KR0138279B1 - 노광방법 및 이에 사용되는 마스크 - Google Patents
노광방법 및 이에 사용되는 마스크Info
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Abstract
노광시 노칭(notching)현상 및 브릿지 현상을 개선할 수 있는 마스크에 관하여 개시한다. 본 발명은 노출광에 투명한 마스크 기판과 상기 마스크 기판상에 형성되어 노출광을 차단시키는 차광성 마스크패턴으로 구성된 마스크를 사용하여 웨이퍼상의 단차 구조물에 형성된 하지막을 노광하는 방법에 있어서, 상기 단차구조물의 경사면에 대응하도록 상기 차광성 마스크 패턴 및 마스크 기판상에 투과율 조절막패턴이 형성된 마스크를 사용하여 노광한다.
본 발명에 의하면, 패터닝할 웨이퍼상의 단차구조물의 경사면에 대응하여 마스크 기판 및 차광성 마스크 패턴상에 투과율 조절막 패턴을 형성함으로써 웨이퍼상에서의 광의 반사를 막아 노창현상 및 브릿지 현상을 억제할 수 있다.
Description
제 1A도 내지 제 1C도는 포지티브 톤 리지스트(positive tone resist)를 사용하여 패터닝하는 경우의 노칭 현상을 설명하기 위하여 도시한 도면들이다.
제 2A도 내지 제 2C도는 다양한 형태의 노칭현상을 도시한 도면들이다.
제 3도 및 제 4도는 본 발명에 의하여 노칭 현상의 억제를 설명하기 위하여 도시한 도면들이다.
제 5도 내지 제 7도는 본 발명에 의하여 다양한 형태로 투과율 조절막 패턴을 갖는 노칭방지 마스크를 나타낸 도면들이다.
제 8도 내지 제 12도는 본 발명에 의하여 상기 제 5도 내지 제 7도의 투과율 조절막 패턴을 변형시킨 구조를 갖는 노칭방지 마스크의 일 예를 도시한 도면들이다.
제 13도 내지 제 18도는 본 발명에 의하여 상기 제 5도 내지 제 7도의 투과율 조절막 패턴을 변형시킨 구조를 갖는 노칭방지 마스크의 다른 예를 도시한 도면들이다.
제 19A도 내지 제 19C도는 종래의 마스크를 사용한 경우의 본 발명에 의한 노칭방지 마스크를 사용한 경우에 있어서 웨이퍼상의 패턴과 비교예를 나타낸 사진이다.
본 발명은 노광방법 및 이에 사용되는 마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노광시 노칭(notching) 현상 및 브릿지 현상을 억제할 수 있는 마스크에 관한 것이다.
반도체장치의 각종 패턴은 포토리소그래피(phtolithography) 기술에 의하여 형성된다는 것은 널리 알려져 있다. 상기 포토리소그래피 기술은 반도체기판 상의 절연막이나 도전막등 패턴을 형성하여야 할 막위에 자외선이나 X선등과 같은 광선의 조사에 의해 용해도가 변화하는 포토레지스트를 도포하고, 마스크를 이용하여 상기 포토레지스트의 소정부분을 광선에 노광시킨 후, 현상에 의해서 용해도가 큰 부분을 제거하여 포토레지스트 패턴을 형성하고, 패턴을 형성하여야 할 상기 막의 노출된 부분을 에칭에 의해 제거함으로써 배선이나 전극등 각종 패턴을 형성하게 된다.
반도체장치가 고집적화됨에 따라 정확한 포토리소그래피 기술이 고집적도를 얻기 위한 중요한 요인이 되고 있다. 그런데 고집적화를 위한 정확한 포토리소그래피 기술의 구현에 가장 문제가 되는 것이 패턴의 선폭이 변경되는 노칭(notching)현상과 브릿지(bridging)현상이다.
제 1A도 내지 제 1C도는 종래의 포지티브 톤 리지스트(positive tone resist)를 사용하여 패터닝하는 경우의 노칭현상을 설명하기 위하여 도시한 도면들이다. 구체적으로, 제 1A도는 제 1마스크상에 형성된 제 1마스크층의 레이아웃을 나타내고, 제 1B도는 상기 제 1A도를 웨이퍼에 전사시킨 후 그 위에 포토레지스트를 형성한 후 패터닝했을 때 나타나는 노칭현상을 나타내고, 제 1C도는 상기 제 1B도의 단면구조를 나타낸다.
