KR100560662B1 - 마스크 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 근접 효과의 영향을 효과적으로 제거할 수 있는 마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 투명성 기판을 제공하는 단계; 상기 투명성 기판 상에 광차단 물질막을 형성하는 단계; 및 상기 광차단막 물질막을 패터닝하여 메인 광차단막과 메인 광투과부로 이루어진 메인 패턴 영역과, 상기 메인 패턴과 동일한 피치와 동일한 패턴 형태의 팬텀 광차단막과 팬텀 광투과부로 이루어진 팬텀 패턴 영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 에지부 패턴의 빛의 강도 변화가 작아져 초점 마진이 향상되는 효과가 있으며, 에지부 패턴에 대한 웨이퍼 패터닝 관점에서도 종래보다 시뮬레이션 등의 결과에 대한 예측이 용이해져 마스크의 교정을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

마스크 및 그 제조방법{MASK AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
도 1은 종래 마스크에 의한 패터닝을 나타낸 현미경 사진이다.
도 2는 종래 마스크에 의한 빛의 강도값의 프로파일을 나타낸 그래프이다.
도 3은 종래 마스크에 의한 패터닝을 나타낸 현미경 사진이다.
도 4는 종래 마스크의 평면도이다.
도 5는 종래 마스크에 의한 빛의 강도값 프로파일을 도시한 그래프이다.
도 6은 종래 마스크에 의한 메인부와 에지부의 초점에 따른 빛의 강도값을 나타낸 표이다.
도 7은 종래 마스크에 의한 패터닝시 메인부와 에지부의 초점 마진을 설명하기 위한 현미경 사진이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제1실시예의 마스크를 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제1실시예의 마스크에 의한 빛의 강도값 프로파일을 도시한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 제1실시예의 마스크에 의한 메인부와 에지부의 초점에 따른 빛의 강도값을 나타낸 표이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.
도 16 내지 도 18은 본 발명의 제3실시예에 따른 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100,200,300; 투명성 기판
110,210,310; 광차단 물질막
112a,212a,312a; 메인 광차단막
112b,212b,312b; 메인 광투과부
114a,214a,314a; 팬텀 광차단막
114b,214b,214c,314b,314c; 팬텀 광투과부
120,220,320; 마스크
본 발명은 마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 소자 제조시 광 근접 효과의 영향을 효과적으로 제거할 수 있는 팬텀 패턴을 구비한 마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.
디램(DRAM)이나 에스램(SRAM) 또는 플래시(Flash) 메모리와 같은 반도체 소자를 제조하는 경우 포토리소그래피(Photolithography)는 제조 공정상 필수적인 단 계로 인식되고 있다. 이러한 포토리소그래피는 특히 마스크(Mask)로부터 레지스트(resist)와 같은 막으로의 패턴의 전송을 포함한다. 이러한 단계는 레지스트 위에 마스크를 배치하는 단계와 특정 주파수에서의 광과 같은 전자기 방사의 소스에 노출하는 단계를 포함한다. 이상적인 포토리소그래피의 단계는 레지스트에 동형의 패턴을 전송하는 것이라 할 수 있다.
형상의 크기가 축소됨에 따라, 포토리소그래피에서 발생할 수 있는 문제점으로는 광 근접 효과(Optical Proximity Effect)가 있다. 광 근접 효과란 빛의 간섭으로 인하여 밀한 패턴 영역에서 근접한 투과빛의 광 강도 분포가 변형되어 패턴의 소밀에 의한 치수차가 발생하는 현상이나 패턴 단부에서의 둥글어짐이나 후퇴 현상이 발생하는 것을 말한다. 이러한 현상은 패턴이 미세화될수록 또 레지스트의 두께가 커질수록 현저하게 나타난다.
광 근접 효과가 발생하면 소한 패턴 영역과 밀한 패턴 영역에서는 가령 마스크 상에서 동일한 패턴 치수이더라도 웨이퍼 상에서는 다른 치수로 된다. 이와 같이, 광 근접 효과가 발생하면 레지스트 패턴에 치수 변동을 일으키거나 패턴 형상에 열화를 초래하여 종국에는 레지스트에 패턴의 동형 전송이 불가능할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 광 근접 효과에 의해 에지(edge)부의 패턴(10)은 그 주위의 메인(Main)부의 패턴 보다 그 크기가 작아지게 된다. 이는 도 2에 도시된 바와 같이, 에지부(α)의 빛의 강도값이 주위의 다른 강도값보다 낮다는사실로부터 알 수 있다.
