KR100529445B1 - 마스크의 제조방법 - Google Patents

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KR100529445B1
KR100529445B1 KR10-2002-0067130A KR20020067130A KR100529445B1 KR 100529445 B1 KR100529445 B1 KR 100529445B1 KR 20020067130 A KR20020067130 A KR 20020067130A KR 100529445 B1 KR100529445 B1 KR 100529445B1
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스기타마이츠로
사이토켄지
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

노광용의 마스크 패턴을 마스크 위에 형성하는 마스크 패턴의 형성 방법을 제공한다. 상기 마스크 패턴은 복수 종류의 패턴이 혼재하는 제 1 패턴 및 제 1 패턴의 요소보다도 치수가 작은 요소를 가진 제 2 패턴을 포함하고 있다. 상기 마스크 패턴은 제 1패턴이 해상되고 또한 제 2 패턴의 해상이 억제되도록, 상기 마스크 위에 배치된다. 상기 방법은 직교하는 두 방향 중에 적어도 한쪽 방향으로 2개의 등 간격을 가지는 적어도 3개의 요소를 가지는 주기 패턴과, 상기 주기 패턴에 속하지 않고 상기 직교하는 두 방향 중에 적어도 한쪽 방향으로 정렬한 한 쌍의 요소를 포함하는 고립 페어 패턴과, 상기 고립 페어 패턴에 속하지 않고, 상기 직교하는 두 방향 중의 어느 방향으로도 쌍을 구성하지 않고 하나의 요소만을 포함하는 고립 요소 중의 하나로 제 1패턴을 구분하는 공정과, 상기 구분 공정에 따라서, 제 1 패턴에 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정을 포함한다.

Description

마스크의 제조방법 {MASK MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 일반적으로는, 노광에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 마스크 또는 레티클(본 출원에서는 이들의 용어를 교환 가능하게 사용함)에 형성되는 패턴의 설정 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 예를 들면, IC, LSI 등의 반도체 칩, 액정패널 등의 표시소자, 자기헤드 등의 검출소자, CCD 등의 촬상소자라고 하는 각종 디바이스, 마이크로메카닉스에 이용되는 미세 컨택트 홀 패턴을 포함하는 다양한 장치의 제조에 이용되는 노광 장치 및 방법, 디바이스의 제조방법, 그리고, 노광 대상 또는 처리 대상으로부터 제조되는 디바이스에 적합하게 적용할 수 있다. 여기서, 마이크로메카닉스는 반도체 집적회로 제조기술을 미세 구조체의 제작에 응용하고, 고도의 기능을 가진 미크론 단위의 기계 시스템을 만드는 기술을 말한다.
포토리소그래피 기술을 이용해서 투영광학계에 의해 웨이퍼에 마스크 패턴을 전사하는 투영노광장치가 종래부터 사용되고 있다. 투영노광장치를 이용한 포토리소그래피 기술의 미세화를 실시하기 위해서, 여러 가지 개선점이 제안되어 있으나, 일반적으로는 투영광학계의 노광파장을 짧게 하고, 투영광학계의 개구수(NA)를 크게 하는 방법이 채용되어 왔다.
마스크 패턴에는, 근접한 주기적인 라인 앤드 스페이스(L&S) 패턴, 근접 및 주기적인(즉, 홀 직경과 동 레벨의 간격으로 나란한) 컨택트홀 패턴을 포함하고 있다. 일반적으로는, L&S패턴이 컨택트홀 패턴보다도 해상하기 쉽다고 말해지고 있다. 따라서, L&S패턴의 해상도와 동등한 컨택트홀열의 해상도를 얻는 수요가 존재하고 있다.
이 문제를 해결하는 수단으로서, 최근에는, 소망의 컨택트홀 패턴보다도 작은 홀 직경을 가지는 더미 또는 보조(본 출원에서는 이들 용어를 교환 가능하게 사용함)의 컨택트홀 패턴을 소망의 컨택트홀 패턴의 둘레에 배치하고, 소망의 컨택트홀 패턴만을 해상시킴으로써, 미세한 컨택트홀을 형성하는 방법도 제안되어 있다.
이러한 방법은, 소망의 패턴에 주기성이 있는 컨택트홀 열 만을 취급하고 있어, 이 경우는 보조 패턴의 배치 방법은 명확하다. 그러나, 소망의 패턴으로서 컨택트홀 열과 고립 컨택트홀이 혼재하는 경우에는, 어떻게 보조패턴을 배치하면 되는지에 대한 것은 종래 제안되어 있지 않았다. 특히, 근년의 반도체 산업은, 보다 고부가가치인, 다종 다양한 패턴을 포함하는 시스템 칩으로 생산이 이행하고 있어, 마스크에도 복수 종류의 컨택트 패턴을 형성할 필요성이 대두되었다.
종래, 소망의 패턴으로서 컨택트 홀열과 고립 컨택트홀이 혼재하는 경우에는, 설계자는 시행착오를 거쳐 수동으로 보조 패턴의 배치를 해오고 있었고, 이 경우에는, 소망의 패턴을 고해상도로 노광할 수가 없다고 하는 문제가 있었다. 상기 보조 패턴은 본래, 소망의 패턴의 주기성을 높이기 위해서 부가되고, 소망의 패턴의 주기성은, 컨택트홀의 조합에 의존하며, 어느 방향에 있어서 어느 컨택트홀을 조합할 것인가 하는 것은 항상 간단하지는 않다.
한편, 2매의 마스크를 이용하여 다른 종류의 패턴을 독립적으로 노광하는 이중노광(또는 다중노광)을 사용하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 이중 노광은, 2매의 마스크를 필요로 하므로 비용 증가를 야기하고, 2회의 노광 때문에 생산성이 저하되고, 마스크의 2회 교환에 따른 노광의 높은 중합 정밀도를 필요로 하므로, 실용상 해결해야 할 문제가 많다.
따라서, 미세한(예를 들면, 0.15㎛이하) 홀 직경을 가지고, 컨택트홀 또는 고립 컨택트홀로부터 컨택트홀열까지 혼재하는 컨택트홀 패턴을, 마스크를 교환하지 않고, 고해상도로 노광 가능한 노광 방법 및 장치에 적용가능한 마스크 패턴의 형성방법을 제공하는 것을 본 발명의 예시적 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의한 노광용 마스크 패턴의 제조 방법은, 복수 종류의 패턴이 혼재하는 제 1 패턴과 해당 제 1 패턴의 요소보다도 치수가 작은 요소를 가지는 제 2 패턴을, 제 1패턴이 해상되고 또 상기 제 2 패턴의 해상이 억제되도록 마스크 위에 배치하는 노광용 마스크 패턴을 상기 마스크 위에 형성하는 마스크 패턴의 형성방법에 있어서, 직교하는 두 방향 중의 적어도 한쪽 방향으로 2개의 등 간격을 가지는 적어도 3개의 요소를 가지는 주기 패턴과, 상기 주기 패턴에 속하지 않고 상기 직교하는 두 방향 중의 적어도 한쪽 방향으로 정렬된 1쌍의 요소를 포함하는 고립 페어 패턴과, 상기 고립 페어 패턴에 속하지 않고, 상기 직교하는 두 방향 중의 어느 방향으로도 쌍을 이루는 일 없이 하나의 요소만을 포함하는 고립 요소 중의 하나로 상기 제 1패턴을 구분하는 공정과, 상기 고립 페어 패턴에 대해 상기 제 2패턴을 배치하는 공정과, 상기 고립 요소에 대해 상기 제 2패턴을 배치하는 공정과, 상기 주기 패턴에 대해 상기 제 2패턴을 배치하는 공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 구분 공정은, 제 1 패턴에 포함되는 대상 요소에 대해, 상기 직교하는 두 방향으로 가장 근접하는 다른 요소(최근접요소라 칭함)를 검출하는 공정과, 상기 최근접요소를 검출한 경우에는, 검출된 방향으로, 상기 대상 요소로부터 상기 최근접 요소까지 제 1 벡터를 사용하여 상기 최근접 요소를 기점으로 한 소정의 위치에 또 다른 요소의 존재 여부를 판별하는 공정과, 검출된 방향의 역 방향으로, 상기 최근접 요소로부터 상기 대상 요소까지의 제 2 벡터를 사용하여 상기 최근접 요소를 기점으로 한 소정의 위치에 또 다른 요소의 존재 여부를 판별하는 공정과, 상기 대상 요소가 놓인 적어도 한 선을 따라서 두 방향으로, 2개 이상의 다른 요소가 검출되어 존재하는 경우에 상기 대상 요소가 상기 주기 패턴인 것으로 판별하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법은, 상기 제 2 패턴이 제 1 요소 및 제 2 요소를 포함하고, 제 1 요소와 제 2 요소 사이의 간격이 소정의 거리 내에 있는 경우에, 제 1 요소 및 제 2 요소를 융합시키는 공정을 부가하여 포함해도 된다.
