KR20110002361A - 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법 및 이를 위한 포토마스크 - Google Patents

노광장치의 광학적 노이즈 보정방법 및 이를 위한 포토마스크 Download PDF

Info

Publication number
KR20110002361A
KR20110002361A KR1020090059920A KR20090059920A KR20110002361A KR 20110002361 A KR20110002361 A KR 20110002361A KR 1020090059920 A KR1020090059920 A KR 1020090059920A KR 20090059920 A KR20090059920 A KR 20090059920A KR 20110002361 A KR20110002361 A KR 20110002361A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pattern
patterns
sensitive
photomask
optical noise
Prior art date
Application number
KR1020090059920A
Other languages
English (en)
Inventor
박찬하
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR1020090059920A priority Critical patent/KR20110002361A/ko
Publication of KR20110002361A publication Critical patent/KR20110002361A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/72—Repair or correction of mask defects
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/70433—Layout for increasing efficiency or for compensating imaging errors, e.g. layout of exposure fields for reducing focus errors; Use of mask features for increasing efficiency or for compensating imaging errors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/70433—Layout for increasing efficiency or for compensating imaging errors, e.g. layout of exposure fields for reducing focus errors; Use of mask features for increasing efficiency or for compensating imaging errors
    • G03F7/70441—Optical proximity correction [OPC]
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70608—Monitoring the unpatterned workpiece, e.g. measuring thickness, reflectivity or effects of immersion liquid on resist

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Abstract

본 발명의 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법은, 광학적 노이즈에 민감한 테스트 패턴을 갖는 포토마스크를 준비하는 단계와, 포토마스크를 이용하여 웨이퍼상에 테스트패턴에 대응하는 포토레지스트막패턴을 형성하는 단계와, 포토레지스트막패턴을 분석하여 광학적 노이즈가 포토레지스트막패턴의 프로파일에 주는 영향을 파악하는 단계와, 파악된 영향의 원인을 제거하는 광학적 노이즈 보정을 수행하는 단계를 포함한다.
노광장치, 광학적 노이즈, 수차, 코마수차, 비점수차, 구면수차, 떠도는 광(stray light)

