KR100588911B1 - Method for compensating the mearsurement value of overlay targets - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오버레이 타겟 간의 측정치 보정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for correcting measurements between overlay targets.

본 발명의 오버레이 타겟 간의 측정치 보정 방법은 기판상에 순차적으로 형성하는 레이어들의 정렬을 확인하기 위한 오버레이 패턴을 측정하는 방법에 있어서, (a) 서로 다른 마크 모양의 다수 개의 작업 파일을 생성하는 단계; (b) 상기 각각의 작업 파일의 정렬을 측정하는 단계; (c) 상기 각각의 작업 파일의 보정값을 생성하는 단계; 및 (d) 상기 각각의 작업 파일의 보정값을 피트백하는 단계를 포함하여 이루어진 오버레이 타겟 간의 측정치 보정 방법으로 이루어짐에 기술적 특징이 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of correcting a measurement value between overlay targets, the method comprising: measuring a overlay pattern for confirming alignment of layers sequentially formed on a substrate, the method comprising: (a) generating a plurality of work files having different mark shapes; (b) measuring the alignment of each of the work files; (c) generating correction values for each of the work files; And (d) a method of correcting the measured values between the overlay targets, which comprises the step of fitting back the corrected values of the respective work files.

따라서, 본 발명의 오버레이 타겟 간의 측정치 보정 방법은 각기 다른 마크 모양으로 작성된 레시피의 데이터를 비교 보정함으로써 측정 데이터 간의 오차를 제거하는 장점이 있고, 측정 데이터 간의 신뢰도를 샹항시키는 효과가 있다.Therefore, the method of correcting measurement values between overlay targets of the present invention has the advantage of eliminating errors between measurement data by compensating data of recipes written in different mark shapes, and has an effect of reducing reliability between measurement data.

오버레이, 마크, 레티클, 레시피, 레이어측정Overlay, Mark, Reticle, Recipe, Layer Measurement

Description

오버레이 타겟 간의 측정치 보정 방법{Method for compensating the mearsurement value of overlay targets} Method for compensating the mearsurement value of overlay targets}             

도 1은 종래의 오버레이 측정 방법을 나타낸 흐름도.1 is a flowchart illustrating a conventional overlay measurement method.

도 2는 본 발명에 사용된 오버레이 마크.2 is an overlay mark used in the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 측정치 보정 방법을 나타낸 흐름도.3 is a flowchart showing a method for correcting measured values according to the present invention;

도 4는 본 발명에 의한 측정치 보정 계산식.4 is a measurement correction formula according to the present invention.

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

100. 작업 파일 작성 110. 정렬 측정     100. Creating a job file 110. Measuring alignment

120. 보정값 생성 130. 작업 파일 피트백     120. Create corrections 130. Fit back work file

본 발명은 오버레이 타겟 간의 측정치 보정 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 각기 다른 마크 모양으로 작성된 레시피의 데이터를 비교 보정하여 측정 데 이터 간의 오차가 없도록 하는 오버레이 타겟 간의 측정치 보정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for correcting measured values between overlay targets, and more particularly, to a method for correcting measured values between overlay targets by comparing and correcting data of recipes written in different mark shapes so that there is no error between measured data.

반도체 소자 제조 공정 중 레지스트 패턴(resist pattern)을 구현하는 포토(photo) 공정에서는 노광(expose)/현상(develop) 작업을 마친후에 이전 레이어(layer)와 현재 레이어 간의 어긋난 정도를 측정하는 오버레이(overlay) 공정을 거치게 된다. 오버레이 측정은 이전 레이어와 현재 레이어에서 생성된 마크(Mark)를 측정함으로 상하 계층간의 정렬도를 계산하게 되는데 마크 상태의 영향에 따라 데이터(data) 신뢰도에 영향을 주게 된다. In a photo process that implements a resist pattern during a semiconductor device manufacturing process, an overlay measuring an amount of misalignment between a previous layer and a current layer after an exposure / development operation is completed. ) To go through the process. The overlay measurement calculates the degree of alignment between the upper and lower layers by measuring the mark generated in the previous layer and the current layer, and affects the data reliability according to the influence of the mark state.

특히 CMP(Chemical mechanical planarisation) 공정 이후에는 오버레이 마크의 불량(damage)이 자주 발생 하게 되는데 이것은 오버레이 장비가 마크를 인식하지 못하여 측정중 정지(stop)가 되는 현상이 생기거나, 측정후에라도 데이터의 신뢰도를 떨어뜨리는 원인이 된다. 레티클(Reticle) 제작시에는 마크 불량이 생겨 측정을 하지 못하는 경우를 대비하여 보통 2개 이상의 모양이 다른 (다르게 설계된) 마크를 삽입 시키는데 노광시 동일 장비/동일 입력(input) 값을 넣어 진행이 되므로 마크 (오버레이 타겟(target)) 간의 측정치 차이는 없어야 정상이다.In particular, after the CMP (Chemical Mechanical Planarisation) process, the damage of the overlay mark frequently occurs. This is because the overlay equipment does not recognize the mark, causing a stop during measurement, or even after measuring. It causes dropping. In case of reticle manufacturing, it is usually inserted two or more differently designed marks in case of poor mark and measurement, but the same equipment / same input value is applied during exposure. There should be no difference in the measurements between the marks (overlay target).

