KR100372060B1

KR100372060B1 - 전자빔 노광 방법

Info

Publication number: KR100372060B1
Application number: KR10-2000-0074888A
Authority: KR
Inventors: 도꾸나가겐이찌
Original assignee: 닛본 덴기 가부시끼가이샤
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 2000-12-09
Publication date: 2003-02-14
Also published as: US20010003655A1; CN1144267C; KR20010062289A; US6436594B2; CN1300097A; TW473848B; JP2001168013A

Abstract

패턴이 노광되기 전에 웨이퍼 상의 복수의 얼라인먼트 마크 A∼D를 검출하여 보정 계수를 획득하고, 그것에 기초하여 얼라인먼트를 행하고, 패턴 노광을 개시하고 노광 과정 중에 소정 타이밍에서 얼라인먼트 마크 A'를 재차 검출하고, 그렇게 검출된 위치와 노광 전에 검출된 위치 간의 위치 차이를 획득하여 그것을 전자빔 위치 드리프트 량으로 제공하고, 이 전자빔 위치 드리프트 량을 전자빔의 편향량에 중첩하여 전자빔 노광 위치를 보정하는 단계들을 포함하는 방법이 개시되어 있다.

Description

전자빔 노광 방법{ELECTRON-BEAM EXPOSURE METHOD}

본 발명은 전자빔 노광 방법에 관한 것으로, 특히, 전자빔 노광 장치를 이용하여 반도체 웨이퍼 상에 패턴을 직접 묘화할 때 노광 위치를 보정함으로써 전자빔 노광을 행하기 위한 전자빔 노광 방법에 관한 것이다.

본 출원은 참조로써 본 발명에 포함된 1999년 12월 10일자 출원된 일본특허출원 평11-351080호의 우선권을 주장한다.

도 6은 종래의 전자빔 노광 방법이 적용되는 전자빔 노광 장치를 도시한다.

전자빔 노광 장치(100)는 전자빔을 방출하는 전자총(101), 전자총(101)으로부터 방출되는 전자빔의 양을 제한하는 제1 애퍼처(aperture)(102), 제1 애퍼처(102)로부터 전자빔을 편향시키는 빔 성형 편향기(103), 빔 성형 편향기(103)로부터 전자빔의 양을 더 제한하는 제2 애퍼처(104), 제2 애퍼처(104)로부터 전자빔을 축소하는 축소 렌즈(105), 축소 렌즈(105)로부터의 전자빔을 반도체 웨이퍼(200)(이하 웨이퍼라 함) 상에 결상시키는 대물 렌즈(106), 대물 렌즈(106)의 내측에 배치되어 전자빔을 소정 방향으로 편향시키는 위치 설정 편향기(alignment deflector)(107)(주 편향기), 웨이퍼(200)의 표면으로부터 반사된 전자를 검출하는 반사 전자 검출기(108), 웨이퍼(200)를 탑재하여 X방향 및 Y방향으로 위치 설정하는 X/Y 스테이지(109), 상기 모든 구성 요소를 내장하는 캐비닛(110), 위치 설정 편향기(107)를 제어하는 위치 설정 편향기 제어부(111), 및 X/Y 스테이지를 제어하는 스테이지 제어부(112)를 포함하여 이루어진다.

반사 전자 검출기(108)는 웨이퍼(200) 내에 홈으로서 형성된 얼라인먼트 마크 상에 전자가 인가될 때 반사 웨이퍼 표면으로부터의 반사 전자(즉, 2차 전자)를 다이오드 검출기를 이용하여 포착하여, 얼라인먼트 마크로부터의 반사량과 그 주변으로부터의 반사량과의 차이에 기초하여 얼라인먼트 마크의 위치를 검출한다.

