KR20060011420A - Method for double exposure of semiconductor device - Google Patents

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성민규
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Abstract

본 발명은 반도체 소자의 이중 노광 방법에 관한 것으로, 이중 노광시 나타나는 두 마스크간의 오버레이 값의 오차를 감소시키기 위하여 서로 같은 노광모드를 사용하여 오버레이 버니어 마크의 노광 공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 이중 노광 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a double exposure method of a semiconductor device, wherein a semiconductor device is subjected to an exposure process of overlay vernier marks using the same exposure mode to reduce an error in the overlay value between two masks during double exposure. The double exposure method of this invention is related.

Description

반도체 소자의 이중 노광 방법{METHOD FOR DOUBLE EXPOSURE OF SEMICONDUCTOR DEVICE}TECHNICAL FOR DOUBLE EXPOSURE OF SEMICONDUCTOR DEVICE

도 1은 본 발명에 따른 반도체 소자의 이중 노광 방법에서 마스크 간의 오버레이 값을 측정한 결과를 도시한 그래프. 1 is a graph illustrating a result of measuring overlay values between masks in a double exposure method of a semiconductor device according to the present invention;

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ><Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>

X : X축 오버레이 값 Y : Y축 오버레이 값X: X-axis overlay value Y: Y-axis overlay value

본 발명은 반도체 소자의 이중 노광 방법에 관한 것으로, 서로 같은 노광모드를 사용하여 오버레이 버니어 마크의 노광 공정을 진행함으로써 두 마스크간의 오버레이 값의 오차를 감소시키는 반도체 소자의 이중 노광 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a double exposure method of a semiconductor device, and to a double exposure method of a semiconductor device to reduce the error of the overlay value between the two masks by performing the exposure process of the overlay vernier mark using the same exposure mode.

반도체 소자의 패턴 사이즈의 극소화로 인하여 반도체 소자의 마스크 노광시 셀 영역 및 코어/페리 영역간의 ID(Isolation Dense) 바이어스 값이 커지고 있다.Due to the minimization of the pattern size of the semiconductor device, an ID (Isolation Dense) bias value between the cell area and the core / ferry area is increased during mask exposure of the semiconductor device.

상기 ID 바이어스 값을 감소시키기 위하여 OPC(Optical Proximity Correction)를 이용한 광학적 방법을 사용하고 있지만 근본적으로 셀 영역 및 코어/페리 영역의 패턴 특성이 다르기 때문에 문제점을 해결하는데 어려움이 있다. In order to reduce the ID bias value, an optical method using optical proximity correction (OPC) is used, but it is difficult to solve the problem because the pattern characteristics of the cell region and the core / ferry region are fundamentally different.                         

또한, 상기 문제점을 해결하기 위하여 이중 노광 방법을 사용한다. 상기 이중 노광 방법은 셀 영역에 대응하는 마스크 및 코어/페리 영역에 대응하는 마스크를 각각 최적화된 노광 모드를 사용하여 2번 노광하여 ID 바이어스를 제거하는 것을 특징으로 한다. In addition, a double exposure method is used to solve the above problem. In the double exposure method, the mask corresponding to the cell region and the mask corresponding to the core / ferry region are exposed twice using an optimized exposure mode to remove ID bias.

상술한 종래 기술에 따른 반도체 소자의 이중 노광 방법은 ID 바이어스를 감소시키는 최적화된 방법이지만 2번의 노광 공정을 수행함으로써 생산율 감소 및 오버레이 증가의 문제점이 발생한다. The double exposure method of the semiconductor device according to the related art described above is an optimized method of reducing ID bias, but a problem of decreasing production rate and increasing overlay occurs by performing two exposure processes.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 각각의 노광 마스크간 오버레이의 조절이 필요한 경우 서로 같은 노광모드를 사용하여 오버레이 버니어 마크의 노광 공정을 진행함으로써 두 마스크간 오버레이 값의 오차를 감소시키는 반도체 소자의 이중 노광 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. In order to solve the above problem, when the overlay between each of the exposure masks need to be adjusted, the exposure process of the overlay vernier mark using the same exposure mode to reduce the error of the overlay value between the two masks by the semiconductor device double exposure method To provide that purpose.

본 발명에 따른 제 1 노광 마스크 및 제 2 노광 마스크를 이용하여 순차적으로 노광하는 이중 노광 방법은The double exposure method of sequentially exposing using the first exposure mask and the second exposure mask according to the present invention

상기 제 1 및 제 2 노광 마스크와 웨이퍼의 오버레이를 측정하는 마스크 및 기판간의 오버레이 버니어는 각각 소정의 노광 모드로 노광하는 단계와,The overlay vernier between the mask and the substrate measuring the overlay of the first and second exposure masks and the wafer is exposed in a predetermined exposure mode, respectively;

상기 제 1 및 제 2 노광 마스크 간의 오버레이를 측정하는 마스크 오버레이 버니어는 동일한 노광 모드로 노광하는 것을 특징으로 한다. The mask overlay vernier measuring the overlay between the first and second exposure masks is exposed in the same exposure mode.

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 1은 각 노광 조건별로 제 1 및 제 2 노광 마스크를 이용하여 노광할 경우 두 마스크간의 오버레이값을 2회 측정한 결과를 나타낸 그래프이다. FIG. 1 is a graph illustrating a result of twice measuring overlay values between two masks when each exposure condition is exposed using the first and second exposure masks.

여기서, X 구간은 X축 방향의 오버레이 값을 나타내고, Y 구간은 Y축 방향의 오버레이 값을 나타낸다.Here, the X section represents an overlay value in the X axis direction, and the Y section represents an overlay value in the Y axis direction.

상기 측정 결과에 따르면 각각의 노광 조건에 따라 서로 다른 오버레이 값이 측정되는 것을 알 수 있으며 컨벤셔널 모드와 다이폴 모드를 사용하여 이중노광 하는 경우 오버레이 값이 가장 크게 나타나며 X, Y값의 차이도 크게 나타나는 것을 알 수 있다. According to the measurement results, it can be seen that different overlay values are measured according to respective exposure conditions. When double exposure using the conventional mode and the dipole mode, the overlay value is greatest and the difference in X and Y values is also large. It can be seen that.

이러한 차이점이 나타나는 이유는 노광 모드가 달라서 오버레이 버니어 패턴이 노광되는 과정에서 빛이 렌즈를 통과하는 경로가 많이 달라지기 때문이다. This difference occurs because the exposure mode is different, and the path through which the light passes through the lens is different in the process of exposing the overlay vernier pattern.

반면, 다이폴 모드만 사용하여 이중 노광을 수행한 경우에는 오버레이 값이 가장 작게 나타나며, X축 및 Y축의 차이도 작게 나타나는 것을 알 수 있다. On the other hand, when the double exposure is performed using only the dipole mode, the overlay value appears the smallest, and it can be seen that the difference between the X axis and the Y axis also appears small.

여기서, 컨벤셔널 모드만 사용하여 이중노광을 수행하는 경우에는 서로 동일한 노광 모드로 노광하지만 가장 넓은 영역의 렌즈부위에 빛이 통과하기 때문에 렌즈의 수차 영향을 많이 받아 서로 같은 노광 모드로 노광하더라도 다른 노광 모드에 비해서 오버레이 값의 오차가 커지게 된다. Here, when performing double exposure using only the conventional mode, the exposure is performed in the same exposure mode, but since light passes through the lens area of the widest area, the exposure is different even if the exposure is performed in the same exposure mode under the influence of the lens aberration. Compared with the mode, the error of the overlay value becomes larger.

따라서, 렌즈의 적은 면적에 빛이 통과하여 노광되는 다이폴 모드를 사용하여 이중노광을 수행하는 경우 그래프에서 보여지는 것과 같이 가장 작은 오버레이 값이 발생하게 된다. Therefore, when performing double exposure using a dipole mode in which light passes through a small area of the lens, the smallest overlay value is generated as shown in the graph.                     

즉, 제 1 및 제 2 노광 마스크와 웨이퍼간의 오버레이를 측정하는 마스크-기판 오버레이 버니어는 각 마스크에 대하여 컨벤셔널 모드, 애뉼러 모드 및 다이폴 모드 중 최적화된 노광 모드로 노광하고 상기 제 1 및 제 2 노광 마스크 간의 오버레이를 측정하는 마스크 오버레이 버니어는 제 1 및 제 2 마스크에 대하여 동일한 노광 모드로 노광한다. That is, the mask-substrate overlay vernier measuring the overlay between the first and second exposure masks and the wafer exposes each mask in an optimized exposure mode of the conventional, annular and dipole modes and the first and second exposures. The mask overlay vernier measuring the overlay between the exposure masks exposes the first and second masks in the same exposure mode.

따라서, 마스크간의 오버레이를 측정하는 오버레이 버니어는 이중노광시 동일한 노광모드, 특히 다이폴 모드를 사용하는 경우에 오버레이 값이 최소화 되는 것을 알 수 있다. Thus, the overlay vernier measuring the overlay between the masks can be seen that the overlay value is minimized when using the same exposure mode, in particular the dipole mode during double exposure.

본 발명에 따른 반도체 소자의 이중 노광 방법은 각각의 노광 마스크 간의 오버레이의 조절이 필요한 경우 서로 같은 노광모드를 사용하여 오버레이 버니어 마크의 노광 공정을 진행함으로써 두 마스크간의 오버레이 값의 오차를 감소시키는효과가 있다. The double exposure method of the semiconductor device according to the present invention has an effect of reducing the error of the overlay value between the two masks by performing the exposure process of the overlay vernier mark using the same exposure mode when it is necessary to control the overlay between the respective exposure masks. have.

Claims (1)

제 1 노광 마스크 및 제 2 노광 마스크를 이용하여 순차적으로 노광하는 이중 노광 방법에 있어서, In the double exposure method of sequentially exposing using a 1st exposure mask and a 2nd exposure mask, 상기 제 1 및 제 2 노광 마스크와 웨이퍼간의 오버레이를 측정하는 마스크-기판 오버레이 버니어는 각각 소정의 노광 모드로 노광하고Mask-substrate overlay vernier measuring the overlay between the first and second exposure masks and the wafer are each exposed in a predetermined exposure mode 상기 제 1 및 제 2 노광 마스크 간의 오버레이를 측정하는 마스크 오버레이 버니어는 동일한 노광 모드로 노광하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 이중 노광 방법. The mask overlay vernier measuring the overlay between the first and second exposure masks is exposed in the same exposure mode.
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