KR19980021245A - 포토리소그래피 공정에서의 오버레이 데이터 보정 방법 - Google Patents

Abstract

포토리소그래피 공정에서의 오버레이 데이터 보정 방법에 관하여 개시되어 있다. 본 발명에서는 도체 기판상의 2개의 위치에서 X축 성분 및 Y축 성분으로 이루어지는 오버레이 실측치 데이터를 측정하는 단계와, 상기 오버레이 실측치 데이터를 복수개 구하여 실측치 데이터군을 형성하는 단계와, 상기 실측치 데이터군의 X축 성분 및 Y축 성분에 대하여 각 파라미터를 이용하여, 원하는 보정 정도에 따라 각각 가중치를 부여하는 단계와, 상기 가중치가 부여된 새로운 데이터의 X축 성분 및 Y축 성분의 합으로부터 새로운 좌표계를 형성하는 단계와, 상기 새로운 좌표계의 평균치로부터 오버레이 보정 데이터를 구하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 포토리소그래피 공정에서 형성하고자 하는 패턴에 대하여 정확한 위치에서 노광을 행할 수 있도록 최적화된 오버레이 보정 데이터를 얻을 수 있다.

Description

포토리소그래피 공정에서의 오버레이 데이터 보정 방법

본 발명은 포토리소그래피 공정에서의 오버레이(overlay) 데이터 보정 방법에 관한 것으로, 특히 스테퍼(stepper)를 사용하여 포토리소그래피 공정을 행할 때 정확한 위치에 노광을 행할 수 있도록 최적화된 오버레이 보정 데이터를 얻을 수 있는 오버레이 데이터 보정 방법에 관한 것이다.

DRAM(Dynamic Random Access Memory)의 구조에 따른 특성상 수직 및 수평 방향으로 교차되도록 포토리소그래피 공정에 의해 미리 형성된 2개의 서로 다른 층 또는 라인, 예를 들면 비트 라인(bit line)과 워드 라인(word line)에 대하여 X축 또는 Y축 방향으로 선택적으로 오버레이 마진을 갖고 있는 포토리소그래피 공정을 거치게 된다.

도 1은 콘택이 갖는 오버레이 마진의 일예를 도시한 것이다.

도 1에 있어서, 콘택(contanct)(10)은 워드 라인(20)에 대하여 X축 방향으로 Mx 만큼의 오버레이 마진을 갖고, 비트 라인(30)에 대하여 Y축 방향으로 My 만큼의 오버레이 마진을 갖는다.

반도체 소자를 제조함에 있어서, 보다 엄격한 디자인 룰이 적용됨에 따라 선행하는 층들에 대한 개별적인 오버레이 측정이 요구되고 있다. 그러나, 종래에는, 예를 들면 콘택홀 형성을 위한 포토리소그래피 공정시에, 워드 라인과 비트 라인에 대하여 각각 X축 및 Y축에 대한 오버레이 마진을 확보하여야 함에도 불구하고, 실제 노광 장비에 보정 데이터를 입력할 때에는 단지 1개의 층에 대한 실측치 데이터로부터 얻어낸 보정 데이터를 이용할 수밖에 없었다.

따라서, 포토리소그래피 공정에 의해 독립적으로 진행된 서로 다른 선행하는 층들에 대하여 선택적으로 X축 및 Y축 방향에서의 오버레이 마진을 확보하면서 정확한 위치에 노광 공정을 진행하기 위한 보정 데이터를 얻는데는 어려움이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 포토리소그래피 공정에서 형성하고자 하는 패턴에 대하여 정확한 위치에서 노광을 행할 수 있도록 최적화된 오버레이 보정 데이터를 얻을 수 있는 오버레이 데이터 보정 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 콘택이 갖는 오버레이 마진의 일예를 도시한 것이다.

도 2a 및 도 2b는 반도체 기판상에서 각각 포토리소그래피 공정에 의하여 선행하여 형성된 별도의 2개의 층의 오버레이 키(overlay key)에 대하여 형성하고자 하는 콘택의 오버레이 키가 미스얼라인 상태로 정렬된 것을 도시한 도면이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 반도체 기판상의 2개의 위치에서 X축 성분 및 Y축 성분으로 이루어지는 오버레이 실측치 데이터를 측정하는 단계와, 상기 오버레이 실측치 데이터를 복수개 구하여 실측치 데이터군을 형성하는 단계와, 상기 실측치 데이터군의 X축 성분 및 Y축 성분에 대하여 각 파라미터를 이용하여, 원하는 보정 정도에 따라 각각 가중치를 부여하는 단계와, 상기 가중치가 부여된 새로운 데이터의 X축 성분 및 Y축 성분의 합으로부터 새로운 좌표계를 형성하는 단계와, 상기 새로운 좌표계의 평균치로부터 오버레이 보정 데이터를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 공정에서의 오버레이 데이터 보정 방법을 제공한다.

