KR20060110022A - 반도체 소자 제조용 레티클의 오버레이 패턴 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레티클 마스크용 오버레이 패턴 제조 방법에 관한 것으로서, 레티클 마스크용 석영 글라스 재질의 상부에 차광물질로써 크롬층을 형성하는 과정, 상기 크롬층의 상부에 포토레지스트를 코팅시키는 과정, 상기 코팅된 포토레지스트 상부에 전자빔을 사용하여 오버레이 패턴을 제외한 부분을 노광시키는 과정, 현상액을 사용하여 포토레지스트 패턴을 형성한 후 이를 식각 마스크로 사용하여 오버레이 패턴을 형성하는 크롬층을 제거하는 과정 및 레티클을 세정하여 포토레지스트층을 제거하는 과정을 포함하여, 종래 기술보다 좀더 정확하고 선명한 오버레이 패턴을 얻을 수 있으며, 이로 인하여 정렬 정확도를 높이고, 결과적으로 웨이퍼 수율 향상에 기여할 수 있다.

레티클, 오버레이 패턴, 노광, 트렌치, 정렬

Description

반도체 소자 제조용 레티클의 오버레이 패턴 형성 방법{METHOD FOR FORMING OVERLAY PATTERN OF RETICLE FOR FABRICATING SEMICONDUCTOR DEVICE}

도 1은 종래 기술에 따른 레티클상의 오버레이 패턴을 도시한 도면;

도 2는 본 발명에 따른 레티클상의 오버레이 패턴을 도시한 도면;

도 3은 종래 기술과 본 발명의 방법에 따라 형성된 오버레이 패턴을 비교한 도면;

도 4는 종래 기술과 본 발명의 방법에 따른 오버레이 패턴의 형태를 비교한 도면; 및

도 5는 종래 기술과 본 발명의 방법에 따른 오버레이 패턴의 요부 단면을 도시한 도면.

본 발명은 얼라인먼트 측정용 레티클의 오버레이 패턴 형성 방법에 관한 것으로써, 특히 오버레이 패턴의 정확도 및 선명도를 높여 공정의 효율성을 높이고 결과적으로 웨이퍼 수율을 증가시킬 수 있도록 구성되는 반도체 소자 제조용 레티클의 오버레이 패턴 형성 방법에 관한 것이다.

근래들어, 반도체 장치는 점차 극소형화되어가는 소자들을 요구하는 사용자의 욕구에 부응하고자 좀더 세밀해지고 복잡해지는 경향으로 발전하고 있다. 특히 소자 패턴의 사이즈가 더욱 미세화되어감에 따라 미세 패턴들에 영향을 주는 파라메터들의 엄격한 관리가 중요한 요소로 대두되고 있는 실정이다.

일반적으로 포토리소그래피 공정은 웨이퍼상에 미세 패턴을 형성하기 위하여 웨이퍼상에 포토레지스트(photoresist)를 도포하고, 레트클에 형성된 회로패턴을 전사하기 위하여 도포된 포토레지스트를 노광하고, 노광된 포토레지스트를 현상하는 일련의 공정을 수행하게 된다.

상기 도포된 포토레지스트를 노광시키기 위한 노광 공정은 소정의 스캔 스텝터를 이용하여 웨이퍼를 투영렌즈 아래에서 단계적으로 이동시키면서 레티클에 형성된 회로패턴을 투영렌즈에 의해 축소하여 단위매의 웨이퍼상의 스크라이브 라인으로 구획된 각 샷영역에 순차적으로 노광하게 되는 것이다. 상술한 노광 공정에는 소정의 웨이퍼 스테이지에 웨이퍼를 정렬시키고, 그 상부의 레티클 스테이지에 레티클을 정렬시킨 후, 웨이퍼와 레티클을 다시 정렬시켜 노광 공정을 수행하게 된다.

일반적으로, 레티클 마스크는 레티클 정렬 마크가 제공되는 주변영역과 웨이퍼 정렬 마크 및 회로 패턴이 형성되는 중앙영역을 가진 유리기판으로 제공된다. 따라서 반도체 웨이퍼에 형성된 패턴에서 위치마크에 관하여 레티클 마스크의 정렬 마크를 인덱싱한 후에 노광함으로써 레티클 마스크의 회로패턴을 반도체 웨이퍼상에 정확하게 전사할 수 있는 것이다.

상술한 노광장비에서는 노광장비의 얼라인먼트를 측정하기 위하여 얼라인먼트 측정용 레티클을 구비한다. 얼라인먼트 측정용 레티클에는 레티클 얼라인먼트 마크(오버레이 패턴)가 제공되는 주변영역과 웨이퍼 얼라인먼트 마크가 형성되는 중앙 영역 및 각 노광장비의 제조 회사(예를 들면, KLA사)의 고유 바코드가 형성되는 주변영역을 포함한다.

상술한 레티클상에 상술한 얼라인먼크 마크(이하 '오버레이 패턴')을 형성하기 위하여 석영 글라스 재질의 레티클상에 크롬층을 도포하고 크롬층상에 포토레지스트를 코팅시킨 후, 전자빔을 사용하여 오버레이 패턴을 묘화하고, 유기 용매를 현상액으로 사용하여 포토레지스트 오버레이 패턴을 형성시킨 후 이를 식각 마스크로 사용하여 그 주변의 크롬층을 제거함으로써 오버레이 패턴은 최종적으로 크롬층으로 형성된다. 도 1은 종래 기술에 따른 레티클상의 오버레이 패턴을 도시한 도면으로써, 부호 "10"은 크롬층을, 20은 크롬층이 제거된 영역을 도시하고 있다.

그러나 상술한 바와 같이, 종래의 일반적인 방법에 의해 형성된 오버레이 패턴은 현미경으로 관찰하여 보면(도 2의 A타입) 그 선명도가 현저히 떨어지고 이로 인하여 올바른 정렬을 수행하기 어려우며, 결과적으로 웨이퍼 수율을 저하시키는 문제점이 발생하게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 본 발명의 목적은 좀더 정확하고 선명한 오버레이 패턴을 형성하기 위한 반도체 소자 제조용 레티클의 오버레이 패턴 형성 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 오버레이 패턴의 정확도를 높여서 정렬 불량을 감소시킴으로써 결과적으로 웨이퍼 수율을 향상시킬 수 있도로 구성되는 반도체 소자 제조용 레티클의 오버레이 패턴 형성 방법을 제공하는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 레티클 마스크용 석영 글라스 재질의 상부에 차광물질로써 크롬층을 형성하는 과정, 상기 크롬층의 상부에 포토레지스트를 코팅시키는 과정, 상기 코팅된 포토레지스트 상부에 전자빔을 사용하여 오버레이 패턴을 제외한 부분을 노광시키는 과정, 현상액을 사용하여 포토레지스트 패턴을 형성한 후 이를 식각 마스크로 사용하여 오버레이 패턴을 형성하는 크롬층을 제거하는 과정 및 레티클을 세정하여 포토레지스트층을 제거하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 레티클상의 오버레이 패턴을 도시한 도면으로써, 부호 "30"은 크롬층이 제거된 오버레이 패턴 영역이며, 부호 "40"은 크롬층인 주변 영역을 도시하고 있다. 즉, 본 발명에서는 레티클상에 오버레이 패턴을 형성할 시, 종래의 방법과 반대의 방법으로 진행한다. 즉, Mark Polarity를 기존 공정 스펙인 CLOSE에서 OPEN으로 진행하게 된다.

상술한 본 발명에 따른 레티클상의 오버레이 패턴 형성 과정은 하기와 같다.

우선 레티클 마스크용 석영 글라스 재질의 상부에 차광물질로써 크롬층을 형성하는 과정을 포함한다. 상기 석영 글라스는 단파장에서 고광투과성 및 저열팽창성의 특성을 갖는 것이 좋을 것이다. 또한, 상기 석영 글라스의 상부에 형성되는 크롬층은 차광물질로서 단일의 크롬층을 형성할 수 있으나, 금속 크롬과 크롬 화합물의 다층구조로 형성하여도 무방하다. 그후, 상기 크롬층의 상부에 포토레지스트를 코팅시키는 과정을 수행하고, 상기 코팅된 포토레지스트 상부에 전자빔을 사용하여 오버레이 패턴을 제외한 부분을 노광시키는 과정을 수행한다. 그후, 현상액을 사용하여 포토레지스트 패턴을 형성한 후 이를 식각 마스크로 사용하여 오버레이 패턴을 형성하는 크롬층을 제거하는 과정을 수행하고, 레티클을 세정하여 포토레지스트층을 제거하는 과정을 수행한다. 즉, 본 발명에서는 크롬층이 오버레이 패턴으로 형성되는 종래 기술과 반대로, 크롬층이 형성되지 않는 영역이 오버레이 패턴이 되도록 형성하는 것이다.

도 3은 종래 기술과 본 발명의 방법에 따라 형성된 오버레이 패턴을 비교한 도면으로써, A type은 종래의 기술로 형성된 오버레이 패턴의 형상이며, B type은 본 발명에 따른 방법으로 레티클상에 형성된 오버레이 패턴으로써 본 발명에 따른 방법으로 형성된 오버레이 패턴이 좀더 선명함을 알 수 있었다.

도 4는 종래 기술과 본 발명의 방법에 따른 오버레이 패턴의 형태를 비교한 도면이고, 도 5는 종래 기술과 본 발명의 방법에 따른 오버레이 패턴의 요부 단면을 도시한 도면이다.

더욱이, 본 발명에서는 오버레이 패턴을 형성함에 있어서, 박스 타입 트렌치(box type trench)를 지양하고, 바 타입 트렌치(bar type trench)를 지향함으로써 좀더 선명하고 정확한 오버레이 패턴을 얻을 수 있었다.

분명히, 청구항들의 범위내에 있으면서 이러한 실시예들을 변형할 수 있는 많은 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 레티클의 오버레이 패턴 형성 방법은 종래 기술보다 좀더 정확하고 선명한 오버레이 패턴을 얻을 수 있었으며, 이로 인하여 정렬 정확도를 높이고, 결과적으로 웨이퍼 수율 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 레티클 마스크용 석영 글라스 재질의 상부에 차광물질로써 크롬층을 형성하는 과정;

   상기 크롬층의 상부에 포토레지스트를 코팅시키는 과정;

   상기 코팅된 포토레지스트 상부에 전자빔을 사용하여 오버레이 패턴을 제외한 부분을 노광시키는 과정;

   현상액을 사용하여 포토레지스트 패턴을 형성한 후 이를 식각 마스크로 사용하여 오버레이 패턴을 형성하는 크롬층을 제거하는 과정; 및

   레티클을 세정하여 포토레지스트층을 제거하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 오버레이 패턴 형성 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 오버레이 패턴은 바 트랜치 타입(bar trench type)의 구조로 형성됨을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 오버레이 패턴 형성 방법.

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