KR960016312B1 - 패턴 근접 효과를 제어하는 포토마스크 - Google Patents

Abstract

요약없음

Description

패턴 근접 효과를 제어하는 포토마스크

제1도는 사진식각 공정에 이용되는 종래의 포토마스크 패턴을 도시한 평면도.

제2도는 본 발명의 일실시예에 따른 포토마스크 패턴을 도시한 평면도.

제3A도 및 제3B도는 제2도에 도시된 포토마스크 패턴에 의한 사진식각 공정을 나타내는 단면도.

제4A도 및 제4B도는 보조패턴의 여러가지 모양 및 정렬 방법에 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 포토마스크2 : 주패턴

3 : 보조패턴9 : 웨이퍼

본 발명의 반도체장치의 제조에 사용되는 포토마스크에 관한 것으로, 특히 고집적 반도체 소자 제조시 많이 나타나는 패턴 근접효과를 제어할 수 있는 포토 마스크에 관한 것이다.

반도체장치의 집적도가 증가될수 도록 미세 패턴 형성을 위한 사진식각(Photo lithography) 기술의 발달은 더욱 절실해지고 있다.

제1도는 종래 방식의 사진식각 공정에 이용되는 포토마스크 패턴을 도시한 평면도로서, 쿼츠(Quartz) 기판(1)상에 크롬(Chrome)에 의해 형성된 차광(양각) 또는 투광(음각)의 주(main) 패턴(2)을 도시하고 있다. 이 도면에 의하면, 주패턴(2)은 패턴이 밀집한 곳(도면상에서 오른쪽)과 패턴의 밀도가 적은 곳(도면상에서 왼쪽)으로구분되어 형성되어 있다는 것을 알 수 있고, 이러한 패턴이 형성된 포토마스크를 이용하여 사진식각을 행하면, 패턴이 밀집한 곳의 이미지 패턴(웨이퍼상의 패턴)의 크기와 패턴의 밀도가 적은 곳에서의 크기가 실제적으로 동일한 크기(포토마스크 상에서)임에도 불구하고 차이를 나타내는 패턴 근접 효과가 나타나게 된다. 이러한 패턴 근접 효과는 고집적 반도체장치에 더욱 많이 나타나고 공정 마아진(Process margin)을 작게 하는 요인이 되고 있다.

본 발명은 패턴 근접효과를 제어하여 공정 마아진을 크게하는 포토마스크를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 반도체 공정의 노광 공정에 사용되어 패턴 근접효과를 제어하기 위한 포토마스크에 있어서, 빛이 투과되는 기판 : 상기 기판상에 형성되어 웨이퍼 상에 그 이미지를 전사하는 다수의 주패턴 ; 및 상기 주패턴들의 밀도가 타 지역에 비해 상대적으로 적은 지역의 상기 기판상에 형성되어, 그 지역을 투과하는 빛을 회절시키며, 웨이퍼 상에 그 이미지가 전사되지 않을 정도의 미세한 크기를 가지는 다수의 보조패턴을 구비한다.

그리고, 보조패턴의 크기는 빛의 파장의 3배 보다 적은 크기를 갖는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 더욱더 자세하게 설명하고자 한다.

제2도는 본 발명의 일실시예에 따른 포토마스크 패턴을 도시한 평면도로서, 주패턴(2)의 밀도가 적은 곳의 패턴(도면상에서 왼쪽) 주변에 패턴 근접 효과를 제어하여 주는 소형의 보조패턴(3)들을 형성하였다.

보통, 노광 빛 파장의 약 3배 이하의 크기를 가지는 포토마스크 상의 패턴은 웨이퍼에 그 이미지가 전사되지 않는데, 보조패턴을 이와 같이 그 이미지가 웨이퍼에 나타나지 않을 정도의 크기를 가진다.

제3A도 및 제3B도는 제2도에 도시된 포토레지스트를 이용한 사진식각공정 과정을 나타내는 것으로, 이를 통해 패턴 근접 효과의 제어되는 동작을 설명한다.

제3A도는 웨이퍼(9)상에 포토마스크를 도포한 후, 제2도의 포토마스크를 사용하여 노광 공정을 수행한 후의 단면도이고, 3B도는 노광 공정이 끝난후, 현상 공정에 포토레지스트 패턴(10)을 형성한 후의 단면도이다.

이때, 포토마스크 패턴은 제2도에서 설명한 바와 같이 주패턴(2) 중패턴 밀도가 적은 곳의 패턴 주변에 보조패턴(3)을 형성한 것이고, 포토레지스트는 포지티브형 또는 네거티브형 중 어느 하나를(본 도면에서는 포지티브형을 나타냄) 사용한다. 도면부호 8 및 8'는 감광막중 노광되지 않는 부분을, 도면부호 7은 노광된 부분을 의미한다.

패턴 근접 효과는 포토마스크상에 있는 크롬의 형태, 크기 및 밀도차에 의해 발생하는 빛의 회절량의 차이에 의해 생기는 것으로, 본 발명은 이러한 빛의 회절량을 인위적으로 조절하기 위해 원래의 주패턴 주위에 소형의 보조패턴을 참가한 것이다. 이 보조패턴은 밀도가 적은 곳의 패턴을 통과하는 빛의 회절량을 패턴이 밀집된 곳을 통과흔 빛의 회절량과 비슷하게 되도록하여 패턴 근접 효과를 줄여주므로 공정 마이진을 증가시킬 수 있다.

즉, 제3A도에서 도면부호 5는 광원에서 나온 광이고, 도면부호 6은 회절광(diffraction light)을 의미하는데, 도면에 도시된 바와같이 보조패턴(3)이 형성된 지역(주패턴이 밀집해 있지 않은 지역)을 투과한 빛을 보조패턴(3)에 의해 회절 현상이 발생하여 패턴이 밀집된 곳을 통과하는 빛의 회절량과 비슷하게 되도록 하여 준다.

그리고, 보조패턴(3)은 패턴 자체가 가지는 광학적으로 특성 때문에 주패턴(2)보다는 현상 시간을 줄일수 있어 최종적인 이미지 프로파일에서는 나타나지 않는다.

제4A도 및 제4B도는 보조패턴의 여러가지 모양 및 정렬 방법을 도시한 것으로서, 제4A도는 원형, 사각형 및 곡선형 등의 여러모양의 보조패턴을 보여주고, 제4B도는 나란히 정렬법 및 어긋나기 정렬법 등의 정렬법에 의해 주패턴 주변에 정렬된 보조패턴들을 보여준다. 이때, 보조패턴의 크기는 I-라인(파장=365nm) 노광 공정을 수행할 경우, 원형일 때는 반지름(r)이 0.2um보다 크지 않아야 하고, 직사각형일때는 한변(x 또는 y)의 길이가 0.4um보다 크지않아야 웨이퍼 상에 이미지를 전달하지 않으면서 노광시 회절을 일으키는 역할을 하게 된다.

본 발명은 노광 공정에 사용되는 포토마스크의 주패턴(웨이퍼에 이미지를 전사함) 주변에 소형의 보조패턴들을 정렬시켜 패턴의 밀도가 큰 영역과 작은 영역의 빛의 회절량을 비슷하게 함으로써, 패턴 근접효과를 쉽게 제어하여 공정 마아진을 증가시키는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 반도체 공정의 노광 공정에 사용되어 패턴 근접효과를 제어하기 위한 포토마스크에 있어서, 빛이 투과되는 기판 ; 상기 기판상에 형성되어 웨이퍼 상에 그 이미지를 전사하는 다수의 주패턴 ; 및 상기 주패턴들의 밀도가 타 지역에 비해 상대적으로 적은 지역의 상기 기판상에 형성되어, 그 지역을 투과하는 빛을 회절시키며, 웨이퍼 상에 그 이미지가 전사되지 않을 정도의 미세한 크기를 가지는 다수의 보조패턴을 구비하는 포토마스크.
2. 제1항에 있어서, 상기 보조패턴의 크기는 상기 빛의 파장의 3배 보다 적은 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
3. 제2항에 있어서, 상기 보조패턴의 크기는 횡 또는 종방향 길이가 0.4um보다 크지 않는 것을 특징으로 하는 포토마스크.