KR20100080151A

KR20100080151A - 마스크 설계 방법, 이를 이용한 마스크 패턴 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR20100080151A
Application number: KR1020080138792A
Authority: KR
Inventors: 이준석
Original assignee: 주식회사 동부하이텍
Priority date: 2008-12-31
Filing date: 2008-12-31
Publication date: 2010-07-08

Abstract

실시예에 따른 마스크 설계방법은, 밀집패턴들 및 고립패턴들을 포함하는 설계용 패턴을 인식하는 단계; 상기 고립패턴들의 일측에 더미패턴을 각각 형성하는 단계; 상기 밀집패턴들 및 고립패턴들, 더미패턴들을 오버사이징(+)하여 보상패턴을 형성하는 단계; 상기 밀집패턴들의 보상패턴에서 브리지가 발생되지 않을 때까지 오버사이징을 진행하는 단계; 상기 밀집패턴들 및 고립패턴들, 더미패턴들을 언더사이징(-)하여 상기 고립패턴 및 더미패턴에만 보상패턴을 남기는 단계; 상기 더미패턴을 제거하는 단계; 및 보상된 설계용 패턴으로 마스크 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.

마스크, 감광패턴

Description

마스크 설계 방법, 이를 이용한 마스크 패턴 및 그의 제조방법{Method for Design of Mask, Mask Pattern and Method for Manufacturing Thereof using the Method for Design of Mask}

실시예는 반도체 소자에 관한 것으로, 특히 반도체 소자의 제조 공정에서 사용되는 반도체 소자용 마스크 설계 및 이를 이용한 마스크의 제조방법에 관한 것이다.

반도체 포토리소그라피 기술은 마스크 설계를 정교하게 해줌으로써 마스크로 투광되어 나오는 빛의 양을 적절히 조절할 수 있게 되었다. 특히, 제조 장치가 갖고 있는 기술적인 한계를 극복할 수 있도록 새로운 감광제의 개발, 고 구경(High Numerical Aperture)렌즈를 장착한 스캐너(Scanner)의 개발, 변형 마스크의 기술개발 등이다. 특히, 광학근접보상(OPC:Optical Proximity Correction) 기술은 종래의 광학 노광제조 장치가 안고있는 기술적인 한계를 극복하는데 많은 도움을 주었다.

최근 원자외선파장(248nm or 194nm wavelength)의 빛에 감광력이 뛰어난 화학증폭형 레지스트의 개발로 더욱 해상도를 증가시킬 수 있는 실질적인 기술들이 등장하였다. 특히 광학근접보상기술은 John L. Nistler et al.,"Large area optical design rule checker for Logic PSM application", SPIE Vol.2254 Photomask and X-Ray Mask Technology(1994)에 의해 발표되면서 마스크 자체에 대한 효과가 검증되었다.

특히, 원하는 패턴을 형성하기 위하여 해상력에 영향을 주는 요인으로는 노광장치에 맞는 패턴의 최적화가 요구된다. 이러한 패턴 최적화를 실현함에 있어서 패턴 분포 균일도 향상확보가 관건이 되고 있다.

도 1은 종래의 마스크에 의하여 패터닝된 감광 패턴을 도시한 것으로, 상기 감광 패턴의 현상과정에 의해 나타나는 모세관 현상 문제로 감광 패턴이 이탈된 것을 도시한 것이다.

포토리소그라피 공정에서 노광 후 현상공정시 반도체 기판(1) 상에 패터닝된 감광패턴 중에서 정상패턴(2)과 패터닝 도중 모세관 현상에 의하여 상기 반도체 기판(1)에서 이탈된 배드패턴(3)이 함께 형성될 수 있다.

이러한 상기 배드패턴(3)은 도 2에 도시된 바와 같이 감광패턴의 현상과정을 통해 나타나게 된다.

즉, 노광공정에 의하여 패턴(2,3)이 형성된 반도체 기판(1)에 대한 현상공정을 위하여 반도체 기판(1) 상에 현상액을 공급한 후 순수(5)가 현상기 노즐(7)을 통해 상기 반도체 기판(10) 상에 분사된다.