제 1A도 내지 제 1C도에서 웨이퍼상에 제 1A도의 제 1마스크층(1)을 전사하면, 웨이퍼상에서는 둥든형태를 갖는 제 1 마스크층 패턴(3)이 형성된다. 계속하여, 상기 제 1 마스크층 패턴(3)상에 일정두께의 막질(5)을 증착하면 그 형태는 상기 제 1 마스크층 패턴(3)에 따라 둥글게 형성된다. 그 다음에, 결과물 전면에 포토레지스트를 도포한 후 제 2 마스크층(7)을 마스크로 하여 패터닝을 실시하면, 제 1 마스크층 패턴(3)의 가장자리로부터 반사광이 생기므로 포토레지스트 패턴(제2 마스크층 패턴:9)은 갉아먹은 듯한 노칭현상이 발생한다. 상기 제 1B도 및 제 1C도에 도시한 화살표는 광이 입사하여 반사하는 과정을 나타낸다.
제 2A도 내지 제 2C도는 다양한 형태의 노칭현상을 도시한 도면들이다. 제 2A도 내지 제 2C도에서 상기 제 1B도 및 제 1C도와 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타내며, 제 1마스크층 패턴(3)과 제 2마스크층 패턴(9)간의 상호위치에 따라서 나타나는 노칭 현상의 양상과 정도가 다름을 보여준다.
상술한 바와 같이 설명한 노칭현상은 광의 반사로 인하여 패턴의 선폭이 가늘어지거나 굵어지는 현상이 발생한다. 더우기 심할 경우 포지티브 톤 리지시트(positive tone resist)를 사용하여 패터닝하는 경우에서는 패턴이 끊어지고, 네거티브 톤 리지스트(negative tone resist)를 사용하여 패터닝하는 경우에서는 패턴이 붙어버리게 되어 소자의 신뢰성 및 작동불량이 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 노칭현상 및 브릿지 현상을 제거할 수 있는 노광방법을 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 상기 노광방법에 사용할 수 있는 마스크를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 노출광에 투명한 마스크기판과 상기 마스크 기판상에 형성되어 노출광을 차단시키는 차광성 마스크 패턴으로 구성된 마스크를 사용하여 웨이퍼상의 단차 구조물에 형성된 하지막을 노광하는 방법에 있어서, 상기 단차구조믈의 경사면에 대응하도록 상기 차광성 마스크패턴 및 마스크 기판상에 투과율 조절막 패턴이 형성된 마스크를 사용하여 노광함으로써 노칭현상 및 브릿지 현상을 억제하는 것을 특징으로 하는 노광방법을 제공한다.
상기 단차구조믈은 복수의 다층으로 구성할 수도 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 노출광에 대해 투명한 마스크 기판 및 상기 마스크기판상에 형성되어 상기 노출광을 차단시키는 차광성 마스크 패턴으로 구성된 마스크에 있어서, 패터닝할 반도체 웨이퍼상의 단차구조물의 경사면에 대응하여 상기 차광성 마스크 패턴 및 마스크 기판상에 노칭현상 및 브릿지 현상을 억제할 수 있는 투과율 조절막 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크를 제공한다.
상기 투과율 조절막 패턴은 상기 단차구조물의 경사면에 대응하여 다각형 형태로 구성할 수 있으며, 상기 다각형의 모퉁이(corner)에 또다른 다각형의 투과율 조절막 패턴을 더 형성하여 구성할 수도 있으며, 상기 다각형의 귀퉁이 부분을 잘라 구성할 수도 있다.
상기 마스크기판 상의 투과율 조절막 패턴을 구성하는 물질은 포토레지스트, 얇은 크롬, 얇은 알루미늄 및 SOG(Spin on glass)중에서 선택된 어느 하나를 사용한다.
본 발명의 다른 예에 의하면 본 발명은 노출광에 대해 투명한 마스크기판 및 상기 마스크기판상에 형성되어 상기 노출광을 차단시키는 차광성 마스크 패턴으로 구성된 마스크에 있어서 패터닝할 반도체 웨이퍼상의 단차구조물의 경사면에 대응하여 상기 차광성 마스크 패턴의 모서리 및 마스크 기판에 노칭현상과 브릿지 현상을 억제할 수 있는 투과율 조절막 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크를 제공한다.
본 발명에 의하면 패터닝할 웨이퍼상의 단차구조물의 경사면에 대응하여 마스크 기판 및 차광성 마스크 패턴상에 투과율 조절막 패턴을 형성함으로써 웨이퍼상에서의 광의 반사를 막아 노칭현상 또는 브릿지 현상을 억제할 수 있다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.
제 3도 및 제 4도는 본 발명에 의하여 포지티브 톤 리지스트의 노칭 현상의 억제를 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 구체적으로, 제 3도는 제 2 마스크상에 형성된 제 2 마스크층의 레이아웃으로 본 발명의 노칭 방지 마스크를 나타내고 제 4도는 상기 제 3도의 제 2 마스크층을 제 1마스크층 패턴이 형성된 기판상에 전사하는 과정을 나타내는 단면구조이다. 제 3도 및 제 4도에서 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다.
