KR100895937B1 - 패턴의 광학 근접 보상 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 설계 오류로 인해 연결 패턴부을 구성하는 구성 패턴의 부정합적인 연결 부분에 의도하지 않았던 광학 근접 보상의 보상 패턴이 형성되는 것을 방지하는 것에 관한 것이다. 본 발명에 따른 복수의 구성 패턴으로 이루어진 연결 패턴부에 광학 근접 보상을 실시하는 방법은 연결 패턴부를 구성하는 복수의 구성 패턴 각각에 대해서 광학 근접 보상의 시뮬레이션을 위한 테두리 분할점을 형성하는 단계와 상기 테두리 분할점의 좌표를 이용하여 상기 구성 패턴간의 부정합 여부를 판단하는 단계와 상기 판단 결과 부정합으로 판단되는 구성 패턴을 선택하고 상기 선택된 구성 패턴의 부정합 부분에 존재하는 테두리 분할점을 제거하는 단계 및 시뮬레이션을 실시하여 보상 패턴을 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
광학 근접 보상, OPC, 정합 연결, 부정합 연결

Description

패턴의 광학 근접 보상 방법{Method for optical proximity correction or pattern}
본 발명은 반도체 집적 소자의 제조를 위한 사용되는 마스크를 설계할 때 보다 정교한 패턴을 구현하기 위하여 사용되는 광학 근접 보상(optical proximity correction) 기술에 있어, 마스크 설계 시 발생한 오류에 기인한 보상 패턴 형성을 방지하는 방법에 관한 것이다.
반도체 노광 및 사진 공정(photolithography)을 통해 마스크 상에 형성된 회로의 패턴이 설계한 레이 아웃(lay out)대로 충실하게 웨이퍼에 전사되는 것이 매우 중요하다. 그러나 마스크의 패턴이 복잡하거나 패턴 크기나 선폭 등의 변화가 심하게 변화되는 부분에서는 실제 노광 과정에서 근접한 패턴에서의 빛의 회절(diffraction) 현상에 의해 설계된 레이 아웃과 다르게 패턴이 전사되지 않는 현상이 나타난다. 이러한 현상을 방지하게 위하여 마스크를 설계할 때 패턴이 정확하게 전사되지 않는 부분을 선택하여 그 형상에 의도적으로 왜곡을 주는 기술을 광 학 근접 보상(optical proximity correction, OPC) 기술이라고 한다. 이러한 광학 근접 보상 기술에 의해 형성되는 보상 패턴의 예로서 소실되는 부분을 보강하기 위해 선 형상의 패턴 끝부분에 보상 패턴을 보강하는 도그-본(dog bone) 패턴 또는 세피프(serif) 패턴이 대표적이다. 이러한 광학 근접 보상 기술로 인해 종래 노광 장치가 가지고 있는 기술적인 한계를 극복하는데 많은 도움을 주고 있으며, 특히 고집적도화가 진행되고 있는 시점에서 그 중요성이 계속 증대되고 있다.
