KR100261164B1 - Eguipment for fabricating of semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An overlay measurement target and a method for manufacturing the same are provided to be capable of increasing yield by minimizing beam shot region. CONSTITUTION: The overlay measurement target comprises an inner box(15), an outer box(13) formed in outside of the inner box(15), and DC-bar patterns(31) which are vertically and horizontally formed in four corners of the outer box(13). In manufacturing the overlay measurement target, the inner box is first formed by exposing and developing photoresist coated on a substrate. Then, any film is formed on the substrate including the inner box, photoresist is coated on the film to be exposed and developed, thereby forming the outer box having area greater than that of the inner box. Finally, the CD-bar patterns are formed.

Description

오버레이 측정 타겟 및 이의 제조방법Overlay measurement target and its manufacturing method

본 발명은 반도체소자 제조에 관한 것으로 특히, 마스크상의 셧(Shot)영역을 최소화하여 수율(Yield)를 향상시키는데 적당한 오버레이 측정 타겟 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor device fabrication, and more particularly, to an overlay measurement target and a method for manufacturing the same, which are suitable for minimizing a shot region on a mask to improve yield.

일반적으로 반도체소자를 만들기 위해서는 여러번의 마스크공정이 필요하게 되는데, 웨이퍼상에 마스크를 형성한 후 노광장비를 사용하여 노광시킬 때 마스크 하측에 있는 임의의 패턴이 정확하게 정렬(Align)되어 있는지를 확인하는 것이 필요하다.In general, several mask processes are required to make a semiconductor device. When a mask is formed on a wafer and then exposed using an exposure apparatus, it is necessary to check whether any patterns under the mask are correctly aligned. It is necessary.

이와 같은 확인을 위해 오버레이(Overlay)패턴을 형성하는데 오버레이 패턴은 웨이퍼상의 메인 칩(main chip)사이에 위치한 스크라이브 래인(Scribe lane)에 오버레이 측정용 타겟을 형성하여 반도체 장치의 정렬도를 측정한다.An overlay pattern is formed for such confirmation. The overlay pattern forms an overlay measurement target on a scribe lane located between main chips on the wafer to measure the degree of alignment of the semiconductor device.

이러한, 측정방법으로 박스-인-박스(Box-in-Box)타입(type)이 있는데 이는 2개 층간의 오버레이를 측정하는데 주로 사용된다.This measurement method is a box-in-box type, which is mainly used to measure overlay between two layers.

상기 박스-인-박스 타입의 특징은 중공의 아우터 박스(outer box)와 아우터 박스보다 작은 인너 박스(inner box)를 아우터 박스내에 형성하여 두 층간의 정렬도를 측정하는 것이다.A feature of the box-in-box type is the formation of a hollow outer box and an inner box smaller than the outer box in the outer box to measure the degree of alignment between the two layers.

이밖에도 아우터 박스 상층에 이너 박스를 형성하여 측정하는 방법도 있다.In addition, there is a method of forming an inner box on the outer box upper layer and measuring the same.

이하, 종래기술에 따른 오버레이 측정 타겟 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for manufacturing an overlay measurement target according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.

제1a도는 종래기술에 따른 오버레이 측정 타겟과 CD-bar패턴이 형성되는 마스크를 도시하였고, 제1b도는 오버레이 측정 타겟을 그리고 제1c도는 CD-bar패턴을 개략적으로 도시하였다.FIG. 1a illustrates a mask in which an overlay measurement target and a CD-bar pattern are formed according to the prior art, FIG. 1b schematically illustrates an overlay measurement target, and FIG. 1c schematically illustrates a CD-bar pattern.

이온 주입을 위한 포토(photo)공정과 같은 넌-크리티컬(non-critical)포토공정에서는 포토공정후의 정렬정도를 측정하기 위한 오버레이 측정 타겟과, 노광량이 적정한지를 판단하기 위한 CD-bar(CD:Critical Dimension 임계치수)패턴이 필요하게 된다.In non-critical photo processes, such as the photo process for ion implantation, an overlay measurement target for measuring alignment after the photo process, and a CD-bar (CD: Critical) for judging whether the exposure is appropriate. Dimension critical dimension) pattern is required.

종래에는 오버레이 측정 타겟과 CD-bar패턴이 별도로 존재하기 때문에 제1a도에 도시된 바와 같이, 마스크상에서는 별도의 독립영역에 형성된다.Since the overlay measurement target and the CD-bar pattern exist in the related art, as shown in FIG. 1A, they are formed in separate independent regions on the mask.

