KR100464385B1 - 패턴의변형이발생되는부분주위에더미패턴이형성된포토마스크 - Google Patents

Abstract

패턴의 변형이 발생되는 부분 주위에 더미 패턴이 형성된 포토마스크에 관하여 개시한다. 본 발명에 따른 포토마스크는 투명한 기판상에 라인 앤드 스페이스(line and space) 패턴으로 형성된 차광막 패턴과, 상기 차광막 패턴에 의하여 노출된 상기 투명한 기판에 의하여 형성되는 투광 영역과, 상기 투광 영역의 종단 부분에서 상기 투광 영역의 길이 방향에 대하여 직각으로 연장되는 라인 형상의 더미 패턴을 구비한다. 상기 더미 패턴은 웨이퍼상에는 그 패턴이 형성되지 않을 정도로 미세한 폭을 가진다.

Description

패턴의 변형이 발생되는 부분 주위에 더미 패턴이 형성된 포토마스크{Photomask having dummy pattern near pattern deforming area}

본 발명은 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 패턴의 변형이 발생되는 부분 주위에 더미 패턴이 형성된 포토마스크에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 장치의 제조 과정에서 필요로 하는 각종 포토레지스트 패턴은 포토리소그래피 기술에 의하여 형성된다. 포토리소그래피 기술에 의하면, 반도체 웨이퍼상의 절연막이나 도전막 등 패턴을 형성하여야 할 막 위에 용해도가 변화하는 감광막(포토레지스트)을 형성하고, 그 위에 X선, 레이저, 자외선 등과 같은 광선의 조사에 의해 상기 감광막의 소정 부위에 해당하는 영역 만을 노출시키는 포토마스크를 이용하여 상기 감광막을 노광시킨 후, 현상액에 대하여 용해도가 큰 부분을 제거하여 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 형성하여야 할 막의 노출된 부분을 식각하여 배선이나 전극 등 각종 패턴을 형성한다.

일반적으로, 감광막 패턴을 형성하기 위하여 특정한 차광막 패턴, 예를 들면 크롬막 패턴이 형성된 포토마스크를 사용하는 경우에 발생하는 문제중 하나는 포토마스크상의 패턴 사이즈와 실제 웨이퍼상에 구현되는 패턴 사이즈가 다르게 나타나는 현상이다. 이와 같은 현상은 패턴 사이즈가 약 0.4μm 이하 정도로 작은 아일랜드(island) 패턴 또는 라인 앤드 스페이스(line & space) 패턴의 종단 부분에서 주로 발생한다.

도 1a 및 도 1b는 각각 종래 기술에 따른 포토마스크 및 이를 이용하여 구현된 실제 웨이퍼상의 패턴을 도시한 것이다.

보다 구체적으로 설명하면, 도 1a는 종래 기술에 따라 라인 앤드 스페이스 패턴이 형성된 포토마스크의 일 예를 도시한 것으로서, 참조 부호 "10"은 포토마스크상에서 라인 앤드 스페이스 패턴을 형성하는 차광막 패턴, 예를 들면 크롬막 패턴이고, 참조 부호 "20"은 투광 영역이다.

도 1b는 도 1a의 포토마스크를 사용하여 웨이퍼상에 구현한 실제의 패턴(30)을 그 종단 부분에서 1:1 배율을 기준으로 포토마스크상의 라인 앤드 스페이스 패턴과 동시에 겹쳐서 도시한 것이다.

도 1b로부터, 포토마스크상의 차광막 패턴(10)에 의하여 형성된 투광 영역(20)의 사이즈에 비하여 실제로 웨이퍼상에 구현된 패턴(30)의 사이즈가 그 종단 부분에서 상당히 작게 형성되어 있음을 알 수 있다.

이와 같이, 포토마스크상의 패턴 사이즈와 실제 웨이퍼상에 구현되는 패턴 사이즈가 다르게 나타나는 경우에는 공정 진행에 있어서 문제를 야기시키게 되며, 특히 액티브 패턴의 경우에는 그 문제가 훨씬 심각하다.

