JP2002357890A - 透過量調節マスクおよびその製造方法 - Google Patents
透過量調節マスクおよびその製造方法Info
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Abstract
する。 【解決手段】 露光装置を用いてマスクから半導体基板
上に集積回路に対応するパターンを光学的に転写するた
めのマスクには複数のフィーチャーとダミーフィーチャ
ー14が含まれる。フィーチャーはマスク上に集積回路
を形成する回路要素に対応し、所定の最小寸法を有して
少なくとも一つ以上のエッジ12aを含む。ダミーフィ
ーチャー14は複数のフィーチャーの密集エッジでの光
の強さと孤立エッジでの光の強さがほぼ同一になるよう
に、前記孤立エッジから所定距離離れた位置に前記最小
寸法の線幅で前記孤立エッジに並べて配列される。従っ
て、本発明では、孤立エッジの周辺領域に通過される光
量をダミーフィーチャー14で調節して密集エッジでの
光透過量とマッチさせることにより、半導体基板上に転
写された孤立フィーチャー12と密集フィーチャー16
との寸法差異を減少させることができる。
Description
及びその製造方法に関するものであり、より詳細には、
光学近接効果(OPE:Optical Proxim
ity Effect)を補正するために、集積回路の
各回路要素に対応するフィーチャーの孤立エッジ(Is
olated edges)周辺にダミーフィーチャー
(dummy feature)を設けて周辺透過量を
調節するための透過量調節マスク及びその製造方法に関
するものである。
線の最小線幅が小さくなるにつれて、紫外線を利用した
伝統的なリソグラフィ技術ではウェーハに形成されるパ
ターンの歪曲現象を避けることが困難になった。
した場合、波長が248nmであるものの、逆に、要求
される最小線幅は190nmであるために、光の回折干
渉などによるパターンの歪曲現象が半導体製造工程で著
しい制約条件となる。
は、最小線幅が小さくなるにつれて、さらに顕著に現れ
る。従って、フォトリソグラフィの解像限界で生じるパ
ターンの歪曲現象を補正する技術が必要になる。
スクのパターンを光学レンズを通してウェーハに複写す
る方法を使用している。像を投影させる光学系は低帯域
フィルタとして作用するために、ウェーハに結ばれる像
は元来の模様から歪曲された形態となる。
た場合、高い周波数部分、角部分が透過されないので、
円形のパターンを示すということで現れる。マスクパタ
ーンの大きさが大きい場合には、基本空間周波数が低い
ので、比較的多い次数の周波数まで透過可能であって、
元来のパターンと同様な像が結ばれる。しかし、パター
ンのサイズが小さくなるにしたがって、空間周波数が高
くなるので、透過するパターンの個数が減少し、従って
歪曲は次第に著しくなる。
においては、このような問題を解決してきたが、現在で
はその限界に到達したために、設計次元の更なる飛躍を
必要とする。
Proximity Correction)では、こ
のような歪曲を勘案して予めマスクの模様を変形してお
き、ウェーハに結ばれる最終パターンが所望の模様にな
るようにする。
ーン依存的変位を生じるように相互作用するときに発生
する。例えば、同じディメンションを有するように設計
されたが、レイアウト内で他フィーチャーの近接度が異
なるように置かれたラインは、現象された後では相互に
同じディメンションを有しない。従って、稠密に密集さ
れたラインの群は離隔されたラインと比較した時、異な
る転写が行われる傾向がある。ラインの幅が着実に一定
に再現されなかったときには、ICでは重大な問題が発
生する。
D:Critical Dimension)の変動を
減少させる方法としては、大きく二つ、すなわち、露光
装置のパラメーターを最適化させる方法とOPC(Op
tical Proximity Correctio
n)方法が利用されている。
させる方法は、露光装置のレンズの開口率(NA:Nu
merical Aperture)とパーシャル コ
ヒーレンス(Partial coherence)を
最適化するものである。C.H.Park.el.a
l.などが発表した論文“A SYSTEMATICA
PPROACH TO CORRECT CRITIC
AL PATTERNS INDUCED BY LI
THOGRAPHY PROCESS ATTHE F
ULL−CHIP LEVEL、”(IN PROC.
SPIE、VOL.3679、1999)では、図1に
示すように、開口率の最適化にCD変動を減少させた技
術を紹介している。
OF FOCUS)は露光ビームの波長に比例し、開
口率に反比例するので、開口率が大きくなるほど焦点深
度は減少する。
使用したOPC方式は図2に示したように、パターン長
さが短くなることを防止するためのハンマ−ヘッド(H
AMMER HEAD)方式(図2(a)、角効果を補
償するためのセリフ(SERIF)方式(図2
(b))、エッジにバイアスパターンを形成したBIA
S方式(図2(c))などが紹介されている。図2にお
いて斜線が引かれている領域は、ウェーハ上に転写され
パターンを形成するためのフィーチャーである。
スクパターン内の孤立されたエッジ強度傾きを調整する
解像不可能である追加ライン又はスキャッタリングバー
(scattering bar or assist
ed bar or intensity level
ing bar)を含むことにより構成した、改善され
たマスクが開示されている。
密に密集されたエッジ(densed edges)の
エッジ強度傾きに一致するように調整される。その結
果、孤立されたフィーチャーと稠密に密集されたフィー
チャーとが同様に転写され、近接効果が大きく減少され
る。
ャーを使用して近接効果を補正する技術が活発に研究さ
れており、現場でも広く使用されている。
は、マスク検査ときにパターン不良と間違えられ、パタ
ーン欠陥(DEFECT)として検出され、又はマスク
上のパターンが複雑になると、デザイン−ルールにそぐ
わないパターンの発生確率が高まり、デザイン−ルール
チェック(DRC:DESIGN RULE CHEC
KING)によるシンギュレリティ(SINGULAR
ITY)検査がほとんど不可能になる。
(PSM:Phase shiftMask)を使用す
るものがある。PSMは光の干渉、又は干渉部分を利用
して所望の大きさのパターンを露光することにより、解
像度や焦点深度を増加させることができる。すなわち、
反復的なパターンの場合に、隣接する左右の開口部から
照射される光の位相を180度に反転させると、挿入さ
れた遮光部の光強度がゼロになって、開口部と明確に差
異がでるという、光の強度調節が可能な原理を利用する
ものである。
マスクを使用するものである。透過率調節マスクはマス
クパターンの一部で透過率を調節することにより、忠実
度及び焦点深度を向上させる。
ク上に形成された密集フィーチャーと孤立フィーチャー
の各エッジ部に対応するウェーハ上の光の強さが相互に
同一となるようにフィーチャーの周辺領域を通過する光
の量を調節するためのダミーフィーチャーを有した透過
量調節マスク(TAM:TRANSMITTANCE
ADJUSTMENT MASK)を提供することにあ
る。
製造方法を提供することにある。
めの本発明は、露光装置を用いてマスクから半導体基板
上に集積回路に対応するパターンを光学的に転写するた
めのマスクにおいて、マスク上に、集積回路を形成する
回路要素に対応し、所定の最小寸法を有し、孤立エッジ
と複数の密集エッジを含む複数のフィーチャーと、半導
体基板上で、複数のフィーチャーの複数の密集エッジに
対応する部位の光の強さと複数のフィーチャーの孤立エ
ッジに対応する部位の光の強さがほぼ同一であるよう
に、複数のフィーチャーの孤立エッジから所定距離離れ
た位置に、所定の最小寸法の線幅で前記複数のフィーチ
ャーの孤立エッジに並べて配列された少なくとも一つの
半透明ダミーフィーチャーとを備えることを特徴とす
る。
質に形成される。ダミーフィーチャーが半透明物質に形
成され、ウェーハ上にパターンが転写されない程度の透
過率を有する。
との間の所定距離は、最小寸法以上であることを特徴と
する。
クから半導体基板上に集積回路に対応するパターンを光
学的に転写するためのマスクにおいて、マスク上に、集
積回路を形成する回路要素に対応し、所定の最小寸法を
有し、他のエッジと近接する密集エッジと他のエッジと
遠く離れた孤立エッジとを含む複数のエッジを有する複
数のフィーチャーと、孤立エッジ各々に対応して各孤立
エッジから所定距離離れた所定の最小寸法の線幅で孤立
エッジに並べて前記マスク上に位置し、孤立エッジに対
