KR100698074B1 - Method for manufacturing of model using the optical proximity correction - Google Patents

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Abstract

A method for manufacturing a proximity effect correcting model is provided to restrain the degradation of yield by preventing the bridge between adjacent patterns. CD(Critical Dimension) data are measured from an exact sample pattern(S100). A predetermined model is manufactured by modulating optical parameters and resist parameters using the measured CD data(S200). The degree of precision is checked by overlapping a print image of the predetermined model with an SEM(Scanning Electron Microscope) image of the sample pattern(S300). The optical parameters include a defocus, an NA, an aperture type and a sigma.

Description

근접 효과 보정용 모델의 제조방법{method for manufacturing of model using the optical proximity correction}Method for manufacturing of model using the optical proximity correction

도 1은 공정 진행 시 마진이 부족해져 발생되는 브릿지(bridge) 현상을 도시한 도면1 is a view illustrating a bridge phenomenon generated due to lack of margin during process progress

도 2는 레티클을 사용하여 160㎚ 포토 공정 마진 결과를 나타낸 도면2 shows 160 nm photo process margin results using a reticle

도 3은 도 1의 SRAM 라인 앤드의 스페이스 사이즈 룰(space size rule)을 정하기 위해 시뮬레이션을 실시한 결과를 나타낸 그래프FIG. 3 is a graph showing a result of simulation to determine a space size rule of the SRAM line end of FIG. 1.

도 4a 및 도 4b는 OPC 모델 시뮬레이션 도구인 교정장치로 이미지 문턱 값을 이용하여 CD 변화를 관찰하여 본 결과를 나타낸 도면4A and 4B are diagrams illustrating the results of observing a CD change using an image threshold value with a calibration device that is an OPC model simulation tool.

도 5 및 도 6은 SA5028 루트에서 SRAM BIST 테스트한 결과를 나타낸 도면5 and 6 show the results of the SRAM BIST test on the SA5028 route.

도 7은 본 발명에 의한 OPC용 모델을 제조하는 방법을 나타낸 플로차트7 is a flowchart showing a method of manufacturing a model for OPC according to the present invention.

도 8 및 도 9는 소(ISO) 라인 정확도와 피치 정확도를 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그래프8 and 9 are graphs showing simulation results of small (ISO) line accuracy and pitch accuracy.

도 10은 SEM 이미지와 모델의 프린트 이미지를 오버랩시켜 보는 것으로 만들어진 160nm OPC DI 모델의 결과와 기존 180nm 모델의 비교 결과를 나타낸 도면10 is a view showing the results of comparison of the conventional 180nm model with the results of the 160nm OPC DI model made by overlapping the SEM image and the print image of the model

도 11은 스텝 사이즈 별 타겟 CD 및 PI CD의 3시그마 값을 나타낸 도면11 illustrates three sigma values of target CD and PI CD for each step size;

도 12는 반복 횟수에 따른 OPC CD 변화를 테스트한 도면12 is a test of OPC CD change according to the number of iterations

도 13은 180nm OPC 모델로 OPC 한 마스크로 노광하여 DI 상태에서 측정한 값을 나타낸 도면FIG. 13 is a diagram showing values measured in a DI state by exposing with a mask subjected to OPC with a 180 nm OPC model. FIG.

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 근접 효과 보정(OPC : Optical Proximity Correction)용 모델의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a model for proximity effect correction (OPC).

일반적으로 반도체 칩에 집적된 소자 및 디자인 룰(design rule)이 작아짐 따라 현재의 리소그래피(lithography) 기술로는 원하는 회로의 형태를 웨이퍼에 그대로 구현하기 어렵게 되었다. In general, as devices and design rules integrated in semiconductor chips become smaller, current lithography techniques make it difficult to implement desired circuit shapes on a wafer.

해상 한계에서 패턴 왜곡 현상이 발생하고, 200nm 이상의 반도체 제조기술에서는 공정 장비 등으로 이 문제를 극복하였지만, 180nm 이하의 기술에서는 장비로 개선할 수 있는 부분의 한계에 이르고 있다.The pattern distortion phenomenon occurs at the resolution limit, and this problem is overcome by process equipment in the semiconductor manufacturing technology of 200 nm or more, but the limit of the part that can be improved by the equipment is achieved in the technology of 180 nm or less.

1970년대 초 설계측면에서 접근하여 RET(Resolution Enhancement Technology)의 일환으로 OPE(optical proximity effect)를 보정하는 OPC(Optical Proximity Correction) 기술이 개발되었다. In the early 1970s, an Optical Proximity Correction (OPC) technology was developed that approached from a design perspective and corrected optical proximity effects (OPE) as part of Resolution Enhancement Technology (RET).

상기 OPC는 OPC 시뮬레이션 모델(simulation model)을 이용하여 타겟(target)에 맞는 이미지가 구현되도록 패턴(pattern)을 보정하는 작업이다. The OPC is a task of correcting a pattern so that an image that matches a target is implemented using an OPC simulation model.

