KR100599505B1 - 마스크 패턴 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 서로 마주보는 주 패턴의 수평 라인 빗변에 수평 라인과 평행하는 보조 패턴과, 수직 라인과 마주보는 주패턴의 수평 라인 빗변에 수직 라인과 평행하는 보조 패턴을 형성함으로써, OPC(Optical Proximity Correction) 보상을 최적화할 수 있도록 하는 마스크 패턴 형성 방법에 관한 것으로, 수평 금속 라인과 수직 금속 라인이 서로 반복적으로 배치되고, 상기 수평 금속 라인 사이에 사각형 패턴이 배치되어 있는 마스크 패턴 구조에 있어서, 서로 마주보는 상기 수평 금속 라인의 빗변에 상기 수평 금속 라인 간에 존재하는 광 강도를 보상하기 위한 제 1 보조 패턴을 형성하되, 상기 제 1 보조 패턴의 장방향 길이가 상기 수평 금속 라인에 평행하게 형성하고, 상기 수직 금속 라인과 마주보는 상기 수평 금속 라인의 빗변에 상기 수직 금속 라인 간에 존재하는 광 강도를 보상하기 위한 제 2 보조 패턴을 형성하되, 상기 제 2 보조 패턴의 장방향 길이가 상기 수직 금속 라인에 평행하게 형성하는 것이 바람직하다.

수직 금속 라인, 수평 금속 라인, OPC 보상, 보조 패턴

Description

마스크 패턴 형성 방법{METHOD FOR MAKING MASK PATTERN}

도 1은 종래 마스크 패턴 형성 방법에 따라 제조된 마스크의 일 부분을 나타내는 도면.

도 2는 도 1의 마스크 패턴 구조를 통해 노광된 감광제 패턴의 전자 주사 현미경 사진.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 도면.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10. 수직 금속 라인, 30. 수평 금속 라인, 40. 사각형 패턴,

50. 제 1 보조 패턴, 60. 제 2 보조 패턴

본 발명은 마스크 패턴 형성 방법에 관한 것으로서, 특히 금속 셀 구조에 의해 형성된 라인 패터닝을 제대로 보상하고, 정확한 선폭 제조를 수행할 수 있도록 하는 마스크 패턴 형성 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.

도 1은 종래 마스크 패턴 형성 방법에 따라 제조된 마스크의 일 부분을 나타내는 도로, 수평 금속 라인(3;3A, 3B)과 수직 금속 라인(1)이 서로 반복적으로 배치되고, 사각형 패턴(4)이 수평 금속 라인(3) 사이에 배치되어 있는 패턴 구조의 경우, 광 근접 효과가 매우 크게 나타난다. 특히, 감광제 패터닝 과정에서 수평 금속 라인(3)과 수직 금속 라인(1)이 반복될 때마다 수평 금속 라인(3)은 수직 금속 라인(1) 주변의 광 강도 때문에 노칭(Notching)의 영향을 매우 심하게 받는다.

노칭은 금속 기판의 높은 반사율 때문에 산란이 발생하고 감광 패턴의 빗변 주변에 불규칙한 왜곡을 가져오는 것을 통칭하는 것으로, 캐패시턴스 단차를 갖는 메모리 셀 구조에서 가장 문제가 된다.

도 2는 도 1의 마스크 패턴 구조를 통해 노광된 감광제 패턴의 전자 주사 현미경 사진으로, 수직 감광 라인(1')의 광 간섭 효과 때문에 수평 감광 라인(3B')은 반복적으로 골을 형성하며, 반사율이 가장 강한 영역(2')과 만나는 수평 감광 라인 부분(3A')의 데미지(damage)가 가장 심해서 심한 경우에는 라인이 끊기는 경우도 발생하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 서로 마주보는 주 패턴의 수평 라인 빗변에 수평 라인과 평행하는 보조 패턴과, 수직 라인과 마주보는 주 패턴의 수평 라인 빗변에 수직 라인과 평행하는 보조 패턴을 형성함으로써, OPC(Optical Proximity Correction) 보상을 최적화할 수 있도록 하는 마스크 패턴 형성 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 패턴 형성 방법은, 수평 금속 라인과 수직 금속 라인이 서로 반복적으로 배치되고, 상기 수평 금속 라인 사이에 사각형 패턴이 배치되어 있는 마스크 패턴 구조에 있어서, 서로 마주보는 상기 수평 금속 라인의 빗변에 상기 수평 금속 라인 간에 존재하는 광 강도를 보상하기 위한 제 1 보조 패턴을 형성하되, 상기 제 1 보조 패턴의 장방향 길이가 상기 수평 금속 라인에 평행하게 형성하고, 상기 수직 금속 라인과 마주보는 상기 수평 금속 라인의 빗변에 상기 수직 금속 라인 간에 존재하는 광 강도를 보상하기 위한 제 2 보조 패턴을 형성하되, 상기 제 2 보조 패턴의 장방향 길이가 상기 수직 금속 라인에 평행하게 형성하는 것이 바람직하다.

나아가, 상기 제 1 보조 패턴은, 상기 사각형 패턴간 간격이 형성된 부분의 수평 금속 라인 빗변에 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제 2 보조 패턴은, 상기 수평 금속 라인 끝단의 이격 거리를 기준으로 상기 수평 금속 라인 끝단에만 선택적으로 형성되는 것이 바람직하다.

