KR100880232B1 - 미세 마스크 및 그를 이용한 패턴 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 기술에 있어서, 특히 반도체용 미세 마스크 및 그를 이용한 패턴 형성 방법에 관한 것으로, 반도체용 웨이퍼의 패턴을 형성함에 있어서 선폭 해상의 정확성 및 광학적 해상 능력을 향상시키도록, 제1 마스크 원판과, 상기 제1 마스크 원판 상에 형성되는 제1 차광 패드 패턴과, 상기 제1 차광 패드 패턴 상에 형성되는 복수의 제1 투광 영역들을 포함하는 제1 주패턴과, 서로 다른 선폭으로 상기 제1 투광 영역들 사이와 상기 제1 마스크 원판 상의 최외곽에 각각 형성되는 복수의 위상 반전 영역들을 포함하는 제1 보조패턴을 구비하는 제1 마스크; 그리고 제2 마스크 원판과, 상기 제2 마스크 원판 상에 형성되는 제2 차광 패드 패턴과, 상기 제2 차광 패드 패턴 상에 형성되는 복수의 제2 투광 영역들을 포함하는 제2 주패턴과, 동일 선폭으로 상기 제2 투광 영역들 사이에 각각 형성되는 복수의 위상 반전 영역들을 포함하는 제2 보조패턴을 구비하는 제2 마스크로 구성되는 미세 마스크를 제공하며, 또한 그를 이용하여 마스크 패턴을 형성하는 방법을 제공해주는 발명이다.

미세 마스크, 포토레지스트, 주패턴, 보조패턴, 투광 영역, 위상 반전 영역, 노광

Description

미세 마스크 및 그를 이용한 패턴 형성 방법{fineness mask, and method of forming mask pattern using the same}

본 발명은 반도체 기술에 관한 것으로, 특히 반도체용 미세 마스크 및 그를 이용하여 마스크 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이다.

최근 마스크 설계를 정교하게 함으로써, 포토리소그라피 기술에 의해 마스크로 투광되어 나오는 빛의 양을 적절히 조절할 수 있게 되었다.

또한 제조장치가 갖고 있는 기술적인 한계를 극복할 수 있도록 새로운 감광제(photoresist) 개발, 고구경(High Numerical Aperture) 렌즈를 장착한 스캐너(Scanner)의 개발, 변형 마스크 기술의 개발이 이루어지고 있다. 특히 광학 근접 보상(OPC: Optical Proximity Correction) 기술은 일반적인 광학 노광 제조장치가 안고 있는 기술적인 한계를 극복하는데 많은 도움을 주었다. 그에 따라, 광학 근접 보상에 의한 광학 왜곡 현상을 효과적으로 극복할 수 있게 되었고, 그 결과 초미세 패턴의 가공 능력이 증대되었다.

마스크를 통해 노광되는 광학 이미지는 포토레지스트막 내부에 도달되어 잠재적인 패턴 이미지를 형성한다. 그리고 현상 과정을 통해 그 잠재적인 패턴 이미 지는 실제 이미지로 구현된다.

그러나 반도체 선폭의 미세화 및 복잡성이 증가함에 따라 미세 선폭 해상이 쉽지 않게 되었다. 특히, 90nm 이하의 디자인 룰에서 미세 패턴을 해상하는 조명 기술, 레지스트 성능, 마스크 해상력 등 모든 조건이 중요한 광학 해상 능력의 관건이 되고 있다.

도 1a은 종래 기술에 따른 더블 노광 마스크를 나타낸 도면이고, 도 1b는 도 1a의 마스크를 형성하기 위한 두 장의 마스크를 각각 나타낸 도면이고, 도 1c는 도 1b에 도시된 두 장의 마스크에 의해 형성된 레지스트 패턴을 시뮬레이션 툴을 사용하여 광학 이미지와 노광 윤곽선 이미지(contour image)(4)를 함께 나타낸 도면이다.

