KR20020077185A

KR20020077185A - 마스크의 제조 방법, 이 제조 방법에 의해 제조된 마스크,및 이 마스크를 이용한 반도체 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR20020077185A
Application number: KR1020020016995A
Authority: KR
Inventors: 이노우에마리
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바; 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2002-10-11
Also published as: DE60217213D1; TW578196B; US6689625B2; JP2002296754A; EP1246010A3; EP1246010B1; US20020142233A1; CN1215531C; US20040091797A1; KR100472267B1; EP1246010A2; DE60217213T2; CN1379443A

Abstract

본 발명은 기판 표면에 소정의 광 이미지 패턴을 형성하기 위해서, 광 투과 패턴부와 차광 패턴부가 배치된 마스크의 레이아웃 패턴을 보정하는 마스크의 제조 방법으로서, 주어진 마스크의 레이아웃 패턴의 설계 데이터로부터, 상기 마스크의 면적에 대한 광 투과 패턴부 또는 차광 패턴부의 면적의 비율인 패턴 면적율과, 주어진 레이아웃 패턴으로부터 추출된 영역의 면적에 대한 그 영역 내의 상기 광 투과 패턴부 또는 차광 패턴부의 비율인 패턴 밀도를 각각 연산하고, 연산된 패턴 면적율 및 패턴 밀도로부터, 상기 주어진 레이아웃 패턴의 설계 데이터를 이용하여 마스크에 패턴을 형성한 경우에, 형성되는 패턴의 치수를 예측하며, 예측된 패턴 치수에 기초하여, 상기 주어진 레이아웃 패턴의 설계 데이터에 보정량을 부여한다.

Description

마스크의 제조 방법, 이 제조 방법에 의해 제조된 마스크, 및 이 마스크를 이용한 반도체 장치의 제조 방법{METHOD FOR FABRICATION OF MASK, MASK FABRICATED BY THE METHOD AND METHOD FOR FABRICATION OF SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE MASK}

본 발명은 기판에 소정의 광 이미지 패턴을 전사하기 위한 마스크의 레이아웃 패턴의 설계 데이터를 보정하는 마스크의 제조 방법, 및 이 보정 방법에 의해 보정된 레이아웃 패턴을 이용하여 가공된 마스크, 및 이 마스크를 이용한 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 장치의 회로 패턴의 미세화에 따라 그 원판이 되는 포토마스크의 패턴 치수도 미세화가 진행되어, 정밀도 요구도 엄격해지고 있다. 최근 디바이스 프로세스에서는 수 ㎚의 정밀도를 달성하기 위해서, 예를 들면 광 근접 효과 보정(OPC: Optical Proximity Correction)과 같이, 설계 패턴에도 다양한 보정을 실시하게 된다. 이 때문에 포토마스크의 정밀도는 디바이스 프로세스에 있어서도 매우 중요한 인자가 된다.

반도체 장치나 포토마스크의 제조 프로세스에 있어서, 현상이나 드라이 에칭 시의 마이크로 로딩 효과에 의해 패턴 개구율이나 패턴 밀도에 의존하여 가공 치수가 변동하는 것은 일반적으로 알려져 있다. 통상, 포토마스크 상의 패턴은 웨이퍼 상에 전사되는 이미지의 몇배이기 때문에, 층에 따라 마스크의 패턴 개구율은 크게 다르며, 개구율의 차에 따라 생기는 치수차도 커진다. 또한 디바이스 종류의 다양화로 메모리 혼재 논리 디바이스 등의 소밀차가 큰 디바이스에서는 마스크 상에서도 영역마다 패턴의 소밀차가 커지기 때문에, 마이크로 로딩 효과에 의한 치수 변동이 미세화 요구에 대응하는 치수 정밀도나 위치 정밀도의 향상에 방해가 되었다.

이하에 패턴 개구율이나 패턴 밀도에 의한 치수 변동을 제어하기 위한 종래의 포토마스크 작성 방법을 설명한다.

묘화 데이터는 기본적으로 초기 설계 데이터와 동일한 것으로 묘화 패턴 선폭=소망 패턴 선폭이다. 단, 예를 들면 EB(Electron Beam)/VSB(Variable Shaped Beam) 묘화에서의 쇼트 이음매의 저감, 또한 패턴 화질, 치수 정밀도 향상 등의 이유로, 완성 치수가 설계 데이터로부터 변경되는 경우에는, 묘화 데이터에는 설계 데이터에 대하여 일률적인 변환차(리사이즈)를 설정해 두고 있다. 어느 경우도 패턴 개구율에 상관없이 어떤 프로세스에 대해서는 묘화 데이터의 변환차는 일률적이다.

