KR20010065018A

KR20010065018A - 오버레이 마아진 조절용 패턴형성방법

Info

Publication number: KR20010065018A
Application number: KR1019990059518A
Authority: KR
Inventors: 김영근; 김진수
Original assignee: 박종섭; 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2001-07-11

Abstract

본 발명은, 오버레이 마아진 조절용 패턴형성방법에 관한 것으로서, 하부층을 형성할 때, 오버레이 마아진 측정용 볼록 마크 및 오목마크를 동시에 형성하거나, 오목마크와 볼록마크를 조합하여 제작한 후 양부분의 오차값을 평균적으로 구하여 오버레이 마아진(Overlay Margin)의 정확도(Accuracy)를 향상시켜 소자의 특성을 향상시키도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명에 관한 것이다.

Description

오버레이 마아진 조절용 패턴형성방법 { Method For Controlling The OverLay Margin Of Pattern }

본 발명은 오버레이마아진 조절을 위한 패턴을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 특히, 하부층을 형성할 때, 오버레이마아진 측정용 볼록 마크 및 오목마크를 동시에 형성하거나, 오목마크와 볼록마크를 조합하여 젝작한 후 양부분의 오차값을 평균적으로 구하여 오버레이 마아진을 정확하게 측정하도록 하는 오버레이 마아진 조절용 패턴형성방법에 관한 것이다.

일반적으로, 포토리소그라피(Photo Lithography)공정은, 레티클 (Reticle)이라고 하는 광을 선별적으로 투과 혹은 차단하는 부재를 사용하여 웨이퍼 상에 적층된 감광막에 소정의 패턴(Pattern)을 형성하도록 하는 공정을 말한다.

상기 레티클은, 일반적인 글래스(Glass)에 패턴을 형성하고자 하는 부위가 개방되고, 그렇지 않은 부위는 차단되도록 광투과부위를 갖는 크롬(Chrome)을 새겨 넣은 후에 그 위에 얇은 보호막 역할을 하는 페리클(Pellicle)이라는 부재를 적층하여 최종적으로 형성하게 된다.

한편, 반도체 공정시 웨이퍼에 필림을 증착하면서, 오목 혹은 볼록한 박스 형태의 오버레이마크(Overlay Mark)를 형성한다, 그리고, 이 오버레이마크를 사용하여 하부층을 아웃터박스(Outer Box)로 하고, 상부에 적층된 감광막을 인너박스(Inner Box)로 하여서 오버레이마아진을 측정하여 감광막 패턴 형성을 위한 오버레이 값을 조절하게 된다.

도 1은 일반적인 오버레이 마아크의 구성을 보인 도면으로서, 반도체기판에 형성되는 모든 층(Layer) 가운데에서 소정의 하부층(1)에 오목마크(5)를 형성하도록 한다. 이 오목마크(5)에 통상적인 상부층(필림)(2)을 적층하면서, 그 상부층(2)을 식각하기 위하여 감광막(3)을 적층한 후 오버레이마아진을 측정하게 된다.

도 2는 일반적인 오버레이 오목마크에 상부층 증착이 비대칭적으로 된 경우를 보인 도면이고, 도 3은 일반적인 오버레이 볼록마크에 상부층이 비대칭적으로 증착된 경우를 보인 도면으로서, 오목마크(5) 혹은 볼록마크(5a)를 구비하는 하부층(1)(1a)에 상부층(2)(2a)을 적층한 후, 감광막(3)(3a)을 적층하여 감광막(3)(3a)을 인너박스로 하고 하부층(1)(1a)을 아웃터박스로 하여 오버레이마아진을 측정하는 상태를 보인 것이다.

도 4는 일반적인 마스크 상태와 에치상태에서의 오버레이 정확도를 비교한 그래프로서, 이 것은 상부층이 두께가 일정하지 않아서 비대칭적으로 적층된 경우에 마스크 상태에서의 오버레이 정확도와 식각상태에서의 오버레이 정확도를 비교한 것으로서, 마스크 상태에서는 오버레이 정확도를 일정하게 유지하지만 식각한 후에 오버레이 정확도가 나빠진 상태를 보이고 있다.

