KR19990005810A - 반도체 기판의 단차부에 의한 패턴손상 방지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 반도체 기판상에 패턴을 형성할 때 발생된 단차부에 의해 리소그라피 공정시 노광이 단차부에 반사되거나 산란됨으로서 패턴이 손상되는 현상을 제거하기 위해 단차부에 형성된 지역에 장벽패턴마스크를 형성하여 빛의 산란 및 반사를 상쇄시켜 패턴의 손상을 방지하기 위한 방법으로서 상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 반도체 제조공정중 리소그라피 공정시 사용되는 마스크에 패턴마스크와 반도체 기판상에 단차부가 형성된 지역에 조사되는 빛의 세기를 약하게 하기 위한 장벽패턴마스크를 동시에 형성하는 반도체 기판의 단차부에 의한 패턴손상 방지방법이다.

Description

반도체 기판의 단차부에 의한 패턴손상 방지방법

본 발명은 반도체 기판의 단차부에 의한 패턴손상 방지방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 기판상에 패턴을 형성할 때 발생된 단차부에 의해 리소그라피 공정시 노광이 단차부에 반사되거나 산란됨으로서 패턴이 손상되는 현상을 제거하기 위해 단차부에 형성된 지역에 장벽패턴마스크를 형성하여 빛의 산란 및 반사를 상쇄시켜 패턴의 손상을 방지하기 위한 반도체 기판의 단차부에 의한 패턴손상 방지방법에 관한 것이다.

반도체의 집적회로의 제조는 반도체 기판위에 원하는 부위에 절연물질이나 전도물질을 증착하고 또는 이온을 주입시키고 원하지 않는 부분을 에칭하고 식각하는 작업을 반복하여 완성하게 된다.

이때 중요한 것이 원하는 부분이외의 다른 부분에는 손상이 가하지 않도록 하는 것이 매우중요하다.

특히, 패턴을 형성할 때 사용하는 방법으로 마스크를 통해 빛을 투과시켜 원하는 부분과 불필요한 부분을 선택하는 공정으로 리소그라피공정이 있다.

도1에 일반적인 패턴마스크를 이용한 리소그라피공정을 나타내었다. 도1에 도시된 바와 같이 단차부(30)가 형성되어 있는 반도체 기판(10)상에 패턴마스크(22)를 이용하여 패턴(40)을 형성하려고 할 때 빛은 마스크(20)를 통과하게 되고 패턴마스크(22)부는 통과하지 못하기 때문에 패턴마스크(22)의 하단부는 빛을 쪼이지 못하여 식각을 행할 때 그 부분만이 남거나 제거된다.

그러나 패턴(40)이 형성될 부분에서의 빛의 투과 이미지를 나타낸 에어리얼이미지(15)를 보면 알 수 있듯이 패턴마스크(22)하단부에서 완전하게 빛이 투과하지는 못하고 있음을 알 수 있다. 즉, 빛의 산란에 의해 패턴마스크(22) 하단부로도 조금씩 침투하고 있다. 그리고 가장 문제가 되고 있는 것은 반도체 기판(10)에 형성된 단차부(30)에 반사되는 빛이 패턴마스크(22) 하단부에 조사되어 식각공정시 패턴이 손상되는 것이다.

도2에 단차부에 의해 반사되거나 산란된 빛에 의해 패턴이 손상된 상태를 나타낸 단면도를 도시하였다. 도2에 도시된 바와 같이 빛이 단차부(30)에 반사되면서 조사되지 않아야 되는 부분에까지 조사되어 패턴(40)이 손상되고 있다. 패턴(40)의 폭의 넓은 경우에는 약간의 손상이 커다란 문제가 되지는 않지만 패턴(40)이 미세화되고 있는 현재로서의 작은 손상은 소자에 치명적인 손상을 주게된다.

위와 같이 리소그라피 공정시 단차부(30)에 반사되는 빛에 의한 패턴(40)의 손상을 방지하기 위해 사용되는 방법으로 유기/무기의 반사방지막(50)을 기판(10)위에 형성한 후 리소그라피 공정을 행하는 방법이 있다.

위와 같은 방법의 패턴형성 방법을 도3에 도시하였다.

도3에 도시된 바와 같이 반도체 기판(10)위에 마스크(20)를 통과한 빛이 기판(10)과의 계면에서 반사하지 않도록 광학 상수를 조절한 반사방지막(50)을 기판(10)위에 도포하여 빛의 반사와 산란을 상쇄시켜 패턴(40)의 손상을 방지하는 방법을 사용하고 있다.

그러나 이와 같이 반사방지막(50)을 사용하는 방법은 광학상수의 정교한 제어의 어려움으로 인한 공정 의존도의 증가와 식각 공정의 문제, 오염물질 잔존의 문제점 등이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 리소그라피 공정을 위한 마스크 형성시 패턴마스크와 동시에 단차부가 형성된 지역에 장벽패턴마스크를 형성하여 단차부에 조사되는 강한 빛의 투과를 약하게 하여 단차부에 의해 반사 및 산란되는 현상을 약화시켜 패턴에 손상을 주지 않도록 한 반도체 기판의 단차부에 의한 패턴손상 방지방법을 제공함에 있다.

도1은 일반적인 패턴마스크를 이용한 리소그라피 공정을 나타낸 도면이다.

도2는 반도체 기판의 단차부에 의해 패턴이 손상된 상태를 나타낸 단면도이다.

도3은 반사방지막을 이용하여 패턴손상을 방지한 상태를 나타낸 단면도이다.

도4는 단차부가 형성된 반도체 기판상에 형성하고자 하는 패턴을 나타낸 도면이다.

도5는 본 발명에 의한 장벽패턴마스크를 포함한 마스크 도면이다.

