JPH0480913A - アライメントマークの検出方法 - Google Patents

アライメントマークの検出方法

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JPH0480913A
JPH0480913A JP2195264A JP19526490A JPH0480913A JP H0480913 A JPH0480913 A JP H0480913A JP 2195264 A JP2195264 A JP 2195264A JP 19526490 A JP19526490 A JP 19526490A JP H0480913 A JPH0480913 A JP H0480913A
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JP
Japan
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alignment mark
alignment
semiconductor substrate
reflection intensity
detected
Prior art date
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Pending
Application number
JP2195264A
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English (en)
Inventor
Yukiyasu Sugano
菅野 幸保
Hirobumi Sumi
博文 角
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

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】 以下の順序に従って本発明を説明する。
A、産業上の利用分野 B1発明の概要 C1従来技術 り1発明が解決しようとする問題点 E0問題点を解決するための手段 F6作用 G2実施例[第1図乃至第7図] H1発明の効果 (A、産業上の利用分野) 本発明はアライメントマークの検出方法、特にアライメ
ントマーク上に略平坦化された配線層を有する半導体基
板の上記アライメントマークを検出するアライメントマ
ークの検出方法に関する。
(B、発明の概要) 本発明は、上記のアライメントマークの検出方法におい
て、 アライメントマーク上の配線層を除去することなくアラ
イメントマークを検出できるようにするため、 記配線層を透過するビームを上記半導体基板に照射して
その反射ビーム又は透過ビームを検知することによりア
ライメントマークを検出するものであり、 あるいは、ビームでアライメントマーク形成部分上を走
査したとき得られるビーム反射強度分布を予め記憶して
おき、実際にビームで半導体基板上を走査して上記予め
記憶されたビーム反射強度分布と合致したビーム反射強
度分布が得られたときアライメントマークが存在すると
認識するものである。
(C,従来、技術) IC,LSI、VLS I等半導体装置においては集積
度が向上の一途を辿っており、半導体素子は微細化する
一方である。この半導体素子の微細化にはレジストパタ
ーニング工程におけるアライメント精度の向上が必要で
あるが、これが非常に困難となりつつある。
というのは、半導体素子の微細化に伴って表面の平坦化
、特に配線層の平坦化の必要性が生じ、その必要性に応
えて平坦化技術が発達したため、アライメントマークに
よる凹凸がアライメントマーク上の配線層に凹凸となっ
て反映されなくなりつつあるからである。
そのため、アライメントマークが形成された部分上の配
線層をエッチグにより除去することによりアライメント
マークを検知できるようにし、その上でアライメントを
していた。
(D、発明が解決しようとする問題点)しかしながら、
アライメントマークが形成された部分上の配線層をエツ
チングにより除去することは製造工程の増加を招き、延
いてはIC1LSI、VLSIの高価格化につながり好
ましくない。
本発明はこのような問題点を解決すべ(為されたもので
あり、アライメントマーク上の配線層を除去することな
くアライメントマークを検出できるようにすることを目
的とする。
(E、問題点を解決するための手段) 請求項(1)のアライメントマークの検出方法は、アラ
イメント上の配線層を透過するビームを半導体基板に照
射してその反射ビーム又は透過ビームを検知することに
よりアライメントマークを検出することを特徴とする 請求項(2)のアライメントマークの検出方法は、ビー
ムでアライメントマーク形成部分上を走査したとき得ら
れるビーム反射強度分布を予め記憶しておき、実際にビ
ームで半導体基板上を走査し、上記の予め記憶されたビ
ーム反射強度分布と合致したビーム反射強度分布が得ら
れたときアライメントマークが存在すると認識すること
を特徴とする。
(F、作用) 請求項(1)のアライメントマークの検出方法によれば
、ビームとして配線層を透過するビーム、例えばX線あ
るいはオージェ電子を用い、アライメントマークを透過
したビームあるいはアライメントマーク表面で反射した
ビームを検知するので、配線層を除去しなくてもアライ
メントマークを検出することができる。
請求項(2)のアライメントマークの検出方法によれば
、半導体基板上をビームで走査して得たビーム反射強度
の分布がアライメントマーク形成部分を走査したとき得
られるところの予め記憶されたビーム反射強度分布のパ
ターンと合致するか否かによってアライメントマークの
有無を検出するので、アライメントマーク上の配線膜表
面が平坦化されていて反射ビームにアライメントマーク
の輪郭がはっきり反映しな(でも記憶しておいたビーム
反射強度分布との照合によりアライメントマークを正確
に認識することができ、延いては正確なアライメントが
可能になる。
(G、実施例)[第1図乃至第7図コ 以下、本発明アライメントマークの検出方法を図示実施
例に従って詳細に説明する。
第1図及び第2図(A)、(B)は本発明アライメント
マークの検出方法の一つの実施例を示すを説明するため
のもので、第1図はアライメントマーク検出装置の概略
図、第2図(A)、(B)はアライメントマークが形成
された半導体基板の各別の例を示す断面図である。
1はX線照射部で、X線を発生するX線源と、該X線源
から発生したX線を収束する収束系からなる。このX線
照射部lから出射されたX線は半導体基板2に照射され
、該半導体基板2を透過したX線は受X線部3において
検出される。アライメントマークを検出するときはXl
!照射部1を移動してX線で半導体基板2を走査すると
共に受X線部3をX線照射部1に連動させてX線を支障
なく受けられるようにする。
検出用ビームとしてX線を用いるのは、X線がアルミニ
ウム配線層に対して強い透過性を有するためである。
アライメントマーク部の第1の例は第2図(A)に示す
ようにシリコン半導体基板2の表面部にSiOxからな
る絶縁膜4を形成し、該絶縁膜4にアライメントマーク
を成すコタツクトホール5を形成し、表面に平坦化され
たアルミニウム配線層6を有するものである。このよう
なアライメントマークの検出は、アルミニウム6の厚さ
がアライメントマークをなすホール5のある部分で厚く
、ない部分で薄くなり、透過X線にその厚さの違いによ
るコントラストが生じることを利用して行う。
アライメントマーク部の第2の例は、第2図(B)に示
すように、半導体基板2表面の絶縁膜4上にタングステ
ンシリサイド(WSix)膜7からなるアライメントマ
ークを形成し、該タングステンシリサイド膜7上を平坦
化絶縁膜4aで覆い、該平坦化絶縁膜4a上にアルミニ
ウム膜6を形成したものである。このようなアライメン
トマークの検出は、タングステンシリサイド膜7をX線
が透過しにくく、アライメントマークのある部分とない
部分とで透過X線に強いコントラストが生じることを利
用して行う。
第3図はアライメントマーク検出装置の別の例を示すも
のである。1aはX線源と、該X線源からのX線を広角
に広げるブロード系とからなるX線照射部である。8は
半導体ウェハ2を透過したX線を受ける受X線部で、裏
面に蛍光剤9が塗布されており、10は該蛍光剤9を励
起光により走査するスキャナである。
アライメントマーク検出装置は蛍光剤9付き受X線部8
で半導体ウェハ2を透過したX線を受け、蛍光剤9をス
キャナ10により励起光で走査するという方法によりア
ライメントマークの検出を行う。
尚、EPMA等の特性Xllあるいはオージェ電子を半
導体ウェハに垂直に照射し、そこから発生する被照射体
の元素に特有の特性X線あるいはオージェ電子をアナラ
イザで分析し、それによってアライメントマークを検出
するようにしても良い。即ち、EPMA等の特性XI!
、オージェ電子を用いて元素分布を知る分析技術がある
ので、これを積極的に利用するためアライメントマーク
部をそのまわりの物質と異なる物質により形成すること
とし、そして、アライメントマークを構成する物質の残
存を示す特性X線あるいは電子線を検知したときアライ
メントマークがあると判断するようにするのである。第
4図は元素分析によるアライメントマークの検出をした
場合の出力信号の波形図の一例を示すものであり、パル
ス状の部分がアライメントマークの存在を示している。
第5図乃至第7図は本発明アライメントマークの検出方
法の他の実施例を示すものであり、第5図はアライメン
ト装置の概略構成図である。
2はステッパ内部に置かれた半導体ウェハ、11はアラ
イメントマーク検出用センサで、測定用ビームを半導体
ウェハ2へ照射するビーム照射手段を内蔵しており、イ
ンターフェイス12を介してコンピュータ13に接続さ
れている。該センサ11は、コンピュータ13により制
御されると共に、反射ビームの検出信号をコンピュータ
13ヘインターフエイス12を介して伝送する。14は
コンピュータ13内蔵のRAMであり、諸データを記憶
する。特に、アライメントマークの形状、ビーム反射強
度分布、そのビーム反射強度分布における位置合せのポ
イントになるところをアライメントマーク照合用データ
として記憶する重要な役割を果たす。コンピュータ13
はRAMのほかCPLl、ROM、I10ボート等を有
するが、RAM14のみを図示する。
該コンピュータ13はステッパ15を制御するが、その
制御に必要なアライメントマークの検圧を新しい方法で
行う。第6図及び第7図(A)乃至(C)はその新しい
アライメントマークの検出方法の説明をするためのもの
であり、第6図はアライメントマークの断面形状と、ア
ライメントマークにビームを照射した場合のビーム反射
強度分布を示すものである。第7図(A)乃至(C)は
各別のアライメントマークの断面図と、ビームでアライ
メントマークを走査した場合におけるビーム反射強度分
布とを示すもので、この各種アライメントマークの形状
と、ビーム反射強度分布と、ビーム反射強度分布におけ
るどの部分を位置合せのポイントとするかについて予め
RAM14に記憶してお(。
そして、実際にセンサ11によりビームで半導体基板上
を走査しながらビーム反射強度を検出する。そして、検
出したビーム反射強度の分布と予め記憶しておいた各照
合用ビーム反射強度分布とを照射し、合致すればアライ
メントマークがあると認識し、その実際に検出したビー
ム反射強度の分布における位置合せのポイントとなる部
分をRAM14から読み出したデータに基づいて決め、
それを位置合せのポイントとして位置合せを行う。具体
的にはビーム反射強度の低くなる部分がアライメントマ
ークのエツジに相当するので、ビーム反射強度分布の最
もビーム反射強度の低いところを位置合せのポイントと
して記憶しておき、実際に検出したビーム反射強度の分
布が予めRAM14に記憶されていた照射用ビーム反射
強度分布と合致したときアライメントマークがあると認
識し、そして、実際に検出したビーム反射強度の分布か
ら最もビーム反射強度の低いところを位置合せのポイン
トとして位置合せを行う。
このアライメント装置のアライメントマーク検出に関す
るプログラムは基本的には、検出の前提としての照合用
データの記憶をするプログラムと、実際にアライメント
マークの検出をするプログラムからなる。
照合用データの記憶に関するプログラムについて簡単に
説明すると、平坦化していない状態のICのアライメン
トマークの場所、形状を記憶し、次に、そのアライメン
トマークをビームで走査した場合のビーム反射強度分布
を記憶し、次に、平坦化した場合におけるビーム反射強
度分布を記憶し、更にそのビーム反射強度分布における
どの部分を位置合せのポイントとするかを記憶する。こ
の平坦化したものデータは平坦度を変えて何種類、信士
種類ものケースについて記憶する。
次に、実際にアライメントマークの検出をするプログラ
ムについて説明すると、実際に半導体基板上をビームで
走査し、それと同時にビーム反射強度を検出し、ビーム
反射強度分布をRAM14に配憶されている配線膜表面
の平坦化度が異なる各アライメントマークのビーム反射
強度分布と照合する。そして、いずれかと合致すればア
ライメントマークがあるとしビーム反射強度分布の位置
合せのポイントとなる部分の位置を判断し、これをアラ
イメントの基準にする。
このようなアライメントマークの検圧一方法によっても
配線層の表面が平坦化しているに拘らずアライメントマ
ークが支障なく検出できるようにすることができる。
(H発明の効果) 以上に述べたように、請求項(1)のアライメントマー
クの検出方法は、アライメントマーク上の配線層を透過
するビームを半導体基板に照射してその反射ビーム又は
透過ビームを検知することにより上記アライメントマー
クを検出することを特徴とするものである。
従って、請求項(1)のアライメントマークの検出方法
によれば、ビームとして配線層を透過するビーム、例え
ばX線あるいはオージェ電子を用い、アライメントマー
クを透過したビームあるいはアライメントマーク表面で
反射したビームを検知するので、配線層を除去しなくて
もアライメントマークを検出することができる。
請求項(2)のアライメントマークの検出方法は、ビー
ムでアライメントマーク形成部分上を走査したとき得ら
れるビーム反射強度分布を予め記憶しておき、実際にビ
ームで半導体基板上を走査し、上記予め記憶されたビー
ム反射強度分布と合致したビーム反射強度の変化が得ら
れたときアライメントマークが存在すると認識すること
を特徴とする。
従って、請求項(2)のアライメントマークの検出方法
によれば、半導体基板上をビームで走査して得たビーム
反射強度の変化のパターンがアライメントマーク形成部
分を走査したとき得られるところの予め記憶されたビー
ム反射強度分布のパターンと合致するか否かによってア
ライメントマークの有無を検出するので、アライメント
マーク上の配線膜表面が平坦化されていて反射ビームに
アライメントマークの輪郭がはっきり反映しなくても記
憶しておいたビーム反射強度分布との照合によりアライ
メントマークを正確に認識することができ、延いては正
確なアライメントが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本発明アライメントマークの検出方法
の一つの実施例を説明するためのもので、第1図は検出
装置の概略図、第2図(A)、(B)はアライメントマ
ーク部の各別の例を示す断面図、第3図は別の検出装置
の概略図、第4図は本発明アライメントマークの検出方
法の別の実施例を説明するための出力波形図、第5図乃
至第7図は本発明アライメントマークの検出方法の更に
別の実施例を説明するためのもので、第5図はアライメ
ント装置の概略図、第6図はアライメントマークの11
図とビーム反射強度分布図、第7図(A)乃至(C)は
予めRAMにインプットしておく各別のビーム反射強度
分布例を示す図である。 符号の説明 2・・・半導体基板、 5、 ・アライメントマーク。 型p←−−

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アライメントマーク上に略平坦化された配線層を
    有する半導体基板の上記アライメントマークを検出する
    アライメントマークの検出方法において、 上記配線層を透過するビームを上記半導体基板に照射し
    てその反射ビーム又は透過ビームを検知することにより
    アライメントマークを検出することを特徴とするアライ
    メントマークの検出方法
  2. (2)アライメントマーク上に略平坦化された配線層を
    有する半導体基板の上記アライメントマークを検出する
    アライメントマークの検出方法において、 ビームによってアライメントマーク形成部分上を走査し
    たとき得られるビーム反射強度の分布を予め記憶してお
    き、 実際に上記ビームによって上記半導体基板上を走査しな
    がらビーム反射強度の検知をし、検知したビーム反射強
    度の分布と上記予め記憶されたアライメントマークを走
    査したとき得られるビーム反射強度分布との照合をし、 合致したときアライメントマークが存在すると認識する ことを特徴とするアライメントマークの検出方法
JP2195264A 1990-07-24 1990-07-24 アライメントマークの検出方法 Pending JPH0480913A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111165078A (zh) * 2017-10-18 2020-05-15 日东电工株式会社 布线电路基板

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111165078A (zh) * 2017-10-18 2020-05-15 日东电工株式会社 布线电路基板
CN111165078B (zh) * 2017-10-18 2023-09-22 日东电工株式会社 布线电路基板

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