KR101264539B1 - Multi-layer alignment inspection method of analyzing diffraction optical patterns - Google Patents
Multi-layer alignment inspection method of analyzing diffraction optical patterns Download PDFInfo
- Publication number
- KR101264539B1 KR101264539B1 KR1020110114340A KR20110114340A KR101264539B1 KR 101264539 B1 KR101264539 B1 KR 101264539B1 KR 1020110114340 A KR1020110114340 A KR 1020110114340A KR 20110114340 A KR20110114340 A KR 20110114340A KR 101264539 B1 KR101264539 B1 KR 101264539B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- alignment mark
- pattern
- alignment
- measurement
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
- H01L23/5383—Multilayer substrates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means, e.g. by light scattering, diffraction, holography or imaging
- G01N15/0211—Investigating a scatter or diffraction pattern
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
- H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means, e.g. by light scattering, diffraction, holography or imaging
- G01N15/0211—Investigating a scatter or diffraction pattern
- G01N2015/0216—Investigating a scatter or diffraction pattern from fluctuations of diffraction pattern
Abstract
Description
본 발명은 회절광 패턴 분석에 의한 멀티 레이어 정렬상태 검사방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 CMOS, FPGA 등의 반도체, Lab on a chip 등 멀티 레이어 구조를 갖는 정밀 전자부품 소자의 층간 정렬상태를 검사하기 위한 검사방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a multi-layer alignment state inspection method by diffraction light pattern analysis, and more particularly to the inter-layer alignment state of a precision electronic component element having a multilayer structure, such as semiconductors such as CMOS, FPGA, Lab on a chip It relates to an inspection method for inspection.
산업기술의 급속한 발전으로 인하여 전자, 기계, 바이오 등 다양한 산업분야에서는 수백 내지 수십 나노 급의 초정밀 기술에 이어 수 나노 급 이하로 기술의 첨단화 되어가고 있다. 초정밀 기술의 개발로 인해 생산되는 제품은 보다 작아지고 있으며, 이러한 기술 개발로 인하여 다양하고 편리한 제품이 양산되고 있는 실정이다.Due to the rapid development of industrial technology, various industries, such as electronics, machinery, and biotechnology, are being advanced to the technology of several hundreds or tens of nanoscales, followed by several hundreds of nanoscales or less. Due to the development of ultra-precision technology, products produced are becoming smaller, and various and convenient products are being mass-produced due to such technology development.
전자 분야에서는 기초적으로 나노 급 반도체 개발을 통해 보다 작고 다양한 기능이 부가된 전자제품이 많이 출시되고 있는데, 여기서 반도체 소자의 경우 매우 높은 정밀도와 정확성을 요구하는 대표적인 전자부품으로써 생산과정에서 매우 까다롭다.In the field of electronics, the development of nano-scale semiconductors has led to the introduction of many smaller and more diverse electronic products. Here, semiconductor devices are very demanding in the production process as typical electronic components requiring very high precision and accuracy.
따라서 제품 생산과정이나 최종 제품 완성 후에는 검사과정이 필수적인 공정으로써 이를 통해 제품의 신뢰성을 높인다. 이러한 반도체 소자의 경우 작은 공간에서의 집적도를 높이기 위해 여러 개의 레이어 즉 멀티 레이어(Multi-layer)로 반도체 소자를 생산한다. 이때 각 레이어들 간의 위치를 정확히 배치하는 것은 매우 중요하며, 이들 각 층간의 배치의 정확도를 측정하는 기술도 많은 발전을 이루고 있다.Therefore, after the product production process or final product completion, the inspection process is an essential process, thereby increasing the reliability of the product. In the case of such semiconductor devices, semiconductor devices are manufactured in multiple layers, that is, multi-layers, to increase the degree of integration in a small space. At this time, it is very important to precisely arrange the position between each layer, and the technology for measuring the accuracy of the arrangement between each layer has been developed a lot.
이미지 획득을 통해 각 층간 배치의 정확도를 측정하는 멀티 레이어 측정 방식은 이 방식은 각 층간에 정렬마크를 새겨놓고 이들 각 층간의 정렬마크의 이미지를 동시에 획득한 다음 정렬마크의 어긋남 정도를 확인하여 각 층간의 정렬상태를 확인한다. 그러나 이 경우 이미지를 통해 정렬상태를 확인하므로 이미지를 얻는 광학해상도의 한계에 의해서 정밀도가 제약을 받는다.In the multi-layer measurement method of measuring the accuracy of each layer arrangement through image acquisition, this method engraves alignment marks between each layer, simultaneously acquires images of alignment marks between each layer, and then checks the degree of misalignment of the alignment marks. Check the alignment between the layers. However, in this case, since the alignment is confirmed through the image, the precision is limited by the limitation of the optical resolution at which the image is obtained.
