KR0183754B1 - 위상반전 마스크의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위상반전 마스크의 제조방법에 관한 것으로, 차광층패턴이 형성된 기판상에 위상반전층을 도포하는 공정과, 위상반전층을 패터닝하여 쉬프터를 형성하는 공정을 구비하여 이루어진 위상반전 마스크의 제조방법에 있어서, 차광층 패턴이 형성된 기판상에 제작공정 중에 발생되는 결함을 손쉽게 발견할 수 있는 알루미늄층을 형성하는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 결함의 제어가 용이한 위상반전 마스크의 제작이 가능하게 된다.

Description

위상반전 마스크의 제조방법

제1a도 내지 제1c도는 종래 SOG 도포형 PSM의 제조방법을 나타낸 공정순서도이다.

제2a도 내지 제2f도는 본 발명에 따른 SOG 도포형 PSM의 제조방법을 나타낸 공정순서도이다.

본 발명은 마스크의 제조방법에 관한 것으로, 특히 레벤슨 타입(Levenson type) 위상반전 마스크의 제조방법에 관한 것이다.

반도체장치가 날로 고집적화되어 그 패턴이 미세해짐에 따라 통상의 투과형 포토 마스크(transparent photo mask)로는 그 패턴의 구현이 어렵게 되었다. 이에 포토 마스크를 투과한 빛의 파장을 반전하여 소멸간섭시키는 원리의 위상반전 마스크(Phase Shift Mask; 이하, PSM이라 약함)가 투과형 포토 마스크 보다 그 제조는 어려우나 구현한 패턴의 해상도가 뛰어나 많은 연구 개발이 이루어지고 있으며, 최근 가장 각광받고 있는 기술이다.

PSM을 이용한 패턴 형성방법은, 빛의 간섭 또는 부분 간섭을 이용하여 원하는 크기의 패턴을 노광함으로써 해상도나 촛점심도를 증가시킬 수 있다. 즉, 라인(line)/스페이스(space)와 같은 반복패턴에 있어서, 이웃한 개구부로부터 조사되는 빛의 위상(phase)을 180°반전시켜 주면 사이에 낀 차광부분의 광강도가 0이 되어 이웃한 개구부가 분리된다는 원리를 이용한 것이다.

일반적으로 라인/스페이스의 연속패턴에서 가장 우수한 효과를 볼 수 있는 PSM의 방법은 바로 레벤손 타입의 PSM이다. 이 레벤손 타입의 PSM은 다른 말로 교번형 PSM(alternative type PSM)이라고 하는데, 이는 위상 쉬프터(phase shifter)가 연속패턴의 하나 건너에 하나씩 설치되어 있다고 하여 붙여진 이름이다.

레벤손 타입의 PSM을 제작하는 방법에는 여러 가지가 있다. 그 중에서 석영기판을 식각하여 식각하지 않는 부위와 투과하는 빛이 180°의 위상차를 갖도록 하는 기판식각형과, SOG(Spin On Glass)층을 일정 두께로 도포하여 제작하는 SOG 도포형이 있다.

제1a도 내지 제1c도는 종래 SOG 도포형 PSM의 제조방법을 나타낸 공정순서도이다.

제1a도는 차광층 패턴(10)의 형성공정을 도시한 것으로, 먼저 석영기판(100)상에 차광층으로 사용되는 크롬(Cr)을 소정두께로 형성한 후, 이 차광층에 대하여 통상적인 사진식각공정을 거쳐 소정 크기의 크롬패턴 즉 차광층 패턴(10)을 형성한다.

제1b도는 SOG막(12)의 형성공정을 도시한 것으로, 상기 차광층 패턴(10)의 형성 후 결과물 전면에 쉬프터를 형성하기 위한 SOG막(12)을 스핀 코팅(spin coating)법으로 소정 두께 형성한다.

제1c도는 쉬프터(12')의 형성공정을 도시한 것으로, 상기 SOG막에 대하여 통상적인 사진식각공정을 거쳐 원하는 부위만을 남기고 제거함으로써, 도포된 부분을 투과한 빛(20)과 도포되지 않은 부분을 투과한 빛(22)이 180°의 위상차를 갖도록 된 쉬프터(12')를 형성한다.

상기한 바와 같은 레벤손 타입의 PSM에서 가장 어려운 점의 하나는 마스크상에 발생되는 결함의 제어이다. 결함을 검출하는 것이 쉽지 않을 뿐만 아니라 검출하였다고 하더라도 그 결함을 제거하기가 힘들다. 특히, 석영기판 위의 결함을 레이저(laser)로 제거하려는 경우에는 레이저의 빛이 투명한 석영기판을 그대로 투과해 버리기 때문에 결함의 제거가 불가능하다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 차광층 패턴 위에 알루미늄막을 형성함으로써 결함의 발견이 용이하고, 그 제거가 편리한 SOG 도포형 PSM의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차광층 패턴이 형성된 기판상에 위상반전층을 도포하는 공정과, 상기 위상반전층을 패터닝하여 쉬프터를 형성하는 공정을 구비하여 이루어진 위상반전 마스크의 제조방법에 있어서, 상기 차광층 패턴이 형성된 기판상에 제작공정 중에 발생되는 결함을 손쉽게 발견할 수 있는 알루미늄층을 형성하는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다.

