KR940005624B1 - 이중노광에 의한 포토레지스트 마스크 패턴 형성방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

이중노광에 의한 포토레지스트 마스크 패턴 형성방법

제1도 노광공정시 위치에 따른 광감도와 노광된 포토레지스트를 현상하여 포토레지스트 마스크 패턴을 도시한 단면도.

제2도는 종래기술에 의한 포토레지스트 마스크 패턴 형성방법을 도시한 블럭도.

제3도는 본 발명에 의한 포토레지스트 마스크 패턴 형성방법을 도시한 블럭도.

제4도는 자외선 파장변화에 따른 포토레지스트의 흡수율을 도시한 그래프.

본 발명은 고집적 반도체 소자의 포토레지스트 마스크 패턴 형성방법에 관한 것으로, 특히 실리콘 기판상부의 도전층 또는 절연층을 패턴시키는 공정에서 포토레지스트를 도포한 후 자외선을 이중노광시켜 포토레지스트의 노광영역과 비노광영역의 패턴형상의 해상력을 증가시키는 이중노광에 의한 포토레지스트 마스크 패턴 형성방법에 관한 것이다.

자외선을 이용하는 마스크 패턴 공정을 제1도의 도면을 참조하면 다음과 같다. 자외선을 크롬마스크(1)을 통하여 하부의 포토레지스트(2)에 노광시키면, 광산란 및 간섭현상에 의하여 비노광지역의 포토레지스트(2)까지 자외선이 침투된다. 이때 자외선의 광세기(Light Intensity) 분포는 비노광지역과 자외선이 통과하는 노광지역의 각각의 패턴중앙에서 최소 및 최대의 광감도를 나타내고 예정된 기울기를 가지는 광감도 곡선(3)으로 도시된다. 따라서 감광된 포토레지스트(2)를 현상하게 되면 포토레지스트 패턴(2A)의 저부에 완만하게 포토레지스트가 남게됨을 도시한다.

따라서, 본 발명은 포토레지스트 패턴 형상의 해상력을 향상시키기 위하여 포토레지스트를 도포한 다음, 포토레지스트 전면에 크롬마스크(Chrome mask)없이 1차전면 노광을 실시한 다음, 종래와 같은 방법으로 크롬마스크를 사용하여 2차 주노광을 실시하는 이중노광에 의한 포토레지스트 마스크 패턴 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도의 a는 종래기술의 포토레지스트(2)를 노광하기 위해 크롬마스크(1)를 사용하여 자외선(UV)을 조사하는 상태의 도면이고, 제1도의 b는 포토레지스트(2)에서 광감도를 측정한 광감도 곡선(3)을 도시하고, 제1도의 C는 노광된 포토레지스트(2)를 현상하였을 때 포토레지스트 패턴(2A)을 도시한 것이다. 여기서 주지할 점은 포토레지스트(2A) 저부의 가장자리에 제거되어야 할 포토레지스트가 남아 패턴해상력이 저하된다.

제2도는 종래기술의 포토마스크 공정과정을 간단한 도시한 블럭도로서, 포토레지스트 도포, 노광, 현상, 검사 공정단계로 이뤄진다.

제3도는 본 발명에 의한 포토레지스트 공정과정을 간단한 도시한 블록도로서, 포토레지스트 도포, 크롬 마스크없이 1차 전면 노광, 크롬마스크를 사용한 2차 주노광, 현상, 검사공정 단계로 이뤄지는 것을 도시한다.

제4도는 포토레지스트에 자외선을 노광시켰을 때 자외선의 파장에 따라 흡수율을 도시한 그래프도이다. 여기서 상부실선 X는 종래기술에서 노광이 안 된 포토레지스트의 파장변화에 따른 흡수율을 도시하며, 하부 실선 X'는 본 발명에 의한 1차 전면노광을 실시한 다음의 포토레지스트에서 파장변화에 따른 흡수율을 도시하며, 하부의 점선 Y는 종래기술에 의해 포토레지스트를 노광한후에 포토레지스트에서 파장변화에 따른 흡수율을 도시하고, 하부점선 Y'는 본 발명에 의한 1차 전면노광된 포토레지스트를 2차 주노광을 실시한 후 포토레지스트에서 파장변화에 따른 흡수율을 도시한 것이다. 그리고 특정파장 예를 들어 G-라인(436nm)에서 포토레지스트의 노광전과 노광후의 흡수율의 차이(이것을 단위 두께당 노광할 수 있는 흡수계수라 한다)를 본 발명과 종래기술을 비교해보면A'<A임을 알수 있다.

일반적으로 포토레지스트 마스크 패턴의 해상력을 향상시키기 위해서는 단위두께당 노광할 수 있는 흡수계수가 작은 것이 좋다는 것은 이미 알려진 것이다. (Dill's Parameter설명 참조)

본 발명에서 주의해야 할 점은 포토레지스트에 1차 전면노광시 노광에너지가 너무 강하게 되면 2차 주노광시 포토레지스트가 감광되지않게 되므로 1차 전면 노광에너지를 2차 주노광에너지 보다는 훨씬 약해야 한다. 예를 들어 1차 전면 노광은 램프강도 150mW/Cm²에서 150mSec로 노광에너지가 22.5mJ/Cm²이고, 2차 주노광은 램프강도 750mW/Cm²에서 200mSec으로 노광에너지가 150mJ/Cm²이다. 따라서 1차 전면노광에너지는 2차 주노광에너지의 10∼20%정도를 사용하면 된다.

따라서 본 발명에 의하면 1차적으로 포토레지스트를 작은 노광에너지로 전면 노광시켜서 포토레지스트 비노광영역에서 광산란, 간섭현상에 의한 노광효과를 줄이고 노광영역에서 노광에너지를 증대시켜 포토레지스트가 완전히 노광됨으로써 벌크효과를 의한 현상속도의 차이를 감소시켜 포토레지스트 패턴 형상, 바이어서, 해상력등을 증대시켜 패턴저부에 포토레지스트 잔여물이 남는 것을 방지할 수 있다.

더욱 바람직한 것은 1차 전면노광시 기존의 반도체 공정라인에 사용되는 근접얼라이너(Proxinity Aliger) 또는 자외선 안정장치(Stabilizer)등을 사용하여 작은 노광에너지로 포토레지스트 전면에 균일하게 노광시킬 수 있다는 것이다.

Claims (4)

1. 하부의 예정된 물질층을 패턴하기 위해 포토레지스트를 도포하고, 노광 및 현상공정으로 이뤄지는 포토레지스트 마스크 패턴 형성방법에 있어서, 상기 노광공정을, 1차 전면노광을 실시한 다음, 2차 주노광으로 형성하는 것을 특징으로 하는 이중노공에 의한 포토레지스트 마스크 패턴 형성방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 1차 전면노광은 2차 주노광 에너지의 10∼20% 정도의 노광에너지를 사용하는 것을 특징으로 하는 이중노광에 의한 포토레지스트 마스크 패턴 형성방법.
3. 제2항에 있어서, 1차 전면노광의 노광에너지가 22.5mJ/Cm²정도인 것을 특징으로 하는 이중노광에 의한 포토레지스트 마스크 패턴 형성방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 1차 전면노광을 실시하는 것을 근접 얼라이너 또는 자외선 안정장치를 이용하는 것은 특징으로 하는 이중노광에 의한 포토레지스트 마스크 패턴 형성방법.