KR960011263B1 - 반도체 소자의 선폭 측정 포토마스크 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

반도체 소자의 선폭 측정 포토마스크

제1도는 소정의 패턴을 형성하기 위한 리소그래피 공정도.

제2도는 본 발명에 따른 보조패턴을 이용한 패턴 선폭 측정 방법을 나타낸 개념도.

제3도는 본 발명에 따른 패턴선폭측정방법을 나타낸 개념도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 웨이퍼 2 : 증착막

2' : 증착막 패턴 3 : 감광막

3' : 감광막 패턴 4 : 마스크

10,10' : 보조패턴 20 : 상부보조패턴부

30 : 하부보조패턴부 40 : 표시보조패턴

본 발명은 반도체 제조공정중 형성된 패턴의 선폭을 간단히 측정하는 반도체 소자의 선폭 측정 포토마스크에 관한 것이다.

일반적인 웨이퍼상에 소정의 패턴을 형성하기 위해서 리소그래프(lithography) 공정을 실시하고, 형성된 패턴의 선폭을 측정하여 공정의 정확도를 알아보게 된다.

먼저, 제1도를 통하여 일반적인 리소그래피 공정에 의한 패턴의 선폭에 대하여 설명한다.

제1도(a)는 웨이퍼(1)에 형성된 증착막(2)에 감광막(3)을 도포하고, 소정의 패턴을 갖는 마스크(4)를 사용하여 노광하는 상태의 단면도로서, 도면에서 Xm은 마스크 패턴의 선폭을 나타낸다.

제1도(b)는 현상공정을 통하여 노광 빛을 받아 노광된 감광막을 제거하여 감광막 패턴(3')을 형성한 상태의 단면도로서, 도면에서 Xp는 감광막 패턴(3')의 선폭을 나타낸다.

이어서 제1도(c)는 상기 감광막 패턴(3')을 마스크로하여 증착막(2)을 식각하여 증착막 패턴(2')을 형성한 상태의 단면도로서, 도면에서 Xe은 증착막 패턴(2')의 선폭을 나타낸다.

이때, 마스크 또는 레티클(reticle)상의 패턴 선폭과 전사후 웨이퍼 상에 형성된 패턴 선폭의 차이를 바이어스(bias)라 하는데, 상기 제1도에서 마스크 패턴의 선폭(Xm)와 감광막 패턴의 선폭(Xp)를 측정 비교하여 사진현상공정(photorithography)의 바이어스 정도를 측정하고, 마스크 패턴의 선폭(Xm)와 증착막 패턴의 선폭(Xe)를 측정 비교하여 식각공정의 바이어스 정도를 측정하게 된다.

현재에는 감광막 패턴 및 증착막 패턴의 선폭을 측정하기 위하여 CD(critical dimension) 측정용 SEM(scanning electron microscope)을 사용한다.

그러나 웨이퍼 한 장당 평균 5~10분 정도 시간이 소요되고 측정장비에 의한 감광막 손상 등이 문제시 되고 있다.

따라서 본 발명은 포토마스크상에 패턴을 웨이퍼에 전사후 간단한 현미경 장치에 의해 눈으로 패턴 선폭을 측정할 수 있는 보조패턴을 갖는 반도체 소자의 선폭 측정 포토마스크를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명은 측정하고자 하는 패턴 선폭과 동일한 폭을 갖는 다수의 제1보조패턴이 일정한 간격으로 배열되어지는 상부보조패턴부와; 상기 제1보조패턴과 동일한 크기를 갖는 다수의 제2보조패턴이 일정한 간격으로 배열되되 상기 제1보조패턴사이의 간격과는 예정된 소정의 크기만큼 다른 간격으로 배열되고, 상기 상부보조패턴부와 인접하여 형성되는 하부보조패턴부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면 제2도를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

마스크는 석영기판상에 빛이 투과할 수 없는 크롬층으로 패턴을 형성하게 되는데, 제2도는 본 발명에 따른 마스크상의 보조패턴으로 박스내부는 석영기판상에 크롬층이 도포되거나 도포되지 않는 양각 또는 음각 패턴을 나타내며, 다수의 제1보조패턴(10)이 상부보조패턴부(20)를 이루고 있으며, 다수의 제2보조패턴(10')이 하부보조패턴부(30)를 이루고 있다. 또한 각각의 제1보조패턴(10)을 구분할 수 있도록 해주는 표시보조패턴(40)이 다수개 형성되어 있다.

이때, 다수의 제1보조패턴(10)은 각각 일정한 간격(도면부호 A)을 유지하며, 다수의 제2보조패턴(10')은 상기 제1보조패턴(20)중 0으로 표시된 박스와 모서리가 일치하는 제2보조패턴(10')의 박스를 기준으로하여 좌·우로 상기 제1보조패턴(10)의 일정한 간격(도면부호 A)보다 △x 만큼 크게 일정한 간격(도면부호 C)을 유지하고 있다.

제3도는 제2도와 같은 보조패턴이 형성된 마스크를 사용 노광공정 및 현상공정을 실시하여 웨이퍼 상의 스크라이브 라인에 형성된 측정패턴을 이용하여 패턴 선폭을 측정하는 패턴 선폭 측정 방법을 나타낸 개념도로서, 보조패턴 박스내부가 크롬층이 도포된 양각 패턴인 경우를 예로 설명한다.

먼저, 제3도(a)는 마스크의 보조패턴과 동일하게 0으로 표시된 박스의 모서리가 하부패턴의 모서리와 일치하는 경우로서; 마스크 패턴의 선폭과 동일한 선폭의 측정패턴이 웨이퍼상에 전사된 경우로 바이어스가 없는 상태 즉, 패턴 선폭 값은 마스크 보조패턴의 선폭 값과 같다.

다음, 제3도(b)는 0으로 표시된 박스의 첫 번째 좌측 박스 즉, -1로 표시된 박스의 모서리가 하부패턴의 모서리와 일치하는 경우로서; 마스크 패턴의 선폭 보다 크게 패턴이 전사된 것으로, 이때 패턴의 선폭 값은 마스크 보조패턴 선폭 값에 △x의 만큼 더해 준 것과 같다.

제3도(c)는 0으로 표시된 박스의 두 번째 우측 박스 즉, +2로 표시된 박스의 모서리가 하부패턴의 모서리와 일치하는 경우로서; 마스크 패턴의 선폭 보다 작게 패턴이 전사된 것으로, 이때 패턴의 선폭 값은 마스크 보조패턴 선폭 값에 △x의 두배만큼 빼 준 것과 같다.

상기 설명과 같이 본 발명은 마스크상에 간단한 상·하보조패턴을 형성하여 전사된 상·하부 측정패턴의 모서리가 일치하는 박스를 현미경으로 관찰 찾아내서 간단한 계산 방법으로 전사된 패턴의 선폭을 측정하므로써 측정 장비 사용시 보다 측정시간이 단축되고 측정장비에 의한 감광막의 손상을 없애는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 측정하고자 하는 패턴의 선폭과 동일한 폭을 갖는 다수의 제1보조패턴(10)이 일정한 간격으로 배열되어지는 상부보조패턴부(20)와; 상기 제1보조패턴(10)과 동일한 크기를 갖는 다수의 제2보조패턴(10')이 일정한 간격으로 배열되되 상기 제1보조패턴(10)사이의 간격과는 예정된 소정의 크기만큼 다른 간격으로 배열되고, 상기 상부보조패턴부(20)와 인접하여 형성되는 하부보조패턴부(30)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 선폭 측정 포토마스크.
2. 제1항에 있어서, 상기 상부보조패턴부(20)의 제1보조패턴(10) 또는 하부보조패턴부(30)의 제2보조패턴(10') 각각의 인접부위에 형성되되 배열순서를 알아볼 수 있도록 소정의 형태를 갖는 다수의 표시보조패턴(40)을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 선폭 측정 포토마스크.
3. 1항 또는 제2항에 있어서, 상기 상부보조패턴부(20)의 임의의 한 제1보조패턴(10)과 상기 하부보조패턴부(30)의 임의의 한 제2보조패턴(10')의 한변은 일직선상에 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 선폭 측정 포토마스크.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 상부보조패턴부(20)의 제1보조패턴(10)간의 간격은 상기 하부보조패턴부(30)의 제2보조패턴(10')간의 간격보다 예정된 소정의 크기만큼 작은 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 선폭 측정 포토마스크.