KR102238708B1 - 리소그래피 공정의 초점 이동 체크 방법 및 이를 이용한 전사 패턴 오류 분석 방법 - Google Patents

리소그래피 공정의 초점 이동 체크 방법 및 이를 이용한 전사 패턴 오류 분석 방법 Download PDF

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Abstract

리소그래피 공정에 의해 전사 패턴을 형성하기 전에, 반도체 집적 회로 소자를 구현하는데 사용되는 각각의 마스크 패턴에 대한 초점 이동을 예측할 수 있는 초점 이동 체크 방법을 제공하는 것이다. 상기 초점 이동 체크 방법은 제1 초점과 제2 초점 사이에서, 마스크 패턴의 제1 컨투어(contour) 밴드를 생성하고, 상기 제1 초점과 제3 초점 사이에서, 상기 마스크 패턴의 제2 컨투어 밴드를 생성하고, 상기 제1 컨투어 밴드와 상기 제2 컨투어 밴드의 교집합을 이용하여, 상기 마스크 패턴에 대한 초점 이동을 판단하는 것을 포함한다.

Description

리소그래피 공정의 초점 이동 체크 방법 및 이를 이용한 전사 패턴 오류 분석 방법{Method of detecting focus shift in lithograph process and method of analyzing error of transferred pattern using the same}
본 발명은 리소그래피 공정의 초점 이동 체크 방법 및 이를 이용한 전사 패턴 오류 분석 방법에 관한 것이다.
리소그래피는 반도체 집적 회로 소자들을 제조하는데 있어서 사용되는 공정을 말한다. 리소그래피 공정은 반도체 웨이퍼를 감광막을 갖도록 코팅하고, 화학선(actinic) 광원을 집적 회로의 이미지를 갖는 포토마스크에 투과시켜 감광막을 노광하는 것을 포함한다.
리소그래피 공정에 사용되는 포토마스크는 매우 다양한 마스크 패턴을 포함하고 있다. 다시 말하면, 포토마스크에 포함되는 각각의 마스크 패턴은 예를 들어, 모양, 선폭, 패턴 간의 간격 등 매우 다양한 변수의 조합으로 만들어지게 된다.
반도체 집적 회로 소자를 반도체 기판에 형성하기 위한 리소그래피 공정에서, 노광 장비의 최적 초점을 이용하여 감광막에 전사 패턴을 형성하더라도, 포토마스크에 포함된 마스크 패턴마다 초점 이동(focus shift)는 발생할 수 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 리소그래피 공정에 의해 전사 패턴을 형성하기 전에, 반도체 집적 회로 소자를 구현하는데 사용되는 각각의 마스크 패턴에 대한 초점 이동을 예측할 수 있는 초점 이동 체크 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 반도체 집적 회로 소자를 구현하는데 사용되는 각각의 마스크 패턴에 대한 초점 이동의 범위를 예측할 수 있는 초점 이동 체크 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 상기 초점 이동 체크 방법을 이용하여, 감광막에 나타나는 전사 패턴의 오류가 초점 이동에 의한 전사 패턴의 오류인지를 판단할 수 있는 전사 패턴 오류 분석 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 리소그래피 공정의 초점 이동 체크 방법의 일 태양(aspect)은 제1 초점과 제2 초점 사이에서, 마스크 패턴의 제1 컨투어(contour) 밴드를 생성하고, 상기 제1 초점과 제3 초점 사이에서, 상기 마스크 패턴의 제2 컨투어 밴드를 생성하고, 상기 제1 컨투어 밴드와 상기 제2 컨투어 밴드의 교집합을 이용하여, 상기 마스크 패턴에 대한 초점 이동을 판단하는 것을 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 교집합의 유무를 이용하여, 상기 마스크 패턴에 대한 초점 이동 유무를 판단한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 교집합이 공집합이면, 상기 리소그래피 공정에서 상기 마스크 패턴에 대한 초점 이동이 발생할 것을 판단한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제2 초점 및 상기 제3 초점의 합은 상기 제1 초점의 두 배이고, 상기 교집합이 공집합일 때 상기 마스크 패턴에 대한 초점 이동의 크기는, 상기 제1 초점 및 상기 제2 초점 사이의 차이의 절대값의 절반 이상이다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 마스크 패턴에 대한 초점 이동을 판단하는 것은 상기 제1 컨투어 밴드 및 상기 제2 컨투어 밴드의 AND 연산을 이용하여 판단한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 초점은 상기 리소그래피 공정에 사용되는 노광 장비의 최적 초점이고, 상기 제2 초점은 상기 제1 초점에서 초점 편차를 빼준 값이고, 상기 제3 초점은 상기 제1 초점에서 초점 편차를 더해준 값이다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 초점 편차는 확인할 초점 이동 값의 두 배이다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 컨투어 밴드를 생성하는 것은 상기 제1 초점에서 상기 마스크 패턴의 제1 컨투어를 생성하고, 상기 제2 초점에서 상기 마스크 패턴의 제2 컨투어를 생성하고, 상기 제1 컨투어 및 상기 제2 컨투어를 XOR 연산하는 것을 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 컨투어를 생성하는 것은 광학적 모델(Optical Model)을 이용하여, 상기 마스크 패턴이 감광막 상에 전사되는 모양을 시뮬레이션한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 광학적 모델은 Mask 3D 모델을 이용한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 리소그래피 공정의 초점 이동 체크 방법의 다른 태양은 최적 초점과 제1 초점 사이에서, 마스크 패턴의 제1 컨투어 밴드를 생성하고, 상기 최적 초점과 제2 초점 사이에서, 상기 마스크 패턴의 제2 컨투어 밴드를 생성하고, 상기 최적 초점과 제3 초점 사이에서, 상기 마스크 패턴의 제3 컨투어 밴드를 생성하고, 상기 최적 초점과 제4 초점 사이에서, 상기 마스크 패턴의 제4 컨투어 밴드를 생성하고, 상기 제1 컨투어 밴드와 상기 제2 컨투어 밴드의 제1 교집합과, 상기 제3 컨투어 밴드와 상기 제4 컨투어 밴드의 제2 교집합을 이용하여, 상기 마스크 패턴의 초점 이동 범위를 판단하는 것을 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 최적 초점은 상기 리소그래피 공정에 사용되는 노광 장비의 초점이고, 상기 제1 초점과 상기 제2 초점의 중간 값과, 상기 제3 초점과 상기 제4 초점의 중간 값은 각각 상기 최적 초점이고, 