KR0185785B1 - 위상반전 마스크의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위상반전 마스크 제조방법 및 위상반전 마스크구조에 관한 것으로, 해상력을 향상시키기 위한 것이다.

이를 위해 본 발명은 투명기판 전면상에 크롬 패턴을 형성하는 단계와, 상기 투명기판 후면에 위상반전층을 형성하는 단계, 상기 위상반전층에 포토레지스트를 도포하는 단계, 상기 투명기판 전면에서 블랭킷 노광을 행하여 상기 포토레지스트를 선택적으로 노광시키는 단계, 상기 포토레지스트를 현상하여 소정의 포토레지스트패턴을 형성하는 단계, 및 상기 포토레지스트패턴을 마스크로 하여 상기 위상반전 층을 식각하여 쉬프터를 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크 제조방법을 제공한다.

Description

위상반전 마스크 제조방법

제1도는 종래의 콘택홀 형성용 위상반전 마스크 제조 공정도.

제2도는 종래의 위상반전 마스크 제조 공정도.

제3도는 본 발명의 제1실시예에 따른 위상반전 마스크 제조 공정도.

제4도는 제3도의 제조 공정을 통해 제조된 위상반전 마스크의 평면도.

제5도는 본 발명의 제2실시예에 따른 위상반전 마스크 제조 공정도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 투명기판 12 : 크롬패턴

13 : 위상반전층 14 : 포토레지스트

본 발명은 반도체 기술에 관한 것으로서, 특히 위상반전 마스크(phase shift mask)제조방법에 관한 것이다.

반도체 소자의 고집적화에 따른 패턴의 미세화가 가속되면서 위상반전 마스크의 사용이 확대되고 있다.

이하, 첨부된 도면 제1도 및 제2도를 참조하여 종래의 위상반전 마스크 제조 공정을 살펴본다.

제1도는 쉬프터(shifter)를 이용한 콘택홀 형성용 위상반전 마스크의 제조방법을 도시한 것으로, 먼저, 제1도의 (A)에 도시된 바와 같이 투명기판(1)상에 크롬 패턴(2)을 형성한다.

이어서 제1도의 (b)에 도시된 바와 같이 크롬 패턴(2)이 형성된 투명기판(1)전면에 위상반전 물질층(3)을 도포한 후, 그 상부에 소정의 포토레지스트 패턴(4)을 형성한다.

다음에 제1도의 (c)에 도시된 바와 같이 포토레지스트 패턴(4)을 식각 마스크로 하여 위상반전 물질층(3)을 식각한 후, 포토레지스트 패턴(4)을 제거하여 위상반전층인 쉬프터(3`)를 형성함으로써 위상반전 마스크를 완성한다.

다음으로, 제2도의 위상반전 마스크 제조방법을 설명한다.

먼저, 제2도의 (a)에 도시된 바와 같이 투명기판(1)상에 크롬 패턴(2)을 형성한다.

이어서 제2도의 (b)에 도시된 바와 같이 크롬 패턴(2)이 형성된 투명기판(1) 전면에 위상반전 물질층(3)을 형성하고 그 상부에 포토레지스트(4)를 도포한 후, 소정의 위상반전층 마스크(5)를 이용한 사진식각공정을 통해 포토레지스트(4)를 패터닝하여 소정의 포토레지스트 패턴(도시되지 않음)을 형성한다.

다음에 제2도의 (c)에 도시된 바와 같이 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 위상반전 물질층(3)을 식각한 후 포토레지스트 패턴을 제거하여 위상반전층인 쉬프터(3`)를 형성한다.

전술한 종래의 위상반전 마스크 제조방법은 위상반전 물질층 형성후 이를 패터닝하기 위한 포토레지스트 패턴 형성 및 식각시 오정렬이 발생할 수 있어 크롬 패턴에 대해 쉬프터 패턴이 오정렬되는 불량이 초래되기 쉽다.

즉, 제2도의 (c)에 도시된 바와 같이 포토레지스트 패턴 형성시의 오정렬에 의해 위상반전층 패턴이 정상적인 위치(A)에 형성되지 않고 쉬프트된 위치(A`)에 형성되어 오정렬이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 크롬 패턴과 쉬프터 패턴의 오정렬을 방지할 수 있는 위상반전 마스크 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 위상반전 마스크 제조방법에 있어서, 투명기판 전면 상에 크롬 패턴을 형성하는 단계; 상기 투명기판 후면에 위상반전층을 형성하는 단계; 상기 위상반전층 상에 네가티브 포토레지스트를 도포하는 단계; 상기 투명기판의 전면측에서 전면 노광을 실시하여 사기 네가티브 포토레지스트를 선택적으로 노광시키는 단계; 상기 네가티브 포토레지스트를 현상하여 상기 크롬 패턴이 존재하지 않는 영역에 대응되는 영역에 포토레지스트 패턴을 잔류시키는 단계; 및 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 아기 위상반전층을 식각하여 쉬프터를 형성하는 단계를 포함한다.

또한 본 발명은 위상반전 마스크 제조방법에 있어서, 투명기판 전면 상에 크롬패턴을 형성하는 단계; 상기 투명기판 후면에 위상반전층을 형성하는 단계; 상기 위상반전층 상에 포지티브 포토레지스트를 도포하는 단계; 상기 투명기판의 전면측에서 전면노광을 실시하여 상기 포지티브 포토레지스트를 선택적으로 노광시키는 단계; 상기 포지티브 포토레지스트를 현상하여 상기 크롬 패턴에 대응되는 영역에 포토레지스트 패턴을 잔류시키는 단계; 및 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 노출된 상기 위상반전층을 선택 식각하여 쉬프터를 형성하되, 노출된 상기 위상반전층의 일부 두께를 잔류시키는 단계를 포함한다.

즉, 본 발명은 쉬프터를 크롬 패턴을 이용한 전면 노광을 이용한 셀프얼라인 방식에 의하여 기판 후면에 형성하여 쉬프터 패턴을 오정렬을 방지하는 기술이다.

이하, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 소개한다.

제3도는 본 발명의 제1실시예에 따른 콘택홀 형성용 위상반전 마스크 제조공정을 도시한 것이다.

그 공정을 살펴보면, 먼저 제3도의 (a)에 도시된 바와 같이 석영(Quartz)과 같은 투명기판(11)상에 소정의 크롬 패턴(12)을 형성한다.

이어서 제3도의 (b)에 도시된 바와 같이 크롬 패턴(12)이 형성된 투명기판(11)의 뒷면, 즉, 크롬패턴 (12)이 형성된 면의 반대면에 위상반전 물질층(13)(예컨대,SOG(spin on glass))을 도포한 후, 그 상부에 네가티브형 포토레지스트(14)를 도포한다.

다음에 제3도의 (c)에 도시된 바와 같이 크롬 패턴(12)을 마스크로 이용한 전면(blanket)노광을 실시하여 포토레지스트(14)를 노광한 후, 현상하여 크롬 패턴(12)에 셀프얼라인되는 포토레지스트 패턴(14A)을 식각하여 그 크기가 축소된 포토레지스트 패턴(14B)을 형성한다.

이때, 크롬 패턴(12)이 없는 부위에 포토레지스트 패턴(14B)이 잔류하게 된다.

이어서 제3도의 (d)에 도시된 바와 같이 포토레지스트 패턴(14B)을 식각 마스크로 하여 위상반전 물질층(13)을 식각한 후, 포토레지스트 패턴(14B)을 제거함으로써 투명기판(11)뒷면에 쉬프터(13A)가 형성된 위상반전 마스크의 제작을 완료한다.

제4도는 제3도의 공정에 의해 형성된 콘택홀 형성용 위상반전 마스크의 평면구조를 도시한 것이다.

다음으로, 제5도를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 위상반전 마스크 제조 공정을 설명한다.

먼저, 제5도의 (a)에 도시된 바와 같이 석영(Quartz)과 같은 투명기판(11)상에 소정의 크롬 패턴(12)을 형성한다.

이어서 제5도의 (b)에 도시된 바와 같이 크롬 패턴(12)이 형성된 투명기판(11)의 뒷면, 즉, 크롬 패턴(12)이 형성된 면의 반대면에 위상반전 물질층(13)(예컨대 SOG, 산화막 등등)을 형성한 후, 그 상부에 포지티브 포토레지스트(14)를 도포한다.

