KR20030084030A - Method for selecting exposure apparatus - Google Patents

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KR20030084030A KR1020020022504A KR20020022504A KR20030084030A KR 20030084030 A KR20030084030 A KR 20030084030A KR 1020020022504 A KR1020020022504 A KR 1020020022504A KR 20020022504 A KR20020022504 A KR 20020022504A KR 20030084030 A KR20030084030 A KR 20030084030A
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Abstract

PURPOSE: A method for selecting an exposure apparatus is provided to match an overlay between characteristic values of an anterior exposure apparatus for an under layer and a posterior exposure apparatus for an upper layer by selecting the posterior exposure apparatus among a plurality of exposure apparatuses. CONSTITUTION: Inherent numbers are given to the plurality of exposure apparatuses. The characteristic value of the plurality of exposure apparatuses is databased. The inherent number of the anterior exposure apparatus is inputted into a simulator(10). The simulator determines an overlay matching degree of the exposure apparatuses and the anterior exposure apparatus by using the database and the data inputted into the simulator. The determination result of the simulator is outputted.

Description

노광 장치 선택 방법{Method for selecting Exposure Apparatus}Method for selecting Exposure Apparatus}

본 발명은 반도체 소자를 제조하는 공정에 관한 것으로, 특히 언더레이어 (underlayer)를 진행한 전단계 노광 장치의 특성치와 어퍼레이어(upperlayer)를 진행할 후단계 노광 장치의 특성치간의 오버레이가 매칭(matching)되도록, 복수의 노광 장치중에서 상기 후단계 노광 장치를 선택하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for manufacturing a semiconductor device, and in particular, so that an overlay between a characteristic value of a pre-exposure exposure apparatus undergoing an underlayer and a characteristic value of a post-exposure exposure apparatus to undergo an upper layer is matched. A method of selecting said post-stage exposure apparatus from among a plurality of exposure apparatuses.

일반적으로, 포토리소그래피(Photolithography) 공정은 어떤 특정한 화학약품(photo resist)이 빛을 받으면 화학반응을 일으켜서 성질이 변화하는 원리를 이용하여, 얻고자 하는 패턴(pattern)의 마스크(Mask)를 사용하여 빛을 선택적으로 피알(PR)에 조사함으로써 마스크의 패턴과 동일한 패턴을 형성시키는 공정이다.In general, a photolithography process uses a mask of a pattern to obtain a pattern by using a principle that changes a property by causing a chemical reaction when a specific photoresist receives light. It is a process of forming the same pattern as the pattern of a mask by selectively irradiating light to PR.

포토 공정은 일반사진의 필름(film)에 해당하는 포토레지스트(photoresist)를 도포하는 PR 도포 공정, 마스크를 이용하여 선택적으로 빛을 조사하는 사진기에 해당하는 노광공정, 다음에 현상액을 이용하여 빛을 받는 부분의 PR을 제거하여패턴을 형성시키는 현상공정으로 구성된다.The photo process includes a PR coating process for applying a photoresist corresponding to a film of a general photograph, an exposure process for a camera selectively irradiating light using a mask, and then a light using a developer. It is composed of a developing step of forming a pattern by removing the PR of the receiving portion.

통상, 노광공정에서는 웨이퍼상에 10층 이상의 회로패턴 (레티클패턴) 을 중합하여 전사한다. 그러나 각 층간에서의 중합정밀도가 나쁘면, 회로상의 특성에 문제점이 발생한다. 이와 같은 경우, 칩이 소기의 특성을 만족하지 않아 불량품이 되고, 이는 생산성을 저하시킨다.Usually, in the exposure step, 10 or more circuit patterns (reticle patterns) are polymerized and transferred onto the wafer. However, when the polymerization precision between layers is bad, a problem arises in circuit characteristics. In such a case, the chip does not satisfy the desired characteristics and becomes a defective product, which lowers the productivity.

상기 중합정밀도를 측정하기 위해, 웨이퍼에는 사각의 아우터마크 (outer mark)가 형성되고, 레티클에는 사각의 이너마크(innermark)가 형성되어 있다. 따라서 어퍼레이어를 진행하기 전에, 이너마크를 아우터마크에 오버랩(overlap)시킨 후 이너마크가 아우터마크의 중앙에서 벗어난 정도(이하 중첩오차)를 측정하여 웨이퍼나 렌즈를 이동시켜, 공정을 진행한다.In order to measure the polymerization accuracy, a square outer mark is formed on the wafer, and a square inner mark is formed on the reticle. Therefore, before proceeding with the upper layer, the inner mark is overlapped with the outer mark, and then the wafer or lens is moved by measuring the extent to which the inner mark deviates from the center of the outer mark (hereinafter, referred to as an overlapping error), and the process is performed.

