KR970002450A - 포토마스크의 제조방법 및 그 포토마스크를 이용한 반도체 집적회로 장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

위상 시프터 패턴을 가지는 포토마스크의 검상효율을 향상시키기 위하여, 위상시프터 패턴을 가지는 포토마스크의 검사공정을, 이상 적출공정, 제1의 이상 판별공정 및 제2의 이상판별공정의 3단계로 나누어 행한다. 각 검사공정은 각각 다른 검사영역에서 행한다. 이상 적출을 행하는 이상 적출 스테이션(7)에서는 포토마스크(1)의 전영역에 대해 이상의 유무를 검사한다. 이상 판별을 행하는 이상 판별 스테이션(8)에서는 이상의 내용을 분류한다. 이상 판별을 행하는 위상차 측정스테이션(9)에서는 위상차 오차의 측정을 행한다.

Description

포토마스크의 제조방법 및 그 포토마스크를 이용한 반도체 집적회로 장치의 제조방법

본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음

제1도는 본 발명의 일 실시예인 포토마스크 검사 장치의 설명도.

Claims (19)

1. 투과광에 위상차를 발생시키는 위상시프터 패턴을 마스크 기판상에 설치한 포토마스크의 제조방법에서 상기 마스크 기판을 검사할때, 각각 독립한 검사스테이지 상에 있어서, (a) 상기 마스크 기판에 검사광을 조사하여 마스크 기판을 투과한 광 또는 마스크 기판에서 반사된 광을 검출하는 것에 의해 얻어진 실측의 패턴데이터와, 상기 마스크 기판상에 형성하는 마스크 패턴의 기초가 된 패턴데이터 또는 마스크 기판상의 다른 영역의 페턴데이타가 적어도 한쪽을 비교조합하는 것에 의해 마스크 기판상의 이상 개소를 적출하는 공정. (b) 상기 이상 개소의 적출공정에 의해 적출된 이상 개소의 이상내용을 판별하여 분류함과 동시에 위상시프터 패턴에 관련하는 이상의 유무를 판별하는 제1의 양부판정공정, (c) 상기 마스크 기판에 대해 위상차 측정검사를 행하기 위해, 위상시프터 패턴의 양부를 판정하는 제2의 양부판정공정으로 검사를 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조방법.
2. 제1항의 상기 이상 개소의 적출공정시에 있어서, (a) 상기 마스크 기판에 검사광을 조사하여 마스크 기판을 투과한 광 또는 마스크 기판에 반사된 광을 이메지센서에 의해 검출하는 공정. (b) 상기 이메지센서에 의해 얻어진 실측의 패턴 데이터에 의거하여 2차원 맵(map) 모양의 화상데이터를 작성하는 공정, (c) 상기 화소데이터와, 상기 마스크 기판상에 형성하는 마스크 패턴의 기초가 된 패턴 데이터에 의거하여 얻어진 화소데이터 또는 마스크 기판상의 다른 영역의 패턴 데이터에 의거하여 얻어진 화소데이터의 적어도 한쪽을 비교조합하는 것에 따라 마스크 기판상의 이상 개소를 적출하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조방법.
3. 제1항의 상기 제1의 양부판정공정시에 있어서, 상기 이상 내용은, 차광패턴의 홈결함, 차광패턴의 잔류결함, 위상시프터 패턴의 홈결함, 위상시프터 패턴의 잔류 결함, 부착 이물에 의한 이상, 차광패턴 및 위상시프터 패턴의 중첩 오자, 투과광의 위상차 오차인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조방법.
