KR20070013735A - 노광 마스크 및 그 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노광 마스크 및 그 형성 방법에 관한 것으로, 독립 패턴 영역 상부에만 반투과물질층을 형성하여 독립 패턴 영역의 투과율을 조절하여 밀집 패턴 영역에 최적화된 노광 조건을 제공하고 독립 패턴 영역의 과노광 현상을 방지하여 공정 마진을 향상시키는 기술에 관한 것이다.

Description

노광 마스크 및 그 형성 방법{EXPOSURE MASK AND METHOD FOR FORMING THE SAME}

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 노광 마스크를 이용한 시뮬레이션 결과.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 노광 마스크 형성 방법을 도시한 단면도들.

도 4는 본 발명에 따른 노광 마스크를 이용한 시뮬레이션 결과.

도 5a 및 도 5b는 종래 기술 및 본 발명의 노광 마스크의 사용시 DICD 를 비교한 그래프.

본 발명은 노광 마스크 및 그 형성 방법에 관한 것으로, 독립 패턴 영역 상부에만 반투과물질층을 형성하여 독립 패턴 영역의 투과율을 조절하여 밀집 패턴 영역에 최적화된 노광 조건을 제공하고 독립 패턴 영역의 과노광 현상을 방지하여 공정 마진을 향상시키는 기술에 관한 것이다.

현재 동일한 노광 마스크상에 밀집 패턴 영역과 독립 패턴 영역이 동시에 형성되어 있을 경우 밀집 패턴 영역에 노광 에너지 조건을 최적화 할 경우 독립 패턴 영역은 과노광이 되어 노광 공정시 포커스 마진이 감소되는 문제점이 있다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 노광 마스크를 사용한 노광 공정을 HOST(Hynix OPC Simulation Tools)를 이용하여 시뮬레이션한 결과이다.

도 1을 참조하면, 80nm의 라인/스페이스 패턴을 형성하는 밀집 패턴 영역은 0.7μm이상의 충분한 포커스 마진을 가지는 것을 알 수 있다.

도 2를 참조하면, 120nm 라인/스페이스 패턴을 형성하는 독립 패턴 영역은 밀집 패턴 영역에 노광 에너지 조건을 최적화하였기 때문에 과노광으로 인하여 0.15μm 이하의 포커스 마진을 가지는 것을 알 수 있다.

상술한 종래 기술에 따른 노광 마스크 및 그 형성 방법에서, 동일 마스크상에 밀집 패턴 영역과 독립 패턴 영역이 형성되면 밀집 패턴 영역에 노광 에너지 조건을 최적화 할 경우 독립 패턴 영역은 과노광되어 포커스 마진이 감소되는 문제점이 있다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 독립 패턴 영역 상부에만 반투과물질층을 형성하여 독립 패턴 영역의 투과율을 조절하여 공정 마진을 향상시키며, 밀집 패턴 영역에 최적화된 노광 조건을 제공하고 독립 패턴 영역은 과노광 현상을 방지하여 공정 마진을 향상시키는 노광 마스크 및 그 형성 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 노광 마스크는

밀집 (Dense) 패턴 영역과 독립 (Isolation) 패턴 영역이 형성된 노광 마스크에 있어서,

라인/스페이스 패턴이 구비된 석영기판과,

독립 패턴 영역의 석영 기판 상부에 구비된 반투과물질층

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 노광 마스크 형성 방법은

밀집 패턴 영역과 독립 패턴 영역이 형성된 노광 마스크에 있어서,

라인/스페이스 패턴이 구비된 석영 기판 상부에 반투과물질층을 형성하는 단계와,

반투과물질층 상부에 밀집 패턴 영역을 노출시키는 감광막 패턴을 형성하는 단계와,

광막 패턴을 마스크로 상기 반투과물질층을 식각하여 독립 패턴 영역 상부에 반투과물질층 패턴을 형성하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 노광 마스크 및 그 형성 방법을 도시한 단면도들이다.

도 3a를 참조하면, 밀집 (Dense) 패턴 영역(Ⅰ)과 독립 (Isolation) 패턴 영역(Ⅱ)이 구비된 노광 마스크에 있어서, 밀집 패턴(20) 및 독립 패턴(25)이 구비된 석영 기판(10)상부에 반투과물질층(30)을 형성한다.

