KR0161119B1

KR0161119B1 - 반도체 장치의 정렬키와 이를 이용한 정렬방법

Info

Publication number: KR0161119B1
Application number: KR1019950019709A
Authority: KR
Inventors: 신필식
Original assignee: 문정환; 엘지반도체주식회사
Priority date: 1995-07-06
Filing date: 1995-07-06
Publication date: 1999-02-01
Also published as: KR970008317A

Abstract

본 발명에 의한 반도체 장치의 정렬키는 좌우 대칭적으로 형성되는 가이드패턴과, 각각의 가이드패턴의 내측 사이에서 가이드패턴의 길이보다 작게 형성되는 다 수의 정렬패턴과, 각각의 가이드패턴의 외곽에서 정렬패턴의 길이보다 작게 형성되되, 그 중심부위가 정렬패턴의 중심부위에 대응하여 형성되는 정렬용 가이드패턴을 포함하여 이루어지며, 이를 이용하는 정렬방법은 정렬패턴의 스캔폭을 16∼20 세그먼트(segment)로 하고, 레이져로 스캔하여 반사되는 신호를 얻어내는 웨이퍼 선정렬을 실시하는 단계와, 정렬용 가이드패턴에서 반사되는 신호에 의해 정렬패턴의 세그먼트 범위를 선택하고, 선택된 세그먼트의 범위에서 반사되는 신호에 의해 웨이퍼를 자동정렬시키는 자동전면정렬(AGA)을 실시하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

반도체 장치의 정렬키와 이를 이용한 정렬방법

제1도는 종래의 반도체 장치의 정렬키와 이를 이용한 정렬방법을 설명하기 위한 도면.

제2도는 본 발명에 의한 반도체 장치의 정렬키와 이를 이용한 정렬방법을 설명하기 위한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10,20 : 가이드패턴 11,21 : 정렬패턴

22 : 정렬용 가이드패턴

본 발명은 반도체 장치의 정렬키(align key)와 이를 이용한 정렬(align)방법에 관한 것으로, 특히 반도체 제조공정의 노광공정에 적당하도록 한 반도체 장치의 정렬키와 이를 이용한 정렬방법에 관한 것이다.

반도체 소자를 웨이퍼에 형성함에 있어서는 웨이퍼상에 다 수의 막질들의 형성 그리고 불순물층의 형성 등의 공정을 진행시킨 후에, 접속홀(contact hole)을 형성하여 영역간 전기적인 연결을 위한 배선공정을 진행시켜야 한다.

이를 위하여 웨이퍼의 위치를 자동으로 조절하는 노광장치(Stepper)를 통하여 웨이퍼 상에 여러가지 패턴을 형성시키며, 노광장치가 웨이퍼의 위치를 조절하기 위해서는 하나의 기준위치를 웨이퍼로 부터 얻고, 이 정보를 분석하므로써 웨이퍼를 이동시켜 위치를 정하게 한다.

이때, 웨이퍼의 기준위치 정보는 웨이퍼의 칩분리영역을 활용하여 정렬키를 형성하고, 이 정렬키에 신호를 보내 반사되는 신호를 분석하므로써 웨이퍼의 위치정렬을 하는 것이다.

제1도는 종래의 반도체 장치의 정렬키와 이를 이용한 정렬방법을 설명하기 위한 도면으로, 제1도의 (a)는 종래의 반도체 장치에서 정렬키의 일실시에를 도시한 도면이고, 제1도의 (b)는 종래의 반도체 장치에서 정렬키에서 반사되는 신호의 패턴을 개략적으로 도시한 도면이다. 이하 첨부된 도면을 참고로 종래의 반도체 장치의 정렬키와 이를 이용한 정렬방법을 설명하면 다음과 같다.

종래의 반도체 장치에서 정렬키는 제1도의 (a)와 같이, 좌우 대칭적으로 폭(w;width)이 4㎛ 정도이고 길이(l;length)는 34㎛ 의 가이드패턴(guide pattern)(10)의 사이에 폭(w)이 4㎛ 정도이고 길이(l')는 30㎛인 다 수의 정렬 패턴(11)이 16㎛의 간격으로 다 수 배열되어 있다.

즉, 종래의 반도체 장치의 정렬키의 패턴은 폭은 4㎛, 길이는 30㎛ 에서 40㎛ 범위의 직사각형 형태로, 일정 간격으로 다 수 배열되어 형성된다.

그리고 종래의 반도체 장치의 정렬키를 이용한 정렬방법은, 우선 노광장치에 소정의 패턴을 형성시킬 웨이퍼를 장입시키고, 웨이퍼 상의 정렬키에서 정렬패턴의 스캔(scan)폭을 12세그먼트(segment)로 나누고 정렬용 HeNe 레이져(laser)가 스캔하여 신호(signal)를 얻어내는 웨이퍼 선정렬(pre-align)을 실시한 후에, 웨이퍼 선정렬에서 얻어진 신호의 중심값을 가지고 자동전면정렬(AGA ; Auto Global Align)을 실시하여 최종적인 웨이퍼 정렬을 실시한다.

이때, 자동전면정렬은 우선, 1차 보정(sub-loop)을 실시하여 보정해야 할 초기 보정값을 알아낸 후에, 이 초기 보정값에 대하여 2차 보정(main-loop)을 실시하여 노광장치가 보상해야 할 값을 자동으로 검색하여 보정해서 웨이퍼를 정렬시킨다.

그러나 종래의 반도체 장치의 정렬키는 반도체 소자의 제조 공정에서 뒷공정으로 진행될수록 열공정의 영향을 받아서 정렬키의 각 패턴 즉, 가이드패턴 또는 정렬패턴의 양 끝단 가장자리부위(제1도의 (a)의 ⓐ부위)가 라운드(round)되어서, 정렬키의 중심부위와 상이하게 되며, 이로 인하여 정렬키에서 반사되는 신호도 제1도의 (b)와 같이, 불균형적인 패턴 즉, 정렬키의 중심부위에서 끝단까지의 신호 패턴의 차이(S)가 나게된다. 따라서, 노광장치의 자동전면정렬(AGA) 진행시에는 정확하게 정렬키의 정렬패턴에서 반사되는 신호를 감지하지 못하기 때문에 1차보정 및 2차보정에서의 자동보정시에 보정값이 실제값에 비하여 다르게 보정되며, 이는 웨이퍼 전체의 정렬도에 악영향을 끼치게 되는 문제를 유발시켰으며, 이로 인하여 웨이퍼 정렬 후에 진행하는 노광공정에서 웨이퍼 상에 제작하고자 하는 제품의 패턴이 불량하게 형성되는 문제가 발생되었다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 반도체 장치의 정렬키와 이를 이용한 정렬방법을 개선하여 더욱 정확한 정렬신호 즉, 정렬키에 반사되는 신호를 얻어내어 정렬도를 향상시키는 것이 그 목적이다.

제2도는 본 발명에 의한 반도체 장치의 정렬키와 이를 이용한 정렬방법을 설명하기 위한 도면으로, 본 발명에 의한 반도체 장치의 정렬키를 도시한 도면이다. 이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명에 의한 반도체 장치의 정렬키와 이를 이용한 정렬방법을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 반도체 장치의 정렬키는 제2도에 도시된 바와 같이, 좌우 대칭적으로 좌우 대칭적으로 폭(w')이 4㎛ 정도이고 길이(L)는 44㎛ 에서 54㎛의 범위로 형성되는 가이드패턴의 사이에, 폭(w')이 4㎛ 정도이고 길이(L')는 40㎛ 에서 50㎛의 범위로 형성되는 다 수의 정렬패턴이 16㎛의 간격으로 다 수 배열되어 있으며, 각각의 가이드패턴의 외곽에는 폭(w')이 4㎛ 정도이고 길이(L'')는 30㎛ 로 형성되는 정렬용 가이드패턴이 그 중심이 정렬패턴의 중심과 같은 선상에 형성된다.

즉, 본 발명에 의한 반도체 장치의 정렬키는 종래 기술의 정렬키의 길이보다 크게 형성되면서 가이드패턴의 외곽에 종래의 정렬패턴과 같은 길이를 갖는 정렬용 가이드패턴을 추가적으로 형성시킨다.

그리고 본 발명에 의한 반도체 장치의 정렬키를 이용하는 정렬방법은, 우선 노광장치에 소정의 패턴을 형성시킬 웨이퍼를 장입시키고, 웨이퍼 상의 정렬키에서 정렬패턴의 스캔폭을 16∼20세그먼트로 나누고 정렬용 HeNe 레이져가 스캔하여 신호를 얻어내는 웨이퍼 선정렬을 실시한 후에, 정렬용 가이드패턴에서 반사되는 신호에 의해 정렬패턴의 세그먼트 범위를 선택하고, 선택된 세그먼트 범위에서 반사되는 신호에 의해 웨이퍼를 자동정렬시키는 자동전면정렬(AGA)을 실시하여 최종적인 웨이퍼 정렬을 실시한다.

이때, 자동전면정렬(AGA)은 우선, 정렬키에서 반사되는 신호에 의해 거시적인 정렬(macro align)을 실시하여 초기 보정값을 획득하는 1차보정을 실시한 후에, 정렬키의 정렬용 가이드패턴에서 반사되는 신호가 하이(high)일때 정렬키에서 반사되는 신호에서 정렬패턴 중심부위의 12 세그먼트에서 반사되는 신호를 인식하여 초기 보정값을 보정하거나, 정렬키의 정렬용 가이드패턴에서 반사되는 신호가 로우(low)일때 정렬키에서 반사되는 신호에서 정렬패턴 중심부위의 12 세그먼트의 바깥쪽 세그먼트에서 반사되는 신호를 인식하여 초기 보정값을 보정하는 2차보정을 실시하여 노광장치가 보상해야 할 값을 자동으로 검색하여 보정해서 웨이퍼를 정렬시킨다.