전자총(101)으로부터의 전자빔의 패턴이 각각의 소정 형상의 개구를 구비한 제1 및 제2 애퍼처(102, 104) 및 빔 성형 편향기(103)를 통해 결정되고 축소 렌즈(105)에 의해 1/n배로 축소된 다음 대물 렌즈(106)에 의해 웨이퍼(200) 상에 집속된다. 또한, 전자빔은 위치 설정 편향기(107)에 의해 위치 설정되어 X/Y 스테이지(109) 상에 세트된 웨이퍼(200) 상에 가해진다. 이 웨이퍼(200)는 X/Y 스테이지(109)에 의해 소정 위치로 위치 설정된다. 빔 성형 편향기(103), 대물 렌즈(106), 위치 설정 편향기(107) 등은 X/Y 스테이지(109) 상에 구비된 기준 패턴(도시되지 않음)을 이용하여 조정된다. 묘화 패턴 데이터 등은 메모리(113 또는 114) 또는 전용 메모리(도시되지 않음) 등에 기억되어 있다. 판독된 묘화 패턴 데이터를 이용하여 위치 설정 편향기(107)를 제어하고, 주사 전자빔(즉, 묘화 패턴 데이터에 대응하여 편향된 전자빔)이 위치 설정 편향기(107)에 의해 편향되어 패턴을 묘화하게 한다. 이 시점에서, 웨이퍼(200) 상에는, 그 위에 형성된 얼라인먼트 마크가 패턴 묘화에 앞서 주사 전자빔에 의해 주사되고, 그 결과의 반사 전자가 검출되어 얼라인먼트 마크의 위치가 파악된다. 얼라인먼트 마크는 그렇게 파악되고, 이에 기초하여, 패턴이 묘화되어 웨이퍼(200) 상의 소망의 위치 상에 묘화가 제공됨에 따라서, 복수의 묘화 패턴이 중첩되는 경우에도 위치 정합 불량이 방지된다.

도 7은 웨이퍼(200) 상에 구비된 복수의 얼라인먼트 마크를 도시한다. 한편, 도 8은 반사 전자 검출기(108)에 의해 얻어진 검출 신호의 파형을 도시한다. 얼라인먼트 마크(201)는 십자형을 이루고 있다. 얼라인먼트 마크(201)는 주사 전자빔(202)에 의해 도 8에서의 X방향 및 Y방향으로 주사될 때 검출된다. 이에 따라, 얼라인먼트 마크(201)가 그렇게 검출되면, 얼라인먼트 마크(201)가 전자빔의 편향 중심에 위치하도록 웨이퍼(200)는 X/Y 스테이지에 의해 이동된다. 얼라인먼트 마크(200)는 실제로 예를 들면 제1 및 제2 애퍼처(102, 104) 및 빔 성형 편향기(103)에 의해 대략 1㎛×1㎛ 정방형(또는 장방형)으로 성형된 전자빔에 의해 주사된다. 주사 중에, 전자빔 주사로부터 생긴 반사된 전자가 반사 전자 검출기(108)에 의해 검출된다. 이 경우, 얼라인먼트 마크(201)의 단차(step) 또는 재료의 차이에 따라서, 도 8에 도시된 검출 파형(203)(X축 방향 주사에 의해 얻어짐)을 갖는 것과 같은 다양한 반사 전자 신호가 얻어진다. 그러한 반사 전자 신호가 미분되고 에지 방법(edge method) 또는 대칭 방법(symmetry method)에 의해 처리되어 얼라인먼트 마크의 위치가 결정될 수 있다.

도 7에 도시된 것과 같은 복수의 얼라인먼트 마크가 검출되면, 그 검출 결과에 기초하여, 칩 배열(layout)의 시프트, 이득(배율), 및 로테이션(회전 각도)이 계산된다. 이 계산 결과에 기초하여 칩 배열의 에러가 보정된다. 이러한 방법을 글로벌 얼라인먼트 방법이라고 부른다. 동시에, 필요에 따라서, 칩의 네 모서리의 마크가 또한 검출되어 칩 형상이 보정된다. 이러한 얼라인먼트 후에, 노광중인 웨이퍼(200) 상에 패턴이 투사된다.

