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KR102170143B1 - 노출 허용도 오차 및 레지스트레이션 오차가 보정된 포토마스크 및 그의 레지스트레이션 보정방법 - Google Patents

노출 허용도 오차 및 레지스트레이션 오차가 보정된 포토마스크 및 그의 레지스트레이션 보정방법 Download PDF

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KR102170143B1 KR1020130098099A KR20130098099A KR102170143B1 KR 102170143 B1 KR102170143 B1 KR 102170143B1 KR 1020130098099 A KR1020130098099 A KR 1020130098099A KR 20130098099 A KR20130098099 A KR 20130098099A KR 102170143 B1 KR102170143 B1 KR 102170143B1
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Abstract

본 발명은 포토마스크 및 그의 레지스트레이션 보정방법을 개시한다. 포토마스크는, 기판과, 상기 기판 상의 포토마스크 패턴들과, 상기 포토마스크 패턴들의 레지스트레이션 오차를 보정하기 위해 상기 포토마스크 패턴들 아래의 상기 기판 내에 형성된 응력 발생부들을 포함한다. 상기 응력 발생 부들은 상기 포토마스크 패턴들의 오차 보정 시에 수반되는 상기 기판의 투과도 감소에 따른 노출 허용도(EL) 오차가 보정되도록 상기 포토마스크 패턴들이 조밀한(dense) 고밀도 영역보다, 상기 포토마스크 패턴들이 희소한(rare) 저밀도 영역의 상기 기판 내에 더 많이 배치될 수 있다.

Description

노출 허용도 오차 및 레지스트레이션 오차가 보정된 포토마스크 및 그의 레지스트레이션 보정방법{photo-mask corrected exposure latitude err and registration err, and registration correction method of the same}
본 발명은 노광 공정에 사용되는 포토마스크 및 포토마스크 패턴들의 위치 오차 보정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노출 허용도 및 레지스트레이션 오차가 보정된 포토마스크 및 그의 레지스트레이션 오차 보정방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자는 포토리소그래피 공정과, 박막 층착 공정과, 및 식각 공정의 반복적인 단위 공정들을 통하여 제조될 수 있다. 그 중에서 포토리소그래피 공정은 반도체 소자의 최소 선폭(CD: Critical Dimension)을 결정하는 대표적인 주요 공정이다. 포토리소그래피 공정은 포토레지스트의 도포 공정, 노광 공정, 및 현상 공정을 포함할 수 있다. 노광 공정은 포토마스크 기판에 제공된 포토마스크 패턴들을 웨이퍼 상의 포토레지스트에 전사하는 공정이다. 포토마스크 패턴들은 제조 과정에서 그들 사이의 간격의 변화 및 방향성에 따라 레지스트레이션 오차를 가질 수 있다.
본 발명은 노출 허용도 오차 및 레지스트레이션 오차가 보정된 포토마스크 및 그의 레지스트레이션 보정방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 오차 보정 신뢰도를 향상시킬 수 있는 포토마스크 및 그의 레지스트레이션 보정방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 예는 포토마스크를 제공한다. 포토마스크는, 기판; 상기 기판 상의 포토마스크 패턴들; 및 상기 포토마스크 패턴들의 레지스트레이션 오차를 보정하기 위해 상기 포토마스크 패턴들 아래의 상기 기판 내에 형성된 응력 발생부들을 포함한다. 여기서, 상기 응력 발생 부들은 상기 포토마스크 패턴들의 오차 보정 시에 수반되는 상기 기판의 투과도 감소에 따른 노출 허용도(EL) 오차가 보정되도록 상기 포토마스크 패턴들이 조밀한(dense) 고밀도 영역보다, 상기 포토마스크 패턴들이 희소한(rare) 저밀도 영역의 상기 기판 내에 더 많이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 기판은, 상기 포토마스크 패턴들이 형성된 노광 영역; 및 상기 노광 영역 가장자리의 비 노광 영역을 포함할 수 있다. 상기 비 노광 영역은 상기 저밀도 영역일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 노광 영역은, 상기 포토마스크 패턴들이 밀집된 메인 패턴 영역들; 및 상기 메인 패턴 영역들 사이의 스크라이브 라인 영역을 포함할 수 있다. 