그러나, 예를 들면 컨택트홀계 패턴과, 게이트 전극 등의 배선계 패턴에서는 에칭 면적에 큰 차가 있기 때문에 에칭 레이트가 다르므로, 패턴 형상차나 수 10㎚에도 미치는 완성 치수차가 생긴다. 이를 해결하기 위해서, 패턴 종류를 주로 컨택트홀계와 배선계로 대별하고, 패턴 종류별로 도우즈량, 현상, 에칭 시간 등의 프로세스 조건을 조정하여 마스크를 작성하여 가공 치수를 제어하였다.

가공된 마스크의 완성 치수나 위치 정밀도, XY차가 규격을 벗어나면 마스크는 불량이 되어, 프로세스 조건을 조정 변경하여 재작성한다. 이와 같이 하여 원하는 규격을 만족하는 마스크가 얻어질 때까지 마찬가지의 공정이 반복된다.

그러나, 동일한 배선계 패턴이라도 선폭이나 칩 면적이 다르면 개구율도 다르다. 또한, 패턴 소밀차가 다르면 마찬가지로 가공 치수 변동이 발생하여, 패턴간의 치수차는 수 10㎚에도 미치는 경우가 있다. 이것은 동시에 패턴의 위치 정밀도나 XY차 정밀도에도 영향을 끼친다. 이와 같이 큰 치수차를 프로세스 조건만으로 제어하는 것은 곤란하고, 프로세스 조건을 몇번이나 조정하면서 재작성을 반복하거나 해야 한다. 프로세스 조건에 의해서는 프로세스 마진의 저하를 초래하여, 예를 들면 결함 증가 등의 폐해를 야기하는 경우도 있었다.

특히 논리 디바이스 등의 소밀차가 큰 패턴에서는 특히 치수 변동이 크고 프로세스 조건의 조정이 어렵기 때문에 새로운 패턴에 대해서는 한장째가 불량이 되는 경우가 많다. 이러한 방법으로는 수율 저하를 초래하는 문제가 있다.

도 1은 제1 실시예에 따른 마스크 레이아웃 패턴 데이터 변환 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도.

도 2는 제1 실시예에 따른 함수의 도출 방법을 나타내는 흐름도.

도 3a는 평가용 마스크 전체의 개략을 나타내는 평면도, 도 3b는 도 3a에 도시한 마스크에 형성된 칩 영역의 개략을 나타내는 평면도, 도 3c는 도 3b에 도시한 칩 영역에 형성된 치수 측정 패턴의 개략을 나타내는 평면도, 도 3d는 도 3b에 도시한 칩 영역에 형성된 치수 측정 패턴의 개략을 나타내는 평면도.

도 4는 패턴 면적율 C 및 패턴 밀도 D에 대한 완성 치수 W의 상관 관계를 나타내는 도면.

도 5는 패턴 면적율 C 및 패턴 밀도 D에 대한 완성 치수 W의 상관 관계를 나타내는 도면.

도 6은 도 1에 도시한 마스크 레이아웃 패턴의 보정 방법을 나타내는 흐름도.

도 7은 패턴 면적율 C 및 패턴 밀도 D에 대한 위치 정밀도 L의 상관 관계를 나타내는 도면.

도 8은 패턴 면적율 C 및 패턴 밀도 D에 대한 위치 정밀도 L의 XY차 S의 함수 h(c, d) 상관 관계를 나타내는 도면.

도 9는 제2 실시예에 따른 마스크 레이아웃 패턴의 보정 방법을 나타내는 흐름도.

도 10은 제3 실시예에 따른 마스크 레이아웃 패턴의 보정 방법을 나타내는 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101 : 마스크 레이아웃 데이터