따라서, 반도체 제조 공정의 포토리소그래피 단계에서의 중요한 관점은 광 근접 효과에 대한 대책을 마련하는 것이다.
종래 광 근접 효과를 보정하기 위하여 여러가지 방법이 제안되었다.
광 근접 효과 보정(Optical Proximity Correction) 방법의 하나로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 결과 패턴의 변형분을 미리 예상하여 에지부의 패턴(20)을 설계치보다 더 크게 변형시키는 방법이다. 이를 통해 레지스트의 결과 패턴 등이 바람직한 패턴과 유사하도록 할 수 있다.
그러나, 상기 방법은 어떠한 패턴이 정확히 보정되지 않는 보정 부족 또는 하나의 패턴 보정이 다른 것을 간섭할 수 있는 보정 누락이 발생할 수 있는 문제점이 있다. 따라서, 상기 방법으로는 광 근접 효과를 해결하는데 충분하고 실제적인 효과를 항상 얻을 수는 없게 된다.
다른 방법의 하나로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 패터닝하고자 하는 결과 패턴이 형성된 주 패턴부의 주변에 라인 앤드 스페이스(Line and Space) 형태의 보조 패턴(30)을 마스크에 형성하는 것이다.
라인 앤드 스페이스 패턴을 구비한 마스크로 노광을 하게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 주 패턴부(M)에서의 빛의 강도(Intensity)에 비해 보조 패턴부(E)에서의 빛의 강도(Intensity)는 상대적으로 작은 값을 갖는다. 예컨데, 빛의 강도값 0.2를 패터닝이 가능한 임계값이라 하면, 보조 패턴부(E)의 빛의 최대 강도값은 그 이하이기 때문에 주 패턴부(M)에 비해 보조 패턴부(E)는 온전한 패터닝을 이룰 수가 없는 것이다.
그러나, 상기한 방법에 의해서도 다음과 같은 문제점이 있다. 도 6을 참조하 여, 주 패턴부에 있어서 주 패턴부의 중앙부를 이루는 메인부와 메인부의 주변에 해당하는 에지부 각각에서의 초점(Focus)과 빛의 강도(Intensity)를 비교하여 보면 메인부(Ⅰ)에서의 빛의 강도값 변화량에 비해서 에지부(Ⅱ)는 빛의 강도값의 변화량이 더 크다. 따라서, 메인부에 비해 에지부의 초점 마진(Focus Margin)이 부족하다는 것을 알 수 있다.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 메인부는 초점이 - 0.1 에서부터 + 0.3 (㎛)에 이를 때까지 완전한 패터닝이 가능하고 그 이외에서도 패터닝의 정도가 별로 차이가 없음을 알 수 있다. 그러나, 에지부는 0.0 에서부터 + 0.1 (㎛)까지만 완전한 패터닝이 가능하고 그 이외는 패터닝이 불완전함을 알 수 있다.
결과적으로, 라인 앤드 스페이스(Line and Space) 형태의 보조 패턴을 구비한 마스크를 이용하더라도 빈번한 마스크의 교정(revision)이 필요하게 되어 마스크 수의 증가 및 그에 따른 제조비용이 상승하는 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 상기한 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 메인 패턴과 동일 피치 및 동일 패턴을 가지면서 웨이퍼 상에 패터닝되지 않는 팬텀 패턴을 구비한 마스크 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마스크 및 그 제조방법은 메인 패턴과 동일한 패턴 및 동일한 피치를 사용하는 팬텀 패턴을 마스크에 형성시킴으 로써 블록 에지 패턴의 빛의 강도 변화를 최소화시키는 것을 특징으로 한다. 또한, 팬턴 패턴 자체는 언더싸이징(undersizing) 및/또는 마스크 기판 에칭을 통한 측벽 산란을 유발시켜 빛의 최대 강도를 감소시켜 웨이퍼 노광시 패터닝이 되지 않게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조방법은, 투명성 기판을 제공하는 단계; 상기 투명성 기판 상에 광차단 물질막을 형성하는 단계; 및 상기 광차단막 물질막을 패터닝하여 메인 광차단막과 메인 광투과부로 이루어진 메인 패턴 영역과, 상기 메인 패턴과 동일한 피치와 동일한 패턴 형태의 팬텀 광차단막과 상기 메인 광투과부에 비해 좁은 간격을 갖는 팬텀 광투과부로 이루어진 팬텀 패턴 영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 투명성 기판은 석영인 것을 특징으로 하며, 상기 광차단 물질막은 크롬, 크롬을 포함하는 물질, 몰리브덴, 몰리브덴을 포함하는 물질 및 폴리머로 이루어진 군에서 선택된 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조방법에 의해 제조된 마스크는, 투명성 기판; 상기 투명성 기판 상에 형성되어 있으며, 메인 광차단막과 상기 메인 광차단막 사이의 메인 광투광부로 이루어진 메인 패턴 영역; 및 상기 투명성 기판 상에 형성되어 있으며, 상기 메인 광차단막과 동일한 피치와 동일한 패턴 형태를 지니는 팬텀 광차단막과 상기 메인 광투과부에 비해 좁은 간격을 갖는 팬텀 광투광부를 갖는 팬텀 패턴 영역을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크 제조방법은, 투명성 기판을 제공하는 단계; 상기 투명성 기판 상에 광차단 물질막을 형성하는 단계; 상기 광차단 물질막을 패터닝하여 메인 광차단막과 메인 광투과부로 이루어진 메인 패턴 영역과, 상기 메인 패턴 영역과 동일한 피치와 동일한 패턴 형태를 지니는 팬텀 광차단막과 팬텀 광투과부를 가지는 팬텀 패턴 영역을 형성하는 단계; 및 상기 팬텀 광투광부에 해당하는 투명성 기판을 소정의 깊이로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 투명성 기판은 석영인 것을 특징으로 하며, 상기 광차단 물질막은 크롬, 크롬을 포함하는 물질, 몰리브덴, 몰리브덴을 포함하는 물질 및 폴리머로 이루어진 군에서 선택된 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크 제조방법에 의해 제조된 마스크는, 투명성 기판; 상기 투명성 기판 상에 형성되어 있으며, 메인 광차단막과 상기 메인 광차단막 사이의 메인 광투광부로 이루어진 메인 패턴 영역; 및 상기 투명성 기판 상에 형성되어 있으며, 상기 메인 패턴 영역과 동일한 피치와 동일한 패턴 형태를 지니는 팬텀 광차단막과 에지 광투광부를 가지며, 상기 팬텀 광투광부에 해당하는 투명성 기판이 소정의 깊이로 제거되어 측벽 산란이 일어나는 팬텀 패턴 영역을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마스크 제조방법은, 투명성 기판을 제공하는 단계; 상기 투명성 기판 상에 광차단 물질막을 형성하는 단계; 상기 광차단막 물질막을 패터닝하여 메인 광차단막과 메인 광투과부로 이루어진 메인 패턴 영역과, 상기 메인 패턴과 동일한 피치와 동일한 패턴 형태의 팬텀 광차단막과 상기 메 인 광투과부에 비해 좁은 간격을 갖는 팬텀 광투과부로 이루어진 팬텀 패턴 영역을 형성하는 단계; 및 상기 팬텀 광투광부에 해당하는 투명성 기판을 소정의 깊이로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 투명성 기판은 석영인 것을 특징으로 하며, 상기 광차단 물질막은 크롬, 크롬을 포함하는 물질, 몰리브덴, 몰리브덴을 포함하는 물질 및 폴리머로 이루어진 군에서 선택된 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마스크 제조방법에 의해 제조된 마스크는, 투명성 기판; 상기 투명성 기판 상에 형성되어 있으며, 메인 광차단막과 상기 메인 광차단막 사이의 메인 광투광부로 이루어진 메인 패턴 영역; 및 상기 투명성 기판 상에 형성되어 있으며, 상기 메인 광차단막과 동일한 피치와 동일한 패턴 형태를 지니는 팬텀 광차단막과 상기 메인 광투과부에 비해 좁은 간격을 갖는 팬텀 광투광부를 가지며, 상기 팬텀 광투광부에 해당하는 투명성 기판이 소정의 깊이로 제거되어 측벽 산란이 일어나는 팬텀 패턴 영역을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 팬텀 패턴에 의해 메인 패턴의 에지부는 광 근접 효과의 영향이 억제되어 에지부 패턴의 빛의 강도 변화가 작아지고 초점 마진이 향상된다. 또한, 에지부 패턴에 대한 웨이퍼 패터닝 관점에서도 종래보다 시뮬레이션 등의 결과에 대한 예측이 용이해져 마스크의 교정을 감소시킬 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 및 그 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어 진 것이다. 또한, 막이 다른 막 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우는 그것은 다른 막 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 막이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
(제1실시예)
도 8을 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 마스크의 제조방법은 먼저 마스크 기판으로서 석영(quartz)과 같이 빛을 투과할 수 있는 투명성 기판(100)을 준비한다. 투명성 기판(100)은 후속 공정에 의해 메인(main) 패턴 영역(A1)과 팬텀(fantom) 패턴 영역(B1)으로 구분될 수 있는데 이에 대해선 후술한다.
