KR100573048B1 - 포토마스크 - Google Patents

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KR100573048B1
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아키오 미사카
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

투과성기판(2) 상에 형성되는 마스크패턴은, 투광부(4)를 기준으로 하여 노광광을 동위상으로 투과시키는 반차광부(3)와, 투광부(4)를 기준으로 하여 노광광을 반대위상으로 투과시키는 위상시프터(5)로 구성된다. 반차광부(3)는, 노광광을 부분적으로 투과시키는 투과율을 갖는다. 위상시프터(5)는, 그 투과광에 의해 투광부(4) 및 반차광부(3)를 투과한 광의 일부분을 소거시킬 수 있는 위치에 배치된다.
투과성기판, 투광부, 반차광부, 위상시프터

Description

포토마스크{PHOTO MASK}
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 관한 윤곽강조법을 이용한 포토마스크의 평면도.
도 2의 (a)~(g)는 본 발명의 윤곽강조법 원리를 설명하기 위한 도.
도 3의 (a)~(f)는 본 발명의 윤곽강조법에서의 위상시프터 크기 한계를 설명하기 위한 도.
도 4의 (a)~(d)는 본 발명의 윤곽강조법에서의 위상시프터 크기 한계를 설명하기 위한 도.
도 5의 (a)~(f)는 본 발명의 윤곽강조 마스크에 대해 여러 광원위치에서 노광을 실시하여 고립패턴을 형성하는 경우에 광 강도분포의 콘트라스트 변화를 설명하기 위한 도.
도 6의 (a)~(f)는 본 발명의 윤곽강조 마스크에 대해 여러 광원위치에서 노광을 실시하여 밀집패턴을 형성하는 경우에 광 강도분포의 콘트라스트 변화를 설명하기 위한 도.
도 7의 (a)~(e)는 본 발명의 윤곽강조 마스크에 의한 DOF 개선효과를 설명하기 위한 도.
도 8의 (a)~(f)는 본 발명의 윤곽강조 마스크에서 반차광부의 투과율에 대한 콘트라스트 및 DOF 의존성을 설명하기 위한 도.
도 9의 (a)~(f)는 콘택트패턴과 대응하는 개구부가 형성된, 본 발명의 윤곽강조 마스크에서의, 반차광부와 위상시프터로 구성되는 차광성 마스크패턴의 변형을 나타내는 도.
도 10은 도 9의 (b)에 나타내는 본 발명의 윤곽강조 마스크의 마스크패턴을 기본구조로 하여, 콘택트패턴과 대응하는 개구부가 밀집 배치된 본 발명의 윤곽강조 마스크의 평면도.
도 11의 (a) 및 (b)는, 본 발명의 윤곽강조 마스크에서 개구부의 크기에 대한 DOF 의존성을 설명하기 위한 도.
도 12는 본 발명의 제 1 실시 예에 관한 중심선 강조법을 이용한 포토마스크의 평면도.
도 13의 (a)~(c)는 본 발명의 중심선 강조법 원리를 설명하기 위한 도.
도 14의 (a) 및 (b)는, 본 발명의 이미지 강조 마스크에서의 위상시프터 형상의 변형을 나타내는 도.
도 15의 (a)~(c)는 위상시프터가 될 개구부의 크기가 각각 다른, 복수의 본 발명의 이미지 강조 마스크를 이용하여, 여러 가지 노광광 입사방향으로부터의 노광을 실시한 경우의 DOF특성을 모의실험으로 계산한 결과도.
도 16의 (a) 및 (b)는, 본 발명의 이미지 강조 마스크에서 마스크패턴을 구성하는 차광부로서 반차광부를 이용하는 것의 이점을 설명하기 위한 도.
도 17은 본 발명의 제 3 실시 예에 관한 마스크데이터 작성방법의 흐름도.
도 18의 (a)~(d)는 본 발명의 제 3 실시 예에 관한 마스크데이터 작성방법을 이용하여 스페이스패턴 형성용 마스크패턴을 형성하는 경우의 각 공정도.
도 19의 (a)~(d)는 본 발명의 제 3 실시 예에 관한 마스크데이터 작성방법을 이용하여 스페이스패턴 형성용 마스크패턴을 형성하는 경우의 각 공정도.
도 20의 (a)~(d)는 본 발명의 제 3 실시 예에 관한 마스크데이터 작성방법을 이용하여 라인패턴 형성용 마스크패턴을 형성하는 경우의 각 공정도.
도 21의 (a)~(c)는 본 발명의 제 3 실시 예에 관한 마스크데이터 작성방법을 이용하여 라인패턴 형성용 마스크패턴을 형성하는 경우의 각 공정도.
도 22는 본 발명의 제 3 실시 예에 관한 마스크데이터 작성방법에서 마스크패턴의 선폭에 따른 위상시프터의 삽입방법을 나타내는 도.
도 23은 본 발명의 제 4 실시 예에 관한 포토마스크의 평면도.
도 24의 (a)~(f)는 각각 도 23의 AA'선 단면도.
도 25의 (a)~(d)는 본 발명의 제 5 실시 예에 관한 패턴형성방법의 각 공정을 나타내는 단면도.
도 26의 (a)~(e)는 본 발명의 제 6 실시 예에 관한 마스크데이터 작성방법에 있어서의 라인 단부에 대한 변형보상방법을 설명하기 위한 도.
도 27의 (a)~(f)는 본 발명의 제 6 실시 예에 관한 마스크데이터 작성방법에 있어서의 코너부에 대한 변형보상방법을 설명하기 위한 도.
도 28의 (a)는 종래의 패턴형성방법에 있어서 형성대상이 되는 원하는 패턴 레이아웃의 일례를 나타내는 도이며, 도 28의 (b) 및 도 28의 (c)는 각각 도 28의 (a)에 나타내는 패턴을 형성하기 위해 이용되는, 종래의 2 장의 포토마스크 평면도.
도 29의 (a)~(g)는 종래의 하프톤 위상시프터 마스크에 의한 패턴형성방법의 원리를 설명하기 위한 도.
도 30의 (a)는 통상의 노광광원 형상을 나타내는 도이며, 도 30의 (b)는 띠고리 노광광원의 형상을 나타내는 도이고, 도 30의 (c)는 4중극 노광광원의 형상을 나타내는 도.
본 발명은, 반도체 집적회로장치의 제조에 이용되는 포토마스크에 관한 것이다.
최근, 반도체를 이용하여 실현하는 대규모 집적회로장치(이하, LSI로 칭함)의 고집적화를 위해, 회로패턴의 미세화가 점점 더 필요해지고 있다. 그 결과, 회로를 구성하는 배선패턴의 세선화, 또는 절연층을 개재하고 다층화된 배선끼리를 연결하는 콘택트 홀 패턴(이하, 콘택트패턴이라 칭함)의 미세화가 매우 중요해졌다.
이하, 종래의 노광시스템에 의한 배선패턴의 세선화 및 콘택트패턴의 미세화에 대해, 포지티브형 레지스트프로세스를 이용하여 설명한다. 여기서 라인패턴이란, 레지스트막에서 노광광에 의해 감광되지 않는 부분, 즉 현상 후에 잔존하는 레 지스트 부분(레지스트 패턴)이다. 또 스페이스패턴이란, 레지스트막에서 노광광으로 감광되는 부분, 즉 현상에 의해 레지스트가 제거되어 이루어지는 개구부분(레지스트 제거 패턴)이다. 또한 콘택트패턴이란, 레지스트막에서 현상에 의해 홀 형상으로 제거되는 부분이며, 스페이스패턴 중 특히 미소인 것이라 생각하면 된다. 여기서 포지티브형 레지스트 프로세스 대신 네거티브형 레지스트 프로세스를 이용할 경우, 전술한 라인패턴 및 스페이스패턴 각각의 정의를 바꾸면 된다.
<제 1 종래예>
종래의 세선패턴 형성방법으로서, 마스크패턴에 의해 발생하는 광 강도 분포의 콘트라스트를 위상시프터로 강조시켜 미세폭의 라인패턴을 형성하는 방법이 제안되었다(예를 들어 H.Y. Liu 외, Proc. SPIE, Vol.3334, P. 2(1998)).
이하 위상시프터를 이용한 종래의 라인패턴 형성방법에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 28의 (a)는 형성대상이 될 원하는 패턴(레지스트패턴) 배치의 일례를 나타낸다. 도 28의 (a)에 나타내는 바와 같이, 패턴(800)은 소정크기 이하의 부분패턴(800a)을 갖는다.
도 28의 (b) 및 도 28의 (c)에 나타내는 패턴을 형성하기 위해 이용될, 2 장의 종래 포토마스크 평면도를 나타낸다. 도 28의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제 1 포토마스크(810)에서는 투과성기판(811) 상에 완전 차광막(812)(노광광의 투과율이 거의 0%)이 형성된다. 또 완전 차광막(812)에, 투광부가 될 제 1 개구부(813) 및 위상시프터가 될 제 2 개구부(814)가, 부분패턴(800a)을 형성하기 위한 차광패턴 (812a)을 끼고 형성된다. 이 위상시프터가 될 제 2 개구부(814)는, 투광부가 될 제 1 개구부(813)를 기준으로 180도의 위상차가 생기도록 노광광을 투과시킨다. 또 도 28의 (c)에 나타내는 바와 같이 제 2 포토마스크(820)에서는, 투과성기판(821) 상에 제 1 포토마스크(810)의 차광패턴(812a)과의 조합에 의해, 원하는 패턴(800)(도 28의 (a) 참조)을 형성하기 위한 차광패턴(822)이 형성된다.
도 28의 (b) 및 도 28의 (c)에 나타내는 2 장의 포토마스크를 이용한 패턴형성방법은 다음과 같다. 우선 제 1 포토마스크(810)를 이용하여, 포지티브형 레지스트로 이루어지는 레지스트막이 도포된 기판에 노광을 실시한다. 그 후, 도 28의 (a)에 나타내는 패턴(800)이 형성되도록 제 2 포토마스크(820)의 위치조정을 하고 나서, 제 2 포토마스크(820)를 이용하여 노광을 실시한다. 그 다음 레지스트막을 현상함으로써, 도 28의 (a)에 나타내는 바와 같은 레지스트패턴을 형성할 수 있다. 이 때, 제 1 포토마스크(810)만을 이용한 노광만으로는 잔존해버리는 여분의 패턴(패턴(800) 이외의 다른 패턴)을, 제 2 포토마스크(820)를 이용한 노광으로써 제거할 수 있다. 그 결과, 제 2 포토마스크(820)만을 이용한 노광으로는 형성할 수 없는 미소폭의 부분패턴(800a)을 형성할 수 있다.
이 방법에 있어서, 투광부와 위상시프터가, 소정 크기 이하의 완전차광막으로 이루어지는 패턴(즉 차광패턴)을 끼고 배치된 경우, 투광부(개구부) 및 위상시프터 각각을 투과하여 차광패턴의 뒤쪽으로 회절된 광이 서로 부딪쳐 상쇄되므로, 차광패턴의 차광성을 향상시킬 수 있어, 소정 크기 이하의 라인패턴을 형성할 수 있다.
<제 2 종래예>
종래의 미소 콘택트패턴 형성방법으로서, 하프톤 위상시프트 마스크를 이용한 방법이 제안되었다. 이 하프톤 위상시프트 마스크에 있어서는, 콘택트패턴과 대응하는 투광부(위상시프터 중 개구부)가 형성된다. 또 차광부로서, 노광광에 대해 저투과율(3~6% 정도)을 가지면서 개구부를 투과하는 광을 기준으로 180도의 반대위상으로 광을 투과시키는 위상시프터가 배치된다.
이하, 하프톤 위상시프트 마스크에 의한 패턴형성방법의 원리에 대해 도 29의 (a)~(g)를 참조하면서 설명한다.
도 29의 (a)는, 마스크 표면에 형성된, 완전차광부가 될 크롬막에 콘택트패턴과 대응하는 개구부가 형성되어 이루어지는 포토마스크의 평면도이며, 도 29의 (b)는 29의 (a)에 나타내는 포토마스크를 투과하여 피노광재료 상에서의 선분 AA'와 대응하는 위치에 전사되는 광의 진폭강도를 나타낸다. 도 29의 (c)는 마스크 표면에 형성된 위상시프터에 콘택트패턴과 대응하는 크롬막이 완전차광부로서 형성되어 이루어지는 포토마스크의 평면도이며, 도 29의 (d)는, 도 29의 (c)에 나타내는 포토마스크를 투과하여 피노광재료 상에서의 선분 AA'와 대응하는 위치에 전사되는 광의 진폭강도를 나타낸다. 도 29의 (e)는 마스크 표면에 형성된, 차광부가 될 위상시프터에, 콘택트패턴과 대응하는 개구부가 형성되어 이루어지는 포토마스크(즉 하프톤 위상시프트 마스크)의 평면도이고, 도 29의 (f) 및 도 29의 (g)는 각각, 도 29의 (e)에 나타내는 포토마스크를 투과하여 피노광재료 상에서의 선분 AA'와 대응하는 위치에 전사되는 광의 진폭강도 및 광 강도를 나타낸다.
도 29의 (b), 도 29의 (d) 및 도 29의 (f)에 나타내는 바와 같이, 도 29의 (e)에 나타내는 하프톤 위상시프트 마스크를 투과한 광의 진폭 강도는, 도 29의 (a) 및 도 29의 (c) 각각에 나타내는 포토마스크를 투과한 광의 진폭 강도의 합이 된다. 즉 29의 (e)에 나타내는 하프톤 위상시프트 마스크에서는, 차광부가 될 위상시프터는 노광광의 일부를 투과시키는 것뿐만 아니라, 이 위상시프터를 투과하는 광에, 개구부를 통과하는 광을 기준으로 180도의 위상차를 부여하도록 형성된다. 때문에 도 29의 (b) 및 도 29의 (d)에 나타내는 바와 같이, 위상시프터를 투과하는 광은 개구부를 투과하는 광에 대해 반대 위상의 진폭강도분포를 가지므로, 도 29의 (b)에 나타내는 진폭강도분포와 도 29의 (d)에 나타내는 진폭강도분포를 합성하면, 도 29의 (f)에 나타내는 바와 같이, 위상변화에 의해 진폭강도가 0이 되는 위상경계가 발생한다. 그 결과, 도 29의 (g)에 나타내는 바와 같이, 위상경계가 되는 개구부의 끝(이하 위상단이라 칭함)에서는 진폭강도의 2 제곱으로 표시되는 광 강도도 0이 되어 강한 암부가 형성된다. 따라서 도 29의 (e)에 나타내는 하프톤 위상시프트 마스크를 투과한 광의 상에서는, 개구부 주변에서 매우 강한 콘트라스트가 실현되므로, 미소 콘트라스트패턴을 형성할 수 있다.
여기서 본 명세서에 있어서 노광에 사용하는 노광광원에 대해 설명한다. 도 30의 (a)~(c)는, 종래부터 이용되어온 노광광원의 형상을 나타내는 도이다. 도 30의 (a)에 나타내는 바와 같은 통상 노광광원에 대해, 경사입사 노광광원이란, 포토마스크의 광원중심과 대응하는 부분에 수직으로 입사하는 광 성분이 제거된, 도 30의 (b) 또는 도 30의 (c)에 나타내는 바와 같은 광원을 의미한다. 대표적인 경사입 사 노광광원으로서, 도 30의 (b)에 나타내는 띠고리 노광광원, 및 도 30의 (c)에 나타내는 4중극 노광광원이 있다. 목적 패턴에 약간 의존하지만, 일반적으로 띠고리 노광광원보다 4 중극 노광광원 쪽이 콘트라스트의 강조 또는 초점심도(DOF)의 확대에 있어서 효과적이다.
그러나 제 1 종래예와 같은 패턴형성방법에서는, 하기와 같은 과제가 있다.
(1) 투광부와 위상시프터 사이에 차광패턴을 개재시킴으로써 차광패턴과 대응하는 차광 상의 콘트라스트를 향상시키기 위해서는, 투광부와 위상시프터가 소정 크기 이하의 간격으로 인접해야만 한다. 한편 포토마스크 상에서 투광부와 위상시프터가 차광패턴을 사이에 개재하지 않고 배치된 경우에는, 투광부와 위상시프터의 경계에 대응한 차광 상이 형성돼버린다. 때문에 도 28의 (b)에 나타내는 바와 같은 제 1 포토마스크만으로 임의의 형상 패턴을 형성할 수 없으므로, 통상의 LSI패턴 레이아웃 등과 같이 복잡한 형상을 갖는 패턴을 작성하기 위해서는, 도 28의 (b)에 나타내는 바와 같은 제 1 포토마스크와 더불어, 도 28의 (c)에 나타내는 바와 같은 제 2 포토마스크를 이용한 노광이 필수적으로 된다. 그 결과 마스크비용이 증대함과 동시에, 리소그래피에 있어서의 공정 수 증가에 기인하여 처리능력비(through put)가 저하되거나 또는 제조원가가 증대한다.
(2) 형성대상이 될 원하는 패턴(레지스트패턴)이 복잡한 패턴형상(예를 들어 소정크기 이하의 T자형)일 경우, 차광패턴 전체를 서로 반대위상으로 되는 투광부와 위상시프터 사이에만 형성할 수 없으므로, 예를 들어 T자형 차광패턴의 차광성 을 향상시킬 수가 없다. 따라서 위상시프터의 효과를 이용할 수 있는 패턴레이아웃은 제한된다.
또 제 2 종래예와 같은 패턴형성방법에서는, 하기와 같은 과제가 있다.
