KR100562299B1 - A method for forming a trench of a semiconductor device, and a method for forming a mask pattern thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 한쪽은 고립 패턴이고 다른 한쪽은 밀집 패턴인 경우에 반도체 기판에서 발생되는 선폭 패터닝 에러를 정확히 보상하고, 반도체 패턴의 제조 균일도를 개선하기 위한 반도체 소자의 트렌치 제조 방법 및 그 마스크 패턴 형성 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 반도체 소자의 마스크 패턴 형성 방법은, 상기 마스크의 주패턴 한쪽 개구부가 상기 주패턴의 폭보다 2배 이상 넓은 영역을 갖는 경우, 상기 주패턴의 최소 선폭을 기준으로 2개로 분할하는 단계; 상기 마스크 노광시 복수의 레지스트층을 적층하여 감광제를 현상하는 단계; 및 상기 레지스트층의 하층 레지스트를 제거하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 마스크 패턴의 한쪽 부분이 넓은 개구부를 갖고 있을 때, 상기 마스크 패턴을 2개로 분할하고, 감광제의 두께를 낮춤으로써 패터닝 시에 개구부의 폭에 관계없이 균일한 감광제 경사를 유지할 수 있고, 또한, 2층 레지스트를 사용함으로써, 마스크 노광 후에 경화굽기를 생략할 수 있고, 레지스트 경사를 개선할 수 있다.The present invention provides a trench fabrication method of a semiconductor device and a mask pattern forming method for accurately compensating for line width patterning errors generated in a semiconductor substrate when one is an isolated pattern and the other is a dense pattern, and improves the manufacturing uniformity of the semiconductor pattern. It is about. In the method of forming a mask pattern of a semiconductor device according to the present invention, when one opening of one side of the main pattern of the mask has a region that is twice or more wider than the width of the main pattern, dividing the mask pattern into two based on the minimum line width of the main pattern ; Stacking a plurality of resist layers during the mask exposure to develop a photosensitive agent; And removing the lower layer resist of the resist layer. According to the present invention, when one part of the mask pattern has a wide opening, the mask pattern is divided into two and the thickness of the photosensitive agent can be reduced to maintain a uniform photosensitive agent inclination regardless of the width of the opening during patterning. Moreover, by using a two-layered resist, hardening baking can be omitted after mask exposure, and the inclination of a resist can be improved.

마스크, 패턴, 트렌치, 경화굽기, 레지스트, 광근접 보상Mask, pattern, trench, hard burn, resist, optical proximity compensation

Description

반도체 소자의 트렌치 제조 방법 및 그 마스크 패턴 형성 방법 {A method for forming a trench of a semiconductor device, and a method for forming a mask pattern thereof}A method for forming a trench of a semiconductor device and a method of forming a mask pattern thereof {A method for forming a trench of a semiconductor device, and a method for forming a mask pattern}

도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 따른 마스크를 사용하여 반도체 소자의 트렌치를 형성하는 방법을 나타내는 도면이다.1A to 1D are diagrams illustrating a method of forming a trench in a semiconductor device using a mask according to the prior art.

도 2는 종래 기술에 따라 제조된 반도체 소자의 트렌치의 전자현미경 사진이다.2 is an electron micrograph of a trench of a semiconductor device manufactured according to the prior art.

도 3은 본 발명에 따른 마스크를 나타내는 도면이다.3 shows a mask according to the invention.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 따른 마스크를 사용하여 반도체 소자의 트렌치를 형성하는 방법을 나타내는 도면이다.4A to 4E illustrate a method of forming a trench in a semiconductor device using a mask according to the present invention.

본 발명은 반도체 소자의 트렌치 제조 방법 및 그 마스크 패턴 형성 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 한쪽은 고립 패턴이고 다른 한쪽은 밀집 패턴인 경우에 반도체 기판에서 발생되는 선폭 패터닝 에러를 정확히 보상하고, 반도체 패턴의 제조 균일도를 개선하기 위한 반도체 소자의 트렌치 제조 방법 및 그 마스크 패 턴 형성 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a trench and a mask pattern forming method of a semiconductor device, and more specifically, to accurately compensate for linewidth patterning errors generated in a semiconductor substrate when one is an isolated pattern and the other is a dense pattern, It relates to a trench manufacturing method of a semiconductor device for improving the manufacturing uniformity of the pattern and a mask pattern forming method thereof.

