KR100781443B1 - 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법에 관한 것으로서, 반도체 소자의 제조공정에 사용되는 마스크를 제조하는 방법에 있어서, 면취부를 가지는 마스크의 패턴을 X축 및 Y축 방향으로 각각 확대시킴으로써 면취부를 삭제시키는 삭제단계와, 확대된 패턴을 X축 및 Y축 방향으로 축소시킴으로써 패턴을 원래의 크기로 복원시키는 복원단계와, 복원된 패턴을 마스크에 형성시키는 패턴형성단계를 포함한다. 따라서, 본 발명은 마스크의 패턴 디자인시 형성된 면취부를 제거하는 보정을 통하여 광근접보정 작업을 용이하게 하도록 하고, 패턴의 충실도(Pattern fidelity)를 증대시키며, 오버레이 마진(Overlay margin)을 증대시키는 효과를 가지고 있다.

마스크, 광근접보정, 패턴, 면취부, 오버레이 마진

Description

반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF A MASK FOR USING TO MANUFACTURE A SEMICONDUCTOR DEVICE}

도 1은 종래의 기술에 따른 반도체 소자 제조용 마스크의 패턴을 도시한 부분 평면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법을 도시한 흐름도이고,

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 마스크의 패턴을 도시한 부분 평면도이고,

도 4는 반도체 소자 제조용 마스크의 패턴에 면취부가 존재할 때 게이트와의 오버랩 정도를 도시한 평면도이고,

도 5는 반도체 소자 제조용 마스크의 패턴에 면취부가 제거된 후 게이트와의 오버랩 정도를 도시한 평면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

A : 패턴 B : 스페이스

a : 면취부

본 발명은 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마스크의 패턴 디자인시 형성된 면취부를 제거하는 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자는 노광공정, 확산공정, 식각공정, 화학기상증착공정 등 다양한 단위공정을 실시함으로써 제조된다.

반도체 소자를 제조하는 공정중에서 노광공정은 패턴이 형성될 하부 박막 상부에 감광막을 도포한 뒤, 마스크를 통해 감광막을 노광 현상하여 감광막 패턴을 형성하고, 형성된 감광막 패턴을 레지스트로 하부 박막을 식각함으로써 원하는 패턴을 형성하게 된다. 이 때, 마스크는 감광막을 노광하기 위한 빛을 투과 및 차단하여 형성시키고자 하는 패턴에 따라 선택적으로 감광막이 노광되도록 함으로써, 감광막에 상(像)이 형성되도록 한다.

종래의 기술에 따른 반도체 소자의 제조용 마스크를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 기술에 따른 반도체 소자 제조용 마스크의 패턴을 도시한 부분 평면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 마스크는 기판상에 패턴을 형성하게 됨으로써 패턴(A) 영역과 스페이스(B) 영역으로 나뉘어진다.

그러나, 이와 같은 종래의 기술에 따른 반도체 소자 제조용 마스크는 디자인 과정에서 도 1에 도시된 바와 같이, 패턴의 길이방향이나 폭방향과는 달리 45도의 각도로 경사지게 형성되는 면취부(a)를 형성하게 됨으로써 광의 간섭을 고려하여 웨이퍼상에 실제 원하는 크기의 패턴을 형성하기 위해 마스크의 패턴을 보정하는 광근접보정(Optical Approximate Correction)시 이를 어렵게 할 뿐만 아니라 만약 광근접보정 작업이 이루어지더라도 패턴의 충실도(Pattern fidelity)나 오버레이 마진(Overlay margin)을 감소시키는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 마스크의 패턴 디자인시 형성된 면취부를 제거하는 보정을 통하여 광근접보정 작업을 용이하게 하도록 하고, 패턴의 충실도(Pattern fidelity)를 증대시키며, 오버레이 마진(Overlay margin)을 증대시키는 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 반도체 소자의 제조공정에 사용되는 마스크를 제조하는 방법에 있어서, 면취부를 가지는 마스크의 패턴을 X축 및 Y축 방향으로 각각 확대시킴으로써 면취부를 삭제시키는 삭제단계와, 확대된 패턴을 X축 및 Y축 방향으로 축소시킴으로써 패턴을 원래의 크기로 복원시키는 복원단계와, 복원된 패턴을 마스크에 형성시키는 패턴형성단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 반도체 소자의 제조공정에 사용되는 마스크를 제조하는 방법에 있어서, 면취부를 가지는 마스크의 패턴을 X축 및 Y축 방향으로 각각 축소시킴으로써 면취부를 삭제시키는 삭제단계와, 축소된 패턴을 X축 및 Y축 방향으로 확대시킴으로써 패턴을 원래의 크기로 복원시키는 복원단계와, 복원된 패턴을 마스크 에 형성시키는 패턴형성단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법을 도시한 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법은 패턴 디자인 단계(S10)에서 형성된 면취부를 삭제시키는 면취부삭제단계(S20)와, 삭제로 인해 크기가 바뀐 패턴을 원래 크기로 복원시키는 패턴복원단계(S30)와, 복원된 패턴을 마스크에 형성시키는 패턴형성단계(S50)를 포함한다.

면취부삭제단계(S20)는 도 3에 도시된 바와 같이, 패턴(A)의 디자인을 형성시키는 단계(S10)에서 패턴(A)에 형성된 45도 내외의 20 내지 100nm의 면취부(a)를 삭제하기 위한 보정을 실시하는 단계로서, 이를 위해 패턴(A)을 X축 및 Y축 방향, 즉 패턴(A)의 외곽선(1)이 배열되는 좌우 및 전후 방향으로 각각 확대시킨다. 즉, X축 및 Y축 방향으로 확대되는 만큼의 + 바이어스(+ bias)를 패턴으로 가하면 변경된 외곽선(2)에 의해 패턴(A)의 면적은 증가하는 한편 스페이스(B)는 줄어들게 됨으로써 면취부(a)는 제거된다. 이러한 패턴의 바이어스는 좌표의 이동이기 때문에 바이어스가 되면서 좌표들이 서로 만나게 되어 면취부(a)는 삭제된다. 한편, 이 때의 바이어스는 확대된 패턴의 외곽선(2) 모서리를 기준으로 면취부(a)의 양단이 이루는 각의 탄젠트(tangent) 값에 면취부(a)의 길이를 곱한 값을 사용할 수 있다.

면취부가 삭제되면(S20), 도 4에 도시된 바와 같이, 확대된 패턴(A)을 원래의 확대 배율을 역으로 하여 X축 및 Y축 방향으로 축소, 즉, 패턴(A)의 확대된 외곽선(2)을 기준으로 - 바이어스를 취하면 확대된 외곽선(2)이 축소된 외곽선(3)으로 변경되는 한편 스페이스(B)가 원래대로 확대됨으로써 패턴(A)이 원래의 크기로 복원된다(S30).

패턴복원단계(S30)에서 복원된 패턴을 마스크에 형성(S50)시키게 되는데, 이전에 광근접보정단계(Optical Approximate Correction, 'OPC'라고도 함)(S40)를 실시할 수 있다.

광근접보정단계(S40)는 패턴(A)사이를 통과하는 광이 간섭에 의해 웨이퍼(W)상에 원하는 크기의 패턴을 형성시키지 못하는 문제를 해결하기 위하여 패턴의 마진 등에 따른 광의 간섭을 고려하여 웨이퍼 상에 실제 원하는 크기의 패턴을 형성시키기 위하여 패턴의 크기를 보정시키는 작업이며, 이러한 작업을 마치면 보정된 패턴을 마스크에 형성시킨다(S50).

패턴형성단계(S50)는 광근접보정단계(S40)를 마친 패턴을 마스크의 기판에 형성시키는 단계로서, 광학적으로 편평한 쿼츠 또는 유리 등과 같은 투명한 기판의 상부에 크롬, 산화철 또는 실리콘 박막 등의 광차단막을 스퍼터 또는 화학 기상 증착 등의 방법에 의하여 형성시킨 다음, 그 상부에 감광막, 일예로 포토레지스트(photo resist)를 도포한다. 광차단막 상부에 감광막을 도포한 다음, 마스크의 패턴 크기에 따라 설정된 데이터에 의해 이온 빔을 감광막상에 조사하여 상(象)을 형성하고, 현상하여 감광막 패턴을 형성한 다음 감광막 패턴을 레지스터로 하여 광 차단막을 화학적인 방법이나 스퍼터에 의해 식각하여 감광막 패턴의 하부에만 광차단막이 남도록 하고, 감광막 패턴을 제거함으로써 원하는 패턴의 반도체 소자 제조용 마스크를 완성한다.

한편, 본 실시예에서 면취부삭제단계(S20)는 마스크의 패턴을 축소시킴으로써 면취부를 삭제하는 예를 기재하였으나, 이에 한하지 않고, 역으로 면취부를 가지는 마스크의 패턴을 X축 및 Y축 방향으로 각각 축소시킴으로써 면취부를 삭제시킬 수 있으며, 복원단계(S30)는 축소된 패턴을 X축 및 Y축 방향으로 확대시킴으로써 패턴을 원래의 크기로 복원시키게 된다. 또한, 이러한 복원단계(S30) 후 이전의 실시예에서 설명한 바와 같은 패턴의 광근접보정단계(S40)를 실시할 수 있음은 동일하다 하겠다.

이와 같은 구조로 이루어진 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법의 작용은 다음과 같이 이루어진다.

패턴의 디자인 과정(S10)에서 패턴(A)에 형성된 면취부(a)를 삭제시킴으로써 20 내지 100nm의 작은 패턴을 없앰은 물론 직각을 이루는 패턴(A)의 외곽선(3)에 의해서 광근접보정(OPC) 작업이 용이해질 뿐만 아니라 패턴의 충실도(Pattern fidelity)를 증대시키며, 오버레이 마진(Overlay margin)을 증대시킨다.

도 4에 도시된 바와 같이 종래의 면취부(a)를 가지는 패턴을 그대로 광근접보정을 한 경우와 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따라 면취부(a)를 제거한 패턴을 광근접보정을 한 경우 게이트 외곽선(C)과 실제 패턴의 오버랩(overlap)되는 정도가 106nm(b₁)와 119nm(b₂)로서, 본 발명에 의한 경우 오버랩되는 정도가 커짐을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법은 마스크의 패턴 디자인시 형성된 면취부를 제거하는 보정을 통하여 광근접보정 작업을 용이하게 하도록 하고, 패턴의 충실도(Pattern fidelity)를 증대시키며, 오버레이 마진(Overlay margin)을 증대시키는 효과를 가지고 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (4)

1. 반도체 소자의 제조공정에 사용되는 마스크를 제조하는 방법에 있어서,

   면취부를 가지는 마스크의 패턴을 X축 및 Y축 방향으로 각각 확대시킴으로써 상기 면취부를 삭제시키는 삭제단계와,

   상기 확대된 패턴을 X축 및 Y축 방향으로 축소시킴으로써 상기 패턴을 원래의 크기로 복원시키는 복원단계와,

   상기 복원된 패턴을 마스크에 형성시키는 패턴형성단계

   를 포함하는 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 복원단계에서 복원된 패턴을 광의 간섭으로 인한 영향을 줄이도록 보정하는 광근접보정단계

   를 더 포함하는 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법.
3. 반도체 소자의 제조공정에 사용되는 마스크를 제조하는 방법에 있어서,

   면취부를 가지는 마스크의 패턴을 X축 및 Y축 방향으로 각각 축소시킴으로써 상기 면취부를 삭제시키는 삭제단계와,

   상기 축소된 패턴을 X축 및 Y축 방향으로 확대시킴으로써 상기 패턴을 원래의 크기로 복원시키는 복원단계와,

   상기 복원된 패턴을 마스크에 형성시키는 패턴형성단계

   를 포함하는 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 복원단계에서 복원된 패턴을 광의 간섭으로 인한 영향을 줄이도록 보정하는 광근접보정단계

   를 더 포함하는 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법.

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