KR100966998B1 - Method for processing optical proximity correction - Google Patents
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Abstract
본 발명의 광학 근접 효과 보상 방법은 목표 레이아웃을 설계하는 단계와 상기 목표 레이아웃에 대한 제 1 광학 근접 효과 보상을 수행하는 단계와 상기 제 1 광학 근접 효과 보상의 결과를 반영한 제 1 노광마스크를 제작하는 단계와 상기 제 1 노광마스크를 이용하여 ADI(after development inspection)를 수행하는 단계와 상기 ADI를 이용하여 AEI(after etched inspection)를 수행하는 단계와 최종패턴과 상기 목표 레이아웃을 이용하여 OPC 파라미터를 추출하는 단계와 상기 OPC 파라미터를 이용하여 제 2 광학 근접 효과 보상을 수행하는 단계 및 상기 OPC 파라미터가 반영된 제 2 노광마스크를 제작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The optical proximity effect compensation method of the present invention comprises the steps of designing a target layout, performing a first optical proximity effect compensation for the target layout, and manufacturing a first exposure mask reflecting the result of the first optical proximity effect compensation. Performing after development inspection (ADI) using the first exposure mask, performing after etched inspection (AEI) using the ADI, extracting OPC parameters using a final pattern and the target layout And performing a second optical proximity effect compensation using the OPC parameter, and manufacturing a second exposure mask reflecting the OPC parameter.
OPC, DBM OPC, DBM
Description
본 발명은 광학 근접 효과 보상 방법에 관한 것으로, DBM(design based metrology)를 이용한 광학 근접 효과 보상 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical proximity effect compensation method, and to an optical proximity effect compensation method using design based metrology (DBM).
반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라 소자의 디자인 룰(design rule)이 감소하여 이를 위한 많은 연구가 진행되고 있다.As the degree of integration of semiconductor devices increases, design rules of the devices decrease, and many studies for this have been conducted.
미세패턴을 구현하기 위한 노광공정에서는 해상력(resolution)을 높이기 위한 노력의 일환으로 짧은 파장의 노광원을 사용하는데, 극자외선과 같이 매우 짧은 파장의 노광원은 그 크기가 패턴의 크기와 비슷해지기 때문에 노광공정에서 빛의 회절 및 간섭에 의한 영향이 크게 증가하게 되어 패턴의 왜곡 현상이 심화되므로 설계 레이아웃대로 패턴을 구현하기 어렵다.In the exposure process to realize a fine pattern, an exposure source with a short wavelength is used as an effort to increase resolution. Since an exposure source with a very short wavelength, such as extreme ultraviolet rays, has a size similar to that of a pattern. In the exposure process, the effect of light diffraction and interference is greatly increased, and the distortion of the pattern is intensified, so it is difficult to implement the pattern according to the design layout.
이러한 현상를 광학 근접 효과(optical proximity effect)라고 하며 설계된 레이아웃과 같은 레이아웃을 구현하기 위한 광학 경로가 아닌 다른 광학 경로의 광이 발생하여 특정 패턴과 인접한 패턴에 영향을 주어 설계상의 레이아웃대로 웨이퍼에 구현되지 못하고, 왜곡된 형태로 구현되게 된다.This phenomenon is called the optical proximity effect, and light from an optical path other than the optical path to produce a layout, such as a designed layout, is generated that affects certain patterns and adjacent patterns, which are not implemented on the wafer as designed. It can not be implemented in a distorted form.
이렇게 왜곡된 패턴들은 반도체 소자의 수율 및 성능을 저하시키기 때문에 이를 보상하기 위해 광학 근접 효과 보상 방법이 개발되었다.Since the distorted patterns degrade the yield and performance of the semiconductor device, an optical proximity effect compensation method has been developed to compensate for this.
광학 근접 효과 보상 방법은 마스크 패턴 정보 및 웨이퍼 공정 조건을 기초로 웨이퍼 상에 전사되는 이미지를 예측하거나 실제 패터닝된 테스트 패턴의 이미지를 측정하여 광학 근접 효과 보상을 위한 모델링을 한다.The optical proximity effect compensation method models for optical proximity effect compensation by predicting an image transferred onto a wafer based on mask pattern information and wafer processing conditions or by measuring an image of an actual patterned test pattern.
