JPH0360008A - 半導体装置の製造方法 - 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】 ［概要］ ウェーハ用位置合せマークとマスク用位置合せマークと
を用いてウェーハとマスクとを位置合せし、パターンを
ウェーハ上に形成する半導体装置の製造方法に関し、 ひとつのウェーハ用位置合せマークを複数回の露光工程
に利用できるようにした半導体装置の製造方法を提供す
ることを目的とし、 ウェーハ上に形成されたウェーハ用位置合せマークの直
上に、マスク上に形成されたマスク用位置合せマークが
配置されるように調節し、該ウェーハと該マスクとを位
置合せする位置合せ工程と。

前記マスクに光を照射することにより、該マスク上に形
成されたパターンを前記ウェーハ上に露光する露光工程
とを有する半導体装置の製造方法において、前記マスク
用位置合せマークはパターン形成系の解像限界以下の線
幅で形成し、露光の際に、前記マスク用位置合せマーク
のパターンが前記ウェーハ用位置合せマーク上に転写さ
れないように構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明はウェーハ用位置合せマークとマスク用位置合せ
マークとを用いてウェーハとマスクとを位置合せし、パ
ターンをウェーハ上に形成する半導体装置の製造方法に
関する。

近年、半導体装置の微細化、高集積化に伴い、マスクを
位置合わせするための位置合せマークについてもｆＬ４
１１１化することが要求されている。しかし、位置合せ
マークの微細化にともない種々の問題が発生している。

［従来の技術］ 従来の位置合せマークを用いた従来の製造方法について
第６図を用いて説明する。半導体基板１０上に酸化ｖ、
１２を形成し、この酸化Ｍ１２上に形成されたアルミニ
ウム等の配線層１４をパターニングする場合を例として
説明する。配線層１４上にパターニングのためにレジス
ト層１６を形成し、このレジスト層１６に対してパター
ン形成用マスク２０をマスクとして露光する。このとき
、パターン形成用マスク２０の位置を半導体基板１０上
に正確に位置合せする。

位置合せのために、半導体基板１０上の酸化膜１２に予
め凹形状のウェーハ用位置合せマーク１８を形成してお
き、そのウェーハ用位置合せマーク１８に対応してパタ
ーン形成用マスク２０にマスク用位置合せ用マスク２２
を形成する。

従来は、ウェーハ用位置合せマーク１８が四角の場合、
第６図（ｂ）に示すようにパターン形成用マスク２０の
マスク用位置合せマーク２２はウェーハ用位置合せマー
ク１８より少し小さい四角形状としていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のようなマスク用位置合せマーク２
２を有するパターン形成用マスク２０で配線層１４をパ
ターニングすると、配線層１４が位置合せ部分に残ると
いう問題があった。

すなわち、第６図（ａ）　（ｂ）に示すようにパターン
形成用マスク２０のマスク用位置合せマーク２２が、ウ
ェーハ用位置合せマーク１８の中央に位置するようにパ
ターン形成用マスク２０を位置合せして、露光装置（図
示せず）によりレジスト層１６を露光する。次に、現像
するとマスク用位置合せマーク２２のパターン形状に応
じてレジストＮ１６が残り（第６図（Ｃ））、このレジ
スト層１６をマスクとして配線層１４をエツチングする
と、マスク用位置合せマーク２２に応じた配線層１４か
残る（第６図Ｉｆ））、このため、今回の露光工程で用
いたウェーハ用位置合せマーク２２を次の露光工程に用
いることができず、次の露光工程のためには、別の場所
に新たにウェーハ用位置合せマークを形成する必要があ
った。したがって、露光工程数に応じてウェーハ上に位
置合せマークを形成するための領域が必要であるという
問題点があった。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、ひとつの
ウェーハ用位置合せマークを複数回の露光工程に利用で
きるようにした半導体装置の製造方法を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ 特開昭６０−２１０８３９号公報に、露光基板上に解像
されないような微細寸法を有する同期パターンをマスク
上に形成することが提案されている０本願発明は前記同
期パターンをマスクとウェーハの位置合せの際に用いる
位置合せマークに適用し、この位置合せマークのパター
ンをウェーハ上に形成されているウェーハ用位置合せ用
マーク上に転写されないようにすることにより上記問題
点を解決した。

