KR0143339B1 - 위상반전 마스크 제조방법 - Google Patents
위상반전 마스크 제조방법Info
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Abstract
본 발명은 위상반전마스크 제조방법에 관한 것으로, 반도체소자가 고집적화됨에 따라 높은 해상도를 요구하게 되었다. 그러나, 종래에 사용되는 차광물질은 DUV 영역에서 광투과율을 조절하기 어려운 문제점이 발생하였다. 따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기위하여, Ⅰ 라인 및 DUV 영역에서 빛의 흡수 및 투과 특성을 동시에 갖고있는 물질을 차광물질로 사용하여 하프톤형의 위상반전마스크를 형성함으로써 반도체소자의 미세패턴 형성시 해상도를 높이고 동시에 반도체소자의 신뢰성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 기술이다.
Description
제 1 도 내지 제 3 도는 본 발명의 실시예로서 위상반전마스크 제조공정을 도시한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11:석영기판 13:비정질 카본막
15:전자빔용 감광막
본 발명은 위상반전마스크(Phase Shift Mask) 제조방법에 관한 것으로, 특히 고집적화되는 반도체소자의 미세패턴 형성시 해상도를 증가시킬 수 있는 하프톤형(halftone type) 위상반전마스크를 제조하는 기술에 관한 것이다.
종래에는 일반적으로 다수의 크롬패턴이 형성된 마스크를 사용하여 리소그래피 공정을 실시하였다. 그러나, 이러한 크롬패턴이 형성된 마스크를 사용할 경우, 투과하는 광은 인접하는 패턴간에 서로 동위상이기 때문에 패턴 경계부에서 패턴이 정확하게 분리되지 못하여 감광막 현상후 디파인(define) 상태가 불량하여 브릿지(bridge)가 발생된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 위상반전마스크를 사용하게 되었다.
위상반전마스크는 투과하는 빛의 상호간섭작용을 이용하여 비노광지역의 중심부근에서 빛의 회절 및 간섭이 최소로 줄어들어 투과하는 영역에서 광 콘트라스를 상대적으로 증가시켜 해상력을 증가시키고, 공정마진을 개선한다.
한편, 위상반전마스크는 마스크의 구조형상에 따라 레벤슨형, 림형(rim type), 보조패턴 부착형 및 하프톤형 등으로 분류된다. 본 발명에 사용되는 하프톤형 위상반전마스크는 림형 위상반전마스크와 함께 임의의 패턴에 적용할 수 있다.
일반적으로, 림형 위상반전마스크는 마스크 제작방법에 따라 위상반전마스크을 위한 추가의 마스크패턴을 제작하는 공정을 필요로 하며 일반적인 노광마스크보다 더 복잡하다. 그래서, 마스크상에서 차광물질인 크롬과 위상반전층의 모양, 위치가 동일하여 추가적인 마스크 레이아웃이 필요없어 기존의 소자제작을 위한 디자인을 그대로 적용할 수 있고, 마스크의 제조공정에서도 크롬층과 위상반전층간의 정렬이 필요없어 다른 형의 위상반전마스크에 비해 상당히 간단하게 형성할 수 있는 하프톤형 위상반전마스크를 형성하여 사용하게 되었다.
일반적으로 하프톤형 위상반전마스크는 빛을 차단하는 마스크상의 차광영역에서 입사광의 5% 내진 20%를 부분적으로 투과시킴으로써 비차광지역인 노광지역의 입사광과 간섭현상을 일으키게하여 광 콘트라스트를 향상시킨다. 이때, 차광지역을 형성하는 차광물질은 몰리브덴 실리사이드(MoSi), SiO2+ Cr2O3화합물, 200 내지 300Å의 두께를 갖는 크롬, MoSiON 또는 CrON 등을 사용하는 것이 개발검토되고 있다. 그러나, 이런 물질은 365mm의 비교적 파장이 짧은 가시광선영역의 Ⅰ 라인에 대하여 적당한 광투와 특성을 얻기 쉽지만, 파장이 200 에서 300mm인 원자외선(DUV) 영역에서는 차광물질에 의한 흡수계수가 증가하여 광투과율을 조절하기가 어렵게되어 위상반전효과를 감소시킨다. 이때, 차광물질로서 몰리브덴 실리사이드를 사용하는 경우에 있어서, 시리사이드는 세정공정시 세정용액인 질산(HNO3)에 의하여 손상된다. 그리고, 차광물질로서 산화물이 혼합된 물질을 사용하는 경우에 세정시에 HF 또는 비.오.이.(BOE:Buffered Oxide Etchant, 이하 에서 BOE라 함)용액에 쉽게 반응하므로 화학적으로 불안정한 특성을 갖는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 종래기술에서 차광물질로 인하여 발생되는 문제점을 해결하기위하여, Ⅰ라인 및 DUV 에 대하여 동시에 흡수 및 투과특성을 갖는 물질을 차광물질로 사용하여 형성한 위상반전마스크 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이상의 목적을 달성하기위한 본 발명의 특징은, 석영기판의 상부에 Ⅰ라인과 DUV 영역의 빛에 대하여 흡수 및 투과 특성을 갖는 물질로 예정된 부위를 노출시키는 패턴을 형성하는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
제1도 내지 제3도는 본 발명의 실시예로서 위상반전마스크의 제조공정을 도시한 단면도이다.
제1도는 석영기판(11) 상부에 비정질 카본막(13)을 증착한 것을 도시한 단면도이다.
제1도를 참조하면, 비정질 카본막(13)은 화학기상증착(CVD: Chemical Vapor Deposition, 이하에서 CVD 라 함) 방법이나 스퍼터링(sputtering) 방법으로 증착한 것이다. 이때, CVD 방법으로 비정질 카본막(13)을 증착하는 공정조건은 소오스는 하이드로 카본(hydro carbon), 운반가스는 아르곤 또는 산소가스, 유동율(flow rate)은 0.2㎠/분, 압력은 22 파스칼(Pa), 진동수는 13.56㎒, RF 전력은 50 내지 200 와트(Watt)로 하고 기판은 상온으로 유지한다. 그리고, 스퍼터링방법으로 비정질 카본막(13)을 장착하는 공정조건은 소오스를 카본, 운반가스는 아르곤가스, 유속은 100ml/분, 압력은 0.666 파스칼, RF 전력은 1.2KW로 하고 기판온도는 270 내지 330℃로 유지한다.
여기서, 5 내지 20%의 광투과특성을 갖는 비정질 카본막(13)의 두께는 I라인 DUV 영역에서 100 내지 400㎚이다. 그러나, CVD 방법이나 스퍼터링방법으로 석영기판(11) 상부에 증착하는 비정질 카본막(13)의 물성특성이 변하기 때문에 이를 고려하여 두께를 100 내지 500㎚로 형성한다.
제2도는 비정질 카본막(13) 상부에 전자빔(E-beam)용 감광막(15)패턴을 형성한 것을 도시한 단면도 이다.
제2도를 참조하면, 비정질 카본막(13) 상부에 전자빔용 감광막(15)을 일정두께 코팅하고 노광 및 현상공정으로 예정된 부위를 노출시키는 감광막(15)패턴을 형성한 것이다.
제3도는 감광막(15)패턴을 이용한 마스크공정으로 비정질 카본막(13)패턴이 형성된 하프톤형 위상반전마스크를 형성한 것을 도시한 단면도이다.
제3도를 참조하면, 감광막(15)패턴을 마스크로하고 산소플라즈마를 이용하여 비정질 카본막(13)을 식각하고 습식방법으로 감광막(15)패턴을 제거함으로써 비정질 카본막(13)패턴을 형성한다. 여기서, 비정질 카본막(13)패턴을 I 라인과 DUV 영역의 빛에 대하여 흡수 및 투과 특성을 동시에 갖고 있으며 그 정도는 비정질 카본막(13)의 두께 그리고 흡수계수 및 굴절율등의 물성특성에 의하여 결정된다. 이때, 감광막(15) 패턴의 제거공정은 산소플라즈마를 이용하는 건식식각시에 발생되는 반도체기판(도시안됨)의 손상을 방지하기위하여 아세톤이나 황산등의 화합물을 이용한 습식방법으로 실시한다.
여기서, 비정질 카본막(13)을 식각하는 식각공정은 산소가스는 40 SCCM, 압력은 3 내지 10 mtorr, 전력은 100 내지 200 W, 전기장은 70 내지 150 가우스(gauss)로 한다.
상기한 본 발명에 의하면, I 라인과 DUV 영역에서 동시에 사용 가능하고, 위상반전물질로사용되는 비정질 카본막 식각시 산소플라즈마를 이용함으로써 석영기판에 손상을 주지않고 패턴을 형성하여 후공정에서 반도체기판 상부에 형성되는 미세패턴의 해상도를 향상시킴으로써 반도체소자의 신뢰성을 향상시키며 일반적으로 반사방지막으로 사용되는 값싼 비정질 카본막을 사용함으로써 개발비용을 낮추어 반도체소자의 생산성을 향상시킬 수 있다.
Claims (9)
- 석영기판 상부에 I 라인과 DUV 영역의 빛에 대하여 동시에 흡수 및 투과 특성을 갖는 비정질 카본막을 일정두께 형성하는 공정과, 상기 비정질 카본막 상부에 전자빔용 감광막을 일정두께 증착하는 공정과; 노광 및 현상공정으로 감광막패턴을 형성하는 공정과, 상기 감광막패턴을 마스크로하여 상기 비정질 카본막을 건식식각하여 비정질 카본막 패턴을 형성하는 공정과, 상기 감공막패턴을 습식방법으로 제거하여 석영기판 상부에 비정질 카본막패턴이 형성된 하프톤형 위상반전마스크 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 비정질 카본막은 CVD 방법으로 형성하는 것을 특징으로하는 위상반전 마스크 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 비정질 카본막의 증착조건은 소오스는 하이드로 카본, 운반가스는 아르곤 또는 산소가스, 유동율(flow rate)은 0.2 ㎠/분, 압력은 22 파스칼, 진동수는 13.56㎒, RF 전력은 50 내지 200W로 하고 기판은 상온으로 유지하는 것을 특징으로 하는 위상반전마스크 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 비정질 카본막은 100 내지 500㎚의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전마스크 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 비정질 카본막은 스퍼터링방법으로 형성하는 것을 특징으로하는 위상반전마스크 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 비정질 카본막의 증착조건을 소오스를 카본, 운반가스는 아르곤가스, 유속은 100ml/분, 압력은 0.666 파스칼, RF 전력은 1.2 KW으로 하고 기판온도는 270 내지 330℃로 유지하는 것을 특징으로하는 위상반전마스크 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 건식식각은 산소플라즈마를 이용하여 실시하는 것을 특징으로하는 위상반전마스크 제조방법.
- 제7항에 있어서, 상기 건식식각시 산소가스는 40 SCCM, 압력은 3 내지 10mtorr. 전력은 100 내지 200W, 전기장은 70 내지 150 가우스로 하는 것을 특징으로하는 위상반전마스크 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 습식방법은 아세톤 및 황산 등으로 이루어지는 군에서 임의로 선택되는 용액으로 실시하는 것을 특징으로하는 위상반전마스크 제조방법.
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| KR1019940024224A KR0143339B1 (ko) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 위상반전 마스크 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1019940024224A KR0143339B1 (ko) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 위상반전 마스크 제조방법 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR960012290A KR960012290A (ko) | 1996-04-20 |
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ID=19393513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1019940024224A KR0143339B1 (ko) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 위상반전 마스크 제조방법 |
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| KR (1) | KR0143339B1 (ko) |
-
1994
- 1994-09-26 KR KR1019940024224A patent/KR0143339B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR960012290A (ko) | 1996-04-20 |
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