KR20060041547A - Method for fabricating of opc mask - Google Patents
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Abstract
본 발명은 OPC 정밀도를 높이기 위한 것으로, OPC(Optical Proximity Correction) 룰을 적용하는 마스크의 제조 방법에 있어서, 동일 OPC 룰이 적용되는 마스크의 제조시에 사용되는 마스크내의 패턴 밀도에 관한 기준값을 정하는 단계;마스크 원판에 실제 패턴을 정의하는 단계;상기 기준값을 만족시키기 위하여 실제 패턴 형성 영역을 제외한 부분에 더미 패턴을 형성하는 단계;상기 기준값을 만족시키는 더미 패턴이 형성되면 해당 OPC 룰을 적용하여 마스크를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OPC 마스크 제조 방법을 제공한다.The present invention is to improve the OPC accuracy, in the method of manufacturing a mask to apply the OPC (Optical Proximity Correction) rule, the step of determining a reference value for the pattern density in the mask used at the time of manufacturing the mask to which the same OPC rule is applied Defining a real pattern on a mask disc; forming a dummy pattern on a portion excluding the actual pattern formation region to satisfy the reference value; when a dummy pattern satisfying the reference value is formed, the mask is applied by applying a corresponding OPC rule. It provides an OPC mask manufacturing method comprising the step of manufacturing.
OPC, 더미 패턴, 식각 바이어스OPC, Dummy Pattern, Etch Bias
Description
도 1a와 도 1b는 종래 기술의 OPC 마스크를 이용한 패터닝 공정에서의 레지스트 패턴 프로파일과 에치 바이어스의 관계를 나타낸 그래프1A and 1B are graphs showing a relationship between a resist pattern profile and an etch bias in a patterning process using a conventional OPC mask
도 2는 본 발명에 따른 OPC 마스크 제조를 위한 구성도2 is a block diagram for manufacturing an OPC mask according to the present invention
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
21. 더미 패턴 형성 영역 22. 실제 패턴 형성 영역21. Dummy
본 발명은 반도체 장치의 제조를 위한 마스크의 제조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 더미 패턴의 구성 비율을 조정하여 마스크 패턴 밀도(Mask Pattern Density)를 일정하게 유지하는 것에 의해 OPC(Optical Proximity Correction) 정밀도를 높일 수 있도록한 OPC 마스크 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 반도체 장치를 제조하기 위해서 사용되는 포토 공정은 패턴을 형성하기 위해서 필연적으로 포토 공정용 마스크가 필요하다. 이러한 포토공정용 마스크는 표면에 빛을 차광하는 차광 물질로 형성된 막 위에 제작하고자하는 집적회로의 다양한 형태의 패턴들을 형성하여 빛을 선택적으로 투과할 수 있도록 제작되 어 있다. Generally, the photo process used for manufacturing a semiconductor device inevitably requires a photo process mask in order to form a pattern. Such a photo process mask is manufactured to selectively transmit light by forming various types of patterns of an integrated circuit to be fabricated on a film formed of a light blocking material that shields light from the surface.
그리하여 포토 공정의 정렬노광시 원하는 패턴이 포토 레지스트에 정확히 전사되도록 한다.Thus, upon alignment exposure of the photo process, the desired pattern is accurately transferred to the photo resist.
이러한 마스크 제작 방법은, 반도체 장치의 회로 선폭이 좁아지고 이에 따라서 노광용 광원의 파장이 짧아짐에 따라, 포토 마스크 상에 형성된 패턴들끼리 상호 간섭을 하여 실제 원하는 선폭이 제대로 형성되지 않는 단점이 있다.Such a mask fabrication method has a disadvantage in that, as the circuit line width of the semiconductor device is narrowed and thus the wavelength of the light source for exposure is shortened, the patterns formed on the photo masks interfere with each other, thereby not actually forming a desired line width.
즉, 비교적 선폭이 세밀한 선형의 패턴은 주변의 패턴 밀도에 따라서 선폭이 영향을 받게 되는데, 마스크 상에는 정상적인 선폭으로 패턴이 되었다 하더라도, 실제 포토 공정에서 노광을 하여 포토 레지스트에 패턴을 형성하면, 패턴 크기가 달라지게 된다.In other words, a linear pattern having a relatively fine line width is affected by the pattern density of the surroundings. Even if the pattern has a normal line width on the mask, when the pattern is formed on the photoresist by exposure in the actual photo process, the pattern size Will be different.
