(57)【要約】【課題】マスク成膜において高精度なパターニング成膜を行う。【解決手段】孔内面を有するマスクアライメントマーク６０を備えるマスク５０を用いて行うアライメント方法において、孔内面の備えるテーパ面６５がウエハ３０に対して反対側を向くように、ウエハ表面３１にマスク５０を重ね合わせる重層工程と、ウエハ３０及びマスク５０を重ね合わせた状態で、マスクアライメントマーク６０、及びマスクアライメントマーク６０の孔内を通じて観察されるウエハ表面３１を撮像する撮像工程と、撮像工程で得られた像に基づいて、ウエハ表面３１のウエハアライメントマーク４０及びマスクアライメントマーク６０の位置合わせ状態を確認する確認工程と、確認工程の結果、ウエハアライメントマーク４０に対するマスクアライメントマーク６０の位置が合っていない場合に、ウエハ３０及びマスク５０の位置合わせを行う調整工程と、を備える。【選択図】図５
2015046427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔内面を有するマスクアライメントマークを備えるマスクを用いて行うアライメント方法において、
前記孔内面の備えるテーパ面がウエハに対して反対側を向くように、ウエハ表面に前記マスクを重ね合わせる重層工程と、
前記ウエハ及びマスクを重ね合わせた状態で、前記マスクアライメントマーク、及び前記マスクアライメントマークの孔内を通じて観察される前記ウエハ表面を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で得られた像に基づいて、前記ウエハ表面のウエハアライメントマーク及び前記マスクアライメントマークの位置合わせ状態を確認する確認工程と、
前記確認工程の結果、前記ウエハアライメントマークに対する前記マスクアライメントマークの位置が合っていない場合に、前記ウエハ及び前記マスクの位置合わせを行う調整工程と、
を備えるアライメント方法。
【請求項２】
前記撮像工程では前記テーパ面の側に光が投射し、
前記テーパ面の側から、カメラが前記マスクアライメントマーク及び前記ウエハ表面を撮像する、
請求項１に記載のアライメント方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアライメント方法及びパターニング用マスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
マスク成膜によってパターニング成膜することが知られている。特許文献１は、液晶基板の製造におけるアライメントの製造方法を開示している。かかる製造方法では、ガラス基板とメタルマスクとを位置精度良く貼り合わせることができる。
【０００３】
該方法では、メタルマスクとガラス基板を貼り合わせる前に、メタルマスクをガラス基板から所定の距離だけ離れたところに配置する。次にカメラでアライメントマークを撮像して位置精度を確認する。さらに既定の位置精度になるようガラス基板の位置を調整してからメタルマスクを貼り合わせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１４６５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記方法では撮像時にウエハとマスクとのコントラスト差が小さい場合、アライメントマークを精度よく認識することが出来ない場合がある。さらに、マスクを二枚使用して、重層した場合は、両マスクのアライメントマークの区別がつきにくいので、認識精度がさらに低下する恐れがある。本発明はマスク成膜において高精度なパターニング成膜を行うためのアライメント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】
【０００６】
本発明のアライメント方法は、孔内面を有するマスクアライメントマークを備えるマスクを用いて行うアライメント方法において、前記孔内面の備えるテーパ面がウエハに対して反対側を向くように、ウエハ表面に前記マスクを重ね合わせる重層工程と、前記ウエハ及びマスクを重ね合わせた状態で、前記マスクアライメントマーク、及び前記マスクアライメントマークの孔内を通じて観察される前記ウエハ表面を撮像する撮像工程と、前記撮像工程で得られた像に基づいて、前記ウエハ表面のウエハアライメントマーク及び前記マスクアライメントマークの位置合わせ状態を確認する確認工程と、前記確認工程の結果、前記ウエハアライメントマークに対する前記マスクアライメントマークの位置が合っていない場合に、前記ウエハ及び前記マスクの位置合わせを行う調整工程と、を備える。
【０００７】
前記撮像工程では前記テーパ面の側に光が投射し、前記テーパ面の側から、カメラが前記マスクアライメントマーク及び前記ウエハ表面を撮像することが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、マスク成膜において高精度なパターニング成膜を行うためのアライメント方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】マスク成膜のアライメント方法に用いる要素を示す模式図である。
【図２】実施形態におけるテーパ面の効果を示す模式図である。
【図３】実施形態における重ね合わせた二次及び一次マスクの平面図である。
【図４】実施形態における重ね合わせた一次マスク及びウエハの断面図である。
【図５】実施形態における重ね合わせた一次マスク及びウエハの拡大断面図である。
【図６】実施形態における重ね合わせた一次マスク及びウエハの平面図である。
【図７】実施例２における重ね合わせた二次及び一次マスクの断面図である。
【図８】実施例２における重ね合わせた二次及び一次マスクの拡大断面図である。
【図９】実施例２における成膜された後のウエハ及び膜の断面図である。
【図１０】比較例における重ね合わせた一次マスク及びウエハの拡大断面図である。
【図１１】比較例における重ね合わせた一次マスク及びウエハの平面図である。
【図１２】比較例における重ね合わせた二次及び一次マスクの拡大断面図である。
【図１３】比較例における重ね合わせた二次及び一次マスクの平面図である。
【図１４】比較例における貼り合わせた各マスク及びウエハの断面図である。
【図１５】比較例における成膜された後のウエハ及び膜の断面図である。
【図１６】実施例３における重ね合わせた二次及び一次マスクの平面図である。
【図１７】実施例４における重ね合わせた二次及び一次マスクの平面図である。
【図１８】実施例５における重ね合わせた二次及び一次マスクの平面図である。
【図１９】実施例６における重ね合わせた一次マスク及びウエハの断面図である。
【図２０】実施例７における重ね合わせた一次マスク及びウエハの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
１．各要素について
本実施形態のアライメント方法は、図１に示す各要素を用いて行う。図１の最下部に位置するのはウエハ３０である。ウエハは任意の形状を有することができる。例えばウエハは方形でもよく、また図１に示すように円形でもよい。
【００１１】
