KR20060096364A - 리소그래피 마스크, 리소그래피 마스크 생성 방법, 반도체부품 제조 방법 및 데이터 세트 생성 방법 - Google Patents

리소그래피 마스크, 리소그래피 마스크 생성 방법, 반도체부품 제조 방법 및 데이터 세트 생성 방법 Download PDF

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Abstract

리소그래피 마스크 및 리소그래피 마스크를 생성하는 방법이 제공된다.
기판상의 레지스트층의 리소그래픽 패터닝을 위한 리소그래피 마스크(14)는, 리소그래피 마스크(14)가 비투명층을 가진 제 1 영역(50,52,54,56,58)과, 리소그래피 마스크의 광학적 두께 측면이 서로 다르고, 리소그래피 마스크(14)가 적어도 반 투명인 제 2 및 제 3 영역(60,62,64,66,70,72,74,76)을 가진다. 리소그래피 마스크는, 기설정된 제한 거리보다 짧은 거리로 레지스트 개구(34,36)를 리소그래픽적으로 생성하기 위해, 교번적으로 배열되고 제 1 영역(50)에 의해 둘러싸인 다수의 제 2 영역(62,64)과 다수의 제 3 영역(72,74)을 가진 제 1 섹션(44)을 포함한다. 리소그래피 마스크는 기설정된 제한 거리보다 긴 거리로 레지스트 개구(32,28)를 리소그래픽적으로 생성하기 위해, 다중 연속 제 1 영역(50)에 의해 둘러싸인 제 2 영역(60,66)에 의해 둘러싸인 다수의 제 3 영역(70,76)을 가진 제 2 섹션(42,46)을 포함한다.

Description

리소그래피 마스크, 리소그래피 마스크 생성 방법, 반도체 부품 제조 방법 및 데이터 세트 생성 방법{LITHOGRAPHY MASK AND METHODS FOR PRODUCING A LITHOGRAPHY MASK}
본 발명은 조밀하고 격리된 콘택트 홀(contact hole)의 리소그래피 생성을 위한 리소그래피 마스크(lithography mask)와, 그러한 리소그래피 마스크를 생성하는데 특히 적합한 방법에 관한 것이다.
마이크로 전자 또는 마이크로 기계 부품에서는, 서로 간에 약간의 거리를 두고 있는 구조체들, 특히 그들의 리소그래피 생성을 위해 이용되는 파장보다 짧은 거리를 두고 있는 구조체들을 조밀 구조체라 한다. 서로 간에 보다 큰 거리를 두고 있는 구조체들은 반-격리(semi-isolated) 또는 격리 구조체라고 지칭된다. 마이크로전자 또는 마이크로기계 부품의 제조에 있어서, 프로세스 단계들을 최소 수로 하는 것이 원가 측면에서 특히 바람직하다. 그러므로, 조밀하면서 반-격리 및 격리 구조체를 하나의 동일한 단계로 마이크로리소그래픽하게 생성하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 조밀하고 반-격리 또는 격리 방식으로 존재하는 구조체로는 상이한 배선 평면 또는 배선 평면들을 부품층에 접속시키는 컨택트 홀 또는 통로 홀 컨덕터가 있다. 전형적으로, 하나의 동일한 칩 영역들상에 있어서, 작은 영역상에는 많은수의 컨택트 홀이 서로 간에 짧은 거리를 두고 존재하고(조밀한 구조체), 다른 영역에는 서로간에 큰 거리를 두고 있는 단지 극소수의 컨택트 홀(contact hole)만이 배열된다. 하나의 동일한 리소그래피 마스크의 이미징(imaging)에 의해 하나의 평면내에 모든 컨택트 홀을 동시에 생성하는 것이 바람직하다. 통상적으로, 조밀 구조체는 교번 위상 시프트 마스크에 의해(교번 PSM) 생성된다. 교번 PSM은 제 1 영역 및 제 2 영역을 가지는데, 그 영역들은 그들의 광학 두께 측면에서 서로 다르며, 그에 따라 교번 PSM의 제 1 영역을 통해 전달되는 기 설정된 파장을 가진 광과, 인접하는 제 2 영역을 통해 전달되는 동일 광원으로부터의 광은 위상차, 바람직하기로는 180° +/- 60°의 위상차를 갖게 된다. 예를 들어 콘택트 홀, 트렌치 또는 다른 구멍 형태와 같은 인접 구조체 또는 선형성 구조체는 리소그래피 마스크상에서 서로 다른 두께를 가진 대응 영역들에 의해 생성된다. 포토레지스트상에 리소그래피 마스크를 이미징하는 동안, 두 개의 인접하는 제 1 영역과 제 2 영역간의 각 위상 점프는 암 이미지 영역 또는 낮은 광 세기를 가진 이미지 영역을 생성하고, 그에 의해 인접 구조체는 현격하게 이격된다.
HTPSM(Half Tone Phase Shifting Masks)은 반-조밀성 또는 반-격리 및 격리 구조체들을 위해 이용되는데, 이들 마스크에서는 제 1 영역 및 제 2 영역이 전달광의 위상과, 그들의 투과성 또는 투과율 측면에서 서로 다르다.
DE 100 01 119 A1에는, 각각의 경우에 적어도 하나의 공간 방향으로의 광 투과 영역들간의 거리가 기설정된 제한 거리 미만이 되는 존(zone)에 있어서 교번 위상 시프트 마스크로서 형성되는 리소그래피 마스크가 설명되어 있다. 인접 광 투과 영역들간의 거리가 제한 거리보다 큰 존에서는, 각각의 경우에 위상 시프트 마스크가 HTPSM 또는 비크롬(chromeless) 위상 시프트 마스크로서 형성된다.
논문, (Optical Microlithograhpy XVI, Anthony Yen, Editor, Proceedings of SPIE Vol. 50/40 (2003)) R. Schenker 등에 의한 "Alternating Phase Shift Masks for Contact Patterning" 에는 조밀 콘택트에 대한 교번 위상과 반-조밀 및 격리 콘택트에 대한 위상 시프트 보조 구조체를 조합하여 이용한 것이 개시되어 있다. 상술한 위상 시프트 보조 구조체는 서로 멀리 떨어져 있으며 광이 다른 위상으로 전달되고, 리소그래피 마스크의 비투명 영역에 의해 에워싸여 있는 다수의 투명 영역을 포함한다.
EP 0 451 307 A1에는 석영으로 이루어진 캐리어상에 광 흡수 물질로 이루어진 마스크 패턴으로 위상 시프트 마스크를 제조하는 것이 개시되어 있다. 캐리어의 두께는, 마스크 패턴이 배열되지 않은 제 1 영역과 제 2 영역에서 다른 두께를 가진다. 제조를 위해 마스크 패턴이 우선적으로 생성된다. 제 1 영역은 포토레지스트에 의해 커버된다. 커버되지 않은 제 2 영역에서는, 캐리어가 그의 두께 감소를 위해 에칭된다.
상술한 논문의 기술들은 특정의 단점을 가지며 있는바, 예를 들어, 리소그래피 마스크의 리소그래피 이미징동안에 프로세스 윈도우 또는 허용 가능 파라메타 범위와 관련하여 특히 제약이 있다.
전반적이면서 기본적인 문제는 요구된 정밀도, 예를 들어, 비 투명 영역 및 투명 영역의 필요한 상대적인 위치적 정확성으로 리소그래피 마스크를 제조하는 것이다.
본 발명의 목적은 개선된 리소그래피 마스크를 제공하고, 반도체 부품을 생성하고 리소그래피 마스크의 생성을 위한 데이터 세트를 생성하는 개선된 리소그래피 마스크 제조 방법을 제공하는 것을 포함한다.
이러한 목적은, 청구항 1항에 따른 리소그래피 마스크와, 청구항 제6,7,16 및 17항에 따른 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 구현은 종속항에서 정의된다.
본 발명은 하나의 동일한 리소그래피 마스크상에 조밀 구조체를 위한 교번 PSM 섹션과, 또는 필요한 경우, 반-격리 및 격리 구조체를 위한 비 투명 주변체(예를 들어, RIM 섹션)에서 180°위상 천이를 가진 섹션을 제공한다는 개념에 기반한다. 리소그래피 마스크는 제 1 비투명 영역과, 리소그래피 마스크의 광학적 두께가 서로 다른 적어도 제 2 및 제 3 반투명 영역을 가진다. 교번 PSM 섹션에 있어서, 리소그래피 마스크는, 교번적으로 배열되고 제 1 영역에 의해 둘러싸인 다수의 제 2 영역 및 다수의 제 3 영역을 가진다. RIM 섹션에 있어서, 리소그래피 마스크는 RIM 구조체를 가진다. RIM 구조체는 제 2 영역에 의해 직접 둘러싸이고, 그 다음 다중 연속 제 1 영역에 의해 둘러싸인 제 3 영역을 구비한다. 제 3 영역을 둘러싸는 제 2 영역은 다중 연속적임이 바람직하다.
