KR960014964B1 - 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

반도체 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

내용없음.

Description

반도체 장치의 제조 방법
제1도는 종래 정렬 마크를 사용한 다이간의 마스크 오정렬을 설명하기 위한 개략도.
제2도는 본 발명에 따른 제1 및 제2정렬 마크가 형성되어 있는 다이의 평면도.
제3도는 제2도에서의 선 III-III에 따른 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11, 21 : 반도체 기판 13, 23, 24 : 다이
25 : 제1정렬 마크 26 : 제2정렬 마크
본 발명은 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 패턴 형성을 위한 마스크 정렬시 사용되는 정렬 마크를 다이의 양측에 반복 노광시 중복되도록 형성하여 다이간의 정렬을 보정하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 다수개의 노광 마스크가 중첩 사용되는 복잡한 공정을 거치게 되며, 단계별로 사용되는 노광 마스크 간의 정렬은 특정 형상의 마크를 기준으로 이루어진다. 이때 사용되는 마크를 정렬키(alignment key) 혹은 정렬 마크라 한다.
상기 정렬 마크는 다른 마스크간의 정렬(layer to layer alignment ; 이하 "층간 정렬"이라 칭함)이나, 하나의 마스크에 대한 다이간의 정렬에 사용된다.
여기서 다이라 함은 한번의 노광 공정으로 형성되는 영역 전체를 의미하며, 하나의 다이내에 다수개의 반도체 칩이 포함될 수도 있다.
반도체 장치의 제조 공정에 사용되는 스탭 앤 리비트(step and repeat) 방식의 노광 장비인 스테퍼(steper)는 스테이지가 X-Y 방향으로 움직이며 반복적으로 이동 정렬하여 노광하는 장치이다. 상기 스테이지는 정렬 마크를 기준으로 자동 또는 수동으로 웨이퍼의 정렬이 이루어지며, 스테이지는 기계적으로 동작되므로 반복되는 공정시 정렬 오차가 발생되고, 정렬오차가 허용 범위를 초과하면 소자의 불량이 발생된다.
상기 다이간 정렬의 경우에는 제1도에 도시되어 있는 바와 같이, 반도체 기판(11) 상에 최초로 노광된 다이(13)에서 멀어질 수록 오정렬의 폭이 증가된다. 즉 제1도의 실선으로 표시된 부분이 형성하고자 하는 이상적인 위치의 다이(13) 경계선이고, 점선으로 표시된 부분은 오정렬에 의해 형성된 실제 다이(13)의 경계선이다.
상기와 같이 오정렬에 따른 중첩 정확도의 조정 범위는 소자의 디자인 롤(disign rule)에 따르며, 통상 디자인 롤의 20~30% 정도이다.
종래 정렬 마크는 웨이퍼에서 반도체 칩이 형성되지 않는 부분인 스크라이브 라인(scribe line) 상에 형성되며, 상기 정렬 마크를 이용한 오정렬 정도의 측정 방법으로는 버어니어(venier) 정렬 마크를 이용한 시각 점검 방법과, 박스 인 박스(box in box)나 바아 인 바아(bar in bar) 정렬 마크를 이용한 자동 점검 방법에 의해 측정한 후, 보상한다.
그러나 스크라이브 라인 상에 형성되는 종래의 층간 또는 다이간 정렬 마크는 수차례의 노광 공정이 진행됨에 따라 측정이 부정확해지고, 다이간 정렬 오차는 노광 공정시에는 측정할 수 없으며, 장비 점검 시기에 소프트 웨어를 사용하여 정렬 상태를 측정 및 보정하는데, 이러한 측정 및 보정 작업은 부정확하고 시간이 많이 걸리는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 한번의 노광 공정으로 형성되는 다이의 일측 경계선 외부와 타측 경계선의 내부에 서로 중첩되는 정렬 마크를 형성하여 다이간의 정렬을 용이하게 보정하여 수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 장치의 제조 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 장치 제조 방법의 특징은, 스테퍼에 의해 노광을 반복 진행하여 패턴을 형성하는 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 한번의 노광에 의해 형성되는 다이의 일측 외부에 제1정렬 마크를 형성하고, 상기 다이의 타측에 상기 제1정렬 마크와 중첩되는 제2정렬마크를 형성하여 인접한 다이간의 정렬을 측정할 수 있는 반도체 장치의 제조방법에 있다.
이하, 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명에 따른 정렬 마크를 사용한 다이의 평면도이다.
한번의 노광 공정에 의해 형성되는 다이(23)의 일측, 예를들어 우측 경계선의 외부의 소정 형상, 예를들어 한변의 길이가 10㎛인 정사각 형상의 제1정렬 마크(25)가 형성되어 있으며, 상기 다이(23)의 타측에는 소정 형상, 예를들어 상기 앞의 노광 공정에서 형성된 제1정렬 마크(25)와 중복되는 위치에 소정 형상, 예를들어 한변의 길이가 5㎛인 정사각 형상의 제2정렬 마크(26)가 형성되어 있다.
노광 공정시에는 패턴의 단차만 있으면 측정이 가능하므로 상기 제1 및 제2정렬 마크(25), (26)의 형상 및 크롬 패턴의 유무는 사용되는 감광액의 종류 및 형성되는 패턴의 형상에 따라 적절하게 형상을 설계한다.
즉, 제3도에 도시되어 있는 바와 같이, 비노광 지역이 패턴이 되는 포지티브형 감광액을 사용한 경우, 제1노광에 의해 제1정렬 마크(25)는 사각 형상으로 남게되고, 후속 노광 공정시에는 상기 제2정렬 마크(26)에 의해 상기 제1정렬 마크(25)의 중앙 부분에 광에 노출되어 제거되므로 단차의 측정이 용이한 사각틀체 형상의 정렬 마크가 형성된다.
상기에서는 포지티브형 감광액을 예로 들었으나, 노광영역이 패턴이 되는 네가티브형 감광액의 경우에도 마찬가지로 적용할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 하나의 패턴 마스크를 웨이퍼상에서 이동시키며 여러번의 노광 공정을 진행하는 스테퍼에서 한번의 노광 공정에 의해 형성되는 다이의 일측 경계선 외부으로 제1정렬 마크를 형성하고, 상기 다이의 타측 경계선 내부로 선행 노광 공정에 의해 형성된 제1정렬 마크와 중복되는 위치에 제2정렬 마크가 형성되도록 하여, 상기 제1 및 제2정렬 마크간에 측정장치가 인식 가능한 단차가 지도록 하였다.
따라서 상기 제1 및 제2정렬 마크를 정렬시켜 다이간의 정렬을 노광 공정 진행시에 보정하여 반도체 장치의 생산 수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 스테퍼에 의해 노광을 반복 진행하여 패턴을 형성하는 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 한번의 노광에 의해 형성되는 다이의 일측 외부에 소정 형상의 제1정렬 마크를 형성하고, 상기 다이의 타측에 선행 노광 공정에서 형성된 제1정렬 마크와 중첩되도록 제2정렬마크를 형성하여, 인접한 다이간의 정렬을 측정하여 보정하는 반도체 장치의 제조방법.
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