KR100687868B1 - 홀 패턴 어레이의 가장 자리 보상 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 홀 패턴 어레이의 가장 자리 보상 방법에 관한 것으로서, 특히 반도체 노광 공정에 이용되는 다수개의 홀 어레이 패턴을 갖는 포토 마스크의 패턴 보상 방법에 있어서, 포토 마스크에 있는 다수개의 홀 어레이 패턴 중에서 가장 자리의 홀 패턴 상하부에 홀 패턴을 추가 형성한다. 그러므로 본 발명은 노광 공정시 포토 마스크의 가장 자리에서 발생하는 광근접 효과에 의한 홀 패턴 선폭의 불균일을 미연에 방지할 수 있다.

홀 패턴 어레이, 보조 홀 패턴, 가장 자리, 광근접 효과

Description

홀 패턴 어레이의 가장 자리 보상 방법{Method for compensation boundary of the hole pattern array}

도 1은 종래 기술에 의한 포토 마스크의 홀 패턴 어레이를 나타낸 레이아웃도,

도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 의한 홀 패턴 어레이를 이용한 노광 공정시 홀 패턴 어레이의 시뮬레이션 및 실제 형태를 나타낸 도면들,

도 3은 본 발명에 따른 포토 마스크의 홀 패턴 어레이를 나타낸 레이아웃도,

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 홀 패턴 어레이를 이용한 노광 공정시 홀 패턴 어레이의 시뮬레이션 및 실제 형태를 나타낸 도면들,

도 5a 및 도 5b는 종래 기술에 의한 홀 패턴 어레이에서의 패턴 간격 및 본 발명에 따른 홀 패턴 어레이에서의 패턴 간격 차이를 비교한 도면들.

-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

100 : 가장 자리 홀 패턴 110 : 중심 홀 패턴

120 : 홀 패턴 130 : 보조 홀 패턴

본 발명은 포토 리소그래피 제조 공정시 포토 마스크의 홀 패턴 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 포토 마스크에 형성된 홀 패턴 어레이 중에서 가장 자리의 홀 패턴에 발생하는 광근접 효과를 보상하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 포토 리소그래피 기술은 반도체 소자의 고집적화를 선도하는 기본 기술로서, 빛을 이용하여 반도체 기판 위에 패턴을 형성하는 것이다. 즉, 반도체 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 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이 포토레지스트 패턴에 의해 노출된 부분을 식각 공정으로 제거하여 원하는 반도체 소자 패턴을 형성한다.

그러나, 디바이스의 집적도가 높아지면서 마이크로 프로세서등 로직 소자에서 흔히 볼 수 있는 불규칙으로 배치된 패턴에서는 초점 심도, 해상도 모두 향상 효과가 적어지고 있다. 이를 극복하고자 해상 한계에 가까운 수치의 패턴을 형성할 경우, 설계상의 패턴과 실제로 반도체 기판 상에 형성되는 패턴이 괴리되어 버리는 이른바 광근접 효과(optical proximity effect)가 발생하게 된다. 설계와 실제의 패턴의 괴리에 의해 소자의 성능이 설계에 비해 현저히 열화되어 버린다.

