KR100442572B1 - 반도체 레티클의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레티클 형성시에 패턴의 형태에 따라 다수개의 영역으로 나누어 노광 공정을 다중으로 진행하여 패턴 충실도를 높인 반도체 레티클의 제조 방법에 관한 것으로, 레티클 형성시에, 형태에 따라 하나의 패턴을 다수개의 영역으로 분류하고, 상기 분류된 각각의 영역들을 해당 영역에 따른 서로 다른 노광 조건으로 각각 순차적으로 노광 및 식각하여 하나의 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

반도체 레티클의 제조 방법{Method for fabricating of semiconductor reticle}

본 발명은 반도체 장치의 제조에 관한 것으로, 구체적으로 레티클 형성시에패턴의 형태에 따라 다수개의 영역으로 나누어 노광 공정을 다중으로 진행하여 패턴 충실도를 높인 반도체 레티클의 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 소자의 제조 공정은 웨이퍼에 확산, 사진 식각 및 이온 주입등 일련의 공정을 거쳐 반도체 소자를 형성한다.

상기 사진 공정은 웨이퍼상에 포토레지스트(photoresist)를 도포시킨후, 상기 포토레지스트를 선택적으로 제거하기 위하여 노광 공정 및 현상 공정을 수행하여 상기 웨이퍼상에 패턴을 형성시킨다.

상기 노광 공정은 상기 포토레지스트가 도포된 웨이퍼상에 레티클을 통과하도록 빛을 조사시켜 상기 포토레지스트의 성질을 변형시키는 공정으로써, 상기 노광 공정은 웨이퍼상에 일정한 칩을 연속적으로 형성시키는 공정으로 스테퍼 (stepper)를 주로 이용한다.

상기 레티클은 석영판위에 크롬(Cr)을 도금하여 원하는 패턴을 형성시킨 것으로서, 레티클에는 상기 패턴 이외에 얼라인 마크 및 레티클 인식 번호가 형성되어 있고 패턴 보호와 오염방지를 위하여 레티클 상,하로 페리클(pellicle)을 부착시킨다.

이하에서 종래 기술의 반도체 레티클의 제조에 관하여 설명한다.

도 1은 종래 기술의 반도체 레티클의 제조 순서를 나타낸 순서도이다.

반도체 소자가 고집적화 되어감에 따라서 포토 패터닝은 디자인 룰이 한계에 이르게 되었으며 0.10㎛급 이하 패턴을 구현하기 위해서는 설계에서 그려지는 패턴이 레티클로 만들어져 웨이퍼로 어떻게 전사 되느냐가 매우 중요한 항목이다.

이는 세부적으로는 설계된 패턴을 레티클에 얼마나 정확하게 설계대로 만들어 줄수 있느냐가 결국 웨이퍼상에 구현되는 패턴 정밀도로까지 이어지게 된다.

종래 기술에서는 레티클을 다음과 같은 순서로 제작한다.

먼저, 도 1에서와 같이, 블랭킷 레티클 형성 →포토레지스트 코팅 →선택적인 노광 및 식각 →포토레지스트 제거 및 세정 →패턴 이물 검사 →펠리클 장착 →0.10㎛ 디바이스 제조에 사용등의 순서로 제작이 이루어진다.

현재의 레티클(reticle) 제작 능력으로는 라인(line) 또는 스페이스(space)가 직선으로 이루어진 단순한 패턴은 에러없이 제작 가능하나 OPC(Optical Proximity Correction) 패턴과 같은 직선에 붙어서 패터닝에 도움을 주는 정밀한 패턴의 제작에는 그 정밀도가 떨어지게 된다.

이는 예를 들어 도 2의 좌측 0.115㎛ 커패시터 패턴용 레티클 패턴에서 보듯이 도 2의 (A)부분은 노광 및 식각 단계에서 오버 프로세스(over process)가 필요하며 (B)부분은 오버 프로세스가 필요 없는 부분이다.

그러나 (A) 부분을 오버 노광 또는 오버 식각 처리할 경우 (B)부분의 선폭을 컨트롤 할 수 없어 (A)부분 또는 (B)부분의 어느 하나를 기준으로 레티클을 제작하여야한다.

도 2는 0.115㎛ 디자인 룰 디바이스의 커패시터 공정의 레티클 제작 후 실제 사진이며 도 2의 우측은 최초 설계시의 형태를 나타낸 것이다.

그러나 이와 같은 종래 기술의 반도체 레티클의 제작에 있어서는 다음과 같은 문제가 있다.

오버 프로세스가 요구되는 영역과 노말 프로세스가 요구되는 영역이 있는 경우 어느 한쪽 영역을 기준으로 식각 에너지를 증가 또는 감소시키게 되어 최초 설계시에 요구된 패터닝 형태를 만족시키지 못한다.

