KR20050064596A - Method of measuring overlay by using vernier of organic film - Google Patents

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Abstract

본원 발명은 유기막 vernier를 이용하여 중첩도를 측정하는 방법에 대한 것으로서, 식각 경사를 갖는 상기 모 vernier의 상부에 유기막을 코팅하는 제1 단계;상기 유기막의 상부에 포토레지스트를 증착하는 제2 단계; 상기 포토레지스터 노광을 통해 상기 유기막을 식각하되, 상기 모 vernier의 상기 경사를 포함하는 형식으로 수직 식각하는 제3 단계; 식각 공정을 통해 상기 모 vernier 층이 드러난 상부에 상기 자 vernier를 형성하는 제4 단계; 및 상기 모 vernier와 상기 vernier간의 중첩도를 신호 피크를 감지함으로써, 측정하는 제5 단계를 포함한다.The present invention relates to a method for measuring the degree of overlap using an organic film vernier, a first step of coating an organic film on top of the parent vernier having an etch slope; a second step of depositing a photoresist on the organic film ; Etching the organic layer through the photoresist exposure, and vertically etching the organic layer in a form including the inclination of the parent vernier; A fourth step of forming the ruler vernier on an upper portion of the parent vernier layer exposed through an etching process; And a fifth step of measuring a degree of overlap between the parent vernier and the vernier by sensing a signal peak.

Description

유기막 vernier를 이용한 중첩도 측정 방법{Method of measuring overlay by using vernier of organic film}Method of measuring overlay by using vernier of organic film}

본원 발명은 유기막을 이용한 중첩도를 측정하는 방법에 관한 것으로서, 특히 하부 패턴의 식각시 경사(slope)가 형성된 경우에 유기막을 이용하여 경사를 covering한 후에 하부 패턴과 상부 패턴간의 중첩도를 측정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for measuring the degree of overlap using an organic layer, and in particular, when a slope is formed during etching of a lower pattern, the degree of overlap between the lower pattern and the upper pattern is measured after covering the slope using the organic layer. It is about a method.

일반적으로, 반도체 소자를 제조하는 공정시에는 증착 공정과 식각 공정을 반복하여, 여러층의 증착막을 중첩하여 하나의 소자를 구성하게 된다. 여기서, 하부 패턴위에 상부 패턴이 증착되기 위해서는, 하부 패턴과 상부 패턴간의 정렬 과정을 수행하게 되는데, 특히 노광 공정(lithography process)을 통해서 하부 패턴의 모 vernier(mother vernier)와 상부 패턴의 자 vernier(child vernier) 간의 중첩도를 측정하는 방식으로 이루어 진다.In general, in the process of manufacturing a semiconductor device, the deposition process and the etching process are repeated to form a single device by overlapping a plurality of deposition films. Here, in order to deposit the upper pattern on the lower pattern, an alignment process between the lower pattern and the upper pattern is performed. In particular, a mother vernier of the lower pattern and the child vernier of the upper pattern are performed through a lithography process. This is done by measuring the degree of overlap between child verniers.

종래의 중첩도를 측정하는 방식에 따르면, 도 1a에 도시된 바와 같이 반도체 소자 기판(1)에 포토레지스터(PR; 2)을 증착하고, 노광 공정을 통해 PR위에 원하는 패턴을 형성한다.According to the conventional method of measuring the degree of overlap, as shown in FIG. 1A, a photoresist (PR) 2 is deposited on the semiconductor device substrate 1, and a desired pattern is formed on the PR through an exposure process.

그 후에, 식각 공정을 통해 하부의 모 vernier(1')를 형성하고, 잔존하는 PR을 제거한다(도 1b).Thereafter, an etch process forms a lower parent vernier 1 'and removes the remaining PR (FIG. 1b).

그리고, 식각된 모 vernier(1') 상부에 자 vernier(3)를 형성한다(도 1c).Then, a ruler (3) is formed on the etched parent vernier (1 ') (FIG. 1C).

모 vernier(1')와 자 vernier(3)간의 중첩도를 측정하는데, 일반적으로 도 2d에 도시된 바와 같이 신호의 피크치를 감지하여 모 vernier(1')와 자 vernier(3)간의 벗어난 정도를 측정한다(도 1d).The degree of overlap between the parent vernier (1 ') and the child vernier (3) is measured. In general, as shown in FIG. 2D, the peak value of the signal is sensed to determine the degree of deviation between the parent vernier (1') and the child vernier (3). Measured (FIG. 1D).

그러나, 이러한 종래 기술에 따르면, 식각 특성에 의해서, 모 vernier(1')의 식각 단면에 경사(slope)가 생기게 되고, 이러한 경사가 발생할 경우에는 실제 중첩도 측정 결과에는, 도 2와 같이 경사 부분에 대한 신호에 noise가 발생하기 때문에, 정확한 중첩도 측정이 불가능하게 된다.However, according to this conventional technique, due to the etching characteristics, a slope is generated in the etching cross section of the parent vernier (1 '), and when such an inclination occurs, the inclined portion as shown in FIG. Because noise is generated in the signal for, the accurate superimposition cannot be measured.

특히, 모 vernier(1')는 일반적으로 oxide, nitride, Al 등과 같은 금속 산화막으로 형성되게 되는데, 이러한 금속 산화막 물질은 반사율이 심하기 때문에, 중첩도 측정시에 난반사에 의한 noise가 추가적으로 발생하게 되어, 측정 결과에 정확성을 기할 수 없는 문제점이 있다.In particular, the parent vernier (1 ') is generally formed of a metal oxide film such as oxide, nitride, Al, and the like, and since the metal oxide material has a high reflectance, noise due to diffuse reflection is additionally generated during the overlap measurement. There is a problem that cannot be accurate in the measurement results.

결과적으로, 정확한 정렬을 수행할 수 없게 되고 경우에 따라서는 short성 column fail이 발생하여 반도체 소자 전체의 공정의 신뢰성 또는 수율의 저하를 초래하게 된다.As a result, accurate alignment cannot be performed, and in some cases, a short column fail occurs, resulting in a decrease in the reliability or yield of the process of the entire semiconductor device.

이러한 종래 기술의 문제점에 착안한, 본원 발명은 모 vernier의 상부에 유기막을 직각으로 적층하여 모 vernier의 경사를 제거함으로써, 금속 산화물에서 발생되는 noise 신호 뿐만아니라 경사로 인해 발생되는 noise 신호까지 제거하는 것을 목적으로 한다. Focusing on the problems of the prior art, the present invention eliminates the inclination of the parent vernier by stacking the organic film on the top of the parent vernier at right angles, thereby eliminating not only the noise signal generated from the metal oxide but also the noise signal caused by the inclination. The purpose.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본원 발명은 금속 산화물로 이루어진 모 vernier와 자 vernier간의 중첩도를 측정하는 방법에 있어서, 식각 경사를 갖는 상기 모 vernier의 상부에 유기막을 코팅하는 제1 단계; 상기 유기막의 상부에 포토레지스트를 증착하는 제2 단계; 상기 포토레지스터 노광을 통해 상기 유기막을 식각하되, 상기 모 vernier의 상기 경사를 포함하는 형식으로 수직 식각하는 제3 단계; 식각 공정을 통해 상기 모 vernier 층이 드러난 상부에 상기 자 vernier를 형성하는 제4 단계; 및 상기 모 vernier와 상기 vernier간의 중첩도를 신호 피크를 감지함으로써, 측정하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve this object, the present invention is a method for measuring the degree of overlap between the parent vernier and the child vernier made of a metal oxide, the method comprising: a first step of coating an organic film on top of the parent vernier having an etching slope; Depositing a photoresist on the organic layer; Etching the organic layer through the photoresist exposure, and vertically etching the organic layer in a form including the inclination of the parent vernier; A fourth step of forming the ruler vernier on an upper portion of the parent vernier layer exposed through an etching process; And a fifth step of measuring a degree of overlap between the parent vernier and the vernier by detecting a signal peak.

이하, 도면을 참조하여 본원 발명의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

우선, 모 vernier의 기본 구조를 형성하는 공정은 종래의 방식과 동일하기 때문에, 구체적인 과정은 생략하기로 하고, 도 1a 및 도 1b를 참조하기 바란다.First, since the process of forming the basic structure of the parent vernier is the same as the conventional method, a detailed process will be omitted, and refer to FIGS. 1A and 1B.

상술한 바와 같이, 이미 모 vernier(10)의 구조가 이미 형성되어 있는 상태에서, 모 vernier(10)의 상부에 유기막(20)을 코팅한다(도 3a). 여기서, 증착되는 유기막은 빛 반사율이 거의 없기 때문에, 반사에 의한 noise 문제를 해결할 수 있게 된다. 본원 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 유기막은 특별한 종류에 구애받지 않고, 빛 반사율이 거의 없다면 어떤 것이라도 무방하다. 또한, 유기막(20)을 코딩하는 두께는 300 내지 1000 Å로 얇게 하는 것이 좋다.As described above, in a state in which the structure of the parent vernier 10 is already formed, the organic film 20 is coated on the parent vernier 10 (FIG. 3A). Here, since the deposited organic film has almost no light reflectance, the noise problem due to reflection can be solved. According to a preferred embodiment of the present invention, the organic film is not limited to any particular kind and may be any one as long as there is little light reflectance. In addition, the thickness of coding the organic film 20 may be reduced to 300 to 1000 mW.

그리고, 유기막(20) 상부에 PR(30)을 도포하고, PR을 노광하여 유기막을 식각한다(도 3b).Then, the PR 30 is coated on the organic film 20, and the organic film is etched by exposing the PR (FIG. 3B).

식각 과정을 거치고 나면, 도 3c에 도시된 바와 같이 모 vernier(10)의 경사 식각 부분에 유기막(20)이 수직으로 형성되게 된다. 따라서, 경사에 기한 noise 문제를 해결할 수 있게 된다.After the etching process, as illustrated in FIG. 3C, the organic layer 20 is vertically formed on the inclined etching portion of the parent vernier 10. Therefore, the noise problem due to the slope can be solved.

그 후, 모 vernier(10)의 상부에 자 vernier(40)를 형성하고(도3d), 중첩도를 측정하게 된다.Thereafter, a ruler 40 is formed on the parent vernier 10 (FIG. 3D), and the degree of overlap is measured.

상술한 구성에 의하면, 종래의 모 vernier의 좌·우측의 금속 산화물에서 발생하는 noise 문제를 유기막을 통해 해결할 수 있으며, 특히 모 vernier의 식각 경사로 인한 noise 문제도 해결할 수 있기 때문에, lithography 중첩도를 측정함에 있어서 발생할 수 있는 error의 영향을 제거할 수 있어, 후속되는 포토 공정시 sub pattern과의 short의 가능성을 줄여 소자 특성 및 공정 수율의 향상을 기할 수 있다.According to the above-described configuration, the noise problem generated in the metal oxides on the left and right sides of the parent vernier can be solved through the organic layer, and in particular, the noise problem due to the etching slope of the parent vernier can be solved, so that the lithography overlap is measured. In this case, the effects of errors that may occur can be eliminated, thereby reducing the possibility of a short with a sub pattern in a subsequent photo process, thereby improving device characteristics and process yield.

도 1a 내지 도 1d는 종래의 방식에 따른 중첩도 측정 방법을 도시한 도면.1A to 1D illustrate a method of measuring overlapping according to a conventional scheme.

도 2는 종래 방식에 따른 문제점을 도시한 도면.Figure 2 shows a problem according to the conventional scheme.

도 3a 내지 도 3d는 본원 발명에 따른 중첩도 측정 방법을 도시한 도면.3A to 3D are diagrams illustrating a method of measuring overlapping degree according to the present invention.

Claims (2)

금속 산화물로 이루어진 모 vernier와 자 vernier간의 중첩도를 측정하는 방법에 있어서,In the method for measuring the degree of overlap between the parent and child vernier consisting of metal oxides, 식각 경사를 갖는 상기 모 vernier의 상부에 유기막을 코팅하는 제1 단계;A first step of coating an organic layer on top of the parent vernier having an etching slope; 상기 유기막의 상부에 포토레지스트를 증착하는 제2 단계;Depositing a photoresist on the organic layer; 상기 포토레지스터 노광을 통해 상기 유기막을 식각하되, 상기 모 vernier의 상기 경사를 포함하는 형식으로 수직 식각하는 제3 단계; Etching the organic layer through the photoresist exposure, and vertically etching the organic layer in a form including the inclination of the parent vernier; 식각 공정을 통해 상기 모 vernier 층이 드러난 상부에 상기 자 vernier를 형성하는 제4 단계; 및A fourth step of forming the ruler vernier on an upper portion of the parent vernier layer exposed through an etching process; And 상기 모 vernier와 상기 vernier간의 중첩도를 신호 피크를 감지함으로써, 측정하는 제5 단계A fifth step of measuring a degree of overlap between the parent vernier and the vernier by detecting a signal peak 를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Method comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 단계에서, 유기막을 코팅하는 두께는 300 내지 1000 Å인 것을 특징으로 하는 방법. In the second step, the thickness of the coating of the organic film is characterized in that 300 to 1000 mm.
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