JPS61154127A - Wafer alignment mark - Google Patents

Wafer alignment mark

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JPS61154127A
JPS61154127A JP59273785A JP27378584A JPS61154127A JP S61154127 A JPS61154127 A JP S61154127A JP 59273785 A JP59273785 A JP 59273785A JP 27378584 A JP27378584 A JP 27378584A JP S61154127 A JPS61154127 A JP S61154127A
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mark
layer
alignment
thickness
mask
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Sunao Nishimuro
直 西室
Hiroyuki Funatsu
舟津 博幸
Takashi Taguchi
田口 隆
Hisamitsu Mitsutomi
久光 光富
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Oki Electric Industry Co Ltd
Miyazaki Oki Electric Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
Miyazaki Oki Electric Co Ltd
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    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To facilitate the mask alignment, by constructing alignment marks such that a portion in a mark region or background region provided with a polysilicon layer is composed of first and second sections having different total thicknesses, with the difference being such that their reflectivity cycles are deviated from each other when monochromatic light is applied thereto. CONSTITUTION:A PSG layer is took as an example to be etched. The graph shows the relation between a thickness of the PSG layer and a reflectivity of mark portions 12R and 12L, taking the thicknesses on the axis of abscissa and the reflectivities on the axis of ordinate. The graph is made by computer simulation on the assumption that the thickness of a resist layer is 9500Angstrom and the wavelength is of G line of mercury (4358Angstrom ). If the difference in total thickness between the layers in the first mark section 12R and the layers in the second mark section 12L is approximately 900Angstrom , the phases of reflectivity on the G line of mercury are deviated from each other by a half wave-length.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明はアライメント・マークに関し、更に具体的に
は、半導体装置に付され、製造工程中に用いられる写真
食刻用のウェハーアライメント・マークに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) This invention relates to alignment marks, and more specifically to wafer alignment marks for photolithography applied to semiconductor devices and used during manufacturing processes. .

(従来の技術) 半導体装置を製造するに当たっては、拡散選択マスクの
形成、コンタクト・ホールの形成あるいは配線層の形成
等の為に複数回のフォ) IJソ工程が行なわれる。こ
のフォトリソ工程では、パターンを正確□に所望の位置
に形成するために、マスクに付されたアライメント・マ
ークとウェハーに付されたアライメント・マークによっ
て位置合わせ。
(Prior Art) In manufacturing a semiconductor device, multiple IJ steps are performed to form a diffusion selection mask, contact holes, wiring layers, etc. In this photolithography process, alignment marks are placed on the mask and alignment marks on the wafer to form the pattern exactly in the desired position.

すなわちマスク合わせを行なっている。In other words, mask alignment is performed.

この様なマスク合わせを相対位置良く行なうために、従
来よシ、例えば特公昭56−13379号公報あるいは
特公昭56−12012号公報に示す様にウェハーある
いはマスクに付されるアライメント・マークの形状の工
夫等を行なっている。
In order to perform such mask alignment with good relative position, conventional techniques have been used to improve the shape of alignment marks attached to wafers or masks, as shown in, for example, Japanese Patent Publication No. 56-13379 or Japanese Patent Publication No. 56-12012. We are making improvements.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながらこれらの工夫は、マスク合わせ作業中、マ
スクのアライメント・マークのエツジがウェハーに対し
明瞭であるとともにウェハーアライメント・マークのマ
ーク部分と背景部分との境界も明瞭である場合には有効
であるが、これらのうちいずれかでも不明瞭となると、
マスクとウェハーとの相対位置が検出できなくなるので
役に立たなくなる。
(Problems to be Solved by the Invention) However, these techniques do not only ensure that the edge of the mask alignment mark is clear with respect to the wafer during mask alignment work, but also that the boundary between the mark part of the wafer alignment mark and the background part is also clear. It is effective if it is clear, but if any of these are unclear,
It becomes useless because the relative position of the mask and wafer cannot be detected.

この様な問題は、近年用いられる様になった自動アライ
メント装置で単色光を用いる様になって発生してきたも
のである。その理由を以下に説明する。
Such problems have arisen as automatic alignment devices that have come into use in recent years use monochromatic light. The reason for this will be explained below.

ウェハーアライメント・マークは、透明でかつ屈折率の
異なる多数の層、例えばSiO□層ポリシリシリコン層
、PSG層等をそれぞれ任意の厚さで積層し構成されて
おり、マスク合わせ中は更にこの上にレノスト層が積層
される。この各層から反射される光が干渉し、みかけ上
反射がほとんどなくなって、ウェハーアライメント・マ
ークが暗くなることがあるからである。
The wafer alignment mark is made up of a number of layers that are transparent and have different refractive indexes, such as a SiO□ layer, a polysilicon layer, a PSG layer, etc., each laminated to a desired thickness. A renost layer is laminated on the top. This is because the light reflected from each layer may interfere with each other, causing almost no reflection and causing the wafer alignment mark to become dark.

この様にウェハーアライメント・マークが暗くなって、
マスクのアライメント・マークのエツジ若しくはウェハ
ーアライメント・マークのマーク部分と背景部分との境
界が不明瞭となる状態を第2図、第3図を用いて説明す
る。
As you can see, the wafer alignment mark becomes dark,
A state in which the boundary between the edge of the mask alignment mark or the mark portion of the wafer alignment mark and the background portion becomes unclear will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

第2図(、)はウェハーアライメント・マークの平面図
であって、背景部分21中に白部分又は凹部分からなる
マーク部分22が形成されている。ウェハーアライメン
ト・マークの存在の認識は、ここから反射した光を観察
することにより行なうので、ウェハーアライメント・マ
ークが第2図(、)の、 様に観察できるときは、背景
部分21及びマーク部分220両方からの反射光を観測
できるときである。このとき、背景部分21とマーク部
分22との境界23は、斜面であるため、背景部分2ノ
及びマーク部分22と異なる方向に光を反射し、暗線と
なって現われる。
FIG. 2(,) is a plan view of a wafer alignment mark, in which a mark portion 22 consisting of a white portion or a concave portion is formed in a background portion 21. The presence of the wafer alignment mark is recognized by observing the light reflected from it, so when the wafer alignment mark can be observed as shown in Figure 2 (,), the background portion 21 and mark portion 220 This is when the reflected light from both can be observed. At this time, since the boundary 23 between the background portion 21 and the mark portion 22 is a slope, light is reflected in a direction different from that of the background portion 2 and the mark portion 22, and a dark line appears.

第2図(b)はマスクのアライメント・マークの平面図
である。この暗膜部分24は石英ガラス板等にクロム等
の光を遮断する層を形成して成る。暗膜部分24は、マ
スク合わせ作業中、ウェハーから反射された光を通過さ
せないので、必らず暗く観測される。
FIG. 2(b) is a plan view of the alignment marks on the mask. The dark film portion 24 is formed by forming a light blocking layer such as chromium on a quartz glass plate or the like. The dark film portion 24 does not allow light reflected from the wafer to pass through during the mask alignment operation, so it always appears dark.

