KR100278645B1 - Halftone phase inversion mask and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR100278645B1 KR1019930029058A KR930029058A KR100278645B1 KR 100278645 B1 KR100278645 B1 KR 100278645B1 KR 1019930029058 A KR1019930029058 A KR 1019930029058A KR 930029058 A KR930029058 A KR 930029058A KR 100278645 B1 KR100278645 B1 KR 100278645B1
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이영훈
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Abstract

일정한 패턴이 형성되는 패턴 형성 영역과 그의 영역의 광 투과율이 다른 하프톤형 위상 반전 마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a halftone phase reversal mask having a pattern formation region in which a constant pattern is formed and a light transmittance of the region thereof, and a manufacturing method thereof.

투명한 기판상의 중앙 부분에 마련되는 패턴 형성 영역이 형성되고, 상기 패턴 형성 영역의 주위 기판상에 광이 투과되지 않는 블라인드 영역이 형성된다. 상기 블라인드 영역은 기판 상부에 시프터와 차광패턴의 이중 적층 구조로 되어 있거나 반복적인 라인-스페이스 또는 체커보드의 그레이팅 패턴으로 되어 있다. 상기 블라인드 영역에서 노광시 광의 투과가 억제되어, 기판상에 정밀한 패턴을 얻을 수 있다.A pattern forming region provided in the center portion on the transparent substrate is formed, and a blind region in which light is not transmitted is formed on the peripheral substrate of the pattern forming region. The blind area has a double stacked structure of a shifter and a light shielding pattern on a substrate or a grating pattern of a repetitive line-space or checkerboard. Transmission of light at the time of exposure in the blind region is suppressed, so that a precise pattern can be obtained on the substrate.

Description

하프톤형 위상 반전 마스크 및 그 제조 방법Halftone phase inversion mask and manufacturing method thereof

제1도는 종래의 하프톤형 위상 반전 마스크의 일례를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an example of a conventional halftone phase inversion mask.

제2도는 종래의 하프톤형 위상 반전 마스크의 일례를 도시한 평면도이다.2 is a plan view showing an example of a conventional halftone phase inversion mask.

제3도 및 제4도는 본 발명에 따른 하프톤형 위상 반전 마스크를 도시한 단면도이다.3 and 4 are cross-sectional views showing halftone phase inversion masks according to the present invention.

제5a도 내지 제5d도는 상기 제3도에 도시한 하프톤형 위상 반전 마스크의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.5A to 5D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the halftone phase inversion mask shown in FIG.

제6a도 내지 제6c도는 상기 제4도에 도시한 하프톤형 위상 반전 마스크의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.6A through 6C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the halftone phase inversion mask shown in FIG.

본 발명은 하프톤형 위상 반전 마스크(Phase Shift mask) 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 일정한 패턴이 형성되는 패턴형성 영역과 그외의 부분의 광 투과율이 다른 하프톤형 위상 반전 마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a halftone phase shift mask and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a halftone phase inversion mask having a different light transmittance in a pattern forming region in which a constant pattern is formed and other portions thereof, and a method of manufacturing the same.

일반적으로 반도체 장치의 각종 패턴을 포토 리토그래피 기술에 의하여 형성된다는 것은 널리 알려져 있다. 상기 포토 리토그래피 기술에 의하면, 반도체 기판사의 절연막이나 도전막등, 패턴을 형성하여야 할 막위에 X선이나 자외선등과 같은 광선의 조사에 의해 용해도가 변화하는 감광막을 형성하고, 이 감광막의 소정 부위를 광선에 노출시킨 후, 현상액에 대하여 용해도가 큰 부분을 제거하여 감광막 패턴을 형성하고, 상기 패턴을 형성하여야 할 막의 노출된 부분을 에칭에 의해 제거하여 배선이나 전극등 각종 패턴을 형성한다.In general, it is widely known that various patterns of semiconductor devices are formed by photolithography techniques. According to the photolithography technique, a photosensitive film whose solubility is changed by irradiation with light such as X-rays or ultraviolet rays is formed on a film, such as an insulating film or a conductive film of a semiconductor substrate, to form a pattern, and a predetermined portion of the photosensitive film is formed. After exposing to light, the photoresist pattern is formed by removing the part having high solubility with respect to the developer, and the exposed part of the film to be formed is removed by etching to form various patterns such as wiring and electrodes.

최근의 반도체 장치의 고집적화, 고밀도화 추세에 따라서 보다 더 미세한 패턴을 형성하기 위한 기술이 개발되고 있다. 예를 들면, 전자빔, 이온 빔 또는 X선을 이용한 노광빔이나, 광원의 회절광을 이용한 변형 조명 방법, 새로운 레지스트 재료나 레지스트 처리 방법등에 관하여 많은 연구가 진행되고 있다.In recent years, technology for forming finer patterns has been developed in accordance with the trend of higher integration and higher density of semiconductor devices. For example, many studies have been conducted on exposure beams using electron beams, ion beams, or X-rays, modified illumination methods using diffracted light of a light source, new resist materials, resist processing methods, and the like.

