KR101095049B1 - 노광 마스크 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 노광 마스크에 관한 것으로써, 본 발명은 회로 설계에 따른 굴곡형 패턴을 효율적으로 형성하기 위하여, 노광을 위한 차광 패턴에 빛의 회절을 유도 할 수 있는 투광 슬릿을 포함시키는 패턴이 형성된 노광 마스크이다.
Description
도 1은 종래 기술에 의한 OPC가 적용된 노광 마스크.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 노광 마스크 및 그에 따라 반도체 기판에 형성된 패턴의 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 노광 마스크를 도시한 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 노광 마스크를 이용한 리소그래피 공정으로 반도체 기판에 형성된 패턴의 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 노광 마스크의 단면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10, 100 : 노광 마스크 20 : OPC용 라인형 차광 패턴
30 : 굴곡형 차광 패턴 110 : 직사각형 모양 차광 패턴
120 : 제 1 차광 패턴 130 : 제 2 차광 패턴
140 : 제 3 차광 패턴 125 : 제 1 투광 슬릿
145 : 제 2 투광 슬릿 150 : MoSiON 반투명 하프-톤
200 : 반도체 기판 210 : 굴곡형 패턴
220 : 비대칭형 굴곡 패턴 230 : 좌우 대칭형 굴곡 패턴
240 : 코너 라운딩 패턴 λ : 노광 빛의 파장
본 발명은 노광 마스크에 대한 것으로써, 특히 회로 설계에 따른 굴곡형 패턴을 효율적으로 형성하기 위하여 패터닝이 잘 되도록 노광 마스크의 석영 기판 상에 차광 패턴 및 투광 패턴을 형성하는 기술에 관한 것이다.
종래 기술에 의한 노광 마스크를 이용한 패터닝 방법에 있어서, 라인형 또는 라인 교차에 의한 굴곡형 패턴을 반도체 상에 패터닝하면 예상할 수 없는 변형된 모양으로 패턴이 형성된다. 따라서, 좌 우로 직사각형 모양의 보조 차광 패턴을 본래의 노광 패턴에 부착하여 노광 마스크를 제작하고, 이를 이용하여 반도체 기판 상에 패터닝을 실시한다. 이와 같은 방식으로 형성된 노광 마스크 패턴을 OPC(Optical Proximity Correction)이라 하며 패턴의 부착에 의한 주변 패턴과의 밀도 차이에 의한 근접효과(Proximity Effect)를 이용한 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 OPC가 적용된 노광 마스크이다.
석영 기판(10) 상에 미세 보조 패턴을 포함하는 라인형 차광 패턴(20)과 복수개의 라인형 차광 패턴으로 이루어지며 라인형 차광 패턴이 만나면서 교차된 형태를 갖는 굴곡형 차단 패턴(30)이 형성되어 있다.
이때, 투명도가 좋은 석영 기판 상에 크롬 산화막 및 E빔 감광막층을 형성하고 E빔을 주사 스캔하여 E빔 감광막의 분자 사슬을 끊어 내는 방식으로 노광 및 현상하여 패턴을 형성한다. 다음에는 크롬 산화막을 식각 공정으로 식각하고 E빔 감 광막층을 제거하여 노광 마스크를 제조한다.
여기서, OPC를 위한 미세 보조 패턴을 형성하는데 E빔을 이용한 기술은 어려움이 따른다. 현재의 분해능의 한계는 0.2㎛ 정도이고, 그 이하의 패턴 제조는 어렵다. 그리고, 반도체 기판 상에 0.1㎛급 D램 칩을 형성하기 위한 노광 마스크를 제조하기 위해서는 20시간 이상의 E빔 라이팅(E-Beam Writing) 시간이 소요되는 문제가 있다. 특히 다양한 형태의 빔을 사용하는 VSB(Variable Shape Beam) 방식의 E빔 장치를 가지고 도 1과 같은 형태의 패턴이거나 더 복잡하게 설계된 패턴일 경우, 데이터 분석 시간 및 조합 수가 기하 급수적으로 증가하기 때문에 제조 시간이 많이 소모된다. 또한 미세 모양을 그대로 구현하는 것도 한계가 있어 회로의 모양이 제한 될 수 있고 굴곡 패턴의 경우 코너 라운딩 구현도가 떨어지는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 회로 설계에 따른 굴곡형 패턴을 효율적으로 형성하기 위하여, 노광 마스크의 차광 패턴에 빛의 회절을 유도 할 수 있는 투광 슬릿을 포함시킴으로써, 노광 마스크 제조를 위한 E빔 장비에 제한 받지 않고 자유롭게 패턴을 형성하며 굴곡형과 같은 복잡한 형태의 모양을 반도체 기판에 정확히 패터닝 할 수 있는 노광 마스크를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 것으로서, 라인형 제 1 차광 패턴 또는 두 개의 라인형 차광 패턴이 교차되어 구비되는 제 2 차광 패턴이 구비되고,
상기 라인형 제 1 차광 패턴의 내측에 상기 제 1 차광 패턴의 연장방향과 소정의 각을 이루어 구비되는 적어도 하나 이상의 제 1 투광 슬릿과,
상기 제 2 차광 패턴 교차부 내측의 안쪽 코너에 구비되는 적어도 하나 이상의 제 2 투광 슬릿을 특징으로 하는 노광 마스크이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 노광 마스크에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 노광 마스크 및 그에 따라 반도체 기판에 형성된 패턴의 개략도이다.
도 2a를 참조하면, 노광 마스크(100) 상에 직사각형 모양의 차광 패턴(110)이 형성되어 있을 경우, 직사각형의 긴 변의 방향과 직각을 이루며 서로 마주보는 모서리 부분에 각각 형성되는 얇은 직사각형 모양의 투광 슬릿(115)을 더 추가한다.
도 2b를 참조하면, 상기 직사각형의 차광 패턴(110)대로 형성되지 않고, 투광 슬릿(115)이 위치한 부분이 안쪽으로 들어간 모양으로 형성된 것을 볼 수 있다. 이때, 노광 공정에서 투광 슬릿(115)을 통하여 빛이 더 많이 들어가고, 빛의 회절현상에 의해서 투광 슬릿(115)이 위치한 부분이 더 식각된다. 따라서, 직사각형의 차광 패턴(110)에 투광 슬릿(115)을 포함시켜서 반도체 기판(200) 상에 굴곡형 패턴(210)을 형성할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 노광 마스크를 도시한 평면도이다.
도 3을 참고하면, 석영 기판과 복수개의 라인형 차광 패턴을 포함하는 노광 마스크(100)에 있어서, 라인형 차광 패턴은 라인형 차광 패턴이 연장되는 방향과 소정의 각도를 이루며 형성되는 직사각형의 제 1 투광 슬릿(125)과 라인형 차광 패턴이 만나는 교차부의 안쪽 코너에 직사각형의 제 2 투광 슬릿(145)을 더 포함하는 노광 마스크(100)이다. 이때, 제 1 및 제 2 투광 슬릿(125, 145)의 크기는 각각 노광 시 사용되는 광원 파장(λ)의 0.5 내지 10배의 폭과 5 내지 20배의 길이를 갖도록 형성한다. 또한, 제 1 투광 슬릿(125)은 차광 패턴의 경계로부터 노광 시 사용되는 광원 파장의 0.5 내지 5배의 길이만큼 안쪽으로 이격되도록 형성하고, 제 2 투광 슬릿(145)은 차광 패턴과 45도의 각도를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
도 3의 경우, 제 1 차광 패턴(120)은 라인형 차광 패턴에 사선 형태의 제 1 투광 슬릿(125)을 포함하고 있고, 제 2 차광 패턴(130)은 라인형 차광 패턴에 라인이 연장되는 방향과 수직한 방향으로 제 1 투광 슬릿(125)을 포함하고 있다. 제 3 차광 패턴(140)은 복수개의 라인형 차광 패턴으로 이루어지며 라인형 차광 패턴이 만나는 교차부의 안쪽 코너에 직사각형의 제 2 투광 슬릿(145)을 더 포함하는 노광 마스크(100)의 부분이다.
