KR100824620B1 - 광 근접 보정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소정의 패턴에 OPC(Optical Proximity Correction)를 적용하는 단계; 상기 OPC가 적용된 패턴으로부터 CD 데이터를 수집하는 단계; 및 상기 수집된 CD 데이터를 이용하여 OPC 모델링을 수행하는 단계를 포함하는 광 근접 보정 방법에 관한 것이다.

OPC(Optical Proximity Correction), 모델 조정, CD 에러

Description

광 근접 보정 방법{Optical Proximity Correction Method}

도 1은 종래에 측정된 CD의 오차가 큰 경우를 나타낸 그래프.

도 2는 측정된 CD에 대해 모델 조정 작업을 수행한 그래프.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광 근접 보정 방법을 설명하기 위해 종래의 OPC 테스트 패턴에 대해 OPC를 적용하지 않은 경우의 CD 데이터 및 OPC를 적용한 경우의 CD 데이터를 함께 도시한 그래프.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광 근접 보정 방법을 적용한 결과를 설명하기 위한 그래프.

본 발명은 광 근접 보정 방법에 관한 것으로, 특히 측정된 CD와 시뮬레이션된 CD가 일치되도록 조정하여 모델 정확도를 높일 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 임계치수(CD: Critical Dimension, 이하 CD로 지칭함)가 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 왜곡이 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 OPC에서의 정확도를 평가하는데 가장 중요한 것이 모델의 정확도이다. OPC 모델이 정확해야 패턴에 대한 시뮬레이션도 정확해지고, 그 결과 보정(Correction)도 정확하게 되는 것이다. 이 모델의 정확도는 측정된 CD와 시뮬레이션된 CD 간의 보정이 잘 되어야 하는 것이며, 이를 조정 작업이라 한다. 즉, 모델 조정이 잘 되었다함은 측정된 CD와 시뮬레이션된 CD가 서로 잘 맞는다는 뜻이며, 모델이 실제를 잘 대변할 수 있다는 뜻이 되는 것이다. 따라서 조정이 잘 된 모델은 실제를 반영하는 시뮬레이션을 정확하게 할 수 있으며, 보정 또한 정확하게 할 수 있는 기본 조건이 되는 것이다.

이런 모델 조정 작업에 있어서 가장 중요한 부분이 피치 데이터(Pitch data)에 대한 조정이다. 하지만, 피치 데이터는 노광 장비의 구경(Aperture)에 따라 그 경향이 두드러지게 달라져, 구경이 컨벤셔널(conventional) 타입인 경우와 환상(annular) 타입인 경우에 따라 피치 데이터의 특성이 확연하게 달라진다. 이 중 환상 타입의 구경을 사용하는 경우에는 도 1에서 "A"로 표시되듯이 CD 에러가 큰 영역, 즉 CD가 갑자기 작아지게 되는 영역이 검출된다. 이와 같이 CD가 갑자기 작아지게 되는 영역은 원래 디자인된 CD보다 패턴의 CD가 작아지게 되는 것을 나타내며, CD가 작아지게 됨에 따라 CD의 편차가 심해지며, 심한 편차로 인해 측정된 CD의 오차가 생기게 된다.

그러므로, 부정확한 CD로 OPC 모델링을 수행하게 되는 것이고, 부정확한 CD로 만들어진 OPC 모델은 그 정확도에 있어서 심각한 문제를 초래하게 된다.

따라서, OPC 모델링을 수행할 때 측정된 CD와 시뮬레이션된 CD가 일치되도록 조정(fitting)하는 것으로 모델 정확도(Model Accuracy)를 높일 수 있지만, 듀티 비율(Duty ratio) 패턴에 대해 노광 장비의 구경(Aperture)에 따른 특성으로 인해 조정이 어려워 정확도가 높은 모델링을 수행하는데 문제가 있다.

본 발명은 측정된 CD와 시뮬레이션된 CD가 일치되도록 조정하여 모델 정확도를 높일 수 있는 광 근접 보정 방법을 제공하는데 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 소정의 패턴에 OPC(Optical Proximity Correction)를 적용하는 단계; 상기 OPC가 적용된 패턴으로부터 CD 데이터를 수집하는 단계; 및 상기 수집된 CD 데이터를 이용하여 OPC 모델링을 수행하는 단계를 포함하는 광 근접 보정 방법에 관한 것이다.

