TDLO와 OPC _ Photo 공정을 위한 Mask 변형

 

아래 글과 관련 있음

[공정] 노광(Photo)공정

 

 

 

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 공정을 공부하다보면, TDLO와 OPC라는 키워드를 접하게 된다.

OPC야 워낙 유명하다 치더라도, TDLO는 자주듣는 말이 아닌데, 어떤 연유로 사용되는 말인지 처음봤을때 참 많이 헷갈렸다.

그나마 구글에서 확인하면서 이래저래 정보를 모아보니 몇가지 개념으로 요약되는 듯 하니, 약간이나마 정리해보도록 하자.

 

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Pattern 형성과정

 

 웨이퍼 위에 반도체 패턴을 형성하는 과정은 (디테일한 차이는 있을 수 있지만) Wafer위에 Hard mask라는 두꺼운 절연층을 쌓아두고, 그 위에 Photo Resistor(PR)을 다시 쌓은 뒤, Photo 공정으로 PR을 원하는 패턴대로 파내리고 다시 아래의 두꺼운 Hard mask층을 ETCH하는 과정이다.

즉, 한 번의 패턴 형성에는 Photo / ETCH 두번의 공정이 필연적으로 들어간다는 것.

여기서 우리가 원하는 패턴의 크기를 고려해서 Mask를 뚫을 필요가 있는데, 이게 생각보다 단순하지 않다.

 

우리가 원하는 직선적인 ETCH. Hard mask까지 일직선으로 파여있다.

 

 

위에서 보듯 Mask에서 Photo 공정으로 뚫린 PR Size만큼 그대로 ETCH된다면 패턴 형성에 별 문제가 없을 것 같지만, 실제 ETCH 과정에서는 약간의 Slope를 만들며 직선이 아닌 사선모양으로 ETCH 공정이 진행된다.

따라서, 우리가 원하는 패턴을 만들기 위해서는 애초에 Mask의 패턴을 원하는 모양보다 크게 만들 필요가 있다는 것.

 

실제로 진행되는 ETCH공정. 조금 삐딱하게 파이는 모양이다.

 

 

 

TDLO

 

 여기서 먼저 필요한 과정이 TDLO(table driven layout operation)다.

TDLO는 우리가 원하는 패턴의 크기가 나올 수 있도록 Mask에 변형을 주는 것인데, 위의 ETCH로 예를 들어보자.

ETCH과정에서 우리가 원하는 패턴보다 Size가 작아졌으니, 애초에 Mask 패턴의 크기를 키워야 원하는 패턴 사이즈가 나올 수 있다는 점을 알 수 있다.

따라서 이 경우 TDLO는 mask의 패턴 크기를 키우는 방향으로 진행된다.

이렇게 변형된 정도는 일반적으로, Bias라고 부른다.

 

TDLO를 적용하여 원하는패턴이 나올 수 있도록 크기를 조절한다.

 

반응형

 

 

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OPC

 

 OPC(optical proximity correction)는 TDLO와 비슷하게 mask에 변형을 주는 작업이지만, 그 목적성에선 사뭇 다르다.

TDLO가 공정상의 size에 관한 얘기였다면 OPC는 그보다는 패턴의 모양 자체에 대한 얘기가 될 것이다.

먼저 TDLO까지 완료된 뒤의 ETCH 결과물을 보자.

 mask를 패턴 모양대로 size만 고려해서 만든다면, 그 패턴의 결과물은 패턴대로 형성되지 않는다.

Photo 공정은 빛을 이용하기에, mask를 통과한 빛의 회절과 서로 다른 패턴에서 나온 빛에 의한 간섭 등으로 원치 않는 패턴을 만들거나, 패턴이 형성되어야 할 부분에 영향을 주어 패턴이 형성되지 않는 문제 등을 유발할 수 있다.

이를 고려해서, 다시 한 번 mask에 변형을 주는 작업이 OPC다.

 

 예를들어, Photo 과정에서 좀처럼 형성되지 않는 패턴이 있는 부분에는 좀 더 Mask를 뚫어서 노광 영역을 늘리는 식으로 mask에 변형을 주는 식이다.

 

OPC를 통해 원하는 패턴을 만들 수 있다.