JPH10284378A - Alignment mark and electron beam exposing mask employing the same - Google Patents

Alignment mark and electron beam exposing mask employing the same

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JPH10284378A
JPH10284378A JP8807797A JP8807797A JPH10284378A JP H10284378 A JPH10284378 A JP H10284378A JP 8807797 A JP8807797 A JP 8807797A JP 8807797 A JP8807797 A JP 8807797A JP H10284378 A JPH10284378 A JP H10284378A
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JP
Japan
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alignment mark
silicon wafer
pattern
electron beam
etching
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Application number
JP8807797A
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Japanese (ja)
Inventor
Kousuke Ueyama
公助 植山
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure of a rear alignment mark in which a silicon oxide layer is not destructed even if the rear alignment mark is etched under such etching conditions as a supporting frame part and an opening are made therein, and an electron beam exposing mask employing it. SOLUTION: The alignment mark comprises a combination of rectangular patterns each having a side arranged in parallel with or perpendicular to the orientation flat of a silicon wafer having an orientation of the (100) plane. A rear alignment mask 49 is formed by wet etching a rear silicon wafer 41 using protective film patterns 47a, 47b as a mask. Since etching proceeds in the direction normal to the silicon wafer but does not proceed easily in the lateral direction, inclining faces 50 are formed on the opposite sides of the rear alignment mask 49 through etching and the etching is stopped at the position where the inclining faces 50 meet each other thus producing electron beam exposing mask which does not penetrate the rear silicon wafer 41.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はICやLSIなどの
半導体装置の製造工程で使用される電子線露光装置の電
子線露光マスクを作製する際に表面と裏面パターンの位
置合わせに用いるアライメントマーク及びそれを用いた
電子線露光マスクに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alignment mark used for alignment between a front surface and a back surface pattern when manufacturing an electron beam exposure mask of an electron beam exposure apparatus used in a manufacturing process of a semiconductor device such as an IC or an LSI. The present invention relates to an electron beam exposure mask using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子線露光方法は0.1ミクロン幅のパ
ターンを露光することが可能な露光技術であり、ICや
LSI等の半導体作製に有効な露光技術である。電子線
露光にはシリコンウエハに微細な開孔パターンを設けた
電子線露光マスクを用いる。電子線露光マスクの製造工
程を図6に示す。2枚のシリコンウエハを貼り合わせた
SOIウエハ60の表側シリコンウエハ63にレジスト
パターン64を形成し、ドライエッチングによって表側
シリコンウエハ63をエッチングして開孔パターン65
を形成する。次に、裏側シリコンウエハ61に保護膜6
6を形成し、保護膜66をパターニング処理して保護膜
パターン66aを形成する。次に、保護膜パターン66
aをマスクにして裏側シリコンウエハ61をウエットエ
ッチングして支持枠部61a及び開口部67を形成す
る。さらに、支持枠部61aをマスクにして貼り合わせ
層の酸化シリコン層62を除去して電子線露光マスクを
作製する。
2. Description of the Related Art The electron beam exposure method is an exposure technique capable of exposing a pattern having a width of 0.1 μm, and is an effective exposure technique for manufacturing semiconductors such as ICs and LSIs. For electron beam exposure, an electron beam exposure mask having a fine opening pattern formed on a silicon wafer is used. FIG. 6 shows a manufacturing process of the electron beam exposure mask. A resist pattern 64 is formed on the front side silicon wafer 63 of the SOI wafer 60 where two silicon wafers are bonded, and the front side silicon wafer 63 is etched by dry etching to form an opening pattern 65.
To form Next, the protective film 6 is formed on the backside silicon wafer 61.
6, and the protective film 66 is patterned to form a protective film pattern 66a. Next, the protective film pattern 66
The back side silicon wafer 61 is wet-etched using a as a mask to form the support frame 61 a and the opening 67. Further, the silicon oxide layer 62 of the bonding layer is removed by using the support frame 61a as a mask to manufacture an electron beam exposure mask.

【0003】表側シリコンウエハ63と貼り合わせ層酸
化シリコン層62及び裏側シリコンウエハ61の厚さは
通常それぞれ20ミクロン、1ミクロン及び500ミク
ロン程度である。裏側シリコンウエハ61に保護膜パタ
ーン66aを形成する際に、表側のアライメントマーク
に対応した位置に位置合わせして裏側のアライメントマ
ークを形成する。
The thicknesses of the front silicon wafer 63, the bonded silicon oxide layer 62 and the back silicon wafer 61 are generally about 20 microns, 1 micron and 500 microns, respectively. When forming the protective film pattern 66a on the backside silicon wafer 61, the backside alignment mark is formed by aligning it with the position corresponding to the front side alignment mark.

