KR20050069449A - Semiconductor mask having dummy patterns and method for making dummy patterns therein - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 포토 리소그라피(Photo Lithography) 기술에 의하여 한계 해상력 이하의 선폭을 갖는 미세 보조 패턴이 형성된 위상 반전 마스크에 있어서, 사이드 로브(Side Lobe)를 억제할 수 있도록 미세 보조 패턴이 형성된 위상 반전 마스크와, 상기 위상 반전 마스크에 미세 보조 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이다. The present invention provides a phase inversion mask in which a fine auxiliary pattern having a line width of less than a limit resolution is formed by semiconductor photo lithography technology, and the side inversion mask is formed to suppress side lobes. And a method of forming a fine auxiliary pattern in the phase reversal mask.
본 발명에서는, 주 패턴(4)이 형성되어 있고, 상기 주 패턴(4) 사이에 복수개의 미세 보조 패턴(2, 3)이 인접하게 형성되어 있는 위상 반전 마스크(1)로서, 상기 주 패턴(4)에 근접한 미세 보조 패턴(2)은 주 패턴(4)과 동일한 투과율을 가지며; 상기 주 패턴(4)과 동일한 투과율을 갖는 미세 보조 패턴(2) 사이에 형성되는 내부의 미세 보조 패턴(3)은, 상기 주 패턴(4)의 투과율 보다 더 낮은 투과율을 가지는 차광패턴인 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크가 제공된다. In the present invention, the main pattern 4 is formed, and a plurality of fine auxiliary patterns 2 and 3 are formed adjacent to each other between the main patterns 4, and the main pattern ( The fine auxiliary pattern 2 proximate to 4) has the same transmittance as the main pattern 4; The internal fine auxiliary pattern 3 formed between the fine auxiliary patterns 2 having the same transmittance as the main pattern 4 is a light shielding pattern having a transmittance lower than that of the main pattern 4. A phase inversion mask is provided.
Description
본 발명은 반도체 마스크의 일종인 위상 반전 마스크에 관한 것으로서, 구체적으로는, 반도체 포토 리소그라피(Photo Lithography) 기술에 의하여 한계 해상력 이하의 선폭을 갖는 미세 보조 패턴이 형성된 위상 반전 마스크(Phase Shifting Mask)에 있어서, 사이드 로브(Side Lobe)를 억제할 수 있도록 미세 보조 패턴이 형성된 위상 반전 마스크와, 상기 위상 반전 마스크에 미세 보조 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase inversion mask, which is a kind of semiconductor mask, and specifically, to a phase shifting mask in which a fine auxiliary pattern having a line width less than or equal to a limit resolution is formed by semiconductor photo lithography. The present invention relates to a phase inversion mask having a fine auxiliary pattern formed thereon so as to suppress side lobes, and a method of forming a fine auxiliary pattern in the phase inversion mask.
마스크 패턴 형성 기술은 반도체 기판에 형성되는 패턴의 정확도에 밀접한 영향을 준다. 특히, 마스크 패턴을 형성함에 있어서, 광 근접효과를 제대로 고려하지 못하면 패턴 선폭에 왜곡이 발생하여 선폭 선형성(Linearity)이 짧아지는 현상이 발생한다. 이러한 선폭 선형성이 짧아짐은 결국 반도체 소자의 특성에 악영향을 가져오게 된다. The mask pattern forming technique has a close influence on the accuracy of the pattern formed on the semiconductor substrate. In particular, in forming the mask pattern, when the optical proximity effect is not properly considered, distortion occurs in the pattern line width, thereby causing a shortening of the linearity of the line width. The shortening of the line width linearity adversely affects the characteristics of the semiconductor device.
이러한 문제점을 개선하기 위하여 광학 근접 보상기술(Optical Proximity Correction), 위상 반전 마스크 기술이 등장하였다. 특히, 최근에는 광근접 효과를 제어하는 보조 패턴(Dummy Pattern)을 이용하는 기술이 제안되었다. In order to solve this problem, optical proximity compensation technology and a phase reversal mask technology have emerged. In particular, recently, a technique using a dummy pattern for controlling the optical proximity effect has been proposed.
다음에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 보조 패턴을 이용하여 마스크 패턴의 해상도를 개선하는 종래의 기술을 설명한다. 도 3은 종래 기술에 위상 반전 마스크의 주 패턴(10)이 형성되어 있고, 그 주변에 복수개의 미세 보조 패턴(11, 12)이 형성되어 있는 형상을 보여주는 평면도이다. Next, a conventional technique of improving the resolution of a mask pattern using an auxiliary pattern will be described with reference to FIGS. 3 and 4. 3 is a plan view showing a shape in which a main pattern 10 of a phase inversion mask is formed in the prior art, and a plurality of fine auxiliary patterns 11 and 12 are formed around the phase pattern.
주 패턴(10)의 주변에 형성되는 미세 보조 패턴(11, 12)은 마스크 패턴의 해상도 개선을 위하여 배치되는 것으로서, 상기 미세 보조 패턴(11, 12)은 반도체 마스크 상에는 존재하지만, 실제로 노광 후에는 반도체 기판상에는 만들어지지 않는 것이다. 이를 위하여 상기 미세 보조 패턴(11, 12)은 한계 해상력 이하의 선폭을 갖도록 미세하게 형성된다. The fine auxiliary patterns 11 and 12 formed around the main pattern 10 are disposed to improve the resolution of the mask pattern. The fine auxiliary patterns 11 and 12 exist on the semiconductor mask, but are actually exposed after exposure. It is not made on a semiconductor substrate. To this end, the fine auxiliary patterns 11 and 12 are finely formed to have a line width less than or equal to the limit resolution.
여기서, 한계 해상력은 조명계의 파장(??)과 조명계 렌즈 구경(N.A.)에 의하여 결정되는데, 구체적으로 한계 해상력은 다음의 수학식 1로 표현되는 "레일라이 방정식(Rayleigh's Equation)"에 의하여 결정된다. Here, the limit resolution is determined by the wavelength (??) of the illumination system and the illumination lens aperture (N.A.). Specifically, the limit resolution is determined by the "Rayleigh's Equation" represented by Equation 1 below.
위 수학식 1에서 k는 상수이고, ??는 조명계의 파장이며, N.A.는 조명계 렌즈 구경이다. In Equation 1 above, k is a constant, ?? is a wavelength of the illumination system, and N.A. is an illumination lens aperture.
일반적인 값 k=0.5, ??= 0.248, N.A.=0.65를 위 수학식 1에 적용하게 되면 한계 해상력 R은 0.19 um이 된다. 따라서, 미세 보조 패턴은 상기 한계 해상력 R의 값보다 작은 선폭을 갖도록 형성되어야 한다. 이러한 조건을 만족하는 미세 보조 패턴을 마스크에 형성하는 경우, 노광 과정에서 빛이 마스크의 미세 보조 패턴은 통과하되, 레지스트에는 미세 보조 패턴의 이미지가 나타나지 않게 된다. 즉, 물리적으로 마스크만을 투광하고 레지스트에는 이미지가 나타나지 않게 되는 패턴을 형성할 수 있는 것이다. If the general values k = 0.5, ?? = 0.248, and N.A. = 0.65 are applied to Equation 1 above, the limit resolution R is 0.19 um. Therefore, the fine auxiliary pattern should be formed to have a line width smaller than the value of the limit resolution R. When forming a fine auxiliary pattern satisfying the above conditions in the mask, light passes through the fine auxiliary pattern of the mask during the exposure process, but the image of the fine auxiliary pattern does not appear in the resist. In other words, it is possible to form a pattern in which only the mask is physically transmitted and an image does not appear in the resist.
이러한 미세 보조 패턴을 적용하는 반도체 마스크는 감쇄형 위상 반전 마스크(Attenuated Phase Shift Mask)와 함께 적용하는 경우도 많다. 감쇄형 위상 반전 마스크는 완전 차광층 대신에 투과율이 극히 낮은 위상 반전층을 사용한다는 점에서 종래의 바이너리 마스크(Binary Mask)와 차이점이 있다. 최근에는 이러한 감쇄형 위상 반전 마스크가 널리 사용되고 있는데, 그에 따라 주 패턴뿐만 아니라 미세 보조 패턴도 감쇄형 위상 반전 패턴으로 사용하는 것이 일반적인 추세이다. The semiconductor mask to which the fine auxiliary pattern is applied is often applied together with an attenuated phase shift mask. The attenuation type phase inversion mask is different from the conventional binary mask in that a phase inversion layer having a very low transmittance is used instead of the total light shielding layer. Recently, such attenuated phase inversion masks have been widely used. Accordingly, it is a general trend to use not only the main pattern but also the fine auxiliary pattern as the attenuated phase inversion pattern.
일반적으로 상기한 미세 보조 패턴은, 도 3에 도시된 것처럼 마스크의 해상도 개선을 위하여 필요에 따라 주 패턴 주변에 복수개로 배치될 수 있다. 주 패턴 간의 간격이 넓을 경우에는 복수 개의 미세 보조 패턴을 삽입하므로써 주 패턴의 해상도를 획기적으로 높일 수 있으나, 다른 한편으로는 복수 개의 미세 보조 패턴이 근접하여 배치됨으로 인하여 특정 거리에서는 광간섭 현상이 유발되는 문제점이 발생하게 된다. In general, as shown in FIG. 3, the fine auxiliary pattern may be disposed in plurality around the main pattern as needed to improve the resolution of the mask. When the spacing between the main patterns is wide, the resolution of the main pattern can be dramatically increased by inserting a plurality of fine auxiliary patterns. On the other hand, the optical interference occurs at a specific distance due to the close arrangement of the plurality of fine auxiliary patterns. The problem arises.
