KR100653988B1 - Photo mask - Google Patents
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Abstract
본 발명은 포토 마스크에 관한 것으로서, 특히 노광 공정에 이용되며 패턴 밀도가 불균일한 다수개의 패턴 어레이를 갖는 포토 마스크에 있어서, 포토 마스크내 패턴 어레이에서 패턴 밀도가 넓은 영역에 인접된 패턴과 일정 간격을 두고 배치된 다수개의 보조 패턴을 추가 포함한다. 그러므로 본 발명은 불균일한 밀도 구조를 갖는 패턴들에서 밀도가 넓은 영역에 보조 패턴을 추가함으로써 패턴 사이에서 발생하는 광근접 효과에 의한 패턴 임계 치수 변화를 줄일 수 있어 미세화된 패턴을 정확하게 구현할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photomask, and in particular, in a photomask having a plurality of pattern arrays having an uneven pattern density, which is used in an exposure process, a pattern spacing between a pattern adjacent to a region having a large pattern density in the pattern array in the photo mask It further includes a plurality of auxiliary patterns disposed. Therefore, the present invention can reduce the pattern critical dimension change due to the optical proximity effect generated between the patterns by adding an auxiliary pattern to a region having a high density in the patterns having a non-uniform density structure, thereby accurately realizing a refined pattern.
포토 마스크, 패턴 밀도, 보조 패턴Photomask, pattern density, secondary pattern
Description
도 1은 종래 기술에 의한 포토 마스크의 불균일한 홀 패턴 어레이를 나타낸 레이아웃도이다.1 is a layout diagram showing a non-uniform hole pattern array of a photo mask according to the prior art.
도 2는 종래 기술에 의한 홀 패턴 어레이를 이용한 노광 공정시 홀 패턴 어레이의 이미지를 나타낸 도면이다.2 is a view showing an image of the hole pattern array during the exposure process using the hole pattern array according to the prior art.
도 3은 종래 기술에 의한 광근접 효과를 보정한 불균일한 홀 패턴 어레이를 나타낸 레이아웃도이다.3 is a layout diagram showing a non-uniform hole pattern array in which the optical proximity effect according to the prior art is corrected.
도 4는 종래 광근접 효과를 보정한 불균일한 홀 패턴 어레이를 이용한 노광 공정시 웨이퍼 상에 패터닝된 홀 패턴 어레이를 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a view illustrating a hole pattern array patterned on a wafer during an exposure process using a nonuniform hole pattern array in which a conventional optical proximity effect is corrected.
도 5는 본 발명에 따른 광근접 효과를 보정한 보조 패턴을 갖는 불균일한 홀 패턴 어레이를 나타낸 레이아웃도이다.5 is a layout diagram illustrating a non-uniform hole pattern array having an auxiliary pattern correcting an optical proximity effect according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 광근접 효과를 보정한 보조 패턴을 갖는 불균일한 홀 패턴 어레이를 이용한 노광 공정시 웨이퍼상에 패터닝된 홀 패턴 어레이를 나타낸 레이아웃도이다.FIG. 6 is a layout diagram illustrating a hole pattern array patterned on a wafer during an exposure process using a nonuniform hole pattern array having an auxiliary pattern correcting an optical proximity effect according to the present invention.
-- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -- Description of symbols for the main parts of the drawing
100 : 광근접 효과를 보정한 불균일한 홀 패턴 어레이100: non-uniform hole pattern array correcting optical proximity effect
110 : 보조 패턴 120 : 웨이퍼 상의 패턴110: auxiliary pattern 120: pattern on the wafer
본 발명은 포토리소그래피 기술에 관한 것으로서, 특히 포토 마스크에 형성된 불균일한 밀도의 패턴에서 패턴 임계 치수를 정확히 구현할 수 있는 포토 마스크의 불균일한 패턴에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to photolithography technology, and more particularly, to a non-uniform pattern of a photo mask capable of accurately embodying pattern critical dimensions in a pattern of non-uniform density formed in a photo mask.
