KR20040001525A

KR20040001525A - 레티클 제조방법 및 이를 이용한 노광방법

Info

Publication number: KR20040001525A
Application number: KR1020020036757A
Authority: KR
Inventors: 고차원; 박성남
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2004-01-07

Abstract

본 발명은 레티클 제조방법 및 레티클을 이용한 노광방법에 관한 것으로, 투명기판; 상기 투명기판에 배치되고 빛의 투과도가 85% 이상의 반투과막; 및 상기 투명기판에 배치되는 크롬막을 포함하여 구성되며, 본 발명에 따른 레티클 제조방법은, 투명기판을 준비하는 단계; 상기 투명기판에 빛의 투과도가 85% 이상의 반투명막을 배치하는 단계; 및 상기 투명 기판에 크롬막을 배치하는 단계를 포함 하여 구성되며, 레티클 제작상에 특정부위의 CD가 차이가 나는 부위를 수정하여 레티클 에 의한 CD 균일도 불량을 제어하여 웨이퍼 필드 CD 균일도를 개선시킬 수 있는 것이다.

Description

레티클 제조방법 및 이를 이용한 노광방법{Method for fabricating reticle and exposing method using the reticle}

본 발명은 레티클 제조방법 및 이를 이용한 노광방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 제조공정중 웨이퍼상에 레지스트패턴을 형성하는 리소그라피 공정에 이용하는 레티클 제조방법 및 이를 이용한 노광방법에 관한 것이다.

DUV 리소그라피공정기술을 이용하여 반도체소자를 제조함에 있어서, 게이트마스크 DICD를 균일하게 잘 제어하는 것은 디바이스의 전기적 특성이 양호한 좋은 제품을 만드는 데에 있어서 대단히 중요하다.

웨이퍼 CD 균일도를 잘 제어하기 위하여 기판의 난반사에 의한 CD 불량을 제어하기 위해 반사방지막(bottom anti-reflective coating)을 도입하고 있다. 레지스트 프로세스 최적화를 통해서 CD 균일도를 제어하고 있으나, 이 방법으로 개선할 수 있는 수준에는 한계가 있다. 포토공정은 궁극적으로 마스크패턴을 웨이퍼위에 그대로 전사하는 공정이다.

그러므로, 마스크상의 CD 균일도가 그대로 웨이퍼위의 CD 균일도 (uniforimity)로 전사되게 된다.

따라서, 웨이퍼 CD 균일도를 개선하는데 중요한 방법은 레티클의 CD 균일도를 개선시키는 것이 대단히 중요하다.

디바이스의 집적도가 높아짐에 따라 레티클에 수용되는 정보량이 많아지게 되고, 레티클의 크기가 커지게 된다. 이러한 다이크기(die size)가 큰 레티클을 제작함에 있어서, 레티클의 코너지역과 레티클의 센터지역간의 CD 차이가 발생하게 된다.

도 1은 레티클의 좌측상단지역에서 센터를 가로질러 레티클의 우측 하단지역으로 옮겨 가며, 레티클의 CD를 측정하는 방법을 보여 주는 것이며, 도 2는 이렇게 측정된 CD값의 경향을 보여 주는 것이다.

이렇게 레티클의 코너가 센터에 비하여 큰 레티클을 사용하여 웨이퍼위에 패터닝을 하면 한 필드내의 코너의 DICD가 코너의 DICD에 비하여 12 nm 이상 커지게 된다.

이렇게 나쁜 필드 CD 균일도를 가지게 되면, 공정마진이 부족할 뿐만 아니라 디바이스의 전기적 특성이 나쁘게 되는 문제점을 유발한다.

이에 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 레티클 제작상에 특정부위의 CD가 차이가 나는 부위를 수정하여 레티클 에 의한 CD 균일도 불량을 제어하여 웨이퍼 필드 CD 균일도를 개선시킬 수 있는 레티클 제조방법 및 이를 이용한 노광방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 레티클의 좌측상단지역에서 센터를 가로 질러 레티클의 우측 하단지역으로 옮겨 가면서 레티클의 CD를 측정하는 방법을 보여 주는 도면.

도 2는 도 1를 통해 측정된 CD값의 경향을 보여 주는 그래프.

