KR100298192B1 - 포토바이어스개선을위한포토마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 라인 및 스페이스가 반복되는 밀집된 패턴에서 빛이 간섭되어 발생되는 근접효과를 방지하여 고립된 패턴간의 포토 바이어스를 개선할 수 있는 포토마스크를 제공하고자 하는 것으로, 이를 위하여 본 발명은 투명기판 상에 투광영역을 한정하기 위한 차광패턴이 다수개 밀집하여 형성된 패턴밀집영역과, 차광패턴이 주변의 다른 차광패턴으로부터 상대적으로 고립되어 형성된 패턴고립영역을 갖는 포토마스크에 있어서, 빛이 투과되는 정도가 상기 투명기판과 유사하고 위상을 180°반전시키는 두께를 갖는 간섭현상방지패턴이 상기 패턴밀집영역의 상기 투명기판 상에 형성되고, 상기 간섭현상방지패턴에 접하여 상기 패턴밀집영역의 차광패턴들이 형성되되, 제1차광패턴이 상기 간섭현상방지패턴의 일측벽에 접하여 상기 투명기판 상에 형성되며, 제2차광패턴이 상기 제1차광패턴과 격리되어 상기 간섭현상방지패턴의 타측상부에 형성된 것을 특징으로 하는 포토마스크.

Description

포토 바이어스 개선을 위한 포토마스크{photomask for improving photo bias}

본 발명은 바이어스(bias) 개선을 위한 포토마스크(photomask) 에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 반도체 소자가 점차 고집적화 되어감에 따라 패턴들이 아주 미세해지고 있으며, 이러한 초 미세 패턴들을 형성하기 위해서는 고 해상력을 갖는 포토리소그라피 공정이 요구되고 있다.

도 1은 고집적 반도체 소자를 제조하기 위한 포토마스크의 단면도이다. 통상적으로 메모리 소자의 경우, 웨이퍼의 셀 영역에는 셀 어레이를 위하여 라인 및 스페이스(line & space)가 반복되는 밀집된 패턴들이 요구되고 주변회로 영역 등에서는 고립된 라인(또는 스페이스)패턴이 요구되기 때문에, 포토마스크의 단면을 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 석영기판(11) 상에 밀집된 크롬 패턴(12)과 고립된 크롬 패턴(13)이 발생하게 된다. 크롬 패턴은 빛을 차광하는 역할을 한다.

이러한, 도 1의 포토마스크를 사용하여 노광을 실시하게 되면, 도 2와 같이 광 강도 곡선이 나타나는데, 도면에 도시된 바와 같이 점선(21)으로 나타나야될 강도분포 곡선이 실질적으로 밀집된 패턴이 존재하는 지역에서는 회절 및 간섭현상이 발생하여 실선(22)과 같은 농도 분포를 보이게 된다. 이를 근접 효과(proximityeffect)라 한다. 다시 말해서 밀집된 패턴 영역에서는 회절 및 간섭현상이 크게 발생되고 고립된 패턴 영역에서는 회절 및 간섭현상이 적게 발생된다.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 밀집된 패턴 영역에서는 기판(웨이퍼)(31)상의 포토레지스트 패턴(32)이 얇아지게 되고, 고립된 패턴 영역에서는 정상적인 포토레지스트 패턴(33)이 형성되게 된다. 즉 포토 바이어스(photo bias)가 발생된다.

이와 같이, 밀집된 패턴 및 고립된 패턴에서 근접효과에 의해 포토 바이어스가 발생하게 되는데, 고 해상력을 갖는 포토리소그라피 공정을 위해서는 포토마스크 상에 형성되는 마스크 패턴 역시 미세화 되므로 이러한 근접효과는 더욱 크게 발생하게 된다.

본 발명은 라인 및 스페이스가 반복되는 밀집된 패턴에서 빛이 간섭되어 발생되는 근접효과를 방지하여 고립된 패턴간의 포토 바이어스를 개선할 수 있는 포토마스크를 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1은 종래의 포토마스크 단면도.

도 2는 도 1의 포토마스크를 통과한 광의 강도 분포 곡선.

도 3은 도 1 의 포토마스크에 의해 형성된 포토레지스트 패턴을 나타내는 웨이퍼 단면도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 포토마스크 단면도.

도 5는 도 4의 포토마스크를 통과한 광의 강도 분포 곡선.

도 6은 도 4의 포토마스크에 의해 형성된 포토레지스트 패턴을 나타내는 웨이퍼 단면도.

