JPS59232416A - アライメントマ−ク - Google Patents

アライメントマ−ク

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JPS59232416A
JPS59232416A JP58106646A JP10664683A JPS59232416A JP S59232416 A JPS59232416 A JP S59232416A JP 58106646 A JP58106646 A JP 58106646A JP 10664683 A JP10664683 A JP 10664683A JP S59232416 A JPS59232416 A JP S59232416A
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JP
Japan
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alignment mark
film
mark
line
alignment
Prior art date
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Pending
Application number
JP58106646A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshio Ito
由夫 伊東
Hiroshi Otsuka
博 大塚
Sunao Nishimuro
直 西室
Norio Moriyama
森山 徳生
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/691,977 priority patent/US4640888A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7073Alignment marks and their environment
    • G03F9/7076Mark details, e.g. phase grating mark, temporary mark
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/544Marks applied to semiconductor devices or parts, e.g. registration marks, alignment structures, wafer maps
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • HELECTRICITY
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    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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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】 (発明の技術分野) 本発明は半導体装置の製造の際実施されるリングラフィ
工程で用いられるアライメントマークに関する。
(従来技術の説明) この種のアライメントマークは、大規模集積回路のよう
な半導体装置を製造する際のリングラフィ工程で反射投
影或いは縮小投影で転写を行う際に、マスクマスク、レ
チクルのようなマスクとウェーハとの位置決めを行うた
めに用いられている。
先ず、本発明の説明に入る前に、第1図〜第3図を用い
て、ホトリングラフィ工程でマスク、aターンを露光す
る際に用いられる従来の十字形パターンのアライメント
マークを例にとり説明する。
第1図(4)は従来の凸形又は凹形のアライメントマー
クを示す平面図で、第2図(B)及び(C)は夫々凸形
及び凹形の例につきI−1線に沿って取って形成された
断面の状態を示す線図である。これらの図において、1
1は一定の幅dを有するアライメントマーク、12はア
ライメントマーり1ノのノ9ターンの端縁、13はアラ
イメントマーク11の下地層である。
この従来のアライメントマークを用いてレクチルとウェ
ーハとの位置決めを行うため、第1図体)に矢印(a)
の方向に光ビーム走査線を走らせアライメントマーク1
ノからの反射信号例えばその端縁12の部分からの反射
光の強度差(エツジ70ロフアイル)からパターンの両
端縁12を認識し、両方の端縁12の中央をアライメン
トマーク11の位置と定義して当該アライメントマーク
11の位置の検出を行うものである。
第2図は第1図(B)に示す断面を有するアライメント
マークのエッソプロファイルの一例を示ス曲線図で、振
幅が変化している部分21及び22がアライメントマー
ク11の両端縁12に夫々対応している。この図示例で
は振幅変化部分21と22との対称性を良くして示しで
あるが、実際には、この従来のマークを用いる場合には
、このような良い対称性は得られず、第3図(4)に示
すようにアライメントマーク310対向する二本の端縁
32と32′とでは光強度差(コントラスト差)を生じ
、例えば、端縁32′は太い線で示すようにコントラス
トが強く、−万端縁32は細い線で示すようにコントラ