이 경우에, 대안적 배열은, 특히, 선형의 조밀한 구조 배열에 있어서 후자는 리소그래피 마스크의 제 2 및 제 3 영역에 의해 대안적으로 생성됨을 의미한다. 면적 조밀 구조 배열의 경우에, 제 2 및 제 3 영역은 체스판상의 블랙 영역과 화이트 영역과 유사하게 서로간에 수직한 2 방향으로 교번적으로 배열되고 서로 이격된다. 제 2 영역 및 제 3 영역의 교번성 배열은, 전반적으로, 소정의 제 3 영역이 제 2 영역의 각각에 가장 인접하게 배열되고, 소정의 제 2 영역이 제 3 영역의 각각에 가장 인접하게 배열되는 효과를 가진다. 교번 PSM 섹션내에서, 제 2 영역의 각각 및 제 3 영역의 각각은 하나씩 인접함이 바람직하다.
본 발명은 비투명성 제 1 영역과 적어도 반 투명성 제 2 및 제 3 영역을 가진 리소그래피 마스크 - 리소그래피 마스크는 상이한 광학적 두께를 가짐 -을 생성할 경우에, 적어도 주변 에지 영역의 리소그래피 마스크의 제 3 영역을 커버하지 않도록 제 2 영역의 비 투명층의 제거를 위해 마련된 제 1 레지스트 마스크를 생성한다는 개념에 기초한다. 제2 레지스트 마스크에 의해, 리소그래피 마스크의 광학적 두께는, 제 2 레지스트 마스크와 비투명층에 의해 커버되지 않은 제 3 층에서 변경된다.
이 방법은, 제1 및 제 2 레지스트 마스크간에 상대적인 측방향 오프셋 - 오프셋은 실제에 있어서는 원가를 과도하게 하면 회피될 수 있음 - 이 있는 경우에도, 서로 인접하고자 하는 제 2 영역 및 제 3 영역간에 존재하는 비 투명 영역의 잔여부가 없다는 장점이 있다. 이것은, 제 3 영역이 다중 연속 제 2 영역내에 배렬되는 상술한 RIM 구조를 가진 리소그래피 마스크의 경우에 특히 중요하다. 그러므로, 본 발명에 따른 방법은 교번 PSM 섹션 및 RIM 섹션을 가진 상술한 마스크에 특히 적합하다. 본 발명의 또 다른 장점은 제 2 레지스트 마스크가 낮은 측방향 해상도로 생성될 수 있다. 2개의 레지스트 마스크간의 상대적인 측방향 오프셋에 관한 공차 범위와, 측방향 해상도에 관한 공차 범위는 제 2 레지스트 마스크에 의해 커버되지 않은 제 3 영역의 주변 에지 영역의 너비에 의해 결정된다.
본 발명의 바람직한 예시적 실시예는 첨부 도면을 참조하여 이하에서 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 제 1 실시예를 나타낸 도면이다. 도 1에는 제 1 레지스트 마스크(10)와, 제 2 레지스트 마스크(12)와, 레지스트 마스크(10,12)에 의해 제조된 최종 리소그래피 마스크(14) 및 리소그래피 마스크(14)에 의해 리소그래픽하게 패터닝된 기판(16)에 대한 평면도가 도시된다. 레지스트 마스크(10,12)는 마스크 기판상에 리소그래피 마스크(14)를 제조하는 동안에 생성된다. 이후, 이하에 설명하겠지만, 그들의 측방향 구조체가 마스크 기판내에 또는 기판상에 이송됨으로서 리소그래피 마스크(14)가 획득된다.
패터닝된 기판(16)은 제 1 섹션(22)과, 제 2 섹션(24) 및 제 3 섹션(26)을 가지며, 각각은 하나 이상의 컨택트 홀 또는 통로 홀(32,34,36,38)을 가진다. 통로 홀(32,34,36,38)은 패터닝된 기판(16)의 가시적인 최상부층을 관통하여, 이러한 전기적 절연층의 위 및 아래에 놓인 배선 평면들 사이에 전기적 도전성 접속을 생성한다. 제 1 섹션(22)과 제 3 섹션(26)에 있어서, 통로 홀(32,38)은 격리 또는 반-격리 방식으로 배열된다. 즉, 그들은 서로간에 큰 거리, 특히, 기판(16)의 리소그래피 패터닝 동안에 이용된 광의 파장보다 훨씬 큰 거리를 유지한다. 제 2 섹션(24)에 있어서, 통로 홀(34,36)은 조밀 방식으로 배열된다. 즉, 그들은 서로간에 작은 거리, 특히, 기판(16)의 리소그래피 패터닝동안에 이용된 광의 파장보다 작은 거리를 유지한다.
실제 패터닝된 기판(16)에 있어서, 격리 또는 반-격리된 구조체를 가진 섹션(22,26)과 조밀 구조체를 가진 섹션(24)이 훨씬 더 확장되고/되거나 서로 간에 보다 멀리 떨어져 있어서, 한편의 격리 구조체(32,38)와 다른 한편의 조밀 구조체(34,36)간의 거리가 제 2 섹션(24)내의 인접한 조밀 구조체(34,36)간의 거리보다 훨씬 크게 될 수 있다. 도 1에서 섹션(22,24,26)의 상대적 공간 배열은 명확하고 공간 절약적으로 도시되도록 선택되었으며, 따라서, 특히 한편의 조밀 구조체(34,36)와 다른 한편의 반-격리 또는 격리 구조체(32,38)간의 거리는 축척으로 도시된 것이 아니다.
기판(16)의 리소그래픽 패터닝을 위한 리소그래피 마스크(14)에 있어서, 기판상의 리소그래피 마스크의 이미징의 통례적 축소(예를 들어 4:1의 축척)는 고려되지 않았다. 패터닝된 기판(16)에 따라, 리소그래피 마스크(14)는 제 1 섹션(42)과 제 2 섹션(44) 및 제 3 섹션(46)을 가지며, 그들은 제 1 섹션(22)과 제 2 섹션(24) 및 제 3 섹션(26)을 패터닝하기 위해, 기판의 제 1 섹션(22)과 제 2 섹션(24) 및 제 3 섹션(26)상에 각각 증착된다. 리소그래피 마스크(14)는 제 1 비 투명 영역(50,52,54,56,58)을 가진다. 비 투명 영역에 있어서, 리소그래피 마스크(14)는 그의 기판상에 얇은 광 흡수층을 가지는데, 그 층은 예를 들어, 크롬으로 이루어진다. 제 1 비 투명 영역(50,52,54,56,58)은 1% 이하의 투과율을 가짐이 바람직하며, 보다 바람직하기로는 1/1000 이하의 투과율을 가짐이 바람직하다.
또한, 리소그래피 마스크(14)는 제 2 영역(60,62,64,66)과 제 3 영역(70,72,74,76)을 가지며, 리소그래피 마스크(14)는 적어도 반 투명성으로서, 6% 이상의 투과율 또는 바람직하게는 거의 100%의 투과율을 가진다. 제 2 영역 및 제 3 영역에 있어서, 리소그래피 마스크(14)는 비 투명층을 가지지 않거나 보다 작은 두께의 비 투명층을 가진다.
제 2 영역(60,62,64,66) 및 제 3 영역(70,72,74,76)에 있어서의 차이는 리소그래피 마스크(24)의 광학적 두께 때문에 이루어지는데, 즉 제 2 영역(60,62,64,66)을 통해 전달되는 기 설정된 파장의 광이, 인접하는 제 3 영역(70,72,74,76)을 통해 전달되는 동일 광 소오스로 부터의 광에 비해, 기설정된 간격의 위상차, 바람직하기로는 120°와 240° 사이, 보다 바람직하기로는 180°의 위상차를 가지게 된다.
리소그래피 마스크(14)는 전체 영역위에 초기에 제공된 얇은 비 투명층을 가지되, 높은 투과성 물질로 이루어진 마스크 기판으로부터 제조되거나 생성됨이 바람직하다. 투과성 물질은 바람직하기로는 석영 글래스이다. 비 투명층은 예를 들어 크롬으로 이루어진다. 적어도 반 투명성의 제 2 영역 및 제 3 영역(60,62,64,66,70,72,74,76)은 비투명층을 국부 제거함으로서 생성된다. 제 3 영역에 있어서, 투과성 물질의 두께는 인접하는 제 2 영역에 비해 크기가 작다.
이 경우, λ1은 마스크를 에워싼 매체(예를 들어, 공기, 질소, 진공)내에서 기판(16)상의 최종 리소그래피 마스크(14)의 리소그래피 이미징을 위해 이용되는 광의 파장이고, n1은 마스크를 에워싼 매체의 굴절율이며, n2는 물질층의 굴절율로서, 그에 의해 제 2 영역 및 제 3 영역이 달라지게 된다. 두께 △를 가진 층의 이러한 제거는 바람직하게는 에칭에 의해 달성되며, 이에 대해서는 이하에서 보다 상세하게 설명하겠다.
리소그래피 마스크(14)를 제조 또는 생성하기 위해, 마스크 기판은 2개의 레지스트 마스크(10,12)를 이용하여 패터닝된다. 레지스트 마스크(10,12)의 생성을 위해, 제 1 레지스터 마스크(10)를 묘사한 제 1 데이터 세트와 제 2 레지스트 마스크(12)를 묘사한 제 2 데이터 세트가 생성된다. 각 데이터 세트는, 예를 들어, 전자 빔, 이온 빔 또는 레이저 빔에 의해 대응하는 레지스트 마스크가 생성되도록 ( 마스크 기판상의 전체 영역위에 초기에 마련된) 레지스트 층을 패터닝하는데(필요하다면 후속하는 현상 단계와 함께) 필요한 모든 데이터를 포함한다. 특히, 각 데이터 세트는 레지스트 마스크의 모든 개구들의 수효, 배열, 크기 및 형태를 정의한다. 본 기술 분야에 있어서, 이러한 유형의 데이터 세트에 대한 일련의 데이터 포맷은 고안 프로그램에 의해 생성될 수 있고, 예를 들어, 전자 빔, 이온 빔 및 레이저 빔을 대응적으로 제어하기 위해 레지스트의 패턴을 위한 전자 빔, 이온 빔 및 다른 배선 장치에 의해 독출될 수 있다고 알려져 있다.
제 1 레지스트 마스크(10)를 묘사하는 제 1 데이터 세트는 제 2 영역(60,62,64,66)과 제 3 영역의 일부를 더한 것에 대응하는 제 1 레지스터 마스크(10)내의 개구(80,82,84,86)를 정의한다. 특히, 개구(80,86)는 반-조밀 또는 격리 구조(32,38)를 생성하기 위해 마련된 섹션(42,46)내의 제 3 영역(70,76)을 둘러싼다. 반-조밀 또는 격리 구조체(32,38)는 단일 연속 제 3 영역(70,76)이 바로 인접한 다중 연속 제 2 영역(60,66)에 의해 둘러싸이는 RIM 유형 구조체에 의해 생성된다. 조밀 구조체(34,36)는 다중 연속 제 1 영역(50)에 의해 직접 둘러싸이고 그에 인접한 단일 연속 제 2 및 제 3 영역(62,64,72,74)의 교번 배열에 의해 형성되는 리소그래피 마스크(14)상의 교번 PSM 구조체에 의해 생성된다. 제 1 레지스트 마스크(10)를 묘사한 제 1 데이터 세트는 조밀 구조체(34,36)의 생성을 위한 제 2 섹션(44)내의 제 3 영역(72,74)에 대응하거나 그들을 둘러싸는 무 개구(no openings)를 정의한다.
결론적으로, 제 1 데이터 세트에 의해 정의된 제 1 레지스트 마스크(10)의 개구(80,82,84,86)는 제 2 영역(60,62,64,66)의 모두와, 제 2 영역(60,66)에 바로 인접한 제 3 영역(70,76)의 모두를 둘러싼다.
제 2 레지스트 마스크(12)는 제 2 데이터 세트에 의해 묘사된다. 제 2 데이터 세트는 제 3 영역(70,72,74,76)의 모두에 대응하는 개구(90,92,94,96)를 정의한다.
2개의 데이터 세트의 생성 이후, 우선적으로, 제 2 레지스트 마스크(12)가 마스크 기판상에 생성된다. 이를 위해, 전자 빔, 이온 빔 또는 레이저 빔이나 몇가지 다른 방식에 의해 패터닝될 수 있는 레지스트에 의해 마스크 기판이 전체 영역위에 코팅된다. 이러한 레지스트 층은 제 2 데이타 세트의 제어하에서, 전자 빔, 이온 빔, 레이저 빔 또는 몇가지 다른 방식에 의해 국부적으로 노출되거나 기록되고, 후속적으로 레지스트층내에 개구(90,92,94,96)를 생성하기 위해 현상된다. 제 2 데이터 세트에 의해 묘사된 바에 따라, 개구(90,92,94,96)는 최종 리소그래피 마스크(14)의 제 3 영역(70,72,74,76)에 대응한다.
그 다음, 제 2 레지스트 마스크(12)는 에칭 마스크로서 작용한다. 개구(90,92,94,96)의 영역에 있어서, 비투명층과 마스크 기판의 투과성 물질의 전술한 두께 △를 가진 층이 제거된다. 이것은, 단일 에칭제를 이용한 단일 에칭 단계 또는 2회의 에칭 단계에 의해 달성되며, 단지 비투명층만이 제 1 에칭제를 이용한 제 1 에칭 단계에서 제거되고, 마스크 기판의 투과성 물질은 제 2 에칭제를 이용하는 제 2 에칭 단계에서 제거된다. 적어도 투과성 매체의 제거는 바람직하게 이방성 에칭 단계에서 달성된다. 이 경우, 제 2 에칭 단계전에, 레지스트 마스크는 제거되며, 이미 패터닝된 비투명층은 제 2 에칭 단계를 위한 에칭 마스크로서 이용된다.
제 3 영역(70,72,74,76)이 제 2 레지스트 마스크(12)에 의해 생성되고, 제 2 레지스트 마스크(12)가 다시 제거되고 나면, 제 1 레지스트 마스크(10)는 대응하는 방식으로 생성되지만, 이러한 생성은 제 1 데이터 세트의 제어하에 이루어진다. 제 1 데이터 세트에 따라 제 1 레지스트 마스크(10)에 생성된 개구(80,82,84,86)는 제 2 영역(60,62,64,66)과 제 2 영역(60,66)에 바로 인접한 제 3 영역(70,76)을 둘러싼다. 예시적으로, 제 1 레지스트 마스크(10)와 관련하여 기존에 생성된 제 3 영역(70,72,74,76)의 에지(701,721,742,762)는 절단선으로 표시된다.
제 1 레지스트 마스크(10)는 개구(80,82,84,86)에 의해 정의된 제 2 영역(60,62,64,66)내의 비투명층의 제거를 위한 에칭 마스크로서 작용한다. 바람직하게, 비투명층은 마스크 기판의 투과성 물질인 아닌 비 투명층에만 선택적으로 작용하여 그를 제거하는 에칭제에 의해 제거된다.
리소그래피 마스크(14)는 제 1 레지스트 마스크(10)의 제거후에 완료된다. 제 1 레지스트 마스크(10)와 제 2 레지스트 마스크(12)간의 상대적인 측방향 오프셋이 존재하는 경우에도, 서로 간에 바로 인접하고자 하는 제 2 영역(60,66)과 제 3 영역(70,76)간에는 비투명층의 잔여부가 존재하지 않음이 명백하다.
도 2는 본 발명의 추가적인 예시적 실시예를 나타낸 도면이다. 리소그래피 마스크(14)는 도 1을 참조하여 상기에서 설명한 리소그래피 마스크와 유사한 것이다. 그에 준하여, 리소그래피 마스크(14)에 의해 리소그래픽하게 패터닝된 기판(16)은 도 1을 참조하여 상술한 기판과 유사하다. 리소그래피 마스크는 도 1을 참조하여 전술한 바와 같이 제 2 리소그래피 마스크에 의해 생성되며, 제 2 레지스트 마스크(12)는 도 1을 참조하여 전술한 제 2 레지스트 마스크(12)와 유사하게 초기에 이용된다.
리소그래피 마스크(14)의 제조는, 제 1 레지스트 마스크(10)의 형태 또는 측방향 구조 때문에, 도 1을 참조하여 상술한 것과는 다르다. 반-격리 또는 격리 구조체(32,38)의 생성을 위해 마련된 섹션(42,46)내의 개구(80,86)는 제 2 영역(60,66)외에, 제 2 영역(60,66)에 인접한 완전한 제 3 영역(70,76)이 아닌 제 2 영역(60,66)에 바로 인접한 그들의 에지 영역(702,762)만을 둘러싼다. 제 2 영역(60,66)에 인접한 제 3 영역(70,76)의 에지 영역(702,762)은 기설정된 상수 너비를 가짐을 특징으로 한다. 대안적으로, 한 방향으로 병렬 배열된 에지의 너비와 그 방향에 수직한 방향으로 병렬 배열된 에지 섹션의 너비는 2개의 다른 기 설정값을 가진다.
제 1 레지스트 마스크(10)의 생성을 위해 이용되는 제 1 데이터 세트는 개구(80,86)에 대해, 또는 바람직하기로는 모든 개구(80,82,84,86)에 대해 에지 영역(702,762)의 너비의 과도하거나 확장된 크기를 설정함으로서 특히 간단히 생성될 수 있다. 그러므로, 단지 제 2 영역(60,62,64,66) 또는 그의 배열, 크기 및 형태만이 제 1 데이터 세트를 생성하는데 필요하다. 이들 에지 또는 제 2 영역(60,62,64,66)의 가장자리나 경계(이들은 제 3 영역에 인접한 것이 아니라, 제 1 영역(50,52,54,56,58)에 인접함)의 변이를 피하기 위해, 제 2 영역(60,62,64,66)이 초기에 보다 작게 정의되거나, 보다 작게 정의된 제 2 영역(60,62,64,66)이 제 1 데이터 세트의 생성을 위해 이용된다. 이것이 의미하는 것은, 제 1 영역(50,52,54,56,58)에 인접한 모든 경계 또는 에지(601,621,641,661)가 에지 영역(702,762)의 너비만큼, 제 1 영역(50,52,54,56,58)으로 부터 멀리 이동된다는 것이다. 이러한 변이의 보상은, 제 1 데이터 세트에 의해 정의된 개구(80,82,84,86)가 제 2 영역(60,66)에 바로 인접한 제 3 영역(70,76)의 단지 에지 영역(702,762)에 의해서만 제 2 영역(60,62,64,66)과 달라지도록 제 2 영역(60,62,64,66)을 확장시키는 후속 동작동안에 이루어진다. 제 1 데이터 세트의 이러한 생성은, 상술한 영역 확장이 데이터 세트를 생성하는데 이용되는 소프트웨어의 기능 범주의 정규적 일부이기 때문에 특히 바람직하다.
에지 영역(702,762)의 너비 크기만큼의 제 1 레지스트 마스크(10)와 제 2 레지스트 마스크(12)의 상대적 위치 에러로 인해, 리소그래피 마스크(14) 제조 동안에, 서로간에 인접하고자 하는 제 2 영역(60,66)과 제 3 영역(70,76) 사이에 비투명층이 존재하지 않게 된다.
도 3은 본 발명의 추가적인 실시예를 나타낸 도면이다. 리소그래피 마스크(14)는 도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 리소그래피 마스크와 유사하다. 그에 준하여, 리소그래피 마스크(14)에 의해 리소그래픽하게 패터닝된 기판(16)은 도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 패터닝된 기판과 유사하다.
그러나, 리소그래피 마스크의 제조는 도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 것과는 다르다. 우선적으로, 제 1 레지스트 마스크(10)를 묘사한 제 1 데이터 세트와 제 2 레지스트 마스크(12)를 묘사한 제 2 데이터 세트가 생성된다. 제 1 데이터 세트는 제 1 레지스트 마스크(10)의 개구(80,82,84,86,102,104)를 정의한다. 제 1 데이터 세트에 의해 정의된 개구는 리소그래피 마스크의 제 2 영역(60,62,64,66)과 제 3 영역(70,72,74,76)에 대응한다. 다른 방식에 있어서, 개구(80,82,84,86,102,104)는 제 2 영역(60,62,64,66)과 제 3 영역(70,72,74,76)의 단일 영역 세트에 대응한다.
제 2 데이터 세트는 제 2 레지스트 마스크(12)의 개구(90,92,94,96)에 대응한다. 이 경우, 개구(90,92,94,96)는 제 3 영역(70,72,74,76)과, 제 3 영역(72,74)에 바로 인접한 제 1 영역(50)의 에지 영역(722,742)을 가산한 것에 대응한다. 이들 에지 영역은 기 설정된 너비를 가진다는 특징이 있다. 대안적으로, 에지 영역(722,742)은 한 방향으로 병렬 배열된 섹션의 기설정된 제 1 너비와, 그에 수직한 방향으로 배열된 에지 영역(722,742)의 섹션의 기설정된 제 2 너비를 가짐을 특징으로 한다. 제 3 영역(70,72,74,76)이 리소그래피 마스크(14)의 제 2 섹션(44)내의 제 1 영역(50,52,54,56,58)에 바로 인접하고, 제 2 섹션이 조밀 구조체(34,36)의 생성을 위해 제공되기 때문에, 개구(92,94)가 제 3 영역(72,74)에 비해 확장되는 것은 제 2 영역(44)에서만 이루어진다.
제 1 데이터 세트의 제어하에, 패터닝되지 않은 마스크 기판상의 전체 영역위에 제공된 레지스트 층이 패터닝된다. 이것은, 도 1 및 도 2를 참조하여 상술한 바와 같이, 전자 빔, 이온 빔, 레이저 빔 또는 몇가지 다른 방식으로 달성된다. 필요한 경우, 전자 빔, 이온 빔 또는 레이저 빔에 의해 기록된 영역을 제거하고 그에 따라 개구(80,82,84,86,102,104)를 생성하기 위해 레지스트 층이 현상된다(네가티브 레지스트). 대안적으로, 현상동안에, 개구(80,82,84,86,102,104)를 생성하기 위해 전자 빔, 이온 빔 또는 레이저 빔에 의해 변경되지 못한 이들 영역이 제거된다(포지티브 레지스트). 레지스트층이 기록 또는 조사에 의해 국부적으로 제거되면, 현상 단계는 불 필요할 수 있다.
개구(80,82,84,86,102,104)의 영역의 마스크 기판의 비투명층을 제거하기 위해 제 1 레지스트 마스크(10)가 에칭 단계에서 이용된다. 이 경우에 이용된 에칭제는 단지 비투명층만을 제거할 뿐이며, 마스크 기판의 투과성 물질을 제거하지 못하고, 등방성 또는 비등방성으로 작용한다. 그 다음에 제 1 레지스트 마스크(10)가 제거된다.
마스크 기판상의 전체 영역위에 추가적인 레지스트층이 생성되어 제 2 데이터 세트의 제어하에 측방향으로 패터닝된다. 이것은, 바람직하게, 제 1 레지스트 층의 패터닝과 유사한 방식으로 달성된다. 개구(90.92,94,96)가 발생된다. 따라서, 생성된 제 2 레지스트 마스크(12)는 개구(92,94)내의 제 3 영역(72,74)에 인접한 에지 영역(722,742)의 비투명층을 커버하지 못한다. 제 2 레지스트 마스크(12) 및 개구(92,94)에 의해 커버되지 않은 비투명층은 후속하는 에칭 단계에서 마스크 기판의 투과성 물질을 에칭하는 에칭 마스크로서 작용한다. 이 경우, 제 2 레지스트 마스크(12)와 비투명층에 의해서 커버되지 않은 이들 영역에서의 투과성 물질이 제거된다. 그 영역들은 제 3 영역(70,72,74,76)이다. 에칭 단계는 상술한 바와 같이, 두께 △만큼 마스크 기판의 투과성 물질을 제거한다.
제 2 레지스트 마스크(12)의 제거후에 리소그래피 마스크(14)가 완료된다. 제 1 레지스트 마스크(10)가, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 방법의 경우와 동일한 방식으로, 제 2 영역(60,66)외에, 제 2 영역(60,66)에 바로 인접한 제 3 영역(70,76)을 둘러싸는 개구(80,86)를 가지기 때문에, 이러한 제조 방법에서는 레지스트 마스크(10,12)들간의 상대적인 위치 오프셋 때문에, 서로간에 바로 인접하려고 하는 제 2 영역(60,66)과 제 3 영역(70,76) 사이에 비투명층의 잔여부가 존재하는 상황이 일어나지 않게 된다. 도 2를 참조하여 상술한 바와 같이, 개구(80,86)가 제 2 영역(60,66)에 인접한 전체 제 3 영역(70,76)을 둘러싸지 않고, 단지 제 3 영역의 에지 영역만을 둘러싸는 경우에 유사한 결과가 획득될 수 있다.
그러나, 도 3을 참조하여 설명한 방법은, 리소그래피 마스크(14)의 제 2 섹션(44) - 제 2 섹션은 조밀 구조체(354,36)의 생성을 위해 마련됨 - 의 제 3 영역(72,74)의 에지(721,741)가 비투명층의 개구에 의해 정의되는 추가적인 장점이 있다. 비투명층의 이들 개구는 제 1 레지스트 마스크(10)에 의해 제 2 영역(62,64)과 동시에 생성된다. 리소그래피 마스크(14)의 제 2 섹션(44) - 제 2 섹션은 조밀 구조체(34,36)의 생성을 위해 마련됨 - 내의 제 2 영역 및 제 3 영역(62,64,72,74)의 상대적 배열은 제 1 레지스트 마스크(10)에 의해 배타적으로 정의된다. 그러므로, 레지스트 마스크(10,12)간의 상대적 오프셋은 리소그래피 마스크(14)의 제 2 섹션(44)내의 제 2 및 제 3 영역(62,64,72,74)의 상대적 배열에 대한 영향을 주지 않는다. 레지스트 마스크(10,12)가 에지 영역(722,742)의 너비보다 크지 않을 만큼 서로에 대해 오프셋된다면, 이러한 것은 유효하게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 예시적 실시예를 나타낸 도면이다. 최종 리소그래피 마스크(14)와, 리소그래피 마스크(14)에 의해 리소그래픽하게 패터닝된 기판(16)(도 4에 도시되지 않음)은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 것과 유사하다. 3개의 레지스트 마스크(10,12,110)는 리소그래피 마스크(14)의 생성을 위해 이용된다. 레지스트 마스크는 이전에 생성된 3개의 데이터 세트의 제어하에, 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술한 방식과 유사한 방식으로 패터닝된다.
제 1 데이터 세트는 제 1 레지스트 마스크(10)의 개구(80,82,84,86,102,104)를 묘사한다. 이들 개구(80,82,84,86,102,104)는 그들의 배열, 형태 및 크기와 관련하여, 최종 리소그래피 마스크(14)의 제 2 영역(60,62,64,66)과 제 3 영역(70,72,74,76)에서, 제 3 영역(70,76)에 인접한 제 2 영역(60,66)의 프레임형 에지 영역을 공제한 것에 대응한다.
제 2 레지스트 마스크(12)를 묘사하고, 그의 생성을 제어하기 위해 마련된 제 2 데이터 세트는 제 3 영역(70,72,74,76)과, (제 2 섹션내의) 제 1 영역(50)과 (제 1 섹션과 제 3 섹션(42,46)내의) 제 2 영역(60,66)의, 제 3 영역에 인접한 에지 영역(702,722,742,762)을 가산한 것에 대응하는 제 2 레지스트 마스크(12)의 개구(90,92,94,96)를 정의한다. 이들 에지 영역은 기설정된 너비를 가짐을 특징으로 하거나, 제 1 방향에 병렬인 섹션의 기설정된 제 1 너비와, 그에 수직한 제 2 방향에 병렬인 섹션의 기설정된 제 2 너비를 가짐을 특징으로 한다.
제 3 데이터 세트는, 그들의 배열과, 형태 및 크기와 관련하여, 보조 프레임(122,124)과, 외부측상에서 보조 프레임에 인접한 에지 영역(134,136)을 가산한 것에 대응하는 개구(130,132)를 정의한다.
제 1 데이터 세트의 제어하에 생성된 제 1 레지스트 마스크(10)는 제 2 영역(60,66)과 제 3 영역(70,76)에 필수적으로 대응하되, 그의 내부에 레지스트 보조 프레임(112,114)이 배열되는 개구(80,86)를 포함한다. 레지스트 보조 프레임(112,114)은 제 3 영역(70,76)에 바로 인접한 제 2 영역(60,66)의 에지 영역에 대응한다. 바람직하게, 그들은 도 2 및 도 3을 참조하여 상기에서 특징으로 하고 잇는 에지 영역(702,722,742,762)에 대해 유사한 방식으로 기설정된 너비를 갖거나, 또는 제 1 방향에 병렬인 섹션의 기설정된 제 1 너비와 그에 수직한 제 2 방향에 병렬인 섹션의 기설정된 제 2 너비를 가짐을 특징으로 한다.
제 1 리소그래피 마스크(10)는 에칭 마스크로 작용하여, 개구(82,84,86,102,104)내에 커버되지 않은 마스크 기판의 비투명층의 영역들을 제거한다. 제 1 레지스트 마스크의 개구(80,82,84,86,102,104)에 따라, 비투명층은 제 3 영역에 인접하지 않은 제 2 영역(62,64)과 제 3 영역(70,72,74,76)에서 완전히 제거된다. 비투명층은 제 3 영역(70,76)에 인접한 제 2 영역(60,66)에서 부분적으로 제거되고, 비투명층으로 이루어지고, 제 3 영역(70,76)에 바로 인접한 보조 프레임은 레지스트 보조 프레임(112,114)과 일치하여 잔류하게 된다. 제 2 및 제 3 영역(60,62,64,66,70,72,74,76)의 에지(601,621,641,661,701,721,741,761)와 보조 프레임(122,124)의 외부 에지(1221,1241)는 이하에서 설명할 제 2 레지스트 마스크(12)의 경우에 절단선으로 표시된다. 보조 프레임(122,124)의 내부 에지는 제 2 영역(60,66)에 바로 인접한 제 3 영역(70,76)의 에지(701,761)에 대응한다.
제 1 레지스트 마스크의 제거후, 제 2 레지스트 마스크(12)는 상기에서 여러번 언급한 것과 유사한 방식으로 제 2 데이터 세트의 제어하에 생성된다. 마스크 및, 개구(90,92,94)내의 프레임형 방식으로 커버되지 않은 비투명층의 영역들은 마스크 기판의 투과성 물질의 두께 △를 가진(전술한 것을 참조)층을 제거하기 위한 에칭 마스크로서 작용한다. 결과적으로, 마스크 기판의 투과성 물질은 제 2 레지스트 마스크(12)와 비투명층에 의해 커버되지 않은 영역에서만 제거된다. 결과적으로, 이러한 방식으로 패터닝된 제 3 영역(70,72,74,76)의 에지(701,721,741,761)는 제 2 영역(60,62,64,66)의 에지(601,621,641,661)와 동일한 방식으로 제 1 레지스트 마스크(10)에 의해 정의된다. 그 결과, 제 2 영역(60,62,64,66)과 제 3 영역(70,72,74,76)의 상대적인 배열은 명확하게 정의되며 제 1 레지스트 마스크(10)와 제 2 레지스트 마스크(12)간의 상대적인 오프셋에 의한 영향을 받지 않는다. 제 1 레지스트 마스크(10)와 제 2 레지스트 마스크(12)간의 상대적인 오프셋이 에지 영역(702,722,742,762)의 너비보다 크지 않고, 그에 의해 개구(90,92,94,96)가 제 3 영역(70,72,74,76)보다 크다면, 이러한 것은 유효하게 된다.
제 2 레지스트 마스크(12)의 제거후, 제 3 레지스트 마스크(110)는, 상기에서 수차례 설명한 바와 같이, 제 3 데이터 세트의 제어하에 마스크 기판상에 생성된다. 제 3 레지스트 마스크(110)는 보조 프레임(122,124)의 제거를 위한 에칭 마크스로서 이용된다. 이를 위해, 바람직하게, 제 1 레지스트 마스크(10)가 비투명층으로 이송될 때, 마스크 기판의 투과성 물질을 제거하지 못하는 동일 에칭제가 이용된다. 최종 리소그래피 마스크(14)는, 보조 프레임(122,124)과 제 3 레지스트 마스크(110)의 제거후에, 존재하게 된다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 레지스트 마스크와는 다르게, 도 4에 도시된 레지스트 마스크(10,12,110)는 직사각형 구조 및 코너가 라운드(round)형으로 된 구조를 가진다. 코너의 라운딩은 대응하는 레지스트 마스크의 생성을 제어하는 데이터 세트내에 제공되거나 레지스트 마스크를 형성하는 레지스트층을 측방향으로 패터닝하는 프로세스의 해상도 성능에 의해 조정된다. 전술한 바와 같이, 제 2 영역 및 제 3 영역(60,62,64,66,70,72,74,76)의 배열, 크기 및 형태는 제 1 레지스트 마스크(10)에 의해 배타적으로 정의된다. 그러므로, 최대 해상도를 가진 제 1 레지스트 마스크(10)를 생성하는 것이 바람직하다. 반대로, 제 2 레지스트 마스크(12)와 제 3 레지스트 마스크(110)는 낮은 해상도로 생성될 수 있다. 따라서, 리소그래피 마스크(14)의 제조 원가가 감소될 수 있다. 예를 들어, 제 1 레지스트 마스크(10)는 전자 빔 기록기에 의해 패터닝되고, 제 2 레지스트 마스크(12)와 제 3 레지스트 마스크(110)는 (가시 또는 비가시)광에 의해 패터닝될 수 있는데, 이는 해상도가 낮은 반면 원가 또한 저렴하다. 이 경우, 도 4와는 다르게, 제 2 및 제 3 레지스트 마스크(12)의 모든 코너가 라운드형으로 된다.
그러나, 코너의 라운딩은, 레지스트 마스크들간의 동시성의 상대적인 최대 위치 오프셋이 일어나지 않는 한, 유용하다. 동시에, 코너의 라운딩은 대각선 방향으로 인접한 구조체, 예를 들어 제 1 영역(52,54,56,58)을 가진 개구(96 또는 132)의 오버랩(overlap)에 대한 위험성을 줄인다.
도 5 및 도 6은 이하에 설명될 도 1 내지 도 4에서 설명한 데이터 세트의 생성과 관련된 도면이다. 도면에는 레지스트 마스크의 생성을 제어하기 위한, 열간( 보조 데이터 세트(152,154,156,158,160,162)와 그로부터 생성된 데이터 세트(164,166,168)가 도시된다. 이 경우, 데이터 세트에 의해 정의된 영역은 도 5 및 도 6에 도시된다. 도 1 내지 도 4의 레지스트 마스크(10,12,110) 및 리소그래피 마스크(14)의 도면에 일치하도록, 도 5 및 도 6에는 반-격리 또는 격리 구조체(32,38)의 리소그래픽 생성을 위해 마련된 제 1 및 제 3 섹션(42,46)의 외부 좌측 및 외부 우측위가 도시된다. 조밀 구조체(34,36)의 리소그래픽 생성을 위해 마련된 제 2 섹션(44)은, 각각의 경우에, 중심에 도시된다. 예를 들어, 도 5 및 도 6에는 도 4를 참조하여 설명한 예시적인 실시예의 데이터 세트의 생성이 도시된다.
제 1 보조 데이터 세트(152)는 좌측으로 경사진 해칭에 의해 도시된 제 2 영역(60,62,64,66)과, 오른쪽으로 경사진 해칭(hatching)에 의해 도시된 제 3 영역(70,72,74,76)을 정의한다. 바람직하게, 이들 제 2 영역 및 제 3 영역의 각각의 배열, 형태 및 크기에 대한 정보는 단일 데이터 세트내에 존재한다. 대안적으로, 제 1 보조 데이터 세트(152)는 다수의 부분 데이터 세트를 포함하며, 그 데이터 세트들은, 각각의 경우에, 단지 하나의 섹션 또는 다수의 섹션(42,44,46)을 설명하고/하거나 단지 제 2 영역(60,62,64,66) 또는 단지 제 3 영역(70,72,74,76)만을 정의한다.
제 2 보조 데이터 세트(154)는, 모든 측면에 대해 크기 k만큼 확장시키거나, 너비 k를 가진 프레임형 에지 영역을 추가함에 의해, 제 1 섹션(42) 또는 제 3 섹션(46)에 배열된 제 3 영역(70,76)에 나타나거나, 또는 제 2 영역(60,66)에 바로 인접한 제 3 영역(70,76)에 나타난 영역(172,174)을 정의한다. 그 영역(172,174)은 도 4를 참조하여 전술한 제 2 레지스트 마스크(12)의 개구(90,96)에 대응한다.
제 3 보조 데이터 세트(156)는 모든 측면에 대해 크기 a만큼 확장시키거나, 너비 a를 가진 바로 인접한 프레임형 에지 영역을 추가함에 의해, 제 1 섹션(42) 또는 제 3 섹션(46)에 배열된 제 3 영역(70,76)에 나타나거나, 또는 제 2 영역(60,66)에 바로 인접한 제 3 영역(70,76)에 나타난 영역(176,178)을 정의한다.
제 4 보조 데이터 세트(158)는 모든 측면에 대해 크기 a+k만큼 확장시키거나, 너비 a+k를 가진 바로 인접한 프레임형 에지 영역을 추가함에 의해, 제 1 섹션(42) 또는 제 3 섹션(46)에 배열된 제 3 영역(70,76)에 나타나거나, 또는 제 2 영역(60,66)에 바로 인접한 제 3 영역(70,76)에 나타난 영역(180,182)을 정의한다. 그 영역(180,182)은 도 4를 참조하여 전술한 제 3 레지스트 마스크(110)의 개구(130,132)에 대응한다.
제 5 보조 데이터 세트(160)는 제 3 보조 데이터 세트(156)의 영역(176,178)으로부터, 제 2 영역(60,66)에 바로 인접하거나 제 1 섹션 또는 제 3 섹션(42,46)내에 배열된 제 3 영역(70,76)을 공제한 것에 대응하는 프레임형 영역(184,186)을 정의한다. 프레임형 영역(184,186)은, 배열, 크기 및 형태와 관련하여, 도 4를 참조하여 전술한 레지스트 보조 프레임(112,114)에 대응한다.
제 6 보조 데이터 세트(162)는, 모든 측면에 대해 크기 k만큼 확장시키거나, 너비 k를 가진 바로 인접한 프레임형 에지 영역을 추가함에 의해, 이들에 보다 직접적으로 인접하되, 제 2 영역에 바로 인접한 것이 아니라 제 2 섹션(44)내에 배열되는 제 3 영역(72,74)에 나타난 영역(188,190)을 정의한다. 그 영역(188,190)은 도 3 및 도 4를 참조하여 전술한 제 2 레지스트 마스크(12)의 개구(92,94)에 대응한다.
제 1 데이터 세트(164)는 도 4에 전술한 제 1 레지스트 마스크(10)의 개구(80,82,84,86,102,104)에 대응하며, 따라서 본 명세서에서 동일한 참조번호가 부여된 영역을 정의한다. 그 영역은 제 1 데이터 세트(152)에 정의된 제 2 및 제 3 영역(60,62,64,66,70,72,74,76)의 합산 또는 통합 세트로 부터 제 5 보조 데이터 세트(150)에 정의된 프레임형 영역(184,186)이 공제된 영역이다.
제 2 데이터 세트(166)는 도 4를 참조하여 전술한 제 2 레지스트 마스크(12)의 개구(90,92,94,96)에 대응하고, 따라서, 본 명세서에서 동일한 참조번호가 부여된 영역을 정의한다. 그 영역은 제 2 보조 데이터 세트(154)에 정의된 영역(172,174)과 제 6 보조 데이터 세트(162)에 정의된 영역(188,190)의 합산 또는 통합 세트에 나타난 영역이다.
제 3 데이터 세트(168)는 도 4를 참조하여 전술한 제 3 레지스트 마스크(110)의 개구(130,132)에 대응하며, 따라서, 본 명세서에서 동일한 참조번호가 부여된 영역을 정의한다. 이들 영역(130,132)은 제 4 보조 데이터 세트(158)내에 정의된 영역(180,182)에 나타난 영역이거나 그들과 동일한 영역이다.
도 6에 도시된 데이터 세트(164,166,168)는 생성될 레지스트 마스크의 배열, 크기 및 형태를 정의한다. 네가티브 레지스트의 경우, 데이터 세트(164,166,168)에 정의되고 도 6에 해칭 방식으로 도시된 영역(80,82,84,86,102,104,90,92,94,96,130,132)이 (필요하다면, 현상 단계 이후) 전자 빔, 이온 빔 또는 레이저 빔이나 몇가지 다른 방식에 의해 노출되거나 기록됨으로써 레지스트층에 대응하는 개구가 획득된다. 그 대신에, 포지티브 레지스트의 경우, 도 6에서 해칭되지 않는 주변 영역이 기록되거나 노출된다.
크기 k는 레지스트 마스크(10,12,110)들 간의 상대적 오프셋의 최대 크기이다. 크기 a는 제 5 보조 데이터 세트(160)에 정의된 프레임형 영역(184,186)이나 도 4를 참조하여 전술한 비투명층으로 이루어진 보조 프레임(122,124)의 너비에 대응한다. 바람직하게, 크기 a는 크기 k의 적어도 2배, 즉, a=2k 또는 a〉2k에 대응한다.
확장된 영역(172,174,176,178,180,182,188,190)과 그로부터 도출된 영역(184,186,90,94,96,130,132)은 도 5 및 도 6에 라운드형 코너로 도시된다. 반경은 k, a, 또는 a+k이다. 대안적으로, 각각의 경우에, 그 확장은 라운드형 코너가 없는 직사각형이 생성되는 방식으로 이루어진다.
도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 예시적 실시예에 있어서, 각각의 경우에, 그 확장은 동일한 크기 k, a 또는 a+k 및 모든 방향으로 이루어진다. 대안적으로, 그 확장은 다른 크기로, 상호간에 수직인 2 방향으로 이루어진다. 이것은, 레지스트 마스크들간의 보다 큰 상대적 오프셋이 한 방향과, 그에 수직한 다른 방향에서 발생할 수 있음을 미리 알고 있다면, 바람직하다. 또한, 다른 제 3 영역(70,72,74,76)을 다른 크기 k, k' 또는, a, a' 또는 a+k, a+k'까지 확장시킬 수 있다.
리소그래피 마스크의 제 2 영역과 제 3 영역간의 치수 또는 거리는 레지스트 마스크(10,12,110)의 최소 해상도 및 상대적 에지 위치 정확도 또는 최대 상대적 오프셋으로 이루어진 요건을 발생시킨다. 크기 d를 가진 제 2 섹션(44)내의 인접하는 제 2 영역과 제 3 영역(62,64,72,74)들간의 최소 거리로부터, 제 1 레지스트 마스크(10)와 제 2 레지스트마스크(12)간의 최대 상대적 오프셋은 d/2가 되어야 하고, 유사하게 크기 d는 k=d/2가 되어야 한다. 또한, 해상도는 d/2보다 더 나아야 한다. 리소그래피 마스크(14)의 제 1 섹션(42)내의 제 2 및 제 3 영역(60,70)을 고려해보면, 크기 a는 제 3 영역(70)과 제 1 영역(50)간의 모든 측면들에 대한 최소 거리의 절반이어야 함을 알 수 있을 것이다.