상기 최적 초점과 상기 제1 초점 사이의 제1 초점 편차는 상기 최적 초점과 상기 제3 초점 사이의 제2 초점 편차보다 작다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 교집합과 상기 제2 교집합이 공집합이면, 상기 마스크 패턴의 초점 이동 크기는 상기 제2 초점 편차의 절반 이상이다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 교집합이 공집합이고 상기 제2 교집합이 공집합이 아니면, 상기 마스크 패턴의 초점 이동 크기는 상기 제1 초점 편차의 절반 이상이고, 상기 제2 초점 편차의 절반 미만이다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 컨투어 밴드를 생성하는 것은 상기 최적 초점에서 상기 마스크 패턴의 최적 컨투어를 생성하고, 상기 제1 초점에서 상기 마스크 패턴의 제1 컨투어를 생성하고, 상기 최적 컨투어 및 상기 제1 컨투어를 XOR 연산하는 것을 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 최적 컨투어를 생성하는 것과, 상기 제1 컨투어를 생성하는 것은 각각 Mask 3D 모델을 이용하여 시뮬레이션하는 것을 포함한다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전사 패턴 오류 분석 방법의 일 태양은 리소그래피 공정에서 취약한 마스크 패턴을 정의하고, 최적 초점과 제1 초점 사이에서, 상기 마스크 패턴의 제1 컨투어 밴드를 생성하고, 상기 최적 초점과 제2 초점 사이에서, 상기 마스크 패턴의 제2 컨투어 밴드를 생성하고, 상기 제1 컨투어 밴드와 상기 제2 컨투어 밴드의 교집합을 이용하여, 상기 마스크 패턴에 대한 초점 이동을 판단하는 것을 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 교집합이 공집합이 아니면, 상기 마스크 패턴이 상기 리소그래피 공정에서 취약한 원인은 상기 마스크 패턴의 초점 이동에 의한 것임을 판단한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 최적 초점은 상기 제1 초점과 상기 제2 초점의 중간 값이고,
상기 리소그래피 공정의 초점 이동 허용 범위는 상기 최적 초점과 상기 제1 초점 사이의 차이의 절대값의 절반 미만이다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 리소그래피 공정에서 취약한 상기 마스크 패턴을 정의하는 것은 상기 마스크 패턴이 감광막 상에 전사되는 실제 모양을 이용하는 것을 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 공정의 초점 이동 체크 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1의 S100 단계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 1의 S110 단계 및 S120 단계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1의 S130 단계, S140 단계 및 S145 단계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리소그래피 공정의 초점 이동 체크 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 도 5의 S250 내지 도 S270을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 5의 S280 단계, S290 단계 및 S295 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 10은 도 5의 과정을 통해 얻을 수 있는 초점 이동 예측 및 초점 이동 크기를 설명하기 위한 도면들이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전사 패턴 오류 분석 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 도 11의 S300 단계를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하에서, 도 1 내지 도 4c를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 공정의 초점 이동 체크 방법에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 공정의 초점 이동 체크 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 2a 내지 도 2c는 도 1의 S100 단계를 설명하기 위한 도면들이다. 도 3a 내지 도 3c는 도 1의 S110 단계 및 S120 단계를 설명하기 위한 도면들이다. 도 4a 내지 도 4c는 도 1의 S130 단계, S140 단계 및 S145 단계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 1 내지 도 2c를 참고하면, 마스크 패턴에 대한 최적 컨투어(10)와, 제1 컨투어(11)와, 제2 컨투어(12)를 생성한다(S100).
예를 들어, 최적 초점(bf)에서 마스크 패턴의 최적 컨투어(10)를 생성하고, 제1 초점(f1)에서 마스크 패턴의 제1 컨투어(11)를 생성하고, 제2 초점(f2)에서 마스크 패턴의 제2 컨투어(12)를 생성한다.
구체적으로, 최적 초점(bf)에서 마스크 패턴의 최적 컨투어(10)를 광학적 모델(Optical model)을 이용하여 시뮬레이션한다. 최적 컨투어(10)는 리소그래피 공정에서 감광막 상에 실제로 전사되는 모양이 아니다. 최적 컨투어(10)는 노광 장비를 통해, 마스크 패턴이 리소그래피 공정에서 감광막 상에 전사되는 모양을 이론적으로 계산한 시뮬레이션 모양일 수 있다.
또한, 제1 초점(f1) 및 제2 초점(f2)에서 마스크 패턴의 제1 컨투어(11) 및 제2 컨투어(12)를 광학적 모델을 이용하여 각각 시뮬레이션한다. 제1 컨투어(11) 및 제2 컨투어(12) 역시 이론적으로 계산된 시뮬레이션 모양일 수 있다.
제1 초점(f1)은 최적 초점(bf)에서 제1 초점 편차(△f1)을 뺀 값을 가지고, 제2 초점(f2)은 최적 초점(bf)에서 제1 초점 편차(△f1)를 더해준 값을 갖는다. 즉, 제1 초점(f1)과 제2 초점(f2)를 더한 값의 중간 값은 최적 초점(bf)이다.
즉, 제1 컨투어(11)는 최적 초점(bf)보다 제1 초점 편차(△f1)만큼 작은 제1 초점(f1)에서 시뮬레이션된 마스크 패턴의 컨투어이고, 제2 컨투어(12)는 최적 초점(bf)보다 제1 초점 편차(△f1)만큼 큰 제2 초점(f2)에서 시뮬레이션된 마스크 패턴의 컨투어이다.
본 발명의 실시예들에 따른 리소그래피 공정의 초점 이동 체크 방법에서, 최적 컨투어(10)와, 제1 컨투어(11)와, 제2 컨투어(12)를 시뮬레이션하는 데 사용되는 광학적 모델은 Mask 3D 모델일 수 있다.
