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JPS62159441A - Alignment mark - Google Patents

Alignment mark

Info

Publication number
JPS62159441A
JPS62159441A JP61000729A JP72986A JPS62159441A JP S62159441 A JPS62159441 A JP S62159441A JP 61000729 A JP61000729 A JP 61000729A JP 72986 A JP72986 A JP 72986A JP S62159441 A JPS62159441 A JP S62159441A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mark
alignment mark
alignment
marks
wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61000729A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Kano
加納 正明
Hisashi Furukawa
古川 寿志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP61000729A priority Critical patent/JPS62159441A/en
Publication of JPS62159441A publication Critical patent/JPS62159441A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To efficiently perform accurate alignment by forming alignment marks of a plurality of marks formed stepwisely different in sizes and formed at positioners to be aligned in a superposing manner. CONSTITUTION:An alignment mark 1 is composed of a plurality of marks 3, 4, 5, 6 formed stepwisely different in sizes and formed at positioners to be aligned in a superposing manner. When aligning a wafer 2, the wafer 2 is placed on a sample base. The magnification of a scan type electron microscope is set to 100 times to detect a first mark 3. Then, the microscope is set to 1,000 times to detect a second mark 4, and adjusted to become a center of a visual field. Then, it is set to 5,000 times to detect a third mark 5, and adjusted to become the center of the visual field. Further, it is set to 10,000 times to detect a fourth mark 6, and adjusted to become the center of the visual field. Thus, an accurate alignment is efficiently performed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、LSI製造工程におけるシリコンウェーハの
高精度位置合せに用いられる位置合せマークに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to alignment marks used for highly accurate alignment of silicon wafers in LSI manufacturing processes.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

一般に、半導体集積回路の製造工程においては。 Generally, in the manufacturing process of semiconductor integrated circuits.

ウェーハの位置合わせを必要さする。とくに、超LSI
におけるウェーハへの電子ビーム直接描画においては、
マスク描画と異なり各層パターン間の高精度位置合せが
不可欠である。すなわち、第1層のパターンを基準位置
に描画しても、ウェーハ処理工程を経て第2層のパター
ン描画のためのウェーハを試料台にセットしたさき、基
準位置からの位置ずれが起きる。そこで1位置、角度及
び振幅の補正を行いながら、第2層のパターンを描画す
る。このときの位置合せn度は、パターンの最小線幅の
1/1o〜1/14が必要とされる。したがって。
Requires wafer alignment. In particular, very LSI
In electron beam direct writing on wafers,
Unlike mask drawing, high-precision alignment between patterns in each layer is essential. That is, even if the first layer pattern is drawn at the reference position, the positional deviation from the reference position occurs after the wafer processing step and the wafer for drawing the second layer pattern is set on the sample stage. Therefore, the second layer pattern is drawn while correcting the first position, angle, and amplitude. At this time, the alignment n degrees is required to be 1/1o to 1/14 of the minimum line width of the pattern. therefore.

超LSIでは、 0.1〜0.2.am (D精、1ソ
が要求大り、7.−rの精度を実現するには1通常、ウ
ェーハ上に形成された位置合せマークを電子ビームで走
査することにより行っている。この位置合せマークは、
工、 チップやCVD (Chemical Vapo
ur Deposition)などのウェーハ処理工程
を経ても十分位置決定用信号が得られるものでなければ
ならない。そのため。
In VLSI, 0.1 to 0.2. am (D precision, 1 so is required, 7. To achieve -r precision, 1 is usually performed by scanning the alignment mark formed on the wafer with an electron beam.This alignment The mark is
engineering, chips and CVD (Chemical Vapo)
It must be possible to obtain a sufficient position determination signal even after wafer processing steps such as ur deposition. Therefore.

シリコン段差、酸化シリコン段差、V形溝、金属等によ
りウェーハ上に位置合せマークを形成していた。
Alignment marks were formed on the wafer using silicon steps, silicon oxide steps, V-shaped grooves, metal, and the like.

しかしながら、従来の位置合せマークは、柩めて微小な
ものであるため、走査型電子顕微鏡の低倍率で発見する
ことが1醋であり1作業能率低下の一因となっていた。
However, since conventional alignment marks are extremely small, they can only be detected with the low magnification of a scanning electron microscope, which is one reason for a decrease in work efficiency.

