KR20120067129A - 오버레이 버니어 및 이를 이용한 오버레이 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오버레이 버니어 및 이를 이용한 오버레이 측정 방법에 관한 것으로, 다수의 모 버니어를 배치하고, 그 중앙에 자 버니어가 중첩되도록 배치함으로써, 오버레이 값을 정확하게 측정할 수 있는 효과를 제공하는 기술이다.
본 발명에 따른 오버레이 버니어 및 이를 이용한 오버레이 측정 방법은 다수의 모 버니어 패턴과, 모 버니어 패턴의 모서리에 일부분씩 중첩되도록 형성된 자 버니어 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

오버레이 버니어 및 이를 이용한 오버레이 측정 방법{OVERLAY VERNIER AND METHOD FOR MEASURING OVERLAY USING THE SAME}
본 발명은 오버레이 버니어 및 이를 이용한 오버레이 측정 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 박스 인 박스(Box In Box) 형태의 오버레이 버니어 및 이를 이용한 오버레이 측정 방법에 관한 것이다.
반도체 소자는 고속으로 동작하고 대용량의 저장 능력을 갖도록 요구되기 때문에 대용량의 데이터를 빠르게 처리할 수 있도록 하는 전기적 특성을 향상시키기 위한 개발이 이루어지고 있다.
특히, 집적도가 커짐에 따라 디자인 룰이 감소되어 패턴을 구현하기 위한 기술이 다양하게 발전하고 있으며, 이를 위해 패턴을 구현하기 위한 노광원의 파장은 점차 짧아지고 있다.
그러나, 현재 개발중인 패턴의 임계치수는 40nm 이하로 요구되고 있으며 이와 같은 조건을 만족하는 패턴을 형성하는 것은 매우 힘들기 때문에 기존과 같이 1개의 노광마스크만을 사용하여 패턴을 형성하는 것은 거의 불가능하다.
따라서, 기존에 하나의 노광마스크로 패터닝 하던 것을 2장 또는 3장의 노광마스크를 사용하여 원하는 패턴을 구현하는 기술들을 개발하고 있으며 이를 위하여 이중 패터닝 기술(double patterning technology, 이하 'DPT'라 한다.), 스페이서 패터닝 기술(spacer patterning technology)등이 사용되고 있다.
이와 같이, 여러 장의 노광마스크를 사용하는 경우 이전 공정에 의해 형성된 패턴과 현재 공정에서 형성된 패턴들 간의 정렬도가 매우 중요하며 이를 위해 스크라이브 레인(scribe lane)에는 얼라인 키, 오버레이 버니어 키 등과 같은 프레임 아이템이 정확하게 형성되어 있어야 할 필요가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 오버레이 버니어 및 이를 이용한 오버레이 버니어 및 이를 이용한 오버레이 측정 방법을 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하여 오버레이 버니어를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 모 버니어(100)가 구비되고, 모 버니어(100) 내측에 자 버니어(110)가 구비된다. 이러한 모 버니어(100) 및 자 버니어(110)는 칩(Chip)들 사이의 스크라이브 레인(Scribe lane) 영역에 형성된다. 즉, 오버레이 버니어는 칩 외각에 형성된다.
도 1의 오버레이 버니어를 이용한 오버레이 버니어 및 이를 이용한 오버레이 측정 방법은 X축 방향으로 스캔하여 이전 마스크 공정 시 형성된 모 버니어의 우측 에지부와 현재 마스크 공정 시 형성된 자 버니어의 우측 에지부 간의 간격을 측정한다. 이와 동시에, 모 버니어의 좌측 에지부와 자 버니어의 좌측 에지부 간의 간격을 측정하여 오버레이 값을 얻을 수 있다.
또한, Y축 방향으로 스캔한 후 모 버니어(100)의 상측 에지부 및 자 버니어(110)의 상측 에지부 간의 간격을 측정하고, 이와 동시에 모 버니어(100)의 하측 에지부 및 자 버니어(110)의 하측 에지부를 비교하여 Y축 방향의 오버레이 값도 얻어낼 수 있다.
