KR100549153B1

KR100549153B1 - 포토 마스크의 제조 방법

Info

Publication number: KR100549153B1
Application number: KR1020050008172A
Authority: KR
Inventors: 마사미쯔 이또; 시게끼 노지마; 쇼지 미모또기; 오사무 이께나가
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2000-08-30
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2006-02-06
Also published as: US6649310B2; KR20020018111A; TW502132B; CN1356592A; CN1248048C; US20020025480A1; KR100511541B1

Abstract

마스크 제조 방법은, 포토 마스크의 패턴을 형성한 후, 형성된 패턴의 치수를 측정하는 공정과, 패턴의 치수 측정 결과로부터 상기 포토 마스크를 사용한 경우의, 노광 여유도(裕度)를 구하는 공정을 구비한다. 그리고, 구한 노광 여유도가 원하는 노광 여유도를 만족하는지 여부로 포토 마스크의 불량 여부를 판단한다.

포토 마스크, 위상 시프트 마스크, 패턴, 치수, 균일성

Description

포토 마스크의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING PHOTO MASK}

도 1은 하프톤(half-tone)형 위상 시프트 마스크의 사양치의 예를 도시한 도면.

도 2는 하프톤형 위상 시프트 마스크의 측정 결과의 예를 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도.

도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도.

도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도.

도 6은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도.

도 7은 원하는 노광 여유도를 얻을 수 있는 패턴치수의 면내 균일성과 평균치의 관계를 도시한 곡선도.

도 8은 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도.

도 9는 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 제 조 방법을 도시한 흐름도.

도 10은 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도.

도 11a 및 11b는 각각 Cr 마스크 블랭크스의 일례를 도시한 평면도.

도 12a 및 12b는 각각 치수 측정 방법의 일례를 도시한 도면.

도 13은 묘화 위치 측정 방법의 일례를 도시한 도면.

도 14는 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면.

도 15는 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도.

도 16은 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면.

도 17은 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도.

도 18은 공정 ST. 4를 도시한 도면.

도 19는 공정 ST. 9를 도시한 도면.

도 20은 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면.

도 21은 본 발명의 제10 실시 형태에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도.

도 22는 본 발명의 제10 실시 형태에 따른 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면.

도 23은 본 발명의 제11 실시 형태에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도.

도 24는 본 발명의 제11 실시 형태에 따른 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면.

도 25는 본 발명의 제12 실시 형태에 따른 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도.

도 26은 본 발명의 제12 실시 형태에 따른 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면.

도 27은 본 발명의 제13 실시 형태에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도.

도 28은 본 발명의 제13 실시 형태에 따른 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면.

도 29는 본 발명의 제14 실시 형태에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도.

도 30은 본 발명의 제14 실시 형태에 따른 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면.

도 31은 본 발명의 제15 실시 형태에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도.

도 32는 본 발명의 제15 실시 형태에 따른 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면.

도 33은 본 발명의 제16 실시 형태에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도.

도 34는 본 발명의 제16 실시 형태에 따른 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면.

도 35는 본 발명의 제16 실시 형태에 따른 공정 관리 조건을 엄밀화한 후의 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면.

도 36은 본 발명의 제17 실시 형태에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도.

도 37은 본 발명의 제17 실시 형태에 따른 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면.

도 38은 본 발명의 제18 실시 형태에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도.

도 39는 HT 마스크 블랭크스를 도시한 평면도.

도 40은 본 발명의 제18 실시 형태에 따른 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면.

<도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명>

10 : 포인트

11 : 위치 측정용 마크

12 : 타깃 묘화 위치

13 : 실제 묘화 위치

본 발명은 포토 마스크, 위상 시프트 마스크 등의 마스크 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 장치의 제조 공정에서, 각종 패턴을 반도체 웨이퍼에 형성하는 패턴 형성 공정, 소위 리소그래피 공정이 있지만, 이 리소그래피 공정에는 포토 마스크, 위상 시프트 마스크 등의 마스크가 이용되고 있다.

근래, 반도체 장치의 미세화에 따라, 이런 종류의 포토 마스크에 요구되고 있는 치수 정밀도는 급속하게 엄격하게 되고, 예를 들면 마스크 면내의 치수 균일성은 10nm 이하가 요구되고 있다.

종래, 포토 마스크의 제조 방법에서, 마스크 블랭크스(mask blanks)에 마스크 패턴을 사양에 기초하여 형성한 후, 마스크가 양품인지 불량품인지를 판단하고 있다. 그 판단 항목은 여러개이고, 그 항목 중 하나라도 사양치를 만족시키지 못하는 것이 있으면, 불량품이 되어 왔다.

예를 들면, 하프톤(half-tone)형 위상 시프트 마스크에서는, 대표적인 사양 항목과 사양치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 11 항목이고, 종래에는 이들 항목 중 하나의 항목이라도 사양치를 넘는 마스크는, 불량품으로 간주했다. 그러므로, 마 스크 제조 기술의 고정밀도화도 진행되고 있지만, 마스크의 수율은 극히 낮다.

본 발명의 제1 양태에 따른 포토 마스크를 제조하는 방법은 포토 마스크의 패턴을 형성한 후, 형성된 패턴의 치수를 측정하여, 상기 패턴의 치수의 평균치 및 면내 균일성을 구하는 공정; 상기 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성으로부터, 상기 포토 마스크를 사용한 경우의 노광 여유도를 구하는 공정; 및 상기 노광 여유도가, 원하는 노광 여유도를 만족하는지 여부로 상기 포토 마스크의 불량 여부를 판단하는 공정을 포함한다.

본 발명의 제2 양태에 따른 포토 마스크를 제조하는 방법은 원하는 노광 여유도가 얻어지는 포토 마스크의 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성의 관계를 미리 구하는 공정; 포토 마스크의 패턴을 형성한 후, 형성된 패턴의 치수를 측정하여, 상기 패턴의 치수의 평균치 및 면내 균일성을 구하는 공정; 및 상기 미리 구해진 상기 원하는 노광 여유도가 얻어지는 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성의 관계와, 상기 측정에 의해 구해진 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성을 비교하여, 상기 포토 마스크가 상기 원하는 노광 여유도를 만족하는지 여부로 상기 포토 마스크의 불량 여부를 판단하는 공정을 포함한다.

본 발명의 제3 양태에 따른 포토 마스크를 제조하는 방법은 포토 마스크의 패턴을 형성한 후, 형성된 패턴의 치수, 및 상기 형성된 패턴의 묘화 위치를 측정하는 공정; 상기 패턴의 치수 측정 결과로부터, 상기 포토 마스크를 사용한 경우의 치수 정밀도에 기인하는 노광 여유도 1을 구하는 공정; 상기 패턴의 묘화 위치 측 정 결과로부터, 상기 포토 마스크를 사용한 경우의 묘화 위치 정밀도에 기인하는 노광 여유도 2를 구하는 공정; 상기 치수 정밀도에 기인하는 노광 여유도 1, 및 상기 묘화 위치 정밀도에 기인하는 노광 여유도 2로부터, 상기 포토 마스크를 사용한 경우의 노광 여유도를 구하는 공정; 및 상기 구해진 노광 여유도가, 원하는 노광 여유도를 만족하는지 여부로, 상기 포토 마스크의 불량 여부를 판단하는 공정을 포함한다.

본 발명의 제1 양태에 따른 위상 시프트 마스크를 제조하는 방법은 하프톤형 위상 시프트 마스크의 패턴을 형성한 후, 형성된 패턴의 치수를 측정하여, 상기 패턴의 치수의 평균치 및 면내 균일성을 구하는 공정; 상기 하프톤형 위상 시프트 마스크에 포함되는 반차광부의 투과율의 평균치 및 면내 균일성, 및 상기 반차광부의 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성을 구하는 공정; 상기 패턴 치수의 평균치 및 상기 면내 균일성, 상기 투과율의 평균치 및 면내 균일성, 및 상기 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성으로부터, 상기 하프톤형 위상 시프트 마스크를 사용한 경우의 노광 여유도를 구하는 공정; 및 상기 노광 여유도가, 원하는 노광 여유도를 만족하는지 여부로 상기 하프톤형 위상 시프트 마스크의 불량 여부를 판단하는 공정을 포함한다.

본 발명의 제2 양태에 따른 위상 시프트 마스크를 제조하는 방법은 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 패턴을 형성한 후, 형성된 패턴의 치수를 측정하여, 상기 패턴의 치수의 평균치 및 면내 균일성을 구하는 공정; 상기 레벤슨형 위상 시프트 마스크에 포함되는 광투과부의 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성을 구하는 공 정; 상기 패턴 치수의 평균치 및 상기 면내 균일성, 및 상기 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성으로부터, 상기 레벤슨형 위상 시프트 마스크를 사용한 경우의 노광 여유도를 구하는 공정; 및 상기 노광 여유도가, 원하는 노광 여유도를 만족하는지 여부로 상기 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 불량 여부를 판단하는 공정을 포함한다.

본 발명의 제3 양태에 따른 위상 시프트 마스크를 제조하는 방법은 원하는 노광 여유도가 얻어지는 하프톤형 위상 시프트 마스크의 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성, 상기 하프톤형 위상 시프트 마스크에 포함되는 반차광부의 투과율의 평균치 및 면내 균일성, 및 상기 반차광부의 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성의 관계를 미리 구하는 공정; 하프톤형 위상 시프트 마스크의 패턴을 형성한 후, 형성된 패턴의 치수를 측정하여, 상기 패턴의 치수의 평균치 및 면내 균일성을 구하는 공정; 상기 하프톤형 위상 시프트 마스크에 포함되는 반차광부의 투과율의 평균치 및 면내 균일성, 및 상기 반차광부의 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성을 구하는 공정; 및 상기 미리 구해진 상기 원하는 노광 여유도가 얻어지는 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성, 상기 반차광부의 투과율의 평균치 및 면내 균일성, 및 상기 반차광부의 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성의 관계와, 상기 측정에 의해 구해진 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성, 상기 반차광부의 투과율의 평균치 및 면내 균일성, 및 상기 반차광부의 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성을 비교하여, 상기 하프톤형 위상 시프트 마스크가 상기 원하는 노광 여유도를 만족하는지 여부로 상기 하프톤형 위상 시프트 마스크의 불량 여부를 판단하는 공정 을 포함한다.

본 발명의 제4 양태에 따른 위상 시프트 마스크를 제조하는 방법은 원하는 노광 여유도가 얻어지는 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성, 및 상기 레벤슨형 위상 시프트 마스크에 포함되는 상기 광투과부의 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성의 관계를 미리 구하는 공정; 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 패턴을 형성한 후, 형성된 패턴의 치수를 측정하여, 상기 패턴의 치수의 평균치 및 면내 균일성을 구하는 공정; 상기 레벤슨형 위상 시프트 마스크에 포함되는 광투과부의 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성을 구하는 공정; 및 상기 미리 구해진 상기 원하는 노광 여유도가 얻어지는 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성, 및 광투과부의 투과율의 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성의 관계와, 상기 측정에 의해 구해진 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성, 및 상기 광투과부의 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성을 비교하여, 상기 레벤슨형 위상 시프트 마스크가 상기 원하는 노광 여유도를 만족하는지 여부로 상기 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 불량 여부를 판단하는 공정을 포함한다.

본 발명에 따른 제5 양태에 따른 위상 시프트 마스크를 제조하는 방법은 위상 시프트 마스크의 패턴을 형성한 후, 형성된 패턴의 치수, 상기 형성된 패턴의 묘화 위치, 및 상기 위상 시프트 마스크에 포함되는 위상 시프트 막의 성질을 측정하는 공정; 상기 패턴의 치수 측정 결과로부터, 상기 포토 마스크를 사용한 경우의 치수 정밀도에 기인하는 노광 여유도 1을 구하는 공정; 상기 패턴의 묘화 위치 측정 결과로부터, 상기 포토 마스크를 사용한 경우의 묘화 위치 정밀도에 기인하는 노광 여유도 2를 구하는 공정; 상기 위상 시프트 막의 성질 측정 결과로부터, 상기 포토 마스크를 사용한 경우의 위상 시프트 막의 성질에 기인하는 노광 여유도 3을 구하는 공정; 상기 치수 정밀도에 기인하는 노광 여유도 1, 상기 묘화 위치 정밀도에 기인하는 노광 여유도 2, 및 상기 위상 시프트 막의 성질에 기인하는 노광 여유도 3으로부터, 상기 위상 시프트 마스크를 사용한 경우의 노광 여유도를 구하는 공정; 및 상기 구해진 노광 여유도가, 원하는 노광 여유도를 만족하는지 여부로, 상기 위상 시프트 마스크의 불량 여부를 판단하는 공정을 포함한다.

이하의 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명의 양호한 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.

본원 발명자들은, 종래의 불량품이 된 마스크에 대해, 각종 분석을 한 결과, 이하의 사실을 발견했다.

일반적으로, 포토 마스크의 사양은, 반도체 웨이퍼로의 패턴 노광에서, 원하는 노광 여유도(exposure latitude)를 얻기 위해 필요하고, 각 항목이 전체 사양치에 빠듯한 값으로 된 경우에도, 원하는 노광 여유도를 얻을 수 있도록 결정된다.

그러나, 실제 포토 마스크에서는, 전체 항목이 사양치에 빠듯한 값이 되는 것은 극히 드물고, 거의 포토 마스크는, 어느 항목은 사양치를 초과하더라도 다른 항목은 여유있게 사양치 내에 들어있는 것이 많다. 가령, 어느 항목이 사양치를 초과하고, 다른 항목이 여유있게 사양치 내에 들어있는 경우를 생각해 보자. 이 경우, 사양치를 초과하는 항목에 의한 노광 여유도의 감소량이, 여유 있게 사양치 에 들어있는 항목의 노광 여유도의 증가분을 밑돌면, 전체적으로는 원하는 노광 여유도를 얻을 수 있다.

예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이, 종래 불량품이 된 하프톤형 위상 시프트 마스크의 측정예에서, 예를 들면 완성된 마스크의 패턴 치수 평균치의 목표치로부터의 차이가 13nm이고, 사양치의 ±10nm를 초과하고 있다고 하자. 또한, 그 마스크의 패턴 치수 면내 균일성은 4nm(3σ)로서 사양치인 8nm(3σ)보다 여유있게 작은 값이었다고 하자. 이 경우, 이 마스크를 이용하여 실제로 웨이퍼에 대해 노광하고, 디포커스(defocus) 여유도와 노광량 여유도를 측정해 본 결과, 원하는 노광 여유도를 얻을 수 있다는 것이 확인되었다.

