KR20030014098A - Mask for measuring flare, method for fabricating the same, method for measuring flare-affected range on a wafer, and method for correcting patterns in flare-affected range using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 포토리소그라피 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 포토리소그라피 장치내에 장착되는 렌즈의 플레어(flare) 측정용 마스크 및 그 제조방법, 이를 이용한 웨이퍼 상의 플레어의 영향을 받는 영역 측정 방법 및 플레어의 영향을 받는 영역의 마스크내 패턴 보정 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a photolithography system, and more particularly, to a mask for flare measurement of a lens mounted in a photolithography apparatus, a method for manufacturing the same, and a method for measuring an area affected by flare on a wafer using the same and A method of correcting a pattern in a mask of an affected area.
일반적으로 플레어(flare)는 포토리소그라피 시스템 중 노광 장치에 장착되는 프로젝션 렌즈등의 결함으로 인하여 포토리소그라피 공정에서 오노광이 발생되는 현상을 말한다. 즉, 렌즈 표면에 결함이 발생되면, 렌즈 결함 부위에서 광산란이 발생되어, 포토레지스트 패턴의 형상 변형이 일어나는 것이다. 여기서, 렌즈의 표면 결함으로는 표면 오염, 스크래치(scratch) 또는 부분적인 굴절율 차이등을 들 수 있으며, 이러한 결함 부위에서 노광시 광이 렌즈를 통하여 집속되지 않고 산란이 발생된다.In general, flare refers to a phenomenon in which photoexposure is generated in a photolithography process due to a defect such as a projection lens mounted on an exposure apparatus of a photolithography system. That is, when a defect occurs on the surface of the lens, light scattering occurs at the lens defect site, and shape deformation of the photoresist pattern occurs. Here, surface defects of the lens may include surface contamination, scratches, or partial refractive index differences, and scattering may occur when light is not focused through the lens at the sites of such defects.
이러한 플레어 현상에 대하여, 도 1a 및 도 1b를 통하여 보다 자세히 설명하도록 한다.This flare phenomenon will be described in more detail with reference to FIGS. 1A and 1B.
도 1a 및 도 1b를 참조하여, 포토리소그라피 공정을 수행하기 위한 노광 장치는 소정의 차단 패턴(11)을 갖는 마스크(10)의 차단 패턴(11) 형상을 웨이퍼(12)의 소정 부분으로 축소 투영시키는 렌즈(14)를 포함한다. 이러한 렌즈(14)는 마스크(10)와 웨이퍼(12) 사이에 개재되어 있다. 아울러, 웨이퍼(12) 상부에는 포토레지스트막(도시되지 않음)이 피복되어 있다.1A and 1B, an exposure apparatus for performing a photolithography process reduces and projects a shape of a blocking pattern 11 of a mask 10 having a predetermined blocking pattern 11 to a predetermined portion of a wafer 12. It includes a lens 14 to make. This lens 14 is interposed between the mask 10 and the wafer 12. In addition, a photoresist film (not shown) is coated on the wafer 12.
이때, 도 1a에서와 같이, 렌즈(14)의 표면에 결함이 발생되지 않는 경우, 마스크(10)에 그려진 차단 패턴(11)의 형태가 포토레지스트막에 전사된다. 이에따라, 웨이퍼(12) 상부에는 마스크(10)의 패턴(11)을 축소한 형태로 포토레지스트 패턴(12a)이 형성된다.At this time, as in FIG. 1A, when no defect occurs on the surface of the lens 14, the shape of the blocking pattern 11 drawn on the mask 10 is transferred to the photoresist film. Accordingly, the photoresist pattern 12a is formed on the wafer 12 in a form in which the pattern 11 of the mask 10 is reduced.
반면에, 도 1b와 같이, 렌즈(14)의 표면에 결함이 발생된 경우, 결함 발생 부위(15)에서 광산란이 일어나게 된다. 이와같은 광산란은 상기에서 언급한 바와 같이 포토레지스트막의 노광시, 불균일한 광의 분포를 초래하여 에이리얼 이미지(aerial image)의 조도(contrast)를 저하시킨다. 더불어, 이러한 광산란은결함 발생 부위(15)와 인접하는 영역의 노광량을 증대시켜, 결함 발생 부위(15) 및 그와 인접하는 영역에 대응하는 웨이퍼상에 과도 노광이 발생된다. 이로 인하여, 웨이퍼(12)상의 포토레지스트 패턴(12b) 형상이 변형되거나, 한 필드(field)에서 형성된 포토레지스트 패턴(12b)의 폭이 상이하게 되는 온 칩 베리에이션(On chip variation) 현상이 발생된다.On the other hand, as shown in FIG. 1B, when a defect occurs on the surface of the lens 14, light scattering occurs at the defect generation part 15. Such light scattering causes a non-uniform distribution of light upon exposure of the photoresist film, as described above, thereby lowering the contrast of the aerial image. In addition, such light scattering increases the exposure amount of the region adjacent to the defect occurrence region 15, so that overexposure occurs on the wafer corresponding to the defect occurrence region 15 and the region adjacent thereto. As a result, the shape of the photoresist pattern 12b on the wafer 12 may be deformed, or an on chip variation phenomenon in which the width of the photoresist pattern 12b formed in one field is different may occur. .
이러한 현상들을 통칭하여 플레어라고 하며, 플레어량은 포토리소그라피 공정을 지속적으로 진행하게 되면, 노광 장치의 렌즈에 결함이 더욱 심화되어 변화된다.These phenomena are collectively referred to as flares, and the flare amount changes as the defect of the lens of the exposure apparatus is further deepened as the photolithography process is continuously performed.
이에따라, 각 공정 별로 렌즈의 플레어량 및 플레어가 발생되는 웨이퍼 위치를 측정하여, 포토리소그라피 공정시 패턴 결함이 없는 포토레지스트 패턴을 제공할 필요성이 있다.Accordingly, it is necessary to provide a photoresist pattern free of pattern defects during the photolithography process by measuring the flare amount of the lens and the wafer position where the flare is generated for each process.
그러나, 종래의 포토리소그라피 시스템은 각 공정마다 렌즈의 플레어 발생 여부, 플레어 발생 부분의 플레어량 및 플레어가 영향을 미치는 영역을 측정하는 툴(tool)을 구비하고 있지 않으므로, 플레어에 의한 오노광을 보정하기 어렵다. 또한, 이러한 플레어를 측정하는 보정 툴을 포토리소그라피 시스템에 장착하게 되면, 공정 비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.However, the conventional photolithography system does not include a tool for measuring the flare of the lens, the amount of flare of the flare generating portion, and the area where the flare affects each process. Difficult to do In addition, when the correction tool for measuring such flare is mounted on the photolithography system, there is a problem that the process cost increases.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 제조 비용을 상승시키지 않고도, 렌즈의 플레어 발생 여부 및 플레어량을 측정할 수 있는 플레어 측정용 마스크를 제공하는 것이다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a flare measuring mask that can measure the flare of the lens and the amount of flare without increasing the manufacturing cost.
또한, 본 발명의 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기한 플레어 측정용 마스크의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the above-described flare mask.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기한 플레어 측정용 마스크를 이용해서 웨이퍼상의 플레어에 영향을 받아 포토레지스트 선폭이 변화하는 영역을 측정하여 웨이퍼 상에 플레어의 영향을 받는 영역을 측정하는 방법을 제공하는 것이다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to measure the area affected by the flare on the wafer by measuring the area of the photoresist line width is affected by the flare on the wafer using the above-described flare measuring mask. To provide a way.
또한, 본 발명의 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 상기 플레어 측정용 마스크를 이용해서 상기 플레어의 영향을 받는 웨이퍼 영역내에 형성되는 포토레지스트 패턴의 선폭을 보정하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for correcting the line width of a photoresist pattern formed in a wafer region affected by the flare using the flare measuring mask.
또한, 본 발명의 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 플레어 측정용 마스크를 이용해서, 플레어 마스크의 투과 패턴(혹은 차단 패턴)의 선폭을 보정하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for correcting the line width of a transmission pattern (or blocking pattern) of a flare mask using the flare measuring mask.
도 1a 및 도 1b는 일반적인 플레어 현상을 설명하기 위한 단면도이다.1A and 1B are cross-sectional views for explaining a general flare phenomenon.
도 2는 본 발명에 따른 플레어량 및 플레어의 영향을 받는 영역을 측정방법 및 플레어의 영향을 받는 영역의 패턴 보정 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of measuring flare amount and an area affected by flare and a pattern correction method of an area affected by flare according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 플레어 측정용 제 1 마스크의 평면도이다.3 is a plan view of a first mask for flare measurement according to the present invention.
도 4는 본 발명의 제 1 포토리소그라피 공정을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a first photolithography process of the present invention.
도 5는 웨이퍼 각 영역별 제 1 포토리소그라피 공정에 의하여 형성된 포토레지스트 패턴의 선폭을 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing a line width of a photoresist pattern formed by a first photolithography process for each wafer region.
도 6은 본 발명에 따른 플레어 측정용 제 2 마스크의 평면도이다.6 is a plan view of a second mask for flare measurement according to the present invention.
도 7은 본 발명의 제 2 포토리소그라피 공정을 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for explaining a second photolithography process of the present invention.
도 8은 웨이퍼 각 영역별 제 2 포토리소그라피 공정에 의하여 형성된 포토레지스트 패턴의 선폭을 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing a line width of a photoresist pattern formed by a second photolithography process for each wafer region.
도 9는 플레어량에 따른 포토레지스트 패턴의 선폭 변화를 나타낸 그래프이다.9 is a graph showing the line width change of the photoresist pattern according to the flare amount.
도 10, 도 11, 도 12a, 도 12b, 도 13a, 도 13b, 도 14 및 도 15는 제 2 마스크의 변형예를 나타낸 평면도이다.10, 11, 12A, 12B, 13A, 13B, 14, and 15 are plan views showing modifications of the second mask.