ウエハ３０はウエハアライメントマーク４０を備える。一例としてウエハアライメントマーク４０は図１に示すように円柱形の突起からなる。円柱形のウエハアライメントマーク４０の高さはその直径又は半径以下の長さでもよい。通常の半導体装置製造プロセスを用いた場合、かかるウエハアライメントマーク４０は任意の高さを有することが出来る。
【００１２】
ウエハアライメントマーク４０は他の任意の形状を有する。ウエハアライメントマーク４０の形状は例えばテーパを有するものでもよく、円錐形でもよく、円錐台形でもよく、半球形でもよく、球体を輪切りにした形状でもよい。
【００１３】
ウエハアライメントマーク４０はウエハ３０の凹部でもよく、ウエハ３０と異なる材料で描いた模様でもよい。ウエハアライメントマーク４０はウエハ３０の設計上可能なあらゆる形態を有することが出来る。
【００１４】
一次マスク５０及び二次マスク７０はウエハ３０を覆うためのマスクである。一次マスク５０及び二次マスク７０はウエハ３０上に直接又は間接に半導体パターンを形成するためのマスクである。
【００１５】
一次マスク５０及び二次マスク７０はウエハの形状に合わせて設計することができる。一次マスク５０及び二次マスク７０は方形でもよく、また図１に示すように円形でもよい。一次マスク５０及び二次マスク７０はマスク蒸着成膜やマスクスパッタ成膜を可能にするためメタルマスクであることが好ましい。
【００１６】
一次マスク５０はマスクアライメントマーク６０を備える。一次マスク５０はマスクアライメントマークを複数備えてもよい。マスクアライメントマーク６０は任意の形状を有することができ、例えば円形の開孔であってもよい。
【００１７】
マスクアライメントマーク６０の開口面積はウエハアライメントマーク４０よりも大きいことが好ましい。ウエハ３０に対して遠い側、すなわちウエハ３０とは反対側から見たとき、ウエハアライメントマーク４０は一次マスク５０の陰にならないことが好ましい。後述するカメラ９０等で撮像し、任意の画像認識手段によって確認するためである。
【００１８】
二次マスク７０はマスクアライメントマーク８０を備える。二次マスク７０はマスクアライメントマークを複数備えてもよい。二次マスク７０はさらにマスクアライメントマーク８１を備えてもよい。マスクアライメントマーク８０及び８１は任意の形状を有することができ、例えば円形の開孔であってもよい。
【００１９】
マスクアライメントマーク８０，８１の開口面積はマスクアライメントマーク６０よりも大きいことが好ましい。ウエハ３０に対して遠い側、すなわちウエハ３０とは反対側から見たとき、マスクアライメントマーク６０は二次マスク７０の陰にならないことが好ましい。後述するカメラ９０等で撮像し、画像認識手段によって確認するためである。
【００２０】
二次マスク７０の、さらにウエハ３０に対して遠い側に、さらにマスクを貼り合わせてもよい。かかる複数枚のマスクを貼り合わせる場合は、ウエハ３０の遠い側に貼るマスクは近い側のマスクよりも、アライメントマークの開口面積が大きいことが好ましい。
【００２１】
表現を変えれば、ウエハ３０に対して遠い側から見たとき、近い側のマスクアライメントマークが遠い側のマスクの陰にならないことが好ましい。後述するカメラ９０等で撮像し、画像認識手段によって確認するためである。
【００２２】
二次マスク７０は、一つ又は複数のマスク開口７３を備える。マスク開口７３はウエハ３０上に直接又は間接に半導体パターンを形成するためのマスクである。マスク開口７３は本実施形態のアライメント方法の実施後に、ウエハ３０の表面において、成膜すべき部位を定める。
【００２３】
複数のマスク開口７３は、ウエハを基礎として作成する半導体装置の設計に合わせて、二次マスク７０上の任意の場所に位置する。複数のマスク開口７３は直線状、又は格子状に並んでいてもよい。
【００２４】
マスク開口７３は四角形でもよく、実質的な正方形でもよい。マスク開口７３はウエハを基礎として作成する半導体装置の設計に合わせて、任意の形状を有していてよい。マスクアライメントマーク８０，８１、又はその他のマスクアライメントマークは、マスク開口７３と二次マスク７０の外周との間に位置していてもよい。マスク開口７３はマスクアライメントマーク８０及び８１に位置していてもよい。
【００２５】
一次マスク５０も二次マスク７０と同様にマスク開口及びマスクアライメントマークを備える。マスクアライメントマーク６０及び８０は開孔からなることが好ましい。マスクアライメントマーク６０及び８０の内面は孔内面として形成されている。各マスクアライメントマークは開孔でなくともよく、例えばマスクの外周側から切り欠いたような形状を有していてもよい。
【００２６】
カメラ９０はマスクアライメントマーク６０又は８０を撮像する。カメラ９０はマスクアライメントマークの撮像と同時に、ウエハアライメントマーク４０を備えるウエハ３０の表面を撮像することができる。カメラ９１はマスクアライメントマーク８１を撮像する。カメラ９１は他の要素を、カメラ９０と同様に撮像することができる。
【００２７】
カメラ９０及び９１はウエハに対して一次マスク側に位置することが好ましい。カメラ９０及び９１は一次マスクに対して二次マスク側に位置することが好ましい。カメラ９１はカメラ９０が兼ねてもよい。この場合、カメラ９０又はウエハ３０は、平面的な移動手段によって移動可能なことが好ましい。
【００２８】
本実施形態では、カメラ９０及び９１が、ウエハ、マスクそれぞれのアライメントマークを認識し、位置を合わせた後、ウエハ及びマスク、又はマスク同士を貼り合わせる。半導体装置の設計上可能である場合には、二次マスクにさらにマスクを設けてもよい。
【００２９】
２．アライメント方法の特徴
図２及び３に本実施形態のアライメント方法の特徴を示す。図２に示すように各マスクのマスクアライメントマーク６０及び８０の孔内面又は断面をテーパ形状とする。したがって、図３に示すように各マスクアライメントマークの内周及び外周の輪郭がはっきりと認識できる。
【００３０】
図３の下段に示すように、一次マスク５０において、かかる内周輪郭はテーパ面６５の像とウエハ表面３１の像との境界に表れる。かかる外周輪郭はテーパ面６５の像と一次マスクの表面５１の像との境界に表れる。
【００３１】
二次マスク７０において、かかる内周輪郭はテーパ面８５の像と一次マスクの表面５１の像との境界に表れる。かかる外周輪郭はテーパ面８５の像と表面７１の像との境界に表れる。
【００３２】
例えば、画像認識手段が一次又は二次マスクの表面及び、各テーパ形状の像を二値化して境界を検知する際、かかる境界が明確となる。このため、位置合わせ状態を精度よく検知することが出来る。
【００３３】
カメラ９０からアライメントマークを観察した際、ウエハ３０と一次マスク５０のコントラスト差が大きくなる。また、一次マスク５０と二次マスク７０のコントラスト差が大きくなる。このため、各マスクアライメントマークを精度よく認識できる。
【００３４】
なお図２において、二次マスク７０のアライメントをする際、すでに一次マスク５０がウエハに積層している場合がある（実施例２）。当業者においては本図が本実施形態のアライメント方法の特徴を示す模式図であることに注意されたい。
【００３５】
３．アライメント方法の概要
当該アライメント方法中の各工程の概要を後に詳述する図４，５にしたがって説明する。本実施形態のアライメント方法は図４，５に示す重層工程、撮像工程、及び確認工程を備える。
【００３６】
