KR101090472B1 - 광학근접보정 검증방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 광학근접보정(OPC) 검증방법은, 광학근접보정이 이루어진 패턴영역에 대해 패턴비교영역들을 설정하는 단계와, 패턴비교영역 내의 패턴을 분석하여 결함을 포함하는 패턴비교영역들에 대한 패턴이미지를 추출하는 단계와, 패턴이미지에 대응하는 원본 지디에스(GDS) 이미지를 추출하는 단계와, 원본 지디에스(GDS) 이미지와 대칭되는 대칭 지디에스(GDS) 이미지들을 생성하는 단계와, 그리고 대칭 지디에스(GDS) 이미지를 다른 결함과 비교하여 일치되는 결함은 동일한 결함 범주로 구분하는 단계를 포함한다.
포토마스크, 리소그라피, 광학근접보정(OPC), 지디에스(GDS), 결함 분류

Description

광학근접보정 검증방법{Method of verifying an optical proximity correction}
본 발명은 반도체소자에 관한 것으로서, 특히 패턴 불량 방지를 위해 수행하는 광학근접보정(OPC; Optical Proximity Correction)을 검증하는 방법에 관한 것이다.
최근 반도체소자의 집적도가 증가함에 따라, 반도체소자를 구성하는 패턴의 크기도 점점 작아지고 있다. 이에 따라 패턴을 형성하기 위하여 수행되는 포토리소그라피 공정 기술도 그 한계를 나타내고 있다. 일 예로 포토리소그라피 공정에서 사용하는 광원의 파장이 최소 선폭에 근접하면서 광의 회절, 간섭 등에 의한 패턴의 왜곡 현상이 나타나고 있다. 특히 패턴의 크기가 작아짐에 따라 공간주파수가 높아져서 투과되는 주파수의 갯수도 감소하며, 이에 따라 패턴의 왜곡은 점점 심해지고 있다. 또한 인접한 패턴에 의한 영향으로 인해 패턴 왜곡 현상이 나타나기도 하는데, 이와 같은 패턴 불량을 야기하는 일련의 현상을 광 근접 효과(optical proximity effect)라 한다. 이와 같은 광 근접 효과를 차단하기 위해 여러가지 방법들이 제안되고 있지만, 현재 가장 각광받는 기술은 광학근접보정(OPC; Optical Proximity Correction) 방법을 사용하는 것이다. 광학근접보정(OPC) 방법은, 마스크패턴의 고의적인 모양 변경을 통하여 패턴 왜곡의 원인이 되는 광 근접 효과를 보정하는 기술이다.
일반적으로 광학근접보정(OPC)을 수행한 후에는 광학근접보정(OPC)이 적절하게 이루어졌는지의 여부를 확인하기 위한 검증을 수행한다. 통상적인 광학근접보정(OPC) 검증은 검증장치를 사용하여 수행하고 있다. 구체적으로 사용자가 패턴비교영역 조건을 입력하면, 검증장치는 정해진 패턴비교영역을 기준으로 패턴들을 분석하여 결함이 포함되는 패턴비교영역을 패턴이미지로 사용자에게 디스플레이한다. 이와 동시에, 또는 사용자의 확인 후에, 검증장치는 결함의 종류를 구분하여 복수개의 범주(category) 내에 결함을 분류하는 작업을 수행한다. 그런데 이와 같은 과정을 수행하는데 있어서, 패턴비교영역의 크기에 따라 결함의 분류가 잘못 이루어질 수 있다는 문제가 있다.
이와 같은 문제를 도면을 참조하여 설명하면, 먼저 도 1에서 좌측에는 제1 패턴비교영역(110)이 표시되어 있고, 우측에는 제2 패턴비교영역(120)이 표시되어 있다. 제1 패턴비교영역(110) 및 제2 패턴비교영역(120)에는 각각, 도면에서 "A" 및 "B"로 나타낸 바와 같이, 동일한 형태의 결함, 즉 브리지(bridge)가 존재한다. 제1 패턴비교영역(110) 내의 브리지 결함(A)과 제2 패턴비교영역(120) 내의 브리지 결함(B)은 동일한 유형의 결함이며, 따라서 동일한 범주 내에 포함되어야 한다. 그러나 제1 패턴비교영역(110) 내에서 브리지 결함(A) 주변에 배치되는 패턴들과, 제2 패턴비교영역(120) 내에서 브리지 결함(B) 주변에 배치되는 패턴들이 다르기 때 문에 제1 패턴비교영역(110) 내의 브리지 결함(A)과 제2 패턴비교영역(120) 내의 브리지 결함(B)은 서로 다른 범주 내로 구분된다. 이 경우 불필요한 범주의 수가 증가하게 되고, 이는 결국 처리해야할 데이터 양을 증대시켜 작업 효율을 저하시킨다.
이와 같은 문제를 제거하기 위해서는 패턴비교영역의 크기를 작게 설정하여야 한다. 즉 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 패턴비교영역(210)과 제2 패턴비교영역(220)의 크기를 작게 설정하는 것이다. 이 경우 제1 패턴비교영역(210) 내의 브리지 결함(211)과 제2 패턴비교영역(220) 내의 브리지 결함(220)은 동일한 종류의 결함으로 인정받아 동일한 범주 내에 포함된다. 그러나 이 경우는 결함 주위에 배치되는 패턴의 영향을 지나치게 무시한 것으로서, 제2 패턴비교영역(220) 내의 브리지 결함(221)의 경우 상부에 배치되는 수평패턴(222)의 영향에 의한 결함일 가능성도 매우 높다. 따라서 제1 패턴비교영역(210) 내의 브리지 결함(211)과 제2 패턴비교영역(220) 내의 브리지 결함(221)은 다른 범주로 구분하여 함에도 불구하고 동일한 범주 내에 포함되고 있다.
특히 일반적으로 반도체소자를 구성하는 패턴들은 상당 부분 대칭성을 갖고 있지만, 이와 같은 대칭성은 광학근접보정 검증 과정에서 반영되지 않고 있으며, 따라서 위에서 설명한 바와 같이 동일한 종류의 결함이 서로 다른 범주로 구분되거나, 또는 다른 종류의 결함이 동일한 범주 내로 구분되는 문제가 더 심하게 발생되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 패턴의 대칭성을 고려하여 결함의 종류를 결정함으로써 효율적이고 정확한 검증 작업이 이루어지도록 하는 광학근접보정 검증방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 예에 따른 광학근접보정 검증방법은, 광학근접보정이 이루어진 패턴영역에 대해 패턴비교영역들을 설정하는 단계와, 패턴비교영역 내의 패턴을 분석하여 결함을 포함하는 패턴비교영역들에 대한 패턴이미지를 추출하는 단계와, 패턴이미지에 대응하는 원본 지디에스(GDS) 이미지를 추출하는 단계와, 원본 지디에스(GDS) 이미지와 대칭되는 대칭 지디에스(GDS) 이미지들을 생성하는 단계와, 그리고 대칭 지디에스(GDS) 이미지를 다른 결함과 비교하여 일치되는 결함은 동일한 결함 범주로 구분하는 단계를 포함한다.
상기 패턴영역은, 광학근접보정(OPC)이 이루어진 포토마스크이거나, 광학근접보정(OPC)이 이루어진 포토마스크를 사용하여 패턴전사가 이루어진 웨이퍼이거나, 또는 광학근접보정(OPC)이 이루어진 포토마스크를 이용해 시뮬레이션상으로 패턴전사를 수행한 결과를 포함할 수 있다.
상기 대칭 지디에스(GDS) 이미지는, 원본 지디에스(GDS) 이미지의 좌우, 상하, 또는 좌우상하 대칭적인 구조를 갖도록 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 결함을 포함하는 결함비교영역에 대응하는 원본 지디에스(GDS) 이미지를 생성한 후, 원본 지디에스(GDS) 이미지에 대칭적인 대칭 지디에스(GDS) 이미지를 생성하여 다른 결함과 비교하여 결함 분류를 수행함으로써, 상호 대칭적이거나 동일한 유형임에도 불구하고 사소한 주변 패턴 구조로 인해 서로 다른 유형으로 분류되던 결함들이 모두 동일한 범주 내로 분류되도록 할 수 있으며, 이에 따라 처리해야 할 데이터 양을 감소시켜 작업 효율을 증대시킬 수 있다는 이점이 제공된다.
도 3은 본 발명에 따른 광학근접보정 검증방법을 설명하기 위해 나타내 보인 플로챠트이다.
도 3을 참조하면, 먼저 광학근접보정(OPC)이 이루어진 패턴영역에 대해 패턴비교영역들을 설정한다(단계 310). 여기서 패턴영역은, 광학근접보정(OPC)이 이루어진 포토마스크일 수도 있고, 또는 광학근접보정(OPC)이 이루어진 포토마스크를 사용하여 패턴전사가 이루어진 웨이퍼일 수도 있다. 경우에 따라서는 광학근접보정(OPC)이 이루어진 포토마스크를 이용해 시뮬레이션상으로 패턴전사를 수행한 결과일 수도 있다. 패턴비교영역들이 너무 작은 경우, 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 주변 패턴들에 대한 영향이 무시될 수 있으므로, 패턴비교영역들의 크기를 적절하게 설정한다. 패턴비교영역들의 설정은, 검증장치로 사용자가 일정 조건의 설정값을 입력함으로써 이루어질 수 있다.
다음에 결함이 포함된 패턴비교영역들을 추출한다(단계 320). 이와 같은 패 턴비교영역들 추출단계는 검증장치에 의해 이루어질 수 있는데, 일 예로 검증장치는 설정된 패턴비교영역 내의 패턴들을 다른 패턴비교영역 내의 패턴들과 비교한 후에 비정상적으로 형성된 패턴, 즉 결함이 발견된 경우, 발견된 결함을 포함하는 패턴비교영역들만을 선별적으로 추출한다. 이와 같이 추출된 패턴비교영역들은 사용자에게 패턴이미지로 제공될 수 있다.
다음에 추출된 패턴비교영역들에 대한 원본 지디에스(GDS; Graphic Design System) 이미지를 생성한다(단계 330). 이 과정은 일반적으로 지디에스 이미지를 생성하는 변환 툴(tool)을 사용하여 수행할 수 있다. 도 4에는 이와 같은 과정을 통해 생성된 원본 지디에스 이미지의 일 예가 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 생성된 원본 지디에스 이미지(400) 내에는 상호 인접한 패턴들(401, 402) 사이에 존재하는 브리지 결함(403)을 포함한다.
다음에 원본 지디에스(GDS) 이미지와 대칭되는 대칭 지디에스(GDS) 이미지를 생성한다(단계 340). 대칭 지디에스(GDS) 이미지는 원본 지디에스(GDS) 이미지를 좌우로 대칭시키거나, 상하로 대칭시키거나, 또는 상하좌우로 대칭시킴으로써 얻을 수 있다. 도 5a, 도 5b 및 도 5c에는 도 4의 원본 지디에스(GDS) 이미지(400)에 대한 대칭 지디에스(GDS) 이미지가 도시되어 있다. 도 5a에 나타낸 대칭 지디에스(GDS) 이미지(400a)는 원본 지디에스(GDS) 이미지(400)의 좌우 대칭적인 형상을 갖는다. 따라서 이 경우 상대적으로 긴 패턴(401)은 브리지 결함(403)의 오른쪽에 배치되고 상대적으로 짧은 패턴(402)은 브리지 결함(403)의 왼쪽에 배치된다. 도 5b에 나타낸 대칭 지디에스(GDS) 이미지(400b)는 원본 지디에스(GDS) 이미지(400) 의 상하 대칭적인 형상을 가지며, 이 경우 패턴들(401, 402) 및 브리지 결함(403)은 원본 지디에스(GDS) 이미지(400)와 비교하여 상하로 바뀌어 배치된다. 또한 도 5c에 나타낸 대칭 지디에스(GDS) 이미지(400c)는 원본 지디에스(GDS) 이미지(400)의 상하좌우 대칭적인 형상을 가지며, 이 경우 패턴들(401, 402) 및 브리지 결함(403)은 원본 지디에스(GDS) 이미지(400)와 비교하여 상하 및 좌우로 바뀌어 배치된다. 이와 같은 대칭 지디에스(GDS) 이미지(400a, 400b, 400c) 내의 브리지 결함(403)은 원본 지디에스(GDS) 이미지(400) 내의 브리지 결함(403)과 동일한 유형의 결함이며, 따라서 동일한 범주 내에 분류되어야 한다.
이와 같이 대칭 지디에스(GDS) 이미지를 생성한 후에는 생성된 대칭 지디에스(GDS) 이미지(400a, 400b, 400c)를 패턴비교영역들과 비교한다(단계 350). 이와 같은 비교는 검증장치를 통해 수행할 수 있다. 일 예에서, 이 과정은, 대칭 지디에스(GDS) 이미지(400a, 400b, 400c) 내의 브리지 결함(401)의 배치 구조와, 다른 패턴비교영역들 내의 결함의 배치 구조를 비교함으로써 수행될 수 있다. 다른 예에서, 이 과정은, 대칭 지디에스(GDS) 이미지(400a, 400b, 400c) 내의 브리지 결함(401)의 배치 구조와, 다른 대칭 지디에스(GDS) 이미지 내의 결함의 배치 구조를 비교함으로써 수행될 수도 있다.
상기 비교 결과, 대칭 지디에스(GDS) 이미지(400a, 400b, 400c)와 패턴비교영역이 일치하는지를 판단한다(단계 360). 이 판단결과, 대칭 지디에스(GDS) 이미지(400a, 400b, 400c)와 일치되는 패턴비교영역이 존재할 수 있으며, 또한 대칭 지디에스(GDS) 이미지(400a, 400b, 400c)와 일치하지 않는 패턴비교영역이 존재할 수 있다. 대칭 지디에스(GDS) 이미지(400a, 400b, 400c)와 일치되는 패턴비교영역의 경우, 결함이 단지 대칭적으로 배치되어 있을 뿐 동일한 유형의 결함이므로 동일한 범주 내로 분류한다(단계 370). 반면에 대칭 지디에스(GDS) 이미지(400a, 400b, 400c)와 일치되지 않는 패턴비교영역의 경우, 결함이 대칭적으로도 다른 유형이며, 따라서 이 경우에는 서로 다른 범주 내로 분류한다(단계 380).
이와 같이 결함들을 분류함으로써 결함들의 유형 숫자에 대응하는 범주의 숫자를 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 후속으로 처리하여야 할 데이터 양이 감소하여 작업 효율을 크게 증대시킬 수 있다. 통상적으로 결함들에 대한 분류가 끝나면, 분류된 형태에 맞춰서 결함들이 수정되도록 광학근접보정을 다시 수행하거나, 또는 별도의 결함 수정 과정을 수행할 수도 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 광학근접보정 검증방법의 문제점을 설명하기 위해 나타내 보인 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 광학근접보정 검증방법을 설명하기 위해 나타내 보인 플로챠트이다.
도 4는 본 발명에 따른 광학근접보정 검증방법에서 생성되는 원본 지디에스(GDS) 이미지의 일 예를 나타내 보인 도면이다.
도 5a, 도 5b, 및 도 5c는 본 발명에 따른 광학근접보정 검증방법에서 생성되는 대칭 지디에스(GDS) 이미지의 여러 예들을 나타내 보인 도면들이다.

Claims (3)

  1. 광학근접보정이 이루어진 패턴영역에 대해 패턴비교영역들을 설정하는 단계;
    상기 패턴비교영역 내의 패턴을 분석하여 결함을 포함하는 패턴비교영역들에 대한 패턴이미지를 추출하는 단계;
    상기 패턴이미지에 대응하는 원본 지디에스(GDS) 이미지를 추출하는 단계;
    상기 원본 지디에스(GDS) 이미지와 대칭되는 대칭 지디에스(GDS) 이미지들을 생성하는 단계; 및
    상기 대칭 지디에스(GDS) 이미지를 상기 결함을 포함하는 패턴비교영역과 비교하여 일치되는 패턴비교영역은 동일한 결함 범주로 구분하는 단계를 포함하는 광학근접보정 검증방법.
  2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 패턴영역은, 광학근접보정(OPC)이 이루어진 포토마스크이거나, 광학근접보정(OPC)이 이루어진 포토마스크를 사용하여 패턴전사가 이루어진 웨이퍼이거나, 또는 광학근접보정(OPC)이 이루어진 포토마스크를 이용해 시뮬레이션상으로 패턴전사를 수행한 결과를 포함하는 광학근접보정 검증방법.
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 대칭 지디에스(GDS) 이미지는, 상기 원본 지디에스(GDS) 이미지의 좌우, 상하, 또는 좌우상하 대칭적인 구조를 갖도록 하는 광학근접보정 검증방법.
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