応する半導体基板の部位の光の強さが前記密集エッジに
対応する半導体基板の部位の光の強さとマッチされるよ
うに、孤立エッジ周辺領域の透過量を調節するための複
数のダミーフィーチャーとを備えることを特徴とする。
から半導体基板上に集積回路に対応するパターンを光学
的に転写するためのマスクの製造方法において、マスク
基板上に遮光層を蒸着する段階と、蒸着された遮光層を
パターニングして、集積回路を形成する回路要素に対応
し、所定の最小寸法を有し、他のエッジと近接する密集
エッジと他のエッジと遠く離れた孤立エッジとを含む複
数のエッジを含む複数のフィーチャーを形成する段階
と、複数のフィーチャーが形成されたマスク基板上に半
透明の透過量調節層を蒸着する段階と、蒸着された透過
量調節層をパターニングして、孤立エッジ各々に対応し
て、各孤立エッジから所定距離離れて孤立エッジに並べ
てマスク上に位置し、孤立エッジに対応する半導体基板
部位の光の強さが密集エッジに対応する半導体基板部位
の光の強さとマッチされるように対応する孤立エッジ周
辺の透過量を調節するための複数のダミーフィーチャー
を形成する段階とを備えることを特徴とする。
から半導体基板上に集積回路に対応するパターンを光学
的に転写するためのマスクの製造方法において、マスク
基板上に半透明の透過量調節層を蒸着する段階と、蒸着
された透過量調節層をパターニングして、所定の最小寸
法を有し、他のエッジと近接する密集エッジとまた他の
エッジと遠く離れた孤立エッジとを含む複数のエッジを
含む複数ダミーフィーチャーを形成する段階と、複数の
ダミーフィーチャーが形成されたマスク基板上に遮光層
を蒸着する段階と、蒸着された遮光層をパターニングし
て、集積回路を形成する回路要素に対応し、孤立エッジ
に対応する半導体基板部位の光の強さが前記密集エッジ
に対応する前記半導体基板部位の光の強さとマッチされ
るように、孤立エッジ周辺の透過量を調節するために複
数のダミーフィーチャーの孤立エッジに並べて所定距離
離れて位置し、最小寸法の線幅を有する複数のフィーチ
ャーを形成する段階とを備えることを特徴とする。
ましい実施形態を詳細に説明する。
(CHROME BINARY MASK)上に形成さ
れたフィーチャーを通じて半導体基板上に転写された光
の強さは周辺フィーチャーの稠密度により影響を受け
る。
は、周辺フィーチャーと大きく離隔されているので周辺
領域の開口面積が広くなり、より多くの光が通過して半
導体基板に到達することになる。従って、孤立フィーチ
ャーのエッジに対応する部位には、周辺領域に到達され
た多くの光が影響を及ぼすので、孤立フィーチャーに対
応する領域での光の強さ(図3のA)が大きく現れる。
は、周辺フィーチャーとの離隔距離が狭く、これにより
光が通過する周辺領域の開口面積が狭くなり、相対的に
孤立フィーチャーに比べて通過する光量が少なくなる。
従って、密集フィーチャーのエッジに対応する部位は、
周辺領域に到達された光の影響を小さく受けるために、
密集フィーチャーに対応する領域での光の強さ(図3の
B)が相対的に低く現れる。
により光に感応される領域が異なるので、このような密
集フィーチャーと孤立フィーチャーに各々対応するフォ
トレジストパターンサイズも異なってくる。すなわち、
エッジでの光量が大きな孤立フィーチャーに対応する孤
立パターンの線幅が相対的に光量が小さい密集フィーチ
ャーに対応する密集パターンの線幅より小さく形成され
るCD変動が発生する。すなわち、半導体基板上で同一
設計寸法のパターンがパターン近接効果により相互に他
の寸法で形成されるという問題が発生する。
孤立フィーチャーには無関係に、半導体基板上で各エッ
ジに対応する部位の光の強さが全て同一であるようにフ
ィーチャー周辺領域の光透過量が調節できる。すなわ
ち、密集フィーチャーや孤立エッジの周辺領域を通過す
る光量が相互に一致すると、対応する半導体基板上での
光の強さも全て同一になる。
スク上に形成された密集フィーチャーの最外郭周辺領域
に、相対的に密集度が小さいダミーフィーチャーを形成
し、孤立フィーチャーの周辺領域には相対的に密集度が
大きなダミーフィーチャーを形成することにより、密集
フィーチャーの周辺領域や孤立フィーチャーの周辺領域
