KR100472721B1 - 포토리소그라피용 레티클 - Google Patents

Abstract

패턴 균일도를 개선할 수 있는 포토리소그라피용 레티클을 개시한다. 개시된 본 발명은 본 발명의 포토리소그라피용 레티클은, 중심 영역과 가장자리 영역이 한정된 투명 기판, 상기 기판의 중심영역에 형성되며, 미세한 간격과 미세한 선폭을 가지면서 선택적으로 빛은 차단시키는 다수의 중심 패턴, 및 상기 기판의 가장자리 영역에 형성되며, 중심 영역과의 경계면에서 소정의 투과도를 갖는 가장자리 패턴을 포함한다.

Description

포토리소그라피용 레티클{Reticle for photolithography}

본 발명은 포토리소그라피용 레티클에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 마스크의 중심 영역 및 가장자리 영역에 균일한 사이즈의 패턴을 형성할 수 있는 포토리소그라피용 레티클에 관한 것이다.

일반적으로 포토리소그라피 공정은 반도체 기판상에 패턴을 형성하기 위한 광학 공정이다. 이러한 포토리소그라피 공정은 반도체 기판상에 포토레지스트 물질을 형성하는 단계, 반도체 기판상에 패턴 한정용 레티클을 정렬시키는 단계, 레티클을 이용하여 포토레지스트막을 선택적으로 노광시키는 단계, 노광된 포토레지스트막을 선택적으로 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 일련의 단계로 구성된다.

여기서, 도 1은 종래의 레티클을 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 레티클(10)은 기판(11)과 실질적으로 패턴을 한정하는 불투명 패턴(13a,13b)으로 구성된다. 이때, 기판(11)은 투명 소재의 석영 기판이 이용된다. 불투명 패턴(13a,13b)은 기판(11)의 중심(A)에 형성되는 중심 패턴(13a)과, 기판(11) 가장자리(B)에 형성되는 가장자리 패턴(13b)으로 구성된다. 중심 패턴(13a)은 반도체 소자의 각 부분을 한정하기 위하여 미세한 선폭을 갖으면서 조밀한 형태로 배열된다. 한편, 가장자리 패턴(13b)은 일종의 블라인드 영역(blind region)으로, 원치 않는 노광을 방지할 수 있도록 넓은 선폭의 차단층으로 형성된다. 이때, 불투명 패턴(13a,13b)은 예를 들어 크롬층으로 형성될 수 있다.

이러한 레티클(10)을 이용하여 노광을 실시하면, 불투명 패턴(13a,13b)이 형성되지 않은 부분과 대응하는 포토레지스트막(도시되지 않음)이 노광되어, 이후 현상시 제거된다.

도 2는 도 1의 레티클(10)에 의하여 포토리소그라피 공정을 수행하였을 때 이상적인 레티클 프로파일을 나타낸 그래프이다. 즉, 이상적으로는 도 2에 도시된 바와 같이, 중심 패턴(13a) 사이의 영역에 입사광 세기가 1에 해당되는 빛이 입사되어, 레티클(10)의 중심 패턴(13a)과 대응되도록 포토레지스트 패턴이 형성되어야 한다.

그러나, 최근 반도체 소자의 집적도가 증가되어, 디자인 룰이 노광 장치의 노광 한계치보다 적어짐에 따라, 레티클(10)의 중심(A)과 가장자리 영역(B)의 경계면에 광학적인 회절이 발생된다. 이에따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 레티클(10)의 중심 영역(A)과 가장자리 영역(B)의 경계면에 광 회절로 인한 1 이하의 입사광이 조사되어, 입사광의 콘트라스트가 크게 감소된다. 이와같이, 입사광의 콘트라스트가 감소되면, 레티클의 중심 영역(A)과 가장자리 영역(B)의 경계면에 해당되는 영역의 포토레지스트에 충분한 광이 공급되지 않아, 정상적인 포토레지스트 패턴이 형성되지 않는다. 이에따라서, 패턴 균일도가 저하된다.

따라서, 본 발명의 목적은 포토레지스트 패턴의 균일도를 개선할 수 있는 포토리소그라피용 레티클을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 레티클의 중심 영역과 가장자리 영역의 경계면 부분에 광의 회절 현상을 방지하여, 균일한 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있도록 하는 포토리소그라피용 레티클을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적과 더불어 그의 다른 목적 및 신규한 특징은, 본 명세서의 기재 및 첨부 도면에 의하여 명료해질 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 포토리소그라피용 레티클은, 중심 영역과 가장자리 영역이 한정된 투명 기판, 상기 기판의 중심영역에 형성되며, 미세한 간격과 미세한 선폭을 가지면서 선택적으로 빛은 차단시키는 다수의 중심 패턴, 및 상기 기판의 가장자리 영역에 형성되며, 중심 영역과의 경계면에서 소정의 투과도를 갖는 가장자리 패턴을 포함한다.

이때, 상기 가장자리 패턴은 적어도 하나이상의 투과도를 갖을 수 있으며, 상기 중심 영역과의 경계 부분에 위치하는 가장자리 패턴의 투과도가 가장 높도록 형성된다. 또한, 상기 가장자리 패턴은 중심 영역과의 경계부분으로 갈수록 점점 투과도가 높아짐이 바람직하다.