더욱이, 상기 제 2 보조 패턴은, 광 강도의 강도를 고려하여 길이가 조절되는 것이 바람직하다.

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

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 도이다.

우선, 수평 금속 라인(30;30A, 30B) 간에 존재하는 광 강도를 보상하기 위해서, 도 3에 도시하는 바와 같이, 수평 금속 라인(30)과 수직 금속 라인(10)이 서로 반복적으로 배치되고, 사각형 패턴(40)이 수평 금속 라인(30) 사이에 배치되어 있는 마스크 패턴 구조에 있어서, 서로 마주보는 수평 금속 라인(30)의 빗변에 수평 금속 라인(30) 간에 존재하는 광 강도를 보상하기 위한 제 1 보조 패턴(50)을 형성하되, 제 1 보조 패턴(50)의 장방향 길이가 주 패턴의 수평 금속 라인(30)에 평행하게 형성시킨다.

여기서, 수평 금속 라인(30B)은 그리드(Grid)의 정수배로 반복적으로 이격(30A)되어 설계되는 데, 본 발명의 실시예에서는 10㎚ 그리드(0.01㎛)만큼 이격(3A)시키는 것이 바람직하다. 수평 금속 라인(30B)을 10㎚ 그리드(0.01㎛)만큼 이격시키게 되면, 마스크 제조 시에 마스크 묘화 장치의 해상 한계 때문에 패터닝시 분리가 되지 않게 된다.

그리고, 전술한 제 1 보조 패턴(50)은 서로 마주보는 수평 금속 라인(30) 사이에 존재하는 사각형 패턴(40)간 간격을 따라 측정된 거리 룰(Rule)(A)에 의거하여 형성된다.

이에 따라, 수평 금속 라인(30) 사이에 존재하는 사각형 패턴(40)간 간격이 형성된 부분의 수평 금속 라인(30) 빗변에 제 1 보조 패턴(50)이 형성되게 된다.

한편, 수직 금속 라인(10) 간에 존재하는 광 강도를 보상하기 위해서, 도 4에 도시하는 바와 같이, 수직 금속 라인(10)과 마주보는 주 패턴의 수평 금속 라인(30)의 빗변에 수직 금속 라인(10) 간에 존재하는 광 강도를 보상하기 위한 제 2 보조 패턴(60)을 형성하되, 제 2 보조 패턴(60)의 장방향 길이가 주 패턴의 수직 금속 라인(10)에 평행하게 형성시킨다.

전술한, 제 2 보조 패턴(60)은 수직 금속 라인(10) 사이의 공간을 따라 측정된 거리 룰(Rule)(B)에 의거하여 선택적으로 형성되는 것으로, 수평 금속 라인(30B) 끝단의 이격 거리(10㎚)를 기준으로 수평 금속 라인(30B) 끝단에만 선택적으로 형성되어, 거리(B)에 대해서만 OPC 보상을 실시한다.

여기서, 광 강도가 가장 강한 부분(20)을 고려하여 수직으로 더 길게 제 2 보조 패턴(60)을 형성하여 OPC 보상을 실시할 수 있다.

전술한 바와 같이, 수직으로 길게 제 2 보조 패턴(60)을 형성함으로써, 수직 금속 라인(10)에 대한 OPC 보상을 최적화할 수 있게 된다.

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

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 마스크 패턴 형성 방법에 따르면, 서로 마주보는 주 패턴의 수평 라인 빗변에 주 패턴의 수평 라인에 평행하는 제 1 보조 패턴을 형성하고, 수직 라인과 마주보는 주 패턴의 수평 라인 빗변에 주 패턴의 수직 라인에 평행하는 제 2 보조 패턴을 형성함으로써, 금속 라인 패터닝시 주 패턴 배열에 따라 OPC 패턴 방향을 일치시켜, 금속 라인의 노칭을 막을 수 있게 된다. 이에 따라, OPC 패턴의 최적화로 광 강도를 최적화할 수 있고, OPC 볼륨을 최 소화할 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 수평 금속 라인과 수직 금속 라인이 서로 반복적으로 배치되고, 상기 수평 금속 라인 사이에 사각형 패턴이 배치되어 있는 마스크 패턴 구조에 있어서,

   서로 마주보는 상기 수평 금속 라인의 빗변에 상기 수평 금속 라인 간에 존재하는 광 강도를 보상하기 위한 제 1 보조 패턴을 형성하되, 상기 제 1 보조 패턴의 장방향 길이가 상기 수평 금속 라인에 평행하게 형성하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴 형성 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 보조 패턴은,

   상기 사각형 패턴간 간격이 형성된 부분의 수평 금속 라인 빗변에 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴 형성 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 수직 금속 라인과 마주보는 상기 수평 금속 라인의 빗변에 상기 수직 금속 라인 간에 존재하는 광 강도를 보상하기 위한 제 2 보조 패턴을 형성하되, 상기 제 2 보조 패턴의 장방향 길이가 상기 수직 금속 라인에 평행하게 형성하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴 형성 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 제 2 보조 패턴은,

   상기 수평 금속 라인 끝단의 이격 거리를 기준으로 상기 수평 금속 라인 끝단에만 선택적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴 형성 방법.
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 제 2 보조 패턴은,

   광 강도의 강도를 고려하여 길이가 조절되는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴 형성 방법.

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