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KR100462887B1 - 필드 게이트 이미지의 폭을 보강하는 위상 에지 위상 변이마스크 및 제조방법 - Google Patents

필드 게이트 이미지의 폭을 보강하는 위상 에지 위상 변이마스크 및 제조방법 Download PDF

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KR100462887B1
KR100462887B1 KR10-2002-0064641A KR20020064641A KR100462887B1 KR 100462887 B1 KR100462887 B1 KR 100462887B1 KR 20020064641 A KR20020064641 A KR 20020064641A KR 100462887 B1 KR100462887 B1 KR 100462887B1
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phase shift
shifters
pattern
shift mask
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남정림
김유현
박철홍
최수한
반용찬
신혜수
김동현
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 반도체 기판에 위상 변이 마스크(PHASE SHIFT MASK)와 트림 마스크(TRIM MASK)를 이용하여 두 차례 노광으로 취약해진 필드 영역에 위치한 필드 게이트 이미지의 폭 강화와, 이를 통한 반도체 장치의 전류 구동능력을 극대화하려고 상기 필드(FIELD) 게이트 이미지의 폭을 보강하는 위상 에지 위상 변이 마스크(PHASE EDGE PHASE SHIFT MASK)및 제조방법이다.

Description

필드 게이트 이미지의 폭을 보강하는 위상 에지 위상 변이 마스크 및 제조방법{A PHASE EDGE PHASE SHIFT MASK ENFORCING A FIELD GATE IMAGE AND A FABRICATION METHOD THEREOF}
본 발명은 위상 에지 위상 변이 마스크(PHASE EDGE PHASE SHIFT MASK)에 관한 것으로서, 상세하게는 반도체 기판의 필드 영역에 위치한 필드 게이트 이미지의 폭을 보강하는 위상 에지 위상 변이 마스크및 제조방법에 관한 것이다.
최근에, 크롬(Cr)만을 이용한 석영 마스크판으로 반도체 기판에 노광하는 방법은 반도체 장치의 디자인 룰(DESIGN RULE) 축소로 이웃하는 패턴간의 광(光) 간섭을 일으켜서 설계시에 요구된 피치(PITCH)를 구현하기 어렵게한다.
상기 방법의 대안은 석영 마스크판에 크롬(Cr)과 몰리브덴(Mo)을 사용하여 상기 반도체 기판에 이웃하는 패턴간에 광 상쇄 간섭을 줄여서 정교하고 세밀한 패턴을 구현하는 위상 변이 마스크(PHASE SHIFT MASK)의 등장이다.
상기 위상 변이 마스크는 설계에서 요구되는 디자인을 구현하기 위해서 한 개 이상의 마스크를 이용하는 것이 현(現) 추세이고, 위상 마스크와 조합해서 노광에 이용된 마스킹(MASKING) 기법인 위상 에지 위상 변이 마스크가 대두되고 있다.
예로서, 미국 특허 제 5,807,649 호(Lars W. Liebmann)는 상술한 위상 에지 위상 변이 마스크 기술을 개시하고 있다.
상기 미국 특허 제 5,807,649 호에 따르면, 반도체 기판에 게이트 전극과 같은 패턴을 형성하기 위하여 두 개의 마스크가 사용된다.
상기 두 개의 마스크는 위상 변이 마스크와 트림(TRIM) 마스크로 이루어진다 .
상기 위상 변이 마스크는 통상적으로 포토 광의 위상을 변이시키는 시프터( SHIFTER)를 이용하여 반도체 기판의 액티브 영역에 오버랩되는 포토레지스트 이미지의 소정 부분을 한정한다.
상기 트림 마스크내 트림 패턴은 한정된 상기 이미지의 소정 부분을 포토 노광으로부터 보호하면서 필드 영역으로 연장된 포토레지스트 이미지의 전체 형태를 형성한다.
상기 포토레지스트 이미지는 게이트 패턴을 형성하기 위해서 만드는 패턴이다.
그러나, 상기 트림 패턴은 상기 트림 마스크내에서 패턴간의 간격이 매우 협소한 경우에 상기 트림 마스크 제작후의 검사 과정에서 디펙(DEFFECT)으로 인식되어 질 수 있 다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술을 설명하기로 한다.
도 1a 는 종래 기술의 위상 에지 위상 변이 마스크(PHASE EDGE PHASE SHIFT MASK)에 따른 위상 변이 마스크(PHASE SHIFT MASK)의 일부 개략도이다.
도 1a 를 참조하면, 상기 위상 변이 마스크(10)는 소정 영역에서 광(光)이 투과할 수 있는 위상 변이 영역으로 된 두 개의 시프터(20, 20-1; SHIFTER)들을 일정 간격(1S)으로 이격시켜서 형성한다 .
상기 시프터(20)를 통과하는 빛은 일정 간격으로 이격된 다른 시프터를 통과하는 빛에 대하여 180˚의 위상차를 갖는다.
상기 위상 변이 마스크(10)는 상기 두 개의 시프터(20, 20-1)들과 아울러서 상기 시프터들을 한정하는 크롬이 형성된 어두운 부분(15)으로 구성된다
도 1b 는 종래 기술의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 반도체 기판에 형성된 위상 변이 마스크의 개략적인 이미지(IMAGE) 패턴이다.
