[go: up one dir, main page]

KR102768872B1 - method for evaluating process and manufacturing method of semiconductor device including the same - Google Patents

method for evaluating process and manufacturing method of semiconductor device including the same Download PDF

Info

Publication number
KR102768872B1
KR102768872B1 KR1020190069603A KR20190069603A KR102768872B1 KR 102768872 B1 KR102768872 B1 KR 102768872B1 KR 1020190069603 A KR1020190069603 A KR 1020190069603A KR 20190069603 A KR20190069603 A KR 20190069603A KR 102768872 B1 KR102768872 B1 KR 102768872B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
substrate
difference
measurement
photoresist pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020190069603A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200142637A (en
Inventor
윤도영
김정훈
안정호
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020190069603A priority Critical patent/KR102768872B1/en
Publication of KR20200142637A publication Critical patent/KR20200142637A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102768872B1 publication Critical patent/KR102768872B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/24—Optical enhancement of defects or not directly visible states, e.g. selective electrolytic deposition, bubbles in liquids, light emission, colour change
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70625—Dimensions, e.g. line width, critical dimension [CD], profile, sidewall angle or edge roughness
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/7065—Defects, e.g. optical inspection of patterned layer for defects
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • G06T7/001—Industrial image inspection using an image reference approach
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67288—Monitoring of warpage, curvature, damage, defects or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/26—Acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection, in-situ thickness measurement
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108—Industrial image inspection
    • G06T2207/30148—Semiconductor; IC; Wafer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 공정 평가 방법 및 그를 포함하는 반도체 소자의 제조방법을 개시한다. 공정 평가 방법은, 기준 기판 상의 제 1 포토레지스트 패턴의 제 1 ADI 이미지와, 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 식각되는 상기 기준 기판의 제 1 ACI 이미지의, 차이에 대응되는 기준 차이 이미지를 획득하는 단계와, 측정 기판 상의 제 2 포토레지스트 패턴의 제 2 ADI 이미지와, 상기 제 2 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 식각되는 상기 측정 기판의 제 2 ACI 이미지의, 차이에 대응되는 측정 차이 이미지를 획득하는 단계와, 상기 기준 차이 이미지와 상기 측정 차이 이미지를 비교하여 상기 제 2 포토레지스트 패턴 및 상기 측정 기판의 불량을 판별하는 단계를 포함한다.The present invention discloses a process evaluation method and a method of manufacturing a semiconductor device including the same. The process evaluation method includes a step of obtaining a reference difference image corresponding to a difference between a first ADI image of a first photoresist pattern on a reference substrate and a first ACI image of the reference substrate etched using the first photoresist pattern as an etching mask, a step of obtaining a measurement difference image corresponding to a difference between a second ADI image of a second photoresist pattern on a measurement substrate and a second ACI image of the measurement substrate etched using the second photoresist pattern as an etching mask, and a step of comparing the reference difference image with the measurement difference image to determine a defect in the second photoresist pattern and the measurement substrate.

Description

공정 평가 방법 및 그를 포함하는 반도체 소자의 제조방법{method for evaluating process and manufacturing method of semiconductor device including the same}Method for evaluating process and manufacturing method of semiconductor device including the same {method for evaluating process and manufacturing method of semiconductor device including the same}

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정 평가 방법 및 그를 포함하는 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more specifically, to a process evaluation method and a method for manufacturing a semiconductor device including the same.

일반적으로 반도체 소자의 제조 공정은 증착 공정, 포토리소그래피 공정, 및 식각 공정의 단위 공정들을 포함할 수 있다. 포토리소그래피 공정은 기판 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 공정일 수 있다. 식각 공정은 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 기판의 일부를 제거하는 공정일 수 있다. 포토레지스트 패턴과 식각된 기판은 비교되어 포토리소그래피 공정 및 식각 공정의 불량을 판별시킬 수 있다. In general, the manufacturing process of a semiconductor device may include unit processes of a deposition process, a photolithography process, and an etching process. The photolithography process may be a process of forming a photoresist pattern on a substrate. The etching process may be a process of removing a portion of a substrate using the photoresist pattern as an etching mask. The photoresist pattern and the etched substrate may be compared to determine defects in the photolithography process and the etching process.

본 발명의 과제는 공정 신뢰성을 증가시킬 수 있는 공정 평가 방법 및 그를 포함하는 반도체 소자의 제조방법을 제공하는 데 있다.The object of the present invention is to provide a process evaluation method capable of increasing process reliability and a method for manufacturing a semiconductor device including the same.

본 발명은 공정 평가 방법을 개시한다. 그의 방법은, 기준 기판 상의 제 1 포토레지스트 패턴의 제 1 ADI 이미지와, 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 식각되는 상기 기준 기판의 제 1 ACI 이미지의, 차이에 대응되는 기준 차이 이미지를 획득하는 단계; 측정 기판 상의 제 2 포토레지스트 패턴의 제 2 ADI 이미지와, 상기 제 2 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 식각되는 상기 측정 기판의 제 2 ACI 이미지의, 차이에 대응되는 측정 차이 이미지를 획득하는 단계; 및 상기 기준 차이 이미지와 상기 측정 차이 이미지를 비교하여 상기 제 2 포토레지스트 패턴 및 상기 측정 기판의 불량을 판별하는 단계를 포함한다.The present invention discloses a process evaluation method. The method comprises the steps of: obtaining a reference difference image corresponding to a difference between a first ADI image of a first photoresist pattern on a reference substrate and a first ACI image of the reference substrate etched using the first photoresist pattern as an etching mask; obtaining a measurement difference image corresponding to a difference between a second ADI image of a second photoresist pattern on a measurement substrate and a second ACI image of the measurement substrate etched using the second photoresist pattern as an etching mask; and comparing the reference difference image with the measurement difference image to determine a defect in the second photoresist pattern and the measurement substrate.

본 발명의 일 예에 따른 공정 평가 방법은, 기판 상의 포토레지스트 패턴의 ADI 이미지와, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 식각되는 상기 기판의 ACI 이미지의, 차이에 대응되는 차이 이미지를 획득하는 단계; 상기 차이 이미지의 대조비에 따른 화소 수에 대응되는 이미지 히스토그램을 획득하는 단계; 및 상기 이미지 히스토그램을 기준 이미지 히스토그램에 비교하여 상기 포토레지스트 패턴 및 상기 식각된 기판의 불량을 판별하는 단계를 포함한다.A process evaluation method according to one embodiment of the present invention includes the steps of: obtaining a difference image corresponding to a difference between an ADI image of a photoresist pattern on a substrate and an ACI image of the substrate etched using the photoresist pattern as an etching mask; obtaining an image histogram corresponding to a number of pixels according to a contrast ratio of the difference image; and comparing the image histogram with a reference image histogram to determine a defect in the photoresist pattern and the etched substrate.

