KR100546106B1

KR100546106B1 - Exposure range measurement method

Info

Publication number: KR100546106B1
Application number: KR1020040022074A
Authority: KR
Inventors: 최중일
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2006-01-24
Also published as: KR20050096634A

Abstract

본 발명은 노광범위 측정방법에 관한 것으로, 노광범위를 보다 정량적으로 측정할 수 있도록 하기 위하여, 노광에너지의 고저에 무관하게 반도체기판 상에 패터닝되는 제1차광패턴과 노광에너지의 고저에 따라 반도체기판 상에 형성되는 패턴의 선폭이 변화되는 제2차광패턴이 설계된 마스크를 이용한 노광공정시 에너지의 크기를 변화시키며 실시하여 상기 노광공정시 가장 강한 빛의 세기를 가지는 부분과 상기 제1차광패턴의 중앙부분까지 거리를 체크하고, 상기 거리에 대응되는 에너지 크기를 수치화함으로써 노광범위를 정량화하고 그에 따른 노광범위 마진을 확보할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a method for measuring an exposure range, in order to be able to measure the exposure range more quantitatively, the semiconductor substrate according to the height of the first light-shielding pattern and the exposure energy patterned on the semiconductor substrate irrespective of the height of the exposure energy. Changing the magnitude of the energy during the exposure process using a mask in which the second light shielding pattern whose line width of the pattern formed on the pattern is changed is changed to perform the portion having the strongest light intensity during the exposure process and the center of the first light shielding pattern. The present invention relates to a technology for quantifying an exposure range and ensuring an exposure range margin by checking a distance to a portion and quantifying an energy size corresponding to the distance.

Description

Method for measuring exposure range {Method for measuring exposure latitude}

도 1a 내지 도 1d 는 본 발명의 실시예에서 노광에너지 변화에 따라 반도체기판 상에 형성되는 감광막패턴을 도시한 단면도.1A to 1D are cross-sectional views illustrating a photosensitive film pattern formed on a semiconductor substrate according to a change in exposure energy in an embodiment of the present invention.

도 2 는 에너지 변화에 따른 가장 강한 빛의 위치 변화를 도시한 그래프.2 is a graph showing the change in the position of the strongest light according to the energy change.

< 도면의 주요 부분데 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

11 : 제1감광막패턴 13 : 제2감광막패턴11: first photoresist pattern 13: second photoresist pattern

본 발명은 노광범위의 측정방법에 관한 것으로, 반도체소자의 고집적화에 따라 리소그래피 공정에서 감광막 평가에 있어 매우 중요한 EL ( exposure latitude ) 마진을 측정할 수 있는 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring an exposure range, and more particularly, to a method capable of measuring an exposure latitude (EL) margin, which is very important for photosensitive film evaluation in a lithography process according to high integration of semiconductor devices.

일반적으로, 반도체소자의 제조 공정중 리소그래피공정은 소정의 패턴을 반도체기판 상에 형성하는 여러가지 노광장치를 사용하고 있다. Generally, the lithography process in the manufacturing process of a semiconductor element uses the various exposure apparatus which forms a predetermined pattern on a semiconductor substrate.

최근에는, 반도체소자의 고집적화에 따라 마스크 또는 레티클 (이하, 「레티클」 이라 총칭함) 에 형성된 미세패턴을 투영광학계를 통해 감광막이 도포된 기판 상의 복수의 쇼트영역에 비교적 높은 쓰루풋으로 정밀도 좋게 전사 가능한 스텝· 앤드·리피트 방식의 축소투영노광장치 (소위 스테퍼) 나, 이 스테퍼를 개량한 스텝·앤드·스캔 방식의 주사형 노광장치 (소위 스캐닝·스테퍼) 등의 순차이동형의 투영노광장치가 주로 사용되고 있다.Recently, in accordance with high integration of semiconductor devices, fine patterns formed on a mask or a reticle (hereinafter, collectively referred to as a "reticle") can be accurately transferred to a plurality of shot regions on a substrate coated with a photosensitive film through a projection optical system with relatively high throughput. Sequentially shifted projection exposure apparatuses, such as a step-and-repeat reduction projection exposure apparatus (so-called stepper), or a step-and-scan scanning exposure apparatus (so-called scanning stepper) that has improved this stepper, are mainly used. have.

한편, 반도체소자가 고집적화에됨에 따라 리소그래피 공정에서 포지티브형 감광막 ( positive resist ) 평가에 있어서 노광범위 ( EL ) 가 매우 중요하게 되었다. On the other hand, as semiconductor devices have been highly integrated, the exposure range EL has become very important in the evaluation of positive resists in a lithography process.

