KR20190013409A - 다중-마스크 다중-노광 리소그래피 및 마스크들 - Google Patents

Abstract

다중-마스크 다중-노광 리소그래피 기법 및 적절한 마스크들의 예시들이 본 명세서에 제공된다. 몇몇 예시들에서, 포토마스크는 다이 영역, 및 다이 영역에 인접하게 그리고 포토마스크의 경계선을 따라 배치되는 스티칭 구역(stitching region)을 포함한다. 스티칭 구역은, 집적 회로 피처를 형성하기 위한 마스크 피처, 및 칩 내 오버레이 측정(in-chip overlay measurement)을 위한 정렬 마크를 포함한다.

Description

다중-마스크 다중-노광 리소그래피 및 마스크들{MULTIPLE-MASK MULTIPLE-EXPOSURE LITHOGRAPHY AND MASKS}

본 출원은 "Multiple-Mask Multiple-Exposure Lithography and Masks"라는 제목으로 2017년 7월 31일자로 출원된 미국 가출원 제62/539,063호의 우선권을 주장하며, 그 전부는 인용에 의해 본원에 포함된다.

반도체 집적 회로(IC, integrated circuit) 산업은 급성장을 경험해 왔다. IC 진화의 과정에서, 기능적 밀도(즉, 칩 면적 당 상호연결된 디바이스들의 개수)는 일반적으로 증가한 반면, 기하학적 사이즈(즉, 제조 프로세스를 사용하여 생성될 수 있는 가장 작은 컴포넌트(또는 라인))는 감소해 왔다. 이러한 스케일링 다운 프로세스는 일반적으로 생산 효율성을 증가시키고 관련 비용을 낮춤으로써 이점들을 제공한다. 그러나, 이러한 스케일링 다운은 또한 이들 IC들을 포함하는 디바이스들의 설계 및 제조의 증가된 복잡성에 의해 달성되었다. 제조에 있어서의 동시적 진보들은 점점 더 복잡한 설계가 정밀성과 신뢰성을 가지고 제조되게 하였다.

단지 하나의 예로서, 리소그래피에서의 진보는 점점 더 복잡한 회로들의 형성을 가능하게 했다. 일반적으로, 리소그래피는 타겟 상에 패턴을 형성하는 것이다. 포토리소그래피라고 지칭되는 하나의 타입의 리소그래피에서, 자외선 광과 같은 복사선은 타겟 상의 포토레지스트 코팅에 부딪치기 전에 마스크를 통과하거나 마스크에서 반사된다. 포토레지스트는 복사선에 노출될 때, 화학적 전이(transition)를 겪는 하나 이상의 성분들을 포함한다. 결과적인 특성의 변화는 포토레지스트의 노광된 부분 또는 노광되지 않은 부분이 선택적으로 제거되게 한다. 이러한 방식으로, 포토리소그래피는 마스크로부터 포토레지스트로 패턴을 전사하고, 이는 그 후 패턴을 드러내도록 선택적으로 제거된다. 그 후 타겟은 남아있는 포토레지스트의 형상을 이용하여 타겟 상에 피처들을 생성하는 프로세싱 단계들을 거친다.

본 개시물은 첨부 도면들과 함께 아래의 상세한 설명을 읽음으로써 최상으로 이해된다. 본 산업계에서의 표준적인 실시에 따라, 다양한 피처(feature)들은 실척도로 작도되지 않았으며 단지 설명을 목적으로 이용된다는 점이 강조된다. 실제로, 다양한 피처들의 치수들은 논의의 명료성을 위해 임의적으로 증가되거나 또는 감소될 수 있다.
도 1은 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른 리소그래피 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른 집적 회로 제조를 위한 마스크의 상면도이다.
도 3은 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른 레이아웃으로부터 마스크 세트를 형성하는 방법의 흐름도이다.
도 4 내지 도 8은 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른 마스크 형성 방법을 겪는 레이아웃의 도면들이다.
도 9는 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른 다중-마스크 다중-노광 패터닝 방법의 흐름도이다.
도 10은 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른, 다중-마스크 다중-노광 패터닝 방법을 겪는 집적 회로 워크피스의 일부분의 단면도이다.
도 11 내지 도 17은 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른, 다중-마스크 다중-노광 패터닝 방법을 겪는 집적 회로 워크피스의 일부분의 상면도이다.
도 18은 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른 리소그래피 환경의 블록도이다.

아래의 개시내용은 개시물의 상이한 피처들을 구현하기 위한 많은 상이한 실시예들 또는 예들을 제공한다. 본 개시내용을 간략히 하기 위해 컴포넌트들 및 배열(arrangement)들의 특정 예시들이 아래에 설명된다. 물론, 이것들은 단지 예시들에 불과하며, 한정하는 것으로 의도된 것은 아니다. 예를 들어, 이후의 상세설명에서 제2 피처 상의 또는 제2 피처 위의 제1 피처의 형성은 제1 피처 및 제2 피처가 직접적으로 접촉하여 형성되는 실시예를 포함할 수 있으며, 또한 제1 피처 및 제2 피처가 직접적으로 접촉하지 않을 수 있도록 추가적인 피처들이 제1 피처와 제2 피처 사이에서 형성될 수 있는 실시예를 포함할 수 있다. 또한, 본 개시물은 상이한 예들에서 도면 번호들 및/또는 문자들을 반복할 수 있다. 이러한 반복은 간략화 및 명료화를 위한 것이지, 그러한 반복 그 자체가 논의된 범위를 넘어서는 다양한 실시예들 및/또는 구성 사이의 관계를 설명하는 것은 아니다.

또한, 뒤따르는 본 개시내용에서 한 피처의 다른 피처 상의 형성, 다른 피처에 연결된 한 피처의 형성 및/또는 다른 피처에 결합된 한 피처의 형성은 피처들이 직접 접촉하여 형성되는 실시예들을 포함할 수 있으며, 피처들이 직접 접촉하지 않게끔 추가 피처들이 피처들 사이에 끼어들도록 형성될 수 있는 실시예들을 또한 포함할 수 있다. 또한, 공간적으로 상대적인 용어들, 예를 들어, "하부", "상부", "수평", "수직", "상부에", "위에", "하부에", "아래에", "위로", "아래로", "상단", "바닥", 등 뿐 아니라, 그 파생어들(예를 들어, "수평으로", "아래쪽으로", "위쪽으로" 등)은 한 피처의 다른 피처에 대한 관계에 대한 본 개시내용의 용이성을 위해 사용된다. 공간적으로 상대적인 용어들은 피처들을 포함하는 디바이스의 상이한 배향들을 커버하도록 의도된다.

마스크들(즉, 포토마스크들)은 집적 회로 워크피스 상의 포토레지스트를 광에 노출시키고, 포토레지스트의 노광된 영역 또는 노광되지 않은 영역을 선택적으로 제거함으로써 워크피스의 대응 부분들을 선택적으로 프로세싱하기 위해 많은 집적 회로 제조 프로세스들에서 사용된다. 임의의 주어진 마스크에 의해 노광될 수 있는 워크피스의 양은 마스크 사이즈, 레티클 사이즈 및/또는 워크피스를 노광하는데 사용되는 마스크 또는 리소그래피 시스템의 다른 특성에 의존할 수 있다. 많은 예들에서, 노광된 영역의 사이즈는 마스크 및/또는 리소그래피 시스템을 사용하여 형성될 수 있는 집적 회로의 최대 사이즈에 대한 제한을 설정한다. 주어진 노광된 영역보다 더 큰 회로를 제조하기 위해, 본 개시물의 몇몇 실시예들은 단일 모놀리식 집적 회로를 형성하기 위해 상이한 위치들에서 상이한 마스크들을 사용하여 단일 포토레지스트를 노광하는 기법 및 마스크들의 세트를 제공한다.

다중-마스크 다중-노광 프로세스에서 마스크들에 의해 형성된 피처들이 정확하게 정렬되도록, 각각의 마스크는 인접한 마스크와의 인터페이스를 따라 정렬 마크들을 포함할 수 있다. 마스크들의 정렬은 제1 마스크에 의해 형성된 제1 정렬 피처와 제2 마스크에 의해 형성된 제2 정렬 피처 사이의 거리 및/또는 스큐(skew)를 측정함으로써 확인 및 보정될 수 있으며, 적절한 정렬 피처 패턴들은 박스 인 박스(box-in-box), 크로스-인-크로스(cross-in-cross) 및 테스트-라인-타입(test-line-type) 정렬 마크들을 포함한다. 4-마스크 세트의 예에서, 제1 마스크는 제2 마스크와의 계면(interface)을 따라 정렬 마크들을 위한 다이 구역 내에 따로 마련된 정렬 구역들을 포함하고, 필드 내의 정렬 영역들은 제3 마스크와의 계면을 따라 정렬 마크들을 위해 확보된다. 마찬가지로, 제2 마스크는 제1 마스크와의 계면을 따른 정렬 구역들 및 제4 마스크와의 계면을 따르는 정렬 구역들 등을 포함한다. 정렬 구역들 및 정렬 마크들은 마스크의 다이 구역을 둘러싸는 프레임에 제한되지 않으며, 정렬 마크들은 최종 회로 내에 형성될 수 있다. 몇몇 예들은 다중-마스크 다중-노광 프로세스를 위해 레이아웃을 개별 마스크들로 분할하기 위한 기법을 제공한다. 몇몇 예들은 다중-마스크 다중-노광 프로세스 동안 정렬을 검증하고 보정하기 위한 기법을 제공합니다. 이러한 방식으로, 많은 실시예들은 임의의 단일 마스크의 노광된 영역보다 더 큰 집적 회로들의 형성을 허용한다.