이러한 문제를 해결하여 패턴의 선폭이 정확하게 전사되도록 하기 위해서 현재 적용되고 기술은 OPC(Optical Proximity Correction)기술이다. 즉, 실제 패턴과 정렬 노광 후에 실제로 포토 레지스트에 형성되는 패턴 크기 사이의 관계를 통계적 또는 실험적으로 계산하여 이 계산에 따라 포토 마스크 상의 패턴 크기를 미리 조정하여 그에 맞게 패턴을 형성하는 방법이다.To solve this problem and to ensure that the line width of the pattern is accurately transferred, the present technology is OPC (Optical Proximity Correction) technology. That is, the relationship between the actual pattern and the pattern size actually formed in the photoresist after the alignment exposure is calculated statistically or experimentally, and the pattern size on the photomask is adjusted in advance according to this calculation to form the pattern accordingly.
이하에서 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술의 OPC 마스크 제조 기술에 관하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an OPC mask manufacturing technique of the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1a와 도 1b는 종래 기술의 OPC 마스크를 이용한 패터닝 공정에서의 레지스트 패턴 프로파일과 에치 바이어스의 관계를 나타낸 그래프이다.1A and 1B are graphs showing a relationship between a resist pattern profile and an etch bias in a patterning process using an OPC mask of the prior art.
OPC 모델링의 정확도를 결정하는 인자에는 OPC 모델링의 정확도(Opctical Modeling accuracy)와 안정적인 식각 프로세스(Etch process) 즉, 일정한 식각 바이어스(etch bias)이다.Factors that determine the accuracy of OPC modeling are OPCtical modeling accuracy and stable etching process, that is, constant etch bias.
OPC 모델링의 정확도는 포토 프로세스 마진(Photo process margin)을 고려한 룰(Rule)이 셋업되면 마스크의 종류에 따라 재현성에 영향을 줄만한 인자는 거의 없다.The accuracy of OPC modeling is rarely a factor that affects reproducibility depending on the type of mask when a rule is set up considering the photo process margin.
하지만, 식각 바이어스는 마스크(Reticle)가 바뀔 경우에는 OPC 정밀도에 영향을 주는 경우가 많다.However, etch bias often affects OPC accuracy when the mask is changed.
마스크에 따른 차이는 패턴 밀도(Pattern Density)의 차이를 의미하는데 이 차이에 의해서 포토 프로세스의 정확성은 거의 영향을 받지 않지만, 식각 바이어스는 패턴 치수(Critical Dimension)가 작아짐에 따라 영향을 크게 받는다.The difference according to the mask means the difference in the pattern density, and the accuracy of the photo process is hardly affected by the difference, but the etching bias is greatly affected by the decrease in the critical dimension.
그 이유는 패턴 치수가 작아짐으로써 실제 포토레지스트 프로파일의 슬로프가 작아지게 되고, 식각 프로세스를 진행할 때 패턴의 에지 부분에서 레지스트의 식각 저지능력(etch resistance)이 작아지는 것에 의해 식각 공정의 여유도가 감소하기 때문이다.The reason is that the smaller the pattern dimension, the smaller the slope of the actual photoresist profile, and the etch resistance of the resist decreases at the edge portion of the pattern during the etching process, thereby reducing the margin of the etching process. Because.
이와 같이 디바이스의 제조 기술이 발전할수록 구현해야 될 CD(Critical Dimension)는 작아지게 되고 공정 여유도 역시 작아지게 됨으로써 예전 제조 기술에서는 중요하지 않던 부분이 점점 더 중요하게 된다. 그 중에 직접적으로 OPC 정밀도에 영향을 미치는 식각 프로세스의 식각 바이어스가 중요하다. As the manufacturing technology of the device evolves, critical dimensions (CDs) to be implemented become smaller and process margins become smaller. Therefore, parts that were not important in the previous manufacturing technology become more important. Among them, the etching bias of the etching process that directly affects OPC precision is important.
도 1a와 도 1b에서와 같이, 리소그래피 프로세스가 식각 바이어스에 영향을 주는 인자에는 포토레지스트의 종류, 레지스트 패턴의 프로파일, 마스크내의 패턴 밀도 등을 들 수 있는데, 포토레지스트의 종류는 프로세스 셋업이 이루어지면 변하지 않는 인자이므로 레지스트 패턴의 프로파일과 마스크내의 패턴 밀도 등이 OPC 정밀도에 영향을 미치게 된다.As shown in FIGS. 1A and 1B, factors affecting the etching bias of the lithography process may include a type of photoresist, a profile of a resist pattern, a pattern density in a mask, and the like. Since it is a factor that does not change, the profile of the resist pattern and the pattern density in the mask affect the accuracy of the OPC.