즉, 본 발명에 의한 반도체 장치의 정렬키를 이용하는 정렬방법에서는 정렬키를 스캔폭을 종래기술의 스캔폭보다 크게 하고, 1차 보정시에는 정렬키의 정렬용 가이드패턴에서 반사되는 신호의 값 즉, 로우 또는 하이 어느 것에 관계없이 가이드패턴 또는 정렬패턴로 이루어진 정렬키에서 임의의 패턴의 어떤 세그먼트 범위를 사용해도 상관 없으며, 2차 보정시에는 정렬용 가이드패턴에서 반사되는 신호의 값에 따라 세그먼트의 범위를 선택하여 웨이퍼의 자동전면정렬(AGA)이 실시되도록 한다.

본 발명에 의한 반도체 장치의 정렬키는 웨이퍼의 정렬을 위한 각 패턴의 길이를 늘려줌으로써 웨이퍼 선정렬(pre-align)후에 진행하는 자동전면정렬(AGA)에서의 1차보정 또는 2차보정을 실시할 때에 정렬키를 검색할 수 있는 정확도를 향상시켰으며, 또한 가이드패턴의 외곽 부위에 정렬용 가이드패턴을 추가하여 정렬 패턴에서 스캔폭의 세그먼트 전체범위가 아닌 중심에서 원하는 세그먼트 범위에서 반사되는 신호는 반도체 소자의 제조 공정에서 뒷공정으로 진행될수록 열공정의 영향을 받아서 정렬키의 각 패턴의 양 끝단 가장자리부위가 라운드되어도, 신호의 패턴이 거의 일정하게 되므로 용이하게 웨이퍼를 정렬시킬 수 있고, 정렬도도 향상되어 웨이퍼 정렬 후에 진행하는 노광공정에서 웨이퍼 상에 제작하고자 하는 제품의 패턴이 불량율이 저하된다.

Claims

웨이퍼 상에 형성되는 반도체 장치의 정렬키에 있어서, 좌우 대칭적으로 형성되는 가이드패턴과, 상기 각각의 가이드패턴의 내측 사이에서 상기 가이드패턴의 길이보다 작게 형성되는 다 수의 정렬패턴과, 상기 각각의 가이드패턴의 외곽에서 상기 정렬패턴의 길이보다 작게 형성되되, 그 중심이 상기 정렬패턴의 중심과 같은 선상에 형성되는 정렬용 가이드패턴을 포함하여 이루어지는 반도체 장치의 정렬키.
제1항에 있어서, 상기 가이드패턴의 길이는 44㎛ 에서 54㎛의 범위로 형성되고, 상기 정렬패턴의 길이는 40㎛ 에서 50㎛의 범위로 형성되고, 상기 정렬용 가이드패턴의 길이는 30㎛ 로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 정렬키.
웨이퍼 상에 좌우 대칭적으로 형성되는 가이드패턴과, 상기 각각의 가이드패턴의 내측 사이에서 상기 가이드패턴의 길이보다 작게 형성되는 다 수의 정렬패턴과, 상기 각각의 가이드패턴의 외측에서 상기 정렬패턴의 길이보다 작게 형성되되, 그 중심부위가 정렬패턴의 중심부위에 대응하여 형성되는 정렬용 가이드패턴을 포함하여 이루어지는 반도체 장치의 정렬키를 이용하는 정렬방법에 있어서, 1) 상기 정렬패턴의 스캔폭을 16∼20 세그먼트(segment)로 하고, 레이져로 스캔하여 반사되는 신호를 얻어내는 웨이퍼 선정렬을 실시하는 단계와, 2) 상기 정렬용 가이드패턴에서 반사되는 신호에 의해 정렬패턴의 세그먼트 범위를 선택하고, 선택된 상기 세그먼트의 범위에서 반사되는 신호에 의해 웨이퍼를 자동정렬시키는 자동전면정렬(AGA)을 실시하는 단계를 포함하여 이루어진 반도체 장치의 정렬키를 이용하는 정렬방법.
제3항에 있어서, 상기 2)단계에서 상기 자동전면정렬(AGA)은 상기 정렬키에서 반사되는 신호에 의해 거시적인 정렬(macro align)을 실시하여 초기 보정값을 획득하는 1차보정을 실시하는 단계와, 상기 정렬키의 상기 정렬용 가이드패턴에서 반사되는 신호가 하이(high)일때 상기 정렬키에서 반사되는 신호에서 상기 정렬패턴 중심부위의 12 세그먼트에서 반사되는 신호를 인식하여 상기 초기 보정값을 보정하거나 2차보정을 실시하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 정렬키를 이용하는 정렬방법.
제3항에 있어서, 상기 2)단계에서 상기 자동전면정렬(AGA)은 상기 정렬키에서 반사되는 신호에 의해 거시적인 정렬(macro align)을 실시하여 초기 보정값을 획득하는 1차보정을 실시하는 단계와, 상기 정렬키의 상기 정렬용 가이드패턴에서 반사되는 신호가 로우(low)일때 상기 정렬키에서 반사되는 신호에서 상기 정렬패턴 중심부위의 12 세그먼트의 바깥쪽 세그먼트에서 반사되는 신호를 인식하여 상기 초기 보정값을 보정하는 2차보정을 실시하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 정렬키를 이용하는 정렬방법.