KR20130073883A - 복사 에너지와 설계안 지오메트리의 최적화를 조합하는 리소그래피 방법 - Google Patents

복사 에너지와 설계안 지오메트리의 최적화를 조합하는 리소그래피 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지지부로 식각될 패턴의 리소그래피를 위한 방법과 관련되며, 특히, 지지부로 직접 쓰기 되는 전자 복사를 이용하는 방법과 관련된다. 지금부터, 치밀 망 지오메트리(라인 공백이 10 내지 30nm)에 대한 근접 효과를 교정하기 위한 방법이 복사 선량의 상당한 증가를 초래하고, 따라서 노광 시간의 증가를 초래한다. 본 발명에 따라, 공정 에너지 래티튜드에 따라 식각될 패턴이 수정되고, 따라서 복사 선량이 감소한다.

Description

복사 에너지와 설계안 지오메트리의 최적화를 조합하는 리소그래피 방법{LITHOGRAPHY METHOD WITH COMBINED OPTIMIZATION OF RADIATED ENERGY AND DESIGN GEOMETRY}
본 발명은 전자 리소그래피의 분야에 적용된다.
50㎚ 미만의 임계 선폭(critical dimension)을 갖는 패턴의 식각을 가능하게 하기 위해, 점점 더 복잡해지는 광학 왜곡을 교정하기 위한 방법이, 광학 포토리소그래피 방법의 마스크의 설계안 및 제작 스테이지와 노광 스테이지 모두에서 포함될 필요가 있다. 따라서 차세대 기술용 장비 및 개발 비용이 높은 비율로 증가한다. 오늘날, 포토리소그래피에서 얻을 수 있는 임계 선폭은 65㎚ 이상이다. 현재 32-45㎚ 세대가 개발 중이고, 22㎚ 미만의 기술 노드에 대한 어떠한 실용적인 솔루션도 없다. 부분적으로, 전자 리소그래피는, 22㎚ 패턴을 식각하는 것을 가능하게 하고, 어떠한 마스크도 필요로 하지 않으며, 꽤 짧은 개발 시간을 제공하기 때문에, 기술 및 설계를 향상시킬 때, 더 우수한 반응성과 유연성을 가능하게 한다. 다른 한편으로는, 포토리소그래피에서는 단지 층별 노출만 필요한 것에 비해, ("스테퍼(stepper)"를 이용한) 단계별 노광이 필요하기 때문에, 포토리소그래피에서보다 제작 시간이 실질적으로 더 길다. 덧붙이자면, 포토리소그래피에서처럼 전자 리소그래피에서도 근접 효과(proximity effect)가 발생하며, 특히, 패턴의 (10 내지 30㎚만큼만 이격된) 인접한 라인들 사이에서 근접 효과가 발생한다. 따라서 설계안의 신뢰도를 보장하기 위해, 이들 근접 효과를 교정하는 것이 필요하다. 종래 기술의 방법, 특히 미국 특허 제6,107,207호에 기재된 방법은 라인 변부(line edge)에서 복사 선량을 증가시킴으로써 이러한 교정을 이룬다. 이 선량 증가는 노광 시간의 증가로 나타나고, 이는 이 기법의 광범위한 산업적 사용에 매우 큰 장애가 된다.
본 발명은, 이러한 문제를 해결하기 위해, 복사 선량의 증가, 따라서 노출 시간의 증가를 상당한 비율로 감소시키는, 적용되는 전자 복사 에너지의 최적화와, 적용되는 면적의 최적화가 조합된 방법을 제공한다.
이러한 목적으로, 본 발명은 수지-코팅된 지지부 상에 식각될 적어도 하나의 패턴의 복사(radiation)를 기초로 하는 리소그래피 방법을 제공한다. 상기 방법은 적어도 하나의 복사 선량의 변조를 계산하는 단계와, 지지부의 적어도 하나의 방향에서 식각될 상기 패턴에 대해 이뤄지는 적어도 하나의 조정을 계산하는 단계를 포함하며, 상기 조정은 복사 선량이 수신된 점에서의 공정 에너지 래티튜드(process energy latitude)의 함수이고, 상기 적어도 하나의 패턴의 상기 적어도 하나의 조정에 따라 복사 선량의 변조가 수정된다.
바람직하게는, 적어도 하나의 복사 선량의 변조를 계산하는 단계는 상기 지지부 상의 상기 복사 선량의 분포 함수와 상기 패턴의 콘볼루션에 의해 이뤄진다.
