JPH0864491A - アライメント方法 - Google Patents
アライメント方法Info
- Publication number
- JPH0864491A JPH0864491A JP6195015A JP19501594A JPH0864491A JP H0864491 A JPH0864491 A JP H0864491A JP 6195015 A JP6195015 A JP 6195015A JP 19501594 A JP19501594 A JP 19501594A JP H0864491 A JPH0864491 A JP H0864491A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alignment mark
- alignment
- distance
- exposure apparatus
- reference position
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 本発明においては、従来と同様に半導体基板
１１表面上にアライメントマーク１３を形成する。この
アライメントマーク１３とは別の位置に、アライメント
マーク１３を基準位置とし一定の間隔を持つ位置に、レ
ジスト２２の潜像等を利用してプリアライメントマーク
２３を形成し、２つのアライメントマークのアライメン
トを行う。 【効果】 本発明によれば、プリアライメントマークと
露光装置の距離を測定することにより、アライメントマ
ークの測定位置の誤差を求め、これを露光装置にフィー
ドバックし露光を行うことにより、金属膜の影響を受け
ずに正確なアライメントを行うことができる。
１１表面上にアライメントマーク１３を形成する。この
アライメントマーク１３とは別の位置に、アライメント
マーク１３を基準位置とし一定の間隔を持つ位置に、レ
ジスト２２の潜像等を利用してプリアライメントマーク
２３を形成し、２つのアライメントマークのアライメン
トを行う。 【効果】 本発明によれば、プリアライメントマークと
露光装置の距離を測定することにより、アライメントマ
ークの測定位置の誤差を求め、これを露光装置にフィー
ドバックし露光を行うことにより、金属膜の影響を受け
ずに正確なアライメントを行うことができる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアライメント方法、特に
半導体基板上のアライメントマークを高精度に検出する
アライメント方法に関する。
半導体基板上のアライメントマークを高精度に検出する
アライメント方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年半導体デバイスの高集積化が進んで
おり、これに伴なってパターンの微細化が進められてい
る。微細化が進むにつれてリソグラフィ技術において
は、特にアライメント技術の高精度化が要求されてい
る。
おり、これに伴なってパターンの微細化が進められてい
る。微細化が進むにつれてリソグラフィ技術において
は、特にアライメント技術の高精度化が要求されてい
る。
【０００３】従来の縮小投影露光装置によるアライメン
ト方法について説明する。通常のアライメントマークの
構造を図３（ａ−１）、図３（ａ−２）に示す。図３
（ａ−１）は上面図、図３（ａ−２）は図３（ａ−１）
のＡ−Ｂ面での断面図である。
ト方法について説明する。通常のアライメントマークの
構造を図３（ａ−１）、図３（ａ−２）に示す。図３
（ａ−１）は上面図、図３（ａ−２）は図３（ａ−１）
のＡ−Ｂ面での断面図である。
【０００４】従来のアライメント方法は、例えば半導体
基板１０１上に成膜される酸化膜１０２をエッチング
し、凹凸を設ける事によりアライメントマーク１０３を
形成する。アライメントマーク１０３は、半導体基板１
０１のダイシングライン（図示せず。）上に横が６μ
ｍ、縦が８０μｍ程度の長方形で数個形成されている。
このアライメントマーク１０３をレーザ光等のアライメ
ント光によりスキャニングし、アライメントマーク１０
３からの反射光の強度を検出すると、検出されるアライ
メント信号は図３（ａ−３）に示すように、断面形状に
対応した信号が検出される。
