KR20120075503A - Method for manufacturing the photo mask - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing an exposure mask is provided to form a desired pattern with enough depth of focus margin by using the exposure mask capable of preventing the generation of side lobes. CONSTITUTION: An optical proximity correction process is executed on an exposure mask. A contour image of hole patterns is formed by executing a simulation on the exposure mask in which the hole patterns are defined. An intensity profile of light between the hole patterns of the contour image is measured. The generation of side lobes is estimated by using the variation of a slope of the intensity profile. An assist pattern is inserted into the exposure mask.

Description

노광 마스크 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING THE PHOTO MASK}Method of manufacturing exposure mask {METHOD FOR MANUFACTURING THE PHOTO MASK}

본 발명은 노광 마스크 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 사이드 로브(Side Lobe)의 발생을 미리 예측하는 방법을 포함하는 노광 마스크 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an exposure mask. More particularly, the present invention relates to an exposure mask manufacturing method including a method of predicting the occurrence of side lobes in advance.

반도체 소자의 제조 공정 시 노광 마스크를 이용하여 패턴을 형성하는 과정에서 패턴과 패턴 사이에 원하지 않는 비정상적인 패턴인 사이드 로브(Side Lobe)가 발생한다. 사이드 로브의 발생 원인은 노광 공정 시 광원이 노광 마스크를 통과한 후 형성되고자 하는 패턴 주변에서 간섭을 일으켜서 2차 피크(Peak)가 발생하기 때문이다. In the process of forming a pattern using an exposure mask during the manufacturing process of a semiconductor device, side lobes, which are unwanted abnormal patterns, are generated between the patterns. The cause of the side lobe is that a secondary peak is generated by causing interference around a pattern to be formed after the light source passes through the exposure mask during the exposure process.

이러한 사이드 로브는 초점 심도 마진(Depth Of Focus)에 악영향을 미치게 되며, 디포커스(Defocus) 영역에서 실제로 패턴으로 형성되어 전체 공정 마진을 저해하는 문제가 있다. Such side lobes adversely affect the depth of focus, and are actually formed in a pattern in the defocus area, thereby inhibiting the overall process margin.

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 도면으로, 도 1a는 콘택홀이 정의된 노광 마스크를 도시한 것이며, 도 1b는 '도 1a'의 노광 마스크에 대한 컨투어 이미지(Contour Image)를 도시한 것이고, 도 1c는 '도 1b'의 컨투어 이미지에 대한 빛의 인텐시티 프로파일(Intensity Profile)을 나타낸 그래프이다. 1A to 1C are views according to the prior art, and FIG. 1A illustrates an exposure mask in which contact holes are defined, and FIG. 1B illustrates a contour image of the exposure mask of FIG. 1A. 1C is a graph showing an intensity profile of light for the contour image of FIG. 1B.

도 1a 내지 도 1c을 참조하여 종래 기술에 따른 노광 마스크 제조 방법을 설명하면 다음과 같다. A method of manufacturing an exposure mask according to the prior art will now be described with reference to FIGS. 1A to 1C.

먼저, 홀 패턴을 정의하는 복수의 차광 패턴(15)이 구비된 노광 마스크(도 1a '10')에 대해 시뮬레이션을 진행하여 컨투어 이미지(도 1b)를 형성한다. 다음으로, 컨투어 이미지(도 1b)의 인텐시티 프로파일 측정한다. 측정된 인텐시티 프로파일을 통하여 예상되는 취약 지점(weak point)을 검출하고 최종적으로 노광 마스크를 제작한다. First, a contour image (FIG. 1B) is formed by performing a simulation on an exposure mask (FIG. 1A '10') provided with a plurality of light blocking patterns 15 defining a hole pattern. Next, the intensity profile of the contour image (FIG. 1B) is measured. Through the measured intensity profile, the expected weak point is detected and finally an exposure mask is fabricated.

