KR100554915B1 - 마스크 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 게이트 셀의 직선 부분을 복수 개로 분할하고, OPC 보상을 위한 보조 패턴을 배치한 후, 축소 및 확대를 통해 마스크를 완성함으로써, OPC 보상이 가능하도록 하는 마스크 제조 방법에 관한 것으로, 연장된 직선의 선폭이 달라지는 경계부를 기준으로 단위 셀의 주 패턴을 복수 개의 분할 패턴으로 분할하되, 서로 다른 선폭을 갖는 2개의 연장된 직선은 상기 경계부를 기준으로 단위 도형으로 분할하고, 선폭에 관계없이 연장된 직선이 적어도 3개 이상 교차하는 경우에는 연장선을 기준으로 교차된 부분을 삭제시키는 과정과; 상기 분할 패턴의 선폭을 임의의 배율로 축소시키고, 상기 축소율이 적용된 제 1 보조 패턴을 상기 분할 패턴에 이격하여 배치하는 과정과; 상기 3개 이상의 직선 교차에 의해 삭제된 부분에 미세 선폭을 갖는 제 2 보조 패턴을 배치하는 과정과; 상기 모든 패턴을 같은 배율로 확대시키는 과정을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

마스크, 주 패턴, 분할 패턴, 보조 패턴, 축소, 확대

Description

마스크 제조 방법{METHOD FOR MAKING MASK}

도 1은 종래 기술에 따른 SRAM(Static Random Access Memory) 게이트 셀의 일부를 나타낸 도면.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 방법을 설명하기 위한 도면.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10A, 10B, 10C, 10D. 분할 패턴, 10ABC. T자형 보조 패턴,

50A, 50B. OPC 보조 패턴

본 발명은 마스크 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 게이트 라인 중 콘택홀과 직접 정렬되는 부분과 게이트 선폭 끝단 등 선폭 왜곡이 발생하는 부분에 대한 OPC 보상을 수행할 수 있도록 하는 마스크 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 마스크 패턴 형성 기술은 반도체 기판에 형성되는 패턴의 정확도에 밀접한 영향을 준다.

특히, 마스크 패턴의 광 근접 효과를 정확히 고려하지 못하면, 리소그라피 본래 노광 의도와 달리 패턴 선폭 왜곡이 발생하여 선폭 선형성(Linearity)이 짧아지는 현상이 나타나, 반도체 소자 특성에 나쁜 영향을 많이 주게 된다.

이에 따라 개발된 반도체 포토 리소그라피 기술은 마스크 설계를 정교하게 해줌으로써, 마스크로 투광되어 나오는 빛의 양을 적절히 조절할 수 있게 되는 데, 이를 위해 광학 근접 보상 기술(Optical Proximity Correction)과 위상 반전 마스크 기술(Phase Shifting Mask) 등이 등장하고, 마스크에 그려진 패턴 형상에 의한 빛의 왜곡 현상을 최소화시킬 수 있는 여러 방안들이 모색되었다.

특히, 원자외선 파장(248㎚ 또는 194㎚ 파장)의 빛에 감광력이 뛰어난 화학 증폭형 레지스트의 개발로 더욱 해상도를 증가시킬 수 있는 실질적인 기술들이 등장하였다.

그리고, 최근에는 패턴과 분리된 형태로 광근접 효과를 제어하는 보조 패턴(일종의 더미 패턴) 형성 기술도 해상도 개선에 많은 기여를 한다.

또한, 폴리(Poly) 메모리 셀의 정확한 패터닝은 메모리 소자의 속도 및 수율과 직접적인 관련이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 SRAM(Static Random Access Memory) 게이트 셀의 일부를 나타낸 도로, 게이트(1)와의 정렬을 확인하기 위해 콘택홀(3)을 중첩시켰다.

도 1에서, 노광 에너지가 불충분하거나 초점심도가 나빠지게 되면, 게이트(1) 라인 간이 서로 붙는 브리지(Bridge) 현상이 발생하게 된다.