본 발명의 일 예에 따른 반도체 소자의 제조방법은 기준 기판을 제조 및 검사하는 단계; 상기 기준 기판과 다른 측정 기판을 제조 및 검사하는 단계; 및 상기 기준 기판의 검사 결과를 이용하여 상기 측정 기판의 제조 공정을 평가하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 측정 기판의 제조 공정을 평가하는 단계는: 상기 기준 기판 상의 제 1 포토레지스트 패턴의 제 1 ADI 이미지와, 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 식각되는 상기 기준 기판의 제 1 ACI 이미지의, 차이에 대응되는 기준 차이 이미지를 획득하는 단계; 상기 측정 기판 상의 제 2 포토레지스트 패턴의 제 2 ADI 이미지와, 상기 제 2 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 식각되는 상기 측정 기판의 제 2 ACI 이미지의, 차이에 대응되는 측정 차이 이미지를 획득하는 단계; 및 상기 기준 차이 이미지와 상기 측정 차이 이미지를 비교하여 상기 제 2 포토레지스트 패턴 및 상기 측정 기판의 불량을 판별하는 단계를 포함하는 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a method for manufacturing a semiconductor device includes: a step of manufacturing and inspecting a reference substrate; a step of manufacturing and inspecting a measurement substrate different from the reference substrate; and a step of evaluating a manufacturing process of the measurement substrate using an inspection result of the reference substrate. Here, the step of evaluating the manufacturing process of the measurement substrate may include: a step of obtaining a reference difference image corresponding to a difference between a first ADI image of a first photoresist pattern on the reference substrate and a first ACI image of the reference substrate etched using the first photoresist pattern as an etching mask; a step of obtaining a measurement difference image corresponding to a difference between a second ADI image of a second photoresist pattern on the measurement substrate and a second ACI image of the measurement substrate etched using the second photoresist pattern as an etching mask; and a step of comparing the reference difference image with the measurement difference image to determine a defect in the second photoresist pattern and the measurement substrate.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 공정 평가 방법은 기준 기판의 제 1 ADI 이미지와 제 1 ACI 이미지의 차이인 기준 차이 이미지, 그리고 측정 기판의 제 2 ADI 이미지와 제 2 ACI 이미지의 차이인 측정 차이 이미지를 비교하여 상기 측정 기판의 불량을 판별시키고 공정 신뢰성을 증가시킬 수 있다.As described above, the process evaluation method according to the embodiment of the present invention can determine a defect in the measurement substrate and increase process reliability by comparing a reference difference image, which is a difference between a first ADI image and a first ACI image of a reference substrate, and a measurement difference image, which is a difference between a second ADI image and a second ACI image of a measurement substrate.

도 1은 본 발명의 개념에 따른 반도체 소자의 제조방법의 일 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 2는 도 1의 기준 기판을 제조 및 검사하는 단계의 일 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 기준 기판의 공정 단면도들이다.
도 5는 도 3의 기준 기판 및 제 1 포토레지스트 패턴의 제 1 ADI 이미지를 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 4의 제 1 식각 패턴의 제 1 ACI 이미지를 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 1의 측정 기판을 제조 및 검사하는 단계의 일 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 8 및 도 9는 도 2의 측정 기판의 공정 단면도들이다.
도 10은 도 8의 측정 기판 및 제 2 포토레지스트 패턴의 제 2 ADI 이미지를 보여주는 평면도이다.
도 11은 도 9의 제 2 식각 패턴의 제 2 ACI 이미지를 보여주는 평면도이다.
도 12는 도 8의 측정 기판의 제조 공정을 평가하는 단계의 일 예를 보여준다.
도 13은 도 5 및 도 6의 제 1 ADI 이미지와 제 1 ACI 이미지의 차이인 기준 차이 이미지를 보여주는 평면도이다.
도 14는 도 10 및 도 11의 제 2 ADI 이미지와 제 2 ACI 이미지의 차이인 측정 차이 이미지를 보여주는 평면도이다.
도 15는 도 8의 측정 기판의 제조 공정을 평가하는 단계의 다른 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 16은 도 13의 기준 차이 이미지의 제 1 이미지 히스토그램을 보여주는 그래프이다.
도 17은 도 14의 측정 차이 이미지의 제 2 이미지 히스토그램을 보여주는 그래프이다.
도 18은 도 16 및 도 17의 제 1 이미지 히스토그램과 제 2 이미지 히스토그램을 보여주는 그래프들이다.FIG. 1 is a flow chart showing an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the concept of the present invention.
Figure 2 is a flow chart showing an example of steps for manufacturing and inspecting the reference substrate of Figure 1.
Figures 3 and 4 are process cross-sectional views of the reference substrate of Figure 2.
FIG. 5 is a plan view showing a first ADI image of the reference substrate and the first photoresist pattern of FIG. 3.
FIG. 6 is a plan view showing a first ACI image of the first etching pattern of FIG. 4.
Figure 7 is a flow chart showing an example of steps for manufacturing and inspecting the measurement substrate of Figure 1.
Figures 8 and 9 are process cross-sectional views of the measurement substrate of Figure 2.
FIG. 10 is a plan view showing a second ADI image of the measurement substrate and the second photoresist pattern of FIG. 8.
Figure 11 is a plan view showing a second ACI image of the second etching pattern of Figure 9.
Figure 12 shows an example of steps for evaluating the manufacturing process of the measurement substrate of Figure 8.
FIG. 13 is a plan view showing a reference difference image which is the difference between the first ADI image and the first ACI image of FIGS. 5 and 6.
FIG. 14 is a plan view showing a measurement difference image which is the difference between the second ADI image and the second ACI image of FIGS. 10 and 11.
FIG. 15 is a flow chart showing another example of steps for evaluating the manufacturing process of the measurement substrate of FIG. 8.
Figure 16 is a graph showing a first image histogram of the reference difference image of Figure 13.
Figure 17 is a graph showing a second image histogram of the measurement difference image of Figure 14.
Figure 18 is a graph showing the first image histogram and the second image histogram of Figures 16 and 17.

도 1은 본 발명의 개념에 따른 반도체 소자의 제조방법의 일 예를 보여준다.Figure 1 shows an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the concept of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 반도체 소자의 제조방법은, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 평가하여 공정 불량을 판별하는 방법일 수 있다. 일 예로, 본 발명의 반도체 소자의 제조방법은 기준 기판을 제조 및 검사하는 단계(S10), 측정 기판을 제조 및 검사하는 단계(S20), 및 측정 기판의 제조 공정을 평가하는 단계(S30)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention may be a method for determining process defects by evaluating a photolithography process and an etching process. For example, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention may include a step of manufacturing and inspecting a reference substrate (S10), a step of manufacturing and inspecting a measurement substrate (S20), and a step of evaluating a manufacturing process of the measurement substrate (S30).

먼저, 제조 장치 및 검사 장치는 기준 기판을 제조하고 검사한다(S10).First, the manufacturing device and the inspection device manufacture and inspect a reference substrate (S10).

도 2는 도 1의 기준 기판을 제조 및 검사하는 단계(S10)의 일 예를 보여준다. Fig. 2 shows an example of a step (S10) of manufacturing and inspecting the reference substrate of Fig. 1.

도 2를 참조하면, 기준 기판을 제조 및 검사하는 단계(S10)는 기준 기판 상에 제 1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계(S12), 제 1 포토레지스트 패턴의 제 1 현상 후 검사(ADI: After Development Inspection) 이미지를 획득하는 단계(S14), 기준 기판을 식각하여 제 1 식각 패턴을 형성하는 단계(S16), 기준 기판의 제 1 식각 후 검사(ACI: After Cleaning Inspection) 이미지를 획득하는 단계(S18)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the step of manufacturing and inspecting a reference substrate (S10) may include a step of forming a first photoresist pattern on the reference substrate (S12), a step of obtaining a first after development inspection (ADI) image of the first photoresist pattern (S14), a step of etching the reference substrate to form a first etching pattern (S16), and a step of obtaining a first after cleaning inspection (ACI) image of the reference substrate (S18).

도 3 및 도 4는 도 2의 기준 기판(RW)의 공정 단면도들이다.Figures 3 and 4 are process cross-sectional views of the reference substrate (RW) of Figure 2.