도 1은 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른 리소그래피 시스템(100)의 블록도이다. 일반적으로 스캐너로도 또한 지칭될 수 있는 리소그래피 시스템(100)은 특징적인 복사선 소스 및 노광 모드를 이용하는 리소그래피 노광 프로세스를 수행하도록 동작가능하다. 예시된 실시예들에서, 리소그래피 시스템(100)은 약 1nm 내지 약 100nm 범위의 파장을 갖는 극 자외선(EUV, extreme ultraviolet) 복사선을 사용하여 워크피스를 노광하도록 설계된 EUV 리소그래피 시스템이다. 몇몇 예시적인 실시예들에서, 리소그래피 시스템(100)은 약 13.5nm를 중심으로 하는 파장을 갖는 EUV 복사선을 발생시키는 복사선 소스(102)를 포함한다. 그러한 일 실시예에서, EUV 복사선 소스(102)는 레이저를 사용하여 주석 방울(droplet)들과 같은 매질을 고온 플라즈마로 가열함으로써, EUV 복사선을 발생시키기 위해 레이저-생성 플라즈마(LPP, laser-produced plasma)를 이용한다.

리소그래피 시스템(100)은 또한 복사선 소스(102)에 의해 생성된 복사선을 포커싱하고 성형하는 일루미네이터(104)를 포함할 수 있다. 일루미네이터(104)는 모놀리식(monolithic) 렌즈 및/또는 어레이 렌즈(예를 들어, 존 플레이트(zone plate)들)를 포함하는 굴절성 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있으며, 모놀리식 미러들 및/또는 미러 어레이들을 포함하는 반사성 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 실제의 실시예들에서, 일루미네이터(104)는 수십 또는 심지어 수백 개의 렌즈 및/또는 미러들을 포함하지만, 도 1에 도시된 광학 구성 컴포넌트들의 개수는 명확성을 위해 감소되었다. 광학 컴포넌트들은 복사선 소스(102)에 의해 방출된 복사선을 마스크 스테이지(108)에 유지된 마스크(106) 상으로 투영하도록 배열되고 정렬된다. 예시적인 마스크(106)는 도 2와 관련하여 보다 상세하게 설명될 것이다. 일루미네이터(104)의 광학 컴포넌트들은 또한 마스크(106) 위에 특정 조명 패턴을 생성하기 위해 광 경로를 따라 복사선을 형성할 수 있다.

마스크(106)를 통과하거나 마스크(106)에서 반사된 후에, 복사선은 투영 광학 박스(POB, Projection Optics Box)로도 또한 지칭되는 투영 광학 모듈(110)을 통해 지향된다. 일루미네이터(104)와 유사하게, 투영 광학 모듈(110)은 모놀리식 렌즈 및/또는 어레이 렌즈(예를 들어, 존 플레이트들)를 포함하는 굴절성 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있으며, 모놀리식 미러들 및/또는 미러 어레이들을 포함하는 반사성 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 투영 광학 모듈(110)의 광학 컴포넌트들은 마스크(106)를 통해 투과되거나 또는 마스크(106)에서 반사된 복사선을 지향시키고, 기판 스테이지(114)에 보유된 예시된 반도체 기판 또는 임의의 다른 적합한 워크피스와 같은 워크피스(112) 상으로 그것을 투영하도록 배열 및 정렬된다. 복사선을 안내하는 것 이외에, 투영 광학 모듈(110)의 광학 컴포넌트들은 또한 광 경로를 따라 복사선을 확대, 협소화, 포커싱 및/또는 다르게 성형할 수 있다.

투영 광학 모듈(110)에 의해 워크피스(112) 상에 투영된 복사선은 타겟의 감광성 컴포넌트의 변화를 야기한다. 예를 들어, 워크피스(112)는 포토레지스트(116)를 갖는 반도체 기판을 포함한다. 복사선에 노광된 포토레지스트(116)의 부분들은 화학적 전이(transition)를 겪어서, 현상 프로세스에 다소 민감하게 한다. 몇몇 예들에서, 단일 포토레지스트(116)는 단일의 집적 회로를 형성하는 과정에서 둘 이상의 마스크(106) 및 두번 이상의 노광을 사용하여 노광된다. 하나의 마스크에 의해 노광된 포토레지스트(116)의 부분들은 다른 마스크에 의해 노광된 포토레지스트(116)의 부분들과 접하거나 인터리빙될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 노광 후, 포토레지스트(116)는 전이를 완료하기 위해 노광 후 베이킹(post-exposure baking), 현상, 린싱 및 건조를 겪는다. 워크피스(112)에 대해 수행되는 후속 프로세싱 단계들은 워크피스(112)의 부분들을 선택적으로 프로세싱하기 위해 나머지 포토레지스트(116)의 패턴을 사용할 수 있다.

도 2는 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른 집적 회로 제조를 위한 마스크(200)의 상면도이다. 마스크(200)는 집적 회로 워크피스 상의 대응 영역들을 노광시키거나 노광시키지 않음으로써, 집적 회로의 피처들을 규정하는데 사용되는 마스크 피처들(202)을 포함한다. 마스크(200)가 반사성 마스크(200)인 예들에서, 마스크 피처들(202)은 비-반사성 필드(non-reflective field)(204)에 배치된 반사성 구역들 또는 반사성 필드(204)에 배치된 비-반사성 구역들일 수 있다. 마스크(200)가 투과성 마스크(200)인 예들에서, 마스크 피처들(202)은 흡수성 필드(absorptive field)(204)에 배치된 투과성 구역들 또는 투과성 필드(transmissive field)(204)에 배치된 흡수성 구역들일 수 있다. 도 2에서, 전형적인 마스크(200)가 수십억 개의 마스크 피처들(202)을 포함할 수 있기 때문에, 명료성을 위해 마스크 피처들(202)은 확대되고, 마스크 피처들(202)의 개수는 감소되었다.

마스크 피처들(202)은 집적 회로 디바이스의 기능적 피처들(예를 들어, 집적 회로의 동작에 기여하는 피처들)을 형성하는데 사용된다. 다양한 예들에서, 주어진 마스크(200)의 마스크 피처들(202)은 동일한 타입의 회로 디바이스 피처(예를 들어, 도핑된 웰(well)들, 도핑된 활성 구역들, 디바이스 게이트들, 콘택들, 상호접속 라인들, 상호접속 비아들 등)를 나타내고 규정하는데, 이는 마스크 피처들(202) 각각이 동일한 노광 프로세스에서 집적 회로 워크피스 상에 동일한 포토레지스트를 노광하기 때문이다. 다른 타입의 피처들 및 다른 층들의 피처들은 세트의 다른 마스크들에 의해 형성된다.

또한, 보다 큰 회로들을 형성하기 위해, 많은 실시예들은, 단일 포토레지스트가 둘 이상의 상이한 마스크에 의해 노광되어 둘 이상의 마스크에 의해 형성된 회로 피처들을 포함하는 단일 모놀리식 회로를 형성하는, 다중-마스크 다중-노광 프로세스에 사용되도록 구성된 마스크들(200)을 갖는 마스크 세트를 제공한다. 이러한 방식으로 회로의 사이즈는 단일 마스크를 사용하여 노광된 영역에 의해 제한되지 않다. 도 2의 마스크(200)는 단일의 회로를 형성하기 위해 적어도 3개의 다른 마스크들과 함께 사용되도록 구성되지만, 추가 예들은 임의의 개수의 다른 마스크들과 함께 사용하기에 적합하다.

마스크(200)는 임의의 개수의 마스크 피처들(202)을 포함하는 메인 다이 영역(206)을 포함한다. 메인 다이 영역(206) 내의 마스크 피처들(202)은 형성될 회로 피처들에 대응하고, 회로 피처들을 형성할 때, 메인 다이 영역(206)에 의해 노광된 영역은 다중-마스크 다중-노광 프로세스에서 임의의 다른 마스크의 노광된 영역과 중첩되지 않는다.