【0004】アライメントマークの位置合わせは顕微鏡
を用いて行うが、パターン位置を見つけやすくするため
に全体の大きさは1〜3mm角程度である。またアライ
メントマークを形成するパターン線幅は10から50ミ
クロン程度である。裏側シリコンウエハのウエットエッ
チング液はNaOH液やKOH液などのアルカリ液を加
熱して用いる。またSOIウエハは通常面方位(10
0)からなるシリコンウエハを貼り合わせたものを用い
る。
The alignment of the alignment marks is performed using a microscope, but the entire size is about 1 to 3 mm square in order to easily find the pattern position. The pattern line width for forming the alignment mark is about 10 to 50 microns. As the wet etching liquid for the backside silicon wafer, an alkaline liquid such as a NaOH liquid or a KOH liquid is heated and used. SOI wafers usually have a plane orientation (10
A wafer obtained by bonding silicon wafers consisting of 0) is used.

【0005】図7(a)に従来の裏側アライメントマー
クパターンを、図7(b)に従来の裏側アライメントマ
ークパターンをエッチングした後の裏側アライメントマ
ークの形状を、図8に表側アライメントマークを示す。
保護膜パターン66aをマスクにして裏側シリコンウエ
ハ61を熱アルカリ液でウエットエッチングする際裏面
アライメントマークパターンも同時にエッチングされ
る。このため裏側アライメントマークパターンの被エッ
チング部分71及び72からエッチングが始まる。
FIG. 7A shows a conventional back side alignment mark pattern, FIG. 7B shows a shape of the back side alignment mark after etching the conventional back side alignment mark pattern, and FIG. 8 shows a front side alignment mark.
When the backside silicon wafer 61 is wet-etched with a hot alkaline solution using the protective film pattern 66a as a mask, the backside alignment mark pattern is also etched at the same time. Therefore, etching starts from the etched portions 71 and 72 of the back side alignment mark pattern.

【0006】通常アライメントマークはオリエンテーシ
ョンフラットと平行に形成されている。また、SOIウ
エハのシリコンウエハは通常面方位(100)からなる
シリコンウエハを用いているため、オリエンテーション
フラットと垂直および平行な辺はエッチングが遅く形状
が保たれるが、これらの辺と角度を持つ面方位(21
1)等の方向(ここでは裏側アライメントマークパター
ンの残し部分の四隅)はウエットエッチング速度が速い
ため(Siマイクロマシニング先端技術 111頁から
145頁 株式会社サイエンスフォーラム発行 92年
3月31日)エッチングが急速に進行して、裏側アライ
メントマークパターンの被エッチング部分71及び72
は図7(b)の71a及び72aのように開口部が大き
くなり、ウエハ断面方向へもエッチングが進んでやがて
貫通してしまう。
Usually, the alignment mark is formed in parallel with the orientation flat. Further, since the silicon wafer of the SOI wafer is usually a silicon wafer having a plane orientation (100), the sides perpendicular and parallel to the orientation flat are etched slowly and the shape is maintained, but have an angle with these sides. Plane orientation (21
In the directions 1) and the like (here, the four corners of the remaining portion of the back side alignment mark pattern), since the wet etching rate is high (Si micromachining advanced technology pages 111 to 145, published by Science Forum Co., Ltd., March 31, 1992) Progressing rapidly, the etched portions 71 and 72 of the backside alignment mark pattern
In FIG. 7B, the opening becomes large as shown by 71a and 72a in FIG. 7B, and the etching proceeds in the cross-sectional direction of the wafer and eventually penetrates.

【0007】通常、表側シリコンウエハに形成される電
子線露光パターンはパターン幅も小さいため裏側シリコ
ンウエハをウエットエッチングして開口部を形成しても
SOIウエハの貼り合わせ層である酸化シリコン層でエ
ッチングは停止する。
Usually, since the electron beam exposure pattern formed on the front silicon wafer has a small pattern width, even if the back silicon wafer is wet-etched to form an opening, it is etched with the silicon oxide layer which is a bonding layer of the SOI wafer. Stops.

