KR20000003512A - 포토리소그래피공정시의 포커스 및 레벨링 모니터링방법 - Google Patents
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Abstract
칩내에 모니터링 키패턴을 삽입하여 포커스 드리프트 및 레벨링오프셋을 측정, 기준화함으로써 소자의 고집적화 및 웨이퍼의 대형화에 따른 미세 패턴구현시 발생하는 오차를 최소화하여 공정안정화 및 생산수율을 증대시킬 수 있도록 한다. 이를 위한 포토리소그래피공정시의 포커스 모니터링방법은 웨이퍼상의 특정층에 소정패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피공정시, 형성하고자 하는 소정패턴이외에 모니터링키 패턴이 추가로 삽입된 마스크를 이용하여 포토리소그래피공정을 진행하여 현상된 모니터링키 패턴의 변형된 모양을 기준으로 하여 상기 특정층의 최적 포커스를 결정하고, 상기 특정층의 최적 포커스시의 모니터링키 패턴의 상태를 차후의 상기 특정층에 대한 포토리소그래피공정시 해당 장비의 상태 점검데이타로 사용한다. 포토리소그래피공정시의 레벨링 모니터링방법은 웨이퍼상의 소정층에 소정의 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피공정시, 형성하고자 하는 소정패턴이외에 모니터링키 패턴이 추가로 삽입된 마스크를 이용하여 포토리소그래피공정을 진행하여 웨이퍼내의 각 지역에 현상된 모니터링키 패턴의 변형된 모양을 참고로 하여 노광시 웨이퍼에 발생하는 레벨링을 보정한다.
Description
본 발명은 반도체 생산공정중 포토리소그래피공정에 관한 것으로, 특히 포토리소그래피공정시의 포커스 및 레벨링 모니터링 방법에 관한 것이다.
반도체 생산공정중 포토마스크공정을 수행함에 있어서, 예컨대 콘택홀 공정을 진행할 경우 도 1에 나타낸 바와 같이 샘플작업후, 칩내에 위치하고 있는 패턴을 무작위 선택하여 디포커스(Defocus)에 따른 패턴의 변형을 관찰하여 포커스 드리프트(Focus drift) 밀 레벨링 오프셋(leveling offset) 정도를 알아낸다. 이때, 디포커스에 의한 특정 크기이상의 패턴의 변형은 그 정도가 심하지 않은 이상 검사(inspection)시 발견되기 어려우며, 그 판단기준이 명확하지 않아서 관찰자의 시각에 따라 차이를 나타낼 수 있다. 또한 웨이퍼의 대형화에 따라 검사영역 또한 늘어났으며, 이에 특정한 모니터링 포인트의 부재로 검사 사각지역 역시 늘어나 공정의 안정성이 저하되고 있다. 따라서 샘플 작업시 단위공정시간이 늘어나게 되며, 관찰자의 판단오차의 정도에 따라 재작업까지도 종종 행해지고 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 칩내에 모니터링 키패턴을 삽입하여 포커스 드리프트 및 레벨링오프셋을 측정, 기준화함으로써 소자의 고집적화 및 웨이퍼의 대형화에 따른 미세 패턴구현시 발생하는 오차를 최소화하여 공정안정화 및 생산수율을 증대시킬 수 있도록 하는 포토리소그래피공정시의 포커스 및 레벨링 모니터링방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 포토리소그래피공정시의 포커스 모니터링방법은 웨이퍼상의 특정층에 소정패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피공정시, 형성하고자 하는 소정패턴이외에 모니터링키 패턴이 추가로 삽입된 마스크를 이용하여 포토리소그래피공정을 진행하여 현상된 모니터링키 패턴의 변형된 모양을 기준으로 하여 상기 특정층의 최적 포커스를 결정하고, 상기 특정층의 최적 포커스시의 모니터링키 패턴의 상태를 차후의 상기 특정층에 대한 포토리소그래피공정시 해당 장비의 상태 점검데이타로 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 포토리소그래피공정시의 레벨링 모니터링방법은 웨이퍼상의 소정층에 소정의 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피공정시, 