그리고, 도 1의 윤곽선 이미지(Contour Image)는 최적 노광 상태(4A)와 부족 노광 상태(4B)의 이미지를 동시에 나타낸 것으로, 선폭이 더 커지면 가장 먼저 브리지 발생 지점(A, A')에 패턴 선폭 왜곡이 생기고, 다음으로 선폭 끝단(B, B')에서 패턴 선폭 왜곡이 발생하게 되는 데, 콘택홀(3)과의 정렬이 불안정하면 콘택홀(3) 중첩부 모서리(C, D)가 취약해지는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 게이트 셀의 직선 부분을 복수 개로 분할하고, OPC 보상을 위한 보조 패턴을 배치한 후, 축소 및 확대를 통해 마스크를 완성함으로써, OPC 보상이 가능하도록 하는 마스크 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 방법은, 연장된 직선의 선폭이 달라지는 경계부를 기준으로 단위 셀의 주 패턴을 복수 개의 분할 패턴으로 분할하되, 서로 다른 선폭을 갖는 2개의 연장된 직선은 상기 경계부를 기준으로 단위 도형으로 분할하고, 선폭에 관계없이 연장된 직선이 적어도 3개 이상 교차하는 경우에는 연장선을 기준으로 교차된 부분을 삭제시키는 과정 과; 상기 분할 패턴의 선폭을 임의의 배율로 축소시키고, 상기 축소율이 적용된 제 1 보조 패턴을 상기 분할 패턴에 이격하여 배치하는 과정과; 상기 3개 이상의 직선 교차에 의해 삭제된 부분에 미세 선폭을 갖는 제 2 보조 패턴을 배치하는 과정과; 상기 모든 패턴을 같은 배율로 확대시키는 과정을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

나아가, 상기 분할 패턴의 축소율을 서로 달리하여 상기 경계부를 이격시키는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제 1 보조 패턴은, 콘택홀과 직접 정렬되는 콘택홀 중첩부 모서리 및 게이트 선폭 끝단에 이격되어 배치되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제 2 보조 패턴은, 상기 3개 이상의 직선 교차에 의해 삭제된 부분의 형태와 유사하게 이루어지는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마스크 제조 방법에 대해서 상세하게 설명한다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 방법을 설명하기 위한 도이다.

우선, 도 2에 도시하는 바와 같이, 단위 셀의 주 패턴을 복수 개의 분할 패턴으로 분할하는 데, 분할의 기준은 연장된 직선의 선폭이 달라지는 것으로, 서로 다른 선폭의 직선과 직선 2개가 인접하는 부분과 선폭에 관계없이 연장된 직선이 3개 이상 교차할 때, 각각 다른 방법을 적용하여 패턴을 분할한다.

즉, 도 1의 단위 셀 원본을 기준으로, 서로 다른 선폭을 갖는 2개의 연장된 직선은 경계부를 기준으로 단위 도형으로 분할하고, 선폭에 관계없이 연장된 직선이 3개 이상 교차하는 부분은 연장선을 기준으로 교차된 부분을 삭제한다.

전술한 바와 같이, 단위 셀 패턴을 복수 개의 분할 패턴으로 분할한 후에는, 분할된 패턴 모두를 원래 선폭의 예를 들어, 50% 배율로 축소(Sizing)시키고, 콘택홀과 직접 정렬되는 콘택홀 중첩부 모서리 및 게이트 선폭 끝단에 OPC 보상을 위한 OPC 보조 패턴(50A, 50B)을 분할 패턴의 축소율(50%)과 동일한 축소율을 적용하여 배치시키되, 일정 간격을 이격시켜 배치시킨다.

이에 따라, 단위 셀 패턴을 복수 개의 분할 패턴으로 분할하게 되면, 도 2에 도시하는 바와 같이, 3개의 직선 교차에 의해 만들어진 분할 패턴(10A, 10B, 10C)과 2개의 직선 경계부에 의해 만들어지는 분할 패턴(10C, 10D) 및 OPC 보상을 얻을 수 있는 OPC 보조 패턴(50A, 50B)으로 구성되게 된다.

이후에는 도 3에 도시하는 바와 같이, 분할 패턴(10C)을 선택적으로 예를 들어, 10% 더 축소(Sizing)시키고, 3개의 직선 교차에 의해 삭제된 부분에 예를 들어, 10㎚의 선폭을 갖는 T자형 보조 패턴(10ABC)을 형성시켜, 인접 패턴과의 중심을 일치시키고, 도 4에 도시하는 바와 같이, 패턴 전체를 다시 예를 들어, 50%확대시킨다.

도 5는 전술한 일련의 과정을 통해 확대된 마스크 메모리 셀을 나타내는 도이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 콘택홀과 직접 정렬되는 콘택홀 중첩부 모서리 및 게이트 선폭 끝단에 OPC 보상을 위한 OPC 보조 패턴(50A, 50B)을 삽입시키고, 3개의 직선 교차에 의해 삭제된 부분에 T자형의 미세 선폭을 갖는 보조 패턴(10ABC)을 배치함으로써, OPC 효과를 최적화할 수 있게 된다.

그리고, 완성된 마스크의 OPC 보조 패턴(50A, 50B)은 주 패턴과 동일한 축소 및 중첩을 통해 형성되고, 개별 분할 패턴도 동일한 축소 및 확대를 통해 완성되는 데, 분할 패턴(10C)은 총 축소율 60%를 적용하고 50%확대되므로, 분할 패턴(10D)과 분할 패턴(10C) 간에는 이격(10CD)이 발생하게 되는 데, 이격 거리는 10㎚~100㎚의 범위를 갖는다.

전술한, 이격(10CD)을 통해 패턴 선폭 차이에 의한 OPC 보상 효과를 높일 수 있게 된다.

그리고, 미세 선폭을 갖는 T자형 보조 패턴(10ABC)에 대해 동일한 확대율을 적용했으므로, 광 강도 개선 효과가 나타나게 된다.

또한, 주 패턴을 복수 개의 분할 패턴으로 분할함으로써, 패턴간 최소 간격을 갖는 영역(A, A')에 대한 거리를 개선시킬 수 있게 된다.

본 발명의 마스크 제조 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 마스크 제조 방법에 따르면, 게이트 셀의 직선 부분을 복수 개로 분할하고, 선폭 끝단에 OPC 보상을 위한 보조 패턴을 배치한 후, 축소 및 확대를 통해 마스크를 완성함으로써, OPC 보상이 가능하게 된다.

그리고, 3개의 직선 교차에 의해 삭제된 부분에 미세 선폭을 갖는 패턴을 배치함으로써, OPC 효과를 최적화할 수 있게 되고, 주 패턴의 선폭 단차 경계부를 이격시켜, 패턴 선폭 차이에 의한 OPC 보상 효과를 높일 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 연장된 직선의 선폭이 달라지는 경계부를 기준으로 단위 셀의 주 패턴을 복수 개의 분할 패턴으로 분할하되,

   서로 다른 선폭을 갖는 2개의 연장된 직선은 상기 경계부를 기준으로 단위 도형으로 분할하고,

   선폭에 관계없이 연장된 직선이 적어도 3개 이상 교차하는 경우에는 연장선을 기준으로 교차된 부분을 삭제시키는 과정과;

   상기 분할 패턴의 선폭을 임의의 배율로 축소시키고, 상기 축소율이 적용된 제 1 보조 패턴을 상기 분할 패턴에 이격하여 배치하는 과정과;

   상기 3개 이상의 직선 교차에 의해 삭제된 부분에 미세 선폭을 갖는 제 2 보조 패턴을 배치하는 과정과;

   상기 모든 패턴을 같은 배율로 확대시키는 과정을 포함하여 이루어지는 마스크 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 분할 패턴의 축소율을 서로 달리하여 상기 경계부를 이격시키는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 보조 패턴은,

   콘택홀과 직접 정렬되는 콘택홀 중첩부 모서리 및 게이트 선폭 끝단에 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 보조 패턴은,

   상기 3개 이상의 직선 교차에 의해 삭제된 부분의 형태와 유사하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.

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