KR20060059021A

KR20060059021A - Method of forming a pattern

Info

Publication number: KR20060059021A
Application number: KR1020040098112A
Authority: KR
Inventors: 정구민
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2006-06-01

Abstract

본 발명은 레지스트가 코팅된 웨이퍼에 덴스 콘택홀 마스크와 다이폴 X 조명계를 이용하여 전체 도즈량의 50% 노광을 실시하는 제 1 단계와, 웨이퍼를 덴스 콘택홀 마스크와 다이폴 Y 조명계를 이용하여 전체 도즈량의 50% 노광을 실시하는 제 2 단계와, 제 2 단계를 실시한 웨이퍼를 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention provides a first step of exposing 50% of the total dose to a resist-coated wafer using a dense contact hole mask and a dipole X illumination system, and a total dose of the wafer using a dense contact hole mask and a dipole Y illumination system. And a second step of exposing 50% of the amount and developing the wafer subjected to the second step.

덴스 콘택홀, 이중 노광, 50%Dense contact hole, double exposure, 50%

Description

Method of forming a pattern

도1 내지 도2는 종래 기술에 의한 패턴 형성 방법을 나타낸 도면이다.1 to 2 is a view showing a pattern forming method according to the prior art.

도3 내지 도4는 종래의 또 다른 기술에 의한 패턴 형성 방법을 나타낸 도면이다.3 to 4 is a view showing a pattern formation method according to another conventional technique.

도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 패턴 형성방법을 나타낸 도면이다.
5 to 6 is a view showing a pattern forming method according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

500 : 덴스 콘택홀 마스크 502 : 다이폴 X(Dipole X) 조명계500: dense contact hole mask 502: Dipole X illumination system

504 : 웨이퍼 506 : 수직 레이턴트 이미지 504: Wafer 506: Vertical Rapant Image

602 : 다이폴 Y(Dipole Y) 조명계 604 : 덴스 콘택홀 패턴
602: Dipole Y lighting system 604: dense contact hole pattern

본 발명은 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일 마스크 적용으로 이중 노광을 실시하여 공정의 단순화 및 패턴의 초해상도 구현을 이룰 수 있는 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a pattern formation method capable of simplifying a process and implementing a super resolution of a pattern by performing double exposure by applying a single mask.

반도체 소자가 고집적화로 인한 소자의 크기 감소에 따라 덴스 콘택 홀(Dense contact hole)의 경우 사이즈를 작게 형성해야 하므로 공정 마진이 점점 감소하여 해상도의 한계를 벗어나게 되어, 해상도가 높은 노광 장비를 구입해야 하는 비용 증가의 문제점이 발생하고 있다. As the size of the semiconductor device decreases due to the high integration of the semiconductor device, the size of the dense contact hole must be made smaller, and thus the process margin gradually decreases to overcome the resolution limit, requiring the purchase of high-resolution exposure equipment. There is a problem of increased cost.

이러한 문제점을 극복하기 위해 최근에는 비교적 공정 마진이 큰 라인&스페이스 패턴을 이용한 이중 노광 이중 코팅 및 이중 현상 공정을 진행하여 초해상도의 덴스 콘택홀(Dense contact hloe)을 형성하는 방법이 제안되고 있다. 그러나 이러한 방법들은 재료 비용과 공정 시간의 증가 등의 문제점이 수반된다. In order to overcome this problem, a method of forming a super-resolution dense contact hole has been recently proposed by performing a double exposure double coating and a double development process using a line & space pattern having a relatively large process margin. However, these methods involve problems such as increased material cost and processing time.

도 1 내지 도 2는 종래 기술에 의한 패턴 형성 방법을 나타낸 도면이다.1 to 2 is a view showing a pattern forming method according to the prior art.

우선, 도 1에 도시된 바와 같이 수직 라인&스페이스 마스크(Line and space mask : 100)를 이용하여 다이폴 X(dipole X) 조명계(102)인 1차 조명계를 이용한 1차 노광 공정을 진행하여 웨이퍼(104) 상에 라인 패턴(106)을 형성한다.First, as shown in FIG. 1, a first exposure process using a primary illumination system, which is a dipole X illumination system 102, is performed using a vertical line and space mask (100). The line pattern 106 is formed on the 104.

이어서, 패턴 웨이퍼(104)에 다시 코팅 공정을 진행한 다음, 도 2에 도시된 바와 같이 수평 라인&스페이스 마스크(Line and space mask : 200)와 다이폴 Y(dipole Y) 조명계(202)인 2차 조명계를 이용하여 노광 공정 및 현상 공정을 실시하여 웨이퍼(104) 상에 패턴 웨이퍼(204) 형성한다. Subsequently, the coating process is performed on the pattern wafer 104 again, and then, as shown in FIG. 2, the second line, which is a horizontal line and space mask (200) and a dipole Y illumination system 202, is used. An exposure process and a development process are performed using an illumination system to form the pattern wafer 204 on the wafer 104.

후속 공정으로 상기 패턴 웨이퍼(204)를 이용하여 식각 공정을 진행하여 덴스 콘택 홀(Dense contact hole)을 형성한다. In a subsequent process, an etching process is performed using the pattern wafer 204 to form a dense contact hole.

그런데, 상기 종래 기술에 의하면 1차 노광 웨이퍼(104) 제작 후에 패턴을 견고하게 하기 위해서 레지스트 경화(hardening) 작업을 하게 되는데, 이때 경화 작업을 하지 않으면 1차 라인 패턴(106)이 용해되거나 2차 코팅 레지스트와 혼합이 되는 문제가 발생한다. However, according to the related art, after fabricating the first exposure wafer 104, a resist hardening operation is performed to harden the pattern. If the hardening operation is not performed, the primary line pattern 106 may be dissolved or secondary. There is a problem of mixing with the coating resist.

도 3내지 도 4는 종래의 또 다른 기술에 의한 패턴 형성 방법을 나타낸 도면이다.3 to 4 is a view showing a pattern formation method according to another conventional technique.

우선, 도 3에 도시된 바와 같이 수직 라인&스페이스 마스크(Line and space mask : 300)를 이용하여 다이폴 X(dipole X) 조명계(302)인 1차 조명계를 이용하여 전체 도즈량의 약 50%를 노광하여 웨이퍼(304) 상에 수직의 레이턴트 이미지(Latent image : 306)를 형성한다. 이때, 현상 공정은 진행하지 않는다.First, as shown in FIG. 3, approximately 50% of the total dose is obtained using a primary illumination system, which is a dipole X illumination system 302, using a vertical line and space mask 300. The exposure is performed to form a vertical latent image 306 on the wafer 304. At this time, the developing step does not proceed.

이어서, 레이턴트 이미지(306)이 형성된 웨이퍼(304)에 도 4에 도시된 바와 같이 수평 라인&스페이스 마스크(Line and space mask : 400)와 다이폴 Y(dipole Y) 조명계(402)인 2차 조명계를 이용하여 전체 도즈량의 약 50% 노광 공정을 실시한다. 이 웨이퍼를 현상하게 되면 100% 도즈량이 노광된 영역만 레지스트가 제거되어 결국 100% 레이턴트 이미지 즉, 덴스 콘택 홀(Dense contact hole : 404)이 형성된다. Subsequently, the secondary illumination system, which is a horizontal line and space mask 400 and a dipole Y illumination system 402, is shown in FIG. 4 on the wafer 304 on which the lattice image 306 is formed. The exposure process is carried out using about 50% of the total dose. When the wafer is developed, the resist is removed only in the region where the 100% dose is exposed, resulting in a 100% lattice image, that is, a dense contact hole (404).

그런데, 상기 종래 기술에 의하면 수직 라인&스페이스 마스크(Line and space mask)와 수평 라인&스페이스 마스크(Line and space mask) 두 장의 마스크가 필요한 단점이 있다.
However, according to the related art, two masks are required, a vertical line and space mask and a horizontal line and space mask.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 덴스 콘택 마스크(Dense contact mask) 한 장에 다이폴 X(Dipole X) 조명계와 다이폴 Y(Dipole Y) 조명계를 이용한 이중 노광을 실시하되 레지스트의 코팅 및 현상 공정을 1회만 실시하여 공정 마진이 넓은 덴스 콘택홀을 형성할 수 있는 패턴 형성 방법을 제공하는 것이다.
The technical problem to be achieved by the present invention is to perform a double exposure using a dipole X illumination system and a dipole Y illumination system on one sheet of dense contact mask, but only one coating and developing process of the resist is performed. The present invention provides a pattern forming method capable of forming a dense contact hole having a wide process margin.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 레지스트가 코팅된 웨이퍼에 덴스 콘택홀 마스크와 다이폴 X 조명계를 이용하여 전체 도즈량의 50% 노광을 실시하는 제 1 단계와, 상기 웨이퍼를 상기 덴스 콘택홀 마스크와 다이폴 Y 조명계를 이용하여 전체 도즈량의 50%를 노광을 실시하는 제 2 단계와, 상기 제 2 단계를 실시한 웨이퍼를 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법을 제공한다.
According to an aspect of the present invention, a first step of exposing 50% of the total dose is performed by using a dense contact hole mask and a dipole X illumination system on a resist-coated wafer, and the dense contact hole mask on the wafer. And a second step of exposing 50% of the total dose amount using a dipole Y illumination system, and developing the wafer subjected to the second step.

이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도면에서 여러층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification.

이제 본 발명의 실시예에 따른 트랜지스터 제조 방법에 대하여 도면을 참고 로 하여 상세히 설명한다.Now, a transistor manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5내지 도 6은 본 발명에 의한 패턴 형성 방법을 나타낸 도면이다.5 to 6 is a view showing a pattern forming method according to the present invention.

우선, 도 5에 도시된 바와 같이 덴스 콘택홀 마스크(Dense contact hole mask : 500)와 다이폴 X(Dipole X) 조명계(502)를 이용하여 전체 도즈량의 약 50%를 노광하여 웨이퍼(504)에 수직의 레이턴트 이미지(Latent image : 506)를 만든다. 이때 현상 공정은 진행하지 않는다. First, as shown in FIG. 5, about 50% of the total dose is exposed to the wafer 504 by using a dense contact hole mask 500 and a dipole X illumination system 502. Create a vertical latent image (506). At this time, the developing step does not proceed.

이어서, 도6에 도시된 바와 같이 상기 도5에서 이용된 덴스 콘택홀 마스크(Dense contact hole mask : 500)와 다이폴 Y(Dipole Y) 조명계(602)를 이용한 전체 도즈량의 약 50%를 노광을 실시한다. 그런 다음, 웨이퍼(600)를 현상하게 되면 100% 도즈량이 노광된 영역만 레지스트가 제거된다. 결국, 100% 도즈량이 노광된 영역에만 덴스 콘택홀 패턴(604)이 형성된다. Subsequently, as shown in FIG. 6, about 50% of the total dose using the dense contact hole mask 500 and the dipole Y illumination system 602 used in FIG. 5 is exposed. Conduct. Then, when the wafer 600 is developed, the resist is removed only in the region where the 100% dose is exposed. As a result, the dense contact hole pattern 604 is formed only in the region where the 100% dose is exposed.

이와 같이 본 발명에 의하면, 레지스트가 코팅된 웨이퍼에 덴스 콘택 마스크(Dense contact mask) 한 장을 사용하여 다이폴 X(Dipole X) 조명계(502)를 이용한 전체 도즈량의 50% 노광 및 다이폴 Y(Dipole Y) 조명계(504)를 이용한 전체 도즈량의 50% 노광을 차례로 실시함으로써 초해상의 덴스 콘택홀 패턴을 형성할 수 있다.As described above, according to the present invention, a 50% exposure of the total dose amount and the dipole Y (Dipole) using a dipole X illumination system 502 using a dense contact mask on a resist-coated wafer. Y) A super resolution dense contact hole pattern can be formed by sequentially performing 50% exposure of the total dose using the illumination system 504.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

상술한 바와 같이 본 발명은 레지스트 코팅을 1회 실시함으로써 재료비 절감 및 공정의 단순화를 꾀할 수 있는 이점이 있다. As described above, the present invention has the advantage of reducing the material cost and simplifying the process by performing resist coating once.

또한, 한 장의 마스크를 이용하여 노광시 노광기에서의 마스크 교체 시간을 절약함으로써 전체적인 소자의 제조공정 시간 또한 절약할 수 있다.In addition, by using a mask to save the mask replacement time in the exposure machine during exposure, the overall manufacturing process time of the device can also be saved.

따라서, 반도체 소자의 제조수율을 향상시킬 수 있다.Therefore, the manufacturing yield of a semiconductor element can be improved.

Claims

A first step of exposing 50% of the total dose to a resist-coated wafer using a dense contact hole mask and a dipole X illumination system;

A second step of exposing the wafer to 50% of the total dose using the dense contact hole mask and a dipole Y illumination system;

And developing the wafer subjected to the second step.