KR100214063B1

KR100214063B1 - A method for fabricating phase shift mask

Info

Publication number: KR100214063B1
Application number: KR1019960044141A
Authority: KR
Inventors: 허익범
Original assignee: 김영환; 현대전자산업주식회사
Priority date: 1996-10-05
Filing date: 1996-10-05
Publication date: 1999-08-02
Also published as: JPH10115907A; KR19980025850A

Abstract

본 발명은 반도체 제조 분야에 관한 것으로, 특히 리소그래피 공정에 사용되는 위상반전 마스크 제조에 관한 것으로, 반복형 위상반전 마스크를 제조하는 공정을 보다 간략화하는 것을 목적으로 한다. 포토레지스트는 노광 에너지에 따라 그의 현상되는 속도를 조절할 수 있으며, 전자빔 리소그래피 장비를 사용하면 국부적으로 노광 에너지를 달리할 수 있다. 본 발명은 이러한 원리를 이용하여, 반복형 위상반전 마스크의 정규 투광부보다 위상반전 투광부에 상대적으로 많은 에너지의 전자빔을 조사하고, 1차 현상을 실시하여 위상반전 투광부의 크롬층을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이후, 포토레지스트 패턴을 사용한 식각에 의해 투명 기판에 트렌치를 형성하고, 2차 현상을 실시하여 정규 투광부의 크롬층을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이어서, 노출된 크롬층을 선택적 식각하고, 포토레지스트 패턴을 제거한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the field of semiconductor fabrication, and more particularly to the fabrication of phase inversion masks used in lithography processes, which aims at simplifying the process of fabricating an iterative phase shift mask. The photoresist can adjust its developing rate according to the exposure energy, and the local exposure energy can be varied using electron beam lithography equipment. The present invention uses this principle to irradiate an electron beam of relatively high energy to the phase inversion transparent portion of the phase shifting transparent portion of the iterative phase shift mask and perform a primary development to form a photoresist Thereby forming a pattern. Thereafter, a trench is formed in the transparent substrate by etching using a photoresist pattern, and a secondary development is performed to form a photoresist pattern exposing the chromium layer of the regularly projected portion. Then, the exposed chromium layer is selectively etched and the photoresist pattern is removed.

Description

[0001] The present invention relates to a method for fabricating a phase shift mask,

본 발명은 반도체 제조 분야에 관한 것으로, 특히 리소그래피 공정에 사용되는 위상반전 마스크 제조에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the field of semiconductor fabrication, and more particularly to the fabrication of phase inversion masks used in lithographic processes.

첨부된 도면 도 1은 반복형 위상반전 마스크의 평면도를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이 반복형 위상반전 마스크는 이웃하는 공간에 위상반전 투광부(A) 및 정규(normal) 투광부(B)가 크롬 패턴(2)과 함께 반복하여 배치됨으로써 위상반전 효과를 일으키도록 한 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a plan view of an iterative phase shift mask. As shown in the figure, the repeating phase shift mask has a phase inversion transparent portion A and a normal transparent portion B repeatedly arranged in the neighboring space together with the chrome pattern 2 to cause a phase inversion effect .

첨부된 도면 도 2는 반복형 위상반전 마스크의 단면도를 나타낸 것으로, 투명 기판(1)을 트렌치 식각하여 형성된 위상반전 투광부(A), 정규 투광부(B) 및 크롬 패턴(2)을 도시하고 있다.2 is a cross-sectional view of an iterative phase shift mask, which shows a phase inversion transparent portion A, a normal transparent portion B and a chrome pattern 2 formed by trench etching the transparent substrate 1 .

이하, 상기와 같은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 반복형 위상반전 마스크를 제조하기 위한 종래의 방법을 도 3A 내지 도 3D를 참조하여 설명한다.Hereinafter, a conventional method for manufacturing an iterative phase shift mask as shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS. 3A to 3D.