상술한 바와 같은 박스 인 박스 형태의 오버레이 버니어는 X축 방향 및 Y축 방향의 오버레이 값을 하나만 얻을 수 있으므로, 오버레이 데이타의 신뢰성이 떨어진다. 또한, 오버레이 버니어 형성 과정에서 오버레이 버니어의 에지부에 어택이 발생한 경우에도 오버레이 데이타의 신뢰성이 떨어져 오버레이를 정확하게 측정하는데 어려움이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 오버레이 버니어의 구조를 변형시켜 오버레이 정확도를 향상시키는 오버레이 버니어 및 이를 이용한 오버레이 측정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 오버레이 버니어는 다수의 모 버니어 패턴과, 모 버니어 패턴의 모서리에 일부분씩 중첩되도록 형성된 자 버니어 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 다수의 모 버니어 패턴은 일정한 간격으로 이격되어 배치되며, 모 버니어 패턴 및 자 버니어 패턴은 사각형태로 형성된 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 모 버니어 패턴은 2행 2열로 배치된 것을 특징으로 하며, 다수의 모 버니어 패턴은 자 버니어 패턴의 모서리와 각각 중첩되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 오버레이 측정 방법은 다수의 모 버니어 패턴 및 상기 모 버니어 패턴의 모서리에 일부분씩 중첩되도록 형성된 자 버니어 패턴을 포함하는 오버레이 버니어를 형성하는 단계와, 오버레이 버니어를 X축으로 스캔하여 X축 오버레이 값을 측정하는 단계와, 오버레이 버니어를 Y축으로 스캔하여 Y축 오버레이 값을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 모 버니어 패턴은 2행 2열로 배치된 것을 특징으로 하며, 다수의 모 버니어 패턴은 상기 자 버니어 패턴의 모서리와 각각 중첩되는 것을 특징으로 한다.
또한, X축 오버레이 값은 X축의 각 행에 따라 두 개의 오버레이 값이 측정되며, Y축 오버레이 값은 Y축의 각 열에 따라 두 개의 오버레이 값이 측정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 오버레이 버니어 및 이를 이용한 오버레이 측정 방법은 다수의 모 버니어를 배치하고, 그 중앙에 자 버니어가 중첩되도록 배치함으로써, 오버레이 값을 정확하게 측정할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 종래 기술에 따른 오버레이 버니어를 도시한 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 오버레이 버니어를 도시한 평면도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 오버레이 버니어 및 이를 이용한 오버레이 측정 방법의 일실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 오버레이 버니어를 도시한 평면도이다.
도 2를 참조하면, 다수의 모 버니어 패턴(200)이 배치된다. 모 버니어 패턴(200)은 사각형 형태인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 정사각형 형태로 형성한다.
또한, 다수의 모 버니어 패턴(200)은 2행 2열로 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 상측에 2개의 모 버니어 패턴(200)이 배치되고, 하측에 2개의 모 버니어 패턴(200)이 배치되어 총 4개를 배치하는 것이 바람직하다. 여기서, 다수의 모 버니어 패턴(200)을 각각 제 1 모버니어 패턴(200a), 제 2 모버니어 패턴(200b), 제 3 모버니어 패턴(200c) 및 제 4 모버니어 패턴(200d)로 정의한다. 각각의 모 버니어 패턴(200)은 서로 일정 간격 이격되어 배치된다. 예컨대, 제 1 모버니어 패턴(200a)을 기준으로 보면 X축 방향으로 일정 간격 이격되어 제 2 모 버니어 패턴(200b)이 구비되고, Y축 방향으로 일정 간격 이격되어 제 3 모 버니어 패턴(200c)이 구비된다.
그리고, 다수의 모 버니어 패턴(200) 중앙에 자 버니어 패턴(210)을 배치한다. 이때, 자 버니어 패턴(210)은 모 버니어 패턴(200)과 같이 사각 형태인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 정사각형 형태로 형성한다. 이때, 자 버니어 패턴(210)은 모 버니어 패턴(200)의 4개의 모서리가 중첩되도록 배치한다. 즉, 모 버니어 패턴(200)과 자 버니어 패턴(210)이 중첩되는 영역이 4부분이 생긴다.
다음으로, 도 2의 오버레이 버니어를 이용하여 오버레이를 측정한다. 먼저, X축 방향으로 스캔하여 제 1 모 버니어 패턴(200a) 및 제 2 모 버니어 패턴(200b)과 자 버니어 패턴(210)의 오버레이 값(X1)을 측정한다.
이와 동시에, 제 3 모 버니어 패턴(200c) 및 제 4 모 버니어 패턴(200d)과 자 버니어 패턴(210)의 오버레이 값(X2)을 측정한다. 여기서, 오버레이 값(X1, X2)은 모 버니어 패턴(200)과 자 버니어 패턴(210)의 내측 에지부를 기준으로 오버레이 값(X1, X2)을 측정한다.
즉, 한 번의 스캔으로 두 개의 오버레이 값(X1, X2)을 얻을 수 있다. 또한, 모 버니어 패턴(200)과 자 버니어 패턴(210)의 내측 에지부를 기준으로 오버레이 값(X1, X2)을 측정하므로, 모 버니어 패턴(200)과 자 버니어 패턴(210)의 외측 에지부에 어택이 발생하더라도 정확한 오버레이 값(X1, X2)을 측정할 수 있다.
그 다음, Y축 방향으로 스캔하여 제 1 모 버니어 패턴(200a) 및 제 3 모 버니어 패턴(200c)과 자 버니어 패턴(210)의 오버레이 값(Y1)을 측정한다. 이와 동시에, 제 2 모 버니어 패턴(200b) 및 제 4 모 버니어 패턴(200d)과 자 버니어 패턴(210)의 오버레이 값(Y2)을 측정한다. 여기서, 오버레이 값(Y1, Y2)은 모 버니어 패턴(200)과 자 버니어 패턴(210)의 내측 에지부를 기준으로 오버레이 값(Y1, Y2)을 측정한다.
즉, X축 방향과 마찬가지로 한번의 스캔으로 두 개의 오버레이 값(Y1, Y2)을 얻을 수 있다. 또한, 모 버니어 패턴(200)과 자 버니어 패턴(210)의 내측 에지부를 기준으로 오버레이 값(Y1, Y2)을 측정하므로, 모 버니어 패턴(200)과 자 버니어 패턴(210)의 외측 에지부에 어택이 발생하더라도 정확한 오버레이 값(Y1, Y2)을 측정할 수 있다.
결과적으로, X축 방향 및 Y축 방향에서 각각 2개씩의 오버레이 데이타를 얻게되어 오버레이 측정 오류를 감소시키는 효과가 있다.
또한, 오버레이 버니어의 에지부가 손상되는 경우가 발생하는데, 이러한 경우 오버레이 데이타를 신뢰할 수 없다. 그러나, 도 2에 도시된 바와 같은 오버레이 버니어를 이용하여 오버레이를 측정 시 모 버니어 패턴(200) 및 자 버니어 패턴(210)의 내측을 기준으로 측정한다. 따라서, 모 버니어 패턴 또는 자 버니어 패턴의 외측 에지부 발생한 어택과 무관하게 오버레이 측정이 가능하다. 즉, 어택이 발생하더라도 신뢰할 만한 오버레이 데이타를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 다수의 모 버니어를 배치하고, 그 중앙에 자 버니어가 중첩되도록 배치함으로써, 오버레이 값을 정확하게 측정할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 당업자에게 자명하다고 할 수 있는 바, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것이다.
200 : 모 버니어 패턴 210 : 자 버니어 패턴
200a : 제 1 모 버니어 패턴 200b : 제 2 모 버니어 패턴
200c : 제 3 모 버니어 패턴 200d : 제 4 모 버니어 패턴

Claims (10)

  1. 다수의 모 버니어 패턴; 및
    상기 모 버니어 패턴의 모서리에 일부분씩 중첩되도록 형성된 자 버니어 패턴
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 오버레이 버니어.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 모 버니어 패턴은 일정한 간격으로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 오버레이 버니어.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 모 버니어 패턴 및 자 버니어 패턴은 사각형태로 형성된 것을 특징으로 하는 오버레이 버니어.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 모 버니어 패턴은 2행 2열로 배치된 것을 특징으로 하는 오버레이 버니어.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 다수의 모 버니어 패턴은 상기 자 버니어 패턴의 모서리와 각각 중첩되는 것을 특징으로 하는 오버레이 버니어.
  6. 다수의 모 버니어 패턴 및 상기 모 버니어 패턴의 모서리에 일부분씩 중첩되도록 형성된 자 버니어 패턴을 포함하는 오버레이 버니어를 형성하는 단계;
    상기 오버레이 버니어를 X축으로 스캔하여 X축 오버레이 값을 측정하는 단계; 및
    상기 오버레이 버니어를 Y축으로 스캔하여 Y축 오버레이 값을 측정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 오버레이 측정 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 모 버니어 패턴은 2행 2열로 배치된 것을 특징으로 하는 오버레이 측정 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 다수의 모 버니어 패턴은 상기 자 버니어 패턴의 모서리와 각각 중첩되는 것을 특징으로 하는 오버레이 측정 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 X축 오버레이 값은 X축의 각 행에 따라 두 개의 오버레이 값이 측정되는 것을 특징으로 하는 오버레이 측정 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 Y축 오버레이 값은 Y축의 각 열에 따라 두 개의 오버레이 값이 측정되는 것을 특징으로 하는 오버레이 측정 방법.
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KR20140017271A (ko) * 2012-07-31 2014-02-11 에스케이하이닉스 주식회사 반도체 소자의 버니어 및 이의 형성 방법

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