KR960006170B1

KR960006170B1 - Method of forming pattern of semiconductor devices

Info

Publication number: KR960006170B1
Application number: KR1019920026703A
Authority: KR
Inventors: 배상만; 이철승
Original assignee: 현대전자산업주식회사; 김주용
Priority date: 1992-12-30
Filing date: 1992-12-30
Publication date: 1996-05-09
Also published as: KR940015695A

Abstract

exposing and developing with an exposure mask which comprises a region of dense Cr pattern and a region of thin Cr pattern and a sub-pattern having a linewidth not to form a pattern on both sides of the Cr pattern of the thin region; constructing a photoresist pattern which has a uniform linewidth corresponding to the dense region and the thin region.

Description

Pattern formation method of semiconductor device

제1a도 내지 제1c도는 종래기술에 따라 형성된 반도체소자의 패턴 형성방법을 도시한 단면도.1A to 1C are cross-sectional views showing a pattern forming method of a semiconductor device formed according to the prior art.

제2a도 내지 제2c도는 본 발명의 실시예에 따른 반도체소자의 패턴 형성방법을 도시한 단면도.2A through 2C are cross-sectional views illustrating a method of forming a pattern of a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 노광마스크 2 : 크롬패턴1: exposure mask 2: chrome pattern

3 : 석영기판 4 ,5A,5B : 광3: quartz substrate 4,5A, 5B: light

6 : 감광막 7 : 반도체기판6: photosensitive film 7: semiconductor substrate

8 : 감광막패턴 9 : 보조패턴8: photosensitive film pattern 9: auxiliary pattern

100 : 밀집되지 않은 영역 200 : 밀집영역100: non-dense area 200: dense area

본 발명은 반도체 소자의 패턴 형성방법에 관한 것으로, 특히 패턴을 형성하기 위한 노광공정에 사용되는 노광마스크에서 패턴이 밀집되지 않은 부분에 보조패턴을 형성함으로써 근접효과(proximity effect)를 방지하여 균일한 패턴을 형성하며 반도체소자의 신뢰성 및 생산성을 향상시키고 반도체소자의 고집적화를 가능하게 하는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a pattern of a semiconductor device, and in particular, by forming an auxiliary pattern in a portion where a pattern is not dense in an exposure mask used in an exposure process for forming a pattern, thereby preventing uniformity effect and preventing uniformity. The present invention relates to a technology for forming patterns, improving reliability and productivity of semiconductor devices, and enabling high integration of semiconductor devices.

일반적으로 고밀도 집적회로의 패턴형성에 있어서 노광마스크내에 있는 크롬패턴 간의 간격이 달라짐에 따라서 이를 통과하는 광의 회절양이 달라지는 현상이 발생한다.In general, in the pattern formation of a high density integrated circuit, as the interval between the chromium patterns in the exposure mask is changed, a phenomenon in which the diffraction amount of light passing therethrough is changed.

제1a도 내지 제1c도는 종래기술에 따른 반도체소자의 패턴 형성공정을 도시한 단면도이다.1A to 1C are cross-sectional views showing a pattern forming process of a semiconductor device according to the prior art.

제1a도는 반도체기판(도시안됨)상부에 형성되는 패턴 형성공정중에 사용되는 노광마스크(1)의 평면도를 도시한 것으로, 석영기판(3) 상부에 크롬패턴(2)이 형성된 것으로, 일측은 상기 크롬패턴(2)이 밀집되지 않은 영역(100)이고 타측은 상기 크롬패턴(2)이 밀집된 영역(200)이다. 그리고, 상기 석영기판(3)은 투명기판으로 사용된 것이다.FIG. 1A illustrates a plan view of an exposure mask 1 used during a pattern forming process formed on a semiconductor substrate (not shown), wherein a chromium pattern 2 is formed on a quartz substrate 3 and one side is The chromium pattern 2 is an area 100 which is not dense and the other side is an area 200 in which the chromium pattern 2 is dense. The quartz substrate 3 is used as a transparent substrate.

제1b도를 참조하면, 상기 제1a도의 ⓐ-ⓐ 절단면을 따라 도시된 상기 노광마스크(1)를 이용하여 반도체기판(7) 상부에 형성된 감광막(6)을 노광한 것을 도시한 단면도이다.Referring to FIG. 1B, a cross-sectional view of the photosensitive film 6 formed on the semiconductor substrate 7 is exposed using the exposure mask 1 shown along the cutting line ⓐ-ⓐ in FIG. 1A.

여기서, 상기 크롬패턴(2)이 밀집된 영역(제1A도의 200)을 투과하는 광(5B)은 심하게 회절현상이 발생하고, 밀집되지 않은 영역(제1A도의 100)을 투과하는 광(5A)은 회절이 작게 일어남을 도시한다.Here, the light 5B passing through the area where the chrome pattern 2 is dense (200 in FIG. 1A) is severely diffracted, and the light 5A passing through the non-dense area (100 in FIG. 1A) is It shows that diffraction occurs small.

제1c도를 참조하면, 상기 제1b도의 노광된 감광막(6)을 현상하여 감광막패턴(8)을 형성한 것으로, 광원이 밀집된 영역(제1a도의 200)과 밀집되지 않은 영역(제1a도의 100)을 투과하여 형성되는 감광막패턴(8)의 선폭이 다르케 형성된 겻을 도시한다.Referring to FIG. 1C, the exposed photoresist film 6 of FIG. 1B is developed to form a photoresist pattern 8. The region where the light source is concentrated (200 in FIG. 1A) and the non-dense region (100 in FIG. 1A) are illustrated. Fig. 8 shows a pattern in which the line widths of the photosensitive film pattern 8 formed through the light beams are different.

이때, 상기 밀집되지 않은 영역(11)에 형성된 감광막패턴(8)은 상기 밀집된 영역(제1a도의 200)의 감광막패턴(8)보다 넓은 선폭으로 형성된다.At this time, the photoresist pattern 8 formed in the non-dense region 11 is formed to have a wider line width than the photoresist pattern 8 of the dense region (200 in FIG. 1A).

상기와 같이 마스크를 통과하면서 광의 회절강도(diffraction Inten-sity)가 달라지게 되고, 이러한 차이로 인한 웨이퍼상의 이미지 크기 차이가 발생되는 근접효과를 극복하기 위하여 종래에는 감광제 특성을 바꾸거나 축소 노광장치의 노광후 감광제의 현상시간 조정 및 열처리방법, 또는 마스크 크기 조정 등의 방법을 사용하였다.As described above, the diffraction intensity of the light is changed while passing through the mask, and in order to overcome the proximity effect caused by the difference in image size on the wafer due to the difference, conventionally, it is necessary to change the characteristics of the photoresist or reduce the exposure of the exposure apparatus. The post-exposure photosensitive agent development time adjustment and heat treatment method, or the mask size adjustment method was used.

그러나, 상기의 방법들은 근집효과가 클때에는 적용할 수 없으며 마스크 크기의 조정폭을 조절하기 힘들 뿐 아니라 다른 감광제를 사용할 경우 또 다른 마스크 크기 조정이 필요하게 됨으로써 감광제의 호환성이 없게 되어 균일한 패턴을 형성할 수 없게 되고, 그로인하여 반도체소자의 신뢰성 및 생산성을 저하시키며 반도체소자의 고집적화가 어렵게 되는 문제점이 있다.However, the above methods cannot be applied when the rooting effect is large, and it is difficult to adjust the adjustment range of the mask size, and when using another photosensitive agent, another mask size adjustment is required, thereby making the photosensitive agent incompatible and forming a uniform pattern. There is a problem that it is impossible to do so, thereby lowering the reliability and productivity of the semiconductor device and making it difficult to integrate the semiconductor device.

따라서, 본 발명에서는 근사효과의 원인인 빛의 회절 강도 크기를 보상하기 위한 보조마스크 패턴을 첨가시키되 주 패턴에 적정노광 강도량을 조정하고 감광막제를 현상한 후에는 이 보조패턴의 이미지는 웨이퍼에 형성시키지 않게 하거나 매우 작게 형성시키는 반도체소자의 패턴 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, in the present invention, after adding an auxiliary mask pattern for compensating the size of the diffraction intensity of light, which is the cause of the approximation effect, after adjusting the appropriate exposure intensity amount to the main pattern and developing the photoresist, the image of the auxiliary pattern is transferred to the wafer. It is an object of the present invention to provide a method for forming a pattern of a semiconductor device which is not formed or is made very small.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제2a도 내지 제2c도는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 패턴 형성공정을 도시한 단면도이다.2A through 2C are cross-sectional views illustrating a pattern forming process of a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

제2a도는 본 발명에 의해 제조된 노광마스크(1)의 평면도를 도시한 것으로, 석영기판(3) 상부에 종래의 기술과 같이 크롬패턴(2)을 형성하되, 크롬패턴(2)이 밀집된 영역(200)을 통과하는 량의 회절양이 크롬패턴(2)이 밀집되지 않은 영역(100)을 통과하는 광의 회절양과 동일하도록 상기 밀집되지 않은 영역(100)에 보조패턴(9)을 형성한 것이다.Figure 2a shows a plan view of the exposure mask (1) manufactured by the present invention, the chromium pattern (2) is formed on the quartz substrate (3) as in the prior art, the chromium pattern (2) is dense The auxiliary pattern 9 is formed in the non-dense area 100 so that the diffraction amount of the amount passing through the 200 is equal to the diffraction amount of light passing through the area 100 in which the chromium pattern 2 is not concentrated. .

상기 보조패턴(9)은 광을 차단할 수 있는 물질로 형성하고, 보조패턴(9)이 형성된 마스크를 사용하여 노광할때 하부의 감광막(도시안됨)에 패턴이 형성되지 않은 정도의 선폭으로 형성한다. 즉, 상기 노광공정시 사용되는 광의 진폭의 1/2이하 선폭을 갖는 보조패턴으로 형성하거나, 주패턴인 상기 크롬패턴(2)의 1/3 내지 1/5 선폭으로 형성한다. 그로인하여, 후속공정인 노광 공정시 보조패턴(9)의 선폭이 작아서 보조패턴(9)하부에 오버랩되는 감광막은 모두 노광된다.The auxiliary pattern 9 is formed of a material capable of blocking light, and has a line width such that a pattern is not formed in a lower photoresist film (not shown) during exposure using a mask on which the auxiliary pattern 9 is formed. . That is, it is formed as an auxiliary pattern having a line width of 1/2 or less of the amplitude of the light used in the exposure process, or a 1/3 to 1/5 line width of the chromium pattern 2 as the main pattern. As a result, in the subsequent exposure step, the line width of the auxiliary pattern 9 is small so that the photosensitive film overlapping the lower part of the auxiliary pattern 9 is exposed.

제2b도는 상기 노광마스크(1)를 이용하여 반도체기판(7) 상부에 도포된 감광막(6)을 노광하는 것을 상기 제2A도의 ⓑ-ⓑ 절단면을 따라 도시한 것으로, 상기 크롬패턴(2)이 밀집된 영역(제2a도의 200)을 투과하는 광(5B)이 심하게 회절되는 것과 같이 상기 크롬패턴(2)이 밀집되지 않은 영역(제2a도의 100)에서도 보조패턴(9)이 형성되어 투과하는 광(5A)은 회절이 심하게 일어남을 도시한다.FIG. 2B illustrates the exposure of the photosensitive film 6 coated on the semiconductor substrate 7 using the exposure mask 1 along the ⓑ-ⓑ cutting surface of FIG. 2A. As the light 5B penetrating the dense area (200 in FIG. 2a) is severely diffracted, the auxiliary pattern 9 is formed and transmitted in the area where the chromium pattern 2 is not dense (100 in FIG. 2a). 5A shows that diffraction occurs severely.

여기서, 주지할점은 상기 보조패턴(9)에 오버랩된 감광막(6)은 보조패턴(9)의 선폭이 미세하기 때문에 회절되는 광(5A)에 의해 모두 노광된다는 점이다.It should be noted that the photosensitive film 6 overlapping the auxiliary pattern 9 is all exposed by the light 5A diffracted because the line width of the auxiliary pattern 9 is minute.

제2c도는 노광된 감광막(6)을 현상하여 감광막패턴(8)을 형성한 것을 도시한 단면도로서, 크롬패턴(제2b도의 2)이 밀집되지 않은 영역(제2b도의 100)하부에 형성되는 감광막패턴(8)과 크롬패턴(제2b도의 2)이 밀집된 영역(제2b도의 200)하부에 형성되는 감광막패턴(8)의 선폭이 균일하게 형성된 것을 도시한 것이다.FIG. 2C is a cross-sectional view showing the development of the exposed photoresist film 6 to form the photoresist pattern 8, wherein the photoresist film is formed below a region where the chrome pattern (2 in FIG. 2B) is not dense (100 in FIG. 2B). The line width of the photosensitive film pattern 8 formed below the area | region (200 of FIG. 2b) where the pattern 8 and the chrome pattern (2 of FIG. 2b) are dense is shown uniformly.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체소자의 패턴 형성 방법은, 보조패턴이 형성된 노광마스크를 이용하여 균일한 선폭을 갖는 감광막패턴을 형성함으로써 반도채소자의 수율, 신뢰성 및 생산성을 향상시키고 반도체소자의 고집적화를 가능하게 하는 잇점이 있다.As described above, the method for forming a pattern of a semiconductor device according to the present invention improves the yield, reliability and productivity of a semiconductor device by forming a photosensitive film pattern having a uniform line width using an exposure mask on which an auxiliary pattern is formed. There is an advantage to enabling high integration.

Claims

A method of forming a pattern of a semiconductor device, comprising: applying a photoresist film on a semiconductor substrate, and then selectively exposing the photoresist film using an exposure mask, and then developing the photoresist film to form a photoresist pattern. Exposing and developing with an exposure mask provided with the densified and non-dense regions and having an auxiliary pattern having a line width such that a pattern is not formed on both sides of the chromium pattern of the non-dense regions; And selectively developing the exposed photoresist to form a photoresist pattern having a uniform line width corresponding to a region where the chromium pattern is not dense and a dense region.

The method of claim 1, wherein the auxiliary pattern is formed in the same bar shape as the chromium pattern.