또한, 최근에는 마스크의 패턴을 이용하여 해상도를 높이는 위상 반전 방법(Phase Shift Method)이 제안되어 큰 주목을 받고 있다(참조문헌: IBM 1986, IEEE Trans, Elect. Devices. Vol. ED-29, 1982. CP 1828: 1988, Fall Applied Physics Meeting 4a-K-7, 8(p. 497)). 상기 위상 반전 방법은 위상 시프터를 포함하는 마스크(이하, "위상 반전 마스크"라 한다)를 사용하여 패턴을 노광시키는 방법이다.Recently, the Phase Shift Method, which increases the resolution using a pattern of a mask, has been proposed and attracts great attention (Reference: IBM 1986, IEEE Trans, Elect. Devices. Vol. ED-29, 1982). CP 1828: 1988, Fall Applied Physics Meeting 4a-K-7, 8 (p. 497). The phase inversion method is a method of exposing a pattern using a mask including a phase shifter (hereinafter referred to as a "phase inversion mask").

상기 위상 반전 마스크는 광의 간섭 또는 부분 간섭을 이용하여 원하는 크기의 패턴을 노광함으로써, 해상도나 촛점심도를 증가시킨다.The phase inversion mask exposes a pattern of a desired size using interference or partial interference of light, thereby increasing resolution or depth of focus.

즉, 빛이 마스크 기판을 통과할 때 또는 시프터막을 통과할때, 그 파장은 진공중의 파장을 굴절율로 나눈 값으로 짧아진다. 따라서, 같은 위상의 빛이 시프터의 유무에 따라서, 차이가 생기게 되며, 이 때 광경로차이를 θ라 하면, θ=2π+(n-1)/λ(식 중, n은 시프터의 굴절율이고, t는 시프터의 두께이고, λ는 사용되는 파장이다)이고, θ가 π인 경우에 시프터를 통과한 광선은 역 위상을 갖게 된다. 따라서, 광투과부를 통과한 빛과 시프터를 통과한 빛은 서로 역위상이기 때문에, 시프터를 마스크 패턴의 가장자리에 위치시키면, 패턴의 경계 부분에서는 빛의 강도가 제로가되어 콘트라스트가 증가한다.That is, when light passes through the mask substrate or through the shifter film, the wavelength is shortened by dividing the wavelength in vacuum by the refractive index. Therefore, the light of the same phase is different depending on the presence or absence of the shifter, and if the optical path difference is θ, θ = 2π + (n-1) / λ (where n is the refractive index of the shifter, t is the thickness of the shifter, λ is the wavelength used), and when θ is π, the light rays passing through the shifter have an inverse phase. Therefore, since the light passing through the light transmitting portion and the light passing through the shifter are in phase out from each other, when the shifter is positioned at the edge of the mask pattern, the intensity of light becomes zero at the boundary portion of the pattern, and the contrast increases.

이러한 위상 반전 마스크는 종래의 다른 미세 패턴 형성 방법과는 달리, 새로운 장비의 추가 없이 마스크 제조 방법의 변경만으로 빛의 회절을 역이용하여 마스크의 분해능이 30%정도 향상될 수 있기 때문에 차세대 반도체 장치 제조의 유력한 양산기술로 고려되고 있다.Unlike other conventional fine pattern formation methods, such a phase reversal mask can improve the resolution of the mask by about 30% by reversely diffracting light by only changing the mask manufacturing method without adding new equipment. It is considered as a powerful mass production technology.

상기와 같은 원리를 이용한 위상 반전 마스크의 예로서는, 라인스페이스가 밀집하게 반복되어 있는 경우 교대로 시프터를 배치함으로써, 전기장 파동이 두 라인간에 상대적으로 반대 방향이 되도록 한 공간 주파수 변조형(Alternating Phase Shifter) 마스크, 패턴의 주위에 해상도 이하의 작은 보조 패턴을 넣어 위상을 시프트시킨 보조 시프터 첨가형 마스크, 모든 패턴의 주위에 시프터를 형성시켜서 패턴 에지 부분만을 개선한 주변 효과 강조형(Rim Shifter) 마스크, 크롬 없이 위상 시프터의 경계면의 광량이 제로가 되는 원리를 이용한 무크롬 위상 시프트형 (Chromlees Phase Shifting) 마스크 및 광차단부의 투과율을 "0"에서 "0"이 아닌 값으로 투과율을 높이고, 그 외 부분을 위상반전시켜 서로 상쇄되는 효과를 이용한 하프톤형 위상 반전(halftone phase shifting 또는 감쇄 위상 시프트:Attenuated Phase Shifting)마스크 등을 들 수 있다.As an example of a phase inversion mask using the above principle, an alternating phase shifter in which electric field waves are relatively opposite directions between two lines by alternately arranging shifters when line spaces are densely repeated. A mask, an auxiliary shifter-added mask that shifts phase by inserting a subsidiary pattern of less than resolution around the pattern, a peripheral shifter mask that improves only the pattern edges by forming shifters around all patterns, without chrome Increase the transmittance of the chromeless phase shifting mask and light-blocking part using the principle that the amount of light at the interface of the phase shifter is zero from "0" to a value other than "0", and phase out other parts. Halftone phase shifting or subtraction with the effect of inverting and canceling each other Phase shift: Attenuated Phase Shifting) may be a mask or the like.

