KR20050116499A - Exposing method in semiconductor device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 노광방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 샷 영역별로 감광막의 두께를 측정한 후, 측정된 감광막의 두께가 규정치와 일정범위 내의 오차를 보일 경우는 샷 영역별로 노광에너지를 보정하여 노광하고 일정범위를 벗어날 경우에는 재공정을 실시하거나 공정을 중단함으로써 자원의 낭비를 막으면서 동일 시디의 패턴형성을 가능하게 하고 패턴불량을 방지하여 수율을 향상시키는 반도체 소자의 노광방법에 관한 것이다.The present invention relates to an exposure method of a semiconductor device, and more particularly, after measuring the thickness of the photosensitive film for each shot region, and if the measured photosensitive film thickness shows an error within a predetermined value and a predetermined range, the exposure energy is corrected for each shot region. If the exposure is outside the predetermined range, the present invention relates to a method of exposing a semiconductor device to enable pattern formation of the same CD while preventing waste of resources by reprocessing or stopping the process, and to improve yield by preventing pattern defects.
본 발명의 상기 목적은 반도체 소자의 노광방법에 있어서, (A) 감광막 두께에 따른 최적 노광에너지의 관계를 나타내는 백그라운드 데이터를 산출하는 단계, (B) 초기 노광에너지와 감광막 두께의 규정치를 설정하는 단계, (C) 기판 상에 감광막을 코팅하는 단계, (D) 상기 감광막의 두께를 샷 영역별로 측정하는 단계, (E) 상기 측정된 감광막의 두께가 상기 규정치와 일정 범위 이내의 오차를 보일 경우, 상기 백그라운드 데이터로부터 샷 영역별 최적 노광에너지를 산출하고 일정 범위를 초과하는 오차를 보일 경우, 노광공정을 중단하거나 상기 감광막을 제거한 후 상기 (C) 단계로 되돌아가는 단계 및 (F) 상기 산출된 샷 영역별 최적 노광에너지를 바탕으로 초기 노광에너지를 보정하여 노광하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 노광방법에 의해 달성된다.The above object of the present invention is to expose a semiconductor device, the method comprising the steps of: (A) calculating the background data indicating the relationship between the optimum exposure energy according to the thickness of the photosensitive film, (B) setting the prescribed value of the initial exposure energy and the photosensitive film thickness (C) coating the photoresist film on the substrate, (D) measuring the thickness of the photoresist film for each shot region, and (E) when the measured photoresist thickness shows an error within a predetermined range with the prescribed value, If the optimum exposure energy for each shot region is calculated from the background data and shows an error exceeding a predetermined range, returning to the step (C) after stopping the exposure process or removing the photosensitive film and (F) the calculated shot Exposure method of a semiconductor device comprising the step of correcting the initial exposure energy based on the optimum exposure energy for each region To be achieved.
따라서, 본 발명의 반도체 소자의 노광방법은 감광막의 두께가 규정치와 일정범위 내의 오차를 보이는 감광막만을 선별하여 샷 영역별로 보정된 노광에너지로 노광함으로써 자원의 낭비를 막으면서 동일 시디의 패턴형성을 가능하게 하고 패턴불량을 방지하여 수율을 향상시키는 효과가 있다.Therefore, in the exposure method of the semiconductor device of the present invention, it is possible to form the same CD pattern while preventing waste of resources by selecting only the photoresist film having a thickness of the photoresist film and having an error within a predetermined range and exposing it with exposure energy corrected for each shot region. It is effective to improve the yield by preventing the pattern defects.