일반적으로 포토리소그래피 기술은 반도체 소자의 고집적화를 선도하는 기본 기술로서, 빛을 이용하여 웨이퍼 기판 위에 임의의 형상을 갖는 패턴을 형성하는 것이다. 즉, 웨이퍼 기판에 절연막이나 도전막 등의 패턴을 형성하여야 할 위치에 자외선, 전자빔 또는 X선 등과 같은 노광 장비의 빛을 조사하여 그 용해도가 변화하는 포토레지스트를 형성하고, 포토 마스크를 이용하여 포토레지스트의 소정 부위를 빛에 노출시킨 후, 현상액에 대하여 용해도가 큰 부분을 제거함으로써 임의의 형상을 갖는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이러한 포토레지스트 패턴에 의해 노출된 부분을 식각 공정으로 제거하여 원하는 반도체 소자 패턴을 형성한다.In general, photolithography technology is a basic technology leading to high integration of semiconductor devices, and forms a pattern having an arbitrary shape on a wafer substrate using light. That is, by irradiating light of exposure equipment such as ultraviolet rays, electron beams, or X-rays to a position where a pattern such as an insulating film or a conductive film should be formed on a wafer substrate, a photoresist whose solubility is changed is formed, and a photo mask is used to form a photoresist. After exposing a predetermined portion of the resist to light, a portion having high solubility with respect to the developer is removed to form a photoresist pattern having an arbitrary shape. A portion exposed by the photoresist pattern is removed by an etching process to form a desired semiconductor device pattern.
그런데 DRAM 또는 플래시 메모리와 같이 포토 마스크에 형성된 패턴이 동일한 형태로 반복되고 미세할 경우 노광 장치의 해상력 한계로 인한 렌즈 수차에 의해 포토 마스크 상의 설계상 패턴이 웨이퍼 상에 동일하게 투영되지 않고 패턴이 괴리되어 버리는 광근접 효과(optical proximity effect)가 발생하게 된다.However, if the pattern formed on the photo mask, such as DRAM or flash memory, is repeated in the same form and is fine, the design pattern on the photo mask is not projected identically on the wafer by the lens aberration due to the resolution limitation of the exposure apparatus, and the pattern is different. This results in an optical proximity effect.
도 1은 종래 기술에 의한 포토 마스크의 불균일한 홀 패턴 어레이를 나타낸 레이아웃도이다.1 is a layout diagram showing a non-uniform hole pattern array of a photo mask according to the prior art.
도 1을 참조하면, 스토리지노드 콘택 등의 홀 패턴 어레이(10)를 갖는 포토 마스크의 노광 공정시 해상력 한계와 패턴 사이의 불균일한 간격(a, b)에 의해 광근접 효과가 두드러져 도 2와 같이 웨이퍼 상에 투영되는 홀 패턴 이미지(20)는 원형이 아닌 일그러진 모양으로 된다.Referring to FIG. 1, in the exposure process of a photo mask having a
이를 위하여 도 3과 같이 스토리지노드 콘택 등의 불균일한 홀 패턴에서 패턴 밀도 간격이 좁은 영역(b)의 패턴을 광근접 효과를 보정하도록 변형하고 있다.To this end, as shown in FIG. 3, the pattern of the region b having a narrow pattern density interval in the nonuniform hole pattern such as the storage node contact is modified to correct the optical proximity effect.
하지만, 도 4와 같이 종래 기술에 의해 광근접 효과를 보정한 불균일한 홀 패턴 어레이를 갖는 포토 마스크를 이용하여 노광 공정을 진행하더라도 웨이퍼상에 패터닝된 홀 패턴(22)에서 여전히 불균일한 패턴 밀도 차이와 노광 장치의 회절 빔에 따라 홀 패턴(22) 사이가 서로 연결된 부분(24)이 발생하게 된다.However, even if the exposure process is performed using a photo mask having a nonuniform hole pattern array in which the optical proximity effect is corrected by the prior art as shown in FIG. 4, the nonuniform pattern density difference in the
그러므로 포토 마스크에서 홀 패턴 밀도가 넓고 패턴 밀도가 좁은 영역을 갖는 불균일한 패턴의 임계 치수를 정확히 구현하는데 어려움이 있었다.Therefore, it is difficult to accurately implement the critical dimension of the non-uniform pattern having a wide hole pattern density and a narrow pattern density region in the photo mask.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 불균일한 밀도 구조를 갖는 패턴들에서 밀도가 넓은 영역에 보조 패턴을 추가함으로써 패턴 사이에서 발생하는 광근접 효과에 의한 패턴 임계 치수 변화를 줄일 수 있어 미세화된 패턴을 정확하게 구현할 수 있는 포토 마스크의 불균일한 패턴을 제공하 는데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to change the pattern critical dimension caused by the optical proximity effect generated between patterns by adding an auxiliary pattern in a wide density region in a pattern having a non-uniform density structure in order to solve the problems of the prior art. It can be reduced to provide a non-uniform pattern of the photo mask that can accurately realize the miniaturized pattern.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 노광 공정에 이용되며 패턴 밀도가 불균일한 다수개의 패턴 어레이를 갖는 포토 마스크에 있어서, 포토 마스크내 패턴 어레이에서 패턴 밀도가 넓은 영역에 인접된 패턴과 일정 간격을 두고 배치된 다수개의 보조 패턴을 추가 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention is used in an exposure process and has a plurality of pattern arrays having a non-uniform pattern density, the photo mask is spaced apart from the pattern adjacent to a region having a large pattern density in the pattern array in the photo mask It further includes a plurality of arranged auxiliary patterns.
이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification.
도 5는 본 발명에 따른 광근접 효과를 보정한 보조 패턴을 갖는 불균일한 홀 패턴 어레이를 나타낸 레이아웃도이다.5 is a layout diagram illustrating a non-uniform hole pattern array having an auxiliary pattern correcting an optical proximity effect according to the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 불균일한 밀도 구조를 갖는 홀 패턴 어레이(100)에 있어서 각각의 홀 패턴은 패턴 밀도 간격이 좁은 영역(b)(예를 들어, 80nm)에 위치한 패턴의 상부 및 하부 에지 부분을 다른 부분에 비해 크게 변형하거나 바 형태를 추가하여 패턴 간격이 가까운 이웃 패턴과의 광근접 효과 를 상쇄하였다.Referring to FIG. 5, in the
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 불균일한 밀도 구조를 갖는 홀 패턴 어레이(100)에 있어서 홀 패턴의 밀도가 넓은 부분(a)(예를 들어, 240nm)에 패터닝이 안될 정도의 크기를 갖는 보조 패턴(110)을 다수개 추가하였다. 이때 보조 패턴(110)은 예를 들면, 홀 패턴 어레이(100)에서 패턴 밀도가 넓은 부분(a)에 인접된 홀 패턴과 일정 간격을 두고 배치된다.In addition, in the
본 발명의 보조 패턴(110)은 사각형, 원형, 삼각형, 또는 오각형 이상의 다각형의 형태를 갖으며 그 크기는 60×60nm∼120×120nm이다.The
그러므로 본 발명에 따른 불균일한 밀도 구조를 갖는 포토 마스크 내 패턴은 패턴 밀도가 넓은 영역과 패턴 밀도가 좁은 영역 사이에서 발생하는 밀도 차이를 줄일 수 있어 노광 공정시 불균일한 패턴 밀도에 의해 발생되는 광근접 효과로 인한 웨이퍼 상에 형성되는 패턴의 임계 치수를 정확하게 구현할 수 있다.Therefore, the pattern in the photomask having a non-uniform density structure according to the present invention can reduce the difference in density generated between a wide pattern density region and a narrow pattern density region, so that the optical proximity generated by the non-uniform pattern density during the exposure process can be reduced. The critical dimensions of the pattern formed on the wafer due to the effect can be accurately realized.
