KR20070077688A - Exposural system and method for manufacturing semiconductor device using the same - Google Patents
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
도 1은 DET 공정의 문제점을 도시한 평면도 및 사진. 1 is a plan view and a photograph showing the problem of the DET process.
도 2는 본 발명에 따른 노광 시스템을 도시한 개략도. 2 is a schematic diagram illustrating an exposure system according to the present invention.
도 3a 내지 도 3c는 어미자 및 아들자가 구비된 노광 마스크를 도시한 평면도. 3A to 3C are plan views illustrating an exposure mask having a mother and son children;
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 노광 시스템을 사용한 DET 공정을 도시한 개략도.4A-4C are schematic diagrams illustrating a DET process using an exposure system according to the present invention.
본 발명은 노광 시스템 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 2개의 마스크를 각각의 노광 마스크 스테이지에 로딩시켜 연이어 두번의 노광을 수행함으로써 마스크 교체 및 마스크 교체시마다 실시하는 마스크 얼라인(Align) 단계를 생략할 수 있어 DET 공정시 쓰루 풋(Throughput) 저하를 방지하며, 2개의 마스크를 동시에 로딩(Loading)하여 한번만 얼라인(Align)하여 사용하기 때문에 반복되는 마스크 얼라인에 의한 오차를 감소시켜 해상도 향상 및 공정 마진을 증가시키는 기술을 개시한다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure system and a method of manufacturing a semiconductor device using the same, wherein two masks are loaded on each exposure mask stage to perform two exposures in succession, thereby performing mask alignment performed every time mask replacement and mask replacement. The step can be skipped to prevent the degradation of the throughput during the DET process, and the two masks are loaded at the same time to align only once so that the error caused by repeated mask alignment is reduced. Techniques for improving resolution and increasing process margins are disclosed.
최근 ArF 노광 공정에서 해상도 향상 및 공정 마진을 증가시키기 위해 DET 공정을 사용하고 있다. Recently, the DET process is used to improve the resolution and increase the process margin in the ArF exposure process.
DET 공정은 감광막이 도포된 웨이퍼 상에 두개의 마스크를 사용해 각각 노광한 후 현상하는 공정으로 라인형 또는 콘택홀이 아닌 복잡한 패턴을 보다 쉽게 노광하거나 밀집 패턴(Dense Pattern)과 고립 패턴(Isolated Pattern)을 각각 노광하여 공정 마진을 확보할 수 있다.The DET process is a process in which two masks are exposed on a photosensitive film-coated wafer and then developed. The DET process easily exposes a complex pattern other than a line or contact hole, or a dense pattern and an isolated pattern. The exposure margin can be exposed to ensure process margins.
그러나, 상기한 DET 공정은 2개의 마스크를 반복하여 로딩(Loading)하고 얼라인(Align)해야 하므로 도 1과 같이 두개의 패턴이 미스 얼라인(Miss Align) 되는 문제점이 있다.However, since the DET process requires loading and aligning two masks repeatedly, two patterns are miss aligned as shown in FIG. 1.
상술한 종래 기술에 따른 노광 시스템 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법에서, 웨이퍼마다 두개의 노광 마스크를 적용하기 때문에 한개의 웨이퍼 노광시 마스크 교체 및 얼라인(Align) 단계를 실시하여 DET 공정시 쓰루 풋(Throughput) 저하되어 소자 양산에 적용하기 어려우며, 노광 시스템에 노광 마스크를 로딩(Loding)하게 되면 웨이퍼 스테이지나 프로젝션 렌즈를 기준으로 마스크 얼라인을 실시하게 되는데 이와 같은 단계를 반복하게 되면 마스크 얼라인 오차가 발생하게 되는 문제점이 있다. In the above-described exposure system according to the related art and a method of manufacturing a semiconductor device using the same, since two exposure masks are applied to each wafer, the mask replacement and alignment steps are performed during one wafer exposure, thereby providing a throughput during the DET process. (Throughput) is lowered, so it is difficult to apply to mass production of the device.If the exposure mask is loaded into the exposure system, the mask alignment is performed based on the wafer stage or the projection lens. There is a problem that occurs.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 2개의 마스크를 각각의 노광 마스크 스테이지에 로딩시켜 연이어 두번의 노광을 수행함으로써 마스크 교체 및 마스크 교체시 마다 실시하는 마스크 얼라인(Align) 단계를 생략할 수 있어 DET 공정시 쓰루 풋(Throughput) 저하를 방지하며, 2개의 마스크를 동시에 로딩(Loading)하여 한번만 얼라인(Align)하여 사용하기 때문에 반복되는 마스크 얼라인에 의한 오차를 감소시켜 해상도 향상 및 공정 마진을 증가시키는 노광 시스템 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the above problem, two masks are loaded in each exposure mask stage to perform two exposures in succession, thereby eliminating the mask alignment step performed at each mask replacement and mask replacement. Exposure is prevented from dropping through and the two masks are loaded at the same time to align only once so that the error caused by repeated mask alignment can be reduced to improve resolution and increase process margin. An object of the present invention is to provide a system and a method of manufacturing a semiconductor device using the same.
본 발명에 따른 노광 시스템은The exposure system according to the invention
노광 마스크 스테이지, 프로젝션 렌즈 및 웨이퍼 스테이지가 구비된 노광 시스템에 있어서, An exposure system having an exposure mask stage, a projection lens, and a wafer stage,
상기 노광 마스크 스테이지는 제 1 및 제2 노광 마스크가 각각의 스테이지에 로딩되는 트윈 노광 마스크 스테이지The exposure mask stage includes a twin exposure mask stage in which first and second exposure masks are loaded into each stage.
를 포함하는 것을 제 1 특징으로 하며,As a first feature comprising a,
상기 제 1 노광 마스크는 어미자 패턴이 구비되어 있는 것과,The first exposure mask is provided with a mother pattern,
상기 제 2 노광 마스크는 아들자 패턴이 구비되어 있는 것과서,The second exposure mask is provided with a son-son pattern,
상기 트윈 노광 마스크 스테이지는 노광 마스크의 언로딩 없이 교체 가능한 것을 포함하는 것을 특징으로 한다. The twin exposure mask stage is characterized in that it includes a replaceable without unloading the exposure mask.
또한, 트윈 노광 마스크, 프로젝션 렌즈 및 웨이퍼 스테이지가 구비된 노광 시스템을 사용한 이중 노광 공정을 포함하는 반도체 소자의 제조에 방법에 있어서, In addition, in the method of manufacturing a semiconductor device comprising a double exposure process using an exposure system provided with a twin exposure mask, a projection lens and a wafer stage,
상기 이중 노광 공정은 The double exposure process
(a) 트윈 노광 마스크에 제 1 및 제 2 노광 마스크를 각각 로딩하는 단계와,(a) loading the first and second exposure masks into the twin exposure masks, respectively;
(b) 상기 제 1 노광 마스크를 프로젝션 렌즈 상부로 정렬하는 단계와,(b) aligning the first exposure mask above the projection lens;
(c) 웨이퍼 스테이지에 감광막이 형성된 웨이퍼를 로딩하는 단계와,(c) loading the wafer on which the photosensitive film is formed on the wafer stage;
(d) 상기 제 1 노광 마스크를 이용한 1차 노광 공정을 수행하는 단계와, (d) performing a first exposure process using the first exposure mask;
(e) 상기 트윈 노광 마스크 스테이지를 교체하여 제 2 노광 마스크를 프로젝션 렌즈 상부로 정렬하는 단계와,(e) replacing the twin exposure mask stage to align the second exposure mask onto the projection lens;
(f) 상기 제 2 노광 마스크를 이용한 2차 노광 공정을 수행하는 단계와,(f) performing a second exposure process using the second exposure mask;
(g) 상기 결과물에 대해 현상 공정을 수행하여 감광막 패턴을 형성하는 단계(g) performing a developing process on the resultant to form a photoresist pattern
를 포함하는 것을 제 2 특징으로 하며, As a second feature comprising a,
상기 (b) 단계 내지 (f) 단계를 반복 수행하는 것과,Repeating steps (b) to (f) above;
상기 (f) 단계 후 상기 트윈 노광 마스크 스테이지의 교체없이 제 2 노광 마스크를 사용한 노광 공정을 수행한 후 상기 (b) 단계를 수행할 수도 있는 것After the step (f), the step (b) may be performed after performing the exposure process using the second exposure mask without replacing the twin exposure mask stage.
을 포함하는 것을 특징으로 한다. Characterized in that it comprises a.
이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명에 따른 노광 시스템을 도시한 개략도이다.2 is a schematic diagram illustrating an exposure system according to the present invention.
도 2를 참조하면, 노광 마스크 스테이지(30, 35), 프로젝션 렌즈(20) 및 웨이퍼 스테이지(10)가 구비된 노광 시스템을 도시한 개략도이다. Referring to FIG. 2, there is a schematic diagram illustrating an exposure system provided with
이때, 노광 마스크 스테이지(30, 35)는 제 1 노광 마스크(40) 및 제 2 노광 마스크(45)가 각각의 노광 마스크 스테이지에 로딩(Load)되는 트윈 노광 마스크 스테이지인 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the
여기서, 제 1 노광 마스크(40)는 도 3a 와 같은 어미자 패턴이 구비되어 있으며, 제 2 노광 마스크(50)는 도 3b 와 같은 아들자 패턴이 구비되어 있다. Here, the
또한, 상기 트윈 노광 마스크 스테이지는 노광 마스크의 언로딩 없이 교체 가능하여 마스크의 교체 및 얼라인 단계를 수행하지 않아도 된다. In addition, the twin exposure mask stage may be replaced without unloading the exposure mask so that the replacement and alignment of the mask may not be performed.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 노광 시스템을 사용한 DET 공정을 도시한 개략도이다.4A-4C are schematic diagrams illustrating a DET process using an exposure system according to the present invention.