마스크 패턴이 실제 일정한 두께를 갖는 개구부로 이루어져야, 개구부의 위치에 따라 노광 장비의 광원에서 제공되는 광원의 위상 변화가 생길 수 있기 때문이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 공정의 초점 이동 체크 방법에서, 제1 초점 편차(△f1)는 리소그래피 공정에서 사용자가 확인하고자 하는 초점 이동 값과 관계될 수 있다. 예를 들어, 제1 초점 편차(△f1)는 사용자가 확인하고자 하는 초점 이동 값의 두 배일 수 있다.
즉, 반도체 집적 회로 소자를 구현하는데 리소그래피 공정에서 사용되는 수많은 마스크 패턴에 대해, 사용자가 10nm 이내로 초점 이동이 되는 패턴과 10nm 이상 초점 이동이 되는 패턴을 알고자 할 때, 제1 초점 편차(△f1)는 20nm일 수 있다.
도 2a 내지 도 2c에서 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 공정의 초점 이동 체크 방법에서, 마스크 패턴은 원 모양을 갖는 패턴(참고적으로, 도 8의 P1)인 것으로 설명하지만, 이는 설명의 편의성을 위한 것일 뿐, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 공정의 초점 이동 체크 방법에서, 최적 초점(best focus; bf)은 리소그래피 공정에 실제 사용되는 노광 장비의 광원의 초점일 수 있다.
도 2a는 마스크 패턴의 최적 컨투어(10)가 마스크 패턴의 제1 컨투어(11) 및 마스크 패턴의 제2 컨투어(12)보다 큰 경우를 도시한 것이다. 즉, 시뮬레이션된 최적 컨투어(10)의 CD(critical dimension)가 시뮬레이션된 제1 컨투어(11)의 CD 및 시뮬레이션된 제2 컨투어(12)의 CD보다 큰 경우를 나타낸다.
도 2b는 마스크 패턴의 최적 컨투어(10)가 마스크 패턴의 제1 컨투어(11)와 마스크 패턴의 제2 컨투어(12) 사이에 위치하는 경우를 도시한 것이다. 즉, 시뮬레이션된 최적 컨투어(10)의 CD가 시뮬레이션된 제1 컨투어(11)의 CD와 시뮬레이션된 제2 컨투어(12)의 CD 사이에 있는 경우를 나타낸다.
도 2b에서, 제2 컨투어(12)가 가장 큰 것으로 도시하였지만, 설명의 편의성을 위한 것일 뿐, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2c는 마스크 패턴의 최적 컨투어(10)와 마스크 패턴의 제2 컨투어(12)의 크기는 실질적으로 동일하고, 마스크 패턴의 최적 컨투어(10)와 마스크 패턴의 제1 컨투어(11)의 크기가 다른 경우를 도시한 것이다. 즉, 시뮬레이션된 최적 컨투어(10)의 CD와 시뮬레이션된 제2 컨투어(12)의 CD는 동일하지만, 시뮬레이션된 최적 컨투어(10)의 CD가 시뮬레이션된 제1 컨투어(11)의 CD와 다른 경우를 나타낸다.
도 2c에서, 최적 컨투어(10)와 제2 컨투어(12)가 실질적으로 동일하고, 제1 컨투어(11)가 최적 컨투어(10)보다 작은 것으로 도시하였지만, 설명의 편의성을 위한 것일 뿐, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 도 2a 내지 도 2c는 초점 변화에 따른 컨투어의 CD 변화를 나타내고 있다. 즉, 도 2a 내지 도 2c는 초점 변화에 따라 시뮬레이션된 컨투어의 CD 변화를 나타내는 예시적인 Bossung도를 나타낸다.
도 2a 내지 도 2c에 도시되는 Bossung도는 극대점을 갖는 것으로 도시하였지만, 이는 설명의 편의성을 위한 것일 뿐, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 2a 내지 도 2c에 도시되는 Bossung도가 극소점을 갖는 모양을 가질 수 있음은 물론이다.
도 2c은 마스크 패턴의 최적 컨투어(10)와 마스크 패턴의 제2 컨투어(12)의 크기는 실질적으로 동일하기 때문에, 마스크 패턴에 대한 Bossung도에서 최적 초점의 위치가 이동하게 되면, 도 2c에 도시된 Bossung도는 도 2a에 도시된 Bossung도 또는 도 2b에 도시된 Bossung도와 같이 변화될 수 있다.
즉, 마스크 패턴에 대한 Bossung도에서 최적 초점의 위치가 이동하게 되면, 도 2c의 최적 컨투어(10)와, 제1 컨투어(11)와, 제2 컨투어(12)는 도 2a 또는 도 2b에서 도시되는 최적 컨투어(10)와, 제1 컨투어(11)와, 제2 컨투어(12)로 변화될 수 있다.
참고적으로, 도 2c에 도시된 경우는 이 후의 초점 유무를 판단하고, 초점 이동 크기를 정하는 경계일 수 있다.
도 1, 도 3a 내지 도 3c를 참고하면, 최적 초점(bf)과 제1 초점(f1) 사이에서, 마스크 패턴의 제1 컨투어 밴드(contour band)(21)를 생성하고, 최적 초점(bf)과 제2 초점(f2) 사이에서, 마스크 패턴의 제2 컨투어 밴드(22)를 생성한다(S110).
제1 컨투어 밴드(21)는 마스크 패턴의 최적 컨투어(10)와 마스크 패턴의 제1 컨투어(11)를 이용하여 생성한다. 좀 더 구체적으로, 최적 컨투어(10)와 제1 컨투어(11) 사이의 배타적 논리합을 구함으로써, 제1 컨투어 밴드(21)는 생성될 수 있다. 즉, 최적 컨투어(10) 및 제1 컨투어(11)를 XOR(Exclusive OR) 연산함으로써, 제1 컨투어 밴드(21)는 생성될 수 있다.
