KR19990085842A - 반도체 마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 마스크에 관한 것으로, 종래 반도체 마스크는 단순히 빛을 투과하는 영역과 빛을 차단하는 영역으로만 구성되어, 그 마스크를 통해 빛을 인가 받아 패턴을 형성할 포토레지스트에 단차가 형성되어 있는 경우에는 초점이 정확히 맞지 않아 정확한 패턴을 형성할 수 없는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 광원의 빛을 반도체 소자영역의 상부에 도포된 포토레지스트 측으로 소정의 굴절률로 굴절하여 투과시키는 투과영역과; 광원의 빛을 차단하는 차단영역으로 구성되는 반도체 마스크에 있어서, 상기 반도체 소자영역에서 다른 영역의 상부면 보다 낮은 상부면을 갖는 영역에 해당하는 투과영역의 일부 저면에 크리스탈을 접착하여 마스크 하부에 굴절률이 상기 마스크와 다른 소정 두께의 크리스탈을 접합시켜 초점거리를 변화시킴으로써, 각 단차면에 도포된 포토레지스트에 정확한 패턴을 형성할 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체 마스크

본 발명은 반도체 마스크에 관한 것으로, 특히 반도체 소자 제조공정에서 다른 영역보다 낮은 영역에 위치하는 마스크 영역에 굴절률이 큰 크리스탈을 접합하여 정확한 마스크 패턴을 형성하는데 적당하도록 한 반도체 마스크에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자의 제조공정 중 사진식각에서 사용되는 마스크는 광원의 빛을 선택적으로, 투과시킬 수 있도록 빛을 투과하는 부분과 차단하는 부분으로 나누어지게 되며, 이에 따라 그 하부에 도포된 포토레지스트의 특정 영역에 선택적으로 빛을 인가하여 패턴을 형성하고, 그 포토레지스트 패턴을 이용하여 식각공정을 수행하게 된다. 이와 같은 과정에서, 반도체 소자의 상부는 게이트 영역과 소스 및 드레인 영역과 같이 그 구조상 단차를 갖는 영역을 갖으며, 이와 같이 단차를 갖는 영역에서는 마스크를 투과한 광이 렌즈에 의해 초점이 맞춰지나, 각 단차면에 초점을 형성시킬 수 없게 되며, 이와 같은 종래 반도체 마스크를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 종래 마스크 구조 및 이를 이용하여 포토레지스트에 패턴을 형성하는 과정을 보인 모식도로서, 이에 도시한 바와 같이 반도체 마스크는 광원(1)의 빛을 투과시키는 투과영역(2)과 빛을 차단하는 차단영역(3)으로 구성되며, 상기 투과영역(2)을 통해 인가된 빛은 렌즈(4)를 통해 초점이 맞춰지게 된다. 이때 상기 렌즈(4)의 초점은 반도체 소자구조에서 그 상부면이 다른 영역에 비해 높은 고수준영역(5)의 상부에 도포된 포토레지스트(P/R)에 초점이 맞춰지게 된다.

이에 따라 상부면이 상기 고수준영역(5) 보다 낮은 저수준영역(6)에 도포된 포토레지스트(P/R)에는 초점이 맞지 않는 디포커스(DEFOCUS) 현상이 나타나며, 이에 따라 정확한 패턴을 형성할 수 없게 된다.

상기한 바와 같이 종래 반도체 마스크는 단순히 빛을 투과하는 영역과 빛을 차단하는 영역으로만 구성되어, 그 마스크를 통해 빛을 인가 받아 패턴을 형성할 포토레지스트에 단차가 형성되어 있는 경우에는 초점이 정확히 맞지 않아 정확한 패턴을 형성할 수 없는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 반도체 소자의 상부영역에 단차가 형성되어 있는 경우에도, 각 단차면의 상부에 도포된 포토레지스트에 정확한 패턴을 형성하는데 적당하도록 한 반도체 마스크를 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 종래 반도체 마스크와 이를 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 모식도.

도2는 본 발명 반도체 마스크와 이를 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 모식도.