제 3도 및 제 4도에서, 웨이퍼상에 상기 제 1A도에 도시한 제 1 마스크층(1)을 전사하면, 웨이퍼상에서는 둥근 형태를 갖는 제 1마스크층 패턴(11)이 형성된다. 계속하여 상기 제 1마스크층 패턴(11)상에 일정두께의 막질(13)을 중착하면 그 형태는 상기 제 1마스크층 패턴(11)에 따라 둥글게 형성된다. 그 다음에, 결과물 전면에 포토레지스트를 도포한 후 본 발명의 제 3도에 도시한 제 2 마스크(노칭 방지 마스크)을 사용하여 패터닝을 실시하여 노칭현상이 발생하지 않는 포지티브 톤 포토레지스트(제 2 마스크층 패턴:21)을 형성한다. 상기 제 3도 및 제 4도에 도시한 화살표는 광이 입사하여 반사하는 과정을 나타낸다.
여기서, 제 3도에 도시한 노칭방지 마스크를 설명한다. 제 3도의 참조부호 15는 제 1A도에 도시한 제 1 마스크층(1)을 투영시킨 자국이며, 실제 제 2 마스크에는 없는 부분이다. 또한 참조번호 17은 상기 제 1마스크층의 크기보다 크게 형성한 투과율 조절막 패턴을 나타내며, 참조번호 19은 차광영역인 제 2 마스크층을 나타낸다. 이러한 구조를 갖는 노칭 방지 마스크는 상기 투과율 조절막 패턴(17)으로 인하여 광의 반사를 억제할 수 있어 노칭 현상을 방지할 수 있다. 상기 투과율 조절막 패턴(17)은 사용광원의 파장대에 맞게 투과율을 0∼100%사이에서 조절할 수 있도록 재료 및 두께의 선택을 할 수 있다. 따라서 투과율조절막 패턴을 구성하는 물질은 유기물이든 무기물이든 어떤것이든 사용이 가능하다. 예컨대, 상기 투과율 조절막 패턴은 포토레지스트, 얇은 크롬, 얇은 알루미늄 및 SOG(Spin on glass)중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있는데 본 발명은 크롬을 투과율 조절막 패턴으로 사용하였다.
제 5도 내지 제 7도는 본 발명에 의하여 다양한 형태로 투과율 조절막패턴을 갖는 포지티브용 노칭방지 마스크를 나타낸 도면들이다. 참조부호 15는 상기 제 1A도에 도시한 제 1A도에 도시한 제 1 마스크층(1)을 투영시킨 자국이며 실제 제 2마스크(노칭방지 마스크)에는 없는 부분이다. 또한 참조번호 17은 상기 제 1 마스크층의 크기보다 크게 형성한 투과율 조절막 패턴을 나타내며, 참조번호 19은 차광영역인 제 2 마스크 층을 나타낸다. 제 5도 내지 제 7도의 노칭방지 마스크는 투과율 조절막 패턴의 위치를 달리하여 구성한 도면이다.
제 8도 내지 제 12도는 본 발명에 의하여 상기 제 5도 내지 제 7도의 투과율 조절막 패턴을 변형시킨 구조를 갖는 포지티브용 노칭방지 마스크의 일예를 도시한 도면들이다. 제 8도 내지 제 12도에서 제 5도 내지 제 7도와 동일한 참조번호는 부재를 나타낸다.
보다 상세하게는 제 8도 는 제 5도 내지 제 7도에 도시한 포지티브용 노칭방지 마스크에 형성된 투과율 조절막 패턴(17)의 모퉁이 부위를 완벽하게 보호하지 못하므로 이 모퉁이에서의 반사광에 의해 포지티브 톤 레지스트에서 노칭현상이 발생할 확률이 있다. 따라서 이 모퉁이 부분을 4각형 패턴으로 덧씌운 투과율 조절막 패턴(17a)을 형성하여 노칭현상을 완벽하게 막는 모양이고, 화살표는 광이 입사하여 반사하지 못하는 과정을 나타낸다. 또한, 제 9도는 상기 제 8도의 투과율 조절막패턴(17a)의 모퉁이에 형성된 사각형 패턴을 삼각형 패턴을 변형시켜 덧씌운 투과율 조절막 패턴(17b)을 형성하여 노칭현상을 막는다. 제 10도는 제 9도에 도시한 투과율 조절막 패턴(17b)의 모서리를 잘른 형태의 투과율 조절막 패턴(17c)으로 노칭현상을 방지하며, 제 11도는 상기 제 8도에 도시한 투과율 조절막 패턴(17a)의 모서리를 잘른 형태의 투과율 조절막 패턴(17d)으로 노칭현상을 방지한다. 제 12도는 제 1마스크층 패턴의 결과에 따라 투과율 조절막 패턴(17e)을 원형으로 형성하여 노칭현상을 방지한다.
제 13도 내지 제 18도는 본 발명에 의하여 상기 제 5도 내지 제 7도의 투과율 조절막 패턴을 변형시킨 구조를 갖는 노칭방지 마스크의 다른 예를 도시한 도면들이다. 제 13도 내지 제 18도에서 제 5도 내지 제 7도와 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다.
보다 상세하게는 제 13도 내지 제 18도는 노칭방지 마스크에 사용된 조절막 패턴을 제 1마스크층 패턴의 측벽에 해당하는 부위에 대응되게 형성하였다. 제 13도는 상기 제 8도를 변형시킨 것이고 제 14도 및 제 15도는 상기 제 9도를 변형시킨 것이다. 또한 , 제 16도 내지 제 18도는 상기 제 8도를 변형시킨 구조이다.
제 19A도 내지 제 19C도는 종래의 마스크를 사용한 경우와 본 발명에 의해 노창방지 마스크를 사용한 경우에 있어서 웨이퍼 상의 패턴의 비교예를 나타낸 사진이다. 구체적으로, 제 19A도는 종래의 마스크를 사용했을 경우 웨이퍼에서 노칭 현상이 심하게 생긴 모양이며 제 19B도는 상기 제 19A도의 확대 사진이다. 이에 반하여 제 19C도는 본 발명의 노칭 방지 마스크를 사용했을 경우로써 노칭현상이 나타나지 않음을 알 수 있다.
본 발명에 의하면 패터닝할 웨이퍼상의 단차구조물의 경사면에 대응하여 마스크 기판 및 차광성 마스크 패턴상에 투과율 조절막 패턴을 형성함으로써 웨이퍼상에서의 광의 반사를 막아 노칭현상을 억제할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명은 포지티브 톤 레지스트를 사용함을 전제로하여 설명되었으나 네거티브 톤 레지스트를 사용하더라도 본 발명의 사상을 그대로 적용할 수 있다. 다만, 포지티브 톤 레지스트를 사용할 경우는 노칭현상이 발생하나 네거티브 톤 레지스트를 사용할 경우는 브릿지 현상이 난다는 차이가 있다.
본 발명이 상기 실시예에 한정되지 않으며 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 명백하다.
Claims (8)
- 노출광에 투명한 마스크 기판과 상기 마스크 기판상에 형성되어 노출광을 차단시키는 차광성 마스크 패턴으로 구성된 마스크를 사용하여 웨이퍼상의 단차 구조물에 형성된 하지막을 노광하는 방법에 있어서 상기 단차구조물의 경사면에 대응하도록 상기 차광성 마스크 패턴 및 마스크 기판상에 투과율 조절막 패턴이 형성된 마스크를 사용하여 노광함으로써 노칭 현상 및 브릿지 현상을 억제하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 단차구조믈은 복수의 다층으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광방법.
- 노출광에 대해 투명한 마스크 기판 및 상기 마스크 기판상에 형성되어 상기 노출광을 차단시키는 차광성 마스크 패턴으로 구성된 마스크에 있어서, 패터닝할 반도체 웨이퍼상의 단차구조물의 경사면에 대응하여 상기 차광성 마스크 패턴 및 마스크 기판상에 노칭현상 및 브릿지 현상을 억제할 수 있는 투과율 조절막 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
- 제 3항에 있어서, 상기 투과율 조절막 패턴은 상기 단차구조물의 경사면에 대응하여 다각형 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
- 제 4항에 있어서, 상기 투과율 조절막 패턴은 상기 다각형의 모퉁이(corner)에 또다른 다각형의 투과율 조절막 패턴이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
- 제 4항에 있어서, 상기 투과율 조절막 패턴은 상기 다각형의 귀퉁이 부분이 잘리어져 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
- 제 3항에 있어서, 상기 마스크기판 상의 투과율 조절막 패턴을 구성하는 물질은 포토레지스트, 얇은 크롬, 얇은 알루미늄 및 SOG(Spin on glass)중에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 마스크.
- 노출광에 대해 투명한 마스크기판 및 상기 마스크기판상에 형성되어 상기 노출광을 차단시키는 차광성 마스크 패턴으로 구성된 마스크에 있어서 패터닝할 반도체 웨이퍼상의 단차구조물의 경사면에 대응하여 상기 차광성 마스크 패턴의 모서리 및 마스크 기판에 노칭 현상 및 브릿지 현상을 억제할 수 있는 투과율 조절막 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크.
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Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019950003255A KR0138279B1 (ko) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 노광방법 및 이에 사용되는 마스크 |
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| KR960032095A KR960032095A (ko) | 1996-09-17 |
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Family Applications (1)
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| KR960032095A (ko) | 1996-09-17 |
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