KR20110079956A - 콘택홀 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 콘택홀 형성 방법은 원본 레이아웃을 설계하는 단계와 상기 원본 레이아웃을 확장하여 확장 레이아웃을 형성하는 단계와 상기 확장 레이아웃을 분리시키는 단계와 상기 분리된 확장 레이아웃들로부터 상기 원본 레이아웃과 무관한 영역을 제거하는 단계와 상기 원본 레이아웃과 무관한 영역이 제거된 상기 확장 레이아웃들과 상기 원본 레이아웃을 오버랩시켜 검증하는 단계와 상기 원본 레이아웃과 무관한 영역이 제거된 상기 확장된 레이아웃들에 대하여 광학 근접 효과를 보상하는 단계와 상기 광학 근접 효과가 보상된 레이아웃들에 대하여 노광마스크들을 제작하는 단계 및 상기 노광마스크들을 이용하여 패터닝하는 단계를 포함함으로써 불규칙한 배열을 갖는 콘택홀을 용이하게 구현할 수 있는 효과를 제공한다.
Description
본 발명은 콘택홀 형성 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 주변회로 영역의 불규칙한 배열을 갖는 콘택홀 형성 방법에 관한 것이다.
반도체 메모리(memory) 소자의 집적도가 증가하고 디자인 룰(design rule)이 급격히 축소됨에 따라, 보다 미세한 크기(size) 및 피치(pitch)의 미세 패턴들이 요구되고 있다. 패턴들의 피치가 감소함에 따라 한 번의 사진 노광 및 식각 과정으로 미세 패턴들을 형성하기가 어려워지고 있다. 이에 따라, 패턴들의 레이아웃(layout)을 홀수 패턴 배열의 제1레이아웃 및 짝수 패턴 배열의 제2레이아웃으로 나누고, 제1레이아웃을 패턴 전사하는 1차 노광 및 식각 과정의 1차 패터닝(first patterning)을 수행하여 1차 패턴들을 형성한 후, 1차 패턴들 사이에 2차 패턴들을 2차노광 및 식각 과정의 2차 패터닝으로 형성하는 이중 패터닝 기술이 제시되고 있다. 그러나, 이중 패터닝 기술은 노광 과정의 해상력 한계를 극복할 수 있는 방법으로 평가되고 있지만, 1차 패터닝 과정과 2차 패터닝 과정 간에 중첩 오정렬(overlay misalign)이 유발되는 위험이 있다. 이중 패터닝에 의해 오정렬이 유발될 경우, 1차 패턴과 2차 패턴들 사이의 간격이 달라질 수 있다. 이로 인해 반도체 소자의 특성이 저하되거나, 불량이 유발되는 등의 문제가 발생할 수 있다.
이중 패터닝 기술 이외에도 리소그라피 공정에서 해상도를 향상시키고 공정 마진을 확장하기 위하여 이중 노광(double exposure) 기술이 개발되고 있다. 이중 노광 공정이란 감광제가 도포된 웨이퍼 상에 두 개의 마스크를 이용하여 각기 노광한 후 현상하는 공정으로서, 단순한 라인이나 콘택이 아닌 복잡한 패턴을 더욱 쉽게 노광하거나, 밀한(dense) 패턴과 소한(isolated) 패턴을 각기 노광하여 공정 마진을 확장하는데 주로 이용되고 있다.
보다 구체적으로, 먼저 패터닝하고자 하는 피식각층 상에 감광막을 코팅한다. 다음에 제 1 노광마스크를 이용한 통상의 노광공정을 수행하여 감광막의 일부분에 대한 용해도를 변화시킨다. 하지만, 1차 노광마스크를 이용한 노광공정에 의해 변화된 용해도는 현상액에 의해 제거되지 않을 정도이다. 이어서, 2차 노광마스크를 이용한 통상의 노광공정을 수행하여 감광막의 일부분에 대한 용해도를 변화시킨다. 이때, 제 1 노광마스크를 이용한 노광공정과 제 2 노광마스크를 이용한 노광공정이 중복되어 변화된 용해도는 현상공정을 수행하여 제거될 정도가 된다. 이후에 감광막 패턴을 식각마스크로 피식각층의 노출부분을 식각한 후에 감광막 패턴을 스트립(strip)함으로써 피식각층 패턴을 형성한다.