도 6은 본 발명에 따른 광근접 효과를 보정한 보조 패턴을 갖는 불균일한 홀 패턴 어레이를 이용한 노광 공정시 웨이퍼 상에 패터닝된 홀 패턴 어레이를 나타낸 레이아웃도이다.6 is a layout diagram illustrating a hole pattern array patterned on a wafer during an exposure process using a nonuniform hole pattern array having an auxiliary pattern correcting an optical proximity effect according to the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 불균일한 홀 패턴 어레이를 갖는 포토 마스크는 홀 패턴의 밀도가 넓은 부분에 패터닝이 안될 정도의 크기를 갖으며 인접된 홀 패턴과 일정 간격을 두고 배치된 보조 패턴을 다수개 추가함으로써 노광 공정시 웨이퍼 상의 포토레지스트에 포토 마스크의 홀 패턴 어레이가 그대로 투영될 때 보조 패턴에 의해 홀 패턴의 밀도가 넓은 부분에서 발생하는 광근접 효과를 보상한 다. 그러므로 웨이퍼 상에 형성되는 홀 패턴(120)의 임계 치수를 정확하게 구현할 수 있어 홀 패턴이 일그러지거나 인접된 패턴과 연결되지 않고 원형 형태를 갖게 된다. Referring to FIG. 6, the photomask having the non-uniform hole pattern array according to the present invention has a size such that patterning cannot be performed at a wide portion of the hole pattern, and an auxiliary pattern disposed at a predetermined distance from an adjacent hole pattern. By adding a plurality of, the optical pattern is compensated for the optical proximity effect generated in the densely part of the hole pattern by the auxiliary pattern when the hole pattern array of the photo mask is projected onto the photoresist on the wafer during the exposure process. Therefore, it is possible to accurately implement the critical dimension of the
여기서, 본 발명에 따른 보조 패턴은 포토 마스크 상에만 존재하여 웨이퍼 상에 형성하고자 하는 패턴의 밀도를 가상적으로 줄이는 역할, 즉, 웨이퍼 상에는 보조 패턴의 형상이 투영되지 않게 하여 패턴 형성을 용이하게 하는 이점이 있다.Here, the auxiliary pattern according to the present invention exists only on the photo mask to virtually reduce the density of the pattern to be formed on the wafer, that is, the advantage of facilitating pattern formation by preventing the shape of the auxiliary pattern from being projected on the wafer. There is this.
한편, 본 발명은 포토 마스크의 종류에 상관없이 적용 가능하고 상술한 실시예에서는 스트로지노드용 홀 패턴을 예로 들었으나, 다른 반도체 소자의 바 패턴 등에도 적용이 가능하다.Meanwhile, the present invention can be applied regardless of the type of photo mask, and in the above-described embodiment, the hole pattern for the straw node is exemplified, but the present invention can also be applied to a bar pattern of another semiconductor device.
즉, 이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예들을 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예들에 한정되지 않으며 본 발명의 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다.That is, the present invention has been illustrated and described with reference to certain preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and the general knowledge in the technical field to which the present invention belongs without departing from the concept of the present invention. Various changes and modifications are possible by those who have
상기한 바와 같이 본 발명은 불균일한 밀도 구조를 갖는 포토 마스크내 패턴 어레이에서 밀도가 넓은 영역에 미세한 보조 패턴을 추가함으로써 패턴 사이에서 발생하는 광근접 효과에 의한 패턴 임계 치수 변화를 줄일 수 있어 미세화된 패턴을 정확하게 구현할 수 있다.As described above, the present invention can reduce the pattern critical dimension change due to the optical proximity effect generated between the patterns by adding a fine auxiliary pattern in a wide density region in the pattern array in the photo mask having a non-uniform density structure, thereby miniaturizing The pattern can be implemented accurately.
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KR1020040114732A KR100653988B1 (en) | 2004-12-29 | 2004-12-29 | Photo mask |
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2004
- 2004-12-29 KR KR1020040114732A patent/KR100653988B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH11231506A (en) * | 1998-01-21 | 1999-08-27 | Lg Semicon Co Ltd | Optical proximity compensation mask for semiconductor |
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