이러한 광간섭 현상에 대하여 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4에 도시된 그림에서 맨 위의 그림(1)은 도 3에서 점선으로 표시된 영역 W의 선 A-A에 따른 단면도이다. 그림(2), 그림(3) 및 그림(4)은 각각 그림(1)에 광선이 투과될 때 위상 반전 효과에 의하여 미세 보조 패턴과 주 패턴에 발생하게 되는 위상차, 진폭, 광 강도를 도시한 것이다. 도 4의 그림(1) 및 그림(2)에 도시된 바와 같이, 주 패턴(10) 및 다수개의 미세 보조 패턴(11, 12)이 형성된 마스크(20)를 노광시키게 되면, 주 패턴(10)과 미세 보조 패턴(11) 사이, 그리고 미세 보조 패턴(11, 12) 사이로 투과된 빛은 정상광(Normal Light)이 되며, 미세 보조 패턴(11, 12)을 투과된 빛은 위상이 반전되는 위상 반전 광(Phase Shift Light)이 된다. 종래의 기술에서는 주 패턴(10)과 미세 보조 패턴(11, 12)이 모두 대략 4 내지 12%의 투과율을 갖는다. This optical interference phenomenon will be described with reference to FIG. 4. In the figure shown in FIG. 4, the top figure (1) is a cross-sectional view taken along the line A-A of the area W indicated by the dotted line in FIG. Figures (2), (3) and (4) respectively show the phase difference, amplitude, and light intensity generated in the fine auxiliary pattern and the main pattern by the phase reversal effect when the light is transmitted in the figure (1). will be. As shown in Figs. 1 and 2 of FIG. 4, when the mask 20 on which the main pattern 10 and the plurality of fine auxiliary patterns 11 and 12 are formed is exposed, the main pattern 10 is exposed. And the light transmitted between the fine auxiliary pattern 11 and the fine auxiliary patterns 11 and 12 become normal light, and the light transmitted through the fine auxiliary patterns 11 and 12 is inverted in phase. It becomes a phase shift light. In the prior art, both the main pattern 10 and the fine auxiliary patterns 11 and 12 have a transmittance of approximately 4 to 12%.
패턴 사이를 투과한 정상광과, 미세 보조 패턴(11, 12)을 통과한 위상 반전 광은, 위상 반전 효과에 의하여 도 4의 그림(3)에 도시된 것처럼, 그 진폭에 있어서도 위상차를 갖게 되는데, 도 4의 그림(3)에서 양(+)의 진폭 부분은 정상광에 대한 것이고, 음(-)의 진폭 부분은 위상 반전 광에 대한 것이며, 점선으로 도시된 것은 이상적인 상태의 진폭을, 그리고 실선으로 도시된 것은 실제의 진폭을 나타낸다. The normal light transmitted between the patterns and the phase inverted light passing through the fine auxiliary patterns 11 and 12 have a phase difference in amplitude as shown in Fig. 3 of FIG. 4 due to the phase inversion effect. In Figure 3 of Figure 4, the positive amplitude portion is for normal light, the negative amplitude portion is for phase inverted light, and the dashed line shows the ideal state of amplitude, and Shown by the solid line represents the actual amplitude.
도 4의 그림(3)에 도시된 바와 같이, 미세 보조 패턴(11, 12)이 형성된 부분을 통과한 위상 반전 광의 경우에는 음(-)의 진폭을 갖게 되는데, 미세 보조 패턴(11, 12)을 모두 동일한 투과율을 갖도록 형성하는 경우, 양측의 미세 보조 패턴(11)의 경우 보다, 그 사이에 위치하고 있는 중앙의 미세 보조 패턴(12)에서의 음(-)의 진폭이 상대적으로 더 커지게 되는 현상이 발생한다. 즉, 미세 보조 패턴(11) 사이에 위치하는 내측 미세 보조 패턴(12)을 투과한 위상 반전 광에서는 도 4의 그림(3)에서 부호 G로 표시된 것과 진폭의 증가가 존재하게 되는 것이다. As shown in FIG. 4 of FIG. 4, in the case of the phase inverted light passing through the portion in which the fine auxiliary patterns 11 and 12 are formed, the negative inversion amplitude is negative. In the case of forming both of them to have the same transmittance, the amplitude of the negative (-) in the center fine auxiliary pattern 12 located between them becomes relatively larger than that of the fine auxiliary patterns 11 on both sides. Phenomenon occurs. That is, in the phase inverted light transmitted through the inner fine auxiliary pattern 12 positioned between the fine auxiliary patterns 11, the increase in amplitude and that indicated by the symbol G in FIG.