그러나, 전자빔 노광의 경우, 노광 중에 열(경통부)의 차지업(기화된 레지스트가 내벽에 부착할 때의 대전), 외부 자장의 변동, 또는 웨이퍼 차지업(전자빔 조사에 따른 대전) 등으로 인해 주사 전자빔(202)의 위치 드리프트가 생길 수 있다.

도 9는 주사 전자빔(202)의 위치 드리프트의 예를 도시한다. 점선은 위치 드리프트가 없는 경우를 나타내고, 실선은 위치 드리프트가 있는 경우를 나타낸다. 얼라인먼트 마크(201)의 검출 종료에서 노광 종료까지의 시간 중에 주사 전자빔(202)의 위치 드리프트의 양이 무시할 수 없는 경우, 중첩 정합 불량이 발생한다.

이 문제를 해결하기 위한 하나의 제안이 일본특개소61-142740호에 개시되어 있다. 이 전자빔 노광 방법에 의하면, 위치 검출 마크가 사전에 칩 상에 설정되고 이것을 이용하여 제1 위치 검출을 행하고, 그 다음으로 칩 상에 전자빔 노광을 행하여 제2 위치 검출을 행하고, 제1 및 제2 위치 검출 동작 사이의 위치 드리프트 량을 구하고, 이 드리프트 량에 기초하여 노광 처리의 시간적 함수로서 노광 위치 보정량을 계산하여 다음 전자빔 노광 동작에 반영되도록 한다.

또한, X/Y 스테이지 상에 구비된 복수의 표준 마크를 검출함으로써 노광 위치를 보정하는 방법이 일본특허출원 제2788139호(일본특개평5-84246호)에 개시되어 있다. 이 방법에 대하여 이하에서 설명한다.

도 10은 상기 표준 마크를 사용한 전자빔 노광 방법을 도시한다.

먼저, 전자빔 묘화 장치 내의 X/Y 스테이지 상에 웨이퍼를 세팅한다(스텝 301). 다음으로, X/Y 스테이지 상에 형성된 복수의 표준 마크(기준 마크)를 전자빔 노광에 의해 검출하여 검출된 표준 마크의 위치를 메모리에 저장한다(스텝 302). 표준 마크의 검출 결과(시프트 량, 배율, 회전량 등의 상태)에 기초하여, 보정 계수를 계산하고, 이것에 기초하여 얼라인먼트를 행한다(스텝 303). 다음으로, 노광이 개시되고 노광 개시로부터 일정 시간 경과 후(예를 들면 2-3분 후)에 X/Y 스테이지 상의 표준 마크를 검출하고(스텝 304), 이 검출 결과와 스텝 302에서 얻어진 검출 결과 사이의 차이를 구한다(스텝 305). 이 검출 결과의 차이는 노광 전 시점으로부터 표준 마크가 다시 검출된 시점까지 생성된 전자빔 위치 드리프트 량을 제공한다. 이 드리프트 량은 주사 전자빔의 편향량에 중첩되고, 그 결과에 기초하여 전자빔 노광의 위치가 보정된다(스텝 306). 다음으로, 일정 시간이 경과했는지 여부가 체크되고(스텝 307), 만일 일정 시간이 경과하지 않은 것으로 판정되면, 노광이 속행된다. 한편, 일정 시간이 경과한 것으로 판정되면, 노광 동작이 모두 완료되었는지 여부가 체크되고(스텝 308), 만일 완료되지 않은 것으로 판정되면, 표준 마크가 다시 검출된다(스텝 309). 다음으로, 스텝 304로 되돌아가서 다음 노광 동작을 위해 이후의 처리를 반복하여 수행한다.

그러나, 일본특개소61-142740호에 개시된 방법에 의한 또 다른 종래의 전자빔 노광 방법에 따르면, 제2 위치 검출에 기초하여 얻어진 드리프트 량에 기초하여, 시간적 함수로서 그 후의 위치 보정량을 결정하므로, 반도체 웨이퍼 상의 칩 수 또는 중첩 회수가 증가할 경우 위치 드리프트 량이 증가하여, 위치 정합의 정확도가 악화된다.

