KR100585127B1 - 투명 기판에 형성된 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크 - Google Patents

투명 기판에 형성된 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크 Download PDF

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Abstract

투명 기판을 식각하여 형성되어 있는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크에 대하여 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크는 입사광을 통과시키는 투명 기판, 투명 기판에 형성되어 있으며, 입사광에 의하여 감광성 물질막에 전사가 되는 주 패턴 및 투명 기판을 소정의 폭과 깊이로 식각하여 형성되어 있으며, 입사광에 의하여 감광성 물질막에 전사가 되지 아니하는 스캐터링 바아를 포함한다. 상기한 스캐터링 바아의 폭과 깊이는, 포토 마스크를 통과한 입사광의 에어리얼 이미지의 일반화 이미지 로그 슬로프(NILS)가 향상되도록 하는 크기로 조절되며, 이 경우 완화된 상쇄간섭 효과에 의하여 스캐터링 바아는 웨이퍼에 전사되지 않는다.
포토 마스크. 스캐터링 바아, 초점 심도, OPC

Description

투명 기판에 형성된 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크{Photo mask comprising a scattering bar formed in the transparent substrate}
도 1은 종래 기술에 따른 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크에 대한 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 포토 마스크의 스캐터링 바아가 쓰러지는 현상을 보여주는 SEM사진이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 투명 기판 내에 형성된 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크에 대한 개략적인 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 실시예에 따른 포토 마스크를 사용하여 측정한 에어리얼 이미지의 상대 세기 및 종래 기술에 따른 포토 마스크를 사용하여 측정한 에어리얼 이미지의 상대 세기를 측정하여 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 투명 기판 상에 형성된 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크에 대한 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 투명 기판 내에 형성된 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크에 대한 개략적인 단면도이다.
본 발명은 포토 마스크에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 투명 기판 내에 형성된 스캐터링 바아(scattering bar)를 포함하고 있는 포토 마스크를 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근 집적회로 장치가 고집적화 및 고성능화되고 있으며, 이에 따라서 집적회로 장치의 피처 사이즈(feature size)도 지속적으로 미세화가 진전되고 있다. 포토리소그라피 공정은 포토 마스크 상의 패턴을 집적회로 장치의 피처로 전사하기 위한 공정이다. 상기한 집적회로 장치의 고집적화, 고성능화 및 피처의 미세화를 달성하기 위해서는 포토리소그라피 공정의 발전이 뒷받침되어야 한다. 예컨대, 임계 치수(Critical Dimension, CD)가 미세한 피처를 형성하는 것이 가능해야 하며, 포토 마스크 상의 패턴 모양이나 패턴 밀도 등에 관계없이 원하는 치수 및 형상의 피처를 포토레지스트막에 형성할 수 있어야 한다.
그런데, 포토 마스크 패턴의 미세화가 가속화되면서 광근접 효과(Optical Proximity Effect, OPE)로 인한 문제가 크게 대두하게 되었다. OPE 중에서 특히 포토 마스크 상의 패턴 밀도 차이에 따른 이미지 왜곡(deformation of image) 특히, 고립 피처의 이미지 왜곡이 주요한 해결과제로 등장하였다. 개구수(Numerical Aperture, NA)가 큰 렌즈를 사용하여 노광 공정의 해상도를 향상시키거나, 위상 전이 마스크(Phase Shifting Mask, PSM)를 이용하여 이미지의 콘트라스트를 높이거나 및/또는 사입사 조명(Off Axis Illumination, OAI)법을 이용함으로써 해상도(resolution)를 향상시킬 수 있지만, 이러한 개량 기술들은 양산 가능한 공 정 마진(process margin)을 확보하는데 있어서 그 효과가 제한적이다.
고립 패턴의 이미지가 왜곡되는 문제점을 해결하기 위하여 제시된 하나의 방법은 스캐터링 바아를 이용하는 것이다. 스캐터링 바아는 포토 마스크 상에 형성되어 있는 패턴이지만 그 치수가 한계 해상도 이하이기 때문에 노광 공정에 의하여 이미지가 전사되지 않는 패턴이다. 스캐터링 바아는 라인 타입의 고립 패턴의 양 측면, 콘택 타입의 고립 패턴의 외각 또는 밀집 패턴의 가장자리에 위치한 패턴의 외측면에 형성된다(이하, 고립 패턴 또는 밀집 패턴의 가장자리 패턴은 주 패턴이라고 한다). 스캐터링 바아는 하나의 패턴이거나 또는 다수 개의 미세 패턴이 하나의 세트를 형성한다. 예를 들어, 라인 타입의 고립 패턴의 양 측면에 스캐터링 바아를 형성하게 되면, 노광 공정에서 상기 고립 패턴은 마치 밀집 패턴과 같이 주위에 다른 패턴이 있는 것처럼 작용하게 되어, 고립 패턴의 이미지가 왜곡되는 현상을 방지할 수 있다.
