JPH02246315A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ ＬＳＩの前処理工程であるウェハープロ七スにおいてｗ
ｌ、ＩＩＩパターンを高精度にレジスト等の上にアライ
メントする方法に関し、 アライメント光がアライメントマーク部のレジスト等に
照射される時に起こる感光材料の吸収、感光または脱色
が原因となって生じるアライメント精度の不安定性を解
決することを目的とし、アライメントマークを有する基
板上に感光材料を塗布して該アライメントマークを被覆
するよに形成した塗膜に、該感光材料の感光波長を有す
るアライメント光を前記アライメントマークに当て、該
アライメントマークを利用してアライメントを行なう工
程を有する半導体装置の製造方法において、あらかじめ
、アライメントマークを被覆する部分の塗膜に、前記感
光材料の感光波長の光を照射する予備照射を行ない、そ
の後、前記アライメントを行ない、好ましくは予備照射
工程後に、該工程で使用した波長と同じ光を使用して、
前記感光材料を感光させる露光工程を行なうように構成
する。

［産業上の利用分野］ 本発明は半導体装置の製造方法に関し、さらに詳しく述
べるならばＬＳＩの前処理工程であるウェハープロセス
において微細パターンを高精度にレジスト上にアライメ
ントする方法を改善した半導体装置の製造方法に関する
。

［従来の技術］ 一般に、ウェハープロセスにおけるアライメントは以下
のような手順で行なわれる。先ず、レジスト塗布ずみウ
ェハーを、オリエンテーシ日ンフラットを用いて機械的
に粗アライメントし、次にウェハー内の２箇所程度のア
ライメントマークを用いて光学的に粗アライメントし、
最後に、ウウェハー内の数箇所のアライメントマークを
用いてミクロンもしくはサブミクロンオーダーで微アラ
イメントする。その後、レジストの露光が行なわれる。

第３図は、基板又はウェハー１上のアライメントマーク
２にレジスト３を介して例えばレーザー光を当て、アラ
イメントマーク２からの反射光によりアライメントを行
なう微アライメント工程を模式的に示す、この場合、レ
ジストが感光しない長波長の光を使用すると、アライメ
ントの精度が劣ることになるため、短波長の光を使用し
てアライメントが行なわれている。

第３図に示すように、アライメントではアライメントマ
ーク２からの反射光を信号処理して各マークの位置とマ
スクに対するマスク等のずれを求め、このずれが最小に
なるように位置合わせを行なう、このためには、光はレ
ジストを透過しなけらばならず、又、アライメント中に
レジストの透過率が安定していることが必要である。す
なわち、レジストが透過しないとアライメント自体が不
可能であり、光が透過しても透過率の大きな変化がある
と、急激な信号変化やノイズ、あるいはマークの見掛は
上の移動などが生じて、アライメントマークの位置検出
が不確実になるおそれがある。

これらの問題の対策については、今まであまり検討され
ていないが、あらかじめ、アライメントマーク部分のレ
ジストを除去しておくことが効果的であると考えられる
。アライメントマーク部分のレジストを除去する方法と
しては、粗アライメントを行ない、次にレジストを露光
現像する通常のリソグラフィー処理を適用することが考
えられる。しかしながら、このレジスト除去により工数
が増えることの他に、残す部分のレジストの膜減りの問
題が生じる。又、他の方法としてはレーザーなどにより
アライメントマーク部分のレジストを飛ばして除去する
ことが考えられる。しかしながら、この方法でもやはり
、レジストが飛散して破片となり、欠陥になるとの問題
が生じる。よって、アライメントマーク部分のレジスト
を除去した後アライメントを行なうことは現実的でない
。

