KR20000031429A - Mask pattern of semiconductor exposure apparatus and method for estimating pattern shift of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 노광장치의 마스크 패턴 및 그의 패턴 쉬프트 평가 방법에 관한 것으로, 특히 소자의 수율을 향상시키는 반도체 노광장치의 패턴 쉬프트 평가 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mask pattern of a semiconductor exposure apparatus and a pattern shift evaluation method thereof, and more particularly, to a pattern shift evaluation method of a semiconductor exposure apparatus for improving the yield of devices.
도 1은 종래 기술에 따른 반도체 노광장치의 마스크 패턴을 나타내는 구조 평면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 반도체 노광장치의 마스크 패턴의 패턴 쉬프트 평가 방법을 나타내는 단면도이다.1 is a plan view showing a mask pattern of a semiconductor exposure apparatus according to the prior art, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a pattern shift evaluation method of the mask pattern of the semiconductor exposure apparatus according to the prior art.
반도체 노광장치의 마스크 패턴는 메인 셀(Main Cell)의 패턴(Pattern)을 형성하기 위하여 사용하는 메인 셀 패턴과 오버레이(Overlay) 측정시 사용하는 오버레이 계측 패턴으로 구성된다.The mask pattern of the semiconductor exposure apparatus includes a main cell pattern used to form a pattern of a main cell and an overlay metrology pattern used when measuring an overlay.
상기 메인 셀 패턴의 CD(Critical Dmension)는 0.25 ~ 0.4㎛이고, 상기 오버레이 계측 패턴의 CD는 2 ~ 4㎛인 바와 같이 서로 다르다.The CD (Critical Dmension) of the main cell pattern is 0.25 to 0.4 µm, and the CD of the overlay metrology pattern is different to 2 to 4 µm.
종래 기술에 따른 반도체 노광장치의 마스크 패턴은 도 1에서와 같이, 유리기판(11)상에 일방향으로 서로 간격을 갖으며 형성되는 5개의 크롬라인의 메인 셀 패턴(12)과 상기 메인 셀 패턴(12) 이외의 유리기판(11)상에 사각형 형상으로 형성된 오버레이 계측 패턴(13)으로 구성된다.As shown in FIG. 1, the mask pattern of the semiconductor exposure apparatus according to the related art includes the main cell pattern 12 and the main cell pattern 12 of five chrome lines formed on the glass substrate 11 at intervals from each other in one direction. It consists of an overlay measurement pattern 13 formed in a square shape on the glass substrate 11 other than 12).
종래 기술에 따른 반도체 노광장치의 마스크 패턴의 패턴 쉬프트 평가 방법은 도 2에서와 같이, 반도체 기판(21)상에 감광막(22)이 도포된 상태에서 노광장치의 해상력과 동일한 CD의 크롬라인을 갖는 상기 메인 셀 패턴(12)을 마스크로 상기 감광막(22)을 노광 및 현상하여 제 1 감광막 패턴 내지 제 5 감광막 패턴을 형성한다.The pattern shift evaluation method of the mask pattern of the semiconductor exposure apparatus according to the prior art has a chromium line of CD equal to the resolution of the exposure apparatus in the state where the photosensitive film 22 is coated on the semiconductor substrate 21 as shown in FIG. The photosensitive layer 22 is exposed and developed using the main cell pattern 12 as a mask to form first to fifth photoresist patterns.
이때, 상기 각 감광막 패턴의 CD차에 따라 상기 메인 셀 패턴(12)의 패턴 쉬프트(Shift) 정도를 평가한다.At this time, the degree of pattern shift of the main cell pattern 12 is evaluated according to the CD difference of each photoresist pattern.
예를 들어 도 2에서와 같이, 상기 제 1, 제 5 감광막 패턴(1,5)의 CD 차이가 코마(Coma)에 의한 쉬프트량이 된다.For example, as shown in FIG. 2, the CD difference between the first and fifth photoresist patterns 1 and 5 is a shift amount due to coma.
