KR100214265B1

KR100214265B1 - Fine patterning method of semiconductor process

Info

Publication number: KR100214265B1
Application number: KR1019950059654A
Authority: KR
Inventors: 임동규; 권기성
Original assignee: 김영환; 현대전자산업주식회사
Priority date: 1995-12-27
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 1999-08-02

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 미세패턴 형성방법에 관한 것으로, 반도체 노광장치의 애퍼처를 마스크 패턴의 방향성을 고려하여 패턴의 방향성에 적절한 최적의 애퍼처가 되도록 애퍼처를 일정각도 범위에서 회전시켜 고정상태 또는 회전되는 상태에서 노광을 실시함으로써 마스크 패턴의 형태에 적절한 최적의 조명을 제공하여 양호한 패턴을 형성할 수 있게 한다.The present invention relates to a method for forming a micropattern of a semiconductor device, wherein the aperture of the semiconductor exposure apparatus is fixed by rotating the aperture in a predetermined angle range so that the aperture of the semiconductor exposure apparatus becomes an optimal aperture suitable for the pattern orientation in consideration of the orientation of the mask pattern. By performing exposure in the rotated state, it is possible to provide an optimal illumination suitable for the shape of the mask pattern to form a good pattern.

Description

Method of forming fine pattern of semiconductor device

제1도는 애퍼처의 형상을 도시한 도면.1 shows the shape of an aperture.

제2도는 노광마스크의 패턴의 방향성을 도시한 도면.2 shows the directivity of the pattern of the exposure mask.

제3도는 본 발명의 방법에 애퍼처를 일정각도 회전시킨 상태를 도시한 도면.3 is a view showing a state in which the aperture is rotated by an angle in the method of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1, 2, 8, 9, 10, 12 : 애퍼처(Aperture) 3 : 구멍1, 2, 8, 9, 10, 12: Aperture 3: Hole

5, 6, 7, 11 : 노광마스크의 패턴5, 6, 7, 11: pattern of exposure mask

본 발명은 반도체 소자의 미세패턴 형성방법에 관한 것으로, 특히 반도체 노광장치인 스테퍼(STEPPER)나 스캐너(Scanner)에 있어서 하나의 고정된 애퍼처(Aperture)를 패턴의 형태에 따라 일정각도 회전시켜 노광을 실시할 수 있게 함으로써, 마스크의 형태나 패턴의 방향성에 따라 최적의 조명을 제공하여 양호한 패턴을 웨이퍼상에 형성할 수 있게 하는 반도체 소자의 미세패턴 형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a fine pattern of a semiconductor device. In particular, a fixed aperture is rotated at a predetermined angle in accordance with a pattern in a semiconductor exposure device, such as a stepper or a scanner. The present invention relates to a method for forming a fine pattern of a semiconductor device, by providing an optimal illumination according to the shape of a mask and the direction of a pattern so that a good pattern can be formed on a wafer.

종래의 기술에 있어서는 반도체 노광장치인 스테퍼나 스캐너에 장착되는 애퍼처는 유효 소오스(Effective Source)위치에서 고정된 채로 노광을 실시하게 된다.In the prior art, an aperture mounted on a stepper or a scanner, which is a semiconductor exposure apparatus, is exposed while being fixed at an effective source position.

상기 노광장치에 사용되는 애퍼처는 광원과 노광마스크의 사이에 개재되어 광원의 빛을 일차로 걸르는 역할을 하게 되는데, 그 형상에 따라 콘벤셔널(conventiional) 애퍼처, 애뉼러(Anular) 애퍼처, 다이폴(Dipole) 애퍼처, 쿼드러펄(quardrupale) 애퍼처 등의 종류로 나눌 수 있다.The aperture used in the exposure apparatus is interposed between the light source and the exposure mask to serve to filter the light of the light source primarily, and according to its shape, a conventional aperture and an annular aperture. , Dipole aperture, quadrupale aperture and the like.

상기 애퍼처중에서 중심부에 대해 대칭을 이루는 컨벤셔널 애퍼처와 애뉼러 애퍼처 등은 애퍼처의 회전에 의해서도 동일한 형상을 이루기 때문에 본 발명에서는 큰 의미가 없다.Conventional apertures, annular apertures, and the like, which are symmetrical with respect to the center of the apertures, have the same shape by rotation of the apertures, and thus have no significant meaning in the present invention.

그러나 상기 다이폴 에퍼처나 쿼드러펄 애퍼처는 사입사 조명으로 어떤 몇 개의 정해진 패턴에 대해서만 리소그라피 퍼포먼스(Lithography Performance)가 좋아지는 결과를 얻는다.However, the dipole aperture or quadruple aperture results in improved lithography performance for only a few predetermined patterns with incidence illumination.