이와 같이, 본원 발명자들은 포토 마스크의 경우, 노광 여유도를 결정하는 주요 항목으로서, 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성이 있다는 것을 발견했다. 이러한 발견에 기초하여, 포토 마스크 상에 마스크 패턴을 형성한 후, 상기 마스크 패턴의 치수 평균치 및 면내 균일성을 측정하며, 이들 측정 데이터로부터 노광 여유도를 계산하고, 원하는 노광 여유도를 갖는 마스크를 양품으로 판단하도록 했다. 또한, 노광 여유도를 확인하기 위해, 이 마스크를 이용하여 실제로 웨이퍼에 대해 노광하고, 노광 여유도의 평가를 행했다. 그 결과, 실용상에서, 충분히 양품 마스크인 것을 알았다. 따라서, 종래 불량품이 되었던 마스크를 양품 마스크로서 구제하는 것이 가능하게 되었다.

또한, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 경우는, 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성 이외에, 반차광부의 투과율의 평균치 및 면내 균일성과, 반차광부의 위상 시프트 량의 평균치 및 면내 균일성을 측정하고, 이들 데이터로부터 노광 여유도를 계산하며, 원하는 노광 여유도를 얻을 수 있는지 여부를 판단한다.

또한, 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 경우는, 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성 이외에, 광투과부의 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성을 측정하고, 이들 데이터로부터 노광 여유도를 계산하며, 원하는 노광 여유도를 얻을 수 있는지 여부를 판단한다.

이와 같이, 본원 발명자들은, 종래 불량 마스크로 되었던 마스크라도, 간단하게 양품 마스크로서 구제 가능하고, 마스크의 수율을 향상시킬 수 있는 방법을 발견하여, 본 발명에 따른 마스크 제조 방법을 발명하기에 이르렀다.

이하, 본 발명에 따른 마스크의 제조 방법들의 실시 형태를, 도면을 참조하여 설명한다. 이 설명시, 전체 도면에 걸쳐 공통되는 부분에는 공통 참조 부호를 붙인다.

(제1 실시 형태)

도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.

우선, 포지티브형 화학 증폭 레지스트가, 예를 들면 500nm의 두께로 도포되어 있는 크롬 마스크 블랭크스(이하, Cr 마스크 블랭크스)에, 50keV의 가속 전압을 갖는 전자 빔 묘화 장치[도시바 기계(Toshiba Machine Co. Ltd)제 EBM3000]로써, 0.15㎛ 룰의 라인 앤드 스페이스(이하 L/S)계 패턴을 포함한 1G DRAM용 패턴을 묘화했다. 묘화 후, 110℃에서 15분간 베이킹(Baking)을 행한 후, 알칼리 현상액에 의해 스프레이 현상하여 레지스트 패턴을 형성했다. 다음으로, 레지스트 패턴을 에칭 마스크로하여, 반응성 이온 에칭에 의해 Cr 막을 에칭하고, Cr 패턴(마스크 패턴)을 형성했다. 이 에칭 장치에는 울백 코딩(ULVAC COATING CO. LTD)제 MEPS-6025를 이용했다. 또한, 에칭 가스로는 염소 가스와 산소 가스의 혼합 가스를 이용했다. 이어서, 애싱(ashing) 장치에 의해 레지스트 패턴을 애싱하고, 세정기에 의해 세정하여 포토 마스크를 얻었다(ST. 1)

다음으로, 포토 마스크의 Cr 패턴 치수를 치수 측정 장치(Leica제 LWM)에 의해 측정했다. 그 결과, Cr 패턴 치수의 평균치와 목표 평균치와의 차이는 5nm, Cr 패턴 치수의 면내 균일성은 15nm이었다(ST. 2)

다음으로, Cr 패턴 치수의 평균치와 목표 치수와의 차이 및 면내 균일성의 데이터로부터, 이 포토 마스크를 웨이퍼 노광에 이용한 경우의 노광 여유도를 웨이퍼 면상의 광학상 강도 분포를 구함으로써 계산한다(ST. 3)

계산 결과, 패턴 치수 변동이 10%이하이고, 디포커스(defocus) 여유도를 0.4㎛ 확보하며, 또한 노광량(dose) 여유도를 13% 얻는 것이 가능하다는 결과가 나왔다. 이 계산을 이용한 노광 조건은, 실제로 그 마스크를 사용하는 노광 조건, 예를 들면 노광 파장=248nm, NA=0.6, σ=0.75, 2/3 환상 조명(annular illumination)으로 했다. 원하는 노광 여유도는, 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 디포커스 여유도 0.4㎛이상, 그리고 노광량 여유도 10% 이상이므로, 이 마스크는 양품이다(ST. 4).

이를 테면, 종래 이 포토 마스크의 사양치는, Cr 패턴 치수의 평균치와 목표 치수와의 차이가 ±10nm, 면내 균일성은 3σ<10nm이다. 따라서, Cr 패턴 치수의 평균치와 목표 치수와의 차이는 사양치를 만족하지만, 면내 균일성은 사양치에 들지 않으므로, 종래에서는 불량품이다.

그러나, 실제로는 본 제1 실시 형태에서 도시한 바와 같이, 이 포토 마스크는 원하는 노광 여유도를 얻을 수 있어, 양품이다.

또한, 웨이퍼 노광에서의 노광 여유도를 확인해야 할 이 포토 마스크를 이용하여, 니콘사제 KrF 스캐너에 의해 웨이퍼 노광하고, 노광 여유도를 평가했다. 평가는 디포커스량과 노광량을 변화시켜 웨이퍼상에 형성된 레지스트 패턴의 치수를, SEM을 이용하여 측정하는 것으로 수행했다. 그 결과, 웨이퍼 상에 형성한 레지스트 패턴 치수의 변동률이 10% 이하가 되는 디포커스 여유도는 0.45㎛이고, 그때의 노광량 여유도는 12% 얻을 수 있고, 이 포토 마스크가 실용상에서도 충분히 양품인 것을 확인할 수 있었다.

제1 실시 형태에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

종래, Cr 패턴 치수의 평균치와 목표 치수와의 차이의 사양치, 및 면내 균일성의 사양치가 각각 결정되고, 어느 것이든지 사양치를 만족하지 않은 경우, 그 포토 마스크는 불량품이 되었다.

그러나, 제1 실시 형태에 따르면, Cr 패턴 치수의 평균치와 목표 치수와의 차이 및 면내 균일성으로부터 노광 여유도를 계산하고, 원하는 노광 여유도가 얻어지는지 여부로 불량 여부를 판단하도록 하고 있다. 이것에 의해, 종래 불량품이 되었던 마스크 중 원하는 노광 여유도를 얻는 것이 가능한 포토 마스크를, 새롭게 양품으로서 구제할 수 있어 마스크의 수율을 향상시킬 수 있다.

(제2 실시 형태)

다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.

우선, 포지티브형 화학 증폭 레지스트가, 예를 들면 500nm의 두께로 도포되어 있는 하프톤 마스크 블랭크스(이하, HT 마스크 블랭크스)에, 50keV의 가속 전압을 갖는 전자 빔 묘화 장치(도시바 기계제 EBM3000)로써, 0.15㎛ 룰의 홀(hole)계 패턴을 포함한 1G DRAM용 패턴을 묘화했다. 묘화 후, 110℃에서 15분간 베이킹(Baking)을 행한 후, 알칼리 현상액에 의해 스프레이 현상하여 레지스트 패턴을 형성했다. 다음으로, 레지스트 패턴을 에칭 마스크로하여, 반응성 이온 에칭에 의해 Cr 막을 에칭하고, Cr 패턴(마스크 패턴)을 형성했다. 이 에칭 장치에는 울백 코팅(ULVAC COATING CO. LTD)제 MEPS-6025를 이용했다. 또한, 에칭 가스로는 염소 가스와 산소 가스의 혼합 가스를 이용했다. 이어서, 애싱 장치에 의해 레지스트를 박리시키고, 세정기에 의해 세정했다.(ST. 1)

그리고, 이 마스크의 하프톤 패턴(반차광 패턴) 치수를 치수 측정 장치(Leica제 LWM)에 의해 측정했다. 그 결과, 하프톤 패턴 치수의 평균치와 목표 평균치와의 차이는 11nm, 하프톤 패턴 치수의 면내 균일성은 8nm이었다(ST. 2)

다음으로, 하프톤 패턴의 투과율의 면내 다점 측정을 수행했다. 그 결과, 투과율은 5.7%±0.1%이었다. 또한, 하프톤 패턴의 위상 시프트량의 면내 다점 측정을 수행한 결과, 176.5°±0.5°이었다(ST. 5).

다음으로, 하프톤 패턴 치수의 평균치와 면내 균일성의 데이터, 투과율의 평균치와 면내 균일성의 데이터, 위상 시프트량의 평균치와 면내 균일성의 데이터로부터, 이 위상 시프트 마스크를 웨이퍼 노광에 이용한 경우의 노광 여유도를 계산했다(ST. 3)

계산 결과, 패턴 치수 변동이 10%이내이고, 디포커스 여유도를 0.4㎛ 확보하며, 또한 노광량(dose) 여유도를 15% 얻는 것이 가능하다는 결과가 나왔다. 이 계산을 이용한 노광 조건은, 실제로 그 마스크를 사용하는 노광 조건으로 하고, 노광 파장=248nm, NA=0.6, σ=0.75로 했다. 원하는 노광 여유도는, 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 디포커스 여유도 0.4㎛이상이며, 그리고 노광량 여유도 10% 이상이므로, 이 마스크는 양품이다(ST. 4).

이를 테면, 종래 이 하프톤형 위상 시프트 마스크의 사양치는,패턴 치수의 평균치가 목표 치수에 대해 ±10nm, 면내 균일성은 3σ<10nm, 투과율의 평균치는 5.5-6.5%, 투과율의 면내 균일성은 ±0.1%, 위상 시프트량의 평균은 177-183°, 위상 시프트량의 면내 균일성은 ±1.2°이다. 따라서, 패턴 치수의 평균치와 위상 시프트량의 평균치가 사양치를 초과하므로 불량품이다.

그러나, 실제로는 본 실시 형태에서 도시한 바와 같이, 원하는 노광 여유도를 얻을 수 있는 마스크이다.

다음으로, 웨이퍼 노광에서의 노광 여유도를 확인해야 할 이 위상 시프트 마 스크를 이용하여, 니콘사제 KrF 스캐너에 의해 웨이퍼 노광하고, 노광 여유도를 평가했다. 평가는 디포커스량과 노광량을 변화시켜 웨이퍼상에 형성된 레지스트 패턴의 치수를, SEM을 이용하여 측정하는 것으로 수행했다. 그 결과, 웨이퍼 상에 형성한 레지스트 패턴 치수의 변동률이 10% 이하가 되는 디포커스 여유도는 0.4㎛이고, 그때의 노광량 여유도는 16% 얻을 수 있고, 이 포토 마스크가 실용상에서도 충분히 양품인 것을 확인할 수 있었다.

본 실시 형태에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다. 즉, 종래에는 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성, 하프톤 패턴의 투과율의 평균치와 면내 균일성, 하프톤 패턴의 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성의 사양치가 각각 결정되어, 어느 것이든지 사양치를 만족하지 않은 경우, 불량품 마스크가 되었다. 그러나, 이 실시 형태에서는, 측정한 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성의 데이터, 측정한 하프톤 패턴의 투과율의 평균치 및 면내 균일성의 데이터, 측정한 하프톤 패턴의 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성의 데이터로부터 노광 여유도를 계산하고, 원하는 노광 여유도가 얻어지는지 여부로 불량 여부를 판단하도록 하고 있으므로, 종래 불량품이 되었던 마스크, 예를 들면 평균치는 사양치를 만족하지 않지만 면내 균일성은 여유있게 사양치를 만족하는 마스크로, 원하는 노광 여유도를 얻는 것이 가능한 마스크를 양품으로서 구제할 수 있어 마스크의 수율을 현저하게 향상시킬 수 있다.

(제3 실시 형태)

이하, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 대해 설명한다.

도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.

우선, 포지티브형 화학 증폭 레지스트가, 예를 들면 500nm의 두께로 도포되어 있는 Cr 마스크 블랭크스에, 50keV의 가속 전압을 갖는 전자 빔 묘화 장치(도시바 기계제 EBM3000)로써, 0.15㎛ 룰의 L/S계 패턴을 포함한 1G DRAM용 패턴을 묘화했다. 묘화 후, 110℃에서 15분간 베이킹(Baking)을 행한 후, 알칼리 현상액에 의해 스프레이 현상하여 레지스트 패턴을 형성했다. 다음으로, 레지스트 패턴을 에칭 마스크로하여, 반응성 이온 에칭에 의해 Cr 막을 에칭하고, Cr 패턴을 형성했다. 이 에칭 장치에는 울백 코팅(ULVAC COATING CO. LTD)제 MEPS-6025를 이용했다. 또한, 에칭 가스로는 염소 가스와 산소 가스의 혼합 가스를 이용했다. 그런 다음, 애싱 장치에 의해 레지스트 패턴을 박리하고, 세정기에 의해 세정했다(ST. 1)

다음으로, 형성된 Cr 패턴 치수를 치수 측정 장치(Leica제 LWM)에 의해 측정했다. 그 결과, Cr 패턴 치수의 평균치와 목표 평균치와의 차이는 11nm, Cr 패턴 치수의 면내 균일성은 8nm이었다(ST. 2)

다음으로, 그 마스크에 i선 레지스트를 도포하고, 레이저 빔 묘화 장치로써 석영 유리를 에칭하는 영역을 묘화했다. 현상 후, 반응성 이온 에칭 장치(MEPS-6025)에 의해, i선 레지스트 패턴을 에칭 마스크에 이용하여, 석영 기판을 위상 시프트량이 175°가 되도록 에칭했다. 다음으로, 습식 에칭에 의해, 다시 위상 시프 트량이 5°증가하도록 석영 기판을 에칭했다. 이것에 의해, 소위 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 광투과부의 위상 시프트량은 180°가 된다. 이어서, i선 레지스트를 박리하고, 세정기로 세정했다(ST. 6)

다음으로, 위상 시프트량의 면내 분포를 다점 측정했다. 그 결과, 178.5°±1.0°이었다(ST. 7).

이어서, 이 패턴 치수의 평균치와 면내 균일성의 데이터, 위상 시프트량의 평균치와 면내 균일성의 데이터로부터, 이 마스크를 웨이퍼 노광에 이용한 경우의 노광 여유도를 계산한 결과, 패턴 치수 변동이 10%이내이고, 디포커스 여유도를 0.4㎛ 확보하며, 또한 노광량 여유도를 15% 얻는 것이 가능하다는 결과가 나왔다. 이 계산을 이용한 노광 조건은, 실제로 그 마스크를 사용하는 노광 조건으로 하고, 노광 파장=248nm, NA=0.6, σ=0.75로 했다. 원하는 노광 여유도는, 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 디포커스 여유도 0.4㎛이상이며, 그리고 노광량 여유도 10% 이상이므로, 이 마스크는 양품이다(ST. 4).

이를 테면, 종래 이 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 사양치는, 패턴 치수의 평균치가 목표 치수에 대해 ±10nm, 면내 균일성은 3σ<10nm, 위상 시프트량의 평균은 177-183°, 위상 시프트량의 면내 균일성은 ±1.2°이다. 따라서, 패턴 치수의 평균치가 사양치를 초과하므로 불량품이다.

