KR0166786B1 - 자기정렬형 위상 반전 마스크의 제조방법 - Google Patents

자기정렬형 위상 반전 마스크의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자기정렬형 위상 반전 마스크의 제조방법에 관한 것으로, 하프-톤 마스크를 사용할 경우에 발생하는 사이드로브를 방지하기 위한 더미패턴을 형성하는데 적당한 자기정렬형 위상 반전 마스크의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
이를 위한 본 발명의 자기정렬형 위상 반전 마스크 제조방법은 마스크 기판상에 하프-톤 물질, 절연막, 폴리실리콘 및 전자-빔용 포토레지스트를 차례로 형성하는 공정과, 상기 포토레지스트를 패턴닝한 후, 이를 마스크로 상기 폴리실리콘을 패터닝하는 공정과, 상기 패턴닝된 폴리실린콘의 측면에 제 1 측벽을 형성하는 공정과, 상기 제 1 측벽을 포함한 마스크 기판상에 폴리실리콘을 형성한 후, 에치백하여 상기 제 1 측벽의 측면에 상기 제 1 측벽과 식각선택비를 달리하는 제 2 측벽을 형성하는 공정과, 더미패턴 및 아이솔레이티드 패턴 형성을 위해 상기 제 2 측벽과 상기 폴리실리콘을 마스크로 상기 제 1 측벽, 절연막, 하프-톤 패턴 물질을 선택적으로 제거하는 공정과, 상기 하프-톤 패턴 물질상의 상기 절연막, 폴리실리콘, 그리고 제 2 측벽을 제거하는 공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

자기정렬형 위상 반전 마스크의 제조방법
제1도는 종래 하프-마스크 사용할 때 아이솔레이티드 패턴 주위에 형성되는 사이드로브를 나타낸 도면.
제2도는 제1도의 사이드로브 방지를 위한 더미패턴을 나타낸 도면.
제3도 (a)~(b)는 종래의 위상 반전 마스크의 제조방법을 나타낸 도면.
제4도 (a)~(g)는 본 발명의 자기정렬형 위상 반전 마스크의 제조방법을 나타낸 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 석영(Quartz) 12 : 하프-톤 물질(Cr)
13 : 제 1 산화막 14 : 제 1 플로실리콘
15 : 전자-빔용 포토레지스트 16 : 산화막 측벽
17 : 폴리 측벽
본 발명은 위상 반전 마스크에 관한 것으로, 특히 하프-톤(Half-tone)마스크를 사용할 경우에 발생하는 사이드로브(Sidelobe)를 방지하기 위한 더미패턴을 형성하는데 적당하도록 한 자기정렬형 위상 반전 마스크의 제조방법에 관한 것이다.
하프-톤 위상 반전 마스크는 일반적으로 크롬 위상 반전 마스크를 개선한 것으로 어테뉴에티트(Attenuated)위상 반전 마스크 또는 tπ위상 반전 마스크(t는 Transmittance를 의미함)로 불리기도 한다.
일반적으로 하프-톤 위상 반전 마스크는 석영(Quartz) 또는 유리(Glass)와 같은 투광성 기판을 마련하고, 투광성 기판상에 크롬옥사이드(CrIO)같은 물질로 하프-톤 패턴 물질층을 형성하여 하프-톤 위상 반전 마스크를 만든다.
이때, 하프-톤 패턴 물질층은 빛의 위상을 180° 반전시키고, 입사되는 빛의 4~30%만 투과시키는 특성을 갖는다.
첨부도면 제1도는 하프-톤 마스크를 사용할 경우에 있어서 아이솔레이티드 패턴 주위에 사이드로브가 형성됨을 나타낸 것이다.
따라서, 상기 사이드로브를 방지하기 위해서는 제2도에서와 같이, 아이솔레이티드 패턴 주위에 더미패턴을 마스크상에 형성시키게 된다.
이하, 첨부도면을 참조하여 종래의 위상반전 마스크의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
제3도 (a)~(b)는 종래 위상 반전 마스크의 제조방법을 나타낸 공정단면로서, 먼저, 제3도(a)와 같이, 마스크 기판으로 사용되는 석영(1)상에 하프-톤 물질(Crx, Oy, Nz 등)(2)과 전자-빔(Electron beam)용 포토레지스트(3)를 차례로 형성한다.
상기 포토레지스트(3)의 소정영역을 더미패턴 영역으로 정의한 후, 전자-빔으로 상기 포토레지스트(3)를 고속으로 묘화하여 더미패턴을 형성한 다음, 제3도(b)와 같이, 하프-톤 물질(2)을 건식식각에 의해 제거하고, 포토레지스트(3)를 제거하면 위상 반전 마스크의 제조공정이 완료된다.
그러나 상기와 같은 종래 위상 반전 마스크의 제조방법은 사이드로브를 방지하기 위한 더미패턴의 사이즈가 0.5~1.0㎛(마스크상을 기준으로 한 사이즈)로 매우 작기 때문에 레이저 및 전자-빔을 사용하여 더미패턴을 형성할 경우, 아이솔레이티드 패턴을 형성하는 스폿 사이즈(Spot size)로는 더미패턴을 정의하기가 곤란하다.
