KR100720536B1

KR100720536B1 - 밀집한 홀 감광막 패턴 형성 방법 및 이에 사용되는 홀사진 마스크

Info

Publication number: KR100720536B1
Application number: KR20050097015A
Authority: KR
Inventors: 문주형
Original assignee: 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date: 2005-10-14
Filing date: 2005-10-14
Publication date: 2007-05-22
Also published as: KR20070041158A

Abstract

본 발명에 따른 반도체 소자의 밀집한 홀 감광막 패턴 형성 방법은 반도체 기판 위에 감광막을 형성하는 단계와, 노광 장비에서 제1 홀 사진 마스크를 사용하여 홀 감광막 패턴이 형성될 부분을 노광한 후 상기 제1 홀 사진 마스크에 의해 형성될 상기 홀 감광막 패턴 사이에 상기 제2 홀 사진 마스크를 사용하여 홀 감광막 패턴이 형성될 부분에 노광하는 단계와, 상기 노광된 감광막을 노광 후 베이킹하는 단계와, 상기 노광된 감광막을 현상하여 밀집한 홀 감광막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 밀집한 홀 감광막 패턴을 하드 베이킹하는 단계를 포함한다.

홀 사진 마스크, 홀 감광막 패턴, 부 로브

Description

밀집한 홀 감광막 패턴 형성 방법 및 이에 사용되는 홀 사진 마스크{Method for Forming Dense Hole Photoresist Pattern and Hole Photo Mask used therefor}

도 1a는 종래의 기술에 따른 밀집한 홀 사진 마스크 패턴을 나타내는 그림이다.

도 1b는 종래의 기술에 따른 밀집한 홀 감광막 패턴을 나타내는 그림이다.

도 1c는 종래의 기술에 따른 밀집한 홀 감광막 패턴 사이의 부 로부를 나타내는 그림이다.

도 2a와 2f는 본 발명에 따른 홀 감광막 패턴을 형성하는 방법을 나타낸 단면도이다.

도 2b는 본 발명에 따른 제1 홀 사진 마스크를 나타낸 그림이다.

도 2c는 본 발명에 따른 제2 홀 사진 마스크를 나타낸 그림이다.

도 2d는 본 발명에 따른 제1 홀 사진 마스크에 의해 형성된 홀 감광막 패턴을 나타내는 그림이다.

도 2e는 본 발명에 따른 제1 홀 사진 마스크 및 제2 홀 사진 마스크에 의해 형성된 밀집한 홀 감광막 패턴을 나타내는 그림이다.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

10: 반도체 기판 20: 감광막

20a, 20b, 20c: 감광막 패턴 20d: 부 로브

30: 기존 홀 사진 마스크 31: 제1 홀 사진 마스크

32: 제2 홀 사진 마스크

30a, 30b, 30c: 기존의 홀 사진 마스크의 홀 패턴

31a, 31c, 31f: 제1 홀 사진 마스크의 홀 패턴

32b, 32d, 32e: 제2 홀 사진 마스크의 홀 패턴

a': 기존 홀 사진 마스크의 홀 패턴 간의 간격

b', c': 제1 홀 사진 마스크 및 제 2 홀 사진 마스크의 홀 패턴 간의 간격

본 발명은 반도체 소자의 제조 기술에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 밀집한 홀 감광막 패턴을 형성하기 위한 사진 공정에서 부 로브를 방지할 수 있는 밀집한 홀 감광막 패턴 형성 방법에 관한 것이다.

반도체 기술의 사진 공정 기술에 있어 미세한 홀(Hole)을 해상하기 위한 방법으로 PSM(Phase Shift Mask)이 널리 적용되고 있다. PSM은 석영(Quartz)에 이동 장치(Shifter)를 설치하여 노광부와 비노광부의 경계면의 빛의 세기(Contrast)를 명확히 구분하여 노광하는 마스크의 일종으로 해상력 및 촛점심도(Depth of focus, DoF)를 향상시킬 수 있다. 이러한 PSM을 사용하면 비교적 미세한 홀 패턴(Pattern)을 구현할 수 있지만, 정교한 공정 조율 없이는 감광막 패턴의 주위에서 발생하는 부 로브(Side Lobe) 또는 부 링(Side Ring)과 같이 원치 않는 이미지의 해상과 감광막의 침식을 동반한 심각한 마진(Margin) 감소가 생기는 것이 잘 알려져 있다.