4. 제1항의 상기 위상시프터 패턴의 에지부가 배치되는 소정의 투과 영역을 가지는 마스크 기판을 검사하는 경우에 있어서, (a) 상기 마스크 기판에서의 양호한 차광패턴의 에지부를 가지는 투광영역 및 양호한 위상시프터 패턴의 에지부를 가지는 투과영역의 각각에 검사광을 조사하여 마스크 기판을 투과한 광 또는 마스크 기판에서 반사된 광을 검출하여 그 각각에 대하여 실측의 패턴 데이터를 작성하는 공정, (b) 상기 실측 데이터의 각각과, 그 각각에 대응하는 차광패턴의 에지부를 가지는 투광영역의 패턴데이터 및 위상시프터 패턴의 경계영역의 패턴 데이터를 비교하여 의해, 양호하다고 판정되는 차광패턴의 폭 및 양호하다고 판정되는 위상시프터패턴 경계영역의 폭의 값을 결정하는 바이어스치 결정 공정, (c) 상기 바이어스치 결정 공정에서 정해진 폭으로 설정된 차광패턴의 데이터 및 위상시프터 패턴의 데이터를 합성하고, 그 합성 패턴 데이터와 실제로 검출되는 마스크 기판상의 패턴 데이터를 비교 조합하여 마스크 기판상의 패턴의 이상 개소를 적출하는 공정을 가지는 특징으로 하는 포토마스크의 제조방법.
5. 제1항의 상기 위상시프터 패턴의 에지부가 배치되는 소정의 투광영역을 가지는 마스크 기판을 검사하는 경우에 있어서, (a) 상기 마스크 기판상의 투과 영역에 위상시프터 패턴 에지부의 경계영역이 존재하는지 아닌지를 검사하느 공정. (b) 상기 경계영역이 존재하는, 경우는 그 경계영역을 경계로 하여 투광영역의 패턴을 테이터상에서 분할하는 공정, (c) 상기 투광영역의 분할공정 후, 마스크 기판상의 패턴에 대하여 패턴 간격의 데이터를 검사하고, 그 간격이 패턴을 양호하게 전사하는데 필요한 소정의 간격으로 되어 있는지 아닌지를 검사하는 공정. (d) 상기 간격이 소정 이상의 간격으로 판정된 경우는 정상이라고 판정하고, 소정 이하로 판정되는 경우는, 위상시프터 패턴의 데이터를 참조하여, 그 소정 이하라고 판정된 패턴의 한쪽에 위상시프터 패턴이 존재하는지 아닌지를 검사하는 공정. (e) 상기 소정 이하로 패턴의 한쪽에 위상 시프터패턴이 존재한다고 판정된 경우는 정상이라고 판정하고, 위상 시프터패턴이 존재하지 않는다고 판정된 경우는 패턴불량이라고 판정하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조방법.
6. 제1항에 있어서, (a) 상기 마스크 기판에 위상시프터 패턴용의 홈을 팔때, 그 홈에 필요한 깊이의 약 90%를 드라이에칭에 의해 파는 공정, (b) 상기 마스크 기판에 파진 상기 시프터 패턴용의 홈 영역 및 에칭되지 않는 미에칭 영역이 각각을 투과한 광의 위상차를 측정하는 공정, (c) 상기 위상차와, 상기 홈이 소망 깊이인 경우에 얻어진 소정의 위상차의 오차를 구하고, 그 오차에 의거하여 다시 홈을 파는 양(量)을 산출하고 공정, (d) 상기 위상시프터 패턴용의 홈을 다시 파기 위한 산출량에 따라 홈을 팔때, 웨트웨칭처리를 이용하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조방법.
7. 제1항에 있어서, (a) 상기 마스크 기판에 위상시프터 패턴용의 홈을 팔때, 그 홈에 필요한 깊이의 약 90%를 집속이온 빔으로 파는 공정, (b) 상기 마스크 기판에 파진 위상 시프터 패턴용의 홈 영역 및 에칭되지 않는 미영역의 각각을 투과한 광의 위상차를 측정하는 공정, (c) 상기 위상차와, 상기 홈의 소망의 깊이인경우에 얻어지는 소정의 위상차와의 오차를 구하여, 그 오차에 따라 다시 파고자 하는 홈의 양을 산출하는 공정, (d) 상기 위상시프터 패턴용의 홈을 다시 파기 위한 산출량에 따라 홈을 팔때, 데미지(damage)량을 저감시킨 집속이온빔을 조사하여 파는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 제2집속 이온빔 조사시에, 이온빔 조상영역에 플루오르화 크세논(xenon fluoride)가스를 공급하면서 이온빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조방법.