또한, 도 16은 콘볼루션에 의하여 마스크내 패턴의 선폭을 보정하는 방법을 설명하기 위한 웨이퍼의 평면도이다.16 is a plan view of a wafer for explaining a method of correcting a line width of a pattern in a mask by convolution.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
100, 200 : 플레어 측정용 마스크 110 : 광투과 패턴100, 200: flare measurement mask 110: light transmission pattern
120 : 광차단층 120a : 메인 광차단층120: light blocking layer 120a: main light blocking layer
121 : 서브 광차단층 210 : 광차단 영역121: sub light blocking layer 210: light blocking area
220 : 광투과 영역220: light transmission region
본 발명의 목적과 더불어 그의 다른 목적 및 신규한 특징은, 본 명세서의 기재 및 첨부 도면에 의하여 명료해질것이다.Other objects and novel features thereof, together with the objects of the present invention, will be apparent from the description and the accompanying drawings.
본원에서 개시된 발명중, 대표적 특징의 개요를 간단하게 설명하면 다음과 같다.Among the inventions disclosed herein, an outline of representative features is briefly described as follows.
먼저, 본 발명의 일견지의 일실시예에 따른 플레어 측정용 마스크는, 마스크 기판상에 광차단 영역 및 광투과 영역이 한정되어 있고, 광차단 영역 및 광투과 영역에 각각에 형성되며, 광을 차단하는 다수의 라인 패턴 및 광을 투과하는 다수의광투과 패턴이 광차단 영역과 광투과 영역에서 서로 대응되도록 형성되어 있다.First, in the flare measurement mask according to an embodiment of the present invention, a light blocking region and a light transmitting region are defined on a mask substrate, and are formed in the light blocking region and the light transmitting region, respectively, A plurality of line patterns for blocking and a plurality of light transmission patterns for transmitting light are formed to correspond to each other in the light blocking region and the light transmitting region.
여기서, 각각의 라인 패턴은 동일한 선폭을 갖고, 각각의 광투과 패턴 역시 동일한 선폭을 갖으며, 상기 광투과 패턴은 라인 패턴 사이의 홈일 수 있다.Here, each line pattern may have the same line width, each light transmission pattern may also have the same line width, and the light transmission pattern may be a groove between the line patterns.
또한, 본 발명의 일견지의 다른 실시예에 따른 플레어 측정용 마스크는, 마스크 기판, 마스크 기판의 소정 영역 상에 형성되어, 상기 마스크 기판을 광차단 영역과 광투과 영역으로 구분하며, 적어도 하나 이상의 광투과 패턴이 형성된 메인 광차단층, 및 상기 메인 광차단층이 형성되지 않은 마스크 기판의 광투과 영역상에 형성되고, 상기 메인 광차단층의 광투과 패턴과 대응하는 적어도 하나 이상의 광투과 패턴이 형성된 적어도 하나의 서브 광차단층으로 구성된다.In addition, the flare measurement mask according to another embodiment of the present invention is formed on a mask substrate and a predetermined region of the mask substrate, and divides the mask substrate into a light blocking region and a light transmitting region, and at least one or more At least one main light blocking layer having a light transmission pattern formed thereon, and at least one light transmission pattern formed on a light transmission region of the mask substrate on which the main light blocking layer is not formed, and corresponding to the light transmission pattern of the main light blocking layer; It consists of a sub light blocking layer.
여기서, 메인 광차단층의 광투과 패턴은 종방향으로 배열된 복수개이고, 상기 서브 광차단층은 서로 동일한 크기를 가지면서 종방향으로 배열된 다수개이다.Here, the light transmission patterns of the main light blocking layer are plural in the longitudinal direction, and the sub light blocking layers are plural in the longitudinal direction with the same size as each other.
또한, 각 광투과 패턴은 크기가 동일하며, 각 광투과 패턴의 횡간격 및 종간격은 각각 동일하다.In addition, each light transmission pattern is the same size, and the transverse spacing and longitudinal spacing of each light transmission pattern are the same.
메인 광차단층과 광투과 영역의 경계는 직선을 이루며, 상기 직선은 상기 광투과 패턴의 중심을 연결하는 선과 직교를 이룸이 바람직하다.The boundary between the main light blocking layer and the light transmitting region forms a straight line, and the straight line is orthogonal to the line connecting the center of the light transmitting pattern.
아울러, 메인 광차단층 즉, 광차단 영역과 상기 광투과 영역은 그 크기가 동일하며, 각 광투과 패턴은 상기 마스크 기판의 중앙에 배열되거나, 상기 마스크 기판의 좌측 또는 우측에 배열될 수 있다.In addition, the main light blocking layer, that is, the light blocking region and the light transmitting region are the same size, each light transmission pattern may be arranged in the center of the mask substrate, or may be arranged on the left or right of the mask substrate.
또한, 플레어는 메인 광차단층과, 광투과 영역의 경계 부분 중 광투과 패턴이 배열된 부분에서 측정된다. 광투과 패턴은 상기 메인 광차단층 및 서브 광차단층내에 형성되는 홈일 수 있다.In addition, the flare is measured at the main light blocking layer and the portion where the light transmission pattern is arranged among the boundary portions of the light transmission region. The light transmission pattern may be a groove formed in the main light blocking layer and the sub light blocking layer.
또한, 본 발명의 다른 견지에 따른 플레어 측정용 마스크의 제조방법은 다음과 같다. 우선, 마스크 기판상에 광차단층을 형성한다음, 상기 광차단층에 적어도 하나 이상의 광투과 패턴을 형성한다. 이어서, 상기 광차단층의 소정 부분을 제거하여, 상기 광차단 영역과 광투과 영역을 한정하는 메인 광차단층을 형성하고, 동시에 상기 광투과 영역에 광투과 패턴을 포함하도록 광차단층을 잔류시켜 서브 광차단층을 형성한다.Moreover, the manufacturing method of the flare measurement mask which concerns on another aspect of this invention is as follows. First, a light blocking layer is formed on a mask substrate, and then at least one light transmission pattern is formed on the light blocking layer. Subsequently, a predetermined portion of the light blocking layer is removed to form a main light blocking layer defining the light blocking region and the light transmitting region, and at the same time, the light blocking layer is left to include a light transmission pattern in the light transmitting region to thereby sub-light blocking layer. To form.
여기서, 적어도 하나의 광투과 패턴은 마스크 기판의 종방향으로 복수개가 배열되도록 형성하고, 각 광투과 패턴은 동일한 크기를 갖도록 형성한다. 아울러, 각각의 광투과 패턴은 횡간격 및 종간격이 각각 동일하다.Here, the at least one light transmission pattern is formed to be arranged in a plurality in the longitudinal direction of the mask substrate, each light transmission pattern is formed to have the same size. In addition, each light transmission pattern has the same transverse spacing and longitudinal spacing, respectively.
또한, 상기 광차단층은 상기 광차단 영역의 크기와 상기 광투과 영역의 크기가 동일하도록 제거함이 바람직하다. 각 광투과 패턴은 상기 마스크 기판의 중앙에 배열되거나, 좌측 또는 우측에 배열될 수 있다.In addition, the light blocking layer is preferably removed so that the size of the light blocking region and the size of the light transmitting region is the same. Each light transmission pattern may be arranged at the center of the mask substrate, or may be arranged at the left side or the right side.
또한, 상기 광투과 패턴을 형성하는 단계와, 상기 메인 광차단층을 형성하는 단계에서, 플레어를 측정할 부분에 메인 광차단층과 광투과 영역의 경계 부분과 광투과 패턴이 만나도록, 광투과 패턴을 형성하고, 메인 광차단층을 소정 부분 제거할 수 있다.Further, in the forming of the light transmission pattern and in the forming of the main light blocking layer, the light transmission pattern is formed such that the boundary between the main light blocking layer and the light transmission region and the light transmission pattern meet a portion to measure the flare. And a predetermined portion of the main light blocking layer can be removed.
또한, 본 발명의 또 다른 견지의 일실시예에 따른 웨이퍼 상에 플레어의 영향을 받는 영역을 측정하는 방법은 다음과 같다. 먼저, 상기 플레어 측정용 마스크를 이용하여, 웨이퍼 상에 포토레지스트 패턴을 형성한다. 다음, 상기 플레어 측정용 마스크의 광차단 영역의 라인 패턴에 의하여 형성된 포토레지스트 패턴과 상기 광투과 영역의 라인 패턴에 의하여 형성된 포토레지스트 패턴 각각의 선폭을 측정한다. 그 후, 각 영역에 대응하여 형성된 포토레지스트 패턴의 선폭을 비교하여, 두 영역에서 포토레지스트 패턴의 선폭 차이를 측정한다. 이때, 선폭 차이가 있으면 플레어가 존재하는 것으로 판단하고, 선폭 차이로부터 플레어량을 산출한다. 그리고나서, 상기 각 영역간 포토레지스트 패턴들 사이에 선폭이 급격히 변화되는 구간을 측정한다. 다음으로, 상기 선폭이 급격히 변화되는 구간까지의 거리를 반경으로 하는 원을 설정하고, 이 원 내부의 영역에 해당하는 웨이퍼 부분을 플레어의 영향을 받는 영역으로 추정한다.In addition, a method of measuring an area affected by flares on a wafer according to another embodiment of the present invention is as follows. First, a photoresist pattern is formed on a wafer using the flare measuring mask. Next, the line width of each photoresist pattern formed by the line pattern of the light blocking region of the flare measuring mask and the photoresist pattern formed by the line pattern of the light transmitting region is measured. Thereafter, the line widths of the photoresist patterns formed corresponding to the respective regions are compared, and the line width difference of the photoresist patterns in the two regions is measured. At this time, if there is a line width difference, it is determined that flare exists, and the flare amount is calculated from the line width difference. Then, the section in which the line width changes rapidly between the photoresist patterns between the regions is measured. Next, a circle having a radius as the distance to the section where the line width is rapidly changed is set, and the wafer portion corresponding to the area inside the circle is estimated as an area affected by flare.
또한, 본 발명의 또 다른 견지의 일실시예에 다른 플레어의 영향을 받는 영역의 패턴 보정 방법은 다음과 같다. 즉, 상술한 방법들에 의하여, 상기 플레어의 영향을 받는 영역의 유효 플레어량을 측정한다. 다음, 상기 플레어의 영향을 받는 영역과 대응되는 마스크 영역에 형성되는 라인 패턴의 선폭 및 광투과 패턴의 선폭을 상기 유효 플레어량을 고려하여 보정하는 단계를 포함한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, a pattern correction method of an area affected by another flare is as follows. That is, by the above-described methods, the effective flare amount of the region affected by the flare is measured. Next, correcting the line width of the line pattern and the line width of the light transmission pattern formed in the mask region corresponding to the region affected by the flare in consideration of the effective flare amount.
