KR0123241B1 - 포토마스크 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포토마스크의 미세 크롬패턴에 의해서 발생하는 노광 빛의 간섭을 상쇄 시킴으로써 리소그래피 공정의 공정 마진을 확보할 수 있는 포토마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 64메가(MEGA)급 이상의 반도체 고집적 소자를 제조함에 있어 리소그래피 공정마진을 충분히 확보하여 소자의 신뢰성 및 수율을 향상시키는 효과가 있다.

Description

포토마스크 및 그 제조방법

제1도는 종래의 콘택 포토마스크 및 상기 포토마스크를 사용 포토리소그래피 공정을 거친 후의 웨이퍼 단면도.

제2도는 본 발명에 따른 포토마스크 및 상기 포토마스크를 투과한 후의 노광 빛 강도분포곡선.

제3a도 내지 제3c도는 본 발명에 따른 포토마스크 제조 공정도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101, 201, 301 : 석영기판 102, 202, 302 : 크롬막

103, 203 : 콘택 패턴 104 : 웨이퍼

105, 105', 303, 303' : 감광막 204, 304 : 고 반사층

본 발명은 포토마스크(photomask) 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 고집적 소자의 리소그래피 공정시 식각장벽 물질로 사용되는 감광막 패턴의 프로파일(profile)을 향상시키는 포토마스크(photomask) 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 소자가 고집적화 되어가면 디자인 룰이 점점 작아짐으로서 설계해야 할 공간은 점점 작아진다.

따라서, 동일한 셀 내에서 콘택홀과 같은 패턴과 패턴간의 거리가 커서 공정마진이 충분할 경우에는 전혀 문제가 없었지만 고집적화로 인하여 셀 구조상 패턴과 패턴사이에 거리가 좁아지게 된다.

제1도는 고집적화로 인해 발생하는 포토리소그래피 공정상의 문제점을 설명하기 위한 종래의 콘택 포토마스크 및 상기 포토마스크를 사용 노광 및 현상 공정을 거친 후의 웨이퍼 단면도를 나타내는 예시도로서, 도면에서 101은 석영기판, 102는 크롬막, 103은 콘택 패턴, 104는 웨이퍼, 105 및 105'는 감광막을 각각 나타낸다.

도면에 도시된 바와 같이 콘택이 이루어지는 포토마스크의 콘택 패턴(103) 폭(도면의 a)과 콘택 패턴(103)간의 거리(도면의 b)는 일반적인 소자의 경우 1 : 2 정도를 갖지만 64메가(MEGA)급 이상의 소자에서는 a : b가 1 : 1에 가깝고 어떤 경우는 그 이하가 될 수 있다.

따라서, 콘택 패턴(103) 폭(a)과 콘택 패턴(103)간의 거리(b)가 1 : 1 이하인 포토마스크를 사용 포토리소그래피 공정을 수행하게 되면 웨이퍼(104)상에 형성되는 감광막 패턴중 콘택과 콘택 사이에 형성되는 감광막(105') 패턴은 노광시 빛의 간섭에 의해 프로파일이 불량해지게 된다. 즉 빛을 받지 않아야 될 부위(도면의 c)가 빛을 받아 원하는 감광막의 프로파일을 얻지 못하는 것이다.

때문에, 이후의 공정인 콘택 홀 식각이 감광막이 식각장벽 역할을 제대로 하지 못하여 결국 소자의 신뢰도를 떨어뜨릴 뿐 아니라 수율을 감소시키는 원인이 된다.

본 발명은 상기 설명과 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 포토마스크의 미세 크롬패턴에 의해서 발생하는 노광 빛의 간섭을 상쇄시킴으로써 리소그래피 공정의 공정 마진을 확보할 수 있는 포토마스크 및 그 제조방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명의 포토마스크는 빛을 투과시키는 재질의 마스크 기판; 상기 마스크 기판의 일측면에 소정의 패턴으로 형성되며 빛의 투과를 방지하는 크롬막; 상기 크롬막이 형성되지 않은 마스크 기판의 타측면에 형성되되 상기 크롬막과 오버랩(overlap)되도록 형성되며 빛에 대해 높은 반사율을 갖는 고반사층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 포토마스크 제조방법은 마스크 기판의 일측면에 소정의 크롬막 패턴을 형성하는 단계; 상기 크롬막이 형성되지 않은 석영기판의 타측 면에 네가티브(negative) 감광막을 형성하는 단계; 크롬막이 형성되어 있는 쪽에서 노광을 실시하고 현상하여 감광막 패턴을 형성하는 단계; 상기 감광막 패턴이 형성된 석영기판 전면에 빛에 대해 높은 반사율을 갖는 고반사층을 형성하는 단계; 상기 감광막 패턴을 제거하면서 동시에 상기 감광막 패턴 상에 형성되어 있던 고반사층을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 포토마스크와 상기 포토마스크를 통과한 후의 노광 빛 강도(intensity)를 나타낸 것으로, 도면에서 201은 석영기판, 202는 크롬막, 203은 콘택 패턴, 204는 고반사층, 205는 강도분포 곡선을 각각 나타낸다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 포토마스크는 크롬막(202)이 형성되어 있던 석영기판(201) 후면에 높은 반사율을 갖는 고반사층(204)을 형성한 것으로, 크롬막(202)과 고반사층(204)이 오버랩(overlap)되어 있다.

