JPH03106013A - 位置合わせマーク作成方法 - 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］ 位置合わせマーク作威方法に関し、更に詳しく言えば、
平坦化された絶縁膜又は導電膜を有する半導体装置の位
置合わせマーク作威方法に関し、高精度な位置合わせを
行うことができる位置合わせマーク作成方法を提供する
ことを目的とし、第１の位置合わせマークを有するウェ
ハ上の全面に絶縁膜又は導電膜を形成する工程と、前記
絶縁膜又は導電膜を選択的にエンチングして前記第１の
位置合わせマークを露出するとともに、前記絶縁膜又は
導電膜からなる第２の位置合わせマーク形威層を形成す
る工程と、前記第１の位置合わせマークと位置合わせし
て前記第２の位置合わせマーク形威層をパターニングし
、第２の位置合わせマークを形威する工程とを有するこ
とを含み構戒する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、位置合わせマーク作成方法に関し、更に詳し
く言えば、平坦化された絶縁膜又は遵電膜を有する半導
体装置の位置合わせマーク作成方法に関する． 〔従来の技術〕 第５図（ａ）〜（ｄ）は、従来例の位置合わせマーク作
威方法を説明する断面図である。

ここに、左の図は第３図の加工されるウェハ１の素子形
成領域２８の一部を示し、右の図は切り溝領域２７の一
部を示す． 同図（ａ）は、ウェハ１上に上部配線となるＡ１膜の形
威される前の状態を示している。同図（ａ）において、
１はＳｔ基板（ウェハ）、２は下部＾ｌ配線、３は下部
ＡＩ配線２を絶縁するＳｔＯｚ膜で、下部Ａｌ配線２上
部には上部配線と接続させるための開口部が形威されて
いる．また、３ａ，３ｂはＳｉｎｇ膜で第１の主尺アラ
イメントマーク４を横威している。

まず、ウェハ１全面に上部配線となるＡ１１１１５を形
成する。このとき、切り溝領域２７上の上尺アライメン
トマーク４もＡＩ膜５により被覆される（同図（ｂ））
． 次に、上部配線と次の工程の位置合わせマークとなる第
２の主尺アライメントマークとを形威するためＡ！膜５
をバターニングする。即ち、レジスト膜７を形威した後
、レジストパターンを形成するため、ステンパーを用い
てレチクル６上のマスクパターン６ａ，６ｂ，６ｃ，６
ｄをレジスト膜７に転写する（同図（Ｃ））。このとき
、第１の主尺アライメントマーク４の凹凸を利用したレ
ーザ光の反射強度により位置の検出を行い、この第１の
主尺アライメントマーク４にレチクル６上の副尺パター
ンとしてのマスクパターン６ｂを位置合わせして所定の
位置にマスクパターン６ａ，６ｂ．６ｃ，６ｄを転写す
る。

次に、レジスト膜７を現像した後、このレジストＩＩ！
Ｊ７をマスクとしてドライエッチングにより旧膜５をエ
ッチングして、上部Ａ１配線層５ａを形成すると同時に
、切り溝領域２７上に第２の主尺アライメントマーク８
となるＡ１膜５ｃ，５ｄのパターンを形成する（同図（
ｄ））。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、近年、半導体装置の更なる高密度化の要求に
より配線層の多層化が必要になっている．そして、この
ような半導体装置の高信頼度化のため、配線層としての
ＡＩ膜を高温スパッタ法により形威したり、層間絶縁膜
をリフローにより形成したりしてＡＩ膜や眉間絶縁膜の
平坦化を図っている．しかし、平坦化されたＡＩ膜や層
間絶縁膜をウェハ１上に形威した場合、第３図（ｂ）の
第１の主尺アライメントマーク４上には平坦な膜が形成
されることになり、第１の主尺アライメントマーク４の
凹凸を利用して行っている第３図（ｃ）の位置検出がで
きなくなる。このため、レチクル６上の副尺パターンと
してのマスクパターン６ｂをウェハ１上の第１の主尺ア
ライメントマーク４に位置合わせ出来なくなるので、正
常な位置に上部配線を形威できなくなるという問題があ
る．この問題を解決するため、切り溝領域２７上のＡｊ
ｌｌを全て除去して第１の主尺アライメントマーク４を
露出すると位置合わせは可能となるが、次の工程の位置
合わせのための第２の主尺アライメントマーク８の形成
が不可能になり、次の工程で精度のよい位置合わせが出
来なくなるという問題がある。

そこで本発明は、かかる従来例の問題点に鑑みてなされ
たものであり、高精度な位置合わせを行うことができる
位置合わせマーク作威方法を提供することを目的とする
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、第１の位置合わせマークを有するウェハ上
の全面に絶縁膜又は導電膜を形成する工程と、前記絶縁
膜又は導電膜を選択的にエッチングして前記第１の位置
合わせマークを露出するとともに、前記絶縁膜又は導電
膜からなる第２の位置合わせマーク形成層を形成する工
程と、前記第１の位置合わせマークと位置合わせして前
記第２の位置合わせマーク形成層をパターニングし、第
２の位置合わせマークを形威する工程とを有することを
特徴とする位置合わせマーク作戒方法によって解決され
る。

（作　用〕 本発明の位置合わせマーク作成方法によれば、絶縁膜又
は導電膜で被覆されたウェハ上の第１の位置合わせマー
クを露出しているので、絶縁膜又は導電膜を平坦化した
場合でも、この第１の位置合わせマーク上の凹凸を利用
して第１の位置合わせマークに対してレチクル上のパタ
ーンを位置合わせ可能である． 従って、第１の位置合わせマークを基準にして絶縁膜又
は導電膜上にレジストパターンを精度良く位置合わせし
て形威することができる。これにより、ウェハ上に形成
された絶縁膜又は導電膜のパターニングを精度良く行う
ことができる。

また、全面に被覆された絶縁膜又は導電膜を選択的に工
冫チングして第１の位置合わせマークを露出するととも
に絶縁膜又は導電膜からなる第２の位置合わせマーク形
成層を形威した後、第１の位置合わせマークと位置合わ
せして第２の位置合わせマーク形成層をバターニングし
、第２の位置合わせマークを形威している。

従って、第２の位置合わせマークを基準にして次の工程
の位置合わせも精度よく行うことができる。

（実施例） 次に、図を参照しながら本発明の実施例について説明す
る． 第１図（ａ）〜（ｇ）は、本発明の位置合わせマーク作
戒方法を、平坦化されたＡＩ膜をバターニングして上部
配線層を形威する場合に適用した実施例について説明す
る断面図である。同図の左の図は第３図の加エウェハ９
上の素子形成領域２３の一部を示し、右の図はチップ化
するとき切断する切り溝領域２２の一部を示す。

第１図（ａ）は、上部配線となるＡＩ膜が形威される前
のウェハの断面図で、図中符号９はＳｉ基仮（ウェハ）
、１０は下部ＡＩ配線で、絶縁のため周囲にはＳｉＯｚ
膜１ｌが形成されており、下部＾１配線上には上部配線
と接続するための開口部が形威されている。また、１２
は前の工程で作威されたＳｉ？■Ｍｌｌａ，ｌｌｂから
なる第１の主尺アライメントマーク（第１の位置合わせ
マーク）である。なお、同図（ａ）の右の図は第２図（
ａ）の平面図の一点ｔｉ線で示すＡ−Ａ矢視断面図であ
る．まず、多層配線の信頼度を向上するため、バイアス
スパッタ法によりＡｌｌＩｊ！１３をリフローしながら
形成し、＾ｌ膜ｌ３を平坦化する。このとき、切り溝領
域２２上の第１の主尺アライメントマーク１２は平坦化
されたＡＩ膜１３によって被覆される（同図（ｂ））。

次に、全面にレジストＩｌｌ！１６を形成した後、コン
タクトアライナー、ミラーブロジヱクションアライナー
を用いた通常の露光法によりマスク上のマスクパターン
１５ａ，１５ｂをレジスト膜１６に転写する（同図（ｃ
））．その後、現像すると、第２の主尺アライメントマ
ーク（第２の位置合わせマーク）を形成する領域と素子
形成領域２３とにレジスト膜１６が残存する（同図（ｄ
））．続いて、このレジスト膜１６をマスクとして下地
のＡｔ６１　３をバターニングし、第１の主尺アラ？メ
ントマークｌ２を露出すると同時に、次の工程に用いる
第２の主尺アライメントマークを形成するための＾＋ｌ
ｌｌの第２の位置合わせマーク形成層１３ａを選択的に
形成する。その後、レジスト膜１６を除去する（同図（
ｅ））．なお、同図（ｅ）の右の図は第２図（ｂ）の平
面図の一点鎖線で示すＢ−Ｂ矢視断面図である。

次に、ウェハ９上に別のレジストＩｔ！Ｊ１９を形威す
る。そして、露出した第１の主尺アライメントマーク１
２に対してレチクル１８の副尺パターンとしてのマスク
パターン１８ｂをステッパーにより位置合わせする。即
ち、レチクル１８を介してレーザ光を走査し、その反射
強度を測定することによりマスクパターン１８ｂが第１
の主尺アライメントマーク１２のＳｉＯ■膜１１ａ，ｌ
ｌｂの丁度真ん中に来るように位置合わせする。その結
果、配線パターン転写用のマスクパターン１８ａは精度
よく所定の位置に位置合わせすることができる。その後
、露光してマスクパターン１８ａ−１８ｄをレジスト膜
１９に転写する（同図（ｆ））． 続いて、レジストＪｌ！Ｊ１９を現像して不図示のレジ
ストパターンを形威する。次いで、このレジストパター
ンをマスクとして素子形１Ｇ．　ｆＪ域２３のＡＩ膜ｌ
３をバターニングし、上部ＡＩ配線１３ｂを形威すると
同時に、第２の位置合わせマーク形成層ｌ３ａの＾ｌ膜
をバターニングし、Ａ！膜１３ｃ，１３ｄからなる第２
の主尺アライメントマーク２０を形威する（同図（ｇ）
）。なお、同図（ｇ）は第２図（Ｃ）の平面図の一点鎖
線で示すＣ−Ｃ矢視断面図であるゆ 以上のように、本発明の実施例によれば、Ａｔ膜を平坦
化した場合でも、従来の場合と異なり、第１の主尺アラ
イメントマーク１２を基準として精度良く位置合わせし
、上部ＡＩ配線１３ｂを素子形成領域２３に形成するこ
とができる。

また、同時に第１の主尺アライメントマークｌ２を基準
として次の工程に用いる第２の主尺アライメントマーク
２０も切り溝ＩＪＩ域２２に形成することができる。こ
れにより、次の工程の位置合わせを精度よく行うことが
できる． なお、本発明の実施例では、ステッパーを用いて自動的
にレジスト膜１９のパターニングを行う場合に適用した
が、コンタクトアライナーやミラーブロシェクシゴンア
ライナーを用いて自動的に行うレジスト膜ｌ９のバター
ニングにも適用できる。

また、アライメントマークの作成のみならず、位置合わ
せの誤差を確認するためのマスクバーニアを作戒する場
合にも本発明を適用できる．なお、マスクバーニアの一
例を第４図の平面図に示す．この例では５個のマスクバ
ーニアを一組として、既に形威されているマスクバーニ
ア２４ａ〜２４ｅ（実線）の中心（●印）と後に形成さ
れるマスクバーニア２５ａ〜２５ｅ（点線）の中心（×
印）とのズレにより位置合わせの誤差を確認するもので
ある． 更に、平坦化されたＡＩ膜１３の場合を説明したが、平
坦化されたＰＳＧＭなどの絶縁膜の場合にも本発明を適
用できる。また、平坦化されていない導ｔ膜や絶縁膜に
適用しても更に精度のよい位置合わセを行うことができ
る． 〔発明の効果〕 以上のように、本発明の位置合わせマーク作戒方法によ
れば、絶縁膜や導１ｌ！膜で被覆された第１の位置合わ
せマークを露出しているので、絶縁膜や導電膜を平坦化
した場合でも、従来の場合と異なり、第１の位置合わせ
マークを基準として素子形成領域の絶縁膜や導電膜のパ
ターニングを精度良く行うことができる． また、この素子形威頷域の絶縁膜や導電膜のパターニン
グ工程と同じ工程において第１の位置合わせマークを基
準として第２の位置合わせマークも精度良く形威するこ
とができる．従って、これを次の工程の主尺アライメン
トマークとして用いることにより精度のよい位置合わせ
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の位置合わせマーク作威方法
を説明する断面図、 第２図は、本発明の実施例の位置合わせマーク作成方法
を説明する平面図、 第３図は、加エウェハの平面図、 第４図は、マスクバーニアを示す平面図、第５図は、従
来例の位置合わせマーク作成方法を説明する断面図であ
る。 （符号の説明） １，９・・・Ｓｉ基板（ウェハ）、 ２．１０・・・下部ＡＩ配線、 ３．　３　ａ，　　３　ｂ．　　１　１，　ｌｌａ，　
ｌｌｂ−ｓｉｏｚ膜、４・・・第１の主尺アライメント
マーク、５．１３・・・ＡＩ膜、 ６　１８・・・レチクル、 ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，１５ａ，１５ｂ，１８ａ１８
ｂ，１８ｃ，Ｌ８ｄ−？スクパターン、７．１６．１９
・・・レジスト膜、 ８・・・第２の主尺アライメントマーク、ｌ２・・・第
ｔの主尺アライメントマーク（第１の位置合わせマーク
）、 １３ａ・・・第２の位置合わせマーク形成層、１４・・
・マスク、 （第２の位 ２０・・・第２の主尺アライメントマーク置合わせマー
ク）、 ２２．２７・・・切り溝領域、 ２３．２８・・・素子形成領域、 ２４ａ．２４ｂ．２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ．２５ａ．２
５ｂ，２５ｃ，２５ｄ．２５ｅ・・・マスクバーニア。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第１の位置合わせマークを有するウェハ上の全面に絶縁
   膜又は導電膜を形成する工程と、 前記絶縁膜又は導電膜を選択的にエッチングして前記第
   １の位置合わせマークを露出するとともに、前記絶縁膜
   又は導電膜からなる第２の位置合わせマーク形成層を形
   成する工程と、 前記第１の位置合わせマークと位置合わせして前記第２
   の位置合わせマーク形成層をパターニングし、第２の位
   置合わせマークを形成する工程とを有することを特徴と
   する位置合わせマーク作成方法。