KR100215906B1 - 위상반전 마스크의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위상반전 마스크에 관한 것으로, 특히 차폐층의 패턴표면에 산소주입을 실시하여 위상반전층을 형성한 위상반전 마스크의 제조방법에 관한 것으로, 투명기판을 준비하는 단계, 상기 기판위에 차폐층 패턴을 형성하는 단계, 상기 차페층 패턴의 표면에 산소이온을 주입하는 단계, 상기 산소이온 주입에 의해 형성된 차폐층패턴이 산화층으로 변화되어 위상반전 층이 형성되도록 하는 단계를 구비하여 이루어진다.

Description

위상반전 마스크의 제조방법

제 1 도 (a) 내지 (d)는 종래의 위상반전 마스크이 제조공정도를 나타낸 도면.

제 2 도 (a) 내지 (e)는 본 발명에 의한 위상반전 마스크의 제조공정을 나타낸 것이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 투명기판 21 : 금속층

21a : 금속차폐층 22 : 위상반전층(또는 금속 산화물층)

본 발명은 위상반전 마스크에 관한 것으로, 특히 차폐층의 패턴표면에 산소주입을 실시하여 위상반전층을 형성한 위상반전 마스크의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체장치의 제조방법에서 사용되는 사진석판술 공정에서는 웨이퍼상에 광을 투과하는 부분과 광을 차단하는 부분으로 나누어진 마스크를 사용하여 노광하였다.

또한, 반도체가 점점 고집적화 됨에 따라 포토공정시 가장 문제로 되는 스텝이 14개 정도 있고 그 중에서도 중요스텝이 하나로서, 예를들면 노드를 형성하는 공정이다.

이 노드의 형상과 크기에 따라 셀당 캐패시턴스가 변화되는데 반도체장치가 고집적화 되면서 셀당 캐패시턴스는 전세대와 비슷한 정도의 것을 요구하나 노드의 크기는 감소되기 때문에 이 노드패턴을 원하는대로 정의하는 것이 매우 중요하게 되었으나, 단순히 차광영역과 투과영역으로 구분하여서 이루어진 종래의 마스크를 사용하여서는 차광영역의 모서리 부분에서의 광의 간섭현상에 의한 해상도이 저하로 인하여 웨이퍼상에서 원하는 노드이 패턴을 얻지 못하였다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 차광영역의 모서리 부분에서의 광의 간섭현상에 의한 해상도이 저하가 보상되도록 하는 위상반전 마스크가 제안되었다.

이들의 대표적인 것의 하나는 소우 림 타입의 위상반전 마스크가 있으며, 이의 제조 방법은, 제 1 도 (a) 내지 제 1 도 (d)에 도시된 바와 같다.

즉, 상기 림 타입의 위상반전 마스크의 제조방법은, 기판(10)상에 금속층(11)을 형성한 후, 사용하지 않는 부분의 금속층을 제거하도록 패터닝 하여 금속차폐층(11)을 형성하는 단계와, 패터닝된 금속차폐층(11) 및 기판(10)상에 위상반전층(또는 위상천이층)(12)을 형성하는 단계와, 상기 위상반전층(12)위에 포토레지스트층(13)을 도포하고 이 포토레지스트층(13)을 패터닝하는 단계와, 상기 포토레지스트층(13)을 마스크로 하여 사용하지 않는 부분의 위상반전층(12)을 제거한후 포토레지스트층(13)도 이어 제거하는 단계로 위상반전 마스크를 제조한 것이다.

상기와 같이 제조된 림 타입의 위상반전 마스크에 의하면, 차폐영역으로 작용하는 금속층(11)의 모서리부에서 광 간섭현상에 의한 해상도의 저하는 상기 위상반전층(12)에 의해 보상하여 주게되어, 정확히 투광영역에서만 노광되므로 해상도를 크게할 수 있다는 장점이 있다.

그러나, 상기 위상반전 마스크의 제조방법은 소정 패턴의 마스크를 형성한후 그위에 위상반전층을 형성시키고, 이어 전자비임 등을 이용하여 마스크층을 만들고 다시 이를 이용하여 사용하지 않는 부분의 위상반전층을 제거하여야 하는 여러단계의 제작공정을 수행하여야 할 뿐만 아니라. 금속차폐층위에 위상반전층을 덮을때 금속차폐층이 굴곡으로 평탄화가 잘안되므로 최종적으로 위상반전막의 두께의 균일성이 떨어지게 되고 이로 인하여 해상도 역시 떨어지게 된다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 발명한 것으로, 본 발명의 목적은 제조공정이 간단하면서도 위상반전막의 두께가 균일한 위상반전 마스크의 제조방법을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 이한 본원 발명 이상반전 마스크의 제조방법은 투명한 기판을 준비하는 단계와, 상기 기판위에 차폐층 패턴을 형성하는 단계와, 상기 차폐층 패턴의 표면에 산소이온을 주입하는 단계와, 상기 산소이온 주입에 의한 형성된 차폐층 패턴이 산화층으로 변화되어 위상반전층을 형성하도록 하는 단계를 구비하여 구성됨을 특징으로 하고 있다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.

본 발명의 위상반전 마스크를 제조하는 방법은, 제 2 도 (a) 내지 제 2 도 (e)를 참조하여 설명한다.

먼저, 제 2 도 (a)와 같이, 투명한 마스크용 기판(20)을 준비한다.

이어, 제 2 도 (b)와 같이, 상기 투명한 마스크용 기판(20)상에 Zn의 금속층(21)을 증착한다.

그리고 제 2 도 (c)와 같이, 상기 증착된 금속층(21)을 패터닝하여 금속차폐층(21a)을 형성한다.

이어, 제 2 도 (d)와 같이, 상기 금속차폐층(21a) 및 기판(20)상에 경사 산소이온의 주입을 실시한다.

그다음, 제 2 도 (e)와 같이, 산소이온 주입에 의해 형성된 금속차폐층의 표면이 산화하여 위상반전층(22)이 되도록 열처리를 행한다.

상기와 같은 본원 발명의 위상반전 마스크의 제조방법에 의하면, 기판상에 금속차폐층(마스크)을 형성한 후에 산소이온을 주입하여 열처리함으로써 위상반전층이 형성되므로 종래의 경우보다 매우 제조방법이 간편하여 저렴하게 마스크를 제조할 수 있다.

게다가 금속차폐층의 표면에 산소이온 주입후 열처리에 의한 금속산화막으로 위상반전층을 형성하는 경우, 위상반전층이 저온 및 단시간에 용이하게 얻어질 수 있고 또한 금속차폐층 표면에서의 금속산화막의 균일성이 뛰어나므로 균일한 위상반전막을 얻을수 있어 패턴의 해상도를 크게 향상시킬수 있다.

Claims (4)

1. 투명 기판을 준비하는 단계, 상기 기판위에 차폐층 패턴을 형성하는 단계, 상기 차폐층 패턴의 표면에 산소이온을 주입하는 단계, 상기 산소이온 주입에 의해 형성된 차폐층 패턴이 산화층으로 변화되어 위상반전층이 형성되도록 하는 단계를 구비하여 이루어진 위상반전 마스크의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 산소이온 주입은 틸트이온 주입임을 특징으로 하는 위상반전 마스크의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 차폐층은 Zn의 금속층임을 특징으로 하는 위상반전 마스크의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 위상반전층의 형성은 산소주입후 열처리를 행하여 형성하도록 함을 특징으로 하는 위상반전 마스크의 제조방법.