KR100303799B1 - 반도체소자용마스크패턴 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 반도체 소자용 마스크에는 "ㄴ"자 모양의 제1 마스크 패턴과 "ㄱ"자 모양의 제2 마스크 패턴이 결합되어 있는 다소 복잡한 마스크 패턴이 형성되어 있다. 이때, "ㄴ"자 모양의 제1 패턴과 "ㄱ"자 모양의 제2 패턴은 각각 오목한 모서리 부분이 슬릿 형태로 형성되어 있다. 여기서, 제1 패턴과 제2 패턴의 오목한 부분이 슬리 형태로 형성되어 있어 노광 공정시 단위 면적당 조사되는 빛의 양을 증가시킨다. 이때, 슬릿 사이의 간격은 감광막 패턴이 분리된 상태로 형성되지 않도록 하기 위하여 노광 장치로 형성할 수 있는 최소의 배선 폭에 대하여 50% 미만인 것이 적절하며, 10%~30% 범위로 형성하는 것이 가장 바람직하다. 또한, 패턴의 볼록한 모서리 부분을 서로 이웃하는 패턴에 연결하는 연결부가 형성되어 있다. 여기서, 연결부는 노광 공정시 회절 현상으로 인하여 증가하는 빛으로 인하여 감광막의 손실이 방지하는 역할을 한다. 이때, 연결부의 폭은 원하지 않는 감광막 패턴이 형성되는 것을 방지하기 위하여 노광 장치로 형성할 수 있는 최소의 배선 폭에 대하여 50% 미만인 것이 적절하며, 10%~30% 범위로 형성하는 것이 가장 바람직하다.

Description

반도체 소자용 마스크 패턴

본 발명은 반도체 소자용 마스크 패턴에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 반도체 소자의 패턴을 형성하기 위해 사용되는 마스크에 형성된 반도체 소자용 마스크 패턴에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자의 제조 방법 중 사진 공정에서 패턴을 형성하기 위해서 노광 공정이 필요하다.

이러한 노광 공정 중에는 감광제를 웨이퍼에 도포하고, 필요한 부분만을 선택적으로 노광하기 위해 패턴이 형성되어 있는 마스크가 사용된다.

그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 종래의 기술에 따른 종래의 기술에 따른 마스크의 패턴 및 그에 따른 감광막의 패턴에 대하여 상세히 설명한다.

도 1a 및 1b는 종래의 기술에 따른 마스크의 패턴 및 그에 따른 감광막의 패턴을 도시한 평면도로서, 도 1a는 마스크의 패턴을 도시한 도면이고, 도 1b는 도 1a의 마스크를 이용하여 패터닝된 감광막의 패턴을 도시한 도면이다.

도 1a에서 보는 바와 같이, 세 개의 선형 패턴을 형성하기 위해서는 가로 방향으로 서로 평행한 직사각형 모양의 선형 패턴(1)이 형성되어 있는 마스크를 이용하여 노광을 실시한다.

그러나, 도 1b에서 보는 바와 같이, 도 1의 선형 패턴(1)과는 다르게 웨이퍼 상부에는 양단이 둥근 모양인 선형의 감광막 패턴(11)이 형성된다. 왜냐하면, 노광 공정에서 선형 패턴(1)의 네 모서리 부분에서 모서리가 아닌 다른 부분보다 회절 현상이 심하게 발생하여 조사되는 빛의 양이 많아지게 되어 이 부분에서 감광막이 손실되기 때문이다.

이러한 감광막의 손실을 방지하기 위해 모서리 부분에 돌출부(serif)를 형성하는 방법이 제안되었다.

도 2a 및 2b는 종래의 기술에 따른 개선된 반도체 소자용 마스크의 패턴 및 그에 따른 감광막의 패턴을 도시한 평면도이다.

도 2a에서 보는 바와 같이, 개선된 종래의 반도체 소자용 마스크에 형성된 선형 패턴(1)의 네 모서리에는 각각 돌출부(2)가 형성되어 있다.

