KR20020036962A - 고밀도 형상들을 패터닝하기위한 상-변이 포토마스크 - Google Patents

고밀도 형상들을 패터닝하기위한 상-변이 포토마스크 Download PDF

Info

Publication number
KR20020036962A
KR20020036962A KR1020017016662A KR20017016662A KR20020036962A KR 20020036962 A KR20020036962 A KR 20020036962A KR 1020017016662 A KR1020017016662 A KR 1020017016662A KR 20017016662 A KR20017016662 A KR 20017016662A KR 20020036962 A KR20020036962 A KR 20020036962A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
photomask
phase
critical dimension
transparent substrate
sidewalls
Prior art date
Application number
KR1020017016662A
Other languages
English (en)
Inventor
니슬러존앨.
브라운스튜어트이.
Original Assignee
토토라노 제이. 빈센트
어드밴스드 마이크로 디바이시즈, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 토토라노 제이. 빈센트, 어드밴스드 마이크로 디바이시즈, 인코포레이티드 filed Critical 토토라노 제이. 빈센트
Publication of KR20020036962A publication Critical patent/KR20020036962A/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/30—Alternating PSM, e.g. Levenson-Shibuya PSM; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/28—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof with three or more diverse phases on the same PSM; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/46—Antireflective coatings
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/70433—Layout for increasing efficiency or for compensating imaging errors, e.g. layout of exposure fields for reducing focus errors; Use of mask features for increasing efficiency or for compensating imaging errors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

포토마스크를 형성하는 방법은 투명 기판을 제공하는 단계와, 상기 투명한 기판의 적어도 제 1부분 상에 불투명층을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 불투명층은 마스크 패턴을 정의하기위해 패턴되고 상기 투명한 기판의 적어도 제 2 부분들이 노출된다. 제 2부분은 상 변이 영역을 정의하기위해 식각된다. 상기 상 변이 영역의 폭은 임계치수를 정의한다. 상기 임계 치수가 측정되고, 상기 상 변이 영역은 상기 선택적으로 불투명한 층을 언더컷하기위해 상기 임계치수를 기반으로 식각된다. 포토마스크는 투명 기판과 상기 투명 기판에 정의된 상 변이 영역을 포함한다. 상기 상 변이 영역은 약 85°보다 작은 기울기를 가지는 기울어진 측벽들을 포함한다.

