KR100644066B1 - Method for determinating the focus of wafer using alignment laser - Google Patents

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Abstract

본 발명은 얼라인먼트 레이저를 이용한 웨이퍼의 포커스 결정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for determining the focus of a wafer using an alignment laser.

본 발명의 얼라인먼트 레이저를 이용한 웨이퍼의 포커스 결정 방법은 노광장비에서 웨이퍼 상에 패턴을 형성하기 위하여 포커스를 결정하는 방법에 있어서, 상기 웨이퍼의 포토레지스트층에 포커스 검출을 위한 레이저를 입사하는 단계; 상기 포토레지스트층의 표면으로부터 반사된 레이저광을 검출하는 단계; 상기 반사된 광의 위치를 이전 위치와 비교하여 옵셋을 설정하는 단계; 및 상기 옵셋을 포커스에 적용하는 단계를 포함하여 이루어짐에 기술적 특징이 있다.A method of determining a focus of a wafer using an alignment laser of the present invention, the method of determining focus to form a pattern on a wafer in an exposure apparatus, the method comprising: injecting a laser for focus detection into a photoresist layer of the wafer; Detecting laser light reflected from the surface of the photoresist layer; Setting an offset by comparing the position of the reflected light with a previous position; And a step of applying the offset to the focus.

따라서, 본 발명의 얼라인먼트 레이저를 이용한 웨이퍼의 포커스 결정 방법은 얼라인먼트 레이저의 특성을 이용하여 노광전에 쉬프트된 값만큼 포커스 옵셋을 보상후 노광함으로써 동일한 소자, 동일한 레이어 진행시 동일한 PR 프로파일 값을 갖는 장점이 있으며, 패턴의 불량 발생을 방지하고 재공정의 가능성을 감소시켜 생산성을 향상시키는 효과가 있다.Therefore, the focus determination method of the wafer using the alignment laser of the present invention has the advantage of having the same PR profile value in the same device and the same layer by performing exposure after compensating the focus offset by the shifted value before exposure using the characteristics of the alignment laser. In addition, there is an effect of improving the productivity by preventing the occurrence of defects in the pattern and reducing the possibility of reprocessing.

얼라인먼트, 레이저, 노광, 포커스, 레이어Alignment, laser, exposure, focus, layer

Description

얼라인먼트 레이저를 이용한 웨이퍼의 포커스 결정 방법{Method for determinating the focus of wafer using alignment laser} Method for determinating the focus of wafer using alignment laser {Method for determinating the focus of wafer using alignment laser}             

도 1은 본 발명에 의한 포커스 결정 방법.1 is a focus determination method according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>    <Description of the symbols for the main parts of the drawings>

110. 레이저 120. 기존의 검출 영역     110. Laser 120. Conventional Detection Area

130. 서브레이어 변경시 검출 영역 140. 웨이퍼     130. Detection area when changing the sublayer 140. Wafer

본 발명은 얼라인먼트 레이저를 이용한 웨이퍼의 포커스 결정 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 얼라인먼트 레이저의 특성을 이용하여 노광전에 쉬프트된 값만큼 포커스 옵셋을 보상후 노광함으로써 동일한 소자, 동일한 레이어 진행시 동일한 포토레지스트 프로파일 값을 갖도록 하는 얼라인먼트 레이저를 이용한 웨이퍼의 포커스 결정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for determining the focus of a wafer using an alignment laser, and more particularly, by compensating and exposing a focus offset by a value shifted before exposure using characteristics of an alignment laser. A method for determining the focus of a wafer using an alignment laser to have a value.

반도체 요소들의 일반적인 생산에서 회로 패턴들은 몇 개에서 수 십 개의 적층된 층들로 형성된다. 따라서, 웨이퍼 상에 이미 형성된 회로 패턴들에 노광하려는 회로 패턴의 광학 이미지(optical image)를 정확하게 얼라인할 필요가 있다.In the general production of semiconductor elements circuit patterns are formed of several to tens of stacked layers. Thus, there is a need to accurately align the optical image of the circuit pattern to be exposed to the circuit patterns already formed on the wafer.

또, 패터닝(patterning)을 형성하기 위해선 노광 장치에서 광학계의 축소 투영렌즈로부터 웨이퍼의 표면까지 일정한 포커스를 확보(포커싱;focussing)하여야 하며, 일정한 면적의 포커스를 동시에 확보(레벨링;levelling)할 수 있어야한다. In addition, in order to form patterning, the exposure apparatus must secure (focussing) a constant focus from the reduced projection lens of the optical system to the surface of the wafer, and must be able to simultaneously secure (leveling) a certain area of focus. do.

일반적으로 레벨링을 확보하기 위해선 넓은 영역의 광원을 사용하고 있으며, 최근에는 2개 이상의 포커스를 확보하여 레벨링을 조절하는 체계를 사용하고 있다.In general, a wide area of light is used to secure leveling, and recently, a system of adjusting leveling by securing two or more focuses is used.

최근 반도체 기술에서는 반도체 디바이스의 더 높은 집적도가 요구되고 있다. 메모리 분야와 비메모리 분야 모두는 집적도를 높이기 위해 적층구조를 사용하고 있으며, 집적도가 높을수록 적층의 구조가 복잡해지고 있다. 복잡한 적층구조를 갖은 반도체 집적회로를 제작할 때 노광 장치는 복잡한 적층에 의한 단차를 극복하여 동일한 포커스를 갖춘 패터닝을 수행해야 한다. In recent semiconductor technology, higher integration of semiconductor devices is required. Both memory and non-memory fields use a stacked structure to increase the degree of integration, and the higher the degree of integration, the more complicated the structure of the stack. When fabricating a semiconductor integrated circuit having a complicated stacked structure, the exposure apparatus must perform patterning with the same focus by overcoming the step due to the complicated stacked structure.

만일, 노광 장치에서 동일한 포커스를 갖는 패터닝을 수행하지 않으면, 패터닝의 불량에 의해 반도체 디바이스의 생산이 불가능하다. 이와 같은 적층구조를 갖는 반도체 디바이스의 노광을 수행하기 위한 노광 장치는 커패시터 또는 레이저를 이용하여 웨이퍼 표면의 포커스를 잡는 포커싱 시스템을 채용하고 있다.If patterning with the same focus is not performed in the exposure apparatus, production of a semiconductor device is impossible due to poor patterning. An exposure apparatus for performing exposure of a semiconductor device having such a laminated structure employs a focusing system that focuses a wafer surface using a capacitor or a laser.

종래의 노광장비에서 포커스(Focus)에 관련된 구조는 best focus에 초점이 맞추어져 있으며 서브레이어(sublayer) 조건의 변경시나 혹은 서브레이어의 높낮이 변경에 대한 잘못된 포커싱(focusing)을 하고 그대로 노광되기 때문에 동일한 소자 (Device), 동일한 레이어(Layer) 진행 시 포커스의 쉬프트(shift)가 일어나 타겟(target) CD(Critical demension) 및 포토레지스트(Photoresist) 프로파일(profile)의 변화가 생기거나 패턴 불량이 야기되는 단점이 있었다.In the conventional exposure apparatus, the focus related structure is focused on the best focus and is exposed because it is exposed as it is when the sublayer condition is changed or when the sublayer is incorrectly focused on the height change of the sublayer. Device, the same layer (Layer) proceeds in the shift of focus (change), the target CD (Critical demension) and photoresist (Profile) profile (profile) changes or defects caused by the pattern There was this.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 얼라인먼트 레이저의 특성을 이용하여 노광전에 쉬프트된 값만큼 포커스 옵셋을 보상후 노광하여 동일한 소자, 동일한 레이어 진행시 동일한 포토레지스트 프로파일 값을 갖도록 하는 얼라인먼트 레이저를 이용한 웨이퍼의 포커스 결정 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
The present invention is to solve the above-mentioned disadvantages and problems of the prior art, using the characteristics of the alignment laser to compensate for the exposure offset by the shifted value before exposure by exposure to the same device, the same photoresist profile when proceeding the same layer It is an object of the present invention to provide a method for determining the focus of a wafer using an alignment laser to have a value.

본 발명의 상기 목적은 노광장비에서 웨이퍼 상에 패턴을 형성하기 위하여 포커스를 결정하는 방법에 있어서, 상기 웨이퍼의 포토레지스트층에 포커스 검출을 위한 레이저를 입사하는 단계; 상기 포토레지스트층의 표면으로부터 반사된 레이저광을 검출하는 단계; 상기 반사된 광의 위치를 이전 위치와 비교하여 옵셋을 설정하는 단계; 및 상기 옵셋을 포커스에 적용하는 단계를 포함하여 이루어진 얼라인먼트 레이저를 이용한 웨이퍼의 포커스 결정 방법에 의해 달성된다.The object of the present invention is a method of determining focus for forming a pattern on a wafer in an exposure apparatus, the method comprising: injecting a laser for focus detection into a photoresist layer of the wafer; Detecting laser light reflected from the surface of the photoresist layer; Setting an offset by comparing the position of the reflected light with a previous position; And focusing the wafer using an alignment laser made by applying the offset to the focus.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설 명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.Details of the above object and technical configuration 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 1은 본 발명에 의한 포커스 결정 방법을 나타낸 것이다. 도 1을 살펴보면 종래의 서브레이어(Sublayer)의 조건이 동일한 소자 및 동일한 레이어에서 진행시에 사용되던 얼라인먼트 레이저(110)를 이용하여 웨이퍼의 포토레지스트층에 포커스 검출을 위한 레이저를 입사하고, 상기 포토레지스트층의 표면으로부터 반사된 레이저광을 검출한다. 이전의 웨이퍼(140)에서 인식된 레이저 반사광이 위치가 달라지면 이전의 검출 위치(120)와의 비교를 통해 옵셋(Offset)값을 계산하고, 상기 반사된 변경된 광의 위치(130)를 이전 위치와 비교하여 옵셋을 설정하여 상기 옵셋을 포커스에 적용하며, 상기 옵셋값만큼 포커스를 변경하여 노광을 진행함으로써 패턴의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 1 shows a focus determination method according to the present invention. Referring to FIG. 1, a laser for focus detection is incident on a photoresist layer of a wafer by using an alignment laser 110 used when the conditions of a conventional sublayer are performed in the same device and the same layer. Laser light reflected from the surface of the resist layer is detected. When the position of the laser reflected light recognized by the previous wafer 140 is different, the offset value is calculated by comparing with the previous detection position 120, and the position 130 of the reflected changed light is compared with the previous position. The offset may be set to apply the offset to the focus, and the exposure may be changed by changing the focus by the offset value, thereby preventing the occurrence of a defect in the pattern.

상기 레이저는 웨이퍼의 높낮이 조절에 대해 소정의 각도 조절이 가능한 가변형인 것이 바람직하다. 또한 상기 레이저는 종래의 반도체 소자의 얼라인먼트 공정에 사용하는 레이저인 것을 특징으로 하며, 상기 옵셋은 각도 조절을 위해 레이저의 포커스에 더해지는 값이다.The laser is preferably of a variable type capable of adjusting a predetermined angle with respect to the height adjustment of the wafer. In addition, the laser is characterized in that the laser used in the alignment process of a conventional semiconductor device, the offset is a value added to the focus of the laser for the angle adjustment.

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 얼라인먼트 레이저를 이용한 웨이퍼의 포커스 결정 방법은 얼라인먼트 레이저의 특성을 이용하여 노광전에 쉬프트된 값만큼 포커스 옵셋을 보상후 노광함으로써 동일한 소자, 동일한 레이어 진행시 동일한 포토레지스트 프로파일 값을 갖는 장점이 있으며, 패턴의 불량 발생을 방지하고 재공정의 가능성을 감소시켜 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
The focus determination method of the wafer using the alignment laser of the present invention has the advantage of having the same photoresist profile value during the same device and the same layer by compensating and exposing the focus offset by the shifted value before exposure using the characteristics of the alignment laser. In addition, there is an effect of improving the productivity by preventing the occurrence of defects in the pattern and reducing the possibility of reprocessing.

Claims (4)

노광장비에서 웨이퍼 상에 패턴을 형성하기 위하여 포커스를 결정하는 방법에 있어서,In the method of determining the focus to form a pattern on a wafer in an exposure apparatus, 웨이퍼 상에 포토레지스트층을 형성하고 상기 포토레지스트층에 소정의 레이저를 이용하여 제1 포커스 검출을 하는 단계;Forming a photoresist layer on the wafer and performing first focus detection on the photoresist layer using a predetermined laser; 상기 웨이퍼의 포토레지스트층의 제2 포커스 검출을 위한 상기 레이저를 입사하는 단계;Incident the laser for second focus detection of the photoresist layer of the wafer; 상기 제2 포커스 검출을 위한 포토레지스트층의 표면으로부터 반사된 레이저를 검출하는 단계;Detecting a laser reflected from the surface of the photoresist layer for the second focus detection; 상기 반사된 레이저의 위치를 상기 제1 포커스 검출의 위치와 비교하여 옵셋을 설정하는 단계; 및Setting an offset by comparing the position of the reflected laser with the position of the first focus detection; And 상기 옵셋값 만큼 상기 제2 포커스를 변경하여 상기 제2 포커스에 적용하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 레이저를 이용한 웨이퍼의 포커스 결정 방법.Changing the second focus by the offset value and applying the second focus to the second focus; and determining a focus of a wafer using an alignment laser. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 레이저는 반도체 소자의 얼라인먼트 공정에 사용되는 레이저인 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 레이저를 이용한 웨이퍼의 포커스 결정 방법.And said laser is a laser used in an alignment process of a semiconductor device. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 레이저는 웨이퍼의 높낮이 조절에 대해 소정의 각도 조절이 가능한 가 변형인 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 레이저를 이용한 웨이퍼의 포커스 결정 방법.The laser is a focus determination method of the wafer using an alignment laser, characterized in that the deformation is possible to adjust the predetermined angle with respect to the height adjustment of the wafer. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 옵셋은 각도 조절을 위해 레이저의 포커스에 더해지는 값인 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 레이저를 이용한 웨이퍼의 포커스 결정 방법.The offset is a focus determination method of the wafer using an alignment laser, characterized in that the value added to the focus of the laser to adjust the angle.
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