일반적으로, 마스크 패턴 형성 기술은 반도체 기판에 형성되는 패턴의 정확도에 밀접한 영향을 준다. 특히, 마스크 패턴의 광근접 효과를 제대로 고려하지 못하면, 리소그라피 본래 노광 의도와 달리 패턴 선폭 왜곡이 발생하여 선폭 선형성(Linearity)이 짧아지는 현상이 나타나고, 이로 인해 반도체 소자의 특성에 많은 나쁜 영향을 미치게 된다.In general, the mask pattern forming technique has a close influence on the accuracy of the pattern formed on the semiconductor substrate. In particular, if the optical proximity effect of the mask pattern is not properly considered, pattern linewidth distortion occurs due to the lithography original exposure intention, resulting in a shortening of the linearity of the line width, thereby adversely affecting the characteristics of the semiconductor device. do.

한편, 반도체 포토 리소그라피 기술은 마스크 설계를 정교하게 해줌으로써 마스크로 투광되어 나오는 빛의 양을 적절히 조절할 수 있게 된다. 이를 위해 광근접 보상(Optical Proximity Correction) 기술과 위상반전 마스크(Phase Shifting Mask) 기술이 등장하였고, 마스크에 그려진 패턴 형상에 의한 빛의 왜곡 현상을 최소화시킬 수 있는 여러 방법들이 모색되고 있다.On the other hand, semiconductor photolithography technology can precisely control the amount of light projected by the mask by precisely mask design. Optical Proximity Correction technology and Phase Shifting Mask technology have emerged for this purpose, and various methods for minimizing the distortion of light due to the pattern shape drawn on the mask have been sought.

최근 248㎚ 또는 194㎚의 원자외선 파장(Wavelength)의 빛에 감광력이 뛰어난 화학증폭형 레지스트의 개발로 더욱 해상도를 증가시킬 수 있는 실질적인 기술들이 등장하였다. 최근에는 레지스트 패턴의 경사도를 수직에 가깝도록 유지하기 위해 여러 가지 변형된 노광 기술이 개발되고 있다.In recent years, the development of a chemically amplified resist having excellent photosensitivity to light having a wavelength of 248 nm or 194 nm has emerged. Recently, various modified exposure techniques have been developed to keep the gradient of the resist pattern close to vertical.

특히, 활성화 영역에서 산화 절연층을 정의하기 위해 반도체 실리콘 기판을 트렌치(Trench)로 1㎛ 정도 가깝게 식각해야 하는 경우에, 상기 트렌치의 경사도는 웰 접합(Well Junction)의 특성에 매우 밀접한 관련이 있다. 따라서 노광 단계에서부터 패턴의 밀집도 차이에 의한 레지스트 패턴의 기울기를 급격하게(Steep)하게 조절해 주어야 한다.In particular, when the semiconductor silicon substrate needs to be etched as close as 1 μm with a trench in order to define an oxide insulating layer in the active region, the slope of the trench is closely related to the characteristics of the well junction. . Therefore, it is necessary to sharply adjust the inclination of the resist pattern due to the difference in density of the pattern from the exposure step.

도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 따른 마스크를 사용하여 반도체 소자의 트렌치를 형성하는 방법을 나타내는 도면이다.1A to 1D are diagrams illustrating a method of forming a trench in a semiconductor device using a mask according to the prior art.

먼저, 도 1a와 같이 차광 패턴(15) 및 투광 기판(16)을 갖는 마스크를 사용하여, 반도체 기판에 형성된 레지스트층을 5000Å 정도 패터닝하는데, 상기 레지스트층의 하부에는 2200Å 정도의 질화막(13)/100Å 정도의 산화막(12)/실리콘 기판(11)으로 구성된다.First, as shown in FIG. 1A, a resist layer formed on a semiconductor substrate is patterned by about 5000 kV using a mask including a light shielding pattern 15 and a light-transmitting substrate 16, and a nitride film 13 / of about 2200 kPa is disposed below the resist layer. It consists of the oxide film 12 / silicon substrate 11 of about 100 microseconds.

