광학적 근접 보정

광학 근접 보정(OPC)은 회절이나 공정 효과로 인한 영상 오류를 보정하는 데 흔히 사용되는 광석학 강화 기법이다. OPC의 필요성은 주로 반도체 소자 제작에서 나타나며, 가공 후 실리콘 웨이퍼의 식각된 영상에 원래 설계의 엣지 배치 무결성을 유지하기 위한 빛의 한계 때문이다. 이 투사된 이미지들은 라인 폭과 같이 디자인된 것보다 좁거나 폭이 넓은 불규칙성이 나타나는데, 이는 이미징에 사용되는 포토마스크의 패턴을 변경하여 보상에 적합하다. 둥근 모서리와 같은 다른 왜곡은 광학 영상 도구의 분해능에 의해 유도되며 보상하기가 더 어렵다. 이러한 왜곡은 수정되지 않을 경우, 조작된 내용의 전기적 특성을 크게 변화시킬 수 있다. 광학적 근접 보정은 광마스크에 쓰여진 패턴에 가장자리를 이동시키거나 여분의 다각형을 추가하여 이러한 오류를 수정한다. 이는 형상 사이의 폭과 간격(규칙 기반 OPC라고 함)에 기반한 사전 계산된 조회 표 또는 컴팩트 모델을 사용하여 최종 패턴을 동적으로 시뮬레이션하고 그에 따라 전형적으로 섹션으로 분할된 가장자리 이동을 유도하여 최적의 솔루션(모델 기반 OPC라고 함)을 찾을 수 있다. 설계자가 그린 원래 레이아웃은 물론 반도체 웨이퍼에 재현하는 것이 목표다.

OPC의 가장 눈에 띄는 이점은 밀도가 다른 영역(예: 배열의 중심 대 에지 또는 내포 대 격리된 선)의 특징과 선단축(예: 필드 옥사이드의 게이트 중복) 간에 나타나는 선폭 차이를 교정하는 것이다. 전자의 경우, 이를 선폭 조정과 함께 산란봉(해결 가능한 선에 인접한 하위 해상도 선)과 같은 해상도 향상 기술과 함께 사용할 수 있다. 후자의 경우 설계의 라인 끝에서 "도그 이어"(serif 또는 망치헤드) 형상이 생성될 수 있다. OPC는 마스크 쓰기 시간이 마스크와 데이터 파일의 복잡성과 관련되는 광마스크 제작에 비용 영향을 미치며, 이와 유사하게 미세한 가장자리 제어는 더 작은 스폿 크기를 요구하기 때문에 결함에 대한 마스크 검사가 더 오래 걸린다.

분해능 영향: k 인자₁

기존의 회절 제한 분해능은 레일리 기준에서 $0{\displaystyle .61}$ ${\displaystyle ³/N}$ A${\displaystyle ,}$ ${\displaystyle 0.61\lambda/NA$로 제공되며$,$ $여기$서 ${\displaystyle \mathrm{NA}}$ ${\displaystyle NA}$은(는) 숫자 조리개이고 $\lambda {\displaystyle }$ ${\displaysty \lambda }$은 광원의 파장이다. 그것은 종종 이 값으로 중대한 특징 폭을 비교하여 매개 변수, k1,{\displaystyle k_{1},}을 정의함으로써 흔하다 그러한 해당 형상은 너비는 k 1λ/NA.{\displaystyle k_{1}\lambda /NA.}중첩된 기능을 갖춘 k1<1{\displaystyle k_{1}< 1}이익 덜에서 OPC보다 고립된 특징이다. 은ame 사이즈 그 이유는 내포 형상의 공간 주파수 스펙트럼이 격리 형상에 비해 성분이 적기 때문이다. 피쳐 피치가 감소하면 숫자 구멍에 의해 더 많은 구성 요소가 잘려져 원하는 패턴에 영향을 미치기가 더 어려워진다.

조명 및 공간 일관성의 영향

광원의 일관성 정도는 숫자 구멍에 대한 각도 범위의 비율에 의해 결정된다. 이 비율은 종종 부분 일관 계수 또는 $\sigma {\displaystyle }$ ${\displaystyle \sigma }$이라고 불린다$.$^[1] 또한 패턴 품질과 그에 따른 OPC의 적용에도 영향을 미친다. 영상 평면의 일관성 거리는 ${\displaystyle \mathrm{대략}}$ 0.5${\displaystyle \mathrm{㎛}}$/ (${\displaystyle \sigma }$ ${\displaystyle N}$ A${\displaystyle }$)${\displaystyle }$. ${\displaystyle$ 0.5$\lambda /(\sigma NA$)로 주어진다$.$$}}$ 이 거리 이상으로 분리된$$^[2] 두 개의 이미지 지점은 효과적으로 상관 관계가 없으므로 OPC 애플리케이션은 더 단순해진다. 이 거리는 사실상 1에 가까운$$ $\sigma {\displaystyle }$ ${\displaystyle \sigma }$ 값에 대한 Rayleigh 기준에 가깝다.

관련 사항은 OPC를 사용해도 조명 요건은 변경되지 않는다는 것이다. 오프축 조명이 필요한 경우 OPC를 사용하여 온축 조명으로 전환할 수 없다. 온축 조명의 경우 오프축 조명이 필요할 때 영상 정보가 최종 개구부 바깥으로 분산되어 영상을 차단하기 때문이다.

일탈의 영향

광학 투영 시스템의 일탈은 초점 깊이에 영향을 줄 수 있는 파장 또는 조명 각도의 스펙트럼 또는 확산을 변형시킨다. OPC의 사용은 초점 깊이에 상당한 이점을 제공할 수 있지만, 일탈은 이러한 편익을 상쇄할 수 있다.^[3] 초점 깊이가 좋으려면 광학 축과 비교 가능한 각도로 분산된 빛이 이동해야 하며, 이를 위해서는 적절한 조명 각도가 필요하다.[4] 정확한 조명 각도를 가정할 때 OPC는 주어진 피치의 직각을 따라 더 분산된 빛을 지시할 수 있지만, 정확한 조명 각도가 없으면 그러한 각도는 발생하지 않을 것이다.

다중 노출의 영향

k1{\displaystyle k_{1}인자는 과거 기술 세대에 걸쳐 꾸준히 축소되어 왔기 때문에 회로 패턴을 생성하기 위해 다중 노출로 이동해야 하는 예상 요건은 더욱 현실화되고 있다. 각 노출로 인한 영상 강도의 합계를 고려해야 하기 때문에 이 접근방식은 OPC 적용에 영향을 미칠 것이다. 상호접속 위상 변화 마스크와 기존 바이너리 마스크의 영상이 함께 추가되는 보완적 포토마스크 기법의 경우다.^[5]

다중 에치 패터닝의 영향

동일한 포토레지스트 필름의 다중 노출과 대조적으로, 다중 레이어 패터닝은 동일한 장치 레이어를 패턴으로 만들기 위해 반복되는 포토레지스트 코팅, 증착 및 에칭 작업을 수반한다. 이것은 동일한 레이어를 패턴화하기 위해 더 느슨한 설계 규칙을 사용할 수 있는 기회를 제공한다. 이러한 루저 설계 규칙에서 이미지에 사용되는 석판 도구에 따라 OPC는 달라진다. 다중 에치 패터닝은 미래 기술 세대에게 인기 있는 기술이 될 수 있다. sidewall 희생 형상을 사용하는 특정 형태의 다중 에치 패터닝은 현재 10 nm 미만의 형상을 체계적으로 패터링하는 유일한 방법이다.^[6] 최소 하프 피치는 희생 형상의 축적된 두께에 해당한다.

오늘의 OPC 애플리케이션

오늘날 OPC는 전자 설계 자동화(EDA) 벤더의 상용 패키지를 사용하지 않고서는 거의 실행되지 않는다. 알고리즘, 모델링 기법 및 대규모 컴퓨팅 팜의 사용이 발전하면서 130nm의 설계 규칙(모델 기반 OPC를 처음 사용했을 때)부터 가장 중요한 패턴화 레이어를 가장 고급 설계 규칙까지 하룻밤 사이에 수정할 수 있게 되었다. 이전에 중요하지 않았던 계층들은 현재 보상이 필요하기 때문에 정교한 OPC가 필요한 계층의 수는 고급 노드와 함께 증가했다.

OPC의 사용은 오늘날 흔히 접하게 되는 $낮은{\displaystyle {}_{}}$ k ${\$특징에$$ 국한되지 않고, 정확하게 모델링할 수 있는 원하는 영상 보정 방식에 적용할 수 있다. 예를 들어, 전자 빔 리토그래피에서 근접 효과 보정은 상용 전자 빔 리토그래피 도구에 대한 자동화된 능력으로 포함된다. 많은 비지질적 공정들이 화학-기계적 연마 또는 플라즈마 에칭과 같은 그들만의 근접 효과를 나타내기 때문에, 이러한 효과는 원래의 OPC와 혼합될 수 있다.

하위 해상도 지원 기능(SRAF)

서브 해상도 어시스트 기능(SRAF)은 표적 형상과 분리되어 있지만 인쇄에 도움이 되는 기능이며, 자체 인쇄는 되지 않는다. 인쇄 SRAF는 중요한 수율 저하제로서 바람직하지 않은 인쇄가 발생할 수 있는 SRAF를 결정하고 제거하기 위해 추가 OPC 모델이 필요하다.^[8] SRAF는 대상 피쳐 크기 조정 및/또는 부착보다 회절 스펙트럼에 더 뚜렷한 영향을 미친다. 인쇄하지 않는 요건은 저선량만을 사용하여 사용을 제한한다. 이것은 확률적인 효과에 문제를 일으킬 수 있다.^[9] 따라서 이들의 주요 적용 분야는 격리된 형상에 대한 초점 깊이를 개선하는 것이다(센스 형상은 SRAF 배치를 위한 충분한 공간을 남겨두지 않는다). SRAF는 더 높은 공간 주파수나 회절 순서에 에너지를 재분배하기 때문에 초점 깊이는 피치뿐만 아니라 조명 각도(공간 주파수 또는 회절 순서의 스펙트럼 중심)에 더 의존한다. 특히 서로 다른 SRAF(위치, 형태, 크기)는 다른 조명 규격을 초래할 수 있다.^[10][11] 실제로 특정 투구는 특정 조명 각도에 대한 SRAF의 사용을 금지한다.^[12] 피치는 대개 미리 결정되므로, SRAF OPC를 사용하더라도 일부 조명 각도는 피해야 한다. 그러나 일반적으로 SRAF는 완전한 해결책이 될 수 없으며, 밀도가 높은 사례에만 접근할 수 있을 뿐 일치하는 것은 아니다.^[13]

참고 항목

• 계산 석판화
• 위상 편이 마스크

참조

외부 링크

• Frank Gennari의 OPC 개요(도표 포함)