또한, 도 10에 도시된 전자빔 노광 방법에 의하면, X/Y 스테이지 상에 구비된 표준 마크를 검출함으로써 드리프트 량이 계산되고, 그에 따라 웨이퍼 차지업이 전자빔 위치 드리프트의 정확한 검출을 방해하여, 충분한 위치 정합의 정확도를 얻을 수 없게 된다.

상기의 내용을 감안하여, 본 발명의 목적은 사용되는 반도체 웨이퍼의 차지업을 반영하면서 전자빔의 위치 드리프트 량에 기초하여 전자빔의 위치를 보정할 수 있고, 그에 따라 충분한 중첩 정합의 정확도를 얻을 수 있는 전자빔 노광 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 국면에 따르면, 복수의 얼라인먼트 마크가 형성되어 있는 반도체 웨이퍼를 희망하는 배선 패턴에 따라 전자빔을 이용하여 편향 주사를 수행함으로써 노광시키는 전자빔 노광 방법에 있어서,

노광이 개시되기 전에 상기 복수의 얼라인먼트 마크의 위치를 검출하여 칩 배열의 오차를 보정하는 단계;

상기 복수의 얼라인먼트 마크 중에서 선택된 특정 얼라인먼트 마크의 위치를 노광이 개시된 후의 소정 타이밍에서 검출하는 단계;

상기 소정 타이밍에서 검출된 상기 특정 얼라인먼트 마크의 위치와 상기 노광이 개시되기 전의 상기 특정 얼라인먼트 마크의 위치 사이의 위치 차이에 기초하여 전자빔 위치 드리프트 량을 계산하는 단계;

상기 전자빔 위치 드리프트 량을 상기 전자빔의 편향량에 중첩하여 노광 위치를 보정하여 상기 반도체 웨이퍼의 노광을 후속 수행하는 단계; 및

상기 반도체 웨이퍼의 노광이 완료될 때까지, 상기 반도체 웨이퍼의 상기 노광 위치의 보정에 기초하여 소정 타이밍에서 상기 반도체 웨이퍼의 노광을 복수회 반복하여 수행하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법이 제공된다.

전술한 방법에서, 바람직한 양태는 노광이 개시된 후 상기 특정 얼라인먼트 마크의 위치의 검출이 상기 복수의 얼라인먼트 마크 중에서 선택된 동일 얼라인먼트 마크에 대해 수행되는 것이다.

또한, 바람직한 양태는 노광이 개시된 후 상기 특정 얼라인먼트 마크의 위치의 검출이 상기 복수의 얼라인먼트 마크 중에서 선택된 진행중인 노광 위치에 가장 근접한 얼라인먼트 마크에 대해 수행되는 것이다.

또한, 바람직한 양태는 상기 소정 타이밍이 일정 시간 간격인 것이다.

또한 바람직한 양태는 상기 소정 타이밍이 상기 웨이퍼 상에 형성된 칩들 각각에 대해 노광이 종료되는 타이밍 또는 상기 웨이퍼 상의 각 스트라이프에 대해 노광이 종료되는 타이밍인 것이다.

상기 구성에 의하면, 먼저 노광이 개시되기 전에 복수의 얼라인먼트 마크의 위치가 검출되고, 그에 따라 얼라인먼트가 수행됨과 동시에 얼라인먼트 마크들의 검출된 위치가 전자빔의 위치 드리프트 량을 구하는 데 사용되는 비교 데이터를 제공한다. 노광이 개시된 후, 상기 복수의 얼라인먼트 마크 중의 특정 얼라인먼트마크의 위치가 소정 타이밍에서 검출되어, 그것과 노광 전에 검출된 위치와의 차이가 전자빔 위치의 드리프트 량을 제공하게 된다. 이 전자빔 위치 드리프트 량은 전자빔의 편향량에 중첩되어 노광 위치가 보정되고, 그에 따라 정확한 노광이 수행된다. 다음으로, 상기 반도체 웨이퍼의 노광이 완료될 때까지, 얼라인먼트 마크를 검출함으로써 전자빔의 위치 보정이 소정 타이밍에서 반복된다. 따라서, 전자빔 위치는 웨이퍼 차지업을 반영하여 보정될 수 있고, 그에 따라 충분한 위치 정합의 정확도가 얻어진다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 이점 및 특징은 첨부 도면과 관련한 이하의 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 노광 방법을 도시하는 흐름도.

