KR101833017B1 - 포토 마스크의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

미세 패턴을 가지는 포토 마스크를 제조하는 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 포토 마스크의 제조 방법은 분석용 설계 레이아웃을 준비하는 단계, 2차원 반복 부분, 1차원 반복 부분 및 비반복 부분으로 분석용 설계 레이아웃을 구분하는 단계, 2차원 반복 부분에서 광학 근접 조정을 수행하여 제1 보정 레이아웃을 형성하는 단계, 1차원 반복 부분에서 광학 근접 조정을 수행하되, 제1 보정 레이아웃을 고려하여 제2 보정 레이아웃을 형성하는 단계, 비반복 부분에서 광학 근접 조정을 수행하되, 제1 보정 레이아웃 및 제2 보정 레이아웃을 고려하여 제3 보정 레이아웃을 형성하는 단계 및 제1 내지 제3 보정 레이아웃에 의거하여 포토 마스크를 형성하는 단계를 포함한다.

Description

포토 마스크의 제조 방법{Method of manufacturing photomask}
본 발명은 포토 마스크의 제조 방법 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 미세 패턴의 정밀한 형성을 위한 광학 근접 조정을 수행하여 포토마스크를 제조하는 방법에 관한 것이다.
포토 리소그래피 기술의 발전으로 인하여 집적 회로의 스케일 축소는 가속화되고 있다. 이에 따라, 웨이퍼 상에 전사되는 패턴의 크기는 노광 빔의 파장 보다 작아지고 있으며, 이에 따라 광의 회절 및 간섭 현상을 보정하는 광학 근접 조정(optical proximity correction, OPC)이 더욱 정밀하고 신뢰성 있는 미세 패턴을 위하여 필수적인 것으로 인식되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 미세 패턴을 가지는 반도체 소자의 제조를 위하여 광학 근접 조정을 통한 포토 마스크의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일부 실시 예에 따른 포토 마스크의 제조 방법은 분석용 설계 레이아웃을 준비하는 단계, 2차원 반복 부분, 1차원 반복 부분 및 비반복 부분으로 상기 분석용 설계 레이아웃을 구분하는 단계, 상기 2차원 반복 부분에서 광학 근접 조정을 수행하여 제1 보정 레이아웃을 형성하는 단계, 상기 1차원 반복 부분에서 광학 근접 조정을 수행하되, 상기 제1 보정 레이아웃을 고려하여 제2 보정 레이아웃을 형성하는 단계, 상기 비반복 부분에서 광학 근접 조정을 수행하되, 상기 제1 보정 레이아웃 및 상기 제2 보정 레이아웃을 고려하여 제3 보정 레이아웃을 형성하는 단계 및 상기 제1 내지 제3 보정 레이아웃에 의거하여 포토 마스크를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일부 실시 예들에 있어서, 상기 분석용 설계 레이아웃을 구분하는 단계는, 상기 분석용 설계 레이아웃에 대하여 리소그래피 프로세스 시뮬레이션을 수행하여 시뮬레이션 결과물을 형성하는 단계 및 상기 시뮬레이션 결과물에 포함된 패턴들의 크기와 위치를 분석하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 예들에 있어서, 상기 2차원 반복 부분은 상기 시뮬레이션 결과물에 포함된 패턴들 중, 서로 수직인 두 방향을 따라서 패턴 간의 크기의 편차 및 위치의 편차가 모두 미리 설정된 허용치 이내인 것들이며, 상기 1차원 반복 부분은, 상기 2차원 반복 부분 외의 상기 시뮬레이션 결과물에 포함된 패턴들 중, 상기 서로 수직인 두 방향 중 한 방향을 따라서 패턴간의 크기의 편차 및 위치의 편차가 상기 미리 설정된 허용치 이내인 것들이며, 상기 비반복 부분은, 상기 2차원 반복 부분 및 상기 1차원 반복 부분 외의 상기 시뮬레이션 결과물에 포함된 패턴들일 수 있다.
본 발명의 일부 실시 예들에 있어서, 상기 제2 보정 레이아웃을 형성하는 단계는, 상기 1차원 반복 부분을, 반복되는 방향에 따라서 구분하여 광학 근접 조정을 수행할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 예들에 있어서, 상기 제3 보정 레이아웃을 형성하는 단계는, 상기 비반복 부분을, 패턴 간의 크기의 편차의 정도 및 위치의 편차의 정도에 따라서 복수의 비반복 분할 부분으로 구분하여 광학 근접 조정을 수행할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 예들에 있어서, 상기 제1 내지 제3 보정 레이아웃을 형성하는 단계는, 대칭적(symmetric)인 크기의 확대/축소를 하는 제1 광학 근접 조정법 및 대칭적/비대칭적(asymmetric)인 크기의 확대/축소 또는/및 위치의 변경을 하는 제2 광학 근접 조정법 중 선택되는 적어도 하나의 광학 근접 조정법에 의하여 광학 근접 조정이 수행되며, 상기 제1 보정 레이아웃을 형성하는 단계는, 상기 제1 광학 근접 조정법에 의하여 광학 근접 조정을 수행할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 예들에 있어서, 상기 1차원 반복 부분 및 상기 비반복 부분 내의 패턴들이 크기의 편차만을 가지는 경우, 상기 제2 보정 레이아웃을 형성하는 단계 및 상기 제3 보정 레이아웃을 형성하는 단계는, 상기 제1 광학 근접 조정법에 의하여 광학 근접 조정을 수행할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 예들에 있어서, 상기 1차원 반복 부분 및 상기 비반복 부분 내의 패턴들 중 위치의 편차를 가지는 패턴이 있는 경우, 상기 제2 보정 레이아웃을 형성하는 단계 및 상기 제3 보정 레이아웃을 형성하는 단계는, 상기 제2 광학 근접 조정법에 의하여 광학 근접 조정을 수행할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 예들에 있어서, 상기 1차원 반복 부분 내의 패턴들 중에 크기의 편차만을 가지는 패턴과 위치의 편차를 가지는 패턴이 모두 있는 경우, 상기 제2 보정 레이아웃을 형성하는 단계는, 상기 1차원 반복 부분 내의 패턴들 중 크기의 편차만를 가지는 패턴에 대하여 제1 광학 근접 조정법에 의하여 광학 근접 조정을 수행하고, 상기 1차원 반복 부분 내의 패턴들 중 위치의 편차를 가지는 패턴에 대하여 제2 광학 근접 조정법에 의하여 광학 근접 조정을 수행하며, 상기 제3 보정 레이아웃을 형성하는 단계는, 상기 제2 광학 근접 조정법에 의하여 광학 근접 조정을 수행할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 예들에 있어서, 상기 분석용 설계 레이아웃을 준비하는 단계는, 셀 영역의 레이아웃을 준비하는 단계, 상기 셀 영역 레이아웃 중, 셀 영역의 모서리 중 하나의 모서리로부터 직사각형 형상의 부분 셀 영역을 선정하는 단계 및 상기 부분 셀 영역과 상기 부분 셀 영역의 반전 또는 회전한 결과를 조합하여 4개의 모서리를 가지는 직사각형 형상의 상기 분석용 설계 레이아웃을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 예들에 있어서, 상기 분석용 설계 레이아웃을 형성하는 단계는, 직사각형 형상의 상기 분석용 설계 레이아웃의 각 변이 10λ/NA보다 같거나 크도록 형성할 수 있다(단, λ는 사용될 투영 이미징 장치의 광원의 파장이며, NA는 사용될 투영 이미징 장치의 개구수임).