도 4a를 참조하면, 트윈 노광 마스크에 제 1 및 제 2 노광 마스크(30, 35)를 각각 로딩하고, 제 1 노광 마스크(30)를 프로젝션 렌즈(20) 또는 웨이퍼 스테이지(10)를 기준으로 정렬한 후 웨이퍼 스테이지(10)로 감광막이 코팅된 웨이퍼(50)를 로딩한다. Referring to FIG. 4A, the first and
다음에, 소정 선폭을 가지는 폐곡선 형태의 어미자 패턴(도 3a의 100)이 구비된 제 1 노광 마스크(30)를 이용한 1차 공정을 수행한다. Next, a first process using a
도 4b를 참조하면, 1차 노광 공정이 수행된 웨이퍼(50)을 언로딩하지 않고, 상기 트윈 노광 마스크 스테이지를 교체하여 제 2 노광 마스크(35)를 프로젝션 렌즈(20) 또는 웨이퍼 스테이지(10)를 기준으로 정렬하고, 어미자 패턴(도 3a의 100)보다 작은 사각형 형태 또는 소정 선폭을 가지는 폐곡선 형태의 아들자 패턴(도 3b의 110a, 110b)이 구비된 제 2 노광 마스크(35)를 이용한 2차 노광 공정을 수행한다. Referring to FIG. 4B, the
도 4c를 참조하면, 1차 및 2차 노광 공정을 수행하여 어미자 패턴(도 3c의 100) 및 어미자 패턴(도 3c의 100) 내부에 아들자 패턴(도 3c의 110a, 110b)이 형 성된 웨이퍼(50)를 언로딩시켜 현상 공정을 수행한다.Referring to FIG. 4C, wafers in which the son-child patterns (110a and 110b of FIG. 3C) are formed inside the mother pattern (100 of FIG. 3C) and the mother pattern (100 of FIG. 3C) by performing the first and second exposure processes ( 50) is unloaded to carry out the developing process.
다음에, 감광막이 코팅된 또 다른 웨이퍼(55)를 로딩시키고 상기 도 4a 및 도 4c의 단계를 반복 수행한다. Next, another
이때, 상기 트윈 노광 마스크 스테이지의 교체없이 제 2 노광 마스크를 이용한 노광 공정을 먼저 수행한 후 상기 트윈 노광 마스크 스테이지를 교체하여 제 1 노광 마스크를 이용한 노광 공정을 수행할 수도 있다. In this case, the exposure process using the second exposure mask may be performed first without replacing the twin exposure mask stage, and then the twin exposure mask stage may be replaced to perform the exposure process using the first exposure mask.
상기와 같이 1차 노광 공정으로 형성되는 어미자 패턴과 2차 노광 공정으로 형성되는 아들자 패턴을 동일한 위치에 형성하여 이중 노광 후 현상된 웨이퍼를 오버레이 장비로 측정하여 노광 마스크에서 기인되는 필드 샷 텀(Field Shot Term)인 광학비율 및 로테이션 값을 측정하여 이를 후속 노광 공정시 보상할 수 있도록 한다. As described above, the mother pattern formed by the first exposure process and the sonar pattern formed by the second exposure process are formed at the same position, and the wafer developed after the double exposure is measured by an overlay device to produce a field shot term derived from the exposure mask. Shot Term) optical ratio and rotation values are measured to compensate for the subsequent exposure process.
본 발명에 따른 노광 시스템 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법은 2개의 마스크를 각각의 노광 마스크 스테이지에 로딩시켜 연이어 두번의 노광을 수행함으로써 마스크 교체 및 마스크 교체시마다 실시하는 마스크 얼라인(Align) 단계를 생략할 수 있어 DET 공정시 쓰루 풋(Throughput) 저하를 방지하며, 2개의 마스크를 동시에 로딩(Loading)하여 한번만 얼라인(Align)하여 사용하기 때문에 반복되는 마스크 얼라인에 의한 오차를 감소시켜 해상도 향상 및 공정 마진을 증가시키는 효과가 있다. The exposure system according to the present invention and a method of manufacturing a semiconductor device using the same are performed by performing two exposures in succession by loading two masks into each exposure mask stage, thereby performing a mask alignment step performed every time mask replacement and mask replacement. It can be omitted, which prevents the decrease of the throughput during the DET process, and it loads two masks at the same time and aligns them only once so that the error caused by repeated mask alignment is reduced to improve the resolution. And increase the process margin.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라 면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.In addition, the preferred embodiment of the present invention is for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to various modifications, changes, substitutions and additions through the spirit and scope of the appended claims, such modifications and modifications are the following patents It should be regarded as belonging to the claims.
Claims (7)
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KR1020060007405A KR20070077688A (en) | 2006-01-24 | 2006-01-24 | Exposural system and method for manufacturing semiconductor device using the same |
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KR1020060007405A KR20070077688A (en) | 2006-01-24 | 2006-01-24 | Exposural system and method for manufacturing semiconductor device using the same |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107037696A (en) * | 2017-06-16 | 2017-08-11 | 上海华力微电子有限公司 | The method for improving alignment precision |
-
2006
- 2006-01-24 KR KR1020060007405A patent/KR20070077688A/en not_active Application Discontinuation
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