に通過する光量を、互いにマッチされるように調節でき
る。
フィーチャー12の周辺領域に、密集フィーチャーが形
成された領域と同一の開口率が形成されるようにダミー
フィーチャー14が形成される。ダミーフィーチャー1
4は孤立フィーチャー12のエッジ12aから所定距離
離隔され、孤立フィーチャー12と並べて形成される。
この時、離隔距離d1は孤立フィーチャーのCDより大
きい値を有する。望ましくは、孤立フィーチャーのCD
の1.1倍以上にすれば焦点深度が向上する。ダミーフ
ィーチャー14の幅と間隔は密集フィーチャーのCDと
同一の値を有する。
フィーチャー16の最外郭フィーチャーのエッジ16a
から所定距離離隔され、孤立フィーチャーが形成された
領域と同一の開口率が形成されるようにダミーフィーチ
ャー18が形成される。ダミーフィーチャー18は密集
フィーチャー16のエッジ16aから所定距離離隔され
密集フィーチャー16と並べて形成される。この時、離
隔距離d2は密集フィーチャーのCDより大きな値を有
する。望ましくは密集フィーチャーのCDの1.1倍以
上にすれば焦点深度が向上する。
すように、孤立フィーチャーと密集フィーチャーの周辺
領域に、密集フィーチャー領域と孤立フィーチャー領域
で開口率がマッチされるようにダミーフィーチャーを形
成することにより、周辺領域を通過する光透過量が同様
であるように調節するものである。
度以下の線幅を有するOPC用スキャッタリングバーと
は異なり、限界解像度であるCDサイズを有するため
に、半導体基板上に転写されない程度の透過率を有し、
また、周辺領域の光透過率の調節が可能である半透明物
質で形成されなければならない。
ように、密集フィーチャーの周辺領域と孤立フィーチャ
ーの周辺領域に各々対応する稠密度を有するダミーフィ
ーチャーを形成することにより、孤立フィーチャーと密
集フィーチャーのエッジに対応する半導体基板上での光
の強さを同一にマッチさせることができる。
さが孤立フィーチャーや密集フィーチャーで互いに同一
にマッチされるように周辺領域にダミーフィーチャーを
形成する。
る透過量調節マスクの製造方法を説明する。
ロム遮光層102及びフォトレジスト層104が順次に
積層されたバイナリクロムブランクマスクを用意する。
トレジスト層104を露光及び現像してフォトレジスト
パターン106を形成する。図9に示すように、フォト
レジストパターン106をエッチングマスクに使用し、
クロム遮光層102をエッチングしてクロム遮光層10
2をパターニングし、フォトレジストパターン106を
除去すると、マスク基板100上にクロムにより形成さ
れたフィーチャー108が形成される。
されたマスク基板100上に透過量調節層110を形成
する。ここで、透過量調節層110は一部光を透過させ
る半透明物質により構成される。図11に示すように、
透過量調節層110上にフォトレジスト層112を形成
し、図12に示すように、フォトレジスト層112を露
光現像してフォトレジストパターン114を形成する。
ジストパターン114をエッチングマスクに使用して透
過量調節層110をパターニングし、フォトレジストパ
ターン114を除去すると、図14に示すように、フィ
ーチャーの周辺領域に透過量調節用ダミーフィーチャー
116が形成される。
したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技
術分野において通常の知識を有するものであれば本発明
の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変
更できるであろう。
フィーチャーと密集フィーチャーの周辺領域で透過され
る光量をダミーフィーチャーにより同一にマッチさせる
ことにより、密集フィーチャーでのエッジに対応する光
の強さと孤立フィーチャーでのエッジに対応する光の強
さが同一に制御される。このため、マスク上のパターン
稠密度による近接効果によってウェーハ上に形成される
密集パターンと孤立パターンのCDを均一に形成するこ
とができる。
がメインフィーチャーのCDと同一であるために、マス
ク設計が簡単であり、マスクパターンのデザイン検査が
容易であるという利点がある。
すグラフである。
補助フィーチャーの生成方法を説明するための図であ
る。
強さを比較したグラフである。
けられたダミーフィーチャーを示す図である。
けられたダミーフィーチャーを示す図である。
の孤立フィーチャーと密集フィーチャーの光の強さを比
較したグラフである。
施形態の製造工程を示す工程順序図である。
施形態の製造工程を示す工程順序図である。
施形態の製造工程を示す工程順序図である。
実施形態の製造工程を示す工程順序図である。
実施形態の製造工程を示す工程順序図である。
実施形態の製造工程を示す工程順序図である。
実施形態の製造工程を示す工程順序図である。
実施形態の製造工程を示す工程順序図である。
Claims (22)
- 【請求項1】 露光装置を用いてマスクから半導体基板
上に集積回路に対応するパターンを光学的に転写するた
めのマスクにおいて、 前記マスク上に、 前記集積回路を形成する回路要素に対応し、所定の最小
寸法を有し、孤立エッジと複数の密集エッジを含む複数
のフィーチャーと、 前記半導体基板上で、前記複数のフィーチャーの前記複
数の密集エッジに対応する部位の光の強さと前記複数の
フィーチャーの孤立エッジに対応する部位の光の強さが
ほぼ同一であるように、前記複数のフィーチャーの孤立
エッジから所定距離離れた位置に前記所定の最小寸法の
線幅で前記複数のフィーチャーの孤立エッジに並べて配
列された少なくとも一つの半透明ダミーフィーチャーと
を備えることを特徴とする透過量調節マスク。 - 【請求項2】 前記少なくとも一つの半透明ダミーフィ
ーチャーは、半導体基板上にパターンとして転写されな
い程度の光透過率を有する半透明物質に形成されること
を特徴とする請求項1に記載の透過量調節マスク。 - 【請求項3】 前記複数のフィーチャーの孤立エッジと
ダミーフィーチャーとの間の所定距離は、前記所定の最
小寸法以上であることを特徴とする請求項1に記載の透
過量調節マスク。 - 【請求項4】 前記複数のフィーチャーの孤立エッジ
は、隣接エッジと最小限前記所定の最小寸法の3倍以上
離隔されることを特徴とする請求項1に記載の透過量調
節マスク。 - 【請求項5】 前記複数のダミーフィーチャーとの間の
間隔が前記所定の最小寸法である複数の半透明のダミー
フィーチャーをさらに含むことを特徴とする請求項1に
記載の透過量調節マスク。 - 【請求項6】 露光装置を用いてマスクから半導体基板
上に集積回路に対応するパターンを光学的に転写するた
めのマスクにおいて、 前記マスク上に、 前記集積回路を形成する回路要素に対応し、所定の最小
寸法を有し、他のエッジと近接する密集エッジと他のエ
ッジと遠く離れた孤立エッジとを含む複数のエッジを有
する複数のフィーチャーと、 前記孤立エッジ各々に対応して各孤立エッジから所定距
離離れた前記所定の最小寸法の線幅で前記孤立エッジに
並べて前記マスク上に位置し、前記孤立エッジに対応す
る前記半導体基板の部位の光の強さが前記密集エッジに
対応する前記半導体基板の部位の光の強さとマッチされ
るように孤立エッジ周辺領域の透過量を調節するための
複数のダミーフィーチャーとを備えることを特徴とする
透過量調節マスク。 - 【請求項7】 露光装置を用いてマスクから半導体基板
上に集積回路に対応するパターンを光学的に転写するた
めのマスクの製造方法において、 マスク基板上に遮光層を蒸着する段階と、 前記蒸着された遮光層をパターニングして、前記集積回
路を形成する回路要素に対応し、所定の最小寸法を有
し、他のエッジと近接する密集エッジと他のエッジと遠
く離れた孤立エッジとを含む複数のエッジを有する複数
のフィーチャーを形成する段階と、 前記複数のフィーチャーが形成された前記マスク基板上
に半透明の透過率調節層を蒸着する段階と、 前記蒸着
された透過量調節層をパターニングして、前記孤立エッ
ジ各々に対応して、各孤立エッジから所定距離離れて前
記孤立エッジに並べて前記マスク上に位置し、前記孤立
エッジに対応する前記半導体基板部位の光の強さが前記
密集エッジに対応する前記半導体基板部位の光の強さと
マッチされるように対応する孤立エッジ周辺の透過量を
調節するための複数のダミーフィーチャーを形成する段
階とを備えることを特徴とする透過量調節マスクの製造
方法。 - 【請求項8】 露光装置を用いてマスクから半導体基板
上に集積回路に対応するパターンを光学的に転写するた
めのマスクの製造方法において、 マスク基板上に半透明の透過量調節層を蒸着する段階
と、 前記蒸着された透過量調節層をパターニングして、所定
の最小寸法を有し、他のエッジと近接する密集エッジと
他のエッジと遠く離れた孤立エッジとを含む複数のエッ
ジを有する複数のダミーフィーチャーを形成する段階
と、 前記複数のダミーフィーチャーが形成されたマスク基板
上に遮光層を蒸着する段階と、 前記蒸着された遮光層をパターニングして、前記集積回
路を形成する回路要素に対応し、前記孤立エッジに対応
する前記半導体基板部位の光の強さが前記密集エッジに
対応する前記半導体基板部位の光の強さとマッチされる
ように、前記孤立エッジ周辺の透過量を調節するために
複数のダミーフィーチャーの孤立エッジに並べて所定距
離離れて位置し、前記最小寸法の線幅を有する複数のフ
ィーチャーを形成する段階とを備えることを特徴とする
透過量調節マスクの製造方法。 - 【請求項9】 前記所定距離は、前記所定の最小寸法よ
り少なくとも1.1倍以上であることを特徴とする請求
項1に記載の透過量調節マスク。 - 【請求項10】 前記ダミーフィーチャーは、半導体基
板上にパターンに転写されない程度の光透過率を有する
半透明物質に形成されることを特徴とする請求項6に記
載の透過量調節マスク。 - 【請求項11】 前記所定距離は、前記所定の最小寸法
以上であることを特徴とする請求項6に記載の透過量調
節マスク。 - 【請求項12】 前記所定距離は、前記所定の最小寸法
より少なくとも1.1倍以上であることを特徴とする請
求項6に記載の透過量調節マスク。 - 【請求項13】 前記孤立エッジは、隣接エッジと最小
限前記所定の最小寸法の3倍以上離隔されることを特徴
とする請求項6に記載の透過量調節マスク。 - 【請求項14】 前記複数のダミーフィーチャー間の間
隔が前記最小寸法であることを特徴とする請求項6に記
載の透過量調節マスク。 - 【請求項15】 前記所定距離は、前記所定の最小寸法
以上であることを特徴とする請求項7に記載の透過量調
節マスクの製造方法。 - 【請求項16】 前記所定距離は、前記所定の最小寸法
より少なくとも1.1倍以上であることを特徴とする請
求項7に記載の透過量調節マスクの製造方法。 - 【請求項17】 前記孤立エッジは、隣接エッジと最小
限前記所定の最小寸法の3倍以上離隔されることを特徴
とする請求項7に記載の透過量調節マスクの製造方法。 - 【請求項18】 前記複数のダミーフィーチャー間の間
隔が前記最小寸法であることを特徴とする請求項7に記
載の透過量調節マスクの製造方法。 - 【請求項19】 前記所定距離は、前記所定の最小寸法
以上であることを特徴とする請求項8に記載の透過量調
節マスクの製造方法。 - 【請求項20】 前記所定距離は、前記所定の最小寸法
より少なくとも1.1倍以上であることを特徴とする請
求項8に記載の透過量調節マスクの製造方法。 - 【請求項21】 前記孤立エッジは、隣接エッジと最小
限前記所定の最小寸法の3倍以上離隔されることを特徴
とする請求項8に記載の透過量調節マスクの製造方法。 - 【請求項22】 前記複数のダミーフィーチャー間の間
隔が前記最小寸法であることを特徴とする請求項8に記
載の透過量調節マスクの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
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KR1020010019151A KR100599054B1 (ko) | 2001-04-11 | 2001-04-11 | 투과량 조절 마스크 및 그 제조방법 |
KR2001-019151 | 2001-04-11 |
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Publication Number | Publication Date |
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