KR100275302B1 - 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

노광 시스템은 타겟 영역(target area)에 위치된 웨이퍼 또는 포토마스크와 같은 타겟에 집적 회로 패턴들을 형성하기 위하여 조절된 일렉트론 빔을 생성하기 위한 빔 소스부로부터 생성되어 전송되는 일렉트론 빔의 단면 형상을 변형하기 위하여 제 1 어퍼추어(aperture)가 형성된 제 1 빔 변형부 및 제 2 어퍼추어가 형성된 제 2 빔 변형부를 포함하여 구성되어 있다. 한편, 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법은 노광시 발생되는 근접 효과(proximity effect)를 보상하기 위하여 반도체 디바이스의 패턴 설계 단계에서 세리프(serif) 등의 보정 패턴을 기존 패턴에 추가하여 노광 공정을 수행한다. 한편, 제 2 빔 변형부에 형성되는 제 2 어퍼추어는 패턴의 설계 데이터를 분할했을 때 보정 패턴 영역과 같은 형상으로 형성된다. 그리고, 노광 공정의 수행은 패턴의 설계 데이터와 제 2 어퍼추어들에서 대응되는 형상을 맞추어 이루어진다.

Description

노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법(METHOD OF COMPENSATING THE PROXIMITY EFFECT IN ELECTRON BEAM EXPOSURE SYSTEMS)

본 발명은 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 반도체 제조 시스템 중 노광 시스템에서 웨이퍼 상에 패턴을 형성할 때 발생되는 근접 효과를 보정하기 위한 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법에 관한 것이다.

최근에 반도체 디바이스들은 미세하고 복잡한 패턴들이 증가되도 있다. 다양한 단면 형상을 갖는 일렉트론 빔(elelctron beam)이 적용되는 노광 시스템들(electron exposure systems)은 그와 같은 미세하고 복잡한 반도체 디바이스들의 패턴들을 형성하기 위한 목적으로 발전되어 왔다. 일례로, Journal of Vacuum Science and Technology B 2(6) Jan./Feb. 1988, p209-212의 "The electron-beam column for a high dose and high-voltage electron-beam exposure system EX-7"이란 기사에서는 현재 사용되고 있는 대표적인 노광 시스템들 중 하나에 대하여 설명하고 있다.

이와 같은 노광 시스템들은 플레이트 상에 소정 형상을 형성시킨 빔 변형부들을 사용하여 빔 소스부로부터 생성된 일렉트론 빔의 이미지를 노광하고자 하는 형태와 크기로 조절하여 웨이퍼 상에 노광시키는 방법이 사용되고 있다. 그리고, 상기 노광 시스템들은 타겟 영역(target area)에 위치된 타겟에 집적 회로 패턴들을 형성하기 위하여 조절된 일렉트론 빔을 생성하기 위한 빔 소스부와 상기 일렉트론 빔이 상기 빔 소스부로부터 상기 타겟 영역으로 전송되도록 경로를 형성하는 일렉트론 빔 전송 부분으로 구성된다. 이때, 상기 일렉트론 빔 전송 부분은 상기 빔 소스부로부터 생성되어 전송되는 일렉트론 빔의 단면 형상을 변형하기 위하여 제 1 어퍼추어(aperture)가 형성된 제 1 빔 변형부 및 제 2 어퍼추어가 형성된 제 2 빔 변형부와 상기 빔 소스부로부터 생성된 상기 일렉트론 빔에 의한 이미지가 상기 제 1 및 제 2 빔 변형부로 경유되어 상기 타겟 영역으로 전송되도록 하기 위한 렌즈부와 디플렉터(deflector)부로 구성된다.

한편, 상기 타겟에 노광되기 위한 상기 일렉트론 빔의 이미지는 상기 제 1 및 제 2 어퍼추어의 조합에 의해서 합성된 이미지이다. 즉, 상기 빔 소스부로부터 생성된 상기 일렉트론 빔의 이미지는 상기 제 1 빔 변형부의 제 1 어퍼추어에 의해서 첫 번째로 변형되고, 다음으로 상기 제 2 빔 변형부의 제 2 어퍼추어에서 두 번째로 변형되어 상기 타겟으로 노광되는 것이다. 그리고, 상기 렌즈부 및 디플렉터부는 상기 일렉트론 빔의 흐름 밀도를 조절하고 균일하게 유지하여 상기 빔 소스부로부터 상기 제 1 및 제 2 빔 변형부를 통과하여 상기 타겟 영역에 전송되도록 한다.

