JPS6030130A - 位置合わせマ−ク付基板 - Google Patents
位置合わせマ−ク付基板Info
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- JPS6030130A JPS6030130A JP58138310A JP13831083A JPS6030130A JP S6030130 A JPS6030130 A JP S6030130A JP 58138310 A JP58138310 A JP 58138310A JP 13831083 A JP13831083 A JP 13831083A JP S6030130 A JPS6030130 A JP S6030130A
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- JP
- Japan
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- mark
- substrate
- ions
- implanted
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron 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。
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、荷電ビーム露光技術等で用いられる位置合わ
せ用マークの改良をはかった位置合わせマーク付基板に
関する。
せ用マークの改良をはかった位置合わせマーク付基板に
関する。
光やＸ線或いは電子線を初めとする荷電ビームを用いた
露光技術により半導体ウェハやマスク等の基板に微細パ
ターンを描画成いは転写する場合、基板の位置を検出し
て微細パターンを基板の所定の位置に形成する、所謂・
ｆターンの位置合わせが必要となる。
露光技術により半導体ウェハやマスク等の基板に微細パ
ターンを描画成いは転写する場合、基板の位置を検出し
て微細パターンを基板の所定の位置に形成する、所謂・
ｆターンの位置合わせが必要となる。
例えば電子線露光技術の場合、従来次′のようにして位
置検出が行なわれている。すなわち、第１図に示す如く
シリコンウェハＪの表面に工、チングで形成した凹凸状
のマーク１′（第１図では凸状マークの場合を示す。凹
状マークの場合はここでは示していない。）上に電子線
２゜３を走査し、仁のときマーク１′から反射する反射
電子を反射電子検出器（図示せず）で検出して、第２図
に示す如きマーク検出信号を得ることによシ、マーク１
′の位置をめる。そして、この検出されたマーク位置に
基づいてパターンの位置合わせ、すなわちウェハ１と光
学系との位置合わせを行っている〇 ところが、凹凸状のマークを用いた場合、第１図に示す
電子線２或いは電子線３の位置、すなわちマーク１′の
段差部近傍では、マーク１′の側壁が影の効果を及ぼし
たシ（電子線２の場合）余分な反射電子がマークの側壁
から飛び出す（電子線３の場合）ことによシ、マーク検
出信号は第２図の点線円２′或いは点線円３′の如き余
分な極大・極小のピークを生じる。これらの信号波形の
歪みは、マーク位置をめるだめの信号処理を煩雑にする
と共に信号処理マーゾンを小さくせねばならず、高精度
のマーク位置検出を難しくしている。また、マーク信号
のＳＮ比（信号対雑音比）を向上させるために第３図に
示す如く、シリコン・ウェハ１よシも、反射電子係数の
大きな重金属（例えば、金、タングステン、タンタル、
モリブデン、クローム他）で形成したマーク４を用いる
こともある。しかし、この場合にも第４図に示す如くマ
ーク信号が余分な極大・極小のピークを生じ、信号処理
の煩雑さを逃れることが出来ない。さらに、凹凸状のマ
ークを用いた場合、半導体デバイスを製造するデ・ぐイ
ス・プロセスの途中で高温熱処理工程や薄膜のエツチン
グ工程によシマークのコーナが変形したシエッチングに
より一部削シ取られて、マークの形状が変化する等のこ
とがあシ、マーク検出信号の劣化を生じ、マーク位置検
出を高精度で行なうことが不可能となる。
置検出が行なわれている。すなわち、第１図に示す如く
シリコンウェハＪの表面に工、チングで形成した凹凸状
のマーク１′（第１図では凸状マークの場合を示す。凹
状マークの場合はここでは示していない。）上に電子線
２゜３を走査し、仁のときマーク１′から反射する反射
電子を反射電子検出器（図示せず）で検出して、第２図
に示す如きマーク検出信号を得ることによシ、マーク１
′の位置をめる。そして、この検出されたマーク位置に
基づいてパターンの位置合わせ、すなわちウェハ１と光