이와 같이 구성된 포토마스크 사용한 노광 공정시 상기 포토마스크를 투과하는 빛은 고반사층(204)에서 미리 반사되어 빛의 세기는 약해지며, 따라서 크롬막을 투과할 시 간섭효과는 적어지게 되어, 결국 콘택과 콘택 사이의 노광 빛 강도가 떨어짐으로써(점선은 고반사층이 형성되어 있지 않은 종래의 포토마스크를 투과한 후의 노광 빛 강도) 원하는 프로파일을 갖는 감광막을 형성할 수 있다.

제3a도 내지 제3c도는 본 발명에 따른 포토마스크 제조공정의 일실시예를 나타내는 공정도로서, 먼저, 제3a도와 같이 석영기판(301)의 일측 면에 소정의 크롬막(302) 패턴을 형성하고, 크롬막(302)이 형성되지 않은 석영기판(301)의 타측 면에 네가티브(negative) 감광막(303)을 도포한다.

계속해서, 제3b도에 도시된 바와 같이 크롬막(302)이 형성되어 있는 쪽에서 노광을 실시하고 현상하여 감광막 패턴(303')을 형성하고 이 감광막 패턴(303')이 형성된 석영기판(301) 전면에 Al₂O₃또는 Au 또는 Ag 등과 같은 고반사층(304)을 형성한다.

이어서, 제3c도와 같이 감광막 패턴(303')을 제거하면서 동시에 상기 감광막 패턴(303') 상에 형성되어 있던 고반사층을 제거하여 본 발명의 포토마스크를 완성한다.

본 발명의 포토마스크는 64메가(MEGA)급 이상의 반도체 고집적 소자를 제조함에 있어 리소그래피 공정마진을 충분히 확보하여 소자의 신뢰성 및 수율을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 반도체 리소그래피 공정에 사용되는 포토마스크에 있어서; 빛을 투과시키는 재질의 마스크 기판(301); 상기 마스크 기판(301)의 일측면에 소정의 패턴으로 형성되며 빛의 투과를 방지하는 크롬막(302); 상기 크롬막(302)이 형성되지 않은 마스크 기판(301)의 타측면에 형성되되 상기 크롬막(302)과 오버랩(overlap)되도록 형성되며 빛에 대해 높은 반사율을 갖는 고반사층(304)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
2. 제1항에 있어서, 상기 고반사층(304)은 Al₂O₃, Au, Ag 중 어느 한 물질인 것을 특징으로 하는 포토마스크 제조방법.
3. 반도체 리소그래피 공정에 사용되는 포토마스크 제조방법에 있어서; 마스크 기판(301)의 일측 면에 소정의 크롬막(302) 패턴을 형성하는 단계; 상기 크롬막(302)이 형성되지 않은 석영기판(301)의 타측 면에 네가티브(negative) 감광막(303)을 형성하는 단계; 크롬막(302)이 형성되어 있는 쪽에서 노광을 실시하고 현상하여 감광막 패턴(303')을 형성하는 단계; 상기 감광막 패턴(303')이 형성된 석영기판(301) 전면에 빛에 대해 높은 반사율을 갖는 고반사층(304)을 형성하는 단계; 상기 감광막 패턴(303')을 제거하면서 동시에 상기 감광막 패턴(303')상에 형성되어 있던 고반사층을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크 제조방법.
4. 제3항에 있어서; 상기 고반사층(304)은, Al₂O₃, Au, Ag 중 어느 한 물질인 것을 특징으로 하는 포토마스크 제조방법.