도 1b 를 참조하면, 도 1a 의 위상 변이 마스크(10)는 포토레지스트(29, PH OTORESIST)가 도포된 반도체 기판(25)에 액티브 영역(27, ACTIVE REGION)과 오버랩되고, 시프터와 대응되는 오픈 영역(31, 33)을 형성시킨다 .
상기 액티브 영역(27)은 도 1a 의 시프터(20, 20-1)와 오버랩됨이 인식되도록 점선으로 부각시켰으며, 상기 반도체 기판(25)은 도 1a 의 시프터(20, 20-1)와 대응되어 포토 노광에 의해서 포토레지스트가 있는 부분(29)과 포토레지스트가 없는 부분(31, 33)으로 구분되어진다.
도 1c 는 종래 기술의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 트림 마스크(TRIM MASK)의 일부 개략도이다.
도 1c 를 참조하면, 상기 트림 마스크는 도 1a 에 두 개의 시프터(20, 20-1; SHIFTER)와 오버랩되어 사용된다.
상기 트림 마스크(35)내에 형성된 두 개의 시프터(20, 20-1)들은 이해를 돕기 위해서 점선으로 표시하였으며, 상기 두 개의 시프터(20, 20-1)들은 트림 마스 크(35)내에 없는 패턴이다.
상기 트림 마스크(35) 내에 광이 투과되지 않는 트림 패턴(40, 41, 37, 37- 1)과 광이 투과되는 투명한 영역(39)으로 대 분류되고, 트림 패턴은 세 가지 영역으로 세분되어진다.
상기 영역중에 첫째 영역은 상기 두 개의 시프터(20, 20-1)들사이에 형성되는 소정 폭(4W)의 제 1 트림 패턴(40)과, 둘째 영역은 상기 두 개의 시프터(20, 2 0-1)들로 된 영역밖에 형성되는 가로/ 세로로 소정 폭(5W, 8W)의 제 2 트림 패턴( 41)과, 셋째 영역은 두 개의 시프터(20, 20-1)들내에 오버랩되도록 형성한 제 2 트림 패턴(41)에 좌/ 우로 동일한 폭(3W)의 제 3 트림 패턴(37, 37-1)으로 이루어진다.
상기 제 2 트림 패턴(41)은 상기 시프터(20-1)에서 소정 폭(6W)으로 이격되어 있으며, 상기 제 3 트림 패턴(37-1)은 상기 시프터(20-1) 안쪽으로 소정 폭(7W)으로 이격되어 있다.
즉, 상기 시프터(20-1)의 경계에서 상기 제 2 트림 패턴(41)과 상기 제 3 트림 패턴(37-1)이 서로 마주보고 이격되어 있어서, 체크 포인트(1P)와 같이 나치(NO TCH) 구조를 형성한다.
상기 나치 구조는 디자인 룰이 축소된 반도체 장치에 대한 상기 트림 마스크 (35) 제작후의 상기 트림 마스크 검사시 체크 포인트(1P)에서 디펙( DEFECT)으로 인식되어질 수 있다.
상기 나치 구조의 영역은 도 1b 에 포토레지스트(29)의 일부와 오버랩되는 부분이며 또한, 상기 트림 마스크(35)로 포토 노광할 때에 상기 나치 구조를 통해서 광이 투과되어 도 1b 에 반도체 기판(25)의 상기 포토레지스트를 감광해서 원하지 않는 필드 게이트 이미지(도면에 미 도시)를 형성하게 된다.
도 1d 는 종래 기술의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 반도체 기판에 형성된 트림 마스크의 개략적인 이미지(IMAGE) 패턴이다.
도 1d 를 참조하면, 도 1c 의 트림 마스크(35)는 도 1b 의 반도체 기판(25)의 액티브 영역(27, ACTIVE REGION)에 오버랩되는 소정 폭(4W-1 )의 개략적 이미지 (40-1)와, 필드 영역(29)에 형성되는 가로/ 세로로 소정 폭(8W-1, 5W- 1)의 개략적 이미지(41-1)를 형성한다.
상기 필드 영역(29)에 소정 폭(8W-1)으로 된 상기 개략적 이미지(41-1)는 도1c 의 트림 마스크(35)로 포토 노광시에 나치 구조를 통해서 광 어텍(ATTACK)을 받아서 생기는 부분이다.
상기 개략적 이미지(41-1)는 후속 에치 공정(도면에 미 도시)으로 상기 액티브 영역(27)의 게이트(도면에 미 도시)로 부터 끊어지거나, 상기 액티브 영역(27)의 게이트와 비교하여 매우 작은 폭을 형성하는 필드 영역(29)의 게이트로 전사된다.
상기 필드 영역(29)의 게이트는 전체적인 게이트의 저항을 높이고, 상기 게이트의 전류 구동 능력을 떨어뜨려서 반도체 장치의 퍼포먼스를 저하시킨다.
상기 기술적인 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 목적은 트림 마스크내 트림 패턴에 의한 나치(NOTCH) 구조 제거와, 시프터들과 필드 영역에 형성된 제 2 트림 패턴사이에 형성된 소정 폭의 영역과, 상기 소정 영역을 보호하는 제 3 트림 패턴의 형성으로 포토 노광에 의한 포토레지스트의 손실을 줄여서 필드 영역에 이미지 폭을 강화한다.