［発明が解決しようとする課題］ アライメント光にレジストの感光波長を使用し、レジス
トを透過させてアライメントマークに光を当てる露光装
置を使用して行なうアライメントには、いくつかの問題
点がある。すなわち、アライメント光がレジストなどの
感光材料を透過する時に光の吸収が起こり、これにより
レジスト等が感光し、透過−が変化する。また、レジス
トは一般に透明であるが、若干赤味を帯びている種類の
ものもあり、このようなレジストがアライメント光を吸
収すると、脱色が起こる。さらに、色素を添加した有色
レジストがアライメント光を吸収すると脱色が起こる。

このようなアライメント光の吸収による感光、透過率の
変化、脱色などによりアライメント精度が不安定になる
。すなわち、アライメント中にアライメントマークから
の信号が位置的条件以外の光の強さや照射時間などの条
件によって変化するので、・アライメントマークの位置
が高精度で検出できなくなる。

−ｍのレジストを使用した場合に上述のようなアライメ
ント精度が不安定の問題が起こるが、特殊のレジストを
使用した場合にはこの問題はさらに深刻になる。すなわ
ち、下地基板からのハレーションを防ぐため吸光度の高
いレジスト３を用いた場合レジスト３がアライメント光
も吸収してしまうので、アライメントが著しく困難にな
り、また極端な場合は不可能になる。又、レジストの解
像度を向上させるため、ＣＥ　Ｌ　（ｃｏｓｔｒａｓｔ
　ｃｓ−ｂａｉｃｅｍｃａｔ　ｆｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ
）プロセスを用いるとアライメント光により、レジスト
上のｆｉＦｌＫの脱色が進み、アライメントマークの位
置検出が著しく不安定になる。

したがって、本発明は、アライメント光がアライメント
マーク部のレジスト等に照射される時に起こる感光材料
の吸収、感光または脱色が原因となって生じるアライメ
ント精度の不安定性を解決しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ このような問題を解決するために、本発明はアライメン
トを行なう前に、アライメントマーク部分のレジストな
どの感光材料に感光波長の光を照射し、レジストを感光
または脱色させることにより、レジストの吸光度は低下
し、その後、感光波長のアライメント光でアライメント
を行なうと、アライメントの不安定性がなく、高精度の
アライメントを行なうことを要旨とするものである。す
なわち、本発明の方法はアライメントマークを有する基
板上に感光材料を塗布して該アライメントマークを被覆
するように形成した塗膜に。

該感光材料の感光波長を有するアライメント光を前記ア
ライメントマークに当て、該アライメントマークを利用
してアライメントを行なう工程を有する半導体装置の製
造方法において、あらかじめ、アライメントマークを被
覆する部分の塗膜に、前記感光材料の感光波長の光を照
射する予備照射を行ない、その後、前記アライメントを
行なうことを特徴とする。

以下、本発明の構成を詳しく説明する。感光材料は一般
的なレジストのすべてが対象になるが、ＣＥＬ法を実施
する場合は、下地ポジレジストと上層の感光材料１膜も
対象となる。予備照射はアライメントマークとその周辺
部のレジスト等を対象とするものであるために、特に高
精度は必要としない、この照射により、有色レジストは
脱色され、吸光度が高いレジストは吸光度が低下し、ま
た一般のレジストは感光する。予備照射後に、同一波長
の光を照射するとレジストはこのような光化学的変化を
示さなくなる。また、着千波長が異なる光を照射しても
レジストはほとんど光化学的変化を示さなくなる。この
ような特長を利用して、予備照射後に微アライメントを
行なう。

予備照射工程後に、該工程で使用した波長と同じ光を使
用して感光材料を感光させバターニングをする露光工程
を行なうと、同一露光装置を用いて一連の照射−露光工
程を行なうことができ、また、予備照射により光化学反
応が十分に進行しアライメントの安定性が高くなる。

