KR101052923B1 - Photomask for Double Patterning, Exposure Method Using the Same and Manufacturing Method Thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명의 포토마스크는, 투광기판과, 투광기판 위에서 상호 이격되도록 배치되는 제1 광차단패턴들과, 투광기판 및 제1 광차단패턴들을 덮는 투광막과, 그리고 투광막 위에서 상호 이격되면서 제1 광차단패턴들과 상호 엇갈리도록 배치되는 제2 광차단패턴들을 포함한다.The photomask of the present invention includes a light transmitting substrate, first light blocking patterns arranged to be spaced apart from each other on the light transmitting substrate, a light transmitting film covering the light transmitting substrate and the first light blocking patterns, and a first spaced apart from each other on the light transmitting film. The second light blocking patterns may be disposed to cross the light blocking patterns.

포토리소그라피, 더블패터닝, 정렬 Photolithography, Double Patterning, Alignment

Description

더블 패터닝을 위한 포토마스크 및 이를 이용한 노광방법과 그 제조방법{Photomask for double patterning, method of exposing wafer using the same, and method of fabricating the photomask}Photomask for double patterning, exposure method using same and manufacturing method thereof {Photomask for double patterning, method of exposing wafer using the same, and method of fabricating the photomask}

본 발명은 반도체소자의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 더블 패터닝을 위한 포토마스크 및 이를 이용한 노광방법과 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a photomask for double patterning, an exposure method using the same, and a method for manufacturing the same.

최근 반도체소자의 집적도가 증가함에 따라 반도체소자를 구성하는 패턴들의 크기도 점점 미세화되어 가고 있으며, 패턴들 사이의 간격 또한 점점 좁아지고 있다. 현재 웨이퍼상에서의 패턴 형성은, 포토리소그라피 기술을 이용한 노광 및 현상를 이용한 포토레지스트막패턴 형성 단계와, 포토레지스트막패턴을 식각마스크로 한 식각 단계로 이루어진다. 그런데 포토리소그라피 기술의 한계로 인하여, 최근 요구되는 미세패턴을 정밀하게 형성하는 것이 점점 힘들어지고 있는 실정이다. 따라서 최근에는 액침 리소그라피 기술이나 더블 패터닝 기술과 같이 새로운 방법으로 포토리소그라피의 한계를 넘어서는 미세패턴을 형성하고자 하는 시도가 이루어지고 있다. 이중 더블 패터닝 기술은, 하나의 회로패턴을 밀집도가 낮은 두 개의 패턴으로 분할하여 노광하는 기술이다. 즉 분할된 패턴을 사용하여 하나의 웨이퍼 에 두 번으로 나누어 노광을 수행함으로써 최종적으로 밀집도가 높은 패턴을 형성할 수 있는 것이다.In recent years, as the degree of integration of semiconductor devices increases, the size of the patterns constituting the semiconductor device is also getting smaller, and the spacing between the patterns is also getting smaller. The pattern formation on the wafer currently comprises a photoresist film pattern forming step using exposure and development using a photolithography technique, and an etching step using the photoresist film pattern as an etching mask. However, due to the limitations of photolithography technology, it is increasingly difficult to precisely form fine patterns that are recently required. Therefore, in recent years, attempts have been made to form micropatterns beyond the limits of photolithography by new methods such as immersion lithography technology or double patterning technology. The double double patterning technique is a technique in which one circuit pattern is divided into two patterns having a low density and exposed. In other words, by dividing the exposure twice into one wafer using the divided pattern, a highly dense pattern can be finally formed.

도 1 내지 도 3은 일반적인 더블 패터닝 기술을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다. 구체적으로 도 1은, 웨이퍼(110) 상에 형성하고자 하는 패턴(120)들을 나타내 보인 평면도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 복수개의 패턴(120)들이 웨이퍼(110)상에 일정 간격(d1) 이격되도록 배치하고자 할 경우, 패턴(120)들 사이의 간격(d1)이 너무 좁아서 일반적인 포토리소그라피 기술로서는 원하는 정상적인 패턴 형성이 어렵다. 이 경우 도 2 및 도 3에 각각 나타내 보인 제1 포토마스크(210) 및 제2 포토마스크(220)를 이용한 더블 패터닝으로 상기 간격(d1)을 갖는 정상적인 패턴 형성이 가능하다. 구체적으로 먼저 제1 포토마스크(210)를 이용한 제1 노광공정을 수행하고, 이어서 제2 포토마스크(220)를 이용한 제2 노광공정을 수행한다.1 to 3 are diagrams for explaining a general double patterning technique. Specifically, FIG. 1 is a plan view illustrating patterns 120 to be formed on the wafer 110. As shown in FIG. 1, when the plurality of patterns 120 are to be arranged on the wafer 110 so as to be spaced apart from each other by a predetermined distance d1, the distance d1 between the patterns 120 is too narrow. As a desired normal pattern formation is difficult. In this case, it is possible to form a normal pattern having the gap d1 by double patterning using the first photomask 210 and the second photomask 220 shown in FIGS. 2 and 3, respectively. Specifically, first, a first exposure process using the first photomask 210 is performed, followed by a second exposure process using the second photomask 220.

