KR20080000443A - 슬릿형 콘택을 갖는 포토 마스크 및 그 제조 방법 - Google Patents

슬릿형 콘택을 갖는 포토 마스크 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20080000443A
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Abstract

본 발명은 슬릿형 콘택을 갖는 포토 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 슬릿형 콘택을 갖는 포토 마스크는, 홀형 콘택을 적어도 두 개 또는 세 개 이상 연결한 슬릿형 콘택 패턴과, 슬릿형 콘택 패턴의 측면 사이에 배치되며 패터닝되지 않는 폭을 갖는 보조 패턴을 포함한다. 그러므로, 본 발명은 적어도 두 개 이상의 콘택홀을 연결한 슬릿형 콘택 패턴을 구성하며 고집적 반도체 소자의 콘택 면적이 감소하더라도 콘택 저항의 증가를 막을 수 있고, 슬릿형 콘택 패턴 주위에 평행하게 배치된 보조 패턴을 추가함으로써 콘택 패터닝 공정시 보조 패턴에 의해 패턴의 측면 효과로 인한 사이드 로브 현상을 방지할 수 있어 슬릿형 콘택을 정확하게 패터닝할 수 있다.
슬릿형 콘택, 포토 마스크, 보조 패턴, 콘택 면적

Description

슬릿형 콘택을 갖는 포토 마스크 및 그 제조 방법{Photo mask with slit type contact and method for manufacturing thereof}
도 1은 종래 기술에 의한 랜덤 콘택층을 위한 포토 마스크의 콘택홀 레이아웃을 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 랜덤 콘택층을 위한 포토 마스크의 슬릿형 콘택 설계 레이아웃도 및 이의 패턴 레이아웃도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 슬릿형 콘택을 갖는 포토 마스크 패턴의 시뮬레이션 이미지와 이의 패터닝 이미지를 나타낸 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 콘택홀 영역
110, 220 : 슬릿형 콘택 영역
120 : 홀형 콘택 영역
200 : 활성 영역
210 : 게이트 라인 영역
본 발명은 노광 공정에 사용되는 포토 마스크에 관한 것으로서, 특히 슬릿 콘택을 사용한 랜덤 콘택 레이아웃의 패터닝에서 우수한 공정 마진으로 반도체 소자의 수율 및 특성을 향상시킬 수 있는 슬릿형 콘택을 갖는 포토 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 포토 리소그래피 기술은 반도체 소자의 고집적화를 선도하는 기본 기술로서, 빛을 이용하여 웨이퍼 기판 위에 임의의 형상을 갖는 패턴을 형성하는 것이다. 즉, 웨이퍼 기판에 절연막이나 도전막 등의 패턴을 형성하여야 할 위치에 자외선, 전자빔 또는 X선 등과 같은 노광 장치의 빛을 조사하여 그 용해도가 변화하는 포토레지스트를 형성하고, 포토 마스크를 이용하여 포토레지스트의 소정 부위를 빛에 노출시킨 후, 현상액에 대하여 용해도가 큰 부분을 제거함으로써 임의의 형상을 갖는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이러한 포토레지스트 패턴에 의해 노출된 부분을 식각 공정으로 제거하여 원하는 반도체 소자 패턴을 형성한다.
도 1은 종래 기술에 의한 랜덤 콘택층을 위한 포토 마스크의 콘택홀 레이아웃을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 포토 마스크의 콘택홀 레이아웃을 살펴보면, 콘택 패턴(30) 밀도가 높은 영역(dense contact region)(10)과 콘택 패턴(30) 밀도가 낮은 영역(isolated contact region)(20)이 혼재된 랜덤 콘택층을 갖는다.
랜덤한 콘택홀의 레이아웃, 예를 들어 주변 회로 영역에 위치한 비트라인 콘택 패터닝시 광근접효과 보정(OPC : Optical Proximity Correction) 공정을 적용하 더라도 패턴 밀도가 높은 영역과 패턴 밀도 낮은 영역 차이가 심하게 발생한다. 패턴 밀도가 높은 콘택의 경우 공정 마진을 넓으나 측면 효과(side effect)로 사이드 로브(side lobe)가 발생하고 콘택홀 모양이 찌그러지는 문제점이 있다.
더욱이 패턴 밀도가 낮은 콘택 영역의 경우 공정 마진이 패턴 밀도가 높은 영역에 비해 급격히 감소하는 경향 때문에 전체 공정 마진을 저하시키는 문제점을 가지고 있다.
이러한 콘택의 공정 마진을 향상시키기 위하여 콘택 레이아웃의 크기를 증가시는 방법을 사용할 경우 해당 콘택과 오버랩되는 비트라인 패드와의 오버랩 마진이 감소하고, 트랜지스터 구조에서 디자인 룰상 활성 영역 위에 한정된 콘택 개수만 구성할 수 있어 콘택 면적이 감소하여 콘택 저항(Rc)이 증가하게 된다.
이에 따라, 콘택 면적이 감소하여 콘택 저항이 증가할 경우 반도체 소자에 흐르는 전류량이 많아져 전력 소모량이 많아지게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 적어도 두 개 이상의 콘택홀을 연결하여 슬릿형 콘택 패턴을 구성하며 슬릿형 콘택 패턴 주위에 평행하게 배치된 보조 패턴을 추가함으로써 고집적 반도체 소자의 콘택 면적이 감소하더라도 콘택 저항의 증가를 막을 수 있으며 콘택 패터닝 공정시 보조 패턴에 의해 패턴의 측면 효과로 인한 사이드 로브 현상을 방지할 수 있는 슬릿형 콘택을 갖는 포토 마스크를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 적어도 두 개 이상의 콘택홀을 연결하여 슬릿형 콘 택 패턴을 구성하며 슬릿형 콘택 패턴 주위에 평행하게 배치된 보조 패턴을 추가한 포토 마스크를 제조함으로써 웨이퍼에 고집적 반도체 소자의 콘택 면적이 감소하더라도 콘택 저항의 증가를 막을 수 있으며 콘택 패터닝 공정시 보조 패턴에 의해 패턴의 측면 효과로 인한 사이드 로브 현상을 방지할 수 있는 콘택 패턴을 제조할 수 있는 슬릿형 콘택을 갖는 포토 마스크 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 콘택 패턴을 갖는 포토 마스크에 있어서, 홀형 콘택을 적어도 두 개 또는 세 개 이상 연결한 슬릿형 콘택 패턴과, 슬릿형 콘택 패턴의 측면 사이에 배치되며 패터닝되지 않는 폭을 갖는 보조 패턴을 포함한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 콘택 패턴을 갖는 포토 마스크의 제조 방법에 있어서, 홀형 콘택을 적어도 두 개 또는 세 개 이상 연결한 슬릿형 콘택 패턴과, 슬릿형 콘택 패턴의 측면 사이에 배치되며 패터닝되지 않는 폭을 갖는 보조 패턴을 갖는 레이아웃을 토대로 쿼츠에 패터닝하여 포토 마스크를 제조하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명하고자 한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 랜덤 콘택층을 위한 포토 마스크의 슬릿형 콘택 설계 레이아웃도 및 이의 패턴 레이아웃도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 포토 마스크의 슬릿형 콘택 설계 레이아웃은, 코어 영역 및 주변 회로 영역의 비트라인 콘택에 있어서, 적어도 두 개 또는 세 개 이상의 콘택홀(100)을 연결하여 슬릿형 콘택 패턴(110)을 구성하며 고집적 반도체 소자의 비트 라인 콘택 면적이 감소하더라도 콘택 저항의 증가를 막을 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 포토 마스크의 슬릿형 콘택 패턴의 레이아웃은, 코어 영역 및 주변 회로 영역의 비트 라인 콘택에 있어서, 활성 영역(200)에서 게이트 라인(210)과 평행하게 배치되며 적어도 두 개 또는 세 개 이상의 콘택홀을 연결한 슬릿형 콘택 패턴(220)을 구성한다. 그리고, 슬릿형 콘택 패턴(220) 측면 사이에 상기 패턴과 평행하게 라인 형태로 배치, 예를 들어 게이트 라인(210) 상부에 보조 패턴(230)을 추가 구성한다. 여기서, 보조 패턴(230)은 포토 마스크를 이용한 노광 공정시 웨이퍼 레지스트에 패터닝되지 않은 크기의 폭(width)(예를 들어, 슬릿형 콘택 패턴 폭 1/2보다 적은 크기)을 가지며 장축 길이는 슬릿형 콘택 패턴(220)과 동일한 길이로 설정한다.
이에 따라, 본 발명은 포토 마스크의 슬릿형 콘택 패턴에 의해, 고집적 반도체 소자의 콘택 면적이 감소하더라도 콘택홀보다 증가된 슬릿형 콘택 크기로 인해 콘택 저항이 감소되고, 콘택 패터닝 공정시 슬릿형 콘택 패턴 측면 사이에 추가된 보조 패턴에 의해 패턴의 측면 효과로 인한 사이드 로브 현상을 방지할 수 있다.
한편, 도면에 도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 슬릿형 콘택을 갖는 포토 마스크 제조 방법은 다음과 같다.
적어도 두 개 또는 세 개 이상의 콘택홀을 연결한 슬릿형 콘택 패턴을 구성하고, 슬릿형 콘택 패턴 측면 사이에 상기 패턴과 평행하게 라인 형태로 배치한 보조 패턴을 추가 구성한 레이아웃을 토대로 쿼츠에 포토 마스크의 콘택 패턴을 제조한다.
여기서, 슬릿형 콘택 패턴은 예를 들어, 비트 라인과 수직으로 연결되는 콘택일 경우 게이트 라인과 평행하게 배치될 수 있다. 그리고, 보조 패턴은 포토 마스크를 이용한 노광 공정시 웨이퍼 레지스트에 패터닝되지 않은 크기의 폭을 가지며 장축 길이는 슬릿형 콘택 패턴과 동일한 길이로 설정한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 슬릿형 콘택을 갖는 포토 마스크 패턴의 시뮬레이션 이미지와 이의 패터닝 이미지를 나타낸 도면이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 포토 마스크의 슬릿형 콘택 패턴을 시뮬레이션하면, 적어도 두 개 또는 세 개 이상의 홀형 콘택이 서로 연결된 슬릿형 콘택 패턴 이미지(300)가 도시되면서 슬릿형 콘택 패턴 이미지(300) 사이에 상기 패턴과 평행하게 라인 형태로 배치한 보조 패턴 이미지(310)가 도시됨을 알 수 있다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 포토 마스크를 이용한 웨이퍼의 패터닝 공정시 슬릿형 콘택 패턴 이미지는, 적어도 두 개 또는 세 개 이상의 홀형 콘택이 서로 연결된 슬릿형 콘택 패턴 이미지(300)를 갖는다. 그리고 슬릿형 콘택 패턴 측면 사이에 추가된 보조 패턴은 별도로 패터닝되지 않는다. 그 이유는, 보조 패턴은 슬릿형 콘택 패턴의 폭보다 작게 설정되는데, 포토 마스크를 이용한 노 광 공정시 웨이퍼 레지스트에 패터닝되지 않을 정도로 작게 설정되기 때문이다.
그러므로, 본 발명은 포토 마스크에 홀형태의 콘택을 서로 연결한 슬릿형 콘택 패턴을 구성하여 고집적 반도체 소자의 작은 콘택 면적에서도 슬릿형 콘택 크기만큼 콘택 저항을 감소시킬 수 있다. 게다가, 본 발명은 포토 마스크의 슬릿형 콘택 패턴의 측면 사이에 패터닝되지 않은 작은 폭과 슬릿형 콘택 패턴과 동일한 길이를 갖는 보조 패턴을 추가함으로써 포토 마스크를 이용한 웨이퍼 레지스트의 콘택 패터닝 공정시 슬릿형 콘택 패턴 측면 사이에 추가된 보조 패턴에 의해 패턴의 측면 효과로 인한 사이드 로브 현상을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 적어도 두 개 이상의 콘택홀을 연결한 슬릿형 콘택 패턴을 구성하며 고집적 반도체 소자의 콘택 면적이 감소하더라도 콘택 저항의 증가를 막을 수 있다.
게다가 본 발명은 슬릿형 콘택 패턴 주위에 평행하게 배치된 보조 패턴을 추가함으로써 콘택 패터닝 공정시 보조 패턴에 의해 패턴의 측면 효과로 인한 사이드 로브 현상을 방지할 수 있어 슬릿형 콘택을 정확하게 패터닝할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 콘택 패턴 밀도가 낮거나 패턴 밀도가 높은 영역을 갖는 랜덤 콘택을 갖는 반조체 소자에서 발생하는 콘택 공정 마진 차이를 줄일 수 있 을 뿐만 아니라, 콘택 레이아웃 크기를 증가시키지 않고서도 콘택 면적을 늘릴 수 있어 콘택 저항을 낮출 수 있는 효과가 있다.
또, 본 발명은 예를 들어, p+ 콘택의 경우 콘택 저항이 줄어들기 때문에 별도의 p 도펀트를 이온주입하기 위한 임플랜트 공정을 생략할 수 있다.
또한, 본 발명은 콘택 면적을 증가시키면서 콘택 저항을 줄여 반도체 소자에 흐르는 전류량을 줄이고, 전력 소모량 또한 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 콘택 패턴을 갖는 포토 마스크에 있어서,
    홀형 콘택을 적어도 두 개 또는 세 개 이상 연결한 슬릿형 콘택 패턴; 및,
    상기 슬릿형 콘택 패턴의 측면 사이에 배치되며 패터닝되지 않는 폭을 갖는 보조 패턴을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 슬릿형 콘택을 갖는 포토 마스크.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보조 패턴은, 상기 슬릿형 콘택 패턴과 동일한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 슬릿형 콘택을 갖는 포토 마스크.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 보조 패턴은, 상기 슬릿형 콘택 패턴의 1/2 이하의 폭 크기로 설정되는 것을 특징으로 하는 슬릿형 콘택을 갖는 포토 마스크.
  4. 콘택 패턴을 갖는 포토 마스크의 제조 방법에 있어서,
    홀형 콘택을 적어도 두 개 또는 세 개 이상 연결한 슬릿형 콘택 패턴과, 상기 슬릿형 콘택 패턴의 측면 사이에 배치되며 패터닝되지 않는 폭을 갖는 보조 패턴을 갖는 레이아웃을 토대로 쿼츠에 패터닝하여 포토 마스크를 제조하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 슬릿형 콘택을 갖는 포토 마스크 제조 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 보조 패턴은, 상기 슬릿형 콘택 패턴과 동일한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 슬릿형 콘택을 갖는 포토 마스크 제조 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 보조 패턴은, 상기 슬릿형 콘택 패턴의 1/2 이하의 폭 크기로 설정되는 것을 특징으로 하는 슬릿형 콘택을 갖는 포토 마스크 제조 방법.
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KR20180133319A (ko) * 2017-06-06 2018-12-14 호야 가부시키가이샤 포토마스크, 및 표시 장치의 제조 방법

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