또한, 상기 레지스트의 노광부(A, B, C)와 비노광부(14)는 노광후 굽기(Post Exposure Bake: PEB) 과정(17)을 통해 노광부(A, B, C)와 비노광부(14) 경계부로 레지스트의 감광 성분의 분자 이동이 이루어진 후, 현상 과정을 거쳐 도 1b의 경화굽기(18)를 거치게 되는데, 이때, 레지스트 패턴(14) 내부의 솔벤트(Solvent)가 이동(19)되면서 기화한다. 이때, 상기 레지스트가 제거된 부분이 넓은 A 영역이 비교적 레지스트가 남아있는 B 및 C 영역보다 기화 속도가 빠르다.In addition, the exposed portions A, B, and C of the resist and the non-exposed portion 14 are exposed to the exposed portions A, B, C and the non-exposed portion through a post exposure bake (PEB) process 17. 14) After the molecular movement of the photosensitive component of the resist to the boundary portion, and undergoes the development process through the curing burn 18 of Figure 1b, at this time, the solvent (Solvent) inside the resist pattern 14 is moved (19) Vaporize. At this time, the area A where the resist is removed is wider than the area B and C where the resist remains, and the vaporization rate is faster.

따라서 주변에 레지스트가 없는 고립 패턴은 레지스트 내부에서 받는 응축력(Stress)이 상대적으로 강해 레지스트의 기울기 완화 및 모서리 각도를 둥글게 만든다. 즉, 주변에 레지스트가 있는 경우는 경화굽기(18) 과정 동안에 응축력이 상대적으로 적게 작용함으로써 상기 레지스트의 경사가 비교적 급격하게 이루어진다.Therefore, the isolation pattern without resist around has a relatively strong stress received inside the resist, thereby reducing the tilt of the resist and rounding the corner angle. That is, when there is a resist around, the inclination of the resist is made relatively sharp during the hardening process 18 due to relatively less condensing force.

여기서, 상기 경화굽기(18)의 목적은 상기 솔벤트를 증발시켜 레지스트의 강도를 높여주기 위한 것이다. Here, the purpose of the curing burn 18 is to increase the strength of the resist by evaporating the solvent.

다음으로, 도 1c를 참조하면, 이후의 식각 과정이 진행되어 2200Å 정도의 질화막(13)/100Å 정도의 산화막(2)을 계속 식각하고, 이후, 도 1d와 같이, 실리콘 기판(11)을 트렌치 식각하게 된다.Next, referring to FIG. 1C, a subsequent etching process is performed to continuously etch the oxide film 2 of about 2200 μm of the nitride film 13 and about 100 μm, and then trench the silicon substrate 11 as shown in FIG. 1D. Etched.

도 2는 종래 기술에 따라 도 1a 내지 도 1d에 따라 제조된 반도체 소자의 트렌치의 전자 주사 현미경 사진으로서, 한쪽이 고립 패턴인 경우 기울기(θ)를 갖고, 또 다른 한쪽이 밀집 패턴인 경우 기울기(θ')을 갖는데, 기울기(θ)는 기울기(θ')보다 작아 완만한 경사를 얻게 된다는 문제점이 있다.2 is an electron scanning micrograph of a trench of a semiconductor device manufactured according to FIGS. 1A to 1D according to the prior art, which has a tilt θ when one side is an isolated pattern, and a tilt (when another side is a dense pattern). [theta] ', the inclination [theta] is smaller than the inclination [theta]' and has a problem of obtaining a gentle inclination.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 한쪽은 고립 패턴이고 다른 한쪽은 밀집패턴인 경우에 반도체 기판에서 확대 발생되는 선폭 패터닝 에러를 정확히 보상하여 정교한 선폭을 제조함으로써, 반도체 패턴의 제조 균일도를 개선할 수 있는 반도체 소자의 마스크 및 그 패턴 형성 방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is to precisely compensate for the line width patterning error generated in the semiconductor substrate when one side is an isolated pattern and the other is a dense pattern, thereby producing a fine line width, thereby improving the manufacturing uniformity of the semiconductor pattern It is an object of the present invention to provide a mask of a semiconductor device and a pattern forming method thereof.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 반도체 소자의 마스크 패턴 형성 방법은,As a means for achieving the above object, the mask pattern forming method of a semiconductor device according to the present invention,

상기 마스크의 주패턴 한쪽 개구부가 상기 주패턴의 폭보다 2배 이상 넓은 영역을 갖는 경우, 상기 주패턴의 최소 선폭을 기준으로 2개로 분할하는 단계;When one opening of the main pattern of the mask has an area that is at least two times wider than the width of the main pattern, dividing it into two based on the minimum line width of the main pattern;

상기 마스크 노광시 복수의 레지스트층을 적층하여 감광제를 현상하는 단계; 및Stacking a plurality of resist layers during the mask exposure to develop a photosensitive agent; And

상기 레지스트층의 하층 레지스트를 제거하는 단계Removing the lower layer resist of the resist layer

를 포함한다.It includes.

