KR19980078150A

KR19980078150A - How to improve scanner illumination uniformity

Info

Publication number: KR19980078150A
Application number: KR1019970015586A
Authority: KR
Inventors: 임창문; 권기성
Original assignee: 김영환; 현대전자산업 주식회사
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 1998-11-16

Abstract

본 발명은 스캐너 조명 균일도 향상방법에 관한 것으로, 광원으로부터 나온 빛의 일부를 광원으로부터 웨이퍼까지 이르는 광축상의 임의의 위치에서 분지시켜 스캐닝 시간에 따른 광세기 변화를 측정하고, 측정된 데이터를 웨이퍼 스테이지 모터에 피드백시켜 웨이퍼의 스캔속도를 자동제어되도록 하여 웨이퍼의 한 필드상에 도달하는 빛의 양이 균일하도록 함으로써, 필드내 형성된 소자 배선의 라인 폭을 균일하게 하여 반도체 소자의 특성을 향상시킬 수 있는 스캐너 조명 균일도 향상방법이다.The present invention relates to a method for improving the uniformity of the scanner illumination, by measuring a portion of the light emitted from the light source at any position on the optical axis from the light source to the wafer to measure the change in light intensity over the scanning time, and the measured data is a wafer stage motor The scanning speed of the wafer is automatically controlled by feeding back to the wafer so that the amount of light reaching a field of the wafer is uniform, so that the line width of the device wiring formed in the field is uniform, thereby improving the characteristics of the semiconductor device. Uniformity improvement method.

Description

How to improve scanner illumination uniformity

본 발명은 스캐너 조명 균일도 향상방법에 관한 것으로, 특히 광원에서 나오는 빛의 세기를 감지하여 이를 스캐닝시에 능동적으로 피드백하여 스캐닝되는 속도를 조절함에 의해 균일한 조명도를 얻게하는 스캐너 조명 균일도 향상방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for improving the uniformity of scanner illumination, and more particularly, to a method for improving the uniformity of scanner illumination by detecting the intensity of light emitted from a light source and actively feeding it back during scanning to adjust the scanning speed. will be.

일반적으로 스캐너는 레티클과 웨이퍼 스테이지가 함께 스캔하여 주어진 하나의 필드(다이)를 노광하는 반도체 노광장비로서, 큰 사이즈의 필드를 노광할 수 있는 장점을 가지고 있다.In general, a scanner is a semiconductor exposure apparatus in which a reticle and a wafer stage scan together to expose a given field (die), which has an advantage of exposing a large size field.

스캐너의 조명 도즈(Illumination Dose)는 노광광원의 세기와 스캔하는 속도에 의해 결정된다.The illumination dose of the scanner is determined by the intensity of the exposure light source and the scanning speed.

따라서 스캔하는 속도가 빠르면 단위면적이 받는 빛은 양은 줄어들게 되므로 속도와는 반비례하게 된다.Therefore, the faster the scanning speed, the less the amount of light received by the unit area, which is inversely proportional to the speed.

그러나, 통상적인 광원의 빛의 세기는 시간에 따라 조금씩 변동(fluctation)하게 된다. 따라서 한 필드의 모든 영역이 동일한 변동의 영향을 받는 스테퍼(STEPPER)와는 달리 스캐너에서는 각 필드 영역이 받는 조명 도즈가 차이가 생기므로 형성하고자 하는 패턴형성의 정확도를 조절하는 데 어려움이 따른다.However, the light intensity of a conventional light source fluctuates little by little over time. Therefore, unlike STEPPER, where all areas of a field are affected by the same fluctuation, the scanner has a difficulty in controlling the accuracy of pattern formation to be formed since the illumination dose received by each field area is different.

도 1 은 광원으로 케이알.에프 익사이며 레이져(KrF Excimer Laser)를 이용하는 종래의 방법에서 노광광원의 세기변화와 이에 따른 웨이면의 스캔거리에 따른 노광 에너지 도즈의 변화의 일예를 도시한 도면으로서,FIG. 1 is a view showing an example of a change in exposure energy dose according to a change in intensity of an exposure light source and a scan distance of a way surface according to a conventional method using a K.F. drowning and laser (KrF Excimer Laser) as a light source.

