KR100598104B1 - 노광 차단 영역을 갖는 포토 마스크 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
노광 차단 영역을 갖는 포토 마스크 및 그 제조 방법을 제공한다. 회로 패턴들 및 보조 패턴들이 배치되는 위치를 규정하는 포토 마스크의 설계 데이터를 준비한 후, 상기 설계 데이터를 이용하여 보정된 노광 데이터를 준비한다. 이후, 상기 보정된 노광 데이터를 이용하여 노광 공정을 실시한다. 상기 보정된 노광 데이터는 조사를 차단하는 노광 차단 패턴의 위치와 패턴 밀도를 보정하는 밀도 보정 패턴들의 위치를 규정하는 정보를 포함하도록 준비된다.
Description
도 1은 종래 기술에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.
도 2a 내지 도 5a는 종래 기술에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 2b 내지 도 5b는 종래 기술에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 공정단면도들이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 순서도들이다.
도 10 내지 도 14는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 배치도들이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 포토 마스크를 설명하기 위한 부분 사시도이다.
도 16은 포토 마스크의 측정된 회로 선폭을 위치에 따라 도시하는 데이터 지도(data map)이다.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 제 2 및 제 3 실시예들에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 배치도들이다.
도 20a 및 도 20b는 밀도 보정 패턴을 갖지 않은 포토 마스크의 선폭을 측정한 데이터 지도들이다.
도 20c 및 도 20d는 밀도 보정 패턴을 갖는 포토 마스크의 선폭을 측정한 데이터 지도들이다.
도 21a 및 도 21b는 밀도 보정 패턴을 갖지 않은 경우와 갖는 경우 각각 요구되는 전자빔 도즈 조건을 규정하는 도즈 조건 지도들이다.
본 발명은 반도체 집적 회로를 제조하기 위해 사용되는 포토 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노광 차단 영역을 갖는 포토 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 집적 회로의 제조 공정은 포토 마스크에 도안된 회로 패턴을 웨이퍼 상에 도포된 웨이퍼 포토레지스트막(wafer photoresist layer, WPR)으로 전사시키는 사진 공정의 단계를 포함한다. 상기 사진 공정을 통해 형성되는 웨이퍼 포토레지스트 패턴(WPR pattern)은 그 하부에 놓인 물질막을 식각하기 위한 마스크로 사용된다. 이때, 상기 웨이퍼 포토레지스트 패턴의 선폭은 반도체 제품의 집적도를 결정하는 가장 중요한 기술적 변수이며, 상기 집적도는 상기 반도체 제품의 가격에 영향을 주는 주된 기술적 요인이다. 따라서, 상기 웨이퍼 포토레지스트 패턴의 선 폭을 줄이기 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다.
한편, 상기 웨이퍼 포토레지스트 패턴의 선폭 균일성(uniformity)은 제품의 수율에 크게 영향을 미치기 때문에, 선폭의 균일성에서의 향상을 수반하지 않는 집적도의 증가는 아무런 기술적 잇점이 없다. 이에 따라, 집적도의 증가에 상응하도록, 상기 선폭의 균일성을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 제안되고 있다. 특히, 상기 웨이퍼 포토레지스트 패턴은 상기 포토 마스크(photo mask)에 도안된 회로 패턴이 상기 사진 공정을 통해 전사된 결과물이기 때문에, 상기 웨이퍼 포토레지스트 패턴의 형태적 특성들은 상기 포토 마스크의 상응하는 특성에 본질적으로 영향을 받는다. 이에 따라, 상기 웨이퍼 포토레지스트 패턴의 선폭 균일성을 향상시키기 위한 방법으로, 상기 포토 마스크에 도안된 회로 패턴들의 선폭 균일성을 향상시키는 방법이 고려되고 있다.
도 1은 상기 포토 마스크를 제작하는 일반적인 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1을 참조하면, (CAD 또는 OPUS 등과 같은) 컴퓨터 프로그램을 사용하여 반도체 제품의 회로 패턴을 설계한다. 설계된 회로 패턴은 소정의 기억 장치에 전자적 데이터(electronic data)로써 저장된다(D1). 이후, 전자빔을 사용하여 석영 기판(Quartz substrate) 상에 형성된 포토레지스트막의 소정영역을 조사(irradiate)하는 노광 공정(S2)을 실시한다. 상기 노광 공정(S2)에서 조사되는 영역은 상기 설계 데이터로부터 추출된 노광 데이터(D8)에 의해 결정된다. 상기 노광된 포토레지스트막은, 현상 공정(S3)을 통해, 그 하부의 크롬막을 노출시키는 포 토레지스트 패턴을 형성한다. 이어서, 상기 노출된 크롬막을 플라즈마 건식 식각하여, 상기 석영 기판을 노출시키는 크롬 패턴을 형성한다(S4). 상기 건식 식각 공정(S4)은 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 실시되며, 상기 포토레지스트 패턴은 상기 식각 공정 이후 제거된다.
도 2a 및 도 2b는 각각 상기 포토레지스트 패턴이 제거된 포토마스크를 도시하는 평면도 및 단면도이다. 상기 포토 마스크(10)는 통상적으로 중앙부에 배치되는 주 영역(main region, 20)과 상기 주 영역(20)의 주변에 배치되는 보조 영역(30)을 포함한다. 상기 주 영역(20)에는 상기 웨이퍼로 전사될 회로 패턴들이 배치되고, 상기 보조 영역(30)에는 상기 포토 마스크를 웨이퍼 노광 장치에 정렬시키는 용도로 사용되는 정렬 키(alignment key) 등과 같은 보조 패턴들이 배치된다.
한편, 상기 크롬 패턴은, 패턴 밀도(pattern density)의 차이로 인해 유발되는 포깅 효과(fogging effect) 또는 로딩 효과(loading effect)에 의해, 위치에 따라 다른 선폭을 가질 수도 있다. 패턴 선폭의 변화에 대한 패턴 밀도의 영향을 알아보기 위해 실시된 소정의 실험에 따르면, 100%의 패턴 밀도를 갖는 영역에 형성되는 크롬 패턴은 0%의 패턴 밀도를 갖는 영역에 형성되는 크롬 패턴에 비해 대략 7.3% 정도 더 큰 선폭을 가졌다. 이 실험을 분석한 결과에 따르면, 상기 포깅 효과 및 상기 로딩 효과는 각각 4.4% 및 2.9%의 선폭 유발 요인을 갖는다.
상기 포깅 및 로딩 효과들은 패턴 밀도의 차이에서 유발되는 물리적 현상이기 때문에, 이러한 효과들을 본질적으로 제거하는 것은 불가능하며, 단지 패턴 밀도의 차이를 줄이는 방법을 통해 최소화될 수 있을 뿐이다. 상기 패턴 밀도의 차이 를 줄이기 위해 일반적으로 사용되는 방법은 상기 주 영역(20)의 둘레에 상기 주 영역(20)과 동일한 패턴 밀도를 갖는 밀도 보정 패턴(density correction pattern, 도 3a 및 도 3b의 40 참조)을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 밀도 보정 패턴(40)은 상기 포깅 및 로딩 효과들을 효과적으로 예방하는 것을 가능하게 만들지만, 상기 웨이퍼 포토레지스트막으로 전사될 경우 심각한 제품 불량을 유발한다.
미국특허번호 6,566,017호(Chen et al.)는 이처럼 밀도 보정 패턴이 웨이퍼로 전사되는 것을 예방하기 위해 불투명막을 더 형성하는 기술을 개시하고 있다. 즉, 도 1에 도시한 것처럼, 상기 식각 공정(S4)을 실시한 후, 상기 포토 마스크를 불투명막(opaque layer, 도 4a 및 도 4b의 50 참조)으로 덮는 증착 공정을 실시한다(S5). 이후, 상기 불투명막(50)을 패터닝(S6)하여 상기 주 영역(20) 및 상기 보조 영역(30)을 노출시키는 개구부들을 가지면서, 상기 밀도 보정 패턴(40)이 배치되는 영역을 덮는 노광 차단 패턴(55)을 형성한다. 상기 개구부들의 위치는 상기 설계 데이터(D1)로부터 추출된 개구 영역 데이터(D9)에 의해 결정된다(도 5a 및 도 5b 참조). 상기 노광 차단 패턴(55)이 형성된 포토 마스크(10)는 소정의 마무리 단계들을 거친 후 고객에게 전달된다(S7).
한편, 상기 노광 차단 패턴(55)은 상기 밀도 보정 패턴(40)이 웨이퍼 포토레지스트막으로 전사되는 것을 예방하지만, 추가적인 증착 공정 및 패터닝 공정이 필요하다는 점에서 상기 포토 마스크의 제조 비용을 증가시킨다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 패턴 밀도의 차이에 따른 패턴 선폭 의 변화를 예방할 수 있는 포토 마스크의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 밀도 보정 패턴이 웨이퍼 포토레지스트막으로 전사되는 것을 예방할 수 있는 포토 마스크의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는 밀도 보정 패턴이 웨이퍼 포토레지스트막으로 전사되는 것을 예방할 수 있는 포토 마스크를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여, 본 발명은 설계 데이터로부터 노광 차단 패턴의 좌표를 규정하는 보정된 노광 데이터를 추출하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조 방법을 제공한다. 이 방법은 회로 패턴들 및 보조 패턴들이 배치되는 위치를 규정하는 포토 마스크의 설계 데이터를 준비하고, 상기 설계 데이터를 이용하여 보정된 노광 데이터를 준비한 후, 상기 보정된 노광 데이터를 이용하여 노광 공정을 실시하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 보정된 노광 데이터는 조사를 차단하는 노광 차단 패턴과 패턴 밀도를 보정하는 밀도 보정 패턴들의 위치를 규정하는 정보를 포함한다.
상기 노광 차단 패턴은 상기 회로 패턴들의 둘레에 배치되고, 상기 밀도 보정 패턴은 상기 노광 차단 패턴 및 상기 보조 패턴들의 주변에 배치된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 보정된 노광 데이터를 준비하는 단계는 상기 설계 데이터를 이용하여 상기 회로 패턴들 및 상기 보조 패턴들을 형성하기 위한 노광 좌표를 규정하는 노광 데이터 및 상기 밀도 보정 패턴들을 형성하기 위 한 노광 좌표를 규정하는 보조 노광 데이터를 준비하는 단계를 포함한다. 이후, 상기 노광 데이터 및 상기 보조 노광 데이터는 결합되어, 노광 공정에 사용되는 노광 좌표 데이터로 준비된다.
이때, 상기 보조 노광 데이터를 준비하는 단계는 상기 밀도 보정 패턴들이 형성되지 않는 영역을 규정하는 개구 영역 데이터 및 소정의 패턴 밀도를 가지면서 상기 포토 마스크의 전면에 배치되는 밀도 보정 패드의 노광 좌표를 규정하는 밀도 보정 패드 데이터를 준비하는 단계를 포함한다. 이후, 상기 개구 영역 데이터 및 상기 밀도 보정 패드 데이터를 논리적으로 처리함으로써, 상기 보조 노광 데이터가 준비된다.
상기 개구 영역 데이터를 준비하는 단계는 상기 설계 데이터를 이용하여 상기 주영역 및 상기 주영역을 둘러싸는 노광 차단 영역이 포함되는 주개구 영역의 좌표 데이터 및 상기 보조 영역을 포함하는 보조 개구 영역의 좌표 데이터를 추출하는 단계를 포함한다. 상기 개구 영역 데이터는 상기 주 개구 영역의 좌표 데이터와 상기 보조 개구 영역의 좌표 데이터를 논리합(OR)으로 조합함으로써 준비된다. 이때, 상기 노광 차단 패턴은 상기 노광 차단 영역에 배치되며, 상기 노광 차단 영역의 폭은 대략 0.1 내지 50mm인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 밀도 보정 패드 데이터를 준비하는 단계는 상기 밀도 보정 패드가 상기 주 영역과 동일한 패턴 밀도를 갖도록, 상기 밀도 보정 패드의 좌표 정보를 규정하는 단계를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 밀도 보정 패드 데이터를 준비하는 단계는 상기 밀도 보정 패드가 위 치 의존적인 패턴 밀도를 갖도록, 상기 밀도 보정 패턴들의 좌표 데이터를 조절하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 밀도 보정 패턴들의 좌표 데이터를 조절하는 단계는 경험적 또는 이론적으로 준비된 상기 회로 패턴의 위치에 따른 선폭 변화 데이터를 이용할 수 있다. 즉, 상기 보정된 노광 데이터를 준비하는 단계는 상기 밀도 보정 패턴들이 상기 주영역과 동일한 패턴 밀도를 갖거나 또는 위치 의존적인 패턴 밀도를 갖도록, 상기 밀도 보정 패턴들의 좌표 데이터를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 상기 보정된 노광 데이터는 노광 위치에 따른 노광 조건을 규정하는 노광 조건 데이터를 준비한 후, 상기 노광 조건 데이터와 상기 노광 좌표 데이터를 조합하여 준비될 수 있다. 상기 노광 조건 데이터 역시 경험적 또는 이론적으로 준비된 상기 회로 패턴의 위치에 따른 선폭 변화 데이터를 이용하여 준비될 수 있다.
상기 노광 공정은 전자빔 또는 레이저를 이용하여 실시하며, 상기 노광 조건 데이터는 상기 전자빔 또는 상기 레이저의 물리적 상태를 위치의 함수로 규정하는 데이터를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 노광 차단 영역을 갖는 포토 마스크를 제공한다. 이 포토 마스크는 주 영역, 주변 영역 및 노광 차단 영역을 갖는 투명한 포토 마스크 기판, 상기 포토 마스크 기판의 주 영역, 주변 영역 및 노광 차단 영역에 각각 배치되는 회로 패턴들, 밀도 보정 패턴들 및 노광 차단 패턴을 포함한다. 이때, 상기 노광 차단 영역은 상기 주 영역과 주변 영역 사이 에 배치되고, 상기 노광 차단 패턴은 상기 노광 차단 영역의 전부를 덮는다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 주 영역은 30 내지 70 %의 패턴 밀도를 갖고, 상기 주변 영역은 10 내지 90%의 패턴 밀도를 갖되, 상기 주변 영역의 패턴 밀도는 상기 주 영역의 패턴 밀도에 대해 10% 내외의 차이를 갖는다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 주변 영역의 패턴 밀도는 상기 주 영역의 패턴 밀도와 같은 크기를 갖는다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 주변 영역은 상기 노광 차단 영역에 인접하는 수정된 밀도 보정 영역을 포함하며, 상기 수정된 밀도 보정 영역에 배치되는 밀도 보정 패턴들은 위치에 따라 다른 패턴 밀도를 갖는다.
바람직하게는 상기 노광 차단 패턴은 상기 회로 패턴 또는 상기 밀도 보정 패턴과 동일한 두께를 갖는 동일한 물질로 이루어진다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 또한 층이 다른 층 또는 기판 상에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.
도 6을 참조하면, (CAD 또는 OPUS 등과 같은) 컴퓨터 프로그램을 사용하여 반도체 제품의 회로 패턴을 설계한다. 상기 회로 패턴의 설계는 반도체 제품의 개발자(developer)에 의해 수행된다. 상기 개발자에 의해 설계된 회로 패턴은 소정의 기억 장치에 전자적 데이터(electronic data, D100)로써 저장된다. 상기 저장된 회로 패턴에 대한 설계 데이터(D100)는 소정의 데이터 처리 프로그램들을 내장한 컴퓨터에 입력된다. 상기 설계 데이터는 노광 공정을 위한 노광 데이터를 추출하기 위해 상기 컴퓨터에서 처리된다.
본 발명에 따르면, 상기 노광 데이터는 패턴 밀도에 따른 패턴의 선폭 변화를 최소화할 수 있도록 소정의 데이터 처리 프로그램에 의해 보정된다. 또한, 상기 보정된 노광 데이터(D200)는 상기 패턴 밀도를 보정하기 위해 준비되는 밀도 보정 패턴들이 웨이퍼 포토레지스트막으로 전사되는 문제를 예방하도록 준비된다. 상기 보정된 노광 데이터(D200)를 준비하는 과정은 아래에서 도 7 내지 도 9를 참조하여 상세하게 설명한다.
이어서, 투명한 포토 마스크 기판 상에 형성된 포토레지스트막의 소정 영역을 조사하는 노광 공정을 실시한다. 통상적으로 석영 기판(Quartz substrate)이 상기 포토 마스크 기판으로는 사용되고, 전자빔 또는 레이저 등이 상기 노광 공정의 조사 광원(irradiative source)으로 사용된다. 상기 노광 공정(S110)에서 조사되는 영역은 상기 보정된 노광 데이터(D200)에 의해 결정된다.
상기 노광된 포토레지스트막은, 현상 공정(S120)을 통해, 그 하부의 마스크막을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 마스크막은 크롬(Cr), 몰리 브덴 실리사이드(MoSi), IV족 전이 금속 질화물, V족 전이 금속 질화물, VI족 전이 금속 질화물 및 실리콘 질화물 중에서 선택된 적어도 한가지일 수 있다. 이어서, 상기 노출된 마스크막을 식각하여 상기 포토 마스크 기판의 상부면을 노출시키는 마스크 패턴을 형성한다(S130). 상기 포토레지스트 패턴은 상기 마스크 패턴을 형성하기 위한 식각 마스크로 사용됨으로써, 상기 설계 데이터(D100)에 포함된 회로 패턴에 대한 형태 정보는 상기 마스크 패턴으로 전사된다.
이후, 상기 포토레지스트 패턴을 제거하여 상기 마스크 패턴의 상부면을 노출시킨 후, 상기 마스크 패턴이 형성된 상기 포토 마스크를 세정한다. 이러한 과정을 통해 형성된 상기 포토 마스크에 대해, 형성된 상기 마스크 패턴과 상기 설계 데이터 사이의 크기 차이가 소정의 크기보다 작은지를 확인하는 검사(inspection) 단계를 수행한다. 이러한 검사 단계를 통과한 포토 마스크는 상기 개발자에게 전달된다(S140).
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 보정된 노광 데이터(D200)는 적어도 밀도 보정 패턴들(density correcting patterns)의 좌표 데이터 및 노광 차단 패턴(exposure blocking pattern)의 좌표 데이터를 포함한다. 상기 밀도 보정 패턴들은 패턴 밀도 차이에 따른 기술적 어려움들을 제거하기 위해 배치되고, 상기 노광 차단 패턴은 상기 밀도 보정 패턴들이 웨이퍼 포토레지스트막으로 전사되는 것을 예방하기 위해 배치된다.
도 7은 상기 설계 데이터(D100)로부터 상기 보정된 노광 데이터(D200)를 준비하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다. 도 10은 상기 설계 데이터에 의해 규정 되는 여러 영역들을 설명하기 위한 배치도이고, 도 11 내지 도 14는 상기 설계 데이터로부터 만들어지는 또다른 데이터들을 설명하기 위한 배치도들이다. 도 10 내지 도 14에 도시되는 여러 영역들은 상기 데이터 처리 프로그램들을 통해 처리되어, 모니터와 같은 사용자 인터페이스를 통해 표시될 수 있는 가상적 정보에 상응한다. 도 15는 도 14에 도시된 데이터를 상기 노광 공정(S110)에 이용하여 제조되는 포토 마스크를 보여주는 사시도이다.
상기 설계 데이터(D100)는 통상적으로 상기 포토 마스크(300)의 중앙부에 배치되는 주 영역(main region, 310)과 상기 주 영역(310)을 둘러싸는 주변 영역(peripheral region, 320)을 규정한다. 상기 주변 영역(320)은 (포토 마스크를 웨이퍼 노광 장치에 정렬시키는 용도로 사용되는 정렬 키(alignment key) 등과 같은) 보조 패턴들이 배치되는 보조 영역(auxiliary region, 325)을 포함할 수 있다. 상기 주 영역(310)에는 상기 웨이퍼로 전사될 회로 패턴들(도 15의 400a)이 배치된다. 임의의 영역의 전체 면적에 대한 패턴 면적의 퍼센트 비율을 ‘패턴 밀도(pattern density)'로 표기한다면, 통상적으로, 상기 주 영역(310)의 패턴 밀도는 30 내지 70%이다. 즉, 상기 주 영역(310)에서 차지하는 상기 회로 패턴들의 면적은 30 내지 70%이다. 반면, 상기 보조 영역(325)을 제외하면, 상기 주변 영역(320)의 패턴 밀도는 0%이다. 이러한 패턴 밀도들의 차이에서 유발되는 포깅 및 로딩 효과 등에 의해, 상술한 것처럼, 상기 주 영역(310)에 형성되는 상기 회로 패턴의 선폭은 중심부(A)와 가장 자리(B)에서 달라질 수 있다.
도 7은 이러한 선폭의 변화를 최소화하기 위해, 보정된 노광 데이터(D200)를 준비하는 일 실시예를 도시한다. 도 7을 참조하면, 상기 설계 데이터(D100)로부터 기본 노광 데이터(basic exposure data, D210), 개구 영역 데이터(opening region data, D220) 및 밀도 보정 패드 데이터(density correcting pad data, D230)를 준비한다.
상기 기본 노광 데이터(D210)는 회로 패턴들과 보조 패턴들이 배치되는 위치를 규정한다. 보다 자세하게는, 상기 기본 노광 데이터(D210)는 상기 회로 패턴들과 보조 패턴들을 형성하기 위해, 상기 노광 공정에서 전자빔에 의해 조사될 위치에 대한 정보를 포함한다. 결과적으로 상기 기본 노광 데이터(D210)는 도 10에 도시된 데이터에 상응한다.
상기 밀도 보정 패드 데이터(D230)는 상기 주 영역(310)과 동일한 패턴 밀도를 가지면서 상기 포토 마스크(300)의 전면에 배치되는 밀도 보정 패드 영역(330)을 규정한다(도 11 참조). 엄밀히 말해, 상기 밀도 보정 패드 데이터(D230)는 상기 밀도 보정 패드 영역(330)에 배치되는 밀도 보정 패턴들의 위치를 규정한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 개구 영역 데이터(D220)는 주 개구 영역(340)과 보조 개구 영역(345)을 포함한다(도 12 참조). 상기 주 개구 영역(340)에는 상기 주 영역(310) 및 상기 주 영역(310)을 둘러싸는 노광 차단 영역(350)이 더 포함된다. 상기 노광 차단 영역(350)의 폭은 통상적인 사진 공정의 정렬 마아진(align margin)을 고려하여 결정되며, 바람직하게는 3.5mm 내지 4.5mm이다. 상기 노광 차단 영역(350)의 폭은 0.1 내지 50mm의 범위에서 결정될 수도 있다. 상기 보조 개구 영역(345)은 상기 보조 영역(325)을 포함하며, 바람직하게는 상기 보조 영역(325) 만이 상기 보조 개구 영역(345)에 포함된다. 한편, 상기 기본 노광 데이터(D210)는 상기 주 영역(310) 및 상기 보조 영역(325)에 배치되는 회로 패턴들과 보조 패턴들의 위치를 규정한다는 점에서, 상기 주 영역(310), 상기 보조 영역(325) 및 상기 노광 차단 영역(350)이 배치되는 위치를 규정하는 상기 개구 영역 데이터(D220)와는 다르다.
다시 도 7을 참조하면, 상기 개구 영역 데이터(D220)와 상기 밀도 보정 패드 데이터(D230)로부터, 밀도 보정 패턴들이 배치되는 위치를 규정하는 보조 노광 데이터(D240)를 준비한다. 상기 보조 노광 데이터(D240)를 준비하는 단계는 상기 개구 영역 데이터(D220)와 상기 밀도 보정 패드 데이터(D230)를 배타적 논리합 연산(Exclusive OR operation)에 의해 조합하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 밀도 보정 패드 영역(도 11의 330)은 상기 포토 마스크(300)의 전면에 배치되기 때문에, 상기 배타적 논리합에 의해 얻어지는 영역, 즉 밀도 보정 영역(360)은 상기 개구 영역 데이터(D220)에 의해 규정되지 않은 영역에 해당한다(도 13 참조). 즉, 상기 밀도 보정 영역(360)은 상기 주 개구 영역(340) 및 상기 보조 개구 영역(345)을 제외한 영역에 해당한다.
상술한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 밀도 보정 영역(360)은 상기 주 영역(310), 상기 보조 영역(325) 및 상기 노광 차단 영역(350)을 제외한 영역으로 결정된다. 달리 말해, 상기 밀도 보정 영역(360)은 상기 보조 영역(325) 및 상기 노광 차단 영역(350)을 제외한 상기 주변 영역(320)에 해당한다.
상기 기본 노광 데이터(D210)와 상기 보조 노광 데이터(D240)로부터 상기 노 광 공정(S110)에서 전자빔에 의해 조사될 영역의 위치를 규정하는 노광 좌표 데이터(D250)를 준비한다. 상기 노광 좌표 데이터(D250)를 준비하는 단계는 상기 기본 노광 데이터(D210)와 상기 보조 노광 데이터(D240)를 논리합 연산(OR operation)에 의해 조합하는 단계를 포함한다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 노광 좌표 데이터(D250)는 상기 주 영역(310)에 배치되는 회로 패턴들, 상기 보조 영역(325)에 배치되는 보조 패턴들 및 상기 밀도 보정 영역(360)에 배치되는 밀도 보정 패턴들의 위치를 규정한다(도 14 참조). 또한, 상기 노광 좌표 데이터(D250)는 상기 노광 공정(S110)에서 조사원(irradiative source)에 의해 조사되지 않는, 상기 노광 차단 영역(350)을 규정한다.
상기 노광 공정(S110)에서 조사되지 않는 포토레지스트막은 상기 현상 공정(S120) 이후에도 포토레지스트 패턴으로 잔존하기 때문에, 상기 노광 차단 영역(350)에는 상기 마스크 패턴이 최종 식각 단계(S130)에서도 잔존한다. 상기 노광 차단 영역(350)에 잔존하는 마스크 패턴은 (웨이퍼 노광 단계에서 상기 밀도 보정 패턴(400b)이 웨이퍼 포토레지스트막으로 전사되는 것을 예방하는) 상기 노광 차단 패턴(400)을 구성한다(도 15 참조).
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 노광 차단 영역(350)은 상기 노광 차단 패턴(400)에 의해 완전히 채워진다. 즉, 상기 노광 차단 영역(350)의 패턴 밀도는 100%이다. 이에 비해, 상기 주 영역(310) 및 상기 보조 영역(325)은 조사되는 영역과 조사되지 않는 영역을 포함하기 때문에, 이들 영역들(310, 325)은 상기 노광 차단 영역(350)보다 작은 패턴 밀도를 갖는다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 노광 차단 영역(350)에는 상기 웨이퍼 노광 단계에서 전사되지 않을 정도로 미세한 패턴들이 배치될 수도 있다. 이 경우, 상기 노광 차단 영역(350)의 패턴 밀도는 100%보다 작아질 수도 있다. 상기 미세한 패턴들은 상기 노광 차단 영역(350)이 상기 주 영역(310)과 같은 패턴 밀도를 가질 수 있도록 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 밀도 보정 영역(360)의 패턴 밀도는 상술한 것처럼 상기 주 영역(310)의 패턴 밀도와 같다. 이처럼 상기 밀도 보정 영역(360)과 상기 주 영역(310)의 패턴 밀도가 동일하기 때문에, 상기 노광 공정(S110) 및 식각 공정(S130)에서 패턴 밀도의 차이에 따른 기술적 어려움은 최소화될 수 있다.
도 20a 및 도 20b는 상기 기본 노광 데이터(D210) 만을 상기 노광 좌표 데이터(D250)로 이용하여 제작된 포토 마스크의 선폭을 측정한 데이터 지도(data map)들이고, 도 20c 및 도 20d는 상기 기본 노광 데이터(D210)에 더하여 상기 밀도 보정 영역(360)을 규정하는 정보를 포함하는 상기 보조 노광 데이터(D240)를 이용하여 제작된 포토 마스크의 선폭을 측정한 데이터 지도들이다. 결과적으로, 도 20a 및 도 20b는 종래의 방법에 따른 결과에 상응하고, 도 20c 및 도 20d는 본 발명의 상술한 실시예에 따른 결과에 상응한다. 도 20a 및 도 20c는 상기 현상 공정(S120) 이후 상기 주 영역(310)에 형성되는 포토레지스트 패턴들의 선폭을 측정한 결과이고, 도 20b 및 도 20d는 상기 식각 공정(S130) 이후 같은 영역의 마스크 패턴들의 선폭을 측정한 결과이다. 도시된 등고선은 같은 선폭으로 측정되는 위치들을 연결 하도록 그려졌다. 따라서, 본 발명에 따른 결과가 종래의 방법에 의한 결과보다 적은 수의 등고선들로 표현된다는 점에서, 보다 우수한 식각 균일도를 제공하는 것으로 해석된다.
본 발명의 우수한 효과는 포토 마스크의 선폭의 균일도를 나타내는 범위(range) 및 표준 편차(3 시그마, 3σ)를 측정한 결과에서도 확인할 수 있다. 상기 범위 및 3시그마는 종래 기술의 방법에 따라 제작된 포토 마스크에서는 각각 29.22nm 및 16.43nm로 측정되었으나, 본 발명에서는 각각 18nm 및 12nm로 측정되었다. 이러한 측정 결과에서도 본 발명의 방법이 종래의 방법에 비해 개선된 효과를 제공함을 알 수 있다.
한편, 상기 회로 패턴들의 선폭 불균일성은 주로 상술한 패턴 밀도의 차이에서 유발되지만, 이외에도 밝혀지지 않은 다양한 원인들에 의해서도 상기 회로 패턴들의 선폭은 달라질 수 있다. 예를 들면, 상기 식각 공정(S130) 이후 실시되는 검사 단계에서, 상기 회로 패턴들의 선폭이 경향성(tendency)을 가지고 변한다는 사실이 발견될 수 있다. 이 경우, 측정된 선폭을 등고선(contour line)을 사용하여 도시한다면, 도 16에 도시한 것처럼, 위치에 따른 변화 경향을 발견할 수도 있다.
도 8은 이처럼 패턴들의 선폭이 경향성을 가지고 변하는 경우에 적용될 수 있는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 아래에서는 도 7을 통해 설명된 실시예와 중복되지 않는 내용을 중심으로 본 발명의 제 2 실시예를 설명한다.
도 8을 참조하면, 상기 선폭의 변화 경향성을 분석함으로써, 상기 노광 공정 에 적용될 수 있는 피드백 데이터(D270)를 준비한다. 상기 피드백 데이터(D270)는 상기 마스크 패턴들의 선폭을 측정한 결과를 경험적으로 분석하는 단계를 통해 준비된다. 또는, 상기 피드백 데이터(D270)는 상기 포토 마스크(300)를 사용하여 웨이퍼 노광 공정을 실시할 경우 발견되는 웨이퍼 포토레지스트 패턴의 선폭 변화의 경향성을 경험적 또는 이론적으로 분석하는 단계를 통해 준비될 수도 있다.
본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 상기 선폭의 변화를 상쇄할 수 있도록 상기 밀도 보정 패턴(400b)은 위치에 따라 다른 패턴 밀도를 갖는다. 상기 피드백 데이터(D270)는 상기 밀도 보정 패턴(400b)의 패턴 밀도를 결정하는 과정에 이용된다. 예를 들면, 도 8 및 도 17에 도시된 것처럼, 상기 주 영역(310) 주변에는 상기 선폭의 변화를 상쇄할 수 있도록 각각 다른 패턴 밀도들을 갖는 수정된 밀도 보정 영역들(modified density correcting regions, 330a ~ 330f)이 배치된다. 상기 수정된 밀도 보정 영역들(330a ~ 330f)은 상기 밀도 보정 패드 데이터(D230')에 의해 규정되며, 상기 피드백 데이터(D270)는 상기 수정된 밀도 보정 영역들(330a ~ 330f)에 대한 정보를 포함하는 상기 밀도 보정 패드 데이터(D230')를 준비하는 과정에 이용된다.
상기 수정된 밀도 보정 영역들(330a ~ 330f)에 대한 정보를 포함하는 상기 밀도 보정 패드 데이터(D230')는, 도 12에서 설명된, 상기 개구 영역 데이터(D220)와 배타적 논리합 연산에 의해 조합된다. 그 결과, 도 18에 도시한 것처럼, 상기 수정된 밀도 보정 영역들(330a ~ 330f)을 규정하는 정보를 포함하는 보조 노광 데이터(D240')가 얻어진다. 이어서, 상기 보조 노광 데이터(D240')와 상기 기본 노광 데이터(D210)를 논리합 연산에 의해 조합함으로써, 도 19에 도시한 것과 같은, 상기 수정된 밀도 보정 영역들(330a ~ 330f)을 규정하는 정보를 포함하는 노광 좌표 데이터(D250')가 얻어진다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 포토 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 아래에서는 앞서 설명된 제 1 및 제 2 실시예와 중복되지 않는 내용을 중심으로 본 발명의 제 3 실시예를 설명한다.
상기 노광 공정은 상기 포토레지스트막의 소정 영역을 국소적으로 조사(irradiate)하는 단계를 포함한다. 이에 따라, 상기 패턴 선폭의 위치 의존성을 없애기 위해, 상기 노광 공정에서 사용되는 조사원(irradiative source)의 물리적 상태를 조절하는 방법이 사용될 수 있다. 예를 들면, 전자빔이 상기 조사원으로 사용될 경우, 상기 전자빔의 도즈(dose)를 조절하는 방법이 사용될 수 있다. 즉, 상기 노광 공정(S110)은 조사 영역의 좌표를 규정하는 상기 노광 좌표 데이터(D250) 및 상기 조사 영역에서 수행되는 노광 공정의 조건을 규정하는 상기 노광 조건 데이터(D260)를 이용하여 수행된다. 이러한 노광 좌표 데이터(D250) 및 상기 노광 조건 데이터(D260)는 상기 보정된 노광 데이터(D200)를 구성한다.
한편, 도 21a 및 도 21b는 선폭의 위치 의존성을 없애기 위해, 상기 노광 공정에서 사용되는 전자빔의 도즈를 위치에 따라 규정하는 도즈 조건 지도들(dose condition map)이다. 도 21a 및 도 21b는 상기 밀도 보정 영역(360)을 갖지 않는 종래 기술의 방법과 상기 밀도 보정 영역(360)을 갖는 본 발명의 방법에서 각각 요구되는 도즈 조건들을 나타낸다.
상기 전자빔의 도즈를 조절하는 방법이 (도 20a의 경우와 같이) 큰 선폭 불균일성을 갖는 포토 마스크의 제조 과정에 적용된다면, 상기 전자빔의 도즈 역시 위치에 따라 크게 달라질 수 있다(도 21a 참조). 이 경우, 어떤 위치에서는 포토레지스트의 광화학적 반응(photochemical reaction)을 위해 요구되는 문턱 크기보다 작은 도즈 조건으로 조사되어, 불완전현상(undevelope)이 상기 현상 공정(S120)에서 발생할 수 있다.
하지만, 본 발명에 따르면, 상기 밀도 보정 영역(360)에 의해 상기 회로 패턴들(400a)은 개선된 선폭 균일성을 갖게 되어, 상기 노광 공정에서 요구되는 도즈 조건은 위치에 따라 크게 변하지 않는다(도 21b 참조). 이에 따라, 상술한 불완전현상없이 상기 포토 마스크를 제조하는 것이 가능하다.
이에 더하여, 상술한 제 2 실시예에서 설명한 것처럼, 이 실시예 역시 상기 피드백 데이터(D270)를 이용하여 상기 보조 노광 데이터(D240')를 준비한 후, 상기 보조 노광 데이터(D240')를 이용하여 상기 보정된 노광 데이터(D200)를 준비하는 단계를 포함할 수 있다.
도 14 및 도 15를 다시 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토 마스크를 설명한다. 이러한 본 발명에 따른 포토 마스크는 앞서 도 6 내지 도 21을 통해 설명된 제조 방법들을 통해 제조될 수 있다. 따라서, (상술한 본 발명의 제조 방법들에 대한 논의에서 설명된) 제조 방법에서 유래하는 포토 마스크의 구조적 특징은 반복적인 설명을 피하기 위해 아래에서는 생략된다. 아래에서는 위에서 설명되지 않은 본 발명에 따른 포토 마스크의 구조적 특징들에 대해서만 간략하게 설명 한다.
이 포토 마스크(300)는 회로 패턴들(400a)이 배치되는 주 영역(310), 밀도 보정 패턴들(400b)이 배치되는 밀도 보정 영역(360) 및 상기 밀도 보정 패턴들(400b)이 웨이퍼로 전사되는 것을 방지하기 위한 노광 차단 패턴(400)이 배치되는 노광 차단 영역(350)을 구비한다.
상기 주 영역(310) 및 상기 노광 차단 영역(350)을 제외한 모든 영역을 주변 영역(320)이라고 표현한다면, 상기 주변 영역(320)에는 상기 밀도 보정 영역(360) 및 정렬 키와 같은 보조 패턴들이 배치되는 보조 영역(325)이 포함된다. 상기 노광 차단 영역(350)은 상기 주 영역(310)과 상기 주변 영역(320)의 사이에 배치된다.
상기 포토 마스크(300)는 투명한 마스크 기판(420) 상에 배치되는 마스크 패턴들을 구비한다. 상기 마스크 패턴은 상기 회로 패턴들(400a), 상기 밀도 보정 패턴들(400b), 상기 노광 차단 패턴(400) 및 상기 보조 패턴들로 구성된다. 상기 포토 마스크 기판(420)은 석영(Quartz)으로 이루어질 수 있고, 상기 마스크 패턴들은 크롬(Cr), 몰리브덴 실리사이드(MoSi), IV족 전이 금속 질화물, V족 전이 금속 질화물, VI족 전이 금속 질화물 및 실리콘 질화물 중에서 선택된 적어도 한가지로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 마스크 패턴들은 복수개의 층으로 구성됨으로써, 위상변이마스크(phase shift mask, PSM)를 구성할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 상기 노광 차단 패턴(400)은 상기 노광 차단 영역(350)의 전체 면적을 차지한다. 결과적으로 상기 노광 차단 영역(350)의 패턴 밀도는 100%이다. 이에 비해, 상기 주 영역(310) 및 상기 주변 영역(320)은 각각 30 내지 70% 및 10 내지 90%의 패턴 밀도를 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 밀도 보정 영역(360)은 상기 주 영역(310)과 동일한 패턴 밀도를 갖는다. 또한, 상기 노광 차단 영역(350)은 0.1 내지 50mm의 폭을 가지면서, 상기 주 영역(310)의 가장자리를 둘러싼다. 결과적으로, 상기 노광 차단 영역(350)은 테(rim) 모양을 갖는다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 밀도 보정 영역(360)은 상기 주 영역(310)과 약간 다른 패턴 밀도를 가질 수도 있다. 바람직하게는, 상기 밀도 보정 영역(360)은 상기 노광 차단 영역(350)의 외곽선에 인접하면서, 위치에 따라 다른 패턴 밀도를 갖는 수정된 밀도 보정 영역들(330a~330f)을 포함한다(도 19 참조). 상기 수정된 밀도 보정 영역들(330a~330f)은 상기 회로 패턴들(400a)의 선폭이 위치에 따라 달라지는 경향을 상쇄하기 위해 배치되며, 통상적으로 상기 주 영역의 패턴 밀도에 대해 10% 내외의 차이를 가질 수 있다.
본 발명에 따르면, 주 영역과 유사한 패턴 밀도를 갖는 밀도 보정 패턴들이 상기 주 영역의 주변에 배치된다. 이에 따라, 패턴 밀도의 차이에서 유발되는 포깅 효과 및 로딩 효과 등을 최소화할 수 있어, 포토 마스크의 중요한 특성의 하나인 폭 균일성을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 그 결과, 우수한 선폭 균일성을 갖는 포토 마스크를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 밀도 보정 패턴들이 웨이퍼로 전사되는 것을 예방하는 노광 차단 영역이 상기 주 영역과 상기 밀도 보정 영역 사이에 배치된다. 이에 따라, 상기 밀도 보정 패턴이 웨이퍼로 전사됨으로써 발생하는 제품 불량을 예방할 수 있다.
특히, 상기 밀도 보정 영역 및 노광 차단 영역은 소정의 데이터 처리 프로그램을 이용하여 개발자가 제공하는 설계 데이터를 가공하는 방법을 통해 형성될 수 있다. 즉, 공정 단계의 추가없이 통상적인 사진/식각 공정을 이용하여 상기 밀도 보정 영역 및 노광 차단 영역을 형성할 수 있다. 그 결과, 보다 저렴한 가격으로 우수한 선폭 균일성을 갖는 포토 마스크를 제조할 수 있다.
이에 더하여, 본 발명에 따르면 패턴 선폭의 위치 의존성을 제거하기 위해, 밀도 보정 영역의 패턴 밀도를 조절하거나 노광 조건을 위치에 따라 다르게 적용하는 방법이 사용될 수 있다. 이에 따라, 더욱 향상된 선폭 균일성을 갖는 포토 마스크를 제조하는 것이 가능하다.
Claims (24)
- 반도체기판으로 전사될 회로 패턴들이 형성되는 주영역과 반도체기판으로 전사되지 않는 보조 패턴들이 형성되는 보조 영역을 포함하는 포토 마스크의 제조 방법에 있어서,상기 회로 패턴들 및 보조 패턴들이 배치되는 위치를 규정하는 포토 마스크의 설계 데이터를 준비하는 단계;상기 설계 데이터를 이용하여 보정된 노광 데이터를 준비하는 단계; 및상기 보정된 노광 데이터를 이용하여 노광 공정을 실시하는 단계를 포함하되,상기 보정된 노광 데이터는 조사를 차단하는 노광 차단 패턴과 패턴 밀도를 보정하는 밀도 보정 패턴들의 위치를 규정하는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 노광 차단 패턴은 상기 주영역의 외곽에 인접하게 배치되고,상기 밀도 보정 패턴은 상기 노광 차단 패턴 및 상기 보조 영역들의 주변에 배치되는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 보정된 노광 데이터를 준비하는 단계는상기 설계 데이터를 이용하여, 상기 회로 패턴들 및 상기 보조 패턴들을 형성하기 위한 노광 좌표를 규정하는 기본 노광 데이터를 준비하고,상기 설계 데이터를 이용하여, 상기 밀도 보정 패턴들을 형성하기 위한 노광 좌표를 규정하는 보조 노광 데이터를 준비하는 단계; 및상기 기본 노광 데이터 및 상기 보조 노광 데이터를 결합하여 노광 좌표 데이터를 준비하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 보조 노광 데이터를 준비하는 단계는상기 밀도 보정 패턴들이 형성되지 않는 영역을 규정하는 개구 영역 데이터를 준비하고,소정의 패턴 밀도를 가지면서 상기 포토 마스크의 전면에 배치되는 밀도 보정 패드의 노광 좌표를 규정하는 밀도 보정 패드 데이터를 준비하는 단계; 및상기 개구 영역 데이터 및 상기 밀도 보정 패드 데이터를 논리적으로 처리하여, 상기 보조 노광 데이터를 추출하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조 방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 개구 영역 데이터를 준비하는 단계는상기 설계 데이터를 이용하여, 상기 주영역 및 상기 주영역을 둘러싸는 노광 차단 영역을 포함하는 주개구 영역의 좌표 데이터를 추출하고,상기 설계 데이터를 이용하여, 상기 보조 영역을 포함하는 보조 개구 영역의 좌표 데이터를 추출하는 단계; 및상기 주 개구 영역의 좌표 데이터 및 상기 보조 개구 영역의 좌표 데이터를 논리합(OR)으로 조합하는 단계를 포함하되,상기 노광 차단 패턴은 상기 노광 차단 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 노광 차단 영역의 폭은 대략 0.1 내지 50mm인 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 보조 노광 데이터를 추출하는 단계는 상기 개구 영역 데이터와 상기 밀도 보정 패드 데이터를 배타적 논리합(XOR)으로 조합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 밀도 보정 패드 데이터를 준비하는 단계는 상기 밀도 보정 패드가 상기 주영역과 동일한 패턴 밀도를 갖도록, 상기 밀도 보정 패드의 좌표 정보를 규정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 밀도 보정 패드 데이터를 준비하는 단계는 상기 밀도 보정 패드가 위치 의존적인 패턴밀도를 갖도록, 상기 밀도 보정 패턴들의 좌표 데이터를 조절하는 단계를 포함하되,상기 밀도 보정 패턴들의 좌표 데이터를 조절하는 단계는 경험적 또는 이론적으로 준비된 상기 회로 패턴의 위치에 따른 선폭 변화 데이터를 이용하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 보정된 노광 데이터를 준비하는 단계는 상기 밀도 보정 패턴들이 상기 주영역과 동일한 패턴 밀도를 갖도록, 상기 밀도 보정 패턴들의 좌표 데이터를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 보정된 노광 데이터를 준비하는 단계는 상기 밀도 보정 패턴들이 위치 의존적인 패턴 밀도를 갖도록, 상기 밀도 보정 패턴들의 좌표 데이터를 조절하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 노광 좌표 데이터를 준비하는 단계는 상기 기본 노광 데이터 및 상기 보조 노광 데이터를 논리합(OR)으로 조합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 보정된 노광 데이터를 준비하는 단계는노광 위치에 따른 노광 조건을 규정하는 노광 조건 데이터를 준비하는 단계; 및상기 노광 조건 데이터와 상기 노광 좌표 데이터를 조합하는 단계를 더 포함하되,상기 노광 조건 데이터를 준비하는 단계는 경험적 또는 이론적으로 준비된 상기 회로 패턴의 위치에 따른 선폭 변화 데이터를 이용하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 노광 공정은 전자빔 또는 레이저를 이용하여 실시하되,상기 노광 조건 데이터는 상기 전자빔 또는 상기 레이저의 물리적 상태를 위치의 함수로 규정하는 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.
- 반도체기판으로 전사될 회로 패턴들이 형성되는 주 영역과 반도체기판으로 전사되진 않는 보조 패턴들이 형성되는 보조 영역을 포함하는 포토 마스크의 제조 방법에 있어서,상기 회로 패턴들 및 보조 패턴들이 배치되는 위치를 규정하는 포토 마스크의 설계 데이터를 준비하는 단계;상기 설계 데이터를 이용하여, 상기 회로 패턴들 및 상기 보조 패턴들의 노광 좌표를 규정하는 기본 노광 데이터를 준비하는 단계;상기 설계 데이터를 이용하여, 소정의 패턴 밀도를 가지면서 상기 포토 마스크의 전면에 배치되는 밀도 보정 패드의 노광 좌표를 규정하는 밀도 보정 패드 데이터 및 상기 밀도 보정 패드가 형성되지 않는 영역을 규정하는 개구 영역 데이터를 준비하는 단계;상기 밀도 보정 패드 데이터와 상기 개구 영역 데이터를 배타적 논리합(XOR)으로 조합하여, 밀도 보정 패턴들의 노광 좌표를 규정하는 보조 노광 데이터를 준비하는 단계;상기 기본 노광 데이터 및 상기 보조 노광 데이터를 논리합(OR)으로 조합하여 노광 좌표 데이터를 준비하는 단계; 및상기 노광 좌표 데이터를 포함하는 보정된 노광 데이터를 이용하여 노광 공정을 실시하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 밀도 보정 패드 데이터를 준비하는 단계는 상기 밀도 보정 패드가 위치 의존적인 패턴 밀도를 갖도록, 상기 밀도 보정 패드의 좌표 데이터를 조절하는 단계를 포함하되,상기 밀도 보정 패드의 좌표 데이터를 조절하는 단계는 경험적 또는 이론적으로 준비된 상기 회로 패턴들의 위치에 따른 선폭 변화 데이터를 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 개구 영역 데이터를 준비하는 단계는상기 설계 데이터를 이용하여, 상기 주 영역 및 상기 주영역을 둘러싸는 노광 차단 영역으로 구성되는 주 개구 영역의 좌표 데이터를 추출하고,상기 설계 데이터를 이용하여, 상기 보조 영역을 포함하는 보조 개구 영역의 좌표 데이터를 추출하는 단계; 및상기 주 개구 영역의 좌표 데이터와 상기 보조 개구 영역의 좌표 데이터를 논리합으로 조합하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 노광 공정을 실시하기 전에,위치에 따른 상기 회로 패턴들의 선폭 변화 경향에 대한 경험적 또는 이론적 데이터를 이용하여, 노광 위치에 따른 노광 조건을 규정하는 노광 조건 데이터를 규정하는 단계; 및상기 노광 좌표 데이터와 상기 노광 조건 데이터를 조합하여 상기 보정된 노광 데이터를 준비하는 단계를 더 포함하는 포토 마스크의 제조 방법.
- 반도체기판으로 전사될 주 영역, 반도체기판으로 전사되지 않는 주변 영역 및 노광 차단 영역을 갖는 투명한 포토 마스크 기판;상기 포토 마스크 기판의 주 영역에 배치되는 회로 패턴들;상기 포토 마스크 기판의 주변 영역에 배치되는 밀도 보정 패턴들; 및상기 포토 마스크 기판의 노광 차단 영역에 배치되는 노광 차단 패턴을 포함하되,상기 노광 차단 영역은 상기 주 영역과 주변 영역 사이에 배치되고,상기 노광 차단 패턴은 상기 노광 차단 영역의 전부를 덮는 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
- 제 19 항에 있어서,상기 주 영역은 30 내지 70 %의 패턴 밀도를 갖고,상기 주변 영역은 10 내지 90%의 패턴 밀도를 갖되,상기 주변 영역의 패턴 밀도는 상기 주 영역의 패턴 밀도에 대해 10% 내외의 차이를 갖는 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
- 제 20 항에 있어서,상기 주변 영역의 패턴 밀도는 상기 주 영역의 패턴 밀도와 같은 크기를 갖 는 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
- 제 20 항에 있어서,상기 주변 영역은 상기 노광 차단 영역에 인접하는 수정된 밀도 보정 영역을 포함하되,상기 수정된 밀도 보정 영역에 배치되는 밀도 보정 패턴들은 위치에 따라 다른 패턴 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
- 제 19 항에 있어서,상기 노광 차단 영역은 0.1 내지 50mm의 폭을 가지면서, 상기 주 영역의 가장자리를 둘러싸는 테 모양인 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
- 제 19 항에 있어서,상기 노광 차단 패턴은 상기 회로 패턴 또는 상기 밀도 보정 패턴과 동일한 두께를 갖는 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
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