한편, 집적 회로의 생산 분야에서는 집적 회로의 지속적인 사이즈(size) 감소에 대응하기 위하여 제조 비용을 감소시키고, 작업 속도를 향상시키려는 노력이 시도되고 있다. 그러나, 1 마이크로미터(micrometer)이하의 선폭을 갖는 회로 라인들은 현재의 포토리소그라피(photolithography) 방법들과 같은 수단으로 더 이상 대처할 수 없다. 물론, 상술한 바와 같이, 일렉트론 빔을 적용한 리소그라피 프로세스(lithographic processes)에 의해서 패턴들의 노광에서 더욱 높은 해상도가 대체로 허용되고 있지만, 실제적으로 노광되는 (레지스트) 층(layer)과 기판(substrate)의 방사에서 일렉트론(elelctrons)의 산란 효과(scattering effects)에 의한 문제점이 상당히 존재한다. 이와 같은 부정적인 효과를 근접 효과(proximity effect)라고 한다.

이와 같은 문제점에 의해서 반도체 디바이스의 집적도가 증가함에 따라서 포토 리소그라피(photo lithography) 공정에 사용되는 포토마스크(photomask)의 품질이나 패턴(pattern)의 정확도가 중요하게 되었으나, 고집적 반도체 디바이스에서 패턴을 형성할 때 스텝퍼(stepper) 등의 한계로 인해 설계나 포토마스크 상의 패턴 모양과 같이 형성하는 것이 불가능하거나 형성이 되어도 도 1a 및 도 1b에서 도시한 바와 같이 패턴 박진성(pattern fidelity) 측면에서 문제가 발생된다. 즉, 도 1a와 같은 패턴(100)을 웨이퍼 상에 노광시키면, 상기 패턴(100) 상의 각 모서리들(U,V,W,X,Y,Z)은, 도 1b에서 도시한 바와 같이, 웨이퍼 상에 노광되어 형성되는 패턴(100')에서는 상술한 바와 같은 근접 효과에 의해서 각 모서리들(U',V',W',X',Y',Z')이 둥글게 형성된다. 그리고, 이와 같이 각 모서리가 변형되는 현상(이를 근접효과중에서도 "귀부분 라운 효과(corner rounding effect)"라함)은 미세한 패턴을 형성할 경우 더욱 악화되므로 설계 상에서 의도된 패턴을 웨이퍼 상에 형성하지 못하는 문제점이 발생된다. 이와 같은 현상은 패턴의 외곽, 특히 귀부분(corner)이 충분한 일렉트론 빔(e-beam) 에너지를 받지 못하여 둥글어지는 것이다. 예컨대, 패턴의 각 부분을 보면 패턴의 내부는 상하좌우가 모두 패턴이 있어서 4방향으로부터 산란된 전자를 받게 되고, 변부분은 3방향으로부터 산란된 전자를 받게 된다. 그러나, 패턴의 귀부분(corner)은 각기 2방향으로만 산란된 전자를 받게 되므로, 도 1a 및 도 1b에서 보인 바와 같이, 변부분보다 적은 에너지를 받게되어 패턴 형성이 변부분보다 덜 선명하게 되는 것이다.

이와 같은 근접 효과(proximity effect)를 보상하기 위하여 반도체 디바이스의 패턴 설계 단계에서 세리프(serif) 등의 보정 패턴을 기존 패턴에 추가로 만들어 패턴 박진성을 개선하고 있다.

그러나, 이와 같은 경우 세리프를 형성해야 하는 자동 레이아웃 소프트웨어(layout software)가 필요하고, 이 세리프를 포토 마스크 상에 형성시키기 위한 큰 용량의 설계 데이터를 처리하게 위한 시스템이 필요하며, 데이터를 처리하는 시간에서 한계에 접하고 있다. 따라서, 이와 같은 문제점은 반도체 디바이스가 고집적될 수 록 문제의 심각성이 더하게 된다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 노광 시스템에서 패턴의 근접 효과를 방지하기 위하여 보정 패턴을 적용할 때 일반적인 노광 방법과 동일한 난이도로 데이터를 처리할 수 있도록 하여, 고집적 패턴을 형성할 때 데이터의 용량을 최대한 감소시킬 수 있는 새로운 형태의 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법을 제공하는데 있다. 특히, 본 발명의 목적은 근접효과중에서도 패턴의 귀부분(corner)의 충분한 일렉트론 빔(e-beam) 에너지를 받지 못하여 둥들어지는 현상을 데이터 처리의 곤란함이 없이 보정할 수 있는 새로운 형태의 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법을 제공하는데 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래 노광 시스템에서 발생되는 근접 효과를 설명하기 위하여 예시한 도면,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법이 적용된 노광 시스템을 도시한 다이어그램,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법을 설명하기 위하여 보정 패턴이 추가된 패턴을 도시한 다이어그램,