그러나, 이러한 방법은 목표 패턴에 대한 CD 및 목표패턴의 상,하,좌,우 스페이스에 대한 정보는 가지고 있지만, 목표패턴과 이웃하는 패턴의 정보 즉, 이웃하는 패턴의 CD 또는 이웃하는 패턴간의 간격의 비대칭성과 같은 정보는 포함하고 있지 않다.However, this method has information on the CD and the up, down, left, and right space of the target pattern for the target pattern, but the information about the target pattern and the neighboring pattern, that is, the interval between the CD of the neighboring pattern or the neighboring pattern. It does not contain information such as asymmetry.
더욱이, 이웃하는 패턴에 대한 정보수집은 테스트 패턴을 통하여 이루어지기 때문에 실제 구현되는 패턴과 차이점이 발생할 수 있다.In addition, since information collection about the neighboring pattern is performed through the test pattern, a difference may be generated from the actual implementation pattern.
따라서, 실제로 상술한 바와 같은 방법에 의해 광학 근접 효과 보상을 수행하고 패턴을 형성하는 경우 목표 레이아웃과 정확하게 일치하지 않는 경우가 발생할 수 밖에 없다.Therefore, when the optical proximity effect compensation is performed and the pattern is formed by the above-described method, it may inevitably occur when the target layout does not exactly match.
이와 같이 목표 레이아웃과 광학 근접 효과 보상 수행후 구현된 레이아웃이 정확하게 일치하지 않는 경우 목표 레이아웃과 광학 근접 효과 보상 수행후 구현된 레이아웃을 1:1로 대응해보지 않고는 정확하게 일치하는지에 대한 여부의 확인이 불가능하다.If the target layout and the layout implemented after performing optical proximity effect compensation do not exactly match, it is not necessary to check whether the target layout matches the implemented layout after performing optical proximity effect compensation in a 1: 1 manner. impossible.
광학 근접 효과 보상이 수행된 패턴이 왜곡된 상태로 존재하게 된다면 후속공정으로 형성된 상부 레이어와의 오버랩이 정확하게 이루어지지 않아 소자의 불량 을 야기시키거나 소자의 특성에 영향을 미치는 문제점이 발생하게 된다.If the pattern on which the optical proximity effect compensation is performed is present in a distorted state, the overlap with the upper layer formed by the subsequent process may not be accurately performed, causing problems of the device or affecting the characteristics of the device.
본 발명의 광학 근접 효과 보상 방법은 웨이퍼에 구현된 레이아웃이 실제 목표 레이아웃과의 오버랩 정도를 확인할 수 없는 문제를 해결하기 위한 광학 근접 효과 보상 방법을 제공한다.The optical proximity effect compensation method of the present invention provides an optical proximity effect compensation method for solving a problem in which a layout implemented on a wafer cannot confirm the degree of overlap with an actual target layout.
본 발명의 광학 근접 효과 보상 방법은 목표 레이아웃을 설계하는 단계와 The optical proximity effect compensation method of the present invention comprises the steps of designing a target layout;
상기 목표 레이아웃에 대한 제 1 광학 근접 효과 보상을 수행하는 단계와Performing first optical proximity effect compensation for the target layout;
상기 제 1 광학 근접 효과 보상의 결과를 반영한 제 1 노광마스크를 제작하는 단계와Fabricating a first exposure mask reflecting the result of the first optical proximity effect compensation;
상기 제 1 노광마스크를 이용하여 ADI(after development inspection)를 수행하는 단계와Performing after development inspection (ADI) using the first exposure mask;
상기 ADI를 이용하여 AEI(after etched inspection)를 수행하는 단계와Performing after etched inspection (AEI) using the ADI;
최종패턴과 상기 목표 레이아웃을 이용하여 OPC 파라미터를 추출하는 단계와Extracting OPC parameters using the final pattern and the target layout;
상기 OPC 파라미터를 이용하여 제 2 광학 근접 효과 보상을 수행하는 단계 및Performing a second optical proximity effect compensation using the OPC parameter; and
상기 OPC 파라미터가 반영된 제 2 노광마스크를 제작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.And manufacturing a second exposure mask in which the OPC parameter is reflected.
