KR20210069161A - Euv 레티클 제조 방법 및 그를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법 - Google Patents

Euv 레티클 제조 방법 및 그를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 EUV 레티클 제조 방법 및 그를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법을 개시한다. 그의 제조 방법은, 제 1 패턴들을 갖는 제 1 레티클을 이용하여 테스트 기판의 포토리소그래피 공정을 수행하는 단계와, 상기 테스트 기판을 측정하여 측정 이미지들을 획득하는 단계와, 제 2 패턴들을 갖는 제 2 레티클을 설계하는 단계와, 상기 포토리소그래피 공정의 마진에 따라 제 2 레티클을 재설계하는 단계와, 상기 재설계된 제 2 레티클을 제조하는 단계를 포함한다.

Description

EUV 레티클 제조 방법 및 그를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법{Extreme Ultraviolet lithography reticle manufacturing method and method of semiconductor device including the same}
본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 EUV 레티클 제조 방법 및 그를 포함하는 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다.
정보 기술이 발달함에 따라 고집적 반도체 소자들의 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 반도체 소자들의 집적도는 리소그래피 공정의 광원의 파장에 의해 거의 결정될 수 있다. 광원은 I-line, G-line, KrF, 및 ArF와 같은 엑시머 레이저 광원과 상기 엑시머 레이저 광원보다 짧은 파장의 EUV 광원(Extreme Ultraviolet light source)을 포함할 수 있다. 그 중에 EUV 광원은 엑시머 레이저 광원보다 에너지가 훨씬 크다.
본 발명이 이루고자 하는 과제는 결함을 제거 또는 최소화할 수 있는 레티클 제조방법 및 그를 포함하는 반도체 소자의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 레티클 제조 방법을 개시한다. 그의 방법은, 제 1 패턴들을 갖는 제 1 레티클을 이용하여 테스트 기판의 포토리소그래피 공정을 수행하는 단계; 상기 테스트 기판을 측정하여 측정 이미지들을 획득하는 단계; 제 2 패턴들을 갖는 제 2 레티클을 설계하는 단계; 상기 포토리소그래피 공정의 마진에 따라 제 2 레티클을 재설계하는 단계; 및 상기 재설계된 제 2 레티클을 제조하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 제 2 레티클을 재설계하는 단계는: 상기 제 2 패턴들과 동일한 상기 제 1 패턴들에 따라 상기 측정 이미지들로부터 샘플 이미지들을 획득하는 단계; 상기 샘플 이미지들 내의 샘플 패턴들의 윤곽선들을 갖는 윤곽선 이미지들을 획득하는 단계; 상기 윤곽선들을 중첩하여 윤곽선 중첩 값을 획득하는 단계; 및 상기 윤곽선 중첩 값과 기준 값을 비교하여 상기 제 2 패턴들의 결함을 판별하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 레티클 제조 방법은, 제 1 패턴들을 갖는 제 1 레티클을 이용하여 테스트 기판의 포토리소그래피 공정을 수행하는 단계; 상기 테스트 기판을 측정하여 측정 이미지들을 획득하는 단계; 제 2 패턴들을 갖는 제 2 레티클을 설계하는 단계; 및 상기 포토리소그래피 공정의 마진에 따라 제 2 레티클을 재설계하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 제 2 레티클을 재설계하는 단계는: 상기 제 2 패턴들과 동일한 상기 제 1 패턴들에 따라 상기 측정 이미지들로부터 샘플 이미지들을 획득하는 단계; 상기 샘플 이미지들 내의 샘플 패턴들의 윤곽선들을 갖는 윤곽선 이미지들을 획득하는 단계; 및 상기 윤곽선 이미지들을 중첩하여 광역 중첩 값을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 제 1 패턴들을 갖는 제 1 레티클을 이용하여 테스트 기판의 제 1 포토리소그래피 공정을 수행하는 단계; 상기 테스트 기판을 측정하여 측정 이미지들을 획득하는 단계; 제 2 패턴들을 갖는 제 2 레티클을 설계하는 단계; 상기 제 1 포토리소그래피 공정의 마진에 따라 상기 제 2 레티클을 재설계하는 단계; 상기 재설계된 제 2 레티클을 제조하는 단계; 및 상기 제 2 레티클을 이용하여 기판의 제 2 리소그래피 공정을 수행하는 단계를 포함한다. 