KR19990031211U

KR19990031211U - Contact Mask of Semiconductor Device

Info

Publication number: KR19990031211U
Application number: KR2019970043920U
Authority: KR
Inventors: 김정회
Original assignee: 김영환; 현대전자산업 주식회사
Priority date: 1997-12-30
Filing date: 1997-12-30
Publication date: 1999-07-26

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 제조공정에 사용되는 콘택 마스크에 관한 것으로, 빛의 회절을 감안하여 콘택 마스크에 형성된 콘택홀 패턴을 원에 가까운 다각형으로 형성하므로써, 콘택 마스크를 사용한 리소그라피 공정으로 웨이퍼상에 원형의 콘택홀을 정확히 형성시킬 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contact mask used in a manufacturing process of a semiconductor device, wherein a contact hole pattern formed in a contact mask is formed into a polygon close to a circle in consideration of light diffraction, thereby forming a circle on a wafer in a lithography process using a contact mask. The contact hole of can be formed accurately.

Description

Contact Mask of Semiconductor Device

본 발명은 반도체 소자의 제조공정에 사용되는 콘택 마스크에 관한 것으로, 특히 콘택홀 패턴이 형성된 콘택 마스크를 사용한 리소그라피 공정으로 웨이퍼상에 원형의 콘택홀을 정확히 형성시킬 수 있는 반도체 소자의 콘택 마스크에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contact mask used in a manufacturing process of a semiconductor device, and more particularly to a contact mask of a semiconductor device capable of accurately forming a circular contact hole on a wafer by a lithography process using a contact mask having a contact hole pattern formed thereon. will be.

일반적으로, 반도체 소자를 제조함에 있어, 콘택홀 형성공정은 수 내지 수십번 진행된다. 콘택홀 형성공정은 콘택홀 패턴을 갖는 콘택 마스크를 사용한 리소그라피(lithography) 공정으로 웨이퍼상에 콘택홀 패턴을 전사시켜 진행된다. 리소그라피 공정에 적용되는 기술은 크롬 마스크, 위상 반전 마스크(PSM)등이 적용되며, 노광원에 따라 G-line, I-line, Deep UV(KrF, ArF), Broad Band 모두 적용된다.In general, in manufacturing a semiconductor device, the contact hole forming process may be performed several to several tens of times. The contact hole forming process is performed by transferring a contact hole pattern onto a wafer by a lithography process using a contact mask having a contact hole pattern. Techniques applied to the lithography process are chrome mask, phase inversion mask (PSM), etc., and G-line, I-line, Deep UV (KrF, ArF), and Broad Band are applied depending on the exposure source.

종래의 콘택 마스크는, 도 1에 도시된 바와같이, 콘택홀 패턴(1)을 정사각형 또는 직사각형으로 만들었다. 이러한 콘택홀 패턴(1)이 형성된 콘택 마스크를 사용한 리소그라피 공정으로 웨이퍼상에 원형의 콘택홀을 형성하고자 할 때의 문제점은 패턴 충실도(pattern fidelity)가 떨어지고, 사각형의 콘택홀 패턴으로 웨이퍼상에 원형의 콘택홀을 정의(define)함에 있어 콘택홀 크기가 작아질수록 웨이퍼상에 원형의 콘택홀을 정의하기가 어려우며, 노광량이 증대되어 생산성이 저하되고, 도 2에 도시된 바와같이, 빛 에너지 등고선(2)이 동심원이기 때문에 사각 모서리부(1A)에서 빛 에너지 등고선이 동일하지 않기 때문에 원형의 콘택홀을 정의하는데 많은 빛 에너지가 필요하며, 사이드 로브(side lobe)가 발생되고, 또한 현재 양산중인 소자의 대부분이 콘택홀 형성시 마스크에서 하프 톤(half tone) 위상 반전 마스크를 사용하고 있는데 노광량 증가시 노광되지 않은 부분에서도 포토레지스트(photoresist)의 손실이 발생하는 사이드 로브가 발생한다.Conventional contact masks have made the contact hole pattern 1 square or rectangular, as shown in FIG. The problem when attempting to form a circular contact hole on a wafer by a lithography process using a contact mask in which the contact hole pattern 1 is formed is reduced in pattern fidelity, and a circular contact hole pattern is formed on the wafer. As the contact hole size becomes smaller in defining the contact hole of, it is more difficult to define the circular contact hole on the wafer, the exposure amount is increased, the productivity is lowered, and as shown in FIG. 2, the light energy contour Since (2) is a concentric circle, since the light energy contours are not the same at the square corner portion 1A, much light energy is required to define a circular contact hole, and a side lobe is generated and is currently in mass production. Most of the devices use half-tone phase inversion masks in masks to form contact holes. Also the side lobe caused by the loss of the photo resist (photoresist) occurs.

따라서, 빛의 회절을 감안하여 콘택 마스크에 형성된 콘택홀 패턴을 원에 가까운 다각형으로 형성하므로써, 콘택 마스크를 사용한 리소그라피 공정으로 웨이퍼상에 원형의 콘택홀을 정확히 형성시킬 수 있는 반도체 소자의 콘택 마스크를 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, by forming a contact hole pattern formed in the contact mask into a polygon close to a circle in consideration of light diffraction, a contact mask of a semiconductor device capable of accurately forming a circular contact hole on a wafer by a lithography process using a contact mask is formed. The purpose is to provide.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 콘택홀 패턴이 형성된 반도체 소자의 콘택 마스크에서, 상기 콘택홀 패턴이 빛의 회절을 감안하여 원에 가까운 다각형으로 된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is characterized in that in the contact mask of the semiconductor device in which the contact hole pattern is formed, the contact hole pattern is a polygon close to a circle in consideration of light diffraction.

도 1은 종래 콘택 마스크에 형성된 콘택홀 패턴의 평면도.1 is a plan view of a contact hole pattern formed in a conventional contact mask.

도 2는 종래 콘택홀 패턴에 빛 에너지 등고선을 나타낸 도면.2 is a view showing light energy contours in a conventional contact hole pattern.

도 3(a) 내지 (d)는 본 발명의 실시예에 따른 각각의 콘택 마스크에 형성된 콘택홀 패턴의 평면도.3A to 3D are plan views of contact hole patterns formed on respective contact masks according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 콘택홀 패턴에 빛 에너지 등고선을 나타낸 도면.4 is a view showing a light energy contour in the contact hole pattern of the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1 및 11: 콘택홀 패턴 1A 및 11A: 모서리 부분1 and 11: contact hole patterns 1A and 11A: corner

11B: 변부 12: 빛 에너지 등고선11B: Edge 12: Light Energy Contour

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3(a) 내지 (d)는 본 발명의 실시예에 따른 각각의 콘택 마스크에 형성된 콘택홀 패턴의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 콘택홀 패턴에 빛 에너지 등고선을 나타낸 도면이다.3A to 3D are plan views of contact hole patterns formed on the respective contact masks according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view showing light energy contours on the contact hole patterns of the present invention.

도 3(a) 내지 (d)에 도시된 바와같이, 본 발명의 실시예에 따른 콘택홀 패턴들(11) 각각은 빛의 회절을 감안하여 콘택홀 패턴(11)의 모서리 부분(11A)에 계단 모양이 적어도 하나 이상 형성하여 웨이퍼상에 형성되는 원형의 콘택홀 모양과 근접되도록 한다.As shown in FIGS. 3A to 3D, each of the contact hole patterns 11 according to the exemplary embodiment of the present invention may be formed at the corner portion 11A of the contact hole pattern 11 in consideration of light diffraction. At least one step shape is formed to be close to the circular contact hole shape formed on the wafer.

본 발명의 콘택홀 패턴들(11)은 설계하는 방법은 콘택홀의 전체 크기가 64M DRAM급을 기준으로 0.4㎛ (웨이퍼상에서)로 할 때 계단식으로 그릴 때 한 개의 계단은 0.1㎛(웨이퍼상에서 0.02㎛)의 스폿 사이즈(spot size)로 만들면 한 변에 20개의 계단으로 설계할 수 있고, 효과에 따라(빛의 영향) 한 개의 계단을 0.02㎛의 정수배로 하여 설계할 수 있다. 즉, 도 3(a)에 도시된 바와같이 콘택홀 사이즈가 0.4㎛이고 마스크 상의 스폿 사이즈가 0.1㎛(웨이퍼상에서 0.02㎛)일 때 0.02㎛단위로 모서리 부분(11A)에 다수의 계단을 형성한다. 한편, 경우에 따라 도 3(a)에 도시된 바와같이 모서리 부분(11A)에 0.05㎛단위로 다수의 계단을 형성할 수 있으며, 도 3(c)에 도시된 바와같이 모서리 부분(11A)에 0.04 내지 0.1㎛단위로 하나의 계단을 형성할 수 있고, 도 3(d)에 도시된 바와같이 모서리 부분(11A)뿐만 아니라 변부(11B)에도 계단을 형성할 수 있다.The method of designing the contact hole patterns 11 of the present invention is that when the overall size of the contact hole is 0.4 μm (on a wafer) based on 64M DRAM, one step is 0.1 μm (0.02 μm on a wafer). If you make a spot size of), you can design 20 steps on one side, and depending on the effect (light effect), you can design one step by an integer multiple of 0.02㎛. That is, as shown in Fig. 3A, when the contact hole size is 0.4 mu m and the spot size on the mask is 0.1 mu m (0.02 mu m on the wafer), a plurality of steps are formed in the corner portion 11A in units of 0.02 mu m. . In some cases, as shown in FIG. 3 (a), a plurality of steps may be formed in the corner portion 11A in units of 0.05 μm, and as shown in FIG. 3 (c), the plurality of steps may be formed in the corner portion 11A. One step may be formed in units of 0.04 to 0.1 μm, and steps may be formed on the edge portion 11B as well as the edge portion 11A, as shown in FIG. 3 (d).

도 4에 도시된 바와같이, 빛 에너지 등고선(12)이 동심원이기 때문에 사각 모서리부(11A)에서 빛 에너지 등고선(12)이 동일하지 않지만 본 발명의 콘택홀 패턴(11)의 모서리 부분(11A)이 계단식으로 되어있어 빛 에너지가 적게 요하게 되어 원형의 콘택홀을 용이하게 정의할 수 있다.As shown in FIG. 4, since the light energy contours 12 are concentric circles, the light energy contours 12 are not the same at the square corner portions 11A, but the corner portions 11A of the contact hole pattern 11 of the present invention are the same. This cascade allows less light energy, making it easier to define circular contact holes.

본 발명의 원리는 빛 에너지가 마스크를 통과시 한점(source)을 기준으로 동심원의 빛 에너지 등고선(12)으로 진행성을 갖고 있기 때문에 콘택홀 패턴(11)을 원에 가깝게 설계한 것이다.The principle of the present invention is that the contact hole pattern 11 is designed to be close to the circle because the light energy has a progression to the concentric light energy contour 12 based on the source when passing through the mask.

상술한 바와 같이, 본 발명은 빛의 회절을 감안하여 콘택 마스크에 형성된 콘택홀 패턴을 원에 가까운 다각형으로 형성하므로써, 웨이퍼에 노광시 콘택홀의 찌그러짐 없이 원형의 콘택홀을 정확히 형성시킬 수 있으며, 빛 에너지 등고선에서 빛 강도가 높기 때문에 노광시 노광량을 줄일 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있으며, 노광량을 줄일 수 있으므로 하프 톤 위상 반전 마스크 사용할 때 사이드 로브를 감소시킬 수 있으며, 콘택홀을 작게 정의할 수 있어 소자의 고집적화에 기여할 수 있다.As described above, the present invention forms a contact hole pattern formed in the contact mask in a polygon close to a circle in consideration of light diffraction, thereby accurately forming a circular contact hole without distortion of the contact hole during exposure to a wafer. Since the light intensity is high in the energy contour, it is possible to reduce the exposure amount during exposure, thereby improving productivity. Since the exposure amount can be reduced, side lobes can be reduced when using halftone phase reversal mask, and the contact hole can be defined small. It can contribute to the high integration of the device.

Claims

A contact mask of a semiconductor device having a contact hole pattern formed therein, wherein the contact hole pattern has a polygonal shape close to a circle in consideration of light diffraction.