学系との位置合わせを行っている〇 ところが、凹凸状のマークを用いた場合、第１図に示す
電子線２或いは電子線３の位置、すなわちマーク１′の
段差部近傍では、マーク１′の側壁が影の効果を及ぼし
たシ（電子線２の場合）余分な反射電子がマークの側壁
から飛び出す（電子線３の場合）ことによシ、マーク検
出信号は第２図の点線円２′或いは点線円３′の如き余
分な極大・極小のピークを生じる。これらの信号波形の
歪みは、マーク位置をめるだめの信号処理を煩雑にする
と共に信号処理マーゾンを小さくせねばならず、高精度
のマーク位置検出を難しくしている。また、マーク信号
のＳＮ比（信号対雑音比）を向上させるために第３図に
示す如く、シリコン・ウェハ１よシも、反射電子係数の
大きな重金属（例えば、金、タングステン、タンタル、
モリブデン、クローム他）で形成したマーク４を用いる
こともある。しかし、この場合にも第４図に示す如くマ
ーク信号が余分な極大・極小のピークを生じ、信号処理
の煩雑さを逃れることが出来ない。さらに、凹凸状のマ
ークを用いた場合、半導体デバイスを製造するデ・ぐイ
ス・プロセスの途中で高温熱処理工程や薄膜のエツチン
グ工程によシマークのコーナが変形したシエッチングに
より一部削シ取られて、マークの形状が変化する等のこ
とがあシ、マーク検出信号の劣化を生じ、マーク位置検
出を高精度で行なうことが不可能となる。
そこで本発明者等は、上記マーク信号の歪みと、デ・ぐ
イス・プレセスによるマークの損傷を解決する方法とし
て、第５図に示す如くの重金属埋め込み形の位置合わせ
用マーク４！を考案した。この場合、第６図に示す如く
信号波形に歪みを生ぜず、又デバイス・プロセスを経て
もマークの変形、損傷を受けることがない。このため、
高精度なマーク位置検出が可能となシ、ウェハの位置合
わせを精度良く行うことができる。
イス・プレセスによるマークの損傷を解決する方法とし
て、第５図に示す如くの重金属埋め込み形の位置合わせ
用マーク４！を考案した。この場合、第６図に示す如く
信号波形に歪みを生ぜず、又デバイス・プロセスを経て
もマークの変形、損傷を受けることがない。このため、
高精度なマーク位置検出が可能となシ、ウェハの位置合
わせを精度良く行うことができる。
しかしながら、この方法では第５図に示す如き埋め込み
形位置合わせマーク４′を形成する工程が複雑であった
。
形位置合わせマーク４′を形成する工程が複雑であった
。
以下、この問題を第７図（、）〜（ｄ）を参照して説明
する。埋め込み形位置合わせマークを形成するには、ま
す第７図（、）に示す如くシリコンウェハ１上に、光露
光や電子線露光等の公知の方法によシ、選択的に開口部
５′が形成されたレジスト５を設ける。次いで、ＲＩＥ
（反応性イオンエ、チング）等の技術を用い、第７図（
ｂ）に示す如くレジスト５をマスクとしてシリコンウェ
ハ１を選択エツチングして溝６を形成する。続いて、第
７図（ｅ） Ｋ示す如く埋め込むべき重金属を全面に蒸
着等によ多形成し、シリコンウェハ内に形成しておいた
溝６が丁度平担化される膜７８だけ、重金属４を埋め込
む。最後に、余分な重金属膜をレジスト剥離と共に除去
して、第７図（ｄ）に示す如く埋め込みマークを完成さ
せる。このように埋め込みマーク形成方法は、エツチン
グと埋め込みという二重の手間を必要とすると共に、平
担化するだめの埋め込み重金属の膜厚制御が難しい等の
問題点があった。
する。埋め込み形位置合わせマークを形成するには、ま
す第７図（、）に示す如くシリコンウェハ１上に、光露
光や電子線露光等の公知の方法によシ、選択的に開口部
５′が形成されたレジスト５を設ける。次いで、ＲＩＥ
（反応性イオンエ、チング）等の技術を用い、第７図（
ｂ）に示す如くレジスト５をマスクとしてシリコンウェ
ハ１を選択エツチングして溝６を形成する。続いて、第
７図（ｅ） Ｋ示す如く埋め込むべき重金属を全面に蒸
着等によ多形成し、シリコンウェハ内に形成しておいた
溝６が丁度平担化される膜７８だけ、重金属４を埋め込
む。最後に、余分な重金属膜をレジスト剥離と共に除去
して、第７図（ｄ）に示す如く埋め込みマークを完成さ
せる。このように埋め込みマーク形成方法は、エツチン
グと埋め込みという二重の手間を必要とすると共に、平
担化するだめの埋め込み重金属の膜厚制御が難しい等の
問題点があった。
本発明の目的は、位置合わせ用マークの凹凸に起因する
マーク検出信号の歪みや該マークの角部損傷に起因する
マーク検出信号の劣化等を未然に防止することができ、
位置合わせの高精度化に寄与し得、かつその製造工程力
；容易な位置合わせマーク付基板を提供することにある
。
マーク検出信号の歪みや該マークの角部損傷に起因する