도 2의 A영역 확대도와 같이, 상기 순수(5)는 상기 반도체 기판(1) 사이의 감광패턴(2,3)과 접촉하고 있다. 이때 상기 패턴(2,3)간의 폭이 좁으면 폭이 넓은 패턴에 비해 상기 순수의 메니스커스(meniscus)가 상대적으로 높이 올라간다.

그리고, 패턴 간 공간이 넓은 부분에 비해 좁은 부분의 힘의 균형이 깨지면서 공간이 좁은 쪽으로 힘(r)을 각도(θ)에 대해 받게 된다. 즉 이러한 힘(r)이 모세관 현상에 의해 나타나는 힘(Capillary Force)이다.

이러한 힘은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 반도체 기판에 대한 건조과정시 표출되어 상기 감광패턴(3)은 순수(5)가 줄어들면서 힘(r)의 방향으로 쓰러지게 되는 문제가 있다.

실시예에서는 습식 패턴 형성과정에서 모세관 현상에 의해 나타나는 패턴 이탈현상을 방지하기 위한 마스크 설계방법을 제공한다.

실시예에 따른 마스크 패턴의 제조방법은, 밀집영역 및 고립영역이 정의된 마스크 기판 상에 위상반전막을 형성하는 단계; 상기 밀집영역에 해당하는 상기 위상반전막 상에 제1 차광패턴 및 제2 차광패턴을 형성하고, 상기 제2 차광패턴과 이웃하도록 상기 고립영역에 해당하는 상기 위상반전막 상에 제3 차광패턴을 형성하는 단계; 및 상기 위상반전막을 선택적으로 식각하여 상기 제1 차광패턴, 제2 차광패턴 및 제3 차광패턴의 하부에 제1 보상패턴, 제2 보상패턴 및 제3 보상패턴을 형성하는 단계를 포함한다.

실시예에 따란 마스크 패턴은, 밀집영역 및 고립영역이 정의된 마스크 기판; 상기 밀집영역에 형성된 제1 차광패턴 및 제2 차광패턴; 상기 제2 차광패턴과 이웃하도록 상기 밀집영역에 형성된 제3 차광패턴; 상기 제1 차광패턴과 동일한 선폭을 가지도록 상기 제1 차광패턴의 하부에 형성된 제1 보상패턴; 상기 제2 차광패턴의 일측에 정렬되도록 상기 제2 차광패턴의 하부에 형성되고 상기 제2 차광패턴의 선폭보다 넓은 제2 너비로 형성된 제2 보상패턴; 및 상기 제3 차광패턴의 하부에 형성되고 상기 제3 차광패턴의 선폭보다 넓은 제3 너비로 형성된 제3 차광패턴을 포함한다.

실시예에 의하면, 밀집 패턴 및 고립패턴이 형성된 마스크면의 설계패턴에서 고립패턴에 대해서만 선택적으로 보상패턴을 형성함으로써 고립된 부분의 디자인 룰을 보상할 수 있다.

또한, 상기 설계패턴을 이용한 마스크 패턴에서 고립패턴의 보상패턴을 위상반전패턴으로 형성하기 때문에 정교한 패턴을 형성할 수 있다.

또한, 고립된 패턴에 대하여 상기 보상패턴에 의해 선폭을 늘려줄 수 있기 때문에 현상공정 시 패턴 이탈 현상을 방지할 수 있다.

또한, 위상 반전 패턴에 의하여 보상패턴을 최적화 함으로써 이에 의하여 형성되는 감광패턴의 슬로프(slope) 형태를 최적화 할 수 있다.

실시예에 따른 마스크 설계 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한 다.

실시예의 설명에 있어서, 각 층의 "상/위(on/over)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상/위(On/Over)는 직접(directly)와 또는 다른 층을 개재하여(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.

