JP2008090287A - 微細パターンの設計方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】微細パターンの設計方法及びその装置を提供する。
【解決手段】微細パターンを被転写物にそのまま転写させるための微細パターンの設計方法及びその装置である。該方法は、露光用微細パターンのオリジナルデータを読み取り、微細パターンを補正の不要な第１パターンと補正の必要な第２パターンとに区分し、第２パターンに対して第１間隔Ｄ１を維持する補助パターンを形成して微細パターンを補正し、第１及び第２補助パターンが備えられたプログラムを実行して被転写物に転写される微細パターンを予測し、予測された微細パターンとオリジナルデータとを比較して差がなければ、補正された微細パターンを最終の微細パターンと決定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、微細パターンの設計方法及びその装置に係り、特に基板の露光のための微細パターンをプログラムを利用して設計する方法及びその装置に関する。

最近、高集積化の趨勢によって、半導体素子を形成するためのパターンが次第に微細になっている。微細なパターンを備える個々の素子のサイズが小さくなるので、所望のパターンの幅及び間隔の和であるピッチを小さくしなければならない。しかし、素子のデザインルールの減少が急激に進められるにつれて、半導体素子の具現に必要なパターン、例えばラインアンドスペースパターン（以下、ラインパターンという）を形成するためのフォトリソグラフィ工程の解像度限界により微細パターンの形成に限界がある。

微細パターンは、多様な方法で具現されうるが、小さいフィーチャサイズのスペーサを形成する方法（例えば、特許文献１参照）及び自己整合方式（例えば、特許文献２参照）などに詳細に開示されている。しかし、前記微細パターンを転写するためのマスク上の前記パターンが実質的に被転写物に転写されねばならない。しかし、微細パターンをそのまま転写するための露光パターンの設計方法及びその装置は、まだ存在しない実情である。
米国特許第６，６０３，６８８号明細書 韓国特許出願２００５−００３２２９７号

本発明が解決しようとする課題は、微細パターンを被転写物にそのまま転写させるための微細パターンの設計方法を提供するところにある。

本発明が解決しようとする他の課題は、前記設計方法を行う装置を提供するところにある。

前記課題を解決するための本発明による設計方法は、まず、露光用微細パターンのオリジナルデータを読み取る。次いで、前記微細パターンを補正の不要な第１パターンと、補正の必要な第２パターンとに区分する。前記第２パターンに対して第１間隔Ｄ１を維持する補助パターンを形成して、前記微細パターンを補正する。前記第１及び第２補助パターンが備えられたプログラムを実行して、被転写物に転写される微細パターンを予測する。前記予測された微細パターンと前記オリジナルデータとを比較して差がなければ、前記補正された微細パターンを最終の微細パターンと決定する。

前記補助パターンは、幅Ｗ１を有した前記第２パターンに対して第１間隔Ｄ１を維持しつつ独立的に配置された第１補助パターンでありうる。また、前記補助パターンは、前記第１パターンに対して第１間隔Ｄ１を維持するように前記第１パターンに結合された第２補助パターンでありうる。

前記補助パターンを形成するステップ以後に、前記第１補助パターンと第２補助パターンとの間に形成される不要な物質を除去するためのトリミングパターンをさらに形成できる。

前記微細パターンを予測するステップ以後に、前記第２パターンにノッチされた部分があるか否かを確認するステップと、前記ノッチされた部分があれば、前記補助パターンを形成するステップと、をさらに含みうる。

前記他の課題を解決するための本発明による設計装置は、微細パターンのデータを読み取る手段と、前記微細パターンを補正の不要な第１パターンと補正の必要な第２パターンとに区分する手段と、前記第２パターンに対して第１間隔Ｄ１を維持する補助パターンを形成して前記微細パターンを補正する手段と、前記第１及び第２補助パターンが含まれたプログラムを実行して被転写物に転写される微細パターンを予測する手段と、前記予測された微細パターンと前記オリジナルデータとを比較して差がなければ、前記補正された微細パターンを最終の微細パターンと決定する手段と、を備える。