상술한 이중노광 방법은 포지티브 감광막(positive resist)을 이용한 방법과 네거티브 감광막(negative resist)을 이용한 방법이 있는데, 네거티브 감광막을 이용한 이중노광 방법은 분해능이 우수하여 미세패턴 특히 콘택홀을 형성하기에 유리하다.
그러나, 네거티브 감광막을 이용하여 콘택홀을 패터닝하는 경우 규칙적인 콘택홀 어레이의 경우에는 단순한 라인 앤 스페이스의 마스크패턴으로 이루어진 노광마스크들만으로 충분히 구현 가능하기 때문에 큰 문제없이 적용가능하지만, 주변회로 영역의 회로부의 경우에는 랜덤 콘택홀이 다수 구비되어 있어 이를 구현하기 어렵다. 따라서, 규칙적인 콘택홀과 같이 단순하게 구현하기 어렵고 불규칙한 배열을 갖는 콘택홀이 구비되는 영역마다 마스크패턴을 교차시켜 구현되도록 해야하기 때문에 시간이 많이 소요되고, 이로 인해 비용도 증가되는 문제가 있다.
본 발명은 네거티브 노광 공정을 적용할 경우 주변회로 영역에 존재하는 불규칙한 배열을 갖는 콘택홀 패턴이 분해능 한계로 인해 불규칙한 배열을 갖는 콘택홀에 대하여 마스크 패턴을 교차시켜 구현하여야 하는 문제를 해결하고자 한다.
본 발명의 콘택홀 형성 방법은 원본 레이아웃을 설계하는 단계와 상기 원본 레이아웃을 확장하여 확장 레이아웃을 형성하는 단계와 상기 확장 레이아웃을 분리시키는 단계와 상기 분리된 확장 레이아웃들로부터 상기 원본 레이아웃과 무관한 영역을 제거하는 단계와 상기 원본 레이아웃과 무관한 영역이 제거된 상기 확장 레이아웃들과 상기 원본 레이아웃을 오버랩시켜 검증하는 단계와 상기 원본 레이아웃과 무관한 영역이 제거된 상기 확장된 레이아웃들에 대하여 광학 근접 효과를 보상하는 단계와 상기 광학 근접 효과가 보상된 레이아웃들에 대하여 노광마스크들을 제작하는 단계 및 상기 노광마스크들을 이용하여 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 원본 레이아웃을 설계하는 단계는 불규칙한 배열을 갖는 콘택홀 패턴을 설계하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 원본 레이아웃을 확장하여 확장 레이아웃을 형성하는 단계는 상기 원본 레이아웃의 패턴을 x축 또는 y축으로 확장하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 원본 레이아웃을 확장하여 상기 확장 레이아웃을 형성하는 단계는 바둑판 형태의 패턴으로 형성하는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법.
그리고, 상기 확장 레이아웃을 분리시키는 단계는 x축으로 장축을 갖는 패턴이 구비된 제 1 확장 레이아웃 및 y축으로 장축을 갖는 패턴이 구비된 제 2 확장 레이아웃으로 분리시키는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 분리된 확장 레이아웃들로부터 상기 원본 레이아웃과 무관한 영역을 제거하는 단계는 상기 원본 레이아웃과 상기 제 1 확장 레이아웃을 비교하거나 상기 원본 레이아웃과 상기 제 2 확장 레이아웃을 비교하여 상기 원본 레이아웃과 중복되지 않는 영역의 패턴을 상기 제 1 확장 레이아웃 또는 상기 제 2 확장 레이아웃으로부터 제거하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 분리된 확장 레이아웃들로부터 상기 원본 레이아웃과 무관한 영역을 제거하는 단계는 상기 원본 레이아웃과 상기 제 1 확장 레이아웃을 비교하거나 상기 원본 레이아웃과 상기 제 2 확장 레이아웃을 비교하여 상기 원본 레이아웃과 중복되지 않는 영역의 패턴을 상기 제 1 확장 레이아웃 및 상기 제 2 확장 레이아웃으로부터 제거하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 분리된 확장 레이아웃들로부터 상기 원본 레이아웃과 무관한 영역을 제거하는 단계는 상기 원본 레이아웃과 상기 확장 레이아웃들을 비교하여 중복되지 않는 영역을 상기 확장 레이아웃들으로부터 제거하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 