また逆に、低倍率で発見できる程度に位置合せマークを
大きくすると、観察視野外に出てしまい、別の場所に特
設したさらに小さな位置合せマークを捜し出す煩雑さを
生じ。
On the other hand, if the alignment mark is made large enough to be detected at low magnification, it will move out of the observation field of view, creating the hassle of searching for an even smaller alignment mark specially placed elsewhere.

結局1作業能率を低下させること(こなっていた。In the end, it reduced work efficiency.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、上記事情を勘案してなされたもので。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances.

同一場合で高精度の位置合せを能率的に行う位置合せマ
ークを提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide an alignment mark that efficiently performs highly accurate alignment in the same case.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

位置合せマークを、大きさが段階的に異なり且つ重畳的
に被位置合せ体に形成された複数のマークにより構成し
たものである。
The alignment mark is composed of a plurality of marks that differ in size stepwise and are formed on the object to be aligned in a superimposed manner.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下1本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。 An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

第1図は、この実施例の位置合せマーク(1)を示して
いる。この位置合せマーク(1)は、第2図に示すウェ
ーハ(2)の一方の主面上に形成されたもので。
FIG. 1 shows the alignment mark (1) of this embodiment. This alignment mark (1) is formed on one main surface of the wafer (2) shown in FIG.

走査型電子顕微鏡の低部率(例えば100倍)にて容易
に検出可能の十字形をなす第1マーク(3)と。
A first mark (3) in the shape of a cross that can be easily detected at a low magnification (for example, 100 times) using a scanning electron microscope.

この第1マーク(3)の右肩部に形成され例えば倍率1
000倍程度1て容易に検出できる十字形をなす第2マ
ーク(4)と、第3図に示すようにこの第2マーク(4
)の中心部に形成され例えば5000倍程度1ごて容易
に検出できる三角形をなす第3マーク(5)と、第4図
に示すようにこの第3マーク(5)の中心部に形成され
例えば10000倍程度に倍程易に検出できる十字形を
なす第4マーク(6)とから構成されている。
For example, it is formed on the right shoulder of this first mark (3) and has a magnification of 1
A second mark (4) in the shape of a cross that can be easily detected at a magnification of about 1,000 times, and a second mark (4) as shown in FIG.
) is formed in the center of the triangular shape and can be easily detected with a trowel of about 5000 times, for example.As shown in FIG. and a fourth mark (6) in the shape of a cross that can be detected about 10,000 times more easily.

しかして、これら第1.第2.第3.第4マーク(3)
、 (4)、 (5)、 (6)は、エツチングにより
クエーノ1(2)の主面に刻設された段差により形成さ
れている。このような位置合せマーク(1)は、各ウェ
ーハ(2)ごとに通常2個形成されている。また、ウエ
ーノ・(2)の各チップ(力・・・ごとに1個の位置合
せマーク(1)が形成されている。
However, these first. Second. Third. 4th mark (3)
, (4), (5), and (6) are formed by steps carved on the main surface of Quano 1 (2) by etching. Two such alignment marks (1) are usually formed for each wafer (2). Further, one alignment mark (1) is formed for each chip (force) of Ueno (2).

しかして、この実施例の位置合せマークを用いて、ウェ
ーハ(2)の位置合せを行う場合、ウェーハ(1)をX
、Y方向に移動自在な試料台上に載置する。
Therefore, when aligning the wafer (2) using the alignment marks of this embodiment, the wafer (1) is
, placed on a sample stage that is movable in the Y direction.

つぎに、走査型電子顕微鏡の倍率を100倍にして。Next, increase the magnification of the scanning electron microscope to 100x.

ウェーハ(2)ごとに設けられている一対の位置合せマ
ーク(1)、 (1)のうち一方の位置合せマーク(1
)を構成する第1マーク(1)を検出する。つぎに1倍
率1000倍にて第1マーク(1)に近接して設けられ
ている第2マーク(1)を検出し、視野中央部となるよ
うに調整する。つぎに1倍率5000倍にて第2マーク
(1)の中心部に設けられている第3マーク(5)を検
出し、視野中央部となるように調整する。さらに。
One of the pair of alignment marks (1), (1) provided on each wafer (2)
) is detected. Next, the second mark (1) provided close to the first mark (1) is detected at a magnification of 1,000 times and adjusted so that it is located in the center of the field of view. Next, the third mark (5) provided at the center of the second mark (1) is detected at a magnification of 5,000 times and adjusted so that it is located at the center of the field of view. moreover.

