JPS5952537B2 - 自動マスク合せ法 - Google Patents
自動マスク合せ法Info
- Publication number
- JPS5952537B2 JPS5952537B2 JP52141767A JP14176777A JPS5952537B2 JP S5952537 B2 JPS5952537 B2 JP S5952537B2 JP 52141767 A JP52141767 A JP 52141767A JP 14176777 A JP14176777 A JP 14176777A JP S5952537 B2 JPS5952537 B2 JP S5952537B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mark
- grid
- mask
- wave
- marks
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は半導体装置の製造に適用される自動マスク合
せ法に関するもので、ウェーハ上に位置合せマークとし
て格子状マークを形成し、この格子によつて回折された
ある次数の回折波のみを受波器へ入射させ、マークの部
分と他の部分のコントラストを高めてマーク検出を行な
い、合せ精度を向上することを特徴としている。
せ法に関するもので、ウェーハ上に位置合せマークとし
て格子状マークを形成し、この格子によつて回折された
ある次数の回折波のみを受波器へ入射させ、マークの部
分と他の部分のコントラストを高めてマーク検出を行な
い、合せ精度を向上することを特徴としている。
一般にマスク及びウェーハ上に位置合せ用マークを設け
て自動的にマスク合せを行なう装置において、ウェーハ
上のマークはマークの部分と他の部分のコントラストが
大きいことが位置合せ精度向上のために望しい。
て自動的にマスク合せを行なう装置において、ウェーハ
上のマークはマークの部分と他の部分のコントラストが
大きいことが位置合せ精度向上のために望しい。
そのためのマークとしては例えば第１図の様にシリコン
ウェーハ１上に酸化シリコン２を付け、マーク部分３を
４μｍ〜６μｍ幅の格子状に加工して傾斜部４からの反
射波５が受波器６へ到達しない様に工夫したものがある
。なお７はマーク照明用光源、８は半透鏡である。この
場合プロセスに依つては傾斜部４の角度がウェハ面に垂
直になつてしまつたり、酸化シリコン２の厚さが十分厚
くできない場合があり、このときにはマーク部とその他
の部分のコントラストが十分に得られなくて合せ精度が
低下してしまう。
ウェーハ１上に酸化シリコン２を付け、マーク部分３を
４μｍ〜６μｍ幅の格子状に加工して傾斜部４からの反
射波５が受波器６へ到達しない様に工夫したものがある
。なお７はマーク照明用光源、８は半透鏡である。この
場合プロセスに依つては傾斜部４の角度がウェハ面に垂
直になつてしまつたり、酸化シリコン２の厚さが十分厚
くできない場合があり、このときにはマーク部とその他
の部分のコントラストが十分に得られなくて合せ精度が
低下してしまう。
本発明は上記欠点を改良してコントラストの高いマーク
検出を行ない得る自動マスク合せ法を提供するものであ
る。
検出を行ない得る自動マスク合せ法を提供するものであ
る。
第２図は本発明の原理を説明するための概略図でシリコ
ンウェーハ１上に回折格子２を形成し、その溝の深さを
れ、凸部の線幅をｄ、凹部の線幅もｄ、格子の数をＮと
し、屈折率をｎとする。
ンウェーハ１上に回折格子２を形成し、その溝の深さを
れ、凸部の線幅をｄ、凹部の線幅もｄ、格子の数をＮと
し、屈折率をｎとする。
マークを照明する光１０の波長を＾とし、ウェーハ面の
法線と入射方向となす角とし、ウェーハ面の法線と回折
光のなす角をθとすると回折光の強度Ｉは次式で与えら
れることが知られている。第３図にｕの関数として式（
１）の各項を図示している。（ＳｉｎπＵｄ／πＵｄ）
２の項１は１つの格子エレメントによる回折を表わし（
ＳｉｎＮ２πＵｄ／Ｓｉｎ２πＵｄ）２の項２はＮ個の
エレメントの干渉を表わし、ＣＯＯ２〔πＵｄ＋２πｈ
（ｎ−１）／λ〕の項３は１つの格子エレメントの凸部
からの反射光と凹部からの反射光の干渉を表わしている
。回折光１はこの３項の積で表わされる。この結果から
２つの重要な結論が導き出される。その第１は検出に使
用する波の波長λに比べて回折格子の線幅ｄが大きいと
きには高次の回折光１２の方向が零次回折光１１の方向
の近傍に集中し、大半が受波器へ入射してしまうという
ことである。
法線と入射方向となす角とし、ウェーハ面の法線と回折
光のなす角をθとすると回折光の強度Ｉは次式で与えら
れることが知られている。第３図にｕの関数として式（
１）の各項を図示している。（ＳｉｎπＵｄ／πＵｄ）
２の項１は１つの格子エレメントによる回折を表わし（
ＳｉｎＮ２πＵｄ／Ｓｉｎ２πＵｄ）２の項２はＮ個の
エレメントの干渉を表わし、ＣＯＯ２〔πＵｄ＋２πｈ
（ｎ−１）／λ〕の項３は１つの格子エレメントの凸部
からの反射光と凹部からの反射光の干渉を表わしている
。回折光１はこの３項の積で表わされる。この結果から
２つの重要な結論が導き出される。その第１は検出に使
用する波の波長λに比べて回折格子の線幅ｄが大きいと