이때, 상기 ADI(after development inspection)를 수행하는 단계는 피식각층이 형성된 반도체 기판 상부에 감광막을 도포하는 단계 및 상기 제 1 노광마스크를 이용한 노광공정 및 현상공정으로 감광막 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In this case, performing the after development inspection (ADI) includes applying a photoresist film on the semiconductor substrate on which the etched layer is formed, and forming the photoresist pattern by an exposure process and a development process using the first exposure mask. It is characterized by.
그리고, 상기 AEI(after etched inspection)를 수행하는 단계는 상기 ADI 단계에서 형성된 감광막 패턴을 식각마스크로 하여 피식각층을 식각하여 상기 최종패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The after-etched inspection (AEI) may include forming the final pattern by etching the etched layer using the photoresist pattern formed in the ADI as an etching mask.
또한, 상기 OPC 파라미터는 상기 최종패턴과 상기 목표 레이아웃과의 정렬을 통하여 추출되는 것을 특징으로 한다.The OPC parameter may be extracted by aligning the final pattern with the target layout.
그리고, 상기 최종패턴과 상기 목표 레이아웃과의 정렬은 DBM(design based metrology)장비를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 한다.The final pattern may be aligned with the target layout by using a design based metrology (DBM) device.
또한, 상기 DBM장비는 상기 최종패턴으로부터 컨투어 이미지를 추출하고, 상기 최종패턴에 대한 컨투어 이미지와 상기 목표 레이아웃을 정렬하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.The DBM apparatus may include extracting a contour image from the final pattern, and aligning the target image with the contour image for the final pattern.
그리고, 상기 OPC 파라미터는 상기 최종패턴과 상기 목표 레이아웃의 시프트 (shift)정도를 포함하는 것을 특징으로 한다.The OPC parameter may include a shift degree of the final pattern and the target layout.
그리고, 상기 제 2차 광학 근접 효과 보상을 수행하는 단계는 상기 최종패턴과 상기 목표 레이아웃의 시프트 정도가 '0'이 되도록 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.The performing of the second optical proximity effect compensation may include shifting the final pattern and the target layout to '0'.
또한, 상기 시프트 정도는 상기 목표 레이아웃에서 상기 최종패턴에 대한 컨투어 이미지가 벗어난 정도 또는 상기 최종패턴에 대한 컨투어 이미지에서 상기 목표 레이아웃이 벗어난 정도가 계산된 것을 특징으로 한다.In addition, the shift degree is characterized in that the degree of deviation of the contour image for the final pattern in the target layout or the deviation of the target layout in the contour image for the final pattern is calculated.
그리고, 상기 제 1 노광마스크는 상기 제 1 광학 근접 효과 보상된 OPC 레이아웃을 포함하는 것을 특징으로 한다.The first exposure mask may include the first optical proximity effect compensated OPC layout.
본 발명의 광학 근접 효과 보상 방법은 광학 근접 효과 보상이 가지고 있는 한계 즉, 왜곡이나 수차 변동을 예측하여 CD 변동 및 오버랩 마진에 취약한 디바이스의 레이아웃에 대한 정밀한 광학 근접 효과 보상을 수행할 수 있는 장점이 있다. The optical proximity effect compensation method of the present invention has the advantage of performing precise optical proximity effect compensation for the layout of a device vulnerable to CD variation and overlap margin by predicting the limitation of the optical proximity effect compensation, that is, distortion or aberration variation. have.
이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명에 따른 광학 근접 효과 보상 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart schematically showing an optical proximity effect compensation method according to the present invention.
먼저, 목표 레이아웃을 설계한다.(S1)First, a target layout is designed (S1).
그 다음, 목표 레이아웃에 대한 제 1 광학 근접 효과 보상을 수행한다.(S2)Next, the first optical proximity effect compensation is performed on the target layout (S2).
이때, 제 1 광학 근접 효과 보상은 목표 레이아웃의 형태로 최종패턴이 구현될 수 있도록 하는 작업으로, 종래의 광학 근접 효과 보상 방법에 따라 목표 레이아웃과 동일한 형태로 웨이퍼 상에 구현되지 못하고, 목표 레이아웃에 대해 왜곡된 형태로 구현된 최종패턴을 이용하여 캘리브레이션을 수행한 후 시뮬레이션 모델링함으로써 목표 레이아웃에 가까운 최종패턴의 이미지를 얻을 수 있도록 하는 작업이 될 수 있다.In this case, the first optical proximity effect compensation is a task to realize the final pattern in the form of the target layout, and according to the conventional optical proximity effect compensation method, the first optical proximity effect compensation may not be implemented on the wafer in the same form as the target layout. After performing calibration using the final pattern implemented in a distorted form, simulation modeling may be performed to obtain an image of the final pattern close to the target layout.
