KR20100128172A - Phase shift mask and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 위상 반전 마스크를 사용할 때 노출광의 초점이 정확하게 맞지 않아 반도체 소자의 영역에 따라 불량이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 서로 다른 위상차를 발생시키는 위상 시프터를 사용함으로써 초점 거리를 정확하게 조절하는 위상 반전 마스크 및 그 형성 방법과 관련된다.According to the present invention, phase reversal is performed to precisely adjust the focal length by using phase shifters that generate different phase differences in order to prevent defects from occurring according to regions of a semiconductor device because the exposure light is not accurately focused when using a phase inversion mask. It relates to a mask and a method of forming the same.
최근 반도체 장치가 고집적화되어 그 패턴이 미세해짐에 따라 종래의 포토 마스크(Photo Mask)로는 소정 한계 이하의 선폭을 가지는 패턴을 형성하기 어렵게 되었다. 따라서 구현된 패턴의 해상도가 좋고 임계 선폭(Critical Dimension)을 더 작게 할 수 있는 위상 반전 마스크(Phase Shift Mask)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Recently, as semiconductor devices have become highly integrated and their patterns become finer, it is difficult to form a pattern having a line width below a predetermined limit with a conventional photo mask. Therefore, the research on the phase shift mask which can improve the resolution of the implemented pattern and make the critical dimension smaller can be actively conducted.
위상 반전 마스크는 종래의 포토 마스크에는 없는 위상 시프터를 구비한다. 이 위상 반전 마스크를 사용하여 패턴을 형성함에 있어서는 기판 상에 전사될 패턴을 정의하는 위상 시프터가 형성된 부분을 투과하는 노출광과 위상 시프터가 형성되지 않은 기판 부분을 투과한 노출광이 180°의 위상차를 가지도록 한다. The phase inversion mask has a phase shifter which is not present in the conventional photo mask. In forming a pattern using this phase reversal mask, a 180 degree phase difference between the exposure light which passes through the portion where the phase shifter is formed which defines the pattern to be transferred onto the substrate and the exposure light that passes through the portion of the substrate where the phase shifter is not formed. To have.
도 1은 종래 기술에 따른 위상 반전 마스크(10)의 구조를 도시한다.1 shows the structure of a
도 1을 참고하면, 위상 반전 마스크(10)는 노출광에 대하여 투명한 투명 기판(11) 상에 몰리브덴 화합물로 구성된 위상 시프터(12)가 패터닝된다. 투명 기판(11)은 광원으로부터 나오는 노출광을 아무런 위상의 변화없이 마스크 패턴에 전달하며 일반적으로 석영(Quartz) 재질로 된 것을 사용한다.Referring to FIG. 1, in the
위상 시프터(12)가 배열되지 않은 부분은 투명 기판(11)의 표면이 노출되어 있으며, 위상 반전 마스크(10)에 노출광을 입사시키게 되면, 위상 시프터(12)와 위상 시프터(12)가 마련되지 않은 기판(11) 부위를 각각 통과한 노출광은 180°의 위상차를 가지게 된다.In the portion where the
이처럼 위상 시프터가 형성된 부분을 통과하는 노출광과 위상 시프터가 형성되지 않은 부분을 통과하는 노출광의 위상차를 두는 이유는 다음과 같다.The reason why the phase difference between the exposure light passing through the portion where the phase shifter is formed and the exposure light passing through the portion where the phase shifter is not formed is as follows.