아울러, 상기 가장자리 패턴은 위상 반전 물질 또는 MoSix를 포함할 수 있다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다. 첨부한 도면 도 4는 본 발명에 따른 포토리소그라피용 레티클의 단면도이고, 도 5는 도 3의 레티클을 이용하였을 때 레티클 프로파일을 나타낸 그래프이다.

도 4를 참조하여, 본 발명의 레티클(100)은 석영 기판(110)을 포함한다. 석영 기판(110)은 중심 영역(A)과 중심 영역(A)을 둘러싸고 있는 가장자리 영역(B)을 포함한다. 레티클(100)의 중심 영역(A)에는 반도체 소자를 형성하기 위한 패턴 한정용 중심 패턴(120a)이 형성된다. 중심 패턴(120a)은 매우 미세한 선폭 및 간격을 가지고 다수개가 배치되며, 예를들어, 노광 한계 이하의 선폭을 가질 수 있다. 아울러, 중심 패턴(120a)은 입사광을 100% 차단할 수 있는 물질, 예를들어 크롬으로 형성되거나, 혹은 위상 반전 물질로 형성될 수 있다.

레티클(100)의 가장자리 영역(B)에는 불필요한 노광을 방지하기 위하여 가장자리 패턴(120b)이 형성된다. 본 실시예의 가장자리 패턴(120b)은 소정의 투과도를 가질 수 있다. 바람직하게는 가장자리 패턴(120b)은 적어도 하나 이상의 투과도를 가지면서, 중심 영역(A)과 가장자리 영역(B)의 경계로 갈수록 점점 투과도가 증대되도록 형성한다. 즉, 경계 부분의 투과도가 최대가 되도록 가장자리 패턴(120b)을 형성한다. 이와같이 형성하는 것은, 경계에 해당하는 가장자리 패턴(120b)에 투과율이 발생되면, 이 부분을 통과한 광이 경계 부분에 해당하는 중심 영역(A)에 입사되는 광과 보강 간섭을 일으키게 되어, 도 5와 같이 가장자리 부분에 상대적으로 입사광의 세기 즉, 광 콘트라스트를 증대시키게 된다. 이에따라, 경계 부분의 광 회절로 인한 광 콘트라스트 감소가 개선되어, 경계 부분에서도 이상적인 값과 가까운 광 콘트라스트를 얻을 수 있어, 정상적으로 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다.

이때, 본 실시예에서는 가장자리 패턴(120b)으로 광을 소정량만 투과시키는 위상 반전 물질 예를들어, MoSix 물질을 사용할 수 있으며, 도 4의 ① 부분에는 투과율이 0%가 되고, ②부분에는 투과율이 4%가 되고, ③부분에는 투과율이 7%가 되고, ④부분에는 투과율이 10%가 되도록 가장자리 패턴(120b)을 형성한다.

이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 레티클의 가장자리 패턴을 경계 부분에 투과율을 갖도록 형성한다. 이에따라, 레티클의 가장자리 패턴 부분을 통과한 광과 중심 영역의 경계 부분을 통과한 광사이에 보강 간섭을 일으켜, 중심 영역의 경계 부분의 광 콘트라스트를 크게 개선한다.

이에따라, 중심 영역 가장자리에 형성되는 패턴 결함을 치유하여, 포토레지스트 패턴의 균일도를 개선한다.

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 1은 종래의 레티클을 나타낸 단면도이다.

도 2는 도 1의 레티클에 의하여 포토리소그라피 공정을 수행하였을 때 이상적인 레티클 프로파일을 나타낸 그래프이다.

도 3은 도 1의 레티클에 의하여 포토리소그라피 공정을 수행하였을 때 실제적인 레티클 프로파일을 나타낸 그래프이다.

도 4는 본 발명에 따른 포토리소그라피용 레티클의 단면도이다.

도 5는 도 3의 레티클을 이용하였을 때 레티클 프로파일을 나타낸 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 레티클 110 : 석영 기판

120a : 중심 패턴 120b : 가장자리 패턴

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 중심 영역과 가장자리 영역이 한정된 투명 기판;

   상기 기판의 중심영역의 상기 투명기판 상에 형성되며, 미세한 간격과 미세한 선폭을 가지면서 선택적으로 빛을 차단시키는 다수의 중심 패턴; 및

   상기 기판의 가장자리 영역의 상기 투명기판상에 형성되며, 중심 영역과의 경계면에서 소정의 투과도를 갖는 가장자리 패턴을 포함하며,

   상기 가장자리 패턴은 중심 영역과의 경계부분으로 갈수록 점점 투과도가 높아지는 적어도 하나이상의 투과도를 갖는 것을 특징으로 하는 포토리소그라피용 레티클.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 가장자리 패턴은 위상 반전 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리소그라피용 레티클.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 가장자리 패턴은 MoSix를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리소그라피용 레티클.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 중심 패턴은 광을 100% 차단시키는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리소그라피용 레티클.