특히,해당 영역이 커패시터 스토리지 노드인 경우에는 결과적으로 커패시턴스값을 확보할 수 없게 된다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 반도체 레티클의 문제를 해결하기 위한 것으로, 레티클 형성시에 패턴의 형태에 따라 다수개의 영역으로 나누어 노광 공정을 다중으로 진행하여 패턴 충실도를 높인 반도체 레티클의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

도 1은 종래 기술의 반도체 레티클의 제조 순서를 나타낸 순서도

도 2는 종래 기술의 레티클 사진 및 이를 이용한 디자인 상태도

도 3은 본 발명에 따른 레티클의 제조 순서를 나타낸 순서도

도 4a내지 도 4c는 본 발명에 따른 레티클 제조시의 노광 단계를 나타낸 구성도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

41. 1차 노광 영역 42. 2차 노광 영역

43. 최종 패턴 영역

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 레티클의 제조 방법은 레티클 형성시에, 형태에 따라 하나의 패턴을 다수개의 영역으로 분류하고, 상기 분류된 각각의 영역들을 해당 영역에 따른 서로 다른 노광 조건으로 각각 순차적으로 노광 및 식각하여 하나의 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서 본 발명에 따른 반도체 레티클의 제조 방법에 관하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 레티클의 제조 순서를 나타낸 순서도이고, 도 4a내지 도 4c는 본 발명에 따른 레티클 제조시의 노광 단계를 나타낸 구성도이다.

본 발명은 레티클 제작 정확도가 떨어질 수밖에 없는 패턴의 OPC 부분들(도 2의 A)을 다중 프로세스를 도입하여 오버 프로세스와 언더 프로세스 또는 노말 프로세스로 분류하여 패턴 제작 정밀도를 높일 수 있도록한 것이다.

본 발명에서는 레티클을 다음과 같은 순서로 제작한다.

먼저, 도 3에서와 같이, 블랭킷 레티클 형성 →제 1 포토레지스트 코팅 →1차 선택적인 노광 및 식각 →포토레지스트 제거 및 세정 →제 2 포토레지스트 코팅 →2차 선택적인 노광 및 식각 →포토레지스트 제거 및 세정 →패턴 이물 검사 →펠리클 장착 →0.10㎛ 디바이스 제조에 사용등의 순서로 제작이 이루어진다.

이와 같은 순서로 레티클을 제작하는 실시예를 설명하면, 먼저 도 4a에서와 같이, 하나의 패턴에서 오버 프로세스가 필요한 부분 즉, 1차 노광 영역(44)을 먼저 노광 및 식각한후, 도 4b에서와 같이, 레티클을 제작시 오버 노광이나 오버 에치가 불가한 부분 즉, 오버 프로세스가 필요하지 않은 노말 패턴이 있는 2차 노광 영역(42)을 노광 및 식각하여 도 4c에서와 같은 최종 패턴 영역(43)을 형성한다.

이와 같이 레티클 패턴을 2 차례 노광 식각하는 다중 프로세스에 의해서 얻을 수 있게 되며 결국 이러한 다중 프로세스에 의해 목표로 하는 커패시턴스 값을 확보하게 된다.

본 발명은 반도체 소자 제조 공정의 패턴 형성 공정에 사용되는 레티클(마스클) 1차례 이상 노광 식각을 반복 제작하여 패턴 충실도를 향상시켜 커패시턴스를 확보하는 것으로, 노광 영역의 분류를 오버 및 언더 프로세스가 필요한 부분과 노말 프로세스가 필요한 부분을 분류한다.

여기서, 노광 영역의 분류를 OPC 부분과 비OPC 부분으로 분류할 수도 있다.

물론, 이와 같은 본 발명의 다중 노광을 이용한 레티클 형성 공정은 커패시터 형성 공정 뿐만 아니라 섬 모양(island), 라인, 홀, 타입등의 패턴에 적용할 수 있고, 테스트 패턴, 스크라이브 레인(scribe lane) 패턴과 같이 메인 영역이 아닌 부분에 적용할 수도 있다.

이와 같은 본 발명은 레티클 제작 이외에도 소자 제조시에도 적용할 수 있음은 당연하다.

이와 같은 본 발명에 따른 반도체 레티클의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

하나의 패턴을 형성하기 위하여 해당 패턴을 나누어 반복 노광을 하므로, 오버 프로세스가 요구되는 영역과 노말 프로세스가 요구되는 영역이 있는 경우에도 최초 설계시에 요구된 패터닝 형태를 만족킬 수 있다.

반도체 소자 제조 공정의 커패시터 형성 공정에 사용되는 레티클 제조 공정을 세밀하게 제어하여 목표로 하는 셀 커패시턴스를 확보할 수 있으므로 0.1㎛급디바이스의 조기 개발 및 양산화에 기여할 수 있다.

또한, 셀 커패시터 이외의 OPC 패턴을 포함하는 다른 패턴에 적용하는 경우에도 노광 공정을 다중으로 진행하여 패턴 충실도를 높일 수 있다.

Claims (4)

1. 레티클 형성시에,

   형태에 따라 하나의 패턴을 오버 및 언더 프로세스가 필요한 부분과 노말 프로세스가 필요한 부분으로 분류하고, 상기 분류된 각각의 영역들을 해당 영역에 따른 서로 다른 노광 조건으로 각각 순차적으로 노광 및 식각하여 하나의 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 레티클의 제조 방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 오버 및 언더 프로세스가 필요한 부분과 노말 프로세스가 필요한 부분으로 분류하는 것은 OPC 부분과 비OPC 부분으로 분류하는 것을 특징으로 하는 반도체 레티클의 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 메인 영역과 그 이외의 테스트 패턴, 스크라이브 레인 패턴 형성시에 적용하는 것을 특징으로 하는 반도체 레티클의 제조 방법.