다음으로, 웨이퍼 노광에서의 노광 여유도를 확인해야 할 이 레벤슨형 위상 시프트 마스크를 이용하여, 니콘사제 KrF 스캐너에 의해 웨이퍼 노광하고, 노광 여유도를 평가했다. 평가는 디포커스량과 노광량을 변화시켜 웨이퍼상에 형성된 레지스트 패턴의 치수를, SEM을 이용하여 측정하는 것으로 수행했다. 그 결과, 웨이퍼 상에 형성한 레지스트 패턴 치수의 변동률이 10% 이하가 되는 디포커스 여유도는 0.4㎛이고, 그때의 노광량 여유도는 16% 얻을 수 있어, 이 레벤슨형 위상 시프트 마스크가 실용상에서도 충분히 양품인 것을 확인할 수 있었다.

본 실시 형태에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다. 즉, 종래에는 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성, 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성의 사양치가 각각 결정되어, 어느 것이든지 사양치를 만족하지 않은 경우, 불량품 마스크가 되었다. 그러나, 이 실시 형태에서는, 측정한 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성의 데이터, 측정한 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성의 데이터로부터 노광 여유도를 계산하고, 원하는 노광 여유도가 얻어지는지 여부로 불량 여부를 판단하도록 하고 있으므로, 종래 불량품이 되었던 마스크, 예를 들면 평균치는 사양치를 만족하지 않지만 면내 균일성은 여유있게 사양치를 만족하는 마스크로, 원하는 노광 여유도를 얻는 것이 가능한 마스크를 양품으로서 구제할 수 있어 마스크의 수율을 현저하게 향상시킬 수 있다.

(제4 실시 형태)

이하, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 포토 마스크의 제조 방법에 대해 설명한다.

도 6은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도이고, 도 7은 원하는 노광 여유도를 얻을 수 있는 패턴 치수의 면내 균일성과 평균치의 관계를 도시한 곡선도이다.

우선, 포지티브형 화학 증폭 레지스트를 500nm의 두께로 도포되어 있는 Cr 마스크 블랭크스에, 50keV의 가속 전압을 갖는 전자 빔 묘화 장치(도시바 기계제 EBM3000)로써, 0.15㎛ 룰의 L/S계 패턴을 포함한 1G DRAM용 패턴을 묘화했다. 묘화 후, 110℃에서 15분간 베이킹(Baking)을 행한 후, 알칼리 현상액에 의해 스프레이 현상하여 레지스트 패턴을 형성했다. 다음으로, 레지스트 패턴을 에칭 마스크로하여, 반응성 이온 에칭에 의해 Cr 막을 에칭하고, Cr 패턴을 형성했다. 이 에칭 장치에는 울백 코팅(ULVAC COATING CO. LTD)제 MEPS-6025를 이용했다. 또한, 에칭 가스로는 염소 가스와 산소 가스의 혼합 가스를 이용했다. 그런 다음, 애싱 장치에 의해 레지스트 패턴을 애싱하고, 세정기에 의해 세정했다(ST. 1)

다음으로, 포토 마스크의 Cr 패턴 치수를 치수 측정 장치(Leica제 LWM)에 의해 측정했다. 그 결과, Cr 패턴 치수의 평균치와 목표 평균치와의 차이는 5nm, Cr 패턴 치수의 면내 균일성은 15nm이었다(데이터 2, ST. 2)

다음으로, 미리 계산에 의해 구해 둔 원하는 노광 여유도를 얻을 수 있는 패턴 치수의 평균치와 면내 균일성의 관계(도 7에 도시한 곡선, 데이터 1)와, 측정의 의해 얻은 평균치와 면내 균일성의 데이터 2로부터, 원하는 노광 여유도가 얻어지는지 여부를 판단했다. 예를 들면, 데이터 1과 데이터 2를 비교하여, 원하는 노광 여유도를 얻을 수 있는지 여부를 판단했다(ST8, ST9).

도 7에 도시한 곡선의 내측 범위에 있으면 양품, 곡선의 외측 범위의 경우는 불량품이다. 이 마스크의 결과는, 도 7의 곡선의 내측에 존재하고 있으므로, 원하는 노광 여유도를 얻을 수 있다고 판단했다. 도 7의 곡선을 구하는 계산에 이용한 노광 조건은 실제로 그 마스크를 사용하는 노광 조건으로 하고, 노광 파장=248nm, NA=0.6, σ=0.75, 2/3 환형 조명으로 했다. 원하는 노광 여유도는, 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 디포커스 여유도 0.4㎛이상, 그리고 노광량 여유도 10% 이상이다.

이를 테면, 종래 이 포토 마스크의 사양치는, Cr 패턴 치수의 평균치와 목표 치수와의 차이가 ±10nm, 면내 균일성은 3σ<10nm이다. 따라서, 평균치는 사양을 만족하지만, 면내 균일성이 사양치에 들지 않아 불량품이다.

다음으로, 웨이퍼 노광에서의 노광 여유도를 확인해야 할 이 포토 마스크를 이용하여, 니콘사제 KrF 스캐너에 의해 웨이퍼 노광하고, 노광 여유도를 평가했다. 평가는 디포커스량과 노광량을 변화시켜 웨이퍼상에 형성된 레지스트 패턴의 치수를, SEM을 이용하여 측정하는 것으로 수행했다. 그 결과, 웨이퍼 상에 형성한 레지스트 패턴 치수의 변동률이 10% 이하가 되는 디포커스 여유도는 0.45㎛이고, 그때의 노광량 여유도는 12% 얻을 수 있어, 이 마스크는 실용상에서도 충분히 양품인 것을 확인할 수 있었다.

본 실시 형태에 따르면, 미리 원하는 노광 여유도가 얻어지는 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성의 관계를 구해 두고, 그 관계와 측정한 마스크 패턴의 평균 치 및 면내 균일성의 데이터를 비교함으로써, 원하는 노광 여유도를 얻을 수 있는지 여부를 판단하고 있다. 이것에 의해서도, 종래 불량품이 되었던 마스크, 예를 들면 평균치는 사양치를 만족하지 않지만 면내 균일성은 여유있게 사양치를 만족하는 마스크로, 원하는 노광 여유도를 얻는 것이 가능한 마스크를 양품으로서 구제할 수 있어 마스크의 수율을 현저하게 향상시킬 수 있다.

(제5 실시 형태)

이하, 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 대해 설명한다.

도 8은 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.

우선, 포지티브형 화학 증폭 레지스트가, 예를 들면 500nm의 두께로 도포되어 있는 HT 마스크 블랭크스에, 50keV의 가속 전압을 갖는 전자 빔 묘화 장치(도시바 기계제 EBM3000)로써, 0.15㎛ 룰의 홀(hole)계 패턴을 포함한 1G DRAM용 패턴을 묘화했다. 묘화 후, 110℃에서 15분간 베이킹(Baking)을 행한 후, 알칼리 현상액에 의해 스프레이 현상하여 레지스트 패턴을 형성했다. 다음으로, 레지스트 패턴을 에칭 마스크로하여, 반응성 이온 에칭에 의해 Cr 막을 에칭하고, Cr 패턴을 형성했다. 이 에칭 장치에는 울백 코팅(ULVAC COATING CO. LTD)제 MEPS-6025를 이용했다. 또한, 에칭 가스로는 염소 가스와 산소 가스의 혼합 가스를 이용했다. 이어서, 애싱 장치에 의해 상기 레지스트를 박리시키고, 세정기에 의해 세정했다.(ST. 1)

그리고, 이 마스크의 하프톤 패턴(반차광 패턴) 치수를 치수 측정 장치(Leica제 LWM)에 의해 측정했다. 그 결과, 하프톤 패턴 치수의 평균치와 목표 평균치와의 차이는 11nm, 하프톤 패턴 치수의 면내 균일성은 8nm이었다. 다음으로, 하프톤 패턴의 투과율의 면내 다점 측정을 수행했다. 그 결과, 투과율은 5.7%±0.1%이었다. 또한, 하프톤 패턴의 위상 시프트량의 면내 다점 측정을 수행한 결과, 176.5°±0.5°이었다(ST. 2, ST. 5).

다음으로, 하프톤형 패턴 치수의 평균치와 면내 균일성의 데이터, 투과율의 평균치와 면내 균일성의 데이터, 위상 시프트량의 평균치와 면내 균일성의 데이터와, 미리 계산에 의해 준비해 둔 원하는 노광 여유도를 얻을 수 있는 하프톤 패턴 치수의 평균치와 면내 균일성, 투과율의 평균치와 면내 균일성, 위상 시프트량의 평균치와 면내 균일성 각각의 관계(6차원의 관계이므로 그래프로 표시하는 것은 할애했음)를 비교하여, 원하는 노광 여유도를 얻을 수 있는지 여부를 판단한 결과, 원하는 노광 여유도를 얻을 수 있는 것이 판단되어 양품으로 했다. 이 계산에 이용한 노광 조건은, 실제로 그 마스크를 사용하는 노광 조건으로 하고, 노광 파장=248nm, NA=0.6, σ=0.75로 했다. 원하는 노광 여유도는, 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 디포커스 여유도 0.4㎛이상이며, 그리고 노광량 여유도 10% 이상이다(ST. 8, ST. 9).

이를 테면, 종래 이 하프톤형 위상 시프트 마스크의 사양치는,패턴 치수의 평균치가 목표 치수에 대해 ±10nm, 면내 균일성은 3σ<10nm, 투과율의 평균치는 5.5-6.5%, 투과율의 면내 균일성은 ±0.1%, 위상 시프트량의 평균은 177-183°, 위 상 시프트량의 면내 균일성은 ±1.2°이다. 따라서, 패턴 치수의 평균치와 위상 시프트량의 평균치가 사양치를 초과하므로 불량품이다.

다음으로, 웨이퍼 노광에서의 노광 여유도를 확인해야 할 이 위상 시프트 마스크를 이용하여, 니콘사제 KrF 스캐너에 의해 웨이퍼 노광하고, 노광 여유도를 평가했다. 평가는 디포커스량과 노광량을 변화시켜 웨이퍼상에 형성된 레지스트 패턴의 치수를, SEM을 이용하여 측정하는 것으로 수행했다. 그 결과, 웨이퍼 상에 형성한 레지스트 패턴 치수의 변동량이 10% 이하가 되는 디포커스 여유도는 0.4㎛이고, 그때의 노광량 여유도는 16% 얻을 수 있고, 이 포토 마스크가 실용상에서도 충분히 양품인 것을 확인할 수 있었다.

본 실시 형태에 따르면, 미리 원하는 노광 여유도가 얻어지는 하프톤 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성과, 하프톤 패턴의 투과율의 평균치와 면내 균일성과, 하프톤 패턴의 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성과의 관계를 구해두고, 그 관계와 측정한 하프톤 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성, 측정한 하프톤 패턴의 투과율의 평균치와 면내 균일성, 및 측정한 하프톤 패턴의 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성의 데이터를 비교함으로써, 원하는 노광 여유도가 얻어지는지 여부를 판단하고 있다. 이것에 의해서도, 종래에는 불량품이 되었던 마스크, 예를 들면 평균치는 사양치를 만족하지 않지만 면내 균일성은 여유있게 사양치를 만족하는 마스크로, 원하는 노광 여유도를 얻는 것이 가능한 마스크를 양품으로서 구제할 수 있어 마스크의 수율을 현저하게 향상시킬 수 있다.

(제6 실시 형태)

이하, 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 대해 설명한다.

도 9는 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.

다음으로, 그 마스크에 i선 레지스트를 도포하고, 레이저 빔 묘화 장치로써 석영 유리를 에칭하는 영역을 묘화했다. 현상 후, 반응성 이온 에칭 장치(MEPS-6025)에 의해, i선 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 이용하여, 석영 기판을 위상 시프트량이 175°가 되도록 에칭했다. 다음으로, 습식 에칭에 의해, 다시 위상 시프트량이 5°증가하도록 석영 기판을 에칭했다. 이것에 의해, 소위 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 광투과부의 위상 시프트량은 180°가 된다. 이어서, i선 레지스트를 박리하고, 세정기로 세정했다(ST. 6)

다음으로, 패턴 치수의 평균치와 면내 균일성의 데이터, 위상 시프트량의 평균치와 면내 균일성의 데이터와, 미리 계산에 의해 준비해 둔 원하는 노광 여유도를 얻을 수 있는 패턴 치수의 평균치와 면내 균일성, 위상 시프트량의 평균치와 면내 균일성의 관계(4차원의 관계이므로 그래프로 표시하는 것은 할애했음)를 비교하여, 원하는 노광 여유도를 얻을 수 있는지 여부를 판단한 결과, 원하는 노광 여유도를 얻을 수 있는 것이 판단되어 양품으로 했다. 이 계산에 이용한 노광 조건은, 실제로 그 마스크를 사용하는 노광 조건으로 하고, 노광 파장=248nm, NA=0.6, σ=0.75로 했다. 원하는 노광 여유도는, 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 디포커스 여유도 0.4㎛이상이며, 그리고 노광량 여유도 10% 이상이다(ST. 8, ST. 9).

이를 테면, 종래 이 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 사양치는, 패턴 치수의 평균치가 목표 치수에 대해 ±10nm, 면내 균일성은 3σ<10nm, 위상 시프트량의 평균은 177-183°, 위상 시프트량의 면내 균일성은 ±1.2°이다. 따라서, 패턴 치수 의 평균치가 사양치를 초과하므로 불량품이다.

다음으로, 웨이퍼 노광에서의 노광 여유도를 확인해야 할 이 레벤슨형 위상 시프트 마스크를 이용하여, 니콘사제 KrF 스캐너에 의해 웨이퍼 노광하고, 노광 여유도를 평가했다. 평가는 디포커스량과 노광량을 변화시켜 웨이퍼상에 형성된 레지스트 패턴의 치수를, SEM을 이용하여 측정하는 것으로 수행했다. 그 결과, 웨이퍼 상에 형성한 레지스트 패턴 치수의 변동량이 10% 이하가 되는 디포커스 여유도는 0.4㎛이고, 그때의 노광량 여유도는 16% 얻을 수 있어, 이 레벤슨형 위상 시프트 마스크가 실용상에서도 충분히 양품인 것을 확인할 수 있었다.

본 실시 형태에 따르면, 미리 원하는 노광 여유도가 얻어지는 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성과, 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성과의 관계를 구해두고, 그 관계와 측정한 마스크 패턴의 평균치 및 면내 균일성과 측정한 위상 시프트량의 평균치 및 면내 균일성의 데이터를 비교함으로써, 원하는 노광 여유도가 얻어지는지 여부를 판단하고 있다. 이것에 의해서도, 종래에는 불량품이 되었던 마스크, 예를 들면 평균치는 사양치를 만족하지 않지만 면내 균일성은 여유있게 사양치를 만족하는 마스크로, 원하는 노광 여유도를 얻는 것이 가능한 마스크를 양품으로서 구제할 수 있어 마스크의 수율을 현저하게 향상시킬 수 있다.

(제7 실시 형태)

이하, 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 포토 마스크의 제조 방법에 대해 도 11 내지 도 14를 참조하여 설명한다.

도 10은 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도이고, 도 11a 및 11b는 Cr 마스크를 도시한 평면도이며, 도 12a 및 12b는 치수 측정 방법을 도시한 도면이고, 도 13은 묘화 위치 측정 방법을 도시한 도면이며, 도 14는 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면이다.

우선, 마스크 블랭크스에 마스크 패턴을 형성한다(ST. 1)

본 예에서는, 포지티브형 화학 증폭 레지스트가 도포되어 있는 Cr 마스크 블랭크스에, 0.60㎛의 L/S계 패턴을 묘화, 현상하고, 레지스트 패턴을 형성했다. 이어서, 이 레지스트 패턴을 에칭 마스크로하여 Cr막을 에칭하고, Cr 패턴(마스크 패턴)을 형성했다. Cr 패턴 형성후의 Cr 마스크의 평면도를 도 11a에, 도 11a내의 파선 상자 2B내의 확대도를 도 11b에 도시한다.

다음으로, 마스크 패턴의 치수를 츠정한다(ST. 2).

또한, 마스크 패턴의 묘화 위치를 측정한다(ST. 3).

본 예에서는, 치수 측정의 항목으로서, Cr 패턴 치수의 평균치와 목표 치수값과의 차이, 및 Cr 패턴 치수의 면내 균일성을 구했다. 그 결과는 평균치와 목표치와의 차이가 10nm, 면내 균일성이 20nm(3σ)이었다.

치수 측정 방법의 구체적인 일례는, 도 12a에 도시한 바와 같이, 치수 측정 포인트(10)를 Cr 마스크의 면내에 매트릭스 형태로 설정한다. 그리고, 도 12b에 도시한 바와 같이, 예를 들면 Cr 패턴의 라인폭 치수를, 이들 포인트(10)마다 측정하는 것이다. 이와 같이 하여, 치수 측정 데이터를 포인트(10)마다에서 얻고, 얻 어진 치수 측정 데이터로부터, Cr 패턴 치수의 평균치와 목표 치수값과의 차이, 및 Cr 패턴 치수의 면내 균일성을 구한다.

또한, 본 예에서는, 묘화 위치 측정의 항목으로서, Cr 패턴의 위치 차이의 평균치, 및 위치 차이의 변동을 구했다. 그 결과, 위치 차이의 평균치가 5nm, 위치 차이의 변동이 10nm(3σ)이었다.

이 묘화 위치 측정 방법의 구체적인 일례는 도 13에 도시한 바와 같이, 예를 들면 십자형의 위치 측정용 마크(11)를 Cr 마스크의 면내에 매트릭스 형상으로 배치하여 두고, 타깃이 되는 묘화 위치(12)와 실제로 묘화된 묘화 위치(13)와의 차이 성분을, 위치 측정용 마크(11)마다 측정하는 것이다. 이와 같이 하여, 묘화 위치 측정 데이터를 마크(11)마다에서 얻고, 얻어진 묘화 위치 측정 데이터로부터, Cr 패턴의 위치 차이의 평균치, 및 위치 차이의 변동을 구한다.

다음으로, 치수 측정 결과로부터, 이 마스크를 이용하여 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 경우의, 치수 정밀도에 기인하는 노광 여유도 1을 구한다(ST. 4).

본 예에서는, 치수 정밀도에 기인하는 노광 여유도 1로서, 타깃으로부터의 차이가 전혀 없는 완전한 마스크(이하 완전 마스크)의 노광량 여유도로부터의 열화 정도를 계산했다.

이 계산에 이용한 노광 조건은 실제로 그 마스크를 사용하는 노광 조건으로 하여, KrF 스텝퍼(노광 파장 248nm), NA=0.68, σ=0.75, 환형 차폐율 2/3의 환형 조명으로 했다.

우선, 완전 마스크의 노광 여유도를 계산했다. 이 계산 결과, 완전 마스크 의 노광 여유도는 패턴 치수 변동이 10%이고 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도로서 15% 얻어진다는 것이었다(도 14, ①:노광 여유도 곡선(완전 마스크) 참조).

또한, Cr 마스크의 노광 여유도 1은, 계산 결과, 패턴 치수 변동이 10% 이내이고 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, Cr 마스크의 노광량 여유도는 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 9.4% 열화한다(△ELcd)는 것이었다(도 14, ②: 노광 여유도 1 곡선 참조).

또한, 묘화 위치 측정 결과로부터, 동일하게 이 마스크를 이용하여 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 경우의, 묘화 위치 정밀도에 기인하는 노광 여유도 2를 구한다(ST. 5).

본 예에서는, 묘화 위치 정밀도에 기인하는 노광 여유도 2로서, 완전 마스크의 노광량 여유도로부터의 열화 정도를 계산했다. 노광 조건은 노광 여유도 1의 경우와 동일하다.

계산 결과, Cr 마스크의 노광 여유도 2는 패턴 치수 변동이 10%이내이고, 포커스 여유도를 0.5㎛확보한 경우, Cr 마스크의 노광량 여유도는 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 2.6% 열화한다(△ELpos)는 것이었다(도 14, ③: 노광 여유도 2 곡선 참조).

다음으로, 노광 여유도 1, 2로부터 이 마스크를 이용하여 웨이퍼상에 패턴을 전사하는 경우의 노광 여유도를 구한다(ST. 6).

본 예에서는, 형성된 Cr 마스크의 노광 여유도로서, 상기 열화 정도 △ELcd 및 △ELpos로부터, 전체 열화 정도 △EL을 계산했다. 이 계산의 예는 다음 수학식 1과 같다

= √

계산 결과, Cr 마스크의 노광 여유도는 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, Cr 마스크의 노광량 여유도는 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 9.75% 열화한다는 것이었다.

이것으로부터, Cr 마스크의 노광 여유도는 패턴 치수 변동이 10%이내이고, 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도를 5.25% 얻을 수 있다고 구해졌다(도 14, ④: 노광 여유도 곡선 참조).

다음으로, 이 마스크의 노광 여유도가, 기준을 만족하고 있는지 여부를 판단한다(ST. 7).

기준이 되는 원하는 노광 여유도는, 본예의 경우, 패턴 치수 변동이 10% 이내이고 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도가 5% 이상이었다(도 14, ⑤:노광 여유도 곡선(불량 판단 라인) 참조).

형성된 Cr 마스크의 노광량 여유도는, ST. 6에서 구한 바와 같이, 5.25%이다. 그러므로, 도 14에 도시한 바와 같이, Cr 마스크는 기준을 만족하고 있다. 따라서, 본 Cr 마스크는 양품이라고 판단되었다.

이를 테면, 종래 이 Cr 마스크의 사양치는, 패턴 치수의 면내 균일성이 16nm(3σ)이내이다. 따라서, 패턴 치수의 면내 균일성이 사양을 만족하지 않아 불 량품으로서 처분되어 왔다.

본 실시 형태에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

종래에는, 패턴 치수의 평균치 및 면내 균일성의 사양치가 각각 결정되어, 어느 것이든지 사양치를 만족하지 않는 경우, 불량품 마스크가 되었다.

그러나, 본 실시 형태에서는, 치수 정밀도에 기인한 노광 여유도 1 및 묘화 위치 정밀도에 기인한 노광 여유도 2로부터, 형성된 마스크의 노광 여유도를 구하고, 이 구한 노광 여유도가, 기준이 되는 원하는 노광 여유도를 만족하고 있는지 여부로 불량 여부를 판단한다. 그러므로, 종래 불량품이 되었던 마스크, 예를 들면 평균치는 여유있게 사양치를 만족하지만, 면내 균일성은 사양치를 만족하지 않는 마스크로, 기준이 되는 원하는 노광 여유도를 만족하는 마스크를, 새롭게 양품으로서 구제할 수 있어, 마스크의 수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 제7 실시 형태에 따르면, 제1 내지 제6 실시 형태와 비교하여, 마스크의 노광 여유도를, 묘화 위치의 측정 데이터, 예를 들면 Cr 패턴의 위치 차이의 평균치 및 위치 차이의 변동 등을, 더 고려하여 구하도록 하고 있으므로, 보다 정밀도가 높은 불량 여부 판단이 가능하다.

(제8 실시 형태)

본 제8 실시 형태가 제7 실시 형태와 특히 다른 점은, ST. 6에서의 불량 여부 판단에 있어서, 완전 마스크의 노광량 여유도 대신에, 형성한 Cr 마스크로부터 치수 정밀도가 양호한 패턴, 에를 들면 치수 평균치의 차이가 적은 패턴을 추출하고, 이 패턴을 실제로 웨이퍼에 노광한 결과로부터 구한 노광량 여유도를 사용하도 록 한 것이다.

도 15는 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도이고, 도 16은 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면이다.

우선, 도 15에 도시한 바와 같이, 마스크 블랭크스에 마스크 패턴을 형성한다(ST. 1).

본 예에서는, 포지티브형 화학 증폭 레지스트가 도포되어 있는 Cr 마스크 블랭크스에, 0.60㎛의 L/S계 패턴을 묘화, 현상하고, 레지스트 패턴을 형성했다. 이어서, 이 레지스트 패턴을 에칭 마스크로하여 Cr막을 에칭하고, Cr 패턴(마스크 패턴)을 형성했다.

다음으로, 마스크 패턴의 치수를 츠정한다(ST. 2).

또한, 마스크 패턴의 묘화 위치를 측정한다(ST. 3).

본 예에서는, 치수 정밀도에 기인하는 노광 여유도 1로서, 완전 마스크의 노 광량 여유도로부터의 열화 정도를 계산했다.

이 계산에 이용한 노광 조건은 실제로 그 마스크를 사용하는 노광 조건으로 하여, KrF 스텝퍼, NA=0.68, σ=0.75, 환형 차폐율 2/3의 환형 조명으로 했다.

최초로, 완전 마스크의 노광 여유도를 계산했다. 이 계산 결과, 완전 마스크의 노광 여유도는 패턴 치수 변동이 10%이고 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도가 15% 얻어진다는 것이었다(도 16, ①:노광 여유도 곡선(완전 마스크) 참조).

또한, 계산 결과, Cr 마스크의 노광 여유도 1은, 패턴 치수 변동이10% 이내이고 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, Cr 마스크의 노광량 여유도는 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 9.4% 열화한다(△ELcd)는 것이었다(도 16, ②: 노광 여유도 1 곡선 참조).

노광 여유도 1과 동일한 조건에 의한 계산 결과, 묘화 위치 정밀도에 기인하는 노광 여유도 2는 패턴 치수 변동이 10%이내이고, 포커스 여유도를 0.5㎛확보한 경우, Cr 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 2.6% 열화한다(△ELpos)는 것이었다(도 16, ③: 노광 여유도 2 곡선 참조).

본 예에서는, 형성된 Cr 마스크의 노광 여유도로서, 상기 열화 정도 △ELcd 및 △ELpos로부터, 전체 열화 정도 △EL을 계산했다.

계산 결과, 형성된 Cr 마스크의 노광 여유도는 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 9.75% 열화한다는 것이었다.

또한, 이 Cr 마스크 상에서, Cr 패턴 치수의 평균치와 목표 치수값과의 차이가 적은 패턴을 추출하고, 이 패턴을 KrF 스텝퍼, NA=0.68, σ=0.75, 환형 차폐율 2/3의 조건으로써, 실제로 웨이퍼상에 노광했다. 이어서, 현상, 에칭 프로세스를 통해 웨이퍼 상에 형성된 패턴의 치수를 측정했다. 이와 같이 실제로 노광한 결과로부터, 이 Cr 마스크의. Cr 패턴 치수의 평균치와 목표 치수값과의 차이가 적은 패턴의 노광 여유도는, 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도가 17% 얻어진다는 것을 알았다(도 16, ⑥: 노광 여유도 곡선(치수 정밀도가 양호한 패턴) 참조).

이것으로부터, Cr 마스크의 노광 여유도는 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도를 7.25% 얻을 수 있다고 구해졌다(도 16, ④: 노광 여유도 곡선 참조).

기준이 되는 원하는 노광 여유도는, 본 예의 경우, 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도가 4% 이상이었다(도 16, ⑤:노광 여유도 곡선(불량 판 단 라인) 참조).

형성된 Cr 마스크의 노광량 여유도는, ST. 6에서 구한 바와 같이, 7.25%이다. 그러므로, 도 16에 도시한 바와 같이, 본 Cr 마스크는 기준을 만족하고 있다. 따라서, 본 Cr 마스크는 양품이라고 판단되었다. 이를 테면, 종래 이 Cr 마스크의 사양치는, 패턴 치수의 면내 균일성이 13nm(3σ)이내이다. 따라서, 패턴 치수의 면내 균일성이 사양을 만족하지 않아 불량품으로서 처분되어 왔다.

본 제8 실시 형태에 따르면, 상기 제7 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 제8 실시 형태에 따르면, 상기 제7 실시 형태와 비교하여, ST. 6에서의 불량 여부 판단에 있어서, 실제로 웨이퍼에 노광한 결과로부터 구한 노광량 여유도를 사용하므로, 보다 실제적인 노광에 맞는 불량 여부 판단이 가능하다.

(제9 실시 형태)

본 제9 실시 형태는 본 발명을 위상 시프트 마스크, 특히 하프톤형 위상 시프트 마스크에 적용한 예이다.

도 17은 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도이고, 도 18은 공정 ST. 4를 도시한 도면이며, 도 19는 공정 ST. 9을 도시한 도면이고, 도 20은 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면이다.

우선, 도 17에 도시한 바와 같이, 마스크 블랭크스에 마스크 패턴을 형성한다(ST. 1)

본 예에서는, 포지티브형 화학 증폭 레지스트가 도포되어 있는 HT 마스크 블랭크스에, 0.52㎛의 L/S계 패턴과, 인접 패턴과의 거리가 2.0㎛ 떨어져 있는 0.70㎛의 고립 스페이스 라인을 묘화, 현상하고, 레지스트 패턴을 형성했다. 이어서, 이 레지스트 패턴을 에칭 마스크로하여 Cr막 및 하프톤 막을 에칭하고, 마스크 패턴을 형성했다.

다음으로, 마스크 패턴의 치수를 측정한다(ST. 2).

또한, 마스크 패턴의 묘화 위치를 측정한다(ST. 3).

또한, 위상 시프트막의 성질, 본 예에서는 하프톤형 위상 시프트막의 성질을 측정한다(ST. 8).

본 예에서는, 치수 측정의 항목으로서, 형성된 마스크 패턴의 스페이스 폭을 측정하고, 스페이스 폭의 평균치와 목표 치수값과의 차이, 및 스페이스 폭의 면내 균일성을 구했다. 그 결과는 스페이스 폭의 평균치와 목표치와의 차이가 0.52㎛의 L/S 패턴에서 -4nm, 0.70㎛의 고립 스페이스 패턴에서 +4nm, 스페이스 폭의 면내 균일성이 14nm(3σ)이었다.

또한, 본 예에서는, 묘화 위치 측정의 항목으로서, 마스크 패턴의 위치 차이의 변동을 구했다. 그 결과, 위치 차이의 변동이 3nm(3σ)이었다.

또한, 본 예에서는, 하프톤형 위상 시프트막의 성질 측정의 항목으로서, 위상 시프트 막의 투과율의 평균치와 목표 투과율치와의 차이, 투과율의 변동, 위상차의 평균치와 목표 위상차 값과의 차이, 및 위상차의 변동을 구했다. 그 결과는, 투과율의 평균치의 목표치로부터의 차이가 0.05%, 투과율의 변동이 0.1%, 위상차의 평균치의 목표치로부터의 차이가 6°, 위상차의 변동이 5°(3σ)이었다.

다음으로, 치수 측정 결과로부터, 이 하프톤형 위상 시프트 마스크를 이용하여 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 경우의, 치수 정밀도에 기인하는 노광 여유도 1을 구한다(ST. 4).

본 예에서는, 도 18에 도시한 바와 같이, 치수 정밀도 중 스페이스 폭의 평균치와 목표 치수값과의 차이에 기인하는 노광 여유도 1A와, 스페이스 폭의 면내 균일성에 기인하는 노광 여유도 1B를 구한다(ST. 4A, ST. 4B). 그리고, 노광 여유도 1A로서, 완전 마스크의 노광량 여유도로부터의 열화 정도를 계산했다. 이 계산에 이용한 노광 조건은 실제로 그 마스크를 사용하는 노광 조건, 예를 들면, KrF 스텝퍼, NA=0.68, σ=0.75, 환형 차폐율 2/3의 환형 조명이다.

계산 결과, 노광 여유도 1A는 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 0.39% 열화하는 것이었다.

동일하게, 노광 여유도 1B는 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 6.5% 열화하는 것이었다.

또한, 묘화 위치 측정 결과로부터, 동일하게 이 하프톤형 위상 시프트 마스크를 이용하여 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 경우의, 묘화 위치 정밀도에 기인하는 노광 여유도 2를 구한다(ST. 5).

노광 여유도 1과 동일한 조건에 의한 계산 결과, 노광 여유도 2는 패턴 치수 변동이 10%이내이고, 포커스 여유도를 0.4㎛확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도는 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 0.8% 열화한다는 것이었다.

또한, 하프톤 막의 성질 측정 결과로부터, 동일하게 이 하프톤형 위상 시프트 마스크를 이용하여 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 경우의, 하프톤형 위상 시프트 막의 성질에 기인하는 노광 여유도 3을 구한다(ST. 9)

본 예에서는, 도 19에 도시한 바와 같이, 치수 정밀도 중 위상 시프트 막의 투과율의 평균치와 목표 투과율 값과의 차이에 기인하는 노광 여유도 3A와, 투과율의 변동에 기인하는 노광 여유도 3B와, 위상차의 평균치와 목표 위상차 값과의 차이에 기인하는 3C와, 위상창의 변동에 기인하는 노광 여유도 3D를 구한다(ST. 9A-ST. 9D).

노광 여유도 1과 동일한 조건에 의한 계산 결과, 노광 여유도 3A는 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 0.055% 열화하는 것이었다.

동일하게, 노광 여유도 3B는 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 0.33% 열화하는 것이었다.

동일하게, 노광 여유도 3C는 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크 의 노광량 여유도로부터 0.017% 열화하는 것이었다.

동일하게, 노광 여유도 3D는 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 0.12% 열화하는 것이었다.

다음으로, 노광 여유도 1A, 1B, 노광 여유도 2, 및 노광 여유도 3A-3D로부터, 이 마스크를 이용하여 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 경우의 노광 여유도를 구한다(ST. 6).

본 예에서는, 형성된 Cr 마스크의 노광 여유도로서, 노광 여유도 1A, 1B, 노광 여유도 2, 및 노광 여유도 3A-3D로부터, 전체 열화 정도를 계산했다.

계산 결과, 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 7.24% 열화한다는 것이었다.

또한, 본 예에서는, 제8 실시 형태와 동일하게, 이 하프톤형 위상 시프트 마스크 상으로부터, Cr 패턴 치수의 평균치와 목표 치수값과의 차이가 적은 패턴을 추출하고, 이 패턴을 KrF 스텝퍼, NA=0.68, σ=0.75, 환형 차폐율 2/3의 조건으로써, 실제로 웨이퍼상에 노광하여, 웨이퍼 상에 형성된 패턴의 치수를 측정했다. 이 실제로 노광한 결과로부터, 이 하프톤형 위상 시프트 마스크의 Cr 패턴 치수의 평균치와 목표 치수값과의 차이가 적은 패턴의 노광 여유도는, 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도로서 15% 얻어진다는 것을 알았다.

이것으로부터, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광 여유도는 포커스 여유도 를 0.4㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도로서 4.76% 얻을 수 있다고 구해졌다.

기준이 되는 원하는 노광 여유도는, 본 예의 경우, 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도로서 4% 이상이었다.

형성된 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도는, ST. 6에서 구한 바와 같이, 4.76%이고, 도 20에 도시한 바와 같이, 이 하프톤형 위상 시프트 마스크는 기준을 만족한다. 따라서, 이 하프톤형 위상 시프트 마스크는 양품이라고 판단되었다. 이를 테면, 종래 이 하프톤형 위상 시프트 마스크의 사양치는, 패턴 치수의 면내 균일성이 13nm(3σ)이내이다. 따라서, 패턴 치수의 면내 균일성이 사양을 만족하지 않아 불량품으로서 처분되어 왔다.

본 제9 실시 형태에 따르면, 상기 제7 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

(제10 실시예)

도 21은 본 발명의 제10 실시 형태에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 도시하는 흐름도이고, 도 22는 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면이다.

우선, 도 21에 도시한 바와 같이, 마스크 블랭크스에 마스크 패턴을 형성한다(ST. 1).

본 예에서는, 포지티브형 화학 증폭 레지스트가 도포되어 있는 Cr 마스크 블 랭크스에, 0.60㎛의 L/S계 패턴을 묘화, 현상하고, 레지스트 패턴을 형성했다. 이어서, 이 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여 Cr막을 에칭하고, Cr 패턴(마스크 패턴)을 형성했다.

다음으로, 마스크 패턴의 치수를 측정한다(ST. 2).

또한, 마스크 패턴의 묘화 위치를 측정한다(ST. 3).

또한, 본 예에서는, 묘화 위치 측정의 항목으로서, Cr 패턴의 위치 차이의 평균치, 위치 차이의 변동, 포토 마스크 전체의 신축 성분, 포토 마스크 전체의 직교 차이 성분, 및 포토 마스크 전체의 국소 위치 차이량을 구했다. 그 결과, 위치 차이의 평균치가 5nm, 위치 차이의 변동이 10nm(3σ), 신축 성분 및 직교 차이 성분이 모두 1.5ppm, 국소 위치 차이량은 15nm(3σ)이었다.

다음으로, 치수 측정 결과로부터, 이 Cr 마스크를 이용하여 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 경우의, 치수 정밀도에 기인하는 노광 여유도 1을 구한다(ST. 4).

본 예에서는, 치수 정밀도 중 Cr 패턴 치수의 평균치와 목표 치수값과의 차이에 기인하는 노광 여유도 1A와, Cr 패턴 치수의 면내 균일성에 기인하는 노광 여유도 1B를 구했다. 그리고, 노광 여유도 1A로서, 완전 마스크의 노광량 여유도로부터의 열화 정도를 계산했다. 이 계산에 이용한 노광 조건은 실제로 그 마스크를 사용할 때의 노광 조건, 예를 들면, KrF 스텝퍼, NA=0.68, σ=0.75, 환형 차폐율 2/3이다.

계산 결과, 노광 여유도 1A는 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, Cr 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 9.4% 열화하는 것이었다.

동일하게, 계산 결과, 노광 여유도 1B는 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, Cr 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 0.3% 열화하는 것이었다.

노광 여유도 1A, 1B와 동일한 조건에 의한 계산 결과, 묘화 위치 정밀도에 기인하는 노광 여유도 2는 패턴 치수 변동이 10%이내이고, 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, Cr 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 2.6% 열화한다는 것이었다.

다음으로, 노광 여유도 1A, 1B, 및 노광 여유도 2로부터 이 마스크를 이용하여 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 경우의 노광 여유도를 구한다(ST. 6).

본 예에서는, 형성된 Cr 마스크의 노광 여유도로서, 노광 여유도 1A, 1B, 및 노광 여유도 2로서 구해진 3개의 열화 정도로부터, 전체 열화 정도를 계산했다.

계산 결과, Cr 마스크의 노광 여유도는 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, Cr 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노 광량 여유도로부터 10% 열화한다는 것이었다.

또한, 본 예에서는, 제2 실시 형태와 같이, 이 Cr 마스크 상으로부터, Cr 패턴 치수의 평균치와 목표 치수값과의 차이가 적은 패턴을 추출하고, 이 패턴을 KrF 스텝퍼, NA=0.68, σ=0.75, 환형 차폐율 2/3의 조건으로써, 실제로 웨이퍼 상에 노광하고, 웨이퍼 상에 형성된 패턴의 치수를 측정했다. 이와 같이 실제로 노광한 결과로부터, 이 Cr 마스크의, Cr 패턴 치수의 평균치와 목표 치수값과의 차이가 적은 패턴의 노광 여유도는, 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도로서 17% 얻어진다는 것을 알았다.

이것으로부터, Cr 마스크의 노광 여유도는 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도로서 7% 얻을 수 있다고 구해졌다.

기준이 되는 원하는 노광 여유도는, 본 예의 경우, 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도가 5% 이상이었다.

형성된 Cr 마스크의 노광량 여유도는, ST. 6에서 구한 바와 같이, 7%이고, 도 22에 도시한 바와 같이, 이 Cr 마스크는 기준을 만족하고 있다. 따라서, 이 Cr 마스크는 양품이라고 판단되었다. 이와같은 제10 실시 형태에서도, 상기 제7 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

(제11 실시 형태)

도 23은 본 발명의 제11 실시 형태에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도이고, 도 24는 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면이다.

우선, 도 23에 도시한 바와 같이, 마스크 블랭크스에 마스크 패턴을 형성한다(ST. 1)

본 예에서는, 포지티브형 화학 증폭 레지스트가 도포되어 있는 HT 마스크 블랭크스에, 0.70㎛의 고립 스페이스 라인을 묘화, 현상하고, 레지스트 패턴을 형성했다. 이어서, 이 레지스트 패턴을 에칭 마스크로하여 하프톤 막을 에칭하고, 마스크 패턴을 형성했다.

다음으로, 마스크 패턴의 치수를 측정한다(ST. 2).

또한, 마스크 패턴의 묘화 위치를 측정한다(ST. 3).

본 예에서는, 치수 측정의 항목으로서, 형성된 마스크 패턴의 치수의 평균치와 목표 치수값과의 차이, 및 마스크 패턴 치수의 면내 균일성을 구했다. 그 결과는 마스크 패턴 치수의 평균치와 목표치와의 차이가 10nm, 면내 균일성이 13nm(3σ)이었다.

또한, 본 예에서는, 묘화 위치 측정의 항목으로서, 마스크 패턴의 위치 차이의 평균치, 및 위치 차이의 변동을 구했다. 그 결과, 위치 차이의 평균치가 5nm, 위치 차이의 변동이 10nm(3σ)이었다.

또한, 본 예에서는, 하프톤형 위상 시프트막의 성질 측정의 항목으로서, 위 상 시프트 막의 투과율의 평균치와 목표 투과율치와의 차이, 투과율의 면내 균일성(목표 투과율로부터의 차이량), 위상차의 평균치와 목표 위상차 값과의 차이, 및 위상차의 면내 균일성을 구했다. 그 결과는, 투과율의 평균치와 목표 투과율 값과의 차이가 -0.5%, 투과율의 면내 균일성이 0.7%(3σ), 위상차의 평균치와 목표 위상차 값과의 차이가 5°, 위상차의 면내 균일성이 7°이었다.

본 예에서는, 치수 정밀도 중 마스크 패턴 치수의 평균치와 목표 치수값과의 차이에 기인하는 노광 여유도 1A와, 마스크 패턴 치수의 면내 균일성에 기인하는 노광 여유도 1B를 구했다. 그리고, 노광 여유도 1A로서, 완전 마스크의 노광량 여유도로부터의 열화 정도를 계산했다. 이 계산에 이용한 노광 조건은 실제로 그 마스크를 사용할 때의 노광 조건, 예를 들면, ArF 스텝퍼, NA=0.55, σ=0.75, 환형 차폐율 2/3의 환형 조명이다.

계산 결과, 노광 여유도 1A는 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 3.2% 열화하는 것이었다.

동일하게, 노광 여유도 1B는 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 3.3% 열화하는 것이었다.

노광 여유도 1과 동일한 조건에 의한 계산 결과, 노광 여유도 2는 패턴 치수 변동이 10%이내이고, 포커스 여유도를 0.4㎛확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도는 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 2.6% 열화한다는 것이었다.

노광 여유도 1과 동일한 조건에 의한 계산 결과, 노광 여유도 3은 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 2.1% 열화하는 것이었다.

다음으로, 노광 여유도 1A, 1B, 노광 여유도 2, 및 노광 여유도 3으로부터, 이 마스크를 이용하여 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 경우의 노광 여유도를 구한다(ST. 6).

본 예에서는, 형성된 Cr 마스크의 노광 여유도로서, 노광 여유도 1A, 1B, 노광 여유도 2, 및 노광 여유도 3으로부터, 전체 열화 정도를 계산했다.

계산 결과, 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 8.1% 열화한다는 것이었다.

또한, 완전 마스크의 노광 여유도는, 계산 결과, 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도로서 9.6% 얻어진다는 것을 알았다.

이것으로부터, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광 여유도는 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도로서 1.5% 얻을 수 있다고 구해졌다.

형성된 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도는, ST. 6에서 구한 바와 같이, 1.5%이고, 도 24에 도시한 바와 같이, 이 하프톤형 위상 시프트 마스크는 기준을 만족하지 않는다. 따라서, 이 하프톤형 위상 시프트 마스크는 불량품이라고 판단되었다.

(제12 실시 형태)

도 25는 본 발명의 제12 실시 형태에 따른 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도이고, 도 26은 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면이다.

우선, 도 25에 도시한 바와 같이, 마스크 블랭크스에 마스크 패턴을 형성한 다(ST. 1).