본 발명의 다른 목적은 트림 마스크내 트림 패턴에 의한 나치(NOTCH) 구조 제거와, 필드 영역에 제 2 트림 패턴과 마주보는 시프터들의 경계를 일치시키는 것과, 상기 경계에 제 3 트림 패턴의 선택된 변을 일치시키는 것과, 상기 시프터들과 접하는 제 2 트림 패턴의 반대편에 소정 폭의 더미 패턴을 형성하여 포토 노광에 의한 포토레지스트의 손실을 줄여서 필드 영역에 이미지 폭을 강화한다.
도 1a 는 종래 기술의 위상 에지 위상 변이 마스크(PHASE EDGE PHASE SHIFT MASK)에 따른 위상 변이 마스크(PHASE SHIFT MASK)의 일부 개략도.
도 1b 는 종래 기술의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 반도체 기판에 형성된 위상 변이 마스크의 개략적인 이미지(IMAGE) 패턴.
도 1c 는 종래 기술의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 트림 마스크(TRIM MASK) 의 일부 개략도.
도 1d 는 종래 기술의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 반도체 기판에 형성된 트림 마스크의 개략적인 이미지(IMAGE) 패턴.
도 2a 는 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 일 실시예로서, 시프터(SHIFTER)에 오버랩되는 트림(TRIM) 마스크의 일부 개략도.
도 2b 는 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 일 실시예로서, 반도체 기판에 위상 변이 마스크와 트림 마스크로 형성된 개략적 이미지.
도 2c 는 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 일실시예와의 비교 데이타로서, 종래 기술의 위상 에지 위상 변이 마스크에 형성된 일부 배선도.
도 2d 는 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 일실시예와의 비교 데이타로서, 종래 기술의 위상 에지 위상 변이 마스크에 대한 포토 시물레이션후의 이미지(IMAGE) 사진.
도 2e 는 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 일실시예로서, 위상 에지 위상 변이 마스크에 형성된 일부 배선도.
도 2f 는 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 일 실시예로서, 포토 시물레이션후의 이미지(IMAGE) 사진.
도 3a 는 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 다른 실시예로서, 시프터에 오버랩된 트림 마스크의 일부 개략도.
도 3b 는 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 다른 실시예로서, 반도체 기판에 위상 변이 마스크와 트림 마스크로 형성된 개략적 이미지.
도 3c 는 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 다른 실시예로서, 위상 에지 위상 변이 마스크에 형성된 일부 배선도.
도 3d 는 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 다른 실시예로서, 포토 시물레이션후의 이미지(IMAGE) 사진.
( 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 )
100, 400: 트림 마스크(TRIM MASK)
200, 600: 반도체 기판
220, 620: 액티브(ACTIVE) 영역
240, 300, 340, 640, 720, 760: 필드(FIELD) 영역
105, 280, 405, 440, 700: 시프터(SHIFTER)
150, 450: 제 1 트림 패턴
360, 160, 480, 800: 제 2 트림 패턴
120, 140, 320, 420, 460, 740: 제 3 트림 패턴
500, 780: 더미 패턴(DUMMY PATTERN)
150-1, 160-1, 450-1, 660: 개략적 이미지(IMAGE)
380, 820: 시물레이션(SIMULATION) 이미지
100W, 110W, 130W, 150W, 170W, 190W, 190W-1, 210W, 230W, 250W, 400W, 410W, 430W, 450W, 470W, 490W, 490W-1, 510W, 530W, 590W: 폭(WIDTH)
150W-1, 210W-1, 230W-1, 450W-1, 550W, 570W: 이미지 폭(IMAGE WIDTH)
3P, 4P, 5P, 6P, 7P, 8P: 체크 포인트(CHECK POINT)
A: 상부, B: 하부
260, 690: 일부 배선도
상기 기술적인 과제를 구현하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 의한 위상 에지 위상 변이 마스크(PHASE EDGE PHASE SHIFT MASK)는 다수 개의 시프터들 및 시프터들을 한정하는 불투명 영역으로 이루어진 위상 변이 마스크와, 상기 위상 변이 마스크와 오버랩되는 제 1 내지 제 3 트림 패턴으로 이루어진 트림 마스크를 포함하며, 상기 제 1 트림 패턴은 상기 시프터들 사이의 불투명 영역에 대응되고, 상기 제 2 트림 패턴은 적어도 하나의 상기 시프터들로부터 소정 폭으로 이격되어 상기 제 1 트림 패턴과 연결되고, 상기 제 3 트림 패턴은 상기 시프터들과 중첩되어 제 1 과 제 2 트림 패턴의 선택된 변과 접하는 것이 특징이다.
상기 제 3 트림 패턴은 상기 제 1 과 제 2 트림 패턴과 접하여 나치 구조를 제거하고, 상기 제 3 트림 패턴은 상기 시프터들과 상기 제 1 내지 제 2 트림 패턴간의 소정 폭으로 이격된 영역을 보호하는 것이 바람직하다.
