KR100523622B1 - 포토리소그래피 공정에서의 포토 마스크 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포토리소그래피 공정에서의 포토 마스크 형성 방법에 관한 것으로, 특히 포토 마스크의 소자 패턴의 디자인 룰에 따라 보조 패턴의 크기가 고정되며 소자 패턴과 보조 패턴의 사이 간격이 변화되는 값들과, 포토 마스크의 소자 패턴의 디자인 룰에 따라 상기 소자 패턴과 상기 보조 패턴의 간격이 고정되며 보조 패턴의 크기가 변화되는 값들로 이루어진 데이터 테이블을 형성하는 단계와, 데이터 테이블에서 임의의 디자인 룰의 소자 패턴에 대응되는 보조 패턴의 간격과 해당 보조 패턴의 간격 값에 대응되는 보조 패턴의 크기값으로 포토 마스크의 소자 패턴과 보조 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 따라서 본 발명은 반도체 소자 패턴의 디자인 룰에 따라 적어도 2개이상 보조 패턴의 크기 및 인접된 패턴과의 간격이 조정된 데이터들로 이루어진 테이블을 작성함으로써 포토 마스크의 디자인 설계시 보조 패턴의 데이터 테이블에서 최적의 보조 패턴 크기 및 간격을 선택할 수 있어 포토 마스크내 보조 패턴의 디자인 설계 공정을 용이하게 한다.

Description

포토리소그래피 공정에서의 포토 마스크 형성 방법{FORMING METHOD FOR A PHOTO MASK ON THE PHOTO-LITHOGRAPHY PROCESS}

본 발명은 포토리소그래피 공정에 관한 것으로서, 특히 포토리소그래피 공정에서의 포토 마스크 형성 방법에 관한 것이다.

일반적으로 포토리소그래피 기술은 포토마스크의 패턴을 광학렌즈를 통하여 웨이퍼에 복사하는 것이다. 반도체 칩에 집적된 소자 및 배선 라인의 최소 선폭이 작아짐에 따라 현재 포토리소그래피 기술로는 웨이퍼에 형성되는 패턴의 왜곡현상을 피하기 힘들게 되었다. 상을 투영시키는 광학계가 저대역 필터로 작용하기 때문에 웨이퍼에 맺히는 상은 원래의 모양에서 왜곡된 형태가 나타난다. 이 영향은 사각형 모양의 마스크를 사용했을 경우 높은 주파수 부분, 모서리 부분이 투과되지 않으므로 원형의 패턴을 보이게 된다. 마스크 패턴의 크기가 큰 경우에는 기본 공간 주파수가 낮으므로 비교적 많은 차수의 주파수까지 투과가 가능하여 원래의 패턴과 유사한 상이 맺히게 된다. 그러나, 패턴의 사이즈가 작아지면 공간 주파수가 높아지므로 투과되는 개수가 감소하고 따라서 왜곡은 점점 심해지게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로서 광 근접 효과의 보정(OPC : Optical Proximity Correction) 방법이 있다. 이 방법은 이와 같은 패턴의 왜곡을 감안하여 미리 마스크의 모양을 변형하여 웨이퍼에 맺히는 최종 패턴이 원하는 모양이 되도록 하는 기술이다. 광 근접 효과는 인접한 패턴들끼리 의존적인 변이를 만들어 내도록 상호 작용을 할 때 발생하므로 도 1과 같이 포토 마스크(10)의 패턴들 중에서 조밀하게 밀집된 라인(dense line) 패턴(12)들과 이격된 라인 패턴(isolated line)(14)을 비교했을 때 서로 다르게 전사되는 경향이 있다.

이에 도 2에 도시된 바와 같이 포토 마스크의 패턴내 이격된 패턴(14)에 이웃하는 보조 패턴(assist pattern) 또는 스캐터링 바(scattering bar)(16)를 추가하여 이격된 패턴(14)의 에지 강도를 밀집된 패턴(12)과 같이 조정함으로써 포토 마스크의 광 근접 효과를 방지하였다.

