KR20020073630A - 반도체장치 스테퍼 설비의 레티클 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포토리소그래피 공정 중 레티클 상에 형성된 패턴 이미지를 웨이퍼상에 전사함에 있어서, 웨이퍼의 기준마크 부위를 오픈시키도록 하는 블랭크를 갖는 반도체장치 스테퍼 설비의 레티클에 관한 것으로서, 이에 대한 구성은, 중심 부위에 축소 투영렌즈를 사이에 두고 위치되는 웨이퍼의 쇼트영역에 대향하여 소정의 패턴 이미지가 형성되는 필드 영역과; 상기 필드 영역의 외측 주연에 소정 폭으로 형성되는 스크라이브 영역과; 상기 스크라이브 영역 외측 주연에 크롬막으로 덮여 형성되는 불투명영역; 및 상기 불투명 영역의 소정 위치에 웨이퍼 상의 설정된 기준마크 영역 내의 각 기준마크에 대향하여 크롬막이 각각 대응하는 형상으로 오픈되어 형성된 복수개의 블랭크;를 포함한 구성으로 이루어진다. 이에 따르면 레티클 상에 형성되는 블랭크가 각 기준마크의 형상과 배치에 대응하는 세분되어 형성됨에 따라 각 기준마크의 외측 부위는 증착막에 의해 커버되어 오픈됨으로써 화학적 기계적 폴리싱 공정에 대응하여 손상이 없을 정도의 밀도를 이루게 되고, 세분된 각 블랭크의 배치 관계를 통해 정렬에 따른 작업시간 단축과 신뢰도 향상 및 공정불량을 방지하게 되는 효과가 있다.

Description

반도체장치 스테퍼 설비의 레티클{reticle of semiconductor device stepper equipment}

본 발명은 반도체장치 스테퍼 설비의 레티클에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포토리소그래피 공정 중 레티클 상에 형성된 패턴 이미지를 웨이퍼상에 전사함에 있어서, 웨이퍼의 기준마크 부위를 오픈시키도록 하는 블랭크를 갖는 반도체장치 스테퍼 설비의 레티클에 관한 것이다.

일반적으로 스테퍼 설비는 복수개의 레티클에 형성된 각기 다른 패턴 이미지를 웨이퍼 상에 전사시키기 위한 장치로서, 이들 패턴 이미지는 웨이퍼 상에 순차적으로 전사되어 조합됨으로써 요구되는 회로패턴을 이루게 된다. 이때 각 공정단계마다 형성되는 회로패턴들은 반도체소자의 고집적화 추세에 따라 이전 단계의 회로패턴에 대하여 정확하게 정렬되어 형성될 것이 요구된다. 이러한 정렬 관계는 웨이퍼 상에 형성되는 정렬마크를 기준하게 되지만 웨이퍼 상에 증착되는 각 회로패턴이 복수의 금속층으로 형성될 경우 웨이퍼 상에 형성된 정렬마크는 금속층에 의해 덮여지는 등에 의해 그 확인이 어렵게 된다. 이에 따라 웨이퍼의 소정 부위에는 그 기준 위치 및 웨이퍼의 공정 조건에 대하여 특정 기록 사항들을 표시하는 적어도 하나 이상의 기준마크(privilege mark: P·M)가 소정 형상과 배열로 형성되어 있으며, 이들 기준마크는 계속되는 식각 및 증착 공정에 영향을 받지 않도록 하여 항상 오픈된 상태에 있도록 할 것이 요구된다. 따라서, 상술한 기준마크를 항상 오픈시키기 위한 방법으로 레티클 상에 기준마크 부위가 대향 위치됨에 대응하여 선택적으로 그 부위의 포토레지스트층을 유지 또는 개방하도록 하는 블랭크(blank)가 형성되며, 이러한 블랭크에 대한 종래 기술 구성은, 도 1에 도시된 바와 같다. 이러한 종래 기술 구성에 따른 레티클(10) 상의 블랭크(12)는, 통상 기준마크(도면의 단순화를 위하여 생략함)의 형성 부위를 포함한 그 주연 부위까지 보다 확장된 영역 즉, 기준마크 영역을 오픈시키게 되며, 이렇게 블랭크(12)에 의해 오픈되는 영역이 기준마크 이상으로 확대 형성되면, 웨이퍼 상의 기준마크는 다른 오염원에 의해 그 오염 가능성이 높아지게 된다. 또 화학적 기계적 폴리싱(CMP) 공정을 수행하는 과정에서 기준마크의 노출정도가 심하여 손상 또는 파손되는 문제가 있게 된다. 또한, 상술한 기준마크는 하나의 기준마크 영역 내에서 웨이퍼의 공정에 따라 그 크기 및 배치 구조가 다양한 형상으로 형성됨에 따라 블랭크에 의한 오픈 영역은 가장 큰 기준마크 영역보다도 더 크게 형성되어 그 오염 및 손상 가능성이 확대된다. 이렇게 기준마크의 오염이나 손상이 발생될 경우 웨이퍼의 정확한 정열이 어려워지며, 이에 따라 제조되는 반도체장치 품질 특성의 저하 또는 불량을 초래하고, 이로 인한 제조수율이 저하되는 문제가 있었다. 이에 더하여 웨이퍼 상에 형성되는 기준마크는 그 손상 가능성에 의해 복수개의 영역 부위에 형성됨에 따라 이들 기준마크 영역에 의한 쇼트영역이 감소되는 문제가 있으며, 또 이들 기준마크를 통한 웨이퍼의 위치를 결정함에 있어서도 각 기준마크의 설정 위치를 반복하여 그 보정치를 구하는 등의 과정을 거쳐야 함에 따라 작업시간과 설비 가동율 및 제조수율이 저하되고, 또 생산단가를 높이게 되는 비경제적인 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 기준마크와 레티클은 웨이퍼 상의 쇼트영역이 반도체장치로 제조되기까지의 각 공정에 대응하여 형성됨에 따라 레티클을 제작할 때 블랭크를 대향하는 각각의 기준마크의 형상과 배열을 갖는 세분된 오픈 영역을 갖도록 형성함으로써 기준마크를 화학적 기계적 폴리싱 공정 등으로부터 오염과 손상 위험을 방지하도록 하고, 이를 통해 정열의 신뢰도를 높이도록 하여 불량 방지 및 제조되는 반도체장치 품질 특성과 제조수율을 향상시키도록 하는 반도체장치 스테퍼 설비의 레티클을 제공함에 있다.

