최근 시장 상황의 급변에 의해 신기술공정(New technology Process)에 대한 개발 요구가 빈번해지고 있다. 특히, 칩사이즈 감소(Chip size Shrink) 및 공정의 단순화 요구로 인하여 마스크 툴링 스펙(mask tooling specification)의 작성 난이도는 급격히 증가하고 있는 상황이다. 이러한 마스크 툴링 스펙의 작성 난이도 증가는 마스크 툴링의 에러(error) 증가로 이어지고 있으며, 마스크 제조시간 및 제조비용의 증가를 야기하는 주요한 요소(factor)로 작용한다.
도 1은 종래기술에 따른 마스크 제조공정을 도시한 순서도이다.
도 1을 참조하여 종래기술에 따른 마스크 제조공정을 살펴보면, 캐 드(Computer Aided Design, CAD)와 같은 그래픽프로그램(graphic program)을 이용하여 레이아웃(Layout)을 작성한다(S101).
다음으로, 작성된 레이아웃과 설계(회로도식)을 비교하는 LVS(Layer Versus Schematic) 검사 및 DRC(Design Rule Check, 설계 규칙 검사) 검사를 실시한다(S102). 이때, LVS 검사 및 DRC 검사에서 에러가 검출되지 않을때까지 레이아웃 작성(또는 수정)과 LVS 검사 및 DRC 검사를 반복 진행한다.
다음으로, LVS 검사 및 DRC 검사에서 에러가 검출되지 않으면 작성된(또는 수정된) 레이아웃을 이용하여 GDS(Graphic Data System) 데이터를 생성한다(S103).
다음으로, 생성된 GDS데이터를 바탕으로 마스크 툴링 스펙을 작성한다(S104). 여기서, 마스크 툴링 스펙 작성은 공정비용 절감을 위해 레이아웃 대비 마스크 갯수를 감소시키기 위하여 비슷한 구조를 갖는 레이아웃을 통합하는 작업을 의미한다.
다음으로, 작성된 마스크 툴링 스펙을 바탕으로 마스크 샵(mask shop)에서 MEBES데이터를 생성한다(S105). 참고로, MEBES데이터는 어플라이드 머티리얼사(Applied Materials)에서 제공하는 마스크 제조용 데이터 포맷이다.
다음으로, GDS데이터 및 마스크 툴링 스펙과 MEBES데이터를 비교하여 MEBES데이터에서의 에러발생 여부를 검사한다(S106). 이때, MEBES데이터에서 에러가 검출되지 않을때까지 마스크 툴링 스펙 작성(또는 수정, S104), MEBES데이터 생성(S105) 및 검사(S106)를 반복 수행한다.
다음으로, MEBES데이터에 이상이 없을 경우에 마스크를 제작한다(S107).
하지만, 종래기술에서 마스크 툴링 스펙의 작성은 엔지니어(Engineer)의 노하우(Knowhow)에 의지하여 진행되기 때문에 에러 특히, 인적에러(Human error)가 쉽게 발생하는 문제점이 있다. 또한, 지금까지 마스크 툴링 스펙을 검증할 수 있는 상업용 툴(Tool)이 개발되어 있지 않기에 인적에러 발생에 대한 부담이 지속적으로 증가하는 문제점이 있다. 또한, MEBES데이터에서의 에러발생 여부에 대한 검사시 엔지니어에 의한 육안검사를 통해 GDS데이터 및 마스크 툴링 스펙과 MEBES데이터를 비교하기 때문에 인적에러에 대한 부담이 더욱더 증가하는 문제점이 있다. 상술한 인적에러에 대한 부담 증가는 결과적으로 마스크 제조시간 및 제조비용의 증가를 유발시키고, 마스크의 품질을 저하시키는 요인으로 작용한다.
또한, 종래기술에서 마스크 툴링 스펙 작성까지의 공정스텝은 마스크를 개발하는 연구소 단위에서 수행하고, MEBES데이터 생성은 연구소 외부의 마스크 샵에서 이루어지기 때문에 마스크 제조시간 및 제조비용이 증가하는 문제점이 있다. 또한, MEBES데이터에서 에러가 검출된 경우에 이를 보정(또는 수정)하는 과정에서 연구소와 마스크 샵을 복수회 경유해야하기 때문에 마스크 제조시간 및 제조비용이 더욱더 증가하는 문제점이 있다.