여기서, 반투과물질층(30)은 5 내지 95%의 빛 투과율을 가지는 Cr, F, Mo의 금소 원소가 도핑된 산화물로 형성하며, 독립 패턴의 소한 정도에 따라 적어도 단층 이상으로 형성하는 것이 바람직하다.

도 3b를 참조하면, 독립 패턴 영역(Ⅱ) 상부에 감광막 패턴(40)을 형성한다.

도 3c를 참조하면, 감광막 패턴(40)을 마스크로 반투과물질층(30)을 식각하여 반투과물질층 패턴(35)을 형성한 후 감광막 패턴(40)을 제거한다.

독립 패턴 영역(Ⅱ)에만 선택적으로 반투과물질층(30)을 형성하여 밀집 패턴 영역(Ⅰ)에 노광 에너지를 최적화하여도 독립 패턴 영역(Ⅱ)의 반투과물질층(30)이 투과율을 조절하여 과노광을 방지할 수 있다.

여기서, 노광 마스크는 바이너리 마스크, 위상 반전 마스크 및 크롬리스 마스크에 적용되며, I-Line, KrF, ArF 및 F2 광원의 노광 공정에 적용된다.

도 4는 본 발명에 따른 노광 마스크를 사용한 노광 공정을 HOST (Hynix OPC Simulation Tools) 를 이용하여 시뮬레이션한 결과이다.

도 4를 참조하면, 독립 패턴 영역의 라인/스페이스 패턴은 투과율을 낮추어 독립 패턴 영역에 노광 에너지를 최적화함으로써 0.05μm 이상의 포커스 마진 개선 효과를 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 종래 기술과 본 발명에 따른 노광 마스크의 독립 패턴 영역의 DICD (Develop Inspection Critical Dimension) 를 에너지 및 포커스별로 비교한 그래프이다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, HOST (Hynix OPC Simulation Tools) 시뮬레이션을 이용하여 종래 기술(도 5a)과 본 발명(도 5b)의 노광 마스크를 이용한 독립 패턴 영역에 에너지를 최적화한 공정의 120nm 라인 패턴의 DICD를 에너지 및 포커스별로 비교한 그래프로써, 독립 패턴 영역에만 반투과물질층을 형성한 경우 공정 마진이 개선된 것을 알 수 있다.

본 발명에 따른 노광 마스크 및 그 형성 방법은 독립 패턴 영역 상부에만 반투과물질층을 형성하여 독립 패턴 영역의 투과율을 조절하여 공정 마진을 향상시키며, DRAM의 게이트 레이어 포토 마스크 공정의 포커스 마진 향상으로 공정을 안정화시키는 효과가 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (8)

1. 밀집 (Dense) 패턴 영역과 독립 (Isolation) 패턴 영역이 형성된 노광 마스크에 있어서,

   라인/스페이스 패턴이 구비된 석영기판; 및

   상기 독립 패턴 영역의 석영 기판 상부에 구비된 반투과물질층;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 반투과물질층은 5 내지 95%의 빛 투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 노광 마스크.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 반투과물질층은 Cr, F, Mo 원소가 도핑된 산화물로 형성하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 반투과물질층은 적어도 단층 이상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크.
5. 밀집 패턴 영역과 독립 패턴 영역이 형성된 노광 마스크에 있어서,

   라인/스페이스 패턴이 구비된 석영 기판 상부에 반투과물질층을 형성하는 단계;

   상기 반투과물질층 상부에 밀집 패턴 영역을 노출시키는 감광막 패턴을 형성하는 단계; 및

   상기 감광막 패턴을 마스크로 상기 반투과물질층을 식각하여 상기 독립 패턴 영역 상부에 반투과물질층 패턴을 형성하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크 형성 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 반투과물질층은 5 내지 95%의 빛 투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 노광 마스크 형성 방법.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 반투과물질층은 Cr, F, Mo 원소가 도핑된 산화물로 형성하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크 형성 방법.
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 반투과물질층은 적어도 단층 이상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크 형성 방법.

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