KR20100097509A - Exposure mask and method for forming semiconductor device using the same - Google Patents

Exposure mask and method for forming semiconductor device using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20100097509A
KR20100097509A KR1020090016488A KR20090016488A KR20100097509A KR 20100097509 A KR20100097509 A KR 20100097509A KR 1020090016488 A KR1020090016488 A KR 1020090016488A KR 20090016488 A KR20090016488 A KR 20090016488A KR 20100097509 A KR20100097509 A KR 20100097509A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
contact hole
hole pattern
pattern
exposure mask
mask
Prior art date
Application number
KR1020090016488A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이동진
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR1020090016488A priority Critical patent/KR20100097509A/en
Publication of KR20100097509A publication Critical patent/KR20100097509A/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/70—Adapting basic layout or design of masks to lithographic process requirements, e.g., second iteration correction of mask patterns for imaging
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/36—Masks having proximity correction features; Preparation thereof, e.g. optical proximity correction [OPC] design processes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/76—Patterning of masks by imaging
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/70433—Layout for increasing efficiency or for compensating imaging errors, e.g. layout of exposure fields for reducing focus errors; Use of mask features for increasing efficiency or for compensating imaging errors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE: An exposure mask and a forming method for a semiconductor device using the same are provided to improve the reliability of a semiconductor by improving mask error enhancement factor. CONSTITUTION: A mask(S200) comprises a main contact hole pattern(100), a dummy contact hole pattern(102), and a secondary contact hole pattern(104). The secondary contact hole pattern is formed near the main contact hole pattern and the dummy contact hole pattern. The secondary contact hole pattern improves the process margin of the main contact hole pattern.

Description

노광마스크 및 이를 이용한 반도체 소자의 형성 방법{Exposure mask and method for forming semiconductor device using the same}Exposure mask and method for forming semiconductor device using the same

본 발명은 노광마스크 및 이를 이용한 반도체 소자의 형성 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 반도체 소자 패턴의 공정마진을 향상시킬 수 있는 반도체 소자의 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an exposure mask and a method of forming a semiconductor device using the same, and more particularly, to a method of forming a semiconductor device capable of improving the process margin of the semiconductor device pattern.

반도체 소자는 사진(photolithography) 공정, 식각 공정, 박막 증착 공정 및 확산 공정 등과 같은 단위 공정들의 반복수행으로 형성된다. 상술한 공정들 중 사진 공정은 웨이퍼 상에 패턴을 형성하기 위한 밑그림을 그리는 작업과 같은 것으로 밑그림이 그려져 있는 마스크를 이용한 노광공정을 통하여 웨이퍼 상에 밑그림 즉, 감광막 패턴을 형성한다. 이렇게 형성된 감광막 패턴을 식각마스크로 하여 감광막 패턴 하부의 피식각층을 식각하여 최종 패턴을 구현하는데 반도체 소자의 고집적화로 패턴의 크기가 점차 미세해짐에 따라 마스크에 형성된 패턴대로 감광막 패턴을 형성하는 것이 어려워지고 있다. 이는, 감광막 패턴의 임계치수가 노광장비의 해상도의 한계에 가까워짐에 따라 마스크에 형성된 패턴대로 구현되지 않고 왜곡된 형태로 감광막 패턴이 형성되기 때문이다. 이러한 왜곡 현상은 미세한 패턴에 의한 광학적 회절 현상에 의해 발생되는 것으로 광학적 근접 효과(optical proximity effect)라고 한다. The semiconductor device is formed by repeating unit processes such as a photolithography process, an etching process, a thin film deposition process, and a diffusion process. Among the above-described processes, a photographic process is the same as drawing a sketch for forming a pattern on a wafer, and a sketch, that is, a photoresist pattern is formed on the wafer through an exposure process using a mask on which the sketch is drawn. The photoresist pattern formed as an etch mask is used to etch the etched layer under the photoresist pattern to realize a final pattern. As the size of the pattern gradually becomes fine due to the high integration of semiconductor devices, it becomes difficult to form the photoresist pattern according to the pattern formed on the mask. have. This is because, as the critical dimension of the photoresist pattern approaches the limit of the resolution of the exposure apparatus, the photoresist pattern is formed in a distorted form rather than being implemented as a pattern formed in the mask. Such distortion is caused by optical diffraction caused by a fine pattern and is called an optical proximity effect.