원본 레이아웃과 무관한 영역이 제거된 상기 확장 레이아웃들을 상기 원본 레이아웃과 오버랩시켜 검증하는 단계 이후 상기 원본 레이아웃과 무관한 영역이 제거되지 않은 경우 상기 분리된 확장 레이아웃들로부터 상기 원본 레이아웃과 무관한 영역을 제거하는 단계로 다시 이동하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 패터닝하는 단계는 피식각층이 형성된 반도체 기판 상에 감광막을 도포하는 단계와 상기 노광마스크들 중 어느 하나의 노광마스크로 1차 노광하는 단계와 상기 어느 하나의 노광마스크를 제외한 또 다른 노광마스크로 2차 노광하는 단계와 상기 감광막에 대한 현상 공정을 수행하여 감광막 패턴을 형성하는 단계 및 상기 감광막 패턴을 식각마스크로 상기 피식각층을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 감광막을 도포하는 단계는 네거티브 타입의 감광막을 도포하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 1차 노광하는 단계 및 상기 2차 노광하는 단계는 변형 조명계로 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 주변회로 영역의 불규칙한 배열을 갖는 콘택홀을 형성하는데 있어 랜덤한 콘택홀 패턴을 확장시킨 후, 랜덤한 콘택홀을 구현하는데 불필요한 부분의 확장된 패턴을 제거함으로써 불규칙한 배열을 갖는 콘택홀을 용이하게 구현할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 콘택홀 패턴을 형성하기 위한 마스크 제조의 알고리즘을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 콘택홀을 나타내는 원본 레이아웃.
도 3은 원본 레이아웃이 확장된 상태의 패턴을 나타낸 도면.
도 4는 확장된 레이아웃이 분리된 상태를 나타낸 도면.
도 5a는 확장된 레이아웃으로부터 원본 레이아웃과 무관한 영역을 제거하는 제 1 실시예를 나타낸 것으로, (ⅰ)은 분리된 상태, (ⅱ)는 교차된 상태를 나타낸 도면.
도 5b는 확장된 레이아웃으로부터 원본 레이아웃과 무관한 영역을 제거하는 제 2 실시예를 나타낸 것으로, (ⅰ)은 분리된 상태, (ⅱ)는 교차된 상태를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 콘택홀을 나타내는 원본 레이아웃.
도 3은 원본 레이아웃이 확장된 상태의 패턴을 나타낸 도면.
도 4는 확장된 레이아웃이 분리된 상태를 나타낸 도면.
도 5a는 확장된 레이아웃으로부터 원본 레이아웃과 무관한 영역을 제거하는 제 1 실시예를 나타낸 것으로, (ⅰ)은 분리된 상태, (ⅱ)는 교차된 상태를 나타낸 도면.
도 5b는 확장된 레이아웃으로부터 원본 레이아웃과 무관한 영역을 제거하는 제 2 실시예를 나타낸 것으로, (ⅰ)은 분리된 상태, (ⅱ)는 교차된 상태를 나타낸 도면.
이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 콘택홀 패턴을 형성하기 위한 마스크 제조의 알고리즘을 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예의 콘택홀을 나타내는 원본 레이아웃이며, 도 3은 원본 레이아웃이 확장된 상태의 패턴을 나타낸 도면이고, 도 4는 확장된 레이아웃이 분리된 상태를 나타낸 도면이다. 도 5a는 확장된 레이아웃으로부터 원본 레이아웃과 무관한 영역을 제거하는 제 1 실시예를 나타낸 도면으로, (ⅰ)은 분리된 상태, (ⅱ)는 교차된 상태를 나타낸 것이고, 도 5b는 확장된 레이아웃으로부터 원본 레이아웃과 무관한 영역을 제거하는 제 2 실시예를 나타낸 도면으로,(ⅰ)은 분리된 상태, (ⅱ)는 교차된 상태를 나타낸 것이다.
먼저, 원본 레이아웃을 설계한다(S100). 여기서, 원본 레이아웃은 주변 회로 영역에 구비되며 불규직한 배열을 갖는 콘택홀 패턴인 것이 바람직하다. 도 2에 도시된 원본 레이아웃은 일실시예의 콘택홀 패턴(200)을 나타낸 것이므로 이에 한정되지 않고 변화가능하다.
그 다음, 원본 레이아웃을 확장시켜 확장 레이아웃을 형성한다(S110). 원본 레이아웃의 확장은 콘택홀 패턴(200)의 x축 또는 y축을 확장시키는 것이 바람직하다. 따라서, 하나의 콘택홀 패턴(200)에 대하여 확장된 패턴의 모양은 열 십자(十)의 형태가 된다. 하나의 콘택홀 패턴(200)에 대하여 확장된 패턴은 이웃하는 콘택홀(200)의 확장된 패턴의 연장선 상에 위치하는 것이 바람직하다. 따라서, 주변회로 영역에 구비되는 다수개의 콘택홀 패턴(200)에 대한 확장 패턴(210)은 콘택홀 패턴(200)을 중심으로 x축 또는 y축으로 확장시켜 바둑판 모양을 갖는 것이 바람직하다.
그 다음, 확장 레이아웃을 분리시킨다(S120). 여기서, 확장 레이아웃은 x축으로 장축을 갖는 패턴끼리 또는 y축으로 장축을 갖는 패턴끼리 분리시키는 것이 바람직하다. 이는 네거티브 노광에 변형 조명계(strong off axis illumination)를 사용하기 때문이다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, x축으로 장축을 갖는 패턴(220)들과 y축으로 장축을 갖는 패턴(230)들을 따로 분리시키는 것이 바람직하다. 편의상, x축으로 장축을 갖는 패턴이 구비된 레이아웃을 제 1 확장 레이아웃이라하고, y축으로 장축을 갖는 패턴이 구비된 레이아웃을 제 2 확장 레이아웃이라 한다.
그 다음, 제 1 확장 레이아웃 및 제 2 확장레이아웃으로부터 원본 레이아웃과 무관한 영역을 제거한다(S130). 본 단계에서는 제 1 확장 레이아웃 및 제 2 확장레이아웃을 원본 레이아웃과 비교하여 중복되지 않는 영역을 제거되도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명은 네거티브 노광방법을 이용하여 콘택홀을 형성하기 때문에 감광막이 노광원에 노출되지 않은 부분이 제거되므로 x축으로 장축을 갖는 패턴(도 4의 '220'참조)과 y축으로 장축을 갖는 패턴(도 4의 '230'참조)이 중복되는 부분이 콘택홀 패턴이 형성된다. 따라서, 확장 레이아웃을 원본 레이아웃과 비교하여 중복되지 않는 영역은 콘택홀 패턴이 형성되지 않아야하므로 제 1 확장 레이아웃 및 제 2 확장 레이아웃을 원본 레이아웃과 비교하여 중복되지 않는 영역에 존재하는 패턴 제 1 확장 레이아웃 및 제 2 확장 레이아웃으로부터 제거한다.
예를 들면, 도 5a의 (ⅰ)에 도시된 바와 같이, x축으로 장축을 갖는 패턴(240)과 y축으로 장축을 갖는 패턴(250)으로 분리된 레이아웃을 갖게된다. 여기서, y축으로 장축을 갖는 패턴(250)은 확장된 패턴의 레이아웃으로부터 원본 레이아웃과 무관한 영역에 해당하는 패턴(252)을 제거함으로써 원본 레이아웃과 무관한 영역에 콘택홀 패턴이 형성되지 않도록 한다. 이때, 본 발명에서는 y축으로 장축을 갖는 패턴(250)으로부터 패턴(252)을 제거하여 콘택홀 패턴을 형성하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 확장된 패턴의 레이아웃으로부터 원본 레이아웃과 무관한 영역에 해당하는 패턴이라면 x축으로 장축을 갖는 패턴(240)과 y축으로 장축을 갖는 패턴(250) 중 어느하나의 패턴으로부터 제거될 수 있다. 또는, 해당영역에 존재하는 x축으로 장축을 갖는 패턴(240) 및 y축으로 장축을 갖는 패턴(250)이 모두 제거될 수 있다. 이는 본 발명의 콘택홀은 이중노광(double exposure)을 이용하여 구현되므로 x축으로 장축을 갖는 패턴(240) 또는 y축으로 장축을 갖는 패턴(250)이 중복되지 않는 영역은 현상되지 않아 콘택홀로 구현되지 않기 때문이다.