상술한 위상 반전 마스크 중에 특히 라인-스페이스(ling-space)의 반복 패턴 및 콘택 홀 패턴에 효과적으로 적용할 수 있는 마스크는 주변효과 강조형과 하프톤형 위상 반전 마스크로 알려져 있으며, 이들 마스크는 특별한 위상 시프트 패턴을 필요로 하지 않기 때문에 사용가능성이 제일 높은 위상 반전 마스크이다. 그러나 주변 효과 강조형 위상 반전 마스크는 림 시프터의 크기 조절이 어려우며, 하프톤형 위상 반전 마스크는 하프론 영역의 광투과율 조절이 정확하게 되어야 하는 단점이 있다.Among the above-described phase inversion masks, masks that can be effectively applied to the ling-space repeating pattern and the contact hole pattern in particular are known as the peripheral effect enhancement and halftone phase inversion masks, and these masks have special phase shifts. It is the most usable phase inversion mask because it does not require a pattern. However, the peripheral effect-enhanced phase inversion mask has difficulty in controlling the size of the rim shifter, and the halftone type phase inversion mask has a disadvantage in that the light transmittance of the halflon region must be precisely adjusted.

본 발명은 상기한 위상 반전 마스크 중에서, 하프톤형 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 상기 하프톤형 위상 반전 마스크는 참고문헌(T.Terasawa et,al, "Imaging characteristics of muti-phase-shifting and halftone phase-shifting masks", Jap.J.AppI.Phys., vo1 30, No 11B(1991), page 2991)과 미국 특허(U.S. 4890309호, "lithography mask with a "Pi"-phase-shifting attenuator")에 잘 개시되어 있다.The present invention relates to a halftone mask and a method of manufacturing the same among the above-described phase inversion masks. The halftone phase inversion mask is described in T.Terasawa et, al, "Imaging characteristics of muti-phase-shifting and halftone phase-shifting masks", Jap. J. AppI. Phys., Vo1 30, No 11B (1991). ), page 2991 and US Pat. No. 4,890,309, "lithography mask with a" Pi "-phase-shifting attenuator".

먼저, 제1도는 종래의 하프톤형 위상 반전 마스크의 일례를 도시한 단면도이다.First, FIG. 1 is sectional drawing which shows an example of the conventional halftone type phase inversion mask.

제1도에서, 하프톤형 위상 반전 마스크는 크게 기판(1)과 투과율이 0.1-0.2인 하프톤 패턴(2)과 위상 시프터(3)으로 구성된다. 통상적으로 상기 하프톤 패턴은 아주 얇은 크롬으로 형성한다. 또한 하프톤 패턴의 상면에 형성된 위상 시프터(3)는 마스크의 개구부에 대하여 위상이 180도 반전시키는 위상 시프터 역할을 한다.In Fig. 1, the halftone phase inversion mask is largely composed of the substrate 1, the halftone pattern 2 and the phase shifter 3 having a transmittance of 0.1-0.2. Typically the halftone pattern is formed of very thin chromium. In addition, the phase shifter 3 formed on the upper surface of the halftone pattern serves as a phase shifter in which the phase is inverted by 180 degrees with respect to the opening of the mask.

다음에, 제2도는 종래 하프톤형 위상 반전 마스크의 일례를 개략적으로 도시한 평면도이다.Next, FIG. 2 is a plan view schematically showing an example of a conventional halftone phase inversion mask.

제2도에서, 종래 위상 반전 마스크의 중앙에 일정한 패턴이 형성되는 패턴 형성 영역(4)과 그 주위에는 블라인드 영역(blind region:5)이 마련된다. 상기 블라인드 영역은 불투명 링(opaque ring)이라고도 하며, 노광시 레티클(reticle)주위에 빛이 투과되지 않도록 하여, 기판상에서 정밀한 패턴을 얻게 하는데 이용된다. 상기 블라인드 영역(5)은 바람직하게 광 밀도가 2.8 이상이 되도록 형성한다. 또한 레티클 세팅 표시(reticle setting mark:6)가 표시되어 있다.In FIG. 2, a pattern forming region 4 in which a constant pattern is formed in the center of a conventional phase inversion mask and a blind region 5 are provided around the pattern forming region 4. The blind area, also called an opaque ring, is used to prevent light from being transmitted around the reticle during exposure, thereby obtaining a precise pattern on the substrate. The blind region 5 is preferably formed such that the light density is at least 2.8. Also shown is a reticle setting mark (6).

이상의 종래 하프톤형 위상 반전 마스크는 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이, 하프톤 패턴 및 위상 시프터가 형성되는 영역과 블라인드 영역의 투과율이 모두다 0.1 내지 0.2로 되어 있다. 상기 투과율은 상기 하프톤 패턴과 위상 시프터가 형성되는 영역에는 정밀한 패턴 형성에 도움을 주지만, 상기 블라인드 영역의 광 투과는 정밀한 패턴을 얻기가 매우 어려운 문제점이 있다.In the above conventional halftone phase inversion mask, as shown in FIGS. 1 and 2, the transmittances of the region where the halftone pattern and the phase shifter are formed and the blind region are 0.1 to 0.2. The transmittance helps to form a precise pattern in the region where the halftone pattern and the phase shifter are formed, but light transmission of the blind region is very difficult to obtain a precise pattern.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 블라인드 영역을 이중구조로 하거나 그레이팅 패턴을 형성하여, 광투과를 억제할 수 있는 하프톤형 위상 반전 마스크를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a halftone phase inversion mask capable of suppressing light transmission by forming a blind region in a double structure or forming a grating pattern in order to solve the above problems.

또한 본 발명의 다른 목적은 상기 문제점이 해결된 하프톤형 위상 반전 마스크의 적합한 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a suitable manufacturing method of a halftone phase inversion mask in which the above problem is solved.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 투명한 기판; 상기 기판상의 중앙 부분에 마련되는 패턴 형성 영역; 및 상기 패턴 형성 영역의 주위 기판상에 형성되고, 위상 시프터 및 차광 패턴의 이중 적층 구조로 광이 투과되지 않는 블라인드 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 반전 마스크를 제공한다.In order to achieve the above object of the present invention, the present invention is a transparent substrate; A pattern formation region provided at a central portion on the substrate; And a blind region formed on the periphery of the pattern formation region and having no light transmission in a double stacked structure of a phase shifter and a light shielding pattern.

상기 블라인드 영역은 광 투과를 억제할 수 있도록 위상 시프터 및 차광 패턴의 이중 적층 구조로 형성하거나, 반복적인 라인-스페이스 또는 체커 보드의 그레이팅 패턴으로 형성하여 빛이 투과되지 않도록 한다.The blind area may be formed as a double stacked structure of a phase shifter and a light shielding pattern to suppress light transmission, or may be formed as a grating pattern of a repetitive line-space or checker board to prevent light from being transmitted.

또한 본 발명의 구체적인 유형은, 중앙부분에 일정하게 요철 형태로 복수개의 패턴을 갖는 기판; 상기 기판의 중앙 철부와 상기 기판의 중앙부분을 제외한 기판상에 형성된 하프톤 패턴; 및 상기 기판의 중앙 부분을 제외한 상기 하프톤 패턴상에 형성되고, 광이 투과되지 않는 차광 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 반전 마스크를 제공한다.In addition, a specific type of the present invention, the substrate having a plurality of patterns in the form of irregularities in the center portion constant; A halftone pattern formed on a substrate except for a central convex portion of the substrate and a central portion of the substrate; And a light shielding pattern formed on the halftone pattern except for a central portion of the substrate, and through which light is not transmitted.

또한 본 발명은, 중앙부분에 일정하게 요철형태로 형성되는 복수개의 패턴들과 상기 중앙부분을 제외한 부분에는 복수개의 그레이팅 패턴들이 갖는 기판; 및 상기 기판상에 형성되는 하프톤 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 반전 마스크를 제공한다.In addition, the present invention, a plurality of patterns are formed in a predetermined irregular shape in the center portion and a substrate having a plurality of grating patterns in the portion except the center portion; And a halftone pattern formed on the substrate.

상기 기판의 중앙 부분은 패턴이 형성되는 패턴 형성 영역이며, 상기 기판의 중앙부분을 제외한 영역은 광이 투과 되지 않는 블라인드 영역으로 작용한다.The center portion of the substrate is a pattern formation region in which a pattern is formed, and the region except the center portion of the substrate serves as a blind region through which light is not transmitted.

또한 상기 그레이팅 패턴은 라인-스페이스 또는 체커 보드로 형성하여 빛이 투과되지 않도록 하며, 노광 장치의 한계해상도 이하로 마련하며, 마스크의 피치를 1.0㎛이하로 형성한다.In addition, the grating pattern is formed of a line-space or a checker board to prevent light from being transmitted, provided below a limit resolution of the exposure apparatus, and a pitch of the mask is formed to 1.0 μm or less.

또 상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 투명한 기판상에 하프론층 및 차광층을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 차광층을 패터닝하여 상기 기판의 중앙부위에 개구부를 갖는 차광 패턴을 형성하는 단계; 상기 개구부 하면에 형성된 하프론층을 식각하여 복수개의 하프톤 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 하프톤 패턴 하면의 기판을 식각하여 위상 시프터를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 반전 마스크의 제조방법을 제공한다.In addition, to achieve the above object of the present invention, the present invention comprises the steps of sequentially forming a halflon layer and a light shielding layer on a transparent substrate; Patterning the light blocking layer to form a light blocking pattern having an opening at a central portion of the substrate; Etching a halflon layer formed on a lower surface of the opening to form a plurality of halftone patterns; And etching a substrate on the lower surface of the halftone pattern to form a phase shifter.

또한 본 발명은, 투명한 기판상에 하프론층을 형성하는 단계; 상기 하프론층을 패터닝하여, 상기 기판의 중앙부위에 복수개의 하프톤 패턴과 그 주위에 그레이팅 패턴을 동시에 형성하는 단계; 및 상기 하프톤 패턴 및 그레이팅 패턴 하면의 기판을 식각하여, 위상 시프터를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 반전 마스크의 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present invention, forming a halflon layer on a transparent substrate; Patterning the halflon layer to simultaneously form a plurality of halftone patterns in a central portion of the substrate and a grating pattern around them; And forming a phase shifter by etching the substrate on the lower surface of the halftone pattern and the grating pattern, thereby forming a phase shifter.

상기 그레이팅 패턴은 라인-스페이스 또는 체커 보드로 형성하여 빛이 투과되지 않도록 하며, 특히 노광 장치의 한계해상도 이하로 그 크기를 작게 형성하며, 바람직하게는 마스크의 피치를 1.0㎛ 이하로 형성한다.The grating pattern is formed of a line-space or checker board so that light does not penetrate. In particular, the grating pattern is formed to have a small size below the limit resolution of the exposure apparatus, and preferably, the pitch of the mask is set to 1.0 μm or less.

따라서 본 발명의 하프톤형 위상 반전 마스크는 블라인드 영역을 차광층 및 하프론층의 2중 적층구조로 형성하거나 그레이팅 패턴을 형성하여 노광시 광의 투과를 억제하여 기판상에 정밀한 패턴을 얻을 수 있다.Accordingly, the halftone phase inversion mask of the present invention can form a blind region in a double stacked structure of a light shielding layer and a halflon layer or form a grating pattern to suppress light transmission during exposure to obtain a precise pattern on a substrate.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, an Example is given and this invention is demonstrated more concretely.

제3도 및 제4도는 본 발명에 따른 하프톤형 위상 반전 마스크를 도시한 단면도이다.3 and 4 are cross-sectional views showing halftone phase inversion masks according to the present invention.

먼저, 제3도는 블라인드 영역(a, c)을 2중 적층 구조로 형성한 단면도이다.First, FIG. 3 is a cross-sectional view in which the blind regions a and c are formed in a double stacked structure.

제3도에서, 상기 제2도에 도시한 바와 같이 크게 블라인드 영역(a, c)과 패턴 형성 영역(b)으로 구분할 수 있다. 구체적으로는 중앙부분에 기판이 U자홈 형태로 식각된 패턴이 형성되고 있고 상기 기판상에 하프톤 패턴(20a)이 마련되어 있다. 상기 패턴 형성영역(b)을 제외한 상기 하프톤 패턴상에는 차광 패턴이 형성하여 본 발명의 특징요소인 블라인드 영역을 마련한다. 여기서, 상기 하프론층은 MoSi로 형성하며, 상기 차광층은 크롬으로 형성한다. 상기 블라인드 영역(a, c)은 광 밀도가 2.8이상되게 하여 광이 투과되지 않도록 한다. 또한 시프터는 기판자체를 위상 반전 시킬 수 있는 깊이(d=λ/2(n-1), n은 시프터의 굴절율이고, d는 시프터의 두께이고, λ는 사용되는 파장이다)만큼 식각하여 마련한다.In FIG. 3, the blind regions a and c and the pattern forming region b may be largely divided as shown in FIG. 2. Specifically, a pattern in which the substrate is etched in the form of a U-groove is formed in the center portion, and a halftone pattern 20a is provided on the substrate. A light shielding pattern is formed on the halftone pattern except for the pattern formation region b to provide a blind region which is a feature of the present invention. Here, the halflon layer is formed of MoSi, and the light blocking layer is formed of chromium. The blind regions a and c have a light density of 2.8 or more so that light is not transmitted. The shifter is etched by a depth capable of inverting the substrate itself (d = λ / 2 (n-1), n is the refractive index of the shifter, d is the thickness of the shifter, and λ is the wavelength used). .

다음에, 제4도는 광이 투과되지 않는 블라인드 영역(d, f)에 그레이팅 패턴을 형성한 단면도이다.Next, FIG. 4 is a cross-sectional view in which grating patterns are formed in blind regions d and f through which light is not transmitted.

제4도에서, 상기 제2도 및 제3도에 도시한 바와 같이 위상 반전 마스크는 패턴이 마련되는 패턴 형성 영역(e)와 블라인드 영역(d, f)으로 구성되어 있다. 구체적으로는 패턴 형성 영역(e)에 기판 자체가 식각되어, 요철 형태의 패턴이 마련되어 있고, 그 주위의 블라인드 영역에도 요철 형태의 패턴이 마련되어 있다. 또 상기 요철 형태의 패턴을 갖는 기판상에 하프톤 패턴이 마련되어 있다.In Fig. 4, as shown in Figs. 2 and 3, the phase inversion mask is composed of a pattern formation region e and a blind region d and f in which a pattern is provided. Specifically, the substrate itself is etched in the pattern formation region e to provide a pattern of irregularities, and a pattern of irregularities is also provided in the blind region around it. In addition, a halftone pattern is provided on a substrate having a pattern of the uneven shape.

특히 본 발명은 상기 블라인드 영역에 형성되는 패턴을 반복적인 라인-스페이스 또는 체커 보드의 그레이팅 패턴으로 형성하여 빛이 투과되지 않게 한다. 또한 상기 그레이팅 패턴은 노광 장치의 한계해상도 이하로 그 크기를 작게 형성하며, 바람직하게는 마스크의 피치를 1.0㎛이하로 형성한다.In particular, the present invention forms a pattern formed in the blind area as a grating pattern of a repetitive line-space or checker board so that light is not transmitted. In addition, the grating pattern is formed to be smaller than the limit resolution of the exposure apparatus, preferably, the pitch of the mask is formed to 1.0㎛ or less.

이하에서는 상기 제3도 및 제4도에 도시한 본 발명의 위상 반전 마스크의 제조 방법을 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the phase inversion mask of this invention shown to the said FIG. 3 and FIG. 4 is demonstrated.

제5a도 내지 제5d도는 상기 제3도에 도시한 하프론 위상 반전 마스크의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.5A to 5D are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing the halflon phase inversion mask shown in FIG.

제5a도는 투명한 기판(10)상에 하프론층(20) 및 차광층(30)을 순차적으로 형성하는 단계를 나타낸다.FIG. 5A illustrates a step of sequentially forming the halflon layer 20 and the light blocking layer 30 on the transparent substrate 10.

먼저, 투명한 기판(10)을 준비한다. 본 발명에서는 기판 (10)의 재료로 유리를 사용한다. 상기 투명한 기판(10)상에 MoSi2를 사용하여 하프론층(20)을 형성한다. 상기 하프론층(20)은 스퍼터링, 또는 화학 기상 증착법(CVD)으로 투과율이 10-20% 되게 형성한다.First, the transparent substrate 10 is prepared. In the present invention, glass is used as the material of the substrate 10. The halflon layer 20 is formed on the transparent substrate 10 using MoSi 2 . The halflon layer 20 is formed to have a transmittance of 10-20% by sputtering or chemical vapor deposition (CVD).

다음에, 상기 하프론층(20)사에 차광층(30)을 형성하는데, 상기 차광층(30)은 크롬을 사용하며, 스퍼터링, 또는 화학 기상 증착법(CVD)에 의해 두께가 1000Å이상으로 형성한다.Next, the light blocking layer 30 is formed on the halflon layer 20, and the light blocking layer 30 is formed of chromium, and is formed to have a thickness of 1000 GPa or more by sputtering or chemical vapor deposition (CVD). .

제5b도는 상기 형성된 차광층(30)을 패터닝하기 위하여, 포토레지스트막을 패터닝하는 단계를 나타낸다.5B illustrates a step of patterning a photoresist film in order to pattern the formed light blocking layer 30.

제5a도의 단계 후, 상기 차광층(30)상에 포토 레지스트막을 도포하고, 전자빔을 사용하여 개구부가 형성될 부위를 노광시킨 후, 노광된 포토 레지스트막을 현상하여 감광막 패턴(40)을 형성한다.After the step of FIG. 5A, a photoresist film is applied on the light shielding layer 30, an area where an opening is to be formed is exposed by using an electron beam, and the exposed photoresist film is developed to form a photoresist pattern 40.

제5c도는 차광층(30)을 패터닝하여 차광 패턴(30a)을 형성하는 단계를 나타낸다.5C illustrates a step of forming the light shielding pattern 30a by patterning the light shielding layer 30.

먼저, 상기 감광막 패턴(40)을 식각 마스크로 사용하여 상기 차광층(30)을 이방성 식각하여 개구부를 갖는 차광 패턴(30a)를 형성한다. 차광층(30)의 이방성 식각은 크롬 식각액을 사용한 습식 식각방법에 의하여 수행되거나, Cl2+O2계 가스를 이용한 플라즈마 방법에 의한 건식 식각 방법에 의하여 수행될 수도 있다.First, the light blocking layer 30 is anisotropically etched using the photoresist pattern 40 as an etching mask to form a light blocking pattern 30a having an opening. Anisotropic etching of the light shielding layer 30 may be performed by a wet etching method using a chromium etchant, or by a dry etching method using a plasma method using a Cl 2 + O 2 based gas.

상기 차광층(30)의 식각은 하프론층(20)과 차광층(30)을 다른 물질로 함으로써 에칭 선택비를 일정 수준 확보 가능하게 되어, 식각시종점검출 및 식각 종료가 가능하게 한다.In the etching of the light blocking layer 30, the half-tone layer 20 and the light blocking layer 30 may be formed of different materials, thereby allowing a certain level of etching selectivity to be secured, and thus etching time point detection and etching termination may be performed.

다음에, 상기 차광 패턴(30a)과 하프론층(20)상에 다시 포토 레지스트를 도포하고 패터닝하여 제2 감광막 패턴(50)을 형성하는데, 상기 제2 감광막 패턴(50)은 패턴 형성영역의 패턴과 하프톤 패턴을 형성하기 위한 식각 마스크로 사용된다.Next, a photoresist is applied and patterned again on the light shielding pattern 30a and the halflon layer 20 to form a second photoresist pattern 50, wherein the second photoresist pattern 50 is a pattern of a pattern formation region. And an etch mask for forming a halftone pattern.

제5d도는 시프터와 하프톤 패턴(20a)을 형성하는 단계를 나타낸다.5d illustrates a step of forming the shifter and the halftone pattern 20a.

상기 제2 감광막 패턴(50)을 식각 마스크로 하여 상기 하프론층 및 기판을 차례로 이방성 식각한다. 상기 식각된 기판은 위상 시프터로 작용하며, 식각 깊이는 λ/2(n-1)로 형성한다.Using the second photoresist pattern 50 as an etching mask, the halflon layer and the substrate are sequentially anisotropically etched. The etched substrate serves as a phase shifter, and the etching depth is formed to be lambda / 2 (n-1).

이상의 2중 적층구조의 하프론 위상 반전 마스크는 하프론층과 차광층을 다른 물질로 형성하므로써, 에칭 선택비를 일정 수준 확보 가능하게 하여, 차광층 식각시 종점검출 및 식각 종료가 가능하게 한다. 또한 하프론 위상 반전 마스크의 블라인드 영역을 차광 물질을 사용하여 노광시 광의 투과를 억제한다.The half-layered phase inversion mask of the double layered structure described above enables the half-tone layer and the light-shielding layer to be formed of different materials, thereby ensuring a certain level of etching selectivity, and thus allowing endpoint detection and etching termination during the light-shielding layer etching. In addition, the light shielding material is used to suppress the transmission of light in the blind area of the half-lon phase reversal mask.

제6a도 내지 제6c도는 상기 제4도에 도시한 하프론 위상 반전 마스크의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.6A to 6C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the half-lon phase inversion mask shown in FIG. 4.

제6a도는 투명한 기판(100)상에 하프론층(110)을 형성하는 단계를 나타낸다.FIG. 6A illustrates forming the halflon layer 110 on the transparent substrate 100.

먼저, 투명한 기판(10)을 준비한다. 본 발명에서는 기판(10)의 재료로 유리를 사용한다. 상기 투명한 기판(100)상에 MoSi2또는 Cr을 사용하여 하프론층(110)을 형성한다. 상기 하프론층은 스퍼터링, 또는 화학 기상 증착법(CVD)으로 투과율이 10-20% 되게 형성한다.First, the transparent substrate 10 is prepared. In the present invention, glass is used as the material of the substrate 10. The halflon layer 110 is formed on the transparent substrate 100 using MoSi 2 or Cr. The halflon layer is formed to have a transmittance of 10-20% by sputtering or chemical vapor deposition (CVD).

제6b도는 상기 형성된 하프론층(110)을 패터닝하기 위하여, 포토 레지스트막을 패터닝하는 단계를 나타낸다.6B illustrates a step of patterning a photoresist film in order to pattern the formed halflon layer 110.

제5a도의 단계 후, 상기 하프론층(110)상에 포토 레지스트막을 도포하고, 전자빔을 사용하여 개구부가 형성될 부위를 노광시킨 후, 노광된 포토 레지스트막을 현상하여 감광막 패턴(120)을 형성한다. 상기 감광막 패턴(120)은 기판(100)의 중앙부위의 패턴 형성영역(제6c도의 e)과 그 주위의 블라인드 영역(제6c도의 d,f)에 동시에 형성된다.After the step of FIG. 5A, a photoresist film is coated on the halflon layer 110, an area where an opening is to be formed by using an electron beam is exposed, and the exposed photoresist film is developed to form a photoresist pattern 120. The photoresist layer pattern 120 is simultaneously formed in the pattern formation region (e of FIG. 6c) and the blind region (d, f of FIG. 6c) around the center portion of the substrate 100.

제6c도는 시프터, 하프톤 패턴 및 블라인드 영역상의 패턴을 형성하는 단계를 나타낸다.FIG. 6C shows forming the shifter, the halftone pattern and the pattern on the blind area.

먼저, 상기 감광막 패턴(120)을 식각 마스크로 사용하여, 상기 차광층(30)을 이방성 식각하여, 요청형태의 패턴(110a)을 형성한다. 상기 패턴 (110a)은 기판(100)의 중앙부위의 패턴 형성영역(e)에 마련되는 하프톤 패턴과 그 주위의 블라인드 영역(d, f)에 마련되는 그레이팅 패턴으로 구분할 수 있다. 특히 상기 블라인드 영역에 형성되는 그레이팅 패턴은 반복적인 라인-스페이스 또는 체커 보드의 패턴으로 형성하여 빛이 투과되지 않게 한다. 또한 상기 그레이팅 패턴은 노광 장치의 한계해상도 이하로 그 크기를 작게 형성하며, 바람직하게는 마스크의 피치를 1.0㎛이하로 형성한다.First, the light blocking layer 30 is anisotropically etched using the photoresist pattern 120 as an etching mask to form a pattern 110a in a request form. The pattern 110a may be divided into a halftone pattern provided in the pattern formation region e of the center portion of the substrate 100 and a grating pattern provided in the blind regions d and f around the substrate 110. In particular, the grating pattern formed in the blind area is formed in a pattern of a repetitive line-space or checker board so that light is not transmitted. In addition, the grating pattern is formed to be smaller than the limit resolution of the exposure apparatus, preferably, the pitch of the mask is formed to 1.0㎛ or less.

계속하여 상기 감광막 패턴(120)을 식각 마스크로 하여 기판을 이방성 식각한다. 상기 식각된 기판은 위상 시프터로 작용하며, 식각깊이는 위상이 180도로 반전되도록 λ/2(n-1)의 깊이로 형성하여 하프톤형 위상 반전 마스크를 수득한다.Subsequently, the substrate is anisotropically etched using the photoresist pattern 120 as an etch mask. The etched substrate serves as a phase shifter, and the etching depth is formed to a depth of λ / 2 (n-1) so that the phase is inverted by 180 degrees to obtain a halftone phase inversion mask.

이상의 하프톤형 위상 반전 마스크는 블라인드 영역을 차광층 및 하프론층의 2중 적층구조로 형성하거나 그레이팅 패턴을 형성하여 노광시 광의 투과를 억제하여 기판상에 정밀한 패턴을 얻을 수 있도록 한다.The halftone phase inversion mask is formed by forming a blind region in a double stacked structure of a light shielding layer and a halflon layer or forming a grating pattern to suppress light transmission during exposure to obtain a precise pattern on a substrate.

이상, 본 발명을 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이아니고, 당업자의 통상적인 지식의 범위에서 그 변형이나 개량이 가능하다.As mentioned above, although this invention was demonstrated concretely, this invention is not limited to this, A deformation | transformation and improvement are possible in the range of the common knowledge of a person skilled in the art.

Claims (9)

투명한 기판; 상기 기판상의 중앙 부분에 마련되는 패턴 형성 영역; 및 상기 패턴 형성 영역의 주위의 기판상에 형성되고, 위상 시프터와 차광 패턴의 이중 적층 구조로 광이 투과되지 않는 블라인드 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 반전 마스크.Transparent substrates; A pattern formation region provided at a central portion on the substrate; And a blind region formed on a substrate around the pattern formation region and in which light is not transmitted in a double stacked structure of a phase shifter and a light shielding pattern. 제1항에 있어서, 상기 블라인드 영역은 반복적인 라인-스페이스 또는 체커 보드의 그레이팅 패턴으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 반전 마스크.The halftone phase inversion mask of claim 1, wherein the blind area is in a grating pattern of a repetitive line-space or checker board. 중앙부분에 일정하게 요철 형태로 복수개의 패턴을 갖는 기판; 상기 기판의 중앙 철부와 상기 기판의 중앙부분을 제외한 기판상에 형성된 하프톤 패턴; 및 상기 기판의 중앙 부분을 제외한 상기 하프톤 패턴상에 형성되고, 광이 투과되지 않는 차광 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 반전 마스크.A substrate having a plurality of patterns in a concave-convex shape constantly in the center portion; A halftone pattern formed on a substrate except for a central convex portion of the substrate and a central portion of the substrate; And a light shielding pattern formed on the halftone pattern except for a central portion of the substrate and to which light is not transmitted. 중앙부분에 일정하게 요철형태로 형성되는 복수개의 패턴들과 상기 중앙부분을 제외한 부분에는 복수개의 그레이팅 패턴들을 갖는 기판; 및 상기 기판상에 형성되는 하프톤 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 반전 마스크.A substrate having a plurality of patterns uniformly formed in a concave-convex shape in the center portion and a plurality of grating patterns in portions except the center portion; And a halftone pattern formed on the substrate. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 기판의 중앙 부분은 패턴이 형성되는 패턴 형성 영역이며, 상기 기판의 중앙부분을 제외한 영역은 광이 투과 되지 않는 블라인드 영역인 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 마스크.The half-tone phase inversion according to claim 3 or 4, wherein the center portion of the substrate is a pattern formation region in which a pattern is formed, and the region except the center portion of the substrate is a blind region through which light is not transmitted. Mask. 제4항에 있어서, 상기 그레이팅 패턴은 라인-스페이스 또는 체커보드로 형성하고, 노광장치의 한계해상도 이하로 그 크기를 작게 형성하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 마스크.The halftone phase shift mask according to claim 4, wherein the grating pattern is formed of a line-space or a checker board, and the size of the grating pattern is smaller than the limit resolution of the exposure apparatus. 제6항에 있어서, 상기 한계해상도 이하의 크기는 마스크의 피치가 1.0㎛이하인 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 반전 마스크.7. The halftone phase reversal mask according to claim 6, wherein the size of the limit resolution or less is that the mask pitch is 1.0 mu m or less. 투명한 기판상에 하프론층 및 차광층을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 차광층을 패터닝하여 상기 기판의 중앙부위에 개구부를 갖는 차광 패턴을 형성하는 단계; 상기 개구부 하면에 형성된 하프론층을 식각하여 복수개의 하프톤 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 하프톤 패턴 하면의 기판을 식각하여 위상 시프터를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 반전 마스크의 제조방법.Sequentially forming a halflon layer and a light shielding layer on the transparent substrate; Patterning the light blocking layer to form a light blocking pattern having an opening at a central portion of the substrate; Etching a halflon layer formed on a lower surface of the opening to form a plurality of halftone patterns; And etching a substrate on the lower surface of the halftone pattern to form a phase shifter. 투명한 기판상에 하프론층을 형성하는 단계; 상기 하프론층을 패터닝하여, 상기 기판의 중앙부위에 복수개의 하프톤 패턴과 그 주위에 그레이팅 패턴을 동시에 형성하는 단계; 및 상기 하프톤 패턴 및 그레이팅 패턴 하면의 기판을 식각하여, 위상 시프터를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 반전 마스크의 제조방법.Forming a halflon layer on the transparent substrate; Patterning the halflon layer to simultaneously form a plurality of halftone patterns in a central portion of the substrate and a grating pattern around them; And etching a substrate on the lower surface of the halftone pattern and the grating pattern to form a phase shifter.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101663173B1 (en) 2009-10-09 2016-10-07 삼성전자주식회사 Phase shift mask with having a resistance to alkali chemical cleaning and method of manufacturing a phase shift mask
WO2013172515A1 (en) * 2012-05-14 2013-11-21 주식회사 에스앤에스텍 Mask blank, photomask, and method for manufacturing same
KR101407230B1 (en) * 2012-05-14 2014-06-13 주식회사 에스앤에스텍 Blankmask, Photomask and method for fabricating the same
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