KR100687883B1 - 이중 노광용 포토마스크 및 이를 이용한 이중 노광 방법 - Google Patents

이중 노광용 포토마스크 및 이를 이용한 이중 노광 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 포토마스크의 오정렬 및 교체에 의한 수율과 양산성 저하를 최소화하면서, 이중 노광에 의해 보다 미세화된 감광막 패턴을 형성할 수 있게 하는 이중 노광용 포토마스크 및 이를 이용한 이중 노광 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 이중 노광용 포토마스크는, 상·하로 균등하게 배열된 제 1 영역 및 제 2 영역으로 구분되어 있는 마스크 기판; 상기 제 1 영역의 마스크 기판 위에 형성되어 있는 제 1 마스크 패턴; 및 상기 제 2 영역의 마스크 기판 위에 형성되어 있는 제 2 마스크 패턴을 포함한다.
이중 노광, 포토마스크, 편광

Description

이중 노광용 포토마스크 및 이를 이용한 이중 노광 방법{PHOTOMASK FOR DOUBLE EXPOSURE AND DOUBLE EXPOSURE METHOD USING THEREOF}
도 1은 종래 기술에 의한 이중 노광 방법을 간략하게 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크를 간략히 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크를 간략히 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크를 간략히 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크를 간략히 나타낸 도면이고,
도 6은 상기 도 2 내지 도 5의 포토마스크를 사용해 이중 노광한 결과 기판 상에 형성되는 감광막 패턴을 간략히 나타낸 도면이고,
도 7은 KrF 다이폴 X 조명계를 사용하여 수직 방향으로 편광시킨 빛으로 노광한 결과 수직 방향으로 배열된 감광막 패턴만이 구현된 모습을 나타낸 도면이다.
본 발명은 포토마스크의 오정렬 및 교체에 의한 수율과 양산성 저하를 최소화하면서, 이중 노광에 의해 보다 미세화된 감광막 패턴을 형성할 수 있게 하는 이중 노광용 포토마스크 및 이를 이용한 이중 노광 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 반도체 소자가 더욱 고집적화, 초미세화됨에 따라, 반도체 기판 상에 더욱 미세화된 선폭 및 간격을 가지는 패턴을 형성해야할 필요가 생기게 되었다. 또한, 이와 같이 더욱 미세화된 선폭 및 간격을 가지는 패턴을 반도체 기판 상에 구현하기 위해, 감광막 패턴의 선폭 및 간격 역시 더욱 미세하게 형성할 필요가 생기게 되었다.
그러나, 노광 공정에서의 빛의 간섭 현상 등에 따른 해상도의 한계 및 현재 사용되는 노광 장치의 한계 등으로 인하여, 단일 노광 공정을 통해 일정 수준 이상으로 선폭 및 간격이 초미세화된 감광막 패턴을 형성하는 것은 불가능하였던 것이 사실이며, 이 때문에, 노광 공정의 구성을 일부 변경하여 보다 미세화된 감광막 패턴을 형성하고자 하는 시도가 다수 이루어져 왔다.
이 중에서도, 두 차례의 분리된 노광 공정을 통해, 반도체 기판 상에 보다 미세화된 선폭 및 간격을 가지는 감광막 패턴을 형성할 수 있도록 하는 이중 노광 방법이 종래부터 제안된 바 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로, 종래 기술에 의한 이중 노광 방법 및 이의 문제점을 설명하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 의한 이중 노광 방법을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 이중 노광 방법에서는, 우선, 제 1 마스크 패턴(14), 예를 들어, 제 1 광차단막 패턴 또는 제 1 위상 반전막 패턴이 제 1 마스크 기판(12) 상에 형성된 제 1 포토마스크(10)와, 제 2 마스크 패턴(24), 예를 들어, 제 2 광차단막 패턴 또는 제 2 위상 반전막 패턴이 제 2 마스크 기판(22) 상에 형성된 제 2 포토마스크(20)를 각각 준비한다.
그리고 나서, 패터닝될 감광막이 형성된 반도체 기판의 소정 영역 위에 상기 제 1 포토마스크(10)를 배치한 후, 상기 제 1 포토마스크(10)에 형성된 제 1 마스크 패턴(14)을 마스크로 하여, 상기 반도체 기판의 소정 영역 위에 제 1 노광한다.
그리고, 상기 제 1 포토마스크(10)를 제거하고, 상기 제 1 노광이 진행된 반도체 기판의 소정 영역 위에 상기 제 2 포토마스크(20)를 배치한 후, 상기 제 2 포토마스크(20)에 형성된 제 2 마스크 패턴(24)을 마스크로 하여, 상기 반도체 기판의 소정 영역 위에 제 2 노광한다.
그런데, 상기 제 1 포토마스크(10)의 제 1 마스크 패턴(14) 및 상기 제 2 포토마스크(20)의 제 2 마스크 패턴(24)의 각각은 모두, 현재 적용되는 노광 공정의 해상도 한계 내에서 감광막 패턴을 양호하게 형성할 수 있는 정도의 선폭 및 간격으로 형성된 것이기 때문에, 상기 제 1 노광 단계 및 상기 제 2 노광 단계를 순차 진행하면, 상기 이중 노광이 진행된 반도체 기판의 소정 영역 상에 상기 제 1 마스크 패턴(14) 및 상기 제 2 마스크 패턴(24)에 각각 대응하는 감광막 패턴이 양호하게 형성된다.
그 결과, 상기 제 1 마스크 패턴(14) 및 상기 제 2 마스크 패턴(24)에 각각 대응하는 감광막 패턴이 상기 이중 노광이 진행된 반도체 기판의 소정 영역 상에 함께 형성되어, 결과적으로, 도 1에 도시된 바와 같이(도 1의 세 번째 도면 참조), 상기 이중 노광이 진행된 반도체 기판의 소정 영역(30) 상에, 보다 초미세화된 선폭 및 간격을 가진 감광막 패턴(32)이 구현될 수 있는 것이다.
그러나, 이러한 종래 기술에 의한 이중 노광 방법에 있어서는, 제 1 포토마스크(10) 및 제 제 2 포토마스크(20)를 각각 별도로 사용하여 제 1 노광 단계 및 제 2 노광 단계를 순차 진행하게 되므로, 상기 제 1 포토마스크(10) 또는 상기 제 2 포토마스크(20)를 상기 반도체 기판의 소정 영역 위에 배치하는 과정에서, 이들 포토마스크(10, 20)에 대한 오정렬이 발생하는 경우, 상기 반도체 기판의 소정 영역(30) 상에 최종적으로 구현된 감광막 패턴(32)이 원하던 것과 다른 간격을 가지게 되어, 감광막 패턴의 불량이 발생할 수 있다.