광학적 근접 효과는 마스크 상의 패턴이 미세해질수록 더 크게 발생하기 때문에 반도체 소자가 고집적화될수록 왜곡현상도 더욱 커진다. 따라서, 광학 근접 효과를 줄이기 위해 메인 패턴과 일정 거리 이격되도록 보조 패턴을 삽입하여 패턴의 균일도를 높여 메인 패턴의 패터닝을 용이하게 한다. 보조 패턴은 노광마스크에 형성되어 있는 패턴이지만 그 치수가 한계해상도 이하이기 때문에 노광공정에 의하여 이미지가 전사되지 않는 패턴이라 할 수 있다. 그 일예로 스캐터링 바(scattering bar)를 들 수 있다. 하지만 스캐터링 바는 그 사이즈에 따라 웨이퍼 상에 구현되기 때문에 스컴과 같은 찌꺼기를 남겨 불량을 유발하는 문제점이 있다. Since the optical proximity effect occurs as the pattern on the mask becomes finer, the higher the integration of the semiconductor device, the greater the distortion. Therefore, in order to reduce the optical proximity effect, the auxiliary pattern is inserted to be spaced apart from the main pattern by a predetermined distance to increase the uniformity of the pattern to facilitate the patterning of the main pattern. The auxiliary pattern is a pattern formed in the exposure mask, but since the dimension is less than the limit resolution, it can be said that the image is not transferred by the exposure process. An example is a scattering bar. However, since the scattering bar is implemented on the wafer according to its size, there is a problem of causing a defect such as scum left.

도 1a는 종래 기술에 따른 마스크 레이아웃을 나타낸 평면도이고, 도 1b는 도 1a의 마스크를 이용하여 형성된 반도체 소자의 주사전자현미경 사진이다. 1A is a plan view showing a mask layout according to the prior art, and FIG. 1B is a scanning electron micrograph of a semiconductor device formed using the mask of FIG. 1A.

도 1a에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따른 노광마스크(S100)는 셀 어레이 지역에 배열되는 콘택홀 패턴(10)과, 콘택홀 패턴(10)과 일정 간격 이격되어 구비되는 라인 형태의 보조패턴인 스캐터링 바(scattering bar,12)를 포함한다. 스캐터링 바(12)는 상술한 바와 같은 작용으로 콘택홀 패턴(10)의 형성을 용이하게 한다. 하지만, 일반적으로 베스트 포커스로 노광되는 경우가 아닌 베스트 포커스에서 일정 포커스가 벗어나 디포커스로 노광되는 경우, 디포커스 정도 차이에 따라 스캐터링 바(12)가 구비됨에도 불구하고 콘택홀 패턴(10)이 용이하게 형성되지 않는다.As shown in FIG. 1A, the exposure mask S100 according to the related art is a contact hole pattern 10 arranged in a cell array region, and an auxiliary pattern in a line form spaced apart from the contact hole pattern 10 at a predetermined interval. A scattering bar 12. The scattering bar 12 facilitates the formation of the contact hole pattern 10 by the above-described action. However, in general, when the exposure is defocused out of the best focus rather than the exposure with the best focus, the contact hole pattern 10 is formed even though the scattering bar 12 is provided according to the difference in the degree of defocus. It is not easily formed.

도 1b에 도시된 바와 같이 스캐터링 바가 구비된 노광마스크를 이용한 노광 공정을 통한 포커스별 패턴 이미지는 상이한 것을 확인할 수 있다. 즉, 디포커스의 정도가 작은 경우에는 콘택홀패턴이 형성되지만, 디포커스의 정도가 큰 경우에는 콘택홀패턴이 정확하게 구현되지 않는다. 노광공정은 여러 변수에 의해 디포커스를 쉽게 유발하기 때문에 초점심도(depth of focus)의 마진을 향상시켜, 디포커스가 난 경우에서도 패터닝이 정확하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 하지만 스캐터링 바가 구비된 노광마스크를 이용하여 노광하는 경우에는 상술한 바와 같이 초점심도의 마진이 작기 때문에 디포커스의 정도가 커지게 되면 불량이 유발하는 문제가 있다.As shown in FIG. 1B, the pattern image for each focus through an exposure process using an exposure mask having scattering bars may be different. That is, the contact hole pattern is formed when the degree of defocus is small, but the contact hole pattern is not accurately implemented when the degree of defocus is large. Since the exposure process easily induces defocus by various variables, it is preferable to improve the margin of depth of focus so that patterning can be accurately performed even in the case of defocusing. However, when exposing using an exposure mask provided with a scattering bar, since the margin of focus depth is small as described above, there is a problem that a defect occurs when the degree of defocus increases.