각층의 정렬상태를 정확하고 빠르게 측정하여 확인하는 것은 매우 중요한 검사공정이나, 집적도가 향상되고 선폭이 세밀화 됨에 따라 이미지 획득을 통해 각층의 정렬상태를 측정하는 것은 많은 문제가 있다.It is a very important inspection process to accurately and quickly measure the alignment of each layer, but there are many problems in measuring the alignment of each layer through image acquisition as the degree of integration is improved and the line width becomes finer.
이미지 광학해상도의 한계를 극복하기 위해 회절광을 적용하여 정렬상태를 측정하는 기술이 도입되었다.In order to overcome the limitations of image optical resolution, a technique of measuring alignment by applying diffracted light has been introduced.
도 1 은 이미지 촬영 방식의 종래기술에 따른 검사방법의 개략적인 구성도이다. 도 1 에 따른 종래기술은 정렬 마크에 정렬광을 조사하고, 상기 정렬광이 상기 정렬 마크를 조명하고, 이 조명된 정렬 마크를 촬영하는 것을 특징으로 한다. 하지만, 이러한 종래 기술은 단순히 이미지를 촬영하는 것에 불과하여, 정확한 정렬 여부를 검출하기가 어려운 단점이 있다.1 is a schematic configuration diagram of an inspection method according to the prior art of the image photographing method. The prior art according to Fig. 1 is characterized in that the alignment light is irradiated with the alignment light, the alignment light illuminating the alignment mark, and photographing the illuminated alignment mark. However, such a conventional technology merely takes an image and has a disadvantage in that it is difficult to detect correct alignment.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 멀티 레이어 구조를 갖는 다양한 전자 소자에서 각 레이어에 주로 영향을 미치는 광원을 이용하여 각 레이어에 마킹된 정렬마크에서 반사되는 회절광 패턴을 검출하여 각 레이어의 정렬상태를 효과적으로 검사할 수 있는 검사방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
The present invention for solving the above problems is to detect the diffracted light pattern reflected from the alignment mark marked on each layer using a light source mainly affecting each layer in various electronic devices having a multi-layer structure of each layer The purpose is to provide a test method that can effectively check the alignment.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 멀티 레이어 정렬상태를 결정하는 상태에 있어서, 제1정렬마크가 형성된 제1레이어가 배치되고 제2정렬마크가 형성된 제2레이어가 상기 제1레이어의 바로 윗면에 형성되고, 제2레이어를 위쪽에서 보았을 때 상기 제1정렬마크와 상기 제2 정렬마크는 서로 교차되도록 배치되며, 상기 제2레이어의 제2정렬마크와 상기 제1레이어의 제1정렬마크에 광이 입사하도록 측정광을 입사시킨 후 반사되는 회절광 패턴을 이미지 센서를 통해 획득하되, 상기 회절광의 패턴은 상기 제1정렬마크와 제2정렬마크의 배치에 영향을 받은 회절광 패턴이며, 상기 회절광 패턴의 형태를 분석하여 제1레이어와 제2레이어의 정렬상태를 검사하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention for achieving the above object, in the state of determining the multi-layer alignment state, the first layer having the first alignment mark is disposed and the second layer having the second alignment mark is formed of the first layer. The first alignment mark and the second alignment mark are formed to be directly on the top surface, and when the second layer is viewed from above, the first alignment mark and the second alignment mark are disposed to cross each other, and the second alignment mark of the second layer and the first alignment of the first layer. The diffracted light pattern is obtained through the image sensor after the measurement light is incident on the mark so that the light is incident. The pattern of the diffracted light is a diffraction light pattern influenced by the arrangement of the first alignment mark and the second alignment mark. And analyzing the shape of the diffracted light pattern to examine the alignment of the first layer and the second layer.
또한, 상기 측정광은 평행광이면서 상기 제2레이어에 경사지게 입사되는 것을 특징으로 한다.In addition, the measurement light is parallel light, characterized in that the incident to the second layer obliquely.
또한, 상기 정렬마크는 원형, 타원형, 다각형 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, the alignment mark is characterized in that any one of a circle, oval, polygon.
또한, 상기 회절광의 패턴은 기준패턴과 측정패턴으로 나누되, 상기 기준패턴은 제 1레이어와 제 2레이어에서 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크에 의한 회절광 패턴이고, 상기 측정패턴은 제 1레이어와 제 2레이어의 제1정렬마크와 제2정렬마크 사이에 의한 회절광 패턴이며, 상기 기준패턴과 측정패턴을 비교하여, 상기 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크의 정렬상태를 확인하는 것을 특징으로 한다.In addition, the pattern of the diffracted light is divided into a reference pattern and a measurement pattern, wherein the reference pattern is a diffraction light pattern formed by the first alignment mark and the second alignment mark in the first layer and the second layer, and the measurement pattern is A diffraction light pattern between the first alignment mark and the second alignment mark of the first layer and the second layer, and comparing the reference pattern and the measurement pattern to confirm the alignment state of the first alignment mark and the second alignment mark Characterized in that.
