KR20150024500A

KR20150024500A - 광학적 근접 보정 방법

Info

Publication number: KR20150024500A
Application number: KR20130101426A
Authority: KR
Inventors: 김상욱
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2013-08-27
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2015-03-09
Also published as: KR102185558B1

Abstract

광학적 근접 방법으로, 조각 레이아웃의 가장자리에 복수개의 평가 포인트들을 설정한다. 상기 복수의 평가 포인트들과 상기 조각 레이아웃으로부터 시뮬레이션된 패턴 윤곽을 각각 대응시켜 오차값들을 계산한다. 상기 오차값들 중에서 허용 오차 내의 오차값들을 제1 오차 그룹으로 설정한다. 상기 오차값들 중에서 상기 허용 오차를 벗어난 오차값들을 제2 오차 그룹으로 설정한다. 상기 제1 오차 그룹에 오차값이 존재하면서, 상기 제2 오차 그룹에 포함된 오차값들이 모두 동일한 부호를 가지도록 상기 조각 레이아웃을 이동시킨다. 상기 방법에 의하면, 원하는 위치에 목표 패턴이 형성되도록 노광 마스크 패턴을 광학적 근접 보정할 수 있다.

Description

광학적 근접 보정 방법{Method for optical proximity correction}

본 발명은 광학적 근접 보정 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 노광 공정에서 발생되는 광학적 근접 효과를 보정하는 방법에 관한 것이다.

반도체 소자 제조를 위한 노광 공정에서, 패턴을 전사하는 과정 중에 패턴 왜곡이 발생된다. 이러한 패턴 왜곡을 감소시키기 위하여 광학적 근접 효과를 보정하는 기술(Optical Proximity Correction, OPC)이 개발되고 있다. 상기 광학적 근접 보정은 설계된 레이아웃의 목표 패턴을 형성하기 위하여 노광 마스크 패턴을 보정하는 과정을 포함한다. 또한, 실재 기판 상에 상기 목표 패턴이 구현되는지 확인하고 재보정하는 과정을 포함한다.

본 발명의 목적은 목표한 위치에 패턴이 위치하도록 노광 마스크 패턴을 보정하는 광학적 근접 보정 방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광학적 근접 보정 방법으로, 조각 레이아웃의 가장자리에 복수개의 평가 포인트들을 설정한다. 상기 복수의 평가 포인트들과 상기 조각 레이아웃으로부터 시뮬레이션된 패턴 윤곽을 각각 대응시켜 오차값들을 계산한다. 상기 오차값들 중에서 허용 오차 내의 오차값들을 제1 오차 그룹으로 설정한다. 상기 오차값들 중에서 상기 허용 오차를 벗어난 오차값들을 제2 오차 그룹으로 설정한다. 상기 제1 오차 그룹에 오차값이 존재하면서, 상기 제2 오차 그룹에 포함된 오차값들이 모두 동일한 부호를 가지도록 상기 조각 레이아웃을 이동시킨다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 오차 그룹에 오차값이 존재하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 조각 레이아웃을 이동시키기 위하여, 상기 오차값들 중에서, 상기 패턴 윤곽의 극점에서의 오차값인 극값을 찾는다. 상기 패턴 윤곽에 극점이 포함되지 않으면, 상기 패턴 윤곽이 조각 레이아웃 가장자리 밖으로 최대로 벗어난 지점의 오차값을 극값으로 지정한다. 상기 극값이 허용 오차 내에 있도록 상기 조각 레이아웃을 이동시킨다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 보정된 조각 레이아웃에서 시뮬레이션된 패턴 윤곽에 대하여, 상기 극값이 허용 오차 내에 있는지 재확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 허용 오차는 0 이거나 또는 이웃하는 목표 패턴들 간의 불량 발생 방지를 위한 범위 이 내의 값으로 설정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 패턴 윤곽의 가장자리의 양쪽 끝 부분이 볼록한 형상을 가지면, 상기 제2 오차 그룹에 포함된 오차값들이 모두 음수가 되도록 상기 조각 레이아웃을 이동시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 패턴 윤곽의 가장자리의 양쪽 끝 부분이 오목한 형상을 가지면, 상기 제2 오차 그룹에 포함된 오차값들이 모두 양수가 되도록 상기 조각 레이아웃을 이동시킬 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광학적 근접 보정 방법으로, 조각 레이아웃의 가장자리에 복수개의 평가 포인트들을 설정한다. 상기 복수의 평가 포인트들과 상기 조각 레이아웃으로부터 시뮬레이션된 패턴 윤곽을 각각 대응시켜 오차값들을 계산한다. 상기 오차값들로부터 상기 패턴 윤곽의 극점에서의 오차값인 극값을 찾는다. 또한, 상기 극값이 허용 오차 내에 있도록 상기 조각 레이아웃을 이동시킨다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 패턴 윤곽에 극점이 포함되지 않으면, 상기 패턴 윤곽이 조각 레이아웃 가장자리 밖으로 최대로 벗어난 지점의 오차값을 극값으로 지정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 극값이 상기 허용 오차 내에 조각 레이아웃을 이동시키기 위하여, 상기 오차값들 중에서, 상기 허용 오차 내에 있는 오차값들을 제1 오차 그룹으로 설정한다. 상기 오차값들 중에서, 상기 허용 오차를 벗어난 오차값들을 제2 오차 그룹으로 설정한다. 상기 제1 오차 그룹 내에 적어도 하나의 오차값이 존재하도록 상기 조각 레이아웃을 이동시킨다. 또한, 상기 제1 오차 그룹에 오차값이 존재하면서, 상기 제2 오차 그룹의 오차값이 모두 동일한 부호를 가지도록 상기 조각 레이아웃을 이동시킨다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 패턴 윤곽은 설계 레이아웃의 목표 패턴의 가장자리를 벗어나지 않고 상기 가장자리 이 내에 위치하게 된다. 이와같이 노광 마스크 패턴에 대해 광학적 근접 보정함으로써, 실재 패턴에서 발생하게 되는 브릿지(bridge), 낫칭(notching)과 같은 공정 불량을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 반도체 소자의 레이아웃에 대한 광학적 근접 보정 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 도 1의 방법을 수행하기에 적합한 반도체 소자의 일 예의 레이아웃의 평면도이다.
도 3 내지 7은 도 2의 레이아웃에 광학적 근접 보정 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 8은 도 1의 방법을 수행하기에 적합한 반도체 소자의 다른 예의 레이아웃의 평면도이다.
도 9는 도 1의 방법을 수행하기에 적합한 반도체 소자의 또 다른 예의 레이아웃의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학적 근접 보정 방법을 설명하기 위한 반도체 소자의 레이아웃의 일 예이다.
도 11a, 도 11b 및 12는 도 10의 레이아웃에 광학적 근접 보정하는 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 13 및 도 14는 반도체 소자의 레이아웃에 대한 광학적 근접 보정 방법의 다른 일 예를 설명하기 위한 평면도들이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학적 근접을 통해 형성된 노광 마스크 패턴을 이용하여 반도체 소자의 패턴을 형성하는 방법을 나타내는 사시도이다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 개시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

먼저. 광학적 근접 보정(OPC, Optical Proximity Correction)에 대하여 설명한다.

사진 공정에 사용되는 각 포토 마스크들은 반도체 소자의 개별 층에 대응하는 마스크 패턴들을 포함한다. 기판 상에 포토레지스트막이 형성되고, 상기 포토 마스크를 통해 상기 포토레지스트막으로 광을 투영하고 현상함으로써 포토레지스트 패턴을 형성한다. 또한, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 식각 공정 등을 수행함으로써 반도체 소자에 필요한 설계된 회로 패턴들을 형성할 수 있다.

상기 포토 마스크에 형성된 마스크 패턴들은 기판 상에 집적되는 회로 패턴에 대응한다. 상기 포토 마스크에 포함되는 마스크 패턴들의 레이아웃을 형성하기 위해 컴퓨터 지원 설계(CAD, Computer-Aided Design) 프로그램이 사용될 수 있다. 마스크 패턴 형성 작업은 전자설계 자동화(EDA, Electronic Design Automation)로 수행될 수 있다.

마스크 패턴의 레이아웃 형성에는 일정 규칙이 적용된다. 대개 CAD 프로그램은 마스크 형성을 위해 미리 결정된 설계 규칙을 갖는다. 예를 들어, 설계 규칙들은, 회로 소자 패턴들 또는 라인 패턴들 사이의 간격 마진을 규정한다. 또한, 각 회로 소자 패턴들 또는 라인 패턴들의 선폭 마진 등을 규정한다.

반도체 소자 고집적화에 따라, 상기 회로 소자 패턴들 또는 라인 패턴들의 치수도 감소되고 있다. 즉, 각 패턴들의 선폭 및 이웃하는 패턴들 간의 간격이 매우 좁기 때문에 패턴을 전사하는 과정 중에 패턴 왜곡에 따른 불량이 더욱 증가되고 있다. 예를들어, 패턴간 브릿지 불량 또는 패턴의 낫칭 불량 등이 발생하기 쉬우며, 상기 불량을 감소시키기 위하여 정확한 광학적 근접 보정이 요구된다.

이하의 실시예들은, 가장자리의 끝부분 위치가 매우 중요한 패턴을 형성할 때 유용하게 사용할 수 있는 광학적 근접 보정 방법에 관한 것이다. 일 예로, 가장자리 부위(edge portion)가 하나의 조각 레이아웃(fragment)으로 분할될 수 있도록 폭이 좁은 패턴에서 사용될 수 있다. 즉, 좁은 폭을 갖는 라인 패턴의 가장자리 부분(도 2의 10a 부분), 좁은 이격 거리를 갖는 스페이서들 단부의 연결부분(도 8의 A 부분), 사선 형상의 가장자리 패턴 부분(도 9의 C부분)에 대한 조각 레이아웃의 광학적 근접 보정 방법에 효과적으로 사용될 수 있다.