본 발명은 반도체 소자의 콘택홀 패턴이 정확하게 구현되도록 하기 위하여 스캐터링 바와 같은 보조패턴을 삽입하는 경우에도, 초점심도의 마진이 작아 패턴의 불량을 유발하는 문제를 해결하고자 한다.The present invention is to solve the problem that the margin of focus is small even when the auxiliary pattern such as scattering bar is inserted in order to accurately implement the contact hole pattern of the semiconductor device.

본 발명의 노광마스크는 44nm 테크의 반도체 소자를 형성하는 노광마스크에 있어서, 메인 콘택홀패턴 및 상기 메인 콘택홀패턴 주변에 구비되고, 일열과 타열이 엇갈리게 배열된 도트 타입(dot type)이고, 콘택홀패턴과 스페이스의 비율이 1:1인 보조 콘택홀패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 44nm 테크의 반도체 소자에서 구현되는 콘택홀패턴을 용이하게 형성할 수 있으며, 종래기술에 따른 라인 타입의 보조 패턴에 의해 스컴과 같은 찌쩌기의 발생으로 인한 불량을 줄일 수 있고,보조 콘택홀패턴의 밀도를 높여 메인 콘택홀패턴의 환경과 동일한 환경을 만들어주어 마스크 패턴으로 용이하게 패터닝되도록 할 수 있다.The exposure mask of the present invention is a dot type in which an exposure mask for forming a semiconductor device of 44 nm tech is provided around a main contact hole pattern and the main contact hole pattern, and a row and another row are alternately arranged. And an auxiliary contact hole pattern in which the ratio of the hole pattern and the space is 1: 1. Therefore, it is possible to easily form a contact hole pattern implemented in a 44nm tech semiconductor device, to reduce the defects caused by the generation of scum, such as scum by the line-type auxiliary pattern according to the prior art, the auxiliary contact hole By increasing the density of the pattern to create the same environment as the main contact hole pattern it can be easily patterned into a mask pattern.

상기 보조 콘택홀패턴은 폭이 40nm이고 길이가 40nm인 것을 특징으로 한다. 이는 44nm 테크의 반도체 소자를 구현하는데 있어서, 메인 콘택홀패턴의 형성을 용이하게 하고, 웨이퍼 상으로 구현되지 않는 가장 바람직한 크기이다.The auxiliary contact hole pattern has a width of 40 nm and a length of 40 nm. This facilitates the formation of the main contact hole pattern in implementing a 44nm tech semiconductor device, and is the most desirable size not implemented on the wafer.

이때, 상기 노광마스크는 다크톤 마스크(dark tone mask)인 것을 특징으로 하고, 상기 보조 콘택홀패턴의 투과율은 1인 것을 특징으로 한다.In this case, the exposure mask is characterized in that the dark tone mask (dark tone mask), the transmittance of the auxiliary contact hole pattern is characterized in that 1.

상기 메인 콘택홀패턴 주변에 더미 콘택홀패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 이는 반도체 소자의 특성을 측정하기 위하여 요구되는 패턴을 대신할 수 있다.The apparatus may further include a dummy contact hole pattern around the main contact hole pattern. This may replace the pattern required for measuring the characteristics of the semiconductor device.

이때, 상기 더미 콘택홀패턴 사이에 써브 콘택홀패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서 써브 콘택홀패턴은 더미 콘택홀패턴의 형성을 용이하게 하는 역할을 한다. In this case, a sub contact hole pattern may be further included between the dummy contact hole patterns. The sub contact hole pattern serves to facilitate formation of the dummy contact hole pattern.

본 발명의 반도체 소자의 형성 방법은 피식각층이 형성된 반도체 기판 상에 감광막을 도포하는 단계와 상술한 노광마스크를 이용한 노광 및 현상공정으로 감광막 패턴을 형성하는 단계 및 상기 감광막 패턴을 식각마스크로 상기 피식각층을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 결과, 라인 타입의 보조패턴이 구비된 종래 기술에 따른 노광마스크로 노광하였을 때 대비 베스트 포커스 또는 디포커스에서 노광원의 인텐시티가 크기 때문에 초점심도가 향상된 콘택홀 패턴을 용이하게 형성할 수 있다.The method of forming a semiconductor device of the present invention includes the steps of coating a photoresist film on a semiconductor substrate on which an etched layer is formed, forming a photoresist pattern by an exposure and development process using the above-described exposure mask, and using the photoresist pattern as an etching mask. And etching each layer. As a result, since the intensity of the exposure source is greater at the best focus or defocus than when exposed with the exposure mask according to the prior art provided with the line type auxiliary pattern, it is possible to easily form a contact hole pattern having an improved depth of focus.

