KR20100003643A - 패턴 치수 측정방법 및 이를 실행하는 프로그램을 저장한기록매체 - Google Patents

패턴 치수 측정방법 및 이를 실행하는 프로그램을 저장한기록매체 Download PDF

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KR20100003643A
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Abstract

본 발명은 패턴 치수 측정방법 및 이를 실행하는 프로그램을 저장한 기록매체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주사전자현미경을 이용하여 반도체 소자의 패턴 치수를 측정하는 방법 및 이를 실행하는 프로그램을 저장한 기록매체에 관한 것이다.
본 발명에 따른 패턴 치수 측정 방법은 주사전자현미경으로 측정패턴의 치수를 측정하는 방법으로서, (a) 상기 측정패턴에 인접하며 원형 패턴으로 구성되는 보정패턴으로 이동하여, 상기 보정패턴을 대상으로 촛점(focus) 및/또는 무비점 수차(stigmatism)를 보정하는 단계; 및 (b) 상기 보정된 촛점 및/또는 무비점 수차를 반영한 측정조건으로 상기 측정패턴의 치수를 측정하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 의하면 측정패턴에 손상을 가하지 않고 측정패턴에 최적의 촛점 및/또는 무비점수차 조건을 설정하여 정확하게 측정패턴의 치수를 계측할 수 있다.
주사전자현미경, 치수, 측정, 촛점, 무비점수차

Description

패턴 치수 측정방법 및 이를 실행하는 프로그램을 저장한 기록매체{The Method of measuring dimension of patterns and the record medium recording the program implementing the same}
본 발명은 패턴 치수 측정방법 및 이를 실행하는 프로그램을 저장한 기록매체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주사전자현미경을 이용하여 반도체 소자의 패턴 치수를 측정하는 방법 및 이를 실행하는 프로그램을 저장한 기록매체에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조에 있어서 패턴의 정확한 치수를 정확하게 측정하는 것이 필수적으로 요구되고 있으며, 현재 반도체 제조 공정에서는 인-라인(in-line) 주사전자현미경(SEM)으로 반도체 소자의 패턴의 치수를 측정하는 것이 일반적이다.
주사전자현미경은 전자빔을 관찰대상에 주사하고 상기 관찰대상에서 반사되어 나온 전자에서 얻어지는 상을 관찰하는 현미경을 의미한다.
주사전자현미경으로 측정패턴의 치수를 측정하고자 하는 경우, 주사전자현미경의 촛점 및/또는 무비점수차를 상기 측정패턴에 최적화된 조건으로 설정하는 것이 필요하다. 그러나, 측정패턴의 상부면이 감광막으로 덮혀져 있는 경우 측정패턴 상에 직접 전자빔을 주사하여 촛점 및/또는 무비점수차를 보정하는 것은 감광막의 손상을 가져오는 문제점이 발생한다. 이는 전자빔이 에너지를 가지므로, 감광막이 일정 시간 이상 상기 전자빔에 노출되면 감광막을 구성하는 물질의 물리적 및/또는 화학적 성질이 변화하기 때문이다.