マーク検出信号の劣化等を未然に防止することができ、
位置合わせの高精度化に寄与し得、かつその製造工程力
；容易な位置合わせマーク付基板を提供することにある
。
〔発明の概要〕 一
本発明の骨子は、半導体ウェハやマスク等の基板に位−
合わせ用マークを埋め込み、かつその埋め込み手段とし
てイオン注入方法を用い、平担な面にマークが形成され
た位置合わせマーク付基板を実現することにある。
合わせ用マークを埋め込み、かつその埋め込み手段とし
てイオン注入方法を用い、平担な面にマークが形成され
た位置合わせマーク付基板を実現することにある。
゛すなわち本発明は、基板上に位置合わせ用マークが設
けられ、所定波長の電磁波若しくは所定エネルギの粒子
線を照射走査することによシ胡板及びマークから反射し
た電磁波若しくｔま粒子線、或いは２次的な電子波若し
くは粒子線に基づいて位置検出される位置合わせマーク
付基板において、上記位置合わせ用マークとして、上記
基板の所定領域に、上記基板よりも反射或いは２次的な
電磁波若しくは粒子線の発生効率の高い物質を選択的に
イオン注入したものを用いるようにしたものである。
けられ、所定波長の電磁波若しくは所定エネルギの粒子
線を照射走査することによシ胡板及びマークから反射し
た電磁波若しくｔま粒子線、或いは２次的な電子波若し
くは粒子線に基づいて位置検出される位置合わせマーク
付基板において、上記位置合わせ用マークとして、上記
基板の所定領域に、上記基板よりも反射或いは２次的な
電磁波若しくは粒子線の発生効率の高い物質を選択的に
イオン注入したものを用いるようにしたものである。
本発明によれば、位置合わせ用マークが平担な面に形成
されることにより、波形の歪みのない良好なマーク検出
信号が得られ、歪みの影響を除くための煩雑な信号処理
が不要となり、したがって高精度のマーク位置検出が容
易に可能となる。また、マークが平担化されることによ
シ、マーク上に破覆されるデバイス形成に必要な絶縁膜
や配線拐料膜並びに・ぐターン形成用のレノスト膜が均
一な膜厚で形成されるため、デバイス・プロセス中での
高温熱処理工程や薄膜のエツチング程等を経てもマーク
の形状が変化することなく、常に安定したマーク検出信
号が得られる。さらに凹凸状マークが生じるウェハ上の
凹凸によるストレスも著しく減少し、信頼性の高いデバ
イスを製造することが可能となる。
されることにより、波形の歪みのない良好なマーク検出
信号が得られ、歪みの影響を除くための煩雑な信号処理
が不要となり、したがって高精度のマーク位置検出が容
易に可能となる。また、マークが平担化されることによ
シ、マーク上に破覆されるデバイス形成に必要な絶縁膜
や配線拐料膜並びに・ぐターン形成用のレノスト膜が均
一な膜厚で形成されるため、デバイス・プロセス中での
高温熱処理工程や薄膜のエツチング程等を経てもマーク
の形状が変化することなく、常に安定したマーク検出信
号が得られる。さらに凹凸状マークが生じるウェハ上の
凹凸によるストレスも著しく減少し、信頼性の高いデバ
イスを製造することが可能となる。
また、重金属埋め込み形位置合わせマーク形成工程での
エツチングと埋め込みという二重の手間を省き、選択的
なイオン注入という簡便な方法によシマークを形成する
ことが出来る。これにより、平担化された重金属位置合
わせ用マークが容易に実現され、高精度のマーク位置検
出が容易に可能となる。さらに、ウェハ、・プロセスに
おけるマーク形成工程が簡便になったことによるコスト
ダウンの効果は非常に大きい。
エツチングと埋め込みという二重の手間を省き、選択的
なイオン注入という簡便な方法によシマークを形成する
ことが出来る。これにより、平担化された重金属位置合
わせ用マークが容易に実現され、高精度のマーク位置検
出が容易に可能となる。さらに、ウェハ、・プロセスに
おけるマーク形成工程が簡便になったことによるコスト
ダウンの効果は非常に大きい。
また、通常不純物注入用としてデノぐイス・プロセスで
行なわれるガリウム（Ｇａ）やヒ素（Ａｓ）を、マーク
形成用の重金属の代替品として用いると、特別なマーク
形成工程をカ入せずにＧＩＬやＡ８のイオン注入工程で
同時に後工程用のマークを形成するξとが可能となる。
行なわれるガリウム（Ｇａ）やヒ素（Ａｓ）を、マーク
形成用の重金属の代替品として用いると、特別なマーク
形成工程をカ入せずにＧＩＬやＡ８のイオン注入工程で
同時に後工程用のマークを形成するξとが可能となる。
第８図（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例に係わる位置
合わせ用マーク形成工程を示す断面図である。
合わせ用マーク形成工程を示す断面図である。
まず、シリコンウェハ１上に光露若しくは電子線露光等
の公知の方法によυ、選択的に開口部６′が形成された
レジスト５を設ける。次いで、イオン注入技術によりレ
ジスト５をマスクとしてシリコンウェハ１中に重金属を
高濃度でイオン注入する。本実施例の場合例えば、５０
０（ｋＶ）の加速電圧でモリブデン（Ｍｏ ）を１０１
５〜１０１８（１ｏｎｓ／ｃｍ２）の高濃度で、深さ５
００〔久〕程度に注入した。注入するイオンはモリブデ
ンに限らず、基板材料（ここではシリコン）よシも反射
電子係数の大きな物質から採用すればよく、金、タング
ステン或いはデバイス用不純物材料のガリウムやヒ素な
どでも良い。最後にレジスト残膜の除去を行なうと、第
８図（ｃ）に示す如く平担化された重金属位置合わせ用
マークが得られる。
の公知の方法によυ、選択的に開口部６′が形成された
レジスト５を設ける。次いで、イオン注入技術によりレ
ジスト５をマスクとしてシリコンウェハ１中に重金属を
高濃度でイオン注入する。本実施例の場合例えば、５０
０（ｋＶ）の加速電圧でモリブデン（Ｍｏ ）を１０１
５〜１０１８（１ｏｎｓ／ｃｍ２）の高濃度で、深さ５
００〔久〕程度に注入した。注入するイオンはモリブデ
ンに限らず、基板材料（ここではシリコン）よシも反射
電子係数の大きな物質から採用すればよく、金、タング
ステン或いはデバイス用不純物材料のガリウムやヒ素な
どでも良い。最後にレジスト残膜の除去を行なうと、第
８図（ｃ）に示す如く平担化された重金属位置合わせ用
マークが得られる。
かくしてマークが形成さ゛れた位置合わせマーク付基板
は、ウェハのエツチングや埋め込みの工程が不要なため
、容易に実現可能である。また、マーク検出時に、マー
ク上に被Ｕ物が載った場合にも、被覆物の膜厚が、マー
クの凹凸によシ、変化することもないので、被核物の影
響を受けＫくい。さらに、イオン注入技術自体は、半導
体デバイスの製造技術のひとつとして既に一般的になっ
ておシ、シたがってマーク形成のために新たなプロセス
を必要としないので、実用的なメリットも大きい。
は、ウェハのエツチングや埋め込みの工程が不要なため
、容易に実現可能である。また、マーク検出時に、マー
ク上に被Ｕ物が載った場合にも、被覆物の膜厚が、マー
クの凹凸によシ、変化することもないので、被核物の影
響を受けＫくい。さらに、イオン注入技術自体は、半導
体デバイスの製造技術のひとつとして既に一般的になっ
ておシ、シたがってマーク形成のために新たなプロセス
を必要としないので、実用的なメリットも大きい。
第９図は他の実施例を説明するための断面図である。こ
の実施例が先に説明した実施例と異なる点は、マーク形
成方法として、選択イオン注入が可能なイオン注入装置
を用いることにある。すなわち、本実施例では、第９図
に示す如く基板全面が露出している状態で所定の位＠に
のみ重金属のイオンビーム８をウェハ１上忙照射して、
イオン注入を行っている。
の実施例が先に説明した実施例と異なる点は、マーク形
成方法として、選択イオン注入が可能なイオン注入装置
を用いることにある。すなわち、本実施例では、第９図
に示す如く基板全面が露出している状態で所定の位＠に
のみ重金属のイオンビーム８をウェハ１上忙照射して、
イオン注入を行っている。
このように、マーク形成に本質的に必要な、重金属の注
入工程だけに簡略化されることは、他のマーク形成方法
に無い本実施例の大きなメリットである。この場合にも
、注入されるイオンは、反射電子係数の大きい物質であ
れば各種のイオンを採用することができるのは、前述の
実施例の揚台と同様である。
入工程だけに簡略化されることは、他のマーク形成方法
に無い本実施例の大きなメリットである。この場合にも
、注入されるイオンは、反射電子係数の大きい物質であ
れば各種のイオンを採用することができるのは、前述の
実施例の揚台と同様である。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。実施例の説明では、電子線によるマークからの反射
電子信号に注目して来たが、本発明に係わる位置合わせ
用マークは、電子線その他の荷電ビームによるマーク検
出に限らず、光露光やＸ線露光技術で用いられるレーザ
ー光線等による光学的マーク検出に対しても有効な位置
合わせマークとして用いることができる。
い。実施例の説明では、電子線によるマークからの反射
電子信号に注目して来たが、本発明に係わる位置合わせ
用マークは、電子線その他の荷電ビームによるマーク検
出に限らず、光露光やＸ線露光技術で用いられるレーザ
ー光線等による光学的マーク検出に対しても有効な位置
合わせマークとして用いることができる。
また、イオン注入すべき物質としては、基板材料よシも
反射或いは２次的な電磁波若しくは粒子線の発生効率が
高いものを適宜選択可能である。その他、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができ
る。
反射或いは２次的な電磁波若しくは粒子線の発生効率が
高いものを適宜選択可能である。その他、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができ
る。
第１図乃至第７図はそれぞれ従来例を説明するだめのも
ので第１図、第３図及び第５図はマーク構造を示す断面
図、第２図、第４図及び第６図はマーク検出信号を示す
信号波形図、第７図（、）〜（ｄ）は第５図に示す位置
合わせ用マーク形成工程を示す位置合わせ用マーク形成
工程を示す断面図、第８図（、）〜（Ｃ）は本発明の一
実施例に係わる位置合わせ用マＬり形成工程を示す断面
図、第９図は他の実施例を説明するだめの断面図である
。 １・・・シリコン基板、１′・・・位置合わせ用マーク
、２．３・・・マーク上を走査する電子線、４１”・・
・重金属マーク、５・・・レジスト、５′・・・開孔、
６・・・溝部、７・・・イオン注入領域（位置合わせ用
マーク）。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第４図 第６￥Ａ 第７図 第８図
ので第１図、第３図及び第５図はマーク構造を示す断面
図、第２図、第４図及び第６図はマーク検出信号を示す
信号波形図、第７図（、）〜（ｄ）は第５図に示す位置
合わせ用マーク形成工程を示す位置合わせ用マーク形成
工程を示す断面図、第８図（、）〜（Ｃ）は本発明の一
実施例に係わる位置合わせ用マＬり形成工程を示す断面
図、第９図は他の実施例を説明するだめの断面図である
。 １・・・シリコン基板、１′・・・位置合わせ用マーク
、２．３・・・マーク上を走査する電子線、４１”・・
・重金属マーク、５・・・レジスト、５′・・・開孔、
６・・・溝部、７・・・イオン注入領域（位置合わせ用
マーク）。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第４図 第６￥Ａ 第７図 第８図
Claims (2)
- （１）基板上に位置合わせ用マークが設けられ、所定波
長の電磁波若しくは所定エネルギの粒子線を照射走査す
ることにより上記基板及びマークから反射した電磁波若
しくは粒子線、或いは２次的な電磁波若しくは粒子線に
基づいて位置検出される位置合わせマーク付基板におい
て、前記マークは前記基板の所定領域に１上記基板よシ
も反射或いは２次的な電磁波若しくは粒子線の発生効率
の高い物質を選択的にイオン注入してなるものであるこ
とを特徴とする位置合わせマーク付基板。 - （２） 前記イオン注入する物質として、モリブデン、
タングステン若しくは金等の高融点金属材料、或いはカ
リウム若しくはヒ素等の不純物材料を用いたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の位置合わせマーク付
基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138310A JPS6030130A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 位置合わせマ−ク付基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138310A JPS6030130A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 位置合わせマ−ク付基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6030130A true JPS6030130A (ja) | 1985-02-15 |
Family
ID=15218889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58138310A Pending JPS6030130A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 位置合わせマ−ク付基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6030130A (ja) |
-
1983
- 1983-07-28 JP JP58138310A patent/JPS6030130A/ja active Pending
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