본 예에서는, 포지티브형 화학 증폭 레지스트가 도포되어 있는 Cr 마스크 블랭크스에, 0.52㎛의 L/S계 패턴을 묘화, 현상하고, 레지스트 패턴을 형성했다. 이어서, 이 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여 Cr막을 에칭하여, Cr 패턴(마스크 패턴)을 형성한다. 게다가, 서로 인접하는 Cr 패턴이 이상적으로는 180°위상차를 갖도록 가공하여, 소위 레벤슨형 위상 시프트 마스크를 형성했다.

다음으로, 마스크 패턴의 치수를 측정한다(ST. 2).

또한, 마스크 패턴의 묘화 위치를 측정한다(ST. 3).

또한, 위상 시프트 막의 성질을 측정한다. 본 예에서는, 레벤슨형 위상 시프트막의 성질을 측정한다(ST. 8).

또한, 본 예에서는, 묘화 위치 측정의 항목으로서, Cr 패턴의 위치 차이의 평균치 및 위치 차이의 변동을 구했다. 그 결과, 위치 차이의 평균치가 5nm, 위치 차이의 변동이 10nm(3σ)이었다.

또한, 본 예에서는, 레벤슨형 위상 시프트막의 성질 측정의 항목으로서, 위상 시프트 막의 위상차의 평균치와 목표 위상차 값, 및 위상차의 면내 균일성을 구했다. 그 결과는, 위상차의 평균치와 목표 위상차 값과의 차이가 5°, 위상차의 면내 균일성이 7°이었다.

다음으로, 치수 측정 결과로부터, 이 레벤슨형 위상 시프트 마스크를 이용하여 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 경우의, 치수 정밀도에 기인하는 노광 여유도 1을 구한다(ST. 4).

본 예에서는, 치수 정밀도 중 Cr 패턴의 평균치와 목표 치수값과의 차이에 기인하는 노광 여유도 1A와, Cr 패턴의 면내 균일성에 기인하는 노광 여유도 1B를 구했다. 그리고, 노광 여유도 1A로서, 완전 마스크의 노광량 여유도로부터의 열화 정도를 계산했다. 이 계산에 이용한 노광 조건은 실제로 그 마스크를 사용할 때의 노광 조건, 예를 들면, ArF 스텝퍼, NA=0.60, σ=0.30, 환형 차폐 없음이다.

계산 결과, 노광 여유도 1A는 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 2.5% 열화하는 것이었다.

동일하게, 노광 여유도 1B는 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 3.3% 열화하는 것이었다.

또한, 묘화 위치 측정 결과로부터, 동일하게 이 레벤슨형 위상 시프트 마스크를 이용하여 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 경우의, 묘화 위치 정밀도에 기인하는 노광 여유도 2를 구한다(ST. 5).

노광 여유도 1과 동일한 조건에 의한 계산 결과, 노광 여유도 2는 패턴 치수 변동이 10%이내이고, 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 2.6% 열화한다는 것 이었다.

또한, 위상 시프트 막의 성질 측정 결과로부터, 동일하게 이 레벤슨형 위상 시프트 마스크를 이용하여 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 경우의, 위상 시프트 막의 성질에 기인하는 노광 여유도 3을 구한다(ST. 9)

노광 여유도 1과 동일한 조건에 의한 계산 결과, 노광 여유도 3은 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 2.1% 열화하는 것이었다.

본 예에서는, 형성된 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 노광 여유도로서, 노광 여유도 1A, 1B, 노광 여유도 2, 및 노광 여유도 3으로부터, 전체 열화 정도를 계산했다.

계산 결과, 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 7.6% 열화한다는 것이었다.

또한, 완전 마스크의 노광 여유도는, 계산 결과, 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도로서 16% 얻어진다는 것이었다.

이것으로부터, 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 노광 여유도는 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도로서 8.4% 얻을 수 있다고 구해졌다.

형성된 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도는, ST. 6에서 구한 바와 같이, 8.4%이고, 도 26에 도시한 바와 같이, 이 레벤슨형 위상 시프트 마스크는 기준을 만족한다. 따라서, 이 레벤슨형 위상 시프트 마스크는 양품이라고 판단되었다.

이와 같은, 제12 실시 형태에서도, 제7 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

(제13 실시 형태)

도 27은 본 발명의 제13 실시 형태에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도이고, 도 28은 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면이다.

우선, 도 27에 도시한 바와 같이, 마스크 블랭크스에 마스크 패턴을 형성한다(ST. 1).

본 예에서는, 포지티브형 화학 증폭 레지스트가 도포되어 있는 Cr 마스크 블랭크스에, 0.60㎛의 L/S계 패턴을 묘화, 현상하고, 레지스트 패턴을 형성했다. 이 어서, 이 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여 Cr막을 에칭하고, Cr 패턴(마스크 패턴)을 형성했다.

다음으로, 마스크 패턴의 치수를 측정한다(ST. 2).

또한, 마스크 패턴의 묘화 위치를 측정한다(ST. 3).

또한, 본 예에서는, 형성된 Cr 마스크의 결함 검사를 수행한다(ST. 10).

본 예에서는, 치수 측정의 항목으로서, Cr 패턴 치수의 평균치와 목표 치수와의 차이, 및 Cr 패턴 치수의 면내 균일성을 구했다. 그 결과는 평균치와 목표치와의 차이가 10nm, 면내 균일성이 20nm(3σ)이었다.

또한, 본 예에서는, 결함 검사에서, 면적이 10000nm²의 불투명한 이물질이 발견되었다. 불투명한 이물질이란 원하는 마스크 형상과 형태가 다르다는 점이고, 결함이다.

본 예에서는, 치수 정밀도에 기인하는 노광 여유도 1로서, 완전 마스크의 노광량 여유도로부터의 열화 정도를 계산했다.

이 계산에 이용한 노광 조건은 실제로 그 마스크를 사용하는 노광 조건으로 서, KrF 스텝퍼, NA=0.68, σ=0.75, 환형 차폐율 2/3의 환형 조명이다.

계산 결과, Cr 마스크의 노광 여유도 1은 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, Cr 마스크의 노광량 여유도는 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 9.4% 열화하는 것이었다.

노광 여유도 1과 동일한 조건에 의한 계산 결과, 묘화 위치 정밀도에 기인하는 노광 여유도 2는 패턴 치수 변동이 10%이내이고, 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, Cr 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 2.6% 열화한다는 것이었다.

또한, 결함에 기인하는 노광 여유도 4를 구한다(ST. 11).

노광 여유도 1과 동일한 조건에 의한 계산 결과, 결함에 기인하는 노광 여유도 4는, 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, Cr 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 1% 열화한다는 것이었다.

다음으로, 노광 여유도 1, 노광 여유도 2, 및 노광 여유도 4로부터 이 마스크를 이용하여 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 경우의 노광 여유도를 구한다(ST. 6).

본 예에서는, 형성된 Cr 마스크의 노광 여유도로서, 노광 여유도 1, 노광 여유도 2, 및 노광 여유도 3으로서 구해진 3개의 열화 정도로부터, 전체 열화 정도를 계산했다.

계산 결과, 형성된 Cr 마스크의 노광 여유도는 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, Cr 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 10.5% 열화한다는 것이었다.

또한, 완전 마스크의 노광 여유도는, 계산 결과, 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도로서 15% 얻어진다는 것이었다.

이것으로부터, Cr 마스크의 노광 여유도는 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도로서 4.3% 얻을 수 있는 것으로 구해졌다.

형성된 Cr 마스크의 노광량 여유도는, ST. 6에서 구한 바와 같이, 4.3%이고, 도 28에 도시한 바와 같이, 이 Cr 마스크는 기준을 만족하고 있지 않다. 따라서, 이 Cr 마스크는 불량품이라고 판단되었다.

(제14 실시 형태)

도 29는 본 발명의 제14 실시 형태에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도이고, 도 30은 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면이다.

우선, 도 29에 도시한 바와 같이, 마스크 블랭크스에 마스크 패턴을 형성한다(ST. 1)

본 예에서는, 포지티브형 화학 증폭 레지스트가 도포되어 있는 HT 마스크 블랭크스에, 0.70㎛의 고립 라인 패턴을 묘화, 현상하고, 레지스트 패턴을 형성했다. 이어서, 이 레지스트 패턴을 에칭 마스크로하여 하프톤 막을 에칭하고, 마스크 패턴을 형성했다.

다음으로, 마스크 패턴의 치수를 측정한다(ST. 2).

또한, 마스크 패턴의 묘화 위치를 측정한다(ST. 3).

또한, 형성된 하프톤형 위상 시프트 마스크의 결함 검사를 수행한다(ST. 10).

본 예에서는, 치수 측정의 항목으로서, 형성된 마스크 패턴의 치수의 평균치와 목표 치수값과의 차이, 및 마스크 패턴 치수의 면내 균일성을 구했다. 그 결과는 마스크 패턴 치수의 평균치와 목표치와의 차이가 10nm, 면내 균일성이 5nm(3σ)이었다.

또한, 본 예에서는, 결함 검사 공정에서, 면적이 40000nm²의 핀홀이 발견되었다. 그러므로, 결함 수정 장치로써, 결함, 본 예에서는 핀홀을 수정했다(ST. 12).

다음으로, 수정 부분의 면적과 투과율을 측정한다(ST. 13).

본 예에서는, 수정한 핀홀 부분의 면적과 투과율을 측정한 결과, 수정한 핀홀 부분의 면적이 44000nm², 투과율이 0%이었다.

계산 결과, 노광 여유도 1A는 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 1.7% 열화하는 것이었다.

동일하게, 노광 여유도 1B는 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 1.1% 열화하는 것이었다.

또한, 위상 시프트 막의 성질 측정 결과로부터, 동일하게 이 하프톤형 위상 시프트 마스크를 이용하여 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 경우의, 위상 시프트 막의 성질에 기인하는 노광 여유도 3을 구한다(ST. 9)

노광 여유도 1과 동일한 조건에 의한 계산 결과, 노광 여유도 3은 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 2.1% 열화하는 것이었 다.

또한, 결함 수정에 기인한 노광 여유도 5를 구한다(ST. 14).

노광 여유도 1과 동일한 조건에 의한 계산 결과, 결함 수정에 기인하는 노광 여유도 5는, 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 1% 열화하는 것이었다.

다음으로, 노광 여유도 1A, 1B, 노광 여유도 2, 노광 여유도 3, 및 노광 여유도 5로부터, 이 마스크를 이용하여 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 경우의 노광 여유도를 구한다(ST. 6).

본 예에서는, 형성된 Cr 마스크의 노광 여유도로서, 노광 여유도 1A, 1B, 노광 여유도 2, 노광 여유도 3 및 노광 여유도 5로부터, 전체 열화 정도를 계산했다.

계산 결과, 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 5.4% 열화한다는 것이었다.

또한, 완전 마스크의 노광 여유도는, 계산 결과, 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도로서 11% 얻어진다는 것을 알았다.

이것으로부터, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광 여유도는 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도로서 5.6% 얻을 수 있다고 구해졌다.

다음으로, 이 마스크의 노광 여유도가, 기준을 만족하고 있는지 여부를 판단 한다(ST. 7).

형성된 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도는, ST. 6에서 구한 바와 같이, 5.6%이고, 도 30에 도시한 바와 같이, 이 하프톤형 위상 시프트 마스크는 기준을 만족한다. 따라서, 이 하프톤형 위상 시프트 마스크는 양품이라고 판단되었다.

이와같은, 제14 실시 형태에서도, 제7 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

(제15 실시 형태)

도 31은 본 발명의 제15 실시 형태에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도이고, 도 32는 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면이다.

우선, 도 31에 도시한 바와 같이, 마스크 블랭크스에 마스크 패턴을 형성한다(ST. 1)

다음으로, 마스크 패턴의 치수를 측정한다(ST. 2).

또한, 마스크 패턴의 묘화 위치를 측정한다(ST. 3).

또한, 본 예에서는, 하프톤형 위상 시프트막의 성질 측정의 항목으로서, 위상 시프트 막의 투과율의 평균치와 목표 투과율치와의 차이, 투과율의 면내 균일성(목표 투과율로부터의 차이량), 위상차의 평균치와 목표 위상차 값과의 차이, 및 위상차의 면내 균일성을 구했다. 그 결과는, 투과율의 평균치와 목표 투과율 값과의 차이가 -0.5%, 투과율의 면내 균일성이 0.7%(3σ), 위상차의 평균치의 목표 위상차 값과의 차이가 5°, 위상차의 면내 균일성이 7°이었다.

또한, 본 예에서는, 결함 검사 공정에서, 종방향으로 200nm, 폭이 200nm인 핀홀이 발견되었다. 그러므로, 결함 수정 장치로써, 결함을 수정, 본 예에서는 핀 홀을 수정했다(ST. 12).

다음으로, 수정 부분의 크기와 투과율을 측정한다(ST. 13).

본 예에서는, 수정한 핀홀 부분의 크기와 투과율을 측정한 결과, 수정한 핀홀 부분의 크기가 종방향으로 200nm, 폭이 220nm, 투과율이 0%이었다.

본 예에서는, 치수 정밀도 중 치수의 평균치와 목표 치수값과의 차이에 기인하는 노광 여유도 1A와, 치수의 면내 균일성에 기인하는 노광 여유도 1B를 구했다. 그리고, 노광 여유도 1A로서, 완전 마스크의 노광량 여유도로부터의 열화 정도를 계산했다. 이 계산에 이용한 노광 조건은 실제로 그 마스크를 사용할 때의 노광 조건, 예를 들면, ArF 스텝퍼, NA=0.60, σ=0.75, 환형 차폐율 2/3의 환형 조명이다.

또한, 묘화 위치 측정 결과로부터, 동일하게 이 하프톤형 위상 시프트 마스 크를 이용하여 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 경우의, 묘화 위치 정밀도에 기인하는 노광 여유도 2를 구한다(ST. 5).

또한, 위상 시프트 막의 성질 측정 결과로부터, 동일하게 이 하프톤형 위상 시프트 마스크를 이용하여 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 경우의, 하프톤형 위상 시프트 막의 성질에 기인하는 노광 여유도 3을 구한다(ST. 9)

또한, 결함 수정에 기인한 노광 여유도 5를 구한다(ST. 14).

다음으로, 노광 여유도 1A, 1B, 노광 여유도 2, 노광 여유도 3, 및 노광 여유도 5로부터, 이 마스크를 이용하여 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 경우의 노광 여 유도를 구한다(ST. 6).

계산 결과, 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 5.4% 열화한다는 것이었다.

형성된 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도는, ST. 6에서 구한 바와 같이, 5.6%이고, 도 32에 도시한 바와 같이, 이 하프톤형 위상 시프트 마스크는 기준을 만족한다. 따라서, 이 하프톤형 위상 시프트 마스크는 양품이라고 판단되었다.

이와같은, 제15 실시 형태에서도, 제7 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

(제16 실시 형태)

도 33은 본 발명의 제16 실시 형태에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도이고, 도 34는 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면이다.