중첩오차를 웨이퍼상의 모든 쇼트에 대해 행하는 것은 어렵다. 따라서 일반적으로 웨이퍼의 일부 쇼트(shot)에 대해서만 중첩오차를 계측하여, 중첩오차가 양호하면 공정을 진행하는 것이 일반적이다. 제조 라인에서 노광공정은 여러 대의 노광 장치를 혼용하여 진행되므로, 하나의 노광장치에서 중첩의 정확성뿐만 아니라 노광장치간의 특성치의 매칭여부도 중요하다.It is difficult to make an overlap error for every shot on the wafer. Therefore, in general, the overlap error is measured only for a few shots of the wafer, and if the overlap error is good, the process is generally performed. Since the exposure process is performed by using several exposure apparatuses in a manufacturing line, not only the accuracy of overlapping but also matching of characteristic values between exposure apparatuses in one exposure apparatus is important.

그런데 종래에는 작업자가 노광장치간의 장치 특성치(예컨데, 렌즈왜곡이나 스테핑)를 직접 비교하여 매칭이 잘되는 순으로 어퍼레이어를 진행할 노광장치를 선정한 후, 공정을 진행하여 중첩오차를 측정하였다. 이후 상기 중첩오차가 양호하면 최종 수율로 검증하고, 상기 중첩오차가 불량하면 다른 설비로 동일작업을 반복하였다. 이러한 방법은 웨이퍼상의 특정 쇼트만 계측하므로 노광 장치간의 렌즈왜곡과 스테핑의 매칭여부를 정확히 반영하지 못하고, 또한 시행착오가 요구되어 작업시간이 많이 소요되는 문제가 있다.However, in the related art, an operator directly compares device characteristic values (eg, lens distortion or stepping) between exposure apparatuses, selects an exposure apparatus to proceed with an upper layer in order of good matching, and then proceeds with the process to measure overlapping errors. Then, if the overlap error is good, the final yield is verified, and if the overlap error is poor, the same operation is repeated with another facility. Since this method measures only a specific shot on the wafer, it does not accurately reflect lens distortion and stepping between exposure apparatuses, and also requires a trial and error.

본 발명은 전단계 노광 장치의 특성치와 오버레이 매칭정도가 양호한 후단계 노광 장치를 정확하고 신속하게 선택할 수 있는 방법을 제시하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a method for accurately and quickly selecting a post exposure apparatus having good characteristics and overlay matching degree of a previous exposure apparatus.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노광장치를 선택하는 시스템의 구성을 보여주는 도면; 그리고,1 shows a configuration of a system for selecting an exposure apparatus according to a preferred embodiment of the present invention; And,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 후단계의 노광장치를 선택하는 방법을 보여주는 플로차트이다.2 is a flowchart showing a method of selecting an exposure apparatus of a later stage according to a preferred embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10 : 시뮬레이터 20 : 데이타베이스10: simulator 20: database

30 : 인터페이스 40 : 입력데이터30: interface 40: input data

상술한 목적을 달성하기 위해서 본 발명인 노광 장치 선택 방법은 복수의 노광 장치에 고유번호를 부여하고, 상기 복수의 노광 장치의 특성치를 데이타베이스화하는 단계, 상기 전단계 노광 장치의 고유번호를 시뮬레이터에 입력하는 단계, 상기 데이타베이스와 상기 시뮬레이터에 입력된 자료로부터 상기 노광 장치들과 상기 전단계 노광 장치의 오버레이 매칭정도를 판단하는 단계, 그리고 상기 시뮬레이터의 판단 결과를 출력하는 출력단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the exposure apparatus selection method of the present invention comprises the steps of assigning a unique number to a plurality of exposure apparatuses, making a database of characteristic values of the plurality of exposure apparatuses, and inputting a unique number of the previous stage exposure apparatus into a simulator. Determining an overlay matching degree between the exposure apparatuses and the previous stage exposure apparatus from the data input to the database and the simulator, and outputting a determination result of the simulator.

바람직하게는 상기 특성치는 광학계의 광학 특성와 스테핑 데이터를 포함하고, 상기 입력단계에서 상기 시뮬레이터에 쇼트 피치와 오버레이 허용기준치를 더입력하고, 상기 판단단계에서 상기 시뮬레이터는 상기 오버레이 매칭정도가 상기 오버레이 허용기준치의 범위내인지를 판단한다.Preferably, the characteristic value includes an optical characteristic and stepping data of an optical system, and further inputs a short pitch and an overlay tolerance value to the simulator in the input step, and in the determining step, the simulator determines that the overlay matching degree is the overlay tolerance value. Determine if it is within the range of.

바람직하게는 상기 데이터베이스화 단계와 상기 입력단계는 사용자 인터페이스를 통해 입력될 수 있다.Preferably, the database step and the input step may be input through a user interface.

또한, 본 발명에서는 상기 전단계 노광 장치로 공정이 진행된 웨이퍼들중 샘플웨이퍼 선택하여, 상기 샘플웨이퍼의 특정쇼트에서의 오버레이 계측 데이터를 더 입력하고, 상기 출력단계에서 상기 시뮬레이터는 상기 오버레이 계측 데이터를 기준으로 상기 복수의 노광장치의 렌즈 또는 웨이퍼의 위치가 보정되었을 때, 상기 후단계 노광 장치에서 어퍼레이어 진행시 예측되는 상기 오버레이 매칭정도를 수치 또는 맵으로 출력한다.In addition, in the present invention, a sample wafer is selected from among wafers processed by the previous stage exposure apparatus, and the overlay measurement data at a specific shot of the sample wafer is further input, and in the outputting step, the simulator references the overlay measurement data. When the positions of the lenses or the wafers of the plurality of exposure apparatuses are corrected, the overlay matching degree predicted when the upper layer progresses in the post exposure apparatus is output as a numerical value or a map.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

본 실시예에서 오버레이 매칭정도는 각 노광장치간의 특성치(예컨데 렌즈왜곡이나 스텝핑 데이타)값의 일치정도를 말하고, 오버레이 계측값이란 레티클에 형성된 이너마크와 웨이퍼상에 형성된 아우터마크를 오버랩시켰을 때, 상기 이너마크가 상기 아우터마크의 중앙에서 벗어난 거리를 말한다.In the present embodiment, the overlay matching degree refers to the degree of coincidence between the characteristic values (for example, lens distortion or stepping data) between the exposure apparatuses, and the overlay measurement value means that when the inner mark formed on the reticle and the outer mark formed on the wafer overlap, An inner mark refers to a distance deviating from the center of the outer mark.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노광장치를 선택하는 시스템의 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 후단계의 노광장치를 선택하는 방법을 보여주는 플로차트이다.1 is a view showing the configuration of a system for selecting an exposure apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a flow chart showing a method of selecting a subsequent exposure apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

노광 장치는 각 장치별로 특성치를 가진다. 상기 특성치는 광학계의 광학 특성과 스테핑 데이터등이 있으며, 상기 광학계의 광학 특성으로는 대표적으로 렌즈 왜곡을 들 수 있다. 따라서 모든 노광 공정 장치의 상기 렌즈 왜곡, 상기 스테핑 데이터들을 데이터베이스화한다. 바람직하게는 상기 데이터 베이스(20)에는 모든 노광 장치들 각각에 고유번호를 부여하고, 제 1 노광 장치(21)의 특성치, 제 2 노광 장치(22)의 특성치,ㆍㆍㆍ, 제 n 노광 장치(23)의 특성치를 각각 데이터베이스화 한다(스텝 S10). 상기 데이터 베이스(20)는 사용자가 인터페이스(30)를 통해서 수정하거나, 새로운 노광장치의 경우 상기 특성치를 신규입력할 수 있다.The exposure apparatus has a characteristic value for each apparatus. The characteristic values include optical characteristics, stepping data, and the like of the optical system, and lens distortions are representative of the optical characteristics of the optical system. Therefore, the lens distortion of all the exposure process apparatus, the stepping data is a database. Preferably, the database 20 is assigned a unique number to each of the exposure apparatuses, the characteristic value of the first exposure apparatus 21, the characteristic value of the second exposure apparatus 22, and the nth exposure apparatus. The characteristic values of (23) are respectively databased (step S10). The database 20 may be modified by the user through the interface 30 or newly input the characteristic value in the case of a new exposure apparatus.