この様なウェハーアライメント・マークとマスクのアラ
イメント・マークを合わせて位置合わせを行なう際、ア
ライメント・マークの見え方には、4通りある。第1に
、背景部分21及びマーク部分22がともに明るい場合
である。この場合は、マーク部分22は境界23の暗線
によって検出することができ、マスクの暗膜部分24も
背景部分21とのコントラスト差が大きく、そのエツジ
25の検出も容易である。第2に背景部分2ノが暗くマ
ーク部分22が明るい場合である。この場合は明るいマ
ーク部分22が暗い背景部分21と暗い暗膜部分24と
の間にはさまれる為、境界23すなわちマーク部分22
のエツジも暗膜部分24のエツジ25も容易に検出でき
る。この様に、第1の場合及び第2の場合はマスク合わ
せが容易である。
When alignment is performed by aligning such a wafer alignment mark and a mask alignment mark, there are four ways in which the alignment mark can be seen. First, there is a case where both the background portion 21 and the mark portion 22 are bright. In this case, the mark portion 22 can be detected by the dark line of the boundary 23, and the dark film portion 24 of the mask also has a large contrast difference with the background portion 21, making it easy to detect its edge 25. The second case is when the background portion 2 is dark and the mark portion 22 is bright. In this case, since the bright mark portion 22 is sandwiched between the dark background portion 21 and the dark dark film portion 24, the boundary 23, that is, the mark portion 22
Both the edge 25 of the dark film portion 24 and the edge 25 of the dark film portion 24 can be easily detected. In this way, mask alignment is easy in the first case and the second case.

第3の場合、第4の場合は、マスク合わせができない場
合であるか、極めて困難な場合であって、これを第3図
(、)及び(b)を用いて説明する。
The third and fourth cases are cases where mask alignment is impossible or extremely difficult, and will be explained using FIGS. 3(,) and (b).

尚、以下この様な平面図において、斜線部分は暗い部分
を示すものである。斜線部分として、密度の濃い方(左
傾斜線)は、マスクのアライメント・マークの暗膜部分
を示し、密度の薄い方(右傾斜線)はマスクのアライメ
ント・マークの暗い部分を示している。
Note that in the following plan views, hatched areas indicate dark areas. As for the hatched areas, the one with higher density (left slanted line) indicates the dark film part of the alignment mark of the mask, and the one with lower density (right slanted line) indicates the dark part of the alignment mark of the mask.

(、)は第3の場合を示す。これは背景部分21が明る
く、マーク部分22が暗い場合である。この場合は背景
部分21とマーク部分22とのコントラスト差により、
マーク部分22のエツジ23の検出は容易である。しか
しながらマーク部分22及び暗膜部分24がともに暗い
ので暗膜部分24のエツジ25を検出することはできず
、位置合わせはできない。
(,) indicates the third case. This is the case when the background portion 21 is bright and the mark portion 22 is dark. In this case, due to the contrast difference between the background part 21 and the mark part 22,
Detection of the edge 23 of the mark portion 22 is easy. However, since both the mark portion 22 and the dark film portion 24 are dark, the edge 25 of the dark film portion 24 cannot be detected and alignment cannot be performed.

(b)は第4の場合を示す。これは背景部分21及びマ
ーク部分22がともに暗い場合である。この場合は全体
が暗くな9、境界23及び暗膜部分24のエツジ25を
共に検出することはできなくなって、位置合わせはでき
ない。
(b) shows the fourth case. This is a case where both the background portion 21 and the mark portion 22 are dark. In this case, it becomes impossible to detect both the boundary 23 and the edge 25 of the dark film portion 24, which is entirely dark, and alignment cannot be performed.

以上の様に、ウェハーアライメント・マークが暗くなる
のは前述の様に、ウェハーアライメント・マークを構成
する各層での反射が干渉する為であるが、これを1層の
場合を例とし、層厚をd11層光の波長をλとして説明
する。
As mentioned above, the reason why the wafer alignment mark becomes dark is because reflections from each layer that make up the wafer alignment mark interfere with each other. will be explained assuming that the wavelength of the d11 layer light is λ.

光が透明の層に照射されるとその上面及び下面で反射が
生ずる。下面で反射された光は上面で反射された光より
層中を往復する分だけ長い距離を進むこととなり、上面
で反射する光と下面で反射する光は、2nd(nは屈折
率)の位相差が生ずる。
When light is irradiated onto a transparent layer, reflection occurs on its top and bottom surfaces. The light reflected on the bottom surface travels a longer distance than the light reflected on the top surface due to the round trip through the layer, and the light reflected on the top surface and the light reflected on the bottom surface are approximately 2nd (n is the refractive index). A phase difference occurs.

この位相差により光の干渉が生じ、層の明るさが変わる
が、これを反射率と定義し、波長と反射率の関係をグラ
フに示せば第4図の様な周期曲線となる。グラフによれ
ば位相差彊λで反射率が最小となる。従って層厚dがλ
/ 4 nとなるときに反射率が最小となり、ウェハー
アライメント・マークはマスク合わせを行なうことがで
きない暗い状態となるのである。
This phase difference causes light interference and changes the brightness of the layer. This is defined as reflectance, and if the relationship between wavelength and reflectance is plotted on a graph, it becomes a periodic curve as shown in FIG. According to the graph, the reflectance is minimum at the phase difference λ. Therefore, the layer thickness d is λ
/4n, the reflectance is at its minimum and the wafer alignment mark is in a dark state where mask alignment cannot be performed.

実際の半導体装置に形成するウェハーアライメント・マ
ークは、多層の層からなり、それぞれの層で材料が異な
るとともに屈折率が異なる。又、1つのウェハー上であ
っても、各層は場所ごとに厚さにばらつきが生じ、しば
しば第3の場合若しくは第4の場合に陥り、マスク合わ
せができない様になる。特に、PSG層等による眉間絶
縁層のフォトリソ工程では、PSG層の層厚の制御が困
難な上に層厚が厚い為に、この様な問題が発生しやすい
Wafer alignment marks formed on actual semiconductor devices are made up of multiple layers, and each layer is made of a different material and has a different refractive index. Further, even on one wafer, the thickness of each layer varies from place to place, often falling into the third or fourth case, making mask alignment impossible. In particular, in the photolithography process of forming a glabellar insulating layer using a PSG layer or the like, such problems tend to occur because it is difficult to control the layer thickness of the PSG layer and the layer thickness is thick.

(問題点を解決する為の手段) 本発明は、ポリシリコン層の有無により、マーク部分と
背景部分の識別を行なう様構成され、これらマーク部分
と背景部分のうちポリシリコン層を有する部分にマスク
のアライメント・マークの暗膜部分が重ねられ、単色光
を照射してマスク合わせを行なうウェハーアライメント
・マークにおいて、 前記−リシリコン層を有する部分を、該ポリシリコン層
上に形成された酸化層又は、この酸化層の有無と前記ポ
リシリコン層の厚さの差によって前記マスク合わせ時の
単色光による反射率の周期が半位相程度ずれる様な厚さ
の差を有する第1の部分と第2の部分から構成し、この
画部分の反射率が同時に小さくなることがない様にした
ものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention is configured to identify a mark portion and a background portion depending on the presence or absence of a polysilicon layer, and a mask is placed on a portion of these mark portions and background portions having a polysilicon layer. In the wafer alignment mark in which the dark film portions of the alignment marks are overlapped and mask alignment is performed by irradiating monochromatic light, the portion having the polysilicon layer is replaced with an oxide layer formed on the polysilicon layer or The first portion and the second portion have a difference in thickness such that the period of reflectance due to monochromatic light during mask alignment is shifted by about a half phase due to the presence or absence of this oxide layer and the difference in thickness of the polysilicon layer. It is constructed such that the reflectance of this image area does not decrease at the same time.

