KR100219079B1 - 해프톤 위상 반전 마스크 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

해프톤 위상 반전 마스크

제1도는 종래의 해프톤 위상반전 마스크를 이용한 감광막 패턴 형성 단면도.

제 2a도 내지 제 2c도는 본 발명에 따른 해프톤 위상반전 마스크의 제조 공정도.

제3도는 본 발명의 해프톤 위상반전 마스크를 이용한 감광막 패턴형성 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 마스크용 석영기판 22 : 크롬 패턴

23 : 투과 박막 24 : 위상반전 박막

25, 27 : 감광막 패턴 26 : 실리콘 기판

28 : 노광된 빛

본 발명은 일반적으로 해프톤(half-tone)형 위상 반전 마스크에 관한 것으로, 특히 패턴의 사이즈가 큰 지역을 패터녕하기 위한 마스크 패턴을 구비하여 크기가 큰감광막 패턴의 표면을 평탄화하기 위한 해프톤 위상반전 마스크에 관한 것이다.

반도체 장치의 고집적화에 따라 미세한 패턴이 필요하게 되고 이러한 요구를 만족시키기 위한 노력으로 해프톤 위상 반전 마스크가 개발되었다.

일반적으로 해프톤 위상 반전 마스크는 수정 기판과 같은 투명한 마스크 기판과 상기 투명한 마스크 기판 상에 차례로 적층된 소정의 투과율을 가지는 투과 박막과 위상 반전 물질 박막으로 이루어지는 마스크 패턴을 포함하여 이루어진다. 상기 소정의 투과율을 가지는 투과 박막은 소정의 투과율을 갖는 두께의 크롬으로 형성된다. 상기 투과 박막 상에 형성된 위상 반전 물질은 입사되는 빛의 위상을 180°반전시키는 역할을 한다. 상기와 같이 구성되는 위상 반전 마스크는 위상 반전 물질을 통과하는 빚과 투명한 마스크 기판을 통과하는 빛의 간섭으로 미세한 패턴을 구현한다.

제1도는 종래의 해프톤 위상반전 마스크에 따른 감광막 패턴 형성을 나타낸 단면도이다. 마스크용 석영기판(11)상에 소정의 투과율을 가지는 크롬박막(12)과 위상 반전막(13)이 적층되어 마스크 패턴을 이루는 종래의 해프톤 위상 반전 마스크를 사용하여 반도체 기판(14)상에 양성 감광막으로 형성된 감광막 패턴(15)을 입사되는 빚의 예상 경로(16)와 함께 도시하였다.

상기와 같은 해프톤형 위상 반전 마스크를 사용하여 양성 감광막 패턴을 형성하는 경우, 소정의 투과율을 가진 투과 박막을 통하여 투과된 빛에 의해서 차광영역의 감광막의 일부가 노광되어 평평하지 않은 감광막 패턴이 형성된다. 즉, 가장자리 부분은 원하는 높이의 감광막 패턴으로 형성되지만 투과 박막을 통과한 빚에 의한 노광으로 감광막 패턴의 중심부가 평평하지 않은 결과를 낳는다. 패턴의 크기가 클수록 차광영역에 투과되는 빚의 양이 많아서 평평한 패턴을 얻기 어려운 단점이 있다. 차광 영역을 노광시키는 사이드로브(Sidelobe)라 불리우는 강도 피크(Intensity peak)는 차광지역의 광 투과량이 증가할수록, 감광막 패턴간의 간격 즉 피치 크기가 작을수록 증가하게 된다.

제1도에 도시한 바와 같이, 사이드로브 강도에 의하여 웨이퍼 상에서 노광돠지 않아야될 감광막을 노광시키므로, 의도하였던 바와는 달리 평평하지 않은 감광막 패턴(15)이 형성된다. 상기와 같이 표면이 평평하지 않은 감광막 패턴은 감광막 패텬을 마스크로 사용하는 이온주입과 같은 공정에서 상기 감광막 패턴의 하부층에 영향을 주어 결과적으로 반도체 장치의 신뢰성 저하를 가져오는 단점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 차광지역에서 발생하는 사이드로브 강도를 억제하여 표면이 평평한 감광막 패턴을 형성할 수 있는 해프톤 위상 반전 마스크를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체 기판상에 감광막 패턴을 형성하기 위한 포토마스크에 있어서, 투명거판;상기 투명기판 상의 소정 부분에 차례로 적층된 소졍 투과율율 갖는 투과 박막 및 위상 반전물질막으로 이루어진 해프톤 위상 반전 마스크 패턴; 및 상기 투명기판상의 소정 부분에 구비된 차광 마스크 패턴을 포함하는 해프톤 위상 반전 마스크인 것을 특징으로 한다.

또한, 반도체 기판상에 미세 패턴이 형성될 제1영역과 상대적으로 큰 패턴이 형성될 제2영역에 동시에 패턴을 형성하기 위한 포토마스크에 있어서, 투명기판; 상기 투명기판의 제1영역 상에 차례로 적층된 소정 투과율올 갖는 투과 박막 및 위상 반전 물질막으로 이루어진 해프톤 위상 반전 마스크 패턴; 상기 투명기판의 제 2영역 상에 구비된 상기위상 반전 마스크 패턴 보다 큰 차광 마스크 패턴; 및 상기 투명 기판상의 상기제1영역과 제2영역의 경계 상에 차광 마스크 패턴과 위상반전 마스크 패턴이 차례로 적층되어 이루어진 더미 패턴을 포함하는 해프톤 위상 반전 마스크인 것을 특칭으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하며 본 발명의 일실시예를 설명한다.

제2a도 내지 제2c도는 본 발명의 해프톤 위상 반전 마스크의 형성 방법를 나타내는 공정단면도이다.

먼저, 제2a도에 도시한 바와 같이 소정의 마스크용 석영(Quartz;21)기판 상부에 투과율이 0%인 크롬(Chrome)박막을 형성하고 소정 크기로 패턴녕하여 크롬 패턴(22)을 형성한다. 상기 크롬 패턴(22)은 소자의 주변회로 영역에 형성될 사이즈가 크고 패턴 간의 간격이 조밀한 영역을 차광하기 위한 것이다.

제2b도에 도시한 바와 같이 상기 크롬 패턴(22) 상부에 소정의 투과율을 가진 크롬 박막(23)을 형성하고 위상 반전 박막(24)을 차례로 형성한 후, 해프톤 위상 반전마스크 패턴을 형성하고자 하는 영역에 선택적으로 감광막 패턴(25)을 형성한다.

제2c도에 도시한 바와 같이 상기 선택적으로 형성된 감광막 패턴(25)을 식각 마스크로 사용하여 상기 위상 반전 박막(24)과 소정 투과율의 박막(23)을 차례로 식각하고 상기 감광막 패턴(25)을 제거하므로써 본 발명에 따른 해프톤 위상 반전 마스크를 완성한다.

제3도는 본 발명의 해프톤 위상반전 마스크를 사용한 감광막 패턴형성을 나타낸 단면도이다. 패턴의 면적이 큰 영역을 투과율 0%인 크롬 패턴(22)으로 차광하여 반도체 기판(26) 상에 평탄한 감광막 패턴(27)을 얻을 수 있으며, 해프톤 위상 반전 마스크 패턴으로 패턴의 크기가 작은 미세 패턴을 형성할 수 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 반도체의 일반적인 회로설계에 있어서, 최소배선폭(Minimum Feature Size)을 가지는 패턴이 일정한 간격을 가지고서 반복되는 지역과 큰 사이즈(Size)의 패턴이 밀집해 있는 지역으로 나뉘는 특성을 이용하여 해프톤 위상 반전 마스크 내에 주변회로 부의 사이즈가 큰 패턴을 형성하기 위한 크롬 마스크 패턴을 포함한 해프톤 위상 반전 마스크를 구현하여 미세한 선폭의 패턴을 형성함과 동시에 크기가 비교적 큰 감광막 패턴의 표면을 평탄화시킬 수 있다.

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

Claims (8)

1. 반도체 기판상에 감광막 패턴을 형성하기 위한 포토마스크에 있어서, 투명기판; 상기 투명기판 상의 소정 부분에 차례로 적층된 소정 투과율를 가진 투과 박막 및 위상 반전 물질막으로 이루어진 해프톤 위상 반전 마스크 패턴; 및 상기 투명기판 상의 소정 부분에 구비된 차광 마스크 패턴을 포함하는 해프톤 위상 반전 마스크.
2. 제1항에 있어서 상기 차광 마스크 패턴은 반도체 장치에 있어서, 주변 회로부의 패턴을 형성하기 위한 마스크 패턴이고, 상기 위상 반전 마스크 패턴은 셀영역의 패텬을 형성하기 위한 마스크 패턴인 것을 특징으로 하는 해프톤 위상 반전 마스크.
3. 제1항에 있어서, 상기 투과 박막은 소정의 두꼐를 갖는 크롬 박막인 것을 특징으로 하는 해프톤 위상 반전 마스크.
4. 제1항에 있어서, 상기 차광 마스크 패턴은 투과율이 O%인 크롬 박막으로 이루어지는 것올 특징으로 하는 해프톤 위상 반전 마스크.
5. 반도체 기판상에 미세 패턴이 형성될 제1영역과 상대적으로 큰 패턴이 형성될 제2영역에 동시에 패턴을 형성하기 위한 포토마스크에 있어서, 투명 기판; 상기 투명기판의 제1영역 상에 차례로 적층된 소정 투과율을 가진 투과 박막 및 위상 반전 물질막으로 이루어진 해프톤 위상 반전 마스크 패턴; 상기 투명기판의 제2영역 상에 구비된 상기 위상 반전 마스크 패턴보다 큰 차광 마스크 패텬; 및 상기 투명 기판상의 상기 제1영역과 제2영역의 경계 상에 차광 마스크 패턴과 위상 반전 마스크 패턴이 차례로 적층되어 이루어진 더미패턴을 포함하는 해프톤 위상 반전 마스크.
6. 제5항에 있어서 상기 차광 마스크 패턴은 반도체 장치에 있어서, 주변 회로부의 패턴을 형성하기 위한 마스크 패턴이고, 상기 위상 반전 마스크 패턴은 셀 영역의 패턴을 형성하기 위한 마스크 패턴인 것을 특징으로 하는 해프톤 위상 반전 마스크.
7. 제5항에 있어서, 상기 투과 박막은 소정의 두께를 갖는 크롬 박막인 것을 특징으로 하는 해프톤 위상 반전 마스크.
8. 제5항에 있어서, 상기 차광 마스크 패턴은 투과율이 0%인 크롬 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해프톤 위상 반전 마스크.