基板１０１上に成膜される酸化膜１０２をエッチング
し、凹凸を設ける事によりアライメントマーク１０３を
形成する。アライメントマーク１０３は、半導体基板１
０１のダイシングライン（図示せず。）上に横が６μ
ｍ、縦が８０μｍ程度の長方形で数個形成されている。
このアライメントマーク１０３をレーザ光等のアライメ
ント光によりスキャニングし、アライメントマーク１０
３からの反射光の強度を検出すると、検出されるアライ
メント信号は図３（ａ−３）に示すように、断面形状に
対応した信号が検出される。
【０００５】しかし、図３（ｂ−１）に示すように、高
温スパッタやメルト処理等を行い、半導体基板１１１上
の酸化膜表面上１１２に金属膜１１４を形成した後に、
従来技術を用いた位置合わせのためのアライメントマー
ク１１３の検出を行うと、金属膜１１４の結晶粒（以
下、グレインと称す。）の影響により、金属膜表面にお
いて凹凸が生じ、この結果検出されるアライメント信号
は図３（ｂ−２）に示すように、ピークを検出する事が
難しい乱れた信号が検出される。
温スパッタやメルト処理等を行い、半導体基板１１１上
の酸化膜表面上１１２に金属膜１１４を形成した後に、
従来技術を用いた位置合わせのためのアライメントマー
ク１１３の検出を行うと、金属膜１１４の結晶粒（以
下、グレインと称す。）の影響により、金属膜表面にお
いて凹凸が生じ、この結果検出されるアライメント信号
は図３（ｂ−２）に示すように、ピークを検出する事が
難しい乱れた信号が検出される。
【０００６】検出されたアライメント信号よりアライメ
ントマークの中心を検出する場合には、アライメント信
号のピークの位置を求めることにより行うが、図３（ｂ
−２）の様にアライメント信号が乱れている場合には、
アライメント信号のピークがはっきりせず、正確にアラ
イメントマークの中心を検出することが困難になる。
ントマークの中心を検出する場合には、アライメント信
号のピークの位置を求めることにより行うが、図３（ｂ
−２）の様にアライメント信号が乱れている場合には、
アライメント信号のピークがはっきりせず、正確にアラ
イメントマークの中心を検出することが困難になる。
【０００７】よって上記のように従来のアライメント方
法においては、アライメントマーク上に成膜される金属
膜のグレインによって表面に凹凸が生じ、この結果、位
置合わせを行うためにアライメント光の反射光の強度
（アライメント信号）を検出した場合、信号に乱れが生
じ正確にアライメントマークの中心位置を検出すること
が困難となる。
法においては、アライメントマーク上に成膜される金属
膜のグレインによって表面に凹凸が生じ、この結果、位
置合わせを行うためにアライメント光の反射光の強度
（アライメント信号）を検出した場合、信号に乱れが生
じ正確にアライメントマークの中心位置を検出すること
が困難となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のような問題点を
踏まえ本発明においては、アライメントマーク上に成膜
される金属膜のグレイン等の膜厚の影響による、アライ
メントマークの中心位置の検出誤差を低減し、これより
露光を行うことによりアライメントの精度を向上させる
ことを目的とする。
踏まえ本発明においては、アライメントマーク上に成膜
される金属膜のグレイン等の膜厚の影響による、アライ
メントマークの中心位置の検出誤差を低減し、これより
露光を行うことによりアライメントの精度を向上させる
ことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明においては、従来
と同様に半導体基板表面上にアライメントマークを形成
する。この形成位置は、露光装置の指標を基準位置とし
て形成する。次に例えばこの表面上に、半導体素子間の
配線形成のために金属膜を形成する。そしてこの金属膜
表面上に所定の膜を形成し、先に形成されているアライ
メントマークとは別の位置に、アライメントマークを基
準位置としアライメントマークより一定の間隔を持つ位
置に、プリアライメントマークを形成する。これら２つ
のアライメントマークのアライメントを行いアライメン
ト信号を得た後、この２つのアライメント信号の位相差