그러나, 양쪽 끝부분 중 하나는 볼록하고, 하나는 오목한 윤곽을 갖는 패턴을 형성하기 위한 조각 레이아웃의 경우, 이하의 실시예에 따른 광학적 근접 보정 방법이 적용할 필요가 없다. 상기 양쪽 끝부분 중 하나는 볼록하고, 하나는 오목한 윤곽을 갖는 패턴을 형성하기 위한 조각 레이아웃의 경우 복잡한 광학 근접 보정을 하지 않더라도 거의 불량이 발생되지 않기 때문에, 이하의 실시예에 따른 광학적 근접 보정 방법을 적용할 필요가 없는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 반도체 소자의 레이아웃에 대한 광학적 근접 보정 방법을 설명하는 순서도이다.

도 2는 도 1의 방법을 수행하기에 적합한 반도체 소자의 일 예의 레이아웃의 평면도이다. 도 3 내지 7은 도 2의 레이아웃에 광학적 근접 보정 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.

도 8은 도 1의 방법을 수행하기에 적합한 반도체 소자의 다른 예의 레이아웃의 평면도이다. 도 9는 도 1의 방법을 수행하기에 적합한 반도체 소자의 또 다른 예의 레이아웃의 평면도이다.

이하에서 설명하는 광학적 근접 보정 방법의 각 단계들은 컴퓨터 시스템을 이용하여 수행될 수 있다. 즉, 상기 컴퓨터 시스템에서 광학적 근접 보정을 수행할 수 있도록 프로그래밍된 컴퓨터 프로그램을 실행하여, 광학적 근접 보정을 수행할 수 있다. 또한, 최종 보정된 조각 레이아웃들을 수득할 수 있으며, 각각의 보정된 레이아웃을 통해 광학적 근접 보정된 레이아웃을 수득할 수 있다.

도 2에 도시된 반도체 소자의 설계 레이아웃을 이용하여, 본 발명의 일 실시예에 다른 광학적 근접 보정 방법을 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 최종적으로 형성하고자 하는 목표 패턴(10, target pattern)이 포함된 설계 레이아웃을 준비한다. 상기 목표 패턴(10)의 아웃 라인을 분할하여 복수의 조각 레이아웃(10a, fragment)을 생성한다.(S10)

일 예로, 도 2의 목표 패턴은 제1 방향으로 연장되는 라인 형상을 갖는다. 상기 목표 패턴의 아웃 라인은 분할점(14)에서 각각 분할되어 각각의 조각 레이아웃이 된다.

상기 목표 패턴(10)의 상기 제1 방향의 양 단부는 직선의 형상을 갖는다. 그러나, 노광 공정을 통해 형성된 실재 포토레지스트의 예상 패턴 윤곽(12)은 광학적 근접 효과에 의해 가장자리 부위가 볼록한 형상을 가질 수 있다.

상기 각각의 조각 레이아웃(10a)은 상기 반도체 소자의 디자인 룰 정도의 폭을 가질 수 있다. 따라서, 이 후에 상기 조각 레이아웃(10a)에 대해 기판 상에 형성되는 포토레지스트에 대한 노광량을 광 강도 분포로 시뮬레이션할 수 있다. 또한, 상기 조각 레이아웃(10a)에 대해 광학적 근접 보정이 이루어져 최종적인 마스크 패턴에 사용되는 보정된 레이아웃이 결정될 수 있다.

상기 목표 패턴(10)의 선폭이 반도체 소자의 디자인 룰과 동일한 정도로 좁은 경우, 상기 목표 패턴(10)의 제1 방향으로의 가장자리 부위(edge portion)의 폭은 각각 하나의 조각 레이아웃(single segment edge fragment)이 되도록 분할할 수 있다.

도 2에 도시된 것과 같이, 상기 가장자리 부위에서의 예상 패턴 윤곽(12)이 상기 목표 패턴(10) 내부에 위치하는 경우, 패턴 윤곽은 양쪽 가장자리가 볼록한 코너형(convex corner)이 된다.

상기 복수의 조각 레이아웃 중 적어도 하나를 선택한다.(S12)

본 실시예는 하나의 조각 레이아웃으로 분할될 정도의 좁은 선폭을 갖는 마스크 패턴의 가장자리 부위를 효과적으로 광학적 근접 보정하는 방법에 관한 것이다. 그러므로, 상기 목표 패턴(10)의 제1 방향으로의 가장자리 부위의 조각 레이아웃(10a)을 선택할 수 있다. 그러나, 다른 부위의 조각 레이아웃을 선택하더라도 이하에 설명하는 방법을 동일하게 적용할 수 있다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 선택된 조각 레이아웃(10a)의 가장자리에 복수의 평가 포인트들(30, multi-evaluation points, EP)을 설정한다.(S14) 상기 평가 포인트들(30)은 상기 조각 레이아웃(10a)의 가장자리를 따라 매우 좁은 간격을 두고 연속적으로 설정할 수 있다. 예를들어, 상기 평가 포인트들(30) 간의 간격은 수㎚일 수 있으며, 정확한 광학적 근접 보정을 위해 상기 평가 포인트들(30) 간의 간격이 좁을수록 상기 평가 포인트들(30)의 수는 많을수록 더 유리하다. 다만, 상기 평가 포인트들(30)이 증가될수록 광학적 근접 보정에 소요되는 시간이 다소 증가될 수 있다. 상기 평가 포인트들(30)은 동일한 간격으로 배치될 수 있다.

