KR20000062898A - 피치가 최소패턴폭보다 좁고 패턴인식이 최소폭보다 넓은식별패턴을 갖는 레티클 - Google Patents

Abstract

레티클은 감광층으로 전사되고 불투명층에 의해 둘러싸인 주요패턴을 구비하며, 식별패턴은 심각한 결함에 대한 검사영역을 규정하기 위하여 불투명층에 루프되며, 그 식별패턴은 최소폭보다 좁은 간격으로 배열된 스트립들과 같은 복수개의 불투명부분들에 의해 구현되어 축소투영얼라이너의 최대해상도로 전사된다. 그러나, 식별패턴 또는 복수개의 불투명부분들은 패턴인식시스템에 의해 인식되는 최소폭보다 넓은 루프된 영역을 차지하여, 식별패턴은 해상도에 관계없이 검사되는 영역을 명확하게 규정한다.

Description

피치가 최소패턴폭보다 좁고 패턴인식이 최소폭보다 넓은 식별패턴을 갖는 레티클 {Reticle having discriminative pattern narrower in pitch than the minimum pattern width but wider than minimum width in the pattern recognition}

본 발명은 반도체장치를 제조하는 패턴전사기술(pattern transfer technology)에 관한 것이며, 보다 상세하게는 축소투영얼라이너(reduction projection aligner)에 사용되는 레티클에 관한 것이다.

레티클은 투명유리판이며, 그의 주요표면은 선택적으로 불투명금속막, 이를테면 크롬으로 덮여있다. 레티클은 투명부와 불투명부로 분류되며, 투명부와 불투명부 사이의 경계는 감광층으로 전사되는 패턴을 한정한다.

패턴은 레티클의 주요 표면의 중심영역에 형성되며, 그 패턴 둘레의 주변영역은 불투명금속막으로 덮여 있다. 반도체장치 제조업자가 그 패턴을 반도체웨이퍼위에 도포된 포토레지스트막으로 전사할 때, 레티클은 축소투영얼라이너의 레티클스테이지상에 장착되고, 광원에서 웨이퍼스테이지의 반도체웨이퍼까지 광경로로 정렬된다. 레티클은 광이 조사되고, 패턴의 상(image)은 포토레지스트막에서 잠상(latent image)을 형성하기 위하여 레티클에서 포토레지스트막으로 전사된다. 그러므로, 상은 레티클의 중심영역을 거쳐 생성된다.

레티클이 주변영역에서의 불투명금속막에 패턴결함 및/또는 핀홀을 갖는 경우에, 그 결함은 또한 포토레지스트막으로 전사되고, 잠상은 결함이 있는 상들을 포함한다. 잠상이 현상되고, 포토레지스트막은 반도체웨이퍼상에서 포토레지스트마스크로 형성된다. 잠상이 현상되는 동안에, 결함이 있는 상들은 포토레지스트마스크의 패턴에 영향을 미친다. 포토레지스트마스크도 결함이 있는 상들을 포함한다. 변형된 포토레지스트마스크를 사용하여, 결함이 있는 상들은 포토레지스트마스크하에서 반도체층 또는 절연층으로 더 전사되고, 그러한 결함패턴은 반도체칩상의 집적회로에서 단락 또는 단선의 원인이 된다. 그러므로, 레티클상의 결함들은 반도체웨이퍼상의 전도/절연패턴으로 전사되고, 반도체칩상의 집적회로를 손상시킨다.

결함이 있는 상들로부터 집적회로의 전도/절연패턴을 방지하기 위하여, 레티클은 축소투영얼라이너에 설치되기 전에 검사받게 된다. 주요표면의 전체표면에 대한 검사를 수행하게 되면, 많은 시간과 노동이 소비된다. 도 1에서 나타낸 바와 같이 주변영역에서의 불투명금속판(2)에 슬릿(3)이 제조형성된다.

슬릿(3)이 형성된 레티클의 전형적인 예는 일본특허공개 제 소62-219941호 공보와 평3-238455호 공보에 개시되어 있다. 슬릿(3)은 중심영역에서 패턴을 둘러싸며, 검사되는 영역을 규정한다. 제조업자는 슬릿(3)내에서 검사를 수행하고 검사하는 동안 소비되는 시간과 노동을 줄인다.

