KR100950481B1 - 포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법은, 아일랜드 패턴의 설계 데이터를 적용하여 웨이퍼에 아일랜드 패턴을 전사하기 위한 제1 포토마스크를 형성하는 단계; 제1 포토마스크와 노광장치를 이용하여 웨이퍼 상에 아일랜드 패턴을 전사하는 단계; 아일랜드 패턴의 설계 데이터를 공유하면서 제1 포토마스크의 프로파일을 변환시켜 웨이퍼에 홀 패턴을 전사하기 위한 제2 포토마스크를 형성하는 단계; 및 제2 포토마스크와 노광장치를 이용하여 웨이퍼 상에 홀 패턴을 전사하는 단계를 포함한다.
림 타입 포토마스크, 아일랜드 패턴, 홀 패턴

Description

포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법{Method for fabricating hole-type pattern using photomask}
본 발명은 포토마스크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 메모리 소자, 예를 들어 디램(DRAM; Dynamic Random Access Memory) 소자는 수많은 미세 패턴들로 이루어져 있으며, 이와 같은 미세 패턴들은 리소그래피(lithography) 공정을 통해 형성된다. 리소그래피 공정은 패터닝하려는 대상막 위에 레지스트막을 코팅하고, 노광공정 및 현상공정을 진행하여 대상막의 일부 표면을 노출시키는 레지스트막 패턴을 형성한다. 이후에 이 레지스트막 패턴을 마스크로 한 식각공정을 진행하여 대상막의 노출부분을 제거한 다음 레지스트막 패턴은 스트립(strip)함으로써 패턴을 형성할 수 있다. 한편, 반도체 소자의 집적도가 높아지면서 반도체 기판 상에 형성되는 패턴들의 디자인 룰이 감소함에 따라 패턴의 임계치수(CD; Critical dimension) 또한 감소하고 있다. 이에 따라 리소그래피 공정을 통해 고집적 회로를 형성하기 위해서는 미세한 패턴을 갖는 포토마스크가 요구되고 있다. 포토마스크는 투명 기판 위에 광차단막 패턴을 형성 하여 투과광이 기판만을 통과해 웨이퍼 위에 조사될 수 있도록 한 바이너리 마스크(Binary Mask)를 사용하여 왔다. 그러나 보다 미세한 패턴을 웨이퍼 상에 형성하기 위해 수%의 투과율을 갖는 위상 반전 물질을 이용하는 하프톤 위상반전 마스크(Half-tone Phase Shift Mask)가 제안되어 적용하고 있다.
이러한 포토마스크를 이용한 리소그래피 기술을 적용하는데 있어서, 하나의 패턴을 형성하기 위해서는 하나의 완전한 설계 데이터를 사용하여야 한다. 예를 들어, 홀 타입(hole-type) 패턴의 임계치수 및 패턴의 모양을 형성하거나 또는 변형하기 위해서는 또 다른 완성된 홀 타입 패턴을 위한 설계 데이터가 요구되어진다. 그러나 패턴의 변형 등에 따른 추가 설계 데이터의 작성 요구는 마스크 개발의 지연을 가져온다. 이에 따라 최종적으로 완성된 마스크를 얻기까지 많은 시간과 노력이 요구되어진다.
본 발명의 일 관점에 따른 포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법은, 아일랜드 패턴의 설계 데이터를 적용하여 웨이퍼에 아일랜드 패턴을 전사하기 위한 제1 포토마스크를 형성하는 단계; 상기 제1 포토마스크와 노광장치를 이용하여 웨이퍼 상에 아일랜드 패턴을 전사하는 단계; 상기 아일랜드 패턴의 설계 데이터를 공유하면서 상기 제1 포토마스크의 프로파일을 변환시켜 웨이퍼에 홀 패턴을 전사하기 위한 제2 포토마스크를 형성하는 단계; 및 상기 제2 포토마스크와 노광장치를 이용하여 웨이퍼 상에 홀 패턴을 전사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 포토마스크는 기판 위에 상기 기판을 선택적으로 노출시키는 광차단막 패턴을 포함하고, 상기 제2 포토마스크는 기판과, 기판 내에 소정 깊이로 형성된 홈과, 상기 기판 위를 덮으면서 상기 홈과 인접한 기판의 일부 표면을 노출시키는 광차단막 패턴을 포함한다.
