곡선 데이터가 오고 있다! 곡선 데이터 마스크를 준비하는 IC 제조업체

지금까지는 집적 회로를 제조할 때 항상 맨해튼 타입(직사각 형태)과 45도 에지(사선)를 사용해 마스크를 만들어 왔습니다. 예를 들어 contact hole의 경우, 웨이퍼에 실제로 인쇄되는 모양은 원형이지만 설계할 때는 정사각형으로 설계합니다. 알고 보니 그런 원형을 인쇄하는 데 가장 적합한 마스크 패턴은 사실 원형이었던 것으로 드러났습니다. 즉 원형이 곧 프로세스 윈도우(process window)를 극대화해주는 곡선 마스크 형태인 것입니다. 이제 멀티빔 마스크 라이터를 사용해 곡선(Curvilinear) 마스크를 구현할 수 있게 되었고, 곡선 데이터를 취급하는 EDA 툴이 온라인 버전으로 출시되고 있습니다.

이 문서에서는 곡선(CL) 마스크의 장점은 무엇이며, 인버스 리소그래피 기술(ILT)과 같은 EDA(전자 설계 자동화)가 이러한 차세대 IC 제조를 어떻게 가능하게 하는지 알아봅니다.

왜 곡선 마스크이어야 하나

IC Design과 제조는 지금까지 '맨해튼' 형태로 표현되어 왔습니다. 직선 다각형은 가용 공간을 매우 효율적으로 이용하게 해주는 방식입니다. 원형과 곡선은 공간을 낭비하지만, 실제 공정에서는 언제나 모서리가 어느정도 둥글게 됩니다. 직선 설계가 웨이퍼에서 모서리가 둥글게 되는 이유는 대부분 투영광학계에서의 저역대의 근본적인 성질 때문입니다. 직선 설계가 마스크에서 모서리를 둥글린 형태로 표시되는 것은 광학/e 빔 라이터의 모서리 해상도에 한계가 있기 때문입니다.

차세대 리소그래피 공정에서 요구되는 패터닝 조건 때문에 리소그래피 엔지니어들은 곡선 마스트의 장점을 알아볼 수 밖에 없는 상황이 되었습니다. 그리고 멀티빔 마스크 라이터(Multi-Beam Mask Writer, MBMW)가 개발되었기 때문에 꼭짓점 수가 많으면 발생하는 마스크 라이팅 런타임 단점이 해결되어 곡선(CL) 마스크 구현 가능성이 커졌습니다.

현재 업계는 CL 마스크 툴, 데이터 취급, 플로우를 지원하기 위해 전력 질주하고 있습니다.