제2 컨투어 밴드(22)는 마스크 패턴의 최적 컨투어(10)와 마스크 패턴의 제2 컨투어(12)를 이용하여 생성한다. 좀 더 구체적으로, 최적 컨투어(10)와 제2 컨투어(12) 사이의 배타적 논리합을 구함으로써, 제2 컨투어 밴드(22)는 생성될 수 있다.
제1 컨투어 밴드(21)는 최적 컨투어(10)와 제1 컨투어(11) 사이의 공간일 수 있고, 제2 컨투어 밴드(22)는 최적 컨투어(10)와 제2 컨투어(12) 사이의 공간일 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 제1 컨투어 밴드(21)와 제2 컨투어 밴드(22)가 생성되는 경우를 도시하고 있다. 반면, 도 3c는 제1 컨투어 밴드(21)는 생성되지만, 제2 컨투어 밴드(22)가 생성되지 않는 경우를 도시하고 있다. 도 3c에서, 제2 컨투어(12)와 최적 컨투어(10)는 실질적으로 동일하므로, 제2 컨투어 밴드(22)는 생성되지 않는다.
이어서, 도 1, 도 3a 내지 도 3c를 참고하면, 제1 컨투어 밴드(21) 및 제2 컨투어 밴드(22)를 이용하여, 제1 컨투어 밴드(21) 및 제2 컨투어 밴드(22)의 교집합을 계산한다(S120).
제1 컨투어 밴드(21) 및 제2 컨투어 밴드(22) 사이의 논리곱을 구함으로써, 제1 컨투어 밴드(21)와 제2 컨투어 밴드(22)의 교집합을 계산한다. 즉, 제1 컨투어 밴드(21) 및 제2 컨투어 밴드(22)를 AND 연산함으로써, 제1 컨투어 밴드(21) 및 제2 컨투어 밴드(22)의 교집합을 계산한다.
도 3a는 제1 컨투어 밴드(21) 및 제2 컨투어 밴드(22) 사이에 교집합이 있는 경우를 나타낸다. 즉, 마스크 패턴의 최적 컨투어(10)가 마스크 패턴의 제1 컨투어(11) 및 마스크 패턴의 제2 컨투어(12)보다 크기 때문에, 최적 컨투어(10) 및 제1 컨투어(11) 사이의 제1 컨투어 밴드(21)와, 최적 컨투어(10) 및 제2 컨투어(12) 사이의 제2 컨투어 밴드(22)는 교집합을 갖는다.
도 3b 및 도 3c는 제1 컨투어 밴드(21) 및 제2 컨투어 밴드(22) 사이에 교집합이 없는 경우를 나타낸다.
먼저, 도 3b는 마스크 패턴의 최적 컨투어(10)가 마스크 패턴의 제1 컨투어(11)와 마스크 패턴의 제2 컨투어(12) 사이에 위치하기 때문에, 최적 컨투어(10) 및 제1 컨투어(11) 사이의 제1 컨투어 밴드(21)와, 최적 컨투어(10) 및 제2 컨투어(12) 사이의 제2 컨투어 밴드(22)는 교집합이 없다.
다음으로, 도 3c는 마스크 패턴의 최적 컨투어(10)와 마스크 패턴의 제2 컨투어(12)의 크기는 실질적으로 동일하기 때문에, 제2 컨투어 밴드(22)가 없었다. 따라서, 도 3c에서, 최적 컨투어(10) 및 제1 컨투어(11) 사이의 제1 컨투어 밴드(21)와, 최적 컨투어(10) 및 제2 컨투어(12) 사이의 제2 컨투어 밴드(22)는 교집합이 없다.
도 3c는 제1 컨투어 밴드(21) 및 제2 컨투어 밴드(22) 사이에 교집합이 있는지 여부를 판단하는 경계를 나타낸다.
도 1, 도 3a 내지 도 4c를 참고하면, 제1 컨투어 밴드(21) 및 제2 컨투어 밴드(22)의 교집합을 이용하여, 리소그래피 공정에서 마스크 패턴에 대한 초점 이동 여부를 판단한다(S130).
제1 컨투어 밴드(21)와 제2 컨투어 밴드(22)가 교집합을 가지면, 리소그래피 공정에서 마스크 패턴에 대해 제1 초점 편차(△f1)의 절반 미만의 초점 이동이 발생할 것으로 예상한다(S145). 또한, 제1 컨투어 밴드(21)와 제2 컨투어 밴드(22)가 교집합을 가지면, 리소그래피 공정에서 마스크 패턴에 대해 초점 이동이 발생하지 않는 것으로 판단한다.
반면, 제1 컨투어 밴드(21)와 제2 컨투어 밴드(22)가 교집합을 갖지 않으면, 리소그래피 공정에서 마스크 패턴에 대해 제1 초점 편차(△f1)의 절반 이상의 초점 이동이 발생할 것으로 예상한다(S140). 또한, 제1 컨투어 밴드(21)와 제2 컨투어 밴드(22)가 교집합을 갖지 않으면, 리소그래피 공정에서 마스크 패턴에 대해 초점 이동이 발생하는 것으로 판단한다.
다시 말하면, 제1 컨투어 밴드(21)와 제2 컨투어 밴드(22)가 교집합을 가질 경우, 마스크 패턴에 의한 감광막 상의 전사 패턴은 초점 이동이 발생하지 않은 것으로 판단한다. 하지만, 제1 컨투어 밴드(21)와 제2 컨투어 밴드(22)가 교집합을 갖지 않을 경우, 마스크 패턴에 의한 전사 패턴은 초점 이동이 발생한 것으로 판단한다.
도 3c 및 도 4c에서, 제1 컨투어 밴드(21)과 제2 컨투어 밴드(22)는 교집합이 공집합이므로, 리소그래피 공정에서 마스크 패턴에 대한 초점 이동이 발생할 것으로 예측한다.
