KR0126878B1 - 크롬마스크를 이용한 하프-톤 마스크 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공정마진이 큰 마스크 패턴을 형성하도록 하는 크롬마스크를 이용한 하프-톤 마스크(ha1f-tone mask) 제작방법에 관한 것으로, 석영기판(6)상에 투과성 크롬막(5)을 도포하는 단계; 상기 투과성크롬막(5)상에 위상반전물질(4)을 도포하는 단계 , 상기 위상반전물질(4)상에 감광막(3)을 도포하는 단계;상기 감광막(3)을 상기 크롬패턴(2)이 형성된 포토마스크(1)를 이용하여 노광시켜 감광막패턴을 형성함으로써 일정 패턴을 형성하는 단계: 상기 감광막패턴을 식각마스크로 상기 위상반전물질(4)과 투과성 크폼막(5)을 차례로 식각하여 일정 패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하여 하나의 층에서 형성되는 패턴을 제작함에 있어 크롬마스크와 공정마진이 큰 하프-톤 마스크를 동시에 사용함으로써 고집접소자의 제조를 가능하게 하는 효과가 있다.

Description

크롬마스크를 이용한 하프-톤 마스크 제작방법

제1도는 본 발명에 의한 하프-톤 마스크 제작방법의 일실시예를 나타낸 공정 단면도.

제2도는 본 발명에 의한 하프-톤 마스크의 공정마진 확보를 도시한 작용상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

l : 크롬마스크 2 : 크롬막

3 : 감광막 4 : 위상반전물질

5 : 투과성크롬막 6 : 석영기판

7 : 하프-톤 마스크

본 발명은 반도체소자 제조공정중 포토리소그래피(photo lithography) 공정에서의 마스크 패턴 형성방법에 관한 것으로 특히, 공정마진이 큰 마스크 패턴을 형성하도록 하는 크롬마스크를 이용한 하프-톤 마스크(half-tone mask) 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체소자가 고집적화됨에 따라 이에 대응되는 포토 리소그래피(photo lithography) 기술은 점점 더 어려워지고 있으며, 특히 콘택트 홀(contact hole)의 경우 패턴을 형성하기가 어려우며, 또한 마스크를 사용하는 공정은 패턴설계가 작아짐에 따라 공정한계가 있게 된다. 다라서, 일반 마스크를 노광장비의 한계에서 사용할 경우 실리콘 위에 감광제가 깨끗하게 형성되어 콘택트 홀의 공정이 가능하나, 노광장비의 한계에 도달하게 되면 공정마진이 급격히 작아지게 된다.

여기서, 공정마진이 작을 경우의 콘택트 홀은 전 웨이퍼 내에 모두 오픈(open)되기 힘들며, 한 프로덕트다이(product die) 내에서도 완전히 오픈되기가 힘들다.

특히, 64M 이상의 제품을 제조하게 되는 노광기의 촛점심도가 0.6μm 정도로 1.0μm보다 매우 작아지기 때문에 공정마진이 작아지는 문제점을 안고 있으며, 이의 해결을 위하여 동일한 모양의 공정마진이 큰 마스크가 절실히 요구된다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로써, 콘택트 홀을 형성하는데 있어 반도체기판의 구조에 따라 발생하는 공정마진의 부족을 극복할 수 있는 크롬마스크를 이용한 하프-톤 마스크 제작방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 소정의 크롬패턴이 형성된 포토마스크를 이용한 노광공정시 상기 포토마스크의 공정마진을 확보하기 위한 하프-톤 마스크 제작방법에 있어서, 석영기판 상에 투과성 크롬막을 도포하는 단계; 상기 투과성 크롬막상에 위상반전물질을 도포하는 단계; 상기 위상반전물질상에 감광막을 도포하는 단계; 상기 감광막을 상기 크롬패턴이 형성된 포토마스크를 이용하여 노광시켜 감광막패턴을 형성함으로써 일정패턴을 형성하는 단계; 상기 감광막패턴을 식각마스크로 상기 위상반전물질과 크롬막을 차례로 식각하여 일정패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 제l도 및 제2도의 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 하프-톤 마스크 제작방법의 일실시예를 나타낸 공정 단면도이고, 제2도는 본발명에 의한 하프-톤 마스크의 공정마진 확보를 도시한 작용상태도를 각각 나타낸다.

도면에서 1은 크롬마스크, 2는 크롬막, 3은 감광막, 4는 위상반전물질, 5는 투과성크롬막, 6은 석영기판, 7은 하프-톤 마스크를 각각 나타낸 것이다.

반도체 소자의 설계에 따른 일반적인 크롬마스크(1)는 고집적소자의 콘택트 홀 제작공정에서 공정마진이 적을 경우에는 정확한 패턴을 얻을 수 없다. 따라서, 공정마진을 충분히 확보할 수 있는 새로운 하프-톤 마스크(7)를 제작하여 반도체 기판의 구조에 따라 일정패턴 또는 콘택트 홀을 형성하여야 한다. 여기서, 상기 하프-톤 마스크(7)가 크롬마스크(1)와 같은 크기의 콘택트 홀을 얻기 위해서는 0.05∼0.15μm 정도로 크게만들어야 한다. 따라서, 실제 웨이퍼에 노광할 때의 패턴은 콘택스 마스크와 크기가 같아지게 되는 것이다.

본 발명은 이러한 공정마진이 적은 지역에서 유용하게 사용할 수 있는 하프-톤 마스크를 제작하는 방법으로 제1도에 도시하였다.

도면 제1도에 도시된 바와 같이 공정마진을 확보하기 위한 하프-톤 마스크(7)는 최초 설계된 일반적인 크롬마스크(1)를 사용하여 제작을 하게 된다. 즉, 공정마진이 적어 사용하기 힘든 마스크를 그대로 사용하여 공정마진이 큰 하프-톤 마스크(7)를 제작하는 것으로 다음과 같이 제작한다.

먼저, 석영기판(6)상에 빛이 소정량만큼 투과되는 투과성크롬막(5)을 형성하과, 상기 투과성크륨막(5) 위에 위상반전물질(4)을 도포하며, 상기 위상반전물질(4)상에 감광막(3)을 코팅한다. 상기와 같이 차례로 도포된 상기 석영기판(6)상의 감광막(3)을 공정마진이 적어 사용하기 힘든 크롬패턴(2)이 형성된 포토마스크(1)를 이용하여 노광시키되, 상기 크롬패턴(2)의 가장자리에서 빛의 산란이 크게 일어나도록 에너지를 크게 하여 감광막패턴을 형성한다.

이어서, 상기 감광막패턴을 식각마스크로 사용하여 위상반전물질(4)을 식각시키므로써 상기 위상반전물질(4)의 위상이 180° 바뀌게 하여 콘택트 홀의 빛 강도의 질을 좋게 한다. 이렇게 하면 강한 에너지로 노광을하여도 콘택트 홀 주변이 감광되는 일이 극히 적으며, 상대적으로 이미지 대비를 좋게 하여 공정마전을 증가시킨다.

그리고, 상기 투과성크롬막(5)을 마지막으로 식각하여 일정패턴을 형성하므로써 제2도에 도시된 바와 같이 △X만큼 커지는 마스크를 만들 수 있는 것이다.

따라서, 노광공정에 의한 콘택트 홀 형성시 공정마진이 부족하면 복사하여 만든 하프-톤 마스크를 사용하여 공정마진을 확보한 후 패턴을 형성한다.

상기와 같은 공정방법으로 제작되는 본 발명은 하나의 층에서 형성되는 패턴을 제작함에 있어 크롬마스크와 공정마진이 큰 하프-톤 마스크를 동시에 사용함으로써 고집접소자의 제조를 가능하게 하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 소정의 크롬패턴(2)이 형성된 포토마스크(1)를 이용한 노광공정시 상기 포토마스크(1)의 공정마진을 확보하기 위한 하프-톤 마스크 제작방법에 있어서, 석영기판(6)상에 투과성크롬막(5)을 도포하는 단계; 상기 투과성크롬막(5)상에 위상반전물질(4)을 도포하는 단계; 상기 위상반전물질(4)상에 감광막(3)을 도포하는 단계; 상기 감광막(3)을 상기 크롬패턴(2)이 형성된 포토마스크(1)를 이용하여 노광시켜 감광막패턴을 형성항으로써 일정 괘턴을 형성하는 단계: 상기 감광막패턴을 식각마스크로 상기 위상반전물질(4)과 투과성크롬막(5)을 차례로 식각하여 일정 패턴을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 크롬마스크를 이용한 하프-톤 마스크 제작방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 감광막패턴을 형성하는 단계에서 전사되는 에너지로 상기 포토마스크(1)의 크롬막(2) 가장자리에서의 빛의 산란을 조절할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 크롬마스크를 이용한 하프-톤 마스크 제작방법.