JP2976986B2 - Method of forming alignment mark - Google Patents

Method of forming alignment mark

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JP2976986B2 JP2288349A JP28834990A JP2976986B2 JP 2976986 B2 JP2976986 B2 JP 2976986B2 JP 2288349 A JP2288349 A JP 2288349A JP 28834990 A JP28834990 A JP 28834990A JP 2976986 B2 JP2976986 B2 JP 2976986B2
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【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 位置合わせマークの形成方法に係り、特にウェハーを
貼り合わせて、SOI(Silicon On Insulator)基板を作
成し、荷電ビーム(たとえば、電子ビーム)露光で重ね
合わせ露光を行うときの位置合わせマークの形成方法に
関し、 素子形成部のシリコンウェハーを研削・研磨しても消
失しない位置合わせマークを形成し、高精度の重ね合わ
せ露光を可能にする位置合わせマークの形成方法を提供
することを目的とし、 素子形成部を形成した第1の半導体基板に荷電ビーム
で微細パターンを形成する際に 前記半導体基板上に重金属あるいはネガレジストを用
いて前記荷電ビーム露光用の位置合わせマークを該半導
体基板面から突出するように形成する工程、前記位置合
わせマーク形成面側の全面にストッパー層を形成する工
程、 前記ストッパー層上に絶縁層を形成する工程、前絶縁
層上に第2の半導体基板を形成する工程、前記第2の半
導体基板側と反対側面から前記ストッパー層が露出する
迄前記第1の半導体基板を除去する工程、を含み、ネガ
レジストを用いた場合は更に該ネガレジストを除去する
工程を含むことを構成とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary] In relation to a method of forming an alignment mark, in particular, a wafer is stuck to form an SOI (Silicon On Insulator) substrate, which is overlaid by a charged beam (for example, an electron beam) exposure. Regarding the method of forming alignment marks when performing exposure, forming alignment marks that do not disappear even when grinding and polishing the silicon wafer in the element formation section, and forming alignment marks that enable high-accuracy overlay exposure When forming a fine pattern with a charged beam on a first semiconductor substrate on which an element forming portion is formed, a position for the charged beam exposure using a heavy metal or a negative resist on the semiconductor substrate is provided. Forming an alignment mark so as to protrude from the semiconductor substrate surface, forming a stopper layer on the entire surface on the alignment mark formation surface side Forming an insulating layer on the stopper layer, forming a second semiconductor substrate on the previous insulating layer, and removing the first semiconductor substrate from the side opposite to the second semiconductor substrate until the stopper layer is exposed. And a step of removing the negative resist when a negative resist is used.

〔産業上の利用分野〕[Industrial applications]

本発明は位置合わせマークの形成方法に係り、特にウ
ェハーを貼り合わせて、SOI(Silicon On Insulator)
基板を作成し、荷電ビーム(たとえば、電子ビーム)露
光で重ね合わせ露光を行うときの位置合わせマークの形
成方法に関するものである。
The present invention relates to a method of forming an alignment mark, and in particular, to bonding a wafer to form an SOI (Silicon On Insulator).
The present invention relates to a method of forming an alignment mark when a substrate is formed and a superposition exposure is performed by a charged beam (for example, an electron beam) exposure.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

例えば電子ビームを用いた重ね合わせ露光では第3図
に示すような位置合わせマーク1をチップ3の四隅に配
置し、電子ビームを走査することにより位置合わせマー
クの位置を検出し、位置、偏向歪等の各種補正を行い、
重ね合わせ露光を行う。2は素子形成部である。第4図
は種々の位置合わせマークを示す図である。
For example, in the overlay exposure using an electron beam, alignment marks 1 as shown in FIG. 3 are arranged at the four corners of the chip 3, and the positions of the alignment marks are detected by scanning with the electron beam, and the position, deflection distortion, Make various corrections such as
Perform overlay exposure. Reference numeral 2 denotes an element forming portion. FIG. 4 is a view showing various alignment marks.