한편, 디바이스의 디자인 룰(Design rule)이 작아짐에 따라 OPC는 점점 유용하게 되고 있다. On the other hand, OPC is becoming more and more useful as the design rule of the device becomes smaller.

노광 장비 광원의 파장에 비하여 패턴의 상대적인 크기가 작아짐에 따라 나타나는 패턴 왜곡현상은 디자인 룰(design rule)이 더욱 작아짐에 따라 더욱 심각해질 것으로 예상되고, OPC를 하지 않고는 성능, 수율(yield)을 기대하기 힘들 것이다.As the relative size of the pattern becomes smaller compared to the wavelength of the light source of the exposure equipment, the pattern distortion phenomenon is expected to become more serious as the design rule becomes smaller, and performance and yield without OPC are improved. It is hard to expect.

OPC는 레티클(reticle) 패턴 성능(fidelity)과 빛의 회절현상으로 인한 OPE, 레지스트(resist)와 식각 공정(etch process)에서 발생하는 바이어스(bias) 등을 미리 예측하여 레티클에 반영하는 것이다.OPC predicts OPE due to reticle pattern fidelity and diffraction of light, biases in resist and etching processes, and reflects them in the reticle in advance.

한편, OPC를 수행하는 방법으로는 실험과 경험으로 얻어진 다양한 패턴의 규칙을 마스크 설계에 반영하는 룰-베이스 OPC(rule-based OPC)와 리소그래피 시스템을 수학적 모델로 변환하여 전체 패턴의 형태와 크기를 보상하는 모델-베이스 OPC(model-based OPC)로 크게 나누어진다. On the other hand, as a method of performing OPC, a rule-based OPC and a lithography system, which reflect various patterns of rules obtained through experiments and experiences in a mask design, are converted into mathematical models to change the shape and size of the entire pattern. It is largely divided into compensating model-based OPC.

먼저, 상기 룰-베이스 OPC는 반복 계산을 하지 않으므로 대형 설계를 빠른 시간 내에 처리할 수 있는 반면 최적의 설계를 기대하기 어렵다는 단점이 있다. First, since the rule-based OPC does not perform iterative calculations, it is difficult to expect an optimal design while processing a large design in a short time.

또한, 모델-베이스 OPC는 만들어진 모델의 정확도가 높으면 웨이퍼(wafer)에 구현 하고자 하는 패턴의 형태와 크기에 대한 시뮬레이션(simulation) 값과 실제측정 값간의 오차를 줄일 수가 있다. In addition, the model-based OPC can reduce the error between the simulation value and the actual measurement value of the shape and size of the pattern to be implemented on the wafer if the accuracy of the model is made.

그러나 모델을 만들기 위해 공정이 안정화되어 있어야 하고, 진행되는 공정이 변경될 때는 OPC 모델의 확인 작업과 새로운 모델의 생성이 요구된다. However, the process must be stabilized in order to make a model, and when the process is changed, it is necessary to check the OPC model and generate a new model.

또한, 로직 디바이스(logic device)는 반복되는 패턴보다 비 반복적인 패턴이 많아 모든 패턴을 하나의 모델로 맞추기가 어렵다. In addition, logic devices have more non-repetitive patterns than repeating patterns, making it difficult to fit all patterns into one model.

따라서 현재는 룰-베이스 OPC와 모델-베이스 OPC를 함께 적용하는 하이브리드 OPC(hybrid OPC)가 이용되는 추세이다.Therefore, the hybrid OPC (hybrid OPC) that applies rule-based OPC and model-based OPC together is currently used.

새로운 디바이스의 개발이 이전의 기술의 연장선상에서 동일한 공정을 사용하는 경우가 많다. The development of new devices often uses the same process as an extension of previous technology.

특히, OPC 모델은 시간적 한계, 테스트 마스크(test mask)의 준비 등의 한계로 1차적으로 기존의 모델을 동일하게 적용하는 경우가 있는데 이런 방법은 180nm 이하의 기술에서는 치명적인 오류를 포함 할 수 있다. In particular, OPC models have the same application of the existing models primarily due to limitations such as temporal limitations and test mask preparation, which can include fatal errors in technologies below 180nm.

예를 들어, 종래에서는 160nm 게이트 층(gate layer)의 경우 180nm 게이트 디자인(gate design)을 90% 쉬링크(shrink) 한 것으로, OPC 모델을 180nm 에서 만들어진 것을 그대로 사용하였고, 이로 인해 패턴 브릿지(pattern bridge) 현상이 나타나 치명적인 수율(yield) 0%를 초래하였다. For example, in the case of the 160 nm gate layer, the 180 nm gate design is 90% shrinked, and the OPC model made at 180 nm is used as it is, and thus, the pattern bridge is used. bridge phenomenon has resulted in a fatal yield of 0%.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 패턴 브릿지 현상을 방지하여 수율의 저하를 방지하도록 한 근접 효과 보정(OPC : Optical Proximity Correction)용 모델의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a model for proximity effect correction (OPC: Optical Proximity Correction) to prevent the reduction of yield by preventing the pattern bridge phenomenon.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 근접 효과 보정용 모델의 제조방법은 정확한 샘플 패턴의 CD 데이터를 측정하는 단계와, 상기 측정된 CD 데이터로 광학 매개변수와 레지스트 매개변수를 조율하여 모델을 제조하는 단계와, 상기 모델의 프린트 이미지와 샘플 패턴의 SEM 이미지를 오버랩하여 정확성을 검출 하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the method for manufacturing a proximity effect correction model according to the present invention includes measuring CD data of an accurate sample pattern, and adjusting the optical parameters and the resist parameters with the measured CD data to obtain a model. And manufacturing accuracy, and detecting accuracy by overlapping the SEM image of the print pattern and the sample pattern of the model.