또한, 상기 제1정렬마크와 제2정렬마크의 정렬상태를 확인하는 것은 제1레이어의 제1정렬마크를 기준으로 하여 제2레이어의 제2정렬마크가 정위치에서 좌우와 상하 벗어남과 회전 벗어남을 확인하는 것을 특징으로 한다.In addition, the alignment state of the first alignment mark and the second alignment mark is that the second alignment mark of the second layer on the basis of the first alignment mark of the first layer is left and right, up and down off and rotational deviation from the right position It is characterized by checking.
또한, 본 발명의 목적은 제 1레이어에 제 1정렬마크를 준비하는 단계, 상기 제 1레이어의 위에 배치되는 제 2레이어에 제 2정렬마크를 준비하되 상기 제 1레이어와 상기 제 2레이어는 정확히 정렬되도록 배치하는 단계, 상기 제 2레이어의 상단에서 광원을 조사하는 단계, 상기 조사된 광원이 상기 레이어들로부터 회절된 패턴인 기준패턴과 측정패턴을 획득하는 단계, 상기 기준패턴과 측정패턴을 판단패턴으로 정의하는 단계를 포함한다.In addition, an object of the present invention is to prepare a first alignment mark on the first layer, to prepare a second alignment mark on the second layer disposed on the first layer, the first layer and the second layer is exactly Arranging to be aligned, irradiating a light source from an upper end of the second layer, acquiring a reference pattern and a measurement pattern, wherein the irradiated light source is a pattern diffracted from the layers, and determining the reference pattern and the measurement pattern Defining a pattern.
또한, 상기 기준패턴과 측정패턴을 판단패턴으로 정의하는 단계 이후에, 검사대상이 되는 제 1레이어에 제 1정렬마크를 준비하는 단계, 검사대상이 되는 제 2레이어에 제 2정렬마크를 준비하는 단계, 상기 검사대상 제 2레이어의 상단에서 광원을 조사하는 단계, 상기 조사된 광원이 상기 검사대상 레이어들로부터 회절된 패턴인 기준패턴과 측정패턴을 획득하는 단계, 상기 판단패턴과 검사대상 레이어들로부터 획득한 기준패턴과 측정패턴을 비교하는 차이값 획득하는 단계, 상기 차이값을 통해 검사대상 제 1레이어와 검사대상 제 2레이어의 정렬오차를 확인하는 단계를 더 포함한다.
In addition, after the step of defining the reference pattern and the measurement pattern as a determination pattern, preparing a first alignment mark on the first layer to be inspected, preparing a second alignment mark on the second layer to be inspected step, Irradiating a light source from an upper end of the second layer to be inspected, acquiring a reference pattern and a measurement pattern, the irradiated light source being a pattern diffracted from the inspected layers, and obtaining from the determination pattern and the inspected layers The method may further include obtaining a difference value comparing a reference pattern and a measurement pattern, and identifying an alignment error between the first layer to be inspected and the second layer to be inspected using the difference value.
상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 각 레이어에 효과적으로 반응하는 파장대 광원을 측정광을 이용하여 정렬마크에서 반사되는 반사광을 획득하고, 반사율 분포를 검출함으로써 멀티 레이어 구조물의 정렬상태를 용이하게 검출할 수 있는 효과가 있다.
The present invention is constructed and operated as described above to obtain the reflected light reflected from the alignment mark using the measurement light of the wavelength band light source that responds effectively to each layer, and to easily detect the alignment of the multilayer structure by detecting the reflectance distribution. It can be effective.
도 1은 종래기술에 따른 검사방법의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 회절광 패턴 분석을 위한 광 조사 및 반사 특성을 개략적으로 도시한 도면,
도 3a는 본 발명에 따른 회절광 패턴 분석에 의한 멀티 레이어 정렬상태 검사방법에서 제 1레이어와 제 2레이어가 정렬된 상태를 도시한 도면,
도 3b는 본 발명에 따른 기준패턴과 측정패턴을 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 3의 타켓에서 검출된 반사광의 스폿 분포를 도시한 도면,
도 5는 수평 오차에 따른 반사광 스폿 변화를 도시한 도면,
도 6은 수직 오차에 따른 반사광 스폿 변화를 도시한 도면,
도 7은 회전 오차에 따른 반사광 스폿 변화를 도시한 도면.1 is a schematic configuration diagram of a test method according to the prior art,
2 is a view schematically showing light irradiation and reflection characteristics for diffraction light pattern analysis according to the present invention;
3A is a view illustrating a state in which a first layer and a second layer are aligned in a multilayer alignment inspection method by diffraction light pattern analysis according to the present invention;
3B is a view for explaining a reference pattern and a measurement pattern according to the present invention;
4 is a diagram illustrating a spot distribution of reflected light detected by the target of FIG. 3;
5 is a view showing a reflected light spot change according to a horizontal error;
6 is a view showing a reflected light spot change according to a vertical error;
7 is a view illustrating a change in reflected light spot according to a rotation error.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 회절광 패턴 분석에 의한 멀티 레이어 정렬상태 검사방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of a multi-layer alignment state inspection method by diffraction light pattern analysis according to the present invention in detail.