도 4는 본 발명의 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법을 적용하여 도 3의 패턴을 분할하는 방법을 도시한 다이어그램,

도 5는 본 발명의 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법을 적용하기 위한 제 2 빔 변형부의 실시예를 도시한 평면도,

도 6a는 본 발명의 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법이 적용된 실시예의 제 2 빔 변형부를 제 1 빔 변형부와 조합하여 도 3의 패턴에서 "A"부를 노광시키는 방법을 도시한 제 2 빔 변형부의 평면도,

도 6b는 도 6a에 의해서 타겟상에 노광된 패턴을 도시한 다이어그램,

도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 빔 변형부를 제 1 빔 변형부와 조합하여 도 3의 패턴에서 "B"부를 노광시키는 방법을 도시한 제 2 빔 변형부의 평면도,

도 7b는 도 7a에 의해서 타겟상에 노광된 패턴을 도시한 다이어그램,

도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 빔 변형부를 제 1 빔 변형부와 조합하여 도 3의 패턴에서 "C"부를 노광시키는 방법을 도시한 제 2 빔 변형부의 평면도,

도 8b는 도 8a에 의해서 타겟상에 노광된 패턴을 도시한 다이어그램,

도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 빔 변형부를 제 1 빔 변형부와 조합하여 도 3의 패턴에서 "D"부를 노광시키는 방법을 도시한 제 2 빔 변형부의 평면도,

도 9b는 도 9a에 의해서 타겟상에 노광된 패턴을 도시한 다이어그램,

도 10a는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 빔 변형부를 제 1 빔 변형부와 조합하여 도 3의 패턴에서 "E"부를 노광시키는 방법을 도시한 제 2 빔 변형부의 평면도,

도 10b는 도 10a에 의해서 타겟상에 노광된 패턴을 도시한 다이어그램,

도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시예에 따른 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법에 의해서 패턴이 타겟에 노광된 상태를 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 빔 소스부 12 : 제 1 빔 변형부

14 : 제 1 어퍼추어 16 : 제 2 빔 변형부

18 : 제 2 어퍼추어 18-1 : 제 2-1 어퍼추어

18-2 : 제 2-2 어퍼추어 18-3 : 제 2-3 어퍼추어

18-4 : 제 2-4 어퍼추어 19-1 : 메인 어퍼추어

19-1' : 서브 어퍼추어 20 : 타겟

22 : 패턴 24 : 보정 패턴

26 : 타겟 패턴

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 타겟 영역(target area)에 위치된 타겟에 집적 회로 패턴들을 형성하기 위하여 조절된 일렉트론 빔을 생성하기 위한 빔 소스부와 상기 빔 소스부로부터 생성되어 전송되는 일렉트론 빔의 단면 형상을 변형하기 위하여 제 1 어퍼추어(aperture)가 형성된 제 1 빔 변형부 및 제 2 어퍼추어가 형성된 제 2 빔 변형부를 포함하는 노광 시스템에서, 근접 효과(proximity effect)를 보상하기 위하여 반도체 디바이스의 패턴 설계 단계에서 세리프(serif) 등의 보정 패턴을 기존 패턴에 추가하여 노광 공정을 수행할 때, 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법은 상기 제 2 빔 변형부에 상기 보정 패턴의 형상을 구현할 수 있는 제 2 어퍼추어를 구성하고, 상기 기존 패턴에 추가된 소정 보정 패턴을 노광한다.

