KR20100024087A - Method of controlling a semiconductor process - Google Patents

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KR20100024087A
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임석현
김명철
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김용현
김유식
이문상
황기철
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삼성전자주식회사
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Abstract

PURPOSE: A semiconductor process control method is provided to accurately measure CD(Critical Dimension) of a pattern within a short time by appropriately using an OCD(Optical Critical Dimension) measuring instrument and an in-line-SEM equipment. CONSTITUTION: The critical dimension of films formed on wafers is measured by using a OCD equipment(ST102). The optical characteristic of the films is adjusted if the average critical dimension of the films is not in a predetermined normal range(ST104). The average critical dimension of the patterns on the wafers is measured by a critical dimension measuring instrument(ST108). The real critical dimensions of the wafers is measured by using the in-line-SEM equipment by a progress unit(ST112). The average critical dimension is corrected based on the real critical dimensions(ST116).

Description

반도체 공정 제어 방법{METHOD OF CONTROLLING A SEMICONDUCTOR PROCESS}Semiconductor process control method {METHOD OF CONTROLLING A SEMICONDUCTOR PROCESS}

본 발명은 반도체 공정 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 웨이퍼 상의 패턴을 형성하기 위한 사진식각 공정을 제어하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling a semiconductor process, and more particularly, to a method for controlling a photolithography process for forming a pattern on a wafer.

일반적으로, 반도체 장치는 웨이퍼 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정, 막을 패터닝하여 패턴을 형성하기 위한 사진 식각 공정, 및 사진 식각 공정 중에 발생된 부산물들을 제거하기 위한 세정 공정 등을 통해서 제조된다.In general, semiconductor devices are manufactured through a deposition process for forming a film on a wafer, a photolithography process for patterning a film to form a pattern, and a cleaning process for removing by-products generated during the photolithography process.

최근, 반도체 장치가 고집적화되어 감에 따라, 반도체 공정을 정확하게 제어하는 요구가 대두되고 있다. 특히, 이중 패터닝 기술(double patterning technique:DPT)의 경우, 제 1 패턴과 제 2 패턴 간의 산포 관리가 매우 중요해지고 있다.In recent years, as semiconductor devices have become highly integrated, there is a demand for precise control of semiconductor processes. In particular, in the case of the double patterning technique (DPT), the distribution management between the first pattern and the second pattern becomes very important.

반도체 공정 관리는 광학적 임계치수(optical critical dimension:OCD) 계측 장비 또는 인-라인(in-line)-SEM 장비를 이용하고 있다. OCD 계측 장비는 패턴의 CD를 광학적으로 측정하여 평균 CD를 획득한다. 반면에, 인-라인-SEM 장비는 패턴의 CD를 직접 측정하여, 패턴 이미지를 획득한다.Semiconductor process management uses either optical critical dimension (OCD) metrology or in-line-SEM equipment. OCD metrology equipment optically measures the CD of the pattern to obtain an average CD. In-line-SEM equipment, on the other hand, directly measures the CD of the pattern to obtain a pattern image.

본 발명은 단시간내에 패턴의 임계치수를 정확하게 계측할 수 있는 반도체 공정 제어 방법을 제공한다.The present invention provides a semiconductor process control method capable of accurately measuring the critical dimension of a pattern in a short time.

본 발명의 일 견지에 따른 반도체 공정 제어 방법에 따르면, 광학적 임계치수(optical CD:OCD) 계측 장비를 이용해서 웨이퍼들 상의 패턴들의 평균 임계 치수(CD)를 계측한다. 공정 단위별로 웨이퍼들의 실제 임계 치수들을 인-라인-SEM(in-line-SEM) 장비를 이용해서 계측한다. 상기 실제 임계 치수들을 근거로 상기 평균 임계 치수를 보정한다.According to a semiconductor process control method according to an aspect of the present invention, an optical critical dimension (CDD) measuring apparatus is used to measure an average critical dimension (CD) of patterns on wafers. The actual critical dimensions of the wafers per process unit are measured using in-line-SEM equipment. Correct the average critical dimension based on the actual critical dimensions.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 방법은, 상기 패턴 형성을 위한 공정 전에, 상기 OCD 장비를 이용해서 상기 웨이퍼들 상에 형성된 막들의 평균 임계 치수를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the method may further include measuring an average critical dimension of the films formed on the wafers using the OCD equipment before the process for forming the pattern.

또한, 상기 방법은 상기 막들의 평균 임계 치수가 기 설정된 정상 범위에서 벗어나면, 상기 막들의 광학적 특성을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.Further, the method may further comprise adjusting the optical properties of the films if the average critical dimension of the films deviates from a preset normal range.

여기서, 상기 공정은 사진식각 공정을 포함할 수 있다.Here, the process may include a photolithography process.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 평균 임계 치수들 중에서 비정상의 평균 임계 치수를 배제하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the invention, the method may further comprise the step of excluding an abnormal mean threshold dimension from among the mean threshold dimensions.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 실제 임계 치수들 중에서 비정상의 실제 임계 치수를 배제하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the method may further comprise the step of excluding an abnormal actual critical dimension among the actual critical dimensions.

상기 비정상의 실제 임계 치수를 배제하는 단계는 상기 실제 임계 치수들 중 에서 기 설정된 정상 임계 치수 범위에서 벗어나는 실제 임계 치수를 배제하는 단계를 포함할 수 있다.Excluding the abnormal actual critical dimension may include excluding an actual critical dimension deviating from a preset normal critical dimension range among the actual critical dimensions.

또는, 상기 비정상의 실제 임계 치수를 배제하는 단계는 상기 실제 임계 치수들 중에서 최소값과 최대값을 배제하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, excluding the abnormal actual critical dimension may include excluding a minimum value and a maximum value among the actual critical dimensions.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 패턴의 CD 계측 시간이 짧게 소요되는 ODC 계측 장비와 패턴의 CD를 정확하게 계측할 수 있는 인-라인-SEM 장비를 적절하게 혼용하게 됨으로써, 단시간 내에 패턴의 CD를 정확하게 계측할 수가 있게 된다.According to the present invention as described above, by properly mixing the ODC measurement equipment that takes a short time CD measurement time of the pattern and the in-line-SEM equipment that can accurately measure the CD of the pattern, it is possible to accurately I can measure it.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

실시예 1Example 1

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 공정 제어 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이고, 도 2는 도 1의 방법에 적용되는 OCD 계측 장비를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 1의 방법에 적용되는 인-라인-SEM 장비를 나타낸 단면도이다.1 is a flowchart sequentially illustrating a method for controlling a semiconductor process according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view illustrating an OCD measurement apparatus applied to the method of FIG. 1, and FIG. 3 is applied to the method of FIG. 1. This is a cross-sectional view showing the in-line-SEM equipment.

도 1을 참조하면, 단계 ST100에서, 웨이퍼 상에 막을 형성한다. 본 실시예에서, 막은 절연막, 도전막 등을 포함할 수 있다. 또한, 절연막은 화학기상증착(chemical vapor deposition;CVD) 공정, 물리기상증착(physical vapor deposition:PVD) 공정 등을 통해 형성할 수 있다. 도전막은 스퍼터링 공정 등을 통해 형성할 수 있다.1, in step ST100, a film is formed on a wafer. In the present embodiment, the film may include an insulating film, a conductive film, or the like. In addition, the insulating film may be formed through a chemical vapor deposition (CVD) process, a physical vapor deposition (PVD) process, or the like. The conductive film can be formed through a sputtering process or the like.

단계 ST102에서, 막의 임계치수(CD), 두께 등을 계측한다. 본 실시예에서, 광학적 임계치수(OCD) 계측 장비를 이용해서 막의 CD, 두께 등을 계측한다. In step ST102, the critical dimension (CD), thickness, and the like of the film are measured. In this embodiment, optical critical dimension (OCD) measuring equipment is used to measure the CD, thickness, and the like of the film.

여기서, OCD 계측 장비는 다음과 같은 장점을 갖는다. 광을 이용하여 계측하므로, 측정 시간이 매우 짧다. 또한, 한 번의 계측으로 복수개의 막들에 대한 평균 CD를 획득할 수 있다. 아울러, 막에 대한 복합적인 정보를 획득할 수 있다.Here, the OCD measuring equipment has the following advantages. Since measurement is made using light, the measurement time is very short. In addition, one measurement can obtain the average CD for a plurality of films. In addition, complex information about the membrane can be obtained.

반면에, OCD 계측 장비는 다음과 같은 단점을 갖는다. 하부 막의 특성과 막의 기하학적 모델링을 통해서 CD를 예측하기 때문에, 공정 조건의 변동에 따라 정확도에 차이가 있게 된다.On the other hand, OCD measurement equipment has the following disadvantages. Since the CD is predicted through the characteristics of the underlying film and the geometric modeling of the film, the accuracy varies according to the change of process conditions.

상기와 같은 특성을 갖는 OCD 계측 장비의 한 예가 도 2에 도시되어 있다.An example of the OCD measuring equipment having the above characteristics is shown in FIG. 2.

도 2를 참조하면, OCD 계측 장비(200)는 광원(210), 조사 유닛(220), 스테이지(230) 및 스펙트로미터 유닛(spectrometer unit:240)을 포함한다. 광원(210)으로부터 발생된 백색 광원은 조사부(220)를 통하여 스테이지(230) 상에 안치된 웨이퍼로 조사된다. 웨이퍼로부터 반사된 광은 스펙트로미터 유닛(240)이 검출한다. 스펙트로미터 유닛(240)은 파장별로 반사광을 검출하여 파장별 반사율을 측정한다. 측정된 반사율은 파장별로 조사된 웨이퍼 상의 전체 영역에 대한 평균값으로 얻어진 다. 따라서, 막의 평균 CD를 OCD 계측 장비(200)를 이용해서 단시간 내에 획득할 수 있다.Referring to FIG. 2, the OCD measurement apparatus 200 includes a light source 210, an irradiation unit 220, a stage 230, and a spectrometer unit 240. The white light source generated from the light source 210 is irradiated to the wafer placed on the stage 230 through the irradiator 220. The light reflected from the wafer is detected by the spectrometer unit 240. The spectrometer unit 240 detects reflected light for each wavelength to measure reflectance for each wavelength. The measured reflectance is obtained as the average value for the whole area on the wafer irradiated for each wavelength. Thus, the average CD of the membrane can be obtained in a short time using the OCD metrology equipment 200.

다시 도 1을 참조하면, 단계 ST104에서, 막의 평균 CD가 기 설정된 정상 CD와 비교한다. 막의 평균 CD가 기 설정된 정상 CD에서 벗어나는 것으로 판정되면, 막의 광학적 특성을 조정한다.Referring back to FIG. 1, in step ST104, the mean CD of the membrane is compared with the preset normal CD. If it is determined that the average CD of the film deviates from the preset normal CD, the optical properties of the film are adjusted.

단계 ST106에서, 막에 대한 패터닝 공정을 수행하여, 패턴을 형성한다. 본 실시예에서, 포토레지스트 필름을 막 상에 형성한다. 포토 마스크를 통해서 포토레지스트 필름 상으로 광을 선택적으로 조사한다. 포토레지스트 필름을 현상하여 포토레지스트 필름의 노광된 부분들을 제거함으로써, 포토레지스트 패턴을 형성한다. 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 막을 식각함으로써, 패턴을 형성한다.In step ST106, a patterning process is performed on the film to form a pattern. In this embodiment, a photoresist film is formed on the film. Light is selectively irradiated onto the photoresist film through the photo mask. The photoresist film is developed to remove the exposed portions of the photoresist film to form a photoresist pattern. A pattern is formed by etching a film using a photoresist pattern as an etching mask.

단계 ST108에서, OCD 계측 장비를 이용해서 패턴들의 평균 CD를 계측한다. 여기서, OCD 계측 장비를 이용해서 패턴들의 평균 CD를 계측할 경우, 포토레지스트 패턴의 수축 현상이 발생되지 않는다.In step ST108, the average CD of patterns is measured using the OCD measuring equipment. Here, when measuring the average CD of the patterns using the OCD measurement equipment, the shrinkage of the photoresist pattern does not occur.

한편, OCD 계측 장비를 이용해서 패턴들의 평균 CD를 계측하는 방법은 막의 평균 CD를 계측하는 방법과 실질적으로 동일하므로, 여기에서는 그에 대한 반복 설명은 생략한다. On the other hand, since the method of measuring the average CD of the patterns using the OCD measurement equipment is substantially the same as the method of measuring the average CD of the film, a repeated description thereof will be omitted here.

단계 ST110에서, 평균 CD들 중에서 비정상의 평균 CD를 배제시킨다. 즉, 기 설정된 기준 평균 CD와 평균 CD를 비교하여, 기준 평균 CD에서 벗어난 평균 CD를 데이터에서 제외시킨다.In step ST110, abnormal average CDs are excluded from the average CDs. That is, by comparing the predetermined reference average CD and the average CD, the average CD deviating from the reference average CD is excluded from the data.

단계 ST112에서, 패턴들의 실제 CD들을 인-라인-SEM 장비를 이용해서 공정 단위별로 계측한다. 모든 웨이퍼의 CD 등과 같이 계측해야 할 데이터가 많은 경우에는, 계측 시간이 짧게 소요되는 OCD 계측 장비를 이용한다. 반면에, 공정 조건 변동으로 인한 보정이 필요할 경우에는, 모든 웨이퍼가 아니라 공정 단위별로 한 개 이상의 웨이퍼만에 대해서만 인-라인-SEM 장비를 이용해서 해당 웨이퍼의 CD를 계측하게 된다. 즉, 계측해야 할 데이터가 많은 경우에는 짧은 계측 시간을 갖는 OCD 계측 장비가 이용되고, 계측 시간은 많이 소요되지만 정확한 계측 데이터를 얻고자 할 경우에는 인-라인-SEM 장비가 이용된다. 결과적으로, 패턴의 CD를 정확하게 계측하는데 소요되는 시간을 대폭 단축시킬 수가 있다.In step ST112, actual CDs of patterns are measured per process unit by using in-line-SEM equipment. When there is a lot of data to be measured, such as CDs of all wafers, OCD measuring equipment which takes a short measurement time is used. On the other hand, when correction is required due to process condition variation, CD of the wafer is measured using in-line-SEM equipment for only one or more wafers per process unit instead of all wafers. That is, when there is a lot of data to be measured, OCD measuring equipment having a short measuring time is used, and measuring time is long, but in-line-SEM equipment is used to obtain accurate measuring data. As a result, the time required to accurately measure the CD of the pattern can be significantly shortened.

여기서, 인-라인-SEM 장비는 다음과 같은 장점을 갖는다. 패턴의 CD를 직접 측정하므로, 측정된 CD의 정확도 및 신뢰도가 매우 높다. 또한, 패턴의 이미지도 획득할 수 있다. Here, the in-line-SEM equipment has the following advantages. Since the CD of the pattern is measured directly, the accuracy and reliability of the measured CD is very high. Also, an image of a pattern can be obtained.

반면에, 인-라인-SEM 장비는 다음과 같은 단점을 갖는다. 계측하는 동안, 챔버 내를 진공을 유지시켜야 하고, 또한 포커싱 등으로 인하여 계측 시간이 많이 소요된다. 또한, 전자빔으로 인해서 포토레지스트 패턴의 수축이 유발될 수 있다. On the other hand, in-line-SEM equipment has the following disadvantages. During the measurement, it is necessary to maintain a vacuum in the chamber, and measurement time is required due to focusing and the like. In addition, the electron beam may cause shrinkage of the photoresist pattern.

상기와 같은 특성을 갖는 인-라인-SEM 장비의 한 예가 도 3에 도시되어 있다.An example of an in-line-SEM equipment having such characteristics is shown in FIG. 3.

도 3을 참조하면, 인-라인-SEM 장비(300)는 SEM(318), 스테이지(320), 1차 전류 검출부(330) 및 2차 전류 검출부(340)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the in-line-SEM apparatus 300 includes an SEM 318, a stage 320, a primary current detector 330, and a secondary current detector 340.

SEM(318)은 전자빔(317)을 발생시키는 전자총(310), 제 1 콘덴서 렌즈(312), 전자빔(317)을 평행하게 유도하는 조리개(313), 제 2 콘덴서 렌즈(314), 대물 렌즈(315), 전자빔(317)의 방향을 조절하는 편항기(316)를 포함한다.The SEM 318 includes an electron gun 310 for generating an electron beam 317, a first condenser lens 312, an aperture 313 for guiding the electron beam 317 in parallel, a second condenser lens 314, an objective lens ( 315, a deflector 316 for adjusting the direction of the electron beam 317.

1차 전류 검출부(330)는 전자빔(317)이 스테이지(320) 상의 웨이퍼 표면으로 조사될 때 1차 전자에 의해 발생되는 1차 전류를 검출한다.The primary current detector 330 detects the primary current generated by the primary electrons when the electron beam 317 is irradiated onto the wafer surface on the stage 320.

2차 전류 검출부(340)는 2차 전자에 의해 발생되는 2차 전류를 검출한다.The secondary current detector 340 detects secondary current generated by secondary electrons.

다시 도 1을 참조하면, 단계 ST114에서, 상기와 같은 인-라인-SEM 장비를 이용해서 계측된 실제 임계 치수들 중에서 기 설정된 정상 임계 치수 범위에서 벗어나는 실제 임계 치수를 배제시킨다. 기 설정된 정상 임계 치수 범위에서 벗어나는 실제 임계 치수들은 측정 오류로 야기되어 계측 정확도에 문제를 주므로, 이러한 실제 임계 치수들을 미리 배제시키는 것이다.Referring back to FIG. 1, in step ST114, the actual threshold dimension deviating from the preset normal threshold dimension range is excluded from the actual threshold dimensions measured using the in-line-SEM equipment as described above. Actual critical dimensions that deviate from the preset normal critical dimension range are caused by measurement error, which causes problems in measurement accuracy, and thus preclude these actual critical dimensions.

단계 ST116에서, 측정 오류로 인한 실제 임계 치수들이 배제된 나머지 실제 임계 치수들을 근거로 평균 임계 치수를 보정한다.In step ST116, the average critical dimension is corrected based on the remaining actual critical dimensions from which the actual critical dimensions due to the measurement error are excluded.

한편, 본 실시예에서는, 반도체 공정 중에서 노광 공정을 예시적으로 설명하였으나, 이에 국한되지 않고 다른 반도체 공정들에도 본 발명의 방법이 적용될 수 있을 것이다.Meanwhile, in the present exemplary embodiment, an exposure process has been described as an example among semiconductor processes, but the method of the present invention may be applied to other semiconductor processes without being limited thereto.

본 실시예에 따르면, 모든 웨이퍼들에 대해서는 계측 시간이 빠른 OCD 계측 장비를 이용하고 공정 단위별로는 계측 시간은 느리지만 정확한 계측도를 갖는 인-라인-SEM 장비를 이용한다. 따라서, 패턴의 CD를 측정하는데 소요되는 시간을 대폭 단축하면서도 정확한 패턴의 CD를 계측할 수가 있게 된다. 결과적으로, 계측된 CD를 이용해서 노광 공정을 정확하게 제할 수가 있다.According to the present exemplary embodiment, an OCD metrology device having a fast measurement time is used for all wafers, and an in-line-SEM device having a low measurement time but accurate measurement degree by process unit is used. Therefore, the time required for measuring the CD of the pattern can be significantly shortened, and the CD of the correct pattern can be measured. As a result, the exposure process can be accurately eliminated using the measured CD.