본 발명에 따른 회절광 패턴 분석에 의한 멀티 레이어 정렬상태 검사방법은, 멀티 레이어 정렬상태를 결정하는 상태에 있어서, 제1정렬마크(140a)가 형성된 제1레이어(130)가 배치되고 제2정렬마크(140b)가 형성된 제2레이어(131)가 상기 제 1 레이어의 바로 윗면에 형성되고, 제2레이어(131)를 위쪽에서 보았을 때 상기 제 1 정렬마크와 상기 제2 정렬마크는 서로 교차되도록 배치되며, 상기 제2레이어의 제2정렬마크와 상기 제1레이어의 제1정렬마크에 광이 입사하도록 측정광을 입사시킨 후 반사되는 회절광 패턴을 이미지 센서를 통해 획득하되, 상기 회절광의 패턴은 상기 제1정렬마크와 제2정렬마크의 배치에 영향을 받은 회절광 패턴이며, 상기 회절광 패턴의 형태를 분석하여 제1레이어와 제2레이어의 정렬상태를 검사하는 것을 특징으로 한다.In the multi-layer alignment state inspection method by diffraction light pattern analysis according to the present invention, in the state of determining the multi-layer alignment state, the
본 발명에 따른 정렬상태 검사방법은, 각 레이어에 주로 반응하는 파장 값을 갖는 광원을 측정광으로 이용하고, 이러한 측정광을 통해 제1정렬마크와 제2정렬마크의 정렬상태에 따라 회절되는 회절광 패턴을 분석하여 제1레이어와 제2레이어의 정렬상태를 검사하는 것을 주요 기술적 요지로 한다.In the alignment inspection method according to the present invention, using a light source having a wavelength value mainly reacting to each layer as the measurement light, diffraction diffracted according to the alignment state of the first alignment mark and the second alignment mark through the measurement light The main technical point is to examine the alignment of the first layer and the second layer by analyzing the light pattern.
도 2는 본 발명에 따른 회절광 패턴 분석을 위한 광 조사 및 반사 특성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이 회절광을 검출하기 위해서 단파장을 갖는 평행광의 측정광을 정렬 레이어에 소정각도로 경사지게 조사함으로써 회절되는 회절광의 패턴을 이미지센서(미도시)로 획득하여 검출한다.2 is a view schematically showing light irradiation and reflection characteristics for diffraction light pattern analysis according to the present invention. In order to detect the diffracted light as shown, a pattern of diffracted light to be diffracted is acquired by an image sensor (not shown) by irradiating the measurement light of the short-wavelength parallel light to the alignment layer at an angle.
도 3은 본 발명에 따른 회절광 패턴 분석에 의한 멀티 레이어 정렬상태 검사방법에서 제1레이어와 제2레이어가 정렬된 상태를 도시한 도면, 도 4는 도 3의 타켓에서 검출된 반사광의 스폿 분포를 도시한 도면이다. 우선, 각 레이어에 형성된 정렬마크는 서로 교차되도록 형성되며, 각 레이어에 형성된 정렬마크는 동일한 간격을 가진다. 또한, 서로 교차되었을 경우 제1레이어와 제2레이어가 정상적으로 정렬되었을 경우 서로 동일한 간격을 갖도록 이루어진다. 또한, 상기 정렬마크는 원형, 타원형, 다각형 중 어느 하나의 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.3 is a view illustrating a state in which a first layer and a second layer are aligned in a multilayer alignment inspection method by diffraction light pattern analysis according to the present invention, and FIG. 4 is a spot distribution of reflected light detected in the target of FIG. 3. It is a figure which shows. First, the alignment marks formed on each layer are formed to cross each other, and the alignment marks formed on each layer have the same spacing. In addition, when the first layer and the second layer are normally aligned when they cross each other, the first and second layers have the same spacing. In addition, the alignment mark is preferably formed in any one shape of a circle, oval, polygon.
도시된 바와 같이 제 1레이어(130)에 레이어 정렬을 위한 제1정렬마크(140a)가 형성되고, 제2레이어(131)에 제2정렬마크(140b)가 형성되어 있다. 각 레이어에 형성된 정렬마크가 정확하게 정렬된 경우 평면상 각각의 마크는 동일한(또는 소정의) 피치 값을 가지고 위치하게 된다. 동일한(또는 소정의) 피치 값을 가지는 정렬마크에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 회절광 패턴을 획득할 수 있으며, 회절광 패턴에는 기준패턴(150)과 측정패턴(160)으로 나눌 수 있다.As shown, a
도 3b는 본 발명에 따른 기준패턴과 측정패턴을 설명하기 위한 도면이다. 상기 기준패턴이란 제 1정렬마크와 제 2정렬마크 각각의 배치로 인해 생성되는 회절광 패턴을 의미하는 것으로, 즉, 제 1정렬마크와 제 2정렬마크에 의한 고정패턴(151)을 통해 기준패턴(150)이 형성된다. 측정패턴이란 제 1 정렬마크와 제 2정렬마크의 상호 관련된 배치에 의해 생성되는 회절광 패턴을 의미하는 것으로, 제 1정렬마크와 제 2정렬마크 상호간에 따른 변동패턴(161)을 통해 측정패턴(160)이 형성된다. 도면에서 보면, 제 1레이어에 형성된 제 1정렬마크와 제 2레이어에 형성된 제 2정렬마크 각각으로 인하여 측정광이 조사되면 일정 패턴의 기준패턴이 형성되는 것이고, 제 1정렬마크와 제 2정렬마크 상호간에 변화에 따른 발생되는 회절광이 측정패턴에 해당하는 것이다. 즉, (a)에서 나타낸 고정패턴(151)에 해당하는 제 1정렬마크와 제 2정렬마크에 따라 기준패턴이 형성되며, (b)에 나타낸 제 1정렬마크와 제 2정렬마크간의 상호배치에 따라 변동패턴(161)에 의해 측정패턴이 나타나게 되는 것이며, 측정패턴의 변화에 따라 레이어의 정렬상태를 검사할 수 있는 것이다. 3B is a view for explaining a reference pattern and a measurement pattern according to the present invention. The reference pattern refers to a diffraction light pattern generated by the arrangement of the first alignment mark and the second alignment mark, that is, the reference pattern through the
따라서, 제 1레이어와 제 2레이어를 정렬시킬 때 정확히 정렬되지 않음으로 인해 제 1정렬마크와 제 2정렬마크가 정확히 배치되지 않았을 경우, 제 1정렬마크와 제 2정렬마크의 고유의 배치로 인해 생기는 기준패턴은 변화가 일어나지 않지만, 제 1정렬마크와 제 2정렬마크의 상호배치에 의해 생성되는 측정패턴은 그 배열에 차이가 생기게 된다.Therefore, when the first alignment mark and the second alignment mark are not disposed correctly due to misalignment when the first layer and the second layer are aligned, due to the unique arrangement of the first alignment mark and the second alignment mark. The generated reference pattern does not change, but the measurement pattern generated by the mutual arrangement of the first alignment mark and the second alignment mark causes a difference in the arrangement thereof.
이러한 원리를 이용하여 제 1레이어와 제 2레이어를 정확히 정렬시켜 기준패턴과 측정패턴을 얻은 다음, 이를 판단패턴으로 결정하고, 정렬형태를 검사하고자 하는 레이어들로부터 또 다른 기준패턴과 측정패턴을 얻어 상기 판단패턴과의 차이를 통해 제 1레이어와 제 2레이어의 정렬오차를 확인할 수 있다.
Using this principle, the first layer and the second layer are accurately aligned to obtain a reference pattern and a measurement pattern, and then determined as a judgment pattern, and another reference pattern and a measurement pattern are obtained from layers to check the alignment pattern. The alignment error between the first layer and the second layer can be confirmed through the difference from the determination pattern.
이때, 측정광의 파장대는 측정하고자 하는 레이어의 특성에 따라 결정되며, 표면의 위쪽에서 일정각도 경사되도록 조사한다. 측정광의 스폿이 제 1레이어와 제 2레이어가 정렬마크가 배치된 지점에 조사되면, 반사되는 회절광은 정렬마크의 배치형태에 따라 회절(diffraction)광의 형태가 결정되어 디텍터(이미지 센서 ; 미도시)에서 검출하게 된다.In this case, the wavelength band of the measurement light is determined according to the characteristics of the layer to be measured, and is irradiated to be inclined at a predetermined angle from the upper side of the surface. When the spot of the measurement light is irradiated to the point where the first layer and the second layer are arranged on the alignment mark, the reflected diffracted light is determined by the arrangement of the alignment mark so that the shape of the diffraction light is determined so that the detector (image sensor; not shown) ) Will be detected.