상기 시프터들은 입사된 광의 위상이 변화도록 형성된 위상 변이 영역이고, 상기 제 2 트림 패턴의 일측면에 상기 선택된 변과 마주보는 변에 부착된 더미 패턴을 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 의한 위상 에지 위상 변이 마스크는 위상 변이 영역으로 된 다수 개의 시프터들을 형성시키는 단계와, 상기 시프터들을 한정하는 불투명 영역을 형성시키는 단계와, 상기 시프터들과 상기 불투명 영역으로 된 위상 변이 마스크를 준비시키는 단계와, 상기 시프터들 사이의 상기 불투명 영역에 대응하는 제 1 트림 패턴을 형성시키는 단계와, 상기 시프터들로부터 소정 폭으로 이격된 제 2 트림 패턴을 형성시키는 단계와, 상기 제 1 트림 패턴과 상기 제 2 트림 패턴을 연결시키는 단계와, 상기 시프터들 내에 중첩되어 상기 제 1 과 제 2 트림 패턴의 선택된 변과 접하는 제 3 트림 패턴을 형성시키는 단계와, 상기 제 1 내지 제 3 트림 패턴이 형성된 트림 마스크를 준비시키는 단계와, 상기 위상 변이 마스크와 트림 마스크로 위상 에지 위상 변이 마스크를 준비시키는 단계로 이루어진 것이 특징이다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 위상 에지 위상 변이 마스크는 다수 개의 시프터들 및 시프터들을 한정하는 불투명 영역으로 이루어진 위상 변이 마스크와, 상기 위상 변이 마스크와 오버랩되는 제 1 내지 제 3 트림 패턴및 더미 패턴으로 이루어진 트림 마스크를 포함하며, 상기 제 1 트림 패턴은 상기 시프터들 사이의 불투명 영역에 대응되고, 상기 제 2 트림 패턴은 적어도 하나의 상기 시프터들과 접하여 제 1 트림 패턴과 연결되고, 상기 더미 패턴은 상기 시프터들과 마주보는 상기 제 2 트림 패턴 변의 반대편에 부착되고, 상기 제 3 트림 패턴은 시프터와 중첩되어 제 1 과 제 2 트림 패턴의 선택된 변과 접하는 것이 특징이다.
상기 제 3 트림 패턴은 상기 제 1 과 제 2 트림 패턴과 접하여 나치 구조를 제거하고, 상기 제 3 트림 패턴은 상기 시프터들과 상기 제 1 내지 제 2 트림 패턴간의 소정 폭으로 이격된 영역을 보호하는 것이 바람직하다.
상기 시프터는 입사된 광의 위상이 변화도록 형성된 위상 변이 영역이다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 위상 에지 위상 변이 마스크 제조방법은 위상 변이 영역으로 된 다수 개의 시프터들을 형성시키는 단계와, 상기 시프터들을 한정하는 불투명 영역을 형성시키는 단계와, 상기 시프터들과 상기 불투명 영역으로 된위상 변이 마스크를 준비시키는 단계와, 상기 시프터들 사이의 상기 불투명 영역에 대응하는 제 1 트림 패턴을 형성시키는 단계와, 상기 시프터들과 접하는 제 2 트림 패턴을 형성시키는 단계와, 상기 시프터들과 접하는 제 2 트림 패턴 변의 반대편에 더미 패턴을 형성시키는 단계와, 상기 제 1 트림 패턴과 상기 제 2 트림 패턴을 연결시키는 단계와, 상기 시프터들 내에 중첩되어 상기 제 1 과 제 2 트림 패턴의 선택된 변과 접하는 제 3 트림 패턴을 형성시키는 단계와, 상기 제 1 내지 제 3 트림 패턴이 형성된 트림 마스크를 준비시키는 단계와, 상기 위상 변이 마스크와 트림 마스크로 위상 에지 위상 변이 마스크를 준비시키는 단계로 이루어진 것이 특징이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 2a 는 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 일 실시예로서, 시프터(SHIFTER)에 오버랩되는 트림(TRIM) 마스크의 일부 개략도이다.
도 2a 를 참조하면, 상기 트림 마스크(100)는 동일한 폭(110W)으로 된 두 개의 시프터(105)들과 오버랩하는 제 1/ 제 2 트림 패턴(150, 160)과 제 3 트림 패턴(120, 140)으로 이루어진다.
상기 위상 마스크는 투명한 영역인 상기 두 개의 시프터(105)들과 상기 시프터들을 한정하는 불투명 영역(도면에 미 도시)으로 구성되어진다.
상기 시프터(105)를 통과하는 빛은 일정 간격으로 이격된 다른 시프터를 통과하는 빛에 대하여 180˚의 위상차를 갖는다.
상기 트림 마스크(100)는 액티브 영역(도면에 미 도시)에 대응되는 소정폭(150W)의 제 1 트림 패턴(150)과, 필드 영역(도면에 미 도시)에 대응되고 가로/ 세로로 소정 폭(230W, 210W)으로 형성된 제 2 트림 패턴(160)을 갖는다.
상기 필드 영역은 상기 액티브 영역을 오픈하는 상기 두 개의 시프터(105)들밖에 모든 영역을 지칭한다.
상기 트림 마스크(100)는 상기 두 개의 시프터(105)들로 부터 소정 폭(190W, 190W-1)만큼 연장되어 체크 포인트(3P)에서 도 1c 의 나치 구조를 제거시킨 소정 폭(130W, 170W)의 상기 제 3 트림 패턴(120, 140)을 갖는다.
상기 제 1 트림 패턴(150)과 상기 제 2 트림 패턴(160)에 접촉되지 않는 상기 제 3 트림 패턴(120, 140)의 변은 상기 두 개의 시프터(105)들의 안쪽으로 소정 폭(100W)만큼 오버랩되도록 하고, 상기 제 1 트림 패턴(150)은 두 개의 시프터(105)들 사이에 위치되어 상기 두 개의 시프터(105)들 외부에 형성된 상기 제 2 트림 패턴(160)에 연결시킨다.
상기 제 3 트림 패턴(120, 140)중에 상기 제 2 트림 패턴(160)과 마주 대하는 상기 제 3 트림 패턴(140)의 변은 일치시킨다.