여기서, 상기 주패턴의 선폭비가 1:1.2를 갖는 밀집패턴 및 고립패턴에 대해 상기 주패턴의 한쪽이 0.5㎛ 이상의 넓은 개구부에 미세 개구부를 형성하는 것을 특징으로 한다.Here, the micro-openings are formed in one of the main patterns in a wide opening of 0.5 μm or more with respect to the dense pattern and the isolation pattern having a line width ratio of the main pattern of 1: 1.2.

여기서, 상기 하층 레지스트를 제거하는 단계는 경화굽기(Hard Bake)를 하지 않는 상태에서 실시되는 것을 특징으로 한다.Here, the step of removing the lower layer resist is characterized in that it is carried out in a state that does not hard bake (Hard Bake).

여기서, 상기 2개로 분할되는 주패턴의 간격은 0.04 내지 0.1㎛의 범위를 갖는 것을 특징으로 한다.Here, the interval of the main pattern divided into two is characterized in that it has a range of 0.04 to 0.1㎛.

여기서, 상기 복수의 레지스트층은 적어도 1층 이상의 감광성 레지스트막 및 적어도 1층 이상의 스핀온글래스(SOG)막으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The plurality of resist layers may include at least one photosensitive resist film and at least one spin on glass (SOG) film.

여기서, 상기 복수의 레지스트층의 상층 레지스트는 감광성을 갖고, 그 두께가 0.1 내지 0.5㎛의 범위를 갖는 것을 특징으로 한다.Here, the upper layer resist of the plurality of resist layers is characterized by having photosensitivity, the thickness of which is in the range of 0.1 to 0.5㎛.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 반도체 소자의 트렌치 제조 방법은,On the other hand, as another means for achieving the above object, a trench manufacturing method of a semiconductor device according to the present invention,

반도체 기판 상에 산화막, 질화막 및 복수의 레지스트층을 차례로 적층하는 단계;Sequentially depositing an oxide film, a nitride film, and a plurality of resist layers on the semiconductor substrate;

상기 복수의 레지스트층 중에서 상층 레지스트층을 사용하여 패터닝하는 단계;Patterning using an upper resist layer among the plurality of resist layers;

원래 개구부 외에 별도의 미세 개구부가 형성된 마스크를 선택적으로 제작하는 단계;Selectively fabricating a mask in which a separate fine opening is formed in addition to the original opening;

상기 선택적으로 제작된 마스크를 사용하여 노광량이 조절된 상태에서, 상기 복수의 레지스트층 중에서 하층의 레지스트층을 선택적으로 식각하는 단계;Selectively etching a lower resist layer among the plurality of resist layers in a state where the exposure amount is controlled using the selectively manufactured mask;

상기 질화막 및 산화막을 차례로 식각하여 상기 반도체 기판을 노출시키는 단계; 및Sequentially etching the nitride film and the oxide film to expose the semiconductor substrate; And

상기 노출된 반도체 기판을 식각하여 트렌치를 형성하고, 절연물질로 상기 트렌치 형성 영역을 충진하는 단계Etching the exposed semiconductor substrate to form a trench, and filling the trench formation region with an insulating material

를 포함한다.It includes.

여기서, 상기 복수의 레지스트층은 적어도 1층 이상의 감광성 레지스트막 및 적어도 1층 이상의 스핀온글래스막으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The plurality of resist layers may include at least one photosensitive resist film and at least one spin-on glass film.

여기서, 상기 복수의 레지스트층은 유기질 폴리머(Organic Polymer)를 사용하여 상기 트렌치 식각 시에 식각 선택비를 높이는 것을 특징으로 한다.Here, the plurality of resist layers is characterized in that to increase the etch selectivity during the trench etching using an organic polymer (Organic Polymer).

여기서, 상기 하층의 레지스트층을 선택적으로 식각하는 단계는 경화굽기를 하지 않은 상태에서 실시되는 것을 특징으로 한다.Here, the step of selectively etching the resist layer of the lower layer is characterized in that it is carried out in a state not hardened baking.