여기서, 예상되는 취약 지점을 검출하는 방식으로는 MBV(Model Based Verification) 방식을 사용한다. MBV 방식은 광 근접 보정(Optical Proximity Correction)이 끝난 노광 마스크의 레이아웃(Layout)에 대하여 노광 후 형성될 컨투어 이미지(Simulation Contour Image)(도 1b)를 얻어낸다. 이후, 컨투어 이미지 상에서 패턴이 끊어지거나 좁아지는 부분을 검출한다. 이러한 방법은 감광막이 현상되어 패턴이 형성되기 시작하는 빛의 최소 세기인 임계수치(Threshold) 이상인 컨투어 이미지들에 대해 취약 부분을 검출하는 것이다. Here, the MBV (Model Based Verification) method is used as a method of detecting the expected weak point. The MBV method obtains a contour contour image (FIG. 1B) to be formed after exposure with respect to the layout of the exposure mask after the optical proximity correction. Thereafter, a portion where the pattern is broken or narrowed is detected on the contour image. This method detects a weak spot for contour images that are above a threshold value, which is the minimum intensity of light at which the photoresist is developed to form a pattern.

그러나, '도 1c'와 같이 패턴들 사이에 형성되는 사이드 로브(Side lobe)들은 빛의 인텐시티 자체가 임계수치보다 작기 때문에 시뮬레이션 상으로는 컨투어 이미지로 형성되지 않는다. However, side lobes formed between the patterns as shown in FIG. 1C are not formed as a contour image in the simulation because the intensity of light itself is smaller than the threshold value.

상술한 바와 같이 사이드 로브의 발생은 노광 마스크를 이용하여 직접 노광한 후 형성된 패턴을 관찰하기 전에는 알아내기 어렵다. 또한, 사이드 로브로 인해 불필요한 패턴이 형성되는 것을 방지하기 위해서는 메인 패턴 주변에 보조 패턴(Assist Feature)를 삽입하여 노광 마스크를 다시 제작해야 한다. 그러나, 이는 소자의 제조 공정 시 시간 및 비용이 증가시키는 문제가 따른다. As described above, the occurrence of the side lobe is difficult to find out before observing the pattern formed after the direct exposure using the exposure mask. In addition, in order to prevent unnecessary patterns from being formed due to side lobes, an exposure mask may be manufactured by inserting an assist pattern around the main pattern. However, this is a problem that increases the time and cost in the manufacturing process of the device.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사이드 로브의 발생을 미리 예측하는 방법을 포함하는 노광 마스크 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and an object thereof is to provide a method of manufacturing an exposure mask including a method of predicting the occurrence of side lobe in advance.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 홀 패턴이 정의된 노광 마스크에 대해 시뮬레이션(Simulation)을 진행하여 상기 홀 패턴의 컨투어 이미지(contour image)를 형성하는 단계와, 컨투어 이미지 상의 상기 홀 패턴들 사이의 빛의 인텐시티 프로파일(intensity profile)을 측정하는 단계와, 인텐시티 프로파일의 기울기 변화를 이용하여 사이드 로브(side lobe)의 발생을 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of forming a contour image (contour image) of the hole pattern by performing a simulation (Simulation) for the exposure mask in which the hole pattern is defined, and between the hole patterns on the contour image Measuring an intensity profile of the light and predicting the occurrence of a side lobe using a change in the slope of the intensity profile.

나아가, 컨투어 이미지를 형성하는 단계 이전에, 노광 마스크에 대해 OPC 공정을 진행하는 단계를 더 포함한다. Furthermore, prior to forming the contour image, the method further includes performing an OPC process on the exposure mask.

또한, 인텐시티 프로파일을 측정하는 단계는 인접한 두 홀 패턴 사이를 컷 라인으로 지정하여 진행하는 것이 바람직하며, 인텐시티 프로파일의 기울기 극성 변화를 이용하여 사이드 로브(side lobe)의 발생을 예측하는 단계는, 인텐시티 프로파일의 기울기 극성이 변하는 부분을 카운팅하는 것을 특징으로 하며, 기울기 극성이 변하는 부분은 상기 기울기가 양(+)의 기울기에서 음(-)의 기울기로 변하거나 음(-)의 기울기에서 양(+)의 기울기로 변하는 것을 특징으로 한다. 이때, 기울기 극성이 변하는 부분 중 양끝점을 제외한 부분을 상기 사이드 로브가 형성될 영역으로 검출하는 것이 바람직하다. In addition, the step of measuring the intensity profile is preferably performed by designating a cut line between two adjacent hole patterns, and the step of predicting the occurrence of the side lobe using the change in the slope polarity of the intensity profile, the intensity And counting the portion where the slope polarity of the profile changes, wherein the portion of the slope polarity changes from the positive slope to the negative slope or from the negative slope to the positive slope. It is characterized by a change in the slope of). At this time, it is preferable to detect a portion of the side lobe where the side lobe is to be formed except for both end points among the portions where the slope polarity is changed.

그리고, 사이드 로브의 발생을 예측하는 단계 후, 노광 마스크에 보조 패턴(assist pattern)을 삽입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include inserting an assist pattern into the exposure mask after predicting the occurrence of the side lobe.

본 발명의 노광 마스크 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다. The exposure mask manufacturing method of this invention has the following effects.

첫째, 사이드 로브(Side Lobe)의 발생을 미리 예측한 후 노광 마스크를 제조함으로써, 노광 마스크를 추가적으로 제작할 필요가 없어진다. 따라서, 노광 마스크를 추가적으로 제작하면서 발생하는 시간 및 비용을 절감할 수 있다. First, since the exposure mask is prepared after predicting the occurrence of the side lobe in advance, there is no need to further manufacture the exposure mask. Therefore, it is possible to reduce the time and cost incurred while additionally manufacturing the exposure mask.

둘째, 사이드 로브의 발생을 방지하는 노광 마스크를 이용함으로써, 충분한 초점 심도 마진(Depth Of Focus Margin)으로 원하는 패턴을 형성할 수 있는 효과를 제공한다. Second, by using an exposure mask that prevents the occurrence of side lobes, it provides an effect of forming a desired pattern with a sufficient depth of focus margin.

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 노광 마스크, 컨투어 이미지 및 이에 대한 빛의 인텐시티 프로파일을 도시한 그래프;
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 노광 마스크, 컨투어 이미지 및 이에 대한 빛의 인텐시티 프로파일을 도시한 그래프; 및
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따라 제조된 노광 마스크 및 이에 대한 빛의 인텐시티 프로파일을 도시한 그래프.1A-1C are graphs showing the intensity profile of an exposure mask, a contour image and light thereto according to the prior art;
2A-2C are graphs illustrating the intensity profile of an exposure mask, a contour image and light thereto according to the present invention; And
3A and 3B are graphs showing the intensity mask of an exposure mask made according to the present invention and light thereto;

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 노광 마스크 제조 방법의 일실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of an exposure mask manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 도면으로, 도 2a는 홀 패턴이 정의된 노광 마스크를 도시한 것이며, 도 2b는 '도 2a'의 노광 마스크에 대한 컨투어 이미지를 도시한 것이고, 도 2c는 '도 2b'의 컨투어 이미지에 대한 빛의 인텐시티 프로파일(Intensity Profile)을 나타낸 그래프이다.2A to 2C are views according to the present invention, and FIG. 2A shows an exposure mask with defined hole patterns, FIG. 2B shows a contour image for the exposure mask of FIG. 2A, and FIG. 2C shows It is a graph showing the intensity profile of the light for the contour image of FIG. 2b.

도 2a 내지 도 2c를 참조하여 사이드 로브(Side Lobe)를 검출하는 방법을 포함하는 노광 마스크 제조 방법을 설명하면 다음과 같다. Referring to FIGS. 2A to 2C, a method of manufacturing an exposure mask including a method of detecting side lobes is as follows.

먼저, 홀 패턴이 정의된 차광 패턴(115)을 구비하는 노광 마스크(도 2a '100')에 대해 시뮬레이션(simulation) 공정을 진행하여 컨투어 이미지(contour image)를 형성한다(도 2b 참조.). 이러한 컨투어 이미지는 빛의 인텐시티가 임계수치 이상인 점들의 합으로 그려지게 된다. 이때, 컨투어 이미지 상에는 사이드 로브(side lobe)가 나타나지 않게 된다. 사이드 로브는 간섭에 의한 2차 피크(peak)라서 빛의 세기가 임계수치보다 작기 때문이다.First, a contour process is performed on an exposure mask (FIG. 2A '100') having a light blocking pattern 115 having a hole pattern defined therein to form a contour image (see FIG. 2B). This contour image is drawn as the sum of the points where the intensity of light is above the threshold. At this time, the side lobe does not appear on the contour image. This is because the side lobe is a secondary peak due to interference, so the light intensity is smaller than the threshold value.

