KR20050037675A - 노광 장치의 정렬 상태를 보정하기 위한 방법 - Google Patents

노광 장치의 정렬 상태를 보정하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

노광 장치의 정렬 상태를 보정하는 방법이 개시되어 있다. 먼저, 다이와 인접하는 외곽 모서리 영역 각각에 리소그라피 공정에서의 정렬을 위한 아우터 버니어 및 이너 버니어를 갖는 마스크를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하고, 상기 아우터 버니어 및 이너 버니어가 패터닝된 상태로서 상기 정렬을 위한 오버레이를 측정한다. 이때, 상기 오버레이를 측정한 값을 Magx * X - Rotx * Y (여기서, Mag는 필드매그니피캐이션이고, Rot는 필드로테이션이고, X, Y는 측정 위치이고, x는 임의의 필드를 나타냄)로 나타낸다. 그리고, 상기 측정값의 피드백으로서 상기 리소그라피에 사용된 노광 장치의 정렬 상태를 보정한다.

Description

노광 장치의 정렬 상태를 보정하기 위한 방법{method for correcting an alignment of a stepper or a scanner in a photolithography processing}
본 발명은 노광 장치의 정렬 상태를 보정하기 위한 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다이(die)와 인접하는 외곽 모서리 영역 각각에 형성된 아우터 버니어(outer vernier) 및 이너(inner) 버니어가 패터닝된 상태로서 노광 장치의 정렬 상태를 보정하는 방법에 관한 것이다.
리소그라피 공정은 마스크 상에 설계된 패턴을 공정 제어 규격 하에 기판 상에 구현하는 기술이다. 따라서, 최근의 다층 패턴을 요구하는 반도체 장치의 제조에서는 상,하층 패턴 간의 정확한 정렬이 요구된다. 이는, 하부 패턴이 형성되어 있는 정확한 위치에 상부 패턴이 형성되어야 하기 때문이다.
따라서, 상기 리소그라피 공정 특히 노광 공정에서는 1차 노광을 실시할 때 각 필드 간의 접합을 측정함으로서 기판이 놓여있는 상태의 정확도, 개재된 마스크의 정렬 상태, 노광 장치의 정렬 상태 등을 파악하고, 이를 통하여 보정을 실시하고 있다.
상기 정렬 상태의 확인은 주로 다이와 인접하는 외곽 모서리 영역 각각에 형성된 아우터 버니어 및 이너 버니어를 사용하여 이루어진다. 즉, 마스크에 상기 아우터 버니어 및 이너 버니어를 설계하고, 패터닝을 통하여 기판 상에 패터닝함으로서 나타나는 상태로서 상기 정렬 상태의 확인을 실시하는 것이다.
상기 정렬 상태의 확인에 대한 예들은 미합중국 특허 5,949,145호(issued to Komuro) 및 미합중국 특허 6,391,745호(issued to Kwon)에 개시되어 있다.
이때, 상기 노광 장치의 정렬 상태의 확인은 오버레이를 측정한 측정값으로 나타내고, 상기 측정값을 통하여 이루어진다. 상기 측정값은 주로 측정 위치가 대칭 또는 대칭과 근사한 경우에는 근접하는 아우터 버니어 및 이너 버니어로 치환할 수 있다.
따라서, 상기 측정값의 경우에는 치환이 가능하기 때문에 2배수(2*Mag 및 2*Rot)로 표현될 수 있다. 그러나, 상기 측정값이 2배수로 표현될 경우에는 상기 노광 장치의 정렬 상태를 정확하게 보정할 수 없다.
때문에, 종래에는 노광 장치의 정렬 상태를 정확하게 보정하는 것이 용이하지 않음으로서 반도체 장치의 제조에 따른 신뢰도가 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 노광 장치의 정렬 상태를 정확하게 보정하기 위한 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은,
다이(die)와 인접하는 외곽 모서리 영역 각각에 리소그라피 공정에서의 정렬을 위한 아우터 버니어(outer vernier) 및 이너(inner) 버니어를 갖는 마스크를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 단계;
상기 아우터 버니어 및 이너 버니어가 패터닝된 상태로서 상기 정렬을 위한 오버레이(overlay)를 측정하되, 상기 오버레이를 측정한 값을 Magx * X - Rotx * Y (여기서, Mag는 필드맵이고, Rot는 로트맵이고, X, Y는 측정 위치이고, x는 임의의 필드를 나타냄)로 나타내는 단계;
상기 측정값의 피드백으로서 상기 리소그라피에 사용된 노광 장치의 정렬 상태를 보정하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 아우터 버니어 및 이너 버니어는 박스(box) 타입 또는 바(bar) 타입인 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명에서는 상기 오버레이 측정시 이너 버이너 뿐만 아니라 이너 버니어와 아우터 버니어를 동시에 선택한다. 아울러, 각각의 아우터 버니어 및 이너 버니어에서 대각선 방향에 위치하는 아우터 버니어 및 이너 버니어를 동시에 선택한다.
이와 같이, 본 발명에 의하면 정렬을 위한 오버레이 측정값을 Magx * X - Rotx * Y로 나타내기 때문에 실제 발생된 미스레지스트레이션(misregistration)의 보정을 정확하게 실시할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 노광 장치에서 사용하는 마스크를 나타내는 개략적인 도면이고, 도 2는 도 1의 마스크를 사용하여 기판 상에 형성한 패턴을 나타내는 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 실제 패턴이 설계되어 있는 영역인 다이(10) 및 상기 다이(10)를 각각으로 구분하기 위한 스크라이버 라인(12)이 있다. 그리고, 상기 스크라이버 라인(12)에는 정렬 상태의 확인을 위한 아우터 박스(14) 및 이너 박스(16)가 있다. 이때, 상기 아우터 박스(14) 및 이너 박스(16)는 상기 다이(10)와 인접하는 외곽 모서리 영역 각각에 형성된다.
따라서, 상기 마스크(100)를 사용하여 노광 공정 즉, 리소그라피 공정을 진행한 결과, 도 2에 도시된 바와 같이 패터닝이 이루어진다. 이때, 상기 아우터 박스(14)와 이너 박스(16)는 겹쳐지거나 서로 근접하게 패터닝되고, 상기 아우터 박스(14)와 이너 박스(16)의 패터닝된 상태로서 정렬을 위한 오버레이 측정이 이루어진다.
이때, 상기 오버레이 측정을 위한 이미지 캡쳐(capture)시 아우터 버니이와 이너 버니어를 동시에 선택하면 각 버니어의 미스레지스트레이션의 1/2로 오버레이 측정값을 얻을 수 있다.
따라서, 각 버니어의 미스레지스트레이션은 2 * Magx * X - 2 * Rotx * Y로 나타난다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 오버레이 측정값을 얻기 위한 측정 상태를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 3을 참조하면, 오버레이 측정값을 얻기 위한 측정 상태를 나타내는 것으로서, 서로 근접하는 아우터 버니어 및 이너 버니어를 동시에 선택한다.
이와 같이, 상기 아우터 버니어 및 이너 버니어를 동시에 선택함으로서 오버레이 측정값은 미스레지스트레이션/2로 나타낼 수 있다. 즉, (2 * Magx * X - 2 * Rotx * Y)/2로서, 상기 오버레이 측정값은 Magx * X - Rotx * Y (여기서, Mag는 필드맵이고, Rot는 로트맵이고, X, Y는 측정 위치이고, x는 임의의 필드를 나타냄)로 나타낼 수 있다.
여기서, 상기 오버레이 측정값인 Magx * X - Rotx * Y은 정상적인 오버레이 계산식인 dx = offset + Magx * X - Rotx * Y와 동일한 형식으로서 같은 형태의 계산이 가능하다. 때문에, 상기 오버레이 측정값 그대로를 노광 장치에 피드백할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 의하면 오버레이 측정값은 정확하게 얻음으로서 이를 통하여 노광 장치의 정렬 상태를 정확하게 유지시킬 수 있다. 때문에, 노광 장치의 정렬 상태의 미스로 인한 불량을 현저하게 줄임으로서 반도체 장치의 제조에 따른 신뢰도가 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 노광 장치에서 사용하는 마스크를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 마스크를 사용하여 기판 상에 형성한 패턴을 나타내는 개략적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 오버레이 측정값을 얻기 위한 측정 상태를 나타내는 개략적인 도면이다.

Claims (3)

  1. 다이(die)와 인접하는 외곽 모서리 영역 각각에 리소그라피 공정에서의 정렬을 위한 아우터 버니어(outer vernier) 및 이너(inner) 버니어를 갖는 마스크를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 단계;
    상기 아우터 버니어 및 이너 버니어가 패터닝된 상태로서 상기 정렬을 위한 오버레이(overlay)를 측정하되, 상기 오버레이를 측정한 값을 Magx * X - Rotx * Y (여기서, Mag는 필드맵이고, Rot는 로트맵이고, X, Y는 측정 위치이고, x는 임의의 필드를 나타냄)로 나타내는 단계;
    상기 측정값의 피드백으로서 상기 리소그라피에 사용된 노광 장치의 정렬 상태를 보정하는 단계를 포함하는 노광 장치의 정렬 상태를 보정하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 아우터 버니어 및 이너 버니어는 박스(box) 타입인 것을 특징으로 하는 노광 장치의 정렬 상태를 보정하기 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 아우터 버니어 및 이너 버니어는 바(bar) 타입인 것을 특징으로 하는 노광 장치의 정렬 상태를 보정하기 위한 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100817092B1 (ko) * 2007-03-14 2008-03-26 삼성전자주식회사 중첩계측오차를 보정하기 위한 계측시스템 및 이를 이용한계측방법
KR100924334B1 (ko) * 2007-02-14 2009-11-02 주식회사 하이닉스반도체 얼라인 및 라이트 캘리브레이션을 위한 보정 패턴

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