KR20000074366A - Mask &reticle for alignment accuracy measurement - Google Patents

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KR20000074366A KR1019990018267A KR19990018267A KR20000074366A KR 20000074366 A KR20000074366 A KR 20000074366A KR 1019990018267 A KR1019990018267 A KR 1019990018267A KR 19990018267 A KR19990018267 A KR 19990018267A KR 20000074366 A KR20000074366 A KR 20000074366A
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Abstract

PURPOSE: A disc for measuring an alignment accuracy is provided to compatibly use different kinds of alignment exposing elements in each lithography step for manufacturing a certain semiconductor element. CONSTITUTION: In a disc for measuring an alignment accuracy, unit blocks(42) composed of 8x4 chips, in which an autoalign key for CANON stepper, a wafer global alignment mark for NIKON stepper, a horizontal alignment mark for UT stepper, a prealign key for CANON stepper, and a laser scan alignment mark for NIKON stepper are drawn in a scribe line, are disposed correspondingly to a whole wafer, and a block(42a) for perkin elmer and UT stepper composed of autoalign key(4) for perkin elmer and an optical alignment target(7) of the UT stepper added further to the unit block is disposed in the centers of uppermost and lowermost parts of the wafer.

Description

정렬정확도 측정용 원판 {Mask &reticle for alignment accuracy measurement}Disc for measuring accuracy of accuracy {Mask & reticle for alignment accuracy measurement}

본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로, 특히 이종 정렬 노광기들을 호환하여 사용하는 것을 가능하게 하는 반도체 장치의 정렬도 측정용 원판에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a disc for measuring the degree of alignment of a semiconductor device, which makes it possible to use heterogeneous alignment exposures interchangeably.

반도체 제조공정 기술 중 리소그라피(lithography) 공정은 웨이퍼 상에 포토레지스트(photoresist)를 도포하는 단계와, 자외선 파장을 이용하여 상기 포토레지스트를 빛에 반응(exposure)시키는 단계와, 반응된 포토레지스트를 현상(develop)하여 패턴을 형성하는 단계로 진행한다. 정렬 노광기는 웨이퍼 상에 도포된 포토레지스트와 빛을 반응시키는데 사용하는데, 설비별 구성 및 노광 방식에 따라 프로젝션 타입(projection type)의 퍼킨 엘머 얼라이너(perkin elmer aligner)와, 스텝 앤 리핏 타입(step & repeat type)으로 5:1 축소 렌즈를 사용하는 노광 방식인 캐논 스테퍼(CANON stepper) 및 니콘 스테퍼(NIKON stepper)와, 스텝 앤 리핏 타입으로 1:1 축소 렌즈를 사용하는 노광 방식인 유티 스테퍼(UT stepper) 등이 있다.Lithography processes in semiconductor manufacturing process technology include the steps of applying photoresist on a wafer, exposing the photoresist to light using ultraviolet wavelengths, and developing the reacted photoresist. (develop) to proceed to form a pattern. Alignment exposure equipment is used to react light with photoresist applied on the wafer. The projection type perkin elmer aligner and the step and refit type according to the configuration and exposure method of each facility. Canon stepper and Nikon stepper, which use an 5: 1 reduction lens as a repeat type, and Uti Stepper, which uses a 1: 1 reduction lens as a step and refit type. UT stepper).

리소그라피 공정에 사용되는 정렬 노광기들은 설비별 고유능력인 고해상력(high resolution), 높은 진행능력(high speed), 정렬정확도(align accuracy) 등과 제품제조시 설계상 요구되는 패턴의 크기 및 층간 오버랩 마아진(overlap margin)등을 고려하여 구분 적용 되어왔으나, 최근, 제품에 대한 가격 하락(cost down)과 품질향상 측면에서 층별 해상 능력과 미스얼라인 허용 정도를 기본으로 선별하여 이종(異種)의 정렬 노광기 간(間) 호환(互換)진행이 요구되고 있다.Alignment exposure machines used in the lithography process have high resolution, high speed, alignment accuracy, which are inherent in each facility, and the pattern size and interlayer overlap margin required for the design of the product. Although it has been separately applied in consideration of overlap margin, etc., in recent years, in terms of cost reduction and quality improvement of products, the resolution capability of each layer and the degree of misalignment are selected based on the degree of heterogeneous alignment exposure period. (Iii) Compatibility progress is required.

이에 따라, 정렬 노광기 간 호환이 가능하도록 하는 믹스 앤 매치(MIX & MATCH) 기술이 개발되어, 현재 여러 제품에 대하여 프로젝션 타입과 스텝 앤 리핏 타입의 정렬 노광기 및 스텝 앤 리핏 타입의 정렬 노광기 중에서도 5:1 축소 렌즈를 사용하는 정렬 노광기와 1:1 축소 렌즈를 사용하는 정렬 노광기 간의 호환이 이루어지고 있다. 그러나, 이 경우, 이종의 정렬 노광기 간에 발생될 수 있는 렌즈 뒤틀림(lens distortion), 배율(magnification), 비뚤어짐(skew)등의 차이에 의해 정렬 불량을 유발하여 호환 진행상 문제를 가져올 수 있다. 따라서 정렬 노광기의 중요한 설비 관리 항목 중 하나인 정렬도 측정 및 관리 방법에 대한 검토가 요구된다.As a result, MIX & MATCH technology has been developed to enable interchangeability between alignment exposure machines, and among the current products, among the projection type and step and refit type alignment exposure machines and step and refit type alignment exposure machines, the 5: Compatibility has been achieved between alignment exposure units using one reduction lens and alignment exposure units using 1: 1 reduction lens. However, in this case, misalignment may be caused by differences in lens distortion, magnification, skew, etc., which may occur between heterogeneous alignment exposure machines, resulting in compatibility progress problems. Therefore, a review of the alignment degree measurement and management method, which is one of the important equipment management items of the alignment exposure machine, is required.