마스크(200)는 또한 대응 노광 영역이 다른 마스크들의 노광 영역과 중첩하는 다른 영역들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스티칭 구역들(208A 및 208B)에 의해 노광된 영역들은 다중-마스크 다중-노광 프로세스에서 사용되는 다른 마스크들의 스티칭 구역들에 의해 노광된 영역들과 중첩한다. 그러한 몇몇 예들에서, 스티칭 구역(예를 들어, 구역(208A 및/또는 208B)) 내의 피처들은 스티칭 구역을 따라 중첩하는 마스크들에 의해 두번 이상 노광된다. 아래에서 보다 상세히 도시되는 바와 같이, 스티칭 구역 내의 대응 마스크 피처들(202)은 다중 노광의 총 노광이 단일의 노광 프로세스에서 노광되는 메인 다이 영역(206)의 마스크 피처(202)의 노광과 비교될 수 있도록, 사이즈가 감소될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 스티칭 구역(예를 들어, 구역(208A 및/또는 208B)) 내의 마스크 피처들(202)은 각각의 피처(202)가 단일의 마스크 내에 포함되고 피처가 둘 이상의 마스크를 사용하여 노광되지 않도록, 마스크들(200) 사이에 할당된다(allocated).

부분적으로 마스크(200) 및 다른 프로세스 인자들에 의해 형성된 회로 피처의 타입에 따라, 마스크(200)의 스티칭 구역들(208A 및 208B) 내의 마스크 피처들(202)은 다른 마스크들의 메인 다이 영역(206) 내의 마스크 피처들에 결합될 수 있다. 예를 들어, 마스크들을 가로질러 도전성 라인들을 연결하기 위해, 대응 마스크 피처들이 결합될 수 있다. 그러나, 몇몇 실시예들에서, 다른 타입의 회로 피처들(예를 들어, 활성 구역들)은 마스크들 사이에서 연장하도록 허용되지 않으며, 대응 마스크들은 마스크 피처들(202)의 결합을 허용하지 않는다.

피처 충돌을 방지하기 위해, 기능 회로 형상들에 대응하는 마스크 피처들(202)은 마스크(200)의 몇몇 스티칭 구역들(예를 들어, 스티칭 구역(208C))에서 금지될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 스티칭 구역(208C)은 3개의 다른 마스크들의 노광 영역들과 중첩하고, 리소그래피 프로세스를 단순화하기 위해, 마스크 피처들(202)은 이 구역에서 허용되지 않는다.

상이한 마스크들의 마스크 피처들(202) 사이의 상호 작용으로 인해, 다중-마스크 다중-노광 프로세스에 수반되는 마스크들의 정렬은 최종 회로의 무결성에 중요하다. 따라서, 마스크(200)는 칩 내 오버레이 측정(in-chip overlay measurement) 프로세스를 위해 스티칭 구역들(208A, 208B 및/또는 208C) 내에 정렬 마크들(예를 들어, 정렬 마크들(210A, 210B, 210C, 210D 및/또는 210E))을 포함한다. 워크피스의 제1 층의 제1 마스크에 의해 형성된 정렬 피처들이 제2 층의 제2 마스크에 의해 형성된 정렬 피처들과 비교되는 레벨 간 오버레이 측정(inter-level overlay measurement) 프로세스와 대조적으로, 칩 내 오버레이 측정은 다중-마스크 다중-노광 프로세스의 일부로서 동일한 층의 상이한 마스크들에 의해 형성된 정렬 피처들을 비교한다. 정렬 마크들(210A-210E)과 스티칭 구역들(208A 및 208B) 내의 마스크 피처들(202) 사이의 충돌을 방지하기 위해, 정렬 마크들(210A-210E)은 정렬 구역들(212A-212D)을 포함하는 정렬 구역들(212) 내에 포함될 수 있다. 기능 회로 피처들을 형성하는 마스크 피처들(202)은 정렬 구역들(212)에서 금지될 수 있다. 도 2의 예들에서, 정렬 구역들(212A 및 212B)은 마스크(200) 바로 아래의 구역을 노광시키고 마스크(200)의 영역과 중첩하는 제1 인접 마스크와의 칩 내(in-chip) 정렬을 위해 지정되고, 정렬 구역들(212C 및 212D)은 마스크(200) 바로 오른쪽의 구역을 노광시키고 마스크(200)의 영역과 중첩하는 제2 인접 마스크와의 칩 내 정렬을 위해 지정된다.

칩 내 오버레이 측정 프로세스를 위한 정렬 마크들은 레벨 간 오버레이 측정 프로세스에서 사용되는 정렬 마크들과 유사하거나 상이할 수 있으며, 박스-인-박스 패턴들, 크로스-인-크로스 패턴들, 평행 또는 인접(abutting) 테스트 라인들 및/또는 임의의 다른 적절한 타입의 정렬 마크를 포함할 수 있다. 다양한 예들에서, 스티칭 구역(208A)은 박스-인-박스 정렬 마크 세트들의 외측 박스들과 같은 제1 타입의 하나 이상의 정렬 마크들(210A) 및/또는 크로스-인-크로스 정렬 마크 세트들의 외측 크로스들과 같은 제2 타입의 하나 이상의 정렬 마크들(210B)을 포함한다. 이와 관련하여, 스티칭 구역(208A)은 스티칭 구역(208A)의 마크들이 그와 정렬하는데 사용되는, 마스크(200)와 제1 인접 마스크 사이의 경계선과 평행하게 정렬된 제1 타입의 임의의 개수의 정렬 마크들을 포함할 수 있다.

유사하게, 스티칭 구역(208A)은 박스-인-박스 정렬 마크 세트들의 내측 박스들을 나타내는, 정렬 마크들(210D); 크로스-인-크로스 정렬 마크 세트들의 내측 크로스들을 나타내는, 정렬 마크들(210E); 테스트 라인 정렬 마크들; 및/또는 다른 적절한 정렬 마크들과 같은 제2 타입의 하나 이상의 정렬 마크들을 포함할 수 있다. 스티칭 구역(208A)은 정렬 마크들이 그와 정렬하는데 사용되는, 마스크(200)와 제1 인접 마스크 사이의 경계선과 평행하게 정렬된 제2 타입의 임의의 개수의 정렬 마크들을 포함할 수 있다.

부가적으로 또는 대안적으로, 스티칭 구역(208A)은 제1 인접 마스크의 테스트 라인과 평행하게 주행하고 및/또는 제1 인접 마스크의 테스트 라인에 접하도록 구성된 테스트 라인을 포함하는, 정렬 마크(210C)와 같은 다른 타입의 정렬 마크들을 포함할 수 있다.

스티칭 구역(208B)은 제2 인접 마스크와 정렬되도록 유사하게 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 스티칭 구역(208B)은 임의의 개수의 정렬 마크들(예를 들어, 정렬 마크들(210A, 210B, 210C, 210D 및 210E) 및/또는 다른 적절한 정렬 마크들)을 포함할 수 있으며, 이들 중 일부는 마스크(200)와 제2 인접 마스크 사이의 경계선과 평행하게 정렬될 수 있으며, 정렬 마크들은 그와 정렬하는데 사용된다.

메인 다이 영역(206), 스티칭 구역들, 및 정렬 구역들 너머로, 마스크(200)는 프레임 영역(222)을 포함할 수 있다. 프레임 영역(222)은 스크라이브 라인(scribe line)들(웨이퍼를 다이싱(dicing)하기 위해 별도로 설정된 희생 영역들), 레벨 간 정렬 마크들(224) 및/또는 다른 기준(fiducial) 피처들(226)(집적 회로의 일부는 아니지만 그럼에도 불구하고 로고들 및 텍스트와 같은 마스크의 일부인 마킹들)을 포함할 수 있다.

프레임 영역(222)은 정렬 구역들 내의 정렬 마크들(210A-210E)과 실질적으로 유사할 수 있는, 정렬 마크들(228A 및 228B)을 포함하는 프레임-영역 칩 내 정렬 마크들(228)을 또한 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 정렬 마크들(228A)은 정렬 구역들(212A 및 212B)의 것들과 유사하게 마스크(200)의 바로 아래의 구역을 노광시키고 마스크(200)의 구역과 중첩하는 제1 인접 마스크와의 칩 내 정렬을 위해 지정될 수 있다. 정렬 마크들(228B)은 정렬 구역들(212C 및 212D)의 것들과 유사하게 마스크(200)의 바로 오른쪽의 구역을 노광시키고 마스크(200)의 구역과 중첩하는 제2 인접 마스크와의 칩 내 정렬을 위해 지정될 수 있다. 다양한 예들에서, 프레임-영역 칩 내 정렬 마크들(228A 및 228B)은 박스-인-박스 정렬 마크들, 크로스-인-크로스 정렬 마크들, 다른 마스크들의 테스트 라인들과 평행하거나 접하도록 의도된 테스트 라인들 및/또는 다른 적절한 정렬 마크들을 포함한다. 이러한 방식으로, 프레임-영역 칩 내 정렬 마크들(228)은 다중-마스크 다중-노광 프로세스의 마스크들을 정렬하기 위한 추가의 기준 포인트들을 제공한다.

레이아웃으로부터 마스크(200)를 형성하는 기법들은 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명된다. 이와 관련하여, 도 3은 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른 레이아웃으로부터 마스크 세트를 형성하는 방법(300)의 흐름도이다. 추가적인 단계들이 방법(300) 전에, 그 동안에, 및 그 후에 제공될 수 있으며, 설명된 단계들 중 몇몇은 방법(300)의 다른 실시예들을 위해 교체되거나 또는 제거될 수 있다. 도 4 내지 도 8은 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른 마스크 형성 방법(300)을 겪는 레이아웃(400)의 도면들이다. 레이아웃(400)은 수백만 또는 수십억 개의 형상들을 포함할 수 있으므로, 레이아웃(400)의 예시는 명료성을 위해 단순화되었다.