그 다음, 제 1 광학 근접 효과 보상이 완료된 OPC 레이아웃을 반영한 제 1 노광마스크를 제작한다.(S3)Next, a first exposure mask reflecting the OPC layout for which the first optical proximity effect compensation has been completed is manufactured (S3).
즉, 제 1 노광마스크는 목표 레이아웃을 구현하기 위한 제 1 광학 근접 효과 보상이 수행된 OPC 레이아웃을 포함할 수 있다.That is, the first exposure mask may include an OPC layout on which first optical proximity effect compensation is performed to implement the target layout.
그 다음, ADI(after development inspection) 단계에서는 피식각층이 형성된 반도체 기판 상부에 감광막을 도포한 후 OPC 레이아웃이 형성된 제1 노광마스크를 이용한 노광공정 및 현상공정으로 감광막 패턴을 형성한다.(S4)Subsequently, in the after development inspection (ADI) step, the photoresist film is coated on the semiconductor substrate on which the etched layer is formed, and then the photoresist pattern is formed by an exposure process and a development process using a first exposure mask having an OPC layout.
그 다음, AEI(after etched inspection) 단계에서는 상술한 감광막 패턴을 식각마스크로 하여 피식각층을 식각하여 최종패턴을 형성한다.(S5)Subsequently, in the after etched inspection (AEI) step, the etched layer is etched using the above-described photoresist pattern as an etch mask (S5).
그 다음, DBM(design based metrology)에 최종패턴이 형성된 웨이퍼(201)의 정보와 목표 레이아웃의 정보를 정확하게 정렬한다.(S6)Next, the information on the target layout and the information of the
이때, 웨이퍼 상에 형성된 최종패턴과 목표 레이아웃(202)을 정확하게 정렬하기 위해서는 도 2에 도시된 바와 같이 칩의 모서리 부분에 얼라인 마크(align mark)(203)가 정확하게 형성되어 있어야 하며 이를 이용하여 목표 레이아웃(202)이 실제 웨이퍼 상에 형성된 최종패턴과 일치될 수 있도록 한다.In this case, in order to accurately align the final pattern formed on the wafer with the
그 다음, DBM 장비를 이용하여 웨이퍼에 형성된 최종패턴과 목표 레이아웃에 대한 정보를 측정한다.(S7)Next, information about the final pattern formed on the wafer and the target layout is measured using a DBM device (S7).
이때, DBM 장비는 최종패턴에 대한 컨투어 이미지를 추출할 수 있으며, 목표 레이아웃에 대한 데이터 베이스를 이용하여 최종패턴과 관련된 여러 정보를 추출할 수 있다. In this case, the DBM device may extract the contour image of the final pattern, and may extract various information related to the final pattern by using a database of the target layout.
이때, 최종패턴과 목표 레이아웃에 대한 정보는 최종패턴과 목표 레이아웃에 대한 시프트(shift) 정도에 대한 정보를 포함한다.In this case, the information on the final pattern and the target layout includes information on the degree of shift of the final pattern and the target layout.
도 3은 DBM 장비를 이용하여 측정된 패턴 이미지를 나타낸 사진이다.3 is a photograph showing a pattern image measured by using the DBM equipment.
도 3을 참조하면, 실제 웨이퍼에 구현된 최종패턴은 실선으로 나누어진 라인 패턴(301)과 스페이스 패턴(302)으로 나타낼 수 있으며, 원래 구현되어야 할 패턴의 형태는 점선으로 표현된 목표 레이아웃(303)으로 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 3, the final pattern implemented on the actual wafer may be represented by a
이때, 본 발명에서는 라인 앤 스페이스 패턴을 일실시예로 사용하였으나 이에 한정되지 않고 홀(hole) 패턴이나 필라(pillar) 패턴등에도 적용될 수 있다.In this case, although the line-and-space pattern is used as an embodiment, the present invention is not limited thereto and may be applied to a hole pattern or a pillar pattern.