도 1은 프로젝션 타입의 정렬 노광기에 사용하는 종래의 마스크를 도시한 평면도로서, 도면부호 "10"은 마스크를, "12"는 칩(chip)을, "14"는 오토얼라인 키 (autoalign key)를 나타낸다. 도 1의 마스크를 사용하면, 한번의 샷(shot)으로 웨이퍼 전체의 칩을 한꺼번에 노광할 수 있다.Fig. 1 is a plan view showing a conventional mask used in a projection type alignment exposure apparatus, in which reference numeral “10” denotes a mask, “12” a chip, and “14” an autoalign key. ). Using the mask of FIG. 1, the chips of the entire wafer can be exposed at once with one shot.

도 2는 스텝 앤 리핏 타입의 정렬 노광기로 5:1 축소 렌즈를 사용하는 노광 방식인 캐논 스테퍼와 니콘 스테퍼에 사용하는 레티클(reticle)의 평면도로서, 도면부호 "20"은 레티클을, "22"는 캐논 스테퍼용 얼라인키를, "24"는 캐논 스테퍼용 프리얼라인키(prealign key)를, "26"은 니콘 스테퍼용 웨이퍼 글로벌 얼라인 마크(Wafer Global Alignment Mark)를, 그리고 "28"은 니콘 스테퍼용 레이저 스캔 얼라인 마크(Laser Scan Alignment Mark)를 나타낸다. 도 2의 레티클을 사용하면, 한번의 샷으로 5×5개의 칩들을 한꺼번에 노광할 수 있다.FIG. 2 is a plan view of a reticle used for Canon stepper and Nikon stepper, which is an exposure method using a 5: 1 reduction lens as a step-and-refit type alignment exposure machine, and reference numeral 20 denotes a reticle. Is the alignment key for Canon stepper, "24" is the prealign key for Canon stepper, "26" is the Wafer Global Alignment Mark for Nikon stepper, and "28" is Nikon A laser scan alignment mark for steppers is shown. Using the reticle of Fig. 2, one shot can expose 5x5 chips at a time.

도 3은 스텝 앤 리핏 타입의 정렬 노광기로 1:1 축소 렌즈를 사용하는 노광 방식인 유티 스페터에 사용하는 레티클의 평면도로서, 도면부호 "30"은 레티클을, "32"는 수평 정렬 마크(Horizental Alignment Mark)를, "34"는 옵티컬 얼라인먼트 타겟(Optical Alignment Target)을 나타내며, 각각 독립된 여섯 개의 레이아웃들 중 레티클 하단부에 그려진 세 개의 레이아웃들은 원판검증용으로 실제로는 쓰이지 않는 레이아웃들이고, 상단부에 그려진 세 개의 레이아웃들 중 왼쪽것(field 1)이 실제 노광에 쓰이는 레이아웃이며, 중간것(field 2)이 정렬을 위해 쓰이는 레이아웃이며, 오른쪽것(field 3)은 옵션(option)으로 선택적으로 쓰인다. 도 3의 레티클을 사용하면, 한번의 샷으로 5×5개의 칩들의 두배를 한꺼번에 노광할 수 있다.3 is a plan view of a reticle for use in a Uti sputter, which is an exposure method using a 1: 1 reduction lens with a step-and-refit type alignment exposure apparatus, where reference numeral 30 denotes a reticle, and reference numeral 32 denotes a horizontal alignment mark ( Horizental Alignment Mark, "34" stands for Optical Alignment Target, and the three layouts drawn at the bottom of the reticle of each of the six independent layouts are layouts that are not actually used for disc validation. Of the three layouts, the left (field 1) is the layout used for actual exposure, the middle (field 2) is the layout used for alignment, and the right (field 3) is optionally used as an option. Using the reticle of FIG. 3, one shot can expose twice the 5 × 5 chips at once.

본 발명의 목적은 이종 정렬 노광기들을 호환하여 사용하는 것을 가능하게 하는 반도체 장치의 정렬도 측정용 원판을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a disc for measuring the degree of alignment of a semiconductor device which makes it possible to use heterogeneous alignment exposures interchangeably.

도 1은 프로젝션 타입의 정렬 노광기에 사용하는 종래의 마스크를 도시한 평면도이다.Fig. 1 is a plan view showing a conventional mask used for a projection type alignment exposure machine.

도 2는 스텝 앤 리핏 타입의 정렬 노광기로 5:1 축소 렌즈를 사용하는 노광 방식인 캐논 스테퍼와 니콘 스테퍼에 사용하는 레티클의 평면도이다.Fig. 2 is a plan view of a reticle used for Canon stepper and Nikon stepper, which are exposure methods using a 5: 1 reduction lens as a step-and-refit type alignment exposure machine.

도 3은 스텝 앤 리핏 타입의 정렬 노광기로 1:1 축소 렌즈를 사용하는 노광 방식인 유티 스테퍼에 사용하는 레티클의 평면도이다.3 is a plan view of a reticle used for a uti stepper, which is an exposure method using a 1: 1 reduction lens as a step-and-refit type alignment exposure machine.

도 4는 이종 정렬노광기간의 호환을 가능하게 하는 프로젝션 타입의 정렬 노광기에 사용하는 마스크를 도시한 평면도이다.Fig. 4 is a plan view showing a mask used for a projection type alignment exposure apparatus that enables compatibility of heterogeneous alignment exposure periods.

도 5는 이종 정렬노광기간의 호환을 가능하게 하는 5 × 스텝 앤 리핏 타입의 정렬 노광기에 사용하는 레티클의 평면도이다.Fig. 5 is a plan view of a reticle used in a 5 x step and refit type alignment exposure apparatus that enables compatibility of heterogeneous alignment exposure periods.

도 6은 이종 정렬노광기간의 호환을 가능하게 하는 1 × 스텝 앤 리핏 타입의 정렬 노광기에 사용하는 레티클의 평면도이다.Fig. 6 is a plan view of a reticle for use with a 1 × step and refit type alignment exposure apparatus that enables compatibility of heterogeneous alignment exposure periods.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 의한 반도체 장치의 프로젝션 타입의 정렬 노광기에 사용하는 정렬정확도 측정용 원판은, 캐논 스테퍼용 오토얼라인 키와, 니콘 스테퍼용 웨이퍼 글로벌 얼라인먼트 마크와, 유티 스테퍼용 수평 얼라인먼트 마크와, 캐논 스테퍼용 프리얼라인 키와, 니콘 스테퍼용 레이저 스캔 얼라인먼트 마크가 스크라이브 라인에 그려진 8×4개의칩들로 구성된 단위 블록들이 웨이퍼 전체와 대응하도록 배치되고, 상기 단위 블록에 퍼킨 엘머용 오토얼라인 키와 유티 스테퍼용 옵티컬 얼라인먼트 타겟을 더 추가한 퍼킨 엘머용 및 유티 스테퍼용 블록들이 웨이퍼의 최상단부 중앙 및 최하단부 중앙에 대응하도록 배치된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a disc for measuring alignment accuracy used in a projection type alignment exposure apparatus of a semiconductor device according to the present invention includes an autoalign key for Canon stepper, a wafer global alignment mark for Nikon stepper, and a tee stepper. Unit blocks consisting of 8 × 4 chips drawn with horizontal alignment marks, pre-align key for Canon stepper, and laser scan alignment mark for Nikon stepper are placed on the scribe line so as to correspond to the entire wafer, Perkin Elmer and Uty stepper blocks further comprising an Elmer auto-align key and a Uty stepper optical alignment target are arranged so as to correspond to the top center and bottom center of the wafer.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 의한 5× 스텝 앤 리핏 타입의 정렬 노광기에 사용하는 정렬정확도 측정용 원판은, 캐논 스테퍼용 오토얼라인 키와, 니콘 스테퍼용 웨이퍼 글로벌 얼라인먼트 마크와, 유티 스테퍼용 수평 얼라인먼트 마크와, 캐논 스테퍼용 프리얼라인 키와, 니콘 스테퍼용 레이저 스캔 얼라인먼트 마크가 스크라이브 라인에 그려진 4×4개의칩들로 구성된 칩부분과, 상기 칩부분 하부에 퍼킨 엘머용 오토얼라인 키와 유티 스테퍼용 옵티컬 얼라인먼트 타겟이 그려진 퍼킨 엘머용 및 유티 스테퍼용 블록을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the disc for alignment accuracy measurement used in the 5 × step-and-refit type alignment exposure apparatus according to the present invention includes an autoalign key for Canon stepper, a wafer global alignment mark for Nikon stepper, and a uti stepper. A chip portion consisting of 4 x 4 chips drawn on the scribe line with a horizontal alignment mark for the Canon, a pre-align key for the Canon stepper, a laser scan alignment mark for the Nikon stepper, and an auto-alignment for the Perkin under the chip. And a block for Perkin Elmer and a Uty stepper on which an optical alignment target for a key and a tee stepper is drawn.

상기 목적을 달성하기 위한, 1× 스탭 앤 리핏 타입의 정렬 노광기에 사용하는 정렬정확도 측정용 원판은, 캐논 스테퍼용 오토얼라인 키와, 니콘 스테퍼용 웨이퍼 글로벌 얼라인먼트 마크와, 유티 스테퍼용 수평 얼라인먼트 마크와, 캐논 스테퍼용 프리얼라인 키와, 니콘 스테퍼용 레이저 스캔 얼라인먼트 마크가 스크라이브 라인에 그려진 8×4개의칩들로 구성된 필드 1과, 상기 필드 1의 왼쪽 4×4부 상단부에 대응하는 곳에 퍼킨 엘머용 오토얼라인 키와 유티 스테퍼용 옵티컬 얼라인먼트 타겟이 그려진 필드 2를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the disc for alignment accuracy measurement used in an 1 × step-and-refit type alignment exposure machine includes an auto alignment key for Canon stepper, a wafer global alignment mark for Nikon stepper, and a horizontal alignment mark for Uti stepper. A field 1 consisting of 8 × 4 chips drawn on a scribe line with a pre-align key for a Canon stepper, a laser scan alignment mark for a Nikon stepper, and a perk where the upper left portion of the left 4 × 4 part of the field 1 corresponds. And a field 2 on which an auto alignment key for elmer and an optical alignment target for a stepper are drawn.

따라서, 본 발명에 의하면, 임의의 반도체소자를 제조하는데 있어서, 각 리소그라피 공정마다 다른 정렬노광기를 호환하여 사용할 수 있다.Therefore, according to the present invention, in the fabrication of any semiconductor device, it is possible to use a different alignment exposure device for each lithography process.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면 상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and the like of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a more clear description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same elements.

본 발명은 정렬 노광 작업에 사용되는 이종의 정렬노광기 간 호환시 발생되는 정렬 결함(misalign error)에 대하여 사전 관리가 가능하도록 하는 이종 정렬 노광기 간 정렬도 측정(overlay measurment)용 원판(reticle & mask)에 관해 서술한다. 상기한 원판을 제작하기 위해서는 아래에 설명하는 단계들을 거친다.The present invention is a reticle & mask for overlay measurment between heterogeneous exposure exposure apparatus to enable the pre-management of misalignment errors occurring when the heterogeneous alignment exposure equipment used in the alignment exposure operation is compatible. Describes In order to manufacture the disc described above it goes through the steps described below.

1단계; 정렬노광기 간 설비 능력 분석Stage 1; Facility capability analysis between alignment exposure machines

정렬노광기별 해상능력, 정렬정확도, 설비관리 능력등에 대한 분석을 통하여 사용할 오토얼라인 키를 선정하고, 미스얼라인(misalign) 측정용 버니어 키(vernier key)의 형태를 결정한다.Through the analysis of resolution capability, alignment accuracy, and facility management capability by alignment exposure equipment, the auto-align key is selected and the type of vernier key for misalign measurement is determined.

2단계; 정렬노광기별 원판 제작방법 분석Step 2; Analysis of Disc Manufacturing Method by Alignment Exposure Machine

(1) 원판 프레임(frame)의 이해(1) Understanding the original frame

원판은, 정렬노광기의 종류에 따라 ,퍼킨 엘머 정렬기용 1:1 6인치 마스크와, 캐논 스테퍼와 니콘 스테퍼용 5:1 5인치 레티클과, 유티 스테퍼용 1:1 5인치 레티클로 구분되며, 이들은 각각 렌즈 크기를 고려하여 이미지 필드(image field) 방식과 칩 어레이(chip array) 방식으로 전체 프레임을 구성한다.The discs are divided into 1: 1 6-inch masks for Perkin Elmer Aligners, 5: 1 5-inch reticles for Canon and Nikon steppers, and 1: 1 5-inch reticles for Uti steppers, depending on the type of aligner. Each frame is composed of an image field and a chip array in consideration of the lens size.

(2) 정렬노광기별 오토얼라인 키 또는 마크의 이해(2) Understanding Auto Alignment Keys or Marks by Alignment Exposure

정렬노광기별로 사용되고 있는 오토얼라인 키는 퍼킨 엘머 얼라이너의 포토 다이오드(photo diode) 인식용 오토얼라인 키와, 캐논 스테퍼에서 사용되는 오토얼라인 키로서의 레이저 빔 스캔(LBS) 마크와, 프리얼라인 키로서의 He-cd/He-Ne 레이저를 사용하여 패턴 이미지를 인식하는 티브이(TV) 키와, 니콘 스테퍼에서 사용되는 오토얼라인 키로서의 웨이퍼 글로벌 얼라인먼트(WGA) 마크와, 프리얼라인 키로서의 레이저 스캔 얼라인먼트(LSA) 마크와, 유티 스테퍼에서 사용되는 오토얼라인 키로서의 수평 얼라인먼트 마크(horizental alignment mark; HAM's)와 프리얼라인 키로서의 옵티컬 얼라인먼크 타겟(OAT)가 있다.The auto-align key used for each of the alignment exposure units is an auto-align key for photo diode recognition by Perkin Elmer Aligner, a laser beam scan (LBS) mark as an auto-align key used in Canon steppers, and a pre-align line. TV (TV) key to recognize pattern image using He-cd / He-Ne laser as key, wafer global alignment (WGA) mark as auto-align key used in Nikon stepper, laser as pre-align key There are a scan alignment (LSA) mark, a horizontal alignment mark (HAM's) as an auto alignment key used in the utility stepper, and an optical alignment target (OAT) as a free alignment key.

설비별로 사용되는 각각의 오토얼라인 키는 형태, 크기, 극성 등 정렬정확도에 영향을 주는 요인을 가지고 있으며, 원판 레이아웃(layout) 구성시 이에 대한 고려가 있어야 한다.Each auto-align key used for each equipment has factors that affect alignment accuracy, such as shape, size, and polarity, and should be considered when configuring the layout of the original.

3단계; 정렬정확도 측정 패턴에 대한 분석Step 3; Analysis of alignment accuracy measurement patterns

이종 정렬노광기간 정렬정확도를 측정하기 위해서는 버니어 키가 사용되는데, 설비별로 발생되는 정렬 결함의 분석을 용이하게하기 위해서는 정확한 위치선정이 요구된다. 버니어 키는, 렌즈의 뒤틀림 및 정렬 결함을 분석하기 위하여, 레티클을 구성하는 필드의 전방위 및 중앙에 위치하도록 하며, 이와 조화(match)되도록 마스크의 칩을 구성한다.Vernier keys are used to measure the alignment accuracy of heterogeneous exposure exposure periods. Accurate positioning is required to facilitate the analysis of alignment defects occurring in each facility. The vernier key is positioned in all directions and centers of the field constituting the reticle to match the distortion and misalignment of the lens and configures the chip of the mask to match it.

4단계; 기능 패턴 삽입 분석Step 4; Functional pattern insertion analysis

설비별 해상능력 검증 패턴 등의 기능 패턴에 대한 삽입을 실시하여 활용도를 높이도록 한다.Function patterns such as the resolution capability verification pattern for each facility should be inserted to increase utilization.

이하, 도 4 내지 도 6은 전술한 바와 같은 단계를 거쳐 완성된 이종 정렬 노광기간 호환을 가능하게 하는 정렬도 측정용 원판을 도시한 평면도들이다.4 to 6 are plan views illustrating an original plate for measuring the degree of alignment that enables compatible heterogeneous exposure periods completed through the above-described steps.

도 4는 이종 정렬노광기간의 호환을 가능하게 하는 프로젝션 타입의 정렬 노광기에 사용하는 마스크를 도시한 평면도로서, 도면부호 "40"은 마스크를, "42"는 8×4개의 칩들로 구성된 단위 블록을, "42a"는 상기 단위 블록들 중 퍼킨 엘머용 오토얼라인 키와 유티 스테퍼용 옵티컬 얼라인먼트 타겟이 있는 퍼킨 엘머 및 유티 스테퍼용 블록을, 그리고 ④는 퍼킨 엘머용 오토얼라인 키를, ⑦은 유티 스테퍼용 옵티컬 얼라인먼트 타겟을 나타낸다. 도 4의 마스크를 사용하면, 한번의 샷으로 웨이퍼 전체의 칩을 한꺼번에 노광할 수 있다.Fig. 4 is a plan view showing a mask used in a projection type alignment exposure apparatus which enables compatibility of heterogeneous alignment exposure periods, in which a reference numeral “40” is a mask and “42” is a unit block composed of 8 × 4 chips. "42a" is a Perkin Elmer and Uty stepper block having the automatic alignment key for Perkin Elmer and the optical alignment target for the Uty stepper among the unit blocks, and ④ is the autoalign key for the Perkin Elmer, Represents an optical alignment target for the utility stepper. Using the mask of Fig. 4, a single shot can expose the chips of the entire wafer at once.

상기 단위 블록(42)들이 제1줄에 3개, 제2줄 내지 제9줄에 5개씩, 마지막으로 10줄에 3개 레이아웃되어 있으며, 제1줄과 제10줄의 두 번째 블록(42a)에 퍼킨 엘머용 오토얼라인 키와 유티 스테퍼용 옵티컬 얼라인먼트 타겟이 그려져있다. 각 단위 블록(42)들은 8×4개의 칩들과 칩들 사이의 스트라이브 선에 형성된 여러 가지 키 또는 마크들로 구성되어 있으며, 이러한 여러 가지 키 또는 마크들은 이후에 설명되는 도 5 또는 도 6의 레티클과 동일한 형상을 갖는다. 또한, 상기 퍼킨 엘머용 및 유티 스테퍼용 블록(42a)은 도 6의 레티클의 필드 2(field 2)와 동일한 형상을 갖는다.The unit blocks 42 are laid out in three lines in the first line, five in the second to ninth lines, and finally three in the ten lines, and the second block 42a of the first and tenth lines. Equipped with an Auto Align key for Perkin Elmer and an optical alignment target for Uti Stepper. Each unit block 42 is composed of 8 × 4 chips and various keys or marks formed on a striation line between the chips, and these various keys or marks are described in the reticle of FIG. 5 or 6 described later. Has the same shape as. Further, the Perkin Elmer and Uti stepper blocks 42a have the same shape as the field 2 of the reticle of FIG. 6.

즉, 상기 도 4의 마스크는, 캐논 스테퍼용 오토얼라인 키(①)와, 니콘 스테퍼용 웨이퍼 글로벌 얼라인먼트 마크(②)와, 유티 스테퍼용 수평 얼라인먼트 마크(③)와, 캐논 스테퍼용 프리얼라인 키(⑤)와, 니콘 스테퍼용 레이저 스캔 얼라인먼트 마크(⑥)가 스크라이브 라인에 그려진 8×4개의칩들로 구성된 단위 블록(42)들이 웨이퍼 전체와 대응하도록 배치되고, 상기 단위 블록(42)에 퍼킨 엘머용 오토얼라인 키(④)와 유티 스테퍼용 옵티컬 얼라인먼트 타겟(⑦)을 더 추가한 퍼킨 엘머용 및 유티 스테퍼용 블록(42a)들이 웨이퍼의 최상단부 중앙 및 최하단부 중앙에 대응하도록 배치되어 있다.That is, the mask of FIG. 4 includes the auto alignment key ① for Canon stepper, the wafer global alignment mark ② for Nikon stepper, the horizontal alignment mark ③ for Uty stepper, and the prealignment for Canon stepper. The unit blocks 42 made up of the key and the Nikon stepper laser scan alignment mark ⑥ on the scribe line are arranged so as to correspond to the entire wafer, and the unit blocks 42 are arranged on the unit block 42. The Perkin Elmer and Uty Stepper blocks 42a, which further include the Perkin Elmer Auto Alignment Key (4) and the Uty Stepper Optical Alignment Target (7), are disposed so as to correspond to the top center and bottom center of the wafer. .

도 5는 이종 정렬노광기간의 호환을 가능하게 하는 5 × 스텝 앤 리핏 타입의 정렬 노광기에 사용하는 레티클의 평면도로서, 도면부호 "50"은 레티클을, ①은 캐논 스테퍼용 오토얼라인 키를, ②는 니콘 스테퍼용 웨이퍼 글로벌 얼라인먼트 마크를, ③은 유티 스테퍼용 수평 얼라인먼트 마크를, ⑤는 캐논 스테퍼용 프리얼라인 키를, 그리고 ⑥은 니콘 스테퍼용 레이저 스캔 얼라인먼트 마크를 나타낸다. 도 5의 레티클을 사용하면, 한번의 샷으로 4×4개의 칩들을 한꺼번에 노광할 수 있다.Fig. 5 is a plan view of a reticle for use in a 5 × step and refit type alignment exposure apparatus which enables compatibility of heterogeneous alignment exposure periods, in which reference numeral “50” denotes a reticle and ① denotes an auto alignment key for a Canon stepper, ② denotes a wafer global alignment mark for Nikon stepper, ③ denotes a horizontal alignment mark for Uti stepper, ⑤ denotes a pre-align key for Canon stepper, and ⑥ denotes a laser scan alignment mark for Nikon stepper. Using the reticle of FIG. 5, 4 × 4 chips can be exposed at once with one shot.

도 5의 레티클은 니콘 스테퍼용 오토얼라인 키(①)와 니콘 스테퍼용 웨이퍼 글로벌 얼라인먼크 마크(②)와 유티 스테퍼용 수평 얼라인먼크 마크(③)와, 캐논 스테퍼용 프리얼라인 키(⑤)와 니콘 스테퍼용 레이저 스캔 얼라인먼트 마크(⑥)가 칩들 사이의 스트라이브 라인에 그려진 4×4개의 칩들로된 단위 블록(52)과 퍼킨 엘머용 오토얼라인 키(④)와 유티 스테퍼용 옵티컬 얼라인먼트 타겟(⑦)이 그려진 퍼킨 엘머용 및 유티 스테퍼용 블록(54)으로 나누어져 있다.The reticle of FIG. 5 is an auto alignment key ① for Nikon stepper, a global alignment mark mark ② for Nikon stepper, a horizontal alignment mark mark ③ for Uti stepper, and a prealign key for Canon stepper ( ⑤) and a unit block 52 of 4 × 4 chips with a laser scan alignment mark (⑥) for the Nikon stepper drawn on the stripes line between the chips, an autoalign key (④) for the Perkin Elmer, and an optical for the stepty stepper. It is divided into the perkin elmer and the tee stepper block 54 in which the alignment target (⑦) is drawn.

도 6은 이종 정렬노광기간의 호환을 가능하게 하는 1 × 스텝 앤 리핏 타입의 정렬 노광기에 사용하는 레티클의 평면도로서, 필드 2의 레이아웃(60)만이 그려져있다. 필드 1은 상기 필드 2(60)에서 왼쪽의 퍼킨 엘머용 오토얼라인 키(④)와 유티 스테퍼용 옵티컬 얼라인먼트 타겟(⑦)을 제거한 후, 우측의 해당부분과 동일하게 구성하면 된다. 필드 1의 레이아웃은 도 5의 레티클을 연속하여 그려놓은 것과 유사하다. 도 6에서 하나의 필드는 8×4개의 칩들로 구성된다.Fig. 6 is a plan view of a reticle for use in a 1 × step and refit type alignment exposure apparatus that enables compatibility of heterogeneous alignment exposure periods, in which only the layout 60 of field 2 is drawn. The field 1 may be configured in the same manner as the corresponding part on the right side after removing the left perkin elmer autoalignment key (4) and the utility stepper optical alignment target (7) from the left field 2 (60). The layout of field 1 is similar to the one in which the reticle of FIG. 5 is drawn in succession. In FIG. 6, one field is composed of 8 × 4 chips.

즉, 도 6의 레티클은, 캐논 스테퍼용 오토얼라인 키(①)와, 니콘 스테퍼용 웨이퍼 글로벌 얼라인먼트 마크(②)와, 유티 스테퍼용 수평 얼라인먼트 마크(③)와, 캐논 스테퍼용 프리얼라인 키(⑤)와, 니콘 스테퍼용 레이저 스캔 얼라인먼트 마크(⑥)가 스크라이브 라인에 그려진 8×4개의칩들로 구성된 필드 1과, 상기 필드 1의 왼쪽 4×4부 상단부에 대응하는 곳에 퍼킨 엘머용 오토얼라인 키(④)와 유티 스테퍼용 옵티컬 얼라인먼트 타겟(⑦)이 그려진 필드 2를 포함한다. 이때, 필드 3은 상기 필드 1과 동일한 레이아웃을 갖는다.That is, the reticle of FIG. 6 includes the auto alignment key ① for Canon stepper, the wafer global alignment mark ② for Nikon stepper, the horizontal alignment mark ③ for Uti stepper, and the prealign key for Canon stepper. (5) and field scan consisting of 8 x 4 chips drawn on the scribe line with a laser scan alignment mark (6) for Nikon stepper, and the perforated Elmer Auto at the top of the left 4 x 4 part of the field 1 It includes the field 2 on which the alignment key (4) and the optical alignment target (7) for the utility stepper are drawn. At this time, the field 3 has the same layout as the field 1.

도 4 내지 도 6에서 설명한 각각의 키 또는 마크들은 정렬노광기종에 따라 고유로 지정된 것들로서, 사용자가 임의로 변경할 수 없는 것이다. 예를 들어, 캐논 스테퍼에서는 오토얼라인 키로 도 5의 ①과 같이 수직라인이 지정되어 있고, 유티 스테퍼에서는 오토얼라인 키로 수평 얼라인먼트 마크가 도 5의 ③과 같이 수평 라인으로 지정되어 있다.Each of the keys or marks described with reference to FIGS. 4 to 6 is uniquely designated according to the alignment exposure model, and cannot be arbitrarily changed by the user. For example, in the Canon stepper, a vertical line is designated by the auto alignment key as shown in (1) of FIG. 5, and in the uty stepper, the horizontal alignment mark is designated as a horizontal line as (3) in FIG.

이하, 제1 리소그라피 공정에서는 프로젝션 타입의 정렬노광기를 사용하고, 제2 리소그라피 공정에서는 5× 스텝 앤 리핏 타입의 정렬 노광기를 사용하며, 제3 리소그라피 공정에서는 프로젝션 타입의 정렬노광기를 사용하고, 제4 리소그라피 공정에서는 1× 스텝 앤 리핏 타입의 정렬 노광기를 사용하는 임의의 반도체 소자 제조공정에서 상기한 원판들의 사용례를 설명한다.Hereinafter, in the first lithography process, a projection type alignment exposure machine is used, in the second lithography process, a 5 × step and refit type alignment exposure machine is used, and in the third lithography process, a projection type alignment exposure machine is used. The lithography process describes the use of the aforementioned discs in any semiconductor device fabrication process using a 1 × step and refit type alignment exposure machine.

먼저, 제1 리소그라피 공정에서는 도 4의 마스크를 사용하여 노광을 행하여 웨이퍼 상에 상기 도 4에 그려져있는 레이아웃을 그대로 옮긴다. 다음, 제2 리소그라피 공정에서는 도 5의 레티클을 사용하여 노광을 행하는데, 이때, 도 4의 퍼킨 엘머용 및 유티 스테퍼용 블록(42a)을 제외한 부분에 노광을 행할때는 도 5의 칩부분(52)의 키 또는 마크를 이용하여 정렬정확도를 측정하고, 상기 퍼킨 엘머용 및 유티 스테퍼용 블록(42a)에서는 도 5의 퍼킨 엘머용 및 유티 스테퍼용 블록(54)와 칩부분(52)을 부분적으로 이용하여 정렬정확도를 측정한다. 이때, 도 4의 단위 블록(42)에는 도 5의 칩부분에 그려진 모든 키 또는 마크가 그려져 있으므로 정렬에 문제가 없다.First, in the first lithography step, exposure is performed using the mask of FIG. 4 to transfer the layout drawn in FIG. 4 on the wafer as it is. Next, in the second lithography process, exposure is performed using the reticle of FIG. 5, in which case the chip portion 52 of FIG. 5 is exposed to the portions except for the Perkin Elmer and Uti stepper blocks 42a of FIG. 4. The alignment accuracy is measured using a key or a mark of), and in the Perkin Elmer and Uti Stepper block 42a, the Perkin Elmer and Uti Stepper block 54 and the chip portion 52 of FIG. Measure the accuracy of alignment. At this time, since all the keys or marks drawn on the chip portion of FIG. 5 are drawn in the unit block 42 of FIG. 4, there is no problem in alignment.

계속해서, 제3 리소그라피 공정에서는 도 4의 마스크를 사용하여 노광을 행하는데, 이때, 퍼킨 엘머용 및 유티 스테퍼용 블록(42a)를 이용하여 정렬정확도를 측정하면 된다. 마지막으로, 제4 리소그라피 공정에서는 도 6의 레티클을 사용하여 노광을 행하는데, 이때, 도 4의 퍼킨 엘머용 및 유티 스테퍼용 블록(42a)을 제외한 부분에 노광을 행할때는 도 6의 필드 1의 레이아웃을 사용하여 정렬정확도를 측정하고, 상기 퍼킨 엘머용 및 유티 스테퍼용 블록(42a)에서는 도 6의 필드 2의 레이아웃을 사용하여 정렬정확도를 측정한다.Subsequently, in the third lithography step, exposure is performed using the mask of FIG. 4, at which time, the alignment accuracy may be measured using the Perkin Elmer and Uti stepper blocks 42a. Lastly, in the fourth lithography process, exposure is performed using the reticle of FIG. 6, in which case exposure to portions other than the Perkin Elmer and Uti stepper blocks 42a of FIG. 4 is performed. The alignment accuracy is measured using a layout, and the alignment accuracy is measured using the layout of field 2 of FIG. 6 in the Perkin Elmer and Uti stepper block 42a.