ストが弱くなったりし、或いは第3図(B)に示すよう
に、アライメントマーク31の各端縁の付近に不所望な
二重、三重のフリンジ34.35が生じたりしてしまう
という現象が起る。これがだめ、アライメントマーク3
ノの各端縁に対応する第2図に示す工゛ッジグロファイ
ルの振幅部分21.22のピーク位置や幅に大きな差異
が生じ、位置決め精度が大きく低下してしまうという欠
点があった。
(発明の目的) 本発明の目的は上述した従来の欠点を除去した、露光の
際マスクとウエーノ・の良好な位置合せを可能ならしめ
るアライメントマークを提供するにある。
(発明の構成) この目的の達成を図るため、本発明のアライメントマー
クによれば、該アライメントマークを形成する薄膜の両
端縁を、該アライメントマークが一本の線として認識さ
れるように、互いに近接して設けて成ることを特徴とす
る。
(実施例の説明) 以下、図面によp本発明の実施例につき説明する。
第4図体)〜(D)は本発明のアライメントマークの第
一実施例を説明するため、このアライメントマークの形
成工程段階における構成部分を拡大して示す工程図であ
る。
このアライメントマーク(以下単にマークと称すること
もある)は凹型のマークで、第4図(A)に示すように
下地層41例えば珪素(Si)基板、酸化珪素(Sin
)又はその他の適当な層上にアライメントマークを形成
する第一薄膜42例えば多結晶珪素(Poly−3t)
膜又はこれに適した膜を形成する。
43は形成されるべきマークの一方の端縁を示す。
次に、第4図(B)に示すように、下地層41及び第一
薄膜42上にマークの第二薄膜44を構成すべき薄膜′
45例えば多結晶珪素膜、リン珪酸ガラス(PSG膜)
又はその他の適当な薄膜を形成し、この薄膜45上に例
えばポジレノスト膜のようなレジスト膜46を被覆して
形成する。次いで、このレノスト膜46に対しホトリン
グンフィ工程で選択的に露光を行い露光されなかった部
分47と露光された部分48とを形成する。
次に、第4図(C)に示すように、上述した段階でえら
れた構造に対して現象処理を行い、続いてエツチング処
理を行って露光されたレジスト部分48及びその下側の
薄膜45を除去して第一薄膜42の表面を露出させ、他
方、露光されなかったレノスト部分47と第二薄膜44
の部分とを残す。
このエツチング処理によってマークの一方の端縁43に
隣接する薄膜45の部分が除去されて、第二薄膜44の
端縁から成るこのマークの第二端縁49が形成され、こ
れら第−及び第ニ一端縁43及び49によって下地層4
1に向う方向に先細の断面形状はぼ■又はU字状の細長
い溝50が形成される。この場合、この溝50によって
下地層41の表面が露出する幅は第一薄膜、第二薄膜の
厚さよりも相当短くするのが好適である。
次に、第4図■)に示すように、残存したエツチングレ
ノスト膜47を除去し、よって両端縁43゜49によっ
て画成されたこの溝50が凹型のアライメントマークを
構成する。
第5図はこのようにして得られた、十字形パターンのア
ライメントマークを光ビートで矢印(b)で示す方向に
走査して得られた光のコントラスト像の見え方を示す拡
大平面図である。この図からも明らかなように、この実
施例のマークはコントラストが強くかつ安定した一本の
線51として認識される。
第6図はこのように線として認識されるマークを矢印(
B)方向に走査して得られたエツジプロファイルの一例
を示し、この例では振幅変化部分61は唯一個で又その
ピークも唯一個として認識される。従って、本発明では
、この−個のピークの位置そのものをアライメントマー
クの位置として検出する。
上述した本発明の実施例によれば、従来ある幅dを有す
るアライメントマークの、片方の一本の端縁として認識
されていた線に相当する唯一本の線が本発明のアライメ
ントマークのパターンとして検出されて認識されるので
、アライメントマークの位置決定は、従来問題とされた
コントラストの差異或いはフリンジの発生というような
現象による悪影響等を受す、これがだめ、位置決め精度
が著しく向」ニする。
上述した本発明の実施例では、コントラストの強いかつ
安定した一本の線として認識されるアライメントマーク
を形成するだめ、ホトリングラフィ及びエツチングの各
工程を各二回経る必要がある。しかしながら、エツチン
グ工程で交換差(レジストで作成した・ぐターン寸法と
エツチングを終了し作成された被エツチング膜の・ぞタ
ーン寸法との差)が非常に小さいドライエツチング技術
を用いることで一回のホトリソグラフィ及びエツチング
工程で本発明によるアライメントマークを作成すること
が出来る。この実施例につき第7図(5)〜(C)を参
照して説明する。
第7図は本発明のアライメントマークの実施例を説明す
るだめの第4図と同様な工程図である−0この実施例で
は、第7図(A)に示すように下地層71上にアライメ
ントマークを画成すべき被エツチング膜72を形成し、
この膜上にレジスト膜73を形成し、このレジスト膜を
選択・ぐターニングを行って窓74を開け、このレノス
ト7ククーンの現象を行う。
次に、第7図(B)に示すように、この窓74を介して
下地層71に達する深さに被エツチング膜72のエツチ
ングを行い、断面形状が下地層71に向って先細となる
ようなほぼV字状の溝75を形成する。この場合、下地
層7ノの表面が露出する幅は被エツチング膜72の厚さ
