KR0152925B1 - Preparation of phase shift mask with partial transmittance - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부분 투과성을 갖는 하프톤 위상반전마스크 제조방법에 관한 것으로, 기판 상의 격리 패턴영역에 제1 감광막을 형성하는 공정과; 상기 제1 감광막과 기판 상에 투명막을 형성하는 공정과; 상기 제1 감광막과 그 위에 형성된 투명막을 제거하는 공정과; 기판 위에 잔존해 있는 상기 투명막 상에 제2 감광막을 형성하는 공정과; 상기 제2감광막과 기판 상부에 차광막을 형성하는 공정과; 상기 제2 감광막과 그 위에 형성된 차광막을 제거하는 공정과; 기판 위에 잔존해 있는 상기 차광막과 투명막 표면이 소정 부분 노출되도록 제3 감광막을 형성하는 공정 및; 상기 제3 감광막을 마스크로 기판 표면이 소정 부분 드러나도록 차광막과 투명막을 식각한 후, 제3 감광막을 제거하는 공정을 구비하여 위상반전마스크 제조를 완료하므로써, 1) 차광막인 Cr막을 이용하여 하프톤 PSM의 격리 패턴 주위에 생성되는 사이드로브를 방지할 수 있고, 2) 더미 패턴 형성시, E·빔의 스폿 사이즈(spot size)를 줄여주는 과정에서 수반되는 비용(cost) 상승을 고려할 필요가 없어 비용 절감 효과를 얻을 수 있으며, 3) 더미 패턴에 의한 레이저 산란 등의 현상을 제거할 수 있게 되어 마스크 정합 여부를 보다 확실하게 확인할 수 있고, 4) 마스크 상의 손상(defect) 여부 검출이 가능한 고신뢰성의 하프톤 위상반전마스크를 구현할 수 있게 된다.The present invention relates to a method of manufacturing a halftone phase shift mask having partial permeability, comprising: forming a first photosensitive film in an isolation pattern region on a substrate; Forming a transparent film on the first photosensitive film and the substrate; Removing the first photosensitive film and the transparent film formed thereon; Forming a second photosensitive film on the transparent film remaining on the substrate; Forming a light shielding film on the second photoresist film and the substrate; Removing the second photosensitive film and the light shielding film formed thereon; Forming a third photosensitive film such that the light blocking film remaining on the substrate and the surface of the transparent film are partially exposed; By etching the light shielding film and the transparent film so that a predetermined surface of the substrate is exposed by using the third photoresist film as a mask, and then completing the manufacturing of the phase shift mask by removing the third photoresist film, 1) using a Cr film as the light shielding film. Side lobes generated around the isolation pattern of the PSM can be prevented, and 2) when forming the dummy pattern, there is no need to consider the cost increase in reducing the spot size of the E beam. The cost reduction effect can be obtained, and 3) the laser scattering due to the dummy pattern can be eliminated, so that mask matching can be confirmed more reliably, and 4) high reliability that can detect defects on the mask. It is possible to implement a halftone phase inversion mask of.
Description
제1(a)도 내지 제1(e)도는 종래 기술에 따른 투과성 하프톤 위상반전마스크 제조방법을 도시한 공정수순도.1 (a) to 1 (e) are process steps showing a method for manufacturing a transparent halftone phase shift mask according to the prior art.
제2도는 제1도에 도시된 투과성 하프톤 마스크의 격리 패턴 주위에 형성된 더미 패턴 형상을 도시한 평면도.FIG. 2 is a plan view showing a dummy pattern shape formed around the isolation pattern of the transparent halftone mask shown in FIG.