Description
본 발명은 반도체 소자의 노광방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 샷 영역별로 감광막의 두께를 측정한 후, 측정된 감광막의 두께가 규정치와 일정범위 내의 오차를 보일 경우는 샷 영역별로 노광에너지를 보정하여 노광하고 일정범위를 벗어날 경우에는 재공정을 실시하거나 공정을 중단함으로써 자원의 낭비를 막으면서 동일 시디의 패턴형성을 가능하게 하고 패턴불량을 방지하여 수율을 향상시키는 반도체 소자의 노광방법에 관한 것이다.The present invention relates to an exposure method of a semiconductor device, and more particularly, after measuring the thickness of the photosensitive film for each shot region, and if the measured photosensitive film thickness shows an error within a predetermined value and a predetermined range, the exposure energy is corrected for each shot region. If the exposure is outside the predetermined range, the present invention relates to a method of exposing a semiconductor device to enable pattern formation of the same CD while preventing waste of resources by reprocessing or stopping the process, and to improve yield by preventing pattern defects.
근래에 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 발전에 따라 반도체 소자 제조 기술도 비약적으로 발전하고 있다. 상기 반도체 소자는 집적도, 미세화, 동작속도 등을 향상시키는 방향으로 기술이 발전하고 있다. 이에 따라 집적도 향상을 위한 리소그래피 공정과 같은 미세 가공 기술에 대한 요구 특성 또한 엄격해지고 있다. In recent years, with the rapid development of information media such as computers, semiconductor device manufacturing technology is also rapidly developing. The semiconductor device has been developed in the direction of improving the degree of integration, miniaturization, operating speed and the like. As a result, requirements for microfabrication techniques, such as lithography processes for improved integration, are becoming more stringent.
리소그래피 기술은 마스크(mask) 상에 형성된 패턴을 기판으로 전사하는 사진 기술로서 반도체 소자의 미세화 및 고집적화를 주도하는 핵심 기술이다. 일반적으로, 리소그래피 공정은 감광막을 코팅하는 단계, 소프트베이크(softbake)하는 단계, 정렬 및 노광하는 단계, 노광후베이크(Post Exposure Bake, 이하 PEB)하는 단계 및 현상하는 단계를 포함하는 일련의 공정을 거쳐 수행된다.Lithography technology is a photographic technology for transferring a pattern formed on a mask to a substrate and is a core technology that leads to miniaturization and high integration of semiconductor devices. Generally, a lithographic process involves a series of processes including coating a photoresist, softbake, align and expose, post exposure bake (PEB), and develop. Is carried out.
상기 노광을 위한 노광장치에는 스테퍼(stepper), 스캐너(scanner) 등이 존재한다. 1990년대 이후 많이 사용되고 있는 스테퍼는 하나의 샷(shot)을 노광한 후 기판을 X축, Y축으로 하나의 샷만큼 이동하여 다음 샷을 노광하는 방식으로 통상, 5 ~ 6 인치 정도의 마스크 사이즈를 가지며 샷 영역을 한정하기 때문에 균일도가 좋으며 스테퍼의 투영렌즈를 통과한 빛은 그 크기가 1/5로 축소되어 기판에 노광되는 것이 보통이다.In the exposure apparatus for the exposure, a stepper, a scanner, and the like exist. Steppers, which have been widely used since the 1990s, typically expose a mask size of about 5 to 6 inches by exposing one shot and then moving the substrate by one shot on the X and Y axes to expose the next shot. It has good uniformity because it limits the shot area, and the light passing through the projection lens of the stepper is usually reduced to 1/5 and exposed to the substrate.
스캐너는 필드내 슬릿을 이용하여 노광을 함으로써 보다 균일도를 향상시키고 칩 사이즈의 대형화에 대응 가능한 대형 필드를 구현할 수 있다는 장점 때문에 최근에 많이 사용되고 있다. 통상, 6인치 정도의 마스크 사이즈를 가지며 1/4 축소 노광을 한다.Scanners have been used in recent years because of the advantage that the exposure by using the slits in the field to improve the uniformity and to implement a large field that can cope with the increase in chip size. Typically, a mask size of about 6 inches and a quarter reduction exposure.