(作用) 本発明は、以上の様にウェノ・−アライメント・マーク
の背景部分又はマーク部分のうち、マスクのアライメン
ト・マークの暗膜部分と重なるポリシリコン層を有する
部分が反射率の周期の位相が異なる第1の部分と第2の
部分から構成されている為、一方の部分の反射率が低く
なって暗くなった場合でも、他方の部分の反射率は高く
なって明るくなる為、この明るい部分と暗い暗膜部分と
のコントラスト差が大きくなって、暗膜部分のエツジが
検出できるのである。
(Function) As described above, in the present invention, the phase of the period of reflectance of the background part or mark part of the alignment mark, which has the polysilicon layer overlapping with the dark film part of the alignment mark of the mask, is Since it is composed of a first part and a second part that have different values, even if the reflectance of one part becomes low and it becomes dark, the reflectance of the other part increases and becomes bright, so this bright The difference in contrast between this area and the dark film part becomes large, and the edges of the dark film part can be detected.

又、背景部分とマーク部分の境界は、上記第1の部分又
は第2の部分の少なくとも一方が明るいので、このコン
トラスト差又は境界の暗線により、検出は容易である。
Furthermore, since at least one of the first portion and the second portion is bright, the boundary between the background portion and the mark portion can be easily detected due to the contrast difference or the dark line at the boundary.

この様に、マスクのアライメント・マークの暗膜部分の
エツジ及び背景部分とマーク部分の境界がいずれも検出
しやすいので、マスク合わせが容易にできる様になるの
である。
In this way, both the edge of the dark film portion of the mask alignment mark and the boundary between the background portion and the mark portion are easy to detect, making mask alignment easier.

(実施例) 第1図は本発明の第1の実施例を説明する為の図であっ
て、(a)はウェハーアライメント・マークの平面図、
(b)はそのAl−A2断面図である。尚、本発明の実
施例では、全てマスク合わせに用いる単色光をHgのG
ライン(4358X)を用いるものとして説明する。
(Embodiment) FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of the present invention, in which (a) is a plan view of a wafer alignment mark;
(b) is its Al-A2 cross-sectional view. In the embodiments of the present invention, the monochromatic light used for mask alignment is Hg G.
The description will be made assuming that a line (4358X) is used.

(a)において、ウェハーアライメント・マークは右側
に第1背景部分11Rとその内部に形成された第1マー
ク部分12Rを有し、左側に第2背景部分11Lとその
内部に形成された第2マーク部分12Lとを有し、この
2つのアライメント・マークの組から構成される。
In (a), the wafer alignment mark has a first background portion 11R and a first mark portion 12R formed inside it on the right side, and a second background portion 11L and a second mark formed inside it on the left side. 12L, and is composed of a set of these two alignment marks.

(b)において、その断面構造を説明すれば、背景部分
11R及びIILと、マーク部分12R及び12Lとは
、シリコンウェハー13の酸化層すなわちSio2層の
第1ダート酸化層材料層14上での、ポリシリコン層か
らなるダート電極材料層15の有無によって識別される
To explain the cross-sectional structure in (b), the background portions 11R and IIL and the mark portions 12R and 12L are formed on the first dirt oxide layer material layer 14 of the oxide layer of the silicon wafer 13, that is, the Sio2 layer. It is identified by the presence or absence of a dirt electrode material layer 15 made of a polysilicon layer.

右側のアライメント・マークは、ウェハー13上に形成
された300Xの第1ダート酸化層材料層14と、この
上に形成された2600Xのダート電極材料層15と、
このr−上電極材料層15を800X酸化してなる第2
r−ト酸化層材料16とから構成される第1マーク部分
12R及び、この第1マーク部分を囲む様にウェハー1
3上に形成された300Xの第1ダート酸化層14から
構成される第1背景部分11Rからなる。
The alignment marks on the right indicate a 300X first dirt oxide layer material layer 14 formed on the wafer 13, a 2600X dirt electrode material layer 15 formed thereon,
A second layer formed by 800X oxidation of this r-upper electrode material layer 15
A first mark portion 12R consisting of an oxide layer material 16, and a wafer 1 surrounding this first mark portion.
The first background portion 11R is composed of a first dirt oxide layer 14 of 300X formed on the top of the third background portion 11R.

左側のアライメント・マークは右側のアライメント・マ
ークから第1デート酸化層材料層14、第2r−ト酸化
層材料層16を除去するとともにダート電極材料層15
を100Xエツチングし、厚さを2500Xとしたもの
である。すなわち、第1マーク部分12Rと第2マーク
部分12Lとはケ9−ト電極材料層15の厚さの差10
0Xと第2ダート酸化層材料層16の有無の差800X
の合計900Xだけ各層の合計の厚さが異なる。
The alignment mark on the left is formed by removing the first date oxide material layer 14 and the second date oxide material layer 16 from the right alignment mark, and removing the dirt electrode material layer 15.
was etched by 100X to a thickness of 2500X. That is, the difference in thickness of the gate electrode material layer 15 between the first mark portion 12R and the second mark portion 12L is 10.
0X and the difference between the presence and absence of the second dirt oxide layer material layer 16: 800X
The total thickness of each layer differs by a total of 900X.

以下、第5図及び第6図を用いて、層厚の差の合計を9
00X異ならせる理由を説明する。
Below, using Figures 5 and 6, the total difference in layer thickness is 9.
The reason for making the 00X difference will be explained.

このウェハーアライメント・マークを、半導体装置の製
造工程で用いる場合、この上に被エツチング層及びレジ
スト層が積層されている。ここで被エツチング層として
PSG層を例にとり、横軸にPSG層厚さ、縦軸に反射
率をとった場合のPSG層厚さとマーク部分12R及び
12Lの反射率の関係を示すグラフを第5図に示す。こ
れはレジスト層厚を9500Xとし、波長を水銀のGラ
イン(4358X)とした場合の計算機シュミレーショ
ンのグラフである。このグラフは、 2nd=mλ      (暗) ・・・・・(1)2
 nd=(2t+1 )λ/2 (明)   −・−(
2)の式においてnをそれぞれの層の屈折率、dをそれ
ぞれの層における層厚、m及びtは正の整数、λ=43
58Xとし、それぞれの層での多重反射を考慮しつつP
SG層の厚さを変化させて反射率を計算したものである
When this wafer alignment mark is used in the manufacturing process of semiconductor devices, a layer to be etched and a resist layer are laminated thereon. Here, taking the PSG layer as an example of the layer to be etched, the graph 5 shows the relationship between the PSG layer thickness and the reflectance of the mark portions 12R and 12L, where the horizontal axis is the PSG layer thickness and the vertical axis is the reflectance. As shown in the figure. This is a graph of a computer simulation when the resist layer thickness is 9500X and the wavelength is the mercury G line (4358X). This graph is 2nd=mλ (dark)...(1)2
nd=(2t+1)λ/2 (bright) −・−(
In the formula 2), n is the refractive index of each layer, d is the layer thickness of each layer, m and t are positive integers, λ = 43
58X, and P while considering multiple reflections in each layer.
The reflectance was calculated by changing the thickness of the SG layer.

図において、マーク部分12R及び12Lのダート電極
材料層15の厚さの差及び第2デート酸化層材料層16
の有無の差により、周期関数曲線たる反射率がPSG層
の厚さにかかわらず半位相ずれている。
In the figure, the difference in the thickness of the dirt electrode material layer 15 between mark portions 12R and 12L and the second date oxide layer material layer 16 are shown.
Due to the difference in the presence or absence of PSG, the reflectance, which is a periodic function curve, has a half phase shift regardless of the thickness of the PSG layer.

この様に第1マーク部分12Rと第2マーク部分12L
の層厚差の合計をほぼ900Xとすると、水銀のGライ
ンで反射率の位相が半波長程度ずれるがこれは次のこと
から血定できる。
In this way, the first mark portion 12R and the second mark portion 12L
If the total layer thickness difference is approximately 900X, the phase of the reflectance will shift by about half a wavelength at the G line of mercury, but this can be determined from the following.

第1マーク部分12R(!:第2マーク部分12Lは近
接しているので、両マーク部分上のPSG層の厚さは等
しい。これを考慮して、今、わかりやすくする為、前述
の多数の層からなる複合層のマーク部分の各層の屈折率
を同一の値nとした単層として考えれば、上記(1)式
と(2)式は反射率が半位相ずれている場合に相当する
。すなわち、各式において合計の厚さdがΔd異なると
すれば、2nd=mλ             ・曲
(3)2n(d+Δd)=(2t+1)λ/ 2  −
(4)となシ、 Δd=(L−m)λ/2 n+λ/4 n (12m 
)   −・−・(5)となる。
The first mark portion 12R (!: Since the second mark portion 12L is close to each other, the thickness of the PSG layer on both mark portions is equal. Considering this, for the sake of clarity, we will explain the above-mentioned numerous When considering a single layer in which the refractive index of each layer in the mark portion of a composite layer consisting of layers is the same value n, the above equations (1) and (2) correspond to the case where the reflectances are half out of phase. That is, if the total thickness d differs by Δd in each equation, then 2nd=mλ ・Song (3) 2n(d+Δd)=(2t+1)λ/2 −
(4) Tonashi, Δd=(L-m)λ/2 n+λ/4 n (12m
) −・−・(5).

本実施例の場合t = mであって、層厚差は第2ダー
ト酸化層材料層16からなるのが主であるから、この屈
折率約1.4をnに用いればΔdはほぼ780Xとなる
。実際には多層であって各層の屈折率、多重反射等を考
慮しなければならないので実施例の値とは一致していな
い。
In this example, t = m, and the difference in layer thickness is mainly due to the second dirt oxide layer material layer 16, so if this refractive index of about 1.4 is used for n, Δd becomes approximately 780X. Become. In reality, the values do not match those of the example because the structure is multi-layered and the refractive index, multiple reflection, etc. of each layer must be taken into consideration.

以上説明した様に反射率の位相のずれは半位相ずれてい
る場合が最適である。実際のアライメント装置において
は、反射光の検知感度が機種によυ差があるので、一義
的には決められないが、およそ反射率が十数多あればマ
スク合わせをすることができる明るさとなるので、−の
アライメント・マークの反射率がそれ以下になったとき
に他のアライメント・マークの反射率がそれ以上になる
程度に反射率の位相をずらしてあれば必らず、マスク合
わせができる様になる。又、素子形成のプロセスによる
理由等によシ、反射率の位相のずれの範囲を上記の範囲
内にすることができない場合であっても、マスク合わせ
ができない割合を減少させることができる。現在用いら
れているアライメント装置では、この位相のずれが半位
相を最適値として前後1/4位相のずれの範囲となる様
に設定するとよい。
As explained above, it is optimal for the phase shift of the reflectance to be half a phase shift. In actual alignment equipment, the detection sensitivity of reflected light varies depending on the model, so it cannot be determined unambiguously, but if the reflectance is about 10 or more, the brightness will be sufficient for mask alignment. Therefore, as long as the phase of the reflectance is shifted to such an extent that when the reflectance of the - alignment mark becomes less than that, the reflectance of the other alignment marks becomes greater than that, mask alignment is always possible. It will be like that. Furthermore, even if it is not possible to bring the range of the phase shift of reflectance within the above range due to reasons related to the element formation process, etc., it is possible to reduce the proportion of masks that cannot be aligned. In currently used alignment devices, it is preferable to set this phase shift to be within a range of 1/4 phase shift, with half phase being the optimum value.

この様なウェハーアライメント・マークを用いて、マス
ク合わせを行なうと、アライメント・マークの見え方は
、P2O層の厚さが第5図A又はBの範囲である場合に
は第6図(a) 、 (b)又はこれらの左右が反転し
た場合となる。
When mask alignment is performed using such wafer alignment marks, the appearance of the alignment marks will be as shown in Figure 6 (a) if the thickness of the P2O layer is within the range of Figure 5 A or B. , (b) or when these left and right sides are reversed.

本実施例のウェハーアライメント・マークにおいて、左
側アライメント・マークは従来と同じ層構成からなるの
で従来例の第3図、(a) 、 (b)すなわち第3の
場合、第4の場合と対応させである。尚、右側アライメ
ント・マークがそれぞれ第3の場合、第4の場合に対応
するときは、第6図(a) 、 (b)の左右が反転し
た場合に対応する。
In the wafer alignment mark of this embodiment, the left alignment mark has the same layer structure as the conventional one, so it corresponds to the conventional example in FIGS. 3, (a) and (b), that is, the third case and the fourth case. It is. Note that the cases where the right alignment mark is the third and fourth cases correspond to the case where the right and left sides of FIGS. 6(a) and 6(b) are reversed.

第6図(、)において、右側アライメント・マークは、
第1背景部分11Rは明るく、第1マーク部分12Rは
暗いので、第3の場合に相当し、マスク合わせはできな
い。しかしながら、右側アライメント・マークの第2マ
ーク部分12Lは第1背景部分12Hに対し反射率が半
位相分ずれている為、明るくなる。従りて右側アライメ
ント・マークが第3の場合となるときは、左側アライメ
ントマークは第1の場合となるので、この左側アライメ
ント・マーク上で走査線を走査させて、マスク合わせを
行なうことができる様になるのである。
In Figure 6 (,), the right alignment mark is
Since the first background portion 11R is bright and the first mark portion 12R is dark, this corresponds to the third case, and mask alignment cannot be performed. However, the second mark portion 12L of the right alignment mark becomes brighter because its reflectance is shifted by a half phase with respect to the first background portion 12H. Therefore, when the right alignment mark is in the third case, the left alignment mark is in the first case, so mask alignment can be performed by scanning the scanning line on this left alignment mark. It becomes like that.

第6図(b)においては、右側アライメント・マークは
第1背景部分11B及び第1マーク部分12Bのいずれ
も暗いので、第4の場合に相当し、マスク合わせはでき
ない。この場合も同様に左側アライメント・マークの第
2マーク部分12Lは反射率が半位相ずれている為、明
るくなる。従って右側アライメント・マークが第4の場
合となるときは、左側アライメント・マークは第2の場
合となるので、この左側アライメント・マーク上で走査
線を走査させてマスク合わせを行なうことができる様に
なるのである。
In FIG. 6(b), since both the first background portion 11B and the first mark portion 12B of the right alignment mark are dark, this corresponds to the fourth case, and mask alignment cannot be performed. In this case as well, the second mark portion 12L of the left alignment mark becomes bright because the reflectance is out of phase by half. Therefore, when the right alignment mark is in the fourth case, the left alignment mark is in the second case, so that mask alignment can be performed by scanning the scanning line on this left alignment mark. It will become.

尚、第2背景部分11Lの第1ダート酸化層材料層14
は、厚さが300Xしかないので反射率の周期の位相差
があまシない為、反射率は変わらないこととして図示し
た。このことからもわかる様に、第2背景部分11Lの
第1ダート酸化層材料層14は除去してもしなくても良
い。
Note that the first dirt oxide layer material layer 14 of the second background portion 11L
Since the thickness is only 300X, the phase difference in the period of the reflectance is not significant, so the reflectance is shown as not changing. As can be seen from this, the first dirt oxide layer material layer 14 of the second background portion 11L may or may not be removed.

又、P2O層厚さが第6図中Cの領域にあるときは、ア
ライメント・マークはいくぶん暗くなるが、右側も左側
も同じ程度の明るさを有し、このいずれでも位置合わせ
をすることができる。
Furthermore, when the P2O layer thickness is in the region C in Fig. 6, the alignment mark becomes somewhat dark, but the brightness on the right and left sides is the same, and alignment can be performed on either of them. can.

第7図は、本発明の第2の実施例を説明する為の図で、
ウェハーアライメント・マークとマスクのアライメント
・マークを重ねて、位置合わせをしている状態を示す。
FIG. 7 is a diagram for explaining the second embodiment of the present invention,
The wafer alignment mark and the mask alignment mark are overlapped to show the state of alignment.

第7図(、)〜(b)において、ウェハーアライメント
・マークの第1マーク部分71は第1の実施例の第1マ
ーク部分11Rと同様な構成すなわち、300Xの第1
ダート酸化層材料層、この上に形成された2600Xの
ダート電極材料層、この上に形成された800Xの第2
ダート酸化層材料層を有する。第2マーク部分72は第
1の実施例の第2マーク部分11Lと同様な構成すなわ
ち、ダート電極材料層を2500Xとし第2ダート酸化
層材料層を除去した構成とする。背景部分73は、第1
の実施例の背景部分11R又はIILのいずれでも良く
これら第1マーク部分、及び第2マーク部分を含むマー
ク部分を囲む様に形成する。第1背景部分7ノと第2背
景部分72は、マスク合わせをする際の走査線74及び
75が同じマーク部分を通る様な位置関係とする。すな
わち、第7図(、)に示す様に走査線74及び75がマ
スクのアライメントマークの暗膜部分76の中央を通る
場合には、マ−ク部分については第2マーク部分72の
みを通り、第7図(b)に示す様に暗膜部分76の端部
を通る場合には第1マーク部分71のみを通る様に構成
されている。
In FIGS. 7(,) to (b), the first mark portion 71 of the wafer alignment mark has the same configuration as the first mark portion 11R of the first embodiment, that is, the first mark portion 71 of the wafer alignment mark
a dirt oxide layer material layer, a 2600X dirt electrode material layer formed thereon, a second 800X dirt layer formed thereon;
It has a dirt oxide layer material layer. The second mark portion 72 has the same structure as the second mark portion 11L of the first embodiment, that is, the dirt electrode material layer is 2500X and the second dirt oxide layer material layer is removed. The background portion 73 is the first
The background portion 11R or IIL of the embodiment described above may be formed to surround the mark portion including the first mark portion and the second mark portion. The first background portion 7 and the second background portion 72 are placed in a positional relationship such that scanning lines 74 and 75 during mask alignment pass through the same mark portion. That is, when the scanning lines 74 and 75 pass through the center of the dark film portion 76 of the alignment mark of the mask as shown in FIG. As shown in FIG. 7(b), when passing through the end of the dark film portion 76, it is configured to pass only through the first mark portion 71.

本実施例の場合は背景部分73が明るいか暗いかにかか
わらず、第1又は第2のマーク部分を選択して走査する
ことによシアライメント・マークを組にして用いること
なしにマスク合わせをすることができ、第1の実施例の
場合に比べ省スペースが図れる。以下、本実施例のウェ
ハーアライメント・マークのマスク合わせについて説明
する。
In the case of this embodiment, regardless of whether the background portion 73 is bright or dark, mask alignment is performed by selecting and scanning the first or second mark portion without using shear alignment marks as a set. Therefore, space can be saved compared to the first embodiment. Mask alignment of wafer alignment marks in this embodiment will be explained below.

(、)は、第1マーク部分21が暗い場合を示す。(,) indicates the case where the first mark portion 21 is dark.

この場合は、第2マーク部分72が明るくなシ、走査線
74及び75をこの第2マーク部分72を走査させるこ
とによりマスク合わせを行なうことができる。第2マー
ク部分72を通る走査線に対して、図の様に背景部分7
3が暗い場合には前述の第2の場合に相当し、図にはな
いが、背景部分73が明るい場合は前述の第1の場合に
相当するからである。
In this case, mask alignment can be performed by scanning the second mark portion 72 with the scanning lines 74 and 75, where the second mark portion 72 is bright. With respect to the scanning line passing through the second mark portion 72, the background portion 7
3 is dark, this corresponds to the second case described above, and although it is not shown in the figure, when the background portion 73 is bright, it corresponds to the first case described above.

(b)は、第2マーク部分72が暗い場合を示す。(b) shows a case where the second mark portion 72 is dark.

この場合は、第1マーク部分7ノが明るくなり、走査線
74及び75をこの第1マーク部分7ノを走査させるこ
とによりマスク合わせを行なうことができる。同様に第
1マーク部分2ノを通る走査線に対して背景部分73が
暗い場合には第2の場合、明るい場合は第1の場合に相
当するからである。第8図は本発明の第3の実施例を説
明する為の図で、ウェハーアライメント・マークとマス
クのアライメント・マークを重ねて、位置合わせをして
いる状態を示す。
In this case, the first mark portion 7 becomes bright, and mask alignment can be performed by scanning the first mark portion 7 with the scanning lines 74 and 75. Similarly, when the background portion 73 is dark with respect to the scanning line passing through the first mark portion 2, it corresponds to the second case, and when it is bright, it corresponds to the first case. FIG. 8 is a diagram for explaining the third embodiment of the present invention, and shows a state in which the wafer alignment mark and the mask alignment mark are overlapped and aligned.