제1 포토마스크(210)은 투광기판(211) 위에 배치되는 제1 광차단패턴(231)을 가지며, 제2 포토마스크(220)은 투광기판(221) 위에 배치되는 제2 광차단패턴(232)을 갖는다. 제1 광차단패턴(231) 및 제2 광차단패턴(232)은 웨이퍼(110)상에 형성하고자 하는 패턴(120)들에 대응되는 패턴들로서, 특히 웨이퍼(110)상의 패턴(120)들에 대응되는 포토마스크상의 패턴들은 제1 포토마스크(210) 및 제2 포토마스크(220) 위에 교대로 배치된다. 즉 도 1의 왼쪽에서 오른쪽 방향으로 웨이퍼(110)상에 배치되는 첫 번째, 세 번째 및 다섯 번째 패턴(120)에 대응되는 패턴들이 제1 포토마스크(210)상에 제1 광차단패턴(231)으로서 배치된다. 그리고 웨이퍼(110)상 에 배치되는 두 번째, 네 번째 및 여섯 번째 패턴(120)에 대응되는 패턴들이 제2 포토마스크(220)상에 제2 광차단패턴(232)으로서 배치된다. 이에 따라 제1 포토마스크(210)상의 제1 광차단패턴(231)들 사이의 간격(d2') 및 제2 포토마스크(220)상의 제2 광차단패턴(232)들 사이의 간격(d2')이 충분히 넓어져서, 포토리소그라피 기술의 한계에 대한 제약 없이 노광공정을 수행할 수 있다.The first photomask 210 has a first light blocking pattern 231 disposed on the transparent substrate 211, and the second photomask 220 has a second light blocking pattern 232 disposed on the transparent substrate 221. Has The first light blocking pattern 231 and the second light blocking pattern 232 are patterns corresponding to the patterns 120 to be formed on the wafer 110, and in particular, the patterns 120 on the wafer 110. Patterns on the corresponding photomasks are alternately disposed on the first photomask 210 and the second photomask 220. That is, the patterns corresponding to the first, third and fifth patterns 120 disposed on the wafer 110 from left to right in FIG. 1 are arranged on the first photomask 210 with the first light blocking pattern 231. It is arranged as). Patterns corresponding to the second, fourth, and sixth patterns 120 disposed on the wafer 110 are disposed on the second photomask 220 as the second light blocking pattern 232. Accordingly, the distance d2 'between the first light blocking patterns 231 on the first photomask 210 and the distance d2' between the second light blocking patterns 232 on the second photomask 220. ) Is wide enough so that the exposure process can be performed without limitations of the limitations of photolithography technology.

그런데 이와 같은 더블 패터닝 기술은 두 개의 포토마스크를 이용하여 두 번의 노광공정을 수행함으로써, 두 개의 포토마스크 사이의 정렬이 중요한 문제로 대두된다. 즉 제1 포토마스크(210)와 제2 포토마스크(220)가 노광장비 내에서 정확하게 정렬되지 않으면, 제1 포토마스크(210)상의 제1 광차단패턴(231)이 전사되는 패턴들과 제2 포토마스크(220)상의 제2 광차단패턴(232)이 전사되는 패턴들 사이에 CD(Critical Dimension) 에러가 발생될 수 있다. 이 외에도 두 장의 포토마스크를 이용한 노광공정을 두 번 수행하여야 하므로 공정상의 번거로움과 함께 제조비용의 상승과 수율저하를 야기할 수 있디.However, such a double patterning technique performs two exposure processes using two photomasks, so that alignment between the two photomasks becomes an important problem. That is, when the first photomask 210 and the second photomask 220 are not aligned correctly in the exposure apparatus, the patterns and the second patterns of the first light blocking pattern 231 on the first photomask 210 are transferred. A CD (Critical Dimension) error may occur between the patterns on which the second light blocking pattern 232 on the photomask 220 is transferred. In addition, since the exposure process using two photomasks must be performed twice, it can cause the cumbersome process and increase the manufacturing cost and yield.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 한 장의 포토마스크를 이용하여 더블 패터닝을 수행할 수 있는 포토마스크를 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a photomask capable of performing double patterning using a single photomask.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기와 같은 포토마스크를 이용하여 웨이퍼에 대한 노광을 수행하는 방법을 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method of performing exposure to a wafer using the photomask as described above.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 상기와 같은 포토마스크를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing the photomask as described above.