Description

고밀도 형상들을 패터닝하기위한 상-변이 포토마스크{PHASE-SHIFT PHOTOMASK FOR PATTERNING HIGH DENSITY FEATURES}
십자선 마스크, 또는 포토마스크로 간주되기되 하는 이것은 패턴을 반도체 웨이퍼로 전달하기위해 사용될 수 있다. 웨이퍼 상에 전달되는 패턴은 전형적으로 수정과 같이 사실상 투명한 포토마스크 기판 상에 형성된다. 일반적으로, 표준 사진식각 공정들은 상기 포토마스트 기판 상에 위치되는 금속 필름과 같은 비-투과성 물질을 패턴하기위해 사용된다. 크롬은 상기 패턴을 형성하기위해 일반적으로 사용되는 금속이다.
도 1A는 일반적으로 웨이퍼를 패턴하는데 사용되는 일반적인 이진 마스크(10)를 예시한다. 상기 이진 마스크(10)는 그 상부에 포트마스크 패턴을 정의하기위해 형성된 크롬 자취들(traces)(14)이 상부에 존재하는 수정과 같은 기판(12)을 포함한다. 상기 패턴 전송에 사용되는 광의 파장에 부가되는 제한 때문에, 상기 포트마스크 패턴 경계에서의 해상도는 감소하며, 그로인해 상기 웨이퍼상에 형성되는 지리학적 형상들이 줄어들기 때문에 상기 이진 마스크(10) 적용은 제한된다.
도 1B는 종래 상-변이 마스크(20)를 예시하는데, 웨이퍼 상에 형성되는 패턴들의 해상도를 증가시키도록 개발된 것이다. 상-변이 영역은 상기 포토-마스크 기판(12)에 트랜치(22)를 형성하기위해 형성된다. 표준 상-변이 마스크(20)는 일반적으로 적절한 넓이와 이격의 크롬 자취들(24)을 증착하고, 인접한 자취들(24) 간 정의된 영역의 상기 포트-마스크 기판(12)에 수직 트랜치(22)를 식각하는 것으로 형성된다. 상기 트랜치(22)의 필수적인 수직 벽들(예를 들어 85°에서 90°)은 높거나 낮은 굴절률 영역들 간의 변이를 제공하는 상 경계들(26)을 정의한다. 상기 트랜치(22)의 깊이는 입사광의 파장에 비례하는 상기 상-변이 마스크(20)에의해 생성된 상 변이의 양을 결정한다. 전형적으로, 상기 트랜치(22)의 깊이는 180°상 변이를 제공하기위해 선택되며, 상기 트랜치(22)의 넓이는 상기 입사광의 파장보다 작다.
상기 트랜치(22)를 형성하기위한 예제 기법들은 미국특허 제 5,408,722호, "결함 없는 상 변이 사진식각 인쇄 생성을 위한 선택 기법"과, 미국 특허 제 5,851,704호, "반도체 포토마스크 형성을 위한 방법 및 장치"에 설명되어 있다.
상기 상-변이 마스크(20)는 일반적으로 어렵거나 강한 상-변이 형 마스크에 관련되며, 이들은 일반적으로 "교차 구경(alternatinf aperture)" 이나 "리벤슨-형(Levenson-type)" 상-변이 마스크로 알려져 있다. 이러한 종류의 마스크들은 전달 영역(투명한 영역을 통한 광의 전달)과 둘 중 한 편에 위치되는 패턴된불투명 형상(예를 들어 크롬 자취들(24))을 포함한다. 이러한 전달 영역 중 하나는 , 다른, 즉 트랜치(22)로부터 상-변이되며, 양측들은 입사광의 거의 100%를 전달한다. 이러한 상-변이 영역들로부터 상기 불투명 영역들의 하부 광 회절이 취소되고, 그로인해 좀더 짙은 널(null) 또는 "어두운 영역"이 생성된다. 상기 웨이퍼 상에 패턴되는 형상(예를 들어 폴리실리콘 라인 또는 포토레지스트 라인)은 상기 널 영역으로 정의된다.
도 1C는 크롬 없는 상-변이 마스크(30)를 예시한다. 크롬 자취(32)(점선으로 표시)는 상기 트랜치(22)를 정의하고 실질적으로 제거된다. 상기 널 영역은 상기 상 경계(26) 이하에서 상기 웨이퍼 상의 형상을 패턴하기위해 사용된다. 상기 크롬 없는 상-변이 마스크(30)는 도 1B의 상-변이 마스크(20) 보다 더 작은 형상들을 패터닝할 수 있다. 상기 크롬 없는 상-변이 마스크(30)에서, 상기 웨이퍼 상의 인접 형상들 간 거리, 일반적으로 피치(pitch)라 불리는 것은 상기 트랜치(22)의 폭으로 정의된다. 상기 트랜치(22)의 폭은 상기 크롬 자취들(32) 간의 간격들로 정의되고, 이는 상기 트랜치 지리적 구조를 정의하기위한 상기 포토-마스크 기판(12)의 반응 이온 식각에 사용된다.
현재 사진식각 접근법을 이용하는 것으로, 웨이퍼 상에 집적된 패턴에 대단히 근접하게 상기 크롬 자취(32)를 형성하는 것은 어렵다. 상기 자취들(32)을 형성하는 전형적인 접근법은 원하는 크기보다 큰 자취들(32)을 형성하고, 원하는 임계치수의 자취들(32)을 얻기위해 상기 물질의 일부를 제거하는 하나 이상의 이방성 식각들을 이용하는 것을 포함한다. 당 업자들에게 공지된 바와 같이, 상기자취들(32)에 대한 후속 식각은 실질적으로 임계 치수의 가변성을 더하고, 이러한 응용의 유용성을 제한한다.
당 업자들에게 공지된 바와 같이, 상기 웨이퍼 상의 패턴을 인쇄하기위한 포토마스크의 능력은 초넘의 깊이와 해상도에의해 부분적으로 결정된다. 초점들의 해상도와 깊이에 대한 간략화된 식은 다음과 같다.
(해상도)(1)
(초점의 깊이)(2)
초점의 해상도와 깊이들은 대부분 렌즈 유닛의 수치적 구경과 입사 광의 파장에 따른다. 상기 보정 인자 k1과 k2는 공정, 물질, 저항 등에 관한 것이다. 상기 포토마스크 상에 광을 투사하는데 사용되는 렌즈의 크롬 또는 구형 변이(spherical aberration)들과 같은 다른 요인들 역시 초점의 해상도와 깊이에 영향을 미치지만, 비교적 그 부분이 작다.