を計測する。露光装置の指標から２つのアライメントマ
ーク間の距離を比較し、この差を露光装置にフィードバ
ックしこれにより露光を行う。
と同様に半導体基板表面上にアライメントマークを形成
する。この形成位置は、露光装置の指標を基準位置とし
て形成する。次に例えばこの表面上に、半導体素子間の
配線形成のために金属膜を形成する。そしてこの金属膜
表面上に所定の膜を形成し、先に形成されているアライ
メントマークとは別の位置に、アライメントマークを基
準位置としアライメントマークより一定の間隔を持つ位
置に、プリアライメントマークを形成する。これら２つ
のアライメントマークのアライメントを行いアライメン
ト信号を得た後、この２つのアライメント信号の位相差
を計測する。露光装置の指標から２つのアライメントマ
ーク間の距離を比較し、この差を露光装置にフィードバ
ックしこれにより露光を行う。
【００１０】
【作用】本発明においては、半導体基板上の酸化膜表面
上に金属膜を形成した後に、アライメントマークとは別
の位置にプリアライメントマークを形成する。このプリ
アライメントマークと露光装置の指標との距離を測定す
ることにより、アライメントマークの測定位置の誤差を
求め、これを露光装置にフィードバックし露光を行うこ
とにより、金属膜の影響を受けずに正確なアライメント
を行うことができる。
上に金属膜を形成した後に、アライメントマークとは別
の位置にプリアライメントマークを形成する。このプリ
アライメントマークと露光装置の指標との距離を測定す
ることにより、アライメントマークの測定位置の誤差を
求め、これを露光装置にフィードバックし露光を行うこ
とにより、金属膜の影響を受けずに正確なアライメント
を行うことができる。
【００１１】
【実施例】本発明のアライメント方法について図面を参
照して説明する。図１（ａ−１）、図１（ａ−２）は本
発明の実施例に係わる、アライメントマーク１３の形状
を示すものであり、図１（ａ−１）はアライメントマー
ク付近の上面図、図１（ａ−２）は図１（ａ−１）にお
けるＡ−Ｂ面での断面図である。このアライメントマー
ク１３は、通常と同様に半導体基板１１上に成膜された
酸化膜１２をエッチングし、凹凸を設けることにより形
成されている。アライメントマーク１３は横が６μｍ、
縦が８０μｍ程度の長方形で、例えば同間隔で４個形成
されている。また形成位置は半導体基板１１内のダイシ
ングライン（図示せず。）上であり、基準位置となる露
光装置の指標１４より所定の距離α離れた位置に、４つ
のアライメントマーク１３の中心がくるように形成す
る。
照して説明する。図１（ａ−１）、図１（ａ−２）は本
発明の実施例に係わる、アライメントマーク１３の形状
を示すものであり、図１（ａ−１）はアライメントマー
ク付近の上面図、図１（ａ−２）は図１（ａ−１）にお
けるＡ−Ｂ面での断面図である。このアライメントマー
ク１３は、通常と同様に半導体基板１１上に成膜された
酸化膜１２をエッチングし、凹凸を設けることにより形
成されている。アライメントマーク１３は横が６μｍ、
縦が８０μｍ程度の長方形で、例えば同間隔で４個形成
されている。また形成位置は半導体基板１１内のダイシ
ングライン（図示せず。）上であり、基準位置となる露
光装置の指標１４より所定の距離α離れた位置に、４つ
のアライメントマーク１３の中心がくるように形成す
る。
【００１２】続いて図１（ｂ）に示すように、アライメ
ントマーク１３が形成されている酸化膜１２表面上に、
素子間の配線形成を行うためにＡｌ膜等の金属膜２１を
成膜する。特に５００℃以上の高温スパッタ法やレーザ
メルト法により、金属膜２１が成膜される場合には、金
属膜２１の結晶粒の大きさが不均一となりその表面には
凹凸が生じる。このような結晶粒の大きさが不均一とな
る金属としては、Ａｌの他にＷやＴｉ、またはこれらの
化合物等の高融点金属がある。
ントマーク１３が形成されている酸化膜１２表面上に、
素子間の配線形成を行うためにＡｌ膜等の金属膜２１を
成膜する。特に５００℃以上の高温スパッタ法やレーザ
メルト法により、金属膜２１が成膜される場合には、金
属膜２１の結晶粒の大きさが不均一となりその表面には
凹凸が生じる。このような結晶粒の大きさが不均一とな
る金属としては、Ａｌの他にＷやＴｉ、またはこれらの
化合物等の高融点金属がある。
【００１３】続いて図１（ｃ−１）、図１（ｃ−２）に
示すように、この金属膜２１をパターニングするため
に、この金属膜２１表面上に膜厚２μｍ程度のレジスト
２２を成膜する。本発明においてはこのレジスト２２上
にプリアライメントマーク２３を形成する。図１（ｃ−
１）は上面図、図１（ｃ−２）はＡ−Ｂ面、Ｃ−Ｄ面で
の断面図である。このレジスト２２としては、例えばポ
ジ型ノボラック系レジスト等を用いる。
示すように、この金属膜２１をパターニングするため
に、この金属膜２１表面上に膜厚２μｍ程度のレジスト
２２を成膜する。本発明においてはこのレジスト２２上
にプリアライメントマーク２３を形成する。図１（ｃ−
１）は上面図、図１（ｃ−２）はＡ−Ｂ面、Ｃ−Ｄ面で
の断面図である。このレジスト２２としては、例えばポ
ジ型ノボラック系レジスト等を用いる。
【００１４】プリアライメントマーク２３の形成方法
は、プリアライメントマークの形成予定領域上のレジス
トを露光し、この領域のアライメント光に対する反射
率、吸収率をその周囲と比べて変化させることにより行
うものであり、レジスト２２の潜像として形成される。
よってプリアライメントマーク２３を形成するための酸
化膜等を形成する必要がなく、金属膜２１をパターニン
グするために形成されたレジスト２２を、そのままアラ
イメントマーク２３を形成するための膜として利用する
ことができる。
は、プリアライメントマークの形成予定領域上のレジス
トを露光し、この領域のアライメント光に対する反射
率、吸収率をその周囲と比べて変化させることにより行
うものであり、レジスト２２の潜像として形成される。
よってプリアライメントマーク２３を形成するための酸
化膜等を形成する必要がなく、金属膜２１をパターニン
グするために形成されたレジスト２２を、そのままアラ
イメントマーク２３を形成するための膜として利用する
ことができる。
【００１５】プリアライメントマーク２３の形成位置
は、先に形成されているアライメントマーク１３にアラ
イメントを行い、図１（ｄ）に示すアライメント信号を
検出し、アライメントマーク１３の測定による中心位置
を決定し、この中心位置を基準位置とし、この基準位置
に基づいて決定する。このアライメントマーク１３のア
ライメント方法は、従来のアライメント方法と同様であ
り、その中心位置決定方法と同様の方法である。よって
検出された中心位置は、金属膜のグレインの影響により
誤差γが含まれた値となり、露光装置の指標１４からの
距離はα＋γとなる。 図２にプリアライメントマーク
２３の形成位置の概略図を示す。図中の３１はアライメ
ントマーク１３の検出された中心位置の平均の位置であ
り、指標１４よりα＋γの距離にある。プリアライメン
トマーク２３は、この誤差が含まれたアライメントマー
ク１３の測定の中心位置３１より所定の距離βだけずら
し、アライメントマーク１３と同様の間隔と大きさを持
って形成する。３２はプリアライメントマーク２３の中
心位置の平均の位置である。ここで、プリアライメント
マークの中心位置３２と指標１４との距離を測定する
と、指標１４からアライメントマーク１３の実際の中心
位置３３までの距離αと、アライメントマーク１３の測
定の中心位置３１からプリアライメントマーク２３の中
心位置３２までの距離βと、アライメントマーク１３上
に形成された金属膜２１の影響による、アライメントマ
ーク１３の実際の中心位置３３から、測定の中心位置３
２までの距離として、測定誤差γの和が検出される。よ
って指標１４からアライメントマーク１３の実際の中心
位置３３までの距離と、アライメントマーク１３の測定
の中心位置３１からアライメントマーク２３の中心位置
３２までの距離α＋βを求めることにより、アライメン
トマーク１３の測定の中心位置３１の測定誤差γの値を
特定することができる。この誤差γを露光装置にフィー
ドバックし露光を行うことにより、アライメントマーク
上の金属膜の影響を受けることなしに、高精度の露光を
行うことができる。
は、先に形成されているアライメントマーク１３にアラ
イメントを行い、図１（ｄ）に示すアライメント信号を
検出し、アライメントマーク１３の測定による中心位置
を決定し、この中心位置を基準位置とし、この基準位置
に基づいて決定する。このアライメントマーク１３のア
ライメント方法は、従来のアライメント方法と同様であ
り、その中心位置決定方法と同様の方法である。よって
検出された中心位置は、金属膜のグレインの影響により
誤差γが含まれた値となり、露光装置の指標１４からの
距離はα＋γとなる。 図２にプリアライメントマーク
２３の形成位置の概略図を示す。図中の３１はアライメ
ントマーク１３の検出された中心位置の平均の位置であ
り、指標１４よりα＋γの距離にある。プリアライメン
トマーク２３は、この誤差が含まれたアライメントマー
ク１３の測定の中心位置３１より所定の距離βだけずら
し、アライメントマーク１３と同様の間隔と大きさを持
って形成する。３２はプリアライメントマーク２３の中
心位置の平均の位置である。ここで、プリアライメント
マークの中心位置３２と指標１４との距離を測定する
と、指標１４からアライメントマーク１３の実際の中心
位置３３までの距離αと、アライメントマーク１３の測
定の中心位置３１からプリアライメントマーク２３の中
心位置３２までの距離βと、アライメントマーク１３上
に形成された金属膜２１の影響による、アライメントマ
ーク１３の実際の中心位置３３から、測定の中心位置３
２までの距離として、測定誤差γの和が検出される。よ
って指標１４からアライメントマーク１３の実際の中心
位置３３までの距離と、アライメントマーク１３の測定
の中心位置３１からアライメントマーク２３の中心位置
３２までの距離α＋βを求めることにより、アライメン
トマーク１３の測定の中心位置３１の測定誤差γの値を
特定することができる。この誤差γを露光装置にフィー
ドバックし露光を行うことにより、アライメントマーク
上の金属膜の影響を受けることなしに、高精度の露光を
行うことができる。
【００１６】上記実施例においては、プリアライメント
マーク２３はレジスト２２に形成したが、これは層間絶
縁膜や多結晶シリコン膜など、アライメントマーク１３
と同様の間隔で形成でき、同程度のアライメント光の強
度が得られるものであれば実施が可能である。さらに、
プリアライメントマーク２３は、アライメントマーク１
３と同様に、半導体基板１１上に例えば酸化膜１２をエ
ッチングすることによって形成してもよく、上記同様の
アライメント方法を行うことにより、露光装置等の誤差
を補正することが可能となる。
マーク２３はレジスト２２に形成したが、これは層間絶
縁膜や多結晶シリコン膜など、アライメントマーク１３
と同様の間隔で形成でき、同程度のアライメント光の強
度が得られるものであれば実施が可能である。さらに、
プリアライメントマーク２３は、アライメントマーク１
３と同様に、半導体基板１１上に例えば酸化膜１２をエ
ッチングすることによって形成してもよく、上記同様の
アライメント方法を行うことにより、露光装置等の誤差
を補正することが可能となる。
【００１７】
【発明の効果】本発明においては、半導体基板上の酸化
膜表面上に金属膜を形成した後に、アライメントマーク
とは別の位置にプリアライメントマークを形成する。こ
のプリアライメントマークと露光装置の距離を測定する
ことにより、アライメントマークの測定位置の誤差を求
め、これを露光装置にフィードバックし露光を行うこと
により、金属膜の影響を受けずに正確なアライメントを
行うことができる。
膜表面上に金属膜を形成した後に、アライメントマーク
とは別の位置にプリアライメントマークを形成する。こ
のプリアライメントマークと露光装置の距離を測定する
ことにより、アライメントマークの測定位置の誤差を求
め、これを露光装置にフィードバックし露光を行うこと
により、金属膜の影響を受けずに正確なアライメントを
行うことができる。
【図１】本発明の実施例のアライメント方法の説明図。
【図２】本発明の実施例のアライメント方法の説明図。
【図３】従来のアライメント方法の説明図。
１１、１０１、１１１ 半導体基板 １２、１０２、１１２ 酸化膜 １３、１０３、１１３ アライメントマーク １４ 露光装置の指標 ２１、１１４ 金属膜 ２２ レジスト ２３ プリアライメントマーク ３１ アライメントマーク１３の測定による中心位置
の平均の位置 ３２ プリアライメントマーク２３の中心位置の平均
の位置 ３３ アライメントマーク１３の実際の中心位置の平
均の位置
の平均の位置 ３２ プリアライメントマーク２３の中心位置の平均
の位置 ３３ アライメントマーク１３の実際の中心位置の平
均の位置
Claims (5)
- 【請求項１】 露光装置の指標を第一の基準位置として
半導体基板上に第一のアライメントマークを形成する工
程と、 前記第一のアライメントマークの位置を検出する工程
と、 検出された前記第一のアライメントマークの位置を第二
の基準位置として、前記半導体基板上に第二のアライメ
ントマークを形成する工程と、 前記第一の基準位置から前記第二のアライメントマーク
までの距離を検出する工程とを具備することを特徴とす
るアライメント方法。 - 【請求項２】 露光装置の基準位置より第一の距離離れ
た位置の半導体基板上に第一のアライメントマークを形
成する工程と、 前記第一のアライメントマークが形成された半導体基板
上に所定の膜を形成する工程と、 前記所定の膜上から前記第一のアライメントマークの位
置を求める工程と、 検出された前記第一のアライメントマークの位置より第
二の距離離れた位置の所定の膜上に第二のアライメント
マークを形成する工程と、 前記露光装置の基準位置から前記第二のアライメントマ
ークの位置までの距離を求める工程と、 前記第一の距離と前記第二の距離と、測定された前記露
光装置の基準位置から前記第二のアライメントマークの
位置までの距離とから、前記露光装置の基準位置から前
記第一のアライメントマークの位置までの距離を求める
工程とを具備することを特徴とするアライメント方法。 - 【請求項３】 請求項２記載のアライメント方法におい
て、 前記所定の層は２層で形成され、下層が金属膜により形
成され上層がレジストにより形成されていることを特徴
とするアライメント方法。 - 【請求項４】 請求項２記載のアライメント方法におい
て、 前記第二のアライメントマークは前記レジストを改質す
ることにより形成されていることを特徴とするアライメ
ント方法。 - 【請求項５】 請求項２記載のアライメント方法におい
て、 前記第一の距離と前記第二の距離と、測定された前記露
光装置の基準位置から前記第二のアライメントマークの
位置までの距離とから、前記露光装置の基準位置から前
記第一のアライメントマークの位置までの距離を求める
工程は、前記第一の距離と前記第二の距離との和と、前
記露光装置の基準位置から前記第二のアライメントマー
クの位置までの距離との差を求めることを特徴とするア
ライメント方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6195015A JPH0864491A (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | アライメント方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6195015A JPH0864491A (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | アライメント方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0864491A true JPH0864491A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16334118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6195015A Pending JPH0864491A (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | アライメント方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0864491A (ja) |
-
1994
- 1994-08-19 JP JP6195015A patent/JPH0864491A/ja active Pending
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