KR100383499B1 - 반도체 장치, 그 제조 방법, 및 반도체 제조 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 반도체 제조 시스템은 노광량을 검출하는 노광량 검출 수단(1)과, 패턴 치수를 검출하는 패턴 치수 검출 수단(2)과, 패턴 치수와 목표치와의 치수차를 산출하는 치수 비교 수단(8)과, 노광량과 치수차를 기초로 하여 최적 노광량을 산출하는 최적 노광량 산출 수단(9)과, 노광량 제어 수단(5)을 포함한다. 본 발명의 반도체 장치의 제조 방법은 상기 노광량과 치수차를 기초로 하여 최적 노광량을 산출하고 이 최적 노광량으로 노광을 행한다. 본 발명의 반도체 장치는 상기 제조 방법에 의해 제조된다.

Description

반도체 장치, 그 제조 방법, 및 반도체 제조 시스템{SEMICONDUCTOR DEVICE, MANUFACTURING METHOD OF THE SAME, AND SEMICONDUCTOR MANUFACTURING SYSTEM}

본 발명은 반도체 제조를 위한 전사 프로세스에서 사진 제판 후의 패턴 치수로부터 최적 노광량을 산출하고, 그 값을 피드백하여 노광량을 제어하는 반도체 장치의 제조 방법, 상기 제조 방법을 실시하기 위한 시스템 및 상기 제조 방법에 의해 제조된 반도체 장치에 관한 것이다.

일반적으로 사진 제판 프로세스는 웨이퍼에 감광성 재료를 도포하고, 이 감광성 재료를 노광 장치로써 노광하고, 현상을 행하여 패턴을 형성한다. 그 후, 형성된 패턴의 치수 검사를 행한다. 치수 검사로서 목표치(타겟)와 규격치가 설정되어 있으며, 치수 검사 결과가 목표치에 가까울수록 패턴의 성과가 좋아진다.

상술한 종래의 사진 제판 프로세스는 처음에 노광량을 설정하고, 그 노광량을 일정치로 유지하여 노광을 행한다. 그런데, 사진 제판 프로세스로써 패터닝을 행할 때의 최적 노광량은 기초의 변동이나 노광 장치의 흔들림 등의 여러가지 요인에 의해 변동한다. 그 때문에, 노광량을 일정치로 제어하면, 기초의 변동 등에 의해 설정한 노광량이 최적 노광량으로부터 어긋나게 되는 경우가 있다. 이 경우에 현상 후 패턴의 치수 검사 결과가 목표치로부터 어긋난다는 문제가 있었다.

이 문제를 해결하는 수법으로서, 치수 검사 결과가 목표치로부터 어긋난 경우에 작업자가 최적 노광량을 재설정하여 노광량을 변경하는 수법을 예로 들 수 있다. 그러나, 이 경우에 재조건 설정이 필요하며 또한 최적 노광량이 반영되기까지 지연이 생기게 된다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 치수 검사 결과를 이용하여 자동적으로 산출된 최적 노광량으로 노광을 행함으로써, 기초의 변동이나 노광 장치의 흔들림 등이 생긴 경우에서도 노광량을 빠르며 간이하게 최적 노광량으로 수정하여 노광을 행하는데 있다.

본 발명에 따른 반도체 제조 시스템은 노광 장치의 노광량을 검출하는 노광량 검출 수단과, 사진 제판 후에 형성된 패턴의 치수를 검출하는 패턴 치수 검출 수단과, 패턴 치수 검출 수단에 의해 검출된 패턴 치수와 목표치를 비교하여 치수차를 산출하는 치수 비교 수단과, 상기 치수차와 노광량을 이용하여 최적 노광량을 산출하는 최적 노광량 산출 수단과, 최적 노광량 산출 수단에 의해 산출된 최적 노광량이 되도록 노광 장치의 노광량을 제어하는 노광량 제어 수단을 포함한다.

상기한 바와 같이 노광량 검출 수단과 패턴 치수 검출 수단을 설치함으로써 노광 장치의 노광량과, 사진 제판 후에 형성된 패턴의 치수를 검출할 수 있다. 또한, 치수 비교 수단을 설치함으로써 패턴 치수와 목표치 간의 치수차를 산출할 수 있다. 이 치수차와 상기 노광량을 이용하여 최적 노광량 산출 수단에 의해, 최적 노광량을 자동적으로 산출할 수 있다. 이와 같이 최적 노광량이 산출되도록, 노광량 제어 수단에 의해 노광 장치의 노광량을 제어할 수 있다. 그에 따라, 하부층(underlying layer)의 변동이나 노광 장치의 흔들림 등이 생긴 경우에도 빠르며 간이하게 노광량을 변경하여 최적 노광량에서 노광을 행할 수 있다. 구체적으로는 다음 로트(lot)의 웨이퍼를 최적 노광량으로 노광할 수 있다.