본 발명은 반도체 소자의 콘택홀이 구현되도록 하기 위한 공정마진을 향상시키고 마스크 에러 증가 요소(mask error enhancement factor)를 개선시켜 반도체 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.The present invention provides an effect of improving the reliability of the semiconductor device by improving the process margin for implementing the contact hole of the semiconductor device and by improving the mask error enhancement factor.

이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명에 따른 마스크 레이아웃을 나타낸 평면도이다. 2 is a plan view showing a mask layout according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 마스크(S200)는 메인 콘택홀패턴(100)과 메인 콘택홀패턴(100) 주위의 더미 콘택홀패턴(102), 메인 콘택홀패턴(100) 및 더미 콘택홀패턴(102) 주위의 보조 콘택홀패턴(104)을 포함한다. 여기서 더미 콘택홀 패턴(102)은 반도체 소자의 특성을 측정하기 위하여 메인 콘택홀패턴(100)을 대체하는 패턴으로 사용될 수 있으며, 메인 콘택홀패턴(100)의 패턴밀도를 유지하기 위하여 구비될 수 있다. 따라서 그 크기는 메인 콘택홀패턴(100)과 같거나 클 수 있어 메인 콘택홀패턴(100)과 동일한 패턴을 갖지 못하고 변형된 형태를 갖는다. 더미 콘택홀패턴(102)의 변형형태는 도 2에 도시된 바에 한정되는 것이 아니고, 써브 콘택홀패턴(106)에 따라 그 형상은 변화가능하다. 따라서, 더미 콘택홀패턴(102)에는 확장패턴(108)이 더 구비될 수 있다. 써브 콘택홀패턴(106)은 더미 콘택홀패턴(102)의 구현능력을 향상시키는 역할을 하며, 더미 콘택홀패턴(102)의 스페이스 사이의 y축 연장선상에 구비될 수 있다. 하지만 이 위치는 반드시 이에 한정되는 것이 아니라 변화가능하다. As shown in FIG. 2, the mask S200 of the present invention includes a dummy contact hole pattern 102, a main contact hole pattern 100, and a dummy contact around the main contact hole pattern 100 and the main contact hole pattern 100. An auxiliary contact hole pattern 104 around the hole pattern 102. The dummy contact hole pattern 102 may be used as a pattern to replace the main contact hole pattern 100 to measure the characteristics of the semiconductor device, and may be provided to maintain the pattern density of the main contact hole pattern 100. have. Therefore, the size of the main contact hole pattern 100 may be the same as or larger than that of the main contact hole pattern 100 so as to have a modified shape. The modified form of the dummy contact hole pattern 102 is not limited to that shown in FIG. 2, and the shape of the dummy contact hole pattern 102 is changeable according to the sub contact hole pattern 106. Accordingly, the dummy contact hole pattern 102 may further include an extension pattern 108. The sub contact hole pattern 106 serves to improve the implementation capability of the dummy contact hole pattern 102 and may be provided on the y-axis extension line between the spaces of the dummy contact hole pattern 102. However, this position is not necessarily limited to this and can be changed.

보조 콘택홀패턴(104)은 메인 콘택홀패턴(100)의 프로세스 마진을 향상시키고 분해능을 향상시켜 메인 콘택홀패턴(100)의 형성을 용이하게 하는 역할을 한다. 또한, 메인 콘택홀패턴(100)의 주변에 삽입되어 메인 콘택홀패턴(100) 주변으로 패턴밀도를 증가시켜 마스크 패턴을 용이하게 형성되도록 하여 마스크 에러 증가 요소를 개선시킨다.The auxiliary contact hole pattern 104 serves to facilitate the formation of the main contact hole pattern 100 by improving the process margin and improving the resolution of the main contact hole pattern 100. In addition, the mask pattern may be inserted around the main contact hole pattern 100 to increase the pattern density around the main contact hole pattern 100 so that the mask pattern may be easily formed, thereby improving the mask error increasing factor.