먼저, SH51A 멀티 생산 웨이퍼(multi product wafer ; MPW)는 디자인 룰이 다른 두 칩(chip)을 포함한 것으로 180nm 디바이스와 180nm 디바이스를 90% 쉬링크 한 160nm 디바이스가 동시에 구현되도록 제작된 것이다. First, the SH51A multi product wafer (MPW) includes two chips with different design rules, designed to simultaneously implement 180nm devices and 160nm devices with 90% shrinkage of 180nm devices.

SA5014 루트(lot)는 상기 MPW 마스크를 적용한 것으로 표 1은 SA5014 루트의 수율 분석 결과이다. The SA5014 route is the MPW mask applied, and Table 1 shows the results of yield analysis of the SA5014 route.

Figure 112005062399367-pat00001
Figure 112005062399367-pat00001

표 1에서와 같이, 그 결과는 180nm 디바이스의 수율은 89.70% 인데 쉬링크 한 것은 0%의 수율이 나타났다. As shown in Table 1, the results show that the yield of the 180nm device is 89.70%, while the shrinking yield is 0%.

즉, SA5014 루트는 디펙트(defect) 검사 시 두 칩간의 유의 차가 발견되지 않았고, 공정 진행 중에 문제가 없었다. That is, in the SA5014 route, no significant difference was found between defects during defect inspection and there was no problem during the process.

한편, 수율이 0% 가 나온 것은 메모리 페일(memory fail)로 칩이 전혀 작동하지 못하였고, 게이트 쇼트닝(gate shortening)이 원인이다. On the other hand, 0% yield was caused by memory failure, which prevented the chip from working at all, and caused by gate shortening.

도 1은 공정 진행 시 마진이 부족해져 발생되는 브릿지(bridge) 현상을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a bridge phenomenon generated due to a lack of margin during the process.

일반적으로, 공정마진 및 디자인 룰 확인방법은 디자인 룰을 근거로 만들어진 룰 테이블을 이용하여 디자인 룰대로 레이아웃(Layout)이 그려졌는지를 우선적으로 검증한다.In general, the process margin and design rule checking method first verifies whether a layout is drawn according to a design rule using a rule table made based on a design rule.

이러한 확인 방법은 단순히 디자인 룰에 있는 최소 및 최대 선폭과 선폭간의 거리를 조사하여 이를 어긴 경우에 경고해 주는 방식을 취한다. This verification method simply takes a look at the distance between the minimum and maximum linewidth and the linewidth in the design rule and warns if it is broken.

이와 같이, 거리 값과 같은 수치에 의해 검증하는 것은 공정마진(Process margin)을 정확하게 확인할 수가 없는 결점을 갖는다.As such, verifying by a numerical value such as a distance value has a drawback that the process margin cannot be accurately identified.

또한, 제조공정 한계상 패터닝 공정(Patterning process)에서 언더 노광(Under exposure)의 경우, 디자인 룰대로 레이아웃이 그려졌다고 해도 공정 진행시 마진이 부족해지며, 심한 경우 도 1에 도시된 바와 같은 브릿지(bridge) 현상까지 발생하게 되므로, 레이아웃을 수정하여 마스크를 재 제작해야 하는 문제점을 갖는다.In addition, in the case of under exposure in the patterning process due to the limitation of the manufacturing process, even if the layout is drawn according to the design rule, the margin is insufficient during the process, and in severe cases, a bridge as shown in FIG. Since a phenomenon occurs, the layout has to be modified to remake the mask.

여기서, 언더 노광은 패터닝을 크게 찍기 위해 노광을 약하게 하는 방법으로, 예로, 포토/에치(Photo/etch) 바이어스로 인해 최종 에치 후 설계자가 설계한 선폭과 동일하게 하기 위해 패터닝 상에서 수행한다.Here, underexposure is a method of weakening the exposure to make the patterning large, for example, performed on the patterning to be equal to the line width designed by the designer after the final etch due to the photo / etch bias.

도 2는 레티클을 사용하여 160㎚ 포토 공정 마진 결과를 나타낸 도면이다.2 is a graph showing a 160 nm photo process margin result using a reticle.

도 2에서와 같이, 게이트 라인 앤드 스페이스 부분의 브릿지가 발생한 원인은 OPC의 오류였다.As shown in FIG. 2, the cause of the bridge of the gate line and space portion was an error of the OPC.