본 발명의 일부 실시 예들에 있어서, 상기 포토 마스크를 형성하는 단계는, 보정 셀 영역 레이아웃을 형성하는 단계 및 상기 보정 셀 영역 레이아웃을 사용하여 블랭크 마스크 상에 마스크 패턴을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 보정 셀 영역 레이아웃을 형성하는 단계는, 상기 제3 보정 레이아웃를 상기 셀 영역의 모서리 영역에 배치하여 셀 모서리부 레이아웃을 형성하는 단계, 상기 셀 영역의 인접한 2개의 모서리 영역의 사이인 에지 영역에, 상기 제2 보정 레이아웃을 반복 배치하여 셀 에지부 레이아웃을 형성하는 단계 및 상기 셀 영역의 모서리 영역 및 에지 영역 이외의 중심 영역에, 상기 제1 보정 레이아웃을 반복 배치하여 셀 중심부 레이아웃을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 예들에 있어서, 상기 제2 보정 레이아웃을 형성하는 단계는, 상기 제1 보정 레이아웃을 상기 제2 보정 레이아웃에 대한 경계 조건으로 고려하여 수행할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 예들에 있어서, 상기 제3 보정 레이아웃을 형성하는 단계는, 상기 제1 보정 레이아웃 및 상기 제2 보정 레이아웃을 상기 제3 보정 레이아웃에 대한 경계 조건으로 고려하여 수행할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 예들에 있어서, 상기 제1 내지 제3 보정 레이아웃을 형성하는 단계는, 브로이든(Broyden) 방법을 통하여 자코비안(Jacobian) 행렬을 업데이트하는 방식에 의하여 광학 근접 조정을 수행할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 예들에 있어서, 상기 제1 내지 제3 보정 레이아웃을 형성하는 단계는, 에어리얼 이미지(aerial image), 레지스트 내 이미지(image in resist), 노광된 레지스트내 잠복 이미지(latent image), 노광 후 베이크 이미지(PEB(Post-Exposure Bake) image) 또는 현상된 레지스트 이미지(developed resist image)를 기초로 광학 근접 조정을 수행할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일부 실시 예에 따른 포토 마스크의 제조 방법은 셀 영역과 주변 회로 및 코어 영역을 포함하는 설계 레이아웃을 준비하는 단계, 상기 설계 레이아웃 중 상기 셀 영역 부분에 대하여 셀 영역 광학 근접 조정을 수행하는 단계, 상기 설계 레이아웃 중 주변 회로 및 코어 영역 부분에 대하여 주변 회로 및 코어 영역 광학 근접 조정을 수행하는 단계, 상기 셀 영역 광학 근접 조정의 결과 및 상기 주변 회로 및 코어 영역 광학 근접 조정의 결과에 의거하여 포토 마스크를 형성하는 단계;를 포함하되, 상기 셀 영역 광학 근접 조정을 수행하는 단계는, 상기 설계 레이아웃 중, 상기 셀 영역 부분을 기초로 분석용 설계 레이아웃을 형성하는 단계, 2차원 반복 부분, 1차원 반복 부분 및 비반복 부분으로 상기 분석용 설계 레이아웃을 구분하는 단계, 상기 2차원 반복 부분에서 광학 근접 조정을 수행하여 제1 보정 레이아웃을 형성하는 단계, 상기 1차원 반복 부분에서 광학 근접 조정을 수행하되, 상기 제1 보정 레이아웃을 경계 조건으로 고려하여 제2 보정 레이아웃을 형성하는 단계, 상기 비반복 부분에서 광학 근접 조정을 수행하되, 상기 제1 보정 레이아웃 및 상기 제2 보정 레이아웃을 경계 조건으로 고려하여 제3 보정 레이아웃을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 주변 회로 및 코어 영역 광학 근접 조정을 수행하는 단계는, 상기 주변 회로 및 코어 영역에 대하여 패턴 취약도 검사를 수행하는 단계 및 상기 패턴 취약도 검사를 고려하여, 상기 주변회로/코어 영역을 세부 영역들로 구분하여 분리 광학 근접 조정을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일부 실시 예들에 있어서, 상기 패턴 취약도 검사를 수행하는 단계는, 상기 설계 레이아웃 중, 상기 주변 회로 및 코어 영역에 대하여 이미지 로그 슬로프(ILS, image log-slope)를 분석하는 단계 및 상기 이미지 로그 슬로프 결과를 기초로 상기 패턴 취약도를 분석하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 예들에 있어서, 분리 광학 근접 조정을 수행하는 단계는, 에어리얼 이미지(aerial image), 레지스트 내 이미지(image in resist), 노광된 레지스트내 잠복 이미지(latent image), 노광 후 베이크 이미지(PEB(Post-Exposure Bake) image) 또는 현상된 레지스트 이미지(developed resist image)를 기초로 광학 근접 조정을 수행하며, 상기 세부 영역들 중 적어도 하나의 세부 영역은 다른 세부 영역들과는 다른 이미지를 기초로 광 근접 조정을 수행할 수 있다.
본 발명의 포토 마스크의 제조 방법은 설계 레이아웃을 효과적으로 구분하여, 빠른 속도와 높은 정확도를 가지는 광학 근접 조정 방법을 수행함으로써, 미세 패턴을 가지는 반도체 소자의 제조를 위한 포토 마스크를 빠르고 정확하게 제조할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크를 제조하기 위하여, 리소그래피 프로세스 시뮬레이션을 이용한 광학 근접 조정을 설명하기 위한 순서도 및 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크를 제조하기 위하여, 셀 영역을 복수 개의 부분으로 구분하여 광학 근접 조정을 수행하는 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크를 제조하기 위한 광학 근접 조정을 수행하기 위하여, 셀 영역을 복수 개의 부분으로 구분하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크를 제조하기 위한 리소그래피 프로세스 시뮬레이션과 이를 통한 광학 근접 조정을 수행하기 위한 분석용 설계 레이아웃을 준비하는 단계를 나타내는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크의 제조를 위한 광학 근접 조정을 수행하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크의 제조를 위한 보정 셀 영역 레이아웃을 형성하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크의 제조를 위한 광학 근접 조정을 수행하는 알고리즘을 적용하는 모습을 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 형성된 포토 마스크를 통하여 반도체 소자를 제조하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크의 제조를 위한 셀 영역에 대한 광학 근접 조정을 하는 방법에 대한 제1 양상을 나타내는 순서도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크의 제조를 위한 셀 영역에 대한 광학 근접 조정을 하는 방법에 대한 제2 양상을 나타내는 순서도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따라 형성된 포토 마스크를 이용하여 형성한 셀 영역의 레지스트 패턴에 대한 사진 이미지이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크의 제조를 위한 주변 회로 및 코어 영역에 대한 광학 근접 조정을 하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크의 제조를 위한 주변 회로 및 코어 영역에 대한 광학 근접 조정을 하는 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시 예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시 예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명의 기술적 사상을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 기술적 사상의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크를 제조하기 위하여, 리소그래피 프로세스 시뮬레이션을 이용한 광학 근접 조정을 설명하기 위한 순서도 및 개념도이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크를 제조하기 위하여 수행되는 광학 근접 조정을 진행하는 단계를 설명하기 위한 리소그래피 프로세스 시뮬레이션의 순서도이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크를 제조하기 위한 리소그래피 프로세스 시뮬레이션에 적용되는 에어리얼 이미지를 나타내는 개념도이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크를 제조하기 위한 리소그래피 프로세스 시뮬레이션에 적용되는 이미지 로그 슬로프(ILS, image log-slope)를 나타내는 개념도이다.
도 1을 참조하면, 반도체 소자를 제조하기 위한 리소그래피 프로세스 시뮬레이션은 준비된 설계 레이아웃(S10)을 사용한 포토 마스크 형성(S20), 포토 마스크를 통과한 빛에 의한 에어리얼 이미지(aerial image) 형성(S30), 레지스트 내 이미지(image in resist) 형성(S40), 노광(exposure)에 의하여 레지스트 내 잠복 이미지(latent image) 형성(S50), 노광 후 베이트(PEB, Post-Exposure Bake)에 의한 잠복 이미지 형성(S60) 및 현상된 레지스트 이미지(developed resist image) 형성(S70)의 순서에 의하여 이루어질 수 있다.
광학 근접 조정(OPC, Optical Proximity Correction)은 에어리얼 이미지(S30), 레지스트 내 이미지(S40), 잠복 이미지(S50), 노광 후 베이크 이미지(S60) 및 현상된 레지스트 이미지(S70) 중 적어도 하나의 이미지에 대해서 수행될 수 있다. 즉, 광학 근접 조정(OPC)은 레지스트 내 이미지(S40), 잠복 이미지(S50), 노광 후 베이크 이미지(S60) 및 현상된 레지스트 이미지(S70) 중 선택된 하나의 이미지에 대하여 수행될 수도 있으며, 2개 이상 또는 모든 이미지에 대하여 수행될 수도 있다. 또는 준비된 설계 레이아웃에서 패턴 취약도 검사를 실시한 후, 패턴 취약도에 따라서 다른 이미지에 대하여 분리하여 광학 근접 조정(OPC)을 수행할 수도 있다. 각 이미지에 대하여는 자세히 후술하도록 한다.
설계 레이아웃은 실제 포토 마스크를 제조하기 이전에, 광학 근접 조정(OPC)을 수행하기 위한 리소그래피 프로세스 시뮬레이션을 수행하는 데에 사용될 수 있다. 포토 마스크는 다양한 미세 반도체 소자의 제조에 적용되는 마스크이다. 미세 반도체 소자로는 DRAM, SRAM, 플래쉬 메모리 소자 등의 고집적회로 반도체 메모소자, CPU(Central Processor Unit), DSP(Digital Signal Processor), CPU 와 DSP의 조합 등의 프로세서, ASIC(Application Specific Integrated Circuit), MEMS(Micro Electro Mechanical System) 소자, 광전자(optoelectronic) 소자, 디스플레이 소자(display device) 등이 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하다.
설계 레이아웃은 반도체 소자의 셀 영역 부분에 대한 셀 영역 레이아웃과 반도체 소자의 주변 회로 및 코어 영역 부분에 대한 주변 회로 및 코어 영역 레이아웃을 포함할 수 있다. 반도체 소자가 메모리 소자인 경우, 셀 영역 부분은 메모리 셀이 배치되는 부분을 의미하며, 주변 회로 및 코어 영역 부분은 메모리 셀에 데이터를 저장하거나 읽거나 보존하는 데에 사용될 수 있는, 센스 앰프, 디코더, 인코더 등 메모리 셀이 배치되는 부분 이외의 부분을 의미한다. 반도체 소자가 비메모리 소자인 경우, 셀 영역 부분은 캐시 메모리 또는 버퍼 등 메모리 셀이 배치되는 부분을 의미하며, 주변 회로 및 코어 영역 부분은 비메모리 소자를 이루는 부분 중 메모리 셀이 배치되는 부분 이외의 부분을 의미한다. 그 외에도 반도체 소자가 광전자 소자 또는 디스플레이 소자인 경우, 수광 또는 발광을 위한 개별 소자가 매트릭스 형태로 배치된 부분을 셀 영역 부분, 그 외의 부분을 주변 회로 및 코어 영역 부분이라 호칭할 수 있다. 설계 레이아웃은 단순한 폴리곤(polygon) 형상들의 형태로, 형성하고자 하는 패턴을 구성할 수 있다(S10).
설계 레이아웃이 담고 있는 정보로부터 포토 마스크를 형성할 수 있다(S20). 여기에서 포토 마스크는 실제로 제조된 포토 마스크를 의미하는 것은 아니며, 시뮬레이션에 의하여 형성된 포토 마스크 이미지일 수 있다. 이상적으로는 포토 마스크는 설계 레이아웃이 가지고 있는 정보가 완전하게 전달될 수 있다. 그러나 실제 포토 마스크의 경우, 투과율 분포(transmittance distribution)로 인하여 설계 레이아웃이 가지고 있는 정보가 완전하게 전달되지 못할 수 있다. 설계 레이아웃이 가지고 있는 정보가 완전하게 전달된다고 가정될 경우, 리소그래피 시뮬레이션에서는 포토 마스크를 형성하는 단계(S20)는 생략되어, 설계 레이아웃으로부터 바로 후속의 에어리얼 이미지를 형성할 수 있다(S30).
준비된 설계 레이아웃(S10) 또는 시뮬레이션된 포토 마스크 이미지(S20)로부터 투영 이미징 장치(projection imaging tool), 예를 들면 스캐너, 스텝퍼 또는 스텝 및 스캔 장치(step-and-scan tool)를 이용한 투영되는 이미지를 시뮬레이션을 통하여 구할 수 있다(S30). 이와 같이 투영된 이미지를 에어리얼 이미지(aerial image)라 호칭한다.
도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 에어리얼 이미지는 이미지 면(image plane) 내 또는 근처에(within or near) 공간 위치(spatial position)의 함수로 나타나는 빛 세기의 분포(distribution of light intensity)이다. 즉, 포토 마스크(또는 설계 레이아웃)을 통하여 투영된 에어리얼 이미지는 이미지 대비(image contrast)를 가질 수 있다. 따라서 리소그래피 프로세스 시뮬레이션에 의하여 준비된 설계 레이아웃 또는 포토 마스크 이미지로부터 형성되는 에어리얼 이미지를 형성할 수 있다(S30).
도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 에어리얼 이미지로부터 위치(x)의 함수인 이미지 세기(I, image intensity)의 기울기를 측정할 수 있다. 즉, 특정 위치에서 이미지 세기(I)의 기울기는 접선(L)의 기울기로 측정할 수 있다. 상대적으로 이미지 세기(I)의 기울기가 큰 곳은 상대적으로 이미지 세기(I)의 기울기가 작은 곳보다 이미지 품질(image quality)이 우수할 수 있다.
그러나 조사량이 달라질 경우, 이미지 세기(I)의 기울기도 바뀌기 때문에, 이미지 세기의 기울기로부터 이미지 품질을 판단하기 위하여 노말라이즈된 이미지 세기의 기울기인 ILS(image log-slope)를 사용할 수 있으며, ILS는 하기의 수학식 1과 같다.
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(여기에서, I는 이미지 세기, x는 위치임)
따라서 이미지 품질을 분석하면, 반도체 소자를 제조하기 위하여 형성되는 패턴의 취약도를 검사하는 것 또한 가능하다. 따라서 ILS를 분석하여, 패턴 취약도 검사를 할 수 있다.
에어리얼 이미지는 공간상에 형성되는 이미지를 의미한다. 따라서 반도체 기판 상의 레지스트 내에 형성되는 이미지는 에어리얼 이미지와 다를 수 있다. 이는 공기와 레지스트 사이의 계면에서의 반사/굴절, 반도체 기판에 의한 반사 등에 따라서 레지스트 내에는 에어리얼 이미지와 다른 이미지가 형성될 수 있다. 즉, 레지스트 내 이미지는 입사각 및 편광을 고려하여 시뮬레이션하여 구해질 수 있다(S40).
레지스트 내 이미지는 레지스트가 노광된 결과와는 다를 수 있다. 이는 레지스트 내 이미지에 의하여 공급되는 에너지가, 레지스트에 전달되는 정도, 즉 레지스트의 민감성을 고려하여야 하기 때문이다. 따라서 레지스트의 민감성을 반영하여 노광에 의한 레지스트 내 잠복 이미지(latent image)는 시뮬레이션하여 구해질 수 있다(S50). 잠복 이미지는 레지스트가 노광에 의하여 노출된 부분과 노출되지 않은 부분에 의하여 형성된다.
노광 후 베이크(PEB, Post-Exposure Bake)를 실시하면, 잠복 이미지에는 변화가 생길 수 있다. 특히 레지스트의 종류에 따라서 노광 후 베이크 실시에 따라서 다른 잠복 이미지가 형성될 수 있다. 노광 후 베이크에 의한 잠복 이미지, 즉 노광 후 베이크 이미지는 노광 후 베이크 과정에서 레지스트의 화학 작용, 예를 들면 반응(reaction), 확산(diffusion) 등을 고려하여 시뮬레이션하여 구할 수 있으며, 억제제(quencher)가 사용된 경우 억제제의 작용을 고려하여 시뮬레이션하여 구할 수 있다(S60).
현상(develop)을 실시하면, 레지스트의 용해도(solubility)의 차이에 의하여 노광 후 베이크 이미지와는 다른 이미지가 형성될 수 있다. 따라서 레지스트의 용해도(solubility)의 차이를 고려하여 현상된 레지스트 이미지(developed resist image)를 시뮬레이션하여 구할 수 있다(S70).
이와 같이, 에어리얼 이미지를 구하는 단계(S30)부터 (또는 포토 마스크 이미지를 구하는 단계(S20)부터) 현상된 레지스트 이미지를 구하는 단계(S70)까지, 각 단계에서 고려 가능한 물리적 현상 또는 화학적 현상 등을 고려하여, 리소그래피 프로세스 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 이와 같이 실제 발생하는 물리적 현상 또는 화학적 현상 등을 고려한 리소그래피 프로세스 시뮬레이션을 물리적 포토 리소그래피 시뮬레이션(physical photo-lithography simulation)이라고도 호칭할 수 있다.
이와 같이 물리적 포토 리소그래피 시뮬레이션을 수행한 후, 이를 기초로 하여 광학 근접 조정을 수행하면, 패턴 쉬프트, 3차원 마스크 효과, 웨이퍼 토폴리지 효과, 현상 효과 등의 효과를 모두 고려한 광학 근접 조정이 가능할 수 있다.
리소그래피 프로세스 시뮬레이션에서 후속 단계의 이미지를 구하기 위한 시뮬레이션을 수행하기 위해서는 이전 단계의 이미지를 구하기 위한 시뮬레이션의 수행이 필수적일 수 있다. 예를 들면, 에어리얼 이미지(S30)를 시뮬레이션을 통하여 먼저 구한 후, 공기-레지스트-반도체 기판의 물리적 특성을 반영하여 레지스트 내 이미지(S40)을 시뮬레이션을 통하여 구할 수 있다. 또는 레지스트 내 이미지(S40)를 시뮬레이션을 통하여 먼저 구한 후, 레지스트의 민감성을 반영하여 잠복 이미지(S50)를 시뮬레이션을 통하여 구할 수 있다. 또는 잠복 이미지(S50)를 시뮬레이션을 통하여 먼저 구한 후, 레지스트의 화학 작용을 반영하여 노광 후 베이크 이미지(S60)를 시뮬레이션을 통하여 구할 수 있다. 또한 노광 후 베이크 이미지(S60)를 시뮬레이션을 통하여 먼저 구한 후, 레지스트의 용해도의 차이를 반영하여 현상된 레지스트 이미지(S70)를 시뮬레이션을 통하여 구할 수 있다. 이와 같은 일련의 단계는 리소그래피 프로세스 시뮬레이션에 의하여 연속적으로 이루어질 수 있다. 그러나, 에어리얼 이미지를 구하는 데(S30) 걸리는 시뮬레이션 시간에 비하여 현상된 레지스트 이미지를 구하는 데(S70) 걸리는 시뮬레이션 시간은 더 길 수 있다.