도 1에는 포토 마스크(100)의 일부에 대한 개략적인 단면도가 도시되어 있는데, 패턴의 밀도가 상대적으로 낮은 고립 패턴(112)이 형성되어 있는 부분을 나타낸다. 도 1을 참조하면, 포토 마스크(100)는 투명 기판(110), 라인 타입의 고립 패턴(112) 및 고립 패턴(112)의 양 옆에 형성되어 있는 스캐터링 바아(114)를 포함한다. 투명 기판(110)은 통상적으로 석영으로 형성된다. 그리고, 고립 패턴(112)과 스캐터링 바아(114)는 투과율 0%의 크롬 등과 같은 금속 물질로 형성되거나 투과율이 수 내지 수십 %인 MoSi 등으로 형성될 수도 있다. 스캐터링 바아(114)의 폭(w2) 은 일반적으로 고립 패턴(112)의 폭(w1)의 1/2이하이다. 왜냐하면, 스캐터링 바아(114)의 폭(w2)은 한계 해상도 보다 작아서, 노광 공정에서 그 이미지가 전사되지 않아야 하기 때문이다. 스캐터링 바아(114)가 전사되는 것을 방지하기 위해서는 그 폭(w2)은 작을 수록 더 바람직한데, 이 때, 스캐터링 바아(114)로서의 효과를 달성하기 위하여 한쪽에 여러 개를 형성하기도 한다.
그런데, 집적회로 장치의 피처 사이즈의 미세화가 진전되면 고립 패턴(112)과 같은 전사되어야 하는 포토 마스크 상의 주 패턴의 치수는 더욱 작아진다. 이 경우, 주 패턴의 절반 이하의 치수를 갖는 스캐터링 바아(114)의 폭(w2)도 그 크기가 훨씬 작아질 수 밖에 없다. 따라서, 해상도의 한계로 인하여 치수가 작은 스캐터링 바아(114)를 제조하는 것은 제조 공정의 측면에서 점점 더 어려워지게 된다.
뿐만 아니라, 스캐터링 바아(114)는 옆으로 쓰러지는 문제점이 있다. 이것은 스캐터링 바아(124)의 폭(w2)이 작아지기 때문에, 구조적 안정성이 취약하기 때문이다. 이러한 현상은 도 2의 주사전자 현미경(Scanning Electronic Microscope, SEM) 사진에 잘 나타나 있는데, 도 2를 참조하면, 주 패턴(122)의 왼쪽 바깥에 형성되어 있는 스캐터링 바아(124)가 고립 패턴(122)이 위치한 방향으로 쓰러져 있는 것을 관찰할 수가 있다. 이러한 현상은 패턴의 미세화가 진전되면 될수록 더 심화될 수 밖에 없다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상대적으로 큰 치수를 가지기 때문에 제조하기가 용이한 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 옆으로 쓰러질 염려가 없는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 그것을 통과한 에어리얼 이미지(aerial image)가 보다 큰 일반화 이미지 로그 기울기(Normalized Image Log Slope, NILS)를 가지는 포토 마스크를 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 포토 마스크는 투명 기판을 식각하여 스캐터링 바아를 형성하며, 상기 스캐터링 바아가 웨이퍼에 전사되지 않도록 위상차에 의한 상쇄간섭 효과를 적절히 완화시킨다. '완화된 간섭 효과'란 스캐터링 바아에 의하여 입사광의 위상이 180°도의 배수로 완전히 반전되는 것이 아니라, 180°보다 작은 크기로 위상의 반전을 유발하여 포토 마스크를 통과한 입사광이 완화된 상쇄 간섭(moderated destructive interference)을 일으키도록 하는 것이다. 스캐터링 바아의 치수를 적절한 크기가 되도록 하면, 스캐터링 바아는 감광성 물질막에 전사되지 않을 뿐만이 아니라 상기 주 패턴에 대한 에어리얼 이미지의 일반화 이미지 로그 슬로프(Normalized Image Log Slope, NILS)가 향상된다. 스캐터링 바아는 상기 스캐터링 바아가 형성될 영역만을 식각하여 형성하는 오목형 패턴일 수도 있고, 아니면 상기 스캐터링 바아가 형성될 영역을 제외한 다른 부분의 투명 기판을 식각하여 형성한 볼록형 패턴일 수 있다.