도 2c 및 도 3c에서 설명한 것과 같이, 도 4c는 제1 컨투어 밴드(21) 및 제2 컨투어 밴드(22) 사이의 교집합 유무를 판단하는 경계를 나타낸다. 즉, 리소그래피 공정에서 마스크 패턴에 대해 초점 이동이 발생할 경우, 마스크 패턴에 대해 초점 이동 크기(f.s.)를 도 4c를 이용하여 구할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 마스크 패턴의 중심 초점(cf)는 노광 장비의 최적 초점(bf)과, 최적 초점(bf)에 제1 초점 편차(△f1)를 더한 제2 초점(f2)의 중앙에 위치한다. 즉, 최적 초점(bf)과 제2 초점(f2) 사이의 차이는 제1 초점 편차(△f1)이므로, 최적 초점(bf)과 마스크 패턴의 중심 초점(cf) 사이의 차이는 제1 초점 편차(△f1)의 절반이 된다.
따라서, 리소그래피 공정에서 마스크 패턴에 대해 초점 이동(f.s.)이 발생할 것으로 판단되는 경우, 마스크 패턴에 대해 초점 이동 크기(f.s.)는 제1 초점 편차(△f1)의 절반 이상이 된다.
또한, 리소그래피 공정에서 마스크 패턴에 대해 초점 이동이 발생하지 않을 것으로 판단되는 경우, 마스크 패턴에 대해 초점 이동 크기(f.s.)는 제1 초점 편차(△f1)의 절반 미만이 된다.
도 3a 및 도 4a에서, 제1 컨투어 밴드(21)과 제2 컨투어 밴드(22)는 교집합을 가지므로, 리소그래피 공정에서 마스크 패턴에 대한 초점 이동이 발생하지 않을 것으로 예측한다. 또한, 마스크 패턴에 대해 초점 이동 크기(f.s.)는 제1 초점 편차(△f1)의 절반 미만일 것으로 예측한다.
도 3b 및 도 4b에서, 제1 컨투어 밴드(21)과 제2 컨투어 밴드(22)이 공집합이므로, 리소그래피 공정에서 마스크 패턴에 대한 초점 이동이 발생할 것으로 예측한다. 또한, 마스크 패턴에 대해 초점 이동 크기(f.s)는 제1 초점 편차(△f1)의 절반 이상일 것으로 예측한다.
이하에서, 본 발명의 효과에 대해서 설명한다.
리소그래피 공정에서 마스크 패턴에 대한 초점 이동을 알기 위해, 적어도 3개 이상의 CD 데이터가 필요하다. 또한, 각각의 마스크 패턴에 대해 3개 이상의 CD 데이터를 이용하여 parabolic least square fit을 실시함으로써, 각각의 마스크 패턴에 대한 2차 함수 그래프를 구해준다.
각각의 마스크 패턴에 대해 이 같은 방법으로 구해진 2차 함수 그래프를 이용하여, 노광 장비의 최적 초점과 각각의 마스크 패턴의 중심 초점을 비교하고, 이를 통해, 각각의 마스크 패턴의 초점 이동을 확인할 수 있었다.
즉, 직접적인 방법을 통해, 반도체 집적 회로 소자에 사용되는 각각의 마스크 패턴에 대한 초점 이동을 파악할 경우, 너무 많은 양의 데이터를 처리할 필요가 있다. 즉, 이와 같은 많은 양의 데이터를 처리하는 것은 현실적으로 매우 힘들다.
하지만, 본 발명은 반도체 집적 회로 소자에 사용되는 각각의 마스크 패턴의 최적 초점에 대한 컨투어와, 제1 초점에 대한 컨투어와, 제2 초점에 대한 컨투어에 대해 간단한 XOR 연산 및 AND 연산을 수행한다. 이를 통해, 교집합 유무를 판단함으로써, 각각의 마스크 패턴에 대한 초점 이동이 발생할지를 빠르게 예측할 수 있다.
즉, 실제 마스크 패턴을 이용하여 초점 이동을 판단하지 않고, 시뮬레이션을 통해 마스크 패턴의 초점 이동을 판단할 수 있기 때문에, 반도체 집적 회로 소자에 사용되는 모든 마스크 패턴에 대한 초점 이동 여부를 판단할 수 있다.
도 2b, 도 3b, 도4b, 도 5 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 리소그래피 공정의 초점 이동 체크 방법에 대해서 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리소그래피 공정의 초점 이동 체크 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 6은 도 5의 S250 내지 도 S270을 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 도 5의 S280 단계, S290 단계 및 S295 단계를 설명하기 위한 도면이다. 도 8 내지 도 10은 도 5의 과정을 통해 얻을 수 있는 초점 이동 예측 및 초점 이동 크기를 설명하기 위한 도면들이다.
도 2b, 도 3b, 도 4b, 도 5, 도 8 및 도 9를 참고하면, 제1 마스크 패턴(P1)에 대한 최적 컨투어(10)와, 제1 컨투어(11)와, 제2 컨투어(12)를 생성한다(S200).
제1 마스크 패턴(P1)의 최적 컨투어(10)가 제1 마스크 패턴(P1)의 제1 컨투어(11)와 제1 마스크 패턴(P1)의 제2 컨투어(12) 사이에 위치하는 경우를 도시한 것이다. 즉, 시뮬레이션된 최적 컨투어(10)의 CD가 시뮬레이션된 제1 컨투어(11)의 CD와 시뮬레이션된 제2 컨투어(12)의 CD 사이에 있는 경우를 나타낸다.
이어서, 최적 초점(bf)과 제1 초점(f1) 사이에서, 제1 마스크 패턴(P1)의 제1 컨투어 밴드(21)를 생성하고, 최적 초점(bf)과 제2 초점(f2) 사이에서, 제1 마스크 패턴(P1)의 제2 컨투어 밴드(22)를 생성한다(S210).
이어서, 제1 컨투어 밴드(21) 및 제2 컨투어 밴드(22)를 이용하여, 제1 컨투어 밴드(21) 및 제2 컨투어 밴드(22)의 교집합을 계산한다.
제1 마스크 패턴(P1)의 최적 컨투어(10)가 제1 마스크 패턴(P1)의 제1 컨투어(11)와 제1 마스크 패턴(P1)의 제2 컨투어(12) 사이에 위치하기 때문에, 최적 컨투어(10) 및 제1 컨투어(11) 사이의 제1 컨투어 밴드(21)와, 최적 컨투어(10) 및 제2 컨투어(12) 사이의 제2 컨투어 밴드(22)는 교집합이 없다.
제1 컨투어 밴드(21) 및 제2 컨투어 밴드(22)의 교집합을 이용하여, 리소그래피 공정에서 제1 마스크 패턴(P1)에 대한 초점 이동 여부를 판단한다(S230).
도 3b, 도 4b 및 도 9에서, 제1 컨투어 밴드(21)과 제2 컨투어 밴드(22)이 공집합이므로, 리소그래피 공정에서 제1 마스크 패턴(P1)에 대한 초점 이동이 발생할 것으로 예측한다. 또한, 제1 마스크 패턴(P1)에 대해 초점 이동 크기(f.s)는 제1 초점 편차(△f1)의 절반 이상일 것으로 예측된다.
제1 컨투어(11)와, 제2 컨투어(12)와, 최적 컨투어(10)를 생성하는 것과, 제1 컨투어 밴드(21)와 제2 컨투어 밴드(22)를 생성하여, 교집합을 계산하는 것은 도 1 내지 도 4c를 이용하여 설명하였으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 제1 마스크 패턴(P1)에 대한 최적 컨투어(10)와, 제3 컨투어(13)와, 제4 컨투어(14)를 생성한다(S250).
예를 들어, 최적 초점(bf)에서 제1 마스크 패턴(P1)의 최적 컨투어(10)를 생성하고, 제3 초점(f3)에서 제1 마스크 패턴(P1)의 제3 컨투어(13)를 생성하고, 제4 초점(f4)에서 제1 마스크 패턴(P1)의 제4 컨투어(14)를 생성한다.
제3 초점(f3)은 최적 초점(bf)에서 제2 초점 편차(△f2)을 뺀 값을 가지고, 제4 초점(f4)은 최적 초점(bf)에서 제2 초점 편차(△f2)를 더해준 값을 갖는다. 즉, 제3 초점(f3)과 제4 초점(f4)를 더한 값의 중간 값은 최적 초점(bf)이다.
도 6에서 제2 초점 편차(△f2)는 도 2에서 제1 초점 편차(△f1)보다 큰 것으로 도시하였지만, 설명의 편의성을 위한 것일 뿐, 이에 제한되는 것은 아니다.
다만, 이 후의 설명은 제2 초점 편차(△f2)가 제1 초점 편차(△f1)보다 큰 것으로 설명한다. 즉, 최적 초점(bf)과 제1 초점(f1) 사이의 제1 차이가 최적 초점(bf)과 제3 초점(f3) 사이의 제2 차이보다 작은 것으로 설명한다.
도 6에서, 제1 마스크 패턴(P1)의 최적 컨투어(10)가 제1 마스크 패턴(P1)의 제3 컨투어(13)와 제1 마스크 패턴(P1)의 제4 컨투어(14) 사이에 위치한다. 즉, 시뮬레이션된 최적 컨투어(10)의 CD가 시뮬레이션된 제3 컨투어(13)의 CD와 시뮬레이션된 제4 컨투어(14)의 CD 사이에 있다.
이어서, 최적 초점(bf)과 제3 초점(f3) 사이에서, 제1 마스크 패턴(P1)의 제3 컨투어 밴드(23)를 생성하고, 최적 초점(bf)과 제4 초점(f4) 사이에서, 제1 마스크 패턴(P1)의 제4 컨투어 밴드(24)를 생성한다(S260).
최적 컨투어(10)와 제3 컨투어(13) 사이의 배타적 논리합을 구함으로써, 제3 컨투어 밴드(23)는 생성될 수 있다. 또한, 최적 컨투어(10)와 제4 컨투어(14) 사이의 배타적 논리합을 구함으로써, 제4 컨투어 밴드(24)는 생성될 수 있다.
이어서, 제3 컨투어 밴드(23) 및 제4 컨투어 밴드(24)를 이용하여, 제3 컨투어 밴드(23) 및 제4 컨투어 밴드(24)의 교집합을 계산한다(S270).
제3 컨투어 밴드(23) 및 제4 컨투어 밴드(24) 사이의 논리곱을 구함으로써, 제3 컨투어 밴드(23)와 제4 컨투어 밴드(24)의 교집합을 계산한다.
도 6에서, 제3 컨투어 밴드(23) 및 제4 컨투어 밴드(24) 사이에 교집합이 있다. 즉, 제1 마스크 패턴(P1)의 최적 컨투어(10)가 제1 마스크 패턴의 제3 컨투어(13) 및 제1 마스크 패턴(P1)의 제4 컨투어(14)보다 크기 때문에, 최적 컨투어(10) 및 제3 컨투어(13) 사이의 제3 컨투어 밴드(23)와, 최적 컨투어(10) 및 제4 컨투어(14) 사이의 제4 컨투어 밴드(24)는 교집합을 갖는다.
도 3b 및 도 6을 비교하면, 최적 컨투어(10) 및 제1 컨투어(11) 사이의 제1 컨투어 밴드(21)와, 최적 컨투어(10) 및 제2 컨투어(12) 사이의 제2 컨투어 밴드(22)는 교집합이 공집합이다. 하지만, 최적 컨투어(10) 및 제3 컨투어(13) 사이의 제3 컨투어 밴드(23)와, 최적 컨투어(10) 및 제4 컨투어(14) 사이의 제4 컨투어 밴드(24)는 교집합이 공집합이 아니다.
즉, 제1 초점 편차(△f1)보다 큰 제2 초점 편차(△f2)를 이용하여 제1 마스크 패턴(P1)에 대한 컨투어 및 컨투어 밴드를 생성할 경우, 제3 컨투어 밴드(23)와 제4 컨투어 밴드(24)는 교집합을 갖게 된다.
도 5 내지 도 7, 도 9, 도 10을 참고하면, 제3 컨투어 밴드(23) 및 제4 컨투어 밴드(24)의 교집합을 이용하여, 리소그래피 공정에서 제1 마스크 패턴(P1)에 대한 초점 이동 여부를 판단한다(S280, S290, S295).