일 실시예에 따른 포토마스크는, 투광기판과, 투광기판 위에서 상호 이격되도록 배치되는 제1 광차단패턴들과, 투광기판 및 제1 광차단패턴들을 덮는 투광막과, 그리고 투광막 위에서 상호 이격되면서 제1 광차단패턴들과 상호 엇갈리도록 배치되는 제2 광차단패턴들을 포함한다.According to an exemplary embodiment, a photomask includes: a light transmitting substrate, first light blocking patterns disposed to be spaced apart from each other on the light transmitting substrate, a light transmitting film covering the light transmitting substrate and the first light blocking patterns, and being spaced apart from each other on the light transmitting film. The first light blocking patterns may include second light blocking patterns that are alternately disposed with the first light blocking patterns.

일 예에서, 제1 투광기판은 쿼츠 기판이고, 투광막은 투광성의 옥사이드 재질로 이루어진다.In one example, the first light transmitting substrate is a quartz substrate, and the light transmitting film is made of a transparent oxide material.

일 예에서, 제1 광차단막패턴 및 제2 광차단패턴은 크롬막 또는 몰리브데늄실리콘막으로 이루어진다.In one example, the first light blocking film pattern and the second light blocking pattern are made of a chromium film or a molybdenum silicon film.

일 예에서, 투광기판 위에 배치되는 제1 초점조절패턴, 및 투광막 위에 배치되는 제2 초점조절패턴을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 초점조절패턴 및 제2 초점조절패턴은 크롬막 또는 몰리브데늄실리콘막으로 이루어질 수 있다.In an example, the apparatus may further include a first focusing pattern disposed on the light-transmitting substrate, and a second focusing pattern disposed on the light-transmitting film. In this case, the first focusing pattern and the second focusing pattern may be made of a chromium film or a molybdenum silicon film.

일 실시예에 따른 포토마스크 제조방법은, 투광기판 위에 제1 광차단패턴들을 상호 이격되도록 형성하는 단계와, 투광기판 및 제1 광차단패턴들 위에 투광막을 형성하는 단계와, 그리고 투광막 위에 제2 광차단패턴들을 상호 이격되면서 제1 광차단패턴들과 상호 엇갈리도록 형성하는 단계를 포함한다.According to one or more exemplary embodiments, a method of manufacturing a photomask includes: forming first light blocking patterns on a light transmitting substrate so as to be spaced apart from each other, forming a light transmitting film on the light transmitting substrate and the first light blocking patterns, and And forming the second light blocking patterns to be spaced apart from each other and to cross the first light blocking patterns.

일 예에서, 제1 광차단패턴들을 형성하는 단계는, 투광기판 상에 제1 초점조절패턴도 함께 형성되도록 수행한다.In an example, the forming of the first light blocking patterns may be performed so that the first focusing pattern is also formed on the transparent substrate.

일 예에서, 제2 광차단패턴들을 형성하는 단계는, 투광기판 상에 제2 초점조절패턴도 함께 형성되도록 수행한다.In an example, the forming of the second light blocking patterns may be performed so that the second focusing pattern is also formed on the transparent substrate.

일 실시예에 따른 노광방법은, 노광하고자 하는 포토레지스트막이 코팅된 웨이퍼를 노광장비 내의 스테이지상으로 로딩하는 단계와, 투광기판과, 투광기판 위에 상호 이격되도록 배치되는 제1 광차단패턴들과, 투광기판 및 제1 광차단패턴들을 덮는 투광막과, 그리고 투광막 위에서 상호 이격되면서 제1 광차단패턴들과 상호 엇갈리도록 배치되는 제2 광차단패턴들을 포함하는 포토마스크를 노광장비 내에 배치시키는 단계와, 제1 광차단패턴의 초점이 포토레지스트막패턴에 맞춰진 상태에서 제1 노광을 수행하는 단계와, 그리고 제2 광차단패턴의 초점이 포토레지스트막패턴에 맞춰진 상태에서 제2 노광을 수행하는 단계를 포함한다.According to an embodiment, an exposure method includes loading a wafer coated with a photoresist film to be exposed onto a stage in an exposure apparatus, a light transmitting substrate, and first light blocking patterns disposed to be spaced apart from each other on the light transmitting substrate; Disposing a photomask in the exposure apparatus, the photomask including a light-transmitting layer covering the light-transmitting substrate and the first light-blocking patterns, and second light-blocking patterns spaced apart from each other on the light-transmitting layer and interposed with the first light-blocking patterns. And performing a first exposure while the focus of the first light blocking pattern is focused on the photoresist film pattern, and performing a second exposure while the focus of the second light blocking pattern is focused on the photoresist film pattern. Steps.

일 예에서, 포토마스크는, 투광기판 위에 배치되는 제1 초점조절패턴, 및 투광막 위에 배치되는 제2 초점조절패턴을 더 포함한다.In one example, the photomask further includes a first focusing pattern disposed on the light-transmitting substrate, and a second focusing pattern disposed on the light-transmitting film.

일 예에서, 제1 노광 및 제2 노광시 초점 조절은 노광장비 내의 렌즈와 웨이퍼 사이의 거리를 조절하여 수행하는 노광방법.In one example, the focusing during the first and second exposures is performed by adjusting the distance between the lens and the wafer in the exposure apparatus.

