KR0131750B1 - 위상반전마스트 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위상반전마스크 제조방법에 관한 것으로 레벤슨형 위상반전 마스크의 제조방법에 있어서, 석영기판 상부에 일정간격의 바아형(bar type) 크롬막패턴을 형성하고 상기 석영기판의 예정된 부분에 위상반전물질층 패턴을 형성한 다음, 상기 석영기판의 반대면에 감광막을 도포하고 상기 위상반전물질층패턴과 크롬막패턴을 마스크로하는 후면노광방법으로 상기 감광막을 노광 및 현상하여 상기 석영기판의 반대면에 위상변환막인 감광막패턴을 형성하되, 상기 위상반전층 패턴의 양단부 가장자리에 형성하는 공정으로 위상반전마스크를 형성함으로써 불필요한 부분에 형성되는 감광막패턴이 형성되는 단점을 해결하여 후속공정으로 형성되는 반도체소자의 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기술이다.

Description

위상반전마스트 제조방법

제1도 내지 제4도는 본 발명에 대한 종래의 기술을 도시한 단면도.

제1도는 포지티브형 위상반전마스크의 평면도를 도시한 단면도.

제2도는 포지티브형 위상반전마스크를 제1도의 I-I를 따라 도시한 단면도.

제3도는 포지티브형 위상반전마스크의 공정결과를 도시한 평면도.

제4도는 네가티브형 위상반전마스크의 평면도를 도시한 단면도.

제5a도 내지 제5c도는 본 발명의 실시예에 의해 포지티브형 위상반전마스크를 제조하되, 제1도의 II - II 를 따라 도시한 단면도.

제5a도는 석영기판위에 위상반전물질을 도포한 단면도.

제5b도는 뒷면에 감광막을 도포한 것을 도시한 단면도.

제5c도는 뒷면에 감광막패턴을 형성한 것을 도시한 단면도.

제6도는 본 발명의 실시예에 의해 포지티브형 위상반전마스크를 제조하되, 제1도의 I-I도를 따라 도시한 단면도.

제7도는 위상반전물질층 패턴에 의해 위상이 반전되어 빛의 세기가 변화된 것을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 크롬막 패턴 2 : 위상반전물질층 패턴

3, 20a : 감광막패턴 4 : 노광된 부분

10 : 석영기판 20 : 감광막

본 발명은 위상반전마스크 제조방법에 관한 것 중에서, 특히 일반 마스크 보다 공정효과가 뛰어난 포지티브형 위상반전마스크 제조방법에 관한 것이다.

종래의 일반적인 마스크공정에 비하여 위상반전마스크를 사용하면 해상도가 좋아지며, 노광마스크로 광학렌즈를 통해 웨이퍼에 패턴을 형성할 때에 웨이퍼에 초점을 맞추면 웨이퍼의 상하로 광학렌즈로부터 생기는 허상중에서 웨이퍼에 가장 근접한 허상과의 거리에 두배를 한 것인, 초점심도(depth of focus) 가 증가한다.

위상반전물질은 한칸걸러 한칸씩 감광막과 감광막사이에 부착함으로써, 감광막패턴사이로 들어오는 빛의 파장이 감광막에 의해 굴절되어 기판에 수직으로 노광되지 않기 때문에 생기는 노광상태불량으로 유발되는 감광막의 디파인(define) 상태불량을 말하는 브릿지(bridge), 씨디(CD : critical dimension) 로스(loss)등의 문제발생을 방지하는데 필요로 한다.

제1도 내지 제3도는 종래기술에 의한 위상반전마스크를 도시한 평면도 및 단면도이다.

제1도는 포지티브형 위상반전마스크의 평면도로서 위상반전물질패턴(2)을 크롬막패턴(1)에 오버랩시켜 형성됨을 도시한다.

여기서, 위상반전물질층 패턴(2)을 크롬말패턴(1) 에 한칸걸러 한칸씩 형성하여 크롬막패턴(1)에 의해 광이 굴절되는 문제점을 최소화한다.

제2도는 제1도의 포지티브형 위상반전마스크의 I-I 단면도로서, 석영기판(10)위에 크롬막패턴(1)을 형성하고 위상반전물질층(도시안됨)을 도포한 다음, 패턴공정에 의해 크롬막패턴(1)과 이웃하는 크롬먹패턴(1)에 겹쳐지는 위상반전물질층 패턴(2)을 형성한 단면도이다.

제3도는 제1도에 도시한 포지티브형 위상반전마스크를 사용하여 웨이퍼상에 감광막패턴을 형성한 상태의 평면도로서, 위상반전마스크의 위상반전물질층 패턴(2)의 양단부의 가장자리에서 노광되는 광의 위상차가 발생되어 원하지 않는 감광막패턴(3)이 형성됨을 도시한다.

따라서, 포지티브형 위상반전마스크를 사용할 때는 제3도에 도시한 바와 같이 원하지 않는 곳에 패턴이 형성되므로 이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 제4도에 도시된 바와같이 네가티브형 위상반전마스크를 제조하여 크롬막패턴(1)에 위상반전물질층 패턴(2)의 가장자리가 오버랩되도록 형성하였다.

그러나, 현재 사용하는 모든공정이 포지티브형 마스크를 사용하는데 맞추어져 있어 네가티브형 위상반전마스크를 사용하는 경우, 네가티브형 마스크의 사용이 가능하도록 모든공정의 물질이나 방법을 바꾸어야 하기 때문에 사실상 사용하는데 문제점이 있으며, 노광된 부분이 남아야 하는 네가티브형 감광막은 포지티브형 감광막에 비해 특성이 떨어지고 생산량이 적다.

상기 제1도, 제3도, 제4도에서 도시된 위상반전마스크이 기술적인 원리는 레벤슨 타입(Levenson type)을 따른다.

또한, 포지티브형 위상반전마스크를 사용하는 경우에는 제3도에 도시한 것과 같이 불필요한 부분에 감광막패턴이 형성되므로 이 부분의 감광막패턴을 제거하기 위해서는 다른 공정이 추가되어야 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 포지티브형 위상반전마스크로 감광막패턴을 형성할 때에 포지티브형 위상반전마스크의 일정부분에 불필요한 패턴이 형성되는 것을 방지하기 위하여 위상변환막을 부착시키는 위상반전마스크 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이상의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 위상반전마스크 제조방법은,

레벤슨형 위상반전마스크의 제조방법에 있어서,

석영기판의 일면에 일정간격의 바아형(bar type) 크롬막패턴을 형성하는 공정과,

상기 크롬막패턴 사이에 한칸걸러 하나씩 상기 크롬막패턴에 걸쳐 위상반전물질층 패턴을 형성하는 공정과, 상기 석영기판의 타측면에 감광막을 도포하는 공정과,

상기 위상반전물질층 패턴과 크롬막패턴을 마스크로하는 후면노광방법으로 상기 감광막을 노광 및 현상하여 상기 석영기판의 반대편에 위상변환막인 감광막패턴을 형성하되, 상기 위상반전층 패턴의 양단부 가장자리에 형성하는 공정을 포함하는 것과,

상기 감광막은 SOG 형태의 폴리이미드(polyimide)와 같은 감광성필름을 대신하는 것과,

상기 위상변환막 패턴은 상기 위상변환막 패턴 위치의 석영기판을 식각하여 위상변환시킴으로써 상기 감광막패턴을 대신하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예인 포지티브형 위상반전마스크를 상세히 설명하기로 한다.

제5a도 내지 제5c도는 본 발명의 실시예에 의해 포지키브형 위상반전마스크로서 제조하되, 제1도의 II - II를 따라 도시한 단면도이다.

제5a도는 석영기판(10)위에 일정간격을 갖는 바아형(bar type) 크롬막패턴(1)을 공지의 기술로 형성하고, 석영기판(10)과 크롬막패턴(1)의 일정상부에 위상반전물질층 패턴(2)을 공지의 기술로 형성한 단면도이다.

여기서, 위상반전물질층은 에스.오.지.(SOG : spin on glass, 이하에서 SOG라고 함) 또는 SiO₂계통의 물질을 사용하며, 투과율이 90%가 넘어야 하고 굴절율은 유리와 비슷해야 한다.

제5b도는 포지티브형 감광막(20)을 석영기판(10)의 뒷면에 도포한 다음, 상기 크롬막패턴(1)과 위상반전물질층 패턴(2)을 마스크로 하여 감광막(20)을 노광하는 단면도이다.

제5c도는 노광된 감광막(20)을 현상공정으로 제거하여 감광막패턴(20a)을 형성한 단면도로서, 크롬막패턴(1)뒷면과 위상반전물질층 패턴(2)의 가장자리 뒷면에 감광막패턴(20a)을 성성한 단면도이다.

상기의 감광막패턴(20)을 위상변환막으로 사용하는 것으로 감광막패턴(20a)의 두께를 조성하므로써 0 - 180 도의 위상변화가 가능하다.

여기서, 포지티브형 위상반전마스크를 이용하여 감광막패턴(20)을 형성할 때에 석영기판(10)의 뒷면에 형성된 위상변환막용 감광막패턴(20a)은, 노광되는 광의 위상반전이 위상반전물질층 패턴의 가장자리에서 반전되어 하부의 웨이퍼상에 도포된 감광막에 전사될 때 생기는 패턴을 기판의 뒷면에 미리 생기게 하여 위상을 상쇄시키는 원리로서, 감광막 대신에 SOG 형태의 폴리이미드(polyimide)와 같은 감광성필름을 사용할 수도 있다.

제6도는 본 발명의 실시예에 의해 제조된 포지티브형 위상반전마스크로서, 제1도의 I-I를 따라 도시한 단면도이다.

상기 제2도에 도시된 포지티브형 위상반전마스크와 다른점은 크롬막패턴(1)이 있는 석영기관(10)하부에 감광막패턴(20a)이 형성된 것이다.

제7도는 석영기판 상부에 위상반전물질층 패턴(2)이 형성된 포지티브형 위상반전마스크를 이용하여 웨이퍼에 도포된 감광막(여기서는 도시안됨)을 노광시키면 위상반전물질충 패턴(2)의 가장자리 부분에서 빛의 세기가 저하된다. 이로 인하여, 위상반전물질층 패턴(2)의 가장자리부분에서 감광막(20)이 노광되지 않아 현상공정을 거치게되면 감광막패턴(20a)이 형성된다.

여기서, 위상변화막으로 사용된 상기 감광막패턴(20a)은 상기 크롬막패턴(1)과 위상반전물질층 패턴(2)이 형성된 석영기판(10) 반대편에 감광막패턴(20a)이 형성되도록 예정된 부분의 석영기판을 식각하는 것으로 대신할 수도 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의해 포지티브형 위상반전마스크를 제조하여 사용하면 네가티브형 위상반전마스크를 사용했을 때 생기는 공전상의 불편함을 해소하며, 종래의 포지티브형 위상반전마스크를 사용함으로써 불필요한 부분에 감광막패턴이 형성되는 문제점을 해결할 수 있다.

또한, 본 발명에 의해 제조된 포지티브형 위상반전마스크는 LCD공정, 광소자공정 및 GaAs 소가공정에 사용할 수 있다.

Claims (4)

1. 레벤슨형 위상반전마스크의 제조방법에 있어서, 석영기판의 일면에 일정간격의 바아형(bar type) 크롬막패턴을 형성하는 공정과, 상기 크롬막패턴 사이에 한칸걸러 하나씩 상기 크롬막패턴에 걸쳐 위상 반전물질층 패턴을 형성하는 공정과, 상기 석영기판의 타측면에 감광막을 도포하는 공정과, 상기 위상반전물질층 패턴과 크롬막패턴을 마스크로하는 후면노광방법으로 상기 감광막을 노광 및 현상하여 상기 석영기판의 반대면에 위상변환막인 감광막패턴을 형성하되, 상기 위상반전층 패턴의 양단부 가장자리에 형성하는 공정을 포함하는 위상반전마스크 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 감광막패턴은 0 ∼ 180°정도의 위상반전을 일으키는 두께로 형성하는 것을 특징으로하는 위상반전마스크 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 감광막은 SOG 형태의 폴리이미드(polyimide) 와 같은 감광성필름으로 대신하는 것을 특징으로 하는 위상반전마스크 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 위상변환막 패턴은 상기 위상변환막 패턴 위치의 석영기판을 식각하여 위상변환시킴으로써 상기 감광막패턴을 대신하는 것을 특징으로 하는 위상 반전마스크 제조방법.