상기 방법은, 제 2 패턴이 제 1 요소 및 제 2 요소를 포함하고, 제 1 요소와 제 2 요소 사이의 간격이 소정의 거리 내에 있는 경우에, 제 1 요소 및 제 2 요소 중의 하나의 요소만을 배치하는 공정을 부가하여 포함해도 된다.
상기 제 2 패턴의 요소는, 상기 고립 페어 패턴, 상기 고립 요소, 상기 주기 패턴의 순서로 우선적으로 제공될 수 있다. 상기 제 1 및 상기 제 2 요소는, 2개의 상이한 주기를 가지는 패턴 중에서 작은 주기를 가지는 패턴에 우선적으로 제공될 수 있다.
상기 제 1 및 상기 제 2 요소는, 상이한 두 고립 페어 패턴 중에서, 작은 간격을 가지는 주기 패턴에 우선적으로 제공될 수 있다. 상기 간격은, λ가 노광광의 파장이고, NA가 상기 마스크 패턴을 피노광체에 전사하는 투영광학계의 개구수일 때, λ/(4NA)를 단위로서 환산할 경우에, 2 이하이어도 된다. 상기 간격은, λ가 노광광의 파장이고, NA가 상기 마스크 패턴을 피노광체에 전사하는 투영광학계의 개구수일 때, λ/(4NA)를 단위로서 환산할 경우에 대상이 되는 2개의 요소의 최근접 단부의 거리가 1 이하이어도 된다.
상기 고립 페어 패턴에 대해서 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정은, 상기 고립 페어 패턴의 정렬 방향으로 상기 고립 페어 패턴의 외측에 상기 고립 페어 패턴의 간격으로 상기 제 2 패턴의 두 개의 추가요소를 배치하는 공정을 포함해도 된다. 상기 제 2 패턴의 두 개의 추가요소를 배치하는 공정은, 상기 고립 페어 패턴에 포함되는 한 쌍의 요소의 한쪽으로부터 다른 쪽으로 향하는 벡터를 이용해도 된다. 제 2 패턴의 두 개의 추가 요소를 배치하는 공정에서는, 상기 고립 페어 패턴에 포함되는 한 쌍의 요소의 정렬 방향의 최근접 단부간의 간격이, λ가 노광광의 파장이고, NA가 상기 마스크 패턴을 피노광체에 전사하는 투영광학계의 개구수일 때, λ/(4NA)를 단위로서 환산할 때 약 1이상인 경우에는, 상기 추가요소의 두 중심 위치를 연결하여 형성되는 벡터를 이용해서 상기 추가요소를 배치하고, 제 2 패턴의 2개의 추가 요소를 배치하는 공정에서는, 상기 고립 페어 패턴에 포함되는 한 쌍의 요소의 배열 방향의 두 최근접 단부 간의 간격이, λ/(4NA)를 단위로서 환산할 때 약 1 이하인 경우에는, 고립 페어의 정렬방향으로 평행하고, 길이가 약 2이고, 상기 요소의 중앙에 대략 위치 결정된 중심을 포함하는 벡터를 이용해서 상기 추가요소를 배치해도 된다.
상기 고립 페어 패턴에 대해서 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정은, 상기 고립 페어 패턴의 외측에 배치된 상기 제 2 패턴의 외측에 상기 고립 페어 패턴이 정렬하고 있는 방향과는 수직인 방향으로 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정을 포함해도 된다.
상기 고립 페어패턴에 대해서 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정은, 상기 고립 페어 패턴을 구성하는 요소를 이용하여 상기 고립 페어 패턴의 외측에 상기 고립 페어 패턴이 정렬하고 있는 방향과 수직인 방향으로 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정을 포함해도 된다.
상기 고립 요소에 대해서 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정은, 상기 고립 요소로부터 상기 고립 페어패턴의 사선 벡터를 이용하여 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정을 포함해도 된다. 상기 고립요소에 대해서 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정은, 상기 고립요소의 폭을 이용하여 상기 제 2 패턴을 배치해도 된다.
상기 주기 패턴에 대해서 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정은, 적어도 3개의 요소의 간격으로 상기 주기패턴의 외측에 상기 적어도 3개의 요소의 정렬방향으로 상기 제 2 패턴의 2개의 요소를 배치하는 공정을 포함해도 된다. 상기 주기 패턴에 대해서 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정은, 적어도 3개의 요소의 정렬방향과 수직인 방향으로 상기 고립 페어 패턴의 외측에 배치된 상기 제 2 패턴의 외측에 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정을 부가하여 포함해도 된다.
삭제
상기 방법은, 이미 배치된 상기 제 2 패턴을 확장함으로써 상기 제 2 패턴을 배치하는 확장 공정을 부가하여 포함해도 된다. 상기 확장 공정에서는, 이미 배치된 상기 제 2 패턴에 사용된 벡터를 이용한다.
상기 방법은, 상기 주기 패턴의 요소를 기점으로 해서, 상기 요소로부터의 적어도 한 방향으로 상기 제 1 벡터 또는 제 2 벡터의 연장상의 위치에 다른 요소가 존재하지 않는 경우, 상기 주기 패턴의 요소를 주기 패턴의 경계에서의 요소인 것으로 판별하는 공정을 부가하여 포함해도 된다. 상기 방법은, 상기 경계부의 상기 요소로부터, 상기 제 1 벡터와 제 2 벡터를 사용하거나 또는 상기 제 1벡터나 제2 벡터를 사용하여, 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정을 부가하여 포함해도 된다.
상기 방법은, 한 방향으로 상기 제 1 벡터 또는 제2 벡터의 연장상의 위치에 그 외의 요소가 존재하지 않는 방향의 수가 한 개인 경우에, 상기 요소가 상기 주기 패턴의 상기 경계부의 변두리 요소인 것으로 판별하고, 또한 한 방향으로 상기 제 1 벡터 또는 제 2 벡터의 연장상의 위치에 그 외의 요소가 존재하지 않는 방향의 수가 두개인 경우에, 상기 요소가 상기 주기 패턴의 정점 요소인 것으로 판별하는 공정을 부가하여 포함해도 된다. 상기 방법은, 상기 정점 요소에 대해서, 이미 배치된 상기 제 2 패턴을 배치하기 위해 사용된 것과는 다른 벡터를 이용하여 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정을 부가하여 포함해도 된다.
상기 고립 페어패턴의 정렬방향으로 제 2 패턴을 배치하는 공정에서는, 상기 고립 페어패턴이 소정 거리 보다도 큰 경우에 상기 고립 페어패턴 사이에 제 2 패턴을 배치해도 된다.