먼저, 도 3A에 도시된 바와 같이 쿼츠(quartz)와 같은 투명 기판(1)상에 차광 물질인 크롬층(2)을 형성하고, 그 상부에 포토레지스트를 도포한다. 계속하여, 포토레지스트를 선택적으로 노광 및 현상하여 소정의 포토레지스트 패턴(3A)을 형성한다.First, as shown in FIG. 3A, a chromium layer 2 as a light shielding material is formed on a transparent substrate 1 such as quartz, and a photoresist is applied on the chromium layer 2. Subsequently, the photoresist is selectively exposed and developed to form a predetermined photoresist pattern 3A.

이어서, 도 3B에 도시된 바와 같이 포토레지스트 패턴(3A)을 식각 마스크로 사용하여 크롬층(2)을 식각하고, 포토레지스트 패턴(3A)을 제거한다.Next, as shown in FIG. 3B, the chromium layer 2 is etched using the photoresist pattern 3A as an etching mask, and the photoresist pattern 3A is removed.

다음으로, 도 3C에 도시된 바와 같이 다시 포토레지스트를 도포한 후, 선택적으로 노광 및 현상하여 위상반전 투광부를 형성하기 위한, 즉 트렌치 식각을 위한 포토레지스트 패턴(3B)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3C, the photoresist is applied again, and selectively exposed and developed to form a photoresist pattern 3B for forming a phase inverted transparent portion, i.e., a trench etch.

이어서, 도 3D에 도시된 바와 같이 포토레지스트 패턴(3B)을 식각 마스크로 사용하여 투명 기판(1)을 트렌치 식각 함으로써 위상반전 투광부(A)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 3D, the transparent substrate 1 is trench-etched using the photoresist pattern 3B as an etching mask to form a phase inverted transparent portion A. Next, as shown in FIG.

이러한 종래의 반복형 위상반전 마스크 제조방법은 2 회에 걸친 포토레지스트 도포공정, 노광공정 및 현상공정이 사용되기 때문에 시간이 매우 많이 소요된다. 상용화된 마스크 기판의 경우, 포토레지스트까지 도포되어 판매되는데, 이러한 위상반전 마스크의 제조를 위해서는 추가적인 포토레지스트 도포 장비가 필요하다. 또한, 상기한 바와 같이 2 회의 노광공정이 사용되는 종래의 반복형 위상반전 마스크 제조방법은 크롬층과 위상반전부 간의 중첩도 문제가 해결되기 어려운 사항으로 남아 있으며, 이로 인한 수율 저하는 마스크의 제조 단가를 상승시키는 요인이 되고 있다.Such a conventional method for producing an iterative phase shift mask takes a long time because two photoresist application processes, an exposure process and a development process are used. In the case of commercially available mask substrates, photoresists are also applied and sold, and additional photoresist application equipment is needed for the fabrication of such phase inversion masks. In addition, as described above, the conventional repetitive phase shift mask fabrication method using two exposing steps remains a difficulty in solving the problem of overlap between the chromium layer and the phase inverting portion, and the resulting yield deterioration is caused by the manufacturing cost of the mask Is a factor for raising.

본 발명은 포토레지스트 도포공정 및 노광공정을 단 1 회로 단축하여 공정을 단순화하는 위상반전 마스크 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a phase reversal mask which simplifies the process by shortening the photoresist applying step and the exposure step by one step.

본 발명의 특징적인 위상반전 마스크 제조방법은 투명 기판 상에 형성된 차광성 물질층 상부에 포토레지스트를 도포하는 단계; 전자빔을 사용하여 제1 영역의 상기 포토레지스트와 제2 영역의 상기 포토레지스트를 선택적으로 노광하되, 상기 제2 영역보다 상기 제1영역에 상대적으로 많은 에너지의 상기 전자빔이 조사되도록 하는 단계; 상기 포토레지스트를 현상함으로써 상기 제1 영역의 상기 차광성 물질층만이 노출되는 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 포토레지스트 패턴을 식각장벽으로 하여 노출된 상기 차광성 물질층 및 투명 기판을 선택적으로 식각하는 단계; 다시 현상을 실시함으로써 상기 제1 포토레지스트 패턴의 상기 제2 영역 부분이 선택적으로 제거된 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 제2 포토레지스트 패턴을 식각장벽으로 하여 상기 제2 영역의 상기 차광성 물질층을 선택적으로 식각하는 단계; 및 상기 제2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하여 이루어진다.A feature of the present invention is to provide a method of fabricating a phase shift mask, comprising: applying a photoresist over a light-blocking material layer formed on a transparent substrate; Selectively exposing the photoresist of the first region and the photoresist of the second region using an electron beam such that the electron beam having a relatively higher energy is irradiated to the first region than to the second region; Forming a first photoresist pattern exposing only the light-blocking material layer of the first region by developing the photoresist; Selectively etching the light shielding material layer and the transparent substrate exposed using the first photoresist pattern as an etching barrier; Forming a second photoresist pattern in which the second region portion of the first photoresist pattern is selectively removed by re-developing; Selectively etching the light shielding material layer of the second region using the second photoresist pattern as an etching barrier; And removing the second photoresist pattern.

도 1은 반복형 위상반전 마스크의 평면도.1 is a plan view of an iterative phase shift mask;

도 2는 반복형 위상반전 마스크의 단면도.2 is a cross-sectional view of an iterative phase shift mask.

도 3A 내지 도 3D는 종래의 반복형 위상반전 마스크의 제조 공정도.FIGS. 3A to 3D are diagrams showing a manufacturing process of a conventional iterative phase shift mask.

도 4A 내지 도 4D는 본 발명의 일실시예에 따른 반복형 위상반전 마스크의 제조 공정도.FIGS. 4A to 4D are diagrams showing a manufacturing process of an iterative phase shift mask according to an embodiment of the present invention; FIG.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

1 : 기판 2 : 크롬층1: substrate 2: chromium layer

5A, 5B : 포토레지스트 패턴 A : 위상반전 투광부5A, 5B: Photoresist pattern A:

B : 정규 투광부B: regular light-

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4A 내지 도 4D는 본 발명의 일실시예에 따른 반복형 위상반전 마스크 제조 공정을 도시한 것이다.4A to 4D illustrate an iterative phase shift mask fabrication process according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 4A에 도시된 바와 같이 투명 기판(1) 상에 크롬층(2)을 형성하고, 그 상부에 포토레지스트를 도포한다. 계속하여, 크롬 패턴 형성을 위한 마스크를 이용하여 포토레지스트를 선택적으로 노광하고, 소정 시간 현상을 실시한다. 여기서, 노광은 전자빔을 사용하여 이루어지며, 이러한 노광을 통해서 국부적으로 노광 에너지를 달리하는 것이 가능해 진다. 본 실시예에서는 위상반전 투광부(A)에 정규 투광부(B) 보다 상대적으로 많은 에너지의 전자빔을 조사함으로써 그 부분(A)의 포토레지스트가 완전히 현상되어 크롬층(2)이 노출되도록 한다. 이때, 정규 투광부(B)에는 상대적으로 적은 에너지의 전자빔이 조사되었기 때문에 현상되는 속도가 상대적으로 느려지고, 이에 따라 현상 후에도 그 부분(B)의 포토레지스트가 소정 두께만큼 남아 있게 된다. 도면 부호 5A는 이러한 현상에 의해 형성된 포토레지스트 패턴을 나타낸 것이다.First, as shown in Fig. 4A, a chromium layer 2 is formed on a transparent substrate 1, and a photoresist is applied on the chromium layer 2. Next, as shown in Fig. Subsequently, the photoresist is selectively exposed using a mask for chrome pattern formation, and development is performed for a predetermined time. Here, the exposure is performed using an electron beam, and it becomes possible to vary the exposure energy locally through such exposure. In this embodiment, by irradiating the phase inversion transparent portion A with an electron beam having a relatively higher energy than that of the regular transparent portion B, the photoresist of the portion A is completely developed so that the chromium layer 2 is exposed. At this time, since the electron beam having relatively low energy is irradiated to the normal light-projecting portion B, the developing speed is relatively slow, so that the photoresist of the portion B remains after the development by a predetermined thickness. Reference numeral 5A denotes a photoresist pattern formed by this phenomenon.

이어서, 도 4B에 도시된 바와 같이 포토레지스트 패턴(5A)을 식각 마스크로 사용하여 위상반전 투광부(A)의 노출된 크롬층(2)을 선택적으로 식각하고, 계속하여 투명 기판(1)의 일부를 트렌치 식각한다.4B, the exposed chromium layer 2 of the phase inverted transparent portion A is selectively etched using the photoresist pattern 5A as an etching mask, A portion is trench etched.

다음으로, 도 4C에 도시된 바와 같이 다시 현상을 실시하여 정규 투광부(B)의 포토레지스트를 제거함으로써 또다른 포토레지스트 패턴(5B)을 형성한다. 계속하여, 포토레지스트 패턴(5B)을 식각 마스크로 사용하여 정규 투광부(B)의 노출된 크롬층(2)을 제거함으로써 반복형 위상반전 마스크의 제조를 완료한다.4C, another photoresist pattern 5B is formed by removing the photoresist of the normal light-projecting portion B by performing development again. Subsequently, the exposed chromium layer 2 of the normal light transmitting portion B is removed using the photoresist pattern 5B as an etching mask, thereby completing the fabrication of the repetitive phase shift mask.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.

본 발명은 기존의 2 회의 포토레지스트 도포공정 및 노광공정을 1 회로 줄임으로써 공정시간을 단축할 수 있으며 크롬 패턴과 위상반전부와의 중첩도 오차 문제를 해결하는 효과가 있다. 또한, 제조공정이 간단해지므로 마스크 원가를 낮출 수 있으며, 마스크 제조 공정의 간략화에 따라 마스크 상의 결함 발생 기회가 줄어들게 되므로 수율 향상을 도모할 수 있다.The present invention has the effect of solving the problem of the overlap error between the chrome pattern and the phase inverting unit by reducing the conventional two photoresist coating processes and the exposure process by one circuit. In addition, since the manufacturing process is simplified, the cost of the mask can be lowered, and the chance of occurrence of defects on the mask is reduced according to the simplification of the mask manufacturing process, thereby improving the yield.

Claims

Applying a photoresist over the light-blocking material layer formed on the transparent substrate;

Selectively exposing the photoresist of the first region and the photoresist of the second region using an electron beam such that the electron beam having a relatively higher energy is irradiated to the first region than to the second region;

Forming a first photoresist pattern exposing only the light-blocking material layer of the first region by developing the photoresist;

Selectively etching the light shielding material layer and the transparent substrate exposed using the first photoresist pattern as an etching barrier;

Forming a second photoresist pattern in which the second region portion of the first photoresist pattern is selectively removed by re-developing;

Selectively etching the light shielding material layer of the second region using the second photoresist pattern as an etching barrier; And

And removing the second photoresist pattern.

(Correction) The method according to claim 1,

Wherein the first region is a phase inverted transparent portion.

(Correction) The method according to claim 1,

Wherein the second region is a normal light-projecting portion.

(delete)

(Correction) The method according to claim 1,

Wherein the exposure is performed using an exposure apparatus using an electron beam.

(Correction) The method according to claim 1,

Wherein the second region of the first photoresist pattern is removed such that a portion of the photoresist is not exposed to the exposed portion of the light-blocking material.

(delete)

(Correction) The method according to claim 1,

Wherein the light-blocking material layer is a chromium layer.