KR100641915B1 - 반도체 소자의 위상반전 마스크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 소자의 위상반전 마스크(Mask)에 관한 것으로, 특히 석영기판 영역, 100％ 투과의 위상반전 영역 및 하프톤(Half-tone) 위상반전 영역의 트리톤(Tri-tone) 위상반전 마스크를 형성함으로써, 0차광의 세기는 제약되고 1차광의 세기는 증가되어 이미지 콘트라스트(Image contrast)가 증가됨으로 리소그래피(Lithograph) 공정의 해상력 및 공정 마진(Margin)을 증가시켜 소자의 집적도, 수율 및 신뢰성을 향상시키는 기술이다.

Description

반도체 소자의 위상반전 마스크{A phase shift mask of semiconductor device}
도 1은 림 타입 위상반전 마스크를 도시한 단면도.
도 2는 하프톤 위상반전 마스크를 도시한 단면도.
도 3a는 BIM(Binary Intensity Mask)의 0차광과 1차광의 세기분포를 도시한 그래프.
도 3b는 6%의 투과도를 갖는 하프톤 위상반전 마스크의 0차광과 1차광의 세기분포를 도시한 그래프.
도 3c는 18%의 투과도를 갖는 하프톤 위상반전 마스크의 0차광과 1차광의 세기분포를 도시한 그래프.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 위상반전 마스크 및 마스크 에서의 광 진폭을 도시한 계략도.
도 5는 본 발명의 트리톤 위상반전 마스크에서 빛의 회절된 형상을 도시한 계략도.
도 6은 본 발명의 트리톤 위상반전 마스크와 종래의 림 타입 위상반전 마스크, 하프톤 위상반전 마스크 각각의 빛의 세기를 도시한 그래프.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
11,31 : 석영기판 13,33 : 가드링 패턴
15 : 크롬층 17,35 : 하프톤 위상반전층 패턴
본 발명은 반도체 소자의 위상반전 마스크(Mask)에 관한 것으로, 특히 석영기판 영역, 100％ 투과의 위상반전 영역 및 하프톤(Half-tone) 위상반전 영역의 트리톤(Tri-tone) 위상반전 마스크를 형성하여 소자의 집적도, 수율 및 신뢰성을 향상시키는 반도체 소자의 위상반전 마스크에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조 공정 중 리소그래피(Lithography) 공정에 있어서, 한계 해상력을 향상시키기 위해 여러 가지 형태의 위상반전 마스크들을 사용해 왔다.
상기 리소그래피 공정에서 이미지(Image)는 0차광과 1차광의 간섭에 의해 얻어진다.
즉, 하나의 회절광은 마스크에 대한 정보를 갖지 않는 단순한 평면파이고, 두 회절광의 간섭에 의해서 마스크 상의 패턴(Pattern)을 웨이퍼(Wafer)에 구현할 수 있는 것이다.
이미지 콘트라스트(Contrast)는 0차광의 세기에 대한 1차광의 세기의 비이다.
즉, 두 회절광의 세기가 비슷할 때 간섭이 완벽하게 일어나고 이미지 콘트라스트도 최대인 1이 된다. 이때, 상기 0차광의 세기는 전체 광의 평균 진폭이다.
상기 0차광은 모두 렌즈(Lens)를 통과할 수 있으나, 상기 1차광은 마스크 상의 회절 시부터 크기가 작고, 또 유효하게 렌즈를 통과하는 비율도 작아서 이미지 콘트라스트는 1보다 작은 값을 보이며, 패턴 크기가 작아짐에 따라 감소된다.
렌즈가 1차광을 캡쳐(Capture)하는 양은 단순 기하학적으로 결정되며 패턴의 반복주기와 시스템의 조명방법과 관계되는 것이며, 1차광의 크기를 증가시키고 0차광의 크기를 감소시키는 방법으로 림타입(Rim-type) 위상반전 마스크 또는 하프톤(Half-tone) 위상반전 마스크가 사용되어 왔다.
도 1은 림 타입 위상반전 마스크를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 180°위상을 갖는 트렌치(Trench) 형태의 가드링(Guard ring) 패턴(13)을 갖는 석영기판(11), 상기 차광 영역의 석영기판(11) 상에 형성되되, 상기 가드링 패턴(13)에 둘러싸인 형태의 크롬층(15)으로 구성된다.
도 2는 하프톤 위상반전 마스크를 도시한 단면도이다.
그리고, 도 3a는 BIM(Binary Intensity Mask)의 0차광과 1차광의 세기분포를 도시한 그래프이고, 도 3b는 6%의 투과도를 갖는 하프톤 위상반전 마스크의 0차광과 1차광의 세기분포를 도시한 그래프이며 도 3c는 18%의 투과도를 갖는 하프톤 위상반전 마스크의 0차광과 1차광의 세기분포를 도시한 그래프이다.
도 2를 참조하면, 석영기판(11), 상기 석영기판(11) 상에 형성된 하프톤 위상반전층 패턴(17)으로 구성된 하프톤 위상반전 마스크는 0차광의 세기를 억제하여 이미지 콘트라스트를 향상시키기 위한 것이다.
즉, 도 3a 내지 도 3c에서와 같이 하프톤 위상반전 마스크의 투과도가 증가 함에 따라 0차광의 세기는 감소하고, 1차광의 세기는 증가된다.
그러나, 하프톤 위상반전 마스크의 투과도가 증가하면 0차광의 세기를 줄일 수 있지만, 빛의 투과량이 많기 때문에 밀집한 패턴에서는 회절과 간섭이 일어나 패턴이 형성되는 반면 따로 떨어져 있는 패턴인 고립 패턴에서는 빛이 직접 투과되어 패턴 구현이 어렵다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 석영기판 영역, 100％ 투과의 위상반전 영역 및 하프톤 위상반전 영역의 트리톤(Tri-tone) 위상반전 마스크를 형성함으로써, 이미지 콘트라스트를 증가시키는 반도체 소자의 위상반전 마스크를 제공하는데 그 목적이 있다.
이상의 목적을 달성하기 위한 본 발명은.
투명기판 상에 패터닝된 하프톤형 위상반전층 패턴이 구비되되, 상기 하프톤 위상반전층 패턴은 0% 초과 25% 이하의 투과도와 0 또는 180°만큼의 위상 쉬프트 ( phase shift ) 를 제공하고,
상기 하프톤형 위상반전층 패턴 주변에 180°위상을 갖는 트렌치 형태로 형성한 가드링 패턴을 포함하는 반도체 소자의 위상반전 마스크를 제공하는 것과,
삭제
삭제
상기 투명 기판과 가드링 패턴은 투과도가 100%인 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명의 원리는 석영기판 영역, 100％ 투과의 위상반전 영역 및 하프톤 위상반전 영역의 트리톤 위상반전 마스크를 형성함으로써, 0차광의 세기는 제약되고 1차광의 세기는 증가되어 이미지 콘트라스트가 증가됨으로 리소그래피 공정의 해상력 및 공정 마진을 증가시키기 위한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 위상반전 마스크 및 마스크 에서의 광 진폭을 도시한 계략도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 위상반전 마스크는 180°위상을 갖는 트렌치 형태의 가드링 패턴(33)을 갖는 석영기판(31), 상기 석영기판(31) 상에 형성되되, 상기 가드링 패턴(33)에 둘러싸인 형태의 하프톤 위상반전층 패턴(35)으로 구성된 트리톤 위상반전 마스크이다.
이때, 상기 석영기판(31)과 가드링 패턴(33)은 투과도가 100%이고, 상기 하프톤 위상반전층 패턴(35)은 0% 초과 25% 이하의 투과도와 0 또는 180°의 위상을 갖는다.
또한, 상기 가드링 패턴(33)과 하프톤 위상반전층 패턴(35)의 면적비 또는 모양을 변경하여 리소그래피 공정을 개선할 수 있다.
상기 트리톤 위상반전 마스크는 상기 석영기판(31) 상에 상기 하프톤 위상반전층 패턴(35)을 형성하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상반전 마스크에 상기 석영기판(31)에 180°위상을 갖는 가드링 패턴(33)을 형성하는 것을 특징으로 하는 림 타입 위상반전 마스크를 추가한 위상반전 마스크로서, 0차광(A)의 세기를 억제하여 이미지 콘트라스트를 향상시키기 위한 것이다.
그리고, 상기 트리톤 위상반전 마스크를 이용하여 노광장비에서 노광할 때, 사입사 조명과 같이 조명의 모양에 제약을 받지 않는다. 이때, 노광장비의 경우 I 라인(Line)(365nm), KrF(248mm), ArF(193nm), F2(157nm) 등의 모든 광원을 포함한다.
도 5는 본 발명의 트리톤 위상반전 마스크에서 빛의 회절된 형상을 도시한 계략도이다.
도 5에서와 같이, 상기 트리톤 위상반전 마스크는 0차광(A)의 세기는 제약되고 1차광(1st)의 세기는 증가되어, 패턴의 미세화에 따른 1차광(1st)의 로스(Loss)에도 불구하고 0차광(A)의 감소에 따라 이미지 콘트라스트의 확보가 가능하다.
도 6은 본 발명의 트리톤 위상반전 마스크와 종래의 림 타입 위상반전 마스크, 하프톤 위상반전 마스크 각각의 빛의 세기를 도시한 그래프이다.
[수학식]
Imax-Imin ÷Imax + Imin (Imax: 빛의 최대 세기, Imin: 빛의 최소 세기)
KrF(248nm)를 이용한 100nm 라인/스페이스 패턴(Line/space pattern)의 이미지 콘트라스트를 시뮬레이션(Simulation)한 도 6을 참조하면, 상기 수학식으로 계산한 결과 0.261인 본 발명의 트리톤 위상반전 마스크가 종래의 0218인 림 타입 위상반전 마스크, 0.243인 하프톤 위상반전 마스크보다 이미지 콘트라스트 확보가 용이하다.
본 발명의 반도체 소자의 위상반전 마스크는 석영기판 영역, 100％ 투과의 위상반전 영역 및 하프톤 위상반전 영역의 트리톤 위상반전 마스크를 형성함으로 써, 0차광의 세기는 제약되고 1차광의 세기는 증가되어 아미지 콘트라스트가 증가됨으로 리소그래피 공정의 해상력 및 공정 마진을 증가시켜 소자의 집적도, 수율 및 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 투명기판 상에 패터닝된 하프톤형 위상반전층 패턴이 구비되되, 상기 하프톤 위상반전층 패턴은 0% 초과 25% 이하의 투과도와 0°또는 180° 만큼의 위상 쉬프트 ( phase shift ) 를 제공하고,
    상기 하프톤형 위상반전층 패턴 주변에 180°위상을 갖는 트렌치 형태로 형성한 가드링 패턴을 포함하는 반도체 소자의 위상반전 마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 기판과 가드링 패턴은 투과도가 100%인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 위상반전 마스크.
  3. 삭제
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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