KR19980033970A

KR19980033970A - Method for forming alignment target of semiconductor device

Info

Publication number: KR19980033970A
Application number: KR1019960051821A
Authority: KR
Inventors: 박정렬
Original assignee: 문정환; 엘지반도체 주식회사
Priority date: 1996-11-04
Filing date: 1996-11-04
Publication date: 1998-08-05
Anticipated expiration: 2016-11-04
Also published as: KR100209737B1

Abstract

본 발명은 반도체 장치의 얼라인 타겟(Align target)에 관한 것으로, 특히 S/N비를 개선한 스텝퍼 장비의 얼라인 타겟 형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alignment target of a semiconductor device, and more particularly, to a method of forming an alignment target of a stepper device having an improved S / N ratio.

이를 위한 본 발명의 반도체 장치의 얼라인 타겟 형성방법은 기판상에 필드 산화막을 형성하는 공정과; 상기 필드 산화막상에 폴리 실리콘을 형성하는 공정과; 얼라인 타겟 영역을 정의하여 얼라인 타겟 영역은 일체형으로 남고 얼라인 타겟 주위에는 복수개의 섬모양으로 남도록 상기 폴리 실리콘을 선택적으로 제거하는 공정과; 상기 폴리 실리콘 패턴이 형성된 기판 전면에 절연막을 증착하고, 상기 절연막이 폴리 실리콘 상측에만 남고 폴리 실리콘으로부터 노출된 필드 산화막이 제거되도록 패터닝 하는 공정과; 상기 절연막을 포함한 전면에 금속층을 형성한 후, 고온 열처리 하는 공정과; 상기 금속층상에 포토레지스트를 증착한 후 얼라인 신호를 검출하는 공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.The alignment target forming method of the semiconductor device of the present invention for this purpose comprises the steps of forming a field oxide film on the substrate; Forming polysilicon on the field oxide film; Defining an alignment target region to selectively remove the polysilicon so that the alignment target region remains integral and remains in a plurality of islands around the alignment target; Depositing an insulating film on the entire surface of the substrate on which the polysilicon pattern is formed, and patterning the insulating film so that the field oxide film exposed from the polysilicon remains only on the upper side of the polysilicon; Forming a metal layer on the entire surface including the insulating film and then performing a high temperature heat treatment; And depositing a photoresist on the metal layer to detect an alignment signal.

Description

Method for forming alignment target of semiconductor device

본 발명은 반도체 장치의 얼라인 타겟(Align target)에 관한 것으로, 특히 S/N비를 개선한 스텝퍼 장비의 얼라인 타겟에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alignment target of a semiconductor device, and more particularly to an alignment target of a stepper device having an improved S / N ratio.

일반적으로 반도체 장치의 제조에 있어서, 포토리소그래피 공정시의 얼라인을 위한 얼라인 타겟은 반도체 장치의 제조를 위한 실제 공정 과정에서 웨이퍼상에 부수적으로 만들어진다.In general, in the manufacture of semiconductor devices, alignment targets for alignment in the photolithography process are incidentally made on the wafer in the actual process for manufacturing the semiconductor device.

또한, 반도체 제조방법의 다층 배선공정에 있어서 수직 단차가 매우 커서 평탄화 공정이 필요하게 되는데, 이에 고온 열처리 방법이 사용되나 표면 반사율을 떨어뜨리고 포토레지스트의 얼라인 공정시에 노이즈(Noise)가 커지게 된다.In addition, since the vertical step is very large in the multilayer wiring process of the semiconductor manufacturing method, a planarization process is required. However, a high temperature heat treatment method is used. do.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 반도체 장치의 얼라인 타겟에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an alignment target of a conventional semiconductor device will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 도 1b는 종래의 스텝퍼 장비의 얼라인 형성방법을 나타낸 공정 단면도이고, 도 2는 도 1b에 따른 신호파형이다.1A to 1B are cross-sectional views illustrating a method of forming an alignment of a conventional stepper device, and FIG. 2 is a signal waveform according to FIG. 1B.

도 1a에 도시한 바와 같이 반도체 기판(1)상에 필드 산화막(2)을 형성한 후, 제 1절연막(3)을 형성한다. 그리고 상기 제 1절연막(3)상에 제 1포토레지스트를 증착하고 현상 및 노광공정으로 얼라인 타겟이 형성될 부분을 제거하여 포토레지스트 패턴(4)을 형성한다.After forming the field oxide film 2 on the semiconductor substrate 1 as shown in FIG. 1A, the first insulating film 3 is formed. The photoresist pattern 4 is formed by depositing a first photoresist on the first insulating layer 3 and removing a portion where an alignment target is to be formed by developing and exposing.

이어, 도 1b에 도시한 바와 같이 상기 포토레지스트 패턴(4)을 마스크로 하여 제 1절연막(3)과 필드 산화막(2)을 기판(1) 표면이 소정부분 노출 되도록 식각하여 얼라인 타겟(6)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 1B, the first insulating layer 3 and the field oxide layer 2 are etched to expose a predetermined portion of the surface of the substrate 1 using the photoresist pattern 4 as a mask to align the target 6. ).

이어서, 도 1c에 도시한 바와 같이 얼라인 타겟(6)을 포함한 제 1절연막(3)상에 제 1금속층(6)을 형성하고, 상기 제 1금속층(6)에 제 2포토레지스트(7)를 형성한다. 그리고 얼라인 타겟(5)에 레이져 빔(Laser Beam)을 조사하여 스캔(Scan) 하면 얼라인 신호파형을 얻는다.Subsequently, as shown in FIG. 1C, the first metal layer 6 is formed on the first insulating film 3 including the alignment target 6, and the second photoresist 7 is formed on the first metal layer 6. To form. When the laser beam is irradiated to the alignment target 5 and scanned, the alignment signal waveform is obtained.

도 2에 도시한 바와 같이 얼라인 신호파형을 검출하여 최대 기울기와 최소 기울기의 중간점 즉, 얼라인 점(신호의 중간점)을 찾는 방법을 사용한다.As shown in FIG. 2, an alignment signal waveform is detected to find an intermediate point between the maximum slope and the minimum slope, that is, the alignment point (the midpoint of the signal).

그러나 이와 같은 종래의 반도체 장치의 얼라인 타겟에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the alignment target of such a conventional semiconductor device has the following problems.

메탈 공정에서 평탄화를 목적으로 고온처리를 하는 경우 표면이 거칠어 지면서 노이즈 레벨이 증가하여 스텝퍼 장비에서 얼라인이 불가능해 진다.In the case of high temperature treatment for the purpose of flattening in the metal process, the surface becomes rough and the noise level increases, making it impossible to align in the stepper equipment.

또한 얼라인 타겟은 형체를 알아볼 수가 없을 정도로 망가져서 자동적으로 신호 검출이 어려워져 얼라인이 불가능해 진다.In addition, the alignment target is broken so that the shape is not recognizable, which makes it difficult to detect the signal automatically, making alignment impossible.

본 발명은 상기와 같은 종래의 반도체 장치의 얼라인 타겟의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 S/N비를 향상시킨 반도체 장치의 얼라인 타겟을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the alignment target of the conventional semiconductor device as described above, and an object thereof is to provide an alignment target of a semiconductor device having an improved S / N ratio.

도 1a 내지 도 1c는 종래의 스텝퍼 장비의 얼라인 타겟 형성방법을 나타낸 공정 단면도1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method of forming an alignment target of a conventional stepper device.

도 2는 도1b에 따른 신호파형2 is a signal waveform according to FIG.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 스텝퍼 장비의 얼라인 타겟 형성방법을 나타낸 공정 단면도3A to 3E are cross-sectional views illustrating a method of forming an alignment target of the stepper device of the present invention.

도 4는 본 발명의 얼라인 타겟의 평면도4 is a plan view of the alignment target of the present invention;

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *

30:반도체 기판31:필드 산화막30: semiconductor substrate 31: field oxide film

32:폴리 실리콘층32a:노이즈 패턴32: polysilicon layer 32a: noise pattern

32b:얼라인 타겟33:절연막32b: alignment target 33: insulating film

34:금속층35:포토레지스트34: metal layer 35: photoresist

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 장치의 얼라인 타겟 형성방법은 기판상에 필드 산화막을 형성하는 공정과; 상기 필드 산화막상에 폴리 실리콘을 형성하는 공정과; 얼라인 타겟 영역을 정의하여 얼라인 타겟 영역은 일체형으로 남고 얼라인 타겟 주위에는 복수개의 섬모양으로 남도록 상기 폴리 실리콘을 선택적으로 제거하는 공정과; 상기 폴리 실리콘 패턴이 형성된 기판 전면에 절연막을 증착하고, 상기 절연막이 폴리 실리콘 상측에만 남고 폴리 실리콘으로부터 노출된 필드 산화막이 제거 되도록 패터닝 하는 공정과; 상기 절연막을 포함한 전면에 금속층을 형성한 후, 고온 열처리 하는 공정과; 상기 금속층상에 포토레지스트를 증착한 후 얼라인 신호를 검출하는 공정을포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.An alignment target forming method of a semiconductor device of the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a field oxide film on a substrate; Forming polysilicon on the field oxide film; Defining an alignment target region to selectively remove the polysilicon so that the alignment target region remains integral and remains in a plurality of islands around the alignment target; Depositing an insulating film on the entire surface of the substrate on which the polysilicon pattern is formed, and patterning the insulating film to leave only the upper side of the polysilicon and remove the field oxide film exposed from the polysilicon; Forming a metal layer on the entire surface including the insulating film and then performing a high temperature heat treatment; And depositing a photoresist on the metal layer to detect an alignment signal.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 반도체 장치의 얼라인 타겟에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the alignment target of the semiconductor device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 스텝퍼 장비의 얼라인 형성방법을 나타낸 공정 단면도이고, 도 4는 본 발명의 얼라인 타겟의 평면도이다.3A to 3E are process cross-sectional views illustrating an alignment forming method of the stepper equipment of the present invention, and FIG. 4 is a plan view of the alignment target of the present invention.

먼저, 도 3a에 도시한 바와 같이 반도체 기판(30)상에 필드 산화막(31)을 형성하고, 상기 필드 산화막(31) 상에 폴리 실리콘층(32)을 형성한다.First, as shown in FIG. 3A, a field oxide film 31 is formed on a semiconductor substrate 30, and a polysilicon layer 32 is formed on the field oxide film 31.

이어, 도 3b에 도시한 바와 같이 폴리 실리콘층(32)을 현상 및 노광공정을 이용하여 얼라인 타겟 영역(32b)을 정의하여 얼라인 타겟 영역(32b)은 일체형으로 형성하고, 상기 얼라인 타겟 영역(32b) 주위에는 복수개의 섬모양으로 형성하여 노이즈 패턴(32a)을 형성한다.3B, the alignment target region 32b is defined using the development and exposure process of the polysilicon layer 32 to form the alignment target region 32b as an integrated body, and the alignment target A plurality of islands are formed around the region 32b to form the noise pattern 32a.

이때, 얼라인 타겟 영역(32b) 주변에 남아있는 패턴의 폭보다 좁고 높이는 동일한 노이즈 패턴(32a)을 형성한다.At this time, the same noise pattern 32a that is narrower than the width of the pattern remaining around the alignment target region 32b is formed.

한편, 얼라인 타겟 영역(32b) 주변의 노이즈 패턴(32a)은 노이즈 레벨(Noise Level)을 더 작게 만든다.On the other hand, the noise pattern 32a around the alignment target area 32b makes the noise level smaller.

이어서, 도 3c에 도시한 바와 같이 노이즈 패턴(32a)과 얼라인 타겟 영역(32b) 상에 절연막(33)을 형성한 후, 상기 노이즈 패턴(32a)과 얼라인 타겟 영역(32b)을 마스크로 하여 기판(30) 표면이 노출 되도록 절연막(33) 및 필드 산화막(31)을 식각한다.Subsequently, as shown in FIG. 3C, the insulating layer 33 is formed on the noise pattern 32a and the alignment target region 32b, and then the noise pattern 32a and the alignment target region 32b are masked. The insulating film 33 and the field oxide film 31 are etched to expose the surface of the substrate 30.

이어, 도 3d에 도시한 바와 같이 기판(30)을 포함한 절연막(33)상에 금속층(35)을 형성한 후, 고온 열처리 공정을 실시한다. 그리고 상기 금속층(35)상에 포토레지스트(36)를 형성한다. 이때, 어떤 방법으로의 표면의 거칠기도 무관하다.Subsequently, as shown in FIG. 3D, the metal layer 35 is formed on the insulating film 33 including the substrate 30, and then a high temperature heat treatment step is performed. The photoresist 36 is formed on the metal layer 35. At this time, the roughness of the surface in any way is irrelevant.

이어서, 도 3e에 도시한 바와 같이 포토레지스트(36)를 형성한 후, 얼라인 타겟 영역(32b)에 레이져 빔을 조사하여 스캔하면 S/N비가 개선된 아주 양호한 얼라인 신호파형을 얻는다.Subsequently, after forming the photoresist 36 as shown in FIG. 3E, the laser beam is scanned by irradiating the alignment target region 32b to obtain a very good alignment signal waveform having an improved S / N ratio.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 반도체 장치의 얼라인 타겟에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the alignment target of the semiconductor device of the present invention has the following effects.

표면의 반사율이 나쁘고 거칠기가 커서 노이즈가 많은 공정에서도 폴리 실리콘을 이용하여 얼라인타겟과 노이즈 패턴을 형성하면 S/N비가 크게 개선된 양호한 신호를 얻을 수 있다.Even in a process where there is a bad reflectivity and roughness of the surface and a lot of noise, forming an alignment target and a noise pattern using polysilicon yields a good signal with a greatly improved S / N ratio.

따라서 안정된 얼라인이 가능하다Therefore, stable alignment is possible.

Claims

Forming a field oxide film on the substrate;

Forming polysilicon on the field oxide film;

Defining an alignment target region to selectively remove the polysilicon so that the alignment target region remains integral and remains in a plurality of islands around the alignment target;

Depositing an insulating film on the entire surface of the substrate on which the polysilicon pattern is formed, and patterning the insulating film so that the field oxide film exposed from the polysilicon remains only on the upper side of the polysilicon;

Forming a metal layer on the entire surface including the insulating film and then performing a high temperature heat treatment;

And depositing a photoresist on the metal layer to detect an alignment signal.

The method of claim 1,

And around the alignment target region, wherein the insulating film, the polysilicon, and the field oxide film are smaller than the width of the pattern remaining in the alignment target region and have the same height.