실제 웨이퍼에 구현된 라인 패턴(301)은 목표 레이아웃(303)과 동일한 패턴의 피치와 형태를 가져야 하지만 노광공정 중의 여러 변동지수 예를들면, 노광 장비의 렌즈 등에서 발생하는 왜곡 현상, 수차 등의 영향에 의해, 광학 근접 효과 보상이 완료되었음에도 불구하고 목표 레이아웃(303)과 동일하게 형성되지 못하고 패턴이 변형되거나 변위의 차이가 발생할 수 있다.The
최종패턴에 대한 정보는 상술한 바와 같이 DBM 장비를 통하여 라인 패턴(301)의 외곽부에 선을 형성하여 그 크기를 측정함으로써 얻을 수 있는데, 이는 라인 패턴(301)의 컨투어 이미지(304)가 될 수 있으며 도 3에 도시된 일점세선으로 나타낼 수 있다.Information on the final pattern can be obtained by forming a line on the outer portion of the
이와 같이 일점세선으로 나타난 컨투어 이미지(304)를 이용하여 라인 패턴(301)과 스페이스 패턴(302)에 대한 CD 측정이 이루어질 수 있다.As described above, CD measurement of the
이로써, 최종패턴에 대한 정보와 목표 레이아웃(303)과의 정보를 비교하여 상,하,좌,우의 오프셋, 즉 시프트 정도에 대한 정보를 얻을 수 있게 된다.As a result, information about the final pattern and information about the
그 다음, OPC 파라미터를 추출한다.(S8)Then, the OPC parameters are extracted (S8).
이때, OPC 파라미터는 S7의 과정을 통하여 얻을 수 있는 목표 레이아웃(303)과 라인패턴(301)의 시프트 정도를 포함한다.In this case, the OPC parameter includes the degree of shift of the
즉, 시프트 정도는 최종패턴과 일치하지 않는 부분에 대해 상기 목표 레이아웃에서 상기 최종패턴에 대한 컨투어 이미지가 벗어난 정도 또는 상기 최종패턴에 대한 컨투어 이미지에서 상기 목표 레이아웃이 벗어난 정도를 계산하여 얻는 것이 바람직하다.That is, the shift degree is preferably obtained by calculating the deviation of the contour image for the final pattern from the target layout or the deviation of the target layout from the contour image for the final pattern for a portion that does not match the final pattern. .
그 다음, OPC 파라미터를 가지고 제 2 광학 근접 효과 보상을 수행한다.(S9)Then, the second optical proximity effect compensation is performed with the OPC parameter (S9).
이때, 제 2 광학 근접 효과 보상은 패턴의 시프트 정도가 '0'이 되도록 하는 것을 포함할 수 있다.In this case, the second optical proximity effect compensation may include causing the shift degree of the pattern to be '0'.
그 다음, OPC 파라미터가 반영된 제 2 노광마스크를 제작한다.(S10)Next, a second exposure mask reflecting the OPC parameters is prepared (S10).
상술한 바와 같은 과정을 통하여 제 1 광학 근접 효과 보정이 완료되어 OPC 레이아웃이 형성된 제 1 노광마스크를 이용하여 형성된 최종패턴과 목표 레이아웃과의 상,하,좌,우 오프셋 정도를 구하고 이를 OPC 파라미터로 사용하여 정확한 캘리브레이션을 수행함으로써 광학 근접 효과 보상을 정확하게 수행할 수 있다.Through the above-described process, the first optical proximity effect correction is completed, and the top, bottom, left and right offsets between the final pattern formed by using the first exposure mask having the OPC layout and the target layout are obtained, and the OPC parameters are obtained. By performing accurate calibration, the optical proximity effect compensation can be performed accurately.
도 1은 본 발명에 따른 광학 근접 효과 보상 방법을 개략적으로 나타낸 순서도.1 is a flow chart schematically showing the optical proximity effect compensation method according to the present invention.
도 2는 최종패턴과 목표 레이아웃의 정렬을 나타낸 도면.2 is a diagram illustrating alignment of a final pattern and a target layout.
도 3은 DBM에 의해 측정된 패턴 이미지를 나타낸 사진.3 is a photograph showing a pattern image measured by DBM.
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |