KR100896850B1 - 오버레이 키 정렬방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자 제조를 위한 포토공정 시 오버레이 정렬도 향상을 위한 오버레이 키 형성방법에 있어서, X, Y 축의 오버레이 키가 균일하지 않게 손상되는 경우에도 정확한 오버레이 정렬도를 구현할 수 있도록 오버레이 키를 X, Y 축 뿐만 아니라, 여러 각도에서 오버레이 정렬을 위한 킷값을 검출할 수 있도록 다각형의 바 타입으로 오버레이 키를 디자인함으로써, X, Y 축의 두 개의 오버레이 키중 하나가 손상되더라도 방향을 회전하여 다른 각도에서 X, Y 축의 오버레이 키 검출이 가능하여 정확하게 오버레이 정렬을 수행할 수 있게 된다.

오버레이, 키, 정렬, 반도체

Description

오버레이 키 정렬방법{METHOD FOR MATCHING OVERLAY KEY}

도 1은 종래 오버레이 키 예시도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 오버레이 키 예시도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

300, 302 : X축 오버레이 키

304, 306 : Y축 오버레이 키

308, 310 : 45°방향 회전 X축 오버레이 키

본 발명은 반도체 소자 제조방법에 관한 것으로, 특히 반도체 소자 제조를 위한 포토공정 시 다층의 반도체 기판간 오버레이 정렬도(overlay alignment)를 향상시키기 위한 오버레이 키 정렬방법에 관한 것이다.

최근 들어, 트랜지스터(transistor) 소자 뿐만 아니라 금속 배선의 미세화 및 다층화 요구에 따라 반도체 디바이스(device)의 사이즈(size)가 점점 작아지기 시작하면서 반도체 기판의 다수의 레이어(layer) 간 오버레이 마진(margin)은 점점 줄어들고 있다. 즉, 위와 같은 반도체 소자의 집적도 증가에 따라 반도체 소자 제조 시 현재 레이어와 이전 레이어간 정렬을 수행하기 위한 오버레이 키 정렬방법이 중요한 관리항목으로 자리잡고 있다.

도 1은 종래 다층 반도체 기판의 정렬도(alignment) 측정을 위한 오버레이 키를 도시한 것이다. 위 도 1을 참조하면, 레이어간 정렬도 측정을 위해서는 위 도 1에서 보여지는 바와 같이 현재 레이어의 바(bar)타입 내부박스 형태의 오버레이 키(overlay key)(100)간 오버레이 정렬을 측정하게 된다.

그러나, 위 도 1에서 보여지는 바와 같은 종래 바 타입의 사각형 오버레이 마크에서는 X, Y축의 두 개의 키 중 하나라도 손상을 입는 경우 오버레이를 정확하게 측정할 수 없는 문제점이 있었다. 즉, M1C CMP때 회전방향으로 인한 X, Y 축의 오버레이 키가 도 1의 하단부 오버레이 키(102)에서와 같이 균일하지 않게 손상을 입게 되는 경우 오버레이 정렬을 위한 X,Y 축의 오버레이 키가 손상되어 정확한 오버레이 측정이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 반도체 소자 제조를 위한 포토공정 시 다층의 반도체 기판간 오버레이 정렬도(overlay alignment)를 향상시키기 위한 오버레이 키 정렬방법을 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체 소자 제조 시 오버레이 키 정렬방법으로서, (a)다층의 반도체 기판중 하부 레이어의 스크라이브 영역에 반도체 기판 층간 정렬을 위한 오버레이 키를 n각형(n은 5-12의 자연수) 형태의 바 타입으로 형성시키는 단계와, (b)상기 n각형 형태의 바 타입으로 형성된 오버레이 키를 이용하여 X, Y축에서 측정되는 두 개의 키의 센터값을 측정하여 오버레이 정렬을 수행하는 단계와, (c)상기 X, Y축의 오버레이 키 중 어느 하나가 손상되는 경우, X, Y 축의 측정 방향을 손상되지 않은 오버레이 키 방향으로 일정 각도 회전하여 오버레이 정렬을 재차 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예의 동작을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다층 반도체 기판의 정렬도 향상을 위한 오버레이 키 구조를 예시한 것이다. 이하 위 도 2를 참조하여 본 발명의 오버레이 키 구조 및 이를 이용한 오버레이 정렬방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에서는 도 2의 (a)에서 도시된 바와 같은 종래 박스 형태의 사각형 바 타입(bar type) 오버레이 키(overlay key) 대신, 도 2의 (b)에서 도시된 바와 같이 팔각형 형태의 바 타입 오버레이 키를 형성하여 일방향의 X, Y축 오버레이 키(300, 302, 304, 306)) 손상 시에도 반도체 기판의 레이어(layer)간 정렬이 정확하게 수행될 수 있도록 한다.