상기 제 2 레티클을 재설계하는 단계는: 상기 제 2 패턴들과 동일한 상기 제 1 패턴들에 따라 상기 측정 이미지들로부터 샘플 이미지들을 획득하는 단계; 상기 샘플 이미지들 내의 샘플 패턴들의 윤곽선들을 갖는 윤곽선 이미지들을 획득하는 단계; 상기 윤곽선들을 중첩하여 윤곽선 중첩 값을 획득하는 단계; 및 상기 윤곽선 중첩 값과 기준 값을 비교하여 상기 제 2 패턴들의 결함을 판별하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 레티클 제조방법은 샘플 패턴들의 윤곽선들을 획득하고, 상기 윤곽선들을 중첩하여 EUV 빔의 샷 노이즈에 따른 결함을 제거 또는 최소화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 개념에 따른 반도체 소자의 제조 방법의 일 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 2는 포토리소그래피 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 제 1 레티클의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3의 제 1 레티클에 의해 형성되는 측정 이미지들을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3의 제 1 레티클과 유사한 제 2 레티클을 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 5의 제 2 레티클을 제조하는 레티클 제조 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 5의 제 2 레티클을 재설계하는 단계의 일 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 8은 도 4의 측정 이미지들로부터 획득된 샘플 이미지들을 보여주는 도면이다.
도 9는 도 8의 샘플 이미지들로부터 획득되는 윤곽선 이미지들을 보여주는 도면이다.
도 10은 도 9의 윤곽선들을 중첩하여 윤곽선 중첩 값을 획득하는 단계의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 11, 도 12 및 도 13은 도 9의 윤곽선들의 중첩에 의해 획득되는 광역 중첩 값, 그룹 중첩 값 및 로컬 중첩 값을 각각 보여주는 도면이다.
도 14는 도 13의 모델링 거리에 따른 정확도를 보여주는 그래프이다.
도 15는 도 13의 제 3 중첩 윤곽선의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 16은 도 6의 제 2 레티클 내에 재배열된 제 2 패턴들의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 1은 본 발명의 개념에 따른 반도체 소자의 제조 방법의 일 예를 보여준다. 도 2는 포토리소그래피 장치(10)의 일 예를 보여준다.
도 1을 참조하면, 포토리소그래피 장치(10)는 제 1 레티클(M1)을 이용하여 테스트 기판(TW)의 제 1 포토리소그래피 공정을 수행한다(S10). 예를 들어, 포토리소그래피 장치(10)는 EUV 노광기 및 스피너 설비를 포함할 수 있다. 제 1 포토리소그래피 공정은 EUV 노광 공정을 포함할 수 있다. 이와 달리, 포토리소그래피 장치(10)는 ArF 노광기, 또는 KrF 노광기를 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 일 예로, EUV 노광기의 포토리소그래피 장치(10)는 챔버(12), EUV 소스(14), 광학계(16), 레티클 스테이지(18), 및 제 1 기판 스테이지(19)를 포함할 수 있다.
챔버(12)는 테스트 기판(TW) 및 제 1 레티클(M1)에 대하여 외부로부터 독립된 공간을 제공할 수 있다. 예를 들어, 챔버(12)는 진공 압력(ex, 1Χ10-4Torr 내지 1Χ10-6Torr)을 가질 수 있다.
EUV 소스(14)는 챔버(12)의 일측 내에 배치될 수 있다. EUV 소스(14)는 EUV 빔(11)을 생성할 수 있다. EUV 빔(11)은 플라즈마 빔일 수 있다. 예를 들어, EUV 소스(14)는 주석(Sn), 제논(Xe) 가스, 티타늄(Ti), 또는 리튬(Li)의 금속 액체 방울에 펌프 광(ex, 레이저 광)을 제공하여 EUV 빔(11)을 생성시킬 수 있다. EUV 빔(11)은 약 13.5nm의 파장을 가질 수 있다. EUV 소스(14)는 EUV 빔(11)을 광학계(16)에 제공할 수 있다.