이어서 크롬 패턴(12)이 형성되어 있는 기판 전면에서 전면 노광한 후, 현상하여 제5도의 (c)에 도시된 바와 같이 포토레지스트 패턴(14)을 형성한다.

이때, 크롬 패턴(12)이 마스크로 작용하여 포토레지스트 패턴(14A)은 크롬 패턴(12)에 셀프얼라인되어 형성된다.

다음으로 포토레지스트 패턴(14A)을 식각 마스크로 하여 위상반전 물질층(13)을 식각하되, 소정 두께(D)만큼 잔류되도록 부분 식각을 행하여 크롬 패턴(12)의 폭(B)보다 포토레지스트 패턴(14A)에 의해 식각되지 않고 보호되는 위상반전 물질층(13) 부분의 폭(C)이 더 크게 형성되도록 한다.

이어서 포토레지스트 패턴(14A)을 제거함으로써 제5도의 (d)에 도시된 바와 같은 쉬프터(13B)가 기판 후면에 형성된 위상반전 마스크 제작을 완료한다.

이때, 위상반전층의 두께가 두꺼운 쉬프터(13B) 부분과 두께가 얇은 부분의 각각의 두께(D 와 E)가 위상반전이 일어날 수 있도록 두꺼운 부분의 두께(E)를 먼저 설정한 후, 소정 두께 (D)만큼 잔류되도록 식각을 행한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명은 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변환 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 본 발명에 의하면, 셀프얼라인 방식을 이용하여 쉬프터를 형성하므로 위상반전 마스크 제조시 크롬 패턴과 쉬퍼터패턴의 오정렬을 방지할 수 있으며, 이에 따라 고해상도를 유지할 수 있다.

Claims (6)

1. 위상반전 마스크 제조방법에 있어서, 투명기판 전면 상에 크롬 패턴을 형성하는 단계; 상기 투명기판 후면에 위상반전층을 형성하는 단계; 상기 위상반전층 상에 네가티브 포토레지스트를 도포하는 단계; 상기 투명기판의 전면측에서 전면 노광을 실시하여 상기 네가티브 포토레지스트를 선택적으로 노광시키는 단계; 상기 네가티브 포토레지스트를 현상하여 상기 크롬 패턴이 존재하지 않는 영역에 대응되는 영역에 포토레지스트 패턴을 잔류시키는 단계; 및 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 위상반전층을 식각하여 쉬프터를 형성하는 단계를 포함하는 위상반전 마스크 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 위상반전층이 스핀온글래스(SOG)또는 산화막인 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 포토레지스트 패턴을 잔류시키는 단계 수행후, 상기 포토레지스트 패턴을 플라즈마 식각하여 그 크기를 축소시키는 단계를 더 포함되는 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크 제조방법.
4. 위상반전 마스크 제조방법에 있어서, 투명기판 전면 상에 크롬 패턴을 형성하는 단계; 상기 투명기판 후면에 위상반전층을 형성하는 단계; 상기 위상반전층 상에 포지티브 포토레지스트를 도포하는 단계; 상기 투명기판의 전면측에서 전면 노광을 실시하여 상기 포지티브 포토레지스트를 선택적으로 노광시키는 단계; 상기 포지티브 포토레지스트을 현상하여 상기 크롬 패턴에 대응되는 영역에 포토레지스트 패턴을 잔류시키는 단계; 및 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 노출된 상기 위상반전층을 선택 식각하여 쉬프터를 형서하되, 노출된 상기 위상반전층의 일부 두께를 잔류시키는 단계를 포함하는 위상반전 마스크 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 노출된 상기 위상반전층의 일부 두께를 잔류시키는 단계에서, 상기 위상반전층의 돌출부분의 폭이 상기 크롬 패턴의 폭보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크 제조방법.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 위상반전층 식각시의 잔류 두께는,상기 위상반전층의 돌출부분과 그 일부 두께가 잔류된 상기 위상반전층에서 서로 위상반전이 일어날 수 있는 두께인 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크 제조방법.