도 4의 그림(4)은 광 강도를 그래프로 표시한 것으로서, 점선으로 도시된 것은 이상적인 광 강도이며, 실선으로 도시된 것은 실제의 광 강도를 합성하여 나타낸 것이다. 그림(4)에서 알 수 있듯이, 양측의 미세 보조 패턴(11) 사이에 위치하게 되는 내부의 미세 보조 패턴(12)에서는 G'의 차이를 가지고 광 강도가 더 크게 나타나게 되는 것이다. Fig. 4 of FIG. 4 shows light intensity graphically, and the dotted line shows the ideal light intensity, and the solid line shows the actual light intensity. As can be seen from the figure (4), in the fine auxiliary pattern 12, which is located between the fine auxiliary pattern 11 on both sides, the light intensity is larger with the difference of G '.
즉, 위에서 알 수 있는 바와 같이, 복수개의 미세 보조 패턴(11, 12)을 모두 동일한 투과율을 갖도록 형성하는 경우, 미세 보조 패턴(11) 사이에 위치하게 되는 미세 보조 패턴(12)에서는, 위상 반전 광의 진폭이 상대적으로 커지고, 광 강도가 더 크게 나타나는 등의 바람직하지 아니한 사이드 로브 현상이 강하게 발생하게 되는 것이다. That is, as can be seen above, when the plurality of fine auxiliary patterns 11 and 12 are formed to have the same transmittance, in the fine auxiliary pattern 12 positioned between the fine auxiliary patterns 11, the phase inversion is performed. The undesirable side lobe phenomenon such as the amplitude of the light becomes relatively large and the light intensity is greater occurs.
이러한 사이드 로브 현상에 의하여 내부의 미세 보조 패턴(12)에서의 광 강도가 비정상적으로 더 크게 나타나서 미세 보조 패턴으로서의 한계 해상력을 초과할 경우가 발생하게 되고, 이는 결국 마스크 및 그에 따른 반도체 소자의 불량을 야기하는 원인이 된다. Due to this side lobe phenomenon, the light intensity in the fine auxiliary pattern 12 inside is abnormally larger, resulting in a case in which the limit resolution as the fine auxiliary pattern is exceeded. It causes.
또한, 위와 같은 현상은 결국 패턴 선폭의 왜곡을 가져오고, 그에 따라 선폭의 선형성이 짧아지며, 반도체의 소자 특성에 악영향을 주게 된다. 따라서, 이러한 미세 보조 패턴에 있어서 사이드 로브 현상을 억제하는 것이 매우 중요한 과제로 대두되고 있다. In addition, such a phenomenon eventually leads to distortion of the pattern line width, thereby shortening the linearity of the line width, and adversely affect the device characteristics of the semiconductor. Therefore, suppressing the side lobe phenomenon is a very important problem in such a fine auxiliary pattern.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점과 과제를 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 위상 반전 마스크에 한계 해상력 이하의 선폭을 갖는 미세 보조 패턴을 형성함에 있어서, 미세 보조 패턴 사이에 형성되는 내부의 미세 보조 패턴에서 발생하는 사이드 로브를 선택적으로 억제할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been proposed to solve the problems and problems of the prior art as described above, in forming a fine auxiliary pattern having a line width of less than the limit resolution in the phase inversion mask, the internal fine auxiliary pattern formed between the fine auxiliary pattern It is an object to be able to selectively suppress the side lobe generated in
특히, 본 발명에서는 이러한 사이드 로브를 억제하므로써, 복수개의 미세 보조 패턴을 밀집되게 배치할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. In particular, it is an object of the present invention to suppress such side lobes so that a plurality of fine auxiliary patterns can be densely arranged.
본 발명에서는 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 주 패턴이 형성되어 있고, 상기 주 패턴 사이에 복수개의 미세 보조 패턴이 인접하게 형성되어 있는 위상 반전 마스크로서, 상기 주 패턴에 근접한 미세 보조 패턴은 주 패턴과 동일한 투과율을 가지며; 상기 주 패턴과 동일한 투과율을 갖는 미세 보조 패턴 사이에 형성되는 내부의 미세 보조 패턴은, 상기 주 패턴의 투과율 보다 더 낮은 투과율을 가지는 차광패턴인 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크가 제공된다. In the present invention, in order to achieve the above object, a main pattern is formed, a plurality of fine auxiliary patterns are formed adjacent to each other between the main patterns, a phase inversion mask, the fine auxiliary pattern close to the main pattern is a main Has the same transmittance as the pattern; The internal fine auxiliary pattern formed between the fine auxiliary patterns having the same transmittance as the main pattern is provided with a phase inversion mask, wherein the light blocking pattern has a transmittance lower than that of the main pattern.