9. 투과광에 위상차를 발생시키는 위상시프터 패턴의 에지부가 배치되는 투과영역을 가지는 마스크 기판을 검사하는 경우에 있어서, (a) 상기 마스크 기판에서의 양호한 차광패턴의 에지부를 가지는 투광영역 및 양호한 위상시프터 패턴의 에지부를 가지는 투광영역의 각각에 검사광을 조사하여 마스크 기판을 투과한 광 또는 마스크 기판에서 반사된 광을 검출하여 그 각각에 대하여 실측의 패턴 데이터를 작성하는 공정, (b) 상기 실측 패턴데이터의 각각과, 그 각각에 대응하는 차광패턴의 에지부를 가지는 투광영역의 패턴데이터 및 위상시프터 패턴의 경계영역의 패턴 데이터를 비교하여 양호라고 판정되는 차광패턴의 폭 및 양호라고 판정되는 위상시프트 패턴 경계영역의 폭의 값을 결정하는 바이어스치 결정 공정, (c) 상기 바이어스치 결정 공정에서 정해진 폭으로 설정된 차광패턴의 데이터 및 위상시프터 패턴의 데이터를 합성하고, 그 합성패턴 데이터와 실제로 검출되는 마스크 기판상의 패턴 데이터를 비교 조합하므로서 마스크 기판상의 패턴의 이상 소개를 적출하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조방법.
10. 투과광에 위상차를 발생시키는 위상시프터 패턴의 에지부가 배치되는 투광영역을 가지는 마스크 기판을 검사하는 경우에 있어서, (a) 상기 마스크 기판상의 투광영역에 위상시프터 패턴의 에지부의 경계영역이 존재하는지 아닌지를 검사하는 공정, (b) 상기 경계영역이 존재하는 경우는, 그 경계영역을 경계로 하여 투광영역의 패턴을 데이터상에 분할하는 공정, (c) 상기 투광영역의 분할공정 후, 마스크 기판상의 패턴에 대하여 패턴 간격의 데이터를 검사하고, 그 간격이 패턴을 양호하게 전사하는데 필요한 소정 이상의 간격으로 되어 있는지 아닌지를 검사는 공정, (d) 상기 간격이 소정 이상의 간격으로 판정된 경우는 정상이라고 판정하고, 소정이하로 판정된 경우는, 위상시프터 패턴의 데이터를 참조하여 그 소정 이하라고 판정된 패턴의 한쪽에 위상 시프터패턴이 존재하는지 아닌지를 검사하는 공정, (e) 상기 소정 이하로 판정된 패턴이 한쪽에 위상시프터 패턴이 존재한다고 판정된 경우는 정상이라고 판정하고, 위상시프터가 존재하지 않는다고 판정된 경우는 패턴 불량이라고 판정하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조방법.
11. 투과광에 위상차를 발생시키는 위상시프터 패턴을 기판상에 설치한 포토마스크를 이용하여 소정의 반도체 집적회로 패턴을 반도체 웨이퍼상에 전사할 경우에 있어서, (a) 제1검사 시스테이지상에 올려진 마스크 기판에 검사광을 조사하여 마스크 기판을 투과한 광 또는 마스크 기판에서 반사된 광을 검출하는 것에 의해 얻어진 실측의 패턴데이터와, 상기 마스크 기판상에 형성하는 마스크 패턴의 기초가 된 패턴데이터 또는 마스크 기판상의 다른 영역의 패턴데이터의 적어도 한쪽을 비교조합하는 것에 따라, 마스크 기판상의 이상 개소를 적출하는 공정, (b) 상기 마스크 기판을 제2검사스테이지상에 올려놓은 후, 상기 이상 개소의 적출 공정에 의해 적출된 이상 개소의 이상내용을 판별하여 분류함과 동시에, 위상시프터 패턴을 관련하는 이상 유무를 판별하는 제1양부판정공정, (c) 상기 마스크 기판을 제3검사스테이지상에 올려 놓은 후, 마스크 기판에 대해 위상차 측정검사를 행하므로서, 위상시프터 패턴의 양부를 판정하는 제2의 양부판정공정, (d) 상기 검사공정에서 발견된 결함을 수정하는 공정, (e) 상기 수정공정후의 포토마스크를 노광장치에 장착한 후, 노광광을 상기 포토마스크를 통하여 반도체 웨이퍼상에 조사하므로서 상기 반도체 웨이퍼상에 도포된 레지스트막에 소정의 반도체집적회로 패턴을 전사하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체집적회로장치의 제조방법.