倍率10000倍にて第3マーク(5)の中心部に設け
られている第4マーク(6)を検出し、視野中央部とな
るように調整する。かくて、この第4マーク(6)の座
標位置が確定すると、今匣は、他方の位置合せマーク(
1)について同様の操作を繰返す。つぎに。
The fourth mark (6) provided at the center of the third mark (5) is detected at a magnification of 10,000 times and adjusted so that it is located at the center of the field of view. In this way, once the coordinate position of this fourth mark (6) is determined, the present box is moved to the other alignment mark (6).
Repeat the same operation for 1). next.

各チップごとに設けられた位置合せマーク(1)・・・
のうち、所要の処理を施すチップ(力に対応して設けら
れた位置合せマークを同様の手順で検出し、以上の検出
により求められた三つの第4マーク(6)・・・の座標
位置に基づき1位置補正処理を行い1例えば電子ビーム
により描画を行う。なお、上記マーク(33,(4)、
 (5)、 (6)の検出は、パターンマツチング等の
画像処理により自動的に行う。
Alignment mark (1) provided for each chip...
Among them, the chip that performs the required processing (alignment marks provided corresponding to the force are detected in the same procedure, and the coordinate positions of the three fourth marks (6)... determined by the above detection) 1 position correction processing is performed based on 1, and drawing is performed using, for example, an electron beam. Note that the above marks (33, (4),
The detections in (5) and (6) are automatically performed by image processing such as pattern matching.

このように、この実施例の位置合せマーク(1)は、は
ぼ同一視野領域に入るように重複して形成された4つの
第1.第2.第3.第4マーク(3>、 (4)、 (
5)。
In this way, the alignment marks (1) of this embodiment are formed in four overlapping first and second positions so as to fall into almost the same visual field. Second. Third. 4th mark (3>, (4), (
5).

(6)からなっているので、徐々に段階的に倍率を上げ
ながら、各マーク(3)、 (4)、 (5)、 (6
)を視野中央に調整することにより、高精度の位置合せ
を能率的に行うことができる。とくに、低倍率から高倍
率まで。
(6), so each mark (3), (4), (5), (6
) to the center of the field of view, highly accurate positioning can be performed efficiently. Especially from low magnification to high magnification.

同−場所で位置確認ができるので、試料台の移動及びマ
ークを捜す手間が省け1位置合せ能率が高くなる。さら
に、大小のマーク(3>、 (4)、 (5)、 (6
)を−個所にまとめたので、ウェーハ(2)面上におけ
る省スペースが可能となる。
Since the position can be confirmed at the same location, the trouble of moving the sample stage and searching for marks is eliminated, increasing the efficiency of positioning. Furthermore, large and small marks (3>, (4), (5), (6
) are grouped together at - location, space can be saved on the wafer (2) surface.

なお、上記実施例においては1位置合せマーク(1)は
、4つのマーク(3>、 (4)、 (5)、 (6)
からなっているが。
Note that in the above embodiment, one alignment mark (1) consists of four marks (3>, (4), (5), (6)
It consists of

複数かつ同−視野領域にある限り、その数については必
要に応じて適宜に設定してよい。また、マークの形状に
ついても、自動パターン認識に適合するものであれば、
形状には限定されない。さらに、上記実施例における段
差は、シリコンクエーハへのシリコン段差を利用してい
るがs酸化シリコンを利用した段差、V形溝、金属段差
等によりマークを形成してもよい。さらに、上記実施例
においては1位置合せマークは、走査型電子顕微鏡で検
出するものであるが1通常の光学顕微鏡を用いた場合の
位置合せにも適用できる。この場合。
As long as there are a plurality of them and they are in the same viewing area, the number may be set as appropriate as necessary. Also, regarding the shape of the mark, as long as it is compatible with automatic pattern recognition,
It is not limited to shape. Further, although the step in the above embodiment is a silicon step on a silicon wafer, the mark may be formed by using silicon oxide, a V-shaped groove, a metal step, or the like. Further, in the above embodiment, the alignment mark 1 is detected by a scanning electron microscope, but it can also be applied to alignment using a normal optical microscope. in this case.