하지만, 이러한 보조 패턴은 일반적인 반도체 소자의 패턴보다 훨씬 작게 형성해야만 하기 때문에 포토 마스크의 디자인 설계시 보조 패턴의 크기(size) 및 인접된 패턴 사이의 간격(space)을 조정하는데 어려움이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 반도체 소자 패턴의 디자인 룰에 따라 적어도 2개이상 보조 패턴의 크기 및 인접된 패턴과의 간격이 조정된 데이터들로 이루어진 테이블을 작성함으로써 포토 마스크의 디자인 설계시 보조 패턴의 데이터 테이블에서 최적의 보조 패턴 크기 및 간격을 선택할 수 있어 사용자가 쉽게 디자인 설계할 수 있도록 도와주는 포토리소그래피 공정에서의 포토 마스크 형성 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 반도체 소자의 패턴에 이웃하게 광근접 효과 방지용 보조 패턴을 갖는 포토 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정에 있어서, 반도체 소자의 패턴에 이웃하게 광근접 효과 방지용 보조 패턴을 갖는 포토 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정에 있어서, 포토 마스크의 소자 패턴의 디자인 룰에 따라 보조 패턴의 크기가 고정되며 소자 패턴과 보조 패턴의 사이 간격이 변화되는 값들과, 포토 마스크의 소자 패턴의 디자인 룰에 따라 소자 패턴과 보조 패턴의 간격이 고정되며 보조 패턴의 크기가 변화되는 값들로 이루어진 데이터 테이블을 형성하는 단계와, 데이터 테이블에서 임의의 디자인 룰의 소자 패턴에 대응되는 보조 패턴의 간격과 해당 보조 패턴의 간격 값에 대응되는 보조 패턴의 크기값으로 포토 마스크의 소자 패턴과 보조 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하고자 한다.

본 발명은 도 2와 같이 반도체 소자 패턴들 중에서 이격된 패턴(14)에 인접되게 보조 패턴(또는 스캐터링 바)(16)이 추가된 포토 마스크(10)의 디자인 설계 공정시 사용자가 도 3의 이격된 패턴(14)의 디자인 룰이 기록된 테이블에서 원하는 디자인 룰(즉, 패턴의 선폭)을 선택하면, 해당 디자인 룰 내에는 도 4의 보조 패턴(16)의 크기(size), 및 이격된 패턴(14)과 보조 패턴(16)의 간격(space)이 적어도 2개 이상이 기록된 데이터를 얻을 수 있다. 여기서, 도 3 및 도 4의 패턴 단위는 ㎛(micron)이다.

이에 사용자가 이격된 패턴(14)의 해당 디자인 룰에 따라 최적인 상태의 보조 패턴(16)의 크기 데이터값, 그리고 이격된 패턴(14)과 보조 패턴(16)의 간격 데이터값을 선택하여 포토 마스크의 패턴 디자인을 설계(형성)하면 된다.

즉 본 발명은 반도체 소자(예컨대 이격된 패턴)의 디자인 룰 데이터가 기록된 테이블에 각각 다수개의 보조 패턴(16)의 크기 및 간격 데이터를 추가시켜 이를 포토 마스크의 보조 패턴 디자인 설계시 사용하는 것이다. 보조 패턴(16)의 데이터 테이블은 보조 패턴(16)의 크기가 고정되며 이격된 패턴(14)과 보조 패턴(16)의 사이 간격이 변화되는 적어도 2개 이상의 데이터 값들과, 이격된 패턴(14)과 보조 패턴(16)의 간격이 고정되며 보조 패턴(16)의 크기가 변화되는 적어도 2개 이상의 데이터 값들로 이루어진다.

여기서, 보조 패턴(16)의 데이터 테이블에 포함되는 이격된 패턴(14)과 보조 패턴(16)의 사이 간격이 변화되는 값들은 순차적으로 증가 또는 감소되는 형태를 갖는다. 또한 보조 패턴(16)의 크기가 변화되는 값들역시 순차적으로 증가 또는 감소되는 형태를 갖는다.

도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 대해 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

보조 패턴을 갖는 포토 마스크의 디자인 설계 공정시 소자 패턴의 디자인 룰에서 예를 들어 0.13㎛를 선택하게 되면, 해당 0.13㎛ 선폭을 갖는 소자 패턴의 데이터 테이블에서 보조 패턴의 크기 및 간격 데이터 정보를 얻을 수 있다. 본 실시예에서는 이해를 돕기 위하여 보조 패턴의 크기 및 간격 변화를 그림으로 표시하였다.