여기서, 상기 미세 개구부는 밀집된 차광 패턴의 선폭비가 1:1.2의 비율을 갖는 밀집패턴이나 고립 패턴을 유지할 경우, 최외곽 라인에 형성되는 것을 특징으로 한다.Here, the minute openings are formed in the outermost line when the line width ratio of the dense shading pattern maintains the dense pattern or the isolation pattern having a ratio of 1: 1.2.

여기서, 상기 미세 개구부의 폭은 0.05㎛ 이상인 것을 특징으로 한다.Here, the width of the fine opening is characterized in that 0.05㎛ or more.

여기서, 상기 트렌치는 모든 선폭 피치에 관계없이 일정한 기울기를 갖는 STI(Shallow Trench Isolation)인 것을 특징으로 한다.The trench may be shallow trench isolation (STI) having a constant slope regardless of all line width pitches.

본 발명에 따르면, 마스크 패턴의 한쪽 부분이 넓은 개구부를 갖고 있을 때, 상기 마스크 패턴을 2개로 분할하고, 감광제의 두께를 낮춤으로써 패터닝 시에 개 구부의 폭에 관계없이 균일한 감광제 경사를 유지할 수 있고, 또한, 2층 레지스트를 사용함으로써, 마스크 노광 후에 경화굽기를 생략할 수 있고, 레지스트 경사를 개선할 수 있다.According to the present invention, when one part of the mask pattern has a wide opening, the mask pattern is divided into two and the thickness of the photosensitive agent is reduced to maintain a uniform photosensitive agent inclination regardless of the width of the opening at the time of patterning. Moreover, by using a two-layered resist, hardening baking can be omitted after mask exposure, and the inclination of a resist can be improved.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 트렌치 제조 방법 및 그 마스크 패턴 형성 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a trench manufacturing method and a mask pattern forming method of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 따른 마스크를 사용하여 반도체 소자의 트렌치를 형성하는 방법을 나타내는 도면이다.4A to 4E illustrate a method of forming a trench in a semiconductor device using a mask according to the present invention.

먼저, 도 4a를 참조하면, 감광성 레지스트막(1100Å)/500Å의 SOG(Spin On Glass: 38)/2200Å의 질화막(33)/100Å의 산화막(32)/실리콘기판(31)으로 구성되는 반도체 기판 상에 선택적으로 제작된 마스크를 써서 노광량을 조절하게 되며, 이때 상기 마스크는 차광 패턴(35) 및 투광 기판(36)으로 이루어진다.First, referring to FIG. 4A, a semiconductor substrate composed of a photosensitive resist film 1100 Å / 500 SO SOG (Spin On Glass: 38) / 2200 Å nitride film 33/100 산화 oxide film 32 / silicon substrate 31 The exposure amount is controlled by using a mask selectively fabricated on the mask, wherein the mask is formed of the light shielding pattern 35 and the light-transmitting substrate 36.

또한, 마스크의 원래 개구부(36D, 36E, 36F) 외에 별도의 미세 개구부(36G)를 형성하는데, 이것은 밀집된 차광 패턴의 선폭비가 1:1.2의 비율(0.18㎛ Line : 0.214 Space의 비율)을 갖는 밀집패턴 또는 고립 패턴을 유지할 경우에, 최외곽 라인에 적용한다. 이때, 상기 미세 개구부(36G)의 폭은 0.05㎛로 유지한다.Further, in addition to the original openings 36D, 36E, and 36F of the mask, separate fine openings 36G are formed, which are dense with the ratio of the line width of the dense shading pattern having a ratio of 1: 1.2 (0.18 µm Line: 0.214 Space). When maintaining a pattern or an isolated pattern, apply to the outermost line. At this time, the width of the fine opening 36G is kept at 0.05 μm.

본 발명은 2층 레지스트(1100Å의 감광성 레지스트막(34)/500Å의 SOG(38)) 를 써서 패터닝하게 된다. 상기 2층 레지스트의 주목적은 유기질 폴리머(Organic Polymer)를 사용함으로써, 트렌치 식각 시에 식각 선택비의 장점을 가질 수 있도록 레지스트의 두께를 크게 낮추기 위함이다.According to the present invention, patterning is performed using a two-layer resist (photosensitive resist film 34 of 1100 microseconds / SOG 38 of 500 microseconds). The main purpose of the two-layer resist is to significantly reduce the thickness of the resist so as to have an advantage of the etching selectivity in the trench etching by using an organic polymer.