여기서, 유효 플레어량을 측정하는 단계는, 상기 플레어의 영향을 받는 영역내에서의 개폐비를 산출한다음, 상기 렌즈의 플레어량을 상기 개폐비로 환산하여, 플레어의 영향을 받는 영역의 유효 플레어량을 산출한다.Here, in the measuring the effective flare amount, the opening and closing ratio in the area affected by the flare is calculated, and then the flare amount of the lens is converted into the opening and closing ratio, so that the effective flare amount in the area affected by the flare. To calculate.
또한, 마스크의 라인 패턴은, 상기 유효 플레어량에 해당하는 선폭 변화량 만큼, 플레어의 영향을 받는 영역과 대응하는 위치의 마스크의 차단 패턴 사이즈를 크게 제작하는 방법을 이용한다.In addition, the line pattern of a mask uses the method of making the blocking pattern size of the mask of the position of the mask corresponding to the area | region which is affected by flare large enough by the line width change amount corresponding to the said effective flare amount.
또한, 플레어의 영향을 받는 웨이퍼 상의 영역에 형성된 포토레지스트 패턴을 보정하는 방법은, 먼저, 플레어 측정용 마스크를 이용하여 노광함으로써, 웨이퍼 상에 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 웨이퍼 상의 영역을 다수의 메쉬 영역으로 분류한다음, 상기 메쉬 영역 각각의 플레어에 따른 콘볼루션(convolution) 수치를 측정한다. 그리고나서, 상기 해당 메쉬 영역의 포토레지스트 패턴의 임계 치수 오류값을 다음의 식으로 측정하고, 상기 임계 치수 오류값 만큼 해당 메쉬에 대응되는 마스크의 패턴의 임계 치수를 감소시킨다. 이때, 상기 해당 메쉬 영역의 포토레지스트 패턴의 임계 치수의 오류값은×Max CD error로 구하여 지고, 여기서, "CD error wafer"는 해당 웨이퍼 메쉬 영역의 임계치수 오류값을 나타내고, "convolution value"는 해당 웨이퍼 메쉬 영역의 콘볼루션 수치를 나타내고, "convolution max"는 전체 메쉬 영역 중 콘볼루션 수치의 최대값을 나타내고, "Max CD error"는 최대 포토레지스트 패턴의 최대 선폭차를 나타낸다.In addition, a method of correcting a photoresist pattern formed on an area on a wafer affected by flare is first exposed by using a flare measuring mask to form a photoresist pattern on the wafer, and to form a wafer on which the photoresist pattern is formed. The region of the image is classified into a plurality of mesh regions, and then a convolution value according to the flare of each of the mesh regions is measured. Then, the critical dimension error value of the photoresist pattern of the mesh area is measured by the following equation, and the critical dimension of the pattern of the mask corresponding to the mesh is reduced by the critical dimension error value. At this time, the error value of the critical dimension of the photoresist pattern of the mesh area is X CD error, where "CD error wafer" represents the critical error value of the wafer mesh area, "convolution value" represents the convolution value of the wafer mesh area, and "convolution max" The maximum value of the convolution value in the mesh region is shown, and "Max CD error" represents the maximum line width difference of the maximum photoresist pattern.
또한, 플레어의 영향을 받는 마스크내 패턴의 오류값을 측정하여, 오류값만큼 보정하기 위한 방법은, 먼저, 상기 플레어 측정용 마스크를 이용하여 노광함으로써, 웨이퍼 상에 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 웨이퍼 상의 영역을 다수의 메쉬 영역으로 분류한다음, 상기 메쉬 영역 각각의 플레어에 따른 콘볼루션 수치를 측정한다. 그리고나서, 상기 해당 메쉬 영역의 포토레지스트 패턴의 임계 치수 오류값을 다음의 식 1에 의하여 측정하고, 상기 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 축소 투영 노광 장비의 에러 팩터(MEEF)를 산출한다. 그후, 상기 포토레지스트 패턴의 임계 치수 오류값과, 축소 투영 노광 장비의 에러 팩터(MEEF)를 이용하여, 다음의 식 2에 의하여 마스크내 패턴의 임계 치수의 오류값을 측정하고, 상기 마스크내 패턴의 임계 치수의 오류값만큼 마스크내 패턴의 임계 치수를 보정한다. 이때, 상기 식 1인 해당 메쉬 영역의 포토레지스트 패턴의 임계 치수의 오류값은×Max CD error로 구하여 지고, 상기 식 2인 마스크내의 패턴의 임계 치수의 오류값은로 구하여지며, 여기서, "CD error wafer"는 해당 웨이퍼 메쉬 영역의 임계치수 오류값을 나타내고, "convolution value"는 해당 웨이퍼 메쉬 영역의 콘볼루션 수치를 나타내고, "convolution max"는 전체 메쉬 영역 중 콘볼루션 수치의 최대값을 나타내고, "Max CD error"는 최대 포토레지스트 패턴의 최대 선폭차를 나타내고, 상기 "MEEF"는 축소 투영 노광 장비의 에러 팩터를 나타내고, "Mag"는 노광 장비의 축소 투영 배수를 나타내는 것을 특징으로 한다.In addition, the method for measuring the error value of the pattern in the mask affected by the flare and correcting the error value by the error value, first, by using the mask for flare measurement to expose, to form a photoresist pattern on the wafer, The area on the wafer on which the photoresist pattern is formed is classified into a plurality of mesh areas, and then a convolution value according to the flare of each of the mesh areas is measured. Then, the critical dimension error value of the photoresist pattern of the mesh area is measured by the following Equation 1, and the error factor MEEF of the reduced-projection exposure equipment for forming the photoresist pattern is calculated. Thereafter, using the critical dimension error value of the photoresist pattern and the error factor (MEEF) of the reduction projection exposure equipment, the error value of the critical dimension of the pattern in the mask is measured by the following equation 2, and the pattern in the mask Correct the critical dimension of the pattern in the mask by the error value of the critical dimension of. At this time, the error value of the critical dimension of the photoresist pattern of the corresponding mesh region of Equation 1 is The error value of the critical dimension of the pattern in the mask, obtained by x CD error, is Where "CD error wafer" represents the critical dimension error value of the corresponding wafer mesh region, "convolution value" represents the convolution value of the corresponding wafer mesh region, and "convolution max" represents the convolut of the entire mesh region. "Max CD error" represents the maximum line width difference of the maximum photoresist pattern, "MEEF" represents the error factor of the reduction projection exposure equipment, and "Mag" represents the reduction projection multiple of the exposure equipment. Characterized in that represents.
본 발명에 의하면, 다수의 광투과 패턴들을 갖는 광차단 영역 및 광투과 영역을 갖는 마스크를 이용하여, 포토리소그라피 공정을 진행함으로써, 렌즈의 플레어 발생 여부를 측정할 수 있다. 더불어, 차단 영역과 광투과 영역에 대응하여 형성되는 포토레지스트 패턴의 선폭을 비교하여, 렌즈의 플레어량 및 웨이퍼 상에 플레어의 영향을 받는 영역을 측정한다. 또한, 이렇게 플레어의 영향을 받는 영역내에서의 개폐비를 이용하여 플레어의 영향을 받는 영역의 유효 플레어량을 측정할 수 있다. 이에따라, 플레어의 영향을 받는 영역의 유효 플레어량을 으로부터 웨이퍼상의 포토레지스트 패턴의 선폭 변화를 예측할 수 있다. 더불어, 플레어에 영향을 받는 영역에 형성되는 마스크 패턴의 선폭을 보정하므로써, 웨이퍼 상부에 균일한 패턴을 얻을 수 있다.According to the present invention, by performing a photolithography process using a light blocking region having a plurality of light transmission patterns and a mask having a light transmission region, it is possible to measure whether a lens flare occurs. In addition, the line widths of the photoresist patterns formed corresponding to the blocking region and the light transmitting region are compared to measure the flare amount of the lens and the region affected by flare on the wafer. In addition, by using the opening and closing ratio in the region affected by the flare, it is possible to measure the effective flare amount of the region affected by the flare. Accordingly, the line width change of the photoresist pattern on the wafer can be estimated from the effective flare amount of the region affected by the flare. In addition, a uniform pattern can be obtained on the wafer by correcting the line width of the mask pattern formed in the region affected by the flare.
또한, 노광 장치에 렌즈의 플레어 여부 및 플레어량을 측정하면서, 플레어의 영향을 받는 영역을 측정하기 위한 별도 장비를 설치할 필요가 없으므로, 제조 비용이 크게 절감된다.In addition, since the exposure apparatus does not need to install a separate device for measuring the flare of the lens and the amount of flare, and to measure the area affected by the flare, manufacturing costs are greatly reduced.
(실시예)(Example)
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. 또한, 어떤 층이 다른 층 또는 반도체 기판의 "상"에 있다라고 기재되는 경우에, 어떤 층은 상기 다른 층 또는 반도체 기판에 직접 접촉하여 존재할 수 있고, 또는, 그 사이에 제 3의 층이 개재되어질 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and the like of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a more clear description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same elements. In addition, where a layer is described as being "on" another layer or semiconductor substrate, a layer may exist in direct contact with the other layer or semiconductor substrate, or a third layer therebetween. Can be done.