도 3은 본 발명에 따른 레티클 및 그 제조방법 그리고 이를 이용한 노광방법에 있어서, 레티클 센터지역에 반투명막이 배치된 레티클 레이아웃도.

도 4a 및 4b는 레티클의 센터지역에 반투명막이 배치된 단면도로서, 도 4a는 기판상부에 반투명막이 배치된 경우이고, 도 4b는 기판하부에 반투명막이 배치된 경우의 단면도.

[도면부호의설명]

10 : 레티클11, 21 : 투명기판

15, 25 : 반투명막17, 27 : 크롬막

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 레티클 제조방법은, 투명기판을 준비하는 단계; 상기 투명기판에 빛의 투과도가 85% 이상의 반투명막을 배치하는 단계; 및 상기 투명 기판에 크롬막을 배치하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.

또한, 본 발명에 따른 레티클을 이용한 노광방법은, 투명기판에 빛의 투과도가 85% 이상의 반투명막과 함께 크롬막이 배치된 레티클과 웨이퍼를 준비하는 단계; 상기 웨이퍼 표면에 HMDS를 진공 처리하는 단계; 상기 웨이퍼상에 포토레지스트를 도포하고, 소프트베이크를 실시하여 솔벤트를 증발시키는 단계; 상기 웨이퍼상측에 레티클을 씌우고 광을 조사시켜 노광공정을 진행하고 이어 베이킹공정을 실시한후 현상공정을 진행하는 단계; 베이킹공정을 진행한후 포토레지스트를 선택적으로 패터닝하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.

(실시예)

이하, 본 발명에 따른 레티클 제조방법 및 이를 이용한 노광방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 레티클 제조방법 및 이를 이용한 노광방법에 있어서, 레티클 센터지역에 반투명막이 배치된 레티클 레이아웃도이다.

도 4a 및 4b는 레티클의 센터지역에 반투명막이 배치된 단면도로서, 도 4a는 기판상부에 반투과막이 배치된 경우이고, 도 4b는 기판하부에 반투과막이 배치된 경우의 단면도이다.

본 발명에 따른 레티클 제조방법 및 이를 이용한 노광방법은, 도 3에 도시된 바와같이, 먼저 레티클(10)상의 코너의 CD가 센터의 CD 보다 큰 것을 보상해 주기 위해 레티클의 센터지역인 투명기판(11)에 빛의 투과도가 85% 내지 98%, 바람직하게는 95% 정도의 반투명막 (15)을 배치한다.

여기서, 상기 레티클(10)은 가로축으로 4개의 블록과 세로축으로 6개의 블록으로 구성되어 있다.

또한, 상기 레티클(10)의 바깥쪽 테두리에 있는 블럭들에 그려지는 부분은 게이트마스크패턴 크기가 크게 그려지게 되는 영역이다.

이러한 게이트마스크 레티클을 통해 노광하게 되면, 센터의 CD를 맞추게 되고, 코너의 CD가 하부노광(under exposure)되어 CD가 크게 패터닝되는 특성을 가져 온다.

그리고, 코너의 CD를 정확히 맞추게 되면, 레티클 센터지역의 CD가 과노광되어 CD가 작게 된다.

그러므로, 레티클의 센터부분에 들어가는 빛의 양을 차단하여 주면 이 부분의 게이트 CD가 증가하게 된다. 이렇게 되면, 필드코너의 CD와 필드센터의 CD 차이가 균일하게 된다.

이러한 레티클(10)의 단면은 도 3에 도시되어 있는데, 레티클(10)의 센터지역인 투명기판(11)의 일부분상에 반투명막(15)이 배치되고, 상기 투명기판(11)의 하부에 크롬막(17)이 배치되어 있다.

여기서, 상기 레티클(10)의 제조시에, 도 3에 도시된 바와같이, 상측 투명기판(11a)상에 반투명막(15)을 배치하고, 하측 투명기판(11b)에 크롬막(17)을 배치한 상태에서 이들 상측 투명기판(11a)과 하측 투명기판(11b)을 결합하여 레티클(10)을 완성한다.

한편, 도 4b는 본 발명의 다른 실시예로서, 레티클(20)의 센터지역인 투명기판(21)하부에 반투명막(25)이 배치되어 있고, 상기 반투명막(25)과 투명기판(21)하부에 크롬막(27)이 배치되어 있다.

이렇게 제작된 레티클을 이용하여 실시하는 포토공정에 대해 설명하면 다음과 같다.

도면에는 도시하지 않았지만, 먼저 레티클과 웨이퍼를 준비하고, HMDS (haxamethyl disilazane)를 웨이퍼표면에 진공처리한다.

그다음, 상기 웨이퍼상에 포토레지스트를 도포하고, 소프트베이크를 실시하여 솔벤트를 증발시킨후 웨이퍼상측에 마스크인 레티클을 씌우고 광을 조사시켜 노광공정을 진행하고 이어 베이킹공정을 실시한다. 이때, 상기 포토레지스트는 UV(deep UV), ArF, EUV, E-빔, X-선, 이온빔용 모든 종류의 화학증폭형 레지스트가 사용가능하며, 코팅하는 두께는 0.2μ∼3.0 μm으로 얇게 코팅한다. 또한 광조사시에 광원으로는 KrF, ArF, EUV, 이온빔, X선중에서 선택하여 사용가능하다.

이어서, 최종적으로 0.1∼10%, 바람직하게는 2.38% 정도의 TMAH 현상액을 이용한 현상공정을 진행하여 포토레지스트를 패터닝한후 후속 공정을 통해 미세패턴 형성공정을 완료한다.

상기에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 레티클 제조방법 및 이를 이용한 노광방법에 의하면, 레티클 제작상에 특정부위의 CD가 차이가 나는 부위를 수정하여 레티클에 의한 CD 균일도 불량을 제어하여 웨이퍼필드 CD 균일도를 개선시킨다.

또한, 본 발명은 CD 균일도가 중요한 게이트마스크에 적용하므로써 디바이스의 전기적 특성을 양호하게 잘 제어할 수 있게 된다.

그리하여 소자의 전기적 특성이 나쁜 불량 제품이 나오지 않도록 하여 제품의 신뢰성 증진과 함께 제품 불량률이 줄어 듦으로써 제품생산 단가를 절감하는 효과가 기대된다.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims

투명기판을 준비하는 단계;

상기 투명기판에 빛의 투과도가 85% 이상의 반투명막을 배치하는 단계; 및

상기 투명기판에 크롬막을 배치하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 레티클 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 반투명막의 투과도는 85% 내지 98%인 것을 특징으로하는 레티클 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 반투명막을 상측 투명기판상에 배치하는 단계와; 하측 투명기판상에 크롬막을 배치하는 단계 및; 이들 상측 및 하측 투명기판을 결합하여 레티클을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로하는 레티클 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 반투명막을 투명기판에 배치하고, 크롬막은 상기 투명기판 및 반투명막상에 배치하는 것을 특징으로하는 레티클 제조방법.
투명기판에 빛의 투과도가 85% 이상의 반투명막 과 함께 크롬막이 배치된 레티클과 웨이퍼를 준비하는 단계;

상기 웨이퍼 표면에 HMDS를 진공 처리하는 단계;

상기 웨이퍼상에 포토레지스트를 도포하고, 소프트베이크를 실시하여 솔벤트를 증발시키는 단계;

상기 웨이퍼상측에 레티클을 씌우고 광을 조사시켜 노광공정을 진행하고 이어 베이킹공정을 실시한후 현상공정을 진행하는 단계;

베이킹공정을 진행한후 포토레지스트를 선택적으로 패터닝하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 레티클을 이용한 노광방법.
제5항에 있어서, 상기 포토레지스트로는 UV(deep UV), ArF, EUV, E-빔, X-선, 이온빔용 모든 종류의 화학증폭형 레지스트가 사용되고, 코팅하는 두께는 0.2μ∼3.0 μm 이며, 광조사시에 광원으로는 KrF, ArF, EUV, 이온빔, X선중에서 선택하여 사용하는 것을 특징으로하는 레티클을 이용한 노광방법.
제5항에 있어서, 상기 현상공정은 0.1∼10%의 TMAH 현상액을 이용하는 것을 특징으로하는 레티클를 이용한 노광방법.