OPC 모델이 잘못된 경우 나타날 수 있는 현상은 패턴 브릿지(pattern bridge), 패턴 정확성(pattern fidelity) 감소, 라인 쇼트닝(line shortening) 등이 있는데, 180nm 공정용으로 만든 OPC 모델을 90% 쉬링크한 160nm OPC에 동일하게 적용하여 라인 앤드 스페이스 브릿지가 발생한 것이다. Incorrect OPC models can include pattern bridges, reduced pattern fidelity, and line shortening. 160nm OPCs that 90% shrink an OPC model made for a 180nm process. The same applies to line and space bridges.

따라서 디자인 룰이 바뀌면 OPC 모델도 바꾸거나 확인을 해야 수율 손실(yield loss)을 방지 할 수 있다. Therefore, if the design rules change, the OPC model must also be changed or verified to prevent yield loss.

문제가 발생한 라인 앤드(line end)는 모델이 정확하게 보정하기 어려운 2차원 패턴으로 모델의 정확도가 높지 않을 경우 가장 먼저 문제를 일으킨다.The troublesome line end is a two-dimensional pattern that the model is difficult to correct correctly, which causes the problem first if the model's accuracy is not high.

따라서 2차원 패턴의 OPC에서는 모델을 통한 보정 작업 뿐 아니라 최소 스페이스 룰(minimum space rule)과 최소 라인 룰(minimum line rule)을 적용하여야 한다. Therefore, in OPC of 2D pattern, minimum space rule and minimum line rule should be applied as well as correction through model.

도 3은 도 1의 SRAM 라인 앤드의 스페이스 사이즈 룰(space size rule)을 정하기 위해 시뮬레이션을 실시한 결과를 나타낸 그래프이다. FIG. 3 is a graph illustrating a result of simulation to determine a space size rule of the SRAM line end of FIG. 1.

도 3에서와 같이, 라인 폭(line width)이 180nm 일 때 앤드 갭 스페이스(둥 gap space)를 10nm 간격으로 스플릿(split) 하여 예상되는 스페이스 CD를 비교한 결과 약 130nm의 스페이스에서 시뮬레이션(simulation) CD가 180nm인 것을 확인 할 수다. As shown in FIG. 3, when the line width is 180 nm, the end gap is split at 10 nm intervals to compare the expected space CD. As a result, the simulation is performed at a space of about 130 nm. You can see that the CD is 180nm.

또한, 도 4a 및 도 4b는 OPC 모델 시뮬레이션 도구인 교정장치로 이미지 문턱 값을 이용하여 CD 변화를 관찰하여 본 결과를 나타낸 도면이다.4A and 4B show a result of observing a CD change using an image threshold value with a calibration device that is an OPC model simulation tool.

또한, 표 2는 이미지 문턱 값(threshold)으로부터 라인 CD 변화 대 스페이스 CD 변화를 나타낸 것이다.Table 2 also shows the line CD change versus the space CD change from the image threshold.

도 4a 및 도 4b 그리고 표 2에서와 같이, 시뮬레이션 결과에서는 라인 앤드 스페이스(line end space)를 130nm정도로 예상하였지만, 라인 앤드 스페이스 부분이 문턱 값 즉 강도(intensity)의 변화에 대해 라인(line) 보다 민감하게 반응하여 130nm로 했을 경우 공정 마진 확보가 어렵다. As shown in FIGS. 4A and 4B and Table 2, in the simulation results, the line end space was estimated to be about 130 nm, but the line and space portion was larger than the line for the threshold value, that is, the change in intensity. If the sensitivity is 130nm, it is difficult to secure process margins.

따라서 최소 스페이스(minimum space)를 140nm 결정하여 모든 패턴에 적용한다. Therefore, a minimum space of 140nm is determined and applied to all patterns.

Figure 112005062399367-pat00002
Figure 112005062399367-pat00002

상기와 같이 최소 스페이스 룰을 적용하고 ORC(Optical rule check)로 강도 로그 슬로프(intensity log slope)로 다른 패턴에 브릿지 문제가 발생할 수 있는지 확인 한 후 교정 레티클(revision reticle)을 제작한다. After applying the minimum space rule as described above and checking the bridge problem in another pattern by the intensity log slope (Optical rule check) to produce a correction reticle (revision reticle).

상기 레티클로 OPC 확인(confirmation)을 한 결과 브릿지 문제는 전혀 없었으며, 공정 마진은 EL(expose latitude) 5% 일 때 0.27㎛의 DOF(depth of focus)를 확보할 수 있다. As a result of the OPC confirmation with the reticle, there was no bridge problem, and the process margin can secure a depth of focus (DOF) of 0.27 μm at an exposition latitude (EL) of 5%.

도 5 및 도 6은 SA5028 루트에서 SRAM BIST 테스트한 결과를 나타낸 도면이다. 5 and 6 show the results of the SRAM BIST test on the SA5028 route.

도 5 및 도 6에서와 같이, SA5028 루트에서 SRAM BIST 테스트한 결과 웨이퍼 당 평균 93%의 다이(die)가 패스(pass) 했고, 수율은 25%정도로 나타났다. As shown in FIGS. 5 and 6, the SRAM BIST test at the SA5028 route passed an average of 93% die per wafer and yield was about 25%.