제 1 확장 레이아웃 및 제 2 확장 레이아웃을 원본 레이아웃과 비교하여 중복되지 않는 영역에 존재하는 패턴을 제거하는 방법은 상술한 내용에 한정되지 않고 여러가지 방법으로 변경 가능하다. 또 다른 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
도 5b의 (ⅱ)에 도시된 바와 같이, x축으로 장축을 갖는 패턴(260)과 y축으로 장축을 갖는 패턴(270)으로 분리된 레이아웃을 갖게된다. 여기서, x축으로 장축을 갖는 패턴(260)은 확장된 패턴의 레이아웃으로부터 원본 레이아웃과 무관한 영역에 해당하는 패턴(262)을 제거하고, y축으로 장축을 갖는 패턴(270)은 확장된 패턴의 레이아웃으로부터 원본 레이아웃과 무관한 영역에 해당하는 패턴(272)을 제거하여 원본 레이아웃과 무관한 영역에 콘택홀 패턴이 형성되지 않도록 한다. 이때, 본 발명에서는 x축으로 장축을 갖는 패턴(260) 및 y축으로 장축을 갖는 패턴(270)으로부터 패턴(262,272)을 제거하여 콘택홀 패턴을 형성하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 확장된 패턴의 레이아웃으로부터 원본 레이아웃과 무관한 영역에 해당하는 패턴이라면 x축으로 장축을 갖는 패턴(260)과 y축으로 장축을 갖는 패턴(270) 중 어느하나의 패턴만이 제거될 수 있다. 이는 본 발명의 콘택홀은 이중노광(double exposure)을 이용하여 구현되므로 x축으로 장축을 갖는 패턴(260) 또는 y축으로 장축을 갖는 패턴(270)이 중복되지 않는 영역은 현상되지 않아 콘택홀로 구현되지 않기 때문이다.
그 다음, 원본 레이아웃과 제거된 후의 제 1 확장 레이아웃과 제 2 확장 레이아웃이 원본 레이아웃과 정확히 오버랩되었는지 검증한다(S140). 이는 제 1 확장 레이아웃과 제 2 레이아웃을 이용하여 원본 레이아웃의 콘택홀 패턴이 구현될 수 있는지를 검증하는 것으로, 도 5a의 (ⅰ)의 레이아웃을 교차시키거나, 도 5b의 (ⅰ)을 교차시켰을 때 원본 레이아웃의 패턴 이외에 중복되는 부분이 있다면 다시 확장된 패턴의 레이아웃으로부터 원본 레이아웃과 무관한 영역을 제거하는 단계(130)로 이동하여 해당영역의 패턴을 제거하는 것이 바람직하다.
도 5a의 (ⅱ)에 도시된 바와 같이, 도 5a의 (ⅰ)에 도시된 레이아웃을 교차시키게 되면 콘택홀 패턴(200)이 형성되어야 하는 영역만 x축으로 장축을 갖는 패턴(240)과 y축으로 장축을 갖는 패턴(250)이 오버랩된다. 콘택홀 패턴(200) 이외의 영역에서 x축으로 장축을 갖는 패턴(240)과 y축으로 장축을 갖는 패턴(250)이 오버랩된다면 제거하는 것이 바람직하다. 여기서, x축으로 장축을 갖는 패턴(240)과 y축으로 장축을 갖는 패턴(250) 중 어느 하나만 남아있는 영역의 경우에는 현상액에의해 현상될 정도로 노광되지 않기 때문에 반드시 제거되지 않아도 무관하다.
도 5b의 (ⅱ)에 도시된 바와 같이, 도 5a의 (ⅱ)에 도시된 레이아웃을 교차시키게 되면 콘택홀 패턴(200)이 형성되어야 하는 영역만 x축으로 장축을 갖는 패턴(260)과 y축으로 장축을 갖는 패턴(270)이 오버랩된다. 콘택홀 패턴(200) 이외의 영역에서 x축으로 장축을 갖는 패턴(260)과 y축으로 장축을 갖는 패턴(270)이 오버랩된다면 제거하는 것이 바람직하다. 여기서, x축으로 장축을 갖는 패턴(260)과 y축으로 장축을 갖는 패턴(270) 중 어느 하나만 남아있는 영역의 경우에는 현상액에의해 현상될 정도로 노광되지 않기 때문에 반드시 제거되지 않아도 무관하다. 그리고, 이는 후속 단계의 광학 근접 효과에서 보조 패턴(assist feature)로 작용할 수 있다.