【0008】しかし、裏側シリコンウエハに形成される
アライメントマークは10〜50ミクロンのパターン幅
になっている。図6(a)に示すような面方位(10
0)面に平行な辺を有する裏側アライメントマーク71
及び72の直線部の被エッチング部分はウエハに垂直な
方向にのみエッチングが進む。しかし、アライメントマ
ーク71と72が交差している内側の矩形状の残し部分
73の四コーナーは面方位(211)等の面が出ている
ためエッチングが横方向にも進んでしまい被エッチング
面積が拡大し、裏側シリコンウエハが貫通する時点では
矩形状の残し部分73は図7(b)の73aに示すよう
な八角形の形状になる。さらにアライメントマーク部分
ではマーク全体の大きさは1〜3mmと大きいため、ア
ライメントマーク部の酸化シリコン層が破壊されて表側
シリコンウエハ面にエッチング液が廻り込む。
However, the alignment mark formed on the backside silicon wafer has a pattern width of 10 to 50 microns. The plane orientation (10) as shown in FIG.
0) Backside alignment mark 71 having a side parallel to the plane
The etching of the straight portions 72 and 72 proceeds only in the direction perpendicular to the wafer. However, since the four corners of the inner rectangular remaining portion 73 where the alignment marks 71 and 72 intersect have a plane such as the plane orientation (211), the etching proceeds in the horizontal direction, and the area to be etched is reduced. At the time when the rear silicon wafer penetrates, the rectangular remaining portion 73 becomes an octagonal shape as shown by 73a in FIG. 7B. Further, in the alignment mark portion, since the entire size of the mark is as large as 1 to 3 mm, the silicon oxide layer in the alignment mark portion is destroyed, and the etching solution flows to the front side silicon wafer surface.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記の様に従来のアラ
イメントマークでは裏側アライメントマークを形成する
際裏側シリコンウエハのエッチング時に酸化シリコン層
でウエットエッチングが停止せず、酸化シリコン層が破
壊されて表側シリコンウエハ面にエッチング液が廻り込
む。このためエッチング液が表側パターンを汚したり、
著しい場合にはパターンを破壊するこという問題があ
る。
As described above, in the conventional alignment mark, when the backside alignment mark is formed, wet etching does not stop at the silicon oxide layer when the backside silicon wafer is etched, and the silicon oxide layer is broken and the front side is destroyed. The etchant flows around the silicon wafer surface. For this reason, the etchant stains the front side pattern,
In a severe case, there is a problem that the pattern is destroyed.

【0010】本発明は上記問題を解決するためになされ
たもので、電子線露光マスクのアライメントマークを形
成する際支持枠部及び開口部を作製する裏側シリコンウ
エハのウエットエッチング条件と同一条件で裏側アライ
メントマークをエッチングしても酸化シリコン層が破壊
されないアライメントマーク及びそれを用いた電子線露
光マスクを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem. When forming an alignment mark of an electron beam exposure mask, the back side silicon wafer for forming a support frame and an opening is formed under the same wet etching conditions as a back side silicon wafer. An object of the present invention is to provide an alignment mark in which a silicon oxide layer is not destroyed even when the alignment mark is etched, and an electron beam exposure mask using the alignment mark.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、まず請求項1においては、2枚のシリコン
ウエハを貼り合わせたSOIウエハの表側シリコンウエ
ハに形成される表側パターンと裏側シリコンウエハに形
成される裏側パターンを位置合わせするためのアライメ
ントマークを有する電子線露光マスクにおいて、前記ア
ライメントマークが矩形パターンの組み合わせで構成さ
れていることを特徴とするアライメントマークとしたも
のである。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, first, a front side pattern and a back side formed on a front side silicon wafer of an SOI wafer in which two silicon wafers are bonded are described. An electron beam exposure mask having an alignment mark for aligning a backside pattern formed on a silicon wafer, wherein the alignment mark is formed by a combination of rectangular patterns.

【0012】また、請求項2においては、前記SOIウ
エハの前記表側シリコンウエハ及び前記裏側シリコンウ
エハは面方位が(100)からなっており、前記アライ
メントマークを構成する前記矩形パターンがオリエンテ
ーションフラットに対し平行又は直角に配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載のアライメントマーク
としたものである。
According to a second aspect of the present invention, the front side silicon wafer and the back side silicon wafer of the SOI wafer have a plane orientation of (100), and the rectangular pattern forming the alignment mark is oriented with respect to an orientation flat. The alignment mark according to claim 1, wherein the alignment mark is arranged in parallel or at a right angle.

【0013】また、請求項3においては、前記矩形パタ
ーンの線幅wが前記裏側シリコンウエハの厚さtにたい
して、w<1.4tなる条件を満たしていることを特徴
とする請求項1又は請求項2に記載のアライメントマー
クとしたものである。
According to a third aspect of the present invention, the line width w of the rectangular pattern satisfies a condition of w <1.4t with respect to the thickness t of the backside silicon wafer. An alignment mark according to item 2.

【0014】さらにまた、請求項4においては、請求項
1乃至請求項3のいずれかに記載のアライメントマーク
を使って作製したことを特徴とする電子線露光マスクと
したものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an electron beam exposure mask manufactured using the alignment mark according to any one of the first to third aspects.