이와 같은 본 발명에서 상기 타겟은 포토마스크(photomask)이다. 상기 타겟은 웨이퍼이다. 상기 웨이퍼에 노광되는 패턴의 이미지를 형성하기 위한 포토마스크는 상기 방법에 의해서 형성된 포토마스크이다. 상기 제 2 어퍼추어는 동일한 형태를 갖고, 치수가 다른 적어도 하나 어퍼추어를 포함한다. 상기 제 2 빔 변형부에 상기 제 1 빔 변형부의 제 1 어퍼추어와 동일한 어퍼추어를 형성시킨다. 상기 제 2 어퍼추어 중에서 하나를 선택하고, 상기 노광 시스템에서 노광시 도우스(dose)를 변화시켜서 상기 타겟 상에 노광시킨다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 타겟 영역(target area)에 위치된 타겟에 집적 회로 패턴들을 형성하기 위하여 조절된 일렉트론 빔을 생성하기 위한 빔 소스부와 상기 빔 소스부로부터 생성되어 전송되는 일렉트론 빔의 단면 형상을 변형하기 위하여 제 1 어퍼추어(aperture)가 형성된 제 1 빔 변형부 및 제 2 어퍼추어가 형성된 제 2 빔 변형부를 포함하는 노광 시스템에서, 근접 효과(proximity effect)를 보상하기 위하여 반도체 디바이스의 패턴 설계 단계에서 세리프(serif) 등의 보정 패턴을 기존 패턴에 추가하여 노광 공정을 수행할 때, 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법은 상기 제 2 어퍼추어는 소정 크기의 사각 형상으로 형성된 메인 어퍼추어의 각 꼭지점에서 상기 메인 어퍼추어와 연통되도록 소정 크기의 서브 어퍼추어를 갖는 적어도 하나의 제 2-1 어퍼추어를 형성시키고, 상기 제 2-1 어퍼추어의 수직 또는 수평 중심선을 기준으로 한 상기 제 2-1 어퍼추어의 일측면 형상과 같도록 소정 크기의 사각 형상으로 형성된 어퍼추어의 일측면으로부터 내측으로 연장되는 면으로 형성되는 적어도 하나의 제 2-2 어퍼추어를 형성시키며, 상기 제 2-2 어퍼추어에 대향되는 형태로 상기 제 2-2 어퍼추어에 형성되지 않은 상기 제 2-1 어퍼추어의 나머지 일측면의 형상을 상기 제 2-2 어퍼추어와 같은 방법으로 적어도 하나의 제 2-3 어퍼추어를 형성하여, 상기 보정 패턴을 상기 제 2-1 내지 제 2-3 어퍼추어에 따라서 형성시키고, 노광할 때 상기 제 2 어퍼추어 중에서 동일한 형상의 제 2 어퍼추어와 대응시켜서 노광시킨다.

이와 같은 본 발명에서 상기 서브 어퍼추어는 사각 형태이고, 상기 메인 어퍼추어와 연통되는 한 꼭지점이 상기 메인 어퍼추어 상에 위치된다. 상기 제 2 어퍼추어는 동일한 형태를 갖고, 치수가 다른 적어도 하나 어퍼추어를 포함한다. 상기 제 2 빔 변형부에 상기 제 1 빔 변형부의 제 1 어퍼추어와 동일한 어퍼추어를 형성시킨다. 상기 제 2 어퍼추어 중에서 하나를 선택하고, 상기 노광 시스템에서 노광시 도우스(dose)를 변화시켜서 상기 타겟 상에 노광시킨다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면 도 2 내지 도 11b에 의거하여 상세히 설명하며, 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 병기한다.

본 발명은 반도체 제조 공정 중 웨이퍼 또는 포토마스크 상에 패턴을 형성할 때 발생되는 근접 효과를 보정하기 위한 방법을 제공하고자 하는 것이다. 이때, 도 2에서 도시한 바와 같이, 노광 시스템은 타겟 영역(target area)에 위치된 웨이퍼 또는 포토마스크와 같은 타겟(20)에 집적 회로 패턴들을 형성하기 위하여 조절된 일렉트론 빔을 생성하기 위한 빔 소스부(10)와 상기 빔 소스부(10)로부터 생성되어 전송되는 일렉트론 빔의 단면 형상을 변형하기 위하여 제 1 어퍼추어(aperture)(14)가 형성된 제 1 빔 변형부(12) 및 제 2 어퍼추어(18)가 형성된 제 2 빔 변형부(16)를 포함하여 구성되어 있다. 그리고, 상기 노광 시스템은 상기 빔 소스부(10)로부터 생성된 상기 일렉트론 빔에 의한 이미지가 상기 제 1 및 제 2 빔 변형부(12,16)로 경유되어 상기 타겟 영역으로 전송되도록 하기 위한 렌즈부와 디플렉터(deflector)부가 포함된다.

한편, 본 발명의 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법은 노광시 발생되는 근접 효과(proximity effect)를 보상하기 위하여 반도체 디바이스의 패턴 설계 단계에서 세리프(serif) 등의 보정 패턴을 기존 패턴에 추가하여 노광 공정을 수행할 때 적용하고자 하는 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법을 설명하기 위하여 보정 패턴이 추가된 패턴을 도시한 다이어그램이고, 도 4는 본 발명의 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법을 적용하여 도 3의 패턴을 분할하는 방법을 도시한 다이어그램이다.

도 3에서 도시한 바와 같이 노광 공정을 수행하기 위하여 웨이퍼 또는 포토마스크 등의 타겟에 노광되는 패턴(22)에 보정 패턴(24)들을 형성하게 된다. 이와 같이 상기 보정 패턴(24)들이 형성된 상기 패턴(22)은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 노광 시스템에서 노광하기 위하여 동일한 형상을 갖는 부분을 하나의 군으로 나누게 된다. 즉, 도 4를 참조하면, 상기 보정 패턴(24)들이 형성된 상기 패턴(22)은 "A" 내지 "F"의 패턴 영역들로 나눌 수 있다. 이때, 상기 "A" 내지 "E" 패턴 영역은 보정 패턴이 형성된 영역이고, "E" 패턴 영역은 보정 패턴이 형성되지 않은 영역이다. 이때, 상기 일반 패턴 영역(F)은 일반적인 노광 시스템에서 수행할 수 있는 영역이지만, 상기 보정 패턴 영역들(A 내지 E)은 일반적인 노광 시스템에서 수행할 때 데이터의 수가 증가되므로써 데이터의 처리 속도와 노광 수행 속도가 저하되는 문제점이 발생된다.

이와 같은 문제점을 극복하기 위하여 본 발명의 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법은 노광 시스템의 제 2 빔 변형부에 상기 보정 패턴의 형상과 동일한 형상으로 적어도 하나의 제 2 어퍼추어를 형성시키고, 기존 패턴에 추가된 소정 보정 패턴을 노광할 때 상기 제 2 어퍼추어 중에서 동일한 형상의 제 2 어퍼추어와 대응시켜서 노광시키도록 하는 것이다.

도 5는 본 발명의 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법을 적용한 실시예의 제 2 빔 변형부를 도시한 제 2 빔 변형부의 평면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 제 2 빔 변형부(16)에 형성된 제 2 어퍼추어들(18-1,18-1',18-2,18-2',18-3,18-3',18-4)은 제 1 빔 변형부의 제 1 어퍼추어와 조합되어 도 3에서 도시한 패턴(22)을 타겟 상에 노광시키기 위한 어퍼추어들이다. 이때, 상기 제 2 어퍼추어들(18-1,18-1',18-2,18-2',18-3,18-3',18-4) 중에서 제 2-1 어퍼추어(18-1)와 제 2-2 어퍼추어(18-2), 그리고 제 2-3 어퍼추어(18-3)는 상기 패턴(22)에서 보정 패턴(24)이 형성된 영역 즉, 도 4의 보정 패턴 영역들(A,B,C,D,E)을 노광하기 위하여 형성된 어퍼추어들이다. 이와 같은 상기 제 2-1 어퍼추어(18-1)와 제 2-2 어퍼추어(18-2), 그리고 제 2-3 어퍼추어(18-3)는 상기 보정 패턴 영역들(A,B,C,D,E)과 각각 대응될 수 있도록 형성된다. 그리고, 상기 제 2 빔 변형부(16)에서 제 2-4 어퍼추어(18-4)는 도 4의 일반 패턴 영역(F)을 노광하기 위하여 형성된 어퍼추어로써 상기 제 1 빔 변형부의 제 1 어퍼추어와 동일한 형상의 어퍼추어로 를 형성시킬 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법은 노광 시스템의 제 2 빔 변형부에 형성되는 제 2 어퍼추어의 형상을 노광하고자 하는 패턴에 형성시킨 보정 패턴 영역의 형상과 같도록 형성하고, 노광하고자 하는 보정 패턴 영역과 같은 형상의 어퍼추어를 맞추어 타겟에 노광되도록 하는 것이다.