원칙적으로, 광원으로부터 나온 빛은 프로젝션 렌즈(Projection Lens)를 거쳐 직선광으로 변환된 후 위상 반전 마스크(10)의 투명 기판(11)에 입사되며, 투명 기판(11)을 통과하더라도 직진성은 유지된다. 그러나 위상 시프터(12) 및 투명 기판(11)을 지나게 되면 빛의 회절(Diffraction) 현상으로 인해 빛의 직진성을 잃게 되고, 그 결과 마스크 패턴과 소정의 이격거리를 두고 형성되는 감광막(Photoresist)에는 위상 시프터(12)가 형성되지 않은 영역에 대응되는 감광막 영역만이 노광되는 것이 아니라, 그 주변인 위상 시프터(12)가 형성된 영역에도 노광이 이루어진다.In principle, the light from the light source is converted into linear light through a projection lens and then incident on the
따라서 위상 시프터(12)도 약간의 빛 투과성을 가지도록 하고, 위상 시프터(12)가 형성되지 않은 영역을 투과하는 노출광과 위상 시프터(12)가 형성된 영역 을 투과하는 노출광이 180°의 위상차를 갖도록 한다. 그 결과 두 노출광이 상쇄 간섭(Counter Interference)을 일으킴으로써 전체적으로 위상 시프터(12)가 형성되지 않은 영역에 대응되는 감광막만 노광되도록 하고 위상 시프터(12)가 형성된 영역에 대응되는 감광막은 노광되지 않도록 한다. 이러한 방식을 하프톤(Halftone) 방식이라고 하고, 하프톤 방식은 명암비(Contrast)를 증가시키고, 해상력을 높인다.Therefore, the
도 2는 종래 기술에 따른 위상 반전 마스크를 사용하여 형성한 반도체 소자(100)를 나타낸다.2 shows a
도 2를 참고하면, 종래 기술에 따른 위상 반전 마스크를 사용하여 형성한 반도체 소자(100)는 영역에 따라 패턴의 불량이 발생한다. Referring to FIG. 2, in the
종래 기술에 따른 위상 반전 마스크를 사용한 반도체 소자(100)는 메인 칩 영역(110)에서는 패턴의 불량이 발생하지 않지만, 테스트 패턴 영역(120)에는 불량이 발생한 것을 볼 수 있다. 도 2에서는 테스트 패턴 영역(120)에 불량이 발생한 경우를 도시하였지만, 반대로 메인 칩 영역(110)에 패턴의 불량이 발생할 수도 있다. In the
즉 반도체 소자가 고집적화 됨에 따라서 반도체 소자의 영역에 따라 투명 기판을 통과하는 노출광과 위상 시프터를 통과하는 노출광 사이에 상쇄 간섭을 일으키는 위상차가 미세하게 달라지기 때문에, 위상 반전 마스크를 사용하여 형성된 반도체 소자의 특정 영역에서는 정확하게 초점이 맞지만, 다른 영역에서는 초점이 정확하게 맞지 않는다. 따라서 반도체 소자의 영역에 따라 상기와 같은 패턴의 불량 이 발생하는 문제점이 있다.In other words, as the semiconductor device is highly integrated, the phase difference causing the destructive interference between the exposure light passing through the transparent substrate and the exposure light passing through the phase shifter varies slightly depending on the area of the semiconductor device. In certain areas of the device it is precisely focused, but in other areas it is not. Therefore, there is a problem that the defect of the above pattern occurs according to the region of the semiconductor device.
본 발명은 위상 반전 마스크를 사용할 때 노출광의 초점이 정확하게 맞지 않아 반도체 소자의 영역에 따라 불량이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 서로 다른 위상차를 발생시키는 위상 시프터를 사용하여 초점 거리를 정확하게 조절함으로써 반도체 소자의 모든 영역에서 정확한 패턴이 형성될 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides a semiconductor device by accurately adjusting the focal length by using a phase shifter that generates different phase differences in order to prevent defects from occurring according to regions of the semiconductor device because the exposure light is not accurately focused when using a phase inversion mask. The purpose is to ensure that the correct pattern is formed in all areas of the.
본 발명은 노출광에 대하여 투명한 투명 기판, 상기 투명 기판 상부에 형성되고, 상기 투명 기판을 통과하는 노출광을 제 1 위상차로 위상 반전시키는 제 1 위상 시프터, 및 상기 투명 기판 상부에 상기 제 1 위상 시프터와 이격되어 형성되고, 상기 투명 기판을 통과하는 노출광을 제 2 위상차로 위상 반전시키는 제 2 위상 시프터를 포함하는 위상 반전 마스크를 개시한다. 본 발명은 서로 다른 위상차를 발생시키는 위상 시프터를 사용하여 초점 거리를 정확하게 조절함으로써 반도체 소자의 모든 영역에서 정확한 패턴이 형성되는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a transparent substrate transparent to exposure light, a first phase shifter formed on the transparent substrate, the phase shifting phase of the exposure light passing through the transparent substrate by a first phase difference, and the first phase on the transparent substrate. A phase reversal mask is formed that is spaced apart from a shifter and includes a second phase shifter for reversing the exposure light passing through the transparent substrate by a second phase difference. The present invention is characterized in that accurate patterns are formed in all regions of the semiconductor device by precisely adjusting the focal length by using phase shifters that generate different phase differences.