첨부한 도면 도 2는 본 발명에 따른 플레어의 영향을 받는 영역의 측정방법및 플레어의 영향을 받는 영역의 패턴 보정 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이고, 도 3은 본 발명에 따른 플레어 측정용 제 1 마스크의 평면도이다. 도 4는 본 발명의 제 1 포토리소그라피 공정을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 웨이퍼 각 영역별 제 1 포토리소그라피 공정에 의하여 형성된 포토레지스트 패턴의 선폭을 나타낸 그래프이다. 도 6은 본 발명에 따른 플레어 측정용 제 2 마스크의 평면도이고, 도 7는 본 발명의 제 2 포토리소그라피 공정을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 웨이퍼 각 영역별 제 2 포토리소그라피 공정에 의하여 형성된 포토레지스트 패턴의 선폭을 나타낸 그래프이다. 도 9는 플레어량에 따른 포토레지스트 패턴의 선폭 변화를 나타낸 그래프이고, 도 10, 도 11, 도 12a, 도 12b, 도 13a, 도 13b, 도 14 및 도 15는 제 2 마스크의 변형예를 나타낸 평면도이다. 또한, 도 16은 콘볼루션에 의하여 마스크내 패턴의 선폭을 보정하는 방법을 설명하기 위한 웨이퍼의 평면도이다.2 is a flowchart illustrating a method of measuring a region affected by a flare and a pattern correction method of a region affected by a flare according to the present invention, and FIG. 3 is a first flowchart for measuring flares according to the present invention. Top view of the mask. 4 is a view for explaining the first photolithography process of the present invention, Figure 5 is a graph showing the line width of the photoresist pattern formed by the first photolithography process for each region of the wafer. FIG. 6 is a plan view of a second mask for measuring flare according to the present invention, FIG. 7 is a view for explaining a second photolithography process of the present invention, and FIG. 8 is formed by a second photolithography process for each region of a wafer. It is a graph which shows the line width of a photoresist pattern. 9 is a graph showing a change in line width of the photoresist pattern according to the flare amount, and FIGS. 10, 11, 12A, 12B, 13A, 13B, 14, and 15 show a modification of the second mask. Top view. 16 is a plan view of a wafer for explaining a method of correcting a line width of a pattern in a mask by convolution.
먼저, 도 2를 참조하여, 렌즈의 플레어 측정하기 위하여, 플레어 측정용 제 1 마스크(100)를 형성한다(S1).First, referring to FIG. 2, in order to measure flare of a lens, a first mask 100 for measuring flare is formed (S1).
여기서, 제 1 마스크(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 마스크 기판(도시되지 않음)과; 마스크 기판 표면에 덮혀지며, 일정한 규칙을 가지고 배열된 다수의 광투과 패턴(space:110)이 한정되어 있는 광차단층(120)을 포함한다. 여기서, 광투과 패턴(110)에 의하여 광차단층(120)내에 라인 패턴(130)이 한정된다. 즉, 라인 패턴(130)은 광투과 패턴(110) 사이의 공간이다. 제 1 마스크(100)의 기판은 투명 기판, 예를 들어, 석영 기판일 수 있으며, 광차단층(120)은 크롬(Cr)과 같이 입사되는 광을 차단하는 물질일 수 있다. 여기서, 광투과 패턴들(110)은 예를들어, 광차단층(120)내에 형성된 홈(space)일 수 있으며, 종방향으로 다수개가 배열된다. (또한, 광투과 패턴(110)에 의하여 라인 패턴(130)이 한정된다.) 여기서, 광투과 패턴(110)은 모두 동일한 크기로 형성되며, 횡간격 즉, 라인 패턴(130)의 선폭이 각각 동일하다. 또한, 각 광투과 패턴(110)은 그 종간격 역시 동일하다. 또한, 광투과 패턴(110)들은 마스크의 중앙에 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 광투과 패턴(110) 및 광투과 패턴(110)에 의하여 한정되는 라인 패턴(130)의 폭을 각각 0.15㎛로 설정되었으며, 광투과 패턴(110)들은 횡방향으로 예를 들어 7개씩 배열되어 있다.Here, as shown in FIG. 3, the first mask 100 includes a mask substrate (not shown); The light blocking layer 120 is covered on the surface of the mask substrate and has a plurality of light transmission patterns spaces 110 arranged in a predetermined rule. Here, the line pattern 130 is defined in the light blocking layer 120 by the light transmission pattern 110. That is, the line pattern 130 is a space between the light transmission patterns 110. The substrate of the first mask 100 may be a transparent substrate, for example, a quartz substrate, and the light blocking layer 120 may be a material that blocks incident light such as chromium (Cr). Here, the light transmission patterns 110 may be, for example, a space formed in the light blocking layer 120, and a plurality of light transmission patterns 110 are arranged in the longitudinal direction. (In addition, the line patterns 130 are limited by the light transmission patterns 110.) Here, the light transmission patterns 110 are all formed in the same size, and the horizontal widths, that is, the line widths of the line patterns 130 are respectively same. In addition, each light transmission pattern 110 has the same longitudinal spacing. In addition, the light transmission patterns 110 may be disposed in the center of the mask. In the present embodiment, the width of the light transmission pattern 110 and the line pattern 130 defined by the light transmission pattern 110 is set to 0.15 μm, respectively, and the light transmission patterns 110 are horizontally, for example, 7. Are arranged one by one.
다시, 도 2를 참조하여, 제 1 마스크(100)를 이용하여, 제 1 포토리소그라피 공정을 실시한다(S2).Again, referring to FIG. 2, the first photolithography process is performed using the first mask 100 (S2).
도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 포토레지스트막(도시되지 않음)이 피복된 웨이퍼(160) 상부에 제 1 마스크(100)를 배치한다음 공지의 방식으로 제 1 포토리소그라피 공정을 실시한다. 이때, 제 1 마스크(100)와 웨이퍼(160) 사이에 렌즈(150)가 개재되며, 렌즈(150)는 제 1 마스크(100)의 광차단층(120)의 형상을 축소 투영한다. 그 후, 제 1 마스크(100)의 외부로부터 웨이퍼(160)를 향하여 광(170)이 입사되는데, 광(170)은 제 1 마스크(100)의 광차단층(120)이 형성된 부분에서는 흡수되고, 광투과 패턴(110) 부분에서는 통과된다. 제 1 마스크(100)를 통과한 광은 렌즈(150)에 의하여 웨이퍼(160)의 포토레지스트막(도시되지 않음)에 집속되어, 포토레지스트막(도시되지 않음)이 소정 부분 노광된다. 여기서, 본 실시예에서는 노광장비로서, 예를들어 ASML사의 U-라인 노광 장비를 사용하였다. 그후, 노광된 포토레지스트막을 현상하여, 포토레지스트 패턴(162)을 형성한다. (여기서, 도 4의 미설명 도면 부호 101은 제 1 마스크(100)의 기판을 나타낸다.As shown in FIG. 4, a first mask 100 is first disposed on a wafer 160 coated with a photoresist film (not shown), and then a first photolithography process is performed in a known manner. In this case, the lens 150 is interposed between the first mask 100 and the wafer 160, and the lens 150 reduces and projects the shape of the light blocking layer 120 of the first mask 100. Thereafter, light 170 is incident from the outside of the first mask 100 toward the wafer 160, and the light 170 is absorbed at a portion where the light blocking layer 120 of the first mask 100 is formed, In the portion of the light transmission pattern 110 is passed. The light passing through the first mask 100 is focused on the photoresist film (not shown) of the wafer 160 by the lens 150, so that the photoresist film (not shown) is partially exposed. In this embodiment, for example, ASML U-line exposure equipment was used as the exposure equipment. Thereafter, the exposed photoresist film is developed to form a photoresist pattern 162. (Herein, reference numeral 101 in FIG. 4 denotes a substrate of the first mask 100.
도 2를 참조하여, 제 1 포토리소그라피 공정에 의하여 형성된 포토레지스트 패턴(162)의 선폭(a1) 및 포토레지스트 패턴(162) 사이의 간격(a2) 즉, 임계 치수(CD:critical dimension)를 측정한다(S3). 이때, 상술한 바와 같이, 제 1 마스크(100)의 광투과 패턴들(110)이 모두 일정한 크기로 설계되었으므로, 노광 장치(도시되지 않음)의 특별한 결함이 없다면, 이러한 제 1 마스크(100)에 의하여 한정되는 포토레지스트 패턴(162)의 선폭(a1) 및 간격(a2) 역시 일정하다. 도 5는 웨이퍼 각 영역별 포토레지스트 패턴(162)의 선폭(a1)을 나타낸 그래프로서, 노광 장치에 마스크를 장착하고, 마스크를 종방향 및 횡방향으로 스캐닝하여 형성된 포토레지스트 패턴(162)의 선폭을 측정한 그래프이다. 도 5의 그래프에 의하면, 광투과 패턴(110)에 의하여 한정되는 포토레지스트 패턴(162)의 크기는 전 영역에 걸쳐 균일하며, 약 150nm 선폭으로 형성된다. 이와같이, 제 1 마스크(100)를 이용하여 포토리소그라피 공정을 진행하는 것은 제 1 마스크(100)의 설계가 원하는 형태로 균일하게 되었는지를 측정한다. 더불어, 제 1 마스크(100)에 의한 포토리소그라피 공정은 개폐비(open ratio)가 거의 "0"일 경우(마스크의 대부분의 영역이 차단되었을 경우)에, 플레어가 존재하더라도 포토레지스트 패턴의 선폭 변화가 거의 없음을 보여주기 위하여 진행된다.Referring to FIG. 2, the distance a2 between the line width a1 of the photoresist pattern 162 formed by the first photolithography process and the photoresist pattern 162, that is, the critical dimension (CD) is measured. (S3). At this time, as described above, since the light transmission patterns 110 of the first mask 100 are all designed to have a constant size, unless there is a special defect of the exposure apparatus (not shown), the first mask 100 The line width a1 and the spacing a2 of the photoresist pattern 162 defined by the same are also constant. FIG. 5 is a graph showing the line width a1 of the photoresist pattern 162 for each wafer region. The line width of the photoresist pattern 162 formed by attaching a mask to the exposure apparatus and scanning the mask in the longitudinal and lateral directions. Is a graph measured. According to the graph of FIG. 5, the size of the photoresist pattern 162 defined by the light transmission pattern 110 is uniform over the entire area, and is formed with a line width of about 150 nm. In this manner, the photolithography process using the first mask 100 measures whether the design of the first mask 100 is uniform in a desired shape. In addition, in the photolithography process by the first mask 100, when the open ratio is almost " 0 " (when most regions of the mask are blocked), the line width change of the photoresist pattern even if a flare is present Proceeds to show that there is little.