따라서, 측정패턴의 손상 없이 주사전자현미경으로 최적의 촛점 및/또는 무비점수차 조건을 설정하여 측정하는 방법이 필요하게 되었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 측정패턴의 손상 없이 주사전자현미경으로 최적의 촛점 및/또는 무비점수차 조건을 설정하여 패턴의 치수를 측정하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적인 과제는 상기 패턴의 치수를 측정하는 방법을 실행하는 프로그램을 저장한 기록매체를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적인 과제는 상기 패턴의 치수를 측정하는 방법에 적합한 반도체 소자 패턴을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 패턴 치수 측정 방법은 주사전자현미경으로 측정패턴의 치수를 측정하는 방법으로서, (a) 상기 측정패턴에 인접하며 원형 패턴으로 구성되는 보정패턴으로 이동하여, 상기 보정패턴을 대상으로 촛점(focus) 및/또는 무비점 수차(stigmatism)를 보정하는 단계; 및 (b) 상기 보정된 촛점 및/또는 무비점 수차를 반영한 측정조건으로 상기 측정패턴의 치수를 측정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 보정패턴은 복수개의 상기 원형 패턴이 어레이를 구성하는 패턴인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 보정패턴은 측정하고자 하는 배율에서 복수개의 상기 원형 패턴이 n x m 배열의 어레이(상기 n 및 m 은, 정수)를 구성하도록 배치되는 패턴이며, 예를 들어, 상기 보정패턴은 측정하고자 하는 배율에서 복수개의 상기 원형 패턴이 2x2 배열의 어레이 또는 3x3 배열의 어레이로 주사전자현미경의 화면 상에 나타날 수 있도록 배치되는 패턴일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어, 상기 보정패턴은 상기 측정패턴에서 5㎛ 이내에 배치되는 패턴인 것이 바람직하다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어, 상기 측정패턴은 상기 포토리소그래피 공정 이후에 그리고 식각 공정 이전에 형성된 패턴일 수 있다. 또는 상기 측정패턴은 포토리소그래피 공정 및 식각 공정 이후에 형성된 패턴일 수 있다. 상기 측정패턴은 상부면이 감광막 패턴으로 덮혀져 있는 패턴일 수 있다. 여기에서 상기 포토리소그래피 공정은 예를 들어, ArF 광원을 이용한 포토리소그래피 공정일 수 있다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기록매체는 주사전자현미경으로 측정패턴의 치수를 측정하는 프로그램을 저장한 기록매체로서, (a) 상기 측정패턴에 인접하며 원형 패턴으로 구성되는 보정패턴으로 이동하여, 상기 보정패턴을 대상으로 주사전자현미경의 촛점(focus) 및/또는 무비점 수차(stigmatism)를 보정하는 단계; 및 (b) 상기 보정된 촛점 및/또는 무비점 수차를 반영한 측정조건으로 상기 측정패턴의 치수를 주사전자현미경으로 측정하는 단계;를 실행한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자 패턴은 측정패턴; 및 보정패턴;을 포함하는 반도체 소자 패턴으로서, 상기 보정패턴은 주사전자현미경으로 상기 측정패턴의 치수를 측정하기 위하여 상기 주사전자현미경의 촛점 및/또는 무비점 수차를 보정하기 위한 패턴이며, 상기 보정패턴은 원 형 패턴으로 구성된다. 상기 보정패턴은 복수개의 상기 원형 패턴이 어레이를 구성하는 패턴인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 측정패턴에 손상을 가하지 않고 측정패턴에 최적의 촛점 및/또는 무비점수차 조건을 설정하여 효과적으로 측정패턴의 치수를 계측할 수 있다. 따라서, 측정패턴이 미세화되어도 정확한 치수의 측정이 가능해진다.
또한, 정확한 치수에 근거하여 반도체 소자의 제조공정에 피드백이 가능해지므로 불필요한 재작업(rework) 공정을 제거할 수 있어, 반도체 소자의 제조단가 절감에 기여할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서 막, 영역, 또는 기판등과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상 기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향 을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
도 1은 주사전자현미경으로 측정패턴의 치수를 측정하기 위한 방법을 설명하기 위한 반도체 소자 패턴의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 메인 패턴(11) 및 더미 패턴(12)을 포함하는 반도체 소자 패턴이 배치된다. 메인 패턴(11)은 주사전자현미경으로 그 치수를 측정하고자 하는 측정패턴(M)을 포함한다. 상기 치수는 예를 들어, 측정패턴(M)의 임계 치수(Critical Dimension)일 수 있다. 어드레싱 포인트(addressing point, A)는 측정패턴(M)을 쉽게 찾아갈 수 있도록 하는 이정표 역할을 한다.
