KR20100011755A - 다수 검사 포인트들에서 선폭 측정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 다수 검사 포인트들에서 선폭 측정방법은, 선폭 측정을 수행할 설계 레이아웃 내 검사 포인트들의 좌표를 설정하는 단계; 검사 포인트들을 기준 영역에 따라 분류하는 단계; 분류된 검사 포인트들을 정렬하는 단계; 정렬된 검사 포인트들 가운데 포커스를 조정하는 오토 포커스 포인트를 지정하는 단계; 및 지정된 오토 포커스 포인트를 기준으로 정렬된 검사 포인트를 순서대로 측정하는 단계를 포함한다.
선폭 레시피, 동일 포커스, 오토 포커스 포인트

Description

다수 검사 포인트들에서 선폭 측정방법{Method for measuring critical dimension recipe in plurality of measuring points}
본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수 검사 포인트들에서 선폭 측정방법에 관한 것이다.
포토레지스트 패턴이나 실제 회로 패턴과 같은 웨이퍼 패턴이 형성된 후, 설계된 레이아웃 상의 패턴 형상에 웨이퍼 패턴의 형상이 부합되는 지의 여부나 부합되는 정도를 계측하는 과정이 수행된다. 이러한 웨이퍼 패턴에 대한 계측은 설계된 목표(target) 패턴의 레이아웃 상에 실제 구현되는 정도를 확인하기 위해 수행된다. 웨이퍼 상에 집적된 반도체 소자의 특성은, 설계된 목표 패턴이 보다 정밀하게 실제 웨이퍼 패턴으로 구현될 때, 보다 우수하게 구현될 수 있다. 따라서, 반도체 소자 특성 개선을 위해, 웨이퍼 패턴으로부터 얻어지는 계측 데이터(data)를 분석하고 분석된 데이터를 레이아웃 설계에 반영하는 과정이 수행된다.
실질적으로, 패턴 레이아웃을 설계하고, 설계된 레이아웃에 대해 광 근접효과 보정(OPC: Optical Proximity Correction)하고, OPC된 레이아웃을 검증(verification)하는 과정 등에 이러한 웨이퍼 패턴 계측 데이터들이 반영되거나 피드백(feed back)되고 있다. 한편, 광 근접효과 보정(OPC)이나 모델링(modeling) 또는 선폭(CD; Critical Dimension) 균일도를 측정하기 위해서, 보다 많은 수의 검사 포인트들의 선폭(CD) 측정값이 우선적으로 요구된다. 즉, 반도체 소자 칩(chip)을 구성하는 패턴들이나 웨이퍼(wafer) 상에 형성된 패턴들에 대한 보다 많은 수의 검사 포인트들에 대한 선폭 데이터들을 확보하는 경우, 확보된 데이터들이 실제 웨이퍼에 형성된 패턴들을 보다 정밀하게 대변할 수 있다. 따라서 보다 정밀한 패턴 레이아웃의 검증, 수정, OPC 보정이 가능하고, 또한, 보다 정밀한 패턴 전사 시뮬레이션 모델의 구축이 가능하다. 이에 따라, 보다 많은 검사 지점들에서의 선폭(CD) 측정값이 요구되고 있다.
반도체 소자의 칩을 대변할 수 있을 정도로 많은 수의 검사 지점들에 대해 선폭(CD) 측정값을 검출하는 데에는 많은 시간과 비용이 소요되고 있다. 선폭(CD) 측정값은 계측 장비를 이용하여 검출될 수 있으며, 주로 웨이퍼 패턴에 대한 이미지(image)를 얻은 후 이러한 이미지에 대해 분석하는 과정으로 수행될 수 있다. 패턴 이미지는 주사전자현미경(SEM)과 같은 촬상 장비를 이용하여 얻어질 수 있다.
이러한 패턴 계측 과정에서 패턴 이미지를 얻는 과정은, 검사 포인트들을 선정하고, 선정된 검사 포인트에 대해 패턴 이미지를 얻기 위해서 이미지 촬상을 위해 포커스(focus) 값을 설정한다. 설정된 포커스 값에 따라 촬상 장비가 검사 포인트에 대해 포커싱을 수행하고 이미지 촬상이 수행된다. 그런데, 주사전자현미경(SEM)과 같은 촬상 장비를 이용하여 선폭(CD) 값을 측정하기 위해서는 측정 포인트, 어드레싱 포인트(addressing point) 및 오토 포커스 포인트(auto focus point) 와 같은 여러 가지 검사 포인트를 지정해주어야 한다. 이에 따라, 수천 개 내지 수백만 개의 검사 포인트에 대한 선폭 값을 측정하기는 실질적으로 어려우며 매우 많은 시간이 소요될 수 있고, 데이터의 정확도에 한계를 가질 수 있다. 따라서 보다 많은 수의 검사 포인트들에 대한 선폭 값 측정이 대량으로 수행될 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있다.
본 발명에 따른 다수 검사 포인트들에서 선폭 측정방법은, 선폭 측정을 수행할 설계 레이아웃 내 검사 포인트들의 좌표를 설정하는 단계; 상기 검사 포인트들을 기준 영역에 따라 분류하는 단계; 상기 분류된 검사 포인트들을 정렬하는 단계; 상기 정렬된 검사 포인트들 가운데 포커스를 조정하는 오토 포커스 포인트를 지정하는 단계; 및 상기 지정된 오토 포커스 포인트를 기준으로 상기 정렬된 검사 포인트를 순서대로 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 검사 포인트들을 분류하는 기준 영역은 동일한 포커스(focus)로 측정 가능한 영역이다.
상기 검사 포인트들을 정렬하는 단계는, 상기 기준 영역 내에서 최단 거리로 이동하여 측정 가능한 순서로 정렬하는 것이 바람직하다.
상기 오토 포커스 포인트는 각각의 기준 영역의 1번 검사 포인트를 자동으로 지정하는 것이 바람직하다.
상기 오토 포커스 포인트는 상기 기준 영역의 중심부에 위치한 검사 포인트, 상기 기준영역 별로 정렬된 검사 포인트들 가운데 1번 검사 포인트 또는 상기 1번 검사 포인트로부터 소정 좌표만큼 벗어난 위치의 검사 포인트로 지정하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설 명하고자 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정 되지 않는다.
패턴 레이아웃을 설계하고, 설계된 레이아웃에 대해 광 근접효과 보정(OPC)이나 모델링 또는 선폭(CD) 균일도를 측정하기 위해서는 수십 내지 수천개 이상의 검사 포인트들의 선폭(CD) 측정값이 우선적으로 요구된다. 즉, 반도체 소자 칩(chip)을 구성하는 패턴들이나 웨이퍼 상에 형성된 패턴들에 대해 보다 많은 수의 검사 포인트들에 대한 선폭(CD) 측정 데이터들을 확보하는 경우, 확보된 데이터들이 실제 웨이퍼에 형성된 패턴들을 보다 정밀하게 대변할 수 있다. 따라서 보다 정밀한 패턴 레이아웃의 검증, 수정, OPC 보정이 가능하고, 또한, 보다 정밀한 패턴 전사 시뮬레이션 모델의 구축이 가능하다. 이에 따라, 보다 많은 검사 포인트들에서의 선폭(CD) 측정값이 요구되고 있다. 그러나 일반적으로 선폭(CD) 측정값을 검출하기 위해 주사전자현미경(SEM)과 같은 장비를 이용한 측정 방식은, 측정 포인트, 어드레싱 포인트(addressing point) 및 오토 포커스 포인트(auto focus point)와 같은 여러 가지 검사 포인트를 지정해주어야 한다. 이에 따라, 수천 개 내지 수백만 개의 검사 포인트의 선폭 값을 얻기 위한 레시피 작성하기에는 매우 많인 시간이 소요되고, 데이터 신뢰성에 한계를 가져 적용하기 어려운 문제가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다수 검사 포인트들에서 선폭 측정방법을 설명하기 위해 나타내보인 공정 흐름도이다. 그리고 도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 다수 검사 포인트들에서 선폭 측정방법을 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다. 특히 도 3 및 도 5는 도 2의 A 영역을 확대하여 나타내보인 도면들이다.
도 1을 참조하면, 선폭 값을 측정할 설계 레이아웃 내에 위치하는 검사 포인트들의 좌표를 설정한다(S100). 이를 위해 설계 레이아웃의 데이터베이스(database)와 측정이 요구되는 검사 포인트들의 좌표를 프로그램에 입력하여 리스트를 작성한다. 도 2를 참조하면, 설계 레이아웃(200)에 구현된 패턴들은 웨이퍼에 형성될 타겟 패턴이 형성된 메인 칩(main chip) 영역(202) 및 테스트 패턴 또는 모니터링 패턴이 형성된 코어 영역(204)을 포함한다. 여기서 측정이 요구되는 검사 포인트(205)들은 실제 웨이퍼 상에 형성될 패턴의 정확도를 높이기 위해 진행하는 광 근접효과 보정, 모델링 및 선폭 균일도를 측정하기 위한 수십 내지 수천 개 이상의 포인트로 설정된다. 이러한 검사 포인트(205)들은 메인 칩 영역(202) 및 코어 영역(204) 상에 설정되어 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 검사 포인트(205)들을 기준 영역(210)에 따라 분류한다(S110). 여기서 검사 포인트(205)들은 미리 설정된 크기의 기준 영역(210) 내에 위치한 검사 포인트(205)들끼리 분류한다. 이 경우, 미리 설정된 크기의 기준 영역(210)은 동일한 포커스로 측정이 가능한 크기의 영역을 기준 영역으로 설정한다. 이러한 기준 영역(210)은 설계 레이아웃(200)의 X축 또는 Y축 방향으로 설정이 가능하다.
다음에 기준 영역(210)에 따라 분류된 검사 포인트(205)들을 기준 영역 내에서 최단 거리로 측정 가능한 순서로 정렬시킨다(S120). 최단 거리로 측정 가능한 순서로 정렬된 검사 포인트들의 리스트를 나타내보인 도 4의 표를 참조하면, X 좌표 값이 -1283.496이고, Y 좌표 값이 792.51인 첫 번째 검사 포인트를 기준으로 하 여 가까운 거리에 위치한 검사 포인트들이 순서대로 정렬되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이 경우, 기준 영역 내에 위치한 검사 포인트들은 동일한 포커스 값(SF1, SF2), 예를 들어 40의 포커스 값을 갖는 것을 확인할 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 기준 영역(210) 내에 정렬된 검사 포인트(205)들 가운데 오토 포커스 포인트(Auto focus point, 215)를 지정한다(S130). 오토 포커스 포인트(215)는 패턴 이미지를 보다 정확하게 얻기 위해 포커스 보정을 수행할 위치를 좌표로 설정한 포인트이다. 이러한 오토 포커스 포인트(215)를 지정하는 방법은 예를 들어, 기준 영역 내에서 최단 거리로 측정 가능한 순서로 정렬된 검사 포인트들의 리스트 가운데 첫 번째 검사 포인트를 일괄적으로 오토 포커스 포인트(215)로 지정할 수 있다. 또한 오토 포커스 포인트(215)는 선택 사항을 부가하여 지정할 수도 있다. 예를 들어 기준 영역의 중심부에 위치한 검사 포인트를 오토 포커스 포인트(215)로 지정하거나, 기준 영역 내의 첫 번째 검사 포인트로부터 소정 좌표만큼 벗어난 위치의 검사 포인트를 오토 포커스 포인트(215)로 지정할 수 있다.
다음에 오토 포커스 포인트(215)를 기준으로 정렬된 검사 포인트들을 순차적으로 측정한다(S140). 예를 들어 도 4의 표에 제시된 바와 같이, 기준에 따라 정렬된 검사 포인트들의 리스트에서 첫 번째 검사 포인트를 오토 포커스 포인트로 지정하여 포커스를 조정한 다음, 오토 포커스 포인트(215)를 기준으로 순서대로 선폭을 측정한다. 이와 같이 입력된 검사 포인트들을 미리 설정된 영역 내에 있는 검사 포인트끼리 자동 분류하고 측정 순서를 최단 이동거리로 분류하여 각 영역의 첫 번째 검사 포인트를 오토 포커스 포인트로 같은 영역의 검사 포인트들을 측정함으로써 레시피를 작성하는데 걸리는 시간과 검사 시간을 단축하고, 검사 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의한 다수 검사 포인트들에서 선폭 측정방법에 의하면, 수십 내지 수천 개의 검사 포인트들에 대해 선폭 측정이 필요한 경우, 입력된 검사 포인트들을 미리 설정한 크기의 영역별로 구분하고, 같은 영역으로 분리된 검사 포인트들을 최단 이동거리로 분류한 다음, 각 영역에서 오토 포커스 포인트를 지정한 후, 선폭을 측정함에 따라 보다 효율적으로 레시피를 작성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다수 검사 포인트들에서 선폭 레시피 작성방법을 설명하기 위해 나타내보인 공정 흐름도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 다수 검사 포인트들에서 선폭 레시피 작성방법을 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다.

Claims (5)

  1. 선폭 측정을 수행할 설계 레이아웃 내 검사 포인트들의 좌표를 설정하는 단계;
    상기 검사 포인트들을 기준 영역에 따라 분류하는 단계;
    상기 분류된 검사 포인트들을 정렬하는 단계;
    상기 정렬된 검사 포인트들 가운데 포커스를 조정하는 오토 포커스 포인트를 지정하는 단계; 및
    상기 지정된 오토 포커스 포인트를 기준으로 상기 정렬된 검사 포인트를 순서대로 측정하는 단계를 포함하는 다수 검사 포인트들에서 선폭 측정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검사 포인트들을 분류하는 기준 영역은 동일한 포커스(focus)로 측정 가능한 영역인 다수 검사 포인트들에서 선폭 측정방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 검사 포인트들을 정렬하는 단계는, 상기 기준 영역 내에서 최단 거리로 이동하여 측정 가능한 순서로 정렬하는 다수 검사 포인트들에서 선폭 측정방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 오토 포커스 포인트는 각각의 기준 영역의 1번 검사 포인트를 자동으로 지정하는 다수 검사 포인트들에서 선폭 측정방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 오토 포커스 포인트는 상기 기준 영역의 중심부에 위치한 검사 포인트, 상기 기준영역 별로 정렬된 검사 포인트들 가운데 1번 검사 포인트 또는 상기 1번 검사 포인트로부터 소정 좌표만큼 벗어난 위치의 검사 포인트로 지정하는 다수 검사 포인트들에서 선폭 측정방법.
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CN112670199A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 华虹半导体(无锡)有限公司 Cd量测的方法

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