KR100595328B1 - 패턴 형성 방법 - Google Patents

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문주형
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Abstract

본 발명은 서로 다른 패턴을 갖는 마스크를 교차시켜 초세밀한 패턴 형성을 가능하게 한 패턴 형성 방법에 관한 것으로, 본 발명의 패턴 형성 방법은 기판 상에 물질층을 증착하는 단계와, 상기 물질층 상부에 감광막을 도포하는 단계와, 서로 직교하는 형상의 패턴을 갖는 제 1, 제 2 마스크를 준비하는 단계와, 상기 제 1, 제 2 마스크를 서로 교차시킨 상태에서 상기 감광막 상에 노광한 후, 이를 현상하여 감광막 패턴을 형성하는 단계 및 상기 감광막 패턴을 이용하여 상기 물질층을 패터닝하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
해상도(resolution), 마스크, 직교 패턴, 사이드 로브(side lobe)

Description

패턴 형성 방법{Method for Patterning}
도 1은 종래의 마스크를 나타낸 평면도
도 2는 본 발명의 패터닝 방법을 나타낸 공정도
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*
100 : 제 1 마스크 101 : 제 1 차광부
103 : 제 1 개구부 110 : 제 2 마스크
111 : 제 2 차광부 113 : 제 2 개구부
200 : 직교 노광 패턴 영역 201 : 차광부 대응 영역
202, 203, 204 : 노광 영역
본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로 특히, 서로 다른 패턴을 갖는 마스크를 교차시켜 초세밀한 패턴 형성을 가능하게 한 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 종래의 패턴 형성 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 마스크를 나타낸 평면도이다.
도 1과 같이, 종래의 마스크(10)를 이용하여 미세 패턴을 형성할 경우에는, 복수개의 개구부(15)가 규칙적으로 형성되고 나머지 영역에 차광부(17)가 정의된 마스크(10)를 준비하여 이를 이용하였다.
그러나, 이 경우, 마스크(10)를 이용한 노광은 노광 장비가 갖는 해상력에 노광된 조사 부위의 크기가 의존하였다. 즉, 마스크(10)에 구비되 개구부(15)가 아무리 작더라도 노광 장비가 갖는 해상력의 수준보다 개구부(15)가 작다면 이를 정확하게 물질층 상에 패터닝할 수가 없는 문제점이 있었다.
예를 들어, 현재 노광 장비가 갖는 해상도는 KrF의 경우, 노광시의 조사량이 완전히 인가가 되지 않아, 컨트러스트(contrast)가 떨어지고 패턴(pattern)이 형성되지 않아야 할 부분에 사방에서 회절(diffraction)된 빛들이 중첩되어 사이드 로브(Side lobe)가 생기는 경향이 있다.
이 경우, 현재의 노광 장비로 상기 기판 상에 물질층 상에 형성되는 패턴의 크기는 가로, 세로가 약 160nm가 한계였다.
상기와 같은 종래의 패턴 형성 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.
종래의 패턴 형성 방법에서는 노광 장비가 갖는 해상력에 노광된 조사 부위의 크기가 의존하여 패턴이 구현되었다. 즉, 마스크에 구비되 개구부가 아무리 작더라도 노광 장비가 갖는 해상력의 수준보다 개구부가 작다면 이를 정확하게 물질층 상에 패터닝할 수가 없는 문제점이 있었다.
예를 들어, 현재 노광 장비가 갖는 해상도는 KrF의 경우, 노광시의 조사량이 완전히 인가가 되지 않아, 컨트러스트(contrast)가 떨어지고 패턴(pattern)이 형성되지 않아야 할 부분에 사방에서 회절(diffraction)된 빛들이 중첩되어 사이드 로브(Side lobe)가 생기는 경향이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 서로 다른 패턴을 갖는 마스크를 교차시켜 초세밀한 패턴 형성을 가능하게 한 패턴 형성 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 패턴 형성 방법은 기판 상에 물질층을 증착하는 단계와, 상기 물질층 상부에 감광막을 도포하는 단계와, 서로 직교하는 형상의 패턴을 갖는 제 1, 제 2 마스크를 준비하는 단계와, 상기 제 1, 제 2 마스크를 서로 교차시킨 상태에서 상기 감광막 상에 노광한 후, 이를 현상하여 감광막 패턴을 형성하는 단계 및 상기 감광막 패턴을 이용하여 상기 물질층을 패터닝하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 패터닝 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 패터닝 방법을 나타낸 공정도이다.
먼저, 본 발명의 패턴 형성 방법은 기판(미도시) 상에 물질층(미도시)을 증착한다.
이어, 상기 물질층 상부에 감광막(미도시)을 도포한다.
그리고, 도 2와 같이, 각각 서로 직교하는 형상의 제 1, 제 2 개구부(103, 113)패턴을 갖는 제 1, 제 2 마스크(100, 110)를 준비한다. 여기서, 상기 제 1, 제 2 마스크(100, 110)의 제 1, 제 2 개구부(103, 113)를 제외한 나머지 영역은 제 1, 제 2 차광부(101, 111)로 정의되어 있다.
그리고, 상기 제 1, 제 2 마스크(100, 110)를 서로 교차시킨 상태에서 상기 제 1, 제 2 마스크(100, 110) 상부에 광을 조사하여 감광막 상에 노광한다.
이어, 상기 감광막을 현상액을 이용하여 현상하여 감광막 패턴을 형성한다.
이어, 상기 감광막 패턴을 이용하여 상기 물질층을 패터닝한다.
이 경우, 예를 들어, 상기 제 1, 제 2 마스크(100, 110)의 직교 패턴을 이용할 경우, 상기 각각의 마스크 내부에 있는 제 1 개구부 또는 제 2 개구부의 폭의 수준을 가로, 세로 크기로 갖는 정방형의 미세 패턴 구현이 가능하다.
여기서, 상기 정방형의 미세 패턴은 동일 간격 이격되어 형성되어 있다. 이 때, KrF와 같이 130 ~160nm의 해상력을 갖는 노광 장비에 있어서도 가로, 세로 약 100nm의 수준까지 미세 패턴 형성이 가능하다.
여기서, 설명하지 도면 부호 200은 기판 상의 직교 노광 패턴 영역이며, 201은 차광부 대응 영역이며, 202, 203, 204는 상기 제 1, 제 2 개구부(103, 113)에 의해 정의되는 노광 영역이다.
이와 같은 직교 패턴을 갖는 마스크들을 이용하여, 겹치는 부분에서 노광하고 이를 패터닝(patterning)되게 하면 라인 패턴(Line patterning)시의 해상력(Resolution)에 비해 보다 개선된 100nm*100nm가 구현 가능하고, 우수한 컨트러스트(Contrast)를 얻음과 동시에 사이드 로브(Side lobe) 현상도 억제하는 효과를 얻 게된다.
상기와 같은 본 발명의 패터닝 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
미세 홀 패터닝(Dense hole patterning) 의 경우 라인 패터닝(line patterning)과 달리 영역 이미지(aerial image)의 슬로우프(slope)가 완만하기 때문에, 해상력(resolution)과 컨트러스트(contrast)가 떨어지고 패턴(pattern)이 형성되지 않아야 할 부분에 사방에서 회절(diffraction)된 빛들이 중첩되어 사이드 로브(Side lobe)가 생기는 경향이 있다.
따라서, 해상력(resolution)과 컨트러스트(contrast)를 향상시키고 사이드 로브(Side lobe)현상을 억제하는 방법이 필요하다.
첫째, 본 발명의 패턴 형성 방법은 서로 직교 패턴을 갖는 복수개의 마스크를 이용하여 패터닝이 진행되기 때문에, 해상도(resolution) 및 컨트러스트 비(Contrast Ratio)가 향상된다.
둘째, 사이드 로브(Side lobe) 현상이 억제된다.

Claims (1)

  1. 기판 상에 물질층을 증착하는 단계;
    상기 물질층 상부에 감광막을 도포하는 단계;
    서로 직교하는 형상의 패턴을 갖는 제 1, 제 2 마스크를 준비하는 단계;
    상기 제 1, 제 2 마스크를 서로 교차시킨 상태에서 상기 감광막 상에 노광한 후, 이를 현상하여 감광막 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 감광막 패턴을 이용하여 상기 물질층을 패터닝하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 패턴 형성 방법.
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