예를 들어, 0.13㎛ 선폭을 갖는 소자 패턴(14)의 양쪽에 소정 거리를 두고 배치된 보조 패턴(16)은 소자 패턴(14)과의 간격이 90∼170㎛의 범위를 가지며 패턴(16)의 크기가 20∼30㎛이다. 데이터 테이블에서 매트릭스 구조로 배열된 보조 패턴(16) 디자인 요소는 행(row) 방향으로 갈수록 소자 패턴(14)과의 간격(W_x1, W_x2, W_x3, W_x4, W_x5, …)이 점차 증가된다. 이때 보조 패턴(16)의 크기는 고정된다. 그리고 열(column) 방향은 소자 패턴(14)과 보조 패턴(16)의 간격은 고정되며 아래 열 방향으로 갈수록 보조 패턴(16)의 크기(W_y1, W_y2, W_y3, W_y4, W_y5, …)가 점차 증가된다.

따라서 본 발명은 포토 마스크의 패턴들 중에서 소자 패턴인 이격된 패턴(14)의 에지 강도를 밀집된 패턴(12)과 같이 조정하기 위하여 이격된 패턴(14) 주위에 보조 패턴(16)을 추가하여 포토 마스크의 광 근접 효과를 방지할 경우 이격된 패턴(14)의 디자인 룰에 대응되는 적어도 2개 이상의 보조 패턴(16)의 데이터값, 즉 보조 패턴(16)의 크기들, 그리고 이격된 패턴(14)과 보조 패턴(16)의 간격들 중에서 최적의 보조 패턴의 디자인 설계값을 찾아 이를 이용하여 포토 마스크의 패턴을 설계(형성)할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 반도체 소자 패턴의 디자인 룰에 따라 적어도 2개이상 보조 패턴의 크기 및 인접된 패턴과의 간격이 조정된 데이터들로 이루어진 테이블을 작성함으로써 포토 마스크의 디자인 설계시 보조 패턴의 데이터 테이블에서 최적의 보조 패턴 크기 및 간격을 선택할 수 있어 포토 마스크내 보조 패턴의 디자인 설계 공정을 용이하게 하는 효과가 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.

도 1은 포토리소그래피 공정에서 사용되는 일반적인 포토 마스크의 구조를 나타낸 도면,

도 2는 포토리소그래피 공정에서 사용되는 보조 패턴을 갖는 포토 마스크의 구조를 나타낸 도면,

도 3은 포토 마스크의 디자인 룰이 기록된 테이블,

도 4는 본 발명에 따른 포토리소그래피 공정에서의 포토 마스크 형성 방법에 사용되는 보조 패턴의 데이터 테이블의 예를 나타낸 도면.

Claims (4)

1. 반도체 소자의 패턴에 이웃하게 광근접 효과 방지용 보조 패턴을 갖는 포토 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정에 있어서,

   상기 포토 마스크의 소자 패턴의 디자인 룰에 따라 상기 보조 패턴의 크기가 고정되며 상기 소자 패턴과 보조 패턴의 사이 간격이 변화되는 값들과, 상기 포토 마스크의 소자 패턴의 디자인 룰에 따라 상기 소자 패턴과 상기 보조 패턴의 간격이 고정되며 상기 보조 패턴의 크기가 변화되는 값들로 이루어진 데이터 테이블을 형성하는 단계와,

   상기 데이터 테이블에서 임의의 디자인 룰의 소자 패턴에 대응되는 보조 패턴의 간격과 해당 보조 패턴의 간격 값에 대응되는 보조 패턴의 크기값으로 상기 포토 마스크의 소자 패턴과 보조 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 포토리소그래피 공정에서의 포토 마스크 형성 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 데이터 테이블은 한개 소자 패턴의 디자인 룰에 적어도 2개 이상의 소자 패턴과 보조 패턴의 사이 간격이 변화되는 값들과 적어도 2개 이상의 보조 패턴의 크기가 변화되는 값들로 이루어진 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 공정에서의 포토 마스크 형성 방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 데이터 테이블의 소자 패턴과 보조 패턴의 사이 간격이 변화되는 값들은 증가 또는 감소되는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 공정에서의 포토 마스크 형성 방법.
4. 제 2항에 있어서, 상기 데이터 테이블의 보조 패턴의 크기가 변화되는 값들은 증가 또는 감소되는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 공정에서의 포토 마스크 형성 방법.