상기 홈은 상기 노광장치의 광원의 파장과 대등한 깊이로 형성된다.
상기 아일랜드 패턴을 전사하는 단계와, 상기 홀 패턴을 전사하는 단계는 동일한 노광 조건에서 진행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 관점에 따른 포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법은, 기판 위에 광차단막을 형성하는 단계; 아일랜드 패턴의 설계 데이터를 적용하여 상기 기판을 선택적으로 노출시키는 아일랜드 구조의 광차단막 패턴을 형성하는 단계; 상기 광차단막 패턴을 매립하는 레지스트막을 형성하는 단계; 상기 레지스트막을 패터닝하여 상기 광차단막 패턴 사이의 기판을 노출시키는 레지스트막 패턴을 형성하는 단계; 상기 레지스트막 패턴을 식각마스크로 한 식각 공정으로 상기 기판 내에 소정 깊이의 홈을 형성하는 단계; 상기 레지스트막 패턴의 화학적 분쇄 작용을 유도하여 선폭이 축소된 레지스트막 패턴을 형성하는 단계; 상기 축소된 레지스트막 패턴을 식각마스크로 상기 광차단막 패턴의 노출 부분을 식각하여 선폭이 축소된 광차단막 패턴을 형성하는 단계; 상기 축소된 레지스트막 패턴을 제거하여, 상기 축소된 광차단막 패턴에 의해 정의된 차광영역과, 상기 기판 내에 형성된 홈에 의해 정의된 위상반전영역 및 상기 차광영역과 상기 기판 내에 형성된 홈에 의해 설정된 단차에 의해 정의되는 림 영역이 형성된 차광영역 사이의 스페이스를 포함하는 림 타입 포토마스크를 형성하는 단계; 및 상기 림 타입 포토마스크 및 노광장치를 이용하여 웨이퍼 상에 홀 패턴을 전사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 레지스트막 패턴을 형성하는 단계는, 상기 기판의 후면으로부터 상기 레지스트막 방향으로 후면 노광을 진행하는 단계; 및 상기 레지스트막 상에 현상 공정을 진행하여 상기 후면 노광에 의해 변성된 부분을 제거하여 상기 광차단막 패턴 위의 레지스트는 남기면서 상기 광차단막 패턴 사이의 공간을 노출시키는 단계를 포함한다.
상기 기판 내에 형성된 홈은 염소(Cl) 가스를 이용한 건식 식각 공정을 형성하는 것이 바람직하다.
상기 기판 내에 형성된 홈은 상기 노광장치의 광원의 파장과 대등한 깊이로 형성된다.
상기 선폭이 축소된 레지스트막 패턴을 형성하는 단계는, 상기 레지스트막 패턴 상에 질소(N2) 가스 및 산소(O2) 가스를 1:5의 유량으로 공급하면서, 172nm 파장의 극자외선(UV)에 적어도 40분 동안 노출시켜 2.5nm/min의 축소율로 선폭이 축소되게 상기 레지스트막 패턴의 화학적 분쇄 작용을 유도하는 것이 바람직하다.
상기 홀 패턴을 전사하는 단계는, 상기 노광장치에서 광원을 조사하여 상기 아일랜드 구조의 광차단막 패턴을 상기 림 타입 포토마스크로 변환하면서 형성된 상기 차광영역에서는 빛이 차단되고, 상기 차광영역 사이의 스페이스 부분에서 상기 위상반전영역과 상기 림 영역의 빛의 상호 간섭에 의해 홀 패턴으로 전사된다.
상기 광차단막 패턴의 장축 또는 단축의 크기를 조절하여 상기 홀 패턴의 프로파일을 조절할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법을 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다. 도 13a 및 도 13b는 아일랜드 패턴의 조건에 따른 홀 패턴의 프로파일 변화를 나타내보인 도면들이다. 그리고 도 14는 다양한 패턴에 림 타입 포토마스크를 적용한 프로파일 변화를 나타내보 인 도면이다.
도 1을 참조하면, 기판(100) 위에 광차단막(105) 및 제1 레지스트막(110)을 순차적으로 증착하여 바이너리 블랭크 마스크(BIM; Binary blank mask)를 형성한다. 여기서 기판(100)은 석영(Quartz)을 포함하는 빛을 투과시킬 수 있는 투명한 재질로 이루어진다. 기판(100) 위에 형성된 광차단막(105)은 이후 진행될 노광 공정에서 기판(100)을 통해 투과하는 빛을 차단한다. 이러한 광차단막(105)은 크롬막(Cr)을 포함하여 형성할 수 있다. 블랭크 마스크는 위상반전물질을 포함하는 하프톤 위상반전마스크도 적용할 수 있으나, 패턴의 사이즈가 미세화됨에 따라 하프톤 위상반전마스크보다 광차단막으로 이루어진 바이너리 마스크가 우수한 인쇄적합도(printability)를 나타내고 있다. 이에 따라 본 발명에서는 바이너리 블랭크 마스크를 적용하는 것이 바람직하다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 바이너리 블랭크 마스크 상에 1차 패터닝 공정을 진행하여 기판(100)을 선택적으로 노출시키는 광차단막 패턴(120)을 형성한다(도 2 참조). 구체적으로, 제1 레지스트막(110) 상에 노광 공정 및 현상 공정을 포함하는 리소그래피 공정을 진행하여 광차단막(105)을 일부 노출시키는 제1 레지스트막 패턴(115)을 형성한다. 이러한 1차 패터닝 공정은 아일랜드 패턴(island pattern)의 설계 데이터를 이용하여 진행한다. 이 경우, 노광 공정은 전자빔(e-beam) 장치를 이용하여 진행한다. 다음에 제1 레지스트막 패턴(115)을 마스크로 광차단막(105)의 노출 부분을 식각하여 광차단막 패턴(120)을 형성한다. 다음에 제1 레지스트막 패턴(115)을 스트립(strip) 공정을 진행하여 제거하면, 도 3에 도시한 바와 같이, 기 판(100)을 선택적으로 노출시키는 광차단막 패턴(120)으로 이루어진 1차 마스크(123)가 형성된다. 이 경우 광차단막 패턴(120)은 아일랜드 구조로 형성된다.
도 4를 참조하면, 아일랜드 패턴의 설계 데이터를 이용하여 형성된 1차 마스크(123)를 시뮬레이션(simulation) 작업을 통해 에어리얼 이미지(Aerial image, 도 4의 (a)참조) 및 컨투어 이미지(contour image, 도 4의 (b)참조)를 측정하여 웨이퍼에 대한 인쇄적합도(wafer printability)를 측정한다. 그러면 1차 마스크(123)를 통해 웨이퍼 상에 전사될 패턴은 아일랜드 패턴의 형상을 갖는 것을 확인할 수 있다. 이러한 아일랜드 패턴은 반도체 소자에서 소자분리막 패턴 형성시 적용할 수 있다. 다음에 동일한 아일랜드 패턴의 설계 데이터와 아일랜드 패턴의 형상을 갖는 1차 마스크(123)를 공유하여 홀 타입(hole-type) 패턴으로 변환하기로 한다.
도 5를 참조하면, 기판(100) 상에 제2 레지스트막(125)을 형성한다. 제2 레지스트막(125)은 광차단막 패턴(120)을 충분하게 매립할 수 있을 정도의 두께로 형성하며, 레지스트막의 선택에 따라 4000Å 내지 8000Å의 두께로 형성한다. 본 발명의 실시예에서 제2 레지스트막(125)은 노광 공정에서 빛이 조사된 부분이 현상 공정에서 제거되는 포지티브 타입(positive-typed)의 포토레지스트 물질로 형성한다.
도 6을 참조하면, 제2 레지스트막(125) 상에 리소그래피 공정을 진행하여 기판(100)은 노출시키면서 광차단막 패턴(120) 상부를 덮는 제2 레지스트막 패턴(130)을 형성한다. 구체적으로, 기판(100)의 후면으로부터 제2 레지스트막(125) 방향으로 후면 노광(backside exposure)을 진행한다. 이러한 후면 노광을 진행하 면, 기판(100) 상에 조사된 빛의 일부는 광차단막 패턴(120)에 의해 차단되고, 광차단막 패턴(120) 사이의 공간으로 빛이 기판(100)을 투과하면서 제2 레지스트막(125) 상에 조사된다. 그러면 빛이 조사된 부분의 제2 레지스트막(125)의 물성이 변하게 된다. 여기서 후면 노광은 1x정렬기(aligner) 또는 극자외선 장치(UV unit; Ultra Violet unit)를 이용하여 진행할 수 있다. 다음에 후면 노광이 진행된 제2 레지스트막(125) 상에 현상 공정을 진행하여 제2 레지스트막 패턴(130)을 형성한다. 구체적으로, 제2 레지스트막(125) 상에 현상액을 이용하여 현상 공정을 진행하면, 빛이 조사된 부분이 제거되는 포지티브 타입의 포토레지스트 특성에 의해 광차단막 패턴(120) 위의 레지스트는 남아 있고, 기판(100)을 통과해 빛이 조사된 부분의 레지스트는 제거되면서, 광차단막 패턴(100) 사이의 공간을 노출시키는 제2 레지스트막 패턴(130)이 형성된다.
도 7을 참조하면, 제2 레지스트막 패턴(130)을 식각 마스크로 기판(100)의 노출 부분을 식각하여 기판(100) 내에 소정 깊이의 홈(135)을 형성한다. 여기서 기판(100)은 광차단막 패턴(120)의 손상 없이 염소(Cl) 가스를 이용한 건식 식각 공정으로 진행한다. 이 경우, 이후 진행할 노광 공정에서 기판(100) 내에 형성된 홈(135)의 깊이에 의해 발생하는 위상 반전(Phase shift) 효과를 얻기 위해서는 노광 공정시 사용되는 파장의 깊이와 동일한 깊이로 홈(135)을 형성해야 한다. 예를 들어, 193nm 파장의 광원을 적용하는 노광 장치를 이용하는 경우에는 파장과 동일한 193nm의 깊이로 홈(135)을 형성해야 한다. 이와 같이 노광 공정시 사용되는 파장의 깊이와 동일한 깊이로 형성된 홈(135)에 의해 기판(100) 표면과 홈(135)의 바 닥면 사이의 위상차 반전을 통해 패턴의 충실도(fidelity)를 증대시킬 수 있다. 본 발명에서는 바람직한 공정 실시예로서, 기판(100) 내에 형성된 홈(135)의 폭(a)은 770nm을 넘지 않고, 홈(135)의 깊이(b)는 200nm을 넘지 않게 형성한다.
도 8을 참조하면, 제2 레지스트막 패턴(130) 상에 극자외선(UV; Ultra Violet)을 조사하여 선폭이 소정 두께(c)만큼 축소된 제2 레지스트막 패턴(130a)을 형성한다. 구체적으로, 제2 레지스트막 패턴(130) 상에 질소(N2) 가스 및 산소(O2) 가스를 1:5의 유량으로 공급하면서 172nm 파장의 극자외선(UV)을 조사한다. 그러면 172nm 파장으로 조사된 극자외선의 노광 에너지와 산소 분위기에서 발생된 오존이 레지스트 물질에 대해 화학적 분쇄 작용을 유도하면서 제2 레지스트막 패턴(130)이 축소된다. 여기서 제2 레지스트막 패턴(130)은 2.5nm/min의 선폭 축소율(shrink rate)로 축소가 진행된다. 제2 레지스트막 패턴(130)의 선폭 축소율은 극자외선에 노출된 시간에 따라 조절할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 적어도 40분 동안 극자외선에 노출시킨다. 이와 같이 극자외선에 의해 선폭이 축소된 제2 레지스트막 패턴(130a)으로 하부의 광차단막 패턴(120)이 축소된 두께(c)만큼 노출된다.
도 9를 참조하면, 축소된 제2 레지스트막 패턴(130a)을 식각 마스크로 광차단막 패턴(120, 도 8 참조)의 노출 부분을 추가 식각하여 축소된 광차단막 패턴(120a)을 형성한다. 이에 따라 기판(100)은 축소된 광차단막 패턴(120a)에 의해 차단된 부분을 제외하고 추가 식각된 두께(d)만큼 노출되면서, 기판(100) 내에 형성된 홈(135)의 깊이(b, 도 7 참조)만큼 단차를 갖는다. 여기서 추가 식각은 건식 식각 공정으로 진행할 수 있다. 이 경우, 광차단막 패턴(120)을 추가 식각하는 공정에서 축소된 제2 레지스트막 패턴(130a)이 식각 마스크로 이용되므로, 제2 레지스트막 패턴(130a)의 축소율을 조절함에 따라 축소된 광차단막 패턴(120a)의 최종 임계치수를 조절할 수 있다. 축소된 광차단막 패턴(120a)의 임계치수 및 프로파일은 광차단 효과에 의해 전사되는 노광에너지를 결정하는 중요한 요소이므로 제2 레지스트막 패턴(130)의 축소율을 적절하게 조절하는 것이 중요하다. 본 발명에서는 바람직한 공정 실시예로서, 축소된 광차단막 패턴(120a)에 의해 노출된 기판(100)은 80nm을 넘지 않게 형성하며, 인접하는 축소된 광차단막 패턴(120a) 사이의 거리는 930nm을 넘지 않게 형성한다.
도 10을 참조하면, 축소된 제2 레지스트막 패턴(130a)을 제거한다. 그러면 기판(100) 상에는 기판(100) 내에 형성된 홈(135)에 의해 정의된 위상반전영역(140), 축소된 광차단막 패턴(120a)에 의해 정의된 차광영역(145) 및 축소된 광차단막 패턴(120a)으로 차단된 부분에 의해 단차가 형성된 기판(100)에 의해 정의되는 림(RIM) 영역(150)이 정의된 2차 마스크(155)가 형성된다. 여기서 림 영역(150)은 이후 웨이퍼 상에 패턴을 전사하는 과정에서 단차가 높은 영역보다 빛이 많이 투과되는 고투과 영역(high transmission region)이다.
도 11을 참조하면, 동일한 아일랜드 패턴의 설계 데이터를 이용하여 형성된 2차 마스크(155)를 시뮬레이션 작업을 통해 에어리얼 이미지(도 11의 (a)참조) 및 컨투어 이미지(도 11의 (b)참조)를 측정하여 웨이퍼에 대한 인쇄적합도를 측정한다. 그러면 웨이퍼 상에 전사될 패턴은 홀 타입 패턴의 형상을 갖는 것을 확인할 수 있다. 동일한 아일랜드 패턴의 설계 데이터를 이용하여 형성된 1차 마스크 및 2차 마스크의 에어리얼 이미지를 나타내보인 도 4의(a) 및 도 11의 (a)를 참조하면, 동일한 노광 조건에서 진행하더라도 아일랜드 패턴과 홀 타입 패턴의 형상으로 나타나는 것을 확인할 수 있다. 여기서 도 4의(a) 및 도 11의 (a)의 노광 조건은 렌즈의 개구수는 0.85이고, 시그마(sigma) 위치 값은 0.82이고, 시그마 노출량은 76%이며, 다이폴 조명계로, 에어리얼 이미지 문턱 전압 값을 0.255로 동일하다. 이 경우 에어리얼 이미지 문턱전압 값이 0.255 이하인 경우에는 패턴 변환이 이루어지지 않으며, 패턴 충실도 또한 불균일하다.
동일한 아일랜드 패턴의 설계 데이터를 이용하면서, 기판(100)에 형성된 홈(135)의 깊이(b, 도 7 참조)를 조절하고, 축소된 제2 레지스트막 패턴(130a)으로 광차단막 패턴(120a)의 선폭을 조절함으로써 전사되는 노광에너지를 조절하여 아일랜드 패턴을 홀 타입의 패턴으로 변환시킬 수 있다. 이 경우, 아일랜드 패턴에서 홀 패턴으로의 변환은 도 12에 도시한 바와 같이, 아일랜드 패턴(200)의 각각의 스페이스(space, 205)에서 이루어진다. 즉, 축소된 광차단막 패턴(120a, 도 10 참조)이 형성된 부분은 빛이 차단되고, 아일랜드 패턴(200)의 각각의 스페이스(205) 부분에서는, 기판(100)과, 기판의 홈이 형성된 부분(140, 도 10참조)과, 광차단막 패턴에 의해 차단된 부분(145, 도 10 참조)에 의해 정의된 림 영역(150, 도 10 참조)에 의해 홀 패턴(210)으로 전환된다. 이러한 홀 타입 패턴은 반도체 소자에서 하부전극과 상부전극을 연결시키는 컨택(contact)을 포함하는 패턴 형성시 적용할 수 있다.
한편, 아일랜드 패턴의 장축 또는 단축을 조절하면서 광근접효과보정(OPC; Optical Proximity Correction)을 진행하여 인쇄 적합도를 조절할 수 있다. 이는 노광 에너지의 마스크로부터 웨이퍼로의 전달량을 조절할 수 있기 때문이다. 도 13a 및 도 13b를 참조하면, 아일랜드 패턴의 패턴 피쳐(pattern feature), 예컨대 패턴의 장축(300, 305) 또는 단축(310, 315)을 조절하는 경우, 동일한 설계 데이터로 패턴을 형성하더라도 서로 상이한 프로파일의 홀 패턴이 형성되는 것을 확인할 수 있다. 이러한 효과는 아일랜드 패턴에서 적용하는 경우에 가장 바람직한 결과를 얻을 수 있다. 도 14를 참조하면, 라인 앤드 스페이스(line and space), 컨택홀(contact hole) 및 광 근접효과 보정을 진행한 홀 패턴에 대해 본 발명에 따른 위상반전마스크 패터닝 효과를 도입하는 경우에는 홀 패턴으로 변환되는 결과를 나타내지 않는 것을 확인할 수 있다. 또한 동일한 포토마스크를 사용하는 경우에도 노광 조건, 예컨대 조명계 및 노광 에너지를 변화시켜 인쇄 적합도를 조절할 수 있다.
본 발명에 의한 포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법은, 별도의 설계 변경 없이 기존의 아일랜드 패턴의 설계 데이터를 이용하여 다양한 형태의 홀 패턴을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 하나의 마스크에서 다양한 홀 패턴을 형성할 수 있는 가변 마스크를 형성할 수 있다. 아울러 동일한 설계 데이터에서 마스크의 제조과정이 시작되므로 정렬의 불균일성 문제를 개선할 수 있다.
도 1 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 림 타입 포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법을 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다.
도 13a 및 도 13b는 아일랜드 패턴의 조건에 따른 홀 패턴의 프로파일 변화를 나타내보인 도면들이다.
도 14는 다양한 패턴에 림 타입 포토마스크를 적용한 프로파일 변화를 나타내보인 도면이다.

Claims (12)

  1. 아일랜드 패턴의 설계 데이터를 적용하여 웨이퍼에 아일랜드 패턴을 전사하기 위한 제1 포토마스크를 형성하는 단계;
    상기 제1 포토마스크와 노광장치를 이용하여 웨이퍼 상에 아일랜드 패턴을 전사하는 단계;
    상기 아일랜드 패턴의 설계 데이터를 공유하면서 상기 제1 포토마스크의 프로파일을 변환시켜 웨이퍼에 홀 패턴을 전사하기 위한 제2 포토마스크를 형성하는 단계; 및
    상기 제2 포토마스크와 노광장치를 이용하여 웨이퍼 상에 홀 패턴을 전사하는 단계를 포함하는 포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 포토마스크는 기판 위에 상기 기판을 선택적으로 노출시키는 광차단막 패턴을 포함하는 바이너리 포토마스크인 포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 포토마스크는 기판과, 기판 내에 소정 깊이로 형성된 홈과, 상기 기판 위를 덮으면서 상기 홈과 인접한 기판의 일부 표면을 노출시키는 광차단막 패 턴을 포함하는 림 타입 포토마스크인 포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 홈은 상기 노광장치의 광원의 파장과 대등한 깊이로 형성된 포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아일랜드 패턴을 전사하는 단계와, 상기 홀 패턴을 전사하는 단계는 동일한 노광 조건에서 진행하는 포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법.
  6. 기판 위에 광차단막을 형성하는 단계;
    아일랜드 패턴의 설계 데이터를 적용하여 상기 기판을 선택적으로 노출시키는 아일랜드 구조의 광차단막 패턴을 형성하는 단계;
    상기 광차단막 패턴을 매립하는 레지스트막을 형성하는 단계;
    상기 레지스트막을 패터닝하여 상기 광차단막 패턴 사이의 기판을 노출시키는 레지스트막 패턴을 형성하는 단계;
    상기 레지스트막 패턴을 식각마스크로 한 식각 공정으로 상기 기판 내에 소정 깊이의 홈을 형성하는 단계;
    상기 레지스트막 패턴의 화학적 분쇄 작용을 유도하여 선폭이 축소된 레지스트막 패턴을 형성하는 단계;
    상기 축소된 레지스트막 패턴을 식각마스크로 상기 광차단막 패턴의 노출 부분을 식각하여 선폭이 축소된 광차단막 패턴을 형성하는 단계;
    상기 축소된 레지스트막 패턴을 제거하여, 상기 축소된 광차단막 패턴에 의해 정의된 차광영역과, 상기 기판 내에 형성된 홈에 의해 정의된 위상반전영역 및 상기 차광영역과 상기 기판 내에 형성된 홈에 의해 설정된 단차에 의해 정의되는 림 영역이 형성된 차광영역 사이의 스페이스를 포함하는 림 타입 포토마스크를 형성하는 단계; 및
    상기 림 타입 포토마스크 및 노광장치를 이용하여 웨이퍼 상에 홀 패턴을 전사하는 단계를 포함하는 포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 레지스트막 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 기판의 후면으로부터 상기 레지스트막 방향으로 후면 노광을 진행하는 단계; 및
    상기 레지스트막 상에 현상 공정을 진행하여 상기 후면 노광에 의해 변성된 부분을 제거하여 상기 광차단막 패턴 위의 레지스트는 남기면서 상기 광차단막 패턴 사이의 공간을 노출시키는 단계를 포함하는 포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 기판 내에 형성된 홈은 염소(Cl) 가스를 이용한 건식 식각 공정을 형성 하는 포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 기판 내에 형성된 홈은 상기 노광장치의 광원의 파장과 대등한 깊이로 형성된 포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 선폭이 축소된 레지스트막 패턴을 형성하는 단계는, 상기 레지스트막 패턴 상에 질소(N2) 가스 및 산소(O2) 가스를 1:5의 유량으로 공급하면서, 172nm 파장의 극자외선(UV)에 적어도 40분 동안 노출시켜 2.5nm/min의 축소율로 선폭이 축소되게 상기 레지스트막 패턴의 화학적 분쇄 작용을 유도하는 포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 홀 패턴을 전사하는 단계는, 상기 노광장치에서 광원을 조사하여 상기 아일랜드 구조의 광차단막 패턴을 상기 림 타입 포토마스크로 변환하면서 형성된 상기 차광영역에서는 빛이 차단되고, 상기 차광영역 사이의 스페이스 부분에서 상기 위상반전영역과 상기 림 영역의 빛의 상호 간섭에 의해 홀 패턴으로 전사되는 포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 광차단막 패턴의 장축 또는 단축의 크기를 조절하여 상기 홀 패턴의 프로파일을 조절하는 포토마스크를 이용한 홀 타입 패턴 형성방법.
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