바람직하게는, 평균 복사 선량이 파라미터로 선택된 수지의 감도 임계치의 값이라는 제약조건 내에서, 변조 전에 복사 선량이 계산된다.
바람직하게는, 파라미터로 선택된 수지의 감도 임계치는 실질적으로 0.5이다.
바람직하게는, 복사 선량이 수신되는 점에서의 공정 에너지 래티튜드(EL)는 수신 선량 곡선의 이 점에서의 법선의 기울기, 복사 선량의 콘트라스트, 및 선량 기울기 중 하나이다.
바람직하게는, 적어도 하나의 방향에서의 복사 선량의 수신 점들 중 한 점을 중심으로 하는 패턴에 대해 이뤄질 조정이, 공정의 0.5의 수지의 감도 임계치를 나타내는 직선 상의 부호 거리(oriented distance)와 동일하도록 계산되고, 상기 부호 거리는, 감도 임계치 직선과 수신 선량 곡선의 상기 한 점에서의 EL 기울기를 갖는 법선의 교점(제 1 부분)과, 감도 임계치 직선과 복사 선량 곡선의 교점(제 2 부분) 사이에서 취해진다.
바람직하게는, 변조 계산값과 이 이전 변조 계산값 간의 수신 점 상의 복사 선량의 변동치가 지정 임계치보다 크게 유지되는 한, 적어도 하나의 복사 선량의 변조를 계산하는 단계와 식각될 상기 패턴에 대해 이뤄지는 조정을 계산하는 단계가 반복된다.
바람직하게는, 적어도 하나의 복사 선량의 변조를 계산하는 단계는 파라미터 표를 이용해 이뤄진다.
바람직하게는, 패턴 내부 영역의 조정 전 복사 선량은 모두 정상 선량과 실질적으로 동일한다.
바람직하게는, 패턴 내부 영역의 조정 전 복사 선량은 모두 일정 퍼센트의 정상 선량과 실질적으로 동일하다.
바람직하게는, 일정 퍼센트의 정상 선량은 실질적으로 70%의 정상 선량이다.
바람직하게는, 상기 조정은 복사 없는 적어도 하나의 공백과 적어도 하나의 복사 선량을 포함한다.
바람직하게는, 적어도 하나의 선량이 식각될 패턴 외부로 복사된다.
바람직하게는, 식각될 패턴 외부의 적어도 하나의 복사 선량은 식각될 패턴으로부터, 밴드 폭의 0.2배 내지 3배의 거리만큼 이격되어 있다.
상기 방법을 구현하기 위해, 본 발명은 또한, 컴퓨터에서 실행될 때, 수지-코팅된 지지부 상에 식각될 적어도 하나의 패턴의 복사 리소그래피 방법을 실행하도록 구성되는 프로그램 코드 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 제공한다. 상기 컴퓨터 프로그램은 적어도 하나의 복사 선량의 변조를 계산하기 위한 모듈과, 지지부의 적어도 하나의 방향으로 식각될 상기 패턴에 적용될 적어도 하나의 조정을 계산하기 위한 모듈을 포함하고, 패턴에 적용될 조정의 계산은 복사 선량이 수신되는 점에서의 공정 에너지 래티튜드(process energy latitude)의 함수이며, 복사 선량의 변조는 상기 적어도 하나의 패턴의 적어도 하나의 조정에 따라 수정된다.
또한 본 발명은 종래 기술의 근접 효과를 교정하기 위한 방법의 바람직하지 않은 효과(가령, 이들 방법이 적용될 때 발생하는 선형성(linearity)의 손실, IDB(Isolated Dense Bias, 즉, 고립 구조물과 치밀 구조물 간의 임계 선폭 차이)의 증가, 라인 단부 단축(LES)의 증가, 모서리 라운딩 효과로 인한 정밀도의 손실, 감소된 에너지 래티튜드(EL))를 교정하는 이점을 제공한다. 근접 효과를 교정하기 위한 방법(가령, 미국 특허 6,107,207에 기재된 방법)의 이러한 결함은, 특히, S. Manakli 저 "New Electron Beam Proximity Effect Correction Approach for 45 and 32㎚ Nodes", Japanese Journal of Applied Physics, vol. 45, no. 8A, pages 6462-6467에서 설명되어 있다.
