KR19980055901A - Nested vernier - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중첩 버니어에 관한 것으로, 이온주입 공정(implant process)에 대한 베리어(barrier)용 패턴을 형성하기 위한 포토리스그라피 공정(photolithography process)에서 하부층(under layer)과의 중첩 정렬도(overlay accuracy)를 측정하기 위한 버니어(vernier)를 개량하여 보다 쉽게 정렬도를 측정할 수 있도록, 하부층을 형성하기 위한 제 1 마스크의 스크라이브 영역에 정사각박스(box) 모양의 모 버니어를 다수개 삽입하고, 이온주입을 위한 제 2 마스크의 스크라이브 영역에 박스-인-박스(box-in-box) 모양의 자 버니어를 모 버니어 수 만큼 삽입하고, 이 두개의 마스크를 이용한 공정의 결과로 모 버니어와 자 버니어가 중첩된 다수의 패턴을 얻고, 이 중첩된 다수의 패턴중 모 버니어 패턴과 자 버니어 패턴이 정확하게 중첩된 위치의 값이 정렬도를 나타내는 중첩 버니어에 관하여 기술된다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to overlapping verniers, wherein the overlay accuracy with an under layer in a photolithography process for forming a pattern for a barrier to an implant process. In order to more easily measure alignment by improving the vernier for measuring), a plurality of square box-shaped parent verniers are inserted into the scribe area of the first mask to form the lower layer, and A box-in-box shaped vernier number of verniers is inserted into the scribe area of the second mask for injection, and as a result of the process using these two masks, the vernier and the vernier Obtain a plurality of overlapping patterns, and the values of the positions where the parent vernier pattern and the child vernier pattern are exactly overlapped among the plurality of overlapping patterns are related to the overlapping vernier indicating the degree of alignment. Is described.
Description
본 발명은 중첩 버니어에 관한 것으로, 특히 이온주입 공정(implant process)에 대한 베리어(barrier)용 패턴을 형성하기 위한 포토리스그라피 공정(photolithography process)에서 하부층(under layer)과의 중첩 정렬도(overlay accuracy)를 측정하기 위한 버니어(vernier)를 개량하여 보다 쉽게 정렬도를 측정할 수 있는 중첩 버니어에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to overlapping verniers, in particular overlapping with an under layer in a photolithography process to form a pattern for the barrier for the implantation process. It is about an overlapping vernier that can measure alignment degree more easily by improving the vernier for measuring accuracy.
반도체 소자가 고집적화 및 소형화 되어감에 따라 하부층과 상부층 또는 하부층과 불순물 확산층 사이의 중첩 정렬도가 소자의 신뢰성에 중요한 요인으로 작용된다. 따라서, 반도체 소자의 제조공정에 사용되는 마스크의 스크라이브 영역에 버니어를 삽입하여 중첩 정렬도를 측정하고 있다.As semiconductor devices become highly integrated and miniaturized, the overlapping alignment between the lower layer and the upper layer or the lower layer and the impurity diffusion layer is an important factor in the reliability of the device. Therefore, a vernier is inserted in the scribe area of the mask used for the manufacturing process of a semiconductor element, and the superposition alignment degree is measured.
도 1은 종래의 중첩 버니어를 도시한 도면으로, 다수의 모 버니어 패턴(1) 각각에 다수의 자 버니어 패턴(2) 각각이 중첩된 것이 도시된다. 이와 같은 중첩 버니어는 측정자에 따라 오차가 크며, 모 버니어 패턴(1)와 자 버니어 패턴(2) 사이에 토폴러지(topology)의 차이가 심할 경우 광학 현마경에서 포커싱(focusing)이 어려워 측정하기가 어렵고, 또한 모 버니어 패턴(1) 및 자 버니어 패턴(2)의 크기가 작아서 점착(adhesion) 불량시 자 버니어 패턴(2)이 모 버니어 패턴(2)으로부터 떨어져 나가 파티클 원인(particle source)이 되기 쉽다.FIG. 1 is a view illustrating a conventional overlapping vernier, in which a plurality of parent vernier patterns 2 are superposed on each of a plurality of parent vernier patterns 1. This overlapping vernier has a large error according to the measuring person, and when the difference in topology between the parent vernier pattern (1) and the child vernier pattern (2) is severe, it is difficult to measure the focusing in the optical microscope. It is difficult and the size of the parent vernier pattern 1 and the child vernier pattern 2 is small, and in the case of poor adhesion, the child vernier pattern 2 is separated from the parent vernier pattern 2 and becomes a particle source. easy.