도 6, 도 7 및 도 9에서, 제3 컨투어 밴드(23)와 제4 컨투어 밴드(24) 사이의 교집합은 공집합이 아니므로, 리소그래피 공정에서 제1 마스크 패턴(P1)에 대한 초점 이동이 발생하지 않을 것으로 예측한다. 또한, 제1 마스크 패턴(P1)에 대해 초점 이동 크기(f.s.)는 제2 초점 편차(△f2)의 절반 미만일 것으로 예측한다.
덧붙여, 제2 초점 편차(△f2)보다 큰 제3 초점 편차(△f3) 및 제4 초점 편차(△f4)에 대해서도, 상술한 것과 같은 방법을 통해 제1 마스크 패턴(P1)에 대한 초점 이동이 발생하는지 여부를 예측할 수 있다.
도 5에는 도시되지 않았지만, 추가적으로, 제1 컨투어 밴드(21)와 제2 컨투어 밴드(22) 사이의 교집합과, 제3 컨투어 밴드(23)와 제4 컨투어 밴드(24) 사이의 교집합을 이용하여, 제1 마스크 패턴(P1)의 초점 이동 범위를 판단할 수 있다.
제1 컨투어 밴드(21)과 제2 컨투어 밴드(22) 사이의 교집합을 이용하여, 제1 마스크 패턴(P1)에 대해 초점 이동 크기(f.s)는 제1 초점 편차(△f1)의 절반 이상일 것으로 예측한다.
제3 컨투어 밴드(23)과 제4 컨투어 밴드(24) 사이의 교집합을 이용하여, 제1 마스크 패턴(P1)에 대해 초점 이동 크기(f.s)는 제2 초점 편차(△f2)의 절반 미만일 것으로 예측한다.
즉, 도 10을 참고하면, 리소그래피 공정에서, 제1 마스크 패턴(P1)에 대해 초점 이동 크기(f.s)는 제1 초점 편차(△f1)의 절반 이상이고, 제2 초점 편차(△f2)의 절반 미만일 수 있다.
도 6 및 도 7에서 도시된 것과 달리, 도 3b 또는 도 3c와 유사하게, 최적 컨투어(10) 및 제3 컨투어(13) 사이의 제3 컨투어 밴드(23)와, 최적 컨투어(10) 및 제4 컨투어(14) 사이의 제4 컨투어 밴드(24)는 교집합이 공집합이라고 가정한다. 이와 같은 경우, 제3 컨투어 밴드(23)과 제4 컨투어 밴드(24) 사이의 교집합을 이용하여, 제1 마스크 패턴(P1)에 대해 초점 이동 크기(f.s)는 제2 초점 편차(△f2)의 절반 이상일 것으로 예측한다.
따라서, 제1 컨투어 밴드(21)와 제2 컨투어 밴드(22) 사이의 교집합과, 제3 컨투어 밴드(23)와 제4 컨투어 밴드(24) 사이의 교집합이 모두 공집합인 경우, 리소그래피 공정에서, 제1 마스크 패턴(P1)에 대해 초점 이동 크기(f.s)는 제2 초점 편차(△f2)의 절반 이상일 수 있다.
만약, 도 3a와 유사하게, 제1 컨투어 밴드(21)와 제2 컨투어 밴드(22) 사이의 교집합과, 제3 컨투어 밴드(23)와 제4 컨투어 밴드(24) 사이의 교집합이 모두 공집합이 아닌 경우, 리소그래피 공정에서, 제1 마스크 패턴(P1)에 대해 초점 이동 크기(f.s)는 제1 초점 편차(△f1)의 절반 미만일 수 있다.
제1 마스크 패턴(P1)에 대한 초점 이동 여부를 예측한 것과 같이, 도 8의 제2 마스크 패턴(P2)에 대한 초점 이동 여부도 상술한 것과 같은 방법으로 수행할 수 있다.
제1 초점 편차(△f1), 제2 초점 편차(△f2), 제3 초점 편차(△f3) 및 제4 초점 편차(△f4)에 대해서 상술한 것과 같은 방법을 통해 제2 마스크 패턴(P2)에 대한 초점 이동이 발생하는지 여부를 예측할 수 있다.
도 9에서와 같이, 제1 초점 편차(△f1), 제2 초점 편차(△f2), 제3 초점 편차(△f3) 및 제4 초점 편차(△f4)에서 모두 제2 마스크 패턴(P2)에 대한 초점 이동이 발생하지 않을 것으로 예측될 수 있다.
이와 같은 경우, 도 10을 참고하면, 리소그래피 공정에서 제2 마스크 패턴(P2)에 대해 초점 이동 크기(f.s)는 제1 초점 편차(△f1)의 절반 미만일 수 있다.
만약, 제1 초점 편차(△f1)보다 작은 초점 편차에 대해 리소그래피 공정의 초점 이동 체크를 실시함으로써, 제2 마스크 패턴(P2)에 대한 초점 이동 크기를 구할 수 있음은 물론이다.
본 발명의 실시예들에 따른 리소그래피 공정의 초점 이동 체크 방법을 통해, 반도체 집적 회로 소자를 형성하기 위한 수많은 마스크 패턴에 대해 초점 이동 여부를 각각 예측할 수 있을 뿐만 아니라, 각각의 마스크 패턴의 초점 이동 크기도 예측할 수 있다.
도 2a 내지 도 4c, 도 11 및 도 12를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전사 패턴 오류 분석 방법에 대해서 설명한다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전사 패턴 오류 분석 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 12는 도 11의 S300 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12를 참고하면, 리소그래피 공정에서 취약한 제3 마스크 패턴(P3)을 정의한다(S300).
구체적으로, 리소그래피 공정을 통해, 제3 마스크 패턴(P3)을 감광막(100) 상에 전사한다. 제3 마스크 패턴(P3)을 통해 감광막(100) 상에 형성된 전사 패턴(110)은 제3 마스크 패턴(P3)과 모양이 상이할 수 있다.