본 발명의 상기 CD 데이터를 수집하는 단계에서 상기 CD 데이터는 각각의 피치에 대한 CD 에러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 소정의 패턴은 OPC 테스트 패턴인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 수집된 CD 데이터를 이용하여 OPC 모델링을 수행하는 단계는 상기 수집된 CD 데이터의 CD 에러가 마이너스 값을 가지는 경우에 수행하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이 OPC 테스트 패턴에서 측정된 CD에 대해 모델 조정 작업을 수행한 그래프로서, 도 1의 CD 측정치의 그래프인 "C"에 대해 모델 조정을 수행한 "D"의 그래프에서 알 수 있듯이 도 1의 "A" 부분이 조정되지 않음을 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 광 근접 보정 방법은 모델 조정을 향상시켜 모델 정확성을 향상시키기 위한 첫 단계로 기존의 마이너스(-) 값을 가지는 CD 에러가 검출되는 OPC 테스트 패턴에 대해 OPC를 적용한다.

구체적으로, 순수한 광학적 특성만으로 간이 OPC 모델을 만들고, 이를 OPC 테스트 패턴에 적용하며, 이 테스트 패턴을 가지고 패터닝 공정을 거쳐서 형성된 패턴의 CD를 측정하여, 측정된 CD 데이터를 도 3에 도시하였다.

도 3은 종래의 OPC 테스트 패턴에 대해 OPC를 적용하지 않은 경우의 CD 데이터 및 OPC를 적용한 경우의 CD 데이터를 함께 도시한 그래프이다. 도 3에서, "D"가 OPC 테스트 패턴에 대해 OPC를 적용한 경우의 CD 데이터이고, "E"가 OPC 테스트 패턴에 대해 OPC를 적용하지 않은 경우의 CD 데이터이다.

이후, 본 발명의 실시예에 따른 광 근접 보정 방법은 "E"의 데이터로 모델 조정(Fitting)을 수행하는 것이 아니라 OPC가 기 적용된 경우의 CD 데이터를 측정한 "D"의 데이터를 이용하여 모델 조정을 수행한다.

이에 따라, OPC가 기 적용된 경우의 CD 데이터를 측정한 "D"의 데이터로 모델 조정을 수행한 결과가 도 4에 도시된 바와 같이 도시된다.

도 3에서 "E"로 도시된 것은 CD 에러가 기준대비 40nm 이하, 즉 -40nm 이하에 있는 값들이 많이 존재하고 있으며, 이러한 값들은 해상도 한도(Resolution Limit)를 벗어나는 것으로 나타난다.

따라서, "E"로 도시된 CD 데이터를 이용하여 모델 조정을 수행하는 경우 모델링의 유효성이 상당히 저하되므로, 도 3의 "D"와 같이 OPC된 데이터를 이용하여 CD 에러값이 많이 줄어든 데이터를 이용하여 모델 조정을 수행하기 때문에, 도 4에 도시된 바와 같이 더욱 정확한 모델 조정이 이루어진다.

즉, 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 "F"의 모델 조정된 CD 데이터가 "G"의 OPC된 CD 데이터에 근접, 일치하므로 정확한 모델링을 수행하여 실제를 반영 하는 시뮬레이션을 정확하게 할 수 있으며, 보정 또한 정확하게 하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 광 근접 보정 방법은 구경(Aperture)의 특성에 따라 발생하는 피치 패턴에서의 근접 효과(Proximity Effect)로 CD가 작아지게 된 것을 OPC 테스트 패턴에 1차 OPC를 적용하고, OPC가 적용된 테스트 패턴으로부터 CD 데이터를 수집하여 OPC 모델링을 수행하면 CD 데이터에 대한 에러 분포가 향상되며, 이런 데이터로부터 정확한 모델링을 수행할 수 있게 되어, 그 결과 정확한 OPC 결과를 얻을 수 있다.

이와 같이 모델링을 수행할 때, OPC가 기 적용된 CD 데이터를 가지고 수행함으로써 조정 정확도가 떨어지는 패턴 부분에 대한 모델링 에러의 해결이 가능하고 그에 따라 모델의 정확도를 향상시킬 수 있다.

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 OPC가 기 적용된 CD 데이터를 가지고 수행함으로써 조정 정확도가 떨어지는 패턴 부분에 대한 모델링 에러의 해결이 가능하고 그에 따라 모델의 정확도를 향상시킴으로써 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 소정의 패턴에 OPC(Optical Proximity Correction)를 적용하는 단계;

   상기 OPC가 적용된 패턴으로부터 CD(Critical Dimension) 데이터를 수집하는 단계; 및

   상기 수집된 CD 데이터의 CD 에러가 마이너스 값을 가지는 경우에 OPC 모델링을 수행하는 단계를 포함하는 광 근접 보정 방법.
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