KR20050071910A - 시스템 온 칩 형성하는데 적합한 마스크 - Google Patents

Abstract

시스템 온 칩(SoC; system on chip) 형성 방법에 적합한 마스크를 개시한다. 개시된 마스크는 중심에 공간을 가지는 내부 오버레이 박스 키 및 내부 오버레이를 중심에 위치시킬 수 있도록 중심에 공간을 가지며 다수의 직사각형 공간을 구비하는 외곽 오버레이 박스 키를 포함한다. 따라서, 오버레이 박스 키 디자인을 테크놀로지나 그 층의 패턴 밀도에 따라 직사각형 공간의 양과 크기를 조절해서 디자인함으로써 여타 공정에서 발생하는 키 변형을 종래의 경우보다 훨씬적게 함으로써 향후 하이 테크놀로지에도 안정적으로 사용가능하며 이로 인해 공정 마진의 향상을 유도하게 되고 나아가 소자의 안정적 형성을 가져오고 이는 수율의 향상을 가져오는 효과가 있다.

Description

시스템 온 칩 형성하는데 적합한 마스크{MASK ADAPTED FOR FORMING SYSTEM ON CHIP}

본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 시스템 온 칩(SoC; system on chip) 형성에 적합한 마스크에 관한 것이다.

일반적으로 시스템 온 칩(SoC; system on chip) 디바이스와 같은 반도체 소자는 여러 종류의 칩이 함께 존재하게 되며, 이러한 여러 종류는 각각이 단차가 상이한 경우가 대부분이며, 이러한 단차의 발생으로 인하여, 화학적 기계적 연마(CMP; chemical mechanical polishing)와 같은 공정의 수행시 스케일(scale)의 발생, 오버레이 박스키(O/L box key) 단차 변경등이 발생한다.

따라서, 종래의 시스템 온 칩 디바이스와 같은 반도체 소자를 형성하는 방법에 있어서, 중요한 층의 공정 마진(margin)이 적을 경우 디바이스 특성에 미치는 영향은 치명적이다.

도 1은 종래의 일반적인 오버레이 박스 키를 설명하기 위한 평면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 일반적인 오버레이 박스 키의 디자인은 외곽 박스 형태로 구성하거나 막대 형태로 구성하는 경우가 대부분이다. 일반적인 공정 상에서는 특별한 문제가 발생하지 않지만 오버 CMP되거나 언더 CMP되어 향후 몇 층 뒤의 공정에서 형성되는 층과의 마진을 볼 경우는 매우 치명적이다. 특히, 몇 개의 적층이 쌓이면 외곽 박스가 오버레이 계측 장비로 계측을 할 수 없게 되는 문제점이 있다.

도 2a는 종래의 일반적인 오버레이 박스 키를 외곽의 박스가 크리어-유형(clear type)인 경우를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2b는 종래의 일반적인 오버레이 박스 키를 외곽의 박스가 다크-유형(dark-type)으로 구성한 경우를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2c는 종래의 일반적인 오버레이 박스 키를 이용하여 반도체 기판 상에 패턴을 형성한 경우의 프로파일을 설명하기 위한 단면도이다.

도 2c에 도시한 바와 같이, 도 2a에 도시한 종래의 일반적인 오버레이 박스 키를 갖는 마스크(10)를 이용하여 반도체 기판(26) 상에 패턴(22)을 형성하게 되면 외곽 박스가 같이 패터닝되어 외곽 패턴(24)을 형성한다. 이때, 도면에 도시한 바와 같이 패턴(22)에는 상부 경사진 모습을 나타낸다.

이렇게 패턴(22)의 상부 경사는 시스템 온 칩 디바이스에서처럼 얕은 트렌치 아이솔레이션(STI; shallow trench isolation) 층과 플래시 영역의 향후 몇 개의 스택, 예를 들면 플로팅 게이트와 컨트롤 게이트 그리고 폴리 커패시터 간의 정렬도를 확인하여야 한다. 이러한 차이는 더욱 확대되어지거나 키 단차에 영향을 주게되어 계측기가 인지하지 못하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 주목적은 오버레이 박스키 모양을 변형 디자인하여 다른 공정에서 유발시키는 스케일 팩터를 줄이고 박스키 자체에 패턴 밀도를 조절함으로써 키 모양의 변형을 최소화시킬 수 있는 시스템 온 칩 형성 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 중심에 공간을 가지는 내부 오버레이 박스 키 및 내부 오버레이를 중심에 위치시킬 수 있도록 중심에 공간을 가지며 다수의 직사각형 공간을 구비하는 외곽 오버레이 박스 키를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템 온 칩 형성하는데 적합한 마스크를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 패턴 밀도를 가진 오버레이 박스 키를 설명하기 위한 평면도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 내부 오버레이 박스 키(102)를 디자인함으로써, 포토레지스트 층의 패턴이 형성될 때 종래의 도 2c에 도시한 바와 같이 상부 경사를 가지면서 형성되는 것을 방지한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 네 귀퉁이(107)가 잘라진 모양으로 디자인함으로써 모서리 부분이 라운딩되는 것을 방지하며, 센터 부분의 일부분(109)을 파냄으로써 종래의 도 2c의 가운데 부분이 볼록하게 형성되는 것을 방지한다. 따라서, 반도체 기판에 형성되는 포토레지스트 층의 패턴 자체의 스케일 유발을 원천적으로 방지한다.

한편, 외곽 오버레이 박스 키(104)는 패터닝 밀도에 아주 취약하므로 CMP 공정이나 식각 공정의 오류 발생시 그 상부 프로파일이 왜곡이나 키의 경사가 안쪽과 바깥쪽이 상당히 차이를 보이게 되어 역시 스케일 유발 요인이 된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 외곽 박스 디자인시 도 3에 도시한 바와 같이 더미 패턴 역할을 하도록 여러개의 직사각형 공간(108)들을 디자인해 넣고 도 1에 도시한 외곽의 일렬로 일정 간격을 유지한 것처럼 2개의 라인이 형성되므로 CMP나 식각 공정에 의한 키 변형이 종래의 경우보다 훨씬적어지게 된다.

또한, 테크놀로지나 그 층의 패턴 밀도에 따라 직사각형 공간(108)의 양과 크기를 조절해서 디자인함으로써 향후 하이 테크놀로지에도 안정적으로 사용하는 것이 가능하며, 이로 인해 공정 마진의 향상을 유도하게 되고 나아가 소자의 안정적 형성을 가져오고 이것은 수율의 향상을 가져온다.

도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마스크의 내부 오버레이 박스 키 및 외곽 오버레이 박스 키를 크리어-유형(clear type)으로 형성한 경우를 설명하기 위한 단면도이다.

도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마스크의 내부 오버레이 박스 키 및 외곽 오버레이 박스 키를 다크-유형(dark-type)으로 구성한 경우를 설명하기 위한 단면도이다.

도 4c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마스크의 내부 오버레이 박스 키와 외곽 오버레이 박스 키를 크리어 유형으로 형성한 경우에 포토레지스트를 패터닝한 것을 설명하기 위한 단면도이다.

도 4c에 도시한 바와 같이, 포토레지스트 패턴(122)는 내부 오버레이 박스 키에 의하여 형성된 것이며, 포토레지스트 패턴(124)은 외곽 오버레이 박스 키에 의하여 형성된 것이다. 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 포토레지스트 패턴(122, 124)의 상부가 종래의 도 2c에서 도시된 포토레지스트 패턴에 비하여 경사가 없음을 알 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 내부 오버레이 박스 키가 네 귀퉁이가 파여진 것을 특징한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 외곽 오버레이 박스 키가 네 귀퉁이가 파여진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 마스크의 내부 및 외곽 오버레이 박스 키를 크리어-유형으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 마스크의 내부 및 외곽 오버레이 박스 키를 다크-유형으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 외곽 오버레이 박스 키의 상기 다수의 직사각형 공간의 크기 및 개수를 조절하여 패턴 밀도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 본 발명은 오버레이 박스 키 디자인을 테크놀로지나 그 층의 패턴 밀도에 따라 직사각형 공간의 양과 크기를 조절해서 디자인함으로써 여타 공정에서 발생하는 키 변형을 종래의 경우보다 훨씬적게 함으로써 향후 하이 테크놀로지에도 안정적으로 사용가능하며 이로 인해 공정 마진의 향상을 유도하게 되고 나아가 소자의 안정적 형성을 가져오고 이는 수율의 향상을 가져오는 효과가 있다.

도 1은 종래의 일반적인 오버레이 박스 키를 설명하기 위한 평면도이다.

도 2a는 종래의 일반적인 오버레이 박스 키를 외곽의 박스가 크리어-유형(clear type)인 경우를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2b는 종래의 일반적인 오버레이 박스 키를 외곽의 박스가 다크-유형(dark-type)으로 구성한 경우를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2c는 종래의 일반적인 오버레이 박스 키를 이용하여 반도체 기판 상에 패턴을 형성한 경우의 프로파일을 설명하기 위한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 패턴 밀도를 가진 오버레이 박스 키를 설명하기 위한 평면도이다.

도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마스크의 내부 오버레이 박스 키 및 외곽 오버레이 박스 키를 크리어-유형(clear type)으로 형성한 경우를 설명하기 위한 단면도이다.

도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마스크의 내부 오버레이 박스 키 및 외곽 오버레이 박스 키를 다크-유형(dark-type)으로 구성한 경우를 설명하기 위한 단면도이다.

도 4c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마스크의 내부 오버레이 박스 키와 외곽 오버레이 박스 키를 크리어 유형으로 형성한 경우에 포토레지스트를 패터닝한 것을 설명하기 위한 단면도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

100 : 마스크 102 : 내부 오버레이 박스 키

104 : 외곽 오버레이 박스 키 106 : 유리 기판

108 : 직사각형 공간 107 : 네 귀퉁이

Claims (5)

1. 중심에 공간을 가지는 내부 오버레이 박스 키; 및

   상기 내부 오버레이를 중심에 위치시킬 수 있도록 중심에 공간을 가지며 다수의 직사각형 공간을 구비하는 외곽 오버레이 박스 키를

   포함하는 것을 특징으로 하는 시스템 온 칩 형성하는데 적합한 마스크.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 내부 오버레이 박스 키가 네 귀퉁이가 파여진 것을 특징으로 하는 시스템 온 칩 형성하는데 적합한 마스크.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 외곽 오버레이 박스 키가 네 귀퉁이가 파여진 것을 특징으로 하는 시스템 온 칩 형성하는데 적합한 마스크.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 마스크의 내부 및 외곽 오버레이 박스 키를 크리어-유형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 시스템 온 칩 형성하는데 적합한 마스크.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 마스크의 내부 및 외곽 오버레이 박스 키를 다크-유형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 시스템 온 칩 형성하는데 적합한 마스크.