KR100827482B1 - 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법에 관한 것으로서, 노광공정을 위하여 설정된 데이터에 따라 정해진 선폭의 패턴을 테스트용 마스크에 형성시키는 테스트패턴형성단계와, 테스트용 마스크에 형성된 패턴중에서 정해진 선폭이 동일한 패턴들을 실제로 측정하여 포깅 이펙트 데이터를 추출하는 데이터추출단계와, 포깅 이펙트 데이터를 기초로 하여 설정된 데이터에서 정해진 선폭이 동일한 패턴들의 데이터를 수정하여 포깅 이펙트를 줄이는 데이터수정단계와, 수정된 데이터에 따라 새로운 마스크에 패턴을 형성시키는 실제패턴형성단계를 포함한다. 따라서, 본 발명은 반도체 소자의 제조에 사용되는 마스크의 패턴이 주변 패턴의 밀도에 영향을 받는 포깅 이펙트(fogging effect)를 보상함으로써 마스크의 패턴이 주어진 데이터에 가까운 선폭을 가지도록 함으로써 반도체 소자의 성능을 향상시키는 효과를 가지고 있다.

포깅 이펙트, 마스크, 패턴, 선폭, 노광공정

Description

반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING A MASK FOR PRODUCING A SEMICONDUCTOR DEVICE}

도 1a 및 도 1b는 종래의 기술에 따른 반도체 소자 제조용 마스크의 제조 방법을 도시한 도면이고,

도 2는 종래의 기술에 따른 반도체 소자 제조용 마스크의 제조시 문제점을 설명하기 위한 도면이고,

도 3은 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법을 도시한 흐름도이고,

도 4는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법에서 정해진 선폭이 동일한 패턴에 대한 포깅 이펙트 데이터를 도시한 그래프이고,

도 5는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법에서 수정된 데이터를 도시한 그래프이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

30 : 테스트용 마스크 31,32,33 : 패턴

본 발명은 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 소자의 제조에 사용되는 마스크의 패턴이 주변 패턴의 밀도에 영향을 받는 포깅 이펙트(fogging effect)를 보상함으로써 마스크의 패턴이 주어진 데이터에 가까운 선폭을 가지도록 하는 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자를 제조하는 공정중에서 노광 공정은 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 제조하는 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 기술에 따른 반도체 소자 제조용 마스크의 제조 방법을 도시한 도면이다. 먼저, 도 1a에 도시한 바와 같이, 광학적으로 편평한 쿼츠 또는 유리 등과 같은 투명한 기판(G)의 상부에 크롬, 산화철 또는 실리콘 박막 등의 광차단막(1)을 스퍼터 또는 화학 기상 증착 등의 방법에 의하여 형성시킨 다음, 그 상부에 감광막, 일예로 포토레지스트(photo resist)를 도포한다.

광차단막(1) 상부에 감광막을 도포한 다음, 마스크의 패턴 크기에 따라 설정 된 데이터에 의해 이온 빔을 감광막상에 조사하여 상(象)을 형성하고, 현상하여 감광막 패턴(2)을 형성한 다음 감광막 패턴(2)을 레지스터로 광차단막(1)을 화학적인 방법이나 스퍼터에 의해 식각하여 감광막 패턴(2)의 하부에만 광차단막(1)이 남도록 하고, 도 1b에 도시된 바와 같이, 감광막 패턴(2)을 제거함으로써 원하는 패턴의 반도체 소자 제조용 마스크(10)를 완성한다.

이와 같은, 종래의 기술에 따른 반도체 소자 제조용 마스크의 제조시 이온 빔을 사용하여 마스크 라이팅 프로세스(mask writing process)를 진행하는 경우 도 2에 도시된 바와 같이, 이온빔 조사장치(20)로부터 조사되는 이온들이 백 스캐터링(back scattering), 즉 마스크(10)상의 감광막 노광 후 반사되어 산란 등에 의해 흩어져서 다시 이온빔 조사장치(20)에 충돌되고, 이로 인해 산란된 이온들이 다시 마스크(10)상의 감광막을 노광시키게 된다.

이러한 백 스캐터링은 마스크(10)상에서 노광해야 할 면적이 많을수록 그 양도 많아지고, 이로 인해 마스크(10)의 패턴 밀도(pattern density)에 따라 마스크(10)상의 선폭(Critical Dimension; CD)이 다르게 구현되는 포깅 이펙트(fogging effect) 현상을 유발시키는 문제점을 가지고 있었다. 즉, 동일한 선폭의 패턴들을 노광하더라도 면적이 큰 클리어 패턴(clear pattern)에 가까울수록 포깅 이펙트에 의해 선폭이 크게 형성된다.

그러므로, 반도체 소자의 제조에 사용되는 마스크(10)에서 동일한 선폭을 가지는 패턴들이 주위 패턴의 밀도에 따라 변하게 됨으로써 주어진 데이터와 다른 크기의 선폭을 가지며, 이로 인해 반도체 소자의 성능이나 수율을 저하시키는 문제점 을 가지고 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 반도체 소자의 제조에 사용되는 마스크의 패턴이 주변 패턴의 밀도에 영향을 받는 포깅 이펙트(fogging effect)를 보상함으로써 마스크의 패턴이 주어진 데이터에 가까운 선폭을 가지도록 함으로써 반도체 소자의 성능을 향상시키는 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법에 있어서, 노광공정을 위하여 설정된 데이터에 따라 정해진 선폭의 패턴을 테스트용 마스크에 형성시키는 테스트패턴형성단계와, 테스트용 마스크에 형성된 패턴중에서 정해진 선폭이 동일한 패턴들을 실제로 측정하여 포깅 이펙트 데이터를 추출하는 데이터추출단계와, 포깅 이펙트 데이터를 기초로 하여 설정된 데이터에서 정해진 선폭이 동일한 패턴들의 데이터를 수정하여 포깅 이펙트를 줄이는 데이터수정단계와, 수정된 데이터에 따라 새로운 마스크에 패턴을 형성시키는 실제패턴형성단계를 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 3은 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법을 도시한 흐 름도이고, 도 4는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법에서 정해진 선폭이 동일한 패턴들에 대한 포깅 이펙트 데이터를 도시한 그래프이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법은 테스트용 마스크(30)에 정해진 선폭의 패턴(31,32,33)을 형성시키는 테스트패턴형성단계(S10)와, 정해진 선폭이 동일한 패턴(31,32)들을 실제로 측정하여 포깅 이펙트 데이터를 추출하는 데이터추출단계(S20)와, 포깅 이펙트 데이터를 기초로 하여 정해진 선폭이 동일한 패턴(31,32)들의 데이터를 수정하는 데이터수정단계(S30)와, 수정된 데이터에 따라 새로운 마스크에 패턴을 형성시키는 실제패턴형성단계(S40)를 포함한다.

테스트패턴형성단계(S10)는 테스트용 마스크(30)에 노광공정을 위하여 설정된 데이터에 따라 정해진 패턴(31,32,33)을 형성시킨다. 이를 위해 광학적으로 편평한 쿼츠(quartz) 또는 유리(glass) 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 도포하고, 마스크 패턴의 크기에 따라 설정된 데이터에 의해 이온 빔을 감광막상에 조사하여 상(象)을 형성하며, 이를 현상하여 감광막 패턴을 형성한 다음 감광막 패턴을 레지스터로 하여 광차단막을 화학적인 방법이나 스퍼터에 의해 식각함으로써 감광막 패턴의 하부에만 광차단막이 남도록 하고, 감광막 패턴을 제거함으로써 테스트용 마스크(30)에 원하는 패턴(31,32,33)을 형성시킨다.

데이터추출단계(S20)는 테스트용 마스크(30)상에 형성된 패턴(31,32,33)중에 서 노광공정을 위해서 미리 정해진 선폭이 동일한 패턴(31,32)들을 실제로 측정하여 도 4에서의 그래프와 같은 포깅 이펙트 데이터를 추출한다.

여기서, 포깅 이펙트 데이터는 설정된 데이터에 의해 미리 정해진 선폭이 동일한 패턴(31,32)들 각각을 실제로 측정하여 그 값을 나타낸 그래프로서, 정해진 선폭이 동일한 패턴(31,32)이 주변의 패턴(33) 밀도에 영향을 받게 됨으로써 실제 선폭과는 차이가 있음을 나타낸다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 포깅 이펙트 데이터에 의해 동일한 폭의 패턴(31,32)을 노광하더라도 면적이 큰 클리어 패턴(clear pattern)(33)에 가까울수록 포깅 이펙트(fogging effect)에 의해 선폭이 크게 형성되어 클리어 패턴(33)에 가까운 패턴(31)의 선폭이 클리어 패턴(33)에 멀리 있는 패턴(32)의 선폭보다 실제로 크게 형성됨을 알 수 있다.

데이터수정단계(S30)는 포깅 이펙트 데이터를 기초로 하여 설정된 데이터에서 정해진 선폭이 동일한 패턴(31,32)들의 데이터를 수정하여 포깅 이펙트를 줄이도록 한다.

데이터수정단계(S30)는 정해진 선폭이 동일한 패턴(31,32)들이 주변 패턴(33)의 밀도에 의한 포깅 이펙트를 줄이기 위하여 포깅 이펙트 데이터에서 실제 선폭이 노광공정을 위해서 미리 정해진 선폭보다 큰 패턴(31)은 정해진 선폭을 감소시키며, 실제 선폭이 정해진 선폭보다 작은 패턴(32)은 정해진 선폭을 증가시키게 된다.

데이터수정단계(S30)에서 정해진 선폭의 감소 및 증가는 포깅 이펙트 데이터에서의 증가량 및 감소량에 각각 일치시킴이 바람직하다. 즉, 데이터수정단계(S30) 는 실제 선폭이 노광공정을 위해 미리 정해진 선폭보다 큰 패턴(31)은 포깅 이펙트 데이터에서 해당하는 패턴에서의 증대된 양만큼 감소시키며, 실제 선폭이 정해진 선폭보다 작은 패턴(32)은 포깅 이펙트 데이터에서 해당하는 패턴에서의 감소된 양만큼 증가시키게 되며, 이러한 정해진 선폭의 감소 및 증가를 통한 데이터의 수정값은 도 4의 포킹 이펙트 데이터에서 정해진 선폭, 예컨대 0.735㎛에 해당하는 수평축을 기준으로 상하로 반전시킴으로써 도 5에 도시된 그래프와 같이 포킹 이펙트를 피드백(feed back)시킨 데이터와 동일하다.

실제패턴형성단계(S40)는 수정된 데이터에 따라 새로운 마스크에 패턴을 형성시키는데, 새로운 마스크에 패턴을 형성시키는 방법은 테스트패턴형성단계(S10)에서 상세히 설명하였으므로 그 설명을 생략하기로 하겠다.

이와 같은 구조로 이루어진 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법은 반도체 소자의 제조에 사용되는 마스크의 패턴(31,32)이 주변 패턴(33)의 밀도에 영향을 받게 됨으로써 면적이 넓은 클리어 패턴(33)에 가까운 패턴(31)의 선폭이 면적이 넓은 클리어 패턴(33)보다 멀리 있는 패턴(32)의 선폭보다 작게 되는 포깅 이펙트(fogging effect)를 보상, 즉 포깅 이펙트 데이터에서 실제 선폭이 정해진 선폭보다 큰 패턴(31)은 정해진 선폭을 감소시키며, 실제 선폭이 정해진 선폭보다 작은 패턴(32)은 정해진 선폭을 증가시킴으로써 마스크의 패턴(31,32)이 주어진 데이터에 가까운 선폭을 가지도록 함으로써 반도체 소자의 성능을 향상시킨다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법은 반도체 소자의 제조에 사용되는 마스크의 패턴이 주변 패턴의 밀도에 영향을 받는 포깅 이펙트(fogging effect)를 보상함으로써 마스크의 패턴이 주어진 데이터에 가까운 선폭을 가지도록 함으로써 반도체 소자의 성능을 향상시키는 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 (3)

1. 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법에 있어서,

   노광공정을 위하여 설정된 데이터에 따라 정해진 선폭의 패턴을 테스트용 마스크에 형성시키는 테스트패턴형성단계와,

   상기 테스트용 마스크에 형성된 패턴중에서 정해진 선폭이 동일한 패턴들을 실제로 측정하여 포깅 이펙트 데이터를 추출하는 데이터추출단계와,

   상기 포깅 이펙트 데이터를 기초로 하여 상기 설정된 데이터에서 정해진 선폭이 동일한 패턴들의 데이터를 수정하여 포깅 이펙트를 줄이는 데이터수정단계와,

   상기 수정된 데이터에 따라 새로운 마스크에 패턴을 형성시키는 실제패턴형성단계를 포함하고,

   상기 데이터수정단계는,

   상기 포깅 이펙트 데이터에서 실제 선폭이 정해진 선폭보다 큰 패턴은 상기 포깅 이펙트 데이터에서 증대된 양만큼 정해진 선폭을 감소시키며, 실제 선폭이 정해진 선폭보다 작은 패턴은 상기 포깅 이펙트 데이터에서 감소된 양만큼 정해진 선폭을 증가시키는 것

   을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 마스크의 제조방법.
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