KR20040025732A - Alignment mark of photo-lithography fabrication and alignment inspecting method using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An alignment mark of a photolithography process and an aligning method using the same are provided to reduce errors of measurement by using an alignment mark for aligning a wafer and an alignment test mark for inspecting an error of a pattern image as the same mark. CONSTITUTION: An alignment mark of a photolithography process includes an alignment mark for aligning a wafer on a reticle and an alignment test mark for inspecting a normal state of a pattern image in an exposure process. The alignment mask is the same mark as the alignment test mark. In a pattern image alignment process for inspecting an error of a printed pattern image, the wafer is aligned by using the alignment mark.

Description

포토리소그래피 공정의 정렬마크 및 이를 이용하는 정렬검사방법{Alignment mark of photo-lithography fabrication and alignment inspecting method using the same}Alignment mark of photo-lithography fabrication and alignment inspecting method using the same}

본 발명은 포토리소그래피 공정의 정렬마크 및 이를 이용하는 정렬검사방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포토리소그래피 공정 과정에서 레티클에 대하여 웨이퍼를 정렬 위치시키도록 하는 정렬마크와 노광이 진행된 웨이퍼 상의 정렬상태 검사하기 위한 정렬검사마크를 상호 호환하여 사용할 수 있도록 하는 포토리소그래피 공정의 정렬마크 및 이를 이용하는 정렬검사방법에 관한 것이다.The present invention relates to an alignment mark of a photolithography process and an alignment inspection method using the same. More particularly, an alignment mark for aligning a wafer with respect to a reticle in a photolithography process and an inspection of the alignment state on an exposed wafer An alignment mark of a photolithography process and an alignment inspection method using the same may be used to make the alignment inspection mark compatible with each other.

일반적으로 반도체소자는 웨이퍼 상에 사진, 식각, 확산, 금속증착 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행하여 적어도 하나 이상의 회로 패턴층을 적층 형성함으로써 이루어지고, 이들 공정 중 회로 패턴층의 적층은 이전 단계에서 형성된 회로 패턴층에 대하여 정확히 정렬될 것이 요구된다.In general, a semiconductor device is formed by stacking at least one circuit pattern layer by selectively and repeatedly performing a process such as photographing, etching, diffusion, metal deposition, etc. on a wafer, in which the stacking of the circuit pattern layer is performed in a previous step. It is required to be precisely aligned with respect to the circuit pattern layer formed at.

상술한 웨이퍼의 정렬 관계는, 통상 웨이퍼 상의 필드 영역(exposure field:EFn) 또는 스크라이브 라인(scribe line:SCL) 상에 형성된 정렬마크에 소정 광을 조사하여 정렬마크로부터의 회절광을 광전기적 신호(photoelectric signal)로 검출함으로써 웨이퍼의 위치 상태를 확인하고, 이것을 정렬수단을 이용하여 설정된 기준 위치에 대응하도록 웨이퍼를 정렬 위치시키는 것이다.In the above-described wafer alignment relationship, the alignment mark formed on a field area (EFn) or a scribe line (SCL) on a wafer is usually irradiated with a predetermined light to convert diffracted light from the alignment mark into a photoelectric signal ( By detecting with a photoelectric signal, the position of the wafer is confirmed, and the wafer is aligned to correspond to the reference position set using the alignment means.

이러한 과정을 통해 웨이퍼의 정렬이 이루어지면 노광 설비는 웨이퍼의 감광막 상에 레티클의 패턴이미지를 전사하는 노광 공정을 수행하고, 이 과정을 마친 웨이퍼는 그 노광이 정상적으로 수행되었는지 여부를 확인하기 위한 정렬검사 과정을 거치게 된다.When the wafer is aligned through this process, the exposure apparatus performs an exposure process of transferring the pattern image of the reticle onto the photosensitive film of the wafer, and the wafer after the process is aligned to check whether the exposure is normally performed. You will go through the process.