삭제
λ가 노광광의 파장이고, NA가 상기 마스크 패턴을 피노광체에 전사하는 투영광학계의 개구수일 때, λ/(4NA)를 단위로서 환산할 경우 상기 소정의 거리는 약 4 이상이어도 된다.
상기 고립 페어 패턴에 대해서, 상기 고립 페어 패턴의 정렬방향으로 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정은, 상기 고립 페어 패턴 중의 하나와 상기 고립 페어 패턴 사이에 배치된 제 2 패턴의 요소 사이의 간격으로 상기 정렬방향으로 상기 고립 페어패턴의 외측에 상기 두 개의 제 2 패턴의 요소를 배치하는 공정을 포함한다.
상기 구분 공정은, 상기 직교하는 두 방향 중의 어느 한 방향으로 정렬된 한 쌍의 요소의 간격이 소정의 거리 이상인 경우에는, 2개의 고립 요소가 존재하는 것으로 간주할 수 있다.
λ가 노광광의 파장이고, NA가 상기 마스크 패턴을 피노광체에 전사하는 투영광학계의 개구수일 때, λ/(4NA)를 단위로서 환산할 경우 상기 소정의 거리는, 약 6 이상이다
상기 고립 요소에 대해서 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정은, 상기 직교하는 두 방향 이외에서의 최근접 요소를 검출하는 공정과, 상기 최근접 요소로부터 상기 고립 요소까지의 벡터를 상기 직교하는 두 방향으로 투영함으로써 제 3 벡터와 제 4 벡터를 산출하는 공정과, 상기 고립 요소를 기점으로 해서, 제 3 벡터의 연장한 위치 및 제 4 벡터의 연장한 위치에, 상기 제 2 패턴의 요소를 배치하는 공정을 포함해도 된다. 상기 최근접요소는 상기 고립 페어 패턴에 속한다.
상기 방법 중의 어느 한 방법에 따라 형성된 마스크 패턴을 가지는 노광용의 마스크뿐만 아니라, 상기 마스크 위의 제 1 패턴을 노광하는 공정과, 상기 노광된 대상에 소정의 프로세스를 실시하는 공정을 가지는 디바이스의 제조 방법도 본 발명의 다른 일 측면을 구성한다. 디바이스의 제조 방법의 청구항은, 중간 및 최종 결과물인 디바이스 자체에도 그 효력이 미친다. 이러한 디바이스는, 예를 들면, LSI나 VLSI 등의 반도체 칩, CCD, LCD, 자기센서, 박막 자기 헤드 등을 포함한다.
본 발명의 다른 목적 및 특징은, 이하 첨부도면을 참조해서 설명되는 바람직한 실시예에 의해 용이하게 나타날 것이다.
<제 1실시예 >
도 1 내지 도 21을 이용하여 설명한다. 도 1은 소망의 패턴(100)이며, 본 발명을 이용하여 보조패턴(150)을 부가하여, 도 2와 같은 노광 마스크 패턴(200)을 제작한다. 이하, 이 작성 예에 따라서, 다음의 스텝을 설명한다. 도 3 내지 도 6은 소망의 패턴(100)의 부분패턴에 대해 그 주기성을 검출하고(도 24a에 있어서의 스텝 1100), 이 부분패턴을 구분하는 스텝(도 24a에 있어서의 스텝 1300)이다. 도 24b는 도 24a의 주기성 판별(스텝 11OO)의 상세를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 24c는, 도 24a의 보조 패턴 배치(스텝 1500)의 상세를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 스텝 1에서는, 각 요소 또는 컨택트홀의 종횡 방향의 최근접요소를 검출한다. 여기서, 요소(101), 요소(102), 요소(103)에 대한 예를 도시한다. 요소(101)에 대해서는, 세로 방향 V와 가로방향 H에 대해서 좌우, 상하의 4개의 방위에 대해 최근접요소를 탐색하면, 요소(101)에 대해서는 우측의 Hnn과 위의 Vnn이 검출된다. 요소(102)에 대해서는, 가로방향 H에 대해 우측에 Hnn이 검출된다. 요소(103)에 관해서는 4개의 방향 중 어느 한 방향에서도 요소는 검출되지 않는다.
다음의 스텝 2에서는, 도 4에 표시한 바와 같이, 최근접요소가 검출된 요소(101)와 요소(102)에 대해서, 다른 요소의 존재 여부를 판별한다. 예를 들면, 요소(101)로부터 우측의 최근접요소 Hnn에 이르는 벡터를, 최근접요소 Hnn를 기점으로 연장한 점에서 다른 요소의 존재여부를 판별하고, 이 경우에는 다른 요소가 존재한다. 마찬가지로 요소(1O1)에 대해서는 위의 (Vnn)의 방향에도 요소는 존재한다. 반면에, 요소(102)에 대해서는, 최근접요소의 우측 Hnn 방향의 연장 위치에는 다른 요소는 존재하지 않는다. 다음에, 도 5에 표시한 바와 같이, 최근접요소가 검출된 요소(101)와 요소(102)에 관해서, 최근접요소까지의 벡터의 역벡터(크기는 동일하고, 방향만 반대로 한 벡터)를 이용하여 연장한 위치에 요소의 존재여부를 판별한다. 요소(101)에 관해서는 우측 방향의 최근접요소 Hnn의 반대방향인 좌측과, 위쪽 방향의 최근접요소 Hnn의 반대방향인 하측에 대해 다른 요소의 존재여부를 조사했지만, 양쪽 모두에 그 위치에 요소는 존재하지 않는다. 요소(102)에 관해서는 우측방향의 최근접요소 Hnn의 반대방향인 좌측에 대해 다른 요소의 존재여부를 조사했지만, 그 위치에 요소는 존재하지 않는다.
스텝 3에서는, 이상과 같이 최근접요소의 검출, 그 정방향 및 역방향의 주기적이고 연장된 위치에서의 다른 요소의 검출을 실시한 결과를 이하와 같이 요소가 속하는 부분 패턴의 주기성 판별을 위해 이용한다. 먼저, 요소(101)에 관해서는 가로방향의 우측방향과 좌측방향에서의, 2개 이상의 최근접요소 및 연장 위치상의 요소의 존재가 검출된다. 이 정보에 의거하여, 이 요소(101)를 가로방향으로 주기적인 패턴에 속하는 요소인 것으로 판별한다. 마찬가지로, 세로 방향에 대해서도, 위쪽 방향, 하측 방향에 관해서 2개 이상의 요소가 검출되므로 요소(101)는 가로방향으로 주기적인 패턴에 속하는 요소로 판별된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 각 요소에 대해 마찬가지로 조사해서, 이러한 하나의 주기 패턴(110)에 속하는 요소의 집합으로서 구분된다. 상기 요소(102)에 대해서는, 세로 방향, 가로방향의 4개의 방향에 대해서, 연장 위치에서 1개만의 최근접요소가 검출된다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 이 요소(102)는 상기 고립 페어패턴(120)에 속하는 요소이다. 쌍을 이루는 다른 한쪽의 요소에 대해서도 마찬가지로 판정되고, 이들 두 개의 요소는 이 고립 페어패턴(120)에 속하는 요소의 집합으로서 구분된다. 한편, 요소(103)에 관해서는, 세로방향, 가로방향의 4개의 방향의 요소는 존재하지 않는다. 따라서, 이 요소는 도 6에 도시된 바와 같이, 단독으로 패턴을 형성하는 고립 요소(130)로서 구분된다.