계속해서, 도 2를 참조하여, 제 1 마스크(100)의 광차단층(120)을 소정 부분제거하여, 플레어 측정용 제 2 마스크(200)를 형성한다(S4). 제 2 마스크(200)는 도 6에 도시된 바와 같이 제 1 마스크(100)의 광차단층(120)을 소정 부분을 제거하여, 메인 광차단층(120a)을 형성하므로써 구현된다. 이때, 메인 광차단층(120a)에 의하여 제 2 마스크(200)는 광차단 영역(210)과 광투과 영역(220)으로 한정된다. 제 2 마스크(200)는 제 1 마스크(100)의 광차단층(120)을 소정 부분 제거하여 얻어진 것이므로, 메인 광차단층(120a)내에는 제 1 마스크(100)와 마찬가지로 크기, 종간격 및 횡간격이 각각 동일한 다수의 광투과 패턴(110)이 형성되어 있다. 한편, 광투과 영역(220)에는, 메인 광차단층(120a)의 광투과 패턴(110)과 대응하는 적어도 하나 이상의 광투과 패턴(110)이 형성된, 적어도 하나의 서브 광차단층(121)이 형성된다. 이때, 서브 광차단층(121)은 메인 광차단층(120a)과 동시에 형성되고, 동일한 평면에 위치된다. 여기서, 서브 광차단층(121)을 형성하는 것은, 광투과 영역(220)에 있는 모든 광차단층(120)을 제거하면, 광투과 패턴(110)이 한정되지 않으므로, 다수의 광투과 패턴(110)을 한정하기 위하여 남겨두는 것이다. 서브 광차단층(121)은 서로 동일한 크기를 가지면서 종방향으로 배열된다. 즉, 서브 광차단층(121)은 광투과 영역(220) 상에서 섬(island) 형태로 배열되며, 예를 들어, 동일 행(row)에 형성된 광투과 패턴들(110)을 감싸도록 형성된다. 본 실시예에서의 제 2 마스크(200)에서 메인 광차단층(120a)이 형성된 광차단 영역(210)과 광투과 영역(220)은 서로 동일한 크기를 갖도록 형성될 수 있다. 아울러, 광차단 영역(210)과 광투과 영역(220)의 경계는 직선(L1)일 수 있으며, 이 직선(L1)은 광차단 영역(210)의 광투과 패턴들(110)의 중심과 광투과 영역(220)의 광투과패턴들(110)의 중심을 연결하는 선(L2)과 직교를 이룸이 바람직하다. 또한, 광투과 영역(220)에 형성되는 서브 광차단 패턴(121)이 차지하는 면적은 광투과 영역(220) 전체의 면적에 비하여 매우 작다. 여기서, 미설명 도면 부호 x1은 서브 광차단 패턴(121)의 횡방향 길이를 나타낸다.Subsequently, with reference to FIG. 2, a predetermined portion of the light blocking layer 120 of the first mask 100 is removed to form a second mask 200 for flare measurement (S4). As illustrated in FIG. 6, the second mask 200 is formed by removing a predetermined portion of the light blocking layer 120 of the first mask 100 to form the main light blocking layer 120a. In this case, the second mask 200 is limited to the light blocking region 210 and the light transmitting region 220 by the main light blocking layer 120a. Since the second mask 200 is obtained by removing a predetermined portion of the light blocking layer 120 of the first mask 100, the second mask 200 has the same size, longitudinal spacing, and lateral spacing as the first mask 100 in the main light blocking layer 120a. A plurality of identical light transmission patterns 110 are formed, respectively. Meanwhile, at least one sub light blocking layer 121 in which at least one light transmission pattern 110 corresponding to the light transmission pattern 110 of the main light blocking layer 120a is formed is formed in the light transmitting region 220. . In this case, the sub light blocking layer 121 is formed at the same time as the main light blocking layer 120a and is positioned on the same plane. Here, forming the sub light blocking layer 121 is not limited to the light transmission pattern 110 when all the light blocking layers 120 in the light transmission region 220 are removed. It is left to limit. The sub light blocking layers 121 have the same size and are arranged in the longitudinal direction. That is, the sub light blocking layer 121 is arranged in an island form on the light transmission region 220 and is formed to surround the light transmission patterns 110 formed in the same row. In the second mask 200 according to the present exemplary embodiment, the light blocking region 210 and the light transmitting region 220 in which the main light blocking layer 120a is formed may have the same size. In addition, the boundary between the light blocking region 210 and the light transmitting region 220 may be a straight line L1, which is the center and the light of the light transmission patterns 110 of the light blocking region 210. It is preferable to be orthogonal to the line L2 connecting the centers of the light transmission patterns 110 of the transmission region 220. In addition, the area occupied by the sub light blocking pattern 121 formed in the light transmission region 220 is very small compared to the area of the entire light transmission region 220. Here, reference numeral x1, which is not described, indicates a lateral length of the sub light blocking pattern 121.
계속해서, 도 2를 참조하여, 상기와 같이 제작된 제 2 마스크(200)를 이용하여, 제 2 포토리소그라피 공정을 실시한다(S5).Subsequently, with reference to FIG. 2, a second photolithography step is performed using the second mask 200 produced as described above (S5).
즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 먼저 제 2 마스크(200)를 이용하여 포토레지스트막(도시되지 않음)이 덮혀진 웨이퍼(180)를 노광한다. 여기서, 웨이퍼(180)는 제 1 포토리소그라피 공정에 사용되었던 웨이퍼(160)를 다시 사용하거나, 새로운 테스트용 웨이퍼를 사용할 수 있다. 더불어, 제 1 포토리소그라피 공정에 사용된 웨이퍼를 사용하는 경우, 제 1 포토리소그라피 공정에서 형성된 포토레지스트 패턴은 제거하고, 새로운 포토레지스트막이 도포된 상태로 이용된다. 제 1 포토리소그라피 공정(S2)과 마찬가지로, 제 2 마스크(200)와 웨이퍼(180) 사이에 축소 투영을 하는 렌즈(150)가 개재된다. 광(170)은 제 2 마스크(200) 외부로부터 웨이퍼(180)를 향하여 조사된다. 입사된 광(170)은 제 2 마스크(200)의 메인 광차단층(120a) 및 서브 광차단층(121)이 형성된 부분에서는 흡수되고, 광투과 패턴(110)에서는 통과된다. 이렇게 제 2 마스크(200)를 통과한 광은 렌즈(150)에 의하여 웨이퍼(180)의 포토레지스트막(도시되지 않음)에 집속되어, 포토레지스트 패턴(184)을 형성한다. 제 2 포토리소그라피 공정시 사용되는 광원은 제 1 포토리소그라피 공정시 사용되었던 ASML U-라인 노광 장비를 그대로 사용한다. 여기서, 도 7의 미설명 부호b1은 포토레지스트 패턴(184)의 폭을 나타내고, b2는 포토레지스트 패턴(184)의 간격을 나타낸다.That is, as shown in FIG. 7, first, the wafer 180 covered with the photoresist film (not shown) is exposed using the second mask 200. Here, the wafer 180 may reuse the wafer 160 used in the first photolithography process or use a new test wafer. In addition, when using the wafer used for the first photolithography process, the photoresist pattern formed in the first photolithography process is removed and used with a new photoresist film applied. Similar to the first photolithography step S2, a lens 150 which performs a reduced projection between the second mask 200 and the wafer 180 is interposed. Light 170 is irradiated toward the wafer 180 from the outside of the second mask 200. The incident light 170 is absorbed at a portion where the main light blocking layer 120a and the sub light blocking layer 121 of the second mask 200 are formed, and passes through the light transmission pattern 110. The light passing through the second mask 200 is focused on the photoresist film (not shown) of the wafer 180 by the lens 150 to form the photoresist pattern 184. As the light source used in the second photolithography process, the ASML U-line exposure equipment used in the first photolithography process is used as it is. Here, reference numeral b1 in FIG. 7 denotes a width of the photoresist pattern 184, and b2 denotes an interval of the photoresist pattern 184.
다시 도 2를 참조하여, 제 2 포토리소그라피 공정에 의하여 형성된 포토레지스트 패턴들(184)의 폭(b1) 및 간격(b2), 즉 임계 치수(CD)를 측정한다(S6). 도 8은 제 2 포토리소그라피 공정에 의하여 각 웨이퍼 영역별로 포토레지스트 패턴(184)의 선폭(b1)을 나타낸 그래프로서, 도 5와 마찬가지로, 노광 장치에 마스크를 장착하여 마스크를 종 방향 및 횡방향으로 스캐닝하여 형성된 포토레지스트 패턴(184)의 선폭(b1)을 측정한 그래프이다. 도 8의 그래프에 의하면, 광차단 영역(210)에 형성된 포토레지스트 패턴(184)과 광투과 영역(220)에 형성된 포토레지스트 패턴(184)의 폭 차이가 현저히 발생됨을 알 수 있다. 이와같이 광차단 영역(210)과 광투과 영역(220)에서 포토레지스트 패턴(184)의 폭 차이가 심하게 발생되는 것은 렌즈의 플레어 현상 때문이다. 일반적으로, 렌즈(150: 도 7 참조)에 결함이 없다면, 제 2 마스크(200)를 이용하여 노광 공정을 진행하더라도, 도 5에 도시된 바와 같이 균일한 선폭을 갖는 포토레지스트 패턴(184)이 형성되어야 한다. 하지만, 렌즈(150)에 결함이 있다면, 이 결함 부위(도 7의 300)에서 심한 광산란이 발생되어, 원치 않는 산란광(도 7의 310)이 웨이퍼(180) 표면으로 조사된다. 이에따라, 포토리소그라피 공정시 광산란으로 인해 렌즈의 결함 발생 부위 및 그와 인접하는 영역에 대응되는 웨이퍼상에 과도 노광이 발생되어, 포토레지스트 패턴(184)의 선폭이 변형된다. 도 8의 그래프에 의하면, 광차단 영역(210)에 형성된 포토레지스트 패턴(184)들 폭의 평균은 약 150nm인 반면, 투과 영역(220)에 형성된 포토레지스트 패턴(184)들 폭의 평균은 약 130nm 정도이다. 이에따라, 차단 영역(210)과 투과 영역(220)에 형성되는 각각의 포토레지스트 패턴(184)은 평균 약 20nm 정도 선폭 차이가 발생된다.Referring again to FIG. 2, the width b1 and the spacing b2 of the photoresist patterns 184 formed by the second photolithography process, that is, the critical dimension CD are measured (S6). FIG. 8 is a graph showing the line width b1 of the photoresist pattern 184 for each wafer region by the second photolithography process. Similar to FIG. 5, a mask is mounted on the exposure apparatus to vertically and laterally. The line width b1 of the photoresist pattern 184 formed by scanning is measured. Referring to the graph of FIG. 8, it can be seen that the difference in width between the photoresist pattern 184 formed in the light blocking region 210 and the photoresist pattern 184 formed in the light transmitting region 220 occurs significantly. As such, the difference in width between the photoresist pattern 184 in the light blocking region 210 and the light transmitting region 220 is caused by the flare phenomenon of the lens. In general, if there is no defect in the lens 150 (see FIG. 7), even if the exposure process is performed using the second mask 200, as shown in FIG. 5, the photoresist pattern 184 having a uniform line width may be formed. It must be formed. However, if the lens 150 is defective, severe light scattering occurs at this defect site (300 in FIG. 7), and unwanted scattered light (310 in FIG. 7) is irradiated onto the wafer 180 surface. Accordingly, due to light scattering during the photolithography process, overexposure occurs on the wafer corresponding to the defect-producing region of the lens and the region adjacent thereto, thereby deforming the line width of the photoresist pattern 184. According to the graph of FIG. 8, the average width of the photoresist patterns 184 formed in the light blocking region 210 is about 150 nm, while the average width of the photoresist patterns 184 formed in the transmission region 220 is about. It is about 130nm. Accordingly, the line width difference of the photoresist patterns 184 formed in the blocking region 210 and the transmission region 220 is about 20 nm on average.
여전히, 도 2를 참조하여, 차단 영역(210)과 투과 영역(220)에 형성되는 각각의 포토레지스트 패턴(184)의 평균 선폭 차이를 참고하여 렌즈의 플레어량을 추정하고, 선폭 차이가 측정 장비의 측정 오차 이상인 경우, 웨이퍼상에서 플레어에 의해 영향을 받는 영역을 측정한다(S7).Still, referring to FIG. 2, the flare amount of the lens is estimated by referring to the difference between the average line widths of the respective photoresist patterns 184 formed in the blocking region 210 and the transmission region 220, and the line width difference is measured by the measurement equipment. If the measurement error is greater than or equal to, the area affected by the flare on the wafer is measured (S7).
여기서, 렌즈의 플레어량은 상기 제 2 마스크(200)에 의하여 노광이 이루어지는 전체 영역, 즉 노광 필드(field) 전체에 미치는 값으로서, 포토레지스트 패턴의 선폭 차이에 의한 일반적인 컴퓨터 프로그램으로 쉽게 구하여진다. 도 9에 도시된 그래프는 상기 프로그램에 의하여, 각 노광 조건별로 플레어량에 따른 포토레지스트 패턴의 선폭의 변화를 도시한 그래프이다. 본 실시예에서는 노광 조건(장비) C를 사용하였고, 포토레지스트 패턴의 차이가 20nm이고, 광투과 영역(220)에 의하여 형성된 포토레지스트 패턴의 선폭이 130nm이므로, 약 5% 정도의 플레어량이 얻어진다.Here, the flare amount of the lens is a value that is applied to the entire area where the exposure is performed by the second mask 200, that is, the entire exposure field, and is easily obtained by a general computer program due to the difference in the line width of the photoresist pattern. 9 is a graph showing a change in the line width of the photoresist pattern according to the flare amount for each exposure condition, by the above program. In this embodiment, the exposure condition (equipment) C was used, and the difference in the photoresist pattern was 20 nm, and the line width of the photoresist pattern formed by the light transmission region 220 was 130 nm, so that about 5% of flare amount was obtained. .
다음 선폭 차이에 의하여 플레어의 영향을 받는 영역을 측정하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.Next, a method of measuring the area affected by flare due to the line width difference will be described.
도 8의 그래프에 의하면, 포토레지스트 패턴(184)의 선폭은 광차단 영역(210)과 광투과 영역(220)의 경계면에서 급격한 변화를 보이고, 특히 경계면으로부터 0∼500㎛의 범위(도 8의 r)내에서 선폭이 급격히 감소하고, 500㎛ 이상은더 이상 선폭의 변화가 없다. 이때, 급격하게 선폭이 변화되는 것은 렌즈의 플레어 현상 때문이고, 이렇게 급격하게 선폭이 변화된 0∼500㎛ 구간이 플레어의 영향을 받는 영역이 된다. 한편, 그래프 상에서는 광투과 영역(220)에 해당하는 0∼500㎛에서만 급격한 변화를 보였지만, 경계면을 기준으로 광차단 영역(210)을 포함하는 반경 500㎛ 영역은 모두 플레어의 영향을 받게되는 것을 예측할 수 있다.According to the graph of FIG. 8, the line width of the photoresist pattern 184 shows a drastic change in the interface between the light blocking region 210 and the light transmitting region 220, in particular in the range of 0 to 500 μm from the interface (see FIG. 8). In r), the line width is drastically reduced, and the line width is no longer changed at 500 µm or more. At this time, the sudden change in the line width is due to the flare phenomenon of the lens, and the 0 to 500 μm section in which the line width is rapidly changed becomes an area affected by the flare. On the other hand, the graph showed a sharp change only in the 0 ~ 500㎛ corresponding to the light transmission region 220, but it is predicted that all the 500㎛ radius region including the light blocking region 210 based on the interface will be affected by the flare. Can be.
보다 구체적으로, 도 8 및 도 10을 참조하여, 포토레지스트 패턴(184)의 선폭이 급격히 변화되는 구간(r, 본 실시예에서는 0∼500㎛)을 측정한다. 이어서, 포토레지스트 패턴(184)의 선폭이 변화되기 시작하는 점(본 실시예에서는 0점)을 중심으로 하여, 선폭 변화 구간(r) 만큼의 거리를 반경으로 하는 원(400)을 설정하고, 이 원(400) 내부의 영역에 해당하는 웨이퍼 영역을 플레어 영향을 받는 영역으로 추정한다.More specifically, referring to FIGS. 8 and 10, a section r (0 to 500 μm in the present embodiment) in which the line width of the photoresist pattern 184 changes rapidly is measured. Subsequently, a circle 400 having a radius of a distance corresponding to the line width change section r is set around the point where the line width of the photoresist pattern 184 starts to change (zero point in this embodiment). The wafer area corresponding to the area inside the circle 400 is assumed to be a flare influenced area.
그후, 플레어의 영향을 받는 영역에 형성되는 포토레지스트 패턴(184)을 보정한다(S8). 이를 보다 구체적으로 설명하면, 상술한 바와 같이, 플레어의 영향을 받는 영역에 형성되는 포토레지스트 패턴(184)은 렌즈의 플레어로 인한 광 산란에 의하여 정하여진 선폭(크기)보다 상대적으로 작은 선폭으로 형성된다. 이에따라, 다음과 같은 방법에 의하여 패턴의 선폭 감소분을 산출하고, 후속의 마스크 제작시, 선폭 감소분 만큼 선폭을 보상하도록 설계할 수 있다.Thereafter, the photoresist pattern 184 formed in the region affected by the flare is corrected (S8). More specifically, as described above, the photoresist pattern 184 formed in the region affected by the flare has a line width relatively smaller than the line width (size) determined by light scattering due to the flare of the lens. do. Accordingly, the linewidth reduction of the pattern can be calculated by the following method, and in the subsequent mask fabrication, the linewidth can be compensated by the linewidth reduction.
이러한 패턴의 선폭 감소분은 다음과 같이 산출한다.The decrease in line width of this pattern is calculated as follows.
우선, 웨이퍼상의 플레어의 영향을 받는 영역내에서의 패턴의 개폐비를 측정한다. 개폐비는 일반적으로 차폐 영역(DK)에 대한 개방(open) 영역(CL)의비(CL/DK)로 정의되며, 본 발명에서의 개폐비는 플레어 영역에서 메인 및 서브 광차단층(120a, 121)으로 가려진 총면적에 대한 광투과 패턴(110)의 면적 및 노출된 석영 기판(101)의 면적의 총합의 비로 구한다.First, the opening and closing ratio of the pattern in the region affected by flare on the wafer is measured. The opening and closing ratio is generally defined as the ratio CL of the open area CL to the shielding area DK (CL / DK), and the opening and closing ratio in the present invention is the main and sub light blocking layers 120a and 121 in the flare area. It is obtained by the ratio of the sum of the area of the light transmission pattern 110 and the area of the exposed quartz substrate 101 to the total area covered by.
그후, 상기 도 9의 그래프로 얻어낸 렌즈의 플레어량을 플레어 발생 영역에 해당하는 개폐비로 환산하여, 해당 영역의 유효 플레어량을 측정한다. 즉, 상기의 도 9의 그래프로 얻어진 플레어량은 개폐비가 100%일 경우의 플레어량이므로, 플레어의 영향을 받는 영역내에서의 유효 플레어량은 해당 영역의 개폐비와 100%일때의 플레어량의 곱으로 구하여 진다.Thereafter, the flare amount of the lens obtained in the graph of FIG. 9 is converted into an opening / closing ratio corresponding to the flare generation area, and the effective flare amount of the area is measured. That is, since the flare amount obtained in the graph of FIG. 9 is the flare amount when the opening and closing ratio is 100%, the effective flare amount in the region affected by the flare is the flare amount when the opening and closing ratio of the corresponding region is 100%. Is multiplied.
이렇게 구해진 플레어 영역의 플레어량에 따라, 후속의 마스크 제작 공정시 플레어의 영향을 받는 영역에 대응되는 마스크의 라인 패턴(130, 도 3 참조)의 선폭을 유효 플레어량에 해당하는 선폭 변화량만큼 크게 설계한다. 그러면, 이후 포토리소그라피 공정시, 플레어가 발생되더라도, 웨이퍼 상부에는 균일한 크기의 포토레지스트 패턴이 형성된다.According to the flare amount of the flare region thus obtained, the line width of the mask line pattern 130 (see FIG. 3) corresponding to the region affected by the flare during the subsequent mask fabrication process is designed to be as large as the line width variation amount corresponding to the effective flare amount. do. Then, during the photolithography process, even if flare occurs, a photoresist pattern having a uniform size is formed on the wafer.
본 실시예에서는 중심이 광차단 영역(210)과 광투과 영역(220)의 경계면에 위치되므로, 개폐비는 약 50% 정도가 되고, 렌즈의 플레어량이 5% 정도이므로, 플레어의 영향을 받는 영역의 실질적인 플레어량은 약 2.5%가 된다.In this embodiment, since the center is located at the interface between the light blocking area 210 and the light transmitting area 220, the opening and closing ratio is about 50%, and since the flare amount of the lens is about 5%, the area affected by flare. The actual flare amount of is about 2.5%.
이와같이, 본 실시예에 의하면 별도의 툴 없이, 한 장의 마스크를 가지고, 렌즈의 플레어 발생 여부, 렌즈의 플레어량, 플레어의 영향을 받는 웨이퍼 영역을 측정할 수 있으며, 이러한 데이터를 근거하여 플레어의 영향을 받는 영역의 패턴의 선폭을 보정할 수 있다.As described above, according to the present exemplary embodiment, a single mask can be used to measure the flare of the lens, the amount of flare of the lens, and the area of the wafer affected by the flare without any tools. It is possible to correct the line width of the pattern of the area receiving the.
또한, 본 발명은 다음과 같은 방식에 의하여 포토레지스트 패턴 선폭을 보다 보정할 수 있다.In addition, the present invention can further correct the photoresist pattern line width by the following method.
즉, 상기의 플레어 측정용 마스크(200)에 의하여 노광을 실시하여 웨이퍼 상에 소정의 포토레지스트 패턴(도시되지 않음)을 형성한다. 그 다음, 상기 플레어 측정용 마스크(200)에 의하여 포토레지스트 패턴이 형성된 영역을 도 16에 도시된 바와 같이 종횡으로 분류하여, 매트릭스 형태의 메쉬 영역(mesh:310)을 형성한다. 이어서, 각각의 메쉬 영역(310)내의 포토레지스트 패턴(도시되지 않음)의 선폭을 측정한다음, 측정한 선폭을 가우시안(gaussian) 분포로 나타내고, 이를 콘볼루션(convolution) 연산하여 각 메쉬 영역(310)의 포토레지스트 패턴의 선폭에 대한 콘볼루션 수치(convolution value)를 측정한다. 여기서, 콘볼루션 연산은 알려진 바와 같이, 2개의 함수를 시간 영역 또는 주파수 영역에서 둘중 하나의 함수를 y축 대칭 이동하면서 중첩,적분하는 것이다.That is, exposure is performed by the flare measuring mask 200 to form a predetermined photoresist pattern (not shown) on the wafer. Next, the region in which the photoresist pattern is formed by the flare measurement mask 200 is classified vertically and horizontally as shown in FIG. 16 to form a mesh region 310 in a matrix form. Subsequently, the line width of the photoresist pattern (not shown) in each mesh region 310 is measured, and then the measured line width is represented by a Gaussian distribution, which is then convolutionally calculated to obtain each mesh region 310. The convolution value for the line width of the photoresist pattern is measured. The convolution operation is, as is known, overlapping and integrating two functions while y-axis flipping one of the two functions in the time domain or the frequency domain.
이렇게 측정된 포토레지스트 패턴의 선폭에 대한 콘볼루션 수치를 이용하여 다음의 식에 의하여 각 메쉬 영역당 임계치수(CD)의 오류값을 측정한다. 여기서, 임계 치수 오류값은 정하여진 임계 치수보다 얼마만큼 벗어낫는지를 나타낸다.Using the convolution values for the line width of the photoresist pattern thus measured, the error value of the critical dimension (CD) per mesh area is measured by the following equation. Here, the critical dimension error value indicates how far from the determined critical dimension.
여기서, "CD error wafer"는 상술한 바와 같이 해당 웨이퍼 메쉬 영역(310)의 임계치수 오류값을 나타내고, "convolution value"는 해당 웨이퍼 메쉬 영역(310)의 포토레지스트 패턴의 선폭에 대한 콘볼루션 수치를 나타낸다. 또한,"convolution max"는 전체 메쉬 영역(310) 중 콘볼루션 수치의 최대값을 나타내는데, 이는 개폐비가 0% 인 영역에서 "1"이 나타나므로, 콘볼루션 수치의 최대값은 1이 된다. 또한, 상기 "Max CD error"는 최대 포토레지스트 패턴의 선폭차를 나타내는 것으로, 상기 도 8의 그래프를 일예로 들면 "Max CD error"는 20nm가 된다.Here, "CD error wafer" represents the critical dimension error value of the wafer mesh region 310 as described above, and "convolution value" represents the convolution value of the line width of the photoresist pattern of the wafer mesh region 310. Indicates. In addition, "convolution max" represents the maximum value of the convolution value in the entire mesh area 310. Since "1" appears in the area where the opening and closing ratio is 0%, the maximum value of the convolution value is 1. In addition, the "Max CD error" represents the line width difference of the maximum photoresist pattern. For example, the "Max CD error" is 20 nm in the graph of FIG. 8.
이에따라, 상기 수학식 1에 의하여 각 메쉬 영역(310)별 콘볼루션 수치를 측정하여, 각 메쉬의 임계 치수 오류값을 측정할 수 있다. 이렇게 임계 치수 오류값이 측정되면, 이 오류값 만큼 메쉬 영역(310)에 대응되는 마스크 영역의 투과 패턴(도 6의 110 참조) 혹은 투과 패턴(110) 사이의 라인 패턴(130)의 선폭을 조절하여, 포토레지스트 패턴의 선폭을 보정한다.Accordingly, the convolution value for each mesh region 310 may be measured by Equation 1 to measure the critical dimension error value of each mesh. When the critical dimension error value is measured in this way, the line width of the line pattern 130 between the transmission pattern (see 110 in FIG. 6) or the transmission pattern 110 of the mask region corresponding to the mesh region 310 is adjusted by this error value. The line width of the photoresist pattern is corrected.
일예를 들어, 도 16은 각 메쉬 영역(310)의 콘볼루션 수치를 나타내고 있으며, 그중 콘볼루션 수치가 0.3인 특정 영역에 대하여 예를들어 설명하기로 한다.For example, FIG. 16 illustrates a convolution value of each mesh area 310, and a specific area having a convolution value of 0.3 will be described by way of example.
우선, 메쉬 영역(310)의 콘볼루션 수치가 0.3이고, 원래 포토레지스트 패턴의 CD값이 100nm이라고 가정하며, 최대 임계 치수 오류값이 20nm인 경우, 메쉬 영역(310)의 포토레지스트 패턴의 임계 치수 오류값은 6nm가 되고, 이 메쉬 영역(310)에 형성되는 포토레지스트 패턴의 사이즈는 원래의 사이즈 보다는 6nm 만큼 작은 94nm가 된다. 즉, 플레어의 영향에 의한 산란광에 의하여 과도 노광이 이루어져, 포토레지스트 패턴은 6nm만큼 더 작게 형성된다.First, assuming that the convolution value of the mesh region 310 is 0.3, the CD value of the original photoresist pattern is 100 nm, and the maximum critical dimension error value is 20 nm, the critical dimension of the photoresist pattern of the mesh region 310 is The error value is 6 nm, and the size of the photoresist pattern formed in the mesh region 310 is 94 nm, which is as small as 6 nm than the original size. That is, overexposure is caused by scattered light under the influence of the flare, so that the photoresist pattern is formed smaller by 6 nm.
이에따라, 이를 보정하기 위하여, 이 메쉬 영역(310)과 대응되는 마스크내의 패턴 즉, 라인 패턴(130)의 간격을, 웨이퍼 상에 노광하였을 때 포토레지스트 패턴의 선폭이 6nm만큼 크게 형성될 수 있도록 보정한다. 이때, 노광 장비의 축소 투영배수가 1:1인 경우에는 라인 패턴(130)의 간격을 6nm 정도 크게 형성하면 되지만, 축소 투영 배수가 예를들어 4:1인 경우에는 24nm정도 크게 형성한다. 그러면, 이러한 패턴을 갖는 마스크를 가지고 노광하였을 때, 플레어값을 고려하여 웨이퍼 상에는 100nm의 선폭을 갖는 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다.Accordingly, to correct this, the pattern in the mask corresponding to the mesh region 310, that is, the interval between the line patterns 130, is corrected so that the line width of the photoresist pattern can be made as large as 6 nm when exposed on the wafer. do. In this case, when the reduction projection multiple of the exposure equipment is 1: 1, the interval of the line pattern 130 may be formed to be about 6 nm larger, but when the reduction projection multiple is 4: 1, for example, it is about 24 nm larger. Then, when exposed with a mask having such a pattern, a photoresist pattern having a line width of 100 nm can be formed on the wafer in consideration of the flare value.
한편, 보다 더 정확히 보정하기 위하여, 노광 장비의 축소 투영 배수를 고려할 수 있다.On the other hand, in order to correct more accurately, it is possible to consider a reduced projection multiple of the exposure equipment.
임계 치수의 오류값은 플레어의 영향으로 인한 오류 뿐만 아니라, 노광 장비의 자체적인 에러도 원인이 된다. 이에따라, 본 실시예에서는 마스크 자체의 에러 팩터인 MEEF(mask error enhancement factor)를 구한 다음, 이에 근거하여 마스크의 임계 치수 보정치를 구한다.The error value of the critical dimension is not only an error due to the flare effect, but also an error of the exposure equipment itself. Accordingly, in the present embodiment, the mask error enhancement factor (MEEF), which is an error factor of the mask itself, is obtained, and then the critical dimension correction value of the mask is obtained based on this.
여기서, MEEF는 다음과 같이 구하여진다.Here, MEEF is obtained as follows.
예를들어, 마스크내 패턴의 사이즈(선폭)이 0.42㎛인 경우 이를 기판에 노광하였을 경우, 4배 축소 투영이므로, 노광 장비 자체에 에러가 없다면, 0.105㎛ 선폭으로 포토레지스트 패턴이 형성된다. 이러한 경우, MEEF는 1이다. 그러나, 0.42㎛ 패턴을 가지고 노광하였을 경우, 0.11㎛ 선폭의 포토레지스트 패턴이 형성되었다면, 노광 장비 자체에 에러에 의하여, 0.05㎛ 정도 크게 형성되었으므로, 이러한 경우 MEEF는 2가 된다.For example, when the size (line width) of the pattern in the mask is 0.42 mu m, when the substrate is exposed to the substrate, the photoresist pattern is formed with a line width of 0.105 mu m because there is no error in the exposure apparatus itself. In this case, MEEF is one. However, when exposed with a 0.42 μm pattern, if a photoresist pattern having a line width of 0.11 μm is formed, the MEEF becomes 2 in this case because the photoresist pattern is formed large by about 0.05 μm due to an error in the exposure apparatus itself.
이렇게 구하여진 MEEF와 포토레지스트 패턴의 임계 치수 오류값에 의하여, 마스크의 임계 치수 보정치는 다음의 식으로 구현된다.By the critical dimension error values of the MEEF and the photoresist pattern thus obtained, the critical dimension correction value of the mask is implemented by the following equation.
여기서, "CD correction mask"는 마스크의 패턴 임계 치수 오류값을 나타내고, "MEEF"는 축소 투영 노광 장비의 에러 팩터를 나타내고, "Mag"는 축소 투영 배수를 나타낸다. 현재 노광 장비는 4배 축소 투영 노광 장치를 이용하므로, "Mag"는 4가 된다. "CD error wafer"는 상기에서 구하여진 웨이퍼의 각 메쉬 영역의 임계 치수 오류값을 나타낸다.Here, "CD correction mask" represents the pattern critical dimension error value of the mask, "MEEF" represents the error factor of the reduction projection exposure equipment, and "Mag" represents the reduction projection multiple. Since the current exposure equipment uses a 4x reduction projection exposure apparatus, "Mag" becomes four. "CD error wafer" represents the critical dimension error value of each mesh area of the wafer obtained above.
이와같은 콘볼루션 수치 및 노광 장비의 에러 팩터를 고려하여, 보다 정확하게 마스크의 패턴 임계 치수 오류값을 구하고, 이 오류값만큼 마스크내 패턴의 임계 치수를 보정한다.In view of such a convolution value and an error factor of the exposure equipment, the mask pattern critical dimension error value is obtained more accurately, and the critical dimension of the pattern in the mask is corrected by this error value.
한편, 도 11, 도 12a, 도 12b, 도 13a, 도 13b, 도 14 및 도 15는 제 2 마스크의 변형예를 나타낸 평면도로서, 상기한 제 2 마스크는 여러 가지 형태로 변형될 수 있다.11, 12A, 12B, 13A, 13B, 14, and 15 are plan views illustrating modified examples of the second mask, and the second mask may be modified in various forms.
먼저, 도 11에 도시된 바와 같이, 광투과 영역(220)에 형성되는 서브 광차단층(122)은 광투과 영역(220)에 형성되는 모든 광투과 패턴들(110)을 둘러싸도록 바(bar) 형태로 형성할 수 있다. 바 형태의 서브 광차단층(122)의 수평 방향 길이(x2)는 도 6에 도시된 서브 광차단층(121)의 수평 방향 길이(x1)와 동일할 수 있다. 결과적으로, 도 11에 도시된 바 형태의 서브 광차단층(122)은, 도 6의 서브 광차단층(121)의 종간격에 광차단층이 더 배치된 형상을 갖는다. 이때, 도 6에서의 서브 광차단층(121) 사이의 종간격에 해당하는 면적은 전체 투과 영역(220)의 면적에 비하여 매우 미세하므로, 이 부분에 광차단층을 형성하여도 동일한 효과를 거둘수 있다.First, as shown in FIG. 11, the sub light blocking layer 122 formed in the light transmission region 220 surrounds all the light transmission patterns 110 formed in the light transmission region 220. It can be formed in the form. The horizontal length x2 of the bar-shaped sub light blocking layer 122 may be the same as the horizontal length x1 of the sub light blocking layer 121 illustrated in FIG. 6. As a result, the sub light blocking layer 122 having the bar shape illustrated in FIG. 11 has a shape in which the light blocking layer is further disposed at the longitudinal interval of the sub light blocking layer 121 of FIG. 6. In this case, the area corresponding to the longitudinal interval between the sub light blocking layers 121 in FIG. 6 is very fine compared to the area of the entire transmissive region 220, and thus the same effect can be obtained even when the light blocking layer is formed in this portion.
또한, 광차단 영역(210)의 크기를 임의로 조절할 수 있다.In addition, the size of the light blocking region 210 may be arbitrarily adjusted.
즉, 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 광차단 영역(210)과 광투과 영역(220)의 경계선을 마스크의 종방향으로 이동 가능하다. 플레어량 및 플레어의 영향을 받는 영역은 프로젝션 렌즈의 위치마다 다를 수 있으므로, 상술한 바와 같이, 광차단 영역(210)크기를 조절함으로써 프로젝션 렌즈의 종방향 각 부분의 플레어량 및 플레어의 영향을 받는 영역을 측정할 수 있다. 아울러, 광투과 영역(220)에서의 서브 광차단층(121)은 도 11에 도시된 바와 같이 바 형태로 형성할 수 있다.That is, as shown in FIGS. 12A and 12B, the boundary line between the light blocking region 210 and the light transmitting region 220 may be moved in the longitudinal direction of the mask. Since the amount of flare and the area affected by the flare may be different for each position of the projection lens, as described above, by adjusting the size of the light blocking area 210, the amount of flare and the flare of each part of the projection lens in the longitudinal direction are affected. The area can be measured. In addition, the sub light blocking layer 121 in the light transmission region 220 may be formed in a bar shape as shown in FIG. 11.
또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 일정 크기 및 일정 간격을 가지고 형성되는 광투과 패턴들(110)은 마스크의 횡 방향으로 이동할 수 있다. 상술한 바와 같이, 광투과 패턴들(110) 즉, 포토레지스트 패턴이 형성되는 부분에서 플레어 영역을 측정할 수 있으므로, 광투과 패턴들(110)은 플레어를 측정하고자 하는 위치에 맞게 설계할 수 있다.In addition, as illustrated in FIG. 13, the light transmission patterns 110 formed at a predetermined size and at a predetermined interval may move in the transverse direction of the mask. As described above, since the flare area may be measured at the portions of the light transmission patterns 110, that is, the photoresist pattern, the light transmission patterns 110 may be designed to be suitable for the position where the flare is to be measured. .
아울러, 도 14에 도시된 바와 같이, 원하는 웨이퍼 영역의 플레어를 용이하게 측정하도록, 광차단 영역(120)의 크기 및 광투과 패턴(110)의 형성 위치를 모두 변경시키는 것 역시 가능하다. 여기서, 도 14는 광차단 영역(210)과 광투과 영역(220)의 경계면이 마스크(200)의 종방향으로 이동되어 있고, 광투과 패턴(110)은 마스크(200)의 우측으로 치우쳐 배치되어 있는 상태를 나타낸다.In addition, as shown in FIG. 14, it is also possible to change both the size of the light blocking region 120 and the formation position of the light transmission pattern 110 so as to easily measure the flare of the desired wafer region. Here, in FIG. 14, the interface between the light blocking region 210 and the light transmitting region 220 is moved in the longitudinal direction of the mask 200, and the light transmission pattern 110 is disposed to the right side of the mask 200. Indicates a state of presence.
또한, 도 15a 및 도 15b와 같이, 도 6, 도 11, 도 12a, 도 12b, 도 13 및 도 14에 도시된 제 2 마스크를 90°회전시킨 상태로 형성할 수도 있다. 즉, 상술한 제2 마스크(200)들은 광차단 영역(210)과 광투과 영역(220)이 수평 방향으로 이분되었다. 하지만, 도 15a 및 도 15b와 같이, 차단 영역(210)과 투과 영역(220)이 수직 방향으로 이분시켜서, 웨이퍼의 수평 방향에서의 플레어를 측정할 수 있다.15A and 15B, the second mask shown in FIGS. 6, 11, 12A, 12B, 13, and 14 may be formed in a state of being rotated by 90 degrees. That is, in the above-described second masks 200, the light blocking region 210 and the light transmitting region 220 are divided into two horizontal directions. However, as shown in FIGS. 15A and 15B, the blocking region 210 and the transmission region 220 may be divided into two vertical directions to measure flare in the horizontal direction of the wafer.
이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 다수의 광투과 패턴들을 갖는 광차단 영역 및 광투과 영역을 갖는 마스크를 이용하여, 포토리소그라피 공정을 진행함으로써, 렌즈의 플레어 발생 여부를 측정할 수 있다. 더불어, 차단 영역과 광투과 영역에 대응하여 형성되는 포토레지스트 패턴의 선폭을 비교하여, 렌즈의 플레어량 및 웨이퍼 상에 플레어의 영향을 받는 영역을 측정한다. 또한, 이렇게 플레어의 영향을 받는 영역내에서의 개폐비를 이용하여 플레어의 영향을 받는 영역의 유효 플레어량을 측정할 수 있다. 이에따라, 플레어의 영향을 받는 영역의 유효 플레어량을 으로부터 웨이퍼상의 포토레지스트 패턴의 선폭 변화를 예측할 수 있다. 더불어, 플레어에 영향을 받는 영역에 형성되는 마스크 패턴의 선폭을 보정하므로써, 웨이퍼 상부에 균일한 패턴을 얻을 수 있다.As described in detail above, according to the present invention, by performing a photolithography process using a light blocking region having a plurality of light transmission patterns and a mask having a light transmission region, it is possible to measure whether a lens flare occurs. . In addition, the line widths of the photoresist patterns formed corresponding to the blocking region and the light transmitting region are compared to measure the flare amount of the lens and the region affected by flare on the wafer. In addition, by using the opening and closing ratio in the region affected by the flare, it is possible to measure the effective flare amount of the region affected by the flare. Accordingly, the line width change of the photoresist pattern on the wafer can be estimated from the effective flare amount of the region affected by the flare. In addition, a uniform pattern can be obtained on the wafer by correcting the line width of the mask pattern formed in the region affected by the flare.
또한, 노광 장치에 렌즈의 플레어 여부 및 플레어량을 측정하면서, 플레어의 영향을 받는 영역을 측정하기 위한 별도 장비를 설치할 필요가 없으므로, 제조 비용이 크게 절감된다.In addition, since the exposure apparatus does not need to install a separate device for measuring the flare of the lens and the amount of flare, and to measure the area affected by the flare, manufacturing costs are greatly reduced.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. .
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