이후, 마스크를 통해 노광한 후, 현상 전에 노광후 굽기(PEB: 37)를 실시하 면, 개구부(36D, 36E, 36F)를 통해 노광된 부분은 잠재 이미지(D, E, F)를 형성하고, 미세 개구부(36G)를 통해 노광된 부분은 잠재 이미지(G)를 형성함으로써, 노광되지 않는 부분의 레지스트(34')와 구분하게 된다.Then, after exposing through a mask and performing post-exposure baking (PEB) 37 before development, the portions exposed through the openings 36D, 36E, and 36F form latent images D, E, and F. The portion exposed through the fine opening 36G forms a latent image G, thereby distinguishing it from the resist 34 'of the portion not exposed.

본 발명에 따른 마스크는 종래의 제조 방법과 달리 상층 레지스트의 두께를 1100Å(=0.11㎛) 정도로 대폭 줄이고, 밀집패턴의 최외곽 레지스트 패턴의 상층부 일부를 노광시 노출시키게 되는데, 이렇게 하면 최외곽 패턴을 형성하는 감광제의 단위 면적과 감광제의 높이를 동시에 줄임으로써 감광성 레지스트에 가해지는 응축력을 최소화할 수 있다.Unlike the conventional manufacturing method, the mask according to the present invention significantly reduces the thickness of the upper layer resist to about 1100 mm (= 0.11 µm) and exposes the upper part of the uppermost part of the outermost resist pattern of the dense pattern during exposure, thereby exposing the outermost pattern. The condensation force applied to the photosensitive resist can be minimized by simultaneously reducing the unit area of the photosensitive agent to be formed and the height of the photosensitive agent.

한편, 도 3은 본 발명에 따른 마스크를 나타내는 평면도이다. 상기 선폭비가 1:1.2를 갖는 밀집패턴 및 고립패턴에 대해 패턴의 한쪽이 넓은 개구부(0.5㎛ 이상)에 노출된 부분은 미세 개구부(36G)를 형성한다. 여기서, 단면 A-B에 따라 도 4a 내지 도 4e의 단면을 나타낸다.3 is a plan view showing a mask according to the present invention. With respect to the dense pattern and the isolation pattern having the line width ratio of 1: 1.2, one portion of the pattern exposed to the wide opening (0.5 탆 or more) forms the fine opening 36G. Here, the cross section of FIGS. 4A-4E is shown according to cross section A-B.

다음으로, 도 4b는 현상과정을 거치고 경화굽기(Hard Bake)를 하지 않은 상태의 감광성 레지스트의 패턴 상태이다. 개구부 이미지(D, E, F)를 형성하여 SOG(38) 기판이 노출되고, 부분 노광이 이루어진 개구부 이미지(G)를 동시에 형성한다.Next, FIG. 4B is a pattern state of the photosensitive resist which is subjected to a developing process and not subjected to a hard bake. The opening images D, E, and F are formed to expose the SOG 38 substrate and simultaneously form the opening image G, which is partially exposed.

다음으로, 도 4c에 도시된 바와 같이, 경화굽기(Hard Bake)를 하지 않은 채로 하층의 SOG(38)를 선택적으로 식각한다. 상기 경화굽기를 하지 않기 때문에 레지스트의 모서리와 기울기를 예리하게 유지할 수 있고, 이때 개구부 이미지(G)는 식각비에 의해 SOG(38) 식각시 기판에 영향을 주지 않게 된다.Next, as shown in FIG. 4C, the SOG 38 in the lower layer is selectively etched without a hard bake. Since the hardening burn is not performed, the edge and the slope of the resist may be kept sharp, and the opening image G may not affect the substrate when the SOG 38 is etched by the etching ratio.

다음으로, 도 4d를 참조하면, 상기 질화막(33) 2200Å/산화막(32) 100Å을 계속해서 식각하여 반도체 기판(31)을 노출시킨다.Next, referring to FIG. 4D, the semiconductor substrate 31 is exposed by continuing etching the 2200 nm nitride film 33/100 nm oxide film 32.

다음으로, 도 4e에서 반도체 기판(31)을 트렌치 식각하면 모든 선폭 피치에 관계없이 일정한 기울기를 갖는 STI(Shallow Trench Isolation) 영역(D', E', F')이 형성된다. 이후에, 절연물질로 상기 STI 영역(D', E', F')을 채우게 되는데, 고립 패턴인 경우와 밀집 패턴인 경우, 모두 동일한 기울기를 갖는 것을 알 수 있다.Next, when the semiconductor substrate 31 is trench etched in FIG. 4E, shallow trench isolation (STI) regions D ′, E ′, and F ′ having a constant slope are formed regardless of all line width pitches. Subsequently, the STI regions D ', E', and F 'are filled with an insulating material, and in the case of the isolated pattern and the dense pattern, both have the same slope.

결국, 본 발명은 마스크 패턴의 한쪽 부분이 넓은 개구부를 갖고 있을 때, 상기 마스크 패턴을 2개로 분할하고, 감광제의 두께를 낮추게 되고, 또한, 2층 레지스트를 사용함으로써, 마스크 노광 후에 경화굽기를 생략할 수 있고, 레지스트 경사를 개선할 수 있다. 또한, 본 발명은 균일한 STI를 제조하여 웰 접합 형성시 대칭적인 NMOS 및 PMOS 소스/드레인 영역을 확보할 수 있다.As a result, in the present invention, when one part of the mask pattern has a wide opening, the mask pattern is divided into two, the thickness of the photosensitive agent is reduced, and the hard burn after the mask exposure is omitted by using a two-layer resist. The resist inclination can be improved. In addition, the present invention can fabricate a uniform STI to secure symmetric NMOS and PMOS source / drain regions when forming well junctions.

위에서 발명을 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 숙련자에게는 이 발명의 기술 사항을 벗어남이 없어 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 한정될 것이며, 위와 같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the invention has been described above, these examples are intended to illustrate rather than limit this invention. It will be apparent to those skilled in the art that various changes, modifications, or adjustments to the above embodiments are possible without departing from the technical details of the present invention. Therefore, the scope of protection of the present invention will be limited only by the appended claims, and should be construed as including all such changes, modifications or adjustments.

본 발명에 따르면, 마스크 패턴의 한쪽 부분이 넓은 개구부를 갖고 있을 때, 상기 마스크 패턴을 2개로 분할하고, 감광제의 두께를 낮춤으로써 패터닝 시에 개구부의 폭에 관계없이 균일한 감광제 경사를 유지할 수 있다.According to the present invention, when one portion of the mask pattern has a wide opening, by dividing the mask pattern into two and reducing the thickness of the photoresist, it is possible to maintain a uniform photoresist inclination regardless of the width of the opening during patterning. .

또한, 본 발명에 따르면, 2층 레지스트를 사용함으로써, 마스크 노광 후에 경화굽기를 생략할 수 있고, 레지스트 경사를 개선할 수 있다.Further, according to the present invention, by using a two-layered resist, curing burn can be omitted after mask exposure, and the inclination of the resist can be improved.

또한, 본 발명에 따르면 균일한 STI를 제조하여 웰 접합 형성시 대칭적인 NMOS 및 PMOS 소스/드레인 영역을 확보할 수 있다.In addition, according to the present invention, a uniform STI may be manufactured to secure symmetric NMOS and PMOS source / drain regions when forming well junctions.

Claims (13)