이러한 감광막 패턴의 불량은 결국 반도체 소자의 불량으로 이어질 수밖에 없어서, 반도체 소자의 제조 수율을 떨어뜨리는 큰 요인 중에 하나가 될 수 있으며, 특히, 반도체 기판 상에 구현하고자 하는 감광막 패턴의 간격이 더 미세해질수록 이러한 문제점은 더욱 크게 나타난다.
더구나, 상기 종래 기술에 의한 이중 노광 방법에 있어서는, 상기 제 1 포토 마스크(10)를 사용하여 제 1 노광 단계를 진행한 후에, 이러한 제 1 포토마스크(10)를 제거하고, 상기 제 2 포토마스크(20)를 정확한 위치에 배치하는 등의 여러 과정이 수반될 수밖에 없으므로, 이와 같이, 포토마스크의 교체에 수반되는 일련의 과정으로 인해 이중 노광 공정 및 이를 포함한 반도체 소자 제조 공정의 양산성 및 수율이 저하될 수밖에 없다.
이에 본 발명은 포토마스크의 오정렬 및 교체에 의한 수율과 양산성 저하를 최소화하면서, 이중 노광에 의해 보다 미세화된 감광막 패턴을 형성할 수 있게 하는 이중 노광용 포토마스크를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 이중 노광용 포토마스크를 이용한 이중 노광 방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제 1 실시예로서, 상·하로 균등하게 배열된 제 1 영역 및 제 2 영역으로 구분되어 있는 마스크 기판; 상기 제 1 영역의 마스크 기판 위에 형성되어 있는 제 1 마스크 패턴; 및 상기 제 2 영역의 마스크 기판 위에 형성되어 있는 제 2 마스크 패턴을 포함하는 이중 노광용 포토마스크를 제공한다.
또한, 본 발명은 감광막이 형성된 기판의 소정 영역 위에 상기 본 발명의 제 1 실시예에 의한 포토마스크의 제 1 영역을 배치하는 단계; 상기 포토마스크의 제 1 영역에 형성된 제 1 마스크 패턴을 마스크로 상기 기판의 소정 영역에 제 1 노광하는 단계; 상기 포토마스크의 제 2 영역이 상기 제 1 노광된 기판의 소정 영역 위에 배치되게, 상기 포토마스크를 상측으로 이동시키는 단계; 및 상기 포토마스크의 제 2 영역에 형성된 제 2 마스크 패턴을 마스크로 상기 기판의 소정 영역에 제 2 노광하는 단계를 포함하는 이중 노광 방법을 제공한다.
상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 노광 방법에서, 상기 제 1 마스크 패턴 및 상기 제 2 마스크 패턴은 제 1 방향 및 제 2 방향으로 각각 배열되어 있으며, 상기 제 1 노광 단계에서는 상기 제 1 방향으로 편광된 빛으로 상기 기판의 소정 영역에 노광하고, 상기 제 2 노광 단계에서는 상기 제 2 방향으로 편광된 빛으로 상기 기판의 소정 영역에 노광할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 서로 수직하는 방향으로 될 수 있다.
본 발명은 또한 제 2 실시예로서, 좌·우로 균등하게 배열된 제 1 영역 및 제 2 영역으로 구분되어 있는 마스크 기판; 상기 제 1 영역의 마스크 기판 위에 형성되어 있는 제 1 마스크 패턴; 및 상기 제 2 영역의 마스크 기판 위에 형성되어 있는 제 2 마스크 패턴을 포함하는 이중 노광용 포토마스크를 제공한다.
또한, 본 발명은 감광막이 형성된 기판의 소정 영역 위에 상기 본 발명의 제 2 실시예에 의한 포토마스크의 제 1 영역을 배치하는 단계; 상기 포토마스크의 제 1 영역에 형성된 제 1 마스크 패턴을 마스크로 상기 기판의 소정 영역에 제 1 노광 하는 단계; 상기 포토마스크의 제 2 영역이 상기 기판의 소정 영역 위에 배치되게, 상기 포토마스크를 좌측으로 이동시키는 단계; 및 상기 포토마스크의 제 2 영역에 형성된 제 2 마스크 패턴을 마스크로 상기 기판의 소정 영역에 제 2 노광하는 단계를 포함하는 이중 노광 방법을 제공한다.
상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이중 노광 방법에서, 상기 제 1 마스크 패턴 및 상기 제 2 마스크 패턴은 제 1 방향 및 제 2 방향으로 각각 배열되어 있으며, 상기 제 1 노광 단계에서는 상기 제 1 방향으로 편광된 빛으로 상기 기판의 소정 영역에 노광하고, 상기 제 2 노광 단계에서는 상기 제 2 방향으로 편광된 빛으로 상기 기판의 소정 영역에 노광할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 서로 수직하는 방향으로 될 수 있다.
본 발명은 또한 제 3 실시예로서, 상·하로 균등하게 배열된 제 1 영역 및 제 2 영역으로 구분되어 있는 마스크 기판; 및 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역의 마스크 기판 위에 각각 형성되어 있고, 서로 동일하지 않은 제 1 방향 및 제 2 방향으로 각각 배열되어 있는 제 1 마스크 패턴과 제 2 마스크 패턴을 포함하는 이중 노광용 포토마스크를 제공한다.
또한, 본 발명은 감광막이 형성된 기판의 소정 영역 위에 상기 본 발명의 제 3 실시예에 의한 포토마스크의 제 1 영역을 배치하는 단계; 상기 포토마스크의 제 1 영역에 형성된 제 1 및 제 2 마스크 패턴을 마스크로 하여, 상기 제 1 방향으로 편광된 빛으로 상기 기판의 소정 영역에 제 1 노광하는 단계; 상기 포토마스크의 제 2 영역이 상기 기판의 소정 영역 위에 배치되게, 상기 포토마스크를 상측으로 이동시키는 단계; 및 상기 포토마스크의 제 2 영역에 형성된 제 1 및 제 2 마스크 패턴을 마스크로 하여, 상기 제 2 방향으로 편광된 빛으로 상기 기판의 소정 영역에 제 2 노광하는 단계를 포함하는 이중 노광 방법을 제공한다.
상기 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이중 노광 방법에서, 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 서로 수직하는 방향으로 될 수 있다.
본 발명은 또한 제 4 실시예로서, 좌·우로 균등하게 배열된 제 1 영역 및 제 2 영역으로 구분되어 있는 마스크 기판; 및 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역의 마스크 기판 위에 각각 형성되어 있고, 서로 동일하지 않은 제 1 방향 및 제 2 방향으로 각각 배열되어 있는 제 1 마스크 패턴과 제 2 마스크 패턴을 포함하는 이중 노광용 포토마스크를 제공한다.
또한, 본 발명은 감광막이 형성된 기판의 소정 영역 위에 상기 본 발명의 제 4 실시예에 따른 포토마스크의 제 1 영역을 배치하는 단계; 상기 포토마스크의 제 1 영역에 형성된 제 1 및 제 2 마스크 패턴을 마스크로 하여, 상기 제 1 방향으로 편광된 빛으로 상기 기판의 소정 영역에 제 1 노광하는 단계; 상기 포토마스크의 제 2 영역이 상기 기판의 소정 영역 위에 배치되게, 상기 포토마스크를 좌측으로 이동시키는 단계; 및 상기 포토마스크의 제 2 영역에 형성된 제 1 및 제 2 마스크 패턴을 마스크로 하여, 상기 제 2 방향으로 편광된 빛으로 상기 기판의 소정 영역에 제 2 노광하는 단계를 포함하는 이중 노광 방법을 제공한다.
상기 본 발명의 제 4 실시예에 따른 이중 노광 방법에서, 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 서로 수직하는 방향으로 될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로, 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크 및 이를 이용한 이중 노광 방법의 구성을 당업자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크를 간략히 나타낸 도면이고, 도 6은 상기 도 2 내지 도 5의 포토마스크를 사용해 이중 노광한 결과 기판 상에 형성되는 감광막 패턴을 간략히 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크(100)는, 우선, 동일한 너비("A")를 가지면서 상·하로 균등하게 배열된 제 1 영역("a") 및 제 2 영역("b")으로 구분되어 있는 마스크 기판(102)을 구비하고 있다.
이러한 마스크 기판(102)의 제 1 영역("a") 위에는, 소정의 제 1 마스크 패턴(104), 예를 들어, 크롬 등의 광차단 물질로 이루어진 제 1 광차단막 패턴 또는 몰리브덴계 위상 반전 물질로 이루어진 제 1 위상 반전막 패턴이 형성되어 있다.
또한, 상기 마스크 기판(102)의 제 2 영역("b") 위에는, 소정의 제 2 마스크 패턴(106), 예를 들어, 크롬 등의 광차단 물질로 이루어진 제 2 광차단막 패턴 또는 몰리브덴계 위상 반전 물질로 이루어진 제 2 위상 반전막 패턴이 형성되어 있다.
한편, 상기와 같이 구성으로 이루어진 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포토마 스크(100)는 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 제 2 마스크 패턴(106)의 구성에 따라, 바이너리 마스크, 위상 반전 마스크 등 어떠한 종류의 포토마스크로도 될 수 있는데, 상술한 구성을 제외하고는, 당업자에게 자명하게 알려진 해당 종류의 포토마스크의 통상적인 구성을 따르므로, 이에 대한 더 이상의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 포토마스크(100)를 이용한 이중 노광 방법에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
우선, 상술한 바와 같은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크(100)를 준비하고, 패터닝될 감광막이 형성된 반도체 기판의 소정 영역 위에, 이러한 포토마스크(100)의 제 1 영역("a")을 정렬, 배치한다.
그리고 나서, 상기 포토마스크(100)의 제 1 영역("a")에 형성되어 있는 상기 제 1 마스크 패턴(104)을 마스크로 상기 반도체 기판의 소정 영역에 제 1 노광한다.
이후, 상기 포토마스크(100)의 제 2 영역("b")이 상기 제 1 노광된 반도체 기판의 소정 영역 위에 정렬, 배치되게, 상기 포토마스크(100)를 상측으로 이동시킨다. 다시 말해서, 상기 제 1 노광 단계에서 상기 포토마스크(100)의 제 1 영역("a")이 배치되었던 동일한 위치인 상기 반도체 기판의 소정 영역 위에, 상기 포토마스크(100)의 제 2 영역("b")이 정렬, 배치되도록, 상기 제 1 영역("a")의 너비("A")만큼 상기 포토마스크(100)를 상측으로 이동시킨다.
계속하여, 상기 포토마스크(100)의 제 2 영역("a")에 형성되어 있는 상기 제 2 마스크 패턴(106)을 마스크로 상기 반도체 기판의 소정 영역에 제 2 노광한다.
상기한 이중 노광 공정을 진행하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 이중 노광된 반도체 기판의 소정 영역(200) 상에는, 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 제 2 마스크 패턴(106)에 각각 대응하는 감광막 패턴(202, 204)이 형성되는데, 이 때, 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 상기 제 2 마스크 패턴(106)의 각각은 모두, 현재 적용되는 노광 공정의 해상도 한계 내에서 감광막 패턴을 양호하게 형성할 수 있는 정도의 선폭 및 간격으로 형성된 것이기 때문에, 결국, 빛의 간섭 현상 등에 의한 문제점 없이, 상기 반도체 기판의 소정 영역(200) 상에 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 상기 제 2 마스크 패턴(106)에 각각 대응하는 감광막 패턴(202, 204)이 양호하게 형성된다.
그 결과, 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 상기 제 2 마스크 패턴(106)에 각각 대응하는 감광막 패턴(202, 204)이 상기 이중 노광이 진행된 반도체 기판의 소정 영역(200) 상에 함께 형성되어, 결과적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 이중 노광이 진행된 반도체 기판의 소정 영역(200) 상에, 전체적으로 더욱 초미세화된 선폭 및 간격을 가진 감광막 패턴(202, 204)이 구현될 수 있는 것이다.
또한, 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 노광용 포토 마스크 및 이를 이용한 이중 노광 방법을 적용하는 경우, 하나의 포토마스크(100) 내에 제 1 마스크 패턴(104) 및 제 2 마스크 패턴(106)이 함께 형성되어, 이중 노광 공정에서 포토마스크(100)의 교체 및 이에 수반되는 복잡한 과정이 필요없게 되므로, 이중 노광 공정 및 이를 포함한 반도체 소자의 제조 공정의 수율 및 양산성이 크게 향상된 다.