제1도는 상기에서 구멍이 두 개인 다이폴 애퍼처(1)와 구멍이 4개인 쿼드러펄 애퍼처(2)를 각각 도시하였으며, 제2도에서는 노광마스크 패턴에 있어서의 패턴의 여러 형태의 방향성을 각각 도시한 도면이다.FIG. 1 shows the two-hole dipole aperture 1 and the four-hole quadruple aperture 2, respectively. FIG. 2 shows the various types of directionality of the pattern in the exposure mask pattern. Figure is shown.

종래의 기술에 따른 조명계에 있어서는 상기 애퍼처(1,2)가 스캐너나 스태퍼등의 장치에 일정하게 고정되어 있어 노광마스크의 패턴 형태나 방향성에 따른 최적의 조명 조건을 제공해 줄수 없는문제점이 있다.In the illumination system according to the related art, the apertures 1 and 2 are fixed to a device such as a scanner or a stepper so that there is a problem in that it is not possible to provide an optimal illumination condition according to the pattern shape and orientation of the exposure mask. .

즉, 상기 제1도의 다이폴 애퍼처(1)의 구멍이 좌우로 나란하게 위치할 때에는 상기 다이폴 애퍼처(1)와 함께 사용되는 노광마스크 상의 패턴의 형태가 제2도(5)의 경우와 같이 세로방향 패턴에서는 양호한 퍼포먼스를 얻을 수 있으나, (6)의 경사진 방향이나 (7)의 가로방향 패턴의 경우에는 퍼포먼스가 세로 방향에 비해 나빠지게 되는 문제점이 있다.That is, when the holes of the dipole aperture 1 of FIG. 1 are located side by side, the shape of the pattern on the exposure mask used together with the dipole aperture 1 is the same as that of FIG. In the longitudinal pattern, good performance can be obtained, but in the inclined direction of (6) and the transverse pattern of (7), there is a problem that the performance is worse than that in the vertical direction.

이는 다이폴이나 쿼드러폴 애퍼처를 통과한 광이 0차 및±1차광을 함께 사용하여 노광마스크의 패턴을 통과한 광이 서로 보완을 하거나 상쇄하는 특성을 이용하는 사입사 노광의 효과에 의해 노광마스크 상의 패턴의 방향성과 애퍼처의 구멍간의 상관 관계를 가지기 때문이다.This is because the light passing through the dipole or quadrupole aperture uses the 0th order and ± 1st order light together to compensate or cancel the light passing through the pattern of the exposure mask. This is because there is a correlation between the directionality of the pattern and the aperture hole.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 마스크 패턴의 방향성을 고려하여 애퍼처를 일정각도 범위에서 회전할 수 있도록 하여 패턴의 형태에 적절한 최적의 조명을 제공하여 양호한 패턴을 형성할 수 있는 반도체 소자의 미세패턴 형성방법을 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, in order to solve the above problems, the semiconductor device can form a good pattern by providing an optimal illumination suitable for the pattern shape by allowing the aperture to be rotated at a predetermined angle in consideration of the orientation of the mask pattern. Its purpose is to provide a method for forming a fine pattern.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 반도체 노광장치의 광원과 노광마스크의 사이에 개재되어 있는 다이폴 또는 쿼드러펄 애퍼처를 사용하여 노광하는 반도체 소자의 미세패턴 형성방법에 있어서, 상기 애퍼처를 노광마스크의 패턴의 방향성을 고려하여 패턴의 방향성에 적절한 최적의 애퍼처가 되도록하되, 다이폴 애퍼처 는 두 개 구멍의 배열방향이 패턴 방향과 직교하도록하고, 쿼드러폴 애퍼처는 구멍의 중심을 연결하여 형성되는 사각형의 각변이 패턴의 방향과 직교하거나 나란하게 위치하도록 하는 방향으로 애퍼처를 일정각도 범위에서 회전시키는 단계와, 상기 회전된 상태에서 애퍼처를 고정시키는 단계와, 노광을 실시하는 단계로 구성되어, 마스크 패턴의 형태에 적절한 최적의 조명을 제공하여 양호한 패턴을 형성할 수 있게 함에 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is a method of forming a fine pattern of a semiconductor device exposed using a dipole or quadruple aperture interposed between a light source and an exposure mask of a semiconductor exposure apparatus. In consideration of the directionality of the pattern of the exposure mask, the optimal aperture is appropriate for the directionality of the pattern, and the dipole aperture makes the arrangement direction of the two holes perpendicular to the pattern direction, and the quadrupole aperture connects the center of the hole. Rotating the aperture in a range of an angle in a direction such that each side of the quadrangle formed is orthogonal to or parallel to the direction of the pattern, fixing the aperture in the rotated state, and performing exposure To provide an optimal illumination suitable for the shape of the mask pattern to form a good pattern It is in a ship.

