JPS623943B2 - - Google Patents
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- JPS623943B2 JPS623943B2 JP7065681A JP7065681A JPS623943B2 JP S623943 B2 JPS623943 B2 JP S623943B2 JP 7065681 A JP7065681 A JP 7065681A JP 7065681 A JP7065681 A JP 7065681A JP S623943 B2 JPS623943 B2 JP S623943B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、半導体装置の製造におけるマスク
合せ作業が極めて容易となるフオトマスク基板に
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a photomask substrate that greatly facilitates mask alignment work in the manufacture of semiconductor devices.
従来、半導体装置特に半導体集積回路装置を製
造する場合、半導体ウエハに金属配線層が形成さ
れるまでに少なくとも5回程度のフオトリソ工程
が繰り返えされる。 Conventionally, when manufacturing a semiconductor device, particularly a semiconductor integrated circuit device, a photolithography process is repeated at least five times before a metal wiring layer is formed on a semiconductor wafer.
このフオトリソ工程に於いて半導体ウエハ表面
に形成された回路素子パターン上に次の回路素子
パターンが転写される為、半導体ウエハとフオト
マスク基板の相対的な位置精度が半導体装置の製
造歩留向上に極めて重要であるが、一方フオトマ
スク基板の位置合せを迅速に行う事が生産性の向
上に非常に大きな要因となつている。アライメン
ト装置の進歩によりフオトマスク基板直下に半導
体ウエハを供給及び配置する事が自動的に行われ
段取り作業時間が大巾に短縮している。しかし従
来のパターン位置合せ作業に於いて半導体ウエハ
のチツプ領域内のマスク合せマークとフオトマス
ク基板の位置合せマークを整合する前に、アライ
メント装置の顕微鏡の視野にフオトマスク基板の
マスク合せマークを短時間に発見する事が極めて
困難になつている。フオトマスク基板に於いて、
チツプ領域パターン内に形成されるマスク合せマ
ークは容易に確認でき且つ半導体基板のチツプ領
域の有効面積を減少させない為通常一辺の長さが
10〜60μm程度の正方形又は十文字形パターンが
使用されている。このマスク合せマークをフオト
リソ工程数だけ例えば6コ並べて配置する為には
35000μ2m程度の占有面積を必要とする。現在
マスク合せ時アライメント装置のアライメントス
コープで得られる視野は例えばコンタクト方式で
1.2×105〜1.2×106μ2m、反射プロジエクシヨ
ン方式で2×105〜8×105μ2m程度である。 In this photolithography process, the next circuit element pattern is transferred onto the circuit element pattern formed on the surface of the semiconductor wafer, so the relative positional accuracy between the semiconductor wafer and the photomask substrate is extremely important in improving the manufacturing yield of semiconductor devices. On the other hand, it is important to quickly align the photomask substrate, which is a very important factor in improving productivity. Advances in alignment equipment have enabled automatic supply and placement of semiconductor wafers directly beneath photomask substrates, greatly reducing setup time. However, in conventional pattern alignment work, before aligning the mask alignment marks in the chip area of the semiconductor wafer and the alignment marks on the photomask substrate, it is necessary to quickly place the mask alignment marks on the photomask substrate in the field of view of the microscope of the alignment device. It is becoming extremely difficult to discover. In the photomask substrate,
The mask alignment mark formed within the chip area pattern is usually small in length on one side so that it can be easily confirmed and does not reduce the effective area of the chip area on the semiconductor substrate.
A square or cross-shaped pattern of about 10 to 60 μm is used. In order to arrange these mask alignment marks for the number of photolithographic processes, for example 6,
It requires an occupied area of about 35000μ 2 m. Currently, the field of view obtained with the alignment scope of the alignment device during mask alignment is, for example, the contact method.
It is about 1.2×10 5 to 1.2×10 6 μ 2 m, and about 2×10 5 to 8×10 5 μ 2 m in the reflection projection method.
半導体基板に形成された回路素子パターン上に
フオトマスク基板に作画された回路素子パターン
を位置合せする為に顕微鏡の視野にフオトマスク
基板のマスク合せマークを入れなければならない
が従来のフオトマスク基板では以下に示す欠点を
有している。 In order to align the circuit element pattern drawn on the photomask substrate with the circuit element pattern formed on the semiconductor substrate, it is necessary to place mask alignment marks on the photomask substrate in the field of view of the microscope. It has drawbacks.