감광막은 하부층을 식각할 때 내식각성을 가지고 빛에 반응하는 감광성을 가진 재료로 양성 감광막(positive photoresist)과 음성 감광막(negative photoresist)이 존재한다. 양성 감광막은 빛에 노출된 영역에서 분해, 분자쇄 절단 등의 반응이 일어나 용해성이 크게 증가하여 현상시 제거되는 것으로서 내식각성이 강하고 해상력이 뛰어나 고집적도 반도체 공정에 많이 사용되고 있다. 이에 비해 음성 감광막은 빛에 노출된 영역에서 가교 등의 반응이 일어나 분자량이 크게 증가하여 현상시 제거되지 않고 남는 특성을 보이는 감광막이다.The photoresist film is a material having a photoresist that reacts to light with etching resistance when etching the lower layer, and includes a positive photoresist film and a negative photoresist film. The positive photoresist film is removed during development due to a large increase in solubility due to decomposition, molecular chain cleavage, and the like, and is widely used in high-density semiconductor processes due to its strong etching resistance and high resolution. On the other hand, the negative photoresist film is a photoresist film that exhibits a characteristic of being left unremoved during development due to a large increase in molecular weight due to a reaction such as crosslinking in a region exposed to light.
도 1은 종래기술에 의한 리소그래피 공정의 흐름도이다.1 is a flow chart of a lithographic process according to the prior art.
먼저, 노광에너지를 설정한다(S100). 이후, 기판 상에 감광막을 코팅한 후 모든 샷 영역에서 상기 설정된 노광에너지로 감광막을 노광하게 된다.First, exposure energy is set (S100). Thereafter, after the photoresist is coated on the substrate, the photoresist is exposed to the set exposure energy in all shot regions.
다음, 감광막의 접착력을 강화시키기 위해 기판을 표면처리한다(S101). 상기 표면처리는 감광막의 접착력 향상을 위해서 기판 표면을 소수성화시켜 수분에 대한 저항을 향상시키키 위해 실시하는 것으로서 일반적으로 HMDS(Hexa Methyldisilazane)를 질소 가스와 함께 탱크 내로 도입하여 기판에 기상도포한다.Next, the substrate is surface treated to enhance the adhesive force of the photosensitive film (S101). The surface treatment is carried out to improve the resistance to moisture by hydrophobizing the surface of the substrate in order to improve the adhesion of the photosensitive film. In general, HMDS (Hexa Methyldisilazane) is introduced into a tank together with nitrogen gas to apply a gas phase to the substrate.
다음, 감광막을 코팅한다(S102). 상기 감광막의 코팅은 기판을 2,000∼4,000 rpm 정도의 일정 속도로 고속회전시키면서 감광제를 기판 상에 분사하여 원심력에 의해 균일하게 퍼져 코팅시키는 스핀코팅을 주로 사용한다. 상기 감광막의 두께 조정은 주로 스핀모터의 회전수(rpm) 및 공정시간 등을 통해 이루어진다.Next, the photosensitive film is coated (S102). The coating of the photoresist film is mainly used by spin coating to uniformly spread by the centrifugal force by spraying the photosensitive agent on the substrate while rotating the substrate at a constant speed of about 2,000 to 4,000 rpm. The thickness adjustment of the photosensitive film is mainly performed through the rotational speed (rpm) and the process time of the spin motor.
다음, 소프트베이크를 실시한다(S103). 감광막 내에 존재하는 솔벤트(solvent)의 70 ~ 80%는 감광막의 스핀코팅시 증발하나 나머지 솔벤트는 제거되지 않고 존재하며 상기 솔벤트를 제거하기 위해 소프트베이크를 실시한다. 상기 솔벤트가 남아 있으면 현상이나 식각시에 비노광부의 감광막의 내성을 떨어뜨려 계속 감광막의 두께가 변하게 되어 일정한 공정조건을 유지할 수 없게 된다. 상기 소프트베이크는 감광막 성분이 열분해되지 않을 정도의 온도 조건을 설정한다.Next, soft baking is performed (S103). 70 to 80% of the solvent present in the photoresist film is evaporated during spin coating of the photoresist film, but the remaining solvent is present without being removed, and a soft bake is performed to remove the solvent. If the solvent remains, the resistance of the photosensitive layer of the non-exposed part during development or etching decreases, and the thickness of the photoresist layer continues to change so that constant process conditions cannot be maintained. The soft bake sets temperature conditions such that the photosensitive film component is not pyrolyzed.
다음, 기판을 마스크에 정렬하고 노광을 실시한다(S104). 상기 노광시, 초기에 설정된 노광에너지를 기판의 모든 샷 영역에 적용하여 노광한다. 그러나 기판 상에 코팅된 감광막의 두께는 기판 내의 위치, 샷 영역별로 차이가 있을 뿐만 아니라 기판별로도 차이를 나타내게 된다. 특히, 최근에는 기판의 직경이 300mm인 대구경 기판을 사용하기도 하며 액정디스플레이에 사용되는 기판유리는 4세대의 730㎜×920㎜와 680㎜×880㎜의 기판유리를 거쳐 현재는 1000㎜×1200㎜, 11100㎜×1250㎜, 1100㎜×13000㎜의 기판크기를 가진 5세대 기판유리가 사용되고 있을 정도로 그 기판사이즈가 대형화되고 있다. 이처럼 기판의 사이즈가 커질수록 감광막 두께의 위치별 편차는 더욱 크게 발생한다. Next, the substrate is aligned with the mask and exposed (S104). During the exposure, the exposure energy initially set is applied to all shot regions of the substrate for exposure. However, the thickness of the photoresist coated on the substrate is not only different for each position and shot region in the substrate but also for each substrate. In particular, recently, a large diameter substrate having a diameter of 300 mm is used. Substrate glass used for liquid crystal display is passed through 4th generation 730 mm x 920 mm and 680 mm x 880 mm substrate glass. The substrate size is being enlarged to the extent that 5th generation glass substrates having substrate sizes of 11100 mm x 1250 mm and 1100 mm x 13000 mm are used. In this way, the larger the size of the substrate, the greater the positional deviation of the thickness of the photosensitive film.
따라서, 기판 전체를 동일한 노광에너지로 노광하게 되면 노광 공정 후에 형성되는 감광막 패턴의 시디(CD : Critical Dimension)가 기판 내의 위치에 따라 달라지게 되어 정밀한 패턴형성이 어렵게 된다. 또한 기판의 일부 영역 또는 전체 영역에서 감광막이 지나치게 두껍거나 얇아지는 경우에도 노광을 하게 됨으로써 이후의 공정에서 불량이 발생하여 자원 낭비 및 수율 저하의 원인이 되고 있다.Therefore, when the entire substrate is exposed to the same exposure energy, the CD (critical dimension) of the photoresist pattern formed after the exposure process varies depending on the position in the substrate, thereby making it difficult to form a precise pattern. In addition, even when the photoresist film is excessively thick or thin in a portion or the entire region of the substrate, exposure is caused, which causes defects in subsequent processes, causing a waste of resources and a decrease in yield.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 대한민국 공개특허 제 2000-0012852호는 기판의 센타, 바텀, 탑, 에지 등의 각 소정부위에 대해서 감광막의 두께를 측정하여 그 결과에 따라 기판의 각 부위별로 서로 상이한 노광에너지로 노광하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 상기와 같은 노광방법은 감광막의 두께가 규정치를 많이 벗어나는 경우에도 노광공정을 진행함으로써 후속 공정에서의 불량 발생 및 자원 낭비의 원인을 제거하지 못하고 있다.In order to solve the above problems, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2000-0012852 measures the thickness of the photoresist film for each predetermined portion such as a center, a bottom, a top, and an edge of a substrate. A method of exposing with different exposure energies is disclosed. However, the exposure method as described above does not eliminate the cause of defects and waste of resources in the subsequent process by performing the exposure process even when the thickness of the photoresist film deviates much from the prescribed value.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 샷 영역별로 감광막의 두께를 측정한 후, 측정된 감광막의 두께가 규정치와 일정범위 내의 오차를 보일 경우는 샷 영역별로 노광에너지를 보정하여 노광하고 일정범위를 벗어날 경우에는 재공정을 실시하거나 공정을 중단함으로써 자원의 낭비를 막으면서 동일 시디의 패턴형성을 가능하게 하고 패턴불량을 방지하여 수율을 향상시키는 반도체 소자의 노광방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다. Accordingly, the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, after measuring the thickness of the photosensitive film for each shot region, if the measured photosensitive film thickness shows an error within a predetermined value and a certain range, exposure energy for each shot region If the exposure is out of a certain range and the process is out of a certain range, re-processing or stopping the process can prevent the waste of resources, and the pattern of the same CD can be formed and the pattern defect can be prevented. It is an object of the present invention to provide.