종래에는 엔지니어가 직접 노광장비의 에너지에 따른 패턴 DICD ( Development Inspection Critical Dimension ) 를 조사하여 셈 ( SEM ) 으로 EL 마진을 육안으로 측정하였다. In the related art, the engineer directly examines the pattern DICD (Development Inspection Critical Dimension) according to the energy of the exposure equipment, and visually measures the EL margin by SEM.

그러나, 육안으로는 반도체소자의 고집적에 충분하도록 정확한 EL 마진을 측정할 수 없어 초고집적화되는 반도체소자의 신뢰성 및 특성을 열화시키는 문제점을 유발시킨다. However, the naked eye cannot measure an accurate EL margin enough for high integration of the semiconductor device, causing a problem of deteriorating the reliability and characteristics of the highly integrated semiconductor device.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 마스크 상에 특정 패턴을 형성하고 노광공정으로 형성된 패턴의 신호를 측정함으로써 노광 범위를 정확하게 측정할 수 있도록 하는 노광범위 측정방법을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an exposure range measuring method for accurately measuring an exposure range by forming a specific pattern on a mask and measuring a signal of a pattern formed by an exposure process in order to solve the above problems of the prior art. There is this.

이상의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 노광범위 측정방법은, In order to achieve the above object, the exposure range measuring method according to the present invention,

노광에너지의 고저에 무관하게 반도체기판 상에 패터닝되는 제1차광패턴과 노광에너지의 고저에 따라 반도체기판 상에 형성되는 패턴의 선폭이 변화되는 제2 차광패턴이 설계된 마스크를 이용한 노광공정시 에너지의 크기를 변화시키며 실시하여 상기 노광공정시 가장 강한 빛의 세기를 가지는 부분과 상기 제1차광패턴의 중앙부분까지 거리를 측정하고,Regardless of the exposure energy, the energy of the exposure process using a mask designed with a first light shielding pattern patterned on the semiconductor substrate and a second light shielding pattern whose line width of the pattern formed on the semiconductor substrate is varied according to the height of the exposure energy is changed. In varying sizes, the distance between the portion having the strongest light intensity and the center portion of the first light blocking pattern is measured during the exposure process.

상기 거리에 대응되는 에너지 크기를 수치화함으로써 노광범위를 정량화하는 것을 특징으로 한다. It is characterized by quantifying the exposure range by quantifying the energy size corresponding to the distance.

한편, 본 발명의 원리는 노광장비의 에너지를 변화시키며 마스크 상의 특정 패턴을 노광시켜 상기 특정 패턴의 신호를 변화시킴으로써 EL 마진 ( exposure latitude margin )을 정량적으로 측정할 수 있도록 하는 것이다.On the other hand, the principle of the present invention is to change the energy of the exposure equipment and to expose a specific pattern on the mask to change the signal of the specific pattern to be able to quantitatively measure the EL margin (exposure latitude margin).

여기서, 상기 마스크는 석영기판 상에 노광에너지의 고저에 관계없이 반도체기판 상에 패터닝되는 제1차광패턴과, 노광에너지의 고저에 따라 반도체기판 상에 형성되는 패턴의 선폭이 변화되는 제2차광패턴이 설계된 것이다. The mask may include a first light blocking pattern patterned on the semiconductor substrate regardless of the height of the exposure energy on the quartz substrate, and a second light blocking pattern in which the line width of the pattern formed on the semiconductor substrate is changed according to the height of the exposure energy. This is designed.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 도 1d 는 본 발명에 따라 마스크 상의 특정 패턴이 반도체기판 상에 패터닝된 것을 도시한 단면도이다. 1A to 1D are cross-sectional views showing that a specific pattern on a mask is patterned on a semiconductor substrate in accordance with the present invention.

도 1a 는 가장 낮은 에너지를 이용한 노광공정으로 반도체기판 상에 감광막패턴을 형성한 것을 도시한 단면도이다. 여기서, 상기 노광공정은, 석영기판 상에 노광에너지의 고저에 관계없이 반도체기판 상에 패터닝되는 제1차광패턴과, 노광에너지의 고저에 따라 반도체기판 상에 형성되는 패턴의 선폭이 변화되는 제2차광패턴이 설계된 노광마스크를 이용하여 실시하는 것이다. 1A is a cross-sectional view illustrating the formation of a photosensitive film pattern on a semiconductor substrate by an exposure process using the lowest energy. The exposure process may include a first light blocking pattern patterned on the semiconductor substrate regardless of the elevation of the exposure energy on the quartz substrate, and a second line width of the pattern formed on the semiconductor substrate according to the elevation of the exposure energy. This is performed using an exposure mask designed with a light shielding pattern.

