KR20100079281A - Grid calibration method for semiconductor mask pattern - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체용 마스크 패턴의 그리드 보정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체용 마스크 패턴의 간격을 일정하게 유지할 수 있도록 하여 그리드 간격에 의해 초래되는 오프 그리드(off grid) 현상을 방지함으로써 패턴의 해상도 및 정밀도를 향상시킬 수 있도록 하는 반도체용 마스크 패턴의 그리드 보정 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
반도체 포토리소그라피 기술은 마스크 설계를 정교하게 해줌으로써 마스크로 투광되어 나오는 빛의 양을 적절히 조절할 수 있게 되었다. 특히 이러한 기술로는 제조 장치가 갖고 있는 기술적인 한계를 극복할 수 있도록 새로운 감광제의 개발, 고구경(High Numerical Aperture) 렌즈를 장착한 스캐너(Scanner)의 개발, 변형 마스크 기술의 개발 등이 있다.Semiconductor photolithography technology allows for precise control of the mask design, allowing the amount of light projected onto the mask to be properly controlled. In particular, such technologies include the development of new photosensitizers, the development of scanners equipped with high numerical aperture lenses, and the development of modified mask technology to overcome the technical limitations of manufacturing devices.
그리고, 광학 근접 보상(Optical Proximity Correction) 기술은 종래의 광학 노광 제조 장치가 안고 있는 기술적인 한계를 극복하는데 많은 도움을 주었고, 특히 DRAM개발의 원가절감에 기여함은 물론 파운드리 마켓(Foundry Market)의 경쟁을 가속화시키는데 결정적인 동기를 제공하였다. In addition, the optical proximity correction technology has helped to overcome the technical limitations of the conventional optical exposure manufacturing apparatus, and contributes to the cost reduction of the DRAM development as well as the foundry market. It provided the crucial motivation to accelerate competition.
논리소자와 같이 반복적이지 않고 불규칙적인 패턴 지오메트리(Geometry)를 갖는 제품들은 광학 해상 한계를 극복하면서, 동시에 빠른 시간 내에 매우 섬세한 패터닝을 가능하게 하였다. 이는 광학 왜곡 현상을 효과적으로 극복하면서 초미세 패턴의 가공능력을 향상시켰고, 광학 노광 장치가 안고 있는 빛의 왜곡 현상을 보상할 수 있게 되었다.Products with non-repetitive and irregular pattern geometries, such as logic devices, have overcome the optical resolution limits and at the same time enable very fine patterning in a short time. This effectively overcomes the optical distortion phenomenon while improving the processing ability of the ultra fine pattern, it is possible to compensate for the distortion of light contained in the optical exposure apparatus.
최근 원자외선파장(248nm or 194 nm Wavelength)의 빛에 감광력이 뛰어난 화학증폭형 레지스트의 개발로 더욱 해상도를 증가시킬 수 있는 실질적인 기술들이 등장하였다. 특히 광학 근접 보상기술은 John L. Nistler et al., "Large area optical design rule checker for Logic PSM application", SPIE Vol.2254 Photomask and X-Ray Mask Technology(1994)에 의해 발표되면서 마스크 자체에 대한 효과가 검증되었다. Recently, the development of a chemically amplified resist having excellent photosensitivity to light of far ultraviolet wavelength (248 nm or 194 nm Wavelength) has emerged a practical technology that can further increase the resolution. In particular, the optical proximity compensation technique was published by John L. Nistler et al., "Large area optical design rule checker for Logic PSM application", SPIE Vol. 2254 Photomask and X-Ray Mask Technology (1994), Has been verified.
특히, 패턴의 해상력에 영향을 주는 요인으로는 노광 장치에 맞는 패턴의 최적화이다. 이러한 패턴의 최적화를 실현함에 있어 설계 도면의 정밀도가 매우 중요하며, 이는 설계 데이터의 볼륨(Volume)과 깊은 관계가 있다.In particular, a factor influencing the resolution of the pattern is the optimization of the pattern suitable for the exposure apparatus. In realizing this pattern optimization, the precision of the design drawing is very important, which is closely related to the volume of the design data.
도 1은 종래 오프 그리드(off grid)에 의해 천이된 패턴을 포함하는 마스크 패턴을 나타낸 레이아웃도, 도 2는 도 1의 마스크 패턴을 이용하여 노광을 실시할 경우 웨이퍼 상에 나타나는 감광패턴의 모습을 나타낸 레이아웃도이다.1 is a layout diagram illustrating a mask pattern including a pattern shifted by a conventional off grid, and FIG. 2 is a view illustrating a photosensitive pattern appearing on a wafer when exposure is performed using the mask pattern of FIG. 1. The layout diagram shown.
