KR980010635A

KR980010635A - Method of evaluating coma aberration of a precise lens

Info

Publication number: KR980010635A
Application number: KR1019960031095A
Authority: KR
Inventors: 박정철; 규종욱
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1996-07-29
Filing date: 1996-07-29
Publication date: 1998-04-30

Abstract

신규한 렌즈의 코마수차 평가방법이 개시되어 있다. 정밀한 렌즈의 코마수차를 평가하기 위하여 반복되는 라인패턴들을형성한후,의 식으로 정의되는 수차를 측정하여 계산한다. 스테퍼가 갖는 코마수차의 값을 종래방법보다 정확하게 평가할 수 있다.A method of evaluating a coma aberration of a novel lens is disclosed. After forming the repeated line patterns to evaluate the coma aberration of the fine lens, The aberration defined by the following equation is calculated. The value of the coma aberration of the stepper can be evaluated more accurately than the conventional method.

Description

Method of evaluating coma aberration of a precise lens

본 발명은 렌즈의 코마수차(coma aberration) 평가방법에 관한 것으로, 특히 코마수차 측정치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 정밀한 렌즈의 코마수차 평가방법에 관한 것이다.Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method of evaluating coma aberration of a lens, and more particularly, to a method of evaluating a coma aberration of a precision lens that can improve the reliability of a coma aberration measurement value.

반도체장치의 각종 패턴이 포토리소그래피 공정에 의하여 형성된다는 것은 널리 알려져 있다. 이러한 포토리소그라피 공정에는 정렬 노광기의 일종인 스테퍼(stepper)가 사용되는데, 이는 웨이퍼 1매에 몇 개의 칩 단위로 전후 좌우로 이동하면서 각 단위 칩마다 정렬 및 노광을 실시하는 장비이다. 따라서, 웨이퍼 1매를 한 번에 정렬 노광하는 장비보다 정교한 현상화가 가능한 데, 이 스테퍼 장비는 매우 정밀한 렌즈계를 포함하고 있다. 이러한 정밀한 렌즈 시스템에 수차(aberration)가 있을 경우에는 생산공정에서의 여유도를 감소시키게 된다. 특히, 비스듬한 입사광선으로 인해 렌즈축과 광선축이 평행하지 않게 되어 초점(focus)이 달라짐으로써 혜성모양의 상이 생기게 되는 코마수차는 포토리소그라피 공정에 의해 만들어진 패턴에 일그러짐 현상을 야기하게 되므로, 렌즈 제작시 이를 정밀하게 조절하여 최소화하여야 한다. 또한, 스테퍼 자체를 평가할 때에도 코마수차를 반드시 측정하여야 스테퍼를 사용할 때 공정여유도를 감소시키는 정도를 예측할 수 있으며, 스테퍼의 사용 여부를 확인할 수 있다.It is widely known that various patterns of a semiconductor device are formed by a photolithography process. In this photolithography process, a stepper, which is a type of aligning exposure apparatus, is used. This is a device that aligns and exposes each unit chip while moving in a unit of several chips on the front, rear, left and right sides. Therefore, it is possible to realize more precise development than a device for aligning and exposing a single wafer at a time, and this stepper apparatus includes a very precise lens system. If there is aberration in such a precise lens system, the margin in the production process is reduced. In particular, since the lens axis and the light axis are not parallel to each other due to an oblique incident light beam, the coma aberration, which causes a comet-shaped image due to a change in focus, causes a distortion in a pattern produced by the photolithography process. The time must be precisely controlled to minimize it. Also, when evaluating the stepper itself, it is necessary to measure the coma aberration to predict the degree of reduction of the process margin when the stepper is used, and whether or not the stepper is used can be confirmed.

그러나, 현재는 이러한 코마수차를 정량적으로 측정 및 평가하는 방법이 없어서, 사용하고자 하는 패턴을 스테퍼로 형성하여 본 후 그 패턴의 일그러짐 정도를 육안으로 확인하여 평가하고 있는 실정이다. 따라서, 동일한 정도의 패턴 일그러짐을 갖는다 하더라도 관찰자에 따라 코마수차에 대한 평가가 달라지게 된다. 더욱이, 패턴의 일그러짐을 다른 측정장치, 예컨대 주사형 전자현미경(Scanning Electro Microscope; 이하 "SEM"이라 한다)으로 측정하고자 하여도, 그 일그러짐의 정도가 미세하여 측정치 자체를 신뢰하기 어려운 실정이다.However, at present, there is no method for quantitatively measuring and evaluating such a coma aberration, so that a pattern to be used is formed into a stepper, and the degree of distortion of the pattern is visually confirmed and evaluated. Therefore, even if the pattern distortion has the same degree, the evaluation of the coma aberration varies depending on the observer. Further, even if the distortion of the pattern is measured by another measuring apparatus, for example, a scanning electron microscope (hereinafter referred to as "SEM "), the degree of distortion is so small that it is difficult to trust the measurement itself.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 코마수차의 정도를 현재 사용되고 있는 패턴크기 측정용 SEM을 이용하여 쉽게 측정할 수 있는 렌즈의 코마수차 평가방법을 제공하는데 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a method of evaluating a coma aberration of a lens which can easily measure the degree of coma aberration using a currently used SEM for pattern size measurement.