이러한 광학 근접 보상에 의해 생성되는 보상 패턴은 그 보상 패턴이 부가되는 패턴(이하 주패턴이라 한다)의 설계 오류가 발생되면, 그 오류가 발생된 부분에 형성 될 수 있다. 예를 들어 주패턴이 복수의 구성 패턴이 연결되어 구성되는 연결부 패턴인 경우, 이러한 연결부 패턴을 설계 하는 과정에서 구성 패턴의 연결이 정합적으로 일어나지 않고 부정합적으로 연결될 수 있다. 여기서 정합적으로 연결된다는 의미는 도 1a의 (104)과 같이 연결부 패턴에 있어 서로 연결되는 구성 패턴인 제 1 패턴(100) 및 제 2 패턴(102)의 일부 테두리가 정확하게 일치하여 그 연결되는 경계가 하나의 선으로 구성되는 것을 의미하며, 반면 부정합적으로 연결된다는 의미는 도 1b의 (106)과 같이 제 1 패턴(100) 및 제 2 패턴(102)가 서로 중첩되거나 또는 도시 하지는 않았으나 제 1 패턴(100) 및 제 2 패턴(102)가 서로 이격되어 있는 경우를 의미한다. 이러한 연결 패턴부에서의 부정합 연결은 오프-그리드(off-grid) 부분에서 자주 발생한다. 즉 컴퓨터 프로그램을 이용한 마스크 패턴의 설계 시 패턴의 이동을 일정 간격으로 형성된 그리드(grid)를 이용하여 실시하는 경우에는 패턴간의 미세한 차이의 발생 없이 정합 연결을 가능하게 할 수 있 으나, 이러한 그리드를 사용하지 않는 경우에는 패턴의 연결부에서의 미세한 이동을 제어할 수 없어 구성 패턴 일부가 중첩되거나 또는 구성 패턴이 서로 이격되는 부정합 연결이 발생될 수 있는 것이다.
만약 도 1a에서와 같이 연결부가 정합적 형성된 경우에는 광학 근접 보상에 의해 형성된 보상 패턴은 도 1a의 도면 부호 (110)에 나타낸 것과 같이 정합적으로 연결된 부분에서는 형성되지 않고 연결부 패턴의 양단 끝에만 형성되게 된다. 그러나 도 1b 같이 설계 오류로 제 1 패턴 (100) 및 제 2 패턴 (102)이 중첩되게 형성되면, 광학 근접 보상을 실시하였을 경우 부정합 연결 부분(106)에도 보상 패턴(106)이 형성되게 된다. 이때 보상 패턴 (106)은 주패턴의 설계 오류로 인해 형성된 것으로서 의도되지 않은 것이다. 이렇게 의도되지 않은 보상 패턴이 형성되면 이러한 패턴이 실제로 웨이퍼에도 구현되므로 예상치 못했던 불량을 유발하여 수율 감소의 원인으로 작용하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 설계 오류로 인해 연결 패턴부을 구성하는 구성 패턴의 연결이 부정합적인 부분에 의도하지 않았던 광학 근접 보상의 보상 패턴이 형성되는 것을 방지하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 복수의 구성 패턴으로 이루어진 연결 패턴부에 광학 근접 보상을 실시하는 방법은 연결 패턴부를 구성하는 복수의 구성 패턴 각각에 대해서 광학 근접 보상의 시뮬레이션을 위한 테두리 분할점을 형성하는 단계와 상기 테두리 분할점의 좌표를 이용하여 상기 구성 패턴간의 부정합 여부를 판단하는 단계와 상기 판단 결과 부정합으로 판단되는 구성 패턴을 선택하고 상기 선택된 구성 패턴의 부정합 부분에 존재하는 테두리 분할점을 제거하는 단계 및 시뮬레이션을 실시하여 보상 패턴을 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때 상기 부정합은 연결 패턴부의 연결 부분에서 상기 구성 패턴간의 중첩인 것을 의미할 수 있고 또는 이격인 것을 의미할 수 있다.
또한 상기 테두리 분할점의 좌표를 이용하여 상기 구성 패턴간의 부정합 여부를 판단하는 단계는 연결 패턴부의 연결 부분에 존재하는 상기 구성 패턴의 테두리 분할점 좌표를 비교함으로써 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의할 시 반도체 집적 소자의 제작에 사용되는 마스크 제작 시 패턴의 정합 연결부가 설계 오류로 인하여 부정합 연결부가 되고 이로 인해 광학 근접 보상 실행 시 상기 부정합 연결부에 필요없는 보상 패턴이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 설계 오류에 따른 반도체 집적 소자의 제작 수율의 감소를 제거함으로써 수율 향상에 기여할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 본 실시예에서 연결 패턴부의 구성 패턴의 연결이 서로 중첩되는 경우의 부정합에 대한 것이나 서로 이격되는 경우에도 동일하게 적용 될 수 있다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 특징인 설계 오류에 따른 불필요한 보상 패턴의 형성을 방지하는 방법의 일실시예를 단계별로 나타낸 것이다. 도 2에는 패턴 1(200)과 패턴 2(202)가 설계 오류로 인하여 패턴의 연결부가 일부 중첩되어 있는 것이 나타나 있다. 이러한 패턴에 대해서 광학 근접 보상을 실시하기 위해서는 우선 도 2에 나타낸 것과 같이 이하 연결 패턴부 전체에 대해서, 예를 들어 도 2의 화살표 방향으로, 연결 패턴부의 배열 상태 및 길이를 확인하는 작업을 먼저 수행 한다, 도 3에 나타낸 것과 같이 제 1패턴 (200) 및 제 2패턴 (202)의 테두리 부분 각각에 대해서 광학 근접 보상의 시뮬레이션을 위한 분할점을 형성한다. 이러한 분할점은 광학 근접 보상 시뮬레이션에 의해 형성되는 보상 패턴의 이미지를 샘플링하여 데이터로 추출하는 간격점으로서 역할을 수행하는바, 이는 시뮬레이션을 수행하는 시스템이 용량의 한계를 가지고 있기 때문에 도입된 것이다. 이러한 분할점을 형성하는 방법으로서, 예를 들어 제 1 패턴(200)의 상단 테두리에서는 한쪽 모서리(206)에서 분할을 시작하여 다른 쪽 모서리(208)에서 종료하며 패턴 1(200)의 하단 테두리 부분에 대해서도 한쪽 모서리인 (210)에서 시작하여 다른 쪽 모서리인 (212)에서 종료한다. 패턴 2(202)의 경우도 상기 패턴 1(200)와 동일한 방법으로 테두리에서 분할을 실시하며, (214) 및 (218)은 각각 제 2 패턴(202)에서의 상단 테두리 및 하단 테두리에서의 분할 시작점이며 (216) 및 (220)은 각각 상단 테두리 및 하단 테두리에서의 분할 종료점이 된다. 이때 제 1 패턴(200)의 분할 종료점인 (208) 및 (212)와 제 2 패턴 (202)의 분할 시작점인 (214) 및 (218)의 X, Y 좌표 축을 확인함으로써 부정합 여부를 판단할 수 있다. 만약 이때 제 1 패턴(200) 및 제 2 패턴(202)의 상단 테두리의 분할 종료점인 (208) 및 (212)와 하단 테두리의 분할 시작점인 (214) 및 (218)의 X, Y 좌표가 모두 일치하지 않는 다면 이는 부정합 상태임을 나타낸 것이다.
또한 어느 하나의 패턴에서의 분할 종료점을 포함하는 분할점과 다른 패턴에서의 분할 시작점을 포함하는 분할점을 상호 비교함으로써 부정합의 형태가 구성 패턴의 중첩인지 또는 이격인지 여부와 중첩 또는 이격 정도를 판단할 수 있다. 예를 들어 본 실시예에서와 같이 제 1 패턴의 종료점 (208) 및 (212)의 X 좌표와 제 2 패턴(202)의 상부 테두리 및 하부 테두리에 형성된 분할점의 좌표를 분할 시작점(214) 및 (218)으로부터 순차적으로 비교함으로써 제 1 패턴(200)이 제 2 패턴과 중첩되었는 지 여부 및 어는 정도 중첩되었는 지를 알 수 있게 된다. 즉, 제 2 패턴(202)의 분할 시작점(214, 218)의 X 좌표는 제 1 패턴(200)의 분할 종료점(208) 및 (212) 보다 작은 값을 가지나, 그 다음에 형성된 분할점(222) 및 (224)는 제 1 패턴(200)의 분할 종료점 (208) 및 (212) 보다 더 큰 X 좌표값을 가진다. 이로부터 제 1 패턴(200) 및 제 2 패턴(202)의 중첩 부분의 한쪽 경계선은 제 2 패턴(202)의 분할 시작점(214), (218)과 그 다음 분할점 (222), (224) 사이에 존재함을 알 수 있다. 상기와 똑같은 과정을 반복함으로써 제 1 패턴(200)과 제 2 패턴(202)의 중첩 부분의 다른 한쪽 경계선은 제 1 패턴(200)의 분할 종료점(208), (212)와 그 바로 전 분할점인 (226), (228) 사이에 존재함을 확인할 수 있다.
이렇게 중첩되는 부분의 확인이 완료되면 도 4에서와 같이 중첩되는 부분(204)에 형성되었던 분할점을 모두 제거한다. 중첩되는 부분(204)에서의 분할점 제거함으로써 보상 패턴 형성을 위한 시뮬레이션시 상기 중첩되는 부분에서 광학 근접 보상이 실행되지 않아 보상 패턴이 형성되지 않게 된다. 따라서 광학 근접 보상을 위한 시뮬레이션이 완료되면 도 5에서와 같이 양 패턴의 중첩되지 않은 양 끝에 각각 보상 패턴이 형성되고 중첩되는 부분에는 보상 패턴이 형성되지 않게 된다.
지금까지 본 발명의 일 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
도 1a는 연결 패턴부의 연결부가 정합적인 것을 나타낸 것이다.
도 1b는 연결 패턴부의 연결부가 부정합인 것을 나타낸 것이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 연결 패턴부의 연결부가 부정합인 경우의 부정합 부분에서 보상 패턴을 제거하는 방법을 단계별로 표시한 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200 : 제 1 패턴 202 : 제 2 패턴
204 : 중첩 부분 206, 210 : 제 1 패턴의 분할 시작점
208, 212 : 제 1 패턴의 분할 종료점
214, 218 : 제 2 패턴이 분할 시작점
216, 220 : 제 2 패턴의 분할 종료점
230 : 보상 패턴

Claims (5)

  1. 복수의 구성 패턴으로 이루어진 연결 패턴부에 광학 근접 보상을 실시하는 방법에 있어서,
    연결 패턴부를 구성하는 복수의 구성 패턴 각각에 대해서 광학 근접 보상의 시뮬레이션을 위한 테두리 분할점을 형성하는 단계;
    상기 테두리 분할점의 좌표를 이용하여 상기 구성 패턴간의 부정합 여부를 판단하는 단계;
    상기 판단 결과 부정합으로 판단되는 구성 패턴을 선택하고 상기 선택된 구성 패턴의 부정합 부분에 존재하는 테두리 분할점을 제거하는 단계; 및
    시뮬레이션을 실시하여 보상 패턴을 형성하는 단계;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복수의 구성 패턴으로 이루어진 연결 패턴부에서의 광학 근접 보상 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상기 테두리 분할점을 형성하는 단계는 상기 구성 패턴의 임의의 모서리를 분할 시작점으로 하고 다른 임의의 모서리를 분할 종료점으로 하는 것을 특징으로 하는 복수의 구성 패턴으로 이루어진 연결 패턴부에서의 광학 근접 보상 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 부정합은 상기 구성 패턴간의 중첩인 것을 특징으로 하는 복수의 구성 패턴으로 이루어진 연결 패턴부에서의 광학 근접 보상 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 부정합은 상기 구성 패턴간의 이격인 것을 특징으로 하는 복수의 구성 패턴으로 이루어진 연결 패턴부에서의 광학 근접 보상 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 부정합 여부를 판단하는 단계는 상기 연결 패턴부의 연결 부분에 존재하는 상기 구성 패턴의 테두리 분할점 좌표를 비교함으로써 판단하는 것을 특징으로 하는 복수의 구성 패턴으로 이루어진 연결 패턴부에서의 광학 근접 보상 방법.
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