KR960011469B1 - 감광막 두께 설정 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

감광막 두께 설정 방법

제1도는 종래의 감광막 두께 설정방법에 따른 노광 에너지 대 감광막 두께의 그래프.

제2a도 및 제2b도는 도포로지에 따른 불량패턴 형성 단면도.

제3도는 본 발명에 따라 모니터링 패턴을 형성하기 위한 레티클 평면도.

제4도는 본 발명의 감광막 두께 설정방법에 따른 코팅 장비의 회전수 대 반사율 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 웨이퍼 2 : 감광막

3 : 셀 지역 4 : 주변회로 지역

5 : 스크라이브라인 영역 6,7,8,9 : 모니터링 패턴

본 발명은 반도체 소자 제조공정중 포토리소그래피(photolithography) 공정을 수행하기 위한 감광막 두께 설정 방법에 관한 것으로, 특히 모니터링 패턴에 의한 감광막 두께 설정 방법에 관한 것이다.

종래의 반도체 소자 제조시 패턴 형성에 필요한 감광막 두께 설정 방법은 다음과 같다.

먼저, 어느 공정도 이루어지지 않은 평탄한 웨이퍼 상에 감광막을 두께별로 도포하고 일정한 감광막 패턴을 형성하는데 필요한 노광 에너지를 감광막 두께별로 구하여, 제1도에 도시된 바와 같이 일정한 감광막 패턴을 형성하는데 필요한 노광 에너지를 감광막 두께별로 그래프를 그린다.

이어서, 작성된 그래프를 보고 어느 일정 포인트(point)의 감광막 두께를 설정한 후 이때의 코팅 장비 회전수로 실제의 웨이퍼에 적용하여 감광막을 코팅한다.

상기 설명과 같이 종래에는 공정에 사용되는 실제 웨이퍼의 토포로지(topology)를 염두해두지 않았기 때문에 고집적화에 따른 토포로지 차이에 의해 감광막 두께는 패턴이 형성되는 지점에 따라 상당한 차이를 나타내며, 제1도의 그래프에서 어느 한 포인트가 설정되었다 하더라도 동일한 노광 에너지를 가했을 경우 토포로지별로 형성되는 감광막 패턴의 크기 및 형태가 차이가 생긴다.

즉, 제2A도에 도시된 바와 같이 웨이퍼(1)상에 형성된 감광막(2)이 노광 및 현상되어 현성된 접촉창 패턴의 크기가 디자인(design) 상의 값(도면에서 이점쇄선)에 비교할 때 크게 형성되고, 제2B도에 도시된 바와 같이 접촉창의 하단부가 상단부보다 작게 형성되는 등 패턴 상태의 불안정한 형성으로 후속 공정에 많은 장애가 따른다. 이는 특히 금속콘택과 금속패턴의 형성시 가장 심각하게 나타난다.

상기 설명과 같이 종래 기술은 토포로지 차이를 고려하지 않은 감광막 두께 설정으로 패턴이 형성되는 지점의 패턴 윤곽이 토포로지 차이에 의하여 서로 다른 양상을 나타내는 문제점이 발생하였다.

상기 문제점을 해겨하기 위하여 안출된 본 발명은 반도체 소자의 패턴 형성시 셀(cell)과 주변회로 지역과의 토포로지 차이가 큰 패턴을 동일한 바이어스(bias)로 진행 할 수 있도록, 웨이퍼의 스크라이브 라인 내에 모니터링 패턴을 형성하고 이 모니터링 패턴을 이용 감광막 두께를 설정하므로써 토포로지 차이에 따른 바이어스 차이를 감소시킬 수 있는 감광막 두께 설정 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명은 하나의 마스크 공정이 진행되어 웨이퍼 상에 서로 다른 단차를 가지는 패턴이 형성되어 있는 상태에서 포토레지스트를 덮고 다음 포토마스크 공정을 수행하기 위한 감광막 두께 설정 방법에 있어서, 마스크 패턴 공정이 진행되어 높은 단차를 가지고 다이(die) 내에 형성되는 일정패턴 영여과 마스크 패턴 공정이 진행되어 낮은 단차를 가지고 다이내에 형성되는 일정패턴 영역을 스크라이브 라인상에 형성하되, 반사율을 측정 할 수 있도록 스크라이브 라인이 허용하는 범위에서 다이에 형성되는 실제 패턴 크기보다 크게 형성하는 단계와; 상기 모니터링 패턴에 감광막을 도포하여 감광막 도포 두께에 대한 반사율을 모니터링하는 단계와; 상기 모니터링 결과 반사율의 차이가 가장 적은 감광막 두께를 선정하여 그 두께로 다이내에 감광막을 도포하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면 제3도 및 제4도를 참조하여 본 발명에 따른 모니터링 패턴에 의한 감광막 두께 설정 방법을 상세히 설명한다.

먼저, 모니터링 패턴은 실제공정에 사용되는 웨이퍼 상에 공정을 진행하면서 셀(cell)과 주변회로 지역과의 토포로지 차이가 큰 경우 감광막 두께 설정을 위한 모니터링용 패턴을 다음과 같이 형성한다.

제3도는 모니터링 패턴을 형성하기 위한 레티클(reticle) 형태를 나타내는 평면도로서, 도면에서 3은 셀 지역, 4는 주변회로 지역, 5는 스크라이브 라인 영역, 6,7,8,9는 모니터링 패턴을 각각 나타낸다.

서로 다른 단차를 가지는 패턴이 형성되어져 있는 상태에서 다음 감광막을 도포하기 위하여는 서로의 단차를 고려하여 감광막을 도포하여야 한다.

예를 들어 감광막 두께를 설정해야 될 단계의 셀 또는 주변회로의 패턴이 폴리실리콘 콘택 패턴일 경우 모니터링 패턴은 폴리실리콘이 콘택 되기전 단계까지의 공정에 의해 형성된 패턴이 된다.

이때 형성되는 모니터링 패턴은 다이(die) 내에 실제로 형성되는 서로 다른 단차를 갖는 여러 패턴을 형성하게 되는데, 스크라이브 라인 내에 형성되되, 스크라이브 라인이 허용하는 범위 내에서 셀 및 특정 주변회로에 형성되는 실제 패턴보다 10∼50배 확대하여 형성한다. 제3도에는 4개의 모니터링 패턴(6,7,8,9)을 스크라이브 라인상에 도시되어 있는데, 예를 들어 6은 높은 단차를 7,8,9는 낮은 단차를 갖고 있다.

다음, 상기 설명과 같이 공정이 이루어지는 실제 웨이퍼의 스크라이브 라인상에 모니터링 패턴을 제작한 후, 감광막 두께의 도포 상태를 알 수 있도록 코팅장비의 회전수 별로 분류하여 감광막을 모니터링 패턴에 코팅하고, 상기 모니터링 패턴에서의 서로 다른 단차 별로 반사율을 측정하여 그래프를 그린다.

이 그래프가 제4도에 도시되어 있다.

도면에서 상기 설명과 같이 감광막 코팅을 위한 코팅 장비의 회전수별로 모니터링 패턴에서의 반사율을 측정하였는데, 도면에서 X,Y는 토포로지가 다른 지역을 의미한다.

이때 반사율은 패턴을 형성하기 위한 노광 에너지와 비례관계를 나타내고 회전수는 감광막의 두께를 의미하므로 그래프에서 토포로지에 따른 반사율의 차이가 가장 적은 부분(도면부호A)에서의 회전수를 선택하므로써 감광막 두께를 설정할 수 있다.

상기 설명과 같이 본 발명은 토포로지에 대응하는 최적의 감광막 두께를 설정하여 공정을 진행하므로써 포토리소그래피 공정에 의해 형성된 패턴의 윤곽이 양호할 뿐 아니라 반도체 소자의 고집적화는 물론 소자의 신뢰성을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 하나의 마스크 공정이 진행되어 웨이퍼 상에 서로 다른 단차를 가지는 패턴이 형성되어 있는 상태에서 포토레지스트를 덮고 다음 포토마스크 공정을 수행하기 위한 감광막 두께 설정 방법에 있어서, 마스크 패턴 공정이 진행되어 높은 단차를 가지고 다이(die)내에 형성되는 일정패턴 영역(6)과 마스크 패턴 공정이 진행되어 낮은 단차를 가지고 다이(die)내에 형성되는 일정패턴 영역(7,8,9)을 스크라이브 라인 상에 형성하되, 반사율을 측정할 수 있도록 스크라이브 라인이 허용하는 범위에서 다이에 형성되는 실제 패턴 크기보다 크게 형성하는 단계와; 상기 모니터링 패턴에 감광막을 도포하여 감광막 도포 두께에 대한 반사율을 모니터링하는 단계와; 상기 모니터링 결과 반사율의 차이가 가장적은 감광막 두께를 선정하여 그 두께로 다이내에 감광막을 도포하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 감광막 두께 설정 방법.