따라서, 본 발명은 이온주입 공정에 대한 베리어용 패턴을 형성하기 위한 포토리스그라피 공정에서 하부층과의 중첩 정렬도를 측정하기 위한 버니어를 개량하여 보다 쉽게 정렬도를 측정할 수 있는 중첩 버니어를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention improves the vernier for measuring the overlap alignment with the lower layer in the photolithography process for forming the barrier pattern for the ion implantation process to provide an overlap vernier that can easily measure the alignment. The purpose is.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체 소자의 제조공정중 하부층을 형성하기 위한 제 1 마스크의 스크라이브 라인에 삽입된 다수의 모 버니아와, 식각공정을 거치지 않는 모든 공정의 포토리소그라피 작업에 사용되는 제 2 마스크의 스크라이브 라인에 삽입된 다수의 자 버니어와, 상기 모 버니어와 상기 자 버니어를 이용하여 정렬도를 측정하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving this object is used in the photolithography operation of a number of moberia inserted into the scribe line of the first mask for forming the lower layer during the manufacturing process of the semiconductor device, and all processes not subjected to the etching process The degree of alignment is measured using a plurality of ruler vernier and the parent vernier and the ruler vernier inserted into the scribe line of the second mask.
도 1 은 종래의 중첩 버니어를 도시한 도면.1 shows a conventional overlapping vernier;
도 2 는 본 발명의 실시예에 의한 모 버니어가 삽입된 제 1 마스크를 도시한 도면.2 is a view showing a first mask inserted with a vernier according to an embodiment of the present invention.
도 3 은 본 발명의 실시예에 의한 자 버니어가 삽입된 제 2 마스크를 도시한 도면.3 is a view showing a second mask having a vernier vernier inserted therein according to an embodiment of the present invention;
도 4(a) 는 모 버니어를 확대 도시한 도면.4 (a) is an enlarged view of a parent vernier.
도 4(b) 는 자 버니어를 확대 도시한 도면.Fig. 4B is an enlarged view of the ruler vernier.
도 4(c)는 모 버니어 및 자 버니어에 대응되어 형성된 모 버니어 패턴 및 자 버니어 패턴의 중첩도.Figure 4 (c) is a superposition of the parent vernier pattern and the child vernier pattern formed corresponding to the parent vernier and the child vernier.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1, 140 : 모 버니어 패턴2, 240 : 자 버니어 패턴1, 140: vernier pattern 2, 240: purple vernier pattern
11, 21 : 마스크12, 22 : 프로덕트 다이11, 21: mask 12, 22: product die
13, 23 : 스크라이브 라인14 : 모 버니어13, 23: scribe line 14: vernier
24 : 자 버니어24: vernier
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 모 버니어(14)가 삽입된 제 1 마스크(11)를 도시한 도면이다. 제 1 마스크(11)는 다수의 프로덕터 다이(product die; 12)와 이들 프로덕터 다이(12)를 분리하는 스크라이브 라인(scribe line; 13)으로 구성되며, 스크라이브 라인(13)에 다수의 모 버니어(14)가 삽입된다. 제 1 마스크(11)는 반도체 소자의 제조공정중 하부층(도시 않됨)을 형성하기 위한 것이다.2 is a view showing a first mask 11 in which a mother vernier 14 is inserted according to an embodiment of the present invention. The first mask 11 consists of a plurality of product dies 12 and a scribe line 13 separating these producer dies 12 and a plurality of mother dies on the scribe line 13. Vernier 14 is inserted. The first mask 11 is for forming a lower layer (not shown) during the manufacturing process of the semiconductor device.
모 버니어(14)는 도 4(a)에 도시된 바와 같이 정사각 박스 모양이며, 이러한 모 버니어(14)는 스크라이브 라인(13)에 적어도 3개 이상 삽입되며, 각 모 버니어(14)는 일정 간격을 두고 형성된다.The parent vernier 14 has a square box shape as shown in FIG. 4 (a), and at least three such parent verniers 14 are inserted into the scribe line 13, and each parent vernier 14 has a predetermined interval. Is formed.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 자 버니어(24)가 삽입된 제 2 마스크(21)를 도시한 도면이다. 제 2 마스크(21)는 다수의 프로덕터 다이(product die; 22)와 이들 프로덕터 다이(22)를 분리하는 스크라이브 라인(scribe line; 23)으로 구성되며, 스크라이브 라인(23)에 다수의 자 버니어(24)가 삽인된다. 제 2 마스크(21)는 반도체 소자의 제조공정중 이온주입층(도시 않됨)을 형성하기 위한 것이다.3 is a view illustrating a second mask 21 into which a magnetic vernier 24 is inserted according to an embodiment of the present invention. The second mask 21 consists of a plurality of product dies 22 and a scribe line 23 that separates the producer dies 22 and a plurality of rulers on the scribe lines 23. Vernier 24 is inserted. The second mask 21 is for forming an ion implantation layer (not shown) during the manufacturing process of the semiconductor device.
