KR19990027486U - 티형 패턴 형성을 위한 포토마스크 - Google Patents

Abstract

본 고안은 단층의 레지스트에 단일 노광 및 현상을 실시하여 T-형 패턴을 얻을 수 있는 포토마스크를 제공하고자 하는 것으로, 이를 위해 본 고안은 T-형 패턴 형성을 위한 포토마스크에 있어서, 투명기판; 상기 투명기판의 일측면에 형성되어 입사되는 광원을 사입사시키기 위한 위상격자층; 및 상기 투명기판의 타측면에 형성되어 T-형 패턴 형성을 위한 투광부를 정의하는 다수의 차광패턴을 포함하여 이루어진다. 위상격자층은 수직으로 입사하는 광원을 비스듬하게 사입사시키는 기능을 갖고 있으므로, 차광패턴들이 이러한 사입사된 광원의 기울기로 인하여 위상차를 일으키고, T-형 패턴의 상부 폭을 정의하는 투광부 부위에서 보강간섭을 일으키게 되므로써, 양호한 프로파일의 T-형 패턴을 얻을 수 있다.

Description

티형 패턴 형성을 위한 포토마스크

본 고안은 반도체 소자 제조 공정에 사용되는 포토마스크에 관한 것으로, 특히 T-형 패턴 형성을 위한 포토마스크에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, T-형 게이트 패턴을 얻기 위해서는 우선적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(11) 상의 절연막(12)을 식각하여 T-형 네가티브 패턴(13)을 형성하여야 한다. 즉, T-형 게이트 하부구조(이하 "게이트 다리"라 칭함, 13a)와 T-형 게이트 상부구조(이하 "게이트 머리"라 칭함, 13b)를 형성하여야 한다.

그런데, T-형 게이트 패턴에서 미세한 선폭을 가지는 게이트 다리(13a) 부분은 높은 해상력을 요구하고 있으므로, 전자빔 리소그라피(lithography) 기술을 사용하고 있으나, 전자빔 리소그라피 기술은 높은 해상력을 가짐에도 불구하고 많은 공정시간을 요구하고 있어 생산성에 문제가 되고 있다.

따라서, 더 짧은 파장의 광원을 사용하는 KrF 엑시머 레이저 스텝퍼 및 위상반전마스크와 같은 해상력 향상을 위한 변형 마스크 기술이 사용되기도 하나, 이러한 기술로 T-형 네가티브 패턴을 형성하기 위해서는 3층 레지스트 공정, 이중 노광 공정 또는 이중 식각 공정 등을 사용하여야 하기 때문에, 필수적으로 레지스트 경화 공정을 실시하여야 하고, 이로 인하여 층간 잔유물이 발생하게 되므로 소자 특성의 저하 및 재현성의 부족현상이 문제점으로 대두된다.

본 고안은 단층의 레지스트에 단일 노광 및 현상을 실시하여 T-형 패턴을 얻을 수 있는 포토마스크를 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1은 T-형 네가티브 패턴 단면도.

도 2는 본 고안에 따른 티(T)형 패턴 형성을 위한 포토마스크의 평면도.

도 3a는 도 2에서 위상격자층이 없고 단순히 크롬패턴에 의해서만 형성되는 빛 강도 분포 곡선.

도 3b는 위상격자층에 의해 보강간섭이 일어난 상태의 빛 강도 분포 곡선.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 석영기판

22 : 위상격자층

23a, 23b, 24a, 24b : 크롬패턴

25, 26a, 26b : 투광부

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, T-형 패턴 형성을 위한 포토마스크에 있어서, 투명기판; 상기 투명기판의 일측면에 형성되어 입사되는 광원을 사입사시키기 위한 위상격자층; 및 상기 투명기판의 타측면에 형성되어 T-형 패턴 형성을 위한 투광부를 정의하는 다수의 차광패턴을 포함하여 이루어진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 일실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 T-형 패턴을 위한 포토마스크를 나타낸다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 고안의 일실시예에 따른 포토마스크는 석영기판(21)의 일측면이 규칙적인 주기적인 요철 형상을 하고 있어 위상격자층(22)을 이루고 있다. 석영기판(21)의 타측면에는 게이트 다리를 형성하기 위한 제1투광부(25)를 정의하기 위하여 서로 일정한 스페이스를 갖는 제1 및 제2 크롬패턴(23a, 23b)이 형성되고, 제1 및 제2 크롬패턴(23a, 23b)의 외각에는 다시 게이트 머리를 형성하기 위한 제2투광부(26a, 26b)를 정의하기 위하여 제1 및 제2 크롬패턴(23a, 23b)과 일정 스페이스를 갖는 제3 및 제4 크롬패턴(24a, 24b)이 각각 형성된다. 제2투광부(26a, 26b)는 게이트 머리부위의 선폭 형성을 물론 게이트 다리 부위의 빛 강도를 증가시키는 역할을 한다.

본 실시예에서는 위상격자층(22)이 바로 석영기판(21)의 일측면에 형성되어 있으나, 석영기판과는 별도로 위상 격자를 갖는 투명기판을 사용할 수 있다.

도 3a는 도 2에서 위상격자층(22)이 없고 단순히 크롬패턴에 의해서만 형성되는 빛 강도 분포 곡선을 나타내고, 도 3b는 위상격자층(22)에 의해 보강간섭이 일어난 상태의 빛 강도 분포 곡선을 나타낸다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 위상격자층(22)이 없을 경우에는 제2투광부(26a, 26b)에서의 빛 강도가 상당히 강하게 나타나므로, T-형 패턴을 형성할 수 없다. 즉, 제2투광부(26a, 26b)를 통과한 빛이 웨이퍼상의 레지스트를 충분히 노광시켜, 결국 양호한 프로파일의 T-형 패턴을 얻을 수 없다.

한편, 위상격자층(22)을 갖는 경우, 위상격자층(22)은 수직으로 입사하는 광원을 비스듬하게 사입사시키는 기능을 갖고 있으므로, 제1, 제2, 제3 및 제4 크롬패턴(23a, 23b, 24a, 24b)이 이러한 사입사된 광원의 기울기로 인하여 위상차를 일으키고, 도 3a의 "31" 부위에서 보강간섭을 일으키게 되어, 결국, 도 3b와 같이 제2투광부(26a, 26b)에 대응되는 지역의 강도가 떨어지게 된다. 따라서, 앞서 설명한 도 1과 같은 양호한 프로파일의 T-형 패턴(13)을 얻을 수 있다.

이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지 자에게 있어 명백할 것이다.

본 고안은 종래의 공정과는 달리 단층의 레지스트에 단일 노광 및 현상을 실시하여 T-형 패턴을 얻을 수 있어, 공정시간 단축과 이에 따른 생산성 향상이 증대된다.

Claims (2)

1. T-형 패턴 형성을 위한 포토마스크에 있어서,

   투명기판;

   상기 투명기판의 일측면에 형성되어 입사되는 광원을 사입사시키기 위한 위상격자층; 및

   상기 투명기판의 타측면에 형성되어 T-형 패턴 형성을 위한 투광부를 정의하는 다수의 차광패턴

   을 포함하여 이루어진 포토마스크.
2. 제1항에 있어서,

   상기 차광패턴은

   T-형 패턴의 하부구조를 형성하기 위한 제1투광부를 정의하기 위하여 서로 일정한 스페이스를 갖는 제1 및 제2 크롬패턴; 및

   상기 제1 및 제2 크롬패턴의 각 외각에는 T-형 패턴의 상부구조를 형성하기 위한 제2투광부를 정의하기 위하여 상기 제1 및 제2 크롬패턴과 일정 스페이스를 갖는 제3 및 제4 크롬패턴

   을 포함하는 포토마스크.