JPH07161618A - Alignment mark and photo-mask having alignment mark - Google Patents

Alignment mark and photo-mask having alignment mark

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Publication number
JPH07161618A
JPH07161618A JP30822293A JP30822293A JPH07161618A JP H07161618 A JPH07161618 A JP H07161618A JP 30822293 A JP30822293 A JP 30822293A JP 30822293 A JP30822293 A JP 30822293A JP H07161618 A JPH07161618 A JP H07161618A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alignment mark
etching
silicon
pattern
alignment
Prior art date
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Pending
Application number
JP30822293A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hajime Nakamura
肇 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP30822293A priority Critical patent/JPH07161618A/en
Publication of JPH07161618A publication Critical patent/JPH07161618A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the dissipation and deformation of an alignment mark by forming the alignment mark of a plurality of rectangular parts, and by not forming the surface, whose etching rate is quick, without forming a protruding part. CONSTITUTION:The mask having the pattern of an alignment mark is used, and exposure and development are performed. The shape of the alignment mark is constituted of a plurality of rectangular parts. Then, the reacting gas of CF4 is used, and silicon is exposed by dry etching. The silicon is etched by using powerful aqueous alkali solution such as KOH. At this time, the etching does not reach the thickness of a wafer because a place 1 of the alignment mark is surround by a surface, whose etching rate is slow, even if an intrinsic part to be etched 4 is etched only by the thickness of the wafer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ウェハまたはフォトマ
スクに用いられるアライメントマークに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alignment mark used for a wafer or a photomask.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体デバイスは、複数の工程を
経て完成されている。これは、例えば、シリコン基板
(ウェハ)上に酸化膜を形成する工程やシリコン基板の
一部に拡不純物を拡散させたりする工程等であり、この
ような工程には一般にフォトリソグラフィ技術が用いら
れる。例えば、第1、第2及び第3の層があり、これら
の層をそれぞれ違うパターンで形成する場合、基板にあ
らかじめレジストを塗布しておき、それぞれのパターン
にあったフォトマスクを用意して、そのフォトマスクを
用いて基板上のレジストを露光する。その後、現像を行
うことによってレジストがフォトマスクのパターン状に
形成される。このレジストパターンを用いて、第1の層
のパターンを形成する。その後、この工程を繰り返して
第2及び第3の層を形成していくのである。しかし、こ
のようなとき、第1、第2及び第3の層がそれぞれ所定
の位置関係を維持してで形成されないといけない場合が
ある。そのためにアライメントマークが用いられてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor devices have been completed through a plurality of steps. This is, for example, a step of forming an oxide film on a silicon substrate (wafer), a step of diffusing diffused impurities into a part of the silicon substrate, or the like, and a photolithography technique is generally used for such a step. . For example, if there are first, second, and third layers and these layers are formed in different patterns, a resist is applied to the substrate in advance, and a photomask suitable for each pattern is prepared. The resist on the substrate is exposed using the photomask. Then, development is performed to form a resist in the pattern of the photomask. This resist pattern is used to form a pattern of the first layer. Then, this process is repeated to form the second and third layers. However, in such a case, there are cases where the first, second and third layers must be formed while maintaining their respective predetermined positional relationships. An alignment mark is used for that purpose.

【0003】従来の一般的なシリコンウェハ上に形成さ
れるアライメントマークのパターンは図4に示すように
十字をしている。これは、シリコンウェハ上にすでに形
成されているアライメントマークとフォトマスク上に形
成されているアライメントマークとを合わせるためであ
る。この2つのアライメントマークの位置合わせは、平
面上の2方向の位置合わせを行なうため、アライメント
マークの直交する2辺を利用する。十字の部分は、酸化
膜あるいは窒化膜などのマスクに予め十字のパターンと
シリコンをエッチングしたいパターンを形成しておき、
このパターンを用いることによって十字のパターンを形
成する。
The pattern of the alignment mark formed on the conventional general silicon wafer has a cross shape as shown in FIG. This is for aligning the alignment mark already formed on the silicon wafer with the alignment mark formed on the photomask. The two alignment marks are aligned with each other in two directions on a plane, and therefore, two orthogonal sides of the alignment marks are used. In the cross portion, a cross pattern and a pattern for etching silicon are formed in advance on a mask such as an oxide film or a nitride film,
A cross pattern is formed by using this pattern.

【0004】このようにシリコンまたはマスク材料によ
ってアライメントマークのパターンを容易に判別できる
ようになっていた。
As described above, the pattern of the alignment mark can be easily identified by the silicon or the mask material.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では、エッチングを行うとアライメントマークの形
が変形してしまい位置合わせができなくなるという問題
点があった。本発明は、上記問題点を鑑みて成されたも
のであり、エッチングを行ってもアライメントマークが
変形しないアライメントマークを提供することを目的と
する。
However, the conventional method has a problem that the shape of the alignment mark is deformed when etching is performed and the alignment cannot be performed. The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an alignment mark that is not deformed even when etching is performed.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究の
結果、シリコンの異方性エッチングでは、マスクパター
ンの凸部においてエッチングレートが速くなるというこ
とに気が付いた。これはシリコン結晶の面方位によって
エッチングレートが異なるということによるものである
が、凸部においてはエッチングレートの速い面が出現す
るからである。エッチングの時間にもよるが、図5に示
すようにエッチングが進行するにつれて凸部は点線で示
したように急速に後退し、ついにはアライメントマーク
のパターンが、図6で示すようにただの4角形になって
しまい、アライメントマークとして以後の工程で使用す
ることができなくなってしまう。仮にマスク材料の酸化
膜、窒化膜が残っていたとしても、膜の残留応力のため
にそりかえっていたりするためにアライメントマークと
して用いることができないのである。
As a result of earnest research, the present inventor has found that anisotropic etching of silicon has a high etching rate at the convex portions of the mask pattern. This is because the etching rate varies depending on the plane orientation of the silicon crystal, but a surface having a high etching rate appears on the convex portion. Although it depends on the etching time, as shown in FIG. 5, as the etching progresses, the convex portion recedes rapidly as shown by the dotted line, and finally the alignment mark pattern becomes only 4 as shown in FIG. It becomes a rectangular shape and cannot be used as an alignment mark in the subsequent steps. Even if the oxide film and the nitride film of the mask material remain, they cannot be used as alignment marks because they are turned over due to the residual stress of the film.

【0007】本発明者は鋭意研究を進めていくうちに、
エッチング後にアライメントマークがなくなってしまう
のは、エッチングレートの速い面が出現することが原因
であることを見出した。従って、このエッチングレート
が速い面が出現しないようなパターンを形成すればアラ
イメントマークの消失、変形を防ぐことができることを
見出し、本発明をなすに至った。
The present inventor, while carrying out earnest research,
It has been found that the disappearance of the alignment mark after etching is caused by the appearance of a surface having a high etching rate. Therefore, it was found that the alignment mark can be prevented from disappearing and being deformed by forming a pattern in which a surface having a high etching rate does not appear, and has completed the present invention.

【0008】従って、本発明のアライメントマークは、
『ウェハ上またはフォトマスク上に形成される位置合わ
せ用のアライメントマークにおいて、前記アライメント
マークは複数の矩形部からなること(請求項1)』から
構成される。また、本発明のフォトマスクは、『複数の
矩形部からなるアライメントマークが設けられているこ
と(請求項2)』から構成される。
Therefore, the alignment mark of the present invention is
"In the alignment mark for alignment formed on the wafer or on the photomask, the alignment mark is composed of a plurality of rectangular portions (claim 1)". Further, the photomask of the present invention is constituted by "providing alignment marks composed of a plurality of rectangular portions (claim 2)".

【0009】[0009]

【作用】本発明では、アライメントマークを形成する際
に、凸な部分を作らない(エッチングレートの速い面を
出現させない)ことによって、エッチングを行ってもア
ライメントマークが変形してアライメント(位置合わ
せ)に用いることができなくなることがないため、アラ
イメントの作業を容易にかつ正確に行うことができる。
According to the present invention, when the alignment mark is formed, no convex portion is formed (a surface having a high etching rate is not exposed), so that the alignment mark is deformed even when etching is performed and alignment (positioning) is performed. Therefore, the alignment work can be performed easily and accurately.

【0010】以下、実施例により本発明をより具体的に
説明するが、本発明はこれに限るものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

【0011】[0011]

【実施例】図1は、本発明の第1の実施例によるアライ
メントマークを示す概略構成図である。エッチングマス
ク材料2の一部がとり除かれていて、シリコン1が露出
している。このシリコン1の部分がアライメントマーク
となるのである。縦方向のアライメントマークは2分割
されていて、横方向のアライメントマークと交わってい
ない。
1 is a schematic diagram showing an alignment mark according to a first embodiment of the present invention. A part of the etching mask material 2 is removed, and the silicon 1 is exposed. This silicon 1 portion serves as an alignment mark. The vertical alignment mark is divided into two and does not intersect with the horizontal alignment mark.

【0012】図3は、図1のアライメントマークが形成
されているフォトマスクを用いたシリコンエッチングの
プロセス順を示す説明図である。シリコンウェハは結晶
面方位(100)のものを使用する。またオリエンテーショ
ンフラットの方位は(011)に等価な方位とする。シリコ
ンウェハ上にエッチングの時のマスクとなる窒化シリコ
ン膜をLP-CVDなどの手法により形成する(a)。次にフォ
トレジストをスピンコートにより塗布する(b)。エッチ
ングされるパターンと図1のアライメントマークのパタ
ーンを持つマスクを使って露光し、現像する(c)。
FIG. 3 is an explanatory view showing the process sequence of silicon etching using the photomask on which the alignment mark of FIG. 1 is formed. A silicon wafer having a crystal plane orientation (100) is used. The orientation of the orientation flat is equivalent to (011). A silicon nitride film that serves as a mask during etching is formed on a silicon wafer by a method such as LP-CVD (a). Next, a photoresist is applied by spin coating (b). Exposure and development are performed using a mask having the pattern to be etched and the alignment mark pattern of FIG. 1 (c).

【0013】アライメントマークの寸法は、幅10μm、
長さ30μmである。尚、アライメントマークの寸法は任
意に選ぶことができる。また、左右の長さ、および幅が
異なっていても支障はない。次にCF4等の反応性ガスを
使用してドライエッチングを行ないシリコンを露出させ
る(d)。KOHなどの強アルカリ水溶液を用いてシリコンを
エッチングする(e)。この時、本来エッチングしたい場
所4がウェハの厚みだけエッチングされたとしても、ア
ライメントマークの場所1はエッチングレートの遅い面
によってのみ囲まれているので、ウェハの厚みまでエッ
チングが進行することはない。またアライメントマーク
の各辺はオリエンテーションフラットに平行か垂直にな
るようにする。エッチング終了後もアライメントマーク
はエッチングレートの遅い面のエッチング分だけしか大
きくなっていないので、予めこの大きさを予想した上で
次のプロセスのマスク上のアライメントマークを設計す
ることは容易である。
The alignment mark has a width of 10 μm,
The length is 30 μm. The size of the alignment mark can be arbitrarily selected. Further, there is no problem even if the left and right lengths and widths are different. Then, dry etching is performed using a reactive gas such as CF4 to expose the silicon (d). Etch silicon using a strong alkaline aqueous solution such as KOH (e). At this time, even if the location 4 to be originally etched is etched by the thickness of the wafer, since the location 1 of the alignment mark is surrounded only by the surface having a slow etching rate, the etching does not proceed to the thickness of the wafer. Also, each side of the alignment mark should be parallel or perpendicular to the orientation flat. Even after the etching is completed, the alignment mark is increased only by the amount of etching on the surface having a slow etching rate. Therefore, it is easy to design the alignment mark on the mask in the next process after predicting this size in advance.

【0014】本実施例では図1のようにアライメントマ
ークの形状は横方向のパターンが長くなっているが、こ
の横方向のパターンも縦方向と同じように2分割するこ
とも可能である。また、このパターンは2分割するだけ
ではなく複数に分割してもよい。また、図3に示すよう
なアライメントマークの形状でも同様にエッチングを行
ってもアライメントマークの形状が変わらず良好にアラ
イメントを行うことができた。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the shape of the alignment mark has a long pattern in the horizontal direction, but this pattern in the horizontal direction can also be divided into two in the same manner as in the vertical direction. Further, this pattern may be divided into a plurality of patterns instead of being divided into two. Further, even when the shape of the alignment mark as shown in FIG. 3 was similarly etched, the shape of the alignment mark did not change and good alignment could be performed.

【0015】尚、本実施例ではシリコン基板を用いて説
明したが、単結晶の基板であればなんでも良い。
Although a silicon substrate is used in this embodiment, any single crystal substrate may be used.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明のアライメントマークは、エッチ
ングレートの速い面がエッチング中に出現しないため、
エッチングをおこなってもアライメントマークが変形し
てアライメント作業に用いることができなくなるという
ことがないため、エッチング後のプロセスにおいても精
度の高いアライメント作業を行なうことができる。
According to the alignment mark of the present invention, a surface having a high etching rate does not appear during etching,
Even if the etching is performed, the alignment mark is not deformed and cannot be used for the alignment work. Therefore, the alignment work can be performed with high accuracy even in the process after the etching.

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

【図1】本発明の実施例によるアライメントマークの概
略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an alignment mark according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例によるにアライメントマークの
概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an alignment mark according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例によるアライメントマークを用
いたシリコンエッチングのプロセス順を示す説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a process sequence of silicon etching using an alignment mark according to an example of the present invention.

【図4】従来の典型的なアライメントマークの形状を示
したもの。
FIG. 4 shows the shape of a typical conventional alignment mark.

【図5】従来のアライメントマークによって凸部が後退
する様子を説明したもの。
FIG. 5 is a view for explaining how the convex portion retracts due to a conventional alignment mark.

【図6】従来のアライメントマークを使った場合のエッ
チング終了後の様子を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state after etching is completed when a conventional alignment mark is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・シリコン 2・・・エッチングマスク材料 3・・・レジスト 1 ... Silicon 2 ... Etching mask material 3 ... Resist

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 7352−4M H01L 21/30 522 A ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location 7352-4M H01L 21/30 522 A

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ウェハ上またはフォトマスク上に形成さ
れる位置合わせ用のアライメントマークにおいて、 前記アライメントマークは複数の矩形部からなることを
特徴とするアライメントマーク。
1. An alignment mark for alignment formed on a wafer or a photomask, wherein the alignment mark comprises a plurality of rectangular portions.
【請求項2】 複数の矩形部からなるアライメントマー
クが設けられていることを特徴とするフォトマスク。
2. A photomask having an alignment mark composed of a plurality of rectangular portions.
JP30822293A 1993-12-08 1993-12-08 Alignment mark and photo-mask having alignment mark Pending JPH07161618A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007266193A (en) * 2006-03-28 2007-10-11 Dainippon Printing Co Ltd Mold member for imprint and method of manufacturing same, and multilayer substrate used for them
JP2007280978A (en) * 2006-04-03 2007-10-25 Mitsubishi Electric Corp Method of manufacturing semiconductor device

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