KR20040008046A

KR20040008046A - Method for exposing a mask

Info

Publication number: KR20040008046A
Application number: KR1020020041341A
Authority: KR
Inventors: 임문기
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2004-01-28

Abstract

PURPOSE: A mask exposure method is provided to be capable of exactly measuring drift volume as well as the direction of pattern drift in an electron beam exposing process. CONSTITUTION: The first pattern made of at least two holes(18) opposite to each other is exposed at a predetermined portion of a mask board(12). Predetermined patterns for circuit are exposed at the mask board. The second pattern is exposed at the center portion of the holes opposite to each other. Preferably, the first and second pattern are exposed at the four edge portion of the mask board. Preferably, a noise removing pattern is exposed at the mask board when the first pattern is exposed at the mask board.

Description

Method for exposing a mask

본 발명은 포토 마스크의 제조방법에 관한 것으로, 특히 전자빔을 이용하여 포토 마스크 기판에 소정의 패턴을 형성하는 마스크 노광방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a photomask, and more particularly, to a mask exposure method of forming a predetermined pattern on a photomask substrate using an electron beam.

전자빔을 이용하여 마스크 기판에 패턴을 형성하는 마스크 노광공정에서 노광(writing) 노광 전후의 마스크 또는 패턴의 정렬도를 개선하기 위하여 노광후 패턴 드리프트(drift)를 측정한다. 종래에는 드리프트를 측정하기 패턴으로 십자모양의 키(cross key)를 이용하였다. 즉, 노광 시작 직후 마스크의 네 부분에 외곽패턴을 먼저 노광하고, 노광 종료 직전에 내부 십자 패턴을 노광하여 완료후 주사형 전자 현미경(SEM)과 같은 측정장비를 이용하여 마스크의 드리프트 정도를 평가한다.In a mask exposure process in which a pattern is formed on a mask substrate using an electron beam, post-exposure pattern drift is measured to improve the degree of alignment of the mask before and after the exposure. Conventionally, a cross key has been used as a pattern for measuring drift. That is, the outer pattern is first exposed to the four parts of the mask immediately after the start of exposure, and the inner cross pattern is exposed immediately before the end of the exposure. After completion, the degree of drift of the mask is evaluated by using a measuring device such as a scanning electron microscope (SEM). .

도 1a 내지 도 2b는 종래의 마스크 노광방법을 설명하기 위한 도면들로서, 참조번호 "2"는 마스크 기판을, "4"는 드리프트 측정 패턴으로서 외곽패턴을, "6"은 십자 모양의 내부 패턴을 각각 나타낸다.1A to 2B are views for explaining a conventional mask exposure method, reference numeral 2 denotes a mask substrate, 4 denotes an outer pattern as a drift measurement pattern, and 6 denotes a cross-shaped inner pattern. Represent each.

전자빔 노광 시작 직후에 마스크 기판에 도 1a와 같이 외곽패턴을 먼저 노광한 다음, 소자 형성에 필요한 패턴들을 노광한다. 그 후, 노광 종료 직전에 도 1b와 같은 십자모양의 내부 패턴을 노광한 다음, 측정장비를 이용하여 드리프트를 측정한다.Immediately after the start of the electron beam exposure, the outer substrate is first exposed to the mask substrate as shown in FIG. 1A, and then the patterns necessary for device formation are exposed. Thereafter, immediately before the end of the exposure, the cross-shaped inner pattern as shown in FIG. 1B is exposed, and then the drift is measured using a measuring device.

도 2a는 정상적인 드리프트가 존재할 경우의 모습을 나타내고, 도 2b는 비정상 드리프트가 존재할 경우의 모습을 나타낸다.FIG. 2A shows a case where normal drift exists, and FIG. 2B shows a state where abnormal drift exists.

이와 같은 종래의 방법은 드리프트 양에 대한 측정이 정확하지 않기 때문에 드리프트 방향에 대한 정성적인 분석만이 가능하고 드리프트 양을 정확하게 수치적으로 측정할 수가 없는 문제점이 있다.Such a conventional method has a problem that only a qualitative analysis of the drift direction is possible and the drift amount cannot be measured numerically accurately because the measurement of the drift amount is not accurate.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전자빔 노광시 발생하는 패턴 드리프트의 방향뿐만 아니라 드리프트 양을 정확하게 측정할 수 있는 마스크 노광방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems of the prior art, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a mask exposure method that can accurately measure the amount of drift as well as the direction of the pattern drift generated during electron beam exposure. will be.

도 1a 및 도 1b는 종래의 마스크 노광방법을 설명하기 위한 도면들이다.1A and 1B are diagrams for describing a conventional mask exposure method.

도 2a 및 도 2b는 종래의 마스크 노광방법을 설명하기 위한 도면들이다.2A and 2B are diagrams for describing a conventional mask exposure method.

도 3a 및 도 4a는 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 도면들이다.3A and 4A are views for explaining an embodiment of the present invention.

도 3b 및 도 4b는 도 3a 및 도 4a의 일부를 확대하여 도시한 것이다.3B and 4B are enlarged views of portions of FIGS. 3A and 4A.

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 마스크 노광방법은, 마스크 기판의 적어도 한 모서리에, 서로 대칭되도록 배치된 적어도 둘 이상의 홀들로 이루어진 제1 패턴을 노광하는 단계와, 상기 마스크 기판에 회로 형성에 필요한 소정의 패턴들을 노광하는 단계, 및 서로 대칭되도록 배치된 상기 홀들의 중심에 제2 패턴을 노광하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the mask exposure method according to the present invention includes exposing a first pattern of at least two holes disposed at symmetrical positions on at least one edge of a mask substrate, and forming a circuit in the mask substrate. Exposing predetermined patterns, and exposing a second pattern at the centers of the holes arranged symmetrically with each other.

상기 제1 및 제2 패턴을 상기 마스크 기판의 네 모서리에 노광하는 것이 바람직하고, 상기 제1 패턴을 노광할 때 노이즈 제거용 패턴을 함께 노광하는 것이 바람직하다.Preferably, the first and second patterns are exposed at four corners of the mask substrate, and when the first pattern is exposed, the noise removing pattern is preferably exposed together.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에서는 종래의 십자 모양의 드리프트 측정 패턴을 홀(hole) 모양으로 변경하고 전자빔 노광을 시작한 직후에는 마스크 프레임의 네 모서리에 각각 네 개의 홀(hole)로 이루어진 패턴을 노광한 다음, 종료 직전에 그 패턴의 중심에 다시 홀을 삽입함으로써 측정의 정확도를 향상시키고자 한다.In the present invention, the conventional cross-shaped drift measurement pattern is changed to a hole shape and immediately after the electron beam exposure is started, each of the four frame holes is exposed at four corners of the mask frame, and then immediately before the end. We want to improve the accuracy of the measurement by reinserting the hole in the center of the pattern.

도 3a 및 도 4a는 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 것으로, 도 3a는 첫 번째 드리프트 측정 패턴을 노광하는 단계를 나타내고, 도 4a는 두 번째 드리프트 측정 패턴을 노광하는 단계를 나타낸다. 도 3b 및 도 4b는 도 3a 및 도 4a의 일부를 확대하여 도시한 것이다.3A and 4A illustrate an embodiment of the present invention. FIG. 3A illustrates exposing a first drift measurement pattern, and FIG. 4A illustrates exposing a second drift measurement pattern. 3B and 4B are enlarged views of portions of FIGS. 3A and 4A.

참조번호 "12"는 마스크 기판을, "14"는 노광 전후의 마스크의 드리프트를 측정하기 위하여 삽입한 드리프트 측정 패턴들을, 그리고 "16"은 드리프트 기준 패턴을 나타낸다.Reference numeral “12” denotes a mask substrate, “14” denotes drift measurement patterns inserted to measure drift of the mask before and after exposure, and “16” denotes a drift reference pattern.

도 3a를 참조하면, 마스크 기판(12)에 메인 칩(main chip) 및 프레임(frame) 노광을 하기 전에 기판의 네 모서리에 각각 네 개의 대칭된 홀들로 이루어진 드리프트 측정 패턴(14)들을 노광한다. 이 때 드리프트 기준 패턴들(16)도 함께 노광한다. 이 드리프트 기준 패턴들은 노이즈(noise)를 제거하기 위한 것으로, 도시된 바와 같이, 드리프트 측정 패턴의 중심부에 하나의 홀(18)이 더 첨가된 형태이다.Referring to FIG. 3A, before the main chip and the frame are exposed on the mask substrate 12, the drift measurement patterns 14 each having four symmetrical holes at four corners of the substrate are exposed. At this time, the drift reference patterns 16 are also exposed. The drift reference patterns are for removing noise, and as illustrated, one hole 18 is further added to the center of the drift measurement pattern.

첫 번째 드리프트 측정 패턴이 노광된 마스크 기판(12)에 메인 칩(20) 및 프레임(22) 등 원하는 패턴들을 노광한 다음 종료 직전에, 도 4a에 도시된 바와 같이, 기판의 네 모서리에 형성된 상기 드리프트 측정 패턴의 중심에 각각 홀을 추가한다.The first drift measurement pattern is exposed on the mask substrate 12 exposed to the desired patterns such as the main chip 20 and the frame 22, and immediately before the end, as shown in FIG. Add holes to the center of the drift measurement pattern, respectively.

이와 같은 방법으로 마스크 기판의 전자빔 노광이 끝나면 SEM 또는 레지스트레이션(registration) 측정 장치를 이용하여 패턴의 드리프트 양을 측정한다.After the electron beam exposure of the mask substrate is finished in this manner, the amount of drift of the pattern is measured by using an SEM or a registration measuring device.

도 4b에서, "X1", "X2"는 외부 패턴과 내부 패턴 사이의 X축 방향의 거리를, "Y1"과 "Y2"는 Y축 방향의 간격을 나타내고, "X1'"와 "X2'"는 외부 및 내부 기준 패턴 사이의 X축 방향의 간격을, "Y1'"와 "Y2'"는 외부 및 내부 기준 패턴 사이의 Y축 방향의 간격을 각각 나타낸다. 이러한 패턴 간격을 이용하여 패턴의 드리프트 방향 및 양을 계산하는 방법은 다음의 식과 같다.In FIG. 4B, "X1" and "X2" represent distances in the X-axis direction between the outer pattern and the inner pattern, "Y1" and "Y2" indicate spacings in the Y-axis direction, and "X1 '" and "X2' "Indicates an interval in the X-axis direction between the outer and inner reference patterns, and" Y1 '"and" Y2' "indicate an interval in the Y-axis direction between the outer and inner reference patterns, respectively. The method of calculating the drift direction and the amount of the pattern by using the pattern interval is as follows.

X(drift)=((X2'-X1')/2) - ((X2-X1)/2)......(식&& 1)X (drift) = ((X2'-X1 ') / 2)-((X2-X1) / 2) ...... (Expression && 1)

Y(drift)=((Y2'-Y1')/2) - ((Y2-Y1)/2)......(식 &&2)Y (drift) = ((Y2'-Y1 ') / 2)-((Y2-Y1) / 2) ...... (Expression && 2)

위 식의 계산 결과, X(drift)의 값이 양(+)일 경우에는 마스크가 우측으로,음(-)일 경우에는 마스크가 좌측으로 드리프트(drift) 되었음을 알 수 있다. 또한, Y(drift)의 값이 양(+)일 경우에는 마스크가 위로 드리프트 되었고, 음(-)일 경우에는 마스크가 아래로 드리프트 되었음을 알 수 있다. 또한, 그 수치로 정확한 드리프트 양을 측정할 수가 있다.As a result of the above calculation, it can be seen that when the value of X (drift) is positive, the mask is drifted to the right side, and when the negative value is negative, the mask is drifted to the left side. Also, if the value of Y (drift) is positive, the mask drifts up, and if it is negative, the mask drifts down. Moreover, the exact amount of drift can be measured by the numerical value.

이와 같이, 본 발명의 방법을 사용하면 전자빔 드리프트 또는 마스크 드리프트에 대해서 그 방향뿐만 아니라 드리프트 양을 정확하게 수치화할 수 있다.Thus, using the method of the present invention, it is possible to accurately quantify the amount of drift as well as the direction for the electron beam drift or mask drift.

상술한 본 발명에 의한 포토 마스크의 드리프트 측정방법에 의하면, 노광 직전에 마스크의 모서리에 다수의 대칭된 홀들로 이루어진 패턴을 삽입하고, 노광 종료 직전에 그 홀들의 중심부에 다시 패턴을 삽입한 다음 두 패턴 사이의 간격의 변화를 측정한다. 그리하면, 전자빔 드리프트 또는 마스크 드리프트에 대해서 그 방향뿐만 아니라 드리프트 양을 정확하게 수치화할 수 있다. 또한, 마스크 불량중 표시(registration) 불량에 대한 원인 분석시 효과적으로 응용할 수 있다. 또한, 위상반전 마스크(Phase Shift Mask)를 제작할 때에도 본 발명을 적용할 수 있다. 즉, 위상반전 마스크 제조시 전자빔을 이용하여 첫 번째 패터닝을 실시하고 위상반전 패턴(phase shifter)을 형성하기 위하여 2차 노광을 실시할 때, 첫 번째 패터닝과 두 번째 패터닝 사이의 정렬도(overlay accuracy)를 측정할 때 적용할 수 있다.According to the drift measurement method of the photomask according to the present invention, a pattern consisting of a plurality of symmetrical holes is inserted at the edge of the mask immediately before the exposure, and the pattern is inserted again at the center of the holes just before the end of the exposure. Measure the change in spacing between patterns. Then, the electron beam drift or mask drift can be accurately quantified not only in the direction but also in the amount of drift. In addition, it can be effectively applied in the cause analysis of the defect (registration) of the mask failure. In addition, the present invention can be applied to fabricating a phase shift mask. In other words, when the first patterning is performed by using an electron beam and the second exposure is performed to form a phase shift pattern, the accuracy of the alignment between the first patterning and the second patterning is obtained. ) Can be applied when measuring

한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described embodiment, various modifications are possible by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention described in the claims to be described later.

Claims

Exposing at least one corner of the mask substrate a first pattern of at least two holes disposed symmetrically with each other;

Exposing predetermined patterns necessary for circuit formation on the mask substrate; And

And exposing a second pattern to the centers of the holes arranged symmetrically with each other.

The mask exposure method of claim 1, wherein the first and second patterns are exposed at four corners of the mask substrate.

The method of claim 1, wherein exposing the first pattern comprises:

The mask exposure method characterized by exposing the noise removal pattern together.