本発明による微細パターンの設計方法及びその装置によれば、露光のための微細パターンを実際に転写するための補助パターンを形成することによって、被転写物にそのまま転写される微細パターンを設計できる。

また、実際の工程で発生すると予想された不純物を除去するためのトリミングパターンを追加することによって、被転写物に不純物が残存することを防止できる。

以下、添付された図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。後述する実施形態は、様々な他の形態に変形され、本発明の範囲が後述する実施形態に限定されるものではない。本発明の実施形態は、当業者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものである。実施形態の全体にわたって、同じ参照符号は同じ構成要素を表す。

本発明の実施形態は、微細パターンをプログラムを利用して設計する方法及びその装置を提供することである。すなわち、最初の設計者が作成した設計レイアウトを実際工程に適用するために、前記設計レイアウトをプログラムを利用して補正することである。したがって、本発明の実施形態は、最初の設計者が作成した露光用微細パターンデータを実際の工程に適用するとき、発生する欠陥を除去するために新たなパターンを追加することである。かかるパターンの追加は、表示装置の画面上の結果として表れる。後述する微細パターンは、分離の不要なパターン、分離の必要なパターン、周辺にパターンを追加する必要がない第１パターン、及び追加パターンの必要な第２パターンに区分される。特に、区分の必要なパターンは、プロセス別に区別して表現される。

図１は、本発明の実施形態による微細パターンの設計方法を示すフローチャートであり、図２Ａないし図２Ｉは、図１を補充的に説明するための画面である。ここで、微細パターンは、ラインパターンを中心に説明する。

図１及び図２Ａに示すように、最初の設計者が作成した露光用微細パターン（オリジナルレイアウト）のデータを読み取る。次いで、分離の不要な微細パターン１００と分離の必要な微細パターン１０２とを選定する。ここで、分離の必要な微細パターン１０２は、四角形以上の多角形態のパターンである。微細パターン１０２の分離は、前記多角形態のパターンを四角形態のパターンに分離することである。このために、分離の必要な微細パターン１０２を四角形態にするために連結部位ａを選定する（ステップＳ１０）。連結部位ａは、多角形パターンの曲げられた部分に位置し、それを除去して四角形態のパターンに分離させるためのものである。

図１及び図２Ｂに示すように、連結部位ａを除去して微細パターン１０２を分離する（ステップＳ１２）。多角形態の微細パターン１０２を分離する理由は、多角形態のパターンを単純な形態の四角形態のパターンに変換することによって、微細パターン１０２についての情報を単純化するためである。ここで、単純化するというのは、連結部位ａについての情報を除去することによって、パターン形態についての情報を簡略にすることである。もし、微細パターンを設計するときにパターンを分離しないならば、連結部位ａについての情報を常に伴わねばならないという問題がある。これにより、微細パターン１０２を分離して微細パターンについての情報を単純化することが望ましい。

このとき、分離されたパターン１０２は、後述する補助パターンにより補正の不要な第１パターンと補正の必要な第２パターンとに分けられる。第２パターンは、分離の不要なパターンであってもよく、分離されたパターン１０２のうち一部または全部であってもよい。

次いで、分離されたパターン１０２を備える画面上の微細パターンを確認する（ステップＳ１４）。すなわち、分離されたパターン１０２の分離が正しく行われたかを確認し、写真エッチング工程で形成できないパターンであるかを検査する。なぜなら、分離されたパターン１０２が写真エッチング工程で形成されなければ、分離されたパターン１０２をマスク上に形成できないためである。もし、写真エッチング工程で形成されないパターンが存在すれば、図２Ａのように連結部位ａを再び選定する（ステップＳ１６）。

また、分離されねばならない微細パターン１０２が抜け落ちるか、または不要なパターンの追加があるか否かを確認する。このとき、不要なパターンの追加は、オリジナルデータと比較すれば分かる。もし、パターンの抜け落ちや不要なパターンの追加があれば、それを修正して図２Ａのステップを再び開始する。