본원발명의 다른 특징은, 반도체 노광장치의 광원과 노광마스크의 사이에 개재되어 있는 다이폴 또는 쿼드러펄 애퍼처를 사용하여 노광하는 반도체 소자의 미세패턴 형성방법에 있어서, 상기 애퍼처를 노광마스크의 패턴의 방향성을 고려하여 패턴의 방향성에 적절한 최적의 애퍼처가 되도록하되, 다이폴 애퍼처는 두 개 구멍의 배열방향이 패턴방향과 직교하도록하고, 쿼드러폴 애퍼처는 구멍의 중심을 연결하여 형성되는 사각형의 각변이 패턴의 방향과 직교하거나 나란하게 위치하도록 하는 방향으로 애퍼처를 일정각도 범위에서 회전시키면서 노광을 실시하는 것에 있다.According to another aspect of the present invention, in the method of forming a fine pattern of a semiconductor device exposed using a dipole or quadruple aperture interposed between a light source and an exposure mask of a semiconductor exposure apparatus, the aperture is a pattern of an exposure mask. In consideration of the directionality of the pattern, the optimal aperture is appropriate for the directionality of the pattern. The dipole aperture is arranged so that the arrangement direction of the two holes is orthogonal to the pattern direction, and the quadrupole aperture is formed by connecting the centers of the holes. Exposure is performed while rotating an aperture in a predetermined angle range in a direction in which each side is orthogonal to or parallel to the direction of the pattern.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 상세한 설명을 하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

제3도는 상기 제1도에 도시된 애퍼처를 일정각도 회전시킨 상태의 도면이다.3 is a diagram in which the aperture shown in FIG. 1 is rotated at an angle.

상기 제3도에 도시한 바와 같이, 본 발명의 조명법은 패턴이 일정각도 예컨데, 30˚,45˚,60˚등의 각도로 경사진 사선 방향성을 가지고 있어 다이폴이나 쿼더러폴 애퍼처의 방향과 맞지 않을 때, 애퍼처를 그 방향에 맞도록 회전시켜주는 기능을 스테퍼나 스캐너에 삽입하는 것이다.As shown in FIG. 3, the illumination method of the present invention has a diagonal pattern inclined at an angle, for example, 30 °, 45 °, 60 °, and the like. If it doesn't, insert the function into the stepper or scanner to rotate the aperture to match that direction.

즉, 노광마스크상의 패턴의 방향성이 제2도의 (6)과 같이 약45˚로 경사져 있는 사선방향인 경우에는 애퍼처도 제3도의 (8)과 같이 두 개의 구멍이 사선으로 위치되도록 애퍼처를 45˚정도 회전시켜 준다.That is, when the direction of the pattern on the exposure mask is in an oblique direction inclined at about 45 ° as in (6) in FIG. 2, the aperture is also positioned so that two holes are diagonally positioned as in (8) in FIG. Rotate about 45˚.

또한 패턴의 방향성이 제2도의 (7)과 같이 가로 방향성일 경우에는 애퍼처도 그에 맞도록 제3도의 (9)와 같이 구멍이 상하로 세로 방향이 되도록 90˚회전 시켜 준다.When the directionality of the pattern is lateral as shown in (7) of FIG. 2, the aperture is rotated 90 degrees so that the hole is vertically up and down as shown in (9) of FIG.

다음, 애퍼처가 쿼더러플인 경우에는 통상 가로 및 세로 방향 패턴에 대해서는 퍼포먼스가 증가되는데, 패턴의 방향성이 (6)과 같이 경사져 있을 경우 제3도의 (10)과 같이 40˚정도 회전시켜 노광 하면 양호한 퍼포먼스를 얻을 수 있게 된다.Next, when the aperture is quadruple, the performance is usually increased for the horizontal and vertical patterns. If the pattern is inclined as shown in (6), it is preferable to rotate it by about 40 ° as shown in (10) of FIG. You will get performance.

이때, 상기 일정 방향성을 가진 각 마스크 패턴의 방향성에 맞도록 애퍼처를 일정각도 회전시킬 경우, 회전각도의 범위는 0˚∼ 180˚의 범위에서 이뤄질 수 있으며, 정지된 상태에서 노광을 실시한다.In this case, when the aperture is rotated at a predetermined angle to match the direction of each mask pattern having the predetermined directionality, the rotation angle may be in the range of 0 ° to 180 °, and the exposure is performed in a stopped state.

또한, 회전각도의 범위를 0˚∼90˚로 하고 애퍼처를 움직이는 상태에서 노광할 수도 있다.Moreover, it can also expose in the state which moves an aperture with the range of rotation angle being 0 degree-90 degree.

그러나 , 상기의 경우와는 달리, 패턴의 방향성이 규칙적이지 않거나 여러 방향성의 패턴들이 한 마스크에 동시에 배치될 때는 애퍼처를 회전하면서 노광을 할수 있다.However, unlike the above case, when the direction of the pattern is not regular or when the patterns of various directions are arranged in one mask at the same time, the exposure can be performed while rotating the aperture.

즉, 패턴의 형태가 제2c도의 (11)과 같을 경우에는 제3도의 (12)와 같이 쿼더러펄 애퍼처를 회전시키면서 노광을 실시함으로써 양호한 퍼포먼스를 얻을 수 있다.That is, when the shape of the pattern is the same as (11) of FIG. 2C, good performance can be obtained by performing exposure while rotating the quadrature pearl aperture as shown in (12) of FIG.

이때, 회전하는 구간은 패턴의 구성에 따라 최적의 구간을 설정하되, 0˚에서 90˚까지의 구간에서 임의로 정할 수 있다.At this time, the rotating section is set to the optimum section according to the configuration of the pattern, it can be arbitrarily determined in the section from 0 ° to 90 °.

예컨데, 회전구간이 30˚이면 0˚∼30˚까지 회전하면서 노광을 할수 있으며 또는 30˚를 둘 또는 셋, 넷으로 나눠서 정지상태에서 노광할 수도 있다.For example, when the rotation section is 30 degrees, the exposure can be performed while rotating from 0 degrees to 30 degrees, or 30 degrees can be divided into two, three, and four exposures in a stationary state.

즉, 30˚를 셋으로 나눌 경우에는 0˚,15˚,30˚로 나눌 수 있으며, 상기 구분된 위치에서 애퍼처를 고정시켜 일정시간 노광을 실시하는 것이다.That is, when dividing 30˚ into three, it can be divided into 0˚, 15˚, 30˚, and the exposure is fixed for a predetermined time by fixing the aperture at the divided position.

이상, 상술한 바와 같이, 본 발명은 마스크 패턴의 방향성을 고려하여 애퍼처를 일정각도 범위에서 회전시켜 패턴의 형태에 적절한 최적의 조명을 제공하여 노광을 실시함으로써 미세패턴을 형성할 수 있게 한다.As described above, the present invention makes it possible to form a fine pattern by performing exposure by rotating the aperture in a predetermined angle range in consideration of the directionality of the mask pattern to provide an optimal illumination suitable for the shape of the pattern.

Claims

In the method of forming a fine pattern of a semiconductor device exposed by using a dipole or quadruple aperture interposed between the light source and the exposure mask of the semiconductor exposure apparatus, the aperture is formed in consideration of the orientation of the pattern of the exposure mask. Optimal aperture for directionality, dipole aperture so that the arrangement direction of the two holes are orthogonal to the pattern direction, quadrupole aperture is formed by connecting the center of the hole to each side of the square perpendicular to the direction of the pattern Rotating the aperture in a certain angle range in the direction to be or side-by-side, fixing the aperture in the rotated state, and performing an exposure, the optimum optimal for the shape of the mask pattern The microchip of the semiconductor device, characterized in that the illumination is provided to form a good pattern The method of forming.

The semiconductor device of claim 1, wherein the semiconductor device is divided into two, three, or four regions within the rotation angle range, and the exposure is performed while the aperture is stopped in each of the divided regions. Way.

In the method of forming a fine pattern of a semiconductor device exposed by using a dipole or quadruple aperture interposed between the light source and the exposure mask of the semiconductor exposure apparatus, the aperture is formed in consideration of the orientation of the pattern of the exposure mask. Optimal aperture for directionality, dipole aperture so that the arrangement direction of the two holes are orthogonal to the pattern direction, quadrupole aperture is formed by connecting the center of the hole to each side of the square perpendicular to the direction of the pattern Or exposing while rotating the aperture in a predetermined angle range in a direction to be located side by side or side by side.

The method of claim 3, wherein the rotation angle ranges from 0 ° to 90 ° when the aperture is a dipole aperture or a quadruple aperture.