상기 최적 노광량 산출 수단에 의해서 패턴의 환산 계수와 치수차와의 곱을 현상의 노광량에 더함으로써 최적 노광량을 산출해도 된다. 여기서, 본원 명세서의 환산 계수란 치수를 노광량으로 변환하는 계수로, 환산 계수와 변동 치수와의 곱에 의해 변동 노광량이 산출된다.

예를 들면, 상기 치수차와 최적 노광량과 현상의 노광량과의 차와의 상관 관계를 구하고, 이것을 기초로 하여 각 패턴에 대하여 상기한 환산 계수를 구하는 것은 가능하다. 이 환산 계수에 치수차를 곱함으로써 현상의 노광량과 최적 노광량과의 차를 얻을 수 있다. 이 차를 현상의 노광량에 더함으로써 최적 노광량을 산출할 수 있다.

복수의 패턴이 형성된 경우, 최적 노광량 산출 수단은 각 패턴에 대하여 환산 계수와 치수차와의 곱을 산출한다. 또한, 최적 노광량 산출 수단은 각 패턴에 대한 상기곱의 값의 평균치를 구하는 제1 연산 수단과, 각 패턴에 대한 상기 곱의 값을 크기 순서로 배열한 경우의 중앙치를 선택하는 제2 연산 수단과, 각 패턴에 대한 상기 곱의 값에 각 패턴에 따른 계수를 곱하여 각각 더한 후에 상기 계수의 합으로 제하는 제3 연산 수단으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 연산 수단을 포함한다.

상기한 제1 연산 수단에 의해 복수의 패턴의 치수의 평균치가 되도록 각 패턴의 치수를 제어할 수 있다. 또한, 제2 연산 수단에 의해 복수의 패턴의 치수 중의 중앙치가 되도록 각 패턴의 치수를 제어할 수 있다. 또한, 제3 연산 수단에 의해 복수의 패턴 중의 원하는 패턴의 치수에 웨이팅(weighting)을 행한 결과의 값이 되도록 각 패턴의 치수를 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 반도체 제조 시스템은 복수의 패턴이 형성된 경우에 복수의 패턴 중에서 원하는 패턴을 선택하는 패턴 선택 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

그에 따라, 예를 들면 중요한 패턴에만 주목하여 최적 노광량을 산출할 수 있다. 또한, 소정의 장소에 있는 패턴에만 주목하여 최적 노광량을 산출할 수 있다.

상기 패턴은 현상에 의해 형성된 현상 패턴(예를 들면 감광성 재료의 패턴)이라도 좋다. 이 경우, 치수 비교 수단은 현상 패턴의 치수와 목표치를 비교하여 치수차를 산출한다.

이와 같이 현상 패턴의 치수를 사용함으로써, 후술하는 에칭 패턴을 이용하는 경우보다도 빠른 시기에 최적 노광량을 산출할 수 있다.

다른쪽, 상기 패턴은 에칭에 의해 형성된 에칭 패턴이라도 된다. 이 경우, 치수 비교 수단은 에칭 패턴의 치수와 목표치를 비교하여 치수차를 산출한다. 또, 상기 에칭 패턴으로는 예를 들면, 현상 패턴을 마스크로 하여 도전층이나 절연층 등을 에칭함으로써 형성되는 패턴이 포함된다.

이와 같이 에칭 후의 패턴 치수를 사용함으로써 에칭 상태의 변동에도 대응할 수 있다.

본 발명의 반도체 제조 시스템은 바람직하게는 상기 노광량, 패턴 치수, 치수차 및 최적 노광량을 보존하는 데이터 보존 수단을 포함한다.

그에 따라, 과거의 데이터를 필요에 따라서 유효하게 이용할 수 있어, 최적 노광량의 산출을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 새로운 패턴을 형성하는 경우에도 상기한 데이터를 참고로 하여 최적 노광량을 결정할 수 있다.

본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법은 하기의 각 공정을 포함한다. 감광성 재료를 도포한다. 노광 장치에 의해 상기 감광성 재료를 노광한다. 상기 노광 시 노광 장치의 노광량을 검출한다. 감광성 재료의 현상을 행한다. 현상 후에 형성된 패턴의 치수를 검출한다. 검출된 상기 패턴의 치수와 목표치를 비교하여 치수차를 산출한다. 치수차와 노광량과 이용하여 최적 노광량을 산출한다. 최적 노광량이 되도록 노광 장치의 노광량을 제어한다.