従来、例えば貼り合わせSOIにおける位置合わせ方法
は、第5図(a)〜(e)に示すようにして行われる。
まず第5図(a)に示すように鏡面シリコンウェハー3
表面に約0.1μm程度の深さの同一形状の位置合わせマ
ーク1を例えばリソグラフィー技術により形成した後、
第5図(b)に示すように全露出表面に約0.1μmの厚
さにSiO2膜6を形成する。なお図中2は素子形成部であ
る。
Conventionally, for example, a positioning method in a bonded SOI is performed as shown in FIGS. 5 (a) to 5 (e).
First, as shown in FIG.
After forming an alignment mark 1 of the same shape having a depth of about 0.1 μm on the surface by, for example, a lithography technique,
As shown in FIG. 5B, an SiO 2 film 6 is formed to a thickness of about 0.1 μm on the entire exposed surface. In the figure, reference numeral 2 denotes an element forming portion.

次に第5図(c)に示すようにSiO2膜6上に多結晶シ
リコン5をCVD法により形成し次に第5図(d)に示す
ように、多結晶シリコン5上に他の鏡面シリコンウェハ
ー7を貼り合わせて背面からすなわち鏡面シリコンウェ
ハー3を矢印の方へ研削・研磨を行い、一方第5図
(e)に示したように素子形成部2をSOIにしていた。
Next, as shown in FIG. 5 (c), a polycrystalline silicon 5 is formed on the SiO 2 film 6 by a CVD method, and then, as shown in FIG. 5 (d), another mirror surface is formed on the polycrystalline silicon 5. The silicon wafer 7 was bonded and ground and polished from the back, that is, the mirror-finished silicon wafer 3 in the direction of the arrow. On the other hand, as shown in FIG.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上記のように貼り合わせSOIでは、素子形成部の露光
後に背面から研磨するために、位置合わせマークを同時
に研磨され位置合わせマークがなくなり、以後の重ね合
わせ露光が出来なくなる問題があった。
As described above, in the bonded SOI, since the back surface is polished after exposing the element formation portion, the alignment marks are polished at the same time, and the alignment marks disappear, so that there is a problem that the subsequent overlay exposure cannot be performed.

本発明は素子形成部のシリコンウェハーを研削・研磨
しても消失しない位置合わせマークを形成し、高精度の
重ね合わせ露光を可能にする位置合わせマークの形成方
法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of forming an alignment mark that forms an alignment mark that does not disappear even when grinding and polishing a silicon wafer of an element forming portion and enables high-accuracy overlay exposure.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記課題は、本発明によれば素子形成部を形成した第
1の半導体基板に荷電ビームで微細パターンを形成する
際に、前記半導体基板上に重金属あるいはネガレジスト
を用いて前記荷電ビーム露光用の位置合わせマークを該
半導体基板面から突出するように形成する工程、前記位
置合わせマーク形成面側の全面にストッパー層を形成す
る工程、 前記ストッパー層上に絶縁層を形成する工程、前絶縁
層上に第2の半導体基板を形成する工程、前記第2の半
導体基板側と反対側面から前記ストッパー層が露出する
迄前記第1の半導体基板を除去する工程、を含み上記ネ
ガレジストを用いた場合は更に該ネガレジストを除去す
る工程を含むことを特徴とする位置合わせマークの形成
方法によって解決される。
According to the present invention, when forming a fine pattern with a charged beam on a first semiconductor substrate on which an element forming portion is formed according to the present invention, the charged beam exposure using a heavy metal or a negative resist on the semiconductor substrate is performed. Forming an alignment mark so as to protrude from the semiconductor substrate surface, forming a stopper layer on the entire surface on the alignment mark forming surface side, forming an insulating layer on the stopper layer, on a previous insulating layer Forming a second semiconductor substrate, and removing the first semiconductor substrate from the side opposite to the second semiconductor substrate until the stopper layer is exposed. The problem is solved by a method of forming an alignment mark, further comprising a step of removing the negative resist.

本発明では素子形成部を形成した第1の半導体基板が
ウェハーを貼り合わせて作成されるSOI基板のシリコン
ウェハーであることが好ましい。
In the present invention, it is preferable that the first semiconductor substrate on which the element forming portion is formed is a silicon wafer of an SOI substrate formed by bonding wafers.

また本発明で使用される重金属は金、タングステン等
がマーク検出のために好ましい。
The heavy metal used in the present invention is preferably gold, tungsten or the like for detecting a mark.