選択的に、多角形態の微細パターン１０２が存在しても、実際の微細パターンの形成工程、例えば自己整合方式の二重パターニングを進めば、第１パターンと第２パターンとが酸化膜の厚さほど離れる。かかる場合には、図２Ｃのようにすでに除去された連結部位ａをさらに分離する必要がない。このとき、連結部位ａを再結合する（ステップＳ１８）。すなわち、微細パターンの製造方式によって、連結部位ａを再結合せずにパターンが分離された状態で今後の工程を進めうる。ここでは、連結部位ａが再結合された状態を仮定して説明する。

図１及び図２Ｄに示すように、被転写物にパターンを転写するとき、欠陥を引き起こす第２パターンに対して第１間隔Ｄ１を維持する第１補助パターン１１０を形成する（ステップＳ２０）。ここで、第２パターンは、図２Ａでの分離の不要なパターン１００及び分離されたパターン１０２のうち一部または全部でありうる。例えば、画面の左側上部の分離の不要なパターン１００は、突出した部分の全部の補正の必要な第２パターンであり、右側上部の分離されたパターン１０２の一部は、その一部が補正の必要な第２パターンである。

第１補助パターン１１０は、幅Ｗ１を有した第２パターンに対して第１間隔Ｄ１を維持しつつ独立的に配置されうる。第１補助パターン１１０の間の間隔は、（Ｗ１＋２×Ｄ１）でありうる。第１補助パターン１１０は、ライン形態の前記第２パターンの周囲に沿って第１間隔Ｄ１が維持されるように離隔されうる。また、第１補助パターン１１０の幅Ｗ２は、前記第２パターンの幅Ｗ１と同じでありうる。第１補助パターン１１０は、隣接する微細パターンの間の間隔が第１補助パターン１１０の幅Ｗ２と第１間隔Ｄ１の２倍との和である（Ｗ２＋２×Ｄ１）より広いか、または同じであるときに形成する。

図１及び図２Ｅに示すように、被転写物にパターンを転写するとき、欠陥を引き起こす第２パターンに対して第１間隔Ｄ１を維持する第２補助パターン１１２を形成する（ステップＳ２０）。ここで、第２パターンは、図２Ａでの分離の不要なパターン１００及び分離されたパターン１０２のうち一部または全部でありうる。第２補助パターン１１２は、第２パターンに対して第１間隔Ｄ１を維持するように前記第１及び第２パターンに結合されうる。第２補助パターン１１２は、隣接する微細パターンの間の間隔が第１間隔Ｄ１より広く、（Ｗ２＋２×Ｄ１）より狭いときに形成する。

選択的に、図１及び図２Ｆに示すように、被転写物のパターニング過程、例えばエッチング過程で発生すると予想された不要な部分を除去するトリミングパターン１１４を形成する（ステップＳ２２）。例えば、トリミングパターン１１４は、自己整合二重パターニングの場合に、酸化膜の間に塗布されたポリシリコンのうち、ウェットエッチング過程に残存する不要な部分を除去するために、再びウェットエッチングで除去する部分を決定する。

図１及び図２Ｇに示すように、第１パターン、第２パターン及び補助パターンの微細パターンを備える（選択的に連結部位ａ及びトリミングパターンをさらに備える）設計レイアウトを実際の被転写物に転写できるかを確認するために、通常的なプログラムで実行する（ステップＳ２４）。場合によって、図２Ｇに示したように、微細パターンにノッチのある部分１１６が発生しうる。ノッチのある部分１１６は、画面上の微細パターンがオリジナル設計レイアウトに比べて小さいか、または細く形成されたものである。

したがって、微細パターンのうちノッチのある部分１１６を確認する（ステップＳ２６）。もし、ノッチのある部分１１６があれば、図２Ｄ及び図２Ｅを参照して説明した補助パターンを形成するステップを再実行する（ステップＳ２８）。最終的に、図２Ｈのようにノッチのある部分１１６が除去された最終設計レイアウトを完成する。

図１及び図２Ｉに示すように、完成した最終設計レイアウトをオリジナル設計レイアウトと比較する（ステップＳ３０）。必要な場合、デザインルールのような検査を行うこともできる。オリジナル設計レイアウトと追加されたパターン部分を除いて同じであれば、最終設計レイアウトとして決定する（ステップＳ３４）。もし、オリジナル設計レイアウトと最終設計レイアウトとが異なるならば、補助パターンを形成するステップから再実行する（ステップＳ３２）。

図３は、本発明の実施形態により作成された微細パターンの設計レイアウトを示す画面である。このとき、ハッチングのないパターンは、本発明の微細パターンであり、十字状に満たされた部分は、第１補助パターン、斜線で表した部分は、第２補助パターン、陰影で処理した部分は、本発明のトリミングパターンである。第１補助パターンは、隣接する微細パターンに対して第１間隔Ｄ１を維持するように離隔されて配置され、第２補助パターンは、隣接する微細パターンに対して第１間隔Ｄ１を維持するように隣接する微細パターンのうち一つに結合されている。

補助パターンがあれば、本発明の微細パターンが被転写物に転写されないことを防止でき、トリミングパターンにより工程中に発生しうる不要な部分を除去できる。これにより、オリジナル設計レイアウトが実際の工程に適用されるとき、不十分な部分を補強できる。

以上、本発明は、望ましい実施形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で当業者により色々な変形が可能である。

本発明は、電子部品及び半導体メモリ素子の製造産業に利用可能であり、特にＤＲＡＭ、不揮発性メモリ素子及びそれを利用した電子部品の製造産業関連の技術分野に好適に適用可能である。

本発明による微細パターンの設計方法を示すフローチャートである。 図１を補充的に説明するための平面図である。 図１を補充的に説明するための平面図である。 図１を補充的に説明するための平面図である。 図１を補充的に説明するための平面図である。 図１を補充的に説明するための平面図である。 図１を補充的に説明するための平面図である。 図１を補充的に説明するための平面図である。 図１を補充的に説明するための平面図である。 図１を補充的に説明するための平面図である。 本発明により作成された微細パターンの設計図を示す画面である。

符号の説明

１００ 分離の不要なパターン
１０２ 分離の必要なパターン
１１０ 第１補助パターン
１１２ 第２補助パターン
１１４ トリミングパターン
１１６ ノッチされた部分

Claims (19)