(3) 하프톤 위상시프트 마스크로는, 고립 배치된 고립 콘택트패턴의 형성과 조밀하게 배치된 밀집 콘택트패턴의 형성을 동일 노광원을 이용한 노광으로 동시이자 만족할 수 있는 완성도로 실시하기가 어렵다. 마찬가지로, 고립 배치된 고립 라인패턴의 형성과 조밀하게 배치된 밀집 라인패턴의 형성을 동일 노광원을 이용한 노광으로 동시이자 만족할만한 완성도로 실시하기도 어렵다. 즉 고립 콘택트패턴을 형성할 경우, 마스크에 대해 수직으로 입사하는 수직입사성분만의 조명을 실시하기 위한 간섭도 0.5 이하 정도의 작은 광원(도 30의 (a) 참조)을 이용하여 수직입사노광을 실행함으로써, 콘트라스트 향상 및 높은 초점심도를 실현할 수 있다. 그러나 수직입사노광에 의해 밀집 콘택트패턴을 형성하고자 하면, 콘트라스트 및 초점심도가 현저히 악화된다. 한편, 밀집 콘택트패턴을 형성할 경우, 마스크에 대해 경사지게 입사하는 경사입사성분만의 조명을 실시하기 위한 광원, 예를 들어 수직입사성분(광원중심으로부터의 조명성분)을 제거한 띠고리조명을 실시하기 위한 광원(도 30의 (b) 참조)을 이용하여 경사입사노광을 실시함으로써 콘트라스트 향상 및 높은 초점심도를 실현할 수 있다. 그러나 경사입사노광에 의해 고립 콘택트패턴을 형성하고자 하면, 콘트라스트 및 초점심도가 현저히 악화된다.
(4) 하프톤 위상시프트 마스크로는, 고립 스페이스패턴 형성과 고립 라인패턴 형성을 동시이자 만족할만한 완성도로 실시하기가 어렵다. 즉 고립 스페이스패 턴을 형성할 경우, 수직입사노광을 실시함으로써 콘트라스트 향상 및 높은 초점심도를 실현할 수 있다. 그러나 수직입사노광에 의해 고립 라인패턴을 형성하고자 하면, 콘트라스트 및 초점심도가 현저히 악화된다. 한편, 고립 라인패턴을 형성할 경우, 경사입사노광을 실시함으로써 콘트라스트 향상 및 높은 초점심도를 실현할 수 있다. 그러나 경사입사노광에 의해 고립 스페이스패턴을 형성하고자 하면, 콘트라스트 및 초점심도가 현저히 악화된다. 이와 같이, 하프톤 위상시프트 마스크를 이용할 경우, 고립 스페이스패턴(고립 콘택트패턴도 포함)에 대한 최적 조명조건과, 밀집 스페이스패턴(밀집 콘택트패턴도 포함) 또는 고립 라인패턴에 대한 최적 조명조건은 상반관계에 있다. 때문에 동일 조명조건에 의해 고립 스페이스패턴 형성과, 고립 라인패턴 형성 또는 밀집 스페이스패턴 형성을 동시이자 최적의 완성도로 실시하기가 어렵다.
상기에 감안하여 본 발명은, 패턴 형상 또는 밀집 정도에 의존하는 일 없이, 동일 노광조건으로 미세패턴을 형성할 수 있는 포토마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 노광광에 대하여 투과성을 갖는 투과성 기판의 주면에, 반차광부와 위상시프터를 갖는 마스크패턴과, 상기 마스크패턴이 형성되어 있지 않은 투광부가 형성된 포토마스크로, 상기 반차광부는 상기 노광광을 부분적으로 투과시키는 투과율을 갖는 동시에 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 동위상으로 투과시키고, 상기 위상시프터는 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 반대 위상으로 투과시키며, 상기 마스크패턴은 상기 투광부를 둘러싸도록 형성되어 있고, 상기 위상시프터는 상기 투광부의 주변에 링 형상으로 형성되어 있으며, 상기 위상시프터의 링 외주의 윤곽은 상기 투광부의 윤곽과 서로 유사하게 되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 위상시프터는 상기 투광부에 접해서 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 위상시프터는 상기 투광부로부터 이격되어 형성되어 있고, 상기 투광부와 상기 위상시프터 사이에는 상기 반차광부의 일부분이 링 형상으로 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 과제를달성하기 위한 본 발명은, 노광광에 대하여 투과성을 갖는 투과성 기판의 주면에, 반차광부와 위상시프터를 갖는 마스크패턴과, 상기 마스크패턴이 형성되어 있지 않은 투광부가 형성된 포토마스크로, 상기 반차광부는 상기 노광광을 부분적으로 투과시키는 투과율을 갖는 동시에 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 동위상으로 투과시키고, 상기 위상시프터는 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 반대 위상으로 투과시키며, 상기 마스크패턴은 상기 투광부를 둘러싸도록 형성되어 있고, 상기 위상시프터는 상기 투광부의 주변에 형성된 복수의 위상시프터부로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 위상시프터는 상기 투광부의 각 변의 근방에 형성된 사각형 형상의 4개의 위상시프터부로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 포토마스크에서의 상기 각 위상시프터부는 상기 투광부에 접하도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 투광부는 사각형 형상으로 형성되어 있고, 상기 위상시프터는, 상기 투광부의 각 변과 동일 길이를 갖는 사각형 형상의 4개의 위상시프터부로 이루어지며, 상기 투광부의 각 변에 접하도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 투광부는 사각형 형상으로 형성되어 있고, 상기 위상시프터는, 상기 투광부의 각 변의 길이보다 짧은 사각형 형상의 4개의 위상시프터부로 이루어지며, 상기 투광부의 각 변에 접하도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 투광부의 각 변의 중앙과 상기 투광부의 각 변에 접해서 형성된 상기 각 위상시프터부의 중앙이 위치맞춤이 되어 있는 것이 바람직하다.
상기 각 위상시프터부는 상기 투광부로부터 이격되어 형성되어 있고, 상기 위상시프터와 상기 투광부의 사이에는 상기 반차광부의 일부분이 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 투광부는 사각형 형상으로 형성되어 있고, 상기 위상시프터는, 상기 투광부의 각 변의 길이보다 긴 사각형 형상의 4개의 위상시프터부로 이루어지며, 상기 투광부로부터 이격되어 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 위상시프터부는 상기 투광부의 대각선 상에서 모서리부가 서로 접하도록 형성되어 있고, 상기 위상시프터와 상기 투광부의 사이에는 상기 반차광부의 일부분이 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 투광부는 사각형 형상으로 형성되어 있고, 상기 위상시프터는, 상기 투광부의 각 변의 길이보다 짧은 사각형 형상의 4개의 위상시프터부로 이루어지며, 상기 투광부로부터 이격되어 형성되어 있고, 상기 위상시프터와 상기 투광부의 사 이에는 상기 반차광부의 일부분이 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 투광부는 제 1 투광부와 제 2 투광부를 가지며, 상기 마스크패턴은 상기 제 1 투광부 및 상기 제 2 투광부를 둘러싸도록 형성되어 있고, 상기 위상시프터는 상기 제 1 투광부와 상기 제 2 투광부 사이의 중앙부에 형성되어 있으며, 상기 반차광부는 상기 위상시프터의 양 측에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제 1 차광부와 상기 제 2 차광부의 간격은 (0.8 ×λ/NA)×M 이하인 것이 바람직하다(단, λ는 상기 노광광의 파장이고, NA 및 M은 각각 노광기의 축소투영광학계의 개구수 및 축소배율임).
상기 위상시프터의 폭은 (0.4 ×λ/NA)×M 이하인 것이 바람직하다.
상기 노광광에 대한 상기 반차광부의 투과율은 15% 이하인 것이 바람직하다.
상기 노광광에 대한 상기 반차광부의 투과율은 6% 이상, 15% 이하인 것이 바람직하다.
상기 반차광부는, 상기 투광부를 기준으로 상기 노광광을, (-30+360 ×n)도 이상, (30+360 ×n)도 이하(단 n은 정수)의 위상차로 투과시키는 동시에, 상기 위상시프터는, 상기 투광부를 기준으로 상기 노광광을, (150+360 ×n)도 이상, (210+360 ×n)도 이하(단 n은 정수)의 위상차로 투과시키는 것이 바람직하다.
상기 위상시프터는, 상기 마스크패턴에서의 상기 투광부와의 경계로부터 (0.8 ×λ/NA) ×M 이하의 부분에 배치되는 것이 바람직하다(단, λ는 상기 노광광의 파장이며, NA 및 M은 각각 노광기 축소투영광학계의 개구수 및 축소배율임).
상기 위상시프터의 폭은 (0.3 ×λ/NA) ×M 이하인 것이 바람직하다(단, λ 는 상기 노광광의 파장이며, NA 및 M은 각각 노광기 축소투영광학계의 개구수 및 축소배율임).
상기 투광부는 상기 투과성 기판의 표면을 노출시켜서 이루어지고, 상기 위상시프터는 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 반대 위상으로 투과시키는 제 1 위상시프터 막이 상기 투과성 기판 상에 형성되어서 이루어지며, 상기 반차광부는 상기 제 1 위상시프터 막과 상기 제 1 위상시프터 막을 기준으로 하여 상기 노광광을 반대 위상으로 투과시키는 제 2 위상시프터 막으로 이루어지는 적층막이 상기 투과성 기판 상에 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 투광부는 상기 투과성 기판의 표면을 노출시켜서 이루어지고, 상기 위상시프터는 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 반대 위상으로 투과시키도록 상기 투과성 기판을 소정의 두께만큼 내려서 단차를 두도록 하여 이루어지며, 상기 반차광부는 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 동위상으로 투과시키는 반차광 막이 상기 투과성 기판 상에 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 위상시프터는 상기 투과성 기판의 표면을 노출시켜서 이루어지고, 상기 투광부는 상기 위상시프터를 기준으로 하여 상기 노광광을 반대 위상으로 투과시키도록 상기 투과성 기판을 소정의 두께만큼 내려서 단차를 두도록 하여 이루어지며, 상기 반차광부는 상기 위상시프터를 기준으로 하여 상기 노광광을 반대 위상으로 투과시키는 위상시프터 막이 상기 투과성 기판 상에 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 투광부는 상기 투과성 기판의 표면을 노출시켜서 이루어지고, 상기 위 상시프터는 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 반대 위상으로 투과시키도록 상기 투과성 기판을 소정의 두께만큼 내려서 단차를 두도록 하여 이루어지며, 상기 반차광부는 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 동위상으로 투과시키는 박막화 된 차광 막이 상기 투과성 기판 상에 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 투광부는 상기 투과성 기판의 표면을 노출시켜서 이루어지고, 상기 반차광부는 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 동위상으로 투과시키는 반차광 막이 상기 투과성 기판 상에 형성되어 이루어지며, 상기 위상시프터는 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 반대 위상으로 투과시키도록 상기 투과성 기판 상에 형성된 반차광 막을 소정의 두께만큼 내려서 단차를 두도록 하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 투광부는 상기 투과성 기판의 표면을 노출시켜서 이루어지고, 상기 반차광부는 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 동위상으로 투과시키는 반차광 막이 상기 투과성 기판 상에 형성되어 이루어지며, 상기 위상시프터는 상기 반차광 막과 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 반대 위상으로 투과시키는 위상시프터 막으로 이루어지는 적층막이 상기 투과성 기판 상에 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
(제 1 실시 예)
우선 본 발명을 실현하는 데 있어서 본원 발명자가 고안한, 포토마스크에 의 한 해상도 향상방법, 구체적으로는 고립 스페이스패턴의 해상도를 향상시키기 위한 「윤곽강조법」을 이용한 포토마스크에 대해 설명하기로 한다.
도 1은, 본 발명의 제 1 실시 예에 관한 윤곽강조법을 이용한 포토마스크(이하 윤곽강조마스크로 칭함), 구체적으로는, 고립 콘택트패턴과 대응하는 투광부가 형성된 윤곽강조 마스크의 평면도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 윤곽강조 마스크(1)는, 노광광에 대해 투과성을 갖는 투과성기판(2)과, 투과성기판(2)의 주면에 형성되며 노광광을 부분적으로 투과시키는 투과율을 갖는 반차광부(3)와, 투과성기판(2) 주면에 반차광부(3)로 둘러싸이도록 형성되며 고립 콘택트패턴과 대응하는 투광부(개구부)(4)와, 투과성기판(2) 주면의 반차광부(3)와 투광부(4) 사이에 투광부(4)를 둘러싸도록 형성된 고리형의 위상시프터(5)를 구비한다. 윤곽강조 마스크(1)에서는, 투광부(4)를 기준으로 노광광을 동위상으로 투과시키는 반차광부(3), 투광부(4)를 기준으로 노광광을 반대위상으로 투과시키는 위상시프터(5)에 의해, 차광성을 갖는 마스크패턴이 구성된다.
여기서 본 명세서에서는, (-30+360 ×n)도 이상이며 (30+360 ×n)도 이하(단 n은 정수)의 위상차는 동위상으로 간주하며, (150+360 ×n)도 이상이며 (210+360 ×n)도 이하(단 n은 정수)의 위상차는 반대위상으로 간주한다.
또 노광광에 대한 반차광부(3)의 투과율은 15% 이하이며, 바람직하게는 6% 이상 15% 이하이다. 이와 같은 반차광부(3)의 재료로는, 예를 들어 Cr(크롬), Ta(탄탈), Zr(지르코늄) 혹은 Mo(몰리브덴) 등의 금속 또는 이들 금속의 합금으로 이 루어지는 박막(두께 50nm 이하)을 이용할 수 있다. 전술한 합금으로는 구체적으로, Ta-Cr합금, Zr-Si합금 또는 Mo-Si합금 등이 있다. 또한 반차광부(3) 두께를 크게 할 경우는, ZrSiO, Cr-Al-O, TaSiO 또는 MoSiO 등의 산화물을 함유하는 재료를 이용해도 된다.
또 노광광에 대한 위상시프터(5)의 투과율은, 반차광부(3)의 투과율보다 높으며 투광부(4)의 투과율과 동등 이하이다.
<윤곽강조법의 원리>
다음으로 본 실시 예에서 이용하는, 고립 스페이스패턴의 해상도를 향상시키기 위한 「윤곽강조법」에 대해, 포지티브형 레지스트 프로세스로 콘택트패턴을 형성하는 경우를 예로 설명한다. 여기서 「윤곽강조법」은, 포지티브형 레지스트 프로세스에 있어서의 미소 스페이스패턴이라면, 그 형상에 관계없이 동일하게 성립되는 원리이다. 또 「윤곽강조법」은, 네거티브형 레지스트 프로세스를 이용할 경우도, 포지티브형 레지스트 프로세스에 있어서의 미소 스페이스패턴(레지스트 제거 패턴)을 미소패턴(레지스트패턴)과 치환시켜 생각하면 동일하게 적용할 수 있다.
도 2의 (a)~(g)는 콘택트패턴 형성영역에서 광의 전사상을 강조하기 위한 원리를 설명하기 위한 도이다.
도 2의 (a)는 투과성기판 표면에 형성되며 노광광의 일부를 투과시키는 투과율을 갖는 반차광부에, 콘택트패턴과 대응하는 개구부가 형성되어 이루어지는 포토마스크 평면도이다. 또 도 2의 (b)는 도 2의 (a)에 나타내는 포토마스크를 투과시켜 피노광재료 상의 선분 AA'와 대응하는 위치에 전사되는 광의 진폭강도를 나타낸 다.
도 2의 (c)는 투과성기판 주면에 형성된 완전차광부에, 도 2의 (a)에 나타내는 개구부 주변영역과 대응하도록 고리형 위상시프터가 배치되어 이루어지는 포토마스크 평면도이다. 또 도 2의 (d)는 도 2의 (c)에 나타내는 포토마스크를 투과시켜 피노광재료 상의 선분 AA'와 대응하는 위치에 전사되는 광의 진폭강도를 나타낸다. 여기서 도 2의 (d)에 나타내는 광의 진폭강도는, 이 광이 위상시프터를 투과한 것이기 때문에, 도 2의 (b)에 나타내는 광의 진폭강도에 대해 반대위상의 관계에 있다.
도 2의 (e)는 본 실시 예에 관한 윤곽강조 마스크의 일례이며, 투광성기판 주면에 형성된 반차광부에, 도 2의 (a)에 나타내는 포토마스크와 마찬가지의 콘택트패턴과 대응하는 개구부가 형성되며 또 도 2의 (c)에 나타내는 포토마스크와 마찬가지의 고리형 위상시프터가 개구부 주변영역에 배치되어 이루어지는 포토마스크의 평면도이다. 또 도 2의 (f) 및 도 2의 (g)는 도 2의 (e)에 나타내는 포토마스크를 투과하여 피노광재료 상의 선분 AA'와 대응하는 위치에 전사되는 광의 진폭강도 및 광 강도(광의 진폭강도의 2제곱)를 나타낸다.
이하, 도 2의 (e)에 나타내는 윤곽강조 마스크를 투과한 광의 전사상이 강조되는 원리에 대해 설명한다. 도 2의 (e)에 나타내는 포토마스크의 구조는, 도 2 (a)의 반차광부와 도 2 (c)의 위상시프터를 투과성기판 상에서 중첩시킨 구조이다. 또 도 2의 (b), 도 2의 (d) 및 도 2의 (f)에 나타낸 바와 같이, 도 2의 (e)에 나타내는 포토마스크를 투과한 광의 진폭강도는, 도 2 (a) 및 도 2 (c)에 각각 나타낸 포토마스크를 투과한 광의 진폭강도를 중첩시킨 식의 분포가 된다. 여기서 도 2의 (f)에서 알 수 있는 바와 같이, 도 2의 (e)에 나타내는 포토마스크에서, 개구부 주변에 배치된 위상시프터를 투과한 광은, 개구부 및 반차광부를 투과한 광의 일부를 소거시킬 수 있다. 따라서 도 2의 (e)에 나타내는 포토마스크에서, 위상시프터를 투과하는 광의 강도를, 개구부를 둘러싼 윤곽부의 광이 소거되도록 조정하면, 도 2의 (g)에 나타내는 바와 같이 개구부 주변과 대응하는 광 강도가 거의 0에 가까운 값까지 감소된 광 강도분포의 형성이 가능해진다.
또 도 2의 (e)나타내는 포토마스크에서 위상시프터를 투과하는 광은, 개구부 주변의 광을 강하게 소거시키는 한편, 개구부 중앙 부근의 광을 약하게 소거시킨다. 그 결과 도 2의 (g)에 나타내는 바와 같이 도 2의 (e)에 나타내는 포토마스크를 투과한 광에 있어서의, 개구부로부터 그 주변부를 향해 변화하는 광 강도분포 프로파일의 기울기가 증대한다는 효과도 얻어진다. 따라서 도 2의 (e)에 나타내는 포토마스크를 투과한 광의 강도분포는, 날카로운 프로파일을 갖게 되므로 콘트라스트가 높은 광 강도의 상이 형성된다.
이상이 본 발명에서 광 강도의 상(이미지)을 강조하는 원리이다. 즉, 노광광의 일부를 투과시키는 투과율을 갖는 반차광부를 이용하여 형성된 마스크 개구부의 윤곽부를 따라 위상시프터를 배치함으로써, 도 2의 (a)에 나타내는 포토마스크에 의해 형성되는 광 강도의 상 중에, 개구부의 윤곽부와 대응하는 매우 강한 암부를 형성하기가 가능해진다. 이로써 개구부의 광 강도와 그 윤곽부의 광 강도 사이에서 콘트라스트가 강조된 광 강도분포를 형성할 수 있다. 본 명세서에서는, 이와 같은 원리에 의해 이미지 강조를 실행하는 방법을 「윤곽강조법」이라 칭함과 동시에, 이 원리를 실현하는 포토마스크를 「윤곽강조 마스크」라 칭한다.
여기서 본 발명의 기본원리인 윤곽강조법과, 종래의 하프톤 위상시프트 마스크에 의한 원리와의 차이에 대해 설명한다. 윤곽강조법의 원리에서 가장 중요한 것은, 반차광부 및 개구부를 투과하는 광의 일부가 위상시프터를 투과하는 광에 의해 소거되며, 이로써 광 강도분포 내의 암부를 형성하는 점이다. 즉 위상시프터가 마치 불투명패턴처럼 동작한다는 점이다. 때문에 도 2의 (f)에서 볼 수 있는 바와 같이, 윤곽강조 마스크를 투과한 광의 진폭강도에 있어서도, 같은 위상 쪽에서의 강도변화에 의해 암부가 형성된다. 그리고 이 상태일 때만 경사입사노광에 의해 콘트라스트를 향상시키기가 가능해진다.
한편 콘택트패턴과 대응하는 개구부를 갖는 종래의 하프톤 위상시프트 마스크를 노광했을 때의 광 강도분포에서도, 도 29의 (g)에 나타내는 바와 같이, 개구부 주변에 강한 암부가 형성된다. 그러나 종래의 하프톤 위상시프트 마스크를 노광했을 때의 광 진폭강도를 나타내는 도 29의 (f)와, 윤곽강조 마스크를 노광했을 때의 광 진폭강도를 나타내는 도 2의 (f)와 비교하면, 다음과 같은 차이가 확실하게 존재한다. 즉 도 29의 (f)에 나타내는 바와 같이, 하프톤 위상시프트 마스크를 노광했을 경우의 진폭강도분포에서는 위상경계가 존재함과 동시에, 도 29의 (g)에 나타내는 바와 같이, 이 위상경계 즉 위상단(端)에 의해 광 강도분포의 암부가 발생하여 이미지 강조가 실현된다. 단 위상단에 의한 암부가 형성되어 콘트라스트의 강조효과를 얻기 위해서는, 포토마스크에 대해 수직으로 입사하는 광의 성분이 필요 해진다. 바꾸어 말하면, 경사입사노광으로는 위상경계가 발생해도 위상단에 의한 암부가 형성되지 않고, 그 결과 콘트라스트 강조효과는 얻을 수 없다. 이것이 하프톤 위상시프트 마스크에 대해 경사입사노광을 실행해도 콘트라스트 강조효과가 생기지 않는 이유이다. 따라서 하프톤 위상시프트 마스크에 대해서는, 간섭도가 낮은 작은 광원을 이용하여 노광을 실행해야 한다. 이에 반해 도 2의 (f)에 나타내는 바와 같이 윤곽강조 마스크를 노광한 경우의 진폭강도분포에서는 위상경계가 발생하지 않기 때문에, 경사입사노광 성분에 의해서도 미소의 고립 스페이스패턴 형성에 필요한 광의 전사상을 높은 콘트라스트로 형성할 수 있다.
<윤곽강조 마스크에서의 위상시프터 폭의 최적화>
다음에, 윤곽강조법에서, 경사입사 노광성분에 의해 높은 콘트라스트가 얻어지는 것을 상세히 나타내기 전에, 도 2의 (e)에 나타내는 바와 같은 윤곽강조 마스크 구조라도, 위상시프터의 폭이 지나치게 커지면 윤곽강조법의 효과를 얻을 수 없는 점을 설명해두기로 한다.
도 3의 (a)는 투과성기판 주면에 형성되며 또 노광광의 일부를 투과시키는 투과율을 갖는 반차광부에, 콘택트패턴과 대응하는 개구부와, 이 개구부를 둘러싸는 영역에 위치하는 작은 폭의 위상시프터가 배치되어 이루어지는 윤곽강조 마스크의 평면도이다. 또 도 3의 (b)는 도 3의 (a)에 나타내는 윤곽강조 마스크에 대해 간섭도 σ＝0.4의 작은 광원을 이용하여 노광을 실시한 경우의 선분 AA'와 대응하는 광 강도분포의 계산결과를 나타내며, 도 3의 (c)는 도 3의 (a)에 나타내는 윤곽강조 마스크에 대해 띠고리조명을 이용하여 노광을 실시한 경우의 선분 AA'와 대응 하는 광 강도분포의 계산결과를 나타낸다.
또 도 3의 (d)는 투과성기판 주면에 형성되며 노광광의 일부를 투과시키는 투과율을 갖는 반차광부에, 콘택트패턴과 대응하는 개구부와, 이 개구부를 둘러싸는 영역에 위치하는 큰 폭의 위상시프터가 배치되어 이루어지는 윤곽강조 마스크의 평면도이다. 또 도 3의 (e)는 도 3의 (d)에 나타내는 윤곽강조 마스크에 대해 간섭도 σ＝0.4의 작은 광원을 이용하여 노광을 실시한 경우의 선분 AA'와 대응하는 광 강도분포의 계산결과를 나타내며, 도 3의 (f)는 도 3의 (d)에 나타내는 윤곽강조 마스크에 대해 띠고리조명을 이용하여 노광을 실시한 경우의 선분 AA'와 대응하는 광 강도분포의 계산결과를 나타낸다.
여기서 도 3의 (d)에 나타내는 윤곽강조 마스크의 위상시프터 폭은, 윤곽강조법의 원리가 성립되지 않을 정도로 지나치게 크게 설정된 것으로 한다. 구체적으로는, 도 3의 (a) 및 도 3의 (d)에 나타내는 개구부 크기는 모두 사방 220nm이며, 도 3의 (a)에 나타내는 위상시프터의 폭은 60nm이고, 도 3의 (d)에 나타내는 위상시프터 폭은 150nm이다. 또 띠고리조명으로는, 도 30의 (b)에 나타내는 바와 같은 띠고리 노광광원, 구체적으로는 외경 σ＝0.75, 내경 σ＝0.5의 2/3띠고리라 불리는 것을 이용한다. 또 노광조건으로는, 광원파장 λ＝193nm(ArF 광원), 개구 수 NA＝0.6을 이용한다. 또한 위상시프터의 투과율은 6%이다. 여기서 이하의 설명에서는, 특별한 명기가 없는 한, 노광광의 광 강도를 1로 했을 때의 상대 광 강도로, 광 강도를 나타낸다.
도 3의 (b) 및 (c)에 나타내는 바와 같이, 윤곽강조법의 원리가 성립되는 도 3의 (a)에 나타내는 윤곽강조 마스크를 이용할 경우, 위상시프터의 불투명화 작용에 의한 암부는 광원의 종류에 상관없이 나타남과 동시에 광 강도분포에서의 콘트라스트는 띠고리조명에 의해 보다 높은 값이 얻어졌다.
한편, 위상시프터가 지나치게 큰 도 3의 (d)에 나타내는 윤곽강조 마스크를 이용할 경우, 위상시프터를 투과하는 광이 지나치게 강해지기 때문에, 진폭강도분포에 있어서 반대위상의 강도분포가 형성돼버린다. 이와 같은 상황에서는, 하프톤 위상시프터 마스크와 마찬가지 원리가 작용한다. 그 결과 도 3의 (e) 및 (f)에 나타낸 바와 같이, 작은 광원에 의한 노광을 실시했을 때의 광 강도분포에서는 위상단에 의한 암부가 형성되어 콘트라스트 강조효과가 나타나는 한편, 경사입사노광을 실시했을 때의 광 강도분포에서는 위상단에 의한 암부가 형성되지 않으므로 콘트라스트가 매우 나쁜 상이 형성된다.
즉 윤곽강조법을 실현하기 위해서는, 마스크구조에 있어서, 반차광부로 둘러싸인 개구부 주변에 위상시프터가 배치될 뿐만 아니라, 그 위상시프터 내를 투과하는 광이 제한될 필요가 있다. 후자 쪽은, 원리적인 메커니즘에 따르면, 위상시프터를 투과하는 광이 반차광부 및 개구부를 투과하는 광을 소거시키는 이상의 강도를 가지며, 또 그 진폭강도분포에서 일정한 크기 이상의 반대위상 강도분포가 형성되지 않는 것을 의미한다.
실제로 위상시프터를 투과하는 광을 제한하기 위해, 위상시프터의 투과율에 따라 그 폭에 조건(구체적으로는 상한)을 설정하는 방법을 이용할 수 있다. 이하, 그 조건에 대해, 위상시프터를 투과하는 광에 따라 위상시프터 주변으로부터의 광 을 소거시키기 위한 조건을 고찰한 결과(도 4의 (a)~(d) 참조)를 이용하여 설명한다.
도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 투과성기판 상에 투과율(T), 선폭(L)의 위상시프터가 배치된 포토마스크(위상시프트 마스크)를 이용한 노광에 있어서, 피노광재료 상에서의 마스크패턴 중심과 대응하는 위치에 발생하는 광 강도를 Ih(L, T)로 한다. 또 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 위상시프트 마스크의 위상시프터 대신 완전차광막이 배치된 포토마스크(차광마스크)를 이용한 노광에 있어서, 피노광재료 상의 마스크패턴 중심과 대응하는 위치에 발생하는 광 강도를 Ic(L)로 한다. 또한 도 4의 (c)에 나타내는 바와 같이, 위상시프트 마스크의 위상시프터 대신 통상의 투광부(개구부)가 배치되고 또 위상시프트 마스크의 투광부 대신 완전차광막으로 된 차광부가 배치된 포토마스크(투과마스크)를 이용한 노광에 있어서, 피노광재료 상의 마스크패턴 중심과 대응하는 위치에 발생하는 광 강도를 Io(L)로 한다.
도 4의 (d)는 도 4의 (a)에 나타내는 위상시프트 마스크를 이용한 노광에서 위상시프터의 투과율(T) 및 마스크패턴의 선폭(L)을 여러 가지로 변화시킨 경우의 광 강도(Ih(L, T)) 모의실험 결과를, 투과율(T) 및 선폭(L)을 각각 세로축 및 가로축에 취하여 광 강도의 등고선으로 표시한 양상을 나타낸다. 여기서 T＝Ic(L)/Io(L)의 관계를 나타내는 그래프를 중복시킨다. 또 모의실험 조건은, 노광광의 파장 λ＝0.193㎛(ArF 광원), 노광기의 투영광학계 개구 수 NA＝0.6, 노광광원의 간섭도 σ＝0.8(통상광원)이다.
도 4의 (d)에 나타내는 바와 같이, 광 강도(Ih(L, T))가 최소로 되는 조건은 T＝Ic(L)/Io(L)의 관계로 나타낼 수 있다. 이는 물리적으로, 위상시프터 내를 투과하는 광의 광 강도를 나타내는 T ×Io(L)과, 위상시프터 밖을 투과하는 광의 광 강도Ic(L)가 균형 잡힌 관계를 나타낸다. 따라서 위상시프터 내를 투과하는 광이 지나쳐 진폭 강도분포에서 반대위상의 진폭강도가 나타나는 위상시프터 폭(L)은 T ×Io(L)이 Ic(L)보다 커지는 폭(L)이라는 것이 된다.
또 광원종류에 따라 다소의 차이는 있지만, 투과율 1의 위상시프터 내를 투과하는 광이 위상시프터 밖을 투과하는 광과 균형잡힐 때의 폭(L)은 0.3 ×λ(광원파장)/NA(개구수) 정도(도 4의 (d)의 경우 100nm 정도)임이, 각종 모의실험 결과로부터 경험적으로 얻어졌다. 또한 도 4의 (d)에서 알 수 있는 바와 같이, 6% 이상의 투과율을 갖는 위상시프터 내를 광이 과잉 투과하는 것을 방지하기 위해서는, 투과율 1(100%)의 위상시프터의 경우에 비해 폭(L)을 2 배 이하로 할 필요가 있다. 즉 6% 이상의 투과율을 갖는 위상시프터 내를 광이 과잉 투과하는 것을 방지하기 위해서는, 위상시프터 폭(L)의 상한은 0.6 ×λ/NA 이하여야 한다.
이상의 고찰을 윤곽강조 마스크에 해당시키면, 윤곽강조 마스크에서는 위상시프터 밖을 투과하는 광으로서, 실질적으로 위상시프터 양쪽이 아닌 한쪽만을 고려하면 되므로, 윤곽강조 마스크의 위상시프터 폭(L) 상한은 상기의 고찰에 따른 상한의 절반으로 생각하면 된다. 따라서 윤곽강조 마스크에서의 위상시프터 폭(L) 상한은, 위상시프터 투과율이 6% 이상일 경우 0.3 ×λ/NA 이하이다. 단 이는 충분한 조건이 아니며, 위상시프터의 투과율이 6%보다 높아지면, 위상시프터 폭(L) 상 한을 0.3 ×λ/NA보다 작게 할 필요가 있다. 단 위상시프터의 폭(L)은, 위상시프터로서의 광학적인 작용이 얻어지는 0.1 ×λ/NA 이상인 것이 바람직하다.
또 본 명세서에서는, 특별한 사항이 없는 한, 위상시프터 폭 등의 여러 가지 마스크 크기를 피노광재료 상에서의 크기로 환산하여 나타내는 것으로 하는데, 마스크 실제크기는 환산크기에, 노광기 축소투영광학계의 축소배율(M)을 곱함으로써 간단히 구할 수 있다.
<윤곽강조 마스크와 경사입사노광의 조합에 따른 콘트라스트>
다음으로, 윤곽강조 마스크에서 경사입사노광에 의해 이미지 강조가 실현되는 것을, 윤곽강조 마스크에 대해 여러 가지 광원위치로부터 노광을 실시한 경우의 광 강도분포 콘트라스트 변화에 기초하여 상세히 설명한다.
도 5의 (a)는 윤곽강조 마스크 일례의 평면도이다. 여기서 반차광부의 투과율은 7.5%이며, 위상시프터 및 개구부 투과율은 100%이다. 또 개구부 크기(피노광 웨이퍼 상 환산)는 사방 200nm이며, 위상시프터 폭은 50nm이다.
도 5의 (c)는 도 5의 (a)에 나타내는 윤곽강조 마스크에 대해, 개구수(NA)로 규격화된 여러 가지 광원위치의 점광원으로 노광을 실시한 경우의 도 5 (a)의 선분 AA'와 대응하는 광 강도분포를 광학 모의실험으로 계산하고, 이 계산결과(예를 들어 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같은 광 강도분포)의 개구부 중앙에 상당하는 위치의 광 강도(Io)를 읽어들이고, 이 광 강도(Io)를 각 광원위치에 대해 플롯한 결과를 나타낸다. 여기서는, 광원파장(λ)이 193nm(ArF광원), 개구수(NA)가 0.6으로 광학계산에 의한 모의실험을 실시한 결과를 나타낸다. 또 이하의 설명에서는 특별한 명기가 없는 한, 광학모의실험에 있어서 파장 λ＝193nm(ArF광원), 개구수 NA＝0.6의 조건으로 계산하는 것으로 한다.
도 5의 (c)에 나타내는 바와 같이 개구부 중앙의 광 강도(Io)는 외측 광원위치(도 5의 (c)의 원점에서 먼 광원위치)의 점 광원으로 노광될수록 커진다. 즉 경사입사성분이 강한 광원으로 노광될수록, 콘트라스트가 강해지는 것을 알 수 있다. 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 도 5의 (d), 도 5의 (e) 및 도 5의 (f)는 도 5의 (c)에 나타내는 샘플 점 P1, P2 및 P3 각각에 점광원이 위치하는 경우의, 도 5 (a)의 선분 AA'과 대응하는 광 강도분포를 플롯한 것이다. 도 5의 (d), 도 5의 (e) 및 도 5의 (f)에 나타내는 바와 같이, 점광원의 위치가 외측으로 돼감에 따라, 바꾸어 말하면 큰 경사입사위치로 됨에 따라 높은 콘트라스트의 상이 형성된다.
이상의 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 윤곽강조 마스크는 종래의 하프톤 위상마스크에서는 실현할 수 없었던, 콘택트패턴 등의 미소한 고립 스페이스패턴 형성에서의 경사입사노광에 의한 광 강도분포의 콘트라스트 강조를 가능하게 할 수 있는 것이다.
다음으로, 밀집 콘택트패턴과 대응하는 복수의 개구부가 형성된 윤곽강조 마스크에 대해 여러 가지 광원위치에서 노광을 실시한 경우의, 광 강도분포 콘트라스트의 광원위치에 대한 의존성에 대해 설명한다.
도 6의 (a)는 복수의 개구부가 형성된 윤곽강조 마스크 일례의 평면도이다. 여기서 반차광부의 투과율은 7.5%이며, 위상시프터 및 개구부의 투과율은 100%이 다. 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 개구부가 위상시프터를 개재하고 밀집 배치된 윤곽강조 마스크에서는, 하나의 개구부 주변에 배치된 위상시프터가, 하나의 개구부와 인접하는 개구부 주변에 배치된 위상시프터와 결합된다. 또한 각 개구부의 크기(피노광웨이퍼 상 환산)는 사방 200nm이며, 각 개구부의 반복주기(피노광웨이퍼 상 환산)는 270nm이다. 따라서 위상시프터의 폭(피노광웨이퍼 상 환산)은 70nm이다.
도 6의 (c)는 도 6의 (a)에 나타내는 윤곽강조 마스크에 대해, 개구 수 NA로 규격화 된 여러 가지 광원위치의 점광원으로부터 노광을 실시한 경우의 도 6 (a)의 선분AA'와 대응하는 광 강도분포를 광학 모의실험으로 계산하고, 이 계산결과(예를 들어 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같은 광 강도분포)에서의 1 개 개구부 중앙에 상당하는 위치의 광 강도(Io)를 읽어들이고, 이 광 강도(Io)를 각 광원위치에 대해 플롯한 결과를 나타낸다.
도 6의 (c)에 나타내는 바와 같이, 각 광원위치에 대한 개구부 중앙의 광 강도(Io) 분포는 동심원상으로 변화하는 것이 아니고, 개구부의 반복주기에 의존하여 광 강도(Io) 분포형상이 변화하는 한편, 기본적으로 바깥쪽 광원위치에 가장 콘트라스트가 높은 영역이 존재한다. 도 6의 (c)에 나타내는 광 강도(Io) 분포의 경우, 도 30의 (c)에 나타내는 바와 같은 4중극 노광광원이라 불리는 마스크패턴의 배치방향에 대해 45도 방향의 경사위치로부터 입사하는 광에 의해 최고의 콘트라스트가 얻어진다. 도 6의 (d), 도 6의 (e) 및 도 6의 (f)는, 도 6의 (c)에 나타내는 샘플 점(P1, P2 및 P3) 각각에 점 광원이 위치하는 경우에 있어서, 도 6 (a)의 선분 AA' 와 대응하는 광 강도분포를 플롯한 것이다. 도 6의 (d), 도 6의 (e) 및 도 6의 (f)에 나타내는 바와 같이, 점 광원의 위치가 바깥쪽으로 됨에 따라, 바꾸어 말하면, 커다란 경사입사 광원위치로 됨에 따라 높은 콘트라스트의 상이 형성된다.
이상의 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 윤곽강조 마스크에 있어서는, 밀집 콘택트패턴을 형성할 경우에도 고립 콘택트패턴을 형성하는 경우와 마찬가지로, 각 광 강도분포의 상에 있어서 가장 높은 콘트라스트를 실현할 수 있는 것은 바깥쪽의 광원위치이다. 따라서 윤곽강조 마스크에 대해 경사입사노광을 실시함으로써, 고립 콘택트패턴과 밀집 콘택트패턴을 동시에, 광 강도분포에서의 콘트라스트를 강조하면서 형성 가능함을 알 수 있다.
<윤곽강조 마스크에 있어서의 초점심도>
다음에 윤곽강조 마스크에 의해 형성되는 광 강도분포에 있어서 초점심도(DOF)가 증가하는 것을 설명한다. 윤곽강조 마스크에서는, 반차광부를 이용함에 따른 DOF 증가효과, 및 위상시프터 보조에 의한 DOF 증가효과의 양쪽이 복합되어 비약적으로 DOF가 증가한다.
이하, 본 발명의 윤곽강조 마스크를 이용하여 콘택트패턴을 형성한 경우의 패턴 완성치수(CD: Critical Dimension)의 디포커스(초점 흐림) 의존성, 즉 DOF특성을 모의실험한 결과에 대해, 종래의 크롬마스크와 하프톤마스크 및 하프톤 위상시프트 마스크 각각을 이용한 경우와 비교하여 설명한다.
도 7의 (a)는 투과성기판 주면에 형성된 반차광부에, 콘택트패턴과 대응하는 개구부(폭 W)와, 이 개구부를 둘러싸는 영역에 위치하는 위상시프터(폭 d)가 배치 되어 구성되는 윤곽강조 마스크의 평면도이다. 또 도 7의 (b)는, 투과성기판 주면에 형성된 완전차광부가 될 크롬막에, 콘택트패턴과 대응하는 개구부(폭 W)가 형성되어 이루어지는 크롬마스크의 평면도이다. 또 도 7의 (c)는 투과성기판 주면에 형성된 반차광부에, 콘택트패턴과 대응하는 개구부(폭 W)가 형성되어 이루어지는 하프톤마스크의 평면도이다. 그리고 도 7의 (d)는 투과성기판 주면에 형성된, 차광부가 될 위상시프터에, 콘택트패턴과 대응하는 개구부(폭 W)가 형성되어 이루어지는 하프톤 위상시프트 마스크의 평면도이다. 여기서 폭(W) 및 폭(d) 등의 마스크 크기는, 도 7의 (a)~도 7의 (d)에 나타내는 각 마스크를 이용한 최상포커스(best focus) 상태의 노광으로써 형성되는 각 콘택트패턴의 크기가, 동일 노광량에서 동일해지도록(구체적으로는 0.12㎛) 조정된 것으로 한다.
도 7의 (e)는, 도 7의 (a)~도 7의 (d)에 나타내는 각 마스크를 이용한 노광의 DOF특성을 나타낸다. 여기서 광학 모의실험에서는 경사입사노광인 4중극 노광을 이용한다. 또 최상포커스 상태의 포커스위치를, 기준인 0㎛로 한다. 도 7의 (e)에 나타내는 바와 같이, 크롬마스크의 DOF특성에 비해 하프톤마스크의 DOF특성은 향상되었으며, 하프톤마스크의 DOF특성에 비해 윤곽강조 마스크의 DOF특성은 더욱 향상되었다. 또 하프톤 위상시프트 마스크의 DOF특성은 크롬마스크의 DOF특성보다 나쁘다.
이상의 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 윤곽강조 마스크의 DOF특성은, 종래의 크롬마스크, 하프톤마스크 및 하프톤 위상시프트 마스크 모두의 DOF특성보다 더욱 향상됐다.
<윤곽강조 마스크의 반차광부 투과율 의존성>
여기까지, 윤곽강조 마스크에 의해 콘트라스트 및 DOF가 향상되는 것을 설명해 왔는데, 다음으로 윤곽강조 마스크의 반차광부 투과율에 대한 콘트라스트 및 DOF 의존성에 대해 설명한다. 구체적으로는, 도 8의 (a)에 나타내는 윤곽강조 마스크를 이용한 패턴형성의, 각종 마진을 모의실험 한 결과(도 8의 (b)~도 8의 (f))에 기초하여 설명하기로 한다. 도 8의 (b)는, 노광을 실시했을 때에 형성되는 광 강도분포를 나타낸다. 도 8의 (b)에서는, 폭 100nm의 홀패턴을 형성하고자 할 경우에 정의되는 각종 마진에 관한 값도 도면 중에 도시한다. 구체적으로는, 임계강도(Ith)는 레지스트막이 감광하는 광 강도이며, 이 값에 대해 각종 마진이 정의된다. 예를 들어 Ip를 광 강도분포의 피크값으로 하면, Ip/Ith는 레지스트막을 감광시키는 감도에 비례하는 값이 되며, 이 값이 높을수록 바람직하다. 또 Ib를 반차광부를 투과하는 광의 배경(back ground)강도로 하면, Ith/Ib가 높을수록, 패턴형성 시에 레지스트막의 막 두께감소 등이 발생하지 않음을 의미하며, 이 값이 높을수록 바람직하다. 일반적으로 Ith/Ib값은 2 이상인 것을 바람직하게 본다. 이상의 점을 바탕으로 각 마진에 대해 설명한다.
도 8의 (c)는, 패턴형성 시의 반차광부 투과율에 대한 DOF 의존성에 대해 계산한 결과를 나타낸다. 여기서 DOF는, 패턴의 완성크기 변화가 10% 이내로 가능한 포커스위치의 폭으로서 정의한다. 도 8의 (c)에 나타내는 바와 같이, DOF 향상에는 반차광부의 투과율은 높을수록 바람직하다. 도 8의 (d)는, 패턴형성 시의 반차광부 투과율에 대한 피크값(Ip)에 대해 계산한 결과를 나타낸다. 도 8의 (d)에 나타내는 바와 같이, 피크값(Ip) 즉 콘트라스트 향상에도 반차광부의 투과율은 높을수록 바람직하다. 이상의 결과에서, 윤곽강조 마스크에 있어서, 반차광부의 투과율은 높을수록 바람직하며, 구체적으로는, 도 8의 (c) 및 (d)에 나타내는 바와 같이, 투과율이 0%에서 6% 정도까지 올라가는 사이에 마진 향상률이 커지며, 투과율이 6% 이상의 반차광부를 이용하는 것이 바람직함을 알 수 있다.
도 8의 (e)는 패턴형성 시의 반차광부 투과율에 대한 Ith/Ib에 대해 계산한 결과를 나타낸다. 도 8의 (e)에 나타내는 바와 같이, Ith/Ib는 반차광부의 투과율이 높을수록 낮아지며, Ith/Ib 향상에는 반차광부의 투과율이 지나치게 높아지면 바람직하지 못하다. 구체적으로는 반차광부의 투과율이 15% 정도에서 Ith/Ib는 2보다 작아져버린다. 또 도 8의 (f)는 패턴형성 시의 반차광부 투과율에 대한 Ip/Ith에 대해 계산한 결과를 나타낸다. 도 8의 (f)에 나타내는 바와 같이, 반차광부 투과율이 15% 정도에서 Ip/Ith는 피크를 갖는다.
이상 설명한 바와 같이, 윤곽강조 마스크에서 DOF 또는 콘트라스트는 반차광부의 투과율을 높일수록 향상하며, 그 효과는 반차광부 투과율이 6%를 초과하면 더욱 현저해진다. 한편, 패턴형성 시의 레지스트막의 막 두께감소방지, 또는 레지스트감도의 최적화 등의 관점에서는, 반차광부 투과율의 최대값은 15% 정도로 해두는 것이 바람직하다. 따라서 윤곽강조 마스크의 반차광부 투과율의 최적값은 6% 이상 15% 이하라고 할 수 있겠다.
<윤곽강조 마스크의 변형>
도 9의 (a)~(f)는, 콘택트패턴과 대응하는 개구부가 형성된 윤곽강조마스크 에서의, 반차광부와 위상시프터에 의해 구성되는 차광성 마스크패턴의 변형을 나타내는 평면도이다.
도 9의 (a)에 나타내는 윤곽강조 마스크(1a)는, 도 1에 나타내는 윤곽강조 마스크와 동일한 구성을 갖는다. 즉 노광광에 대해 투과성을 갖는 투과성기판(2a)과, 투과성기판(2a) 상에 형성된 반차광부(3a)와, 반차광부(3a)를 개구시켜 형성되며 또 고립 콘택트패턴과 대응하는 개구부(4a)와, 반차광부(3a)와 개구부(4a) 사이에 개구부(4a)를 둘러싸도록 형성된 고리형상의 위상시프터(5a)를 구비한다.
도 9의 (b)에 나타내는 윤곽강조 마스크(1b)는, 노광광에 대해 투과성을 갖는 투과성기판(2b)과, 투과성기판(2b) 상에 형성된 반차광부(3b)와, 반차광부(3b)를 개구시켜 형성되며 고립 콘택트패턴과 대응하는 개구부(4b)와, 개구부(4b)의 각 변과 동일한 길이를 갖는 사각형의 4 개의 위상시프터부로 구성되며 또 개구부(4b) 각 변에 접하도록 형성된 위상시프터(5b)를 구비한다. 이 윤곽강조 마스크(1b)는, 고립패턴형성에서 윤곽강조 마스크(1b)와 거의 동일한 특성을 갖는다. 그런데, 이 윤곽강조 마스크(1b)의 마스크패턴(반차광부(3b)와 위상시프터(5b)로 구성되는)을 기본구조로 하여, 콘택트패턴과 대응하는 개구부를 밀집 배치한 경우에는, 보다 유효한 효과가 얻어진다. 도 10은, 도 9의 (b)에 나타내는 윤곽강조 마스크(1b)의 마스크패턴을 기본구조로 하여, 콘택트패턴과 대응하는 개구부가 밀집 배치된 윤곽강조 마스크의 평면도이다. 도 10에 나타내는 윤곽강조 마스크에 있어서는, 각 개구부와 접하는 위상시프터끼리의 결합은 2 방향 이하밖에 발생하지 않으므로, 위상시프터끼리의 결합부에서 위상시프터를 투과하는 반대위상의 광이 과잉으로 되는 사 태를 방지할 수 있다. 이로써 윤곽강조 마스크의 개구부와 대응하는 장소 이외의 다른 장소에, 광 강도의 피크(즉 사이드로브)가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 즉 대각부분을 제외한 개구부 주위가 위상시프터에 의해 둘러싸인 윤곽강조 마스크(도 9의 (b) 또는 도 10에 나타내는 윤곽강조 마스크)를 이용할 경우, 개구부가 고립상태이던 밀집상태이던 윤곽강조법의 원리가 성립된다.
도 9의 (c)에 나타내는 윤곽강조 마스크(1c)는, 노광광에 대해 투과성을 갖는 투과성기판(2c)과, 투과성기판(2c) 상에 형성된 반차광부(3c)와, 반차광부(3c)를 개구시켜 형성되며 고립 콘택트패턴과 대응하는 개구부(4c)와, 개구부(4c) 각 변의 길이보다 짧은 길이를 갖는 사각형의 4 개의 위상시프터부로 구성되며 또 개구부(4c) 각 변의 중앙과 각 위상시프터부의 중앙이 위치조정된 상태로 개구부(4c) 각 변에 접하도록 형성된 위상시프터(5c)를 구비한다. 이 윤곽강조 마스크(1c)에서는 개구부(4c)의 폭(크기)을 고정시키고 위상시프터(5c)의 각 위상시프터부 길이를 변경함으로써, 노광 후에 형성되는 레지스트패턴의 치수조정을 할 수 있다. 예를 들어 위상시프터(5c)의 각 위상시프터부 길이를 짧게 할수록, 레지스트패턴의 크기는 커진다. 여기서 윤곽강조 작용을 유지하기 위해 위상시프터(5c)의 각 위상시프터부 길이를 변경할 수 있는 하한은, 광원(노광광)파장의 절반 정도까지로 한정되는 한편, 마스크크기 변경량의 절반 정도밖에 패턴크기가 변화하지 않으므로, 위상시프터부의 길이를 조정하는 것은 패턴크기 조정방법으로서 매우 우수한 방법이다.
도 9의 (d)에 나타내는 윤곽강조 마스크(1d)는, 노광광에 대해 투과성을 갖는 투과성기판(2d)과, 투과성기판(2d) 상에 형성된 반차광부(3d)와, 반차광부(3d) 를 개구시켜 형성되며 고립 콘택트패턴과 대응하는 개구부(4d)와, 반차광부(3d)와 개구부(4d) 경계로부터 소정 크기만큼 반차광부(3d) 쪽으로 들어간 위치에 형성된 고리형상의 위상시프터(5d)를 구비한다. 이 위상시프터(5d)는, 반차광부(3d)를 고리형상으로 개구시킴으로써 형성되며, 위상시프터(5d)와 개구부(4d) 사이에는 고리형상의 반차광부(3d)가 개재한다.
도 9의 (e)에 나타내는 윤곽강조 마스크(1e)는, 노광광에 대해 투과성을 갖는 투과성기판(2e)과, 투과성기판(2e) 상에 형성된 반차광부(3e)와, 반차광부(3e)를 개구시켜 형성되며 고립 콘택트패턴과 대응하는 개구부(4e)와, 반차광부(3e)와 개구부(4e) 경계로부터 소정 크기만큼 반차광부(3e) 쪽으로 들어간 위치에 형성된 위상시프터(5e)를 구비한다. 위상시프터(5d)는, 개구부(4e) 각 변의 길이보다 긴 사각형을 각각 가지며 또 개구부(4e)의 대각선상에서 서로의 각부가 접하는 4 개의 위상시프터부로 구성된다. 여기서 위상시프터(5d)와 개구부(4e) 사이에는, 고리형상의 반차광부(3e)가 개재된다. 윤곽강조 마스크(1e)에서는, 위상시프터(5e)의 크기 및 배치를 고정시키고 개구부(4e) 폭(크기)만을 변경함으로써, 노광 후에 형성되는 레지스트패턴의 치수조정을 할 수 있다. 예를 들어 개구부(4e)의 폭을 크게 함에 따라 레지스트패턴의 치수도 커진다. 이 개구부 폭만을 변경하는 패턴치수 조정방법에 의하면, 개구부 및 위상시프터 양쪽을 동시에 스케일링하여 패턴치수의 조정을 행하는 방법에 비해, MEEF(Mask Error Enhancement Factor: 마스크치수 변화량에 대한 패턴치수 변화량의 비)를 절반 정도까지 저감할 수 있다.
도 9의 (f)에 나타내는 윤곽강조 마스크(1f)는, 노광광에 대해 투광성을 갖 는 투과성기판(2f)과, 투과성기판(2f) 상에 형성된 반차광부(3f)와, 반차광부(3f)를 개구시켜 형성되며 고립 콘택트패턴과 대응하는 개구부(4f)와, 반차광부(3f)와 개구부(4f) 경계로부터 소정 크기만큼 반차광부(3f) 쪽으로 들어간 위치에 형성된 위상시프터(5f)를 구비한다. 위상시프터(5f)는, 개구부(4f) 각 변의 길이와 동일 길이의 사각형을 각각 가지며 또 개구부(4f)의 각 변과 대향하는 4 개의 위상시프터부로 구성된다. 여기서 위상시프터(5f)의 각 위상시프터부 길이는, 개구부(4f) 각 변의 길이보다 길어도 되고 짧아도 된다. 윤곽강조 마스크(1f)에 의하면, 도 9의 (c)에 나타내는 윤곽강조 마스크(1c)와 마찬가지로 레지스트패턴의 크기조정을 할 수 있다.
그리고, 도 9의 (d)~(f)에 나타내는 윤곽강조 마스크에 있어서, 개구부와 위상시프터 사이의 반차광부 폭은, 위상시프터에 의한 광의 간섭효과를 일으킬 수 있는 크기, 즉 λ/NA(λ는 노광광의 파장, NA는 개구수)의 1/10 이하인 것이 바람직하다. 또 도 9의 (a)~(f)에 나타내는 윤곽강조 마스크에 있어서, 개구부의 형상으로 정방형을 이용하지만, 예를 들어 8 각형과 같은 다각형 또는 원형 등이라도 된다. 또 위상시프터의 형상도, 연속된 고리형상 또는 복수 개의 장방형에 한정되지 않는다. 예를 들어 복수 개의 정방형 위상시프터부를 나열함으로써 위상시프터를 형성해도 된다.
다음으로, 윤곽강조 마스크에서의 개구부와 위상시프터의 위치관계에 대한, DOF 향상특성의 의존성에 대해 설명한다. 도 11의 (a)는 개구부 크기(개구폭)와 DOF의 관계를 구하기 위한 모의실험에 이용한 윤곽강조 마스크의 구조를 나타내는 평면도이며, 도 11의 (b)는, 개구폭에 대한 DOF 의존성 모의실험 결과를 나타내는 도이다. 구체적으로는, 도 11의 (a)에 나타내는 윤곽강조 마스크는, 투과성기판 주면을 피복하는 반차광부에, 폭 W의 개구부와, 이 개구부의 외주상에 위치하는 폭 d의 고리형상 위상시프터가 배치된 구조로서 일반화되어 정의된 것이다. 또 도 11의 (b)는, 도 11의 (a)에 나타내는 윤곽강조 마스크에서 d를 50nm로 고정시키고 또 W를 170~280nm 범위에서 변화시켰을 때의 DOF특성을 모의실험 한 결과를 나타낸다. 여기서 모의실험의 노광조건은, λ가 193nm, NA가 0.6, 사용광원은 띠고리 노광광원이다.
도 11의 (b)에 나타내는 바와 같이, 개구부 폭(W)이 0.8 ×λ/NA 이하의 값일 경우, 위상시프터에 의한 간섭효과가 얻어지므로 DOF가 양호한 값이 된다. 특히, 개구부 폭(W)이 0.6 ×λ/NA 이하의 값일 경우, DOF 향상효과가 현저하게 나타난다. 따라서 개구부와 반차광부의 경계에 위상시프터가 배치된 위치관계가, DOF특성 향상을 위해 가장 우수한 위치관계(정확하게는 윤곽강조 마스크의 개구부와 위상시프터의 위치관계)이다. 즉 윤곽강조 마스크에서는 위상시프터의 간섭작용이 개구부 중심에 이름에 따른 특별한 DOF특성 향상 효과가 있으며, 이 효과가 확실하게 얻어지는 개구부 폭(W), 즉 위상시프터의 간섭작용이 강하게 발생하는 개구부 폭(W)은 0.8 ×λ/NA 이하이다.
이상과 같이, 도 9의 (a)~(f)에 나타내는 마스크패턴의 형상 중, DOF특성 최적화의 관점에서는, 반차광부와 개구부의 경계에 위상시프터가 배치된 도 9의 (a)~(c)에 나타내는 마스크패턴 형상이 바람직하다. 한편, MEEF를 억제하면서 패턴 치수 조정을 실현하는 데는, 위상시프터가 개구부와의 경계로부터 소정 크기만큼 반차광부 쪽으로 들어간 위치에 배치된 도 9의 (d)~(f)에 에 나타내는 마스크패턴 형상이 바람직하다.
그리고, 본 실시 예에서는, 콘택트패턴이 될 스페이스패턴을 형성할 경우를 대상으로 설명해왔지만, 이 대신 콘택트패턴 이외의 다른 스페이스패턴을 형성하는 경우에도 마찬가지 효과를 얻을 수 있다.
또 본 실시 예에서는, 차광성 마스크패턴이 개구부(투광부)를 둘러싸는 윤곽강조 마스크를 이용하여 스페이스패턴을 형성하는 경우를 대상으로 설명해왔다. 그러나 이 대신, 차광성 마스크패턴이 개구부(투광부)에 의해 둘러싸이는 윤곽강조 마스크를 이용하여 라인패턴을 형성하는 경우에도, 예를 들어 라인형 반차광부의 주변영역, 즉 마스크패턴의 투광부 근방영역에 위상시프터를 배치함으로써, 마찬가지 효과를 얻을 수 있다. 이 경우도, DOF특성의 최적화 관점에서는, 반차광부와 투광부의 경계에 위상시프터가 배치된 마스크패턴 형상을 채용하는 것이 바람직하다. 한편 MEEF를 억제하면서 패턴크기 조정을 실현하는 데는, 위상시프터가 개구부와의 경계로부터 소정 크기만큼 반차광부 쪽으로 배치된 마스크패턴 형상을 채용하는 것이 바람직하다.
(제 2 실시 예)
다음으로, 본 발명을 실현하는 데 본원 발명자가 고안한, 포토마스크에 의한 해상도 향상방법, 구체적으로는 고립라인패턴의 해상도를 향상시키기 위한 「중심선강조법」을 이용한 포토마스크에 대해 설명한다.
도 12는, 본 발명의 제 2 실시 예에 관한 중심선강조법을 이용한 포토마스크(이하 이미지강조 마스크라 칭함), 구체적으로는 고립라인패턴을 형성하기 위한 이미지강조 마스크의 평면도이다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 이미지강조 마스크(6)는, 노광광에 대해 투과성을 가진 투과성기판(7)과, 투과성기판(7)에 형성되며 노광광의 일부분을 투과시키는 투과율을 가지며 또 고립라인패턴과 대응하는 반차광부(8)와, 반차광부(8) 내부의 개구부에 배치된 위상시프터(9)를 구비한다. 이미지강조 마스크(6)에서는, 투광부(7)를 기준으로 하여 노광광을 동위상으로 투과시키는 반차광부(8)와, 투광부(7)를 기준으로 하여 노광광을 반대위상으로 투과시키는 위상시프터(9)에 의해, 차광성을 갖는 마스크패턴이 구성된다.
또 노광광에 대한 반차광부(8)의 투과율은 15% 이하이며, 바람직하게는 6% 이상 15% 이하이다. 이와 같은 반차광부(8)의 재료로는, 예를 들어 Cr, Ta, Zr 혹은 Mo 등의 금속 또는 이들 금속의 합금으로 된 박막(두께 50nm 이하)을 이용할 수 있다. 전술한 합금으로는, 구체적으로 Ta-Cr합금, Zr-Si합금 또는 Mo-Si합금 등이 있다. 또한 반차광부(8)의 두께를 크게 하고 싶을 경우에는, ZrSiO, Cr-Al-O, TaSiO, 또는 MoSiO 등의 산화물을 함유하는 재료를 이용해도 된다.
또한 노광광에 대한 위상시프터(9)의 투과율은, 반차광부(8)의 투과율보다 높으며 투광부(투과성기판(7)의 마스크패턴이 형성되지 않은 부분)의 투과율과 동등 이하이다.
<중심선강조법의 원리>
다음으로, 고립라인패턴의 해상도를 향상시키기 위한 「중심선강조법」에 대해, 포지티브형 레지스트 프로세스에 의해 미소한 라인패턴을 형성하는 경우를 예로 설명한다. 「중심선강조법」에 있어서도, 「윤곽강조법」과 마찬가지로, 기본적인 원리는, 위상시프터의 불투명작용에 의해 광 강도분포에서의 암부를 형성하여 콘트라스트를 향상시키는 것이다.
우선, 라인형의 마스크패턴을 구성하는 반차광부 내부에 위상시프터를 배치함에 따른 효과에 대해 도 13의 (a)~(c)를 참조하면서 설명한다.
도 13의 (a)는, 폭 L의 라인형 마스크패턴을 구성하는 반차광부(투과율 Tc) 내부에 폭 S의 위상시프터(투과율 Ts)가 배치된 이미지강조 마스크의 평면도와, 이 이미지강조 마스크를 투과하여 선분 AA'와 대응하는 위치에 전사되는 광의 광 강도를 함께 나타낸다. 여기서 마스크패턴 중심과 대응하는 광 강도를 Ie로 나타낸다. 도 13의 (b)는 폭 L의 반차광부(투과율 Tc)로 이루어지는 반차광패턴이 배치된 마스크의 평면도와, 이 마스크를 투과하여 선분 AA'와 대응하는 위치에 전사되는 광의 광 강도를 함께 나타낸다. 여기서 반차광패턴 중심과 대응하는 광 강도를 Ic(L)로 한다. 그리고 도 13의 (a) 및 (b)에 나타내는 반차광부는, 투광부를 기준으로 동위상의 광을 투과시키는 것이다. 도 13의 (c)는, 마스크 표면을 피복하는 완전차광부에 폭 S의 위상시프터(투과율 Ts)로 이루어지는 위상시프트패턴이 배치된 마스크의 평면도와, 이 마스크를 투과하여 선분 AA'와 대응하는 위치에 전사되는 광의 광 강도를 함께 나타낸다. 여기서 위상시프트패턴 중심과 대응하는 광 강도를 Io(S)로 한다.
도 13의 (a)에 나타내는 이미지강조 마스크는, 도 13의 (b) 및 (c) 각각에 나타내는 마스크 구조를 중첩시킨 것이다. 때문에 Ic(L)과 Io(S)가 균형잡힌 L과 S의 관계에서 Ie(L, S)를 최소화할 수 있으며, 이로써 도 13의 (a)에 나타내는 이미지강조 마스크에 의한 콘트라스트 강조를 실현할 수 있다. 즉 라인형 마스크패턴을 구성하는 반차광부의 내부에 위상시프터를 배치함으로써, 광 강도분포의 콘트라스트, 구체적으로는 마스크패턴 중심의 콘트라스트를 중심선강조법의 원리에 의해 강조할 수 있다.
그런데, 전술한 광 강도(Io(S))를 발생시키기 위한 이미지강조 마스크의 위상시프터(반차광부에 형성된 개구영역)의 형상은, 반차광부 형상과 대응시킬 필요는 없다. 도 14의 (a) 및 도 14의 (b)는, 이미지강조 마스크에서 위상시프터의 다른 형상을 나타내는 평면도이다. 구체적으로는 도 14의 (a) 및 도 14의 (b)는, 라인형 마스크패턴을 구성하는 반차광부 내에 배치된 위상시프터를 나타내며, 도 14의 (a)에 나타내는 위상시프터는 2 개의 장방형 패턴으로 구성되고, 도 14의 (b)에 나타내는 위상시프터는 5 개의 정방형 패턴으로 구성된다. 도 14의 (a) 및 도 14의 (b)에 나타내는 위상시프터가 배치된 이미지강조 마스크에 의해서도, 도 12에 나타내는 이미지강조 마스크와 마찬가지 효과를 얻을 수 있다. 따라서 이미지강조 마스크의 위상시프터 형상을, 반차광부 내에 넣을 수 있는 범위 내에서, 장방형, 정방형, 원 또는 다각형 등 임의의 형상으로 설정할 수 있다. 그 이유는, 미세한 개구부는 그곳을 통과하는 광의 강도가 동일하다면, 개구부 형상에 상관없이 모두 동일한 광학적 작용을 하기 때문이다.
<이미지강조 마스크에서의 DOF특성>
본원 발명자는, 이미지강조 마스크와 경사입사노광 조합의 유효성을 명확히 하기 위해, 위상시프터가 될 개구부의 크기가 각각 다른 복수의 이미지강조 마스크를 이용하여, 여러 가지 노광광 입사 방향으로부터의 노광을 실시한 경우의 DOF(초점 심도)특성을 모의실험에 의해 계산해보았다. 도 15의 (a)~(c)는 그 결과를 나타내며, 도 15의 (a)는 노광광 입사방향이 광원좌표(라인형 마스크패턴의 폭방향 및 길이방향으로 각각 x축 및 y축을 취한 좌표)의 중심방향으로부터의 수직입사일 경우의 모의실험 결과를 나타내고, 도 15의 (b)는 노광광 입사방향이 광원좌표의 x축 방향 및 y축 방향으로부터의 경사입사일 경우의 모의실험 결과를 나타내며, 도 15의 (c)는 노광광 입사방향이 광원좌표의 45도 방향(x축 방향 또는 y축 방향과 45도 각도를 이루는 방향)으로부터의 경사입사일 경우의 모의실험 결과를 나타낸다. 여기서, 이미지강조 마스크로서, 각 노광광 입사방향에 대해 차광성이 최대가 되도록 조정된 개구부 폭(이하 최적 개구부 폭이라 칭함)을 갖는 이미지강조 마스크와, 최적 개구부 폭보다 작은 개구부 폭을 갖는 이미지강조 마스크와, 최적 개구부 폭보다 큰 개구부 폭을 갖는 이미지강조 마스크를 이용했다. 또 비교를 위해, 이미지강조 마스크의 마스크패턴 대신 동일한 외형 형상을 갖는 완전차광패턴이 배치된 포토마스크(완전차광 마스크)를 이용한 경우의 DOF특성에 대해서도 모의실험에 의해 계산해보았다. 여기서 DOF특성은, 최상포커스 시에 각 마스크패턴과 대응하여 형성되는 패턴(레지스트패턴)의 크기가 0.12㎛로 되도록 노광에너지를 설정했을 때, 디포커스에 의해 패턴크기가 어떻게 변화하는가를 기준으로 하여 평가된다. 또 도 15 의 (a)~(c)에 있어서, L은 마스크패턴 폭, S는 개구부 폭을 나타내며, 포커스위치(가로축) 0이 최상포커스 위치와 대응한다.
도 15의 (a)에 나타내는 바와 같이, 노광광 입사방향이 광원좌표의 중심방향으로부터의 입사방향일 경우, 이미지강조 마스크의 개구부 폭을 크게 함에 따라 DOF특성은 열화되며, 완전차광 마스크를 이용했을 때(L＝0.12㎛, S＝0㎛)(이하, L/S＝0.12/0㎛로 생략)의 DOF특성이 가장 우수하다. 한편, 도 15의 (b)에 나타내는 바와 같이 노광광 입사방향이 광원좌표의 x축 방향 또는 y방향으로부터의 경사입사일 경우, DOF특성은 이미지강조 마스크의 개구부 폭에 의존하지 않으며, 이미지강조 마스크를 이용할 경우(L/S＝0.13/0㎛)도 동일한 DOF특성이다. 그러나 도 15의 (c)에 나타내는 바와 같이, 노광광 입사방향이 광원좌표의 45도 방향으로부터의 경사입사일 경우, 이미지강조 마스크의 개구부 폭을 크게 함에 따라 DOF특성이 향상되며, 완전차광 마스크를 이용했을 때(L/S＝0.15/0㎛)의 DOF특성이 최저이다. 즉 45도 방향으로부터의 경사입사에서 마스크패턴 회절광과 마스크패턴 투과광과의 간섭에 의해 발생하는 광 강도분포의 디포커스특성을 향상시키기 위해서는, 필요 최저한의 실효적 차광성을 실현할 수 있는 범위에서 마스크패턴 투과광(즉 위상시프터 배치영역)을 가능한 한 증대시키면 됨을 알 수 있다.
다음으로 이미지강조 마스크에서의 위상시프터 배치위치에 대해 설명한다. 도 16의 (a)는 반차광부로 이루어지는 폭 L의 반차광패턴이 형성된 포토마스크의 평면도와, 이 마스크를 투과하여 선분 AA'와 대응하는 위치에 전사되는 광의 광 강도를 함께 나타낸다. 이와 같은 반차광패턴의 내부에 위상시프터를 배치해 이미지 마스크를 작성할 경우, 반차광패턴의 폭(L)이 커짐에 따라, 최대 콘트라스트를 실현할 수 있는 위상시프터의 폭은 작아진다. 그러나 도 16의 (a)에 나타내는 바와 같이, 반차광패턴은 아무리 넓은 폭을 가진 경우라도, 반차광패턴 중심과 대응하는 광 강도가 0으로는 되지 않아 반드시 잔류광 강도가 존재한다. 따라서 이미지강조 마스크에서 마스크패턴을 구성하는 차광부로서 반차광부를 이용할 경우에는, 도 16의 (b)에 나타내는 바와 같이, 반차광부의 폭(L)이 커짐에 따라 위상시프터의 폭은 작아지지만, 반차광부의 폭(L)이 아무리 커져도, 전술한 잔류광 강도와 균형을 이루는 위상시프터를 반드시 배치할 필요가 생긴다. 따라서 마스크 상에서 형성 가능한 위상시프터의 최소크기를 이 잔류광 강도에 맞추어 둠으로써, 이미지강조 마스크 실현에 필요한 위상시프터는 모두 형성 가능해진다. 단 이 잔류광 강도가 실제 노광에서 레지스트막을 감광시키지 않을 양으로 되도록 반차광부의 투과율을 정해둘 필요가 있다.
(제 3 실시 예)
이하, 본 발명의 제 3 실시 예에 관한 포토마스크 및 그 마스크데이터 작성방법에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.
도 17은, 윤곽강조법 및 중심선강조법을 이용한, 제 3 실시 예에 관한 마스크데이터 작성방법, 구체적으로는 포토마스크를 이용하여 형성하고자 하는 원하는 패턴에 기초하여 마스크패턴의 작성을 실행하는 데이터 작성방법의 흐름도를 나타낸다. 또 도 18의 (a)~(d) 및 도 19의 (a)~(d)는, 도 17에 나타내는 마스크데이터 작성방법을 이용하여 스페이스패턴 형성용 마스크패턴을 형성할 경우의 각 공정을 나타내는 도이다. 또한 도 20의 (a)~(d) 및 도 21의 (a)~(c)는, 도 17에 나타내는 마스크데이터 작성방법을 이용하여 라인패턴 형성용 마스크패턴을 형성할 경우의 각 공정을 나타내는 도이다.
우선, 단계(S11)에서, 포토마스크를 이용하여 형성하고자 하는 원하는 패턴을 입력한다. 도 18의 (a) 및 도 20의 (a)는 각각, 원하는 패턴의 일례를 나타낸다. 도 18의 (a)에 나타내는 원하는 패턴은, 레지스트 제거패턴(레지스트패턴 중의 개구부)이며, 도 20의 (a)에 나타내는 원하는 패턴은 레지스트패턴이다.
