JPS60146684A

JPS60146684A - 両面マ−カ−

Info

Publication number: JPS60146684A
Application number: JP59003068A
Authority: JP
Inventors: 勝規西口; 順一平本; 砂子　勝好; 川村　静治
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1984-01-10
Filing date: 1984-01-10
Publication date: 1985-08-02

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】（１）技術分野本発明は、平板状の物質の表裏両面を精密加工する際に
相対位置精度が向上する様に基準となるマーキングを表
裏両面の同じ位置に行なう装置に関する。

（２）背景技術半導体プロセスにおけるシリコンウェハなどの表面加工
に代表されるように、平板状物質を精密加工する技術が
急速に発達してきている。特に最近の高度に発達した半
導体素子及びその製造技術においてはウェハの片側表面
の加工だけではなく、裏面をも加工すること、しかも表
面との相対位置精度が非常に高くなるように加工するこ
とが要求されるようになってきた。このような加工を行
なうには常に表裏両面の位置関係を把握して作業を進め
なくてはならない。実際には全工程で表裏両面をモニタ
して位置を確認しながら作業を進めることは不可能であ
る。このためどこかの工程において、表裏両面の対応す
る位置（普通は同じ位置即ち平板に垂直な微小径の孔を
明けると、その両端となる位置）に以後の工程にふ・け
る位置合せの基準となるマークを作成する方法がとられ
ている。

従来技術においては、次の３つの方法が取られていた。

（１）ウェハのエツジに基準となる加工を施こしておき
、これを基準とする。

（１１）フォトエツチング技術を利用する方法で、まず
表面用のフォトマスクと裏面用のフォトマスクの位置合
せを行ない、その後で２枚のマスクの間に両面にフォト
レジストを塗布したウニハラ挿入して両面から同時に露
光する。

（Ｉｌｌ）エツチングまたはレーザー加工などの方法に
よりウェハに垂直な貫通孔を明ける。

第１図は（１）の友、法の原理を示す図である。ここで
は円形のシリコンウェハ（１）を用いた場合について述
べる。一般に（１００）面を表面とするシリコンウェハ
（１）には、（１１０）面で切断したオリエンテーショ
ンフラット（２）と、任意の形状に切断したセカンドフ
ラット（３）と呼ばれる２つのフラット部が形成されて
いる。例えば、第１図においては、この両フラットを垂
直に形成することにより、この両フラットを基準軸とし
てウェハ上の任意点は両フラットからの距離の組合せに
より、一意的に決定できる。即ち、図にふ・いて（ａ）
は表面を、（ｂ）は裏面を示しており、ここでは簡単の
ためにオリエッチの距離がそれぞれＸｌｌ、ｙ２にある
という様に決定できる。従ってこの方法では原理的にど
の工程においても表裏両面の位置関係がモニタできる。

しかし実際には、この基準となる両フラットを精度よく
加工しておくこと自体に高度な技術を要し、現在では±
０．５°前後の相対誤差で形成することが限界であり、
どこかの工程で１度位置合せマークを形成する方法がと
られている。それでも表裏両面の相対誤差を数μｍ程度
におさえるには、両フラットの±０．５°という相対誤
差は太きい。さらに市販のマスクアライメント装置では
アライメント可能視野はウェハの中央部に限られている
ので、ウェハのエツジを基準とするこの方法では加工対
象ウェハよりも大きな径のウェハに対応できる装置が必
要となり、製造コストが高くなる。

第２図は、（ｔｌ）の方法の原理を示す図である。この
方法では表面用のフォトマスク（８）と裏面用のフォト
マスク（９）を位置合せを最初に行ない、これらの位置
関係を機械的に固定して（あるいは再現性の高い移動機
構にセットして）その後に２つのマスク（８，９）の間
にフ第１・レジスト（７）を両面に塗布した平板状物質
（ｅｘ　シリコンウェハ）（６）を挿入し、しかる後に
両面から紫外先回（一般にフォトレジストが感光するの
は紫外から紫の領域の光である）で露光する。この方法
の最大の欠点は平板状物質（６）の確実な支持法がない
ことである。

このため２枚のフ第１・マスクの相対位置精度は相当に
高いが、フォトマスクと平板状物質の相対位置精度はあ
まり高くなく、さらにδえば、先に平板状物質に形成さ
れているマークと、フォトマスクの位置合せは不可能で
あると考えられる。したがって、必ず最初の工程におい
て、位置合せマークを形Ｊ戊しなくてはならない。

（１１１）の方法には、平板状物質に貫通孔を明けるこ
とにより機械的な強度が劣化するという本質的な欠点が
ある。また、その孔の大きさを制御することもエツチン
グレートの問題アンダーエッチの問題、レーザーのパワ
ーの設定の問題などからけっして簡単な技術ではない。

（３）発明の目的本発明は平板状物質の表裏両面を相対位置精度よく加工
するために物質の表裏両面の同じ位置に以後の位置合せ
の基準となるマーキングを物質の機械的強度を劣化させ
ることなく、精度よく、かつ操作性よく行なうことがで
きる装置を提供することにある。

（４）発明の構成本発明による両面マーカーは、２本のレーザー光束を光
学的手法により精度よく位置合せを行ない、平板状物質
の表裏両面の同じ位置に完全な貫通孔ではなく、非常に
浅い極微小径の孔を同時に形成することにより物質の機
械的強度を劣化させることなく、かつ精度よく位置合せ
マークを形成することができる両面マーキング法を光フ
アイバーケーブルを用いて実現することにより、操作性
が非常に高い装置である。

以下、本発明を図面にもとすいて説明する。

第３図は、本発明の一実施例たるレーザー光と光ファイ
バーを用いて両面同時に位置合せマークを形成する装置
の基本構成を示す図である。本装置は基本的にはレーザ
ー発振器αＤ１被加工物たる）平板状物質支持用ＸＹ−
ステージ（１４、レーザー光を伝達する光ファイバー（
１６，１７，１８，１９）を中心とする光学系（２０，
２１，２２）と、光軸調整に利用するパワーメーター叫
の４つの構成要素から成っている。

第３図において、翰は光フアイバーケーブルの接続を変
化させる光学系で、実際にはハーフミラ−と全反射ミラ
ーの組合せと、その機械的な移動により構成されている
が、ここでは簡単のためにその光の流れを実線（加工時
）と破線（光軸調整時）で示しである。まず、加工時（
位置合せマーク形成時）における光の流れを説明すると
、レーザー発振器αＪから出たレーザー光はファイバー
入射用しンズ叫によって絞られレーザー入射用光ファイ
バー（ト）に入り、光ファイバー接続切換用光学系−に
より、表面加工用光ファイバーＱηと、裏面加工用光フ
ァイバー（ト）に分けられ、各々支持用ＸＹ−ステージ
（２１，２２）に含まれる集光レンズにより、被加工物
たる平板状物質０３上に極微小なスポット径のビームに
絞られ照射される。

光軸調整時の光の流れは、まず加工時と同様にレーザー
発振器αＤから出たレーザー光はファイバーを通して光
学系（ホ）に入るが、ここでは加工時と異なり、裏面加
工用光ファイバー（財）のみに入る。

調整時には、被加工物αＪは除去されているので、裏面
加光用光ファイバー（ト）から出た光は、そのまま表面
加光用光ファイバーＱηに入り、光学系員では、そのま
まパワーメーター接続用光ファイバーＣ１ｌにつながり
、伝わってきたレーザー光は全てパワーメーターに入る
。　ｒ光軸の調整としては、ファイバー内の損失及び結合損失
を無視すれば、レーザー発振器の出力とパワーメーター
の値が一致すれば、光軸が完全に合っていることになる
ので、表面加工用光ファイバーを支持しているＸＹ−ス
テージＱ１を操作してパワーメーターの値を、モニタし
ながら調整する方法をとる。従って実際にはパワーメー
ターの値が最大になる所が光軸が合っている場所となる
。

また位置合せマークは最近２対必要である。このときは
光学系は全く変化させずに被加工物の支持用ｘＹ−ステ
ージ（１４１だけを操作して行なう。このため同一面内
の位置合せマークの位置精度はＸＹ−ステージの精度と
なり、高いものが期待できる。

（５）発明の効果本発明の両面マーカーは、このような両面マーキング方
法が基本的に持つ３つの利点（＋）被加工物質の機械的強度を劣化させない。

（ＩＩ）表裏両面の位置マーカーの、、、、、相対位置
精度が、高い。

（Ｉｎ）製造コストが低−’Ｇｔ＋。

のどれをも損ねることなく、さらにこの両面マーキング
を操作性よく行なうことができるというところに最大の
特徴がある。即ち、通常は複雑な作業が要求されるレー
ザー光の光軸合せもＸＹ−ステージに固定した光ファイ
バーを用いることにより、パワーメーターの値をモニタ
しなからＸＹ−ステージを操作するだけでよい。そして
１度光軸調整を行なっておくと以後の作業は被加工物の
脱着と、その支持台の操作だけでよいので煩雑な作業か
ら解放される。

また光学系に光ファイバーを用いているのでその接続切
換用光学系を除き、装置構成要素の配置に制約を受けな
いので、その設計に自由度が大きくヂ、レーザー発振器
も石英系の光ファイバーで損失を受けないものであれば
よい。（１０Ｗ程度のＹＡＧレーザが最適であると思わ
れる。）

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は、従来技術のうちウェハのエツジ
の形状を利用して位置合せマークを形成する方法の原理
を示す図であり、（ａ）は表面、（ｂ）は裏面に対応す
る図、第２図は従来技術のうち２枚のフォトマスクを用
いて同時にウェハの表裏両面を露光する方法の基本構成
を示す図である。第３図は本発明の実施例たるレーザー
光と光ファイバーを用いて両面同時に位置合せマークを
形成する装置の基本構成を示す図である。 ■、シリコンウェハ２、オリエンテーションフラット３、セカンドフラット４・０位置合せ用マーク（１）５、　ｔｔ　（ｌｌ）６、　平１ｆｆｌ　状物質（ｅｘ、シリコンウェハ）７
、フォトレジスト８、表面用フォトマスク９、裏面用フォトマスク１０、紫外光１１、レーザー発振器（ｅｘ　ＹＡＧ　Ｌ／−ザー）１
２、パワーメーク− １３、平板状物質１屯平板状物質支持用ＸＹ−ステージ１５、ファイバー入射用レンズ１６、レーザー入射用光ファイバー１７、表面加工用光ファイバー１８、裏面加工用光ファイバー１９、パワーメーター接続用光ファイバー２０、光フア
イバー接続切換用光学系２１、表面加工用光フアイバー支持用ＸＹ−ステージ（
集光レンズ含む）２２、裏面加工用光フアイバー支持台（集光レンズ含む
）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）平板状の物質の表裏両面に相対位置精度の高い加
工を行なう場合に物質の表裏両面の同じ位置に以後の位
置合せの基準となるマーキングをレーザー光により行な
う両面マーカーにおいて、レーザー発振器、レーザー光
を伝達する光フアイバーケーブルを中心とする光学系、
レーザー光の光軸調整に用いるパワーメータ及び平板上
物質にマークを形成する部分に対応する箇所は中空とな
り、かつ物質を固定する治具を有するＸＹ−ステージを
主な構成部品とする両面マーカー。
（２）上記レーザー光源がＹＡＧレーザーであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の両面マーカー。