도 1은 종래의 오버레이 측정 방법을 나타낸 흐름도이다. 종래의 측정 방법은 작업 파일(job file) 작성(10), 측정(20) 및 데이터 확인(30)의 순서로 오버레이 시퀀스(sequence)가 이루어진다.1 is a flowchart illustrating a conventional overlay measurement method. In the conventional measurement method, an overlay sequence is performed in the order of job file creation 10, measurement 20, and data confirmation 30.

오버레이 작업 파일 작성시 각 레이어에 적당한 마크 타입(type)을 지정하여 생성(creation)을 실시한다. 주로 전공정은 박스 타입(box type), 후공정은 바 (bar) 또는 체인 타입(chain type)을 설정 하는데 후공정은 CMP중 마크 불량 영향이 많은 관계로 라인 폭(Line width)이 적은 바 타입을 선호 하는 편이다.When creating an overlay work file, create a mark by specifying the appropriate mark type for each layer. Mostly, the pre-process sets the box type and the post-process sets the bar or chain type. The post-process uses the bar type that has a small line width because of the high mark defect effect. I prefer it.

레시피(Recipe) 작성을 완료하면 Tis를 실행시켜 오류(error)를 보정하고 실행(run)을 진행하여 측정을 완료 한다. Tis란 웨이퍼(wafer)를 0도 180도 회전하여 동일 포인트(point)를 측정하고 그 데이터 간의 차이를 보정하는 작업으로 데이터 차이는 장비 또는 광학(optic) 축의 수평상태, PR의 두께, PR 프로파일(profile)의 영향 등에 의하여 발생하게 된다. When the recipe is completed, Tis is executed to correct the error and run to complete the measurement. Tis is the process of measuring the same point by rotating the wafer 0 degrees and 180 degrees and correcting the difference between the data. The data difference is the horizontal state of the equipment or optical axis, the thickness of the PR, the PR profile ( due to the influence of a profile).

일반적인 경우 오버레이 타겟 (박스 타입) 상태가 어느 것을 사용 하던지 양호한 측정을 가능케 하는 것이 보통이나 전공정에서 불류칙한 공정(abnormal process)(예를 들어 over CMP) 경우 마크 불량이 발생하게 되고, 엔지니어는 불규칙한 웨이퍼를 측정 하기 위하여 레시피 수정을 실시하게 된다.In the general case, it is normal to allow good measurement of the state of the overlay target (box type), but an abnormal process (e.g. over CMP) in the previous process will result in a mark failure. Recipe correction is performed to measure irregular wafers.

레시피(작업 파일) 수정은 여러 방법이 있다. 불량이 있으나 프로파일이 일정한 경우는 이미지 트레인(image train), 특정 위치가 불량한 경우 측정 샷(shot)의 위치 변경, 다른 측정 마크가 있는 경우 상태를 확인하여 좀더 나은 타겟으로 새로운 작업 파일을 작성하는 등의 방법이다. There are several ways to modify a recipe (working file). If there is a defect, but the profile is constant, change the position of the measurement shot if the profile is bad, and if there are other measurement marks, check the status to create a new working file with a better target. Is the way.

하나의 레시피에 대하여 그때그때 수정을 실시, 저장하여 진행하는 경우와 동일 이름의 레시피 A, B 식으로 같은 장치/레이어에 대한 마크 타입이 틀린 2개의 레시피를 사용하는 경우 등 상황에 따라 사용자가 변경 사용하나 어떤 방식이든 (수정/ 다른 마크 타입 레시피 작성) 레시피간의 데이터 차이는 존재하기 마련이다. 마크간 설계가 틀리므로 노광되었을 경우 실제 프로파일이 약간은 다를 수 있다. The user changes according to the situation, such as when modifying, saving and proceeding with one recipe at the time and using two recipes with different mark types for the same device / layer in the same recipe A and B. There is a difference in data between recipes that you use but in some way (edit / write other mark type recipes). Due to the incorrect design between marks, the actual profile may be slightly different when exposed.

측정 장비 측정시 이로 인한 데이터 차이가 발생할 수 있고, 몇 nm 의 경우 무시하여 진행 할수도 있으나 측정 데이터를 보고 노광장비의 오버레이 입력 값을 보정해야 하는 작업자의 경우 연속 로트(lot) 진행시 보정의 혼란스러움을 느낄 수 있고 반도체 공정이 발전 할수록 계층 간의 정렬(alignment) 정확성이 중요시되는 추세라 오차를 줄이기 위하여 작업 파일 간의 차이도 줄일 필요가 있다.This can lead to differences in data when measuring equipment, and can be ignored for a few nm, but for operators who need to see the measured data and correct the overlay input values of the exposure equipment. As the semiconductor process develops, alignment accuracy between layers becomes more important, so it is necessary to reduce the difference between working files in order to reduce the error.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 각기 다른 마크 모양으로 작성된 레시피의 데이터를 비교 보정하여 측정 데이터 간의 오차가 없도록 하는 오버레이 타겟 간의 측정치 보정 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
The present invention is to solve the above-mentioned disadvantages and problems of the prior art, to provide a method for correcting the measurement value between the overlay target to compare the data of the recipe written in the shape of different marks so that there is no error between the measurement data There is a purpose.

본 발명의 상기 목적은 기판상에 순차적으로 형성하는 레이어들의 정렬을 확인하기 위한 오버레이 패턴을 측정하는 방법에 있어서, (a) 서로 다른 마크 모양의 다수 개의 작업 파일을 생성하는 단계; (b) 상기 각각의 작업 파일의 정렬을 측정하는 단계; (c) 상기 각각의 작업 파일의 보정값을 생성하는 단계; 및 (d) 상기 각각의 작업 파일의 보정값을 피드백하는 단계를 포함하여 이루어진 오버레이 타겟 간의 측정치 보정 방법에 의해 달성된다.The above object of the present invention is a method of measuring an overlay pattern for confirming the alignment of layers sequentially formed on a substrate, comprising: (a) generating a plurality of work files having different mark shapes; (b) measuring the alignment of each of the work files; (c) generating correction values for each of the work files; And (d) feeding back a correction value of each of the work files.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.Details of the above object and technical configuration of the present invention and the effects thereof according to the present invention will be more clearly understood by the following detailed description with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention.

도 2는 본 발명에 사용된 오버레이 마크를 나타낸 것이다. 왼쪽이 박스 타입(150) 오버레이 마크이며, 오른쪽이 바 타입(160)의 오버레이 마크를 나타낸다. 웨이퍼 표면 상태가 이전 공정에 의하여 영향을 거의 받지 않은 양호한 상태라면 동일 웨이퍼에 있는 2가지 타입중 어떤 타겟을 사용 하던지 간에 실제 측정 데이터의 차이는 없어야 한다.2 shows an overlay mark used in the present invention. The left side is the box type 150 overlay mark and the right side is the overlay type of the bar type 160. If the wafer surface condition is in good condition with little influence from the previous process, there should be no difference in the actual measurement data between which of the two types of targets on the same wafer are used.

동일 장치/레이어/로트/웨이퍼를 측정하는 경우 기본적으로 A, B (마크 타입이 틀린 2개의 레시피) 레시피로 측정한 X 방향 원데이터(raw data) 평균값과 Y 방향 원데이터(raw data)의 평균값은 같아야 한다. When measuring the same device / layer / lot / wafer, the average value of raw data in X direction and average of raw data in Y direction measured basically by A and B (two recipes with different mark types) Should be the same.

도 3은 본 발명에 의한 측정치 보정 방법을 나타낸 흐름도이다. 가장 큰 특징은 기존경우 작업 파일 작성, 측정, 데이터 확인의 순서로 오버레이 시퀀스가 이루어 지나 변경된 경우에는 동일 작업이 2개인 (타겟 틀림) 경우 서로 간의 데이터 보정이 이루어 진다. 따라서 같은 웨이퍼로 2번 측정이 이루어져야 하며 보정을 하기 위한 2개의 작업 파일을 선택해야 한다. 3 is a flowchart illustrating a measurement value correction method according to the present invention. The biggest feature is that the overlay sequence is made in the order of job file creation, measurement, and data verification in the case of the existing case. Therefore, two measurements must be made on the same wafer and two work files must be selected for calibration.

본 발명의 오버레이 타겟 간의 측정치 보정 방법은 (a) 서로 다른 마크 모양의 다수 개의 작업 파일을 생성하는 단계(110)와 (b) 상기 각각의 작업 파일의 정렬을 측정하는 단계(120)와 (c) 상기 각각의 작업 파일의 보정값을 생성하는 단계(130) 및 (d) 상기 각각의 작업 파일의 보정값을 피드백하는 단계(140)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. 또한 상기 서로 다른 마크 모양으로 작성된 다수 개의 작업 파일은 막대형 또는 박스형인 것을 특징으로 하며, 상기 (c) 단계는 다수 개의 작업 파일의 측정된 오프셋값의 평균에서 각각의 오프셋값 평균값을 뺄셈하여 계산된 보정값인 것을 특징으로 한다.Measurement correction method between overlay targets of the present invention comprises the steps of (a) generating a plurality of work files of different mark shape (110) and (b) measuring the alignment of the respective work files (120) and (c Generating 130 a correction value of each of the work files; and (d) feeding back a correction value of the respective work files (140). In addition, the plurality of job files written in different mark shapes is characterized in that the bar or box, step (c) is calculated by subtracting the average value of each offset value from the average of the measured offset values of the plurality of job files It is characterized in that the corrected value.

보정 방법은 도 4와 같다. 오버레이 측정후 데이터는 측정 포인트 (2 or 4 ) * 측정 샷의 곱으로 원데이터가 산출이 된다. 예를 들어 샷에 대한 측정 포인트가 4ea 웨이퍼 내의 측정 샷이 9ea라면 X 원데이터 36ea, Y 원데이터 36ea가 산출이 되며, 각 X, Y 평균값을 구하여 서로 비교하고 레시피간 평균값을 만들어 낼 수 있도록 그 차만큼 각기 따로 보정을 해준다. The correction method is shown in FIG. 4. After overlay measurement, the original data is calculated by multiplying the measurement point (2 or 4) * measurement shot. For example, if the measuring point for the shot is 4ea, the measured shot in the wafer is 9ea, the X raw data 36ea and the Y raw data 36ea are calculated, and the X, Y average values are calculated to compare each other and produce the average value between recipes. Make corrections separately for each difference.

타겟의 상태가 서로 양호 하다면 레시피간 평균값 차이가 없어야 정상이나, 실제 서로 프로파일이나 불량 정도가 틀리므로 그 차이가 너무 많이(예를 들어 10nm 정도) 발생한다면 실행 시키지 않는 것이 좋다. 데이터 보정 값은 tis value 값과 같이 window를 통해 레시피 상에서 확인 할수 있어야 한다. If the targets are in good condition with each other, there should be no difference in average value between recipes, but if the difference occurs too much (for example, about 10nm), it is better not to run it. The data correction value should be visible on the recipe through the window as the tis value value.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.Although the present invention has been shown and described with reference to the preferred embodiments as described above, it is not limited to the above embodiments and those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be possible.

본 발명의 오버레이 타겟 간의 측정치 보정 방법은 각기 다른 마크 모양으로 작성된 레시피의 데이터를 비교 보정함으로써 측정 데이터 간의 오차를 제거하는 장점이 있고, 측정 데이터 간의 신뢰도를 샹항시키는 효과가 있다.
The measurement value correction method between overlay targets of the present invention has an advantage of eliminating errors between measurement data by compensating data of recipes written in different mark shapes, and has an effect of reducing reliability between measurement data.

Claims (4)

기판상에 순차적으로 형성하는 레이어들의 정렬을 확인하기 위한 오버레이 패턴을 측정하는 방법에 있어서, In the method for measuring the overlay pattern for confirming the alignment of the layers sequentially formed on the substrate, (a) 서로 다른 마크 모양의 다수 개의 작업 파일을 생성하는 단계;(a) generating a plurality of job files having different mark shapes; (b) 상기 각각의 작업 파일의 정렬을 측정하는 단계;(b) measuring the alignment of each of the work files; (c) 상기 각각의 작업 파일의 보정값을 생성하는 단계; 및(c) generating correction values for each of the work files; And (d) 상기 각각의 작업 파일의 보정값을 피드백하는 단계(d) feeding back a correction value of each work file; 를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 오버레이 타겟 간의 측정치 보정 방법.Measured value correction method between the overlay targets, characterized in that comprises a. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 서로 다른 마크 모양으로 작성된 다수 개의 작업 파일은 막대형 또는 박스형인 것을 특징으로 하는 오버레이 타겟 간의 측정치 보정 방법.And a plurality of job files created in different mark shapes, which are rod-shaped or box-shaped. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 (c) 단계는 다수 개의 작업 파일의 측정된 오프셋값의 평균에서 각각의 작업 파일의 오프셋 평균값을 뺄셈하여 계산된 보정값인 것을 특징으로 하는 오버 레이 타겟 간의 측정치 보정 방법.And (c) is a correction value calculated by subtracting an average of offset values of each work file from an average of measured offset values of a plurality of work files. 제 3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 오프셋값은 X축 및 Y축에 대해 각각 계산되는 것을 특징으로 하는 오버레이 타겟 간의 측정치 보정 방법.And the offset value is calculated for each of the X and Y axes.
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