが反射し、検出格子を通過する放射の量を測定するようになされている。アライメントマークは、放射センサによって測定される放射量が最大になるウェーハの位置を測定することによってアライメントマークの位置を決定する。

[0014] 本発明は、図５（ａ、ｂ、ｃ）〜図１１（ａ、ｂ、ｃ）に示すさまざまなラインおよびトレンチのアレンジを含む複数の実施形態を含む。

[0015] 各図で、図ａはビアレイヤ内のパターンに関連し、図ｂは金属レイヤ内のパターンに関連し、図ｃは重畳するパターンの組合せパターンに関連する。

[0016] 図５（ａ、ｂ、ｃ）の各実施形態では、４組のトレンチが使用される。各組は、周期的な格子状の複数のトレンチを含む。各組は、分離スペースによって分離されている。各組は、片側の隣接トレンチと他方の側の分離スペースを有するため、やや密集した構成の２つのトレンチ（組の両端に１つずつ）を含む。そのようなやや密集したライン（セミデンスライン semi-dense lines）は密集したライン（デンスライン dense lines）を生産する時に別の処理偏差を生じる。その結果、やや密集したラインの数が多いマーカではアライメント精度が落ちる。

[0017] 図６（ａ、ｂ、ｃ）の実施形態では、同様に各々が２本のやや密集したライン（組の両端に１つずつ）を含む４組のトレンチが使用される。アライメントマークは図５（ａ、ｂ、ｃ）の実施形態のアライメントマークと同じ処理偏差を生じる。

[0018] 図１、図２および図３に対応する実施形態と図７（ａ、ｂ、ｃ）、図８（ａ、ｂ、ｃ）、図９（ａ、ｂ、ｃ）、図１０（ａ、ｂ、ｃ）および図１１（ａ、ｂ、ｃ）に対応する実施形態は、図５（ａ、ｂ、ｃ）、図６（ａ、ｂ、ｃ）の実施形態に比べて形成されるトレンチが一組であるという別の利点を有する。アライメントマーク全体はやや密集した構成の２本のトレンチ（組の両端に１つずつ）のみを有する。従って、図１、図２および図３の実施形態と、図７（ａ、ｂ、ｃ）、図８（ａ、ｂ、ｃ）、図９（ａ、ｂ、ｃ）、図１０（ａ、ｂ、ｃ）および図１１（ａ、ｂ、ｃ）に対応する実施形態によるアライメントマークを用いて、より高精度のアライメント結果を得ることができる。

[0019] 上記説明は、例示としてのものであって、本発明を制限するものではない。それ故、添付の特許請求の範囲を逸脱することなしに本発明をさまざまに変更することができることは当業者には明らかであろう。

Claims (4)

1. 基板上にアライメントマークを作成する方法であって、
   導電性ラインセグメントおよびスペースセグメントにセグメント化された複数のラインで構成されている微小構造を前記基板の第１のレイヤ内に形成することと、
   周期的な格子状のパターンを有する複数の導電性トレンチを前記基板の第２のレイヤ内に形成することと、を含み、
   前記微小構造を形成する際に、前記複数のラインを、当該ラインの並ぶ方向または当該ラインに沿う方向に互いに分離スペースを介して配置された複数のセグメントにセグメント化して形成し、
   前記導電性トレンチを形成する際に、複数のセグメントにセグメント化された前記複数のラインに対応させて複数の導電性トレンチを形成し、前記導電性トレンチの前記格子状のパターンが、少なくとも部分的に前記ライン間の前記スペースに重なるように前記導電性トレンチを形成する、方法。
2. 前記複数のラインまたは前記導電性トレンチが、アルミニウム、銀およびタングステンの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
3. 請求項１または２に記載の前記微小構造の位置を含む前記アライメントマークに対するアライメント放射の反射特性に基づいて、前記アライメントマークの位置を決定する、アライメント方法。
4. 請求項１または２に記載の方法に従って形成される基板。