이때 상술한 노광 과정의 정상 여부를 확인하기 위한 정렬검사 과정에서는 웨이퍼의 기준위치로부터 전사된 패턴이미지의 오차 정도를 검사하기 위한 것으로서, 먼저 웨이퍼가 설정된 위치에 정렬 위치될 것이 요구된다.In this case, in the alignment inspection process for confirming whether the above-described exposure process is normal, it is to check the degree of error of the pattern image transferred from the reference position of the wafer, and the wafer is first required to be aligned at the set position.

이에 따라 상술한 정렬검사 과정에서도 웨이퍼 상에 형성된 정렬검사마크가 형성되어 있으며, 이 정렬검사마크를 이용하여 웨이퍼의 정렬을 수행하게 된다.Accordingly, in the above-described alignment inspection process, alignment inspection marks formed on the wafer are formed, and the alignment inspection marks are performed using the alignment inspection marks.

상술한 노광 과정에서의 정렬마크와 전사된 패턴이미지의 정상 여부를 검사하기 위하여 웨이퍼를 정렬시키기 위한 정렬검사마크는 노광 과정에서 웨이퍼를 정렬시키기 위한 정렬마크와 별개의 것으로 각기 다른 위치에 복수개 형성된다.The alignment check mark for aligning the wafer to check whether the alignment mark and the transferred pattern image are normal in the above-described exposure process is separate from the alignment mark for aligning the wafer during the exposure process and is formed in a plurality of different positions. .

그러나, 상술한 바와 같이, 전사된 패턴이미지의 정도를 검사하기 위하여 웨이퍼의 정렬 위치를 결정하는 정렬검사마크는, 도 1a로 도시된 노광 과정에서의 정렬마크에 대하여 다른 위치 즉, 도 1b에 예시된 바와 같이, 좌표상의 차이를 가짐에 따라 웨이퍼의 정렬 위치를 결정하기 위한 측정오차가 있고, 이를 통해 전사된 패턴이미지의 오류 정도를 노광 과정에서의 노광 조건의 보정값으로 대입하는데 다시 오차 및 그 대입의 어려움이 있다.However, as described above, the alignment inspection mark for determining the alignment position of the wafer to inspect the degree of the transferred pattern image is illustrated in another position, that is, in FIG. 1B with respect to the alignment mark in the exposure process shown in FIG. 1A. As described above, there is a measurement error for determining the alignment position of the wafer as the difference in coordinates is used, and the error degree of the transferred pattern image is substituted into the correction value of the exposure condition in the exposure process. There is difficulty in assignment.

이것은 고집적화의 반도체소자 제조에 있어서, 그 오차 범위를 보다 확대시키는 문제를 야기하는 등의 저해 요인으로 작용할 뿐 아니라 이러한 측정 오차에 의한 계속적인 공정 불량 및 그에 따른 반도체소자 제조수율이 저하되는 등의 문제를 갖는다.This not only acts as a deterrent to causing a problem of widening the error range in the manufacture of highly integrated semiconductor devices, but also a problem such as continuous process defects caused by such measurement errors and a decrease in the yield of semiconductor devices. Has

또한, 노광 과정에서 요구되는 정렬 마크의 제작과 또 정렬검사 과정에서 요구되는 정렬검사마크의 제작을 각각 별개로 각각 제작함에 따라 버거로움과 작업시간의 지연이 있고, 그 정렬 위치 결정을 위한 작업자의 설정 작업 제작 오류가 있는 경우 많은 공정 불량을 초래하는 등의 문제가 있다.In addition, as the production of the alignment mark required in the exposure process and the manufacture of the alignment inspection mark required in the alignment inspection process are separately performed, there is a lag and a delay in working time. If there is a manufacturing error in the setting work, there are problems such as a lot of process failure.

본 발명의 목적은 종래 기술에 따른 문제를 해결하기 위한 것으로서, 노광 과정에서 웨이퍼를 정렬 위치시키기 위한 정렬마크와 노광 과정에 의해 전사된 패턴이미지의 오차 정도를 검사하기 위한 정렬검사마크를 제작함에 있어서 이들 상호간의 웨이퍼 정렬에 대한 오차 범위를 줄이도록 하고, 정렬검사 과정과 이에 의한 노광 과정의 보정값 대입이 보다 용이하도록 하는 포토리소그래피 공정의 정렬마크 및 이를 이용하는 정렬검사방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to solve the problem according to the prior art, in manufacturing an alignment mark for aligning the wafer in the exposure process and the alignment inspection mark for inspecting the degree of error of the pattern image transferred by the exposure process It is to provide an alignment mark of the photolithography process and an alignment inspection method using the same to reduce the error range for the wafer alignment between each other, and to more easily substitute the correction value of the alignment inspection process and the exposure process thereby.

또한, 노광 과정과 정렬검사 과정 상호간의 측정 오차 범위를 보다 축소토록 하여 공정불량을 줄이도록 함과 동시에 이를 통한 고집적화를 비롯한 반도체소자 제조수율을 향상시키도록 하는 포토리소그래피 공정의 정렬마크 및 이를 이용하는 정렬검사방법을 제공함에 있다.In addition, the alignment mark of the photolithography process and the alignment using the same to reduce the process defect by reducing the measurement error range between the exposure process and the alignment inspection process to improve the semiconductor device manufacturing yield, including high integration through this To provide a test method.

그리고, 노광 과정에서 요구되는 정렬 마크의 제작과 또 정렬검사 과정에서 요구되는 정렬검사마크의 제작을 보다 용이하게 제작토록 하여 번거로움과 작업시간을 줄이도록 하고, 노광 및 정렬검사에 대한 정렬마크와 정렬검사마크의 제작 오류를 줄이도록 하며, 이를 통한 공정 불량을 방지하도록 하는 포토리소그래피 공정의 정렬마크 및 이를 이용하는 정렬검사방법을 제공함에 있다.In addition, the manufacturing process of the alignment mark required in the exposure process and the alignment inspection mark required in the alignment inspection process can be made more easily, thereby reducing the inconvenience and work time, and the alignment mark for the exposure and alignment inspection. The present invention provides an alignment mark of a photolithography process and an alignment inspection method using the same to reduce manufacturing errors of alignment inspection marks and to prevent process defects.

도 1a 또는 도 1b는 종래 기술에 의한 정렬마크와 정렬검사마크로부터 정렬 위치를 확인하는 관계를 개략적으로 나타낸 도면이다.Figure 1a or 1b is a view schematically showing a relationship for confirming the alignment position from the alignment mark and alignment inspection mark according to the prior art.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬마크와 정렬검사마크를 일체로 형성하여 그 정렬 위치를 확인하는 관계를 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a view schematically illustrating a relationship of integrally forming an alignment mark and an alignment inspection mark according to an embodiment of the present invention and confirming an alignment position thereof.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 특징적 구성은, 포토리소그래피 공정의 노광 과정에서 레티클에 대하여 웨이퍼를 정렬시키기 위한 정렬마크와 노광 과정에 의한 패턴이미지의 정상 여부를 검사하기 위한 정렬검사마크가 형성됨에 있어서, 상기 정렬검사마크는 상기 정렬마크와 동일한 것임을 특징으로 한다.In the characteristic configuration according to the present invention for achieving the above object, an alignment mark for aligning the wafer with respect to the reticle during the exposure process of the photolithography process and an alignment inspection mark for inspecting whether the pattern image by the exposure process is normal In the, the alignment check mark is characterized in that the same as the alignment mark.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 포토리소그래피 공정의 정렬마크를 이용하는 정렬검사방법은, 웨이퍼 상에 형성된 정렬마크를 이용하여 웨이퍼를 정렬 위치시켜 노광 과정을 진행함에 있어서, 상기 노광 과정에 의해 전사된 패턴이미지의 오차 정도를 검사하기 위한 패턴이미지 정렬검사 과정에서 상기 정렬마크를 이용하여 웨이퍼를 정렬 위치시키는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.On the other hand, the alignment inspection method using the alignment mark of the photolithography process for achieving the above object, the pattern transferred by the exposure process in the process of exposure by placing the wafer in alignment position using the alignment mark formed on the wafer And aligning the wafer by using the alignment mark in the pattern image alignment inspection process for inspecting the degree of error of the image.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 포토리소그래피 공정의 정렬마크와 이를 이용하는 정렬검사방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, an alignment mark of a photolithography process and an alignment inspection method using the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬마크와 정렬검사마크를 일체로 형성하여 그 정렬 위치를 확인하는 관계를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 종래와 동일한 부분에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.2 is a view schematically showing a relationship of forming an alignment mark and an alignment inspection mark integrally and confirming an alignment position according to an embodiment of the present invention, and a detailed description thereof will be omitted.

본 발명에 따른 포토리소그래피 공정의 정렬마크 및 이응 이용하는 정렬검사방법은, 먼저 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 상에 노광 과정에서 레티클 상의 패턴이미지가 소원하는 필드 영역에 대하여 정확하게 전사될 수 있도록 레티클 및 투영렌즈부의 하측에 웨이퍼를 정렬시키기 위한 정렬마크가 형성된다.In the alignment mark of the photolithography process according to the present invention and the alignment inspection method using the same, first, as shown in FIG. 2, the reticle so that the pattern image on the reticle can be accurately transferred to a desired field area during exposure on the wafer. And an alignment mark for aligning the wafer under the projection lens portion.

이러한 정렬마크를 이용하여 웨이퍼의 현재 위치 상태를 확인하고, 이를 통해 설정된 위치로 보정하여 정렬 위치시킨 상태에서 노광을 진행하게 됨에 따라 웨이퍼 상에 도포된 감광막 상에는 레티클 상의 패턴 이미지가 축소 투영되어 전사된다.The alignment mark is used to check the current position of the wafer, and through this, the exposure is performed in a state in which the wafer is corrected to the set position. As a result, the pattern image on the reticle is reduced and projected onto the photosensitive film coated on the wafer. .

이후 노광 과정을 마친 웨이퍼는 레티클 상의 패턴이미지가 소망하는 필드 영역에 정상적으로 전사되었는지 여부를 확인 검사하기 위한 검사장비로 옮겨지고, 이어 검사장비에서는 웨이퍼를 먼저 설정된 위치에 있도록 정렬하게 된다.After the exposure process, the wafer is transferred to an inspection apparatus for checking whether the pattern image on the reticle is normally transferred to a desired field region, and then the inspection apparatus aligns the wafer so as to be at a predetermined position.

이때 웨이퍼의 정렬 위치를 판단하기 위한 정렬검사마크는 상술한 노광 과정에서 웨이퍼를 정렬 위치시키는데 사용된 정렬마크를 그대로 이용하게 되고, 여기서 각 정렬마크의 좌표값을 노광 과정에서 웨이퍼 정렬 위치에 대한 정렬마크의 좌표값으로 인식하여 확인하여 그 검사 과정을 실시한다.At this time, the alignment check mark for determining the alignment position of the wafer is used as is the alignment mark used to align the wafer in the above-described exposure process, where the coordinate value of each alignment mark is aligned with respect to the wafer alignment position in the exposure process. Recognize it as the coordinate value of the mark and check it.

이러한 관계에 의하면, 웨이퍼 상의 감광막 상에 전사된 패턴이미지의 정상 여부를 확인하는 과정에서 노광 과정에서 웨이퍼를 정렬 위치시키도록 하기 위한 정렬마크를 그대로 사용하게 됨에 따라 웨이퍼 상에는 별도의 정렬검사마크의 제작이 요구되지 않고, 그 정렬 위치 또한 동일한 좌표값을 사용함에 따라 그 측정 오차의 범위를 종래에 비교하여 보다 현저히 줄어든다.According to this relationship, an alignment mark for aligning the wafer during the exposure process is used as it is in the process of confirming whether the pattern image transferred on the photosensitive film on the wafer is normal. This is not required, and as the alignment position also uses the same coordinate value, the range of the measurement error is significantly reduced compared to the conventional one.