즉, 상기 도 2의 (a)에 도시된 바와 같은 종래 사각형 바 타입 오버레이 키를 이용한 오버레이 정렬에서는 X, Y 축 두 개의 바 타입 오버레이 키(200, 202, 204, 206) 중 하나의 오버레이 키만 손상되더라도 X, Y 축의 두 개의 바 타입 오버레이 키를 검출하여 이를 평균한 값으로 정렬을 수행하는 현재 오버레이 정렬 방법에서 두 레이어간 정렬을 정확히 수행할 수 없는 문제점이 있었다.

이에 따라, 본 발명에서는 상기 도 2의 (b)에서 보여지는 바와 같이, 오버레이 키를 사각형 이상의 다각형 형태 예를 들어 팔각형 형태의 바 타입으로 형성시켜, 오버레이 키의 중심을 기점으로 X, Y 축의 각각의 축에서 만나는 두 개의 오버레이 키(300, 302) 중 하나가 손상되어 검출이 불가능하게 되는 경우에는 45°또는 135°방향으로 그려져 있는 다른 오버레이 키(308, 310)를 이용하여 두 레이어간 센터값을 측정함으로써, 오버레이 정렬을 수행할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 반도체 소자 제조를 위한 포토공정 시 오버레이 정렬도 향상을 위한 오버레이 키 형성방법에 있어서, X, Y 축의 오버레이 키가 균일하지 않게 손상되는 경우에도 정확한 오버레이 정렬도를 구현할 수 있도록 오버레이 키를 X, Y 축 뿐만 아니라, 여러 각도에서 오버레이 정렬을 위한 킷값을 검출할 수 있도록 다각형의 바 타입으로 오버레이 키를 디자인함으로써, X, Y 축의 두 개의 오버레이 키중 하나가 손상되더라도 방향을 회전하여 다른 각도에서 X, Y 축의 오버레이 키 검출이 가능하여 정확하게 오버레이 정렬을 수행할 수 있게 된다.

한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 반도체 소자 제조를 위한 포토공정 시 오버레이 정렬도 향상을 위한 오버레이 키 형성방법에 있어서, X, Y 축의 오버레이 키가 균일하지 않게 손상되는 경우에도 정확한 오버레이 정렬도를 구현할 수 있도록 오버레이 키를 X, Y 축 뿐만 아니라, 여러 각도에서 오버레이 정렬을 위한 킷값을 검출할 수 있도록 다각형의 바 타입으로 오버레이 키를 디자인함으로써, X, Y 축의 두 개의 오버레이 키중 하나가 손상되더라도 방향을 회전하여 다른 각도에서 X, Y 축의 오버레이 키 검출이 가능하여 정확하게 오버레이 정렬을 수행할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 반도체 소자 제조 시 오버레이 키 정렬방법으로서,

   (a)다층의 반도체 기판중 하부 레이어의 스크라이브 영역에 반도체 기판 층간 정렬을 위한 오버레이 키를 n각형(n은 5-12의 자연수) 형태의 바 타입으로 형성시키는 단계와,

   (b)상기 n각형 형태의 바 타입으로 형성된 오버레이 키를 이용하여 X, Y축에서 측정되는 두 개의 키의 센터값을 측정하여 오버레이 정렬을 수행하는 단계와,

   (c)상기 X, Y축의 오버레이 키 중 어느 하나가 손상되는 경우, X, Y 축의 측정 방향을 손상되지 않은 오버레이 키 방향으로 일정 각도 회전하여 오버레이 정렬을 재차 수행하는 단계

   를 포함하는 오버레이 키 정렬 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 (a)단계에서, 상기 오버레이 키는, 팔각형 형태의 바 타입 구조로 형성되어 45°또는 135°각도에서도 오버레이 키 측정이 가능하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 오버레이 키 정렬방법.

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