도 2 및 도 3을 참조하면, 제조 장치는 기준 기판(RW) 상에 제 1 포토레지스트 패턴(10)을 형성한다(S12). 기준 기판(RW)은 골든 다이 웨이퍼(golden die wafer) 또는 골든 다이 기판(golden die substrate)일 수 있다. 예를 들어, 기준 기판(RW)은 실리콘 웨이퍼 또는 상기 실리콘 웨이퍼 상의 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 제 1 포토레지스트 패턴(10)은 포토리소그래피 공정을 통해 형성될 수 있다. 일 예로, 포토리소그래피 공정은 포토레지스트의 도포 공정(coating process), 베이크 공정, 노광 공정, 및 현상 공정(development process)을 포함할 수 있다. 도포 공정은 포토레지스트를 기준 기판(RW)의 상부 면 상에 도포하는 공정일 수 있다. 베이크 공정은 도포된 포토레지스트를 경화시키는 공정일 수 있다. 노광 공정은 포토마스크 또는 레티클을 따라 포토레지스트를 자외선 또는 극자외선에 부분적으로 노출시키는 공정일 수 있다. 현상 공정은 광에 노출된 포토레지스트를 제거하여 제 1 포토레지스트 패턴(10)을 형성하는 공정일 수 있다. 이와 달리, 현상 공정은 광에 노출되지 않은 포토레지스트를 선택적으로 제거하는 공정일 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다. 제 1 포토레지스트 패턴(10)은 기준 기판(RW)을 부분적으로 노출시킬 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3, a manufacturing device forms a first photoresist pattern (10) on a reference substrate (RW) (S12). The reference substrate (RW) may be a golden die wafer or a golden die substrate. For example, the reference substrate (RW) may include a silicon wafer or silicon oxide on the silicon wafer. The first photoresist pattern (10) may be formed through a photolithography process. For example, the photolithography process may include a coating process of a photoresist, a baking process, an exposure process, and a development process. The coating process may be a process of coating a photoresist on an upper surface of the reference substrate (RW). The baking process may be a process of hardening the coated photoresist. The exposure process may be a process of partially exposing the photoresist to ultraviolet or extreme ultraviolet rays along a photomask or a reticle. The developing process may be a process of forming a first photoresist pattern (10) by removing photoresist exposed to light. Alternatively, the developing process may be a process of selectively removing photoresist not exposed to light, and the present invention may not be limited thereto. The first photoresist pattern (10) may partially expose the reference substrate (RW).

도 5는 도 3의 기준 기판(RW) 및 제 1 포토레지스트 패턴(10)의 제 1 ADI 이미지(12)를 보여준다.Figure 5 shows a first ADI image (12) of the reference substrate (RW) and the first photoresist pattern (10) of Figure 3.

도 2 및 도 5를 참조하면, 검사 장치는 기준 기판(RW) 및 제 1 포토레지스트 패턴(10)을 측정하여 제 1 ADI 이미지(12)를 획득한다(S14). 예를 들어, 측정 장치는 광학 현미경, 또는 전자 현미경을 포함할 수 있다. 이와 달리, 측정 장치는 오버레이 측정 장치를 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다. 제 1 ADI 이미지(12)는 제 1 포토레지스트 패턴 이미지(14), 제 1 경계 이미지(15), 및 기준 기판 이미지(16)를 가질 수 있다. 제 1 포토레지스트 패턴 이미지(14)는 제 1 포토레지스트 패턴(10)의 이미지이고, 기준 기판 이미지(16)는 포토레지스트 패턴(10)으로부터 노출되는 기준 기판(RW)의 이미지일 수 있다. 제 1 경계 이미지(15)는 포토레지스트 패턴(10)의 측벽(11)의 이미지일 수 있다. Referring to FIGS. 2 and 5, the inspection device measures the reference substrate (RW) and the first photoresist pattern (10) to obtain the first ADI image (12) (S14). For example, the measurement device may include an optical microscope or an electron microscope. Alternatively, the measurement device may include an overlay measurement device, and the present invention may not be limited thereto. The first ADI image (12) may have a first photoresist pattern image (14), a first boundary image (15), and a reference substrate image (16). The first photoresist pattern image (14) may be an image of the first photoresist pattern (10), and the reference substrate image (16) may be an image of the reference substrate (RW) exposed from the photoresist pattern (10). The first boundary image (15) may be an image of a sidewall (11) of the photoresist pattern (10).

도 2 및 도 4를 참조하면, 식각 장치는 포토레지스트 패턴(10)을 식각 마스크로 사용하여 기준 기판(RW)을 식각한다(S16). 식각 장치는 건식 식각 장치를 포함할 수 있다. 기준 기판(RW)은 제 1 식각 패턴(20)을 가질 수 있다. 제 1 식각 패턴(20)은 트렌치를 포함할 수 있다. 이와 달리, 제 1 식각 패턴(20)은 그루브 패턴, 라인 패턴, 또는 아일랜드 패턴을 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다. 기준 기판(RW)의 식각 후에, 포토레지스트 패턴(10)은 에싱 공정을 통해 제거될 수 있다. 제 1 식각 패턴(20)은 기준 기판(RW)의 상부면 또는 하부면에 수직한 측벽(21)을 갖고, 제 1 깊이(D1)를 가질 수 있다. Referring to FIGS. 2 and 4, an etching device etches a reference substrate (RW) using a photoresist pattern (10) as an etching mask (S16). The etching device may include a dry etching device. The reference substrate (RW) may have a first etching pattern (20). The first etching pattern (20) may include a trench. Alternatively, the first etching pattern (20) may include a groove pattern, a line pattern, or an island pattern, and the present invention may not be limited thereto. After the etching of the reference substrate (RW), the photoresist pattern (10) may be removed through an ashing process. The first etching pattern (20) may have a sidewall (21) perpendicular to an upper surface or a lower surface of the reference substrate (RW) and may have a first depth (D 1 ).

도 6은 도 4의 제 1 식각 패턴(20)의 제 1 ACI 이미지(22)를 보여준다.Figure 6 shows a first ACI image (22) of the first etching pattern (20) of Figure 4.

도 2 및 도 5를 참조하면, 검사 장치는 제 1 식각 패턴(20)을 측정하여 제 1 ACI 이미지(22)를 획득한다(S18). 일 예로, 제 1 ACI 이미지(22는 제 1 상부 이미지(24), 제 1 바닥 이미지(26), 및 제 2 경계 이미지(25)를 가질 수 있다. 제 1 상부 이미지(24)는 제 1 식각 패턴(20)의 외부 이미지이고, 제 1 바닥 이미지(26)는 제 1 식각 패턴(20) 내의 바닥 이미지일 수 있다. 제 2 경계 이미지(25)는 제 1 식각 패턴(20)의 수직한 측벽(21)의 이미지일 수 있다. 제 2 경계 이미지(25)의 폭은 제 1 경계 이미지(15)의 폭보다 넓거나 클 수 있다. 검사 장치는 제 1 ADI 이미지(12) 및 제 1 ACI 이미지(22)를 데이터베이스에 저장할 수 있다. Referring to FIGS. 2 and 5, the inspection device measures the first etching pattern (20) to obtain the first ACI image (22) (S18). For example, the first ACI image (22) may have a first upper image (24), a first bottom image (26), and a second boundary image (25). The first upper image (24) may be an external image of the first etching pattern (20), and the first bottom image (26) may be a bottom image within the first etching pattern (20). The second boundary image (25) may be an image of a vertical sidewall (21) of the first etching pattern (20). The width of the second boundary image (25) may be wider or larger than the width of the first boundary image (15). The inspection device may store the first ADI image (12) and the first ACI image (22) in a database.

다시 도 1을 참조하면, 제조 장치 및 검사 장치는 측정 기판(MW)을 제조 및 검사한다(S20).Referring again to FIG. 1, the manufacturing device and the inspection device manufacture and inspect the measuring substrate (MW) (S20).

도 7은 도 1의 측정 기판을 제조 및 검사하는 단계(S20)의 일 예를 보여준다.Fig. 7 shows an example of a step (S20) of manufacturing and inspecting the measurement substrate of Fig. 1.

도 7을 참조하면, 측정 기판을 제조 및 검사하는 단계(S20)는 측정 기판 상에 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계(S22), 제 2 포토레지스트 패턴의 제 2 ADI 이미지를 획득하는 단계(S24), 측정 기판을 식각하여 제 2 식각 패턴을 형성하는 단계(S26), 측정 기판의 제 2 ACI 이미지를 획득하는 단계(S28)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the step of manufacturing and inspecting a measurement substrate (S20) may include a step of forming a second photoresist pattern on the measurement substrate (S22), a step of obtaining a second ADI image of the second photoresist pattern (S24), a step of etching the measurement substrate to form a second etching pattern (S26), and a step of obtaining a second ACI image of the measurement substrate (S28).

