JPS6218714A

JPS6218714A - アライメントマ−クの形成方法

Info

Publication number: JPS6218714A
Application number: JP60158781A
Authority: JP
Inventors: Kimikichi Deguchi; 出口　公吉; Kazuhiko Komatsu; 一彦小松; Masatoshi Oda; 政利小田; Kazuo Hirata; 一雄平田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1985-07-18
Filing date: 1985-07-18
Publication date: 1987-01-27

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】〔発明の技術分野〕本発明は、半導体集積回路の製造工程において、被露光
基板に設けるアライメントマークの形成方法に関するも
のである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年の半導体集積回路の高集積度化に伴い、回路バタン
の寸法は微細化をたどっている。このため、回路パタン
を半＝４体基板に転写する露光装置には、高解像性のみ
ならず高アライメント精度が要求されるようになってき
た。

従来の露光装置における露光用マスクと被露光基板との
アライメントは、両者のアライメントマークに光を照射
して得られる反射光を検出して、両者の相対位置を合わ
せ込む手法によって行っている。

このようなアライメント装置として、例えば特願昭５５
−０３４３６９号がある。第３図を用いてアライメント
マークの検出原理を説明する。同図（ａ）においてｌは
マスクのアライメントマークで、２−５１．２−ｂは照
明光２に対する高反射部、３は透過部、４は基板１０に
設けられたウェハのアライメントマークで、５は高反射
部、６−ａ、６−ｂは低反射部である。両者のアライメ
ントマークに照明光７を照射して得られる反射光８−ａ
、８−ｂ、９をＩＴＶカメラ、ＣＣＤカメラ等の受光器
で検出すると、同図（ｂ）に示すような電気信号が得ら
れる。１１−ａ、１１−ｂがマスクアライメントマーク
に対応する信号、Ｉ２がウェハアライメントマークに対
応する信号である。この電気信号からマスクとウェハの
アライメントマークの相対位置関係を検出して、両者の
関係が決められた値を満たすようにマスクとウェハのア
ライメント装置を制御する。このようなアライメント装
置において、アライメント精度を高くするには、マスク
とウェハのアライメントマークの検出信号のＳＮ比を高
くすることが要求される。即ち、アライメントマークの
光学的コントラストが高いことが要求される。特に、ウ
ェハのアライメントマークの低反射部６−ａ、６−ｂか
らの反射光はバックグランド１３−ａ、１３−ｂとなる
ため、極力小さい値に抑えることが重要となる。

そのためには、マーク形状を最適化することが望ましい
。

このような、コントラストの高いウェハのアライメント
マーク及びその製法については、特開昭５８−９０７２
８号公報に開示されている。

第４図を用いてアライメントマークの製法について説明
する。先ず、同図（ａ）の半導体基板１０の主面上に、
８１０２　＊　５１３Ｎ、等のマスク材層１４を形成す
る。次に、同図（ｂ）に示す如くマスク材層１４上にフ
ォトレジスト１５を塗布し、多数のラインアンドスペー
スレジストパタン１６−ａ、１６−ｂと直線レジストバ
タンｚ７を、それぞれ第３図の低反射部６−ａ、６−ｂ
、高反射部５のサイズに等しくなるようフォトリングラ
フィにより形成する。然る後、同図（Ｃ）に示す如く、
フォトレジストパタンをマスクにマスク材層１４に対す
るエツチング処理によυ、フォトレジストパタンに対応
した、多数のラインアンドスペースマスク材層バタン１
　ｇ　−ａ　＊　１８−　ｂ　ト直線マスク材層パタン
１９をマスク材層１４に形成し、次いでフォトレジスト
１５を除去する。次に、同図（ｄ）に示す如くマスク材
層１４に形成されたバタン１８．１９をマスクとして半
導体基板１０に対する等方的エツチング処理としてのプ
ラズマエツチング処理をなし、円弧状断面を有する多数
の微小窪みの配列からなる領域２０−ａ、２０−ｂを形
成し、然る後、エツチングマスク材層１４を半導体基板
１０よシ除去し、同図（、）の目的とするアライメント
マークを得る。

本アライメントマーグは、第３図の低反射部６−ａ、６
−ｂに対応する部分が多数の微小な円弧状パタン２Ｚ−
ａ、２１−ｂとなるため照明光に対する反射率が低下す
る。これに対し、第３図の高反射部５に対応する部分は
平滑面２２となるのでアライメントマークのコントラス
トが高くなる。

しかし、上述した従来のアライメントマーク形成方法で
は、第４図のマスク材層１４を形成した後、特別なライ
ンアンドスペースレジストパタン１６−ａ、１６−ｂを
形成する必要がある等工程が複雑となる問題があった。

さらに、第４図（ｅ）の円弧状パタン２１−ａ、２１−
ｂを得るため、エツチングを最適条件で停止する必要が
あり、最終判定が難しかった。このエツチングがアンダ
ーあるいはオーバーとなるとアライメントマークのコン
トラストが低下するため欠陥となる問題があった。この
ように、エツチング条件にマージンがないため歩留りが
高くない欠点を有していた。

〔発明の目的〕

本発明は、被露光基板に設けるアライメントマークの形
成方法において、アライメントマークの光学的なコント
ラストが高く、形成工程が簡便でかつ高い歩留シを有す
るアライメントマークの形成方法を提供することにある
。

〔発明の概要〕本発明の特徴は、従来技術で必要とされたエツチングマ
スク材層及び微小な凹凸群を形成するためのラインアン
ドスペースレジストパタンを形成することなく、−回の
ドライエツチングによりアライメントマークを形成でき
ることにある。従来のマーク形成技術とは、エツチング
マスク材層の形成工程と、これに対するドライエツチン
グ工程及びマスク材層の除去工程が除ける点が異なる。

〔発明の実施例〕

本発明は、光に対して高反射率を有する部分と低反射率
を有する部分とから構成され、とれら画部分により反射
される反射光を検出して、これら画部分が形成された基
板の立置決め制御を行うためのアライメントマークの形
成方法において、高反射率となすべき部分にのみプラズ
マを利用したドライエツチング法に耐食性を有する部材
を設けて、該ドライエツチング法によシエッチングし、
該アライメントマークの該低反射率となすべき部分に微
小な凹凸群を形成するもので、以下図面を参照して詳細
に説明する。

実施例１第１図は第１の実施例を説明する概略図である。同図（
ａ）の半導体基板１０にシリコン単結晶で面方位（ｉｏ
ｏ）のウェハを用いて、その表面にドライエツチング法
に耐食性を有するレジスト１５を塗布し、アライメント
マークバタンルジストパタン２４、レジストのない部分
２３−ａ、２３−ｂを公知の方法にて形成する。

レジストパタン２４は第３図のアライメントマークの高
反射部５のサイズに、レジストのない部分２３−ａ　＋
　２３−　ｂは第３図のアライメントマークの低反射部
６−ａ、６−ｂのサイズにそれぞれ等しくなるように形
成する。次に、ＣＣ１！ｔＦ２をガスとして高周波グロ
ー放電を利用したドライエツチングを施せば、＠１図（
ａ）のレジストのない部分Ｚ　Ｊ−ａ　ｔ　２　Ｊ　−
ｂは、第１図（ｂ）の２５−　ａ　ｅ　２５−　ｂに示
す如く微小な四角錐状の突起群で満たされる。このドラ
イエツチング法と形状については、Ｋ、ヒラタ著、ドラ
イ・エツチング・チクノロシイ、フォ、１μｍＶＬｓｒ
製作（Ｋ、　Ｈｌｒａｔａ　ｅｔ＋　ａｍ、　Ｄｒｙ　
Ｅｔｃｈｉｎｇ　’ｒｅｃｈ　−ｒ＋ｏ１ｏｇｙ　ｆｏ
ｒ　ｔ　μｍ　ｖＬｓＩ　　Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　
）、　ＩｇＥｇＥＤ−２８（１１）　Ｐ１３２３　（１
９８１）　Ｋｔｍ示されている。その寸法はおおむね底
辺１μｍＯ１高さ１〜２μｍとなる。次に、第１図（ｂ
）のレジスト１５を公知の方法で除去すれば第１図（Ｃ
）に示す形状となる。レジストパタン下部２６は平滑表
面のままであるが、エツチング部の突起群２５−ａ、２
５−ｂは表面が粗面となるため、照明光に対する反射率
は極めて小さく黒体に近い表面となる。したがって、本
アライメントマークを光学的に検出すると、極めて高い
コントラストが得られる。

このように、本発明によれば、第４図に示した従来方法
に比べ極めて簡便にかつ極めて高いコントラストを有す
るアライメントマークを形成できる。さらに、従来方法
に比ベエッチングのマージンが大きいため、歩留シの高
いアライメントマークが得られるとともに生産性も大幅
に改善できる。

実施例２第２図は本発明の他の実施例を説明する概略図である。

同図（ａ）の基板１０にＵＯ膜２７が形成されたウェハ
に公知の方法にて、実施例１と同様にレジスト１５を塗
布し、アライメントマークパタンのレジストパタン２４
およびレジストのない部分２３−ａ、２３−ｂを形成す
る。

次に、ＣＦ４と０．の混合ガスを用いて高周波グコー放
電を利用したドライエツチングを施せば、レジストのな
い部分２３−ａ、２３−ｂは同図（ｂ）に示す如く微小
な柱状結晶が林立した凹凸群２１１−ａ、２ｇ−ｂが得
られる。このドライエツチング法と形状については、小
出等、Ｍｏ膜の結晶構造とプラズマエツチング特性、第
２回ドライプロセスシンポジウム予稿集Ｐ８７（１９８
０）に開示されている。次でレジスト１５を公知の方法
にて除去すれば同図（ｃ）となる。

レジストバタン下部２９は平滑表面のままであるが、エ
ツチング部の凹凸群２Ｂ−ａ、２Ｂ−ｂは表面が微小な
凹凸面となるため元に対する反射率は極めて小さく黒体
に近い表面となる。

このように、本発明によれば、にｆ○のような金属膜に
対しても極めて簡便にかつ極めて高いコントラストを有
するアライメントマークを形成できる。

本発明は、以上の実施例に限定されることなく、公知の
ドライエツチング法を適用すれば種々の材料の表面状態
を光学的に反射率の低い微小な凹凸形状になし得るため
、その応用範囲は極めて広い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、被露光基板に設け
るアライメントマークの照明光に対するコントラストを
大幅に改善でき、しかも、その形成方法が榎めて簡便で
かつ啄めて高い歩留りが得られる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明の他の実施例を示す断面図、第３図はアライメントマ
ークの検出原理を説明する図、笥４図は従来のアライメ
ントマークの形成方法を説明する断面図である。１・・・マスクのアライメントマーク、２・・・高反射
部、３・・・透過部、４・・・ウェハのアライメントマ
ーク、５・・・高反射部、６・・・低反射部、７・・・
照明光、８・・・マスクマークからの反射光、９・・・
ウェハマークからの反射光、ＺＯ・・・基板、１１・・
・マスクマークの検出信号、１２・・・ウェハマークの
検出信号、１３・・・パックグランド、１４・・・マス
ク材層、１５・・・レジスト、１６・・・ラインアンド
スペースレジストバタン、２７・・・直線レジストバタ
ン、１８・・・ラインアンドスペースマスク材層バタン
、１９・・・直線マスク材層バタン、２０・・・円弧状
断面を有する多数の微小窪みの配列からなる領域、２１
・・・円弧状バタン、２２・・・平滑面、２３・・・ア
ライメントマークバタンのレジストのない部分、２４・
・・アライメントマークバタンのレジストバタン、２５
・・・微小な四角錐状の朶起群、２６・・・レジストバ
タン下部、２７・・・）Ｊｏ膜、２８・・・微小な柱状
結晶が林立した凹凸ｆＬｚｙ・・・レジストバタン下部
。出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図第２図 ↑↑仁８−ａ　　　　　↑↑均一す走査イ立Ｉ第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

　光に対して高反射率を有する部分と低反射率を有する
部分から構成され、これら両部分により反射される反射
光を検出して、これら両部分が形成された基板の位置決
め制御を行うためのアライメントマークの形成方法にお
いて、高反射率となすべき部分にのみプラズマを利用し
たドライエッチング法に耐食性を有する部材を設けて、
該ドライエッチング法によりエッチングし、該アライメ
ントマークの該低反射率となすべき部分に微小な凹凸群
を形成することを特徴とするアライメントマークの形成
方法。