또한, 감광막 패턴을 형성하기 위해 감광막(100)을 현상하여도, 전사 패턴(110)은 현상이 잘되지 않을 수 있다.
즉, 제3 마스크 패턴(P3)을 감광막(100) 상에 형성한 전사 패턴(100)은 불량인 패턴일 수 있다. 따라서, 제3 마스크 패턴(P3)은 리소그래피 공정에서 취약한 마스크 패턴일 수 있다.
그러므로, 리소그래피 공정에서 취약한 제3 마스크 패턴(P3)은 감광막(100) 상에 전사되는 실제 모양을 이용하여 분류 및 정의할 수 있다.
리소그래피 공정에서 마스크 패턴이 취약한 원인은 예를 들어, 마스크 패턴의 초점 이동, 노광 장비의 도오즈(dose) 또는 마스크의 균일성(uniformity) 등이 있을 수 있다.
따라서, 리소그래피 공정에 취약한 마스크 패턴의 문제를 해결하기 위해서는, 리소그래피 공정에서 마스크 패턴이 취약한 원인을 찾을 필요가 있다.
도 11을 참고하면, 제3 마스크 패턴(P3)에 대한 최적 컨투어와, 제1 컨투어와, 제2 컨투어를 생성한다(S310).
도 2a 내지 도 2c에서 도시되는 마스크 패턴과 제3 마스크 패턴(P3)의 모양을 상이하지만, 제3 마스크 패턴(P3)에 대한 최적 컨투어와, 제1 컨투어와, 제2 컨투어는 도 2a 내지 도 2c과 유사한 방법으로 생성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전사 패턴 오류 분석 방법에서, 초점 편차(△f)는 리소그래피 공정에서 마스크 패턴의 초점 이동이 허용되는 범위, 즉 초점 이동이 허용되는 크기와 관련될 수 있다. 즉, 초점 편차(△f)는 리소그래피 공정에서 마스크 패턴의 초점 이동이 허용되는 크기의 두 배일 수 있다.
이어서, 제3 마스크 패턴(P3)에 대한 제1 컨투어 밴드 및 제2 컨투어 밴드를 생성한다(S320). 이와 같이 생성된 제3 마스크 패턴(P3)의 제1 컨투어 밴드 및 제3 마스크 패턴(P3)의 제2 컨투어 밴드를 이용하여, 교집합을 계산한다(S330).
이어서, 계산된 제3 마스크 패턴(P3)의 제1 컨투어 밴드 및 제3 마스크 패턴(P3)의 제2 컨투어 밴드의 교집합을 이용하여, 제3 마스크 패턴(P3)의 초점 이동 여부를 판단한다(S340).
이 때, 제3 마스크 패턴(P3)의 제1 컨투어 밴드 및 제3 마스크 패턴(P3)의 제2 컨투어 밴드의 교집합이 공집합이면, 리소그래피 공정에서 제3 마스크 패턴(P3)에 대한 초점 이동이 발생한 것으로 판단된다.
즉, 제3 마스크 패턴(P3)이 리소그래피 공정에서 취약한 원인 중의 하나는 제3 마스크 패턴(P3)의 초점 이동에 의한 것이라고 판단할 수 있다.
반면, 제3 마스크 패턴(P3)의 제1 컨투어 밴드 및 제3 마스크 패턴(P3)의 제2 컨투어 밴드의 교집합이 공집합이 아니면, 리소그래피 공정에서 제3 마스크 패턴(P3)에 대한 초점 이동이 발생하지 않는 것으로 판단된다.
즉, 제3 마스크 패턴(P3)이 리소그래피 공정에서 취약한 원인은 제3 마스크 패턴(P3)의 초점 이동을 제외한 나머지 원인에 의한 것이라고 판단할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10, 11, 12, 13, 14: 마스크 패턴의 컨투어(contour)
21, 22, 23, 24: 마스크 패턴의 컨투어 밴드(contour band)

Claims (10)

  1. 초점 이동 체크 방법을 이용하는 반도체 장치 제조 방법에 있어서,
    상기 반도체 장치 제조 방법은, 반도체 기판을 제공하고,
    상기 반도체 기판 상에 포토레지스트층을 형성하고,
    포토마스크 및 노광 장비를 이용하여 상기 포토레지스트층 상에 광 패턴을 노출시키고,
    포토레지스트 패턴을 형성하기 위해, 상기 포토레지스트층을 현상하는 것을 포함하고,
    상기 초점 이동 체크 방법은,
    제1 초점과 제2 초점 사이에서, 마스크 패턴의 제1 컨투어(contour) 밴드를 생성하고,
    상기 제1 초점과 제3 초점 사이에서, 상기 마스크 패턴의 제2 컨투어 밴드를 생성하고,
    상기 제1 컨투어 밴드와 상기 제2 컨투어 밴드의 교집합을 이용하여, 상기 마스크 패턴에 대한 초점 이동을 판단하는 것을 포함하는 반도체 장치 제조 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 교집합의 유무를 이용하여, 상기 마스크 패턴에 대한 초점 이동 유무를 판단하는 반도체 장치 제조 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 초점은 상기 노광 장비의 최적 초점이고,
    상기 제2 초점은 상기 제1 초점에서 초점 편차를 빼준 값이고, 상기 제3 초점은 상기 제1 초점에서 초점 편차를 더해준 값인 반도체 장치 제조 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 초점 편차는 판단되어야하는 상기 초점 이동의 두배인 반도체 장치 제조 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 컨투어 밴드를 생성하는 것은
    상기 제1 초점에서 상기 마스크 패턴의 제1 컨투어를 생성하고,
    상기 제2 초점에서 상기 마스크 패턴의 제2 컨투어를 생성하고,
    상기 제1 컨투어 및 상기 제2 컨투어를 XOR 연산하는 것을 포함하는 반도체 장치 제조 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 컨투어를 생성하는 것은
    광학적 모델(Optical Model)을 이용하여, 상기 마스크 패턴이 감광막 상에 전사되는 모양을 시뮬레이션하는 반도체 장치 제조 방법.


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