우선, 도 33에 도시한 바와 같이, 마스크 블랭크스에 마스크 패턴을 형성한다(ST. 1)

다음으로, 마스크 패턴의 치수를 측정한다(ST. 2).

또한, 마스크 패턴의 묘화 위치를 측정한다(ST. 3).

본 예에서는, 치수 측정의 항목으로서, 형성된 마스크 패턴의 치수의 평균치와 목표 치수값과의 차이, 및 마스크 패턴 치수의 면내 균일성을 구했다. 그 결과는 마스크 패턴 치수의 평균치와 목표치와의 차이가 10nm, 면내 균일성이 5nm(3σ) 이었다.

또한, 본 예에서는, 하프톤형 위상 시프트막의 성질 측정의 항목으로서, 위상 시프트 막의 투과율의 평균치와 목표 투과율치와의 차이, 투과율의 면내 균일성(목표 투과율로부터의 차이량), 위상차의 평균치와 목표 위상차 값과의 차이, 및 위상차의 면내 균일성을 구했다. 그 결과는, 투과율의 평균치와 목표 투과율치와의 차이가 -0.5%, 투과율의 면내 균일성이 0.7%(3σ), 위상차의 평균치와 목표 위상차 값과의 차이가 5°, 위상차의 면내 균일성이 7°이었다.

또한, 본 예에서는, 결함 검사 공정에서, 면적이 50000nm²의 불투명한 이물질이 발견되었다. 그러므로, 결함 수정 장치로써, 결함, 본 예에서는 불투명한 이물질을 수정했다(ST. 12).

다음으로, 수정 부분의 면적과 투과율을 측정한다(ST. 13).

면적과 투과율을 측정한 결과, 수정 부분의 면적이 30000nm², 투과율이 96%이었다.

본 예에서는, 치수 정밀도 중 치수의 평균치와 목표 치수값과의 차이에 기인하는 노광 여유도 1A와, 치수의 면내 균일성에 기인하는 노광 여유도 1B를 구했다. 그리고, 노광 여유도 1A로서, 완전 마스크의 노광량 여유도로부터의 열화 정도를 계산했다. 이 계산에 이용한 노광 조건은 실제로 그 마스크를 사용할 때의 노광 조건, 예를 들면, ArF 스텝퍼, NA=0.55, σ=0.75, 환형 차폐율 2/3의 환형 조명이다.

동일하게, 노광 여유도 1B는 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 1.3% 열화하는 것이었다.

또한, 결함 수정에 기인한 노광 여유도 5를 구한다(ST. 14).

노광 여유도 1과 동일한 조건에 의한 계산 결과, 결함 수정에 기인하는 노광 여유도 5는, 패턴 치수 변동이 10%이내이고 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 1.5% 열화하는 것이었다.

본 예에서는, 형성된 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광 여유도로서, 노광 여유도 1A, 1B, 노광 여유도 2, 노광 여유도 3 및 노광 여유도 5로부터, 전체 열화 정도를 계산했다.

계산 결과, 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 7.6% 열화한다는 것이었다.

이것으로부터, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광 여유도는 포커스 여유도를 0.4㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도로서 2.0% 얻을 수 있다고 구해졌다.

형성된 하프톤형 위상 시프트 마스크의 노광량 여유도는, ST. 6에서 구한 바와 같이, 2.0%이고, 도 34에 도시한 바와 같이, 이 하프톤형 위상 시프트 마스크는 기준을 만족하지 않는다. 따라서, 이 하프톤형 위상 시프트 마스크는 불량품이라고 판단되었다.

그러나, 이 하프톤형 위상 시프트 마스크를 이용하는 고객이, 이 마스크를 이용하는 경우의 공정 관리 조건, 예를 들면 이 마스크로부터 웨이퍼에 패턴을 전사하는 공정에 이용되는 노광 장치의 노광량의 관리 횟수 등, QC의 횟수를 2롯트에 1회이었던 것을, 1롯트마다에 행하는 등, 엄밀화하는 것을 실시한다(ST. 15).

이와 같이, 노광량 관리의 횟수 등, 공정 관리 조건을 엄밀화하는 것에 의해, 도 35에 도시한 바와 같이, 필요한 노광량은 2%로 양호한 것으로 되었다.

따라서, 이 하프톤형 위상 시프트 마스크는, 고객이 공정 관리 조건을 엄밀 화함으로써 기준을 만족시키게 되어, 양품으로 판단되었다(ST. 16).

(제17 실시 형태)

도 36은 본 발명의 제17 실시 형태에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도이고, 도 37은 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계를 도시한 도면이다.

우선, 도 36에 도시한 바와 같이, 마스크 블랭크스에 마스크 패턴을 형성한다(ST. 1).

본 예에서는, 포지티브형 화학 증폭 레지스트가 도포되어 있는 Cr 마스크 블랭크스에, 0.60㎛의 L/S계 패턴을 묘화, 현상하고, 레지스트 패턴을 형성했다. 이어서, 이 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여 Cr막을 에칭하고, Cr 패턴(마스크 패턴)을 형성했다.

다음으로, 마스크 패턴의 치수를 측정한다(ST. 2).

또한, 마스크 패턴의 묘화 위치를 측정한다(ST. 3).

본 예에서는, 치수 측정의 항목으로서, Cr 패턴 치수의 평균치와 목표 치수와의 차이, 및 Cr 패턴 치수의 면내 균일성을 구했다. 그 결과는 평균치와 목표치와의 차이가 10nm, 면내 균일성이 25nm(3σ)이었다.

또한, 본 예에서는, 결함 검사에서, 면적이 100nm²의 불투명한 이물질이 발견되었다.

이 계산에 이용한 노광 조건은 실제로 그 마스크를 사용하는 노광 조건으로서, KrF 스텝퍼, NA=0.68, σ=0.75, 환형 차폐율 2/3로 했다.

또한, 결함에 기인하는 노광 여유도 4를 구한다(ST. 11).

본 예에서는, 형성된 Cr 마스크의 노광 여유도로서, 노광 여유도 1, 노광 여유도 2, 및 노광 여유도 4로서 구해진 3개의 열화 정도로부터, 전체 열화 정도를 계산했다.

계산 결과, 형성된 Cr 마스크의 노광 여유도는 패턴 치수 변동이 10% 이내이고, 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, Cr 마스크의 노광량 여유도가 완전 마스크의 노광량 여유도로부터 11.0% 열화한다는 것이었다.

이것으로부터, Cr 마스크의 노광 여유도는 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도로서 4% 얻을 수 있는 것으로 구해졌다.

형성된 Cr 마스크의 노광량 여유도는, ST. 6에서 구한 바와 같이, 4.3%이고, 도 37에 도시한 바와 같이, 이 Cr 마스크는 기준을 만족하고 있지 않다. 따라서, 이 Cr 마스크는 불량품이라고 판단되었다.

그러나, 결함이 있는 부분에 대응한 디바이스의 부분을, 예를 들면 반도체 메모리 분야에서 이용되는 리던던시(redunduncy) 기술 등을 이용하여 절단하도록 하고, 디바이스적으로 기능하지 않는 부분으로 했다(ST. 17).

이것에 의해, 이 Cr 마스크에 관해서는, 결함은 문제가 없는 것으로 되었다.

그리고, 결함에 기인하는 노광 여유도 4을 제외하여, 치수 정밀도에 기인하는 노광 여유도 1 및 묘화 위치 정밀도에 기인하는 노광 여유도 2로부터, 이 마스크를 이용하여 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 경우의 노광 여유도를 다시 구한다(ST. 18).

그 결과, Cr 마스크의 노광 여유도는 포커스 여유도를 0.5㎛ 확보한 경우, 노광량 여유도로서 5% 얻을 수 있는 것으로 구해졌다.

따라서, 이 Cr 마스크는 결함이 있는 부분에 대응한 디바이스의 부분을, 디바이스적으로 기능하지 않는 부위로 함으로써, 기준을 만족하게 되어 양품으로 판단되었다(ST. 19).

(제18 실시 형태)

도 38은 본 발명의 제18 실시 형태에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시한 흐름도이고, 도 40은 포커스 여유도와 노광량 여유도와의 관계 를 도시한 도면이다.

우선, 도 38에 도시한 바와 같이, 마스크 블랭크스에 마스크 패턴을 형성한다(ST. 1).

본 예에서는, 포지티브형 화학 증폭 레지스트가 도포되어 있는 HT 마스크 블랭크스에, 도 39에 도시한 바와 같이 W=520nm, L=480nm, WPitch=2080nm, LPitch=4800nm의 사각형 도형을 묘화, 가공, 형성했다.

다음으로, 형성한 패턴 치수의 X 방향을, "L"의 부분에서 측정한 결과, X 방향의 면내 균일성은 10nm, 치수의 평균치의 원하는 값과의 차이는 -10nm이었다. 마찬가지로, Y 방향을, "W"의 부분에서 측정한 결과, Y 방향의 면내 균일성은 10nm, 치수의 평균치의 원하는 값과의 차이는 -10nm이었다(ST. 2).

또한, 위상 시프트 막의 투과율의 면내 균일성은 1.5%(범위), 투과율의 평균치의 원하는 투과율로부터의 차이는 -0.5%, 위상차의 면내 균일성은 1.5°(범위), 평균치의 원하는 위상차로부터의 차이는 3°이었다(ST. 8).

또한, 단위 묘화 영역끼리의 이음 오차는, 도면 이음 오차 발생 위치에서, 2.5nm로 측정되었다(ST. 3)

이들 데이터로부터, 상기 마스크를 KrF 스텝퍼를 이용하여 NA=0.68, σ=0.75, 환형 차폐율 2/3의 조건에서 웨이퍼에 노광할 때의 노광 여유도를 계산했다. 패턴 치수 변동 X 방향 웨이퍼 상에서 15nm 이내, Y 방향 웨이퍼 상에서 15nm 이내이고 포커스 여유도를 0.4㎛를 확보한 경우, 타깃으로부터의 차이가 전혀 없는 완전 마스크를 이용한 경우의 노광량 여유도로부터의 열화 정도는, 면내 균일성에 기인하는 것이 7.75%, 평균치의 원하는 치수와의 차이에 기인하는 것이 0.28%, HT 위상차의 평균치의 원하는 값과의 차이에 기인하는 것이 0.05%, 위상차의 균일성에 기인하는 것이 0.13%, HT 투과율의 평균치의 원하는 값과의 차이에 기인하는 것이 0.19%, 투과율의 균일성에 기인하는 것이 2.88%, 위상 정밀도에 기인하는 것이 0.71%, 전체적으로 8.83% 완전 마스크로부터 열화하는 것이 구해졌다. 또한, 완전 마스크를 이용한 경우의 원하는 노광 여유도는, 포커스 여유도가 0.4㎛를 확보한 경우, 노광량 여유도 12.84% 얻어지는 것이 계산에 의해 구해졌다. 이들로부터, 상기 마스크를 이용한 경우의 노광 여유도는, 포커스 여유도가 0.4㎛를 확보한 경우의 노광량 여유도는 4.1%인 것으로 구해졌다(ST. 4 - ST. 6, ST. 9).

본 마스크를 이용하여 웨이퍼에 패턴을 전사하는 공정에서, 포커스 여유도가 0.4㎛를 확보한 경우의 노광량 여유도는, 4% 필요하므로, 본 마스크는 그것을 클리어하고 있다. 따라서, 합격으로서 출하되었다(ST. 7).

이상, 본 발명을 제1 내지 제18 실시 형태에 의해 설명했지만, 본 발명은 이들 실시 형태 각각에 한정되지 않고, 그 실시에 있어서는 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지로 변형하는 것이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시 형태의 하프톤형 위상 시프트 마스크 및 레벤슨형 위상 시프트 마스크의 제조 방법에서, 하프톤형 위상 시프트 마스크에서는, 반차광부의 투과율 및 위상 시프트 량에 대해서, 또한 레벤슨형 위상 시프트 마스크에서는, 광투과율의 위상 시프트량에 대해, 어느 것도 평균치 및 면내 균일성을 구하고 있지만, 면내 균일성은 각 마스크에서 거의 변화가 없으므로, 각 마스크마다 구할 필 요가 없이, 최초 마스크에서 구한 값을 이용해도 좋다.

또한, 예를 들면 상기 실시 형태에서는 원하는 노광 여유도는, 실시 형태에 도시한 값으로 제한되지 않고, 디바이스의 제작 편이성이나 레지스트의 특성 등에 의해 적절하게 변화시키는 것이다.

또한, 예를 들면 노광 여유도를 견적하는 계산에는, 순수하게 광학상으로부터 노광 여유도를 구해도 상관없지만, 레지스트의 특성이나, 또한 그 앞 공정인 에칭 공정의 특성 등도 포함한 계산으로부터 노광 여유도를 구함으로써, 보다 정확한 판단이 가능하게 되는 것은 말할 나위도 없다.

또한, 노광 여유도를 구하는 패턴에 대해서는, 노광 여유도가 가장 작다고 생각되는 패턴을 견적하는 것이 바람직하다. 노광 여유도가 가장 작다고 생각되는 패턴이라면, 디바이스의 어느 부분에서 선택되도 좋다. 예를 들면 반도체 메모리를 예로 들면, 셀 패턴 뿐만 아니라 코어 회로부 등으로부터도 노광 여유도가 가장 작다고 생각되는 패턴을 견적하는 것도 물론 좋다.

또한, 위상 시프트 마스크의 경우에서, 위상 시프트 막의 위상이나 투과율의 측정이 어려운 경우, 노광 여유도의 계산에는 위상이나 투과율의 사양치를 입력하여 패턴 치수의 값만을, 실제 마스크의 측정치를 이용하여 계산하는 것도 가능하다.

그 외, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러 종류로 변형하는 것이 가능하다.

또한, 상기 실시 형태는 각각 단독으로 실시하는 것이 가능하지만, 적절하게 조합하여 실시하는 것도 가능하다.

또한, 상기 각 실시 형태에는, 여러 가지 단계의 발명이 포함되고, 각 실시 형태에서 개시한 복수의 구성 요건의 적절한 조합에 의해, 여러 가지 단계의 발명을 추출하는 것도 가능하다.

당 업계의 숙련자라면, 추가적인 장점이나 변형을 쉽게 할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 상기 실시 형태의 설명의 범주로 제한되지 않는다. 따라서, 이하의 첨부된 특허청구범위 및 그 등가에 의해 정의되는 본 발명의 사상과 범주로부터 벗어나지 않고서도 여러 가지 변형이 만들어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 종래 불량 마스크로 되었던 마스크를 양품 마스크로서 구제할 수 있으므로, 마스크의 수율을 향상시킨다고 하는 효과를 가지고 있다.

Claims

포토 마스크를 제조하는 방법에 있어서,

상기 포토 마스크의 패턴의 치수들(dimensions)의 평균치를 결정하는 단계;

상기 치수들의 면내 균일성(in-plane uniformity)을 결정하는 단계;

상기 패턴의 위치 정밀도(locational accuracy)를 결정하는 단계;

상기 치수들의 평균치 및 면내 균일성에 기초하여 노광 여유도 1(exposure latitude 1)을 결정하는 단계;

상기 위치 정밀도에 기초하여 노광 여유도 2를 결정하는 단계;

상기 노광 여유도 1 및 상기 노광 여유도 2에 기초하여 전체 노광 여유도를 결정하는 단계; 및

상기 전체 노광 여유도가 지정된 노광 여유도 내에 속하는지 여부에 기초하여, 상기 포토 마스크가 불량인지 여부를 판단하는 단계

를 포함하는 포토 마스크 제조 방법.
위상 시프트 마스크를 제조하는 방법에 있어서,

상기 위상 시프트 마스크의 패턴의 치수들의 평균치를 결정하는 단계;

상기 치수들의 면내 균일성을 결정하는 단계;

상기 패턴의 위치 정밀도를 결정하는 단계;

상기 위상 시프트 마스크의 위상-시프터(phase-shifter)의 광학 특성들을 결 정하는 단계;

상기 치수들의 평균치 및 면내 균일성에 기초하여 노광 여유도 1을 결정하는 단계;

상기 위치 정밀도에 기초하여 노광 여유도 2를 결정하는 단계;

상기 광학 특성들에 기초하여 노광 여유도 3를 결정하는 단계;

상기 노광 여유도 1, 상기 노광 여유도 2 및 상기 노광 여유도 3에 기초하여 전체 노광 여유도를 결정하는 단계; 및

상기 전체 노광 여유도가 지정된 노광 여유도 내에 속하는지 여부에 기초하여, 상기 위상 시프트 마스크가 불량인지 여부를 판단하는 단계

을 포함하는 위상 시프트 마스크 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 패턴으로부터, 원하는 형상으로 형성되어 있지 않은, 결함 부분(defective portion)을 검출하는 단계;

상기 결함 부분의 크기를 결정하는 단계;

상기 결함 부분의 투과율을 결정하는 단계; 및

상기 결함 부분의 크기 및 투과율에 기초하여, 노광 여유도 4를 구하는 단계

를 더 포함하고,

제2 전체 노광 여유도가 상기 노광 여유도 1, 상기 노광 여유도 2 및 상기 노광 여유도 4에 기초하여 결정되는 포토 마스크 제조 방법.
제2항에 있어서,

상기 패턴으로부터, 원하는 형상으로 형성되어 있지 않은, 결함 부분을 검출하는 단계;

상기 결함 부분의 크기를 결정하는 단계;

상기 결함 부분의 투과율을 결정하는 단계; 및

상기 결함 부분의 크기 및 투과율에 기초하여, 노광 여유도 4를 구하는 단계

를 더 포함하고,

제2 전체 노광 여유도가 상기 노광 여유도 1, 상기 노광 여유도 2, 상기 노광 여유도 3 및 상기 노광 여유도 4에 기초하여 결정되는 위상 시프트 마스크 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 패턴으로부터, 원하는 형상으로 형성되어 있지 않은, 결함 부분을 검출하는 단계;

상기 결함 부분을 수정하는 단계;

상기 수정된 부분의 크기를 결정하는 단계;

상기 수정된 부분의 투과율을 결정하는 단계; 및

상기 수정된 부분의 크기 및 투과율에 기초하여, 노광 여유도 5를 구하는 단계

를 더 포함하고,

제2 전체 노광 여유도가 상기 노광 여유도 1, 상기 노광 여유도 2 및 상기 노광 여유도 5에 기초하여 결정되는 포토 마스크 제조 방법.
제2항에 있어서,

상기 패턴으로부터, 원하는 형상으로 형성되어 있지 않은, 결함 부분을 검출하는 단계;

상기 결함 부분을 수정하는 단계;

상기 수정된 부분의 크기를 결정하는 단계;

상기 수정된 부분의 투과율을 결정하는 단계; 및

상기 수정된 부분의 크기 및 투과율에 기초하여, 노광 여유도 5를 구하는 단계

를 더 포함하고,

제2 전체 노광 여유도가 상기 노광 여유도 1, 상기 노광 여유도 2, 상기 노광 여유도 3 및 상기 노광 여유도 5에 기초하여 결정되는 위상 시프트 마스크 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 결함 부분의 상기 크기는 상기 결함 부분의 면적에 의해 정의되는 포토 마스크 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 결함 부분의 상기 크기는 상기 결함 부분의 면적에 의해 정의되는 위상 시프트 마스크 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 결함 부분의 상기 크기는, 상기 결함 부분의 X 방향 크기와, 상기 X 방향에 직교하는 Y 방향의 크기로 정의되는 포토 마스크 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 결함 부분의 상기 크기는, 상기 결함 부분의 X 방향 크기와, 상기 X 방향에 직교하는 Y 방향의 크기로 정의되는 위상 시프트 마스크 제조 방법.
제5항에 있어서, 상기 수정된 부분의 상기 크기는 상기 수정된 부분의 면적에 의해 정의되는 포토 마스크 제조 방법.
제6항에 있어서, 상기 수정된 부분의 상기 크기는 상기 수정된 부분의 면적에 의해 정의되는 위상 시프트 마스크 제조 방법.
제5항에 있어서, 상기 수정된 부분의 상기 크기는, 상기 수정된 부분의 X 방향 크기와, 상기 X 방향에 직교하는 Y 방향의 크기로 정의되는 포토 마스크 제조 방법.
제6항에 있어서, 상기 수정된 부분의 상기 크기는, 상기 수정된 부분의 X 방향 크기와, 상기 X 방향에 직교하는 Y 방향의 크기로 정의되는 위상 시프트 마스크 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 광학 특성들을 결정하는 단계는 상기 위상-시프터의 위상을 결정하는 단계를 포함하며, 상기 노광 여유도 3은 상기 위상에 기초하여 결정되는 위상 시프트 마스크 제조 방법.
제15항에 있어서, 상기 위상을 결정하는 단계는,

상기 위상의 평균치를 결정하는 단계; 및

상기 위상의 분산(dispersion)을 결정하는 단계

를 포함하며,

상기 노광 여유도 3을 결정하는 단계는,

상기 위상의 상기 평균치에 기초하여 노광 여유도 E를 결정하는 단계; 및

상기 위상의 상기 분산에 기초하여 노광 여유도 F를 결정하는 단계

를 포함하는 위상 시프트 마스크 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 광학 특성들을 결정하는 단계는

상기 위상-시프터의 위상을 결정하는 단계; 및

상기 위상-시프터의 투과율을 결정하는 단계

를 포함하며, 상기 노광 여유도 3은 상기 위상 및 상기 투과율에 기초하여 결정되는 위상 시프트 마스크 제조 방법.
제17항에 있어서, 상기 위상을 결정하는 단계는,

상기 위상의 평균치를 결정하는 단계; 및

상기 위상의 분산을 결정하는 단계

를 포함하고,

상기 투과율을 결정하는 단계는,

상기 투과율의 평균치를 결정하는 단계; 및

상기 툭과율의 분산을 결정하는 단계

를 포함하며,

상기 노광 여유도 3을 결정하는 단계는,

상기 위상의 상기 평균치에 기초하여 노광 여유도 E를 결정하는 단계;

상기 위상의 상기 분산에 기초하여 노광 여유도 F를 결정하는 단계;

상기 투과율의 상기 평균치에 기초하여 노광 여유도 G를 결정하는 단계; 및

상기 투과율의 상기 분산에 기초하여 노광 여유도 H를 결정하는 단계

를 포함하는 위상 시프트 마스크 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 노광 여유도 1을 결정하는 단계는,

상기 치수들의 상기 평균치에 기초하여 노광 여유도 A를 결정하는 단계; 및

상기 치수들의 상기 면내 균일성에 기초하여 노광 여유도 B를 결정하는 단계

를 포함하는 포토 마스크 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 노광 여유도 1을 결정하는 단계는,

상기 치수들의 상기 평균치에 기초하여 노광 여유도 A를 결정하는 단계; 및

상기 치수들의 상기 면내 균일성에 기초하여 노광 여유도 B를 결정하는 단계

를 포함하는 위상 시프트 마스크 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 위치 정밀도를 결정하는 단계는,

상기 패턴의 위치 편차들(deviations)의 평균치를 결정하는 단계; 및

상기 위치 편차들의 분산을 결정하는 단계

를 포함하며,

상기 노광 여유도 2는 상기 위치 편차들의 상기 평균치 및 상기 분산에 기초하여 결정되는 포토 마스크 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 위치 정밀도를 결정하는 단계는,

상기 패턴의 위치 편차들의 평균치를 결정하는 단계; 및

상기 위치 편차들의 분산을 결정하는 단계

를 포함하며,

상기 노광 여유도 2는 상기 위치 편차들의 상기 평균치 및 상기 분산에 기초하여 결정되는 위상 시프트 마스크 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 치수들의 상기 평균치를 결정하는 단계는,

상기 치수들의 X-방향에서의 평균치를 결정하는 단계; 및

상기 치수들의 Y-방향에서의 평균치를 결정하는 단계

를 포함하며,

상기 노광 여유도 1을 결정하는 단계는,

X-방향에서의 상기 평균치에 기초하여 노광 여유도 C를 결정하는 단계; 및

Y-방향에서의 상기 평균치에 기초하여 노광 여유도 D를 결정하는 단계

를 포함하는 포토 마스크 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 치수들의 상기 평균치를 결정하는 단계는,

상기 치수들의 X-방향에서의 평균치를 결정하는 단계; 및

상기 치수들의 Y-방향에서의 평균치를 결정하는 단계

를 포함하며,

상기 노광 여유도 1을 결정하는 단계는,

X-방향에서의 상기 평균치에 기초하여 노광 여유도 C를 결정하는 단계; 및

Y-방향에서의 상기 평균치에 기초하여 노광 여유도 D를 결정하는 단계

를 포함하는 위상 시프트 마스크 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 위치 정밀도를 결정하는 단계는,

상기 패턴 및 또다른 패턴 사이의 이음 오차(overlaying error)를 결정하는 단계;

상기 포토 마스크의 신축 성분(stretchable component)를 결정하는 단계;

상기 포토 마스크의 수직 교차 성분의 편차를 결정하는 단계; 및

상기 포토 마스크의 로컬 위치 편차(local locational deviation)를 결정하는 단계

중 적어도 하나의 단계를 포함하며,

상기 노광 여유도 2는, 상기 이음 오차, 상기 신축 성분, 상기 수직 교차 성분의 편차, 및 상기 로컬 위치 편차 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 포토 마스크 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 위치 정밀도를 결정하는 단계는,

상기 패턴 및 또다른 패턴 사이의 이음 오차를 결정하는 단계;

상기 위상 시프트 마스크의 신축 성분를 결정하는 단계;

상기 위상 시프트 마스크의 수직 교차 성분의 편차를 결정하는 단계; 및

상기 위상 시프트 마스크의 로컬 위치 편차를 결정하는 단계

중 적어도 하나의 단계를 포함하며,

상기 노광 여유도 2는, 상기 이음 오차, 상기 신축 성분, 상기 수직 교차 성 분의 편차, 및 상기 로컬 위치 편차 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 위상 시프트 마스크 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 전체 노광 여유도는 디포커싱 여유도와 노광량 여유도로부터 정의되는 포토 마스크 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 전체 노광 여유도는 디포커싱 여유도와 노광량 여유도로부터 정의되는 위상 시프트 마스크 제조 방법.
제1항에 있어서, 결함이 있는 것으로 판단되었던 상기 포토 마스크에 대하여, 상기 포토 마스크의 고객이 상기 포토 마스크를 사용하여 웨이퍼에 패턴을 전사하는 공정의 공정 제어를 위한 조건을 포함함으로써, 포토 마스크의 불량 여부를 다시 판단하는 단계를 더 포함하는 포토 마스크 제조 방법.
제2항에 있어서, 결함이 있는 것으로 판단되었던 상기 위상 시프트 마스크에 대하여, 상기 위상 시프트 마스크의 고객이 상기 위상 시프트 마스크를 사용하여 웨이퍼에 패턴을 전사하는 공정의 공정 제어를 위한 조건을 포함함으로써, 위상 시프트 마스크의 불량 여부를 다시 판단하는 단계를 더 포함하는 위상 시프트 마스크 제조 방법.
제29항에 있어서, 상기 공정 제어를 위한 조건은 상기 포토 마스크를 사용하여 상기 웨이퍼에 상기 패턴을 전사하는 공정에 사용될 수 있는 장치를 지정하는 항목을 포함하는 포토 마스크 제조 방법.
제31항에 있어서, 형성될 상기 디바이스에 기초하여 상기 포토 마스크의 결함 여부를 다시 판단하는 단계는, 상기 지정된 노광 여유도를 벗어나서 결함이 있는 것으로 인식된 디바이스의 부분은 디바이스로서 기능시키지 않도록 하는 단계를 포함하는 포토 마스크 제조 방법.
제29항에 있어서, 상기 공정 제어를 위한 조건은, 상기 포토 마스크를 사용하여 상기 웨이퍼로 상기 패턴을 전사하는 공정에서 사용될 수 있는 QC의 횟수를 증가시키는 항목을 포함하는 포토 마스크 제조 방법.
제1항에 있어서, 결함이 있는 것으로 판단되었던 상기 포토 마스크에 대하여, 상기 포토 마스크의 고객이 형성될 디바이스에 기초하여 상기 포토 마스크의 불량 여부를 다시 판단하는 단계를 더 포함하는 포토 마스크 제조 방법.
제30항에 있어서, 상기 공정 제어를 위한 조건은 상기 위상 시프트 마스크를 사용하여 상기 웨이퍼에 상기 패턴을 전사하는 공정에 사용될 수 있는 장치를 지정하는 항목을 포함하는 위상 시프트 마스크 제조 방법.
제30항에 있어서, 상기 공정 제어를 위한 조건은, 상기 위상 시프트 마스크를 사용하여 상기 웨이퍼로 상기 패턴을 전사하는 공정에서 사용될 수 있는 QC의 횟수를 증가시키는 항목을 포함하는 위상 시프트 마스크 제조 방법.
제30항에 있어서, 형성될 상기 디바이스에 기초하여 상기 위상 시프트 마스크의 결함 여부를 다시 판단하는 단계는, 상기 지정된 노광 여유도를 벗어나서 결함이 있는 것으로 인식된 디바이스의 부분은 디바이스로서 기능시키지 않도록 하는 단계를 포함하는 위상 시프트 마스크 제조 방법.
제2항에 있어서, 결함이 있는 것으로 판단되었던 상기 위상 시프트 마스크에 대하여, 상기 위상 시프트 마스크의 고객이 형성될 디바이스에 기초하여 상기 위상 시프트 마스크의 불량 여부를 다시 판단하는 단계를 더 포함하는 위상 시프트 마스크 제조 방법.