준비된 투명성 기판(100) 상에 광차단 물질막(110)을 형성한다. 광차단 물질막(110)으로는 크롬(Cr), 크롬(Cr)을 포함하는 물질, 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴(Mo)을 포함하는 물질을 이용한다. 또한, 광차단 물질막(110)으로는 포토리소그래피 공정에서 사용하는 광원에 대한 반사율이 낮은 물질, 예컨데, 폴리머(polymer)로 형성하는 것도 가능한다.
도 9를 참조하여, 광차단 물질막(110)을 패터닝하여 메인 광차단막(112a)과 메인 광투광부(112b)로 이루어진 메인 패턴 영역(A1)을 형성한다. 이하에서 메인 패턴(main pattern)이라 함은 반도체 웨이퍼 상에 실제로 패터닝하고자 하는 특정한 패턴이 형성된 영역을 의미한다. 메인 패턴의 구체적인 형태와 피치(PA1)는 반도체 웨이퍼 상에 형성하고자 하는 패턴에 따라 달라질 것이다.
한편, 메인 패턴 영역(A1) 형성과 더불어 메인 패턴의 주변부에는 팬텀 광차단막(114a)과 팬텀 광투과부(114b)로 이루어진 팬텀 패턴 영역(B1)을 형성한다. 이하에서 팬텀 패턴(fantom pattern)이라 함은 메인 패턴과 동일한 패턴을 가지며 또한 팬텀 패턴의 피치(PB1)는 메인 패턴의 피치(PA1)와 동일하게 형성되어 있지만 반도체 웨이퍼 상에 실제로 패터닝되지 아니하는 패턴이 형성된 영역을 의미한다.
팬텀 광투과부(114b)는 메인 광투광부(112b)에 비해 언더싸이징(under sizing), 즉 좁은 간격을 갖도록 형성한다. 팬텀 광투과부(114b)는 패터닝하기에 적합한 빛의 강도, 적어도 패터닝을 할 수 있는 빛의 임계 강도값에 미치지 아니하도록 하는 간격을 가지도록 형성한다. 즉, 메인 광투과부(112b)를 투과하는 빛의 강도로는 패터닝이 가능하지만 팬텀 광투과부(114b)를 통과하는 빛의 강도로는 패터닝이 되지 않도록 한다. 그 구체적인 간격은 패턴 설계에 따라 달라질 것이다.
도 10을 참조하여, 상기한 일련의 공정에 따르면 특정한 패턴과 피치를 갖는 메인 패턴 영역(A1)과 메인 패턴과 동일한 패턴과 동일한 피치를 갖지만 메인 광투 과부(112b)에 비해 좁은 간격을 갖는 팬텀 광투과부(114b)로 이루어진 팬텀 패턴 영역(B1)을 갖는 마스크(120)가 형성된다.
상기 메인 패턴 영역(A1)과 팬텀 패턴 영역(B1)을 구비한 마스크로 노광을 하게 되면, 도 11에 도시된 바와 같이, 예를 들어 빛의 강도가 0.2 인 경우를 패터닝이 가능한 임계값이라 할 때 메인 패턴 영역(A1)에서의 빛의 강도는 모두 임계값 이상이므로 온전한 패터닝이 가능하고 팬텀 패턴 영역(B1)에서의 빛의 강도는 모두 임계값 이하이므로 패터닝이 되지 않는다.