도3은 도2에 있어서, 마스크와 크리스탈 접합구조의 단면도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

1:광원 2:투과영역

3:차단영역 4:렌즈

5:고수준영역 6:저수준영역

7:크리스탈

상기와 같은 목적은 광원의 빛을 반도체 소자영역의 상부에 도포된 포토레지스트 측으로 소정의 굴절률로 굴절하여 투과시키는 투과영역과; 광원의 빛을 차단하는 차단영역으로 구성되는 반도체 마스크에 있어서, 상기 반도체 소자영역에서 다른 영역의 상부면보다 낮은 상부면을 갖는 영역에 해당하는 투과영역의 일부 저면에 굴절률이 1.5 이상인 크리스탈을 접착함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명 반도체 마스크 및 이를 이용하여 노광하는 과정을 보인 모식도로서, 이에 도시한 바와 같이 상기 도1에서 설명한 저수준영역(6)에 빛을 인가하는 반도체 마스크의 하부일부에 굴절률이 다른 크리스탈(7)을 접합시켜 구성한다.

이때의 크리스탈(7)은 그 굴절률이 1.5이상인 것을 사용하며, 고수준영역(5)과 저수준영역(6)의 단차의 높이에 따라 그 굴절률을 결정하여 사용한다.

이와 같이 굴절률이 큰 크리스탈(7)을 사용하면 상기 투과영역(3)을 투과한 광원(1)의 빛은 그 폭이 더 넓게 굴절되며, 이는 렌즈(4)를 통해 초점이 모여지게 된다. 이때 렌즈(4)의 초점거리는 크리스탈(7)을 사용하지 않을 때보다 길어지게 된다.

즉, 그 상부면의 수준이 다른 영역보다 높은 고수준영역(5)의 상부에 해당하는 마스크의 영역에는 크리스탈(7)을 접합하지 않고 그대로 사용하여 정상적인 초점거리를 갖도록 하며, 저수준영역(5)의 상부에 해당하는 마스크의 영역에는 크리스탈(7)을 접합시켜 초점거리를 증가시켜 이를 이용하여 단차가 형성된 포토레지스트(P/R)에 정확한 패턴을 형성할 수 있게 된다.

또한, 상기 크리스탈(7)을 이용하여 고수준영역(5)과 저수준영역(6)의 단차만큼의 초점거리를 변화시키는 방법은 크리스탈(7)의 두께를 조절하는 것이다.

즉, 도3은 마스크와 크리스탈 접합구조의 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 상기 크리스탈(7)의 굴절률(n')이 1.5이고, 그 두께가 특정 두께(d)를 가질 때, 마스크의 투과영역(3)을 투과한 광의 굴절각( θ )은 약 8도이며, 크리스탈(7)을 통해 굴절되는 빛과의 거리 차는 Δ x로 표시한다. 이와 같은 상태에서 공기의 굴절률(n)과 상기 마스크의 투과영역(3)을 통해 빛이 굴절되는 굴절각( θ )의 크기를 알고, 상기 크리스탈(7)의 굴절률(n')이 주어진 상태이므로, 아래의 식 1을 통해 크리스탈(7)을 통해 빛이 굴절되는 굴절각( θ ')을 구할 수 있게 된다.

nsin θ = n'sin θ ' -------- <1>

또한, 상기 크리스탈(7)의 두께는 아래의 식 2와 같이 주어지며, 이와 같은 두께(d)를 조절하여 상기 고수준영역(5)과 저수준영역(6)의 단차에 따른 초점거리의 보상을 할 수 있게 된다.

d= ----------------------- <2>

상기한 바와 같이 본 발명 반도체 마스크는 반도체 소자영역에 단차가 형성된 경우, 마스크 하부에 굴절률이 상기 마스크와 다른 소정 두께의 크리스탈을 접합시켜 초점거리를 변화시킴으로써, 각 단차면에 도포된 포토레지스트에 정확한 패턴을 형성할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 광원의 빛을 반도체 소자영역의 상부에 도포된 포토레지스트 측으로 소정의 굴절률로 굴절하여 투과시키는 투과영역과; 광원의 빛을 차단하는 차단영역으로 구성되는 반도체 마스크에 있어서, 상기 반도체 소자영역에서 다른 영역의 상부면보다 낮은 상부면을 갖는 영역에 해당하는 투과영역의 일부 저면에 크리스탈을 접착한 것을 특징으로 하는 반도체 마스크.
2. 제 1항에 있어서, 상기 크리스탈은 굴절률이 1.5이상인 것을 특징으로 하는 반도체 마스크.
3. 제 1항에 있어서, 상기 크리스탈을 투과하여 굴절되는 빛의 초점거리는 상기 크리스탈의 두께에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 반도체 마스크.