상기한 바와 같이 노광 장치의 노광량을 검출하고, 현상 후에 형성된 패턴의 치수와 목표치를 비교하여 치수차를 산출함으로써, 이들의 값을 이용하여 최적 노광량을 자동적으로 산출할 수 있다. 이와 같이 산출된 최적 노광량이 되도록 노광 장치의 노광량을 제어함으로써, 기초의 변동이나 노광 장치의 흔들림 등이 생긴 경우에서도 빠른 시기에 최적 노광량에서의 노광을 행할 수 있다.

또, 전술한 반도체 제조 시스템의 경우와 마찬가지로, 상기 패턴의 환산 계수와 치수차와의 곱을 노광량에 더함으로써, 최적 노광량을 산출해도 된다. 또한, 복수의 패턴이 형성된 경우, 상기 환산 계수와 치수차와의 곱의 값으로서 각 패턴에 대한 상기 곱의 값의 평균치를 이용해도 되며 각 패턴에 대한 곱의 값을 크기 순서로 배열한 경우의 중앙치를 선택해도 되고, 각 패턴에 대한 곱의 값에 각 패턴에 따른 계수를 곱하여 더한 후에 상기 계수의 합으로 제한 값을 이용해도 된다. 그에 따라, 반도체 제조 시스템의 경우와 마찬가지의 효과를 기대할 수 있다.

또한, 복수의 패턴이 형성된 경우 복수의 패턴의 중에서부터 원하는 패턴을 선택하는 공정을 포함해도 된다. 이 경우, 선택된 상기 패턴에 대하여 치수차를 산출하고 상기 치수차를 이용하여 최적 노광량을 산출한다. 그에 따라, 예를 들면 중요한 패턴에 대한 최적 노광량을 산출할 수 있다.

또한, 상기 패턴이 현상에 의해 형성된 현상 패턴인 경우, 패턴 치수 검출 공정은 현상 패턴의 치수와 목표치를 비교하여 치수차를 산출하는 공정을 포함하고, 다른쪽, 상기 패턴이 에칭에 의해 형성된 에칭 패턴인 경우, 패턴 치수 검출 공정은 에칭 패턴의 치수와 목표치를 비교하여 치수차를 산출하는 공정을 포함한다. 이 경우에도 전술한 반도체 제조 시스템의 경우와 마찬가지의 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에 따른 반도체 장치는 사진 제판 후에 형성된 패턴의 치수와 목표치와의 치수차 및 사진 제판 시의 노광 장치의 노광량을 이용하여 산출된 최적 노광량으로 감광성 재료의 노광을 행하고, 상기 노광 후에 감광성 재료의 현상을 행하고, 이 현상 후의 감광성 재료를 이용하여 에칭을 행함으로써 형성된 부분을 포함한다.

상기한 바와 같이 최적 노광량으로 노광을 행하여 형성한 패턴(예를 들면 감광성 재료의 패턴)을 이용하여 에칭을 행하고 있으므로 상기 에칭에 의해 형성된 패턴(예를 들면 도전층이나 절연층의 패턴)은 설계치에 매우 가까운 치수의 패턴이 될 수 있다.

도 1은 본 발명의 반도체 제조 시스템의 개략 구성도.

도 2는 본 발명의 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도.

도 3은 본 발명의 반도체 장치의 제조 방법의 순서도.

도 4는 본 발명의 반도체 장치의 제조 방법을 자동 제어하는 경우의 개념도.

도 5는 본 발명의 반도체 장치의 제조 방법을 자동 제어하는 경우의 순서도.

도 6은 본 발명에 의해 형성 가능한 패턴의 일례의 평면도.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 의해 형성 가능한 여러가지 패턴예를 나타내는 평면도.

도 8은 웨이퍼 상의 치수 검사 포인트를 나타내는 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 노광량 검출 수단

2 : 패턴 치수 검출 수단

3 : 호스트 컴퓨터

4 : 노광 장치

5 : 노광량 제어 수단

6 : 데이터 보존 수단

7 : 패턴 선택 수단

10b ~ 10d : 패턴

이하, 도 1 내지 도 8을 이용하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.

＜실시 형태 1＞

도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조 시스템의 개략 구성도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조 시스템은 노광량 검출 수단(1)과, 패턴 치수 검출 수단(2)과, 호스트 컴퓨터(3)와, 노광 장치(4)와, 노광량 제어 수단(5)을 포함한다.