특히, 팬텀 패턴 영역이 형성되지 아니한 종래의 마스크로 노광한 빛의 강도를 도시한 도 2와 비교하여 볼 때, 종래 마스크의 에지부(α)는 빛의 강도가 임계값 근처에 해당되므로 온전한 패터닝이 되지 않는다. 이와 달리, 본 발명의 마스크로 노광하는 경우 메인 패턴과 동일 패턴 및 동일 피치의 팬텀 패턴 영역(B1)이 형성되어 있으므로 해서 메인 패턴 영역(A1)의 에지부(α')는 광근접효과(OPE)가 억제되어 빛의 강도가 임계값에 비해 충분히 커진다. 따라서, 메인 패턴 영역(A1) 전체에 걸쳐서 온전한 패터닝이 가능하게 되는 것이다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 메인 패턴 영역(A1)에 있어서 팬텀 패턴 영역과 경계를 이루는 에지부에서의 초점에 따른 빛의 최대 강도값의 변화량(Ⅱ)은 에지부로 둘러싸인 메인부에서의 초점에 따른 빛의 최대 강도값의 변화량(Ⅰ)과 별 다름이 없다. 따라서, 에지부에서의 초점 마진(focus margin)이 향상되었음을 알 수 있다.
(제2실시예)
도 13을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 마스크의 제조방법은 제1실시예와 마찬가지로 먼저 투명성 기판(200)을 준비한 다음, 준비된 투명성 기판(200) 상에 광차단 물질막(210)을 형성한다. 여기에서의 투명성 기판(200)도 메인(main) 패턴 영역(A2)과 팬텀(fantom) 패턴 영역(B2)으로 구분될 수 있다.
도 14를 참조하여, 광차단 물질막(210)을 패터닝하여 메인 광차단막(212a)과 메인 광투과부(212b)로 이루어지고 메인 패턴 영역(A2)과, 메인 패턴 영역(A2)과 동일한 피치와 동일한 패턴 형태를 지니는 팬텀 광차단막(214a)과 팬텀 광투과부(214b)를 가지는 팬텀 패턴 영역(B2)을 형성한다. 여기서, 서로 동일한 값을 갖는 메인 패턴 영역(A2)의 피치(PA2)와 팬텀 패턴 영역(B2)의 피치(P B2)는 패턴 설계에 따라 달라질 것이다.
도 15를 참조하여, 팬텀 패턴 영역(B2)의 팬텀 광투과부(214b)에 해당하는 투명성 기판(200)을 에칭(etching) 공정 등을 통해 소정의 깊이로 제거한다. 소정의 깊이로 투명성 기판(200)이 제거되어 트렌치 형태를 갖는 팬텀 광투과부(214c) 측벽으로 빛이 산란하게 된다. 이러한 측벽 산란되는 빛의 영향으로 메인 광투과부(212b)를 통과하는 빛의 강도에 비해 팬텀 광투과부(214c)를 통과하는 빛의 강도는 낮아지게 된다. 여기서, 팬텀 광투과부(214c)를 통과하는 빛의 강도가 패터닝을 위한 빛의 임계 강도값보다 충분히 낮도록 하기에 충분한 깊이를 가지도록 에칭 공정을 진행한다. 깊이 설정을 위하여 다음과 같은 식을 적용할 수 있을 것이다.
d = λ/2(n-1)
여기서, d는 식각 깊이, λ는 빛의 파장, n은 마스크 기판의 굴절률이다.
상술한 일련의 공정을 진행하게 되면 메인 광차단막(212a)과 메인 광투광부(212b)로 이루어진 메인 패턴 영역(A2)과, 메인 패턴 영역과 동일한 피치와 동일한 패턴 형태를 지니는 팬텀 광차단막(214a)과 측벽 산란이 일어나는 팬텀 광투광부(214c)로 이루어진 팬텀 패턴 영역(B2)이 투명성 기판(200) 상에 형성된 마스크(220)가 형성된다.
여기서, 팬턴 패턴 영역(B2)에서의 측벽 산란은 상술한 제1실시예의 언더싸이징과 동일 유사한 작용을 한다. 따라서, 제2실시예의 마스크로 노광하는 경우는 제1실시예의 마스크로 노광하는 경우와 유사한 패터닝과 초점 마진을 얻는다.
(제3실시예)
도 16을 참조하여, 본 발명의 제3실시예에 따른 마스크의 제조방법은 제1실 시예와 마찬가지로 먼저 투명성 기판(300)을 준비한 다음 광차단 물질막(310)을 형성한다. 여기에서의 투명성 기판(200)도 메인(main) 패턴 영역(A3)과 팬텀(fantom) 패턴 영역(B3)으로 구분될 수 있다.
도 17을 참조하여, 광차단 물질막(310)을 패터닝하여 메인 광차단막(312a)과 메인 광투광부(312b)로 이루어진 메인 패턴 영역(A3)을 형성한다. 메인 패턴의 구체적인 형태와 피치(PA3)는 반도체 웨이퍼 상에 형성하고자 하는 패턴에 따라 달라질 것이다.
한편, 메인 패턴 영역(A3) 형성과 더불어 메인 패턴의 주변부에는 팬텀 광차단막(314a)과 팬텀 광투과부(314b)로 이루어진 팬텀 패턴 영역(B3)을 형성한다. 이때, 팬텀 패턴의 피치(PB3)는 메인 패턴의 피치(PA3)와 동일하게 형성한다. 그러나, 팬텀 광투과부(314b)는 메인 광투광부(312b)에 비해 언더싸이징(under sizing), 즉 좁은 간격을 갖도록 형성한다. 팬텀 광투과부(314b)는 패터닝하기에 적합한 빛의 강도, 적어도 패터닝을 할 수 있는 빛의 임계 강도값에 미치지 아니하도록 하는 간격을 가지도록 형성한다. 그리하여, 메인 광투과부(312b)를 투과하는 빛의 강도로는 패터닝이 가능하지만 팬텀 광투과부(314b)를 통과하는 빛의 강도로는 패터닝이 되지 않도록 한다. 그 구체적인 간격은 패턴 설계에 따라 달라질 것이다.
도 18을 참조하여, 팬텀 패턴 영역(B3)의 팬텀 광투과부(314b)에 해당하는 투명성 기판(300)을 에칭(etching) 공정 등을 통해 측벽 산란이 일어날 수 있는 소 정의 깊이로 제거한다.
측벽 산란되는 빛의 영향으로 메인 광투과부(312b)를 통과하는 빛의 강도에 비해 팬텀 광투과부(314c)를 통과하는 빛의 강도는 낮아지게 된다. 여기서, 팬텀 광투과부(314c)를 통과하는 빛의 강도가 패터닝을 위한 빛의 임계 강도값보다 충분히 낮도록 하기에 충분한 깊이를 가지도록 에칭 공정을 진행한다. 여기에서의 깊이 설정은 상술한 식을 적용할 수 있을 것이다.
상술한 일련의 공정을 진행하면, 메인 패턴 영역(A3)과 메인 패턴과 동일한 패턴과 동일한 피치를 갖지만 메인 광투과부(312b)에 비해 좁은 간격을 가지며 측벽 산란이 일어나는 팬텀 광투과부(314b)로 이루어진 팬텀 패턴 영역(B3)을 갖는 마스크(320)가 형성된다.
상술한 제3실시예에 따른 마스크로 노광을 하게 되면 팬텀 광투과부(314c)의 좁은 간격과 측벽 산란으로 인해 매인 패턴의 온전한 패터닝과 메인 패턴의 블록 에지부의 초점 마진이 향상된다.
한편, 본 발명의 팬텀 패턴은 바이너리 마스크(binary mask), 하프톤형 위상변이 마스크(attenuated PSM), 크롬리스 마스크(CLM) 등 포토리소그래피 공정에 사용되는 각종의 마스크에 적용이 가능하다. 또한, 본 발명은 파지티브(positive) 타입 포토리소그래피 공정에 쓰이는 모든 마스크 뿐만 아니라 네가티브(negative) 타입 포토리소그래피 공정에 사용되는 모든 마스크에도 적용될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 에지부 패턴의 빛의 강도 변화가 작아져 초점 마진이 향상되는 효과가 있다. 또한, 에지부 패턴에 대한 웨이퍼 패터닝 관점에서도 종래보다 시뮬레이션 등의 결과에 대한 예측이 용이해져 마스크의 교정을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (18)

  1. 투명성 기판;
    상기 투명성 기판 상에 형성되어 있으며 메인 광차단막과 상기 메인 광차단막 사이의 메인 광투과부로 이루어진 메인 패턴 영역; 및
    상기 투명성 기판 상에 형성되어 있으며 팬텀 광차단막과 상기 팬텀광차단막 사이의 팬텀 광투과부로 이루어진 팬텀 패턴 영역을 포함하되,
    상기 팬텀 광차단막은 상기 메인 광차단막과 동일한 패턴 형태를 지니며,
    상기 메인 패턴 영역의 피치와 상기 팬텀 패턴 영역의 피치는 동일하며,
    상기 팬텀 광투과부의 폭은 상기 메인 광투과부의 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 마스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인 광차단막과 팬텀 광차단막 중에서 어느 하나 또는 모두는 크롬, 크롬을 포함하는 물질, 몰리브덴, 몰리브덴을 포함하는 물질 및 폴리머로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 마스크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투명성 기판은 석영으로 이루어진 것을 특징으로 하는 마스크.