다음에, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에서는 메트롤로지(metrology) 시스템에서 얻어지는 오버레이 실측치 데이터에 대하여 X축 및 Y축 방향의 데이터를 분리하고, 그 벡터의 합을 구하여 새로운 좌표계 및 보정 데이터를 산출함으로써, 최적화된 오버레이 보정 데이터를 얻는 방법을 구축하고자 한다.

도 2a 및 도 2b는 예를 들면 반도체 기판상의 2개의 위치에서 X축 성분 및 Y축 성분으로 이루어지는 오버레이 실측치 데이터를 측정하는 단계를 설명하기 위한 도면으로서, 반도체 기판상에서 각각 포토리소그래피 공정에 의하여 선행하여 형성된 별도의 2개의 층의 오버레이 키(overlay key)에 대하여 형성하고자 하는 콘택의 오버레이 키가 미스얼라인 상태로 정렬된 것을 나타낸다.

구체적으로 설명하면, 도 2a에서는 워드 라인 형성과 동시에 형성된 얼라인 키로 이루어지는 워드 라인 오버레이 키(50)와 형성하고자 하는 콘택의 오버레이 키(70)가 미스얼라인 상태로 정렬되어 있으며, 이 때 워드 라인에 대하여 미스얼라인된 콘택 오버레이 키(70)의 실측치 데이터는 (X1, Y1)이다. 또한, 도 2b에서는 비트 라인 형성과 동시에 형성된 얼라인 키로 이루어지는 비트 라인 오버레이 키(60)와 형성하고자 하는 콘택의 오버레이 키(70)가 미스얼라인 상태로 정렬되어 있으며, 이 때 비트 라인에 대하여 미스얼라인된 콘택 오버레이 키(70)의 실측치 데이터는 (X2, Y2)이다.

그 후, 상기와 같이 2개의 서로 다른 위치에서 얻어진 오버레이 실측치 데이터를 복수개 구하여 실측치 데이터군을 형성한다.

구체적으로 설명하면, 상기 도 2a에서 얻은 2개 이상, 본 예에서는 2개의 실측치 데이터 (X1, Y1) 및 (X2, Y2)로 구성되는 실측치 데이터군을 복수의 위치에서 복수개 구하여 실측치 데이터군을 형성한다.

그 후, 상기 실측치 데이터군의 X축 성분 및 Y축 성분에 대하여 각 파라미터 a, b, c 및 d를 이용하여, 원하는 보정 정도에 따라 각각 가중치를 부여한다.

구체적으로 설명하면, 상기 도 1을 참조하여 설명한 바와 같은 경우에 있어서, 상기 실측치 데이터군의 X축 성분 및 Y축 성분, 즉 X = aX1 + bX2 및 Y = cY1 + dY2을 구한다. 그 후, 콘택(10)이 X축 방향에 대하여는 워드 라인(20)에 대하여만 가중치 1 만큼의 오버레이 마진이 필요하고, Y축 방향에 대하여는 비트 라인(30)에 대하여만 가중치 1 만큼의 오버레이 마진이 필요한 경우에는 상기 각 파라미터 a, b, c 및 d에 대하여 a = 1, b = 0, c = 0 및 d = 1의 가중치를 부여하고, 그 결과로서 새로운 데이터, 즉 X = X1, Y = Y1을 형성한다.

다른 예로서, 상기 각 파라미터 a, b, c 및 d에 대하여 a = 0.5, b = 0.5, c = 0.5 및 d = 0.5의 가중치를 부여하는 경우에는, 새로운 데이터 X = 0.5X1 + 0.5X2, Y = 0.5Y1 + 0.5Y2를 형성한다.

그 후, 상기 가중치가 부여된 새로운 데이터의 X축 성분 및 Y축 성분의 합으로부터 새로운 좌표계 (C_X1, C_Y1) 및 (C_X2, C_Y2)를 형성한다.

그 후, 상기 새로운 좌표계의 평균치로부터 오버레이 보정 데이터 (Cx, Cy)(여기서, Cx = (C_X1+ C_Y1)/2, Cy = (C_X2+ C_Y2)/2)를 얻는다.

상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오버레이 데이터 보정 방법에 의하면, 포토리소그래피 공정에서 형성하고자 하는 패턴에 대하여 정확한 위치에서 노광을 행할 수 있도록 최적화된 오버레이 보정 데이터를 얻을 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.

Claims (1)

1. 반도체 기판상의 2개의 위치에서 X축 성분 및 Y축 성분으로 이루어지는 오버레이 실측치 데이터를 측정하는 단계와,

   상기 오버레이 실측치 데이터를 복수개 구하여 실측치 데이터군을 형성하는 단계와,

   상기 실측치 데이터군의 X축 성분 및 Y축 성분에 대하여 각 파라미터를 이용하여, 원하는 보정 정도에 따라 각각 가중치를 부여하는 단계와,

   상기 가중치가 부여된 새로운 데이터의 X축 성분 및 Y축 성분의 합으로부터 새로운 좌표계를 형성하는 단계와,

   상기 새로운 좌표계의 평균치로부터 오버레이 보정 데이터를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 공정에서의 오버레이 데이터 보정 방법.