KR19980054338A - 정렬도 측정용 오버레이 패턴 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체소자의 정렬도 측정용 오버레이 패턴에 관한 것으로 특히, 3개층의 정렬도 측정에 적당한 정렬도 측정용 오버레이 패턴 형성방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 정렬도 측정용 오버레이 패턴 형성방법은 반도체기판상에 중공(中空)의 아우터 박스를 형성하는 단계, 상기 아우터 박스를 포함한 전면에 절연막을 형성하는 단계, 상기 절연막상에 아우터 박스보다 작은 이너 박스를 아우터 박스 형성영역 내에 위치시키는 단계, 상기 이너 박스를 포함한 절연막 전면에 포토레지스트를 도포하는 단계, 상기 포토레지스트를 선택적으로 노광 및 현상하여 아우터 박스 형성영역 상층으로 아웃리거 형상의 미들 바를 형성하는 단계를 포함하여 웨이퍼상에서의 샷(shot) 공정을 줄일 수 있어 웨이퍼의 수율을 향상할 수 있는 효과가 있다.

Description

정렬도 액체식품 포장 형성방법

본 발명은 반도체소자의 정렬도 측정용 오버레이 패턴에 관한 것으로 특히, 3개층의 정렬도 측정에 적당한 정렬도 측정용 오버레이 패턴 형성방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체소자를 만들기 위해서는 여러장의 마스크를 필요로 하는데 웨이퍼상에 마스크를 형성한 후 노광장비(stepper)를 사용하여 노광시킬 때 하층에 있는 패턴이 정확하게 정렬(align)되어 있는지를 확인하는 것이 필요하다.

이와 같은 확인을 위해 오버레이(overlay) 패턴을 형성하는데 상기 오버레이패턴은 웨이퍼상의 메인칩 사이에 위치한 스크라이브 레인(scribe lane)이나 테스트 다이(test die)영역을 따로 두고 상기와 같은 영역상에 오버레이 측정용 패턴을 형성하여 반도체장치의 정렬도를 측정한다. 이러한 측정방법은 일반적으로 박스-인-박스 타입이 2개 층간 오버레이를 측정하는데 많이 사용하는데 박스-인-박스 타입의 특징은 중공의 아우터 박스와 아우터 박스보다 작은 이너 박스를 아우터 박스내에 위치시켜 두 층간의 오버레이를 측정하는 것이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 종래 정렬도 측정용 오버레이 패턴의 형성방법을 설명하기로 한다.

도 1a 내지 도 1f는 종래 정렬도 측정용 오버레이 패턴의 형성공정 단면도 및 평면도이다.

먼저, 도 1a에 나타낸 바와 같이, 반도체기판(1)의 소정영역상에 중공의 아우터 박스(outer box)(2)를 형성한다. 이때, 상기 아우터 박스(2)는 선행공정에서의 막(film)을 이용한다. 이때, 상기 아우터 박스(2)는 정렬도 측정하기 위한 제1 오버레이 측정 티켓(overlay measurement target)이다. 이와 같이 제1 아우터 박스(2)의 스탠다드 디자인은, 중공(中空)의 홀이 약 20μm이고, 상기 제1 아우터 박스(2)의 일 측면은 약 30~40μm의 길이를 갖는다.

도 1b에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 아우터 박스(2)를 포함한 반도체기판(1)전면에 제1막(film)(3)을 형성한 후 상기 제1막(3)상에 제1 포토레지스트(4)를 도포한다.

도 1c에 나타낸 바와 같이, 노광 및 현상공정으로 상기 제1 아우터 박스(2) 보다 작은 면적을 갖도록 제1 포토레지스트(4)를 패터닝하여 제1 이너 박스(inner box)(4a)를 형성한다. 이때, 상기 제1 이너 박스(4a)의 스탠다드 디자인은 상기 제1 이너 박스(4a)의 일 측면이 약 10μm의 길이를 갖도록 형성한다. 그리고, 이와 같은 제1 이너 박스(4a)는 제1 이너 박스(4a)는 제2 오버레이 측정 타겟이다. 상기와 같은 제1 아우터 박스(2)와 제1 이너 박스(4a) 형성공정으로 두 층간의 정렬도를 측정하기 위한 박스-인-박스(Box-In-Box)형 오버레이 패턴(overlay pattern)의 형성공정을 완료하였다. 그러나, 상기한 바와 같은 두층 이외의 다른 층에 대한 정렬도 측정을 하기 위해서 반도체기판(1)의 다른 영역상의 제1 이너 박스(4a)가 아닌 제2 아우터 박스를 형성하기 위한 제1 포토레지스트 패턴(4b)을 형성하였다.

도 1d에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 포토레지스트 패턴(4b)을 마스크로 이용한 식각공정으로 제1 포토레지스트 패턴(4b) 하부의 제1막(3)을 제2 아우터 박스(3a)로 형성한다. 즉, 제3 오버레이 측정 타겟을 형성하였다. 이때, 상기 제1 이너 박스(2)하부의 제1막(3)은 오버레이 측정 타겟하고는 상관없는 식각층이다.

도 1e에 나타낸 바와 같이, 제1 포토레지스트 패턴(4b)을 제거한다. 이때, 포토레지스트로 이루어진 상기 제1 이너 박스(4a)도 동시에 제거된다. 그다음, 상기 제1 아우터 박스(2), 제2 아우터 박스(3a) 그리고, 반도체기판(1)을 포함한 전면에 제2막(film)(5)형성한다. 이어서, 상기 제2막(5)상에 제2 포토레지스트(6)를 도포한다.

도 1f에 나타낸 바와 같이, 노광 및 현상공정으로 상기 제2 아우터 박스(3a)보다 작은 폭으로 제2 포토레지스트(6)를 패터닝하여 제2 이너 박스(inner box)(6a)를 형성한다. 즉, 제4 오버레이 측정 타겟을 형성한 것이다. 이상에서와 같이 종래 정렬도 측정용 오버레이 패턴 형성방법에 있어서는 세 개층에 대한 정렬도를 측정하기 위하여 네 개의 정렬도 타겟을 필요로 하는 박스-인-박스(Box-In-Box)타입의 정렬도 측정 타겟을 두 개 형성하여 선행공정과 후속공정의 정렬도를 측정하였다.

종래 정렬도 측정용 오버레이 패턴 형성방법에 있어서는 오버레이에 대한 측정을 실시하는 모든 층에 상응하는 타겟이 형성되어야 하기 때문에 이로 인해 이들 오버레이 측정 타겟이 형성되는 영역이 커졌다. 즉, 상기와 같은 이유로 인하여 실제 메인칩이 차지하는 면적이외의 추가 면적이 필요하게 되고, 그에 따라 웨이퍼에 구현되는 샷(shot)(노광)의 크기가 커짐에 따라 궁극적으로는 웨이퍼의 수율(yield)이 저하되는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 정렬도 측정용 오버레이 패턴 형성방법의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 정렬도 측정을 위한 오버레이 패턴을 박스-인-박스 타입에서 세 개층까지의 오버레이 측정 타겟의 정렬도 측정할 수 있는 정렬도 측정용 오버레이 패턴 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a 내지 도 1f는 종래 정렬도 측정용 오버레이 패턴 형성공정 단면도 및 평면도

도 2a 내지 도 2e는 본 발명 정렬도 측정용 오버레이 패턴 형성공정 단면도 및 평면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:반도체기판11:아우터 박스

12:제1막13a:이너 박스

14:제2포토레지스트15:아웃리거형 미들바

본 발명에 따른 정렬도 측정용 오버레이 패턴 형성방법은 반도체기판에 중공(中空)의 아우터 박스를 형성하는 단계, 상기 아우터 박스를 포함한 전면에 절연막을 형성하는 단계, 상기 절연막상에 아우터 박스보다 작은 이너 박스를 아우터 박스 형성영역 내에 위치시키는 단계, 상기 이너 박스를 포함한 절연막 전면에 포토레지스트를 도포하는 단계, 상기 포토레지스트를 선택적으로 노광 및 현상하여 아우터 박스 형성영역 상층으로 아웃리거 형상의 미들 바를 형성하는 단계를 포함한다.

이와 같은 본 발명 정렬도 측정용 오버레이 패턴 형성방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명 정렬도 측정용 오버레이 패턴 형성공정 단면도 및 평면도이다.