［作用］ 第１図、及び第２図はそれぞれレジストＡ（ＡＺ５２０
０Ｅへキストジャバン）及びレジストＢ（ＦＨ−６１０
０富士ハント）を示したものである。これらの図で水銀
スペクトルの輝線である１−線とｇ−線での透過率に注
目すると、第１図のレジストＡの露光前の透過率は、１
−線が７１％、ｇ−線が９２％といずれも透過率が高く
、アライメント光は十分透過する。しがし、露光後の透
過率は１−線が９３％、ｇ−線が９７％と変化している
。このように露光中に透過率が変化することが、アライ
メントの不安定性につながる一方、−旦１−線でレジス
トを露光後、ｌ線もしくはこれに波長が極めて近い光で
アライメントを行なうか、−旦ｇ−線でレジストを露光
後ｇ−線もしくはこれに波長が極めて近い光でアライメ
ントを行なうと、透過率の変化はなく安定したアライメ
ントが可能になる。

第２図のレジストＢは、露光の透過率が、１−線が２５
％、ｇ−線が４５％と、非常に透過率が低く、°位置検
出が困難である。しかし、レジストＡと同様に、露光後
にはｌ−線、ｇ−線とも９０％以上の透過率がある。従
来法のように一旦露光をしないでアライメントを行なう
方法では、第２図に示した如き特性のレジストはその上
からアライメント光を照射させ、アライメントを行なう
ことはできない、しかし、本発明法による露光後には、
高透過率に安定するので、感光波長によるアライメント
が容易にできる。

［実施例］ 実施例１ 第１図に透過率特性を示したレジストを膜厚１．２μｍ
にスピンコードしたウェハーを、通常の方法でプリアラ
イメントおよびグローバルアライメント（精度０．５μ
ｍ）した、その後、アライメントマーク部分のレジスト
を水銀輝線の１−線で０．５分間露光した後、同じ五−
線で微アライメントをサブミクロンオーダーで行なった
。続いて、通常のレジスト処理によりパターンニングを
行なった。

実施例２ 第２図に透過率特性を示したレジストを用いて実施例１
と同様の処理を行なった。

比較例１ 実施例２の手順において、グローバルアライメント後、
直ちに微アライメントを行なったところ、アライメント
精度はグローバルアライメントの精度とほとんど同じで
あった。

又１本発明の方法をＣＥＬ法に適用すると、ＣＥＣ法で
使用される感光材料の感光、脱色も起こらなくなるので
、同様にアライメント精度が改善される。

［発明の効果］ 以上説明したように、吸光度が高すぎてアライメントで
きなかったレジストが使用できるようになり、該レジス
トによる基板からのハーレション低下の効果と、本発明
による高精度アライメントの効果が相俟って微細パター
ンの形成が可能になる。

さらに、一般のレジストを使用する場合のアライメント
中の感光や脱色が起こらなくなるため、不安定要素がな
くなり、アライメント精度が改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２ＵＡはレジストの透過率特性を示すグ
ラフ、 第３ＵＡは微アライメントの説明図である。 １−ウェハー、２−アライメントマーク、３−レジスト 旗ｙ了フづメＪＦ−ｆ）’；Ａ月図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アライメントマークを有する基板上に感光材料を塗
   布して該アライメントマークを被覆するように形成した
   塗膜に、該感光材料の感光波長を有するアライメント光
   を前記アライメントマークに当て、該アライメントマー
   クを利用してアライメントを行なう工程を有する半導体
   装置の製造方法において、 あらかじめ、アライメントマークを被覆する部分の塗膜
   に前記感光材料の感光波長の光を照射する予備照射を行
   ない、その後、前記アライメントを行なうことを特徴と
   する半導体装置の製造方法。 ２、前記予備照射工程後に、該工程で使用した波長と同
   じ光を使用して、前記感光材料を感光させる露光工程を
   行なうことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製
   造方法。 ３、前記感光材料がレジストである請求項１又は２記載
   の半導体装置の製造方法。 ４、前記感光材料がＣＥＬプロセスで使用されるレジス
   トとその上層の薄膜の感光材料である請求項１または２
   記載の半導体装置の製造方法。