도 2는 본 발명의 실시예에서 사용되는 전자빔 노광 장치를 도시하는 구성도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 상의 얼라인먼트 마크의 배열 예를 도시하는 평면도.

도 4는 도 3의 웨이퍼 상의 노광 순서를 설명하는 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 빔 드리프트 량 대 노광 시간을 나타내는 그래프.

도 6은 종래의 전자빔 노광 방법이 적용되는 종래의 전자빔 노광 장치를 도시하는 구성도.

도 7은 종래 기술에서 웨이퍼 상의 복수의 칩들 각각에 구비된 얼라인먼트 마크를 도시하는 사시도.

도 8은 도 6의 반사된 전자 검출기에 의해 얻어진 검출 신호의 파형 및 종래 기술에서 검출되는 얼라인먼트 마크를 설명하는 도면.

도 9는 종래 기술에서 주사 전자빔의 위치 드리프트를 설명하는 도면.

도 10은 표준 마크를 이용한 또 다른 종래의 전자빔 노광 방법을 도시하는흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 전자빔 노광 장치

101: 전자총

102: 제1 애퍼처

103: 빔 성형 편향기

104: 제2 애퍼처

105: 축소 렌즈

106: 대물 렌즈

107: 위치 설정 편향기

108: 반사 전자 검출기

109: X/Y 스테이지

110: 캐비닛

111: 위치결정 편향기 제어부(alignment deflector control unit)

112: 스테이지 제어부

113: 제1 메모리

114: 제2 메모리

115: 주 제어부

200: 웨이퍼

201a-h: 얼라인먼트 마크

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예가 이하로 설명될 것이다.

제1 실시예

도 2에서, 도 6에서와 동일한 요소들은 동일한 도면 부호로 표시되며 따라서 중복된 설명은 생략된다. 본 발명의 전자빔 노광 장치는, 보정 계수를 저장하기 위한 제1 메모리(113), 전자빔 위치 드리프트 량을 저장하기 위한 제2 메모리(114), 위치 결정 제어부(111), 및 스테이지 제어부(112) 이외에, 전자빔 노광 장치 전체를 제어하기 위한 주 제어부(115)를 갖는다는 점을 제외하고서는, 도 6에 도시된 것과 동일한 구성을 갖는다. 주 제어부(115)는, 도 1에 도시된 다양한 처리 단계들을 실행하여, 제1 및 제2 메모리 각각의 보정 계수 및 전자빔 위치 드리프트 량의 계산값들을 저장하기 위한 CPU를 포함한다.

도 2에 도시된 동작들은 대체로 도 6에 도시된 것과 동일하며 따라서 여기에서는 설명이 생략된다.

도 3은 웨이퍼(200) 상의 얼라인먼트 마크들의 배치의 일례를 나타내며, 도 4는 웨이퍼(200) 상의 노광의 순서를 나타낸다. 이들 도면은 본 발명에 따라 빔 드리프트를 보정하는 방법을 나타낸다. 도 3에서, 정사각형 각각은 칩을 나타낸다.

다음에, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자빔 노광 방법을 설명할 것이다. 우선, 도 2에 도시된 전자빔 노광 장치(10)의 X/Y 스테이지에 웨이퍼를 놓는다(스텝 401). 다음에, 도 3에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 상의 칩 상의 얼라인먼트 마크 201a 내지 201h(이들 중 제1 실시예에서 사용되는 것은 A, B, C 및 D로 지정됨) 중에서, 복수의 얼라인먼트 마크(여기서는 A, B, C 및 D로 표시된 4개의 마크)가 검출된다(스텝 402). 이 검출 결과와 함께, 글로벌 얼라인먼트 방법에 의해, 웨이퍼(200) 상의 칩 배열에서의 시프트, 이득(배율), 및 로테이션(회전 각도)을 계산하여 보정 계수를 획득한다(스텝 403). 그리고, 이 보정 계수에 기초하여 얼라인먼트가 수행된다. 스텝 403에서 획득된 보정 계수는 주 제어부(115)에 의해 제1 메모리(113)에 저장된다. 다음에, 웨이퍼(200)에 대한 노광이 개시된다. 도 4는 좌측 제1열부터 노광이 개시되어 좌측 제2열을 커버한 상태를 나타내며, 사선 부분은 노광된 영역을 나타낸다.

다음에, 노광이 개시되고 소정 시간 "t"가 경과된 후(예를 들어, 수 분의 일정 시간이 경과된 후이거나 적절한 노광 정지 기간 동안), 노광이 정지되고, 스텝 402에서 검출된 것들 중 하나의 얼라인먼트 마크 A(201e)가 다시 검출되고(스텝 404), 스텝 402에서 획득한 얼라인먼트 마크 A의 좌표와 두번째 검출에서 획득된 얼라인먼트 마크 A'의 좌표 간의 좌표 차이(ΔX, ΔY)를 획득한다(스텝 405). 이러한 전자빔 위치의 드리프트 량은 주 제어부(115)에 의해 제2 메모리(114)에 저장된다. 스텝 405에서 획득한 좌표 차이(ΔX, ΔY)는 전자빔 위치 드리프트 량을 제공한다. 이러한 전자빔 위치 드리프트 량을 노광 중의 전자빔 위치 드리프트 량으로서 전자빔 편향량에 중첩하여 전자빔 위치를 보정하고(스텝 406), 노광을 수행한다(스텝 407). 이러한 노광 중에 소정 시간 t가 경과되었을 때(스텝 409), 스텝 404로 복귀하여 얼라인먼트 마크 A'를 다시 검출한다. 스텝 405에서, 이전에 스텝 404에서 검출된 얼라인먼트 A'에 대한 좌표 차이(ΔX, ΔY)를 저장하고, 이에 따라 위치가 보정되고(스텝 406), 노광을 수행한다(스텝 407). 노광 시에, 전자빔 노광 장치의 편향 범위에 대한 약간의 제한이 있으며, 그 결과, 노광 중심으로부터 노광 대상이 멀어지면, X/Y 스테이지는 가능한 한 이동된다. 노광 중에, 소정 시간이 경과하였는지를 체크하고(스텝 408), 그렇지 않은 것으로 판단되면, 스텝 407로 돌아가서 노광을 속개한다. 스텝 408에서 그런 것으로 판단되면, 얼라인먼트 마크 A'가 다시 검출되고(스텝 410) 스텝 405로 복귀하여, 상기한 검출, 보정 및 노광 동작을 반복 수행한다. 웨이퍼(200) 상의 모든 칩에 대한 노광이 완료되면(스텝 409) 프로세스가 종료된다.

도 5는 제1 실시예에서의 빔 드리프트 량(전자빔 위치 드리프트 량)의 변화를 나타낸다. 도 5는 스텝 405에서 계산된 전자빔 위치 드리프트 량 ΔX 및 ΔY가노광이 개시된 후 시간이 지남에 따라 각 검출 시간마다 변화하는 것을 나타내고 있다. 이러한 변화의 이유는, 노광 후 시간이 지남에 따라 웨이퍼(200)의 차지업이 증가하기 때문이다. ΔX 및 ΔY에서의 이러한 변화를 무시하면서 노광이 수행되면, 주사 전자빔의 주사 위치는 이 변화량 만큼 이동된다. 그러나, 스텝 406에 도시된 바와 같이, 주사 전자빔의 편향량에 ΔX 및 ΔY를 중첩함에 의해, 위치가 보정될 수 있으며, 다수의 중첩이 있더라도 위치 정확도의 충분한 레벨을 유지시킨다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 웨이퍼의 차지업에 의해 야기된 전자빔의 위치에서의 드리프트 량을 보정하는 것이 가능하고, 따라서 중첩에 의해 얼라인먼트의 정확도를 향상시킬 수 있다.