덧붙이자면, 교정을 계산하는 방식이 특정되면, 컴퓨터 보조 설계 툴에 포함되는 방식으로, 교정 계산의 자동화가 가능하며, 이는 본 발명에 따르는 시스템 및 방법의 사용자에게, 표준 구성요소의 라이브러리의 저 비용의 변환을 제공한다.
다수의 예시적 실시예의 기재와 첨부된 도면으로부터 본 발명이 더 잘 이해될 것이며, 본 발명의 다양한 특징 및 이점이 명백해질 것이다.
도 1a 및 1b는 식각될 치밀한 라인들의 망과, 종래 기술의 교정 방법이 복사 선량에 적용된 후의 복사 선량 분포를 각각 개략적으로 나타낸다.
도 2는 종래 기술의 방법에 의해 적용되는 근접 효과 교정 함수를 그래프로 나타낸다.
도 3은 임계 선폭에 대한 방향으로 복사 선량의 분포를 나타낸다.
도 4는 치밀한 라인들의 망의 경우, 근접 효과 교정이 있는 복사 선량 분포와 근접 효과 교정이 없는 복사 선량 분포를 나타낸다.
도 5는 횡단면 도시와 에너지 래티튜드를 나타내는 복사 선량 분포의 면적 도시를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 치밀한 라인들의 망의 변부 상에서의 에너지 래티튜드의 최적화 원리를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예들 중 하나에 따르는 방법을 적용함으로써 도출되는 신규한 공정 범위(process window)를 도시한다.
도 7a는 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 치밀한 라인들의 망의 변부 상의 에너지 래티튜드의 최적화 원리를 도시하며, 여기서 망의 외부에서 적어도 하나의 패턴이 식각된다.
도 8a 및 8b는 치밀한 망으로 본 발명의 방법을 적용한 결과를 도시한다.
도 9는 실시예들 중 하나에 따라 본 발명을 구현하기 위한 방법의 중심 부분의 순서도를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 하나의 실시예의 근접 효과 교정 방법의 중심 부분을 그래프로 나타낸다.
도 1a 및 1b는 각각, 식각될 치밀한 라인들의 망과, 종래 기술의 교정 방법을 복사 선량에 적용한 후의 복사 선량의 분포를 개략적으로 나타낸다.
도 1a는 웨이퍼의 일부분, 또는 마스크의 일부분 상에 있는, 식각될 라인들의 치밀한 망(dense network)을 나타낸다. 본 발명의 방법의 적용예에서, 일반적으로, 망(network)의 라인(line)들 사이의 공백(spacing)은 1 내지 수십 나노미터일 것이다. 특히 이러한 망의 식각을 수행하기 위해 사용되는 전자 빔(들)이 빔 중심의 변부에서 수지 및 기판의 짧은 거리에 걸쳐 산란(전방 산란 또는 블러(blur))됨으로써, 빔의 크기가 증가하고, 콘트라스트가 감소한다. 덧붙이자면, 전자는 긴 거리에 걸쳐 완전히 후방산란(backward scattering)된다. 망의 라인의 횡단면에서의, 식각 임계 선폭 근방의 복사 선량 분포가 도 3에 도시된다. 서로 다른 라인들의 영역, 알파(31)와 베타(32)가 중첩되기 때문에, 다 함께 혼합되는 이러한 산란으로부터 초래되는 이러한 근접 효과에 의해, 식각되는 망과 설계된 망 간에 차이가 초래된다. 라인의 단부와 망의 변부에서는, 어떠한 중첩도 없다. 따라서 도 4의 곡선(41)이 나타내는 것처럼 망의 패턴은 비대칭적으로 수정된다; 망의 변부에서 수신되는 선량이 망의 내부 영역에서 수신되는 것보다 더 적다.
리소그래피 방법의 근접 효과를 교정하기 위한 종래의 방법은, 이러한 상대적으로 더 적은 노광량을 보상하기 위해, 망의 변부에 위치하는 라인에 적용되는 복사 선량을 증가시킴으로써 복사 선량을 변조하는 것으로 이루어진다. 복사 선량 분포에 이러한 방법을 적용한 결과가 도 4의 곡선(42)으로 도시된다.
이러한 유형의 교정 방법은 특히 미국 특허 제6,107,207호 ("Procedure for generating information for producing a pattern defined by design information", 발명자: Wass, Hartmann)와, 복수의 출판물, 가령, H. Eisenmann, T. Waas, H.　Hartmann, "Proximity effect correction by convolution", J.Vac. Sci. Technol. B11 (6), 2741-2745 (1993)에 기재되어 있다. 이들 출판물에서 기재된 방법에서, 전자 리소그래피 장치는 기판, 수지, 및 그려질 패턴 특성의 함수로서 설정되는 에너지의 전자 복사 선량을 수지-코팅된 기판에 단계별로 적용한다. 본 발명의 방법에서처럼, 이들 출판물에 기재된 방법에서도, 임의의 전자 리소그래피 장치를 이용하는 것이 가능한데, 예를 들면, 상표명 PROXECCO™의 선량 변조 소프트웨어에 의해 설정된 상표명 VISTEC™ SB 3054의 기계를 이용하는 것이 가능하다.
첫 번째 단계는 적용될 패턴을 단위 요소로 분할하고, 그 후, 각각의 단위 요소에 대해, 복사 선량의 변조를 계산하는 것이다.
콘볼루션을 이용한 계산이 가장 효과적인 계산 중 하나이지만, 이하와 같은 그 밖의 다른 유형의 계산도 고려될 수 있다:
- 몬테 카를로 도식(Monte Carlo draw)을 기초로 하는 계산,
- 선택사항으로, 사전 계산된 표의 검색을 전적으로 또는 부분적으로 기초로 하는 계산,
- 순수하게 전자 효과를 모델링하는 콘볼루션 단계와, 그 후, 리소그래피 단계 동안 발생한 그 밖의 다른 현상(가령, 수지, 식각, 또는 그 밖의 다른 요소의 기여 요인(contribution))을 고려하는 계산 단계를 갖는 것이 또한 가능하다.
본원에 기재된 예의 경우, 각각의 식각 단계에서 복사에 적용될 변조를 계산하기 위해, 재료 내 전자(electron) 분포의 콘볼루션 함수가 적용된다. 상기 콘볼루션 함수는 도 2에 제공되며, 여기서,
- D(x,y)는 식각될 패턴에 수신되는 선량의, 기판 평면(x,y)에서의 분포를 나타내고,
- f(x,y)는 근접 효과의 모델링을 이용해 방출되는 선량의 표면 분포를 나타낸다. 일반적으로 도 3에 도시된 것처럼 근접 효과의 가우시안 분포가 가정된다. 분포 함수는 근접 함수(Gauss error function)(ERF 함수)의 이중 적분에 의해 모델링되고, 근접 함수는 그 자체가 가우스 오차 함수(Gauss error function)(ERF 함수)의 조합이며, 상기 f(x,y)는
수학식
Figure pct00001
에 의해 모델링되며, 여기서,
○ α는 직접 복사의 폭이고,
○ β는 후방산란 폭이며,
○ η는 전방산란 복사와 후방산란 복사의 강도 비이다.
파라미터 α, β, 및 η의 값은, 특정 방법에 대한 시행착오를 통해 결정된다. 이들 파라미터는 기계의 가속 전압의 함수이다. 일반적으로, 약 50KV의 가속 전압의 경우, α는 약 50㎚이고, β는 약 10㎛이며, η는 약 0.5이다.
이 예시적 실시예에서, 2개의 ERF 함수를 이용한 오차 모델링이 사용된다. 또한 1개, 3개, 4개, 또는 심지어 더 많은 개수의 ERF 함수를 이용한 오차 모델링을 이용하는 것도 가능하다. 또한 그 밖의 다른 유형의 모델링, 예를 들어, 다항식을 이용하는 것도 가능하다.
- R(x,y)는 그려질 패턴의 지오메트리이다.
따라서, 전자 장치에 의한 복사 선량(샷)의 영향이
수학식
Figure pct00002
에 의해 계산된다.
역변환(디콘볼루션)을 적용함으로써, 공정의 각각의 단계에서 복사 선량에 적용될 변조를 계산하는 것이 가능하다. 디콘볼루션 외의 다른 역변환을 수행하는 것도 가능한데, 예를 들어, 최적화 함수, 연립 방정식의 풀이, 또는 반복 절차를 적용하는 것이 가능하다. 본 발명의 기재에서 그 밖의 다른 예시적 실시예가 제공된다.
도 1b는 도 1a의 라인의 망에 앞서 언급된 교정 방법을 적용한 후의 복사 선량의 분포를 도시한다. 망의 변부에 적용될 복사 선량의 상당한 증가가, 필요한 노광 시간(exposure time)을 상당히 증가시킨다. 이것이 본 발명이 극복하고자 하는 종래 기술의 문제점이다. 일반적으로, 망의 변부에서의 노광 시간은 망의 내부 영역에 비교해서 2 내지 4배이다.
도 5는, 앞서 기재된 종래 기술의 방법을 적용하는 경우, 앞서 기재된 변조 방법에서 망의 전체 폭에 걸친 복사 선량 분포(도 5의 막대 51)뿐 아니라, 이 분포의 면적 도시(areal view)(도 5의 곡선(52))까지 간략하게 나타내며, 이러한 면적 도시는 공정 범위(process window)를 나타낸다. 직선(53)은 정상 선량(normal dose)의 0.5배에서의 수지의 감도 임계치(sensitivity threshold)를 나타낸다. 정상 선량은, 큰 크기(일반적으로 약 1미크론)의 치밀 패턴(예를 들어 라인/공백 비(line/space ratio)=1인 패턴)을 정상 크기로 각인할 때 필요한 선량이라고 정의될 수 있다. 상기 정상 선량은 또한, "기저 선량(base dose)"이라고도 지칭된다.
0.5의 임계치가 바람직하지만, 그 밖의 다른 값도 선택될 수 있다. 그 후, 선택된 임계치 값이, 본 발명의 방법을 이행하도록 써진 컴퓨터 프로그램에 설정될 수 있는 파라미터가 된다.
직선(54)은 복사 장치에 의해 샷(shot)이 적용되는 한 점에서의 공정 에너지 래티튜드(process energy latitude) 기울기를 나타낸다.
예시적 실시예에서, 패턴의 내부 영역에 위치하는 샷(55)의 치수는, 1.6㎛×1.6㎛이다. 일반적으로, 패턴의 변부로부터 이격된 점들에 적용된 선량은 표준 선량(1로 정규화된 선량)과 동일할 것이다. 패턴의 변부에서 특히 민감한 인접 효과를 교정하기 위해, 종래 기술의 장치는 더 작은 샷 치수(일반적으로, 1㎛×1㎛)를 갖는 훨씬 더 높은(일반적으로 2 내지 4, 심지어 6) 선량을 적용한다. 따라서 노광 시간의 증가는, 변부에서 수행되는 특정 물리적 분할(fracturing)과 관련된 샷의 수의 증가와, 설계안의 변부에서의 이들 샷의 복사 선량의 증가 모두 때문이다. 도 5의 예시적 실시예에서, 약 10개의 샷이 추가되며, 추가된 샷 각각은 1보다 큰 선량(최대 6배 큰 선량)을 가진다. 균일한 노광에 비교할 때 노광 시간에 대략 3.6이 곱해진다(총 선량 또는 적산 선량은 25 내지 90 정상 선량으로 변한다).
이전에 제공된 종래 기술의 방법에 비교되는 본 발명의 방법 및 그 특징적 특성이 도 6 및 7에 의해 도시되며, 도 5와 비교하면서 읽혀야 할 것이다.
도 6은 종래 기술 방법에 의해 적용되는 복사 선량(611, 612, 613, 614, 615)(및 식각될 라인의 망의 나머지 변부 상의 복사 선량)의 복사 선량 증가분(611a, 612a, 613a, 614a, 615a)(및 식각될 망의 또 다른 변부 상에서의 대칭점)을 도시하며, 상기 복사 선량 증가분은 본 발명의 첫 번째 실시예에 따르는 방법에 의해 제거될 수 있다.
직선(620)으로 도시된 비율로 식각될 드로잉의 지오메트리를 확장함으로써, 그리고 새로운 패턴의 외부 부분 상에 선량(616)을 적용함으로써, 적용될 선량 감소가 이뤄진다. 그러나 본 발명에 따르면, 변부 상의 샷이 패턴의 중앙에서의 샷과 동일한 치수(도면의 예시의 경우, 1.6㎛×1.6㎛)를 유지하며, 이는, 예를 들어 도면에 도시된 예의 경우, 선량 변조에 의해 각각의 샷의 과다 선량(overdose)이 약 0.25만큼 감소될 때, 종래 기술의 솔루션에 비교해 샷의 수(따라서 노광 시간)를 약 29%만큼 감소시킨다(총 선량이 90에서 64 정상 선량으로 변함).
시행 착오를 통해, 식각된 패턴의 품질에 영향을 미치지 않으면서, 식각될 패턴(611 내지 615)의 내부 변부 상에서 생성되는 과다 선량을 제거하는 것이 가능함이 발견된다. 이러한 경우, 노출 시간 절약은 약 62%이다(총 선량은 90에서 34 정상 선량으로 변함). 패턴의 모서리에서, 절약되는 시간은 제곱 수로 증가하며, 따라서 상기의 예에서, 약 86%가 된다. 따라서, 본 발명의 두 번째 실시예에 따라, 전체 패턴에 걸쳐 동일한 선량이 적용되고, 추가되는 밴드에는 과다 선량이 적용되는 것이 바람직하다. 이러한 바람직한 현상은, 추가되는 밴드가, 도 7에 도시된 것처럼, 선량 곡선의 측면(flank)을 분리하는 동시에, 직선화(straighten)할 수 있다는 사실 때문이고, 이는 샷들 간에 상호작용하는 근접 효과에 의해 만들어지는 에너지 손실 때문에 더 낮은 효율을 갖는 패턴 내부의 복수의 샷에 걸친 선량의 증가보다 훨씬 더 효율적인 방식으로 수행된다.
도 7은 본 발명의 방법이 수신 선량의 곡선에 미치는 영향을 도시하며, 여기서 수신 선량의 곡선을 710로부터 720으로 변위시킨다. 따라서 본 발명의 방법을 적용함으로써 도출되는 수신 선량(720)은, 도시된 것처럼, 더 큰 에너지 래티튜드를 의미하는 더 직선의 변부를 보여주고, 망의 바깥으로 약간 오프셋됨을 보여주는데, 이는 근접 효과의 제거를 의미한다. 각각의 샷에 대한 복사 선량의 계산, 망의 변부의 확장의 계산, 및 에너지 래티튜드의 계산을 조합하는 방식이 도 9 및 10과 관련하여 이하에서 설명된다.
도 7a는 본 발명의 하나의 실시예에 따르는, 치밀한 라인들의 망의 변부 상의 에너지 래티튜드를 최적화하는 원리를 도시하며, 이 실시예에서, 적어도 하나의 패턴이 상기 망의 외부에서 식각된다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 식각될 패턴과 추가되는 밴드(610a) 사이에 공백(620a)이 남겨지고, 가능하다면, 적어도 하나의 두 번째 외부 밴드(630a)가 추가되는데, 상기 두 번째 외부 밴드(630a)도 첫 번째 밴드로부터 공백을 두고 이격되어 있다. 모든 구성에서, 이러한 공백은 공정 에너지 래티튜드를 향상시킨다. 시행 착오를 통해, 밴드 폭의 0.2배 내지 3배 폭을 갖는 공백이 효과적임이 발견됐다.
또한 패턴 외부의 밴드에 과다 선량이 적용되는 경우, 패턴 내부의 영역에 적용되는 선량은, 예를 들어 30%만큼 감소되어, 식각의 품질을 저하하지 않고 정상 선량의 0.7배가 될 수 있다. 그러나 그 밖의 다른 값도 가능하다. 이들 값은, 본 발명의 방법을 구현하도록 구성된 컴퓨터 프로그램에서 선택될 수 있는 파라미터가 된다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 방법을 치밀한 망에 적용한 결과를 도시한다.
도 8a는 식각될 패턴(810)과, 본 발명의 방법에 의해 교정되는 패턴(820)을 도시한다.
도 8b는 실제로 식각되는 패턴을 도시한다.
바깥쪽으로 리사이징(resizing)이 이뤄지는 경우와 안쪽으로 리사이징이 이뤄지는 경우가 있다.
도 9는 본 발명의 실시예들 중 하나에 따라 본 발명을 구현하기 위한 방법의 핵심 부분의 순서도를 나타낸다.
도시된 예는 식각될 패턴의 리사이징과 도 6에 나타난 선량 변조의 조합의 예이다.
통상의 기술자에게 알려져 있다시피, 본 발명의 방법은 설계안의 판독으로 시작한다. 종래방식처럼, 식각될 패턴의 레이아웃은 GDS Ⅱ(Graphic Data System version 2) 또는 OASIS(Open Artwork System Interchange Standard) 포맷의 파일로 인코딩된다. 일반적으로 데이터는 셀 단위로 그룹 지어진다. 그 후, 식각될 패턴은 이송 장치에 호환 가능한 서브셋(직접 전자 또는 이온 식각, 전자 또는 광학 식각을 위한 마스크의 제작, 등)으로 사전-분할된다.
그 후, 본 발명의 방법의 단계(910)에서, 평균적으로 발산되는 샷의 변부의 모든 중앙 점이 수지의 감도 임계치(가령, 정상 선량의 0.5배, 또는 그 밖의 다른 값도 가능함)이도록 조절되는 방식으로, 샷의 이상적인 선량이 계산된다. 상기 임계치를, 본 발명의 방법을 이행하도록 설정된 컴퓨터 프로그램 내 파라미터로서 설정하는 것이 가능하다.
다음 단계(920)에서, 이 점에서 선량 곡선의 기울기(EL)가 계산되며, 상기 기울기가 공정 범위(process window), 즉 에너지 래티튜드이다.
다음 단계(930)에서, 선량 곡선의 이 점에서의 선형 보간값(linear interpolation)이 계산된다. 다음 단계(940)에서, 0.5에서의 선형 보간값과 임계치의 교점이 계산된다.
다음 단계(950)에서, 단계(940)의 출력인 교점에서 샷의 변부까지의 부호 거리(oriented distance)와 동일한 변부 배치 오차(EPE: edge placement error)가 계산된다.
다음 단계(960)에서, 이전 단계의 출력인 부호 거리를 초기 패턴에 적용함으로써, 식각될 패턴의 변부가 교정된다.
패턴의 어느 한 측부 상에서 가능한 공백을 고려하도록 이 기본 방법은 조절된다. 패턴의 외부에 추가 밴드를 추가할 수 있도록 충분한 공백이 있는 경우, 이는 바람직한 솔루션이다. 이 경우, 경계부를 제외한 패턴 외부의 모든 곳에서 변조가 계산되는 것 대신, 균일한 정상 선량(또는 앞서 언급된 것처럼 0.7까지 감소된 선량)이 패턴의 내부 영역에 적용된다. 초기 설계안의 패턴의 외부에 적용되는 선량은, 앞서 설명된 컨볼루션 공식을 적용함으로써, 또는 시행 착오 과정으로부터 도출된 파라미터 표를 이용함으로써, 계산될 수 있다.
공백이 한정적인 경우, 리사이징은 제한되고, 선량 변조 계산의 결과가 사용된다.
그 후, 설계안 교정에서 선량 변조가 재조절된다. 반복 루프에서 다음번 루프로의 선량 변동이 임계치보다 낮아질 때까지 교정 방법이 반복된다. 일반적으로, 이웃하는 패턴으로 도입되는 프로파일을 고려하기 위해, 상기 방법은 2회 또는 3회 반복된다. 예를 들어, 초기 설정으로 500㎚의 리사이징이 적용되고, 공정은 1 또는 1.5㎛에서 멈춘다. 이러한 특정 경우, EL 기울기는 반복 구간(iteration)별로 변하지 않는다.
마지막으로 데이터가 기계 포맷으로 변환되고, 노광이 수행된다.
도 10은 본 발명의 하나의 실시예에서 근접 효과를 교정하는 방법을 그래픽으로 도시한다.
선분(1010)은 초기 샷을 나타낸다.
곡선(1020)은 수신 선량을 나타낸다.
직선(1030)은 0.5의 임계치를 나타낸다.
직선(1040)은 단계(930)의 출력인 보간된 직선을 나타낸다.
부호 선분(oriented segment)(1050)은, 식각될 초기 패턴에 적용되는 교정을 제공하는 EPE를 나타낸다.
본 발명의 방법을 구현하기 위해, EL 개념과 관련된 서로 다른 파라미터를 이용하는 것이 또한 가능하며, 예를 들면 다음과 같다:
- 콘트라스트: (Imax-Imin)(Imax + Imin), 여기서 I는 수신 선량을 나타내며, 콘트라스트는 특히, 주기적인 패턴(periodic pattern)용으로 종종 사용된다.
- ILS "로그 기울기(logslope)"가 또한 일반적으로 사용된다: d(In(dose))/dx 또는 "정규화된 이미지 로그 기울기" NILS=ILS.CD
이들 기준이 EL을 대신하여 사용될 수 있으며, EL은 선량(x) 곡선의 기울기로서 정의된다.
본 발명의 방법은 직접 쓰기 전자 리소그래피 방법으로의 적용 예시로 기재되었다. 또한 본 발명의 방법은 이온, 광자 또는 전자 같은 다른 입자를 이용한 또 다른 직접 쓰기 방법에 적용되거나, 마스크에 적용되는 전자 또는 광학 리소그래피에 적용될 수 있다.
따라서 앞서 기재된 예는 본 발명의 일부 실시예를 설명하는 방식으로 제공된다. 이는 본 발명의 범위를 어떠한 식으로도 제한하지 않으며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의해 정의된다.

Claims (15)

  1. 수지-코팅된 지지부 상에 식각될 적어도 하나의 패턴의 복사(radiation)를 기초로 하는 리소그래피 방법에 있어서, 상기 방법은
    적어도 하나의 복사 선량의 변조를 계산하는 단계와,
    지지부의 적어도 하나의 방향에서 식각될 상기 패턴에 대해 이뤄지는 적어도 하나의 조정을 계산하는 단계
    를 포함하며, 상기 조정은 복사 선량이 수신된 점에서의 공정 에너지 래티튜드(process energy latitude)의 함수이고, 상기 적어도 하나의 패턴의 상기 적어도 하나의 조정에 따라 복사 선량의 변조가 수정되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 복사 선량의 변조를 계산하는 단계는 상기 지지부 상의 상기 복사 선량의 분포 함수와 상기 패턴의 콘볼루션에 의해 이뤄지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 평균 복사 선량이 파라미터로 선택된 수지의 감도 임계치의 값이라는 제약조건 내에서, 변조 전에 복사 선량이 계산되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 파라미터로 선택된 수지의 감도 임계치는 실질적으로 0.5인 것을 특징으로 하는 리소그래피 방법.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 복사 선량이 수신되는 점에서의 공정 에너지 래티튜드(EL)는 수신 선량 곡선의 이 점에서의 법선의 기울기, 복사 선량의 콘트라스트, 및 선량 기울기 중 하나인 것을 특징으로 하는 리소그래피 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 적어도 하나의 방향에서의 복사 선량의 수신 점들 중 한 점을 중심으로 하는 패턴에 대해 이뤄질 조정이, 공정의 0.5의 수지의 감도 임계치를 나타내는 직선 상의 부호 거리(oriented distance)와 동일하도록 계산되고, 상기 부호 거리는, 감도 임계치 직선과 수신 선량 곡선의 상기 한 점에서의 EL 기울기를 갖는 법선의 교점(제 1 부분)과, 감도 임계치 직선과 복사 선량 곡선의 교점(제 2 부분) 사이에서 취해지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 방법.
  7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 변조 계산값과 이 이전 변조 계산값 간의 수신 점 상의 복사 선량의 변동치가 지정 임계치보다 크게 유지되는 한, 적어도 하나의 복사 선량의 변조를 계산하는 단계와 식각될 상기 패턴에 대해 이뤄지는 조정을 계산하는 단계가 반복되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 복사 선량의 변조를 계산하는 단계는 파라미터 표를 이용해 이뤄지는 것을 특징으로 하는 리소그래피 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 패턴 내부 영역의 조정 전 복사 선량은 모두 정상 선량과 실질적으로 동일함을 특징으로 하는 리소그래피 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 패턴 내부 영역의 조정 전 복사 선량은 모두 일정 퍼센트의 정상 선량과 실질적으로 동일함을 특징으로 하는 리소그래피 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 일정 퍼센트의 정상 선량은 실질적으로 70%의 정상 선량인 것을 특징으로 하는 리소그래피 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 조정은 복사 없는 적어도 하나의 공백과 적어도 하나의 복사 선량을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 선량이 식각될 패턴 외부로 복사되는 것을 특징으로 하는 리소그래피 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 식각될 패턴 외부의 적어도 하나의 복사 선량은 식각될 패턴으로부터, 밴드 폭의 0.2배 내지 3배의 거리만큼 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 리소그래피 방법.
  15. 컴퓨터에서 실행될 때, 수지-코팅된 지지부 상에 식각될 적어도 하나의 패턴의 복사 리소그래피 방법을 실행하도록 구성되는 프로그램 코드 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램은 적어도 하나의 복사 선량의 변조를 계산하기 위한 모듈과, 지지부의 적어도 하나의 방향으로 식각될 상기 패턴에 적용될 적어도 하나의 조정을 계산하기 위한 모듈을 포함하고, 패턴에 적용될 조정의 계산은 복사 선량이 수신되는 점에서의 공정 에너지 래티튜드(process energy latitude)의 함수이며, 복사 선량의 변조는 상기 적어도 하나의 패턴의 적어도 하나의 조정에 따라 수정되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램.
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