KR0146240B1 - 패턴 중첩도 측정마크 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 제조 공정중 리소그라피(Lithography) 공정의 패턴 중첩도 측정 마크 제조방법에 관한 것으로서, 특히 마스크 공정시 내측 패턴 박스의 외부로 배열되는 패턴을 종래의 수평축(X축), 종축(Y축) 방향의 패턴을 혼합한 패턴을 형성하여 컨트라스트가 다른 다층간 패턴 중첩 측정마크의 컨트라스트 차를 완화시켜 측정시 패일(Fail)을 방지하는 패턴 중첩도 측정마크 제조방법에 관한 것이다.

Description

패턴 중첩도 측정 마크 제조방법

제1도는 종래의 패턴 중첩도 측정 마크 제조방법을 도시한 도면.

제2a도 내지 제2d도는 본 발명의 방법에 따라 패턴 중첩도 측정 마크 제조방법을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제1공정 식각패턴 2 : 제2공정 식각패턴

3 : 내측 패턴박스(레지스트) a,b : 외측박스 윤곽패턴

본 발명은 반도체 소자 제조공정 중 리소그라피(Lthography) 공정의 패턴 중첩도 측정 마크 제조방법에 관한 것으로, 특히 마스크 공정시 형성되는 패턴의 중첩도를 정확히 측정하기 위하여 컨트라스트(Contrast)가 다른 다층간 패턴 중첩 측정 마크의 컨트라스트 차를 완화시켜 측정시 패일(Fail)을 방지하는 패턴 중첩도 측정 마크 제조방법에 관한 것이다.

종래의 다층간 패턴 중첩도 측정 마크는 제1도에 도시한 바와 같다.

다층간 패턴 중첩도 측정 마크란 제1도에 도시한 바와같이 패턴(1)이 폴리1패턴이고, 패턴(2)가 폴리2콘택 패턴이라고 할 경우, 다음 공정 폴리2마스크작업에서 필요한 것 중, 폴리2마스크가 X축으로 폴리2콘택이, Y축으로는 폴리1패턴의 미스얼라인(Misalign)이 중요하다면, 제1도와 같은 형태의 얼라인먼트(Alignment) 측정 마크를 써서 측정할 수 있다. 즉, 패턴(3)은 상기 각 패턴(1)과 패턴(2) 사이의 X축 혹은 Y축의 중첩도 미스얼라인 정도를 종래의 두 개의 측정 마크를 사용치 않고 제1도와 같은 하나의 측정 마크로 동시에 볼 수 있다.

제1도에 있어, 내측의 패턴 박스(3)는 포토레지스트이고, 상기 내축 패턴의 마스크 작업 이전에 형성된 외측 패턴 박스(1,2)와 내측 패턴박스(3)와의 거리차 X와 X', Y와 Y'를 읽어 X축 혹은 Y축으로 내측박스 패턴(3)이 패턴(1)과 패턴(2)에서 벗어난 정도를 알 수 있다.

보통의 경우에 있어서는, 제1도에 도시한 세 개의 패턴(1,2,3)을 모두 다른 공정에서 형성시키고, 최종 패턴(3)과 중첩도 측정이 요구될 때가 있다. 이때, 이를 소정의 준비된 측정장비에 의해서 X,Y의 미스어라인 정도를 읽는다.

보통의 경우에 있어서 처럼, 패턴(1)과 패턴(2)가 동일한 공정에서 형성되었다면, 이 두 패턴(1,2)에 대해 측정장비에 의한 광학적 컨트라스트 차이는 거의 없다.

그러나, 두 패턴(1)과 (2)가 다른 공정 스텝에서 형성되어 광학적 컨트라스트차가 매우 상이하게 되면, 측정 장비상의 정확도 혹은 측정실패를 유발할 가능성이 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 외측에 위치한 개개의 패턴을 혼합하는 배열로 함으로써 측정장비가 갖는 백그라운드 라이트 레벨(Background light level)차를 보상해 주는 패턴 중첩도 측정 마크 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 반도체 소자의 제조공정중 리소그라피 공정의 다층간 패턴 중첩도 측정 마크 제조방법에 있어서, 내측 패턴박스(3)의 외부로 배열되는 외측 패턴박스의 윤곽패턴(a및 b)을 내측 패턴박스(3)이 각변과 소정방향을 이루도록 배열하고, 상기 윤곽패턴(a및 b)이 외측에 위치한 백그라운드 패턴은 수평축(X축),종축(Y축) 방향의 패턴을 서로 혼합한 패턴으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 상세한 설명을 하기로 한다.

제2a도 내지 제2d도는 본 발명의 방법에 따른 패턴 중첩도 측정 마크 제조방법의 실시예를 도시한 도면이다.

상기 도면에 있어서, 패턴(1)과 (2)의 가장 안쪽에 위치한 바깥 박스 윤곽 패턴인(a)와(b)는 제1도와 같은 패턴 형태로 그대로 두며, 보통 이 사각막대 형태의 패턴인 (a)와 (b)의 폭이 수십㎛ 이내의 짧은 폭으로 하고, 나머지 제1도의 외측 박스(1)과 (2)의 여분은 패턴(1)과 (2)를 혼합하여 배열함으로써 컨트라스트 차를 줄이도록 한다.