더욱이 도 1에 도시된 바와 같이 스토리지노드 콘택용 홀 어레이 패턴(10)을 갖는 포토 마스크의 노광 공정시 포토 마스크의 가장 자리 광근접 효과가 두드러져 패턴의 충실도가 저하된다. 이로 인해 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 홀 패턴 어레이의 시뮬레이션 및 실제 홀 패턴 어레이의 형태에서 실제 원하는 홀 패턴(22, 22') 모양을 얻기가 어려운데, 어레이의 중심에 비해 가장 자리의 홀 패턴(20, 20')이 광근접 효과에 의해 선폭이 커지게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 포토 마스크의 홀 패턴 어레이중에서 가장 자리의 임의의 홀 패턴 상/하부에 바패턴을 추가함으로써 노광 공정시 포토 마스크의 가장 자리에서 발생하는 광근접 효과에 의한 홀 패턴 선폭의 불균일을 미연에 방지할 수 있는 홀 패턴 어레이의 가장 자리 보상 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 포토 마스크에 있는 다수개의 홀 어레이 패턴 중에서 가장 자리의 일정 개수의 홀 패턴 사이 간격을 중심 홀 패턴 사이의 간격보다 넓게 형성함으로써 홀 패턴 어레이의 모든 선폭을 균일하게 형성할 수 있는 홀 패턴 어레이의 가장 자리 보상 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 반도체 노광 공정에 이용되는 다수 개의 홀 어레이 패턴을 갖는 포토 마스크의 패턴 보상 방법에 있어서, 포토 마스크에 있는 다수개의 홀 어레이 패턴 중에서 가장 자리의 홀 패턴 상하부에 보조 홀 패턴을 추가 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 반도체 노광 공정에 이용되는 다수개의 홀 어레이 패턴을 갖는 포토 마스크의 패턴 보상 방법에 있어서, 포토 마스크에 있는 다수개의 홀 어레이 패턴 중에서 가장 자리의 일정 개수의 홀 패턴 사이 간격을 중심 홀 패턴 사이의 간격보다 넓게 형성하며, 다수개의 홀 어레이 패턴 중에서 가장 자리의 일정 개수의 홀 패턴 상하부에 보조 홀 패턴을 추가 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명에 따른 포토 마스크의 홀 패턴 어레이를 나타낸 레이아웃도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명은 포토 마스크에 있는 다수개의 홀 어레이 패턴(120) 중에서 가장 자리의 홀 패턴(100) 상하부에 보조 홀 패턴(130)을 추가 형성한다. 이때 보조 홀 패턴(130)은 적어도 2개 이상의 가장 자리의 홀 패턴(100) 상하부에 형성된다. 그리고 포토 마스크에 있는 다수개의 홀 어레이 패턴(120) 중에서 가장 자리의 홀 패턴(100)을 제외한 나머지 홀 패턴(110)은 보조 홀 패턴(130)을 형성하지 않는다.

그러므로 본 발명은 스토리지노드 콘택 등의 다수개의 홀 어레이 패턴(120)을 갖는 포토 마스크에서 적어도 2개 이상의 가장 자리의 홀 패턴(100) 상하부에 보조 홀 패턴(130)을 형성함으로써 이후 노광 공정시 포토 마스크의 중앙 홀 패턴(110)보다 가장 자리의 홀 패턴(100)에서 주로 발생하는 광근접 효과에 의한 홀 패턴 선폭의 불균일을 미연에 방지할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 홀 패턴 어레이를 이용한 노광 공정시 홀 패턴 어레이의 시뮬레이션 및 실제 형태를 나타낸 도면들이다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따라 적어도 2개 이상의 가장 자리의 홀 패턴 상하부에 보조 홀 패턴을 형성할 경우 노광 공정시 반도체 기판 상에 형성되는 실제 홀 패턴(140', 142')의 선폭이 균일해진다. 즉, 홀 패턴 어레이의 시뮬레이션과 실제 노광 공정시 모두 포토 마스크의 홀 패턴이 그대로 노광되어 실제 원하는 홀 패턴(140, 142)(140', 142)의 형태가 형성된다.

더욱이 본 발명은 포토 마스크의 가장 자리 홀 패턴의 상하부에 있는 보조 홀 패턴에 의해 마스크 가장 자리에 주로 발생하는 광근접 효과가 상쇄되어 실제 반도체 기판 상에 형성되는 가장 자리의 홀 패턴(140, 140') 선폭이 커지지 않고 원하는 선폭으로 된다. 이에 따라 실제 반도체 기판에 형성되는 홀 패턴은 중심 및 가장 자리 모두 균일한 선폭을 갖는다.

한편 본 발명은 포토 마스크에 있는 다수개의 홀 어레이 패턴 중에서 가장 자리의 일정 개수의 홀 패턴 사이 간격을 중심 홀 패턴 사이의 간격보다 넓게 형성하며, 다수개의 홀 어레이 패턴 중에서 가장 자리의 일정 개수의 홀 패턴 상하부에 보조 홀 패턴을 추가 형성한다.

도 5a를 참조하면, 종래 기술에 의한 포토 마스크의 홀 패턴 어레이에서 홀 패턴(200)의 간격(202)은 모두 일정한 폭을 갖는다. 예를 들어, 홀 패턴(200) 한 개가 가로 0.100㎛, 세로 0.36㎛의 크기를 갖을 경우 이들 홀 패턴(200) 사이의 가로 간격(202)은 홀 패턴의 폭인 0.100㎛를, 그리고 홀 패턴(200) 사이의 세로 간격은 최소 0.060㎛의 크기로 설계된다.

하지만 도 5b를 참조하면, 본 발명에 따른 포토 마스크의 홀 패턴 어레이에서는 가장 자리의 일정 개수의 홀 패턴(210) 사이의 간격(212)을 중심에 있는 홀 패턴 사이의 간격(214, 216)보다 넓게 형성한다. 예를 들어, 홀 패턴(210) 한 개가 가로 0.100㎛, 세로 0.36㎛의 크기를 갖을 경우 이들 홀 패턴(210) 사이의 세로 간격은 종래와 마찬가지로 최소 0.060㎛의 크기를 갖지만, 홀 패턴(210) 사이의 가로 간격(202)은 중심보다 가장 자리쪽으로 점차 넓어진다. 즉, 최 외곽 홀 패턴과 그 바로 안쪽 홀 패턴 사이의 간격(212)이 0.145㎛, 다음 간격(214)이 0.109㎛, 그 다음 간격(214)이 0.100㎛로 설계되며 그 안쪽의 홀 패턴(210) 간격은 모두 0.100㎛로 설계된다.

그러므로 본 발명은 포토 마스크의 가장 자리 홀 패턴 사이의 간격을 중심보다 넓게 함으로써 마스크 가장 자리에 주로 발생하는 광근접 효과를 상쇄시켜 실제 반도체 기판 상에 형성되는 가장 자리 홀 패턴의 선폭을 원하는 선폭으로 형성할 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 실제 반도체 기판에 형성되는 홀 패턴 어레이는 중심 및 가장 자리 홀 패턴이 모두 균일한 선폭을 갖는다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 포토 마스크의 홀 패턴 어레이중에서 가장 자리의 임의의 홀 패턴 상/하부에 보조 홀 패턴을 추가함으로써 노광 공정시 포토 마스크의 가장 자리에서 발생하는 광근접 효과에 이한 홀 패턴 선폭의 불균일을 미연에 방지할 수 있다.

또한 본 발명은 포토 마스크에 있는 다수개의 홀 어레이 패턴 중에서 가장 자리의 일정 개수의 홀 패턴 사이 간격을 중심 홀 패턴 사이의 간격보다 넓게 형성함으로써 홀 패턴 어레이의 모든 선폭을 균일하게 형성할 수 있다.

Claims (3)

1. 반도체 노광 공정에 이용되는 다수개의 홀 어레이 패턴을 갖는 포토 마스크의 패턴 보상 방법에 있어서,

   상기 포토 마스크에 있는 상기 다수개의 홀 어레이 패턴 중에서 가장 자리의 홀 패턴 상하부에 보조 홀 패턴을 추가 형성하는 것을 특징으로 하는 홀 패턴 어레이의 가장 자리 보상 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 보조 홀 패턴은 상기 가장 자리의 적어도 2개이상의 홀 패턴 상하부에 형성된 것을 특징으로 하는 홀 패턴 어레이의 가장 자리 보상 방법.
3. 반도체 노광 공정에 이용되는 다수개의 홀 어레이 패턴을 갖는 포토 마스크의 패턴 보상 방법에 있어서,

   상기 포토 마스크에 있는 상기 다수개의 홀 어레이 패턴 중에서 가장 자리의 일정 개수의 홀 패턴 사이 간격을 중심 홀 패턴 사이의 간격보다 넓게 형성하며,

   상기 다수개의 홀 어레이 패턴 중에서 가장 자리의 일정 개수의 홀 패턴 상하부에 보조 홀 패턴을 추가 형성하는 것을 특징으로 하는 홀 패턴 어레이의 가장 자리 보상 방법.

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