슬릿(3)은 패턴을 정의한다. 슬릿패턴이 포토레지스트막으로 전사된다면, 슬릿패턴은 결함으로 작용하고 집적회로를 손상시킨다. 이로 인하여, 슬릿(3)의 폭 W2을 포토레지스트막에 광학패턴전사시스템의 최대해상도로 최소폭보다 좁게 설계할 필요가 있다. 그러나, 최소폭은 감소되었으며. 현재 최소폭은 극도로 좁다. 또한, 이는 폭 W2가 극도로 좁다는 것을 의미한다. 이 상황에서, 패턴인식시스템은 검사시에 슬릿(3)을 거의 식별하지 못한다.

그러므로, 본 발명의 중요한 목적은 검사시에 명확하게 인식되는 경계를 표시하는 패턴을 갖는 레티클을 제공하는 것이다.

도 1은 종래기술에서 레티클의 주변영역에 형성된 슬릿을 나타내는 평면도이며;

도 2는 본 발명에 의한 레티클을 개략적으로 나타내는 평면도이며;

도 3은 검사를 위해 경계를 표시하는 패턴의 일부를 나타내는 평면도이며;

도 4는 검사를 위해 경계를 표시하는 또 다른 패턴의 일부를 나타내는 평면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 투명기판 1a : 주요패턴

2 : 불투명층 3, 30 : 식별패턴

4 : 포토레지스트막 6 : 축소투영얼라이너

7, 31 : 스트립

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 최소폭보다 좁은 간격으로 배열된 복수개의 슬릿들을 형성하는 것을 제공한다.

본 발명의 한 양태에 의해, 감광층으로의 패턴전사에 사용되는 레티클은 주요표면을 지닌 투명기판, 그 주요표면상에 형성된 주요패턴, 주요패턴의 주요표면외면상에 형성된 불투명층, 및 그 불투명층에 형성되며, 감광층에 형성되는 잠상에 영향을 미치는 결함검사영역의 경계를 표시하는 식별패턴을 주로 구비하며, 그 식별패턴은 패턴인식부에 의해 인식되는 최소폭과 동일하거나 더 넓은 폭을 지니며, 각각이 패턴전사에서 최대해상도로 최소폭보다 좁은 간격으로 배열된 복수개의 부분(portion)들을 포함한다.

본 발명의 특징들과 이점들은 첨부된 도면들을 참조하여 다음 설명에서 더 명확하게 이해될 것이다.

제 1 실시예

도 2를 참조하여, 본 발명을 구체화시키는 레티클은 주로, 이를테면 유리기판과 같은 투명기판(1)과 이를테면 붙투명금속층과 같은 불투명층(2)을 구비하며, 불투명층(2)은 투명기판(1)의 주요표면에 선택적으로 형성된다.

도 2에 나타내지는 않았지만, 중심영역은 불투명층(2)의 일부에 의해 선택적으로 덮이고, 반도체웨이퍼(5)상에 형성된 포토레지스트막(4)에 전사되는 주요패턴(1a)을 규정한다.

제조업자가 주요패턴(1a)을 포토레지스트막(4)으로 전사할 때, 레티클은 축소투영얼라이너(6)의 레티클홀더에 의해 홀드되고, 반도체웨이퍼(5)는 축소투영얼라이너(6)의 웨이퍼홀더상에 장착된다. 웨이퍼홀더는 주요패턴(1a)을 통과하는 광경로와 포토레지스트막(4)의 영역을 정렬하는 방식으로 이동된다.

레티클에 광빔(6a)이 조사되고, 상운반광(image-carrying light; 6b)을 생성한다. 상운반광은 주요패턴을 레티클에서 포토레지스트막(4)으로 전사한다. 상운반광(6b)이 포토레지스트막(4)상에 도달하여, 포토레지스트막(4)에 잠상(6c)을 형성한다.

