KR20030056361A - Method for forming location detecting pattern of semiconductor device - Google Patents

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KR20030056361A
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권기성
서재욱
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주식회사 하이닉스반도체
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Abstract

PURPOSE: A method for forming a position detecting pattern of a semiconductor device is provided to be capable of detecting the position of a corresponding die at a wafer after carrying out a die sawing process by inserting a sub-pattern at a blind region. CONSTITUTION: A wafer includes a plurality of dies, an image field(21), and a blind region(22). A sub-pattern(23) is inserted at the blind region(22) by changing the formation position and shape of the sub-pattern corresponding to each die for carrying out a position detecting process. Preferably, the number of the position detecting patterns exposed to an adjacent die, is capable of being controlled by differently installing the blind region of each die. Preferably, the position detecting pattern is made of at least one selected from a group consisting of a box type, bar type, round type, agraffe type and number type structure.

Description

반도체 소자의 위치 검출 패턴 형성 방법{Method for forming location detecting pattern of semiconductor device}Method for forming location detecting pattern of semiconductor device

본 발명은 반도체 장치 제조에 관한 것으로, 구체적으로 블라인드 영역(blind region)에 위치 검출을 위한 보조 패턴을 삽입하여 다이 소잉(die sawing) 공정후에도 해당 다이의 웨이퍼에서의 위치를 검출할 수 있도록한 반도체소자의 위치 검출 패턴 형성 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the manufacture of semiconductor devices, and more specifically, to inserting an auxiliary pattern for position detection in a blind region so that a position on a wafer of a die can be detected even after a die sawing process. A method for forming a position detection pattern of an element.

최근 반도체 소자의 제조 공정에 있어서 수율 향상이 급진전되고 있다. 이러한 수율 향상에는 공정 장비 및 공정 기술의 개선도 크게 기여하였으나, 실제 제조 단계에서 적용되는 인-라인 모니터링(In-line Monitoring) 역시 크게 기여를 하였다.In recent years, yield improvement is rapidly progressing in the manufacturing process of semiconductor devices. In addition, the improvement of process equipment and process technology greatly contributed to the yield improvement, but in-line monitoring applied in the actual manufacturing stage also contributed greatly.

즉, 문제 발견시 즉각적인 대책 마련이 어려운 간접적인 모니터링 방식이 아닌 인라인 모니터링 기법은 실제 생산된 웨이퍼를, 웨이퍼 검사 시스템(wafer inspection system)을 통해 단위 공정마다 검사하는 것을 말한다.In other words, the in-line monitoring technique, which is not an indirect monitoring method in which immediate measures are difficult to find when a problem is found, refers to inspecting a wafer actually produced in a unit process through a wafer inspection system.

따라서, 웨이퍼 검사시스템에서 얻은 검사결과를 바탕으로 각 단위 공정에서 비주기적으로 발생하는 공정결함 및 장비결함을 신속히 탐지하여 이를 빠른 시간내에 정상화시킬 수 있다.Therefore, based on the inspection result obtained in the wafer inspection system, it is possible to quickly detect process defects and equipment defects occurring in each unit process and normalize them quickly.

그러므로 불량 발생을 단시간내에 신속히 발견하여 이를 정상화시킴으로써, 수율을 극대화시키고,불량발생에 따른 생산비용의 낭비를 절감하여 생산비용을 최소화시킬 수 있다.Therefore, it is possible to minimize the production cost by maximizing the yield and reducing the waste of the production cost due to the defect by quickly detecting the occurrence of the defect in a short time and normalizing it.

이하에서 종래 기술의 반도체 소자 제조 방법에 관하여 설명한다.Hereinafter, a semiconductor device manufacturing method of the prior art will be described.

도 1은 종래 기술의 웨이퍼 레벨 테스트를 위한 웨이퍼 구성도이다.1 is a wafer configuration for a wafer level test of the prior art.

인-라인 모니터링 공정중 웨이퍼 검사 시스템에서 수행되는 것은, 레이저(LASER) 혹은 광학시스템(Optic System)을 이용하여 웨이퍼에 있는 불량을 검사하여 웨이퍼에 존재하는 결함의 크기, 결함 집단(defect cluster) 및 형태, 결함의 색깔 및 밀도, 위치등을 감지하는 것이다.What is done in the wafer inspection system during the in-line monitoring process is to inspect the defects on the wafer using a laser or optical system to determine the size, defect cluster and defect size of the defects on the wafer. Detect shape, color and density of defects, and location.

보통 금속 패턴이나 불순물이 도핑된 폴리실리콘 패턴과 같은 도전성 패턴이 형성된 웨이퍼에서, 광학 시스템을 이용하여 상기 웨이퍼에 구성된 이미지를 이미지 센서를 통해 인식하고, 인식된 이미지는 컴퓨터에서 디지털화 된 상태로 처리를 한다.In a wafer on which a conductive pattern such as a metal pattern or a polysilicon pattern doped with impurities is formed, an optical system is used to recognize an image formed on the wafer through an image sensor, and the recognized image is processed in a digital state on a computer. do.

통상적으로 디바이스는 크게 다음과 같은 방식으로 제작된다.Typically, devices are manufactured in the following manner.

먼저, Fab. 내에서의 웨이퍼 프로세싱을 진행하는 과정에서 in-line 데이터의 수집 단계를 진행한다.First, Fab. In the process of wafer processing in the process of collecting the in-line data.

그리고 웨이퍼 프로세싱 완료 후에 비트 맵(bit map)을 통해 웨이퍼 특성을 확인하기 위하여 웨이퍼 레벨에서의 PT1 테스트를 진행한다.After wafer processing is completed, a PT1 test is performed at the wafer level to confirm wafer characteristics through a bit map.

이어, PT1 테스트를 패스한 웨이퍼의 칩 개별화 공정으로 다이(die)의 소잉(sawing)후에 패키지 단계를 진행하고 패키지 공정이 완료되면 패키지 테스트를 진행한다.Subsequently, in the chip individualization process of the wafer which passed the PT1 test, the package step is performed after sawing of the die, and the package test is performed when the package process is completed.

웨이퍼 레벨에서의 PT1 테스트의 경우는 리페어 가능한 다이, 리페어가 불가능한 다이가 웨이퍼의 어느 위치에 존재하는지 확인이 가능하며 이를 바탕으로 Fab. 내의 웨이퍼 프로세싱을 가변하기 위하여 공정 파라메터를 변경할 수 있다.In the case of PT1 test at the wafer level, it is possible to check where the repairable die and the non-repairable die exist on the wafer. Process parameters can be changed to vary wafer processing within.

그러나 PT1에서 통과된 die라 할 지라도 패키지가 완료된 후에 진행하는 테스트시에는 페일 처리될 수 있다.However, even a die that passes in PT1 can fail when testing a package after completion.

그러나 이미 die를 소잉(sawing)한 상태이므로 페일(fail)된 다이의 웨이퍼내의 위치는 추적이 불가능하다.However, as the die is already sawed, the position of the failed die in the wafer cannot be tracked.

또한, 페일(fail)된 다이의 웨이퍼내의 위치는 추적이 불가능한 문제는 패키지후 실장 테스트시에도 동일한 문제를 야기할 수 있다.In addition, the problem that the location of the failed die in the wafer can not be traced can cause the same problem in post-package mounting testing.

그리고 웨이퍼 레벨에서 PT1 테스트후 얻은 비트맵으로 리페어 가능 다이(repairable die)로 판정되는 경우는 도 1의 (가)에서와 같이 다이 형태로 소잉한다.In the case where it is determined as a repairable die with the bitmap obtained after the PT1 test at the wafer level, sawing is performed in the form of a die as shown in FIG.

(나)에서와 같이, 웨이퍼 레벨에서는 리페어 가능한 다이로 판정되었으나, 패키지 완료후에 문제점이 발견되는 경우에는 웨이퍼내에서의 그 위치를 알기어렵다.As shown in (b), it was determined that the die can be repaired at the wafer level, but when a problem is found after the package is completed, it is difficult to know its position in the wafer.

(다)는 웨이퍼 레벨 테스트시에도 정상으로 판정되고, 패키지후의 테스트에서도 문제가 없다면 정상적으로 작동하는 다이를 일예로 나타낸 것이다.(C) shows an example of a die that works normally if it is determined to be normal even during a wafer level test and there is no problem in a test after package.

이와 같이 웨이퍼 레벨에서는 모두 리페어 가능한 다이로 판명되었을지라도 패키지 완료 후에는 다시 페일로 판명되는 것이 현실이다.As such, even though all of the dies have been found to be repairable dies at the wafer level, they are found to fail again after package completion.

이미 양산이 시작되어 안정적인 디바이스는 패키지 수율이 약 90%이상 나오지만 개발 단계의 디바이스는 40%정도의 수율을 보이며 이를 해결하기 위해 공정의 가변 파라메터를 바꾸어야 한다.Since mass production has already begun, stable devices yield more than 90% of package yield, while devices in the development stage have yields of 40%. To solve this problem, the variable parameters of the process must be changed.

공정 파라메터는 웨이퍼의 라디얼(radial) 방향의 특성을 보이며 패키지 후 페일된 다이의 웨이퍼내에서 위치가 어디인가(센터지역 또는 에지 지역)하는 것이 큰 문제이다.The process parameters are characteristic of the radial direction of the wafer, and where the location (center area or edge area) within the wafer of the failed die is packaged after packaging.

즉, 패키지후 페일되는 문제를 인라인 공정 가변 파라메터를 변경하여 해결하고자 하는 경우 페일된 다이의 웨이퍼내 위치를 파악하는 것이 중요하다.In other words, it is important to know the in-wafer location of the failed die when solving the problem of failing after package by changing inline process variable parameters.

그러나 이와 같은 종래 기술의 디바이스 제조 공정에서는 다음과 같은 문제가 있다.However, such a device manufacturing process of the prior art has the following problems.

웨이퍼 레벨에서는 모두 리페어 가능한 다이로 판명되었을지라도 패키지 완료 후에는 다시 페일로 판명되는 경우 인라인 공정 가변 파라메터를 변경하여야 하는데, 종래 기술에서는 패키지 완료후에는 페일된 다이의 웨이퍼내 위치를 파악하는 것이 불가능하다.At the wafer level, if all dies are found to be repairable dies, the inline process variable parameters must be changed if they fail again after package completion. In the prior art, it is impossible to determine the in-wafer location of a failed die after package completion. .

이는 공정 파라메터의 효율적이 변경을 막아 소자의 수율을 저하시키는 원인으로 작용한다.This acts as a cause of lowering the yield of the device by preventing the change of the process parameters efficiently.

이는 제품의 제조 원가를 상승시켜 결국은 제품 경쟁력을 떨어뜨린다.This increases the manufacturing cost of the product, which in turn lowers the product's competitiveness.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 디바이스 제조 공정 및 테스트의 문제를 해결하기 위한 것으로, 블라인드 영역(blind region)에 위치 검출을 위한 보조 패턴을 삽입하여 다이 소잉(die sawing) 공정후에도 해당 다이의 웨이퍼에서의 위치를 검출할 수 있도록한 반도체 소자의 위치 검출 패턴 형성 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention solves the problems of the prior art device fabrication process and test, by inserting an auxiliary pattern for position detection in the blind region to the wafer of the die after the die sawing process SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for forming a position detection pattern of a semiconductor device capable of detecting a position of a semiconductor device.

