[논문]극자외선 리소그라피에서의 Sub-resolution assist feature를 이용한 근접효과보정

김정식; 홍성철; 장용주; 안진호

극자외선 리소그라피에서의 Sub-resolution assist feature를 이용한 근접효과보정
Optical Proximity Correction using Sub-resolution Assist Feature in Extreme Ultraviolet Lithography 원문보기

반도체디스플레이기술학회지 = Journal of the semiconductor & display technology, v.15 no.3, 2016년, pp.1 - 5

김정식 (한양대학교 공과대학 나노반도체공학과) , 홍성철 (한양대학교 공과대학 신소재공학과) , 장용주 (한양대학교 공과대학 나노반도체공학과) , 안진호 (한양대학교 공과대학 나노반도체공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

In order to apply sub-resolution assist feature (SRAF) in extreme ultraviolet lithography, the maximum non-printing SRAF width and lithography process margin needs to be improved. Through simulation, we confirmed that the maximum SRAF width of 6% attenuated phase shift mask (PSM) is large compared to conventional binary intensity mask. The increase in SRAF width is due to dark region's reflectivity of PSM which consequently improves the process window. Furthermore, the critical dimension error caused by variation of SRAF width and center position is reduced by lower change in diffraction amplitude. Therefore, we speculate that the margin of SRAF application will be improved by using PSM.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 전사되지 않는 SRAF의 폭과 초점심도를 모두 향상시키기 위하여 6% 감쇄형 위상변위 마스크 (attenuated phase shift mask, attenuated PSM) 구조를 제시한다. [8] 위상변위 마스크의 경우 흡수영역에서 6% 반사 도를 갖기 때문에 0.

제안 방법

이 뿐만 아니라 위상 변위 마스크 흡수영역에서의 180º 위상반전 효과로 인하여 이미징 특성을 향상시킬 것으로 예상 된다. 따라서 이를 확인하기 위해 시뮬레이션을 통하여 탄탈륨(Ta) 계열의 흡수체를 갖는 기존의 흡수형 마스크와 위상변위 마스크에서 전사되지 않는 최대 SRAF 폭과 초점심도를 비교하였다. 또한 미세한 SRAF를 제작할 시선폭 또는 위치 오차가 발생할 수 있기 때문에 SRAF 폭과 위치에 따른 전사된 패턴의 선폭을 비교하였다.
따라서 이를 확인하기 위해 시뮬레이션을 통하여 탄탈륨(Ta) 계열의 흡수체를 갖는 기존의 흡수형 마스크와 위상변위 마스크에서 전사되지 않는 최대 SRAF 폭과 초점심도를 비교하였다. 또한 미세한 SRAF를 제작할 시선폭 또는 위치 오차가 발생할 수 있기 때문에 SRAF 폭과 위치에 따른 전사된 패턴의 선폭을 비교하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 에어리얼 이미지(aerial image) 및 현상된 레지스트 이미지(developed photoresist image) 시뮬레이션을 위하여 KLA-Tencor사의 PROLITH X5.1 시뮬레이션 코드를 사용하였다. 에어리얼 이미지 시뮬레이션을 통하여 각 마스크의 전사되지 않는 최대 SRAF 폭과 정규화 이미지 로그 기울기(normalized image log slope, NILS) 를 분석하였다.

데이터처리

에어리얼 이미지 시뮬레이션을 통하여 각 마스크의 전사되지 않는 최대 SRAF 폭과 정규화 이미지 로그 기울기(normalized image log slope, NILS) 를 분석하였다. 또한, 일반적인 극자외선 노광공정용 레지스트 모델(EUV generic resist model)을 통해 포토레지스트 이미지 시뮬레이션을 진행하였으며 각 마스크에 bias OPC와 SRAF를 적용한 경우 6% 노광 허용도(exposure latitude)에서의 초점심도를 계산하여 비교였다.

성능/효과

본 연구에서는 기존 흡수형 마스크에 비하여 전사되지 않는 SRAF 폭을 더욱 증가시키기 위해 흡수영역에서 반사도를 갖는 위상변위 마스크를 제시하였다. 6% 반사도로 인하여 위상변위 마스크의 허용되는 SRAF 폭은 27.3%증가한다. 증가된 SRAF 폭은 초점 변화에 따른 웨이퍼 패턴의 선폭 변화량을 감소시키기 때문에 결국 위상변위 마스크의 초점심도는 21.
8% 감소한다. 결론적으로 위상변위 마스크를 사용할 경우 흡수형 마스크에 비해 SRAF 적용 마진와 노광공정 마진을 모두 증가 시킬 수 있다.
1% 증가한다. 뿐만 아니라 SRAF 폭과 중심위치의 변화가 발생할 경우 회절광 효율의 변화가 적은 위상변위 마스크에서 웨이퍼 패턴의 선폭 변화량은 각각 22.2, 30.8% 감소한다. 결론적으로 위상변위 마스크를 사용할 경우 흡수형 마스크에 비해 SRAF 적용 마진와 노광공정 마진을 모두 증가 시킬 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	일반적으로 SRAF의 선폭은 주 패턴의 선폭에 비해 어느정도의 크기를 유지하는가?	그럼에도 불구하고 패턴이 미세화됨에 따라 극자외선 노광공정에서 고립 패턴들의 초점심도가 100 nm 이하를 가져 SRAF 적용의 필요성이 대두되고 있다. [4]일반적으로 SRAF의 선폭은 주 패턴의 선폭에 비하여 50~70%의 크기를 유지하여 주 패턴과 일정 공간을 유지한다. 이 SRAF 폭이 클수록 고립 패턴의 초점심도가 증가하며 제작이 용이하지만 SRAF 부분에서 흡수되는 빛의 세기가 증가하여 웨이퍼에 전사될 가능성 또한 증가하게 된다.
	sub-resolution assist feature 혹은 scattering bar의 역할은?	5 nm의1 파장을 사용하는 극자외선 노광공정(Extreme Ultra Violet Lithography, EUVL)에서도 sub-resolution assist feature(SRAF) 혹은 scattering bar의 적용이 고려되고 있다.[1,2] 이는 근접효과보정(optical proximity correction, OPC) 기술 중 하나로 고립 패턴(isolated pattern)의 전사패턴 크기 (critical dimension, CD)를 교정해주는 동시에 초점심도 (depth of focus, DOF)를 증가시킨다. [3] SRAF를 적용하는 것은 마스크 상에 새로운 패턴을 그리는 것으로, 마스크 패턴의 선폭을 조절하는 bias OPC 보다는 마스크 제작 공정이 더욱 복잡해진다.
	마스크 패턴의 선폭을 조절하는 bias OPC보다 마스크 제작 공정이 더욱 복잡한 SRAF를 적용이 필요성이 대두되는 이유는?	[3] SRAF를 적용하는 것은 마스크 상에 새로운 패턴을 그리는 것으로, 마스크 패턴의 선폭을 조절하는 bias OPC 보다는 마스크 제작 공정이 더욱 복잡해진다. 그럼에도 불구하고 패턴이 미세화됨에 따라 극자외선 노광공정에서 고립 패턴들의 초점심도가 100 nm 이하를 가져 SRAF 적용의 필요성이 대두되고 있다. [4]일반적으로 SRAF의 선폭은 주 패턴의 선폭에 비하여 50~70%의 크기를 유지하여 주 패턴과 일정 공간을 유지한다.

참고문헌 (16)

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