KR20090071735A - Method of opc by using wafer pattern measure data - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로, 특히, 웨이퍼 패턴 계측 데이터를 이용하여 패턴 레이아웃(pattern layout)에 대해 광근접효과보정(OPC: Optical Proximity Correction)하는 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
디램 메모리(DRAM memory) 소자와 같은 반도체 소자를 웨이퍼(wafer) 상에 집적시키기 위해서, 웨이퍼 상에 집적할 회로 패턴의 레이아웃(layout)을 설계하는 과정이 수행되고 있다. 웨이퍼 상에 구현하고자 설계된 목표(target) 패턴 레이아웃을 포토마스크(photomask)에 차광 패턴이나 위상반전 패턴과 같은 마스크 패턴(mask pattern)으로 형성하고, 형성된 포토마스크에 노광 광원을 입사하여 마스크 패턴의 이미지(image)를 웨이퍼 상에 전사하는 노광 과정이 수행된다. 이러한 노광 과정에 의해 전사된 패턴 이미지를 따라 웨이퍼 상에 포토레지스트(photoresist)층이 선택적으로 노광되고, 노광된 포토레지스트층을 현상하여 포토레지스트 패턴이 형성된다. 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 웨이퍼 상의 식각 대상층을 선택적으로 식각하여 실제 회로 패턴이 웨이퍼 상에 형성된다. In order to integrate a semiconductor device such as a DRAM memory device on a wafer, a process of designing a layout of a circuit pattern to be integrated on the wafer is performed. A target pattern layout designed to be implemented on a wafer is formed on a photomask in a mask pattern such as a light shielding pattern or a phase inversion pattern, and an exposure light source is incident on the formed photomask to form an image of the mask pattern. An exposure process is performed to transfer the image onto the wafer. A photoresist layer is selectively exposed on the wafer along the pattern image transferred by the exposure process, and the exposed photoresist layer is developed to form a photoresist pattern. An actual circuit pattern is formed on the wafer by selectively etching the etching target layer on the wafer using the photoresist pattern as an etching mask.
포토레지스트 패턴이나 실제 회로 패턴과 같은 웨이퍼 패턴이 형성된 후, 설계된 목표 패턴 레이아웃 상의 패턴 형상에 웨이퍼 패턴의 형상이 부합되는 지의 여부나 부합되는 정도를 계측하는 과정이 수행되고 있다. 이러한 웨이퍼 패턴 계측 과정은 설계된 목표 패턴 레이아웃을 검증하고, 검증 결과를 설계 레이아웃에 반영하여 보다 정확한 패턴 레이아웃 설계를 도모하기 위해서 수행되고 있다. 웨이퍼 상에 집적된 반도체 소자의 특성은, 설계된 목표 패턴 형상이 보다 정밀하게 실제 웨이퍼 패턴으로 구현될 때 보다 우수하게 구현될 수 있다. 웨이퍼 패턴 계측 데이터의 양이 보다 많이 확보될수록, 확보된 데이터들이 실제 웨이퍼 패턴들을 보다 정확하게 대변할 수 있다. 이에 따라, 설계된 패턴 레이아웃을 보다 정밀하게 검증하기 위해서, 보다 많은 량의 웨이퍼 패턴 계측 데이터(data)가 요구되고 있다. After a wafer pattern such as a photoresist pattern or an actual circuit pattern is formed, a process of measuring whether or not the shape of the wafer pattern matches the pattern shape on the designed target pattern layout is performed. This wafer pattern measurement process is performed to verify the designed target pattern layout, and to reflect the verification result in the design layout to plan a more accurate pattern layout. The characteristics of the semiconductor device integrated on the wafer can be implemented better when the designed target pattern shape is more precisely realized in the actual wafer pattern. The more the amount of wafer pattern measurement data is secured, the more accurately the secured data can represent actual wafer patterns. Accordingly, in order to more accurately verify the designed pattern layout, a larger amount of wafer pattern measurement data is required.
이러한 웨이퍼 패턴 계측 과정은, 목표 패턴 레이아웃의 특정 위치에서 해당되는 패턴, 예컨대, 트랜지스터의 게이트(gate) 패턴 레이아웃에 대한 설계 상의 규칙 또는 듀티(duty) 데이터를 전체 레이아웃 데이터로부터 추출하는 과정을 포함하여 수행되고 있다. 이때, 게이트 패턴은 라인 및 스페이스(line & space) 형태로 반복되므로, 해당 게이트 패턴에 대한 듀티 데이터는 라인 및 스페이스 형태나 이들의 비(ratio) 형태로 주어질 수 있다. The wafer pattern measurement process may include extracting a design rule or duty data of a corresponding pattern, for example, a gate pattern layout of a transistor, from a total layout data at a specific position of a target pattern layout. Is being performed. In this case, since the gate pattern is repeated in the form of a line and a space, the duty data for the corresponding gate pattern may be given in the form of a line and a space or a ratio thereof.
이후에, 해당 게이트 패턴에 적용된 대표적인 듀티의 좌표를 추출한 후, 추출된 좌표에 해당되는 웨이퍼 패턴 선폭(CD: Critical Dimension)을 실제 웨이퍼 상에서 계측하고 있다. 이러한 계측 결과 데이터로부터 패턴 에러(error) 정도, 예컨대, 목표한 CD에 비해 웨이퍼 패턴의 실제 CD가 차이나는 정도를 파악하고, 이러 한 패턴 에러 정도를 보상하게 목표 패턴 레이아웃에서의 해당 게이트 패턴의 레이아웃을 보정하는 OPC 작업이 수행된다. Subsequently, after extracting the coordinates of the representative duty applied to the gate pattern, the wafer pattern line width (CD) corresponding to the extracted coordinates is measured on the actual wafer. From the measurement result data, the degree of pattern error, for example, the degree of difference of the actual CD of the wafer pattern from the target CD, is grasped, and the layout of the corresponding gate pattern in the target pattern layout is compensated for the pattern error. OPC operation to calibrate is performed.
메모리 반도체 소자의 회로를 구성하는 데에는 수많은 서로 다른 듀티의 트랜지스터들이 요구되고, 이에 따라, 목표 패턴 레이아웃은 서로 다른 듀티, 예컨대, 목표 선폭(target CD)을 가지는 게이트 패턴들을 포함하고 있다. 그런데, 수작업으로 계측할 패턴의 듀티 및 계측할 패턴의 레이아웃 상의 좌표를 추출하고 이러한 좌표에 해당되는 웨이퍼 패턴에 대해 계측 수행하므로, 보다 많은 검사 지점들에 대한 웨이퍼 패턴 계측이 수행되기 어렵다. 이러한 웨이퍼 패턴에 대한 실제 계측 상 한계에 의해서, 트랜지스터의 게이트 패턴에 대한 대표적인 듀티의 좌표를 선정하고, 선정된 트랜지스터의 게이트 패턴에 한해서 해당 위치의 선폭 데이터를 계측하고 있다. Numerous different duty transistors are required to construct the circuit of the memory semiconductor device, and thus, the target pattern layout includes gate patterns having different duty, for example, target CD. However, since the duty of the pattern to be measured and the coordinates on the layout of the pattern to be measured are extracted and the measurement is performed on the wafer pattern corresponding to the coordinates, the wafer pattern measurement for more inspection points is difficult. Due to the practical measurement limits for the wafer pattern, the coordinates of the representative duty for the gate pattern of the transistor are selected, and the line width data of the corresponding position is measured only for the gate pattern of the selected transistor.
목표 패턴 레이아웃에 대한 검증 및 OPC 과정이 보다 정밀한 신뢰도를 가지기 위해서는 보다 많은 량의 패턴 계측 데이터가 요구되고 있으므로, 이러한 패턴 계측 데이터를 대량으로 수집하고, 수집된 패턴 계측 데이터를 분석하여 OPC 과정에 반영하는 방법의 개발이 요구되고 있다. Since the verification of the target pattern layout and the OPC process require more accurate measurement data, a larger amount of pattern measurement data is required. Therefore, this pattern measurement data is collected in large quantities, and the collected pattern measurement data is analyzed and reflected in the OPC process. Development of a method is required.
본 발명은 웨이퍼 패턴에 대한 패턴 계측 데이터를 대량으로 수집하고 수집된 웨이퍼 패턴 계측 데이터를 분석하여 광근접효과보정 하는 방법을 제시하고자 한다. The present invention is to propose a method of collecting a large amount of pattern measurement data for the wafer pattern, and analyzing the collected wafer pattern measurement data to correct the optical proximity effect.
본 발명의 일 관점은, 웨이퍼 상에 전사할 패턴 레이아웃을 설계하는 단계; 상기 패턴 레이아웃을 상기 웨이퍼 상에 전사하는 단계; 상기 웨이퍼 상에 전사된 웨이퍼 패턴들의 이미지 컨투어(image contour)를 얻는 단계; 상기 패턴 레이아웃의 일정 영역을 상기 이미지 컨투어의 해당 영역에 매칭(matching)시키는 단계; 상기 매칭된 상기 이미지 컨투어 상의 다수의 계측 좌표들에서 상기 웨이퍼 패턴들의 계측 선폭(CD)값들 및 상기 패턴 레이아웃과의 에지(edge) 차이 바이어스(bias)값들을 포함하는 패턴 계측치를 얻는 패턴 계측 단계; 상기 패턴 레이아웃 상의 상기 계측 좌표들에 해당되는 위치에 위치하는 설계 패턴들의 목표 선폭들 및 듀티 데이터(duty data)들을 추출하여 상기 패턴 계측치들과 동일 좌표에 대해 매칭되게 리스트(list)하여 계측 결과 데이터를 얻는 단계; 상기 계측 결과 데이터를 상기 설계 패턴의 목표 선폭 크기별 및 듀티별로 분석하여 상기 패턴 레이아웃을 보정할 보정 오프셋(offset)값들을 얻는 단계; 및 상기 보정 오프셋값들을 상기 패턴 레이아웃에 적용하여 상기 패턴 레이아웃을 광근접효과보정(OPC)하는 단계를 포함하는 웨이퍼 패턴 계측 데이터를 이용한 광근접효과보정 방법을 제시한다. One aspect of the invention, the step of designing a pattern layout to be transferred on the wafer; Transferring the pattern layout onto the wafer; Obtaining an image contour of wafer patterns transferred on the wafer; Matching a region of the pattern layout to a region of the image contour; A pattern measurement step of obtaining a pattern measurement value including measurement line width (CD) values of the wafer patterns and edge difference bias values with the pattern layout at a plurality of measurement coordinates on the matched image contour; Target line widths and duty data of design patterns located at positions corresponding to the measurement coordinates on the pattern layout are extracted, and the measurement result data is listed by matching the pattern measurement values with the same coordinates. Obtaining; Analyzing the measurement result data for each target line width and duty of the design pattern to obtain correction offset values for correcting the pattern layout; And applying the correction offset values to the pattern layout to provide an optical proximity effect correction method using wafer pattern measurement data.
상기 매칭되는 영역은 칩 다이(chip die) 영역으로 설정될 수 있다. The matching area may be set as a chip die area.
상기 듀티 데이터는 상기 계측 좌표들에 해당되는 위치에 위치하는 상기 설계 패턴의 좌측 및 우측에 위치하는 다른 설계 패턴과 이격된 거리인 좌우 스페이스(space)값들을 추출하여 상기 설계 패턴의 목표 선폭과의 비(ratio)를 구해 얻어질 수 있다. The duty data extracts left and right space values, which are distances from other design patterns located on the left and right sides of the design pattern located at the positions corresponding to the measurement coordinates, and is separated from the target line width of the design pattern. It can be obtained by obtaining the ratio.
상기 계측 결과 데이터의 분석은 상기 계측 결과 데이터로부터 상기 설계 패턴의 목표 선폭 크기별로 상기 듀티별 상기 계측 선폭값들의 평균값들의 분포도를 구하여 상기 분포도로부터 상기 목표 선폭 크기별 상기 듀티의 분포를 분석하는 과정을 포함할 수 있다. The analysis of the measurement result data may include obtaining a distribution of average values of the measurement line width values for each duty for each target line width size of the design pattern from the measurement result data and analyzing the distribution of the duty for each target line width size from the distribution diagram. can do.
상기 계측 결과 데이터의 분석은 상기 계측 결과 데이터로부터 상기 설계 패턴의 목표 선폭 및 상기 듀티에 따른 상기 계측 선폭값들의 평균값들을 구하여 상기 계측 선폭값들의 평균값들의 분포를 분석하는 과정을 포함할 수 있다. The analysis of the measurement result data may include a process of analyzing the distribution of the average values of the measurement line width values by obtaining average values of the measurement line width values according to the target line width and the duty of the design pattern from the measurement result data.
상기 계측 결과 데이터의 분석은 상기 계측 결과 데이터로부터 상기 설계 패턴의 목표 선폭 크기별로 상기 듀티별 3시그마(sigma)값들을 구하여 상기 3시그마값들의 분포를 분석하는 과정을 포함할 수 있다. The analysis of the measurement result data may include analyzing the distribution of the three sigma values by obtaining three sigma values for each duty based on the target line width size of the design pattern from the measurement result data.
상기 보정 오프셋(offset)값들은 상기 설계 패턴의 목표 선폭별로 상기 듀티별 상기 차이 바이어스값들을 보상할 값들로 구해질 수 있다. The correction offset values may be obtained as values to compensate for the difference bias values for each duty for each target line width of the design pattern.
본 발명의 실시예는, 웨이퍼 패턴에 대한 패턴 계측 데이터를 대량으로 수집하고 수집된 웨이퍼 패턴 계측 데이터를 분석하여 패턴 레이아웃(layout)을 광근접 효과보정(OPC)하는 방법을 제공할 수 있다. An embodiment of the present invention may provide a method for optical pattern effect correction (OPC) of a pattern layout by collecting a large amount of pattern measurement data for a wafer pattern and analyzing the collected wafer pattern measurement data.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 패턴 계측 데이터를 이용한 광근접효과보정(OPC) 방법을 설명하기 위해서 제시한 도면들이다. 1 to 7 are diagrams for explaining the optical proximity effect correction (OPC) method using the wafer pattern measurement data according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 반도체 소자를 웨이퍼 상에 구현하기 위한 리소그래피(lithography) 과정 또는 패턴 전사 과정에 의해서 웨이퍼 상에 구현된 웨이퍼 패턴을 확인하는 패턴 계측 과정이 수행된다. 이때, 웨이퍼 상에 구현될 반도체 소자를 구성하는 패턴들의 형상을 목표 패턴 레이아웃(target pattern layout)으로 설계한다(도 1의 101). 이러한 목표 패턴 레이아웃은 필요에 따라 노광 시 수반되는 광근접효과(OPE: Optical Proximity Effect)나 노광 후 식각 과정에서의 수반되는 식각 바이어스(bias) 등을 고려하여 OPC 과정을 통해 수정될 수 있다. Referring to FIG. 1, a pattern measurement process of identifying a wafer pattern implemented on a wafer is performed by a lithography process or a pattern transfer process for implementing a semiconductor device on a wafer. At this time, the shape of the patterns constituting the semiconductor device to be implemented on the wafer is designed as a target pattern layout (101 in FIG. 1). The target pattern layout may be modified through an OPC process in consideration of an optical proximity effect (OPE) or an etching bias accompanying an etching process after exposure, if necessary.
이러한 목표 패턴 레이아웃을 노광 과정 등을 통해 웨이퍼 상에 전사하여 웨이퍼 패턴을 형성한다(도 1의 102). 이때, 웨이퍼 패턴은 웨이퍼 상에 노광 과정이 수행됨에 따라 형성되는 포토레지스트 패턴일 수 있으며, 또한, 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용한 선택적 식각 과정에 의해 형성되는 절연층 또는 도전층의 패턴일 수 있다. 형성된 웨이퍼 패턴이 목표 패턴 레이아웃에 정확하게 부합되는 형상 또는 크기를 가지는 지를 확인하기 위해서 웨이퍼 패턴에 대한 패턴 계측 과정이 수행된다. 이때, 패턴 계측 과정은 대량의 매스 데이터(mass data)의 확보가 가능한 계측 장비 또는 계측 방식, 예컨대, 패턴 레이아웃 데이터에 대응되는 웨이퍼 상의 다이(die) 영역에서의 검사(inspection)가 가능한 방식으로 수행될 수 있 다. This target pattern layout is transferred onto a wafer through an exposure process or the like to form a wafer pattern (102 in FIG. 1). In this case, the wafer pattern may be a photoresist pattern formed by performing an exposure process on the wafer, and may also be a pattern of an insulating layer or a conductive layer formed by a selective etching process using the photoresist pattern as an etching mask. . A pattern measurement process for the wafer pattern is performed to confirm whether the formed wafer pattern has a shape or size that exactly matches the target pattern layout. At this time, the pattern measurement process is performed in a manner that can be inspected in the measurement equipment or measurement method that can secure a large amount of mass data, for example, in the die area on the wafer corresponding to the pattern layout data. Can be.
도 1 및 도 2를 참조하면, 목표 패턴 레이아웃(도 2의 210)의 데이터를 확보하고, 이에 대응되는 영역의 웨이퍼 패턴의 이미지 컨투어(image contour: 230)를 얻는다(도 1의 103). 이러한 웨이퍼 계측은 주사전자현미경(SEM)과 같이 패턴의 이미지를 얻을 수 있는 장비를 이용하여 이루어질 수 있다. 1 and 2, the data of the target pattern layout (210 of FIG. 2) is secured, and an image contour (230) of a wafer pattern of a region corresponding thereto is obtained (103 of FIG. 1). Such wafer measurement may be performed using a device capable of obtaining an image of a pattern, such as a scanning electron microscope (SEM).
목표 패턴 레이아웃(210)의 데이터는 트랜지스터의 게이트 패턴(gate pattern)을 위한 라인 및 스페이스(line & space) 패턴으로 구성될 수 있으며, 메모리 반도체 소자의 회로를 구성하기 위한 다양한 크기 및 길이의 게이트 패턴들을 포함할 수 있다. 이때, 어느 한 종류의 트랜지스터의 게이트 패턴을 위한 목표 제1패턴(211)은 목표 선폭(T), 및 좌측의 이웃하는 목표 제2패턴(212)과의 제1스페이스(S1), 우측의 이웃하는 목표 제3패턴(213)과의 제2스페이스(S2)를 가지게 배치되고, 또한, 상측(또는 하측)의 목표 제4패턴(215)과는 제3스페이스(D)를 가지게 배치된다. 이러한 목표 패턴들(211, 212, 213, 215)들 사이의 이격 스페이스(S1, S2, D)는 목표 패턴 레이아웃(210)의 데이터에서 거리 계산에 의해 추출될 수 있다. The data of the
이러한 목표 패턴 레이아웃(210)과 웨이퍼 패턴의 이미지 컨투어(230)의 데이터를 이미지 매칭(image matching)시킨다(도 1의 104). 이때, 패턴 계측하고자 하는 영역의 목표 패턴 레이아웃(210)의 데이터를 추출하고, 해당 영역의 웨이퍼 패턴의 이미지 컨투어(230)의 영역에 이미지 매칭시킨다. 이러한 영역은 패턴 계측하고자 하는 영역으로, 칩 다이(chip die) 영역으로 설정될 수 있다. 이러한 이미지 매칭에 의해서, 웨이퍼 패턴(231)에 해당되는 목표 제1패턴(211)이 이미지 매칭 되고, 이러한 이미지 매칭에 의해서 웨이퍼 패턴(231)의 이미지 컨투어의 에지(edge)와 목표 제1패턴(211)의 에지가 비교될 수 있다. 다른 패턴들 또한 마찬가지로 에지들이 비교되게 이미지 매칭된다. The
이러한 이미지 매칭을 수행하고, 웨이퍼 패턴의 이미지 컨투어(230) 영역 내에 계측 좌표(270)들을 설정한다. 이때, 계측 좌표(270)들은 매우 많은 지점들에 설정될 수 있으며, 메모리 반도체 소자를 구성하는 다양한 트랜지스터들의 다양한 크기의 게이트들을 모두 확인할 수 있도록 수십만 내지 수백만 개의 지점(point)에 대해 좌표 설정한다. 이때, 목표 패턴 레이아웃(210)과 계측된 이미지 컨투어(230)가 이미지 매칭된 상태이므로, 계측 좌표(270)는 목표 패턴 레이아웃(210) 상에도 대등한 지점, 즉, 매칭 좌표(271)에 위치하게 된다. This image matching is performed and
이와 함께, 이미지 컨투어(230)의 계측 좌표(270)에서의 패턴 계측을 수행하여 웨이퍼 패턴(231)의 계측 선폭(M)을 계측한다. 이때, 계측 선폭(M)의 측정은, 이미지 매칭에 의한 목표 제1패턴(211)의 에지와 웨이퍼 패턴(231)의 에지 간의 차이를 이용하여 목표 제1패턴(211)의 선폭(T)과의 차이로부터 얻어질 수 있다. 이러한 계측 선폭(M)의 측정 데이터와 함께 에지들 간의 차이인 에지 차이 바이어스(bias)값을 얻을 수 있다(도 1의 105). In addition, the measurement of the measurement line width M of the
한편, 계측 좌표(270)는 목표 패턴 레이아웃(210) 상에도 대등한 지점, 즉, 매칭 좌표(271)에 위치하게 되므로, 매칭 좌표(271)에서의 예컨대 목표 제1패턴(211)의 선폭(T), 좌우 제1 및 제2스페이스(S1, S2) 및 상측(하측) 제3스페이스(D)의 데이터를 목표 패턴 레이아웃(210)의 데이터로부터 추출하여 별도의 저장 부(도 2의 250)에 저장한다. 이때, 예컨대, 목표 선폭(T)과 제1(또는 제2)스페이스(S1, S2)의 비와 같은 설계 규칙 또는 듀티(duty)에 관한 데이터들을 목표 패턴 레이아웃(210)의 데이터로부터 추출하여 별도의 저장부(도 2의 250)에 저장한다. On the other hand, since the measurement coordinates 270 are located at the same point on the
추출되고 계측된 결과 데이터들은 도 3에 제시된 바와 같이 계측 결과 데이터의 표(table)로 리스트(list)될 수 있다. 도 3은 계측 좌표(GdsX, Gds Y)에서 계측된 계측 선폭(CD), 계측된 에지 차이 바이어스(bias)들이 리스트되고, 또한, 목표 패턴 레이아웃(도 2의 210)의 데이터로부터 추출된 해당 좌표에서의 길이(Length)가 리스트되고, 제1스페이스(Space 1) 및 제2스페이스(Space 2), 이들의 평균(AveSpace), 이들로부터 얻어지는 듀티(Duty1, Duty2) 및 듀티 평균(AveDuty)들이 리스트된 계측 결과 데이터를 보여주고 있다. 이러한 계측 결과 데이터는 후속되는 에러 분석 과정에 사용되는 원본 데이터(raw data)로 이용된다. The extracted and measured result data may be listed as a table of measurement result data as shown in FIG. 3. FIG. 3 lists the measurement line width CD measured at the measurement coordinates GdsX and Gds Y and the measured edge difference biases, and also the corresponding coordinates extracted from the data of the
이러한 계측 결과 데이터를 설계 패턴의 목표 선폭 크기별 및 듀티별로 분석하여 패턴 레이아웃(도 2의 210)을 보정할 보정 오프셋(offset)값들을 추출하고(도 1의 107), 얻어진 보정 오프셋값들을 패턴 레이아웃(210)을 광근접효과보정(OPC)하는 데 피드백(feedback)한다(도 1의 108). 이에 따라, 목표 패턴 레이아웃(210)에 보다 정밀하게 부합되는 웨이퍼 패턴의 형성이 가능해지게 된다. The measurement result data is analyzed for each target line width and duty of the design pattern to extract correction offset values for correcting the pattern layout (210 in FIG. 2) (107 in FIG. 1), and the obtained correction offset values are used for pattern layout.
이와 같이, 목표 패턴 레이아웃을 보정할 보정 오프셋값들을 추출하는 과정은, 도 3의 계측 결과 데이터들을 에러 분석하여 보정이 요구되는 패턴들과 이에 적용할 보정 오프셋값들을 추출하는 과정으로 수행될 수 있다. 이러한 에러 분석 과정은 먼저 특정 크기의 목표 패턴들에는 어떤 듀티의 분포가 존재하는가를 확인 하는 과정이 요구될 수 있다. 이를 위해, 도 3의 계측 결과 데이터를 이용하여 도 4의 히스토그램(histogram)의 분포도를 얻을 수 있다. 도 4의 히스토그램은 계측 결과 데이터로부터 설계 패턴의 목표 선폭 크기별로 선폭값들의 평균값들의 분포도를 구한 것으로, 각각의 목표 선폭에 대해 적용된 듀티들의 분포를 보여주고 있다. 이때, 누적 선폭들의 히스토그램 막대는 목표 선폭들이 적용된 선폭들을 보여주고 있다. 이러한 히스토그램에 의해 특정 패턴 선폭에서의 듀티의 분포를 분석할 수 있다. As such, the process of extracting correction offset values to correct the target pattern layout may be performed by error analyzing the measurement result data of FIG. 3 to extract patterns to be corrected and correction offset values to be applied thereto. . This error analysis process may first require a process of identifying which duty distribution exists in target patterns of a specific size. To this end, a distribution diagram of the histogram of FIG. 4 may be obtained using the measurement result data of FIG. 3. The histogram of FIG. 4 obtains a distribution of average values of line width values for each target line width size of the design pattern from the measurement result data, and shows a distribution of duty applied to each target line width. At this time, the histogram bar of the cumulative line widths shows the line widths to which the target line widths are applied. These histograms allow the analysis of the distribution of the duty in a specific pattern line width.
또한, 패턴 에러 분석 과정은 특정 크기의 목표 패턴들에 대해 특정 듀티에서의 계측 선폭들의 평균값들을 확인하는 과정이 포함될 수 있다. 이를 위해, 도 3의 계측 결과 데이터를 이용하고, 도 4의 히스토그램(histogram)의 분포도를 확인하여, 도 5에 제시된 표와 같이 설계 패턴의 목표 선폭 및 듀티에 따른 계측 선폭값들의 평균값들을 nm 단위로 확인할 수 있다. 이러한 도 5의 표에서 특정 트랜지스터를 위한 특정 목표 패턴(또는 게이트 패턴)이 갖고 있는 듀티에서 얼마의 패턴 선폭 평균값을 가지는 지 확인할 수 있다. Also, the pattern error analysis process may include checking average values of the measurement line widths at a specific duty with respect to target patterns of a specific size. To this end, the measurement result data of FIG. 3 is used, and the histogram distribution diagram of FIG. 4 is checked, and the average values of the measurement line width values according to the target line width and duty of the design pattern are shown in nm as shown in the table shown in FIG. 5. You can check with In the table of FIG. 5, it can be seen how many pattern line width average values the duty of a specific target pattern (or gate pattern) for a specific transistor has.
또한, 패턴 에러 분석 과정은 특정 트랜지스터를 위한 특정 목표 패턴(또는 게이트 패턴)이 갖고 있는 특정 듀티에서 얼마의 3시그마(sigma)값을 보이는 지 확인하는 과정을 포함할 수 있다. 이를 위해, 도 3의 계측 결과 데이터를 이용하여, 도 6에 제시된 바와 같이 설계 패턴의 목표 선폭 및 듀티에 따른 3시그마값들을 확인할 수 있다. 이러한 3시그마값들을 분석하여 상대적으로 커 기준에 비해 벗어나는 3시그마값들에 대한 분석을 수행할 수 있다. In addition, the pattern error analysis process may include determining how many sigma values are displayed at a specific duty of a specific target pattern (or gate pattern) for a specific transistor. To this end, using the measurement result data of FIG. 3, as shown in FIG. 6, three sigma values according to the target line width and the duty of the design pattern may be checked. By analyzing these three sigma values can be analyzed for the three sigma values that are relatively larger than the standard.
이러한 패턴 에러 분석 과정을 통해, 정 트랜지스터를 위한 특정 목표 패턴(또는 게이트 패턴)이 갖고 있는 특정 듀티에서, 보정이 요구되는 오프셋 보정값들을 도 7에 제시된 바와 같이 그래프(graph)들로 표현되게 구할 수 있다. 이러한 그래프들을 분석하여 오프셋 보정값들을 적용할 목표 패턴 및 듀티를 선정하고, 선정된 목표 패턴 및 듀티에 대해서 해당 오프셋 보정값들이 적용되게 목표 패턴 레이아웃(도 2의 210)을 OPC 보정한다. 이러한 오프셋 보정값들은 실질적으로 도 3의 데이터에서 확인할 수 있는 설계 패턴의 목표 선폭별로 듀티별 차이 바이어스값들을 보상할 값들로 구해질 수 있으므로, 오프셋 보정값들을 적용한 OPC 보정에 의해서, 목표 패턴 레이아웃(210)에 보다 정밀하게 부합되는 웨이퍼 패턴을 구현하는 것이 가능하다. Through this pattern error analysis process, at a specific duty of a specific target pattern (or gate pattern) for a positive transistor, offset correction values for which correction is required may be expressed in graphs as shown in FIG. 7. Can be. These graphs are analyzed to select a target pattern and duty to which the offset correction values are applied, and to perform OPC correction on the
이와 같이, 반도체 소자의 칩(chip)에 존재하는 수십만 개 이상의 트랜지스터들에 대한 웨이퍼 패턴 계측값을 얻음과 동시에 목표 패턴 레이아웃의 해당 듀티 데이터를 추출하고, 이러한 데이터로부터 듀티 차이에 기인하는 패턴 에러 성분을 추출하는 것이 가능하다. 또한, 이러한 계측 데이터들의 다양한 분포도의 표현이 가능하여 보다 정밀하게 형성된 웨이퍼 패턴들을 대변할 수 있는 레이아웃 보정 또는 OPC가 가능하다. As such, while obtaining wafer pattern measurement values for hundreds of thousands or more of the transistors present in the chip of the semiconductor device, the corresponding duty data of the target pattern layout is extracted, and the pattern error component due to the duty difference is derived from the data. It is possible to extract In addition, various distributions of the measurement data can be represented, thereby enabling layout correction or OPC that can represent more precisely formed wafer patterns.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 패턴 계측 데이터를 이용한 광근접효과보정 방법을 설명하기 위해 제시한 공정 흐름도이다. 1 is a flowchart illustrating a method for correcting optical proximity effects using wafer pattern measurement data according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 패턴 계측 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다. 2 is a diagram schematically illustrating a wafer pattern measurement method according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 패턴 계측 데이터를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다. 3 is a diagram schematically illustrating wafer pattern measurement data according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 패턴 계측 데이터를 이용한 계측 선폭의 분포도의 일례를 보여주는 도면이다. 4 is a diagram showing an example of a distribution line of measurement line widths using wafer pattern measurement data according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 패턴 계측 데이터를 이용하여 얻어지는 계측 선폭의 평균값들의 일례를 보여주는 도면이다. 5 is a diagram showing an example of average values of measurement line widths obtained by using wafer pattern measurement data according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 패턴 계측 데이터를 이용하여 얻어지는 3시그마(sigma)값들의 일례를 보여주는 도면이다. FIG. 6 illustrates an example of three sigma values obtained using wafer pattern measurement data according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 패턴 계측 데이터를 이용하여 얻어지는 오프셋 보정값들의 일례를 보여주는 도면이다. 7 is a diagram showing an example of offset correction values obtained using wafer pattern measurement data according to an embodiment of the present invention.
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