きには高次の回折光１２の方向が零次回折光１１の方向
の近傍に集中し、大半が受波器へ入射してしまうという
ことである。
今光の波長＾を０．６μＭ，格子の線幅ａを６μｍとす
ると１次回折光は零次回折光と約０．１ラジアンしか離
れていない方向に現われる。２以上の高次回折光もこの
オーダで接近して次々と現われるので大半が受波器へ入
射してしまう。
ると１次回折光は零次回折光と約０．１ラジアンしか離
れていない方向に現われる。２以上の高次回折光もこの
オーダで接近して次々と現われるので大半が受波器へ入
射してしまう。
これに対して光の波長λを０．６μｍに保つたままで、
回折格子の線幅ｄを１．２μｍにすると１次回折光は零
次回折光から０．５２ラジアン離れた方向に現われ、２
次以上の高次回折光もこのオーダで分離されて現われる
ので、受波器へは零次回折光だけを入射させ、その他の
回折光が入射しない様にすることが容易となる。線幅が
１．２μｍの格子状マークを再現性良くウエーハ上に形
成することは従来の光学露光方法では困難であつたが、
最近の電子ビーム露光法またはＸ線露光法を使用すれば
容易である。第２に重要なことは第３図において回折格
子の線幅ａを固定したとき溝の深さｈ及び光の波長λま
たはそのどちらかを変化させると式（１）の第１項に相
当する曲線Ａ及び第２項に相当する曲線Ｂは固定したま
まで第３項に相当する曲線Ｃがｕ軸方向に移動するとい
うことである。
回折格子の線幅ｄを１．２μｍにすると１次回折光は零
次回折光から０．５２ラジアン離れた方向に現われ、２
次以上の高次回折光もこのオーダで分離されて現われる
ので、受波器へは零次回折光だけを入射させ、その他の
回折光が入射しない様にすることが容易となる。線幅が
１．２μｍの格子状マークを再現性良くウエーハ上に形
成することは従来の光学露光方法では困難であつたが、
最近の電子ビーム露光法またはＸ線露光法を使用すれば
容易である。第２に重要なことは第３図において回折格
子の線幅ａを固定したとき溝の深さｈ及び光の波長λま
たはそのどちらかを変化させると式（１）の第１項に相
当する曲線Ａ及び第２項に相当する曲線Ｂは固定したま
まで第３項に相当する曲線Ｃがｕ軸方向に移動するとい
うことである。
今４ｈ（ｎ１）１／λが奇数のときには第３項の曲線Ｃ
の極小点が原点０と一致し、３つの項の積は原点０で零
になる。これは例えばウエーハ面に垂直な方向から格子
状マータを照明したとき正反射されて垂直な方向に返つ
てくる光が零であることを示しており、マークの無い部
分からは正反射の方向の光が最大であることと考え合わ
せると理想的なマークコントラストが得られる。波長λ
を変化させるには例えばタングステンランプからの光を
回折格子を使つて選択して使用すれば良い。また波長λ
が固定の場合には回折格子の溝の深さｈを上記条件を満
足させる様に製造すれば良い。なお上記説明では検出波
はマータ面へ垂直に入射するとしているが必ずしもこの
方向に限る必要はない。
の極小点が原点０と一致し、３つの項の積は原点０で零
になる。これは例えばウエーハ面に垂直な方向から格子
状マータを照明したとき正反射されて垂直な方向に返つ
てくる光が零であることを示しており、マークの無い部
分からは正反射の方向の光が最大であることと考え合わ
せると理想的なマークコントラストが得られる。波長λ
を変化させるには例えばタングステンランプからの光を
回折格子を使つて選択して使用すれば良い。また波長λ
が固定の場合には回折格子の溝の深さｈを上記条件を満
足させる様に製造すれば良い。なお上記説明では検出波
はマータ面へ垂直に入射するとしているが必ずしもこの
方向に限る必要はない。
さらにマークからの検出波の強度がマーク以外からの検
出波の強度に比べて弱くなることでマータ検出を行つて
いるが逆にマークからの検出波の強度の方がマータ以外
からの検出波の強度より強くなることを使つてマーク検
出を行うこともできる。
出波の強度に比べて弱くなることでマータ検出を行つて
いるが逆にマークからの検出波の強度の方がマータ以外
からの検出波の強度より強くなることを使つてマーク検
出を行うこともできる。
またマーク材料は酸化シリコンとしたが、これに限るこ
となく一般材料に適用できる。
となく一般材料に適用できる。
さらにマーク形状は１次元格子に限ることなく２次元格
子を使用してもかまわない。
子を使用してもかまわない。
また検出波は光を使用しているが、光以外でも波動さえ
あれば何でもかまわない。
あれば何でもかまわない。
さらに反射格子で説明したが場合によつては透過格子に
も拡張できる。
も拡張できる。
以上、この５、らＹｌｌ！こよれば、マスクには回折格
子が設けられないで、マスク表面だけの回折格子でよい
から、高精度のマスク合せを容易に行うことができる。
子が設けられないで、マスク表面だけの回折格子でよい
から、高精度のマスク合せを容易に行うことができる。
第１図が従来のウエーハマークの検出法を説明するため
の概略図、第２図はこの発明の原理を説明するための概
略図、第３図は回折光の強度分布を示す図である。 なお図中同一符号は同一または相当部分を示す。図にお
いて、１はシリコンウエーハ ２は酸化シリコン、３は
位置合せ用の格子状マータ、４は１つの格子素子の傾斜
部、５は傾斜部からの反射光、６は受波器、７はマーク
照明用光源、８は半透鏡、９は回折格子、１０は入射波
、１１は零次回折光、１２は高次回折光である。
の概略図、第２図はこの発明の原理を説明するための概
略図、第３図は回折光の強度分布を示す図である。 なお図中同一符号は同一または相当部分を示す。図にお
いて、１はシリコンウエーハ ２は酸化シリコン、３は
位置合せ用の格子状マータ、４は１つの格子素子の傾斜
部、５は傾斜部からの反射光、６は受波器、７はマーク
照明用光源、８は半透鏡、９は回折格子、１０は入射波
、１１は零次回折光、１２は高次回折光である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体製造用のマスク合せにおいて、表面に格子状
マークが形成されていないマスクを用いて、ウェーハ上
に形成する格子状マークとして、マークを照射した波が
透過または反射されるときの回折波のうちのある次数の
波のみ受波器入射し、他の不要な次数の回折波が受波器
へ入射しないように、十分小さな、かつ、入射波とほぼ
等しい長さの格子間隔を有する格子状マークを使用して
、マークのある部分とマークのない部分のコントラスト
を高めてマーク検出を行う自動マスク合せ法。 ２ 半導体製造用のマスク合せにおいて、表面に格子状
マークが形成されていないマスクを用いて、ウェーハ上
に形成した格子状マークを照射した波が透過または反射
されるときの回折波のうちのある次数の回折波の方向と
、１つの基本格子素子の異つた部分からの波が干渉して
強め合つたり弱め合つたりする方向とが一致するように
検出波の波長を変化して、マークのある部分とマークの
ない部分のコントラストを高めてマーク検出を行う自動
マスク合せ法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52141767A JPS5952537B2 (ja) | 1977-11-25 | 1977-11-25 | 自動マスク合せ法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52141767A JPS5952537B2 (ja) | 1977-11-25 | 1977-11-25 | 自動マスク合せ法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5474378A JPS5474378A (en) | 1979-06-14 |
| JPS5952537B2 true JPS5952537B2 (ja) | 1984-12-20 |
Family
ID=15299693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52141767A Expired JPS5952537B2 (ja) | 1977-11-25 | 1977-11-25 | 自動マスク合せ法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5952537B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5649537A (en) * | 1979-09-28 | 1981-05-06 | Nec Corp | Semiconductor wafer |
| JPS5650525A (en) * | 1979-10-01 | 1981-05-07 | Nec Corp | Semiconductor wafer |
| JPS5651838A (en) * | 1979-10-05 | 1981-05-09 | Nec Corp | Semiconductor device |
| JPS60173825A (ja) * | 1984-02-14 | 1985-09-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 識別符号付き半導体基板 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53137673A (en) * | 1977-05-03 | 1978-12-01 | Massachusetts Inst Technology | Device for and method of matching plate position |
-
1977
- 1977-11-25 JP JP52141767A patent/JPS5952537B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53137673A (en) * | 1977-05-03 | 1978-12-01 | Massachusetts Inst Technology | Device for and method of matching plate position |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5474378A (en) | 1979-06-14 |
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