제1도는 본 발명에 의한, 반복되는 라인 패턴을 갖는 마스크의 평면도.FIG. 1 is a plan view of a mask having a repeated line pattern according to the present invention. FIG.

제2a도 및 제2b도는 코마수차가 없는 경우와 있는 경우에서 각각 생성된 패턴의 SEM 사진들.Figs. 2a and 2b show SEM photographs of the patterns respectively generated in the case where there is no coma aberration and in the case where there is no coma aberration.

제3도는 본 발명에 의한 선폭이상이 코마수차에 의존하는 양상을 나타내는 그래프.FIG. 3 is a graph showing an aspect in which the line width or more according to the present invention depends on coma aberration.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 정밀한 렌즈의 코마수차를 평가하기 위하여 반복되는 라인패턴들을 형성한 후,의 식으로 정의되는 수차를 측정하여 계산하는 것을 특징으로 하는 렌즈의 코마수차 평가방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that after repeating line patterns are formed to evaluate coma aberration of a precise lens, And calculating the aberration defined by the following equation: < EMI ID = 1.0 >

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 반복되는 라인 패턴의 갯수가 2∼15개 사이인 것이 바람직하다.According to the embodiment of the present invention, it is preferable that the number of the repeated line patterns is between 2 and 15.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 의한, 반복되는 라인 패턴을 갖는 마스크의 평면도로서, 홀수개의 라인 패턴들이 반복되어 형성되어 있다. 본 마스크는 포지티브 톤의 레지스트를 사용하여 형성한다. 이때, 상기 라인 패턴들은 2∼15개 사이의 갯수로 형성되는 것이 바람직하다.FIG. 1 is a plan view of a mask having a repeated line pattern according to the present invention, in which an odd number of line patterns are repeatedly formed. This mask is formed using a positive tone resist. At this time, it is preferable that the number of the line patterns is between 2 and 15.

제2a도 및 제2b도는 코마수차가 없는 경우와 있는 경우에서 각각 생성된 패턴의 SEM 사진들이다.Figs. 2a and 2b are SEM photographs of the patterns respectively generated in the case where there is no coma aberration and in the case where there is no coma aberration.

제2a도 및 제2b도를 참조하면, 제1도의 마스크를 이용하여 노광 및 현상하여 형성된 패턴들이 나타나 있다. 제2a도에 도시된 바와 같이 코마수차가 없는 경우는, 생성된 5개의 라인 패턴들의 크기가 일정함을 알 수 있다. 반면에, 제2b도에 도시된 바와 같이 코마수차가 없는 경우는 제일 바깥쪽의 라인 패턴의 크기가 서로 다른 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 다음의 식과 같이 선폭이상(linewidth abnormality)를 정의하고, 이를 코마수차의 평가기준으로 삼고자 하였다.Referring to FIGS. 2a and 2b, patterns formed by exposure and development using the mask of FIG. 1 are shown. If there is no coma aberration as shown in FIG. 2a, it can be seen that the size of the generated five line patterns is constant. On the other hand, as shown in FIG. 2B, when there is no coma aberration, it can be seen that the sizes of the outermost line patterns are different from each other. Therefore, in the present invention, the linewidth abnormality is defined as the following equation, and it is tried to use this as an evaluation criterion of the coma aberration.

위와 같이 선폭이상을 정의할 경우, 개구수(Numerical aperture; NA)가 0.57인 스테퍼에 대하여 마스크의 라인 패턴의 크기가 300nm일 때 코마수차의 크기에 따른 선폭이상을 모의실험(simulation)을 통하여 평가한 결과를 도3에 나타내었다. 여기서, ◆는 코마수차의 크기가 0.05인 경우를, ■는 0.1인 경우를, ▲는 0.2인 경우를 각각 나타낸다.When the line width is defined as above, when the line pattern size of the mask is 300 nm for the stepper having the numerical aperture (NA) of 0.57, the line width according to the size of the coma aberration is evaluated through simulation The results are shown in Fig. Represents the case where the size of the coma aberration is 0.05,? Represents the case of 0.1, and? Represents 0.2 case.

제3도를 참조하면, 본 발명에서 정의한 선폭이상이 코마수차의 크기와 잘 연관됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the line widths defined in the present invention are well correlated with the size of the coma aberration.

따라서, 상술한 바와 같이 본 발명에 의한 렌즈의 코마수차 평가방법에 의하면, 평가하고자 하는 스테퍼를 이용하여 선폭이상을 측정한 후 이를 모의실험 결과와 비교함으로써, 스테퍼가 갖는 코마수차의 값을 종래방법보다 정확하게 평가할 수 있다.As described above, according to the coma aberration evaluation method of a lens according to the present invention, the value of the coma aberration of the stepper is compared with the simulation result by measuring the line width or more using the stepper to be evaluated, Can be evaluated more accurately.

본 발명이 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 명백하다.It is apparent that the present invention is not limited to the above embodiments, and many modifications are possible within the technical scope of the present invention by those skilled in the art.

Claims

After forming the repeated line patterns to evaluate the coma aberration of the fine lens,

And calculating the aberration defined by the following equation.

※ Note: It is disclosed by the contents of the first application.