도 3a에 나타낸 바와 같이 정렬마크의 배치에 따라 회절광의 스폿 분포는 일정한 형태를 갖고 검출되게 된다. 이때, x축 방향에 대한 기준패턴의 스폿 영역은 1번에 해당하고 y축 기준패턴의 스폿 영역은 2번, 대각선 방향의 스폿은 3번이다. 여기서 제1레이어와 제2레이어간의 정렬마크가 정확히 정렬되지 않더라도 제1레이어와 제2레이어가 갖는 정렬마크 고유의 패턴으로 인해 생기는 회절광의 기준패턴(150)은 노이즈가 발생되지 않는다. As shown in Fig. 3A, the spot distribution of the diffracted light is detected with a certain shape according to the arrangement of the alignment marks. In this case, the spot area of the reference pattern in the x-axis direction corresponds to
제 1레이어와 제 2레이어가 정확히 정렬되지 않음으로 인해 제1레이어의 정열마크와 제2레이어의 정렬마크가 정확히 배치되지 않을 경우 측정패턴(160)에서만 노이즈가 발생하게 된다.If the alignment mark of the first layer and the alignment mark of the second layer are not disposed correctly because the first layer and the second layer are not aligned correctly, noise may be generated only in the
다시 말해, 제 1레이어와 제 2레이어가 정확히 정렬되었는지를 판단하는 방법은 제 1 정렬마크와 제 2정렬마크의 상호배치의 형태에 영향을 받아 생성되는 회절광 패턴인 측정패턴이 어느 정도 변하느냐를 확인하여 판단한다.In other words, the method for determining whether the first layer and the second layer are correctly aligned is how much the measurement pattern, which is a diffraction light pattern generated by the shape of mutual arrangement of the first alignment mark and the second alignment mark, changes. Check and judge.
이 방법은 제 1레이어에 제 1정렬마크를 준비하는 단계, 상기 제 1레이어의 위에 배치되는 제 2레이어에 제 2정렬마크를 준비하되 상기 제 1레이어와 상기 제 2레이어는 정확히 정렬되도록 배치하는 단계, 상기 제 2레이어의 상단에서 광원을 조사하는 단계, 상기 조사된 광원이 상기 레이어들로부터 회절된 패턴인 기준패턴과 측정패턴을 획득하는 단계, 상기 기준패턴과 측정패턴을 판단패턴으로 정의하는 단계로 구성된다. The method includes preparing a first alignment mark on a first layer, preparing a second alignment mark on a second layer disposed on the first layer, and arranging the first layer and the second layer to be exactly aligned. The method may include: irradiating a light source from an upper end of the second layer, acquiring a reference pattern and a measurement pattern, the irradiated light source being a pattern diffracted from the layers, and defining the reference pattern and the measurement pattern as a determination pattern. It consists of steps.
또한, 검사대상이 되는 레이어에 대해서는 검사대상 제 1레이어에 제 1정렬마크를 준비하는 단계, 상기 검사대상 제 1레이어의 위에 배치되는 검사대상 제 2레이어에 제 2정렬마크를 준비하는 단계; 상기 검사대상 제 2레이어의 상단에서 광원을 조사하는 단계, 상기 조사된 광원이 상기 검사대상 레이어들로부터 회절된 패턴인 기준패턴과 측정패턴을 획득하는 단계, 상기 판단패턴과 검사대상 레이어들로부터 획득한 기준패턴과 측정패턴을 비교하여 차이값을 획득하는 단계, 상기 차이값을 통해 검사대상 제 1레이어와 검사대상 제 2레이어의 정렬오차를 확인하는 단계로 구성된다.In addition, preparing a first alignment mark on the inspection target first layer for the layer to be inspected, preparing a second alignment mark on the inspection target second layer disposed on the inspection target first layer; Irradiating a light source from an upper end of the second layer to be inspected, acquiring a reference pattern and a measurement pattern, the irradiated light source being a pattern diffracted from the inspected layers, and obtaining from the determination pattern and the inspected layers Comparing a reference pattern and a measurement pattern to obtain a difference value, and checking the alignment error of the first layer to be inspected and the second layer to be inspected through the difference value.
도 5 내지 도 7은 정렬마크가 정렬되지 않은 상태(즉 제 1레이어와 제 2레이어가 정확한 위치에 정렬되지 않은 상태)와 그에 따른 스폿 패턴의 변화에 대한 일예를 그림으로 설명한 것으로, 도 5는 수평 오차(좌/우)에 따른 반사광 스폿 패턴을 도시한 도면, 도 5는 수직(상/하) 오차에 따른 반사광 스폿 패턴을 도시한 도면, 도 6은 회전 오차에 따른 반사광 스폿 분포의 일예를 도시한 도면이다.5 to 7 illustrate an example of the alignment marks not aligned (ie, the first and second layers are not aligned at the correct position) and the change of the spot pattern according to the figure. FIG. 5 illustrates a reflected light spot pattern according to a horizontal error (left / right), FIG. 5 illustrates a reflected light spot pattern according to a vertical (up / down) error, and FIG. 6 illustrates an example of a reflected light spot distribution according to a rotation error. Figure is shown.
도면에 도시된 바와 같이 제 1레이어와 제 2레이어의 배치에서 수평 오차가 발생할 경우 측정광 조사로 회절되는 회절광 패턴에서 판단패턴과 다른 측정패턴(도 5에서 빗금친 부분 참조)이 검출된다. As shown in the drawing, when a horizontal error occurs in the arrangement of the first layer and the second layer, a measurement pattern different from the determination pattern (see hatched in FIG. 5) is detected in the diffraction light pattern diffracted by the measurement light irradiation.
따라서 판단패턴에 포함된 측정패턴과 검사대상 측정패턴의 차이값과 그 차이의 형태가 어느 방향을 향하고 있는지를 통해 제 1레이어와 제 2레이어의 정렬오차를 확인할 수 있다.Therefore, the alignment error of the first layer and the second layer can be confirmed by the difference between the measurement pattern included in the determination pattern and the measurement target measurement pattern and in which direction the difference is directed.
마찬가지로 도 6과 도7은 검출대상 제 1레이어와 검출대상 제 2레이어의 배치가 각각 수직(상하)오차와 회전오차를 갖는 경우, 검사대상 레이어들로부터 얻은 측정패턴(도 6 및 도 7의 빗금친 부분 참조)이 판단패턴에 포함된 측정패턴과 차이나는 정도 즉 차이값을 도시한 것이다.Similarly, FIGS. 6 and 7 show measurement patterns obtained from the inspection target layers when the arrangement of the detection target first layer and the detection target second layer have vertical (up and down) and rotational errors, respectively. The difference between the measurement pattern included in the judgment pattern and the difference value.
즉 이들 차이값과 그 차이의 형태가 향하는 방향을 통해 제 1레이어와 제 2레이어의 정렬오차를 확인할 수 있다.
That is, the alignment error between the first layer and the second layer can be confirmed through the difference values and the direction in which the difference forms.
이와 같이 구성되는 본 발명은 멀티 레이어 구조를 갖는 다양한 소자의 적층 공정에서 정확한 정렬을 위하여 본 발명에 따른 광원과 검출방법을 통해 효과적으로 검출함으로써 각 레이어를 정렬할 수 있는 이점이 있다.The present invention configured as described above has an advantage that each layer can be aligned by effectively detecting the light source and the detection method according to the present invention for accurate alignment in the stacking process of various devices having a multi-layer structure.
이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. On the contrary, those skilled in the art will appreciate that many modifications and variations of the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims. And all such modifications and changes as fall within the scope of the present invention are therefore to be regarded as being within the scope of the present invention.
130 : 제1레이어
131 : 제2레이어
140a : 제1정렬마크
140b : 제2정렬마크
150 : 기준 패턴
151 : 고정 패턴
160 : 측정 패턴
161 : 변동 패턴130: first layer
131: second layer
140a: first alignment mark
140b: second alignment mark
150: reference pattern
151: fixed pattern
160: measurement pattern
161: fluctuation pattern
Claims (7)
제1정렬마크가 형성된 제1레이어가 배치되고, 제2정렬마크가 형성된 제2레이어가 상기 제1레이어의 바로 윗면에 형성되고,
제2레이어를 위쪽에서 보았을 때 상기 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크는 서로 교차되도록 배치되며,
상기 제2레이어의 제2정렬마크와 상기 제1레이어의 제1정렬마크에 광이 입사하도록 측정광을 입사시킨 후 반사되는 회절광 패턴을 이미지 센서를 통해 획득하되,
상기 회절광의 패턴은 상기 제1정렬마크와 제2정렬마크의 배치에 영향을 받은 회절광 패턴이며, 상기 회절광 패턴의 형태를 분석하여 제1레이어와 제2레이어의 정렬상태를 검사하고,
상기 회절광의 패턴은 기준패턴과 측정패턴으로 나누되, 상기 기준패턴은 제 1레이어와 제 2레이어에서 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크에 의한 회절광 패턴이고, 상기 측정패턴은 제 1레이어와 제 2레이어의 제1정렬마크와 제2정렬마크 사이의 배치에 의한 회절광 패턴이며, 상기 기준패턴과 측정패턴을 비교하여, 상기 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크의 정렬상태를 확인하는 것을 특징으로 하는 회절광 패턴 분석에 의한 멀티 레이어 정렬상태 검사방법.In the state of determining the multilayer alignment state,
A first layer on which a first alignment mark is formed is disposed, a second layer on which a second alignment mark is formed, is formed on an upper surface of the first layer,
When the second layer is viewed from above, the first alignment mark and the second alignment mark are arranged to cross each other.
After the measurement light is incident on the second alignment mark of the second layer and the first alignment mark of the first layer, the diffracted light pattern that is reflected is obtained through the image sensor,
The diffraction light pattern is a diffraction light pattern influenced by the arrangement of the first alignment mark and the second alignment mark, and the alignment state of the first layer and the second layer is examined by analyzing the shape of the diffraction light pattern,
The diffraction light pattern is divided into a reference pattern and a measurement pattern, wherein the reference pattern is a diffraction light pattern formed by the first alignment mark and the second alignment mark in the first layer and the second layer, and the measurement pattern is the first layer. And a diffraction light pattern formed by the arrangement between the first alignment mark and the second alignment mark of the second layer, and comparing the reference pattern and the measurement pattern to confirm the alignment state of the first alignment mark and the second alignment mark. Multi-layer alignment state inspection method by diffraction light pattern analysis, characterized in that.
상기 측정광은 평행광이면서 상기 제2레이어에 경사지게 입사되는 것을 특징으로 하는 회절광 패턴 분석에 의한 멀티 레이어 정렬상태 검사방법.The method of claim 1,
The measurement light is parallel light, but is incident on the second layer obliquely incident multi-layer alignment inspection method by the diffraction light pattern analysis.
상기 정렬마크는 원형, 타원형, 다각형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 회절광 패턴 분석에 의한 멀티 레이어 정렬상태 검사방법.The method of claim 1,
The alignment mark is a multi-layer alignment state inspection method by diffraction light pattern analysis, characterized in that any one of circular, oval, polygon.
상기 제1정렬마크와 제2정렬마크의 정렬상태를 확인하는 것은 제1레이어의 제1정렬마크를 기준으로 하여 제2레이어의 제2정렬마크가 정위치에서 좌우와 상하 벗어남과 회전 벗어남을 확인하는 것을 특징으로 하는 회절광 패턴 분석에 의한 멀티 레이어 정렬상태 검사방법.The method of claim 1,
Confirming the alignment of the first alignment mark and the second alignment mark is to confirm that the second alignment mark of the second layer is left, right, up and down and rotational deviation from the correct position on the basis of the first alignment mark of the first layer. Multi-layer alignment state inspection method by diffraction light pattern analysis, characterized in that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110114340A KR101264539B1 (en) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | Multi-layer alignment inspection method of analyzing diffraction optical patterns |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110114340A KR101264539B1 (en) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | Multi-layer alignment inspection method of analyzing diffraction optical patterns |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101264539B1 true KR101264539B1 (en) | 2013-05-14 |
Family
ID=48666261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110114340A KR101264539B1 (en) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | Multi-layer alignment inspection method of analyzing diffraction optical patterns |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101264539B1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100363034B1 (en) * | 1994-01-24 | 2003-05-16 | 에스브이지 리도그래피 시스템즈, 아이엔씨. | Grid-Grid Interference Accounting Device |
| KR100495920B1 (en) * | 2003-06-25 | 2005-06-17 | 주식회사 하이닉스반도체 | Alignment mark for alignment of wafer of semiconductor device |
-
2011
- 2011-11-04 KR KR1020110114340A patent/KR101264539B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100363034B1 (en) * | 1994-01-24 | 2003-05-16 | 에스브이지 리도그래피 시스템즈, 아이엔씨. | Grid-Grid Interference Accounting Device |
| KR100495920B1 (en) * | 2003-06-25 | 2005-06-17 | 주식회사 하이닉스반도체 | Alignment mark for alignment of wafer of semiconductor device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8913237B2 (en) | Device-like scatterometry overlay targets | |
| US8390808B1 (en) | Enhanced OVL dummy field enabling “on-the-fly” OVL measurement methods | |
| TWI421642B (en) | Overlay metrology using x-rays | |
| JP6328130B2 (en) | Measurement of fiber orientation of carbon fiber materials and production of objects in carbon fiber composite structures | |
| EP3234861B1 (en) | Screening of electronic components for detection of counterfeit articles using automated inspection system | |
| TWI671835B (en) | Metrology test structure design and measurement scheme for measuring in patterned structures | |
| JP6039222B2 (en) | Detection apparatus, detection method, imprint apparatus, and device manufacturing method | |
| KR20220033510A (en) | Method and system for detecting and classifying defects using X-rays | |
| KR102433778B1 (en) | Ellipsometer and method of inspecting pattern asymmetry using the same | |
| CN111316173A (en) | Measurement of overlay error using device verification system | |
| CN107741207A (en) | The measurement of multiple patterning parameter | |
| KR20190029627A (en) | Compound inspection system | |
| KR101158324B1 (en) | Image Sensing System | |
| KR101264539B1 (en) | Multi-layer alignment inspection method of analyzing diffraction optical patterns | |
| JP6203502B2 (en) | Structure and method for positioning a machining tool relative to a workpiece | |
| US11867630B1 (en) | Fixture and method for optical alignment in a system for measuring a surface in contoured glass sheets | |
| KR100722804B1 (en) | Apparatus and method for inspecting a wafer | |
| KR101262242B1 (en) | Image Sensing Method and System | |
| JP3732751B2 (en) | Scale inspection device for linear encoder | |
| Lu et al. | Hole Edge Metrology and Inspection by Edge Diffractometry | |
| KR20190036320A (en) | Film inspection apparatus and film inspection method | |
| US20070201032A1 (en) | Apparatus for inspecting a ball-bumped wafer | |
| JP5509035B2 (en) | Printed solder inspection apparatus and printed solder inspection method | |
| KR100942241B1 (en) | Shape examination metho for the glass panel having an incline | |
| KR20010106630A (en) | Method for inspecting pattern of semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160503 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180502 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190508 Year of fee payment: 7 |