도 8 및 도 9는 도 2의 측정 기판의 공정 단면도들이다.Figures 8 and 9 are process cross-sectional views of the measurement substrate of Figure 2.

도 7 및 도 8을 참조하면, 제조 장치는 측정 기판(MW) 상에 제 2 포토레지스트 패턴(30)을 형성한다(S22). 측정 기판(MW)은 측정 대상의 기판일 수 있다. 측정 기판(MW)은 기준 기판(RW)과 동일할 수 있다. 예를 들어, 측정 기판(MW)은 실리콘 웨이퍼 또는 상기 실리콘 웨이퍼 상의 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 제 2 포토레지스트 패턴(30)은 제 1 포토레지스트 패턴(10)의 포토리소그래피 공정과 동일한 포토리소그래피 공정을 통해 형성될 수 있다. 제 2 포토레지스트 패턴(30)의 포토리소그래피 공정에서의 포토마스크 또는 레티클에 불량이 발생될 경우, 제 2 포토레지스트 패턴(30)은 결함을 가질 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 8, the manufacturing device forms a second photoresist pattern (30) on a measurement substrate (MW) (S22). The measurement substrate (MW) may be a substrate of a measurement target. The measurement substrate (MW) may be the same as the reference substrate (RW). For example, the measurement substrate (MW) may include a silicon wafer or silicon oxide on the silicon wafer. The second photoresist pattern (30) may be formed through the same photolithography process as the photolithography process of the first photoresist pattern (10). If a defect occurs in a photomask or reticle in the photolithography process of the second photoresist pattern (30), the second photoresist pattern (30) may have a defect.

도 10은 도 8의 측정 기판(MW) 및 제 2 포토레지스트 패턴(30)의 제 2 ADI 이미지(32)를 보여준다.Figure 10 shows a second ADI image (32) of the measurement substrate (MW) and the second photoresist pattern (30) of Figure 8.

도 7 및 도 10을 참조하면, 검사 장치는 측정 기판(MW) 및 제 2 포토레지스트 패턴(30)을 측정하여 제 2 ADI 이미지(32)를 획득한다(S24). 제 2 ADI 이미지(32)는 제 2 포토레지스트 패턴 이미지(34), 제 3 경계 이미지(35), 및 측정 기판 이미지(36)를 가질 수 있다. 제 2 포토레지스트 패턴 이미지(34)는 포토레지스트 패턴(10)의 이미지이고, 측정 기판 이미지(36)는 제 2 포토레지스트 패턴(30)으로부터 노출되는 측정 기판(MW)의 이미지일 수 있다. 제 3 경계 이미지(35)는 제 2 포토레지스트 패턴(30) 측벽(31)의 이미지일 수 있다. Referring to FIGS. 7 and 10, the inspection device measures the measurement substrate (MW) and the second photoresist pattern (30) to obtain a second ADI image (32) (S24). The second ADI image (32) may have a second photoresist pattern image (34), a third boundary image (35), and a measurement substrate image (36). The second photoresist pattern image (34) may be an image of the photoresist pattern (10), and the measurement substrate image (36) may be an image of the measurement substrate (MW) exposed from the second photoresist pattern (30). The third boundary image (35) may be an image of a sidewall (31) of the second photoresist pattern (30).

도 7 및 도 9를 참조하면, 식각 장치는 제 2 포토레지스트 패턴(30)을 식각 마스크로 사용하여 측정 기판(MW)을 식각한다(S26). 측정 기판(MW)은 제 2 식각 패턴(40)을 가질 수 있다. 제 2 식각 패턴(40)은 제 1 식각 패턴(20)의 모양과 유사한 모양을 가질 수 있다. 측정 기판(MW)의 식각 후에, 제 2 포토레지스트 패턴(30)은 에싱 공정을 통해 제거될 수 있다. 예를 들어, 제 2 식각 패턴(40)은 측정 기판(MW)의 상부면 또는 하부면에 대해 경사진 측벽(sloped sidewall, 41)을 가질 수 있다. 제 2 식각 패턴(40)은 제 1 깊이(D1)와 다른 제 2 깊이(D2)를 가질 수 있다. 제 2 깊이(D2)는 제 1 깊이(D1)보다 클 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 9, the etching device etches the measurement substrate (MW) using the second photoresist pattern (30) as an etching mask (S26). The measurement substrate (MW) may have a second etching pattern (40). The second etching pattern (40) may have a shape similar to the shape of the first etching pattern (20). After the etching of the measurement substrate (MW), the second photoresist pattern (30) may be removed through an ashing process. For example, the second etching pattern (40) may have a sloped sidewall (41) with respect to the upper surface or the lower surface of the measurement substrate (MW). The second etching pattern (40) may have a second depth (D 2 ) different from the first depth (D 1 ). The second depth (D 2 ) may be greater than the first depth (D 1 ).

도 11은 도 9의 제 2 식각 패턴(40)의 제 2 ACI 이미지(42)를 보여준다.Figure 11 shows a second ACI image (42) of the second etching pattern (40) of Figure 9.

도 7 및 도 11을 참조하면, 검사 장치는 제 2 식각 패턴(40)을 측정하여 제 2 ACI 이미지(42)를 획득한다(S28). 제 2 ACI 이미지(42)는 제 2 상부 이미지(44), 제 2 바닥 이미지(46), 및 제 4 경계 이미지(45)를 가질 수 있다. 제 2 상부 이미지(44)는 제 2 식각 패턴(40)의 외부 이미지이고, 제 2 바닥 이미지(46)는 제 2 식각 패턴(40) 내의 바닥 이미지일 수 있다. 제 4 경계 이미지(45)는 제 2 식각 패턴(40)의 경사진 측벽(41)의 이미지일 수 있다. 제 4 경계 이미지(45)의 폭은 제 3 경계 이미지(35)의 폭보다 넓을 수 있다. 검사 장치는 제 2 ADI 이미지(32) 및 제 2 ACI 이미지(42)를 데이터베이스에 저장할 수 있다. Referring to FIG. 7 and FIG. 11, the inspection device measures the second etching pattern (40) to obtain a second ACI image (42) (S28). The second ACI image (42) may have a second upper image (44), a second bottom image (46), and a fourth boundary image (45). The second upper image (44) may be an external image of the second etching pattern (40), and the second bottom image (46) may be a bottom image within the second etching pattern (40). The fourth boundary image (45) may be an image of an inclined sidewall (41) of the second etching pattern (40). The width of the fourth boundary image (45) may be wider than the width of the third boundary image (35). The inspection device may store the second ADI image (32) and the second ACI image (42) in a database.

다시 도 1을 참조하면, 검사 장치는 제 1 ADI 이미지(12), 제 1 ACI 이미지(22), 제 2 ADI 이미지(32), 및 제 2 ACI 이미지(42)를 이용하여 측정 기판(MW)의 제조 공정을 평가한다(S30). 측정 기판(MW)의 제조 공정을 평가하는 단계(S30)는 제 2 포토레지스트 패턴(30)과 측정 기판(MW)의 불량을 판별시켜 공정 신뢰성을 증가시킬 수 있다.Referring again to FIG. 1, the inspection device evaluates the manufacturing process of the measurement substrate (MW) using the first ADI image (12), the first ACI image (22), the second ADI image (32), and the second ACI image (42) (S30). The step of evaluating the manufacturing process of the measurement substrate (MW) (S30) can increase process reliability by determining defects in the second photoresist pattern (30) and the measurement substrate (MW).

도 12는 도 8의 측정 기판(MW)의 제조 공정을 평가하는 단계(S30)의 일 예를 보여준다.Fig. 12 shows an example of a step (S30) for evaluating the manufacturing process of the measurement substrate (MW) of Fig. 8.

도 12를 참조하면, 측정 기판(MW)의 제조 공정을 평가하는 단계(S30)는 기준 차이 이미지를 획득하는 단계(S32), 측정 차이 이미지를 획득하는 단계(S34), 및 측정 차이 이미지와 기준 차이 이미지를 비교하는 단계(S36), 및 포토마스크 및 식각 장치를 점검시키는 단계(S38)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 12, the step (S30) of evaluating the manufacturing process of the measurement substrate (MW) may include a step of obtaining a reference difference image (S32), a step of obtaining a measurement difference image (S34), a step of comparing the measurement difference image and the reference difference image (S36), and a step of inspecting a photomask and an etching device (S38).

도 13은 도 5 및 도 6의 제 1 ADI 이미지(12)와 제 1 ACI 이미지(22)의 차이인 기준 차이 이미지(28)를 보여준다.Figure 13 shows a reference difference image (28) which is the difference between the first ADI image (12) and the first ACI image (22) of Figures 5 and 6.

도 12 및 도 13을 참조하면, 검사 장치는 기준 차이 이미지(28)를 획득한다(S32). 일 예로, 기준 차이 이미지(28)는 제 1 ADI 이미지(12)와 제 1 ACI 이미지(22)의 차이, 또는 차감에 의해 획득될 수 있다. 예를 들어, 제 1 ACI 이미지(22)와, 제 1 ADI 이미지(12)는 각각 일반화(normalized) 후에 차감될 수 있다. 제 1 ADI 이미지(12)가 일반화되면, 제 1 포토레지스트 패턴 이미지(14) 및 기준 기판 이미지(16)는 백색으로 표시되고, 제 1 경계 이미지(15)는 흑색으로 선명하게 표시될 수 있다. 제 1 ACI 이미지(22)가 일반화되면, 제 1 상부 이미지(24), 및 제 1 바닥 이미지(26)는 백색으로 표시되고, 제 2 경계 이미지(25)는 흑색으로 선명하게 표시될 수 있다. 제 1 ACI 이미지(22)와 제 1 ADI 이미지(12)가 차감되면, 제 1 포토레지스트 패턴 이미지(14), 기준 기판 이미지(16), 제 1 상부 이미지(24), 및 제 1 바닥 이미지(26)는 제거되고, 제 1 경계 이미지(15)와 제 2 경계 이미지(25)의 차이는 기준 차이 이미지(28)로 표시될 수 있다. 제 2 경계 이미지(25)의 폭이 제 1 경계 이미지(15)의 폭보다 크기 때문에 제 2 경계 이미지(25)와 제 1 경계 이미지(15)의 차이는 기준 차이 이미지(28)로 획득될 수 있다. Referring to FIGS. 12 and 13, the inspection device acquires a reference difference image (28) (S32). For example, the reference difference image (28) may be acquired by a difference, or subtraction, between the first ADI image (12) and the first ACI image (22). For example, the first ACI image (22) and the first ADI image (12) may be subtracted after being normalized, respectively. When the first ADI image (12) is normalized, the first photoresist pattern image (14) and the reference substrate image (16) may be displayed in white, and the first boundary image (15) may be displayed clearly in black. When the first ACI image (22) is normalized, the first upper image (24) and the first bottom image (26) may be displayed in white, and the second boundary image (25) may be displayed clearly in black. When the first ACI image (22) and the first ADI image (12) are subtracted, the first photoresist pattern image (14), the reference substrate image (16), the first top image (24), and the first bottom image (26) are removed, and the difference between the first boundary image (15) and the second boundary image (25) can be represented as a reference difference image (28). Since the width of the second boundary image (25) is larger than the width of the first boundary image (15), the difference between the second boundary image (25) and the first boundary image (15) can be obtained as the reference difference image (28).

도 14는 도 10 및 도 11의 제 2 ADI 이미지(32)와 제 2 ACI 이미지(42)의 차이인 측정 차이 이미지(48)를 보여준다. Figure 14 shows a measurement difference image (48) which is the difference between the second ADI image (32) and the second ACI image (42) of Figures 10 and 11.

도 12 및 도 14를 참조하면, 검사 장치는 측정 차이 이미지(28)를 획득한다(S34). 측정 차이 이미지(48)는 제 2 ADI 이미지(32)와 제 2 ACI 이미지(42)의 차이 또는 차감에 의해 획득될 수 있다. 예를 들어, 제 2 ACI 이미지(42) 와, 제 2 ADI 이미지(32)는 일반화된 후에 차감될 수 있다. 제 2 ADI 이미지(32)가 일반화되면, 제 2 포토레지스트 패턴 이미지(34) 및 측정 기판 이미지(36)는 백색으로 표시되고, 제 3 경계 이미지(35)는 흑색으로 선명하게 표시될 수 있다. 제 2 ACI 이미지(42)가 일반화되면, 제 2 상부 이미지(44), 및 제 2 바닥 이미지(46)는 백색으로 표시되고, 제 4 경계 이미지(45)는 흑색으로 선명하게 표시될 수 있다. 제 2 ACI 이미지(42)와 제 2 ADI 이미지(32)가 차감되면, 제 2 포토레지스트 패턴 이미지(34), 측정 기판 이미지(36), 제 2 상부 이미지(44), 및 제 2 바닥 이미지(46)는 제거되고, 제 3 경계 이미지(35)와 제 4 경계 이미지(45)의 차이는 측정 차이 이미지(48)로 표시될 수 있다. 제 4 경계 이미지(45)의 폭이 제 3 경계 이미지(35)의 폭보다 크기 때문에 제 4 경계 이미지(45)와 제 3 경계 이미지(35)의 차이는 측정 차이 이미지(48)로 획득될 수 있다.Referring to FIGS. 12 and 14, the inspection device acquires a measurement difference image (28) (S34). The measurement difference image (48) can be acquired by the difference or subtraction between the second ADI image (32) and the second ACI image (42). For example, the second ACI image (42) and the second ADI image (32) can be subtracted after being generalized. When the second ADI image (32) is generalized, the second photoresist pattern image (34) and the measurement substrate image (36) can be displayed in white, and the third boundary image (35) can be displayed clearly in black. When the second ACI image (42) is generalized, the second upper image (44) and the second bottom image (46) can be displayed in white, and the fourth boundary image (45) can be displayed clearly in black. When the second ACI image (42) and the second ADI image (32) are subtracted, the second photoresist pattern image (34), the measurement substrate image (36), the second top image (44), and the second bottom image (46) are removed, and the difference between the third boundary image (35) and the fourth boundary image (45) can be displayed as a measurement difference image (48). Since the width of the fourth boundary image (45) is larger than the width of the third boundary image (35), the difference between the fourth boundary image (45) and the third boundary image (35) can be obtained as a measurement difference image (48).

도 12를 참조하면, 검사 장치는 측정 차이 이미지(48)와 기준 차이 이미지(28)를 비교한다(S36). 측정 차이 이미지(48)는 기준 차이 이미지(28)에 비교되어 그 결과 제 2 포토레지스트 패턴(30) 및 측정 기판(MW)의 제 2 식각 패턴(40)의 불량을 판별시키고 공정 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 일 예로, 측정 차이 이미지(48)와 기준 차이 이미지(28)를 비교하는 단계(S36)는 측정 차이 이미지(48)가 기준 차이 이미지(28)와 동일한지를 판별하는 단계를 포함할 수 있다. 측정 차이 이미지(48)의 폭이 기준 차이 이미지(28) 폭의 약 ±10%이내의 오차 이내에 있을 때, 상기 측정 차이 이미지(48)는 기준 차이 이미지(28)와 동일한 것으로 판별될 수 있다. 측정 차이 이미지(48)가 기준 차이 이미지(28)와 동일할 경우, 검사 장치는 제 2 포토레지스트 패턴(30)과 측정 기판(MW)의 불량이 없는 것으로 판별할 수 있다.Referring to FIG. 12, the inspection device compares the measured difference image (48) with the reference difference image (28) (S36). The measured difference image (48) is compared with the reference difference image (28), and as a result, a defect in the second photoresist pattern (30) and the second etching pattern (40) of the measured substrate (MW) can be determined, thereby increasing process reliability. For example, the step (S36) of comparing the measured difference image (48) with the reference difference image (28) may include a step of determining whether the measured difference image (48) is identical to the reference difference image (28). When the width of the measured difference image (48) is within an error of about ±10% of the width of the reference difference image (28), the measured difference image (48) can be determined to be identical to the reference difference image (28). If the measurement difference image (48) is identical to the reference difference image (28), the inspection device can determine that there is no defect in the second photoresist pattern (30) and the measurement substrate (MW).

측정 차이 이미지(48)가 기준 차이 이미지(28)와 다를 경우, 검사 장치는 인터락 제어 신호를 출력하여 포토리소그래피 공정에서의 포토마스크 또는 식각 장치를 점검시킨다(S38). 측정 차이 이미지(48)의 폭은 기준 차이 이미지(28)의 폭보다 넓을 수 있다. 측정 차이 이미지(48)가 기준 차이 이미지(28)와 다를 경우, 제 2 식각 패턴(40)은 경사진 측벽(41)을 갖는 것으로 판별될 수 있다. 또한, 제 2 식각 패턴(40)은 제 1 깊이(D1)보다 깊은 제 2 깊이(D2)를 갖는 것으로 판별될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 측정 차이 이미지(48)의 폭이 기준 차이 이미지(28)의 폭보다 작을 수 있다. 이 경우, 제 2 식각 패턴(40)의 제 2 깊이(D2)는 제 1 깊이(D1)보다 얕은 것으로 판별될 수 있다.If the measured difference image (48) is different from the reference difference image (28), the inspection device outputs an interlock control signal to check the photomask or etching device in the photolithography process (S38). The width of the measured difference image (48) may be wider than the width of the reference difference image (28). If the measured difference image (48) is different from the reference difference image (28), the second etching pattern (40) may be determined to have a slanted sidewall (41). In addition, the second etching pattern (40) may be determined to have a second depth (D 2 ) deeper than the first depth (D 1 ). Although not shown, the width of the measured difference image (48) may be smaller than the width of the reference difference image (28). In this case, the second depth (D 2 ) of the second etching pattern (40) may be determined to be shallower than the first depth (D 1 ).

도 15는 도 8의 측정 기판(MW)의 제조 공정을 평가하는 단계(S30)의 다른 예를 보여준다.Fig. 15 shows another example of a step (S30) for evaluating the manufacturing process of the measurement substrate (MW) of Fig. 8.

도 15를 참조하면, 측정 기판(MW)의 제조 공정을 평가하는 단계(S30)는 기준 차이 이미지를 획득하는 단계(S32), 제 1 이미지 히스토그램을 획득하는 단계(S33), 측정 차이 이미지를 획득하는 단계(S34), 제 2 이미지 히스토그램을 획득하는 단계(S35), 제 2 이미지 히스토그램의 피크가 제 1 이미지 히스토그램의 반치전폭 내에 있는지를 판별하는 단계(S37) 및 포토마스크 및 식각 장치를 점검하는 단계(S38)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 15, the step (S30) of evaluating the manufacturing process of the measurement substrate (MW) may include a step of obtaining a reference difference image (S32), a step of obtaining a first image histogram (S33), a step of obtaining a measurement difference image (S34), a step of obtaining a second image histogram (S35), a step of determining whether a peak of the second image histogram is within the half-width of the first image histogram (S37), and a step of inspecting a photomask and an etching device (S38).

도 13 및 도 15를 참조하면, 검사 장치는 제 1 ADI 이미지(12)와 제 1 ACI 이미지(22)의 차이의 기준 차이 이미지(28)를 획득한다(S32).Referring to FIG. 13 and FIG. 15, the inspection device acquires a reference difference image (28) of the difference between the first ADI image (12) and the first ACI image (22) (S32).

도 16은 도 13의 기준 차이 이미지(28)의 제 1 이미지 히스토그램(50)을 보여준다.Figure 16 shows a first image histogram (50) of the reference difference image (28) of Figure 13.

도 15 및 도 16을 참조하면, 검사 장치는 기준 차이 이미지(28)로부터 제 1 이미지 히스토그램(50)을 획득한다(S33). 제 1 이미지 히스토그램(50)은 기준 차이 이미지(28)의 대조비(contrast)에 따른 화소 수를 나타낼 수 있다. 일 예로, 제 1 이미지 히스토그램(50)은 비대칭적인 모양을 갖고, 제 1 반치전폭(FWHM1)을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 이미지 히스토그램(50)은 롱 레프트 꼬리(long left tail)를 갖는 레프트 스큐 분포(left skewed distribution)를 포함할 수 있다. 제 1 반치전폭(FWHM1)은 제 1 이미지 히스토그램(50)의 하프 최대치(half maximum)에서의 대조비의 폭에 대응될 수 있다. Referring to FIGS. 15 and 16, the inspection device acquires a first image histogram (50) from a reference difference image (28) (S33). The first image histogram (50) may represent a number of pixels according to a contrast ratio of the reference difference image (28). For example, the first image histogram (50) may have an asymmetrical shape and may have a first full width at half maximum (FWHM1). For example, the first image histogram (50) may include a left skewed distribution having a long left tail. The first full width at half maximum (FWHM1) may correspond to a width of a contrast ratio at a half maximum of the first image histogram (50).

도 14 및 도 15를 참조하면, 검사 장치는 제 2 ADI 이미지(32)와 제 2 ACI 이미지(42)의 차이의 측정 차이 이미지(28)를 획득한다(S34). Referring to FIGS. 14 and 15, the inspection device acquires a measurement difference image (28) of the difference between the second ADI image (32) and the second ACI image (42) (S34).

도 17은 도 14의 측정 차이 이미지(28)의 제 2 이미지 히스토그램(60)을 보여준다.Fig. 17 shows a second image histogram (60) of the measurement difference image (28) of Fig. 14.

도 15 및 도 17을 참조하면, 검사 장치는 측정 차이 이미지(28)로부터 제 2 이미지 히스토그램(60)을 획득한다(S35). 제 2 이미지 히스토그램(60)은 측정 차이 이미지(48)의 대조비에 따른 화소 수를 나타낼 수 있다. 제 2 이미지 히스토그램(60)은 제 1 이미지 히스토그램(50)과 유사한 모양을 가질 수 있다. 일 예로, 제 2 이미지 히스토그램(60)은 비대칭적인 모양을 갖고, 제 2 반치전폭(FWHM2)을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 2 이미지 히스토그램(60)은 레프트 스큐 분포를 포함할 수 있다. 제 2 반치전폭(FWHM2)은 제 2 이미지 히스토그램(60)의 하프 최대치에서의 대조비의 폭에 대응될 수 있다.Referring to FIGS. 15 and 17, the inspection device acquires a second image histogram (60) from the measured difference image (28) (S35). The second image histogram (60) may represent the number of pixels according to the contrast ratio of the measured difference image (48). The second image histogram (60) may have a shape similar to the first image histogram (50). For example, the second image histogram (60) may have an asymmetrical shape and may have a second full width at half maximum (FWHM2). For example, the second image histogram (60) may include a left skew distribution. The second full width at half maximum (FWHM2) may correspond to the width of the contrast ratio at the half maximum of the second image histogram (60).

도 18은 도 16 및 도 17의 제 1 이미지 히스토그램(50)과 제 2 이미지 히스토그램(60)을 보여준다.Figure 18 shows the first image histogram (50) and the second image histogram (60) of Figures 16 and 17.