또한, 본 발명에서는 구체적인 실시예로서, 상기한 위상 반전 마스크에서, 상기 주 패턴과, 그에 최근접한 미세 보조 패턴은 4 내지 12%의 투과율을 가지며; 상기 주 패턴의 투과율 보다 더 낮은 투과율을 가지는 차광패턴으로 형성되는 내부의 미세 보조 패턴은 0 내지 2%의 투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크가 제공된다. Further, in the present invention, as a specific embodiment, in the above-described phase inversion mask, the main pattern and the micro auxiliary pattern closest thereto have a transmittance of 4 to 12%; A phase reversal mask is provided, wherein an internal fine auxiliary pattern formed of a light shielding pattern having a transmittance lower than that of the main pattern has a transmittance of 0 to 2%.
본 발명에서는 상기한 발명 이외에도, 위상 반전 마스크에 복수개의 미세 보조 패턴을 형성하는 방법으로서, 주 패턴과 주 패턴 사이에 복수개의 미세 보조 패턴을 인접하게 형성하는데, 상기 주 패턴에 근접한 미세 보조 패턴은 주 패턴과 동일한 투과율을 갖도록 형성하며; 상기 주 패턴과 동일한 투과율을 갖는 미세 보조 패턴 사이에 형성되는 내부의 미세 보조 패턴은, 상기 주 패턴의 투과율 보다 더 낮은 투과율을 가지는 차광패턴으로 형성하는 것을 특징으로 하는 미세 보조 패턴 형성방법이 제공된다. In the present invention, in addition to the above-described invention, as a method of forming a plurality of fine auxiliary patterns in the phase reversal mask, a plurality of fine auxiliary patterns are formed adjacent to each other between the main pattern and the main pattern. Formed to have the same transmittance as the main pattern; There is provided a method of forming a fine auxiliary pattern, wherein the internal fine auxiliary pattern formed between the fine auxiliary patterns having the same transmittance as the main pattern is formed as a light shielding pattern having a transmittance lower than that of the main pattern. .
또한, 본 발명에서는 상기한 미세 보조 패턴 형성방법의 구체적인 일 실시예로서, 상기 주 패턴과, 그에 근접한 미세 보조 패턴은 4 내지 12%의 투과율을 가지며, 상기 주 패턴의 투과율 보다 더 낮은 투과율을 가지는 차광패턴으로 형성되는 내부의 미세 보조 패턴은 0 내지 2%의 투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 미세 보조 패턴 형성방법이 제공된다. In addition, in the present invention, as a specific embodiment of the method of forming the fine auxiliary pattern, the main pattern and the fine auxiliary pattern adjacent thereto have a transmittance of 4 to 12% and have a transmittance lower than that of the main pattern. There is provided a method of forming a fine auxiliary pattern, wherein the fine auxiliary pattern formed inside the light blocking pattern has a transmittance of 0 to 2%.
다음에서는 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예들을 살펴봄으로써 본 발명의 구성에 대하여 설명한다. Next, the configuration of the present invention will be described by referring to specific embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
도 1에는 위상 반전 마스크의 주 패턴(4) 주변에 본 발명의 방법에 따라 복수개의 미세 보조 패턴(2, 3)이 형성되어 있는 형상을 보여주는 평면도가 도시되어 있다. 앞서 살펴본 바와 같이, 복수개의 미세 보조 패턴이 형성될 때, 미세 보조 패턴 사이에 배치되는 미세 보조 패턴에서 사이드 로브가 발생하는 것을 방지하기 위하여, 본 발명에서는 복수개의 미세 보조 패턴에 대하여 선택적으로 그 투과율을 상대적으로 저하시키는 구성을 채택하였다. 1 is a plan view showing a shape in which a plurality of fine auxiliary patterns 2 and 3 are formed in accordance with the method of the present invention around the main pattern 4 of the phase inversion mask. As described above, when a plurality of fine auxiliary patterns are formed, in order to prevent side lobes from occurring in the fine auxiliary patterns disposed between the fine auxiliary patterns, the transmittance of the plurality of fine auxiliary patterns may be selectively selected for the plurality of fine auxiliary patterns. Adopt a configuration that lowers relatively.