이에 더미패턴을 정의하기 위해 전자-빔의 스폿 사이즈를 줄일 경우에는 마스크 제작에 소요되는 시간이 길어지게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 사이드로브 방지용 더미패턴을 형성하기 위해 셀프-얼라인(Self-align)개념을 이용해 아이솔레이티드 패턴과 더미패턴이 동시에 마스크상에 정의되도록 하는데 적당한 자기정렬형 위상 반전 마스크의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자기정렬형 위상 반전 마스크의 제조방법은 마스크 기판상에 하프-톤 물질, 절연막, 폴리실리콘 및 전자-빔용 포토레지스트를 차례로 형성하는 공정과, 상기 포토레지스트를 패턴닝한 후, 이를 마스크로 상기 폴리실리콘을 패터닝하는 공정과, 상기 패턴닝된 폴리실린콘의 측면에 제 1 측벽을 형성하는 공정과, 상기 제 1 측벽을 포함한 마스크 기판상에 폴리실리콘을 형성한 후, 에치백하여 상기 제 1 측면에 상기 제 1 측벽과 식각선택비를 달리하는 제 2 측벽을 형성하는 공정과, 더미패턴 및 아이솔레이티드 패턴 형성을 위해 상기 제 2 측벽과 상기 폴리실리콘을 마스크로 상기 제 1 측벽, 절연막, 하프-톤 패턴 물질을 선택적으로 제거하는 공정과, 상기 하프-톤 패턴 물질상의 상기 절연막, 폴리실리콘, 그리고 제 2 측벽을 제거하는 공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 자기정렬형 위상 반전 마스크의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
제4도 (a)~(g)는 본 발명의 자기정렬형 위상 반전 마스크의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.
먼저, 본 발명의 자기정렬형 위상 반전 마스크의 제조방법은 제4도 (a)에서와 같이, 마스크 기판으로 사용되는 석영(11)상에 하프-톤 물질(12), 제 1 산화막(13), 폴리실리콘(14)을 차례로 형성한 후, 상기 폴리실리콘(14)상에 전자-빔용 포토레지스트(15)를 도포한다.
이어, 상기 포토레지스트(15)의 소정영역에 전자-빔을 조사하여 패터닝한 다음, 제4도(b)에서와 같이, 폴리실리콘(14)을 선택적으로 제거한 후, 포토레지스트(15)를 제거한다.
다음에 제4도 (c)에서와 같이, 상기 폴리실리콘(14)을 포함한 전면에 제 2 산화막을 증착한 후, 에치백하여 상기 폴리실리콘(14)의 측면에 제 1 측벽(16)을 형성한다.
이어, 제4도 (d)에서와 같이, 상기 산화막 측벽(16)을 포함한 전며에 제 2 폴리실리콘을 증착한 후, 에치백하여 상기 산화막 측벽(16)의 측면에 상기 산화막 측벽(16)과 식각선택비가 큰 제 2 측벽(17)을 형성한다.
제4도 (e)에서와 같이, 더미패턴 및 아이솔레이티드 패턴을 위해 건식식각을 이용하여 제 1 측벽(16) 및 제 1 산화막(13)을 선택적으로 제거한다.
이어, 제4도 (f)에서와 같이, 하프-톤 물질(12)을 건식식각에 의해 선택적으로 제거한 후, 제4도 (g)에서와 같이, 상기 하프-톤 물질(12)의 상부에 형성된 폴리실리콘(14), 잔존하는 제 1 산화막(13) 및 제 2 측벽(17)을 완전 제거하면 셀프-얼라인에 의한 아이솔레이티드 패턴 및 더미패턴을 동시에 마스크상에 정의되는 자기정렬형 위상 반전 마스크 제조공정에 완료된다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 자기정렬형 위상 반전 마스크 제조방법은 전자-빔의 스폿 사이즈를 줄이지 않고서도 더미패턴의 매우 좁은 사이즈(0.5~1.0㎛)에 대해서 사이드로브 방지용 더미패턴을 손쉽게 정의 할수 있으며 이로인해 마스크 제작에 소요되는 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 마스크 기판상에 하프-톤 물질, 절연막, 폴리실리콘 및 전자-빔용 포토레지스트를 차례로 형성하는 공정과, 상기 포토레지스트를 패턴닝한 후, 이를 마스크로 상기 폴리실리콘을 패터닝하는 공정과, 상기 패턴닝된 폴리실린콘의 측면에 제 1 측벽을 형성하는 공정과, 상기 제 1 측벽을 포함한 마스크 기판상에 폴리실리콘을 형성한 후, 에치백하여 상기 제 1 측벽의 측면에 상기 제 1 측벽과 식각선택비를 달리하는 제 2 측벽을 형성하는 공정과, 더미패턴 및 아이솔레이티드 패턴 형성을 위해 상기 제 2 측벽과 상기 폴리실리콘을 마스크로 상기 제 1 측벽, 절연막, 하프-톤 패턴 물질을 선택적으로 제거하는 공정과, 상기 하프-톤 패턴 물질상의 상기 절연막, 폴리실리콘, 그리고 제 2 측벽을 제거하는 공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 자기정렬형 위상 반전 마스크 제조방법.
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