KR20050069238A - 이중 노광 패턴 형성 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이중 노광 패턴 형성 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 반도체 제조공정 중 패턴을 형성하는 광노광 공정 중 가장 중요한 변수중의 하나인 초점심도를 향상할 수 있는 이중 노광 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
본 발명의 이중 노광 패턴 형성 방법은 독립패턴 옆에 밀집패턴을 형성하는 단계; 상기 형성된 패턴에 제 1 마스크를 이용하여 노광을 실시하는 단계; 및 상기 제 1 마스크를 이용하여 노광 실시 후 제 2 마스크를 이용하여 노광을 실시하는 단계로 이루어짐에 기술적 특징이 있다.
따라서, 본 발명의 이중 노광 패턴 형성 방법은 제 1 마스크와 제 2 마스크를 이용하여 노광을 함으로써 광노광 공정의 주요 공정 항목인 초점심도를 향상시켜 CD 제어를 용이하게 하고 CD 제어가 중요한 임계 스템에 적용함으로써 장치의 성능을 향상시키는 장점이 있고, 노광 장비 해상도 제한을 위해서 독립 라인 CD를 일정하게 제어할 수 있게 함으로써 현재의 노광 장비 수명을 늘릴 수 있는 효과가 있다.

Description

이중 노광 패턴 형성 방법{Method of forming dual lithography pattern}
본 발명은 이중 노광 패턴 형성 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 반도체 제조공정 중 패턴을 형성하는 광노광(Photolithography) 공정 중 가장 중요한 변수중의 하나인 초점심도(DOF: Depth of focus)를 향상할 수 있는 이중 노광 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
종래의 노광 방법에서는 밀집 라인과 독립 라인의 웨이퍼상에서 초점심도 마진이 해상력에서는 밀집 라인의 1.5배 이상 좋은 결과를 나타낸다. 독립 라인의 초점심도 마진을 어떻게 하면 늘릴 수 있느냐에 대한 방법은 초점심도의 노광 장비 초점(Focus)을 변경시켜 패턴 사이즈에서 타겟 ±10% 내에서 초점이 어느 정도까지 이상이 없는지를 가지고 판단한다. 특히 로직 장치(Logic device)의 게이트를 형성하는 스텝에서는 독립 라인이 많기 때문에 독립 라인의 초점심도 마진의 확보는 매우 중요시 되고 있었다.
종래기술인 대한민국 공개 특허 제2001-0047253호의 이중 노광을 이용한 포토리소그래피를 살펴보면, 홀 밀도가 높은 반도체 소자의 홀 형성 공정을 효율적으로 수행할 수 있도록 규칙적으로 배열되고 x, y 방향에서의 홀 패턴들간의 거리가 다르게 반복되는 홀 패턴을 형성하는 포토리소그래피 공정에서, 마스크를 홀 패턴들 사이의 크기가 작은 x, y의 어느 한 방향의 홀 영역을(1,3,5,...,n-1) 또는 (2,4,6,...,n) 번째 홀 패턴에 해당하는 영역만 오픈되도록 구성하는 단계와, 상기 마스크를 제 1 위치에 고정시켜 웨이퍼에 전사하는 단계, 그리고 상기 마스크를 홀 패턴들 사이의 크기가 작은 x,y의 어느 한 방향의 홀 패턴간의 거리만큼 시프트시켜 제 2 위치에 고정시켜 웨이퍼에 전사하는 단계를 포함하여 이루어지는 이중 노광을 이용한 포토리소그래피에 관한 것이다.
그러나, 상기와 같은 종래의 노광 방법에서는 동일한 패턴 크기라 하더라도 독립 라인에서는 초점심도 마진이 없기 때문에 공정에 어려운 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제 1 마스크와 제 2 마스크를 이용한 이중 노광 방식을 적용하여 광노광 공정의 주요 공정 항목인 초점심도를 향상시켜 CD(Critical dimension) 제어를 용이하게 하고 CD 제어가 중요한 임계 스템(Critical step)에 적용함으로써 장치의 성능을 향상시키며 노광 장비 해상도 제한(Resolution limit)을 위해서 독립 라인 CD를 일정하게 제어할 수 있도록 하는 이중 노광 패턴 형성 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 독립패턴 옆에 밀집패턴을 형성하는 단계; 상기 형성된 패턴에 제 1 마스크를 이용하여 노광을 실시하는 단계; 및 상기 제 1 마스크를 이용하여 노광 실시 후 제 2 마스크를 이용하여 노광을 실시하는 단계로 이루어진 이중 노광 패턴 형성 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
먼저, 도 1은 독립패턴과 밀집패턴을 나타내는 구성도이다.
독립패턴(100)을 웨이퍼(Wafer)에 형성하고자 우선 밀집패턴(110)을 구성한다.
다음, 도 2는 제 1 마스크를 나타내는 구성도이다.
초점심도 향상을 위하여 밀집패턴(110)은 독립패턴(100)보다 동일하거나 작은 크기를 가지도록 구성하고 상기 밀집패턴(110)은 상기 독립패턴(100)보다 동일하거나 큰 크기의 간격을 가지도록 제 1 마스크를 설계한다. 상기 도 2에 표현된 A는 독립패턴(100)의 크기이며, B는 독립패턴(100)과 밀집패턴(110) 사이의 간격이고, C는 밀집 패턴(110)의 크기를 나타내고 있다.
다음, 도 3은 제 2 마스크를 나타내는 구성도이다.
제 1 마스크를 이용하여 먼저 노광을 실시한 후 다시 제 2 마스크를 이용하여 노광하면 제 1 마스크로 사용하여 형성된 밀집패턴(110)이 빛이 노출되어 사라져 현상 후에는 웨이퍼상에 독립패턴(200)만 남아 있게 된다. 상기 도 3에 표현된 D는 제 2 마스크에서 노광을 실시한 후의 독립패턴(200)을 나타내고, E는 제 2 마스크에서 노광을 실시한 후의 독립패턴(200)과 밀집패턴(110) 사이의 간격을 나타내고 있다.
따라서 제 2 마스크을 이용하여 노광한 후의 독립패턴(200)의 크기를 설계하기 위해서 아래 식에 의해 상기 독립패턴(200)의 크기를 결정한다.
(A + (2 × B)) × (2/3) ＜ D ≤ (A + (2 × B))
다음, 도 4는 제 2 마스크를 이용하여 노광을 실시하여 불필요한 패턴이 제거된 상태를 나타내는 구성도이다.
제 1 마스크를 이용하여 노광시 원하는 패턴의 초점심도를 확보하고 제 2 마스크를 이용하여 불필요한 패턴을 제거함으로써 원하는 독립패턴(200)의 공정 마진을 확보 할 수 있게 된다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 이중 노광 패턴 형성 방법은 제 1 마스크와 제 2 마스크를 이용하여 노광을 함으로써 광노광 공정의 주요 공정 항목인 초점심도를 향상시켜 CD 제어를 용이하게 하고 CD 제어가 중요한 임계 스템에 적용함으로써 장치의 성능을 향상시키는 장점이 있고, 노광 장비 해상도 제한을 위해서 독립 라인 CD를 일정하게 제어할 수 있게 함으로써 현재의 노광 장비 수명을 늘릴 수 있는 효과가 있다.
도 1은 독립패턴과 밀집패턴을 나타내는 구성도이다.
도 2는 제 1 마스크를 나타내는 구성도이다.
도 3은 제 2 마스크를 나타내는 구성도이다.
도 4는 제 2 마스크를 이용하여 노광을 실시하여 불필요한 패턴이 제거된 상태를 나타내는 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100. 독립패턴 110. 밀집패턴
200. 제 2 마스크에서 노광을 실시한 후의 독립패턴

Claims (6)

  1. 이중 노광 패턴 형성 방법에 있어서,
    독립패턴 옆에 밀집패턴을 형성하는 단계;
    상기 형성된 패턴에 제 1 마스크를 이용하여 노광을 실시하는 단계; 및
    상기 제 1 마스크를 이용하여 노광 실시 후 제 2 마스크를 이용하여 노광을 실시하는 단계
    를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이중 노광 패턴 형성 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 밀집패턴은 상기 독립패턴보다 동일하거나 작은 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 이중 노광 패턴 형성 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 밀집패턴은 상기 독립패턴보다 동일하거나 큰 크기의 간격을 가지는 것을 특징으로 하는 이중 노광 패턴 형성 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 마스크를 이용하여 노광 시에는 패턴의 초점심도를 가지는 것을 특징으로 하는 이중 노광 패턴 형성 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 마스크를 이용하여 노광 시에는 독립패턴보다 동일하거나 작은 크기의 패턴이 빛에 노출되어 사라져 독립패턴만이 남아 있게 되는 것을 특징으로 하는 이중 노광 패턴 형성 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 마스크를 이용하여 노광한 후의 독립패턴의 크기는
    (제 1 마스크의 독립패턴 + 2×(제 1 마스크의 독립패턴과 밀집패턴 사이의 간격))×(2/3) ≤ 제 2 마스크를 이용하여 노광한 후의 독립패턴의 크기 ≤ (제 1 마스크의 독립패턴 + 2×(제 1 마스크의 독립패턴과 밀집패턴 사이의 간격))
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 이중 노광 패턴 형성 방법.
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