먼저 도 3의 블록(302) 및 도 4를 참조하면, 레이아웃(400)이 제조를 위해 수신된다. 다양한 예들에서, 레이아웃(400)은 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 데이터 파일의 형태를 취하며, Applied Materials의 등록 상표인 GDSII, OASIS 및/또는 MEBES®와 같은 설계 표준으로 표현된다. 레이아웃(400)은 집적 회로의 디지털 표현일 수 있고, 레이아웃(400)의 형상들(402)은 마스크들의 물리적 피처들, 및 더 나아가 마스크들에 의해 형성될 집적 회로의 피처들에 대응하고 그를 규정할 수 있다.

레이아웃(400)의 형상들(402)은 집적 회로의 피처들(예를 들어, 도핑된 웰들, 도핑된 활성 구역들, 디바이스 게이트들, 콘택들, 상호접속 라인들, 상호접속 비아들 등)에 대응하고, 몇몇 예들에서, 레이아웃(400)에 의해 규정된 집적 회로는 다중-마스크 다중-노광 프로세스에서 다수의 마스크들에 의해 형성되어야 한다. 따라서, 도 3의 블록(304) 및 도 4를 참조하면, 레이아웃(400)은 각각의 마스크 구역(404)이 개별 마스크에 대응하도록 마스크 구역들(404)으로 세분된다. 레이아웃(400)은 대응 집적 회로의 사이즈; 마스크 사이즈; 레티클 사이즈; 회로, 마스크 또는 리소그래피 시스템의 다른 특성들; 및/또는 다른 적절한 인자들에 기반하여, 임의의 적절한 개수의 마스크 구역들(404)로 세분될 수 있다. 예에서, 레이아웃(400)은 4개의 마스크 구역들(404)로 세분된다. 마스크 구역들(404)은 마스크들 사이의 교차점들을 따라 중첩할 수 있다.

도 3의 블록(306) 및 도 5를 참조하면, 정렬 존(alignment zone)들(502)은 마스크 구역들(404)의 교차점들을 따라 규정된다. 정렬 존들(502)은 정렬 형상들을 위한 예비 영역들을 포함하고, 또한 정렬 형상들을 포함할 수 있는 마스크 프레임과 대조적으로, 정렬 존들(502)은 레이아웃(400)에 의해 규정된 집적 회로 내에 놓일 수 있다. 레이아웃 형상들(402)이 정렬 존들(502)에서 금지될 수 있기 때문에, 정렬 존들(502)의 개수 및 사이즈는 레이아웃 형상들(402)에 이용가능하게 남아있는 영역의 사이즈에 대해 균형을 이룰 수 있다.

블록(308)을 참조하고 여전히 도 5를 참조하면, 정렬 형상들(504)이 레이아웃(400)의 정렬 존들(502)에 삽입된다. 적절한 정렬 형상들(504)은 박스-인-박스 형상들, 크로스-인-크로스 형상들, 및 테스트 라인들을 포함하며, 많은 정렬 형상들(504)은 제1 마스크에 할당된 하나의 정렬 형상(504)(예를 들어, 내측 형상), 및 마스크 구역(404) 및 제2 마스크에 할당된 제2 정렬 형상(504)(예를 들어, 외측 형상)을 갖는 세트로서 동작한다. 그러한 몇몇 예들에서, 박스-인-박스 정렬 형상(504)을 추가하는 것은, 외측 박스를 제1 마스크 구역(404)에 추가하고 내측 박스를 제2 마스크 구역(404)에 추가하여 내측 박스가 외측 박스 내에 형성되도록 하는 것을 포함한다. 그러한 몇몇 예들에서, 크로스-인-크로스 정렬 형상(504)을 추가하는 것은, 외측 크로스를 제1 마스크 구역(404)에 추가하고 내측 크로스를 제2 마스크 구역(404)에 추가하여 내측 크로스가 외측 크로스 내에 형성되도록 하는 것을 포함한다. 그러한 몇몇 예들에서, 테스트 라인 정렬 형상(504)을 추가하는 것은, 병렬 또는 인접 테스트 라인들의 세트의 제1 테스트 라인을 제1 마스크 구역에 추가하고 세트의 제2 테스트 라인을 제2 마스크 구역(404)에 추가하는 것을 포함한다.

몇몇 예들에서, 정렬 형상들(504)의 무결성을 보호하기 위해, 정렬 존들(502)에서 기능적 레이아웃 형상들(402)이 금지된다. 유사하게, 레이아웃 형상들(402)은 3개 이상의 마스크 구역들(404)이 중첩하는 중앙 구역(506) 내에서 금지될 수 있다. 도 3의 블록(310)을 참조하면, 레이아웃(400)은 기능적 형상들(402)이 정렬 존들(502) 내에 또는 중앙 구역(506) 내에 위치되지 않는 것을 보장하도록 체크된다. 기능적 형상(402)이 정렬 존들(502) 또는 중앙 구역(506)에서 발견되면, 경보가 트리거될 수 있다.

도 3의 블록(312) 및 도 6a를 참조하면, 스티칭 존들(602)은 마스크들 사이의 중첩 영역을 따라 규정된다. 도 3의 블록(314)을 참조하면, 스티칭 존들(602) 내의 형상들(402)은 중첩 마스크 구역들(404) 사이에 할당된다. 몇몇 예들에서, 각각의 마스크 구역(404)은 마스크 구역의 스티칭 존들(602) 내에서 각각의 형상(402)의 인스턴스를 수용할 것이다. 이것은 마스크들 각각이 사용됨에 따라, 대응 포토레지스트 영역을 여러번 노광시키는 효과를 가질 수 있다. 따라서, 그러한 몇몇 예들에서, 스티칭 존(602) 내의 형상(402)의 일부의 사이즈(예를 들어, 선폭)는 스티칭 존(602) 외부의 동일한 형상(402)의 일부의 사이즈보다 더 작을 수 있어, 총 노광 선량(total exposure dose)은 일부 부분들이 2회(또는 그 이상) 노광되더라도 피처를 가로질러 실질적으로 동일하게 유지되게 된다. 예를 들어, 도 6b를 참조하면, 스티칭 존(602) 내의 피처 부분(402A)은 제2 폭(606)을 갖는 스티칭 존(602) 외부의 피처 부분(402B)보다 작은 제1 폭(604)을 갖는다. 몇몇 예들에서, 제1 폭(604)은 제2 폭(606)의 약 90 % 내지 약 50 %이고, 하나의 그러한 예에서, 제1 폭(604)은 제2 폭(606)의 약 87.5 %이다(예를 들어, 제2 폭은 8 nm이고 제1 폭(604)은 7nm이다).

부가적으로 또는 대안적으로, 스티칭 존(602) 내의 형상들(402)은 각각의 형상(402)이 단일의 마스크 구역(404) 내에 포함되도록 스티칭 존(602)을 공유하는 마스크 구역들(404) 중 하나에 할당될 수 있고, 따라서, 각각의 피처는 하나의 마스크를 사용하여 노광된다. 이러한 몇몇 예들에서, 레이아웃 형상들(402)은 스티칭 존의 정중선을 따라 분할되고, 정중선의 일측면 상의 형상들(402) 및 형상 부분들은 하나의 마스크 구역(404)에 할당되는 반면, 정중선의 다른 측면 상의 형상들(402) 및 형상 부분들은 다른 마스크 구역(404)에 할당된다. 몇몇 예들에서, 스티칭 존들(602) 내의 트랙들은 특정 마스크 구역들(404)에 할당되고(allocated), 트랙 내의 임의의 형상(402)은 대응 마스크 구역(404)에 지정된다(assigned). 다른 예들은 다른 기법들을 사용하여 형상들(402)을 할당한다.

도 3의 블록(316) 및 도 7을 참조하면, 프레임(702)은 레이아웃(400)에 규정되고, 스크라이브 형상들, 레벨 간 정렬 형상들(704), 프레임-영역 칩 내 정렬 형상들(706) 및/또는 다른 기준 형상들(708)과 같은 형상들이 프레임(702) 내에 추가된다.

도 3의 블록(318) 및 도 8을 참조하면, 개별 마스크 구역들(404)에 대한 마스크 구역들(404)은 분리된다. 이것은 나머지 형상들(402), 레벨 간 정렬 형상들(704), 프레임-영역 칩 내 정렬 형상들(706) 및 기준 형상들(708)을 그들 각각의 마스크 구역들(404)에 할당하는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 예들에서, 마스크 구역들(404)을 분리하는 것은, 각각의 마스크 구역(404)에 대한 개별 레이아웃을 생성하는 것을 포함한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 단일의 레이아웃 파일은 2개 이상의 마스크 구역을 포함할 수 있다.