도 15 및 도 18을 참조하면, 검사 장치는 제 1 이미지 히스토그램(50)과 제 2 이미지 히스토그램(60)을 비교한다(S37). 일 예로, 제 1 이미지 히스토그램(50)과 제 2 이미지 히스토그램(60)을 비교하는 단계(S37)는 제 2 이미지 히스토그램(60)의 피크(62) 또는 최대치가 제 1 반치전폭(FWHM1) 내에 있는지를 포함할 수 있다. 제 2 이미지 히스토그램(60)의 피크(62) 또는 최대치가 제 1 반치전폭(FWHM1) 내에 있을 경우, 검사 장치는 측정 기판(MW)의 불량이 없는 것으로 판별할 수 있다. 측정 기판(MW)의 제 2 식각 패턴(40)은 기준 기판(RW)의 제 1 식각 패턴(20)과 동일할 수 있다. Referring to FIG. 15 and FIG. 18, the inspection device compares the first image histogram (50) with the second image histogram (60) (S37). For example, the step (S37) of comparing the first image histogram (50) with the second image histogram (60) may include whether the peak (62) or maximum value of the second image histogram (60) is within the first full width at half maximum (FWHM1). If the peak (62) or maximum value of the second image histogram (60) is within the first full width at half maximum (FWHM1), the inspection device may determine that the measurement substrate (MW) is free of defects. The second etching pattern (40) of the measurement substrate (MW) may be identical to the first etching pattern (20) of the reference substrate (RW).

제 2 이미지 히스토그램(60)의 피크(62) 또는 최대치가 제 1 반치전폭(FWHM1)의 외부에 있을 경우, 검사 장치는 측정 기판(MW)의 불량이 있는 것으로 판별하여 인터락 제어 신호를 생성하고 포토마스크 및 식각 장치를 점검시킨다(S38). 제 2 이미지 히스토그램(60)의 피크(62) 또는 최대치가 제 1 반치전폭(FWHM1)의 외부에 있을 경우, 측정 기판(MW)의 제 2 식각 패턴(40)은 기준 기판(RW)의 제 1 식각 패턴(20)과 다를 수 있다. 제 2 식각 패턴(40)은 경사진 측벽(41)을 가질 수 있다. 또한, 제 2 식각 패턴(40)의 제 2 깊이(D2)는 제 1 식각 패턴(20)의 제 1 깊이(D1)보다 깊거나 얕을 수 있다. If the peak (62) or maximum of the second image histogram (60) is outside the first full width at half maximum (FWHM1), the inspection device determines that the measurement substrate (MW) is defective, generates an interlock control signal, and inspects the photomask and the etching device (S38). If the peak (62) or maximum of the second image histogram (60) is outside the first full width at half maximum (FWHM1), the second etching pattern (40) of the measurement substrate (MW) may be different from the first etching pattern (20) of the reference substrate (RW). The second etching pattern (40) may have an inclined sidewall (41). In addition, the second depth (D 2 ) of the second etching pattern (40) may be deeper or shallower than the first depth (D 1 ) of the first etching pattern (20).

일 예로, 제 1 이미지 히스토그램(50)과 제 2 이미지 히스토그램(60)을 비교하는 단계(S37)는 제 1 반치전폭(FWHM1)과 제 2 반치전폭(FWHM2)을 비교하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 제 1 이미지 히스토그램(50)과 제 2 이미지 히스토그램(60)을 비교하는 단계(S37)는 제 2 반치전폭(FWHM2)이 제 1 반치전폭(FWHM1)과 동일한지를 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 제 1 반치전폭(FWHM1)의 약 ±10%의 오차 내의 제 2 반치전폭(FWHM2)은 상기 제1 반치전폭(FWHM1)과 동일한 것으로 판별될 수 있다.For example, the step (S37) of comparing the first image histogram (50) and the second image histogram (60) may be a step of comparing the first full width at half maximum (FWHM1) and the second full width at half maximum (FWHM2). For example, the step (S37) of comparing the first image histogram (50) and the second image histogram (60) may include a step of comparing whether the second full width at half maximum (FWHM2) is equal to the first full width at half maximum (FWHM1). The second full width at half maximum (FWHM2) within an error of about ±10% of the first full width at half maximum (FWHM1) may be determined to be equal to the first full width at half maximum (FWHM1).

제 2 반치전폭(FWHM2)이 제 1 반치전폭(FWHM1)과 동일할 경우, 제 2 식각 패턴(40)의 균일도(uniformity)가 제 1 식각 패턴(20)의 균일도와 동일한 것으로 판별될 수 있다.When the second full width at half maximum (FWHM2) is equal to the first full width at half maximum (FWHM1), the uniformity of the second etching pattern (40) can be determined to be equal to the uniformity of the first etching pattern (20).

제 2 반치전폭(FWHM2)이 제 1 반치전폭(FWHM1)과 다를 경우, 검사 장치는 제 2 식각 패턴(40)의 균일도가 제 1 식각 패턴(20)의 균일도보다 감소한 것으로 판별하여 인터락 제어신호를 출력하고, 포토마스크 및 식각 장치를 점검시킨다(S38). If the second full width at half maximum (FWHM2) is different from the first full width at half maximum (FWHM1), the inspection device determines that the uniformity of the second etching pattern (40) is reduced compared to the uniformity of the first etching pattern (20), outputs an interlock control signal, and inspects the photomask and etching device (S38).

이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들 및 응용 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the attached drawings, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical idea or essential features thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments and application examples described above are exemplary in all respects and are not limiting.

Claims (10)

기준 기판 상의 제 1 포토레지스트 패턴의 제 1 ADI 이미지를 획득하는 단계;
상기 제 1 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 식각되는 상기 기준 기판의 제 1 식각 패턴의 제 1 ACI 이미지를 획득하는 단계;
상기 제 1 ADI 이미지 및 상기 제 1 ACI 이미지의 차이에 대응되는 기준 차이 이미지를 획득하는 단계;
상기 기준 기판과 다른 측정 기판 상의 제 2 포토레지스트 패턴의 제 2 ADI 이미지를 획득하는 단계;
상기 제 2 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 식각되는 상기 측정 기판의 제 2 식각 패턴의 제 2 ACI 이미지를 획득하는 단계;
상기 제 2 ADI 이미지와 상기 제 2 ACI 이미지를 비교하여 상기 제 2 포토레지스트 패턴 및 상기 측정 기판의 불량을 판별하는 단계;
상기 제 2 ADI 이미지와 상기 제 2 ACI 이미지의 차이에 대응되는 측정 차이 이미지를 획득하는 단계; 및
상기 기준 차이 이미지와 상기 측정 차이 이미지를 비교하여 상기 기준 기판의 제 1 식각 패턴의 제 1 깊이와 상기 제 2 식각 패턴의 제 2 깊이의 차이를 판별하는 공정 평가 방법.
A step of acquiring a first ADI image of a first photoresist pattern on a reference substrate;
A step of obtaining a first ACI image of a first etched pattern of the reference substrate to be etched using the first photoresist pattern as an etching mask;
A step of obtaining a reference difference image corresponding to the difference between the first ADI image and the first ACI image;
A step of acquiring a second ADI image of a second photoresist pattern on a measurement substrate different from the above reference substrate;
A step of obtaining a second ACI image of a second etched pattern of the measurement substrate that is etched using the second photoresist pattern as an etching mask;
A step of comparing the second ADI image and the second ACI image to determine a defect in the second photoresist pattern and the measurement substrate;
A step of obtaining a measurement difference image corresponding to the difference between the second ADI image and the second ACI image; and
A process evaluation method for determining the difference between a first depth of a first etching pattern of a reference substrate and a second depth of a second etching pattern by comparing the reference difference image and the measured difference image.
 제 1 항에 있어서,
상기 기준 차이 이미지와 상기 측정 차이 이미지를 비교하는 단계는 상기 측정 차이 이미지가 상기 기준 차이 이미지와 동일한지를 판별하는 단계를 포함하되,
상기 기준 차이 이미지와 상기 측정 차이 이미지가 다를 경우, 상기 측정 기판 상에 형성되는 상기 제 2 식각 패턴은 경사진 측벽을 갖는 것으로 판별되는 공정 평가 방법.
In paragraph 1,
The step of comparing the above reference difference image and the above measurement difference image includes the step of determining whether the above measurement difference image is identical to the above reference difference image,
A process evaluation method wherein, if the reference difference image and the measured difference image are different, the second etching pattern formed on the measured substrate is determined to have an inclined sidewall.
 제 2 항에 있어서,
상기 기준 차이 이미지와 상기 측정 차이 이미지가 다를 경우, 상기 측정기판의 상기 제 2 식각 패턴의 상기 제 2 깊이는 상기 기준 기판의 상기 제 1 식각 패턴의 상기 제 1 깊이와 다른 것으로 판별되는 공정 평가 방법.
In the second paragraph,
A process evaluation method wherein, when the reference difference image and the measurement difference image are different, the second depth of the second etching pattern of the measurement substrate is determined to be different from the first depth of the first etching pattern of the reference substrate.
 제 1 항에 있어서,
상기 기준 차이 이미지의 대조비에 따른 화소 수에 대응되는 제 1 이미지 히스토그램을 획득하는 단계; 및
상기 측정 차이 이미지의 대조비에 따른 화소 수에 대응되는 제 2 이미지 히스토그램을 획득하는 단계를 더 포함하는 공정 평가 방법.
In paragraph 1,
A step of obtaining a first image histogram corresponding to the number of pixels according to the contrast ratio of the above reference difference image; and
A process evaluation method further comprising the step of obtaining a second image histogram corresponding to the number of pixels according to the contrast ratio of the above-mentioned measured difference image.
 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 이미지 히스토그램들을 비교하여 상기 제 2 포토레지스트 패턴 및 상기 측정 기판의 불량을 판별하는 단계를 더 포함하는 공정 평가 방법.
In paragraph 4,
A process evaluation method further comprising the step of comparing the first and second image histograms to determine a defect in the second photoresist pattern and the measurement substrate.
 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 이미지 히스토그램들을 비교하는 단계는 상기 제 2 이미지 히스토그램의 피크가 상기 제 1 이미지 히스토그램의 제 1 반치전폭 내에 있는지를 판별하는 단계를 포함하는 공정 평가 방법.
In paragraph 5,
A process evaluation method, wherein the step of comparing the first and second image histograms includes the step of determining whether a peak of the second image histogram is within a first full width at half maximum of the first image histogram.
 제 6 항에 있어서,
상기 제 2 이미지 히스토그램의 피크가 상기 제 1 이미지 히스토그램의 제 1 반치전폭의 외부에 있을 경우, 상기 식각된 측정 기판의 식각 패턴이 경사진 측벽을 갖는 것으로 판별되는 공정 평가 방법.
In paragraph 6,
A process evaluation method wherein the etching pattern of the etched measurement substrate is determined to have a sloped sidewall when the peak of the second image histogram is outside the first full width at half maximum of the first image histogram.
 제 6 항에 있어서,
상기 제 2 이미지 히스토그램의 피크가 상기 제 1 이미지 히스토그램의 제 1 반치전폭 외부에 있을 경우, 상기 측정 기판의 상기 제 2 식각 패턴의 상기 제 2 깊이는 상기 기준 기판의 상기 제 1 식각 패턴의 상기 제 1 깊이와 다른 것으로 판별되는 공정 평가 방법.
In paragraph 6,
A process evaluation method wherein the second depth of the second etching pattern of the measurement substrate is determined to be different from the first depth of the first etching pattern of the reference substrate when the peak of the second image histogram is outside the first full width at half maximum of the first image histogram.
 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 이미지 히스토그램들을 비교하는 단계는 상기 제 2 이미지 히스토그램의 반치전폭과 상기 제 1 이미지 히스토그램의 반치전폭을 비교하는 단계를 포함하는 공정 평가 방법.
In paragraph 5,
A process evaluation method, wherein the step of comparing the first and second image histograms includes the step of comparing the full width at half maximum of the second image histogram with the full width at half maximum of the first image histogram.
 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 ADI 이미지 및 상기 제 1 ACI 이미지는 각각 일반화된 후에 상기 기준 차이 이미지로 획득되고,
상기 제 2 ADI 이미지 및 상기 제 2 ACI 이미지는 각각 일반화된 후에 상기 측정 차이 이미지로 획득되는 공정 평가 방법.
In paragraph 1,
The above first ADI image and the above first ACI image are respectively acquired as the reference difference image after being generalized,
A process evaluation method in which the second ADI image and the second ACI image are respectively acquired as the measured difference image after being generalized.
KR1020190069603A 2019-06-12 2019-06-12 method for evaluating process and manufacturing method of semiconductor device including the same Active KR102768872B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190069603A KR102768872B1 (en) 2019-06-12 2019-06-12 method for evaluating process and manufacturing method of semiconductor device including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190069603A KR102768872B1 (en) 2019-06-12 2019-06-12 method for evaluating process and manufacturing method of semiconductor device including the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200142637A KR20200142637A (en) 2020-12-23
KR102768872B1 true KR102768872B1 (en) 2025-02-19

Family

ID=74089292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190069603A Active KR102768872B1 (en) 2019-06-12 2019-06-12 method for evaluating process and manufacturing method of semiconductor device including the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102768872B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004022617A (en) * 2002-06-13 2004-01-22 Hitachi Ltd Etching process condition setting method and control method
JP2005038976A (en) * 2003-07-18 2005-02-10 Hitachi High-Technologies Corp Optimal etching parameter automatic setting system and etching quality evaluation system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980065702A (en) * 1997-01-14 1998-10-15 김광호 Error Detection Equipment
KR101130209B1 (en) * 2008-11-10 2012-04-12 세메스 주식회사 Substrate inspecting apparatus and method for inspecting a substrate using the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004022617A (en) * 2002-06-13 2004-01-22 Hitachi Ltd Etching process condition setting method and control method
JP2005038976A (en) * 2003-07-18 2005-02-10 Hitachi High-Technologies Corp Optimal etching parameter automatic setting system and etching quality evaluation system

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200142637A (en) 2020-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7090949B2 (en) Method of manufacturing a photo mask and method of manufacturing a semiconductor device
TWI663485B (en) Evaluation method and device, processing method, exposure system, and component manufacturing method
KR20150111451A (en) Method for finding center position of overlay mark image
JP5192795B2 (en) Electron beam measuring device
US7733502B2 (en) Roughness evaluation method and system
CN117276104B (en) Overlay measurement method applied to integrated circuit
KR20080101278A (en) Mask measurement method using spatial image inspection equipment
JP2009130184A (en) Alignment method, exposure method, pattern formation method, and exposure apparatus
US20020087943A1 (en) Exposure method, exposure system and recording medium
JP3968209B2 (en) Photomask defect transfer characteristic evaluation method, photomask defect correction method, and semiconductor device manufacturing method
JP5673947B2 (en) Mask pattern correction method, program, and photomask using the correction method
KR102768872B1 (en) method for evaluating process and manufacturing method of semiconductor device including the same
US20240168388A1 (en) Method for inferring a local uniformity metric
US7279258B2 (en) Method and arrangement for controlling focus parameters of an exposure tool
US7016027B2 (en) System and method for quantifying errors in an alternating phase shift mask
US7387965B2 (en) Reference pattern for creating a defect recognition level, method of fabricating the same and method of inspecting defects using the same
JP3776176B2 (en) Defocus detection method in photolithography process
CN117276105B (en) Measurement Method of Semiconductor Overlay Error
US7460962B2 (en) Method for an automatic optical measuring of an OPC structure
US7369254B2 (en) System and method for measuring dimension of patterns formed on photomask
US12147163B2 (en) Method for correcting critical dimension measurements of lithographic tool
KR100523653B1 (en) Method for inspecting photo process margine in a semiconductor device
KR100388755B1 (en) Critical dimension target and method for measuring critical dimension
CN120630606A (en) Method for judging developing saturation
KR20090106902A (en) Blank mask and photomask manufacturing method using the same

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20190612

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20220607

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20190612

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20240522

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20241113

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20250212

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20250213

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration