JPH02228021A - 半導体装置の製造方法および装置ならびにそれに用いるレチクル - 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、半導体装置の製造に際し、ウェハ自体への管
理用インデックス等の大量の情報の付与および、アライ
メントにおける高精度な位置決めを可能とする技術に関
する。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造工程において、ウェハへの管理用イン
デックスを記入する技術に関して記載されているものと
して本出願人による特開昭５１−１４０４８２号公報が
ある。

上記公報にも記載されているように、半導体装置の製造
工程におけるウェハを用いたいわゆる前処理工程では、
ウェハ表面の回路素子として用いない部分に、マーキン
グ領域を設けて、ウェハの製品番号等の識別を行ってい
た。このようなマーキング方法としては、旧来はダイヤ
モンド等の硬質材料による手書きで行われていたが、作
業効率右よび製品信頼性への悪影響が懸念され、現状で
はレーザ光の照射によるマーキングあるいはエツチング
等によるマーキングが主流となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記に列挙したいずれの技術においても、オペ
レータの目視による認識が可能なマーキングをウェハ表
面に施すという点に変わりはなく、そのために大面積を
確保しなければならず、製品の歩留りを低下させる要因
となっていた。

しかも、上記各技術では記録できる情報量に限界があり
、その内容もロフト番号あるいは製品番号のみに限定せ
ざるを得なかった。

また、上記マーキングの読取りに際しても、７セグメン
ト状に配置されたフォトダイオードを光センサとして数
字の認識を行う技術が提案されているが、下層にエツチ
ング等で形成されたマーキングは上層に行くにしたがっ
て段差の認識が困難となり、自動認識が難しい等の不都
合を生じていた。

本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、そ
の第１の目的は、ウェハに設計情報あるいは生産管理情
報等の大量の情報の登録を可能にするとともに、該情報
の自動読取りを高精度化して、効率的“かつ信頼性の高
いウェハプロセスを実現することにある。

第２の目的は、露光工程におけるアライメントを高精度
で実現することにある。

本発明の上記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述右よび添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、概ね次のとおりである。

すなわち、第１に、ウェハ上に少なくとも一対のターゲ
ットパターンとビットパターンとで構成された管理用イ
ンデックスを形成し、ターゲットパターンから得られた
認識位置情報に基づいてビットパターンの読取り開始位
置を検出し、該開始位置よりビットパターンを順次読み
取ることによりウェハからインデックス情報を取得する
ものである。

第２に、ウェハ上に周期性の形状で所定のパターンを形
成し、該パターンの反射光より得られた信号をフーリエ
変換または標準偏差変換することにより該パターンの認
識を行うものである。このときに変換は検出軸方向に対
して直交方向に行うものである。

〔作用〕

上記した第１の手段によれば、ウェハに関する情報を微
小なビットの集合で構成されるビットパターンとして記
録することにより大量の情報をウェハ上に登録すること
が可能となり、ウェハの処理を効率化することができる
。

また、ターゲットパターンとビットパターンとが一体と
なった管理用インデックスを設けることにより、ターゲ
ットパターンによって決定された位置座標に基づいてビ
ットパターンの読取りを正確に行うことができ、ウェハ
情報の自動読取りを高精度で実現できる。

第２の手段によれば、信号レベルで検出軸方向と直交す
る周期軸の方向に対して選択的にフーリエ変換または標
準偏差変換を行うことにより、信号の鮮鋭度を劣化させ
ることなく、Ｓ／Ｎ比を大幅に向上させることができ、
検出信頼性を大幅に高めることができる。

〔実施例〕

第２図に示すように、本実施例のウェハ１は、その表面
にマトリクス状に複数の回路素子領域２（ベレット領域
）が配置されており、当該回路素子領域２の全領域には
管理用インデックス３が形成されている。

ここで、上記管理用インデックス３は、第１図に示すよ
うに、位置決め用のターゲットパターン４とこれに隣設
されたビットパターン５とで構成されている。同図にお
いてターゲットパターン４は十字形状で構成されている
が、該形状に限られずいかなる図形形状であってもよい
。このターゲットパターン４の詳細は第１６図に示す通
りであり、１辺が６μｍ程度の正四角形を１２μｍのピ
ッチでボックス状に配置し、該ボックスの内部にさらに
十字形状に配列したものである。このターゲットパター
ン４の全体は、縦横の１辺がそれぞれ１２０μｍ程度で
構成されている。一方のビットパターン５は全体が縦１
４０μｍ、慣３１５μｍの長方形で構成されおり、その
内部はマトリクス状に配列された複数個のシングルビッ
ト６で構成されている。各シングルビット６は、たとえ
ば第３図に示すようなパターンで形成されているが、こ
れらについては後述する。

以上に説明したように、ターゲットパターン４とビット
パターン５とからなる管理用インデックス３は、その全
体が縦１４０μｍ、横４６５μｍ程度の長方形の微小形
状であり、従来のマーキングによるインデックスに比し
て著しく小さく形成できるため、第２図に示すようにウ
ェハｌ上の複数箇所に任意に配置することが可能である
。

ここで、本実施例において管理用インデックス３に記録
される情報の内容について簡単に説明する。

まず、本実施例でウェハ１上に記録される情報はフォト
マスクあるいはレチクル７によって決定される固定情報
としての設計情報と、ウェハ１毎あるいは配置座標毎に
異なる可変情報としての生産管理情報とに分かれる。前
者の設計情報は、たとえば■製品名、■工程名、■ター
ゲットパターン座標、■検査パターン座標等で構成され
る。

方、後者の生産管理情報は、たとえば■ウェハのロフト
番号、■ウェハ番号等で構成される。このような各情報
項目と管理用インデックス３への登録方法を概念的に説
明したものが第４図である。

次に、設計情報と生産管理情報とに分けてそれぞれの管
理用インデックス３の形成方法を具体的に説明する。

まず、設計情報に関する管理用インデックス３は、同じ
一連の製品について固定された情報であるため、第５図
に示すように、回路パターン８とともに予めフォトマス
クあるいはレチクル７にパターン形状を形成しておき、
初期の露光工程において、ウェハ１への回路パターン８
の転写と同時あるいは同一の露光工程中でウェハ１上に
転写することが可能である。同図では、石英ガラス等の
透明のレチクル基板１０上のほぼ中央にクロム（Ｃｒ）
の蒸着膜によって回路パターン８が形成されており、そ
の右上には上記の設計情報をビットパターン５として登
録した管理用インデックス３が形成されており、左側に
は位置合わせ用の白抜きパターン１１が形成されている
。

これに対して、生産管理情報に関する管理用インデック
ス３は、ロフト番号あるいはウニ八番号の差異によりウ
ェハ毎に異なったものとする必要があるため、ターゲッ
トパターン４はともかく、ビー／　）パターン５につい
てはその全体を同時に形成することはできない。したが
って、当該生産管理情報用の管理用インデックス３にお
けるビットパターン５は、たとえば１ビツト毎に露光工
程毎に登録される。すなわち、レチクル７には第５図に
示したように、前述の設計情報用のターゲットパターン
４の他に、生産管理情報の管理用インデックス３のビッ
トパターン５における当該露光工程に対応する１ビット
分の情報を記録したシングルビット６が形成されており
、当該レチクル７による回路パターン８の転写工程と同
じ工程中でウェハ１の所定領域に上記シングルビット６
の転写が行われる。このシングルビット６の転写状態を
示したものが第６図であるが、その詳細については後述
する。

第７図は、上記管理用インデックス３をウェハ１上に形
成するのに用いられる露光装置１２を示している。同図
において、基台１３の上に設置され水平方向に移動可能
なＸＹステージ１４の上面にはウェハチャック１５に固
定されたウェハ１が載置されている。上記ウェハ１の上
方には縮小投影レンズ１６が配置され、そのさらに上方
には露光光学系１７が配置され、側方にはアライメント
光学系１８が配置されている。アライメント光学系１８
は、アライメント光源２０からのアライメント光が、コ
ンデンサレンズ２１、ハーフミラ−２２、リレーレンズ
２３、反射鏡２４および縮小投影レンズ１６を経てウェ
ハ１上に照射され、当該アライメント光の反射光は上記
経路を逆行してパターン検出用ＴＶカメラ２５に入光さ
れ、画像信号として認識される。

また、露光光学系１７は、水銀ランプ等からなる露光光
源２６と、凹面鏡からなる集光鏡２７を備えており、イ
ンテグレータ２８およびコンデンサレンズ２１を通じて
露光照明がレチクル７に達する構成となっている。本実
施例では上記コンデンサレンズ２１とレチクル７との間
にはマスキングブレード３０が配置されており、レチク
ル７上に照射される所定範囲の露光照明は遮光されてウ
ェハｌ上には到達しないようになっている。

上記マスキングブレード３０と、レチクル７と、ウェハ
１との位置関係について示したものが第６図である。同
図では、生産管理情報用の管理用インデックス３０ビツ
トパターン５において、当該レチクル７を用いた露光工
程に対応するビット分（シングルビット６）の情報のみ
を転写する場合の位置関係を示しており、実際の回路パ
ターン８の転写における位置関係を示してはいない。こ
のような所定露光工程の対応ビットの転写は、当該露光
工程の直前あるいは直後に行われることが望ましい。な
お、同図に示すマスキングブレード３０はレチクル７０
表面全体を覆うように形成されており、第６図に示すよ
うに生産管理情報の１ビット分および白抜きパターン１
１に対応する範囲のみに露光照明を透過させる構造とな
っている。

なお、図示しないがマスキングブレード３０にはＸＹ方
向への微調整手段が設けられており、水平方向への移動
が可能であるものとする。

第８図（ａ）は上記に説明したターゲットパターン４あ
るいはビットパターン５等のパターン（以下パターン３
１と総称する）を形成する場合のウェハプロセスのステ
ップ、同図（ｂ）はその断面構造をそれぞれ示している
。

上記第８図（ｂ）では、まずシリコン（Ｓｉ）からなる
半導体基板８１の表面にシリコン酸化膜８２〈５１０２
）を０．０５μｍ程度成長させた後、フォトエツチング
技術を用いて不純物ドープのためのパターンニングを行
うが、このとき同時に■で示スパターン３１ａを形成す
る。

次に、第２工程の素子分離工程において、上記シリコン
酸化膜８２上の所定部位においてさらにシリコン酸化膜
が堆積形成され素子分離層が形成されるが、これと同時
に■に示すパターン３１ｂが形成される。このようなパ
ターン３１ｂは、堆積高さが約０．３５μｍ程度のもの
となる。

以上のような工程を経た後、上記シリコン酸化膜上には
、第２のシリコン酸化膜８３、第１のゲート膜８４、第
３のシリコン酸化膜８５、第２のゲート膜８６、第４の
シリコン酸化膜８７が順次形成されて、その上層にアル
ミニウム（ＡＩ）による第１配線８８が形成される。こ
の第１配線の形成と同時に■で示す部分にエツチング処
理によってパターン３１Ｃが形成される。

ところで、このようなパターン３１の上層に各種の層が
形成される場合には、下層に位置するパターンの段差が
上層に反映せず、そのために上層からはパターンの認識
が困難な場合がある。このような場合には、たとえば第
１配線８８の形成時に形成されたパターン３１Ｃをさら
に第２配線８９の形成時に重ねてパターン３１ｄとして
形成してもよい。

上記のように本実施例ではパターン３１の形成を不純物
ドープ工程、素子分離工程、配線工程等の複数の工程で
行うことにより、パターン３１の認識を高めることがで
きる。

以上では、パターン３１の形成を第８図に基づいて概略
的に説明したが、上記以外の他のプロセスを通じて形成
してもよい。

次に、上記工程によって形成されたターゲットパターン
４、ビットパターン５の認識方法について具体的に説明
する。

第９図は、第７図で説明した露光装置１２とは異なり、
アライメント光学系１８を露光光学系１７とは独立した
状態で備えている構成を示している。

同図において図示されないウェハチャックの上面に固定
されたウェハ１の上方には対物レンズ３２およびハーフ
ミラ−３３が所定の角度で配置されている。ハーフミラ
−３３の側方には、コンデンサレンズ３４を経てハロゲ
ンランプ等で構成されたアライメント光源３５が配置さ
れている。また同図においてハーフミラ−３３の上方に
はＴＶ左カメラ６が配置されている。

同図において、アライメント光源３５からのアライメン
ト光は、コンデンサレンズ３４を通じてハーフミラ−３
３で所定角度に屈折された後、対物レンズ３２を経てウ
ェハｌ上に照射される。ここで、ウェハｌから反射され
た検出光は上記対物レンズ３２およびハーフミラ−３３
を直進してＴＶ左カメラ６に入射される。ＴＶ左カメラ
６では入射された検出光を電気信号に変換して、画像処
理回路３７において後述の演算処理を行った後、ターゲ
ットパターン４の位置認識あるいはビットパターン５の
コード識別を行う。ここで、たとえばターゲットパター
ン４を構成する周期性のパターンを認識している状態を
概念的に示したものが第１０図である。同図では、ター
ゲットパターン４から得られた周期性のパターンがＴＶ
左カメラ６の結像面において撮影され画像として認識さ
れている。

次に、上記ＴＶ左カメラ６からの画像信号を基に画像処
理回路３７において行われる演算処理について説明する
。

本実施例の画像処理回路３７においては、画像信号を基
にフーリエ変換あるいは標準偏差の算出等を行い、ノイ
ズ成分を減衰させて認識精度を高めている。

第１１図は、フーリエ変換の原理を示しており、一般に
周期性を有する任意の関数ｆ　（ｘ）は次の（１）〜（
３）に示すようにフーリエ級数展開することができる。

ことになる。このことより、検出された画像信号に対し
て画像処理回路３７においてフーリエ変換を実行するこ
とによって、パターン認識の精度は大幅に向上すること
になる。

なお、上記（１）〜（３）式の変数Ｘは無次元数であり
、距離Ｘ′に変換する必要がある。これを下記に示す。

２π／　Ｘ　＝　ｋ　／　Ｘ　’　　　　　　　　　　
　　（４）（ｋ＝周期長さ） ここで、ｎ；１として前述の（２）および（３）式に（
４）式を代入すると、 上式において、（２）式と（３）式とは、関数ｆ　（Ｘ
）と周期と位相とが一致したときにのみ、その絶対値が
大きくなり、他の条件下においても微小値となる。

すなわち、ターゲットパターン４における周期性パター
ンの周期と一致したａ、、、ｂ、、の値は、ターゲット
パターン４からの信号成分のみが増幅された状態となり
、他のノイズ成分は減衰されるここで、ｘ’　＝ｘとし
、さらに変数をｘ、ｙとすれば、 となる。上記（７）および（８）式において、Ｘとｙと
を互いに置換することができる。また、積分範囲にオフ
セットを与えることが可能である。

次に、上記のフーリエ変換における方向性について説明
する。

まず、箪１２図（ａ）に示したような光強度分布を有す
る画像信号において、検出軸Ｘと同じ方向にフーリエ変
換を行う場合についてシミニレ−ジョンしてみる。第１
２図ら）は、ベーシック言語によるシミュレーションプ
ログラムを示しており、行番号６０でフーリエＣｏ５変
換（Ｘ方向）を行い、行番号７０でフーリエＳｉｎ変換
（Ｘ方向）を行っている。また、行番号１０００〜１１
００までのサブルーチンにおいて疑似的に画像信号を生
成している。

このときの実行結果を示したものが第１２図（Ｃ）であ
る。同図から明かなように、検出軸Ｘと同じ方向にフー
リエ変換を行った場合には、画像信号のＳ／Ｎ比は向上
するものの、信号の鮮鋭度は大幅に劣化する。これによ
り、検出軸Ｘ方向へのフーリエ変換は好ましくないこと
がわかる。

次に、第１３図（ａ）に示したような光強度分布を有す
る画像信号において、検出軸Ｘと直交する方向、すなわ
ちｙ軸方向にフーリエ変換を行う場合について説明する
。

第１３図（ｂ）はベーシック言語によるシミュレーショ
ンプログラムであり、行番号６０でフーリエＣｏ５変換
（ｙ方向）、行番号７０でフーリエＳｉｎ変換（ｙ方向
）を行っている。

上記のシミｎレーション結果を表したものが第１３図（
Ｃ）である。このようなｙ軸方向へのフーリエ変換後の
画像信号は、信号の鮮鋭度を劣化させることなく、Ｓ／
Ｎ比を大幅に向上させることができる。

このように、本実施例では画像処理回路３７における信
号処理レベルでのフーリエ変換を行うことによって、検
出軸Ｘと直交する方向のみの変換を実現できるため、信
号の鮮鋭度を高（維持できる。これに対して、従来技術
ではフィルタ等を用いた光学的なフーリエ変換を施して
認識精度を高める技術も提案されていたが、光学的なレ
ベルでのフーリエ変換は、ｘｙ方向に同時に行われるた
め、Ｓ／Ｎ比は向上しても信号の鮮鋭度が劣化してしま
っていた。

なお、上記のシミュレーションプログラムでは、簡単化
のためにベーシック言語で記述したが、変数の整数化、
ＣＱＳ関数とｓｉｎ関数のテーブル表化等を行うことに
より演算処理の高速化が可能である。

次に、フーリエ変換とともに画像処理回路３７で行われ
る区間標準偏差変換について説明する。

標準偏差は一般に下記の式で与えられる。

（但しｆ＝平均値） 第１４図（ａ）に示したような光強度分布を有する画像
信号において、検出軸Ｘと同じ方向に区間標準偏差変換
を行った場合について説明する。

第１４図ら）で示したシミュレーションプログラムにお
いて、行番号４０〜８５のループによってＸ方向への区
間標準偏差変換が行われる。なお、行番号１０００〜１
１００のサブルーチンで疑似的に画像信号を生成してい
る。

上記シミュレーションの実行結果を示したものが第１４
図（Ｃ）である。

同図から明かなように、検出軸Ｘと同方向に区間標準偏
差変換を実行した場合には、信号の鮮鋭度の劣化が著し
く認識精度を高く維持することはできない。

これに対して、第１５図（ａ）〜（Ｃ）は、検出軸Ｘ方
向とは直交する方向、すなわち周期軸ｙの方向に区間標
準偏差変換を行った場合を示している。このシミュレー
ションの実行結果を示す第１５図（Ｃ）からも明かなよ
うに、信号の鮮鋭度の劣化なしにＳ／Ｎ比が向上する。

ただ、この場合の区間標準偏差変換においては、その変
換原理から周波数の分別機能は得られない。

次に、ターゲットパターン４とビットパターン５との場
合に分けてその認識方法について具体的に説明する。

ターゲットパターン４は先に説明したように、第１６図
に示すような周期性のパターンで形成されており、十字
の中心を算出することによって位置認識を行うものであ
る。

第１７図は、上記のようなターゲットパターン４の認識
方法におけるフローチャートを示している。

まず、ＴＶカメラ３６より画像処理回路３７が画像信号
を取り込むと（ステップ１７０１）、先に説明したよう
に、検出軸Ｘと直交する方向、すなわち周期軸ｙ方向に
フーリエ変換を実行する（１７０２）。これによって得
られたａ　（Ｘ）およびｂ（Ｘ）の２乗和平方を算出し
Ｒ（３）を得る（１７０３）。

次に、しきい値により周期性パターンの複数の組合せに
よる各々の中心位置を算出しく１７０４）、パターン間
隔の組合せ（Ｌ＋　、　Ｌ２　）を選別して（１７０５
）　、ターゲットパターン４の中心を算出する（１７０
６）。

次に、上記のようにして得られたターゲットパターン４
の中心座標を基に、ビットパターン５で構成された所定
のコードの読取りを行う場合について説明する。

ここで、ビットパターン５を構成するシングルビット６
のパターン例については第３図に示すものがあり、縦横
の１辺がそれぞれ３５μｍの領域に（ａ）〜（Ｃ）に示
されたパターンを形成することによって“１”あるいは
“０″を表現するものとする。

以下、第１８図のフローチャートにしたがって説明する
。

まず、ＴＶカメラ３６より画像処理回路３７に対して画
像信号が取り込まれ（１８０１）、先の第１７図で説明
した一連のシーケンスでターゲットパターン４の中心座
標が算出されると（１８０２）、このターゲットパター
ン４の中心座標を基準にして、ビットパターン５の読取
り開始位置が算出される（１８０３）。このとき、本実
施例では、第１図に示したようにターゲットパターン４
とビットパターン５とは所定の位置関係で一対に形成さ
れているため、ターゲラトノ（ターン４を基準とするこ
とにより、ビットパターン５の読取り開始位置は正確に
把握される。

次に、所定のシングルビット６からの画像信号が画像処
理回路３７でフーリエ変換されるが、このときのフーリ
エ変換の方向は、先に説明したように検出軸Ｘ方向と直
交方向にある周期軸ｙ方向に行われる（１８０４）。

このようにして算出されたａ　（Ｘ）とｂ　（ｘ）との
２乗和平方Ｒ（Ｘ）を得たのち（１８０５）　、Ｒ（Ｘ
）の最大値と最小値とを算出しく１８０６）、両値を減
算したものが、予め設定した判定値εよりも大き（，１
か小さいかによって当該ビットが“１”であるか“０”
であるかを判定する（１８０７）。このようにして得ら
れた２進コードは、１６進コードによる文字、数字ある
いは記号として図示されな０出力装置に出力される（１
８０６）。したがって、たとえばＡＳＣＩＩコードに準
拠した場合、１文字の英数字を表現するためには８ビツ
ト、すなわち８個のシングルビット６が必要となる。

次に、ビットパターンの読取りの変形例について、第１
９図を用いて説明する。

ここで、ステップ１９０１−１９０３までは先の第１８
図と同様であるので説明を省略する。

まず、ビットパターン５の読取りを開始した後、ｙ方向
のデータを圧縮し平均化する（１９０４）。

次に、Ｘ方向のフーリエ変換を行う（１９０５）。

このときのフーリエ変換の周期は等倍である。

次に、Ｘ方向に対して２倍の周期によるフーリエ変換を
行う（１９０６）。このように、Ｘ方向のフーリエ変換
であっても、周期を変えてフーリエ変換を行うことによ
り、プロセスの差異によるウェハの反射率の変化を吸収
して、ノイズ成分を減衰させることが可能である。

このようにして得られた周期１倍のフーリエ変換と周期
２倍のフーリエ変換との全値の２乗和平方Ｒを算出する
（１９０７）。

次に、上記Ｒが判定値εよりも大であるか否かによって
当該ビットが“ｌ”であるか１０″であるかが判定され
る（１９０８）。このようにして２進数で表されたビッ
ト列は、１６進コードとして出力される（１９０９）。

以上の説明では、画像処理回路３７において得られた画
像信号をいずれもフーリエ変換して認識する場合で説明
したが、第２０図は区間標準偏差変換によって認識する
場合のフローチャートである。

同図において、ステップ２００１〜２００３については
上記第１９図の場合と同様であるので説明を省略する。

ビットパターン５の読取りが開始されると、当該シング
ルビット６をスキャンした画像信号の標準偏差が算出さ
れる（２００４）。この結果、得られた値Ｓが予め設定
されていた判定値εよりも大きいか否かによって当該シ
ングルビット６が“１”であるか“０”であるかが判定
され（２００５）、１６進コードとして出力される（２
００６）。このように、標準偏差を用いた認識は、周期
性に関係なく振幅が大きければ検出が容易であるという
利点を有しているため、先のターゲットパターン４の認
識よりは、むしろビットパターン５の認識に用いる方が
有利である。

以上を総合すると、本実施例では、ターゲットパターン
４の如く周期性のあるパターンの認識の場合には、周波
数の分別機能のない区間標準偏差よりはフーリエ変換を
用いた認識が優れており、ビットパターン５の如く周期
性のないパターンの認識に際しては、フーリエ変換、区
間標準偏差変換のいずれも可能である。

このようにして出力された１６進コードは、たとえば製
品の識別番号、ロフト番号等の他、たとえばプロセス仕
様等も登録可能である。管理用インデックス３からこの
ように登録されたプロセス仕様を読み取ることによって
、次に行うプロセス条件を決定することが容易となり、
処理プロセスの効率化も図ることができる。しかも、本
実施例ではこのプロセス仕様に関する情報はウェハ１自
体に登録されているため、ウェハ１と情報とが分散して
しまうことなく、誤りのない確実なプロセス管理が実現
できる。

このように、本実施例によれば、ウェハ１に関する情報
を微小なビットの集合で構成されるビットパターン５と
して記録することにより大量の情報をウェハ１上に登録
することが可能となり、ウェハ１の処理を効率化するこ
とができる。

また、ターゲットパターン４とビットパターン５とが一
体となった管理用インデックス３を設けることにより、
ターゲットパターン４によって決定された位置座標に基
づいてビットパターン５の読取りを正確に行うことがで
き、ウェハ情報の自動読取りを高精度で実現できる。

管理用インデックス３は、各露光工程を通じて形成され
るため、別工程のマーキング工程を必要とせず、ウェハ
プロセスを効率的に行うことができる。

また、画像処理回路３７を用いて信号レベルで検出軸方
向と直交する周期軸の方向にフーリエ変換を行うことに
より、検出信頼性を大幅に高めることができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、シングルビット６における′１”または“０
′のパターンは第３図に示すものに限られず如何なる段
差形状のものであってもよい。また、周期性のターゲッ
トパターン４に関しても、第１６図に示された形状のも
のに限られない。

また、管理用インデックス３についてはターゲットパタ
ーン４とビットパターン５のみによって形成されている
場合で説明したが、このような管理用インデックスとと
もに、従来の記号・数字等による管理用インデックスを
レーザマーキング等の技術で併記してもよい。

〔発明の効果〕 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

すなわち、ウェハに関する情報を微小なビットの集合で
構成されるビットパターンとして記録することにより大
量の情報をウェハ上に登録することが可能となり、ウェ
ハの処理を効率化するとともに、ウェハ情報の読取り信
頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例に用いられる管理用インデックスを示
す平面図、 第２図はウェハの全体を示す平面図、 第３図はシングルビットのパターン形状を示す説明図、 第４図はウェハ上への登録情報項目とその登録方法を概
念的に示した説明図、 第５図は本実施例で用いられるレチクルを示す平面図、 第６図はレチクルとマスキングブレードとの位置関係を
示す説明図、 第７図は本実施例で用いられる露光装置を示す説明図、 第８図（ａ）および（ハ）はパターン形成のプロセスを
示すステップおよび断面構造を示す説明図、第９図は露
光装置におけるアライメント光学系を示す説明図、 第１Ｏ図はこのアライメント光学系が周期性のパターン
を［１している状態を概念的に示した説明図、 第１１図（ａ）〜（Ｃ）はフーリエ変換の原理を示す説
明図、 第１２図（ａ）はフーリエ変換において光強度分布にお
ける検出軸Ｘ方向への計算方向を示す説明図、第１２図
（ｂ）はシミュレーションプログラム、第１２図（Ｃ）
は該プログラムの実行結果をそれぞれ示す図、 第１３図（ａ）は周期軸ｙ方向への計算方向を示す説明
図、 第１３図ら）はシミュレーションプログラム、第１３図
（Ｃ）は該プログラムの実行結果をそれぞれ示す図、 第１４図（ａ）は区間標準偏差変換において光強度分布
における検出軸Ｘ方向への計算方向を示す税四回、 １１４図υはシミニレ−ジョンプログラム、第１４図（
Ｃ）は該プログラムの実行結果をそれぞれ示す図、 第１５図（ａ）は周期釉ｙ方向への計算方向を示す説明
図、 第１５図（ｂ）はシミニレ−ジョンプログラム、第１５
図（Ｃ）は該プログラムの実行結果をそれぞれ示す図、 第１６図は周期性のターゲットパターンを示す説明図、 第１７図はターゲットパターンの認識手順を示すフロー
チャート、 第１８図〜第２０図はそれぞれビットパターンの認識手
順を示すフローチャートである。 １・・・ウェハ　２・・・回路素子領域、３・・・管理
用インデックス、３・・・管理用インデックス、４・・
・ターゲットパターン、５・・・ビットパターン、６・
・・シングルビット、７・・・レチクル、８・・・回路
パターン、ｌＯ・・・レチクル基板、１１・・・白抜き
パターン、１２・・・露光装置、１３・・・基台、１４
・・・ＸＹステージ、１５・・・ウェハチャック、１６
・・・縮小投影レンズ、１７・・・露光光学系、１８・
・・アライメント光学系、２０・・・アライメント光源
、２１・・・コンデンサレンズ、２２・・・ハーフミラ
−２３・・・リレーレンズ、２４・・・反射鏡、２５・
・・パターン検出用ＴＶカメラ、２６・・・露光光源、
２７・・・集光鏡、２８・・・インテグレータ、３０・
・・マスキングブレード、３１・・・パターン、３２・
・・対物レンズ、３３・・・ハーフミラ−３４・・・コ
ンデンサレンズ、３５・・瞭アライメント光源、３６・
・・ＴＶ左カメラ３７・・・画像処理回路。 代理人　弁理士　筒　井　大　和 第９ 図 λ７ 第 図 第１０図 第 図 第 図 第２０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウェハ上に少なくとも一対のターゲットパターンと
   ビットパターンとで構成された管理用インデックスを有
   し、ターゲットパターンによる認識位置情報に基づいて
   ビットパターンの読取り開始位置を検出し、該開始位置
   よりビットパターンを順次読み取ることによりウェハか
   らインデックス情報を取得することを特徴とする半導体
   装置の製造方法。 ２、上記ビットパターンは“１”あるいは“０”を表す
   シングルビットの集合で構成されていることを特徴とす
   る請求項１記載の半導体装置の製造方法。 ３、上記管理用インデックスは露光装置を通じてフォト
   マスクまたはレチクル上の回路パターンをウェハ上に転
   写する際に、同時にあるいは同一の露光工程中でフォト
   マスクまたはレチクル上から転写されることを特徴とす
   る請求項１記載の半導体装置の製造方法。 ４、上記ビットパターンの転写に際しては、その露光工
   程に対応するビット領域のビット情報のみを転写し、他
   の露光工程に対応するビット領域へはビットパターンの
   転写は行わないことを特徴とする請求項３記載の半導体
   装置の製造方法。 ５、ウェハ上に周期性の形状で形成されたパターンを有
   しており、該パターンの反射光より得られた信号をフー
   リエ変換することにより該パターンの認識を行うことを
   特徴とする半導体装置の製造方法。 ６、上記フーリエ変換は検出軸方向に対して直交方向に
   行うことを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造
   方法。 ７、ウェハ上に所定のパターンを有しており、該パター
   ンからの反射光より得られた信号の標準偏差を算出して
   該パターンを認識することを特徴とする半導体装置の製
   造方法。 ８、上記パターンは２値化あるいは多値化されたビット
   パターンであり、該パターンの反射光より得られた信号
   の標準偏差を算出して各ビットの値を認識することを特
   徴とする請求項７記載の半導体装置の製造方法。 ９、上記標準偏差は検出軸方向に対して直交方向に行う
   ことを特徴とする請求項７記載の半導体装置の製造方法
   。 １０、水平方向への移動手段と該移動手段によって移動
   可能なウェハと、ウェハの所定部位に対してアライメン
   ト光を照射するアライメント光源と、ウェハからのアラ
   イメント光の反射光を検出光としてこれを画像信号に変
   換する手段と、画像信号を少なくとも光強度分布におい
   て検出軸方向と直交方向に対して選択的にフーリエ変換
   可能な画像処理手段とを備えた半導体装置の製造装置。 １１、水平方向への移動手段と該移動手段によって移動
   可能なウェハと、ウェハの所定部位に対してアライメン
   ト光を照射するアライメント光源と、ウェハからのアラ
   イメント光の反射光を検出光としてこれを画像信号に変
   換する手段と、画像信号を少なくとも光強度分布におい
   て検出軸方向と直交方向に対して選択的に標準偏差の算
   出が可能な画像処理手段とを備えた半導体装置の製造装
   置。 １２、ウェハ上にビットパターンでコード化されたプロ
   セス仕様を記録した管理用インデックスを有し、処理に
   際して上記管理インデックスのビットパターンを読み取
   って当該プロセスの処理条件を決定することを特徴とす
   る半導体装置の製造方法。 １３、回路パターンとともに、管理用インデックスのパ
   ターンが形成されていることを特徴とするレチクル。