도 3의 블록(320)을 참조하면, 마스크 구역들(404) 각각은 개별 마스크를 제조하기 위해 제공된다. 제조는, 개별 마스크 구역(404)의 레이아웃 형상들(402)에 대응하는 마스크 피처들(202), 개별 마스크 구역(404)의 정렬 형상들(504)에 대응하는 정렬 마크들(21), 개별 마스크 구역(404)의 프레임-영역 칩 내 정렬 형상들(706)에 대응하는 프레임-영역 칩 내 정렬 마크들(228), 및/또는 개별 마스크 구역(404)의 기준 형상들(708)에 대응하는 기준 피처들(226)을 갖는 마스크(220)를 형성하는 것을 수반할 수 있다. 일단 제조되면, 마스크들은 집적 회로를 제조하는데 사용될 수 있다.

상기 설명된 것과 같은 마스크(200)를 사용하여 포토리소그래피를 수행하는 기법이 도 9 내지 도 17을 참조하여 설명된다. 이와 관련하여, 도 9는 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른 다중-마스크 다중-노광 패터닝 방법(900)의 흐름도이다. 추가적인 단계들이 방법(900) 전에, 그 동안에, 및 그 후에 제공될 수 있으며, 설명된 단계들 중 몇몇은 방법(900)의 다른 실시예들을 위해 교체되거나 또는 제거될 수 있다. 도 10은 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른, 다중-마스크 다중-노광 패터닝 방법(900)을 겪는 집적 회로 워크피스(1000)의 일부분의 단면도이다. 도 11 내지 도 17은 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른, 다중-마스크 다중-노광 패터닝 방법(900)을 겪는 집적 회로 워크피스(1000)의 일부분의 상면도들이다.

도 9의 블록(902) 및 도 10을 참조하면, 집적 회로 워크피스(1000) 및 워크피스(1000)를 패터닝하기 위한 마스크들의 세트가 수용된다. 워크피스(1000)는 다른 층들 및 피처들이 형성되는 기판(1002)을 포함한다. 다양한 예들에서, 기판(1002)은 결정 구조의 실리콘 또는 게르마늄과 같은 일원소(단일 원소) 반도체; 실리콘 게르마늄, 실리콘 탄화물, 갈륨 비소, 갈륨 인화물, 인듐 인화물, 인듐 비화물 및/또는 인듐 안티몬화물과 같은 화합물 반도체; 소다 라임 유리, 용융 실리카, 용융 석영 및/또는 칼슘 불화물(CaF2)과 같은 비-반도체 재료; 및/또는 이들의 조합들을 포함할 수 있다.

기판(1002)은 조성이 균일할 수 있거나 또는 다양한 층을 포함할 수 있으며, 층들 중 일부는 선택적으로 에칭되어 핀들을 형성할 수 있다. 층들은 유사하거나 상이한 조성들을 가질 수 있고, 다양한 실시예들에서, 일부 기판 층들은 디바이스 변형(strain)을 유도하여 디바이스 성능을 튜닝하기 위해 불균일한 조성들을 갖는다. 적층(layered) 기판의 예들은 SOI(silicon-on-insulator) 기판(1002)을 포함한다. 그러한 몇몇 예들에서, 기판(1002)의 층은 반도체 산화물, 반도체 질화물, 반도체 산질화물, 반도체 탄화물 및/또는 다른 적절한 절연체 재료들과 같은 절연체를 포함할 수 있다.

몇몇 예들에서, 워크피스(1000)는 기판(1002) 상에 배치된 재료 층(1004)을 포함한다. 그러한 몇몇 예들에서, 재료 층(1004)은 하드 마스크 유전체 층과 같은 유전체 층을 포함하고, 재료 층(1004)의 유전체에 적합한 재료는 반도체 산화물들, 반도체 질화물들, 반도체 산질화물들, 반도체 탄화물들 및/또는 다른 적절한 재료들을 포함한다. 몇몇 예들에서, 재료 층(1004)은 실리콘 층, 게르마늄 층, 실리콘 게르마늄 층 및/또는 다른 적절한 반도체 층들과 같은 반도체 층을 포함한다.

워크피스(1000)는 재료 층(1004)의 상단에 배치된 포토레지스트(1006)를 더 포함할 수 있다. 포토레지스트(1006)는 상기 설명된 것과 실질적으로 유사할 수 있다.

도 9의 블록(904) 및 도 11을 참조하면, 도 1에 설명된 것과 같은 리소그래피 시스템(100)을 사용하여 포토레지스트(1006) 상에 제1 리소그래피 노광이 수행될 수 있다. 제1 리소그래피 노광은 포토레지스트(1006)의 제1 부분을 노광시키기 위해 세트의 제1 마스크를 사용할 수 있다. 제1 리소그래피 노광은 마스크 피처(202) 및 제1 마스크에 존재하는 정렬 마크들(예컨대, 위의 정렬 마크들(210A-210E) 및/또는 프레임-영역 칩 내 정렬 마크들(228))에 따라 포토레지스트(1006)를 노광시킬 수 있다. 제1 마스크의 정렬 마크들에 의해 노광된 포토레지스트(1006)의 구역들은 마커(1102)에 의해 표시되고, 명료성을 위해 음영처리된다. 제1 마스크는 제1 마스크의 노광된 영역과 제2 마스크의 노광된 영역 사이의 경계선과 평행하게 정렬된 임의의 개수의 정렬 마크들 및 제1 마스크와 제3 마스크의 경계선과 평행하게 정렬된 임의의 개수의 정렬 마크들을 포함할 수 있으므로, 포토레지스트(1006)는 임의의 개수의 노광된 구역들(1102)을 가질 수 있다. 다양한 예들에서, 구역들(1102)은 박스-인-박스 패턴의 내측 박스, 박스-인-박스 패턴의 외측 박스, 크로스-인-크로스 패턴의 내측 크로스, 크로스-인-크로스 패턴의 외측 크로스 및/또는 평행 또는 인접 테스트 라인들의 세트의 테스트 라인들에 대응한다.

도 9의 블록(906) 및 도 12를 참조하면, 리소그래피 시스템(100) 및 제2 마스크를 사용하여 포토레지스트(1006)의 제2 부분 상에 제2 리소그래피 노광이 수행될 수 있다. 몇몇 예들에서, 제2 마스크에 의해 노광된 제2 부분은 제1 마스크에 의해 노광된 제1 부분과 중첩한다. 제1 노광과 마찬가지로, 제2 리소그래피 노광은 마스크 피처(202) 및 제2 마스크에 존재하는 정렬 마크들(예컨대, 위의 정렬 마크들(210A-210E) 및/또는 프레임-영역 칩 내 정렬 마크들(228))에 따라 포토레지스트(1006)를 패터닝할 수 있다. 제2 마스크의 정렬 마크들에 의해 노광된 포토레지스트(1006)의 구역들은 마커(1202)에 의해 표시되고, 명료성을 위해 음영처리된다. 제2 마스크가 제1 마스크와 제2 마스크 사이의 경계선과 평행하게 정렬된 임의의 갯수의 정렬 마크들을 포함할 수 있으므로, 포토레지스트(1006)는 임의의 개수의 노광된 구역들(1202)을 가질 수 있다. 다양한 예들에서, 구역들(1202)은 박스-인-박스 패턴의 내측 박스, 박스-인-박스 패턴의 외측 박스, 크로스-인-크로스 패턴의 내측 크로스, 크로스-인-크로스 패턴의 외측 크로스 및/또는 평행 또는 인접 테스트 라인들의 세트의 테스트 라인들에 대응한다.

도 9의 블록(908) 및 도 13를 참조하면, 리소그래피 시스템(100) 및 제3 마스크를 사용하여 포토레지스트(1006)의 제3 부분 상에 제3 리소그래피 노광이 수행될 수 있다. 몇몇 예들에서, 제3 마스크에 의해 노광된 제3 부분은 제1 마스크에 의해 노광된 제1 부분과 중첩한다. 제3 리소그래피 노광은 마스크 피처(202) 및 제1 마스크에 존재하는 정렬 마크들(예컨대, 위의 정렬 마크들(210A-210E) 및/또는 프레임-영역 칩 내 정렬 마크들(228))에 따라 포토레지스트(1006)를 패터닝할 수 있다. 제3 마스크의 정렬 마크들에 의해 노광된 포토레지스트(1006)의 구역들은 마커(1302)에 의해 표시되고, 명료성을 위해 음영처리된다. 제3 마스크가 제1 마스크와 제4 마스크 사이의 경계선과 평행하게 정렬된 임의의 갯수의 정렬 마크들을 포함할 수 있으므로, 포토레지스트(1006)는 임의의 개수의 노광된 구역들(1302)을 가질 수 있다. 다양한 예들에서, 구역들(1302)은 박스-인-박스 패턴의 내측 박스, 박스-인-박스 패턴의 외측 박스, 크로스-인-크로스 패턴의 내측 크로스, 크로스-인-크로스 패턴의 외측 크로스 및/또는 평행 또는 인접 테스트 라인들의 세트의 테스트 라인들에 대응한다.