광학계(16)는 레티클 스테이지(18)와 제 1 기판 스테이지(19) 사이에 배치될 수 있다. 광학계(16)는 EUV 빔(11)을 제 1 레티클(M1)과 테스트 기판(TW)에 순차적으로 제공할 수 있다. 일 예로, 광학계(16)는 조명 미러들(illumination mirrors, 13) 및 투영 미러들(projection mirror, 15)을 포함할 수 있다. 조명 미러들(13)은 EUV 소스(14)와 레티클 스테이지(18) 사이에 배치될 수 있다. 조명 미러들(13)은 EUV 빔(11)을 제 1 레티클(M1)에 제공할 수 있다. EUV 빔(11)은 제 1 레티클(M1)에 반사되어 투영 미러들(15)에 제공될 수 있다. 투영 미러들(15)은 레티클 스테이지(18)와 제 1 기판 스테이지(19) 사이에 배치될 수 있다. 투영 미러들(15)은 EUV 빔(11)을 테스트 기판(TW)에 반사할 수 있다.
도 3은 도 2의 제 1 레티클(M1)의 일 예를 보여준다.
도 3을 참조하면, 제 1 레티클(M1)은 기준 레티클 또는 기준 포토마스크일 수 있다. 일 예로, 제 1 레티클(M1)은 제 1 패턴들(30)을 포함할 수 있다. 제 1 패턴들(30)은 테스트 패턴들일 수 있다. 예를 들어, 제 1 패턴들(30)의 각각은 사각형 모양을 가질 수 있다. 제 1 패턴들(30)은 EUV 빔(11)의 반사 층을 포함할 수 있다. 일 예로, 제 1 패턴들(30)은 제 1 테스트 패턴(32), 제 2 테스트 패턴(34), 및 제 3 테스트 패턴(36)을 포함할 수 있다. 제 1 테스트 패턴(32)은 제 1 기준 패턴일 수 있다. 제 2 테스트 패턴(34)은 제 1 테스트 패턴(32)에 인접하여 배치될 수 있다. 제 2 테스트 패턴(34)은 제 2 테스트 패턴(34)은 제 1 테스트 패턴(32)으로부터 제 1 거리(D1)에 이격하여 배치될 수 있다. 제 3 테스트 패턴(36)은 제 2 테스트 패턴(34)에 인접하여 배치될 수 있다. 제 3 테스트 패턴(36)은 제 1 테스트 패턴(32)으로부터 제 2 거리(D2)에 이격하여 배치될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 레티클 스테이지(18)는 챔버(12)의 상부 내에 배치될 수 있다. 레티클 스테이지(18)는 조명 미러들(13)과 투영 미러들(15) 사이에 배치될 수 있다. 레티클 스테이지(18)는 제 1 레티클(M1)을 고정(hold)할 수 있다. 레티클 스테이지(18)는 EUV 빔(11)의 노광 공정 중에 제 1 레티클(M1)을 테스트 기판(TW)과 평행한 방향으로 이동시킬 수 있다.
제 1 기판 스테이지(19)는 챔버(12)의 하부 내에 배치될 수 있다. 제 1 기판 스테이지(19)는 테스트 기판(TW)을 수납하여 고정할 수 있다. 제 1 기판 스테이지(19)와 레티클 스테이지(18)는 서로 평행할 수 있다. 레티클 스테이지(18)가 제 1 레티클(M1)을 이동시킬 때, 제 1 기판 스테이지(19)는 테스트 기판(TW)을 제 1 레티클(M1)과 동일한 방향 또는 반대 방향으로 이동시켜 EUV 빔(11)을 테스트 기판(TW) 상에 스캐닝시킬 수 있다. EUV 빔(11)은 제 1 레티클(M1)의 제 1 패턴들(30)에 따라, 테스트 기판(TW) 상의 포토레지스트를 감광(photosensitize)시킬 수 있다. 제 1 패턴들(30)이 EUV 빔(11)에 의해 수 nm 내지 수십 nm 미터의 미세한 크기로 투영될 경우, 포토레지스트에 제공되는 EUV 빔(11)의 광량 또는 포톤 개수는 일반적인 ArF 빔 또는 KrF 빔의 광량 또는 포톤 개수에 비해 약 10배 이상으로 감소할 수 있다. 스피너 장치(미도시)는 감광된 포토레지스트를 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다. EUV 빔(11)은 그의 광량 또는 포톤 개수의 감소에 따라 포토레지스트 패턴에 대한 샷 노이즈를 가질 수 있다.
도 4는 도 3의 제 1 레티클(M1)에 의해 형성되는 측정 이미지들(MI)을 보여준다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 측정 장치는 테스트 기판(TW)을 측정하여 측정 이미지들(MI)을 획득한다(S20). 예를 들어, 측정 장치는 전자현미경(SEM)일 수 있다. 측정 이미지들(MI)은 현상 후 이미지들(After Development Images: ADI)일 수 있다. 일 예로, 측정 이미지들(MI)은 제 1 패턴 이미지들(38)을 가질 수 있다. 제 1 패턴 이미지들(38)은 제 1 패턴들(30)의 면적보다 작은 면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 패턴들(30)은 제 1 패턴 이미지들(38)보다 약 4배 클 수 있다. 제 1 패턴 이미지들(38)은 홀 모양을 갖는 포토레지스트 패턴으로부터 획득될 수 있다. 제 1 패턴 이미지들(38)은 EUV 빔(11)의 샷 노이즈에 의해 높은 분산(dispersion) 및 악화된 산포(uniformity)를 가질 수 있다. 식각 장치가 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 테스트 기판(TW)을 식각할 경우, 측정 장치는 식각된 테스트 기판(TW)을 측정하여 식각 후 이미지들(After Cleaning Images: ACI)의 측정 이미지들(MI)을 획득할 수 있다.
도 5는 도 3의 제 1 레티클(M1)과 유사한 제 2 레티클(M2)을 보여준다. 도 6은 도 5의 제 2 레티클(M2)을 제조하는 레티클 제조 장치(20)의 일 예를 보여준다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 레티클 제조 장치(20)는 제 2 레티클(M2)을 설계한다(S30). 레티클 제조 장치(20)는 전자빔 리소그래피 장치, 또는 레이저 장치일 수 있다. 일 예로, 전자빔 리소그래피 장치의 레티클 제조 장치(20)는 제 2 기판 스테이지(22), 전자 건(24), 및 제어부(26)를 포함할 수 있다. 제 2 기판 스테이지(22)는 제 2 레티클(M2)을 지지할 수 있다. 전자 건(24)은 제 2 기판 스테이지(22) 상에 배치될 수 있다. 전자 건(24)은 전자 빔(23)을 사용하여 제 2 레티클(M2)을 패터닝할 수 있다. 이와 달리, 레이저 장치의 레티클 제조 장치(20)는 레이저 빔을 이용하여 제 2 레티클(M2)을 패터닝할 수 있다.
제어부(26)는 제 2 기판 스테이지(22) 및 전자 건(24)에 연결될 수 있다. 제어부(26)는 프로세서, 또는 컴퓨터를 포함할 수 있다. 제어부(26)는 제 2 기판 스테이지(22) 및 전자 건(24)을 제어할 수 있다.
제 2 레티클(M2)은 제 1 레티클(M1)과 유사하게 설계될 수 있다. 일 예로, 제 2 레티클(M2)은 제 2 패턴들(40)을 포함할 수 있다. 제 2 패턴들(40)은 설계 패턴들(design patterns)일 수 있다. 제 2 패턴들(40)의 모양과 위치는 제 1 패턴들(30)의 모양 및 위치와 유사할 수 있다. 제 2 패턴들(40)은 사각형 모양을 가질 수 있다. 제 2 패턴들(40)은 제 1 설계 패턴(42)과 제 2 설계 패턴(44)을 포함할 수 있다. 제 1 설계 패턴(42)은 제 1 테스트 패턴(32)에 대응될 수 있다. 제 1 설계 패턴(42)은 제 2 기준 패턴일 수 있다. 제 2 설계 패턴(44)은 제 2 테스트 패턴(34)에 대응될 수 있다. 제 2 설계 패턴(44)은 제 1 설계 패턴(42)에 인접하여 설계될 수 있다. 제 2 설계 패턴(44)은 제 1 설계 패턴(42)으로부터 제 1 거리(D1)에 배치될 수 있다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 제어부(26)는 포토리소그래피 장치(10)의 제 1 포토리소그래피 공정의 마진 또는 조건에 따라, 제 2 레티클(M2)을 재설계한다(S40).
도 7은 도 5의 제 2 레티클(M2)을 재설계하는 단계(S49)의 일 예를 보여준다. 도 8은 도 4의 측정 이미지들(MI)로부터 획득된 샘플 이미지들(SI)을 보여준다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제어부(26)는 제 2 레티클(M2)의 제 2 패턴들(40)과 동일한 제 1 패턴들(30)에 따라, 측정 이미지들(MI)로부터 샘플 이미지들(SI)을 획득한다(S42). 샘플 이미지들(SI)은 제 2 패턴 이미지들(46)을 가질 수 있다. 제 2 패턴 이미지들(46)은 제 1 패턴 이미지들(38)의 일부일 수 있다.
도 9는 도 8의 샘플 이미지들(SI)로부터 획득되는 윤곽선 이미지들(CI)을 보여준다.
도 7 및 도 9를 참조하면, 제어부(26)는 샘플 이미지들(SI) 내의 제 2 패턴 이미지들(46)의 윤곽선들(50)을 갖는 윤곽선 이미지들(CI)을 획득한다(S44). 윤곽선들(50)은 제 2 패턴 이미지들(46)의 외곽선일 수 있다. 제 2 패턴 이미지들(46)이 EUV 빔(11)의 샷 노이즈에 의해 높은 분산(dispersion) 및 악화된 산포(uniformity)을 갖기 때문에, 제어부(26)는 제 2 패턴 이미지들(46)의 윤곽선들(50)을 이용하여 제 2 패턴 이미지들(46)의 분산 및 산포를 개선시킬 수 있다.
다음, 제어부(26)는 윤곽선들(50)을 중첩하여 윤곽선 중첩 값을 획득한다(S46). 제어부(26)는 딥 러닝 방법 또는 머신 러닝 방법을 사용하여 윤곽선들(50)을 중첩할 수 있다. 윤곽선 중첩 값은 윤곽선들(50)의 산포 또는 밴드에 대응될 수 있다. 일 예로, 윤곽선 중첩 값은 광역 중첩 값(도 11의 60), 그룹 중첩 값(도 12의 70), 및 로컬 중첩 값(도 13의 80)을 포함할 수 있다. 제어부(26)는 윤곽선들(50)을 중첩하여 EUV 빔(11)의 샷 노이즈에 따른 결함을 최소화시킬 수 있다.
이하, 광역 중첩 값(60), 그룹 중첩 값(70) 및 로컬 중첩 값(80)에 대해 구체적으로 설명한다.
도 10은 도 9의 윤곽선들(50)을 중첩하여 윤곽선 중첩 값을 획득하는 단계(S46)의 일 예를 보여준다. 도 11, 도 12 및 도 13은 도 9의 윤곽선들(50)의 중첩에 의해 획득되는 광역 중첩 값(60), 그룹 중첩 값(70) 및 로컬 중첩 값(80)을 각각 보여준다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 제어부(26)는 윤곽선 이미지들(CI)을 중첩(overlap and/or merge)하여 광역 중첩 값(global overlay value, 60)을 획득한다(S462). 중첩된 윤곽선 이미지들(CI)은 제 1 중첩 이미지(OVI1)로 생성될 수 있다. 제 1 중첩 이미지(OVI1)는 제 1 중첩 윤곽선들(52)을 포함할 수 있다. 제 1 중첩 윤곽선들(52)의 각각은 윤곽선들(50)이 중첩된 패턴 이미지일 수 있다. 제 1 중첩 윤곽선들(52)은 광역 중첩 값(60)을 가질 수 있다. 일 예로, 광역 중첩 값(60)은 제 1 최소 면적 값(62), 및 제 1 최소 거리 값(64)을 포함할 수 있다. 제 1 최소 면적 값(62)은 제 1 중첩 윤곽선들(52) 각각의 내부 면적에 대응될 수 있다. 제 1 최소 거리 값(64)은 인접하는 한 쌍의 제 1 중첩 윤곽선들(52) 사이의 거리에 대응될 수 있다. 제어부(26)는 제 1 최소 면적 값(62), 및 제 1 최소 거리 값(64)을 이용하여 광역 윤곽선 산포를 예측할 수 있다.