본 발명에 따르면, 한 장의 포토마스크를 사용함으로써, 더블 패터닝을 위한 포토마스크들 사이의 정렬 문제가 원천적으로 발생되지 않으며, 필요한 포토마스크의 개수가 두 개에서 한 개로 줄어들므로 포토마스크 제조 공정이 절반으로 줄어들며, 이에 따라 전체적으로 공정 단순화와 비용절감을 이룰 수 있다는 이점이 제공된다.According to the present invention, by using one photomask, the alignment problem between the photomasks for double patterning does not occur inherently, and the number of photomasks required is reduced from two to one, so that the photomask manufacturing process is halved. This provides the advantage of overall process simplification and cost savings.

도 4는 본 발명에 따른 포토마스크를 나타내 보인 단면도이다. 도 4를 참조하면, 포토마스크(400)은 투광기판(410) 위에 배치되는 복수개의 제1 광차단패턴(411)들 및 제1 초점조절패턴(412)을 포함한다. 일 예에서, 투광기판(410)은 쿼츠(quartz) 기판이지만, 이에 한정되는 것은 아니고 투광성의 다른 재질로 이루어진 기판일 수도 있다. 투광기판(410)은 전사하고자 하는 셀 패턴들에 대응하는 설계패턴영역(A)과 얼라인(align)을 위한 얼라인키영역(B)을 갖는다. 제1 광차단패턴(411)들은 설계패턴영역(A) 내에 배치된다. 제1 초점조절패턴(412)은 얼라인키영역(B) 내에 배치된다. 일 예에서, 제1 광차단패턴(411) 및 제1 초점조절패턴(412)은 크롬(Cr)막 또는 몰리브데늄실리콘(MoSi)막으로 이루어진다. 제1 광차단패턴(411)들은 상호 이격되도록 배치된다.4 is a cross-sectional view showing a photomask according to the present invention. Referring to FIG. 4, the photomask 400 includes a plurality of first light blocking patterns 411 and a first focusing pattern 412 disposed on the light transmissive substrate 410. In one example, the light transmitting substrate 410 is a quartz substrate, but is not limited thereto, and may be a substrate made of another light transmitting material. The light transmissive substrate 410 has a design pattern area A corresponding to the cell patterns to be transferred and an alignment key area B for alignment. The first light blocking patterns 411 are disposed in the design pattern area A. FIG. The first focusing pattern 412 is disposed in the alignment key area B. FIG. In one example, the first light blocking pattern 411 and the first focusing pattern 412 are made of a chromium (Cr) film or a molybdenum silicon (MoSi) film. The first light blocking patterns 411 are disposed to be spaced apart from each other.

투광기판(410), 제1 광차단패턴(411) 및 제1 초점조절패턴(412) 위에는 투광막(420)이 배치된다. 투광막(420)은 투광기판(410)과 같이 입사되는 광을 투과시키는 막질로 이루어진다. 일 예에서, 투광막(420)은 투광성의 옥사이드(oxide) 재질 로 이루어진다. 투광막(420) 위에는 복수개의 제2 광차단패턴(421)들 및 제2 초점조절패턴(422)이 배치된다. 제2 광차단패턴(421)들은 설계패턴영역(A) 내에 배치된다. 제2 초점조절패턴(422)은 얼라인키영역(B) 내에 배치된다. 일 예에서, 제2 광차단패턴(421) 및 제2 초점조절패턴(422)은 크롬(Cr)막 또는 몰리브데늄실리콘(MoSi)막으로 이루어진다. 제2 광차단패턴(421)들은 상호 이격되도록 배치되는데, 제1 광차단패턴(411)들과는 상호 엇갈리게 배치된다.The light transmitting film 420 is disposed on the light transmitting substrate 410, the first light blocking pattern 411, and the first focus control pattern 412. The transmissive film 420 is formed of a film that transmits incident light, such as the transmissive substrate 410. In one example, the light-transmitting film 420 is made of a transparent oxide material. A plurality of second light blocking patterns 421 and a second focusing pattern 422 are disposed on the light transmitting film 420. The second light blocking patterns 421 are disposed in the design pattern area A. FIG. The second focusing pattern 422 is disposed in the alignment key area B. FIG. In one example, the second light blocking pattern 421 and the second focusing pattern 422 are made of a chromium (Cr) film or a molybdenum silicon (MoSi) film. The second light blocking patterns 421 are disposed to be spaced apart from each other, and are arranged to be alternate with the first light blocking patterns 411.