초점의 해상도와 깊이에 이론적으로 영향을 미치는 다른 요인은 입사광의 부분적 결합력이다. 부분적 결합력은 입사광이 컬럼네이트(columnatedx)이 되는 정로를 비율적으로 측정한 것이다. 예를 들어서, 레이저로부터의 광은 전형적으로 완전히 컬럼네이트되고(즉, 대단히 작게 분산되고 광의 각은 수직임), 완전히 결합되었다(coherent)(즉, PC=1)고 간주된다. 반면에, 많은 분산을 가지는 광(즉, 입사광의 모든 각도), 예를 들어 플래시에서 나오는 광은 결합되지 않았다(PC=0)고 간주된다. 이러한 극단들 간의 광은 부분적으로 결합되었다고 한다. 전형적인 이진 포토마스크들은 약 0.65-0.7의 부분적 결합력을 가지는 광을 사용하며, 광-변이 마스크들은 0.45-0.6의 부분적 결합력을 가지는 광을 사용한다. 상-변이 마스크의 상 경계들을 정의하는 거의 수직인 측벽들 때문에, 광의 부분적 결합력 변화는 필수적으로 상기 초점의 해상도와 깊이에 영향을 주지 않아야 한다.
종래 방법들은 종종 해상도를 증가시키는데, 그로인해 피치를 감소시키고, 파장을 줄이며, 그리고/또는 수치적 구경을 증가시킨다. 이러한 모든 접근들은 초점 깊이의 경비를 증가시키며 해상도를 높이지만, 고 밀도 형상 배치에 적용하기는 유용하지 못하다.
상기 언급한 이유로 인해, 크롬 없는 포토마스크들은 극단적으로 높은 형상 집적되에 대한 생산 환경에 응용하기 어렵다. 본 발명은 상기 나열된 문제들 중 적어도 하나 이상에서 영향을 줄이거나 극복알 수 있도록 한다.
본 발명은 일반적으로 집적 회로(IC)를 생산하는데 사용되는 사진식각 기법에 관한것으로, 특히 반도체 웨이퍼들을 처리하기위한 사진식각에 사용되는 십자선(reticle) 마스크의 형성에 관한 것이다.
본 발명은 다음의 첨부되는 도면들과 같이 다음의 설명들을 참조하는 것으로 이해될 수 있으며, 유사한 구성원은 유사한 참조 번호를 사용한다.
도 1A에서 1C는 종래 포토마스크들의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따르는 상-변이 포토마스크의 단면 다이어그램이다.
도 3은 도 2의 상-변이 포토마스크의 상면도이다.
도 4는 도 3의 선 4-4를 취한 상-변이 포토마스크의 단면도이다.
도 5는 언더컷 식각을 실시한 후 도 2의 상-변이 포토마스크 단면도이다.
도 6은 도 5의 상-변이 포토마스크 상면도이다.
도 7은 크롬 제거층의 형성에 따르는 도 5의 상-변이 포토마스크 상면도이다.
도 8은 크롬 제거 후 도 7의 상-변이 포토마스크 상면도이다.
도 9는 도 8의 상-변이 마스크의 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따라 사용되기위한 포토마스크를 형성 및 준비하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 11은 도 8의 상-변이 포토마스크를 이용하여 반도체 웨이퍼 상에 형상되는 형상들의 상면도이다.
도 12는 도 9 형상들의 입체도이다.
본 발명은 다양한 변경들과 대안적인 형태들을 취할 수 있으며, 그의 특정한 실시예들은 상기 도면들에서 예제로서 도시되며, 이하 자세히 설명될 것이다. 그러나, 상기 특정한 실시예들의 설명은 본 발명을 설명된 특정한 형태로 제한하기위한 것이 아니며, 반면에, 모든 변경들, 동등한 것들 그리고 대안들은 상기 첨부되는 청구항들에의해 정의되는 본 발명의 사상과 범위에 속한다.
본 발명의 일 측면은 포토마스크 형성을 위한 것이다. 상기 방법은 투명 기판을 제공하는 단계와, 상기 투명한 기판의 적어도 제 1부분 상에 불투명층을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 불투명층은 마스크 패턴을 정의하기위해 패턴되고 상기 투명한 기판의 적어도 제 2 부분들이 노출된다. 제 2부분은 상 변이 영역을 정의하기위해 식각된다. 상기 상 변이 영역의 폭은 임계치수를 정의한다. 상기 임계 치수가 측정되고, 상기 상 변이 영역은 상기 선택적으로 불투명한 층을 언더컷하기위해 상기 임계치수를 기반으로 식각된다.
본 발명의 다른 측면은 포토마스크를 제공하며, 이는 투명 기판과 상기 투명 기판에 정의된 상 변이 영역을 포함한다. 상기 상 변이 영역은 약 85°보다 작은 기울기를 가지는 기울어진 측벽들을 포함한다.
본 발명의 예시적인 실시예들이 이하 설명된다. 명료화를 위해서, 실제 적용되는 모든 부분들을 본 명세서에서 다루지는 않는다. 당연히, 모든 실질적인 실시예의 개발에 있어서, 다수의 특정 적용들은 시스템-관련 및 사업-관련 제한들과 같은 개발자의 특정한 목표를 위해 정해지며, 여러 적용들에 따라 변경될 수 있다는 것은 명백하다. 또한, 이러한 개발 노력은 복잡하고 시간 -소모적이지만, 상기 논의한 이점들을 얻기위해 당 업자들이 항상 하고 있는 일이다.
도 2는 본 발명에 따라 제공되는 상-변이 포토마스크(200)의 단면도를 보인다. 상기 포토마스크(100)는 부분적으로 완결된 상태로 도시된다. 상기 포토마스크(100)는 그 상부에 크롬 패터닝 층(110)을 가지는 수정 기판(105)을 포함한다. 상기 크롬 패터닝층(110)은 당 업계에서 반응 이온 식각으로 공지된 기법을 이용하여 상기 수정 기판(105)에 트랜치(115)를 정의하는데 사용된다. 상기 크롬 패터닝층(110)의 형성, 상기 수정 기판(105) 상의 그 두께, 그리고 상기 크롬 패터닝들(110)의 패터닝은 일반적이며, 그로인해 명료화를 위해 여기서 논의하지않는다. 유사하게, 상기 수정 식각 과정 및 식각물은 일반적이므로 여기서 논의하지 않는다. 상기 트랜치(115)의 측벽들은 실질적으로 수직(약 85°에서 90°)이다.