제3(a)도 내지 제3(m)도는 본 발명에 따른 부분 투과성 하프톤 위상반전마스크 제조방법을 도시한 공정수순도.3 (a) to 3 (m) are process steps showing a method of manufacturing a partially transmissive halftone phase shift mask according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
100 : 기판 102 : 제1 감광막100 substrate 102 first photosensitive film
102': 제2 감광막 102: 제3 감광막102 ': second photosensitive film 102: third photosensitive film
104 : 투명막(CrON) 106 : 차광막(Cr)104: transparent film (CrON) 106: light shielding film (Cr)
본 발명은 하프톤(halftone) 위상반전마스크(phase shift mask : 이하, PSM이라 한다) 제조방법에 관한 것으로, 특히 하프톤 PSM의 격리 패턴(isolation pattern) 주위에서 발생되는 사이드로브(sidelobe)를 방지할 수 있을 뿐 아니라 마스크 정합(registration) 여부를 보다 정확하게 검사할 수 있도록 한 부분 투과성(partial transparent)을 갖는 하프톤 PSM제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a halftone phase shift mask (hereinafter referred to as a PSM), and particularly to prevent sidelobes generated around an isolation pattern of a halftone PSM. In addition, the present invention relates to a method of manufacturing a halftone PSM having partial transparency, which enables more accurate inspection of mask registration.
종래의 하프톤 PSM에서는 격리 패턴 형성시 마스크 전체에 투명막(transparent film) 예컨대, CrON을 증착한 후 이를 식각하여 패턴을 형성하도록 하고 있다. 제1(a)도 내지 제1(e)도에는 이러한 방식에 의해 제조되는 하프톤 PSM의 제조방법을 도시한 공정수순도가 도시되어 있다. 상기 공정수순도를 참조하여 그 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.In the conventional halftone PSM, when the isolation pattern is formed, a transparent film, for example, CrON, is deposited on the entire mask and then etched to form a pattern. 1 (a) to 1 (e) show a process flowchart showing a method of manufacturing a halftone PSM manufactured by this method. Looking at the manufacturing process with reference to the above-mentioned process purity is as follows.
먼저, 제1(a)도에 도시된 바와 같이 석영(quartz) 기판(1) 상에 투명막인 CrON막(3)을 증착한 뒤, 제1(b)도에 도시된 바와 같이 그 위에 감광막(5)을 증착하고, 선택적인 E·빔 노광(electron beam·expose)을 실한 후 현상(development) 처리하여 감광막(5)의 일부를 제거하므로써, 제1(c)도에 도시된 바와 같은 감광막(5) 단면을 형성한다.First, as shown in FIG. 1 (a), a CrON film 3, which is a transparent film, is deposited on a quartz substrate 1, and then on the photoresist film, as shown in FIG. 1 (b). (5) by depositing, performing optional E-beam exposure, and then developing to remove a portion of the photosensitive film 5, thereby reducing the photosensitive film as shown in FIG. 1 (c). (5) A cross section is formed.
이어서, 제1(d)도에 도시된 바와 같이 상기 감광막(5)을 마스크로 그 하부의 CrON막(3)을 식각하고, 상기 감광막(5)을 제거한다. 그 결과, 도시된 바와 같이 마스크 전면에 걸쳐서 CrON막(3)이 형성된 하프톤 PSM이 형성된다.Subsequently, as shown in FIG. 1 (d), the CrON film 3 below the substrate is etched using the photosensitive film 5 as a mask, and the photosensitive film 5 is removed. As a result, a halftone PSM in which the CrON film 3 is formed is formed over the entire mask as shown.
이 경우에는 기 언급된 바와 같이 마스크 전면이 투명막이 CrON막으로 구성되므로, 투과성 광(transparent light)에 의해 PSM 마스크의 격리 패턴(예컨대, 얼라인 키(align key), 칼(KAL) 패턴, 버니어(vernier)등) 주위에서 사이드 슬로브가 형성되는 현상이 발생하게 된다.In this case, as mentioned above, since the entire surface of the mask is composed of a CrON film, an isolation pattern (eg, an alignment key, a KAL pattern, a vernier) of the PSM mask is transmitted by transparent light. such as side slopes.
