KR20010044890A - 노광마스크 패턴 - Google Patents

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KR20010044890A
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Abstract

본 발명은 노광마스크 패턴에 관한 것으로서, 특히, 더미 셀부를 포함하는 메모리 셀부의 콘택부위를 정의하는 노광마스크에서 더미셀부에 대응되는 노광마스크의 패턴을 빛의 간섭효과를 이용하도록 보조패턴을 추가하여 형성하므로서 더미 셀부도 메모리셀로 이용하여 메모리셀의 집적도를 향상시키도록 한 반도체장치의 콘택형성용 노광마스크 패턴에 관한 것이다. 본 발명에 따른 노광미스크 패턴은 투명기판 상에 소정부위에 소정 패턴으로 형성된 제 1 투광영역과, 투명기판상의 제 1 투광영역 주위에 빛의 보강간섭을 일으킬 수 있도록 소정거리 이격되어 형성된 제 2 투광영역과, 제 1 투광영역과 제 2 투광영역을 제외한 나머지 상기 투명기판상에 형성된 차광층을 포함하여 이루어진다. 이때, 제 1 투광영역은 다수개의 메모리셀들로 구성된 메모리 셀부의 내측에 위치한 메모리셀의 콘택부를 정의하기 위한 노광패턴과 동일한 패턴을 정의하며, 제 2 투광영역은 상기 메모리 셀부의 최외곽에 위치한 상기 메모리셀의 콘택부를 정의하기 위한 보조패턴으로 형성한다.