도 10 및 도 12를 참조하면, 제어부(26)는 제 1 중첩 이미지(OVI1) 내의 그룹 영역들(GR)의 그룹 이미지들(GRI)을 중첩하여 그룹 중첩 값(70)을 획득한다(S464). 그룹 영역들(GR)은 제 1 중첩 이미지(OVI1) 내의 반복 영역들로 정의될 수 있다. 중첩된 그룹 이미지들(GRI)은 제 2 중첩 이미지(OVI2)로 표시될 수 있다. 즉, 제 1 중첩 이미지(OVI1)는 제 1 중첩 윤곽선들(52)의 반복 영역에 따라 복수개의 그룹 이미지들(GRI)로 분할되고, 상기 복수개의 그룹 이미지들(GRI)은 중첩되어 제 2 중첩 이미지(OVI2)로 생성될 수 있다. 제 2 중첩 이미지(OVI2)는 제 2 중첩 윤곽선들(54)을 포함할 수 있다. 제 2 중첩 윤곽선들(54)은 그룹 중첩 값(70)을 가질 수 있다. 일 예로, 그룹 중첩 값(70)은 제 2 최소 면적 값(72), 및 제 2 최소 거리 값(74)을 포함할 수 있다. 제 2 최소 면적 값(72)은 제 2 중첩 윤곽선들(54) 각각의 내부 면적에 대응될 수 있다. 제 2 최소 거리 값(74)은 인접하는 한 쌍의 제 2 중첩 윤곽선들(54) 사이의 거리에 대응될 수 있다. 제어부(26)는 제 2 최소 면적 값(72), 및 제 2 최소 거리 값(74)을 이용하여 그룹 윤곽선 산포를 예측할 수 있다.
도 10 및 도 13을 참조하면, 제어부(26)는 제 2 중첩 이미지(OVI2)의 로컬 영역(LC)의 로컬 이미지들(LCI)을 중첩하여 로컬 중첩 값(80)을 획득한다(S466). 로컬 영역(LC)은 임의의 제 2 중첩 윤곽선(54)으로부터 모델링 거리(MD) 내의 영역으로 정의될 수 있다. 모델링 거리(MD)는 EUV 빔(11)의 파장 및 광학계(16)의 성능(ex, 개구수(NA))에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 모델링 거리(MD)는 약 300nm일 수 있다.
도 14는 도 13의 모델링 거리(MD)에 따른 정확도(accuracy)를 보여준다.
도 14를 참조하면, 모델링 거리(MD)가 약 300nm 이상일 경우, 정확도는 약 96%이상으로 높아질 수 있다. 모델링 거리(MD)가 300nm보다 증가할 경우, 모델링 작업 공수(modeling run time)는 증가하고, 생산성은 낮아질 수 있다. 따라서, 제어부(26)는 약 300nm의 모델링 거리(MD)를 이용하여 정확도 및 생산성이 높은 로컬 이미지들(LCI) 및 로컬 중첩 값(80)을 획득할 수 있다.
다시 도 13을 참조하면, 모델링 거리(MD) 내의 제 2 중첩 이미지(OVI2)는 로컬 이미지들(LCI)로 분할될 수 있다. 로컬 이미지들(LCI)은 대칭적으로 배열되는 제 2 중첩 윤곽선(54)을 갖는 이미지들일 수 있다. 분할된 로컬 이미지들(LCI)은 중첩될 수 있다. 중첩된 로컬 이미지들(LCI)은 제 3 중첩 이미지(OVI3)로 표시될 수 있다. 제 3 중첩 이미지(OVI3)는 제 3 중첩 윤곽선(56)을 포함할 수 있다. 이와 달리, 제 3 중첩 윤곽선(56)은 모델링 거리(MD) 내의 대칭적으로 배치된 제 2 중첩 윤곽선들(54)의 중첩에 의해 획득될 수 있다. 제 3 중첩 윤곽선(56)은 로컬 중첩 값(80)을 가질 수 있다. 로컬 중첩 값(80)은 제 3 최소 면적 값(82) 및 임계치수 값(84)을 포함할 수 있다. 제 3 최소 면적 값(82)은 제 3 중첩 윤곽선들(56)의 내부 면적에 대응될 수 있다. 임계치수 값(84)은 제 3 중첩 윤곽선(56)의 외경과 내경의 차이의 절반에 대응될 수 있다. 제어부(26)는 제 3 최소 면적 값(82) 및 임계치수 값(84)을 이용하여 로컬 윤곽선 산포를 예측할 수 있다.
도 15는 도 13의 제 3 중첩 윤곽선(56)의 일 예를 보여준다.