광학 근접 조정(OPC)은 에어리얼 이미지를 구하는 단계(S30), 레지스트 내 이미지를 구하는 단계(S40), 잠복 이미지를 구하는 단계(S50), 노광 후 베이크 이미지를 구하는 단계(S60) 및 현상된 레지스트 이미지를 구하는 단계(S70) 중 적어도 하나의 이미지가 시뮬레이션을 통하여 구해진 후에 선택적으로 수행될 수 있다. 그러나 에어리얼 이미지를 구하는데(S30) 걸리는 시뮬레이션 시간이 현상된 레지스트 이미지를 구하는데(S70) 걸리는 시뮬레이션 시간보다 더 긴 경우, 에어리얼 이미지를 기초로 수행되는 광학 근접 조정(OPC)보다 현상된 레지스트 이미지를 기초로 수행되는 광학 근접 조정(OPC) 또한 더 긴 시간이 소요될 수 있다. 그러나 후속 단계의 이미지를 기초로 수행되는 광학 근접 조정(OPC)은 더 정확한 결과를 얻을 수 있다.
따라서 전술한 이미지 로그 슬로프를 분석 결과를 기초로 하여 패턴 취약도 검사를 한 후, 패턴 취약도에 따라 세부 영역으로 구분한 후 상대적으로 취약한 패턴들이 포함되는 영역에 대하여 더 뒤의 단계의 이미지를 기초로 한 광학 근접 조정(OPC)을 수행하도록 할 수 있다. 예를 들면, 상대적으로 취약하지 않은 패턴들이 포함되는 영역에 대하여는 에어리얼 이미지를 기초로 한 광학 근접 조정(OPC)을 수행하고, 상대적으로 취약한 패턴들이 포함되는 영역에 대하여는 뒤 단계의 이미지, 레지스트 내 이미지, 잠복 이미지, 노광후 베이크 이미지 또는 현상된 레지스트 이미지를 기초로 한 광학 근접 조정(OPC)을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크를 제조하기 위하여, 셀 영역을 복수 개의 부분으로 구분하여 광학 근접 조정을 수행하는 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4를 참조하면, 홀 패턴을 제조하기 위한 포토 마스크의 형상 및 이를 통하여 형성되는 현상된 레지스트 이미지의 형상(a), 라인 패턴을 제조하기 위한 포토 마스크의 형상 및 이를 통하여 형성되는 현상된 레지스트 이미지의 형상(b)이 나타난다. 상기 홀 패턴 및 라인 패턴을 제조하기 위한 포토 마스크의 형상은 광학 근접 조정이 수행되지 않은 상태이며, 설계 레이아웃 상의 형상일 수 있다.
포토 마스크의 홀 패턴 형상 또는 라인 패턴 형상은 모두, 현상된 레지스트 이미지에서는 에지 영역에서 변형이 발생함을 알 수 있다. 변형이 발생하지 않은 중심 부분은 2차원(x 방향 및 y 방향)으로 반복되는 형상을 나타냄을 알 수 있다. 또한 모서리를 제외한 에지 영역에서는 1차원(x 방향 또는 y 방향)으로 반복되는 형상을 나타냄을 알 수 있다. 반면에 모서리 영역에서는 반복되는 형상이 나타나지 않음을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크를 제조하기 위한 광학 근접 조정을 수행하기 위하여, 셀 영역을 복수 개의 부분으로 구분하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5를 참조하면, 셀 영역의 모서리 영역에서 패턴(P)들을 선택한 후(a), CD(critical dimension)의 측정을 하여 복수의 그룹(G1 내지 G9)으로 분류를 한다. 예를 들어서, 셀 영역의 모서리 영역에 패턴(P) 가운데, 16개(1 내지 9)를 선택하여 CD를 측정할 수 있다(a).
16개의 패턴(1 내지 16) 중, 2차원 반복 부분을 제1 그룹(G1)으로 분류할 수 있다. 2차원 반복 부분은 수직인 두 방향(x방향 및 y방향)을 따라서 패턴(P) 간의 크기의 편차 및 위치의 편차가 모두 미리 설정된 허용치 이내인 것들(11, 12, 15, 16)이다. 여기서 패턴(P) 간의 크기의 편차는 기준이 되는 패턴(P)의 크기를 기준으로, 인접한 패턴(P)들 사이의 크기의 편차를 의미하며, 패턴(P) 간의 위치의 편차는 각 패턴(P)들을 위치시키고자 하는 패턴(P)들의 위치를 기준으로, 인접한 패턴(P)들 사이의 위치의 편차를 의미한다.
16개의 패턴(1 내지 16) 중, 1차원 반복 부분들을 각각 그룹(G2 내지 G5)으로 분류할 수 있다. 1차원 반복 부분은 서로 수직인 두 방향(x 방향 및 y 방향) 중 한 방향(x 방향 또는 y 방향)을 따라서 패턴간의 크기의 편차 및 위치의 편차가 미리 설정된 허용치 이내인 것들이다. 예를 들어 제2 그룹(G2) 내의 모든 패턴들(7, 8)은 x 방향을 따라서 패턴간의 크기의 편차 및 위치의 편차가 미리 설정된 허용치 이내인 것들이다. 예를 들어 제3 그룹(G3) 내의 모든 패턴들(3, 4)도 x 방향을 따라서 패턴간의 크기의 편차 및 위치의 편차가 미리 설정된 허용치 이내인 것들이다. 그러나, 제2 그룹(G2) 내의 패턴과 제3 그룹(G3) 내의 패턴은 패턴 간의 크기의 편차 또는 위치의 편차가 미리 설정된 허용치를 초과할 수 있다. 마찬가지로 제4 그룹(G4) 및 제5 그룹(G5)도 각각 y 방향을 따라서 패턴간의 크기의 편차 및 위치의 편차가 미리 설정된 허용치 이내인 패턴들(10 및 14, 9 및 13)을 포함한다. x 방향을 따라서 2개의 그룹(G2, G3)이 분류된 것으로 도시되었으나, 1 개 또는 3개 이상의 그룹으로 분류되는 것 또한 가능하다.
실제 광학 근접 조정(OPC)을 수행할 때, 한 방향(x 방향 또는 y 방향)으로 분류된 그룹이 복수개일 경우에도, 하나의 부분으로 취급될 수 있다. 즉, 예를 들면 제2 그룹(G2)과 제3 그룹(G3)을 하나의 부분으로 취급하고, 제2 그룹(G2)의 패턴(예를 들면 3)과 제3 그룹(G3)의 패턴(예를 들면 7)을 하나의 패턴으로 취급하여 광학 근접 조정(OPC)을 수행할 수 있다.
또한 패턴(P)들 중 2차원 반복 부분 및 1차원 반복 부분 외의 패턴들(1, 2, 5, 6)은 반복성이 없기 때문에 각각 별도의 그룹(G6, G7, G8, G9)로 분류되며 이들을 함께 비반복 부분으로 분류할 수 있다.
즉, 광학 근접 조정(OPC)을 수행하기 위하여, 패턴(P)들을 세부 그룹으로 분류한 후, 반복성에 따라서 2차원 반복 부분, 1차원 반복 부분 및 비반복 부분으로 분류할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크를 제조하기 위한 리소그래피 프로세스 시뮬레이션과 이를 통한 광학 근접 조정을 수행하기 위한 분석용 설계 레이아웃을 준비하는 단계를 나타내는 개념도이다.
도 6을 참조하면, 셀 영역의 모서리(0)에 인접한 영역에서는 패턴(P)의 CD 변화가 크게 나타남을 알 수 있다. 그러나, 모서리(0)로부터 일정 거리 이상 떨어진 부분에서는 CD 변화가 일정해짐을 알 수 있다(a). 이를 감안하며, 셀 영역의 모서리(0)로부터 일정 영역인 직사각형 형상의 부분 셀 영역을 제1 샘플 윈도우(SW1)으로 설정한다. 제1 샘플 윈도우(SW1)는 모서리(0)로부터 CD 변화가 일정해지는 영역을 일부 포함하도록 설정할 수 있다. 제1 샘플 윈도우(SW1)의 각 변(x 방향, y 방향)은 5λ/NA보다 같거나 크도록 설정할 수 있다. 여기서 λ는 사용되는 투영 이미징 장치의 광원의 파장이고, NA는 투영 이미징 장치의 개구수(numerical aperture)이다.
이후, 제1 샘플 윈도우(SW1)를 y 축을 기준으로 반전하여 제2 샘플 윈도우(SW2), x 축을 기준으로 반전하여 제3 샘플 윈도우(SW3)를 형성한다. 또한 제1 샘플 윈도우(SW1)를 180도 회전하거나, x 축에 대한 반전 및 y 축에 대한 반전을 함께 하여 제4 샘플 윈도우(SW4)를 형성한다. 즉 제1 샘플 윈도우(SW1) 및 제2 샘플 윈도우(SW2)는 y 축을 기준으로 한 거울 이미지이고, 제1 샘플 윈도우(SW1) 및 제3 샘플 윈도우(SW3)는 x 축을 기준으로 한 거울 이미지이다. 그후, 제1 샘플 윈도우(SW1) 내지 제4 샘플 윈도우(SW4)를 조합하여 제1 샘플 윈도우(SW1) 내지 제4 샘플 윈도우(SW4)의 모서리들(0, 0', 0'', 0''')이 직사각형 형상의 4개의 모서리가 되도록 하는 분석용 설계 레이아웃(b)을 형성할 수 있다. 분석용 설계 레이아웃(b)은 직사각형 형상일 수 있다. 직사각형 형상의 분석용 설계 레이아웃(b)은 각 변이 10λ/NA보다 같거나 크도록 형성할 수 있다.
전술한 리소그래피 프로세스 시뮬레이션은 이 분석용 설계 레이아웃(b)을 이용하여 수행될 수 있다. 분석용 설계 레이아웃(b)에 대한 리소그래피 프로세스 시뮬레이션 결과는 셀 영역의 레이아웃 전체에 대한 시뮬레이션 결과를 대표할 수 있다. 즉, 분석용 설계 레이아웃(b)에 대한 리소그래피 프로세스 시뮬레이션 결과를 역으로 되돌려서 전체 셀 영역의 레이아웃에 대한 시뮬레이션 결과를 생성할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크의 제조를 위한 광학 근접 조정을 수행하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 7을 참조하면, 도 6에서 보인 분석용 설계 레이아웃을 이용하여 리소그래피 프로세스 시뮬레이션을 수행한 후, 시뮬레이션 결과를 토대로 각 패턴(P)들의 크기의 편차와 위치의 편차를 분석한다. 이를 통하여 셀 영역을 2차원 반복 부분(R-2P), 1차원 반복 부분(R-1P) 및 비반복 부분(R-NP)으로 구분할 수 있다. 전술한 바와 같이, 2차원 반복 부분(R-2P)은 서로 수직인 두 방향을 따라서 패턴(P) 간의 크기의 편차 및 위치의 편차가 모두 미리 설정된 허용치 이내인 것들이고, 1차원 반복 부분(R-2P)은 서로 수직인 두 방향 중 한 방향만을 따라서 패턴간의 크기의 편차 및 위치의 편차가 미리 설정된 허용치 이내인 것들이다. 비반복 부분(R-NP)은 2차원 반복 부분(R-2P)와 1차원 반복 부분(R-1P)을 외의 것들이며, 포함되는 패턴 간의 반복성이 없는 것들이다. 도 7에서는 셀 영역의 레이아웃에서 2차원 반복 부분(R-2P), 1차원 반복 부분(R-1P) 및 비반복 부분(R-NP)을 구분하였으나, 같은 방법으로 도 6에서 보인 분석용 설계 레이아웃에 대하여 2차원 반복 부분(R-2P), 1차원 반복 부분(R-1P) 및 비반복 부분(R-NP)을 구분하는 것 또한 가능하다.
1차원 반복 부분(R-1P)은 x 방향 반복 부분(R-1Px)과 y 방향 반복 부분(R-1Py)을 포함할 수 있다. x 방향 반복 부분(R-1Px)은 1차원 반복 부분(R-1P) 중 x 방향으로 반복되는 부분이고, y 방향 반복 부분(R-1Py)은 1차원 반복 부분(R-1P) 중 y 방향으로 반복되는 부분이다.
여기서 미리 설정된 허용치는 공정 마진을 고려하여 결정될 수 있다. 즉, 실제 포토 마스크를 이용한 포토 리소그래피 공정의 공정 마진 및 후속 식각 공정의 공정 마진을 고려하여 결정될 수 있다.
먼저 2차원 반복 부분(R-2P)에 포함된 패턴들 중 일부인 OPC용 2차원 반복 패턴들(OR-2P)에 대하여 광학 근접 조정을 수행할 수 있다. OPC용 2차원 반복 패턴들(OR-2P)에 대한 광학 근접 조정을 수행한 결과로 제1 보정 레이아웃을 형성할 수 있다. 2차원 반복 부분(R-2P)에 포함된 패턴들은 반복성을 가지고 있으므로, OPC용 2차원 반복 패턴들(OR-2P)에 대하여 광학 근접 조정을 수행한 후, 그 결과인 제1 보정 레이아웃을 전체 2차원 반복 부분(R-2P)에 적용시킬 수 있다.
2차원 반복 부분(R-2P)에 대한 광학 근접 조정을 하여 상기 제1 보정 레이아웃을 형성한 후, 1차원 반복 부분(R-1P)에 대한 광학 근접 조정을 수행한다. 이때 1차원 반복 부분(R-1P)에 포함된 패턴들 중 일부인 OPC용 1차원 반복 패턴들(OR-1Px, OR-1Py)에 대하여 광학 근접 조정을 수행할 수 있다. OPC용 1차원 반복 패턴들(OR-1Px, OR-1Py)은 1차원 반복 부분(R-1P) 중 에지부터 2차원 반복 부분(R-2P)에 접하는 곳까지에 배치되는 패턴들을 선정하여 정할 수 있다. 이 경우, 1차원 반복 부분(R-1P) 중 반복되는 패턴들을 최소한 다 포함할 수 있다.
이후 OPC용 1차원 반복 패턴들(OR-1Px, OR-1Py)에 대한 광학 근접 조정을 수행한다. OPC용 1차원 반복 패턴들(OR-1Px, OR-1Py)에 대한 광학 근접 조정은 2차원 반복 부분(R-2P)에 대한 광학 근접 조정 결과, 즉 상기 제1 보정 레이아웃을 경계 조건으로 고려하여 수행할 수 있다. 즉, OPC용 1차원 반복 패턴들(OR-1Px, OR-1Py) 중 2차원 반복 부분(R-2P)과 접하는 부분에서 2차원 반복 부분(R-2P)에 대한 광학 근접 조정 결과인 상기 제1 보정 레이아웃을 경계 조건으로 고려하여, OPC용 1차원 반복 패턴(OR-1Px, OR-1Py)에 대한 광학 근접 조정이 수행될 수 있다. 이와 같이 이미 광학 근접 조정이 이루어진 상기 제1 보정 레이아웃을 경계 조건으로 사용하면, OPC용 1차원 반복 패턴(OR-1Px, OR-1Py)에 대한 광학 근접 조정을 더욱 빠른 속도로 수행할 수 있다. OPC용 1차원 반복 패턴들(OR-1Px, OR-1Py)에 대한 광학 근접 조정을 수행한 결과로 제2 보정 레이아웃을 형성할 수 있다.
OPC용 1차원 반복 패턴(OR-1Px, OR-1Py)은 OPC용 x 방향 반복 패턴(OR-1Px)와 OPC용 y 방향 반복 패턴(OR-1Py)을 포함할 수 있다. 따라서, x 방향 반복 패턴(OR-1Px)과 y 방향 반복 패턴(OP-1Py)에 대하여 각각 별도로 광학 근접 조정을 수행할 수 있다. 즉, 1차원 반복 부분(R-1P)에 대한 광학 근접 조정은 1차원 반복 부분(R-1P) 내에서 반복되는 방향, 예를 들면 x 방향으로 반복되는 x 방향 반복 패턴(OR-1Px)와 y 방향으로 반복되는 y 방향 반복 패턴(OR-1Py)로 구분하여 광학 근접 조정을 수행할 수 있다.
1차원 반복 부분(R-1P)에 포함된 패턴들은 반복성을 가지고 있으므로, OPC용 1차원 반복 패턴들(OR-1Px, OR-1Py)에 대하여 광학 근접 조정을 수행한 후, 그 결과를 전체 1차원 반복 부분(R-1P)에 적용시킬 수 있다.
이후, 비반복 부분(R-NP)에 대한 광학 근접 조정을 수행한다. 비반복 부분(R-NP)은 전체 부분 또는 한쪽 모서리에 인접한 부분 전체인 OPC용 비반복 패턴들(OR-NP)에 대하여 광학 근접 조정을 수행할 수 있다. 비반복 부분(R-NP) 또는 OPC용 비반복 패턴(OR-NP)에 대한 광학 근접 조정은 상기 제1 보정 레이아웃 및 상기 제2 보정 레이아웃을 경계 조건으로 고려하여 수행될 수 있다. 이와 같이 이미 광학 근접 조정이 이루어진 상기 제1 보정 레이아웃 및 제2 보정 레이아웃을 경계 조건으로 사용하면, 비반복 부분(R-NP) 또는 OPC용 비반복 패턴(OR-NP)에 대한 광학 근접 조정을 더욱 빠른 속도로 수행할 수 있다. OPC용 비반복 패턴들(OR-NP)에 대한 광학 근접 조정 결과를 비반복 부분(R-NP) 전체에 적용하거나, 비반복 부분(R-NP) 전체에 대한 광학 근접 조정 결과를 통하여 제3 보정 레이아웃을 형성할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크의 제조를 위한 보정 셀 영역 레이아웃을 형성하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8을 참조하면, 비반복 부분(R-NP)에 대한 광학 근접 조정의 결과인 제3 보정 레이아웃(OPC-3L)을 비반복 부분(R-NP)인 셀 영역의 모서리 영역 중 한곳에 배치한다. 그후 비반복 부분(R-NP)인 셀 영역의 모서리 영역 중 다른 곳에 추가 제3 보정 레이아웃(OPC-3L')을 추가 배치한다. 이와 같은 과정을 통하여 셀 영역의 모든 모서리 영역, 즉 비반복 부분(R-NP)에 해당되는 부분에 광학 근접 조정의 결과를 배치하여 셀 모서리부 레이아웃을 형성한다. 추가 제3 보정 레이아웃(OPC-3L')은 제3 보정 레이아웃(OPC-3L)의 거울 이미지 또는 회전 이미지일 수 있다.
이후, 1차원 반복 부분(R-1P)에 대한 광학 근접 조정의 결과인 제2 보정 레이아웃(OPC-2Lx, OPC-2Ly)을 1차원 반복 부분(R-1P)인 셀 영역의 인접한 2개의 모서리 영역 사이인 에지 영역에 반복하여 배치하여 셀 에지부 레이아웃을 형성한다.
이후, 셀 영역의 모서리 영역 및 에지 영역 이외의 중심 영역, 즉 2차원 반복 부분(R-2P)에 제1 보정 레이에웃(OPC-1L)을 반복 배치하여 셀 중심부 레이아웃을 형성한다.
이를 통하여 상기 셀 모서리부 레이아웃, 상기 셀 에지부 레이아웃 및 셀 중심부 레이아웃을 포함하는 보정 셀 영역 레이아웃을 완성할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크의 제조를 위한 광학 근접 조정을 수행하는 알고리즘을 적용하는 모습을 나타내는 그래프이다.
도 9를 참조하면, 전술한 제1 내지 제3 보정 레이아웃을 형성하기 위한 광학 근접 조정을 수행하는 과정(Broyden)을 비교예(Ref)와 비교하는 그래프이다. 상기 제1 내지 제3 보정 레이아웃을 형성하기 위한 광학 근접 조정에는 자코비안(Jacobian) 행렬을 이용하는 브로이든 방법(Broyden's method)이 사용될 수 있다.
브로이든 방법은 하가의 수학식 2 및 수학식 3을 이용하여 수행될 수 있다.
Figure 112011010703445-pat00002
먼저, Cost 함수로 F(x)가 수학식 2와 같이 정의될 수 있다. 즉, Cost 함수는 복수개(N개)의 패턴에 대한 크기의 편차 또는 위치의 편차를 나타내는 SignalError 함수들이 이루는 행렬일 수 있다. 여기에서 패턴은, 설계 레이아웃을 이루는 폴리곤들일 수 있다. 즉, x는 크기 또는 위치를 나타낼 수 있다. x는 벡터로 이루어질 수 있다.
Figure 112011010703445-pat00003
자코비안 행렬을 이용하는 브로이든 방법은 수학식 3에 의하여 수행될 수 있다(n은 2와 N 사이의 정수임). J는 자코비안, T는 전치행렬(martix transpose)를 나타낸다. 여기서,
Figure 112011010703445-pat00004
,
Figure 112011010703445-pat00005
으로 정의될 수 있다. 따라서, 자코비안 행렬을 순차적으로 업데이트하는 방식에 의하여 광학 근접 조정은 수행될 수 있다.
반면에, 비교예(Ref)는 그래디언트 방법(gradient method)에 의하여 광학 근접 조정이 수행될 수 있다. 그래디언트 방법은 하기의 수학식 4 내지 7에 의하여 수행될 수 있다.
Figure 112011010703445-pat00006
즉, 수학식 4에서 보인 것과 같이 특정 패턴(i)에 관한 크기 또는 위치(x)에 따른 값인 신호(Signal)와 이미 정해진 경계값(Threshold)의 차이가 신호 오차(SignalError)로 정의된다. 이때 Cost 함수인 F(x)는 하기의 수학식 5와 같이 정리될 수 있다.
Figure 112011010703445-pat00007
이때,
Figure 112011010703445-pat00008
의 관계가 적용될 수 있으면, G(x)는 수학식 6과 같이 정의될 수 있다(α는 상수).
Figure 112011010703445-pat00009
따라서, 그래디언트 방법은 광학 근접 조정을 하기 위한 수치해석에서 되풀이(iteration)를 더 많이 해야할 수 있다.
즉, 브로이든 방법을 적용한 본 발명의 실시 예(Broyden)는 초기에 누적 CD 오차는 크지만, 빨리 정확한 결과를 얻을 수 있는 반면, 비교예는 누적 CD 오차는 적지만 시간이 많이 소요됨을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 형성된 포토 마스크를 통하여 반도체 소자를 제조하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 10을 참조하면, 설계 레이아웃을 준비한 후(S100), 설계 레이아웃을 셀 영역과 주변 회로 및 코어 영역을 구분하여 광학 근접 조정을 수행하여(S200, S400), 각각 보정 셀 영역 레이아웃과 보정 회로/코어 영역 레이아웃을 형성한다(S300, S500).
이후, 보정 셀 영역 레이아웃과 보정 회로/코어 영역 레이아웃을 이용하여 포토 마스크를 형성한다(S600), 포토 마스크는 보정 셀 영역 레이아웃과 보정 회로/코어 영역 레이아웃을 사용하여 블랭크 마스크 상에 마스크 패턴을 형성하는 방법으로 제조할 수 있다. 형성된 포토 마스크를 사용하여 반도체 소자를 제조할 수 있다(S700).
셀 영역 광학 근접 조정을 하는 단계(S200)와 주변 회로 및 코어 영역 광학 근접 조정을 하는 단계(S400)는 이하에서 더 자세히 설명하도록 한다.
보정 셀 영역 레이아웃(S600)을 형성하는 방법은 도 8에서 이미 설명되었다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크의 제조를 위한 셀 영역에 대한 광학 근접 조정을 하는 방법에 대한 제1 양상을 나타내는 순서도이다. 도 11a 및 도 11b은 도 10에서 보인 셀 영역 광학 근접 조정을 하는 단계(S200)의 제1 양상을 자세히 설명하는 순서도이다.
도 11a를 참조하면, 설계 레이아웃 중, 셀 영역 레이아웃을 준비한 후(S210), 셀 영역 레이아웃으로부터 분석용 설계 레이아웃을 준비한다(S220). 분석용 설계 레이아웃을 준비하는 단계(S220)는 도 6에서 이미 설명되었다. 그 후 분석용 설계 레이아웃에 대하여 리소그래피 프로세스 시뮬레이션을 수행한다(S230). 리소그래피 프로세스 시뮬레이션을 수행하는 방법에 대해서는 도 1 내지 도 3을 통하여 이미 설명되었다. 이후, 리소그래피 프로세스 시뮬레이션 결과를 분석하여, 패턴 간의 크기의 편차 또는 위치의 편차가 있는지를 판단한다(S240). 이때, 패턴 간의 크기의 편차 또는 위치의 편차의 유무는, 미리 설정된 허용치를 초과하는지, 이내인지에 따라서 결정될 수 있다.
패턴 간의 크기의 편차와 위치의 편차가 모두 없는 부분은 2차원 반복 부분으로 구분하고(S242), 패턴 간의 크기의 편차 또는 위치의 편차가 있는 부분은 1차원 반복 부분 또는 비반복 부분으로 구분된다(S248). 2차원 반복 부분, 1차원 반복 부분 및 비반복 부분에 대하여는 도 5 및 도 6에서 이미 설명되었다.
먼저 2차원 반복 부분에 대하여 광학 근접 조정이 수행된다(S244). 2차원 반복 부분에 대한 광학 근접 조정은 대칭적(symmertic)인 크기의 확대/축소를 하는 제1 광학 근접 조정법이 사용될 수 있다. 이와 같은 2차원 반복 부분에 대한 광학 근접 조정의 결과로 제1 보정 레이아웃을 형성할 수 있다(S246).
도 11b를 참조하면, 1차원 반복 부분 및 비반복 부분에 패턴 간의 위치의 편차가 있는지를 판단한다(S250). 이때, 패턴 간의 위치의 편차의 유무는, 미리 설정된 허용치를 초과하는지, 이내인지에 따라서 결정될 수 있다. 1차원 반복 부분 및 비반복 부분에 모두 위치의 편차가 없는 경우, 먼저 1차원 반복 부분에 대한 광학 근접 조정을 상기 제1 광학 근접 조정법을 사용하여 수행한다(S262). 이때, 1차원 반복 부분에 대한 광학 근접 조정에는 상기 제1 보정 레이아웃의 결과가 경계 조건으로 고려될 수 있다. 이와 같은 1차원 반복 부분에 대한 광학 근접 조정의 결과로 제2 보정 레이아웃을 형성할 수 있다(S264).
이후, 비반복 부분에 대하여 광학 근접 조정을 상기 제1 광학 근접 조정법을 사용하여 수행한다(S266). 이때, 비반복 부분에 대한 광학 근접 조정에는 상기 제1 보정 레이아웃의 결과 및 상기 제2 보정 레이아웃의 결과가 경계 조건으로 고려될 수 있다. 이와 같은 비반복 부분에 대한 광학 근접 조정의 결과로 제3 보정 레이아웃을 형성할 수 있다(S268). 이때, 제3 보정 레이아웃을 형성하기 위하여, 비반복 부분의 패턴을 크기의 편차의 정도 및 위치의 편차의 정도에 따라서 복수의 비반복 분할 부분으로 구분하여 광학 근접 조정을 수행하는 것 또한 가능하다. 즉, 도 5의 (b)에 도시된 제6 내지 제9 그룹(G6~G9)이 비반복 부분을 이루는 경우, 그룹 6(G6), 그룹 7(G7), 그룹 8(G8)과 그룹 9(G9)를 각각 비반복 분할 부분으로 구분한 후, 1차원 반복 부분과 2차원 반복 부분에 인접한 그룹부터, 즉 그룹 6(G6), 그룹 7/8(G7, G8) 그리고 그룹 9(G9)의 순으로 광학 근접 조정을 수행할 수 있다. 이때 먼저 광학 근접 조정이 수행된 그룹의 광학 근접 조정을 결과는 나중에 광학 근접 조정이 수행되는 그룹의 광학 근접 조정을 수행할 때, 경계 조건으로 사용될 수 있다.
1차원 반복 부분 및 비반복 부분에 위치의 편차가 있는 경우, 먼저 1차원 반복 부분에 대한 광학 근접 조정을 제2 광학 근접 조정법을 사용하여 수행한다(S282). 이때, 1차원 반복 부분에 대한 광학 근접 조정에는 상기 제1 보정 레이아웃의 결과가 경계 조건으로 고려될 수 있다. 이와 같은 1차원 반복 부분에 대한 광학 근접 조정의 결과로 제2 보정 레이아웃을 형성할 수 있다(S284).
제2 광학 근접 조정법은 대칭적/비대칭적(asymmetric)인 크기의 확대/축소 또는/및 위치의 변경을 할 수 있다. 상기 제1 광학 근접 조정법과 상기 제2 광학 근접 조정법은 광학 근접 조정을 하는 알고리즘 중 선택된 것일 수 있다. 상기 제1 광학 근접 조정법은, 위치의 편차가 없는 경우 단순히 크기만을 확대 또는 축소하는 방법으로 광학 근접 조정을 수행할 수 있기 때문에, 그 속도가 상대적으로 빠를 수 있다. 반면에 상기 제2 광학 근접 조정법은, 위치의 편차가 생긴 경우에는 형성하고자 하는 패턴이 비대칭적으로 일그러진 형상을 가질 수 있기 때문에, 대칭적인 크기의 확대/축소를 하거나 비대칭적은 크기의 확대/축소를 하는 것이 모두 가능하다. 또한 상기 제2 광학 근접 조정법은 위치의 변경 또한 가능하다. 그러나, 상기 제2 광학 근접 조정법은 여러 가지 계산이 필요하기 때문에, 상기 제1 광학 근접 조정법에 비하여 그 속도가 느릴 수 있다.
따라서, 패턴 간의 위치의 편차의 유무를 판단하여, 상기 제1 광학 근접 조정법과 상기 제2 광학 근접 조정법을 나누어서 수행하면, 광학 근접 조정에 소요되는 시간을 최소화할 수 있다.
이후, 비반복 부분에 대하여 광학 근접 조정을 상기 제2 광학 근접 조정법을 사용하여 수행한다(S286). 이때, 비반복 부분에 대한 광학 근접 조정에는 상기 제1 보정 레이아웃의 결과 및 상기 제2 보정 레이아웃의 결과가 경계 조건으로 고려될 수 있다. 이와 같은 비반복 부분에 대한 광학 근접 조정의 결과로 제3 보정 레이아웃을 형성할 수 있다(S288).
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크의 제조를 위한 셀 영역에 대한 광학 근접 조정을 하는 방법에 대한 제2 양상을 나타내는 순서도이다. 도 11a 및 도 12는 도 10에서 보인 셀 영역 광학 근접 조정을 하는 단계(S200)의 제2 양상을 자세히 설명하는 순서도이다. 도 11a에 대한 설명은 전술하였으므로, 이하에서는 도 12에 대한 설명만을 하도록 한다. 또한 도 11b에서 설명된 내용과 중복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 12를 참조하면, 먼저 크기의 편차만 가지는 패턴의 유무 판단한다(S252). 만일 크기의 편차만 가지는 패턴이 없는 경우, 즉 모든 패턴이 위치의 편차를 가지는 경우, 상기 제2 광학 근접 조정법을 사용하여 1차원 반복 부분 및 2차원 광학 부분에 대한 광학 근접 조정을 순차적으로 수행하여 각각 제2 보정 레이아웃 및 제3 보정 레이아웃을 형성한다(S282a, S284a, S286a, S288a). 이 과정은 도 11b에서 설명한 1차원 반복 부분 및 비반복 부분에 패턴 간의 위치의 편차가 있을 경우(S282, S284, S286, S288)와 동일한 과정이므로 반복되는 설명은 생략하도록 한다.
만일 크기의 편차만 가지는 패턴이 있는 경우, 패턴 간의 위치의 편차의 유무를 판단한다(S254). 이때, 위치의 편차가 있는 패턴이 없는 경우는 모든 패턴이 크기의 편차만을 가지므로, 상기 제1 광학 근접 조정법을 사용하여 1차원 반복 부분 및 2차원 광학 부분에 대한 광학 근접 조정을 순차적으로 수행하여 각각 제2 보정 레이아웃 및 제3 보정 레이아웃을 형성한다(S262a, S264a, S266a, S268a). 이 과정은 도 11b에서 설명한 1차원 반복 부분 및 비반복 부분에 패턴 간의 위치의 편차가 없을 경우(S262, S264, S266, S268)와 동일한 과정이므로 반복되는 설명은 생략하도록 한다.
크기의 편차만을 가지는 패턴이 있으면서 위치의 편차가 있는 패턴이 있는 경우, 구분하여 광학 근접 조정법을 수행할 수 있다. 1차원 반복 부분 중 크기의 편차만을 가지는 패턴에 대하여는 상기 제1 광학 근접 조정법으로 광학 근접 조정을 수행하고(S292a), 위치의 편차를 가지는 패턴에 대해서는 상기 제2 광학 근접 조정법으로 광학 근접 조정을 수행한다(S292b). 도 7을 참조하면, 1차원 반복 부분(R-1P) 중 x 방향 반복 부분(R-1Px)에는 크기의 편차만이 있고, y 방향 반복 부분(R-1Py)에는 위치의 편차가 있을 경우, 또는 그 반대의 경우엔 이와 같은 방법으로 광학 근접 조정을 수행할 수 있다. 이 경우, 1차원 반복 부분 중 일부분은 속도가 상대적으로 빠른 상기 제1 광학 근접 조정법으로 광학 근접 조정이 수행되므로, 광학 근접 조정에 소요되는 시간을 더욱 단축할 수 있다.
이후, 1차원 반복 부분에 대한 광학 근접 조정을 통하여 제2 보정 레이아웃을 형성한다(S294). 또한 1차원 반복 부분 중 위치의 편차를 가지는 패턴이 있는 경우, 비반복 부분에는 적어도 한쪽 방향으로는 위치의 편차가 발생할 수 있다. 따라서 비반복 부분에 대하여 상기 제2 광학 근접 조정법을 사용하여 광학 근접 조정을 수행하고(S296), 그 결과로 제3 보정 레이아웃을 형성한다(S298).
도 13은 본 발명의 실시 예에 따라 형성된 포토 마스크를 이용하여 형성한 셀 영역의 레지스트 패턴에 대한 사진 이미지이다.
도 13을 참조하면, 홀을 형성하기 위한 레지스트 패턴의 사진 이미지가 도시된다. 셀 영역의 에지 부분, 특히 셀 영역의 모서리 부분들과 셀 영역 내부에 모두 거의 동일한 패턴이 형성됨을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크를 제조하는 방법은 광학 근접 조정을 매우 빠르고 또한 정확하게 수행할 수 있기 때문에, 포토 마스크 제조 시간을 단축시킬 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크의 제조를 위한 주변 회로 및 코어 영역에 대한 광학 근접 조정을 하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 14를 참조하면, 설계 레이아웃 중 주변 회로 및 코어 영역에 대하여 패턴 취약도 검사를 수행하여 취약 영역(WR)을 설정한다. 따라서 주변 회로 및 코어 영역은 취약 영역(WR)과 비취약 영역(WR을 제외한 부분)의 세부 영역들로 구분될 수 있다. 취약 영역(WR)은 도시된 것과 같이 복수 개의 취약 영역(WR1, WR2)이 설정될 수도 있으나, 한 곳의 영역만이 취약 영역으로 설정될 수도 있다. 또한 복수 개의 취약 영역(WR1, WR2)들은 상대적으로 더 취약한 곳과, 상대적으로 덜 취약한 곳이 포함될 수 있다. 패턴 취약도 검사에 대해서는 도 1 내지 도 3에서 설명되었다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 포토 마스크의 제조를 위한 주변 회로 및 코어 영역에 대한 광학 근접 조정을 하는 방법을 나타내는 순서도이다. 도 15는 도 10에서 보인 주변 회로 및 코어 영역 광학 근접 조정을 하는 단계(S400)를 자세히 설명하는 순서도이다.
도 15를 참조하면, 설계 레이아웃 중, 주변 회로 및 코어 영역 레이아웃을 준비한 후(S410), 주변 회로 및 코어 영역 레이아웃에 대하여 이미지 로그 슬로프(ILS)를 분석하고(S420). 이미지 로그 슬로프(ILS)의 분석 결과를 사용하여 패턴 취약도 검사를 수행한다(S430). 이후, 패턴 취약도 검사의 결과를 고려하여, 주변 회로 및 코어 영역 레이아웃을 복수 개의 세부 영역으로 구분한다(S440). 상기 세부 영역은 패턴 취약도의 단계에 따라서 구분될 수 있다.
이후, 세부 영역에 따라 다른 이미지를 기초로 광학 근접 조정을 수행한다(S450a, S450b). 즉, 패턴 취약도에 따라서 구분된 제1 세부 영역과 제2 세부 영역이 있는 경우, 각각 다른 이미지인 제1 이미지와 제2 이미지를 기초로 광학 근접 조정을 수행할 수 있다. 여기에서 제1 이미지와 제2 이미지는 도 1에서 설명된 에어리얼 이미지(aerial image), 레지스트 내 이미지(image in resist), 노광된 레지스트내 잠복 이미지(latent image), 노광 후 베이크 이미지(PEB(Post-Exposure Bake) image) 또는 현상된 레지스트 이미지(developed resist image) 중 선택된 서로 다른 이미지일 수 있다.
예를 들어, 제1 세부 영역이 패턴 취약도가 상대적으로 더 약하고, 제2 세부 영역이 패턴 취약도가 상대적으로 덜 약한 경우, 제2 세부 영역에 대하여는 에어리얼 이미지를 구하는 리소그래피 프로세스 시뮬레이션을 한 후 광학 근접 조정을 하고, 제1 세부 영역에 대하여는 레지스트 내 이미지(image in resist), 노광된 레지스트내 잠복 이미지(latent image), 노광 후 베이크 이미지(PEB(Post-Exposure Bake) image) 및 현상된 레지스트 이미지(developed resist image) 중 어느 하나의 이미지를 구하는 리소그래피 프로세스 시뮬레이션을 한 후 광학 근접 조정을 할 수 있다.
복수 개의 세부 영역에 대하여 구분하여 광학 근접 조정을 수행하는 분리 광학 근접 조정을 한 후에는, 그 결과를 기초로 보정 주변 회로 및 코어 영역 레이아웃을 형성할 수 있다(S460).
이와 같이, 패턴의 취약도를 고려하여 상대적으로 덜 취약한 부분에 대하여는 리소그래피 프로세스 시뮬레이션의 소요 시간이 상대적으로 짧은 이미지를 기초로 광학 근접 조정을 수행하고, 상대적으로 더 취약한 부분에 대하여는 리소그래피 프로세스 시뮬레이션의 소요 시간이 상대적으로 긴 이미지를 기초로 광학 근접 조정을 수행하면, 전체 광학 근접 조정에 소요되는 시간을 최소화할 수 있다.

Claims (10)

  1. 분석용 설계 레이아웃을 준비하는 단계;
    2차원 반복 부분, 1차원 반복 부분 및 비반복 부분으로 상기 분석용 설계 레이아웃을 구분하는 단계;
    상기 2차원 반복 부분에서 광학 근접 조정을 수행하여 제1 보정 레이아웃을 형성하는 단계;
    상기 1차원 반복 부분에서 광학 근접 조정을 수행하되, 상기 제1 보정 레이아웃을 고려하여 제2 보정 레이아웃을 형성하는 단계;
    상기 비반복 부분에서 광학 근접 조정을 수행하되, 상기 제1 보정 레이아웃 및 상기 제2 보정 레이아웃을 고려하여 제3 보정 레이아웃을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 내지 제3 보정 레이아웃에 의거하여 포토 마스크를 형성하는 단계;를 포함하는 포토 마스크의 제조 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 분석용 설계 레이아웃을 구분하는 단계는,
    상기 분석용 설계 레이아웃에 대하여 리소그래피 프로세스 시뮬레이션을 수행하여 시뮬레이션 결과물을 형성하는 단계; 및
    상기 시뮬레이션 결과물에 포함된 패턴들의 크기와 위치를 분석하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 2차원 반복 부분은, 상기 시뮬레이션 결과물에 포함된 패턴들 중, 서로 수직인 두 방향을 따라서 패턴 간의 크기의 편차 및 위치의 편차가 모두 미리 설정된 허용치 이내인 것들이며,
    상기 1차원 반복 부분은, 상기 2차원 반복 부분 외의 상기 시뮬레이션 결과물에 포함된 패턴들 중, 상기 서로 수직인 두 방향 중 한 방향을 따라서 패턴간의 크기의 편차 및 위치의 편차가 상기 미리 설정된 허용치 이내인 것들이며,
    상기 비반복 부분은, 상기 2차원 반복 부분 및 상기 1차원 반복 부분 외의 상기 시뮬레이션 결과물에 포함된 패턴들인 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 분석용 설계 레이아웃을 형성하는 단계는,
    상기 분석용 설계 레이아웃을 각 변이 10λ/NA보다 같거나 큰 직사각형 형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법(단, λ는 사용될 투영 이미징 장치의 광원의 파장이며, NA는 사용될 투영 이미징 장치의 개구수임).
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 보정 레이아웃을 형성하는 단계는, 상기 제1 보정 레이아웃을 상기 제2 보정 레이아웃에 대한 경계 조건으로 고려하여 수행하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 보정 레이아웃을 형성하는 단계는, 상기 제1 보정 레이아웃 및 상기 제2 보정 레이아웃을 상기 제3 보정 레이아웃에 대한 경계 조건으로 고려하여 수행하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 보정 레이아웃을 형성하는 단계는, 브로이든(Broyden) 방법을 통하여 자코비안(jacobian) 행렬을 업데이트하는 방식에 의하여 광학 근접 조정을 수행하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.
  8. 셀 영역과 주변 회로 및 코어 영역을 포함하는 설계 레이아웃을 준비하는 단계;
    상기 설계 레이아웃 중 상기 셀 영역 부분에 대하여 셀 영역 광학 근접 조정을 수행하는 단계;
    상기 설계 레이아웃 중 주변 회로 및 코어 영역 부분에 대하여 주변 회로 및 코어 영역 광학 근접 조정을 수행하는 단계;
    상기 셀 영역 광학 근접 조정의 결과 및 상기 주변 회로 및 코어 영역 광학 근접 조정의 결과에 의거하여 포토 마스크를 형성하는 단계;를 포함하되,
    상기 셀 영역 광학 근접 조정을 수행하는 단계는,
    상기 설계 레이아웃 중, 상기 셀 영역 부분을 기초로 분석용 설계 레이아웃을 형성하는 단계; 2차원 반복 부분, 1차원 반복 부분 및 비반복 부분으로 상기 분석용 설계 레이아웃을 구분하는 단계; 상기 2차원 반복 부분에서 광학 근접 조정을 수행하여 제1 보정 레이아웃을 형성하는 단계; 상기 1차원 반복 부분에서 광학 근접 조정을 수행하되, 상기 제1 보정 레이아웃을 경계 조건으로 고려하여 제2 보정 레이아웃을 형성하는 단계; 상기 비반복 부분에서 광학 근접 조정을 수행하되, 상기 제1 보정 레이아웃 및 상기 제2 보정 레이아웃을 경계 조건으로 고려하여 제3 보정 레이아웃을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 주변 회로 및 코어 영역 광학 근접 조정을 수행하는 단계는,
    상기 주변 회로 및 코어 영역에 대하여 패턴 취약도 검사를 수행하는 단계; 및
    상기 패턴 취약도 검사를 고려하여, 상기 주변 회로 및 코어 영역을 세부 영역들로 구분하여 분리 광학 근접 조정을 수행하는 단계;를 포함하는 포토 마스크의 제조 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 패턴 취약도 검사를 수행하는 단계는,
    상기 설계 레이아웃 중, 상기 주변 회로 및 코어 영역에 대하여 이미지 로그 슬로프(ILS, image log-slope)를 분석하는 단계; 및
    상기 이미지 로그 슬로프 결과를 기초로 상기 패턴 취약도를 분석하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    분리 광학 근접 조정을 수행하는 단계는,
    에어리얼 이미지(aerial image), 레지스트 내 이미지(image in resist), 노광된 레지스트내 잠복 이미지(latent image), 노광 후 베이크 이미지(PEB(Post-Expouse Bake) image) 또는 현상된 레지스트 이미지(developed resist image)를 기초로 광학 근접 조정을 수행하며,
    상기 세부 영역들 중 적어도 하나의 세부 영역은 다른 세부 영역들과는 다른 이미지를 기초로 광 근접 조정을 수행하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.
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