Description

노광장치의 광학적 노이즈 보정방법 및 이를 위한 포토마스크{Method of correcting optical noise in exposing apparatus and photomask to be used for the method}
본 발명은 반도체장비에 관한 것으로서, 특히 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법 및 이를 위한 포토마스크에 관한 것이다.
반도체소자는 웨이퍼상에 형성되는 다수의 패턴들로 이루어진다. 이와 같은 패턴들은 포토리소그라피(photolithography) 기술을 이용하여 형성한다. 이 과정을 구체적으로 설명하면, 웨이퍼 위의 패터닝하고자 하는 대상막 위에 포토레지스트막을 형성한다. 그리고 포토레지스트막에 대해 포토마스크를 이용한 노광을 수행한 후, 노광된 포토레지스트막을 현상하여 대상막의 일부 표면을 노출시키는 포토레지스트막패턴을 형성한다. 다음에 포토레지스트막패턴을 식각마스크로 한 식각으로 대상막의 노출부분을 제거함으로써 웨이퍼상에 패턴들을 형성한다.
도 1은 일반적인 노광장치의 일 예를 개략적으로 나타내 보인 도면이다. 도 1을 참조하면, 노광장치(100)는, 광을 발생시키는 광원(110)과, 광원(110)으로부터 출사되는 광을 선택적으로 투과시키는 애퍼처(120)와, 애퍼처(120)를 통과한 광을 전사하고자 하는 패턴에 대응되도록 투과시키는 포토마스크(130)와, 포토마스크(130)를 웨이퍼(200)에 전달하는 렌즈시스템(140, 150)을 포함하여 구성된다.
이와 같은 노광장치를 사용하여 노광을 수행하는데 있어서, 노광장치를 구성하는 각 구성요소들은 복합적으로 패터닝 과정에 영향을 줄 수 있다. 특히 렌즈시스템(140, 150)의 광학적 노이즈 또한 패터닝 과정에 영향을 주는데, 이와 같은 광학적 노이즈에는 수차 및 떠도는 광(stray light)이 포함된다. 수차는 광이 근축에서 벗어나는 렌즈의 특성으로서 일 예로 비점수차, 구면수차 및 코마수차가 있다. 떠도는 광의 경우 광이 정해진 광경로를 따라 전송되지 않고 비정상적인 공간, 즉 광경로를 벗어나서 노이즈로 작용하는 광을 의미한다. 이와 같은 광학적 노이즈는 단독으로 또는 다른 노광장치의 구성요소들과 복합적으로 패터닝 과정에 영향을 주며, 이에 따라 원하는 프로파일의 패턴을 형성하는데 있어서 방해 요소로 작용한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 수차 및 떠도는 광과 같은 광학적 노이즈가 패터닝 과정에 주는 영향을 분석하고, 그 결과에 따라 영향이 최소화되도록 보정함으로써 원하는 프로파일의 패턴을 형성할 수 있도록 하는 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법 및 이를 위한 포토마스크를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법은, 광학적 노이즈에 민감한 테스트 패턴을 갖는 포토마스크를 준비하는 단계와, 포토마스크를 이용하여 웨이퍼상에 테스트패턴에 대응하는 포토레지스트막패턴을 형성하는 단계와, 포토레지스트막패턴을 분석하여 광학적 노이즈가 포토레지스트막패턴의 프로파일에 주는 영향을 파악하는 단계와, 파악된 영향의 원인을 제거하는 광학적 노이즈 보정을 수행하는 단계를 포함한다.
테스트 패턴은 코마수차, 비점수차, 구면수차, 및 떠도는 광에 민감한 패턴을 포함할 수 있다.
일 예에서, 코마수차에 민감한 패턴은, 제1 방향으로 상호 이격되면서 제1 방향과 수직인 제2 방향을 따라 길게 연장되도록 배치되는 적어도 2개의 패턴을 포함한다.
일 예에서, 비점수차에 민감한 패턴은, 제1 방향으로 상호 이격되면서 제1 방향과 수직인 제2 방향을 따라 길게 연장되도록 배치되는 복수개의 제1 패턴들로 이루어진 제1 패턴군과, 제2 방향으로 상호 이격되면서 제1 방향을 따라 길게 연장되도록 배치되는 복수개의 제2 패턴들로 이루어진 제2 패턴군을 포함한다.