  4. 투명성 기판;
    상기 투명성 기판 상에 형성되어 있으며 메인 광차단막과 상기 메인 광차단막 사이의 메인 광투과부로 이루어진 메인 패턴 영역; 및
    상기 투명성 기판 상에 형성되어 있으며 팬텀 광차단막과 상기 팬텀광차단막 사이의 팬텀 광투과부로 이루어진 팬텀 패턴 영역을 포함하되,
    상기 팬텀 광차단막은 상기 메인 광차단막과 동일한 패턴 형태를 지니며,
    상기 메인 패턴 영역의 피치와 상기 팬텀 패턴 영역의 피치는 동일하며,
    상기 팬텀 광투과부의 수평면은 상기 메인 광투과부의 수평면보다 낮은 것을 특징으로 하는 하는 마스크.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 메인 광차단막과 팬텀 광차단막 중에서 어느 하나 또는 모두는 크롬, 크롬을 포함하는 물질, 몰리브덴, 몰리브덴을 포함하는 물질 및 폴리머로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 마스크.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 투명성 기판은 석영으로 이루어진 것을 특징으로 하는 마스크.
  7. 투명성 기판;
    상기 투명성 기판 상에 형성되어 있으며 메인 광차단막과 상기 메인 광차단막 사이의 메인 광투과부로 이루어진 메인 패턴 영역; 및
    상기 투명성 기판 상에 형성되어 있으며 팬텀 광차단막과 상기 팬텀광차단막 사이의 팬텀 광투과부로 이루어진 팬텀 패턴 영역을 포함하되,
    상기 팬텀 광차단막은 상기 메인 광차단막과 동일한 패턴 형태를 지니며,
    상기 메인 패턴 영역의 피치와 상기 팬텀 패턴 영역의 피치는 동일하며,
    상기 팬텀 광투과부의 폭은 상기 메인 광투과부의 폭보다 좁으며,
    상기 팬텀 광투과부의 수평면은 상기 메인 광투과부의 수평면보다 낮은 것을 특징으로 하는 마스크.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 메인 광차단막과 팬텀 광차단막 중에서 어느 하나 또는 모두는 크롬, 크롬을 포함하는 물질, 몰리브덴, 몰리브덴을 포함하는 물질 및 폴리머로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 마스크.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 투명성 기판은 석영으로 이루어진 것을 특징으로 하는 마스크.
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JPH05241319A (ja) 1992-01-22 1993-09-21 Nec Corp 半導体集積回路用レチクル
KR100190116B1 (ko) 1997-01-17 1999-06-01 윤종용 무 크롬 위상반전마스크 및 그 제조방법
JP2002131886A (ja) * 2000-10-27 2002-05-09 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法
KR100594223B1 (ko) * 2000-11-10 2006-07-03 삼성전자주식회사 두장의 교번 위상 반전 마스크를 이용한 패턴 형성 방법
JP2002202585A (ja) * 2000-12-27 2002-07-19 Hitachi Ltd フォトマスクの製造方法および半導体集積回路装置の製造方法
US7217503B2 (en) * 2001-04-24 2007-05-15 Canon Kabushiki Kaisha Exposure method and apparatus
KR20030001985A (ko) 2001-06-28 2003-01-08 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자 제조용 노광 마스크
US7107573B2 (en) * 2002-04-23 2006-09-12 Canon Kabushiki Kaisha Method for setting mask pattern and illumination condition
US6887627B2 (en) * 2002-04-26 2005-05-03 Macronix International Co., Ltd. Method of fabricating phase shift mask

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