또한, MEBES데이터를 육안으로 확인하기 위해서는 고가의 툴(예컨대, K2)이 필요하며, MEBES데이터의 에러의 보완하는 과정이 반복될수록 툴 사용이 증가하기 때문에 추가 라이센스(license) 구매 비용이 발생하는 문제점이 있다.
이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하기로 한다.
이하에서는, 마스크(mask) 제조시간 및 제조비용을 감소시킬 수 있는 마스크 데이터 검증 시스템(mask data verification system)을 제공한다. 여기서, 마스크는 포토마스크(photo mask) 및 레티클(reticle)를 포함한다. 이를 위한 본 발명의 실시예에서는 DRC(Design Rule Check) 검사 및 LVS(Layer Versus Schematic) 검사를 통과한 레이아웃(Layout)을 마스크 툴링 스펙(mask tooling specification)을 통해 마스크용 GDS데이터로 변환시키고, 변환된 마스크용 GDS데이터를 리버스(reverse) 마스크 툴링 스펙을 이용하여 다시 레이아웃으로 변환시킨 후에 최초 레이아웃을 검사할 때 사용한 데이터베이스를 기반으로하는 DRC 검사 및 LVS 검사를 변환된 레이아웃을 대상으로 실시하여 마스크 툴링 스펙의 에러발생 여부를 검출하는 마스크 데이터 검증 시스템을 제공한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 마스크 제조공정을 도시한 순서도이고, 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 마스크 검증 시스템을 적용한 레이아웃 및 마스크를 도시한 평면도이다. 여기서, 도 3a는 제1레이아웃을 도시한 평면도, 도 3b는 마스크용 GDS데이터를 도시한 평면도, 도 3c는 제2레이아웃을 도시한 평면도이다.
도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 마스크 제조공정을 살펴보면, 캐드(Computer Aided Design, CAD), EDA(Electronic Design Automation)와 같은 그래픽프로그램(graphic program)을 이용하여 제1레이아웃을 작성한다(S201). 여기서, 제1레이아웃은 각각의 계층별로 도시된 복수의 레이아웃을 포함한다.
본 발명의 일실시예에서는 도 3a에 도시된 바와 같이, 캐드와 같은 그래픽프로그램을 이용하여 작성된 초기 레이아웃 즉, 제1레이아웃이 제1층 레이아웃 및 제2층 레이아웃으로 이루어진 경우를 예시하여 도시하였다. 구체적으로, 제1레이아웃은 도전패드(13) 상에 복수의 콘택플러그(14)가 형성된 구조로, 제1층 레이아웃에는 제1 및 제2도전패드(11, 12)로 이루어진 도전패드(13)층이 도시되어 있고, 제2 층 레이아웃에는 제1 및 제2도전패드(11, 12)와 각각 접하는 콘택플러그(14)가 도시되어 있다.
다음으로, 제1레이아웃에 대한 1차 검사를 실시한다(S202). 이때, 1차 검사는 LVS 검사 및 DRC 검사를 사용하여 실시할 수 있다. 이때, 1차 검사에서 에러(error)가 검출될 경우에는 제1레이아웃을 작성(또는 수정, S201)한 후에 다시 1차 검사(S202)를 진행하는 과정을 1차 검사(S202)에서 에러가 검출되지 않을때까지 반복 수행한다.
다음으로, 1차 검사(S202)에서 에러가 검출되지 않으면 작성된(또는 수정된) 제1레이아웃을 이용하여 제1GDS(Graphic Data System)데이터를 생성한다(S203). 여기서, GDS(Graphic Data System)데이터는 마스크를 생성하기 위한 데이터 포맷(data format)으로, 제1레이아웃에 도시된 구조물과 제1GDS데이터에 도시된 구조물이 서로 동일하다. 즉, 제1GDS데이터를 생성하는 단계(S203)는 제1레이아웃을 이용하여 마스크를 생성하기 위해서 캐드와 같은 그래픽프로그램으로 생성된 제1레이아웃의 데이터 포맷을 마스크 생성이 용이한 데이터 포맷으로 변환하는 단계라고도 할 수 있다. 참고로, GDS데이터는 계층적 레이아웃을 나타내는 데이터로 기작성된 라이브러리(Library)의 조합으로 레이아웃을 표현할 수 있기 때문에 데이터의 크기가 작고, 핸들링(Handling)이 용이하다는 장점이 있어 마스크를 개발하는 연구소 단위에서 활용이 용이한 데이터 포맷이다.
다음으로, 제1GDS데이터를 바탕으로 마스크 툴링 스펙(mask tooling specification)을 작성한다(S204). 여기서, 마스크 툴링 스펙의 작성은 마스크 제 조비용을 절감하기 위해 레이아웃 대비 마스크의 갯수를 감소시키 위하여 비슷한 구조를 갖는 레이아웃들을 통합하는 작업을 의미한다. 이때, 마스크 툴링 스펙은 더하기, 빼기, 곱하기 및 크기조절(sizing)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 이상의 연산자를 이용하여 작성할 수 있다.
다음으로, 작성된 마스크 툴링 스펙을 이용하여 마스크용 GDS데이터를 생성한다(S205). 즉, 마스크 툴링 스펙을 이용하여 제1GDS데이터를 마스크용 GDS데이터로 변환시킨다. 이때, 마스크 툴링 스펙을 바탕으로 생성된 마스크용 GDS데이터는 후속 리버스 마스크 툴링 스펙의 작성을 위한 것으로, 마스크용 GDS데이터로 나타낸 구조물은 제1레이아웃을 바탕으로 생성된 제1GDS데이터에 도시된 구조물과는 서로 다른 형태를 갖는다. 이는 마스크용 GDS데이터가 마스크 툴링 스펙을 통해 구조물이 비슷한 형태를 갖는 레이아웃들을 통합하여 생성한 것이기 때문이다.
한편, 마스크 툴링 스펙을 작성하는 과정에서 에러가 발생하게 되면, 마스크 툴링 스펙을 바탕으로 생성된 마스크용 GDS데이터에도 에러가 발생하게 된다. 구체적으로, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 최초 제1레이아웃의 제1층 레이아웃에 도시된 도전패드(13)는 사각형 형태를 갖는 제1 및 제2도전패드(11, 12)가 서로 분리된 구조로 도시되어 있으나, 마스크 툴링 스펙의 에러로 인해 마스크용 GDS데이터에서는 제1 및 제2도전패드(11, 12)가 서로 연결된 직사각형 형태의 도전패드(13A)로 도시될 수 있다.
다음으로, 마스크 툴링 스펙의 에러를 검출하기 위해 마스크용 GDS데이터를 바탕으로 리버스 마스크 툴링 스펙을 작성한다(S206). 여기서, 리버스 마스크 툴링 스펙의 작성은 마스크용 GDS데이터를 다시 GDS데이터로 변환시키기 위한 것으로, 더하기, 빼기, 곱하기 및 크기조절로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 이상의 연사자를 사용하여 작성할 수 있다.
다음으로, 작성된 리버스 마스크 툴링 스펙을 사용하여 마스크용 GDS데이터를 제2GDS데이터로 변환(S207)시킨 후, 제2GDS데이터를 이용하여 제2레이아웃을 생성한다(S208). 이때, 제1레이아웃 및 제1GDS데이터와 마찬가지로 리버스 마스크 툴링 스펙을 통해 생성된 제2GDS데이터 및 제2레이아웃은 데이터 포맷만 서로 다를 뿐 각각에 도시된 구조물의 형태는 서로 동일하다.
여기서, 리버스 마스크 툴링 스펙을 통해 생성된 제2레이아웃은 마스크용 GDS데이터를 바탕으로 생성된 것이기 때문에 도 3c에 도시된 바와 같이, 제1층 레이아웃에는 직사각형 형태의 단일 패턴으로 이루어진 도전패드(13A)가 도시되고, 제2층 레이아웃에는 복수개의 콘택플러그(14)가 도시된다. 즉, 리버스 마스크 툴링 스펙을 통해 마스크 툴링 스펙을 작성하는 과정에서 발생된 에러가 반영된 제2레이아웃을 획득할 수 있다.
다음으로, 제2레이아웃에 대해 1차 검사와 동일한 데이터베이스를 이용하여 2차 검사를 실시한다(S209). 또한, 2차 검사는 1차 검사와 동일한 방법 즉, DRC 검사 및 LVS 검사를 사용하여 실시할 수 있다.
여기서, 마스크 툴링 스펙을 작성하는 과정에서 에러가 발생하지 않았다면, 리버스 마스크 툴링 스펙을 통해 생성된 제2레이아웃은 제1레이아웃과 동일한 형태를 갖게 된다. 따라서, 제2레이아웃에 대해 1차 검사와 동일한 데이터베이스를 이 용하여 2차 검사 즉, DRC 검사 및 LVS 검사를 실시하더라도 에러가 검출되지 않는다.
하지만, 마스크 툴링 스펙을 작성하는 과정에서 에러가 발생하였다면, 리버스 마스크 툴링 스펙을 통해 생성된 제2레이아웃은 마스크 툴링 스펙을 작성하는 과정에서 발생된 에러를 반영하고 있기 때문에 제1레이아웃과 제2레이아웃은 서로 다른 형태를 갖게 된다. 따라서, 제2레이아웃에 대해 1차 검사와 동일한 데이터베이스를 이용하여 2차 검사를 실시하면 손쉽게 제2레이아웃의 에러 즉, 마스크 툴링 스펙의 에러를 용이하게 검출할 수 있다.
구체적으로 도 3a 및 도 3c를 비교해보면, 제1레이아웃에서는 전기적으로 서로 분리된 제1 및 제2도전패드(11, 12)에 각각의 콘택플러그(14)가 연결되는 구조를 갖는데 반해, 마스크 툴링 스펙에 에러가 반영된 제2레이아웃에서는 도전패드(13A)가 단일 패턴으로 이루어져 하나의 도전패드에 두개의 콘택플러그(14)가 연결된 형태를 갖는다. 이러한 상태에서 1차 검사와 동일한 데이터베이스 및 동일한 검사방법을 사용하여 제2레이아웃에 대한 2차 검사 즉, LVS 검사 및 DRC 검사를 수행하게 되면, LVS 검사에서 제1 및 제2도전패드(11, 12)가 서로 브릿지된 것으로 인식되기 때문에 손쉽게 에러발생 여부를 검출할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제2레이아웃에 대한 2차 검사시 에러가 검출될 경우에는 2차 검사에서 에러가 검출되지 않을때까지 마스크 툴링 스펙 작성(또는 수정, S204), 마스크용 GDS데이터 생성(S205), 리버스 마스크 툴링 스펙 작성(S206), 제2GDS데이터 생성(S207), 제2레이아웃 생성(S208) 및 2차 검사(S209)를 반복수행한 다.
한편, 상술한 제1레이아웃 생성(S201)으로부터 2차 검사(S209)까지의 공정스텝은 마스크를 개발하는 연구소 단위에서 수행한다.
다음으로, 2차 검사시 에러가 검출되지 않으면 작성된(또는 수정된) 마스크 툴링 스펙을 바탕으로 마스크 샵에서 MEBES데이터를 생성한다(S210). 참고로, MEBES데이터는 어플라이드 머티리얼사(Applied Materials)에서 제공하는 마스크 제조용 데이터 포맷으로 이빔데이터(E-Beam data)라고도 불리우며, 마스크에 도시될 각 구조물의 위치정보를 나타내기 때문에 데이터의 크기가 크고 핸들링이 어려우며, MEBES데이터를 확인하기 위해서는 고가의 툴(예컨대, K2)을 필요로한다.
다음으로, MEBES데이터와 마스크용 GDS데이터간의 일치여부를 검사하여 MEBES데이터에서의 에러발생 여부를 검사하는 3차 검사를 실시한다(S211). 이때, 3차 검사는 엔지니어에 의한 육안검사(eye check)를 통해 실시할 수 있다.
여기서, 마스크용 GDS데이터와 MEBES데이터는 데이터 포맷만 서로 다를 뿐 각각에 도시된 구조물은 서로 동일한 형태를 갖는다. 이는 마스크용 GDS데이터 및 MEBES데이터가 마스크 툴링 스펙을 바탕으로 생성된 데이터들이기 때문이다. 따라서, 3차 검사시 GDS데이터 및 마스크 툴링 스펙과 MEBES데이터를 서로 비교하여 MEBES데이터에서의 에러발생 여부를 검출하는 방법에 비하여 본 발명의 일실시예에 따른 서로 동일한 형태를 갖는 마스크용 GDS데이터와 MEBES데이터를 서로 비교하는 방법을 사용하면 보다 효과적으로 MEBES에서의 에러발생 여부를 검출할 수 있으며, 3차 검사시 엔지니어에 의한 에러(즉, 인적에러)가 발생할 확률을 획기적으로 감소 시킬 수 있다.
다음으로, 3차 검사과정에서 에러가 검출된 경우에는 3차 검사에서 에러가 검출되지 않을때까지 마스크 툴링 스펙 작성(또는 수정, S204), 마스크용 GDS데이터 생성(S205), 리버스 마스크 툴링 작성(S206), 제2GDS데이터 생성(S207), 제2레이아웃 생성(S208) 및 2차 검사(S209)를 반복 수행하고, 2차 검사(S209)에서 에러가 검출되지 않으면 MEBES데이터를 생성(S210) 및 3차 검사(S211)를 반복 수행한다.
여기서, 본 발명의 일실시예에 따르면 MEBES데이터를 생성하기 이전에 마스크 툴링 스펙 작성시 발생된 에러를 리버스 마스크 툴링 스펙을 통해 용이하게 검출할 수 있기 때문에 3차 검사에서 에러가 검출될 확률을 획기적으로 감소시킬 수 있다. 즉, 마스크를 개발하는 연구소 단위에서 이루어지는 제1레이아웃 생성(S201)으로부터 2차 검사(S209)까지의 공정스텝을 통해 마스크 툴링 스펙에 대한 에러를 손쉽게 검출할 수 있기 때문에 3차 검사에서 에러가 검출될 확률을 획기적으로 감소시킬 수 있다. 이를 통해, 연구소와 마스크 샵 사이의 경유 횟수 또한 획기적으로 감소시킬 수 있으며, MEBES데이터의 복수회 확인에 따른 추가 라이센스 구매 비용을 절감할 수 있다.
다음으로, 3차 검사에서 에러가 검출되지 않으면 MEBES데이터를 이용하여 마스크를 제작한다(S212).
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 마스크 데이터 검증 시스템은 리버스 마스크 툴링 스펙을 통해 마스크 툴링 스펙을 작성하는 과정에서 발생된 에러가 반 영된 제2레이아웃을 생성하고, 생성된 제2레이아웃에 대해 1차 검사와 동일한 데이터베이스를 이용하여 2차 검사를 실시함으로써, 마스크 툴링 스펙을 작성하는 과정에서 발생된 에러(즉, 인적에러)를 연구소 단위에서 손쉽게 검출 및 보정(또는 수정)할 수 있다. 이를 통해, MEBES데이터에서의 에러발생 확률 및 연구소와 마스크 샵 사이의 경유횟수를 획기적으로 감소시킬 수 있으며, MEBES데이터의 복수회 확인에 따른 추가 툴 구매 비용을 절감할 수 있다.
또한, 마스크 툴링 스펙을 사용하여 MEBES데이터와 동일한 형태를 갖는 마스크용 GDS데이터를 생성함으로써, 3차 검사에 대한 난이도를 감소시킴과 동시에 3차 검사에서의 에러 검출효율을 향상시킬 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 마스크 데이터 검증 시스템은 리버스 마스트 툴링 스펙을 통해 마스크 개발비용 및 개발시간을 감소시킴과 동시에 마스크의 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위내의 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.