일 예에서, 구면수차에 민감한 패턴은, 상대적으로 작은 제1 피치를 갖는 복수개의 제1 패턴들로 이루어진 제1 패턴군과, 상대적으로 큰 제2 피치를 갖는 복수개의 제2 패턴들로 이루어진 제2 패턴군을 포함한다.
일 예에서, 떠도는 광에 민감한 패턴은, 중심부에 배치되는 내부 패턴군과, 내부 패턴군과 일정 간격 이격되면서 내부 패턴군을 둘러싸서 내부 패턴군 사이에 광이 투과하는 투과영역을 한정하는 외부 패턴을 포함한다. 이 경우, 내부 패턴군은, 일정 피치를 갖는 복수개의 스트라이프 형태의 패턴들을 포함할 수 있다. 그리고 떠도는 광에 민감한 패턴은, 내부 패턴군과 외부 패턴 사이의 간격이 스트라이프 형태의 패턴들의 피치의 2배에서 50배까지 다른 값을 갖는 테스트 패턴이 복수개로 배치될 수 있다.
일 예에서, 포토마스크는, 테스트 패턴이 배치되는 패턴영역이 포토마스크의 전 영역에 걸쳐서 균일한 분포로 배치되는 레이아웃으로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따른 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법을 위한 포토마스크는, 균일한 분포로 배치되는 복수개의 패턴영역들을 포함하되, 패턴영역에는 코마수차, 비점수차, 구면수차, 및 떠도는 광에 민감한 테스트 패턴이 배치된다.
일 예에서, 코마수차에 민감한 테스트 패턴은, 제1 방향으로 상호 이격되면서 제1 방향과 수직인 제2 방향을 따라 길게 연장되도록 배치되는 적어도 2개의 패턴을 포함한다.
일 예에서, 비점수차에 민감한 테스트 패턴은, 제1 방향으로 상호 이격되면서 제1 방향과 수직인 제2 방향을 따라 길게 연장되도록 배치되는 복수개의 제1 패턴들로 이루어진 제1 패턴군과, 제2 방향으로 상호 이격되면서 제1 방향을 따라 길게 연장되도록 배치되는 복수개의 제2 패턴들로 이루어진 제2 패턴군을 포함한다.
일 예에서, 구면수차에 민감한 테스트 패턴은, 상대적으로 작은 제1 피치를 갖는 복수개의 제1 패턴들로 이루어진 제1 패턴군과, 상대적으로 큰 제2 피치를 갖는 복수개의 제2 패턴들로 이루어진 제2 패턴군을 포함한다.
일 예에서, 떠도는 광에 민감한 테스트 패턴은, 중심부에 배치되는 내부 패턴군과, 내부 패턴군과 일정 간격 이격되면서 내부 패턴군을 둘러싸서 내부 패턴군 사이에 광이 투과하는 투과영역을 한정하는 외부 패턴을 포함한다. 이 경우 내부 패턴군은, 일정 피치를 갖는 복수개의 스트라이프 형태의 패턴들을 포함할 수 있다. 그리고 떠도는 광에 민감한 테스트 패턴은, 상기 패턴군과 외부 패턴 사이의 간격이 스트라이프 형태의 패턴들의 피치의 2배에서 50배까지 다른 값을 갖는 테스트 패턴이 복수개로 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 광학적 노이즈에 민감한 테스트패턴들을 갖는 포토마스크를 사용한 노광을 수행하고, 그 결과 웨이퍼상에 형성된 포토레지스트막패턴의 프로파일을 분석함으로써 광학적 노이즈에 의한 패턴 프로파일 왜곡이 발생하였는지의 여부와, 패턴 프로파일 왜곡이 발생한 경우 어떤 광학적 노이즈가 원인으로 작용하였는지를 정확하게 파악하여 광학적 노이즈에 대한 보정을 적절하게 수행할 수 있다는 이점이 제공된다.
도 2는 본 발명에 따른 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법을 설명하기 위해 나타내 보인 플로챠트이다. 도 2를 참조하면, 먼저 광학적 노이즈에 민감한 패턴을 갖는 포토마스크를 제작한다(단계 210). 광학적 노이즈에는 비점수차, 구면수차 및 코마수차와 같은 수차가 포함되며, 또한 떠도는 광이 포함된다. 다음에 포토마스크를 이용하여 웨이퍼상에 포토레지스트막패턴을 형성한다(단계 220). 이를 위해 먼저 제작된 포토마스크를 포토레지스트막이 코팅된 웨이퍼와 함께 노광장치에 로딩한다. 그리고 포토마스크를 이용하여 웨이퍼상의 포토레지스트막에 대해 노광공정을 수행한다. 노광공정을 수행한 후에 웨이퍼를 노광장치에 언로딩한다. 그리고 현상장치에 로딩하여 현상공정을 수행한다. 이와 같은 노광공정 및 현상공정에 의해, 웨이퍼상에는 포토마스크상의 패턴이 전사된 포토레지스트막패턴이 만들어진다. 다음에 웨이퍼상에 만들어진 포토레지스트막패턴을 분석하여 광학적 노이즈가 패터닝에 주는 영향을 파악한다(단계 230). 이와 같은 단계는 포토레지스트막패턴의 프로파일을 분석함으로써 수행될 수 있는데, 이에 대해서는 아래에서 보다 상세하게 설명하기로 한다. 광학적 노이즈가 패터닝에 주는 영향을 파악한 후에는, 파악된 영향의 원인을 제거하는 광학적 노이즈 보정을 수행한다(단계 240). 일 예로, 수차에 의한 광학적 노이즈의 경우 렌즈시스템의 수차를 보정하여 보정을 수행할 수 있다. 떠도는 광의 경우 떠도는 광의 발생원인을 분석한 후에 그 원인을 제거함으로써 보정을 수행할 수 있다.
도 3은 도 2의 보정방법에 사용되는 포토마스크의 레이아웃도이다. 도 3을 참조하면, 포토마스크(300)는 복수개의 패턴영역(320)들을 포함한다. 패턴영역(320) 내에는 광학적 노이즈에 민감한 테스트 패턴들이 배치되는 영역이다. 이 패턴영역(320)들은 포토마스크(300)의 전 영역에 걸쳐서 균일한 간격으로 상호 이격되도록 배치된다. 이와 같은 레이아웃을 갖는 포토마스크(300)를 사용하여 노광 및 현상을 수행함으로써, 광학적 노이즈가 패터닝 과정에 주는 영향이 포토마스크(300) 또는 웨이퍼상의 위치별로 분석할 수 있으며, 이에 따라 광학적 노이즈 보정 또한 포토마스크(300) 또는 웨이퍼상의 각 위치별로 수행할 수 있다.
도 4a 내지 도 4e는 도 3의 포토마스크의 패턴영역에 배치되는 테스트 패턴의 여러 예를 나타내 보인 도면들이다. 그리고 도 5a 내지 도 5c는 테스트 패턴을 이용하여 광학적 노이즈에 의한 영향을 파악하는 원리를 설명하기 위해 나타내 보인 도면들이다. 또한 도 6a 및 도 6b는 도 4a의 테스트 패턴을 이용한 노광 결과 형성된 포토레지스트막패턴의 일 예를 나타내 보인 도면들이다. 또한 도 7a 및 도 7b는 패턴 레이아웃에 따라 포커스 옵셋에 따른 시디 분포를 나타내 보인 그래프들이다.
먼저 도 4a를 참조하면, 본 예에 따른 테스트 패턴(410)은 X방향으로는 상호 일정 간격(d1) 이격되면서 Y방향으로는 길게 연장되는 스트라이프 형태의 제1 패턴(411) 및 제2 패턴(412)으로 이루어진다. 제1 패턴(411)의 선폭(w1)과 제2 패턴(411)의 선폭(w1)은 동일하다. 제1 패턴(411)은 제2 패턴(412)에 비해 상대적으로 길이가 길며, 적어도 2개가 중심부에서 X방향을 따라 상호 인접되게 배치된다. 제2 패턴(412)은 상대적으로 짧은 길이를 가지며, X방향을 따라 2개의 제1 패턴(411)의 양 옆으로 복수개 배치된다. 따라서 테스트 패턴(410)은 Y방향을 따라 제1 패턴(411)의 양 단부가 제2 패턴(412)의 양 단부로부터 돌출되는 구조로 이루어진다. 이와 같은 구조의 테스트 패턴(410)은 코마수차가 패터닝에 주는 영향을 파악하기 위한 것이다. 구체적으로, 코마수차를 갖는 렌즈를 투과해 웨이퍼 표면에 도달하는 광의 파면(wavefront)의 분석결과를 나타낸 도 5a를 참조하면, X방향을 따라 우측 및 좌측이 서로 다른 색상을 나타내며, 이는 코마수차로 인해 렌즈를 투과한 광이 X방향을 따라 서로 다른 파면을 갖는다는 것을 나타낸다. 따라서 노광장치의 렌즈시스템이 코마수차를 갖는 경우, 렌즈시스템을 갖는 광은 X방향을 따라 서로 다른 파면을 나타내며, 이는 패터닝 과정에서 X방향을 따라 패턴의 프로파일에 영향을 준다는 것을 의미한다.
이에 대해 도 4a의 테스트 패턴(410)을 갖는 포토마스크를 사용하여 노광 및 현상을 수행하여 도 6a에 나타낸 포토레지스트막패턴(610)과 도 6b에 나타낸 포토레지스트막패턴(620)이 얻어진 경우를 예로 들어 구체적으로 설명하기로 한다. 먼저 도 6a의 경우 포토마스크가 갖는 테스트패턴(도 4a의 410)의 제1 패턴(411)에 대응되는 포토레지스트막패턴(611, 612)이 동일한 제1 선폭(W2)을 가지며, 이 경우에는 코마수차에 의한 패턴 프로파일의 왜곡이 발생되지 않았다는 것을 의미한다. 반면에, 도 6b의 경우 포토마스크가 갖는 테스트패턴(도 4a의 410)의 제1 패턴(411)에 대응되는 포토레지스트막패턴(621, 622)의 선폭이 각각 서로 다른 제1 선폭(w2)과 제2 선폭(w3)을 가지며, 이 경우에는 코마수차에 의해 포토레지스트막 패턴(622)의 프로파일이 왜곡되었다는 것을 의미한다. 이와 같이 형성된 포토레지스트막패턴의 프로파일을 관찰하고, 그 결과 X방향으로 패턴 프로파일의 왜곡이 발생하는 경우 코마수차에 의한 패턴 프로파일 왜곡 현상이 발생했다는 것을 파악할 수 있다.
다음에 도 4b를 참조하면, 본 예에 따른 테스트 패턴(420)은 제1 패턴군(421)과 제2 패턴군(422)을 포함하여 이루어진다. 제1 패턴군(421)은 X방향으로는 일정 간격 이격되면서 Y방향으로 길게 연장되는 복수개의 제1 패턴(421')들로 구성된다. 제2 패턴군(422)은 Y방향으로는 일정 간격 이격되면서 X방향으로 길게 연장되는 복수개의 제2 패턴(422')들로 구성된다. 이와 같은 구조의 테스트 패턴(420)은 비점수차가 패터닝에 주는 영향을 파악하기 위한 것이다. 구체적으로, 비점수차를 갖는 렌즈를 투과해 웨이퍼 표면에 도달하는 광의 파면의 분석결과를 나타낸 도 5b를 참조하면, X방향과 Y방향이 서로 다른 색상을 나타내며, 이는 비점수차로 인해 렌즈를 투과한 광이 방향에 따라 서로 다른 파면을 갖는다는 것을 나타낸다. 따라서 노광장치의 렌즈시스템이 비점수차를 갖는 경우, 렌즈시스템을 갖는 광은 X방향과 Y방향에 따라 서로 다른 파면을 나타내며, 이는 패터닝 과정에서 X방향과 Y방향의 방향에 따라 패턴의 프로파일이 영향을 받는다는 것을 의미한다.
Y방향을 따라 길게 연장되는 스트라이프 형태의 복수개의 제1 패턴(421')의 경우와 X방향을 따라 길게 연장되는 스트라이프 형태의 복수개의 제2 패턴(422')의 경우에서의 포커스 옵셋에 따른 시디(CD) 변화분포를 나타낸 도 7a를 참조하면, 참조부호 "711"로 나타낸 제1 패턴(421')의 베스트 포커스(F1)와 참조부호 "712"로 나타낸 제2 패턴(422')의 베스트 포커스(F2)가 서로 다르게 나타난다. 이는 비점수차로 인해 방향에 따라 서로 다른 베스트 포커스를 나타내고, 이에 따라 방향에 따라 패턴의 프로파일 왜곡이 발생한다는 것을 의미한다. 따라서 서로 다른 방향의 제1 패턴(421') 및 제2 패턴(422')으로 이루어지는 테스트 패턴(420)을 사용함으로써, 비점수차에 의한 패턴의 프로파일 왜곡의 발생 여부를 파악할 수 있다.
다음에 도 4c를 참조하면, 본 예에 따른 테스트 패턴(430)은, 상대적으로 작은 제1 피치(p1)를 갖는 제1 패턴(431')들로 이루어진 제1 패턴군(431)과, 상대적으로 큰 제2 피치(p2)를 갖는 제2 패턴(432')들로 이루어진 제2 패턴군(422)을 포함하여 이루어진다. 이와 같은 구조의 테스트 패턴(430)은 구면수차가 패터닝에 주는 영향을 파악하기 위한 것이다. 구체적으로, 구면수차를 갖는 렌즈를 투과해 웨이퍼 표면에 도달하는 광의 파면의 분석결과를 나타낸 도 5c를 참조하면, 중심부분과 가장자리부분이 서로 다른 색상을 나타내며, 이는 구면수차로 인해 렌즈를 투과한 광이 중심부분을 지나는 광과 가장자리부분을 지나는 광이 서로 다른 위치에서 결상되며, 이에 따라 중심부분과 가장자리부분에서 서로 다른 파면을 갖는다는 것을 나타낸다. 따라서 노광장치의 렌즈시스템이 구면수차를 갖는 경우, 렌즈시스템을 갖는 광은 정해진 파장에서 화절의 정도가 다르게 되며, 이는 패턴의 피치가 크고 작음에 따라 포커스가 차이가 난다는 것을 의미한다.
상대적으로 작은 제1 피치(p1)를 갖는 제1 패턴(431')의 경우와 상대적으로 큰 제2 피치(p2)를 갖는 제2 패턴(422')의 경우에서의 포커스 옵셋에 따른 시디(CD) 변화분포를 나타낸 도 7b를 참조하면, 참조부호 "721"로 나타낸 바와 같이 작은 제1 피치(p1)를 갖는 제1 패턴(431')의 베스트 포커스(F3)는 상대적으로 작게 나타나는 반면에, 참조부호 "722"로 나타낸 바와 같이 큰 제2 피치(p2)를 갖는 제2 패턴(432')의 베스트 포커스(F4)는 상대적으로 크게 나타난다. 이는 구면수차로 인해 서로 다른 피치에서 회절의 정도가 다르게 나타남에 따라 패턴의 피치에 따라 패턴의 프로파일 왜곡이 발생한다는 것을 의미한다. 따라서 서로 다른 피치의 제1 패턴(431') 및 제2 패턴(432')으로 이루어지는 테스트 패턴(430)을 사용함으로써, 구면수차에 의한 패턴의 프로파일 왜곡의 발생 여부를 파악할 수 있다.
다음에 도 4d를 참조하면, 본 예에 따른 테스트패턴(440)은, 내부 패턴군(441)과 내부 패턴군(441) 둘레에서 내부 패턴군(441)을 둘러싸도록 배치되는 외부 패턴(442)으로 이루어진다. 내부 패턴군(441)은 일정 피치(p3)를 갖는 복수개의 스트라이프 패턴(441')들로 이루어져 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 내부 패턴군(441)와 외부 패턴(442)은 일정 거리(x)만큼 이격되도록 배치되며, 따라서 내부 패턴군(441)과 외부 패턴(442) 사이에는 그 거리(x)에 해당하는 투과영역(443)이 배치된다. 내부 패턴군(441)과 외부 패턴(442) 사이의 간격(x)은 내부 패턴군(441)을 구성하는 스트라이프 패턴(441')의 피치(p3)의 적어도 2배에서 50배까지 다양하게 변화시키며, 따라서 본 예에 따른 테스트패턴(440)은 서로 다른 면적의 투과영역(443)을 갖는 복수개로 형성된다. 이와 같은 테스트패턴(440)은 떠도는 광(stray light)에 의한 패턴 프로파일의 왜곡 현상을 파악하기 위한 것이다. 보다 구체적으로 투과영역(443)의 면적에 따라 내부 패턴군(441)을 구성하는 스트라이프 패턴(441')의 피치를 상호 비교하고, 그 결과에 따라 떠도는 광에 의한 패 턴 프로파일의 왜곡 여부를 파악한다. 일 예로 투과영역(443)의 면적이 작은 경우 스트라이프 패턴(441')에 대응하는 포토레지스트막패턴의 선폭과, 투과영역(443)의 면적이 큰 경우 스트라이프 패턴(441')에 대응하는 포토레지스트막패턴의 선폭이 다르게 나타나는 경우 떠도는 광이 노광과정에서 포토레지스트막패턴의 선폭에 영향을 준 것으로 분석된다. 일반적으로 투과영역(443)의 면적이 큰 경우 떠도는 광에 의한 영향이 더 크므로, 형성되는 포토레지스트막패턴의 선폭은 상대적으로 작아진다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하여 설명한 테스트패턴들(410, 420, 430, 440)은, 도 3에 나타낸 포토마스크(300)의 각 패턴영역(320) 내에 배치된다. 이와 같이 테스트패턴들(410, 420, 430, 440)이 배치된 패턴영역(320)이 포토마스크(300)의 모든 영역에 배치되며, 따라서 포토마스크(300)를 사용하여 노광을 수행하고, 이어서 현상을 수행하여 웨이퍼상에 형성된 포토레지스트막패턴의 프로파일을 분석함으로써 포토마스크(300) 또는 웨이퍼의 모든 영역에 대해 광학적 노이즈에 의한 패턴 프로파일 왜곡이 발생하였는지의 여부와, 패턴 프로파일 왜곡이 발생한 경우 어떤 광학적 노이즈가 원인으로 작용하였는지를 정확하게 파악할 수 있다.
도 1은 일반적인 노광장치의 일 예를 개략적으로 나타내 보인 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법을 설명하기 위해 나타내 보인 플로챠트이다.
도 3은 도 2의 광학적 노이즈 보정방법을 위한 포토마스크의 레이아웃도이다.
도 4a 내지 도 4d는 도 3의 포토마스크의 패턴영역에 배치되는 테스트 패턴의 여러 예를 나타내 보인 도면들이다.
도 5a 내지 도 5c는 테스트 패턴을 이용하여 광학적 노이즈에 의한 영향을 파악하는 원리를 설명하기 위해 나타내 보인 도면들이다.
도 6a 및 도 6b는 도 4a의 테스트 패턴을 이용한 노광 결과 형성된 포토레지스트막패턴의 일 예를 나타내 보인 도면들이다.
도 7a 및 도 7b는 패턴 레이아웃에 따라 포커스 옵셋에 따른 시디 분포를 나타내 보인 그래프들이다.

Claims (16)

  1. 광학적 노이즈에 민감한 테스트 패턴을 갖는 포토마스크를 준비하는 단계;
    상기 포토마스크를 이용하여 웨이퍼상에 상기 테스트패턴에 대응하는 포토레지스트막패턴을 형성하는 단계;
    상기 포토레지스트막패턴을 분석하여 상기 광학적 노이즈가 상기 포토레지스트막패턴의 프로파일에 주는 영향을 파악하는 단계; 및
    상기 파악된 영향의 원인을 제거하는 광학적 노이즈 보정을 수행하는 단계를 포함하는 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 테스트 패턴은 코마수차, 비점수차, 구면수차, 및 떠도는 광에 민감한 패턴을 포함하는 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 코마수차에 민감한 패턴은, 제1 방향으로 상호 이격되면서 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향을 따라 길게 연장되도록 배치되는 적어도 2개의 패턴을 포함하는 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 비점수차에 민감한 패턴은, 제1 방향으로 상호 이격되면서 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향을 따라 길게 연장되도록 배치되는 복수개의 제1 패턴들로 이루어진 제1 패턴군과, 상기 제2 방향으로 상호 이격되면서 상기 제1 방향을 따라 길게 연장되도록 배치되는 복수개의 제2 패턴들로 이루어진 제2 패턴군을 포함하는 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 구면수차에 민감한 패턴은, 상대적으로 작은 제1 피치를 갖는 복수개의 제1 패턴들로 이루어진 제1 패턴군과, 상대적으로 큰 제2 피치를 갖는 복수개의 제2 패턴들로 이루어진 제2 패턴군을 포함하는 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 떠도는 광에 민감한 패턴은, 중심부에 배치되는 내부 패턴군과, 상기 내부 패턴군과 일정 간격 이격되면서 상기 내부 패턴군을 둘러싸서 상기 내부 패턴군 사이에 광이 투과하는 투과영역을 한정하는 외부 패턴을 포함하는 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 내부 패턴군은, 일정 피치를 갖는 복수개의 스트라이프 형태의 패턴들을 포함하는 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 떠도는 광에 민감한 패턴은, 상기 내부 패턴군과 외부 패턴 사이의 간격이 상기 스트라이프 형태의 패턴들의 피치의 2배에서 50배까지 다른 값을 갖는 테스트 패턴이 복수개로 배치되는 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 포토마스크는, 상기 테스트 패턴이 배치되는 패턴영역이 상기 포토마스크의 전 영역에 걸쳐서 균일한 분포로 배치되는 레이아웃으로 이루어진 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법.
  10. 노광장치의 광학적 노이즈 보정을 위한 포토마스크에 있어서,
    균일한 분포로 배치되는 복수개의 패턴영역들을 포함하되, 상기 패턴영역에는 코마수차, 비점수차, 구면수차, 및 떠도는 광에 민감한 테스트 패턴이 배치되는 포토마스크.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 코마수차에 민감한 테스트 패턴은, 제1 방향으로 상호 이격되면서 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향을 따라 길게 연장되도록 배치되는 적어도 2개의 패턴을 포함하는 포토마스크.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 비점수차에 민감한 테스트 패턴은, 제1 방향으로 상호 이격되면서 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향을 따라 길게 연장되도록 배치되는 복수개의 제1 패턴들로 이루어진 제1 패턴군과, 상기 제2 방향으로 상호 이격되면서 상기 제1 방향을 따라 길게 연장되도록 배치되는 복수개의 제2 패턴들로 이루어진 제2 패턴군을 포함하는 포토마스크.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 구면수차에 민감한 테스트 패턴은, 상대적으로 작은 제1 피치를 갖는 복수개의 제1 패턴들로 이루어진 제1 패턴군과, 상대적으로 큰 제2 피치를 갖는 복수개의 제2 패턴들로 이루어진 제2 패턴군을 포함하는 포토마스크.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 떠도는 광에 민감한 테스트 패턴은, 중심부에 배치되는 내부 패턴군과, 상기 내부 패턴군과 일정 간격 이격되면서 상기 내부 패턴군을 둘러싸서 상기 내부 패턴군 사이에 광이 투과하는 투과영역을 한정하는 외부 패턴을 포함하는 포토마스크.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 내부 패턴군은, 일정 피치를 갖는 복수개의 스트라이프 형태의 패턴들을 포함하는 포토마스크.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 떠도는 광에 민감한 테스트 패턴은, 상기 내부 패턴군과 외부 패턴 사이의 간격이 상기 스트라이프 형태의 패턴들의 피치의 2배에서 50배까지 다른 값을 갖는 테스트 패턴이 복수개로 배치되는 포토마스크.
KR1020090059920A 2009-07-01 2009-07-01 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법 및 이를 위한 포토마스크 KR20110002361A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090059920A KR20110002361A (ko) 2009-07-01 2009-07-01 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법 및 이를 위한 포토마스크

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090059920A KR20110002361A (ko) 2009-07-01 2009-07-01 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법 및 이를 위한 포토마스크

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110002361A true KR20110002361A (ko) 2011-01-07

Family

ID=43610627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090059920A KR20110002361A (ko) 2009-07-01 2009-07-01 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법 및 이를 위한 포토마스크

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110002361A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8856695B1 (en) 2013-03-14 2014-10-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for generating post-OPC layout in consideration of top loss of etch mask layer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8856695B1 (en) 2013-03-14 2014-10-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for generating post-OPC layout in consideration of top loss of etch mask layer
US9064085B2 (en) 2013-03-14 2015-06-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for adjusting target layout based on intensity of background light in etch mask layer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100455684B1 (ko) 포커스 모니터 방법, 노광 장치 및 노광용 마스크
KR100297909B1 (ko) 포토마스크,포토마스크의제조방법,노광방법및반도체장치의제조방법
KR100870333B1 (ko) 시험용 포토마스크, 플레어 평가 방법, 및 플레어 보정 방법
US20030091913A1 (en) Aberration measuring method and projection exposure apparatus
KR102127300B1 (ko) 반도체 리소그래피용 포토마스크의 임계 치수 균일도를 교정하기 위한 방법
US7604912B2 (en) Local flare correction
KR102126232B1 (ko) 평가 방법, 노광 방법, 및 물품의 제조 방법
WO2021052772A1 (en) A method for filtering an image and associated metrology apparatus
KR20110002361A (ko) 노광장치의 광학적 노이즈 보정방법 및 이를 위한 포토마스크
KR20110001134A (ko) 광학 근접 효과 보상 방법
JP2009104024A (ja) 露光マスク、フォーカス測定方法及びパターン形成方法
KR20180024961A (ko) 노광 마스크의 디스토션 제어방법
JP2010147109A (ja) 評価方法、露光装置およびデバイス製造方法
KR20030081994A (ko) 렌즈 수차 측정용 포토마스크 및 그 제조 방법과 렌즈수차 측정 방법
KR100688783B1 (ko) 광 근접 효과 보정 방법
KR100307529B1 (ko) 노광장비의 촛점 측정용 패턴 및 이를 이용한 노광장비의 촛점 측정방법
KR100602489B1 (ko) 반도체 미세 패턴 형성 방법
KR100831675B1 (ko) 베스트 포커스를 설정하기 위한 포토 마스크 및 이를이용한 베스트 포커스 설정방법
KR101082095B1 (ko) 수차 측정 마스크 및 이를 이용한 수차 측정 방법
KR20010025985A (ko) 코마 수차 측정을 위한 바이오-래드 패턴 및 이를 이용한 코마수차 측정 방법
KR102638175B1 (ko) 포토마스크를 측정하는 방법
KR100922933B1 (ko) 반도체소자의 패턴 및 그것을 이용한 패턴 보정방법
KR100737086B1 (ko) 플레어 보정 방법, 포토마스크의 제조 방법 및 플레어 보정 장치
KR100437605B1 (ko) 노광 장비의 렌즈 평가용 마스크 패턴
KR100900241B1 (ko) 다중링 마스크를 이용한 반도체 노광장비 성능 평가방법

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination