KR20070077690A - 노광 마스크 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노광 마스크 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 콘택홀 영역이 정의된 투광패턴 주변으로 더미 라인 패턴을 적용하여 상기 콘택홀 주변의 사이드 로브(Side Lobe) 인텐시티(Intensity)를 효과적으로 감쇄시키고, 상쇄간섭에 의한 콘트라스트 향상으로 콘택홀 노광 공정의 해상력 및 공정 마진을 향상시키는 기술을 개시한다.

Description

노광 마스크 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법{THE EXPOSUAL MASK AND METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME}

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 노광 마스크 및 문제점을 도시한 도면.

도 2a 내지 도 2d는 종래 기술에 따른 노광 마스크 및 문제점을 도시한 도면.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 노광 마스크 및 노광 마스크를 사용한 노광 공정의 결과를 도시한 도면.

본 발명은 노광 마스크 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 콘택홀 영역이 정의된 투광패턴 주변으로 더미 라인 패턴을 적용하여 상기 콘택홀 주변의 사이드 로브(Side Lobe) 인텐시티(Intensity)를 효과적으로 감쇄시키고, 상쇄간섭에 의한 콘트라스트 향상으로 콘택홀 노광 공정의 해상력 및 공정 마진을 향상시키는 기술을 개시한다.

최근 반도체 소자의 집적도가 향상되면서 노광 공정에서의 공정 마진 부족으 로 NA(Numerical Aperture)가 크거나 노광 파장이 짧은 노광 장비가 요구된다. 그러나, 상기와 같은 노광 장비는 제작하는데 제한이 있거나 소모 비용이 큰 문제점이 있다.

도 1a를 참조하면, 콘택홀 영역이 정의된 노광 마스크를 사용하여 노광하였을 경우의 콘택홀 인텐시티(Intensity)를 나타낸 그래프로서, 콘택홀에서 동일한 거리에 'A'와 같이 사이드 로브 인텐시티가 중복된 것을 알 수 있다.

도 1b 및 도 1c를 참조하면, 콘택홀 영역이 정의된 노광 마스크를 사용하여 노광하였을 경우에 사이드 로브 인텐시티가 중복되어 'A''와 같이 원하지 않는 홀인 사이드 로브 현상이 발생된 모습을 나타낸 것이다.

상기와 같은 사이드 로브 현상을 방지하기 위해서 노광 마스크의 레이아웃시에 프린트 바이어스를 주어 사이드 로브를 억제하거나, 크게 콘택홀을 형성한 후 핫 플레이트(Hot Plate)에서 가열하여 CD(Critical Dimension)을 축소시키는 RRP(Resist Reflow Process)를 사용하였다.

도 2a를 참조하면, 레이아웃시에 사이드 로브를 고려한 프린트 바이어스를 주어 디자인하여 노광하였을 경우의 콘택홀 인텐시티 그래프로서, 이미지 콘트라스트도 낮으며, 'B'와 같이 콘택홀 사이에 사이드 로브 인텐시티가 존재하는 것을 알 수 있다.

도 2b는 일반적인 콘택홀 노광 마스크의 레이아웃을 도시한 것이며, 도 2c는 마스크 면을 통과한 빛의 분포를 나타낸 이미지를 도시한 것이며, 도 2d는 레지스트면에 형성된 이미지를 시뮬레이션한 결과이다.

여기서, 'B''와 같이 사이드 로브 현상이 발생한 것을 알 수 있다.

상술한 종래 기술에 따른 노광 마스크 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법에서, 콘택홀에서 동일한 거리에서 발생하는 사이드 로브 인텐시티가 중복되어 원하지 않는 홀인 사이드 로브가 형성되는 문제점이 있다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 콘택홀 영역이 정의된 투광패턴 주변으로 더미 라인 패턴을 적용하여 상기 콘택홀 주변의 사이드 로브(Side Lobe) 인텐시티(Intensity)를 효과적으로 감쇄시키고, 상쇄간섭에 의한 콘트라스트 향상으로 콘택홀 노광 공정의 해상력 및 공정 마진을 향상시키는 노광 마스크 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 노광 마스크 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법은

콘택홀 영역을 정의하는 사각형의 투광 패턴이 복수개 구비된 노광 마스크에 있어서,

상기 투광 패턴의 모서리가 인접한 투광 패턴의 모서리와 연결되도록 구비된 더미 패턴

을 포함하는 것을 특징으로 하며,

상기 더미 패턴은 수평 및 수직 방향의 라인형 패턴이 교차되어 구비되는 것과,

상기 더미 패턴은 대각선 방향의 라인형 패턴이 교차되어 구비되는 것

을 제 1 특징으로 하며,

노광 공정을 포함하는 반도체 소자의 제조 방법에 있어서,

상기 노광 공정은

반도체 기판 상부에 감광막을 형성하는 단계와,

제 1 항 기재의 노광 마스크를 이용하여 노광 공정을 수행하는 단계와,

상기 결과물에 대해 현상 공정을 수행하여 감광막 패턴을 형성하는 단계

를 포함하는 것을 제 2 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3a는 본 발명에 따른 노광 마스크 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법을 도시한 것이다.

도 3a를 참조하면, 콘택홀 영역을 정의하는 사각형의 투광 패턴(100)이 복수개 구비된 노광 마스크에 있어서, 투광 패턴(100) 사각형의 모서리가 인접한 투광 패턴(100)의 모서리와 연결되도록 더미 패턴(110a, 110b)이 구비된다.

여기서, 더미 패턴(110a, 110b)은 수평 및 수직 방향의 라인형 패턴(110a)이 교차되어 구비되거나 대각선 방향의 라인형 패턴(110b)이 교차되어 구비되는 것이바람직하며, 더미 패턴(110a, 110b)에 의해 콘택홀 주변의 사이드 로브 인텐시티가 감쇄되면서 사이드 로브 현상이 억제된다.

여기서, 상기 노광 마스크를 이용한 반도체 소자의 제조 방법은 반도체 기판 상부에 감광막을 형성하고, 상기 도 3a의 노광 마스크를 이용하여 노광 공정을 수 행한다. 다음에, 상기 결과물에 대해 현상 공정을 수행하여 콘택홀 영역이 정의된 감광막 패턴을 형성한다.

도 3b를 참조하면, 본 발명에 따른 노광 마스크를 사용하여 노광하였을 경우의 콘택홀 인텐시티 그래프로서, 콘택홀 사이에 사이드 로브 인텐시티가 존재하지 않으며, 인텐시티 최대값과 최소값의 차이가 커서 종래 기술보다 이미지 콘트라스트가 향상된 것을 알 수 있다.

도 3c는 노광 마스크를 통과한 빛의 분포를 나타낸 이미지를 도시한 것이며, 도 3d는 레지스트면에 형성된 이미지를 시뮬레이션한 결과를 나타낸 것으로, 사이드 로브 현상이 억제된 것을 알 수 있다.

본 발명에 따른 노광 마스크는 콘택홀 패턴 주변으로 더미 라인 패턴을 적용하여 상기 콘택홀 주변의 사이드 로브(Side Lobe) 인텐시티(Intensity)를 효과적으로 감쇄시키고, 상쇄간섭에 의한 콘트라스트 향상으로 콘택홀 노광 공정의 해상력 및 공정 마진을 향상시키는 효과가 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (4)

1. 콘택홀 영역을 정의하는 사각형의 투광 패턴이 복수개 구비된 노광 마스크에 있어서,

   상기 투광 패턴의 모서리가 인접한 투광 패턴의 모서리와 연결되도록 구비된 더미 패턴

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 더미 패턴은 수평 및 수직 방향의 라인형 패턴이 교차되어 구비되는 것을 특징으로 하는 노광 마스크.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 더미 패턴은 대각선 방향의 라인형 패턴이 교차되어 구비되는 것을 특징으로 하는 노광 마스크.
4. 노광 공정을 포함하는 반도체 소자의 제조 방법에 있어서,

   상기 노광 공정은

   반도체 기판 상부에 감광막을 형성하는 단계;

   제 1 항 기재의 노광 마스크를 이용하여 노광 공정을 수행하는 단계; 및

   상기 결과물에 대해 현상 공정을 수행하여 감광막 패턴을 형성하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.

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