그 다음, 구현될 콘택홀 패턴(200)에 대한 광학 근접 효과(optical proximity effect)를 보상한다(S150). 즉, 원본 레이아웃과 동일한 형태로 웨이퍼 상에 구현되지 못하고, 왜곡된 형태로 구현되는 경우 원본 레이아웃에 가까운 이미지를 얻을 수 있도록 한다. 따라서, 광학 근접 효과의 보상은 노광마스크 패턴 해상도 이하의 패턴들을 도 5a의 (ⅰ) 또는 도 5b의 (ⅰ)의 x축으로 장축을 갖는 패턴(240,260)과 y축으로 장축을 갖는 패턴(250,270)의 주변에 추가하거나 x축으로 장축을 갖는 패턴(240,260)과 y축으로 장축을 갖는 패턴(250,270)의 일부를 제거하는 방법을 사용하여 원본 레이아웃과 실제 구현되는 패턴의 차이를 최소화시키는 과정으로 이해될 수 있다. 예를 들면, 라인-엔드 처리(line-end treatment) 또는 산란 바 삽입(insertion of scattering bars)이 사용된다. 상기 라인-엔드 처리는 라인 패턴의 끝단부가 라운딩되는 문제를 극복하기 위해, 코너 세리프 패턴 또는 해머 패턴을 추가하는 방법이고, 상기 산란 바 삽입은 패턴 밀도에 따른 패턴의 선폭 변화를 최소화하기 위해, 목표 패턴(target pattern)의 주변에 분해능 이하의 산란바들(sub-resolution scattering bars)을 추가하는 방법이다.
그 다음, 광학 근접 효과의 보상이 완료된 콘택홀(200) 패턴이 구비된 레이아웃을 이용하여 노광마스크를 제조한다(S160). 이는 도시되지는 않았지만, 광학 근접 효과의 보상이 완료된 도 5a의 (ⅰ) 또는 도 5b의 (ⅰ)에 도시된 레이아웃을 마스크로 제작하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 콘택홀을 형성하기 위하여 2개의 노광마스크가 제작된다. 본 발명의 콘택홀은 네거티브 노광방법으로 형성되어 노광되는 부분은 감광막 패턴으로 남게되고 노광되지 않는 부분은 제거되기 때문에 도 5a (ⅰ)의 패턴(240,250)은 차광패턴으로 구현되고, 패턴(252)를 비롯한 나머지 영역은 투명패턴으로 구현되는 것이 바람직하다. 또한, 도 5b의 (ⅰ)의 패턴(260,270)은 차광패턴으로 구현되고, 패턴(272)를 비롯한 나머지 영역은 투명패턴으로 구현되는 것이 바람직하다.
이와 같이 제작된 2개의 노광마스크를 이용한 콘택홀 형성 방법은 다음과 같다. 아래에 서술되는 내용은 일반적인 네거티브 노광을 이용한 이중패터닝의 방법을 나타낸 것으로 반드시 이에 한정되지 않는다.
반도체 기판 상에 피식각층을 형성한 후, 감광막을 도포한다. 여기서, 감광막은 네거티브 타입인 것이 바람직하다. 그리고, 상술한 단계(S160)에서 제작된 2개의 노광마스크 중 어느 하나의 마스크를 이용한 1차 노광공정을 수행한다. 그리고, 나머지 노광마스크를 이용한 2차 노광공정을 수행한다. 이어서, 현상액을 이용하여 1차 노광공정에서 노광되지 않은 영역과 2차 노광공정에서 노광되지 않은 영역을 제거하여 콘택홀이 구비된 감광막 패턴을 형성한다. 그리고, 감광막 패턴을 식각마스크로 피식각층을 식각하여 콘택홀을 형성한다. 여기서, 1차 노광공정 및 2차 노광공정은 변형 조명계로 수행되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 주변 회로 영역에 구비되는 불규칙한 배열을 갖는 콘택홀을 형성하는데 있어서, 본 발명에 따른 알고리즘을 이용하여 단순화시켜 형성함으로써 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있어 종래에 구현하기 어려웠던 불규칙한 콘택홀 패턴을 용이하게 구현할 수 있다.
콘택홀 패턴(200) 확장패턴(210)
x축으로 장축을 갖는 패턴(220,240,260)
y축으로 장축을 갖는 패턴(230,250,270)
패턴(262,272)
x축으로 장축을 갖는 패턴(220,240,260)
y축으로 장축을 갖는 패턴(230,250,270)
패턴(262,272)
Claims (12)
- 원본 레이아웃을 설계하는 단계;
상기 원본 레이아웃을 확장하여 확장 레이아웃을 형성하는 단계;
상기 확장 레이아웃을 분리시키는 단계;
상기 분리된 확장 레이아웃들로부터 상기 원본 레이아웃과 무관한 영역을 제거하는 단계;
상기 원본 레이아웃과 무관한 영역이 제거된 상기 확장 레이아웃들과 상기 원본 레이아웃을 오버랩시켜 검증하는 단계;
상기 원본 레이아웃과 무관한 영역이 제거된 상기 확장된 레이아웃들에 대하여 광학 근접 효과를 보상하는 단계;
상기 광학 근접 효과가 보상된 레이아웃들에 대하여 노광마스크들을 제작하는 단계; 및
상기 노광마스크들을 이용하여 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 원본 레이아웃을 설계하는 단계는
불규칙한 배열을 갖는 콘택홀 패턴을 설계하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 원본 레이아웃을 확장하여 확장 레이아웃을 형성하는 단계는
상기 원본 레이아웃의 패턴을 x축 또는 y축으로 확장하는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 원본 레이아웃을 확장하여 상기 확장 레이아웃을 형성하는 단계는
바둑판 형태의 패턴으로 형성하는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 확장 레이아웃을 분리시키는 단계는
x축으로 장축을 갖는 패턴이 구비된 제 1 확장 레이아웃 및 y축으로 장축을 갖는 패턴이 구비된 제 2 확장 레이아웃으로 분리시키는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 분리된 확장 레이아웃들로부터 상기 원본 레이아웃과 무관한 영역을 제거하는 단계는
상기 원본 레이아웃과 상기 제 1 확장 레이아웃을 비교하거나, 상기 원본 레이아웃과 상기 제 2 확장 레이아웃을 비교하여 상기 원본 레이아웃과 중복되지 않는 영역의 패턴을 상기 제 1 확장 레이아웃 또는 상기 제 2 확장 레이아웃으로부터 제거하는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 분리된 확장 레이아웃들로부터 상기 원본 레이아웃과 무관한 영역을 제거하는 단계는
상기 원본 레이아웃과 상기 제 1 확장 레이아웃을 비교하거나, 상기 원본 레이아웃과 상기 제 2 확장 레이아웃을 비교하여 상기 원본 레이아웃과 중복되지 않는 영역의 패턴을 상기 제 1 확장 레이아웃 및 상기 제 2 확장 레이아웃으로부터 제거하는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 분리된 확장 레이아웃들로부터 상기 원본 레이아웃과 무관한 영역을 제거하는 단계는
상기 원본 레이아웃과 상기 확장 레이아웃들을 비교하여 중복되지 않는 영역을 상기 확장 레이아웃들으로부터 제거하는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 원본 레이아웃과 무관한 영역이 제거된 상기 확장 레이아웃들을 상기 원본 레이아웃과 오버랩시켜 검증하는 단계 이후
상기 원본 레이아웃과 무관한 영역이 제거되지 않은 경우
상기 분리된 확장 레이아웃들로부터 상기 원본 레이아웃과 무관한 영역을 제거하는 단계로 다시 이동하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 패터닝하는 단계는
피식각층이 형성된 반도체 기판 상에 감광막을 도포하는 단계;
상기 노광마스크들 중 어느 하나의 노광마스크로 1차 노광하는 단계;
상기 어느 하나의 노광마스크를 제외한 또 다른 노광마스크로 2차 노광하는 단계;
상기 감광막에 대한 현상 공정을 수행하여 감광막 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 감광막 패턴을 식각마스크로 상기 피식각층을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 감광막을 도포하는 단계는
네거티브 타입의 감광막을 도포하는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 1차 노광하는 단계 및 상기 2차 노광하는 단계는
변형 조명계로 수행되는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법.
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| KR1020100000075A KR101096191B1 (ko) | 2010-01-04 | 2010-01-04 | 콘택홀 형성 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN109116674A (zh) * | 2017-06-22 | 2019-01-01 | 华邦电子股份有限公司 | 光罩组及其光刻方法 |
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