KR100505421B1 - 반도체 소자의 패턴 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 패턴 형성 방법에 관해 개시한 것으로서, 패턴이 형성되기를 원하는 메인 패턴과, 상기 메인 패턴과 일정 거리만큼 이격되어 형성되며 상기 메인 패턴 주변으로 들어오는 빛을 차단시키는 블로킹 패턴이 삽입된 제 1마스크를 제작하는 단계와, 메인 패턴 영역을 제외한 나머지 영역을 오픈시켜 상기 블로킹 패턴을 제거하기 위한 제 2마스크를 제작하는 단계와, 제 1및 제 2마스크를 이용하여 이중 노광 방식에 의해 노광 및 현상하는 단계를 포함한다.
따라서, 본 발명은 기존의 스캐터링 바를 삽입하는 대신에 메인 패턴 주위에 들어오는 빛을 차단함과 동시에 보다 효과적인 빛의 회절 현상을 이용하여 초점 심도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 실제 원하는 메인 패턴과 초점 심도를 향상시키기 위해 삽입된 블로킹 패턴 간의 거리가 넓기 때문에 이중 노광 시 발생하는 제 1마스크와 제 2마스크 간의 오정렬이 발생될 우려가 없다.
Description
본 발명은 노광 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 이중 노광 방식을 통하여 반도체 소자의 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 마스크의 평면도이다.
종래의 마스크는, 도 1에 도시된 바와 같이, 마스크 기판(3) 위에 패턴이 형성되기를 원하는 메인 패턴(1)과, 메인 패턴(main bar)(1)과 일정 간격(d1)만큼 이격되어 형성된 스캐터링 바(scattering bar)(2)가 삽입된 구조를 가진다.
상기 구조를 가진 하나의 마스크를 이용하여 빛의 회절 현상을 이용함으로서, 1회 노광 방식에 의해 반도체기판(미도시) 위에 패턴(미도시)을 형성한다.
이때, 스캐터링 바(2)를 삽입시켜 얻을 수 있는 효과는 스캐터링 바가 없는 경우에 비해 0.3㎛의 초점 심도를 가지는 경우 최적의 스캐터링 바 조건을 사용하는 경우 0.4㎛정도로 미약한 증가 현상을 보인다.
그러나, 종래의 기술에서는 최적의 스캐터링 바의 크기 및 메인 패턴(1)과 스캐터링 바 간의 간격(3) 등이 최적 조건을 작업자가 직접 찾아야 하는 번거로움이 있었고, 또한 스캐터링 바의 크기 및 메인 패턴과 스캐터링 바 간의 간격이 잘못 책정된 경우에 원하지 않는 패턴이 형성되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 빛의 회절 현상을 이용함과 동시에 메인 패턴 주위에 들어오는 빛을 차단시켜 투과율을 줄임으로써 초점 심도를 향상시킬 수 있는 반도체 소자의 패턴 형성 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자의 패턴 형성 방법은 패턴이 형성되기를 원하는 메인 패턴과, 상기 메인 패턴과 일정 거리만큼 이격되어 형성되며 상기 메인 패턴 주변으로 들어오는 빛을 차단시키는 블로킹 패턴이 삽입된 제 1마스크를 제작하는 단계와, 메인 패턴 영역을 제외한 나머지 영역을 오픈시켜 상기 블로킹 패턴을 제거하기 위한 제 2마스크를 제작하는 단계와, 제 1및 제 2마스크를 이용하여 이중 노광 방식에 의해 노광 및 현상하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 블로킹 패턴은 Cr층/MoSi층의 이중 구조를 이용한다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명은 기존의 스캐터링 바를 삽입하는 대신에 메인 패턴 주위에 들어오는 빛을 차단함과 동시에 보다 효과적인 빛의 회절 현상을 이용하여 초점 심도를 향상시키려는 것이다.
본 발명에서는 제 1 및 제 2마스크는 그 제작 방법에 있어서 하프-톤(half-tone) PSM을 예로 하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 제 1마스크 구조를 설명하기 설명하기 위한 평면도이다. 또한, 도 3a 내지 도 3h는 도 2의 AB선의 절단면을 보인 것으로서, 본 발명에 따른 제 1마스크 제작 방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.
본 발명에 따른 제 1마스크는, 도 2에 도시된 바와 같이, 마스크 기판(10) 위에 패턴이 형성되기를 원하는 메인 패턴(a)과, 메인 패턴(a)과 일정 거리(d2)만큼 이격되어 형성되어 메인 패턴(a) 주변으로 들어오는 빛을 차단시키는 블로킹 패턴(b)이 삽입된 구조를 가진다.
상기 구조를 가진 제 1마스크 제작 방법은 다음과 같다.
본 발명에 따른 제 1마스크 제작 방법은, 먼저 도 3a에 도시된 바와 같이, 석영 재질의 마스크기판(10) 상에 하프톤층인 MoSi층(11), Cr층(12) 및 제 1감광막(13)을 차례로 형성한 다음, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1감광막(13)을 노광 및 현상하여 메인 패턴영역과 메인 패턴영역(미도시)과 일정 거리(d2)만큼 이격된 블로킹 패턴영역(미도시)을 덮는 소정 형상의 제 1감광막 패턴(13a)을 형성한다.
이어, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 제 1감광막 패턴(13a)을 마스크로 하여 상기 Cr층 및 MoSi층을 식각하고 나서, 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 제 1감광막 패턴을 제거한다.
그런 다음, 도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 결과물 전면에 제 2감광막(14)을 도포하여 평탄화시킨 다음, 제 2감광막(14) 위에 도전성 폴리머층(15)을 형성한다.
이 후, 도 3f에 도시된 바와 같이, 상기 제 2감광막을 노광 및 현상하여 블로킹 패턴영역을 덮고 메인 패턴영역을 노출시키는 제 2감광막 패턴(14a)을 형성한다.
이어, 도 3g에 도시된 바와 같이, 상기 제 2감광막 패턴(15a)을 마스크로 이용하여 잔류된 Cr층을 식각하여 메인 패턴영역의 MoSi층(a)을 노출시킨다.
그런 다음, 도 3h에 도시된 바와 같이, 제 2감광막 패턴을 제거한다. 이때, 석영 마스크 기판 (10)위에는 Cr층의 메인 패턴(a) 및 메인 패턴(a)과 일정 거리(d2)만큼 이격되어 Cr층/MoSi층이 적층된 구조를 가진 블로킹 패턴(b)이 각각 형성된다.
즉, 본 발명에 따른 제 1마스크는 기존의 마스크에서 메인 패턴(a) 주위로 들어오는 빛을 차단할 수 있도록 블로킹 패턴(b)을 추가한 것으로서, 웨이퍼 상에서 패턴이 형성되기를 원하는 메인 패턴(a) 옆에 일정 간격의 거리(d2)를 확보한 다음, 들어오는 빛을 차단할 수 있도록 블로킹 처리된다. 이때, 메인 패턴(a)과 블로킹 패턴(b) 과의 거리(d2)는 메인 패턴(a)의 크기에 따른 최적의 빛의 회절 현상을 이용할 수 있는 거리를 선택한다.
한편, 본 발명에 따른 제 1마스크는, 도면에 도시되지 않았지만, 단순한 패드 형태의 블로킹 패턴을 추가하는 대신에 빛의 회절 현상을 최대한 이용할 수 있도록 라인 & 스페이스(line and space) 형태로 변형시켜 제작할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 제 2마스크의 평면도이다.
또한, 도 5a 내지 도 5d는 도 4의 CD선의 절단면을 보인 공정단면도이다.
본 발명의 제 2 마스크는, 제 1마스크를 이용하여 패터닝하였을 때 원하지 않는 블로킹 패턴이 웨이퍼 상에 형성되었으므로, 이를 제거하기 위한 마스크로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 마스크 기판(20) 위에 패턴이 형성되기를 원하는 메인 패턴(c)과 메인 패턴(c) 이외의 영역은 오픈된 구조를 가진다.
상기 구조를 가진 제 2마스크의 제작 방법을 알아보면 다음과 같다.
본 발명에 따른 제 2마스크의 제작 방법은, 도 5a에 도시된 바와 같이, 먼저 석영 재질의 마스크기판(20) 위에 Cr층(21) 및 감광막(22)을 차례로 형성한다.
이어, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 감광막을 노광 및 현상하여 메인 패턴영역을 덮는 감광막 패턴(22a)을 형성한다.
그런 다음, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 감광막 패턴(22a)을 마스크로 하여 상기 Cr층을 식각하여, 도 5d에 도시된 바와 같이, 메인 패턴(c)을 형성한다. 이 후, 감광막 패턴을 제거한다.
본 발명의 2개의 마스크, 즉 제 1 및 제 2마스크를 이용하여, 마스크 순서에 관계없이 이중 노광 방식을 통해 노광 및 현상 과정을 거쳐 기판 위에 패턴을 형성한다.
본 발명에 따르면, 제 1마스크는 기존의 마스크에 메인 패턴 주위로 들어오는 빛을 차단하기 위한 블로킹 패턴이 추가되고, 제 2마스크는 제 1마스크를 이용하여 메인 패턴을 형성하였을 때 원하지 않는 블로킹 패턴을 제거하기 위한 것으로서, 실제 원하는 메인 패턴이 있는 영역을 제외한 나머지 영역을 오픈시킨다.
따라서, 본 발명은 제 1및 제 2마스크를 이용하여 이중 노광 방식에 의해 메인 패턴 주위에 들어오는 빛을 차단함과 동시에 보다 효과적인 빛의 회절 현상을 이용하여 초점 심도를 향상시킨다.
이상에서와 같이, 본 발명은 기존의 스캐터링 바를 삽입하는 대신에 메인 패턴 주위에 들어오는 빛을 차단함과 동시에 보다 효과적인 빛의 회절 현상을 이용하여 초점 심도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 실제 원하는 메인 패턴과 초점 심도를 향상시키기 위해 삽입된 블로킹 패턴 간의 거리가 넓기 때문에 이중 노광 시 발생하는 제 1마스크와 제 2마스크 간의 오정렬이 발생될 우려가 없다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 마스크의 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 제 1마스크 구조를 설명하기 설명하기 위한 평면도. 도 3a 내지 도 3h는 도 2의 AB선의 절단면을 보인 공정단면도.
도 4는 본 발명의 제 2마스크의 평면도.
도 5a 내지 도 5d는 도 4의 CD선의 절단면을 보인 공정단면도.
Claims (3)
- 패턴이 형성되기를 원하는 메인 패턴과, 상기 메인 패턴과 일정 거리만큼 이격되어 형성되며 상기 메인 패턴 주변으로 들어오는 빛을 차단시키는 블로킹 패턴이 삽입된 제 1마스크를 제작하는 단계와,상기 메인 패턴 영역을 제외한 나머지 영역을 오픈시켜 상기 블로킹 패턴을 제거하기 위한 제 2마스크를 제작하는 단계와,상기 제 1및 제 2마스크를 이용하여 이중 노광 방식에 의해 노광 및 현상하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 패턴 형성 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 블로킹 패턴은 Cr층/MoSi층의 이중 구조를 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 패턴 형성 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 메인 패턴은 Cr층을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 패턴 형성 방법.
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