그러나 종래의 반도체 노광장치의 마스크 패턴 및 그의 패턴 쉬프트 평가 방법은 메인 셀 패턴과 메인 셀 패턴 이외에 별도로 형성된 오버레이 계측 패턴으로 마스크 패턴이 구성되므로 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the mask pattern of the conventional semiconductor exposure apparatus and the pattern shift evaluation method thereof have the following problems because the mask pattern is composed of an overlay measurement pattern formed separately from the main cell pattern and the main cell pattern.
첫째, 코마에 의한 메인 셀 패턴의 쉬프트정도를 평가할 수 있지만, 메인 셀 패턴과 오버레이 계측 패턴의 상대적인 쉬프트정도를 평가할 수 없다.First, although the shift degree of the main cell pattern due to coma can be evaluated, the relative shift degree of the main cell pattern and the overlay measurement pattern cannot be evaluated.
둘째, 메인 셀 패턴과 오버레이 계측 패턴의 상대적인 쉬프트정도를 평가하지 못하므로 오버레이 측정 데이터와 실제 메인 셀부의 정렬상태가 일치하지 않을 경우가 발생하였을 때 오버레이 계측장치에 정확한 보정값을 입력할 수 없다.Second, since the relative shift degree between the main cell pattern and the overlay metrology pattern is not evaluated, when the overlay measurement data and the actual main cell portion are not aligned, the correct calibration value cannot be input to the overlay metrology device.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 메인 셀 패턴과 메인 셀 패턴을 둘러싸며 형성되는 오버레이 계측 패턴으로 마스크 패턴이 구성되므로 메인 셀 패턴의 쉬프트정도와 메인 셀 패턴과 오버레이 계측 패턴의 상대적인 쉬프트정도를 평가할 수 있어 오버레이 계측장치에 정확한 보정값을 입력하는 반도체 노광장치의 마스크 패턴 및 그의 패턴 쉬프트 평가 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and since the mask pattern is composed of an overlay measurement pattern formed around the main cell pattern and the main cell pattern, the shift degree of the main cell pattern and the relative relationship between the main cell pattern and the overlay measurement pattern SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a mask pattern of a semiconductor exposure apparatus and a pattern shift evaluation method thereof for evaluating the degree of shift and inputting corrected correction values to an overlay metrology apparatus.
도 1은 종래 기술에 따른 반도체 노광장치의 마스크 패턴을 나타내는 구조 평면도1 is a plan view showing a mask pattern of a semiconductor exposure apparatus according to the prior art;
도 2는 종래 기술에 따른 반도체 노광장치의 마스크 패턴의 패턴 쉬프트 평가 방법을 나타내는 단면도2 is a cross-sectional view showing a pattern shift evaluation method of a mask pattern of a semiconductor exposure apparatus according to the prior art.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 노광장치의 마스크 패턴을 나타내는 구조 평면도3 is a plan view showing a mask pattern of a semiconductor exposure apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 노광장치의 마스크 패턴의 패턴 쉬프트 평가 방법을 나타내는 단면도4 is a cross-sectional view showing a pattern shift evaluation method of a mask pattern of a semiconductor exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
31: 유리기판 32: 메인 셀 패턴31: glass substrate 32: main cell pattern
33: 오버레이 계측 패턴 41: 반도체 기판33: overlay metrology pattern 41: semiconductor substrate
42: 감광막42: photosensitive film
본 발명의 반도체 노광장치의 마스크 패턴은 유리기판, 상기 유리기판상에 일방향으로 형성된 한 개이상의 제 1 차광라인을 갖는 메인 셀 패턴과, 상기 유리기판상에 사각형 형상으로 상기 메인 셀 패턴과 간격을 갖고 상기 메인 셀 패턴을 둘러싸며 형성되는 제 2 차광층을 갖는 오버레이 계측 패턴을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The mask pattern of the semiconductor exposure apparatus of the present invention is a glass substrate, a main cell pattern having at least one first light blocking line formed in one direction on the glass substrate, and a rectangular shape on the glass substrate with a spacing from the main cell pattern. And an overlay metrology pattern having a second light blocking layer formed surrounding the main cell pattern.