또한, 각 기준마크의 손상을 줄이도록 함과 동시에 기준마크의 형성 개수를 줄이도록 하여 웨이퍼 상에 넓은 쇼트영역의 확보로 제조수율을 높이고, 또 정렬에 따른 웨이퍼 기준위치 측정회수를 줄여 작업시간 단축과 설비 가동율과 제조수율의 향상 및 그에 따른 생산단가를 줄이도록 하는 반도체장치 스테퍼 설비의 레티클을 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술 구성에 따른 반도체장치 스테퍼 설비의 레티클을 개략적으로 나타낸 평면도와 부분 확대도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체장치 스테퍼 설비의 레티클 구성 및 블랭크에 대하여 개략적으로 나타낸 평면도와 부분 확대도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10, 20: 레티클 12, 24: 블랭크

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적 구성은, 중심 부위에 축소 투영렌즈를 사이에 두고 위치되는 웨이퍼의 쇼트영역에 대향하여 소정의 패턴 이미지가 형성되는 필드 영역과; 상기 필드 영역의 외측 주연에 소정 폭으로 형성되는 스크라이브 영역과; 상기 스크라이브 영역 외측 주연에 크롬막으로 덮여 형성되는 불투명영역; 및 상기 불투명 영역의 소정 위치에 웨이퍼 상의 설정된 기준마크 영역 내의 각 기준마크에 대향하여 크롬막이 각각 대응하는 형상으로 오픈되어 형성된 복수개의 블랭크;를 포함한 구성으로 이루어진다. 또한, 상기 각 블랭크의 크기와 형상은, 상기 축소 투영렌즈를 통한 상기 기준마크 영역 내의 각 기준마크에 대응하도록 형성함이 바람직하고, 상기 각 기준마크의 형상과 배치에 대응하여 매트릭스 형상으로 배치함이 효과적이다.

이하, 본 발명에 따른 반도체장치 스테퍼 설비의 레티클에 대하여 첨부된 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체장치 스테퍼 설비의 레티클 구성 및 블랭크에 대하여 개략적으로 나타낸 평면도와 부분 확대도로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 레티클(20)의 구성은, 도 2에 도시된 바와 같이, 석영 등의 투명한 재질의 판 형상 중심 부위 영역에 소정의 패턴 이미지가 형성되는 필드 영역이 형성되고, 이 필드 영역의 패턴 이미지는 하측에 위치되는 축소 투영렌즈를 통해 웨이퍼의 각 쇼트영역에 전사되게 된다. 또한, 필드 영역의 가장자리 부위는 소정 폭과 형상으로 웨이퍼 상의 쇼트 영역 가장자리 부위의 스크라이브 영역과 대응하는 스크라이브 영역이 형성되고, 이 스크라이브 영역 외측 주연에는 크롬막으로 덮여진 불투명영역을 이룬다. 그리고, 상술한 불투명 영역의 소정 부위에는 웨이퍼 상에 이미 설정된 기준마크 영역에 대향하는 복수개의 블랭크(24)가 형성되며, 이 블랭크(24)의 형상은, 도 2에 도시된 종래의 블랭크(12) 영역으로부터 보다 협소하게 형성될 뿐 아니라 기준마크 영역의 각 기준마크(도면의 단순화를 위하여 생략함)에 대응하여 세분된 형상으로 형성된다. 또한, 이렇게 세분된 블랭크(24) 각각은 이후의 스테퍼에 의한 노광 과정에서 기준마크 영역 내의 각 기준마크를 선택적으로 노광하게 되고, 이에 따라 각 기준마크 영역 내의 각 기준마크는 웨이퍼상에 증착되는 증착막에 의해 그 외측 부위가 감싸여진 형상으로 오픈되게 된다. 이렇게 각 기준마크가 증착막 사이에 감싸여진 형상으로 형성됨에 따라 이후의 화학적 기계적 폴리싱 공정에서 기준마크의 손상이 없을 정도의 밀도를 이루게 되어 화학적 기계적 폴리싱에 의한 손상됨이 방지되며, 또 그 노출되는 정도가 협소하게 이루어져 다른 외부의 오염원으로부터의 오염 가능성이 감소하게 된다. 이에 더하여 웨이퍼의 정렬 관계에 있어서도 각 기준마크 중 웨이퍼 공정에 따른 특정 기준마크를 기준마크 영역에서 선별하기 보다 요구되는 기준마크의 선택이 용이하며, 통상 매트릭스 형상으로 배치되는 각 기준마크 또는 이들 기준마크에 의한 임의의 마크중심을 통해 웨이퍼의 좌표 설정을 복수개의 기준마크 영역을 통해 얻는 것보다 하나의 기준마크 영역에서의 각 기준마크의 배치 관계를 통해 확인할 수 있어 그 정확도와 신뢰도 향상 및 측정 회수와 작업시간을 단축시키게 되며, 또 기준마크 영역 개수를 줄일 수 있어 웨이퍼 상의 쇼트 영역이 확대됨과 동시에 그 확보가 용이하게 된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 레티클 상에 형성되는 블랭크가 기준마크의 영역 내의 각각 기준마크의 형상과 배치에 대응하는 세분된 형상으로 형성됨에 따라 기준마크의 영역 중 각 기준마크에 대하여 오픈되게 함으로써 화학적 기계적 폴리싱 공정에 대응하여 그 밀도가 높아 손상과 오염이 방지되고, 세분된 각 블랭크의 배치 관계를 통해 짧은 시간에 정열이 이루어져 신뢰도 향상과 공정불량이 방지될 뿐아니라 제조되는 반도체장치 품질 특성과 제조수율이 향상되는 효과가 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 정열의 신뢰도 향상은 웨이퍼 상의 각 기준마크 영역 형성 비율을 줄일 수 있어 보다 확장된 쇼트영역을 확보하게 되고, 이에 따라 제조수율이 향상되며, 또 정렬에 따른 웨이퍼 기준위치 측정회수가 감소되어 작업시간이 단축됨과 설비 가동율이 향상되며, 이에 따른 생산단가가 절감되는 효과가 있다.

본 발명은 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (3)

1. 중심 부위에 축소 투영렌즈를 사이에 두고 위치되는 웨이퍼의 쇼트영역에 대향하여 소정의 패턴 이미지가 형성되는 필드 영역과;

   상기 필드 영역의 외측 주연에 소정 폭으로 형성되는 스크라이브 영역과;

   상기 스크라이브 영역 외측 주연에 크롬막으로 덮여 형성되는 불투명영역; 및

   상기 불투명 영역의 소정 위치에 웨이퍼 상의 설정된 기준마크 영역 내의 각 기준마크에 대향하여 크롬막이 각각 대응하는 형상으로 오픈되어 형성된 복수개의 블랭크;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 반도체장치 스테퍼 설비의 레티클.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 블랭크의 크기와 형상은, 상기 축소 투영렌즈를 통한 상기 기준마크 영역 내의 각 기준마크에 부합되게 대응하도록 형성됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 스테퍼 설비의 레티클.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 블랭크의 배치는, 상기 각 기준마크의 형상과 배치에 대응하여 매트릭스 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 상기 반도체장치 스테퍼 설비의 레티클.