도 1은 종래 기술의 웨이퍼 레벨 테스트를 위한 웨이퍼 구성도1 is a wafer configuration for a wafer level test of the prior art

도 2는 본 발명에 따른 위치 검출 패턴이 삽입된 레티클 평면도2 is a plan view of the reticle inserted with the position detection pattern according to the present invention

도 3은 본 발명에 따른 위치 검출 패턴을 적용한 웨이퍼 구성도3 is a wafer configuration diagram to which the position detection pattern according to the present invention is applied.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

21. 이미지 필드 22. 블라인드 영역21. Image Field 22. Blind Area

23. 위치 검출 패턴23. Position Detection Pattern

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자의 위치 검출 패턴 형성 방법은 복수개의 다이를 포함하고, 실제 노광되는 이미지 필드와 이미지필드를 제외한 블라인드 영역을 갖는 웨이퍼내에서의 다이 위치를 패키지후 마킹할 수 있도록, 상기 블라인드 영역에 각각의 다이에 대응하여 형성 위치 및 형태를 가변하여 위치 검출을 위한 보조 패턴을 삽입하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method of forming a position detection pattern of a semiconductor device according to the present invention includes a plurality of dies, and packaged the die positions in a wafer having an image field to be exposed and a blind area excluding the image field. In order to be marked, an auxiliary pattern for position detection may be inserted into the blind area by varying a formation position and a shape corresponding to each die.

이하에서 본 발명에 따른 반도체 소자의 위치 검출 패턴 형성 방법에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of forming a position detection pattern of a semiconductor device according to the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명에 따른 위치 검출 패턴이 삽입된 레티클 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 위치 검출 패턴을 적용한 웨이퍼 구성도이다.2 is a plan view of a reticle having a position detection pattern inserted therein, and FIG. 3 is a wafer configuration to which the position detection pattern according to the present invention is applied.

본 발명은 웨이퍼 fab.에서의 다이(die) 테스트시에 적용되며, 포토 리소그라피(lithography)를 이용하여 다이 소잉 후에도 해당 다이의 웨이퍼 위치를 인식할 수 있도록 보조 패턴을 삽입시키는 것이다.The present invention is applied at the time of die testing in the wafer fab. The photolithography is used to insert an auxiliary pattern so that the wafer position of the die can be recognized even after die sawing.

도 2에서와 같이, 레티클의 구성을 임의의 레이어에 보조 패턴을 삽입한 형태로 구성한다.As shown in FIG. 2, the reticle is configured in such a manner that an auxiliary pattern is inserted into an arbitrary layer.

웨이퍼에서 이미지 필드(21)만을 노광하기 때문에 블라인드(blind) 영역(노광지역 이외의 영역으로 가려지는)(22)는 이미지 필드(21)에 맞추어 설정한다.Since only the image field 21 is exposed on the wafer, the blind area (obscured by an area other than the exposure area) 22 is set in accordance with the image field 21.

이 경우는 웨이퍼 위치에 맞추어 블라인드 영역(22)을 각각 다르게 설정함으로써 삽입된 위치 검출 패턴(23)이 인접한 다이에 노광되도록하는 것이다.In this case, the blind region 22 is set differently in accordance with the wafer position so that the inserted position detection pattern 23 is exposed to the adjacent die.

이와 같이 각 다이의 블라인드 영역(22)을 다르게 설정하여 인접 다이에 노광되는 위치 검출 패턴(23)의 갯수를 제어할 수 있다.In this way, the blind region 22 of each die may be set differently to control the number of the position detection patterns 23 exposed to the adjacent dies.

즉, 위치 검출 패턴(23)을 해당 다이의 이미지 필드(21)를 제외한 블라인드영역(22)에 형성하여 상기 위치 검출 패턴(23)을 이용하여 다이의 웨이퍼에서의 위치를 파악할 수 있도록 한 것이다.That is, the position detection pattern 23 is formed in the blind area 22 except the image field 21 of the die, so that the position detection pattern 23 can be used to determine the position on the wafer of the die.

위치 검출 패턴(23)의 형성 개수 및 위치는 가변되고 이를 이용하여 다이 위치를 파악하고 파악된 다이의 웨이퍼 위치를 패키지후 마킹하여 공정 파라메터 재설정에 이용한다.The number and position of formation of the position detection pattern 23 are variable, and the die position is determined using the position detection pattern 23, and the wafer position of the found die is packaged and marked and used to reset the process parameters.

그리고 위치 검출 패턴(23)은 노광 장비의 블라인드(blind or blade)를 이용하여 순차적으로 그 개수가 조정된다.The number of position detection patterns 23 is sequentially adjusted using blinds or blades of the exposure equipment.

위치 검출 패턴(23)의 형태는 박스타입, 바타입, 라운드타입, 꺽쇠타입, 숫자 형태의 어느 형태로 구성하여도 가능하다.The position detection pattern 23 may be configured in any of box type, bar type, round type, angle bracket type, and numeric type.

도 3에서와 같이 삽입된 위치 검출 패턴을 이용하는 경우 소잉후의 패키지시 측정하여 패키지후에도 각 다이의 웨이퍼내 위치를 파악할 수 있다.In the case of using the inserted position detection pattern as shown in FIG. 3, it is possible to grasp the position in the wafer of each die even after the package by measuring the package after sawing.

이와 같은 본 발명에 따른 반도체 소자의 위치 검출 패턴 형성 방법은 다음과 같은 효과가 있다.Such a method for forming a position detection pattern of a semiconductor device according to the present invention has the following effects.

첫째, 웨이퍼 베이스의 특성 평가에 비해 우수한 웨이퍼 위치별 평가가 가능하다.First, excellent wafer position-specific evaluation is possible compared to the wafer base characteristic evaluation.

둘째, 웨이퍼 레벨 특성 평가후에 페일되는 경우 해당 다이의 웨이퍼내 위치를 파악함으로써 인 라인 공정시에 공정 파라메터 변경의 정확성을 높일 수 있다.Second, when the wafer is failed after evaluating the wafer level characteristics, it is possible to increase the accuracy of the process parameter change during the in-line process by identifying the position of the die in the wafer.

셋째, 패키지 수율의 웨이퍼 위치별 경향성 파악이 가능하고, 장비 및 자재추가 투자없이 레티클의 리페어에 의해 적용 가능하므로 제조 비용의 절감 효과가 있다.Third, it is possible to grasp the tendency of the wafer yield per package position, and can be applied by the repair of the reticle without additional equipment and materials investment, thereby reducing the manufacturing cost.

Claims (3)

복수개의 다이를 포함하고, 실제 노광되는 이미지 필드와 이미지 필드를 제외한 블라인드 영역을 갖는 웨이퍼내에서의 다이 위치를 패키지후 마킹할 수 있도록,In order to be able to mark post-package die positions in a wafer comprising a plurality of dies and having a blind area excluding the actual exposed image field, 상기 블라인드 영역에 각각의 다이에 대응하여 형성 위치 및 형태를 가변하여 위치 검출을 위한 보조 패턴을 삽입하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 위치 검출 패턴 형성 방법.And forming an auxiliary pattern for position detection by varying a formation position and a shape corresponding to each die in the blind region. 제 1 항에 있어서, 각 다이의 블라인드 영역을 다르게 설정하여 인접 다이에 노광되는 위치 검출 패턴의 갯수를 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 위치 검출 패턴 형성 방법.The method according to claim 1, wherein the number of position detection patterns exposed to adjacent dies is controlled by differently setting the blind regions of each die. 제 1 항에 있어서, 위치 검출 패턴의 형태는 박스타입, 바타입, 라운드타입, 꺽쇠타입, 숫자 형태의 어느 하나의 형태 또는 그들의 조합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 위치 검출 패턴 형성 방법.The method for forming a position detection pattern of a semiconductor device according to claim 1, wherein the position detection pattern is formed of any one of box type, bar type, round type, angle type, number type, or a combination thereof.
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