상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크는 입사광을 통과시키는 투명 기판, 상기 투명 기판에 형성되어 있으며, 상기 입사광에 의하여 감광성 물질막에 전사가 되는 주 패턴 및 상기 투명 기판을 소정의 폭과 깊이로 식각하여 형성되어 있으며, 상기 입사광에 의하여 상기 감광성 물질막에 전사가 되지 아니하는 스캐터링 바아를 포함하는데, 여기서 상기 스캐터링 바아는, 상기 스캐터링 바아를 통과한 광과 상기 주 패턴을 전사하는 광이 완화된 상쇄 간섭효과를 일으켜서 상기 포토 마스크를 통과한 상기 주 패턴의 에어리얼 이미지의 일반화 이미지 로그 슬로프가 향상되는, 폭과 깊이로 형성한다. 상기 포토 마스크는 주 패턴이 크롬으로 형성되어 있는 바이너리 마스크(Binary Mask, BM)이거나 주 패턴이 규화 몰리브덴(MoSi)으로 형성되어 있는 위상 쉬프트 마스크(Phase Shift Mask, PSM)이거나 또는 상기 주 패턴이 상기 투명 기판을 식각하여 형성한 무크롬 위상 리소그라피(Chromeless Phase Lithography, CPL) 마스크일 수 있다.
상기 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 스캐터링 바아는, 상기 스캐터링 바아를 통과한 광이 상기 주 패턴을 전사하는 광과 180°보다 작은 위상차가 생기는, 폭과 깊이로 형성되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 위상차는 150°이하의 임의의 각도에서 최적화가 되는데, 예컨대 상기 위상차는 30 내지 150°사이일 수 있다.
상기 실시예의 다른 측면에 의하면, 상기 스캐터링 바아의 치수는 상기 주 패턴의 치수의 1/2보다는 크고 상기 주 패턴의 치수보다는 작다. 그리고, 상기 스캐터링 바아는 하나의 단일 패턴으로 형성되어 있을 수 있다.
상기 실시예의 또 다른 측면에 의하면, 상기 주 패턴은 라인 타입의 고립 패 턴이고, 상기 스캐터링 바아는 상기 주 패턴의 양 측면에 형성되어 있을 수 있다. 또는, 상기 주 패턴은 밀집 패턴의 가장자리에 위치하는 라인 타입의 패턴이고, 상기 스캐터링 바아는 상기 주 패턴의 일 측면에 형성되어 있을 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토 마스크는 입사광을 통과시키는 투명 기판, 상기 투명 기판 상에 형성되어 상기 입사광에 의하여 감광성 물질막에 전사가 되는 라인 타입의 주 패턴 및 상기 투명 기판을 소정의 폭과 깊이로 식각하여 형성되어 있으며, 상기 투명 기판을 소정의 폭과 깊이로 식각하여 형성하며, 상기 입사광에 의하여 상기 감광성 물질막에 전사가 되지 아니하는 스캐터링 바아를 포함하는데, 여기서 상기 스캐터링 바아는, 상기 스캐터링 바아를 통과한 광과 상기 주 패턴을 전사하는 광이 완화된 상쇄 간섭효과를 일으켜서 상기 포토 마스크를 통과한 상기 주 패턴의 에어리얼 이미지의 일반화 이미지 로그 슬로프가 향상되는, 폭과 깊이로 형성한다. 상기 포토 마스크는 바이너리 마스크이거나 위상 쉬프트 마스크일 수 있다.
상기 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 스캐터링 바아는, 상기 스캐터링 바아를 통과한 광이 상기 주 패턴을 전사하는 광과 180°보다 작은 위상차가 생기는, 폭과 깊이로 형성되어 있을 수 있다.