불투명층(2)의 나머지 부분은 중심영역 둘레의 주변영역을 덮으며, 그럼으로써 도시된 바와 같이 주요패턴(1a)을 둘러싼다. 식별패턴(3)은 불투명층(2)의 나머지 부분에 형성된다. 식별패턴(3)은 불투명층(2)의 나머지 부분의 내주면의 바깥쪽에 배치되어 둘러싼다.

식별패턴(3)은 주요패턴(1a)의 외주면으로부터 바깥쪽으로 이격배치되며, 외주면과 식별패턴(3)간의 거리는, 축소투영얼라이너(6)의 차단부에 의해 광빔(6a)이 식별패턴(3)내로 상들을 운반하는 방식으로 조정된다.

이 경우에, 식별패턴(3)은, 도 3에서 나타낸 바와 같이, 투명기판상에 간격을 두고 배열된 불투명스트립들(7)에 의해 구현된다. 그러므로, 식별패턴(3)은 라인-앤드-스페이스 패턴이다. 식별패턴(3)은 검사를 위해 경계를 표시한다. 제조업자는 레티클를 점검하여 검사시에 심각한 결함이 발견되는 지 여부를 확인한다. 심각한 결함은 주요패턴의 일부를 형성하지는 않으나, 그 결함은 포토레지스트막으로 전사된다. 심각한 결함은 잠상(6c)에 영향을 미치고, 심각한 결함이 있는 상들은 잠상의 일부를 형성한다. 심각한 결함의 예로서는 불투명층(2)에 형성된 핀홀이 있다. 식별패턴(3)은 검사영역에 제한범위를 설정하고 검사효율을 향상시킨다.

투명기판(1)은 불투명스트립들(7) 사이의 갭(gap)들 사이로 노출된다. 각각의 갭은 포토레지스트막(4)으로의 패턴전사에서 최대해상도로 최소폭보다 좁다. 이로 인하여, 식별패턴이 패턴전사에서 스트레이광(stray light)으로 조사된다고 하더라도, 불투명스트립들(7)은 포토레지스트막(4)에서 어떠한 잠상도 형성하지 않는다. 그럼에도 불구하고, 식별패턴(3)은 패턴인식시스템(미도시됨), 이를테면 광학현미경으로 인식되는데, 이는 복수개의 불투명스트립들(7)이 최소폭보다 훨씬 넓은 루프된 서브영역을 차지하기 때문이다. 게다가, 패턴인식시스템은 종래기술의 레티클과 같은 단일의 스페이스패턴보다 명확한 라인-앤드-스페이스를 식별한다. 그러므로, 식별패턴(3)의 폭 W1은 최소폭보다 훨씬 더 크고, 그럼으로써 검사영역은 식별패턴(3)에 의해 명확하게 규정된다.

전술한 설명에서 이해할 수 있는 바와 같이, 식별패턴(3)은 복수개의 불투명스트립들(7)에 의해 구현된다. 복수개의 불투명스트립들(7)의 간격이 좁아서 포토레지스트막(4)에서 어떠한 잠상을 형성하지 못함에도 불구하고, 식별패턴(3)은 검사시에 인식될 수 있을 정도로 넓다. 해상도가 향상된다 하더라도, 식별패턴은 여전히 인식되며, 검사영역의 경계를 명확하게 제시한다.

제 1 실시예어서, 복수개의 스트립들(7)은 복수개의 부분들로서 작용하고, 공간들은 간격들과 일치한다.

제 2 실시예

도 4로 돌아가서, 본 발명을 구체화시키는 또 다른 레티클의 식별패턴(30)은 불투명격자(31)에 의해 구현된다. 불투명격자(31)는 투명기판(1)상에 2차원으로 배열된 복수개의 불투명바들에 의해 구현된다. 제 2 실시예를 구현하는 레티클의 다른 특징들은 제 1 실시예에 대응하는 특징들과 유사하다. 이로 인해, 식별패턴(30)에 중점을 두어 후술한다.

식별패턴(30)은 격자배열된다. 정사각형의 공간들은 식별패턴(30)에 의해 규정되며, 투명기판(1)은 정사각형의 공간들 사이로 노출된다. 2차원의 각각의 정사각형의 공간은 축소투영얼라이너(6)의 최대해상도로 포토레지스트막(4)으로 전사되는 최소폭보다 적다. 그러나, 식별패턴(30)은 패턴인식시스템(미도시됨), 이를테면 광학현미경으로 인식되는 최소폭과 동일하거나 넓은 폭 W1을 갖는다. 이로 인해, 식별패턴(30)은 포토레지스트막(4)에서 어떠한 잠상도 형성하지는 않으나, 심각한 결함에 대한 검사에서 명확하게 식별된다.

제 2 실시예에서, 정사각형의 공간들 둘레의 불투명바들은 부분들로서 작용한다.

전술한 설명에서 이해할 수 있는 바와 같이, 식별패턴은 잠상을 형성하지 않으며, 패턴인식시스템에 의해 인식된다. 최소패턴폭이 감소된다 하더라도, 제조업자는 식별패턴의 폭이 인식되는 최소폭과 동일하거나 넓도록 유지하는데, 이는 제조업자가 패턴의 부분들의 수를 늘리기 때문이다. 그러므로, 식별패턴은 패턴전사에서의 해상도의 향상에 관계없이 검사영역을 명확하게 규정한다.

본 발명의 식별패턴은 데이터처리부와 결합된 상픽업장치를 구비하는 패턴인식시스템에 의해 자동적으로 인식될 수 있다. 식별패턴이, 격자패턴이 아닌, 라인-앤드-스페이스 패턴으로 한정되는 것은 결코 아니다. 점(dot)과 같은 또 다른 패턴도 식별패턴으로 사용될 수 있다.

식별패턴이 투명기판과 다른 반사성을 갖는 것이 필요하나, 그 반사성은 불투명층(2)의 반사성과 동일하지 않을 수 있다.

본 발명에 의해 식별패턴은 포토레지스트막에 어떠한 잠상도 형성하지 않으며 패턴인식시스템에 의해 인식된다. 또한, 패턴전사에서 해상도의 향상에 관계없이 레티클상의 결함검사영역을 명확히 식별할 수 있으며, 이로써 결함검사의 정밀도 향상 및 검사시간의 단축을 실현할 수 있다.

본 발명의 특정한 실시예들에 의해 도시되어 설명되었음에도 불구하고, 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지는 않는 다양한 변경 및 변형이 행해질 수 있음은 당해기술의 숙련자에게는 명백한 것이다.

Claims (8)

1. 주요표면을 지닌 투명기판, 주요표면상에 형성된 주요패턴, 주요패턴의 주요표면외면상에 형성된 불투명층, 불투명층에 형성되고 감광층에 형성되는 잠상에 영향을 미치는 결함검사영역의 경계를 표시하는 식별패턴을 구비하며, 감광층으로의 패턴전사에 사용되는 레티클에 있어서,

   식별패턴은 패턴인식수단에 의해 인식되는 최소폭과 동일하거나 더 넓은 폭 W1을 가지며, 각각이 패턴전사에서 최대해상도로 최소폭보다 좁은 간격으로 배열된 복수개의 부분들을 포함하는 하는 것을 특징으로 하는 레티클.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 식별패턴의 복수개의 부분들은 불투명한 것을 특징으로 하는 레티클.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 복수개의 부분들은, 이들 사이의 갭 사이로 상기 투명기판이 노출되도록 서로 이격배치된 스트립들인 것을 특징으로 하는 레티클.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 갭들은 상기 간격들을 정의하는 것을 특징으로 하는 레티클.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 식별패턴은 광학현미경을 사용하여 인식되고, 상기 주요패턴은 축소투영얼라이너를 사용하여 전사되는 것을 특징으로 하는 레티클.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 복수개의 부분들은, 상기 투명기판이 그에 정의된 공간으로 노출되도록 격자를 형성하는 것을 특징으로 하는 레티클.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 공간의 폭이, 상기 패턴전사에서 최대해상도로 전사되는 상기 최소폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 레티클.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 식별패턴은 광학현미경을 사용하여 인식되고, 상기 주요패턴은 축소투영얼라이너를 사용하여 전사되는 것을 특징으로 하는 레티클.