구체적으로, 복수개의 미세 보조 패턴(2, 3)을 위상 반전 마스크에 형성함에 있어서, 주 패턴(1)에 근접한 미세 보조 패턴들(2)의 사이에 배치되는 내측의 미세 보조 패턴(3)을, 다른 주변의 미세 보조 패턴들(2)의 투과율 보다 더 작은 투과율을 갖는 소위 "차광패턴"으로 형성하는 것이다. 예를 들어 주변의 미세 보조 패턴들(2)이 주 패턴(4)과 동일하게 6%의 투과율을 갖도록 형성되는 경우, 상기 미세 보조 패턴들(2) 사이에 배치되는 내측 미세 보조 패턴(3)의 경우에는 이보다 낮은 0 내지 2% 범위의 투과율을 갖도록 하는 것이다. 통상적으로 주 패턴(4)은 4 내지 12%의 투과율을 가지며, 미세 보조 패턴(2, 3)은 약 50 내지 100 nm의 선폭을 갖는다. Specifically, in forming the plurality of fine auxiliary patterns 2 and 3 in the phase inversion mask, the inner fine auxiliary pattern 3 disposed between the fine auxiliary patterns 2 adjacent to the main pattern 1 is removed. To form a so-called "light shielding pattern" having a transmittance smaller than that of other peripheral fine auxiliary patterns 2. For example, when the peripheral fine auxiliary patterns 2 are formed to have a transmittance of 6%, similar to the main pattern 4, the inner fine auxiliary patterns 3 disposed between the fine auxiliary patterns 2. In the case of having a lower transmittance in the range of 0 to 2%. Typically, the main pattern 4 has a transmittance of 4 to 12%, and the fine auxiliary patterns 2 and 3 have a line width of about 50 to 100 nm.
도 2에는 위와 같은 본 발명에 따른 방법에 의하여 미세 보조 패턴이 형성된 위상 반전 마스크에 있어서의 노광에 따른 효과를 설명하기 위한 개략도가 도시되어 있는데, 도 2의 맨 위의 그림(가)은 도 1에서 점선으로 표시된 영역 W의 선 B-B에 따른 단면도이다. 그림(나), 그림(다) 및 그림(라)은 각각 그림(가)에 광선이 투과될 때 위상 반전 효과에 의하여 미세 보조 패턴과 주 패턴에 발생하게 되는 위상차, 진폭, 광 강도를 도시한 것이다. FIG. 2 is a schematic view for explaining the effect of exposure in the phase inversion mask in which the fine auxiliary pattern is formed by the method according to the present invention as described above. FIG. It is sectional drawing along the line BB of the area | region W shown with the dotted line in this. Figures (B), (C), and (D) show the phase difference, amplitude, and light intensity generated in the fine auxiliary pattern and the main pattern by the phase reversal effect when light is transmitted through the figure (A). will be.
도 2의 그림(가) 및 그림(나)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 방법에 의하여 주 패턴(4) 및 다수개의 미세 보조 패턴(2, 3)이 형성된 위상 반전 마스크(1)를 노광시키게 되면, 주 패턴(4)과 근접 미세 보조 패턴(2) 사이, 그리고 미세 보조 패턴(2, 3) 사이로 투과되는 빛은 정상광(Normal Light)이 되며, 미세 보조 패턴(2, 3)을 투과하는 빛은 위상 반전 광(Phase Shift Light)이 된다. As shown in Fig. 2A and 2B, the phase inversion mask 1 in which the main pattern 4 and the plurality of fine auxiliary patterns 2 and 3 are formed by the method according to the present invention is shown. When exposed, light transmitted between the main pattern 4 and the proximity fine auxiliary pattern 2 and between the fine auxiliary patterns 2 and 3 becomes normal light, and the fine auxiliary patterns 2 and 3 are exposed. The light passing through becomes phase shift light.
이 때, 동일한 투과율을 가지는 주 패턴(4)과 근접 미세 보조 패턴(2)을 통과한 위상 반전 광과 정상광은, 위상 반전 효과에 의하여 도 2의 그림(나)에 도시된 것처럼, 위상차를 갖게 된다. 이에 비하여, 상대적으로 낮은 투과율을 가지는 "차광패턴"으로 형성된 내부의 미세 보조 패턴(3)의 경우에는, 도 2의 그림(나)에서 도시된 바와 같이, 종래와는 달리 그 낮은 투과율로 인하여 미세 보조 패턴(3)이 형성된 부분을 통과한 위상 반전 광의 위상은 무시할만한 상태가 된다(이러한 이유에서 도 2에서 내부의 미세 보조 패턴에 해당하는 부분에 음영을 표시하였다). At this time, the phase inverted light and the normal light having passed through the main pattern 4 and the proximity fine auxiliary pattern 2 having the same transmittance, as shown in the figure (b) of FIG. Will have On the other hand, in the case of the internal fine auxiliary pattern 3 formed of the "shielding pattern" having a relatively low transmittance, as shown in the figure (b) of Figure 2, unlike the conventional due to its low transmittance fine The phase of the phase inverted light passing through the portion where the auxiliary pattern 3 is formed is in a negligible state (for this reason, the shade corresponding to the internal fine auxiliary pattern is shaded in FIG. 2).
한편, 도 2의 그림(다)은 진폭을 표시한 것인데, 그림(다)에서 양(+)의 진폭 부분은 정상광에 대한 것이고, 음(-)의 진폭 부분은 위상 반전 광에 대한 것이며, 점선으로 도시된 것은 이상적인 상태의 진폭을, 그리고 실선으로 도시된 것은 실제의 진폭을 나타낸다. 도 2의 그림(다)에 도시된 바와 같이, 미세 보조 패턴(2, 3)이 형성된 부분을 통과한 위상 반전 광의 경우에는 음(-)의 진폭을 갖게 된다. 도면에서 알 수 있듯이, 미세 보조 패턴을 모두 동일한 투과율을 갖도록 형성하는 종래의 경우와는 달리, 본 발명에서는 내부의 미세 보조 패턴(3)에서의 음(-)의 진폭이, 양측의 근접 미세 보조 패턴(2) 보다 오히려 상대적으로 더 작아지게 된다. 즉, 도 2의 그림(다)에서 부호 H로 표시된 것과 같은 차이로서, 내부의 미세 보조 패턴(3)에서의 음(-)의 진폭이 감소하게 되는 것이다. On the other hand, Figure (c) of Figure 2 shows the amplitude, in the figure (c) the positive amplitude part is for normal light, the negative amplitude part is for phase inverted light, The dotted line shows the amplitude of the ideal state, and the solid line shows the actual amplitude. As shown in FIG. 2 (c), in the case of the phase inverted light passing through the portion in which the fine auxiliary patterns 2 and 3 are formed, the negative inversion signal has a negative amplitude. As can be seen from the drawing, unlike the conventional case in which the fine auxiliary patterns are all formed to have the same transmittance, in the present invention, the negative amplitude in the internal fine auxiliary pattern 3 has a near fine auxiliary in both sides. It becomes relatively smaller than the pattern 2. That is, the difference as indicated by the sign H in Fig. 2 (c) is to decrease the amplitude of the negative (-) in the internal fine auxiliary pattern (3).
도 2의 그림(라)은 광 강도를 그래프로 표시한 것으로서, 점선으로 도시된 것은 이상적인 광 강도이며, 실선으로 도시된 것은 실제의 광 강도를 중첩된 형태로 나타낸 것이다. 그림(라)에서 알 수 있듯이, 본 발명에서는 내부의 미세 보조 패턴(3)을 "차광패턴"으로 형성하였기 때문에 양측의 미세 보조 패턴(2)의 경우보다 그 사이에 위치하게 되는 내부의 미세 보조 패턴(3)에서의 광 강도가 J로 표시된 정도로 더 작게 나타나게 된다. 이는 미세 보조 패턴(2, 3) 사이의 보강 간섭에 의한 사이드 로브가 크게 줄어들게 되었다는 것을 의미하며, 미세 보조 패턴으로서 한계 해상력을 초과할 가능성이 그만큼 낮아지게 되었다는 것을 의미한다. Figure (d) of Fig. 2 is a graph showing the light intensity, the dotted line is the ideal light intensity, and the solid line shows the actual light intensity in a superimposed form. As can be seen from the figure (D), since the internal fine auxiliary pattern 3 is formed as a "shielding pattern" in the present invention, the internal fine auxiliary is positioned between the fine auxiliary patterns 2 on both sides. The light intensity in the pattern 3 will appear smaller to the extent indicated by J. This means that the side lobes due to constructive interference between the fine auxiliary patterns 2 and 3 are greatly reduced, which means that the possibility of exceeding the limit resolution as the fine auxiliary pattern is reduced by that much.
위에서 알 수 있는 바와 같이, 복수개의 미세 보조 패턴을 모두 동일한 투과율을 갖도록 형성하였던 종래의 경우와는 달리, 본 발명에 따라 미세 보조 패턴(2) 사이에 위치하게 되는 내부의 미세 보조 패턴(3)을 투과율이 상대적으로 낮은 "차광패턴"으로 형성하는 경우, 미세 보조 패턴(3)에서의 위상 반전 광의 진폭이 상대적으로 작아지고, 광 강도 차이 역시 줄어들게 되는 바, 미세 보조 패턴(2, 3) 사이에 발생하게 되는 사이드 로브 현상의 억제됨을 확인할 수 있다. As can be seen above, unlike the conventional case in which the plurality of fine auxiliary patterns are formed to have the same transmittance, the internal fine auxiliary pattern 3 positioned between the fine auxiliary patterns 2 according to the present invention. Is formed as a "light shielding pattern" having a relatively low transmittance, the amplitude of the phase inverted light in the fine auxiliary pattern 3 becomes relatively small, and the light intensity difference is also reduced. It can be confirmed that the side lobe phenomenon that occurs in the suppressed.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 위상 반전 마스크의 주 패턴 사이에 복수개의 미세 보조 패턴을 형성함에 있어서, 미세 보조 패턴들 사이에 위치하는 미세 보조 패턴을 선택적으로 상대적인 투과율이 낮은 "차광패턴"으로 형성하게 되는데, 이러한 방법에 의하면 미세 보조 패턴 간에 발생하는 사이드 로브의 발생을 억제할 수 있게 된다. As described above, according to the present invention, in forming a plurality of fine auxiliary patterns between the main patterns of the phase reversal mask, the fine auxiliary patterns positioned between the fine auxiliary patterns are selectively referred to as "shielding patterns" having low relative transmittance. According to this method, it is possible to suppress the occurrence of side lobes occurring between the fine auxiliary patterns.
이러한 사이드 로브의 발생을 억제할 수 있게 됨에 따라, 반도체 제조시 리소그라피 공정에 있어서의 불안전으로 인하여 미세 보조 패턴이 불완전하게 형성되는 것을 방지할 수 있게 되는 효과가 발휘된다. As the occurrence of the side lobes can be suppressed, an effect of preventing the incomplete formation of the fine auxiliary pattern due to instability in the lithography process during semiconductor manufacturing can be exerted.
특히, 위와 같이 미세 보조 패턴 간에 발생하는 사이드 로브의 발생을 억제할 수 있게 되므로, 복수개의 미세 보조 패턴을 밀집되게 배치할 수 있으며, 그에 따라 위상 반전 마스크의 해상도를 더욱 향상시킬 수 있고 CMP의 평탄화에도 유리하게 될 뿐만 아니라, 마스크의 제조 공정에 있어서의 효율을 높일 수 있고 결과적으로 수율을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 발휘된다. In particular, since the occurrence of side lobes generated between the fine auxiliary patterns can be suppressed as described above, a plurality of fine auxiliary patterns can be densely arranged, thereby further improving the resolution of the phase reversal mask and flattening the CMP. In addition to being advantageous, the effect of being able to raise the efficiency in the manufacturing process of a mask and to improve a yield as a result is exhibited.
도 1은 본 발명에 따라 위상 반전 마스크에 복수개의 미세 보조 패턴이 형성되어 있는 형상을 보여주는 개략적인 평면도이다. 1 is a schematic plan view showing a shape in which a plurality of fine auxiliary patterns are formed in a phase inversion mask according to the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 미세 보조 패턴이 형성된 위상 반전 마스크의 노광에 따른 결과를 보여주는 도면으로서, 그림(가)은 도 1에서 점선으로 표시된 영역 W의 선 B-B에 따른 단면도이고, 그림(나), 그림(다) 및 그림(라)은 각각 그림(가)에 광선이 투과될 때 위상 반전 효과에 의하여 미세 보조 패턴과 주 패턴에 발생하게 되는 위상차, 진폭, 광 강도를 도시한 그래프도 이다. FIG. 2 is a view illustrating a result of exposure of a phase inversion mask in which a fine auxiliary pattern according to the present invention shown in FIG. 1 is formed. FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line BB of the region W indicated by a dotted line in FIG. 1. , (B), (C) and (D) respectively show the phase difference, amplitude, and light intensity generated in the fine auxiliary pattern and the main pattern by the phase reversal effect when light is transmitted through the picture (A). There is also a graph.
도 3은 종래 기술에 따라 반도체 마스크에 복수개의 미세 보조 패턴이 형성되어 있는 형상을 보여주는 개략적인 평면도이다. 3 is a schematic plan view illustrating a shape in which a plurality of fine auxiliary patterns are formed in a semiconductor mask according to the related art.
도 4는 도 3에 도시된 종래의 미세 보조 패턴이 형성된 반도체 마스크의 노광에 따른 결과를 보여주는 도면으로서, 그림(1)은 도 3에서 점선으로 표시된 영역 W의 선 A-A에 따른 단면도이고, 그림(2), 그림(3) 및 그림(4)은 각각 그림(1)에 광선이 투과될 때 위상 반전 효과에 의하여 미세 보조 패턴과 주 패턴에 발생하게 되는 위상차, 진폭, 광 강도를 도시한 그래프도이다. 4 is a view showing a result of exposure of a semiconductor mask in which the conventional fine auxiliary pattern shown in FIG. 3 is formed. FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line AA of the region W indicated by a dotted line in FIG. 2), Fig. 3 and Fig. 4 are graphs showing phase differences, amplitudes, and light intensities generated in the fine auxiliary pattern and the main pattern due to the phase reversal effect when light is transmitted through Fig. 1, respectively. to be.
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