상기 실시예의 다른 측면에 의하면, 상기 스캐터링 바아는 하나의 단일 패턴으로 형성되거나 또는 두개 이상의 미세 패턴의 세트로 형성되어 있을 수 있다. 그리고, 상기 주 패턴은 고립 패턴이고, 상기 스캐터링 바아는 상기 주 패턴의 양 측면에 형성되어 있거나, 상기 주 패턴은 밀집 패턴의 가장자리에 위치하는 패턴이 고, 상기 스캐터링 바아는 상기 주 패턴의 일 측면에 형성되어 있을 수 있다.
상기 실시예의 또 다른 측면에 의하면, 상기 스캐터링 바아는 상기 스캐터링 바아가 형성될 영역의 투명 기판을 식각하여 형성한 오목형 패턴이거나 또는 상기 스캐터링 바아가 형성될 영역을 제외한 투명 기판의 영역을 식각하여 형성한 볼록형 패턴일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 오히려 여기서 소개되는 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이 철저하고 완전하게 개시될 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 예시적으로 제공되어지는 것들이다. 도면에 있어서, 층의 두께 및/또는 영역들의 크기 등은 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 3에는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 포토 마스크(200)에 대한 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 상기 도면은 포토 마스크(200)의 일 부분에 대한 것으로서, 다른 부분에 비하여 패턴의 밀도가 낮은 부분 즉, 포토 마스크(200)에서 고립 패턴(212)이 형성되어 있는 영역이다.
도 3을 참조하면, 포토 마스크(200)는 투명 기판(210), 주 패턴(212) 및 스 캐터링 바아(214)를 포함하는데, 본 실시예에 따르면 스캐터링 바아(214)는 주 패턴(212)의 양 측면에 위치하며, 투명 기판(210)을 식각하여 형성한다.
투명 기판(210)은 노광 장치로부터 전사되는 입사광을 그대로 통과시킨다. 따라서, 투명 기판(210)은 투광성 물질은 석영(quartz) 등으로 형성한다.
주 패턴(212)은, 노광 및 현상 공정을 거치게 되면, 입사광에 의하여 감광성 물질막 즉 포토레지스트막(미도시)에 전사가 되는 패턴으로서, 투명 기판(210)상에 형성되어 있다. 본 실시예에 의하면, 포토 마스크(200)의 유형에는 특별한 제한이 없는데, 이것은 주 패턴(212) 및 그 주변에 형성되어 있는 패턴의 형상 및 물질에 따라서 다를 수 있다. 예컨대, 주 패턴(212)은 도시된 것과 같이 투명 기판(210) 상에 형성되어 있을 수 있다. 이 경우, 주 패턴(212)은 투광율이 거의 0%인 크롬 등과 같은 금속 물질로 형성되거나, 입사광의 투광율이 수 내지 수십 %인 규화몰리브덴 등과 같은 물질로 형성할 수도 있다. 전자의 경우에는 포토 마스크(200)는 바이너리 마스크(Binary Mask)이고, 후자의 경우에는 포토 마스크(200)는 위상 쉬프트 마스크(Phase Shift Mask, PSM)이다. 그러나 도시된 것과 달리, 주 패턴(212)은 투명 기판(210)을 식각하여 형성하는 패턴일 수도 있다. 예컨대, 주 패턴은 스캐터링 바아(214)와 같이 투명 기판(210)을 식각하여 형성되어 있는 패턴일 수 있다. 이 경우에는 포토 마스크(200)는 무크롬 위상 리소그라피(Chromeless Phase Lithography, CPL) 마스크이다.
스캐터링 바아(214)는, 종래와 마찬가지로, 노광 공정 및 현상 공정을 거치면, 입사광에 의하여 감광성 물질막에 전사가 되지 않는 패턴이다. 그러나, 본 실 시예에 따른 스캐터링 바아(214)는 투명 기판(210) 상에 형성되어 있는 불투광성 물질의 패턴이 아니라 투명 기판(210)을 소정의 폭(w3)과 깊이(d3)로 식각하여 형성한 패턴이다. 따라서, 본 실시예에 따른 스캐터링 바아(214)는 그것의 폭이나 크기에 상관없이 옆으로 쓰러질 염려가 없기 때문에, 이러한 스캐터링 바아(214)를 포함하는 포토 마스크(200)는 고집적 반도체 장치의 제조에 사용되는 포토 마스크로서 보다 유용하다. 노광 공정에서 전사되지 않는 스캐터링 바아(214)의 특성 및 제조 공정의 용이성을 고려하면, 스캐터링 바아(214)의 폭(w3)은 주 패턴(212)의 폭(w1)보다는 작고, 주 패턴(212)의 폭(w1)의 1/2보다는 큰 것이 바람직하다.
그리고, 본 실시예에 따라서 투명 기판(210)에 형성되는 스캐터링 바아(214)의 폭(w3)과 깊이(d3)는, 스캐터링 바아(214)를 통과한 광과 주 패턴(212)을 전사하는 광의 위상 차이가 180°보다 작게 되도록 하는, 폭과 깊이를 갖는다. 예컨대, 상기 위상 차이는 약 30 내지 150°정도일 수 있다. 이러한 위상 차이는 스캐터링 바아(214)를 통과한 광과 주 패턴(212)을 전사하는 광이 완화된 간섭 효과를 일으키도록 하기 위해서 이다. 이러한 스캐터링 바아(214)에 의하여, 노광 공정의 초점 심도를 증가시킬 수가 있으며, 아울러 고립 패턴인 주 패턴(212)의 임계 치수의 변이(variation)를 최소화할 수 있다.
이것은 본 실시예에 따른 포토 마스크(200)를 통과하는 입사광의 에어리얼 이미지의 일반화 이미지 로그 슬로프(Normalized Image Log Slope, NILS)가 종래 기술에 따른 포토 마스크(100)의 NILS보다 그 값이 더 크다는 사실로부터 알 수 있 다. 이것은 도 4a 및 도 4b의 실험 결과에 잘 나타나 있다. 도 4a 및 도 4b에는 본 실시예에 따른 포토 마스크(200)를 사용하여 측정된 에어리얼 이미지의 상대 세기 및 종래 기술에 따른 포토 마스크(100)를 사용하여 측정된 에어리얼 이미지의 상대 세기를 보여주는 그래프가 도시되어 있다. 도 4a 및 도 4b는 모두, 광원으로서 파장이 248nm인 KrF광원을 사용하고, 사입사 조명을 위하여 내경이 0.55이고, 외경이 0.85인 고리형 어퍼쳐(annular aperture)를 사용하였으며, 개구수(NA)가 0.7인 렌즈를 사용하여 실험을 실시하여 구한 실험값이다. 그리고, 포토 마스크(100, 200)의 주 패턴(112, 212)도 모두 폭(w1)이 200nm(1×, 이하, 포토 마스크의 크기는 모두 같은 단위로 표시한다)인 규화 몰리브덴 패턴인 경우이다.
도 4a 및 도 4b는 스캐터링 바아(114, 214)의 폭(w2, w3)은 달리하면서 측정한 것으로서, 도 4a는 스캐터링 바아(214)의 폭(w3)이 140nm인 경우이고, 도 4b는 폭(w3)이 100nm인 경우이다. 반면, 비교 대상이 되는 종래 기술에 따른 스캐터링 바아(114)는 규화 몰리브덴 패턴으로서, 그 폭(w2)은 60nm이다. 그리고, 스캐터링 바아(214)의 깊이(d3)는 주 패턴(212)을 전사하는 광과 스캐터링 바아(214)를 통과하는 광의 위상차에 따라서 적절한 깊이로 설정할 수 있다. 본 실험값은 각각 주어진 스캐터링 바아(214)의 폭에 대하여 상기 위상차가 각각 90°, 135°및 180°인 경우에 대하여 측정한 것이다.
그리고, 하기 표 1 및 표 2에는 도 4a 및 도 4b의 그래프에 대하여 얻어진 NILS값이 표시되어 있다.
본 실시예(w3 = 140nm)에 따른 스캐터링 바아 종래기술에 따른 스캐터링 바아(w2= 0.06nm)
위상차 90° 135° 180°
NILS 2.53 2.33 2.20 2.28
본 실시예(w3 = 100nm)에 따른 스캐터링 바아 종래기술에 따른 스캐터링 바아(w2= 0.06nm)
위상차 90° 135° 180°
NILS 2.85 2.37 2.28 2.28
표 1 및 표 2를 참조하면, 상기 위상차가 180°보다 작게 생기도록 하는 스캐터링 바아(214)를 포함하는 포토 마스크(200)를 사용하면, 종래 기술에 따른 스캐터링 바아(114)를 포함하는 포토 마스크(100)를 사용하는 것에 비하여 NILS값이 증가하는 것을 알 수 있다. 뿐만 아니라, 본 실시예에 따른 포토 마스크(200)의 스캐터링 바아(214)는 그 폭(w3)이 종래 기술에 따른 스캐터링 바아(114)의 폭(w2)에 비하여 훨씬 크다. 따라서, 본 실시예에 따른 포토 마스크(200)는 스캐터링 바아(214)를 제조하는데 있어서, 노광 공정의 해상도의 한계에 따른 어려움이 없다.
도 5에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토 마스크에 대한 개략적인 단면도가 개시되어 있다. 상기 도면은 포토 마스크(300)의 일 부분에 대한 것으로서, 다른 부분에 비하여 패턴의 밀도가 낮은 부분 즉, 포토 마스크(300)에서 고립 패턴(312)이 형성되어 있는 영역이다. 도 5를 참조하면, 포토 마스크(300)는 첫 번째 실시예에 마찬가지로 투명 기판(310), 주 패턴(312) 및 스캐터링 바아(314)를 포함하는데, 본 실시예에 따르면 스캐터링 바아(314)는 투명 기판(310)을 식각하여 형성한다. 다만, 본 실시예에 의한 포토 마스크(300)는 스캐터링 바아(314)가 투명 기판(310)과 주 패턴(312)의 경계면에 대하여 돌출되어 있는 볼록형 패턴이라는 점에서 제1 실시예의 포토 마스크(200)와 상이하다.
도 5를 참조하면, 스캐터링 바아(314)는 소정의 폭(w4)과 높이(h4)를 가지는데, 상기 폭(w4)과 높이(h4)도 스캐터링 바아(314)를 통과한 광과 주 패턴(312)을 전사하는 광의 위상 차이가 180°보다 작게 되도록 하는, 폭과 높이를 갖는다. 이것은 스캐터링 바아(314)를 통과한 광과 주 패턴(312)을 전사하는 광이 완화된 간섭 효과를 일으키도록 하기 위해서 이다. 그 결과, 입사광의 에어리얼 이미지의 NILS값이 증가한다.
도 6에는 본 발명의 제3 실시예에 따른 포토 마스크(400)에 대한 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 상기 도면은 포토 마스크(400)의 일 부분에 대한 것으로서, 다른 부분에 비하여 패턴의 밀도가 높은 부분 즉, 포토 마스크(400)에서 밀집 패턴(416a 내지 416d)이 형성되어 있는 영역이다. 도 6을 참조하면, 포토 마스크(400)는 첫 번째 실시예에 마찬가지로 투명 기판(410), 다수의 주 패턴(416a 내지 416d) 및 스캐터링 바아(414)를 포함한다. 도 6에서는 주 패턴(416a 내지 416d)이 4개만 도시되어 있지만, 상기 주 패턴(416a 내지 416d)의 개수에는 특별한 제한이 없다. 그리고, 본 실시예에 따르면 스캐터링 바아(414)도 투명 기판(410)을 식각하여 형성한다는 점에서 전술한 실시예와 동일하다. 다만, 본 실시예에 의한 포토 마스크(400)는 스캐터링 바아(414)가 주 패턴(416a 내지 416d) 중에서 가장자리에 위치하는 주 패턴(416a 및 416d)의 바깥쪽에만 형성되어 있다는 점에서, 전술한 실시예와 다르다.
도 6을 참조하면, 스캐터링 바아(414)는 소정의 폭(w5)과 깊이(d5)를 가지는데, 상기 폭(w5)과 깊이(h5)도 스캐터링 바아(414)를 통과한 광과 주 패턴(416a 내지 416d)을 전사하는 광의 위상 차이가 180°보다 작게 되도록 하는, 폭과 깊이를 갖는다. 이것은 스캐터링 바아(414)를 통과한 광과 주 패턴(416a 내지 416d)을 전사하는 광이 완화된 간섭 효과를 일으키도록 하기 위해서 이다. 그 결과, 입사광의 에어리얼 이미지의 NILS값이 증가한다.
본 발명에 의한 포토 마스크는 고립 패턴의 양 측면이나 밀집 패턴의 가장자리에 스캐터링 바아가 형성되어 있기 때문에, 노광 공정에서의 초점 심도를 증가시킬 수 있고, 패턴의 밀도에 따른 패턴 CD의 변이를 최소화시킬 수가 있다.
그리고, 본 발명에 의한 포토 마스크는 투명 기판을 식각하여 스캐터링 바아를 형성한다. 따라서, 디자인 룰의 감소로 스캐터링 바아의 임계 치수가 더욱 미세화되는 경우에도, 포토 마스크의 스캐터링 바아가 옆으로 쓰러질 염려는 없다.
뿐만 아니라, 투명 기판을 식각하여 스캐터링 바아를 형성하게 되면, 그 폭을 종래의 스캐터링 바아에 비하여 더 크게 만들 수 있기 때문에, 종래와 같이 해상도의 한계에 따른 제한을 받지 않고 제조 공정이 용이하다.

Claims (20)

  1. 입사광을 통과시키는 투명 기판;
    상기 투명 기판에 형성되어 있으며, 상기 입사광에 의하여 감광성 물질막에 전사가 되는 주 패턴; 및
    상기 투명 기판을 소정의 폭과 깊이로 식각하여 형성되어 있으며, 상기 입사광에 의하여 상기 감광성 물질막에 전사가 되지 아니하는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크로서,
    상기 스캐터링 바아는, 완화된 상쇄 간섭 효과에 의하여 상기 포토 마스크를 통과한 상기 입사광의 에어리얼 이미지의 일반화 이미지 로그 슬로프(NILS)가 향상되도록, 상기 스캐터링 바아를 통과한 광이 상기 주 패턴을 전사하는 광과 180°보다 작은 위상차가 생기는 폭과 깊이로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크.
  2. 삭제
  3. 제2항에 있어서,
    상기 위상차는 30 내지 150°사이인 것을 특징으로 하는 스캐터링 바아를 포 함하는 포토 마스크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스캐터링 바아의 치수는 상기 주 패턴의 치수의 1/2보다는 크고 상기 주 패턴의 치수보다는 작은 것을 특징으로 하는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 포토 마스크는 바이너리 마스크(BM), 위상 쉬프트 마스크(PSM) 또는 무크롬 위상 리소그라피(CPL) 마스크인 것을 특징으로 하는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스캐터링 바아는 하나의 단일 패턴으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 주 패턴은 라인 타입의 고립 패턴이고, 상기 스캐터링 바아는 상기 주 패턴의 양 측면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 주 패턴은 밀집 패턴의 가장자리에 위치하는 라인 타입의 패턴이고, 상기 스캐터링 바아는 상기 주 패턴의 일 측면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 주 패턴은 크롬(Cr) 또는 규화 몰리브덴(MoSi)으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크.
  10. 입사광을 통과시키는 투명 기판;
    상기 투명 기판 상에 형성되어 있으며, 상기 입사광에 의하여 감광성 물질막에 전사가 되는 라인 타입의 주 패턴; 및
    상기 투명 기판을 소정의 폭과 깊이로 식각하여 형성되어 있으며, 상기 입사광에 의하여 상기 감광성 물질막에 전사가 되지 아니하는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크로서,
    상기 스캐터링 바아는, 완화된 상쇄 간섭효과에 의하여 상기 포토 마스크를 통과한 상기 입사광의 에어리얼 이미지의 일반화 이미지 로그 슬로프가 향상되도록, 상기 스캐터링 바아를 통과한 광이 상기 주 패턴을 전사하는 광과 180°보다 작은 위상차가 생기는 폭과 깊이로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크.
  11. 삭제
  12. 제11항에 있어서,
    상기 위상차는 30 내지 150°사이인 것을 특징으로 하는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 스캐터링 바아의 치수는 상기 주 패턴의 치수의 1/2보다는 크고 상기 주 패턴의 치수보다는 작은 것을 특징으로 하는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 포토 마스크는 바이너리 마스크(BM) 또는 위상 쉬프트 마스크(PSM)인 것을 특징으로 하는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 주 패턴은 크롬(Cr) 또는 규화 몰리브덴(MoSi)으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크
  16. 제10항에 있어서,
    상기 스캐터링 바아는 하나의 단일 패턴으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 주 패턴은 고립 패턴이고, 상기 스캐터링 바아는 상기 주 패턴의 양 측면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 주 패턴은 밀집 패턴의 가장자리에 위치하는 패턴이고, 상기 스캐터링 바아는 상기 주 패턴의 일 측면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 스캐터링 바아는 오목형 패턴인 것을 특징으로 하는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 스캐터링 바아는 볼록형 패턴인 것을 특징으로 하는 스캐터링 바아를 포함하는 포토 마스크.
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