따라서, 상기한 바와 같이, 상기 하부층(2) 상에 적층되는 상부층(2)이 비대칭적인 두께를 갖는 상태로 적층된 것을 예를 들어 보인 것으로서, 그로 인하여 오버레이마아진을 측정할 때, 아웃터박스 이미지가 비대칭이미지(4)로 표시되어지므로 오버레이값을 정확하게 측정하지 못하여 후속 공정에서 형성되는 패턴에 불량이 발생하여 소자의 전기적인 특성을 나쁘게 하는 문제점을 지닌다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로서, 하부층을 형성할 때, 오버레이마아진 측정용 볼록 마크 및 오목마크를 동시에 형성하거나, 오목마크와 볼록마크를 조합하여 제작한 후, 양부분의 오차값을 평균적으로 구하여 오버레이 마아진을 정확하게 측정하는 것이 목적이다.

도 1은 일반적인 오버레이 마아크의 구성을 보인 도면이고,

도 2는 일반적인 오버레이 오목마크에 상부층 증착이 비대칭적으로 된 경우를 보인 도면이고,

도 3은 일반적인 오버레이 볼록마크에 상부층이 비대칭적으로 증착된 경우를 보인 도면이며,

도 4는 일반적인 마스크 상태와 에치상태에서의 오버레이 정확도를 비교한 그래프이며,

도 5(a) 및 도 5(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 볼록 및 오목마크를 동시에 형성한 상태를 도시한 도면이며,

도 6(a) 및 도6(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 볼록 및 오목마크를 조합하여 형성한 상태를 보인 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10,110 : 하부층 20,120 : 상부층

25,125 : 오목마크 25a,125a : 볼록마크

30,130 : 제1감광막 130 : 감광막

이러한 목적은 반도체소자 제조공정시 층간에 오버레이마아진을 측정하는 방법에 관한 것으로서, 반도체기판에서 소정의 하부층을 적층하면서, 오목마크와 볼록마크를 동시에 형성하는 단계와; 상기 결과물 상에 상부층을 적층하는 단계와; 상기 상부층 상에 오목마크와 볼록마크가 형성된 부위에 제1,제2감광막을 적층하는 단계와; 상기 하부층의 오목마크와 볼록마크의 오차값을 각각 측정하여 두 값의 평균값을 그 측정 위치에서의 오차값으로 하는 단계를 포함하여 이루어진 오버레이마아진 조절용 패턴형성방법의 일실시예를 제공함으로써 달성된다.

상기 오목, 볼록마크 및 감광막의 패턴 한 변의 길이가 5 ∼ 40㎛의 범위의 값을 갖는 사각형상인 것이 바람직하다.

상기 오목, 볼록마크 및 감광막의 바아(Bar)폭이 0.5 ∼ 10㎛ 범위의 값을 갖는 바아 타입형상인 것이 바람직 하다.

상기 오목, 볼록마크 및 감광막의 패턴 형상은, 프레임 폭이 0.5 ∼ 10㎛의 범위를 갖는 프레임 타입인 것이 바람직 하다.

상기 오목, 볼록마크 및 감광막의 패턴 형상은, 바아와 바아 사이가 5 ∼ 40㎛의 범위를 갖는 바아타입인 것이 바람직 하다.

상기 오목, 볼록마크 및 감광막의 패턴 형상은, 프레임과 프레임사이가 5 ∼ 40㎛의 범위를 갖는 프레임타입인 것이 바람직 하다.

이러한 목적은, 반도체소자 제조공정시 층간에 오버레이마아진을 측정하는 방법에 관한 것으로서, 반도체기판에서 바아 모양의 패턴을 형성하면서, 일측은 오목마크로 하고, 타측은 볼록마크를 조합하여 형성하는 단계와; 상기 결과물 상에 상부층을 적층하는 단계와; 상기 상부층 상에 오목마크와 볼록마크가 형성된 부위에 감광막을 적층하는 단계와; 상기 감광막의 중심부분과 하부층의 오목마크와 볼록마크의 중심과 중심사이의 각각의 차이값의 차이를 측정값으로 하는 단계를 포함하여 이루어진 오버레이 마아진 조절용 패턴형성방법의 다른 실시예를 제공함으로써 달성된다.

상기 오목, 볼록마크 및 감광막의 바아폭이 0.5 ∼ 10㎛ 범위의 값을 갖는 바아 타입형상인 것이 바람직 하다.

상기 오목, 볼록마크 및 감광막의 패턴 형상은, 바아와 바아 사이가 5 ∼ 40㎛의 범위를 갖는 것이 바람직 하다.

상기 오목, 볼록마크 및 감광막의 패턴 형상은, 프레임과 프레임사이가 5 ∼ 40㎛의 범위를 갖는 프레임 타입인 것이 바람직 하다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해 상세하게 설명하고자 한다.

도 5(a) 및 도 5(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 볼록 및 오목 오버레이마크를 동시에 형성한 상태를 도시한 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따른 볼록 및 오목 오버레이마크를 형성하는 방법을 살펴 보면, 반도체기판에서 소정의 하부층(10)을 적층하면서, 오목마크(25)와 볼록마크 (25a)를 동시에 형성하도록 한다.

그리고, 상기 결과물 상에 상부층(20)을 적층하도록 한다.

상기 상부층(20) 상에 오목마크(25)와 볼록마크(25a)가 형성된 부위에 제1,제2감광막(30)(30a)을 적층한다.

그리고, 상기 하부층(10)의 오목마크(25)와 볼록마크(25a)의 오차값을 각각 측정하여 두 값의 평균값을 그 측정 위치에서의 오차값으로 하여 오버레이마아진을 조절하도록 한다.

상기 오목, 볼록마크(25)(25a) 및 감광막(30)의 패턴 한 변의 길이가 5 ∼ 40㎛의 범위의 값을 갖는 사각형상으로 형성하도록 한다.

상기 오목, 볼록마크(25)(25a) 및 감광막(30)의 바아폭이 0.5 ∼ 10㎛ 범위의 값을 갖는 바아(Bar) 타입 형상으로 형성하도록 한다.

상기 오목, 볼록마크(25)(25a) 및 감광막(30)의 패턴 형상은, 프레임 폭이 0.5 ∼ 10㎛의 범위를 갖는 프레임타입으로 형성하도록 한다.

상기 오목, 볼록마크(25)(25a) 및 감광막(30)의 패턴 형상은, 바아와 바아 사이가 5 ∼ 40㎛의 범위를 갖는 바아타입으로 형성하도록 한다.

상기 오목, 볼록마크(25)(25a) 및 감광막(30)의 패턴 형상은, 프레임과 프레임사이가 5 ∼ 40㎛의 범위를 갖는 프레임타입으로 형성하도록 한다.

도 6(a) 및 도 6(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 볼록 오목 마크를 조합하여 형성한 상태를 보인 도면으로서, 아웃터박스(Outer Box)에 오목마크와 볼록마크를 조합하여 형성한 상태를 도시하고 있다.

도 6(a)는 평면 상태를 보이고 있으며, 도 6(b)는 측면 상태를 보이고 있다.

다른 실시예의 제조방법을 살펴 보면, 반도체소자 제조공정시 층간에 오버레이마아진을 측정하는 방법에 관한 것으로서, 반도체기판에서 소정의 하부층(10)을 적층하면서, 오목마크(25)와 볼록마크(25a)를 동시에 형성하도록 한다.

그리고, 상기 결과물 상에 상부층(20)을 적층하도록 한다.

상기 상부층(20) 상에 오목마크(25)와 볼록마크(25a)가 형성된 부위에 제1,제2감광막(30)(30a)을 적층하도록 한다.

상기 하부층(10)의 오목마크(25)와 볼록마크(25a)의 오차값을 각각 측정하여 두 값의 평균값을 그 측정 위치에서의 오차값으로 하여 오버레이 마아진을 조절하도록 한다.

상기 오목, 볼록마크(25)(25a) 및 감광막(30)의 바아폭이 0.5 ∼ 10㎛ 범위의 값을 갖는 바아 타입형상으로 형성하도록 한다.

상기 오목, 볼록마크(25)(25a) 및 감광막(30)의 패턴 형상은, 프레임 폭이 0.5 ∼ 10㎛의 범위를 갖는 프레임 타입으로 형성하도록 한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 오버레이 마아진 조절용 패턴형성방법을 이용하게 되면, 하부층을 형성할 때, 오버레이마아진 측정용 볼록 마크 및 오목마크를 동시에 형성하거나, 오목마크와 볼록마크를 조합하여 제작한 후 양부분의 오차값을 평균적으로 구하여 오버레이 마아진의 정확도를 향상시켜 소자의 특성을 향상시키도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.

Claims

반도체소자 제조공정시 층간에 오버레이마아진을 측정하는 방법에 관한 것으로서,

반도체기판에서 소정의 하부층을 적층하면서, 오목마크와 볼록마크를 동시에 형성하는 단계와;

상기 결과물 상에 상부층을 적층하는 단계와;

상기 상부층 상에 오목마크와 볼록마크가 형성된 부위에 제1,제2감광막을 적층하는 단계와;

상기 하부층의 오목마크와 볼록마크의 오차값을 각각 측정하여 두 값의 평균값을 그 측정 위치에서의 오차값으로 하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 오버레이 마아진 조절용 패턴형성방법.
제 1 항에 있어서, 상기 오목, 볼록마크 및 감광막의 패턴 한 변의 길이가 5 ∼ 40㎛의 범위의 값을 갖는 사각형상인 것을 특징으로 하는 오버레이 마아진 조절용 패턴형성방법.
제 1 항에 있어서, 상기 오목, 볼록마크 및 감광막의 바아폭이 0.5 ∼ 10㎛범위의 값을 갖는 바아 타입형상인 것을 특징으로 하는 오버레이 마아진 조절용 패턴형성방법.
제 1 항에 있어서, 상기 오목, 볼록마크 및 감광막의 패턴 형상은, 프레임 폭이 0.5 ∼ 10㎛의 범위를 갖는 프레임 타입인 것을 특징으로 하는 오버레이 마아진 조절용 패턴형성방법.
제 1 항에 있어서, 상기 오목, 볼록마크 및 감광막의 패턴 형상은, 바아와 바아 사이가 5 ∼ 40㎛의 범위를 갖는 바아타입인 것을 특징으로 하는 오버레이 마아진 조절용 패턴형성방법.
제 1 항에 있어서, 상기 오목, 볼록마크 및 감광막의 패턴 형상은, 프레임과 프레임사이가 5 ∼ 40㎛의 범위를 갖는 프레임타입인 것을 특징으로 하는 오버레이 마아진 조절용 패턴형성방법.
반도체소자 제조공정시 층간에 오버레이마아진을 측정하는 방법에 관한 것으로서,

반도체기판에서 바아 모양의 패턴을 형성하면서, 일측은 오목마크로 하고, 타측은 볼록마크를 조합하여 형성하는 단계와;

상기 결과물 상에 상부층을 적층하는 단계와;

상기 상부층 상에 오목마크와 볼록마크가 형성된 부위에 감광막을 적층하는 단계와;

상기 감광막의 중심부분과 하부층의 오목마크와 볼록마크의 중심과 중심사이의 각각 차이값의 차이를 측정값으로 하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 오버레이 마아진 조절용 패턴형성방법.
제 7 항에 있어서, 상기 오목, 볼록마크 및 감광막의 바아폭이 0.5 ∼ 10㎛ 범위의 값을 갖는 바아 타입형상인 것을 특징으로 하는 오버레이 마아진 조절용 패턴형성방법.
제 7 항에 있어서, 상기 오목, 볼록마크 및 감광막의 패턴 형상은, 바아와 바아 사이가 5 ∼ 40㎛의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 오버레이 마아진 조절용 패턴형성방법.
제 7 항에 있어서, 상기 오목, 볼록마크 및 감광막의 패턴 형상은, 프레임 폭이 0.5 ∼ 10㎛의 범위를 갖는 프레임 타입인 것을 특징으로 하는 오버레이 마아진 조절용 패턴형성방법.
제 7 항에 있어서, 상기 오목, 볼록마크 및 감광막의 패턴 형상은, 프레임과 프레임사이가 5 ∼ 40㎛의 범위를 갖는 프레임타입인 것을 특징으로 하는 오버레이 마아진 조절용 패턴형성방법.