KR100510754B1 - 바이어스를 위한 마스크 내 테스트 패턴 구성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 상에 감광막을 도포하고, 노광 툴을 이용하여 노광한 후, 에칭 프로세스를 진행하면서 발생되는 PD에 따른 bias를 고려하는 마스크 내 테스트 패턴을 구성하기 위한 것으로, 이를 위한 작용은 좌측의 흰색 아이솔레이티드(isolated) 라인과 맨 우측의 dense 라인의 기본 디자인을 동일하게 하며, 안쪽의 좌측 dense 라인과 우측의 isolated 라인을 중심에 기록되어 있는 임의의 크기 만큼 차이가 나는 기준 단위 셀을 마스크 상에 제작하는 단계와, 기준 단위 셀을 단위 블록 모듈로 구성하는 단계와, 구성된 단위 블록 모듈을 패턴 덴서티(Pattern Density, PD)로 이루어진 공간에 하나씩 넣어 PD에 따른 식각 후의 isolated 라인과 dense 라인간의 bias 차이를 구분하는 마스크를 제작하는 단계를 포함한다. 따라서, 실 제품을 가지고 평가하지 않아도 디자인된 모듈들을 가지고 사전에 적정한 바이어스를 구하기 위한 조건을 찾을 수 있으며, 또한 PD에 따른 동일 식각 레서피를 통해 바이어스 방향을 구할 수 있는 효과가 있다.

Description

바이어스를 위한 마스크 내 테스트 패턴 구성 방법{TEST MASK CREATION CONSIDERING FOR ETCHING BIAS}

본 발명은 바이어스를 위한 마스크 내 테스트 패턴 구성 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 펩 프로세스(fab process)에 있어서, 웨이퍼 상에 감광막을 도포하고, 노광 툴을 이용하여 노광한 후, 에칭 프로세스를 진행하면서 발생되는 패턴 덴서티(Pattern Density : 이하, PD)에 따른 바이어스(이하, bias라 함)를 고려하는 마스크 내 테스트 패턴 구성 방법에 관한 것이다.

통상적으로, bias는 패턴을 진행하고 나면, 아이솔레이티드(이하, isolated라 함)된 라인과 덴스(이하, dense라 함)하게 모여있는 라인간에는 마스크 상에서 동일하게 디자인되어 크리티컬 폭(critical width)이 동일하다 할지라도 패턴 후에는 옵티컬(optical) 특성상 폭 차이가 발생되어 진다.

즉, 포토 공정에서는 일정한 바이어스를 유지하면서 보여주고 있으나, 식각 후에는 PD에 따라 베리어블(variable)하게 변동되어 진다. 즉, PD에 따라 isolated된 라인과 dense 라인간의 크리티컬 디멘젼(Critical Dimension : CD) 차이가 발생된다.

다시 말해서, 하나의 칩이 워킹되게 하려면, 대략 20개의 마스크를 이용하여 패턴을 진행하고, 에칭 또는 임플란트 과정을 거쳐 완벽한 하나의 칩을 만들 수가 있다.

그리고, 패턴 후에는 그 디자인에 부합되는 라인 폭 타겟을 정하여 놓고, 정해진 선폭에 해당되는 크기를 만들기 위해 노광 툴을 이용하여 노광을 진행하게 된다.

그 예로, 현재 배선 공정중의 하나인 메탈 계층을 진행한다고 하면, 패턴에서 CD의 타겟이 isolated 라인이 0.21㎛라고 한다면, 이것을 맞추기 위해 노광 툴에서 노광 에너지를 조정하여 isolated 라인을 0.21㎛에 맞추기 위해 조건을 변경하면서 다음 과정을 진행한다.

즉, 패턴에서 isolated 라인과 dense 라인간에는 CD 차이가 없으며, 이것은 광학적인 현상으로 노광 조건에 변동이 없을 경우 일정하게 유지된다.그러나, 포토 공정에서 일정한 bias를 유지하고 보내더라도 제품 자체가 다양하게 존재할 경우, 제품에 설계되어 있는 패턴 디자인의 density가 차이가 생길 때마다 식각 후에 bias는 일정하지가 않으며, 실제 제품을 소비해가며 일정한 bias를 구하고자 많은 테스트를 진행하여야 하게 되는 문제점을 갖는다.

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따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 웨이퍼 상에 감광막을 도포하고, 노광 툴을 이용하여 노광한 후, 에칭 프로세스를 진행하면서 발생되는 PD에 따른 bias를 고려하는 마스크 내 테스트 패턴을 구성할 수 있도록 하는 bias를 위한 마스크 내 테스트 패턴 구성 방법을 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에서 bias를 위한 마스크 내 테스트 패턴 구성 방법은 좌측의 흰색 아이솔레이티드(isolated) 라인과 맨 우측의 dense 라인의 기본 디자인을 동일하게 하며, 안쪽의 좌측 dense 라인과 우측의 isolated 라인을 중심에 기록되어 있는 임의의 크기 만큼 차이가 나는 기준 단위 셀을 마스크 상에 제작하는 단계와, 기준 단위 셀을 단위 블록 모듈로 구성하는 단계와, 구성된 단위 블록 모듈을 패턴 덴서티(Pattern Density, PD)로 이루어진 공간에 하나씩 넣어 PD에 따른 식각 후의 isolated 라인과 dense 라인간의 bias 차이를 구분하는 마스크를 제작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 모듈로 구성된 기준 단위 셀을 만든 도면으로서, 0.18㎛의 기본 디자인 룰이다.

즉, 좌측의 흰색 isolated 라인(S1)과 맨 우측의 dense 하게 모여있는 dense 라인(S4)은 기본 디자인이 0.18㎛로 동일하며, 안쪽의 좌측 dense 라인(S3)과 우측의 isolated 라인(S2)은 중심에 기록되어 있는 크기, 0.00±0.02 만큼 차이가 나게 마스크 상에 그려져 있는 것이다.

그리고, dense 라인(S3,S4)은 기본적으로 1:1 pitch(line+space)로 구성되도록 하며, 이와 같은 크기로 구성된 기준 단위 셀을 도 2에 도시된 바와 같은 단위 블록 모듈(S5)로 구성되어지게 만든다.

다시 말해서, 0.09㎛, 0.10㎛,...., 0.25㎛, 0.26㎛의 18개 셀이 한 단위 블록 모듈(S5)로 구성되도록 한다.

상술한 바와 같이 구성된 단위 블록 모듈(S5)을 도 3에 도시된 PD로 이루어진 공간(S6)에 하나씩 넣어두는데, 넣는 방법은 하나의 PD내에서 크롬 면적이 몇% 인가에 따라 10%에서 90% 까지 총 9개로 분류하면서 넣어 두게 되면, PD에 따른 식각 후의 isolated 라인과 dense 라인간의 bias 차이를 쉽게 구할 수 있게 되는 마스크를 만들 수 있는 것이다.

또한, 상술한 테스트를 통해 OPC(Optical Proximity Correction)라고 부르는 작업을 수행할 경우, isolated 라인과 dense 라인간의 bias 차이를 구할 때, 적정한 크기 값을 쉽게 구할 수도 있게 된다.

그리고, 기준 단위 셀로 이루어진 단위 블록을 도 3에 도시된 바와 같이, PD별로 넣어두고, 마스크를 만들면 원하고자 하는 목적을 달성할 수 있는 것이다.

또한, 도 3에 도시된 PD로 이루어진 공간(S6)은 전체면적대비 패턴 구성된 크롬 면적을 계산하면서 구할 수 있으며, 마스크 상에서는 더미 패턴으로 구성되어지게 만든다.

여기서, 더미 패턴은 실질적으로 칩이 동작하는데 영향을 주지 않는 주변에 빈 공간에 채워지는 의미 없는 패턴들을 의미한다.

상기와 같이 설명한 본 발명은 웨이퍼 상에 감광막을 도포하고, 노광 툴을 이용하여 노광한 후, 에칭 프로세스를 진행하면서 발생되는 PD에 따른 bias를 고려하는 마스크 내 테스트 패턴을 구성함으로써, 실 제품을 가지고 평가하지 않아도 디자인된 모듈들을 가지고 사전에 적정한 bias를 구하기 위한 조건을 찾을 수 있으며, 또한 PD에 따른 동일 식각 레서피를 통해 바이어스 방향을 구할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 모듈로 구성된 기준 단위 셀(cell)을 도시한 도면이며,

도 2는 본 발명에 따른 단위 블록 모듈로 구성되어지게 만든 도면이며,

도 3은 도 2에 도시된 단위 블록 모듈을 하나씩 넣기 위한 PD로 이루어진 공간을 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

S1,S2 : isolated 라인 S3,S4 : dense 라인

S5 : 단위 블록 모듈 S6 : PD로 이루어진 공간

Claims (6)

1. 마스크 내 테스트 패턴 구성 방법에 있어서,

   좌측의 흰색 아이솔레이티드(isolated) 라인과 맨 우측의 dense 라인의 기본 디자인을 동일하게 하며, 안쪽의 좌측 dense 라인과 우측의 isolated 라인을 중심에 기록되어 있는 임의의 크기 만큼 차이가 나는 기준 단위 셀을 마스크 상에 제작하는 단계와,

   상기 기준 단위 셀을 단위 블록 모듈로 구성하는 단계와,

   상기 구성된 단위 블록 모듈을 패턴 덴서티(Pattern Density, PD)로 이루어진 공간에 하나씩 넣어 상기 PD에 따른 식각 후의 isolated 라인과 dense 라인간의 bias 차이를 구분하는 마스크를 제작하는 단계

   를 포함하는 바이어스를 위한 마스크 내 테스트 패턴 구성 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 dense 라인은, 1:1 pitch(line+space)로 구성되도록 하는 것을 특징으로 하는 바이어스를 위한 마스크 내 테스트 패턴 구성 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 단위 블록 모듈 내의 디자인 사이즈는, 0.09㎛, 0.10㎛,...., 0.25㎛, 0.26㎛의 18개 셀이 한 단위 블록 모듈(block module)로 구성되는 것을 특징으로 하는 바이어스를 위한 마스크 내 테스트 패턴 구성 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 PD로 이루어진 공간에 하나씩 넣는 방법은, 하나의 PD내에서 크롬 면적이 몇% 인가에 따라 10%에서 90% 까지 총 9개로 분류하면서 넣는 것을 특징으로 하는 바이어스를 위한 마스크 내 테스트 패턴 구성 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 isolated 라인과 dense 라인간의 bias 차이가 구해질 경우, 상기 임의의 크기 값을 구하며, OPC(Optical Proximity Correction) 평가를 위하여 테스트 마스크로 사용하며, 상기 마스크 상에는 더미 패턴으로 구성하여 만드는 것을 특징으로 하는 바이어스를 위한 마스크 내 테스트 패턴 구성 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 더미 패턴은, 칩이 동작하는데 영향을 주지 않는 빈 공간에 채워지는 의미 없는 패턴인 것을 특징으로 하는 바이어스를 위한 마스크 내 테스트 패턴 구성 방법.