스텝 4 및 그 후속의 스텝에서는, 고립 페어패턴(120)에 우선권을 부여하여, 보조패턴(150)인 신규요소를 부가적으로 배치한다. 이하, 도 7에 이 구성을 도시한다. 쌍을 이루는 2개의 요소는 서로 최근접요소이고, 이 최근접요소 사이의 벡터의 크기를 이용해서 연장위치에 보조 패턴이 되는 신규요소를 추가 배치한다. 보조패턴의 크기는 λ가 노광광의 파장이고, NA가 투영광학계의 개구수일 때, 2광속 간섭의 한계 해상도인 λ/(4NA)를 단위로서 환산할 경우 1 이하로 된다. 상기 보조패턴은, 실제의 노광 결과에는 해상 되지 않도록 해 두는 것이 바람직하다. 보조 패턴으로서 추가하는 신규요소의 수는, 양측에서 2 주기 혹은 그 이상이 바람직하고, 또한 그 이상 배치했을 경우에 인접하는 다른 패턴과의 간섭을 회피하도록 적당히 추가하는 주기 수가 설정되는 것이 바람직하다.
다음에, 스텝 5에서는, 고립 요소(130)를 기본으로 한 신규 요소를 추가해 나간다. 이하, 도 8에 신규요소의 추가를 도시한다. 고립 요소(130)에는 세로방향 및 가로방향에 최근접요소는 존재하지 않으므로, 세로방향 및 가로방향 이외의 임의 방향의 최근접요소를 검출한다. 이 경우는 상기의 고립 페어패턴(120)의 좌측요소가 최근접요소이다. 다음에, 이 최근접요소까지의 벡터는 사선 방향이므로, 이것을 세로축과 가로축에 각각 투영한 투영 벡터를 얻는다. 상기 보조패턴(150)에 대해서 이 고립 요소(130)를 기점으로 연장한 위치에 신규요소를 추가 배치한다.
스텝 6에서는, 같은 절차를 고립 페어패턴(120)의 다른 요소(또는, 이 경우에는 우측요소)에 대해 실시한다. 도 9에 도시한 바와 같이, 스텝 5와 마찬가지로, 고립 요소(130)로부터 경사진 벡터를 구하여, 이 가로 및 세로 투영 벡터를 이용하여 신규요소를 배치한다.
다음에, 스텝 7에서는, 고립 요소(130)를 기점으로 해서 스텝 5 및 스텝 6에서 이용한 세로 및 가로 투영 벡터의 역벡터를 이용하여 연장 위치에 보조패턴이 되는 신규 요소를 추가 배치한다. 이 신규요소의 추가를 도 10에 도시한다.
이상의 스텝 4로부터 스텝 7에 의해 고립 페어패턴(120) 및 고립 요소(130)에 보조패턴의 신규요소가 제공되어, 고립 페어패턴(120) 및 고립 요소(130)가 신규요소에 의한 주기성을 나타내게 된다. 스텝 8에서는, 주변에 신규 배치된 보조 패턴(150)에 의해 생긴 새로운 주기성을 이용하여, 고립 페어패턴(120) 및 고립 요소(130)에 대해 신규 요소를 추가하는 스텝이다. 즉, 고립 페어패턴(120)에 대해서, 보조패턴으로서 추가 배치된 신규요소를 기존 요소로서 추가하고, 이전의 고립 페어패턴에 속하여 이용되던 요소가 주기성을 가지게 된 것을 고려해 주기성을 이용한 보조패턴 추가(2 주기)를 실시한다. 본 실시예에서는, 고립 페어패턴(120)에 대해서, 이미 추가된 요소로부터 벡터를 이용하여 도 11에 도시한 바와 같이 신규 요소를 추가 배치한다. 다음에, 고립 요소에 대해서, 마찬가지로, 보조패턴(150)으로서 추가 배치된 신규요소를 기존요소로서 이용하여 생성하고, 주기성을 구비한 고립 페어 패턴에 속하고 있는 요소를 제공하여 생성된 주기성을 이용하여, 도 12에 도시한 바와 같이, 보조 패턴의 2 주기 분의 추가를 실시한다. 이와 같이 우선도가 높은 고립 페어패턴(120) 및 고립 요소(130)에 대해서 보조패턴의 신규요소의 추가 배치를 완료한다.
스텝 9에서는, 본 실시예에서 우선도가 낮게 설정된 주기 패턴(110)에 대해서 보조패턴의 신규요소를 추가 배치한다. 도 13에 도시한 바와 같이, 주기패턴(110)에 대한 보조패턴(150)의 신규요소는 주기패턴(110)의 경계부의 요소(111) 및 요소(114)로부터 생성시킨다. 따라서, 최초에 주기패턴(110)에 속하는 경계부 요소를 검출한다. 검출 방법으로서는, 상기 주기성 판별에 있어서, 도 5에 도시한 요소(101)와 같이 어떤 방향에서, 요소의 존재가 없는 주기성을 판별하는 정보를 이용한다. 상기 요소(101)에 대해서 2개의 방향으로 요소가 존재하고 있지 않다. 도 13에 도시된 바와 같이, 이러한 요소는 주기패턴(110)의 정점 경계부 요소(111)이다. 도 13에 도시된 요소(114)는, 한 방향의 연장 위치에서만, 상대 요소가 존재하지 않고, 이러한 요소는 주기패턴(110)의 경계부의 변두리 요소로 판별할 수 있다. 상기 경계부의 변두리 요소와 그들의 종류를 검출한 후, 본 실시예에서는 도 13에 도시된 바와 같이, 보조 패턴(150)이 되는 신규 요소를 추가한다. 먼저 상기 경계부의 변두리 요소로서의 요소(114)에 대해서는, 해당 요소(114)용의 요소가 없는 하측 방향의 반대방향인 상측 방향의 최근접요소 Vnn으로부터 요소(114)까지의 벡터를 이용하여, 상기 요소(114)를 기점으로 연장 위치에 신규요소를 추가 배치한다. 다음에, 상기 신규요소를 기점으로 동일한 벡터를 이용하여 연장한 위치에 신규요소를 배치하여, 보조패턴을 2주기로 되도록 확장한다. 다음에, 정점 경계부 요소인 요소(111)에 대해서는, 도면에 도시된 번호에 따라, 신규요소를 추가 배치한다. 즉, 2 방향의 최근접요소 Hnn으로부터 요소(111)까지 및 Vnn으로부터 요소(111)까지 벡터 2개를 이용하여, 상기 경계부의 변두리 요소와 마찬가지로 주기적인 보조패턴을 확장한(1, 2, 3, 4)후, 두 개의 벡터를 조합하여 연장위치(5, 6, 7, 8)에 주기적인 보조패턴을 확장한다.
스텝 10에서 도 14는, 제 1실시예의 보조 패턴의 추가 배치의 순서 및 우선도를 결정하는 스텝 및 패턴 구분(주변에 2 주기분의 범위를 포함함)에 대하여 전형적으로 도시한다. 여기서, λ/(4NA)를 단위로 환산할 경우, 고립 요소와 근접하는 고립 페어패턴의 좌측요소와의 거리 L은 2 이다.
도 15는, 다른 조건을 가지는 소망의 패턴(100)에 대해 임의의 방향으로 최근접요소 사이가 소정의 길이를 가지는 경우에(도 15에서는 4≤L<6), 중간요소(152)를 추가 배치한 보조 패턴(150)의 한 가지 방법을 전형적으로 도시한다. 이 경우, 먼저, 4≤L<6인 것을 판정하고, 그 다음에, 세로축(V)과 가로축(H)에의 투영 벡터의 길이 L_V 및 L_H가 4 이상인지를 판정한다. 상기 중간요소(152)는 상기 길이가 4 이상인 경우에 배치되는 L_V 및 L_H이다. 도 15에서는, L_V < 4 이고 L_H > 4이므로, 중간요소(152)를 가로방향으로 배치한다.
도 16은, 제 1실시예의 보조 패턴의 추가 배치의 순서 및 우선도를 결정하는 스텝 및 패턴 구분(주변에 2 주기분의 범위를 포함함)을 전형적으로 도시한다.
도 17은, 고립 페어패턴에 대해서 최근접 고립 요소가 존재하지 않는 경우에, 페어를 결합하는 방향으로 수직인 방향에 관해서 요소의 폭을 이용하여 주기적인 보조패턴의 신규요소를 배치한 하나의 방법을 전형적으로 도시한다.
도 18은, 고립 요소(130)에 대해, 세로, 가로 양방향 모두 요소의 폭을 이용하여 주기적인 보조 패턴의 신규 요소를 배치한 하나의 방법을 전형적으로 도시한다.
도 2는 스텝 9에 도시한 방법으로 주기패턴(110)에 기인하는 보조패턴(150)의 신규요소를 추가 배치한 결과이지만, 이미 존재하는 다른 패턴, 즉 고립 페어패턴(120) 및 고립 요소(130)로부터 기인한 보조 패턴에 속하는 기존 요소와 간섭하는 신규요소는 배치하지 않았다. 간섭에 대한 검출 방법으로서, 본 실시예에서는, 요소의 두 무게 중심 간의 거리가 λ/(4NA)를 단위로서 환산하여 2 이하인 조건을 요구한다. 또, 이 조건을 요소의 단부 간의 최단거리가, λ/(4NA)를 단위로서 환산하여 1 이하인 것을 요구하는 판정기준으로 적당히 대치할 수 있다.
이와 같은 방법으로, 스텝 1 내지 스텝 10에 설명한 방법을 이용하여, 본 실시예에서는 도 1에 도시된 소망의 패턴(100)에 도 2에 도시된 바와 같이 보조 패턴을 부가한 노광 마스크 패턴(200)을 형성할 수 있다. 본 실시예의 알고리즘에 의해, 여러 가지 주기성을 가지는 패턴이 혼재한 소망의 패턴(100)에 대해서, 주기성을 강화하는 보조 패턴이 적절한 위치에 배치됨으로써, 이 노광 마스크 패턴(200)을 이용해서, 개선된 노광이 가능하게 된다.
<제 2실시예>
본 실시예는 상기 제 1실시예의 변형으로서, 고립 페어 패턴(120)에 대해, 보조 패턴의 신규 요소를 배치하는 다른 방법을 제안한 것이다. 도 19에 도시한 바와 같이, 페어로 되는 패턴의 크기와 거리의 다양한 변형으로서 예를 들면 패턴(20a) 및 패턴(20b) 등의 변형이 고려된다. 본 실시예에서는, 상기 크기와 거리에 대해, λ/(4NA)를 단위로 사용하여 판별하고, 그 정보에 의거하여 보조 패턴의 추가 방법을 변경한다.
도 19에서, 패턴(20a)은 요소의 크기가 1, 요소의 무게 중심 간의 거리가 2이다. 이러한 패턴의 주기성은, 그 한계 해상 능력을 발휘하는 2광속간섭에 의해 실현되는 노광계의 주기패턴(110)과 유사하다. 이러한 경우에는, 제 1실시예에서 설명한 바와 같이, 이 패턴의 양측으로 패턴(20b)과 같이 주기성을 유지하면서 보조 패턴을 추가한다.
다음에, 패턴(21a)은, 요소의 크기가 1, 요소의 무게 중심간의 거리가 5 이다. 이러한 패턴의 경우에는, 간격이 요소의 크기와 한계 해상에 비해 넓고, 그대로 처리를 하는 경우, 주기성이 나빠진다. 또한, 패턴(21b)과 같이, 페어의 2개의 요소의 중간에 보조패턴이 되는 신규 요소를 추가한다. 다음에, 이 신규요소와 페어의 구성요소를 결합하는 벡터를 이용하여, 패턴(21c)과 같이 페어의 외측의 주기적인 위치에 보조패턴의 신규 요소를 추가 배치한다.
도 20에 도시된 바와 같이, 고립 페어 패턴의 2개의 요소의 크기가 소위 컨택트홀 정도의 크기인 λ/(4NA)을 단위로 환산하여 대략 1은 아니지만, 2 이상 큰 요소인 경우에, 특히 요소간격이 좁은 경우의 대처에 대해 설명한다. 도 20(a)의 경우에는, 요소의 크기는 각각 2 이상이며, 요소간격(L)에 대해서는 1 이상이다. 이러한 고립 페어패턴의 경우, 요소간격을 해상하는 것은 비교적 용이하기 때문에, 요소 간격보다도 요소 전체의 주기성을 중시함으로써, 2개의 요소의 무게 중심을 연결하는 벡터를 상기 보조패턴 배치에 이용한다. 한편, 도 20(b)의 경우에는, 요소의 크기는 같지만, 요소간격이 1 이하의 해상 한계 이하로 되어서 이 간격을 해상하는 것은 매우 어렵다. 이와 같은 고립 페어패턴의 경우에는, 요소 전체의 주기성보다도 해상하기 어려운 요소간격을 보다 중시해서, 해상 한계인 주기 2의 보조패턴을 상기 간격의 위치에 맞추어 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 간격의 중심에서 자신의 중심을 가지는 벡터를 이용하여 길이 2를 가지는 요소의 연장 상에 주기가 2인 보조 패턴을 배치한다.
이와 같은 방법으로, 실제로 요구되는 각종의 소망의 고립 페어패턴에 대해서, 본 실시예에서는, 그 요소의 크기와 간격을 고려한 보조 패턴의 배치를 실시하여, 노광계의 성질을 추가한 노광 마스크 패턴(200)을 실현함으로써, 이 노광 마스크(200)를 이용하여 노광을 개선한다.
<제 3실시예>
본 실시예는, 상기 제 1실시예의 방법으로 소망의 패턴(100)의 패턴의 주기성을 검출했을 경우에, 복수의 주기패턴(110)에 대해서, 상기 보조패턴을 추가 배치하려고 했을 경우에, 보조패턴 간의 간섭에 대한 대처방법이다.
도 21에 본 실시예를 도시한다. 도 21은 다른 주기를 가지는 2종류의 주기패턴(110)을 도시하고, 상기 보조패턴이 추가 배치되는 경우, 중복 영역이 존재한다.
이러한 중복 범위에 있어서는, 추가 배치하려고 한 신규 요소 2개, 혹은, 신규 요소와 소망의 패턴에 속하는 기존요소가, 서로 근접하거나 혹은 서로 일부 중첩되거나 하는 경우가 생긴다. 이러한 요소 간의 간섭은 요소간의 간격을 검사함으로써 판별할 수 있지만, 요소의 크기에 따라서, 판별하는 거리의 기준을 바꾸는 것이 바람직하다. 즉, 본 실시예에서는 도 22에 도시된 바와 같이, 예를 들면 도면 좌측상부에 보조패턴의 신규요소 사이에 간섭을 체크하는 거리에 대해서, 요소의 무게중심 간의 거리를 이용하고, 상기 거리는, λ/(4NA)를 단위로서 환산하여 2 이하인 경우에, 한계해상에 대한 주기의 기준으로서 간섭인 것으로 판별하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 요소는 도 22의 우측 하부의 도시된 바와 같이 소망의 패턴의 요소의 경우, 요소의 크기가 1 이상의 큰 것을 포함한다. 다음에, 이들 요소의 무게 중심 간의 거리가 2 이상인 경우에도, 요소의 단부 사이의 거리가 1 이하가 되는 경우가 있다. 따라서, 상기 요소의 단부 사이의 거리가 1 이하인 것이 간섭을 나타내는 것으로 판별하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서는, 상기 방법으로 간섭이 있는지를 판별하는 경우에, 상기 중복 영역에 대해서, 도 21에 도시된 바와 같이, 작은 주기를 가진 주기 패턴(110)에 기인한 보조패턴을 우선적으로 배치한다. 이 배치에 의해, 큰 주기를 가진 주기패턴(110)을 우선시켰을 경우에 비해, 작은 주기를 가진 영역에서 노광상이 열화하는 것을 완화하고, 큰 주기를 가지는 영역의 노광상의 열화도를 허용할 수 있는 정도로 유지한다.
