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문제 정의
- Overlap error는 기생 저항의 수를 늘려 contact의 저항을 증가시^는 결과를 가져와 회로의 동작 속도를 저하시킨다. Overlay 문제를 해결하면서 동시에 resolution 향상을위하 met지 layeH 적용한 attPSM의 가장 큰 문제인 side-lobe 현상을 해결하기 위한 methodology를 제시하려고 한다. 이 연구는 Mentor의 Calibre를 사용한 simulatiorr을 통해 이루어졌다.
- 반도체 회로를 구현하기가 어렵다. 그래서 pattern 을 교정하고 scattering bar, attPSM 등의 기술들을 이용하여 문제를 해결하고자 했다. 그 결과 overlay margin 부족으로 발생하는 문제들은 metal layer oversizing을통해 중분한 margin을 확보하므로 문제를 해결하였고, oversizing 후 부족해진 space margin은 cutting을 통해최소한의 margin을 확보하였다.
제안 방법
- 이것은 다음의 그림 4를 통해 알 수 있다. Cr shield 방식을 적용하기 위해서는 먼저 side시아汜의 생성 위치를 알아야하므로 aerial image simulation을 통해 side-lobe 발생 위치를 확인하였다. 그리고 Calibre의 Printimage simulation을 통해 side-lobe만을 추출하였다.
- 그리고 side-lobe 크기에 따른 scattering bar의 삽입 개수를 결정하는 rule을 생성하였다. Feature의 크기, scattering bar의 width, feature오} scattering bar의 간격, scattering bar들간의 간격 등을파라미터로 갖는 기존의 scattering bar rule을 적용하여 scattering bar를 삽입하였다. 그 뒤 Printimage simulation 을 통해 side-lobe 만을 추출하였다.
- Overlay 문제를 해결하기 위한 pattern correction0] 완료된 metal layer에 attPSM을 적용하였다. 이때 AttPSM 의 사용에 있어 가장 큰 문제가 되는 side-lobe 현상이 발생한다.
- Simulation은 앞서 진행한 절차에 따라 진행하였다. Side-lobe가 발생하는 위치를 확인하여야 하므로 back- ground가 이ear인 metal pattern을 생성하여 aerial image simulation< 통해 결과를 확인하였다. 그 결과 앞에서와는 반대로 metal pattern 밖에 생성되는 것이 아니라 그림 9에서 보는 것과 같이 metal pattern 내에 side- lobe가 생성되었다.
- Feature의 크기, scattering bar의 width, feature오} scattering bar의 간격, scattering bar들간의 간격 등을파라미터로 갖는 기존의 scattering bar rule을 적용하여 scattering bar를 삽입하였다. 그 뒤 Printimage simulation 을 통해 side-lobe 만을 추출하였다. side-lobe 추출 방법은 앞에서와 같다.
- 먼저, proximity effect나 overlay margin 부족으로 발생하는 overlap error를 해결하기 위해 overlay margin이 부족한 영역을 찾아 충분한 margin을 확보하여야 한다. 그래서 metal layei와 contact hole이 overlap되는 영역을 찾아 그 가장자리로부터 ove가ay만큼 metal layer를 oversizing하여 중분한 overlay margin을 확보하였다[그림 3(a)]. 그러나 미세한 layout에서 oversizing-cr space margin을 감소시켜 proximity effect의 영향력이 증가하게 한다.
- scattering bar는 metal layei와 동시에 생성하므로 Cr 보조 패턴 방식의 단점으로 보완할수 있다. 그래서 scattering bar 생성 규칙을 적용하여 sid이obe가 발생할 수 있는 영역에 scattering bar를 적용하여 side-lobe 현상을 해결하였다. scattering bar는 background/).
- 그러므로 mask 제작 과정을 줄이면서 mask 구조 역시 단순화할 수 있는 방법이 필요하다. 그러므로 복잡한 mask 제조 공정을 간단하게 하면서 DOF도 향상시키는 scattering bar를 삽입하는 방식을 사용하기로 하였다. 이 방식을 응용하기 위해서는 scattering bar 삽입을 위한 rule을 생성하여야 하는데 그전에 scattering bar로사용가능한 scattering bar의 크기를 정해야한다.
- 지금까지는 background가 transmittance# 갖는 경우로 시뮬레이션을 진행하였다. 그런데 지금까지와는 반대로 background를 이eai로 하였을 때에도 앞의 방식을 적용할 수 있는지 알아보기 위해 우선 back ground-^ clear로 하고 metal layer를 attPSM으로 하였을 때 side-lobe 현상이 나타나는 위치를 aerial image simulation을 통해 확인하고 앞에 scattering bar를 삽입하는 방식을 적용하여 문제가 해결되었는지를 확인하였다. Simulation은 앞서 진행한 절차에 따라 진행하였다.
- Cr shield 방식을 적용하기 위해서는 먼저 side시아汜의 생성 위치를 알아야하므로 aerial image simulation을 통해 side-lobe 발생 위치를 확인하였다. 그리고 Calibre의 Printimage simulation을 통해 side-lobe만을 추출하였다. 추출한 side-lobe pattern 과 같은 크기의 Cr pattern을 남기므로 side-lobe 현상을 제거할 수 있었다[그림 5].
- 그러므로 width에 따른 test pattern을 생성하였다. 그리고 aerial image simulation을 통해 현상되지 않는 pattern 의 크기를 결정하였다. 그리고 side-lobe 크기에 따른 scattering bar의 삽입 개수를 결정하는 rule을 생성하였다.
- 그 결과 overlay margin 부족으로 발생하는 문제들은 metal layer oversizing을통해 중분한 margin을 확보하므로 문제를 해결하였고, oversizing 후 부족해진 space margin은 cutting을 통해최소한의 margin을 확보하였다. 그리고 cutting 후 발생하는 jog들은 mask 검사 시에 문제가 될 수 있어 jog filtering을 통해 제거하였다. overlay margin 확보를 위한 보정을 완료한 후 atiPSM을 적용하였을 때 aerial image simulation을 통해 확인한 결과 발생한 side-lobe 를 제거하기 위한 방법 중 가장 손쉽게 생각할 수 있는 Ci■ 보조 패턴을 이용하여 side-lobe 현상을 억제하였다.
- 그리고 aerial image simulation을 통해 현상되지 않는 pattern 의 크기를 결정하였다. 그리고 side-lobe 크기에 따른 scattering bar의 삽입 개수를 결정하는 rule을 생성하였다. Feature의 크기, scattering bar의 width, feature오} scattering bar의 간격, scattering bar들간의 간격 등을파라미터로 갖는 기존의 scattering bar rule을 적용하여 scattering bar를 삽입하였다.
- 순서로 진행을 하였다. 실험을 진행하기에 앞서사진공정에 필요한 NA, o, X 등의 공정조건들을 정의하여야하므로 그림 2와 같이 실제 SEM 데이터에 fitting하므로서 공정 파라미터의 값을 결정하였다. 이렇게 정해진 공정 파라미터 값을 적용하여뒤에 이어지는시뮬레이션을 진행하였다.
- 본 연구에서는 metal layei.의 attPSM lithography 공정에서, overlay margin 부족으로 인해 발생하는 overlap error는 metal pattern을 안정적으로 확대하고, metal pa如m의 확대로 인한 space margin 부족으로 발생하는 side-lobe를 Cr 아이d 방식에 비해 mask 제작 공정이 간단한 scattering bar> 응용하여 동시에 해결하는 방법론을 제안한다.
- 그 결과 앞에서와는 반대로 metal pattern 밖에 생성되는 것이 아니라 그림 9에서 보는 것과 같이 metal pattern 내에 side- lobe가 생성되었다. 이 문제를 해결하기 위해서는 aerial image simulation 후, HOLES 명령을 사용하여 side- lobe만 추출하고, 이렇게 분리해낸 side-lobe pattern을 EXTENTS 하였다. Scattering bar 삽입을 위한 rule은 앞에서와 마찬가지로 side-lobe 크기에 따라 scattering bar의 크기와 삽입 개수를 결정짓는 rule을 생성하고 그 rule에 맞혀 scattering bar를 삽입하였다.
- Overlay 문제를 해결하면서 동시에 resolution 향상을위하 met지 layeH 적용한 attPSM의 가장 큰 문제인 side-lobe 현상을 해결하기 위한 methodology를 제시하려고 한다. 이 연구는 Mentor의 Calibre를 사용한 simulatiorr을 통해 이루어졌다.
- 실험을 진행하기에 앞서사진공정에 필요한 NA, o, X 등의 공정조건들을 정의하여야하므로 그림 2와 같이 실제 SEM 데이터에 fitting하므로서 공정 파라미터의 값을 결정하였다. 이렇게 정해진 공정 파라미터 값을 적용하여뒤에 이어지는시뮬레이션을 진행하였다. 먼저, proximity effect나 overlay margin 부족으로 발생하는 overlap error를 해결하기 위해 overlay margin이 부족한 영역을 찾아 충분한 margin을 확보하여야 한다.
대상 데이터
- 그림 2. Side-lobe 현상을 보여주는 200 nm pattern의 photograph.
성능/효과
- scattering bar는 background/). clear인 경우에도 적용하여 side-lobe 현상을 억제하였고 DOF도 향상되었다. 따라서 overlay 문제와 동시에 attPSM의 사용으로 나타나는 side-lobe 문제를 해결하였다.
- 그리고 cutting 후 발생하는 jog들은 mask 검사 시에 문제가 될 수 있어 jog filtering을 통해 제거하였다. overlay margin 확보를 위한 보정을 완료한 후 atiPSM을 적용하였을 때 aerial image simulation을 통해 확인한 결과 발생한 side-lobe 를 제거하기 위한 방법 중 가장 손쉽게 생각할 수 있는 Ci■ 보조 패턴을 이용하여 side-lobe 현상을 억제하였다. 그러나 이 방법은 mask 제작 공정과 구조상의 복잡화를 가져오는 단점을 보완할 수 있는 방법으로 scattering bar를 선택하였다.
- 그래서 pattern 을 교정하고 scattering bar, attPSM 등의 기술들을 이용하여 문제를 해결하고자 했다. 그 결과 overlay margin 부족으로 발생하는 문제들은 metal layer oversizing을통해 중분한 margin을 확보하므로 문제를 해결하였고, oversizing 후 부족해진 space margin은 cutting을 통해최소한의 margin을 확보하였다. 그리고 cutting 후 발생하는 jog들은 mask 검사 시에 문제가 될 수 있어 jog filtering을 통해 제거하였다.
- 그리고 그림 8에서 보는 것처럼 Cr 아lield 방식을 사용하였을 때보다 scattering bai를 응용하였을 때 DOF 향상되었다. 지금까지는 background가 transmittance# 갖는 경우로 시뮬레이션을 진행하였다.
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