KR20080001439A - 레이아웃 설계 수정을 이용한 포토 마스크 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이아웃 설계 수정을 이용한 포토 마스크 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 포토 마스크의 레이아웃 패턴 데이터에서 패턴 밀도를 비교하고, 레이아웃 패턴 데이터에서 저밀도 패턴 공간이 존재하는지 판단하고, 판단 결과, 저밀도 패턴 공간이 존재할 경우 저밀도 패턴 공간 영역에 더미 패턴 데이터를 추가하여 레이아웃 패턴 데이터를 수정하고, 수정된 레이아웃 패턴 데이터를 이용하여 기판에 포토 마스크를 제조한다. 그러므로, 본 발명은 포토 마스크의 원래 설계인 레이아웃 패턴 데이터에서 저밀도 공간 영역이 존재할 경우 저밀도 공간 영역에 더미 패턴을 추가하여 레이아웃 설계를 수정함으로써 포토 마스크를 위한 반도체 소자의 레이아웃 패턴의 밀도 차이에 의한 패턴 제조 불량을 미연에 방지할 수 있어 반도체 제조 수율을 크게 향상시킬 수 있다.
포토 마스크, 레이아웃 패턴, 저밀도 공간, 더미 패턴
Description
도 1은 종래 기술에 의한 포토 마스크의 레이아웃을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 기술에 의한 포토 마스크의 레이아웃을 이용한 패턴 형성시 레이아웃 상의 저밀도 공간 영역에 의해 패턴이 형성되지 않은 영역을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 레이아웃 설계 수정을 이용한 포토 마스크 제조 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따라 레이아웃 설계가 수정된 포토 마스크의 레이아웃을 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
a : 패턴이 없는 저밀도 영역
b : 패턴이 형성되는 영역
c : 패턴이 형성 안되는 영역
10 : 저밀도 공간 영역에 추가된 더미 패턴
본 발명은 포토 리소그래피 제조 공정에 사용되는 포토 마스크의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 패턴 레이아웃 설계를 수정하여 포토 마스크 패턴의 불량을 미연에 방지할 수 있는 포토 마스크 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 포토 리소그래피 기술은 반도체 소자의 고집적화를 선도하는 기본 기술로서, 빛을 이용하여 반도체 기판 위에 패턴을 형성하는 것이다. 즉, 반도체 기판에 절연막이나 도전막 등의 패턴을 형성하여야 할 위치에 자외선, 전자빔 또는 X선 등과 같은 노광 장비의 빛을 조사하여 그 용해도가 변화하는 포토레지스트를 형성하고, 포토 마스크를 이용하여 포토레지스트의 소정 부위를 빛에 노출시킨 후, 현상액에 대하여 용해도가 큰 부분을 제거함으로써 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이 포토레지스트 패턴에 의해 노출된 부분을 식각 공정으로 제거하여 원하는 반도체 소자 패턴을 형성한다.
반도체 소자의 집적도가 높아지면서 마이크로 프로세서 등 로직 소자에서 흔히 볼 수 있는 불규칙으로 배치된 패턴에서는 초점 심도, 해상도 모두 향상 효과가 적어지고 있다. 이를 극복하고자 해상 한계에 가까운 수치의 패턴을 형성할 경우, 설계상의 패턴과 실제로 반도체 기판 상에 형성되는 패턴이 괴리되어 버리는 광근접 효과(optical proximity effect)가 발생하게 된다. 설계와 실제의 패턴의 괴리 에 의해 소자의 성능이 설계에 비해 현저히 열화되어 버린다. 이에 따라 포토 리소그래피 공정에서 해상 한계에서 발생하는 패턴의 왜곡 현상에 대한 보정(OPC : Optical Proximity Correction)은 이제 불가피한 기술이 되고 있다. 이러한 OPC 기술에 의해, 포토 마스크의 미세한 패턴을 웨이퍼인 반도체 기판 상에 설계대로 충실하게 완성할 수 있게 되었다.
도 1은 종래 기술에 의한 포토 마스크의 레이아웃을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 포토 마스크의 제조 방법은, 포토 마스크의 타겟 레이아웃을 고려하여 OPC를 수행하고, OPC된 데이터 패턴을 노광 공정을 통해 기판에 노광시키고 현상 공정을 이용하여 노광된 부분을 제거하여 포토 마스크의 현상액에 대하여 용해도가 큰 부분을 제거함으로써 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이 포토레지스트 패턴에 의해 노출된 부분을 식각 공정으로 제거하여 포토 마스크의 패턴을 형성한다.
도 2는 종래 기술에 의한 포토 마스크의 레이아웃을 이용한 패턴 형성시 레이아웃 상의 저밀도 공간 영역에 의해 패턴이 형성되지 않은 영역을 나타낸 도면이다.
포토 마스크의 OPC 공정은 포토 마스크 패턴의 보정량을 설정된 타겟에 맞추는 것이므로 레이아웃 설계 단계에서 레이아웃 패턴 밀도를 포함한 타겟이 잘못 설정되어 있으면 OPC만으로 원하는 패턴을 정확하게 확보할 수 없었다.
즉, OPC에 의한 패턴 보정은 포토 마스크의 설계 패턴 밀도에 의한 영향, 즉, 패턴이 없는 저밀도 영역(도 1의 a 참조)과 패턴이 많은 고밀도 영역의 밀도 차이에 의해 패턴들 크기를 보정할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, OPC의 패턴 보정을 하더라도 포토 마스크 패턴닝 공정시 패턴 밀도가 고밀도인 영역에서는 패턴이 형성(b)되지만, 패턴 밀도가 저밀도인 영역에서는 패턴이 잘 형성이 되지 않는다.(c)
따라서, 종래 기술에 의한 포토 마스크 제조 방법에서는, 포토 마스크의 레이아웃 패턴 밀도 차이를 포함한 타겟이 잘못 설정되어 있으면 OPC에 의한 패턴 보정만으로 원하는 패턴을 정확하게 제조할 수 없었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 포토 마스크의 레이아웃 패턴 데이터에서 저밀도 공간 영역이 존재할 경우 저밀도 영역에 더미 패턴을 설계하여 추가함으로써 포토 마스크의 레이아웃 패턴의 밀도 차이에 의한 패턴 제조 불량을 방지할 수 있는 레이아웃 설계 수정을 이용한 포토 마스크 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 포토 마스크를 제조하는 방법에 있어서, 포토 마스크의 레이아웃 패턴 데이터에서 패턴 밀도를 비교하는 단계와, 레이아웃 패턴 데이터에서 저밀도 패턴 공간이 존재하는지 판단하는 단계와, 판단 결과, 저밀도 패턴 공간이 존재할 경우 저밀도 패턴 공간 영역에 더미 패턴 데이터를 추가하여 레이아웃 패턴 데이터를 수정하는 단계와, 수정된 레이아웃 패턴 데이터로 기판에 포토 마스크를 제조하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명에 따른 레이아웃 설계 수정을 이용한 포토 마스크 제조 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 레이아웃 설계 수정을 이용한 포토 마스크 제조 방법은, 다음과 같이 진행한다.
우선, 본 발명은 포토 마스크의 반도체 소자의 설계 패턴인, 레이아웃 패턴 데이터를 입력받는다.(S10)
입력된 레이아웃 패턴 데이터에 존재하는 반도체 소자의 패턴 밀도를 비교한다.(S20)
상기 레이아웃 패턴 데이터에서 패턴 사이의 공간 영역이 기설정된 저밀도 패턴 공간 영역이 존재하는지 판단한다.(S30)
S30 판단 결과, 레이아웃 패턴 데이터에 기설정된 저밀도 공간 영역이 존재할 경우 레이아웃 패턴 데이터내 저밀도 패턴 공간 영역에 더미 패턴(도 4의 10e)을 추가하여 포토 마스크의 레이아웃 패턴 데이터를 수정한다.(S40) 이때, 더미 패턴을 이용한 레이아웃 패턴 데이터의 수정은 일반 규칙 파일(Hercules, Calibre) 또는 매뉴얼을 사용하여 레이아웃 패턴 데이터에 더미 패턴을 추가한다. 예를 들 어, 저밀도 패턴 공간 영역은 코어 영역 또는 주변 회로 영역내 형성될 수 있다. 그리고 더미 패턴은 워드 라인, 비트 라인, 소자 분리 영역, 금속 배선 사이에 추가될 수 있다.
S40 단계 이후, 수정된 레이아웃 패턴 데이터에 광근접 효과 보정(OPC) 공정을 수행하여 패턴의 광근접 효과를 보정한다.
그리고 광근접 효과가 보정(OPC)된 레이아웃 패턴 데이터(저밀도 패턴 공간 영역에 더미 패턴 포함)를 이용하여 노광 및 현상 공정을 진행하여 기판에 포토 마스크를 제조한다.(S50)
만약 S30 판단 결과, 레이아웃 패턴 데이터에 기설정된 저밀도 공간 영역이 존재하지 않을 경우 포토 마스크의 원래 설계 패턴인 레이아웃 패턴 데이터에 광근접 효과 보정(OPC) 공정을 수행하여 상기 패턴의 광근접 효과를 보정한다.
그런 다음, 광근접 효과가 보정(OPC)된 원래 설계 패턴인 레이아웃 패턴 데이터를 이용하여 노광 및 현상 공정을 진행하여 기판에 포토 마스크를 제조한다.(S60)
도 4는 본 발명에 따라 레이아웃 설계가 수정된 포토 마스크의 레이아웃을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 포토 마스크의 원래 설계 패턴인 레이아웃 패턴 데이터에 기설정된 범위를 갖는 저밀도 공간 영역이 존재할 경우 상기 레이아웃 패턴 데이터내 저밀도 패턴 공간 영역에 더미 패턴(10e)을 추가한다.
즉, 본 발명은 포토 마스크의 원래 설계된 레이아웃 패턴 데이터내에 저밀도 패턴의 공간 영역이 존재하더라도 바로 광근접 효과 보정(OPC) 공정을 수행하지 않고 레이아웃 패턴 데이터의 저밀도 공간 영역에 더미 패턴을 추가한 후에 광근접 효과 보정 공정을 수행한다.
이에 따라, 본 발명은 포토 마스크의 레이아웃 패턴 밀도 차이에 의해 발생하는 포토 마스크 패턴 불량을 설계된 레이아웃 패턴 데이터내에서 수정함으로써 이후 포토 마스크의 패턴을 정확하게 패터닝할 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 포토 마스크의 원래 설계인 레이아웃 패턴 데이터에서 저밀도 공간 영역이 존재할 경우 저밀도 공간 영역에 더미 패턴을 추가하여 레이아웃 설계를 수정함으로써 포토 마스크를 위한 반도체 소자의 레이아웃 패턴의 밀도 차이에 의한 패턴 제조 불량을 미연에 방지할 수 있어 반도체 제조 수율을 크게 향상시킬 수 있다.
Claims (3)
- 포토 마스크를 제조하는 방법에 있어서,상기 포토 마스크의 레이아웃 패턴 데이터에서 패턴 밀도를 비교하는 단계;상기 레이아웃 패턴 데이터에서 저밀도 패턴 공간이 존재하는지 판단하는 단계;상기 판단 결과, 상기 저밀도 패턴 공간이 존재할 경우 상기 저밀도 패턴 공간 영역에 더미 패턴 데이터를 추가하여 레이아웃 패턴 데이터를 수정하는 단계; 및,상기 수정된 레이아웃 패턴 데이터로 기판에 상기 포토 마스크를 제조하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 레이아웃 설계 수정을 이용한 포토 마스크 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 방법은,상기 판단 결과, 상기 저밀도 패턴 공간이 존재하지 않을 경우 상기 레이아웃 패턴 데이터로 상기 기판에 상기 포토 마스크를 제조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이아웃 설계 수정을 이용한 포토 마스크 제조 방법.
- 제 1항 및 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,상기 방법은,상기 포토 마스크를 제조하는 단계 이전에, 상기 레이아웃 패턴 데이터의 OPC를 수행하여 패턴의 광근접 효과를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이아웃 설계 수정을 이용한 포토 마스크 제조 방법.
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| KR1020060059895A KR20080001439A (ko) | 2006-06-29 | 2006-06-29 | 레이아웃 설계 수정을 이용한 포토 마스크 제조 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100989706B1 (ko) * | 2008-09-04 | 2010-10-26 | 주식회사 동부하이텍 | 마스크 제작 방법 |
| KR20150146369A (ko) * | 2014-06-20 | 2015-12-31 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 비인쇄 더미 피쳐들을 갖는 집적 회로의 제조 방법 |
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2006
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| US9594862B2 (en) | 2014-06-20 | 2017-03-14 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method of fabricating an integrated circuit with non-printable dummy features |
| US10359695B2 (en) | 2014-06-20 | 2019-07-23 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method of fabricating an integrated circuit with non-printable dummy features |
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