JPS63153818A - アライメント用マ−ク - 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、回折格子を利用したマスクとウェハのアライ
メント用マークに係り、特に、半導体製造プロセス変動
によりアライメントが困難になることを除去し、より安
定したアライメントが可能なアライメント用マークの構
造に関するものである。

（従来の技術） 、　　従来、回折格子を利用したマスクとウェハのアラ
イメント法はいくつかのものが提案されている。

例えば、マスクに設けた第１の回折格子とウェハに設け
た第２の回折格子とを一定のギャップをおいて重ね、こ
れら第１及び第２の回折格子にコヒーレント光を垂直に
入射させ、再回折格子によって生じる回折光の強度の変
化によってマスクとウェハの相対変位を検出して位置合
わせを行うように構成したものがある。なお、この分野
の技術を示すものとして、例えば、特開昭５９−７５６
２８号が挙げられる。

また、第３図に示されるように、−次元フレネルゾーン
プレート１及びマスクマーク２をマスクに設け、このゾ
ーンプレート１のゾーンと同じ方向に一定のピッチで直
線状に延びるアライメント用マーク（ウェハマーク）３
をウェハに設け、マスクマーク２とウェハマーク３の位
置が一致して、ゾーンプレート阜の集束光が回折格子と
して作用するウェハマーク３上に丁度入射する時に、ウ
ェハマーク３から“その長手方向に回折する光を検出し
て位置合わせを行うものもある。なお、この分　・野の
技術を示すものとして、例えば、米国特許第４．３１１
，３８９号明細書（ＵＳ、　Ｃｌ−３５６／３５４）が
挙げられる。

このような回折格子は、第３図に示すように、アライメ
ント用光源の波長λの４分の１の段差を持つステップを
ある固定のピッチで直線状に並べたものである。このス
テップにより回折された光は、ステップの高さくｄ）と
ピッチ（Ｐ）により、その位相が縦方向にλ／２ずれて
、凹部と凸部での位相差がλ／２となり、検出角θは、
θ富士５ｉｎ−λ／Ｐ となり光強度のピークを持つことになる。この検出され
たピークによりアライメントを行うことができる。

１（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記した従来のアライメント用マークに
おいては、実際の半導体製造プロセスにおいて、アライ
メント前にレジストがその上に塗られた場合、回折光の
位相が丁度？／２だけずれなくなるために、回折光強度
のピー　りが所定の角度で得られず、アライメントが困
難になるといった問題があった。

本発明は、上記問題点を除去し、どのような半導体製造
プロセスに対してもマスクとウェハのアライメントが可
能となるような構造の回折格子を利用したアライメント
用マークを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記問題点を解決するために、回折格子を利
用したアライメント用マークにおいて、レジスト塗布後
レジスト塗布時での凹部の凸部に対する深さがアライメ
ント用光源の波長λ／４或いはその近傍の値をとるよう
に、複数のピッチを持ち直線状に並んだ凹凸形状を設け
るようにしたものである。

（作用） 本発明によれば、上記のように構成することにより、ウ
ェハ上にある厚さのレジストを塗布した場合、ピッチが
異なるマークの凹部でのレジスト膜厚はマークによって
異なるが、凹部の凸部に対する深さがλ／４或いはその
近傍の値をとるマークが存在することになり、マーク下
層の膜構造に依存することがなく、しかも、レジスト塗
布時の膜厚変動に対しても常に安定した回折光強度のピ
ークが得られ、安定したアライメントを行うことができ
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すアライメント用マーク
の構成図であり、第１図（ａ）はその断面図、第１図（
ｂ）はその平面図を示している。

これらの図から明らかなように、ウェハｌＯ上の直線状
のアライメント用マーク１１は、異なるピッチＰ＋　、
Ｐｔ、Ｐｓの複数の凹凸マークを直線状に並べたものか
らなる。各マークの凹凸部の段差は等しいものとするが
、これは必ずしも必要な条件ではない、このような構造
にすることにより、ウェハｌＯ上にある厚さのレジスト
１２を塗布した場合、ピッチが異なるマークの凹部での
レジスト膜厚はマークによって異なるが、凹部の凸部に
対するす深さがλ／４の値或いはその近傍の値をとるマ
ークが存在するようにすることができる。従って、この
ような複数のピッチを有するアライメント用マスクを用
いることにより、アライメントを安定して行うことがで
きる。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

第２図は本発明の他の害施例を示すアライメント用マー
クの平面図である。

この実施例においては、異なるピッチのマークを多数用
意しなければならない場合に、これらを１本の直線上に
並べるとアライメント用マークが長（なり過ぎるのを避
けるために、第２図に示されるように、これを複数列の
アライメント用マ−り２１．２２．２３に分けて平行に
配置するようにしたものである。

上記したアライメント用マークは、各マークのピッチを
異ならせて、レジスト塗布後にも段差がλ／４のものが
存在するようにしたものであるが、各マークのピッチを
同じにし、段差を予め少しずつ異なるようにすることも
可能である。また、各マークのピッチと段差を同じにし
、凹部と凸部の面積比を予め少しずつ異なるようにする
ことも可能である。このように構成することにより、同
様にレジスト塗布後のレジスト表面上での凹部の凸部に
対する深さがλ／４或いはその近傍の値をとるマークが
存在するようにすることができる。

なお、以上の説明においては、フレネルゾーンプレート
を用いる回折格子を利用したアライメント用マークを念
頭において説明したが、本発明のアライメント用マーク
はこの方法に限らず、ウニ、１ハ上に設けた位相型の回
折格子を用いる全ての回折格子法アライメント用マーク
に適用できることは明らかである。

また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明によれば、回折格
子を利用したアライメント用マークにおいて、レジスト
塗布後の表面上での凹部の凸部に対する深さをλ／４或
いはその近傍に設定できるように複数のピッチを持つ構
造にしたので、マーク下層の膜構造に依存することがな
く、しかも、レジスト塗布時の膜厚変動に対しても常に
安定した回折光強度のピークが得られ、安定したアライ
メントを行うことができる。

また、マーク下層の膜構造に依存しないため、プロセス
的にも応用範囲が広い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すアライメント用マーク
の構成図、第２図は本発明の他の実施例を示すアライメ
ント−用マークの平面図、第３図は従来のアライメント
を説明する斜視図である。 １０・・・ウェハ、１１．２１．２２．２３・・・アラ
イメント用マーク、１３・・・レジスト、Ｐ＋　、Ｐｇ
　、Ｐｓ　、Ｐ＋＋。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回折格子を利用したマスクとウェハとのアライメ
   ント用マークにおいて、 レジスト塗布後レジスト表面上での凹部の凸部に対する
   深さがアライメント用光源の波長λ／４或いはその近傍
   の値をとるように、複数のピッチを持ち直線状に並んだ
   凹凸形状を有することを特徴とするアライメント用マー
   ク。
2. （２）異なるピッチを持つ直線状に並んだ凹凸形状を有
   するマークを分割し平行に複数列並設してなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のアライメント用マ
   ーク。