KR100806794B1 - 데이터 변환 방법에 의한 광 근접 보정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패턴의 CD(critical dimension)값을 포함한 데이터를 검출하는 단계; 상기 데이터를 데이터 변환식에 적용하여 데이터 변환을 수행하는 단계; 및 상기 데이터 변환의 결과를 모델링하여 OPC를 수행하는 단계를 포함하는 데이터 변환 방법에 의한 광 근접 보정 방법에 관한 것이다.

데이터 변환식, OPC

Description

데이터 변환 방법에 의한 광 근접 보정 방법{Optical Proximity Correction Method by Data Conversion}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패턴 보상을 위한 광 근접 보정 방법을 도시한 순서도.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광 근접 보정 방법을 설명하기 위한 그래프.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광 근접 보정 방법을 적용한 결과를 나타낸 그래프.

본 발명은 광 근접 보정 방법에 관한 것으로, 특히 데이터 변환을 통해 모든 패턴에 대해 보정의 정확도를 향상시킬 수 있는 광 근접 보정 방법에 관한 것이다.

근래 반도체 소자의 고집적화로 인하여 소자의 크기가 줄어들고 소자의 배치 밀도가 증가함에 따라 그에 대응하는 마스크 패턴의 임계치수가 광학 노광 장비의 분해능 한계에 접근하고 있어, 마스크 패턴의 광 근접 효과를 제대로 고려하지 못 하는 경우에는 리소그라피(Lithography) 본래의 노광 의도와 다르게 패턴 선폭 왜 곡이 발생하게 되어 선폭 선형성(Linearity)이 왜곡되는 현상이 나타나 반도체 소자 특성에 나쁜 영향을 많이 주게 된다.

그리고, 포토 리소그라피 기술은 마스크 설계를 정교하게 해 줌으로써, 마스크로 투광되어 나오는 빛의 양을 적절히 조정할 수 있게 되는데, 이것을 위해서 광 근접 보상(Optical Proximity Correction) 기술이 등장하였으며, 또한 해당 마스크에 그려진 패턴 형상에 의한 빛의 왜곡 현상을 최소화시킬 수 있는 여러 가지의 방법들이 모색되고 있는 실정이다.

특히, 최근 들어 원자외선 파장(예로, 248(nm) 또는 194(nm)의 파장(Wavelength))의 빛에 감광력이 뛰어난 화학 증폭형 레지스트의 개발로 인해 더욱더 해상도를 증가시킬 수 있는 실질적인 기술들이 등장하고 있으며, 또한 패턴과 분리된 형태로 광 근접 효과를 제어하는 보조 패턴(즉, 일종의 더미 패턴(Dummy Pattern)) 형성 기술도 해상도 개선에 많은 기여를 하고 있다.

그런데, 무엇보다도 중요한 것은 리소그라피 장치에 의해 형성되는 선폭 CD와 설계 CD 사이의 바이어스를 감소시키는 일인데, 해당 CD 간의 바이어스는 주로 광학 현상에 의해 나타나는 경향이 있으며, 식각 과정을 통해 패턴 간의 마이크로-로딩(Micro-loading) 문제 및 폴리머(Polymer) 등의 바이프로덕트들(Byproducts)에 기인하는 화학적 이슈(Issue)로 나타나는 CD 바이어스 문제가 발생하게 된다.

이때, 전자에 의해 나타나는 선폭 바이어스를 DI CD 바이어스라고 하며, 후자에 의해 나타나는 선폭 바이어스를 FI CD 바이어스라고 한다.

그러나, DI CD 바이어스는 프로그램 시뮬레이션 방법에 의해 어느 정도 예측 이 가능하여 바이어스 보상 방법을 예측할 수 있는 모델(Model)을 생성시킬 수 있지만, FI CD 바이어스는 프로그램 시뮬레이션 방법에 의해 예측하기가 매우 어려운데, 화학 조성 및 반응을 수식으로 표현해서 시뮬레이션하기가 매우 어렵고 정확하지도 않으며, DI CD의 경향을 그대로 따라가지 않고 새로운 경향을 나타내고 있어 FI CD 패턴 형성 모델을 생성하는 작업은 매우 어려운 과제이다.

특히, 활성 영역(active area)의 경우 두 번의 식각 공정이 수행되기 때문에 패턴의 형상 예컨대, 고립된 패턴, 밀집한 패턴에 따라 바이어스가 다르게 발생하기 때문에 최종적으로 우리가 원하는 패턴을 얻기가 어렵다. 즉, OPC의 목적인 고립된 패턴 라인과 밀집한 패턴 라인 사이의 바이어스를 없애는 OPC를 수행해야되는 것이 아니라 고립된 패턴 라인과 밀집한 패턴 라인 사이에 바이어스(ID Bias)가 발생하도록 OPC를 수행해야 하며 중간 밀집한(semi dense) 부분도 보상을 해주어야 한다.

본 발명은 중간 밀집한 패턴 부분을 포함한 모든 패턴에 대해 보상의 정확도를 향상시킬 수 있는 광 근접 보정 방법을 제공하는데 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 패턴의 CD(critical dimension)값을 포함한 데이터를 검출하는 단계; 상기 데이터를 데이터 변환식에 적용하여 데이터 변환을 수행하는 단계; 및 상기 데이터 변환의 결과를 모델링하여 OPC를 수행하는 단계를 포함하는 데이터 변환 방법에 의한 광 근접 보정 방법에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패턴 보상을 위한 광 근접 보정 방법을 도시한 순서도이다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 패턴 보상을 위한 광 근접 보정 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 식각 후에 형성된 패턴의 CD(critical dimension)값을 포함한 데이터를 검출한다(S101).

본 발명의 실시예에 따른 패턴 보상을 위한 광 근접 보정 방법을 수행하기 위한 데이터는 예를 들어, ① 활성 영역의 식각 CD, 식각 후에 형성된 패턴중 ② 고립된 패턴 라인의 CD, ③ 밀집한 패턴 라인의 CD, ④ 고립된 패턴 라인의 피치 및 ⑤ 밀집한 패턴 라인의 피치 등을 포함한다.

이와 같이 검출된 ① 내지 ⑤의 데이터를 [수학식 1]과 같은 데이터 변환식에 적용하여 데이터 변환을 수행한다(S102).

데이터변환 = ① - {③의 바이어스 +{}×(④ 또는 ⑤)}

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 ID 바이어스를 선형적인 식으로 변환하여 중간 밀집한(semi dense) 부분에 대한 패턴의 데이터까지도 변환하는 방식이다.

일반적으로 디자인 룰이 100/ 130인 경우 노광 공정에서는 고립된 패턴 라인은 100nm로, 밀집한 패턴 라인은 110nm로 형성하고, 활성 영역의 식각에서는 고립된 패턴 라인은 142nm로, 밀집한 패턴 라인은 132nm로 형성해야 한다. 따라서, 식 각 공정을 수행한 이후 공정을 진행할 때 100nm의 패턴 CD가 형성될 수 있다.

도 2는 노광 공정 후 피치(pitch)에 따른 CD 변화를 도시한 그래프이고, 도 3은 활성 영역의 식각 후 노광 공정과 식각 공정 사이에 발생하는 바이어스를 나타낸 그래프로서, 도 2와 도 3에서 보듯이 피치가 700nm 이상인 부분이 고립된 패턴 라인으로 동작하는 것을 알 수 있다.

따라서, 피치가 700nm인 부분부터 고립된 패턴 라인 부분이라는 것을 알 수 있기 때문에, 전술한 바와 같은 DB 핸들링(handling) 없이 OPC를 수행하기 위해 [수학식 1]과 같은 데이터 변환식을 이용하여 중간 밀집한 부분에 대한 패턴에 대해서도 OPC를 수행할 수 있도록, [수학식 1]의 데이터 변환 식을 이용하여 모든 데이터를 변환시킬 수 있다.

[수학식 1]을 이용하여 데이터 변환을 수행한 후, 변환된 데이터를 기반으로 OPC 모델링을 수행하고(S103), 이와 같이 OPC 모델링이 수행된 결과 데이터를 이용하여 OPC를 수행한다(S104).

이와 같이 변환된 데이터를 기반으로 OPC를 수행하면, 도 4에 도시된 바와 같이 종래에 고립된 패턴 부분과 밀집한 패턴 부분만 고려한 OPC 결과와 본 발명에 따라 데이터 변환 결과를 이용한 OPC 결과를 얻을 수 있다.

최종 패턴의 타겟이 100nm 일 때 종래에 고립된 패턴 부분과 밀집한 패턴 부분만을 보상한 OPC의 경우 중간 밀집한 부분에는 잘 맞지 않았으며 3 시그마로 8.7nm가 검출되었지만, 본 발명에 따라 데이터 변환을 한 OPC 방법의 경우에는 중간 밀집한 부분이 상대적으로 정확하게 보정되어 3 시그마로 6.3nm가 검출되었다.

본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다.

또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 중간 밀집한 패턴 부분을 포함한 모든 패턴에 대해 OPC의 정확도를 향상시킬 수 있는 광 근접 보정 방법을 제공하여 OPC 모델을 제작할 수 있으므로, OPC의 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 패턴의 CD(critical dimension)값을 포함한 데이터를 검출하는 단계;

   상기 데이터를 데이터 변환식에 적용하여 데이터 변환을 수행하는 단계; 및

   상기 데이터 변환의 결과를 모델링하여 OPC를 수행하는 단계를 포함하며,

   상기 데이터 변환식은

   데이터변환 = ① - {③의 바이어스 +{

   

   }×(④ 또는 ⑤)}이고,

   ①은 활성 영역의 식각 CD, ②는 식각 후에 형성된 패턴중 고립된 패턴 라인의 CD, ③은 식각 후에 형성된 패턴중 밀집한 패턴 라인의 CD, ④는 고립된 패턴 라인의 피치 및 ⑤는 밀집한 패턴 라인의 피치인 것을 특징으로 하는 데이터 변환 방법에 의한 광 근접 보정 방법.
2. 삭제

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