한편, 이와 같이 제 2 어퍼추어의 형상을 보정 패턴 영역과 대응시켜서 노광 공정을 수행하면, 상기 제 2 어퍼추어 중에서 하나를 선택하고, 상기 노광 시스템에서 노광시 도우스(dose)를 변화시켜서 상기 타겟 상에 노광시킬 수 있는 장점을 제공할 수 있다.

한편, 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제 2 빔 변형부(16)에는 동일한 형태를 갖고, 치수가 다른 다양한 어퍼추어를 형성시킬 수 있다. 즉, 전술한 바와 같은 제 2-1 어퍼추어(18-1)와 제 2-2 어퍼추어(18-2), 그리고 제 2-3 어퍼추어(18-3)와 각각 형태를 같이 하면서, 그 크기가 다른 어퍼추어들(18-1',18-2',18-3')을 형성시킬 수 있는 것이다. 이와 같은 어퍼추어들(18-1',18-2',18-3')을 형성함으로써 형상은 같으나 크기의 차이가 발생되는 패턴들을 노광할 때 근접 효과를 최대한 방지하면서 패턴을 타겟에 노광시킬 수 있는 것이다. 또한, 본 발명의 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법을 이용하여 포토마스크를 제작하고, 웨이퍼에 노광시 본 발명의 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법과 함께 상기 포토마스크를 사용한다면, 노광 효과를 극대화할 수 있을 것이다.

다시, 도 5를 참조하면, 제 2 어퍼추어는 소정 크기의 사각 형상으로 형성된 메인 어퍼추어(19-1)의 각 꼭지점에서 상기 메인 어퍼추어(19-1)와 연통되도록 소정 크기의 서브 어퍼추어(19-1')를 갖는 적어도 하나의 제 2-1 어퍼추어(18-1)와, 상기 제 2-1 어퍼추어(18-1)의 수직 또는 수평 중심선(S)을 기준으로 한 상기 제 2-1 어퍼추어(18-1)의 일측면 형상과 같도록 소정 크기의 사각 형상으로 형성된 어퍼추어(19-2)의 일측면으로부터 내측으로 연장되는 면(19-2')으로 형성되는 적어도 하나의 제 2-2 어퍼추어(18-2), 그리고 상기 제 2-2 어퍼추어(18-2)에 대향되는 형태로 상기 제 2-2 어퍼추어(18-2)에 형성되지 않은 상기 제 2-1 어퍼추어(18-1)의 나머지 일측면의 형상을 상기 제 2-2 어퍼추어(18-2)와 같은 방법으로 적어도 하나의 제 2-3 어퍼추어(18-3)으로 구성된다. 물론, 본 발명의 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법은 제 2 빔 변형부에 형성되는 제 2 어퍼추어의 형상을 노광하고자 하는 패턴에 형성시킨 보정 패턴 영역의 형상과 같도록 형성한다는 것이지만, 상술한 바와 같이 제 2 어퍼추어가 형성된 제 2 빔 변형부를 여러 종류의 패턴을 형성할 때 사용할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 이때, 상기 제 2-1 어퍼추어(18-1)의 상기 서브 어퍼추어(19-1')는 다양한 형태를 가질 수 있으며, 일반적인 패턴의 모서리의 형태를 고려하여 사각 형태로 형성하고, 상기 메인 어퍼추어(19-1)와 연통되는 한 꼭지점이 상기 메인 어퍼추어(19-1) 상에 위치된다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 제 2 어퍼추어가 적용된 제 2 빔 변형부는 설계된 패턴을 웨이퍼 또는 포토마스크와 같은 타겟에 설계된 패턴을 노광시키기 위하여 제 1 어퍼추어가 형성된 제 1 빔 변형부와 조합되어 일렉트론 빔의 이미지를 변경해야 한다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법에서 설계 데이터에 따라 조합하는 방법을 도 6a 내지 도 10b를 참조하여 상세히 설명한다.

도 6a는 본 발명의 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법이 적용된 실시예의 제 2 빔 변형부를 제 1 빔 변형부와 조합하여 도 3의 패턴에서 "A"부를 노광시키는 방법을 도시한 제 2 빔 변형부의 평면도이고, 도 6b는 도 6a에 의해서 타겟상에 노광된 패턴을 도시한 다이어그램이다.