102 : 변환차 파라미터 연산부

102a : 패턴 면적율 연산부

102b : 패턴 밀도 연산부

103 : 레이아웃 데이터 변환부

104 : 상관 관계

105 : 변환된 마스크 레이아웃 데이터

본 발명의 일례에 따른 마스크의 제조 방법은, 기판 표면에 소정의 광 이미지 패턴을 형성하기 위해서, 광 투과 패턴부와 차광 패턴부가 배치된 마스크의 레이아웃 패턴을 보정하는 마스크의 제조 방법으로서, 주어진 마스크의 레이아웃 패턴의 설계 데이터로부터, 상기 마스크의 면적에 대한 광 투과 패턴부 또는 차광 패턴부의 면적의 비율인 패턴 면적율과, 주어진 레이아웃 패턴으로부터 추출된 영역의 면적에 대한 해당 영역 내의 상기 광 투과 패턴부 또는 차광 패턴부의 비율인 패턴 밀도를 각각 연산하는 단계와, 연산된 패턴 면적율 및 패턴 밀도로부터, 상기 주어진 레이아웃 패턴의 설계 데이터를 이용하여 마스크에 패턴을 형성한 경우에, 형성되는 패턴의 치수, 위치 정밀도 또는 XY 차를 예측하는 단계와, 예측된 패턴 치수, 위치 정밀도 또는 XY 차에 기초하여, 상기 주어진 레이아웃 패턴의 설계 데이터에 보정량을 부여하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일례에 따른 마스크의 제조 방법은, 기판 표면에 소정의 광 이미지 패턴을 형성하기 위해서, 광 투과 패턴부와 차광 패턴부가 배치된 마스크의 레이아웃 패턴을 보정하는 마스크의 제조 방법으로서, 주어진 마스크의 레이아웃 패턴의 설계 데이터로부터, 상기 마스크의 면적에 대한 광 투과 패턴부 또는 차광 패턴부의 면적의 비율인 패턴 면적율과, 주어진 레이아웃 패턴으로부터 추출된 영역의 면적에 대한 해당 영역 내의 상기 광 투과 패턴부 또는 차광 패턴부의 비율인 패턴 밀도를 각각 연산하고, 연산된 패턴 면적율 및 패턴 밀도로부터, 상기 주어진 레이아웃 패턴의 설계 데이터를 이용하여 마스크에 패턴을 형성한 경우에, 형성되는 패턴의 위치 정밀도를 예측하며, 예측된 위치 정밀도에 기초하여, 상기 주어진 레이아웃 패턴에 보정량을 부여한다.

본 발명의 일례에 따른 마스크의 제조 방법은, 기판 표면에 소정의 광 이미지 패턴을 형성하기 위해서, 광 투과 패턴부와 차광 패턴부가 배치된 마스크의 레이아웃 패턴을 보정하는 마스크의 제조 방법으로서, 주어진 마스크의 레이아웃 패턴의 설계 데이터로부터, 상기 마스크의 면적에 대한 광 투과 패턴부 또는 차광 패턴부의 면적의 비율인 패턴 면적율과, 주어진 레이아웃 패턴으로부터 추출된 영역의 면적에 대한 해당 영역 내의 상기 광 투과 패턴부 또는 차광 패턴부의 비율인 패턴 밀도를 각각 연산하고, 연산된 패턴 면적율 및 패턴 밀도로부터, 상기 주어진 레이아웃 패턴의 설계 데이터를 이용하여 마스크에 패턴을 형성한 경우에, 형성되는 패턴의 XY 차를 예측하며, 예측된 XY 차에 기초하여, 상기 주어진 레이아웃 패턴에 보정량을 부여한다.

본 발명의 실시예를 이하에 도면을 참조하여 설명한다.

[제1 실시예]

제1 실시예에서는, DRAM에 대표되는, 면 내의 패턴 밀도가 비교적 균일한 메모리 디바이스를 대상으로 하는 마스크 패턴의 제작 방법에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 마스크 레이아웃 데이터 변환 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1에 있어서, (101)은 보정이 행해지는 마스크 레이아웃 데이터, (102)는 마스크 레이아웃 데이터(101)로부터 새로운 데이터로 변환하는 데 필요한 데이터를 연산하는 변환차 파라미터 연산부, (102a)는 패턴 면적율 연산부, (102b)는 패턴 밀도 연산부, (103)은 변환차 파라미터 연산부(102)에서 연산된 파라미터와 후술하는 상관 관계(104)를 이용하여, 마스크 레이아웃 데이터(101)를 변환(보정)하고, 변환된 마스크 레이아웃 데이터(105)를 출력하는 레이아웃 데이터 변환부이다.

또, 변환차 파라미터 연산부(102) 및 레이아웃 데이터 변환부(103)의 후술하는 각 기능은 하드웨어로 실현해도 되며, 각 기능을 프로그램으로 기술하여 컴퓨터에 실행시켜도 된다.