すなわち、本願発明は、ウェーハ上に形成されたウェー
ハ用位置合せマークの直上に、マスク上に形成されたマ
スク用位置合せマークが配置されるように調節し、該ウ
ェーハと該マスクとを位置合せする位置合せ工程と、前
記マスクに光を照射することにより、該マスク上に形成
されたパターンを前記ウェーハ上に露光する露光工程と
を有する半導体装置の製造方法において、前記マスク用
位置合せマークはパターン形成系の解像限界以下の線幅
で形成し、露光の際に、前記マスク用位置合せマークの
パターンが前記ウェーハ用位置合せマーク上に転写され
ないようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法
によって上記目的を達成しようとするものである。

［作用］ 本発明によれば、マスク用位置合せマークをパターン形
成系の解像限界以下の細さにしたので、ウェーハ上にパ
ターンを形成したときに、マスク用位置合せマークによ
るパターンがウェーハ上に転写されず、同じウェーハ用
位置合せマークを複数の露光工程に用いることができ、
必要最小限の面積で複数回の露光工程における位置合せ
が可能である。

［実施例］ 本発明の第１の実施例による半導体装置の製造方法につ
いて第１図を用いて説明する。第６図と同一の構成要素
には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例のパターン形成用マスク２０のマスク用位置合
せマーク２４は、第１図（ａ）　（ｂ）に示すように四
角い角リング形状をしている。リングの太さを、露光装
置、現像装置、エツチング装置等のパターン形成系にお
ける解像限界以下に細くした点に特徴がある。しかも、
マスクの位置合せに必須な部分である四角形状の外縁は
、第１図（ｂ）に示すように、本実施例におけるマスク
用位置合せマーク２４でも従来のマスク用位置合せマー
ク２２と同様に形成されているので、十分な位置合せ精
度が確保できる。

まず、パターン形成用マスク２０のマスク用位置合せマ
ーク２４が、ウェーハ用位置合せマーク１８の中央に位
置するようにパターン形成用マスク２０を位置合せして
、露光装置（図示せず）によりレジスト層１６を露光す
る（第１図（ａ）　（ｂ））。

次に、レジスト層１６を現像すると第１図（Ｃ）に示す
ように、マスク用位置合せマーク２２のパターン形状に
応じたレジスト層１６が残るか、マスク用位置合せマー
ク２４の太さが現像処理工程における解像限界以下の場
合には、第１図（ｉｆ）に示すように、マスク位置合せ
部分にレジスト層１６が残らない。

次に、配線層１４をエツチングすると、レジスト層１６
が残った場合〈第１図（Ｃ））でも、残ったレジスト層
１６の太さがエツチング処理工程の解像限界以下である
ので、第１図（ｅ）に示すように位置合せ部分に配線層
１４が残らない。なお、現像処理によりレジスト層１６
が残らない場合（第１図（ｄ））も第１図（ｅ）に示す
ように当然ながらエツチング処理工程の後に位置合せ部
分に配線層１４が残らない。

このように本実施例によればマスク用位置合せマークに
よる配線層のパターンが位置合せ部分に転写されないの
で、次の露光工程においても同じマスク用位置合せマー
クを使用することができる。

しかも、本実施例の製造方法で用いられるマスク用位置
合せマークにはマスクの位置合せに必須な部分である外
縁があるので、十分な位置合せ精度が確保できる。

本発明の第２の実施例による半導体装０の製造方法につ
いて第２図を用いて説明する。第１図と同一の構成要素
には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例は半導体基板１０上に形成されたウェーハ用位
置合せマーク１８が凸形状である点に特徴がある。半導
体基板１０上にウェーハ用位置合せマーク１８である四
角形状の酸化［１２が形成されている。ウェーハ用位置
合せマーク１８が凸形状である以外は第１の実施例と同
様であるので説明を省略する。

本発明の第３の実施例による半導体装置の製造方法につ
いて第３図を用いて説明する。本実施例では、マスク用
位置合せマークを、第１及び第２の実施例のように四角
形状のウェーハ用位置合せマーク１８の全周の縁に対し
て設けるのではなく、位置合せに必要な最小限の部分に
設けている点に特徴がある。

第３図（ａ）ではウェーハ用位置合せマーク１８の各辺
の中央部分に対して線状のマスク用位置合せマーク２６
ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを設けている。