따라서, 이를 방지하기 위해서는 얼라인 키 등의 격리 패턴(a) 주위에 0.2 × 0.2㎛2크기의 더미 패턴(dummy pattern)(b)을 3 - 5㎛의 폭으로 형성시켜 주어야 한다. 제2도에는 격리 패턴(a) 주위에 형성된 더미 패턴(b)의 형상을 나타낸 평면도가 도시되어 있다.Therefore, in order to prevent this, a dummy pattern b having a size of 0.2 × 0.2 μm 2 should be formed in a width of 3-5 μm around the isolation pattern a such as an alignment key. 2 shows a plan view showing the shape of the dummy pattern b formed around the isolation pattern a.
그러나, 이와 같이 더미 패턴(b)을 만들어줄 경우에는 E·빔의 스폿 사이즈(spot size)를 줄여주어야 하기 때문에 비용(cost) 증가가 초래될 뿐 아니라, 외부 장비의 레이저(laser)를 이용하여 마스크 검사시, 더미 패턴에 의한 레이저 빔의 간섭 현상이 발생되어 마스크 정합 여부를 정확하게 확인하기 어렵다는 단점이 발생하게 된다.However, in the case of making the dummy pattern (b) in this way, the spot size of the E beam must be reduced, resulting in an increase in cost and using a laser of external equipment. In the mask inspection, a phenomenon occurs that the interference of the laser beam due to the dummy pattern is generated, making it difficult to accurately check whether the mask is matched.
이에 본 발명은 상기와 같은 단점을 개선하기 위하여 이루어진 것으로, 하프톤 PSM의 격리 패턴 영역에만 소정 패턴의 차광막(non-transparent)을 형성시켜 주므로써, PSM의 격리 패턴 주위에 생성되는 사이드로브를 방지할 수 있도록 한 부분 투과성을 갖는 하프톤 위상반전마스크 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is made to improve the above disadvantages, and by forming a non-transparent pattern of a predetermined pattern only in the isolation pattern region of the halftone PSM, to prevent side lobes generated around the isolation pattern of the PSM. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a halftone phase shift mask having partial permeability.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 부분 투과성을 갖는 하프톤 위상반전마스크 제조방법은, 기판 상의 격리 패턴 형성 영역에 제1 감광막을 형성하는 공정과; 상기 제1 감광막과 기판 상에 투명막을 형성하는 공정과; 상기 제1 감광막과 그 위에 형성된 투명막을 제거하는 공정과; 기판 위에 잔존해 있는 상기 투명막 상에 제2 감광막을 형성하는 공정과; 상기 제2 감광막과 기판 상부에 차광막을 형성하는 공정과; 상기 제2 감광막과 그 위에 형성된 차광막을 제거하는 공정과; 기판 위에 잔존해 있는 상기 차광막과 투명막 표면이 소정부분 노출되도록 제3 감광막을 형성하는 공정 및; 상기 제3 감광막을 마스크로 기판 표면이 소정 부분 드러나도록 차광막과 투명막을 식각한 후, 제3 감광막을 제거하는 공정을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a half-tone phase inversion mask having a partial permeability, comprising: forming a first photosensitive film in an isolation pattern formation region on a substrate; Forming a transparent film on the first photosensitive film and the substrate; Removing the first photosensitive film and the transparent film formed thereon; Forming a second photosensitive film on the transparent film remaining on the substrate; Forming a light shielding film on the second photoresist film and the substrate; Removing the second photosensitive film and the light shielding film formed thereon; Forming a third photosensitive film to expose a predetermined portion of the light shielding film and the transparent film surface remaining on the substrate; And etching the light shielding film and the transparent film so that a predetermined portion of the substrate surface is exposed using the third photoresist film as a mask, and then removing the third photoresist film.
상기 공정 결과, 하프톤 PSM의 격리 패턴 주위에 샹성되는 사이드로브를 방지할 수 있게 된다.As a result of the above process, it is possible to prevent side lobes blowing around the isolation pattern of the halftone PSM.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
본 발명은 하프톤 PSM의 격리 패턴 주위에서 발생되는 사이드로브를 방지하기 위한 방법으로서 더미 패턴을 사용하는 대신에, 격리 패턴 영역에만 소정 패턴의 차광막을 형성시켜 줌으로써, 투과성 광에 의해 발생되는 격리 패턴 주위의 사이드로브를 방지코자 하는데, 주안점을 둔 것으로, 이를 제3(a)도 내지 제3(m)도에 도시된 공정수순도를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.According to the present invention, instead of using a dummy pattern as a method for preventing side lobes generated around an isolation pattern of a halftone PSM, an isolation pattern generated by transparent light is formed by forming a light shielding film having a predetermined pattern only in the isolation pattern region. In order to prevent the surrounding side lobe, the main focus is on, referring to the process steps shown in Figures 3 (a) to 3 (m) as follows.
먼저, 제3(a)도에 도시된 바와 같이 마스크 제작용 석영 기판(100)을 준비한 뒤, 제3(b)도에 도시된 바와 같이 상기 기판(100) 상에 제1 감광막(102)을 증착하고, 격리 패턴이 형성될 부분을 제외한 영역의 제1 감광막(102) 상부에만 선택적으로 E·빔을 노광시킨 후 이 부분을 현상처리하여 제1 감광막(102)의 소정 부분을 식각한다.First, as shown in FIG. 3 (a), the quartz substrate 100 for mask fabrication is prepared, and then, as shown in FIG. 3 (b), the first photosensitive film 102 is placed on the substrate 100. After the deposition, the E-beam is selectively exposed only to the upper portion of the first photoresist film 102 except for the portion where the isolation pattern is to be formed, and then a portion of the first photoresist film 102 is etched by developing.
이에 따라, 제3(c)도에 도시된 바와 같이 기판(100) 상의 격리 패턴이 형성될 영역에만 제1 감광막(102) 잔존하게 된다.Accordingly, as shown in FIG. 3C, the first photoresist layer 102 remains only in the region where the isolation pattern is to be formed on the substrate 100.
그 다음, 제3(d)도에 도시된 바와 같이 상기 제1 감광막(102)과 기판(100) 상에 투명막(104)인 CrON막을 형성하고, 제3(e)도에 도시된 바와 같이 습식식각법으로 상기 제1 감광막(102)을 제거한 후, 제1 감광막(102) 위에 형성된 투명막(104)을 습식식각용액에 크리닝(cleaning)하여 제거한다. 따라서, 격리 패턴이 형성될 영역을 제외한 나머지 부분의 기판 상에만 투명막(104)이 남아있게 된다.Then, a CrON film, which is a transparent film 104, is formed on the first photosensitive film 102 and the substrate 100, as shown in FIG. 3 (d), and as shown in FIG. 3 (e). After the first photosensitive layer 102 is removed by a wet etching method, the transparent layer 104 formed on the first photosensitive layer 102 is cleaned by cleaning with a wet etching solution. Therefore, the transparent film 104 remains only on the substrate of the remaining portion except for the region where the isolation pattern is to be formed.
계속해서, 제3(f)도에 도시된 바와 같이 상기 투명막(104)을 포함한 기판(100) 전면에 제2 감광막(102')을 형성하고, 격리 패턴이 형성될 영역의 제2 감광막(102') 상에만 E·빔 노광 및 현상을 실시하여 제3(g)도에 도시된 바와 같이 상기 투명막(104) 상에는 제2 감광막(102')이 남아 있고, 격리 패턴이 형성될 영역의 기판(100)은 그 표면이 드러나도록 한다.Subsequently, as shown in FIG. 3 (f), the second photosensitive film 102 'is formed on the entire surface of the substrate 100 including the transparent film 104, and the second photosensitive film of the region where the isolation pattern is to be formed ( E'beam exposure and development are carried out only on the surface 102 'so that the second photosensitive film 102' remains on the transparent film 104 as shown in FIG. The substrate 100 allows its surface to be exposed.
이 상태에서, 제3(h)도에 도시된 바와 같이 표면이 드러난 기판(100)을 포함한 투명막(104) 상의 소정 부분과, 제2 감광막(102') 상에 차광막(106)인 Cr막을 증착하고, 제3(i)도에 도시된 바와 같이 습식식각법으로 제2 감광막(102')을 제거한 후, 연이어 제2 감광막(102')위에 형성된 차광막(106)을 습식식각용액에 크리닝(cleaning)하여 제거한다.In this state, a predetermined portion on the transparent film 104 including the substrate 100 whose surface is exposed as shown in FIG. 3 (h) and a Cr film as the light shielding film 106 on the second photosensitive film 102 'are disposed. After the deposition, the second photosensitive film 102 'is removed by a wet etching method as shown in FIG. 3 (i), and the light blocking film 106 formed on the second photosensitive film 102' is subsequently cleaned in a wet etching solution. cleaning) to remove.
그 결과, 상기 도면에서 알 수 있듯이 격리패턴이 형성될 영역에는 차광막(106)인 Cr막이, 그 외의 영역에는 투명막인 CrON막(104)이 증착된 구조가 형성된다.As a result, as shown in the drawing, a structure in which a Cr film as the light shielding film 106 is deposited in the region where the isolation pattern is to be formed, and a CrON film 104 as a transparent film is deposited in the other region.
다음으로, 제3(j)도에 도시된 바와같이 상기 차광막(106)을 포함한 투명막(104) 상에 제3 감광막(102)을 증착하고, 선택적인 E·빔 노광 및 현상을 실시한 후, 소정 온도에서 베이크(bake)를 실시하여 제3(k)도에 도시된 바와 같은 형태의 패턴을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3 (j), after depositing the third photosensitive film 102 on the transparent film 104 including the light shielding film 106 and performing selective E-beam exposure and development, Bake is performed at a predetermined temperature to form a pattern as shown in FIG. 3 (k).
마지막으로, 제3(l)도에 도시된 바와 같이 상기 제3 감광막(102)을 마스크로 차광막(106) 및 투명막(104)을 식각하고, 제3(m)도에 도시된 바와 같이 상기 제3 감광막(102)을 제거하므로써 본 공정을 완료한다. 이때, “a”로 표기된 영역이 격리 패턴이 형성되는 차광 영역을 나타낸다.Finally, as shown in FIG. 3 (l), the light shielding film 106 and the transparent film 104 are etched using the third photoresist film 102 as a mask, and as shown in FIG. This process is completed by removing the third photosensitive film 102. In this case, the region marked “a” represents a light blocking region in which an isolation pattern is formed.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 1) 차광막인 Cr막을 이용하여 더미 패턴 없이도 하프톤 PSM의 격리 패턴 주위에 생성되는 사이드로브를 방지할 수 있고, 2) 더미 패턴 형성시, E·빔의 스폿 사이즈(spot size)를 줄여주는 과정에서 수반되는 비용(cost) 상승을 고려할 필요가 없어 비용절감 효과를 얻을 수 있으며, 3) 더미 패턴에 의한 레이저 산란 등의 현상을 제거할 수 있게 되어 마스크 정합 여부를 보다 확실하게 확인할 수 있고, 4) 더미 패턴이 없으므로 마스크 상의 손상(defect) 여부 검출이 가능하게 된다.As described above, according to the present invention, 1) the side lobe generated around the isolation pattern of the halftone PSM can be prevented without using the dummy pattern by using the Cr film as the light shielding film. It is not necessary to consider the cost increase in the process of reducing the spot size, resulting in cost reduction effect. 3) It is possible to eliminate the phenomenon such as laser scattering due to the dummy pattern. Can be confirmed more reliably, and 4) there is no dummy pattern, and thus it is possible to detect whether there is a defect on the mask.
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