다음으로, 컨투어 이미지 상의 홀 패턴(115a)들 사이의 인텐시티 프로파일(intensity profile)을 측정한다. 예컨대, 컨투어 이미지(A)와 컨투어 이미지(B), 컨투어 이미지(B)와 컨투어 이미지(C) 또는 컨투어 이미지(A)와 컨투어 이미지(D)를 컷 라인(cut-line)으로 하는 인텐시티 프로파일을 측정한다.(도 2c 참조.) 상술한 부분 이외에도 모든 홀 패턴(115a)들 사이를 컷 라인으로 지정할 수 있다. Next, the intensity profile between the hole patterns 115a on the contour image is measured. For example, an intensity profile in which the contour image (A) and the contour image (B), the contour image (B) and the contour image (C), or the contour image (A) and the contour image (D) are cut-lines may be used. (Refer to FIG. 2C.) In addition to the above-described parts, the cut lines may be designated between all the hole patterns 115a.

그 다음, 측정된 인텐시티 프로파일의 기울기 극성 변화를 검사하여 기울기 극성의 변화가 발생한 부분의 갯수를 카운팅(counting)한다. 즉, 양(+)의 기울기에서 음(-)의 기울기로 변한 부분 또는 음(-)의 기울기에서 양(+)의 기울기로 변한 부분을 카운팅한다. 이때, 정상적으로 홀 패턴이 형성될 시에도 기울기 변화가 발생하는데, 이러한 기울기 변화는 카운팅에서 제외시키도록 한다. 바람직하게는, 인텐시티 프로파일 상에서 처음(도 2c의 b)과 마지막(도 2c의 b')으로 기울기의 극성 변화가 발생하는 부분을 기준으로 이 기준선 내에서 기울기 극성 변화가 발생하는 부분을 카운팅한다. 이렇게 기울기 극성 변화를 갖는 부분을 디펙트(Defect)로 검출함으로써, 사이드 로브 발생 지역을 예측할 수 있다. Then, the change in the slope polarity of the measured intensity profile is examined to count the number of portions where the change in the slope polarity has occurred. That is, counting a portion that changes from a positive slope to a negative slope or a portion that changes from a negative slope to a positive slope is counted. At this time, the slope change occurs even when the hole pattern is normally formed, and the slope change is excluded from the counting. Preferably, the portion where the gradient polarity change occurs within this baseline is counted based on the portion where the gradient change of the slope occurs first (b in FIG. 2C) and last (b ′ in FIG. 2C) on the intensity profile. By detecting a portion having such a change in slope polarity as a defect, the side lobe generation region can be predicted.

도 3a 및 도 3b는 도 2a 내지 도 2c와 같은 방법으로 사이드 로브 발생 지역을 예측한 후 최종적으로 노광 마스크를 제조하는 방법을 나타낸 것이다. 3A and 3B illustrate a method of finally manufacturing an exposure mask after predicting a side lobe generation region by a method similar to FIGS. 2A to 2C.

사이드 로브 발생 지역이 예측되면 도 3a같이 노광 마스크(100)의 차광 패턴(115) 주변에 보조 패턴(Assist Feature)(120)를 삽입한다. 여기서, 보조 패턴(120)은 바 형태로 도시하였지만 보조 패턴(120)의 형태는 사이드 로브의 형태 및 위치에 따라 변형될 수 있다. 이러한 보조 패턴(120)은 실제적으로 패터닝되지 않는다. When the side lobe generation region is predicted, an assist pattern 120 is inserted around the light shielding pattern 115 of the exposure mask 100 as shown in FIG. 3A. Here, the auxiliary pattern 120 is shown in the form of a bar, but the shape of the auxiliary pattern 120 may be modified according to the shape and position of the side lobe. This auxiliary pattern 120 is not actually patterned.

도 3b를 참조하면, 보조 패턴(120)이 삽입된 노광 마스크(100)에 대한 인텐시티 프로파일을 나타낸 그래프로써, 사이드 로브의 발생이 억제된 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 3B, a graph showing an intensity profile of the exposure mask 100 into which the auxiliary pattern 120 is inserted shows that generation of side lobes is suppressed.

상술한 바와 같이, 사이드 로브의 발생 지역을 미리 예측하여 메인 패턴 주위에 적절한 보조 패턴을 삽입함으로써, 사이드 로브의 발생을 미연에 방지할 수 있다. As described above, the occurrence of the side lobe can be prevented by inserting an appropriate auxiliary pattern around the main pattern in advance by predicting the area where the side lobe is generated.

본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 당업자에게 자명하다고 할 수 있는 바, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Of the present invention.

100 : 노광 마스크 115 : 차광 패턴
115a : 홀 패턴 120 : 보조 패턴 100: exposure mask 115: shading pattern
115a: Hole pattern 120: Auxiliary pattern

Claims (7)

홀 패턴이 정의된 노광 마스크에 대해 시뮬레이션(Simulation)을 진행하여 상기 홀 패턴의 컨투어 이미지(contour image)를 형성하는 단계;
상기 컨투어 이미지 상의 상기 홀 패턴들 사이의 빛의 인텐시티 프로파일(intensity profile)을 측정하는 단계; 및
상기 인텐시티 프로파일의 기울기 변화를 이용하여 사이드 로브(side lobe)의 발생을 예측하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크 제조 방법.Performing a simulation on the exposure mask in which the hole pattern is defined to form a contour image of the hole pattern;
Measuring an intensity profile of light between the hole patterns on the contour image; And
Predicting occurrence of a side lobe using a change in slope of the intensity profile
Exposure mask manufacturing method comprising a. 청구항 1에 있어서,
상기 컨투어 이미지를 형성하는 단계 이전에,
상기 노광 마스크에 대해 광 근접 보정(Optical Proximity Correction)을 진행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크 제조 방법.The method according to claim 1,
Prior to forming the contour image,
And performing optical proximity correction on the exposure mask. 청구항 1에 있어서,
상기 인텐시티 프로파일을 측정하는 단계는
인접한 두 홀 패턴 사이를 컷 라인으로 지정하여 진행하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크 제조 방법.The method according to claim 1,
Measuring the intensity profile
A method of manufacturing an exposure mask, characterized in that it proceeds by designating a cut line between two adjacent hole patterns. 청구항 1에 있어서,
상기 인텐시티 프로파일의 기울기 극성 변화를 이용하여 사이드 로브(side lobe)의 발생을 예측하는 단계는,
상기 인텐시티 프로파일의 상기 기울기 극성이 변하는 부분을 카운팅하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크 제조 방법.The method according to claim 1,
Predicting the occurrence of a side lobe using a change in slope polarity of the intensity profile,
And counting a portion in which the inclination polarity of the intensity profile changes. 청구항 4에 있어서,
상기 기울기 극성이 변하는 부분은 상기 기울기가 양(+)의 기울기에서 음(-)의 기울기로 변하거나 음(-)의 기울기에서 양(+)의 기울기로 변하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크 제조 방법.The method of claim 4,
The portion of the inclination polarity change is characterized in that the slope is changed from a positive slope to a negative slope or a negative slope to a positive slope to a positive mask manufacturing method. 청구항 4에 있어서,
상기 기울기 극성이 변하는 부분 중 양끝점을 제외한 부분을 상기 사이드 로브가 형성될 영역으로 검출하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크 제조 방법.The method of claim 4,
And detecting a portion of the side lobe in which the side lobe is to be formed, except for both ends of the portion of the inclination polarity. 청구항 1에 있어서,
상기 사이드 로브의 발생을 예측하는 단계 후,
상기 노광 마스크에 보조 패턴(assist pattern)을 삽입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크 제조 방법.The method according to claim 1,
After predicting the occurrence of the side lobe,
And inserting an assist pattern into the exposure mask.
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