도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 일실시예에 따른 도 4의 포토마스크 제조 공정도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

41 : 석영기판

42 : 스페이스

43a, 43b, 43c : 크롬 패턴

44 : 간섭 현상 방지를 위한 투명물질

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 투명기판 상에 투광영역을 한정하기 위한 차광패턴이 다수개 밀집하여 형성된 밀집영역과, 차광패턴이 주변의 다른 차광패턴으로부터 상대적으로 고립되어 형성된 고립영역을 갖는 포토마스크에 있어서, 빛이 투과되는 정도가 상기 투명기판과 유사하고 위상을 180°반전시키는 두께를 갖는 간섭현상방지패턴이 상기 밀집영역의 상기 투명기판 상에 국부적으로 다수개 형성되고, 상기 간섭현상방지패턴에 접하여 상기 밀집영역의 차광패턴들이 형성되되, 제1차광패턴이 상기 간섭현상방지패턴의 일측벽에 접하여 상기 투명기판 상에 형성되며, 제2차광패턴이 상기 제1차광패턴과 격리되어 상기 간섭현상방지패턴의 타측상부에 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크를 나타낸다. 본 발명에 따른 포토마스크는 밀집된 패턴 영역에서의 근접효과를 제거하기 위하여 간섭현상을 방지할 수 있는 간섭현상방지 패턴(44)을 포함하고 있다. 이 간섭현상방지 패턴(44)의 재질은 빛은 투과되는 정도가 석영기판과 유사한 산화계열 물질이며, 그 두께는 위상을 180°도 반전시킬 수 있어야 한다.

도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 포토마스크의 구조를 구체적으로 살펴보면, 석영기판(41)상에 형성되며 그 일측에 스페이스(42)를 갖는 제 1차광패턴(43a)과, 상기 제 1차광 패턴(43a)의 타측의 상기 석영기판 상에 위치하는 간섭현상방지 패턴(44)과, 상기 제 1차광 패턴(43a)과 격리되어 상기 간섭현상방지 패턴(44)상에 위치하는 제 2차광 패턴(43b)을 포함하여 이루어진다.

도 5는 도 4를 통과한 광의 강도 분포 곡선을 나타낸다. 도면에 도시된 바와같이, 간섭현상방지 패턴(44)을 지난 광은 위상이 반전되므로, 간섭현상방지 패턴(44)과 근접하여 이웃한 스페이스(42)를 통과한 광과 서로 간섭을 일으키지 않는다.

따라서, 도6에 도시된 바와 같이, 기판(웨이퍼)(61)상에 형성된 포토레지스트 패턴(62, 63)은 밀집된 패턴 영역 및 고립된 패턴 영역에서 정상적인 패턴으로 형성되게 된다. 결국, 밀집된 패턴 영역 및 고립된 패턴 영역 간에 포토 바이어스가 발생하지 않는다.

이상에서 설명한 도 4의 포토마스크를 제조하는 일실시예를 도7a내지 도 7d를 통해 구체적으로 살펴본다.

먼저, 도 7a와 같이 석영기판(71)상에 간섭현상방지를 위해 예컨대 산화막과 같은 투명물질막(72)을 형성하고, 도 7b와 같이 셀 지역과 같이 패턴이 밀집되는 지역에 투명물질막(72) 패턴이 형성되도록 투명물질막을 선택적 식각한다.

이어서, 도 7c와 같이, 투명물질막(72) 패턴이 형성된 기판 전면에 차광층으로서 크롬(73)을 형성하고, 도7c와 같이, 포토레지스트 패턴(74)을 형성한다. 이때의 포토레지스트 패턴(74)을 형성할 때 사용되는 포토마스크는 종래의 도1과 같은 크롬 패턴을 형성하기 위하여 사용하였던 포토마스크와 동일한 것이다.

끝으로, 도7d와 같이 포토레지스트 패턴(74)을 식각장벽으로 하여 크롬을 식각하고, 포토레지스트 패턴(74)을 제거하여 원하는 최종적인 포토마스크를 완료한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는것이 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.

본 발명은 라인 및 스페이스가 반복되는 밀집된 패턴에서 빛이 간섭되어 발생되는 근접효과를 방지하여 라인 및 스페이스가 반복되는 밀집된 패턴과 고립된 패턴간의 포토 바이어스 차이를 방지할 수 있다.

Claims (1)

1. 투명기판 상에 투광영역을 한정하기 위한 차광패턴이 다수개 밀집하여 형성된 패턴밀집영역과, 차광패턴이 주변의 다른 차광패턴으로부터 상대적으로 고립되어 형성된 패턴고립영역을 갖는 포토마스크에 있어서,

   빛이 투과되는 정도가 상기 투명기판과 유사하고 위상을 180°반전시키는 두께를 갖는 간섭현상방지패턴이 상기 패턴밀집영역의 상기 투명기판 상에 국부적으로 다수개 형성되고,

   상기 간섭현상방지패턴에 접하여 상기 패턴밀집영역의 차광패턴들이 형성되되, 제1차광패턴이 상기 간섭현상방지패턴의 일측벽에 접하여 상기 투명기판 상에 형성되며, 제2차광패턴이 상기 제1차광패턴과 격리되어 상기 간섭현상방지패턴의 타측상부에 형성된 것을 특징으로 하는 포토마스크.

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