도 15를 참조하면, 제 3 중첩 윤곽선(56)은 외부 윤곽선(57)과 내부 윤곽선(59)을 가질 수 있다. 외부 윤곽선(57)은 제 3 중첩 윤곽선(56)의 외곽선(outline)일 수 있다. 내부 윤곽선(59)은 제 3 중첩 윤곽선(56)의 내부 라인(inner line)일 수 있다. 제 3 최소 면적 값(82)은 내부 윤곽선(59)의 내부 면적에 대응될 수 있다. 임계치수 값(84)은 외부 윤곽선(57)의 제 1 반경(R1)과 내부 윤곽선(59)의 제 2 반경(R2)의 차이에 대응될 수 있다.
다시, 도 7을 참조하면, 제어부(26)는 윤곽선 중첩 값의 광역 중첩 값(60), 그룹 중첩 값(70), 및 로컬 중첩 값(80)을 기준 값들과 비교하여 제 2 패턴들(40)의 결함을 판별한다(S48). 예를 들어, 제어부(26)는 윤곽선 중첩 값의 광역 중첩 값(60), 그룹 중첩 값(70), 및 로컬 중첩 값(80)이 기준 값들 내에 있는지를 판별할 수 있다. 기준 값은 기준 면적 값, 기준 거리 값, 및 기준 임계치수 값을 포함할 수 있다.
제 1 최소 면적 값(62), 제 2 최소 면적 값(72), 및 제 3 최소 면적 값(82) 중 적어도 하나가 기준 면적 값보다 작으면, 제 2 패턴들(40)은 결함으로 판별될 수 있다. 제 2 패턴들(40) 중 적어도 하나는 스몰 콘택 결함(small contact defect) 또는 낫 오픈 결함(not open defect)을 갖는 것으로 예측될 수 있다. 예를 들어, 기준 면적 값은 약 15.nm2일 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 제 1 최소 거리 값(64) 및 제 2 최소 거리 값(74)이 기준 거리 값보다 작으면, 제 2 패턴들(40)은 결함으로 판별될 수 있다. 제 2 패턴들(40) 중 적어도 하나는 브릿지 불량(bridge defect)을 갖는 것으로 예측될 수 있다. 기준 거리 값은 약 10nm일 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다. 임계치수 값(84)이 기준 임계치수 값보다 클 경우, 제 2 패턴들(40)은 결함으로 판별될 수 있다. 기준 임계치수 값은 약 5nm일 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
제 2 패턴들(40)이 결함으로 판단될 경우, 제어부(26)는 제 2 레티클(M2) 내의 제 2 패턴들(40)을 재배열한다(S49). 따라서, 제어부(26)는 제 2 패턴들(40)을 재배열하여 제 2 패턴들(40)의 결함을 방지하거나 최소화할 수 있다.
도 16은 도 6의 제 2 레티클(M2) 내에 재배열된 제 2 패턴들(40)의 일 예를 보여준다.
도 16을 참조하면, 재배열된 제 2 패턴들(40)의 제 1 설계 패턴(42)과 제 2 설계 패턴(44) 사이의 거리는 변화될 수 있다. 예를 들어, 제 2 패턴들(40)의 제 2 설계 패턴(44)은 제 1 설계 패턴(42)으로부터 제 2 거리(D2) 내에 재배열(rearranged)될 수 있다. 제 2 설계 패턴(44)은 제 3 테스트 패턴(36)에 대응될 수 있다. 제 2 거리(D2)는 제 1 거리(D1)보다 클 수 있다. 이후, 제어부(26)는 재배열된 제 2 패턴들(40)에 대해 "S42 단계", "S44 단계", "S46", 및 "S48 단계"를 수행하여 제 2 레티클(M2)의 결함을 판별할 수 있다.
도 1 및 도 7을 다시 참조하여 윤곽선 중첩 값의 광역 중첩 값(60), 그룹 중첩 값(70), 및 로컬 중첩 값(80)이 기준 값 내에 있을 경우, 레티클 제조 장치(20)는 제 2 레티클(M2)을 제조한다(S50). 전자 건(24)은 제 2 레티클(M2)에 전자 빔(23)을 제공하여 제 2 레티클(M2)을 패터닝할 수 있다. 이와 달리, 제 2 레티클(M2)은 레이저 빔에 의해 제조될 수 있다.
다음, 포토리소그래피 장치(10)는 제 2 레티클(M2)을 이용하여 기판의 제 2 포토리소그래피 공정을 수행하여 상기 기판 상에 포토레지스트 패턴을 형성한다(S60). 예를 들어, 제 2 포토리소그래피 공정은 EUV 노광 공정을 포함할 수 있다.