본 발명의 상기 목적은 반도체 소자의 노광방법에 있어서, (A) 감광막 두께에 따른 최적 노광에너지의 관계를 나타내는 백그라운드 데이터를 산출하는 단계, (B) 초기 노광에너지와 감광막 두께의 규정치를 설정하는 단계, (C) 기판 상에 감광막을 코팅하는 단계, (D) 상기 감광막의 두께를 샷 영역별로 측정하는 단계, (E) 상기 측정된 감광막의 두께가 상기 규정치와 일정 범위 이내의 오차를 보일 경우, 상기 백그라운드 데이터로부터 샷 영역별 최적 노광에너지를 산출하고 일정 범위를 초과하는 오차를 보일 경우, 노광공정을 중단하거나 상기 감광막을 제거한 후 상기 (C) 단계로 되돌아가는 단계 및 (F) 상기 산출된 샷 영역별 최적 노광에너지를 바탕으로 초기 노광에너지를 보정하여 노광하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 노광방법에 의해 달성된다.The above object of the present invention is to expose a semiconductor device, the method comprising the steps of: (A) calculating the background data indicating the relationship between the optimum exposure energy according to the thickness of the photosensitive film, (B) setting the prescribed value of the initial exposure energy and the photosensitive film thickness (C) coating the photoresist film on the substrate, (D) measuring the thickness of the photoresist film for each shot region, and (E) when the measured photoresist thickness shows an error within a predetermined range with the prescribed value, If the optimum exposure energy for each shot region is calculated from the background data and shows an error exceeding a predetermined range, returning to the step (C) after stopping the exposure process or removing the photosensitive film and (F) the calculated shot Exposure method of a semiconductor device comprising the step of correcting the initial exposure energy based on the optimum exposure energy for each region To be achieved.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.Details of the above object and technical configuration of the present invention and the effects thereof according to the present invention will be more clearly understood by the following detailed description with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 반도체 소자의 노광방법의 흐름도이다.2 is a flowchart of a method of exposing a semiconductor device according to the present invention.
도 3은 감광막 두께와 최적 노광에너지의 관계를 나타낸 도면이다.3 is a graph showing the relationship between the photosensitive film thickness and the optimum exposure energy.
도 4는 감광막의 두께 측정 위치를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a thickness measurement position of the photosensitive film.
먼저, 형성하고자 하는 패턴이 동일 시디를 갖도록 다양한 감광막의 두께에 대한 최적 노광에너지를 산출하여 백그라운드 데이터로 저장한다. 일반적으로 감광막의 두께에 대한 최적 노광에너지의 관계는 도 3에 도시된 바와 같은 형태를 나타낸다. 상기 백그라운드 데이터는 노광장치의 컴퓨터 메모리에 저장시키는 것이 가능하며 또한 한번 저장해 놓으면 매회 노광시마다 다시 측정할 필요가 없다.First, an optimum exposure energy for the thickness of various photoresist layers is calculated and stored as background data so that the pattern to be formed has the same CD. In general, the relationship between the optimum exposure energy and the thickness of the photosensitive film has a form as shown in FIG. 3. The background data can be stored in the computer memory of the exposure apparatus, and once stored, there is no need to measure again each exposure.
다음, 초기 노광에너지를 설정한다(S200). 초기 노광에너지는 감광막을 코팅할 때 설정한 감광막 두께 타겟(target) 또는 이전 로트(lot)에서 측정된 감광막 두께의 평균치 등을 기준으로 설정할 수 있다. 상기 초기 노광에너지는 노광장치에 저장되며 감광막의 두께 측정에서 도출되는 최적 노광에너지로부터 자동으로 초기 노광에너지가 보정되도록 하는 것이 바람직하다.Next, the initial exposure energy is set (S200). The initial exposure energy may be set based on a photoresist thickness target set when coating the photoresist film or an average value of the photoresist thickness measured in a previous lot. The initial exposure energy is stored in the exposure apparatus, and the initial exposure energy is preferably automatically corrected from the optimum exposure energy derived from the thickness measurement of the photosensitive film.
다음, 감광막 두께의 규정치를 설정한다(S201). 감광막의 두께는 반도체 소자의 수율에 막대한 영향을 미치므로 감광막의 두께가 규정치보다 일정 비율 이상 차이나는 경우는 감광막을 제거한 후 다시 코팅하거나 다시 코팅이 곤란한 불량의 경우에는 노광 공정을 실시하지 않음으로써 자원 낭비 및 공정시간의 단축을 꾀하기 위한 것이다. 상술한 초기 노광에너지를 설정하는 단계(S200)와 감광막의 두께 규정치를 설정하는 단계(S201)는 이하에서 서술할 감광막을 코팅하는 단계(S202)보다 반드시 선행할 필요는 없다.Next, the prescribed value of the photosensitive film thickness is set (S201). Since the thickness of the photoresist film has a great effect on the yield of semiconductor devices, if the thickness of the photoresist film differs from the prescribed value by a certain ratio or more, the photoresist film may be removed and then re-coated, or in the case of defects that are difficult to recoat, the exposure process may not be performed. To reduce waste and process time. The step S200 of setting the initial exposure energy and the step S201 of setting the thickness prescribed value of the photoresist film are not necessarily preceded by the step S202 of coating the photoresist film described below.
다음, 감광막을 코팅한다(S202). 상기 감광막의 코팅은 기판을 2,000∼4,000 rpm 정도의 일정 속도로 고속회전시키며서 감광제를 기판 상에 분사하여 원심력에 의해 균일하게 퍼져 코팅시키는 스핀코팅을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 감광막의 두께는 스핀모터의 회전수(rpm) 및 공정시간 등을 통해 어느 정도 균일하게 할 수 있으나 그 한계가 있으며 본 발명은 그러한 경우에 적용하기 위한 노광방법을 제시한다.Next, the photosensitive film is coated (S202). The coating of the photoresist film is preferably used by spin coating to spread the coating uniformly by centrifugal force by spraying the photoresist on the substrate while rotating the substrate at a constant speed of about 2,000 to 4,000 rpm. The thickness of the photosensitive film may be uniform to some extent through the rotational speed (rpm) and the process time of the spin motor, but there is a limitation thereof, and the present invention provides an exposure method for application in such a case.
다음, 감광막의 두께를 측정한다(S203). 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 감광막이 코팅된 기판(10)을 샷 영역(11)별로 구분하여 각 샷 영역에서 적어도 한 군데 이상을 측정한다. 도 4에 도시한 작은 원은 감광막 두께 측정 포인트(12)를 나타낸 것이다. 상기 샷 영역(11)의 중앙을 측정하는 것을 원칙으로 하되 두께 편차가 심한 경우에는 샷 영역을 다시 세분하여 샷 영역의 중앙과 가장자리의 5 포인트(13), 중앙을 가로지르는 3 포인트(14), 가장자리의 4 포인트(15), 중앙과 가장자리의 3 포인트(16), 중앙을 가로지르는 대각선의 3 포인트(17) 등의 측정방법을 사용하는 것이 가능하나 그 측정위치 및 측정포인트 개수에 제한이 있는 것은 아니다.Next, the thickness of the photosensitive film is measured (S203). As shown in FIG. 4, the photosensitive film-coated substrate 10 is divided into shot regions 11 to measure at least one or more positions in each shot region. The small circle shown in FIG. 4 shows the photosensitive film thickness measuring point 12. In principle, the center of the shot area 11 is measured, but when the thickness variation is severe, the shot area is subdivided again, 5 points 13 at the center and the edge of the shot area, 3 points 14 crossing the center, It is possible to use measuring methods such as 4 points (15) on the edge, 3 points (16) on the center and edge, and 3 points (17) on the diagonal across the center, but there are limitations on the measuring position and the number of measuring points. It is not.