【0015】本発明のアライメントマークはアライメン
トマークの被エッチング部分を矩形パターンで作成する
ことによって面方位(211)等の方向へのエッチング
が進まないようにしている。このため、裏側シリコンウ
エハを貫通してバックエッチング液が表側シリコンウエ
ハに廻り込んで表側パターンを汚したり、損傷したりす
ることを防止できる。
In the alignment mark of the present invention, the etched portion of the alignment mark is formed in a rectangular pattern to prevent the etching in the direction such as the plane direction (211) from proceeding. For this reason, it is possible to prevent the back etchant from penetrating through the back side silicon wafer and circling to the front side silicon wafer to stain or damage the front side pattern.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下に本発明の内容をさらに詳し
く説明する。図1及び図2は本発明のアライメントマー
クパターンの一実施例を示す説明図である。図3(a)
は本発明のアライメントマークをSOIウエハ上に形成
した一実施例を示す平面図である。図3(b)は本発明
のアライメントマークを電子線露光マスク上に形成した
一実施例を示す平面図である。図4(a)〜(f)は本
発明のアライメントマークを有する電子線露光マスクの
製造工程を示す断面図である。図5は本発明のアライメ
ントマークを用いた電子線露光マスクのアライメントマ
ーク部を示す部分拡大断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The contents of the present invention will be described below in more detail. 1 and 2 are explanatory views showing an embodiment of the alignment mark pattern of the present invention. FIG. 3 (a)
FIG. 3 is a plan view showing an embodiment in which an alignment mark of the present invention is formed on an SOI wafer. FIG. 3B is a plan view showing an embodiment in which the alignment mark of the present invention is formed on an electron beam exposure mask. FIGS. 4A to 4F are cross-sectional views showing steps of manufacturing an electron beam exposure mask having an alignment mark according to the present invention. FIG. 5 is a partially enlarged sectional view showing an alignment mark portion of an electron beam exposure mask using the alignment mark of the present invention.

【0017】本発明は電子線露光マスクの製造工程でS
OIウエハの裏側シリコンウエハをウエットエッチング
して支持枠部及び開口部を形成する時のエッチング条件
と同一条件で裏側シリコンウエハにアライメントマーク
を形成しても、貼り合わせ層である酸化シリコン層を破
壊しないアライメントマークの構成に関するものであ
る。
According to the present invention, in the manufacturing process of the electron beam exposure mask, S
Even if an alignment mark is formed on the backside silicon wafer under the same etching conditions as when the backside silicon wafer of the OI wafer is wet-etched to form the support frame and the opening, the silicon oxide layer as the bonding layer is destroyed. This is related to the configuration of alignment marks that are not used.

【0018】具体的には、シリコン結晶面の面方位とウ
エットエッチング性を考慮して図1及び図2に示す本発
明のアライメントマークのパターン構成を考案した。本
発明のアライメントマークはSOIウエハの裏側シリコ
ンウエハに形成した場合にその効果が顕著である。 S
OIウエハの表側シリコンウエハのアライメントマーク
は微細パターンを形成する条件で作製されるので特にパ
ターン構成上の制限は受けない。
Specifically, the pattern configuration of the alignment mark of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 was devised in consideration of the plane orientation of the silicon crystal plane and the wet etching property. The effect of the alignment mark of the present invention is remarkable when it is formed on the silicon wafer on the back side of the SOI wafer. S
Since the alignment marks on the front side silicon wafer of the OI wafer are produced under the conditions for forming a fine pattern, there is no particular limitation on the pattern configuration.

【0019】電子線露光マスクを多面付けにて作製する
際の位置合わせ用アライメントマーク33をSOIウエ
ハ上に配置した事例を図3(a)に、電子線露光マスク
上に配置した事例を図3(b)に示す。
FIG. 3 (a) shows a case where alignment marks 33 for positioning are formed on an SOI wafer when an electron beam exposure mask is formed on multiple surfaces, and FIG. 3 shows a case where the alignment marks 33 are arranged on an electron beam exposure mask. (B).

【0020】本発明のアライメントマークを有する電子
線露光マスクは図4(a)〜(f)に示すような工程で
作製される。まず、表側シリコンウエハ41及び裏側シ
リコンウエハ43を酸化シリコン層42で貼り合わせた
SOIウエハ40を準備する(図4(a)参照)。
The electron beam exposure mask having the alignment mark of the present invention is manufactured by the steps shown in FIGS. First, an SOI wafer 40 in which a front silicon wafer 41 and a back silicon wafer 43 are bonded together with a silicon oxide layer 42 is prepared (see FIG. 4A).

【0021】次に、SOIウエハ40の表側シリコン4
3上に感光層を形成し、所定のパターンで露光、現像し
てレジストパターン44を形成する(図4(b)参
照)。
Next, the front silicon 4 of the SOI wafer 40
3, a photosensitive layer is formed, and is exposed and developed in a predetermined pattern to form a resist pattern 44 (see FIG. 4B).

【0022】次に、レジストパターン44をマスクにし
て表側シリコンウエハ43をドライエッチングして、レ
ジストパターン44を剥膜処理して開孔パターン45及
び表側アライメントマーク46を形成する。さらに、裏
側シリコンウエハ41上にウエットエッチング用保護膜
47(窒化膜等)を形成する(図4(c)参照)。
Next, the front side silicon wafer 43 is dry-etched using the resist pattern 44 as a mask, and the resist pattern 44 is subjected to a film removing process to form an opening pattern 45 and a front side alignment mark 46. Further, a protection film 47 (such as a nitride film) for wet etching is formed on the backside silicon wafer 41 (see FIG. 4C).

【0023】次に、保護膜47上に保護膜エッチング用
のレジストパターン(図示せず)を形成し、保護膜47
をパターニング処理して開口部形成用の保護膜パターン
47a及び裏側アライメントマーク形成用の保護膜パタ
ーン47bを形成する(図4(d)参照)。
Next, a resist pattern (not shown) for etching the protective film is formed on the protective film
Is patterned to form a protective film pattern 47a for forming an opening and a protective film pattern 47b for forming a backside alignment mark (see FIG. 4D).

【0024】次に、保護膜パターン47a及び47bを
マスクレジストにして裏側シリコンウエハ41を水酸化
カリウムの加熱アルカリ溶液にてエッチングして、支持
枠部41a、開口部48及び裏側アライメントマーク4
9を形成する(図4(e)参照)。
Next, using the protective film patterns 47a and 47b as a mask resist, the backside silicon wafer 41 is etched with a hot alkali solution of potassium hydroxide to form the support frame 41a, the opening 48 and the backside alignment mark 4
9 (see FIG. 4E).

【0025】次に、保護膜パターン47a及び47bを
除去して本発明のアライメントマークを有する電子線露
光マスクが得られる(図4(f)参照)。
Next, the protective film patterns 47a and 47b are removed to obtain an electron beam exposure mask having the alignment mark of the present invention (see FIG. 4 (f)).

【0026】ここで、アライメントマーク部に着目して
形成過程を説明する。図5に電子線露光マスクのアライ
メントマーク部の拡大断面図を示す。裏側アライメント
マーク49は図1(b)又は図2(b)に示すようなパ
ターンがオリエンテーションフラット34に対して平行
又は直角になるように配置されている。保護膜パターン
47bをマスクにして、裏側シリコンウエハ41をウエ
ットエッチングすると、シリコンウエハに垂直な方向へ
エッチングが進むが面方位(111)のエッチングが遅
いためエッチングが横方向には進み難くエッチング面に
エッチング角度θが付いた傾斜面50が形成される。こ
のエッチング角度θはウエハ面と約54度になり、両方
の傾斜面50が出会ったところでウエハの垂直方向への
エッチングが停止する。
Here, the formation process will be described focusing on the alignment mark portion. FIG. 5 is an enlarged sectional view of the alignment mark portion of the electron beam exposure mask. The back side alignment mark 49 is arranged such that the pattern as shown in FIG. 1B or FIG. 2B is parallel or perpendicular to the orientation flat 34. When the back side silicon wafer 41 is wet-etched using the protective film pattern 47b as a mask, the etching proceeds in the direction perpendicular to the silicon wafer, but the etching in the plane direction (111) is slow, so that the etching does not easily proceed in the horizontal direction, so An inclined surface 50 having an etching angle θ is formed. The etching angle θ becomes approximately 54 degrees with the wafer surface, and when the two inclined surfaces 50 meet, the etching of the wafer in the vertical direction stops.

【0027】ウエハ面と傾斜面50の角度が約54度で
あることからエッチング深さをd、裏側アライメントマ
ーク幅をwとした場合、w=1.4×dとなる。両方の
傾斜面50が出会ってエッチングが停止した時にシリコ
ンウエハが強度を保てる程度に厚さが残っていることが
必要である。裏側アライメントマークを形成した際の裏
側シリコンウエハ41のエッチング残りをr、裏側シリ
コンウエハ厚さをtとした場合、r=t−0.7wとな
る。裏側アライメントマークを形成した際の裏側シリコ
ンウエハ41のエッチング残りrとしては20ミクロン
以上有れば良いが好ましくは50ミクロン以上である。
ここで、裏側シリコンウエハ41の厚さtを500ミク
ロン、残り厚さを200ミクロンとした場合裏側アライ
メントマーク幅wは上式よりほぼ400ミクロンとな
る。
Since the angle between the wafer surface and the inclined surface 50 is about 54 degrees, when the etching depth is d and the width of the back side alignment mark is w, w = 1.4 × d. It is necessary that a sufficient thickness of the silicon wafer remain to maintain the strength when the etching stops after the two inclined surfaces 50 meet. When the etching residue of the back side silicon wafer 41 when the back side alignment mark is formed is r and the thickness of the back side silicon wafer is t, r = t−0.7w. The etching residue r of the backside silicon wafer 41 when the backside alignment mark is formed may be 20 μm or more, preferably 50 μm or more.
Here, when the thickness t of the backside silicon wafer 41 is 500 microns and the remaining thickness is 200 microns, the width w of the backside alignment mark is approximately 400 microns from the above equation.

【0028】尚、電子線露光マスクはSOIウエハに多
面付けして作製されるため本発明のアライメントマーク
はウエハ上に有っても良いし、または面付けされた電子
線露光マスク上に有ってもよい。さらに電子線露光マス
クを作製するウエハはSOIウエハに限定される訳では
なく通常のウエハを用いる場合にも本発明のアライメン
トマークは有効である。
Incidentally, since the electron beam exposure mask is produced by mounting the SOI wafer on multiple surfaces, the alignment mark of the present invention may be provided on the wafer, or may be provided on the imposed electron beam exposure mask. You may. Further, the wafer on which the electron beam exposure mask is manufactured is not limited to the SOI wafer, and the alignment mark of the present invention is also effective when a normal wafer is used.

【0029】[0029]

【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する。 <実施例1>4インチ径、500μm厚の裏側シリコン
ウエハ41と10μm厚の表側シリコンウエハ43を酸
化シリコン層42で貼り合わせたSOIウエハ40(三
菱マテリアル製)の表側シリコンウエハ43上にプラズ
マCVD法により1μm厚の酸化シリコン層(図示せ
ず)を形成した(図4(a)参照)。
The present invention will be described in detail with reference to the following examples. <Example 1> Plasma CVD was performed on a front side silicon wafer 43 of an SOI wafer 40 (manufactured by Mitsubishi Materials) in which a back side silicon wafer 41 having a diameter of 4 inches and a thickness of 500 μm and a front side silicon wafer 43 having a thickness of 10 μm were bonded with a silicon oxide layer 42. A silicon oxide layer (not shown) having a thickness of 1 μm was formed by the method (see FIG. 4A).

【0030】次に、表側シリコンウエハ43上の酸化シ
リコン層上ににレジスト(PMER:東京応化製)を塗
布し感光層を形成して、所定パターンを露光、現像して
開孔パターン及び表側アライメントマークを作製するた
めのレジストパターン44を形成した(図4(b)参
照)。ここで、表側アライメントマークは図1(a)に
示すパターンを使用した。
Next, a resist (PMER: manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is applied on the silicon oxide layer on the front side silicon wafer 43 to form a photosensitive layer, and a predetermined pattern is exposed and developed to form an opening pattern and a front side alignment. A resist pattern 44 for forming a mark was formed (see FIG. 4B). Here, the pattern shown in FIG. 1A was used for the front side alignment mark.

【0031】次に、レジストパターン44をエッチング
マスクにしてまず酸化シリコン層を反応性イオンエッチ
ング(RIE)によりエッチングし、さらに酸化シリコ
ン層をエッチングマスクにして10μm厚の表側シリコ
ンウエハ43をエッチングして開孔パターン45及び表
側アライメントマーク46を形成した。さらに、裏側シ
リコンウエハ41上にプラズマCVDにて窒化シリコン
を0.4μm厚成膜し、保護膜47を形成した(図4
(c)参照)。
Next, the silicon oxide layer is first etched by reactive ion etching (RIE) using the resist pattern 44 as an etching mask, and the 10 μm thick front side silicon wafer 43 is etched using the silicon oxide layer as an etching mask. An opening pattern 45 and a front side alignment mark 46 were formed. Further, a silicon nitride film having a thickness of 0.4 μm was formed on the backside silicon wafer 41 by plasma CVD to form a protective film 47.
(C)).

【0032】次に、裏側シリコンウエハ41上の保護膜
47上にレジストを塗布し、所定のパターンを表側アラ
イメントマーク46と位置合わせして露光、現像してレ
ジストパターンを形成した。ここで、図1(b)に示す
ような裏側アライメントマークを使ってパターン幅は4
00μmとした。このレジストパターンをマスクにして
反応性イオンエッチング(RIE)によりエッチング
し、保護膜パターン47a及び47bを形成した(図4
(d)参照)。
Next, a resist was applied on the protective film 47 on the backside silicon wafer 41, a predetermined pattern was aligned with the front side alignment mark 46, and exposed and developed to form a resist pattern. Here, the pattern width is set to 4 using the back side alignment mark as shown in FIG.
It was set to 00 μm. Using this resist pattern as a mask, etching was performed by reactive ion etching (RIE) to form protective film patterns 47a and 47b (FIG. 4).
(D)).

【0033】次に、保護膜パターン47a及び47bを
レジストマスクにして90℃に加熱された水酸化カリウ
ム溶液(15重量%)にて裏側シリコンウエハ41のウ
エットエッチングを行い、約5時間で裏側シリコンウエ
ハ41がエッチングされて開口部領域は酸化シリコン層
42迄達し、露光マスクの開口部48、支持枠部41a
及び裏側アライメントマーク49が形成された(図4
(e)参照)。
Next, the backside silicon wafer 41 is wet-etched with a potassium hydroxide solution (15% by weight) heated to 90 ° C. using the protective film patterns 47a and 47b as a resist mask. The wafer 41 is etched so that the opening area reaches the silicon oxide layer 42, the opening 48 of the exposure mask, the support frame 41a.
And the back side alignment mark 49 is formed (FIG. 4).
(E)).

【0034】続いて、保護膜パターン47a及び47b
を除去し、さらに、開口部48の酸化シリコン層42を
除去して本発明のアライメントマークを有する電子線露
光マスクが得られた(図4(f)参照)。裏側アライメ
ントマークのパターン幅を400μmにした場合エッチ
ング残りは、ほぼ200μmであった。
Subsequently, protective film patterns 47a and 47b
, And the silicon oxide layer 42 in the opening 48 was removed to obtain an electron beam exposure mask having an alignment mark of the present invention (see FIG. 4F). When the pattern width of the back side alignment mark was 400 μm, the remaining etching was almost 200 μm.

【0035】<実施例2>図2(b)に示すパターン幅
200ミクロンの正方形パターンを組み合わせた裏側ア
ライメントマークパターン22を用いて、実施例1と同
様の工程で電子線露光マスクを作製した。裏側アライメ
ントマークは約140ミクロン深さまでエッチングされ
ていた。
<Example 2> An electron beam exposure mask was manufactured in the same process as in Example 1 using the back side alignment mark pattern 22 in which square patterns each having a pattern width of 200 μm shown in FIG. 2B were combined. The backside alignment marks had been etched to a depth of about 140 microns.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明のアライメントマークを使って電
子線露光マスクを作製することにより、裏側シリコンウ
エハをウエットエッチングして開口部及び支持枠部を形
成する際裏側シリコンウエハが貫通しても裏側アライメ
ントマークはあらかじめ設定された深さまでしかエッチ
ングされず、エッチング液の表側シリコンウエハへの廻
り込みを防止でき、その結果表側開孔パターンの損傷、
破壊を防止できる。
By producing an electron beam exposure mask using the alignment mark of the present invention, the back side silicon wafer is wet-etched by wet etching to form an opening and a support frame portion even if the back side silicon wafer penetrates. The alignment mark is etched only to a preset depth, preventing the etchant from sneaking into the front side silicon wafer, resulting in damage to the front side opening pattern,
Destruction can be prevented.

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

【図1】(a)は、本発明のアライメントマークの一実
施例を示す表側アライメントマークパターンを示す説明
図である。(b)は、本発明のアライメントマークの一
実施例を示す裏側アライメントマークパターンを示す説
明図である。
FIG. 1A is an explanatory diagram showing a front-side alignment mark pattern showing one embodiment of an alignment mark of the present invention. (B) is an explanatory view showing a backside alignment mark pattern showing one embodiment of the alignment mark of the present invention.

【図2】(a)は、本発明のアライメントマークの一実
施例を示す表側アライメントマークパターンを示す説明
図である。(b)は、本発明のアライメントマークの一
実施例を示す裏側アライメントマークパターンを示す説
明図である。
FIG. 2A is an explanatory diagram showing a front-side alignment mark pattern showing one embodiment of the alignment mark of the present invention. (B) is an explanatory view showing a backside alignment mark pattern showing one embodiment of the alignment mark of the present invention.

【図3】(a)は、本発明のアライメントマークをSO
Iウエハ上に形成した一実施例を示す平面図である。
(b)は、本発明のアライメントマークを電子線露光マ
スク上に形成した一実施例を示す平面図である。
FIG. 3 (a) shows an alignment mark of the present invention in SO
FIG. 3 is a plan view showing one embodiment formed on an I wafer.
(B) is a plan view showing an embodiment in which the alignment mark of the present invention is formed on an electron beam exposure mask.

【図4】(a)〜(f)は、本発明のアライメントマー
クを用いた電子線露光マスクの製造方法を示す工程断面
図である。
FIGS. 4A to 4F are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing an electron beam exposure mask using an alignment mark according to the present invention.

【図5】本発明のアライメントマークを用いた電子線露
光マスクのアライメントマーク部を示す部分拡大断面図
である。。
FIG. 5 is a partially enlarged sectional view showing an alignment mark portion of an electron beam exposure mask using the alignment mark of the present invention. .

【図6】(a)〜(f)は、電子線露光マスクの製造方
法を示す工程断面図である。
FIGS. 6A to 6F are process cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an electron beam exposure mask.

【図7】(a)は、裏側シリコンウエハに形成された従
来の裏側アライメントマークパターンを示す説明図であ
る。(b)は、裏側シリコンウエハに形成された従来の
裏側アライメントマークパターンをエッチングした後の
形状変化を示す説明図である。
FIG. 7A is an explanatory view showing a conventional backside alignment mark pattern formed on a backside silicon wafer. (B) is an explanatory view showing a shape change after etching a conventional backside alignment mark pattern formed on a backside silicon wafer.

【図8】表側シリコンウエハに形成された従来の表側ア
ライメントマークのパターンを示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory view showing a pattern of a conventional front side alignment mark formed on a front side silicon wafer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、21……表側アライメントマークパターン 12、22……裏側アライメントマークパターン 31、40、60……SOIウエハ 32……電子線露光マスク 33、36……アライメントマーク 34……オリエンテーションフラット 35……電子線露光マスクのマスク部 41、61……裏側シリコンウエハ 41a、61a……支持枠部 42、62……酸化シリコン層 43、63……表側シリコンウエハ 44、64……レジストパターン 45、65……開孔パターン 46……表側アライメントマーク 47、66……保護膜 47a、66a……開口部形成用の保護膜パターン 47b……裏側アライメントマーク形成用の保護膜パタ
ーン 48、67……開口部 49……裏側アライメントマーク 50……裏側アライメントマークの傾斜面 71、72……裏側アライメントマークパターンの被エ
ッチング部分 71a、72a……ウエットエッチング後の裏側アライ
メントマークパターンの被エッチング部分 73……裏側アライメントマークパターンの残し部分 73a……ウエットエッチング後の裏側アライメントマ
ークパターンの残し部分 81……エッチング後の表側アライメントマーク w……裏側アライメントマーク(矩形パターン)幅 t……裏側シリコンウエハ厚さ d……裏側アライメントマークエッチング深さ θ……裏側アライメントマークのエッチング角度 r……裏側アライメントマークの裏側シリコンウエハの
エッチング残り
11, 21 front-side alignment mark pattern 12, 22 back-side alignment mark pattern 31, 40, 60 SOI wafer 32 electron beam exposure mask 33, 36 alignment mark 34 orientation flat 35 electronic Mask portions 41, 61 of the line exposure mask Back silicon wafers 41a, 61a Support frame portions 42, 62 Silicon oxide layers 43, 63 Front silicon wafers 44, 64 Resist patterns 45, 65 Opening pattern 46 Front alignment mark 47, 66 Protective film 47a, 66a Protective film pattern 47b for forming an opening 47b Protective film pattern 48, 67 for forming a backside alignment mark Opening 49 … Back side alignment mark 50 …… Slope of back side alignment mark Surface 71, 72: Etched portion of back side alignment mark pattern 71a, 72a: Etched portion of back side alignment mark pattern after wet etching 73 ... Remaining portion of back side alignment mark pattern 73a: Back side alignment after wet etching Remaining portion of mark pattern 81 Front alignment mark w after etching w Back alignment mark (rectangular pattern) width t Back silicon wafer thickness d Back alignment mark etching depth θ Backside alignment mark etching Angle r: etching residue of silicon wafer on the back side of back side alignment mark

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】2枚のシリコンウエハを貼り合わせたSO
I(Silicon on Insulator)ウエハの表側シリコンウエ
ハに形成される表側パターンと裏側シリコンウエハに形
成される裏側パターンを位置合わせするためのアライメ
ントマークを有する電子線露光マスクにおいて、前記ア
ライメントマークが矩形パターンの組み合わせで構成さ
れていることを特徴とするアライメントマーク。
1. An SO in which two silicon wafers are bonded together.
An electron beam exposure mask having an alignment mark for aligning a front side pattern formed on a front side silicon wafer of an I (Silicon on Insulator) wafer and a back side pattern formed on a back side silicon wafer, wherein the alignment mark is a rectangular pattern. An alignment mark comprising a combination.
【請求項2】前記SOIウエハの前記表側シリコンウエ
ハ及び前記裏側シリコンウエハは面方位が(100)か
らなっており、前記アライメントマークを構成する前記
矩形パターンがオリエンテーションフラットに対し平行
又は直角に配置されていることを特徴とする請求項1に
記載のアライメントマーク。
2. The front side silicon wafer and the back side silicon wafer of the SOI wafer have a plane orientation of (100), and the rectangular patterns forming the alignment marks are arranged parallel or perpendicular to an orientation flat. The alignment mark according to claim 1, wherein
【請求項3】前記矩形パターンのパターン幅wが前記裏
側シリコンウエハの厚さtに対して、w<1.4tなる
条件を満たしていることを特徴とする請求項1又は請求
項2に記載のアライメントマーク。
3. The method according to claim 1, wherein a pattern width w of the rectangular pattern satisfies a condition of w <1.4t with respect to a thickness t of the back side silicon wafer. Alignment mark.
【請求項4】請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の
アライメントマークを使って作製したことを特徴とする
電子線露光マスク。
4. An electron beam exposure mask manufactured using the alignment mark according to claim 1.
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