KR0141304B1 - 위상반전마스크의 제조방법 - Google Patents

위상반전마스크의 제조방법

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KR0141304B1
KR0141304B1 KR1019940021695A KR19940021695A KR0141304B1 KR 0141304 B1 KR0141304 B1 KR 0141304B1 KR 1019940021695 A KR1019940021695 A KR 1019940021695A KR 19940021695 A KR19940021695 A KR 19940021695A KR 0141304 B1 KR0141304 B1 KR 0141304B1
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노재우
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배순훈
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof

Abstract

본 발명은 위상반전 마스크의 제조방법에 관한 것으로서, 마스크기판의 일측 표면의 소정 부분을 식각하여 제 1 위상반전영역을 형성하여 상기 제 1 및 제 2 위상영역을 한정하는 공정과, 상기 마스크패턴의 타측 표면에 상기 제 1 및 제 2 위상영역과 소정 폭 만큼 중첩되도록 마스크패턴을 형성하여 투광영역을 한정하는 공정을 구비한다. 따라서, 위상차가 서로 반전되는 제 1 및 제 2 위상영역을 습식식각으로도 짧은 시간동안에 한정할 수 있으므로 공정시간을 단축하여 대량 생산이 용이하며, 또한, 마스크 기판의 일측 표면에 제 1 및 제 2 위상영역을 한정한 후 타측 표면에 마스크 패턴을 형성하므로 이 마스크 패턴이 오염 및 손상되는 것을 방지할 수 있다.

Description

위상반전마스크의 제조방법
제 1 도 (a) 내지 (c)는 종래 기술에 따른 위상반전마스크의 제조공정도
제 2 도(a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 위상반전마스크의 제조공정도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
21 : 마스크기판 23 : 감광막
25 : 제 1 위상영역 27 : 제 2 위상영역
29 : 마스크패턴 31 ; 투광영역
본 발명은 위상반전마스크(phase shifr mask)의 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 마스크 패턴(mask pattern)의 손상을 방지할 수있는 위상반전마스크의 제조방법에 관한 것이다.
반도체의 집적도가 급격히 향상됨에 따라 도선 패턴의 폭이 서브미크론(submicron)으로 매우 좁아지는 추세이므로 더욱 세밀한 노광 및 현상기술이 필요하다. 그러나, 종래의 통상적인 마스크는 노광시 마스크상의 각 개구부를 투과하는 광은 동일한 위상을 갖기 때문에 상호간섭에 의해 광의 세기가 커지므로 웨이퍼 상에서는 광세기분포의 휘도대비(contrast)가 저하되어 마스크 패턴 보다 확대되어 노광된다.
따라서, 마스크 상의 이웃한 개구부의 한쪽에 투과되는 광의 위상을 반전시키는 투명한 위상반전층을 형성하여 서로 이웃하는 투과광이 서로 거부하여 급준한 광세기의 분포를 얻을 수 있는 위상반전마스크의 사용이 확대되고 있다.
제 1 도 (a) 내지 (c)는 종래 기술에 따른 위상반전마스크의 제조공정도이다.
제 1 도 (a)를 참조하면, 마스크기판(11)의 상부에 크롬(Cr)등의 마스크물질을 도포한다. 그리고, 마스크물질을 통상의 포토리쏘그래피(Photolithography)방법에 의해 패터닝(patterning)하여 마스크패턴(13)을 형성한다. 상기에서, 마스크패턴(13)이 형성되지 않은 부분, 즉, 마스크기판(11)이 노출된 부분은 투광영역(12)이 된다.
제 1 도 (b)를 참조하면, 투광영역(12)과 마스크패턴(13)의 상부에 산화실리콘(SiO2) 등의 위상반전물질(15)을 침적한다. 그리고, 통상의 사진방법에 의해 소정 투광영역(12)과 대응하는 위상반전물질(15)의 상부에 감광막(17)을 형성한다. 이때, 감광막(17)이 형성된 소정 투광영역(12)과 바로 인접하는 투광영역(12)과 대응하는 부분의 위상반전물질(15)은 노출되게 한다.
제 1 도(c)를 참조하면, 상기 감광막(17)을 식각마스크로 하고 전자빔(E-beam) 등의 건식식각하여 감광막(17)이 형성되어 있지 않는 부분의 위상반전물질(15)을 투광영역(12) 및 마스크패턴(13)이 노출되도록 제거한다. 상기에서, 노출된 투광영역(12)과 인접하는 투광영역(12)의 상부에 상기 감광막(17)에 의해 제거되지 않고 남게되는 위상반전물질(15)은 위상반전막(19)이 된다.
상술한 방법에 의해 제조된 위상반전마스크는 반도체 제조공정 중 노광시 위상반전막이 형성되어 있지 않는 소정의 투광영역의 투과되는 광은 위상반전막이 형성되어 있는 투과되는 광에 대해 위상이 반전되어 서로 거부하는 상호작용으로 인해 투과되는 광에 대해 위상이 반전되어 서로 거부하는 상호작용으로 인해 투과되는 광은 급준한 세기 분포를 갖게되어 도선 패턴들을 미세하게 형성할 수 있다.
그러나, 상술한 종래의 위상반전 마스크의 제조방법은 전자빔 식각 등과 같은 건식식각에 의해 위상반전막을 한정하므로 공정시간이 길게되어 대량 생산이 어려우며, 도한, 마스크 패턴이 물리-화학적 반응에 의해 오염 및 손상되기 쉬운 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 공정시간을 줄여 대량 생산이 용이한 위상반전 마스크의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 마스크 패턴이 오염 및 손상되는 것을 방지할 수 있는 위상반전 마스크의 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 위상반전마스크의 제조방법은 마스크기판의 일측 표면의 소정 부분을 식각하여 제 1 위상반전영역을 형성하여 상기 제 1 및 제 2 위상영역을 한정하는 공정과, 상기 마스크패턴의 타측 표면에 상기 제 1 및 제 2 위상영역과 소정 폭 만큼 중첩되도록 마스크패턴을 형성하여 투광영역을 한정하는 공정을 구비한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제 2 도(a)를 참조하면, 유리 등의 투명한 물질로 이루어진 마스크기판(21)의 일측 표면의 소정 부분에 통상의 사진공정에 의해 감광막(23)을 형성한다.
제 2 도(b)를 참조하면, 상기 감광막(23)을 식각마스크로 이용하여 마스크기판(21)의 감광막(23)이 형성되지 않고 노출된 부분을 소정 깊이로 식각하여 제 1 위상영역(25)과 제 2 위상영역(27)을 한정한다. 제 1 및 제 2 위상영역(25)(27)은 투과되는 광의 위상을 반전시키는, 즉, 위상차가 π가 되도록 하는 것으로 불산(HF) 등의 용액에 의한 습식식각이나, 또는, 반응성이온식각(Reactive Ion Etching :RIE) 등의 건식식각으로 형성된다. 상기에서, 식각된 제 1 위상영역(25)의 깊이(d)는
d=λ/n-1
이 된다. 여기서, n은 마스크기판(21), 즉, 유리의 굴절율이고, λ는 광원, 즉, 반도체 제조공정 중 노광시에 사용되는 광의 파장이다.
제 2 도(c)를 참조하면, 상기 마스크기판(21)의 타측 표면에 크롬(Cr) 등의 마스크물질을 도포한다. 그리고, 마스크물질을 통상의 포토리쏘그래피 방법에 의해 패터닝하여 마스크패턴(29)을 형성한다. 마스크패턴(29)은 제 1 및 제 2 위상영역(25)(27)과 중첩되게 형성되며, 이 마스크패턴(29)이 형성되지 않은 부분, 즉, 유리기판(21)이 노출된 부분은 투광영역(31)이 된다. 상기에서, 제 1 및 제 2 영역(25)(27)과 각기 중첩되는 투광영역(31)을 통과하는 광의 위상이 반대가 된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 마스크기판의 일측 표면의 소정 부분을 습식, 또는, 건식 식각에 의해 소정 깊이로 식각하여 소정 깊이만큼 두께 차가 나는 제 1 및 제 2 위상영역을 한정하고 타측 표면에 상기 제 1 및 제 2 위상영역에 통상의 포토리쏘그래피 방법에 의해 마스크패턴을 중첩되게 형성한다.
따라서, 본 발명은 위상차가 서로 반전되는 제 1 및 제 2 위상영역을 습식식각으로도 짧은 시간동안에 한정할 수 있으므로 공정시간을 단축하여 대량 생산이 용이한 잇점이 있다. 또한, 본 발명은 마스크 기판의 일측 표면에 제 1 및 제 2 위상영역을 한정한 후 타측 표면에 마스크 패턴을 형성하므로 이 마스크 패턴이 오염 및 손상되는 것을 방지할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (3)

  1. 마스크기판의 일측 표면의 소정 부분을 식각하여 제 1 위상반전 영역을 형성하여 상기 제 1 및 제 2 위상영역을 한정하는 공정과, 상기 마스크패턴의 타측 표면에 상기 제 1 및 제 2 위상영역과 소정 폭 만큼 중첩되도록 마스크패턴을 형성하여 투광영역을 한정하는 공정을 구비하는 위상반전 마스크의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 위상영역을 λ/n-1의 두께 차를 갖도록 하는 위상반전 마스크의 제조방법. 여기서, n은 마스크기판의 굴절율이고, λ는 반도체 제조공정중 노광시에 사용되는 광의 파장이다.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 마스크기판의 소정 부분을 습식 또는 건식 방법으로 식각하는 위상반전 마스크의 제조방법.
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