〔作 用〕(Operation)

本発明によれば素子形成部を形成した後に、あらかじ
め位置合わせマークを形成するために、ウェハーの研削
・研磨等の除去後に重ね合わせ露光が可能となる。
According to the present invention, in order to form an alignment mark in advance after forming an element forming portion, superposition exposure can be performed after removal of a wafer such as grinding and polishing.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明の実施例を図面にもとずいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図(a)〜(e)は本発明の一実施例を示す工程
断面図である。
1 (a) to 1 (e) are process sectional views showing an embodiment of the present invention.

図に示された参照符号は前述の第2図で示した参照符
号と同様に示した。
The reference numerals shown in the figure are the same as the reference numerals shown in FIG.

まず第1図(a)に示すように鏡面シリコンウェハー
3上に素子形成部2を形成した後、全面にポジレジスト
4を塗布し、素子形成部の露光で用いた位置合わせマー
クを使用し、他の鏡面シリコンウェハー貼り合わせ後の
パターンを形成するための位置合わせマークを露光す
る。次に、リフトオフ、スパッタ等で重金属(たとえば
Au,W等)を形成する。次に、第1図(b)に示すように
研磨のストッパー層としてSiO2膜6を熱酸化法により形
成し絶縁膜の多結晶シリコン5をCVD法により設ける
(第1図(c))。次に、第1図(d)に示すように別
のシリコンウェハー7を貼り合わせて、背面から研磨す
る。この結果、研磨以降の重ね合わせ用の位置合わせマ
ーク10が出来る(第1図(e))。
First, as shown in FIG. 1 (a), after forming an element forming portion 2 on a mirror-finished silicon wafer 3, a positive resist 4 is applied to the entire surface, and the alignment marks used in the exposure of the element forming portion are used. An alignment mark for forming a pattern after bonding another mirror surface silicon wafer is exposed. Next, heavy metals (for example, lift-off, sputtering, etc.)
Au, W, etc.). Next, as shown in FIG. 1 (b), an SiO 2 film 6 is formed by a thermal oxidation method as a polishing stopper layer, and polycrystalline silicon 5 as an insulating film is provided by a CVD method (FIG. 1 (c)). Next, as shown in FIG. 1D, another silicon wafer 7 is bonded and polished from the back. As a result, an alignment mark 10 for superposition after polishing is formed (FIG. 1 (e)).

第2図(a)〜(e)は本発明の第2の実施例を示す
工程断面図である。
2 (a) to 2 (e) are process sectional views showing a second embodiment of the present invention.

第1図の第1の実施例では素子形成部を形成部2を形
成した後、ポジレジストを塗布したが本第2の実施例で
はネガレジスト1を塗布し、素子形成部の露光で用いた
位置合わせマークを使い、貼り合わせ後のパターンを形
成するための位置合わせマーク1を露光する。次に、研
磨のストッパー層としてSiO2膜6を熱酸化法により形成
し(第2図(b))、次に絶縁膜の多結晶シリコン5を
第2図(c)に示すようにCVD法により設ける。次に、
第2図(d)に示すように別のシリコンウェハー7を貼
り合わせて、背面から研磨する。次に、研磨後に現われ
たレジスト膜を除去することにより、研磨以降の重ね合
わせ用の位置合わせマーク10が出来る(第2図
(e))。
In the first embodiment shown in FIG. 1, a positive resist was applied after forming the element forming portion 2 and the forming portion 2 was formed. In the second embodiment, the negative resist 1 was applied and used for exposing the element forming portion. Using the alignment mark, the alignment mark 1 for forming a pattern after bonding is exposed. Next, an SiO 2 film 6 is formed by a thermal oxidation method as a polishing stopper layer (FIG. 2 (b)), and then the polycrystalline silicon 5 of the insulating film is formed by a CVD method as shown in FIG. Provided by next,
As shown in FIG. 2D, another silicon wafer 7 is bonded and polished from the back. Next, by removing the resist film appearing after polishing, an alignment mark 10 for superposition after polishing is formed (FIG. 2 (e)).

