KR0151228B1 - 고립된 다수의 패턴을 형성하기 위한 포토마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자 제조 공정에서 웨이퍼상에 고립된 다수의 패턴을 형성하기 위해 사용되는 포토마스크에 있어서, 투명기판 ; 상기 웨이퍼 상의 상기 패턴에 대응되는 이미지를 갖고 상기 투명기판 상에 배열되며 빛 투과율이 거의 0% 인 주패턴 ; 및 노광시 광이 집중되는 상기 주패턴의 꼭지점이 밀집된 지역에 배치되며 40% 내지 60%의 빛 투과율을 갖는 보조패턴을 포함하여 이루어진 포토마스크에 관한 것으로, 상기 40% 내지 60%의 빛 투과율을 갖는 보조패턴에 의해 주패턴의 꼭지점 부위에서 노광시 광이 집중되는 것을 보상하여 주므로써, 양호한 프로파일의 미세 패턴을 얻을 수 있다.

Description

고립된 다수의 패턴을 형성하기 위한 포토마스크

제1a도는 보조패턴이 없는 종래의 포토마스크 평면도.

제1b도는 제1a도의 포토마스크에 의한 노광 공정 상태를 나타내는 도면.

제1c도는 제1a도의 포토마스크를 사용하여 형성된 웨이퍼 상의 패턴을 나타내는 평면도.

제2a도는 보조패턴을 가지는 종래의 포토마스크의 평면도.

제2b도는 제2a도의 포토마스크를 사용하여 형성된 웨이퍼 상의 패턴을 나타내는 평면도.

제3a도는 고립된 다수의 패턴을 형성하기 위한 본 발명에 따른 포토마스크의 평면도.

제3b도는 제3a도의 포토마스크를 사용하여 형성된 고립된 패턴을 나타내는 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 크롬패턴 2 : 비크롬영역

3 : 빛 4 : 석영기판

5 : 감광막 6 : 웨이퍼

7 : 감광막 패턴 1' , 1 : 보조패턴

8 : 광 에너지가 큰 영역

본 발명은 고립된 다수의 미세 패턴들을 형성하기 위한 포토마스크에 관한 것이다.

고립된 다수의 미세 패턴들을 형성하기 위한 종래의 포토마스크를 제1도를 통해 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도면 제 1a 도는 보조패턴이 없는 종래의 포토마스크 평면도, 제 1b 도는 제 1a 도의 포토마스크에 의한 노광 공정 상태를 나타내는 도면, 제 1c 도는 제 1a 도의 포토마스크를 사용하여 형성된 웨이퍼 상의 패턴을 나타내는 평면도로서, 도면부호 1은 크롬패턴, 2는 비크롬영역, 3은 빛, 4는 석영기판, 5는 감광막, 6은 웨이퍼, 7은 감광막 패턴, 8은 광 에너지가 큰 영역을 각각 나타낸다.

제 1a 도에 도시된 바와 같은, 종래의 포토마스크를 사용하여 포토리소그래피 공정을 실시하면, 노광시 4개 패턴의 꼭지점이 모이는 영역의 광 에너지가 매우 커지므로 근접효과(proximity effect)가 발생함으로써 노칭현상이 발생하게 되어 웨이퍼 상의 패턴(감광막 패턴) 면적이 매우 작아지거나 패턴들 사이 또는 패턴의 장, 단축 간의 CD(critical dimension) 차이가 발생하는 등 공정 신뢰도가 떨어지게 된다.

따라서 이를 개선하기 위한 종래의 포토마스크가 제 2 도에 나타나 있는데, 제 2 도에서 제 1 도와의 동일부호는 동일명칭을 나타내고 있다.

먼저, 제 2a 도와 같이 종래의 개선된 포토마스크에는 광이 집중되는 영역, 즉 크롬패턴(2)의 꼭지점에 근접한 영역 또는 크롬패턴(2)의 각 꼭지점에 투과율이 0%인 보조패턴(1')을 0.1㎛ 정도인 매우 적은 크기로 형성되어 있다. 이 보조패턴(1')은 노광시 근접효과에 의해 광이 집중되어 노칭현상 등이 야기되는 것을 방지하는 것으로, 웨이퍼 상에서는 보조패턴에 대한 이미지가 전달되지 않아야 하기 때문에 그 크기가 0.1㎛ 정도로 작게 형성된다. 이러한 개선된 종래 포토마스크를 사용하여 포토리소그래피 공정을 실시하게 되면 제 2b 도와 같이 노칭 현상이 감소된 감광막패턴(7)을 얻을 수 있다.

그러나, 상기 종래의 개선된 포토마스크에 적용된 보조패턴은 그 크기를 적게 형성할 수밖에 없는바, 포토마스크 상에 그 형상을 형성하기 어렵고 노칭 방지 효과도 매우 작다. 또한 보조패턴의 크기를 크게하면 웨이퍼 상에 감광막 잔유물이 남거나, 그 보조패턴의 이미지가 웨이퍼에 전달되는 문제점이 따랐다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 고립된 다수의 패턴을 형성하기 위한 포토마스크에 있어, 감광막의 노칭현상을 효과적으로 제거하며, 마스크 제작이 용이한 포토마스크를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반도체 소자 제조 공정에서 웨이퍼상에 고립된 다수의 패턴을 형성하기 위한 포토마스크에 있어서, 투명기판 ; 상기 웨이퍼 상의 상기 패턴에 대응되는 이미지를 갖고 상기 투명기판 상에 배열되며 빛 투과율이 거의 0%인 주패턴 ; 및 노광시 광이 집중되는 상기 주패턴의 꼭지점이 밀집된 지역에 배치되며 40% 내지 60%의 빛 투과율을 갖는 보조패턴을 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

제 3a 도는 고립된 다수의 패턴을 형성하기 위한 본 발명에 따른 포토마스크의 평면도이고, 제 3b 도는 제 3a 도의 포토마스크를 사용하여 형성된 웨이퍼 상의 고립된 감광막 패턴(7)을 나타내는 평면도이다. 제 3 도에서 제 1 도와의 동일부호는 동일명칭을 나타내고 있다.

도면 제 3a 도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 포토마스크는 앞서 설명한 제 1a 도의 포토마스크와 같이 투명기판 상에 고립된 다수개의 크롬패턴(1)이 배열되어 있으며, 이 크롬패턴(1)으로 덮힌 영역은 빛 투과율이 0%이어서 웨이퍼 상에 고립된 다수의 미세패턴을 형성하게 된다. 본 발명은 이러한 포토마스크에 있어서, 노광시 근접효과에 의해 광이 집중되게 되는 상기 크롬패턴(1)들의 각 꼭지점 부근에 빛 투과율이 40% 내지 60% 인 보조패턴(1)을 더 포함한다.

잘 알려진 바와 같이, 본 발명의 보조패턴(1)는 크롬 물질로 형성하되 그 두께를 얇게 형성하여 원하는 40% 내지 60%인 투과율을 갖도록 조절할 수 있으며, 노광원을 어떠한 것을 사용하는가 등의 공정 조건에 따라 그 두께는 조절될 것이다.

결국, 본 발명은 크롬패턴들의 각 꼭지점 부위에서 광이 집중되더라고 기존과는 달리 광이 집중되는 영역이 40% 내지 60%의 빛 투과를 가지므로, 이 빛이 결상되는 웨이퍼에서는 원하는 광 강도를 얻을 수 있다. 또한, 제2도에 도시된 바와 같이, 0.1㎛ 정도로 아주 작게 보조패턴을 형성하지 않고 그 이상의 크기로 형성하여도 되므로 포토마스크 제작 상의 어려움이 없다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 노광에너지의 분포를 균일하게 형성함으로써 패턴의 노칭현상을 제거하고 적정한 미세 패턴 면적을 확보할 수 있으며, 장, 단축 CD(critical dimension) 차이가 작은 고집적 반도체 소자의 미세패턴을 형성할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (1)

1. 반도체 소자 제조 공정에서 웨이퍼상에 고립된 다수의 패턴을 형성하기 위해 사용되는 포토마스크에 있어서, 투명기판 ; 상기 웨이퍼 상의 상기 패턴에 대응되는 이미지를 갖고 상기 투명기판 상에 배열되며 빛 투과를 방지하는 다수의 주패턴 ; 및 노광시 광이 집중되는 상기 주패턴의 꼭지점이 밀집된 지역에 배치되며 40% 내지 60%의 빛 투과율을 갖는 보조패턴을 포함하여 이루어진 포토마스크.