KR20010003217A - 노광 장비의 노출 시간 보정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노광 장비의 노출 시간 보정 방법을 개시한다. 개시된 본 발명은, 노광 장비로부터 웨이퍼의 보호막에 조사되는 빛의 반사도의 기준을 정한다. 실제 웨이퍼의 보호막 반사도와 기준 반사도를 변수로 하여 노출 보정 시간을 산출하기 위한 함수를 산출한다. 실제 웨이퍼에 빛을 조사하여 실제 반사도를 측정한 후, 이 함수를 이용해서 기준 반사도에서 실제 반사도를 뺀 수치를 변수로 하여 노출 보정 시간을 정하고, 이 노출 보정 시간을 실제 노출 시간에 더하거나 뺀다.

Description

노광 장비의 노출 시간 보정 방법{method of compensating exposure time of stepper}

본 발명은 노광 장비의 노출 시간 보정 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반도체 기판의 반사도를 감안하여 노출 시간을 보정하는 방법에 관한 것이다.

반도체 회로를 구성하는 패턴을 형성하기 위하여 진행되는 노광 장비는, 빛을 조사하는 조명계와, 웨이퍼 및 레티클을 정렬시키는 얼라인먼트 유니트 및 조명계와 얼라인먼트 유니트 사이에 설치되어 레티클을 통과한 빛을 소정 배율, 통상적으로 5배율로 축소시키는 프로젝션 렌즈 시스템으로 구성되어 있다.

이러한 노광 장비는 조명계로부터 조사된 빛이 레티클에 형성된 패턴에 따라 레티클을 통과한 후, 프로젝션 렌즈 시스템에 의해 축소되어 웨이퍼에 조사되므로써, 웨이퍼상에 도포된 포토레지스트에 소정의 패턴을 형성시키는 장비이다.

노광 공정에서 가장 중요한 것은 DICD(Development Inspection Critical Dimension)란 용어이다. 이 DICD는 포토레지스트 코팅, 노광 및 현상 공정 후에 웨이퍼상의 포토레지스에 구현되는 패턴의 크기를 가리키는 용어이다. DICD를 결정하는 요소로는 여러 가지가 있으나, 그 중에서도 가장 중요한요소는 노광시에 포토레지스트가 흡수하는 에너지의 양이다. 이러한 에너지량은 작업자가 노광 장비에 입력하는 노출 시간에 따라 변하며, 특히 동일한 노출 시간이라 할지라도 웨이퍼의 특성에 따라 변하게 된다. 즉, 동일 노광 에너지을 갖는 빛을 각 웨이퍼에 조사하였더라도, 웨이퍼의 특성에 따라 DICD가 변하게 된다.

현재 노광 공정은 먼저 하나의 웨이퍼를 샘플로 정하여, 이 샘플 웨이퍼를 이용해서 노광 장비의 조건을 설정한 후, 하나의 카세트에 적재된 25장의 웨이퍼에 노광을 실시한 다음, 이 중에서 하나의 웨이퍼를 검사하는 방식으로 진행한다.

그런데, 종래에는 노광 전에 샘플 웨이퍼로 노광 장비의 조건을 설정한 후, 노광이 완료되면 어느 한 웨이퍼만을 검사하여 DICD를 측정하도록 되어 있다. 그러나, 이러한 종래 방식은 각 웨이퍼간에 발생될 수 있는 DICD 변화를 전혀 보상해줄 수 없다는 문제가 있다.

특히, DICD 변화는 웨이퍼, 보다 구체적으로는 웨이퍼 표면에 형성된 질화막인 보호막으로부터의 반사도에 의해 크게 변화되는데, 각 웨이퍼 표면에 형성되는 보호막의 두께는 현재 기술로는 일정하지 않고 대략 0.01㎛ 정도의 편차를 나타내고 있다.

종래에는 각 웨이퍼마다 두께가 일정하지 않은 보호막으로부터의 반사도를 전혀 감안하지 않고 노광 장비의 노출 시간을 입력하였기 때문에, 각 웨이퍼마다 DICD 변화가 크게 발생되는 문제점이 있었다. 즉, 각 웨이퍼에 형성된 포토레지스트의 패턴 크기가 서로 다르다는 심각한 문제점이 있었는데, 종래에는 이를 보상해주는 방법이 없었다.

따라서, 본 발명은 웨이퍼 보호막의 반사도에 따라 노광 장비의 노출 시간을 보정하므로써, 각 웨이퍼마다 패턴의 크기를 균일하게 형성할 수 있는 노광 장비의 노출 시간 보정 방법을 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 노출 시간 보정 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도.

도 2는 보호막 두께에 따른 웨이퍼 반사도 변화를 나타낸 그래프.

도 3은 웨이퍼 반사도에 따른 노출 보정 시간의 함수 관계를 나타낸 그래프.

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

Ri ; 실제 반사도 Rm ; 기준 반사도

Δt ; 노출 보정 시간 T ; 보정된 노출 시간

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 노출 시간 보정 방법은 다음과 같다.

노광 장비로부터 웨이퍼의 보호막에 조사되는 빛의 반사도의 기준을 정한다. 실제 웨이퍼의 보호막 반사도와 기준 반사도를 변수로 하여 노출 보정 시간을 산출하기 위한 함수를 산출한다. 실제 웨이퍼에 빛을 조사하여 실제 반사도를 측정한 후, 이 함수를 이용해서 기준 반사도에서 실제 반사도를 뺀 수치를 변수로 하여 노출 보정 시간을 정하고, 이 노출 보정 시간을 실제 노출 시간에 더하거나 뺀다.

상기된 본 발명의 구성에 의하면, 웨이퍼 보호막의 두께에 따른 반사도 차이를 차이에 따라 노출 보정 시간을 산출하여, 이 노출 보정 시간을 근거로 실제 노출 시간을 산정하게 되므로써, 각 웨이퍼의 포토레지스트에 형성되는 패턴의 차이를 최대한 줄일 수가 있게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 노출 시간 보정 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이고, 도 2는 보호막 두께에 따른 웨이퍼 반사도 변화를 나타낸 그래프이며, 도 3은 웨이퍼 반사도에 따른 노출 보정 시간의 함수 관계를 나타낸 그래프이다.

먼저, 여러 가지 시뮬레이션을 통해서 기준 반사도(Rm)와 실제 반사도(Ri)를 변수로 하여 노출 보정 시간을 산출하기 위한 아래 함수(f)를 구한다. 이러한 시뮬레이션은 보호막의 두께 및 노출 시간에 따라 동일 에너지의 빛에 노출되어 형성되는 패턴의 크기를 여러 회 측정하므로써, 반사도를 변수로 하는 함수를 구할 수가 있다.

Δt = f(Rm - Ri)

T = Er + Δt

여기서, Δt는 노출 보정 시간이고, T는 보정된 노출 시간이며, Er은 노광 장비에 입력되기 전의 노출 시간이다.

이러한 함수가 미리 정해져있다는 전제하에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 기준 두께 범위내로 보호막이 도포된 웨이퍼에 노광 장비로부터 빛을 조사하여, 웨이퍼의 기준 반사도(Rm)을 정한다. 실제로, 기준 반사도(Rm)은 상기 함수를 구하면서 미리 정해지게 된다.

그런 다음, 약간의 두께차가 있는 보호막이 도포된 각 웨이퍼에 빛을 조사하여, 웨이퍼의 실제 반사도(Ri)를 측정한다. 실제 반사도(Ri)는 도 2에 도시된 바와 같이, 보호막의 두께에 따라 증가하게 된다.

이어서, 측정된 실제 반사도(Ri)와 기준 반사도(Rm)을 상기 함수(f)에 대입하여, 노출 보정 시간 Δt를 구한다. 상기 함수 f를 매개로 하여 실제 반사도 Ri에 따른 노출 보정 시간 Δt의 변화 추이가 도 2에 그래프로 도시되어 있다.

마지막으로, 실제 노출 시간 Er에 노출 보정 시간 Δt를 더하거나 빼서, 보정된 노출 시간 T를 노광 장비에 입력한다.

이와 같이 하면, 보호막의 두께에 따라 각 웨이퍼의 노출 시간이 최적으로 설정되므로써, 각 웨이퍼마다 형성되는 패턴의 크기차를 최소화시킬 수가 있다. 특히, 실제 반사도 Ri를 측정하는 장비를 노광 장비에 부착하여, 노광 공정 중에 반사도 측정이 가능하므로, 별도의 공정이 추가되지 않는다.

상기된 바와 같이 본 발명에 의하면, 보호막의 두께 차이에 따른 반사도에 측정하여, 각 웨이퍼가 노출되는 시간을 최적으로 설정할 수가 있게 되므로써, 웨이퍼의 포토레지스트에 형성되는 패턴의 크기 차이를 최소화시킬 수가 있게 된다.

특히, 실제 반사도 측정은 노광 공정 중에 간단히 진행할 수가 있으므로, 별도의 공정 추가 없이도 노출 시간 보정을 행할 수가 있다.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 기준 두께로 웨이퍼에 증착된 보호막의 기준 반사도와, 실제 각 웨이퍼에 도포된 여러 두께의 보호막의 실제 반사도를 변수로 하여 노출 보정 시간을 산출하기 위한 함수를 구하는 단계;

   상기 기준 두께로 도포된 보호막에 노광 장비로부터 빛을 조사하여 기준 반사도를 설정하는 단계;

   상기 각 웨이퍼에 불균일한 두께로 도포된 각 보호막에 노광 장비로부터 빛을 조사하여 각 실제 반사도를 측정하는 단계;

   상기 기준 반사도와 실제 반사도를 상기 함수에 대입하여 노출 보정 시간을 산출하는 단계; 및

   상기 노출 보정 시간을 노광 장비에 입력하는 실제 노출 시간에 더하거나 빼서 보정된 노출 시간을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장비의 노출 시간 보정 방법.