KR20020046489A - Method for fabricating fine pattern using double exposure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이중노출에 의한 미세패턴 형성방법에 관한 것으로, 특히 0.13㎛ 이하 서브 0.1㎛의 디자인룰을 적용하는 소자의 커패시터 제조시 분리된 스토리지노드를 형성하기 위해 마스크 작업을 함에 있어서 네가티브 포토레지스트를 사용하여 서로 수직인 두개의 라인&스페이스 타입의 마스크를 순차적으로 두번 노광(double exposure)함으로써 두번의 노광에서 마스크에 의해 노광되지 않은 부분만을 현상하여 섬(island)으로 오픈된 스토리지노드를 형성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming a micropattern by double exposure, and more particularly to mask negative photoresist in forming a separate storage node when manufacturing a capacitor of a device to which a design rule of 0.13 μm or sub 0.1 μm is applied. Using a double exposure of two line & space type masks which are perpendicular to each other sequentially to develop only an unexposed portion of the mask in two exposures to form an open storage node with islands. It is about.
현재 대부분의 마스크 및 식각 작업에서는 식각하고자 하는 패턴과 같은 모양의 마스크(식각하고자 하는 패턴이 오픈되어 있는 마스크)를 제작하여 식각하고자 하는 층의 상부에 포지티브 포토레지스트를 도포한 후, 노광공정을 수행하여 빛에 노출된 지역(즉, 원하는 패턴과 같은 모양의 지역)을 오픈시킨 다음, 이 오픈된 지역을 식각하는 공정을 사용하고 있다.Currently, most masks and etching operations are performed by exposing a positive photoresist on top of a layer to be etched by making a mask having the same shape as a pattern to be etched (a mask having an open pattern to be etched) and then performing an exposure process. A process is used to open an area exposed to light (that is, an area shaped like a desired pattern) and then etch the open area.
그러나 0.13㎛이하 서브 0.1㎛ 의 디자인룰을 적용하는 공정에서는 소자의 스토리지노드와 같이 패턴이 극히 작으며 섬형태로 분리되어 제작되는 경우에는 노광공정에서 빛의 산란, 반사, 굴절, 간섭 등의 특성에 의해 실제 얻고자 하는 패턴과 현상후의 패턴에 많은 차이를 나타낸다. 특히, 섬모양의 패턴밀도, 모양에 따라 노광공정의 조건이 민감하게 변화하므로 오픈되는 지역의 제어가 어려운 공정 마진이 거의 없는 조건으로 작업이 진행되며, 섬모양 패턴의 크기와 간격이 작아질수록 이와 같은 현상이 더욱 심각해진다.However, in the process of applying a design rule of 0.13 μm or less and a sub 0.1 μm, when the pattern is extremely small like the storage node of the device and is manufactured in an island form, the characteristics of light scattering, reflection, refraction, interference, etc. in the exposure process Shows a lot of difference between the pattern actually obtained and the pattern after development. In particular, since the conditions of the exposure process change sensitively according to the pattern density and shape of the island shape, the work proceeds under the condition that there is almost no process margin that is difficult to control the open area, and as the size and spacing of the island pattern become smaller, This phenomenon becomes more serious.