다양한 불투명 물질들이 상기 크롬 패터닝층(110)의 크롬을 대체하여 적용될 수 있다. 예제들은 몰리브덴, 폴리실리콘, 그리고 금(시각적 광 사진식각을 위해), 실리콘 카바이드(X레이 사진식각), 그리고 실리콘 니트라이드, 티타늄 옥사이드, 그리고 셀레니움 옥사이드(깊은 UV 식각)를 포함한다. 또한, 다양한 투명 물질들 역시 수정 기판(105)을 대체하여 사용될 수 있는데, 예를 들명 실리카-기반 유리 등이다.
상기 크롬 패터닝층(110)의 임계치수(즉, 자취들 간의 거리)는 상기 트랜치(115)의 위치를 정의하고, 그로인해 상기 트랜치(115)의 측벽들(120)의 위치 역시 정의한다. 상기 측벽들(120)은 상기 포토마스크(100)가 웨이퍼를 패턴하기위해 사용되는 경우, 포토레지스트 또는 폴리실리콘 라인들과 같은 형상들의 위치를 결정하는 "상 경계들"을 정의한다. 상기 상 경계들 간의 거리(즉 측벽들(120))는 상기 포토마스크(100)의 임계치수를 정의하는데, 이것이 실질적으로 패턴되기위한 형상들의 피치를 정의하기 때문이다. 상기 포토마스크(100)에 사용되는 예제는 고-밀도 트랜지스터를 패턴하기위한 것이다.
도 3은 도 2의 포토마스크(100) 상면도를 예시하고, 도 4는 도 3의 4-4라인을 취한 상기 포토마스크(100)의 단면도를 예시한다. 상기 트랜치(115)의 깊이는 상기 포토마스크(100)에 사용되는 입사광의 파장을 기반으로 정의되는데, 그로인해 180°상 변이가 상기 수직 경계들(120)에서 발생한다. 수평 방향에 있어서, 직렬로누진되는 상 경계들(125,130,135)은 상기 포토마스크(100)가 웨이퍼를 패턴하는데 사용되는 경우 생성되는 수평선(즉, 라인들은 180°변이들 만을 위해 형성됨)을 방지하기위해 생성된다. 상기 경계(125)는 180°상 변이와 120°상 변이 간의 변환을 정의하고, 상기 경계(130)는 120°상 변이와 60°상 변이 간의 변환을 정의하며, 상기 경계(135)는 60°상 변이와 0°상 변이 간의 변환을 정의한다. 상기 누진된(graduated) 경계들(125, 130, 135)은 당 업자들에게 공지된 것이며, 이러한 구성은 다양한 기법들, 예를 들어 '722 특허의 보팅(voting) 기법 또는 '704 특허의 다층 접근을 이용하여 완성될 수 있다.
상기 크롬 패터닝층(110)의 형성 후, 상기 임계 치수 및 상기 트랜티의 초기 깊이가 측정된다. 전형적으로, 상기 크롬 패터닝층(110)이 형성되고, 그로인해 상기 결과 트랜치(115)의 폭은 실제 원하는 폭 보다 작아진다. 도 1B와 1C에 도시되는 종래 기법들은 상기 임계 치수의 가변성을 실제로 증가시키는, 상기 크롬 패터닝층(110)의 후속 식각에의해 상기 임계 치수를 제어했었다.
예를 들어 텐코 프로파일로메터(Tencor profilometer) 또는 VEECO 자동 구동 현미경을 이용하여 측정될 수 있는, 상기 전체 포토마스크(100) 상의 평균 임계 치수를 기반으로, 후속 언더컷 식각은 상기 트랜치(115)를 넓히기위해 수행되며, 그로인해 도 5에 도시되는 측벽들(120)을 정의한다. 상기 언더컷 식각은 비교적 느린 식각 율을 가지는 습식각을 포함한다. 예를 들어, NaOH 용제는 100Å 언더컷 식각을 수행하기에 적합하다. 상기 언더컷 식각은 재측정되기위한 임계 치수를 허용하는 모든 부분에서 경사를 이룰 수 있다. 상기 언더컷 식각이 이방성이기 때문에,상기 트랜치 깊이는 결과적 임계 치수로 얻어진 언더컷의 양을 정하기위해 실질적으로 재-측정될 수 있다. 그 다음, 상기 언더컷 식각은 원하는 임계 치수가 얻어질때 까지 반복되는데, 이는 중간 프로파일을 예시하는 도 5의 점선 120으로 표시된다. 종래의 크롬 식각 기법들과는 상이하게, 반복되는 언더컷 식각들은 상기 임계 치수의 가변성을 증가시키지 않는다. 상기 언더컷 식각이 종료된 후, 상기 포토마스크(100)의 상면도는 도 6에 예시된다. 상기 언더컷 식각에 후속하여, 크롬 제거층(140)은 수정 기판(105)의 적어도 한 지점에 증착되고, 상기 크롬 패터닝층(110)의 적어도 한 부분에서 제거된다. 일 실시예에 있어서, 상기 전체 크롬 패터닝층(110)이 제거되고, 결과적으로 크롬이 없는 포토마스크(100)가 된다. 도 7과 8에 도시되는 다른 실시예에서, 상기 크롬 제거층이 형성되며, 상기 크롬 격리부(145)는 좌측에 잔류한다. 상기 크롬 격리부(145)의 장점은 도 11과 12를 참조하여 이하 자세히 설명될 것이다.
도 9는 완성된 포토마스크(100)의 단면도를 예시한 것이다. 상기 임계 치수의 정밀 제어를 허용하면서, 상기 설명된 언더컷 식각은 상기 측벽들(120)의 기울기를 감소시켜 약 75°에서 80°사이가 되도록 한다. 이전 상 변이 마스킹 기법들이 이러한 지리적 특성을 거부하는데, 이는 이것이 180°상 변이의 정밀도를 줄이기 때문이며, 그로인해 상기 널을 비추고 초점의 깊이를 줄인다. 일반적인 상 식각 기법은 상기 경계(120)가 가능한 한 수직에 가까워야 한다. 상기 설명한 바와 같이, 상기 입사광의 부분적 결합성은 일반적으로 무시되는데, 이는 일반적인 상-변이 마스크의 거의 수직인 측벽들 때문에 초점 깊이에 미치는 영향이 미비하기 때문이다.