도 1의 (a)는 시간에 따른 레이져 펄스 에너지의 변화량을 도시한 도면이고,1 (a) is a view showing the amount of change in laser pulse energy over time,

도 1의 (b)는 스캔 길이에 따른 스캔속도의 변화(여기서는 균일한 속도)를 도시한 도면이고,1 (b) is a view showing a change in scan speed (here, uniform speed) according to the scan length,

도 1의 (c)는 스캔길이에 따른 조명도즈의 변화를 도시한 도면이다.FIG. 1C is a diagram illustrating a change in illumination dose according to the scan length.

상기 도 1 에서 도시한 바와 같이, 레이져의 출력 펄스 에너지는 시간에 따라 변함을 알 수 있으며(도 1 a), 종래의 기술에서와 같이 동일한 스캔속도(도 1b)로 필드를 스캔할 경우, 스캔되는 부분의 위치에 따라 상기 (도 1 c)와 같이 스캔되는 웨이퍼면의 각 부분이 받는 노광 에너지가 서로 다르게 되어 형성하고자 하는 패턴의 한계치수(Critical Demension)를 조절하기 어려운 문제점이 있다.As shown in FIG. 1, it can be seen that the output pulse energy of the laser changes with time (FIG. 1A). When scanning a field at the same scan rate (FIG. 1B) as in the prior art, a scan is performed. As shown in FIG. 1C, the exposure energy received by each part of the wafer surface to be scanned is different from each other, so that it is difficult to adjust the critical dimension of the pattern to be formed.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 광원에서 나오는 빛의 세기를 감지하여 이를 스캐닝시에 능동적으로 피드백하여 스캐닝되는 속도를 조절하여 웨이퍼상에 도달되는 빛의 양이 균일하게 되도록 함으로써, 패턴형성의 정확도를 얻을 수 있게하여 반도체 소자의 제조공정수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 스캐너 조명 균일도 향상방법을 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, in order to solve the above problems, by detecting the intensity of the light emitted from the light source and by actively feeding it back at the time of scanning to adjust the scanning speed to make the amount of light reaching the wafer uniform, It is an object of the present invention to provide a method for improving the uniformity of scanner illumination, which can improve the manufacturing process yield and reliability of a semiconductor device by obtaining the accuracy of pattern formation.

도 1 은 종래의 방법에 따라 광원으로 케이알.에프 익사이며 레이져(KrF Excimer Laser)를 이용하고, 상기 광원으로부터 나온 빛의 세기변화를 측정하고, 웨이퍼면의 스캔거리에 따른 노광 에너지 도즈량 변화를 도시한 도면1 is a K. F. drowning laser (KrF Excimer Laser) as a light source according to the conventional method, and measure the intensity change of the light emitted from the light source, the exposure energy dose amount change according to the scanning distance of the wafer surface Drawing

도 2 는 본 발명의 방법에 따른 스캐너의 구성을 도시한 도면2 shows a configuration of a scanner according to the method of the present invention.

도 3 은 본 발명의 방법에 따라 광원으로 케이알.에프 익사이머 레이져를 이용하고, 상기 도 2 에 도시된 디텍터를 사용하여 광원으로부터 나온 빛의 세기변화를 측정하고, 상기 얻어진 데이터가 피드백되어 웨이퍼의 스캔속도가 자동제어되는 상태에서 웨이면의 스캔거리에 따른 노광 에너지 도즈량 변화를 도시한 도면FIG. 3 is a K. F. excimer laser as a light source according to the method of the present invention, using the detector shown in FIG. 2 to measure the intensity change of the light emitted from the light source, the obtained data is fed back to the wafer Figure showing the change in exposure energy dose according to the scanning distance of the way surface in the state that the scanning speed is automatically controlled

＊ 도면의 주요 부분에 대한 설명＊ Description of main parts of drawing

1 : 광원, 3 : 빔 스플리터, 5 : 레티클, 7 : 투영렌즈, 9 : 웨이퍼, 11 : 디텍터(Detector), 17 : 필드 산화막, 13 : 스테이지 조절모터DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source, 3 beam splitter, 5 reticle, 7 projection lens, 9 wafer, 11 detector, 17 field oxide film, 13 stage adjustment motor

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,

스캐너 타입의 노광장치에 있어서, 광원으로부터 나온 빛의 일부를 광원으로 부터 웨이퍼까지 이르는 광축상의 임의의 위치에서 분지시켜 스캐닝 시간에 따른 광세기 변화를 측정하는 단계와,A scanner type exposure apparatus, comprising: branching a part of light from a light source at an arbitrary position on an optical axis from a light source to a wafer to measure a change in light intensity with scanning time;

상기 얻어진 데이터를 웨이퍼 스테이지의 이동속도를 조절하는 웨이퍼 스테이지 모터에 피드백시키는 단계와,Feeding back the obtained data to a wafer stage motor for adjusting a moving speed of the wafer stage;

상기 웨이퍼 스테이지 모터에 의해 스캔 속도가 자동제어되어 필드내 도달되는 빛의 세기가 균일하도록 하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 스캐너 조명 균일도 향상방법을 제공한다.Scanning speed is automatically controlled by the wafer stage motor to provide a uniform uniformity of the light intensity reached in the field.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시예에 대한 상세한 설명을 하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 본 발명의 방법에 따른 스캐너의 구성을 도시한 도면이다.2 is a diagram showing the configuration of a scanner according to the method of the present invention.

상기 도면을 참조하면, 종래의 일반적인 스캐너의 구성은 광원(1)과, 패턴이 형성되어 있는 레티클(5)과, 상기 레티클(5)을 지난 빛이 통과하여 웨이퍼(9)상에 원하는 패턴을 형성하는 투영렌즈(7)와, 웨이퍼(9)를 상부에 장착하여 스캐닝시 이동시키는 웨이퍼 스테이지(미도시)로 대략 구성된다.Referring to the drawings, the structure of a conventional scanner is a light source 1, a reticle 5, the pattern is formed, and the light passing through the reticle 5 to pass the desired pattern on the wafer (9) It is roughly comprised of the projection lens 7 to form, and the wafer stage (not shown) which mounts the wafer 9 on top and moves at the time of scanning.

본 발명의 방법에서는, 상기 광원(1)으로부터 나온 빛의 세기를 측정하기 위해, 광원(1)으로부터 나온 빛의 방향을 일부 전환시키는 빔 스플리터(3)가 광원(1)과 레티클(5)의 사이에 디텍터(11)를 설치한다.In the method of the invention, in order to measure the intensity of the light emitted from the light source 1, a beam splitter 3 which partially diverts the direction of the light emitted from the light source 1 is provided with the light source 1 and the reticle 5. The detector 11 is installed in between.

상기 디텍터(11)에서 측정된 시간에 따른 빛의 세기 변화상태를 웨이퍼 스테이지의 이동을 조절하는 웨이퍼 스테이지 모니터(13)에 피드백시킨다.The change in the intensity of light over time measured by the detector 11 is fed back to the wafer stage monitor 13 which controls the movement of the wafer stage.

즉 상기 측정된 빛의 세기가 강한 경우에는 그 부분에서의 스캔속도를 빨리 하고, 빛의 세기가 약한 경우에는 스캔 속도를 느리게 조절하도록 한다.In other words, if the measured light intensity is strong, the scan speed at the portion is increased, and if the light intensity is weak, the scan speed is adjusted slowly.

상기 본 발명의 방법에 따라 광원으로부터 나오는 빛의 세기를 감지하고, 감지된 데이터를 웨이퍼 스테이지 모터에 피드백시켜 웨이퍼상에서 각 부분이 받는 빛의 양을 동일하게 한다.According to the method of the present invention, the intensity of light emitted from the light source is sensed, and the sensed data is fed back to the wafer stage motor to equalize the amount of light received by each part on the wafer.

도 3 은 본 발명의 방법에 따라 광원으로 케이알.에프 익사이머 레이져를 이용하고, 상기 도 2 에 도시된 디텍터를 사용하여 광원으로부터 나온 빛의 세기변화를 측정하고, 상기 얻어진 데이터가 피드백되어 웨이퍼의 스캔속도가 자동제어되는 상태에서 웨이면의 스캔거리에 따른 노광 에너지 도즈량 변화를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a K. F. excimer laser as a light source according to the method of the present invention, using the detector shown in FIG. 2 to measure the intensity change of the light emitted from the light source, the obtained data is fed back to the wafer FIG. 11 is a view illustrating a change in exposure energy dose amount according to a scan distance of a way surface in a state in which a scan speed is automatically controlled.

상기 도 3 (a)는 시간에 따른 레이져 펄스 에너지의 변화량을 도시한 도면으로서, 상기 도 1 (a)의 상태와 동일하며,3 (a) is a view showing the amount of change in laser pulse energy over time, the same as the state of FIG. 1 (a),

도 3의 (b)는 스캔 길이에 따른 스캔속도의 변화를 도시한 도면으로서, 본 발명의 경우에는 상기 도 3 (a)에서 측정된 빛의 세기의 변화량과 연계되어 스캔길이에 따라 스캔속도를 달리한 경우이다.3 (b) is a view showing a change in the scan speed according to the scan length, in the case of the present invention in conjunction with the amount of change in the intensity of the light measured in FIG. In other cases.

또한 도 3 (c)는 상기한 방법에 의해 스캐닝을 실시한 경우, 즉 광원으로부터 나온 빛의 세기를 디텍터를 이용하여 시간별로 측정하고, 측정되어진 데이터를 웨이퍼 스테이지 조절모터에 피드백시켜 스캐닝되는 속도를 조절시키는 가운데 스캐닝을 실시할 경우 웨이퍼 필드의 각 부분에서 형성되는 빛의 도즈량은 동일한 것을 나타내고 있다.In addition, FIG. 3 (c) shows that the scanning is performed by the above method, that is, the intensity of the light emitted from the light source is measured by using a detector for each time, and the measured data is fed back to the wafer stage control motor to adjust the scanning speed. In the case of scanning, the dose of light formed in each part of the wafer field is the same.

한편, 이상 상기에서 광원으로 레이져광을 사용하는 경우, 펄스 레이져 또는 연속발진 레이져를 사용할 수도 있으며, 또한 광원으로 상기 레이져광외에, G선, i선, DUV 광중 어느 하나를 사용할 수도 있다.On the other hand, in the case where the laser light is used as the light source in the above, a pulsed laser or a continuous oscillation laser may be used, and in addition to the laser light, any one of G-ray, i-ray, and DUV light may be used as the light source.

이상 상술한 바와같이, 본 발명의 방법에 따라 광원과 레티클 사이에 빛의 세기를 측정하는 디텍터를 설치하여 광원으로부터 나온 빛의 시간에 따른 빛의 세기변화 상태를 웨이퍼 스테이지 모터에 피드백시켜 스캐닝되는 속도를 이와 대응되게 변화킴으로써, 웨이퍼의 한 필드상에 도달하는 빛의 양이 균일하도록 하여 필드내 형성된 소자 배선의 라인 폭을 균일하게 하는 데 기여하여 반도체 소자의 특성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the method of the present invention, a detector for measuring the intensity of light between the light source and the reticle is installed to feed back the intensity of light change over time to the wafer stage motor. By changing this to correspondingly, the amount of light that reaches one field of the wafer can be made uniform, contributing to making the line width of the device wiring formed in the field uniform, thereby improving the characteristics of the semiconductor device.

Claims

A scanner type exposure apparatus, comprising: branching a part of light from a light source at an arbitrary position on an optical axis from a light source to a wafer to measure a change in light intensity with scanning time;

Feeding back the obtained data to a wafer stage motor for adjusting a moving speed of the wafer stage;

And the scanning speed is automatically controlled by the wafer stage motor so that the intensity of light reaching the field is uniform.

The method of claim 1, wherein the light source is any one of laser light, G line, i line, and DUV line.

The method according to claim 1 or 2, wherein when using laser light as the light source, a pulse laser or a continuous oscillation laser is used.

The method of claim 1, wherein a splitter is provided to branch light incident between the light source and the reticle, and a detector is installed on an optical path of light branched from the splitter to measure a change in light intensity. How to improve scanner illumination uniformity.