즉, 레지스트 패턴의 치수가 작아지면서 레지스트 슬로우프 역시 작아지는데, 식각 프로세스에서 베리어(barrier) 역할을 하는 레지스트의 양이 패턴 에지에서 상대적으로 적어져 식각 바이어스를 증가시킨다.In other words, as the size of the resist pattern decreases, the resist sweep also decreases, and the amount of resist acting as a barrier in the etching process is relatively small at the pattern edge, thereby increasing the etching bias.
또한, OPC 모델을 위해 사용했던 레티클과 OPC 모델을 사용하여 제작한 마스크(Production Mask) 간에 마스크 패턴 밀도(Mask pattern density)가 다르면 식각 프로세스 후에 패턴별 바이어스가 달라지는 경우가 발생하고 식각 프로세스에서 사용되는 레시피(Recipe)의 종류에 따라 일정한 오프셋 차이를 갖고 비슷한 경향을 나타낸다.In addition, if the mask pattern density is different between the reticle used for the OPC model and the mask produced using the OPC model, the bias for each pattern may be different after the etching process and may be used in the etching process. There is a constant offset difference according to the recipe type and shows a similar tendency.
특정 기술 노드(Technology node)의 OPC 룰의 셋업이 이루어지면 항상 같은 OPC 룰을 여러 커스터머 DB에 적용하는 것이 가장 이상적인 방법이고 시간을 절약 할 수 있지만, 0.13um 이하의 디바이스에서는 마스크가 바뀌면 같은 OPC 룰을 적용하는데 어려움이 있었다.Once the OPC rules are set up for a particular technology node, it is always ideal to apply the same OPC rules to multiple customer databases and save time.However, for devices below 0.13um, the same OPC rules can be used when the mask is changed. There was a difficulty in applying it.
그 이유는 마스크내의 패턴 밀도(Pattern Density)가 다름으로 인해 식각 공정을 진행한 후에 CD(Critical Dimension)가 영향을 크게 받기 때문이다.This is because the CD (Critical Dimension) is greatly affected after the etching process due to the difference in pattern density in the mask.
종래 기술의 OPC 마스크의 제조 방법에서는 마스크내의 패턴 밀도를 일정하게 유지하기 위한 방법이 제시되고 있지 않기 때문에 모델 OPC에 의해 마스크를 제작하였을 경우 OPC를 진행한 마스크와 모델 OPC를 통하여 만들어진 마스크간의 마 스크 오픈 비율에서 차이가 발생한다.In the manufacturing method of the OPC mask of the prior art, a method for maintaining a constant pattern density in the mask has not been proposed. There is a difference in open rates.
이와 같은 마스크 오픈 비율의 차이에 의해 발생되는 에치 바이어스의 차이는 OPC 정확도를 저하시킨다.The difference in etch bias caused by such a difference in mask open ratio lowers the OPC accuracy.
그리고 에치 바이어스 차이에 의해 발생한 OPC 오차는 패턴치수가 작아짐에 따라 허용 범위를 초과하는 문제를 일으키기 때문에 식각 프로세스를 위한 새로운 리시피(Etch recipe)를 만들거나 포토 프로세스에서 타겟 치수(Target CD)를 바꾸어야만 한다.OPC errors caused by the difference in etch bias cause the problem of exceeding the allowable range as the pattern size becomes smaller, so it is necessary to create a new recipe for the etching process or change the target CD in the photo process. Should be.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 반도체 장치의 제조를 위한 마스크의 제조시에 더미 패턴의 구성 비율을 조정하여 마스크 패턴 밀도(Mask Pattern Density)를 일정하게 유지하는 것에 의해 OPC(Optical Proximity Correction) 정밀도를 높일 수 있도록한 OPC 마스크 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to maintain a constant mask pattern density by adjusting a composition ratio of a dummy pattern at the time of manufacturing a mask for manufacturing a semiconductor device. By providing a method for manufacturing an OPC mask that can improve the accuracy of OPC (Optical Proximity Correction).