자 버니어(24)는 도 4(b)에 도시된 바와 같이 박스-인-박스 모양이며, 이러한 자 버니어(24)는 스크라이브 라인(23)에 모 버니어(14)의 수 만큼 삽입되며, 각 자버니어(24)는 일정 간격을 두고 형성된다.The ruler vernier 24 has a box-in-box shape as shown in Fig. 4 (b), and the ruler vernier 24 is inserted into the scribe line 23 by the number of parent verniers 14, and each ruler Vernier 24 is formed at regular intervals.
상기에서, 제 1 및 2 마스크(11 및 21)에 다수의 모 버니어(14) 및 다수의 자 버니어(24)를 삽입하기 위한 최초 설계시 다수의 모 버니어(14)중 중앙에 위치된 모 버니어(14A)와 이에 대응되는 부분의 자 버니어(24A)가 정확하게 중첩되도록 하고, 중앙에 위치된 이들 모 버니어(14A) 및 자 버니어(24A)의 양측으로 형성되는 각각의 모 버니어(14B, 14C)와 자 버니어(24B, 24C)는 중첩시에 연속적으로 일정거리 예를 들어 ±0.05㎛의 만큼 오배열 되도록 설계한다. 즉, 중앙에 위치된 모 버니어(14A)와 자 버니어(24A)를 중첩할 경우 모 버니어(14A)내에 자 버니어(24A)가 정확히 중첩되며, 바로 이웃한 부분의 모 버니어(14B) 및 자 버니어(24B)는 ±0.05㎛ 만큼 오배열되며, 그 다음 부분의 모 버니어(14C) 및 자 버니어(24C)는 ±0.10㎛만큼 오배열된다.In the above, the parent vernier located in the center of the plurality of parent vernier 14 in the initial design for inserting the plurality of parent vernier 14 and the plurality of child vernier 24 in the first and second masks 11 and 21 Each parent vernier 14B, 14C formed so as to be accurately overlapped with the parent vernier 24A of the portion corresponding thereto, and the mother vernier 14A and the child vernier 24A positioned at the center. Wafer vernier 24B, 24C is designed to be misaligned continuously by a certain distance, e. That is, when the mother vernier 14A and the child vernier 24A positioned in the center overlap, the child vernier 24A is exactly overlapped in the mother vernier 14A, and the mother vernier 14B and the child vernier of the immediately adjacent part are overlapped. (24B) is misaligned by ± 0.05 mu m, and the parent vernier 14C and the child vernier 24C of the next part are misaligned by ± 0.10 mu m.
전술한 제 1 및 2 마스크(11 및 21)를 반도체 소자의 제조공정에 적용하면, 먼저 제 1 마스크(11)를 적용하여 반도체 웨이퍼에 하부층을 형성할 때 도 4(c)에 도시된 바와 같이 제 1 마스크(11)의 모 버니어들(14)에 대응되는 반도체 웨이퍼 부분에 모 버니어 패턴들(140)이 형성된다. 모 버니어 패턴들(140)은 하부층과 같은 물질로 형성된다. 그런다음, 제 2 마스크(21)를 적용하여 하부층이 형성된 반도체 웨이퍼상에 이온주입 마스크층으로 감광막 패턴을 형성하는데, 이때 도 4(c)에 도시된 바와 같이 제 2 마스크(21)의 자 버니어들(24)에 대응되는 반도체 웨이퍼 부분에 자 버니어 패턴들(240)이 형성된다. 물론 자 버니어 패턴들(240)은 감광물질로 형성된다.When the above-described first and second masks 11 and 21 are applied to the manufacturing process of the semiconductor device, as shown in FIG. 4 (c) when first applying the first mask 11 to form a lower layer on the semiconductor wafer. The parent vernier patterns 140 are formed on a portion of the semiconductor wafer corresponding to the parent vernier 14 of the first mask 11. The parent vernier patterns 140 are formed of the same material as the lower layer. Then, the second mask 21 is applied to form a photoresist pattern as an ion implantation mask layer on the semiconductor wafer on which the lower layer is formed, wherein the ruler vernier of the second mask 21 is shown in FIG. The vernier patterns 240 are formed in a portion of the semiconductor wafer corresponding to the field 24. Of course, the vernier patterns 240 are formed of a photosensitive material.