실시예 2Example 2

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 공정 제어 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart sequentially illustrating a method of controlling a semiconductor process according to a second embodiment of the present invention.

도 4을 참조하면, 단계 ST400에서, 웨이퍼 상에 막을 형성한다. Referring to Fig. 4, in step ST400, a film is formed on the wafer.

단계 ST402에서, OCD 계측 장비를 이용해서 막의 임계치수(CD), 두께 등을 계측한다. In step ST402, the critical dimension (CD), thickness, etc. of the film are measured using the OCD measuring equipment.

단계 ST404에서, 막의 평균 CD가 기 설정된 정상 CD와 비교한다. 막의 평균 CD가 기 설정된 정상 CD에서 벗어나는 것으로 판정되면, 막의 광학적 특성을 조정한다.In step ST404, the average CD of the membrane is compared with the preset normal CD. If it is determined that the average CD of the film deviates from the preset normal CD, the optical properties of the film are adjusted.

단계 ST406에서, 막에 대한 패터닝 공정을 수행하여, 패턴을 형성한다. In step ST406, a patterning process is performed on the film to form a pattern.

단계 ST408에서, OCD 계측 장비를 이용해서 패턴들의 평균 CD를 계측한다. In step ST408, the average CD of patterns is measured using the OCD measuring equipment.

단계 ST410에서, 평균 CD들 중에서 비정상의 평균 CD를 배제시킨다. 즉, 기 설정된 기준 평균 CD와 평균 CD를 비교하여, 기준 평균 CD에서 벗어난 평균 CD를 데이터에서 제외시킨다.In step ST410, abnormal average CDs are excluded from the average CDs. That is, by comparing the predetermined reference average CD and the average CD, the average CD deviating from the reference average CD is excluded from the data.

단계 ST412에서, 패턴들의 실제 CD들을 인-라인-SEM 장비를 이용해서 공정 단위별로 계측한다. In step ST412, actual CDs of patterns are measured per process unit using in-line-SEM equipment.

단계 ST414에서, 상기와 같은 인-라인-SEM 장비를 이용해서 계측된 실제 임계 치수들 중에서 기 설정된 정상 임계 치수 범위에서 벗어나는 실제 임계 치수를 배제시킨다. 기 설정된 정상 임계 치수 범위에서 벗어나는 실제 임계 치수들은 측 정 오류로 야기되어 계측 정확도에 문제를 주므로, 이러한 실제 임계 치수들을 미리 배제시키는 것이다.In step ST414, out of the actual threshold dimensions measured using the in-line-SEM equipment as described above, the actual threshold dimension deviating from the preset normal threshold dimension range is excluded. Actual critical dimensions that deviate from the set normal critical dimension ranges are precluded from these actual critical dimensions because they cause measurement errors and cause measurement accuracy problems.

단계 ST416에서, 측정 오류로 인한 실제 임계 치수들이 배제된 나머지 실제 임계 치수들을 근거로 평균 임계 치수를 보정한다.In step ST416, the average critical dimension is corrected based on the remaining actual critical dimensions from which the actual critical dimensions due to the measurement error are excluded.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 패턴의 CD 계측 시간이 짧게 소요되는 ODC 계측 장비와 패턴의 CD를 정확하게 계측할 수 있는 인-라인-SEM 장비를 적절하게 혼용하게 됨으로써, 단시간 내에 패턴의 CD를 정확하게 계측할 수가 있게 된다. 결과적으로, 반도체 노광 공정을 정밀하게 제어할 수가 있게 된다.As described above, according to the preferred embodiment of the present invention, the ODC measurement equipment that requires a short CD measurement time of the pattern and the in-line-SEM equipment that can accurately measure the CD of the pattern are appropriately mixed, thereby shortening the time. The CD of the pattern can be measured accurately. As a result, the semiconductor exposure process can be precisely controlled.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 공정 제어 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.1 is a flowchart sequentially illustrating a method for controlling a semiconductor process according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 방법에 적용되는 OCD 계측 장비를 나타낸 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view showing the OCD measurement equipment applied to the method of FIG.

도 3은 도 1의 방법에 적용되는 인-라인-SEM 장비를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating in-line-SEM equipment applied to the method of FIG. 1.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 공정 제어 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart sequentially illustrating a method of controlling a semiconductor process according to a second embodiment of the present invention.

Claims (8)

광학적 임계치수(optical CD:OCD) 계측 장비를 이용해서 웨이퍼들 상의 패턴들의 평균 임계 치수(CD)를 계측하는 단계; Measuring an average critical dimension (CD) of patterns on wafers using optical CD (OCD) metrology equipment; 공정 단위별로 웨이퍼들의 실제 임계 치수들을 인-라인-SEM(in-line-SEM) 장비를 이용해서 계측하는 단계; 및Measuring actual critical dimensions of the wafers per process unit using in-line-SEM (in-line-SEM) equipment; And 상기 실제 임계 치수들을 근거로 상기 평균 임계 치수를 보정하는 단계를 포함하는 반도체 공정 제어 방법.Correcting the average critical dimension based on the actual critical dimensions. 제 1 항에 있어서, 상기 패턴 형성을 위한 공정 전에, 상기 OCD 장비를 이용해서 상기 웨이퍼들 상에 형성된 막들의 평균 임계 치수를 측정하는 단계를 더 포함하는 반도체 공정 제어 방법.The method of claim 1, further comprising measuring an average critical dimension of the films formed on the wafers using the OCD equipment before the process for forming the pattern. 제 2 항에 있어서, 상기 막들의 평균 임계 치수가 기 설정된 정상 범위에서 벗어나면, 상기 막들의 광학적 특성을 조정하는 단계를 더 포함하는 반도체 공정 제어 방법.3. The method of claim 2, further comprising adjusting the optical properties of the films if the average critical dimension of the films deviates from a preset normal range. 제 2 항에 있어서, 상기 공정은 사진식각 공정을 포함하는 반도체 공정 제어 방법.The method of claim 2, wherein the process comprises a photolithography process. 제 1 항에 있어서, 상기 평균 임계 치수들 중에서 비정상의 평균 임계 치수를 배제하는 단계를 더 포함하는 반도체 공정 제어 방법.2. The method of claim 1, further comprising excluding an abnormal mean threshold dimension from among the mean threshold dimensions. 제 1 항에 있어서, 상기 실제 임계 치수들 중에서 비정상의 실제 임계 치수를 배제하는 단계를 더 포함하는 반도체 공정 제어 방법.2. The method of claim 1, further comprising excluding an abnormal actual critical dimension from among the actual critical dimensions. 제 6 항에 있어서, 상기 비정상의 실제 임계 치수를 배제하는 단계는 상기 실제 임계 치수들 중에서 기 설정된 정상 임계 치수 범위에서 벗어나는 실제 임계 치수를 배제하는 단계를 포함하는 반도체 공정 제어 방법.7. The method of claim 6, wherein excluding the abnormal actual critical dimension comprises excluding an actual critical dimension that deviates from a preset normal critical dimension range among the actual critical dimensions. 제 6 항에 있어서, 상기 비정상의 실제 임계 치수를 배제하는 단계는 상기 실제 임계 치수들 중에서 최소값과 최대값을 배제하는 단계를 포함하는 반도체 공정 제어 방법.7. The method of claim 6, wherein excluding the abnormal actual critical dimension comprises excluding a minimum and maximum value among the actual critical dimensions.
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