이러한 도 2a의 돌출부(2)를 가지는 마스크를 이용하여 감광막 패턴을 형성하면, 도 2b에서 보는 바와 같이, 직사각형 모양에 근접한 선형의 감광막 패턴(12)이 형성된다. 왜냐하면, 도 2a의 선형 패턴(1)의 네 모서리에 형성되어 있는 돌출부(2)는 노광 공정에서 회절 현상에 의해 선형 패턴(1)의 네 모서리에 과다하게 조사되는 빛의 양을 일부 차단하게 되므로 감광막의 손실을 방지하기 때문이다.

그러나, 마스크의 패턴이 다소 복잡하고 미세한 경우에는 마스크의 패턴 모양으로 감광막의 패턴을 근접하게 형성하는 데는 한계가 있다.

도 3a 및 도 3b는 종래의 기술에 따른 다른 반도체 소자용 마스크의 패턴 및 그에 따른 감광막의 패턴을 도시한 평면도이다.

도 3a에서 보는 바와 같이, 종래의 다른 반도체 소자용 마스크에는 "ㄴ"자 모양의 제1 패턴(1)과 "ㄱ"자 모양의 제2 패턴(2)이 결합되어 있는 다소 복잡한 마스크 패턴(12)이 형성되어 있다.

도 3a의 반도체 소자용 마스크를 이용하여 노광 공정을 실시하면, 도 3b에서 보는 바와 같이, 도 3a의 마스크 패턴(12)과 전혀 다른 감광막 패턴(22)이 웨이퍼 상부에 형성된다. 즉, 도 3b의 볼록한 모서리 부분의 감광막 패턴(22)은 도 3a의 제1 패턴(1)과 제2 패턴(2)의 볼록한 모서리 부분(a)에서 앞에서 설명한 바와 같이 회절 현상으로 인한 과다한 양의 빛이 조사되어 감광막이 손실되므로 둥근 모양으로 형성된다. 또한, 도 3b의 오목한 모서리 부분의 감광막 패턴(22)은 도 3a의 오목한 모서리 부분(b)에서 회절 현상이 발생하더라도 단위 면적당 조사되는 빛의 양이 줄어들어 감광막이 남게되므로 브리지(bridge) 모양으로 형성된다.

따라서, 실제로 마스크에 형성되어 있는 원하는 모양의 패턴이 감광막 패턴으로 형성되지 않는다.

본 발명에 과제는 원하고자 하는 패턴을 형성하기 위한 반도체 소자용 마스크를 제공하기 위한 것이다.

도 1a 및 1b는 종래의 기술에 따른 반도체 소자용 마스크의 패턴 및 그에 따른 감광막의 패턴을 도시한 평면도이고,

도 2a 및 2b는 종래의 기술에 따른 개선된 반도체 소자용 마스크의 패턴 및 그에 따른 감광막의 패턴을 도시한 평면도이고,

도 3a 및 도 3b는 종래의 기술에 따른 다른 반도체 소자용 마스크의 패턴 및 그에 따른 감광막의 패턴을 도시한 평면도이고,

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 소자용 마스크의 패턴 및 그에 따른 감광막의 패턴을 도시한 평면도이고,

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 소자용 마스크의 패턴 및 그에 따른 감광막의 패턴을 도시한 평면도이다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자용 마스크에는 볼록하게 형성되어 있는 모서리 부분에 서로 이웃하는 패턴을 연결하는 연결부가 형성되어 있으며, 오목하게 형성되어 모서리 부분에는 패턴이 슬릿(slit) 형태로 분리되어 있다.

여기서, 연결부의 폭 또는 분리된 패턴들의 슬릿 간격은, 이 부분이 감광막의 패턴으로 형성되는 것을 방지하기 위하여 노광 장비로 형성할 수 있는 패턴 폭의 최소값에 대하여 50% 미만인 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에 따른 반도체 소자용 마스크에서 볼록한 부분에 형성되어 있는 연결부는 조사되는 빛의 일부를 차단하여 감광막이 손실되는 것을 방지하게 된다. 또한, 분리된 패턴들은 슬릿 형태이므로 오목한 부분에 회절 현상을 유발시키므로 조사되는 빛의 양을 증가시키게 되고, 결국에는 오목한 부분에 감광막이 남게 되는 것을 방지하게 된다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 반도체 소자용 마스크의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 소자용 마스크의 패턴 및 그에 따른 감광막의 패턴을 도시한 평면도로서, 도 4a는 마스크의 패턴을 도시한 것이고, 도 4b는 도 4a의 마스크를 사용하여 사진 공정을 통하여 형성된 감광막의 패턴이다.

도 4a에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 소자용 마스크에는 세로 방향으로 세 개의 선형 패턴(100)이 직사각형 모양으로 형성되어 있다. 또한, 세 개의 선형 패턴(100)의 상변 및 하변에는 이들을 연결하는 연결부(101)가 가로 방향으로 형성되어 있다.

여기서, 연결부(101)는 이웃하는 선형 패턴(100)의 모서리를 각각 연결하기 위해 선형 패턴(100)의 상부 및 하부에 각각 두 개씩 형성되어 있지만, 노광 공정시 회절 현상으로 인하여 조사되는 빛의 양이 증가될 수 있는 부분에는 추가로 형성할 수도 있다.

또한, 연결부(101)의 폭은 노광 장치로 형성할 수 있는 최소의 배선 폭에 대하여 50% 미만인 것이 적절하며, 10%~30% 범위로 형성하는 것이 가장 바람직하다. 자세한 것은 이후에 설명하기로 한다.

이러한 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 4a의 반도체 소자용 마스크를 사용하여 노광 공정을 실시하면, 도 4b에서 보는 바와 같이 웨이퍼 상부에는 3개의 선형 감광막 패턴(110)이 형성된다. 이러한 감광막 패턴(110)은 도 4a의 선형 패턴(100)과 유사하다.

여기서, 연결부(101)는 노광 공정시 각 선형 패턴(100)의 네 모서리에서 조사되는 빛의 일부를 차단하는 역할을 한다. 그러므로, 노광 공정시 선형 패턴(100)의 모서리 부분에서 발생하는 회절 현상으로 인하여 증가하는 빛의 일부를 차단하여 감광막 패턴(110)의 모서리 부분에서 감광막이 손상되는 것을 방지한다.

이때, 연결부(101)의 폭은 노광 장치를 이용하여 패터닝할 수 있는 배선의 폭보다 작게 형성하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 연결부(101)의 폭이 노광 장치를 이용하여 패터닝할 수 있는 배선의 폭보다 크면, 연결부(101)에 대응하는 위치에 불필요한 감광막 패턴이 형성될 수도 있기 때문이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 소자용 마스크의 패턴 및 그에 따른 감광막의 패턴을 도시한 평면도이다.

도 5a에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 소자용 마스크에는 "ㄴ"자 모양의 제1 마스크 패턴(100)과 "ㄱ"자 모양의 제2 마스크 패턴(200)이 결합되어 있는 다소 복잡한 마스크 패턴(120)이 형성되어 있다. 이때, "ㄴ"자 모양의 제1 패턴(100)과 "ㄱ"자 모양의 제2 패턴(200)은 각각 네 부분(101, 102, 103, 104 ; 201, 202, 203, 204)으로 분리되어 있다. 즉, "ㄴ"자 모양의 제1 패턴(100)과 "ㄱ"자 모양의 제2 패턴(200)에서 각각 오목한 모서리 부분이 슬릿 형태로 적어도 3부분 이상으로 분리되어 있다.

여기서, 제1 패턴(100)과 제2 패턴(200)이 각각 네 부분으로 분리되어 있는 이유는 노광 공정시 오목한 모서리 부분에는 단위 면적당 조사되는 빛의 양이 감소하는 것을 방지하기 위함이다. 왜냐하면, 조사되는 빛의 양이 감소하는 경우에 감광막이 마스크의 패턴 모양으로 패터닝되지 않을 수도 있기 때문이다.

또한, 슬릿 형태로 분리되어 있는 각각 네 부분(101, 102, 103, 104 ; 201, 202, 203, 204) 사이의 간격은 노광 장치로 형성할 수 있는 최소의 배선 폭에 대하여 50% 미만인 것이 적절하며, 10%~30% 범위로 형성하는 것이 가장 바람직하다. 왜냐하면, 감광막 패턴이 분리된 상태로 패터닝될 수 있기 때문이다.

또한, 마스크 패턴에는 제1 패턴(100)과 제2 패턴(200)중에서 서로 인접한 제 1패턴(101)과 제2 패턴(204)을 제1 연결부(301)와 제1 패턴(104)과 제2 패턴(201)을 연결하는 제2 연결부(302)가 가로방향으로 형성되어 있다.

여기서, 제1 및 제2 연결부(301, 302)는 노광 공정시 회절 현상으로 인하여 증가하는 빛의 일부를 차단하는 역할을 한다. 왜냐하면, 증가하는 빛으로 인하여 감광막의 손실이 발생할 수 있기 때문이다. 여기에는, 두 개의 연결부(301, 302)만이 형성되어 있지만, 노광 공정시 회절 현상으로 인하여 조사되는 빛의 양이 증가하는 부분, 특히 볼록한 모서리로 형성되어 있는 부분에는 추가로 여러개 형성할 수도 있다.

이때, 제1 및 제2 연결부(301, 302)의 폭은 노광 장치로 형성할 수 있는 최소의 배선 폭에 대하여 50% 미만인 것이 적절하며, 10%~30% 범위로 형성하는 것이 가장 바람직하다. 왜냐하면, 제1 및 제2 연결부(301, 302)에 대응하는 위치에 원하지 않는 감광막 패턴이 형성되는 것을 방지하기 위함이다.

이러한 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 5a의 반도체 소자용 마스크를 사용하여 노광 공정을 실시하면, 도 5b에서 보는 바와 같이 웨이퍼 상부에는 "ㄴ"자 모양의 제1 감광막 패턴(110)과 "ㄱ"자 모양의 제2 감광막 패턴(220)으로 이루어진 감광막 패턴(230)이 형성된다. 이러한 감광막 패턴(230)은 도 5a의 마스크 패턴(120)과 유사하게 형성되며, 제1 및 제2 연결부(301, 302)와 슬릿 모양은 감광막 패턴으로 나타나지 않는다. 특히, 도 5a에서와 같이 제1 패턴(100)과 제2 패턴(200)의 오목한 모서리 부분을 각각 네부분의 슬릿 패턴으로 분리하여 오목한 모서리 부분에서 단위 면적당 조사되는 빛의 양이 감소하는 것을 방지함으로써 서로 이웃하는 제1 감광막 패턴(110)과 제2 감광막 패턴(220)이 연결되는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 노광 공정시 회절 현상으로 인하여 조사되는 빛의 양이 증가하는 부분에는 연결부를 형성하고, 단위 면적당 조사되는 빛의 양이 감소하는 부분에는 슬릿 형태로 마스크 패턴을 분리하여 형성함으로써 반도체 회로를 효과적으로 설계할 수 있다. 특히, 오목한 모서리 부분의 마스크 패턴을 다수의 슬릿패턴으로 분리하여 형성함으로써 서로 이웃하는 감광막패턴이 연결되어 형성되어 형성되는 것을 방지할 수있다.

Claims (5)

1. "ㄴ"자 모양의 패턴과 "ㄱ"자 모양의 패턴으로 구성되어 오목한 모서리부분이 서로 마주하도록 배치되어 있으며, 각각의 오목한 상기 모서리 부분은 슬릿 형태로 분리되어 적어도 3부분으로 형성되어 있고, 상기 패턴의 인접한 부분을 연결하는 연결부를 포함하는 반도체 소자용 마스크.
2. 제1항에서,

   상기 슬릿의 간격은 노광 장치를 이용하여 패터닝할 수 있는 최소의 배선 폭에 대하여 50% 미만인 반도체 소자용 마스크.
3. 제2항에서,

   상기 슬릿의 간격은 노광 장치를 이용하여 패터닝할 수 있는 최소의 배선 폭에 대하여 10%~30% 범위인 반도체 소자용 마스크.
4. 제1항에서,

   상기 연결부의 폭은 노광 장치를 이용하여 패터닝할 수 있는 최소의 배선 폭에 대하여 50% 미만인 반도체 소자용 마스크.
5. 제4항에서,

   상기 연결부의 폭은 노광 장치를 이용하여 패터닝할 수 있는 최소의 배선 폭에 대하여 10~30% 범위인 반도체 소자용 마스크.