KR20010063641A - Alignment mark for exposure process - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 노광 공정용 정렬 마크(Alignment Mark)에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 레이저 스캐닝을 이용한 위치 검출을 보다 정확하게 얻을 수 있는 노광 공정용 정렬 마크에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an alignment mark for an exposure process, and more particularly, to an alignment mark for an exposure process that can more accurately obtain position detection using laser scanning.
일반적으로, 소자분리막의 형성은 로코스 공정 및 이의 변형 공정을 통해 수행되어 왔다. 그러나, 로코스 공정에 의한 소자분리막은 소자 영역을 감소시킨다는 단점이 있기 때문에, 근래에는 얕은 트랜치 분리(Shallow Trench Isolation : 이하, STI) 공정을 이용한 소자분리막의 형성방법이 수행되고 있다.In general, the formation of the device isolation film has been performed through a LOCOS process and a deformation process thereof. However, since the device isolation film by the LOCOS process has a disadvantage of reducing the device area, a method of forming a device isolation film using a shallow trench isolation (STI) process has recently been performed.
여기서, 상기 STI 공정은 웨이퍼 상에 질화막 재질의 소자분리 마스크를 형성하는 단계와, 상기 소자분리 마스크를 이용하여 웨이퍼의 소자 분리 영역에 트렌치를 형성하는 단계, 상기 트렌치 내에 산화막을 매립시키는 단계, 및 화학적기계연마(Chemical Mechanical Polishing : 이하, CMP) 공정으로 상기 산화막을 연마하는 단계를 포함하여 이루어진다.The STI process may include forming a device isolation mask made of nitride film on a wafer, forming a trench in a device isolation region of the wafer using the device isolation mask, embedding an oxide film in the trench, and And polishing the oxide film by a chemical mechanical polishing (CMP) process.
한편, 상기한 STI 공정시에는, 통상, 후속의 노광 공정에서 웨이퍼의 정렬에 필요한 정렬 마크의 형성이 함께 수행된다. 상기 정렬 마크는 웨이퍼의 상부에 노광 마스크를 정확한 위치에 정렬시키기 위하여 형성시키는 일종의 패턴으로서, 셀 영역의 패턴과 동시에 형성되며, 아울러, 셀 영역에 영향을 주지 않는 스크라이브 라인 부분에 형성된다.On the other hand, in the STI process described above, formation of alignment marks necessary for alignment of the wafer is usually performed together in a subsequent exposure process. The alignment mark is a kind of pattern that is formed on the wafer to align the exposure mask in the correct position. The alignment mark is formed simultaneously with the pattern of the cell region and is formed on the scribe line portion that does not affect the cell region.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 정렬 마크의 형성방법을 설명하기 위한 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a method of forming an alignment mark according to the related art, which will be described below.
먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(1) 상에 질화막 패턴(2)을 형성하고, 노출된 웨이퍼 부분에 트렌치(3)가 형성되도록, 상기 질화막 패턴(2)을 식각 마스크로해서 노출된 웨이퍼 부분을 식각한다. 여기서, 상기 질화막 패턴(2)은 상기 웨이퍼(1)의 셀 영역에 형성된 질화막 재질의 소자분리 마스크와 동시에 형성된것이다. 그 다음, 상기 트렌치(3)가 매립되도록, 상기 웨이퍼(1)의 전면 상에 산화막, 예를들어, HDP-CVD 산화막(4)을 증착한다.First, as shown in FIG. 1A, the nitride film pattern 2 is formed on the wafer 1, and the nitride film pattern 2 is exposed as an etch mask so that the trench 3 is formed in the exposed wafer portion. The wafer portion is etched. Here, the nitride film pattern 2 is formed at the same time as the device isolation mask made of a nitride film material formed in the cell region of the wafer 1. Then, an oxide film, for example, an HDP-CVD oxide film 4, is deposited on the entire surface of the wafer 1 so that the trench 3 is buried.
이어서, 도 1b에 도시된 바와 같이, CMP 공정으로 상기 HDP-CVD 산화막을 연마한 후, 붕산과 같은 케미컬을 이용하여 상기 질화막 패턴을 제거함으로써, 상기 웨이퍼(1)의 스크라이브 라인 부분에 후속의 노광 공정에서 필요한 정렬 마크(5)를 형성시킨다.Subsequently, as shown in FIG. 1B, the HDP-CVD oxide film is polished by a CMP process, followed by removal of the nitride film pattern using a chemical such as boric acid, thereby subsequent exposure to the scribe line portion of the wafer 1. The alignment mark 5 required in the process is formed.
도 3은 종래 기술에 따라 형성된 정렬 마크를 도시한 평면도로서, 도시된 바와 같이, 정렬 마크(5)는 단일 패턴의 형태로 형성되며, 그 크기는 4㎛×4㎛ 정도이다.3 is a plan view showing an alignment mark formed according to the prior art, as shown, the alignment mark 5 is formed in the form of a single pattern, the size of which is about 4 占 퐉 x 4 占 퐉.
그러나, STI 공정을 통해 형성되는 종래의 정렬 마크는 CMP 공정에 의해 이웃하는 주변 부분과의 단차가 제거되고, 특히, CMP의 불균일에 기인하여, 도 1b에 도시된 바와 같이, 정렬 마크(5)의 일측 가장자리 부분이 타측 가장자리 부분에 비해 상대적으로 낮은 두께를 갖게 되는 현상이 발생됨으로써, 이러한 정렬 마크에 대해서 레이저 스캐닝을 이용한 위치 검출을 수행할 경우, 시그널의 인식이 어렵거나, 또는, 위치 검출에 소요되는 시간이 길어지고, 아울러, 도 2에 도시된 바와 같이, 정렬 마크로부터 반사되는 시그널의 변화로 인하여 시그널의 오류가 발생되는 문제점이 있으며, 이에 따라, 후속의 노광 공정에서 노광 마스크의 정확한 정렬이 이루어지지 못하게 되는 문제점이 있다.However, in the conventional alignment mark formed through the STI process, the step with the neighboring peripheral portions is eliminated by the CMP process, and in particular, due to the non-uniformity of the CMP, as shown in FIG. 1B, the alignment mark 5 The phenomenon that one edge portion of the substrate has a relatively lower thickness than the other edge portion occurs, so when the position detection using laser scanning is performed on such alignment marks, it is difficult to recognize the signal or to detect the position. The time required is long, and as shown in FIG. 2, there is a problem in that a signal error occurs due to a change in the signal reflected from the alignment mark, and thus, accurate alignment of the exposure mask in a subsequent exposure process. There is a problem that can not be achieved.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 정렬 마크의 형태를 변경시킴으로서, 주변 부분과의 단차 감소에 기인된 시그널 인식의 어려움과, CMP의 불균일에 기인된 시그널 인식의 오류를 방지할 수 있는 노광 공정용 정렬 마크를 제공하는데, 그 목적이 있다.Therefore, the present invention devised to solve the above problems, by changing the shape of the alignment mark, it is difficult to recognize the signal due to the step difference with the peripheral portion, and the signal recognition error due to the non-uniformity of the CMP It is an object to provide an alignment mark for an exposure process that can be prevented.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 정렬 마크의 형성방법을 설명하기 위한 단면도.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a method of forming an alignment mark according to the prior art.
도 2는 종래 기술에 따라 형성된 정렬 마크에 대한 레이저 스캐닝시의 시그널 검출을 설명하는 도면.2 illustrates signal detection during laser scanning of alignment marks formed in accordance with the prior art;
도 3은 종래 기술에 따라 형성된 정렬 마크의 평면도.3 is a plan view of an alignment mark formed according to the prior art;
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 정렬 마크의 평면도 및 단면도.4A and 4B are plan and cross-sectional views of alignment marks in accordance with an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정렬 마크를 도시한 평면도.5 is a plan view showing an alignment mark according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정렬 마크를 도시한 평면도.6 is a plan view showing an alignment mark according to another embodiment of the present invention.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
1 : 웨이퍼 15,25,35 : 정렬 마크1: wafer 15,25,35: alignment mark
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 노광 공정용 정렬 마크는, 축소 노광 장치를 이용한 노광 공정에서 웨이퍼의 정확한 정렬을 위하여 상기 웨이퍼의 스크라이브 라인 부분에 구비되며, 미세 선폭을 갖는 사진틀 형상인 것을 특징으로 한다.The alignment mark for the exposure process of the present invention for achieving the above object is provided in the scribe line portion of the wafer for accurate alignment of the wafer in the exposure process using the reduced exposure apparatus, and has a picture frame shape having a fine line width. It features.
또한, 본 발명의 노광 공정용 정렬 마크는, 미세 선폭을 갖는 사진틀 형상의 제1패턴과, 상기 제1패턴 내에 구비되는 사진틀 형상의 제2패턴들 및 중심부에 배치되는 정사각형의 제3패턴으로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the alignment mark for the exposure process of the present invention comprises a first frame of a photo frame shape having a fine line width, the second pattern of the photo frame shape provided in the first pattern and a third square pattern arranged at the center It is characterized by.
게다가, 본 발명의 노광 공정용 정렬 마크는, 미세 선폭을 갖는 사진틀 형상의 제1패턴과, 상기 제1패턴 내에 구비되는 수 개의 도트형의 제2패턴들로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the alignment mark for the exposure process of the present invention is characterized by comprising a first frame of a photo frame shape having a fine line width, and a plurality of dot-shaped second patterns provided in the first pattern.
본 발명에 따르면, 미세 폭의 사진틀 형상으로 정렬 마크를 구비시키기 때문에, 주변 부분과의 단차가 감소되더라도, 상기 정렬 마크와 그 주변 부분에서 반사되는 시그널의 강도 차이에 의해 상기 정렬 마크의 윤곽을 정확하게 검출할 수 있고, 이에 따라, 정렬 마크의 신뢰성을 높일 수 있게 되어, 결과적으로는, 상·하부 레이어들간의 오버레이 정확도를 향상시킬 수 있다.According to the present invention, since the alignment mark is provided in the shape of a fine frame, the contour of the alignment mark can be accurately defined by the difference in the intensity of the signal reflected from the alignment mark and the peripheral portion even if the step difference between the peripheral portion is reduced. It is possible to detect, thereby increasing the reliability of the alignment mark, and consequently, to improve the overlay accuracy between the upper and lower layers.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 자세하게설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 노광 공정용 정렬 마크를 도시한 평면도 및 단면도이다.4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view illustrating alignment marks for an exposure process according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 정렬 마크(15)는 단일 패턴의 형태를 갖는 종래의 정렬 마크와는 달리, 0.3 내지 0.4㎛의 미세 선폭을 갖는 사진틀 형상의 패턴으로 구비된다. 여기서, 상기 사진틀 형상의 정렬 마크(15)는, 예를들어, DUV(Deep UltraViolet) 스텝퍼를 사용하는 것에 의해 구현할 수 있다.As shown, the alignment mark 15 of the present invention is provided in a photo frame-shaped pattern having a fine line width of 0.3 to 0.4 占 퐉, unlike a conventional alignment mark having a form of a single pattern. Here, the picture frame-shaped alignment mark 15 can be implemented by, for example, using a deep ultraviolet (DUV) stepper.
이러한 정렬 마크(15)에 대해 레이저 스캐닝을 이용하여 그 위치를 검출할 경우, 상기 정렬 마크(15)와 그 주변 부분간의 단차가 감소되더라도, 상기 정렬 마크(15)로부터 반사된 시그널과 상기 주변 부분으로부터 반사된 시그널간의 강도 차이에 의해 비교적 정확하게 정렬 마크의 위치를 검출할 수 있다. 또한, 미세 선폭의 사진틀 형상으로 정렬 마크(15)를 구비시킬 경우에는 CMP에 대한 불균일, 즉, 비대칭 연마가 억제되기 때문에, 상기 CMP 불균일에 기인된 시그널 인식의 오류도 방지할 수 있게 된다.When the position of the alignment mark 15 is detected by laser scanning, the signal reflected from the alignment mark 15 and the peripheral portion are reflected even if the step between the alignment mark 15 and the peripheral portion is reduced. The position of the alignment mark can be detected relatively accurately by the intensity difference between the signals reflected from the signals. In addition, when the alignment mark 15 is provided in the form of a picture frame having a fine line width, nonuniformity, that is, asymmetrical polishing, to CMP is suppressed, so that an error in signal recognition due to the CMP nonuniformity can be prevented.
따라서, 축소 노광 장치를 이용한 노광 공정을 수행함에 있어서, 상기한 본 발명의 실시예에 따른 정렬 마크의 위치 검출의 신뢰성을 높일 수 있고, 아울러, 노광 공정의 신뢰성을 확보할 수 있게 됨으로써, 결과적으로는, 상·하부 레이어들간의 오버레이 정확도를 향상시킬 수 있게 된다.Therefore, in performing the exposure process using the reduced exposure apparatus, the reliability of the position detection of the alignment mark according to the embodiment of the present invention described above can be improved, and the reliability of the exposure process can be ensured, and as a result, It is possible to improve the overlay accuracy between the upper and lower layers.
또한, 종래에는 정렬 마크의 위치 검출이 보다 정확하게 이루어질 수 있도록, 키 오픈 마스크(Key Open Mask)를 사용하여 상기 정렬 마크 주위의 산화막을제거하고 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 정렬 마크는 그 주위의 산화막 부분을 제거하지 않고도, 상기 정렬 마크에 대한 위치 검출이 용이하므로, 상기 키 오픈 마스크의 사용을 생략시킬 수 있으며, 아울러, 키 오픈 마스크를 이용한 공정 자체를 생략시킬 수 있다.In addition, although the oxide film around the alignment mark is removed using a key open mask, the alignment mark according to the embodiment of the present invention is conventionally removed so that the position of the alignment mark can be detected more accurately. Since the position detection with respect to the alignment mark can be easily performed without removing the oxide film portion, the use of the key open mask can be omitted, and the process itself using the key open mask can be omitted.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 노광 공정용 정렬 마크를 도시한 평면도로서, 도시된 바와 같이, 이 실시예에서의 정렬 마크(25)는 사진틀 형상의 정렬 마크가 하나가 아닌 여러 개로 구성된다. 즉, 0.3 내지 0.4㎛의 미세 선폭을 갖는 사진틀 형상의 제1패턴(25a)과, 상기 제1패턴(25a) 내에 구비되며, 상기 제1패턴(25a)과 동일한 선폭을 갖으면서, 상기 제1패턴(25a) 보다는 작은 크기를 갖는 사진틀 형상의 제2패턴들(25b) 및 중심부에 배치되는 0.3∼0.4㎛×0.3∼0.4㎛의 정사각형의 제3패턴(25c)로 구성된다.FIG. 5 is a plan view illustrating an alignment mark for an exposure process according to another exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the alignment marks 25 in this embodiment include a plurality of alignment marks in the shape of a picture frame instead of one. do. That is, the first pattern 25a having a photo frame shape having a fine line width of 0.3 to 0.4 μm and the first pattern 25a are provided in the first pattern 25a and have the same line width as that of the first pattern 25a. The second pattern 25b having a picture frame shape having a smaller size than the pattern 25a and a third pattern 25c having a square of 0.3 to 0.4 μm × 0.3 to 0.4 μm disposed in the center portion.
이 실시예에 있어서, 0.3 내지 0.4㎛의 미세 선폭을 갖는 사진틀 형상의 패턴을 여러개 구비시키면, 각 사진틀 형상의 정렬 마크들간의 경계 이미지에서 반사된 빛이 합성됨으로써, 이전 실시예 보다 향상된 빛 반사 강도를 얻을 수 있으며, 이에 따라, 보다 확실하게 정렬 마크의 위치를 검출할 수 있게 된다.In this embodiment, when a plurality of picture frame-shaped patterns having a fine line width of 0.3 to 0.4 μm are provided, the reflected light is synthesized in the boundary image between the alignment marks of each picture frame shape, thereby improving light reflection intensity than the previous embodiment. In this way, the position of the alignment mark can be detected more reliably.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 노광 공정용 정렬 마크를 도시한 평면도로서, 도시된 바와 같이, 이 실시예에의 정렬 마크(35)는 0.15 내지 0.5㎛의 선폭을 갖는 사진틀 형상의 제1패턴(35a)과, 그 내부에 구비되는 다수개의 도트형 제2패턴들(35b)로 구성되며, 여기서, 상기 도트형의 제2패턴(35b)은 대략 0.3∼0.4㎛×0.3∼0.4㎛의 크기로 구비된다.Fig. 6 is a plan view showing an alignment mark for an exposure process according to another embodiment of the present invention. As shown, the alignment mark 35 in this embodiment has a picture frame shape having a line width of 0.15 to 0.5 mu m. The first pattern 35a and a plurality of dot-shaped second patterns 35b provided therein, wherein the dot-shaped second pattern 35b is approximately 0.3 to 0.4 µm x 0.3 to 0.4. It is provided with a size of μm.
이 실시예에 있어서도, 이전 실시예들과 마찬가지로 정렬 마크 자체적으로 패턴과 상기 패턴 주변과의 시그널 강도 차이에 의해, 정렬 마크의 위치 검출을 비교적 정확하게 수행할 수 있다.Also in this embodiment, similarly to the previous embodiments, the alignment mark itself can detect the position of the alignment mark relatively accurately by the difference in signal intensity between the pattern and the periphery of the pattern.
한편, 본 발명의 실시예에서는 하나의 정렬 마크에 대해서 도시하고 설명하였으나, 예를들어, 7개의 정렬 마크가 나란히 배치되는 FIA(Field Image Alignment) 마크에도 적용할 수 있으며, 또한, 3개를 나란히, 혹은 5개를 나란히 병렬시키는 또 다른 정렬 마크들에도 적용 가능하다.Meanwhile, in the embodiment of the present invention, one alignment mark has been illustrated and described. However, for example, the alignment mark may be applied to a FIA (Field Image Alignment) mark in which seven alignment marks are arranged side by side. It is also applicable to other alignment marks that parallel five or side by side.
이상에서와 같이, 본 발명은 정렬 마크의 형태를 미세 폭의 사진틀 형상으로 변경시킴으로써, 정렬 마크 자체적으로 패턴과 패턴 주위 부분간의 시그널 강도 차이를 높일 수 있으며, 이에 따라, 정렬 마크의 위치 정보를 비교적 정확하게 검출할 수 있는 것에 기인하여, 상·하부 레이어들간의 오버레이 정확도를 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, by changing the shape of the alignment mark into the shape of the photo frame having a fine width, the difference in signal intensity between the alignment mark itself and the portion around the pattern can be increased, and thus, the positional information of the alignment mark is relatively increased. Due to the accurate detection, the overlay accuracy between the upper and lower layers can be improved.
또한, 키 오픈 마스크의 사용을 생략시킬 수 있기 때문에, 제조 비용의 절감 효과를 얻을 수 있고, 아울러, 정렬 마크를 노출시키기 위한 공정을 생략시킬 수 있는 것에 기인하여 공정 시간의 단축 효과를 얻을 수 있다.In addition, since the use of the key open mask can be omitted, the manufacturing cost can be reduced, and the process time can be shortened because the step for exposing the alignment marks can be omitted. .
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.In addition, this invention can be implemented in various changes within the range which does not deviate from the summary.
Claims (6)
Priority Applications (1)
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| KR1019990060821A KR20010063641A (en) | 1999-12-23 | 1999-12-23 | Alignment mark for exposure process |
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| KR1019990060821A KR20010063641A (en) | 1999-12-23 | 1999-12-23 | Alignment mark for exposure process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1019990060821A KR20010063641A (en) | 1999-12-23 | 1999-12-23 | Alignment mark for exposure process |
Country Status (1)
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| KR (1) | KR20010063641A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102543684A (en) * | 2011-11-11 | 2012-07-04 | 上海华力微电子有限公司 | Graphic structure design integrated with measurement of line width and alignment precision |
| KR101330706B1 (en) * | 2006-11-03 | 2013-11-19 | 삼성전자주식회사 | Alignment mark |
-
1999
- 1999-12-23 KR KR1019990060821A patent/KR20010063641A/en not_active Application Discontinuation
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| KR101330706B1 (en) * | 2006-11-03 | 2013-11-19 | 삼성전자주식회사 | Alignment mark |
| CN102543684A (en) * | 2011-11-11 | 2012-07-04 | 上海华力微电子有限公司 | Graphic structure design integrated with measurement of line width and alignment precision |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |