KR100604940B1 - 포토 마스크의 측정 장치, 이를 이용한 포토 마스크의 ｃｄ측정방법, ｃｄ를 이용하여 포토 마스크를 보정하는장치와 방법 및 포토 마스크의 제조방법 - Google Patents

포토 마스크의 측정 장치, 이를 이용한 포토 마스크의 ｃｄ측정방법, ｃｄ를 이용하여 포토 마스크를 보정하는장치와 방법 및 포토 마스크의 제조방법 Download PDF

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Abstract

포토 마스크의 측정 장치, 이를 이용한 포토 마스크의 CD 측정방법, CD를 이용하여 포토 마스크를 보정하는 장치와 방법 및 포토 마스크의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 포토 마스크의 제조방법은, 포토 마스크의 기판상에 특정 설계 CD를 갖는 패턴을 형성하고, 상기 패턴에 직접적으로 영향을 받는 입사광의 인텐서티(세기)를 대변하는 성분을 측정한다음, 상기 인텐서티(세기) 대변 성분으로부터 상기 포토 마스크에 의해 형성될 가상의 웨이퍼 패턴의 CD를 결정한다. 상기 가상의 웨이퍼 패턴 CD와 상기 포토 마스크의 설계 CD를 비교하여, 상기 가상의 웨이퍼 패턴과 상기 포토 마스크의 설계 패턴이 오차 범위내에서 동일하도록 상기 입사광의 인텐서티(세기) 대변 성분을 보정하는 것에 의해 포토 마스크가 완성된다. 본 발명에 따르면, 포토 마스크는 투과도 및 반사도에 의해 그 CD를 예측하므로, 포토 마스크 전반에 걸쳐 CD 균일도를 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 포토리소그라피 공정을 진행하지 않고도 CD를 측정 및 보정할 수 있으므로, 공정 시간을 크게 단축시킬 수 있다.
포토 마스크, CD 균일도, 보정, 인텐서티(intensity), 0차광

Description

포토 마스크의 측정 장치, 이를 이용한 포토 마스크의 ＣＤ 측정방법, ＣＤ를 이용하여 포토 마스크를 보정하는 장치와 방법 및 포토 마스크의 제조방법{Apparatus for measuring photo mask and method for measuring CD of photo mask using the same, apparatus and method of correcting the photo mask using the CD and method of manufacturing the photo mask}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 포토 마스크의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 포토 마스크의 투과도를 측정하는 데 이용되는 0차광 투과도 측정 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4a는 광원별 패턴 밀도에 대한 투과도를 나타낸 그래프이고, 도 4b는 광원별 패턴 CD 분포를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 0차광 투과도 측정 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 노광 장비의 입사각에 따른 투과도 변수(ΔT/ΔCD)를 나타내는 그래프이다.
도 7a는 본 발명에 따른 0차광 투과도에 따른 포토 마스크 패턴 밀도를 나타낸 맵이고, 도 7b는 본 발명의 포토 마스크를 이용하여 노광 공정을 통해 웨이퍼 상에 패턴을 형성한다음, 그 웨이퍼 패턴의 밀도를 나타낸 맵이며, 도 7c는 포토 마스크 % 도우즈(노광량)에 따른 웨이퍼 % 도우즈(노광량)의 상관 관계를 보여주는 그래프이다.
도 8a는 본 발명에 따른 0차광 투과도에 의한 포토 마스크의 투과도 분포도이고, 도 8b는 포토 마스크의 패턴 분포도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 빔 스플리터를 구비한 0차광 투과도 측정 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 포토 마스크를 보정하기 위한 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 11, 도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 시뮬레이션에 의해 포토 마스크를 보정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따라 회절 어레이가 형성된 포토 마스크에 의해 웨이퍼 상의 CD 균일도가 달성되는 것을 도시한 개략도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 포토 마스크의 제조에 사용되는 펨토 초 레이저의 개략도이다.
도 16은 도 11 내지 도 13의 각 단계에서 얻어지는 맵 및 포토 마스크의 회절 어레이를 나타내는 개략도이다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따라 보조 패턴이 형성된 포토 마스크에 의해 웨이퍼 상의 CD 균일도가 달성되는 것을 도시한 개략도이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 0차광의 인텐서티 조절에 의해 포토 마스크를 보정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 20은 불균일한 CD를 갖는 포토 마스크 및 상기 포토 마스크의 에이리얼 이미지 인텐서티를 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따라 0차광의 인텐서티가 조절된 포토 마스크 및 상기 포토 마스크의 에이리얼 이미지 인텐서티를 나타낸 도면이다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 포토 마스크의 패턴의 보정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 23은 일반적인 반사형 포토 마스크의 단면도이다.
도 24는 본 발명의 0차광 반사도 측정 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 25은 본 발명의 실시예 따른 반사형 포토 마스크의 보정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 26은 본 발명에 따라 불균일한 CD 영역에 반사도 조절된 반사형 포토 마스크의 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
30 : 포토 마스크 31 : 포토 마스크의 기판
37a : 라인 패턴 40 : 0차광 투과도 측정 장치
60 : 스팟 60a,60b : 회절 어레이
70 : 반사형 포토 마스크
본 발명은 포토리소그라피 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 포토 마스크의 CD 측정 장치와 방법, CD를 이용하여 포토 마스크를 보정하는 장치와 방법 및 포토 마스크의 제조방법에 관한 것이다.
알려진 바와 같이, 웨이퍼 상에 형성되는 다수의 회로 패턴(혹은, 포토레지스트 패턴)들은 대부분 포토리소그라피 공정에 의해 형성된다. 특히, 반도체 소자의 디자인 룰(design rule)이 감소됨에 따라, 상기 반도체 패턴 임계 치수(critical dimension, 이하, CD)의 균일도에 대한 중요성이 더욱 부각되고 있다.
반도체 패턴의 CD 균일도는 광원, 렌즈(lens) 및 어퍼처(aperture)와 같은 광학 요소들에 의해 영향을 받지만, 고집적 디바이스의 경우, 무엇보다도 포토 마스크의 패턴 CD에 의해 가장 큰 영향을 받는다. 이에 따라, 웨이퍼 상에 형성되는 회로 패턴의 CD 균일도를 증대시키려면 마스크 패턴의 CD 균일도를 증대시켜야 한다.
현재 마스크 패턴 CD는 SEM(scanning electron microscope) 방식 또는 OCD(optical critical dimension) 방식으로 측정 및 보정되고 있다. SEM 방식은 알려진 바와 같이 전자빔을 이용하여 포토 마스크의 패턴 CD를 직접적으로 측정하는 방식이다. 상기한 SEM 방식은 장비 자체가 가지고 있는 측정 오차 및 포토 마스크 가 가지고 있는 내재된 국부적인 CD 에러(local CD error)에 의해, 포토 마스크의 글로벌(global) 균일도를 맞추기 위하여는 많은 수의 패턴의 CD를 측정하여야 한다. 하지만, 현 양산 과정에서는 생산 효율을 증대시키기 위하여 포토 마스크의 국 부적인 영역의 패턴 CD만을 측정하고 있으므로, 상기 SEM 방식은 포토 마스크의 글로벌한 균일도를 정확히 대변하기 어렵다.
한편, OCD 방식은 상기한 포토리소그라피 공정을 이용하여 웨이퍼 상에 포토레지스트 패턴을 제작하고, 상기 포토레지스트 패턴의 반사도(혹은 반사 스펙트럼)를 측정하여 CD를 측정하고, 이를 보정하는 방법으로 구성된다. 상기 OCD 방식에 의해 마스크 패턴의 CD를 보정하기 위하여는, 포토레지스트 패턴의 CD, 포토리소그라피 공정시 노광 에너지(노광원의 인텐서티)에 의한 CD 변화량 및 노광 조건에 따른 CD 보정량과 같은 파라미터(parameter)가 필수적으로 측정되어야 한다. 그런데, OCD 방식으로 포토 마스크의 CD를 측정하고 보정하려면 일일이 노광 공정을 포함하는 포토리소그라피 공정을 진행하여야 하고, 상기와 같은 보정 파라미터를 측정하여야 하므로 공정 시간이 증대되고, 이로 인한 비용 손실이 증대된다. 그러므로, 포토리소그라피 공정을 진행하지 않고도 정확한 포토 마스크의 글로벌한 균일도를 얻기 위한 방법이 요구되고 있다.
또한, 상기 OCD 방식을 수행하는 데 있어, 상기 반사도를 이용한 측정 장비는 현재 일차원적 회절 결과 모양에 대해서만 측정 가능하기 때문에 일반적으로 사용되는 여러 모양의 패턴에 대해서는 측정이 불가능하다는 제약이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 글로벌한 균일도를 갖는 포토 마스크의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 노광 공정을 거치지 않고도 패턴 CD 균일도를 확보할 수 있는 포토 마스크의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 포토 리소그라피 공정을 수행하지 않으면서 다수의 파라미터를 측정하지 않고도 패턴 CD를 보정할 수 있는 포토 마스크의 보정방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 포토 마스크의 보정방법을 수행하기 위한 포토 마스크의 보정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 제조 비용을 감축시킬 수 있는 포토 마스크의 측정 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기한 포토 마스크의 CD 측정 장치를 이용한 포토 마스크의 CD 측정방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 포토 마스크의 제조방법은 다음과 같다. 먼저, 포토 마스크의 기판상에 특정 설계 CD를 갖는 패턴을 형성하고, 상기 패턴에 직접적으로 영향을 받는 입사광의 인텐서티(세기)를 대변하는 성분을 측정한다음, 상기 인텐서티(세기) 대변 성분으로부터 상기 포토 마스크에 의해 형성될 가상의 웨이퍼 패턴의 CD를 결정한다. 상기 가상의 웨이퍼 패턴 CD와 상기 포토 마스크의 설계 CD를 비교하여, 상기 가상의 웨이퍼 패턴과 상기 포토 마스크의 설계 패턴이 오차 범위내에서 동일하도록 상기 입사광의 인텐서티(세기) 대변 성분을 보정한다.
상기 입사광의 인텐서티를 대변하는 성분은 투과도 또는 반사도일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토 마스크의 제조방법은, 전면 및 후면을 구비하며 노광원의 조명에 대해 투명한 기판을 준비한다음, 상기 기판의 전면에 투광부를 정의하며 특정한 설계 CD를 갖는 마스크 패턴을 형성하여, 포토 마스크를 형성한다. 상기 포토 마스크의 0차광 투과도를 측정하고, 상기 포토 마스크의 0차광 투과도에 의해 상기 포토 마스크에 의해 형성되는 가상의 웨이퍼 패턴 CD를 결정한다. 다음, 상기 가상의 웨이퍼 패턴 CD 및 상기 설계 CD를 비교하여, CD 편차를 구하고, 상기 CD 편차가 오차 범위내에서 0이 되도록 상기 포토 마스크를 투과하는 조명 강도의 떨어 값에 기초하는 보정 맵을 생성한다. 그후, 상기 보정 맵에 따라 상기 포토 마스크에 조명 강도 조절부를 형성한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포토 마스크의 제조방법은, 전면 및 후면을 구비하며 노광원의 조명에 대해 투명한 기판을 준비한 다음, 상기 기판의 전면에 투광부를 정의하며 특정한 설계 CD를 갖는 마스크 패턴을 형성하여 포토 마스크를 형성한다. 그 후, 상기 포토 마스크의 0차광 투과도를 측정하고, 상기 포토 마스크의 0차광 투과도에 의해 상기 포토 마스크에 의해 형성되는 가상의 웨이퍼 패턴 CD를 결정한다. 이어서, 상기 가상의 웨이퍼 패턴 CD 및 상기 설계 CD를 비교하여 정상 CD 영역 및 비정상 CD 영역을 결정하고, 상기 정상 CD 영역과 비정상 CD 영역 각각의 0차광 인텐서티를 구한다. 상기 비정상 CD 영역의 0차광 인텐서티와 상기 정상 CD 영역의 0차광 인텐서티가 동일해지도록 비정상 CD 영역의 0차광 인텐서티를 조절한다.
이때 상기 노광원은 웨이퍼 패턴 형성시 사용되는 노광원의 파장과 동일한 파장의 광원이 이용될 수 있다.
또한, 상기 조명 강도 조절부는 포토 마스크내에 다수의 스팟으로 구성되는 회절어레이이거나, 홈 또는 패턴과 같은 보조 패턴일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 EUV 포토 마스크의 제조방법은, 일 표면에 반사층을 갖는 기판을 준비한다음, 상기 반사층 상부에 형성되는 흡수 패턴을 형성한다. 상기 반사형 포토 마스크의 EUV 파장(13.4nm)의 0차광 반사도를 측정하고, 상기 측정된 0차광 반사도에 의해 웨이퍼 상에 형성될 가상의 패턴 CD를 결정한다. 그후, 상기 가상의 패턴 CD와 상기 포토 마스크의 패턴 설계 CD를 비교하여 CD 편차를 구한다음, 상기 CD 편차가 오차 범위내에서 0이 되도록 상기 포토 마스크의 조명 강도 떨어짐 맵에 따라 보정 맵을 생성한다. 상기 보정 맵에 따라 상기 포토 마스크에 조명 강도 조절부를 형성한다.
또한, 본 발명의 다른 견지에 따르면, 기판과, 기판 상부에 형성되며 특정한 설계 CD를 갖는 패턴으로 구성된 포토 마스크의 패턴 CD를 보정하는 방법을 제공한다. 이 보정방법은, 상기 포토 마스크를 복수개의 섹션으로 구분하고, 상기 포토 마스크의 섹션별 0차광 투과도를 측정한다. 그 후에, 상기 0차광 투과도에 의하여, 상기 섹션별 마스크 패턴의 CD를 측정하고, 상기 마스크 패턴의 CD에 의해 웨이퍼 상에 형성되는 가상의 패턴 CD를 결정한다. 다음, 상기 가상의 패턴 CD와 포토 마스크의 설계 CD의 CD 편차를 구하고, 상기 CD 편차에 의해 섹션별 조명 강도 떨어짐 맵을 구한다. 이어서, 상기 조명 강도 떨어짐 맵에 의해 조명 강도 조절부를 형성한다.
이와 같은 보정을 수행하기 위한 포토 마스크의 패턴 CD를 보정하는 장치는, 상기 포토 마스크의 0차광 투과도 및 상기 포토 마스크의 설계 CD가 입력되는 입력부와, 상기 0차광 투과도로부터 웨이퍼 상에 형성될 가상의 패턴 CD 및 이미지를 구하는 가상 패턴 생성부와, 상기 가상의 패턴 CD 및 상기 설계 CD를 비교하는 비교부, 및 상기 가상의 패턴 CD와 상기 설계 CD간의 CD 편차로부터 상기 포토 마스크의 투과도를 조절하기 위한 보정 맵을 생성하는 시뮬레이션부를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 기판과, 기판 상부에 형성되며 특정한 설계 CD를 갖는 패턴으로 구성된 포토 마스크의 패턴 CD를 보정하는 방법을 제공한다. 상기 보정방법은, 상기 포토 마스크를 복수개의 섹션으로 구분하고, 상기 포토 마스크의 섹션별 0차광 투과도를 측정하는 단계를 포함한다. 이어서, 상기 0차광 투과도에 의하여, 상기 섹션별 마스크 패턴의 CD를 측정하고, 상기 마스크 패턴의 CD에 의해 웨이퍼 상에 형성되는 가상의 패턴 CD를 결정한다음, 상기 가상의 패턴 CD와 포토 마스크의 설계 CD를 비교하여 정상 CD 영역과 비정상 CD 영역을 결정한다. 이어서, 상기 정상 CD 영역과 상기 비정상 CD 영역 각각의 0차광 인텐서티 차이를 구한 다음, 상기 0차광 인텐서티 차이가 오차 범위내에서 0이 되도록 상기 비정상 CD 영역에 조명 강도 조절부를 형성한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 표면에 반사층을 갖는 기판과, 기판 표면에 형성된 흡수 패턴으로 구성된 반사형 포토 마스크의 CD를 보정하는 방법을 제공하는 것으로, 상기 보정방법은, 상기 포토 마스크를 복수개의 섹션으로 구분하고, 상기 포토 마스크의 섹션별 0차광 반사도를 측정한다. 이어서, 상기 0차광 반사도에 의 하여, 상기 섹션별 마스크 패턴의 CD를 측정하고, 상기 마스크 패턴의 CD에 의해 웨이퍼 상에 형성되는 가상의 패턴 CD를 결정한 다음, 상기 가상의 패턴 CD와 포토 마스크의 설계 CD의 CD 편차를 구한다. 그 후, 상기 CD 편차에 의해 섹션별 조명 강도 떨어짐 맵을 구한다음, 상기 조명 강도 떨어짐 맵에 의해 상기 반사형 포토 마스크에 반사도를 조절하기 위한 조명 강도 조절부를 형성한다.
본 발명의 또 다른 견지에 따른 포토 마스크의 패턴 CD를 측정하는 방법은 상기 포토 마스크에 광을 조사한다음, 상기 포토 마스크를 통과한 광 중 0차광 투과도를 측정한다. 그후, 상기 0차광의 투과도 분포에 의해 마스크 패턴의 CD를 결정한다.
상기 마스크 패턴의 측정하기 위한 장치는, 포토 마스크에 광을 조사하는 광원과, 상기 조사광을 포토 마스크에 전달하는 제 1 미러부, 상기 포토 마스크를 투과한 0차광만을 캡처하는 렌즈, 상기 렌즈에 의해 캡처된 광을 검출하는 광검출부, 및 상기 렌즈에 캡처된 광을 손실없이 상기 광검출부에 전달하기 위하여 배치된 제 2 미러부를 포함한다
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 일표면에 반사층을 갖는 기판과, 상기 반사층상에 라인 및 스페이스로 구성된 마스크 패턴으로 구성된 반사형 포토 마스크의 패턴 CD를 측정하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 상기 포토 마스크에 광을 조사하고, 상기 포토 마스크의 반사층으로 부터 반사된 0차광 반사도를 측정하고, 상기 0차광의 반사도 분포에 의해 마스크 패턴의 CD를 결정한다.
상기한 반사도 마스크 패턴을 측정하기 위한 장치는 포토 마스크에 광을 조 사하는 광원, 상기 광원에서 조사되는 광을 상기 포토 마스크로 전달하기 위하여 배치된 제 1 미러부, 상기 포토 마스크에서 반사된 0차광만을 캡처하는 렌즈, 상기 렌즈에 의해 캡처된 광을 검출하는 광검출부, 및 상기 렌즈에 캡처된 광을 손실없이 상기 광검출부에 전달하기 위하여 배치된 제 2 미러부를 포함한다.
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
본 발명은 포토 리소그라피 공정을 진행하지 않고, 패턴에 의해 직접적인 영향을 받는 입사광의 인텐서티를 대변하는 성분, 예컨대, 투과도 또는 반사도에 의해 CD를 측정하는 방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 0차광에 대한 투과도 또는 반사도를 측정하여 CD를 측정할 것이다. 본 발명은 포토 마스크의 전체적인 투과도 또는 반사도를 측정하여 CD를 결정함에 따라 포토 마스크의 글로벌한 CD 분포를 알 수 있을 것이다. 또한, 1차광을 캡처하기 위한 대구경 렌즈가 필요치 않으므로, 제조 비용을 절감할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명은 포토 리소그리 공정 및 파라미터 측정 없이, 상기에서 측정된 패턴 CD에 의해 포토 마스크의 패턴 CD가 균일해지도록 보정할 수 있을 것이다. 또한 본 발명은 상술한 바와 같이 포토 마스크 전반에 걸쳐 글로벌한 CD 분포를 확보하므로써, 포토 마스크 전체에 걸쳐 CD 균일도를 조절할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명은 포토 리소그라피 공정 즉, 출고 전에 포토 마스크의 보정하는 포토 마스크의 제조방법을 제공할 것이다. 이에 의해 폐기 처분해야하거나, 불량한 포토 마스크를 출고하여 포토리소그라피 공정을 실시하고, 이를 보정하기 위한 노력을 감축할 수 있을 것이다.
아울러, 포토 마스크의 실질적인 보정은 조명 강도 분포에 의거하여 보정맵을 작성하고, 이 보정맵에 의해 포토 마스크의 조명 강도 조절부를 형성하므로써 달성될 것이다. 조명 강도 조절부는 포토 마스크내에 회절 어레이 또는 보조 패턴을 형성하는 것이다.
또한, 본 발명의 포토 마스크는 다양한 미세 전자 소자의 제조에 적용되는 마스크이다. 미세 전자 소자로는 DRAM, SRAM, 플래쉬 메모리 소자 등의 고집적 회로 반도체 메모리 소자, CPU(cental processor unit), DSP(digital signal processor), CPU와 DSP의 조합 등의 프로세서, ASIC(application specific integrated circuit), MEM's(Micro Electro Mechanical) 소자, 광전자(optoelectronic) 소자, 디스플레이 소자 등이 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하다.
이하, 포토 마스크의 CD 측정 장치 및 방법, 이를 이용하여 CD를 보정하는 장치 및 방법, 및 이들에 의해 포토 마스크를 제조하는 방법에 대해 첨부 도면에 의해 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명에 따른 포토 마스크의 제조방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 마스크 패턴을 갖는 포토 마스크를 준비한다(S1). 포토 마스크(30)의 일 예가 도 2에 도시되어 있다. 도 2에 따르면, 포토 마스크(30)의 기판(31)은 셀 어레이 영역(32) 및 주변 회로 영역(33)으로 구성되는 칩 영역(34)을 포함하고 있으며, 상기 칩 영역(34)에 웨이퍼(도시되지 않음) 상에 회로 패턴을 형성하기 위한 마스크 패턴(도시되지 않음)이 형성되어 있다. 상기 포토 마스크가 바이너리 마스크인 경우 마스크 패턴은 크롬과 같은 차광 패턴일 수 있으며, 위상 반전 마스크의 경우 위상 반전 패턴일 수 있다. 또한, 칩 영역(34)의 외부에는 다양한 형태의 얼라인먼트 키(alignment key:35)가 형성될 수 있으며, 칩 영역(34)의 외주면을 따라서 레지스트레이션(registration) 측정용 키(36)들이 형성될 수 있다. 이와 같은 포토 마스크(30)는 기판(31) 상부에 마스크층을 형성하는 단계 및 마스크층을 패터닝하여 마스크 패턴 및 그 외의 키들을 형성하는 단계로 구성될 수 있다.
이렇게 준비된 포토 마스크(30)의 CD를 측정하기 위하여, 포토 마스크(30)의 배면에서 광을 입사시키고, 그 입사광의 인텐서티를 대변하는 성분을 측정한다. 입사광의 인텐서티를 대변하는 성분은 포토 마스크의 마스크 패턴의 형태에 직접적으로 영향을 받는 성분이며, 예컨대 투과도일 수 있다. 다시 말해, 포토 마스크(30)의 투과도를 측정한다(S2). 이때, 본 실시예에서는 대구경 렌즈 구비 없이 투과도를 측정할 수 있도록 0차광의 투과도를 측정한다. 상기 포토 마스크(30)의 0차광 투과도를 측정하기 위한 장치의 개략적인 구성이 도 3에 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 0차광 투과도 측정 장치(40)는 광원(42) 및 광검출부(44)를 포함한다. 상기 포토 마스크(30)는 광원(42)과 광검출부(44) 사이에 위치되어 지며, 광원(42)과 포토 마스크(30) 사이 및 포토 마스크(30)와 광검출부(44)사이 각각에 적어도 하나의 미러(mirror)를 포함하는 제 1 및 제 2 미러부(45,46)가 설치되어 있다. 또한, 제 1 미러부(45)와 포토 마스크(30) 사이에는 제 1 미러부(45)를 통과한 광을 포토 마스크(30)에 집중시키기 위한 콘덴서 렌즈(condensor lens:47)가 위치되고, 포토 마스크(30)와 제 2 미러부(46) 사이에는 포토 마스크(30)를 투과한 광을 집속시키기 위한 투사 렌즈(projection lens:49)가 위치한다.
상기 투과도 측정 장치(40)의 광원(42)은 웨이퍼 상에 패턴을 형성할 때 사용되는 광원과 동일한 광원, 예컨대, 193 nm 이하의 파장을 갖는 딥유브이(Deep UV, 이하 DUV) 광원을 사용하는 것이 바람직하다. 그 이유에 대하여 도 4a 및 도 4b를 참조하여 보다 자세히 설명한다. 도 4a는 패턴 밀도에 따른 투과도 분포 그래프로서, 라인 (a)는 193nm 파장의 광원을 사용하였을 때 이상적인 패턴 밀도에 따른 투과도 곡선이고, 라인 (b)는 365nm 파장의 광원을 사용하였을 때 이상적인 패턴 밀도에 따른 투과도 곡선이며, 라인 (c)는 633nm 파장의 광원을 사용하였을 때 이상적인 패턴 밀도에 따른 투과도 곡선이다. 한편, 도면에서 ■는 193nm 파장의 광원을 조사하였을 때 패턴 밀도에 따른 실제 투과도를 나타내고, ●은 365nm 파장의 광원을 조사하였을 때 패턴 밀도에 따른 실제 투과도를 나타내고, ▲은 633nm 파장의 광원을 조사하였을 때 패턴 밀도에 따른 실제 투과도를 나타낸다. 상기 그 래프에 의하면, 193nm 파장을 갖는 DUV 광원으로 포토 마스크의 투과도를 측정한 데이터는 모두 라인 (a)상에 위치하였지만, 나머지 파장을 갖는 광원에 의해 측정된 투과도 데이터는 상기 라인 (b) 및 (c) 상에 위치하지 않고 그 주변에 분포되었다.
또한, 도 4b는 광원별 패턴 CD 오차를 보여주는 그래프로서, 도 4b에서 ●는 SEM 장비로 측정된 포토 마스크 패턴의 CD 분포를 보여주고, ▲는 193nm 파장의 DUV 광원으로 측정된 포토 마스크 패턴의 CD 분포를 보여주고 있다. 상기 그래프에 의하면, SEM 장비로 포토 마스크 패턴의 CD를 측정하는 경우, 분산 정도를 나타내는 3시그마(3σ)가 약 4.3nm인 반면, 193nm 이하 파장을 갖는 DUV 광원으로 포토 마스크 패턴의 CD를 측정하는 경우, 3시그마가 0.37nm를 나타내었다.
이와 같은 실험 결과에 의해서, 193nm 이하의 파장을 갖는 DUV 광원을 투과도 측정 광원으로 사용하는 경우, 포토 마스크의 패턴 밀도를 가장 잘 반영함을 알 수 있다.
다시 도 3을 참조하여, 상기 제 1 미러부(45)는 광원(42)에서 입사되는 광을 손실 없이 포토 마스크(30)까지 전달할 수 있도록 제 1 내지 제 3 미러(M1-M3)를 포함할 수 있고, 제 2 미러부(46)는 포토 마스크(30)를 투과한 광을 상기 광검출부(44)까지 손실 없이 전달할 수 있도록 제 4 및 제 5 미러(M4,M5)를 포함할 수 있다. 또한, 광검출부(44)는 제 2 미러부(46)를 통과한 광을 검출하여 투과도를 측정하는 장치로서, 포토 다이오드(photo diode)를 포함하는 전자 장치, 예컨대, CCD(charge coupled device) 또는 CIS(CMOS image sensor)가 이용될 수 있다.
본 실시예의 투과도 측정 장치는 0차광의 투과도만 측정하면 되므로, 도 5에 도시된 바와 같이 투사 렌즈(47)는 상기 포토 마스크(30)를 투과한 0차광(42b)만을 캡처할 수 있는 소구경 렌즈를 사용하여도 된다. 1차광(42c)까지 캡처하기 위한 대구경 렌즈를 설치하지 않아도 되므로 제조 비용을 감축시킬 수 있다. 도 5에서 미설명 도면 부호 37a은 마스크 패턴을 나타내고, 42a는 입사광을 나타낸다.
이와 같은 투과도 측정 장치(40)는 다음과 같이 동작한다. 도 3 및 도 5를 참조하여 설명하면, 광원(42)에서 광(42a)이 조사되면, 제 1 미러부(45) 및 콘덴서 렌즈(47)는 상기 조사광을 포토 마스크(30)에 전달한다. 상기 광(42a)은 상기 포토 마스크(30)의 기판(31) 및 패턴(37)에 의해 일부 투과 및 일부 흡수된다. 상기 투과된 광 중 0차광(42b)만이 상기 투사 렌즈(49)에 캡처되고, 캡처된 0차광(42b)은 제 2 미러부(46)에 의해 광검출부(44)에 전달되어 투과도가 측정된다.
이때, 상기와 같이 0차광의 투과도를 이용하여 포토 마스크의 패턴 균일도를 예측하기 위하여는 다음과 같은 조건이 전제되어야 한다.
첫째로, 포토 마스크를 투과한 0차광의 투과도 상대적 분포도는 노광 장비에서의 0차광 상대적 분포도와 조명 조건에 무관하게 근사하게 동일하여야 한다. 이에 대해 구체적으로 설명하면, 도 6은 노광 장비의 입사각에 따른 투과도 변수(ΔT/ΔCD)를 나타내는 그래프로서, 상기 투과도 변수는 1㎛의 CD 편차(ΔCD)에 대한 투과율 변화를 나타낸다. 도면의 ◆는 포토 마스크의 패턴 상에 광이 수직으로 입사하는 경우의 투과도 변수를 나타내고, ■는 포토 마스크의 패턴상에 광이 수평으로 입사는 경우의 투과도 변수를 나타낸다. 이때, 상기 수직으로 입사되는 광에 대 한 투과도 변수는 0차광에 의한 투과도 변수로 대변될 수 있다. 상기 그래프에 의하면, 상기 두 투과도 변수는 광의 입사각이 변화되더라도 약 2% 오차 범위 내에서 동일하게 나타난다. 그러므로, 포토 마스크를 투과한 0차광의 상대적 투과도는 노광 조건(예컨대, 입사각)에 구애 없이 상기 노광 장비에 의한 상대적 투과도 분포와 오차 범위 내에서 동일함을 알 수 있다.
둘째로, 노광 장비에서 측정한 포토 마스크 패턴의 CD와 투과도 측정 장치에 의해 측정된 포토 마스크 패턴의 CD가 서로 다르더라도, 노광 장비의 0차광의 인텐서티와 투과도 측정 장치의 0차광 인텐서티가 동일하다면, 웨이퍼 상에 형성되는 반도체 패턴의 CD는 동일하다고 간주한다. 즉, 이에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 도 7a는 본 발명에 따른 0차광 투과도에 따른 포토 마스크 패턴 밀도를 나타낸 맵이고, 도 7b는 본 발명의 포토 마스크를 이용하여 노광 공정을 통해 웨이퍼 상에 패턴을 형성한다음, 그 웨이퍼 패턴의 밀도를 나타낸 맵이다.
상기 도 7a 및 도 7b에 의하면, 포토 마스크의 투과도에 의한 패턴 밀도 맵과, 상기 포토 마스크를 이용하여 형성된 웨이퍼 상의 패턴 밀도는 정확히 일치되지 않았다. 하지만, 포토 마스크의 % 도우즈, 즉 조명 강도 및 웨이퍼의 %도우즈를 변화시켰을 때의 패턴 CD 분포는 도 7c에 도시된 바와 같이 선형적인 관계를 유지하였다. 이는 포토 마스크의 패턴 CD와 웨이퍼 상에 형성된 패턴의 CD는 모두 조명 강도 즉, 노광량에 영향을 받는다는 것을 예측할 수 있으며, 그 결과 노광 장비의 0차광 인텐서티와 투과 장치의 0차광 인텐서티가 동일하다면 포토 마스크의 패턴 CD와 웨이퍼 상에 형성되는 패턴 CD는 동일하다고 간주할 수 있다.
본 발명의 투과도 측정 장치에 의한 측정된 0차광 투과도 분포를 시뮬레이션한 그래프가 도 8a에 도시되어 있다. 참고로, 도 8b는 본 발명의 포토 마스크(30)의 패턴 형태를 시뮬레이션 결과 그래프이다.
우선, 도 8b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 포토 마스크(30)는 예컨대, 4개의 어레이 영역(32a,32b,32c,32d)으로 구성될 수 있으며, 각 어레이 영역(32a-32d)은 각각 라인(37a) 및 스페이스(37b)들로 구성되어 있다. 제 1 내지 제 4 어레이 영역(32a-32d)의 라인(37a)의 CD 및 스페이스(37b)의 CD는 각기 다르게 설계되어 있다. 예를 들어, 제 1 어레이 영역(32a)의 라인(37a) 및 스페이스(37b)의 각각의 CD는 150nm로 설정되고, 제 2 어레이 영역(32b)의 라인(37a) 및 스페이스(37b)의 각각의 CD는 200nm로 설정되고, 제 3 어레이 영역(32c)의 라인(37a) 및 스페이스(37b)의 각각의 CD는 250nm로 설정되고, 제 4 어레이 영역(32d)의 라인(37a) 및 스페이스(37b)의 각각의 CD는 300nm로 설정되었다.
이와 같은 어레이 영역(32a-32d)을 갖는 포토 마스크를 투과도 측정 장치에 의해 투과도를 측정하면, 도 8a에 도시된 바와 같이, 각 어레이 영역(32a-32d)에 대응하는 투과도 분포(320a-320d)를 보인다. 도 8a에 보여지는 투과도 분포는 비록 포토 마스크의 라인(37a) 및 스페이스(37b)의 형태를 나타내진 않지만, 어레이 영역(32a-32d)의 패턴 CD에 따라 서로 상이한 크기(높이)를 보였다. 즉, 상대적으로 작은 CD를 갖는 제 1 및 제 2 어레이 영역(32a,32b)에 대응되는 투과도 분포(320a,320b)는 상대적으로 큰 CD를 갖는 제 3 및 제 4 어레이 영역(32c,32d)에 대응되는 투과도 분포(320c,320b)보다 낮게 나타난다. 그러므로, 투과도 분포의 높이 가 포토 마스크의 패턴 CD를 나타내므로, 포토 마스크의 패턴 CD 분포를 정확히 예측할 수 있다.
한편, 조사광의 인텐서티의 변화를 지속적으로 모니터링하기 위하여 투과도 측정 장치에 빔 스플리터(beam splitter:53)를 더 부착할 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 투과도 측정 장치(50)는 도 9에 도시된 바와 같이, 광원(51)과 포토 마스크(30) 사이에 빔 스플리터(53)를 더 설치한다. 빔 스플리터(53)는 광원(51)에서 조사되는 광을 기준광(51a) 및 신호광(51b)으로 분배한다. 또한 투과도 측정 장치(50)는 포토 마스크(30)를 투과한 신호광(51b)의 0차광 성분을 검출하는 제 1 광검출부(55) 및 기준광(51a)을 검출하는 제 2 광검출부(57)를 더 포함한다. 제 2 광검출부(57)는 포토 마스크의 투과도를 검사하는 동안 기준광(51a) 즉, 조사광의 인텐서티를 지속적으로 검출하여, 광원(51)으로부터 공급되는 광 인텐서티의 변화를 지속적으로 모니터링한다. 이에따라, 광원의 인텐서티 변화로 인한 CD 변화를 예측할 수 있다.
입사광의 인텐서티를 대변하는 성분, 예컨대 투과도를 측정한다음, 상기 투과도 보정을 통하여 포토 마스크의 패턴 CD를 보정한다(S3).
우선, 포토 마스크의 패턴 CD를 보정하기 위한 방법으로 상기 투과도 분포를 조명 강도 분포로 시뮬레이션하여 보정하는 방법이 있다. 아울러, 상기 시뮬레이션을 수행하기 위한 장치가 도 10에 개략적으로 도시되었다. 도 10을 참조하면, 시뮬레이션 장치는 측정된 0차광 투과도 데이터 및 포토 마스크의 설계 CD 데이터가 입력되는 입력부(110), 0차광 투과도 데이터에 의해 포토 마스크의 패턴 CD 및 웨이 퍼 상에 형성될 가상 이미지 즉, 에이리얼 이미지를 예측하는 가상 패턴 생성부(120)를 포함한다. 또한, 시뮬레이션 장치는 가상 패턴 생성부(120)에서 구하여진 에이리얼 이미지의 CD와 설계 CD간을 비교하는 비교부(130)와, 비교부(130)의 결과에 따라 보정맵을 시뮬레이션하는 시뮬레이션부(140)를 포함한다. 상기 시뮬레이션부(140)는 포토 마스크의 각 섹션별 변수, 예컨대, CD 편차 및 도우즈 래티튜드를 구하고 이들에 의해 조명 강도 떨어짐 값(% 도우즈 떨어짐 값)을 구하는 서브 연산부(142)와, 서브 연산부(142)에서 구해진 조명 강도 떨어짐 값 맵에 의해 균일한 투과율을 갖도록 투과율 보정 맵을 시뮬레이션하는 보정맵 생성부(144)를 포함한다.
이와 같은 시뮬레이션 장치에 의해 보정방법은 다음과 같다. 도 11을 참조하면, 본 발명의 투과도 측정 장치에서 측정된 포토 마스크의 0차광 투과도 데이터 및 포토 마스크의 설계 CD 데이터를 시뮬레이터 장치의 입력부(110)에 입력한다(S31). 여기서, 상기 포토 마스크의 설계 데이터라 함은 상기 포토 마스크를 웨이퍼 상에 전사하였을 때 형성되어질 패턴 CD 데이터를 의미한다.
그 다음, 입력부(110)에 입력된 포토 마스크의 0차광 투과도에 의해, 상기 가상 패턴 생성부(120)에서 포토 마스크의 패턴 CD를 구한다(S32). 이어서, 상기 포토 마스크 패턴 CD에 의해 웨이퍼 상에 형성될 반도체 패턴의 가상 패턴 즉, 에이리얼(aerial) 이미지 및 그 CD를 구한다(S33).
그 후, 비교부(130)에서 상기 에이리얼 이미지의 CD와 상기 설계 CD가 오차 범위에서 동일한지를 비교 판단한다(S34). 다시 말해, 에이리얼 이미지의 CD와 상 기 설계 CD간의 CD 편차(ΔCD)가 0에 가까운 지를 판단한다. 만약 상기 CD 편차(ΔCD)가 0에 근사하다면, 상기 포토 마스크(30)의 패턴 CD가 균일하다고 판단하고 반도체 제조 공정에 적용되도록 출고한다.
한편, CD 편차(ΔCD)가 0에 근사하지 않다면, 포토 마스크의 패턴 CD가 설계 CD와 동일하지 않으면서, 균일하지 않다고 판정하고, 상기 시뮬레이션부(140)에서 CD 편차(ΔCD)가 근사하게 0이 되기 위한 보정 맵을 시뮬레이션 한다(S35).
상기 CD 편차(ΔCD)가 0이 되기 위한 보정 맵을 시뮬레이션 하는 단계(S35)는 다음의 서브 단계들로 구성된다. 보정 맵을 시뮬레이션하는 단계(S35)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 시뮬레이션부(140)의 서브 연산부(142)에 조명 강도 떨어짐 값 맵(% dose drop value map)을 구하는 단계(S351)와, 상기 조명 강도 떨어짐 값 맵을 사용하여 상기 각 섹션별로 투과도를 균일하게 하기 위한 보정 맵을 생성하는 단계(S352)를 포함한다.
상기 조명 강도 떨어짐 값 맵을 구하는 단계는, 도 13에 도시된 바와 같이, 포토 마스크를 각 섹션(section)별로 분할한 다음 각 섹션별로 조명 강도 떨어짐 값을 구하기 위한 변수들, 예컨대, CD 편자 분포 맵과 도우즈 래티튜드(dose latitude)를 구하는 단계(S3511) 및 구하여진 CD 편차 및 도우즈 래티튜드값을 이용하여 조명 강도 떨어짐 값 맵을 구하는 단계(S3512)로 구성된다.
이때, 상기 CD 편차 분포 맵은 포토 마스크를 섹션(section) 혹은 메쉬(mesh)로 분할하는 단계, 각 섹션 또는 메쉬에 형성된 마스크 패턴들의 CD를 상기 투과도를 통해 측정하는 단계들로부터 얻어지고, 가장 작은 CD를 가지는 섹션을 기 준으로 각 섹션별로 CD 편차 분포 맵을 구한다. 또한, 도우즈 래티튜드(ΔCD/Δ%도즈)는 CD 편자 분포 맵 측정시 사용되는 노광 조건을 사용하되, 조명 강도를 변화시켜, 조명 강도의 변화에 따른 포토 마스크 패턴의 CD 변화를 측정함으로써 얻어진다. 노광 도우즈 값들을 x축에 기재하고 포토 마스크 패턴의 CD는 y축에 도시하여, xy 평면에 도시되는 측정치들을 연결하는 직선 기울기를 구한 후, 현재 노광 공정에 사용된 조명 강도의 값을 상기 직선 기울기와 곱하여 도우즈 래티튜드를 얻는다. 또한, 조명 강도 떨어짐 값 맵은 상기 구하여진 도우즈 래티튜드 값과 CD 편차의 곱으로 얻어지며, 상기 조명 강도 떨어짐 값을 각 섹션 별로 구해서 조명 강도 떨어짐 값 맵(즉, 조명 강도)을 구한다.
상기한 바와 같이 조명 강도 떨어짐 값 맵, 즉 보정 맵이 완성되면, 상기 보정 맵에 의거하여 포토 마스크의 투과도를 조절한다(도 11의 S36).
포토 마스크의 투과도를 조절하는 방법에는 예를 들어 포토 마스크의 기판(31) 내부에 조명 강도 및 형상을 조절하는 회절 어레이를 형성하는 방법이 있다. 포토 마스크의 기판(31) 내부에 회절 어레이를 형성하는 경우, 상기 보정 맵에 대응되도록 회절 어레이 스팟 밀도 맵을 구하여야 한다. 상기 회절 어레이 스팟 밀도 맵은 다음의 수학식 1에 의거하여 구하여 진다.
(수학식 1)
I=1-4(d2/p2)
여기서, 상기 I는 조명 강도 떨어짐 값에 해당하고, d는 스팟의 직경을 나타 내며, p는 스팟의 피치를 나타낸다. 즉, 상기 식에 의하면 조명 강도 떨어짐 값은 스팟의 직경 및 스팟의 피치의 함수이다.
도 14는 회절 어레이가 형성된 포토마스크에 의해 웨이퍼 상의 CD 균일도가 달성되는 것을 도시한 개략도이다. 도 14에서는 제 1 회절 어레이(60a)가 형성되는 제 1 섹션, 회절 어레이가 없는 제 2 섹션 및 제2 회절 어레이(60b)가 형성되는 제 3 섹션이 예시적으로 도시되어 있다. 제 1 회절 어레이(60a)의 밀도는 제2 회절 어레이(60b)의 밀도보다 작다. 밀도는 동일 크기의 스팟(60) 피치를 달리하여 형성함으로써 조절할 수 있다. 그 결과, 회절 어레이가 없는 제 2 섹션을 통과하는 조명의 강도가 가장 크고 제2 회절 어레이(60b)를 통과하는 조명의 강도가 가장 작고 제 1 회절 어레이(60a)를 통과하는 조명의 강도가 두 값의 중간 값이 된다. 이에 따라, 포토 마스크(30) 내에서 조명 강도 분포가 변형되고, 변형된 조명 강도 분포(43)가 포토 마스크 패턴(37)을 통과하여 웨이퍼(200)상으로 전사되면 종래의 불균일한 CD(점선,205)와 달리 균일한 CD(실선)의 패턴(210)이 웨이퍼(200) 상에 프린트된다. 이와 같이, 섹션별로 다른 밀도의 회절 어레이를 형성하므로써, 포토 마스크의 CD 균일도가 전반적으로 개선되어, 웨이퍼(200)의 샷 균일도가 개선된다.
여기서, 상기 스팟(60)들은 기판 매질이 용융 및/또는 증발되지 않고 굴절율이 변화되도록 소정의 에너지 밀도를 가지는 에너지, 예컨대 펨토 초 레이저(femto second laser)를 조사하여 얻어질 수 있다.
상기 펨토 초 레이저는 도 15에 도시된 바와 같이 레이저 발생부(100), 레이저 가공부(110), 제어부(120) 및 스테이지(130)로 구성된다. 제어부(120)에 의해 x 축(↔) 및 y축(↕) 이동이 가능하도록 제어되는 스테이지(130) 위에 포토 마스크(30)를 로딩한다. 이어서, 레이저 발생부(100)의 레이저 발생 장치(101)에서 펄스 방사 시간(pulse duration time)이 7×10-12 s(7ps) 이고 단위 면적당 최대 첨두 출력이 대략 1013 내지 1014W/㎠ 수준의 타이타늄 사파이어 레이저 빔(102)을 발생시킨다. 레이저 빔(102)은 레이저 가공부(110)의 셔터(111), 빔 익스팬더(112), 포커싱 렌즈(114) 등을 거쳐 스테이지(130) 상의 포토 마스크(31)에 조사된다. 그 결과, 포토 마스크(30)의 기판 내에 스팟(60)들이 형성된다. 이 때, 마스크 기판(30) 내에 형성되는 회절 어레이의 형태는 제어부(120)의 컴퓨터 등의 제어 장치(121)에 의해 제어된다. 123 및 125는 CCD 카메라이다. 예컨대, 제어 장치(121)에 입력되어 있는 스팟 밀도 맵에 따라, 도 16에 도시되어 있는 바와 같이, 각 섹션들(SS11, SS12, SS13, SS14)별로 서로 다른 스팟 밀도의 회절 어레이들을 구현한다. 회절 어레이들은 스팟(60)의 직경(d)은 동일하게 하고 피치(p)만 변경시킴으로써 밀도를 조절한 경우를 예시한다. 또한, 레이저 빔(102)의 포커싱을 조절함으로써 다층 회절 어레이(도 14의 60b)를 구현할 수도 있다.
또한, 투과율을 조절하는 방법에는 상기 회절 어레이를 형성하는 방법 외에 보조 패턴을 형성하는 방법이 있을 수 있다. 즉, 도 17에 도시된 바와 같이, 각 섹션의 투과도 분포에 의해 얻어진 보정 맵에 따라, 보조 패턴(38a,38b)을 형성할 수 있다. 이때, 투과도 및 조명 강도 분포는 보조 패턴(38a,38b)의 폭 또는 크기에 의해 조절될 수 있다. 이와 같이 각 섹션의 투과도 분포에 따라 보조 패턴(38a,38b) 을 형성하여도 웨이퍼 샷별 균일도를 개선할 수 있다.
또한, 보조 패턴의 일환으로 포토 마스크(30)의 패턴 형성면에 도 18에 도시된 바와 같이 홈(31a,31b)을 형성할 수 있다. 이때, 투과도 분포 및 조명 강도는 홈(31a,31b)의 크기 및 깊이에 의해 조절될 수 있으며, 포토 마스크(30)의 각 섹션에 상기 보정 맵을 근거하여 홈(31a,31b)을 형성하여 웨이퍼(200)의 샷 균일도를 개선할 수 있다.
한편, 투과도를 보정하기 위한 다른 방법으로는 0차광의 인텐서티를 보정하는 방법이 있다. 0차광의 인텐서티를 보정하는 방법은 도 19에 도시된 바와 같이, 투과도 측정 장치에 의해 측정된 포토 마스크의 0차광 투과도 데이터 및 포토 마스크의 설계 CD 데이터를 입력한 다음(ST351), 측정된 포토 마스크의 0차광 투과도에 의해 포토 마스크 패턴의 CD를 구한다(ST352). 이어서, 상기 마스크 패턴의 CD에 의해 웨이퍼 상에 형성될 패턴의 에이리얼 이미지 및 그 CD를 구한다(ST353).
여기서, 도 20은 포토 마스크 및 상기 포토 마스크의 0차광 투과도에 따른 에이리얼 이미지의 인텐서티를 보여주는 도면이다. 도 20의 상단에는 정상 간격(혹은 정상 CD, d1)을 갖는 제 1 영역(R1) 및 비정상 간격(d2)을 갖는 제 2 영역(R2)을 포함하는 포토 마스크(30)가 도시되어 있다. 상기 도면에서 도면 부호 37a는 라인 패턴, 37b는 스페이스를 나타내고 있으며, 상기 비정상 간격(d2)은 d1+2ω에 해당하고, 상기 ω는 광원의 파장(λ) 및 간격(d1)보다 작다(ω《λ〈CD). 한편, 도 17의 하단에는 상기 포토 마스크의 0차광 투과도에 의해 얻어진 에이리얼 이미지의 인텐서티가 도시되어 있다. 상기 에이리얼 이미지의 인텐서티는 패턴의 CD, 예컨대 패턴간의 간격(d1,d2)의 차이에 서로 상이하게 나타난다. 이때, 0에서 진동축(L1,L2)까지 인텐서티는 0차광의 인텐서티에 의해 결정되는 것으로 알려져 있다. 그러므로, 제 2 영역(R2)에 해당하는 이미지 인텐서티 곡선의 진동축(L2)을 제 1 영역(R1)에 해당하는 이미지 인텐서티 곡선의 진동축(L1)과 동일하도록 역보정한다면, 제 2 영역(R2)의 투과도를 보정할 수 있을 것이다.
즉, 상기 사항에 근거하여, 제 1 영역(R1)과 제 2 영역(R2)의 0차광 인텐서티의 차이(L2-L1)를 구한 다음(ST354), 0차광 인텐서티 차이에 따른 투과도 보정 맵을 구한다(ST355). 즉, 상대적으로 큰 제 2 영역(R2)의 0차광 인텐서티가 상대적으로 작은 제 1 영역(R1)의 0차광 인텐서티와 동일해지도록 제 2 영역(R2)에 조명 강도 조절부 즉, 회절 어레이 또는 보정 패턴의 분포 맵을 생성한다. 이와 같은 보정 맵은 상술한 바와 같이 조명 강도 떨어짐 값 분포에 의해 생성할 수 있다.
그후, 상기 보정맵에 의거하여 불균일한 CD를 갖는 제 2 영역(R2)에 조명 강도 조절부를 형성하여, 제 1 영역(R1)의 0차광 인텐서티와 제 2 영역(R2)의 0차광 인텐서티를 일치시킨다.(ST356).
도 21은 각 영역(혹은 섹션)별로 0차광의 인텐서티가 보정된 포토 마스크 및 그것에 따른 에이리얼 이미지의 인텐서티를 보여준다. 도 21에 의하면, 포토 마스크(30)의 제 2 영역(R2)에 회절 어레이(60a 또는 60b)를 형성하여 제 2 영역(R2)의 0차광의 인텐서티를 조절한다. 본 도면에서는 투과도를 조절하기 위하여 포토 마스크(30)의 제 2 영역에 회절 어레이(60a 또는 60b)를 형성하였으나, 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이 보조 패턴(38a,38b) 및 홈(31a,31b)을 형성할 수 있다.
그후, 상기와 같이 투과도가 조절된 포토 마스크는 다시 투과도를 측정하는 단계(S31)로 피드백(feedback)하여 CD 편차(ΔCD)가 0에 근사한 지를 측정하고, 상기 CD 편차(ΔCD)가 0에 근사하다면, 포토 마스크의 CD 균일도가 확보되었다고 판단하여 반도체 제조 공정에 적용하도록 출고한다.
상기한 본 실시예는 입사광의 인텐서티를 대변하는 성분으로 투과도를 채택하고, 이 투과도에 의해 투과형 포토 마스크의 CD를 균일하게 하는 방법에 대해 설명하였다. 하지만, 이에 국한되지 않고, 상기 입사광의 인텐서티를 대변하는 성분으로 반사도를 채택하고, 이 반사도에 의해 반사형 포토 마스크의 CD를 균일하게 할 수 있다.
이하 반사형 포토 마스크의 패턴 CD 보정방법에 대해 도 22 내지 도 26을 참조하여 설명하도록 한다.
우선, 도 22를 참조하여, 반사형 포토 마스크를 준비한다(S100). 반사형 포토 마스크(70)는 도 23에 도시된 바와 같이, 실리콘 또는 글래스(glass)로 된 기판(71), 기판(71) 상에 형성되어 있는 다층으로 구성된 반사층(73) 및 반사층(73) 상부에 형성되는 흡수 패턴들(75a)로 구성된다. 도면의 75b는 흡수 패턴(75a) 사이의 스페이스를 나타내고, d1 및 d2는 흡수 패턴(75a)간의 거리를 나타낸다.
상기와 같이 반사형 포토 마스크(70)를 준비한 다음, 상기 반사형 포토 마스크(70)의 0차광 반사도를 측정한다(S110).
상기 반사형 포토 마스크(70)의 0차광 반사도를 측정하는 장치(80)는 도 24에 도시된 바와 같이, 광원(82) 및 광검출부(84)를 포함한다. 상기 반사형 포토 마 스크(70)는 광원(82) 및 광검출부(84) 사이에 위치되며, 광원(82)과 반사형 포토 마스크(70) 사이 및 반사형 포토 마스크(70)와 광검출부(84) 사이 각각에 적어도 하나의 미러를 포함하는 제 1 및 제 2 미러부(86,88)가 설치되어 있다. 미러부들(86,88)과 반사형 포토 마스크(70) 사이에 투사 렌즈(90)가 추가로 설치될 수 있다.
여기서, 상기 광원(82)은 5 내지 70nm 정도의 파장을 갖는 EUV 광이 이용될 수 있으며, 광검출부(84)는 반사형 포토 마스크(70)의 반사도를 측정하는 포토 다이오드를 구비하는 전자 장치일 수 있다. 또한, 제 1 미러부(86)는 광원(82)에서 입사되는 광을 손실 없이 반사형 포토 마스크(70)까지 전달할 수 있도록 제 1 및 제 2 미러(M1,M2)를 포함할 수 있고, 제 2 미러부(88)는 반사형 포토 마스크(70)의 반사층(73)에서 반사되어진 광을 상기 광검출부(84)까지 손실 없이 전달할 수 있도록 제 3 및 제 4 미러(M3,M4)를 포함한다.
이와 같은 0차광 반사도 측정 장치(80)의 동작은 다음과 같다. 광원(82)에서 광이 조사되면, 제 1 미러부(86) 및 렌즈(90)는 상기 조사광을 반사형 포토 마스크(70)에 전달한다. 그러면, 상기 조사광은 상기 EUV 마스크(70) 표면의 반사층(73) 및 흡수 패턴(75a)에 의해 일부 반사되고 일부 흡수된다. 상기 반사되어진 광은 다시 상기 렌즈(90)에 의해 캡처되고, 상기 캡처된 광은 제 2 미러부(88)를 통해 광검출부(846)에 전달되어, 상기 광검출부(86)는 반사형 포토 마스크의 반사도를 측정한다. 이때 본 실시예 역시, 0차광의 캡쳐하여 반사도를 측정한다.
상기와 같이 반사형 포토 마스크의 반사도를 측정한 다음, 상기 반사형 포토 마스크의 반사 균일도를 확보하기 위하여 반사도를 보정한다(S120).
상기 반사도를 보정하는 방법은 도 25에 도시된 바와 같이, 시뮬레이션 장비에 상기 반사도 측정 장치에서 측정된 반사형 포토 마스크의 0차광 반사도 데이터 및 반사형 포토 마스크에 의해 형성되어질 반도체 패턴의 설계 데이터를 입력하는 단계를 포함한다(S121). 다음, 측정된 반사형 포토 마스크의 0차광 반사도에 의해 반사형 포토 마스크의 흡수 패턴의 CD를 산출하고(S122), 반사형 포토 마스크의 흡수 패턴의 CD에 의해 웨이퍼 상에 형성될 반도체 패턴의 에이리얼 이미지 및 그 CD 를 구한다(S123). 그 다음, 상기 에이리얼 이미지의 CD와 상기 설계 CD를 비교한다(S124). 만약, 상기 에이리얼 이미지의 CD와 상기 설계 CD의 편차(ΔCD)가 오차 범위 내에서 0에 근사하다면, 반사형 포토 마스크의 흡수 패턴 CD가 균일하다고 판정한다.
한편, CD 편차(ΔCD)가 0에 근사하지 않다면, 반사형 포토 마스크의 흡수 패턴의 CD가 균일하지 않다고 판단하여, CD 편차(ΔCD)가 0에 근사하도록 보정 맵을 시뮬레이션 한다(S125). 보정 맵을 시뮬레이션하는 단계(S125)는 상술한 투과도 보정맵을 시뮬레이션하는 방법과 동일할 수 있다. 그 후, 상기 보정 맵에 의거하여, 반사형 포토 마스크에 조명 강도 조절부를 형성한다(S126).
도 26을 참조하여, 조명 강도 조절부(79)는 상기 반사형 포토 마스크(70)의 반사층(73)에 레이저(77)를 조사하여 얻어질 수 있다. 레이저(77)를 반사층(73)에 조사하게 되면, 상기 레이저(77)에 의해 반사층(73)의 반사도가 변화된다. 즉, 다층으로 구성된 반사층(79)에 레이저(77)가 조사되면, 반사층(79)을 구성하는 층들 의 두께 및 물성이 변화되어, 반사층(79)의 반사도가 변화된다. 이때, 레이저 조사량 및 레이저 조사 면적은 상기 보정 맵에 의해 결정된다.
그후, 반사도가 조절된 반사형 포토 마스크는 다시 반사도를 측정하는 단계(S100)로 피드백(feedback)하여 CD 편차(ΔCD)가 오차 범위내에서 0과 동일한지를 재 측정하고, 상기 CD 편차(ΔCD)가 오차 범위내에서 0에 동일하다면, 반사형 포토 마스크의 CD 균일도가 확보되었다고 판단하여 반도체 제조 공정에 적용하도록 출고한다.
이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 포토 마스크의 투과도 또는 반사도에 의해 마스크 패턴의 CD를 측정하고, 상기 측정된 CD에 의해 CD를 보정하여, 균일한 CD 분포를 갖는 포토 마스크를 형성한다.
본 발명에 따르면, 포토 마스크는 투과도 및 반사도에 의해 그 CD를 예측하므로, 포토 마스크 전반에 걸쳐 CD 균일도를 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 포토리소그라피 공정을 진행하지 않고도 CD를 측정 및 보정할 수 있으므로, 공정 시간을 크게 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 0차광의 투과도 또는 0차광의 반사도를 이용하여 포토 마스크의 패턴 CD를 측정 및 보정함에 따라, 1차광을 캡처하기 위한 대구경 렌즈 및 큰 사이즈의 미러를 구비하지 않아도 된다. 이에 따라 제조 비용을 감축시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 포토 마스크의 패턴 CD에 의해 생성되는 보정맵에 의거 하여 기판내에 회절 어레이 또는 보조 패턴과 같은 조명 강도 조절부를 형성하므써, 투과도 또는 반사도, 나아가 포토 마스크의 패턴 CD를 자유롭게 조절 가능하다.
도면 및 실시예에서는 본 발명의 전형적인 바람직한 실시예가 개시되었으며, 비록 특정한 용어를 사용하였지만, 이것들은 단지 일반적이고 묘사적인 의미로 사용된 것이지 후술되는 청구항에 의하여 정해지는 본 발명의 사상을 제한하기 위하여 사용되는 것은 아니다.

Claims (64)

  1. 포토 마스크의 기판상에 특정 설계 CD를 갖는 패턴을 형성하는 단계;
    상기 패턴에 직접적으로 영향을 받는 입사광의 인텐서티를 대변하는 성분을 측정하는 단계;
    상기 인텐서티 대변 성분으로부터 상기 포토 마스크에 의해 형성될 가상의 웨이퍼 패턴의 CD를 결정하는 단계;
    상기 가상의 웨이퍼 패턴 CD와 상기 포토 마스크의 설계 CD를 비교하는 단계; 및
    상기 가상의 웨이퍼 패턴과 상기 포토 마스크의 설계 패턴이 오차 범위내에서 동일하도록 상기 입사광의 인텐서티 대변 성분을 보정하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 입사광의 인텐서티를 대변하는 성분은 투과도인 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 포토 마스크의 투과도를 측정하는 단계는,
    상기 포토 마스크를 투과한 광 중 0차광의 투과도를 측정하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 0차광의 투과도는 193nm DUV 광원의 0차광 투과도인 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 투과도를 보정하는 단계는,
    상기 가상의 웨이퍼 패턴 CD와 상기 포토 마스크의 설계 CD가 오차 범위내에서 동일하도록 포토 마스크의 조명 강도 떨어짐 값을 기초로 하는 보정 맵을 생성하는 단계; 및
    상기 보정 맵에 의해 상기 포토 마스크에 조명 강도 조절부를 형성하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 조명 강도 조절부를 형성하는 단계는,
    상기 포토 마스크의 기판내에 다수의 스팟으로 구성되는 회절 어레이를 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 조명 강도 조절부를 형성하는 단계는.
    상기 포토 마스크에 보조 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 보조 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 포토 마스크의 패턴 주변에 포토 마스크의 패턴보다는 작은 크기의 패 턴을 부착시키는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 보조 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 포토 마스크의 패턴 형성면에 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  10. 제 3 항에 있어서, 상기 투과도를 보정하는 단계는,
    상기 가상의 웨이퍼 패턴 CD와 상기 포토 마스크의 설계 CD를 비교하는 단계로부터 정상 CD 영역 및 비정상 CD 영역을 결정하는 단계,
    상기 정상 CD 영역과 비정상 CD 영역 각각의 0차광 인텐서티를 구하는 단계, 및
    상기 비정상 CD 영역의 0차광 인텐서티와 상기 정상 CD 영역의 0차광 인텐서티가 동일해지도록 비정상 CD 영역의 0차광 인텐서티를 조절하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 0차광 인텐서티를 조절하는 단계는,
    상기 정상 CD 영역의 0차광 인텐서티와 상기 비정상 CD 영역의 0차광 인텐서티의 차를 구하는 단계;
    상기 0차광 인텐서티의 차이만큼 상기 0차광의 인텐서티를 감소시키기 위한 보정 맵을 생성하는 단계; 및
    상기 보정 맵에 따라 상기 포토 마스크의 비정상 CD 영역에 조명 강도 조절부를 형성하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 조명 강도 조절부를 형성하는 단계는,
    상기 포토 마스크의 기판내에 다수의 스팟으로 구성되는 회절 어레이를 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 조명 강도 조절부를 형성하는 단계는.
    상기 포토 마스크에 보조 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 보조 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 포토 마스크의 패턴 주변에 패턴을 부착시키는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 보조 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 포토 마스크의 패턴 형성면에 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 입사광의 인텐서티 대변하는 성분은 포토 마스크의 반사도인 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 포토 마스크의 반사도를 측정하는 단계는, 상기 포토 마스크 표면으로부터 반사된 광 중 0차광의 반사도를 측정하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 포토 마스크의 반사도를 보정하는 단계는,
    상기 포토 마스크의 조명 강도 떨어짐 값을 기초로 하는 보정 맵을 생성하는 단계; 및
    상기 보정 맵에 따라 상기 포토 마스크의 반사면에 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  19. 전면 및 후면을 구비하며 노광원의 조명에 대해 투명한 기판을 제공하는 단계;
    상기 기판의 전면에 투광부를 정의하며 특정한 설계 CD를 갖는 마스크 패턴을 형성하여, 포토 마스크를 형성하는 단계;
    상기 포토 마스크의 0차광 투과도를 측정하는 단계;
    상기 포토 마스크의 0차광 투과도에 의해 상기 포토 마스크에 의해 형성되는 가상의 웨이퍼 패턴 CD를 결정하는 단계;
    상기 가상의 웨이퍼 패턴 CD 및 상기 설계 CD를 비교하여, CD 편차를 구하는 단계; 및
    상기 CD 편차가 오차 범위내에서 0이 되도록 상기 포토 마스크를 투과하는 조명 강도의 떨어짐 값에 기초하는 보정 맵을 생성하는 단계; 및
    상기 보정 맵에 따라 상기 포토 마스크에 조명 강도 조절부를 형성하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 노광원은 웨이퍼상에 패턴을 형성하는데 사용되는 광원과 동일한 광원을 이용하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 가상의 웨이퍼 패턴 CD를 결정하는 단계는,
    상기 포토 마스크의 투과도에 의해 포토 마스크의 패턴 CD를 결정하는 단계; 및
    상기 포토 마스크의 패턴 CD에 의해 웨이퍼 상에 형성될 가상 패턴의 이미지 및 CD를 결정하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조방법.
  22. 제 19 항에 있어서, 상기 보정 맵을 생성하는 단계는,
    상기 포토 마스크를 복수개의 섹션으로 구분하는 단계;
    상기 각 섹션별로 패턴들간의 CD 편차 및 도우즈 래티튜드(dose latitude)를 구하는 단계;
    상기 CD 편차와 상기 도우즈 래티튜드의 곱에 의해 조명 강도 떨어짐 맵을 구하는 단계; 및
    상기 조명 강도 떨어짐 맵을 사용하여 조명 강도 조절부 어레이 맵을 구하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조방법.
  23. 제 19 항에 있어서, 상기 조명 강도 조절부를 형성하는 단계는,
    상기 보정맵에 대응하여 상기 포토 마스크 기판내에 다수의 스팟으로 구성되는 회절 어레이를 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 스팟으로 구성된 회절 어레이는 상기 기판을 용융 및/또는 증발시키지 않는 범위에서 굴절율이 변화되도록 소정의 에너지를 조사하여 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 스팟으로 구성된 회절 어레이는 타이타늄 사파이어 레이저를 조사하여 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  26. 제 19 항에 있어서, 상기 조명 강도 조절부를 형성하는 단계는,
    상기 보정 맵에 대응하여 상기 포토 마스크에, 크기에 의해 조명 강도를 조절하는 보조 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 보조 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 포토 마스크 패턴의 주변에 패턴을 부착시키는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  28. 제 26 항에 있어서, 상기 보조 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 마스크 패턴 사이의 투광부에 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  29. 전면 및 후면을 구비하며 노광원의 조명에 대해 투명한 기판을 제공하는 단계;
    상기 기판의 전면에 투광부를 정의하며 특정한 설계 CD를 갖는 마스크 패턴을 형성하여 포토 마스크를 형성하는 단계;
    상기 포토 마스크의 0차광 투과도를 측정하는 단계;
    상기 포토 마스크의 0차광 투과도에 의해 상기 포토 마스크에 의해 형성되는 가상의 웨이퍼 패턴 CD를 결정하는 단계;
    상기 가상의 웨이퍼 패턴 CD 및 상기 설계 CD를 비교하여 정상 CD 영역 및 비정상 CD 영역을 결정하는 단계;
    상기 정상 CD 영역과 비정상 CD 영역 각각의 0차광 인텐서티를 구하는 단계; 및
    상기 비정상 CD 영역의 0차광 인텐서티와 상기 정상 CD 영역의 0차광 인텐서티가 동일해지도록 비정상 CD 영역의 0차광 인텐서티를 조절하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조방법.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 노광원은 DUV 광원인 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  31. 제 29 항에 있어서, 상기 0차광 인텐서티를 조절하는 단계는,
    상기 정상 CD 영역의 0차광 인텐서티와 상기 비정상 CD 영역의 0차광 인텐서티의 차를 구하는 단계;
    상기 0차광 인텐서티의 차이만큼 상기 0차광의 인텐서티를 감소시키기 위한 보정 맵을 생성하는 단계; 및
    상기 보정 맵에 따라 상기 포토 마스크의 비정상 CD 영역에 조명 강도 조절부를 형성하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조방법.
  32. 제 29 항에 있어서, 상기 조명 강도 조절부를 형성하는 단계는,
    상기 포토 마스크의 기판내에 다수의 스팟으로 구성되는 회절 어레이를 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  33. 제 29 항에 있어서, 상기 조명 강도 조절부를 수단을 형성하는 단계는.
    상기 포토 마스크에 보조 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조방법.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 보조 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 포토 마스크의 패턴 주변에 패턴을 부착시키는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  35. 제 33 항에 있어서, 상기 보조 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 포토 마스크의 패턴 형성면에 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  36. 일 표면에 반사층을 갖는 기판을 제공하는 단계;
    상기 반사층 상부에 형성되는 흡수 패턴을 형성하는 단계;
    상기 반사형 포토 마스크의 0차광 반사도를 측정하는 단계;
    상기 측정된 0차광 반사도에 의해 웨이퍼 상에 형성될 가상의 패턴 CD를 결정하는 단계;
    상기 가상의 패턴 CD와 상기 포토 마스크의 패턴 설계 CD를 비교하여, CD 편차를 구하는 단계;
    상기 CD 편차가 오차 범위내에서 0이 되도록, 상기 포토 마스크의 조명 강도 떨어짐 맵에 따라 보정 맵을 생성하는 단계; 및
    상기 보정 맵에 따라 상기 포토 마스크에 조명 강도 조절부를 형성하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조방법.
  37. 제 36 항에 있어서, 상기 가상의 패턴 CD를 결정하는 단계는,
    상기 포토 마스크의 반사도에 의해 포토 마스크의 패턴 CD를 결정하는 단계; 및
    상기 포토 마스크의 패턴 CD에 의해 웨이퍼 상에 형성될 가상 패턴의 CD를 결정하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조방법.
  38. 제 36 항에 있어서, 상기 보정 맵을 시뮬레이션 하는 단계는,
    상기 반사형 포토 마스크를 복수개의 섹션으로 구분하는 단계; 및
    상기 섹션별로 조명 강도 떨어짐 맵을 구하는 단계; 및
    상기 조명 강도 떨어짐 맵을 사용하여 조명 강도 조절부 어레이 맵을 구하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조방법.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 조명 강도 조절부를 형성하는 단계는,
    상기 보정 맵에 따라 상기 반사형 포토 마스크의 반사층에 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
  40. 기판과, 기판 상부에 형성되며 특정한 설계 CD를 갖는 패턴으로 구성된 포토 마스크의 패턴 CD를 보정하는 방법으로서,
    상기 포토 마스크를 복수개의 섹션으로 구분하는 단계;
    상기 포토 마스크의 섹션별 0차광 투과도를 측정하는 단계;
    상기 0차광 투과도에 의하여, 상기 섹션별 마스크 패턴의 CD를 측정하는 단계;
    상기 마스크 패턴의 CD에 의해 웨이퍼 상에 형성되는 가상의 패턴 CD를 결정하는 단계;
    상기 가상의 패턴 CD와 포토 마스크의 설계 CD의 CD 편차를 구하는 단계;
    상기 CD 편차에 의해 섹션별 조명 강도 떨어짐 맵을 구하는 단계; 및
    상기 조명 강도 떨어짐 맵에 의해 조명 강도 조절부를 형성하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 보정방법.
  41. 제 40 항에 있어서, 상기 조명 강도 떨어짐 맵을 구하는 단계는,
    상기 CD 편차 및 상기 포토 마스크에 조사되는 광원의 도우즈 래티튜드를 구하는 단계;
    상기 CD 편차와 상기 도우즈 래티튜드의 곱으로 조명 강도 떨어짐 맵을 구하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 보정방법.
  42. 제 40 항에 있어서, 상기 조명 강도 조절부를 형성하는 단계는,
    상기 조명 강도 떨어짐 맵에 대응하여 상기 포토 마스크 기판내에 다수의 스팟으로 구성되는 회절 어레이를 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 보정방법.
  43. 제 40 항에 있어서, 상기 조명 강도 조절부를 형성하는 단계는,
    상기 조명 강도 떨어짐 맵에 대응하여 상기 포토 마스크에, 크기에 의해 조명 강도를 조절하는 보조 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 보정방법.
  44. 제 43 항에 있어서, 상기 보조 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 포토 마스크 패턴의 주변에 패턴을 부착시키는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 보정방법.
  45. 제 43 항에 있어서, 상기 보조 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 마스크 패턴 사이의 투광부에 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 보정방법.
  46. 제 40 항에 있어서, 상기 0차광의 투과도를 측정하는 단계는,
    상기 포토 마스크에 DUV 광원을 조사하여 측정하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 보정방법.
  47. 기판과, 기판 상부에 형성되며 특정한 설계 CD를 갖는 패턴으로 구성된 포토 마스크의 패턴 CD를 보정하는 장치로서,
    상기 포토 마스크의 0차광 투과도 및 상기 포토 마스크의 설계 CD가 입력되는 입력부;
    상기 0차광 투과도로부터 웨이퍼 상에 형성될 가상의 패턴 CD 및 이미지를 구하는 가상 패턴 생성부;
    상기 가상의 패턴 CD 및 상기 설계 CD를 비교하는 비교부; 및
    상기 가상의 패턴 CD와 상기 설계 CD간의 CD 편차로부터 상기 포토 마스크의 투과도를 조절하기 위한 보정 맵을 생성하는 시뮬레이션부를 포함하는 포토 마스크 보정 장치.
  48. 기판과, 기판 상부에 형성되며 특정한 설계 CD를 갖는 패턴으로 구성된 포토 마스크의 패턴 CD를 보정하는 방법으로서,
    상기 포토 마스크를 복수개의 섹션으로 구분하는 단계;
    상기 포토 마스크의 섹션별 0차광 투과도를 측정하는 단계;
    상기 0차광 투과도에 의하여, 상기 섹션별 마스크 패턴의 CD를 측정하는 단계;
    상기 마스크 패턴의 CD에 의해 웨이퍼 상에 형성되는 가상의 패턴 CD를 결정하는 단계;
    상기 가상의 패턴 CD와 포토 마스크의 설계 CD를 비교하여 정상 CD 영역과 비정상 CD 영역을 결정하는 단계;
    상기 정상 CD 영역과 상기 비정상 CD 영역 각각의 0차광 인텐서티 차이를 구 하는 단계; 및
    상기 0차광 인텐서티 차이가 오차 범위내에서 0이 되도록 상기 비정상 CD 영역에 조명 강도 조절부를 형성하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 보정방법.
  49. 제 48 항에 있어서, 상기 조명 강도 조절부를 형성하는 단계는,
    상기 조명 강도 떨어짐 맵에 대응하여 상기 포토 마스크 기판내에 다수의 스팟으로 구성되는 회절 어레이를 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 보정방법.
  50. 제 48 항에 있어서, 상기 조명 강도 조절부를 형성하는 단계는,
    상기 조명 강도 떨어짐 맵에 대응하여 상기 포토 마스크에, 크기에 의해 조명 강도를 조절하는 보조 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 보정방법.
  51. 제 50 항에 있어서, 상기 보조 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 포토 마스크 패턴의 주변에 패턴을 부착시키는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 보정방법.
  52. 제 50 항에 있어서, 상기 보조 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 마스크 패턴 사이의 투광부에 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 보정방법.
  53. 제 48 항에 있어서, 상기 0차광의 투과도를 측정하는 단계는,
    상기 포토 마스크에 DUV 광원을 조사하여 측정하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 보정방법.
  54. 표면에 반사층을 갖는 기판과, 기판 표면에 형성된 흡수 패턴으로 구성된 반사형 포토 마스크의 CD를 보정하는 방법으로서,
    상기 포토 마스크를 복수개의 섹션으로 구분하는 단계;
    상기 포토 마스크의 섹션별 0차광 반사도를 측정하는 단계;
    상기 0차광 반사도에 의하여, 상기 섹션별 마스크 패턴의 CD를 측정하는 단계;
    상기 마스크 패턴의 CD에 의해 웨이퍼 상에 형성되는 가상의 패턴 CD를 결정하는 단계;
    상기 가상의 패턴 CD와 포토 마스크의 설계 CD의 CD 편차를 구하는 단계;
    상기 CD 편차에 의해 섹션별 조명 강도 떨어짐 맵을 구하는 단계; 및
    상기 조명 강도 떨어짐 맵에 의해 상기 반사형 포토 마스크에 반사도를 조절하기 위한 조명 강도 조절부를 형성하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 보정방법.
  55. 제 54 항에 있어서, 상기 조명 강도 조절부를 형성하는 단계는,
    상기 반사형 포토 마스크의 반사층에 레이저를 조사하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 보정방법.
  56. 기판과, 기판 상에 라인 및 스페이스로 구성된 마스크 패턴으로 구성된 포토 마스크의 패턴 CD를 측정하는 방법으로서,
    상기 포토 마스크에 광을 조사하는 단계;
    상기 포토 마스크를 통과한 광 중 0차광 투과도를 측정하는 단계; 및
    상기 0차광의 투과도 분포에 의해 마스크 패턴의 CD를 결정하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 CD 측정방법.
  57. 제 56 항에 있어서, 상기 마스크 패턴의 CD는 상기 투과도 분포의 크기(높이)에 비례하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 CD 측정방법.
  58. 제 56 항에 있어서, 상기 광은 DUV 광인 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 CD 측정방법.
  59. 포토 마스크에 광을 조사하는 광원;
    상기 조사광을 포토 마스크에 전달하는 제 1 미러부;
    상기 포토 마스크를 투과한 0차광만을 캡처하는 렌즈;
    상기 렌즈에 의해 캡처된 광을 검출하는 광검출부; 및
    상기 렌즈에 캡처된 광을 손실없이 상기 광검출부에 전달하기 위하여 배치된 제 2 미러부를 포함하는 포토 마스크 측정 장치.
  60. 제 59 항에 있어서, 상기 광원은 DUV 광원인 것을 특징으로 하는 포토 마스크 측정 장치.
  61. 제 59 항에 있어서, 상기 광원과 포토 마스크 사이에 위치하며 상기 광원에서 조사되는 광을 기준광과 신호광으로 분배하는 빔 스플리터, 및 상기 빔 스플리터에 의해 분배된 기준광을 검출하는 제 2 광검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크 측정 장치.
  62. 일표면에 반사층을 갖는 기판과, 상기 반사층상에 라인 및 스페이스로 구성된 마스크 패턴으로 구성된 반사형 포토 마스크의 패턴 CD를 측정하는 방법으로서,
    상기 포토 마스크에 광을 조사하는 단계;
    상기 포토 마스크의 반사층으로 부터 반사된 0차광 반사도를 측정하는 단계; 및
    상기 0차광의 반사도 분포에 의해 마스크 패턴의 CD를 결정하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 CD 측정방법.
  63. 제 62 항에 있어서, 상기 마스크 패턴의 CD는 상기 0차광의 반사도 분포의 크기(높이)와 비례하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 CD 측정방법.
  64. 포토 마스크에 광을 조사하는 광원;
    상기 광원에서 조사되는 광을 상기 포토 마스크로 전달하기 위하여 배치된 제 1 미러부;
    상기 포토 마스크에서 반사된 0차광만을 캡처하는 렌즈;
    상기 렌즈에 의해 캡처된 광을 검출하는 광검출부; 및
    상기 렌즈에 캡처된 광을 손실없이 상기 광검출부에 전달하기 위하여 배치된 제 2 미러부를 포함하는 포토 마스크의 측정장치.
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