Description

노광마스크 패턴{Photo-mask pattern}
본 발명은 노광마스크 패턴에 관한 것으로서, 특히, 더미 셀부를 포함하는 메모리 셀부의 콘택부위를 정의하는 노광마스크에서 더미셀부에 대응되는 노광마스크의 패턴을 빛의 간섭효과를 이용하도록 보조패턴을 추가하여 형성하므로서 더미 셀부도 메모리셀로 이용하여 메모리셀의 집적도를 향상시키도록 한 반도체장치의 콘택형성용 노광마스크 패턴에 관한 것이다.
다수개의 셀들로 이루어진 메모리 셀부의 외곽에 위치하는 셀들은 셀부의 내부에 위치하는 셀들과 패터닝환경이 상이하기 때문에, 메모리 셀부상에 위치하는 절연층 등을 식각하여 소정 부위를 개방시킬 경우, 식각부위의 프로필 불량등의 문제점이 발생한다.
따라서, 종래 기술에서는 디자인 룰에 의하여 설계된 실제 메모리 셀부에 더미(dummy) 메모리 셀부를 추가하여 형성한다. 즉, 메모리 셀부를 더미 셀부가 에워싸는 레이아웃을 갖도록 설계된다. 이와 같이 추가된 더미 셀부는 필연적으로 소자의 집적도면에서 불리하다.
도 1은 종래 기술에 따른 노광마스크 패턴 레이아웃이다.
도 1을 참조하면, 트랜지스터, 캐패시터 등의 메모리 셀을 형성하는 소자들이 완성된 기판상에 절연층을 형성한 다음 콘택홀들을 형성하기 위하여 절연층상에 포토레지스트를 도포한 후, 도시된 바와 같은 패턴을 갖는 노광마스크를 사용하여 포토레지스트에 노광 및 현상을 실시하여 콘택홀 형성용 포토레지스트패턴을 형성하게 된다.
전체 메모리 셀부는 내측에 위치한 실제 메모리셀부와 외측에 위치한 더미 셀부로 구분된다. 이때, 일반적으로 더미셀부는 가로방향으로 2줄 그리고 세로방향으로 1줄의 셀들을 추가로 형성한다.
따라서, 더미셀부에는 빛의 보강간섭 효과를 이용하기 위한 추가패턴(11)을 형성되어 실제 메모리셀부의 콘택패턴(12)의 콘트라스트(contrast) 및 해상도를 향상시킨다.
도 2는 종래 기술에 따른 더미셀부의 노광마스크 패턴으로서, 하나의 더미셀을 개방시키기위한 노광마스크의 패턴을 도시한다.
도 2를 참조하면, 실제 메모리셀부의 각각의 셀의 소정 부위를 개방시키기 위한 노광마스크패턴이다. 이러한 패턴은 석영 또는 유리 등의 투명물질로 이루어진 기판에 빛의 차단영역이(22) 크롬 등의 물질로 차폐되어 있고, 나머지 부위는 투광(21)영역이 된다.
도 1과 도 2를 다시 참조하면, 규칙적인 미세패턴(12)들이 형성된 내부 메모리셀부에서는 노광시 보강간섭이 발생하여 개개 패턴의 콘트라스트를 높이게 된다. 따라서, 내부 메모리 셀들에 대하여는 정상적인 포토리쏘그래피에 의한 패터닝이 가능하다.
그러나, 더미 셀부에 해당하는 최외각 메모리 셀부는 보강간섭 효과가 적용되지 않아 정상적인 패터닝이 곤란하다.
따라서, 종래 기술에서는 더미 셀부의 셀들의 메모리소자로서의 역할을 포기하도록하여 내부 메모리 셀들만이 실제 메모리셀로 이용된다.
그러나, 상술한 종래 기술에 따른 노광마스크 패턴은 내부 메모리 셀부에 추가로 더미 셀부를 형성하므로 전체적으로 동일한 패턴을 갖도록 형성되므로 결국 메모리 셀부의 면적을 잠식하여 소자의 집적도를 감소시키는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 더미 셀부를 포함하는 메모리 셀부의 콘택부위를 정의하는 노광마스크에서 더미셀부에 대응되는 노광마스크의 패턴을 빛의 간섭효과를 이용하도록 보조패턴을 추가하여 형성하므로서 더미 셀부도 메모리셀로 이용하여 메모리셀의 집적도를 향상시키도록 한 반도체장치의 콘택형성용 노광마스크 패턴을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 노광미스크 패턴은 투명기판 상에 소정부위에 소정 패턴으로 형성된 제 1 투광영역과, 투명기판상의 제 1 투광영역 주위에 빛의 보강간섭을 일으킬 수 있도록 소정거리 이격되어 형성된 제 2 투광영역과, 제 1 투광영역과 제 2 투광영역을 제외한 나머지 상기 투명기판상에 형성된 차광층을 포함하여 이루어진다. 이때, 제 1 투광영역은 다수개의 메모리셀들로 구성된 메모리 셀부의 내측에 위치한 메모리셀의 콘택부를 정의하기 위한 노광패턴과 동일한 패턴을 정의하며, 제 2 투광영역은 상기 메모리 셀부의 최외곽에 위치한 상기 메모리셀의 콘택부를 정의하기 위한 보조패턴으로 형성한다.
도 1은 종래 기술에 따른 노광마스크 패턴 레이아웃
도 2는 종래 기술에 따른 더미셀부의 노광마스크 패턴
도 3은 본 발명에 따른 메모리 셀부의 최외곽 메모리 셀에 대한 노광마스크 패턴
반도체장치의 소정부위를 패터닝하는 방법으로 포토리쏘그래피(photolithography)를 사용한다. 포토리쏘그래피는 피식각층상에 포토레지스트를 도포한 다음, 소정의 패턴이 형성된 노광마스크를 이용한 노광 및 이를 현상액으로 현상하여 소정의 패턴을 갖는 포토레지스트패턴을 형성하고, 포토레지스트패턴을 식각마스크로 이용하여 피식각층의 소정 부위를 제거하는 단계로 구성된다.
반도체장치가 고집적화 됨에 따라 패턴의 크기가 미세해지므로 노광시 빛의 간섭이 포토레지스트를 감광시키는데 있어서 커다란 요소로 작용한다. 따라서, 메모리 셀부의 최외곽에 위치하는 메모리 셀들은 빛의 보강간섭 효과가 미약하여 콘트라스트 등이 충분하지 못하여 해상도가 떨어지므로 이 부위에 위치한 셀들은 메모리 셀로서 부적합하다.
빛은 매질을 통과하게 되면 진공상태를 통과하는 경우 보다 빛의 특성이 감소하게 된다. 즉, 빛의 전계 및 자계의 진동수의 주기가 감소한다.
빛이 노광마스크의 위상반전부(phase shifter)가 형성된 곳과 그렇지 않은 부위를 통과하면 양 부위를 통과한 빛의 위상차가 180도 발생한다. 이때, 위상반전마스크는 위상반전영역과 투광영역을 포함하는 데, 위상반전영역을 통과하는 광의 위상을 180°로 반전시켜 투광영역을 통과하는 광과 상쇄 간섭을 일으켜 해상력과 초점심도를 향상시켜 양호한 패턴을 얻을 수 있다. 위상반전마스크는 종류에 따라 교번형(Alternated type), 림형(Rim type), 감쇄형(Attenuated type) 및 아웃리거형(Outrigger type) 등이 있다.
본 발명에서는 이와 같은 위상반전부를 종래의 더미셀 부의 노광마스크 패턴에 추가로 설치하여 더미 셀부의 고해상도를 가능하게 하여 더미 셀들도 정상적인 메모리셀로 활용할 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명에서는 최와곽부에 위치한 메모리 셀들은 인접한 빛의 간섭효과로 빛의 강도(light intensity)와 콘트라스트를 상승시켜 해상도(resolution)가 향상된다. 이는, 종래 기술에서의 더미 셀부를 정상적인 메모리 셀들로 사용할 수 있게 하므로 전체적인 메모리 셀부의 효율을 개선시킨다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 메모리 셀부의 최외곽에 위치한 메모리 셀의 소정패턴을 정의하는 노광마스크 패턴에 대한 레이아웃이다.
도 3을 참조하면, 메모리 셀부의 각각의 셀의 소정 부위를 개방시키기 위한 노광마스크패턴이다. 이러한 패턴은 석영 또는 유리 등의 투명물질로 이루어진 기판에 빛의 차단영역이(32) 크롬 등의 물질로 차폐되어 있고, 패턴의 중앙에는 빛이 통과할 제 1 투광영역(310)과 그 주위에 제 2 투광영역(311)이 형성된다. 이때, 제 1 투광영역(310)은 정상적인 내부 메모리 셀들에 형성되는 콘택부위가 정의 되어 있고, 제 1 투광영역(310)의 주위에는 빛의 보강간섭 효과를 일으키기 위한 제 2 투광영역(311)이 소정의 간격을 두고 위치한다. 제 2 투광영역(311)은 슬릿(slit)형태를 가지며 필요에 따라 그 형성 갯수를 결정한다.
즉, 규칙적인 미세패턴들이 형성된 내부 메모리 셀부에서는 노광시 이웃한 투광영역을 통과하는 빛들과 보강간섭이 발생하여 투사되는 개개 패턴에 대한 콘트라스트를 높이게 되고, 최외각에 위치한 메모리 셀들에 대한 투사 이미지는 제 2 투광영역(311)에 의하여 빛의 강도와 콘트라스트를 개선하게 된다. 따라서, 내부 메모리셀들과 최외곽에 위치하는 메모리 셀들에 대하여 정상적인 포토리쏘그래피에 의한 패터닝이 가능하다.
따라서, 종래 기술에서의 더미 셀부에 해당하는 최외각 메모리 셀부는 보강간섭 효과를 추가 투광영역에 의하여 얻을 수 있으므로 전체적으로 정상적인 해상도가 얻어진다.
이러한 제 1 투광영역과 제 2 투광영역은 차광층을 투명기판상에 형성한 다음, 포토레지스트를 도포한 후 전자빔 등으로 노광한 후 현상하여 포토레지스트패턴을 형성한 다음, 포토레지스트패턴을 식각마스크로 이용하는 식각으로 차광층의 소정 부위를 잔류시켜 형성한다.
따라서, 본 발명은 노광마스크에 추가 투광영역을 형성하므로서 메모리 셀부의 최외곽에 위치한 메모리 셀들도 균일한 노광이 가능하게 하여 향상된 해상도를 갖는 포토레지스트패턴을 형성할 수 있으므로, 결국, 종래 기술의 더미 셀들을 정상적인 메모리 셀들로 사용할 수 있어 소자의 집적도를 향상시키는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 투명기판 상에 소정부위에 소정 패턴으로 형성된 제 1 투광영역과,
    상기 투명기판상의 상기 제 1 투광영역 주위에 빛의 보강간섭을 일으킬 수 있도록 소정거리 이격되어 형성된 제 2 투광영역과,
    상기 제 1 투광영역과 상기 제 2 투광영역을 제외한 나머지 상기 투명기판상에 형성된 차광층으로 이루어진 노광마스크 패턴.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 투광영역은 다수개의 메모리셀들로 구성된 메모리 셀부의 내측에 위치한 상기 메모리셀의 콘택부를 정의하기 위한 노광패턴과 동일한 패턴을 정의하며, 상기 제 2 투광영역은 상기 메모리 셀부의 최외곽에 위치한 상기 메모리셀의 콘택부를 정의하기 위한 보조패턴으로 형성하는 것이 특징인 노광마스크 패턴.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2 투광영역은 위상반전기로 이용되는 것이 특징인 노광마스크패턴.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2 투광영역은 슬릿 형태로 형성된 것이 특징인 노광마스크 패턴.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2 투광영역은 적어도 하나 이상 형성되는 것이 특징인 노광마스크 패턴.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20030018750A (ko) * 2001-08-31 2003-03-06 주식회사 하이닉스반도체 이중 노광을 이용한 반도체 소자의 제조방법
US7563547B2 (en) 2003-12-20 2009-07-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Photomask and method of manufacturing the same
KR100949889B1 (ko) * 2008-03-17 2010-03-25 주식회사 하이닉스반도체 노광 마스크 및 이를 이용한 반도체 소자의 형성 방법

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