第8図(、)〜(b)において、ウェハーアライメント
・マークは第2の実施例の層構成と同じ第1マーク部分
81と第2マーク部分82とを有する。又これら両マー
ク部分を含むマーク部分を囲む様に第2の実施例の層構
成と同じマーク部分83を有する。このウェハーアライ
メント・マークは、マーク部分が81と82に分割され
ている他は第2図(、)に示した従来のウェハーアライ
メント・マークを45°回転したパターンとなっている
。これに合わせて、マスクのアライメント・マークも4
5゜回転したものとなっている。
In FIGS. 8(a) to 8(b), the wafer alignment mark has a first mark portion 81 and a second mark portion 82, which are the same as the layer structure of the second embodiment. Further, a mark portion 83 having the same layer structure as the second embodiment is provided so as to surround the mark portion including both of these mark portions. This wafer alignment mark has a pattern obtained by rotating the conventional wafer alignment mark shown in FIG. 2(,) by 45°, except that the mark portion is divided into 81 and 82. In line with this, the alignment marks on the mask are also 4.
It has been rotated 5 degrees.

第2の実施例では第7図(、)〜(b)に示す様に縦横
2方向の走査線を必要としたのに対し、本実施例では4
5°回転している為に1方向の走査線84によりマスク
合わせをすることができるという特徴を有する。すなわ
ち、マスクのアライメント・マークの暗膜部分85に区
切られた両側の走査線84のマーク部分上の長さを両側
開じとすることによシ横方向のマスク合わせを行ない、
その走査線の長さをあらかじめ定められた長さになる様
にすることにより、縦方向の位置合わせをすることがで
きるのである。この様な理由により第8図に示す様に横
方向の走査線に対応して第1マーク部分81と第2マー
ク部分82が上下方向に並ぶ様装置されている。
While the second embodiment required scanning lines in two directions, vertical and horizontal, as shown in FIGS.
Since it is rotated by 5 degrees, it has the feature that mask alignment can be performed using the scanning line 84 in one direction. That is, horizontal mask alignment is performed by making the lengths of the scanning lines 84 on both sides separated by the dark film portion 85 of the mask alignment mark open on both sides,
By setting the length of the scanning line to a predetermined length, vertical alignment can be performed. For this reason, as shown in FIG. 8, the first mark portion 81 and the second mark portion 82 are arranged vertically in correspondence with the horizontal scanning line.

本実施例の場合も、アライメント・マークの見え方は(
、)〜(b)に示す様になり、明るい方のマーク部分上
を走査する走査線を選択することにより、マスク合わせ
ができる。
In the case of this example as well, the appearance of the alignment mark is (
, ) to (b), mask alignment can be performed by selecting the scanning line that scans the brighter mark portion.

尚、本発明の第3の実施例で縦方向の走査線を用いるこ
とはできない。なぜなら、縦方向の走査線では、この走
査線が通る部分が同じとはならず、マーク部分の一方が
暗い為、この暗い部分では前述の第4の場合となシ、マ
スク合わせができないのである。その為、縦の走査線を
用いる場合は、第1及び第2マーク部分が左右方向に並
ぶ様形成する。
Note that vertical scanning lines cannot be used in the third embodiment of the present invention. This is because, in the vertical scanning line, the parts that the scanning line passes through are not the same, and one of the marked parts is dark, so mask alignment cannot be performed in this dark part, unlike in the fourth case mentioned above. . Therefore, when using vertical scanning lines, the first and second mark portions are formed so as to be aligned in the left-right direction.

本発明のウェハーアライメント・マークは変形列として
第9図(a)に示す様に第1の実施例の第1マーク部分
12Rと同じ層構成の第1背景部分91と第2マーク部
分12Lと同じ層構成の第2背景部分92とからなる背
景部分とその中央のマーク部分93とを有する様に構成
しても良い。この場合は(b)に示す様なマーク部分9
3より大きな窓を有する暗膜部分94を備えるマスクの
アライメント・マークを用いてマスク合わせするのに好
ましい。このマスク合わせは、(C)に示す様に、走査
線95及び96を、第1背景部分91又は第2背景部分
92のうち明るい方を通る様に走査させる。
The wafer alignment mark of the present invention is the same as the first background part 91 and second mark part 12L having the same layer structure as the first mark part 12R of the first embodiment, as shown in FIG. 9(a) as a modified row. It may be configured to have a background portion consisting of a second background portion 92 of a layered structure and a mark portion 93 at the center thereof. In this case, mark part 9 as shown in (b)
It is preferred to align the mask using mask alignment marks comprising dark film portions 94 with windows larger than 3. In this mask alignment, the scanning lines 95 and 96 are scanned so as to pass through the brighter of the first background portion 91 or the second background portion 92, as shown in (C).

以下、本発明のウェハーアライメント・マークが半導体
装置の製造工程とともに形成され、マスク合わせに用い
られる状態をMOS )ランジスタを素子に有する半導
体装置を例にとって第10図(、)〜(、)を用いて説
明する。
Hereinafter, the state in which the wafer alignment mark of the present invention is formed during the manufacturing process of a semiconductor device and used for mask alignment will be described using FIGS. I will explain.

第10図(、)及び(b)は第1の実施例のウェハーア
ライメント・マークが形成されていく工程を示す。
FIGS. 10(a) and 10(b) show the steps in which the wafer alignment marks of the first embodiment are formed.

図において、IQlはウェハーアライメント・マーク形
成予定領域、102は素子形成予定領域を示す。
In the figure, IQl indicates a region where wafer alignment marks are to be formed, and 102 indicates a region where elements are to be formed.

(、)に示す様に、まず、素子分離に用いられるフィー
ルド酸化層103を形成した後、素子の第1ダート酸化
層104を形成する工程で同時に第1ダート酸化層材料
層14を形成する。次に、層厚2600Xの素子のダー
ト電極層105を形成する工程で、マーク部分12L及
び12Rを形成する予定領域に同じ厚さのダート電極材
料層15を形成する。
As shown in (,), first, a field oxide layer 103 used for device isolation is formed, and then a first dirt oxide layer material layer 14 is simultaneously formed in the step of forming a first dirt oxide layer 104 of the device. Next, in the step of forming the dirt electrode layer 105 of the element with a layer thickness of 2600X, the dirt electrode material layer 15 with the same thickness is formed in the regions where the mark portions 12L and 12R are to be formed.

この後、(b)に示す様に素子のy−ト電極層105を
酸化し層厚800Xの第2ダート酸化層106を形成す
る工程でダート電極材料層15を酸化し、同じ厚さの第
2ダート酸化層材料層16を形成する。次に第1ダート
酸化層104をエツチングし、コンタクトホールを形成
する工程で第2背景部分11Lの第1ダート酸化層材料
層14を除去する。
After that, as shown in (b), the dirt electrode material layer 15 is oxidized in the step of oxidizing the y-to electrode layer 105 of the element to form a second dirt oxide layer 106 with a layer thickness of 800X, and a second dirt electrode layer 106 with the same thickness is oxidized. A two-dirt oxide layer material layer 16 is formed. Next, the first dirt oxide layer 104 is etched to remove the first dirt oxide layer material layer 14 in the second background portion 11L in a step of forming a contact hole.

これと同時に第2ダート酸化層材料層16が完全に除去
されるとともにデート電極材料層15のぼりシリコン層
が100Xオーバーエツチングされて2500Xとなる
。これにより第1図(b)の断面形状のウェハーアライ
メント・マークが形成される。
At the same time, the second dirt oxide layer material layer 16 is completely removed and the silicon layer above the date electrode material layer 15 is overetched by 100X to 2500X. As a result, a wafer alignment mark having the cross-sectional shape shown in FIG. 1(b) is formed.

尚、これ以前のいずれかの工程でウェハー13には不純
物が拡散され、不純物拡散領域が形成されるが、詳説は
しない。
Incidentally, impurities are diffused into the wafer 13 in any of the steps before this, and an impurity diffusion region is formed, but this will not be explained in detail.

第10図(c)〜(、)は、以上の工程で形成されたウ
ェハーアライメント・マークを用いて半導体装置を形成
する工程である。
FIGS. 10(c) to 10(,) show steps of forming a semiconductor device using the wafer alignment marks formed in the above steps.

(c)はウェハーとマスクのマスク合わせ工程である。(c) is a mask alignment process between the wafer and the mask.

前述の工程後、層間絶縁層として750OX程度のPS
G層107を形成する。前述した様に、このPSG層1
07は層厚の制御が難しく、7500Xを中心として、
1OOOX程度の層厚のばらつきを有する。次に、この
上にレジスト層108を形成し、マスク109とマスク
合わせを行なう。マスク合わせ後、フォトリソ工程が行
なわれる。
After the above process, PS of about 750OX is used as an interlayer insulating layer.
A G layer 107 is formed. As mentioned above, this PSG layer 1
07 is difficult to control the layer thickness, mainly 7500X,
The layer thickness varies by about 1OOOX. Next, a resist layer 108 is formed on this, and mask alignment with a mask 109 is performed. After mask alignment, a photolithography process is performed.

(d)はエツチングが行なわれた状態を示す。7オトリ
ソエ程で、前述のマスク合わせが行なわれ、エツチング
が行なわれる。エツチング後、レジスト層10Bは除去
される。この後、U等により電極パターン110が形成
され、(、)の様なMO8IC素子を有する半導体装置
を得る。
(d) shows the state where etching has been performed. In the 7th etching process, the aforementioned mask alignment is performed and etching is performed. After etching, resist layer 10B is removed. Thereafter, an electrode pattern 110 is formed using U or the like to obtain a semiconductor device having a MO8IC element as shown in (,).

ところで、本発明は、第1の実施例で説明した様に、第
1マーク部分12Bと第2マーク部分12Lに積層され
ている各層の合計の層厚差が900Xすなわち(5)式
で示される層厚差Δdに多重反射等を考慮した層厚差と
なると好ましい。第1の実施例では、素子形成の工程の
条件で第2ダート酸化層材料層16の厚さが800Xと
、上記の層厚差よりも小さい場合を例にとったので、ダ
ート電極材料層16を100Xオーバーエツチングする
必要があった。しかしながら、第2ダート酸化層材料層
16の厚さが、上記の層厚差よりも大きい場合には、こ
の酸化層材料層16を上記の層厚差だけ除去するにとど
める。例えば、酸化層材料層16の厚さが100OXで
ある場合は、900Xだけエツチングし、100Xは残
す様にする。
By the way, in the present invention, as explained in the first embodiment, the difference in the total layer thickness of each layer laminated on the first mark portion 12B and the second mark portion 12L is 900X, that is, expressed by equation (5). It is preferable that the layer thickness difference Δd takes into consideration multiple reflections and the like. In the first embodiment, the thickness of the second dirt oxide layer material layer 16 is 800X, which is smaller than the above-mentioned layer thickness difference under the conditions of the element formation process. It was necessary to over-etch by 100X. However, if the thickness of the second dirt oxide layer material layer 16 is greater than the above-mentioned layer thickness difference, this oxide layer material layer 16 is only removed by the above-mentioned layer thickness difference. For example, if the thickness of the oxide material layer 16 is 100X, only 900X is etched, leaving 100X.

(発明の効果) 本発明は、以上説明した様にウェハーアライメント・マ
ークの少なくともマーク部分又は背景部分のうちでポリ
シリコン層が形成された部分が、これを構成する各層の
合計の厚さが異なる第1の部分と第2の部分からなり、
その層厚差が、マスク合わせに用いる単色光を照射した
ときに反射率の周期がずれる様構成されているので、こ
れら第1又は第2の部分のうち一方の部分の反射率が低
下しても、他方は反射率が高くなるので、マスクのアラ
イメント・マークの暗膜部分のエツジ検出は容易となり
、この反射率の高い部分を選択してマスク合わせをする
ことができる様になるのである。
(Effects of the Invention) As explained above, the present invention provides that at least the mark portion or background portion of a wafer alignment mark has a portion where a polysilicon layer is formed, and the total thickness of each layer constituting the portion is different. Consisting of a first part and a second part,
The difference in layer thickness is such that the period of reflectance shifts when monochromatic light used for mask alignment is irradiated, so the reflectance of one of these first or second portions decreases. However, since the reflectance of the other side is high, it becomes easy to detect the edge of the dark film portion of the mask alignment mark, and it becomes possible to select this high reflectance portion for mask alignment.

従って、層厚の制御が困難な層を積層してマスク合わせ
をする場合であっても、それ以前に反射率の異なる2つ
の部分が形成されているのでマスク合わせを容易にする
ことができる。そのため、従来レノスト厚さを変化させ
て露光工程をやり直さなければならなかったウェハーを
、そのまま処理することができ、工程を簡単にすること
ができる。又、やり直し等の特別な工程を考慮する必要
がない為、工程の自動化も、容易となる。特に、十回〜
士数回もの7オトリソエ程を必要とする高集積の半導体
装置においては、その効果は著しい。
Therefore, even if layers whose thicknesses are difficult to control are laminated and mask alignment is performed, since two portions with different reflectances have been formed beforehand, mask alignment can be facilitated. Therefore, wafers that conventionally required changing the lenost thickness and redoing the exposure process can be processed as they are, simplifying the process. Furthermore, since there is no need to consider special processes such as redoing, process automation becomes easy. Especially 10 times~
This effect is remarkable in highly integrated semiconductor devices that require several times of reconstitution.

尚、本発明の各実施例における特有の効果をまとめると
次の様になる。
Note that the unique effects of each embodiment of the present invention are summarized as follows.