도 4는 실시예에 따른 마스크 설계 방법을 나타내는 순서도이고, 도 5 내지 도 9는 마스크 설계 순서를 나타내는 평면도이다.

도 5를 참조하여, 최초 설계 패턴의 DB를 입력받아 마스크면(10)에 인식한다.(S100) 상기 설계 패턴의 마스크면(10)에는 서로 다른 디자인룰을 갖는 패턴들이 형성되어 있다.

상기 마스크면(10)에는 밀집패턴(19, 20)들 및 고립패턴(21)들이 설계되어 있다. 상기 밀집패턴(19, 20)들의 피치사이즈는 1:1이고, 상기 고립패턴(21)들의 피치사이즈는 1:2 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 마스크면(10)의 D영역에서 도면부호 19 및 20은 밀집패턴이고 도면부호 21은 고립패턴이 될 수 있다.

도 6을 참조하여, 상기 고립패턴(21)의 일측에 더미패턴(22)이 삽입된다.(S110) 상기 더미패턴(22)의 삽입조건은 패턴간의 거리가 1:4 피치 이상 이격되었을 때 삽입될 수 있다. 상기 더미패턴(22)은 최소 설계패턴들의 디자인 룰의 30~60% 범위의 선폭을 가지며, 최초 설계패턴으로부터 디자인 룰의 1/2만큼 이격하여 패턴의 에지 라인(edge line)에 평행하게 삽입될 수 있다.

도 7을 참조하여, 상기 밀집패턴(20) 및 고립패턴(21), 더미패턴(22)을 오버사이징(+ Sizing)하여 각각의 보상패턴(30,31,32)을 형성한다.(S120) 상기 오버사 이징은 상기 밀집패턴(20)의 선폭간 브리지(bridge) 발생되지 않을 때까지 진행할 수 있다. (S130)

따라서, 상기 밀집패턴(20)의 보상패턴(30)은 각각 이격될 수 있다. 또한, 상기 고립패턴(21)의 일측에는 더미패턴(22)이 형성되어 있기 때문에 상기 고립패턴(21)의 보상패턴(31)과 상기 더미패턴(22)의 보상패턴(32)은 브리지(bridge)가 발생될 수 있다.

즉, 상기 밀집패턴(20)과 고립패턴(21)에 대하여 동일하게 오버사이징을 진행한 후 상기 밀집패턴(20)의 보상패턴(30)이 이웃하는 보상패턴과 브리지가 발생되지 않을 때까지 오버사이징을 진행하면 상기 고립패턴(21)은 상기 더미패턴(22)에 의하여 그 보상패턴(31,32)들에 브리지가 발생된다.

도 8을 참조하여, 상기 밀집패턴(20), 고립패턴(21) 및 더미패턴(22)에 언더사이징(-Sizing)을 하여 상기 밀집패턴(20)의 보상패턴(30)을 제거한다.(S140) 이에 따라, 최종적으로 사이징이 제거된 최소 보상패턴(31,32)만이 상기 고립패턴(21)의 주변에 남게된다.

도 9를 참조하여, 상기 더미패턴(22)을 제거한다.(S150)

상기 언더사이징 단계에서는 상기 마스크면(10)의 덴스라인(dense line)의 영역에서는 상기 밀집패턴(20)의 최초 선폭을 유지하고, 아이솔레이션 라인(isolation line)에서는 보상패턴(31,32)에 의하여 고립패턴(21)을 선폭을 보상할 수 있게 된다. 예를 들어, 상기 고립패턴(21)에 형성된 보상패턴(31,32)은 상기 고립패턴(21)의 50~80% 이상 오버사이징된 너비가 될 수 있다.

