KR100642478B1 - 이중 노광을 이용한 광 근접효과 제거 방법 - Google Patents

이중 노광을 이용한 광 근접효과 제거 방법

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Abstract

본 발명은 이중 노광을 이용한 광 근접효과 제거 방법에 관한 것이다.
본 발명의 이중 노광을 이용한 광 근접효과 제거 방법은 반도체 제조의 노광공정에서 미세 패턴 형성시 발생하는 광 근접효과를 제거하기 위한 방법에 있어서, 웨이퍼 상에 형성할 원본 패턴 데이터를 준비하는 단계; 제 1차 노광 마스크로 패턴을 형성하는 단계; 및 제 2차 노광 마스크로 형성할 고립 라인 주위의 패턴을 제거하는 단계를 포함하여 이루어짐에 기술적 특징이 있다.
따라서, 본 발명의 이중 노광을 이용한 광 근접효과 제거 방법은 밀집 라인만으로 패턴을 노광한 후 고립 라인 주위의 패턴을 이중 노광으로 제거함으로써 광 근접효과에 의한 밀집 라인과 고립 라인 간의 선폭 차이 발생을 억제하는 장점이 있고, 공정 마진이 증가하는 효과가 있다.
광근접효과, 이중노광, 미세패턴, 리소그라피

Description

이중 노광을 이용한 광 근접효과 제거 방법{Method for removing the optical proximity effect}
도 1은 미세 패턴 형성시 발생하는 선폭 차이 발생 현상.
도 2는 종래의 광 근접효과 제거 방법.
도 3은 본 발명의 광 근접효과 제거 방법.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110. 원본 패턴 데이터 120. 제 1차 노광 마스크
130. 제 2차 노광 마스크 140. 노광 영역
본 발명은 이중 노광을 이용한 광 근접효과 제거 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 밀집 라인만으로 패턴을 노광한 후 고립 라인 주위의 패턴을 이중 노광으로 제거함으로써 광 근접효과에 의한 밀집 라인과 고립 라인 간의 선폭 차이 발 생을 억제하는 이중 노광을 이용한 광 근접효과 제거 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치의 각종 패턴은 리소그라피(Lithography) 기술에 의해 형성된다. 리소그라피 기술은 반도체 웨이퍼 상의 절연막이나 도전막 등, 패턴을 형성하여야 할 막 위에 X선이나 자외선 등과 같은 광선의 조사에 의해 용해도(solubility)가 변화하는 포토레지스트막을 형성하는 단계, 이 포토레지스트막의 소정 부분을 광선에 노출시킨 후 현상에 의해서 용해도가 큰 부분을 제거하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 및 상기 패턴을 형성하여야 할 막의 노출된 부분을 에칭에 의하여 제거하여 배선이나 전극 등 각종 패턴을 형성하는 단계로 구성된다.
종래의 패턴 형성방법에 의하면, 포토마스크를 사용하여 포토레지스트막으로 도포되어 있는 웨이퍼(즉, 반도체 기판)에 대해 노광 및 현상 공정을 거쳐 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이때, 차광막 패턴의 각 모서리 부분에서는 노광시 세 방향에서 광학적인 회절 현상이 발생한다. 이에 따라, 반도체 기판 상에는 구현하고자 하는 직사각형의 패턴이 형성되지 않고, 모서리 부분이 라운딩된 상태로 그 사이즈가 작아진 포토레지스트 패턴을 얻게 된다.
이러한 현상을 광 근접 효과(OPE; Optical proximity effect)라 하는데, 라인/스페이스 패턴과 같은 주기적인 그레인 타입의 패턴에서는 광 근접 효과의 영향이 그리 심각하지 않지만, 다이내믹 랜덤 억세스 메모리(DRAM; dynamic random access memory) 장치의 캐패시터 전극이나 스태틱 랜덤 억세스 메모리(SRAM; static random access memory) 장치의 게이트 전극과 같은 아일랜드형 패턴에서는 패턴 모서리의 라운딩 현상이 회로 동작에 심각한 영향을 미치게 된다.
도 1은 미세 패턴 형성시 발생하는 선폭 차이 발생 현상을 나타낸 것이다. 미세 패턴 형성 시 발생하는 근접효과 중 하나는 패턴이 밀집 지역과 고립 지역 패턴과의 선폭 차이로 나타난다. 예로서 0.13um의 라인(line)의 0.35um pitch와 고립 라인 패턴이 동시에 노광될 경우 일반적으로 밀집 라인(dense line)(10)이 고립 라인(iso line)(20)보다 선폭이 커지는 선폭 차이가 발생한다.