도 2b 는 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 일 실시예로서, 반도체 기판에 위상 변이 마스크와 트림 마스크로 형성된 개략적 이미지이다.
도 2b 를 참조하면, 상기 개략적 이미지(150-1, 160-1)는 포토레지스트가 도포된 반도체 기판(200)에 도 2a 에 점선 표시의 두 개의 시프터(105)들이 형성된 위상 변이 마스크(105)와 도 2a 의 트림 마스크(100)를 이용하여 연속적으로 두 번의 포토 노광(도면에 미 도시)으로 형성한다.
또한, 상기 포토 노광을 통하여 액티브 영역(220)과 오버랩하는 소정 이미지 폭(150W)으로 된 상기 개략적 이미지(150-1)및, 상기 개략적 이미지(150-1)와 연결되어 가로/ 세로로 소정 이미지 폭(230W-1, 210W-1)으로 된 상기 개략적 이미지(160-1)를 필드 영역(240)에 형성한다.
상기 개략적 이미지(160-1)는 도 2a 의 트림 마스크(100)에서 나치 구조 제거와 도 2a 의 제 2 트림 패턴(160)을 시프터(105)로 부터 가로/ 세로로 소정의 폭(190W-1, 190W)만큼 이격시켜서 도 1d 대비 개략적 이미지의 폭이 강화된 것이다.
상기 반도체 기판(200)에서 상기 개략적 이미지(150-1, 160-1)를 제외한 상기 필드 영역(240)은 포토 노광으로 포토레지스트가 손실된 부분이다.
도 2c 는 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 일실시예와의 비교 데이타로서, 종래 기술의 위상 에지 위상 변이 마스크에 형성된 일부 배선도이다.
도 2c 를 참조하면, 상기 배선도는 위상 변이 마스크(도면에 미 도시)내의 시프터(45)를 사이에에 두고 트림 마스크(도면에 미 도시)내의 제 2 트림 패턴(53)이 제 3 트림 패턴(49)과 소정 폭(9W)으로 이격된 상기 위상 에지 위상 변이 마스크(PHASE EDGE PHASE SHIFT MASK)의 일부를 나타낸다.
또한, 상기 배선도(43)는 상기 제 2 트림 패턴(53)의 상부 변을 기준으로 해서 상면(A)과 하면(B)으로 편의상 구분지을 수 있다.
상기 배선도(43)는 상기 하면(B)으로 상기 제 2/ 제 3 트림 패턴(53, 49)이 소정폭(9W)으로 이격되어 있기 때문에, 상기 위상 에지 위상 변이 마스크는 상기위상 변이 마스크의 상기 시프터(45)로 오픈된 영역이 상기 트림 마스크에 대한 포토 노광(도면에 미 도시)시에 다시 오픈되어서 상기 제 2 트림 패턴(53)으로 보호되는 포토레지스트(도면에 미 도시)가 손실될 수 있다.
상기 포토레지스트의 손실은 필드 영역(47, 51)에 형성된 이미지 폭을 설계시의 배선의 폭보다 작게하여 에칭 이후의 게이트 폭을 작게한다.
도 2d 는 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 일실시예와의 비교 데이타로서, 종래 기술의 위상 에지 위상 변이 마스크에 대한 포토 시물레이션후의 이미지(IMAGE) 사진이다.
도 2d 를 참조하면, 상기 시물레이션 이미지(55)는 반도체 기판(도면에 미 도시)에 도 2c 의 위상 에지 위상 변이 마스크(도면에 미 도시)를 이용하여 형성될 수 있는 포토레지트 패턴을 예상하게 한다.
상기 포토 시물레이션은 디포커스(DEFOCUS) 200nm 와 미스 얼라인(MIS-ALIGNMENT) 20nm 의 조건에서 진행하였다.
상기 위상 에지 위상 변이 마스크가 체크 포인트(4P)에서 도 2c 와 같이 소정 폭(9W)으로 이격된 제 2/ 제 3 트림 패턴(53, 49)을 갖는다.
상기 이격된 영역을 통하여 포토 노광(도면에 미 도시)이 되어 제 2 트림 패턴(53)으로 보호되어야 할 포토레지스트가 손실되어 체크 포인트(4P)에서 시물레이션 이미지(55)를 예상할 수 있다는 것이다.
상기 시물레이션 이미지(55)는 두 번의 포토 노광으로 거의 끊어질 정도이며, 후속의 에칭 과정에서는 포토레지스트가 에칭 마스크의 역할을 못한다.
도 2e 는 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 일실시예로서, 위상 에지 위상 변이 마스크에 형성된 일부 배선도이다.
도 2e 를 참조하면, 상기 배선도(260)는 위상 변이 마스크(도면에 미 도시)내의 시프터(280)와 트림 마스크(도면에 미 도시)내의 제 2/ 제 3 트림 패턴(320, 360)이 오버랩되는 상기 위상 에지 위상 변이 마스크(PHASE EDGE PHASE SHIFT MASK)의 일부를 나타낸다.
또한, 상기 배선도(260)는 상기 제 2 트림 패턴(360)의 상부 변을 기준으로 해서 상면(A)과 하면(B)으로 편의상 구분지을 수 있다.
상기 시프터(280)는 상기 제 2 트림 패턴(360)과 소정 폭(250W)으로 이격되며 또한, 이격된 부분에 포토레지스트(도면에 미 도시)를 남긴다.
상기 배선도(260)의 상기 하면(B)에서 상기 제 3 트림 패턴(320)이 이격된 부분을 보호하고 또한, 상기 제 3 트림 패턴(320)은 상기 제 2 트림 패턴(360)의 경계에 접하도록 형성한다.
상기 배선도(260)에서 상기 시프터(280)에 의해서 남겨진 포토레지스트는 상기 트림 마스크로 포토 노광시에 상기 제 3 트림 패턴(320)이 포토 광을 차단하여서 좌측이 보강된 큰 포토레지스트 이미지를 얻을 수 있다.
도 2f 는 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 일 실시예로서, 포토 시물레이션후의 이미지(IMAGE) 사진이다.
도 2f 를 참조하면, 상기 시물레이션 이미지(380)는 반도체 기판(도면에 미 도시)에 도 2e 의 위상 에지 위상 변이 마스크(도면에 미 도시)를 이용하여 형성될수 있는 포토레지트 패턴을 예상하게 한다.
즉, 상기 위상 에지 위상 변이 마스크가 체크 포인트(5P)에서 도 2e 와 같이 소정 폭(250W)으로 이격된 시프터(280)와 제 2 트림 패턴(360)을 갖으면, 이격된 영역을 제 3 트림 패턴(320)이 보호하기 때문에 포토레지스트가 보강되어서 체크 포인트(5P)의 필드 영역에서 시물레이션 이미지(380)를 예상할 수 있다는 것이다.
상기 시물레이션 이미지(380)는 도 2d 에 종래 기술의 시물레이션 이미지(55)에 비해서 포토레지스트 상부가 손실되지 않고 좌측으로 포토레지스트가 더 보강된 것이다.
또한, 상기 시물레이션 이미지(380)는 후속으로 진행되는 에칭 공정(도면에 미 도시)에 대한 에칭 마스크의 역할을 종래 기술 대비 더 잘 해낼 수 있다.
상기 포토 시물레이션은 디포커스(DEFOCUS) 200nm 와 미스 얼라인(MIS-ALIGNMENT) 20nm 의 조건에서 진행하였다.
도 3a 는 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 다른 실시예로서, 시프터에 오버랩된 트림 마스크의 일부 개략도이다.
도 3a 를 참조하면, 상기 트림 마스크(400)는 소정 폭(410W, 470W)으로 된 두 개의 시프터(405, 440)와 오버랩하는 제 1 / 제 2 트림 패턴(450, 480)과 제 3 트림 패턴(420, 460)및 더미 패턴(500)으로 이루어진다.
상기 위상 마스크는 투명한 영역인 상기 두 개의 시프터(405, 440)들과 상기 시프터들을 한정하는 불투명 영역(도면에 미 도시)으로 구성되어진다.
상기 시프터(405)를 통과하는 빛은 일정 간격으로 이격된 상기 시프터(440)를 통과하는 빛에 대하여 180˚의 위상차를 갖는다.
상기 트림 마스크(400)는 액티브 영역에 대응되는 소정 폭(450W)의 상기 제 1 트림 패턴(450)과, 필드 영역에 대응되고 가로/ 세로로 소정 폭(530W, 510W)으로 형성된 상기 제 2 트림 패턴(480)을 갖는다.
상기 제 1 트림 패턴(450)은 상기 두 개의 시프터(405, 440)들 사이에 위치되어 상기 두 개의 시프터(405, 440)들 밖에 형성된 상기 제 2 트림 패턴(480)에 연결시키고, 상기 필드 영역은 상기 액티브 영역을 오픈하는 사익 두 개의 시프터(405, 440)들 밖에 모든 영역을 지칭한다.
그리고, 상기 트림 마스크(400)는 두 개의 시프터를 마주보는 상기 제 2 트림 패턴(480)과 접하도록 하고 또한, 도 1c 의 나치 구조를 없애기 위해서 소정 폭(430W, 470W)으로 된 두 개의 상기 두 개의 제 3 트림 패턴(420, 460)들을 상기 제 1 과 제 2 트림 패턴(450, 480)에 붙인다.
상기 두 개의 제 3 트림 패턴(420, 460)들은 대응된 상기 두 개의 시프터(405, 440)들내에 소정 폭(400W)으로 오버랩되게 형성한다.
상기 트림 마스크(400)는 상기 두 개의 시프터(405, 440)들과 마주보는 상기 제 2 트림 패턴(480) 변의 반대편에 상기 더미 패턴(500)이 접하도록 하고, 상기 더미 패턴(500)은 가로/ 세로로 소정의 폭(490-1W, 490W)을 갖도록 형성한다.
상기 더미 패턴(500)의 형성은 포토 노광(도면에 미 도시)으로 체크 포인트(6P, 7P)에서 작아지는 필드 영역의 포토레지스트 이미지(도면에 미 도시)폭 보강과, 상기 두 개의 시프터(405, 440)들과 상기 제 2 트림 패턴(480)이 접해지는형태로 인해서 상기 제 2 트림 패턴(480)의 이미지 폭이 작아짐에 대한 보강이다.
도 3b 는 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 다른 실시예로서, 반도체 기판에 위상 변이 마스크와 트림 마스크로 형성된 개략적 이미지이다.
도 3b 를 참조하면, 상기 개략적 이미지(450-1, 660)는 포토레지스트가 도포된 반도체 기판(600)에 도 3a 에 점선의 시프터(405, 440)가 형성된 위상 변이 마스크(도면에 미 도시)와 도 3a 의 트림 마스크(400)를 이용하여 연속적인 포토 노광으로 형성한다.
또한, 액티브 영역(620)과 오버랩하는 소정 이미지 폭(450W-1)의 개략적 이미지(450-1)및, 상기 개략적 이미지(450-1)와 연결된 가로/ 세로로 소정 이미지 폭(570W, 550W)의 개략적 이미지(660)를 필드 영역(640)에 형성한다.
상기 개략적 이미지(660)는 도 3a 의 트림 마스크(400)내에서 도 1c 의 나치 구조 제거및 더미 패턴(500)을 붙여서 도 1d 대비 이미지 폭이 보강되어 형성된 것이다.
상기 반도체 기판(600)에서 상기 개략적 이미지(450-1, 660)를 제외한 상기 필드 영역(640)은 포토 노광으로 포토레지스트가 손실된 부분이다.
도 3c 는 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 다른 실시예로서, 위상 에지 위상 변이 마스크에 형성된 일부 배선도이다.
도 3c 를 참조하면, 상기 배선도(690)는 위상 변이 마스크(도면에 미 도시)내의 시프터(700)와 트림 마스크(도면에 미 도시)내의 제 2/ 제 3 트림 패턴(800, 740)이 오버랩되고, 제 2 트림 패턴(800)에 더미 패턴(780)을 붙인 상기 위상 에지위상 변이 마스크(PHASE EDGE PHASE SHIFT MASK)의 일부를 나타낸다.
또한, 상기 배선도(690)는 상기 제 2 트림 패턴(800)의 상부 변을 기준으로 해서 상면(A)과 하면(B)으로 편의상 구분지을 수 있다.
상기 배선도(690)의 상기 하면(B)에서 상기 시프터(700)와 상기 제 3 트림 패턴(740)은 상기 제 2 트림 패턴(800)과 접하고, 상기 시프터(700)는 상기 배선도(690)의 상면(A)에서 상기 제 3 트림 패턴(740)의 바깥쪽으로 오버랩되도록 형성한다.
그리고, 상기 더미 패턴(780)은 상기 시프터(700)와 마주보는 상기 제 2 트림 패턴(800) 변의 반대편에 접하도록 형성한다.
도 3d 는 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크에 따른 다른 실시예로서, 포토 시물레이션후의 이미지(IMAGE) 사진이다.
도 3d 를 참조하면, 상기 시물레이션 이미지(820)는 반도체 기판(도면에 미 도시)에 도 3c 의 위상 에지 위상 변이 마스크(도면에 미 도시)를 이용하여 형성될 수 있는 포토레지트 패턴을 예상하게 한다.
상기 위상 에지 위상 변이 마스크가 체크 포인트(8P)에서 도 3c 와 같이 시프터와 제 3 트림 패턴이 제 2 트림 패턴과 접하고, 제 2 트림 패턴의 일측부에 더미 패턴을 붙이면 더미 패턴만큼의 포토레지스트가 보강되어서 체크 포인트(8P)의 필드 영역에서 시물레이션 이미지(820)를 예상할 수 있다는 것이다.
상기 시물레이션 이미지(820)는 도 2d 에 종래 기술의 시물레이션 이미지(55)에 비해서 포토레지스트 상부가 손실되지 않고 우측으로 포토레지스트가더 보강된 것이다.
또한, 상기 시물레이션 이미지(820)는 후속으로 진행되는 에칭 공정(도면에 미 도시)에 대한 에칭 마스크의 역할을 종래 기술 대비 충분히 더 잘 해낼 수 있다.
상기 포토 시물레이션은 디포커스(DEFOCUS) 200nm 와 미스 얼라인(MIS-ALIGNMENT) 20nm 의 조건에서 진행하였다.
이상에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 위상 에지 위상 변이 마스크(PHASE EDGE PHASE SHIFT MASK)는 일 실시예및 다른 실시예를 통해서 트림 패턴간의 나치 구조를 제거하고, 시프터와 제 2 트림 패턴을 소정 간격으로 이격시켜 제 3 트림 패턴으로 보호하고 또한, 제 2 트림 패턴에 더미 패턴을 붙여서 도 2d 의 이미지의 폭보다 더 강화시킬수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 위상 변이 마스크내에 시프터(SHIFTER)와 트림 마스크(TRIM AMSK)내에 제 1 내지 제 3 트림 패턴(TRIM PATTERN)간의 오버랩 간격 조정및 트림 마스크내에 트림 패턴간의 나치(NOTCH) 구조를 제거하여 두 번 노광으로 생길 수 있는 포토레지스트의 손실을 줄인 위상 에지 위상 변이 마스크(PHASE EDGE PHASE SHIFT MASK)를 만들어서 반도체 장치의 전류 구동 능력의 향상을 통한 설계 퍼포먼스를 증가시킬 수 있다.

Claims (11)

  1. 다수 개의 시프터들 및 시프터들을 한정하는 불투명 영역으로 이루어진 위상 변이 마스크와;
    상기 위상 변이 마스크와 오버랩되는 제 1 내지 제 3 트림 패턴으로 이루어진 트림 마스크; 를 포함하며,
    상기 제 1 트림 패턴은 상기 시프터들 사이의 불투명 영역에 대응되고, 상기 제 2 트림 패턴은 적어도 하나의 상기 시프터들로부터 소정 폭으로 이격되어 상기 제 1 트림 패턴과 연결되고, 상기 제 3 트림 패턴은 상기 시프터들과 중첩되어 제 1 과 제 2 트림 패턴의 선택된 변과 접하는 것이 특징인 필드 게이트 이미지의 폭을 보강하는 위상 에지 위상 변이 마스크.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 트림 패턴은 상기 제 1 과 제 2 트림 패턴과 접하여 나치 구조를 제거하는 것이 특징인 필드 게이트 이미지의 폭을 보강하는 위상 에지 위상 변이 마스크.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 트림 패턴은 상기 시프터들과 상기 제 1 내지 제 2 트림 패턴간의 소정 폭으로 이격된 영역을 보호하는 것이 특징인 필드 게이트 이미지의 폭을 보강하는 위상 에지 위상 변이 마스크.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 시프터들은 입사된 광의 위상이 변화도록 형성된 위상 변이 영역인 것이 특징인 필드 게이트 이미지의 폭을 보강하는 위상 에지 위상 변이 마스크.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 트림 패턴의 일측면에 상기 선택된 변과 마주보는 변에 부착된 더미 패턴을 더 구비하는 것이 특징인 필드 게이트 이미지의 폭을 보강하는 위상 에지 위상 변이 마스크.
  6. 위상 변이 영역으로 된 다수 개의 시프터들을 형성시키는 단계와;
    상기 시프터들을 한정하는 불투명 영역을 형성시키는 단계와;
    상기 시프터들과 상기 불투명 영역으로 된 위상 변이 마스크를 준비시키는 단계와;
    상기 시프터들 사이의 상기 불투명 영역에 대응하는 제 1 트림 패턴을 형성시키는 단계와;
    상기 시프터들로부터 소정 폭으로 이격된 제 2 트림 패턴을 형성시키는 단계와;
    상기 제 1 트림 패턴과 상기 제 2 트림 패턴을 연결시키는 단계와;
    상기 시프터들 내에 중첩되어 상기 제 1 과 제 2 트림 패턴의 선택된 변과 접하는 제 3 트림 패턴을 형성시키는 단계와;
    상기 제 1 내지 제 3 트림 패턴이 형성된 트림 마스크를 준비시키는 단계와;
    상기 위상 변이 마스크와 트림 마스크로 위상 에지 위상 변이 마스크를 준비시키는 단계; 로 이루어진 것이 특징인 필드 게이트 이미지의 폭을 보강하는 위상 에지 위상 변이 마스크 제조방법.
  7. 다수 개의 시프터들 및 시프터들을 한정하는 불투명 영역으로 이루어진 위상 변이 마스크와;
    상기 위상 변이 마스크와 오버랩되는 제 1 내지 제 3 트림 패턴및 더미 패턴으로 이루어진 트림 마스크; 를 포함하며,
    상기 제 1 트림 패턴은 상기 시프터들 사이의 불투명 영역에 대응되고, 상기 제 2 트림 패턴은 적어도 하나의 상기 시프터들과 접하여 제 1 트림 패턴과 연결되고, 상기 더미 패턴은 상기 시프터들과 마주보는 상기 제 2 트림 패턴 변의 반대편에 부착되고, 상기 제 3 트림 패턴은 시프터와 중첩되어 제 1 과 제 2 트림 패턴의 선택된 변과 접하는 것이 특징인 필드 게이트 이미지의 폭을 보강하는 위상 에지 위상 변이 마스크.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 3 트림 패턴은 상기 제 1 과 제 2 트림 패턴과 접하여 나치 구조를 제거하는 것이 특징인 필드 게이트 이미지의 폭을 보강하는 위상 에지 위상 변이 마스크.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 제 3 트림 패턴은 상기 시프터들과 상기 제 1 내지제 2 트림 패턴간의 소정 폭으로 이격된 영역을 보호하는 것이 특징인 필드 게이트 이미지의 폭을 보강하는 위상 에지 위상 변이 마스크.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 시프터는 입사된 광의 위상이 변화도록 형성된 위상 변이 영역인 것이 특징인 필드 게이트 이미지의 폭을 보강하는 위상 에지 위상 변이 마스크.
  11. 위상 변이 영역으로 된 다수 개의 시프터들을 형성시키는 단계와;
    상기 시프터들을 한정하는 불투명 영역을 형성시키는 단계와;
    상기 시프터들과 상기 불투명 영역으로 된 위상 변이 마스크를 준비시키는 단계와;
    상기 시프터들 사이의 상기 불투명 영역에 대응하는 제 1 트림 패턴을 형성시키는 단계와;
    상기 시프터들과 접하는 제 2 트림 패턴을 형성시키는 단계와;
    상기 시프터들과 접하는 제 2 트림 패턴 변의 반대편에 더미 패턴을 형성시키는 단계와;
    상기 제 1 트림 패턴과 상기 제 2 트림 패턴을 연결시키는 단계와;
    상기 시프터들 내에 중첩되어 상기 제 1 과 제 2 트림 패턴의 선택된 변과 접하는 제 3 트림 패턴을 형성시키는 단계와;
    상기 제 1 내지 제 3 트림 패턴이 형성된 트림 마스크를 준비시키는 단계와;
    상기 위상 변이 마스크와 트림 마스크로 위상 에지 위상 변이 마스크를 준비시키는 단계; 로 이루어진 것이 특징인 필드 게이트 이미지의 폭을 보강하는 위상 에지 위상 변이 마스크 제조방법.
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