상기 스크라이브 라인 영역은 상기 저밀도 영역일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 포토마스크 레지스트레이션 보정방법은, 기판에 포토마스크 패턴들을 형성하는 단계; 상기 포토마스크 패턴들의 레지스트레이션 오차를 측정하는 단계; 상기 포토마스크 패턴들의 노출 허용도(EL: Exposure Latitude) 오차를 산출하는 단계; 및 상기 노출 허용도 오차 보정을 반영한 상기 레지스트레이션 오차를 보정하여 상기 기판 내에 응력 발생 부들을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 노출 허용도 오차는 상기 레지스트레이션 오차의 보정 시에 상기 응력 발생 부들에 의해 발생되는 상기 기판의 투과도 변화로부터 나타날 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 노출 허용도 오차(?EL)와 상기 투과도 변화는 상기 포토마스크 패턴들의 최소 선폭의 변화(?CD)를 정의할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 최소 선폭의 변화는 상기 노출 허용도 오차와 상기 투과도 변화의 곱일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 타깃 포토마스크 패턴들을 구비한 타깃 레이아웃 설계하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 노출 허용도 오차는 상기 타깃 포토마스크 패턴의 프로파일을 사용한 노출 허용도 모델링에 의해 산출될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 노출 허용도 모델링은, 상기 타깃 포토마스크 패턴들의 프로파일로부터 노출 허용도를 계산하는 단계; 및 상기 포토마스크 패턴들의 투과도 감소에 의한 상기 노출 허용도의 변화를 계산하는 단계포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 노출 허용도 오차를 맵핑 하는 단계; 및 상기 노출 허용도 오차를 크기 별로 분류하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 노출 허용도 오차는 상기 투과도 변화가 작은 민감 영역과, 상기 투과도 변화가 많은 둔감 영역으로 분류될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 레지스트레이션 보정 방법은 노출 허용도 오차의 산출 단계를 포함할 수 있다. 노출 허용도 오차는 레지스트레이션 보정 시에 기판 내에 형성될 응력 발생 부들에 의한 투과도 감소를 반영하여 계산될 수 있다. 노출 허용도 오차는 기판의 메인 패턴 영역에서 주로 0보다 크게 계산될 수 있다. 반면, 노출 허용도 오차는 메인 패턴 영역의 스크라이브 라인 영역과, 상기 메인 패턴 영역 가장자리의 비 노광 영역에서 거의 0으로 계산될 수 있다. 응력 발생 부들은 노출 허용도 오차가 낮은 영역의 기판 내에 형성될 수 있다. 응력 발생 부들은 스크라이브 라인 영역과 비 노광 영역의 기판에 집중적으로 배치될 수 있다. 응력 발생 부들은 메인 패턴 영역 상의 포토마스크 패턴들의 최소 선폭을 거의 왜곡시키지 않을 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 포토마스크 및 그의 레지스트레이션 보정 방법은 포토마스크의 오차 보정 신뢰도(err correction reliability)를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 포토마스크 레지스트레이션 보정방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 2는 기판과 포토마스크 패턴들을 나타내는 단면도이다.
도 3은 타깃 레이아웃에서의 포토마스크 패턴들의 이상적인 레지스트레이션 맵을 나타내는 도면이다.
도 4는 실제의 레지스트레이션 맵을 나타내는 도면이다.
도 5는 레지스트레이션 오차를 보정하기 위한 응력 발생 부들을 나타내는 단면도이다.
도 6은 응력 발생 부들에 의해 레지스트레이션 오차가 보정될 레지스트레이션 맵을 보여 준다.
도 7a는 최소 선폭 변화 값이 0일 때, 기판 상의 포토마스크 패턴들의 선량 변화를 보여 준다.
도 7b는 포토마스크 패턴들의 최소 선폭의 크기에 따른 노광 선량 감소를 보여준다.
도 8은 타깃 포토마스크 패턴들의 프로파일, 노광의 세기 프로파일, 및 노출 허용도를 보여준다.
도 9는 노출 허용도 맵을 나타내는 도면이다.
도 10은 노출 허용도 맵과 기판을 중첩하여 나타낸 도면이다.
도 11은 스크라이브 라인과 비 노광 영역에 집중된 응력 발생 부들을 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명에 의한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었을 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 포토마스크 레지스트레이션 보정방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 1을 참조하면, 타깃 레이아웃(target layout)을 설계(design)한다(S10). 타깃 레이아웃은 수요자의 요구에 적합한 반도체 소자를 제조하기 위해 해당 포토리소그래피 공정에서 사용될 복수개의 포토마스크 패턴들을 포함한다. 포토마스크 패턴들은 반도체 소자의 종류에 따라 다양한 모양과 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 하나의 타깃 레이아웃은 수 만 개 내지 수 억 개 정도의 포토마스크 패턴들을 포함할 수 있다. 여기서, 설계 단계(S10)에서의 포토마스크 패턴들은 타깃 포토마스크 패턴이라 칭하기로 한다. 타깃 레이아웃은 반도체 제조설비의 호스트 컴퓨터 또는 서버로부터 제공될 수 있다.
도 2는 기판(10)과 포토마스크 패턴들(20)을 나타내는 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 다음, 기판(10) 상에 포토마스크 패턴들(20)을 형성한다(S20). 포토마스크(100)은 기판(10)과 포토마스크 패턴들(20)을 포함할 수 있다. 기판(10)은 투명 기판, 반사 기판, 또는 흡수 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(10)은 유리(glass) 또는 석영(quartz)을 포함할 수 있다. 포토마스크 패턴들(20)은 크롬과 같은 금속 층을 포함할 수 있다. 포토마스크 패턴들(20)은 포토마스크 제조설비에 의해 형성될 수 있다. 일 예에 따르면, 포토마스크 제조설비는 전자빔 리소그래피 설비를 포함할 수 있다. 전자빔 리소그래피 설비는 포토마스크 패턴들(20)의 위치 오차를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 전자빔 리소그래피 설비의 스테이지 이동에 따른 포토마스크 패턴들(20)의 위치 오차들은, 국부적으로 기판(10) 상의 포토마스크 패턴들(20)의 모양을 왜곡시키기도 하고, 상기 포토마스크 패턴들(20)이 동일한 간격을 유지하지 못하여 전체적으로 잘못된 방향으로 집중되어 나타나기도 한다. 이러한 위치 오차들은 레지스트레이션과 오소고날러티로 정의된다. 레지스트레이션은 포토마스크 패턴들의 간격 또는 피치가 일정한지를 나타내는 척도이다. 오소고날러티는 포토마스크 패턴들의 형성 방향이 정확한지를 나타내는 척도이다. 구체적으로, 레지스트레이션은 포토마스크 패턴들의 형성 위치가 정확한 거리 내에 있는지를 의미하고, 오소고날러티는 반복적으로 나타나는 포토마스크 패턴들이 정확한 각도로 형성되었는지를 의미한다. 본 발명의 실시 예에서는 보다 간략한 설명을 위해 위 두 개 오차를 통칭하여 레지스트레이션 오차로 나타내기로 한다.
도 3은 타깃 레이아웃에서의 포토마스크 패턴들의 이상적인(ideal) 레지스트레이션 맵(40)을 보여 준다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 레지스트레이션 오차가 0(zero)인 포토마스크 패턴들(20)이 기판(10) 상에 형성될 경우에 이상적인 레지스트레이션 맵(40)은 나타날 수 있다. 이때, 포토마스크 패턴들(20)은 타깃 레이아웃의 타깃 포토마스크 패턴들과 동일한 모양과 정확한 위치에 형성될 수 있다. 그러나, 도 3과 같이, 오차가 0인 레지스트레이션을 가진 이상적인 포토마스크(100)는 제조될 가능성이 거의 없다. 레지스트레이션 오차는 포토마스크 제조설비에서 발생될 수 있고, 또한 기판(10)이 자체적으로 결합이 있다면 레지스트레이션 오차를 유발할 수 있다. 예를 들어, 표면이 평탄하지 않고 허용할 수 있는 오차보다 큰 표면 굴곡을 가지고 있거나, 경사를 가지고 있다면, 정확한 레지스트레이션 값으로 리소그래피 공정을 수행하더라도 완성된 포토마스크 패턴들(20)은 국부적 또는 전체적으로 레지스트레이션 오차를 가질 수 있다.
그 다음, 레지스트레이션 오차를 측정한다(S30). 레지스트레이션 오차는 기판(10) 상의 포토마스크 패턴들(20)과, 타깃 레이아웃의 타깃 포토마스크 패턴들의 상호 위치 및 모양 정보의 비교에 의해 검출될 수 있다. 포토마스크 패턴들(20)의 위치 및 모양의 정보는 광학 계측 설비에 의해 제공될 수 있다. 상술한 바와 같이, 기판(10) 상의 포토마스크 패턴들(20)은 타깃 포토마스크 패턴들에 대해 레지스트레이션 오차를 가질 수 있다. 레지스트레이션 오차는 포토마스크 패턴들(20)의 블록 단위로 계측될 수도 있고, 상기 포토마스크 패턴들(20)에 대해 개별적으로 계측될 수도 있다. 예를 들어, 기판 또는 포토마스크 패턴 별로 미리 레지스트레이션 오차 허용치(registration err tolerance)를 정해 놓고, 오차 허용치를 각 음(-)양으로 초과하는 레지스트레이션 부분만을 표시 또는 기억하는 방법으로 수행할 수 있다.
도 4는 불규칙적인 레지스트레이션 오차를 갖는 포토마스크 패턴들(20)에 의해 나타나는 실제의(real) 레지스트레이션 맵(50)의 일 예를 보여준다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 이후, 레지스트레이션 오차를 맵핑한다(S40). 실제의 레지스트레이션 맵(50)은 이상적인 레지스트레이션 맵(40)에 비해 대체적으로 일그러진 모양을 가질 수 있다. 기판(10) 상의 포토마스크 패턴들(20)은 X축 또는 Y축 방향으로 양(+) 또는 음(-)의 레지스트레이션 오차를 가질 수 있다. a 영역과 c 영역은 레지스트레이션 오차가 정상보다 양(+)의 방향으로 포토마스크 패턴들(20)이 형성된 부분이고, b 영역과 d 영역은 레지스트레이션 오차가 정상보다 음(-)의 방향으로 이동된 포토마스크 패턴들(20)이 형성된 부분이다.
도 5는 레지스트레이션 오차를 보정하기 위한 응력 발생 부들(30)을 보여준다.
도 1, 도 4 및 도 5를 참조하면, 실제의 레지스트레이션 맵(50)에 근거하여 레지스트레이션 오차를 크기 별로 분류하고(S50), 상기 기판(10) 내에 응력 발생 부들(30)이 형성될 위치를 예측한다. 응력 발생 부들(30)은 레지스트레이션 오차를 보정하기 위해 기판(10) 내에 예측 설계될 수 있다. 응력 발생 부들(30)은 팽창 응력 발생 부들(32)과 수축 응력 발생 부들(34)을 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 기판(10)은 팽창 응력 발생 부들(32)이 형성될 팽창 영역(62)과 수축 응력 발생 부들(34)이 형성될 수축 영역들(64)로 구분될 수 있다. 보정된 레지스트레이션 오차 맵핑은 실제 포토마스크 패턴들(20)의 레지스트레이션 오차에 따라 기판(10) 내부에 응력 발생 부들(30)를 형성해야 할 위치, 개수 및 기타 정보를 매칭시켜 완성될 수 있다. 기타 정보는 실험을 통해 정해 놓은 공정 표준 등이다. 예를 들어, 레지스트레이션 오차의 성질 음 또는 양 및 오차 크기에 따라 형성해야 할 응력 발생 부들(30)의 종류, 크기, 개수 및 면적 등에 대한 상세한 정보일 수 있다. 도 5에서 설명된 응력 발생 부들(30)은 레지스트레이션 오차의 분류 단계(S50)에서 형성되지 않고 예측된 것이다.
도 6은 응력 발생 부들(30)에 의해 레지스트레이션 오차가 보정될 레지스트레이션 맵(60)을 보여 준다.
도 3, 도 5, 및 도 6을 참조하면, 레지스트레이션 오차가 보정될 레지스트레이션 맵(60)은 예측된 응력 발생 부들(30)에 의해 이상적인 레지스트레이션 맵(40)에 근접하게 보정될 수 있다. 하지만, 레지스트레이션 오차가 보정될 레지스트레이션 맵(60)에서 기판(10)의 투과도 감소가 유발될 수 있다. 예를 들어, 투과도 감소는 팽창 영역(62)과 수축 영역들(64) 내에서 각기 일괄적으로 발생될 수 있다. 팽창 영역(62)과 수축 영역들(64)은 약 50㎛X50㎛ 또는 100㎛X100㎛ 정도의 단위 면적으로 각각 할당될 수 있다. 즉, 응력 발생 부들(30)은 팽창 영역(62)과 수축 영역들(64) 중 적어도 하나의 투과도를 일괄 감소시킬 수 있다. 기판(10)의 투과도 감소는 포토마스크 패턴들(20)의 최소 선폭의 변화를 발생시킬 수 있다.
포토마스크 패턴들(20)의 최소 선폭 변화 값은 기판(10)의 투과도 변화 값과 노출 허용도 변화 값의 곱으로 정의될 수 있다. 투과도 변화 값은 포토마스크 패턴들(20)에 제공될 노광의 선량(dose) 변화에 대응될 수 있다. 따라서, 노출 허용도 오차(?EL)는 포토마스크 패턴들(20)의 최소 선폭 변화 값(?CD)을 선량 변화 값(?dose)으로 나눈 값이다. 노출 허용도 오차(?EL), 최소 선폭 변화 값(?CD), 선량 변화 값(?dose)은 도 7a 및 도 7b에서 설명될 수 있다.
도 7a는 최소 선폭 변화 값(?CD)이 0일 때, 기판(10) 상의 포토마스크 패턴들(20)의 선량 변화를 보여 준다.
도 5 및 도 7a를 참조하면, 기판(10)의 투과도가 감소되면, 포토마스크 패턴들(20)에 제공될 노광의 선량(dose)이 증가되어야 할 수 있다. 타깃 포토마스크 패턴들의 노광 세기 프로파일(76)은 노광의 선량의 증가에 의해 기판(10) 상의 포토마스크 패턴들(20)의 노광 세기 프로파일(78)로 변경될 수 있다. 이때, 노광 선량(dose)의 문턱 값(threshold value)은 포토리소그래피 공정의 노광에 사용될 포토레지스트의 특성에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 포토마스크 패턴들(20)의 노광 선량의 문턱 값은 고감도의 포토레지스트에 비해 저감도의 포토레지스트에 대해 높을 수 있다. 노광의 선량 증가는 넓은 최소 선폭을 갖는 포토마스크 패턴들(20)에 대해 둔감하게 나타나는 반면, 노광 선량의 증가는 좁은 최소 선폭의 포토마스크 패턴들(20)에 대해 민감하게 나타날 수 있다. 단위 면적당 일괄적으로 투과도가 감소되면, 도 7b와 같이 노광 선량의 감소(dose drop)가 발생될 수 있다.
도 7b는 포토마스크 패턴들(20)의 최소 선폭의 크기에 따른 노광 선량 감소를 보여준다.
도 5, 도 7a, 및 도 7b를 참조하면, 투과도 감소에 의해 포토마스크 패턴들(20) 간의 최소 선폭 변화가 발생될 때, 노광의 선량은 넓은 최소 선폭을 갖는 포토마스크 패턴들(20)에 대해 많이 감소되고, 좁은 최소 선폭의 포토마스크 패턴들(20)에 대해 상대적으로 적게 감소될 수 있다. 이는 단위 면적당 선량을 일괄적으로 감소(drop)시킬 경우, 상기 단위 면적 내에 존재하는 포토마스크 패턴들(20) 각각의 노출 허용도 오차(?EL)에 따라 최소 선폭(CD)이 각기 다른 형태로 변하는 것을 의미한다. 포토마스크 패턴들(20)의 최소 선폭의 변화는 레지스트레이션 보정 불량을 야기할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 포토마스크 패턴들(20)의 노출 허용도 오차(?EL)를 확인 후 선량 감소(dose drop) 또는 투과도 감소가 반영된 레지스트레이션 보정 방법과 노출 허용도 오차(?EL) 및 상기 레지스트레이션 오차가 보정된 포토마스크(100)를 제공하고자 한다.
다시 도 1 및 도 5를 참조하면, 포토마스크 패턴들(20)의 노출 허용도 오차(?EL)를 산출한다(S60). 노출 허용도 오차(?EL)는 노출 허용도 모델링에 의해 산출될 수 있다. 노출 허용도 모델링은 도 8을 참조하여 설명될 수 있다.
도 8은 타깃 포토마스크 패턴들의 프로파일(72), 노광 세기 프로파일(74), 및 노출 허용도(76)를 보여준다.
도 5 및 도 8을 참조하면, 노광 세기 프로파일(74)은 타깃 포토마스크 패턴들의 프로파일(72)과, 노광 설비의 광학계 특성의 컨블루션(convolution)에 의해 산출될 수 있다. 광학계 특성은 노광 설비 에서의 렌즈의 개구율(NA) 또는 배율에 의해 결정될 수 있다. 구체적으로, 노출 허용도(76)는 타깃 레이아웃에서의 타깃 포토마스크 패턴들에 대해 노광 세기 프로파일(intensity profile, 74)의 문턱 값에서의 기울기일 수 있다. 문턱 값에서의 노광 세기 프로파일(74)의 기울기 계산 방법은 포토리소그래피 공정 설계에서 일반적인 사항으로서 상세한 설명을 생략하기로 한다.
노출 허용도 오차(?EL)는 응력 발생 부들(30)에 의한 투과도 감소 또는 선량 감소에 따른 노광 세기 프로파일의 문턱 값의 기울기 변화로 계산될 수 있다. 노출 허용도 모델링은 타깃 포토마스크 패턴들로부터 노출 허용도(76)를 계산하고, 포토마스크 패턴들(20)의 투과도 감소에 의한 상기 노출 허용도(76)의 변화로부터 노출 허용도 오차(?EL)를 계산하는 작업(process)이다. 노출 허용도 오차(?EL)는 응력 발생 부들(30)에 의해 발생될 기판(10)의 투과도 감소로부터 나타나는 변화 값이다.
도 9는 노출 허용도 맵(80)을 보여 준다.
도 1, 도 5, 및 도 9를 참조하면, 노출 허용도 오차(?EL)를 맵핑한다(S70). 일 실시 예에 따르면, 노출 허용도 맵(80)은 민감 영역(sensitive region, 82)과, 둔감 영역(insensitive region, 84)을 표시할 수 있다. 예를 들어, 민감 영역(82)은 노출 허용도 오차(?EL)가 많은 영역일 수 있다. 둔감 영역(84)은 민감 영역(82)에 비해 상대적으로 노출 허용도 오차(?EL)가 작은 영역일 수 있다. 즉, 민감 영역(82)은 응력 발생 부들(30)에 의한 선량 감소 또는 투과도 감소가 작아야 할 영역이다. 또한, 둔감 영역(84)은 상기 응력 발생 부들(30)에 의한 선량 감소 또는 투과도 감소가 많이 일어나더라도 포토마스크 패턴들(20)의 최소 선폭의 변화가 작은 영역이다. 응력 발생 부들(30)은 노출 허용도 오차(?EL)가 거의 0인 둔감 영역(84)에 위치될 것으로 예측될 수 있다.
도 10은 노출 허용도 맵(80)과 기판(10)을 중첩(overlap)하여 보여준다.
도 1, 도 5, 및 도 10을 참조하면, 노출 허용도 오차(?EL)를 크기별로 분류한다(S80). 노출 허용도 오차(?EL)는 노출 허용도 맵(80)에서 분류될 수 있다. 노출 허용도 맵(80)에서의 둔감 영역(84)이 노출 허용도 오차(?EL)가 0인 것으로 분류되면, 나머지 민감 영역(82)은 노출 허용도 오차(?EL)가 0보다 큰 것으로 분류될 수 있다. 기판(10)은 노광 영역(12)과 비 노광 영역(18)을 포함할 수 있다. 노광 영역(12)은 기판(10)의 중앙에 배치될 수 있다. 비 노광 영역(18)은 노광 영역(12) 외곽의 기판(10)의 가장자리에 배치될 수 있다. 노광 영역(12)은 노출 허용도 오차(?EL)가 낮은 영역일 수 있다. 노광 영역(12)은 메인 패턴 영역들(14)과 스크라이브 라인 영역(16)을 포함할 수 있다. 메인 패턴 영역들(14)은 포토마스크 패턴들(20)이 존재하는 영역이다. 스크라이브 라인 영역(16)은 포토마스크 패턴들(20)이 거의 존재하지 않는 영역이다. 일 예에 따르면, 민감 영역(82)은 기판(10)의 노광 영역(12)의 메인 패턴 영역(14)에 대응될 수 있다. 둔감 영역(84)은 기판(10)의 비 노광 영역(18)과 스크라이브 라인 영역(16)에 대응될 수 있다. 예를 들어, 응력 발생 부들(30)은 기판(10)의 비 노광 영역(18)과 스크라이브 라인 영역(16)에 설계될 수 있다. 비 노광 영역(18)은 노출 허용도 오차(?EL)가 거의 0인 영역인 바코드 영역일 수 있다.
도 11은 스크라이브 라인 영역(16)과 비 노광 영역(18)에 집중된 응력 발생 부들(30)을 나타내는 단면도이다.
도 1, 도 10, 및 도 11을 참조하면, 마지막으로, 노출 허용도 오차(?EL)의 보정을 반영한 레지스트레이션 보정을 수행하여 기판(10) 내에 응력 발생 부들(30)을 형성한다(S90). 일 예에 따르면, 응력 발생 부들(30)은 스크라이브 라인 영역(16) 및 비 노광 영역(18)에 집중적으로 형성될 수 있다. 스크라이브 라인 영역(16)과 비 노광 영역(18)은 포토마스크 패턴들(20)이 희소하거나 존재하지 않은 저밀도 영역일 수 있다. 예를 들어, 팽창 응력 발생 부들(32)은 스크라이브 라인 영역(16)의 기판(10) 내에 형성될 수 있다. 수축 응력 발생 부들(34)은 비 노광 영역(18)의 기판(10) 내에 형성될 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다. 수축 응력 발생 부들(34)은 스크라이브 라인 영역(16)의 기판(10) 내에 형성되고, 팽창 응력 발생 부들(32)은 비 노광 영역(18)의 기판(10) 내에 형성될 수도 있다. 반면, 노광 영역(12)의 메인 패턴 영역(14)은 포토마스크 패턴들(20)이 조밀한 고밀도 영역일 수 있다. 고밀도 영역의 메인 패턴 영역(14)의 기판(10) 내에는 응력 발생 부들(30)이 거의 형성되지 않거나, 희박하게 형성될 수 있다. 응력 발생 부들(30)은 메인 패턴 영역(14) 상의 포토마스크 패턴들(20)의 최소 선폭을 거의 왜곡시키지 않을 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 포토마스크 및 그의 레지스트레이션 보정방법은 포토마스크(100)의 오차 보정 신뢰도를 향상시킬 수 있다
응력 발생 부들(30)은 레이저 설비에 의해 기판(10) 내에 형성될 수 있다. 레이저 설비는 주파수, 듀레이션, 및 에너지 등이 조절된 레이저 광을 펄스 형태로 기판(10)에 제공할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 레이저 설비는 펨토 초 레이저 광을 제공하는 Ti: Sapphire를 광원을 포함할 수 있다. 레이저 설비를 이용한 응력 발생 부들(30)의 형성방법은 일반적인 사항으로 구체적 설명을 생략하기로 한다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들 및 응용 예을 설명하였지만, 이는 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 위해 예시적으로 설명된 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 위에서 설명된 설비에 한정적으로 적용될 수 있음을 의미하지는 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 기판 12: 노광 영역
14: 메인 패턴 영역 16: 스크라이브 라인 영역
18: 비 노광 영역 20: 포토마스크 패턴들
30: 응력 발생 부들 32: 팽창 응력 발생 부들
34: 수축 응력 발생 부들 40: 이상적인 레지스트레이션 맵
50: 실제의 레지스트레이션 맵 60: 보정될 레지스트레이션 맵
62: 팽창 영역 64: 수축 영역
72: 타깃 포토마스크 패턴의 프로파일
74, 76: 타깃 포토마스크 패턴들의 노광 세기 프로파일
78: 포토마스크 패턴들의 노광 세기 프로파일
80: 노출 허용도 맵 82: 민감 영역
84: 둔감 영역 100: 포토마스크

Claims (10)

  1. 기판;
    상기 기판 상의 포토마스크 패턴들; 및
    상기 포토마스크 패턴들의 레지스트레이션 오차를 보정하기 위해 상기 포토마스크 패턴들 아래의 상기 기판 내에 형성된 응력 발생 부들을 포함하되,
    상기 응력 발생 부들은 상기 포토마스크 패턴들의 오차 보정 시에 수반되는 상기 기판의 투과도 감소에 따른 노출 허용도(EL) 오차가 보정되도록 상기 포토마스크 패턴들이 조밀한(dense) 고밀도 영역보다, 상기 포토마스크 패턴들이 희소한(rare) 저밀도 영역의 상기 기판 내에 더 많이 배치된 포토마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은,
    상기 포토마스크 패턴들이 형성된 노광 영역; 및
    상기 노광 영역 가장자리의 비 노광 영역을 포함하되,
    상기 비 노광 영역은 상기 저밀도 영역인 포토마스크.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 노광 영역은,
    상기 포토마스크 패턴들이 밀집된 메인 패턴 영역들; 및
    상기 메인 패턴 영역들 사이의 스크라이브 라인 영역을 포함하되,
    상기 스크라이브 라인 영역은 상기 저밀도 영역인 포토마스크.
  4. 기판에 포토마스크 패턴들을 형성하는 단계;
    상기 포토마스크 패턴들의 레지스트레이션 오차를 측정하는 단계;
    상기 포토마스크 패턴들의 노출 허용도(EL: Exposure Latitude) 오차를 산출하는 단계; 및
    상기 노출 허용도 오차 보정을 반영한 상기 레지스트레이션 오차를 보정하여 상기 기판 내에 응력 발생 부들을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 노출 허용도 오차는 상기 레지스트레이션 오차의 보정 시에 상기 응력 발생 부들에 의해 발생되는 상기 기판의 투과도 변화로부터 나타나는 포토마스크 레지스트레이션 보정방법.
  5. 삭제
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 노출 허용도 오차와 상기 투과도 변화는 상기 포토마스크 패턴들의 최소 선폭의 변화를 정의하는 포토마스크 레지스트레이션 보정방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 최소 선폭의 변화는 상기 노출 허용도 오차와 상기 투과도 변화의 곱인 포토마스크 레지스트레이션 보정방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    타깃 포토마스크 패턴들을 구비한 타깃 레이아웃 설계하는 단계를 더 포함하되,
    상기 노출 허용도 오차는 상기 타깃 포토마스크 패턴의 프로파일을 사용한 노출 허용도 모델링에 의해 산출되는 포토마스크 레지스트레이션 보정방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 노출 허용도 모델링은,
    상기 타깃 포토마스크 패턴들의 프로파일로부터 노출 허용도를 계산하는 단계; 및
    상기 포토마스크 패턴들의 상기 투과도 감소에 의한 상기 노출 허용도의 변화를 계산하는 단계를 포함하는 포토마스크 레지스트레이션 보정방법.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 노출 허용도 오차를 맵핑 하는 단계; 및
    상기 노출 허용도 오차를 크기 별로 분류하는 단계를 더 포함하되,
    상기 노출 허용도 오차는 상기 투과도 변화가 작은 민감 영역과, 상기 투과도 변화가 많은 둔감 영역으로 분류되는 포토마스크 레지스트레이션 보정방법.

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