1. 露光用微細パターンのオリジナルデータを読み取るステップと、
   前記微細パターンを補正の不要な第１パターンと補正の必要な第２パターンとに区分するステップと、
   前記第２パターンに対して第１間隔Ｄ１を維持する補助パターンを形成して、前記微細パターンを補正するステップと、
   前記第１及び第２補助パターンが備えられたプログラムを実行して被転写物に転写される微細パターンを予測するステップと、
   前記予測された微細パターンと前記オリジナルデータとを比較して差がなければ、前記補正された微細パターンを最終の微細パターンと決定するステップと、
   を含むことを特徴とする微細パターンの設計方法。
2. 前記第１及び第２パターンを区分するステップは、
   多角形態の微細パターンのうち前記区分の必要なパターンを選定するステップと、
   前記多角形態の微細パターンを四角形態の微細パターンに分離するための連結部位を決定するステップと、
   前記連結部位を除去して前記第１及び第２パターンを分離するステップと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の微細パターンの設計方法。
3. 前記第１及び第２パターンを分離するステップの後に、
   前記第１及び第２パターンの分離が正しく行われたか否かを確認するステップと、
   前記分離が正しく行われなかったならば、前記区分の必要なパターンを再び選定するステップと、
   をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の微細パターンの設計方法。
4. 前記第１及び第２パターンを分離したステップの後に、
   前記第１及び第２パターンの分離が正しく行われたか否かを確認するステップと、
   前記分離が正しく行われたならば、前記連結部位を再結合するステップと、
   をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の微細パターンの設計方法。
5. 前記第１及び第２パターンを分離したステップの後に、
   前記第１及び第２パターンが写真エッチング工程により形成されうるか否かを判断するステップと、
   前記パターンが写真エッチング工程により形成できないならば、前記区分の必要なパターンを再び選定するステップと、
   をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の微細パターンの設計方法。
6. 前記補助パターンを形成するステップにおいて、
   前記補助パターンは、幅Ｗ１を有した前記第２パターンに対して第１間隔Ｄ１を維持しつつ独立的に配置された第１補助パターンであることを特徴とする請求項１に記載の微細パターンの設計方法。
7. 前記第１補助パターンの間の間隔は、（Ｗ１＋２×Ｄ１）であることを特徴とする請求項６に記載の微細パターンの設計方法。
8. 前記第１補助パターンは、ライン形態の前記第２パターンの周囲に沿って前記第１間隔Ｄ１が維持されるように離隔されていることを特徴とする請求項６に記載の微細パターンの設計方法。
9. 前記第１補助パターンの幅Ｗ２は、前記第２パターンの幅Ｗ１と同じであることを特徴とする請求項６に記載の微細パターンの設計方法。
10. 前記補助パターンを形成するステップにおいて、
    前記補助パターンは、前記第１パターンに対して第１間隔Ｄ１を維持するように前記第１パターンに結合された第２補助パターンであることを特徴とする請求項１に記載の微細パターンの設計方法。
11. 前記第２補助パターンは、ライン形態の前記第２パターンの少なくとも一側に前記第１間隔Ｄ１が維持されるように離隔されていることを特徴とする請求項１０に記載の微細パターンの設計方法。
12. 前記第２補助パターンの幅Ｗ３は、前記第２パターンの幅Ｗ１より狭いことを特徴とする請求項１０に記載の微細パターンの設計方法。
13. 前記補助パターンを形成するステップの後に、
    前記第１補助パターンと第２補助パターンとの間に形成される不要な物質を除去するためのトリミングパターンを形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の微細パターンの設計方法。
14. 前記トリミングパターンで除去せねばならない物質は、エッチング過程で残留する物質であることを特徴とする請求項１３に記載の微細パターンの設計方法。
15. 前記微細パターンを予測するステップの後に、
    前記第２パターンにノッチされた部分があるか否かを確認するステップと、
    前記ノッチされた部分があれば、前記補助パターンを形成するステップと、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の微細パターンの設計方法。
16. 露光用微細パターンのデータを読み取る手段と、
    前記微細パターンを補正の不要な第１パターンと補正の必要な第２パターンとに区分する手段と、
    前記第２パターンに対して第１間隔Ｄ１を維持する補助パターンを形成して前記微細パターンを補正する手段と、
    前記第１及び第２補助パターンが備えられたプログラムを実行して被転写物に転写される微細パターンを予測する手段と、
    前記予測された微細パターンと前記オリジナルデータとを比較して差がなければ、前記補正された微細パターンを最終の微細パターンと決定する手段と、を備えることを特徴とする微細パターンの設計装置。
17. 前記補助パターンを形成するステップにおいて、
    前記補助パターンは、幅Ｗ１を有した前記第２パターンに対して第１間隔Ｄ１を維持しつつ独立的に配置された第１補助パターンであることを特徴とする請求項１６に記載の微細パターンの設計装置。
18. 前記補助パターンを形成するステップにおいて、
    前記補助パターンは、前記第１パターンに対して第１間隔Ｄ１を維持するように前記第１パターンに結合された第２補助パターンであることを特徴とする請求項１６に記載の微細パターンの設計装置。
19. 前記補助パターンを形成するステップの後に、
    前記第１補助パターンと第２補助パターンとの間に形成される不要な物質を除去するためのトリミングパターンを形成する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載の微細パターンの設計装置。

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