이것은 180nm OPC 모델을 적용했던 SA5014 루트의 0% 패스 결과와 비교할 때 OPC가 칩의 동작여부에 직접적인 관계가 있다는 것과 OPC가 제대로 되어야만 수율을 확보할 수 있다는 것을 확인시켜주었다. This confirms that OPC has a direct relationship to the chip's behavior when compared to the 0% pass results of the SA5014 route, which used the 180nm OPC model, and yields only when OPC is in place.

따라서 수율이 낮은 원인은 OPC의 문제가 아니라 다른 공정 상의 문제인 것으로 판단된다.Therefore, the reason for the low yield is not a problem of OPC but a problem with other processes.

한편, SH51B 게이트 레티클에서 문제가 있었던 부분을 스페이스 룰을 적용하여 보정하였지만, 근본적으로 180nm OPC 모델을 160nm 디바이스에 적용하는 것은 많은 문제를 일으킬 수 있다. On the other hand, although the problem areas of the SH51B gate reticle were corrected by applying a space rule, fundamentally applying the 180nm OPC model to the 160nm device can cause many problems.

따라서 160nm 공정에 적용할 OPC 모델 셋업(setup)이 필요하다. Therefore, an OPC model setup is required for the 160nm process.

즉, 도 7은 본 발명에 의한 OPC용 모델을 제조하는 방법을 나타낸 플로차트이다.That is, FIG. 7 is a flowchart showing a method of manufacturing a model for OPC according to the present invention.

도 7에서와 같이, 모델을 만들기 위해서는 공정이 안정화되어 있어야 하고, 정확한 샘플 패턴(sample pattern)의 CD 데이터를 측정한다(S100). As shown in FIG. 7, in order to make a model, the process must be stabilized and CD data of an accurate sample pattern is measured (S100).

이어, 상기 측정된 CD 데이터로 광학 매개변수(optical parameter)와 레지스트 매개변수(resist parameter)를 조율(tuning)하여 모델을 제조한다(S200). Next, an optical parameter and a resist parameter are tuned with the measured CD data to prepare a model (S200).

그리고 상기 모델이 얼마나 잘 예측하고 보정하는 지에 대한 확인과정으로 모델 확인을 실시한다(S300). Then, the model is checked as a confirmation process of how well the model is predicted and corrected (S300).

여기서, 상기 광학 매개변수에는 디포커스(defocus), NA, 창(aperture) 타입, 시그마(sigma) 등이 있고, 이들을 최적화 한 다음 다시 한번 시뮬레이션 값과 측정된 값을 최대(Imax), 최소(Imin), 빛 강도 로그 슬로프(intensity log slope)로 조정한다.Here, the optical parameters include defocus, NA, aperture type, sigma, etc., and after optimizing them, the simulation value and the measured value are once again maximized (Imax) and minimum (Imin). ), To adjust the intensity log slope.

한편, 130nm 디바이스 이하에선 식각 바이어스에 대한 부분까지 바이어스 다항식(bias polynomial)으로 조정한다.On the other hand, in the 130nm device or less, the bias polynomial is adjusted to the portion of the etching bias.

180nm 디바이스에 적용한 OPC 모델은 ADI(after development inspection) 모델로 도 7의 절차에 따라 광학 매개변수와 레지스트 매개변수를 최적화 한 것이다.The OPC model applied to the 180nm device is an after development inspection (ADI) model, which is optimized for optical and resist parameters according to the procedure of FIG.

표 3은 OPC 모델 결과를 나타낸 것이다. Table 3 shows the OPC model results.

Figure 112005062399367-pat00003
Figure 112005062399367-pat00003

160nm에 적용할 OPC 모델 역시 SH52A MPW 레티클에 테스트 패턴을 실어두어 픽스(fix) 되어있는 공정 조건으로 CD 데이터를 게터링(gathering) 하여 DI 모델을 만들었다. The OPC model, which will be applied at 160nm, was also loaded with a test pattern on the SH52A MPW reticle to get DI data by gathering CD data under fixed process conditions.

공정 진행 조건은 아래의 표 4와 같고, 모델 1은 VTR-E로 만들었으며 결과는 표 5와 같다.Process progress conditions are shown in Table 4 below, model 1 was made of VTR-E and the results are shown in Table 5.

Process ConditionProcess Condition Equip.Equip. ASML5500ASML5500 LamdaLamda 248248 NANA 0.60.6 ApertureAperture AnnularAnnular SigmaSigma 0.75/0.450.75 / 0.45 PRPR GKR5115NGKR5115N PR Thick.PR Thick. 4100Å4100 yen BARCBARC DUV44DUV44 BARC Thick.BARC Thick. 600Å600Å

Figure 112005062399367-pat00004
Figure 112005062399367-pat00004

측정된 CD와 시뮬레이션 CD 간의 라인 CD 에러 스펙(error spec)은 ±10nm 이다. The line CD error spec between the measured CD and the simulated CD is ± 10 nm.