노광량 검출 수단(1)은 노광 장치(4)의 노광량을 검출한다. 패턴 치수 검출 수단(2)은 사진 제판 후에 형성된 패턴의 치수를 검출한다. 이 패턴에는 예를 들면 포토 레지스트 등의 감광성 재료의 패턴과, 감광성 재료의 패턴을 마스크로 하여 에칭함으로써 형성된 도전층이나 절연층 등의 패턴과의 양쪽을 포함한다. 노광량 제어 수단(5)은 노광 장치(4)의 노광량이 최적 노광량이 되도록 노광량을 제어한다.

노광량 검출 수단(1)에 의한 노광량의 검출은 예를 들면 노광 시간이나 조도를 검출함으로써 행할 수 있다. 또한, 노광량 제어 수단(5)에 의한 노광량의 제어는 예를 들면 노광 시간이나 조도를 조절함으로써 행할 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 호스트 컴퓨터(3)는 데이터 보존 수단(6)과, 패턴선택 수단(7)과, 치수 비교 수단(8)과, 최적 노광량 산출 수단(9)을 포함한다.

데이터 보존 수단(6)은 노광량 검출 수단(1)에 의해 검출된 노광량, 패턴 치수 검출 수단(2)에 의해 검출된 치수, 치수 비교 수단(8)에 의해 산출된 치수차 및 최적 노광량 산출 수단(9)에 의해 산출된 최적 노광량 등의 데이터를 보존한다. 그에 따라, 과거의 데이터를 필요에 따라서 유효하게 이용할 수 있어, 최적 노광량의 산출을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 새로운 패턴을 형성하는 경우에도 상기한 데이터를 참고로 하여 최적 노광량을 결정할 수 있다.

패턴 선택 수단(7)은 복수의 패턴이 형성된 경우에 복수의 패턴 중에서부터 원하는 패턴을 선택한다. 이 패턴 선택 수단(7)을 설치함으로써, 예를 들면 중요한 패턴에만 주목하여 최적 노광량을 산출할 수 있다. 또한, 소정의 장소에 있는 패턴에만 주목하여 최적 노광량을 산출할 수 있다.

치수 비교 수단(8)은 패턴 치수 검출 수단(2)에 의해 검출된 실제의 패턴 치수와, 패턴 치수의 목표치를 비교하여 치수차를 산출한다. 따라서, 치수차는 플러스의 값이 되는 경우도 있지만 마이너스의 값이 되는 경우도 있다.

상기 패턴이 현상에 의해 형성된 현상 패턴(예를 들면 감광성 재료의 패턴)인 경우, 치수 비교 수단(8)은 현상 패턴의 치수와 목표치를 비교하여 치수차를 산출한다. 그에 따라, 후술하는 에칭 패턴을 이용하는 경우보다도 빠른 시기에 최적 노광량을 산출할 수 있다.

다른쪽, 상기 패턴이 에칭에 의해 형성된 에칭 패턴(도전층이나 절연층 등의 패턴)인 경우, 치수 비교 수단(8)은 에칭 패턴의 치수와 목표치를 비교하여 치수차를 산출한다. 이와 같이 에칭 후의 패턴 치수를 사용함으로써 에칭 상태의 변동에도 대응할 수 있다.

최적 노광량 산출 수단(9)은 상기 치수차와 노광량을 이용하여 최적 노광량을 산출한다. 최적 노광량은 예를 들면, 패턴의 환산 계수와 치수차와의 곱을 현상의 노광량에 더함으로써 산출 가능하다.

상기 치수차와, 최적 노광량과 현상의 노광량과의 차와의 상관 관계를 구하고, 이 관계를 기초로 하여 각 패턴에 대하여 상기한 환산 계수를 구하는 것은 가능하다. 이 환산 계수에 치수차를 곱함으로써, 현상의 노광량과 최적 노광량과의 차를 얻을 수 있다. 이 차를 현상의 노광량에 더함으로써 최적 노광량을 산출할 수 있다.

이와 같이 산출된 최적 노광량이 되도록 노광량 제어 수단(5)에 의해 노광 장치(4)의 노광량을 제어한다. 그에 따라, 기초의 변동이나 노광 장치의 흔들림 등이 생긴 경우에서도 빠른 시기에 또한 간이하게 최적 노광량에서의 노광을 행할 수 있어, 사진 제판 후에 형성된 패턴 치수가 목표치로부터 어긋난 경우라도 빠른 시기에 패턴 치수를 목표치에 가깝게 할 수 있다.