位置合せマークは、レジスト膜、塗装膜等であってもよ
い。
The alignment mark may be a resist film, a paint film, or the like.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の位置合せマークは、はぼ同一の視野領域に入る
ように大きさの異なる複数のマークを重複して構成した
ものであるので、低倍率から高倍率に段階的に倍率を上
げることにより、高精度の位置合せを能率的に行うこと
ができる。
The alignment mark of the present invention is composed of a plurality of overlapping marks of different sizes so that they fit into the same visual field, so by increasing the magnification step by step from low to high magnification, , highly accurate alignment can be performed efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の位置合せマークの平面図、
第2図は221図の位置合せマークが形成されているウ
ェーハの平面図、第3図はM1図の破線円内拡大図、f
gA図は第3図の破線円内拡大図である。 (1)・・・位置合せマーク、(2)・・・ウェーハ(
被位置合せ体)。 (3)・・・第1マーク(粗位置合せ用マーク)。 (4)・・・第2マーク(精密位置合せ用マーク)。 (5)・・・第3マーク(fl#密位置合せ用マーク)
。 (6)・・・第4マーク(精密位置合せ用マーク)。 代理人 弁理士  則 近 憲 佑 同     竹 花 喜久男
FIG. 1 is a plan view of an alignment mark according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a plan view of the wafer on which the alignment marks shown in Figure 221 are formed, Figure 3 is an enlarged view of Figure M1 within the dashed circle, f
Figure gA is an enlarged view within the broken line circle in Figure 3. (1)...Alignment mark, (2)...Wafer (
object to be aligned). (3)...First mark (rough alignment mark). (4)...Second mark (mark for precise positioning). (5)...Third mark (fl# fine alignment mark)
. (6)...Fourth mark (mark for precise positioning). Agent Patent Attorney Nori Chika Yudo Kikuo Takehana

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)位置合せされる被位置合せ体上に形成され且つ顕
微鏡により判別される大きさを有し上記被位置合せ体の
粗位置決めを行うための粗位置合せ用マークと、上記第
1マークが判別される上記顕微鏡の倍率より高い倍率で
判別される大きさを有し且つ上記粗位置合せ用マークと
ほぼ同じ位置における上記被位置合せ体上に形成され上
記粗位置合せ用マークにより粗位置合せされた被位置合
せ体の精密位置合せを行うための精密位置合せ用マーク
とからなることを特徴とする位置合せマーク。
(1) A rough alignment mark formed on the object to be aligned and having a size determined by a microscope for roughly positioning the object to be aligned, and the first mark. Coarse alignment is performed by the coarse alignment mark, which is formed on the object to be aligned at approximately the same position as the coarse alignment mark and has a size that can be discriminated at a magnification higher than the magnification of the microscope to be discriminated. An alignment mark comprising a precision alignment mark for precisely aligning an object to be aligned.
(2)精密位置合せ用マークは、粗位置合せ用マークの
内部に形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の位置合せマーク。
(2) The alignment mark according to claim 1, wherein the precise alignment mark is formed inside the rough alignment mark.
(3)精密位置合せ用マークは、大きさを段階的に異な
らせて重畳して設けられた複数のマークからなつている
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の位置合せ
マーク。
(3) The alignment mark according to claim 1, wherein the precision alignment mark is made up of a plurality of marks that are superimposed with different sizes in stages.
JP61000729A 1986-01-08 1986-01-08 Alignment mark Pending JPS62159441A (en)

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JP61000729A JPS62159441A (en) 1986-01-08 1986-01-08 Alignment mark

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JPS62159441A true JPS62159441A (en) 1987-07-15

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JP (1) JPS62159441A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007208031A (en) * 2006-02-02 2007-08-16 Nikon Corp Wafer holder, and method for manufacturing semiconductor device
JP2011227363A (en) * 2010-04-22 2011-11-10 Nitto Denko Corp Method of detecting alignment mark and method of manufacturing wiring circuit board

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