| 1 |
1
멀티-스케일(multi-scale) 시뮬레이션을 수행하여, 선택된 레지스트의 가상 레지스트 패턴의 형상을 예측하는 단계;상기 선택된 레지스트로 형성된 층에 노광 공정을 수행하여 테스트 레지스트 패턴을 형성하는 단계;상기 테스트 레지스트 패턴과 상기 가상 레지스트 패턴을 비교하는 단계; 및상기 테스트 레지스트 패턴과 상기 가상 레지스트 패턴의 오차 범위가 허용 범위 내인 경우, 상기 선택된 레지스트를 이용하여 패터닝 대상 상에 레지스트 패턴을 형성하는 단계;를 포함하고,상기 가상 레지스트 패턴의 형상을 예측하는 단계는,레지스트의 재료 조성을 선택하여 상기 선택된 레지스트를 결정하는 단계;분자 스케일(molecular scale) 시뮬레이션을 이용하여, 상기 선택된 레지스트의 단위 격자 셀을 모델링하는 단계;양자 스케일(quantum scale) 시뮬레이션을 이용하여, PAG(Photo-Acid Generator)의 해리 에너지 곡선, 산-염기 중화반응의 반응속도 상수, 및 상기 레지스트를 구성하는 고분자 사슬의 디프로텍션(deprotection) 반응속도 상수를 계산하는 단계;연속체 스케일(continuum scale) 시뮬레이션을 이용하여, 산-염기 중화반응, 산/염기 확산 및 상기 고분자 사슬의 디프로텍션을 시뮬레이션하는 단계;상기 디프로텍션에 따른 상기 단위 격자 셀 내의 상기 고분자 사슬의 용해도를 계산하는 단계;상기 용해도에 따라 용해성이 있는 고분자 사슬을 상기 단위 격자 셀로부터 제거 후 생성된 패턴을 안정화하여 상기 가상 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및상기 가상 레지스트 패턴의 형상에 대한 예측 및 수치를 계산하는 단계;를 포함하는 멀티-스케일 시뮬레이션을 이용한 리소그라피 방법
|
| 2 |
2
제1 항에 있어서,상기 레지스트의 재료 조성을 선택하는 단계에서,상기 고분자 사슬의 분자량, 프로텍션(protection) 그룹의 종류, PAG의 종류와 배합비, 및 ？처의 종류와 배합비를 선택하는 멀티-스케일 시뮬레이션을 이용한 리소그라피 방법
|
| 3 |
3
제2 항에 있어서,상기 분자 스케일 시뮬레이션은 MD(Molecular Dynamics) 시뮬레이션이고,상기 선택된 레지스트의 단위 격자 셀을 모델링하는 단계에서, 상기 고분자 사슬, 상기 PAG, 및 상기 ？처를 혼합하여 상기 단위 격자 셀을 분자 수준에서 모델링하는 멀티-스케일 시뮬레이션을 이용한 리소그라피 방법
|
| 4 |
4
제2 항에 있어서,상기 해리 에너지 곡선을 이용하여 상기 PAG의 해리 반응을 시뮬레이션하고, 상기 산-염기 중화반응의 반응속도 상수를 이용하여 상기 산과 상기 ？처 간의 중화반응을 시뮬레이션하고, 산 농도 분포, ？처 농도 분포, 및 상기 프로텍션 그룹의 위치 정보를 획득하는 멀티-스케일 시뮬레이션을 이용한 리소그라피 방법
|
| 5 |
5
제2 항에 있어서,상기 양자 스케일 시뮬레이션은 DFT(Density function Theory) 시뮬레이션이고,상기 PAG의 해리 에너지 곡선, 상기 산-염기 중화반응의 반응속도 상수, 상기 디프로텍션의 반응속도 상수를 계산하는 단계에서,노광 영역에서 발생한 이차 전자 흡수에 따른 상기 해리 에너지 곡선을 계산하되, 분자 구조를 안정화하여 상기 해리 에너지 곡선을 계산하고,상기 산과 상기 ？처가 만나는 즉시 산-염기 중화반응을 통해 서로 같은 양이 중화되어 사라진다는 가정하에 상기 산-염기 중화반응의 반응속도 상수를 계산하고,주요 분자들에서의 에너지 및 진동 주파수(vibrational frequency)를 전이 상태 이론(transition state theory)에 적용하여 상기 디프로텍션의 반응속도 상수를 계산하는 멀티-스케일 시뮬레이션을 이용한 리소그라피 방법
|
| 6 |
6
제1 항에 있어서,상기 연속체 스케일 시뮬레이션은 FDM(Finite Difference Method) 시뮬레이션이고,상기 산-염기 중화반응, 상기 산/염기 확산 및 상기 디프로텍션을 시뮬레이션하는 단계에서,상기 단위 격자 셀의 각 노드에서 초기 산의 농도와 초기 ？처의 농도를 프로텍션 그룹-PAG 음이온간의 거리 및 PAG 음이온-？처간의 거리에 따른 함수로 각각 도출하고,각 화학반응의 반응기 사이의 거리(r)에 따른 상호작용 에너지(Eint)는 분자 동역학 계산을 통해 하기 식(1) 및 식 (2)와 같이 구하고,국부적인 산의 농도(facid(r))와 ？처의 농도(fquencher(r))는 화학반응에서의 볼츠만 활성화 에너지를 가장 안정화된 구조에서의 에너지와의 차이(Eint)로 나타내어 하기 식(3) 및 식(4)와 같이 구하고,
|
| 7 |
7
제6 항에 있어서,상기 산-염기 중화반응, 상기 산/염기 확산 및 상기 디프로텍션을 시뮬레이션하는 단계에서,상기 산/염기의 확산과 상기 산-염기 중화반응은 하기 식(5) 및 식(6)을 통해 모사되고, 상기 프로텍션 그룹과 상기 산 사이의 디프로텍션 반응은 하기 식(7)에 의해 모사되고,
|
| 8 |
8
멀티-스케일(multi-scale) 시뮬레이션을 수행하여, 선택된 레지스트의 가상 레지스트 패턴의 형상을 예측하는 단계;상기 선택된 레지스트로 형성된 층에 노광 공정을 수행하여 테스트 레지스트 패턴을 형성하는 단계;상기 테스트 레지스트 패턴과 상기 가상 레지스트 패턴을 비교하는 단계;상기 테스트 레지스트 패턴과 상기 가상 레지스트 패턴의 오차 범위가 허용 범위 내인 경우, 상기 선택된 레지스트를 이용하여 패터닝 대상 상에 레지스트 패턴을 형성하는 단계;상기 레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 패터닝 대상을 식각하여 패턴을 형성하는 단계; 및상기 패턴을 형성한 후에, 후속 반도체 공정을 수행하는 단계;를 포함하고,상기 가상 레지스트 패턴의 형상을 예측하는 단계는,레지스트의 재료 조성을 선택하여, 상기 선택된 레지스트를 결정하는 단계;분자 스케일(molecular scale) 시뮬레이션을 이용하여, 상기 선택된 레지스트의 단위 격자 셀을 모델링하는 단계;양자 스케일(quantum scale) 시뮬레이션을 이용하여, PAG(Photo-Acid Generator)의 해리 에너지 곡선, 산-염기 중화반응의 반응속도 상수, 및 상기 레지스트를 구성하는 고분자 사슬의 디프로텍션(deprotection) 반응속도 상수를 계산하는 단계;연속체 스케일(continuum scale) 시뮬레이션을 이용하여, 산-염기 중화반응, 산/염기 확산 및 상기 고분자 사슬의 디프로텍션을 시뮬레이션하는 단계;상기 디프로텍션에 따른 상기 단위 격자 셀 내의 고분자 사슬의 용해도를 계산하는 단계;상기 용해도에 따라 용해성이 있는 고분자 사슬을 상기 단위 격자 셀로부터 제거 후 생성된 패턴을 안정화하여 상기 가상 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 가상 레지스트 패턴의 형상에 대한 예측 및 수치를 계산하는 단계;를 포함하는 반도체 소자 제조방법
|
| 9 |
9
제8 항에 있어서,상기 분자 스케일 시뮬레이션은 MD(Molecular Dynamics) 시뮬레이션이고,상기 선택된 레지스트의 단위 격자 셀을 모델링하는 단계에서, 상기 고분자 사슬의 분자량, 프로텍션(protection) 그룹의 종류, PAG의 종류와 배합비, 및 ？처의 종류와 배합비를 선택하고,상기 고분자 사슬, 상기 PAG, 및 상기 ？처를 혼합하여 상기 단위 격자 셀을 분자 수준에서 모델링하는 반도체 소자 제조방법
|
| 10 |
10
양자 스케일의 시뮬레이션을 수행하는 제1 시뮬레이션부, 분자 스케일의 시뮬레이션을 수행하는 제2 시뮬레이션부, 및 연속체 스케일의 시뮬레이션을 수행하는 제3 시뮬레이션부를 포함하고, 레지스트의 가상 레지스트 패턴의 형상을 예측하는 시뮬레이션 장치; 및상기 시뮬레이션 장치로부터 결과를 기초하여 선택한 레지스트로 형성된 층에 노광 공정을 수행하여 테스트 레지스트 패턴을 형성하는 노광 장치; 및상기 가상 레지스트 패턴과 비교하기 위하여 상기 테스트 레지스트 패턴을 측정하는 측정 장치;를 포함하되,상기 제1 시뮬레이션부에서, PAG의 해리 에너지 곡선, 산-염기 중화반응의 반응속도 상수, 및 디프로텍션의 반응속도 상수가 도출되고,상기 제2 시뮬레이션부에서, 상기 레지스트의 단위 격자 셀을 모델링하고,상기 제3 시뮬레이션부에서, 산-염기 중화반응, 산/염기 확산, 및 디프로텍션을 시뮬레이션하고,상기 레지스트의 단위 격자 셀은 고분자 사슬, PAG, 및 ？처를 분자 수준에서 혼합하여 모델링되고,상기 제1, 제2, 및 제3 시뮬레이션부는 서로 유기적으로 연결된 노광 설비
|