부 로브란 사진 공정의 노광 단계에서 발생하는 불량으로서, 도 1a와 같이, 사진 마스크(30)의 패턴(30a) 경계에서 회절(diffraction)된 빛들이 중첩되어 발생한다. 이 빛에 의하여 구현하고자 하는 패턴(20a)의 주위에 발생하는데, 도 1b의 A 지역과 같이 패턴이 형성되지 않아야 할 부분에 부 로브(도 1c의 20d)가 형성되는 현상을 말한다.

부 로브의 발생은 구현하고자 하는 패턴의 크기, 패턴 사이의 거리, 사용하는 광원의 간섭성(Coherency) 및 감광층의 감도 외에도 PSM의 경우 다크 필드(Dark Field)의 투과율에 따라 그 양상이 크게 달라진다. 이러한 조건들은 부 로브 문제를 해결하기 위한 중요 요소들로서 관련 문제의 상황에 따라 마스크 디자인 단계(Mask Design Level)에서 부 로브 현상의 제거를 염두에 둔 수정, 마스크 교정(Revision) 및 부 로브 현상이 적은 감광 물질로의 교체 등 적당한 조건을 찾고 개선하는 것이 중요하다.

본 발명의 목적은 사진 공정에서, 부 로브 발생을 방지한 밀집한 홀 감광막 패턴 형성 방법 및 이에 사용되는 홀 사진 마스크를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 반도체 소자의 밀집한 홀 감광막 패턴 형성 방법은 반도체 기판 위에 감광막을 형성하는 단계와, 노광 장비에서 제1 홀 사진 마스크를 사용하여 홀 감광막 패턴이 형성될 부분을 노광한 후 상기 제1 홀 사진 마스크에 의해 형성될 상기 홀 감광막 패턴 사이에 상기 제2 홀 사진 마스크를 사용하여 홀 감광막 패턴이 형성될 부분에 노광하는 단계와, 상기 노광된 감광막을 노광 후 베이킹하는 단계와, 상기 노광된 감광막을 현상하여 밀집한 홀 감광막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 밀집한 홀 감광막 패턴을 하드 베이킹하는 단계를 포함하고, 상기 제1 홀 사진 마스크 및 상기 제2 홀 사진 마스크는 서로 보완하여 특정한 간격의 밀집한 상기 홀 감광막 패턴을 형성하기 위하여 전자빔 또는 레이저를 사용하는 라이팅 장비에서 특정한 간격의 밀집한 홀에 대한 하나의 컴퓨터 설계 데이터를 제1 홀 설계 데이터 및 제2 홀 설계 데이터로 나누고, 상기 제1 홀 설계데이터 및 상기 제2 홀 설계 데이터를 기초로 제작되는 것을 특징으로 한다.

실시예

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 보다 명확히 전달하기 위함이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 다소 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

도 2a에서 도 2f는 본 발명의 실시예에 따른 밀집한 홀 감광막 패턴을 형성하는 방법을 나타내는 도면들이다.

도 2a를 참조하면, 먼저 반도체 기판(10)에 감광액을 도포한 후, 기판(10)을 높은 회전수로 회전시켜 감광액을 균일한 얇은 막의 형태로 기판(10) 전체에 도포 하여 감광막(20)을 형성한다.

다음으로, 노광 장비에서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 홀 사진 마스크(도 2b의 31) 및 제2 홀 사진 마스크(도 2c의 32)를 순차적으로 사용하여 빛을 감광막(20)이 형성된 기판(10)의 전면에 조사하여 감광막(20)에 밀집된 홀이 형성될 부분을 노광한다. 이때, 제1 홀 사진 마스크(도 2b의 31) 및 제2 홀 사진 마스크(도 2c의 32)는 전자 빔 또는 레이저를 사용하는 라이팅 장비에서 특정한 간격의 밀집한 홀에 대한 하나의 컴퓨터 설계 데이터를 두 부분으로 나누어서 각각의 설계 데이터를 제1 홀 사진 마스크(도 2b의 31) 및 제2 홀 사진 마스크(도 2c의 32)에 제작한 것이다. 이에 따라, 제1 홀 사진 마스크(31)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 홀 패턴(31a)과 제3 홀 패턴(31c)의 거리가 b'이고, 제1 홀 패턴(31a)과 제6 홀 패턴(31f)의 거리가 c' 일 때, 제1 홀 패턴(31a)을 기준으로 각각의 홀 패턴들 간의 간격이 b' 및 c'의 거리를 유지하며 형성되어 있어, 기존의 홀 사진 마스크(도 1a의 30)에 의해 형성된 홀 패턴 간의 간격(a')에 비하여 제1 홀 사진 마스크(31)에 의해 형성된 홀 패턴 간의 간격(b')이 1.4배 이상 더 넓다. 또한, 제2 홀 사진 마스크(32)는, 도 2c에 도시된 바와 같이, 제2 홀 패턴(32b)을 기준으로 각각의 홀 패턴들 간의 간격이 b' 및 c'의 거리를 유지하며 형성되어 있어 기존의 홀 사진 마스크(도 1a의 30)에 의해 형성된 홀 패턴 간의 간격(a')에 비하여 제2 홀 사진 마스크(32)에 의해 형성된 홀 패턴 간의 간격(b')이 제1 홀 사진 마스크(31)에 의해 형성된 홀 패턴 간의 간격(b')과 동일하게 1.4배 이상 넓다.

이후, 노광 후 베이킹 공정을 한다. 이때, 감광막(20)의 노광된 부분과 노광 되지 않은 부분의 경계에서 발생할 수 있는 웨이브성 프로파일이 개선된다.

다음으로, 현상액을 사용하여 현상 공정을 진행한다. 현상액은 노광 과정을 통해 상대적으로 결합이 약해져 있는 부분의 감광막(20)을 녹여서 제거한다. 이때, 도 2e와 같이, 부 로브가 발생하지 않은 밀집한 홀 감광막 패턴(20b, 20c)이 완성된다. 여기서, 부 로브가 발생하지 않는 이유는 노광 공정에서 감광막(20)이 형성된 기판(10)의 전면에, 먼저, 기존의 홀 사진 마스크(도 1a의 30a')에 비하여 홀 패턴 간의 간격(b')이 1.4배 이상 넓은 제1 홀 사진 마스크(도 2b의 31)를 사용하여 노광을 진행하였으므로, 제1 홀 사진 마스크(31)의 패턴(31a) 경계에서 회절된 빛들이 중첩되지 않아, 도 2d에 도시된 바와 같이, 기판(10)에 부 로브가 발생하지 않는 홀 감광막 패턴(20b)이 형성된다. 이때, 홀 감광막 패턴(20b) 간의 간격(b')은 기존의 홀 사진 마스크에 의한 홀 감광막 패턴(도 1b의 20a) 간의 간격(a')에 비하여 1.4배 이상 더 넓다. 이후, 제2 홀 사진 마스크(도 2c의 32)를 사용하여 제1 홀 사진 마스크(도 2b의 31)에 의한 홀 감광막 패턴(20b)이 형성된 기판(10)에 다시 노광을 진행하여, 도 2e에 도시된 바와 같이, 제1 홀 사진 마스크(도 2b의 31)에 의해 형성된 홀 감광막 패턴(20b) 사이에 제2 홀 사진 마스크(도 2c의 32)에 의한 홀 감광막 패턴(20c)을 형성하기 때문에 부 로부 없는 밀집한 홀 감광막 패턴(20b, 20c)이 형성된다.

이후, 하드 베이킹 공정을 한다. 이때, 도 2f에 도시된 바와 같이, 밀집한 홀 감광막 패턴(20b, 20c)이 건조되면서 더욱 단단히 경화되고, 기판(10)에 대한 접착도가 증가한다.

본 발명에 따른 밀집한 홀 감광막 패턴 형성 방법은 홀 사진 마스크 패턴 간의 간격이 넓은 제1 홀 사진 마스크를 사용하여 감광막을 노광한 후에, 제2 홀 사진 마스크를 사용하여 제1 홀 사진 마스크에 의해 형성된 홀 감광막 패턴 사이에 제2 홀 사진 마스크에 의한 홀 감광막 패턴을 형성함으로써, 부 로부 없는 밀집한 홀 감광막 패턴을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 밀집한 홀 감광막 패턴 형성 방법에 따라 부 로브 발생을 방지함으로써, 소자 제조의 수율을 개선할 수 있다.

발명의 바람직한 실시예에 대해 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims

반도체 기판 위에 감광막을 형성하는 단계와,

노광 장비에서 제1 홀 사진 마스크를 사용하여 홀 감광막 패턴이 형성될 부분을 노광한 후 상기 제1 홀 사진 마스크에 의해 형성될 상기 홀 감광막 패턴 사이에 상기 제2 홀 사진 마스크를 사용하여 홀 감광막 패턴이 형성될 부분에 노광하는 단계와,

상기 노광된 감광막을 노광 후 베이킹하는 단계와,

상기 노광된 감광막을 현상하여 밀집한 홀 감광막 패턴을 형성하는 단계와,

상기 밀집한 홀 감광막 패턴을 하드 베이킹하는 단계를 포함하고,

상기 제1 홀 사진 마스크 및 상기 제2 홀 사진 마스크는 서로 보완하여 특정한 간격의 밀집한 상기 홀 감광막 패턴을 형성하기 위하여 전자빔 또는 레이저를 사용하는 라이팅 장비에서 특정한 간격의 밀집한 홀에 대한 하나의 컴퓨터 설계 데이터를 제1 홀 설계 데이터 및 제2 홀 설계 데이터로 나누고, 상기 제1 홀 설계 데이터 및 상기 제2 홀 설계 데이터를 기초로 제작되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 밀집한 홀 감광막 패턴 형성 방법.
삭제
반도체 소자의 사진 공정에서 밀집한 홀 감광막 패턴을 형성하기 위한 홀 사 진 마스크로서,

전자 빔 또는 레이저를 사용하는 라이팅 장비에서 특정한 간격의 밀집한 홀에 대한 하나의 컴퓨터 설계 데이터를 복수의 홀 설계 데이터로 나누고, 각각의 홀 설계 데이터를 기초로 제작된 복수의 홀 사진 마스크를 포함하고,

상기 복수의 사진 마스크는 서로 보완하여 특정한 간격의 밀집한 홀 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 홀 사진 마스크.
제3항에 있어서,

상기 복수의 홀 사진 마스크 각각에 형성된 홀 패턴은 상기 특정한 간격의 밀집한 홀에 대한 상기 하나의 컴퓨터 설계 데이터에서 일 부분의 홀 데이터가 형성된 것으로서, 상기 하나의 컴퓨터 설계 데이터로 형성된 기존 홀 사진 마스크의 홀 패턴 간의 간격에 비하여 상기 복수의 홀 사진 마스크 각각의 홀 패턴 간의 간격이 1.4배 이상 더 넓은 것을 특징으로 하는 홀 사진 마스크.
제3항에 있어서,

상기 복수의 홀 사진 마스크는 제1 홀 사진 마스크 및 제2 홀 사진 마스크를 포함하고, 상기 제1 홀 사진 마스크 및 제2 홀 사진 마스크는 상기 특정한 간격의 밀집한 홀에 대한 상기 하나의 컴퓨터 설계 데이터를 두 부분으로 나누어서 상기 제1 홀 사진 마스크 및 상기 제2 홀 사진 마스크 각각의 홀 패턴 간의 간격은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 홀 사진 마스크.