이와 같은 구조의 포토마스크(400)은 제1 광차단패턴(411)이 전사되도록 하는 제1 노광과, 제2 광차단패턴(421)이 전사되도록 하는 제2 노광을 통해, 웨이퍼상에 제1 광차단패턴(411) 및 제2 광차단패턴(421)에 대응되는 패턴들을 형성할 수 있다. 제1 광차단패턴(411)들과 제2 광차단패턴(421)들을 상호 엇갈리게 배치시킴으로써, 제1 광차단패턴(411)들 사이의 간격을 충분히 확보할 수 있으며, 마찬가지로 제2 광차단패턴(421)들 사이의 간격도 충분히 확보할 수 있다. 따라서 제1 광차단패턴(411)들을 웨이퍼상에 전사시키는데 있어서 포토리소그라피 기술의 한계에 의한 제약이 완화되며, 또한 제2 광차단패턴(421)들을 웨이퍼상에 전사시키는데 있어서도 포토리소그라피 기술의 한계에 의한 제약이 완화된다.The photomask 400 having such a structure has a first exposure on the wafer through a first exposure for transferring the first light blocking pattern 411 and a second exposure for transferring the second light blocking pattern 421. Patterns corresponding to the light blocking pattern 411 and the second light blocking pattern 421 may be formed. By interposing the first light blocking patterns 411 and the second light blocking patterns 421 to each other, a sufficient distance between the first light blocking patterns 411 can be secured, and the second light blocking pattern 411 The gap between the 421s can also be sufficiently secured. Therefore, the limitation by the limitation of the photolithography technique in transferring the first light blocking patterns 411 onto the wafer is alleviated, and the limitation of the photolithography technique also in transferring the second light blocking patterns 421 onto the wafer. Constraints are alleviated.

도 5 및 도 6은 도 4의 포토마스크를 제조하는 방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 단면도들이다. 먼저 도 5를 참조하면, 설계패턴영역(A) 및 얼라인키영역(B)을 갖는 투광기판(410) 위에 제1 광차단패턴(411) 및 제1 초점조절패턴(412)을 형성한다. 제1 광차단패턴(411) 및 제1 초점조절패턴(412)은 크롬(Cr)막 또는 몰리브데늄실리콘(MoSi)막으로 형성한다. 크롬(Cr)막으로 형성하는 경우를 예로 들 어 보다 구체적으로 설명하면, 투광기판(410) 위에 크롬(Cr)막을 형성하고, 그 위에 레지스트막을 형성한다. 다음에 레지스트막에 대한 이빔 리소그라피 공정을 수행하여 크롬(Cr)막의 일부를 노출시키는 레지스트막패턴을 이용한다. 다음에 이 레지스트막패턴을 식각마스크로 크롬(Cr)막의 노출부분을 제거하면, 크롬(Cr)막패턴이 남게 되는데 이 크롬(Cr)막패턴이 제1 광차단패턴(411) 및 제1 초점조절패턴(412)이다. 제1 광차단패턴(411) 및 제1 초점조절패턴(412)을 형성한 후에는 레지스트막패턴은 제거한다.5 and 6 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the photomask of FIG. 4. First, referring to FIG. 5, a first light blocking pattern 411 and a first focusing pattern 412 are formed on a light transmitting substrate 410 having a design pattern area A and an alignment key area B. Referring to FIG. The first light blocking pattern 411 and the first focusing pattern 412 are formed of a chromium (Cr) film or a molybdenum silicon (MoSi) film. For example, the case of forming a chromium (Cr) film will be described in more detail. A chromium (Cr) film is formed on the light-transmitting substrate 410, and a resist film is formed thereon. Next, an e-beam lithography process is performed on the resist film to use a resist film pattern that exposes a part of the chromium (Cr) film. Next, when the exposed portion of the chromium (Cr) film is removed using the resist film pattern as an etch mask, the chromium (Cr) film pattern remains, and the chromium (Cr) film pattern is the first light blocking pattern 411 and the first focus. The adjustment pattern 412. After the first light blocking pattern 411 and the first focusing pattern 412 are formed, the resist film pattern is removed.

다음에 도 6을 참조하면, 투광기판(410), 제1 광차단패턴(411) 및 제1 초점조절패턴(412) 위에 투광막(420)을 형성한다. 일 예에서, 투광막(420)은 투광성의 옥사이드(oxide) 재질의 막을 적층하여 형성한다. 다음에 투광막(420) 위에 제2 광차단패턴 및 제2 초점조절패턴 형성을 위한 물질막(413)을 형성한다. 일 예에서, 이 물질막(413)은 크롬(Cr)막 또는 몰리브데늄실리콘(MoSi)막으로 형성한다. 다음에 물질막(413) 위에 레지스트막패턴(450)을 형성한다. 이 레지스트막패턴(450)은 개구부를 갖는데, 이 개구부에 의해 물질막(413)의 일부 표면, 제2 광차단패턴 및 제2 초점조절패턴이 형성될 부분을 제외한 나머지 부분이 노출된다. 다음에 레지스트막패턴(도 6의 450)을 식각마스크로 한 식각으로 물질막(413)의 노출부분을 제거하여, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제2 광차단패턴(421) 및 제2 초점조절패턴(422)을 형성한다. 제2 광차단패턴(421) 및 제2 초점조절패턴(422)을 형성한 후에는 레지스트막패턴(450)을 제거한다.Next, referring to FIG. 6, a light-transmitting film 420 is formed on the light-transmitting substrate 410, the first light blocking pattern 411, and the first focusing pattern 412. In one example, the light-transmitting film 420 is formed by stacking a light-transmissive oxide film. Next, a material film 413 for forming a second light blocking pattern and a second focusing pattern is formed on the light transmitting film 420. In one example, the material film 413 is formed of a chromium (Cr) film or a molybdenum silicon (MoSi) film. Next, a resist film pattern 450 is formed on the material film 413. The resist film pattern 450 has an opening, which exposes a portion of the material film 413 except for a portion of the surface of the material film 413, a portion where the second light blocking pattern and the second focus control pattern are to be formed. Next, the exposed portion of the material film 413 is removed by etching using the resist film pattern (450 of FIG. 6) as an etch mask, and as shown in FIG. 4, the second light blocking pattern 421 and the second focus control are removed. Pattern 422 is formed. After the second light blocking pattern 421 and the second focus control pattern 422 are formed, the resist film pattern 450 is removed.