도 8과 도 9에서 보는 것과 같이, 소(ISO) 라인과 160nm 라인 피치 CD 에러는 모두 스펙내에 있고 측정치와 시뮬레이션 값과의 정정(correction) 값도 99.8%으로 매우 잘 맞는 모델이라 할 수 있다. As shown in Figs. 8 and 9, both the ISO line and the 160 nm line pitch CD error are within the specification, and the correction value between the measured value and the simulation value is 99.8%, which is a very good model.

이 모델이 얼마나 잘 예측하고 보정하는 지에 대한 확인과정으로 모델 확인을 실시하였다. Model validation was conducted to ascertain how well this model predicted and corrected it.

모델 확인은 단순한 라인이나 스페이스가 아닌 복잡하게 생긴 패턴의 SEM 이미지와 모델의 프린트 이미지를 오버랩시켜 보는 것으로 만들어진 160nm OPC DI 모델의 결과와 기존 180nm 모델의 비교 결과를 도 10에 나타냈다. The model verification is shown in FIG. 10 comparing the results of the 160 nm OPC DI model and the existing 180 nm model, which are made by overlapping the SEM image of the complex pattern and the print image of the model, rather than a simple line or space.

두 번의 확인 작업을 실시하여 오른쪽의 노란색 프린트 이미지(print image) (PI)가 코너 라운딩(corner rounding), 라인 CD 사이즈 등을 더 잘 맞추었다.Two checks were performed to make the yellow print image (PI) on the right better match corner rounding, line CD size, and more.

즉, 도 10에서 상부쪽에 위치한 모델 1의 경우에 SEM 이미지와 프린트 이미지가 잘 맞춰지지 않기 때문에 적합한 모델로 사용할 수가 없고, 아래쪽의 모델 2의 경우에는 SEM 사진과 프린트 이미지가 잘 맞춰지고 있기 때문에 모델로 사용할 수가 있다. That is, in the case of Model 1 located at the upper side in FIG. 10, the SEM image and the printed image cannot be used properly, and in the case of Model 2 below, the SEM image and the printed image are well aligned. Can be used as

기존의 180nm OPC 모델보다 160nm OPC 모델이 정정 정확도가 높을 것으로 예상되었다. The 160nm OPC model is expected to have higher accuracy than the existing 180nm OPC model.

지금까지는 모델 측면에서 고려하였고, 모델 베이스 OPC에서 에러를 유발 할 수 있는 펙터에는 에지 배치 무빙 스텝 사이즈(edge placement moving step size)와 반복 등이 있다. So far, the model has been considered, and the factors that can cause errors in the model-based OPC include edge placement moving step size and repetition.

최적화된 모델을 OPC 하고자 하는 GDS에 적용 할 때 고려해야 하는 이 두 가지 펙터는 디자인 룰이 작아질수록 OPC 결과에 미치는 영향이 매우 커진다. These two factors that need to be considered when applying the optimized model to the GDS to be OPC have a big impact on the OPC results as the design rule gets smaller.

에지 무우빙 스텝 사이즈는 모델이 예측하는 CD의 보정치 만큼 에지를 움직여 줄 때 필요한 값으로 보통의 경우 데이터 베이스(data base) 단위를 기준으로 한다. The edge moving step size is a value required when moving the edge by the CD correction value predicted by the model, and is usually based on a database unit.

그러나 160nm OPC에 적용한 180nm OPC 모델의 경우 스텝 사이즈(step size) 가 5nm로 되어 있었고, 이것은 180nm에서는 큰 영향을 주지 않았지만, 160nm에서는 문제를 야기할 수 있는 부분이었다. However, in the case of the 180nm OPC model applied to the 160nm OPC, the step size was 5nm, which was not a big influence at 180nm, but could cause problems at 160nm.

표 6과 도 11은 이를 뒷받침하는 데이터이다. Table 6 and Figure 11 are the data supporting this.

먼저 표 6은 다양한 타켓(TG) CD를 맞추는 OPC에서 에지 움직임 스텝 사이즈를 데이터 베이스 단위인 1nm에서부터 7nm까지 스플릿(split)하여 OPC 한 결과로 스텝 사이즈 별 OPC 결과와 예상하는 프린트 이미지(PI) CD 가 다른 것을 보여 준다. Table 6 shows the results of OPC by splitting the edge movement step size from 1nm to 7nm, which is a database unit, in OPC that fits various target CDs. Shows something different.

또한 스텝 사이즈가 작을수록 예상하는 PI CD가 잘 맞는 것을 볼 수가 있고, 그것은 다양한 타겟의 패턴에서 동일하게 적용되는 것이다. Also, the smaller the step size, the better the expected PI CD fits, which is applied equally to the pattern of various targets.

표 6에 4가지 패턴에 대한 스텝 사이즈 별 타겟 CD 및 PI CD의 3시그마 값을 도 11로 나타내었다. Table 6 shows three sigma values of target CD and PI CD for each step size for four patterns in FIG. 11.

도 11에서와 같이, 스텝 사이즈가 클수록 3 시그마 값이 커지는 것을 확인 할 수가 있고, 이는 OPC 정확도와 직접적인 관련이 있다. As shown in FIG. 11, it can be seen that as the step size is larger, the three sigma value is increased, which is directly related to the OPC accuracy.

데이터 베이스 단위인 1nm 그리드(grid)를 스텝 사이즈로 하였을 때 4가지 패턴에서 모두 타켓(TG) CD 와 일치하는 예상치를 나타내는 것을 알 수 있다. When the 1 nm grid, which is a database unit, is used as the step size, it can be seen that all four patterns show an expectation that matches the target (TG) CD.

에지의 움직임 스텝 사이즈를 너무 큰 값으로 해주게 되면 반복 횟수와 상관없이 EPE 0의 값이 될 수 있는 에지 사이즈의 움직임이 불가능하게 된다.If the step size of the edge movement is set too large, it is impossible to move the edge size that can be the value of EPE 0 regardless of the number of repetitions.

결국 정확도가 높은 모델을 적용하여도 스텝 사이즈를 크게 하면 모델이 에지(edge)에서 에러(error) 값을 예상하여도 보정치 만큼 움직일 수 없기 때문에 스텝 사이즈는 중요한 펙터(factor)이다.After all, even if a high accuracy model is applied, if the step size is increased, the step size is an important factor because the model cannot move as much as the correction value even when an error value is expected at the edge.

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다른 하나는 180nm OPC 모델은 OPC 반복 횟수를 4번으로 적용하고 있는데 이것도 스텝 사이즈와 마찬가지로 160nm에서는 OPC 에러를 일으킬 수 있다. On the other hand, the 180nm OPC model uses four OPC iterations, which, like the step size, can cause OPC errors at 160nm.

다양한 타겟 CD에 OPC를 적용하는데 있어 반복은 한 에지에 접하는 다른 에지의 상태와 주변 패턴의 상황을 맞추기 위해 반복해서 에지를 움직여 주는 횟수를 말한다. In applying OPC to various target CDs, repetition refers to the number of times the edge is repeatedly moved to match the condition of the surrounding edge and the state of the other edges touching one edge.

도 12는 반복 횟수에 따른 OPC CD 변화를 테스트한 도면이다.12 is a view of testing OPC CD change according to the number of iterations.

도 12에서와 같이, 1번에서 4번까지는 CD 변화폭이 50nm까지 나는 것을 볼 수 있었고, 6번 이후부터 CD 값이 안정화되는 것을 관찰 할 수 있었다. As shown in Figure 12, the number 1 to 4 can be seen that the CD change width is up to 50nm, after 6 it was observed that the CD value is stabilized.

에지 움직임 스텝을 1nm 그리드로 하더라도 반복 횟수를 한번만 하게 되면 접하는 패턴의 결과를 반영하지 못하기 때문에 정확한 OPC가 되지 않는다. Even if the edge movement step is a 1nm grid, the number of repetitions only once does not reflect the result of the contact pattern, so that it is not accurate OPC.

이렇게 새로운 모델을 만들고 OPC 실행 시에 사용되는 펙터를 고정하여 OPC 런 셋업(run setup)을 완료하였다. We created a new model and fixed the factors used when running OPC to complete the OPC run setup.

결과의 최종 정확도 비교를 위해 180nm OPC 모델과 160nm OPC 모델의 피치 선형성(pitch linearity)을 측정한 값과 시뮬레이션 값의 차를 확인하였다. For comparison of the final accuracy of the results, the difference between the simulated value and the measured pitch linearity of the 180nm OPC model and the 160nm OPC model was confirmed.

그 결과 도 13에서 보는 것처럼 파란색의 실질적인 CD는 180nm OPC 모델로 OPC 한 마스크로 노광하여 DI 상태에서 측정한 값이다. As a result, as shown in Fig. 13, the actual blue CD is measured in DI state by exposing with a mask of OPC with 180nm OPC model.

180nm OPC 모델은 연두색 프린트 이미지(print image)(PI) CD에서 볼 수 있는 것처럼 모든 피치에서 CD 타겟 180nm를 ±5nm 안에서 예측하고 있다. The 180nm OPC model predicts CD target 180nm within ± 5nm at all pitches, as seen on a lime green print image (PI) CD.

그러나 이것은 실제 값인 파란색 선과 많은 차를 나타내고 있고, 이것은 OPC 모델이 전혀 맞지 않는 OPC를 한 것이라 볼 수 있다. However, this shows a lot of difference from the actual blue line, which means that the OPC model does not fit at all.

이에 반해 새로 만들어진 160nm OPC 모델은 ±3nm 안의 오차범위 내에서 실제 CD 값을 잘 예측하는 것으로 나타났다. 이것은 새로 만들어진 OPC 모델이 정확도가 우수하다는 것을 증명한다. 이렇게 만들어진 모델을 OPC에 적용하면 칩의 수율은 85% 이상 나올 것으로 예상된다.On the other hand, the newly created 160nm OPC model has been shown to predict the actual CD value well within the margin of error within ± 3nm. This proves that the newly created OPC model is excellent in accuracy. Applying the model to the OPC is expected to yield more than 85% chip yield.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and it is common in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.

이상에서 설명한 본 발명에 의한 근접 효과 보정용 모델의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다..The manufacturing method of the model for proximity effect correction by this invention demonstrated above has the following effects.

즉, 디자인 룰을 기존의 디바이스에서 쉬링크 하여 작게 만든 경우 OPC 모델을 기존의 것으로 사용하게 되면 OPC 정확도가 낮아져 패턴의 패턴 블릿지 등이 발생해 그것이 수율에 직접적인 영향을 줄 수 있다는 사실을 알 수 있었다. In other words, if the design rule is made smaller by shrinking the existing device, when the OPC model is used as an existing one, it can be seen that the OPC accuracy may be lowered, resulting in pattern bridging of the pattern, which may directly affect the yield. there was.

모델-베이스 OPC에서 가장 중요한 것은 정확도가 높은 모델 만들어 적용하는 것이다. 디자인이 변경되거나 공정이 바뀌는 경우에는 기존의 모델이 맞지 않게 된다. The most important thing in model-based OPC is to create and apply a highly accurate model. If the design changes or the process changes, the existing model will not fit.

모델의 예측치가 떨어지는 부분을 수정하고자 할 때 접근 할 수 있는 방법은 첫째 모델을 다시 만드는 것이고, 둘째 특정 패턴에 국한된 룰을 적용하는 방법이 있다. When you want to correct the parts of the model where the prediction falls, the first approach is to rebuild the model, and the second is to apply the rules specific to the specific pattern.

두 가지 의 방법 모두 새로운 모델과 룰이 다른 패턴에 미치게 될 영향을 조사한 후 결정해야 한다. Both methods must be determined after investigating the impact of new models and rules on other patterns.

SH51B MPW에서 살펴본 바와 같이 다른 패턴에 미칠 영향을 고려하여 180nm 모델에 최소 스페이스 룰을 적용하였지만, 궁극적으로 160nm 디자인에 180nm 모델을 적용하는 OPC 정확도가 현저히 낮아진다는 것을 알 수 있었다. As discussed in the SH51B MPW, the minimum space rule was applied to the 180nm model in consideration of the effect on other patterns, but it was found that the OPC accuracy of applying the 180nm model to the 160nm design ultimately decreased.

따라서 모델을 다시 만드는 것이 이상적인 방법이라 할 수 있다.Therefore, remodeling is the ideal way.

또한 OPC 모델의 정확도가 우수하다 하더라도 OPC 실행시의 에지 무빙 스텝 사이즈(edge moving step size)의 단위가 크거나 반복(iteration) 횟수가 부족하면 OPC는 프린트 이미지(print image)가 시뮬레이션 결과와 맞지 않아도 두 사이의 값 이 같아지도록 보정하지 못해 수율에 나쁜 영향을 줄 수 있다. Even if the accuracy of the OPC model is good, if the unit of the edge moving step size is large or the number of iterations is insufficient during OPC execution, the OPC will not be able to match the simulation results. Failure to compensate for equal values between the two can adversely affect yield.

결국 OPC는 일련의 공정으로 안정화되어 있어야 하고, OPC 공정을 수율과 연관지어 고려해야 OPC 정확도를 높일 수 있다. As a result, OPC must be stabilized in a series of processes, and the OPC process should be considered in relation to yield to increase OPC accuracy.

Claims (3)

정확한 샘플 패턴의 CD 데이터를 측정하는 제 1 단계;A first step of measuring CD data of an accurate sample pattern; 상기 측정된 CD 데이터로 광학 매개변수와 레지스트 매개변수를 조율하여 모델을 제조하는 제 2 단계;A second step of tuning an optical parameter and a resist parameter with the measured CD data to produce a model; 상기 모델의 프린트 이미지와 샘플 패턴의 SEM 이미지를 오버랩하여 정확성을 검출하는 제 3 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하며;And a third step of detecting accuracy by overlapping the print image of the model and the SEM image of the sample pattern; 상기 광학 매개변수는 디포커스, NA, 창(aperture) 타입, 시그마를 포함하며, 상기 제 3 단계에서 광학 매개변수를 조율하는 단계는 상기 디포커스, NA, 창 타입, 시그마를 최적화 한 다음 다시 한번 시뮬레이션 값과 측정된 값을 강도 로그 슬로프로 조정하는 것을 특징으로 하는 근접 효과 보정용 모델의 제조방법.The optical parameters include defocus, NA, aperture type, and sigma, and in the third step, tuning the optical parameters comprises optimizing the defocus, NA, window type, sigma and then again A method of manufacturing a model for proximity effect correction, characterized in that the simulation value and the measured value are adjusted to the intensity log slope. 삭제delete 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20020079975A (en) * 2000-02-29 2002-10-21 어드밴스드 마이크로 디바이시즈, 인코포레이티드 Method for evaluation of reticle image using aerial image simulator

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