도6은 본 발명에 의해 이루어진 마스크를 이용한 리소그라피 공정을 나타낸 도면이다.

도7은 본 발명에 의해 형성된 패턴을 나타낸 도면이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 기판 22 : 패턴마스크

24 : 장벽패턴마스크 30 : 단차부

40 : 패턴 50 : 반사방지막

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 반도체 제조공정중 리소그라피 공정시 사용되는 마스크에 패턴마스크와 반도체 기판상에 단차부가 형성된 지역에 조사되는 빛의 세기를 약하게 하기 위한 장벽패턴마스크를 동시에 형성하는 반도체 기판의 단차부에 의한 패턴손상 방지방법을 제공한다.

상기 장벽패턴마스크는 장벽패턴마스크 부분을 지나는 빛의 회절에 의해 식각공정시 패턴이 형성되지 않을 정도로 작게 형성한다.

상기와 같은 방법에 의한 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다. 상기와 같은 방법으로 이루어진 마스크를 통해 리소그라피 공정을 행하면 조사되는 빛이 패턴마스크 부분과 장벽패턴마스크 부분에는 빛이 투과하기 못하기 때문에 식각공정시 패턴마스크 부분 만이 남게 된다. 즉, 상기 장벽패턴마스크는 빛의 산란으로 인해 식각공정시 패턴이 형성되지 않고 다만 단차부에 조사되는 빛을 약하게 하여 단차부에 의해 반사되거나 산란되는 빛의 세기만을 약화시키는 작용을 하게 된다.

따라서, 단차부에 의한 빛의 반사나 산란이 일어나지 않기 때문에 패턴의 손상을 방지할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.

도4는 단차부(30)가 형성된 기판(10)위에 만들고자하는 패턴(40)의 형태를 나타낸 도면이다.

도5는 도4와 같은 패턴(40)을 형성하기 위해 단차부(30)가 형성된 지역에 장벽패턴마스크(24)를 디자인하고 만들고자 하는 패턴(40)만을 남기기 위한 패턴마스크(22)를 디자인한 도면이다.

장벽패턴마스크(24)는 장벽패턴마스크(24)를 통과하는 빛이 회절할 수 있을 정도로 작게 형성하여 단차부(30)에 조사되는 빛의 세기를 약화시키고 반사되는 빛을 상쇄시킨다.

도6은 도5에서와 같은 마스크(20)를 이용하여 리소그라피 공정을 행하는 상태를 나타낸 도면이다.

도4에 도시된 바와 같이 마스크(20)를 통과한 빛은 반도체 기판(10)위헤 조사된다. 그러나 패턴마스크(22) 부분은 빛이 투과하기 못하기 때문에 식각공정에서 식각시 빛이 조사되지 부분은 남게 되고 빛이 조사된 부분은 식각된다. 그런데 반도체 기판(10)에 형성된 단차부(30) 지역에 형성시킨 장벽패턴마스크(24)는 매우 작게 형성되어 있기 때문에 장벽패턴마스크(24)에 의해 빛이 회절하여 단차부(30) 부분에 조사되는 빛의 세기가 약화된다. 따라서 단차부(30)에 반사되더라도 매우 약한 빛이 반사되기 때문에 식각시 패턴(40)에 손상을 가하지 않게 된다.

도6에 도시된 에어리얼이미지(15)를 보면 장벽패턴마스크(24) 부분을 지난 빛은 완전히 차단되지 않고 빛의 세기만 약화된 것을 알 수 있다. 즉, 장벽패턴마스크(24)를 작데 형성하였기 때문에 장벽패턴마스크(24) 부분의 마스크(20)를 통해 투과된 빛이 장벽패턴마스크(24)에 의해 회절되어 장벽패턴마스크(20) 부분의 빛의 세기를 약화시키게 된다.

따라서 식각시 장벽패턴마스크(24) 부분은 패턴(40)으로 형성되지 않고 완전히 식각되며 단차부(30)에 의한 반사가 거의 이루어지지 않기 때문에 패턴마스크(22)에 의한 패턴(40) 부분도 깨끗한 측벽이 형성된다.

도7은 상기와 같은 방법으로 형성된 패턴(40)을 도시한 단면도이다. 도7에 형성된 패턴(40)의 단면도를 도2에 형성된 패턴(40)의 단면도와 비교할 때 패턴(40)의 손상이 일어나지 않음을 알 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 리소그라피 공정시 마스크의 디자인시 패턴마스크와 더불어 기판상에 형성된 단차부 지역에 조사되는 빛의 세기를 약화시키기 위한 장벽패턴마스크를 디자인하여 단차부에 의해 반사되거나 산란되는 빛을 상쇄시킴으로서 패턴의 측벽에 빛이 반사되어 발생되는 패턴의 손상을 방지할 수 있다는 이점이 있다.

또다른 이점으로는 웨이퍼의 기판 특성을 변화시키는 별도의 공정을 추가하지 않고 마스크상에 반사 및 산란광을 흡수하는 장벽 패턴을 추가함으로써 패턴의 손상을 방지할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 반도체 제조공정중 리소그라피 공정시 사용되는 마스크에 패턴마스크와 반도체 기판상에 단차부가 형성된 지역에 조사되는 빛의 세기를 약하게 하기 위한 장벽패턴마스크를 동시에 형성하는 반도체 기판의 단차부에 의한 패턴손상 방지방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 장벽패턴마스크의 크기는 빛의 회절로 인하여 현상 공정후 장벽패턴마스크에 의한 패턴이 형성되지 않도록 작게 형성하는 반도체 기판의 단차부에 의한 패턴손상 방지방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 장벽패턴마스크는 이전 공정에 의해 발생된 단차부의 모양을 따라 형성하는 반도체 기판의 단차부에 의한 패턴손상 방지방법.