제2a도 내지 제2g도는 본 발명에 따른 SOG 도포형 PSM의 제조방법을 나타낸 공정순서도이다.

제2a도는 차광층 패턴(10)의 형성공정을 도시한 것으로, 먼저 석영기판(100)상에 차광층으로 사용되는 크롬을 소정두께로 형성한 후, 이 차광층에 대하여 통상적인 사진식각공정을 거쳐 소정 크기의 크롬 패턴 즉 차광층 패턴(10)을 형성한다.

제2b도는 알루미늄층(11)의 형성공정을 도시한 것으로, 상기 차광층 패턴(10)이 형성된 결과물 전면에 알루미늄층(11)을 스퍼터링(sputtering)법을 이용하여 소정두께로 형성한다.

제2c도는 SOG막(12)의 형성공정을 도시한 것으로, 상기 알루미늄층(11)이 형성된 결과물 전면에 투과한 빛이 위상이동을 이룰 수 있도록 위상반전층인 SOG막(12)을 스핀 코팅법으로 소정 두께 형성한다.

제2d도는 쉬프터(12')의 형성공정을 도시한 것으로, 먼저 상기 SOG 막위에 포토레지스트 도포, 마스크 노광 및 현상 등의 공정을 거쳐 원하는 크기의 포토레지스트 패턴(도시하지 않음)을 형성한 후 이 포토레지스트 패턴을 적용하여, 상기 알루미늄층(11)을 식각 종료점으로 이용하여, 상기 SOG막의 원하는 부위만을 남기고 나머지 부분을 제거함으로써, 도포된 부분을 투과한 빛(20)과 도포되지 않은 부부을 투과한 빛(22)의 180°의 위상차를 갖도록 된 쉬프터(12')를 형성한다. 미설명부호 D는 상기 쉬프터를 얻기 위한 사진식각 공정시에 발생된 결함의 일예를 도시한 것이다.

제2e도는 선택적인 식각공정을 도시한 것으로, 상기 제2d도 공정 후 상기 차광층 패턴(10)인 크롬과 알루미늄층(11)에 대하여 선택적인 식각을 실시한다. 이때, 상기 알루미늄은 양쪽성 원소이고 크롬은 금속성 원소이므로, 상기 알루미늄은 산과 알칼리에 모두 녹지만 크롬은 산에만 녹기 때문에 선택적 식각이 가능하게 된다. 따라서, 알칼리성인 현상액을 상기 알루미늄의 식각액으로 사용할 수도 있다. 즉, 상기 SOG막의 패턴인 쉬프터를 형성하기 위하여 상기 포토레지스트 패턴을 적용하여 건식식각한 후, 이 포토레지스트 패턴을 제거하기 전에 현상액에서 상기 알루미늄을 제거할 수 있다.

이 후, 상술한 공정들을 통하여 제작된 SOG 도포형 PSM의 검사를 진행하면 상기 쉬프터의 형성공정 중에 발생된 결함(D)이 쉽게 발견된다. 즉, 상기 알루미늄층 위에 결함이 있을 경우 상기 크롬과 알루미늄의 선택적인 식각에서 알루미늄이 제거되는 식각액을 사용하면, 상기 결함이 있는 알루미늄 부위만 남게 되므로 명암도(intensity)의 차이가 생기게 된다. 한편, 통상의 마스크 검사장비는 위상을 검출하는 것이 아니라 마스크 패턴의 명암도를 비교하므로 결함이 용이하게 검출된다. 또한, 결함의 아래에는 상술한 바와 같이 알루미늄층이 잔존하므로 레이저의 빛이 그대로 투과되지 않아 결함의 제거가 가능하게 된다.

제2f도는 상기 결함을 수리한 완성된 SOG 도포형 PSM를 나타낸 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 SOG 도포형 PSM의 제조방법은 마스크 제작시 발생되는 결함을 쉽게 발견하고 제거하기 위하여 차단층 패턴인 크롬층위에 얇은 막 예컨대 알루미늄막을 도포한 후 상기 크롬과 선택적인 식각을 실시한다. 즉, 상기 알루미늄막 위에 결함이 있을 경우 상기 크롬과 알루미늄의 선택적인 식각에서 알루미늄이 제거되는 식각액을 사용하면, 상기 결함이 있는 알루미늄 부위만 남게 되므로 PSM의 검사공정시에 쉽게 발견될 수 있을 뿐만 아니라 레이저로 제거도 가능하게 된다. 따라서 결함의 제어가 용이한 PSM의 제작이 가능하게 된다.

본 발명의 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 명백하다.

Claims (2)

1. 투명기판 위에 차광층 패턴을 형성하는 단계; 상기 차광층 패턴이 형성된 상기 투명기판상에 제작공정 중에 발생되는 결함을 손쉽게 발견할 수 있는 알루미늄층을 형성하는 단계; 상기 알루미늄층 위에 위상반전층을 형성하는 단계; 상기 알루미늄층을 식각종료점으로 하여 위상반전층패턴을 형성하는 단계; 및 상기 위상반전층패턴을 마스크로 하여 상기 알루미늄층을 선택적 식각하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 알루미늄층을 선택적 식각하는 단계 이후, 레이저를 이용하여 선택적 식각 후에 남겨진 결함을 제거하는 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크의 제조방법.