구체적으로, 보조 콘택홀패턴(104)은 도트 패턴(dot pattern) 타입으로 44nm 테크인 반도체 소자에서 40nm의 폭(W)과 40nm의 길이(L)를 갖는다. 여기서 44nm 테 크의 반도체 소자는 셀 어레이에 구현되는 패턴의 하프피치(half pitch)가 44nm인 반도체 소자를 의미한다. 여기서 도트 패턴 타입은 종래기술에 따른 라인 타입의 보조 패턴에 의해 스컴과 같은 찌쩌기의 발생으로 인한 불량을 줄일 수 있는 구조라 할 수 있다. 또한, 44nm 테크의 반도체 소자에서 웨어퍼 상으로 구현되지 않도록 하는 크기라 할 수 있다. 그리고, 보조 콘택홀패턴(104)은 패턴과 스페이스의 비율이 1:1로서 상하 엇갈리게 배치되는 구조를 갖는다.Specifically, the auxiliary contact hole pattern 104 is a dot pattern type and has a width W of 40 nm and a length L of 40 nm in a 44 nm tech semiconductor device. The 44 nm-thick semiconductor device refers to a semiconductor device having a half pitch of 44 nm in a pattern implemented in a cell array. Here, the dot pattern type may be referred to as a structure capable of reducing defects caused by scum, such as scum, by the auxiliary pattern of the line type according to the prior art. In addition, it can be said that the size so as not to be implemented on the wafer in the semiconductor device of 44nm Tech. In addition, the auxiliary contact hole pattern 104 has a structure in which the ratio of the pattern and the space is 1: 1 and arranged upside down.

상하 엇갈리게 배치되는 구조는 보조 콘택홀패턴(104)의 배열 중 편의상 제일 상단에 위치하는 열을 '제 1열(R1)'이라고 정의하고 그 하단에 위치하는 열을 순차적으로 '제 2열(R2), 제 3열(R3)'라고 정의할 때, 제 1열(R1)에 배열되는 보조 콘택홀패턴(104)의 스페이스(S)의 y축 연장선 상으로 구비되는 제 2열(R2)의 보조 콘택홀패턴(104)을 포함한다.The vertically staggered structure defines a column located at the top of the arrangement of the auxiliary contact hole patterns 104 as 'first column R1' and sequentially positions the column located at the bottom of the second contact hole R2. ) And the third column R3 ′, the second column R2 provided on the y-axis extension line of the space S of the auxiliary contact hole pattern 104 arranged in the first column R1. The auxiliary contact hole pattern 104 is included.

보조 콘택홀패턴(104)은 더미 콘택홀패턴(102) 및 메인 콘택홀패턴(100)과 더불어 다크톤 마스크(dark tone mask)에서는 투과율 1을 갖는 패턴으로 정의되는 것이 바람직하다. 여기서, 다크톤 마스크는 보조 콘택홀패턴(104), 더미 콘택홀패턴(102) 및 메인 콘택홀패턴(100)을 이루는 폴리곤(polygon)의 내부로 노광원이 노광되도록 하는 노광마스크를 의미한다.In addition to the dummy contact hole pattern 102 and the main contact hole pattern 100, the auxiliary contact hole pattern 104 may be defined as a pattern having a transmittance of 1 in a dark tone mask. Here, the dark tone mask refers to an exposure mask that exposes an exposure source into a polygon constituting the auxiliary contact hole pattern 104, the dummy contact hole pattern 102, and the main contact hole pattern 100.

상술한 노광마스크를 이용한 반도체 소자의 형성 방법은 피식각층이 형성된 반도체 기판 상에 감광막을 도포하고, 상술한 노광마스크를 이용한 노광 및 현상공정으로 감광막 패턴을 형성한 후, 감광막 패턴을 식각마스크로 피식각층을 식각하여 초점심도가 향상된 콘택홀패턴을 형성한다. 구체적으로 본 발명의 노광마스크를 이용하여 형성되는 반도체 소자는 베스트 포커스 또는 디포커스에서 구현되는 콘택홀패턴의 컨투어이미지 및 인텐시티를 참조하여 콘택홀패턴을 예측한다.In the method of forming a semiconductor device using the above-mentioned exposure mask, a photosensitive film is coated on a semiconductor substrate on which an etched layer is formed, a photosensitive film pattern is formed by an exposure and development process using the above-described exposure mask, and then the photosensitive film pattern is subjected to an etching mask. Each layer is etched to form a contact hole pattern having an improved depth of focus. Specifically, the semiconductor device formed using the exposure mask of the present invention predicts the contact hole pattern with reference to the contour image and intensity of the contact hole pattern implemented at the best focus or defocus.

