KR100275131B1 - 레티클정렬키검출이용이한위상반전마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조 기술에 관한 것으로, 특히 리소그래피 공정에서 레티클 정렬 기술에 관한 것이다. 본 발명은 스테퍼의 레티클 키 센서에 의한 레티클 정렬 키의 검출을 용이하게 하여 정렬 정확도를 개선할 수 있는 차광 패턴으로서 크롬을 사용하지 않는 위상 반전 마스크를 제공하는데 그 목적이 있다. 본 발명은 차광 패턴으로서 크롬을 사용하지 않는 위상 반전 마스크에 있어서, 투명 기판과, 상기 투명 기판 일측 표면에 제공되는 패턴 형성용 위상 반전 패턴과, 상기 투명 기판의 스크라이브 라인 영역에 제공되는 적어도 두 개의 레티클 정렬 키를 포함하는 위상 반전 마스크에 있어서, 상기 정렬 키가 적어도 그를 둘러싸는 크롬 패턴에 의해 정의된 상기 투명 기판의 일부분으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

레티클 정렬 키 검출이 용이한 위상 반전 마스크{phase-shift mask for easily detecting reticle alignment key}

본 발명은 반도체 제조 기술에 관한 것으로, 특히 리소그래피 공정에서 레티클 정렬 기술에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 장치의 고집적화에 따라 각종 패턴 형성에 이용되는 리소그래피 공정에서 좀더 높은 해상도를 요구하게 되었다. 실제로 64 메가급 이상의 반도체 장치에서 콘택홀 등의 패턴 형성을 위하여 기존의 노광 장비를 사용하게 되면 충분한 공정 마진을 확보하기가 매우 어려우며, 이러한 리소그래피 공정의 한계가 수율 저하의 직접적인 요인이 되어 왔다.

이러한 문제점을 고려하여 위상 반전 마스크 기술이 개발되었는데, 이는 위상 반전 효과에 의해 빛의 최저 강도(minimum intensity) 작아지게 되어 이미지 콘트라스트(image contrast) 값이 증가됨으로써 해상도와 초점심도를 향상시킬 수 있어 공정을 안정화할 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 3을 참조하여 종래의 위상 반전 마스크에 관련된 제반 사항을 간략히 설명한다.

우선, 도 1은 차광 패턴으로서의 크롬을 사용하지 않는(cromeless) 위상 반전 마스크의 일부를 도시한 것으로서, 석영 기판(10)의 소정 부위에 위상 반전 패턴(11)을 형성함으로써 앞서 설명한 바와 같이 위상 반전 패턴(11)의 두께에 따라 빛의 위상 반전 효과를 일으켜 해상도와 초점심도를 확보할 수 있었다.

다음의 수학식 1은 A 영역과 B 영역을 통과한 빛의 위상차가 π가 되는 위상 반전층의 두께를 결정하는 식을 나타낸 것이다.

d = λ/(n-1)

여기서, d는 위상 반전층의 두께, n은 굴절률, λ는 빛의 파장을 각각 나타낸 것이다.

첨부된 도면 도 2는 도 1에 도시된 위상 반전 마스크의 전체 단면도를 도시한 것으로, 석영 기판(20) 상에 형성된 다수의 위상 반전 패턴(21)과 마스크 가장자리 부분에 레티클의 정렬 상태를 확인하기 위하여 형성된 정렬 키(22)를 도시하고 있다. 여기서, 레티클 정렬 키(22)는 위상 반전 패턴(21)과 같은 물질을 사용하여 패터닝 되는데, 위상 반전 물질이 4 내지 10%의 빛 투과율을 가지기 때문에 레티클 정렬 키(22)가 형성된 부분에서도 불필요하게 약간의 빛이 투과되고 위상 반전 효과가 나타나게 되어 스테퍼의 레티클 키 센서가 정렬 키(22)를 제대로 검출하지 못하기 때문에 레티클의 정렬 정확도가 불량하게 되고, 결국 중첩 데이터에 악영향을 미치는 문제점이 있었다.

첨부된 도면 도 3에 종래의 위상 반전 마스크(레티클)(30)를 도시하였다.

도시된 바와 같이 레티클(30)의 스크라이브 라인 영역(31)의 두 모서리에 각각 레티클 정렬 키(32)가 형성되어 있다. 그리고, 레티클 정렬 키(32)는 앞서 설명한 바와 같이 위상 반전 물질로 패터닝되어 있다.

본 발명은 스테퍼의 레티클 키 센서에 의한 레티클 정렬 키의 검출을 용이하게 하여 정렬 정확도를 개선할 수 있는 차광 패턴으로서 크롬을 사용하지 않는 위상 반전 마스크를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 위상 반전 마스크와 그를 통과한 빛의 전기장을 나타낸 도면.

도 2는 종래의 위상 반전 마스크의 예시 단면도.

도 3은 종래의 위상 반전 마스크의 예시 평면도.

