KR20040059252A - 영역구별 서치키를 갖는 정렬마크 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조공정의 노광공정의 정렬에 사용되는 정렬마크의 키 구조에 관한 것으로, 웨이퍼의 정렬에 사용되는 영역의 경계에 위치하는 서치키의 상부에 다른 영역과 구별시키는 식별수단을 구비한 경계서치키를 갖는다.

Description

영역구별 서치키를 갖는 정렬마크 구조{Alignment Mark with Search Key for Search Region Discrimination}

본 발명은 반도체소자의 제조에 관한 것으로, 상세하게는 반도체 제조공정의 노광공정에서 정렬(Alignment)하는 데 사용되는 정렬마크를 서치하는 과정에서 서치에러가 발생하는 경우에 정렬마크를 수동적으로 서치할 수 있도록 구성한 정렬마크의 구조에 관한 것이다.

반도체를 제조할 경우 보통 15~20회 정도의 노광공정이 반복되는 데, 각각의공정에서 마스크(레티클)와 웨이퍼의 고도의 정렬 및 중첩정밀도가 요구된다. 정렬 및 중첩정밀도란 웨이퍼의 기존회로 패턴에 대해 다음 공정의 회로패턴을 노광할 경우 회로패턴을 얼마나 정확하게 투영할 수 있는가를 나타낸 성능으로서, 일반적으로 노광장치의 정렬마크(alignment mark)와 스테이지의 평면상 이동정밀도를 이용하여 구현된다.

스테퍼(stepper)에서 정렬마크를 이용하여 웨이퍼를 서치하는 장치로는 다음의 2가지가 주로 사용된다.

첫째, LSA(Laser Step Alignment)장치는 웨이퍼에 새겨진 정렬마크를 인식하는 장치의 하나로, He-Ne 레이저를 프로젝션 렌즈(projection lens)를 통과시켜 정렬마크에서 반사되는 빛 중에서 1차 회절광을 신호처리하여 마크센터를 찾는 장치이다.

둘째, FIA(Field Image Alignment)장치는 광대역광, 예를들어 할로겐램프를 이용하여 웨이퍼로부터 반사되는 이미지신호를 받고, 기준인덱스에 기초한 비교를 통해 정렬마크를 인식하는 장치로서, 거친 정렬마크의 서치에 유리한 장치이다.

이러한 정렬마크 서치장치는 웨이퍼상에 새겨진 정렬마크를 이용하여 서치를 한다. 정렬마크의 서치가 완료되면, EGA(Enhanced Global Alignment)를 통해서 좀 더 정밀하게 웨이퍼를 정렬하는 과정을 거친다. 하지만, 일반적으로 서치를 잘못하게 되면 EGA 자체도 잘못하게 되어, 웨이퍼를 정확하게 정렬할 수 없다. 특히, 서치에러가 발생하여 정렬마크의 서키 키를 수동적으로 찾아야 하는 경우에는 다음의 문제가 발생한다.

도1은 정렬마크의 일반적 구조를 도시하고 있다. 도1에 도시된 바와같이, 종래 정렬마크는 마스크상에 크롬(Crome) 유무로 형성되는 다수의 키(11)들로 구성되며, 키(11)의 형태는 오목 형상의 클리어키(Clear Key) 또는 볼록 형상의 다크키(Dark Key)들의 배열로 구성된다.

그런데, 도1에서와 같이, 만약 실제 정렬하는 위치가 제1영역(A)이라면, 제1부분(A)의 경계부에 위치하는 서치키(11)과 제2영역(B)의 서치키(12)의 형상 및 상대적 위치가 비슷하므로, 서치에러가 발생하여 수동적으로 서치 키를 찾는 경우에 서치 키의 정확한 위치를 찾는 것이 어렵다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 정렬마크의 서치에러가 발생하는 경우에 이루어지는 수동적 서치에서 서치 키의 정확한 위치를 찾을 수 있도록 구성된 서치 키의 구조를 제공함으로써, 수동적으로 이루어지는 정렬의 소요시간 및 정확도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.

도1은 정렬마크의 일반적 구조의 평면도, 그리고

도2은 본 발명에 따른 정렬마크의 구조를 도시하고 있다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

11: 제1영역 서치키 12: 제2영역 서치키

21: 제1영역 경계서치키 22: 제2영역 경계서치키

A: 제1영역 B: 제2영역

C: 제3영역

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 정렬마크를 구성하는 서치 키의 상부에 서치 키를 식별할 수 있는 다양한 식별기호를 새겨 넣은 정렬마크의 서치 키 구조를 제공한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도2은 본 발명에 따른 정렬마크의 구조를 도시하고 있다. 도2에 도시된 바와같이, 요철로 형성된 유사한 형상 및 크기를 갖는 다수의 서치키가 격자형태 또는 바둑판 형태로 배열되어 있다. 여기서, 요철은 볼록 형상의 돌출부이거나, 또는 오목 형상의 함몰부로 구성될 수 있다. 하나의 오목부 또는 볼록부는 직사각형의 육면체로 형성되는 것이 바람직하지만, 원형, 삼각형 등의 다양한 형태로 구성될 수 있다.

본 발명에 따라 구현되는 정렬마크의 서치키의 구조를 보면, 예를들어, 볼록부 형상을 갖는 다수의 정렬마크 키들이 배열된 정렬마크 구조에서, 서치 영역이 제1영역(A), 제2영역(B) 등으로 구별되고 있는 경우에, 제1영역(A)의 경계부에 위치하는 제1서치키(21)의 상부에 제1영역(A)의 경계를 표시하는 기호를 새겨넣는다. 그리고, 제2영역(B)의 경계부에 위치하는 제2서치키(22)에도 제2영역(B)의 경계를 표시하는 기호를 새겨넣는다. 이때, 제1서치키(21)와 제2서치키(22)는 상호 구별되도록 한다. 예를들어, 제1서치키(21)의 상부에 로마자 Ⅰ를 새겨 넣는 경우, 제2서치키(22)의 상부에는 로마자 Ⅱ를 새겨넣는다. 이와같이, 영역의 경계를 표시하는 서치키의 상부에 새겨넣는 구별 기호는 아라비아숫자, 영문알파벳 등의 다양한 형태로 구성할 수 있다. 그러나, 서치키가 모니터를 통해 구별될 수 있는 형태 및 크기로 형성시켜야 한다.

한편, 제3영역(C)의 경계를 표시하는 경계서치키를 구조에서 있어서도 제1영역과 제2영역의 구별과 동일하다.

이와같이, 영역의 경계를 표시하는 기호가 새겨진 정렬마크는 정렬마크에서 반사되는 빛 중에서 1차 회절광을 신호처리하여 마크센터를 찾거나, 이미지신호를 받고 기준인덱스에 기초한 비교를 통해 정렬마크를 인식하는 장치를 이용한 정렬마크의 서치가 불가능하거나 에러가 발생한 경우에, 모니터 등을 이용한 수동적 방법으로 경계영역에 위치하는 서치키의 상부면에 새겨진 식별기호를 확인함으로써, 서치키의 수동적 확인이 가능하게 된다.

이러한 식별기호가 새겨진 서치키를 갖는 정렬마크 구조에 따르면, 정렬마크의 서치에러가 발생하는 경우에 이루어지는 수동적 서치에서 서치 키의 정확한 위치를 찾을 수 있으므로, 웨이퍼의 보조적 정렬에 소요되는 시간을 줄일 수 있고, 또한 기계적 방법에 못지않는 정확도로서 웨이퍼의 정렬을 이룰 수 있다.

Claims (2)

1. 반도체 제조공정의 노광공정의 정렬에 사용되는 정렬마크의 키 구조에 있어서,

   웨이퍼의 정렬에 사용되는 영역의 경계에 위치하는 서치키의 상부에 다른 영역과 구별시키는 식별수단을 구비한 경계서치키를 포함하는 것을 특징으로 하는 영역구별 서치키를 갖는 정렬마크 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 경계서치키의 식별수단은

   로마자인 것을 특징으로 하는 영역구별 서치키를 갖는 정렬마크 구조.