본 발명에 따르면, 상기 기울어진 측벽들(120) 때문에 상기 초점 깊이는 상기 포토마스크(100)와 패턴 웨이퍼 간의 접합에 사용되는 상기 입사광의 부분적 결합성을 조절하는 것(이전 기법들과 비교하여 저감됨)으로 복구된다. 상기 최적 부분 결합성의 이론적 설정은 성가신 일이므로 경험적인 기법들이 적용될 수 있다. 상기 완료된 포토마스크(100)는 웨이퍼를 패턴하기위해 웨이퍼 스테퍼(미도시)와 결합되어 사용될 수 있다. 상기 형상들은 측정되고, 상기 스테퍼 상의 부분적 결합성 설정은 상기 측정된 형상들이 설정된 설계 기준을 만족할 때 까지 반복적으로 변경되며, 그로인해 상기 특정 포토마스크(100)에 대한 스테퍼를 조절한다. 상기 예시적인 실시예에서, 상기 포토마스크(100)에 사용되는 부분적 결합성 설정은 약 0.35에서 0.48 사이이다.
상기 포토마스크(100)를 형성 및 준비하는 과정은 도 10을 참조하여 설명된다. 상기 크롬 패터닝층(110)은 상기 블록(150)에서 수정 기판(105) 상에 형성된다. 상기 표준 임계 치수(즉, 인접 자취들 간의 이격 거리)는 블록(155) 상에서 측정된다. 상기 트랜치(115)는 블록(160)에서 식각된다. 상기 평균 임계 치수가 상기 트랜치(115) 형성의 이전과 이후에 측정된다는 것을 고려하기 바란다. 상기 언더컷 식각은 블록(165)에서 시작된다. 상기 포토마스크(100)는 상기 언더컷 식각 용제로부터 얻어지고, 상기 트랜치 깊이는 상기 블록(170)에서 결과 임계 치수와 상기 언더컷 식각의 진행을 결정하기위해 재-설정된다. 만일 상기 트랜치 깊이에 해당하는 임계 치수가 블록(175)의 포토마스크(100)에 대한 설계 기준을 만족시키지 못하면,블록(165)에서 상기 언더컷 식각은 재시작된다. 아니면, 상기 언더컷 식각은 종료되고 상기 크롬 패터닝층(110)은 블록(180)에서 제거된다. 상기 포토마스크(100)는 블록(185)의 웨이퍼 스테퍼(미도시)에서 설정되고, 상기 웨이퍼 스테퍼의 부분적 결합성 설정은 블록(190)에서 조절된다. 상기 웨이퍼 스테퍼의 조절에 후속해서, 상기 포토마스크(100)는 블록(195)에서 사용될 준비가 완료된다.
도 11을 보면, 상기 포토마스크(100)로 패턴된 반도체 웨이퍼(200)가 제공된다. 상기 형상들(205)(예를 들어 포토레지스트 라인들, 폴리실시콘 라인들 등)은 상기 반도체 웨이퍼(200) 상에 패턴된다. 상기 형상들(205)은 상기 크롬 제거 단계 동안 잔류하는 상기 크롬 격리부분(145)(도8에 도시)에 해당하여 형성되는 격리부분(215)과 180°상 경계(120)에 해당하여 형성되는 라인(210)을 포함한다. 비록 다중 격리부분들(215)이 도시되지만, 다소간의 격리부분(215)이 사용될 수 있다는 것도 고려할 수 있다. 또한, 인접 상 경계들(120)의 나열과 격리부분들(145)은 상기 라인(210)의 세그먼트들 간 다수의 중간 격리부분들(215)과 더 긴 라인(210)을 패터닝하기 용이하도록 상기 포토마스크(100) 상에 형성될 수 있다.
도 12는 상기 반도체 웨이퍼(200) 상에 형성된 상기 형상들(205)의 입체도를 예시한다. 상기 예시된 실시예에서, 종횡비는 약 5에서 1이고, 반도체 형성에서 공통 종횡비가 사용된다. 상기 격리부분(215)은 상기 라인(210)의 변형, 일어남, 접힘, 이동 등을 방지하는데 도움을 주기 위해서 상기 라인(210)을 구조적으로 지원한다. 예를 들어서, 포토레지스트가 현상되는 경우, 상기 반도체는 일반적으로 디이온화된 세척수로 세적된다. 만일 상기라인(210)이 상기 격리부분(215)으로 지지되지 않았다면, 이들은 디이온화된 세척수와의 충돌에의해 상기 라인(210)이 떨어질 수 있는 가능성이 있다. 상기 격리부분(215)이 예를 들어 이진 마스크 또는 크롬이 없지 않은 상-변이 마스크와 같은 다른 종류의 포토마스크에도 이들로 인해 패턴된 형상들에 부가적인 구조적 보전성을 제공하기위해 사용될 수 있다는 것을 고려하기 바란다.
상기 포토마스크(100)는 종래 상-변이 및 상-변이 하지 않는 포토마스크에 비해 다수의 이점들을 제공한다. 언더컷 식각 사용은 상기 포토마스크(100)의 임계 치수를 완전하게 제어하는 것을 허용하고, 그로인해 밀집 트랜지스터와 같은 밀집 형상들의 패터닝을 허용한다. 상기 광의 부분적 결합성을 설정하는 것으로 상기 포토마스크(100)를 조절할 수 있는 능력은 상기 포토마스크(100)에의해 제공되는 유연성과 반복성을 개선한다. 이러한 특징들은 생산 환경에 있어서 상기 포토마스크의 적용에 유용하며, 일관성, 제어성, 그리고 유연성은 중요한 고려사항이다.
상기 설명된 특정 실시예들은 예시적이며, 상기 발명은 변경되거나 상이하게 실행될 수 있지만, 동일한 방식들로 본 발명 기법들의 이점들을 얻을 수 있다는 것은 당 업자에게 명백하다. 또한, 여기 도시된 구조의 자세한 부분들은 제한을 위한 것이 아니며, 첨부되는 청구항들에 설명된 것으로 제한된다. 그로인해 상기 설명된 특정 실시예들은 대체되거나 변경될 수 있지만, 이들은 본 발명의 사상과 범위에 포함된다는 것은 명백하다. 따라서, 여기서 보호받고자 하는 것은 이하 청구항들에 나열된다.

Claims (10)

  1. 포토마스크를 형성하는 방법에 있어서, 이는,
    투명 기판을 제공하는 단계와,
    상기 투명한 기판의 적어도 제 1부분 상에 불투명층을 형성하는 단계와,
    상기 불투명층은 마스크 패턴을 정의하기위해 상기 투명한 기판의 적어도 제 2 부분들이 노출되도록 패턴하는 단계와,
    상 변이 영역을 정의하기위해 제 2부분을 식각하는 단계와, 상기 상 변이 영역의 폭은 임계치수를 정의하며,
    상기 임계 치수을 측정하는 단계와, 그리고
    상기 선택적으로 불투명한 층을 언더컷하기위해 상기 임계치수를 기반으로 상기 상 변이 영역을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 형성 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 상 변이 영역은 제 1 및 제 2 측벽들을 가지는 트랜치를 포함하며, 상기 임계 치수를 측정하는 단계는 상기 제 1 및 제 2측벽들 간의 거리를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 형성 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 이는,
    상기 제 1 및 제 2측벽들에 인접한 불투명 층 제거 영역을 정의하기위해 상기 불투명층의 적어도 일부를 패터닝하는 단계와, 그리고
    상기 불투명 층 제거 영역 내의 불투명층 물질을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 형성 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2측벽들은 종단들을 가지며, 상기 불투명 층을 패터닝하는 단계는 상기 제 1 및 제 2측벽들의 적어도 하나의 적어도 한 종단에 인접한 적어도 하나의 격리부분을 정의하기위해 상기 불투명층을 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 형성 방법.
  5. 포토마스크에 있어서, 이는,
    투명 기판과, 그리고
    상기 투명 기판에 정의된 상 변이 영역을 포함하며, 상기 상 변이 영역은 약 85°보다 작은 기울기를 가지는 기울어진 측벽들을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 기울어진 측벽들은 종단을 가지며, 상기 포토마스크는 상기 종단들의 적어도 하나에 인접한 불투명 물질의 적어도 한 격리 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 상 변이 영역은 트랜치를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  8. 반도체 웨이퍼 상에 형상들을 형성하는 방법에 있어서, 이는,
    포토마스크를 형성하는 단계를 포함하며, 이는,
    투명 기판을 제공하는 단계와,
    상기 투명한 기판에 상 변이 영역을 정의하는 단계와, 상기 상 변이 영역은 약 85°보다 작은 기울기를 가지는 기울어진 측벽들을 포함하며,
    관련되는 부분적 결합성 값들 가지는 입사광을 제공하기위해 적용되는 광 소스를 제공하는 단계와,
    상기 측벽들의 기울기 상의 적어도 일부를 기반으로 입사광에 대한 부분적 결합성 값을 결정하는 단계와, 그리고
    상기 포토마스크를 통해 입사광으로 웨이퍼를 노광하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 상에 형상들을 형성하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 부분적 결합성을 결정하는 단계는,
    상기 웨이퍼 상의 적어도 한 형상을 형성하기위해서 상기 포토마스크를 이용하여 시험 웨이퍼를 패터닝하는 단계와,
    상기 형상의 임계 치수를 측정하는 단계와,
    상기 임계 치수를 기반으로 상기 입사광의 부분적 결합성을 조절하는 단계와, 그리고
    원하는 치수에 해당하는 임계 치수까지 상기 패터닝, 측정, 조절을 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 상에 형상들을 형성하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 부분적 결합성 값의 결정단계는 약 0.35에서 0.48 간의 부분적 결합성 값을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 상에 형상들을 형성하는 방법.
KR1020017016662A 1999-06-25 2000-01-11 고밀도 형상들을 패터닝하기위한 상-변이 포토마스크 KR20020036962A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/344,458 1999-06-25
US09/344,458 US6410191B1 (en) 1999-06-25 1999-06-25 Phase-shift photomask for patterning high density features
PCT/US2000/000697 WO2001001198A1 (en) 1999-06-25 2000-01-11 Phase-shift photomask for patterning high density features

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020036962A true KR20020036962A (ko) 2002-05-17

Family

ID=23350626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020017016662A KR20020036962A (ko) 1999-06-25 2000-01-11 고밀도 형상들을 패터닝하기위한 상-변이 포토마스크

Country Status (5)

Country Link
US (2) US6410191B1 (ko)
EP (1) EP1194813A1 (ko)
JP (1) JP2003503756A (ko)
KR (1) KR20020036962A (ko)
WO (1) WO2001001198A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100803401B1 (ko) * 2005-03-03 2008-02-13 인피니언 테크놀로지스 아게 리소그래피 마스크, 리소그래피 마스크 생성 방법, 반도체부품 제조 방법 및 데이터 세트 생성 방법

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6410191B1 (en) * 1999-06-25 2002-06-25 Advanced Micro Devices, Inc. Phase-shift photomask for patterning high density features
US6627359B2 (en) * 2000-05-17 2003-09-30 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Phase-shift photomask manufacturing method and phase-shift photomask
US6720114B1 (en) * 2000-08-21 2004-04-13 Micron Technology, Inc. Method of forming an alternating phase shift circuitry fabrication mask, method of forming a circuitry fabrication mask having a subtractive alternating phase shift region, and alternating phase shift mask
US6617081B2 (en) * 2001-03-20 2003-09-09 United Microelectronics Corp. Method for improving process window in semi-dense area by using phase shifter
US6534225B2 (en) * 2001-06-27 2003-03-18 International Business Machines Corporation Tapered ion implantation with femtosecond laser ablation to remove printable alternating phase shift features
US6649452B2 (en) * 2002-02-28 2003-11-18 Motorola, Inc. Method for manufacturing a lithographic reticle for transferring an integrated circuit design to a semiconductor wafer
JP4139605B2 (ja) * 2002-03-01 2008-08-27 大日本印刷株式会社 片掘り型の基板掘り込み型位相シフトマスクにおけるマスク断面構造の決定方法
KR100487537B1 (ko) * 2002-08-22 2005-05-03 삼성전자주식회사 포토마스크 제조방법
US20050014075A1 (en) * 2003-07-18 2005-01-20 Croffie Ebo H. Phase edge darkening binary masks
US7014962B2 (en) * 2003-09-13 2006-03-21 Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd Half tone alternating phase shift masks
TWI259935B (en) * 2004-01-08 2006-08-11 Samsung Electronics Co Ltd Method of adjusting deviation of critical dimension of patterns
US7282306B2 (en) 2004-03-26 2007-10-16 Intel Corporation Continuous sloped phase edge architecture fabrication technique using electron or optical beam blur for single phase shift mask ret
US7110195B2 (en) * 2004-04-28 2006-09-19 International Business Machines Corporation Monolithic hard pellicle
US20060105520A1 (en) * 2004-11-18 2006-05-18 Tan Sia K Structure and method to fabricate a protective sidewall liner for an optical mask
US7674562B2 (en) * 2005-12-07 2010-03-09 Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd. Angled-wedge chrome-face wall for intensity balance of alternating phase shift mask
JP4816225B2 (ja) * 2006-04-27 2011-11-16 凸版印刷株式会社 レベンソン型位相シフトマスク
US11465205B2 (en) * 2017-04-10 2022-10-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Reducing stresses in metal layers

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5281500A (en) * 1991-09-04 1994-01-25 Micron Technology, Inc. Method of preventing null formation in phase shifted photomasks
US5370975A (en) * 1992-01-31 1994-12-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method for forming resist pattern
US5308722A (en) 1992-09-24 1994-05-03 Advanced Micro Devices Voting technique for the manufacture of defect-free printing phase shift lithography
US5672450A (en) 1994-05-11 1997-09-30 Micron Technology, Inc. Method of phase shift mask fabrication comprising a tapered edge and phase conflict resolution
US5487962A (en) 1994-05-11 1996-01-30 Rolfson; J. Brett Method of chromeless phase shift mask fabrication suitable for auto-cad layout
TW270219B (ko) 1994-05-31 1996-02-11 Advanced Micro Devices Inc
US5882534A (en) 1995-05-17 1999-03-16 Lg Semicon Co., Ltd. Method for fabricating a multistage phase shift mask
US5695896A (en) * 1995-12-04 1997-12-09 Micron Technology, Inc. Process for fabricating a phase shifting mask
US5869212A (en) * 1996-05-31 1999-02-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Integrated circuit photofabrication masks and methods for making same
US5942355A (en) 1996-09-04 1999-08-24 Micron Technology, Inc. Method of fabricating a phase-shifting semiconductor photomask
US6410191B1 (en) * 1999-06-25 2002-06-25 Advanced Micro Devices, Inc. Phase-shift photomask for patterning high density features

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100803401B1 (ko) * 2005-03-03 2008-02-13 인피니언 테크놀로지스 아게 리소그래피 마스크, 리소그래피 마스크 생성 방법, 반도체부품 제조 방법 및 데이터 세트 생성 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP1194813A1 (en) 2002-04-10
US6410191B1 (en) 2002-06-25
US6780568B1 (en) 2004-08-24
WO2001001198A1 (en) 2001-01-04
JP2003503756A (ja) 2003-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20020036962A (ko) 고밀도 형상들을 패터닝하기위한 상-변이 포토마스크
KR100425903B1 (ko) 포토마스크에있어서의패턴형상평가방법,포토마스크,포토마스크의제작방법,포토마스크의패턴형성방법,및노광방법
US6902852B2 (en) Pattern transfer method using a mask and half tone mask
KR101927549B1 (ko) 패턴 전사 방법 및 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법
WO2002003138A2 (en) Transmission and phase balance for phase-shifting mask
US11531263B2 (en) Photomask having a plurality of shielding layers
JPH07140633A (ja) リム型の位相シフト・マスクの形成方法
JP4138046B2 (ja) 位相シフトマスクのシフタの位相差測定方法およびそれに用いるマスク
US6376130B1 (en) Chromeless alternating reticle for producing semiconductor device features
US6326107B1 (en) Phase shift mask and process for manufacturing the same
KR100886419B1 (ko) 위상시프트 마스크의 제조 방법 및 위상시프트 마스크
US20030039893A1 (en) Exposed phase edge mask method for generating periodic structures with subwavelength feature
US20030226819A1 (en) Single trench alternating phase shift mask fabrication
JPH05289305A (ja) 位相シフトフォトマスク
WO2005036264A2 (en) Photomask having an internal substantially transparent etch stop layer
KR100520154B1 (ko) 반도체 소자의 위상 반전 마스크 제조방법
JPH09325469A (ja) ハーフトーン位相シフトマスクとその製造方法
US6562521B1 (en) Semiconductor feature having support islands
JP2007233138A (ja) マスク、マスクの製造方法およびそのマスクを用いた半導体装置の製造方法
JP2002303966A (ja) マスクの製造方法
JP3210705B2 (ja) 位相シフトフォトマスク
TW201913812A (zh) 使用光遮罩基板形貌的ｅｕｖ圖案化
JPH10207036A (ja) 位相差測定用パターンおよび位相シフトマスクの製造方法
US20090111035A1 (en) Binary mask, method for fabricating the binary mask, and method for fabricating fine pattern of semiconductor device using binary mask
JP3241793B2 (ja) 位相シフトフォトマスク

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid