(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハー上への転写イメージに用いるためにフォトリソグラフィー装置のフォトマスクの製造方法において、
前記フォトマスクのメイン領域に形成され、前記ウエハー上に形成される回路パターンの構成に相当する構成を有する、前記フォトマスクのメインマスクパターンの仕様と、前記フォトマスクの補助領域に形成される補助パターンの仕様とを含む設計データを準備する段階と、
前記設計データを利用して、前記メインマスクパターン及び前記補助パターンを形成するための露光座標を規定する基本露光データを準備する段階と、
前記設計データを利用して、前記メイン領域の外側の前記フォトマスクの周辺領域内に形成される密度補正パターンが形成されない領域を規定する開口領域データを準備する段階と、
前記設計データを利用して、所定のパターン密度を有し、かつ前記フォトマスクの全面に配置される密度補正パッドの露光座標を規定する密度補正パッドデータを準備する段階と、
前記開口領域データ及び前記密度補正パッドデータを排他的論理和の論理演算を用いて組み合わせて補助露光データを抽出する段階と、
前記基本露光データ及び前記補助露光データを論理和の論理演算を用いて組み合わせて露光座標データを準備する段階と、
前記フォトマスクのメイン領域内に前記メインマスクパターン、前記フォトマスクの前記周辺領域内に前記密度補正パターン、及び前記フォトマスクの前記露光遮断領域内に前記露光遮断パターンを同時に形成するために、前記露光座標データを用いてフォトマスク基板を処理する段階と
を含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２】
前記露光遮断パターンは前記メイン領域の外郭に隣接するように配置され、
前記密度補正パターンは前記露光遮断パターン及び前記補助領域の周辺に配置されることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項３】
前記開口領域データを準備する段階は、
前記設計データを利用して、前記メイン領域及び前記メイン領域を囲む露光遮断領域を含むメイン開口領域の座標データを抽出し、
前記設計データを利用して、前記補助領域を含む補助開口領域の座標データを抽出する段階と、
前記メイン開口領域の座標データ及び前記補助開口領域の座標データを論理和として組み合わせる段階とを含み、
前記露光遮断パターンは前記露光遮断領域に配置されることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項４】
前記露光遮断領域の幅はおおよそ０．１ｍｍ乃至５０ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項５】
前記補助露光データを抽出する段階は、
前記開口領域データと前記密度補正パッドデータを排他的論理和として組み合わせる段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項６】
前記密度補正パッドデータを準備する段階は、
前記密度補正パッドが前記メイン領域と同一のパターン密度を有するように、前記密度補正パッドの座標情報を規定する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項７】
前記密度補正パッドデータを準備する段階は前記密度補正パッドが位置依存的なパターン密度を有するように、前記密度補正パターンの座標データを調節する段階を含み、
前記密度補正パターンの座標データを調節する段階は、経験的または理論的で用意された前記回路パターンの位置による線幅変化データを利用することを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項８】
前記露光データを導出する段階は前記密度補正パターンが前記メイン領域と同一のパターン密度を有するように、前記密度補正パターンの座標データを調節する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項９】
前記露光データを導出する段階は前記密度補正パターンが位置依存的なパターン密度を有するように、前記密度補正パターンの座標データを調節する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項１０】
前記露光座標データを準備する段階は前記基本露光データ及び前記補助露光データを論理和として組み合わせる段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項１１】
前記露光データを導出する段階は、
露光位置による露光条件を規定する露光条件データを準備する段階と、
前記露光条件データと前記露光座標データとを組み合わせる段階とをさらに含み、
前記露光条件データを準備する段階は経験的または理論的で用意された前記回路パターンの位置による線幅変化データを利用することを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項１２】
前記露光データを用いてフォトマスク基板を処理する段階は電子ビームまたはレーザーを利用して実施し、
前記露光条件データは前記電子ビームまたは前記レーザーの物理的状態を位置の関数として規定するデータを含むことを特徴とする請求項１１に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項１３】
フォトマスクの製造方法において、
前記フォトマスクのメイン領域に形成されるメインマスクパターンと前記フォトマスクの補助領域に形成される補助パターンとを規定する設計データを準備する段階と、
前記設計データから、前記メインマスクパターンと前記補助パターンとの露光座標を規定する基本露光データを抽出する段階と、
前記設計データを利用して、前記フォトマスクの全面に相当するパッド領域に対する密度補正パッドパターンの仕様を含む密度補正パッドデータ及び前記密度補正パッドパターンが形成されない前記フォトマスク上の領域の座標を規定する開口領域データを準備する段階と、
前記密度補正パッドデータと前記開口領域データとを排他的論理和の論理演算を用いて組み合わせ、密度補正パターンの座標を表す情報を含む補助露光データを生成する段階と、
前記基本露光データと前記補助露光データとを論理和の論理演算を用いて組み合わせ、露光座標データを生成する段階と、
マスクレイヤと当該マスクレイヤ上に形成されたフォトレジストレイヤとが配置されているフォトマスク基板を準備する段階と、
前記露光座標データを含むデータを利用して制御し、前記フォトレジストレイヤを露光する露光工程を実施する段階と、
引き続き、前記フォトレジストレイヤをパターン化すべく、前記フォトレジストレイヤを現像する段階と、
前記基本露光データによって準備された座標で、前記フォトマスクの前記メイン領域内に前記メインマスクパターンを、前記基本露光データによって準備された座標で、前記フォトマスクの補助領域内に前記補助パターンを、そして、前記補助露光データによって準備された座標によって確立される領域に前記密度補正パターンを同時に形成するために、エッチングマスクとして前記パターン化されたフォトレジストレイヤを用いて前記マスクレイヤをエッチングする段階と、
を含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項１４】
前記密度補正パッドデータを準備する段階は前記密度補正パッドが位置依存的なパターン密度を有するように、前記密度補正パッドの座標データを調節する段階を含み、
前記密度補正パッドの座標データを調節する段階は、経験的または理論的で用意された前記回路パターンの位置による線幅変化データを利用する段階を含むことを特徴とする請求項１３に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項１５】
前記開口領域データを準備する段階は、
前記設計データを利用して、前記メイン領域及び前記メイン領域を囲む露光遮断領域で構成されるメイン開口領域の座標データを抽出し、
前記設計データを利用して、前記補助領域を含む補助開口領域の座標データを抽出する段階と、
前記メイン開口領域の座標データと前記補助開口領域の座標データとを論理和として組み合わせる段階とを含むことを特徴とする請求項１３に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項１６】
前記露光工程を実施する前に、
位置による前記回路パターンの線幅変化傾向に対する経験的または理論的データを利用して、露光位置による露光条件を規定する露光条件データを規定する段階と、
前記露光座標データと前記露光条件データとを組み合わせて前記補正された露光データを準備する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のフォトマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体集積回路を製造するために使用されるフォトマスク及びその製造方法に係わり、より詳細には露光遮断領域を有するフォトマスク及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の製造工程はフォトマスクに図案された回路パターンをウェーハ上に塗布されたウェーハフォトレジスト膜（ｗａｆｅｒ  ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ ｌａｙｅｒ、ＷＰＲ）に転写させるフォトリソグラフィ工程の段階を含む。前記フォトリソグラフィ工程を通じて形成されるウェーハフォトレジストパターン（ＷＰＲ ｐａｔｔｅｒｎ）はその下部に置かれた物質膜をエッチングするためのマスクとして使用される。この際、前記ウェーハフォトレジストパターンの線幅は半導体製品の集積度を決める最も重要な技術的変数であり、前記集積度は前記半導体製品の価格に影響を与える主な技術的要因である。したがって、前記ウェーハフォトレジストパターンの線幅を減らすための多様な研究が進行されている。
【０００３】
一方、前記ウェーハフォトレジストパターンの線幅均一性（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）は製品の歩留まりに大きな影響を及ぼすので、線幅の均一性の向上を伴わない集積度の増加は何ら技術的利点がない。これによって、集積度の増加に相応するように、前記線幅の均一性を向上させるための多様な技術が提案されている。特に、前記ウェーハフォトレジストパターンは前記フォトマスク（ｐｈｏｔｏ ｍａｓｋ）に図案された回路パターンが前記フォトリソグラフィ工程を通じて転写された結果物であるので、前記ウェーハフォトレジストパターンの形態的特性は前記フォトマスクの相応する特性に本質的に影響を受ける。これによって、前記ウェーハフォトレジストパターンの線幅均一性を向上させるための方法として、前記フォトマスクに図案された回路パターンの線幅均一性を向上させる方法が考慮されている。
【０００４】
図１は前記フォトマスクを製作する一般的な過程を説明するためのフローチャートである。
【０００５】
図１を参照すれば、（ＣＡＤまたはＯＰＵＳなどのような）コンピュータプログラムを使用して半導体製品の回路パターンを設計する。設計された回路パターンは所定の記憶装置に電子的データ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄａｔａ）として貯蔵される（Ｄ１）。以後、電子ビームを使用して石英基板（Ｑｕａｒｔｚ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）上に形成されたフォトレジスト膜の所定領域を照射（ｉｒｒａｄｉａｔｅ）する露光工程Ｓ２を実施する。前記露光工程Ｓ２で照射される領域は前記設計データから抽出された露光データＤ８によって決められる。前記露光されたフォトレジスト膜は、現像工程Ｓ３を通じて、その下部のクロム膜を露出させるフォトレジストパターンを形成する。次いで、前記露出されたクロム膜をプラズマ乾式エッチングして、前記石英基板を露出させるクロムパターンを形成する（Ｓ４）。前記乾式エッチング工程Ｓ４は前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして使用して実施され、前記フォトレジストパターンは前記エッチング工程の後に除去される。
【０００６】
図２Ａ及び図２Ｂは各々前記フォトレジストパターンが除去されたフォトマスクを示す平面図及び断面図である。前記フォトマスク１０は通常中央部に配置されるメイン領域（ｍａｉｎ ｒｅｇｉｏｎ）２０と前記メイン領域２０の周辺に配置される補助領域３０とを含む。前記メイン領域２０には前記ウェーハに転写される回路パターンが配置され、前記補助領域３０には前記フォトマスクをウェーハ露光装置に整列させる用途として使用される整列キー（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｋｅｙ）などのような補助パターンが配置される。
【０００７】
一方、前記クロムパターンは、パターン密度（ｐａｔｔｅｒｎ ｄｅｎｓｉｔｙ）の差によって誘発されるフォギング効果（ｆｏｇｇｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）またはローディング効果（ｌｏａｄｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）によって、位置によって異なる線幅を有することもできる。パターン線幅の変化に対するパターン密度の影響を調べるために実施された所定の実験によれば、１００％のパターン密度を有する領域に形成されるクロムパターンは０％のパターン密度を有する領域に形成されるクロムパターンに比べておおよそ７．３％程度大きい線幅を有していた。この実験を分析した結果によれば、前記フォギング効果及び前記ローディング効果はそれぞれ４．４％及び２．９％の線幅誘発要因を有する。
【０００８】
前記フォギング及びローディング効果はパターン密度の差によって誘発される物理的現象であるので、このような効果を本質的に除去することは不可能であり、ただパターン密度の差を減らす方法を通じて最小化されることができるだけである。前記パターン密度の差を減らすために一般的に使用される方法は前記メイン領域２０のまわりに前記メイン領域２０と同一のパターン密度を有する密度補正パターン（ｄｅｎｓｉｔｙ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ、図３Ａ及び図３Ｂの４０参照）を形成する段階を含む。前記密度補正パターン４０は前記フォギング及びローディング効果を効果的に予防することを可能にするが、前記ウェーハフォトレジスト膜に転写される場合、深刻な製品不良を誘発する。
【０００９】
特許文献１で、このように密度補正パターンがウェーハに転写されることを予防するために不透明膜をさらに形成する技術を開示している。すなわち、図１に示したように、前記エッチング工程Ｓ４を実施した後、前記フォトマスクを不透明膜（ｏｐａｑｕｅ ｌａｙｅｒ、図４Ａ及び図４Ｂの５０参照）で覆う蒸着工程を実施する（Ｓ５）。以後、前記不透明膜５０をパターニングＳ６して前記メイン領域２０及び前記補助領域３０を露出させる開口部を有し、かつ前記密度補正パターン４０が配置される領域を覆う露光遮断パターン５５を形成する。前記開口部の位置は前記設計データＤ１から抽出された開口領域データＤ９によって決められる（図５Ａ及び図５Ｂ参照）。前記露光遮断パターン５５が形成されたフォトマスク１０は所定の仕上げ段階を経た後ユーザーに伝達される（Ｓ７）。
【００１０】
一方、前記露光遮断パターン５５は前記密度補正パターン４０がウェーハフォトレジスト膜に転写されることを予防するが、追加の蒸着工程及びパターニング工程が必要であるという点で前記フォトマスクの製造費用を増加させる。
【特許文献１】米国特許第６，５６６，０１７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の第１の課題はパターン密度の差によるパターン線幅の変化を予防することができるフォトマスクの製造方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の第２の課題は密度補正パターンがウェーハフォトレジスト膜に転写されることを予防することができるフォトマスクの製造方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の第３の課題は密度補正パターンがウェーハフォトレジスト膜に転写されることを予防することができるフォトマスクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を達成するために、本発明は設計データから露光遮断パターンの座標を規定する補正された露光データを抽出する段階を含むフォトマスクの製造方法を提供する。この方法は、回路パターン及び補助パターンが配置される位置を規定するフォトマスクの設計データを用意し、前記設計データを利用して補正された露光データを用意した後、前記補正された露光データを利用して露光工程を実施する段階を含む。この際、前記補正された露光データは照射を遮断する露光遮断パターンとパターン密度を補正する密度補正パターンの位置を規定する情報を含む。
【００１５】
前記露光遮断パターンは前記回路パターンのまわりに配置され、前記密度補正パターンは前記露光遮断パターン及び前記補助パターンの周辺に配置される。
【００１６】
本発明の実施形態によれば、前記補正された露光データを用意する段階は前記設計データを利用して前記回路パターン及び前記補助パターンを形成するための露光座標を規定する露光データ及び前記密度補正パターンを形成するための露光座標を規定する補助露光データを用意する段階を含む。以後、前記露光データ及び前記補助露光データは結合して、露光工程に使用される露光座標データとして用意される。
【００１７】
この際、前記補助露光データを用意する段階は前記密度補正パターンが形成されない領域を規定する開口領域データ及び所定のパターン密度を有し、かつ前記フォトマスクの全面に配置される密度補正パッドの露光座標を規定する密度補正パッドデータを用意する段階を含む。以後、前記開口領域データ及び前記密度補正パッドデータを論理的に処理することによって、前記補助露光データが用意される。
【００１８】
前記開口領域データを用意する段階は前記設計データを利用して前記メイン領域及び前記メイン領域を囲む露光遮断領域が含まれるメイン開口領域の座標データ及び前記補助領域を含む補助開口領域の座標データを抽出する段階を含む。前記開口領域データは前記メイン開口領域の座標データと前記補助開口領域の座標データとを論理和ＯＲに組み合わせることによって用意される。この際、前記露光遮断パターンは前記露光遮断領域に配置され、前記露光遮断領域の幅はおおよそ０．１乃至５０ｍｍであることが望ましい。
【００１９】
本発明の一実施形態によれば、前記密度補正パッドデータを用意する段階は前記密度補正パッドが前記メイン領域と同一のパターン密度を有するように、前記密度補正パッドの座標情報を規定する段階を含む。本発明の他の実施形態によれば、前記密度補正パッドデータを用意する段階は前記密度補正パッドが位置依存的なパターン密度を有するように、前記密度補正パターンの座標データを調節する段階を含む。この際、前記密度補正パターンの座標データを調節する段階は経験的または理論的に用意された前記回路パターンの位置による線幅変化データを利用することができる。すなわち、前記補正された露光データを用意する段階は前記密度補正パターンが前記メイン領域と同一のパターン密度を有するか、または位置依存的なパターン密度を有するように、前記密度補正パターンの座標データを調節する段階を含むことができる。
【００２０】
本発明のまた他の実施形態によれば、前記補正された露光データは露光位置による露光条件を規定する露光条件データを用意した後、前記露光条件データと前記露光座標データとを組み合わせて用意されることができる。前記露光条件データも経験的または理論的に用意された前記回路パターンの位置による線幅変化データを利用して用意することができる。
【００２１】
前記露光工程は電子ビームまたはレーザーを利用して実施し、前記露光条件データは前記電子ビームまたは前記レーザーの物理的状態を位置の関数で規定するデータを含む。
【００２２】
前記他の技術的課題を達成するために、本発明は露光遮断領域を有するフォトマスクを提供する。このフォトマスクはメイン領域、周辺領域及び露光遮断領域を有する透明なフォトマスク基板、前記フォトマスク基板のメイン領域、周辺領域及び露光遮断領域に各々配置される回路パターン、密度補正パターン及び露光遮断パターンを含む。この際、前記露光遮断領域は前記メイン領域と周辺領域との間に配置され、前記露光遮断パターンは前記露光遮断領域の全部を覆う。
【００２３】
本発明の実施形態によれば、前記メイン領域は３０％乃至７０％のパターン密度を有し、前記周辺領域は１０％乃至９０％のパターン密度を有し、前記周辺領域のパターン密度は前記メイン領域のパターン密度に対して１０％内外の差を有する。本発明の一実施形態によれば、前記周辺領域のパターン密度は前記メイン領域のパターン密度と同一の大きさを有する。本発明の他の実施形態によれば、前記周辺領域は前記露光遮断領域に隣接する修正された密度補正領域を含み、前記修正された密度補正領域に配置される密度補正パターンは位置によって異なるパターン密度を有する。
【００２４】
望ましくは、前記露光遮断パターンは前記回路パターンまたは前記密度補正パターンと同一の厚さを有する同一の物質からなる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、メイン領域と類似のパターン密度を有する密度補正パターンが前記メイン領域の周辺に配置される。これによって、パターン密度の差によって誘発されるフォギング効果及びローディング効果などを最小化することができるので、フォトマスクの重要な特性の一つである幅均一性を画期的に向上させることができる。その結果、優れた線幅均一性を有するフォトマスクを製造することができる。
【００２６】
また、本発明によれば、前記密度補正パターンがウェーハに転写されることを予防する露光遮断領域が前記メイン領域と前記密度補正領域との間に配置される。これによって、前記密度補正パターンがウェーハに転写されることによって発生する製品の不良を予防することができる。
【００２７】
特に、前記密度補正領域及び露光遮断領域は所定のデータ処理プログラムを利用して開発者が提供する設計データを加工する方法を通じて形成されることができる。すなわち、工程段階の追加なしに、通常的なフォトリソグラフィ／エッチング工程を利用して前記密度補正領域及び露光遮断領域を形成することができる。その結果、より安価で優れた線幅均一性を有するフォトマスクを製造することができる。
【００２８】
これに加えて、本発明によれば、パターン線幅の位置依存性を除去するため、密度補正領域のパターン密度を調節するか、露光条件を位置によって異なるように適用する方法が使用されることができる。これによって、さらに向上した線幅均一性を有するフォトマスクを製造することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付の図を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明はここで説明される実施形態に限定されず、他の形態に具体化されることもできる。むしろ、ここで紹介される実施形態は開示された内容が徹底して完全になれるように、そして当業者に本発明の思想を十分に伝達するために提供されるものである。図において、層及び領域の厚さは明確性のために誇張されたものである。また層が他の層または基板上にあると言及される場合に、それは他の層または基板上に直接形成されることができるもの、またはそれらの間に第３の層が介在されることができるものである。
【００３０】
図６は本発明の望ましい実施形態によるフォトマスクの製造方法を説明するための工程のフローチャートである。
【００３１】
図６を参照すれば、ＣＡＤまたはＯＰＵＳなどのような）コンピュータプログラムを使用して半導体製品の回路パターンを設計する。前記回路パターンの設計は半導体製品の開発者（ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ）によって実行される。前記開発者によって設計された回路パターンは所定の記憶装置に電子データ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄａｔａ、Ｄ１００）として貯蔵される。前記貯蔵された回路パターンに対する設計データＤ１００は所定のデータ処理プログラムを内蔵したコンピュータに入力される。前記設計データは露光工程のための露光データを抽出するために前記コンピュータで処理される。
【００３２】
本発明によれば、前記露光データはパターン密度によるパターンの線幅変化を最小化するように所定のデータ処理プログラムによって補正される。また、前記補正された露光データＤ２００は前記パターン密度を補正するために用意される密度補正パターンがウェーハフォトレジスト膜に転写される問題を予防するように用意される。前記補正された露光データＤ２００を用意する過程は下の図７乃至図９を参照して詳細に説明する。
【００３３】
続いて、透明なフォトマスク基板上に形成されたフォトレジスト膜の所定領域を照射する露光工程を実施する。通常、石英基板（Ｑｕａｒｔｚ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）は前記フォトマスク基板として使用され、電子ビームまたはレーザーなどが前記露光工程の照射光源（ｉｒｒａｄｉａｔｉｖｅ ｓｏｕｒｃｅ）として使用される。前記露光工程Ｓ１１０で照射される領域は前記補正された露光データＤ２００によって決められる。
【００３４】
前記露光されたフォトレジスト膜は、現像工程Ｓ１２０を通じて、その下部のマスク膜を露出させるフォトレジストパターンを形成する。前記マスク膜はクロムＣｒ、モリブデンシリサイドＭｏＳｉ、ＩＶ族転移金属窒化物、Ｖ族転移金属窒化物、ＶＩ族転移金属窒化物及びシリコン窒化物のうちで選択された少なくとも一つでありうる。次に、前記露出されたマスク膜をエッチングして前記フォトマスク基板の上部面を露出させるマスクパターンを形成する（Ｓ１３０）。前記フォトレジストパターンは前記マスクパターンを形成するためのエッチングマスクとして使用されることによって、前記設計データＤ１００に含まれた回路パターンに対する形態情報は前記マスクパターンに転写される。
【００３５】
以後、前記フォトレジストパターンを除去して前記マスクパターンの上部面を露出させた後、前記マスクパターンが形成された前記フォトマスクを洗浄する。このような過程を通じて形成された前記フォトマスクに対して、形成された前記マスクパターンと前記設計データとの間の大きさの差が所定の大きさより小さいかを確認する検査（ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）段階を実行する。このような検査段階を通過したフォトマスクは前記開発者に伝達される（Ｓ１４０）。
【００３６】
本発明の実施形態によれば、前記補正された露光データＤ２００は少なくとも密度補正パターン（ｄｅｎｓｉｔｙ ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ ｐａｔｔｅｒｎｓ）の座標データ及び露光遮断パターン（ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｐａｔｔｅｒｎ）の座標データを含む。前記密度補正パターンはパターン密度差による技術的難しさを除去するために配置され、前記露光遮断パターンは前記密度補正パターンがウェーハフォトレジスト膜に転写されることを予防するために配置される。
【００３７】
図７は前記設計データＤ１００から前記補正された露光データＤ２００を用意する過程を説明するためのフローチャートである。図１０は前記設計データによって規定される多数の領域を説明するための配置図であり、図１１乃至図１４は前記設計データから作られるまた他のデータを説明するための配置図である。図１０乃至図１４に示す多数の領域は前記データ処理プログラムを通じて処理されて、モニタのようなユーザーインターフェースを通じて表示されることができる仮想的情報に相応する。図１５は図１４に示したデータを前記露光工程Ｓ１１０に利用して製造されるフォトマスクを示す斜視図である。
【００３８】
前記設計データＤ１００は通常は前記フォトマスク３００の中央部に配置されるメイン領域（ｍａｉｎ ｒｅｇｉｏｎ）３１０と前記メイン領域３１０を囲む周辺領域（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｒｅｇｉｏｎ）３２０とを規定する。前記周辺領域３２０は（フォトマスクをウェーハ露光装置に整列させる用途として使用される整列キー（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｋｅｙ）などのような）補助パターンが配置される補助領域（ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｒｅｇｉｏｎ）３２５を含むことができる。前記メイン領域３１０には前記ウェーハに転写される回路パターン（図１５の４００ａ）が配置される。任意の領域の全体面積に対するパターン面積のパーセント割合を‘パターン密度（ｐａｔｔｅｒｎ ｄｅｎｓｉｔｙ）’として表記すれば、通常、前記メイン領域３１０のパターン密度は３０％乃至７０％である。すなわち、前記メイン領域３１０で占める前記回路パターンの面積は３０％乃至７０％である。一方、前記補助領域３２５を除けば、 前記周辺領域３２０のパターン密度は０％である。このようなパターン密度の差で誘発されるフォギング及びローディング効果などによって、上述のように、前記メイン領域３１０に形成される前記回路パターンの線幅は中心部ＡとエッジＢで変わることができる。
【００３９】
図７は、このような線幅の変化を最小化するため、補正された露光データＤ２００を用意する一実施形態を示す。図７を参照すれば、前記設計データＤ１００から基本露光データ（ｂａｓｉｃ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｄａｔａ）Ｄ２１０、開口領域データ（ｏｐｅｎｉｎｇ ｒｅｇｉｏｎ ｄａｔａ）Ｄ２２０及び密度補正パッドデータ（ｄｅｎｓｉｔｙ ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ ｐａｄ ｄａｔａ）Ｄ２３０を用意する。
【００４０】
前記基本露光データＤ２１０は回路パターンと補助パターンが配置される位置を規定する。より詳細には、前記基本露光データＤ２１０は前記回路パターンと補助パターンとを形成するため、前記露光工程で電子ビームによって照射される位置に対する情報を含む。結果的に前記基本露光データＤ２１０は図１０に示したデータに相応する。
【００４１】
前記密度補正パッドデータＤ２３０は前記メイン領域３１０と同一のパターン密度を有し、かつ前記フォトマスク３００の全面に配置される密度補正パッド領域３３０を規定する（図１１参照）。すなわち、前記密度補正パッドデータＤ２３０は前記密度補正パッド領域３３０に配置される密度補正パターンの位置を規定する。
【００４２】
本発明の実施形態によれば、前記開口領域データＤ２２０はメイン開口領域３４０と補助開口領域３４５とを含む（図１２参照）。前記メイン開口領域３４０には前記メイン領域３１０及び前記メイン領域３１０を囲む露光遮断領域３５０がさらに含まれる。前記露光遮断領域３５０の幅は通常のフォトリソグラフィ工程の整列マージン（ａｌｉｇｎ ｍａｒｇｉｎ）を考慮して決められ、望ましくは、３．５ｍｍ乃至４．５ｍｍである。前記露光遮断領域３５０の幅は０．１乃至５０ｍｍの範囲で決められることもできる。前記補助開口領域３４５は前記補助領域３２５を含み、望ましくは、前記補助領域３２５のみが前記補助開口領域３４５に含まれる。一方、前記基本露光データＤ２１０は前記メイン領域３１０及び前記補助領域３２５に配置される回路パターンと補助パターンの位置を規定するという点で、前記メイン領域３１０、前記補助領域３２５及び前記露光遮断領域３５０が配置される位置を規定する前記開口領域データＤ２２０とは異なる。
【００４３】
再び図７を参照すれば、前記開口領域データＤ２２０と前記密度補正パッドデータＤ２３０から、密度補正パターンが配置される位置を規定する補助露光データＤ２４０を用意する。前記補助露光データＤ２４０を用意する段階は前記開口領域データＤ２２０と前記密度補正パッドデータＤ２３０を排他的論理和演算（Ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ ＯＲ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）によって組み合わせる段階を含むことができる。前記密度補正パッド領域（図１１の３３０）は前記フォトマスク３００の全面に配置されるので、前記排他的論理和によって得られる領域、すなわち密度補正領域３６０は前記開口領域データＤ２２０によって規定されない領域に該当する（図１３参照）。すなわち、前記密度補正領域３６０は前記メイン開口領域３４０及び前記補助開口領域３４５を除いた領域に該当する。
【００４４】
上述の本発明の望ましい実施形態によれば、前記密度補正領域３６０は前記メイン領域３１０、前記補助領域３２５及び前記露光遮断領域３５０を除いた領域として決められる。すなわち、前記密度補正領域３６０は前記補助領域３２５及び前記露光遮断領域３５０を除いた前記周辺領域３２０に該当する。
【００４５】
前記基本露光データＤ２１０と前記補助露光データＤ２４０から前記露光工程S１１０で電子ビームによって照射される領域の位置を規定する露光座標データＤ２５０を用意する。前記露光座標データＤ２５０を用意する段階は前記基本露光データＤ２１０と前記補助露光データＤ２４０を論理和演算（ＯＲ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）によって組み合わせる段階を含む。本発明の実施形態によれば、前記露光座標データＤ２５０は前記メイン領域３１０に配置される回路パターン、前記補助領域３２５に配置される補助パターン及び前記密度補正領域３６０に配置される密度補正パターンの位置を規定する（図１４参照）。また、前記露光座標データＤ２５０は前記露光工程Ｓ１１０で照射源（ｉｒｒａｄｉａｔｉｖｅ ｓｏｕｒｃｅ）によって照射されない前記露光遮断領域３５０を規定する。
【００４６】
前記露光工程Ｓ１１０で照射されないフォトレジスト膜は前記現像工程Ｓ１２０の以後にもフォトレジストパターンとして残存するので、前記露光遮断領域３５０には前記マスクパターンが最終エッチング段階Ｓ１３０でも残存する。前記露光遮断領域３５０に残存するマスクパターンは（ウェーハ露光段階で前記密度補正パターン４００ｂがウェーハフォトレジスト膜に転写されることを予防する）前記露光遮断パターン４００を構成する（図１５参照）。
【００４７】
本発明の実施形態によれば、前記露光遮断領域３５０は前記露光遮断パターン４００によって完全に満たされる。すなわち、前記露光遮断領域３５０のパターン密度は１００％である。これに比べて、前記メイン領域３１０及び前記補助領域３２５は照射される領域と照射されない領域とを含むので、これら領域３１０、３２５は前記露光遮断領域３５０より小さいパターン密度を有する。
【００４８】
本発明の変形された実施形態によれば、前記露光遮断領域３５０には前記ウェーハ露光段階で転写されないほどに微細なパターンが配置されることもできる。この場合、前記露光遮断領域３５０のパターン密度は１００％より小くなることもできる。前記微細なパターンは前記露光遮断領域３５０が前記メイン領域３１０のようなパターン密度を有するように配置されることが望ましい。
【００４９】
本発明の一実施形態によれば、前記密度補正領域３６０のパターン密度は上述のように前記メイン領域３１０のパターン密度と同一である。このように、前記密度補正領域３６０と前記メイン領域３１０のパターン密度が同一であるので、前記露光工程Ｓ１１０及びエッチング工程Ｓ１３０でパターン密度の差による技術的難しさは最小化されることができる。
【００５０】
図２０Ａ及び図２０Ｂは前記基本露光データＤ２１０のみを前記露光座標データＤ２５０として利用して製作されたフォトマスクの線幅を測定したデータマップ（ｄａｔａ ｍａｐ）であり、図２０Ｃ及び図２０Ｄは前記基本露光データＤ２１０に加えて前記密度補正領域３６０を規定する情報を含む前記補助露光データＤ２４０を利用して製作されたフォトマスクの線幅を測定したデータマップである。結果的に、図２０Ａ及び図２０Ｂは従来の方法による結果に相応し、図２０Ｃ及び図２０Ｄは本発明の上述の実施形態による結果に相応する。図２０Ａ及び図２０Ｃは前記現像工程Ｓ１２０の以後、前記メイン領域３１０に形成されるフォトレジストパターンの線幅を測定した結果であり、図２０Ｂ及び図２０Ｄは前記エッチング工程Ｓ１３０の以後、同一領域のマスクパターンの線幅を測定した結果である。図示した等高線は同一の線幅で測定される位置を連結するように描かれた。したがって、本発明による結果が従来の方法による結果より少数の等高線で表現されるという点で、より優れたエッチング均一度を提供することとして解釈される。
【００５１】
本発明の優れた効果はフォトマスクの線幅の均一度を示す範囲（ｒａｎｇｅ）及び標準偏差（３シグマ、３σ）を測定した結果でも確認することができる。前記範囲及び３シグマは従来技術の方法によって製作されたフォトマスクでは各々２９．２２ｎｍ及び１６．４３ｎｍとして測定されたが、本発明では、各々１８ｎｍ及び１２ｎｍとして測定された。このような測定結果でも本発明の方法が従来の方法に比べて改善した効果を提供することが分かる。
【００５２】
一方、前記回路パターンの線幅不均一性は主に上述のパターン密度の差によって誘発されるが、以外にも明かされなかった多様な原因によっても前記回路パターンの線幅は変わることができる。例えば、前記エッチング工程Ｓ１３０の以後実施される検査段階で、前記回路パターンの線幅が傾向性（ｔｅｎｄｅｎｃｙ）を有して変わるという事実が発見されることができる。この場合、測定された線幅を等高線（ｃｏｎｔｏｕｒ ｌｉｎｅ）を使用して図示すれば、図１６に示したように、位置による変化傾向を見つけることもできる。
【００５３】
図８は、このようにパターンの線幅が傾向性を有して変わる場合に適用されることができる本発明の第２実施形態によるフォトマスクの製造方法を説明するためのフローチャートである。下では図７を通じて説明された実施形態と重複されない内容を中心に本発明の第２実施形態を説明する。
【００５４】
図８を参照すれば、前記線幅の変化傾向性を分析することによって、前記露光工程に適用されることができるフィードバックデータＤ２７０を用意する。前記フィードバックデータＤ２７０は前記マスクパターンの線幅を測定した結果を経験的に分析する段階を通じて用意される。または、前記フィードバックデータＤ２７０は前記フォトマスク３００を使用してウェーハ露光工程を実施する場合、見つかるウェーハフォトレジストパターンの線幅変化の傾向性を経験的または理論的に分析する段階を通じて用意されることもできる。
【００５５】
本発明の第２実施形態によれば、前記線幅の変化を相殺するように前記密度補正パターン４００ｂは位置によって異なるパターン密度を有する。前記フィードバックデータＤ２７０は前記密度補正パターン４００ｂのパターン密度を決める過程に利用される。例えば、図８及び図１７に示したように、前記メイン領域３１０周辺には前記線幅の変化を相殺するように各々異なるパターン密度を有する修正された密度補正領域（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｄｅｎｓｉｔｙ ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ ｒｅｇｉｏｎｓ、３３０ａ〜３３０ｆ）が配置される。前記修正された密度補正領域３３０ａ〜３３０ｆは前記密度補正パッドデータＤ２３０'によって規定され、前記フィードバックデータＤ２７０は前記修正された密度補正領域３３０ａ〜３３０ｆに対する情報を含む前記密度補正パッドデータＤ２３０'を用意する過程に利用される。
【００５６】
前記修正された密度補正領域３３０ａ〜３３０ｆに対する情報を含む前記密度補正パッドデータＤ２３０'は、図１２で説明された、前記開口領域データＤ２２０と排他的論理和演算によって組み合わせされる。その結果、図１８に示したように、前記修正された密度補正領域３３０ａ〜３３０ｆを規定する情報を含む補助露光データＤ２４０'が得られる。次いで、前記補助露光データＤ２４０'と前記基本露光データＤ２１０とを論理和演算によって組み合わせることによって、図１９に示したような、前記修正された密度補正領域３３０ａ〜３３０ｆを規定する情報を含む露光座標データＤ２５０'が得られる。
【００５７】
図９は本発明の第３実施形態によるフォトマスクの製造方法を説明するためのフローチャートである。下では上述の第１及び第２実施形態と重複されない内容を中心に本発明の第３実施形態を説明する。
【００５８】
前記露光工程は前記フォトレジスト膜の所定領域を局所的に照射（ｉｒｒａｄｉａｔｅ）する段階を含む。これによって、前記パターン線幅の位置依存性を無くすため、前記露光工程で使用される照射源（ｉｒｒａｄｉａｔｉｖｅ ｓｏｕｒｃｅ）の物理的状態を調節する方法が使用されることができる。例えば、電子ビームが前記照射源として使用される場合、前記電子ビームのドーズ（ｄｏｓｅ）を調節する方法が使用されることができる。すなわち、前記露光工程Ｓ１１０は照射領域の座標を規定する前記露光座標データＤ２５０及び前記の照射領域で実行される露光工程の条件を規定する前記露光条件データＤ２６０を利用して実行される。このような露光座標データＤ２５０及び前記露光条件データＤ２６０は前記補正された露光データＤ２００を構成する。
【００５９】
一方、図２１Ａ及び図２１Ｂは線幅の位置依存性を無くすため、前記露光工程で使用される電子ビームのドーズを位置によって規定するドーズ条件マップ（ｄｏｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｍａｐ）である。図２１Ａ及び図２１Ｂは前記密度補正領域３６０を有しない従来技術の方法と前記密度補正領域３６０を有する本発明の方法で各々要求されるドーズ条件を示す。
【００６０】
前記電子ビームのドーズを調節する方法が（図２０Ａの場合のように）大きい線幅不均一性を有するフォトマスクの製造過程に適用されれば、前記電子ビームのドーズも位置によって大きく変わることができる（図２１Ａ参照）。この場合、どんな位置ではフォトレジストの光化学的反応（ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎ）のために要求されるスレッショルドの大きさより小さいドーズ条件に照射されて、不完全現象（ｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）が前記現像工程Ｓ１２０で発生することができる。
【００６１】
しかし、本発明によれば、前記密度補正領域３６０によって前記回路パターン４００ａは改善した線幅均一性を有するようになって、前記露光工程で要求されるドーズ条件は位置によって大きく変わらない（図２１Ｂ参照）。これによって、上述の不完全現象なしに前記フォトマスクを製造することが可能である。
【００６２】
これに加えて、上述の第２実施形態で説明したように、この実施形態も前記フィードバックデータＤ２７０を利用して前記補助露光データＤ２４０'を用意した後、前記補助露光データＤ２４０’を利用して前記補正された露光データＤ２００を用意する段階を含むことができる。
【００６３】
図１４及び図１５を再び参照して、本発明の望ましい実施形態によるフォトマスクを説明する。このような本発明によるフォトマスクは先の図６乃至図２１を通じて説明された製造方法を通じて製造されることができる。したがって、（上述の本発明の製造方法に対する論議で説明された）製造方法から由来するフォトマスクの構造的特徴は繰り返す説明を避けるためにの下では省略する。下では、上で説明されない本発明によるフォトマスクの構造的特徴に対してだけ簡略に説明する。
【００６４】
このフォトマスク３００は回路パターン４００ａが配置されるメイン領域３１０、密度補正パターン４００ｂが配置される密度補正領域３６０及び前記密度補正パターン４００ｂがウェーハに転写されることを防止するための露光遮断パターン４００が配置される露光遮断領域３５０を具備する。
【００６５】
前記メイン領域３１０及び前記露光遮断領域３５０を除いたすべての領域を周辺領域３２０であると表現すれば、前記周辺領域３２０には前記密度補正領域３６０及び整列キーのような補助パターンが配置される補助領域３２５が含まれる。前記露光遮断領域３５０は前記メイン領域３１０と前記周辺領域３２０との間に配置される。
【００６６】
前記フォトマスク３００は透明なマスク基板４２０上に配置されるマスクパターンを具備する。前記マスクパターンは前記回路パターン４００ａ、前記密度補正パターン４００ｂ、前記露光遮断パターン４００及び前記補助パターンで構成される。前記フォトマスク基板４２０は石英（Ｑｕａｒｔｚ）からなることができ、前記マスクパターンはクロムＣｒ、モリブデンシリサイドＭｏＳｉ、ＩＶ族転移金属窒化物、Ｖ族転移金属窒化物、ＶＩ族転移金属窒化物及びシリコン窒化物のうちで選択された少なくとも一つからなることができる。例えば、前記マスクパターンは複数個の層で構成されることによって、位相変異マスク（ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｍａｓｋ、ＰＳＭ）を構成することもできる。
【００６７】
本発明によれば、前記露光遮断パターン４００は前記露光遮断領域３５０の全体面積を占める。結果的に前記露光遮断領域３５０のパターン密度は１００％である。これに比べて、前記メイン領域３１０及び前記周辺領域３２０は各々３０％乃至７０％及び１０％乃至９０％のパターン密度を有することができる。本発明の一実施形態によれば、前記密度補正領域３６０は前記メイン領域３１０と同一のパターン密度を有する。また、前記露光遮断領域３５０は０．１乃至５０ｍｍの幅を有し、前記メイン領域３１０のエッジを囲む。結果的に、前記露光遮断領域３５０はリム（ｒｉｍ）の形状を有する。
【００６８】
本発明の他の実施形態によれば、前記密度補正領域３６０は前記メイン領域３１０とちょっと異なるパターン密度を有することもできる。望ましくは、前記密度補正領域３６０は前記露光遮断領域３５０の外郭線に隣接し、位置によって異なるパターン密度を有する修正された密度補正領域３３０ａ〜３３０ｆを含む（図１９参照）。前記修正された密度補正領域３３０ａ〜３３０ｆは前記回路パターン４００ａの線幅が位置によって変わる傾向を相殺するために配置され、通常、前記メイン領域のパターン密度に対して１０％内外の差を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】従来技術によるフォトマスクの製造方法を説明するための工程のフローチャートである。
【図２Ａ】従来技術によるフォトマスクの製造方法を説明するための平面図である。
【図２Ｂ】従来技術によるフォトマスクの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図３Ａ】従来技術によるフォトマスクの製造方法を説明するための平面図である。
【図３Ｂ】従来技術によるフォトマスクの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図４Ａ】従来技術によるフォトマスクの製造方法を説明するための平面図である。
【図４Ｂ】従来技術によるフォトマスクの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図５Ａ】従来技術によるフォトマスクの製造方法を説明するための平面図である。
【図５Ｂ】従来技術によるフォトマスクの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図６】本発明の実施形態によるフォトマスクの製造方法を説明するための工程のフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態によるフォトマスクの製造方法を説明するための工程のフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態によるフォトマスクの製造方法を説明するための工程のフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態によるフォトマスクの製造方法を説明するための工程のフローチャートである。
【図１０】本発明の第１実施形態によるフォトマスクの製造方法を説明するための配置図である。
【図１１】本発明の第１実施形態によるフォトマスクの製造方法を説明するための配置図である。
【図１２】本発明の第１実施形態によるフォトマスクの製造方法を説明するための配置図である。
【図１３】本発明の第１実施形態によるフォトマスクの製造方法を説明するための配置図である。
【図１４】本発明の第１実施形態によるフォトマスクの製造方法を説明するための配置図である。
【図１５】本発明の実施形態によるフォトマスクを説明するための部分斜視図である。
【図１６】フォトマスクの測定された回路線幅を位置によって示すデータマップである。
【図１７】本発明の第２及び第３実施形態によるフォトマスクの製造方法を説明するための配置図である。
【図１８】本発明の第２及び第３実施形態によるフォトマスクの製造方法を説明するための配置図である。
【図１９】本発明の第２及び第３実施形態によるフォトマスクの製造方法を説明するための配置図である。
【図２０Ａ】密度補正パターンを有しないフォトマスクの線幅を測定したデータマップである。
【図２０Ｂ】密度補正パターンを有しないフォトマスクの線幅を測定したデータマップである。
【図２０Ｃ】密度補正パターンを有するフォトマスクの線幅を測定したデータマップである。
【図２０Ｄ】密度補正パターンを有するフォトマスクの線幅を測定したデータマップである。
【図２１Ａ】密度補正パターンを有しない場合と有する場合の各々要求される電子ビームドーズ条件を規定するドーズ条件マップである。
【図２１Ｂ】密度補正パターンを有しない場合と有する場合の各々要求される電子ビームドーズ条件を規定するドーズ条件マップである。
【符号の説明】
【００７０】
Ｄ２１０  基本露光データ
３１０  メイン領域
３２０  周辺領域
３２５  補助領域
Ａ  中心部
Ｂ  エッジ
【図１】
0004828869.tif 000002
【図２Ａ】
0004828869.tif 000003
【図２Ｂ】
0004828869.tif 000004
【図３Ａ】
0004828869.tif 000005
【図３Ｂ】
0004828869.tif 000006
【図４Ａ】
0004828869.tif 000007
【図４Ｂ】
0004828869.tif 000008
【図５Ａ】
0004828869.tif 000009
【図５Ｂ】
0004828869.tif 000010
【図６】
0004828869.tif 000011
【図７】
0004828869.tif 000012
【図８】
0004828869.tif 000013
【図９】
0004828869.tif 000014
【図１０】
0004828869.tif 000015
【図１１】
0004828869.tif 000016
【図１２】
0004828869.tif 000017
【図１３】
0004828869.tif 000018
【図１４】
0004828869.tif 000019
【図１５】
0004828869.tif 000020
【図１６】
0004828869.tif 000021
【図１７】
0004828869.tif 000022
【図１８】
0004828869.tif 000023
【図１９】
0004828869.tif 000024
【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
0004828869.tif 000028
【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
0004828869.tif 000030