제 1 및 2 마스크(11 및 21)를 적용한 반도체 소자의 제조공정 결과로 모 버니어 패턴들(140)상에 자 버니어 패턴들(240)이 하나씩 중첩된다. 도 4(c)에 도시된 바와 같이 이 중첩된 다수의 패턴중 모 버니어 패턴(140)과 자 버니어 패턴(240)이 정확하게 중첩된 위치의 값이 정렬도를 나타낸다. 즉, 중앙에 위치된 모 버니어(14A)와 자 버니어(24A)에 대응되는 중첩 패턴이 정확히 중첩된 경우는 정렬도가 좋은 상태이고, 그 이외의 중첩 패턴이 정확히 중첩된 경우는 정렬도가 나쁜 상태이다.As a result of the manufacturing process of the semiconductor device to which the first and second masks 11 and 21 are applied, the child vernier patterns 240 are superposed one by one on the parent vernier patterns 140. As shown in FIG. 4 (c), the values of the positions where the parent vernier pattern 140 and the child vernier pattern 240 are exactly overlapped among the plurality of overlapped patterns represent alignment. That is, when the overlapping patterns corresponding to the parent vernier 14A and the child vernier 24A positioned at the center are exactly overlapped, the alignment is in good condition, and when the other overlapping patterns are exactly overlapped, the alignment is poor. It is a state.
이와 같이 중첩 패턴으로 정렬도를 측정한 다음 감광막 패턴을 제거할 때 자 버니어 패턴들(240)도 제거되어 모 버니어 패턴들(140)만 남게 되고, 이후의 공정에서 이 모 버니어 패턴들(140)은 다시 정렬도 측정에 이용할 수 있다. 따라서 모 버니어 패턴들(140)을 다시 사용할 수 있으므로 인하여 정렬도 측정을 위한 버니어가 차지하는 영역의 크기를 줄일 수 있어 버니어의 크기를 크게 제작할 수 있고, 또한 한 번의 공정으로 형성된 모 버니어 패턴들을 계속 이용할 수 있으므로 식각 공정을 거치지 않는 모든 공정의 포토리소그라피 작업에 적용되는 마스크에 자 버니어만 삽입하여 정렬도를 측정할 수 있다.As described above, when the alignment degree is measured using the overlapping pattern, when the photoresist pattern is removed, the self vernier patterns 240 are also removed, leaving only the parent vernier patterns 140, and in the subsequent process, the parent vernier patterns 140. Can be used to measure the degree of alignment again. Therefore, since the vernier patterns 140 can be used again, the size of the area occupied by the vernier for the alignment measurement can be reduced, so that the size of the vernier can be made large, and the vernier patterns formed in one process can be used continuously. As a result, the alignment degree can be measured by inserting only the vernier in the mask applied to the photolithography process of all processes that do not undergo the etching process.
상술한 바와 같이 본 발명은 보다 쉽고 정확한 정렬도 측정이 가능하고, 하나의 모 버니어만 이용하므로 스크라이브 라인에서 정렬도 측정을 위한 패턴이 차지하는 면적을 감소시킬 수 있고, 패턴의 크기가 커지므로 인하여 패턴이 떨어져 나가는 것을 예방할 수 있다.As described above, the present invention can measure the alignment more easily and accurately, and because only one parent vernier is used, the area occupied by the pattern for the alignment measurement in the scribe line can be reduced, and the size of the pattern increases, so the pattern You can prevent this from falling off.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019960075138A KR19980055901A (en) | 1996-12-28 | 1996-12-28 | Nested vernier |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019960075138A KR19980055901A (en) | 1996-12-28 | 1996-12-28 | Nested vernier |
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KR19980055901A true KR19980055901A (en) | 1998-09-25 |
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ID=66395573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1019960075138A KR19980055901A (en) | 1996-12-28 | 1996-12-28 | Nested vernier |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100618689B1 (en) * | 2000-11-20 | 2006-09-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for forming overlay vernier in semiconductor device |
-
1996
- 1996-12-28 KR KR1019960075138A patent/KR19980055901A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100618689B1 (en) * | 2000-11-20 | 2006-09-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for forming overlay vernier in semiconductor device |
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