상기와 같은 원인으로 커패시터 스토리지노드(3)를 도 2와 같이 타원 또는 둥근 직사각형으로 형성하고자 하는 경우, 얻고자 하는 패턴과는 다른 모양으로 마스크를 제작하여야 하며, 도 1과 같이 장축으로 뿔이 나 있는 모습으로 그려야 한다. 그러나 이러한 마스크의 모양은 더욱 공정마진을 작게 하는 것으로, 이때 장축의 끝으로 튀어나오는 뿔의 두께 및 폭에 의해 오픈된 지역은 완전한 타원에서 땅콩 모양까지 다양한 형태를 나타내게 된다. 도1 및 도2에서 미설명부호 1은 마스크, 2는 노광영역, 4는 포토레지스트를 나타낸다.In the case of forming the capacitor storage node 3 into an ellipse or a rounded rectangle as shown in FIG. 2, the mask has to be manufactured in a shape different from the pattern to be obtained. It must be drawn as it is. However, the shape of the mask further reduces the process margin, and the area opened by the thickness and width of the horn protruding toward the end of the long axis may vary from a perfect ellipse to a peanut shape. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a mask, 2 denotes an exposure area, and 4 denotes a photoresist.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 섬모양의 커패시터 스토리지노드 구조를 제작함에 있어서, 마스크에 의해 오픈되는 지역을 타원 또는 둥근 직사각형으로 조절하고자 하는 경우 공정마진을 확보하기 위해 노광시 빛에 의해 광화학 반응이 발생한 지역이 제거되지 않는 네가티브 포토레지스트를 사용하고, 섬모양의 마스크보다 노광공정의 공정마진이 큰 라인&스페이스 형태의 마스크 2개를 직교시킴으로써 두 마스크에 의해 빛과 광화학 반응이 발생하지않은 마스크가 교차하는 지역만이 오픈되게 하는 이중노광에 의한 스토리지노드 마스크 형성방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, in the manufacture of the island-shaped capacitor storage node structure, when the area to be opened by the mask to adjust the ellipse or rounded rectangle in order to secure the process margin By using negative photoresist that does not remove the area where photochemical reaction occurs due to the time light, and by using two masks of line & space type that have a larger process margin of exposure process than island-shaped mask, light and photochemical It is an object of the present invention to provide a method of forming a storage node mask by double exposure, in which only an area where an unreacted mask crosses is opened.
도1은 종래의 포지티브 포토레지스트를 사용하는 경우의 마스크 패턴 모양을 나타낸 평면도.1 is a plan view showing the mask pattern shape when using a conventional positive photoresist.
도2는 종래의 포지티브 포토레지스트를 사용하여 도1의 마스크에 노광을 하는 경우, 현상후에 남게 되는 포토레지스트의 표면 모식도.FIG. 2 is a schematic view of the surface of a photoresist remaining after development when exposed to the mask of FIG. 1 using a conventional positive photoresist. FIG.
도3은 본 발명에 의한 네가티브 포토레지스트를 사용한 이중노광 공정에서 섬형태의 오픈된 지역을 확보하기 위해 세로 또는 가로로 평행한 라인&스페이스 형태의 마스크를 사용할 경우, 노광지역과 마스크로 가려지는 영역을 나타낸 평면도.FIG. 3 shows the area covered by the exposure area and the mask when using a vertical or horizontally parallel line & space mask to secure an open area of an island shape in a double exposure process using a negative photoresist according to the present invention. Top view showing.
도4는 도3에서 사용한 마스크와 수직인 라인&스페이스 형태의 마스크를 사용하여 노광하는 경우, 노광지역과 마스크로 가려지는 영역을 나타낸 평면도.FIG. 4 is a plan view showing an exposure area and an area covered by a mask when exposed using a mask in the form of a line & space perpendicular to the mask used in FIG.
도5는 네가티브 포토레지스트를 사용하여 도3과 도4에서 진행한 노광공정을 연속해서 진행하고 현상한 경우의 모식도.Fig. 5 is a schematic diagram in the case where the exposure process proceeded in Figs. 3 and 4 is continued and developed using a negative photoresist.
도6은 형성하고자 하는 패턴의 최종 표면 모식도.6 is a schematic view of the final surface of the pattern to be formed.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 마스크 2 : 노광 영역1 mask 2 exposure area
3 : 스토리지 노드 4 : 포토레지스트3: storage node 4: photoresist
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 식각하고자 하는 층의 표면에 네가티브 포토레지스트를 도포하는 단계와; 섬형태의 오픈된 지역을 확보하기 위해 세로 또는 가로로 평행한 라인&스페이스 형태의 마스크를 사용하여 상기 네가티브 포토레지스트를 1차 노광하는 단계; 상기 마스크와 수직인 라인&스페이스 형태의 마스크를 사용하여 상기 네가티브 포토레지스트를 2차 노광하는 단계; 및 상기 이중 노광에 의해 노광되지 않은 지역의 포토레지스트를 현상하는 단계를 포함하는 이중노광에 의한 미세패턴 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of applying a negative photoresist to the surface of the layer to be etched; Firstly exposing the negative photoresist using a mask in the form of a line or space parallel to each other to secure an open area in an island shape; Second exposure of the negative photoresist using a mask in the form of a line & space perpendicular to the mask; And developing a photoresist in an area not exposed by the double exposure.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. do.
도3은 본 발명에 의한 네가티브 포토레지스트를 사용한 이중노광 공정에서 직사각형, 정사각형 또는 타원형의 섬형태의 오픈된 지역을 확보하기 위해 세로 또는 가로로 평행한 라인&스페이스 형태의 마스크를 사용할 경우, 노광지역(2)과 마스크(1)로 가려지는 영역을 나타낸 것이다. 이와 같이 식각하고자 하는 층의 표면에 네가티브 포토레지스트를 도포하고 평행한 라인&스페이스 형태의 마스크(1)를사용하여 1차노광을 실시한다.Fig. 3 shows an exposure area when a mask having a vertical or horizontal parallel line & space is used to secure an open area of a rectangular, square or oval island in a double exposure process using a negative photoresist according to the present invention. The area covered by (2) and the mask (1) is shown. In this way, a negative photoresist is applied to the surface of the layer to be etched, and first exposure is performed using a mask 1 of parallel line & space type.
도4는 도3에서 사용한 마스크와 수직인 라인&스페이스 형태의 마스크를 사용하여 2차 노광하는 경우, 노광지역과 마스크로 가려지는 영역을 나타낸 것이다.FIG. 4 shows the exposure area and the area covered by the mask when the second exposure is performed using a mask in the form of a line & space perpendicular to the mask used in FIG.
도5는 네가티브 포토레지스트를 사용하여 도3과 도4에서 이중노광 공정을 연속해서 진행한 후, 현상한 경우의 모식도로서, 빛에 노광되어진 영역의 포토레지스트(4)가 남고, 두 번의 노광공정에서 빛에 노출되지 않은, 즉, 마스크가 교차하는 지역의 포토레지스트가 제거된 것을 나타낸다.FIG. 5 is a schematic view of the case where the double exposure process is successively performed in FIGS. 3 and 4 using negative photoresist, and then developed. The photoresist 4 in the region exposed to light remains, and the two exposure processes are performed. Indicates that the photoresist in the area not exposed to light, ie the area where the mask intersects, has been removed.
도6은 형성하고자 하는 패턴의 최종 표면 모식도로서, 0.12㎛ 디자인룰을 사용한 스토리지노드의 패턴 크기와 간격등을 나타낸 것으로, 도5에 의해 포토레지스트가 제거된 지역을 식각한 후, 남아 있는 포토레지스트를 제거한 최종상태의 표면모식도이다. 포지티브 포토레지스트를 사용하여 제작한 도2에서 오픈된 지역, 즉, 스토리지노드 패턴(3)과 같은 모양을 형성할 수 있음을 알 수 있다.6 is a final surface schematic diagram of the pattern to be formed, showing the pattern size and spacing of the storage node using a 0.12㎛ design rule, the remaining photoresist after etching the region where the photoresist is removed by FIG. This is a schematic diagram of the surface of the final state removed. It can be seen that the open area, that is, the shape of the storage node pattern 3 can be formed in FIG. 2 manufactured using the positive photoresist.
상기와 같은 본 발명의 마스크 제조방법에 있어서, 패턴의 좁은 폭을 정의하는 마스크의 라인폭은 노광 및 식각으로 형성하고자 하는 패턴 크기의 1/2배에서 패턴 피치크기 이내이며, 라인과 라인 사이의 스페이스는 라인폭과 스페이스폭의 합이 형성하고자 하는 패턴의 피치와 같은 크기와 같도록 하는 크기로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 제작하고자 하는 패턴이 도6과 같이 패턴 사이의 스페이스가 0.12㎛이고, 패턴의 좁은 쪽이 0.12㎛인 경우, 마스크의 라인폭은 0.06㎛ - 0.24㎛의 범위를 가지며, 스페이스는 0.00㎛ - 0.18㎛의 범위를 가진다.In the mask manufacturing method of the present invention as described above, the line width of the mask defining the narrow width of the pattern is within the pattern pitch size at 1/2 times the pattern size to be formed by exposure and etching, and between the lines and the lines. The space is preferably such that the sum of the line width and the space width is the same as the pitch of the pattern to be formed. For example, when the pattern to be produced has a space between the patterns of 0.12 m and a narrow side of 0.12 m as shown in Fig. 6, the line width of the mask has a range of 0.06 m-0.24 m, and the space is 0.00 Μm-0.18 μm.
한편, 패턴의 넓은 폭을 정의하는 마스크의 라인폭은 노광 및 식각으로 형성하고자 하는 패턴 크기의 1/2배에서 패턴 피치크기 이내이며, 라인과 라인 사이의 스페이스는 라인폭과 스페이스폭의 합이 형성하고자 하는 패턴의 피치와 같은 크기와 같도록 하는 크기로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 제작하고자 하는 패턴이 도6과 같이 패턴 사이의 스페이스가 0.12㎛이고, 패턴의 넓은 폭이 0.36㎛인 경우, 마스크의 라인폭은 0.18㎛ - 0.48㎛의 범위를 가지며, 스페이스는 0.00㎛ - 0.30㎛의 범위를 가진다.On the other hand, the line width of the mask defining the wide width of the pattern is within the pattern pitch size at 1/2 times the pattern size to be formed by exposure and etching, and the space between lines is the sum of the line width and the space width. It is preferable that the size is equal to the same size as the pitch of the pattern to be formed. For example, when the pattern to be produced has a space between the patterns of 0.12 μm and a wide width of the pattern of 0.36 μm as shown in FIG. 6, the line width of the mask has a range of 0.18 μm to 0.48 μm, and the space is 0.00 Μm − 0.30 μm.
본 발명은 스토리지노드와 같이 식각하고자 하는 지역이 섬형태인 LPC1, LPC2, M1, M2 등의 콘택공정을 비롯하여 식각하고자 하는 지역이 매우 협소하여 노광 공정 및 현상 공정의 마진이 매우 작은 모든 공정에 적용할 수 있다.The present invention is applicable to all processes where the region to be etched is very narrow such that the region to be etched, such as the storage node, is very narrow because the region to be etched is very narrow, such as an island-type contact process such as LPC1, LPC2, M1, M2. can do.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
본 발명은 0.13㎛이하 서브 0.1㎛의 디자인룰을 적용하는 소자의 극히 작은 섬모양의 패턴을 형성하는데 있어서, 포지티브 포토레지스트를 사용하여 공정마진이 거의 없는 원형 또는 타원형의 마스크로 원형 또는 타원형의 패턴을 형성하는 종래의 기술과는 달리 네가티브 포토레지스트를 사용하여 노광공정의 마진이 큰 라인&스페이스 형태의 마스크를 교차시켜 이중노광함으로써 원형 또는 타원형의 섬형태의 패턴을 제작하므로 노광공정의 마진을 크게 확보할 수 있다.In the present invention, in forming an extremely small island pattern of a device to which a design rule of 0.13 μm or less sub 0.1 μm is applied, a circular or oval pattern is formed by using a positive photoresist with a circular or oval mask having almost no process margin. Unlike the conventional technology of forming a photoresist, a double or double exposure is performed by crossing a line-and-space mask having a large margin of the exposure process using a negative photoresist, thus making a large margin of the exposure process. It can be secured.
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| KR1020000076685A KR20020046489A (en) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | Method for fabricating fine pattern using double exposure |
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| KR (1) | KR20020046489A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7604907B2 (en) | 2004-10-05 | 2009-10-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Multi-exposure semiconductor fabrication mask sets and methods of fabricating such multi-exposure mask sets |
| US7618899B2 (en) | 2006-08-29 | 2009-11-17 | Samsung Electroic Co., Ltd. | Method of patterning a matrix into a substrate via multiple, line-and-space, sacrificial, hard mask layers |
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- 2000-12-14 KR KR1020000076685A patent/KR20020046489A/en not_active Application Discontinuation
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