第３図（ｂ）ではウェーハ用位置合せマーク１８の各頂
点及び各辺の中央に対して点状のマスク用位置合せマー
ク２８ａ、２８ｂ、２８Ｃ１２８ｄ。

２８ｅ、２８ｆ、２８ｈを設けている。

本発明の第４の実施例による半導体装置の製造方法につ
いて第４図を用いて説明する４本実施例では、四角形状
のウェーハ用位置合せマーク１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、
１８ｄ、１８ｅを十字型に配列し、各ウェーハ用位置合
せマーク１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅに対
して、マスク用位置合せマーク２４ａ、２４ｂ、２４ｃ
、２４ｄ、２４ｅを設けている。

中央のウェーハ用位置合せマーク１８ａに対しては、位
置合せ時にマスク用位置合せマーク２４ａが中央に位置
するように形成し、四方に位置するウェーハ用位置合せ
マーク１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅに対しては、僅
かに中央のマスク用位置合せマーク２４ａに寄った位置
になるようにマスク用位置合せマーク２４ｂ、２４ｃ、
２４ｄ、２４ｅを形成している。

このように本実施例ではウェーハに転写されない線幅の
マスク用位置合せマークを多数用いて位置合せをしてい
るので、ウェーハ用位置合せマークを次の露光工程で用
いることができると共に。

多数のマスク用位置合せマークを用いた正確な位置合せ
が可能である。

なお、本実施例で用いられるマスク用位置合せマーク２
４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅの形状を第３図
に示すように変形してもよい。

本発明の第５の実施例による半導体装置の製造方法につ
いて第５図を用いて説明する。

本実施例ではウェーハ用位置合せマーク１８を十字型形
状にして、その形状に対応してマスク用位置合せマーク
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを形成している。すな
わち、ウェーハ用位置合せマーク１８の各凸形状部分に
合わせて、コ字型形状のマスク用位置合せマーク３０ａ
、３０ｂ、３０Ｃ１３０ｄを形成する。

本発明は上記実施例に限らず種々の変形が可能である。

例えば、本発明で用いられるマスク用位置合せパターン
の具体的形状はウェーハ用位置合せパターンに応じたい
かなる形状でもよい、要はマスク用位置合せパターンの
太さが、レジスト現像処理やエツチング処理を経ること
により、最終的にマスク用位置合せマークが転写れない
ようなパターン形成系の解像限界以下であればよい。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、マスク用位置合せマーク
をパターン形成系の解像限界以下の細さにしたので、ウ
ェーハ上にパターンを形成したときに、マスク用位置合
せマークによるパターンがウェーハ上に転写されず、同
じウェーハ用位置合せマークを複数の露光工程に用いる
ことができ。

位置合せマークのために必要な面積を最小限にすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による半導体装置の製造
方法の説明図、 第２図は本発明の第２の実施例による半導体装置の製造
方法の説明図、 第３図は本発明の第３の実施例による半導体装置の製造
方法の説明図。 第４図は本発明の第４の実施例による半導体装置の製造
方法の説明図、 第５図は本発明の第５の実施例による半導体装置の製造
方法の説明図、 第６図は従来の半導体装置の製造方法の説明図である。 図において、 １０・・・半導体装置 １２・・・酸化膜 １４・・・配線層 １６・・・レジスト層 １８・・・ウェーハ用位置合せマーク １８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ・・・ウェー
ハ用位置合せマーク ２０・・・パターン形成用マスク ２２・・・マスク用位置合せマーク ２４・・・マスク用位置合せマーク ２４ａ、２４ｂ、２４Ｃ，２４ｄ、２４ｅ・・・マスク
用位置合せマーク ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ ・・・マスク用位置合せマーク ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ。 ８ｆ、２８ｈ・・・マスク用位置合せマーク３０ａ、３
０ｂ、３０ｃ、３０ｄ 地５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ウェーハ上に形成されたウェーハ用位置合せマークの直
   上に、マスク上に形成されたマスク用位置合せマークが
   配置されるように調節し、該ウェーハと該マスクとを位
   置合せする位置合せ工程と、前記マスクに光を照射する
   ことにより、該マスク上に形成されたパターンを前記ウ
   ェーハ上に露光する露光工程とを有する半導体装置の製
   造方法において、 前記マスク用位置合せマークはパターン形成系の解像限
   界以下の線幅で形成し、露光の際に、前記マスク用位置
   合せマークのパターンが前記ウェーハ用位置合せマーク
   上に転写されないようにしたことを特徴とする半導体装
   置の製造方法。