따라서, 본 발명에 의하면, 노광 과정에서 웨이퍼를 정렬 위치시키기 위한 정렬마크와 노광 과정에 의해 전사된 패턴이미지의 오차 정도를 검사하기 위한 정렬검사마크가 동일한 것으로 사용됨에 따라 이들 정렬 위치에 대한 측정 오차가 현저히 저감되고, 정렬검사 과정을 통한 노광 과정의 보정값 대입이 보다 용이하게 이루어지는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, the alignment marks for aligning the wafer during the exposure process and the alignment marks for inspecting the error degree of the pattern image transferred by the exposure process are used as the same, so that the measurement errors for these alignment positions are used. Is remarkably reduced, and the substitution of the correction value in the exposure process through the alignment inspection process is made easier.

또한, 노광 과정과 정렬검사 과정에서의 정렬 위치 확인에 대한 측정 오차 범위가 보다 저감됨에 의해 공정불량이 감소되고, 보다 정확한 측정 및 그 보정값 대입으로 인해 고집적 반도체소자의 제조에 적합하며, 그에 따른 반도체소자 제조수율이 향상되는 효과가 있다.In addition, the process error is reduced by reducing the measurement error range for the alignment position check in the exposure process and alignment inspection process, it is suitable for the manufacture of highly integrated semiconductor devices due to more accurate measurement and the correction value substitution The semiconductor device manufacturing yield is improved.

그리고, 노광 과정에서 요구되는 정렬 마크의 제작과 또 정렬검사 과정에서요구되는 정렬검사마크의 제작을 동일 좌표값을 갖는 동일한 것으로 제작함에 따라 그 제작이 용이하고, 번거로움의 감소와 작업시간의 저감이 있으며, 노광 및 정렬검사 과정의 웨이퍼 정렬 위치를 결정하는 정렬마크 또는 정렬검사마크의 제작 오류와 그에 따른 공정불량이 방지되는 효과가 있다.In addition, the manufacturing of the alignment mark required in the exposure process and the manufacture of the alignment inspection mark required in the alignment inspection process are made of the same thing having the same coordinate value, making the production easy, reducing the inconvenience and reducing the working time. There is an effect of preventing the manufacturing error of the alignment mark or alignment inspection mark to determine the wafer alignment position during the exposure and alignment inspection process and the resulting process defects.

본 발명은 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that modifications and variations can be made within the scope of the technical idea of the present invention, and such modifications or changes belong to the claims of the present invention. something to do.

Claims (2)

포토리소그래피 공정의 노광 과정에서 레티클에 대하여 웨이퍼를 정렬시키기 위한 정렬마크와 노광 과정에 의한 패턴이미지의 정상 여부를 검사하기 위한 정렬검사마크가 형성됨에 있어서, 상기 정렬검사마크는 상기 정렬마크와 동일한 것임을 특징으로 하는 포토리소그래피 공정의 정렬마크.In the exposure process of the photolithography process, an alignment mark for aligning the wafer with respect to the reticle and an alignment inspection mark for inspecting whether the pattern image is normal by the exposure process are formed, wherein the alignment inspection mark is the same as the alignment mark. An alignment mark of a photolithography process. 웨이퍼 상에 형성된 정렬마크를 이용하여 웨이퍼를 정렬 위치시켜 노광 과정을 진행함에 있어서,In performing the exposure process by aligning the wafer using the alignment mark formed on the wafer, 상기 노광 과정에 의해 전사된 패턴이미지의 오차 정도를 검사하기 위한 패턴이미지 정렬검사 과정에서 상기 정렬마크를 이용하여 웨이퍼를 정렬 위치시키는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 포토리소그래피 공정의 정렬마크를 이용하는 정렬검사방법.Using the alignment mark of the photolithography process, comprising the step of aligning the wafer using the alignment mark in a pattern image alignment inspection process for inspecting an error degree of the pattern image transferred by the exposure process. Alignment check method.
KR1020020056334A 2002-09-17 2002-09-17 Alignment mark of photo-lithography fabrication and alignment inspecting method using the same KR20040025732A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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