다음에 단계(S12)에서, 원하는 패턴에 기초하여 마스크패턴의 형상을 결정함과 동시에 마스크패턴에 이용할 반차광부의 투과율(Tc)을 설정한다. 이 때, 노광조건을 노출과다(over exposure)로 하는가 또는 노출부족(under exposure)으로 하는가에 따라, 원하는 패턴에 대해 이 패턴을 확대하거나 또는 축소하거나 하는 리사이징을 실시한다. 도 18의 (b) 및 도 20의 (b)는 각각, 리사이징 후의 원하는 패턴에 기초하여 작성된 마스크패턴의 일례를 나타낸다. 도 18의 (b)에 나타내는 마스크패턴은, 원하는 패턴과 대응하는 개구부(투광부)를 둘러싸는 반차광부로 구성된다. 도 20의 (b)에 나타내는 마스크패턴은 투광부로 둘러싸인 반차광부로 구성된다.
다음으로 단계(S13)에서, 마스크패턴에서 소정의 크기(D1) 이하로 개구부에 개재된 영역, 바꾸어 말하면, 마스크패턴의 폭이 소정 크기(D1) 이하인 영역을 추출한다. 여기서 D1이란 0.8 ×λ/NA 정도가 바람직하다(λ는 광원파장, NA는 개구수). 도 18의 (c) 및 도 20의 (c)는, 도 18의 (b) 및 도 20의 (b) 각각에 나타내는 마스크패턴에서 소정 크기(D1) 이하로 개구부에 개재된 영역을 나타낸다.
다음 단계(S14)에 있어서, 단계(S13)에서 추출된 영역 내에 중심선강조법이 성립되도록 위상시프터를 삽입한다. 도 18의 (d) 및 도 20의 (d)는, 도 18의 (c) 및 도 20의 (c) 각각에 나타내는, 추출된 영역 내에 중심선강조법이 성립되도록 적정 폭의 위상시프터가 삽입된 양상을 나타낸다.
다음으로 단계(S15)에서, 마스크패턴 내에 윤곽선강조법이 성립되도록 위상시프터를 삽입한다. 구체적으로는, 도 19의 (a)는 도 18의 (d)에 나타내는 마스크패턴 내에 윤곽선강조법이 성립되도록 위상시프터가 삽입된 양상을 나타낸다. 도 19의 (a)에 나타내는 바와 같이, 마스크패턴의 개구부(사각형상) 각 변과 접하는 영역에 소정 크기의 위상시프터가 삽입된다. 여기서 도 19의 (a)에 나타내는 마스크패턴에서는, 도 9의 (b)에 나타내는 형식의 위상시프터 배치를 실시하지만, 위상시프터 배치는 이에 한정되는 것이 아니다. 도 21의 (a)는 도 20의 (d)에 나타내는 마스크패턴 내에 윤곽강조법이 성립되도록 위상시프터가 삽입된 양상을 나타낸다. 도 21의 (a)에 나타내는 바와 같이, 마스크패턴의 폭이 소정 크기(D1)를 초과하는 영역의 주연부에 위상시프터가 삽입된다. 또 도 21의 (a)에서는 도 9의 (a)에 나타내는 형식의 위상시프터를 배치하지만, 위상시프터 배치는 이에 한정되는 것이 아니다.
이상의 단계(S11)에서 단계(S15)까지의 공정에 의해, 중심선강조법 및 윤곽강조법을 이용하여, 미세패턴형성을 가능하게 하는 마스크패턴의 작성을 실행했다. 여기서 노광으로써 마스크패턴과 대응해 형성되는 패턴의 크기조정을 위한 근접효 과보정, 및 축소노광계의 축소배율 값에 기초하는 마스크 크기의 환산 등, 통상의 마스크데이터 작성처리를 행하면 마스크패턴이 완성된다. 그러나 패턴크기조정에 있어서 MEEF가 크면, 마스크그리드(마스크크기의 조정이 가능한 최소 폭)의 영향에 의해 패턴크기 조정오차가 큰 마스크패턴이 돼버린다. 그래서 제 3 실시 예에서는, 보다나은 마스크패턴 개량을 위해, 근접효과보정을 실시하는 데에 있어서 낮은 MEEF로 패턴크기 조정을 가능하게 하고 또 마스크그리드에 기인하는 패턴크기 조정오차를 저감하는 공정을 추가로 실시한다.
즉 단계(S16)에서, 중심선강조법 및 윤곽강조법이 적용된 마스크패턴에 대해 MEEF 저감수법을 적용한다. 전술한 윤곽강조법의 원리에서 설명한 바와 같이, 패턴크기의 조정을 위해서는 위상시프터의 위치 또는 크기를 변경하는 방법과, 반차광부의 크기를 변경하는 방법이 있다. 일반적으로, 투광부를 기준으로 반대위상의 광을 투과하는 영역이 되는 위상시프터는, 매우 강한 차광성을 가지므로, 위상시프터 주변에 다시 반차광부를 부가시켜도 포토마스크를 투과한 광의 강도분포는 영향을 받기 어렵다. 때문에, 반차광부의 크기를 변경하는 방법은, MEEF가 낮아진다는 점에서 위상시프터의 위치 또는 크기를 변경하는 방법보다 우수하다. 그래서 패턴크기를 조정하기 위한 CD(패턴크기)조정영역으로서, 개구부와 위상시프터의 경계에 반차광부를 삽입한다. 도 19의 (b) 및 도 21의 (b)는 각각 도 19의 (a) 및 도 21의 (a)에 각각 나타내는 마스크패턴에 대해 CD조정용 반차광부가 설정된 양상을 나타낸다. 도 19의 (b)에 나타내는 바와 같이, 스페이스패턴 형성용 개구부는, 단계(S16)에 의해 반드시 반차광부로 둘러싸이게 된다. 또 도 21의 (b)에 나타내는 바 와 같이, 라인패턴 형성용 마스크패턴 내의 위상시프터는, 단계(S16)에 의해 반드시 반차광부로 둘러싸이게 된다. 여기서 위상시프터 주변에 CD조정영역으로서 배치되는 반차광부는, 위상시프터의 차광성에 영향을 주지 않는 크기가 바람직하므로, 제 3 실시 예에서는 CD조정영역의 폭을 0.1 ×λ/NA 이하로 설정한다. 즉 CD조정영역의 폭은, 위상시프터에 의한 광의 간섭효과에 미치는 크기인 λ/NA의 1/10 이하인 것이 바람직하다.
단계(S11)에서 단계(S16)까지의 공정에 의해 작성된 마스크패턴은, 미세패턴 형성가능한 마스크패턴이다. 또 이 마스크패턴의 작성에 있어서, 근접효과보정을 적용할 때, 패턴크기조정을, 개구부 또는 위상시프터를 둘러싸는 반차광부의 크기변경에 의해 실행하면, 낮은 MEEF로 패턴크기 조정을 실현할 수 있다. 즉 마스크패턴의 그리드 영향에 기인하는 패턴크기 조정오차가 낮은 우수한 마스크패턴 작성방법을 실현할 수 있다.
그런데 일반적으로, 반차광부(즉 투과성 차광패턴)를 이용한 마스크패턴을 노광했을 때 전사되는 광 강도는, 마스크패턴 내부로 갈수록 단순하게 감소되는 것이 아니라 진동하면서 감소해간다. 이 광 강도분포에서의 진동은, 마스크패턴 끝단에서 λ/NA 이하에서 피크 즉 사이드로브를 갖게 된다. 그래서 제 3 실시 예에서는 실제 패턴형성 시의 노광에서 노출과다에 의해, 레지스트막의 반차광부와 대응하는 부분이 감광되지 않도록 더 나은 노광마진의 확대를 실현하기 위한 공정을 추가로 실시한다.
즉 단계(S17)에서, 중심선강조법, 윤곽강조법 및 MEEF 저감수법이 적용된 마 스크패턴에 사이드로브 저감용 위상시프터를 삽입한다. 여기서 고립된 개구패턴 주변에 단독으로 발생하는 사이드로브, 또는 마스크패턴 안쪽에 발생하는 사이드로브는 거의 문제가 되지 않는다. 그러나 개구부끼리 λ/NA~2 ×λ/NA 정도의 거리로 인접할 경우, 2 개의 사이드로브의 피크가 중복되는 영역이 발생하므로, 노출과다로 실시하면 이 영역의 광 강도에 의해 레지스트막이 감광돼버릴 가능성이 있다. 또 마스크패턴의 폭이 2 ×λ/NA 이하의 부분에서는 이 부분의 양쪽에서 2 개의 사이드로브 피크가 서로 중복되므로, 노출과다로 실시하면 이 부분의 광 강도에 의해 레지스트막이 감광돼버릴 가능성이 있다. 그러나 전술한 윤곽강조법의 원리에서도 서술한 바와 같이, 반차광부를 이용하는 마스크패턴 내에서는, 위상시프터끼리의 간격이 0.8 ×λ/NA 이상이면, 바꾸어 말하면, 마스크패턴 폭이 0.8 ×λ/NA 이상이면, 반차광부에 의한 잔류광 강도에 상당하는 광을 소거시키기 위한 위상시프터를 임의의 위치에 배치할 수 있다. 제 3 실시 예에서는 이 원리를 이용하여, 개구부간 간격이 2 ×λ/NA 이하의 영역에, 반차광부에 의한 잔류광 강도와 균형을 이루는 위상시프터를 배치함으로써, 사이드로브의 피크가 서로 중복되는 영역의 광 강도를 모두 소거할 수 있다. 마찬가지로 마스크패턴 폭이 0.8 ×λ/NA를 초과한 부분(단 윤곽강조법에 기초하여 위상시프터를 배치한 후에도)에, 반차광부에 의한 잔류광 강도와 균형이 맞는 위상시프터를 배치함으로써, 사이드로브의 피크가 서로 중복되는 영역의 광 강도를 모두 소거할 수 있다. 즉 단계(S17)에 의해, 단계(S11~S16)에서 작성된 마스크패턴을 이용하여 노광을 실시할 때의 노출과다 마진을 확대할 수 있다. 도 19의 (c)는, 도 19의 (b)에 나타내는 마스크패턴에서 2 ×λ /NA 이하의 간격으로 개구부에 개재된 영역에, 사이드로브 저감용 위상시프터가 삽입된 양상을 나타낸다. 또 도 21의 (c)는 도 21의 (b)에 나타내는 마스크패턴에서의 폭이 0.8 ×λ/NA를 초과한 부분(윤곽강조법 적용 후)에, 사이드로브 저감용 위상시프터가 삽입된 양상을 나타낸다.
마지막으로, 단계(S18)에서, 단계(S11)에서 단계(S17)까지의 공정에 의해 작성된 마스크패턴을 출력한다. 이상의, 단계(S11)에서 단계(S18)까지의 공정에 의해 미세패턴을 고정밀도로 형성할 수 있으며, 또 패턴형성 시의 노광마진이 우수한 마스크패턴 작성을 실행할 수 있다. 여기까지, 마스크패턴을 구성하는 차광부 모두가 반차광부인 것을 전제로 했지만, 중심선강조법을 위해 삽입된 위상시프터, 및 윤곽강조법이 적용된 개구부 각각으로부터 충분한 거리(즉 광의 간섭영향을 무시할 수 있는 거리인 2 ×λ/NA보다 큰 거리)가 떨어진 영역은, 완전차광부로 해도 좋음은 물론이다. 도 19의 (d)는, 도 19의 (c)에 나타내는 마스크패턴의 위상시프터 및 개구부로부터 충분히 떨어진 영역이, 완전차광부로서 설정된 양상을 나타낸다.
이상 설명한 바와 같이, 제 3 실시 예에 의하면 레지스트막을 감광시키지 않을 정도로 약한 광을 투과시키는 반차광부를 이용하여 마스크패턴을 형성함으로써, 마스크패턴의 임의의 위치에서 광 강도의 콘트라스트를 강조할 수 있는 위상시프터 삽입이 가능해진다. 단 삽입되는 위상시프터끼리를 소정 크기 이상 거리를 둘 필요가 있다. 이로써 임의의 개구형상을 갖는 레지스트패턴 형성에 중심선강조법 및 윤곽강조법의 적용이 가능해진다. 바꾸어 말하면, 마스크패턴과 대응하는 차광상의 광 강도분포 콘트라스트를 패턴의 소밀에 관계없이 경사입사노광으로 강하게 강조 할 수 있으므로, 고립 스페이스패턴과 고립 라인패턴 또는 밀집패턴을 동시에 형성할 수 있다.
또 제 3 실시 예에 의하면, 미세패턴의 형성이 가능한 마스크패턴을 실현할 수 있음과 동시에, 근접효과보정을 적용할 때 낮은 MEEF로 패턴크기 조정이 가능한 마스크패턴도 실현 가능하다. 또한 마스크패턴의 임의의 위치에 위상시프터를 삽입할 수 있기 때문에, 사이드로브 발생을 억제할 수 있음으로써 패턴형성 시의 노광마진이 높은 마스크패턴 형성도 가능해진다.
또 제 3 실시 예에 의하면, 반차광부와 위상시프터를 구비하는 마스크패턴에 있어서, 소정 폭이하의 부분에는 중심선강조법에 따라 위상시프터를 배치함과 동시에, 소정의 폭을 초과하는 부분에는 윤곽강조법에 따라위상시프터를 배치한다. 때문에 임의 형상의 마스크패턴에 의해 노광 시에 매우 콘트라스트가 강한 상을 형성할 수 있다. 따라서 이와 같은 마스크패턴이 형성된 포토마스크를 이용하여, 레지스트가 도포된 기판에 대해 노광을 실시함으로써 미세한 레지스트패턴 형성이 가능해진다. 또 이 포토마스크에 대해 경사입사조명을 이용하여 노광을 실시함으로써, 포커스변동에 대해 패턴크기의 변동이 발생하기 어려운 미소패턴형성이 가능해진다.
도 22는, 마스크패턴의 선폭에 따라 중심선강조법 또는 윤곽강조법을 실현하기 위한 위상시프터의 삽입방법을 함께 나타낸다. 도 22에 나타내는 바와 같이, 소정의 선폭을 초과하는 마스크패턴에 대해서는 윤곽강조법이 적용되는 한편, 소정 선폭 이하의 마스크패턴에 대해서는 중심선강조법이 적용되게 된다. 여기서 소정의 선폭으로는, 0.8 ×λ/NA를 기준으로 선택하는 것이 바람직하지만, 그 이하의 값으로 설정해도 상관없다. 또 도 22에 나타내는 바와 같이, 중심선강조법에서는 마스크패턴 선폭이 굵을수록 마스크패턴 내부에 삽입되는 위상시프터가 가늘어지며, 마스크패턴 선폭이 가늘수록 마스크패턴 내부에 삽입되는 위상시프터는 굵어진다. 이 위상시프터 선폭의 최적크기를 구하는 방법에 대해서는 전술한 바와 같다. 또 중심선강조법이 적용되는 경우, 위상시프터만으로 마스크패턴이 구성되는 경우도 있다.
한편, 도 22에 나타내는 바와 같이, 윤곽강조법에서는 소정의 선폭을 초과하는 마스크패턴의 주연부에 위상시프터가 삽입되게 된다. 이 때의 위상시프터 선폭은, 위상시프터 내를 투과하는 광이 과잉상태로 되지 않는다면, 마스크패턴 선폭에 의존하는 일없이 모든 마스크패턴에서 일정 값이라도 된다. 즉 중심선강조법을 적용할지 윤곽강조법을 적용할지는, 마스크패턴의 선폭에 기초하여 일의적으로 결정할 수 있다.
그런데, 반차광부를 사용하는 것에 기인하여, 소정 크기의 마스크패턴에서는 사이드로브 현상이 현저하게 발생한다. 그러나 이와 같은 조건인 마스크패턴에 대해서는, 전술한 바와 같이 반차광부에 의한 잔존광 강도와 맞는 위상시프터를 임의로 삽입할 수 있는 마스크패턴이 되므로, 도 22에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 마스크패턴 중심에 사이드로브 저감용 위상시프터를 삽입하면 된다. 이 경우, 마스크패턴에서의 위상시프터 배치만을 보면, 동일 마스크패턴에 대해 윤곽강조법과 중심선강조법이 동시에 적용된 상태가 된다. 또 사이드로브 현상이 최대가 되는 크기보다 충분히 큰 크기의 마스크패턴에서는, 마스크패턴 중심에 사이드로브 저감용 위상시프터를 삽입할지의 여부는 임의로 결정할 수 있다. 또한 도 22에 나타내는 예에서는, 마스크패턴 크기가 충분히 클 경우, 사이드로브 저감용 위상시프터의 삽입을 생략하는 것으로 다룬다.
(제 4 실시 예)
이하, 본 발명의 제 4 실시 예에 관한 포토마스크 및 그 작성방법에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.
도 23은, 제 4 실시 예에 관한 포토마스크, 구체적으로는 본 발명의 중심선강조법을 실현하기 위한 라인패턴 형성용 마스크 부분과, 본 발명의 윤곽강조법을 실현하기 위한 콘택트패턴 형성용 마스크 부분(마스크패턴으로 투광부(개구부)가 둘러싸임)을 갖는 포토마스크의 평면도이다. 도 24의 (a)~(f)는 각각, 도 23의 AA'선 단면도를 나타낸다. 즉 도 23에 나타내는 바와 같은 평면구성을 갖는 포토마스크의 실현방법으로는, 기본적으로 도 24의 (a)~(f)에 나타내는 6 개의 타입이 있다. 단 도 24의 (a)~(f)에 나타내는 단면구성은 기본형식이며, 이들을 조합시킨 단면구성을 갖는 포토마스크도 실현 가능하다. 이하 도 24의 (a)~(f)에 나타내는 기본형식의 포토마스크 작성방법에 대해 설명한다.
도 24의 (a)에 나타내는 형식에서는, 투과성기판(10)에서의 마스크패턴 형성영역 상에, 투광부를 기준으로 하여 노광광을 반대위상으로 투과시키는 제 1 위상시프터막(11)이 형성된다. 또 제 1 위상시프터막(11)의 반차광부 형성영역 상에, 제 1 위상시프터막(11)을 기준으로 하여 노광광을 반대위상으로 투과시키는 제 2 위상시프터막(12)이 형성된다. 이로써 제 2 위상시프터막(12)과 제 1 위상시프터막 (11)의 적층구조로 이루어지는 반차광부가 형성됨과 동시에, 제 1 위상시프터막(11)의 단층구조로 이루어지는 위상시프터가 형성된다. 이 제 2 위상시프터막(12)과 제 1 위상시프터막(11)의 적층구조로 이루어지는 반차광부는, 투광부를 기준으로 하여 노광광을 동위상으로 투과시킨다. 즉 도 24의 (a)에 나타내는 형식에서는, 투광부를 투과하는 광을 기준으로, 투과하는 광의 위상을 각각 반전시키는 위상시프터막의 적층막을 가공함으로써, 위상시프터와 반차광부로 구성되는 원하는 마스크패턴이 실현된다. 또 위상시프터막의 적층막에 의해, 노광광의 일부분을 투과시키는 투과율을 갖는 반차광부가 실현된다.
