KR100373306B1

KR100373306B1 - Measuring method of leveling

Info

Publication number: KR100373306B1
Application number: KR1019960024969A
Authority: KR
Inventors: 김홍래
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 2003-05-12
Also published as: KR980005272A

Abstract

PURPOSE: A measuring method of leveling is provided to be capable of improving the accuracy of measurement by forming an SOG(Spin On Glass) layer on the surface of a photoresist layer. CONSTITUTION: A photoresist layer(12) is formed on the upper portion of a wafer(11) having a predetermined topology. A sub-layer(13) having a predetermined thickness is formed on the surface of the photoresist layer, before the wafer is loaded on a stage of a wafer leveling correction apparatus. After loading the resultant structure on the stage of the wafer leveling correction apparatus, the beam generated from a light source is irradiated to the resultant structure. At the time, the sub-layer has an excellent reflectivity. Preferably, an SOG layer is used as the sub-layer.

Description

Leveling Measurement Method

본 발명은 웨이퍼 레벨링(leveling) 측정방법에 관한 것으로서, 특히 비정상적인 경로를 통하여 반사된 광에 의한 영향을 받지 않고 실시 할 수 있는 웨이퍼 레벨링 측정방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring wafer leveling, and more particularly, to a method for measuring wafer leveling without being affected by light reflected through an abnormal path.

반도체 소자 제조공정중의 한 단계인 노광공정에서는 웨이퍼 표면에 형성된감광막(photoresist layer)에 마스크를 이용하여 광을 선택적으로 조사하게 되며, 따라서 광이 조사된 감광막은 성분변화를 일으키게 된다. 노광공정을 실시한 후 현상공정을 통하여 광이 조사된 감광막 또는 조사되지 않은 감광막을 선택적으로 제거하게 된다.In the exposure process, which is one step in the semiconductor device manufacturing process, light is selectively irradiated to the photoresist layer formed on the wafer surface by using a mask, and thus the photosensitive film to which the light is irradiated causes a component change. After the exposure process, the photosensitive film irradiated with light or the non-irradiated photosensitive film is selectively removed through the developing process.

이와같이 웨이퍼 표면에 광을 조사하는 노광공정을 실시하기 위해서는 웨이퍼의 정확한 수평상태(이하 편의상 "레벨링"이라 칭함) 유지가 선행되어야 한다. 만일 웨이퍼가 레벨링되지 않은 상태에서 광이 조사되는 경우 각 부분에 따라 광량(光量) 및 광도(光度)가 서로 다르게 나타나게 되며, 따라서 현상공정시 제거되는 감광막의 두께가 부분적으로 차이가 나게된다. 이러한 문제점을 방지하기 위해서는 노광공정을 진행하기 전에 웨이퍼의 정확한 레벨링을 조절하여야 한다.In order to perform the exposure step of irradiating light onto the wafer surface in this way, it is necessary to first maintain the correct horizontal state of the wafer (hereinafter referred to as "leveling" for convenience). If the light is irradiated without the wafer being leveled, the light quantity and the light intensity are different according to each part, and thus the thickness of the photoresist film removed during the development process is partially different. In order to prevent this problem, accurate leveling of the wafer should be adjusted before the exposure process.

제 1 도는 일반적인 웨이퍼 레벨링 보정장치를 개략적으로 도시한 구성도로서, 웨이퍼 레벨링 보정장치 (20)는 웨이퍼(W)가 놓여지는 수평조절용 스테이지(23), 스테이지(23)의 일측에 고정 설치되어 웨이퍼(W) 표면에 광을 조사시키는 광원(21) 및 광원(21)에 대향되는 스테이지(23)의 타측에 고정설치 되어 웨이퍼(W) 표면에서 반사된 광을 감지하는 광 감지장치(22)로 이루어진다. 이때 광 감지장치(22)는 수평 상태의 웨이퍼(W)에서 반사된 광이 정확하게 입사되는 위치에 설치되어 있음은 물론이다.FIG. 1 is a schematic view showing a general wafer leveling correction device. The wafer leveling correction device 20 is fixed to one side of the stage 23 and the stage 23 for horizontal adjustment where the wafer W is placed. (W) a light source 21 for irradiating light onto the surface and the light sensing device 22 fixed to the other side of the stage 23 opposite to the light source 21 to sense the light reflected from the wafer (W) surface Is done. In this case, the light sensing device 22 is installed at the position where the light reflected from the wafer W in the horizontal state is accurately incident.

