KR20070032479A - 반도체 소자의 패턴 크기 보정 방법 - Google Patents

Abstract

개시된 반도체 소자의 패턴 크기 보정 방법은, (1) SEM에 의하여 반도체 소자에 형성된 패턴의 피치 별 CD를 2차원적으로 측정하는 단계와, (2) 3D-AFM 및 TEM 중 어느 하나에 의하여 상기 반도체 소자에 형성된 패턴의 피치 변화에 따른 CD를 3차원적으로 측정하는 단계와, (3) 상기 (1) 단계의 측정값과 상기 (2) 단계의 측정값을 비교하는 단계 및 (4) 상기 비교값에 의한 오차를 마스크에 형성되는 패턴의 크기에 반영하여 보정하는 단계를 포함함으로써, 반도체 소자의 패턴 크기를 2차원적 및 3차원적으로 측정하여, 이 양자의 측정 오차값을 마스크 상의 패턴 형성 시 반영함으로써, 정확한 크기의 패턴이 반도체 소자에 형성될 수 있게 하는 효과를 제공한다.

Description

반도체 소자의 패턴 크기 보정 방법{Compensating method of pattern size in semiconductor device}

도 1은 종래의 반도체 소자의 미세 패턴을 나타낸 평면도,

도 2는 도 1의 반도체 소자에 형성된 미세 패턴을 나타낸 단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 패턴 크기 보정 방법을 순차적으로 나타낸 순서도.

본 발명은 반도체 소자의 패턴 크기 보정 방법에 관한 것으로서, 특히 마스크 상에 형성되는 미세 패턴의 크기를 보정하여 반도체 소자에 정확한 크기의 패턴이 형성될 수 있도록 하는 반도체 소자의 패턴 크기 보정 방법에 관한 것이다.

최근 반도체 공정의 발달과 더불어 점점 더 미세한 크기의 패턴을 갖는 반도체 소자가 출현하고 있으며, 이전에는 무시할 수 있던 패턴 크기에서의 측정 오차값이 미세 패턴이 출현하면서 무시할 수 없는 값이 되고 있다.

이러한 패턴 크기의 측정 오차 값은 마스크에 형성된 패턴의 노광 시, 빛의 간섭 등에 의한 것으로 미세 패턴으로 갈수록 그 정도는 심해진다.

따라서, 미세 패턴의 크기를 정확히 측정하여 반도체 소자에 형성되는 패턴의 오차를 최소화하기 위한 여러 방법들이 제시되고 있다.

이러한 방법 중, 일반적으로 사용되고 있는 패턴의 크기 측정 방법으로는 SEM(scanning electron microscope)을 이용하여 2차원적으로 패턴의 CD(critical dimension)를 측정하는 방법이 있는데, 이 SEM에 의한 패턴의 CD측정은 패턴의 피치에 따라 패턴 형태가 달라지기 때문에 측정 결과가 일관되지 않는 문제점이 있다.

즉, 도 1과 같이 반도체 소자(10)의 패턴(11)을 평면도로서 바라볼 때에는 사각형으로 동일한 형태를 가지나, 도 2와 같이 단면도에 의하여 바라볼 때에는 직사각형(11a), 평행 사변형(11b), 역 평행 사변형(11c) 등 각각의 패턴 형태가 달라져, 어느 지점을 기준으로 하여 패턴의 CD를 측정하느냐에 따라 패턴의 크기가 달라지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 반도체 소자에 형성되는 패턴의 오차 값을 측정하여, 마스크 상에 그 보정된 크기로 패턴을 형성함으로써 일관된 크기의 패턴을 반도체 소자에 형성할 수 있는 개선된 반도체 소자의 패턴 크기 보정 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 소자의 패턴 크기 보정 방법은, (1) SEM에 의하여 반도체 소자에 형성된 패턴의 피치 별 CD를 2차원적으로 측 정하는 단계; (2) 3D-AFM 및 TEM 중 어느 하나에 의하여 상기 반도체 소자에 형성된 패턴의 피치 변화에 따른 CD를 3차원적으로 측정하는 단계; (3) 상기 (1) 단계의 측정값과 상기 (2) 단계의 측정값을 비교하는 단계; (4) 상기 비교값에 의한 오차를 마스크에 형성되는 패턴의 크기에 반영하여 보정하는 단계를 포함한 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 패턴 크기 보정 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.

도면을 참조하면, 반도체 소자의 패턴 크기 보정 방법은 먼저, 2차원적으로 SEM에 의하여 반도체 소자에 형성된 패턴의 피치 별 크기를 측정한다(S1).

그런 다음, SEM에 의하여 측정한 반도체 소자의 패턴을 3D-AFM(3dimension-atomic force microscope)이나 TEM(transmission electron microscope)에 의하여 3차원적으로 패턴의 피치 변화 별로 그 크기를 측정한다(S2).

그러면, 2차원적 측정에 의한 값과 3차원적 측정에 의한 값이 나온다. 이 값은 동일할 수도 있고, 차이가 날 수도 있다.

이러한 현상은 각 패턴의 단면도의 차이, 즉 2차원적으로는 같은 형태 및 같은 피치를 갖는 것으로 측정될 지라도, 3차원적으로 측정 시, 2차원적 측정에서는 알 수 없던 부분을 측정할 수 있으므로, 피치 변화에 따라 패턴의 형태가 변경될 수 있다.

따라서, 2차원적 측정값과 3차원적 측정값을 서로 비교(S3)하여 3차원적 측정값과 2차원적 측정값의 차이를 마스크 상에 형성되는 패턴에 반영하여 보정하여 준다(S4).

이와 같은 방법에 의하면, 마스크 상에 형성된 패턴의 크기를 보정하여 반도체 소자로의 패턴 전사 시, 우리가 원하는 정확한 형태 및 피치를 가진 미세 패턴을 반도체 소자에 형성시킬 수 있게 되어 반도체 소자의 성능 저하를 방지할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 반도체 소자의 패턴 크기 보정 방법에 의하면, 반도체 소자의 패턴 크기를 2차원적 및 3차원적으로 측정하여, 이 양자의 측정 오차값을 마스크 상의 패턴 형성 시 반영함으로써, 정확한 크기의 패턴이 반도체 소자에 형성될 수 있게 하는 효과를 제공한다.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims (1)

1. (1) SEM에 의하여 반도체 소자에 형성된 패턴의 피치 별 CD를 2차원적으로 측정하는 단계;

   (2) 3D-AFM 및 TEM 중 어느 하나에 의하여 상기 반도체 소자에 형성된 패턴의 피치 변화에 따른 CD를 3차원적으로 측정하는 단계;

   (3) 상기 (1) 단계의 측정값과 상기 (2) 단계의 측정값을 비교하는 단계;

   (4) 상기 비교값에 의한 오차를 마스크에 형성되는 패턴의 크기에 반영하여 보정하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 미세 패턴 보정 방법.

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