우선, 마스크 레이아웃 데이터를 변환하는 데 필요한 상관 관계(104)의 도출 방법에 대하여 도 2를 이용하여 설명한다. 도 2는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 함수의 도출 방법을 나타내는 흐름도이다.

여기서 도출하는 상관 관계(104)는 마스크 패턴 면적율 C 및 패턴 밀도 D에 대하여, 마스크 레이아웃 데이터에 부여되는 변환량 r=F(C, D)를 적용하는 함수이다.

또, 완성 치수 W란, 레이아웃 데이터에 기초하여 형성된 가공 후의 마스크 상의 패턴 치수와, 레이아웃 데이터 상의 설계 치수와의 차이다. 또한, 마스크 패턴 면적율 C는, 마스크의 면적 Am에 대한 마스크 내의 광 투과 패턴부(차광 패턴부)의 면적의 비율이다. 또한, 패턴 밀도 D는 마스크로부터 추출된 영역의 면적에 대한 광 투과 패턴부(차광 패턴부)의 면적의 비율이다.

(단계 S101)

우선, 패턴 면적율 C가 마스크마다 각각 다르고, 복수의 패턴 밀도 D를 갖고, 각각의 마스크에 동일한 패턴이 배치된 복수의 평가용 마스크를 제작한다. 평가용 마스크의 개략 구성을 도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d에 도시한다. 도 3a는 평가용 마스크 전체의 개략을 나타내는 평면도, 도 3b는 도 3a에 도시한 마스크에 형성된 칩 영역의 개략을 나타내는 평면도, 도 3c 및 도 3d는 도 3b에 도시한 칩 영역에 형성된 치수 측정 패턴의 개략을 나타내는 평면도이다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 평가용 마스크(201)에는 복수의 칩 영역(202)이 배치된다. 도 3b에 도시한 바와 같이, 각 칩 영역(202)에는, 중앙부에 배치되고 치수 측정 패턴이 형성된 치수 측정 패턴 영역(204)과, 치수 측정 패턴 영역(204)의 주위에 형성되고, 마스크마다 개구율이 다른 개구율 변화 영역(203)이 형성된다.

패턴 형성 영역(204)에 형성되는 치수 측정 패턴은, 각 칩 영역 및 각 평가용 마스크에서 공통의 패턴이 형성된다. 치수 측정 패턴(205)은 도 3c 및 도 3d에 도시한 바와 같이, 각 영역에서 패턴 밀도가 다른 패턴이 형성된다. 예를 들면, 배선 패턴의 패턴 밀도 D를 변경하거나(도 3c), 또는 홀 패턴의 밀도를 변경한다(도 3d). 패턴 밀도가 변화하는 각 영역 Pn(n은 추출하는 영역 번호)에 대한 패턴밀도를 Dn으로 한다.

또한, 개구율 변화 영역(203)에서는 차광막의 면적을 각 평가용 마스크마다 변화시킨다. 각 평가용 마스크마다 개구율 변화 영역의 개구율을 바꿈으로써, 각각의 마스크의 면내 패턴 면적율이 바뀌어진다.

(단계 S102)

계속해서, 각 평가용 마스크에 형성된 치수 측정 패턴을 측정하고, 측정치로부터 설계 치수치에 대한 시프트량인 완성 치수 W를 구한다. 여기서는 패턴 밀도가 다른 각 영역의 패턴에 대하여, 패턴의 치수 측정을 행한다.

(단계 S103)

측정 결과, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같은 패턴 면적율 C과 패턴 밀도 D와 완성 치수 W와의 상관 관계가 얻어지기 때문에, 이것을 상관 함수 f(C, D)로 나타낸다. 여기서 도 4와 도 5는 별개의 프로세스 조건으로 처리한 경우에 얻어진 상관 관계를 나타낸다. 이와 같이 복수의 처리 공정이 존재하는 경우에는 프로세스 조건마다 평가용 마스크를 제작하고, 각각 상관 함수 f를 구한다.

(단계 S104)

계속해서, 단계 S103에서 구해진 상관 함수 f(C, D)로부터, 마스크 레이아웃 데이터에 부여되는 변환량 r을 적용하는 함수 r=F(C, D)를 구한다. 완성 치수 W는 설계 치수치에 대한 시프트량으로서, 이것을 데이터 변환차로 한다. 본 실시예에서는 데이터 변환차 r을 f(C, D)/2로서 편측 엣지분의 시프트량으로서 정의한다. 또, 데이터 변환차 r은 패턴 데이터 합성 시의 정의에 따른 것으로 1/2로 하지 않아도 된다.