이후, 상기 보상패턴(31,32)에 의하여 보상된 설계패턴에 의하여 마스크 패턴을 제작할 수 있다.(S160)

따라서, 고립된 부분의 고립패턴(21)에 대하여 선택적으로 보상패턴(31,32)이 형성되어 있으므로, 상기 보상패턴(31,32)이 형성된 설계패턴에 의하여 마스크를 제작하면 고립된 패턴에 대하여 선폭이 늘어나 있으므로 현상과정 중 모세관 현상ㄴ에 의하여 배드 패턴이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

이하에서는 도 9의 C-C'선의 기준으로 하여 고립패턴 및 밀집 패턴에 보상패턴이 형성된 설계패턴에 의하여 마스크 패턴을 제조하는 공정을 도 10 내지 도 15를 참조하여 설명한다. 특히, 실시예에서 미세 고립라인의 선폭 에지에 위상반전톤을 형성하였다.

도 10을 참조하여, 마스크 기판(110) 상에 위상 반전막(1200)을 형성한다. 예를 들어, 상기 마스크 기판(110)은 투명한 마스크 원판이고, 상기 마스크 기판(110)은 밀집라인이 형성되는 제1 영역(Ⅰ) 및 고립라인이 형성되는 제2 영역(Ⅱ)이 정의되어 있을 수 있다. 상기 위상 반전막(1200)의 광 투과율은 4~12% 일 수 있다.

도 11을 참조하여, 상기 위상 반전막(1200) 상에 크롬(Cr)으로 형성된 차광막(1300)을 형성한다.

이어서 상기 차광막(1300) 상에 제1 감광패턴(140), 제2 감광패턴(141) 및 제3 감광패턴(143)을 형성한다. 상기 제1, 제2 및 제3 감광패턴(140,141,142)은 상기 차광막(1300) 상에 감광막(미도시)을 스핀코팅등에 의하여 도포한 후 선택적 노 광 및 현상공정에 의하여 형성될 수 있다.

상기 제1 및 제2 감광패턴(140,141)은 상기 제1 영역(Ⅰ) 상에 형성되어 밀집라인을 예정할 수 있다. 상기 제3 감광패턴(143)은 상기 제2 영역(Ⅱ) 상에 형성되어 고립라인을 예정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제3 감광패턴(143)의 선폭은 동일하게 형성될 수도 있다.

도 12를 참조하여, 상기 위상 반전막(1200) 상에 제1 차광패턴(130), 제2 차광패턴(131) 및 제3 차광패턴(132)이 형성된다. 상기 제1 차광패턴(130) 및 제2 차광패턴(131)은 제1 영역(Ⅰ) 상에 형성되고 상기 제3 차광패턴(132)은 제2 영역(Ⅱ) 상에 형성된다.

상기 제1 차광패턴(130) 및 제2 차광패턴(131)은 상호 스페이스가 좁은 형태로 형성되어 밀집라인을 형성할 수 있다. 상기 제3 차광패턴(132)은 제2 차광패턴(131)과 이웃하도록 상기 제2 영역(Ⅱ) 상에 형성되어 고립라인을 형성할 수 있다.

상기 제2 차광패턴(131)과 상기 제3 차광패턴(132) 사이의 넓은 스페이스에 의하여 상기 제2 차광패턴(131)의 타측 및 상기 제3 차광패턴(132) 양측의 선폭에 대한 보상이 필요하다.

이후, 상기 제1 내지 제3 감광패턴(140,141,142)은 애싱공정에 의하여 제거될 수 있다.

도 13을 참조하여, 상기 제1, 제2 및 제3 차광패턴(130,131,132) 상에 제4 감광패턴(150), 제5 감광패턴(151), 제6 감광패턴(152)이 형성된다. 상기 제4, 제5 및 제6 감광패턴(150,151,152)은 상기 제1 내지 제3 차광패턴(130,131,132)을 포함하는 위상반전막(1200) 상에 감광막을 스핀코팅등에 의하여 도포한 후 선택적 노광 및 현상공정에 의하여 형성될 수 있다.

상기 제4 감광패턴(150)은 상기 제1 차광패턴(130)의 선폭과 동일한 선폭인 제1 너비(D1)로 형성될 수 있다. 상기 제1 차광패턴(130)은 밀집영역인 제1 영역(Ⅰ)에 형성되어 있기 때문에 별도의 보상패턴이 필요하지 않으므로 상기 제4 감광패턴(150)은 상기 제1 너비(D1)로 패터닝될 수 있다.

