(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオード（ＬＥＤ）によって発光される光の波長であるＬＥＤ波長λＬＥＤと、ＬＥＤ構造とを有するＬＥＤ上に少なくとも一つの電気コンタクトを形成する方法であって、
前記ＬＥＤ構造の上面に複数のウエハアライメントマークを形成する工程と、
前記複数のウエハアライメントマークを含む前記ＬＥＤ構造の上面を粗面化することによって、表面粗さσＳを有する前記上面と複数の粗面化ウエハアライメントマークとを形成する工程と、
ａ）２σＳから８σＳの範囲かつｂ）２λＬＥＤから８λＬＥＤの範囲の波長λＡを有するアライメント光を利用して、少なくとも一つの粗面化ウエハアライメントマークを結像する工程と、
前記検出画像をアライメント対照と比較してウエハアライメントを確立する工程と、
前記ＬＥＤ構造の上面上に少なくとも一つの電気コンタクトを形成する工程と
を備える方法。
【請求項２】
前記ＬＥＤ構造の上面はｐ型ＧａＮ層の上面であり、
前記少なくとも一つの電気コンタクトはｐ型コンタクトである
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＬＥＤ構造の上面を粗面化する工程では、プラズマエッチングが実行される
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
ウエハアライメントの確立は、前記検出画像及び前記アライメント対照に対してパターン認識を実行することと、前記検出画像の位置が前記アライメント対照の位置と一致するまで前記ウエハを移動することとを含む
請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
ｎを前記粗面が形成される層の屈折率とした場合、σＳは、
i）２λＬＥＤから８λＬＥＤ
ii）（０．５）λＬＥＤ／ｎからλＬＥＤ／ｎ
iii）λＬＥＤ／ｎからλＬＥＤ
の範囲のうち少なくとも何れか一つの範囲にある
請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記アライメント対照としてレチクルアライメントマークを利用することと、前記ウエハアライメントマーク画像とレチクルアライメントマーク画像とを重畳させることを含む
請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記アライメント光の波長λＡは、１μｍから２μｍの範囲にある
請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
複数のウエハアライメントマークを利用してエンハンストグローバルアライメントを実行する工程をさらに備える
請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記ＬＥＤ構造は、ｐ型ＧａＮ層を含み、
前記粗面は、ｐ型ＧａＮ層上に形成される
請求項１から８のいずれかに記載のウエハアライメント方法。
【請求項１０】
前記ＬＥＤ構造は、透明導電層を含み、
前記粗面は、前記透明導電層上または前記透明導電層下に形成される
請求項１から９のいずれかに記載のウエハアライメント方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にリソグラフィにおける光学アライメントに関し、特に、粗面を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）の加工時に光学アライメントを実行する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは様々な照明用途（例えば、フルカラーディスプレイ、電球、交通信号機等）に使用されており、ＬＥＤの技術向上および費用低減に伴って、ＬＥＤにはさらに多くの用途が見出されている。
【０００３】
ＬＥＤは、リソグラフィ技術を用いて加工される。そして、そのリソグラフィ技術には、ＬＥＤ構造の隣接層の位置合わせをするアライメント方法が含まれる。多くのＬＥＤは、粗面化された上面を備えている。そして、その粗面化された上面は、ＬＥＤによって生成される光の波長に相当する表面粗さを有する。この粗面により総内部反射によって通常は閉じ込められる光をＬＥＤ構造から逃すことができ、その結果、ＬＥＤの光出力が増大する。
【０００４】
この粗面は、ＬＥＤの光出力を改善する一方で、アライメント結像を阻害する。リソグラフィでは、既存の層と以後形成される層とで正確なアライメントが必要とされる。アライメントは、典型的には、アライメント構造または「アライメントマーク」に基づくパターン認識技術を利用して実現される。好ましい事例では、ウエハに関連するウエハ画像と、レクチル（マスク）に関連するレチクルアライメントマークとが、米国特許第５，６２１，８１３号等に記載のマシンビジョンシステム（ＭＶＳ）により撮像される。典型的には、可視光がアライメント結像に利用される。アライメントマークの画像は、オペレータがその相対配置を確認できるように表示される。アライメントマークの相対位置は、アライメントが確立するまでリソグラフィシステムにおけるウエハ及びレチクルの相対位置を調整するために利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，６２１，８１３号
【特許文献２】米国特許第６，４５５，８７７号
【特許文献３】米国特許第７，２５９，３９９号
【特許文献４】米国特許第７，４３６，００１号
【特許文献５】米国特許第５，４０２，２０５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
残念ながら、ＬＥＤの粗面は、結像光を散乱させ、アライメントに利用されるＭＶＳ画像（または回折信号）の質を低下させる。したがって、ＬＥＤがアライメントマークの結像を阻害する粗面を有する場合、リソグラフィ技術によるＬＥＤの加工時においてアライメントを行うためには、アライメント方法の改良が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、ＬＥＤのリソグラフィ加工時におけるウエハアライメント方法に関する。この方法では、ウエハ上に少なくとも一つのウエハアライメントマークが形成される。また、この方法では、ウエハアライメントマークの直上または上方にウエハの粗面が形成される。なおそのウエハ粗面は、二乗平均平方根（ＲＭＳ）表面粗さσｓを有する。また、この方法では、約２σｓから約８σｓの範囲の波長λＡを有するアライメント光が少なくとも一つのウエハアライメントマークに照射される。また、この方法では、少なくとも一つのウエハアライメントマークから反射されたアライメント光を利用して、少なくとも一つのウエハアライメントマークの画像が形成されて検出される。
さらに、この方法では、検出画像がアライメント対照と比較されてウエハアライメントが確立される。さらに、この方法では、確立されたウエハアライメントに基づいて、粗面上に少なくとも一つの電気コンタクトが形成されるのが好ましい。
また、この方法では、粗面が形成される層の屈折率をｎとした場合、σｓは、
i）約２λＬＥＤから約８λＬＥＤ
ii）約（０．５）λＬＥＤ／ｎからλＬＥＤ／ｎ
iii）約λＬＥＤ／ｎからλＬＥＤ
の範囲のうち少なくとも何れか一つの範囲にあるのが好ましい。
また、この方法では、アライメント対照としてレチクルアライメントマークが利用され、ウエハアライメントマーク画像とレチクルアライメントマーク画像とが重畳されるのが好ましい。
また、この方法では、アライメント光の波長λＡが約１μｍから約２μｍの範囲にあるのが好ましい。
また、この方法では、粗面形成時に、ウエハに対してプラズマエッチングが実行されるのが好ましい。
さらに、この方法では、複数のウエハアライメントマークを利用してエンハンストグローバルアライメントが実行されるのが好ましい。
また、この方法では、粗面は、ａ）ｐ型ＧａＮ層上と、ｂ）透明導電層上または透明導電層下との少なくとも何れかに形成されるのが好ましい。
【０００８】
本発明の他の態様は、ＬＥＤのリソグラフィ加工時におけるウエハアライメント方法に関する。この方法では、ＲＭＳ表面粗さσｓを有する少なくとも一つの粗面化アライメントマークがウエハ上に形成される。また、この方法では、約２σｓから約８σｓの範囲の波長λＡを有するアライメント光を利用して、少なくとも一つの粗面化ウエハアライメントマークが結像される。また、この方法では、検出画像がアライメント対照と比較されてウエハアライメントが確立される。
また、この方法では、アライメント対照にレチクルアライメントマークが含まれるのが好ましい。
さらに、この方法では、プラズマエッチングを利用して、少なくとも一つの粗面化アライメントマークが形成されるのが好ましい。
また、この方法では、粗面化アライメントマークが透明導電層の下方に位置するのが好ましい。