도 4는 본 발명에 따른 노광 마스크를 이용한 리소그래피 공정으로 반도체 기판에 형성된 패턴의 평면도이다.
비대칭형 굴곡 패턴은(220) 도 3에서의 제 1 차광 패턴(120)에 의해서 형성된 것이다. 빛이 사선 방향으로 회절 되어 길이 방향으로는 웨이브 모양이고 좌우 로는 비대칭형의 굴곡 패턴(220)이 형성되었다.
좌우 대칭형 굴곡 패턴(230) 도 3에서의 제 2 차광 패턴(130)에 의해서 형성된 것이다.
코너 라운딩 패턴(240)은 제 3 차광 패턴(140)에 의해서 형성된 것이다. 빛이 제 2 투광 슬릿(145)를 통과하면서 슬릿이 나열된 방향으로 회절을 일으켜 종래의 기술보다 더 향상된 코너 라운딩 패턴(240)을 형성할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 노광 마스크의 단면도들이다.
본 발명에 따른 노광 마스크(100)는 도 3에서 A-A'에 따른 단면도로써, 투명한 석영 기판에 회로 설계에 따라 차광 물질인 크롬을 이용하여 형성된 패턴(120, 130, 140)을 포함하고 있다. 노광 시 사용되는 광원이 일정한 파장(λ)을 갖고 통과하면서 슬릿이 위치한 부분에서 빛의 회절이 일어난다.
또한, 상기 노광 마스크(100)는 상기 석영 기판과 상기 차광 패턴 사이에 MoSiON 반투명 하프-톤(Half-tone)층을 더 포함할 수도 있다. 이때, MoSiON 반투명 하프-톤 층은 상기 제 1 및 제 2 투광 슬릿(125, 145)과 동일한 투광 슬릿을 포함하거나, 단일층으로 형성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 노광 마스크의 회로 설계에 따른 굴곡형 패턴을 OPC 방법을 위한 미세 보조 패턴을 형성하지 않고 차광 패턴내에 투광 슬릿을 포함시킴으로써, 노광 마스크 제조를 위한 E빔 장비에 제한 받지 않을 수 있다. 또한, 자유롭게 다양한 굴곡 패턴을 제조 할 수 있으며 반도체 기판 상에 형 성되는 패턴의 구현도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 이를 위한 노광 마스크를 제조하는 시간을 단축 시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (6)
- 라인형 제 1 및 제 2 차광 패턴 또는 두 개의 라인형 차광 패턴이 교차되어 구비되는 제 3 차광 패턴이 구비되고,상기 제 1 차광 패턴의 내측에 상기 제 1 차광 패턴의 연장방향과 소정의 각을 이루어 구비되고, 상기 제 2 차광 패턴의 내측에 상기 제 2 차광 패턴의 연장방향과 수직 방향으로 구비된 적어도 하나 이상의 제 1 투광 슬릿과,상기 제 3 차광 패턴 교차부 내측의 안쪽 코너에 구비되는 적어도 하나 이상의 제 2 투광 슬릿을 특징으로 하는 노광 마스크.
- 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 1항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 투광 슬릿의 크기는 각각 노광 시 사용되는 광원 파장의 0.5 내지 10배의 폭과 5 내지 20배의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 노광 마스크.
- 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 1항에 있어서,상기 제 1 투광 슬릿은 상기 차광 패턴의 경계로부터 노광 시 사용되는 광원 파장의 0.5 내지 5배의 길이만큼 안쪽으로 이격되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 노광 마스크.
- 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 1항에 있어서,상기 제 2 투광 슬릿은 교차되는 라인형 차광 패턴과 각각 45도의 각도를 갖도록 구비되는 것을 특징으로 하는 노광 마스크.
- 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 1항에 있어서,상기 노광 마스크는 석영 기판과 상기 차광 패턴 사이에 MoSiON 반투명 하프-톤(Half-tone)층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크.
- 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제 5항에 있어서,상기 MoSiON 반투명 하프-톤 층은 상기 제 1 및 제 2 투광 슬릿과 동일한 투광 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크.
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