도 7 내지 도 9는 도 4의 포토마스크를 이용하여 웨이퍼에 노광을 수행하는 방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다. 먼저 도 7을 참조하면, 노광장비(미도시) 내에 노광하고자 하는 포토레지스트막(720)이 코팅된 웨이퍼(710)와 포토마스크(400)를 정렬시킨다. 비록 도면에 나타내지는 않았지만, 노광장비 내에서 웨이퍼(710)는 웨이퍼 스테이지(미도시) 위에 배치되고, 웨이퍼(710)와 포토마스크(400) 사이에는 렌즈시스템(미도시)이 배치된다. 다음에 웨이퍼 스테이지를 수직방향으로 이동시켜 노광장비 내에서의 웨이퍼(710)의 수직 위치를 조절한다. 웨이퍼(710)의 상하 위치는, 노광시 제1 광차단패턴(411)의 초점이 웨이퍼(710)상의 포토레지스트막(720)에 맞춰지도록 정해진다. 보다 정확한 초점 조절을 위해, 제1 광차단패턴(411)보다 상대적으로 넓은 폭의 제1 초점조절패턴(412)을 기준패턴으로 사용한다. 즉 제1 초점조절패턴(412)의 초점이 웨이퍼(710)상의 포토레지스트막(720)에 맞춰지도록 하는 렌즈시스템과 웨이퍼(710) 사이의 간격을 설정한 후, 웨이퍼(710)의 수직위치를 조절하여 렌즈시스템과 웨이퍼(710) 사이의 간격이 설정된 간격이 되도록 한다. 이와 같이, 웨이퍼(710)의 위치가 조절되면, 도면에서 화살표(700)로 나타낸 바와 같이 제1 노광을 수행하여 광을 포토마스크(400)에 조사한다. 이 광은 포토마스크(400)의 투과영역을 통해 웨이퍼(710)상의 포토레지스트막(720)에 조사되고, 그 결과 웨이퍼(710)상의 포토레지스트막(720)에는 제1 광차단패턴(411)이 전사되는 제1 패턴영역(721)이 한정된다.7 to 9 are diagrams for explaining a method of performing exposure to a wafer using the photomask of FIG. First, referring to FIG. 7, the wafer 710 coated with the photoresist film 720 to be exposed in the exposure equipment (not shown) is aligned with the photomask 400. Although not shown in the drawings, the wafer 710 is disposed on a wafer stage (not shown) in the exposure apparatus, and a lens system (not shown) is disposed between the wafer 710 and the photomask 400. Next, the wafer stage is moved in the vertical direction to adjust the vertical position of the wafer 710 in the exposure apparatus. The upper and lower positions of the wafer 710 are determined so that the focus of the first light blocking pattern 411 is aligned with the photoresist film 720 on the wafer 710 during exposure. For more accurate focusing, the first focusing pattern 412 having a relatively wider width than the first light blocking pattern 411 is used as the reference pattern. That is, after setting the distance between the lens system and the wafer 710 so that the focus of the first focusing pattern 412 is aligned with the photoresist film 720 on the wafer 710, the vertical position of the wafer 710 is adjusted. By adjusting, the distance between the lens system and the wafer 710 is a set interval. As such, when the position of the wafer 710 is adjusted, as shown by the arrow 700 in the drawing, the first exposure is performed to irradiate light to the photomask 400. The light is irradiated onto the photoresist film 720 on the wafer 710 through the transmission region of the photomask 400. As a result, the first light blocking pattern 411 is applied to the photoresist film 720 on the wafer 710. The first pattern region 721 to be transferred is defined.

다음에 도 8을 참조하면, 제1 노광을 수행한 후, 웨이퍼 스테이지를 수직방향으로 이동시켜 노광장비 내에서의 웨이퍼(710)의 수직 위치를 다시 조절한다. 이때 웨이퍼(710)의 상하 위치는, 후속의 제2 노광시 제2 광차단패턴(421)의 초점이 웨이퍼(710)상의 포토레지스트막(720)에 맞춰지도록 정해진다. 보다 정확한 초점 조절을 위해, 제2 광차단패턴(421)보다 상대적으로 넓은 폭의 제2 초점조절패턴(422)을 기준패턴으로 사용한다. 즉 제2 초점조절패턴(422)의 초점이 웨이퍼(710)상의 포토레지스트막(720)에 맞춰지도록 하는 렌즈시스템과 웨이퍼(710) 사이의 간격을 설정한 후, 웨이퍼(710)의 수직위치를 조절하여 렌즈시스템과 웨이퍼(710) 사이의 간격이 설정된 간격이 되도록 한다. 이와 같이, 웨이퍼(710)의 위치가 조절되면, 도면에서 화살표(700)로 나타낸 바와 같이 제2 노광을 수행하여 광을 포토마스크(400)에 조사한다. 이 광은 포토마스크(400)의 투과영역을 통해 웨이퍼(710)상의 포토레지스트막(720)에 조사되고, 그 결과 웨이퍼(710)상의 포토레지스트막(720)에는 제2 광차단패턴(421)이 전사되는 제2 패턴영역(722)이 한정된다.Next, referring to FIG. 8, after performing the first exposure, the wafer stage is moved vertically to adjust the vertical position of the wafer 710 in the exposure apparatus. At this time, the upper and lower positions of the wafer 710 are determined such that the focus of the second light blocking pattern 421 is aligned with the photoresist film 720 on the wafer 710 during the second exposure. For more accurate focusing, the second focusing pattern 422 having a relatively wider width than the second light blocking pattern 421 is used as the reference pattern. That is, after setting the distance between the lens system and the wafer 710 so that the focus of the second focusing pattern 422 is aligned with the photoresist film 720 on the wafer 710, the vertical position of the wafer 710 is adjusted. By adjusting, the distance between the lens system and the wafer 710 is a set interval. As such, when the position of the wafer 710 is adjusted, as shown by an arrow 700 in the figure, the second exposure is performed to irradiate light to the photomask 400. The light is irradiated onto the photoresist film 720 on the wafer 710 through the transmission region of the photomask 400. As a result, the second light blocking pattern 421 is applied to the photoresist film 720 on the wafer 710. The second pattern region 722 to be transferred is defined.

이와 같이 제1 패턴영역(721) 및 제2 패턴영역(722)을 한정시키는 노광을 수행한 후에는, 통상의 현상공정을 수행하여 제1 패턴영역(721) 및 제2 패턴영역(722) 외의 나머지 포토레지스트막을 제거시킨다. 그러면 도 9에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(710)상에는 제1 패턴영역(721) 및 제2 패턴영역(722)에 각각 대응되는 제1 패턴(731) 및 제2 패턴(732)이 형성된다. 제1 패턴(731)은 포토마스크(400)의 제1 광차단패턴(411)이 전사되어 형성되는 패턴이고, 제2 패턴(732)은 포토마스크(400)의 제2 광차단패턴(421)이 전사되어 형성되는 패턴이다.After performing the exposure to limit the first pattern region 721 and the second pattern region 722 in this manner, a normal development process is performed to perform the steps other than the first pattern region 721 and the second pattern region 722. The remaining photoresist film is removed. 9, the first pattern 731 and the second pattern 732 respectively corresponding to the first pattern region 721 and the second pattern region 722 are formed on the wafer 710. The first pattern 731 is a pattern formed by transferring the first light blocking pattern 411 of the photomask 400, and the second pattern 732 is a second light blocking pattern 421 of the photomask 400. This is a pattern formed by being transferred.

도 1 내지 도 3은 일반적인 더블 패터닝 기술을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.1 to 3 are diagrams for explaining a general double patterning technique.

도 4는 본 발명에 따른 포토마스크를 나타내 보인 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a photomask according to the present invention.

도 5 및 도 6은 도 4의 포토마스크를 제조하는 방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 단면도들이다.5 and 6 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the photomask of FIG. 4.

도 7 내지 도 9는 도 4의 포토마스크를 이용하여 웨이퍼에 노광을 수행하는 방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.7 to 9 are diagrams for explaining a method of performing exposure to a wafer using the photomask of FIG.

Claims (11)

투광기판;Light transmitting substrate; 상기 투광기판 위에서 상호 이격되도록 배치되는 제1 광차단패턴들;First light blocking patterns disposed on the light transmitting substrate to be spaced apart from each other; 상기 투광기판 및 제1 광차단패턴들을 덮는 투광막; 및A light transmitting film covering the light transmitting substrate and the first light blocking patterns; And 상기 투광막 위에서 상호 이격되면서 상기 제1 광차단패턴들과 상호 엇갈리도록 배치되는 제2 광차단패턴들을 포함하는 포토마스크.And a second light blocking pattern spaced apart from each other on the light-transmitting layer, the second light blocking patterns being arranged to cross the first light blocking patterns. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 2 has been abandoned due to the setting registration fee. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 투광기판은 쿼츠 기판이고, 상기 투광막은 투광성의 옥사이드 재질로 이루어지는 포토마스크.The first light transmitting substrate is a quartz substrate, the light transmitting film is a photomask made of a transparent oxide material. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 3 was abandoned when the setup registration fee was paid. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 광차단막패턴 및 제2 광차단패턴은 크롬막 또는 몰리브데늄실리콘막으로 이루어지는 포토마스크.The first light blocking layer pattern and the second light blocking pattern is a photomask consisting of a chromium film or molybdenum silicon film. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 4 was abandoned when the registration fee was paid. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 투광기판 위에 배치되는 제1 초점조절패턴; 및A first focusing pattern disposed on the floodlight substrate; And 상기 투광막 위에 배치되는 제2 초점조절패턴을 더 포함하는 포토마스크.The photomask further comprises a second focusing pattern disposed on the light-transmitting film. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 5 was abandoned upon payment of a set-up fee. 상기 제1 초점조절패턴 및 제2 초점조절패턴은 크롬막 또는 몰리브데늄실리콘막으로 이루어지는 포토마스크.The first focusing pattern and the second focusing pattern is a photomask consisting of a chromium film or molybdenum silicon film. 투광기판 위에 제1 광차단패턴들을 상호 이격되도록 형성하는 단계;Forming first light blocking patterns on the light transmitting substrate to be spaced apart from each other; 상기 투광기판 및 제1 광차단패턴들 위에 투광막을 형성하는 단계; 및Forming a light transmitting film on the light transmitting substrate and the first light blocking patterns; And 상기 투광막 위에 제2 광차단패턴들을 상호 이격되면서 상기 제1 광차단패턴들과 상호 엇갈리도록 형성하는 단계를 포함하는 포토마스크 제조방법.And forming second light blocking patterns on the light-transmitting layer so as to cross the first light blocking patterns while being spaced apart from each other. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 7 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제1 광차단패턴들을 형성하는 단계는, 상기 투광기판 상에 제1 초점조절패턴도 함께 형성되도록 수행하는 포토마스크 제조방법.The forming of the first light blocking patterns may include forming a first focusing pattern on the light transmitting substrate. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 8 was abandoned when the registration fee was paid. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제2 광차단패턴들을 형성하는 단계는, 상기 투광기판 상에 제2 초점조절패턴도 함께 형성되도록 수행하는 포토마스크 제조방법.The forming of the second light blocking patterns may include forming a second focusing pattern on the light transmitting substrate. 노광하고자 하는 포토레지스트막이 코팅된 웨이퍼를 노광장비 내의 스테이지상으로 로딩하는 단계;Loading a wafer coated with a photoresist film to be exposed onto a stage in an exposure apparatus; 투광기판과, 상기 투광기판 위에 상호 이격되도록 배치되는 제1 광차단패턴들과, 상기 투광기판 및 제1 광차단패턴들을 덮는 투광막과, 그리고 상기 투광막 위에서 상호 이격되면서 상기 제1 광차단패턴들과 상호 엇갈리도록 배치되는 제2 광차단패턴들을 포함하는 포토마스크를 상기 노광장비 내에 배치시키는 단계;A light-transmitting substrate, first light-blocking patterns disposed to be spaced apart from each other on the light-transmitting substrate, a light-transmitting film covering the light-transmitting substrate and the first light-blocking patterns, and the first light-blocking pattern spaced apart from each other on the light-transmitting film Disposing a photomask in the exposure apparatus, the photomask including second light blocking patterns disposed to cross each other; 상기 제1 광차단패턴의 초점이 상기 포토레지스트막에 맞춰진 상태에서 제1 노광을 수행하는 단계; 및Performing a first exposure with the focus of the first light blocking pattern aligned with the photoresist film; And 상기 제2 광차단패턴의 초점이 상기 포토레지스트막에 맞춰진 상태에서 제2 노광을 수행하는 단계를 포함하는 노광방법.And performing a second exposure while the focus of the second light blocking pattern is aligned with the photoresist film. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 10 was abandoned upon payment of a setup registration fee. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 포토마스크는, 상기 투광기판 위에 배치되는 제1 초점조절패턴, 및 상기 투광막 위에 배치되는 제2 초점조절패턴을 더 포함하는 노광방법.The photomask further comprises a first focusing pattern disposed on the light-transmitting substrate, and a second focusing pattern disposed on the light-transmitting film. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 11 was abandoned upon payment of a setup registration fee. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제1 노광 및 제2 노광시 초점 조절은 상기 노광장비 내의 렌즈와 상기 웨이퍼 사이의 거리를 조절하여 수행하는 노광방법.And focusing during the first and second exposures is performed by adjusting a distance between a lens in the exposure apparatus and the wafer.
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