본 발명에 의한 이종 정렬노광기간 호환을 가능하게 하는 반도체 장치의 정렬정확도 측정용 원판에 의하면, 임의의 반도체소자를 제조하는데 있어서, 각 리소그라피 공정마다 다른 정렬노광기를 호환하여 사용할 수 있다.According to the original plate for measuring the accuracy of alignment of a semiconductor device which enables heterogeneous alignment exposure period compatibility according to the present invention, it is possible to use a different alignment exposure device for each lithography process in manufacturing any semiconductor device.

Claims (3)

캐논 스테퍼용 오토얼라인 키와, 니콘 스테퍼용 웨이퍼 글로벌 얼라인먼트 마크와, 유티 스테퍼용 수평 얼라인먼트 마크와, 캐논 스테퍼용 프리얼라인 키와, 니콘 스테퍼용 레이저 스캔 얼라인먼트 마크가 스크라이브 라인에 그려진 8×4개의칩들로 구성된 단위 블록들이 웨이퍼 전체와 대응하도록 배치되고,8 × 4 with auto-align key for Canon stepper, wafer global alignment mark for Nikon stepper, horizontal alignment mark for Uti stepper, pre-align key for Canon stepper, and laser scan alignment mark for Nikon stepper Unit blocks consisting of four chips are arranged to correspond to the entire wafer, 상기 단위 블록에 퍼킨 엘머용 오토얼라인 키와 유티 스테퍼용 옵티컬 얼라인먼트 타겟을 더 추가한 퍼킨 엘머용 및 유티 스테퍼용 블록들이 웨이퍼의 최상단부 중앙 및 최하단부 중앙에 대응하도록 배치된 것을 특징으로 하는 이종 정렬노광기간의 호환을 가능하게 하는 프로젝션 타입의 정렬 노광기에 사용하는 정렬정확도 측정용 원판.Heterogeneous alignment, characterized in that the Perkin Elmer and Uty stepper blocks further added to the unit block to the automatic alignment key for Perkin Elmer and the optical alignment target for the Uty stepper are arranged to correspond to the center of the top and bottom of the wafer A disc for measuring alignment accuracy used in projection type alignment exposure machines that enables compatibility of exposure periods. 캐논 스테퍼용 오토얼라인 키와, 니콘 스테퍼용 웨이퍼 글로벌 얼라인먼트 마크와, 유티 스테퍼용 수평 얼라인먼트 마크와, 캐논 스테퍼용 프리얼라인 키와, 니콘 스테퍼용 레이저 스캔 얼라인먼트 마크가 스크라이브 라인에 그려진 4×4개의칩들로 구성된 칩부분과,4 x 4 drawn on the scribe line with the Canon alignment stepper, the Nikon stepper wafer global alignment mark, the uti stepper horizontal alignment mark, the Canon stepper prealignment key, and the Nikon stepper laser scan alignment mark A chip portion consisting of four chips, 상기 칩부분 하부에 퍼킨 엘머용 오토얼라인 키와 유티 스테퍼용 옵티컬 얼라인먼트 타겟이 그려진 퍼킨 엘머용 및 유티 스테퍼용 블록을 구비하는 것을 특징으로 하는 이종 정렬노광기간의 호환을 가능하게 하는 5× 스텝 앤 리핏 타입의 정렬 노광기에 사용하는 정렬정확도 측정용 원판.5 x step-and-narrow for compatibility with different alignment exposure periods, characterized by a perkin elmer and a tee stepper block having an automatic alignment key for the perkin elmer and an optical alignment target for the tee stepper under the chip portion. A disc for measuring alignment accuracy used in refit type alignment exposure machines. 캐논 스테퍼용 오토얼라인 키와, 니콘 스테퍼용 웨이퍼 글로벌 얼라인먼트 마크와, 유티 스테퍼용 수평 얼라인먼트 마크와, 캐논 스테퍼용 프리얼라인 키와, 니콘 스테퍼용 레이저 스캔 얼라인먼트 마크가 스크라이브 라인에 그려진 8×4개의칩들로 구성된 필드 1과,8 × 4 with auto-align key for Canon stepper, wafer global alignment mark for Nikon stepper, horizontal alignment mark for Uti stepper, pre-align key for Canon stepper, and laser scan alignment mark for Nikon stepper Field 1 consisting of four chips, 상기 필드 1의 왼쪽 4×4부 상단부에 대응하는 곳에 퍼킨 엘머용 오토얼라인 키와 유티 스테퍼용 옵티컬 얼라인먼트 타겟이 그려진 필드 2를 구비하는 것을 특징으로 하는 이종 정렬노광기간의 호환을 가능하게 하는 1× 스탭 앤 리핏 타입의 정렬 노광기에 사용하는 정렬정확도 측정용 원판.1 to enable compatibility of the heterogeneous alignment exposure periods, wherein the field 2 having the automatic alignment key for the Perkin elmer and the optical alignment target for the tee stepper is formed at a position corresponding to the upper left portion of the left 4 × 4 part of the field 1. × A disc for alignment accuracy measurement used in staff-and-refit type alignment exposure machines.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100699143B1 (en) * 2005-12-28 2007-03-21 동부일렉트로닉스 주식회사 Method for improving overlay matching between different exposure equipments

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