<제 4실시예>
본 실시예에서는, 상기 제 1실시예의 방법으로 소망의 패턴(100)의 패턴의 주기성을 검출한 후에, 복수의 주기패턴(110)에 대해서, 상기 보조패턴을 추가 배치하려고 시도했을 경우에, 보조패턴 간의 간섭에 대한 다른 대처방법이다. 도 23에 본 실시예를 도시한다. 도 23은 다른 주기를 가지는 2종류의 주기패턴(110)을 도시하고, 상기 보조패턴이 추가 배치되는 경우, 중복 영역이 존재한다. 본 실시예에서는, 이러한 중복영역에, 작은 주기를 가진 주기패턴(110)에 기인한 보조 패턴을 먼저 우선적으로 배치한다. 다음에, 작은 주기를 가진 주기패턴(110)에 기인한 상기 보조 패턴과 큰 주기를 가진 주기패턴(110)에 기인한 상기 보조 패턴은 그들의 사이의 거리가 λ/(4NA)를 단위로서 환산하여 약 1의 범위에 근접했을 경우에, 본 실시예는 이들 두 요소의 중앙에 추가하려고 하는 2개의 요소를 융합함으로써 대표하는 한 개의 요소를 배치한다. 이 배치에 의해, 본 실시예에서는, 보조패턴이 부족한 영역을 줄이고, 서로 다른 주기로 인한 보조 패턴 간의 간섭을 피하기 때문에 보다 효과적인 노광을 가능하게 한다.
<제 5실시예>
도 24는, 본 발명의 마스크 제조 방법 또는 마스크 제작 방법을 정리한 흐름도이다. 도 24a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 마스크 작성 방법은, 주기성을 판별하는 공정(스텝 1100)과, 패턴의 요소를 구분하는 공정(스텝 1300)과, 보조패턴(150)을 배치하는 공정(스텝 1500)을 포함한다.
도 24b에 도시된 바와 같이, 주기성을 판별하는 공정(스텝 1100)은, 보다 상세하게는, 요소를 선택하는 공정(스텝 1110)과, 최근접요소를 검출하는 공정(스텝 1130)과, 연장 위치의 요소를 검출하는 공정(스텝 1150)과, 연장 위치에 존재하는 요소의 수를 검출하는 공정(스텝 1170)을 포함한다.
도 24c에 도시된 바와 같이, 보조 패턴(150)의 배치 공정(스텝 1500)은, 고립 페어패턴(120) 단독의 보조패턴(150)을 배치하는 공정(스텝 1510)과, 고립요소(130)와 근접패턴에 대해 보조패턴(150)을 배치하는 공정(스텝 1530)과, 고립요소(130) 단독의 보조패턴(150)을 배치하는 공정(스텝 1550)과, 기존의 보조패턴(150)을 포함한 요소의 주기성을 이용한 보조패턴(150)의 배치공정(스텝 1570)과, 주기패턴(110)의 보조패턴(150)을 배치하는 공정(스텝 1590)을 포함한다.
다음에, 도 25 및 도 26을 참조하여, 상기 노광장치(1)를 이용한 디바이스 제조 방법의 실시예를 설명한다. 도 25는, 디바이스(예를 들면, IC나 LSI 등의 반도체 칩, LCD, CCD 등)의 제조를 설명하기 위한 흐름도이다. 여기에서는, 반도체 칩의 제조를 예로서 설명한다. 스텝 51(회로설계)에서는, 반도체 디바이스 회로의 설계를 행한다. 스텝 52(마스크 제작)에서는, 설계한 회로 패턴을 가지는 마스크를 형성한다. 스텝 53(웨이퍼 제조)에서는, 실리콘 등의 재료를 이용하여 웨이퍼를 제조한다. 스텝 54(웨이퍼 프로세스)는 전공정으로 불리는 마스크와 웨이퍼를 이용하여 본 발명의 포토리소그래피 기술에 의해 웨이퍼 위에 실제의 회로를 형성한다. 스텝 55(조립)는 후공정으로 불리는 스텝 54에서 형성된 웨이퍼를 이용하여 반도체칩화하는 공정이며, 조립공정(다이싱, 본딩), 포장공정(칩 밀봉) 등의 공정을 포함한다. 스텝 56(검사)에서는, 스텝 55에서 작성된 반도체 디바이스의 동작 확인 테스트, 내구성 테스트 등의 다양한 검사를 행한다. 이러한 공정을 거쳐 반도체 디바이스가 완성되어, 출하(스텝 57)된다.
도 26은, 스텝 54의 웨이퍼 프로세스의 상세한 흐름도이다. 스텝 61(산화)에서는, 웨이퍼의 표면을 산화시킨다. 스텝 62(CVD)에서는, 웨이퍼의 표면에 절연막을 형성한다. 스텝 63(전극 형성)에서는, 웨이퍼 위에 전극을 증착 등에 의해 형성한다. 스텝 64(이온 주입)에서는, 웨이퍼에 이온을 주입한다. 스텝 65(레지스트 처리)에서는, 웨이퍼에 감광제를 도포한다. 스텝 66(노광)에서는, 노광장치를 이용하여 마스크의 회로 패턴을 웨이퍼에 노광한다. 스텝 67(현상)에서는, 노광한 웨이퍼를 현상한다. 스텝 68(에칭)에서는, 현상한 레지스트 상 이외의 부분을 에칭한다. 스텝 69(레지스트 박리)에서는, 에칭이 완료되어 불필요해진 레지스트를 없앤다. 이들 스텝을 반복해서 행함으로써, 웨이퍼 위에 다중으로 회로 패턴이 형성된다.
본 실시예의 디바이스 제조 방법에 의하면, 종래 보다도 고품위의 디바이스를 제조할 수가 있다. 이와 같이, 상기 마스크를 사용하는 디바이스 제조 방법 및 결과물로서의 디바이스도 본 발명의 한 측면으로서 기능하는 것이다.
더 나아가서, 본 발명은 이와 같이 채택된 실시예로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 정신과 범위를 벗어남이 없이 본 발명에서 다양한 수정과 변경이 가능할 것이다. 또, 보조패턴의 요소는, 마스크 위에 2종 이상의 크기(또는 홀 직경)를 지니고 있어도 된다.
이와 같이, 본 발명에 의하면, 미세한 홀 직경을 가지고, 고립 컨택트홀로부터 컨택트홀 열까지 혼재하는 컨택트홀 패턴을, 마스크를 교환하지 않고, 고해상도로 노광 가능한 노광 방법 및 장치에 적용가능한 마스크 패턴의 형성방법을 제공할 수 있다.
도 1은 소망의 패턴을 도시한 모식도.
도 2는 노광용 마스크 패턴을 도시한 모식도.
도 3은 직교하는 두 방향에 있어서의 최근접요소의 검출을 도시한 모식도.
도 4는 주기성 판정을 위한 요소 검출을 도시한 모식도.
도 5는 주기성 판정을 위한 역 방향의 요소 검출을 도시한 모식도.
도 6은 주기성 판정의 결과로서 구분된 패턴과 그들의 요소를 도시한 모식도.
도 7은 고립 페어패턴에 대해 보조패턴의 신규요소를 배치하는 한 방법을 도시한 모식도.
도 8은 고립 요소와 고립 페어패턴 사이의 관계를 이용하여 보조패턴의 신규요소를 배치하는 한 방법을 도시한 모식도.
도 9는 고립 요소와 고립 페어패턴 사이의 관계를 이용하여 보조패턴의 신규요소를 배치하는 다른 방법을 도시한 모식도.
도 10은 고립 요소와 고립 페어패턴 사이의 관계를 이용하여 보조패턴의 신규 요소를 배치하는 또 다른 방법을 도시한 모식도.
도 11은 추가 배치된 보조 패턴요소에 의해 주기성을 이용하여 고립 페어 패턴에 관한 보조패턴의 신규 요소를 추가 배치하는 한 방법을 도시한 모식도.
도 12는 추가 배치된 보조 패턴요소에 의해 주기성을 이용하여 고립요소에 관한 보조패턴의 신규요소를 추가 배치하는 한 방법을 도시한 모식도.
도 13은 주기 패턴과 그 경계부의 요소를 이용하여 보조패턴의 신규요소를 배치하는 한 방법을 도시한 모식도.
도 14는 실시예 1의 보조패턴의 추가 배치의 순서 및 우선도를 결정하는 패턴 구분(주변에 2 주기분의 범위를 포함)에 대해 도시한 모식도.
도 15는 또 하나의 조건을 가지는 소망의 패턴에 대해, 임의의 방향의 최근접요소 사이의 간격이 소정의 길이를 가지는 경우에, 중간요소를 추가 배치한 보조패턴의 한 방법을 도시한 모식도.
도 16은 보조 패턴의 추가 배치의 순서 및 우선도를 결정하는 패턴 구분( 주변에 2주기 분의 범위를 포함)에 대해 도시한 모식도.
도 17은 고립 페어 패턴에 대해 최근접 고립요소가 존재하지 않는 경우에, 페어를 연결하는 방향에 수직인 방향으로 요소의 폭을 이용하여 주기적인 보조 패턴 신규요소를 배치하는 한 방법을 도시한 모식도.
도 18은 고립요소에 대해, 세로, 가로 양방향 모두, 요소의 폭을 이용하여 주기적인 보조 패턴 신규요소를 배치하는 한 방법을 도시한 모식도.
도 19는 고립 페어패턴의 변화와, 구성에 따라서 보조패턴의 신규요소의 배치 방법을 변화시키는 모습을 도시한 모식도.
도 20은 고립 페어패턴의 다른 변화와, 구성에 따라서 보조패턴의 신규요소의 배치 방법을 변화시키는 모습을 도시한 모식도.
도 21은 주기가 다른 두 주기패턴에 대해서 보조패턴이 서로 간섭하는 경우의 처리의 일예를 도시한 모식도.
도 22는 보조패턴사이 또는 보조패턴과 소망의 패턴 사이의 간섭에 관한 판별기준의 일예를 도시한 모식도.
도 23은 주기가 다른 두 주기패턴에 대해서 보조패턴이 서로 간섭하는 경우의 처리의 다른 일예를 도시한 모식도.
도 24는 본 발명에 의한 마스크 제조방법 또는 마스크 패턴 형성방법을 도시한 흐름도.
도 25는 본 발명의 노광장치를 사용한 디바이스의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 26은 도 25에 표시된 스텝 54의 상세한 흐름도.
<간단한 도면부호에 대한 설명>
100 : 소망의 패턴 110 : 주기 패턴
120 : 고립 페어 패턴 130 : 고립 요소
150 : 보조 패턴 200 : 노광용 마스크 패턴

Claims (33)

  1. 복수 종류의 패턴이 혼재하는 제 1 패턴과 해당 제 1 패턴의 요소보다도 치수가 작은 요소를 가지는 제 2 패턴을, 해당 제 1패턴이 해상되고 또 상기 제 2 패턴의 해상이 억제되도록 마스크 위에 배치하는 노광용 마스크 패턴을 상기 마스크 위에 형성하는 마스크 패턴의 형성방법에 있어서,
    직교하는 두 방향 중의 적어도 한쪽 방향으로 2개의 등 간격을 가지는 적어도 3개의 요소를 가지는 주기 패턴과, 상기 주기 패턴에 속하지 않고 상기 직교하는 두 방향 중의 적어도 한쪽 방향으로 정렬된 1쌍의 요소를 포함하는 고립 페어 패턴과, 상기 고립 페어 패턴에 속하지 않고, 상기 직교하는 두 방향 중의 어느 방향으로도 쌍을 이루는 일 없이 하나의 요소만을 포함하는 고립 요소 중의 하나로 상기 제 1패턴을 구분하는 공정과;
    상기 구분 공정에 따라 상기 제 1패턴에 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배치공정은,
    상기 고립 페어패턴에 대해서 상기 제 2패턴을 배치하는 공정과;
    상기 고립 요소에 대해서 상기 제 2패턴을 배치하는 공정과;
    상기 주기 패턴에 대해서 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정 중의 적어도 하나의 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 고립 요소에 대해서 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정은,
    상기 고립 요소로부터 상기 고립 페어패턴까지의 사선의 벡터를 이용해서 상기 제 2 패턴을 배치하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 고립 요소에 대해서 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정은, 상기 고립 요소의 폭을 이용해서 상기 제 2 패턴을 배치하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2 패턴이 제 1 요소 및 제 2 요소를 포함하고, 제 1 요소와 제 2 요소 사이의 간격이 소정의 거리 내에 있는 경우에, 제 1 요소 및 제 2 요소를 융합시키는 공정을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2 패턴이 제 1 요소 및 제 2 요소를 포함하고, 제 1 요소와 제 2 요소 사이의 간격이 소정의 거리 내에 있는 경우에, 제 1 요소 및 제 2 요소 중의 하나의 요소 만을 배치하는 공정을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 요소 및 제 2 요소는, 상기 고립 페어패턴, 상기 고립 요소 및 상기 주기 패턴의 순서로 우선적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 요소 및 제 2 요소는, 상이한 주기를 가지는 두 패턴 중에서 작은 주기를 가지는 패턴에 우선적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 요소 및 제 2 요소는, 상이한 두 고립 페어 패턴 중에서 작은 간격을 가지는 고립 페어패턴에 우선적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 소정의 거리는, λ가 노광광의 파장이고, NA가 상기 마스크 패턴을 피노광체에 전사하는 투영광학계의 개구수일 때, λ/(4NA)를 단위로서 환산할 경우, 2 이하로 되는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 소정의 거리는, λ가 노광광의 파장이고, NA가 상기 마스크 패턴을 피노광체에 전사하는 투영광학계의 개구수일 때, λ/(4NA)를 단위로서 환산할 경우, 2개의 요소의 최근접 단부 사이의 거리가 1 이하로 되는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  12. 제 2항에 있어서,
    상기 고립 페어패턴에 대해서 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정은, 상기 고립 페어패턴의 정렬 방향으로 상기 고립 페어패턴의 외측에 상기 고립 페어패턴의 간격으로 상기 제 2 패턴의 2개의 추가 요소를 배치하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제 2 패턴의 2개의 추가요소를 배치하는 공정은, 상기 고립 페어패턴 내에서 한 쌍의 요소의 한쪽 방향으로부터 다른 쪽 방향으로 향하는 벡터를 이용하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제 2 패턴의 2개의 추가 요소를 배치하는 공정에서는, 상기 고립 페어 패턴 내에서 정렬방향으로 한 쌍의 요소의 최근접 단부 간의 간격이, λ가 노광광의 파장이고, NA가 상기 마스크 패턴을 피노광체에 전사하는 투영광학계의 개구수일 때, λ/(4NA)를 단위로서 환산할 때 약 1 이상인 경우에는, 두 추가요소의 무게 중심을 연결함으로써 형성된 벡터를 이용해서 상기 두 추가요소를 배치하고,
    상기 제 2 패턴의 2개의 추가 요소를 배치하는 공정에서는, 상기 고립 페어 패턴 내에서 정렬 방향으로 한 쌍의 요소의 최근접 단부간의 간격이 λ/(4NA)를 단위로서 환산할 때 약 1 이하인 경우에는, 상기 고립 페어 패턴의 정렬방향에 대해서 평행하고, 길이가 약 2이고, 요소 간격의 중앙에 대략 위치 결정된 중심을 포함하는 벡터를 이용해서 상기 추가요소를 배치하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 고립 페어 패턴에 대해서 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정은, 상기 고립 페어 패턴의 외측에 배치된 상기 제 2 패턴의 외측에 상기 고립 페어 패턴의 정렬방향과 수직인 방향으로 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 고립 페어 패턴에 대해서 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정은, 상기 고립 페어 패턴의 요소를 이용하여 상기 고립 페어 패턴의 외측에 상기 고립 페어 패턴의 정렬방향과 수직인 방향으로 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  17. 제 2항에 있어서,
    상기 주기 패턴에 대해서 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정은, 적어도 3개의 요소의 간격으로 상기 주기 패턴의 외측에 적어도 3개의 요소의 정렬방향으로 상기 제 2 패턴의 2개의 요소를 배치하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 주기 패턴에 대해서 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정은, 적어도 3개의 요소의 정렬방향과 수직인 방향으로 상기 고립 페어 패턴의 외측에 배치된 상기 제 2 패턴의 외측에 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  19. 제 2항에 있어서,
    이미 배치된 상기 제 2 패턴을 이용하여 확장함으로써 상기 제 2 패턴을 배치하는 확장공정을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 확장 공정은, 이미 배치된 상기 제 2 패턴에 사용된 벡터를 이용하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  21. 제 2항에 있어서,
    상기 구분 공정은,
    제 1 패턴에 포함되는 대상 요소에 대해, 상기 직교하는 두 방향으로 최근접하는 다른 요소를 검출하는 공정과;
    상기 최근접요소를 검출한 경우에는, 검출된 방향으로, 상기 대상 요소로부터 상기 최근접 요소까지 제 1 벡터를 사용하여 상기 최근접 요소를 기점으로 한 소정의 위치에 또 다른 요소가 존재하는 지의 여부를 판별하는 공정과;
    검출된 방향의 역 방향으로, 상기 최근접 요소로부터 상기 대상 요소까지의 제 2 벡터를 사용하여 상기 최근접 요소를 기점으로 한 소정의 위치에 또 다른 요소가 존재하는 지의 여부를 판별하는 공정과;
    상기 대상 요소가 놓인 적어도 한 선을 따라서 두 방향으로, 2개 이상의 다른 요소가 검출되어 존재하는 경우에 상기 대상 요소가 상기 주기 패턴인 것으로 판별하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 주기 패턴의 요소를 기점으로 해서, 상기 요소로부터의 적어도 한 방향으로 상기 제 1 벡터 또는 제 2 벡터의 연장상의 위치에 다른 요소가 존재하지 않는 경우, 상기 주기 패턴의 요소를 주기 패턴의 경계에서의 요소인 것으로 판별하는 공정을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 마스크 패턴의 형성방법.
  23. 제 22항에 있어서.
    상기 경계부의 상기 요소로부터, 상기 제 1 벡터와 상기 제 2벡터를 사용하거나 또는 상기 제 1 벡터 혹은 상기 제 2 벡터를 사용하여, 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  24. 제 22항에 있어서,
    한 방향으로 상기 제 1 벡터 또는 제2 벡터의 연장상의 위치에 그 외의 요소가 존재하지 않는 방향의 수가 한 개인 경우에, 상기 요소가 상기 주기 패턴의 상기 경계부의 변두리 요소인 것으로 판별하고, 또한 한 방향으로 상기 제 1 벡터 또는 제 2 벡터의 연장상의 위치에 그 외의 요소가 존재하지 않는 방향의 수가 두 개인 경우에, 상기 요소가 상기 주기 패턴의 정점 요소인 것으로 판별하는 공정을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 정점 요소에 대해서, 이미 배치된 상기 제 2 패턴과 이미 배치된 상기 제 2 패턴을 배치하기 위해 사용된 것과는 다른 벡터를 이용하여 상기의 제 2 패턴을 배치하는 공정을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  26. 제 2항에 있어서,
    상기 고립 페어 패턴의 정렬 방향으로 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정에서는, 상기 고립 페어 패턴 사이의 간격이 소정의 거리 이상인 경우에는, 상기 고립 페어 패턴 사이에 상기 제 2 패턴을 배치하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 소정의 거리는, λ가 노광광의 파장이고, NA가 상기 마스크 패턴을 피노광체에 전사하는 투영광학계의 개구수일 때, λ/(4NA)를 단위로서 환산할 경우 약 4 이상인 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  28. 제 26항에 있어서,
    상기 고립 페어 패턴에 대해서, 상기 고립 페어 패턴의 정렬방향으로 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정은, 상기 고립 페어 패턴 중의 하나와 상기 고립 페어 패턴 사이에 배치된 제 2 패턴의 요소 사이의 간격으로 상기 정렬방향으로 상기 고립 페어 패턴의 외측에 상기 두 개의 제 2 패턴의 요소를 배치하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  29. 제 2항에 있어서,
    상기 구분 공정은, 상기 직교하는 두 방향 중의 어느 한 방향으로 정렬된 한 쌍의 요소 간의 간격이 소정의 거리 이상인 경우에는, 2개의 고립 요소가 존재하는 것으로 간주하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  30. 제 29항에 있어서,
    상기 소정의 거리는, λ가 노광광의 파장이고, NA가 상기 마스크 패턴을 피노광체에 전사하는 투영광학계의 개구수일 때, λ/(4NA)를 단위로서 환산할 경우, 약 6 이상인 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  31. 제 29항에 있어서,
    상기 고립 요소에 대해서 상기 제 2 패턴을 배치하는 공정은,
    상기 직교하는 두 방향 이외에서의 최근접 요소를 검출하는 공정과;
    상기 최근접 요소로부터 상기 고립 요소까지의 벡터를 상기 직교하는 두 방향으로 투영함으로써 제 3 벡터와 제 4 벡터를 산출하는 공정과;
    상기 고립 요소를 기점으로 해서, 제 3 벡터의 연장한 위치 및 제 4 벡터의 연장한 위치에, 상기 제 2 패턴의 요소를 배치하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  32. 제 31항에 있어서,
    상기 최근접요소는 상기 고립페어 패턴에 속하는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 형성방법.
  33. 복수 종류의 패턴이 혼재하는 제 1 패턴과 해당 제 1 패턴의 요소보다도 치수가 작은 요소를 가지는 제 2 패턴을, 제 1패턴이 해상되고 또 상기 제 2 패턴의 해상이 억제되도록 마스크 위에 배치하는 노광용 마스크 패턴을 상기 마스크 위에 형성하는 마스크 패턴의 형성방법에 의해 형성된 마스크 위의 제 1패턴을 기판에 노광하는 공정과;
    상기 노광된 대상에 대해서 소정의 처리를 수행하는 공정을 구비하고,
    상기 마스크 패턴의 형성방법은,
    직교하는 두 방향 중의 적어도 한쪽 방향으로 2개의 등 간격을 가지는 적어도 3개의 요소를 가지는 주기 패턴과, 상기 주기 패턴에 속하지 않고 상기 직교하는 두 방향 중의 적어도 한쪽 방향으로 정렬된 1쌍의 요소를 포함하는 고립 페어 패턴과, 상기 고립 페어 패턴에 속하지 않고, 상기 직교하는 두 방향 중의 어느 방향으로도 쌍을 이루는 일 없이 하나의 요소만을 포함하는 고립 요소 중의 하나로 상기 제 1패턴을 구분하는 공정과, 상기 고립 페어 패턴에 대해 상기 제 2패턴을 배치하는 공정과, 상기 고립 요소에 대해 상기 제 2패턴을 배치하는 공정과, 상기 주기 패턴에 대해 상기 제 2패턴을 배치하는 공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 디바이스의 제조방법.
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