상기와 같은 컨트라스트 보상용 패턴 중첩도 마크를 제작하기 위해서는 먼저 공정스텝으로 외측박스 윤곽패턴의 하나인 (a)와 제1공정 식각패턴인 (1)의 패턴을 형성하고, 다음공정에서 외측윤곽패턴의 하나인 (b)와 제2공정 식각패턴인 (2)의 패턴을 형성한다. 그리고 최종적으로 패턴(3)을 형성시켜 패턴 중첩도 측정장치로 미스얼라인을 측정한다.

제2a도는 외측 박스 윤곽패턴인(a,b)와 유사한 형태의 패턴을 하나씩 걸러서 반복되게 하여 외측 박스를 형성한 경우를 도시 하였다. 크기는 보통 수십㎛의 폭 크기를 갖는다.

이때, 내측 패턴 박스(3)의 외부로 배열되는 외측 박스 윤곽패턴인(a,b)와 유사한 형태의 패턴을 반복되게 배열하되 윤곽패턴인(a,b)와 평행한 형태로 하거나 또는 평행한 형태가 아닌 다른 형태로 배열할 수도 있다.

제2b도는 외측 박스 윤곽패턴인(a)및 (b)를 제2a도와 마찬가지로 패턴(3)의 각 변과 평행하게 형성시키고, 패턴(a)및 (b) 바깥의 백그라운드 패턴은 상기 패턴(a),(b)에 수직되게 한 경우를 도시하고 있다. 이들 백그라운드 패턴은 서로 하나씩 걸러 반복되게 나열한다. 이와 같이 함으로써 X,Y축의 극한적 컨트라스트 차를 줄여주게 된다.

이때, 또한, 제2c도에 도시한 바와 같이, 상기 내측 박스의 외부로 배열되는 두 개의 패턴(1,2)의 단부 길이를 서로 달리하여 형성할 수 있다.

이때, 두 개의 패턴의 단부 길이차는 (c)이다.

제2d도는 백그라운드 컨트라스트 차를 줄여주기 위하여 도트(Dot) 형태의 작은 박스 혹은 서브미크론(Submicron) 정도의 작은 패턴을 형성하한 경우를 도시라고 있다. 이 경우는 아주 작은 패턴으로 분할함으로써 반사산란(Diffused light)에 의한 컨트라스트 차를 희석 시킬 수 있도록 한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 패턴 중첩도 측정 마크 제조방법은 내측 패턴 박스의 외부로 배열되는 패턴을 종래의 수평축(X축), 종축(Y축) 방향의 패턴을 혼합한 패턴을 형성하여 측정장비의 광학적 컨트라스트 차에 의한 실패를 방지하고 측정 장비상의 소프트 웨어적 컨트라스트 이미지를 쉽고, 빨리 판별할 수 있어 측정시간을 단축 시킬 수 있도록 하였다.

Claims (6)

1. 반도체 소자의 제조공정중 리소그라피 공정의 다층간 패턴 중첩도 측정 마크 제조방법에 있어서, 내측 패턴박스(3)의 외부로 배열되는 외측 패턴의윤곽패턴(a및 b)을 내측 패턴바스(3)의 각변과 소정방향을 이루도록 배열하고, 상기 윤곽패턴(a및 b)의 외측에 위치한 백그라운드 패턴은 수평축(X축),종축(Y축) 방향이 패턴을 서로 혼합한 패턴으로 형성하는 것을 특징오로 하는 다충간 퍼틴 중첩도 측정 마크 제조방법
2. 제1항에 있어서, 상기 내측 패턴박스의 외부로 배열되는 외측패턴은 상기 내축 박스의 변과 평행하게 배열되는 것을 특징으로 하는 다층간 패턴 중첩도 측정 마크 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 내측 패턴박스의 외부로 배열되는 외측 패턴의 윤관패틴(a및 b는 상기 내측박스의 변과 평행하되, 상기 윤곽패턴의 외측에 위치한 백그라운드 패턴은 상기 내측박스의 변에 수직하도록 혼합 배열하는 것을 특징으로 하는 다층간 패턴 중첩도 측정 마크 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 내측 패턴 박스의 외부로 배열되는 외측 패턴을 상기 내측 패턴 박스의 변에 수직으로 향하도록 배열하는 것을 특징으로 하는 다층간 패턴 중첩도 측정 마크 제조방법.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 내측 패턴 박스의 외부로 배열되는 두 개의 외측 패턴의 단부 길이가 서로 다르게 한 것을 특징으로 하는 다층간 패턴 중첩도 측정 마크 제조방법.
6. 제1항, 제2항, 제4항중 임의의 어느한항에 있어서 상기 내측 패턴 박스의 외부로 배열되는 외측 패턴을 도트(dot) 형태로 배열 하는 것을 특징으로 하는 다층간 패턴 중첩도 측정 마크 제조방법.