상기 제5 감광패턴(151)은 상기 제2 차광패턴(131)의 선폭보다 넓은 제2 너비(D2)로 형성될 수 있다. 상기 제5 감광패턴(151)은 상기 제2 차광패턴(131)의 일측에 정렬되고 타측으로 연장된 형태로 형성될 수 있다. 이것은 상기 제2 차광패턴(131)의 일측은 밀집라인인 제1 차광패턴(130)이 형성되어 있고, 그 타측은 고립라인인 제3 차광패턴(132)이 형성되어 있기 때문에 상기 제2 차광패턴(131)의 타측에 대한 보상이 필요하다. 예를 들어, 상기 제2 차광패턴(131)의 일측으로 연장된 상기 제5 감광패턴(151)의 선폭은 상기 제2 차광패턴(131)의 50~80% 일 수 있다.

상기 제6 감광패턴(152)은 상기 제3 차광패턴(132)의 선폭보다 넓은 제3 너비(D3)로 형성될 수 있다. 상기 제6 감광패턴(152)은 상기 제3 차광패턴(132)의 양측에 연장된 형태로 형성될 수 있다. 상기 제3 차광패턴(132)은 고립영역인 제2 영역(Ⅱ)에 형성되어 있기 때문에 상기 제3 차광패턴(132)을 기준으로 그 양측의 스페이스가 넓게 형성될 수 있다. 이로 인하여 상기 제3 차광패턴(132)은 그 양측영역에 대한 보상이 필요하다. 예를 들어, 상기 제3 차광패턴(132)의 일측 및 타측으 로 연장된 상기 제6 감광패턴(152)의 선폭은 상기 제3 차광패턴(132)의 50~80% 일 수 있다.

도 14를 참조하여, 상기 제1 차광패턴(130), 제2 차광패턴(131) 및 제3 차광패턴(132)의 하부에 제1 보상패턴(120), 제2 보상패턴(121) 및 제3 보상패턴(122)이 각각 형성된다.

상기 제1, 제2 및 제3 보상패턴(120,121,122)은 상기 제4, 제5 및 제6 감광패턴(150,151,152)을 식각마스크로 하는 식각공정에 상기 위상반전막(1200)을 패터닝함으로써 형성될 수 있다.

이후, 상기 제4, 제 5 및 제6 감광패턴(150,151,152)은 애싱공정에 의하여 제거될 수 있다.

따라서, 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 제1 차광패턴(130)의 하부에는 제1 보상패턴(120)이 형성되고, 상기 제2 차광패턴(131)의 하부에는 제2 보상패턴(121)이 형성되고, 상기 제3 차광패턴(132)의 하부에는 제3 보상패턴(122)이 형성된다.

상기 제1 보상패턴(120)은 상기 제1 차광패턴(130)의 선폭과 동일한 제1 너비(D1)를 가질 수 있다. 상기 제2 보상패턴(121)은 상기 제2 차광패턴(131)의 일측에 정렬되고 상기 제2 차광패턴(131)의 타측영역으로 연장된 제2 너비(D2)로 형성될 수 있다. 상기 제3 보상패턴(122)은 상기 제3 차광패턴(132)의 양측으로 확장되어 제3 너비(D3)로 형성될 수 있다.

즉, 상기 제1 차광패턴(130)은 밀집라인이므로 별도의 보상영역이 필요하지 않기 때문에 제1 너비(D1)로 형성되는 것이다.

상기 제2 차광패턴(131)은 일측에는 제1 차광패턴(130)이 형성되고 타측에는 제3 차광패턴(132)이 형성되어 있으므로 상기 제2 및 제3 차광패턴(131,132) 사이의 스페이스가 넓게 형성되어 있다. 따라서, 상기 제2 보상패턴(121)에 의하여 상기 제2 차광패턴(131)의 타측영역에 대해서만 확장된 패턴을 형성할 수 있다.

상기 제3 차광패턴(132)은 고립라인이므로 상기 제3 차광패턴(132)은 그 양측에 대한 보상이 필요하므로 상기 제3 보상패턴(122)에 의하여 양측으로 확장된 패턴을 형성할 수 있다.

상기와 같이 고립라인인 제3 차광패턴(132)은 양측으로 확장된 제3 보상패턴(122)을 형성하고, 고립라인과 밀집라인 사이에 형성된 제2 차광패턴(131)에 대해서는 선택적으로 제2 보상패턴(121)을 형성하고, 상기 밀집라인인 제1 차광패턴(130)에 대해서는 동일한 선폭의 제1 보상패턴(120)을 형성함으로써 마스크 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 상기 제1 내지 제3 보상패턴(120,121,122)은 선택적 투과율을 가지는 위상반전막으로 형성할 수 있다.

즉, 고립된 부분의 패턴에 대해서는 선택적으로 늘려주고, 늘려주는 부분을 반투명 위상반전 패턴으로 형성하기 때문에 이를 사용하여 형성되는 미세패턴은 스팁(Steep)한 패턴을 얻을 수 있다.

또한 고립된 패턴에 대한 선폭을 선택적으로 늘려주기 때문에 상기 미세패턴에 대한 현상과정 중 패턴 이탈현상을 방지하여 패턴불량을 방지할 수 있다.

또한, 상기 보상패턴인 반투명 위상반전 패턴을 최적화함으로써 감광패턴의 슬로프(slope)를 극대화할 수 있다.

이하에서는 위상반전층의 광 투과율을 조절했을 때 형성되는 광학 이미지의 강도를 도 16 및 도 25를 참조하여 설명한다.

도 16 내지 도 19는 광투과율이 4%인 위상반전막을 이용했을 때 상기 위상반전막의 광투과율에 따른 위상(Phase), 진폭(Amplitude) 및 광강도(Intensity)를 나타내는 것이다.

도 16에 도시된 바와 같이, 광투과율이 4%인 제1 내지 제3 보상패턴(120A,121A,122A)을 가지는 마스크 기판(110)에 대하여 단색광을 노광했을 때, 상기 마스크 기판(110)을 직접 통과한 광(101)과 반투명 위상반전 패턴인 제1 내지 제3 보상패턴(120A,121A,122A)을 통과한 광(100)에는 도 17에 도시된 바와 같이 위상이 변화되어 위상반전 효과을 얻을 수 있기 때문에 직접적인 패터닝에 영향을 주게된다.

도 17은 마스크 기판의 거리에 따른 위상변화를 나타내는 것이고, 도 18은 거리에 따른 진폭변화를 나타내는 것이다. 특히, 도 18에서 L1은 이상적인 진폭을 나타내는 것이도 L2는 상기 마스크 기판(110)을 통과한 광의 실제진폭을 나타내는 것이다. 도 19는 상기 마스크 기판(110)의 위상과 진폭에 의하여 최종적으로 얻은 거리에 따른 광강도 커프(Intensity curve)를 나타내는 것으로 4%의 광투과율을 가지는 보상패턴의 광강도의 경사각(slope)는 θ1을 가질 수 있다.

도 20 내지 도 22는 광투과율이 8%인 위상반전막을 이용했을 때 상기 위상반전막의 광투과율에 따른 진폭(Amplitude) 및 광강도(Intensity)를 나타내는 것이다.

도 20에 도시된 바와 같이, 광투과율이 8%인 제1 내지 제3 보상패턴(120B,121B,122B)을 가지는 마스크 기판(110)에 대하여 단색광을 노광했을 때 상기 마스크 기판(110)을 직접 통과한 광(101)과 반투명 위상반전 패턴인 제1 내지 제3 보상패턴(120B,121B,122B)을 통과한 광(100)은 위상이 변화되어 위상반전 효과를 얻게된다.(도 17참조) 도 21은 상기 마스크 기판(110)의 거리에 따른 진폭 변화를 나타내는 것으로 M1은 이상적인 진폭이고 M2는 실제진폭을 나타낸다. 도 21은 상기 마스크 기판(110)의 거리에 따른 광강도를 나타내는 것으로 상기 반투명 위상반전 패턴의 투과율이 8%로 증가되어 광강도의 경사각(slope)은 θ2을 가질 수 있다. 즉, 상기 위상반전막의 투과율이 증가하면 광강도의 경사각이 좀 더 경사를 가지게 된다.

도 23 내지 도 25는 광투과율이 12%인 위상반전막을 이용했을 때 상기 위상반전막의 광투과율에 따른 진폭(Amplitude) 및 광강도(Intensity)를 나타내는 것이다.

도 23에 도시된 바와 같이, 광투과율이 12%인 제1 내지 제3 보상패턴120C,121C,122C)을 가지는 마스크 기판(110)에 대하여 단색광을 노광했을 때 상기 마스크 기판(110)을 직접 통과한 광과 반투명 위상반전 패턴(인 제1 내지 제3 보상패턴을 통과한 광은 위상이 변화되어 위상반전 효과를 얻게된다.(도 17 참조) 도 24는 상기 마스크 기판(110)의 거리에 따른 진폭 변화를 나타내는 것으로 N1은 이상적인 진폭이고 N2는 실제진폭을 나타낸다. 도 25는 상기 마스크 기판(110)의 거리에 따른 광강도를 나타내는 것으로 상기 반투명 위상반전 패턴의 투과율이 12%로 증가되어 광강도의 경사각(slope)은 θ3을 가질 수 있다. 즉, 상기 위상반전막의 투과율이 증가하면 광강도의 경사각이 좀 더 경사를 가지게 된다.

상기와 같이 차광패턴 중 고립영역에 형성되는 차광패턴에 대하여 위상반전막을 이용하여 보상패턴을 형성함으로써 경사각이 큰 감광패턴을 얻을 수 있게 된다.

이에 따라 고립된 패턴에 대한 선폭이 늘어나 감광패턴의 현상과정 중 패턴 이탈 현상을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 실시예는 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 실시예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 마스크 패턴에 의하여 형성된 감광패턴을 나타내는 평면도이다.

도 2는 종래의 기술에 따른 감광패턴에 대한 현상공정을 나타내는 도면이다.

도 3은 종래의 기술에 따른 감광패턴에 대한 건조공정을 나타내는 도면이다.

도 4는 실시예에 따른 마스크의 설계공정을 나타내는 순서도이다.

도 5 내지 도 9는 도 4에 따라 형성되는 설계패턴을 나타내는 평면도이다.

도 10 내지 도 15는 도 4의 설계패턴에 의하여 형성되는 마스크 패턴을 제작공정을 나타내는 도면이다.

Claims

밀집패턴들 및 고립패턴들을 포함하는 설계용 패턴을 인식하는 단계;

상기 고립패턴들의 일측에 더미패턴을 각각 형성하는 단계;

상기 밀집패턴들 및 고립패턴들, 더미패턴들을 오버사이징(+)하여 보상패턴을 형성하는 단계;

상기 밀집패턴들의 보상패턴에서 브리지가 발생되지 않을 때까지 오버사이징을 진행하는 단계;

상기 밀집패턴들 및 고립패턴들, 더미패턴들을 언더사이징(-)하여 상기 고립패턴 및 더미패턴에만 보상패턴을 남기는 단계;

상기 더미패턴을 제거하는 단계; 및

보상된 설계용 패턴으로 마스크 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 마스크 설계방법.
제1항에 있어서,

상기 더미패턴은 상기 고립패턴들 사이의 거리가 1:4 피치 이격되었을 때 삽입되는 것을 특징으로 하는 마스크 설계방법.
제1항에 있어서,

상기 더미패턴은 상기 밀집패턴들 고립패턴들의 디자인 룰의 30~60% 범위의 선폭을 가지는 것을 특징으로 하는 마스크 설계방법.
제1항에 있어서

상기 더미패턴은 상기 고립패턴들로부터 디자인 룰의 1/2만큼 이격하여 상기 고립패턴의 에지와 평행하게 삽입되는 것을 특징으로 하는 마스크 설계방법.
밀집영역 및 고립영역이 정의된 마스크 기판 상에 위상반전막을 형성하는 단계;

상기 밀집영역에 해당하는 상기 위상반전막 상에 제1 차광패턴 및 제2 차광패턴을 형성하고, 상기 제2 차광패턴과 이웃하도록 상기 고립영역에 해당하는 상기 위상반전막 상에 제3 차광패턴을 형성하는 단계; 및

상기 위상반전막을 선택적으로 식각하여 상기 제1 차광패턴, 제2 차광패턴 및 제3 차광패턴의 하부에 제1 보상패턴, 제2 보상패턴 및 제3 보상패턴을 형성하는 단계를 포함하는 마스크 패턴의 제작방법.
제5항에 있어서,

상기 제1 보상패턴의 선폭은 상기 제1 차광패턴과 동일한 제1 너비로 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 제작방법.
제5항에 있어서,

상기 제2 보상패턴은 상기 제2 차광패턴의 일측 하부에 정렬되고 상기 제2 차광패턴보다 넓은 제2 너비를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 제작방법.
제5항에 있어서,

상기 제3 보상패턴은 상기 제3 차광패턴 보다 넓은 제3 너비를 가지도록 형성되고, 상기 제3 차광패턴을 기준으로 양측영역으로 확장되는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 제작방법.
제5항에 있어서,

상기 위상반전막은 4~12%의 광투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴의 제작방법.
제5항에 있어서,

상기 제1 보상패턴, 제2 보상패턴 및 제3 보상패턴을 형성하는 단계는,

상기 제1, 제2 및 제3 차광패턴이 형성된 상기 위상반전막 상에 감광막을 코팅하는 단계;

상기 감광막을 노광하여 상기 제1 차광패턴 상에 상기 제1 차광패턴과 동일한 선폭의 제1 감광패턴을 형성하고, 상기 제3 차광패턴 방향으로 연장된 너비를 가지도록 상기 제2 차광패턴 상에 제2 감광패턴을 형성하고, 상기 제3 차광패턴의 양측으로 연장된 너비를 가지도록 상기 제3 차광패턴 상에 제3 감광패턴을 형성하는 단계; 및

상기 제1, 제2 및 제3 감광패턴을 식각마스크로 사용하여 상기 위상반전막을 선택적으로 식각하는 단계를 포함하는 마스크 패턴의 제작방법.
밀집영역 및 고립영역이 정의된 마스크 기판;

상기 밀집영역에 형성된 제1 차광패턴 및 제2 차광패턴;

상기 제2 차광패턴과 이웃하도록 상기 밀집영역에 형성된 제3 차광패턴;

상기 제1 차광패턴과 동일한 선폭을 가지도록 상기 제1 차광패턴의 하부에 형성된 제1 보상패턴;

상기 제2 차광패턴의 일측에 정렬되도록 상기 제2 차광패턴의 하부에 형성되고 상기 제2 차광패턴의 선폭보다 넓은 제2 너비로 형성된 제2 보상패턴; 및

상기 제3 차광패턴의 하부에 형성되고 상기 제3 차광패턴의 선폭보다 넓은 제3 너비로 형성된 제3 차광패턴을 포함하는 마스크 패턴.
제11항에 있어서,

상기 제1, 제2 및 제3 보상패턴은 위상반전막으로 형성된 것을 특징으로 하는 마스크 패턴.
제11항에 있어서,

상기 제1, 제2 및 제3 보상패턴의 광투과율은 4~12%인 것을 특징으로 하는 마스크 패턴.