스텝 402에서 필요 시에 동일한 칩 내에서 동시에 한 번 이상 얼라인먼트 마크가 검출될 수 있다. 또한, 얼라인먼트 마크 A가 완료로 검출되는 경우에도, 검출 과정 중에 임의의 다른 얼라인먼트 마크가 대신 사용될 수 있다. 이와 유사하게, 검출 시에 검출 간격이 변화될 수 있다.

또한, 도 1에서 전자빔 위치 드리프크 량을 측정하기 위한 타이밍이 일정한 간격마다 설정되는 경우라도, 타이밍은 이에 한정되지 않으며, 각 칩에 대한 노광의 종료로, 도 4에 도시된 각 열에 대한 노광의 종료로, 또는 각 스트라이프(즉, 도 4에 도시된 전자빔의 편향 면적 내의 수직 칩을 구성하는 각 열)에 대한 노광의 종료로, 설정될 수 있다.

제2 실시예

다음은 본 발명의 제2 실시예를 나타낸다.

제1 실시예에서 다시 검출될 얼라인먼트 마크가 이전에 검출된 것과 동일하더라도, 제2 실시예에서는, 다시 검출될 얼라인먼트 마크로서, 다음에 노광될 칩에 가장 근접한 얼라인먼트 마크가 사용될 수 있다. 도 3에서, 웨이퍼(200) 상에 배열된 5×5(=25)의 칩 중에서, 좌측 2열은 이미 노광되었고(노광 영역 202), 제3열은 아직 노광되지 않은 칩들을 갖는다. 얼라인먼트 마크의 재검출에 대해, 웨이퍼(200) 상의 하나의 열에서 칩들이 완전히 노광될 때마다 얼라인먼트 마크(201)가 다시 검출된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 좌측 제2열이 노광되고, 다음에 노광될 제3열 내의 가장 아래쪽 칩(우측 방향으로 감소하는 사선으로된 부분)에 가장 근접한 얼라인먼트 마크 A'가 검출되어 전자빔 위치 내의 드리프트 량을 측정한다. 다음에 제3열이 완전히 노광될 때, 얼라인먼트 마크 B'가 검출되고, 제4열이 다음에 완전히 노광될 때, 얼라인먼트 마크 C'가 검출된다.

이 실시예에 따르면, 웨이퍼(200)의 표면 상에서 차지 업이 불균일한 경우라도 향상된 정확도로 얼라인먼트가 보정될 수 있다.

제3 실시예

다음에 본 발명의 제3 실시예를 설명한다.

이 실시예는, 제1 실시예의 변형이며, 스텝 402에서의 처리와 상이하다. 제1 실시예의 스텝 402에서, 복수의 얼라인먼트 마크 D 내지 C가 도 4에 도시된 바와 같이 순차로 검출된다. 이 경우에, 각 얼라인먼트 마크는 검출용 시간이 수 초 내지 수십 초 및 그 이상 소요되므로, 이들 얼라인먼트 마크 모두를 검출하는데는 상당한 시간의 경과가 필요하다. 따라서, 한 얼라인먼트가 검출되면, 웨이퍼(200) 상에서 차지업이 증가하고, 이전에 검출된 얼라인먼트 마크의 결과를 소용없도록 한다. 이를 방지하기 위해, 제3 실시예에서, 복수의 얼라인먼트 마크를 검출하는 과정 중에, 일정 간격마다 이전에 검출된 얼라인먼트 마크 D가 다시 검출되어 정확한 보정 계수를 얻는다.

따라서, 복수의 얼라인먼트 마크가 스텝 402에서 검출될 때 최초에 검출된 얼라인먼트 마크를 다시 검출함에 의해, 얼라인먼트 마크 A, B 및 C가 검출되는 시간 도중에 웨이퍼(200) 상의 차지업에서의 변화에 의해 야기된 전자빔 위치 드리프트가 보정될 수 있으며, 따라서 이들 얼라인먼트 마크를 향상된 정확도로 검출할 수 있다. 그 결과, 스텝 305에서 비교를 위한 정확한 기준값을 얻을 수 있고, 그에 따라 보다 정확한 전자빔 위치 드리프트 량을 제공할 수 있다.

도 4에서 얼라인먼트 마크 D'만이 미리 검출되고 채택되었지만, 얼라인먼트 A'는 예를 들어, 얼라인먼트 마크 C'이 아직 검출되지 않았을 때에만 다시 검출될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 전자빔 노광 방법에 따르면, 웨이퍼 상에 복수의 얼라인먼트 마크의 위치들이 노광이 개시되기 전에 검출되어, 전자빔 위치 드리프트 량으로서 노광 전의 위치 및 노광 후의 위치 사이에서 관찰되는 특정 얼라인먼트 마크의 위치 시프트 량을 측정하기 위해, 상기한 복수의 얼라인먼트 마크 중 특정된 하나의 위치가 노광이 개시된 후 소정 타이밍에서 검출되고, 드리프트 량이 차례로 편향량에 중첩되어 다음의 노광에 대한 노광 위치를 보정하며 또한 상기한 반도체 웨이퍼가 완전히 노출될 때까지 소정 타이밍에서의 전자빔 위치 드리프트 량을 반복적으로 계산하여, 반도체 웨이퍼 상의 차지업을 반영하면서 전자빔 위치를 보정하는 것, 및 중첩 얼라인먼트에서의 충분한 정확도를 얻는 것이 가능하다.

Claims

복수의 얼라인먼트 마크가 형성되어 있는 반도체 웨이퍼를 소망의 배선 패턴에 따라 전자빔을 이용하여 편향 주사를 수행함으로써 노광시키는 전자빔 노광 방법에 있어서,

노광이 개시되기 전에 상기 복수의 얼라인먼트 마크의 위치를 검출하여 칩 배열의 오차를 보정하는 단계;

상기 노광이 개시된 후의 소정 타이밍에서 상기 복수의 얼라인먼트 마크 중에서 선택된 특정 얼라인먼트 마크의 위치를 검출하는 단계;

상기 소정 타이밍에서 검출된 상기 특정 얼라인먼트 마크의 상기 위치와 상기 노광이 개시되기 전의 상기 특정 얼라인먼트 마크의 위치 간의 위치 차이에 기초하여 전자빔 위치 드리프트 량을 계산하는 단계;

상기 전자빔 위치 드리프트 량을 전자빔의 편향량에 중첩(superimpose)하여 노광 위치를 보정하여 상기 반도체 웨이퍼의 노광을 후속 수행하는 단계; 및

상기 반도체 웨이퍼의 상기 노광이 완료될 때까지, 상기 반도체 웨이퍼의 상기 노광 위치의 보정에 기초하여 소정 타이밍에서 상기 반도체 웨이퍼의 노광을 복수회 반복하여 수행하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법.
제1항에 있어서,

노광이 개시된 후 상기 특정 얼라인먼트 마크의 상기 위치의 검출이 상기 복수의 얼라인먼트 마크 중에서 선택된 동일 얼라인먼트 마크에 대해 수행되는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법.
제1항에 있어서,

노광이 개시된 후 상기 특정 얼라인먼트 마크의 상기 위치의 검출이 상기 복수의 얼라인먼트 마크 중에서 선택된 진행중인 노광 위치에 가장 근접한 얼라인먼트 마크에 대해 수행되는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법.
제1항에 있어서,

상기 소정 타이밍은 일정 시간 간격인 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법.
제1항에 있어서,

상기 소정 타이밍은 상기 웨이퍼 상에 형성된 칩들 각각에 대한 노광이 종료되는 타이밍, 또는 상기 웨이퍼 상의 각 스트라이프에 대한 노광이 종료되는 타이밍인 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법.