本実施形態のアライメント方法において、マスクは一層でもよく、複数の層でもよい。例えば図２に示すように一次マスク５０及び二次マスク７０を用いてもよい。また、一次マスク５０のみを用いてもよい。本実施形態においては、マスクを一層のみ用いる場合を中心に説明する。便宜的にかかるマスクを一次マスク５０と呼ぶことにする。
【００３７】
図４に示すよう、重層工程はウエハ３０の表面にマスク、すなわち一次マスク５０を重ね合わせる工程である。撮像工程は図５に示すようにカメラ９０及びカメラ９１を用いて、マスクアライメントマーク６０，６１及びウエハ表面３１を撮像する工程である。
【００３８】
確認工程は撮像工程で得られた像に基づいて、ウエハ表面３１にあるウエハアライメントマーク４０，４１、及びマスクアライメントマーク６０，６１の位置合わせ状態を確認する。
【００３９】
図５ではカメラから見てウエハアライメントマーク４０がマスクアライメントマーク６０の陰になっていない。また、ウエハアライメントマーク４０及びマスクアライメントマーク６０のお互いの中心が実質的に一致している。
【００４０】
ウエハアライメントマーク４１及びマスクアライメントマーク６１でも同様であれば、ウエハ３０及び一次マスク５０の位置が合っていると言える。この場合、ウエハ表面３１に一次マスク５０を貼り合わせることで積層体を形成することができる（図７参照）。貼り合わせ後に再度一次マスク５０を剥がして、位置を調整することもできる。
【００４１】
その後、ウエハ表面３１の上に直接成膜する（図９参照）。かかるアライメント方法の概要は特に記載のない限り、図７，８に示す二次マスク７０の重層工程、撮像工程、及び確認工程において同様である（実施例２）。
【００４２】
４．アライメント方法の特徴の詳細
図２に示すように、重層工程においてウエハ３０に一次マスク５０を重ね合わせた後、撮像工程において、カメラ９０の側から、ウエハ３０及び一次マスク５０に対して、照射光９５が入射する。本実施形態において照射光９５は上方のカメラ９０から下方のウエハ３０又は一次マスク５０に向けて照射される落射光であることが好ましい。
【００４３】
重層工程においてウエハ３０及び一次マスク５０に二次マスク７０を重ね合わせた後、撮像工程において、カメラ９０の側から、一次マスク５０及び二次マスク７０に対して、照射光９５が入射する。
【００４４】
かかる照射光９５は、不特定方向からウエハアライメントマーク４０、及び一次マスク５０のマスクアライメントマーク６０に入射する環境中の光があれば、これらよりも明るいことが好ましい。かかる照射光９５は、不特定方向からマスクアライメントマーク６０、及び二次マスク７０のマスクアライメントマーク６０に入射する環境中の光があれば、これらよりも明るいことが好ましい。
【００４５】
ウエハ３０から見てカメラ９０側にある不図示の照明が照射光９５を投射する。照明は例えば、カメラ９０中のレンズ９３近傍に、ウエハ３０側を向くように設置してもよい。好ましい態様ではカメラ９０の照明が、レンズ９３の光軸と実質的に平行な照射光、すなわち図２中の照射光９５を投射する。
【００４６】
かかる照射光９５はウエハ表面３１、一次マスク５０の表面５１、及び二次マスク７０の表面７１に入射する。表面５１及び表面７１はそれぞれのマスク中、ウエハ３０に対して遠い側にある。
【００４７】
照射光９５の一部はウエハ３０の成膜される側のウエハ表面３１に入射する。かかる照射光９５の一部はウエハアライメントマーク４０の表面４５に入射する。表面４５はウエハアライメントマーク４０の側面４８と接する。表面４５は図２中において、円柱形のウエハアライメントマーク４０の天面に相当する（図３参照）。表面４５は、ウエハ３０の本体に対して遠い側にある。
【００４８】
ウエハアライメントマーク４０は、ウエハ３０の成膜される側のウエハ表面３１に位置する。側面４８はウエハ表面３１に接する。図３に示すようにカメラ９０はウエハ表面３１及び表面４５を明るい面として撮像する。カメラ９０は側面４８を影として撮像する。
【００４９】
図２に示すように照射光９５の一部は一次マスク５０の、ウエハ３０に対して遠い側の表面５１に入射する。かかる照射光９５の一部は一次マスク５０のマスクアライメントマーク６０のテーパ面６５に入射する。
【００５０】
テーパ面６５はマスクアライメントマーク６０の孔内面の一部又は全部に相当する。テーパ面６５はウエハ３０に対して遠い側、あるいはウエハ３０に対して反対側を向く。一例においてテーパ面６５は表面５１及び／又は表面４９に接する。一次マスク５０の表面４９はウエハ３０に対して近い側の表面である。
【００５１】
テーパ面６５に入射した照射光９５のうち反射した反射光９６の一部又は大部分はレンズ９３の光軸と平行にならない。なぜならテーパ面６５が照射光９５の入射方向に対して実質的に直角ではないからである。すなわちテーパ面６５において照射光９５は斜めに反射する。したがってカメラ９０は反射光９６の一部又は大部分を受光しない。
【００５２】
図３に示すようにカメラ９０によって撮像された像の中で、テーパ面６５は暗く、又は黒く映る。一方でウエハ表面３１及び表面５１は明るく、またウエハ３０及び一次マスク５０の材質の色を反映して映る。
【００５３】
テーパ面６５の内周の輪郭、すなわちテーパ面６５中、ウエハ３０に対し最も近い側の部分は、はっきりとした影を成す。また、テーパ面６５が表面５１、又は照射光９５と実質的に直角を成す他の面と接続する場合、その接続部に角が存在し、実質的に丸みを帯びていないことが望ましい。このため像の中でテーパ面６５は表面５１と著しい対照を成す。
【００５４】
テーパ面６５の外周の輪郭、すなわちテーパ面６５中、ウエハ３０に対し最も遠い側の部分は、はっきりとした影を成す。このため像の中でテーパ面６５はウエハ表面３１と著しい対照を成す。
【００５５】
かかるテーパ面６５の像は、プログラムにより画像を自動で認識する手段にとってウエハ表面３１又は表面５１と区別しやすい。したがって、カメラ９０、又はかかる画像認識手段はマスクアライメントマーク６０を精度高く認識することができる。
【００５６】
本実施形態においてテーパ面６５は円錐台形の斜面である。テーパ面６５の形状は特に限定されない。例えば図中の断面形状はマスクアライメントマーク６０の孔内に向かって張り出していてもよく、逆に一次マスク５０の内部に向かって窪んでいてもよい。
【００５７】
図２に示すように、照射光９５の一部は二次マスク７０の、ウエハ３０に対して遠い側の表面７１に入射する。かかる照射光９５の一部は二次マスク７０のマスクアライメントマーク８０のテーパ面８５に入射する。
【００５８】
テーパ面８５はマスクアライメントマーク８０の孔内面の一部又は全部に相当する。テーパ面８５はウエハ３０に対して遠い側、あるいはウエハ３０に対して反対側を向く。テーパ面８５は表面７１及び／又は表面６９に接してもよい。二次マスク７０の表面６９はウエハ３０に対して近い側の表面である。
【００５９】
テーパ面８５に入射した照射光９５のうち反射した反射光９７の一部又は大部分はレンズ９３の光軸と平行にならない。なぜならテーパ面８５が照射光９５の入射方向に対して実質的に直角ではないからである。すなわちテーパ面８５において照射光９５は斜めに反射する。したがってカメラ９０は反射光９７の一部又は大部分を受光しない。
【００６０】