도 2는 종래의 광 근접효과 제거 방법을 나타낸 것이다. 종래 미세 패턴 형성 시에 발생하는 근접효과는 테스트 패턴을 노광하여 근접효과를 측정한 후 그 차이가 보상된 마스크를 만들어 사용한다.
이 경우 여러 단계의 테스트 과정을 거쳐야 하고 또한 공정조건이 달라지면(예를 들면 노광 조건, 현상 조건, 포토레지스트 종류 등) 상기 종래의 테스트 과정을 다시 거쳐야 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 밀집 라인만으로 패턴을 노광한 후 고립 라인 주위의 패턴을 이중 노광으로 제거함으로써 광 근접효과에 의한 밀집 라인과 고립 라인 간의 선폭 차이 발생을 억제하는 하는 이중 노광을 이용한 광 근접효과 제거 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 반도체 제조의 노광공정에서 미세 패턴 형성시 발생하는 광 근접효과를 제거하기 위한 방법에 있어서, 웨이퍼 상에 형성할 원본 패턴 데이터를 준비하는 단계; 제 1차 노광 마스크로 패턴을 형성하는 단계; 및 제 2차 노광 마스크로 형성할 고립 라인 주위의 패턴을 제거하는 단계를 포함하여 이루어진 이중 노광을 이용한 광 근접효과 제거 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 3은 본 발명의 광 근접효과 제거 방법을 나타낸 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이중 노광을 이용한 광 근접효과 제거 방법은 웨이퍼 상에 형성할 원본 패턴 데이터(110)를 준비하고 밀집 라인만으로 구성된 제 1차 노광 마스크(120)로 패턴을 형성하게 된다. 다음으로, 제 2차 노광 마스크(130)로 형성할 고립 라인 주위의 패턴을 제거하는 단계를 거쳐 최종 패턴을 형성하게 된다. 상기 최종 패턴을 형성한 후 현상 공정을 거치게 되면 최종 패턴에 의한 포토레지스트만이 남게 된다.
상기와 같은 본 발명의 이중 마스크(제 1 및 제 2 마스크) 및 이중 노광을 이용하여 광 근접효과에 의한 선폭 차이 발생을 억제할 수 있게 된다. 또한 밀집 라인만으로 패턴을 형성하기 때문에 광 근접효과로 인한 고립 라인과 밀집 라인 간의 선폭 차이가 줄어들게 된다. 일반적으로 고립 라인의 공정 마진이 밀집 라인보다 적기는 하나 본 발명의 이중 노광을 이용한 광 근접효과 제거 방법을 이용함으 로써 공정 마진이 증가하게 된다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
본 발명의 이중 노광을 이용한 광 근접효과 제거 방법은 밀집 라인만으로 패턴을 노광한 후 고립 라인 주위의 패턴을 이중 노광으로 제거함으로써 광 근접효과에 의한 밀집 라인과 고립 라인 간의 선폭 차이 발생을 억제하는 장점이 있고, 공정 마진이 증가하는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 반도체 제조의 노광공정에서 미세 패턴 형성시 발생하는 광 근접효과를 제거하기 위한 방법에 있어서,
    웨이퍼 상에 형성할 밀집 라인과 고립 라인으로 이루어진 원본 패턴 데이터를 준비하는 단계;
    상기 웨이퍼 상에 밀집 라인만으로 이루어진 제 1차 노광 마스크로 노광하여 밀집 라인 노광 패턴을 형성하는 단계;
    상기 웨이퍼 상에 고립 라인 주위가 제거된 제 2차 노광 마스크로 노광하여 고립 라인 노광 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 웨이퍼를 현상하는 단계
    를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이중 노광을 이용한 광 근접효과 제거 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 노광 마스크에 의해 형성된 밀집 라인 노광 패턴에서 상기 고립 라인 주위의 밀집 라인 노광 패턴은 제 2노광 마스크에 의해 제거된 것을 특징으로 광 근접효과 제거 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 상에 밀집 라인만으로 이루어진 제 1차 노광 마스크로 노광하여 밀집 라인 노광 패턴을 형성하는 단계에 있어서,
    상기 밀집 라인만으로 이루어진 제 1차 노광 마스크는 상기 고립 라인과 그 주위에 밀집 라인 노광 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 광 근접효과 제거 방법.
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