도 3에 도시한 레이아웃 패턴에 있어서 영역(204)에는 다양한 밀도의 패턴이 배치되어 있기 때문에, 이 마스크를 이용함으로써 프로세스 조건이 공통인 경우에는 메모리뿐만 아니라 논리 디바이스나 메모리 혼재 디바이스 등의 소밀차가 있는 레이아웃 패턴에 공통인 함수 f를 구할 수 있다.

다음에, 앞서 구해진 변환량 r=f(C, D)/2에 기초하여, 주어진 레이아웃을 변환하여, 마스크 데이터를 작성하는 마스크 레이아웃 데이터 변환 장치의 동작에 대하여, 도 6을 이용하여 설명한다.

우선, 변환차 파라미터 연산부(102)에 있어서 제품 마스크의 레이아웃 데이터(101)에 대하여 마스크 면 내에서의 패턴 면적율 Cm과, 특정 영역 Pn을 추출하고 그 특정 영역 내 Pn의 패턴 밀도 Dn을 계산한다.

우선, 패턴 면적율 연산부(102a)에 의한 패턴 면적율 C의 측정에 대하여 설명한다.

(단계 S201)

우선, 레이아웃 데이터(101)로부터, 레이아웃에 대한 개구부의 비율을 계산하고, 구해진 비율을 레이아웃 패턴 면적율 Cw로 한다.

(단계 S202)

계속해서, 레이아웃 패턴 면적율 Cw를, 칩 면적 Aw와 마스크 기판 면적 Am으로부터 마스크 기판 상에서의 패턴 면적율 Ca로 환산한다. 여기서, 패턴 면적율 Ca는 레이아웃 패턴 면적율 Cw, 칩 면적 Aw 및 마스크 기판 면적 Am으로부터,

Ca=Cw×Aw/Am

으로 계산된다.

(단계 S203)

계속해서, 패턴 면적율 Ca에 마스크에 배치되는 각종의 주변 마크의 면적율 Cb를 가산하여, 마스크 상의 패턴 면적율 Cm을 구한다.

이상 설명한 단계에 의해, 패턴 면적율 연산부(102a)는 패턴 면적율 Cm을 구할 수 있다.

다음에, 패턴 밀도 연산부(102b)에 의한 패턴 밀도 D의 측정에 대하여 설명한다.

(단계 S211)

우선, 레이아웃 내에서 가장 높은 치수 정밀도를 필요로 하는 패턴을 포함하는 영역을 특정 영역 Pn으로서 추출한다. 특정 영역 Pn의 크기는 임의이지만 칩 면적 Aw보다 충분히 작은 것(Pn《Aw)이 필요하다.

본 실시예에서는 패턴 밀도가 균일한 메모리 디바이스가 대상이기 때문에, 메모리 셀부를 특정 영역으로서 추출한다. 여기서, 추출 영역수는 1, 즉 n=1에서 P1=메모리 셀부로 하고, 크기는 메모리 셀 1 유닛 이하로 설정한다.

(단계 S212)

계속해서, 특정 영역 P1에서의 패턴 밀도 D1(P1 내의 개구율)을 계산한다.

이상 설명한 단계에 의해, 패턴 밀도 연산부(102b)는 패턴 밀도 D1을 구할 수 있다.

또, 패턴 면적율 연산부(102a)에 의한 패턴 면적율의 연산과, 패턴 밀도 연산부(102b)에 의한 패턴 밀도의 연산은, 병렬로 행해도 되며, 순서대로 행해도 된다. 연산의 순서는 어느 쪽을 먼저 해도 된다.

다음에, 레이아웃 데이터 변환부(103)의 동작에 대하여 설명한다.

(단계 S221)

우선, 사전에 구해진 데이터 변환차 r을 부여하는 상관 관계(104)에 대하여, 앞서 구해진 마스크의 패턴 면적율 Cm과 패턴 밀도 D1을 대입하여, 데이터 변환차 r을 구한다. 여기서, 변환차 r은 r=f(Cm, D1)/2로서 구해진다.

(단계 S222)

구해진 데이터 변환차 r을 이용하여, 마스크 레이아웃 데이터(101)에 데이터 변환차 r(=f(Cm, D1)/2)를 부여하여, 변환된 마스크 레이아웃 데이터(105)를 출력한다. 이상의 단계로, 새로운 마스크 레이아웃 데이터가 형성된다.

다음에, 변환된 마스크 레이아웃 데이터(105)에 기초하여, 마스크를 제작한다. 이렇게 해서 작성된 마스크는 원하는 완성 치수를 얻을 수 있다.

이러한 방법으로 작성되는 마스크는 사전에 데이터에 치수 보정이 실시되어 있기 때문에 패턴마다 노광량이나 프로세스 조건을 조정할 필요가 없으므로, 프로세스 마진을 확보할 수 있어 안정된 프로세스로 처리가 가능하여, 수율 변동이 적다는 이점이 있다.

동시에 여러 종류의 패턴에 대하여 개별적으로 조건을 설정할 필요가 없어짐으로써 프로세스 조건수가 줄어들어 프로세스 관리가 용이해질 뿐만 아니라, 프로세스 마진을 희생으로 하지 않고도 동일한 프로세스 조건을 적용할 수 있다. 그 결과, 포토마스크 제조에 있어서 안정적으로 높은 수율을 얻을 수 있다.

또한 본 실시예에서는, 패턴 면적율과 패턴 밀도를 파라미터로 하는 완성 치수의 함수를 이용하였지만, 이 함수는 도 7에 도시한 바와 같은 패턴 면적율과 패턴 밀도를 파라미터로 하는 위치 정밀도 L의 함수(L=g(c, d)), 또는 도 8에 도시한 바와 같은 패턴 면적율과 패턴 밀도를 파라미터로 하는 XY차 S의 함수(S=h(c, d))를 이용함으로써, 전술한 치수와 동일한 방법으로 각각 원하는 위치 정밀도 또는 XY 차 정밀도를 양호한 수율로 얻을 수 있다.

(제2 실시예)

제2 실시예에서는, 면 내에 패턴 밀도가 다른 유닛 디바이스가 복수개 레이아웃되어 있는, 메모리 혼재 논리 디바이스를 주 대상으로 하는 마스크 패턴의 제작 방법의 예를 설명한다.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 마스크 레이아웃 데이터의 변환 방법을 나타내는 흐름도이다.

본 실시예에서의 상관 함수 f의 도출은, 제1 실시예에서 도 2를 이용하여 설명한 공정과 마찬가지이므로 그에 대한 설명을 생략한다. 또한, 도 9에 있어서, 패턴 면적율 Cm의 산출 공정(단계 S201∼S203)은 제1 실시예와 마찬가지이므로 그에 대한 설명을 생략한다.

(단계 S311)

패턴 밀도 연산부(102b)에서, 우선 마스크 레이아웃 데이터(101)를 유닛 디바이스마다 블록 분할하고, 각각을 특정 영역 P1∼Pn으로 한다.

(단계 S312)

계속해서, 특정 영역 P1∼Pn에서의 패턴 밀도 D1∼Dn을 각각 계산한다.

(단계 S321)

다음에, 패턴 데이터 변환부에서, 패턴 밀도 D1∼Dn과 패턴 면적율 Cm을 상관 관계(104)에 대입하여, 특정 영역 P1∼Pn에서의 변환차 r1∼rn을 구한다.

또, 특정 영역 P1∼Pn에서의 변환차 r1∼rn은,

r1=f(Cm, D1)/2,

r2=f(Cm, D2)/2,

…,

n=f(Cm, Dn)/2

이다.

(단계 S322)

계속해서, 구해진 데이터 변환차 r1∼rn에 대응하는 유닛 디바이스 단위 Pi(i=1∼n)에 입력하여 패턴 데이터를 재합성하고, 재합성한 후의 데이터를 이용하여 마스크를 작성한다. 이와 같이 하여 면 내의 패턴 밀도가 다른 유닛 디바이스가 복수개 레이아웃되어 있는 메모리 혼재 논리 디바이스에 대해서도 마스크 상에서 원하는 완성 치수를 얻을 수 있다.

또한 본 실시예의 방법은 혼재 논리 디바이스에 한하지 않고, 레이아웃 패턴이 유사한 패턴 밀도에 의해 블록 분할할 수 있는 마스크 패턴이면 적용할 수 있다.

이러한 방법으로 작성되는 마스크는 사전에 데이터에 치수 보정이 실시되어 있기 때문에 패턴마다 노광량이나 프로세스 조건을 조정할 필요가 없으므로, 프로세스 마진을 확보할 수 있어 안정된 프로세스로 처리를 할 수 있다. 그에 따라, 수율 변동이 적다고 하는 이점이 있다.

또한 제1 실시예와 마찬가지로, 이 방법을 위치 정밀도 또는 XY차 정밀도의 보정에 적용함으로써, 원하는 위치 정밀도 또는 XY차 정밀도를 양호한 수율로 얻을 수 있다.

(제3 실시예)

제3 실시예에서는, 면 내의 패턴 밀도가 균일하지 않고, 레이아웃 패턴이 용이하게 분할할 수 없는 논리 디바이스를 대상으로 한 마스크 패턴의 제작 방법의 예를 설명한다.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 마스크 레이아웃 데이터의 변환 방법을 나타내는 흐름도이다.

본 실시예에서의 상관 함수 f의 도출은, 제1 실시예에서 도 2를 이용하여 설명한 공정과 마찬가지이므로 그에 대한 설명을 생략한다. 또한, 도 10에서 패턴 면적율 Cm의 산출 공정(단계 S201∼S203)은 제1 실시예와 마찬가지이므로 그에 대한 설명을 생략한다.

특정 영역 패턴 밀도 Dn의 산출에서는, 우선 레이아웃 패턴에 대하여 마스크 내에서 높은 치수 정밀도를 필요로 하는 패턴을 추출하고 그 패턴 주변 100㎛의 영역을 P1로 한다(단계 S411).

다음에 영역 P1에서의 패턴 밀도 D1을 계산한다(단계 S412).

다음에, 패턴 데이터 변환부에서 패턴 밀도 D1과 패턴 면적율 Cm을 상관 함수 r에 대입하면, r1=f(Cm, D1)/2가 되어, 변환차 r1이 구해진다(단계 S421).

구해진 데이터 변환차 r1을 입력하여 패턴 데이터를 재합성하고, 재합성한 후의 데이터를 이용하여 마스크를 작성한다(단계 S422). 이와 같이 하여 마스크 면 내의 패턴 밀도가 균일하지 않은 논리 디바이스 패턴에 대해서도 원하는 완성 치수를 얻을 수 있다.

또한 본 실시예에서는 마스크 내에서 가장 치수 정밀도를 필요로 하는 패턴 하나를 추출하여 P1로 하였지만, 레이아웃 내의 복수의 패턴을 추출해 두고 각각 주변 100㎛ 영역의 패턴 밀도를 계산하고, 이들의 평균값을 D1로 하여도 된다. 또한 주변 영역의 크기는 100㎛으로 하였지만 이에 한정되는 것은 아니다.

또한 본 실시예의 방법은 논리 디바이스에 한하지 않고 다양한 레이아웃 패턴에 대하여 적용 가능하고, 변환차가 하나의 값이기 때문에 패턴 데이터의 재 합성이 용이하다고 하는 이점도 있다.

또한 제1, 제2 실시예와 마찬가지로, 이 방법을 위치 정밀도 또는 XY 차 정밀도의 보정에 적용함으로써, 원하는 위치 정밀도 또는 XY 차 정밀도를 양호한 수율로 얻을 수 있다.

또, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러가지 변형하여 실시하는 것이 가능하다.

따라서, 본 발명에 따르면, 사전에 데이터에 치수 보정이 실시되어 있기 때문에 패턴마다 노광량이나 프로세스 조건을 조정할 필요가 없으므로, 프로세스 마진을 확보할 수 있어 안정된 프로세스로 처리가 가능하여, 수율 변동이 적다는 이점이 있다.

Claims

기판 표면에 소정의 광 이미지 패턴을 형성하기 위해서, 광 투과 패턴부와 차광 패턴부가 배치된 마스크의 레이아웃 패턴을 보정하는 마스크의 제조 방법에 있어서,

주어진 마스크의 레이아웃 패턴의 설계 데이터로부터, 상기 마스크의 면적에 대한 광 투과 패턴부 또는 차광 패턴부의 면적의 비율인 패턴 면적율과, 주어진 레이아웃 패턴으로부터 추출된 영역의 면적에 대한 그 영역 내의 상기 광 투과 패턴부 또는 차광 패턴부의 비율인 패턴 밀도를 각각 연산하는 단계;

상기 연산된 패턴 면적율 및 패턴 밀도로부터, 상기 주어진 레이아웃 패턴의 설계 데이터를 이용하여 마스크에 패턴을 형성한 경우에, 형성되는 패턴의 치수를 예측하는 단계; 및

상기 예측된 패턴 치수에 기초하여, 상기 주어진 레이아웃 패턴의 설계 데이터에 보정량을 부여하는 단계

를 포함하는 마스크 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 레이아웃 패턴으로부터 추출된 영역은, 레이아웃 패턴의 중에서 가장 높은 치수 정밀도를 필요로 하는 패턴을 포함하는 영역인 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 패턴 치수의 예측 단계는,

상기 패턴 면적율과, 마스크를 실제로 가공하여 얻어지는 패턴 치수와의 관계를 나타내는 제1 함수와,

상기 패턴 밀도와, 마스크를 실제로 가공하여 얻어지는 패턴 치수와의 관계를 나타내는 제2 함수와,

상기 패턴 면적율 및 패턴 밀도와, 마스크를 실제로 가공하여 얻어지는 패턴 치수와의 관계를 나타내는 제3 함수 중 어느 하나를 이용하여 행해지는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
제3항에 있어서,

상기 제2 함수 및 상기 제3 함수는, 복수의 패턴 밀도를 갖는 치수 측정 패턴이 배치되고, 패턴 면적율이 서로 다른 복수의 패턴 데이터를 이용하여 가공된, 각각의 평가용 마스크의 패턴 치수를 측정함으로써 도출되는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
기판 표면에 소정의 광 이미지 패턴을 형성하기 위해서, 광 투과 패턴부와 차광 패턴부가 배치된 마스크의 레이아웃 패턴을 보정하는 마스크의 제조 방법에 있어서,

주어진 마스크의 레이아웃 패턴의 설계 데이터로부터, 상기 마스크의 면적에대한 광 투과 패턴부 또는 차광 패턴부의 면적의 비율인 패턴 면적율과, 주어진 레이아웃 패턴으로부터 추출된 영역의 면적에 대한 그 영역 내의 상기 광 투과 패턴부또는 차광 패턴부의 비율인 패턴 밀도를 각각 연산하는 단계;

상기 연산된 패턴 면적율 및 패턴 밀도로부터, 상기 주어진 레이아웃 패턴의 설계 데이터를 이용하여 마스크에 패턴을 형성한 경우에, 형성되는 패턴의 위치 정밀도를 예측하는 단계; 및

상기 예측된 위치 정밀도에 기초하여, 상기 주어진 레이아웃 패턴에 보정량을 부여하는 단계

포함하는 마스크 제조 방법.
기판 표면에 소정의 광 이미지 패턴을 형성하기 위해서, 광 투과 패턴부와 차광 패턴부가 배치된 마스크의 레이아웃 패턴을 보정하는 마스크의 제조 방법에 있어서,

주어진 마스크의 레이아웃 패턴의 설계 데이터로부터, 상기 마스크의 면적에 대한 광 투과 패턴부 또는 차광 패턴부의 면적의 비율인 패턴 면적율과, 주어진 레이아웃 패턴으로부터 추출된 영역의 면적에 대한 그 영역 내의 상기 광 투과 패턴부 또는 차광 패턴부의 비율인 패턴 밀도를 각각 연산하는 단계;

상기 연산된 패턴 면적율 및 패턴 밀도로부터, 상기 주어진 레이아웃 패턴의 설계 데이터를 이용하여 마스크에 패턴을 형성한 경우에, 형성되는 패턴의 XY 차를 예측하는 단계; 및

상기 예측된 XY 차에 기초하여, 상기 주어진 레이아웃 패턴에 보정량을 부여하는 단계

를 포함하는 마스크 제조 방법.
제1항에 기재된 마스크의 제조 방법을 이용하여 보정된 마스크의 레이아웃 패턴에 기초하여 형성된 것을 특징으로 하는 마스크.
제7항에 기재된 마스크를 이용하여 기판 표면에 소정의 광 이미지 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
제5항에 기재된 마스크의 제조 방법을 이용하여 보정된 마스크의 레이아웃 패턴에 기초하여 형성된 것을 특징으로 하는 마스크.
제9항에 기재된 마스크를 이용하여 기판 표면에 소정의 광 이미지 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
제6항에 기재된 마스크의 제조 방법을 이용하여 보정된 마스크의 레이아웃 패턴에 기초하여 형성된 것을 특징으로 하는 마스크.
제11항에 기재된 마스크를 이용하여 기판 표면에 소정의 광 이미지 패턴을형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.