近年集積回路の高密度化と共にチツプ領域は大
面積化し、例えばチツプ面積が2×107μ2m
(4×5mm)でアライメント装置の位置合せ時の
平均視野面積が4×105μ2mとすると現在のア
ライメント装置では一度にチツプ面積の2%しか
観測されない。従つてマスク合せ作業者は顕微鏡
の視野にマスク合せマークを短時間に探し出す事
が極めて困難である。 In recent years, with the increase in the density of integrated circuits, the chip area has become larger, for example, the chip area is 2 × 10 7 μ 2 m.
(4 x 5 mm) and the average field of view area during alignment of the alignment device is 4 x 10 5 μ 2 m, then with the current alignment device only 2% of the chip area can be observed at one time. Therefore, it is extremely difficult for a mask alignment worker to quickly find a mask alignment mark in the field of view of a microscope.
この欠点を除去する為フオトマスク基板のマス
ク合せマークを常に所定の位置に配置する事が必
要であるが集積回路パターンを形成する場合設計
者は常に最小の占有面積となる様なパターンレイ
アウトを目標としており常にフオトマスク基板表
面の所定位置がマスク合せマークの為に開放され
るとは限らない。またマスク合せマークをグリツ
ドラインの近くに配置する事も考えられるが本来
グリツドラインの近辺はボンデイング領域が並ぶ
場所でありフオトリソ工程毎に必要とする複数個
のマスク合せマークを全て配置する事も困難であ
る。 In order to eliminate this drawback, it is necessary to always place the mask alignment mark on the photomask substrate at a predetermined position, but when forming an integrated circuit pattern, designers always aim for a pattern layout that occupies the minimum area. However, a predetermined position on the photomask substrate surface is not always open for mask alignment marks. It is also possible to place the mask alignment marks near the grid lines, but the bonding areas are originally lined up near the grid lines, and it is difficult to place all the multiple mask alignment marks required for each photolithography process. .
第1図はあるIC品種のフオトマスク基板の合
せマークを探し出すまでの消費時間を示した図で
ある。10台の同型のアライメント装置に於いてそ
れぞれにつき4回ずつ合せマークを検出する為に
要した時間の平均時間のバラツキを示している。
これによりマスク合せマークを発見するまでの時
間を4分以下に短縮する事が極めて困難である事
が理解される。 FIG. 1 is a diagram showing the time required to find the alignment mark on a photomask substrate of a certain IC type. It shows the variation in the average time required to detect the alignment mark four times for each of 10 alignment devices of the same type.
As a result, it is understood that it is extremely difficult to shorten the time it takes to find a mask alignment mark to 4 minutes or less.
この発明はこれらの欠点を除去する為に極めて
短時間の内にマスク合わせマークを探し出すこと
のできるフオトマスク基板を提供することにあ
る。 SUMMARY OF THE INVENTION In order to eliminate these drawbacks, the present invention provides a photomask substrate that allows mask alignment marks to be found within an extremely short period of time.
この発明の第1の実施例によるフオトマスク基
板の平面図を第2図aに、断面図を第2図bに示
す。 A plan view of a photomask substrate according to a first embodiment of the present invention is shown in FIG. 2a, and a cross-sectional view is shown in FIG. 2b.