스테이지(23)상에 놓여진 웨이퍼(W)의 레벨링이 정확한 경우 웨이퍼(W) 표면에서 반사된 광이 광 감지장치 (22)에 입사됨으로서 광 감지장치(22)를 통하여 웨이퍼(W)의 레벨링을 확인할 수 있게 되나, 만일 웨이퍼(W)의 레벨링이 이루어지지않은 경우에는 웨이퍼(W) 표면에서 반사된 광이 광 감지장치(22)에 입사되지 않게 되어 작업자가 웨이퍼(W)의 레벨링이 이루어지지 않음을 알수있게 된다. 웨이퍼(W)가 놓여지는 수평조절용 스테이지(23) 하부에는 다수의 보정 핀(24A, 24B, 24C)이 장착되어 있으며 따라서 작업자가 각 보정 핀(24A, 24B, 24C)을 조절하여 스테이지(23)의 레벨링을 조절함으로서 웨이퍼(W)의 레벨링을 보정하게 된다. 이와같은 과정을 통하여 웨이퍼(W)의 레벨링이 정확하게 유지되면 웨이퍼 표면에서 반사된 광이 광 감지장치(22)에 입사되어 작업자가 웨이퍼(W)의 레벨링을 확인하게 된다.When the leveling of the wafer W placed on the stage 23 is correct, the light reflected from the surface of the wafer W is incident on the light sensing device 22 to thereby level the wafer W through the light sensing device 22. If the wafer W is not leveled, the light reflected from the surface of the wafer W is not incident on the optical sensing device 22, so that the operator is not able to level the wafer W. You can see that it is not. A plurality of correction pins 24A, 24B, and 24C are mounted below the leveling stage 23 on which the wafer W is placed. Thus, the operator adjusts each of the correction pins 24A, 24B, and 24C, and thus the stage 23. By adjusting the leveling of the wafer W, the leveling of the wafer W is corrected. When the leveling of the wafer W is maintained accurately through such a process, the light reflected from the wafer surface is incident on the light sensing device 22 so that the operator checks the leveling of the wafer W.

그러나 이러한 웨이퍼 레벨링 보정장치(20)를 통하여 웨이퍼(W)의 레벨링을 측정한 후 레벨링을 보정하는 경우에도 웨이퍼(W) 표면의 구조적 특성상 정확한 레벨링 상태를 확인할수 없는 경우가 발생한다.However, even when the leveling is corrected after measuring the leveling of the wafer W through the wafer leveling correction device 20, the leveling state may not be confirmed due to the structural characteristics of the wafer W surface.

제 2 도는 제 1 도에 도시된 레벨링 측정시 광의 경로를 나타낸 상세 단면도로서, 웨이퍼(W)는 노광공정전에 여러 공정이 진행된 상태이므로 그 표면에는 다수의 토폴로지 (1; topology : 단차)가 형성되어 있으며 그 상부에 감광막(2 : photoresist film)이 코팅되어 있는 상태이다. 광원에서 조사된 광은 그 일부가 감광막(2)에서 반사(제 2 도의 R)되고 그외의 광은 감광막(2)을 투과하여 웨이퍼 표면에 도달된다. 웨이퍼에 도달된 광은 웨이퍼 표면에 형성된 토폴로지(1)에 도달하게 되며 광은 각 토폴로지(1)의 형태에 따라 산란 또는 반사(제 2 도의 r)되어진다. 이와같이 감광막(2) 표면에서 반사된 광(R)은 정상적으로 광 감지장치(제 1 도의 22)로 반사되어 문제를 발생시키지 않지만 감광막(2)을 투과만 광은 광 감지장치로 광이 입사하는데 큰 지장을 초래하게 된다. 즉, 제 2 도에 도시된 바와같이 각 토폴로지(1)에 형태에 따라 산란 또는 반사된 광(r)은 감광막(2)에서 반사된 정상적인 광(제 2 도의 R)과 유사한 방향으로 반사되어진다.FIG. 2 is a detailed cross-sectional view showing a path of light in the leveling measurement shown in FIG. 1. Since the wafer W has been subjected to various processes before the exposure process, a plurality of topologies (1) are formed on the surface thereof. The photoresist film (2: photoresist film) is coated on the top. Part of the light irradiated from the light source is reflected by the photosensitive film 2 (R in FIG. 2), and other light passes through the photosensitive film 2 and reaches the wafer surface. The light that reaches the wafer reaches the topology 1 formed on the wafer surface and the light is scattered or reflected (r in FIG. 2) according to the shape of each topology 1. As such, the light R reflected from the surface of the photoresist film 2 is normally reflected by the photodetector (22 in FIG. 1) and does not cause a problem. However, only the light transmitted through the photoresist film 2 is incident to the light sensing device. It will cause trouble. That is, as shown in FIG. 2, the light r scattered or reflected depending on the shape of each topology 1 is reflected in a direction similar to the normal light reflected by the photosensitive film 2 (R in FIG. 2). .

웨이퍼(W)의 레벨링이 이루어지지 않은 경우에는 감광막(2)에서 반사된 정상적인 광(R)이 광 감지장치(22)로 반사되지 않은 상태에서 각 토폴로지(1)에 의해서 산란 또는 반사된 광(r)은 그 반사경로가 크게 변하지 않게되어 광 감지장치(22)로 반사되어진다. 따라서 광 감지장치(22)는 산란 또는 반사된 광(r)의 입사를 웨이퍼(W)의 레벨링이 양호한 것으로 오인하게 되며. 결과적으로 레벨링이 이루어지지 않은 웨이퍼에 대하여 노광공정 및 현상공정이 진행되어 소자의 불량을 야기시키게 된다.When the leveling of the wafer W is not performed, the light scattered or reflected by each topology 1 in a state in which the normal light R reflected from the photosensitive film 2 is not reflected to the light sensing device 22 ( r) is reflected by the light sensing device 22 so that its reflection path does not change significantly. Accordingly, the light sensing device 22 may mistake the incident of the scattered or reflected light r as having a good leveling of the wafer W. As a result, an exposure process and a development process are performed on the wafer that has not been leveled, causing device defects.

본 발명은 웨이퍼 표면에서 반사되는 광을 이용하여 웨이퍼의 레벨링을 측정, 보정하는 과정 에서 발생되는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 비정상적인 경로를 통하여 반사된 광의 영향을 받지않고 정확한 레벨링을 측정할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems generated during the process of measuring and correcting the leveling of the wafer by using the light reflected from the wafer surface, which can measure accurate leveling without being affected by the light reflected through the abnormal path. The purpose is to provide a method.

상술한 목적을 실현하기 위한 본 발명은 레벨링 측정을 위한 웨이퍼의 상부에 형성된 감광막의 표면에 일정 두께의 보조막을 형성하는 단계와, 보조막에 광원을 주사하는 단계를 더 포함하여 보조막을 통과한 광이 감광막 표면에서 반사되어 웨이퍼 표면에 형성된 토폴로지로의 광의 조사를 방지하는 것을 특징으로 한다.The present invention for realizing the above object further comprises the step of forming an auxiliary film of a predetermined thickness on the surface of the photosensitive film formed on the wafer for the leveling measurement, and the light passing through the auxiliary film further comprising the step of scanning a light source to the auxiliary film It is characterized by preventing the irradiation of light to the topology reflected from the surface of the photosensitive film and formed on the wafer surface.

이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings of the present invention will be described in detail.

제 3 도는 본 발명에 따른 레벨링 측정과정시 광의 경로를 나타낸 상세 단면도로서, 본 발명의 특징은 웨이퍼 레벨링 보정장치(제 1 도의 20)의 수평조절용 스테이지(23)상에 웨이퍼(W)를 로딩하기 전에 보조막(13)을 코팅하는 것이다. 즉, 웨이퍼(W)의 표면에 코팅된 감광막(12) 표면에 반사율이 우수한 에스.오.지. (spin on glass: 이하 "SOG"라 칭함)막(13)을 일정두께로 형성하며, 이후 웨이퍼(W)를 웨이퍼 레벨링 보정장치(제 1 도의 20)에 로딩한다. 광원에서 조사된 광의 대부분은 SOG막(13) 표면에서 정상적으로 반사(제 3 도의 R)되고 일부의 광은 SOC막(13)을 통과하여 감광막(12) 표면에 도달 된다. 반사율이 양호한 감광막(12) 표면에 조사된 극히 일부의 광은 감광막(12)을 통과하지 못하고 감광막(12) 표면에서 반사되어 SOG막(13)을 통과하게 된다. 여기서 SOS막(13)을 통과하는 광(r)은 2회에 걸친 굴절 즉, SOG막(13)을 통과하여 감광막(12) 표면으로 조사되는 순간과 SOG막(13)을 통하여 외부로 조사되는 순간에서의 굴절을 통하여 외부로의 반사각도가 커져 제 3 도에 도시되는 바와같이 감광막(12) 표면에서 반사되어 SOG막(13)을 통과하는 광(r)은 광 감지장치(22)로 입사되지 않게된다.3 is a detailed cross-sectional view showing the path of light in the leveling measurement process according to the present invention, the characteristics of the present invention is to load the wafer (W) on the leveling stage 23 of the wafer leveling correction device (20 of FIG. 1) It is to coat the auxiliary film 13 before. That is, S.O.G. which has excellent reflectance on the surface of the photosensitive film 12 coated on the surface of the wafer W. (spin on glass: hereinafter referred to as " SOG ") A film 13 is formed to a constant thickness, and then the wafer W is loaded into a wafer leveling correction device (20 in FIG. 1). Most of the light irradiated from the light source is normally reflected on the surface of the SOG film 13 (R in FIG. 3), and part of the light passes through the SOC film 13 and reaches the photosensitive film 12 surface. Very little light irradiated onto the surface of the photosensitive film 12 having good reflectance does not pass through the photosensitive film 12 but is reflected on the surface of the photosensitive film 12 to pass through the SOG film 13. Here, the light r passing through the SOS film 13 is irradiated twice through the SOG film 13, that is, at the moment of being irradiated to the surface of the photosensitive film 12 and irradiated to the outside through the SOG film 13. The angle of reflection to the outside through the refraction at the moment increases, and as shown in FIG. 3, the light r reflected from the surface of the photosensitive film 12 and passing through the SOG film 13 is incident on the light sensing device 22. Will not be.

한편. 제 3 도에 도시되는 바와같이 광의 입사각에 따라 감광막(12) 표면에서 반사되어 SOG막(13)을 통과하는 광(r)중 일부가 광 감지장치(22)로 입사되는 경우가 발생될 수 있으나 이러한 문제점은 SOG막(13)에 대한 광의 입사각도를 줄임으로서 방지될수 있다.Meanwhile. As shown in FIG. 3, a portion of light r reflected from the surface of the photosensitive film 12 and passing through the SOG film 13 may be incident on the photosensitive device 22 according to the incident angle of light. This problem can be prevented by reducing the incident angle of light to the SOG film 13.

이상과 같은 본 발명은 웨이퍼의 레벨링 측정시 웨이퍼 표면에 존재하는 토폴로지로 입사된 광의 굴절로 인한 비정상적인 광의 반사를 방지하여 웨이퍼의 정확한 레벨링을 측정할 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above has the effect of measuring the accurate leveling of the wafer by preventing the reflection of abnormal light due to the refraction of the incident light in the topology present on the wafer surface when measuring the leveling of the wafer.

제 1 도는 일반적인 웨이퍼 레벨링 측정 방법을 개략적으로 도시한 구성도.1 is a schematic view showing a general wafer leveling measurement method.

제 2 도는 제 1 도에 도시된 레벨링 측정과정시 광의 경로를 나타낸 상세 단면도.2 is a detailed cross-sectional view showing the path of light in the leveling measurement process shown in FIG.

제 3 도는 본 발명에 따른 레벨링 측정과정시 광의 경로를 나타낸 상세 단면도.3 is a detailed cross-sectional view showing the path of light in the leveling measurement process according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 기호설명 ** Explanation of Symbols on Major Parts of Drawings *

1 및 11 : 토폴로지 2 및 12 : 감광막1 and 11: topology 2 and 12: photoresist

13 : 에스. 오. 지 막 W : 웨이퍼13: s. Five. Membrane W: wafer

21 : 광원 23 : 스테이지21: light source 23: stage

Claims

In the wafer leveling measurement method using a wafer leveling correction device,

Forming an auxiliary film having a predetermined thickness on the surface of the photosensitive film formed on the wafer for leveling measurement;

And scanning a light source on the auxiliary film to prevent the light passing through the auxiliary film from being reflected from the photosensitive film surface to prevent irradiation of light into a topology formed on the wafer surface.

The method of claim 1,

The auxiliary layer is a wafer leveling measurement method, characterized in that the spin on glass (S.O.) film.