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 OPC(Optical Proximity Correction) 룰을 적용하는 마스크의 제조 방법에 있어서, 동일 OPC 룰이 적용되는 마스크의 제조시에 사용되는 마스크내의 패턴 밀도에 관한 기준값을 정하는 단계;마스크 원판에 실제 패턴을 정의하는 단계;상기 기준값을 만족시키기 위하여 실제 패턴 형성 영역을 제외한 부분에 더미 패턴을 형성하는 단계;상기 기준값을 만족시키는 더미 패턴이 형성되면 해당 OPC 룰을 적용하여 마스크를 제조하는 단계를 포 함하는 것을 특징으로 하는 OPC 마스크 제조 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a mask to which the optical proximity correction (OPC) rule is applied, the method comprising: setting a reference value for the pattern density in the mask used at the time of manufacturing the mask to which the same OPC rule is applied; Defining a real pattern on a mask disc; forming a dummy pattern on a portion excluding the actual pattern formation region to satisfy the reference value; when a dummy pattern satisfying the reference value is formed, the mask is applied by applying a corresponding OPC rule. It provides an OPC mask manufacturing method comprising the step of manufacturing.
여기서, 마스크내의 패턴 밀도에 관한 기준값은 동일 OPC 룰이 적용되는 마스크의 오픈율이 일정하도록 결정되는 것을 특징으로 한다.Here, the reference value for the pattern density in the mask is characterized in that the open rate of the mask to which the same OPC rule is applied is determined to be constant.
그리고 더미 패턴의 크기는 X,Y 방향의 크기가 각각 1㎛를 넘지 않는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the size of the dummy pattern does not exceed 1 μm in the X and Y directions, respectively.
따라서, 본 발명에 의하면, 동일 OPC 룰이 적용되는 마스크의 제조 단계에서 마스크의 패턴 밀도를 일정하게 유지하는 것에 의해 OPC 정밀도를 높일 수 있다. Therefore, according to the present invention, OPC accuracy can be improved by keeping the pattern density of the mask constant in the manufacturing step of the mask to which the same OPC rule is applied.
그러므로 OPC 정밀도를 일정하게 유지하는 것에 의해 식각 프로세스의 진행에 필요한 노력과 시간을 줄일 수 있고, 소자의 제조 공정에서 재현성을 높일 수 있어 소자의 특성 및 신뢰성을 높이는 것이 가능하다.Therefore, it is possible to reduce the effort and time required for the progress of the etching process by keeping the OPC precision constant, and to increase the reproducibility in the manufacturing process of the device, thereby improving the characteristics and reliability of the device.
이하 상기의 목적으로 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention that can be specifically realized for the above purpose.
도 2는 본 발명에 따른 OPC 마스크 제조를 위한 구성도이다.2 is a block diagram for manufacturing an OPC mask according to the present invention.
본 발명은 포토 공정에서의 충분한 마진을 확보하기 위하여 더미 패턴을 이용하여 식각 바이어스(Etch bias)를 제어할 수 있도록한 것이다.The present invention is to control the etching bias using a dummy pattern in order to secure a sufficient margin in the photo process.
도 2는 로직 디바이스의 평면 구성을 나타낸 것으로, 실제 패턴이 형성되는 영역 이외의 영역에 더미 패턴을 형성하여 마스크 오픈율이 일정하게 유지되도록한 것이다. 2 illustrates a planar configuration of a logic device, in which a dummy pattern is formed in a region other than a region where an actual pattern is formed so that the mask open rate is kept constant.
구체적으로, 동일 OPC 룰이 적용되는 마스크들의 제조시에 OPC 정밀도를 높이기 위하여 마스크 전체 영역에서의 패턴 밀도에 관한 기준값을 결정한다.Specifically, in order to increase the OPC accuracy in manufacturing the masks to which the same OPC rule is applied, a reference value regarding the pattern density in the entire mask area is determined.
기준값은 동일 OPC 룰이 적용되는 모든 마스크들에게 동일하게 적용되는 것으로 로직 디바이스의 경우에는 마스크의 전체 영역중에서 실제 패턴 형성 영역을 제외하고 남는 더미 영역이 많이 존재한다.The reference value is equally applied to all masks to which the same OPC rule is applied. In the logic device, there are many dummy areas remaining in the entire area of the mask except the actual pattern formation area.
이와 같은 더미 영역은 OPC 공정 이외에도 다른 많은 공정시에 영향을 주게 된다.Such dummy regions affect many other processes besides OPC processes.
본 발명에서는 마스크 원판의 실제 패턴 형성 영역(22)에 원하는 패턴을 형성하고, 상기 기준값을 만족시키는 더미 패턴을 형성하여 마스크 패턴 밀도가 일정하게 유지되도록 한다.In the present invention, a desired pattern is formed in the actual
도 2에서 (21) 영역이 더미 패턴 형성 영역이다.
더미 패턴은 도 2에서와 같이, X,Y 방향의 크기가 각각 1㎛ 이하가 되도록 형성하는 것으로 일반적인 더미 패턴 즉, 다른 목적으로 형성되어 사이즈가 큰 더미 패턴과는 달리 마스크의 오픈율(Open ratio)을 조정하기 위한 것이다.As shown in FIG. 2, the dummy pattern is formed to have a size of 1 μm or less in the X and Y directions, respectively. Unlike the general dummy pattern, that is, it is formed for another purpose and has a large sized dummy pattern, the open ratio of the mask is increased. ) To adjust.
즉, 본 발명에 따른 더미 패턴은 X,Y 방향의 크기가 1㎛ 이하가 되는 복수개의 패턴들이 매트릭스 형태로 배열되는 스몰 사이즈 더미 패턴(small size dummy pattern) 구조이다. That is, the dummy pattern according to the present invention is a small size dummy pattern structure in which a plurality of patterns having sizes of 1 μm or less in the X and Y directions are arranged in a matrix form.
그리고 더미 패턴들이 매트릭스 형태로 배열되는 것은 더미 패턴들에 의해 다른 부분의 실제 패턴들이 받는 영향을 최소화하기 위한 것이다.And the dummy patterns are arranged in a matrix form to minimize the influence of the actual patterns of other parts by the dummy patterns.
이와 같이 마스크 원판에 실제 패턴을 정의하고, 상기 기준값을 만족시키기 위하여 실제 패턴 형성 영역을 제외한 부분에 더미 패턴을 형성하여 마스크의 오픈율이 일정하게 조정되면, 해당 OPC 룰을 적용하여 마스크를 형성한다.As described above, when the actual pattern is defined on the mask disc, and the dummy pattern is formed in a portion except the actual pattern formation region to satisfy the reference value, and the open ratio of the mask is constantly adjusted, the mask is formed by applying the corresponding OPC rule. .
이와 같은 본 발명에 따른 OPC 마스크 제조 방법은 0.13㎛ 이하의 디바이스의 제조 공정시에 마스크가 바뀌어도 동일 OPC 룰을 적용하는데 어려움이 없도록 한다.The OPC mask manufacturing method according to the present invention does not have a difficulty in applying the same OPC rule even if the mask is changed during the manufacturing process of the device of 0.13㎛ or less.
이는 마스크내의 패턴 밀도가 일정하게 유지되는 것에 의해 식각 공정에서 패턴 치수가 영향을 받는 것을 최소화할 수 있기 때문이다.This is because the pattern dimension in the mask can be minimized by keeping the pattern density in the mask constant.
이와 같이 본 발명에 따른 OPC 마스크 제조 방법은 마스크에 따른 패턴 밀도(Pattern Density)의 차이를 더미 패턴을 형성하여 일정하게 유지하는 것에 의해 식각 바이어스에 의해 OPC 정밀도가 영향을 받는 것을 억제한다.As described above, the method of manufacturing the OPC mask according to the present invention suppresses the influence of the OPC precision by the etching bias by forming a dummy pattern and maintaining the difference in the pattern density according to the mask.
본 발명을 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가지 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified by those skilled in the art as can be seen from the appended claims, and such modifications are within the scope of the present invention.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 OPC 마스크 제조 방법의 효과를 설명하면 다음과 같다. The effects of the OPC mask manufacturing method according to the present invention described above are as follows.
첫째, 동일 OPC 룰이 적용되는 마스크의 제조 단계에서 마스크의 패턴 밀도를 일정하게 유지하는 것에 의해 OPC 정밀도를 높일 수 있다.First, the OPC precision can be increased by keeping the pattern density of the mask constant in the manufacturing step of the mask to which the same OPC rule is applied.
둘째, OPC 정밀도를 일정하게 유지하는 것에 의해 식각 프로세스의 진행에 필요한 노력과 시간을 줄일 수 있다.Second, by maintaining a constant OPC precision it is possible to reduce the effort and time required for the progress of the etching process.
셋째, 소자의 제조 공정에서 재현성을 높일 수 있어 소자의 특성 및 신뢰성을 높일 수 있다.Third, the reproducibility can be improved in the manufacturing process of the device can be improved the characteristics and reliability of the device.
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