더구나, 하나의 포토마스크(100) 내에 제 1 마스크 패턴(104) 및 제 2 마스크 패턴(106)이 함께 형성됨에 따라, 종래 기술과 같이 2 개의 포토마스크를 별도 과정을 통해 정확히 정렬시킬 필요가 없으며, 다만, 제 1 영역("a")의 너비("A")만큼만 포토마스크(100)를 상측으로 이동시킨 후, 제 2 노광 단계를 바로 진행하면 족하므로, 포토마스크의 정렬, 배치를 위한 과정이 크게 단순화될 뿐 아니라, 제 1 노광 단계 및 제 2 노광 단계 상호 간에 포토마스크의 오정렬이 발생할 우려가 거의 없으므로, 포토마스크의 오정렬에 따른 감광막 패턴의 불량 및 이에 따른 반도체 소자의 수율 저하를 최소화할 수 있다.
한편, 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 노광 방법에서, 상기 제 1 노광 단계 및 제 2 노광 단계를 진행함에 있어서는, 도 2에도 도시된 바와 같이, 애뉼러(annular) 조명계(300)를 사용하여 전혀 편광되지 않은 빛을 광원으로 적용하거나, 다이폴(dipole) 조명계(302, 304)를 사용하여 일정 방향으로 편광된 빛을 광원으로 적용하여 진행할 수 있다.
이 때, 형성하고자 하는 감광막 패턴이 보다 조밀한 간격 및 균일한 크기를 가지는 경우, 상기 일정 방향으로 편광된 빛을 광원으로 적용하여 상기 제 1 노광 단계 및 제 2 노광 단계를 진행함이 바람직하다.
보다 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 상기 제 2 마스크 패턴(106)이 각각 제 1 방향(즉, 도 2의 수직 방향) 및 제 2 방향(즉, 도 2의 수평 방향)으로 배열되어 있다고 한다면, 상기 제 1 노광 단계에서 는, 빛을 제 1 방향(즉, 도 2의 수직 방향)으로 편광시키는 다이폴 X 조명계(302)를 사용하여, 상기 제 1 방향으로 편광된 빛으로 상기 반도체 기판의 소정 영역에 노광할 수 있고, 상기 제 2 노광 단계에서는, 빛을 제 2 방향(즉, 도 2의 수평 방향)으로 편광시키는 다이폴 Y 조명계(304)를 사용하여, 상기 제 2 방향으로 편광된 빛으로 상기 반도체 기판의 소정 영역에 노광할 수 있다. 이러한 구성에 따라, 보다 조밀한 간격 및 균일한 크기를 갖는 감광막 패턴을 더욱 높은 해상도를 가지고 양호하게 형성할 수 있다.
그리고, 상술한 본 발명의 제 1 실시예에서는, 상기 제 1 마스크 패턴(104)이 수직 방향으로 배열되고, 제 2 마스크 패턴(106)이 수평 방향으로 배열되어, 상기 이중 노광 공정을 통해, 서로 수직하는 방향으로 배열된 감광막 패턴(202, 204)을 반도체 기판의 소정 영역(200) 상에 형성하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 노광용 포토 마스크 및 이를 이용한 이중 노광 방법을 통해, 도 1에 도시된 바와 같은, 보다 미세화된 간격 및 선폭을 가지는 라인 & 스페이스 형태의 감광막 패턴을 형성할 수도 있고, 기타 다른 여러 가지 형태의 감광막 패턴을 형성할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
다음으로, 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크 및 이를 이용한 이중 노광 방법의 구성을 당업자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기로 한다. 다만, 상기 제 2 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크 및 이를 이용한 이중 노광 방법의 구성은 대부분의 구성이 상술한 제 1 실시예와 동일하고, 다만, 일부의 구성만이 상기 제 1 실시예와 상이하므로, 이하에서는 상기 제 1 실시예와 상이한 구성에 대해서만 상술하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크를 간략히 나타낸 도면이고, 도 6은 상기 도 2 내지 도 5의 포토마스크를 사용해 이중 노광한 결과 기판 상에 형성되는 감광막 패턴을 간략히 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크(100)은 대부분의 구성에 있어서, 상술한 제 1 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크와 동일하고, 다만, 마스크 기판(102) 상에 균등하게 배열되어 있는 제 1 영역("a") 및 제 2 영역("b")이 상·하로 배열된 것이 아니라 좌·우로 배열된 점에서만, 상기 제 1 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크와 상이한 구성을 가진다. 즉, 상기 제 2 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크(100)는 동일한 폭("B")을 가지면서 좌·우로 균등하게 배열된 제 1 영역("a") 및 제 2 영역("b")으로 구분되어 있는 마스크 기판(102)을 구비하고 있다.
그리고, 이러한 제 2 실시예에 따른 포토마스크(100)에 있어서도, 상기 마스크 기판(102)의 제 1 영역("a") 위에는, 소정의 제 1 마스크 패턴(104), 예를 들어, 제 1 광차단막 패턴 또는 제 1 위상 반전막 패턴이 형성되어 있으며, 상기 마스크 기판(102)의 제 2 영역("b") 위에는, 소정의 제 2 마스크 패턴(106), 예를 들어, 제 2 광차단막 패턴 또는 제 2 위상 반전막 패턴이 형성되어 있다는 점에서, 상기 제 1 실시예에 따른 포토마스크와 동일한 구성을 가진다.
다음으로, 상기 제 2 실시예에 따른 포토마스크(100)를 이용한 이중 노광 방법의 구성 역시, 상술한 제 1 실시예에 따른 이중 노광 방법과 대부분 동일한 구성을 가지며, 다만, 제 1 노광 단계를 진행한 후에, 포토마스크(100)를 상측으로 이동시켜 상기 제 1 노광된 반도체 기판의 소정 영역 위에 상기 포토마스크(100)의 제 2 영역("b")을 정렬, 배치하는 것이 아니라, 포토마스크(100)를 상기 제 1 영역("a")의 폭("B")만큼 좌측으로 이동시켜, 상기 제 1 노광 단계에서 상기 포토마스크(100)의 제 1 영역("a")이 배치되었던 동일한 위치인 상기 반도체 기판의 소정 영역 위에, 상기 포토마스크(100)의 제 2 영역("b")이 정렬, 배치되도록 한다.
이후, 상기 제 1 실시예에 따른 이중 노광 방법과 동일하게 제 2 노광 단계를 진행하면, 상기 제 1 실시예에서와 마찬가지로, 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 상기 제 2 마스크 패턴(106)에 각각 대응하는 감광막 패턴(202, 204)이 상기 이중 노광이 진행된 반도체 기판의 소정 영역(200) 상에 함께 형성되어, 결과적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 이중 노광이 진행된 반도체 기판의 소정 영역(200) 상에, 전체적으로 더욱 초미세화된 선폭 및 간격을 가진 감광막 패턴(202, 204)이 구현될 수 있는 것이다.