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明した様に本発明によれば、素子形成後に重ね
合わせ露光を行う際に、素子形成部の形成後に新たな位
置合わせマークを作成するために、貼り合わせ以降の重
ね合わせ露光が高精度に行うことができる。
As described above, according to the present invention, when performing the overlay exposure after forming the element, the overlay exposure after bonding is performed with high accuracy in order to create a new alignment mark after the formation of the element forming portion. It can be carried out.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図(a)〜(e)は本発明の一実施例を示す工程断
面図であり、 第2図(a)〜(e)は本発明の第2の実施例を示す工
程断面図であり、 第3図は位置合わせマークのチップ内配置を示す平面図
であり、 第4図は4つの位置合わせマーク形状(例)を示し、 第5図(a)〜(e)は従来の工程断面図である。 1……位置合わせマーク、2……素子形成部、 3……鏡面シリコンウェハー、 4……ポジレジスト、5……多結晶シリコン、 6……SiO2膜、7……シリコンウェハー。
FIGS. 1A to 1E are process sectional views showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 2A to 2E are process sectional views showing a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a plan view showing an arrangement of alignment marks in a chip, FIG. 4 shows four alignment mark shapes (examples), and FIGS. 5 (a) to 5 (e) show conventional processes. It is sectional drawing. 1 ...... alignment mark, 2 ...... element forming portion, 3 ...... mirror silicon wafer, 4 ...... positive resist, 5 ...... polycrystalline silicon, 6 ...... SiO 2 film, 7 ...... silicon wafer.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】素子形成部を形成した第1の半導体基板に
荷電ビームで微細パターンを形成する際に 前記半導体基板上に重金属を用いて前記荷電ビーム露光
用の位置合わせマークを該半導体基板面から突出するよ
うに形成する工程、 前記位置合わせマーク形成面側の全面にストッパー層を
形成する工程、 前記ストッパー層上に絶縁層を形成する工程、 前絶縁層上に第2の半導体基板を形成する工程、 前記第2の半導体基板側と反対側面から前記ストッパー
層が露出する迄前記第1の半導体基板を除去する工程、 を含むことを特徴とする位置合わせマークの形成方法。
When forming a fine pattern with a charged beam on a first semiconductor substrate on which an element forming portion is formed, a positioning mark for the charged beam exposure is formed on a surface of the semiconductor substrate by using a heavy metal on the semiconductor substrate. Forming a stopper layer on the entire surface on the alignment mark forming surface side; forming an insulating layer on the stopper layer; forming a second semiconductor substrate on the front insulating layer Performing a step of removing the first semiconductor substrate until the stopper layer is exposed from a side opposite to the second semiconductor substrate.
【請求項2】前記素子形成部を形成した第1の半導体基
板がウェハーを貼り合わせて作成されるSOI基板のシリ
コンウェハーであることを特徴とする請求項1記載の方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the first semiconductor substrate on which the element forming portion is formed is an SOI substrate silicon wafer formed by bonding wafers.
【請求項3】前記重金属が金またはタングステンである
ことを特徴とする請求項1記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein said heavy metal is gold or tungsten.
【請求項4】素子形成部を形成した第1の半導体基板に
荷電ビームで微細パターンを形成する際に 前記半導体基板上にネガレジストを用いて前記荷電ビー
ム露光用の位置合わせマークを該半導体基板面から突出
するように形成する工程、 前記位置合わせマーク形成面側の全面にストッパー層を
形成する工程、 前記ストッパー層上に絶縁層を形成する工程、 前絶縁層上に第2の半導体基板を形成する工程、 前記第2の半導体基板側と反対側面から前記ストッパー
層が露出する迄前記第1の半導体基板を除去する工程、 前記ネガレジストを除去する工程を含むことを特徴とす
る位置合わせマークの形成方法。
4. When forming a fine pattern with a charged beam on a first semiconductor substrate on which an element forming section is formed, a positioning mark for the charged beam exposure is formed on the semiconductor substrate by using a negative resist on the semiconductor substrate. Forming a stopper layer on the entire surface on the alignment mark forming surface side; forming an insulating layer on the stopper layer; forming a second semiconductor substrate on the front insulating layer Forming an alignment mark, comprising: removing the first semiconductor substrate until the stopper layer is exposed from a side opposite to the second semiconductor substrate; and removing the negative resist. Formation method.
【請求項5】前記素子形成部を形成した第1の半導体基
板がウェハーを貼り合わせて作成されるSOI基板のシリ
コンウェハーであることを特徴とする請求項4記載の方
法。
5. The method according to claim 4, wherein the first semiconductor substrate on which the element forming portion is formed is a silicon wafer of an SOI substrate formed by bonding wafers.
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