도 4a 내지 도 4c는 각각 본 발명의 실시예에 따른 위상 반전 마스크의 평면도.

도 5a 내지 도 5b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 위상 반전 마스크의 부분 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

50 : 석영 기판 51 : 위상 반전 패턴

52 : 크롬층 53 : 레티클 정렬 키

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 차광 패턴으로서 크롬을 사용하지 않는 위상 반전 마스크에 있어서, 투명 기판과, 상기 투명 기판 일측 표면에 제공되는 패턴 형성용 위상 반전 패턴과, 상기 투명 기판의 스크라이브 라인 영역에 제공되는 적어도 두 개의 레티클 정렬 키를 포함하는 위상 반전 마스크에 있어서, 상기 정렬 키가 적어도 그를 둘러싸는 크롬 패턴에 의해 정의된 상기 투명 기판의 일부분으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예를 소개하기로 한다.

첨부된 도면 도 4a 내지 도 4c는 각각 본 발명의 실시예에 따른 위상 반전 마스크를 도시한 것이다.

도 4a 내지 도 4c에 각각 도시된 바와 같이 레티클(40)의 스크라이브 라인 영역(41)의 두 모서리에 각각 레티클 정렬 키(42)를 형성하는데 있어서, 레티클 정렬 키(42)의 주변의 스크라이브 라인 영역(41)의 소정 부분에 크롬층(43)을 형성한다. 그러므로, 본 발명의 실시예에 따른 레티클 정렬 키(42)는 크롬층(43)에 의해 정의된 투광부(석영 기판)로 이루어진다.

레티클 정렬 키(42)를 둘러싸는 크롬층(43)은 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 각각 별도로 분리된 패턴으로 형성할 수 있으며, 도 4c에 도시된 바와 같이 하나의 패턴으로 형성할 수 있다.

첨부된 도면 도 5a 및 도 5b는 본 발명에서 사용되는 크롬층(43)의 처리예를 도시한 것으로, 도 4a에 나타난 실시예를 바탕으로 레티클 정렬키(42) 부분을 자세히 도시한 것이다.

그 첫 번째 예는 도 5a에 도시된 바와 같이 종래의 방법으로 석영 기판(50) 상에 위상 반전 패턴(51)을 형성한 다음, 위상 반전 패턴(51) 상에 크롬층(52)을 형성한 것이다. 레티클 정렬 키(53)는 위상 반전 패턴(51) 및 크롬층(52)에 의해 정의된 석영 기판(50)으로 이루어진다.

그 두 번째 예는 도 5b에 도시된 바와 같이 레티클 정렬키(53) 형성 영역에는 위상 반전 패턴(51)을 형성하지 않고 곧바로 크롬층(52)을 형성한 것이다. 레티클 정렬 키(53)는 크롬층(52)에 의해 정의된 석영 기판(50)으로 이루어진다.

상기와 같이 본 발명에 따른 위상 반전 마스크의 정렬 키는 위상 반전 물질 또는 석영 기판 상에 크롬 처리를 함으로써 크롬 처리된 부분에서는 빛이 차단되고 오픈된 레티클 정렬 키 부분에서만 빛이 투과되도록 함으로써 스테퍼의 레티클 키 센서의 정렬 키 검출을 용이하게 한다.

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.

상기한 바와 같이 본 발명은 스테퍼의 레티클 키 센서의 정렬 키 검출을 용이하게 하여 레티클의 정렬 정확도를 증가시키고 중첩 데이터를 향상시키는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 차광 패턴으로서 크롬을 사용하지 않는 위상 반전 마스크에 있어서,

   투명 기판과, 상기 투명 기판 일측 표면에 제공되는 패턴 형성용 위상 반전 패턴과, 상기 투명 기판의 스크라이브 라인 영역에 제공되는 적어도 두 개의 레티클 정렬 키를 포함하는 위상 반전 마스크에 있어서,

   상기 정렬 키가 적어도 그를 둘러싸는 크롬 패턴에 의해 정의된 상기 투명 기판의 일부분으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차광 패턴으로서 크롬을 사용하지 않는 위상 반전 마스크.
2. 제1항에 있어서,

   상기 크롬 패턴은 상기 스크라이브 라인 영역에 제공되는 것을 특징으로 하는 차광 패턴으로서 크롬을 사용하지 않는 위상 반전 마스크.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 크롬 패턴은 상기 레티클 정렬 키를 둘러싸는 하나 또는 두 개의 패턴으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차광 패턴으로서 크롬을 사용하지 않는 위상 반전 마스크.
4. 제3항에 있어서,

   상기 크롬 패턴은 상기 투명 기판의 상기 일측 표면에 제공되는 것을 특징으로 하는 차광 패턴으로서 크롬을 사용하지 않는 위상 반전 마스크.
5. 제3항에 있어서,

   상기 크롬 패턴은 상기 스크라이브 라인 영역 내에 위치한 위상 반전 물질 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 차광 패턴으로서 크롬을 사용하지 않는 위상 반전 마스크.

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