복수의 패턴이 형성된 경우, 최적 노광량 산출 수단(9)에 의해 각 패턴에 대하여 환산 계수와 치수차와의 곱을 산출해도 된다. 이 경우, 최적 노광량 산출 수단(9)은 각 패턴에 대한 상기 곱의 값의 평균치를 구하는 제1 연산 수단(12)과, 각 패턴에 대한 상기 곱의 값을 크기 순서로 배열한 경우의 중앙치를 선택하는 제2 연산 수단(13)과, 각 패턴에 대한 상기 곱의 값에 각 패턴에 따른 계수를 곱하여 각각 더한 후에 상기 계수의 합으로 제하는 제3 연산 수단(13)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 연산 수단을 갖는다.

상기한 제1 연산 수단(12)에 의해, 복수의 패턴의 치수의 평균치가 되도록 각 패턴의 치수를 제어할 수 있다. 또한, 제2 연산 수단(13)에 의해, 복수의 패턴의 치수 중의 중앙치가 되도록 각 패턴의 치수를 제어할 수 있다. 또한, 제3 연산 수단(14)에 의해, 복수의 패턴 중 원하는 패턴의 치수에 웨이팅(weighting)을 행한 결과의 값이 되도록 각 패턴의 치수를 제어할 수 있다.

＜실시 형태 2＞

다음에, 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 대하여 도 2 및 도 3을 이용하여 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법에서의 각 공정을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법의 순서도이다.

도 2 및 도 3을 참조하여 우선 포토레지스트 등의 감광성 재료를 로트 a의 웨이퍼 상에 도포하고, 노광 장치(4)에 의해 이 감광성 재료를 노광한다. 이 때, 노광량 검출 수단(1)에 의해 노광 시에서의 노광 장치(4)의 노광량을 검출한다.

다음에, 상기 감광성 재료의 현상을 행한 후, 패턴 치수 검출 수단(2)에 의해 현상 후에 형성된 패턴의 치수를 검출한다. 이 패턴 치수의 검출은 에칭 전과 에칭 후 중 어느 하나에서 행해도 된다. 에칭 전에는 예를 들면, 레지스트 패턴의 치수를 검출하고, 에칭 후에는 예를 들면, 배선 패턴이나 컨택트홀의 치수를 검출한다.

그 후, 치수 비교 수단(8)에 의해, 검출된 상기 패턴의 치수와 목표치를 비교하여 치수차를 산출한다. 이 치수차와 상기 노광량을 이용하여, 최적 노광량 산출 수단(9)에 의해 다음 로트인 로트 b의 최적 노광량을 산출한다.

여기서, 최적 노광량 Ep의 산출 방법의 일례에 대하여 설명한다. 노광 시의 노광량을 E, 패턴의 환산 계수를 K, 치수차를 D로 하면, 최적 노광량 Ep가 하기의 수학식 1에서 산출된다.

노광량이 상기한 수학식 1에서 산출된 최적 노광량이 되도록 노광량 제어 수단(5)에 의해 노광 장치(4)의 노광량(예를 들면 노광 시간)을 제어한다. 이 최적 노광량으로 로트 b에 대하여 노광을 행한 후, 상기한 경우와 마찬가지로 현상 및 치수 검사를 행한다.

이와 같이, 과거의 데이터를 이용하여 최적 노광량을 산출하고 다음에 처리하는 로트의 노광량으로서 상기한 최적 노광량을 피드백한다. 그에 따라, 하부층이나 노광 장치의 변동분을 고려하여 산출된 최적 노광량으로 다음에 처리할 로트의 노광을 행할 수 있다. 이상과 같은 일련의 작업을 각 로트, 각 공정에 대하여 행한다.

＜실시 형태 3＞

다음에, 상기한 방법을 자동으로 행하는 시스템에 대하여 도 4 및 도 5를 이용하여 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 자동 제어의 개념도이며, 도 5는 해당자동 제어의 순서도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 상술한 수법에서 행하는 사진 제판 처리 시의 사용 노광량 데이터를 호스트 컴퓨터(3)에 입력하고 또한 사진 제판 처리 후에 행해지는 치수 검사에서의 치수 데이터를 호스트 컴퓨터(3)에 입력한다. 그리고, 호스트 컴퓨터(3)의 상기 사용 노광량 데이터와 치수 데이터를 이용하여 상술한 수법에서 최적 노광량을 산출한다.

이 최적 노광량 데이터를 호스트 컴퓨터(3)로부터 노광량 제어 수단에 입력하고 노광 장치의 노광량을 자동적으로 제어한다.