먼저, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 반도체기판(10)의 소정영역상에 중공의 아우터 박스(outer box)(11)를 형성한다. 이때, 상기 아우터 박스(11)는 선행공정에서의 막(film)을 선택적으로 패터닝(포토리소그래피공정+식각공정)한 것을 이용한다. 이때, 상기 아우터 박스(11)는 정렬도 측정하기 위한 제1 오버레이 측정 타겟(overlay measurement target)이다.

도 2b에 나타낸 바와 같이, 상기 아우터 박스(11)를 포함한 반도체기판(10) 전면에 제1막(film)(12)을 형성한 후 상기 제1막(12)상에 제1 포토레지스트(13)를 도포한다.

도 2c에 나타낸 바와 같이, 노광 및 현상공정으로 상기 아우터 박스(11)보다 작은 면적을 갖도록 제1 포토레지스트(13)를 패터닝하여 이너 박스(inner box)(13a)를 형성한다. 이때, 이와 같은 이너 박스(13a)는 제2 오버레이 측정 타겟이다. 상기와 같은 아우터 박스(11)와 이너 박스(13a) 형성공정으로 두 층간의 정렬도를 측정하기 위한 박스-인-박스(Box-In-Box)형 오버레이 패턴(overlay pattern)의 형성공정을 완료하였다. 이때, 종래의 공정과는 달리 두 층 이외의 다른 층에 대한 정렬도를 측정하기 위한 반도체기판(10)의 다른 영역에 대한 아우터 박스를 형성하기 위한 제1 포토레지스트 패턴의 형성공정은 실시하지 않았다.

도 2d에 나타낸 바와 같이, 상기 이너 박스(13a)를 포함한 제1막(12)상에 제2 포토레지스트(14)를 형성한다.

도 2e에 나타낸 바와 같이, 노광 및 현상공정으로 아우터 박스(11) 형성영역 상층의 제2 포토레지스트(14)를 아웃리거(outrigger)형 미들 바(middle bar)(15)형태로 부분적으로 제거하여 제3 오버레이 측정 타겟을 형성하다. 이때, 상기 아웃리거형 미들 바(15)는 하부의 아우터 박스(11)의 폭보다 좁게 형성하다. 또한, 상기 아웃리거형 미들 바(15)와 아우터 박스(11)와의 오버레이 측정시의 에러를 억제하기 위하여 아웃리거형 미들바(15)의 외측면과 아우터 박스(11)외 측면은 3μm 정도의 거리차를 유지하도록 한다. 이와 같은 본 발명으로 인해 종래에는 세 개층의 정렬도를 측정하기 위해서는 오버레이 측정 타겟을 두 개의 박스-인-박스 형태의 오버레이 측정 타겟으로 형성하여야 했지만 본 발명에서는 한 개의 박스-바-박스(Box-Bar-Box)형태의 오버레이 패턴 타겟으로 세 개층에 대한 정렬도를 측정할 수 있다.

본 발명에 따른 정렬도 측정용 오버레이 패턴 형성방법에 있어서는 정렬시키려는 세 층(layer)간의 오버레이 패턴 측정을 위해 두 개의 박스-인-박스 형태의 오버레이 측정 타겟이 필요했지만 본 발명에서는 한 개의 박스-바-박스(Box-Bar-Box)형태의 오버레이 패턴 타겟으로 세 개층에 대한 정렬도를 측정할 수 있어 하나의 샷(Shot)에서의 이들 오버레이 측정 타겟이 형성되므로 오버레이 패턴 형성영역의 마진으로 웨이퍼의 수율이 향상되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 반도체기판상에 중공(中空)의 아우터 박스를 형성하는 단계;

   상기 아우터 박스를 포함한 전면에 절연막을 형성하는 단계;

   상기 절연막상에 아우터 박스보다 작은 이너 박스를 아우터 박스 형성영역내에 위치시키는 단계;

   상기 이너 박스를 포함한 절연막 전면에 포토레지스트를 도포하는 단계;

   상기 포토레지스트를 선택적으로 노광 및 현상하여 아우터 박스 형성영역 상층으로 아웃리거 형상의 미들 바를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정렬도 측정용 오버레이 패턴 형성방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 아웃리거 형상의 미들바의 외측면은 상기 아우터 박스의 외측면과 3μm의 거리차를 두고 형성함을 특징으로 하는 정렬도 측정용 오버레이 패턴 형성방법.