70㎚ 내지 80㎚의 크기 차수의 리소그래피 마스크의 제 1 섹션(42)내의 제 3 영역(70)과 제 1 영역(50)들간의 최소 거리에 대한 전형적인 값은 k=15㎚, a=35㎚ ‥ 40㎚이다. 이것은, 193㎚ 파장에 의한 기판(16)상의 리소그래피 마스크(14)의 리소그래픽 이미징에 적합하다.
전술한 바와 같이, 도면들에 도시된 것과는 다르게, 본 발명에 따른 리소그래피 마스크(14) 또는 본 발명에 따라 생성된 리소그래피 마스크(14)는 보다 많은 수의 섹션(42,44,46)에 보다 많은 수의 구조체(32,34,36,38)를 생성하기 위한 보다 많은 수의 제 2 영역 및 제 3 영역(60,62,64,66,70,72,74,76)을 가질 수 있다. 각 개별적 구조체(32,34,36,38) 및 그의 리소그래픽 생성을 위해 마련된 제 2 영역 및 제 3 영역의 배열, 형태 및 크기는 도면에 도시된 것과는 상당히 다르다. 도면에 도시된 통로 홀 대신에, 예를 들어, 트렌치와 같은 리소그래픽적으로 다른 구조체 또는 다른 선형 구조체를 생성할 수도 있다.
상술한 예시적 실시예에 있어서, 투과성 물질의 두께는 제 3 영역(70,72,74,76)에서 줄어든다. 이를 위해, 마스크 구조체는 선택적으로 에칭될 수 있는 상술한 두께 △를 가진 층을 가질 수 있으며, 그에 따라, 제거되는 층의 두께 △가 에칭 파라메타에 무관하게 선택적으로 에칭될 수 있는 층의 두께만큼 커지게 된다. 대안적으로, 두께 △는 에칭제, 시간, 온도 및 매체의 밀도와 같은 에칭 파라메타에 의해 설정된다. 또한, 물질 제거가 아니라 추가적인 물질의 국부적 적용에 의해 제 3 영역(70,72,74,76)에 있어서의 두께 △를 변경시킬 수 있으며, 또는 반사율을 국부적으로 교대함으로서 마스크 기판의 광학적 두께를 국부적으로 정정할 수 있다.
도 7은 리소그래피 마스크와 반도체 부품의 제조를 위한 본 발명에 따른 방법의 개략적인 흐름도이다. 제 1 단계, 제 2 단계 및 제 3 단계(202,204,206)는 제 1 데이터 세트, 제 2 데이터 세트 및 제 3 데이터 세트의 생성을 각각 수반하며, 이들 데이터 세트들은 3개의 레지스트 마스크의 패터닝을 제어하기 위해 제공된다. 제 4 단계(408)는 투명 또는 반투명 캐리어층상에 비투명층을 가진 마스크 기판의 제공을 포함한다. 제 5 단계(210)는 제 1 단계(202)에서 생성된 제 1 데이터 세트의 제어하에 마스크 기판상에 제 1 레지스트 마스크를 생성하는 것을 포함한다. 제 6 단계(212)는 제 1 레지스트 마스크에 의해 커버되지 않은 영역에 비투명층을 제거하는 것을 포함한다. 제 7 단계(214)는 제 2 단계(204)에서 생성된 제 2 데이터 세트의 제어하에 마스크 기판상에 제 2 레지스트 마스크를 생성하는 것을 포함한다. 제 8 단계(216)는 제 2 레지스트 마스크 및 비투명층에 의해 커버되지 않은 영역들의 마스크 기판의 두께를 변경하는 것을 포함한다. 제 9 단계(218)는 제 3 단계(206)에서 생성된 제 3 데이터 세트의 제어하에 제 3 레지스트 마스크를 생성하는 것을 포함하며, 제 3 레지스트 마스크는 제 6 단계(212)에서 비투명층으로부터 생성된 보조 프레임을 커버하지 않는다. 보조 프레임은 제 10 단계(220)에서 제거된다. 이러한 방식으로 생성된 리소그래피 마스크로 인해, 제 11 단계는 기판상의 레지스트층을 리소그래픽하게 패터닝하여, 기판으로부터 반도체 부품을 제조하는 것을 포함한다.
따라서, 본 발명은 요구된 정밀도, 예를 들어, 비 투명 영역 및 투명 영역의 필요한 상대적인 위치적 정확성으로 리소그래피 마스크를 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 제 1 실시예를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 예시적인 제 2 실시예를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 예시적인 제 3 실시예를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 예시적인 제 4 실시예를 나타낸 도면,
도 5 및 도 6은 본 발명의 예시적인 제 5 실시예를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 예시적인 제 6 실시예를 나타낸 도면.

Claims (21)

  1. 기판상의 레지스트층의 리소그래픽 패터닝을 위한 리소그래피 마스크(14)로서, 상기 리소그래피 마스크(14)가 비투명층을 가진 제 1 영역(50,52,54,56,58)과, 상기 리소그래피 마스크의 광학적 두께 측면이 서로 다르고, 상기 리소그래피 마스크(14)가 적어도 반 투명인 제 2 및 제 3 영역(60,62,64,66,70,72,74,76)을 가진 상기 리소그래피 마스크(14)로서,
    기설정된 제한 거리보다 짧은 거리로 레지스트 개구(34,36)를 리소그래픽적으로 생성하기 위해, 교번적으로 배열되고 제 1 영역(50)에 의해 둘러싸인 다수의 제 2 영역(62,64)과 다수의 제 3 영역(72,74)을 가진 제 1 섹션(44)과,
    기설정된 제한 거리보다 긴 거리로 레지스트 개구(32,28)를 리소그래픽적으로 생성하기 위해, 다중 연속 제 1 영역(50)에 의해 둘러싸인 제 2 영역(60,66)에 의해 둘러싸인 다수의 제 3 영역(70,76)을 가진 제 2 섹션(42,46)을 구비한,
    리소그래피 마스크(14).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 섹션(44)에서, 제 3 영역(72,74)은 각각의 제 2 영역(62,64)에 가장 인접하게 배열되고, 제 2 영역(62,64)은 각각의 제 3 영역(72,74)에 가장 인접하게 배열되는
    리소그래피 마스크(14).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 섹션(44)의 다수의 제 2 영역(62,64)들 중 제 2 영역(62,64)과, 상기 제 1 섹션(44)의 다수의 제 3 영역(72,74)들 중 제 3 영역(72,74)은 각각의 경우에 하나씩 인접하며, 상기 제 2 섹션(42,46)의 다수의 제 3 영역(70,76)의 각각의 제 3 영역(70,76)은 하나씩 인접하며, 각각의 다중 연속 제 2 영역(60,66)에 의해 둘러싸인
    리소그래프 마스크(14).
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 리소그래피 마스크(14)에 의해 생성될 상기 레지스트 개구(32,34,36,38)는 상기 기판의 통로 홀 또는 트렌치의 생성을 위해 제공되는
    리소그래피 마스크(14).
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    제 2 영역(60,62,64,66)을 통해 전달되는 광이 인접한 제 3 영역(70,72,74,76)을 통해 전달되는 광에 비해 120° 내지 240°의 범위의 위상차를 갖도록, 상기 인접한 제 2 및 제 3 영역(60,62,64,66,70,72,74,76)의 리소그래피 마스크(14)의 광학적 두께가 차이가 나는
    리소그래피 마스크(44).
  6. 기판상의 레지스트층의 리소그래픽 패터닝을 위한 리소그래피 마스크(14) - 상기 리소그래피 마스크(14)는, 상기 리소그래피 마스크(14)가 비투명층을 가진 제 1 영역(50,52,54,56,58)과, 상기 리소그래피 마스크의 광학적 두께 측면이 서로 다르고, 상기 리소그래피 마스크(14)가 적어도 반 투명인 제 2 및 제 3 영역(60,62,64,66,70,72,74,76)을 가짐 - 를 생성하기 위한 방법으로서,
    기설정된 제한 거리보다 짧은 거리로 레지스트 개구(34,36)를 리소그래픽적으로 생성하기 위해, 교번적으로 배열되고 제 1 영역(50)에 의해 둘러싸인 다수의 제 2 영역(62,64)과 다수의 제 3 영역(72,74)을 제 1 섹션(44)에 생성하는 단계(212,216,220)와,
    기설정된 제한 거리보다 긴 거리로 레지스트 개구(32,28)를 리소그래픽적으로 생성하기 위해, 다중 연속 제 1 영역(50)에 의해 둘러싸인 제 2 영역(60,66)에 의해 둘러싸인 다수의 제 3 영역(70,76)을 제 2 섹션(42,46)에 생성하는 단계(212,216,220)를 포함하는
    리소그래피 마스크 생성 방법.
  7. 리소그래피 마스크(14) - 상기 리소그래피 마스크(14)는, 상기 리소그래피 마스크(14)가 비투명층을 가진 제 1 영역(50,52,54,56,58)과, 상기 리소그래피 마스크의 광학적 두께 측면이 서로 다르고, 상기 리소그래피 마스크(14)가 적어도 반 투명인 제 2 및 제 3 영역(60,62,64,66,70,72,74,76)을 가짐 - 를 생성하기 위한 방법으로서,
    a) 비투명층을 가진 마스크 기판을 제공하는 단계(208)와,
    b) 상기 마스크 기판상에 제 1 레지스트 마스크(10)를 생성하는 단계(210)와,
    c) 상기 제 1 레지스트 마스크(10)에 의해 커버되지 않은 영역내의 비투명층을 제거하는 단계(212)와,
    d) 상기 마스크 기판상에 제 2 레지스트 마스크(12)를 생성하는 단계(214)와,
    e) 상기 제 2 레지스트 마스크(12)와 상기 비투명층에 의해 커버되지 않은 제 3 영역(70,72,74,76)의 마스크 기판의 광학적 두께를 변경하는 단계(216)를 구비하되,
    상기 제 1 레지스트 마스크(10)는 단계 b)에서 생성되고, 그에 따라 상기 제 1 레지스트 마스크(10)는 적어도 주변 에지 영역(702,762)의 리소그래피 마스크(14)의 제 3 영역(70,76)을 커버하지 못하게 되는
    리소그래피 마스크 생성 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    단계 b)는 단계 d)보다 높은 측방향 해상도로 실행되는
    리소그래피 마스크 생성 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 단계들은 a), d), e), b), c) 순서로 실행되고, 상기 단계 d)와 e) 사이에는,
    f) 상기 제 2 레지스트 마스크(12)에 의해 커버되지 않은 영역(70,72,74,76)의 비투명층을 제거하는 단계가 추가로 실행되는
    리소그래피 마스크 생성 방법.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 단계들은 a), b), c), d), e) 순서로 실행되고,
    단계 b)(210)는 생성될 제 2 영역 및 제 3 영역(60,62,64,66,70,72,74,76)에 대응하는 제 1 레지스트 마스크(10)에 개구(80,82,84,86,102,104)를 생성하는 것을 포함하고,
    단계 c)는 상기 제 2 영역 및 제 3 영역(60,62,64,66,70,72,74,76)의 비투명층을 제거하는 것을 포함하며,
    단계 d)는 제 2 레지스터 마스크(12)가 비투명층에 의해 더이상 커버되지 않은 제 2 영역(60,62,64,66)을 커버하도록 상기 제 2 레지스트 마스크(12)를 생성하는 것을 포함하는
    리소그래피 마스크 생성 방법.
  11. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 단계들은 a), b), c), d), e) 순서로 실행되며,
    단계 b)(210)는, 내부 에지(701,761)가 생성될 제 3 영역(70,76)의 외부 주변부에 대응하는 레지스트 보조 프레임(212,214)를 가진 제 1 레지스트 마스크(10)를 생성하는 것을 포함하고,
    단계 c)는 마스크 기판상에 보조 프레임(122,124)으로서 잔류하는 레지스트 보조 프레임에 대응하는 비투명층의 프레임형 영역을 생성하는 것을 포함하고,
    단계 d)는 에지가 보조 프레임(122,124)의 내부 에지(701,761)로 부터 멀리 이격된, 개구(90,96)를 가진 레지스트 마스크(12)를 생성 - 그에 따라 상기 개구(90,96)에는 다중 연속의 부분 영역에서 보조 프레임(122,124)이 없음 - 하는 것을 포함하며,
    단계 e)(216) 이후, g) 보조 프레임(122,124)을 제거하는 단계(218,220)를 더 포함하는
    리소그래피 마스크 생성 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    단계 g)는 보조 프레임(122,124)이 없는 개구(130,132)를 가진 제 3 레지스트 마스크(110)를 생성하는 것을 포함하는
    리소그래피 마스크 생성 방법.
  13. 제 7 항 또는 제 8 항에 잇어서,
    단계 e)(216)는, 동일한 기 설정된 파장을 가진, 제 2 영역(60,62,64,66)을 통해 전달되는 광과 인접하는 제 3 영역(70,72,74,76)을 통해 전달되는 광이 기설정된 간격내에서 위상차를 가질 정도로 제 3 영역(70,72,74,76)의 리소그래피 마스크(14)의 광학적 두께를 감소시키는 것을 포함하는
    리소그래피 마스크 생성 방법.
  14. 제 7 항 또는 8 항에 있어서,
    상기 기 설정된 간격은 120° 내지 240°의 위상차를 포함하는
    리소그래피 마스크 생성 방법.
  15. 청구항 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 청구항 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항의 리소그래피 마스크(14)를 생성하는
    리소그래피 마스크 생성 방법.
  16. 반도체 부품 제조 방법으로서,
    상기 제 1 항 또는 제 2 항의 리소그래피 마스크(14)가 기판상의 레지스트 층을 리소그래픽하게 패터닝하는데 이용되는
    반도체 부품 제조 방법.
  17. 제 1 레지스트 마스크(10)의 패터닝을 제어하는 제 1 데이터 세트(164)와, 제 2 레지스트 마스크(12)의 패터닝을 제어하는 제 2 데이터 세트(166)를 생성하는 방법으로서,
    상기 제 1 레지스트 마스크(10)와 제 2 레지스트 마스크(12)는 제 1 영역, 제 2 영역 및 제 3 영역(50,52,54,56,58,60,62,64,66,70,72,74,76)을 가진 리소그래피 마스크(14)의 생성을 위해 마련되고, 상기 리소그래피 마스크(14)는 제 1 영역(50,52,54,56,58)에서는 비투명층을 포함하고, 제 2 영역 및 제 3 영역(60,62,64,66,70,72,74,76)에서는 적어도 반 투명하며, 상기 제 2 영역 및 제 3 영역은 리소그래피 마스크(14)의 광학적 두께 측면에서 서로 다르고,
    상기 방법은,
    상기 제 2 영역(60,62,64,66)의 적어도 부분적 영역과, 상기 제 2 영역(60,66)에 적어도 바로 인접한 제 3 영역(70,76)의 에지 영역(702,704)을 포함하도록 제 1 데이터 세트(164)를 생성하는 단계와,
    상기 제 3 영역(70,72,74,76)을 포함하도록 제 2 데이터 세트(166)를 생성하는 단계를 포함하는
    데이터 세트 생성 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 데이터 세트(164)는 상기 제 2 영역(60,62,64,66)과, 적어도 상기 제 2 영역(60,66)에 바로 인접한 제 3 영역(70,76)의 에지 영역(702,762)을 포함하도록 생성되는
    데이터 세트 생성 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 데이터 세트(164)는 상기 제 2 영역 및 제 3 영역(60,62,64,66,70,72,74,76)을 포함하도록 생성되고,
    상기 제 2 데이터 세트(166)는 상기 제 3 영역(70,72,74,76)과, 상기 제 3 영역(72,74)에 바로 인접하는 제 1 영역(50)의 에지 영역(722,742)을 포함하도록 생성되는
    데이터 세트 생성 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 데이터 세트(164)는 제 3 영역(70,72,74,76)에 인접하지 않은 제 2 영역(62,64)과, 제 3 영역(70,76)에 인접한 제 2 영역(60,66) - 각각의 경우에 제 3 영역(70,76)에 인접하면서 제 1 에지 너비를 가진 제 1 에지 영역(112,114)이 없음 - 과, 제 3 영역(70,72,74,76)을 포함하도록 생성되고,
    상기 제 2 데이터 세트(166)는 제 3 영역(70,72,74,76)과, 상기 제 3 영역(70,76)에 인접하고 제 2 에지 너비 - 상기 제 2 에지 너비는 상기 제 1 에지 너비보다 작음 - 를 가진, 상기 제 1 영역 및 제 2 영역(50,60,66)의 에지 영역(702,722,742,762)을 포함하도록 생성되며,
    2개의 제 1 에지 영역(112,114)과, 제 2 에지 영역(112,114)에 인접하면서 제 3 에지 너비를 가진 제 3 에지 영역을 가산한 것을 포함하는 제 3 데이터 세트(168)를 생성하는 단계를 더 포함하는
    데이터 세트 생성 방법.
  21. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터 세트(164,166,168)는 청구항 제 17 항 내지 제 20 항에 따라 생성되고, 상기 레지스트 마스크(10,12,110)는 상기 데이터 세트(164,166,168)에 의거하여 생성되는,
    방법.
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