JPS62144325A - 目合せ位置決め方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は縮小投影露光装置等における目合せ位置決め方
法に関する。

〔従来の技術〕

半導体デバイスはＳｉ等の半導体ウェハーにフォトレジ
スト等、感光性樹脂の被膜を形成し、半導体デバイスの
マスクワークの各層毎のパターンを目合せ露光装置、縮
小投影露光装置により、選択的に露光、現像し、然る後
、不純物拡散や蒸着、エツチング等の処理を行うという
サイクルを順次行うことにより、所定の場所に所定の機
能を持つ構造物を作り込むことにより得られる。

従って、半導体デバイスを製造する際、マスクワークの
各層のパターンを半導体ウェハー上に焼付ける場合、そ
の相互の位置関係Δ；正確であることが必要である。

最近の半導体デバイスの高密度化に伴い、このマスクワ
ーク各層間の相対位置決め（目合せ）精度は益々厳しい
ものとなっており、デバイスによっては同一ウェハー上
のダイであっても各ダイ毎に目合せを実施し、層間口合
せの精度を厳密に維持する必要がある。このため、従来
の露光装置、例えば縮小投影露光装置では、ウェハー上
の各露光ショット単位毎に層間口合せのためのアライメ
ントマークをダイ中に形成しておき、このアライメント
マークを各ショット毎に検出し、露光光学系と被露光ダ
イとの相対位置を検出、フィードバックし正確に位置合
せが出来る様になっている。

第２図は従来の目合せ方式の一例を示す概念図である。

ウェハー１上のあるダイ中の任意の場所に形成されてい
る短冊状のＳｉＯ２等の段差から成るアライメントマー
ク２がある。ウエノ・−１はステージ３の上に載ってい
る。Ｈｅ−Ｎｅレーザー４からのレーザー光は振動子５
により振動され、ミラー６、レンズ７を介して集光され
、アライメントマーク２を照射する。レーザー光はアラ
イメントマーク２の段差の端面で反射回折され、エツジ
情報として検出素子８あるいは９に入る。

今、アライメントマーク２の中心と、振動子５によるレ
ーザー光のスキャンの中心、即ちレンズ７の光軸と一致
しているならば、検出素子８，９に入る光量は等しいが
、アライメントマーク２の中心が光軸に対して左右いず
れかにズしているならば、等しくない。従って、検出素
子８，９の光量が等しくなる様にステージ３を移動させ
ることにより、アライメントマーク２をレンズ７の光軸
上にもってくることが可能となる。

従って、１つの半導体デバイスを製造する過程で、同じ
アライメントマークについてアライメントを行っていれ
ば、常に同一光軸上にノ（ターンを重ね合せることが可
能になる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した従来のダイ上に形成したアライ
メントマークのパターン段差を利用し、そのエツジによ
る反射回折光をフローブとして位置検出する方法ではア
ライメントマークの形状が常にシャープで同一に保たれ
ていれば問題無いが、加工処理によりアライメントマー
クの段差形状が変化したり、段々となまったりすること
があるたメ、アライメントマークのエツジ端からの反射
回折光が検出素子に入らなかったり、十分でないため、
アライメントマーク位置検出が不能であることもある。

このため、工程途中で新たに別のアライメントマークを
ダイ中の別の場所に形成し、残りの工程はこの別のアラ
イメントマークに対して位置決めを行う必要が生じてい
る。

全工程を通して一つのアライメントマークを使用して目
合せ位置決めをせず、途中から新しいアライメントマー
クを形成し、使用するということは新しいアライメント
マークを形成する際に目合せ位置誤差を含むことになる
ため、全工程を通じての目合せ位置精度はアライメント
マークの数がふえる程悪化することになる。

本発明はウェハーの表面の条件の如何にかかわらず、常
にアライメントマークの螢光板に対する相対位置を認識
できる目合せ位置決め方法を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はウェハーのダイ上にＸ線を遮光する金属からな
るアライメントマークを設け、露光すべきダイのアライ
メントマークをＸ線で照射し、そのアライメントマーク
の投影像を螢光板で光学イメージに変換し、螢光板にお
ける投影像の位置情報から露光すべきダイの目合せ位置
情報を得ることを特徴とする目合せ位置決め方法である
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の概念図である。

ウェハー１１上には各ダイ単位にＸ線を遮光する金属よ
りなるアライメントマーク１２を配置しである。露光光
学系のレンズ１３の光軸に極めて近くかつウェハーの深
さ方向でのＸ線の透過率が一番高くなる位置にＸ線線源
１４がある。ウェハー１１はステージ１５により露光光
学系の光軸に対し移動することが出来る。ステージ１５
の直下で且つＸ線線源１４からの透過Ｘ線が到達すると
ころに螢光板１６がある。

今、ステージ１５に付随する補助スケール（図では省略
）により、露光すべきダイは露光光学系のレンズ１３の
光軸下に駆動されてくる。

然るに、Ｘ線線源１４からのＸ線は該ダイのアライメン
トマーク１２を照射する。アライメントマークはＸ線を
遮光する金属よりなるため、直下の螢光板１６にはアラ
イメントマーク１２のネガ像が描かれる。

螢光板１６に描かれたアライメントマークのネガ像は光
学系１７により拡大され、撮像管１８により電気信号情
報に変換され、アライメントマークの螢光板上における
相対位置情報を持つパターン情報として信号処理装置１
９に送られる。

信号処理装置１９ではあらかじめ与えであるアライメン
トマークの形状に関する情報と、露光光学系１３の光軸
にダイのセンターが一致した場合のアライメントマーク
１２のネガ像が螢光板１６上における位置すべき位置情
報とを基準とし、実際のアライメントマークが作るネガ
像からの形状、位置情報とを比較し、該ダイの露光光学
系の光軸に対する偏移量を測定することが出来る。この
偏移量に関する情報をステージ駆動制御系にフィードバ
ックしてやることにより、ダイを光軸に正確に一致する
様にステージを移動させることが出来る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明はＸ線を遮光する金属でウェ
ハー上の各ダイのアライメントマークを作り、露光すべ
きダイのアライメントマークをＸ線で照射することによ
り、ウェハーが載っているステージの下で且つ露光光軸
の下方近傍にある螢光板にアライメントマークイメージ
を検出することができる。そして、これはウェハーの加
工状態に依らず、ウェハープロセスの全工程において等
価に使用できるため、１つのアライメントマークを全工
程を通して使用でき、いかなるプロセスにおいても高精
度の目合せ位置決めが可能であり且つ、アライメントマ
ークの数を減らすことができダイのサイズも小さなもの
にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概念図、第２図は従来
の目合せ方法の一実施例を示す概念図である。 １１・・・ウェハー、１２・・・アライメントマーク、
１３・・・レンズ、１４・・・Ｘ線線源、１５・・・ス
テージ、１６・・・螢光板、１７・・・光学系、１８・
・・撮像管、１９・・・信号処理装置特許出願人　　日
本電気株式会社 °、−ｊ′

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体ウェハーのダイ上にＸ線を遮光する金属か
   らなるアライメントマークを設け、露光すべきダイのア
   ライメントマークをＸ線で照射し、そのアライメントマ
   ークの投影像を螢光板で光学イメージに変換し、螢光板
   における投影像の位置情報から露光すべきダイの目合せ
   位置情報を得ることを特徴とする目合せ位置決め方法。