형성하고자 하는 소정패턴이외에 모니터링키 패턴이 추가로 삽입된 마스크를 이용하여 포토리소그래피공정을 진행하여 웨이퍼내의 각 지역에 현상된 모니터링키 패턴의 변형된 모양을 참고로 하여 노광시 웨이퍼에 발생하는 레벨링을 보정하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래의 콘택홀 형성을 위한 포토리소그래피공정시의 포커스 및 레벨링 모니터링방법을 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 의한 포커스 및 레벨링 모니터링키 패턴이 삽입된 마스크의 평면도,
도 3은 본 발명에 의한 포커스 및 레벨링 모니터링키 패턴의 구성도,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 모니터링키 패턴이 추가로 삽입된 마스크를 이용하여 노광공정을 행할 경우의 포커스 드리프트에 따른 키의 변형을 나타낸 도면,
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 의한 모니터링키를 이용한 포커스 모니터링방법을 도시한 도면,
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 키패턴을 이용한 칩의 레벨링을 모니터하는 방법을 도시한 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10.메인패턴 20.모니터링키 패턴
100.마스크 200.웨이퍼
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 도 2에 나타낸 바와 같이 특정층의 초기 공정조건 설정시 마스크(100)상의 메인패턴(10) 주위에 포커스 드리프트에 민감한 변형(패턴간 브릿지, 노칭(notching)등)을 보이는 특정크기 이하(0.30㎛이하)의 모니터링키 패턴(20)을 추가로 삽입한다. 상기 모니터링키 패턴은 도 3에 나타낸 바와 같이 크기와 간격이 서로 다른 다수개의 패턴들로 형성한다.
상기와 같이 모니터링키 패턴이 추가로 삽입된 마스크(100)를 이용하여 노광공정을 행할 경우, 포커스 드리프트에 따른 키의 변형을 도 4 및 도 5에 나타내었다. 도 4는 (-)방향의 포커스 드리프트시의 키패턴의 변형을, 도 5는 (+)방향의 포커스 드리프트시의 키패턴의 변형을 나타낸 것으로, 각 도에서 (a)는 디포커스 1인 경우, (b)는 디포커스 2인 경우, (c)는 디포커스 3인 경우를 각각 나타낸다.
상기 노광공정후 현상을 행한 다음, 메인패턴 검사시 모니터링키를 검사하여 최적조건에서의 키의 변형상태를 기준으로 정해 놓는다.
차후 동일한 층의 포토마스크 작업시 모니터링키의 변형상태를 상기에서 정해놓은 기준상태와 비교하여 그 정도를 파악, 보정하여 공정을 진행한다.
본 발명에 의한 모니터링키를 이용한 포커스 모니터링방법을 도 6a 내지 도 6d를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
먼저, 도 6a와 같이 메인패턴(10)과 함께 모니터링키 패턴(20)이 삽입된 마스크(100)를 이용하여 웨이퍼(200)상에 메인패턴의 최적조건으로 메인패턴(10A)과 모니터링키 패턴(20A)을 구현시킨다. 이 상태에서 얻어지는 키패턴(20A)의 상태를 초기 설정된 키패턴으로서 패턴의 번호(1,2,3)를 기록하거나 기록사진을 저장한다.
다음에 차후의 동일층 공정시 키패턴(20A)의 상태를 검사하여 초기공정 설정시의 상태와 비교하여 보정값을 결정한다. 도 6b에 도시된 바와 같은 키패턴(20A)이 형성되었을 경우에는 도 6a에 나타낸 초기 설정된 키패턴상태(20A)과 비교하면 (+)디포커스3의 보정이 필요함을 알 수 있다(도 5(c)참조). 또한, 도 6c와 같은 키패턴(20C)을 얻은 경우, 도 6a의 키패턴(20A)과 비교했을때 초기공정조건시와 동일한 상태이므로 보정이 필요없음을 알 수 있다. 도 6d와 같은 키패턴(20D)을 얻은 경우에는 (-)디포커스3의 보정이 필요함을 알 수 있다(도 4(c)참조).
도 7a 및 도 7b에는 본 발명에 따른 키패턴을 이용한 칩의 레벨링을 모니터하는 방법을 도시하였다. 도 2에 도시한 바와 같이 모니터링키 패턴이 삽입된 마스크를 이용하여 노광 및 현상했을 때 도 7a에 나타낸 바와 같은 키패턴이 얻어졌다면 노광대상이 된 칩을 Y방향으로 대칭적으로 '3'정도 포커스 레벨링을 주어 노광을 하게 되면 도 7b에 나타낸 바와 같은 최적상태의 패턴을 얻을 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 패턴의 미세화에 따른 노광장비의 미세한 포커스 드리프트에 의해 패턴이 변형되는 것을 사전에 기준을 가지고 정확히 관찰하여 보정할 수 있으므로 공정의 안정성을 높일 수 있다. 또한 웨이퍼의 대형화에 따른 웨이퍼의 변형에 의한 노광대상 칩의 레벨링 오프셋을 정량적으로 측정하여 보정할 수 있어 검사시간을 줄일 수 있고 동시에 재작업율을 낮추어 단위공정 시간을 단축시킬 수 있다. 그리고 노광장비의 최적 초점면(focal plane) 점검이 공정진행시 자동적으로 이루어지므로 장비 점검주기를 늘릴수 있어 전체적인 공정시간을 단축시켜 상대적 생산비를 절감할 수 있다.
Claims (8)
- 웨이퍼상의 특정층에 소정패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피공정시, 형성하고자 하는 소정패턴 이외에 모니터링키 패턴이 추가로 삽입된 마스크를 이용하여 포토리소그래피공정을 진행하므로써 이에 의해 형성된 모니터링키 패턴의 변형된 모양을 기준으로 하여 상기 특정층의 최적 포커스를 결정하고, 상기 특정층의 최적 포커스시의 모니터링키 패턴의 상태를 차후의 상기 특정층에 대한 포토리소그래피공정시 해당 장비의 상태 점검데이타로 사용하는 포토리소그래피공정시의 포커스 모니터링방법.
- 제1항에 있어서,상기 모니터링키 패턴은 포커스 드리프트에 민감한 미세패턴으로 형성하는 포토리소그래피공정시의 포커스 모니터링방법.
- 제1항에 있어서,상기 모니터링키 패턴은 크기와 간격이 서로 다른 다수개의 패턴들로 이루어진 포토리소그래피공정시의 포커스 모니터링방법.
- 제1항에 있어서,상기 모니터링키 패턴은 형성하고자 하는 소정패턴의 주변부에 삽입되는 포토리소그래피공정시의 포커스 모니터링방법.
- 제1항에 있어서,상기 모니터링키 패턴으로 크기가 다른 콘택홀패턴을 이용하는 포토리소그래피공정시의 포커스 모니터링방법.
- 웨이퍼상의 소정층에 소정의 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피공정시, 형성하고자 하는 소정패턴이외에 모니터링키 패턴이 추가로 삽입된 마스크를 이용하여 포토리소그래피공정을 진행하여 웨이퍼내의 각 지역에 현상된 모니터링키 패턴의 변형된 모양을 참고로 하여 노광시 웨이퍼에 발생하는 레벨링을 보정하는 포토리소그래피공정시의 레벨링 모니터링방법.
- 제6항에 있어서,상기 모니터링키 패턴은 포커스 드리프트에 민감한 미세패턴으로 형성하는 포토리소그래피공정시의 레벨링 모니터링방법.
- 제6항에 있어서,상기 모니터링키 패턴은 크기와 간격이 서로 다른 다수개의 패턴들로 이루어진 포토리소그래피공정시의 레벨링 모니터링방법.
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| KR1019980024754A KR20000003512A (ko) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 포토리소그래피공정시의 포커스 및 레벨링 모니터링방법 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100512839B1 (ko) * | 2001-03-29 | 2005-09-07 | 가부시끼가이샤 도시바 | 반도체 장치의 제조 방법 |
-
1998
- 1998-06-29 KR KR1019980024754A patent/KR20000003512A/ko not_active Application Discontinuation
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|---|---|---|---|---|
| KR100512839B1 (ko) * | 2001-03-29 | 2005-09-07 | 가부시끼가이샤 도시바 | 반도체 장치의 제조 방법 |
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