図３に示すようにカメラ９０によって撮像された像の中で、テーパ面８５は暗く、又は黒く映る。一方で一次マスク５０の表面５１及び表面７１は明るく、また一次マスク５０及び二次マスク７０の材質の色を反映して映る。
【００６１】
テーパ面８５の内周の輪郭、すなわちテーパ面８５中、ウエハ３０に対し最も近い側の部分は、はっきりとした影を成す。また、テーパ面８５が表面７１、又は照射光９５と実質的に直角を成す他の面と接続する場合、その接続部に角が存在し、実質的に丸みを帯びていないことが望ましい。かかる場合、像の中でテーパ面８５は表面７１と著しい対照を成す。
【００６２】
テーパ面８５の外周の輪郭、すなわちテーパ面８５中、ウエハ３０に対し最も遠い側の部分は、はっきりとした影を成す。このため像の中でテーパ面８５は表面５１又は表面７１と著しい対照を成す。
【００６３】
かかるテーパ面８５の像は、プログラムにより画像を自動で認識する手段にとって表面５１又は表面７１と区別しやすい。したがって、カメラ９０、又はかかる画像認識手段はマスクアライメントマーク８０を精度高く認識することができる。
【００６４】
本実施形態においてテーパ面８５は円錐台形の斜面である。テーパ面８５の形状は特に限定されない。例えば図中の断面形状はマスクアライメントマーク８０の孔内に向かって張り出していてもよく、逆に二次マスク７０の内部に向かって窪んでいてもよい。
【００６５】
確認工程において、重層工程におけるウエハ及びマスクの重ね合わせが、撮像工程によって得られた各アライメントマークの像から、適切な位置合わせ状態を成していることを確認する。確認工程の詳細は実施例にて詳述する。
【実施例１】
【００６６】
１．重層工程
図４に示すように、重層工程において、ウエハ３０に一次マスク５０を重ね合わせる。重ね合わせは、１枚目マスクとなる一次マスク５０をウエハ３０の図中の上方の所定の距離まで近づけることで行う。
【００６７】
重ね合わせる際、ウエハ表面３１と表面４９は接触する必要はない。後述する調整工程において、ウエハ３０又は一次マスク５０が、ウエハ表面３１と実質的に平行に、平面的に移動する場合があるからである。
【００６８】
一次マスク５０はマスクアライメントマーク６０，６１を備える。マスクアライメントマーク６０，６１は円形の内周輪郭を有する。なおウエハアライメントマーク４０，４１も円形の輪郭を有する。
【００６９】
ウエハアライメントマーク及びマスクアライメントマークの組み合わせは複数個ある。マスクアライメントマーク６０はウエハアライメントマーク４０と組み合わさる。マスクアライメントマーク６１はウエハアライメントマーク４１と組み合わさる。
【００７０】
図４に示すように、ウエハ３０は、一又は複数の成膜予定位置３５を有する。一次マスク５０は、一又は複数のマスク開口５３を有する。マスク開口５３はウエハ３０上に直接又は間接に半導体パターンを形成するためのマスクである。通常の半導体装置の設計態様であれば、成膜予定位置３５又はマスク開口５３のパターンは四角形などの多角形のパターンがよく現れる。
【００７１】
かかる場合、ウエハ３０又は一次マスク５０において、円形のアライメントマークの周囲の多くのパターン中にこれと似た形状のものが少ない。このため、ユニークな形状としてカメラが円形のアライメントマークを認識しやすい。
【００７２】
またマスクアライメントマーク６０，６１は円形の開孔を有するので、カメラはウエハ表面３１を広く見通すことが出来る。このためウエハアライメントマーク４０，４１が一次マスク５０の陰に隠れることで、カメラ９０，９１から観察できなくなる恐れが小さい。
【００７３】
マスクアライメントマーク６０，６１はさらに孔内面を有する。図４に示すようにウエハ３０及び一次マスク５０の適切な位置合わせ状態が実現すると、マスク開口５３は成膜予定位置３５の正面に対向する。
【００７４】
図４の一点鎖線で区切られた領域を図５に詳細に示す。以下、マスクアライメントマーク６１においてマスクアライメントマーク６０と同様の工程が進行する。マスクアライメントマーク６０の孔内面はテーパ面６５を有する。一次マスク５０を重ね合わせる際、テーパ面６５はウエハ３０に対し遠い側、あるいはウエハ３０に対して反対側を向くことが好ましい。
【００７５】
２．撮像工程
図５に示すように、撮像工程において、カメラ９０はウエハ３０及びマスクを重ね合わせた状態で、マスクアライメントマーク６０を撮像する。さらにカメラ９０はマスクアライメントマーク６０の孔内を通じて観察されるウエハ表面３１を撮像する。カメラ９０は両者を同時に撮像することが好ましい。
【００７６】
撮像工程ではテーパ面６５の側に光が投射することが好ましい。光は前述の照射光９５であることが好ましい（図２参照）。テーパ面６５の側から、カメラ９０がマスクアライメントマーク６０及びウエハ表面３１を前述の通り撮像する。
【００７７】
３．確認工程
確認工程において、撮像工程で得られた像に基づいて、画像認識手段がウエハ表面３１のウエハアライメントマーク４０及びマスクアライメントマーク６０の位置合わせ状態を確認する。
【００７８】
画像認識手段はコンピュータであることが好ましい。かかるコンピュータは所定の画像解析用のアルゴリズムを実現するためのプログラムにしたがって動作する。また作業者が目視で確認してもよい。
【００７９】
図６に示すように、位置合わせ状態は、マスクアライメントマーク６０の孔内面が、ウエハアライメントマーク４０の外側にある場合に、ウエハアライメントマーク４０に対するマスクアライメントマーク６０の位置が合っているものとしてもよい。
【００８０】
好ましい態様において、図６に示すように、側面４８の影及びテーパ面６５の影のお互いの中心が実質的に一致している。また、ウエハアライメントマーク４０に対するマスクアライメントマーク６０の位置が合っているかどうかは、下記の方法でも確認できる。
【００８１】
以下に、画像ソフトを用いてコンピュータ上で確認する方法を示す。まず、ウエハアライメントマーク４０の外形の成す円を画像で認識する。かかる認識の判断基準は、円の半径、真円度、及びコントラストなどが所定の規格内に収まるか否かである。コントラストとは例えば表面４５がウエハ表面３１と成すコントラストである。かかる円を認識した後、その円の中心座標を、円のフィッティングにより算出する。同様にマスクアライメントマーク６０の中心座標を算出する。次にウエハアライメントマーク４０の円の中心座標と、マスクアライメントマーク６０の中心座標との間の差分、すなわち中心位置同士のズレ量が所定の規格内に収まるか否かを演算する。ズレ量が所定の規格内にあれば、ウエハアライメントマーク４０に対するマスクアライメントマーク６０の位置が合っていると判断できる。
【００８２】
４．調整工程
確認工程の結果、ウエハアライメントマーク４０，４１に対するマスクアライメントマーク６０，６１の位置が合っていない場合に、調整工程において、ウエハ３０及び一次マスク５０の位置合わせを行う。位置合わせは撮像工程で得られた像に基づいて自動で行ってもよく、手動で行ってもよい。
【００８３】
すなわち本実施例ではウエハ表面３１又は表面５１上に二点のマークを設ける。そこで、かかる相対的な位置関係をカメラ９０と不図示のロボットによる自動アライメントのアルゴリズムに導入することが好ましい。かかる手法により角度について精度の良いアライメントを行うことができる。
【００８４】
例えばウエハアライメントマーク４０の中心及びウエハアライメントマーク４１の中心の成すベクトルと、マスクアライメントマーク６０の中心及びマスクアライメントマーク６１の中心の成すベクトルが一致するようウエハ３０又は一次マスク５０を移動してもよい。
【００８５】
例えば一次マスク５０がウエハ表面３１と平行な平面上で回転移動し、かつ同平面状で直線移動してもよい。直線移動は同平面上における二軸方向の二段階の直線移動と代替可能である。一次マスク５０及びウエハ３０を保持する装置はかかる移動を実現することが好ましい。
【００８６】
位置合わせ状態において、ウエハアライメントマーク４０に対するマスクアライメントマーク６０の位置が合うまで、撮像工程、確認工程、及び調整工程を繰り返すことが好ましい。図４に示すようにウエハ３０及び一次マスク５０の適切な位置合わせ状態が実現すると、マスク開口５３は成膜予定位置３５の正面に対向する。
【００８７】
マスク開口５３と成膜予定位置３５とのずれ、すなわちマスク位置のずれは後述する比較例に比べ、極めて小さい。すなわち本実施例のアライメント方法はウエハ３０及び一次マスク５０の間のマスク位置精度を向上する。
【００８８】
５．積層工程
確認工程の結果、ウエハアライメントマーク４０に対するマスクアライメントマーク６０の位置が合っていた場合は、積層工程に進む。積層工程おいてウエハ３０に一次マスク５０を貼り合わせる（図７参照）。本実施形態では、ウエハ３０の、一次マスク５０とは反対の側に、磁石又は磁石を内蔵したプレートを設ける。かかる磁石は、その磁力によってウエハ３０に一次マスク５０を貼り付けることができる。このため、ウエハ３０及び一次マスク５０は正確な位置合わせ状態を保持することが出来る。なお、一次マスク５０をウエハ３０に貼り付ける力として、アライメント装置の外力、又は重力を用いてもよい。
【実施例２】
【００８９】
１．一次マスクのアライメント方法
実施例１と同様にアライメント方法を実施する。図４に示すように、一次重層工程において、ウエハ表面３１に一次マスク５０を重ね合わせる。図５に示すように一次撮像工程において、マスクアライメントマーク６０及びウエハ表面３１を撮像する。
【００９０】
図６に示すように、一次確認工程において、ウエハアライメントマーク４０及びマスクアライメントマーク６０の一次位置合わせ状態を確認する。図７に示すように、一次積層工程において、ウエハ３０に一次マスク５０を貼り合わせる。ウエハ３０及び一次マスク５０を備える積層体３３が形成する。位置合わせ状態が不良の場合は、上記調整工程と同様に一次調整工程を実施してもよい。
【００９１】
２．二次重層工程
以下二次マスクのアライメント方法を説明する。図７に示すように、二次重層工程において、一次マスク５０に二次マスク７０を重ね合わせる。具体的には、図８に示すように積層体３３の一次マスク側表面にあたる表面５１に二次マスク７０の表面６９を重ね合わせる。重ね合わせは、２枚目マスクとなる二次マスク７０を一次マスク５０の図中の上方の所定の距離まで近づけることで行う。
【００９２】
重ね合わせる際、表面５１と表面６９は接触する必要はない。後述する二次調整工程において、積層体３３、又は二次マスク７０が、表面５１と実質的に平行に、平面的に移動する場合があるからである。
【００９３】
二次マスク７０はマスクアライメントマーク８０，８１を備える。マスクアライメントマーク８０，８１は円形の内周輪郭を有する。一次重層工程及び二次重層工程は、ウエハアライメントマーク並びに一次及び二次マスクのマスクアライメントマークの組み合わせを複数個生じる。
【００９４】
マスクアライメントマーク８０はマスクアライメントマーク６０及びウエハアライメントマーク４０と組み合わさる。マスクアライメントマーク８１はマスクアライメントマーク６１及びウエハアライメントマーク４１と組み合わさる。
【００９５】
通常の半導体装置の設計態様であれば、マスク開口５３又はマスク開口７３のパターンは四角形などの多角形のパターンがよく現れる。したがって、周囲に多くのパターン中に円形のアライメントマークに似た形状のものが少ない。このため、ユニークな形状としてカメラが円形のアライメントマークを認識しやすい。
【００９６】
またマスクアライメントマーク８０，８１は円形の開孔を有するので、カメラは表面５１を広く見通すことが出来る。このためマスクアライメントマーク６０，６１が二次マスク７０の陰に隠れることで、カメラ９０，９１から観察できなくなる恐れが小さい。
【００９７】
マスクアライメントマーク８０，８１は孔内面を有する。図７に示すように一次マスク５０及び二次マスク７０の適切な位置合わせ状態が実現すると、マスク開口７３はマスク開口５３の正面に対向する。
【００９８】
図７の一点鎖線で区切られた領域を図８に詳細に示す。以下、マスクアライメントマーク８１においてマスクアライメントマーク８０と同様の工程が進行する。マスクアライメントマーク８０の孔内面はテーパ面８５を有する。二次マスク７０を重ね合わせる際、テーパ面８５はウエハ３０に対し遠い側、あるいはウエハ３０に対して反対側を向くことが好ましい。
【００９９】
３．二次撮像工程
図８に示すように、二次撮像工程において、カメラ９０は一次マスク５０及びマスクを重ね合わせた状態で、マスクアライメントマーク８０を撮像する。さらにカメラ９０はマスクアライメントマーク８０の孔内を通じて観察される表面５１を撮像する。カメラ９０は両者を同時に撮像することが好ましい。カメラ９０は一次撮像工程を行ったカメラと同一でなくともよい。
【０１００】
二次撮像工程ではテーパ面８５の側に光が投射することが好ましい。光は前述の照射光９５であることが好ましい（図２参照）。テーパ面８５の側から、カメラ９０がマスクアライメントマーク８０及び表面５１を前述の通り撮像する。
【０１０１】
二次撮像工程における照射光９５は、一次撮像工程における照射光９５と同一の照明が投射する光でなくともよい。また二次撮像工程における照射光９５は、一次撮像工程における照射光９５と異なる強さ、波長スペクトルを有していてもよい。
【０１０２】
４．二次確認工程
二次確認工程において、二次撮像工程で得られた像に基づいて、画像認識手段が表面５１のマスクアライメントマーク６０の孔内面及びマスクアライメントマーク８０の位置合わせ状態を確認する。かかる画像認識手段は一次確認工程における画像認識手段と異なるものでもよい。作業者が目視で確認してもよい。
【０１０３】
図８に示すように、一次マスク５０において、ウエハ３０を直接又は間接に覆う表面４９（図５参照）に対し、これと反対側の表面５１は、テーパ面６５とは滑らかに接続しないことが好ましい。
【０１０４】
この場合、画像認識手段が表面５１及びテーパ面６５の像を二値化して境界を検知する際、かかる境界が明確となる。このため、位置合わせ状態を精度よく検知することが出来る。
【０１０５】
かかる場合、図３に示すように、テーパ面６５と表面５１の境界がはっきりするためである。かかる境界がはっきり見えることで、テーパ面６５とテーパ面８５の重なり合いのないことを容易に確認できる。
【０１０６】
図８に示すように、本実施例において、二次マスク７０のマスクアライメントマーク８０の孔内面の内周輪郭は、一次マスク５０のマスクアライメントマーク６０の孔内面の外周輪郭よりも大きい。
【０１０７】
図３に示すように、二次位置合わせ状態は、マスクアライメントマーク８０の孔内面が、マスクアライメントマーク６０の孔内面の外側にある場合に、マスクアライメントマーク６０に対するマスクアライメントマーク８０の位置が合っているものとしてもよい。
【０１０８】
好ましい態様において、図３に示すように、テーパ面６５の影及びテーパ面８５の影のお互いの中心が実質的に一致している。また、マスクアライメントマーク６０に対するマスクアライメントマーク８０の位置が合っているかどうかは、下記の方法でも確認できる。
【０１０９】
以下に、画像ソフトを用いてコンピュータ上で確認する方法を示す。まず、マスクアライメントマーク６０の外形の成す円を画像で認識する。かかる認識の判断基準は、円の半径、真円度、及びコントラストなどが所定の規格内に収まるか否かである。コントラストとは例えばテーパ面６５が表面５１と成すコントラストである。かかる円を認識した後、その円の中心座標を、円のフィッティングにより算出する。同様にマスクアライメントマーク８０の中心座標を算出する。次にマスクアライメントマーク６０の中心座標と、マスクアライメントマーク８０の中心座標との間の差分、すなわち中心位置同士のズレ量が所定の規格内に収まるか否かを演算する。ズレ量が所定の規格内にあれば、マスクアライメントマーク６０に対するマスクアライメントマーク８０の位置が合っていると判断できる。
【０１１０】
５．二次調整工程
二次確認工程の結果、マスクアライメントマーク６０，６１に対するマスクアライメントマーク８０，８１の位置が合っていない場合に、二次調整工程において、積層体３３及び二次マスク７０の位置合わせを行う。位置合わせは二次撮像工程で得られた像に基づいて自動で行ってもよく、手動で行ってもよい。
【０１１１】
すなわち本実施例では表面５１又は表面７１上に二点のマークを設ける。そこで、かかる相対的な位置関係をカメラ９０と不図示のロボットによる自動アライメントのアルゴリズムに導入することが好ましい。かかる手法により角度について精度の良いアライメントを行うことができる。
【０１１２】
例えばマスクアライメントマーク６０の孔内面の中心及びマスクアライメントマーク６１の中心の成すベクトルと、マスクアライメントマーク８０の中心及びマスクアライメントマーク８１の中心の成すベクトルが一致するよう積層体３３又は二次マスク７０を移動してもよい。
【０１１３】
例えば二次マスク７０が表面５１と平行な平面上で回転移動し、かつ同平面状で直線移動してもよい。直線移動は同平面上における二軸方向の二段階の直線移動と代替可能である。二次マスク７０及び一次マスク５０を保持する装置はかかる移動を実現することが好ましい。
【０１１４】
位置合わせ状態において、マスクアライメントマーク６０の孔内面に対するマスクアライメントマーク８０の位置が合うまで、二次撮像工程、二次確認工程、及び二次調整工程を繰り返すことが好ましい。図７に示すように一次マスク５０及び二次マスク７０の適切な位置合わせ状態が実現すると、マスク開口７３はマスク開口５３の正面に対向する。
【０１１５】
マスク開口７３とマスク開口５３とのずれ、すなわちマスク位置のずれは後述する比較例に比べ、極めて小さい。すなわち本実施例のアライメント方法は一次マスク５０及び二次マスク７０の間のマスク位置精度を向上する。このため本実施例のアライメント方法はウエハ３０及び二次マスク７０の間のマスク位置精度を向上する。
【０１１６】
５．二次積層工程
二次確認工程の結果、マスクアライメントマーク６０の孔内面に対するマスクアライメントマーク８０の位置が合っていた場合は、二次積層工程に進む。二次積層工程おいて積層体３３又は一次マスク５０に二次マスク７０を貼り合わせる。本実施形態では、ウエハ３０の、二次マスク７０とは反対の側に、磁石又は磁石を内蔵したプレートを設ける。かかる磁石は、その磁力によって一次マスク５０に二次マスク７０を貼り付けることができる。このため、ウエハ３０、一次マスク５０及び二次マスク７０は正確な位置合わせ状態を保持することが出来る。なお、二次マスク７０を一次マスク５０に貼り付ける力として、アライメント装置の外力、又は重力を用いてもよい。
【０１１７】
積層体３３は、ウエハ３０に対し直接又は間接に一次マスク５０を貼り合わせ形成したものであってもよい。例えば、２枚目のマスクである二次マスク７０を改めて一次マスク５０とみなして、３枚目のマスクを上述の二次マスク７０同様に貼り合わせてもよい。かかる場合、３枚目のマスクを積層体３３及び二次マスク７０を備える積層体上でアライメントし、貼り合わせることができる。
【０１１８】
６．成膜
上述のアライメント方法に従い、ウエハ３０に各マスクを貼り付けた後、成膜する。成膜は例えば、マスク蒸着成膜法やマスクスパッタ成膜法により行う。マスク開口５３を通じて、又はマスク開口７３及びマスク開口５３を通じてウエハ表面３１の上に直接成膜する。成膜後二次マスク７０及び一次マスク５０を順に、又は同時に剥がす。
【０１１９】
図９は成膜の結果を示す。膜１００は、上述の成膜の結果生じた膜である。膜１００は除去された一次マスク５０のマスク開口５３のあった場所に生じる。このため膜１００は成膜予定位置３５に対向する。
【０１２０】
二次マスク７０のマスク開口７３は一次マスク５０のマスク開口５３よりも大きいことが好ましい。かかる場合、一次マスク５０により形成される膜１００のパターンの形状が、マスク開口７３により所定のものと異なるものになることを防止できる。
【０１２１】
図９に示すように成膜予定位置３５と膜１００のずれ、すなわち成膜位置のずれは後述する比較例に比べとても小さい（図１５参照）。これは各マスクをウエハ上に高精度に設置することが出来るためである。
【０１２２】
７．半導体装置の作成
上記実施形態のアライメント方法又はウエハを用いて半導体装置を形成することが出来る。半導体装置は例えばＩＧＢＴ素子である。本実施形態のアライメント方法により該半導体装置の不良率が低減する。
【０１２３】
９．比較例
図１０〜１５に示す比較例を用いて本実施例の効果を説明する。本比較例のアライメント方法は下記の相違点を除き、実施例２と同様である。このため、相違点を中心に比較例を説明する。また、同等の構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
【０１２４】
図１０に示すように、ウエハ３０に一次マスク１０を重ね合わせる。一次マスク１０の表面２９は成膜される予定のウエハ表面３１を覆う。一次マスク１０はマスクアライメントマーク１５を備える。
【０１２５】
マスクアライメントマーク１５は孔内面１８を有する。孔内面１８は上述のテーパ面６５相当のテーパ面を有しておらず、非テーパ面を有する。カメラ９０の備える照明は一次マスク１０の表面１１及びウエハ表面３１に照射光を投射する。
【０１２６】
図１１は、カメラ９０でマスクアライメントマーク１５を撮像した結果を示す。ウエハアライメントマーク４０の表面４５と一次マスク５０の表面１１のコントラスト差が小さい。両者の色が似ている場合は特にその傾向が顕著である。また、孔内面１８がレンズ９３の光軸と実質的に平行なため、マスクアライメントマーク１５の輪郭がはっきりしない。
【０１２７】
このため本比較例においては、実施例１，２に比べ、カメラ９０はウエハアライメントマーク４０及びマスクアライメントマーク１５を精度よく認識することが出来ない。このためウエハ３０及び一次マスク１０の位置精度が悪くなる。
【０１２８】
図１２に示すように、ウエハ３０及び一次マスク１０を備える積層体に二次マスク２０を重ね合わせる。二次マスク２０の表面１９は、一次マスク１０のウエハ３０に対する遠い側の表面１１を覆う。二次マスク２０はマスクアライメントマーク２５を備える。
【０１２９】
マスクアライメントマーク２５は孔内面２８を有する。孔内面２８は上述のテーパ面８５相当のテーパ面を有しておらず、非テーパ面を有する。カメラ９０の備える照明は二次マスク２０の表面２１及び表面１１に照射光を投射する。
【０１３０】
図１３は、カメラ９０でマスクアライメントマーク２５を撮像した結果を示す。表面１１と表面２１のコントラスト差が小さい。両者の色が似ている場合は特にその傾向が顕著である。また、孔内面２８がレンズ９３の光軸と実質的に平行なため、マスクアライメントマーク２５の輪郭がはっきりしない。
【０１３１】
このため本比較例においては、実施例２に比べ、カメラ９０はマスクアライメントマーク１５及びマスクアライメントマーク２５を精度よく認識することが出来ない。このため一次マスク１０及び二次マスク２０の位置精度が悪くなる。
【０１３２】
図１４は各マスク及びウエハ３０を貼り合わせた状態を示す。マスクアライメントマークの認識精度が悪いため、貼り合わせ位置がずれている。マスク開口１３及び成膜予定位置３５はお互いにずれている。マスク開口２３及びマスク開口１３はお互いにずれている。
【０１３３】
図１５は成膜の結果を示す。膜９９は成膜の結果生じた膜である。膜９９は除去された一次マスク１０のマスク開口１３のあった場所に生じる。このため本比較例によるアライメント後、成膜して形成された膜９９は、成膜予定位置３５からずれている場合がある。かかる半導体装置は不良率が高い可能性がある。
【０１３４】
一方、実施例１，２のアライメント方法によれば、ウエハとマスクを位置精度良く合わせることが出来る。このため、マスク成膜において高精度なパターニング成膜を行うことができる。
【０１３５】
また、複数枚のマスクを重ね合わせて、位置合わせをする場合においても、各マスクをウエハ上に位置精度よく貼り合わせることが出来る。このため各マスクをウエハ上に高精度に設置することが出来る。
【実施例３】
【０１３６】
以下の実施例のアライメント方法は下記の相違点を除き、実施例１又は２と同様である。このため、相違点を中心に以下の実施例を説明する。また、同等の構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
【０１３７】
図１６の上段はアライメントマークの組み合わせの断面を示す。図１６の下段はカメラ９０から撮像した各アライメントマークの像を、平面図にて示す。図１６に示すように、ウエハ３０はウエハアライメントマーク４０に代わり、ウエハアライメントマーク３９を有する。
【０１３８】
ウエハアライメントマーク３９の側面４７及びウエハアライメントマーク３９の図中の天面にあたる表面４４の外周はウエハアライメントマーク３９の輪郭を成す。かかる輪郭は非円形である。本実施例においてかかる輪郭は方形である。
【０１３９】
一次マスク５０はマスクアライメントマーク６０に代わり、マスクアライメントマーク６２を有する。マスクアライメントマーク６２の孔内面はテーパ面６６を有する。マスクアライメントマーク６２の孔内面の内周輪郭は非円形である。本実施例においてかかる内周輪郭は方形である。テーパ面６６の外周輪郭は非円形である。本実施例においてかかる外周輪郭は方形である。
【０１４０】
二次マスク７０はマスクアライメントマーク８０に代わり、マスクアライメントマーク８２を有する。マスクアライメントマーク８２の孔内面はテーパ面８６を有する。マスクアライメントマーク８２の孔内面の内周輪郭は非円形である。本実施例においてかかる内周輪郭は方形である。
【０１４１】
実施例１，２のように、同心円を成す丸いマークの組み合わせでは、マスクが回転し、ウエハとの間で向きのずれを生じたとしても、組み合わせ一つでは検知できない。ここで丸いマークとは、ウエハアライメントマーク４０、マスクアライメントマーク６０、及びマスクアライメントマーク８０を指す。
【０１４２】
ウエハアライメントマーク及びマスクアライメントマークの組み合わせが１個だけある場合は非円形のマークが好ましい。また一次マスク及び二次マスクのマスクアライメントマークの組み合わせが１個だけある場合も非円形のマークが好ましい。
【０１４３】
一方、実施例１，２のように円形のマークを採用した場合、一つの組み合わせだけでは角度方向のアライメント精度は悪くなる場合がある。さらに非円形のマークが方形の場合、二辺が直角を成しているので縦横方向のずれを検知するのに都合がいい。特に、人が目で見てあわせる場合に見やすい。
【０１４４】
方形のアライメントマークは、それ一つでアライメントを実行可能にする。したがって、ウエハ及びマスク上の各アライメントマークの数を減らすことができる。このため、ウエハ及びマスクの加工が容易になる。
【実施例４】
【０１４５】
図１７の上段はアライメントマークの組み合わせの断面を示す。図１７の下段はカメラ９０から撮像した各アライメントマークの像を、平面図にて示す。図１７に示すように、ウエハ３０はウエハアライメントマーク４０に代わり、ウエハアライメントマーク３８を有する。
【０１４６】
ウエハアライメントマーク３８の側面４６及びウエハアライメントマーク３９の図中の天面にあたる表面４３の外周はウエハアライメントマーク３８の輪郭を成す。かかる輪郭は非円形である。本実施例においてかかる輪郭は十字形である。
【０１４７】
一次マスク５０はマスクアライメントマーク６０に代わり、マスクアライメントマーク６３を有する。マスクアライメントマーク６３の孔内面はテーパ面６７を有する。マスクアライメントマーク６３の孔内面の内周輪郭は非円形である。本実施例においてかかる内周輪郭は十字形である。テーパ面６７の外周輪郭は非円形である。本実施例においてかかる外周輪郭は十字形である。
【０１４８】
二次マスク７０はマスクアライメントマーク８０に代わり、マスクアライメントマーク８３を有する。マスクアライメントマーク８３の孔内面はテーパ面８７を有する。マスクアライメントマーク８３の孔内面の内周輪郭は非円形である。本実施例においてかかる内周輪郭は十字形である。
【０１４９】
十字形のアライメントマークは実施例３の方形のアライメントマーク同様、それ一つでアライメントを実行可能にする。したがって、ウエハ及びマスク上の各アライメントマークの数を減らすことができる。このため、ウエハ及びマスクの加工が容易になる。
【実施例５】
【０１５０】
図１８に示すように、一次マスク５０はマスクアライメントマーク６０に代わり、マスクアライメントマーク６４を有する。マスクアライメントマーク６４の孔内面はテーパ面６８を有する。二次マスク７０はマスクアライメントマーク８０に代わり、マスクアライメントマーク８４を有する。マスクアライメントマーク８４の孔内面はテーパ面８８を有する。
【０１５１】
テーパ面６８がウエハ表面３１に対し垂直な方向と成す角度５９は、テーパ面８８がウエハ表面３１に対し垂直な方向と成す角度７９と異なる。一方、実施例１，２において各テーパ面の成す角度は同等である。図１８に示すように、角度５９は、角度７９より小さい。角度５９が角度７９より大きくてもよい。
【０１５２】
図１８の下段に示すように、テーパ面の成す角度がマスク間で異なることで、カメラ９０が撮像するテーパ面６８の影とテーパ面８８の影は、太さが異なる。本実施例においてテーパ面６８の影はテーパ面８８の影より細い。このため画像認識手段は、一次マスクと二次マスクとを容易に区別できる。なお、一次マスク５０及び二次マスク７０の厚みは等しいものとしたが、それぞれ相異なる厚みを有してもよい。
【実施例６】
【０１５３】
図１９に示すように、一次マスク５０はマスクアライメントマーク６０に代わり、マスクアライメントマーク５５を有する。マスクアライメントマーク５５の内面又は孔内面は、テーパ面６５に加えて、非テーパ面５７を有する。非テーパ面５７は表面４９と接続する。また非テーパ面５７はテーパ面６５と接続してもよい。表面４９は前述の通り、一次マスク５０において、ウエハ３０を覆う面である。
【０１５４】
かかるテーパ形状は、成膜後に一次マスク５０がウエハ３０に強く結合することを抑制する。このことは以下の通り説明される。すなわちマスク蒸着成膜やマスクスパッタ成膜により成膜する場合、一次マスク５０をウエハに貼り付けた後、成膜する。
【０１５５】
成膜は一次マスク５０も含めたウエハ表面３１及び表面５１からなる露出面の全面でなされる。このため、ウエハ３０上のみならず一次マスク５０上のマスクアライメントマーク６０内にも成膜される。なぜなら、成膜粒子が図１９中の上方から、位置を特定せずに降ってくるためである。
【０１５６】
さらに成膜粒子の降る方向は斜めの場合もあるため、成膜された膜は孔内面にも結合する。したがって、一次マスク５０とウエハ３０が、アライメントマークにおいて生じた膜によって結合する場合がある。
【０１５７】
例えば図５に示すようにマスクの孔内面が実施例１のマスクアライメントマーク６０のようなテーパ形状をしている場合を考える。この場合、マスク６０をウエハ３０に貼り合わせた後、製膜すると、膜が比較的しっかりと孔内面に結合する可能性がある。
【０１５８】
これは、貼り合わせ後、マスクアライメントマーク６０において、テーパ面６５のウエハ３０に近い側となる端が、ウエハ表面３１に接するからである。かかる場合、一次マスク５０をウエハ３０から剥がすことが難しい。
【０１５９】
一方、本実施例のように、孔内面が非テーパ形状を有していれば、膜が結合しにくいため、断切れを起こしやすい。このため、一次マスク５０とウエハ３０の結合を防止することができる。
【実施例７】
【０１６０】
図２０に示すように、一次マスク５０はマスクアライメントマーク６０に代わり、マスクアライメントマーク５６を有する。マスクアライメントマーク５６の内面又は孔内面は、テーパ面６５に加えて、逆テーパ面５８を有する。逆テーパ面５８は表面４９と接続する。また逆テーパ面５８はテーパ面６５と接続してもよい。
【０１６１】
かかるテーパ形状は、成膜後に一次マスク５０がウエハ３０に強く結合することを抑制する。このため、一次マスク５０とウエハ３０の結合を防止することができる。その理由は実施例６と同様である。
【０１６２】
なお、本発明は上記実施形態、又は実施例に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記では、アライメント方法実施後、一次マスクをウエハに貼り合わせたあと、再度アライメント方法を実施して、二次マスクを一次マスクに貼り合わせた。
【０１６３】
他の態様では、アライメント方法実施後、二次マスクを一次マスクに貼り合わせたあと、再度アライメント方法を実施して、一次マスクをウエハに貼り合わせてもよい。他の態様では、一次マスク及び二次マスクのアライメントをいずれも実施した後に、ウエハと一次マスクと二次マスクとを貼り合わせてもよい。
【０１６４】
実施例６では、一次及び二次マスクのマスクアライメントマークの組み合わせにおいて、それらの有するテーパ面がウエハ表面に対し垂直な方向と成す角度を、相異なるものとした。
【０１６５】
同様に実施例１，２において、図４に示すマスクアライメントマーク６０，６１の孔内面のテーパ面のかかる角度を、相異なるものとしてもよい。また、実施例２において、図７に示すマスクアライメントマーク８０，８１の孔内面のテーパ面のかかる角度を、相異なるものとしてもよい。
【０１６６】
かかる場合、テーパ面の成す角度が同一マスク内のマスクアライメントマーク間で異なるものとなる。したがってカメラ９０，９１が撮像する各テーパ面の影は太さが異なる。このため画像認識手段は同一マスク内の各マスクアライメントマークを容易に区別できる。
【０１６７】
一次マスク５０及び二次マスク７０の厚みは等しいものとしたが、それぞれ相異なる厚みを有してもよい。かかる場合、カメラ９０，９１が撮像する各テーパ面の影は太さが異なる。このため画像認識手段は同一マスク内の各マスクアライメントマークを容易に区別できる。
【符号の説明】
【０１６８】
１０  一次マスク                        １１  表面
１３  マスク開口                        １５  マスクアライメントマーク
１８  孔内面                            １９  表面
２０  二次マスク                        ２１  表面
２３  マスク開口                        ２５  マスクアライメントマーク
２８  孔内面                            ２９  表面
３０  ウエハ                            ３１  ウエハ表面
３３  積層体                            ３５  成膜予定位置
３８〜４１  ウエハアライメントマーク    ４３〜４５  表面
４６〜４８  側面                        ４９  表面
５０  一次マスク                        ５１  表面
５３  マスク開口                        ５５〜５６  マスクアライメントマーク
５７  非テーパ面                        ５８  逆テーパ面
５９  角度                              ６０〜６４  マスクアライメントマーク
６５〜６８  テーパ面                    ６９  表面
７０  二次マスク                        ７１  表面
７３  マスク開口                        ７９  角度
８０〜８４  マスクアライメントマーク    ８５〜８８  テーパ面
９０〜９１  カメラ                      ９３  レンズ
９５  照射光                            ９６〜９７  反射光
９９〜１００  膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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