도 6a 및 도 6b를 도 2 내지 도 4와 함께 참조하면, 전술한 바와 같이 타겟에 노광하기 위한 도 3과 패턴(22)은 도 4와 같이 분할할 수 있다. 이때, 보정 패턴 영역 중의 하나인 "A" 영역을 노광하기 위하여 제 1 빔 변형부(12)의 제 1 어퍼추어(14)와 제 2 빔 변형부(16)의 제 2 어퍼추어(18)를 조합할 필요가 있다. 따라서, 상기 "A" 영역은 제 2-1 어퍼추어(18-1)의 한 모서리와 상기 제 1 어퍼추어(14)의 조합에 의해서 이루어진다. 이와 같은 방법에 의해서 도 6b에서 도시한 바와 같이 상기 "A" 영역은 웨이퍼 또는 포토마스크와 같은 타겟에 노광되어 패턴으로 형성되게 된다.

이와 같이 "A" 영역의 노광이 완료되면, 노광 시스템은 다음 영역을 노광하기 위하여 상기 제 1 빔 변형부(12)의 제 1 어퍼추어(14)와 제 2 빔 변형부(16)의 제 2 어퍼추어(18)를 재설정하게 된다. 이때, 도 7a 및 도 7b에서 도시한 바와 같이 상기 패턴(22) 상의 "B" 영역을 노광시키기 위하여 상기 노광 시스템은 상기 제 1 어퍼추어(14)와 제 2-1 어퍼추어(18-1)를 조합하게 된다. 한편, 상기 "B" 영역은 상기 패턴(22) 상에서 두 개로 구성되므로 상기 제 1 어퍼추어(14)와 제 2-1 어퍼추어(18-1)를 조합한 상태에서 상기 두 개의 "B" 영역을 타겟에 노광시키게 된다.

이와 같이 본 발명의 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법은 도 3과 같이 보정 패턴(24)이 형성된 패턴(22)을 도 4와 같이 적절하게 분할하게 된다. 이때, 상기 제 2 빔 변형부(16)에는 전술한 바와 같이 제 2 어퍼추어(18)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 제 1 빔 변형부(12)의 제 1 어퍼추어(14)와 제 2 빔 변형부(16)의 제 2 어퍼추어(18)를 조합하여 상기 패턴(22)을 노광하게 되는 것이다.

한편, 도 8a 내지 도 10b에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법을 사용하여 상기 패턴(22)을 타겟에 순차적으로 노광 시키게된다. 이때, 상술한 바와 같은 노광 순서는 본 발명의 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법에서 패턴의 설계 데이터와 제 2 어퍼추어를 대응시키는 방법을 설명하기 위한 것으로, 노광 순서를 정하는 방법은 일반적인 노광 방법과 같다는 것을 알 수 있을 것이다.

도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시예에 따른 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법에 의해서 패턴이 타겟에 노광된 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도 11a와 같이 패턴(40) 상에는 "A"부 내지 "E"부와 같이 보정 패턴들이 형성되어 있다. 이와 같이 보정 패턴들이 설계된 패턴을 본 발명의 실시예에 따른 제 2 어퍼추어를 사용하고, 설계 데이터와 제 2 어퍼추어의 조합 방법을 사용하면, 도 11b에서 도시한 바와 같이, 웨이퍼 상에 노광되어 형성되는 패턴(40')에서는 근접 효과에 의해서 각 모서리들(A',B',C',D',E')이 둥글게 형성되는 현상을 최대한 방지할 수 있다.

이와 같은 본 발명을 적용하면 제 2 빔 변형부의 제 2 어퍼추어와 패턴의 설계 데이터를 용이하게 조절할 수 있으므로, 고집적 패턴을 노광시킬 필요가 있을 때 데이터의 증가에 따른 문제점을 해소할 수 있다. 또한, 제 2 어퍼추어는 여러 가지의 크기로 형성하여 사용할 수 있으므로, 패턴의 설계나 웨이퍼 상에서 요구되는 보정 패턴의 크기에 따라서 노광 공정을 용이하게 수행할 수 있다.