12. 제11항의, 상기 위상시프터 패턴의 에지부가 배치되는 소정의 투광영역을 가지는 포토마스크를 이용하여 반도체 집적회로장치를 제조하는 경우에 있어서, (a) 상기 마스크 기판에서의 양호한 차광패턴의 에지부를 가지는 투광영역 및 양호한 위상시프터 패턴의 에지부를 가지는 투광영역의 각각에 검사광을 조사하여 마스크기판을 투과한 광 또는 마스크 기판에서 반사된 광을 검출하여 그 각각에 대하여 실측의 패턴데이터를 작성하는 공정, (b) 상기 실측 패턴 데이터의 각각과, 그 각각에 대응하는 차광패턴의 에지부를 가지는 투광영역의 패턴 데이터 및 위상시프터 패턴의 경계영역의 패턴 데이터를 비교하므로서 양호하다고 판정되는 차광패턴의 폭 및 양호하다고 판정되는 위상시프터 패턴 경계영역의 폭의 값을 결정하는 바이어스치 결정공정, (c) 상기 바이어스치 결정공정에서 정해진 폭으로 설정된 차광패턴의 데이터 및 위상시프터 패턴의 데이터를 합성하고, 그 합성 패턴데이트와 실제로 검출되는 마스크 기판상의 패턴데이터를 비교조합하여, 마스크 기판상의 패턴의 이상 개소를 적출하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체집적회로 장치의 제조방법.
13. 제11항의 상기 위상시프터 패턴의 에지부가 배치되는 소정의 투광영역을 가지는 포토마스크를 이용하여 반도체 집적회로장치를 제조하는 경우에 있어서, (a) 상기 마스크 기판상의 투광영역에 위상시프터 패턴 에지부의 경계영역이 존재하는지 아닌지를 검사하는 공정, (b) 상기 경계영역이 존재하는 경우는 그 경계영역의 경계로 하여 투광영역의 패턴 데이터상에서 분할하는 공정, (c) 상기 투광영역의 분할공정 후, 마스크 기판상의 패턴에 대하여 패턴간격의 데이터를 검사하고, 그 간격이 패턴을 양호하게 전사하는데 필요한 소정 이상의 간격으로 되어 있는지 아닌지를 검사하는 공정, d) 상기 간격이 소정 이상의 간격으로 판정된 경우는 정상이라고 판정하고, 소정 이하로 판정된 경우는, 위상시프터 패턴의 데이터를 참조하여, 그 소정이라고 판정된 패턴의 한쪽에 위상시프터 패턴이 존재하는지 아닌지를 검사하는 공정, (e) 상기 소정 이하로 판정된 패턴의 한쪽에 위상시프터 패턴이 존재한다고 판정된 경우는 정상이라고 판정하고, 위상시프터가 존재하지 않는다고 판정되는 경우는, 패턴불량이라고 판정하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체집적회로장치의 제조방법.
14. 제11항에 있어서, (a) 상기 마스크 기판에 위상시프터 패턴용의 홈을 팔때, 그 홈에 필요한 깊이의 약 90%를 드라이에칭처리에 의해 파는 공정, (b) 상기 마스크 기판에 파진 상기 시프터 패턴용의 홈 영역 및 에칭되지 않는 미에칭 영역의 각각을 투과한 광의 위상차를 측정하는 공정, (c) 상기 위상차와, 상기 홈이 소망 깊이인 경우에 얻어지는 소정의 위상차의 오차를 구하고, 그 오차에 의거하여 다시 홈을 파는 양(量)을 산출하는 공정, (d) 상기 위상시프터 패턴용의 홈을 다시 파기 위한 산출량에 의거하여 홈을 팔때, 웨트에칭처리를 이용하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체직접회로장치의 제조방법.
15. 제11항에 있어서, (a) 상기 마스크 기판에 위상시프터 패턴용의 홈을 팔때, 그 홈에 필요한 깊이의 약 90%를 집속이온 빔으로 파는 공정, (b) 상기 마스크 기판에 파진 위상시프터 패턴용의 홈 영역 및 에칭되지 않는 미영역의 각각을 투과한 광의 위상차를 측정하는 공정, (c) 상기 위상차와, 상기 홈의 소망 깊이인 경우에 얻어지는 소정의 위상차와의 오차를 구하여, 그 오차에 따라 다시파고자할 홈의 양을 산출하는 공정, (d) 상기 위상시프터 패턴용의 홈을 다시 파기 위한 산출량에 따라 홈을 팔때, 데미지(damage)량을 저감시킨 집속이온빔을 조사하여 파는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체집적회로장치의 제조방법.
16. 반도체집적회로장치를 축소투영노광에 의해 제조하기 위한 위상시프터 마스크의 제조방법에 있어서, (a) 크롬개구영역 및 위상시프터영역으로 이루어지는 웨이퍼상에 전사되는 집적회로패턴에 대응한 제1의 최종제품용 마스크 패턴이 패터닝된 제1의 위상 시프터 마스크를 제1의 검사장치의 제1의 웨이퍼 스테이지 상에 올려놓고, 상기 마스크 패턴에 제1의 검사광을 조사하는 그 투과광 또는 반사광을 검출하여 실질적으로 평면적인 강도 분포 데이터를 취득하는 실강도 분포 취득 공정. (b) 상기 제1의 마스크에 대한 상기 공정(a)과 적어도 일부를 동시에, 상기 실강도 분포취득공정이 완료된 크롬개구영역 및 위상시프터영역으로 이루어지는 웨이퍼상에 전사되는 집적회로패턴에 대응한 상기 제1 또는 제2의 최정제품용 마스크 패턴이 패터닝된 제2의 위상 시프터 마스크를 상기 제1 또는 제2의 검사장치의 제2의 웨이퍼 스테이지상에 올려놓고 상기 마스크 패턴의 적어도 위상 시프터영역중, 선행하는 실강도 분포 취측 공정의 결과에 의해 소정의 조건을 만족하는 이상(異常)일 가능성이 높은 위상이상후보부분에 상기 제1 또는 제2의 검사광을 조사하여 그 투과광 또는 반사광을 검출하여 위상 시프터치의 이상유무를 검출하는 선택적 위상 이상검출 공정, (c) 적어도 상기 선택적 위상이상 검출공정의 결과에 의거하여 상기 제2의 마스크 위상시프터영역중 위상시프터치에 이상이 있는 부분의 적어도 일부를 수정하는 위상 결함수정공정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체집적회로장치.
17. 반도체집적회로장치를 축소투영노광에 의해 제조하기 위한 위상시프터 마스크의 제조방법에 있어서, (a) 크롬개구영역 및 위상시프터영역으로 이루어지는 웨이퍼상에 전사되는 집적회로패턴에 대응한 제1의 최종제품용 마스크 패턴이 패터닝된 제1의 위상 시프터 마스크를 제1의 검사장치의 제1의 웨이퍼 스테이지 상에 올려놓고, 상기 마스크 패턴에 제1의 검사광을 조사하는 그 투과광 또는 반사광을 검출하여 실질적으로 평면적인 강도 분포 데이터를 취득하는 실강도 분포 취득 공정, (b)상기 실강도분포 취득 공정이 완료된 상기 제1의 위상 시프터 마스크를 상기 제1 또는 제2의 검사장치의 상기 제1 또는 제2의 웨이퍼 스테이지상에 올려놓고 상기 마스크 패턴의 적어도 위상시프터영역중, 선행하는 실강도 분포 취득 공정의 결과에 의해 소정의 조건을 만족하는 이상일 가능성이 높은 위상이상후보부분에 상기 제1 또는 제2의 검사광을 조사하여 그 투과광 또는 반사광을 검출하여 위상 시프터치의 이상유무를 검출하는 선택적 위상 이상 검출공정, (c) 적어도 상기 선택적 위상이상 검출공정의 결과에 의거하여 상기 제1의 마스크 위상시프터영역중 위상시프터치에 이상이 있는 부분의 적어도 일부를 수정하는 위상 결함수정공정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체집적회로장치.
18. 반도체집적회로장치를 축소투영노광에 의해 제조하기 위한 위상시프터 마스크에서 투과영역내에 있는 시프터에지를 차광마스크로 사용하는 에지마스크 패턴을 포함하는 에지마스크형 위상시프터 마스크의 제조방법에 있어서, (a) 적어도 크롬개구영역 및 에지마스크 패턴영역으로 이루어지는 웨이퍼상에 전사되는 집적회로패턴에 대응한 제1의 최종제품용 마스크 패턴이 패터닝된 제1의 위상시프터 마스크를 제1의 검사장치의 제1의 웨이퍼 스테이지 상에 올려놓고 상기 마스크 패턴에 제1의 검사광을 조사하여 그 투과광 또는 반사광을 검출하여 실질적으로 평면적인 강도 분포 데이터를 취득하는 실강도 분포 취득 공정. (b)상기 실강도분포 취득 공정후, 상기 실강도분포 취득공정에서 얻어진 실측강도분포데이터와, 마스크 설계 데이터의 에지마스크 패턴영역을 소정 폭의 차폐 패턴으로 변환한 검사용 참조 마스크 패턴데이터와를 비교하여 상기 에지 마스크 패턴영역의 이상을 검출하는 에지마스크 패턴 비교검사 공정, (c) 적어도 상기 에지마스크 패턴 비교검사공정의 결과에 의거하여 상기 제1의 마스크 에지마스크 패턴영역중 이상이 있는 부분의 적어도 일부를 수정하는 위상 시프터 에지부결함 수정공정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체집적회로장치.
19. 반도체집적회로장치의 제조방법에 있어서, (a) 적어도 크롬개구영역 및 투광영역내에 있는 시프터에지를 차광 마스크로서 사용하는 에지마스크 패턴영역으로 이루어지는 웨이퍼상에 전사되는 게이트 전극패턴에 대응한 제1의 최종 제품용 마스크 패턴이 패터닝된 제1의 위상시프터 마스크를 제1의 검사장치의 제1의 웨이퍼 스테이지 상에 올려놓고 상기 마스크 패턴에 제1의 검사광을 조사하여 그 투과광 또는 반사광을 검출하여 실질적으로 평면적인 강도 분포 데이터를 취득하는 실강도 분포 취득 공정, (b) 상기 실강도분포 취득 공정후, 상기 실강도분포 취득공정에서 얻어진 실측강도분포데이터와, 마스크 설계 데이터의 에지마스크 패턴영역을 소정 폭의 차폐 패턴으로 변환한 검사용 참조 마스크 패턴데이터와를 비교하여 상기 에지 마스크 패턴영역의 이상을 검출하는 에지마스크 패턴 비교검사 공정, (c) 적어도 상기 에지마스크 패턴 비교검사공정의 결과에 의거하여 상기 제1의 마스크의 에지마스크 패턴영역중 이상이 있는 부분의 적어도 일부를 수정하는 위상 시프터 에지부결함 수정공정, (d) 상기 위상 시프터 에지부 결함수정공정에서 수정된 상기 제1의 마스크상의 상기 게이트 전극패턴을 단색 또는 준단색 자외광을 노광광으로 하여 축소투영노광에 의해 웨이퍼상에 전사하는 축소투영노광공정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체집적회로장치.

    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.