측정패턴(M)의 상부면이 감광막으로 덮혀져 있는 경우 측정패턴(M) 상에 전 자빔을 주사하여 촛점 및/또는 무비점수차를 보정하는 것은 감광막의 손상을 가져오는 문제점이 발생할 수 있으므로, 바람직하지 않다.
따라서, 측정패턴(M)의 촛점 및/또는 무비점수차에 대한 보정은 측정패턴(M) 상에서 직접 하지 않고, 측정패턴(M)이 아닌 다른 패턴 상에서 수행하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 메인 패턴(11)에 인접하는 더미 패턴(12)을 대상으로 주사전자현미경의 촛점 및/또는 무비점수차를 최적화한 후, 이것을 반영한 측정조건 하에서 측정패턴(M)의 치수를 측정하는 것이 바람직하다.
도 1에서는, 더미 패턴(12)은 사각형 형상을 가지는 패턴이 복수개로 규칙적으로 서로 이격되어 배치된다. 그러나, 사각형 형상을 가지는 패턴을 대상으로 촛점 및/또는 무비점수차를 보정하는 경우, 측정패턴(M)이 미세화될 수록 치수 측정 정확도가 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 이는 사각형 형상의 코너에서 신호(signal)의 형태가 왜곡되기 때문인 것으로 이해된다.
도 2는 사각형의 더미 패턴에 대한 무비점수차 보정장치의 구성을 개요적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 무비점수차의 보정을 위한 보정장치는 4쌍의 보정자(stigmator, 30)을 포함할 수 있다. 더미 패턴(12)이 사각형의 형상을 가지는 경우, 더미 패턴(12)의 사각형 형상의 코너(C)에서 신호(signal)의 형태가 다르기 때문에 무비점수차의 보정 능력이 저하된다.
따라서, 본 발명은 촛점 및/또는 무비점수차의 보정을 위한 보정패턴의 형상이 보정자(stigmator, 30)에 대하여 모든 방향에서 대칭적인 형상을 가지는 것을 제안하고자 한다. 보정자(30)에 대하여 모든 방향에서 대칭적인 형상을 가지는 보정패턴은 예를 들어, 원형의 형상을 가지는 보정패턴일 수 있다. 상기 원형 패턴이라 함은 반도체 기판과 평행한 단면 방향으로 형성된 형상이 원형을 가지는 패턴을 의미한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 주사전자현미경으로 측정패턴의 치수를 측정하기 위한 방법을 설명하기 위한 반도체 소자 패턴의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 주사전자현미경으로 측정패턴의 치수를 측정하기 위한 보정패턴을 도시하는 단면도이며, 그리고 도 5는 원형의 보정패턴에 대한 무비점수차 보정장치의 구성을 개요적으로 도시한 도면이다.
한편, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 주사전자현미경으로 측정패턴의 치수를 측정하기 위한 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3 , 도 4 및 도 7을 함께 참조하면, 측정패턴(M)을 쉽게 찾아갈 수 있도록 이정표 역할을 하는 어드레싱 포인트(A)로 우선 이동한다(S10). 측정패턴(M)은 어드레싱 포인트(A)에서 소정 거리(W2) 이내에 위치하는 것이 바람직한데, 예를 들어 상기 소정 거리(W2)는 10㎛ 이내인 것이 바람직하다.
계속하여, 원형패턴으로 구성된 보정패턴(130a)으로 이동하고(S20), 상기 보정패턴(130a)을 대상으로 촛점 및/또는 무비점수차를 보정한다(S30). 보정패턴(130a)은 복수개의 원형패턴이 어레이(array)를 구성하는 패턴인 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 복수개의 원형패턴이 어레이를 구성하는 보정패턴(130a)은 측정하고자 하는 배율에서 복수개의 상기 원형 패턴이 n x m 배열의 어레이로 주사전 자현미경의 화면 상에 나타날 수 있도록 배치되는 패턴일 수 있다. 여기에서, 상기 n 및 m 은 임의의 양의 정수의 값이며, 바람직하게는 상기 n 및/또는 m 은 2 이상의 양의 정수값을 가질 수 있다.
구체적으로, 주사전자현미경으로 10만배의 배율로 측정패턴(M)의 치수를 측정하고자 하는 경우에, 보정패턴(130a)의 어레이는 10만배의 비율에서 n x m 배열의 어레이(상기 n 및 m 은 양의 정수값)가 화면 상에 나타날 수 있도록 배치되는 패턴일 수 있다. 예를 들어, 10만배의 측정 배율에서 3 x 3 배열의 어레이 패턴이 주사전자현미경의 화면 상에 꽉 차서 나타날 수 있도록 배치될 수 있다.
도 3에서는 복수개의 원형패턴이 어레이를 구성하는 보정패턴(130a)의 외곽부(130)를 도식적으로 사각형으로 도시하였지만, 보정패턴(130a)은 원형패턴으로 구성되는 것은 명백하다.
한편, 보정패턴(130a)은 더미 패턴(120)에 인접하여 형성될 수 있으며, 더미 패턴(120)은 사각형의 형상을 가질 수도 있다. 일반적으로, 반도체 소자의 패턴을 형성함에 있어, 사각형의 형상을 구현하는 것이 원형의 형상을 구현하는 것보다 용이하기 때문에 더미 패턴(120)의 형상은 제한을 두지 않는다.
도 5를 참조하면, 무비점수차의 보정을 위한 보정장치는 4쌍의 보정자(stigmator, 30)을 포함할 수 있다. 보정패턴(130a)이 원형의 형상을 가지므로, 보정자(30)에 대하여 각각 모든 방향으로 대칭적이므로, 모든 방향으로 신호(signal)의 형태도 대칭적이다. 따라서, 사각형 패턴의 보정패턴보다 원형 패턴의 보정패턴을 적용하는 겨우 무비점수차의 보정 능력이 개선되는 것을 기대할 수 있다.
계속하여, 측정패턴(M)으로 이동하는데(S40), 측정패턴(M)은 포토리소그래피 공정 이후에 그리고 식각 공정 이전에 형성된 패턴일 수 있으며, 또는 측정패턴(M)은 포토리소그래피 공정 및 식각 공정 이후에 형성된 패턴일 수 있다. 이 경우 측정패턴(M)은 그 상부면이 감광막 패턴으로 덮혀져 있는 패턴일 수 있다.
여기에서, 상기 포토리소그래피 공정은 KrF , ArF 광원 또는 X선을 이용한 포토리소그래피 공정일 수 있으며, 예를 들어, 32nm ~ 22nm 의 범위를 가지는 임계 치수에 대한 반도체 소자의 제조방법에서는 ArF 광원을 이용한 포토리소그래피 공정이 적용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 포토리소그래피 공정의 종류에 제한을 받지는 않음은 당업자에 있어서 명백하다.
도 6a는 사각형의 더미 패턴을 대상으로 촛점 및/또는 무비점수차를 보정한 후, 측정패턴(M)을 주사전자현미경으로 확대한 사진이고, 도 6b는 원형의 보정패턴을 대상으로 촛점 및/또는 무비점수차를 보정한 후, 측정패턴(M)을 주사전자현미경으로 확대한 사진이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 측정패턴(M)은 예를 들어, 라인 앤드 스페이스(line and space) 패턴으로 구성될 수 있다.
사각형의 더미 패턴을 대상으로 촛점 및/또는 무비점수차를 보정한 후, 측정패턴(M)을 주사전자현미경으로 확대한 경우에는 도 6a에서처럼, 라인 패턴과 스페이스 패턴 사이의 경계가 불분명하고 촛점이 불량하다.
이에 비하여, 원형의 보정패턴을 대상으로 촛점 및/또는 무비점수차를 보정 한 후, 측정패턴(M)을 주사전자현미경으로 확대한 경우에는 도 6b에서처럼, 라인 패턴과 스페이스 패턴 사이의 경계가 분명하고 촛점이 양호하다.
따라서, 본 발명에 따른 패턴 치수 측정 방법에 의할 경우 측정패턴(M)의 치수를 상대적으로 정확하게 측정할 수 있어 반도체 소자의 제조공정에 정확한 피드백이 가능해지므로 불필요한 재작업(rework) 공정을 제거할 수 있고, 따라서 반도체 소자의 제조단가 절감에 기여할 수 있다.
다음으로, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제인 상기 패턴의 치수를 측정하는 방법을 실행하는 프로그램을 저장한 기록매체를 설명한다.
실행가능한 소프트웨어 코드를 포함하는, 프로그래밍을 수반하는 컴퓨터시스템들이 상술된 측정패턴의 치수를 측정하는 방법을 구현하는데 이용될 수 있다. 상술된 측정패턴의 치수를 측정하는 방법은 여기에서도 동일하므로 그에 대한 설명은 생략한다. 소프트웨어 코드는 범용 컴퓨터에 의해 실행가능하다. 작동시, 소프트웨어 코드 및 관련된 데이터 기록들은 범용 컴퓨터의 플랫폼 내에 저장될 수 있다. 하지만, 다른 때에는, 상기 소프트웨어 코드가 다른 장소에 저장되거나 및/또는 적절한 범용 컴퓨터시스템으로의 로딩을 위하여 이동될 수도 있다. 이에 따라, 실시예들은 하나 이상의 기계-판독가능한 매체에 의해 전달된 코드에 대한 하나 이상의 소프트웨어 제품을 포함한다. 컴퓨터시스템의 프로세서에 의한 상기 코드의 실행은, 특히 본 명세서에 논의되고 예시된 실시예들에서 수행된 방식으로, 상기 플랫폼이 카탈로그 및/또는 소프트웨어 다운로딩 기능들을 구현하도록 할 수 있다. 여 기서, 컴퓨터 또는 "판독가능한 매체"와 같은 용어는, 실행을 위하여 프로세서에 명령어들을 제공하는 것에 관여하는 소정의 매체를 칭한다. 이러한 매체는 여러 형태를 취하는데, 비휘발성 매체, 휘발성 매체 및 전송 매체들을 포함하기는 하지만, 여기에 제한되지는 않는다. 비휘발성 매체는, 예를 들어 서버 플랫폼 중 하나로서 작동하는 소정의 컴퓨터(들)내의 소정의 기억장치와 같은 광학 또는 자기 디스크를 포함한다. 휘발성 매체는 상기 컴퓨터 플랫폼의 메인 메모리와 같은 다이내믹 메모리를 포함한다. 물리적인 전송 매체는 컴퓨터시스템 내에 버스를 포함하는 와이어를 포함하는 섬유 다발, 구리선 및 동축케이블 등을 포함한다. 반송파(carrier-wave) 전송 매체는 전기 신호나 전자기 신호 또는 무선 주파수(RF) 및 적외(IR) 데이터 통신 시에 생성되는 것과 같은 탄성파 또는 광파의 형태를 취할 수 있다. 그러므로 컴퓨터-판독가능한 매체의 일반적인 형태들은 예컨대 플로피 디스크, 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 여타의 자기 매체, CD-ROM, DVD, 여타의 광학매체를 포함하며, 흔하지는 않지만 펀치 카드, 페이퍼 테잎(paper tape), 구멍들의 패턴을 갖는 여타의 물리적인 매체, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EPROM, 여타의 메모리 칩이나 카트리지, 반송파 전달 데이터나 명령어, 상기 반송파를 전달하는 케이블이나 링크, 또는 컴퓨터가 프로그래밍 코드 및/또는 데이터를 판독할 수 있는 여타의 매체를 포함한다. 이들 컴퓨터 판독가능한 매체의 여러 형태들은 실행을 위하여 프로세서에 1 이상의 명령어의 1 이상의 시퀀스 전달 시에 수반될 수 있다.
한편, 상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소 자 패턴은 측정패턴; 및 보정패턴;을 포함하는 반도체 소자 패턴으로서, 상기 보정패턴은 주사전자현미경으로 상기 측정패턴의 치수를 측정하기 위하여 상기 주사전자현미경의 촛점 및/또는 무비점 수차를 보정하기 위한 패턴이며, 상기 보정패턴은 원형 패턴으로 구성된다. 상기 보정패턴은 복수개의 상기 원형 패턴이 어레이를 구성하는 패턴인 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 보정패턴은 측정하고자 하는 배율에서 복수개의 상기 원형 패턴이 n x m 배열(상기 n 및 m 은 양의 정수)의 어레이를 구성하도록 배치되는 패턴일 수 있다.
그러나, 본 발명은 상기 보정패턴이 원형 패턴으로 구성되는 것에 한정되지 않으며, 주사전자현미경에서 무비점수차를 보정하는 보정자(stigmator, 도 5의 30)에 대하여 모든 방향으로 대칭을 이루는 형상을 가지는 보정패턴이면 본 발명의 기술적 과제를 해결할 수 있다.
상기 보정패턴은 상기 측정패턴에서 5㎛ 이내에 배치되는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 주사전자현미경으로 측정패턴의 치수를 측정하기 위한 방법을 설명하기 위한 반도체 소자 패턴의 평면도이다.
도 2는 사각형의 더미 패턴에 대한 무비점수차 보정장치의 구성을 개요적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 주사전자현미경으로 측정패턴의 치수를 측정하기 위한 방법을 설명하기 위한 반도체 소자 패턴의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 주사전자현미경으로 측정패턴의 치수를 측정하기 위한 보정패턴을 도시하는 단면도이다.
도 5는 원형의 보정패턴에 대한 무비점수차 보정장치의 구성을 개요적으로 도시한 도면이다.
도 6a는 사각형의 더미 패턴을 대상으로 촛점 및/또는 무비점수차를 보정한 후, 측정패턴(M)을 주사전자현미경으로 확대한 사진이다.
도 6b는 원형의 보정패턴을 대상으로 촛점 및/또는 무비점수차를 보정한 후, 측정패턴(M)을 주사전자현미경으로 확대한 사진이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 주사전자현미경으로 측정패턴의 치수를 측정하기 위한 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
11, 110 : 메인패턴 12, 120: 더미패턴
A : 어드레싱 포인트 M : 측정패턴
130a : 보정패턴 30 : 보정자(stigmator)

Claims (20)

  1. 주사전자현미경으로 측정패턴의 치수를 측정하는 방법으로서,
    (a) 상기 측정패턴에 인접하며 원형 패턴으로 구성되는 보정패턴으로 이동하여, 상기 보정패턴을 대상으로 촛점(focus) 및/또는 무비점 수차(stigmatism)를 보정하는 단계; 및
    (b) 상기 보정된 촛점 및/또는 무비점 수차를 반영한 측정조건으로 상기 측정패턴의 치수를 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사전자현미경을 이용한 패턴 치수 측정방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보정패턴은 복수개의 상기 원형 패턴이 어레이를 구성하는 패턴인 것을 특징으로 하는 주사전자현미경을 이용한 패턴 치수 측정방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보정패턴은 측정하고자 하는 배율에서 복수개의 상기 원형 패턴이 n x m 배열의 어레이를 구성하도록 배치되는 패턴이며, 상기 n 및 m은 정수인 것을 특징으로 하는 주사전자현미경을 이용한 패턴 치수 측정방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 보정패턴은 측정하고자 하는 배율에서 복수개의 상기 원형 패턴이 2x2 배열의 어레이 또는 3x3 배열의 어레이를 구성하도록 배치되는 패턴인 것을 특징으로 하는 주사전자현미경을 이용한 패턴 치수 측정방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 보정패턴은 상기 측정패턴에서 5㎛ 이내에 배치되는 패턴인 것을 특징으로 하는 주사전자현미경을 이용한 패턴 치수 측정방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 측정패턴은 포토리소그래피 공정 이후에 그리고 식각 공정 이전에 형성된 패턴인 것을 특징으로 하는 주사전자현미경을 이용한 패턴 치수 측정방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 측정패턴은 포토리소그래피 공정 및 식각 공정 이후에 형성된 패턴인 것을 특징으로 하는 주사전자현미경을 이용한 패턴 치수 측정방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 측정패턴은 상부면이 감광막 패턴으로 덮혀져 있는 패턴인 것을 특징으로 하는 주사전자현미경을 이용한 패턴의 치수 측정방법.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 포토리소그래피 공정은 ArF 광원을 이용한 포토리소그래피 공정인 것을 특징으로 하는 주사전자현미경을 이용한 패턴의 치수 측정방법.
  10. 주사전자현미경으로 측정패턴의 치수를 측정하는 프로그램을 저장한 기록매체로서,
    (a) 상기 측정패턴에 인접하며 원형 패턴으로 구성되는 보정패턴으로 이동하여, 상기 보정패턴을 대상으로 주사전자현미경의 촛점(focus) 및/또는 무비점 수차(stigmatism)를 보정하는 단계; 및
    (b) 상기 보정된 촛점 및/또는 무비점 수차를 반영한 측정조건으로 상기 측정패턴의 치수를 주사전자현미경으로 측정하는 단계;를 실행하는 프로그램을 저장한 기록매체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 (a)단계는 상기 보정패턴이 복수개의 상기 원형 패턴이 어레이를 구성하는 패턴인 것을 특징으로 하는 프로그램을 저장한 기록매체.
  12. 제11항에 있어서, 상기 보정패턴은 측정하고자 하는 배율에서 복수개의 상기 원형 패턴이 n x m 배열의 어레이를 구성하도록 배치되는 패턴이며, 상기 n 및 m 은 정수인 것을 특징으로 하는 프로그램을 저장한 기록매체.
  13. 제11항에 있어서, 상기 보정패턴은 측정하고자 하는 배율에서 복수개의 상기 원형 패턴이 2x2 배열의 어레이 또는 3x3 배열의 어레이를 구성하도록 배치되는 패턴인 것을 특징으로 하는 프로그램을 저장한 기록매체.
  14. 제10항에 있어서, 상기 보정패턴은 상기 측정패턴에서 5㎛ 이내에 배치되는 패턴인 것을 특징으로 하는 프로그램을 저장한 기록매체.
  15. 제10항에 있어서, 상기 측정패턴은 상기 포토리소그래피 공정 이후에 그리고 식각 공정 이전에 형성된 패턴인 것을 특징으로 하는 프로그램을 저장한 기록매체.
  16. 제10항에 있어서, 상기 측정패턴은 포토리소그래피 공정 및 식각 공정 이후에 형성된 패턴인 것을 특징으로 하는 프로그램을 저장한 기록매체.
  17. 측정패턴; 및
    보정패턴;을 포함하는 반도체 소자 패턴으로서,
    상기 보정패턴은 주사전자현미경으로 상기 측정패턴의 치수를 측정하기 위하여 상기 주사전자현미경의 촛점 및/또는 무비점 수차를 보정하기 위한 패턴이며,
    상기 보정패턴은 원형 패턴으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 패턴.
  18. 제17항에 있어서, 상기 보정패턴은 복수개의 상기 원형 패턴이 어레이를 구성하는 패턴인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 패턴.
  19. 제18항에 있어서, 상기 보정패턴은 측정하고자 하는 배율에서 복수개의 상기 원형 패턴이 n x m 배열의 어레이를 구성하도록 배치되는 패턴이며, 상기 n 및 m 은 정수인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 패턴.
  20. 제17항에 있어서, 상기 보정패턴은 상기 측정패턴에서 5㎛ 이내에 배치되는 패턴인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 패턴.
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