도 4a 및 도 6a를 참조하면, 상기 조각 레이아웃(10a)으로부터 시뮬레이션하여 패턴 윤곽(32, contour)을 생성한다.(S16) 즉, 상기 조각 레이아웃(10a)에서 기판 상에 형성되는 포토레지스트에 대한 노광량을 광 강도 분포로 시뮬레이션하여, 포토레지스트 패턴의 패턴 윤곽(32)을 수득한다. 상기 수득된 패턴 윤곽(32)은 상대적으로 가장 돌출되는 부위인 극점을 포함할 수 있다.

상기 시뮬레이션된 패턴 윤곽(32)을 상기 평가 포인트들(30)과 각각 대응시킨다. 또한, 상기 각각의 평가 포인트들(30)과 시뮬레이션된 패턴 윤곽(32)의 차이인 오차값들(EPE, edge placement error)을 각각 계산한다.(S18) 따라서, 상기 평가 포인트들(30)과 동일한 수의 오차값들이 계산된다. 이 후, 상기 오차값을 이용하여 조각 레이아웃을 보정하며, 그 방법에 대해 차례로 설명한다.

상기 오차값들이 허용 범위를 벗어나는지 여부에 따라 제1 오차 그룹(EP1) 및 제2 오차 그룹(EP2)으로 각각 구분한다.(S20)

일 예로, 상기 제1 오차 그룹(EP1)은 허용 범위 내에 있는 오차값들의 집합일 수 있다. 또한, 상기 제2 오차 그룹(EP2)은 상기 허용 범위를 벗어난 오차값들의 집합일 수 있다.

즉, 상기 제1 오차 그룹(EP1)은 상기 평가 포인트(30)와 패턴 윤곽(32)이 완전히 일치하여 오차값이 0인 경우의 오차값을 포함할 수 있다. 또는, 상기 평가 포인트(30)와 패턴 윤곽(32)이 허용 범위 내의 미세한 정도만 벗어나 있어 실질적으로 오차가 발생되지 않는 경우의 오차값을 포함할 수 있다. 상기 허용 범위는 이웃하는 목표 패턴들 간의 불량이 발생되지 않을 정도의 범위일 수 있다. 상기 제2 오차 그룹은 상기 평가 포인트(30)와 패턴 윤곽(32)이 상기 허용 범위 이상으로 벗어난 오차값을 포함할 수 있다.

이 때, 각 평가 포인트(30)에서 계산된 오차값들은 제1 및 제2 오차 그룹(EP1, EP2) 중 어느 하나에 속하게 된다. 이 때, 제1 오차 그룹(EP1)에 오차값이 존재하거나 또는 존재하지 않을 수 있다.

다음에, 상기 제1 오차 그룹(EP1)에 오차값이 존재하는지 여부를 판단한다.(S22) 상기 제1 오차 그룹(EP1)에 오차값이 존재하는지 여부에 따라, 조각 레이아웃의 이동 방향이 달라질 수 있다.

도 4a 내지 도 4c는 제1 오차 그룹에 오차값이 존재하지 않는 경우의 광학적 근접 보정 방법을 나타낸다. 도 5는 도 4a 내지 도 4c의 방법에 따른 조각 레이아웃의 이동 방향을 나타낸다.

도 4a에 도시된 것과 같이, 패턴 윤곽(32)과 평가 포인트들(30)이 일치하는 부분이 하나도 없는 경우, 제1 오차 그룹의 오차값은 존재하지 않는다. 이 때, 상기 제1 오차 그룹에 오차값이 존재하도록 조각 레이아웃을 이동시켜 패턴 윤곽의 위치를 변경하여야 한다.

이를 위하여, 도 4b를 참조하면, 상기 오차값들 중에서 극값(extreme value)을 찾아낸다. 상기 극값은 상기 패턴 윤곽(32)의 가장 돌출되는 부위인 극점에서의 오차값일 수 있다. 상기 극값은 상기 패턴 윤곽의 형상 및 위치에 따라 결정될 수 있다. 일 예로, 도 4a에 도시된 것과 같은 패턴 윤곽(32)이 수득되는 경우, 상기 극값은 최소 오차값일 수 있다.

이 후, 상기 극값이 0이 되거나 또는 허용 오차 범위 내에 있도록 상기 조각 레이아웃을 이동시킨다. 예를들어, 도 5에 도시된 것과 같이, 조각 레이아웃을 이동시킬 수 있다.

도 4c를 참조하면, 이동된 패턴 윤곽(32a)의 가장 돌출되는 끝부분이 목표 패턴의 가장자리를 벗어나지 않고 정확히 위치할 수 있다. 따라서, 상기 보정된 조각 레이아웃이 생성된다.

이 후, 도 1을 참조하면, 상기 보정된 조각 레이아웃으로부터 시뮬레이션된 패턴 윤곽을 다시 생성한다.(S16) 또한, 각 평가 포인트들과 상기 패턴 윤곽과의 오차값들을 다시 계산한다.(S18) 각 오차값들에 대해 제1 및 제2 오차 그룹으로 구분(S20)하고, 상기 제1 오차 그룹이 존재하는지 여부를 판단하는 과정(S22)을 다시 수행한다.

한편, 상기 제1 오차 그룹(EP1)에 오차값이 존재하는지 여부를 판단하는 과정(S22)에서, 상기 제1 오차 그룹에 오차값이 적어도 하나가 존재하면 이하의 과정을 수행한다.

상기 제2 오차 그룹에 포함되는 각 오차값들의 부호가 동일한지 여부를 판단한다.(S24)

예를들어, 상기 패턴 윤곽이 상기 목표 패턴의 아웃 라인(즉, 평가점의 가이드 라인) 내에 위치하는 경우(도 2, IN), 상기 오차값은 음의 부호가 부여될 수 있다. 상기 패턴 윤곽이 상기 목표 패턴의 아웃 라인(즉, 평가점의 가이드 라인) 밖에 위치하는 경우(도 2, OUT), 상기 오차값은 양의 부호가 부여될 수 있다.

도 6a 내지 도 6c는 제1 오차 그룹에 오차값이 존재하는 경우의 광학적 근접 보정 방법을 나타낸다. 도 8은 도 6a 내지 도 6c의 방법에 따른 조각 레이아웃의 이동 방향을 나타낸다.

도 6a에 도시된 것과 같이, 패턴 윤곽(32)과 평가 포인트(30)가 일치하는 부분이 존재하는 경우, 제1 오차 그룹(EP1)의 오차값이 존재한다.

이 경우, 상기 제1 오차 그룹에 오차값이 존재하도록 하면서, 상기 제2 오차 그룹(EP2)의 오차값이 모두 동일한 부호를 갖도록 조각 레이아웃을 이동시켜 패턴 윤곽(32)의 위치를 변경하여야 한다. 상기 제2 오차 그룹에 포함되는 각 오차값들의 부호가 같으면, 상기 패턴 윤곽은 목표한 상기 평가점들의 연결 라인인 가이드 라인을 넘어서는 부위가 존재하지 않는다. 즉, 상기 패턴 윤곽은 상기 가이드 라인 내에 위치하게 된다.

이를 위하여, 도 6b를 참조하면, 상기 오차값들 중에서 극값(extreme value)을 찾아낸다.(S26) 상기 극값은 상기 패턴 윤곽(32)의 가장 돌출되는 부위인 극점에서의 오차값일 수 있다. 상기 극값은 상기 패턴 윤곽의 형상 및 위치에 따라 결정될 수 있다. 일 예로, 도 6a에 도시된 것과 같은 패턴 윤곽이 수득되는 경우, 상기 극값은 양의 부호를 갖는 최대 오차값일 수 있다.

이 후, 상기 극값이 0이 되거나 또는 상기 허용 오차 범위 내에 있도록 상기 조각 레이아웃을 이동시킨다.(S28) 예를들어, 도 7에 도시된 것과 같이, 조각 레이아웃을 이동시킬 수 있다. 또한, 도 6b에 도시된 것과 같이, 패턴 윤곽이 이동될 수 있다. 이와같이, 상기 극값이 0이 되거나 또는 허용 오차 범위 내에 있는 경우, 상기 제2 오차 그룹의 오차값들이 동일한 부호를 갖게된다.

도 6c를 참조하면, 이동된 패턴 윤곽(32a)의 가장 돌출되는 끝부분이 목표 패턴의 가장자리를 벗어나지 않고 정확히 위치할 수 있다. 따라서, 상기 보정된 조각 레이아웃이 생성된다.

상기 제2 오차 그룹의 오차값의 부호는 상기 패턴 윤곽의 가장자리 부위의 형상에 따라 양수 또는 음수의 값을 가질 수 있다.

예를들어, 도 2의 10a 부분, 도 8의 B 부분, 도 9의 C 부분에 도시된 것과 같이, 상기 패턴 윤곽의 가장자리 부위가 볼록한 코너형인 경우, 상기 패턴 윤곽은 상기 목표 패턴 내부에 위치할 수 있다. 때문에, 상기 제2 오차 그룹에 포함되는 오차값들의 부호가 모두 음수가 될 수 있다. 예를들어, 상기 조각 레이아웃의 부위가 라인의 끝부분에 해당하는 경우, 상기 제2 오차 그룹에 포함되는 오차값들의 부호가 모두 음수일 수 있다.

이와는 다른 예로, 도 8의 A 부분과 같이, 상기 패턴 윤곽의 가장자리 부위가 오목한 코너형인 경우, 상기 패턴 윤곽은 상기 목표 패턴 외부에 위치할 수 있다. 때문에, 상기 제2 오차 그룹에 포함되는 오차값들의 부호가 모두 양수가 될 수 있다. 예를들어, 상기 조각 레이아웃의 부위가 스페이스의 끝부분에 해당하는 경우, 상기 제2 오차 그룹에 포함되는 오차값들의 부호가 모두 양수일 수 있다.

이 후, 도 1을 참조하면, 상기 각 평가 포인트들과 상기 보정된 조각 레이아웃으로부터 생성된 패턴 윤곽과의 오차값들을 다시 계산하고, 각 오차값들에 대해 제1 및 제2 오차 그룹(EP1, EP2)으로 구분하고, 상기 제1 오차 그룹(EP1)이 존재하는 경우 상기 제2 오차 그룹(EP2)의 오차값이 모두 동일한 부호를 갖는지 확인하는 일련의 과정들을 수행한다.(S16~S24)

상기 제2 오차 그룹(EP2)에 포함되는 각 오차값들의 부호가 모두 동일한 것으로 판단되면, 최종 보정된 조각 레이아웃으로 결정한다.(S30) 즉, 조각 레이아웃에 대한 광학적 근접 보정이 완료된다.

상기 최종 보정된 조각 레이아웃을 사용하여 형성되는 상기 패턴 윤곽은 설계 레이아웃의 목표 패턴의 가장자리 밖으로 벗어나지 않도록 위치하게 된다.

상기 최종 보정된 조각 레이아웃들을 이용하여, 목표 패턴을 형성하기 위한 노광 마스크 패턴의 레이아웃을 수득할 수 있다. 상기 광학적 근접 보정 방법을 수행하여 형성된 노광 마스크 패턴을 사용하면, 정확한 위치에 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학적 근접 보정 방법을 설명하기 위한 반도체 소자의 레이아웃의 일 예이다. 도 11a 내지 12는 도 10의 레이아웃에 광학적 근접 보정하는 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.

본 실시예는 선택된 조각 레이아웃의 패턴 윤곽이 극점을 포함하지 않는 경우의 광학적 근접 보정 방법에 관한 것이다.

도 10을 참조하면, 상기 예상 패턴 윤곽(52)에 극점이 포함되지 않으므로, 패턴 윤곽이 상기 조각 레이아웃의 가장자리 밖으로 벗어난 최대점에서의 오차값을 극값으로 지정하여 도 1의 순서도에 나타난 각 단계들을 수행할 수 있다.

먼저, S10 내지 S20 단계를 참조로 설명한 단계들을 동일하게 수행한다. 따라서, 각 오차값들은 제1 오차 그룹 또는 제2 오차 그룹으로 분리된다.

상기 제1 오차 그룹에 오차값이 존재하는지 여부를 판단한다.(S22) 상기 제1 오차 그룹에 오차값이 하나도 존재하지 않는 경우, 상기 제1 오차 그룹이 존재하도록 상기 조각 레이아웃을 이동시켜야 한다.

이를 위하여, 도 11a를 참조하면, 먼저 패턴 윤곽(62)이 상기 조각 레이아웃의 가장자리 밖으로 벗어난 최대점(P)에서의 오차값을 극값으로 지정하고, 이를 찾아낸다.(S26) 도 11b를 참조하면, 상기 극값이 0이 되거나 또는 허용 범위 내에 있도록 상기 조각 레이아웃을 이동시킨다.(S28) 따라서, 상기 보정된 조각 레이아웃이 생성된다. 일 예로, 도 12에 도시된 것과 같이 조각 레이아웃을 이동시킬 수 있다.

이 후, 상기 각 평가 포인트들(60)과 상기 보정된 조각 레이아웃으로부터 생성된 패턴 윤곽(62a)과의 오차값들을 다시 계산하고, 각 오차값들에 대해 제1 및 제2 오차 그룹(EP1, EP2)으로 구분하고, 상기 제1 오차 그룹(EP1)이 존재하는지 여부를 판단하는 과정을 다시 수행한다.(S16 내지 S22)

한편, 상기 제1 오차 그룹(EP1)에 오차값이 적어도 하나가 존재하면, 상기 제2 오차 그룹(EP2)에 포함되는 각 오차값들의 부호를 검사한다.(S24) 상기 제2 오차 그룹(EP2)에 포함되는 각 오차값들의 부호가 모두 같아지도록 하여야 한다.

상기 제2 오차 그룹(EP2)에 포함되는 각 오차값들의 부호가 모두 같지 않은 경우에는, 다음의 과정을 통해 상기 각 오차값들의 부호를 일치시킨다. 먼저, 상기 패턴 윤곽(62)이 상기 조각 레이아웃의 가장자리 밖으로 벗어난 최대점에서의 오차값을 극값으로 지정하고 이를 찾아낸다.(S26) 상기 극값이 허용 범위 내에 있도록 상기 조각 레이아웃을 이동시킨다. 따라서, 상기 보정된 조각 레이아웃이 생성된다.

이 후, 상기 각 평가 포인트들(60)과 상기 보정된 조각 레이아웃으로부터 생성된 패턴 윤곽(62a)과의 오차값들을 다시 계산하고, 각 오차값들에 대해 제1 및 제2 오차 그룹(EP1, EP2)으로 구분하고, 상기 제1 오차 그룹(EP1)에 오차값이 존재하는 경우 상기 제2 오차 그룹(EP2)의 오차값들이 모두 동일한 부호를 갖는지 확인한다.(S16~S24)

상기 제2 오차 그룹(EP2)에 포함되는 각 오차값들의 부호가 모두 동일한 경우에는, 최종 보정된 조각 레이아웃으로 결정한다. 즉, 조각 레이아웃에 대한 광학적 근접 보정이 완료된다.

도 13 및 도 14는 반도체 소자의 레이아웃에 대한 광학적 근접 보정 방법의 다른 일 예를 설명하기 위한 평면도들이다.

본 실시예는 평가 포인트들을 설정하는 방법에서 도 3을 참조로 설명한 것과 차이가 있다.

먼저, S10 내지 S12 단계를 참조로 설명한 단계들을 동일하게 수행하여 조각 레이아웃을 선택한다. 상기 조각 레이아웃은 목표 패턴의 제1 방향으로의 일 단부의 레이아웃일 수 있다.

상기 선택된 조각 레이아웃의 가장자리에 복수의 평가 포인트들을 설정한다.(S14)

도 13을 참조하면, 상기 선택된 조각 레이아웃에서 패턴 윤곽의 극점과 인접 부위인 제1 부위(1)에는 제1 간격으로 제1 평가 포인트들(30a)을 설정한다. 또한, 상기 선택된 조각 레이아웃에서 상기 패턴 윤곽의 극점과 다소 떨어져있는 나머지 부위인 제2 부위에는 제2 간격으로 제2 평가 포인트들(30b)을 설정한다. 상기 제2 간격은 상기 제1 간격보다 더 넓을 수 있다.

상기 제1 부위(1)는 패턴 윤곽이 상기 평가 포인트의 가이드 라인 밖으로 벗어날 가능성이 가장 높은 부위이다. 그러므로, 상기 제1 부위(1)에서는 제2 부위(2)보다 더 조밀하게 평가 포인트들을 배치시킬 수 있다. 한편, 상기 제2 부위(2)에서 평가 포인트들의 수는 상대적으로 감소되기 때문에, 전체 평가 포인트들의 수가 감소될 수 있다. 따라서, 광학적 근접 보정에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있다.

도 14를 참조하면, 상기 설정된 제1 및 제2 평가 포인트들(30a, 30b)에 대하여 S20 내지 S30의 과정들을 수행하여 광학적 근접 보정을 수행한다.

도 15 및 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학적 근접을 통해 형성된 노광 마스크 패턴을 이용하여 반도체 소자의 패턴을 형성하는 방법을 나타내는 사시도이다.

도 15를 참조하면, 기판(100) 상에 패턴 대상막(102)을 형성한다. 상기 패턴 대상막(102)은 후속의 사진 식각 공정을 통해 패터닝되어 원하는 목표 패턴으로 형성될 수 있다.

상기 패턴 대상막(102) 상에, 포토레지스트막을 코팅한다. 상기 포토레지스트막과 대향하여 노광 마스크(106)를 개재하고 상기 포토 마스크(106)에 광을 전사함으로써 상기 포토레지스트막을 노광한다. 상기 노광 마스크(106)에는 상기 목표 패턴을 형성하기 위한 노광 마스크 패턴들(108)이 형성되어 있다.

상기 노광 마스크 패턴들(108)은 도 1을 참조로 설명한 광학적 근접 보정이 수행되어 형성된 것일 수 있다. 일 예로, 상기 노광 마스크 패턴(108)의 적어도 가장자리 부위는 도 1을 참조로 설명한 광학적 근접 보정을 통해 최종 보정된 조각 레이아웃들을 이용하여 형성된 것일 수 있다. 다른 예로, 상기 노광 마스크 패턴들(108)은 도 1을 참조로 설명한 광학적 근접 보정을 통해 최종 보정된 조각 레이아웃들을 이용하여 형성된 것일 수 있다.

상기 노광 마스크 패턴들(108)은 시뮬레이션된 패턴 윤곽이 평가점들의 가이드 라인을 벗어나지 않도록 광학적 근접 보정된 것이다. 그러므로, 상기 노광 마스크 패턴(108)을 사용하여 패터닝하면, 목표 패턴의 가장자리 부위는 원하는 위치를 벗어나지 않도록 위치할 수 있다.