さらに、この方法では、確立したウエハアライメントに基づいて、ウエハ上に少なくとも一つの電気コンタクトが形成されるのが好ましい。
また、この方法では、λＬＥＤはＬＥＤが発光する光の波長であり、ｎは少なくとも一つの粗面化アライメントマークを支持する層の屈折率であり、σｓは、ａ）約λＬＥＤ／ｎから約λＬＥＤの範囲と、ｂ）約（０．５）λＬＥＤ／ｎから約λＬＥＤ／ｎの範囲との少なくとも一つの範囲にあるのが好ましい。
また、この方法では、アライメント光の波長λＡは約１μｍから約２μｍの範囲にあるのが好ましい。
また、この方法では、確立したウエハアライメントにエンハンストグローバルアライメントが含まれるのが好ましい。
【０００９】
本発明の他の態様は、関連するＬＥＤ波長λＬＥＤ及びＬＥＤ構造を有するＬＥＤ上に少なくとも一つの電気コンタクトを形成する方法に関する。この方法では、ＬＥＤ構造の上面に複数のウエハアライメントマークが形成される。さらに、この方法では、複数のウエハアライメントマークを有するＬＥＤ構造の上面が粗面化される。これにより、複数の粗面化ウエハアライメントマークが形成され、上面及び複数の粗面化ウエハアライメントマークが表面粗さσｓを備えるようになる。さらに、この方法では、ａ）約２σｓから約８σｓの範囲、ｂ）約１μｍから約２μｍの範囲、ｃ）約２λＬＥＤから約８λＬＥＤの範囲のうち少なくとも一つの範囲の波長λＡを有するアライメント光を利用して、少なくとも一つの粗面化ウエハアライメントマークが結像される。さらに、この方法では、検出画像がアライメント対照と比較されてウエハアライメントが確立され、ＬＥＤ構造の上面に少なくとも一つの電気コンタクトが形成される。
また、この方法では、ＬＥＤ構造の上面がｐ型ＧａＮ層の上面であり、少なくとも一つの電気コンタクトがｐ型コンタクトであるのが好ましい。
また、この方法では、ＬＥＤ構造の上面が粗面化されるとき、プラズマエッチングが実行されるのが好ましい。
また、この方法では、ウエハアライメントの確立時、検出画像及びアライメント対照に対してパターン認識が実行され、検出画像の位置がアライメント対照の位置と一致するまでウエハが移動されるのが好ましい。
【００１０】
本発明のさらなる特徴及び利点は、下記の詳細な説明（発明を実施するための形態）に明記されている。また、それらの一部は詳細な説明の記載内容から当業者にとって直ちに明白となるか、下記の詳細な説明、特許請求の範囲、添付図面を含む、ここに記載された発明を実施することによって認識される。
【００１１】
上記の背景技術に関する記載と下記の本発明の詳細な説明に関する記載とは、本発明の実施形態を提供するものであり、特許請求の範囲に記載されているように、本発明の本質および特徴を理解するための概略または枠組みを提供するものであることを理解すべきである。添付図面は、本発明のさらなる理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する。図面は、本発明の様々な実施形態を図示するものであり、本明細書の記載とともに、本発明の原則及び実施を説明する一助となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
ここで、本発明の好ましい実施形態を詳細に参照する。なお、実施形態の各例については、添付図面に図示されている。図中、同一または類似箇所を参照する場合、可能な限り同一または類似の番号及び記号を使用する。「上」、「下」等の用語は本記載を容易にするために使用された相対的用語であり、本記載を厳密に限定することを意図するものではない。
【００１３】
図１Ａは、窒化ガリウム（ＧａＮ）ＬＥＤ構造をベースとしたＬＥＤ１０の一例の概略断面図である。ガリウムベースのＬＥＤの一例は、米国特許第６，４５５，８７７号、米国特許第７，２５９，３９９号、米国特許第７，４３６，００１号に記載されており、これらの特許は参照することにより本発明に援用される。本発明は、ガリウムベースのＬＥＤに限定されることなく、ウエハアライメントを実行するためにウエハアライメントマークを粗面上または粗面下に結像する必要のあるウエハベースの製造プロセスを利用して形成される任意の種類のＬＥＤも対象としている。ここで、「ウエハ」とは、ＬＥＤ１０の製造に使用される任意の基板を意味する。「ウエハ」という用語は、場合によっては、基板に加えてＬＥＤ形成時に基板に追加されるプロセス層を意味する。一般に、実際のＬＥＤ１０の全体ではなく一部を構成する部分を「ＬＥＤ構造」と称する。
【００１４】
ＬＥＤ１０は、表面２２を有する基板２０を備えている。基板２０を構成する材料の一例としては、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮＳｉ等が挙げられる。基板２０上に配置されているのはＧａＮ多層構造３０であり、当該ＧａＮ多層構造３０は、ｎ型ドープＧａＮ層（ｎ型ＧａＮ層）４０と、表面５２を有するｐ型ドープＧａＮ層（ｐ型ＧａＮ層）５０とを備えている。ｎ型ＧａＮ層４０とｐ型ＧａＮ層５０とは活性層６０を挟んでおり、ｎ型ＧａＮ層４０が基板２０に隣接している。他のガリウムベースのＬＥＤの実施形態では、ｐ型ＧａＮ層５０が基板２０に隣接するように、ＧａＮ多層構造３０を構成する各層が入れ替わっている。活性層６０は、例えば、未ドープＧａＩｎＮ／ＧａＮ超格子等の多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を備える。このように、ＧａＮ多層構造３０はｐｎ接合を形成する。パターン化された反射層７０は、基板表面２２に含まれている。反射層７０のピッチは、例えば、約３ミクロンから約６ミクロンである。
【００１５】
実施形態の一例では、ＬＥＤ構造の上部を示す図１Ｂの拡大図に図示されるように、透明導電層（ＴＣＬ）７６が（例えば、ウエハ全体のコーティングにより）ＧａＮ多層構造３０上に形成されている。下層のｐ型ＧａＮ層５０の表面５２の表面粗さが、如何にしてＴＣＬの表面７８上に現れるか注意すべきである。
【００１６】
図１Ｃは、図１Ｂと同様であるが、ＴＣＬの表面７８が平坦であることを示している。下記議論では、図示及び説明を容易にするために、ＴＣＬ７６を含まないＬＥＤ１０の一例について言及するが、ＴＣＬを有するものであってもよい。
【００１７】
図１Ａを再度参照すると、ＬＥＤ１０には、ＧａＮ多層構造３０に形成された傾斜部８０がさらに設けられており、当該傾斜部は傾斜面８２を有する。傾斜部８０には、ｎ型ＧａＮ層４０の露出表面部４２が形成されている。露出表面部４２は、２つの電気コンタクト９０の一方、即ち、ｎ型コンタクト９０ｎを支持するためのレッジ（窪み）として機能する。ｎ型コンタクトを構成する材料の一例としては、Ｔｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌまたはこれらの組み合わせが挙げられる。電気コンタクト９０の他方は、ｐ型コンタクト９０ｐであり、ｐ型ＧａＮ層表面５２上に配置されている。ｐ型コンタクトを構成する材料の一例としては、Ｎｉ／Ａｕ及びＣｒ／Ａｕが挙げられる。距離Ｄ１は例えば約４ミクロンであり、距離Ｄ２は例えば約１．４ミクロンである。ＬＥＤ１０は、典型的には１ｍｍ四方の正方形であり、波長λＬＥＤの光を発光するように設計されている。
【００１８】
ＬＥＤ１０の実施形態の一例では、表面４２、５２、８２が粗面９２の各部分を構成している。以下詳細に説明するが、粗面９２は、例えば、ウエハ全体に対してプラズマエッチングを実施することにより形成される。ここで、「粗／粗面化された」とは、ウエハアライメントマークの光学結像を阻害するレベルまでランダムまたは疑似ランダムに加工されている状態として理解すべきである。プラズマエッチングを利用して粗面９２上に形成された表面の高さは例えば約５００ｎｍであり、殆どの従来のＭＶＳアライメントツールで使用される５２０ｎｍの結像波長に極めて近い。実施形態の一例では、粗面９２は、二乗平均平方根（ＲＭＳ）粗さσｓを有する。二乗平均平方根（ＲＭＳ）粗さσｓは、ＬＥＤの光出力を最適化するためにＬＥＤ出力波長λＬＥＤにより規定される。実施形態の一例では、ＲＭＳ粗さσｓは、粗面９２を支持し、屈折率ｎを有する層におけるＬＥＤ波長λＬＥＤの略０．５倍から１．０倍である。したがって、実施形態の一例では、ＲＭＳ表面粗さσｓは、約（０．５）λＬＥＤ／ｎから約λＬＥＤ／ｎの範囲にある。ここで、ｎは、媒体（例えば、ｐ型ＧａＮ層５０）の屈折率であり、約４７０ｎｍの波長で約２．５の値を有する。他の実施形態の例では、ＲＭＳ表面粗さσｓは、約λＬＥＤ／ｎから約λＬＥＤの範囲にある。
【００１９】
なお、ＴＣＬ７６を使用する場合、当該層を（例えば、前述のプラズマエッチングにより）直接的に粗面化する、または、当該層の表面７８も粗面化されるように、既存の粗面９２上に略等角的に堆積させることができる（図１Ｂ参照）。この場合、ウエハアライメントマークは、最上部の（透明な）ＴＣＬ７６の表面７８の下に配置されてもよい。また、主要な散乱面が粗面９２となるように、ＴＣＬの表面７８が平坦であってもよい（図１Ｃ参照）。
【００２０】
＜光学アライメント＞
図２は、スルーザレンズ光学アライメントシステム１５０を有するリソグラフィシステム１００の一例の概略図である。光学アライメントシステムの一例は、米国特許第５，４０２，２０５号及び米国特許第５，６２１，８１３号に開示されており、これらの特許は参照することにより本発明に援用される。参照として直交座標ＸＹＺが示される。
【００２１】
リソグラフィシステム１００は、システム軸Ａ１に沿って、イルミネータ１０６、レチクルステージ１１０、投影レンズ１２０および可動ウエハステージ１３０を備えている。レチクルステージ１１０は、レチクル１１２を支持する。レチクル１１２の表面１１４には、レチクルパターン１１５及びレチクルアライメントマーク１１６（図４Ａも参照）が形成されている。ウエハステージ１３０は、ウエハ１３２（例えば、基板２０）を支持する。ウエハ１３２の上面１３４には、ウエハアライメントマーク１３６（図４Ｂ参照）が形成されている。実施形態の一例では、ウエハアライメントマーク１３６は回折性を有してもよい。以下の例では、便宜上、ウエハアライメントマーク１３６は回折性を有さないことが想定されている。
【００２２】
図３は、ウエハ１３２の一例の平面図であり、当該ウエハ１３２は、グローバルアライメント用のグローバルアライメントマーク１３６Ｇと共に、露光フィールドＥＦに関連付けられたファインアライメント（拡大挿入図を参照）用のファインウエハアライメントマーク１３６Ｆを有する。なお、この例では、上記２種類のウエハアライメントマーク１３６が、スクライブ領域１３７に存在している。このスクライブ領域１３７は、露光フィールドＥＦ間に存在しているか露光フィールドＥＦに近接している。
【００２３】
イルミネータ１０６からの光１０８がレチクル１１２及びその上に形成されたレチクルパターン１１５に照射されると、投影レンズ１２０を介してウエハ表面１３４上の選択された露光フィールドＥＦにパターンが結像される。レチクルパターン１１５には、ウエハアライメントマーク１３６の形成に使用されるアライメントパターン１１５Ｗが含まれる。ウエハ表面１３４は、典型的には、フォトレジスト（図示せず）等の感光材料でコーティングされており、レチクルパターン１１５を記録することができると共にウエハ１３２に転写することができる。
【００２４】
前述の通り、ウエハ１３２には、典型的には、ＬＥＤ１０のＬＥＤ構造を形成する多くの異なる層が含まれる。典型的なウエハ１３２は、比較的多くの（例えば、数千の）ＬＥＤを形成するために使用され、各デバイス層がステップアンドリピート方式またはスキャン方式で形成され、一括加工される。このように、異なる露光フィールドＥＦに対するウエハ表面１３４上へのレチクルパターン１１５の結像に先立ち、レチクルパターンは、既設の層、特に、既設の露光フィールドに対して適切にアライメントされる必要がある。一または複数のウエハアライメントマーク１３６及びアライメント対照（光学アライメントシステム１５０においては、一または複数のレチクルアライメントマーク１１６）を利用して、レチクル１１２に対してウエハ１３２をアライメントすることにより、このようなアライメントが実現される。
【００２５】
図２を再度参照すると、光学アライメントシステム１５０は、例えば、軸Ａ２に沿って配置され、波長λＡのアライメント光１５３を発光する光源１５２を備える。ビームスプリッタ１５４は、軸Ａ２とこれに垂直な軸Ａ３との交点に配置されている。レンズ１５６及び折り返しミラー１５８は、軸Ａ３に沿って配置されている。折り返しミラー１５８は、軸Ａ３を折り返してリソグラフィシステムのシステム軸Ａ１に平行な軸Ａ４を形成する。軸Ａ４は、レチクル１１２、プロジェクションレンズ１２０を順に通過し、ウエハ１３２に到達する。また、光学アライメントシステム１５０は、画像センサ１６０を有している。そして、当該画像センサ１６０は、レンズ１５６及び折り返しミラー１５８とは反対側でビームスプリッタ１５４に近接しており、軸Ａ３に沿って配置されている。画像センサ１６０は、画像処理部１６４に電気的に接続されている。そして、画像処理部１６４は、画像センサ１６０が撮像したデジタル画像を加工するように構成されている。画像処理部１６４は、表示部１７０及び可動ウエハステージ１３０に電気的に接続されている。
【００２６】
光学アライメントシステム１５０の動作時、光源１５２からのアライメント光１５３は、軸Ａ２に沿って進み、ビームスプリッタ１５４により、軸Ａ３に沿ってレンズ１５６に向かうように反射される。アライメント光１５３は、レンズ１５６を通過し、折り返しミラー１５８により反射され、レチクル１１２及び投影レンズ１２０を通過し、ウエハアライメントマーク１３６を含む、ウエハ１３２のウエハ表面１３４の一部を照射する。アライメント光１５３の一部である反射アライメント光１５３Ｒは、ウエハ１３２のウエハ表面１３４及びウエハアライメントマーク１３６によって反射され、投影レンズ及びレチクル１１２、特にレチクルアライメントマーク１１６を逆方向に通過する。ウエハアライメントマーク１３６が回折性を有する場合、ウエハアライメントマークからの回折光が集光される。
【００２７】
投影レンズ１２０とレンズ１５６との組み合わせにより、反射アライメント光１５３Ｒから画像センサ１６０上にウエハアライメントマーク１３６及びレチクルアライメントマーク１１６の重畳画像が結像される（図４Ｃ参照）。ここで、レチクルアライメントマーク１１６は、アライメント対照として機能する。収差システム等、他の種類の光学アライメントシステムでは、アライメント対照は、リソグラフィシステムの対照基準に基づいて調整されるアライメントシステムの光学軸である。
【００２８】
画像センサ１６０は、撮像したデジタル画像を表す電気信号Ｓ１を生成し、その電気信号Ｓ１を画像処理部１６４に送信する。画像処理部１６４は、（例えば、記憶部１６５等のコンピュータで読み取り可能なメディアに組み込まれた画像処理ソフトウェアにより）受信したデジタル画像の画像処理を実行するように構成されている。特に、画像処理部１６４は、重畳するウエハアライメントマーク画像及びレチクルアライメントマーク画像をパターン認識するように構成されており、重畳するウエハアライメントマーク画像及びレチクルアライメントマーク画像の相対的なズレを測定し、ウエハステージ１３０に送信される当該測定に対応するステージ制御信号Ｓ２を生成する。また、画像処理部１６４は、重畳するウエハアライメントマーク画像及びレチクルアライメントマーク画像を表示するために、表示部１７０に画像信号Ｓ３を送信する。
【００２９】
ウエハステージ１３０は、ステージ制御信号Ｓ２に対応して、レチクルアライメントマーク１１６の画像とウエハアライメントマーク１３６の画像とのアライメントが行われるまで（即ち、直接重畳するまで）、ＸＹ平面上を（焦点を合わせる場合には、必要に応じてＺ方向にも）移動する。なお、レチクルアライメントマーク１１６の画像およびウエハアライメントマーク１３６の画像は、レチクル１１２及びウエハ１３２のアライメントが適切に行われていることを示す。図４Ｃは、重畳するレチクルアライメントマーク１１６の画像及びウエハアライメントマーク１３６の画像の一例を示している。なお、図４Ｃでは、当該２つのアライメントマーク画像がズレによりオフセット状態になっている。図４Ｄは、重畳するレチクルアライメントマーク１１６の画像及びウエハアライメントマーク１３６の画像の一例を示している。なお、図４Ｄでは、画像処理部１６４及び可動ウエハステージ１３０のフィードバック処理によって、当該２つのアライメントマーク画像のアライメントが行われている（即ち、直接的に重畳される）。
【００３０】
多くの場合、ウエハ１３２上の個々のＬＥＤ１０の位置は、数ナノメートルの誤差で正確である。光学アライメントシステム１５０等のアライメントシステムは、典型的には、少数の（典型的には３乃至５個の）上記グローバルアライメントマーク１３６Ｇを特定し、配置する。画像処理部は、こうした情報と、画像処理部１６４のアライメントアルゴリズムにより与えられる他の情報とによって、直交座標系と、ウエハ１３２上の個々の露光フィールドＥＦの位置とを計算することができる。この種のアライメントを、エンハンストグローバルアライメントまたはＥＧＡと称す。このアプローチにより、座標系に対して線形補正（即ち、Ｘ及びＹの線形倍率およびＸＹ座標系間の回転角度）を行うことができる。
【００３１】
図５Ａの概略図に示されるように、従来の光学アライメントシステム及び方法では、粗面９２等の粗面上または粗面を介してウエハアライメントマーク１３６を結像することが困難である。これは、入射アライメント光１５３がレーリー散乱によって散乱し、散乱光１５３Ｓを形成するからである。このため、ウエハアライメントマーク１３６の画像の結像に必要な反射アライメント光１５３Ｒがほとんど残らない。レーリー散乱では、ａを散乱粒子のサイズとし、λを入射光の波長とした場合、総散乱力ＰＳはＰＳ〜ａ６／λ４として計測される。ＬＥＤ１０では、ａの値は、粗面９２の粗さスケールを表し、ＲＭＳ表面粗さσｓに対応する。
【００３２】
σｓの値は、典型的には、波長λＬＥＤのＬＥＤ光の光抽出を最適化するように選択される。このため、ＬＥＤ出力の改善を犠牲にすることなくσｓの値を低減することはできない。このため、アライメント波長λＡがσｓの値と同一またはσｓに近い場合、粗面９２上または粗面９２下に結像されたウエハアライメントマーク１３６は本質的に不可視となる。以下、このようなウエハアライメントマーク１３６を「粗面化ウエハアライメントマーク」と称し、当該マークは粗面９２と同一または実質的に同一の粗さを有するものとする。ｐ型コンタクト９０ｐ及びｎ型コンタクト９０ｎをＬＥＤ構造上の適切な位置に配置することは、粗面化ウエハアライメントマーク１３６により、不可能ではないが困難となる。
【００３３】
本発明では、少なくとも電気コンタクト９０の一方を形成しようとする場合、アライメント能力の低減がレーリー散乱によって促進されることが理解されている。ここで図５Ｂの概略図を参照すると、本発明では、粗面化ウエハアライメントマーク１３６からの散乱光１５３Ｓの量を減少させるアライメント波長λＡが使用されており、反射アライメント光１５３Ｒがより残存する。このため、光学アライメントシステム１５０のアライメント能力が改善され、アライメントされた一または複数の電気コンタクト９０が粗面９２上に適切に形成される。約２５０ｎｍ乃至約５００ｎｍのσｓを有するガリウムベースのＬＥＤ１０の一例では、例えば、アライメント波長λＡを５００ｎｍ（典型的な従来のアライメント波長λＡの範囲内）から１，０００ｎｍ（１μｍ）にまで増加させることによって、散乱光１５３Ｓの量が１６分の１に減少する。本発明の実施形態の一例では、アライメント波長λＡは約１μｍから約２μｍの範囲にある。また、他の実施形態の例では、アライメント波長λＡは約２σｓから約８σｓの範囲にある。さらに他の実施形態の例では、アライメント波長λＡは約２λＬＥＤから約８λＬＥＤの範囲にある。
【００３４】
使用されるアライメント波長λＡにより、レーリー散乱効果の低減と、粗面化ウエハアライメントマーク１３６の分解能とがうまくバランスされる。アライメント波長λＡが長過ぎると、光学アライメントシステム１５０の分解能が低減される。反対にアライメント波長λＡが短過ぎると、レーリー散乱効果が十分に低減されない。さらに、従来の画像センサ１６０（レンズ１５６も同様）は、約２μｍ未満の波長で最も良好に動作する傾向がある。レンズ１５６は投影レンズ１２０に連動して動作するように設計されており、重畳されたレチクルアライメントマーク及びウエハアライメントマークの画像は画像センサ１６０上に集束される。しかし、光学アライメントシステム１５０が収差アライメントシステム（即ち、投影レンズ１２０を通過する光路を備えないシステム）である場合、レンズ１５６は、レチクルアライメントマーク１１６及びウエハアライメントマーク１３６の画像を画像センサ１６０上に結像する結像レンズとして設計される。
【００３５】
このように、本発明に係る方法の一例では、一または複数のＬＥＤ１０がリソグラフィ形成される。また、この方法では、少なくとも一つのウエハアライメントマーク１３６がウエハ上に形成され、ＲＭＳ表面粗さσｓを有するウエハの粗面がウエハアライメントマークの直上または上方に形成される。また、この方法では、約２σｓから約８σｓの範囲の波長λＡを有するアライメント光１５３が少なくとも一つのウエハアライメントマーク１３６に照射され、照射されたウエハアライメントマークの画像が画像センサ１６０上で形成されて検出される。ウエハアライメントマーク画像を形成する光は、アライメント光１５３を少なくとも一つのウエハアライメントマークで反射させることにより形成された反射光１５３Ｒである。そして、この方法では、少なくとも一つのウエハアライメントマークの検出画像がアライメント対照（例えば、レチクルアライメントマーク１１６）と比較されてウエハのアライメントが確立される。
【００３６】
本発明に係る方法の他の例は、ＬＥＤ１０のリソグラフィ形成時においてＬＥＤ構造上に少なくとも一つの電気コンタクト９０を形成する際に、ウエハ１３２をアライメントする方法である。この方法では、ＲＭＳ表面粗さσｓを有する少なくとも一つの粗面化アライメントマークがウエハ１３２上に形成される。また、この方法では、約２σｓから約８σｓの範囲の波長λＡを有するアライメント光（例えば、反射アライメント光１５３Ｒ）を利用して、少なくとも一つの粗面化ウエハアライメントマークが結像される。そして、この方法では、検出画像がアライメント対照と比較されてウエハアライメントが確立される。そして、この方法では、確立されたアライメントに基づいて、少なくとも一つの電気コンタクト９０がＬＥＤ上に形成される。例えば、ｐ型コンタクト９０ｐとｎ型コンタクト９０ｎとの両方が形成される。
【００３７】
本発明に係る方法の他の例では、ＬＥＤ１０のリソグラフィ形成時に少なくとも一つの電気コンタクト９０が形成される。また、この方法では、ＬＥＤ構造の粗面化された上面９２上にウエハアライメントマーク１３６が形成される。そして、この方法では、ウエハアライメントマークを含む、ＬＥＤ構造の上面９２が粗面化される。その結果、粗面化された上面９２及び粗面化されたウエハアライメントマーク１３６が表面粗さσｓを有するように粗面化ウエハアライメントマークが形成される。また、この方法では、ａ）約２σｓから約８σｓの範囲、ｂ）約１μｍから約２μｍの範囲、ｃ）約２λＬＥＤから約８λＬＥＤの範囲の少なくとも一つの範囲の波長λＡを有するアライメント光を利用して、少なくとも一つの粗面化ウエハアライメントマークが結像される。そして、この方法では、検出画像がアライメント対照と比較されてウエハアライメントが確立され、少なくとも一つの電気コンタクト９０（例えば、ｐ型コンタクト９０ｐ）がＬＥＤ構造の上面（例えば、ｐ型ＧａＮ層５０またはＴＣＬ７６の表面７８）に形成される。
【００３８】
当業者には明白であるが、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく、本発明に対して種々の改良を施したり変更を加えたりすることができる。したがって、本発明に対する改良や変更が添付の特許請求の範囲及びその等価物の範囲に含まれるのであれば、その改良や変更は、本発明に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１Ａ】窒化ガリウム（ＧａＮ）ベースのＬＥＤの一例の概略断面図であり、光が通過して逃れるｐ型ＧａＮ層上の粗面化された上面を示す図である。
【図１Ｂ】ＬＥＤ構造の部分拡大図であり、ｐ型ＧａＮ層上に形成された、直下のｐ型ＧａＮ層に相当する表面粗さを有する透明導電層を示す図である。
【図１Ｃ】透明導電層の上面が平坦であることを除いて図１Ｂと同様の図である。
【図２】ＬＥＤの形成に使用されるリソグラフィシステムの一例の概略図であり、本発明に係る方法による光学アライメントの実行に適するスルーザレンズ（ＴＴＬ）光学アライメントシステムの一例が示されている図である。
【図３】ウエハの一例の平面図であり、露光フィールドの一例を拡大挿入図として示すと共に、ウエハのグローバルアライメントマーク及びファインアライメントマークを示す図である。
【図４Ａ】レチクルアライメントマークの一例の平面図である。
【図４Ｂ】ウエハアライメントマークの一例の平面図である。
【図４Ｃ】レチクルアライメントマーク及びウエハアライメントマークの重畳画像の一例の平面図であり、レチクル及びウエハのミスアライメントにより２つのマークにズレが生じている状態を示す図である。
【図４Ｄ】図４Ｃと同様の図であるが、レチクル及びウエハのアライメントにより、レチクル及びアライメントマークの画像が直接重畳する一例を示す図である。
【図５Ａ】ウエハの最上部の概略断面図であり、アライメントマークが結像されたＬＥＤ構造の粗面を示し、従来のアライメント法においてどのようにアライメント光が散乱し、残留する反射光がウエハのアライメント実行時にウエハのアライメントマーク画像を結像するには不十分であることを示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａと同様の図であるが、本発明に係るアライメント法を示す図であり、ウエハのアライメントマーク画像の結像に十分であり、ウエハのアライメント実行時に適した強い反射光要素が存在するような波長をアライメント光が有することを示す図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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