第2図aに於いて1は露光の為の照射光に対し
て透明な例えばガラス又は石英等から成る基板で
あり、この基板1の表面に格子状の照射光を透過
させない材料から成るグリツドライン2が形成さ
れる。このグリツドライン2の巾は100μm程度
である。このグリツドライン2によりチツプ領域
3が区画形成される。このチツプ領域3内に少く
とも一つの不透明材料から成るマスク合せマーク
4が形成される。更にこのマスク合せマーク4か
らX軸及びY軸方向のグリツドラインに隣接又は
接触して配置されたマスク合せマーク検出マーク
5,6を形成する。11はマスク位置合せ時のア
ライメント装置のアライメントスコープの視野で
あり、第2図に示すフオトマスク基板を使用して
短時間にマスク合せマークを探し出す方法を以下
に説明する。まずアライメントスコープの視野1
1内にX軸又はY軸のグリツドライン2を入れ、
次にグリツドラインのX軸又はY軸をアライメン
トスコープの視野内に入れたまま前述のグリツド
ライン2を移動させてマスク合せマーク検出マー
ク5をアライメントスコープの視野11内に入れ
る。 In FIG. 2a, 1 is a substrate made of glass or quartz, for example, which is transparent to the irradiation light for exposure, and grid lines 2 made of a material that does not transmit the irradiation light are arranged on the surface of the substrate 1. is formed. The width of this grid line 2 is about 100 μm. A chip region 3 is defined by the grid line 2 . Within this chip area 3, at least one mask alignment mark 4 of opaque material is formed. Furthermore, mask alignment mark detection marks 5 and 6 are formed from this mask alignment mark 4, which are arranged adjacent to or in contact with the grid lines in the X-axis and Y-axis directions. Reference numeral 11 indicates the field of view of the alignment scope of the alignment device during mask positioning.A method for finding mask alignment marks in a short time using the photomask substrate shown in FIG. 2 will be described below. First, alignment scope field of view 1
Insert the grid line 2 of the X-axis or Y-axis within 1,
Next, while keeping the X-axis or Y-axis of the grid line within the field of view of the alignment scope, the aforementioned grid line 2 is moved to bring the mask alignment mark detection mark 5 into the field of view 11 of the alignment scope.
次にグリツドラインのX軸又はY軸に対して直
角にフオトマスク基板又はアライメントスコープ
を移動させてフオトマスク基板表面に形成されて
いるマスク合せマークをアライメントスコープの
視野11内に入れる。この様に発見しやすいグリ
ツドラインを顕微鏡の視野に入れることから始ま
り短時間にマスク合せマークの座標位置を発見す
る事が可能となる。 Next, the photomask substrate or alignment scope is moved perpendicularly to the X-axis or Y-axis of the grid line to bring the mask alignment mark formed on the surface of the photomask substrate into the field of view 11 of the alignment scope. In this way, it is possible to discover the coordinate position of the mask alignment mark in a short time by starting by placing the easily discoverable grid line in the field of view of the microscope.
第3図はマスク合わせマークが分散している場
合のマスク合せマーク検出マークの実施例である
2はグリツドライン、4は第1のマスク合わせマ
ーク、5,6はその位置を示す第1のマスク合せ
マーク検出マーク、7は第2のマスク合わせマー
ク、8,9は第2のマスク合わせマーク7の位置
を示す第2のマスク合わせマーク検出マークであ
る。このように第2以下のマスク合せマーク検出
マークはその順番を確認し易い型あるいは番号を
入れて、合わせる順番がわかり易いように配慮し
ておく必要がある。 Figure 3 shows an example of mask alignment mark detection marks when the mask alignment marks are dispersed. 2 is the grid line, 4 is the first mask alignment mark, and 5 and 6 are the first mask alignment marks that indicate their positions. The mark detection mark 7 is a second mask alignment mark, and 8 and 9 are second mask alignment mark detection marks indicating the position of the second mask alignment mark 7. In this way, it is necessary to give consideration to the second and subsequent mask alignment mark detection marks so that the order in which they are aligned is easily understood by giving them a type or number that makes it easy to confirm the order.
第4図はマスク合せマーク検出マークを入れる
位置の範囲を示した図である。マスク合せマーク
検出マーク5,6はマスク合わせマーク4の集団
の端のパターンの直線上のグリツドライン外側へ
100μ以内(第4図の10)とするとマスク合わ
せマークを発見し易くなる。 FIG. 4 is a diagram showing the range of positions where mask alignment mark detection marks are inserted. The mask alignment mark detection marks 5 and 6 are placed outside the grid line on the straight line of the pattern at the edge of the group of mask alignment marks 4.
If it is within 100μ (10 in Fig. 4), it will be easier to find the mask alignment mark.
この結果、マスク合せ作業の最初に必らず行な
わなければならない半導体ウエハ及びガラスマス
ク上のマスク合わせマークをアライメントスコー
プ上に探し出す作業が簡単になり作業能率を向上
させることができる。またマスク合わせマーク検
出マークの大きさは一辺15μあれば一般のアライ
メントスコープで十分確認できるので大きなもの
にする必要はない。ここでは上下及び左右のマス
ク合わせマークに近いグリツドライン側にのみマ
ークを入れた場合を示しているが、このマークは
四方全部にあつても又上下あるいは左右の一点に
のみ入れるような規定を行なつてもかまわない
が、実際の作業上では、いずれか一点にのみ入れ
ておくように規定しておく方が混乱が少なく、作
業能率が高い。 As a result, the task of searching for mask alignment marks on the semiconductor wafer and glass mask on the alignment scope, which must be carried out at the beginning of the mask alignment operation, becomes easy, and the efficiency of the operation can be improved. Also, the size of the mask alignment mark detection mark is 15μ on each side, which is sufficient for checking with a general alignment scope, so there is no need to make it large. Here, a case is shown in which marks are placed only on the grid line side close to the top and bottom and left and right mask alignment marks, but even if these marks are placed on all four sides, there is also a provision that they can only be placed at one point on the top and bottom or left and right. However, in actual work, it is better to stipulate that it should be placed at only one point, which reduces confusion and improves work efficiency.
第5図は第1図のIC品種の第2図に示すフオ
トマスク基板の合わせマスクを探し出すまでの消
費時間であり、10台の同型アライメント装置に於
いてそれぞれにつき4回ずつ合わせマークを検出
する為に要した時間の平均時間のバラツキを示し
ている。これによりマスク合わせマークを発見す
るまでの消費時間を4分以下に短縮された事が理
解される。 Figure 5 shows the time required to find the alignment mask for the photomask substrate shown in Figure 2 for the IC type in Figure 1, and it is necessary to detect the alignment mark four times for each of the 10 same type alignment devices. It shows the variation in the average time required. It is understood that this reduces the time required to find the mask alignment mark to less than 4 minutes.
以上のようにこの発明は半導体ウエハ及びガラ
スマスク上のマスク合わせマークを簡単に発見で
きる為、マスク合わせマークを探し出す為の作業
時間を大巾に短縮することができる。 As described above, according to the present invention, mask alignment marks on semiconductor wafers and glass masks can be easily found, so that the working time for searching for mask alignment marks can be greatly reduced.
第1図はあるIC品種のフオトマスク基板の合
わせマークを探し出すまでの消費時間を示した
図、第2図はこの発明の第1の実施例によるフオ
トマスク基板の平面図及び断面図、第3図はこの
発明の第2の実施例によるフオトマスク基板の平
面図、第4図はこの発明によるマスク合わせマー
ク検出マークを入れる位置の範囲を示した図、第
5図はこの発明に係るフオトマスク基板を用いた
場合の合わせマークを探し出すまでの消費時間を
示した図である。
1……透明基板、2……グリツドライン、4,
7……マスク合わせマーク、5,6,8,9……
マスク合わせマーク検出マーク、11……アライ
メントスコープの視野。
FIG. 1 is a diagram showing the time required to find the alignment mark on a photomask substrate of a certain IC type, FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of a photomask substrate according to the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a plan view of a photomask substrate according to a second embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram showing the range of positions for inserting mask alignment mark detection marks according to the present invention, and FIG. FIG. 3 is a diagram showing the time consumed until finding the alignment mark in the case of the case of FIG. 1...Transparent substrate, 2...Grid line, 4,
7...Mask alignment mark, 5, 6, 8, 9...
Mask alignment mark detection mark, 11... Field of view of alignment scope.
Claims (1)
料から成るグリツドラインと、前記グリツドライ
ンで包囲された前記透明基板表面に配置された不
透明材料から成るマスク合せマークと、前記マス
ク合せマークからX軸又は/およびY軸方向の前
記グリツドラインに隣接又は接触して配置された
マスク合せマーク検出マークとを具備して成るこ
とを特徴とするフオトマスク基板。1 Grid lines made of an opaque material arranged in a grid pattern on the surface of a transparent substrate, a mask alignment mark made of an opaque material arranged on the surface of the transparent substrate surrounded by the grid lines, and an X-axis or / and a mask alignment mark detection mark disposed adjacent to or in contact with the grid line in the Y-axis direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7065681A JPS57186753A (en) | 1981-05-13 | 1981-05-13 | Photomask substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7065681A JPS57186753A (en) | 1981-05-13 | 1981-05-13 | Photomask substrate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS57186753A JPS57186753A (en) | 1982-11-17 |
JPS623943B2 true JPS623943B2 (en) | 1987-01-28 |
Family
ID=13437910
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7065681A Granted JPS57186753A (en) | 1981-05-13 | 1981-05-13 | Photomask substrate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS57186753A (en) |
-
1981
- 1981-05-13 JP JP7065681A patent/JPS57186753A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS57186753A (en) | 1982-11-17 |
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