도 1에서 보인 바와 같이 두 장의 마스크를 사용하여 형성되는 더블 노광 마스크(Double Exposure Mask)는 해상력 개선에는 많은 효과가 있다. 그러나, 90nm 이하 수준의 패터닝 시에는 광학적 한계를 극복하지 못하는 문제점을 갖는다.

도 1a는 도 1b의 두 장의 마스크를 광학적으로 겹쳐 놓은 상태를 나타낸 것으로써, 마스크 원판(3) 상에서 제1 주패턴들(1)과 제2 주패턴들(2)이 서로 겹치지 않도록 서로 사이에 배치한다. 즉, 두 장의 마스크를 겹쳐 놓을 때, 각 제1 주패턴(1)은 제2 주패턴들(2)의 사이에 위치하고, 반대로 각 제2 주패턴(2)은 제1 주패턴들(1)의 사이에 위치한다.

도 1b는 제2 마스크의 허상 패턴(20)을 마스크 원판(3)에 나타내고 있으며, 또한 제1 마스크의 허상 패턴(10)을 마스크 원판(3)에 나타내고 있다.

따라서 제1 주패턴들(1)이 형성되는 마스크 원판(3) 상에는 제2 마스크의 허상 패턴(20)에 의해 제2 주패턴(2)이 형성될 영역이 정의되며, 또한 제2 주패턴들(2)이 형성되는 마스크 원판(3) 상에는 제1 마스크의 허상 패턴(10)에 의해 제1 주패턴(1)이 형성될 영역이 정의된다. 즉, 두 장의 마스크를 겹쳐 놓을 때, 제2 마스크의 허상 패턴(20)은 제2 주패턴(2)이 형성될 위치이며, 제1 마스크의 허상 패턴(10)은 제1 주패턴(1)이 형성될 위치이다.

상기와 같은 도 1b의 두 장의 마스크를 노광 장치에서 정렬한 후에 노광 공정이 이루어진다.

그런데, 상기와 같은 종래 기술에서는 도 1b의 두 장의 마스크를 노광 장치에 정렬하여 노광하면, 도 1c의 노광 윤곽선 이미지(4)를 통해 알 수 있듯이 A에 나타낸 바와 같이, 노광에 의해 형성되는 패턴들이 밀집될 때 선폭 해상이 매우 취약해진다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 미세 선폭 해상의 정확성을 향상시켜 주는 미세 마스크 및 그를 이용한 패턴 형성 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 반도체용 웨이퍼의 패턴을 형성함에 있어서 선폭 해상의 정확성을 향상시켜 광학적 해상 능력을 높일 수 있도록 해주는 데 적당한 미세 마스크 및 그를 이용한 패턴 형성 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 광학적 해상 능력을 높일 수 있도록 주패턴을 보완해주는 보조패턴을 마스크에 더 추가하여 선폭 해상의 정확성을 향상시키도록 해주는 미세 마스크 및 그를 이용한 패턴 형성 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 미세 마스크의 특징은, 제1 마스크 원판과, 상기 제1 마스크 원판 상에 형성되는 제1 차광 패드 패턴과, 상기 제1 차광 패드 패턴 상에 형성되는 복수의 제1 투광 영역들을 포함하는 제1 주패턴과, 서로 다른 선폭으로 상기 제1 투광 영역들 사이와 상기 제1 마스크 원판 상의 최외곽에 각각 형성되는 복수의 위상 반전 영역들을 포함하는 제1 보조패턴을 구비하는 제1 마스크; 그리고 제2 마스크 원판과, 상기 제2 마스크 원판 상에 형성되는 제2 차광 패드 패턴과, 상기 제2 차광 패드 패턴 상에 형성되는 복수의 제2 투광 영역들을 포함하는 제2 주패턴과, 동일 선폭으로 상기 제2 투광 영역들 사이에 각 각 형성되는 복수의 위상 반전 영역들을 포함하는 제2 보조패턴을 구비하는 제2 마스크로 구성되는 것이다.

바람직하게, 상기 제1 및 2 보조패턴을 투과한 빛이 상기 제1 및 2 주패턴을 투과한 빛과 각각 180도의 위상차를 갖는다.

바람직하게, 상기 제1 및 2 주패턴과 상기 제1 및 2 보조패턴의 투과율은 각각 95 내지 100%일 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 마스크와 상기 제2 마스크를 노광을 위해 정렬할 시에, 상기 제1 주패턴의 상기 제1 투광 영역들이 상기 제2 주패턴의 상기 제2 투광 영역들과 교차하지 않으면서 상기 제1 보조패턴의 위상 반전 영역들이 상기 제2 보조패턴의 위상 반전 영역들과 교차하지 않고, 상기 제1 주패턴의 상기 제1 투광 영역들이 상기 제2 보조패턴의 위상 반전 영역들과 서로 교차하면서 상기 제2 주패턴의 상기 제2 투광 영역들이 상기 제1 보조패턴의 위상 반전 영역들과 서로 교차한다.

바람직하게, 상기 제1 보조패턴의 위상 반전 영역들의 각 선폭은 상기 제1 투광 영역들의 각 선폭 보다 좁을 수 있으며, 상기 제2 보조패턴의 위상 반전 영역들의 각 선폭은 상기 제2 투광 영역들의 각 선폭 보다 좁을 수 있다. 여기서, 상기 위상 반전 영역들의 각 선폭은 상기 투광 영역들윽 각 선폭의 70% 이하일 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 투광 영역들과 상기 제2 투광 영역들을 서로 동일 선폭일 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 보조 패턴의 위상 반전 영역들 중 상기 제1 마스크 원 판 상의 최외곽에 위치하는 위상 반전 영역은 최소 선폭을 갖는다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 미세 마스크 패턴 형성 방법의 특징은, 복수의 마스크를 사용하여 미세 마스크 패턴을 형성하는 방법으로써, 제1 마스크 원판 상에 제1 차광 패드 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제1 차광 패드 패턴 상에 제1 투광 영역을 포함하는 제1 주패턴을 형성하는 단계와, 서로 다른 선폭으로 상기 제1 투광 영역의 양측 부에 각각 위치하는 복수의 위상 반전 영역들을 포함하는 제1 보조패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 제1 마스크 형성 단계; 제2 마스크 원판 상에 제2 차광 패드 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제2 차광 패드 패턴 상에 제2 투광 영역을 포함하는 제2 주패턴을 형성하는 단계와, 동일 선폭으로 상기 제2 투광 영역의 양측 부에 각각 위치하는 복수의 위상 반전 영역들을 포함하는 제2 보조패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 제2 마스크 형성 단계; 그리고 상기 형성된 제1 및 2 마스크들을 정렬하여 노광하는 단계로 이루어지는 것이다.

바람직하게, 상기 제1 및 2 주패턴을 투과한 빛과 상기 제1 및 2 보조패턴을 투과한 빛은 각각 180도의 위상차를 갖는다.

바람직하게, 상기 제1 및 2 주패턴과 상기 제1 및 2 보조패턴을 각각 95 내지 100%의 투과율을 갖도록 형성할 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 및 2 마스크들을 정렬할 시에, 상기 제1 주패턴과 상기 제2 보조패턴을 대응시켜 정렬하고, 상기 제2 주패턴과 상기 제1 보조패턴을 대응시켜 정렬할 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 보조패턴의 위상 반전 영역들의 각 선폭을 상기 제1 투광 영역의 선폭 보다 좁게 형성할 수 있다.

바람직하게, 상기 제2 보조패턴의 위상 반전 영역들의 각 선폭을 상기 제2 투광 영역의 선폭 보다 좁게 형성할 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 투광 영역과 상기 제2 투광 영역을 동일 선폭으로 형성할 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 보조 패턴의 위상 반전 영역들 중 상기 제1 마스크 원판 상의 최외곽에 위치하는 위상 반전 영역을 최소 선폭으로 형성할 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 보조패턴의 위상 반전 영역들의 선폭과 상기 제2 보조패턴의 위상 반전 영역들의 선폭을 상기 제1 투광 영역 또는 상기 제2 투광 영역의 70% 이하의 선폭으로 형성할 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 및 2 마스크들을 정렬할 시에, 상기 제1 주패턴의 상기 제1 투광 영역과 상기 제2 주패턴의 상기 제2 투광 영역이 서로 교차하지 않도록 형성할 수 있으며, 상기 제1 보조패턴의 위상 반전 영역들과 상기 제2 보조패턴의 위상 반전 영역들이 서로 교차하지 않도록 형성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 반도체용 웨이퍼의 패턴을 형성하기 위한 주패턴에 위상 반전용 미세 보조패턴을 마스크에 더 추가로 적용함으로써, 광학적 해상 능력을 높일 수 있다. 그에 따라, 주패턴의 선폭 해상의 정확성을 보다 향상시켜 준다.

특히, 미세 보조패턴에 적용된 위상 반전 영역의 미세 선폭을 서로 다르게 형성시킴으로써, 노광 시 이중 마스크에 의한 미세 패터닝을 가능하게 해줌은 물론 광학 근접 효과까지 보상해 준다.

즉, 광학 근접 효과를 완화시켜 주기 때문에, 본 발명에 따른 두 장의 마스크를 사용하여 형성되는 더블 노광 마스크(Double Exposure Mask)는 해상력을 보다 향상시켜줄 수 있다.

추가로, 노광에 의해 형성되는 패턴들이 밀집될 때 뿐만 아니라 고립 패턴의 해상력을 향상시키는데도 기여할 수 있다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

도 2는 본 발명에 따른 더블 노광 마스크 중 하나를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 더블 노광 마스크 중 다른 하나를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 2의 마스크와 도 3의 마스크를 정렬하여 노광할 시에 레지스트 패턴의 이미지를 나타낸 도면이다.

도 2와 도 3은 두 장의 마스크를 나타낸 것으로 이들 두 마스크를 광학적으로 겹쳐 놓은 상태가 도 4이다.

본 발명에서는 도 2의 마스크와 도 3의 마스크가 겹쳐질 때, 각 마스크의 주패턴들이 서로 겹치지 않도록 배치한다. 즉, 도 2와 도 3의 두 장 마스크를 겹쳐 놓을 때, 각 마스크의 주패턴들이 서로 교차하지 않게 위치한다.

이하에서는 도 2를 제1 마스크, 도 3을 제2 마스크로 설명한다. 그리고, 각 마스크에서 주패턴들(1,2)과 원판(3)은 도 1a 내지 1c에 비교 설명하기 위해 동일한 부호를 사용하여 설명한다.

도 2에 도시된 제1 마스크는 제1 마스크 원판(3)과 제1 차광 패드 패턴(30)과 제1 주패턴과 제1 보조패턴을 구비하며, 제1 차광 패드 패턴(30)은 제1 마스크 원판 상에 형성된다.

제1 마스크에서 제1 주패턴과 제1 보조패턴은 제1 차광 패드 패턴(30) 상에 패터닝되어 형성된다. 그리고, 제1 주패턴과 제1 보조패턴은 각각 95 내지 100%의 투과율을 갖는다.

제1 주패턴은 길이방향으로 서로 이격되어 형성되는 복수의 제1 투광 영역들(2)을 포함한다. 제1 주패턴의 제1 투과 영역들(2)은 서로 동일 선폭을 갖는다.

제1 보조패턴은 위상 반전 패턴으로써, 길이방향으로 이격되어 형성되는 복수의 위상 반전 영역들(11,12)을 포함한다. 특히, 각 위상 반전 영역(11,12)은 제1 투광 영역들(2)의 해상력을 높이기 위한 것으로, 그 해상력 향상을 위해 각 제1 투광 영역(2)의 양측에 형성된다. 다시 말해서, 제1 투과 영역들(2) 사이와 제1 마스크 원판(3) 상의 최외곽에 각각 형성된다.

도 2에서 도시된 바와 같이, 하나의 제1 투광 영역(2)을 기준하여 양측에 위 상 반전 영역들(11,12)이 형성되며, 그들 위상 반전 영역들(11,12)은 서로 다른 선폭으로 형성된다. 그리고, 그들 위상 반전 영역들(11,12)의 최대 선폭은 제1 투광 영역(2)의 선폭보다 좁다. 예로서, 위상 반전 영역들(11,12)의 최대 선폭은 제1 투광 영역(2)의 70% 이하의 선폭을 갖는다. 이는 제1 보조패턴은 제1 주패턴을 보상만 할 뿐이며 해상되지 않아야 하므로, 위상 반전 영역들(11,12)의 최대 선폭은 해상될 수 있는 한계 선폭보다 작게 즉, 한계 해상력 이하의 폭을 갖는다.

특히 제1 마스크 원판(3) 상의 최외곽에 각각 형성되는 위상 반전 영역(12)은 최소의 선폭을 갖는다.

도 3에 도시된 제2 마스크도 제2 마스크 원판(3)과 제2 차광 패드 패턴(30)과 제2 주패턴과 제2 보조패턴을 구비하며, 제2 차광 패드 패턴(30)은 제2 마스크 원판 상에 형성된다. 설명에 용이하도록 제2 마스크의 제2 마스크 원판(3)과 제2 차광 패드 패턴(30)에 대한 부호를 제1 마스크와 동일하게 기재한다.

제2 마스크에서 제2 주패턴과 제2 보조패턴은 제2 차광 패드 패턴(30) 상에 패터닝되어 형성된다. 그리고, 제2 주패턴과 제2 보조패턴은 제1 마스크의 제1 주패턴과 제1 보조패턴과 같이 각각 95 내지 100%의 투과율을 갖는다.

제2 주패턴은 길이방향으로 서로 이격되어 형성되는 복수의 제2 투광 영역들(1)을 포함한다. 제2 주패턴의 제2 투과 영역들(1)은 서로 동일 선폭을 갖는다.

제2 보조패턴은 위상 반전 패턴으로써, 길이방향으로 이격되어 형성되는 복수의 위상 반전 영역들(22)을 포함한다. 특히, 각 위상 반전 영역(22)은 제2 투광 영역들(1)의 해상력을 높이기 위한 것으로, 그 해상력 향상을 위해 각 제2 투광 영 역(1)의 양측이나 일측에 형성된다. 다시 말해서, 제2 투과 영역들(1) 사이에 형성되며, 제1 마스크 원판(3) 상의 최외곽에 투과 영역이 각각 형성된다.

도 3에서 도시된 바와 같이, 하나의 제2 투광 영역(1)을 기준하여 양측에 위상 반전 영역들(22)이 형성되며, 그들 위상 반전 영역들(22)은 동일 선폭으로 형성된다. 그리고, 그들 위상 반전 영역들(22)의 최대 선폭은 제2 투광 영역(1)의 선폭보다 좁다. 예로서, 위상 반전 영역들(22)의 최대 선폭은 제2 투광 영역(1)의 70% 이하의 선폭을 갖는다. 이는 제2 보조패턴은 제2 주패턴을 보상만 할 뿐이며 해상되지 않아야 하므로, 위상 반전 영역들(22)의 최대 선폭은 해상될 수 있는 한계 선폭보다 작게 즉, 한계 해상력 이하의 폭을 갖는다.

도 4에 도시된 바와 같이, 도 2의 제1 마스크와 도 3의 제2 마스크를 정렬하여 노광하면, 레지스트(300)의 면 상에 동일 규격을 갖는 고해상도의 패턴들(1A,2A)이 형성된다.

이는 도 2의 제1 마스크와 도 3의 제2 마스크를 정렬함에 따라, 제1 마스크의 제1 주패턴은 제2 마스크의 제2 주패턴과 서로 교차하지 않으며, 제1 마스크의 제1 보조패턴은 제2 마스크의 제2 보조패턴과 서로 교차하지 않으면서 해상되지 않기 때문이다. 즉, 서로 다른 마스크의 투광 영역들이 서로 교차하지 않게 정렬된다는 것이며, 또한 서로 다른 마스크의 위상 반전 영역들도 서로 교차하지 않게 정렬된다는 것이다.

다시 말해서, 서로 다른 마스크가 노광을 위해 정렬될 시에는, 서로 다른 위상을 갖는 패턴 영역들이 서로 교차한다. 즉, 제1 주패턴의 제1 투광 영역들이 제2 보조패턴의 위상 반전 영역들과 서로 교차하며, 제2 주패턴의 제2 투광 영역들이 제1 보조패턴의 위상 반전 영역들과 서로 교차한다.

예로써, 제1 및 2 마스크들을 노광을 위해 정렬할 시에, 제1 주패턴과 제2 보조패턴을 대응시켜 정렬하고, 제2 주패턴과 제1 보조패턴을 대응시켜 정렬한다.

따라서, 두 장의 마스크를 겹쳐 놓을 때, 제2 마스크의 제2 보조패턴은 제1 마스크의 제1 주패턴의 위치이며, 제1 마스크의 제1 보조패턴은 제2 마스크의 제2 주패턴의 위치이다.

상기와 같은 도 2와 도 3의 두 장의 마스크를 노광 장치에서 정렬하여 노광한다.

이하에서는 상기한 설명에 기반하여 복수의 마스크를 사용하여 미세 마스크를 제조하는 절차를 설명한다.

도 2 내지 3을 참조하면, 본 발명에 따른 미세 마스크는 도 2의 제1 마스크를 형성하고, 또한 도 3의 제2 마스크를 형성한 후에, 그 형성된 제1 및 2 마스크들을 정렬하여 노광 공정을 수행한다.

- 제1 마스크는 다음과 같이 형성된다.

제1 마스크 원판(3) 상에 제1 차광 패드 패턴(30)을 형성한다.

이어, 제1 차광 패드 패턴 상에 제1 투광 영역(2)을 적어도 하나 이상 포함하는 제1 주패턴을 형성한다. 제1 투광 영역(2)은 각각 동일한 선폭으로 형성되며, 길이방향으로 형성되며, 서로 이격되어 형성된다.

그리고, 그 제1 주패턴의 제1 투광 영역들 양측 부에 제1 투광 영역(2) 보다 좁은 선폭을 갖는 위상 반전 영역들(11,12)을 포함하는 제1 보조패턴을 형성한다.

이때, 제1 투광 영역(2)의 양측의 위상 반전 영역들(11,12)은 서로 다른 선폭으로 형성되며, 제1 투광 영역(2)과 평행하게 길이방향으로 서로 이격되어 형성된다.

한편, 위상 반전 영역들(11,12)은 제1 주패턴의 해상력을 높이기 위해 제1 투과 영역들(2) 사이와 제1 마스크 원판(3) 상의 최외곽에 각각 형성되는데, 제1 마스크 원판(3) 상의 최외곽에 각각 위치하는 위상 반전 영역(12)을 최소 선폭으로 형성하며 제1 투과 영역들(2) 사이에 위치하는 위상 반전 영역(11)을 그 최소 선폭보다 더 큰 선폭으로 형성한다. 그러나 위상 반전 영역(11,12)의 선폭은 제1 투광 영역(2)의 선폭에 비해 좁게 형성한다. 예로서, 위상 반전 영역들(11,12)의 최대 선폭을 제1 투광 영역(2)의 70% 이하의 선폭으로 형성한다.

- 제2 마스크는 다음과 같이 형성된다.

제2 마스크 원판(3) 상에 제2 차광 패드 패턴(30)을 형성한다.

이어, 제2 차광 패드 패턴 상에 제2 투광 영역(1)을 적어도 하나 이상 포함하는 제2 주패턴을 형성한다. 제2 투광 영역(1)은 각각 동일한 선폭으로 형성되며, 길이방향으로 형성되며, 서로 이격되어 형성된다.

그리고, 그 제2 주패턴의 제2 투광 영역들 양측 또는 일측 부에 제2 투광 영역(1) 보다 좁은 선폭을 갖는 위상 반전 영역들(22)을 포함하는 제2 보조패턴을 형성한다.

이때, 제2 투광 영역(1)의 양측의 위상 반전 영역들(22)은 서로 동일한 선폭 으로 형성되며, 제2 투광 영역(1)와 평행하게 길이방향으로 서로 이격되어 형성된다.

한편, 위상 반전 영역들(22)은 제2 주패턴의 해상력을 높이기 위해 제2 투과 영역들(1) 양측 또는 일측에 각각 형성되는데, 위상 반전 영역(22)의 선폭은 제2 투광 영역(1)의 선폭에 비해 좁게 형성한다. 예로서, 위상 반전 영역들(22)의 최대 선폭을 제2 투광 영역(1)의 70% 이하의 선폭으로 형성한다.

상기와 같이 형성되는 제1 및 2 마스크에서 주패턴의 투광 영역과 보조패턴의 위상 반전 영역은 각각 180도의 위상차를 갖도록 형성된다. 즉, 위상 반전 영역은 입사되는 빛의 위상을 반전시켜 통과시킨다. 따라서, 위상 반전 영역을 투과한 빛의 위상과 투광 영역을 투과한 빛의 위상이 서로 180도 차이가 난다. 예로써, 주패턴의 투광 영역을 투과한 빛의 위상이 0도 일 때, 보조패턴의 위상 반전 영역을 투과한 빛의 위상은 180도일 수 있다.

이후에, 노광을 위해 상기 제1 및 2 마스크를 정렬할 시에는, 제1 주패턴과 제2 보조패턴을 대응시켜 정렬하고, 제2 주패턴과 제1 보조패턴을 대응시켜 정렬한다.

다시 말해서, 제1 및 2 마스크들을 정렬할 시에, 제1 주패턴의 제1 투광 영역(2)과 제2 주패턴의 제2 투광 영역(1)이 서로 교차하지 않도록 형성한다.

또한, 제1 및 2 마스크들을 정렬할 시에, 제1 보조패턴의 위상 반전 영역들(11,12)과 제2 보조패턴의 위상 반전 영역들(22)이 서로 교차하지 않도록 형성한다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구범위에 의해서 정해져야 한다.

도 1a은 종래 기술에 따른 더블 노광 마스크를 나타낸 도면.

도 1b는 도 1a의 마스크를 형성하기 위한 두 장의 마스크를 각각 나타낸 도면.

도 1c는 도 2b에 도시된 두 장의 마스크에 의해 형성된 레지스트 패턴을 시뮬레이션 툴을 사용하여 광학 이미지와 노광 윤곽선 이미지(contour image)를 함께 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따른 더블 노광 마스크 중 하나를 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 따른 더블 노광 마스크 중 다른 하나를 나타낸 도면.

도 4는 도 2의 마스크와 도 3의 마스크를 정렬하여 노광했을 시에 레지스트 패턴의 이미지를 나타낸 도면.

Claims (13)

1. 복수의 마스크를 사용하여 미세 마스크 패턴을 형성하는 방법에 있어서,

   제1 마스크 원판 상에 제1 차광 패드 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제1 차광 패드 패턴 상에 제1 투광 영역을 포함하는 제1 주패턴을 형성하는 단계와, 서로 다른 선폭으로 상기 제1 투광 영역의 양측 부에 각각 위치하는 복수의 위상 반전 영역들을 포함하는 제1 보조패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 제1 마스크 형성 단계;

   제2 마스크 원판 상에 제2 차광 패드 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제2 차광 패드 패턴 상에 제2 투광 영역을 포함하는 제2 주패턴을 형성하는 단계와, 동일 선폭으로 상기 제2 투광 영역의 양측 부에 각각 위치하는 복수의 위상 반전 영역들을 포함하는 제2 보조패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 제2 마스크 형성 단계; 그리고

   상기 형성된 제1 및 2 마스크들을 정렬하여 노광하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세 마스크 패턴 형성 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 2 보조패턴을 투과한 빛이 상기 제1 및 2 주패턴을 투과한 빛과 각각 180도의 위상차를 갖는 것을 특징으로 하는 미세 마스크 패턴 형성 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 2 주패턴과 상기 제1 및 2 보조패턴을 각각 95 내지 100%의 투과율을 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 미세 마스크 패턴 형성 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 보조패턴의 위상 반전 영역들의 각 선폭을 상기 제1 투광 영역의 선폭 보다 좁게 형성하고, 상기 제2 보조패턴의 위상 반전 영역들의 각 선폭을 상기 제2 투광 영역의 선폭 보다 좁게 형성하는 것을 특징으로 하는 미세 마스크 패턴 형성 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 투광 영역과 상기 제2 투광 영역을 동일 선폭으로 형성하는 것을 특징으로 하는 미세 마스크 패턴 형성 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 보조 패턴의 위상 반전 영역들 중 상기 제1 마스크 원판 상의 최외곽에 위치하는 위상 반전 영역을 최소 선폭으로 형성하는 것을 특징으로 하는 미세 마스크 패턴 형성 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 보조패턴의 위상 반전 영역들의 선폭과 상기 제2 보조패턴의 위상 반전 영역들의 선폭을 상기 제1 투광 영역 또는 상기 제2 투광 영역의 70%의 선폭으로 형성하는 것을 특징으로 하는 미세 마스크 패턴 형성 방법.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 2 마스크들을 정렬할 시에, 상기 제1 주패턴의 상기 제1 투광 영역과 상기 제2 주패턴의 상기 제2 투광 영역이 서로 교차하지 않도록 형성하고, 상기 제1 보조패턴의 위상 반전 영역들과 상기 제2 보조패턴의 위상 반전 영역들이 서로 교차하지 않도록 형성하는 것을 특징으로 하는 미세 마스크 패턴 형성 방법.
9. 제1 마스크 원판과, 상기 제1 마스크 원판 상에 형성되는 제1 차광 패드 패턴과, 상기 제1 차광 패드 패턴 상에 형성되는 복수의 제1 투광 영역들을 포함하는 제1 주패턴과, 서로 다른 선폭으로 상기 제1 투광 영역들 사이와 상기 제1 마스크 원판 상의 최외곽에 각각 형성되는 복수의 위상 반전 영역들을 포함하는 제1 보조패턴을 구비하는 제1 마스크; 그리고

   제2 마스크 원판과, 상기 제2 마스크 원판 상에 형성되는 제2 차광 패드 패턴과, 상기 제2 차광 패드 패턴 상에 형성되는 복수의 제2 투광 영역들을 포함하는 제2 주패턴과, 동일 선폭으로 상기 제2 투광 영역들 사이에 각각 형성되는 복수의 위상 반전 영역들을 포함하는 제2 보조패턴을 구비하는 제2 마스크로 구성되는 것을 특징으로 하는 미세 마스크.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 및 2 주패턴을 투과한 빛과 상기 제1 및 2 보조패턴을 투과한 빛은 각각 180도의 위상차를 갖는 것을 특징으로 형성하는 것을 특 징으로 하는 미세 마스크.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 및 2 주패턴과 상기 제1 및 2 보조패턴의 투과율은 각각 95 내지 100%인 것을 특징으로 하는 미세 마스크.
12. 제 9 항에 있어서, 상기 위상 반전 영역들의 각 선폭은 상기 투광 영역들의 각 선폭의 70%인 것을 특징으로 하는 미세 마스크.
13. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 투광 영역들과 상기 제2 투광 영역들을 서로 동일 선폭인 것을 특징으로 하는 미세 마스크.

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