도 24의 (b)에 나타내는 형식에서는, 투과성기판(20)의 반차광부 형성영역 상에, 노광광의 일부분을 투과시키는 투과율을 가지며 또 투광부를 기준으로 하여 노광광을 동위상으로 투과시키는 반차광막(21)이 형성된다. 즉 반차광막(21)으로 이루어지는 반차광부가 형성된다. 또 투과성기판(20)의 위상시프터 형성영역을 소정 두께만큼 내려 단차를 둠으로써, 투광부를 기준으로 하여 노광광을 반대위상으로 투과시키는 위상시프터가 형성된다. 즉 도 24의 (b)에 나타내는 형식에서는 투광부에 비해 거의 위상차를 발생시키지 않는 반차광막(21)과, 투과성기판(20)의 단차부분을 조합시킴으로써, 반차광부와 위상시프터로 구성되는 원하는 마스크패턴이 실현된다.
도 24의 (c)에 나타내는 형식에서는, 투과성기판(30)의 반차광부 형성영역 상에, 위상시프터를 기준으로 노광광을 반대위상으로 투과시키는 위상시프터막(31)이 형성된다. 또 투과성기판(30)의 투광부 형성영역이 소정 두께만큼 내려져 단차 가 생김으로써, 위상시프터를 기준으로 노광광을 반대위상으로 투과시키는 투광부가 형성된다. 즉 도 24의 (c)에 나타내는 형식에서는, 지금까지 투광부로 정의해온 부분이 투과율 높은 위상시프터와 치환되며, 위상시프터로 정의해온 부분이 투광부와 치환되고, 반차광부로 정의해온 부분이 노광광의 일부분을 투과시키는 투과율을 갖는 위상시프터와 치환된 포토마스크가 실현된다. 이 때 도 24의 (c)에 나타내는 포토마스크의 각 구성요소간 상대위상차 관계는, 도 24의 (a), 도 24의 (b) 및 도 24의 (d)~(f) 각각에 나타내는 다른 형식의 포토마스크와 동일하다.
도 24의 (d)에 나타내는 형식에서는, 투과성기판(40)의 반차광부 형성영역 상에, 노광광의 일부분을 투과시키는 투과율을 가지며 또 투광부를 기준으로 노광광을 동위상으로 투과시키는 박막화된 차광막(41)이 형성된다. 즉 차광막(41)으로 이루어지는 반차광부가 형성된다. 또한 투과성기판(40)의 위상시프터 형성영역을 소정의 두께만큼 내려 단차를 둠으로써, 투광부를 기준으로 노광광을 반대위상으로 투과시키는 위상시프터가 형성된다. 여기서, 통상의 금속막을 박막화 함으로써도, 노광광의 일부분을 투과시키는 투과율을 갖는 차광막(41)을 형성할 수 있다. 차광막(41)을 투과하는 광은, 차광막(41)이 박막화되므로 위상변화는 아주 약간이다. 또 반차광부를 투과하는 광의 위상이, 투광부를 투과하는 광에 대해 위상차를 가지면, 반차광부를 이용한 마스크패턴으로 형성되는 광의 상에서 약간 초점위치가 어긋난다. 그러나 이 위상차가 30도 정도까지라면, 초점위치의 어긋남에 대한 영향은 없는 것과 같다. 따라서 차광막(41)으로서, 박막화된 금속막 등을 이용함으로써, 투광부를 기준으로 거의 같은 위상의 광을 약하게 투과시키는 반차광부를 실현할 수 있다. 즉, 도 24의 (d)에 나타내는 형식에서는, 도 24의 (b)에 나타내는 형식과 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또 투광부와 비교해 거의 위상차를 발생시키지 않는 반차광막으로서 박막화된 차광막을 대용할 수 있으므로, 위상제어용 투과성 후막을 사용하는 일없이 위상시프터와 반차광부로 구성되는 원하는 마스크패턴을 간단히 실현할 수 있다.
도 24의 (e)에 나타내는 형식에서는, 투과성기판(50)의 마스크패턴 형성영역 상에, 노광광의 일부분을 투과시키는 투과율을 가지며, 또 투광부를 기준으로 노광광을 동위상으로 투과시키는 반차광막(51)이 형성된다. 또 반차광막(51)의 위상시프터 형성영역을 소정 두께만큼 내려 단차를 둠으로써, 투광부를 기준으로 노광광을 반대위상으로 투과시키는 위상시프터가 형성된다. 바꾸어 말하면 반차광막(51)의 비단차부분으로 이루어지는 반차광부가 형성됨과 동시에 반차광막(51)의 단차부분으로 이루어지는 위상시프터가 형성된다. 즉 도 24의 (e)에 나타내는 형식에서는, 투광부를 투과하는 광을 기준으로 투과하는 광의 위상을 반전시키는 위상시프터를, 반차광막(51)의 단차부분을 이용하여 작성함으로써, 위상시프터와 반차광부로 구성되는 원하는 마스크패턴이 실현된다.
도 24의 (f)에 나타내는 형식에서는, 투과성기판(60)에서의 마스크패턴 형성영역 상에, 노광광의 일부분을 투과시키는 투과율을 가지며 또 투광부를 기준으로 노광광을 동위상으로 투과시키는 반차광막(61)이 형성된다. 또 반차광막(61)의 위상시프터 형성영역 상에, 투광부를 기준으로 노광광을 반전위상으로 투과시키는 위상시프터막(62)이 형성된다. 이로써, 반차광막(61)의 단층구조로 이루어지는 반차 광부가 형성됨과 동시에, 반차광막(61)과 위상시프터막(62)의 적층구조로 구성되는 위상시프터가 형성된다. 즉 도 24의 (f)에 나타내는 형식에서는, 반차광막(61) 상에 위상시프터막(62)을 적층시킴으로써, 위상시프터와 반차광부로 구성되는 원하는 마스크패턴이 실현된다.
(제 5 실시 예)
이하, 본 발명의 제 5 실시 예에 관한 패턴형성방법, 구체적으로는 제 1~제 4 실시 예의 어느 하나에 관한 포토마스크(이하 본 발명의 포토마스크)를 이용한 패턴형성방법에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 포토마스크, 즉 윤곽강조법 또는 중심선강조법이 성립되도록 작성된 포토마스크를 이용하여 노광을 실시함으로써, 미소패턴의 형성이 가능해진다. 또 예를 들어 도 23에 나타내는 바와 같은 포토마스크에 대해 노광을 실시하여 웨이퍼 상에 패턴의 축소전사를 할 경우, 윤곽강조법의 원리 및 중심선강조법의 원리에서 설명한 바와 같이, 윤곽강조법을 실현하는 마스크부분(윤곽강조 마스크)에 대해서도 중심선강조법을 실현하는 마스크부분(이미지강조 마스크)에 대해서도 경사입사노광을 실시함으로써, 콘트라스트가 높은 상을 형성할 수 있다. 또 이로써 초점변동에 대해 패턴치수가 변동하기 어려운 패턴형성을 실현할 수 있다.
도 25의 (a)~(d)는 본 발명의 포토마스크를 이용한 패턴형성방법의 각 공정을 나타내는 단면도이다.
우선 25의 (a)에 나타내는 바와 같이, 기판(100) 상에 금속막 또는 절연막 등의 피가공막(101)을 형성한 후, 도 25의 (b)에 나타내는 바와 같이, 피가공막 (101) 상에 포지티브형 레지스트막(102)을 형성한다.
다음으로, 도 25의 (c)에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 포토마스크, 예를 들어 도 24의 (a)에 나타내는 형식의 포토마스크(단 도 25의 (c)에서는 콘택트패턴 형성용 마스크 부분만을 도시함)에 대해 노광광(103)을 조사하고, 이 포토마스크를 투과한 투과광(104)에 의해 레지스트막(102)을 노광한다. 또 도 25의 (c)에 나타내는 공정에서 이용하는 포토마스크의 투과성기판(10) 상에는 제 1 위상시프터막(11)과 제 2 위상시프터막(12)의 적층구조로 이루어지는 반차광부와, 제 1 위상시프터막(11)의 단층구조로 이루어지는 위상시프터로 구성되는 마스크패턴이 형성된다. 이 마스크패턴은, 원하는 패턴(레지스트 제거 패턴)과 대응하는 개구부(투광부)를 둘러싼다. 즉 도 25의 (c)에 나타내는 노광공정에서는, 이 윤곽선강조법을 실현하는 포토마스크를 개재하고, 경사입사 노광광원을 이용하여 레지스트막(102)에 노광을 실시한다. 이 때 낮은 투과율을 갖는 반차광부가 마스크패턴에 이용되므로, 레지스트막(102) 전체가 약한 에너지로 노광된다. 그러나 도 25의 (c)에 나타내는 바와 같이, 현상공정에서 레지스트가 용해되기에 충분한 노광에너지가 조사되는 것은, 레지스트막(102)에서 포토마스크의 개구부와 대응하는 잠상(潛像)부분(102a)뿐이다.
다음에, 도 25의 (d)에 나타내는 바와 같이, 레지스트막(102)을 현상하여 잠상부분(102a)을 제거함으로써, 레지스트패턴(105)을 형성한다. 이 때 도 25의 (c)에 나타내는 노광공정에서, 개구부와 이를 둘러싸는 영역 사이의 광 강도분포 콘트라스트가 높기 때문에, 잠상부분(102a)과 이를 둘러싸는 영역 사이의 에너지분포도 급격히 변화하므로, 날카로운 형상을 갖는 레지스트패턴(105)이 형성된다.
이상 설명한 바와 같이 제 5 실시 예에 의하면, 패턴형성에, 반차광부와 위상시프터로 구성되는 마스크패턴을 갖는 본 발명의 포토마스크를 이용한다. 여기서 이 포토마스크의 투광부 근방에는 윤곽강조법에 따라 위상시프터가 배치되며, 마스크패턴에서 소정 크기 이하로 투광부에 개재된 영역에는 중심선강조법에 따라 위상시프터가 배치된다. 때문에, 투광부의 주변부 또는 마스크패턴의 미소폭 부분의 광 강도분포 콘트라스트를 패턴의 소밀에 관계없이 경사입사노광으로 강하게 강조할 수 있다. 따라서 본 발명의 포토마스크를 이용하여, 레지스트가 도포된 기판을 노광함으로써, 미세한 레지스트패턴의 형성이 가능해진다. 또 이 포토마스크에 대해 경사입사조명을 이용하여 노광을 실시함으로써, 초점변동에 대해 패턴크기의 변동이 발생하기 어려운 미소패턴형성이 가능해진다.
여기서 제 5 실시 예에 있어서, 윤곽강조법이 성립되는 포토마스크를 이용한 노광을 포지티브형 레지스트 프로세스에서 실시하는 경우를 예로 설명을 했지만, 물론, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉 중심선강조법이 성립되는 포토마스크, 혹은 윤곽강조법과 중심선강조법이 성립되는 포토마스크를 이용한 노광을 포지티브형 레지스트 프로세스에서 실시해도 된다. 또는 윤곽강조법과 중심선강조법의 적어도 한쪽이 성립되는 포토마스크를 이용한 노광을 네거티브형 레지스트 프로세스에서 실시해도 된다. 여기서 포지티브형 레지스트 프로세스를 이용할 경우, 노광광이 조사된 포지티브형 레지스트막을 현상하여, 포지티브형 레지스트막의 마스크패턴과 대응하는 부분 이외의 다른 부분을 제거함으로써, 마스크패턴 형상의 레지스트패턴 을 형성할 수 있다. 또 네거티브형 레지스트 프로세스를 이용할 경우, 노광광이 조사된 네거티브형 레지스트막을 현상하여, 네거티브형 레지스트막의 마스크패턴과 대응하는 부분을 제거함으로써, 마스크패턴 형상의 개구부를 갖는 레지스트패턴을 형성할 수 있다.
(제 6 실시 예)
이하 본 발명의 제 6 실시 예에 관한 포토마스크 및 그 마스크데이터 작성방법에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 또 이하에 설명하는 마스크데이터 작성방법은 모두, 본 발명의 중심선강조법 또는 본 발명의 윤곽강조법에 의해 위상시프터가 삽입된 마스크패턴으로부터, 패턴 전사 시에 패턴형상이 변형되기 쉬운 소정의 형상부분을 추출하고, 이 형상부분이 원하는 형상으로 되도록 위상시프터의 삽입, 변형 또는 소거를 실시하는 것이다. 즉 본 실시 예의 마스크데이터 작성방법을, 예를 들어 제 3 실시 예에 관한 마스크데이터 작성방법과 조합시켜 실시함으로써, 패턴선폭 또는 패턴간격의 미세화에 더불어, 원하는 형상을 갖는 패턴형성이 가능해진다.
구체적으로는, 패턴 전사 시에 패턴형상이 변형되기 쉬운 형상부분으로서, 예를 들어 도 26의 (a)에 나타내는 바와 같은, 소정크기보다 가는 라인패턴의 끝단부가 있다. 통상 이와 같은 라인패턴과 대응하는 마스크패턴의 단부는 차광효과가 나쁘므로, 패턴 형성 시에는 라인 길이가 감소한다. 이는, 라인 단부의 후퇴라 불리는 현상이다. 이와 같은 라인 단부가 후퇴하는 현상에 대해, 단순히 마스크패턴의 길이를 늘려 변형 보상할 수도 있다. 또 패턴 형성 시에 라인길이를 노광량 변 동이나 초점변동을 안정시키는 별도의 방법으로서, 마스크패턴의 라인단 폭을 굵게 하는 방법이 있다. 이는 통상 완전차광막으로 이루어지는 마스크패턴을 이용한 방법에도 실시하는 방법으로서, 라인단을 굵게 한 형상은 해머헤드패턴(hammer head pattern)이라 불린다. 본 발명의 중심선강조법에 의하면, 마스크패턴의 차광효과가 감소하는 부분에 더 큰 위상시프터를 삽입함으로써 차광효과를 향상시킬 수 있다. 즉 마스크패턴에 있어서, 라인 중앙보다 차광효과가 열화되는 라인 끝단에서, 보다 굵은 위상시프터를 이용함으로써 높은 차광성을 실현할 수 있다. 따라서 도 26의 (a)에 나타내는 바와 같이, 라인 끝단을 위상시프터로 구성된 해머헤드패턴으로 변형시켜도 된다.
도 26의 (a)에 나타내는 변형보상방법 대신에, 보다 범용성 높은 변형보상방법으로서, 도 26의 (b)에 나타내는 바와 같이, 라인 끝단에 윤곽강조법을 응용할 수도 있다. 구체적으로는, 라인패턴을 형성하기 위한 마스크패턴에 대해, 그 양단으로부터 소정 거리 이내의 영역에서의 라인방향과 평행인 주변부에 위상시프터를 배치한다. 이와 같이 하면, 라인패턴이 고립 존재할 경우에, 라인단부의 특성이 해머헤드패턴의 특성과 거의 동일해진다.
그런데 도 26의 (b)에 나타내는 방법에 의하면, 라인패턴의 끝단이 다른 패턴과 근접해 존재할 경우, 양 패턴간 스페이스형성에 있어서 특히 MEEF 저감에 각별한 효과가 있으며, 이로써 패턴브리지 등의 치명적인 패턴변형을 방지하기 위해 매우 우수한 효과를 얻을 수 있다. 이하 라인패턴의 단부가 다른 패턴과 근접할 경우의 변형보상방법에 대해 설명한다.
우선, 도 26의 (c)에 나타내는 바와 같이, 라인패턴의 단부끼리 근접할 경우, 각 라인패턴을 형성하기 위한 마스크패턴의 각 라인 끝단의 변형을 실시한다. 이와 같은 경우에는 라인단부끼리가 브리지 되지 않도록 또 라인단부간의 스페이스가 최소로 되도록 패턴형성을 실시할 필요가 있다. 본 발명의 도 26 (c)에 나타내는 변형보상방법을 이용함으로써, 같은 목표 패턴크기의 MEEF값이 대폭 저감된다.
다음으로, 도 26의 (d)에 나타내는 바와 같이, 하나의 라인패턴 끝과, 중심선강조법이 적용될 정도로 가는 다른 라인패턴이 근접할 경우, 하나의 라인패턴을 형성하기 위한 1 개의 마스크패턴에서 라인 끝단의 변형방법은 도 26의 (b)와 마찬가지이다. 한편, 다른 라인패턴을 형성하기 위한 다른 마스크패턴에 대해서는, 하나의 마스크패턴의 근방부분에서 1 개의 마스크패턴 쪽 끝에서 소정크기 이내로 배치된 위상시프터를 반차광부로 변경한다. 이 때, 다른 마스크패턴의 중심선 상에 삽입된 위상시프터에서의 1개 마스크패턴의 근방부분만을, 1 개 마스크패턴의 반대쪽 끝으로 이동시켜도 된다. 도 26의 (d)에 나타내는 경우는, 위상시프터의 소정부분을 반차광부로 변경한 예이다. 이 경우 결과적으로는 위상시프터의 폭을 축소한 것과 같이 된다. 본 발명의 도 26 (d)에 나타내는 변형보상방법을 이용함으로써, 동일한 목표 패턴크기의 MEEF 값이 대폭으로 저감된다.
다음에, 도 26의 (e)에 나타내는 바와 같이, 하나의 라인패턴의 끝단과, 윤곽강조법이 적용될 정도로 굵은, 다른 라인패턴이 근접할 경우, 하나의 라인패턴을 형성하기 위한 하나의 마스크패턴에서의 라인 끝단 형성방법은 도 26의 (b)와 마찬가지이다. 한편 다른 라인패턴을 형성하기 위한 다른 마스크패턴에 대해서는, 하나 의 마스크패턴 근방부분에 배치된 위상시프터를 반차광부로 변경한다. 이 때 다른 마스크패턴에 있어서, 하나의 마스크패턴의 근방부분에 배치된 위상시프터를 더 안쪽으로 이동시켜도 된다. 도 26의 (e)에 나타내는 경우는, 다른 마스크패턴에서 위상시프터의 소정 부분을 더 안쪽으로 이동시킨 예인데, 이 경우의 효과는 위상시프터의 소정부분을 반차광부로 변경한 경우와 실질적으로 동일하다. 본 발명의 도 26의 (e)에 나타내는 변형보상방법을 이용함으로써, 동일 목표패턴크기의 MEEF 값이 대폭 저감된다.
이상과 같이 도 26의 (a)~(e)에 나타내는 본 실시 예의 변형보상방법이 적용된 마스크패턴을 이용하여 패턴을 형성하면, MEEF가 대폭으로 저감되기 때문에, 마스크작성 시의 치수오차에 대한 마진을 작게 할 수 있으므로 보다 미세한 패턴의 형성이 가능해진다.
여기서, 패턴전사 시에 패턴형상이 변형되기 쉬운 형상부분으로서, 전술한 바와 같은 라인패턴 단부 외에도, 예를 들어 도 27의 (a)에 나타내는 바와 같은, 중심선강조법이 적용될 정도로 가는 라인으로 구성된 L형 코너패턴이 있다. 이 경우의 변형보상방법으로는 도 27의 (a)에 나타내는 바와 같이, 마스크패턴에서 L형 코너의 굴곡점(마스크패턴의 윤곽선이 구부러진 개소)으로부터 소정 크기 이내의 영역에, 중심선강조용 위상시프터 대신 반차광부를 배치한다. 이 때 이 영역의 중심선강조용 위상시프터 크기를 축소해도 된다. 또 마스크패턴의 L형 코너 바깥쪽 주연부에, 코너강조용 위상시프터를 배치해도 된다. 또 코너 강조용 위상시프터는 윤곽강조용 위상시프터와 동일하게 보이지만, 코너강조를 위해, 윤곽강조용 위상시 프터가 본래 배치될 위치보다 약간 바깥쪽으로 배치되는 것이다. 한편 도 27의 (b)에 나타내는 바와 같은, 윤곽강조법이 적용될 정도로 굵은 라인으로 구성된 L형 코너패턴의 경우, 마스크패턴 주연부 L형 코너의 내측 굴곡점으로부터 소정 크기 이내의 영역에 윤곽강조용 위상시프터 대신에 반차광부를 배치한다. 이 때 이 영역의 윤곽강조용 위상시프터 크기를 축소해도 된다. 또 마스크패턴 주연부에서 L형 코너의 외측 굴곡점으로부터 소정 크기 이내의 영역에, 윤곽강조용 위상시프터 대신 전술한 코너강조용 위상시프터를 배치해도 된다.
도 27의 (a) 및 (b)에 나타내는 변형보상방법은, 마스크패턴에서의 차광효과가 강한 코너 안쪽의 강조패턴(위상시프터)을 소거함과 동시에, 마스크패턴에서의 차광효과가 약한 코너 바깥쪽의 강조패턴을 변형하는 것이다. 도 27의 (a) 및 도 27의 (b)에 나타내는 본 실시 예의 변형보상방법에 의해, 목적으로 하는 패턴형상에 가까운 형상이 얻어진다. 그 이유는 마스크패턴에서의 차광성이 과잉이 되는 코너부로부터 위상시프터가 제거되므로 차광균형이 개선되기 때문이다.
또 패턴전사 시에 패턴형상이 변형되기 쉬운 형상부분의 다른 예로서, 예를 들어 도 27의 (c)에 나타내는 바와 같은, 중심선강조법이 적용될 정도로 가는 라인으로 구성된 T형 코너패턴이 있다. 이 경우의 변형보상방법으로는, 도 27의 (c)에 나타내는 바와 같이 마스크패턴의 T형 코너 굴곡점으로부터 소정 크기 이내의 영역에, 중심선강조용 위상시프터 대신 반차광부를 배치한다. 이 때, 이 영역의 중심선강조용 위상시프터의 크기를 축소해도 된다. 또 마스크패턴 주연부 T형 코너의 분기 반대쪽에 윤곽강조용 위상시프터를 배치해도 된다. 한편 도 27의 (d)에 나타내 는 바와 같은, 윤곽강조법이 적용될 정도로 굵은 라인으로 구성된 T형 코너패턴의 경우, 마스크패턴 주연부 T형 코너의 굴곡점으로부터 소정 크기 이내의 영역에, 윤곽강조용 위상시프터 대신에 반차광부를 배치한다. 이 때, 이 영역의 윤곽강조용 위상시프터의 크기를 축소해도 된다. 또 마스크패턴 주연부 T형 코너의 분기 반대쪽에 윤곽강조용 위상시프터 대신 코너강조용 위상시프터를 배치해도 된다.
도 27의 (c) 및 (d)에 나타나는 변형보상방법은, 마스크패턴에서의 차광효과가 강한 코너 안쪽의 강조패턴을 소거함과 동시에, 마스크패턴에서의 차광효과가 약한 코너 바깥쪽의 강조패턴을 변형하는 것이다. 도 27의 (c) 및 도 27의 (d)에 나타내는 본 실시 예의 변형보상방법에 의해, 목적으로 하는 패턴형상에 가까운 형상이 얻어진다. 그 이유는 마스크패턴에서의 차광성이 과잉이 되는 코너부로부터 위상시프터가 제거되므로 차광균형이 개선되기 때문이다.
또 패턴전사 시에 패턴형상이 변형되기 쉬운 형상부분의 다른 예로서, 예를 들어 도 27의 (e)에 나타내는 바와 같은, 중심선강조법이 적용될 정도로 가는 라인으로 구성된 크로스형 코너패턴이 있다. 이 경우의 변형보상방법으로는, 도 27의 (e)에 나타내는 바와 같이 마스크패턴의 크로스형 코너 굴곡점으로부터 소정 크기 이내의 영역에, 중심선강조용 위상시프터 대신 반차광부를 배치한다. 이 때, 이 영역의 중심선강조용 위상시프터의 크기를 축소해도 된다. 한편 도 27의 (f)에 나타내는 바와 같은, 윤곽강조법이 적용될 정도로 굵은 라인으로 구성된 크로스형 코너패턴의 경우, 마스크패턴 주연부 크로스형 코너의 굴곡점으로부터 소정 크기 이내의 영역에, 윤곽강조용 위상시프터 대신에 반차광부를 배치한다. 이 때, 이 영역의 윤곽강조용 위상시프터의 크기를 축소해도 된다.
도 27의 (e) 및 (f)에 나타내는 변형보상방법은, 마스크패턴에서의 차광효과가 강한 코너 안쪽의 강조패턴을 소거하는 것이다. 도 27의 (e) 및 도 27의 (f)에 나타내는 본 실시 예의 변형보상방법에 의해, 목적으로 하는 패턴형상에 가까운 형상이 얻어진다. 그 이유는 마스크패턴에서의 차광성이 과잉이 되는 코너부로부터 위상시프터가 제거되므로 차광균형이 개선되기 때문이다.
이상 설명한 바와 같이, 제 6 실시 예에 의하면, 반차광부와 위상시프터를 구비하는 마스크패턴에 있어서, 소정 폭 이하의 부분에는 중심선강조법에 따라 위상시프터를 배치함과 동시에, 소정 폭을 초과하는 부분에는 윤곽강조법에 따라 위상시프터를 배치한다. 이로써 임의의 형상의 마스크패턴에 의해 노광 시 매우 콘트라스트가 강한 상을 형성할 수 있다. 따라서 이와 같은 마스크패턴이 형성된 포토마스크를 이용하여 레지스트가 도포된 기판을 노광함으로써, 미세한 레지스트패턴 형성이 가능해진다. 또 이 포토마스크에 대해 경사입사조명을 이용하여 노광을 실시함으로써, 초점변동에 대해 패턴크기의 변동이 발생하기 어려운 미소패턴형성이 가능해진다.
또 제 6 실시 예에 의하면, 마스크패턴에서 코너부분의 안쪽 등과 같이, 통상의 완전차광패턴에서는 차광효과가 지나치게 강해지는 부분에서도, 반차광부를 이용함으로써 차광효과를 저감할 수 있다. 즉 마스크패턴의 차광효과가 과잉이 되는 부분에, 단순히 중심선강조법 또는 윤곽강조법에 따라 차광효과 강조용 위상시프터를 삽입시켜버리지만 않는다면, 불필요한 차광효과 발생을 방지할 수 있다. 따 라서 이 효과를 이용하여 위상시프터 삽입을 제한함으로써 임의형상의 패턴을 목적하는 형상대로 작성하기가 용이해진다.
또 제 6 실시 예에 있어서, 윤곽강조법 또는 중심선강조법이 성립되는 포토마스크를 이용한 노광을 포지티브형 레지스트 프로세스에서 실시하는 경우를 예로 하여 설명했지만, 물론 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다. 즉 윤곽강조법 및 중심선강조법의 적어도 한쪽이 성립되는 포토마스크를 이용한 노광을 포지티브형 레지스트 프로세스에서 실시해도 된다. 혹은 윤곽강조법 및 중심선강조법의 적어도 한쪽이 성립되는 포토마스크를 이용한 노광을 네거티브형 레지스트 프로세스에서 실시해도 된다. 여기서 포지티브형 레지스트 프로세스를 이용할 경우, 노광광이 조사된 포지티브형 레지스트막을 현상하여, 포지티브형 레지스트막의 마스크패턴과 대응하는 부분 이외의 다른 부분을 제거함으로써, 마스크패턴 형상의 레지스트패턴을 형성할 수 있다. 또 네거티브형 레지스트 프로세스를 이용할 경우, 노광광이 조사된 네거티브형 레지스트막을 현상하여, 네거티브형 레지스트막의 마스크패턴과 대응하는 부분을 제거함으로써, 마스크패턴 형상의 개구부를 갖는 레지스트패턴을 형성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 패턴 형상 또는 밀집 정도에 의존하는 일 없이, 동일 노광조건으로 미세패턴을 형성할 수 있다.

Claims (27)

  1. 노광광에 대하여 투과성을 갖는 투과성 기판의 주면에, 반차광부와 위상시프터를 갖는 마스크패턴과, 상기 마스크패턴이 형성되어 있지 않은 투광부가 형성된 포토마스크로,
    상기 반차광부는 상기 노광광을 부분적으로 투과시키는 투과율을 갖는 동시에 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 동위상으로 투과시키고,
    상기 위상시프터는 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 반대 위상으로 투과시키며,
    상기 마스크패턴은 상기 투광부를 둘러싸도록 형성되어 있고,
    상기 위상시프터는 상기 투광부의 주변에 링 형상으로 형성되어 있으며,
    상기 위상시프터의 링 외주의 윤곽은 상기 투광부의 윤곽과 서로 유사하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상시프터는 상기 투광부에 접해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상시프터는 상기 투광부로부터 이격되어 형성되어 있고,
    상기 투광부와 상기 위상시프터 사이에는 상기 반차광부의 일부분이 링 형상으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  4. 노광광에 대하여 투과성을 갖는 투과성 기판의 주면에, 반차광부와 위상시프터를 갖는 마스크패턴과, 상기 마스크패턴이 형성되어 있지 않은 투광부가 형성된 포토마스크로,
    상기 반차광부는 상기 노광광을 부분적으로 투과시키는 투과율을 갖는 동시에 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 동위상으로 투과시키고,
    상기 위상시프터는 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 반대 위상으로 투과시키며,
    상기 마스크패턴은 상기 투광부를 둘러싸도록 형성되어 있고,
    상기 위상시프터는 상기 투광부의 주변에 형성된 복수의 위상시프터부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 위상시프터는 상기 투광부의 각 변의 근방에 형성된 사각형 형상의 4개의 위상시프터부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 포토마스크에서의 상기 각 위상시프터부는 상기 투광부에 접하도록 형 성되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 투광부는 사각형 형상으로 형성되어 있고,
    상기 위상시프터는, 상기 투광부의 각 변과 동일 길이를 갖는 사각형 형상의 4개의 위상시프터부로 이루어지며, 상기 투광부의 각 변에 접하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 투광부는 사각형 형상으로 형성되어 있고,
    상기 위상시프터는, 상기 투광부의 각 변의 길이보다 짧은 사각형 형상의 4개의 위상시프터부로 이루어지며, 상기 투광부의 각 변에 접하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 투광부의 각 변의 중앙과 상기 투광부의 각 변에 접해서 형성된 상기 각 위상시프터부의 중앙이 위치맞춤이 되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 각 위상시프터부는 상기 투광부로부터 이격되어 형성되어 있고,
    상기 위상시프터와 상기 투광부의 사이에는 상기 반차광부의 일부분이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 투광부는 사각형 형상으로 형성되어 있고,
    상기 위상시프터는, 상기 투광부의 각 변의 길이보다 긴 사각형 형상의 4개의 위상시프터부로 이루어지며, 상기 투광부로부터 이격되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 위상시프터부는 상기 투광부의 대각선 상에서 모서리부가 서로 접하도록 형성되어 있고,
    상기 위상시프터와 상기 투광부의 사이에는 상기 반차광부의 일부분이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  13. 제 4 항에 있어서,
    상기 투광부는 사각형 형상으로 형성되어 있고,
    상기 위상시프터는, 상기 투광부의 각 변의 길이보다 짧은 사각형 형상의 4개의 위상시프터부로 이루어지며, 상기 투광부로부터 이격되어 형성되어 있고,
    상기 위상시프터와 상기 투광부의 사이에는 상기 반차광부의 일부분이 배치 되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  14. 제 4 항에 이어서,
    상기 투광부는 제 1 투광부와 제 2 투광부를 가지며,
    상기 마스크패턴은 상기 제 1 투광부 및 상기 제 2 투광부를 둘러싸도록 형성되어 있고,
    상기 위상시프터는 상기 제 1 투광부와 상기 제 2 투광부 사이의 중앙부에 형성되어 있으며,
    상기 반차광부는 상기 위상시프터의 양 측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 차광부와 상기 제 2 차광부의 간격은 (0.8 ×λ/NA)×M 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크(단, λ는 상기 노광광의 파장이고, NA 및 M은 각각 노광기의 축소투영광학계의 개구수 및 축소배율임).
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 위상시프터의 폭은 (0.4 ×λ/NA)×M 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노광광에 대한 상기 반차광부의 투과율은 15% 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  18. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노광광에 대한 상기 반차광부의 투과율은 6% 이상, 15% 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  19. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반차광부는, 상기 투광부를 기준으로 상기 노광광을, (-30+360 ×n)도 이상, (30+360 ×n)도 이하(단 n은 정수)의 위상차로 투과시키는 동시에, 상기 위상시프터는, 상기 투광부를 기준으로 상기 노광광을, (150+360 ×n)도 이상, (210+360 ×n)도 이하(단 n은 정수)의 위상차로 투과시키는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  20. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위상시프터는, 상기 마스크패턴에서의 상기 투광부와의 경계로부터 (0.8 ×λ/NA) ×M 이하의 부분에 배치되는 것을 특징으로 하는 포토마스크(단, λ는 상기 노광광의 파장이며, NA 및 M은 각각 노광기 축소투영광학계의 개구수 및 축소배율임).
  21. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위상시프터의 폭은 (0.3 ×λ/NA) ×M 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크(단, λ는 상기 노광광의 파장이며, NA 및 M은 각각 노광기 축소투영광학계의 개구수 및 축소배율임).
  22. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광부는 상기 투과성 기판의 표면을 노출시켜서 이루어지고,
    상기 위상시프터는 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 반대 위상으로 투과시키는 제 1 위상시프터 막이 상기 투과성 기판 상에 형성되어서 이루어지며,
    상기 반차광부는 상기 제 1 위상시프터 막과 상기 제 1 위상시프터 막을 기준으로 하여 상기 노광광을 반대 위상으로 투과시키는 제 2 위상시프터 막으로 이루어지는 적층막이 상기 투과성 기판 상에 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  23. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광부는 상기 투과성 기판의 표면을 노출시켜서 이루어지고,
    상기 위상시프터는 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 반대 위상으로 투과시키도록 상기 투과성 기판을 소정의 두께만큼 내려서 단차를 두도록 하여 이루어지며,
    상기 반차광부는 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 동위상으로 투과시키는 반차광 막이 상기 투과성 기판 상에 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  24. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위상시프터는 상기 투과성 기판의 표면을 노출시켜서 이루어지고,
    상기 투광부는 상기 위상시프터를 기준으로 하여 상기 노광광을 반대 위상으로 투과시키도록 상기 투과성 기판을 소정의 두께만큼 내려서 단차를 두도록 하여 이루어지며,
    상기 반차광부는 상기 위상시프터를 기준으로 하여 상기 노광광을 반대 위상으로 투과시키는 위상시프터 막이 상기 투과성 기판 상에 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  25. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광부는 상기 투과성 기판의 표면을 노출시켜서 이루어지고,
    상기 위상시프터는 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 반대 위상으로 투과시키도록 상기 투과성 기판을 소정의 두께만큼 내려서 단차를 두도록 하여 이루어지며,
    상기 반차광부는 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 동위상으로 투 과시키는 박막화 된 차광 막이 상기 투과성 기판 상에 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  26. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광부는 상기 투과성 기판의 표면을 노출시켜서 이루어지고,
    상기 반차광부는 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 동위상으로 투과시키는 반차광 막이 상기 투과성 기판 상에 형성되어 이루어지며,
    상기 위상시프터는 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 반대 위상으로 투과시키도록 상기 투과성 기판 상에 형성된 반차광 막을 소정의 두께만큼 내려서 단차를 두도록 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  27. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광부는 상기 투과성 기판의 표면을 노출시켜서 이루어지고,
    상기 반차광부는 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 동위상으로 투과시키는 반차광 막이 상기 투과성 기판 상에 형성되어 이루어지며,
    상기 위상시프터는 상기 반차광 막과 상기 투광부를 기준으로 하여 상기 노광광을 반대 위상으로 투과시키는 위상시프터 막으로 이루어지는 적층막이 상기 투과성 기판 상에 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
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