도 1a를 참조하면, 상기 감광막패턴은 제1감광막패턴(11)과 제2감광막패턴(13)으로 구비되며 가장 낮은 에너지를 이용한 노광공정으로 상기 제2감광막패턴(13)이 정상적으로 패터닝된 것으로, 신호 "A"가 오른쪽으로 이동되어 있다.Referring to FIG. 1A, the photoresist pattern includes a first photoresist pattern 11 and a second photoresist pattern 13, and the second photoresist pattern 13 is normally patterned by an exposure process using the lowest energy. The signal "A" has moved to the right.

도 1b 내지 도 1d를 참조하면, 상기 도 1a로부터 점차적으로 큰 노광 에너지를 사용하여 노광공정을 실시하는 경우 상기 제2감광막패턴(13)이 점점 작게 패터닝되어 상기 도 1d 의 공정에서는 완전히 제거된 형태로 형성된다. 1B to 1D, when the exposure process is performed using gradually larger exposure energy from FIG. 1A, the second photoresist pattern 13 is gradually patterned to be completely removed in the process of FIG. 1D. Is formed.

상기 도 1a 내지 도 1d 에 도시된 신호 "A" 는 노광에너지가 가장 작은 도 1a 에서 최대값을 나타내고, 상기 노광에너지가 커질수록 그 값이 작아지게 된다. The signal "A" shown in FIGS. 1A to 1D represents a maximum value in FIG. 1A having the smallest exposure energy, and as the exposure energy increases, the value becomes smaller.

여기서, 상기 신호 "A" 의 값은 상기 제1감광막패턴(11)의 중심으로부터 이동된 신호의 중심까지의 거리를 말하는 것이다. 이때, 상기 신호 "A" 의 가장 큰 값을 임의로 "Amax"로 고정시킨다. Here, the value of the signal "A" refers to the distance from the center of the first photosensitive film pattern 11 to the center of the moved signal. At this time, the largest value of the signal "A" is arbitrarily fixed to "Amax".

도 2 는 상기 도 1a 내지 도 1d 와 같이 에너지의 변화량에 따른 A 값 변화를 그래프로 도시한 것이다. 2 is a graph showing a change in A value according to an amount of change in energy as shown in FIGS. 1A to 1D.

도 2를 참조하면, 상기 노광 에너지가 커지면 제2감광막패턴(13) 일부의 CD 가 작아지면서 신호의 중심부분이 상기 제1감광막패턴(11) 측으로 이동되어 A 의 크기가 작아짐을 알 수 있다. 이때, 상기 신호 "A" 의 가장 큰 값을 임의로 "Amax"로 고정시킨다. Referring to FIG. 2, it can be seen that when the exposure energy is increased, the CD of a part of the second photoresist pattern 13 is reduced and the central portion of the signal is moved toward the first photoresist pattern 11, thereby decreasing the size of A. At this time, the largest value of the signal "A" is arbitrarily fixed to "Amax".

상기 도 2 는 상기 신호 "A" 의 값이 "Amax" 에서 "0" 에 이르기까지 변할 때 에너지의 변화되는 값 "B"를 노광범위로 나타낸다. FIG. 2 shows the exposure range of the value "B" of energy when the value of the signal "A" changes from "Amax" to "0".

따라서, 상기 도 2 의 "B" 변화를 측정하여 정량화된 EL 마진을 측정한다. Thus, the quantified EL margin is measured by measuring the change in " B "

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 노광범위의 측정방법은, 특정 패턴을 이용하여 노광공정시 에너지 변화에 따른 포지티브 감광막의 노광범위를 정량적으로 측정할 수 있도록 하여 EL 마진을 확보할 수 있도록 하는 효과를 제공한다. As described above, the method for measuring the exposure range according to the present invention has the effect of ensuring the EL margin by quantitatively measuring the exposure range of the positive photoresist film according to the energy change during the exposure process using a specific pattern. To provide.

Claims

Regardless of the height of exposure energy, the energy of the exposure process using a mask designed with a first light shielding pattern patterned on the semiconductor substrate and a second light shielding pattern whose line width of the pattern formed on the semiconductor substrate varies according to the height of the exposure energy. In varying sizes, the distance between the portion having the strongest light intensity and the center portion of the first light blocking pattern is measured during the exposure process.

Exposure range measurement method characterized in that the exposure range is quantified by quantifying the energy size corresponding to the distance.