KR0169227B1 - 다층 배선 구조를 갖는 반도체 장치의 포커싱 패턴 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다층 배선 구조를 갖는 반도체 장치의 포커싱 패턴 형성 방법에 관한 것으로서, 패턴이 있는 양산용 래티클의 스크라이브 라인에 UV투과율이 각각 다른 패턴을 형성하여 두께가 다른 1차 패턴을 형성하고 그위에 2차 패턴을 형성하여 두께에 따른 초점 깊이를 검사할 수 있도록 구성하여, 패턴이 이미 형성되어 있는 웨이퍼에서 DOF(Depth of Focus)를 조절하여 반도체 제조 공정 중에 포커스를 적절하게 유지할 수 있도록 한 것이다.

Description

다층 배선 구조를 갖는 반도체 장치의 포커싱 패턴 형성 방법

제1도는 종래 반도체 장치의 포커싱 패턴 구성을 보이는 예시도.

제2a도는 본 발명에 따른 포커싱 패턴 형성 공정에 의해 제조된 포커싱 패턴의 바람직한 예.

제2b도는 디포커스(Defocus)로 인한 패턴 불량의 예.

제3도는 본 발명에 따른 포커싱 패턴 형성 공정도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 실리콘 기판 20 : 산화막

30,35 : 포토레지스트 40 : 렌즈

본 발명은 다층 배선 구조를 갖는 반도체 장치의 포커싱 패턴 형성 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 패턴이 이미 형성되어 있는 웨이퍼에서 DOF(Depth of Focus)를 조절하여 반도체 제조 공정 중에 포커스를 적절하게 유지할 수 있도록 한 다층 배선 구조를 갖는 반도체 장치의 포커싱 패턴 형성 방법에 관한 것이다.

종래에는 제1도에 도시된 바와 같이, 베어 래티클(bare reticle)에 패턴을 형성하였다. 즉, 실리콘 기판(10)에 산화막(20)을 형성한 후 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 사용하여 상기 산화막(20)을 선택적으로 식각하고, 포토레지스트 패턴을 제거한 다음, 다시 기판(10) 상부에 포토레지스트(30) 침적하였다. 그리고 이를 이용하여 웨이퍼를 노광, 노출된 웨이퍼에서의 DOF만을 검사하였다. 여기서 미설명 부호 40은 렌즈이다.

그러나 이와 같이 제조된 패턴은 실제 패턴이 형성되고 단차(H)가 이루어지는 곳에서의 포토 공정에서 단차가 있는 윗부분과 아랫부분의 포커스 차이가 발생하여 부분적으로 패턴 불량을 일으킬 소지가 있고, 이런 경우 임의로 웨이퍼에 포커스값을 입력, 시험하여 포커스 조건을 설정한 후 공정을 진행하기 때문에 적정 포커스 조건 구현이 어렵고 작업성이 불량하다.

즉, 종래 기술은 노출된 웨이퍼에서만 디포커스(Defocus)를 조정하는 것이기 때문에 패턴의 단차(H)가 있는 곳에서 사용할 수 없다는 문제점을 갖고 있다.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로, 그 목적은 패턴이 형성된 곳에서의 포커스와 패턴이 없는 곳에서의 포커스를 관찰하여 실제 패턴이 형성된 웨이퍼에서 2차 패턴의 형성을 적절하게 조절할 수 있도록 한 다층 배선 구조를 갖는 반도체 장치의 포커싱 패턴 형성 방법을 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 패턴 형성 방법은, 패턴이 있는 양산용 래티클의 스크라이브 라인에 UV투과율이 각각 다른 패턴을 형성하여 두께가 다른 1차 패턴을 형성하고 그 위에 2차 패턴을 형성하여 두께에 따른 초점 깊이를 검사할 수 있도록 구성한 데에 그 특징이 있다.

즉, UV투과율이 0%, 2%, 4% …등으로 구성된 패턴이 스크라이브 라인에 삽입되어 있는 래티클로 1차 패턴을 형성하고, 다음 2차 패턴의 래티클로 노광하면 모든 층 위에 형성된 두께별 패턴 위에 2차 패턴이 형성된다. 이와 같이 형성된 패턴으로 두께에 대한 포토레지스트 프로파일을 검사(DOF검사)할 수 있으며, 이는 현장에서 즉시 사용할 수 있다.

이를 제3도에 도시한 본 발명의 패턴 형성 공정도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 제3a도에서와 같이, 실리콘 기판(10)상에 산화막(20)을 형성하고, 포토레지스트(30)을 코팅한 다음 상기 기판(10)을 스크라이브 라인에 UV투과율 0%, 2%, 4%…80%로 구성된 패턴을 갖는 래티클을 사용하여 노광한다. 이때에 패턴은 어떠한 형태이건 문제는 없으나, 사각형 패턴을 사용하는 것이 바람직하다.

그런 다음, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여, 제3b도와 같이 산화막(20)을 식각하고 포토레지스트(30)를 제거한다.

다음 상기 단계에서 형성되는 단차 있는 산화막 패턴의 상부에 제3c도에 도시된 바와 같이, 다시 포토레지스트(35)를 코팅한 다음, 2차 마스크(50)를 사용하여 노광한다.

상기와 같이 형성되는 패턴은 제2b도와 같이 단차에 의한 디포커스(DEFOCUS) 때문에 패턴의 프로파일이 불량하게 된다.

따라서, 이러한 불량 프로파일 즉, 단차에 따른 투과도의 차이에 의해 발생한 적절치 못한 패턴의 프로파일에 해당되는 스크라이브 라인의 패턴을 검사하여 패턴의 두께에 대한 차이를 계산하고 디포커스를 조절하여 노광하게 되면, 제2a도와 같은 적절한 패턴을 얻을 수 있다.

이와 같이 형성할 수 있는 본 발명의 다층 배선 구조를 갖는 반도체 장치의 포커싱 패턴 형성 방법은 패턴이 형성된 곳에서의 포커스와 패턴이 없는 곳에서의 포커스를 관찰하여 실제 패턴이 형성된 웨이퍼에서 2차 패턴의 형성을 적절하게 조절할 수 있도록 한 것으로서, 패턴이 이미 형성되어 있는 웨이퍼의 DOF를 조절할 수 있는 것이다.

Claims (4)

1. 패턴이 있는 양산용 래티클의 스크라이브 라인에 UV투과율이 각각 다른 패턴을 형성하여 두께가 다른 1차 패턴을 형성하고 그위에 2차 패턴을 형성하여 두께에 따른 초점 깊이를 검사할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 다층 배선 구조를 갖는 반도체 장치의 포커싱 패턴 형성 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 UV투과율이 각각 다른 패턴은 UV투과율이 각각 2% 차이나도록 한 것을 특징으로 하는 다층 배선 구조를 갖는 반도체 장치의 포커싱 패턴 형성 방법.
3. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 UV투과율 범위를 0%에서 80%까지 분류 삽입하는 것을 특징으로 하는 다층 배선 구조를 갖는 반도체 장치의 포커싱 패턴 형성 방법.
4. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 UV투과율이 각각 다른 패턴은 사각형 패턴인 것을 특징으로 하는 다층 배선 구조를 갖는 반도체 장치의 포커싱 패턴 형성 방법.