도 9의 블록(910) 및 도 14를 참조하면, 리소그래피 시스템(100) 및 제3 마스크를 사용하여 포토레지스트(1006)의 제4 부분 상에 제4 리소그래피 노광이 수행될 수 있다. 몇몇 예들에서, 제4 마스크에 의해 노광된 제4 부분은 제2 부분 및 제3 부분과 중첩한다. 제4 리소그래피 노광은 마스크 피처(202) 및 제4 마스크에 존재하는 정렬 마크들(예컨대, 위의 정렬 마크들(210A-210E) 및/또는 프레임-영역 칩 내 정렬 마크들(228))에 따라 포토레지스트(1006)를 패터닝할 수 있다. 제4 마스크의 정렬 마크들에 의해 노광된 포토레지스트(1006)의 구역들은 마커(1402)에 의해 표시되고, 명료성을 위해 음영처리된다. 제4 마스크가 제2 마스크와 제3 마스크 사이의 경계선과 평행하게 정렬된 임의의 갯수의 정렬 마크들을 포함할 수 있으므로, 포토레지스트(1006)는 임의의 개수의 노광된 구역들(1402)을 가질 수 있다. 다양한 예들에서, 구역들(1402)은 박스-인-박스 패턴의 내측 박스, 박스-인-박스 패턴의 외측 박스, 크로스-인-크로스 패턴의 내측 크로스, 크로스-인-크로스 패턴의 외측 크로스 및/또는 평행 또는 인접 테스트 라인들의 세트의 테스트 라인들에 대응한다.

그러한 몇몇 예들에서, 제1 마스크의 마스크 피처(202)에 의해 노광된 포토레지스트(1006) 구역들, 제2 마스크의 마스크 피처들(202)에 의해 노광된 구역들, 제3 마스크의 마스크 피처들(202)에 의해 노광된 구역들, 제4 마스크의 마스크 피처들(202)에 의해 노광된 구역들은 단일의 모놀리식 집적 회로에 대한 회로 피처들을 형성한다.

블록들(904 내지 910)의 프로세스들은 워크피스(1000)를 패터닝하는데 사용되는 것만큼 많은 마스크들 및 많은 노광들에 대해 반복될 수 있다.

도 9의 블록(912) 및 도 15를 참조하면, 최종 리소그래피 노광 후, 포토레지스트(1006)가 현상된다. 현상 프로세스는 노광된 포토레지스트(1006)의 부분들만을 남길 수 있거나, 또는 노광되지 않은 포토레지스트 층의 부분만을 남길 수 있다. 도 9의 블록(914) 및 도 16을 참조하면, 패터닝된 포토레지스트는 재료 층(1004)의 노광된 부분들을 선택적으로 프로세싱하는데 사용된다. 몇몇 예들에서, 이는 아래에 판(1002)을 노광시키기 위해 재료 층(1004)의 노광된 부분을 에칭하는 것을 포함한다. 추가 예들에서, 재료 층(1004)의 노광된 부분들을 프로세싱하는 단계는, 재료 층(1004)을 도핑하는 단계, 재료 층(1004) 위에 다른 재료를 성막하는 단계, 재료 층(1004) 위에 재료를 에피택셜 성장시키는 단계 및/또는 다른 적절한 회로 제조 프로세스들을 포함한다. 도 9의 블록(916) 및 도 17을 참조하면, 포토레지스트(1006)는 재료 층(1004)이 프로세싱된 후에 제거될 수 있다.

도 17에서 알 수 있는 바와 같이, 프로세싱된 재료 층(1004)의 부분들은 제1 마스크, 제2 마스크, 제3 마스크 및 제4 마스크의 정렬 마크들에 대응한다. 도 9의 블록(918)을 참조하면, 제1 마스크와 제2 마스크 사이의 정렬은, 마커(1702)에 의해 표시된 바와 같이 제 1 마스크의 정렬 마크에 대응하는 프로세싱된 재료 층(1004)의 부분과 제2 마스크의 정렬 마크에 대응하는 부분 사이의 거리 및/또는 스큐를 측정함으로써 분석된다. 거리는 두 부분들 사이의 둘 이상의 위치에서 측정될 수 있다. 블록(918)의 측정들은 블록(920)에 도시된 바와 같이 각각의 정렬 마크 및 마스크들의 각각의 조합에 대해 반복될 수 있다. 도 9의 블록(922)을 참조하면, 후속 워크피스들에 대한 서로에 관한 마스크의 노광 영역들의 정렬에 대해 오버레이 조정이 이루어진다.

다양한 실시예들에서, 기법은 소프트웨어 명령어들을 실행하는 전용 고정 함수 컴퓨팅 엘리먼트들 및 프로그램가능 컴퓨팅 엘리먼트들의 조합을 사용함으로써 수행된다. 따라서, 방법(300) 및/또는 방법(900)의 단계들 중 임의의 것은 프로세싱 시스템에 의해 액세스가능한 비-일시적 기계 판독가능 매체에 저장되는 대응 명령어들을 사용하여 컴퓨팅 시스템에 의해 구현될 수 있다. 그러한 시스템 및 비-일시적 기계 판독가능 매체의 예들은 도 18을 참고하여 설명된다. 이와 관련하여, 도 18은 본 개시물의 다양한 실시예들에 따른 리소그래피 환경(1800)의 블록도이다.

리소그래피 환경(1800)은 제어 시스템(1802)을 포함한다. 제어 시스템(1802)은 중앙 처리 장치(CPU, Central Processing Unit), 그래픽 처리 장치(GPU, Graphical Processing Unit), 주문형 집적 회로(ASIC, Application-Specific Integrated Circuit), 마이크로제어기 및/또는 다른 프로세싱 엘리먼트들과 같은 임의의 개수 및 타입의 프로세싱 엘리먼트들을 포함할 수 있는 프로세싱 리소스(1804)를 포함한다. 프로세싱 리소스(1804)는 매체(1806) 상에 저장된 명령어들을 실행하기 위한 유형의 비-일시적 기계 판독가능 매체(1806)에 결합된다. 이러한 설명의 목적을 위해, 유형의 비-일시적 기계 판독가능 매체(1806)는 명령 실행 시스템, 장치 또는 디바이스에 의해 또는 그와 관련하여 사용하기 위한 프로그램을 저장할 수 있는 임의의 장치일 수 있다. 매체(1806)는 자기 저장장치, 고체 상태 저장장치, 광학 저장장치, 캐시 메모리 및/또는 배터리 백업된 랜덤 액세스 메모리(RAM, Random Access Memory)를 포함하는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 다양한 예들에서, 매체(1806)는 프로세싱 리소스(1804)로 하여금 레이아웃으로부터 마스크 세트를 형성하는 방법(300)의 프로세스들 및/또는 다중-마스크 다중-노광 패터닝의 방법(900)의 프로세스들을 수행하게하는 명령어들을 저장한다.

그 목적을 위해, 제어 시스템(1802)은 리소그래피 시스템(100) 및/또는 계측 시스템(1810)에 신호를 송신 및 수신하는 리소그래피 인터페이스(1808)를 포함할 수 있다. 제어 시스템(1802)은 또한 테스트 정보 및 결과들을 사용자 및/또는 다른 컴퓨팅 시스템들과 통신하기 위한 I/O 인터페이스(1812)를 포함할 수 있다. 따라서, I/O 인터페이스(1812)는 비디오 출력을 위한 제어기들(예를 들어, GPU), 사용자 입력(예를 들어, 키보드, 마우스, 펜 입력 디바이스, 터치패드 등을 위한 제어기들), 네트워크 제어기들(예를 들어, 이더넷 및/또는 무선 통신 제어기들), 및/또는 다른 적절한 I/O 제어기들을 포함할 수 있다.

따라서, 본 개시물은 워크피스 상에 다중-마스크 다중-노광 리소그래피 기법을 수행하기 위한 기법의 예들을 제공하고, 적절한 마스크들의 예들을 제공한다. 몇몇 예시들에서, 포토마스크는 다이 영역, 및 다이 영역에 인접하게 그리고 포토마스크의 경계선을 따라 배치되는 스티칭 구역(stitching region)을 포함한다. 스티칭 구역은, 집적 회로 피처를 형성하기 위한 마스크 피처, 및 칩 내 오버레이 측정(in-chip overlay measurement)을 위한 정렬 마크를 포함한다. 그러한 몇몇 예시들에서, 스티칭 구역은 정렬 마크를 포함하는 제1 복수의 정렬 마크들을 더 포함하고, 제1 복수의 정렬 마크들은 경계선과 평행하게 배열된다. 그러한 몇몇 예시들에서, 스티칭 구역은, 경계선과 평행하게 배열되고 제1 복수의 정렬 마크들과 경계선 사이에 배치되는 제2 복수의 정렬 마크들을 더 포함한다. 그러한 몇몇 예시들에서, 제1 복수의 정렬 마크들은 제1 박스-인-박스 패턴(box-in-box pattern)의 외측 박스를 포함하고, 제2 복수의 정렬 마크들은 제2 박스-인-박스 패턴의 내측 박스를 포함한다. 그러한 몇몇 예시들에서, 경계선은 포토마스크의 제1 경계선이고, 정렬 마크는 제1 정렬 마크이고, 제1 인접 포토마스크에 관한 칩 내 오버레이 측정을 위한 것이며, 스티칭 구역은 제1 스티칭 구역이고, 제1 인접 포토마스크의 노광 영역과 중첩하는 것이다. 포토마스크는, 다이 영역에 인접하게 그리고 포토마스크의 제2 경계선을 따라 배치되는 제2 스티칭 구역을 더 포함하며, 제2 스티칭 구역은 제2 인접 포토마스크의 노광 영역과 중첩하는 것이고, 제2 인접 포토마스크에 관한 칩 내 오버레이 측정을 위한 제2 정렬 마크를 포함한다. 그러한 몇몇 예시들에서, 제1 경계선은 제2 경계선에 직각이다. 그러한 몇몇 예시들에서, 정렬 마크는 제1 정렬 마크이고, 제1 인접 포토마스크에 관한 칩 내 오버레이 측정을 위한 것이고, 포토마스크는 다이 영역 주변의 프레임 영역을 더 포함하며, 프레임 영역은 제1 인접 포토마스크에 관한 칩 내 오버레이 측정을 위한 제2 정렬 마크를 포함한다. 그러한 몇몇 예시들에서, 마스크 피처는 경계선까지 연장된다. 그러한 몇몇 예시들에서, 마스크 피처는 다이 영역 내로 연장된다.

추가 예시들에서, 마스크는, 마스크의 경계선까지 연장되는 복수의 마스크 피처들, 및 경계선과 평행하게 정렬된 제1 복수의 칩 내 정렬 피처들을 포함하는 제1 복수의 정렬 구역들을 포함한다. 제1 복수의 정렬 구역들은 인접 마스크의 노광 영역과 중첩하고, 제1 복수의 칩 내 정렬 피처들은 인접 마스크에 관한 오버레이 측정을 위한 것이다. 그러한 몇몇 예시들에서, 마스크는, 제1 복수의 정렬 구역들과 경계선 사이에 배치된, 경계선과 평행하게 정렬된 제2 복수의 칩 내 정렬 피처들을 포함하는 제2 복수의 정렬 구역들을 더 포함한다. 그러한 몇몇 예시들에서, 마스크는, 경계선과 평행하게 연장되고, 제1 복수의 정렬 구역들과 제2 복수의 정렬 구역들 사이에 배치되는 테스트 라인을 더 포함하고, 테스트 라인은 인접 마스크에 관한 오버레이 측정을 위한 것이다. 그러한 몇몇 예시들에서, 경계선은 제1 경계선이고, 인접 마스크는 제1 인접 마스크이고, 마스크는, 제2 경계선과 평행하게 정렬된 제2 복수의 칩 내 정렬 피처들을 포함하는 제2 복수의 정렬 구역들을 더 포함한다. 제2 복수의 정렬 구역들은 제2 인접 마스크의 노광 영역과 중첩하며, 제2 복수의 칩 내 정렬 피처들은 제2 인접 마스크에 관한 오버레이 측정을 위한 것이다. 그러한 몇몇 예시들에서, 제1 복수의 칩 내 정렬 피처들은, 내측 박스 정렬 피처, 외측 박스 정렬 피처, 내측 교차 정렬 피처, 외측 교차 정렬 피처, 및 테스트 라인으로 구성된 그룹으로부터의 피처를 포함한다. 그러한 몇몇 예시들에서, 마스크는 프레임 영역을 더 포함하며, 프레임 영역은 인접 마스크에 관한 오버레이 측정을 위한 정렬 피처를 포함한다.

추가 예시들에서, 방법은: 집적 회로의 기능적 피처들을 형성하기 위한 마스크의 피처들에 대응하는 기능적 형상들을 포함하는 레이아웃을 수신하는 단계; 레이아웃을 복수의 중첩 마스크 구역들로 분할하는 단계; 복수의 중첩 마스크 구역들의 구역들 사이의 경계선들에서, 레이아웃 내의 정렬 존(alignment zone)들을 규정하는 단계; 정렬 존들에 정렬 형상들을 삽입하는 단계; 복수의 중첩 마스크 구역들 중에 기능적 형상들 및 정렬 형상들을 할당하는(allocating) 단계; 및 다중-마스크 다중-노광 마스크 세트의 마스크들을 제조하기 위해 복수의 중첩 마스크 구역들을 제공하는 단계를 포함한다. 그러한 몇몇 예시들에서, 정렬 형상들은 기능적 형상들 사이에 배치된다. 그러한 몇몇 예시들에서, 정렬 형상들을 할당하는 단계는, 복수의 중첩 마스크 구역들의 제1 구역에 박스-인-박스 패턴의 내측 박스를 할당하는 단계, 및 복수의 중첩 마스크 구역들의 제2 구역에 박스-인-박스 패턴의 외측 박스를 할당하는 단계를 포함한다. 그러한 몇몇 예시들에서, 정렬 형상들을 할당하는 단계는, 복수의 중첩 마스크 구역들의 제1 구역에 제1 복수의 정렬 형상들을 할당하고, 제1 복수의 정렬 형상들은 제1 구역의 경계선과 평행하게 배열된다. 그러한 몇몇 예시들에서, 정렬 형상들을 할당하는 단계는, 제1 구역에 제2 복수의 정렬 형상들을 추가로 할당하고, 제2 복수의 정렬 형상들은 제1 구역의 경계선과 평행하게 배열되고, 제1 복수의 정렬 형상들과 경계선 사이에 배치된다.

전술한 내용은 본 기술분야의 당업자들이 본 개시물의 양상들을 더 잘 이해할 수 있도록 몇몇 실시예들의 피처들을 약술하였다. 본 기술분야의 당업자들은 본 명세서에서 소개한 실시예들의 동일한 목적들을 수행하고 그리고/또는 동일한 장점들을 달성하기 위한 다른 프로세스들 및 구조들을 설계하거나 또는 수정하기 위한 기초로서 본 개시내용을 자신들이 손쉽게 이용할 수 있다는 것을 인식해야 한다. 본 기술분야의 당업자들은 또한 이와 같은 등가적 구성들은 본 개시물의 사상과 범위를 벗어나지 않으며, 본 개시물의 사상과 범위를 벗어나지 않고 당업자들이 다양한 변경들, 대체들, 및 개조들을 본 발명에서 행할 수 있음을 알아야 한다.

실시예들

실시예 1. 포토마스크에 있어서,

다이 영역; 및

상기 다이 영역에 인접하게 그리고 상기 포토마스크의 경계선을 따라 배치되는 스티칭 구역(stitching region)

을 포함하며, 상기 스티칭 구역은:

집적 회로 피처를 형성하기 위한 마스크 피처; 및

칩 내 오버레이 측정(in-chip overlay measurement)을 위한 정렬 마크

를 포함하는 것인, 포토마스크.

실시예 2. 실시예 1에 있어서,

상기 스티칭 구역은 상기 정렬 마크를 포함하는 제1 복수의 정렬 마크들을 더 포함하고;

상기 제1 복수의 정렬 마크들은 상기 경계선과 평행하게 배열되는 것인, 포토마스크.

실시예 3. 실시예 2에 있어서,

상기 스티칭 구역은, 상기 경계선과 평행하게 배열되고 상기 제1 복수의 정렬 마크들과 상기 경계선 사이에 배치되는 제2 복수의 정렬 마크들을 더 포함하는 것인, 포토마스크.

실시예 4. 실시예 3에 있어서,

상기 제1 복수의 정렬 마크들은 제1 박스-인-박스 패턴(box-in-box pattern)의 외측 박스를 포함하고;

상기 제2 복수의 정렬 마크들은 제2 박스-인-박스 패턴의 내측 박스를 포함하는 것인, 포토마스크.

실시예 5. 실시예 1에 있어서,

상기 경계선은 상기 포토마스크의 제1 경계선이고;

상기 정렬 마크는 제1 정렬 마크이고, 제1 인접 포토마스크에 관한 칩 내 오버레이 측정을 위한 것이고;

상기 스티칭 구역은 제1 스티칭 구역이고, 상기 제1 인접 포토마스크의 노광 영역과 중첩하는 것이고;

상기 포토마스크는, 상기 다이 영역에 인접하게 그리고 상기 포토마스크의 제2 경계선을 따라 배치되는 제2 스티칭 구역을 더 포함하며;

상기 제2 스티칭 구역은 제2 인접 포토마스크의 노광 영역과 중첩하는 것이고, 상기 제2 인접 포토마스크에 관한 칩 내 오버레이 측정을 위한 제2 정렬 마크를 포함하는 것인, 포토마스크.

실시예 6. 실시예 5에 있어서,

상기 제1 경계선은 상기 제2 경계선에 직각인 것인, 포토마스크.

실시예 7. 실시예 1에 있어서,

상기 정렬 마크는 제1 정렬 마크이고, 제1 인접 포토마스크에 관한 칩 내 오버레이 측정을 위한 것이고;

상기 포토마스크는 상기 다이 영역 주변의 프레임 영역을 더 포함하며;

상기 프레임 영역은 상기 제1 인접 포토마스크에 관한 칩 내 오버레이 측정을 위한 제2 정렬 마크를 포함하는 것인, 포토마스크.

실시예 8. 실시예 1에 있어서,

상기 마스크 피처는 상기 경계선까지 연장되는 것인, 포토마스크.

실시예 9. 실시예 1에 있어서,

상기 마스크 피처는 상기 다이 영역 내로 연장되는 것인, 포토마스크.

실시예 10. 마스크에 있어서,

상기 마스크의 경계선까지 연장되는 복수의 마스크 피처들; 및

상기 경계선과 평행하게 정렬된 제1 복수의 칩 내 정렬 피처들을 포함하는 제1 복수의 정렬 구역들

을 포함하며,

상기 제1 복수의 정렬 구역들은 인접 마스크의 노광 영역과 중첩하고;

상기 제1 복수의 칩 내 정렬 피처들은 상기 인접 마스크에 관한 오버레이 측정을 위한 것인, 마스크.

실시예 11. 실시예 10에 있어서,

상기 제1 복수의 정렬 구역들과 상기 경계선 사이에 배치된, 상기 경계선과 평행하게 정렬된 제2 복수의 칩 내 정렬 피처들을 포함하는 제2 복수의 정렬 구역들을 더 포함하는, 마스크.

실시예 12. 실시예 11에 있어서,

상기 경계선과 평행하게 연장되고, 상기 제1 복수의 정렬 구역들과 상기 제2 복수의 정렬 구역들 사이에 배치되는 테스트 라인을 더 포함하고,

상기 테스트 라인은 상기 인접 마스크에 관한 오버레이 측정을 위한 것인, 마스크.

실시예 13. 실시예 10에 있어서,

상기 경계선은 제1 경계선이고;

상기 인접 마스크는 제1 인접 마스크이고;

상기 마스크는, 제2 경계선과 평행하게 정렬된 제2 복수의 칩 내 정렬 피처들을 포함하는 제2 복수의 정렬 구역들을 더 포함하고;

상기 제2 복수의 정렬 구역들은 제2 인접 마스크의 노광 영역과 중첩하며;

상기 제2 복수의 칩 내 정렬 피처들은 상기 제2 인접 마스크에 관한 오버레이 측정을 위한 것인, 마스크.

실시예 14. 실시예 10에 있어서,

상기 제1 복수의 칩 내 정렬 피처들은: 내측 박스 정렬 피처, 외측 박스 정렬 피처, 내측 교차 정렬 피처, 외측 교차 정렬 피처, 및 테스트 라인으로 구성된 그룹으로부터의 피처를 포함하는 것인, 마스크.

실시예 15. 실시예 10에 있어서,

프레임 영역을 더 포함하며,

상기 프레임 영역은 상기 인접 마스크에 관한 오버레이 측정을 위한 정렬 피처를 포함하는 것인, 마스크.

실시예 16. 방법에 있어서,

집적 회로의 기능적 피처들을 형성하기 위한 마스크의 피처들에 대응하는 기능적 형상들을 포함하는 레이아웃을 수신하는 단계;

상기 레이아웃을 복수의 중첩 마스크 구역들로 분할하는 단계;

상기 복수의 중첩 마스크 구역들의 구역들 사이의 경계선들에서, 상기 레이아웃 내의 정렬 존(alignment zone)들을 규정하는 단계;

상기 정렬 존들에 정렬 형상들을 삽입하는 단계;

상기 복수의 중첩 마스크 구역들 중에 상기 기능적 형상들 및 상기 정렬 형상들을 할당하는(allocating) 단계; 및

다중-마스크 다중-노광 마스크 세트의 마스크들을 제조하기 위해 상기 복수의 중첩 마스크 구역들을 제공하는 단계

를 포함하는, 방법.

실시예 17. 실시예 16에 있어서,

상기 정렬 형상들은 상기 기능적 형상들 사이에 배치되는 것인, 방법.

실시예 18. 실시예 16에 있어서, 상기 정렬 형상들을 할당하는 단계는:

상기 복수의 중첩 마스크 구역들의 제1 구역에 박스-인-박스 패턴의 내측 박스를 할당하는 단계; 및

상기 복수의 중첩 마스크 구역들의 제2 구역에 상기 박스-인-박스 패턴의 외측 박스를 할당하는 단계

를 포함하는 것인, 방법.

실시예 19. 실시예 16에 있어서,

상기 정렬 형상들을 할당하는 단계는, 상기 복수의 중첩 마스크 구역들의 제1 구역에 제1 복수의 정렬 형상들을 할당하고;

상기 제1 복수의 정렬 형상들은 상기 제1 구역의 경계선과 평행하게 배열되는 것인, 방법.

실시예 20. 실시예 19에 있어서,

상기 정렬 형상들을 할당하는 단계는, 상기 제1 구역에 제2 복수의 정렬 형상들을 추가로 할당하고;

상기 제2 복수의 정렬 형상들은 상기 제1 구역의 경계선과 평행하게 배열되고, 상기 제1 복수의 정렬 형상들과 상기 경계선 사이에 배치되는 것인, 방법.

Claims (10)

1. 포토마스크에 있어서,
   다이 영역; 및
   상기 다이 영역에 인접하게 그리고 상기 포토마스크의 경계선을 따라 배치되는 스티칭 구역(stitching region)
   을 포함하며, 상기 스티칭 구역은:
   집적 회로 피처를 형성하기 위한 마스크 피처; 및
   칩 내 오버레이 측정(in-chip overlay measurement)을 위한 정렬 마크
   를 포함하는 것인, 포토마스크.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스티칭 구역은 상기 정렬 마크를 포함하는 제1 복수의 정렬 마크들을 더 포함하고;
   상기 제1 복수의 정렬 마크들은 상기 경계선과 평행하게 배열되는 것인, 포토마스크.
3. 제2항에 있어서,
   상기 스티칭 구역은, 상기 경계선과 평행하게 배열되고 상기 제1 복수의 정렬 마크들과 상기 경계선 사이에 배치되는 제2 복수의 정렬 마크들을 더 포함하는 것인, 포토마스크.
4. 제1항에 있어서,
   상기 경계선은 상기 포토마스크의 제1 경계선이고;
   상기 정렬 마크는 제1 정렬 마크이고, 제1 인접 포토마스크에 관한 칩 내 오버레이 측정을 위한 것이고;
   상기 스티칭 구역은 제1 스티칭 구역이고, 상기 제1 인접 포토마스크의 노광 영역과 중첩하는 것이고;
   상기 포토마스크는, 상기 다이 영역에 인접하게 그리고 상기 포토마스크의 제2 경계선을 따라 배치되는 제2 스티칭 구역을 더 포함하며;
   상기 제2 스티칭 구역은 제2 인접 포토마스크의 노광 영역과 중첩하는 것이고, 상기 제2 인접 포토마스크에 관한 칩 내 오버레이 측정을 위한 제2 정렬 마크를 포함하는 것인, 포토마스크.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 경계선은 상기 제2 경계선에 직각인 것인, 포토마스크.
6. 제1항에 있어서,
   상기 정렬 마크는 제1 정렬 마크이고, 제1 인접 포토마스크에 관한 칩 내 오버레이 측정을 위한 것이고;
   상기 포토마스크는 상기 다이 영역 주변의 프레임 영역을 더 포함하며;
   상기 프레임 영역은 상기 제1 인접 포토마스크에 관한 칩 내 오버레이 측정을 위한 제2 정렬 마크를 포함하는 것인, 포토마스크.
7. 제1항에 있어서,
   상기 마스크 피처는 상기 경계선까지 연장되는 것인, 포토마스크.
8. 제1항에 있어서,
   상기 마스크 피처는 상기 다이 영역 내로 연장되는 것인, 포토마스크.
9. 마스크에 있어서,
   상기 마스크의 경계선까지 연장되는 복수의 마스크 피처들; 및
   상기 경계선과 평행하게 정렬된 제1 복수의 칩 내 정렬 피처들을 포함하는 제1 복수의 정렬 구역들
   을 포함하며,
   상기 제1 복수의 정렬 구역들은 인접 마스크의 노광 영역과 중첩하고;
   상기 제1 복수의 칩 내 정렬 피처들은 상기 인접 마스크에 관한 오버레이 측정을 위한 것인, 마스크.
10. 방법에 있어서,
    집적 회로의 기능적 피처들을 형성하기 위한 마스크의 피처들에 대응하는 기능적 형상들을 포함하는 레이아웃을 수신하는 단계;
    상기 레이아웃을 복수의 중첩 마스크 구역들로 분할하는 단계;
    상기 복수의 중첩 마스크 구역들의 구역들 사이의 경계선들에서, 상기 레이아웃 내의 정렬 존(alignment zone)들을 규정하는 단계;
    상기 정렬 존들에 정렬 형상들을 삽입하는 단계;
    상기 복수의 중첩 마스크 구역들 중에 상기 기능적 형상들 및 상기 정렬 형상들을 할당하는(allocating) 단계; 및
    다중-마스크 다중-노광 마스크 세트의 마스크들을 제조하기 위해 상기 복수의 중첩 마스크 구역들을 제공하는 단계
    를 포함하는, 방법.

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