이와 같은 오버레이 측정 타겟의 제조공정을 제2a도 내지 제2b도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A manufacturing process of such an overlay measurement target will be described with reference to FIGS. 2A through 2B.

제2a도에 도시한 바와 같이, 기판(12)상에 포토레지스트를 도포한다. 마스크를 이용하여 포토레지스트의 소정부분을 노광시킨 후, 현상하여 아우터 박스(13)를 형성한다.As shown in FIG. 2A, a photoresist is applied onto the substrate 12. After exposing a predetermined portion of the photoresist using a mask, it is developed to form the outer box 13.

이후, 제2b도에 도시한 바와 같이, 아우터 박스(13)를 포함한 기판(12)상에 임의의 물질층(14)을 형성하고, 상기 물질층(14)상에 포토레지스트를 다시 도포한다.Thereafter, as shown in FIG. 2B, an arbitrary material layer 14 is formed on the substrate 12 including the outer box 13, and the photoresist is applied again on the material layer 14.

그리고 노광 및 현상공정을 이용하여 상기 아우터 박스(13)보다 더 작은 면적을 갖도록 아우터 박스(13)내에 인너 박스(15)를 형성한다.The inner box 15 is formed in the outer box 13 to have an area smaller than that of the outer box 13 by using the exposure and development processes.

이와 같이, 아우터 박스와 인너 박스로 이루어진 오버레이 측정 타겟을 형성한 후, 오버레이 검사 및 CD-bar검사를 실시한다.In this manner, after the overlay measurement target consisting of the outer box and the inner box is formed, the overlay inspection and the CD-bar inspection are performed.

그러나 상기와 같은 종래 오버레이 패턴 제조방법은 마스크의 정렬정도를 측정하는 모든 레이어(layer)에 대해서 오버레이 측정 타겟이 형성되어야 하며, 이온 주입과 같은 넌-크리티컬 공정이 요구되는 레이어의 경우에는 CD-bar가 형성되어야 하기 때문에 이들 패턴을 모두 마스크상에 형성해야 하므로 노광에 따른 빛의 조사영역(shot region)이 커지게 되어 수율측면에서 많은 손실을 야기시킨다.However, in the conventional overlay pattern manufacturing method as described above, an overlay measurement target should be formed for every layer measuring the alignment of the mask, and CD-bar in the case of a layer requiring a non-critical process such as ion implantation. Since all of these patterns must be formed on the mask because the pattern must be formed, the shot region of the light due to exposure becomes large, causing a lot of loss in yield.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 조사영역을 최소화하여 수율을 증가시키는데 적당한 오버레이 측정 타겟 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an overlay measuring target and a manufacturing method thereof suitable for minimizing the irradiation area to increase the yield.

제1a도는 종래기술에 따른 오버레이 측정 타겟과 CD-bar패턴이 형성된 마스크.Figure 1a is a mask in which the overlay measurement target and the CD-bar pattern according to the prior art is formed.

제1b도는 일반적인 오버레이 측정 타겟의 평면도.1B is a plan view of a typical overlay measurement target.

제1c도는 일반적인 CD-bar패턴을 나타낸 도면.Figure 1c is a view showing a typical CD-bar pattern.

제2a도 내지 제2b도는 종래기술에 따른 오버레이 측정 타겟 제조방법을 설명하기 위한 공정도.2a to 2b is a process chart for explaining the overlay measurement target manufacturing method according to the prior art.

제3도는 본 발명에 따른 오버레이 측정 타겟의 평면도.3 is a plan view of an overlay measurement target according to the invention.

제4a도 내지 제4c도는 본 발명에 따른 오버레이 측정 타겟의 제조방법을 설명하기 위한 공정도.4a to 4c is a process chart for explaining the manufacturing method of the overlay measurement target according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

12 : 기판 13 : 아우터 박스12: substrate 13: outer box

14 : 물질층 15 : 인너 박스14 material layer 15 inner box

31 : CD-bar패턴31: CD-bar pattern

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 오버레이 측정 타겟은 인너 박스와 상기 인너 박스의 외측에 형성된 아우터 박스로 이루어진 오버레이 측정 타겟과, 상기 오버레이 측정 타겟의 아우터 박스의 가장자리 부근에 종횡방향으로 형성된 CD측정용 CD-bar패턴을 포함하여 구성되고, 본 발명의 오버레이 측정 타겟 제조방법은 기판상에 감광성물질을 도포한 후 노광 및 현상하여 인너 박스를 형성하는 공정과, 상기 인너 박스를 포함한 기판상에 임의의 막(film)을 형성한 후 상기 막상에 감광성물질을 도포하고 노광 및 현상하여 상기 인너 박스보다 넓은 면적을 갖는 아우터 박스를 형성하는 공정과, 상기 아우터 박스의 가장자리 부근에 종횡방향으로 CD-bar패턴을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The overlay measurement target of the present invention for achieving the above object is an overlay measurement target consisting of an inner box and an outer box formed on the outer side of the inner box, and CD measurement formed in the longitudinal direction near the edge of the outer box of the overlay measurement target. Comprising a CD-bar pattern for the present invention, the overlay measurement target manufacturing method of the present invention is a process of forming an inner box by applying a photosensitive material on the substrate and then exposed and developed, and optionally on the substrate including the inner box Forming an outer box having an area larger than that of the inner box by applying a photosensitive material to the film, and then exposing and developing a photosensitive material on the film; and a CD-bar in the longitudinal direction near the edge of the outer box. It is characterized by comprising a step of forming a pattern.

이하, 본 발명의 오버레이 측정 타겟 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for manufacturing an overlay measurement target of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명의 오버레이 측정 타겟 제조방법은 오버레이 측정 타겟이 CD-bar기능까지도 수행할 수 있도록 하였다.First, the method for manufacturing an overlay measurement target of the present invention allows the overlay measurement target to perform a CD-bar function.

즉, 오버레이 측정 타겟의 아우터 박스에 CD-bar를 대신할 수 있는 패턴을 형성하여 하나의 오버레이 측정 타겟만 가지고도 오버레이 측정 및 CD측정을 동시에 수행할 수 있도록 한 것이다.That is, by forming a pattern in place of the CD-bar in the outer box of the overlay measurement target, it is possible to simultaneously perform overlay measurement and CD measurement with only one overlay measurement target.

제3도는 본 발명에 따른 오버레이 측정 타겟을 도시하였다.3 shows an overlay measurement target according to the present invention.

제3도에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 오버레이 측정 타겟은 인너박스 (15)와, 인너 박스(15) 외측에 형성된 아우터 박스(13)와, 상기 아우터 박스(13)의 네 가장자리부근에 가로 및 세로방향으로 형성된 CD-bar패턴(31)을 형성한다.As shown in FIG. 3, the overlay measurement target according to the present invention includes an inner box 15, an outer box 13 formed outside the inner box 15, and four edges of the outer box 13. CD-bar patterns 31 formed in the horizontal and vertical directions are formed.

이때, 상기 CD-bar패턴(31)은 세로 방향과 가로 방향 각각에 대하여 단일패턴과, 상기 단일패턴이 반복적으로 형성된 반복패턴을 형성하여 패턴의 의존성의 영향도 점검할 수 있도록 한다.In this case, the CD-bar pattern 31 forms a single pattern and a repeating pattern in which the single pattern is repeatedly formed in each of the vertical direction and the horizontal direction, so that the influence of the dependency of the pattern can be checked.

그리고 상기 패턴의 폭(a)은 1~4㎛의 범위로 하고, 각 패턴간의 간격(b)은 상기 패턴의 폭과 동일하게 형성된다.The width a of the pattern is in the range of 1 to 4 µm, and the interval b between the patterns is formed to be equal to the width of the pattern.

이와 같이, 아우터 박스에 CD-bar패턴(31)을 형성하기 위해서는 인너 박스를 이전 레이어(layer)에서 형성하여야 한다.As such, in order to form the CD-bar pattern 31 on the outer box, the inner box must be formed in the previous layer.

그리고 CD-bar패턴(31)이 형성되는 아우터 박스를 현재의 포토공정에서 형성하여야 한다.And the outer box in which the CD-bar pattern 31 is formed should be formed in the current photo process.

이를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.This will be described with reference to the accompanying drawings.

제4a도 내지 제4c도는 본 발명에 따른 오버레이 측정 타겟의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.4A to 4C are process charts for explaining a method for manufacturing an overlay measurement target according to the present invention.

먼저, 제4a도에 도시한 바와 같이, 기판(12)상에 감광성물질로써 포토레지스트(41)를 도포한다.First, as shown in FIG. 4A, a photoresist 41 is applied onto the substrate 12 as a photosensitive material.

제4b도에 도시한 바와 같이, 마스크를 이용하여 인너 박스가 형성될 영역의 포토레지스트(41)을 선택적으로 노광시킨 후 현상하여 인너 박스(15)를 형성한다.As shown in FIG. 4B, the inner box 15 is formed by selectively exposing the photoresist 41 in the region where the inner box is to be formed using a mask.

이후, 상기 인너 박스(15)를 포함한 기판(12)상에 임의의 막(film)(14)을 형성한 후, 상기 막(14)위에 포토레지스트를 도포한 후, 노광 및 현상공정을 이용하여 상기 인너 박스(15)보다 넓은 면적을 갖는 아우터 박스(13)를 형성한다.Thereafter, an arbitrary film 14 is formed on the substrate 12 including the inner box 15, and then a photoresist is applied on the film 14, and then exposed and developed. The outer box 13 having a larger area than the inner box 15 is formed.

그리고 동시에 상기 아우터 박스의 가장자리 부근에 CD측정을 위한 CD-bar패턴(도면에 도시되지 않음)을 형성한다.At the same time, a CD-bar pattern (not shown) for CD measurement is formed near the edge of the outer box.

이와 같이, 오버레이 측정 타겟에 CD-bar패턴을 형성한 후, 오버레이 측정 및 CD측정을 수행한다.As such, after the CD-bar pattern is formed on the overlay measurement target, the overlay measurement and the CD measurement are performed.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 오버레이 측정 타겟 및 이의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the overlay measurement target of the present invention and the manufacturing method thereof have the following effects.

CD-bar패턴을 오버레이 측정 타겟에 형성함으로써, 오버레이 측정 타겟만으로도 CD측정이 가능하므로 마스크상에서의 빛의 조사영역을 최소화 시킬 수 있다.By forming the CD-bar pattern on the overlay measurement target, the CD measurement can be performed using only the overlay measurement target, thereby minimizing the light irradiation area on the mask.

따라서, 웨이퍼에 구현되는 빛의 조사영역이 감소되므로 수율(yield)을 향상시킨다.Therefore, the irradiation area of the light implemented on the wafer is reduced, thereby improving the yield.

Claims (4)

인너 박스와 상기 인너 박스의 외측에 형성된 아우터 박스로 이루어진 오버레이 측정 타겟과, 상기 오버레이 측정 타겟의 아우터 박스의 가장자리 부근에 종횡방향으로 형성된 CD측정용 CD-bar패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 오버레이 측정 타겟.An overlay measurement target including an inner box and an outer measurement target formed of an outer box formed on an outer side of the inner box, and an CD measurement CD-bar pattern formed in a longitudinal direction near the edge of the outer box of the overlay measurement target; target. 제1항에 있어서, 상기 CD-bar패턴은 상기 종방향 및 횡방향 각각에 대하여 단일패턴과, 단일 패턴이 반복되는 반복패턴으로 구성되는 것을 특징으로 하는 오버레이 측정 타겟.The overlay measurement target of claim 1, wherein the CD-bar pattern comprises a single pattern for each of the longitudinal direction and the transverse direction, and a repeating pattern in which the single pattern is repeated. 제2항에 있어서, 상기 패턴의 폭(a)의 1~4㎛의 범위로 하고, 상기 패턴들간의 간격(b)은 상기 패턴의 폭과 동일하게 하는 것을 특징으로 하는 오버레이 측정 타겟.The overlay measurement target of claim 2, wherein the width a of the pattern is in a range of 1 μm to 4 μm, and the distance b between the patterns is equal to the width of the pattern. 기판상에 감광성물질을 도포한 후 노광 및 현상하여 인너 박스를 형성하는 공정과, 상기 인너 박스를 포함한 기판상에 임의의 막(film)을 형성한 후 상기 막상에 감광성물질을 도포하고 노광 및 현상하여 상기 인너 박스보다 넓은 면적을 갖는 아우터 박스를 형성하는 공정과, 상기 아우터 박스의 가장자리 부근에 종횡방향으로 CD-bar패턴을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오버레이 측정 타겟 제조방법.Applying a photosensitive material on a substrate and then exposing and developing the inner box to form an inner film; forming an arbitrary film on the substrate including the inner box, and then applying the photosensitive material on the film and exposing and developing the film. Forming an outer box having an area larger than that of the inner box, and forming a CD-bar pattern in a longitudinal and horizontal direction near an edge of the outer box.
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