도 16을 참조하면, 상기 현상 공정을 통해 포토레지스트 패턴(104a)을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴(104a)은 상기 목표 패턴(102a)과 동일한 형상을 가질 수 있다.

이 후, 상기 포토레지스트 패턴(104a)을 식각 마스크로 사용하여 상기 패턴 대상막(102)을 식각함으로써, 상기 목표 패턴(102a)을 형성할 수 있다.

본 발명은 노광 공정을 수행하는 다양한 제조 공정에 사용될 수 있다. 즉, 노광 공정에서 사용되는 노광 마스크 패턴을 형성하는 기술에 사용될 수 있다.

10 : 목표 패턴 32 : 패턴 윤곽
30 : 평가 포인트

Claims

조각 레이아웃의 가장자리에 복수개의 평가 포인트들을 설정하는 단계;
상기 복수의 평가 포인트들과 상기 조각 레이아웃으로부터 시뮬레이션된 패턴 윤곽을 각각 대응시켜 오차값들을 계산하는 단계;
상기 오차값들 중에서 허용 오차 내의 오차값들을 제1 오차 그룹으로 설정하는 단계;
상기 오차값들 중에서 상기 허용 오차를 벗어난 오차값들을 제2 오차 그룹으로 설정하는 단계; 및
상기 제1 오차 그룹에 오차값이 존재하면서, 상기 제2 오차 그룹에 포함된 오차값들이 모두 동일한 부호를 가지도록 상기 조각 레이아웃을 이동시키는 단계를 포함하는 광학적 근접 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 오차 그룹에 오차값이 존재하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 광학적 근접 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 조각 레이아웃을 이동시키는 단계는,
상기 오차값들 중에서, 상기 패턴 윤곽의 극점에서의 오차값인 극값을 찾는 단계;
상기 패턴 윤곽에 극점이 포함되지 않으면, 상기 패턴 윤곽이 조각 레이아웃 가장자리 밖으로 최대로 벗어난 지점의 오차값을 극값으로 지정하는 단계; 및
상기 극값이 상기 허용 오차 내에 있도록 상기 조각 레이아웃을 이동시키는 단계를 포함하는 광학적 근접 보정 방법.
제3항에 있어서, 상기 보정된 조각 레이아웃에서 시뮬레이션된 패턴 윤곽에 대하여, 상기 극값이 상기 허용 오차 내에 있는지 재확인하는 단계를 더 포함하는 광학적 근접 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 허용 오차는 0 이거나 또는 이웃하는 목표 패턴들 간의 불량 발생 방지를 위한 범위 이 내의 값으로 설정하는 광학적 근접 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 패턴 윤곽의 가장자리의 양쪽 끝 부분이 볼록한 형상을 가지면, 상기 제2 오차 그룹에 포함된 오차값들이 모두 음수가 되도록 상기 조각 레이아웃을 이동시키는 광학적 근접 보정 방법.
제1항에 있어서, 상기 패턴 윤곽의 가장자리의 양쪽 끝 부분이 오목한 형상을 가지면, 상기 제2 오차 그룹에 포함된 오차값들이 모두 양수가 되도록 상기 조각 레이아웃을 이동시키는 광학적 근접 보정 방법.
조각 레이아웃의 가장자리에 복수개의 평가 포인트들을 설정하는 단계;
상기 복수의 평가 포인트들과 상기 조각 레이아웃으로부터 시뮬레이션된 패턴 윤곽을 각각 대응시켜 오차값들을 계산하는 단계;
상기 오차값들로부터 상기 패턴 윤곽의 극점에서의 오차값인 극값을 찾는 단계; 및
상기 극값이 허용 오차 내에 있도록 상기 조각 레이아웃을 이동시키는 단계를 포함하는 광학적 근접 보정 방법.
제8항에 있어서,
상기 패턴 윤곽에 극점이 포함되지 않으면, 상기 패턴 윤곽이 조각 레이아웃 가장자리 밖으로 최대로 벗어난 지점의 오차값을 극값으로 지정하는 단계를 더 포함하는 광학적 근접 보정 방법.
제8항에 있어서, 상기 극값이 상기 허용 오차 내에 조각 레이아웃을 이동시키는 단계는,
상기 오차값들 중에서, 상기 허용 오차 내에 있는 오차값들을 제1 오차 그룹으로 설정하는 단계;
상기 오차값들 중에서, 상기 허용 오차를 벗어난 오차값들을 제2 오차 그룹으로 설정하는 단계;
상기 제1 오차 그룹 내에 적어도 하나의 오차값이 존재하도록 상기 조각 레이아웃을 이동시키는 단계; 및
상기 제1 오차 그룹에 오차값이 존재하면서, 상기 제2 오차 그룹의 오차값이 모두 동일한 부호를 가지도록 상기 조각 레이아웃을 이동시키는 단계를 포함하는 광학적 근접 보정 방법.