第2の実施例は第1の実施例に比ペアライメント・マー
クを1つ用意するだけでよく、省スペースが図れる様に
なる。
The second embodiment requires only one comparison alignment mark in addition to the first embodiment, and space can be saved.

第3の実施例は第2の実施例同様にアライメント・マー
クを1つ用意するだけでよいとともに、更に、一方向の
走査線のみで縦横両方向の位置合わせをすることができ
る様になる。
In the third embodiment, just one alignment mark is required as in the second embodiment, and furthermore, it is possible to perform alignment in both vertical and horizontal directions using only one scanning line.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(、)及び(b)は本発明の第1の実施例を説明
する為の図で、(a)はウェハーアライメント・マーク
の平面図、(b)はそのAl−A2断面図、第2図(、
)は従来のウェハーアライメント・マークの平面図、(
b)はマスクのアライメント・マークの平面図、第3図
(、)及び(b)は従来のウェノ・−アライメント・マ
ークを用いてマスク合わせができない状態の平面図、第
4図は1層の層に単色光を照射した場合の波長と反射率
との関係を示すグラフ、第5図は、本発明の第1の実施
例のウェハーアライメント・マークにおけるPSG層厚
さと反射率の関係を示すグラフ、第6図(、)及び(b
)は本発明の第1の実施例のウェハーアライメント・マ
ークを用いてマスク合わせを行なっている状態の平面図
、第7図(、)〜(b)は本発明の第2の実施例のウェ
ハーアライメント・マークを用いてマスク合わせを行な
っている状態の平面図、第8図(、)〜(b)は、本発
明の第3の実施例のウェハーアライメント・マークを用
いてマスク合わせをしている状態の平面図、第9図(、
)は反射率の位相が異なる部分を背景部分の代りにマー
ク部分で形成した平面図、(b)はそれに用いるマスク
のアライメント・マークの平面図、(C)はこれらアラ
イメント・マークを用いてマスク合わせをしている状態
の平面図、第10図(、)〜(、)は本発明の第1の実
施例のウェハーアライメント・マークが素子を形成する
工程とともに形成され、マスク合わせに用いられる状態
を示す各工程における断面図。 11R,91・・・第1背景部分、11L、92・・・
第2背景部分、21.73.83・・・背景部分、12
R,71,81・・・第1マーク部分、12L。 72.82・・・第2マーク部分、22.93・・・マ
ーク部分、13・・・ウェハー、14・・・第1ダート
酸化層材料層、15・・・ダート電極材料層、16・・
・第2ダート酸化層材料層、24.76.85.94・
・・暗膜部分。 第1図 第2図 第5図 psG、4 fiJ之 CA) 第6図 第9図
1(a) and (b) are diagrams for explaining the first embodiment of the present invention, in which (a) is a plan view of a wafer alignment mark, (b) is an Al-A2 cross-sectional view thereof, Figure 2 (,
) is a top view of a conventional wafer alignment mark, (
b) is a plan view of the mask alignment mark; Figs. 3(a) and (b) are plan views of a state in which mask alignment cannot be performed using conventional wafer alignment marks; Fig. 4 is a plan view of a single layer mask alignment mark. A graph showing the relationship between wavelength and reflectance when a layer is irradiated with monochromatic light. FIG. 5 is a graph showing the relationship between PSG layer thickness and reflectance in the wafer alignment mark of the first embodiment of the present invention. , Figure 6(,) and (b
) is a plan view of a state in which mask alignment is performed using wafer alignment marks according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. FIGS. 8(a) to 8(b), which are plan views showing mask alignment performed using alignment marks, show mask alignment using wafer alignment marks according to the third embodiment of the present invention. Plan view of the state in which the
) is a plan view in which the mark portion is used instead of the background portion to form a portion with a different phase of reflectance, (b) is a plan view of the alignment marks of the mask used for it, and (C) is the plan view of the mask using these alignment marks. FIGS. 10 (,) to (,), which are plan views of the state in which alignment is being performed, show the state in which the wafer alignment marks of the first embodiment of the present invention are formed during the process of forming elements and are used for mask alignment. Cross-sectional views showing each process. 11R, 91...first background part, 11L, 92...
Second background part, 21.73.83...Background part, 12
R, 71, 81...first mark portion, 12L. 72.82... Second mark portion, 22.93... Mark portion, 13... Wafer, 14... First dirt oxide layer material layer, 15... Dirt electrode material layer, 16...
・Second dirt oxide layer material layer, 24.76.85.94・
...Dark film part. Figure 1 Figure 2 Figure 5 psG, 4 fiJ CA) Figure 6 Figure 9

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ウェハー上に背景部分と、該背景部分中のマーク
部分を有し、このいずれか一方の部分がポリシリコン層
により形成され、該ポリシリコン層上に酸化層を有し、
前記ポリシリコン層の有無によって前記背景部分とマー
ク部分の識別を行なうウェハーアライメント・マークで
あって、 前記背景部分又はマーク部分のうち、前記ポリシリコン
層が形成された部分にマスクのアライメント・マークの
暗膜部分が重ねられ、単色光を照射してマスク合わせを
行なうウェハーアライメント・マークにおいて、 前記ポリシリコン層が形成された部分は、前記各層の合
計の厚さが第1の厚さの第1の部分と、上方から所定の
厚さ除去して第2の厚さに形成された第2の部分を有し
、この厚さの差は前記単色光の干渉による反射率の周期
の位相がずれる様構成されたウェハーアライメント・マ
ーク。
(1) having a background portion and a mark portion in the background portion on the wafer, one of the portions being formed of a polysilicon layer, and having an oxide layer on the polysilicon layer;
A wafer alignment mark that identifies the background portion and the mark portion depending on the presence or absence of the polysilicon layer, wherein the alignment mark of the mask is placed on a portion of the background portion or the mark portion where the polysilicon layer is formed. In a wafer alignment mark in which dark film portions are overlapped and mask alignment is performed by irradiating monochromatic light, in the portion where the polysilicon layer is formed, the total thickness of each layer is a first thickness. and a second portion formed to have a second thickness by removing a predetermined thickness from above, and the difference in thickness causes a phase shift in the period of reflectance due to interference of the monochromatic light. A wafer alignment mark composed of various types.
(2)特許請求の範囲第1項において、前記単色光の干
渉による周期の位相のずれは半波長程度であるウェハー
アライメント・マーク。
(2) The wafer alignment mark according to claim 1, wherein a periodic phase shift due to interference of the monochromatic light is about half a wavelength.
(3)特許請求の範囲第1項において前記第1の部分と
第2の部分は、マスク合わせ時の走査線が、それぞれ同
じ厚さの部分を通る様に配置されたウェハーアライメン
ト・マーク。
(3) In claim 1, the first portion and the second portion are wafer alignment marks arranged so that scanning lines during mask alignment pass through portions having the same thickness.
JP59273785A 1984-12-27 1984-12-27 Wafer alignment mark Granted JPS61154127A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59172722A (en) * 1983-03-23 1984-09-29 Oki Electric Ind Co Ltd Manufacture of alignment mark

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS59172722A (en) * 1983-03-23 1984-09-29 Oki Electric Ind Co Ltd Manufacture of alignment mark

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