어퍼레이어를 진행하기 위해서 다른 노광 장치를 이용할 경우 작업자는 상기 전단계 노광 장치와 장치 특성이 가장 유사한 후단계 노광 장치를 선택하여야 한다. 따라서 작업자는 전단계 노광장치의 고유번호를 시뮬레이터(10)에 입력한다. 상기 시뮬레이터(10)는 상기 고유번호에 해당되는 노광장치의 특성치를 상기 데이터베이스(20)를 통해 알 수 있다. 또한 작업자는 상기 후단계 노광장치의 특성치와 상기 전단계 노광 장치의 특성치의 오버레이가 매칭정도가 양호한지 여부의 기준이 되는 오버레이 허용기준치를 입력한다(스텝 S20).When using another exposure apparatus for advancing the upper layer, the operator should select a post-exposure apparatus having the most similar device characteristics to the previous stage exposure apparatus. Therefore, the operator inputs the unique number of the previous stage exposure apparatus into the simulator 10. The simulator 10 may know the characteristic value of the exposure apparatus corresponding to the unique number through the database 20. In addition, the operator inputs an overlay acceptance criterion value, which is a criterion of whether the overlay of the characteristic value of the post exposure apparatus and the characteristic value of the previous exposure apparatus is a good match (step S20).

상기 시뮬레이터(10)는 상기 입력데이터를 가지고 전단계 노광장치의 특성치와 다른 노광 장치들의 특성치를 비교하여 오버레이 매칭정도를 판단하고, 상기 매칭정도가 오버레이 허용기준치 내에 포함되는지 여부를 판단한다. 상기 오버레이의 매칭정도는 상기 노광장치들간의 렌즈왜곡과 스테핑 데이터를 각각 비교한 후, 이를 종합하여 판단한다(스텝 S30).The simulator 10 determines the overlay matching degree by comparing the characteristic value of the previous stage exposure apparatus with the characteristic value of the other exposure apparatus with the input data, and determines whether the matching degree is included in the overlay tolerance reference value. The degree of matching of the overlay is determined by comparing lens distortion and stepping data between the exposure apparatuses respectively, and then integrating them (step S30).

상기 시뮬레이터(10)는 상기 전단계 노광장치와 오버레이 매칭정도가 양호한 순서대로 노광 장치들을 나열하고, 상기 전단계 노광장치와 각각의 노광장치들간의 렌즈왜곡 매칭정도와 스테핑 매칭정도를 수치나 맵으로 출력한다. 또한 상기 시뮬레이터는각각의 노광 장치가 후속 레이어를 진행하기에 적합한지 여부를 출력할 수 있다.(스텝 S40).The simulator 10 lists the exposure apparatuses in order of good overlay matching degree with the previous stage exposure apparatus, and outputs a lens distortion matching degree and stepping matching degree between the previous stage exposure apparatus and each of the exposure apparatuses as a numerical value or a map. . The simulator may also output whether each exposure apparatus is suitable for advancing the subsequent layer (step S40).

작업자는 언더레이어가 진행된 웨이퍼들 중에서 샘플웨이퍼를 뽑아 상기 샘플웨이퍼의 특정위치의 쇼트에 대해 오버레이를 계측하여 데이터화한다. 작업자는 상기 데이터를 상기 시뮬레이터(10)에 입력한다. 상기 시뮬레이터는 상기 계측 데이터에 의해 상기 후단계 노광장치의 렌즈 또는 웨이퍼의 위치가 보정되었을 때, 상기 후단계 노광 장치에서 어퍼레이어 진행시 예측되는 오버레이 매칭정도를 웨이퍼상의 모든 칩에 대해서 수치 또는 맵으로 출력한다. 또한 시뮬레이터는 상기 오버레이 매칭정도가 오버레이 허용 기준치내에 포함되는지 여부를 판단하여 출력한다. 상기 과정은 모든 노광 장치에 대해서 행해지거나 후속 레이어를 진행하기에 적합하도록 판정된 노광 장치들에 대해서만 행해질 수 있다.The operator extracts a sample wafer from the underlayered wafers, and measures the overlay for the shot at a specific position of the sample wafer to make data. The operator inputs the data into the simulator 10. When the position of the lens or wafer of the post exposure apparatus is corrected by the measurement data, the simulator calculates the overlay matching degree predicted when the upper layer progresses in the post exposure apparatus as a numerical value or a map for all chips on the wafer. Output In addition, the simulator determines and outputs whether the overlay matching degree is included in an overlay acceptance criterion value. The above process can be done only for all exposure apparatuses or only for those exposure apparatuses determined to be suitable for advancing subsequent layers.

본 발명의 노광 장치 선택방법에 의하면, 전단계 노광 장치의 렌즈왜곡 또는 스테핑과 같은 장치특성치와 오버레이 매칭이 양호한 후단계 노광 장치를 쉽게 선택할 수 있는 효과가 있다.According to the exposure apparatus selection method of the present invention, it is possible to easily select a post-stage exposure apparatus having good overlay matching with device characteristic values such as lens distortion or stepping of the previous stage exposure apparatus.

