KR100818395B1 - 이중노광을 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이중노광을 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법에 관한 것으로서, 포토레지스트 패턴의 제 1 패턴을 형성하기 위하여 제 1 마스크를 적용하여 제 1 노광을 수행하는 단계와, 포토레지스트 패턴의 제 2 패턴을 형성하기 위하여 제 1 마스크의 패턴과 대칭되는 라인 패턴을 가지는 제 2 마스크를 적용하여 제 2 노광을 수행하는 단계와, 제 1, 2 노광이 수행된 기판을 베이킹하는 단계를 포함한다. 따라서 본 발명은, 디자인 룰 대비 요구되는 포토레지스트의 두께가 높아지는 상황에서 비대칭으로 구현되는 패턴을 이중노광을 사용함으로써, 공간부간의 비대칭 경사면이 개선되어 생산성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 가지고 있다.
이중노광, 마스크, 포토레지스트 패턴, 디자인 룰
Description
도 1은 종래의 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 마스크의 평면도이고,
도 2는 종래에 실제 웨이퍼에 구현된 비대칭 경사면을 보여주는 사진이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이중노광을 이용한 포토레지스트 패턴의 공정 흐름도이고,
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 단면도이고,
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 포토레지스트 패턴에 적용되는 마스크이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 기판 110 : 포토레지스트 막
120 : 포토레지스트 패턴 112, 114 : 제 1, 2 패턴
112a, 114a : 영역 200, 210 : 제 1, 2 마스크
본 발명은 이중노광을 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포토레지스트 패턴의 비대칭 경사면이 개선되도록 이중노광을 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 디램(DRAM; Dynamic Random Access Memory)과 같은 반도체소자는 수많은 미세패턴들로 이루어져 있으며, 이와 같은 미세패턴들은 포토리소그라피(photolithography) 공정을 통해 형성된다. 포토리소그라피 공정을 이용해서 미세패턴을 형성하기 위해서는, 먼저 패터닝하고자 하는 대상막 위에 포토레지스트막을 코팅한다. 다음에 통상의 노광공정을 수행하여 포토레지스트막의 일부분에 대한 용해도를 변화시킨다. 그리고 현상공정을 수행하여 용해도가 변화되거나 또는 변화되지 않은 부분을 제거함으로써, 대상막의 일부 표면을 노출시키는 포토레지스트막 패턴을 형성한다. 이후에 이 포토레지스트막 패턴을 식각마스크로 한 식각으로 대상막의 노출부분을 제거한 후에 포토레지스트막 패턴을 스트립(strip)함으로써 대상막 패턴을 형성할 수 있다.
도 1은 종래의 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 마스크의 평면도이다.
플래시나 디램의 경우 로직과 달리 패턴의 라인과 공간부가 일정 간격으로 배열되도록 유지되어야 하나 도 1에서와 같이, 공간부가 일정하지 않은 패턴을 가지는 디자인 룰(design rule)에 대비되어서는 포토레지스트의 두께가 커지게 되며, 이로 인하여 도 2에서의 사진에서와 같이 비대칭적인 포토레지스트 경사면을 보이게 된다.
이러한 포토레지스트 경사면은 불균형한 임플란트(implant)를 야기시키게 되 어 장치의 특성이 저하되며, 또한, 비대칭 경사면은 게이트 RIE 공정에서 oxide-nitride-oxide 구조의 패턴이 변형되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 결점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로서, 디자인 룰 대비 요구되는 포토레지스트의 두께가 높아지는 상황에서 비대칭으로 구현되는 패턴을 이중노광을 사용함으로써, 공간부간의 비대칭 경사면을 개선할 수 있도록 이중노광을 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이중노광을 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법에 있어서, 포토레지스트 패턴의 제 1 패턴을 형성하기 위하여 제 1 마스크를 적용하여 제 1 노광을 수행하는 단계와, 포토레지스트 패턴의 제 2 패턴을 형성하기 위하여 제 1 마스크의 패턴과 대칭되는 라인 패턴을 가지는 제 2 마스크를 적용하여 제 2 노광을 수행하는 단계와, 제 1, 2 노광이 수행된 기판을 베이킹하는 단계를 포함하는 이중노광을 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법을 제공한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이중노광을 이용한 포토레지스트 패턴의 공정 흐름도이고, 도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 단면도이고, 도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 포토레지 스트 패턴에 적용되는 마스크이다.
도 3을 참조하면, 포토레지스트 막이 도포된 복수의 기판을 제 1 마스크가 설치되어 있는 노광장치(미도시)에 각각 순차적으로 로딩시킨 후, 노광 장치에 각각 로딩되는 복수개의 기판들을 순차적으로 모두 제 1 노광단계(S100)를 수행하게 된다.
여기서 제 1 노광단계(S100)는, 최종으로 형성될 포토레지스트 패턴의 제 1 패턴을 형성하기 위한 제 1 마스크를 적용하여 노광 공정을 수행하기 위해서는 먼저, 노광장치의 마스크 스테이지 상에 소정의 패턴이 형성된 제 1 마스크를 위치시키고, 포토레지스트 막이 형성된 기판 상에 제 1 마스크를 정렬시키는 얼라인 공정을 수행한다.
그리고, 공정으로 인해 기판과 소정의 패턴이 형성된 제 1 마스크가 얼라인 되면 제 1 마스크에 광을 일정시간 조사함으로서 기판에 도포된 포토레지스트 막은 제 1 마스크를 선택적으로 투과한 광과 반응하여 이후 포토레지스트 패턴의 제 1 패턴과 대응되는 영역이 노광된다.
그리고 제 1 노광단계(S100)로 처리된 복수개의 기판을 다시 제 2 마스크로 설정된 노광장치에 각각 순차적으로 로딩시킨 후 노광 장치에 각각 로딩되는 복수개의 기판들을 순차적으로 제 2 노광단계(S110)를 수행하게 된다.
제 2 노광단계(S110), 최종으로 형성될 포토레지스트 패턴의 제 2 패턴을 형성하기 위한 제 2 마스크를 적용하여 제 2 노광 공정을 수행하기 위해서는 먼저, 노광 장치의 마스크 스테이지 상에 위치한 제 1 마스크로부터 제 2 마스크로 변경 시키고, 제 2 마스크를 정렬시키는 얼라인 공정을 수행한다.
이후에, 공정으로 인해 기판과 소정의 패턴이 형성된 제 2 마스크가 얼라인 되면 제 2 마스크에 광을 일정시간 조사함으로서 복수개의 기판에 도포된 포토레지스트 막은 제 2 마스크를 선택적으로 투과한 광과 반응하여 제 2 패턴과 대응되는 영역으로 제 2 노광된다.
제 1 마스크는 제 1 패턴을 형성하기 위한 제 1 마스크 패턴들이 형성되어 있고, 제 2 마스크에도 제 2 패턴을 형성하기 위한 제 2 마스크 패턴들이 형성되어 있다.
이어서, 제 1 노광단계(S100)와 제 2 노광단계(S1S0)를 거친 복수개의 기판들을 베이킹 처리하는 공정을 수행한다.(S120)
제 1, 2노광된 복수개의 기판을 베이킹 처리하는 공정은, 노광 공정으로 인해 영역이 노광된 복수개의 기판들을 베이크 장치에 투입하여 대략 120℃에서 베이킹 공정을 수행한다. 이때, 베이킹 공정이 수행됨으로 인해 광과 반응한 포토레지스트 막은 용해되기 쉬운 상태로 된다.
그리고, 베이킹 처리된 영역에 현상액을 이용하여 노광된 포토레지스트 막을 제거함으로서 복수개의 기판에 제 1 패턴 및 제 2 패턴을 포함하는 포토레지스트 패턴이 형성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에서 이중노광을 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법을 도 4a 내지 도 4d와 도 5a 내지 도 5b를 참고하여 설명하면 다음과 같다.
포토레지스트 막(110)이 형성된 기판(100) 상에 도 4d에서와 같이, 제 1 패턴(112)과 제 2 패턴(114)을 포함하는 포토레지스트 패턴(120)을 형성하기 위해서는 먼저, 제 1 패턴(112)을 형성하기 위한 도 5a의 제 1 마스크(200)가 장착되어 있는 노광장치에 포토레지스트 막(110)이 형성된 기판(100)을 얼라인 시킨다. 이후 제 1 마스크(200)에 광을 조사하여 기판(100)에 형성된 포토레지스트 막(110)을 제 1 노광 시키게 된다.
따라서 포토레지스트 막(110)은 제 1 패턴(112)과 대응되는 영역(112a)으로 노광된다.
그리고 제 1 노광 공정이 진행된 포토레지스트막(110a)이 형성된 기판(100)의 단면구조는 도 4b와 같다.
이어서, 영역(112a)으로 노광된 포토레지스트 막(110a)에 제 2 패턴(114)의 형상을 노광시켜 도 4d에 도시된 바와 같은 포토레지스트 패턴(120)을 형성하기 위해서는 도 5b의 제 2 마스크(210)가 장착되어 있는 노광장치에 영역이 노광된 포토레지스트 막(110a)이 형성된 기판(100)을 얼라인 시킨다. 이후, 제 2 마스크(210)에 광을 조사하여 기판(100)에 형성된 포토레지스트 막(110a)의 영역(114a)을 제 2 노광 처리하였다.
상술한 단계로 인해 형성된 포토레지스트 막(110b)에는 영역(112a)과 영역(114a)이 반복적인 형상을 갖도록 노광되었다.
그리고, 도 4c와 같이 영역(112a)(114a)이 노광된 포토레지스트 막(110b)은 베이킹 처리됨으로서 노광된 영역(112a)(114a)은 현상액에 의해 쉽게 용해될 수 있 는 상태를 갖는다. 이러한 상태를 갖는 포토레지스트 막(110b)을 현상액을 이용하여 현상공정을 수행함으로서 도 4d에 도시된 바와 같이 제 1 패턴(112) 및 제 2 패턴(114)을 포함하는 포토레지스트 패턴(120)이 형성된다.
이처럼 위와 같이 이중노광 공정을 이용함으로써, 종래에 비대칭으로 구현되는 패턴에서 비대칭 경사면을 개선할 수 있게 되었다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 이중노광을 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 이중노광을 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법은, 디자인 룰 대비 요구되는 포토레지스트의 두께가 높아지는 상황에서 비대칭으로 구현되는 패턴을 이중노광을 사용함으로써, 공간부간의 비대칭 경사면이 개선되어 생산성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 가지고 있다.
Claims (2)
- 이중노광을 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법에 있어서,상기 포토레지스트 패턴의 제 1 패턴을 형성하기 위하여 제 1 마스크를 적용하여 제 1 노광을 수행하는 단계와,상기 포토레지스트 패턴의 제 2 패턴을 형성하기 위하여 상기 제 1 마스크의 패턴과 대칭되는 라인 패턴을 가지는 제 2 마스크를 적용하여 제 2 노광을 수행하는 단계와,상기 제 1, 2 노광이 수행된 기판을 베이킹하는 단계,를 포함하는 이중노광을 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법.
- 삭제
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| KR20060039757A (ko) * | 2004-11-03 | 2006-05-09 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 메모리 소자의 제조 방법 |
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| KR20060039757A (ko) * | 2004-11-03 | 2006-05-09 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 메모리 소자의 제조 방법 |
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