KR0125295B1 - 변형 미해상회절 마스크 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광노광장치를 이용한 리소그라피 공정시 위상격자로 구성된 미해상 회절층을 사용하여 부분 차광막 방식의 해상력 개선을 보완한 구조로 미해상 회절 마스크의 구조를 접목하여 보다 좋은 라소그라피 성능을 발휘하게 하는 변형 미해상 회절 마스크 구조에 관한 것이다.

본 발명의 변형 미해상 회절마스크는 부분 차광막 방법으로 제작된 주 마스크 패턴의 상부에 웨이퍼위에 상이 전사되지 않는 위상격자 패턴으로 형성된 미해상 회절층이 놓여진 구조로 되어 있었다.

따라서 본 발명은 종래의 DDM의 리소그라피 특성을 개선시켜 주 마스크의 해상력을 높이고 촛점심도를 크게 하는 효과가 있다.

Description

변형 미해상 회절 마스크 구조

제1도는 본 발명의 구조를 나타낸 단면도.

제2도는 본 발명에 따른 제조방법을 나타낸 단면도.

제3도는 종래의 방법과 본 발명의 리소그라피 특성을 비교한 전산모사의 결과를 나타낸 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 석영기판(석영마스크) 2 : 크롬층

3 : 미해상 회절층

본 발명은 광노광장치를 이용한 리소그라피 공정에 관한 것으로, 구체적으로는 부분 차광막(half-tone PSM)방식을 이용한 리소그라피 공정에서 위상격자로된 미해상 회절층(Dummy Diffraction layer)을 사용하여 리소그라피 특성을 개선한 변형 미해상 회절 마스크 구조에 관한 것이다.

광노광장비를 이용하여 패턴을 형성하는 기술은 반도체 집적도가 증가함에 따라 높은 해상력 및 큰 촛점심도를 요구하고 있다.

따라서 광노광기술에 의한 반도체 제조에 있어서 해상도의 역할은 매우 중요하다. 광노광장치를 이용한 리소그라피 공정시 미세패턴의 해상력 및 촛점심도 특성을 개선하기 위한 방법으로 위상반전 마스크(PSM : Phase-Shift Mask)의 사용이 적극 검토되고 있으며, 여러가지 위상반전 마스크 방법중의 하나인 부분 차광막(half-tone PSM)방법이 일부 실용화되고 있다.

그러나 위상반전 마스크는 설계, 제작, 검사 및 수정등이 매우 어려워 실용화되지 못하고, 부분 차광막 방법은 마스크 제작이 쉽지만 반복패턴에서 해상력의 향상도가 크지 않은 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 종래의 부분 차광막 방식에 위상격자(Phase Grating)로 구성된 미해상 회절마스크의 구조를 접목하여 리소그라피 성능을 향상하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 특징은 종래의 마스크를 사용하되, 마스크에 입사하는 또는 마스크를 통과한 빛의 성질을 노광장비에서 조절하여 해상력 및 촛점심도를 높이기 위한 사입사조명(Obiligue Incience Illumination) 및 초해상 필터 (Super Resolution Filter)에 대한 연구로 사입사조명의 근본적인 원리는 마스크에 입사하는 광성분들 중에서 비스듬하게 입사하는 광성분만을 이용하여 조명하므로써 마스크 전달함수의 퓨리에(Fourier)성분 중 0차의 잡음성분을 간접적으로 줄이거나 또는 투영렌즈의 유한한 크기때문에 전사될 수 없었던 고차원의 성분들을 투과시켜 보다 높은 해상력과 향상된 촛점심도를 얻는다.

다음은 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

제1도는 본 발명인 변형 미해상 회절마스크의 구조를 나타낸 단면도이다.

제1a도는 일체형 변형 미해상 마스크의 구조를 나타낸 것이고,

제1b도는 분리형 변형 미해상 마스크구조를 나타낸 것이다.

제1a도의 일체형 변형 미해상 마스크의 구조는 석영기판(1)의 한 면의 주 마스크상부의 부분 차광막 패턴이 형성되고, 그 위에 웨이퍼에 상기 전사되지 않는 미세한 반복패턴으로 형성된 위상 격자 회절층(미해상 회절층)(3)이 놓여 있는 구조이다.

그리고 또 다른 일체형 변형 미해상 마스크의 구조는 석영기판(1)의 한면에 미해상 회절판(3)이 형성되고 다른 한 면에 부분 차광막 패턴을 형성하는 구조로 되어 있다.

제1b도의 분리형 변형 미해상 마스크의 구조는 석영기판(1)의 한 면의 주 마스크 상부에 부분 차광막 패턴이 형성되고 다른 한 면에 분리되어 미해상 회절층(3)이 형성되는 구조이다.

상기 미해상 회절층(3)은 수직으로 입사하는 광을 , 빛의 회절현상을 이용하여, 주 마스크에 수직으로 입사하는 빛의 성분을 줄이고 사입사성분을 늘이는 역할을 하고, 하부의 부분 차광막(half-tone PSM)-tone PSM마스크층 역시 빛의 회절현상을 이용하되 마스크패턴의 푸리에(Fourier)성분중 0차 잡음성분을 줄여 주마스크의 콘트라스트를 증가시키기 때문에, 궁극적으로 기존 마스크의 해상력이 높아지고 촛점심도가 향상된다.

제2도는 변형 미해상 회절 마스크의 제작공정을 단계별로 나타낸 단면도이다.

석영기판(1)의 한 면에 크롬층(2)을 형성하고 다른 한 면에 상기 석영을 주 마스크로 하여 미해상 회절층(3)을 형성을 위한 레지스터 패턴을 형성한다(제2도의 a).

그리고 상기 미해상 회절층(3) 형성을 위한 석영기판을 제2도의 (b)와 같이 식각하여 미해상 회절층 패턴을 형성한다(제2도의 c).

그 다음 상기 석영기판의 한 면의 크롬층(2)상에 주 마스크 위에 레지스트 패턴을 형성하고 (제2도의 d), 패턴형성을 위한 크롬층(2)을 식각한다(제2도의 e).

그 다음 위상확산(Phase diffusion)이 180°정도를 위한 마스크를 식각하여 주 레지스트 패턴을 제거한다(제2도의 g).

그 다음 주 패턴 부분 차광막 형성을 위한 크롬층(2)을 부분 식각하여(제2도의 h, i), 변형 미해상 회절 마스크의 제작공정을 완료한다.

제3도는 미해상 회절 마스크(Dummy Diffraction Masck : DDM), 부분 차광막(half-tone PSM) 및 본 발명 구조의 리소그라피 특성을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그래프로서 종래의 방법보다 본 발명이 해상력 및 촛점심도 특성이 우수하다는 사실이 나타나 있다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 부분 차광막 방법으로 제작된 주 마스크 패턴의 상부에 웨이퍼에 상이 전사되지 않은 미세 반복패턴으로 형성된 미해상 회절층 형성하므로써 변형조명을 만들어 촛점심도가 커지고 주마스크 패턴의 크롬층이 부분 차광막으로 사용되어 마스크패턴이 푸리에 성분중 0차 잡음성분을 줄여 콘트라스트(Contrast)가 높아진다.

따라서 본 발명은 종래의 DDM의 리소그라피 특성을 개선시키고 주 마스크의 해상력을 높이고 촛점심도를 크게 하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 광노광장비를 이용한 리소그래피 공정에 있어서, 석영기판(1)의 한 면의 주 마스크 상부에 부분 차광막 패턴이 형성되고 상기 부분 차광막 패턴상에 미해상 회절층(3)이 형성된 일체형 변형 미해상 회절 마스크 구조나 또는 상기 석영기판(1)의 한 면에 미해상 회절층(3) 형성되고 상기 석영기판(1)의 다른 한 면에 부분 차광막 패턴 형성을 위한 크롬층(2)이 형성되는 일체형 변형 미해상 회절 마스크 구조인 것을 특징으로 하는 변형 미해상 회절 마스크 구조.