반도체용 마스크의 패턴 형성 방법에 있어서,In the pattern formation method of the mask for semiconductors, 상기 마스크의 주패턴의 선폭비가 1:1.2를 갖는 밀집패턴 및 고립패턴에 대해 상기 주패턴의 한쪽이 0.5㎛ 이상의 넓은 개구부를 갖는 경우 상기 주패턴에 미세 개구부를 형성하여 상기 주패턴의 선폭을 기준으로 2개로 분할하는 단계;When one side of the main pattern has a wide opening of 0.5 μm or more for the dense pattern and the isolation pattern having a line width ratio of the main pattern of the mask of 1: 1.2, a fine opening is formed in the main pattern to reference the line width of the main pattern. Dividing into two; 상기 마스크 노광시 복수의 레지스트층을 적층하여 감광제를 현상하는 단계; 및Stacking a plurality of resist layers during the mask exposure to develop a photosensitive agent; And 상기 레지스트층의 하층 레지스트를 제거하는 단계Removing the lower layer resist of the resist layer 를 포함하는 마스크 패턴 형성 방법.Mask pattern forming method comprising a. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하층 레지스트를 제거하는 단계는 경화굽기(Hard Bake)를 하지 않는 상태에서 실시되는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴 형성 방법.Removing the lower layer resist is a mask pattern forming method, characterized in that is carried out in a state that does not perform a hard bake (Hard Bake). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 2개로 분할되는 주패턴의 간격은 0.04 내지 0.1㎛의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴 형성 방법.The spacing of the main pattern divided into two has a mask pattern forming method characterized in that it has a range of 0.04 to 0.1㎛. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수의 레지스트층은 적어도 1층 이상의 감광성 레지스트막 및 적어도 1층 이상의 스핀온글래스(SOG)막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴 형성 방법.And the plurality of resist layers comprises at least one photosensitive resist film and at least one spin on glass (SOG) film. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,The method according to claim 1 or 5, 상기 복수의 레지스트층의 상층 레지스트는 감광성을 갖고, 그 두께가 0.1 내지 0.5㎛의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 마스크 패턴 형성 방법.The upper layer resist of the plurality of resist layers has photosensitivity and has a thickness in the range of 0.1 to 0.5 mu m. 반도체 소자의 트렌치를 형성하는 방법에 있어서,In the method of forming a trench of a semiconductor element, 반도체 기판 상에 산화막, 질화막 및 복수의 레지스트층을 차례로 적층하는 단계;Sequentially depositing an oxide film, a nitride film, and a plurality of resist layers on the semiconductor substrate; 상기 복수의 레지스트층 중에서 상층 레지스트층을 사용하여 패터닝하는 단계;Patterning using an upper resist layer among the plurality of resist layers; 원래 개구부 외에 별도의 미세 개구부가 형성된 마스크를 선택적으로 제작하는 단계;Selectively fabricating a mask in which a separate fine opening is formed in addition to the original opening; 상기 선택적으로 제작된 마스크를 사용하여 노광량이 조절된 상태에서, 상기 복수의 레지스트층 중에서 하층의 레지스트층을 선택적으로 식각하는 단계;Selectively etching a lower resist layer among the plurality of resist layers in a state where the exposure amount is controlled using the selectively manufactured mask; 상기 질화막 및 산화막을 차례로 식각하여 상기 반도체 기판을 노출시키는 단계; 및Sequentially etching the nitride film and the oxide film to expose the semiconductor substrate; And 상기 노출된 반도체 기판을 식각하여 트렌치를 형성하고, 절연물질로 상기 트렌치 형성 영역을 충진하는 단계Etching the exposed semiconductor substrate to form a trench, and filling the trench formation region with an insulating material 를 포함하는 반도체 소자의 트렌치 형성 방법.Trench formation method of a semiconductor device comprising a. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 복수의 레지스트층은 적어도 1층 이상의 감광성 레지스트막 및 적어도 1층 이상의 스핀온글래스막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트렌치 형성 방법.And the plurality of resist layers comprises at least one photosensitive resist film and at least one spin-on glass film. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,The method according to claim 7 or 8, 상기 복수의 레지스트층은 유기질 폴리머(Organic Polymer)를 사용하여 상기 트렌치 식각 시에 식각 선택비를 높이는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트렌치 형성 방법.The plurality of resist layers are trench forming method of a semiconductor device, characterized in that to increase the etching selectivity during the trench etching using an organic polymer (Organic Polymer). 제 7항 또는 제 8항에 있어서,The method according to claim 7 or 8, 상기 하층의 레지스트층을 선택적으로 식각하는 단계는 경화굽기를 하지 않은 상태에서 실시되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트렌치 형성 방법.Selectively etching the underlying resist layer is a method of forming a trench in a semiconductor device, characterized in that the step is performed without a hardening burn. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 미세 개구부는 밀집된 차광 패턴의 선폭비가 1:1.2의 비율을 갖는 밀집패턴이나 고립 패턴을 유지할 경우, 최외곽 라인에 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트렌치 형성 방법.The fine opening may be formed in the outermost line when the line width ratio of the dense light shielding pattern maintains a dense pattern or an isolation pattern having a ratio of 1: 1.2. 제 7항 또는 제 11항에 있어서,The method according to claim 7 or 11, wherein 상기 미세 개구부의 폭은 0.05㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트렌치 형성 방법.The trench has a width of 0.05 μm or more. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 트렌치는 모든 선폭 피치에 관계없이 일정한 기울기를 갖는 STI(Shallow Trench Isolation)인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트렌치 형성 방법.And the trench is shallow trench isolation (STI) having a constant slope regardless of all line width pitches.
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