KR20090032011A - 치수 변환차 예측 방법, 포토마스크의 제조 방법, 전자 부품의 제조 방법, 및 치수 변환차 예측 프로그램 - Google Patents

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KR20090032011A
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Abstract

변환차 예측점에서의 개구각을 설계 패턴 데이터에 기초하여 구하고, 상기 개구각과 치수 변환차의 실측값과의 상관 관계에 기초하여 치수 변환차를 예측하는 것을 특징으로 하는 치수 변환차 예측 방법, 또는, 변환차 예측점에서의 입사물의 입사량을 설계 데이터에 기초하여 구하고, 상기 입사량과 치수 변환차의 실측값과의 상관 관계에 기초하여 치수 변환차를 예측하는 것을 특징으로 하는 치수 변환차 예측 방법을 제공한다.
변환차 예측점, 개구각, 설계 패턴 데이터, 치수 변환차, 입사량, 광 근접 효과 보정

Description

치수 변환차 예측 방법, 포토마스크의 제조 방법, 전자 부품의 제조 방법, 및 치수 변환차 예측 프로그램{DIMENSION CONVERSION DIFFERENCE PREDICTING METHOD, PHOTOMASK MANUFACTURING METHOD, ELECTRONIC COMPONENT MANUFACTURING MEHTOD, AND DIMENSION CONVERSION DIFFERENCE PREDICTING PROGRAM}
본 발명은, 치수 변환차 예측 방법, 포토마스크의 제조 방법, 전자 부품의 제조 방법, 및 치수 변환차 예측 프로그램에 관한 것이다.
최근의 반도체 장치 등에서는, 패턴의 미세화가 눈부시고, 설계 룰이 미세화되는 것에 수반하여 설계 패턴을 웨이퍼 상에서 원하는 형상, 치수대로 전사하는 것이 곤란해지고 있다. 이 경우, 설계 패턴과 전사된 웨이퍼 상의 패턴에 괴리가 발생하면, 전사된 웨이퍼 상의 패턴이 변형됨으로써 전기 특성이 열화되고, 또한, 패턴의 브릿지나 단선 등에 의해 수율이 저하된다고 하는 문제가 야기될 우려가 있다.
그 때문에, 설계 패턴의 형상, 치수대로 전사되도록 마스크 패턴의 형상에 보정을 가하는 프로세스 변환차 보정(PPC : Process Proximity Correction) 처리 등이 행하여지고 있다.
여기서, 포토리소그래피 공정 및 에칭 공정에서는, 형성하고자 하는 패턴의 주변에 배치된 다른 패턴의 레이아웃 환경이, 그 패턴의 치수 정밀도에 큰 영향을 미친다. 그 때문에, 개구 패턴의 대향하는 엣지간의 거리에 따라서 단계적으로 정해진 치수 변환차의 값을 이용하는 프로세스 변환차 보정 처리가 제안되어 있다(특허 문헌 1을 참조). 이 특허 문헌 1에 개시된 기술에서는, 변환차 예측점에서의 라인 길이와 스페이스 길이에 기초하여, 미리 단계적으로 정해진 범위로부터 치수 변환차의 값을 선택하여 치수 변환차의 예측을 행하도록 하고 있다.
그러나, 특허 문헌 1에 개시된 기술은, 선 형상의 패턴에 대해서는 치수 변환차 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있지만, 비선 형상의 패턴(예를 들면, 패턴이 단속적이거나, 고리 형상의 패턴이거나 하는 경우)에 대해서는, 패턴 형상 등의 영향을 받기 때문에 치수 변환차 예측의 정밀도 향상에 개선의 여지가 있었다.
[특허 문헌 1] 일본 특개 2004-363390호 공보
본 발명은, 패턴의 형상에 관계없이 치수 변환차 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있는 치수 변화차 예측 방법, 포토마스크의 제조 방법, 전자 부품의 제조 방법, 및 치수 변화차 예측 프로그램을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 변환차 예측점에서의 개구각을 설계 패턴 데이터에 기초하여 구하고, 상기 개구각과 치수 변환차의 실측값과의 상관 관계에 기초 하여 치수 변환차를 예측하는 것을 특징으로 하는 치수 변환차 예측 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 변환차 예측점에서의 입사물의 입사량을 설계 데이터에 기초하여 구하고, 상기 입사량과 치수 변환차의 실측값과의 상관 관계에 기초하여 치수 변환차를 예측하는 것을 특징으로 하는 치수 변환차 예측 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 상기 중 어느 하나의 치수 변환차 예측 방법에 의해 예측한 치수 변환차에 기초하여, 설계 패턴 데이터에 대한 프로세스 변환차 보정을 행하여, 노광 패턴 데이터를 작성하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 상기의 포토마스크의 제조 방법에 의해 포토마스크를 작성하고, 상기 포토마스크를 이용하여 노광하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 상기 중 어느 하나의 치수 변환차 예측 방법에 의해 예측한 치수 변환차에 기초하여, 설계 패턴 데이터를 검증하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 컴퓨터에, 변환차 예측점에서의 개구각을 설계 패턴 데이터에 기초하여 연산시키고, 상기 개구각과 치수 변환차의 실측값과의 상관 관계에 기초하여 치수 변환차의 예측을 실행시키는 것을 특징으로 하는 치수 변환차 예측 프로그램이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 컴퓨터에, 변환차 예측점에서의 입사물의 입사량을 설계 데이터에 기초하여 연산시키고, 상기 입사량과 치수 변환차의 실측값과의 상관 관계에 기초하여 치수 변환차의 예측을 실행시키는 것을 특징으로 하는 치수 변환차 예측 프로그램이 제공된다.
본 발명에 따르면, 패턴의 형상에 관계없이 치수 변환차 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있는 치수 변화차 예측 방법, 포토마스크의 제조 방법, 전자 부품의 제조 방법, 및 치수 변화차 예측 프로그램이 제공된다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 대해서 예시를 한다. 또한, 각 도면 중, 마찬가지의 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 적절히 생략한다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 치수 변환차 예측 방법을 예시하기 위한 모식도이다. 또한, 도 1a는 모식 평면도, 도 1b는 도 1a에서의 A-A 화살 표시 단면도이다. 또한, 도 1c는 패턴이 단속적인 경우를 예시하기 위한 모식 평면도이다.
도 2a 및 도 2b는 비교예에 따른 치수 변환차 예측 방법을 예시하기 위한 모식도이다. 또한, 도 2a는 설계 패턴의 모식 평면도, 도 2b는 웨이퍼 상에 전사된 패턴의 모식 평면도이다.
우선, 도 2에 도시한 비교예에 따른 치수 변환차 예측 방법에 대해서 설명을 한다. 도 2에 도시한 치수 변환차 예측 방법은, 본 발명자가 발명을 하기에 이른 과정에서 검토한 것이다.
도 2a에 도시한 설계 패턴을 그대로 웨이퍼 상에 전사하면, 도 2b에 도시한 바와 같이 라인 길이 L이 짧아진다. 또한，그 밖에도, 설계상 90도이어야 할 코너가 둥글게 되거나, 라인 길이 L이 길어지거나 하는 경우도 생길 수 있다.
이와 같은 현상을 일으키는 요인 중 하나로, 에칭의 영향(예를 들면, 에칭 속도의 패턴 의존성 등) 등에 기인하는 프로세스 변환차로 불리는 것이 있다.
반도체 장치로서의 원하는 전기 특성을 달성하기 위해서, 패턴의 단선이나 브릿지 등에 의한 불량 발생을 억제하기 위해서는, 웨이퍼 상에서 설계 패턴대로의 치수 및 형상을 실현할 필요가 있다. 그 때문에, 치수 변환차를 미리 예측(치수 변환차 예측)하여, 리소그래피 공정에서 이용되는 포토마스크 상의 패턴 형상을 보정하는 것이 필요로 된다.
여기서, 형성하고자 하는 패턴의 주변에 배치된 다른 패턴의 레이아웃 환경이, 그 패턴의 치수 정밀도에 큰 영향을 미친다.
도 3은 치수 변환차와 스페이스 길이 S의 관계를 예시하기 위한 모식 그래프도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 스페이스 길이 S가 커짐에 따라서, 치수 변환차도 커진다. 단, 스페이스 길이 S와 치수 변환차가 반드시 비례 관계에 있다고는 할 수 없다. 따라서, 변환차 예측점에서의 라인 길이 L과 스페이스 길이 S에 기초하여, 미리 단계적으로 정해진 범위로부터 치수 변환차의 값을 선택하여 치수 변환차 예측을 행하도록 하면 편리하다.
표 1은, 라인 길이 L과 스페이스 길이 S에 기초하여, 단계적으로 정해진 치수 변환차의 값을 예시하기 위한 표이다. 이 경우, 치수 변환차의 값은, 미리 실험 등을 행하여 구하도록 하고 있다. 또한, 라인 길이 L은 200㎚(나노미터)의 경우이다.
Figure 112008067463334-PAT00001
이와 같이, 주변에 배치된 다른 패턴과의 레이아웃 환경도 고려하면, 치수 변환차 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 그러나, 실제의 패턴의 형상은, 도 2에 예시를 한 선 형상의 패턴 형상만이라고는 할 수 없고, 패턴의 형상이 비선 형상으로 된 경우에는, 치수 변환차 예측에 오차가 생기게 된다.
도 4a 및 4b는 패턴의 형상이 비선 형상으로 되는 경우를 예시하기 위한 모식도이다. 또한, 도 4a는 패턴 형상이 단속적인 경우, 도 4b는 패턴 형상이 고리 형상인 경우이다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 인접하는 패턴이 도중에서 끊어진 부분에서의 스페이스 길이 S1은, 인접하는 패턴이 존재하는 부분에서의 스페이스 길이 S2보다도 길어진다. 그 때문에, 스페이스 길이 S1에 기초하여 상기의 표 1 등으로부터 치수 변환차의 값을 구하도록 하면, 오차가 생기게 된다.
마찬가지로, 도 4b에 도시한 것의 경우에서도, 스페이스 길이 S3, S4의 길이가 서로 다르므로, 그것에 기초하여 구해지는 치수 변환차의 값에 오차가 생기게 된다.
본 발명자는 검토의 결과, 치수 변환차 예측을 행하는 부분(이하, 변환차 예측점이라고 함)에서의 개구각을 설계 패턴 데이터에 기초하여 구하고, 상기 개구각과 치수 변환차의 실측값과의 상관 관계를 해석함으로써, 치수 변환차를 예측하도록 하면, 패턴의 형상에 관계없이 치수 변환차 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다고 하는 지견을 얻었다.
다음으로, 도 1로 되돌아가서, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 치수 변환차 예측 방법을 예시한다.
또한, 설명의 편의상, 웨이퍼(1) 상에 형성된 절연막(2)이 레지스트 패턴(3)을 마스크로 하여, 에칭되는 경우를 예로 들어 설명을 한다.
도 1b에 도시한 바와 같이, 변환차 예측점을, 레지스트 패턴(3)의 표면으로부터 하방(웨이퍼(1)의 방향)을 향하여 치수 H의 위치로 한다. 그리고, 치수 변환차 예측을 행할 때에 변환차 예측점에서의 개구각을 구한다.
개구각은, 변환차 예측점을 중심으로 하여 나오는 반직선이 움직임으로써 형성되는 구면 중, 반직선이 근접하는 레지스트 패턴(3)이나 절연막(2)의 패턴과 간섭하지 않는 부분의 각도로 한다. 그 때문에, 개구각은, 입체각으로 나타내어진다. 이와 같은 개구각은, 설계 패턴 데이터에 기초하여 구할 수 있다.
여기서, 설명의 편의상, 상술한 바와 같이 하여 형성되는 「입체」 중의 대표적인 단면을 이용하여 개구각을 더 설명한다. 또한, 대표적인 단면에서의 각도는, 평면각으로 나타내어지게 된다.
예를 들면, 웨이퍼(1)의 주면과 수직한 방향에서의 각도(평면각)는, 도 1b에 도시한 바와 같이 θ1로 된다. 또한，웨이퍼(1)의 주면과 평행한 방향에서의 각도(평면각)는, 도 1a에 도시한 바와 같이 θ2로 된다.
이 경우, 인접하는 패턴에 도중에서 끊어진 부분이 있는 경우에는, 도 1c에 도시한 바와 같이 θ3의 분만큼 커지게 된다. 그리고, 인접하는 패턴에 도중에서 끊어진 부분이 있는 경우에는, 웨이퍼(1)의 주면과 수직한 방향에서도, 도 1b에 도시한 바와 같이 θ4의 분만큼 커지게 된다.
또한，웨이퍼(1)의 주면과 수직한 방향에서의 각도 θ1은, 스페이스 길이 S와 변환차 예측점의 수직 방향 위치(치수 H)에 의해 변동된다. 즉, 스페이스 길이 S가 길어지면 각도 θ1은 커지게 되고, 치수 H가 작아지면 각도 θ1은 커지게 된다.
도 5는 변환차 예측점의 수직 방향 위치(치수 H)와 스페이스 길이 S가, 웨이퍼(1)의 주면과 수직한 방향에서의 각도 θ1에 미치는 영향을 예시하기 위한 모식 그래프도이다. 또한, 도면에서의 H1∼H3의 선도는, 변환차 예측점의 수직 방향 위치(치수 H)마다 스페이스 길이 S와 웨이퍼(1)의 주면과 수직한 방향에서의 각도 θ1와의 관계를 해석한 것이며, H1은 치수 H가 50㎚(나노미터) 정도, H2는 치수 H가 100㎚(나노미터) 정도, H3은 치수 H가 150㎚(나노미터) 정도인 경우이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 스페이스 길이 S가 길어지면 각도 θ1은 커지게 되고, 스페이스 길이 S가 동일하여도 치수 H가 작아지면 각도 θ1은 커지게 된다.
이와 같이, 변환차 예측점의 수직 방향 위치(치수 H)마다 스페이스 길이 S와 웨이퍼(1)의 주면과 수직한 방향에서의 각도 θ1과의 관계를 미리 해석해 두면, 치수 H를 파라미터로 하여 각도 θ1을 용이하게 계산할 수 있다.
이와 같은 개구각은, 변환차 예측점에서의 입사물(예를 들면, 래디컬이나 이온 등)의 입사량에 영향을 주어, 치수 변환차의 값이 변동되는 요인으로 된다. 즉, 개구각이 커지게 되면 그 만큼 변환차 예측점에 입사 가능하게 되는 입사물의 양이 증가하게 되어, 에칭량이 증가하여 라인 길이 L이 짧아지기 쉬워진다.
그 때문에, 치수 변환차 예측에서 개구각을 고려하는 것으로 하면, 비교예의 경우에 비해 다방향의 레이아웃 환경을 반영한 치수 변환차의 값을 알 수 있으므로, 패턴의 형상에 관계없이 치수 변환차 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명자는 검토의 결과, 변환차 예측점에서의 입사물의 입사량을 설계 데이터에 기초하여 구하고, 상기 입사량과 치수 변환차의 실측값과의 상관 관계를 해석함으로써, 치수 변환차를 예측하도록 하면, 패턴의 형상에 관계없이 치수 변환차 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다고 하는 지견을 얻었다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 치수 변환차 예측 방법을 예시하기 위한 모식도이다. 또한, 도 1에서 설명을 한 것과 마찬가지의 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 변환차 예측점을 레지스트 패턴(3)의 표면으로부터 하방(웨이퍼(1)의 방향)을 향하여 치수 H의 위치로 한다. 그리고, 치수 변환차 예측을 행할 때에 변환차 예측점에서의 입사각을 구한다.
입사각은, 변환차 예측점을 중심으로 하여 나오는 반직선이 움직임으로써 형성되는 구면 중, 반직선이 근접하는 레지스트 패턴(3)이나 절연막(2)의 패턴과 간섭하지 않는 부분의 각도로 한다. 그 때문에, 입사각은, 입체각으로 나타내어진다. 이와 같은 입사각은, 설계 패턴 데이터에 기초하여 구할 수 있다.
여기서, 설명의 편의상, 전술한 바와 같이 하여 형성되는 「입체」 중의 대표적인 단면을 이용하여 입사각을 더 설명한다. 또한, 대표적인 단면에서의 각도는, 평면각으로 나타내어지게 된다.
예를 들면, 웨이퍼(1)의 주면과 수직한 방향에서의 각도(평면각)는, 도 6에 도시한 바와 같이 θ5로 된다. 또한, 웨이퍼(1)의 주면과 평행한 방향에서의 각도(평면각)는, 전술한 도 1a의 경우와 마찬가지로 하여 생각할 수 있다.
또한, 설계 패턴 데이터나 후술하는 입사물의 각도 분포, 래디컬 R과 이온 I의 비율 등은 설계 데이터로부터 알 수 있다. 즉, 후술하는 입사물의 입사량은 설계 데이터에 기초하여 구할 수 있게 된다.
도 6에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(1)의 주면과 수직한 방향에서의 각도(평면각) θ5는, 웨이퍼(1)의 주면과 수직한 방향에서, 변환차 예측점을 중심으로 하여 나오는 반직선이 근접하는 레지스트 패턴(3)이나 절연막(2)의 패턴과 간섭하지 않는 부분의 각도(평면각)이다. 이 경우, 인접하는 패턴에 도중에서 끊어진 부분이 있는 경우에는, 도 6에 도시한 바와 같이 θ6의 분만큼 커지게 된다.
이와 같은 입사각은, 변환차 예측점에서의 입사물의 입사량에 영향을 주어, 치수 변환차의 값이 변동되는 요인으로 된다. 즉, 입사각이 커지게 되면 그 만큼 변환차 예측점에 입사 가능하게 되는 입사물의 양이 증가하게 되어, 에칭량이 증가하여 라인 길이 L이 짧아지기 쉬워진다.
또한, 본 실시 형태에서는, 입사물의 각도 분포도 고려하여 입사량을 구하여 치수 변환차 예측을 행하도록 하고 있다. 여기서, 입사물로서는, 예를 들면, 반응성 가스를 플라즈마 상태로 하여 발생시킨 래디컬 R이나 이온 I를 예시할 수 있다.
이 경우, 도 6에 도시한 바와 같이, 이온 I는, 넓어짐이 작아 수직한 방향의 각도 분포를 갖고 변환차 예측점에 입사한다. 한편, 도 7에 도시한 바와 같이 래디컬 R은, 넓어짐이 커서 거의 등방적인 각도 분포를 갖고 변환차 예측점에 입사한다. 그 때문에, 패턴의 상방(개구부 부근)에서는, 래디컬 R쪽이 변환차 예측점에 많이 입사하기 쉬워진다. 또한, 넓어짐이 작아 수직한 방향의 각도 분포를 갖는 이온 I는, 패턴의 하방(저면 부근)에서도 비교적 용이하게 변환차 예측점에 입사할 수 있다.
또한, 도 6에서는, 변환차 예측점에의 직접 입사 성분을 예시하고 있지만, 패턴의 측벽면에서의 N차 반사 성분도 포함하도록 할 수 있다.
또한, 드라이 에칭 장치에서는, 그 방식에 따라 에칭에 이용되는 래디컬 R과 이온 I의 비율이 상이하다. 예를 들면, CDE(Chemical Dry Etching) 장치에서는 래디컬 R이 주체인 에칭이 행해지고, 반응성 이온 에칭에서는 래디컬 R과 이온 I의 상승 효과에 의해 에칭이 행해진다. 그 때문에，에칭에 이용되는 래디컬 R과 이온 I의 비율도 고려하여 입사물의 입사량을 구하도록 할 수도 있다.
또한, 드라이 에칭의 프로세스 조건에 따라서도 입사물의 입사량이 변화될 수 있다. 예를 들면, 처리 압력이 높으면 이온 I와 가스 입자의 충돌 빈도가 높아져, 각도 분포가 넓어지기 쉬워진다. 한편, 처리 압력이 낮아지면, 이온 I와 가스 입자의 충돌 빈도가 낮아지므로, 각도 분포가 좁아지기 쉬워진다. 그 때문에, 드라이 에칭의 프로세스 조건도 고려하여 입사물의 입사량을 구하도록 할 수도 있다.
이와 같이 입사각, 입사물의 각도 분포를 고려하여 변환차 예측점에서의 입사물의 입사량을 구하도록 하면, 치수 변환차 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
다음으로, 개구각을 이용한 치수 변환차 예측 방법에 대해서 예시를 한다.
우선, 전술한 바와 같이 하여 개구각을 연산하여 구한다. 이 때, 웨이퍼(1)의 주면과 수직한 방향에서의 각도 θ1에 대해서는, 스페이스 길이 S가 설계 시에 결정되므로, 치수 H를 변수로 한 함수로 할 수 있다. 그 때문에, 평면각인 각도 θ1을 포함하는 관계에 있는 입체각인 개구각도 치수 H를 변수로 한 함수 θ(H)로 할 수 있다.
그 결과, 예를 들면, 치수 변환차 CD를 이하의 수학식 1과 같은 함수로 나타낼 수 있다.
Figure 112008067463334-PAT00002
또한, α, β는 계수이며, 이하에 설명을 하는 회귀 분석법 등에 의해 결정할 수 있다.
회귀 분석법에 의해, 수학식 1의 계수 α, β를 결정할 때에는, 최소 제곱법을 이용할 수 있다. 즉, 치수 변환차의 실측값(실험값)과 연산값의 차의 제곱 평균이 최소로 되는 계수 α, β를 구하도록 한다. 또한, 이 때, 실측값과의 오차가 최소가 되는 치수 H를 선택하여 전술한 연산을 행하도록 할 수도 있다.
도 8은 치수 변환차의 실측값(실험값)을 예시하기 위한 모식 그래프도이다.
도 8에 도시한 바와 같은 치수 변환차의 실측값(실험값)을 소정의 치수 H마다 측정하고, 데이터베이스화해 두면, 전술한 계수 α, β의 결정을 원활하게 행할 수 있다.
도 9는 치수 변환차의 식에 의한 값과 실측값(실험값)의 관계를 예시하기 위한 모식 그래프도이다. 또한, 그래프 중의 「●」은 치수 변환차의 실측값(실험값)을 나타내고, 「직선」은 치수 변환차의 함수식(수학식 1)을 나타내고 있다. 이 때, 전술한 바와 같이 하여 구한 치수 변환차의 함수식은 하기의 식과 같이 하고 있다.
치수 변환차 CD=-27.9+15.2×개구각 θ(H)
도 9로부터는, 회귀 분석법에 의해 구한 치수 변환차의 식에 의한 치수 변환차의 값과, 치수 변환차의 실측값(실험값)이 근사하고 있는 것을 알 수 있다. 그 때문에, 치수 변환차의 식을 이용하여 치수 변환차를 구하여, 후술하는 바와 같이 포토마스크의 패턴 수정이나 위험점의 검증 등을 행할 수 있다.
또한, 계수 α, β의 값은 전술한 것에 한정되는 것이 아니라, 다양한 구체적 조건 하에서 측정된 치수 변환차의 실측값(실험값)에 기초하여 적절히 결정된다.
또한, 개구각에 기초하여, 단계적으로 치수 변환차의 값을 정하도록 할 수도 있다.
하기의 표 2는, 개구각에 기초하여, 단계적으로 정해진 치수 변환차의 값을 예시하기 위한 표이다.
Figure 112008067463334-PAT00003
이와 같이, 회귀 분석법 등을 이용하여 치수 변환차를 단계적으로 구하도록 하면, 실측값(실험값)으로부터의 괴리를 적게 할 수 있다. 그리고, 단계적으로 정해진 치수 변환차의 값에 기초하여, 후술하는 바와 같이 포토마스크의 패턴 수정이나 위험점의 검증 등을 행할 수 있다.
이상은 개구각을 이용한 치수 변환차 예측 방법이지만, 전술한 변환차 예측점에서의 입사물의 입사량에 기초하여 치수 변환차 예측을 행하는 경우도 마찬가지로 할 수 있다. 즉, 이 경우에서도 회귀 분석법에 의해 치수 변환차의 식을 구하거나, 치수 변환차를 단계적으로 구하거나 할 수 있다. 그리고, 그와 같이 하여 구해진 치수 변환차의 값에 기초하여, 후술하는 바와 같이 포토마스크의 패턴 수정이나 위험점의 검증 등을 행할 수 있다.
또한, 해석 방법으로서 다변량 해석법의 일종인 회귀 분석법을 예시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 그 밖의 다변량 해석법, 응답 곡면법 등을 이용하여 개구각·입사량과 치수 변환차의 실측값(실험값)과의 상관 관계를 해석함으로써 컴팩트 모델화를 행하고, 그 모델에 기초하여 다양한 구체적 조건 하에서의 치수 변환차 예측을 행하도록 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 패턴의 형상에 관계없이 치수 변환차 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있으므로, 적확한 프로세스 변환차 보정을 행할 수 있다. 그 때문에, 패턴이 변형되는 것에 의한 전기 특성의 열화, 패턴의 브릿지나 단선 등을 억제할 수 있어 품질의 향상과 함께 생산성도 향상시킬 수 있다.
또한, 위험점 등의 추출도 적확하게 행할 수 있으므로, 설계 데이터의 검증 정밀도를 향상시킬 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 실시 형태에 따른 포토마스크의 제조 방법에 대해서 예시를 한다.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 따른 포토마스크의 제조 방법에 대해서 예시를 하기 위한 플로우차트도이다.
우선, 설계 패턴 데이터(웨이퍼 상에 형성되는 패턴의 데이터)를 작성한다(스텝 S10).
다음으로, 설계 패턴 데이터로부터, 스페이스 길이 S, 라인 길이 L, 패턴의 형상 등의 데이터가 추출된다(스텝 S20).
다음으로, 전술한 개구각, 입사량(입사각과 입사물의 각도 분포) 등이 연산되고, 미리 측정된 치수 변환차의 실측값(실험값)과의 상관 관계가 해석된다(스텝 S30).
또한, 입사물의 각도 분포에 대해서는, 전술한 래디컬이나 이온의 비율 등도 고려할 수 있다.
다음으로, 해석의 결과 얻어진 치수 변환차의 식을 이용하여 치수 변환차의 값을 연산하거나, 해석의 결과 얻어진 치수 변환차의 값을 단계적으로 통합한 표로부터 치수 변환차의 값을 선택하거나 하여 치수 변환차 예측을 행한다(스텝 S40).
다음으로, 구해진 치수 변환차의 값을 이용하여 프로세스 변환차 보정을 행한다(스텝 S50). 이 경우, 광 근접 효과 보정을 아울러 행하도록 할 수도 있다. 또한, 광 근접 효과 보정에 관해서는, 기지의 기술을 적용시킬 수 있으므로, 그 설명은 생략한다.
또한, 보정 후의 설계 패턴 데이터에 설계 룰을 만족시키지 않는 부분이 있는 경우에는, 설계 패턴 데이터의 수정이 행해지고, 수정 후의 데이터에 대하여 재차 프로세스 변환차 보정이나 광 근접 효과 보정을 행하도록 할 수 있다.
다음으로, 보정 후의 설계 패턴 데이터로부터 노광 패턴 데이터를 작성한다(스텝 S60).
이상과 같이, 전술한 치수 변환차 예측 방법에 의해 예측된 치수 변환차에 기초하여, 설계 패턴 데이터에 대한 보정이 행해져, 노광 패턴 데이터가 작성된다.
다음으로, 작성된 노광 패턴 데이터에 기초하여, 에칭에 의해 포토마스크를 작성한다(스텝 S70).
도 11은 포토마스크의 제조 방법의 블록도이다.
도 11에 도시한 바와 같이, 설계 패턴 데이터에 대하여 프로세스 변환차 보정을 행함으로써 노광 패턴 데이터를 작성한다. 그 때, 전술한 바와 같은 개구각이나 입사량의 연산을 행하고, 그것과 실측값과의 상관 관계를 해석하고, 그것에 기초하여 치수 변환차 예측을 행하도록 한다.
본 실시 형태에 따르면, 패턴의 형상에 관계없이 치수 변환차 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있으므로, 적확한 보정을 행할 수 있다. 그 때문에, 치수 변환차가 적은 포토마스크를 얻을 수 있다. 또한, 위험점의 추출, 배선 저항 용량 계산 등도 적확하게 행할 수 있으므로, 제품 수율이 우수한 포토마스크를 얻을 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시 형태에 따른 전자 부품의 제조 방법을 반도체 장치의 제조 방법을 예로 들어 설명한다.
반도체 장치의 제조 방법은, 성막·레지스트 도포·노광·현상·에칭·레지스트 제거 등에 의해 웨이퍼 상에 패턴을 형성하는 공정, 검사 공정, 세정 공정, 열처리 공정, 불순물 도입 공정, 확산 공정, 평탄화 공정 등의 복수의 공정을 반복함으로써 실시된다. 그리고, 이와 같은 반도체 장치의 제조 방법에서, 전술한 포토마스크의 제조 방법에 의해 포토마스크가 제조되고, 또한, 그와 같이 하여 제조된 포토마스크를 이용하여 노광이 행해진다. 또한, 전술한 치수 변환차 예측 방법에 의해 예측된 치수 변환차에 기초하여, 위험점의 추출 등의 설계 패턴 데이터의 검증이 행해진다.
또한, 전술한 치수 변환차 예측 방법, 포토마스크의 제조 방법 이외의 것은, 기지의 각 공정의 기술을 적용할 수 있으므로, 그 설명은 생략한다.
도 12는 포토마스크의 제조와 노광을 예시하기 위한 블록도이다.
도 12에 도시한 바와 같이, 설계 패턴 데이터에 대하여 치수 변환차 예측에 의한 프로세스 변환차 보정을 행하고, 보정 후의 설계 패턴 데이터로부터 노광 패턴 데이터를 작성한다. 이 경우, 광 근접 효과 보정을 아울러 행하도록 할 수도 있다. 그리고, 노광 패턴 데이터에 기초하여 포토마스터를 작성하고, 그 포토마스크를 이용하여 노광·현상·에칭·레지스트 제거 등을 행하여 웨이퍼 상에 패턴을 형성한다. 이 경우, 보정 후의 설계 패턴 데이터로부터 위험점을 추출하거나, 배선 저항 용량 계산을 하거나 할 때의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 설명의 편의상, 본 발명의 실시 형태에 따른 치수 변환차 예측 방법, 포토마스크의 제조 방법을 반도체 장치의 제조에 이용하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 액정 표시 장치의 제조(예를 들면, 컬러 필터나 어레이 기판의 제조)에서의 패턴의 형성 등과 같이 포토리소그래피 기술을 이용하는 전자 부품의 제조에도 널리 적용시킬 수 있다.
다음으로, 본 실시 형태에 따른 치수 변환차 예측 프로그램에 대해서 예시를 한다.
본 실시 형태에 따른 치수 변환차 예측 프로그램은, 컴퓨터에, 전술한 개구각에 기초한 치수 변환차 예측 방법, 입사물의 입사량에 기초한 치수 변환차 예측 방법을 실행시키기 위한 것이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태에 따른 치수 변환차 예측 프로그램의 동작 수순을 예시하기 위한 플로우차트이다. 또한, 도 13은 개구각에 기초한 치수 변환차 예측 프로그램의 동작 수순을 예시하기 위한 플로우차트이다.
우선, 컴퓨터에 입력된 설계 패턴 데이터로부터 스페이스 길이 등이 추출되고, 추출된 데이터에 기초하여 개구각이 연산된다(스텝 S100).
다음으로, 컴퓨터에 입력된 치수 변환차의 실측값(실험값)과 개구각을 파라미터로 한 치수 변환차의 연산식과의 상관 관계가 해석된다(스텝 S101).
다음으로, 해석에 의해 구해진 연산식에 기초하여 치수 변환차의 예측값이 연산된다(스텝 S102).
또한, 개구각의 연산이나 상관 관계의 해석 등에 대해서는, 전술한 것과 마찬가지이기 때문에 그 설명은 생략한다. 또한, 컴퓨터나 입력 장치의 구성도 기지의 기술을 적용할 수 있으므로, 그 설명은 생략한다.
도 14는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 치수 변환차 예측 프로그램의 동작 수순을 예시하기 위한 플로우차트이다. 또한, 도 14는 입사물의 입사량에 기초한 치수 변환차 예측 프로그램의 동작 수순을 예시하기 위한 플로우차트이다.
우선, 컴퓨터에 입력된 설계 데이터(설계 패턴 데이터의 부분)로부터 스페이스 길이 등이 추출되고, 추출된 데이터에 기초하여 입사각이 연산된다. 그리고, 컴퓨터에 입력된 설계 데이터로부터 입사물의 각도 분포 등이 추출되고, 입사각과 입사물의 각도 분포 등에 기초하여 입사량이 연산된다(스텝 S110).
다음으로, 컴퓨터에 입력된 치수 변환차의 실측값(실험값)과 입사량을 파라미터로 한 치수 변환차의 연산식과의 상관 관계가 해석된다(스텝 S111).
다음으로, 해석에 의해 구해진 연산식에 기초하여 치수 변환차의 예측값이 연산된다(스텝 S112).
또한, 입사각, 입사량의 연산이나 상관 관계의 해석 등에 대해서는, 전술한 것과 마찬가지이기 때문에 그 설명은 생략한다. 또한, 컴퓨터나 입력 장치의 구성도 기지의 기술을 적용할 수 있으므로, 그 설명은 생략한다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 예시를 하였다. 그러나, 본 발명은 이들 기술에 한정되는 것은 아니다.
전술한 실시 형태에 관해서, 당업자가 적절히 설계 변경을 가한 것도, 본 발명의 특징을 구비하고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.
또한, 전술한 각 실시 형태가 구비하는 각 요소는, 가능한 한 조합할 수 있고, 이들을 조합한 것도 본 발명의 특징을 포함하는 한 본 발명의 범위에 포함된다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 치수 변환차 예측 방법을 예시하기 위한 모식도.
도 2a 및 도 2b는 비교예에 따른 치수 변환차 예측 방법을 예시하기 위한 모식도.
도 3은 치수 변환차와 스페이스 길이의 관계를 예시하기 위한 모식 그래프도.
도 4a 및 도 4b는 패턴의 형상이 비선 형상으로 되는 경우를 예시하기 위한 모식도.
도 5는 변환차 예측점의 수직 방향 위치와 스페이스 길이가, 웨이퍼의 주면과 수직한 방향에서의 각도에 미치는 영향을 예시하기 위한 모식 그래프도.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 치수 변환차 예측 방법을 예시하기 위한 모식도.
도 7은 래디컬의 각도 분포를 예시하기 위한 모식도.
도 8은 치수 변환차의 실측값(실험값)을 예시하기 위한 모식 그래프도.
도 9는 치수 변환차의 식에 의한 값과 실측값(실험값)의 관계를 예시하기 위한 모식 그래프도.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 따른 포토마스크의 제조 방법에 대해서 예시를 하기 위한 플로우차트도.
도 11은 포토마스크의 제조 방법의 블록도.
도 12는 포토마스크의 제조와 노광을 예시하기 위한 블록도.
도 13은 본 발명의 실시 형태에 따른 치수 변환차 예측 프로그램의 동작 수순을 예시하기 위한 플로우차트.
도 14는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 치수 변환차 예측 프로그램의 동작 수순을 예시하기 위한 플로우차트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 웨이퍼
2 : 절연막
3 : 레지스트 패턴

Claims (20)

  1. 변환차 예측점에서의 개구각을 설계 패턴 데이터에 기초하여 구하고, 상기 개구각과 치수 변환차의 실측값과의 상관 관계에 기초하여 치수 변환차를 예측하는 것을 특징으로 하는 치수 변환차 예측 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개구각은, 상기 변환차 예측점을 중심으로 하여 나오는 반직선을 움직임으로써 형성되는 구면의 상기 반직선이 근접하는 패턴과 간섭하지 않는 부분에서의 각도인 것을 특징으로 하는 치수 변환차 예측 방법.
  3. 변환차 예측점에서의 입사물의 입사량을 설계 데이터에 기초하여 구하고, 상기 입사량과 치수 변환차의 실측값과의 상관 관계에 기초하여 치수 변환차를 예측하는 것을 특징으로 하는 치수 변환차 예측 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 변환차 예측점에서의 입사각을 상기 설계 데이터에 기초하여 구하고, 상기 입사각에 기초하여 상기 입사량을 구하는 것을 특징으로 하는 치수 변환차 예측 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 입사물의 각도 분포를 상기 설계 데이터에 기초하여 구하고, 상기 입사물의 각도 분포에 기초하여 상기 입사량을 구하는 것을 특징으로 하는 치수 변환차 예측 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 입사물의 직접 입사 성분을 상기 설계 데이터에 기초하여 구하고, 상기 직접 입사 성분에 기초하여 상기 입사량을 구하는 것을 특징으로 하는 치수 변환차 예측 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 입사물의 직접 입사 성분과 N차 반사 성분을 상기 설계 데이터에 기초하여 구하고, 상기 직접 입사 성분과 상기 N차 반사 성분에 기초하여 상기 입사량을 구하는 것을 특징으로 하는 치수 변환차 예측 방법.
  8. 제3항에 있어서,
    래디컬과 이온의 비율을 상기 설계 데이터에 기초하여 구하고, 상기 래디컬과 이온의 비율에 기초하여 상기 입사량을 구하는 것을 특징으로 하는 치수 변환차 예측 방법.
  9. 제3항에 있어서,
    프로세스 조건에 기초하여 상기 입사량을 구하는 것을 특징으로 하는 치수 변환차 예측 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 상관 관계에 기초하여 다변량 해석법, 또는 응답 곡면법에 의해 상기 치수 변환차를 예측하는 것을 특징으로 하는 치수 변환차 예측 방법.
  11. 제1항의 치수 변환차 예측 방법에 의해 예측한 치수 변환차에 기초하여, 설계 패턴 데이터에 대한 프로세스 변환차 보정을 행하여, 노광 패턴 데이터를 작성하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    광 근접 효과 보정을 아울러 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
  13. 제3항의 치수 변환차 예측 방법에 의해 예측한 치수 변환차에 기초하여, 설계 패턴 데이터에 대한 프로세스 변환차 보정을 행하여, 노광 패턴 데이터를 작성하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    광 근접 효과 보정을 아울러 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
  15. 제11항의 포토마스크의 제조 방법에 의해 포토마스크를 작성하고, 상기 포토마스크를 이용하여 노광하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법.
  16. 제13항의 포토마스크의 제조 방법에 의해 포토마스크를 작성하고, 상기 포토마스크를 이용하여 노광하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법.
  17. 제1항의 치수 변환차 예측 방법에 의해 예측한 치수 변환차에 기초하여, 설계 패턴 데이터를 검증하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법.
  18. 제3항의 치수 변환차 예측 방법에 의해 예측한 치수 변환차에 기초하여, 설계 패턴 데이터를 검증하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법.
  19. 컴퓨터에,
    변환차 예측점에서의 개구각을 설계 패턴 데이터에 기초하여 연산시키고,
    상기 개구각과 치수 변환차의 실측값과의 상관 관계에 기초하여 치수 변환차의 예측을 실행시키는 것을 특징으로 하는 치수 변환차 예측 프로그램.
  20. 컴퓨터에,
    변환차 예측점에서의 입사물의 입사량을 설계 데이터에 기초하여 연산시키고,
    상기 입사량과 치수 변환차의 실측값과의 상관 관계에 기초하여 치수 변환차의 예측을 실행시키는 것을 특징으로 하는 치수 변환차 예측 프로그램.
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