그리고, 본 발명의 반도체 노광장치의 마스크 패턴의 패턴 쉬프트 평가 방법은 감광막이 도포된 반도체 기판을 마련하는 단계, 메인 셀 패턴과 상기 메인 셀 패턴을 둘러싼 오버레이 계측 패턴이 형성된 마스크 패턴을 마스크로 상기 감광막을 노광 및 현상하여 상기 메인 셀 패턴에 의한 다수개의 제 1 감광막 패턴을 형성함과 동시에 상기 오버레이 계측 패턴에 의한 제 2 감광막 패턴을 형성하는 단계, 상기 각 제 1 감광막 패턴의 CD의 차이에 따라 상기 메인 셀 패턴의 쉬프트량을 평가하는 단계, 상기 제 1 감광막 패턴들의 제 1 측과 제 2 감광막 패턴 사이의 제 1 간격 그리고 상기 제 1 감광막 패턴들의 제 2 측과 제 2 감광막 패턴 사이의 제 2 간격의 크기를 측정하는 단계와, 상기 측정된 제 1, 제 2 간격의 차이에 따라 상기 메인 셀 패턴과 오버레이 계측 패턴의 상대적인 쉬프트 정도가 평가하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.The method of evaluating the pattern shift of the mask pattern of the semiconductor exposure apparatus of the present invention includes preparing a semiconductor substrate coated with a photoresist film, using the mask pattern on which a main cell pattern and an overlay measurement pattern surrounding the main cell pattern are formed as a mask. Exposing and developing a plurality of first photoresist patterns according to the main cell pattern, and simultaneously forming a second photoresist pattern according to the overlay measurement pattern, according to a difference between CDs of the first photoresist patterns. Evaluating the shift amount of the main cell pattern, a first gap between the first side of the first photoresist patterns and a second photoresist pattern, and a second gap between the second side of the first photoresist patterns and the second photoresist pattern Measuring the size of the main cell pattern and overlaying the main cell pattern according to the measured difference between the first and second intervals; The relative shift of the pattern is characterized by comprising the step of evaluating.
상기와 같은 본 발명에 따른 반도체 노광장치의 마스크 패턴 및 그의 패턴 쉬프트 평가 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of the mask pattern of the semiconductor exposure apparatus and the pattern shift evaluation method thereof according to the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 노광장치의 마스크 패턴을 나타내는 구조 평면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 노광장치의 마스크 패턴의 패턴 쉬프트 평가 방법을 나타내는 단면도이다.3 is a plan view illustrating a mask pattern of a semiconductor exposure apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a pattern shift evaluation method of a mask pattern of a semiconductor exposure apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 노광장치의 마스크 패턴은 도 3에서와 같이, 유리기판(31)상에 일방향으로 서로 간격을 갖으며 형성되는 5개의 제 1 크롬라인의 메인 셀 패턴(32)과 상기 유리기판(31)상에 사각형 형상으로 상기 메인 셀 패턴(32)과 간격을 갖고 상기 메인 셀 패턴(32)을 둘러싸며 형성되는 제 2 크롬층의 오버레이 계측 패턴(33)으로 구성되어, 코마성분에 의한 상기 메인 셀 패턴(32)의 쉬프트정도와 상기 메인 셀 패턴(32)과 오버레이 계측 패턴(33)의 상대적인 쉬프트정도가 평가된다.As shown in FIG. 3, the mask pattern of the semiconductor exposure apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention may include the main cell patterns 32 of five first chromium lines formed on the glass substrate 31 at intervals from one another. Comprising a comma-shaped overlay measurement pattern 33 of the second chromium layer formed on the glass substrate 31 with a space between the main cell pattern 32 and the main cell pattern 32 in a rectangular shape, The degree of shift of the main cell pattern 32 and the relative degree of shift of the main cell pattern 32 and the overlay measurement pattern 33 by the component are evaluated.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 노광장치의 마스크 패턴의 패턴 쉬프트 평가 방법은 도 4에서와 같이, 반도체 기판(41)상에 감광막(42)이 도포된 상태에서 노광장치의 해상력과 동일한 CD의 크롬라인을 갖는 상기 메인 셀 패턴(32)을 마스크로 상기 감광막(42)을 노광 및 현상하여 제 1 감광막 패턴 내지 제 5 감광막 패턴을 형성함과 동시에 상기 오버레이 계측 패턴(33)을 마스크로 상기 감광막(22)을 노광 및 현상하여 제 6, 제 7 감광막 패턴을 형성한다.In the method of evaluating the pattern shift of the mask pattern of the semiconductor exposure apparatus according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, in the state where the photosensitive film 42 is coated on the semiconductor substrate 41, the chromium of the CD is the same as the resolution of the exposure apparatus. The photosensitive film 42 is exposed and developed by using the main cell pattern 32 having a line as a mask to form first to fifth photoresist patterns, and at the same time, the overlay measurement pattern 33 is used as the mask to form the photoresist film ( 22) is exposed and developed to form the sixth and seventh photosensitive film patterns.
이때, 상기 각 제 1 감광막 패턴 내지 제 5 감광막 패턴의 CD차에 따라 상기 메인 셀 패턴(32)의 패턴 쉬프트 정도가 평가된다.At this time, the degree of pattern shift of the main cell pattern 32 is evaluated according to the CD difference between the first to fifth photosensitive film patterns.
예를 들어 도 4에서와 같이, 상기 제 3, 제 4 감광막 패턴(3,4)의 CD 차이가 코마에 의한 패턴 쉬프트량이 된다.For example, as shown in FIG. 4, the CD difference between the third and fourth photosensitive film patterns 3 and 4 is a pattern shift amount due to coma.
그리고, 도 4의 부호 9,10의 간격 차이에 따라 상기 메인 셀 패턴(32)과 오버레이 계측 패턴(33)의 상대적인 쉬프트 정도가 평가되며, 변형조명 사용이나 미세 패턴형성시 발생하는 오버레이 측정 데이터와 실제 메인 셀부의 정렬상태가 일치하지 않을 경우에 도 5의 부호 9,10의 간격 차이를 오버레이 계측장비에 보정값으로 입력하여 오버레이 데이터와 실제 메인 셀부의 정렬상태를 일치시킨다.In addition, the relative shift degree of the main cell pattern 32 and the overlay measurement pattern 33 is evaluated according to the gaps 9 and 10 of FIG. 4, and the overlay measurement data generated when the deformation light is used or the fine pattern is formed. In the case where the alignment state of the actual main cell part is not identical, the interval difference of 9 and 10 in FIG. 5 is input to the overlay measuring device as a correction value to match the alignment state of the overlay data and the actual main cell part.
본 발명의 반도체 노광장치의 마스크 패턴 및 그의 패턴 쉬프트 평가 방법은 메인 셀 패턴과 메인 셀 패턴을 둘러싸며 형성되는 오버레이 계측 패턴으로 마스크 패턴이 구성되므로, 반도체 노광장치의 랜즈 코마성분에 의해 발생하는 메인 셀 패턴의 쉬프트정도와 메인 셀 패턴과 오버레이 계측 패턴의 상대적인 쉬프트 정도를 평가하여 변형조명 사용이나 미세 패턴형성시 발생하는 오버레이 측정 데이터와 실제 메인 셀부의 정렬상태가 일치하지 않을 경우에 오버레이 계측장치에 정확한 보정값을 입력하므로 오버레이 측정 데이터와 실제 메인 셀부의 정렬상태를 일치시켜 소자의 수율을 향상시키는 효과가 있다.In the mask pattern of the semiconductor exposure apparatus of the present invention and the pattern shift evaluation method thereof, since the mask pattern is composed of the main cell pattern and the overlay measurement pattern formed around the main cell pattern, the main pattern generated by the lens coma component of the semiconductor exposure apparatus The shift degree of the cell pattern and the relative shift degree of the main cell pattern and the overlay measurement pattern are evaluated. When the overlay measurement data generated when using the deformed light or forming the fine pattern does not match the alignment state of the main cell part, the overlay measurement device is applied to the overlay measurement device. Since the correct calibration value is input, the overlay measurement data is aligned with the actual main cell part alignment, thereby improving the yield of the device.
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| KR100520152B1 (en) * | 1998-12-28 | 2005-11-25 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method of measuring coma aberration of semiconductor exposure apparatus |
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1998
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| KR100520152B1 (en) * | 1998-12-28 | 2005-11-25 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method of measuring coma aberration of semiconductor exposure apparatus |
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