또한, 언더레이어가 진행되었을 때 발생한 오버레이 계측값의 오차가 보정되었을 때, 상기 후단계 노광 장치에서 어퍼레이어 진행시 오버레이 매칭정도를 예측할 수 있는 효과가 있다.In addition, when the error of the overlay measurement value generated when the underlayer progresses is corrected, there is an effect of predicting the degree of overlay matching during the progress of the upper layer in the post exposure apparatus.

Claims (6)

반도체 소자를 제조하는 노광공정에서, 언더레이어를 진행한 전단계 노광 장치의 특성치와 어퍼레이어를 진행할 후단계 노광 장치의 특성치의 오버레이가 매칭되도록, 복수의 노광 장치중에서 상기 후단계 노광 장치를 선택하는 방법에 있어서,In the exposure step of manufacturing a semiconductor device, a method of selecting the post-stage exposure apparatus from among a plurality of exposure apparatuses so that the overlay of the characteristic value of the pre-stage exposure apparatus which has undergone the underlayer and the characteristic value of the post-stage exposure apparatus which will proceed the upper layer is matched. To 상기 복수의 노광 장치에 고유번호를 부여하고, 상기 복수의 노광 장치의 특성치를 데이타베이스화하는 단계와;Assigning a unique number to the plurality of exposure apparatuses and making a database of characteristic values of the plurality of exposure apparatuses; 상기 전단계 노광 장치의 고유번호를 시뮬레이터에 입력하는 단계와;Inputting a unique number of the previous stage exposure apparatus into a simulator; 상기 시뮬레이터는 상기 데이타베이스와 상기 시뮬레이터에 입력된 자료로부터 상기 노광 장치들과 상기 전단계 노광 장치의 오버레이 매칭정도를 판단하는 단계와; 그리고Determining, by the simulator, the degree of overlay matching between the exposure apparatuses and the previous stage exposure apparatus from data input to the database and the simulator; And 상기 시뮬레이터의 판단 결과를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치 선택 방법.And outputting the determination result of the simulator. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 특성치는 광학계의 광학 특성과 스테핑 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치 선택 방법.And said characteristic value includes optical characteristics and stepping data of an optical system. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 입력단계에서 상기 시뮬레이터에 쇼트 피치와 오버레이 허용기준치를 더 입력하고,In the input step, further input a short pitch and an overlay threshold in the simulator, 상기 판단단계에서 상기 시뮬레이터는 상기 오버레이 매칭정도가 상기 오버레이 허용기준치의 범위내인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 노광 장치 선택 방법.And in the determining step, the simulator determines whether the overlay matching degree is within a range of the overlay tolerance reference value. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 데이터베이스화 단계와 상기 입력단계는 사용자 인터페이스를 통해 입력될 수 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치 선택 방법.And the database step and the input step may be input through a user interface. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 출력단계에서,In the output step, 상기 시뮬레이터는 상기 노광 장치들과 상기 전단계 노광 장치와의 매칭정도가 양호한 순으로 수치 또는 맵으로 출력하는 것을 특징으로 하는 노광 장치 선택 방법.And the simulator outputs a numerical value or a map in order of good matching degree between the exposure apparatuses and the previous stage exposure apparatus. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 입력단계에서 상기 전단계 노광 장치로 공정이 진행된 웨이퍼들중 샘플웨이퍼 선택하여, 상기 샘플웨이퍼의 특정쇼트에서의 오버레이 계측 데이터를 더 입력하고,In the input step, a sample wafer is selected among the wafers processed in the previous exposure apparatus, and further input overlay measurement data at a specific shot of the sample wafer, 상기 출력단계에서 상기 시뮬레이터는 상기 오버레이 계측 데이터를 기준으로 상기 복수의 노광장치의 렌즈 또는 웨이퍼의 위치가 보정되었을 때, 상기 후단계 노광 장치에서 어퍼레이어 진행시 예측되는 상기 오버레이 매칭정도를 수치 또는 맵으로 출력하는 것을 특징으로 하는 노광 장치 선택 방법.In the outputting step, when the positions of the lenses or the wafers of the plurality of exposure apparatuses are corrected based on the overlay measurement data, the simulator measures the overlay matching degree predicted when the upper layer progresses in the subsequent exposure apparatus. The exposure apparatus selection method characterized by the above-mentioned.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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