상기 감광막의 두께 측정은, 노광장치 내에 두께 측정장치를 구비하여 측정하는 방법, 트랙 내에 두께 측정장치를 구비하여 측정하는 방법 및 별도의 두께 측정장치에서 측정하는 방법 등이 가능하나 노광장치 내에서 측정하는 방법이 보다 바람직하다. 노광장치 내에서 측정함으로써 복잡한 데이터 전송수단이 필요없이 곧바로 측정된 데이터와 노광장치 내에 저장된 백그라운드 데이터를 비교함으로써 최적 노광에너지를 산출하는 것이 가능하며 산출된 최적 노광에너지를 기준으로 초기 노광에너지를 보다 간편하고 신속하게 보정할 수 있다.The thickness of the photosensitive film can be measured by including a thickness measuring device in the exposure apparatus, a method of measuring a thickness measuring apparatus in the track, and a method using a separate thickness measuring apparatus. The method of doing is more preferable. By measuring in the exposure apparatus, it is possible to calculate the optimal exposure energy by comparing the measured data with the background data stored in the exposure apparatus without the need for complicated data transmission means. Can be corrected quickly.
다음, 상기 측정된 감광막 두께를 규정치와 비교한다(S204). Next, the measured photoresist film thickness is compared with a prescribed value (S204).
상기 측정된 감광막의 두께와 규정치와의 차이가 일정범위, 예를 들어 상기 규정치의 10% 내에 들어오면 측정된 감광막 두께에 따른 최적 노광에너지를 외삽법 및 내삽법 등의 방법으로 계산하여 설정된 초기 노광에너지와의 차이만큼을 보정한(S205) 후 기판을 정렬하여 노광한다(S206). 상기 노광을 위한 광원으로는 365nm의 아이-라인(i-line), DUV(Deep Ultraviolet) 영역의 248nm, 193nm, 전자빔, X선 등을 사용할 수 있으며 그 제한이 있는 것은 아니다. 상기 노광장치는 스테퍼, 스캐너 등을 사용하는 것이 바람직하다.When the difference between the measured photosensitive film thickness and the prescribed value falls within a certain range, for example, 10% of the prescribed value, the initial exposure set by calculating the optimal exposure energy according to the measured photosensitive film thickness by a method such as extrapolation or interpolation. After correcting the difference with the energy (S205), the substrate is aligned and exposed (S206). As the light source for the exposure, an i-line of 365 nm, 248 nm, 193 nm of an deep ultraviolet (DUV) region, an electron beam, X-rays, or the like may be used, but is not limited thereto. It is preferable that the exposure apparatus uses a stepper, a scanner, or the like.
상기 측정된 감광막의 두께와 규정치와의 차이가 일정범위, 예를 들어 상기 규정치의 10% 를 초과할 경우, 상기 감광막 코팅의 재공정 가능 여부를 판별(S207)하여 재공정이 가능할 경우, 감광막을 제거한(S208) 후 다시 감광막을 코팅하여 감광막의 두께 측정 및 노광공정을 실시한다. 감광막을 다시 코팅할 수 없을 정도의 불량이거나 기타 원인에 의해 재공정을 실시하지 않는 것이 바람직할 경우에는 해당 기판은 더 이상의 공정 진행을 하지 않도록 하여 자원의 낭비를 막고 불필요한 공정이 진행되지 않도록 하여 공정시간을 단축하고 패턴불량의 원인을 제거한다.When the difference between the measured thickness of the photoresist film and the prescribed value exceeds a certain range, for example, 10% of the prescribed value, it is determined whether the reprocessing of the photoresist coating is possible (S207). After removal (S208), the photosensitive film is coated again to perform a thickness measurement and exposure process of the photosensitive film. If the photoresist film is not enough to be recoated or if reprocessing is not necessary due to other reasons, the substrate should not be further processed to prevent waste of resources and unnecessary processes. Shorten the time and eliminate the cause of pattern defects.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.Although the present invention has been shown and described with reference to preferred embodiments as described above, it is not limited to the above-described embodiments and those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be possible.
따라서, 본 발명의 반도체 소자의 노광방법은 감광막의 두께가 규정치와 일정범위 내의 오차를 보이는 감광막만을 선별하여 샷 영역별로 보정된 노광에너지로 노광함으로써 자원의 낭비를 막으면서 동일 시디의 패턴형성을 가능하게 하고 패턴불량을 방지하여 수율을 향상시키는 효과가 있다.Therefore, in the exposure method of the semiconductor device of the present invention, it is possible to form the same CD pattern while preventing waste of resources by selecting only the photoresist film having a thickness of the photoresist film and having an error within a predetermined range and exposing it with exposure energy corrected for each shot region. It is effective to improve the yield by preventing the pattern defects.
도 1은 종래기술에 의한 리소그래피 공정의 흐름도.1 is a flow chart of a lithographic process according to the prior art.
도 2는 본 발명에 의한 반도체 소자의 노광방법의 흐름도.2 is a flowchart of a method of exposing a semiconductor device according to the present invention;
도 3은 감광막 두께와 최적 노광에너지의 관계를 나타낸 도면.3 shows the relationship between the photosensitive film thickness and the optimum exposure energy.
도 4는 감광막의 두께 측정 위치를 나타낸 도면.4 is a view showing a thickness measurement position of a photosensitive film.
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100677996B1 (en) * | 2005-12-27 | 2007-02-02 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Control method of photo-lithography process |
| KR101222966B1 (en) * | 2006-03-29 | 2013-01-17 | 엘지디스플레이 주식회사 | Method for manufacturing liquid crystal display device |
| KR20180001457A (en) * | 2016-06-24 | 2018-01-04 | 가부시기가이샤 디스코 | Protective film coating apparatus and protective film coating method |
| CN108288595A (en) * | 2018-01-29 | 2018-07-17 | 厦门乾照光电股份有限公司 | A kind of photoresist monitoring method |
| CN114078991A (en) * | 2020-08-21 | 2022-02-22 | 东莞市中图半导体科技有限公司 | Preparation method of patterned substrate and glue homogenizing system |
| CN114253082A (en) * | 2020-09-24 | 2022-03-29 | 中国科学院微电子研究所 | Method and device for sampling and measuring gluing thickness |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000012852A (en) * | 1998-08-01 | 2000-03-06 | 윤종용 | Light exposure facility for semiconductor manufacturing and light exposure method |
| JP3866435B2 (en) | 1999-03-17 | 2007-01-10 | 株式会社東芝 | Photomask creation method, exposure method, and exposure apparatus |
-
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- 2004-06-08 KR KR1020040041577A patent/KR100596269B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100677996B1 (en) * | 2005-12-27 | 2007-02-02 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Control method of photo-lithography process |
| KR101222966B1 (en) * | 2006-03-29 | 2013-01-17 | 엘지디스플레이 주식회사 | Method for manufacturing liquid crystal display device |
| KR20180001457A (en) * | 2016-06-24 | 2018-01-04 | 가부시기가이샤 디스코 | Protective film coating apparatus and protective film coating method |
| CN108288595A (en) * | 2018-01-29 | 2018-07-17 | 厦门乾照光电股份有限公司 | A kind of photoresist monitoring method |
| CN108288595B (en) * | 2018-01-29 | 2020-07-31 | 厦门乾照光电股份有限公司 | Photoresist monitoring method |
| CN114078991A (en) * | 2020-08-21 | 2022-02-22 | 东莞市中图半导体科技有限公司 | Preparation method of patterned substrate and glue homogenizing system |
| CN114253082A (en) * | 2020-09-24 | 2022-03-29 | 中国科学院微电子研究所 | Method and device for sampling and measuring gluing thickness |
Also Published As
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