광학 근접 보정(Optical Proximity Correction, OPC)
https://en.wikipedia.org/wiki/Optical_proximity_correction
https://www.youtube.com/watch?v=B58FRviIPOE&pp=ygUcT3B0aWNhbCBQcm94aW1pdHkgQ29ycmVjdGlvbg%3D%3D
광학 근접 보정(Optical Proximity Correction, OPC)은 회절 또는 공정 효과로 인한 이미지 오류를 보정하기 위해 일반적으로 사용되는 사진 석판술 향상 기술입니다. OPC가 필요한 이유는 실리콘 웨이퍼 위에 에칭된 이미지에서 설계 의도대로 가장자리 위치를 유지하기 어렵다는 광학적 한계 때문입니다.
이러한 투영 이미지에는 설계된 것보다 더 좁거나 더 넓은 선폭과 같은 불규칙성이 나타날 수 있으며, 이는 사진 마스크 패턴을 변경하여 보상할 수 있습니다. 모서리가 둥글어지는 등의 다른 왜곡은 광학 이미징 도구의 해상도에 의해 유발되며 보정하기 어렵습니다. 이러한 왜곡이 수정되지 않으면 제조된 것의 전기적 특성을 크게 변경할 수 있습니다.
광학 근접 보정은 사진 마스크에 쓰여진 패턴의 가장자리를 이동하거나 추가 다각형을 추가하여 이러한 오류를 수정합니다. 이는 특징의 폭과 간격에 기반한 미리 계산된 룩업 테이블(규칙 기반 OPC)이나, 최종 패턴을 동적으로 시뮬레이션하여 가장자리 이동을 유도하는 컴팩트 모델(모델 기반 OPC)을 사용하여 수행할 수 있습니다. 목표는 반도체 웨이퍼 위에 설계자가 그린 원래 레이아웃을 최대한 재현하는 것입니다.
OPC의 두 가지 주요 이점은 밀도가 다른 영역 간의 선폭 차이 보정과 선단 단축 보정입니다. 전자의 경우 산란 막대(해상 가능한 선 옆에 배치된 부해상 선)와 선폭 조정을 함께 사용할 수 있습니다. 후자의 경우 선단에 "개구렬" 기능을 생성할 수 있습니다. OPC는 마스크 제작 복잡도 증가로 인한 비용 영향이 있습니다.
https://www.youtube.com/watch?v=n9B_vtFXjXE&pp=ygUcT3B0aWNhbCBQcm94aW1pdHkgQ29ycmVjdGlvbg%3D%3D
k1 계수의 영향
전통적인 회절 제한 해상도는 Rayleigh 기준에 따라 0.61λ/NA로 주어집니다. 여기서 NA는 개구수, λ는 광원 파장입니다. 임계 특징 폭을 이 값과 비교하기 위해 k1 매개변수를 정의할 수 있습니다. 그러면 특징 폭은 k1λ/NA가 됩니다. k1이 1보다 작은 밀집 특징은 동일 크기의 고립 특징보다 OPC의 이점을 덜 받습니다. 이는 밀집 특징의 공간 주파수 스펙트럼에 구성 요소가 더 적기 때문입니다.
조명 및 공간 coherence의 영향
조명원의 coherence 정도는 그 각도 범위와 개구수의 비율로 결정됩니다. 이 비율을 부분 coherence 계수 σ라고 합니다. σ는 패턴 품질과 OPC 적용에 영향을 줍니다. 영상면의 coherence 거리는 약 0.5λ/(σNA)입니다. 이 거리 이상 떨어진 두 영상점은 상관관계가 없어 OPC를 더 단순하게 적용할 수 있습니다. 실제로 이 거리는 σ가 1에 가까운 값에 대해 레일리 기준과 매우 가깝습니다.
관련된 점은 OPC의 사용이 조명 요구 사항을 변경하지 않는다는 것입니다. 편향 조명이 필요한 경우, OPC를 사용하여 축 조명으로 전환할 수 없습니다. 왜냐하면 축 조명의 경우, 편향 조명이 필요한 경우 이미징 정보가 최종 개구를 벗어나 흩어지기 때문입니다. 이는 이미징을 방해합니다.
광학 투영 시스템의 수차는 초점 심도에 영향을 줄 수 있습니다. OPC를 사용하면 초점 심도 개선 효과가 크지만, 수차로 인해 이를 상쇄할 수 있습니다. 적절한 조명각이 필요합니다.
광학 투영 시스템의 수차는 파면 또는 조명 각도의 스펙트럼이나 확산을 변형시키는데, 이는 초점 심도에 영향을 미칠 수 있습니다. OPC의 사용은 초점 심도에 상당한 이점을 제공할 수 있지만, 수차는 이러한 이점보다 더 크게 상쇄할 수 있습니다. 좋은 초점 심도를 위해서는 회절된 빛이 광축과 유사한 각도로 여행할 필요가 있고, 이를 위해서는 적절한 조명 각도가 필요합니다. 적절한 조명 각도를 가정할 때, OPC는 주어진 피치에 대해 더 많은 회절된 빛을 올바른 각도로 유도할 수 있지만, 올바른 조명 각도가 없으면 이러한 각도가 발생하지 않을 것입니다.
https://www.youtube.com/watch?v=VcBl6yhFrDo&pp=ygUcT3B0aWNhbCBQcm94aW1pdHkgQ29ycmVjdGlvbg%3D%3D
다중 노광의 영향
k₁ 요소가 지난 기술 세대에 걸쳐 지속적으로 축소되어 온 것으로, 회로 패턴을 생성하기 위해 다중 노광으로 이동할 필요성이 더욱 현실화되고 있습니다. 이 접근 방식은 OPC의 적용에 영향을 미칠 것이며, 각 노광에서 나온 이미지 강도의 합을 고려해야 합니다. 이는 상호 보완적인 포토마스크 기술에 해당하는 경우로, 교대 개구 위상 이동 마스크와 전통적인 바이너리 마스크의 이미지가 함께 더해집니다.
다중 식각 패터닝의 영향
동일 층을 패터닝하기 위해 반복적인 포토레지스트 코팅, 증착, 식각을 하는 다중 층 패터닝에서는 설계 규칙을 느슨하게 할 수 있습니다. 이 경우 사용되는 노광 장비에 따라 OPC가 달라집니다.
오늘날의 OPC 적용
오늘날, OPC는 전자 설계 자동화(EDA) 벤더들로부터 제공되는 상업용 패키지 없이는 거의 사용되지 않습니다. 알고리즘, 모델링 기술의 발전과 대규모 컴퓨팅 파워의 사용으로, 가장 중요한 패터닝 레이어들이 130 nm 디자인 규칙(모델 기반 OPC가 처음 사용된 시점)부터 가장 진보된 디자인 규칙에 이르기까지 하룻밤 사이에 수정될 수 있게 되었습니다. 고급 노드로의 진화에 따라 복잡한 OPC가 필요한 레이어의 수가 증가했으며, 이전에는 비중요 레이어로 간주되었던 것들도 이제 보상이 필요하게 되었습니다.
OPC의 사용은 오늘날 흔히 마주치는 낮은 k₁ 특징에만 국한되지 않으며, 정확하게 모델링할 수 있는 어떠한 원하는 이미지 보정 체계에도 적용될 수 있습니다. 예를 들어, 전자빔 리소그래피에서의 근접 효과 보정은 상업용 전자빔 리소그래피 도구에서 자동화된 기능으로 포함되어 있습니다. 많은 비리소그래피 공정들이 자체 근접 효과를 나타내는 것처럼, 예를 들어 화학 기계적 연마나 플라즈마 식각 등, 이러한 효과들은 원래의 OPC와 혼합될 수 있습니다.
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부해상 보조 특징(SRAF)
SRAF는 목표 특징 인쇄를 돕는 특징이지만 자체적으로 인쇄되지 않는 것입니다. SRAF의 인쇄는 수율 저하 요인이 되므로 OPC 모델을 사용하여 제거해야 합니다. SRAF는 높은 공간 주파수 성분을 강화하여 고립 특징의 초점 심도를 향상시킬 수 있지만, 적절한 조명각이 필요합니다.
서브해상도 보조 특성(SRAFs)은 대상 특성과 분리되어 있지만, 그것들의 인쇄를 돕는 기능을 하며 스스로 인쇄되지는 않는 특성들입니다. SRAFs를 인쇄하는 것은 중요한 수율 감소 요인이며, 원치 않는 인쇄가 발생할 수 있는 SRAFs를 결정하고 제거하기 위해 추가적인 OPC 모델이 필요합니다. SRAFs는 대상 특성의 크기 조정 및/또는 첨부물보다 회절 스펙트럼에 더 두드러진 효과를 가집니다. 인쇄하지 않는다는 요구 사항은 그 사용을 낮은 용량으로만 제한합니다. 이는 확률적 효과와 관련된 문제를 일으킬 수 있습니다. 따라서, 그들의 주요 적용은 고립된 특성들의 초점 깊이를 개선하는 것입니다(밀집된 특성은 SRAF 배치를 위한 충분한 공간을 남기지 않습니다).
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SRAFs가 에너지를 더 높은 공간 주파수나 회절 차수로 재분배하기 때문에, 초점 깊이는 조명 각도(공간 주파수나 회절 차수의 스펙트럼 중심) 및 피치(공간 주파수나 회절 차수의 분리)에 더 의존하게 됩니다. 특히, 다른 SRAFs(위치, 모양, 크기)는 다른 조명 사양을 초래할 수 있습니다. 실제로, 특정 피치는 특정 조명 각도에서 SRAFs의 사용을 금지합니다. 피치는 보통 미리 결정되기 때문에, SRAF OPC를 사용하더라도 일부 조명 각도는 피해야 합니다. 일반적으로, SRAFs는 완전한 해결책이 될 수 없으며, 밀집한 경우에는 접근할 수는 있지만 일치시킬 수는 없습니다.
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