따라서, 본 발명의 목적은 포토마스크상의 패턴 사이즈와 실제 웨이퍼상에 구현되는 패턴 사이즈가 다르게 나타나는 것을 억제할 수 있는 포토마스크를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 포토마스크는 투명한 기판상에 라인 앤드 스페이스(line and space) 패턴으로 형성된 차광막 패턴과, 상기 차광막 패턴에 의하여 노출된 상기 투명한 기판에 의하여 형성되는 투광 영역과, 상기 투광 영역의 종단 부분에서 상기 투광 영역의 길이 방향에 대하여 직각으로 연장되는 라인 형상의 더미 패턴을 구비한다. 상기 더미 패턴은 웨이퍼상에는 그 패턴이 형성되지 않을 정도로 미세한 폭을 가진다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토마스크는 투명한 기판상에 라인 앤드 스페이스(line and space) 패턴으로 형성된 차광막 패턴과, 상기 차광막 패턴에 의하여 노출된 상기 투명한 기판에 의하여 형성되는 투광 영역과, 상기 투광 영역의 종단 부분에서 상기 투광 영역을 "??"자 형상으로 포위하는 형상을 가지는 더미 패턴을 구비한다. 상기 더미 패턴은 웨이퍼상에는 그 패턴이 형성되지 않을 정도로 미세한 폭을 가진다.

상기 더미 패턴의 폭은 0.15μm 이하이다.

본 발명에 의하면, 포토마스크상의 패턴 사이즈와 실제 웨이퍼상에 구현되는 패턴 사이즈가 다르게 나타나는 것을 억제할 수 있다.

다음에, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

포토리소그래피 공정에 의하여 웨이퍼상에 패턴을 구현할 때, 포토마스크상의 패턴 사이즈와 실제 웨이퍼상에 구현되는 패턴 사이즈가 다르게 나타나는 것은 패턴의 에지 부위에서 빛이 회절하면서 빛의 강도가 변화하여 나타나는 현상에 의한 것이다. 이와 같은 현상을 방지하기 위하여는 각 패턴의 에지 부위에서 빛의 회절을 줄이거나 또는 빛의 강도 변화를 최소화시킬 필요가 있다. 빛의 회절 현상은 빛의 고유한 특성으로서 특정한 기술에 의하여 제거하는 것은 곤란하다. 따라서, 본 발명에서는 보조 패턴을 이용하여 각 패턴의 에지 부위에서 빛의 강도 변화를 최소화시킬 수 있는 포토마스크를 제공한다.

도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 포토마스크 및 이를 이용하여 구현된 실제 웨이퍼상의 패턴을 도시한 것이다.

보다 구체적으로 설명하면, 도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따라 라인 앤드 스페이스 패턴이 형성된 포토마스크의 일 예를 도시한 것으로서, 참조 부호 "40"은 포토마스크상에서 라인 앤드 스페이스 패턴을 형성하는 차광막 패턴, 예를 들면 크롬막 패턴이고, 참조 부호 "50"은 투광 영역이고, 참조 부호 "60"은 상기 투광 영역(50)의 각각의 종단 부분에서 상기 투광 영역(50)의 길이 방향에 대하여 직각으로 연장되는 라인 형상의 더미 패턴을 나타낸다.

상기 더미 패턴(60)은 포토마스크에만 형성되고, 웨이퍼상에는 그 패턴이 형성되지 않을 정도로 충분히 미세한 폭을 가진다. 예를 들면, i-라인 광원을 사용하는 경우에는 상기 더미 패턴(60)의 폭은 약 0.15μm 이하인 것이 바람직하고, DUV 이하의 단파장을 광원으로 사용하는 경우에는 상기 더미 패턴(60)의 폭은 약 0.1μm 이하인 것이 바람직하다.

도 2b는 도 2a의 포토마스크를 사용하여 실제로 웨이퍼상에 구현된 패턴(70)을 그 종단 부분에서 1:1 배율을 기준으로 포토마스크상의 라인 앤드 스페이스 패턴과 동시에 겹쳐서 도시한 것이다.

도 2b로부터, 실제로 웨이퍼상에 구현된 패턴(70)이 포토마스크상의 차광막 패턴(40)에 의하여 형성된 투광 영역(50)의 사이즈에 근접한 것을 알 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 제2 실시예에 따른 포토마스크 및 이를 이용하여 구현된 실제 웨이퍼상의 패턴을 도시한 것이다.

보다 구체적으로 설명하면, 도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 따라 라인 앤드 스페이스 패턴이 형성된 포토마스크의 일 예를 도시한 것으로서, 참조 부호 "140"은 포토마스크상에서 라인 앤드 스페이스 패턴을 형성하는 차광막 패턴, 예를 들면 크롬막 패턴이고, 참조 부호 "150"은 투광 영역이고, 참조 부호 "160"은 상기 투광 영역(150)의 각각의 종단 부분에서 상기 투광 영역(150)을 대략 "??"자 형상으로 포위하는 형상을 가지는 더미 패턴(160)을 나타낸다.

상기한 제1 실시예에서와 마찬가지로, 상기 더미 패턴(160)은 포토마스크에만 형성되고, 웨이퍼상에는 그 패턴이 형성되지 않을 정도로 충분히 미세한 폭을 가진다. 예를 들면, i-라인 광원을 사용하는 경우에는 상기 더미 패턴(160)의 폭은 약 0.15μm 이하인 것이 바람직하고, DUV 이하의 단파장을 광원으로 사용하는 경우에는 상기 더미 패턴(160)의 폭은 약 0.1μm 이하인 것이 바람직하다.

도 3b는 도 3a의 포토마스크를 사용하여 실제로 웨이퍼상에 구현된 패턴(170)을 그 종단 부분에서 1:1 배율을 기준으로 포토마스크상의 라인 앤드 스페이스 패턴과 동시에 겹쳐서 도시한 것이다.

도 3b로부터, 실제로 웨이퍼상에 구현된 패턴(170)이 포토마스크상의 차광막 패턴(140)에 의하여 형성된 투광 영역(150)의 사이즈에 근접한 것을 알 수 있다.

상기 제1 및 제2 실시예에서는 네가티브 타입(negative type)의 감광막을 사용하는 경우의 포토마스크에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 포지티브 타입(positive type)의 감광막을 사용하는 경우에도 상기 실시예의 사상을 적용할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 포토마스크상에서 패턴의 변형이 발생되는 부위의 주위에 웨이퍼상에는 패턴이 형성되지 않을 정도로 작은 사이즈를 가지는 더미 패턴을 추가로 형성함으로써, 포토마스크상의 패턴 사이즈와 실제 웨이퍼상에 구현되는 패턴 사이즈가 다르게 나타나는 것을 억제할 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.

도 1a 및 도 1b는 각각 종래 기술에 따른 포토마스크 및 이를 이용하여 구현된 실제 웨이퍼상의 패턴을 도시한 것이다.

도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 포토마스크 및 이를 이용하여 구현된 실제 웨이퍼상의 패턴을 도시한 것이다.

도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 제2 실시예에 따른 포토마스크 및 이를 이용하여 구현된 실제 웨이퍼상의 패턴을 도시한 것이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

40 : 차광막 패턴, 50 : 투광 영역

60 : 더미 패턴, 70 : 웨이퍼상에 구현된 패턴

Claims (2)

1. 투명한 기판상에 라인 앤드 스페이스(line and space) 패턴으로 형성된 차광막 패턴과,

   상기 차광막 패턴에 의하여 노출된 상기 투명한 기판에 의하여 형성되는 투광 영역과,

   상기 투광 영역의 종단 부분에서 상기 투광 영역의 길이 방향에 대하여 직각으로 연장되는 라인 형상의 더미 패턴을 구비하고,

   상기 더미 패턴은 웨이퍼상에는 그 패턴이 형성되지 않도록 0.15μm 이하의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 포토마스크.
2. 투명한 기판상에 라인 앤드 스페이스(line and space) 패턴으로 형성된 차광막 패턴과,

   상기 차광막 패턴에 의하여 노출된 상기 투명한 기판에 의하여 형성되는 투광 영역과,

   상기 투광 영역의 종단 부분에서 상기 투광 영역을 "ㄷ"자 형상으로 포위하는 형상을 가지는 더미 패턴을 구비하고,

   상기 더미 패턴은 웨이퍼상에는 그 패턴이 형성되지 않도록 0.15μm 이하의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 포토마스크.

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