도 1을 참조하면, 반도체용 마스크(1) 위에 형성된 마스크 패턴(2,3,4,5) 중 설계 당시의 최소 눈금인 그리드(grid,6,7) 이하의 마스크 패턴(3,4)이 존재할 때 정상적으로 정렬된 마스크 패턴(2,5) 이외에 오프 그리드에 의해 천이된 마스크 패턴(3,4)이 존재하게 된다. Referring to FIG. 1, among the
여기서, 오프 그리드란 마스크(1) 제작용 전자빔 주사장치(E-beam writer)의 어드레스 사이즈(address size)가 반도체 회로 설계도(DB) 상의 그리드(6,7)에 대해 정수배로 맞추지 못할 경우, 원래 의도했던 그리드(6,7) 상에 마스크 패턴 에지면(8)이 위치하지 못하고 그리드(6,7)에 마스크 패턴(3,4)의 일부분이 걸쳐지거나 도 1에 도시된 바와 같이 갭(gap)이 형성되어 마스크 패턴(3,4)의 천이가 일어나는 것을 말한다. Here, if the address size of the off-grid mask (E-beam writer) for fabricating the mask (1) does not match an integer multiple of the grid (6,7) on the semiconductor circuit design DB, the original The mask
도 2를 참조하면, 도 1에 따라서 설계된 마스크(1)를 이용하여 웨이퍼(10) 상에 감광 패턴(12,13,14,15)을 형성할 경우, 정상적으로 정렬된 마스크 패턴(2,5)으로부터는 정상적인 감광 패턴(12,15)이 얻어지지만, 오프 그리드된 마스크 패턴(3,4)으로부터는 정상적인 그리드(7a)와 감광 패턴 에지면(18) 간에 갭(gap)이 발생되어 천이된 감광 패턴(13,14)이 얻어지게 된다. Referring to FIG. 2, when the
이러한 오프 그리드 현상은 패턴의 일부 손실로 인한 컨택 커버링(contact covering)의 불량, 미스 얼라인(miss align) 등의 문제를 초래하게 되며, 결국 패턴의 충실도(fidelity)를 떨어뜨리게 되는 문제점이 있다.This off grid phenomenon causes problems such as poor contact covering, miss alignment due to partial loss of the pattern, and thus, there is a problem in that the fidelity of the pattern is degraded.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 오프 그리드 현상이 발생된 마스크 패턴을 온 그리드 상태로 보정하여 패턴 충실도를 향상시킴으로써 패턴의 해상도 및 정밀도를 향상시킬 수 있도록 하는 반도체용 마스크 패턴의 그리드 보정 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the mask pattern for the semiconductor to improve the pattern resolution by improving the pattern fidelity by correcting the mask pattern generated off-grid phenomenon to the on-grid state to improve the pattern fidelity Its purpose is to provide a grid correction method.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 반도체용 마스크 패턴의 그리드 보정 방법은, 동일한 마스크 상에 존재하는 마스크 패턴들을 위치별로 복수의 설계군으로 분류하는 제1 단계;및 상기 분류된 복수의 설계군 중에서 미세한 디자인 룰이 적용되는 특정 설계군 내의 패턴들에 대한 선택적인 사이징을 실시하여, 상기 특정 설계군 내의 마스크 패턴들과 인접 설계군 내의 마스크 패턴들 간에 상이한 그리드 배열을 갖도록 형성하는 제2 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The grid correction method of the mask pattern for a semiconductor of the present invention for realizing the above object comprises: a first step of classifying mask patterns existing on the same mask into a plurality of design groups for each position; and the classified plurality of Performing a selective sizing of patterns in a specific design group to which a fine design rule is applied among the design groups, and forming a different grid arrangement between mask patterns in the specific design group and mask patterns in an adjacent design group It characterized in that it comprises a step.
상기 제2 단계에서, 상기 특정 설계군 내에 포함된 마스크 패턴들 중 최외곽에 위치한 마스크 패턴의 에지면이 그리드의 외측으로 형성된 경우에는 최외곽 마스크 패턴의 에지면이 그리드에 일치되도록 축소 사이징을 실시하고, 상기 특정 설계군 내에 포함된 마스크 패턴들 중 최외곽에 위치한 마스크 패턴의 에지면이 그리드의 내측으로 형성된 경우에는 최외곽 마스크 패턴의 에지면이 그리드에 일치되도록 확대 사이징을 실시하는 것을 특징으로 한다.In the second step, when the edge surface of the outermost mask pattern among the mask patterns included in the specific design group is formed outside the grid, the reduction surface sizing is performed so that the edge surface of the outermost mask pattern matches the grid. If the edge surface of the mask pattern located at the outermost side of the mask patterns included in the specific design group is formed inside the grid, the enlarged sizing is performed so that the edge surface of the outermost mask pattern matches the grid. do.
상기 축소 사이징의 경우 원본 패턴의 70 % 이상 100 % 미만의 범위에서 이 루어지고, 상기 확대 사이징의 경우 원본 패턴의 100 % 초과 140 % 미만의 범위에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the case of the reduced sizing, it is made in the range of 70% or more and less than 100% of the original pattern, and in the case of the enlarged sizing, it is made in the range of more than 100% and less than 140% of the original pattern.
상기 제1 단계와 상기 제2 단계 사이에는 설계군 전체의 마스크 패턴들을 원본 패턴의 150 ~ 200 % 범위에서 확대하는 단계가 추가되고, 상기 제2 단계 이후에는 사이징된 설계군과 그 이외의 설계군을 포함한 설계군 전체의 마스크 패턴들을 동일한 비율로 축소하는 단계가 추가로 포함된 것을 특징으로 한다.Between the first step and the second step is a step of expanding the mask pattern of the entire design group in the range of 150 ~ 200% of the original pattern, and after the second step sized design group and other design groups It characterized in that it further comprises the step of reducing the mask pattern of the entire design group including the same ratio.
본 발명에 따른 반도체용 마스크 패턴의 그리드 보정 방법에 의하면, 패턴 제너레이션 작업과정에서 오프 그리드 현상이 발생한 패턴들에 대한 부분적 사이징의 실시를 통해 온 그리드 상태가 되도록 보정하여 패턴 충실도를 향상시킴으로써 패턴의 해상도 및 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.According to the grid correction method of a mask pattern for a semiconductor according to the present invention, the resolution of the pattern by improving the pattern fidelity by correcting to the on-grid state by performing a partial sizing for the pattern generated off-grid phenomenon in the pattern generation process And there is an advantage to improve the precision.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, the same reference numerals will be used for the same components as the prior art.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 반도체용 마스크 패턴의 그리드 보정 방법의 단계를 나타낸 마스크 패턴의 레이아웃도, 도 4는 본 발명에 따른 반도체용 마스크 패턴의 그리드 보정 방법의 단계를 나타낸 공정순서도이다.3A to 3C are layout views of mask patterns showing the steps of the grid correction method for semiconductor mask patterns according to the present invention, and FIG. 4 is a process flow chart showing the steps of the grid correction method for semiconductor mask patterns according to the present invention. .
우선 도 3a에 도시된 바와 같이 마스크 패턴(21,22,31,32)의 위치에 따라 별개의 제1 설계군(20)과 제2 설계군(30)으로 분류한다(S 2).First, as shown in FIG. 3A, the first and
여기서, 상기 제1 설계군(20)은 비교적 덜 미세하게 설계되는 영역(Non-Critical 설계군)으로서, 예컨대 최소 5 nm 단위의 그리드로 설계되는 영역이며, 상기 제2 설계군(30)은 레이아웃에서 가장 최소 선폭으로 설계되는 미세한 영역(Critical 설계군)으로서, 예컨대 트랜지스터와 같이 최소 1 nm 단위의 그리드로 설계되는 영역이다.Here, the
이때, 상기 마스크 패턴(21,22,31,32)은 도 1에 도시된 원본 패턴(2,3,4,5)보다 150% ~ 200 % 확대하여 그린다(S 4). In this case, the
이렇게 상기 마스크 패턴(21,22,31,32)을 사전에 확대하여 도시하는 이유는 후술되는 바와 같이 다양한 선폭의 조절을 위한 것이다.The reason why the
다음으로, 미세한 영역인 상기 제2 설계군(30) 내의 마스크 패턴(31,32)에 대하여 선택적인 사이징(Sizing)을 실시한다(S 6). Next, selective sizing is performed on the
도 3b에는 제2 설계군(30) 내에 포함된 마스크 패턴(31,32)에 대한 확대 사이징을 실시한 경우의 예를 도시한 것이지만, 경우에 따라서는 축소 사이징을 실시하게 된다.Although FIG. 3B illustrates an example in which enlarged sizing is performed on the
미세한 영역으로 특정된 제2 설계군(30) 내에 포함된 마스크 패턴(31,32)이 다수개 존재할 경우에, 축소 사이징은 최외곽에 위치한 마스크 패턴의 에지면이 그리드의 외측으로 형성된 경우에 최외곽 마스크 패턴의 에지면이 그리드에 일치되도록 보정하기 위한 것이며, 확대 사이징은 최외곽에 위치한 마스크 패턴의 에지면이 그리드의 내측으로 형성된 경우에 최외곽 마스크 패턴의 에지면이 그리드에 일치되도록 보정하기 위한 것이다. When there are a plurality of
축소 사이징의 경우 원본 패턴(31,32)의 70% 이상 100% 미만의 범위에서 이루어지고, 확대 사이징의 경우 원본 패턴(31,32)의 100% 초과 140 % 미만의 범위에서 이루어지록 설정됨이 바람직하다.In the case of reduced sizing, the range is set to 70% or more and less than 100% of the original pattern (31,32). desirable.
이렇게 선택적인 사이징을 실시함으로써 제2 설계군(30) 내의 사이징된 마스크 패턴(31a,32a)은 인접한 제1 설계군(20) 내의 마스크 패턴(21,22)과는 상이한 그리드 배열을 갖게 된다(S 8).By performing such selective sizing, the sized
이때, 제1 설계군(20)과 제2 설계군(30)간의 서로 다른 그리드 배열은 전자빔 주사장치(E-beam writer)에서 별도의 어드레스(address)를 할당하거나, 레이어의 데이터 타입을 별개로 설정함으로써 가능해진다.In this case, the different grid arrangement between the
다음 단계로, 도 3c에 도시된 바와 같이 제1 설계군(20)과 제2 설계군(30) 내에 포함된 전체 마스크 패턴(21,22,31a,32a)에 대해 동일한 비율로 축소(shrink)하여(S 10), 최종적인 마스크 패턴(21b,22b,31b,32b)을 형성하게 된다(S 12).Next, as illustrated in FIG. 3C, shrinking is performed at the same ratio with respect to the
여기서, 전체 마스크 패턴(21,22,31a,32a)에 대한 축소 비율은 상기 확대 단계(S 4)에서와 동일한 비율로 설정될 필요는 없으며, 축소 비율에 따라서 다양한 선폭의 설계가 가능해진다.Here, the reduction ratios for the
상기 단계들을 통하여, 최종적으로 완성된 마스크 패턴(21b,22b,31b,32b)간에는 서로 별개의 그리드 간격을 유지하게 됨으로써 오프 그리드 문제를 최소화할 수 있으며, 선택적인 사이징을 다양한 비율로 실시함으로써 다양한 선폭을 정밀하게 구현시킬 수 있게 된다.Through the above steps, the
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the above embodiments and can be practiced in various ways without departing from the technical spirit of the present invention. will be.
도 1은 종래 오프 그리드(off grid)에 의해 천이된 패턴을 포함하는 마스크 패턴을 나타낸 레이아웃도,1 is a layout diagram illustrating a mask pattern including a pattern shifted by a conventional off grid;
도 2는 도 1의 마스크 패턴을 이용하여 노광을 실시할 경우 웨이퍼 상에 나타나는 감광패턴의 모습을 나타낸 레이아웃도,FIG. 2 is a layout diagram illustrating a photosensitive pattern appearing on a wafer when exposure is performed using the mask pattern of FIG. 1.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 반도체용 마스크 패턴의 그리드 보정 방법의 단계를 나타낸 마스크 패턴의 레이아웃도,3A to 3C are layout views of mask patterns showing steps of a grid correction method for a mask pattern for a semiconductor according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 반도체용 마스크 패턴의 그리드 보정 방법의 단계를 나타낸 공정순서도이다.4 is a process flowchart showing steps of a grid correction method for a mask pattern for a semiconductor according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 마스크 2,3,4,5 : 마스크 패턴1:
6,7 : 그리드 8 : 패턴 에지면6,7: Grid 8: Pattern Edge Ground
10 : 웨이퍼 12,13,14,15 : 감광 패턴10
18 : 감광 패턴 에지면 20 : 제1 설계군18: photosensitive pattern edge 20: first design group
30 : 제2 설계군 21,22,31,32 : 확대된 마스크 패턴30:
31a,32a : 사이징된 마스크 패턴 21b,22b,31b,32b : 축소된 마스크 패턴31a, 32a:
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2008
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