또한, 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이중 노광용 포토 마스크 및 이를 이용한 이중 노광 방법에 따르더라도, 하나의 포토마스크(100) 내에 제 1 마스크 패턴(104) 및 제 2 마스크 패턴(106)이 함께 형성되어, 이중 노광 공정에서 포토마스크(100)의 교체 및 이에 수반되는 복잡한 과정이 필요없게 되며, 이와 동시에, 2 개의 포토마스크를 별도 과정을 통해 정확히 정렬시킬 필요가 없고, 다만, 제 1 영 역("a")의 폭("B")만큼만 포토마스크(100)를 좌측으로 이동시킨 후, 제 2 노광 단계를 바로 진행하면 족하므로, 포토마스크의 정렬, 배치를 위한 과정이 크게 단순화될 뿐 아니라, 제 1 노광 단계 및 제 2 노광 단계 상호 간에 포토마스크의 오정렬이 발생할 우려가 거의 없으므로, 포토마스크의 오정렬에 따른 감광막 패턴의 불량 및 이에 따른 반도체 소자의 수율 저하를 최소화할 수 있다.
부가하여, 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이중 노광 방법에 있어서도, 도 3에 도시된 바와 같이, 애뉼러(annular) 조명계(300)를 사용하여 전혀 편광되지 않은 빛을 광원으로 적용하거나, 다이폴(dipole) 조명계(302, 304)를 사용하여 일정 방향으로 편광된 빛을 광원으로 적용하여, 상기 제 1 노광 단계 및 제 2 노광 단계를 진행할 수 있다.
그리고, 상기 일정 방향으로 편광된 빛을 광원으로 적용하는 경우, 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 상기 제 2 마스크 패턴(106)이 각각 제 1 방향(즉, 도 3의 수직 방향) 및 제 2 방향(즉, 도 3의 수평 방향)으로 배열되어 있다고 한다면, 상기 제 1 노광 단계에서는, 빛을 제 1 방향(즉, 도 3의 수직 방향)으로 편광시키는 다이폴 X 조명계(302)를 사용하여, 상기 제 1 방향으로 편광된 빛으로 상기 반도체 기판의 소정 영역에 노광할 수 있고, 상기 제 2 노광 단계에서는, 빛을 제 2 방향(즉, 도 3의 수평 방향)으로 편광시키는 다이폴 Y 조명계(304)를 사용하여, 상기 제 2 방향으로 편광된 빛으로 상기 반도체 기판의 소정 영역에 노광할 수 있다. 이러한 구성에 따라, 보다 조밀한 간격 및 균일한 크기를 갖는 감광막 패턴을 더욱 높은 해상도를 가지고 양호하게 형성할 수 있다.
그리고, 상술한 본 발명의 제 2 실시예에서도, 상기 이중 노광 공정을 통해, 서로 수직하는 방향으로 배열된 감광막 패턴(202, 204)을 반도체 기판의 소정 영역(200) 상에 형성할 수 있을 뿐 아니라, 도 1에 도시된 바와 같은, 보다 미세화된 간격 및 선폭을 가지는 라인 & 스페이스 형태의 감광막 패턴을 형성할 수도 있고, 기타 다른 여러 가지 형태의 감광막 패턴을 형성할 수 있다.
다음으로, 첨부한 도면을 참고로, 상기 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크 및 이를 이용한 이중 노광 방법의 구성을 당업자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크를 간략히 나타낸 도면이고, 도 6은 상기 도 2 내지 도 5의 포토마스크를 사용해 이중 노광한 결과 기판 상에 형성되는 감광막 패턴을 간략히 나타낸 도면이고, 도 7은 KrF 다이폴 X 조명계를 사용하여 수직 방향으로 편광시킨 빛으로 노광한 결과 수직 방향으로 배열된 감광막 패턴만이 구현된 모습을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크(100)는, 우선, 동일한 너비("A")를 가지면서 상·하로 균등하게 배열된 제 1 영역("a") 및 제 2 영역("b")으로 구분되어 있는 마스크 기판(102)을 구비하고 있다.
이러한 마스크 기판(102)의 제 1 영역("a") 위에는, 소정의 제 1 마스크 패 턴(104), 예를 들어, 크롬 등의 광차단 물질로 이루어진 제 1 광차단막 패턴 또는 몰리브덴계 위상 반전 물질로 이루어진 제 1 위상 반전막 패턴과, 소정의 제 2 마스크 패턴(106), 예를 들어, 크롬 등의 광차단 물질로 이루어진 제 2 광차단막 패턴 또는 몰리브덴계 위상 반전 물질로 이루어진 제 2 위상 반전막 패턴이 형성되어 있으며, 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 상기 제 2 마스크 패턴(106)은 상기 마스크 기판(102)의 제 2 영역("b") 위에도 동일하게 형성되어 있다.
여기서, 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 상기 제 2 마스크 패턴(106)은 각각 제 1 방향(즉, 도 4의 수직 방향) 및 제 2 방향(즉, 도 4의 수평 방향)으로 배열되어 있는데, 이러한 제 1 방향 및 제 2 방향은 서로 동일한 방향으로 될 수 없으며, 항상 다른 방향으로 되어야 한다. 추후에 더욱 구체적으로 설명하겠지만, 만일, 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 상기 제 2 마스크 패턴(106)이 동일한 방향으로 배열되어 있는 경우, 일정 방향으로 편광된 빛을 광원으로 적용하더라도, 제 1 노광 단계 및 제 2 노광 단계의 각 단계에서, 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 상기 제 2 마스크 패턴(106)의 양쪽 모두가 해상되므로, 이중 노광 공정을 통해 한계 해상도 이상의 미세화된 선폭 및 간격을 가진 감광막 패턴이 형성되는 효과를 거둘 수 없게 된다.
즉, 상술한 제 1 실시예 및 제 2 실시예와는 달리, 제 3 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크(100)는 서로 다른 방향으로 배열된 두 가지 감광막 패턴을 구현하기 위해서만 이용할 수 있고, 동일한 방향으로 배열된 한 가지 감광막 패턴, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은, 보다 미세화된 간격 및 선폭을 가지는 라인 & 스페이스 형태의 감광막 패턴을 구현하는 데에는 이용할 수 없는 것으로 된다.
한편, 상기와 같이 구성으로 이루어진 본 발명의 제 3 실시예에 따른 포토마스크(100)는 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 제 2 마스크 패턴(106)의 구성에 따라, 바이너리 마스크, 위상 반전 마스크 등 어떠한 종류의 포토마스크로도 될 수 있는데, 상술한 구성을 제외하고는, 당업자에게 자명하게 알려진 해당 종류의 포토마스크의 통상적인 구성을 따르므로, 이에 대한 더 이상의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 상기 본 발명의 제 3 실시예에 따른 포토마스크(100)를 이용한 이중 노광 방법에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
우선, 상술한 바와 같은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크(100)를 준비하고, 패터닝될 감광막이 형성된 반도체 기판의 소정 영역 위에, 이러한 포토마스크(100)의 제 1 영역("a")을 정렬, 배치한다.
그리고 나서, 상기 포토마스크(100)의 제 1 영역("a")에 형성되어 있는 상기 제 1 마스크 패턴(104)을 마스크로 하여, 예를 들어, 다이폴 X 조명계를 사용해 상기 제 1 마스크 패턴(104)의 배열 방향과 동일한 제 1 방향(즉, 도 4의 수직 방향)으로 편광된 빛으로, 상기 반도체 기판의 소정 영역에 제 1 노광한다.
도 7을 참조하면, 예를 들어, KrF O.80NA 다이폴 X 35도 조명계를 사용해 1:1 라인 & 스페이스 감광막 패턴을 구현하는 경우, 이러한 조명계에 의해 빛이 수직 방향으로 편광됨에 따라, 이와 동일한 수직 방향으로 배열된 마스크 패턴은 위 편광된 빛에 의해 해상되어 이에 대응하는 감광막 패턴을 형성할 수 있으나, 수평 방향으로 배열된 마스크 패턴은 해상도의 부족으로 위 편광된 빛에 의해 해상되지 못하고 이에 대응하는 감광막 패턴을 형성할 수 없다.
따라서, 상기 제 1 노광 단계를 진행하면, 상기 제 1 방향(도 4의 수직 방향)으로 편광된 빛에 의해 이와 동일한 제 1 방향으로 배열된 제 1 마스크 패턴(104)만이 해상되어, 이와 대응하는 감광막 패턴(202)만이 상기 제 1 노광된 반도체 기판의 소정 영역(200) 상에 형성될 수 있다(도 6 참조).
한편, 상기 제 1 노광 단계를 진행한 후에는, 상기 포토마스크(100)의 제 2 영역("b")이 상기 제 1 노광된 반도체 기판의 소정 영역 위에 정렬, 배치되게, 상기 포토마스크(100)를 상측으로 이동시킨다. 다시 말해서, 상기 제 1 노광 단계에서 상기 포토마스크(100)의 제 1 영역("a")이 배치되었던 동일한 위치인 상기 반도체 기판의 소정 영역 위에, 상기 포토마스크(100)의 제 2 영역("b")이 정렬, 배치되도록, 상기 제 1 영역("a")의 너비("A")만큼 상기 포토마스크(100)를 상측으로 이동시킨다.
계속하여, 상기 포토마스크(100)의 제 2 영역("b")에 형성되어 있는 상기 제 2 마스크 패턴(106)을 마스크로 하여, 예를 들어, 다이폴 Y 조명계를 사용해 상기 제 2 마스크 패턴(106)의 배열 방향과 동일한 제 2 방향(즉, 도 4의 수평 방향)으로 편광된 빛으로 상기 반도체 기판의 소정 영역에 제 2 노광한다.
이러한 제 2 노광 단계를 진행하면, 상기 제 1 노광 단계와 마찬가지 원리로, 상기 제 2 방향(도 4의 수평 방향)으로 편광된 빛에 의해 이와 동일한 제 2 방향으로 배열된 제 2 마스크 패턴(106)만이 해상되어, 이와 대응하는 감광막 패턴 (204)만이 상기 제 2 노광된 반도체 기판의 소정 영역(200)에 형성된다(도 6 참조).
즉, 상술한 제 1 노광 단계 및 제 2 노광 단계의 각 단계에서는, 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 상기 제 2 마스크 패턴(106)의 배열 방향과 동일한 방향으로 편광시킨 빛을 각각 광원으로 적용하여, 제 1 노광 단계에서는 상기 반도체 기판의 소정 영역(200) 상에 상기 제 1 마스크 패턴(104)과 대응하는 감광막 패턴(202)이 선택적으로 형성되고, 제 2 노광 단계에서는 상기 반도체 기판의 소정 영역(200) 상에 상기 제 2 마스크 패턴(106)과 대응하는 감광막 패턴(204)이 선택적으로 형성된다(도 6 참조).
이 때, 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 상기 제 2 마스크 패턴(106)의 각각은 모두, 현재 적용되는 노광 공정의 해상도 한계 내에서 감광막 패턴을 양호하게 형성할 수 있는 정도의 선폭 및 간격으로 형성된 것이기 때문에, 결국, 상술한 이중 노광 공정을 통해, 빛의 간섭 현상 등에 의한 문제점 없이, 상기 반도체 기판의 소정 영역(200) 상에 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 상기 제 2 마스크 패턴(106)에 각각 대응하는 감광막 패턴(202, 204)이 함께 양호하게 형성된다. 그 결과, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 이중 노광이 진행된 반도체 기판의 소정 영역(200) 상에, 전체적으로 더욱 초미세화된 선폭 및 간격을 가진 감광막 패턴(202, 204)이 구현될 수 있는 것이다.
다만, 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 상기 제 2 마스크 패턴(106)이 동일한 방향으로 배열되어 있다면, 상술한 바와 같이, 일정 방향으로 편광된 빛을 광원으 로 적용하더라도, 제 1 노광 단계 및 제 2 노광 단계의 각 단계에서, 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 상기 제 2 마스크 패턴(106)의 양쪽 모두가 해상되어, 단순히 두 번의 단일 노광 공정을 진행한 것과 마찬가지 결과로 되므로, 이중 노광 공정을 통해 한계 해상도 이상의 미세화된 선폭 및 간격을 가진 감광막 패턴이 형성되는 효과를 거둘 수 없게 된다.
즉, 상기 제 3 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크(100) 및 이를 이용한 이중 노광 방법은, 서로 다른 방향으로 배열된 두 가지 감광막 패턴을 구현하기 위해서만 이용할 수 있고, 동일한 방향으로 배열된 한 가지 감광막 패턴, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은, 보다 미세화된 간격 및 선폭을 가지는 라인 & 스페이스 형태의 감광막 패턴을 구현하는 데에는 이용할 수 없는 것으로 된다.
한편, 상기 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이중 노광용 포토 마스크 및 이를 이용한 이중 노광 방법을 적용하더라도, 하나의 포토마스크(100) 내에 제 1 마스크 패턴(104) 및 제 2 마스크 패턴(106)이 함께 형성되어, 이중 노광 공정에서 포토마스크(100)의 교체 및 이에 수반되는 복잡한 과정이 필요없게 되므로, 이중 노광 공정 및 이를 포함한 반도체 소자의 제조 공정의 수율 및 양산성이 크게 향상된다.
더구나, 하나의 포토마스크(100) 내에 제 1 마스크 패턴(104) 및 제 2 마스크 패턴(106)이 함께 형성됨에 따라, 종래 기술과 같이 2 개의 포토마스크를 별도 과정을 통해 정확히 정렬시킬 필요가 없으며, 다만, 제 1 영역("a")의 너비("A")만큼만 포토마스크(100)를 상측으로 이동시킨 후, 제 2 노광 단계를 바로 진행하면 족하므로, 포토마스크의 정렬, 배치를 위한 과정이 크게 단순화될 뿐 아니라, 제 1 노광 단계 및 제 2 노광 단계 상호 간에 포토마스크의 오정렬이 발생할 우려가 거의 없으므로, 포토마스크의 오정렬에 따른 감광막 패턴의 불량 및 이에 따른 반도체 소자의 수율 저하를 최소화할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 제 3 실시예에서는, 상기 제 1 마스크 패턴(104)이 수직 방향으로 배열되고, 제 2 마스크 패턴(106)이 수평 방향으로 배열되어, 상기 이중 노광 공정을 통해, 서로 수직하는 방향으로 배열된 감광막 패턴(202, 204)을 반도체 기판의 소정 영역(200) 상에 구현하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이 외에도, 다른 여러 가지 형태의 감광막 패턴을 형성할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
마지막으로, 상기 본 발명의 제 4 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크 및 이를 이용한 이중 노광 방법의 구성을 당업자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기로 한다. 다만, 상기 제 4 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크 및 이를 이용한 이중 노광 방법의 구성은 대부분의 구성이 상술한 제 3 실시예와 동일하고, 다만, 일부의 구성만이 상기 제 3 실시예와 상이하므로, 이하에서는 상기 제 3 실시예와 상이한 구성에 대해서만 상술하기로 한다.
도 5은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크를 간략히 나타낸 도면이고, 도 6은 상기 도 2 내지 도 5의 포토마스크를 사용해 이중 노광한 결과 기판 상에 형성되는 감광막 패턴을 간략히 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 본 발명의 제 4 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크(100)은 대부분의 구성에 있어서, 상술한 제 3 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크와 동일하고, 다만, 마스크 기판(102) 상에 균등하게 배열되어 있는 제 1 영역("a") 및 제 2 영역("b")이 상·하로 배열된 것이 아니라 좌·우로 배열된 점에서만, 상기 제 3 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크와 상이한 구성을 가진다. 즉, 상기 제 4 실시예에 따른 이중 노광용 포토마스크(100)는 동일한 폭("B")을 가지면서 좌·우로 균등하게 배열된 제 1 영역("a") 및 제 2 영역("b")으로 구분되어 있는 마스크 기판(102)을 구비하고 있다.
그리고, 이러한 제 4 실시예에 따른 포토마스크(100)에 있어서도, 상기 마스크 기판(102)의 제 1 영역("a") 위에는, 소정의 제 1 마스크 패턴(104), 예를 들어, 제 1 광차단막 패턴 또는 제 1 위상 반전막 패턴과, 소정의 제 2 마스크 패턴(106), 예를 들어, 제 2 광차단막 패턴 또는 제 2 위상 반전막 패턴이 형성되어 있으며, 상기 마스크 기판(102)의 제 2 영역("b") 위에도, 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 제 2 마스크 패턴(106)이 함께 형성되어 있다는 점에서, 상기 제 3 실시예에 따른 포토마스크와 동일한 구성을 가진다.
또한, 상기 제 4 실시예에 따른 포토마스크(100)에 있어서도, 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 제 2 마스크 패턴(106)은 서로 동일하지 않은 제 1 방향(도 5의 수직 방향) 및 제 2 방향(도 5의 수평 방향)으로 각각 배열되어 있다.
다음으로, 상기 제 4 실시예에 따른 포토마스크(100)를 이용한 이중 노광 방법의 구성 역시, 상술한 제 3 실시예에 따른 이중 노광 방법과 대부분 동일한 구성 을 가지며, 다만, 제 1 노광 단계를 진행한 후에, 포토마스크(100)를 상측으로 이동시켜 상기 제 1 노광된 반도체 기판의 소정 영역 위에 상기 포토마스크(100)의 제 2 영역("b")을 정렬, 배치하는 것이 아니라, 포토마스크(100)를 상기 제 1 영역("a")의 폭("B")만큼 좌측으로 이동시켜, 상기 제 1 노광 단계에서 상기 포토마스크(100)의 제 1 영역("a")이 배치되었던 동일한 위치인 상기 반도체 기판의 소정 영역 위에, 상기 포토마스크(100)의 제 2 영역("b")이 정렬, 배치되도록 한다.
이후, 상기 제 4 실시예에 따른 이중 노광 방법과 동일하게 제 2 노광 단계를 진행하면, 상기 제 3 실시예에서와 마찬가지로, 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 상기 제 2 마스크 패턴(106)에 각각 대응하는 감광막 패턴(202, 204)이 상기 이중 노광이 진행된 반도체 기판의 소정 영역(200) 상에 함께 양호하게 형성되어, 결과적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 이중 노광이 진행된 반도체 기판의 소정 영역(200) 상에, 전체적으로 더욱 초미세화된 선폭 및 간격을 가진 감광막 패턴(202, 204)이 구현될 수 있는 것이다.
또한, 상기 본 발명의 제 4 실시예에 따른 이중 노광용 포토 마스크 및 이를 이용한 이중 노광 방법에 따르더라도, 하나의 포토마스크(100) 내에 제 1 마스크 패턴(104) 및 제 2 마스크 패턴(106)이 함께 형성되어, 이중 노광 공정에서 포토마스크(100)의 교체 및 이에 수반되는 복잡한 과정이 필요없게 되며, 이와 동시에, 2 개의 포토마스크를 별도 과정을 통해 정확히 정렬시킬 필요가 없고, 다만, 제 1 영역("a")의 폭("B")만큼만 포토마스크(100)를 좌측으로 이동시킨 후, 제 2 노광 단계를 바로 진행하면 족하므로, 포토마스크의 정렬, 배치를 위한 과정이 크게 단순 화될 뿐 아니라, 제 1 노광 단계 및 제 2 노광 단계 상호 간에 포토마스크의 오정렬이 발생할 우려가 거의 없으므로, 포토마스크의 오정렬에 따른 감광막 패턴의 불량 및 이에 따른 반도체 소자의 수율 저하를 최소화할 수 있다.
부가하여, 상기 본 발명의 제 4 실시예에 따른 이중 노광 방법에 있어서도, 상기 이중 노광 공정을 통해, 서로 수직하는 방향으로 배열된 감광막 패턴(202, 204)을 반도체 기판의 소정 영역(200) 상에 형성할 수 있을 뿐 아니라, 기타 다른 여러 가지 형태의 감광막 패턴을 형성할 수 있다. 다만, 상기 제 1 마스크 패턴(104) 및 상기 제 2 마스크 패턴(106)이 서로 동일하지 않은 제 1 방향 및 제 2 방향으로 각각 배열되어 있음에 따라, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은, 보다 미세화된 간격 및 선폭을 가지는 라인 & 스페이스 형태의 감광막 패턴을 구현하는 데에는 이용할 수 없는 것으로 됨은 상술한 제 3 실시예와 같다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 포토마스크의 오정렬 및 교체에 의한 수율과 양산성 저하를 최소화하면서, 이중 노광에 의해 보다 미세화된 감광막 패턴 을 형성할 수 있게 된다.
이에 따라, 반도체 소자의 고집적화, 초미세화 및 수율 향상에 크게 기여할 수 있다.

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 감광막이 형성된 기판의 소정 영역 위에,
    상·하로 균등하게 배열된 제 1 영역 및 제 2 영역으로 구분되어 있는 마스크 기판과, 상기 제 1 영역의 마스크 기판 위에 형성되어 있고 제 1 방향으로 배열된 제 1 마스크 패턴과, 상기 제 2 영역의 마스크 기판 위에 형성되어 있고 제 2 방향으로 배열된 제 2 마스크 패턴을 포함하는 이중 노광용 포토마스크의 제 1 영역을 배치하는 단계;
    상기 포토마스크의 제 1 영역에 형성된 제 1 마스크 패턴을 마스크로 하여, 상기 제 1 방향으로 편광된 빛으로 상기 기판의 소정 영역에 제 1 노광하는 단계;
    상기 포토마스크의 제 2 영역이 상기 제 1 노광된 기판의 소정 영역 위에 배치되게, 상기 포토마스크를 상측으로 이동시키는 단계; 및
    상기 포토마스크의 제 2 영역에 형성된 제 2 마스크 패턴을 마스크로 하여, 상기 제 2 방향으로 편광된 빛으로 상기 기판의 소정 영역에 제 2 노광하는 단계를 포함하는 이중 노광 방법.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 서로 수직하는 방향인 이중 노광 방법.
  5. 삭제
  6. 감광막이 형성된 기판의 소정 영역 위에,
    좌·우로 균등하게 배열된 제 1 영역 및 제 2 영역으로 구분되어 있는 마스크 기판과, 상기 제 1 영역의 마스크 기판 위에 형성되어 있고 제 1 방향으로 배열된 제 1 마스크 패턴과, 상기 제 2 영역의 마스크 기판 위에 형성되어 있고 제 2 방향으로 배열된 제 2 마스크 패턴을 포함하는 이중 노광용 포토마스크의 제 1 영역을 배치하는 단계;
    상기 포토마스크의 제 1 영역에 형성된 제 1 마스크 패턴을 마스크로 하여, 상기 제 1 방향으로 편광된 빛으로 상기 기판의 소정 영역에 제 1 노광하는 단계;
    상기 포토마스크의 제 2 영역이 상기 제 1 노광된 기판의 소정 영역 위에 배치되게, 상기 포토마스크를 좌측으로 이동시키는 단계; 및
    상기 포토마스크의 제 2 영역에 형성된 제 2 마스크 패턴을 마스크로 하여, 상기 제 2 방향으로 편광된 빛으로 상기 기판의 소정 영역에 제 2 노광하는 단계를 포함하는 이중 노광 방법.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 서로 수직하는 방향인 이중 노광 방법.
  9. 상·하로 균등하게 배열된 제 1 영역 및 제 2 영역으로 구분되어 있는 마스크 기판; 및
    상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역의 마스크 기판 위에 각각 형성되어 있고, 서로 동일하지 않은 제 1 방향 및 제 2 방향으로 각각 배열되어 있는 제 1 마스크 패턴과 제 2 마스크 패턴을 포함하는 이중 노광용 포토마스크.
  10. 감광막이 형성된 기판의 소정 영역 위에 제 9 항에 의한 포토마스크의 제 1 영역을 배치하는 단계;
    상기 포토마스크의 제 1 영역에 형성된 제 1 및 제 2 마스크 패턴을 마스크로 하여, 상기 제 1 방향으로 편광된 빛으로 상기 기판의 소정 영역에 제 1 노광하는 단계;
    상기 포토마스크의 제 2 영역이 상기 제 1 노광된 기판의 소정 영역 위에 배치되게, 상기 포토마스크를 상측으로 이동시키는 단계; 및
    상기 포토마스크의 제 2 영역에 형성된 제 1 및 제 2 마스크 패턴을 마스크로 하여, 상기 제 2 방향으로 편광된 빛으로 상기 기판의 소정 영역에 제 2 노광하는 단계를 포함하는 이중 노광 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 서로 수직하는 방 향인 이중 노광 방법.
  12. 좌·우로 균등하게 배열된 제 1 영역 및 제 2 영역으로 구분되어 있는 마스크 기판; 및
    상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역의 마스크 기판 위에 각각 형성되어 있고, 서로 동일하지 않은 제 1 방향 및 제 2 방향으로 각각 배열되어 있는 제 1 마스크 패턴과 제 2 마스크 패턴을 포함하는 이중 노광용 포토마스크.
  13. 감광막이 형성된 기판의 소정 영역 위에 제 12 항에 의한 포토마스크의 제 1 영역을 배치하는 단계;
    상기 포토마스크의 제 1 영역에 형성된 제 1 및 제 2 마스크 패턴을 마스크로 하여, 상기 제 1 방향으로 편광된 빛으로 상기 기판의 소정 영역에 제 1 노광하는 단계;
    상기 포토마스크의 제 2 영역이 상기 제 1 노광된 기판의 소정 영역 위에 배치되게, 상기 포토마스크를 좌측으로 이동시키는 단계; 및
    상기 포토마스크의 제 2 영역에 형성된 제 1 및 제 2 마스크 패턴을 마스크로 하여, 상기 제 2 방향으로 편광된 빛으로 상기 기판의 소정 영역에 제 2 노광하는 단계를 포함하는 이중 노광 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 서로 수직하는 방향인 이중 노광 방법.
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