그리고, 식각 장치는 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 기판을 식각한다(S70). 기판은 건식 식각 방법을 통해 식각될 수 있다. 이와 달리, 기판은 습식 식각 방법을 통해 식각될 수도 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 제 1 패턴들을 갖는 제 1 레티클을 이용하여 테스트 기판의 포토리소그래피 공정을 수행하는 단계;
    상기 테스트 기판을 측정하여 측정 이미지들을 획득하는 단계;
    제 2 패턴들을 갖는 제 2 레티클을 설계하는 단계;
    상기 포토리소그래피 공정의 마진에 따라 제 2 레티클을 재설계하는 단계; 및
    상기 재설계된 제 2 레티클을 제조하는 단계를 포함하되,
    상기 제 2 레티클을 재설계하는 단계는:
    상기 제 2 패턴들과 동일한 상기 제 1 패턴들에 따라 상기 측정 이미지들로부터 샘플 이미지들을 획득하는 단계;
    상기 샘플 이미지들 내의 샘플 패턴들의 윤곽선들을 갖는 윤곽선 이미지들을 획득하는 단계;
    상기 윤곽선들을 중첩하여 윤곽선 중첩 값을 획득하는 단계; 및
    상기 윤곽선 중첩 값과 기준 값을 비교하여 상기 제 2 패턴들의 결함을 판별하는 단계를 포함하는 레티클 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 윤곽선들을 중첩하여 상기 윤곽선 중첩 값을 획득하는 단계는 상기 윤곽선 이미지들을 중첩하여 광역 중첩 값을 획득하는 단계를 포함하는 레티클 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 중첩된 윤곽선 이미지들은 제 1 중첩 이미지로 생성되고,
    상기 윤곽선들을 중첩하여 상기 윤곽선 중첩 값을 획득하는 단계는:
    상기 제 1 중첩 이미지 내의 복수개의 그룹 영역들의 그룹 이미지들을 중첩하여 그룹 중첩 값을 획득하는 단계를 더 포함하는 레티클 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 중첩 이미지는 제 1 중첩 윤곽선들을 갖고,
    상기 광역 중첩 값은:
    상기 제 1 중첩 윤곽선들 각각의 내부 면적에 대응되는 제 1 최소 면적 값: 및
    인접하는 한 쌍의 상기 제 1 중첩 윤곽선들 사이의 제 1 최소 거리 값을 포함하는 레티클 제조 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 중첩된 그룹 이미지들은 제 2 중첩 이미지로 생성되고,
    상기 윤곽선들을 중첩하여 상기 윤곽선 중첩 값을 획득하는 단계는:
    상기 제 2 중첩 이미지 내의 복수개의 로컬 영역들의 로컬 이미지들을 중첩하여 로컬 중첩 값을 계산하는 단계를 더 포함하는 레티클 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 중첩 이미지는 제 2 중첩 윤곽선들을 갖고,
    상기 그룹 중첩 값은:
    상기 제 2 중첩 윤곽선들 각각의 내부 면적에 대응되는 제 2 최소 면적 값; 및
    인접하는 한 쌍의 상기 제 2 중첩 윤곽선들 사이의 제 2 최소 거리 값을 포함하는 레티클 제조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 로컬 영역은 상기 제 2 중첩 이미지 내의 상기 제 2 중첩 윤곽선들 중 하나로부터 모델링 거리 내의 영역으로 정의되고,
    상기 모델링 거리는 300nm인 레티클 제조 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 중첩된 로컬 이미지들은 제 3 중첩 이미지로 생성되고,
    상기 제 3 중첩 이미지는 제 3 중첩 윤곽선을 갖고,
    상기 로컬 중첩 값은 상기 제 3 중첩 윤곽선 내의 제 3 최소 면적 값을 포함하는 레티클 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 중첩 윤곽선은:
    외부 윤곽선; 및
    상기 외부 윤곽선 내의 내부 윤곽선을 포함하고,
    상기 로컬 중첩 값은 상기 외부 윤곽선의 제 1 반경과 상기 내부 윤곽선의 제 2 반경의 차이에 대응되는 임계치수 값을 더 포함하는 레티클 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 레티클을 재설계하는 단계는 상기 결함이 있을 때 상기 제 2 패턴들을 재배열하는 단계를 더 포함하는 레티클 제조방법.
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