추가적으로, 본 발명은 상기 제 1 위상 시프터와 상기 제 2 위상 시프터는 두께가 상이한 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크를 개시한다. 위상 반전 마스크에서 위상차를 결정하는 것은 위상 시프터의 두께이기 때문에, 본 발명은 제 1 위상 시프터와 제 2 위상 시프터의 두께를 서로 다르게 함으로써 제 1 위상차와 제 2 위상차를 서로 다르게 설정할 수 있다는 특징이 있다.Additionally, the present invention discloses a phase inversion mask, wherein the first phase shifter and the second phase shifter are different in thickness. Since determining the phase difference in the phase inversion mask is the thickness of the phase shifter, the present invention is characterized in that the first phase difference and the second phase difference can be set differently by different thicknesses of the first phase shifter and the second phase shifter. .
본 발명은 노출광에 대하여 투명한 투명 기판, 상기 투명 기판 상부에 이격되어 형성되고, 상기 투명 기판을 통과하는 노출광을 제 1 위상차로 위상 반전시키는 복수 개의 제 1 위상 시프터, 및 상기 복수 개의 제 1 위상 시프터 중 하나 이상의 제 1 위상 시프터의 상부에 형성되고, 상기 투명 기판을 통과하는 노출광을 제 2 위상차로 위상 반전시키는 하나 이상의 제 2 위상 시프터를 포함하는 위상 반전 마스크를 개시한다. 본 발명은 서로 다른 위상차를 발생시키는 위상 시프터를 형성함에 있어 복수 개의 제 1 위상 시프터를 형성하고, 그 중 일부만 상부에 제 2 위상 시프터를 형성하여 두께 차이를 둔다. 위상 반전 마스크에서 위상차를 결정하는 것은 위상 시프터의 두께이기 때문에, 본 발명은 제 1 위상 시프터만 형성된 영역과 제 1 위상 시프터와 제 2 위상 시프터가 중첩되어 형성된 영역의 두께를 서로 다르게 함으로써 제 1 위상차와 제 2 위상차를 서로 다르게 설정할 수 있다는 특징이 있다.The present invention is a transparent substrate transparent to the exposure light, a plurality of first phase shifters which are formed spaced apart on the transparent substrate, and inverts the exposure light passing through the transparent substrate by a first phase difference, and the plurality of first Disclosed is a phase inversion mask formed on top of one or more first phase shifters of a phase shifter and including one or more second phase shifters for reversing the exposure light passing through the transparent substrate with a second phase difference. The present invention forms a plurality of first phase shifters in forming phase shifters that generate different phase differences, and only a part of them forms a second phase shifter on top of each other, thereby leaving a thickness difference. Since determining the phase difference in the phase inversion mask is the thickness of the phase shifter, the present invention provides the first phase difference by varying the thickness of the region where only the first phase shifter is formed and the region where the first phase shifter and the second phase shifter are overlapped. And the second phase difference can be set differently.
본 발명은 위상 반전 마스크를 사용할 때, 서로 다른 위상차를 발생시키는 위상 시프터를 사용하여 초점 거리를 정확하게 조절함으로써 반도체 소자의 모든 영역에서 정확한 패턴이 형성될 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, when the phase inversion mask is used, an accurate pattern can be formed in all regions of the semiconductor device by accurately adjusting the focal length by using phase shifters that generate different phase differences.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들을 살펴보기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 위상 반전 마스크에서 노출광의 초점 거리와 위상차와의 관계를 나타내는 실험 결과를 나타낸다.3 shows experimental results showing the relationship between the focal length and the phase difference of the exposure light in the phase reversal mask according to the present invention.
도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 위상 반전 마스크에서 위상차에 따라 정확하게 초점이 맞는 초점 거리가 서로 다르다. 위상차가 170°인 경우에는 -0.3~-0.1 nm 사이에서 초점이 정확하게 맞고, 위상차가 177°인 경우에는 -0.35~-0.15 nm 사이에서 초점이 정확하게 맞고, 위상차가 187°인 경우에는 -0.4~-0.15 nm 사이에서 초점이 정확하게 맞고, 위상차가 193°인 경우에는 -0.45~-0.2 nm 사이에서 초점이 정확하게 맞는다.Referring to FIG. 3, in a phase reversal mask according to the present invention, a focal length that is accurately focused according to a phase difference is different from each other. When the phase difference is 170 °, the focus is accurately between -0.3 and -0.1 nm, and when the phase difference is 177 °, the focus is exactly between -0.35 and -0.15 nm, and when the phase difference is 187 °, it is -0.4 to When the focus is accurately between -0.15 nm and the phase difference is 193 °, the focus is exactly between -0.45 and -0.2 nm.
노출광을 위상 반전 마스크에 노광할 때, 광원으로부터 노출광이 입사되는 영역(반도체 소자의 각 영역)까지의 거리가 서로 미세하게 다르다. 그 결과 정확하게 초점이 맞는 초점거리도 미세하게 다르다.When exposing the exposure light to the phase inversion mask, the distances from the light source to the region (each region of the semiconductor element) to which the exposure light is incident differ slightly from each other. The result is a slightly different focal length that is exactly in focus.
일반적으로 위상 시프터의 두께에 따라 위상차가 다르게 형성되고, 상기 도 3에서 참고한 것처럼 위상차에 따라 초점 거리가 달라진다. 따라서 노출광이 입사되는 서로 다른 영역에서 초점을 정확하게 맞추기 위해서는, 해당 영역에 형성되는 위상 시프터의 두께를 다르게 함으로써 위상차를 보정해주면 된다. In general, the phase difference is formed differently according to the thickness of the phase shifter, and the focal length is changed according to the phase difference as shown in FIG. 3. Therefore, in order to accurately focus in different areas where the exposure light is incident, the phase difference may be corrected by varying the thickness of the phase shifter formed in the corresponding area.
이하에서는 위상 시프터의 두께를 다르게 형성하여 위상차를 보정함으로써 반도체 소자의 모든 영역에서 정확하게 초점이 맞는 위상 반전 마스크 및 그 형성 방법을 구체적으로 살펴보도록 한다.Hereinafter, the phase shift mask that is accurately focused in all regions of the semiconductor device by correcting the phase difference by forming the thickness of the phase shifter differently will be described in detail.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 위상 반전 마스크(20)의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of the
도 4를 참고하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 위상 반전 마스크(20)는 노출광에 대하여 투명 기판(200) 상에 제 1 위상 시프터(201) 및 제 2 위상 시프터(202)가 패터닝된다. Referring to FIG. 4, in the
투명 기판(200)은 광원으로부터 나오는 노출광을 아무런 위상의 변화없이 마스크 패턴(230)에 전달한다. 일반적으로 투명 기판(200)은 석영 재질도 된 것을 사용한다.The
제 1 위상 시프터(201)는 몰리브덴 화합물(Mo,MoSi,MosiON 등)로 이루어지며, 투명 기판(200) 상에 소정의 간격을 두고 소정의 두께로 형성된다. The
투명 기판(200) 상에 소정의 간격을 두고 형성된다는 것은 웨이퍼 상으로 전사될 패턴에 따라 소정의 간격을 두고 형성된다는 것을 의미하고, 소정의 두께로 형성된다는 것은 제 1 위상 시프터(201)의 두께에 따라 위상차를 설정한다는 것을 의미한다.Forming a predetermined gap on the
제 2 위상 시프터(202)는 몰리브덴 화합물(Mo,MoSi,MosiON 등)로 이루어지며, 투명 기판(200) 상에 소정의 간격을 두고 소정의 두께로 형성된다. The
투명 기판(200) 상에 소정의 간격을 두고 형성된다는 것은 웨이퍼 상으로 전사될 패턴에 따라 소정의 간격을 두고 형성된다는 것을 의미하고, 소정의 두께로 형성된다는 것은 제 2 위상 시프터(202)의 두께에 따라 위상차를 설정한다는 것을 의미한다.Forming a predetermined gap on the
본 발명에서는 제 1 위상 시프터(201)의 두께와 제 2 위상 시프터(202)의 두께가 서로 상이하게 형성되는 것을 특징으로 한다. 상기한 것처럼, 제 1 위상 시프터(201)와 제 2 위상 시프터(202)의 두께가 서로 다르면 위상차가 달라지게 된다. In the present invention, the thickness of the
도 3의 실험 결과를 참고하여, 원하는 초점 거리에 대응하는 위상차를 결정하고, 이 위상차를 형성하기 위한 제 1 위상 시프터(201)와 제 2 위상 시프터(202) 의 두께를 결정할 수 있다.Referring to the experimental result of FIG. 3, a phase difference corresponding to a desired focal length may be determined, and thicknesses of the
예를 들어, 마스크 패턴(230)의 제 1 하프톤 영역(211)에 의해 형성되는 반도체 소자의 영역이 메인 칩 영역이고, 제 2 하프톤 영역(212)에 의해 형성되는 반도체 소자의 영역이 테스트 패턴 영역이라고 한다. 메인 칩 영역에서 정확하게 초점이 맞는 거리가 -0.3nm이고, 테스트 패턴 영역에서 정확하게 초점이 맞는 거리가 -0.25nm라고 한다. 도 3의 실험 결과를 참고하면, 초점 거리 -0.3nm에 대응하는 위상차는 187°이고, 초점 거리 -0.25nm에 대응하는 위상차는 177°이다. 따라서 제 1 위상 시프터(201)는 위상차 187°에 맞게 두께를 형성하고, 제 2 위상 시프터(202)는 위상차 177°에 맞게 두께를 형성한다.For example, the region of the semiconductor element formed by the
광원에서 노출광을 쏘아주면, 제 1 위상 시프터(201)는 노출광을 일부만 투과시키기 때문에 마스크 패턴(230)에서 제 1 위상 시프터(201)에 대응하는 영역이 제 1 하프톤 영역(211)이 된다.When the exposure light is emitted from the light source, the
마찬가지로, 제 2 위상 시프터(202)도 노출광을 일부만 투과시키기 때문에 마스크 패턴(230)에서 제 2 위상 시프터(202)에 대응하는 영역이 제 2 하프톤 영역(212)이 된다.Similarly, since the
반면 위상 시프터가 형성되지 않은 영역에 노광된 노출광은 투명 기판(200)을 모두 통과하기 때문에 마스크 패턴(230)에서 해당 영역은 광투과 영역(220)이 된다.On the other hand, since the exposed light exposed to the region where the phase shifter is not formed passes through the
광원에서 노출광을 노광하면, 광투과 영역(220)은 노출광을 투과시킨다. 그 결과 마스크 패턴(230) 하부에 있는 감광막(미도시)에는 광투과 영역(220)에 대응 하는 영역이 노광된다. When the exposure light is exposed by the light source, the
광원에서 노출광을 노광하면, 제 1 하프톤 영역(211) 및 제 2 하프톤 영역(212)는 노출광을 일부만 투과시킨다. 그려면 제 1 하프톤 영역(211) 및 제 2 하프톤 영역(212)을 투과한 노출광은 광투과 영역(220)을 투과한 노출광과 상쇄 간섭을 일으킨다. 그 결과 마스크 패턴(230) 하부에 있는 감광막(미도시)에는 제 1 하프톤 영역(211) 및 제 2 하프톤 영역(212)에 대응하는 영역이 노광되지 않는다. When the exposure light is exposed by the light source, the
이 경우 광투과 영역(220)을 투과하는 노출광의 위상과 제 1 하프톤 영역(211)을 투과하는 위상의 위상차는 187°이고, 광투과 영역(220)를 투과하는 노출광의 위상과 제 2 하프톤 영역(212)을 투과하는 위상의 위상차는 177°이다. In this case, the phase difference between the phase of the exposure light passing through the
이상에서 살펴본 것처럼 본 발명의 제 1 실시예는 서로 다른 두께를 가지는 제 1 위상 시프터(201) 및 제 2 위상 시프터(202)에 의하여 노출광의 위상차를 다르게 하여 반도체 소자의 영역에 정확하게 초점이 맞을 수 있도록 함으로써 정확하게 패턴이 형성될 수 있도록 한다.As described above, according to the first embodiment of the present invention, the
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 위상 반전 마스크(30)의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of the
도 5를 참고하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 위상 반전 마스크(30)는 노출광에 대하여 투명 기판(200) 상에 제 1 위상 시프터(201)가 패터닝되고, 선택적으로 제 1 위상 시프터(201)의 상부에 제 2 위상 시프터(202)가 패터닝된다. Referring to FIG. 5, in the
투명 기판(200)은 광원으로부터 나오는 노출광을 아무런 위상의 변화없이 마스크 패턴(230)에 전달한다. 일반적으로 투명 기판(200)은 석영 재질도 된 것을 사용한다.The
제 1 위상 시프터(201)는 몰리브덴 화합물(Mo,MoSi,MosiON 등)로 이루어지며, 투명 기판(200) 상에 소정의 간격을 두고 소정의 두께로 형성된다. The
투명 기판(200) 상에 소정의 간격을 두고 형성된다는 것은 웨이퍼 상으로 전사될 패턴에 따라 소정의 간격을 두고 형성된다는 것을 의미하고, 소정의 두께로 형성된다는 것은 제 1 위상 시프터(201)의 두께에 따라 위상차를 결정한다는 것을 의미한다.Forming a predetermined gap on the
제 2 위상 시프터(202)는 몰리브덴 화합물(Mo,MoSi,MosiON 등)로 이루어지며, 선택적으로 제 1 위상 시프터(201)의 상부에 소정의 두께로 형성된다. The
제 2 위상 시프터(202)가 소정의 두께로 형성된다는 것은 제 2 위상 시프터(202)의 두께에 따라 위상차를 결정한다는 것을 의미한다.Forming the
본 발명에서는 일부 영역에는 제 1 위상 시프터(201)만을 형성하고, 다른 영역에는 제 1 위상 시프터(201)와 2 위상 시프터(202)를 다중으로 형성함으로써 두께가 서로 상이하게 형성되는 것을 특징으로 한다. 이러한 두께 차이에 의하여 노출광의 위상차가 달라지게 된다. In the present invention, only the
도 3의 실험 결과를 참고하여, 원하는 초점 거리에 대응하는 위상차를 결정하고, 이 위상차를 형성하기 위한 제 1 위상 시프터(201)와 제 2 위상 시프터(202)의 두께를 결정할 수 있다.Referring to the experimental result of FIG. 3, a phase difference corresponding to a desired focal length may be determined, and thicknesses of the
예를 들어, 제 1 하프톤 영역(211)에 의해 형성되는 반도체 소자의 영역이 메인 칩 영역이고, 제 3 하프톤 영역(213)에 의해 형성되는 반도체 소자의 영역이 테스트 패턴 영역이라고 한다. 메인 칩 영역에서 정확하게 초점이 맞는 거리가 -0.3nm이고, 테스트 패턴 영역에서 정확하게 초점이 맞는 거리가 -0.25nm라고 한다. 도 3의 실험 결과를 참고하면, 초점 거리 -0.3nm에 대응하는 위상차는 187°이고, 초점 거리 -0.25nm에 대응하는 위상차는 177°이다. 따라서 제 1 위상 시프터(201)는 위상차 187°에 맞게 두께를 형성하고, 제 1 위상 시프터(201)와 제 2 위상 시프터(202)를 합한 두께가 위상차 177°에 맞도록 한다.For example, a region of the semiconductor element formed by the
광원에서 노출광을 쏘아주면, 제 1 위상 시프터(201)는 노출광을 일부만 투과시키기 때문에 마스크 패턴(230)에서 제 1 위상 시프터(201)에 대응하는 영역이 제 1 하프톤 영역(211)이 된다.When the exposure light is emitted from the light source, the
마찬가지로, 제 2 위상 시프터(202)도 노출광을 일부만 투과시키기 때문에 마스크 패턴(230)에서 제 1 위상 시프터(201) 및 제 2 위상 시프터(202)에 대응하는 영역이 제 3 하프톤 영역(213)이 된다.Similarly, since the
반면 위상 시프터가 형성되지 않은 영역에 노광된 노출광은 투명 기판(200)을 모두 통과하기 때문에 마스크 패턴(230)에서 해당 영역이 광투과 영역(220)이 된다.On the other hand, since the exposed light exposed to the region where the phase shifter is not formed passes through the
광원에서 노출광을 노광하면, 광투과 영역(220)은 노출광을 투과시킨다. 그 결과 마스크 패턴(230) 하부에 있는 감광막(미도시)에는 광투과 영역(220)에 대응하는 영역이 노광된다. When the exposure light is exposed by the light source, the
광원에서 노출광을 노광하면, 제 1 하프톤 영역(211) 및 제 3 하프톤 영역(213)는 노출광을 일부만 투과시킨다. 그러면 제 1 하프톤 영역(211) 및 제 3 하프톤 영역(213)을 투과한 노출광은 광투과 영역(220)을 투과한 노출광과 상쇄 간섭 을 일으킨다. 그 결과 마스크 패턴(230) 하부에 있는 감광막(미도시)에는 제 1 하프톤 영역(211) 및 제 3 하프톤 영역(213)에 대응하는 영역이 노광되지 않는다. When the exposure light is exposed by the light source, the
이 경우 광투과 영역(220)을 투과하는 노출광의 위상과 제 1 하프톤 영역(211)을 투과하는 위상의 위상차는 187°이고, 광투과 영역(220)를 투과하는 노출광의 위상과 제 3 하프톤 영역(213)을 투과하는 위상의 위상차는 177°이다. In this case, the phase difference between the phase of the exposure light passing through the
이상에서 살펴본 것처럼 본 발명의 제 2 실시예는 서로 다른 두께를 가지는 제 1 위상 시프터(201) 및 제 2 위상 시프터(202)를 중첩하여 형성하고 노출광의 위상차를 다르게 하여 반도체 소자의 영역에 정확하게 초점이 맞을 수 있도록 함으로써 정확하게 패턴이 형성될 수 있도록 한다.As described above, in the second embodiment of the present invention, the
도 6은 본 발명에 따른 위상 반전 마스크를 사용하여 형성한 반도체 소자(300)를 나타낸다.6 shows a
도 6을 참고하면, 종래 기술에 따른 위상 반전 마스크를 사용하여 형성한 반도체 소자(300)는 모든 영역에서 정상적으로 패턴이 형성된다.Referring to FIG. 6, a pattern is normally formed in all regions of a
반도체 소자(300)는 메인 칩 영역(310) 및 테스트 패턴 영역(320)이 모두 정상적으로 패턴이 형성된다.In the
도 1은 종래 기술에 따른 위상 반전 마스크의 구조를 도시한다.1 shows the structure of a phase inversion mask according to the prior art.
도 2는 종래 기술에 따른 위상 반전 마스크를 사용하여 형성한 반도체 소자를 나타낸다.2 shows a semiconductor device formed using a phase inversion mask according to the prior art.
도 3은 본 발명에 따른 위상 반전 마스크에서 노출광의 초점 거리와 위상차와의 관계를 나타내는 실험 결과를 나타낸다.3 shows experimental results showing the relationship between the focal length and the phase difference of the exposure light in the phase reversal mask according to the present invention.
도 4은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 위상 반전 마스크의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a phase inversion mask according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 위상 반전 마스크의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a phase inversion mask according to a second embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 위상 반전 마스크를 사용하여 형성한 반도체 소자를 나타낸다.6 illustrates a semiconductor device formed using a phase inversion mask according to the present invention.
Claims (14)
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
KR20160056427A (en) * | 2014-11-11 | 2016-05-20 | 주식회사 피케이엘 | Halftone phase shift mask using destructive interference effect and method of manufacturing the same |
US9395619B2 (en) | 2014-01-14 | 2016-07-19 | Samsung Display Co., Ltd. | Phase shift mask, patterning method using the same and method of manufacturing display panel using the same |
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US9395619B2 (en) | 2014-01-14 | 2016-07-19 | Samsung Display Co., Ltd. | Phase shift mask, patterning method using the same and method of manufacturing display panel using the same |
KR20160056427A (en) * | 2014-11-11 | 2016-05-20 | 주식회사 피케이엘 | Halftone phase shift mask using destructive interference effect and method of manufacturing the same |
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