다음에, 도 5를 이용하여 상기한 시스템의 동작에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 여기서, 이미 로트 a, b, c의 순서로 처리가 행해지고 있으며, 이제부터 로트 d의 처리를 행하는 것이라고 가정한다. 그리고, 호스트 컴퓨터(3)에는 로트 a ∼ 로트 c의 노광량 데이터, 치수 데이터, 치수차 데이터 및 최적 노광량 데이터가 보존되어 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 우선 노광량을 결정한다. 우선치로서 호스트 컴퓨터(3)에 고정치가 등록되어 있으면 그 값을 사용한다. 이 값이 등록되어 있지 않으면, 과거의 로트 a, b, c의 데이터로부터 최적 노광량(계산치)을 산출한다. 과거의 데이터가 없는 경우에는 선행치로서 새롭게 고정치를 등록한다. 각 값의 우선 순위는 우선치, 계산치, 선행치의 순이다.

여기서, 고정치가 등록되어 있지 않은 것이라고 가정하고, 로트 d의 최적 노광량의 산출 방법의 일례에 대하여 설명한다. 로트 a, b, c의 최적 노광량을 각각Ep1, Ep2, Ep3으로 하면, 로트 d의 최적 노광량 Ep4는 하기의 수학식 2에서 산출할 수 있다.

이와 같이, 과거의 로트의 최적 노광량의 평균치를 지금부터 처리하는 로트의 최적 노광량으로서 채택해도 된다.

상기한 수학식에 따라서 자동적으로 산출된 최적 노광량을 호스트 컴퓨터(3)로부터 노광량 제어 수단(5)에 자동적으로 송신하고, 이 노광량으로 로트 d의 사진 제판 처리를 행한다. 이 때, 로트 d의 노광량을 검출하고, 이것을 호스트 컴퓨터(3)에 보존한다. 사진 제판 처리 종료 후, 치수 검사를 행하고, 치수 데이터를 호스트 컴퓨터(3)에 보존한다. 그 후, 로트 d는 다음 공정으로 반송된다.

＜실시 형태 4＞

다음에, 본 발명에 따른 반도체 장치에 대하여 설명한다. 본 발명에 따른 반도체 장치는 상술 방법에 의해 제조된다.

즉, 본 발명에 따른 반도체 장치는 사진 제판 후에 형성된 패턴의 치수와 목표치와의 치수차와, 사진 제판 시의 노광 장치의 노광량을 이용하여 산출된 최적 노광량으로 감광성 재료의 노광을 행하고, 상기 노광 후에 감광성 재료의 현상을 행하고 이 현상 후의 감광성 재료를 이용하여 에칭을 행함으로써 형성된 패턴을 포함한다.

이와 같이 최적 노광량으로 노광을 행하여 형성한 패턴을 이용하여 에칭을행함으로써, 거의 초기 설계 그대로의 치수의 패턴을 형성할 수 있어서, 이러한 패턴을 포함함으로써 고성능 또한 고신뢰성을 포함하는 반도체 장치가 될 수 있다.

이하, 도 6 ∼ 도 8을 이용하여 본 발명에 따른 최적 노광량의 산출 방법의 구체예에 대하여 설명한다. 상술한 반도체 장치는 예를 들면, 도 7a, 도 7b, 및 도 7c에서 점선으로 나타내는 설계치에 가까운 치수의 패턴(예를 들면 배선 패턴이나 홀 패턴)을 포함한다.

＜실시 형태 5＞

도 6은 사진 제판 패턴의 평면도이다. 본 실시 형태 5에서는 레지스트 등의 감광성 재료의 패턴(10a)을 형성하는 경우에 대하여 설명한다.

도 6에서 L1은 패턴(10a)의 치수의 목표치이고, L2는 패턴(10a)의 치수의 실측치라고 한다. 이 경우에, 치수 L1과 치수 L2와의 치수차를 산출하고 또한 패턴(10a) 형성을 위한 사진 제판 시의 노광량을 검출하고, 이들의 값을 이용하여 전술한 수법으로 최적 노광량을 산출한다.

구체적으로는 노광 시의 노광량을 E, 패턴의 환산 계수를 K로 하면, 최적 노광량 Ep가 하기의 수학식 3으로 산출된다.

상기한 수학식 3을 이용하여 산출된 최적 노광량으로 다음 로트의 사진 제판 처리를 행하여 패턴을 형성한다. 그에 따라, 도 6에서 점선으로 나타내는 패턴의 치수 L1에 가까운 치수를 갖는 이상적인 패턴을 형성할 수 있는 것으로 생각된다.

＜실시 형태 6＞

다음으로, 도 7a ∼ 도 7c는 웨이퍼에 전사된 여러가지 패턴의 평면도이다. 구체적으로는 배선 패턴이나 홀 패턴 등의 형상예를 나타낸다.

본 발명에 따른 반도체 제조 시스템은 도 1에 도시한 바와 같이 패턴 선택 수단(7)을 가지고 있으므로, 최적 노광량 산출 시에 계산에 사용하는 패턴을 선택할 수 있다. 예를 들면 도 7a ∼ 도 7c에 나타내는 3 종류의 패턴(10b ∼ 10d)을 웨이퍼에 형성하는 경우, 패턴(10b)을 기준으로 하여 최적 노광량을 산출할 수 있고 또 패턴(10b ∼ 10d) 전부를 기준으로 하여 최적 노광량을 산출할 수 있다. 즉, 목표치에 맞추고자 하는 패턴을 선택할 수 있다.

여기서, 우선 패턴(10b)을 기준으로 하여 최적 노광량을 산출하는 수법에 대하여 설명한다. 패턴(10b)의 노광 시의 노광량을 E, 패턴의 환산 계수를 K로 하여, 목표치를 L11로 하고, 패턴(10b)의 현상의 치수를 L21로 하면 최적 노광량 Ep는 하기의 수학식 4에서 산출된다.

상기한 수학식 4에서 산출되는 최적 노광량으로 다음 로트의 노광을 행하여 레지스트 패턴을 형성하고, 이 레지스트 패턴을 이용하여 에칭함으로써, 각 패턴(10b ∼ 10d)의 치수를 목표치 L11에 가깝게 할 수 있다.

다음에, 패턴(10b ∼ 10d) 전부를 기준으로 하여 최적 노광량을 산출하는 수법에 대하여 설명한다. 패턴(10b ∼ 10d)의 노광 시의 노광량을 E, 패턴(10b ∼ 10d)의 환산 계수를 K1, K2, K3으로 하고, 목표치를 L11, L12, L13으로 하고, 패턴(10b)의 실제의 치수를 L21, L22, L23으로 하면 최적 노광량 Ep는 도 1의 제1 연산 수단(12)을 이용하여 하기의 수학식 5에 따라서 산출된다.

상기한 수학식 5에서 산출되는 최적 노광량으로 다음 로트의 노광을 행하여 레지스트 패턴을 형성하고, 이 레지스트 패턴을 이용하여 에칭함으로써, 각 패턴(10b ∼ 10d)의 치수를 목표치 L11 ∼ L13의 평균치에 가깝게 할 수 있다.

또, 본 실시 형태 6에서는 3 종류의 패턴에 대해서 설명하였지만, 패턴의 종류는 몇 종류라도 좋다. 또한, 선택하는 패턴의 수는 임의로 변경 가능하다.

＜실시 형태 7＞

상술한 실시 형태 6에서 각 패턴(10b ∼ 10d)에 웨이팅을 할 수 있다. 예를 들면, 패턴(10b ∼ 10d)에 l : m : n으로 웨이팅을 한 경우에는 도 1에서의 제3 연산 수단(14)을 이용하여, 최적 노광량 Ep는 하기의 수학식 6에 따라서 산출된다.

이에 따라, 원하는 패턴에 웨이팅을 행하여 최적 노광량을 산출할 수 있다.

＜실시 형태 8＞

다음에, 도 8은 웨이퍼(11) 상의 치수 검사 포인트 A1 ∼ An을 도시한 도면이다. 도 8에 나타내는 포인트 A1 ∼ An에서의 패턴의 치수를 측정하고, 이 치수와 노광량을 기초로 하여 최적 노광량을 산출한다.

구체적으로는, 포인트 A1 ∼ An에서의 노광 시의 노광량을 E, 포인트 A1 ∼ An에서의 패턴의 환산 계수를 K1 ∼ Kn으로 하고, 각 패턴의 치수의 목표치를 L11 ∼ L1n으로 하고, 각 패턴의 현상의 치수를 L21 ∼ L2n으로 하면 최적 노광량 Ep가 제1 연산 수단(12)을 이용하여, 하기의 수학식 7에 따라서 산출된다.

또, 포인트 A1 ∼ An 중의 일부의 포인트를 선택하여 최적 노광량을 산출해도 된다. 또한, 도 8에서 사각으로 나타내는 영역(예를 들면 쇼트 영역)마다 최적 노광량을 산출해도 된다.

또한, 환산 계수와, 각 패턴의 치수와 목표치와의 차와의 곱의 값으로 하여, 상술된 바와 같이 평균치를 이용하는 대신, 제2 연산 수단(13)을 이용하여 상기 곱의 값을 크기 순서대로 배열한 경우의 중앙치를 채택해도 된다.

이상과 같이 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명을 행하였지만, 이번 개시한 실시 형태는 단지 예시적일 뿐 제한적인 것으로 생각해서는 안된다. 본 발명의 범위는 특허 청구의 범위에 의해서 나타내며 특허 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조 시스템 및 반도체 장치의 제조 방법에 따르면, 기초의 변동이나 노광 장치의 흔들림 등이 생긴 경우에서도 최적 노광량으로 노광을 행할 수 있으므로, 사진 제판 후에 형성된 패턴 치수가 목표치로부터 어긋나는 것을 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 반도체 장치에 따르면, 설계치와 동일 혹은 설계치에 매우 가까운 치수의 패턴을 안정적으로 형성할 수 있으므로, 수율이 향상할 뿐만 아니라 성능이 우수하며 높은 신뢰성을 갖는 반도체 장치가 얻어진다.

Claims (3)

1. 반도체 제조 시스템에 있어서,

   노광 장치(4)의 노광량을 검출하는 노광량 검출 수단(1)과,

   사진 제판 후에 형성된 패턴의 치수를 검출하는 패턴 치수 검출 수단(2)과,

   상기 패턴 치수 검출 수단에 의해 검출된 패턴 치수와 목표치를 비교하여 치수차를 산출하는 치수 비교 수단(8)과,

   상기 치수차 및 상기 노광량을 이용하여 최적 노광량을 산출하는 최적 노광량 산출 수단(9)과,

   상기 최적 노광량 산출 수단에 의해 산출된 최적 노광량이 되도록 상기 노광 장치의 노광량을 제어하는 노광량 제어 수단(5)을 포함하고,

   상기 최적 노광량 산출 수단은, 상기 패턴의 환산 계수와 상기 치수차와의 곱을, 상기 노광량에 더함으로써 상기 최적 노광량을 산출하고,

   복수의 상기 패턴이 형성되고, 상기 최적 노광량 산출 수단은, 각 상기 패턴에 대하여 상기 환산 계수와 상기 치수 차와의 곱을 산출하여, 상기 각 패턴에 대한 상기 곱의 값의 평균치를 구하는 제1 연산 수단과, 상기 각 패턴에 대한 상기 곱의 값을 크기 순서로 배열한 경우의 중앙치를 선택하는 제2 연산 수단과, 상기 각 패턴에 대한 상기 곱의 값에 상기 각 패턴에 따른 계수를 곱하여 각각 더한 후에 상기 계수의 합으로 제산하는 제3 연산 수단으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 연산 수단을 갖는 반도체 제조 시스템.
2. 반도체 장치의 제조 방법에 있어서,

   감광성 재료를 도포하는 단계와,

   노광 장치(4)에 의해 상기 감광성 재료를 노광하는 단계와,

   상기 노광 장치의 노광량을 검출하는 단계와,

   상기 감광성 재료의 현상을 행하는 단계와,

   상기 현상 후에 형성된 패턴의 치수를 검출하는 단계와,

   검출된 상기 패턴의 치수와 목표치를 비교하여 치수차를 산출하는 단계와,

   상기 치수차와 상기 노광량을 이용하여 최적 노광량을 산출하는 단계와,

   상기 최적 노광량이 되도록 상기 노광 장치의 노광량을 제어하는 단계와,

   상기 패턴의 환산 계수와 상기 치수차와의 곱을, 상기 노광량에 더함으로써, 상기 최적 노광량을 산출하는 단계와,

   복수의 상기 패턴이 형성되고, 상기 패턴의 환산 계수와 상기 치수차와의 곱의 값으로서, 각각의 상기 패턴에 대한 상기 곱의 값의 평균치를 이용하는 단계

   를 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
3. 반도체 장치에 있어서,

   사진 제판 후에 형성된 패턴의 치수와 목표치와의 치수차 및 상기 사진 제판 시의 노광 장치(4)의 노광량을 이용하여 산출된 최적 노광량으로 감광성 재료의 노광을 행하고, 상기 노광 후에 상기 감광성 재료의 현상을 행하며 상기 현상 후의 상기 감광성 재료를 이용하여 에칭을 행함으로써 형성된 패턴(10a)을 포함하고,

   상기 패턴의 환산 계수와 상기 치수차와의 곱을, 상기 노광량에 더함으로써, 상기 최적 노광량을 산출하고,

   복수의 상기 패턴이 형성되고, 상기 패턴의 환산 계수와 상기 치수차와의 곱의 값으로서, 각각의 상기 패턴에 대한 상기 곱의 값의 평균치를 이용하는 반도체 장치.