Claims (12)

1. 타겟 영역(target area)에 위치된 타겟에 집적 회로 패턴들을 형성하기 위하여 조절된 일렉트론 빔을 생성하기 위한 빔 소스부와 상기 빔 소스부로부터 생성되어 전송되는 일렉트론 빔의 단면 형상을 변형하기 위하여 제 1 어퍼추어(aperture)가 형성된 제 1 빔 변형부 및 제 2 어퍼추어가 형성된 제 2 빔 변형부를 포함하는 노광 시스템에서, 근접 효과(proximity effect)를 보상하기 위하여 반도체 디바이스의 패턴 설계 단계에서 세리프(serif) 등의 보정 패턴을 기존 패턴에 추가하여 노광 공정을 수행할 때, 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법에 있어서,

   상기 제 2 빔 변형부에 상기 보정 패턴의 형상을 구현할 수 있는 제 2 어퍼추어를 구성하고, 상기 기존 패턴에 추가된 소정 보정 패턴을 노광하는 것을 특징으로 하는 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 타겟은 포토마스크(photomask)인 것을 특징으로 하는 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 타겟은 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 웨이퍼에 노광되는 패턴의 이미지를 형성하기 위한 포토마스크는 상기 방법에 의해서 형성된 포토마스크인 것을 특징으로 하는 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 어퍼추어는 동일한 형태를 갖고, 치수가 다른 적어도 하나 어퍼추어를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 빔 변형부에 상기 제 1 빔 변형부의 제 1 어퍼추어와 동일한 어퍼추어를 형성시키는 것을 특징으로 하는 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 어퍼추어 중에서 하나를 선택하고, 상기 노광 시스템에서 노광시 도우스(dose)를 변화시켜서 상기 타겟 상에 노광시키는 것을 특징으로 하는 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법.
8. 타겟 영역(target area)에 위치된 타겟에 집적 회로 패턴들을 형성하기 위하여 조절된 일렉트론 빔을 생성하기 위한 빔 소스부와 상기 빔 소스부로부터 생성되어 전송되는 일렉트론 빔의 단면 형상을 변형하기 위하여 제 1 어퍼추어(aperture)가 형성된 제 1 빔 변형부 및 제 2 어퍼추어가 형성된 제 2 빔 변형부를 포함하는 노광 시스템에서, 근접 효과(proximity effect)를 보상하기 위하여 반도체 디바이스의 패턴 설계 단계에서 세리프(serif) 등의 보정 패턴을 기존 패턴에 추가하여 노광 공정을 수행할 때, 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법에 있어서,

   상기 제 2 어퍼추어는 소정 크기의 사각 형상으로 형성된 메인 어퍼추어의 각 꼭지점에서 상기 메인 어퍼추어와 연통되도록 소정 크기의 서브 어퍼추어를 갖는 적어도 하나의 제 2-1 어퍼추어를 형성시키고, 상기 제 2-1 어퍼추어의 수직 또는 수평 중심선을 기준으로 한 상기 제 2-1 어퍼추어의 일측면 형상과 같도록 소정 크기의 사각 형상으로 형성된 어퍼추어의 일측면으로부터 내측으로 연장되는 면으로 형성되는 적어도 하나의 제 2-2 어퍼추어를 형성시키며, 상기 제 2-2 어퍼추어에 대향되는 형태로 상기 제 2-2 어퍼추어에 형성되지 않은 상기 제 2-1 어퍼추어의 나머지 일측면의 형상을 상기 제 2-2 어퍼추어와 같은 방법으로 적어도 하나의 제 2-3 어퍼추어를 형성하여, 상기 보정 패턴을 상기 제 2-1 내지 제 2-3 어퍼추어에 따라서 형성시키고, 노광할 때 상기 제 2 어퍼추어 중에서 동일한 형상의 제 2 어퍼추어와 대응시켜서 노광시키는 것을 특징으로 하는 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 서브 어퍼추어는 사각 형태이고, 상기 메인 어퍼추어와 연통되는 한 꼭지점이 상기 메인 어퍼추어 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 제 2 어퍼추어는 동일한 형태를 갖고, 치수가 다른 적어도 하나 어퍼추어를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법.
11. 제 8 항에 있어서,

    상기 제 2 빔 변형부에 상기 제 1 빔 변형부의 제 1 어퍼추어와 동일한 어퍼추어를 형성시키는 것을 특징으로 하는 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법.
12. 제 8 항에 있어서,

    상기 제 2 어퍼추어 중에서 하나를 선택하고, 상기 노광 시스템에서 노광시 도우스(dose)를 변화시켜서 상기 타겟 상에 노광시키는 것을 특징으로 하는 노광 시스템에서 근접 효과를 보정하기 위한 방법.

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