よりも相当短くするのが好適である。76及び77はこ
の溝75を画成する被エツチング膜72(第4図の第一
薄膜、第二薄膜に相当する)の第−及び第二端縁である
次に、第7図(C)に示すように、下地層72上に残存
する被エツチング膜72のレジストノeターンを除去す
る。このようにして形成された溝75が凹型のアライメ
ントマークを構成する。
このようにアライメントマークを形成すれば、レジスト
・ぐターンの窓74の幅は1μm前後としえるがより細
いパターンを作ることが望まれる。またこの場合には交
換差の小さいドライエツチング技術等を用いることが出
来るので、得られるアライメントマークは1μ771程
度のコントラストの強い一本の腺として認識することが
出来る。
(発明の効果) 上述した所から明らかなように、本発明によればアライ
メントマークを画成する薄膜の両端縁を接近させて配置
し、このアライメントマークを光ビームで走査して得ら
れる光強度分布においてアライメントマークがコントラ
ストの強いかつ安定した一本の線として認識出来るよう
に当該アライメントマークを構成しであるので、工、ノ
ブロファイルの振幅変化部分のピーク位置は唯一個でか
つその位置を精確に検出出来、従って、このピーク位置
からアライメントマークの位置を精確に決定し得るから
、マスクとウエーノ・との位置合わせ精度を従来の場合
よりも著しく高めることが出来るという利点がある。
本発明は上述した実施例にのみ限定されるものでないこ
と明らかである。例えば、本発明のアライメントマーク
を凸型としてもよい。その場合には、アライメントマー
ク自体を第一端縁及び第二端縁を有し、断面形状が例え
ばほぼ逆V字状又は逆U字状でかつ幅狭まの細長い薄膜
としえる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)〜(C)は従来のアライメントマークを説
明するための平面図及び凸型及び凹型アライメントマー
クの断面図、第2図は第1図(C)のアライメントマー
クのエツジプロファイルを示す線図、第3図(A)及び
(B)は従来のアライメントマークの欠点を説明するた
めの線図、第4図(A)〜(D)は本発明のアライメン
トマークの説明に供する該アライメントマークの作成工
程図、第5図は本発明のアライメントマークのコントラ
ストの説明に供する線図、第6図は本発明のアライメン
トマークのエツジプロファイルの一例を示す線図、第7
図(A)〜(C)は本発明のアライメントマーク他の作
成工程を説明するだめの作成工程図である。 41.71・・・下地層、42・・・第一薄膜、43゜
76・・第一端縁、44・・・第二薄膜、45・・・薄
膜、46・・・レノスト膜、47・・・露光されなかっ
たレジスト部分、48・・・露光されたレジスト部分、
49゜77・・・第二端縁、50.75・・・溝、51
・・・(アライメントマークとして認識される)線、6
1・・・(エツジプロファイルの)ピーク、72・・被
エツチング膜、73・・・レノスト膜、74・・・窓。 特許出願人  沖電気工業株式会社 第1図 13 第6図 第7図 73   75   73 1、事件の表示 昭和58年 特 許   願第106646 号2 発
明の名称 アライメントマーク 3 補正をする者 事件との関係      特 許 出 願 人任 所(
〒105)  東京都港区虎ノ門1丁目7番12号4、
代理人 住 所(〒105)  東京都港区虎ノ門1丁目7番1
2号(1)  明細書中「 腸−J′1請求の範囲  
」の欄を別紙のとお逆補正する。 (2)同書第6頁第10行目から第12行目に「この場
合、この溝50に・・・・・・好適である。」とあるの
を削除する。 (3)同書第6頁第18行目から第1911目に「矢印
(b)で示す方向に」とあるのを削除する。 (4)同書第7頁第5行目に「矢印(B)方向に」とあ
るのを「矢印(b)方向に」と補正する。 (5)同書第8頁第4行目に「エソチング工程で交換差
」とあるのを[エノチノグ工程で変換差」と補正する。 (6)  同書第9頁第4行目から第6行目に「この、
Q合、下地層71・・・・・・好適である。」とあるの
を削除する。 (7)  同書第9頁第17行に「交換差のl」・さい
」とあるのを「変換差の小さい」と補正する。 (8)同書第10頁第16行目に「・・ないこと明らか
である。」とあるのを「・・ないことは明らかである。 」と補正する。 (9)図面「第3図(b)」を別紙のとお逆補正する。 別   紙 2、特許請求の範囲 半導体装置の製造に用いるウェー・・」―のアライメン
トマークにおいて、該アライメントマークを形成する薄
膜の両端縁を、該アライメントマークうに、互いに近接
して設けて成ることを特徴とするアライメントマーク。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体装置の製造に用いるウェーハ上のアライメントマ
    ークにおいて、該アライメントマークを形成する薄膜の
    両端縁を、該アライメントマークが一本の線として認識
    されるように、互いに近接して設けて成ることを特徴と
    するアライメントマーク。
JP58106646A 1983-06-16 1983-06-16 アライメントマ−ク Pending JPS59232416A (ja)

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