KR20050070844A - 포토마스크 제작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포토마스크 제작 방법에 관한 것으로, 마스크 패턴을 형성하는 단계와; 상기 마스크 패턴의 선폭 끝단을 이격시키는 단계와; 상기 선폭 끝단에 대하여 선택적으로 OPC(Optical Proximity Correction) 패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명은 금속 라인을 패터닝하는 경우에 사용되는 포토마스크를 제작함에 있어서 금속 라인 간격을 그리드(Grid)의 배수로 이격시키고 선택적으로 OPC 패턴을 형성함으로써 노광시에 금속 라인 끝단간의 이격 부분을 최적으로 광 근접 보상할 수 있으므로, 금속 라인 끝단 사이에서의 브리지를 제거할 수 있어서 반도체 소자의 수율을 향상시키게 된다.

Description

포토마스크 제작 방법{Photo Mask Making Method}

본 발명은 포토마스크 제작 방법에 관한 것으로, 특히 다마신(Damascene) 구조에 의한 금속 라인을 패터닝하는 경우에 금속 셀 사이의 선폭 끝단에 대하여 선택적으로 OPC(Optical Proximity Correction) 패턴을 형성함으로써 이격되어 마주보고 있는 패턴간의 패턴 브리지를 제거하도록 하는 포토마스크 제작 방법에 관한 것이다.

일반적으로 포토마스크 패턴 형성 기술은 반도체 기판에 형성되는 패턴의 정확도에 밀접한 영향을 주는데, 특히 포토마스크 패턴의 광 근접 효과를 제대로 고려하지 못하면 포토 리소그라피 본래 노광 의도와 다르게 패턴 선폭 왜곡이 발생하여 선폭 선형성(Linearity)이 짧아지는 현상이 나타나 반도체 소자 특성에 나쁜 영향을 주게 된다.

최근 반도체 제조 공정에 있어서 금속라인 형성 기술이 0.15nm 이하의 미세 선폭 룰로 변경되면서 금속 라인을 다마신 구조로 적용하는 것이 유해지고 있다. 이 다마신 구조의 금속라인을 형성하는 경우에는 라인에 해당되는 부분은 식각되고, 그 부분을 구리로 채워서 금속 라인을 형성하는데, 노광 기술의 측면에서 보면 패터닝 과정에서 문제가 되는 부분이 기존의 일반적인 금속 셀 구조와는 완전히 뒤바뀌게 된다.

즉, 종래의 다마신 구조의 금속 라인을 형성하기 위하여 패터닝하는 경우에 도1에 도시된 바와 같이 패턴 부분(2, 3, 4, 5)은 노광후 식각될 부분이므로 패터닝 과정에서 감광제가 제거되며, 나머지 부분(1)은 감광제가 노광되지 않고 그대로 남는 부분이 된다. 도1에 도시된 이미지 윤곽선은 광감도를 나타내는데, 패턴의 제일 바깥부분 윤곽선은 최적 노광 이미지에 해당하고, 제일 안쪽 윤곽선은 상대적으로 부족한 노광 이미지에 해당한다.

이때. 패턴 부분(2, 3, 4, 5)중에서 금속 셀 사이의 서로 마주보고 있는 패턴에 의해 형성되는 선폭 끝단(3, 4)은 최적 노광으로 전사되더라도 광근접 효과에 기인하여 선폭이 매우 가늘어지고, 좀더 부족 노광이 진행되거나 노광시 초점 심도가 조금만 벗어나더라도 패턴 브리지가 쉽게 발생하여 반도체 소자의 수율을 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 다마신 구조에 의한 금속 라인을 패터닝하는 경우에 금속 셀 사이의 선폭 끝단에 대하여 선택적으로 OPC(Optical Proximity Correction) 패턴을 형성함으로써 이격되어 마주보고 있는 패턴간의 패턴 브리지를 제거하도록 하는 포토마스크 제작 방법을 제공하는데 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 반도체 제조에 사용되는 포토마스크를 제작하기 위한 포토마스크 제작 방법에 있어서, 마스크 패턴을 형성하는 단계와; 상기 마스크 패턴의 선폭 끝단을 이격시키는 단계와; 상기 선폭 끝단에 대하여 선택적으로 OPC(Optical Proximity Correction) 패턴을 형성하는 단계를 포함하는데 있다.

또한, 상기 OPC 패턴을 형성하는 경우에 마주보는 OPC 패턴간에 갭이 발생하지 않도록 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에서는 다마신 구조에 의한 금속 라인을 패터닝하는 경우에 금속 셀 사이의 선폭 끝단에 대하여 선택적으로 OPC 패턴을 형성함으로써 마주 보고 있는 패턴간의 패턴 브리지를 제거하도록 구성된다.

다마신 금속 셀 구조는 도2에 도시된 바와 같이 이루어 지는데, 해당 다마신 금속 셀 구조는 수평 라인과 나선형 라인으로 구성된다. 상술한 바와 같이 다마신 금속 셀 구조는 기존의 일반적인 금속 셀 구조와 정반대의 마스크 톤을 가지므로 패턴 부분이 개구부가 된다. 즉, 셀 패턴(2, 3A, 3B)은 개구부로 되어 노광시 감광제가 제거되고, 나머지 부분(1)은 차광부로 되어 노광시 감광제가 그대로 남는다.

이때, 도3에 도시된 바와 같이 금속 셀사이의 이격되는 부분(10)에 대하여, 금속 셀 사이에 이격되어 형성되는 패턴(3A)과 패턴(3B) 사이의 선폭 끝단을 설계 그리드(Grid)의 짝수배로 이격시키는데, 본 발명에서는 최소 눈금 그리드를 5nm(0.005㎛)로 적용하고, 패턴간의 선폭 끝단을 그리드(Grid)의 배수 만큼 이격하는 것으로 해서 10nm 이격시킨다.

도4a 내지 도4c는 도3의 금속 셀 사이에 이격되어 있는 패턴(3B)의 선폭 끝단을 확대하여 도시한 도면으로서, 패턴의 선폭 끝단에 OPC 패턴을 형성하는 방법을 도시한 것 이다. 선폭 0.18㎛인 단위 라인 끝단에 대해서만 OPC 패턴(4)을 형성하는 경우에는 도4a와 같은 형태로 OPC 패턴(4)이 형성되는데, 이 경우 라인 끝단이 0.2㎛ 이격되어 있어 OPC 세리프(serif)가 양쪽으로 형성된다. 그리고, 라인 끝단을 좀더 접근시켜 0.04㎛ 만큼 이격시킨 경우에는 도4b와 같은 형태로 OPC 패턴(4)이 형성된다. 또한, 라인 끝단을 좀더 접근시켜 10nm 만큼 이격 거리를 유지하는 경우에는 도4c에 도시된 바와 같은 형태로 OPC 패턴(40)이 형성된다.

도4c와 같이 라인 끝단 사이에 10nm의 이격 거리를 유지하는 경우에는 OPC 패턴(40)이 서로 붙어 중첩되는 형태를 이룬다. 이상과 같은 방법으로 이격되어 있는 선폭 끝단에 대해서만 선택적으로 OPC 패턴(40)을 형성하면 도5에 도시된 바와 같이 금속 셀 사이에 대해서만 선택적으로 OPC 패턴(40)을 형성할 수 있다.

이와같은 본 발명을 적용하면 포토마스크 제조시에 금속 셀 사이에 패턴이 이격되어 있는 경우에 해당 이격된 패턴의 인근 주변에 어떤 종류의 패턴이 존재하더라도 독립적으로 선폭을 조절하여 이격된 패턴 사이에 OPC 패턴을 형성할 수 있다.

도5에 도시된 바와 같이 제작된 본 발명의 포토마스크를 이용하여 노광하는 경우에 도6에 도시된 바와 같은 노광 이미지를 얻을 수 있는데, OPC 패턴(40)이 형성되어 있는 부분에 대한 브리지가 현저히 개선었음을 확인할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 금속 라인을 패터닝하는 경우에 사용되는 포토마스크를 제작함에 있어서 금속 라인 간격을 그리드(Grid)의 배수로 이격시키고 선택적으로 OPC 패턴을 형성함으로써 노광시에 금속 라인 끝단간의 이격 부분을 최적으로 광 근접 보상할 수 있으므로, 금속 라인 끝단 사이에서의 브리지를 제거할 수 있어서 반도체 소자의 수율을 향상시키게 된다.

또한, 본 발명은 이격되어 마주보도록 설치된 패턴 사이를 최적으로 광 근접 보상할 수 있으므로 초점심도를 20% 이상 개선할 수 있고, 다마신 금속 배선 구조에 적용 가능하므로 미세 선폭의 해상력 개선에 많은 도움을 주게 된다.

도1은 종래의 포토마스크를 이용하여 노광한 경우의 이미지 형상을 도시한 도.

도2 내지 도6은 본 발명에 따른 마스크 제작 방법을 설명하기 위한 도.

Claims (2)

1. 반도체 제조에 사용되는 포토마스크를 제작하기 위한 포토마스크 제작 방법에 있어서,

   마스크 패턴을 형성하는 단계와;

   상기 마스크 패턴의 선폭 끝단을 이격시키는 단계와;

   상기 선폭 끝단에 대하여 선택적으로 OPC(Optical Proximity Correction) 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 제작방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 OPC 패턴을 형성하는 경우에 마주보는 OPC 패턴간에 갭이 발생하지 않도록 형성하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 제작방법.