도 3a은 본 발명의 노광마스크를 이용한 베스트 포커스에서의 컨투어이미지이고, 도 3b는 본 발명에 따른 노광마스크를 이용한 베스트 포커스에서의 인텐시티를 나타낸 그래프이다. 3A is a contour image at the best focus using the exposure mask of the present invention, and FIG. 3B is a graph showing the intensity at the best focus using the exposure mask according to the present invention.

도 3a에 도시된 바와 같이, 베스트 포커스에서의 본 발명의 노광마스크를 이용한 콘택홀패턴의 컨투어이미지(C1)는, 비교군으로 도시된 종래기술에 따라 라인 타입의 스캐터링 바가 구비된 노광마스크를 이용하여 베스트 포커스에서의 콘택홀패턴의 컨투어이미지(C2)보다 작다. 이는 베스트 포커스 조건에서의 본 발명의 노광마스크를 이용하여 구현되는 콘택홀패턴의 CD가 작아짐을 의미하는 것으로, 종래 기술에서 발생되는 콘택홀패턴이 이웃하는 패턴과 브릿지되는 불량을 방지할 수 있음을 의미한다. As shown in Figure 3a, the contour image (C1) of the contact hole pattern using the exposure mask of the present invention in the best focus, the exposure mask having a line type scattering bar according to the prior art shown in the comparison group It is smaller than the contour image C2 of the contact hole pattern at the best focus. This means that the CD of the contact hole pattern implemented using the exposure mask of the present invention under the best focus condition is reduced, and it is possible to prevent a defect that the contact hole pattern generated in the prior art is bridged with the neighboring pattern. it means.

도 3b에 도시된 바와 같이, 베스트 포커스에서의 인텐시티를 나타낸 것으로 본 발명의 노광마스크를 이용하여 구현된 콘택홀패턴의 인텐시티(A1)는 종래기술에 따른 노광마스크를 이용하여 구현된 콘택홀패턴의 인텐시티(B2)보다 크다. 이는 본 발명의 노광마스크를 통과하는 노광원의 인텐시티가 종래기술에 따른 노광마스크를 통과하는 인텐시티보다 커 본 발명의 노광마스크를 이용하여 노광하는 경우 콘택홀패턴이 용이하게 구현될 수 있음을 의미한다.As shown in FIG. 3B, the intensity A1 of the contact hole pattern implemented using the exposure mask of the present invention is shown as the intensity at the best focus, and the contact hole pattern implemented using the exposure mask according to the prior art. It is larger than intensity B2. This means that the intensity of the exposure source passing through the exposure mask of the present invention is greater than the intensity passing through the exposure mask according to the prior art, so that the contact hole pattern can be easily implemented when exposing using the exposure mask of the present invention. .

도 4a은 본 발명의 노광마스크를 이용한 디포커스에서의 컨투어이미지이고, 도 4b는 본 발명에 따른 노광마스크를 이용한 디포커스에서의 인텐시티를 나타낸 그래프이다.4A is a contour image in defocus using an exposure mask of the present invention, and FIG. 4B is a graph showing intensity in defocus using an exposure mask according to the present invention.

도 4a에 도시된 바와 같이, 디포커스에서의 본 발명의 노광마스크를 이용한 콘택홀패턴의 컨투어이미지(C3)는, 비교군으로 도시된 종래기술에 따라 라인 타입의 스캐터링 바가 구비된 노광마스크를 이용하여 디포커스에서의 콘택홀패턴의 컨투어이미지(C4)보다 작다. 이 결과 디포커스 조건에서의 본 발명의 노광마스크를 이용하여 구현되는 콘택홀패턴의 CD 변화량은 크지 않아, 디포커스에서도 균일한 CD를 갖는 콘택홀패턴을 형성할 수 있음을 알 수 있다. As shown in FIG. 4A, the contour image C3 of the contact hole pattern using the exposure mask of the present invention in defocus is an exposure mask having a line type scattering bar according to the prior art shown in the comparison group. It is smaller than the contour image C4 of the contact hole pattern in defocus. As a result, it can be seen that the CD change amount of the contact hole pattern implemented using the exposure mask of the present invention under the defocus condition is not large, so that a contact hole pattern having a uniform CD can be formed even in the defocus.

도 4b에 도시된 바와 같이, 디포커스에서의 인텐시티를 나타낸 것으로 본 발명의 노광마스크를 이용하여 구현된 콘택홀패턴의 인텐시티(A2)는 종래기술에 따른 노광마스크를 이용하여 구현된 콘택홀패턴의 인텐시티(B2)보다 크다. 이는 도 3b에 설명된 베스트 포커스에서 뿐만 아니라 디포커스에서도 노광마스크를 통과하는 노광원의 인텐시티가 종래기술에 따른 노광마스크를 통과하는 인텐시티보다 커 본 발명의 노광마스크를 이용하여 노광하는 경우 콘택홀패턴이 용이하게 구현될 수 있음을 의미한다.As shown in FIG. 4B, the intensity A2 of the contact hole pattern implemented using the exposure mask of the present invention is shown in intensity at defocus, and the intensity of the contact hole pattern implemented using the exposure mask according to the prior art. It is larger than intensity B2. This is because the intensity of the exposure source passing through the exposure mask not only at the best focus described in FIG. 3B but also at the defocus is greater than the intensity passing through the exposure mask according to the prior art. This means that it can be easily implemented.

도 5는 본 발명의 노광마스크를 이용하여 형성된 반도체 소자를 나타낸 주사전자현미경 사진으로, 본 발명에 따른 노광마스크를 이용하여 콘택홀패턴을 형성하는 경우 디포커스가 -0.16㎛인 경우에도 콘택홀패턴이 불량없이 구현되는 것을 확인할 수 있다. 따라서 종래기술에 따른 노광마스크를 이용하였을 경우보다 초점심도 마진이 2배정도 향상하는 것을 확인할 수 있어, 콘택홀패턴의 프로파일의 컨트롤이 자유로워 불량의 유발을 감소시킬 수 있다. FIG. 5 is a scanning electron micrograph showing a semiconductor device formed using the exposure mask of the present invention. In the case where the contact hole pattern is formed using the exposure mask according to the present invention, the contact hole pattern even when the defocus is -0.16 μm. You can see that it is implemented without this defect. Therefore, it can be seen that the depth of focus margin is improved by about twice as compared with the case of using the exposure mask according to the prior art, and the control of the profile of the contact hole pattern is free, thereby reducing the occurrence of defects.

도 1a는 종래 기술에 따른 실시예 마스크 레이아웃을 나타낸 평면도.Is a plan view of an embodiment mask layout according to the prior art;

도 1b는 도 1a의 마스크를 이용하여 형성된 반도체 소자를 나타낸 주사전자현미경 사진.FIG. 1B is a scanning electron micrograph showing a semiconductor device formed using the mask of FIG. 1A.

도 2는 본 발명에 따른 마스크 레이아웃을 나타낸 평면도. 2 is a plan view showing a mask layout according to the present invention.

도 3a은 본 발명의 노광마스크를 이용한 베스트 포커스에서의 컨투어이미지.Figure 3a is a contour image in the best focus using the exposure mask of the present invention.

도 3b는 본 발명에 따른 노광마스크를 이용한 베스트 포커스에서의 인텐시티를 나타낸 그래프.3B is a graph showing the intensity at the best focus using the exposure mask according to the present invention;

도 4a은 본 발명의 노광마스크를 이용한 베스트 포커스에서의 컨투어이미지.Figure 4a is a contour image in the best focus using the exposure mask of the present invention.

도 4b는 본 발명에 따른 노광마스크를 이용한 베스트 포커스에서의 인텐시티를 나타낸 그래프.Figure 4b is a graph showing the intensity at the best focus using the exposure mask according to the present invention.

도 5는 도 2의 마스크를 이용하여 형성된 반도체 소자를 나타낸 주사전자현미경 사진.5 is a scanning electron micrograph showing a semiconductor device formed using the mask of FIG.

Claims (7)

44nm 테크의 반도체 소자를 형성하는 노광마스크에 있어서,In the exposure mask which forms a semiconductor element of 44 nm tech, 메인 콘택홀패턴; 및Main contact hole pattern; And 상기 메인 콘택홀패턴 주변에 구비되고, 일열과 타열이 엇갈리게 배열된 도트 타입(dot type)이고, 콘택홀패턴과 스페이서의 비율이 1:1인 보조 콘택홀패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광마스크.An exposure mask provided around the main contact hole pattern and including an auxiliary contact hole pattern having a dot type in which one row and another row are alternately arranged and a ratio of the contact hole pattern and the spacer is 1: 1; . 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 보조 콘택홀패턴은,The auxiliary contact hole pattern, 폭이 40nm이고 길이가 40nm인 것을 특징으로 하는 노광마스크.An exposure mask having a width of 40 nm and a length of 40 nm. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 노광마스크는,The exposure mask, 다크톤 마스크(dark tone mask)인 것을 특징으로 하는 노광마스크.An exposure mask, characterized in that a dark tone mask (dark tone mask). 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 보조 콘택홀패턴의 투과율은 1인 것을 특징으로 하는 노광마스크.An exposure mask, characterized in that the transmittance of the auxiliary contact hole pattern is 1. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 메인 콘택홀패턴 주변에,Around the main contact hole pattern, 더미 콘택홀패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광마스크.An exposure mask further comprising a dummy contact hole pattern. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 더미 콘택홀패턴 사이에,Between the dummy contact hole pattern, 써브 콘택홀패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광마스크.An exposure mask further comprising a sub contact hole pattern. 피식각층이 형성된 반도체 기판 상에 감광막을 도포하는 단계;Coating a photosensitive film on a semiconductor substrate on which an etched layer is formed; 청구항 1의 노광마스크를 이용한 노광 및 현상공정으로 감광막 패턴을 형성하는 단계; 및Forming a photoresist pattern by an exposure and development process using the exposure mask of claim 1; And 상기 감광막 패턴을 식각마스크로 상기 피식각층을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 형성 방법.And etching the etched layer by using the photoresist pattern as an etch mask.
KR1020090016488A 2009-02-26 2009-02-26 Exposure mask and method for forming semiconductor device using the same KR20100097509A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090016488A KR20100097509A (en) 2009-02-26 2009-02-26 Exposure mask and method for forming semiconductor device using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090016488A KR20100097509A (en) 2009-02-26 2009-02-26 Exposure mask and method for forming semiconductor device using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100097509A true KR20100097509A (en) 2010-09-03

Family

ID=43004717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090016488A KR20100097509A (en) 2009-02-26 2009-02-26 Exposure mask and method for forming semiconductor device using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20100097509A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101158237B1 (en) * 2011-01-10 2012-06-19 삼성전기주식회사 A printed circuit board
KR101158226B1 (en) * 2010-12-21 2012-06-19 삼성전기주식회사 Multi layered board and manufacturing method of the same
KR20170075113A (en) * 2015-12-22 2017-07-03 삼성디스플레이 주식회사 Mask assembly for thin film deposition
US10222691B2 (en) 2016-02-17 2019-03-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Photomask and method for manufacturing semiconductor device using the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101158226B1 (en) * 2010-12-21 2012-06-19 삼성전기주식회사 Multi layered board and manufacturing method of the same
KR101158237B1 (en) * 2011-01-10 2012-06-19 삼성전기주식회사 A printed circuit board
KR20170075113A (en) * 2015-12-22 2017-07-03 삼성디스플레이 주식회사 Mask assembly for thin film deposition
US10222691B2 (en) 2016-02-17 2019-03-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Photomask and method for manufacturing semiconductor device using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101147194B1 (en) System and method for fabricating contact holes
KR20100097509A (en) Exposure mask and method for forming semiconductor device using the same
JP4790350B2 (en) Exposure mask and exposure mask manufacturing method
CN1782868B (en) Photo mask and method for manufacturing patterns using the same
US8048592B2 (en) Photomask
US6670646B2 (en) Mask and method for patterning a semiconductor wafer
US8742546B2 (en) Semiconductor device with a plurality of dot patterns and a line pattern having a projection part
KR100465067B1 (en) Photo mask, method of manufacturing the same and method of forming a photosensitive film pattern of using the same
JP2006319369A (en) Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device
JP2006303541A (en) Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device
US20080280443A1 (en) Exposure Mask And Method Of Forming A Contact Hole Of A Semiconductor Device Employing The Same
US7838181B2 (en) Photo mask and method for manufacturing semiconductor device using the same
KR101051175B1 (en) Exposure mask and method of forming semiconductor device using same
KR100762234B1 (en) Photo mask and method for exposure using the same
US7482110B2 (en) Method for adapting structure dimensions during the photolithographic projection of a pattern of structure elements onto a semiconductor wafer
US7964325B2 (en) Mask and method for forming a semiconductor device using the same
US20090297957A1 (en) Exposure mask and method for manufacturing semiconductor device using the same
JP2006319368A (en) Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device
US8241836B2 (en) Method of fabricating a line pattern in a photoresist layer by using a photomask having slanted unit patterns
KR100597765B1 (en) Method for fabricating semiconductor device
KR100914296B1 (en) Method for fabricating photomask having assist pattern
JP5223197B2 (en) Pattern measuring method and photomask inspection method
KR20100022731A (en) Method for fabricating fine pattern having irregular width
KR20100119978A (en) Mask layout and method for forming semiconductor device using the same
KR20030001985A (en) Exposure mask for semiconductor device manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination