KR100328448B1 - 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 CSP(Chemical Swelling Process)를 이용한 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법에 관한 것으로, 기판 상에 쉬프트막, 금속막 및 감광막을 순차적으로 증착한 후 상기 금속막이 노출되도록 상기 감광막 일부를 노광 및 현상하여 감광막 패턴을 형성한 다음, 전체 상부면에 CSP용 케미칼을 증착한 후 상기 감광막 및 케미칼이 반응하여 두껍게 형성될 부분의 상부에 마스크를 정의하고, 노광공정을 실시한다. 그후, 상기 노광공정으로 반응한 케미칼을 제거한 후 노출된 감광막 패턴을 마스크로 이용하여 상기 금속막을 식각하고, 상기 금속막이 식각되어 노출된 쉬프트막과 잔존 케미칼 및 감광막 패턴을 동시에 식각한 후 상기 감광막 패턴을 제거하여 노출된 상기 금속막과 잔존 감광막을 제거하여 최종 패턴을 완성하므로 생산시간 및 제조원가를 절감할 수 있다.
Description
본 발명은 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법에 관한 것으로, 특히CSP(Chemical Swelling Process)를 이용한 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 위상반전 마스크(Phase shift mask)는 마스크상에서 빛의 위상을 적절히 반전시켜 패턴의 공간 주파수를 줄이거나 가장자리 콘트라스트 (contrast)를 증가시키는 간섭효과를 이용하는 기술이다. 이러한 기술은 높은 해상력을 실현하며 노광 범위(exposure latitude) 향상 및 DOF 의 증가를 제공하므로 고집적 소자로 갈수록 미세해지는 패턴을 신뢰성 있게 제작할 수 있다.
종래 반도체 소자의 위상반적 마스크 제조방법을 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1a 내지 도 1i는 종래 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법을 설명하기 위한 소자의 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 기판(10) 상에 쉬프트막(11), 크롬막(12) 및 제 1 감광막 (13)을 순차적으로 증착한다.
상기에서, 기판(10)은 인조석영(Synthetic quartz)으로 이루어진다. 크롬막(12)은 1000Å 두께의 CrOx로 이루어지고, 쉬프트막(12)은 950Å 두께의 MoSiN로 이루어진다.
도 1b는 제 1 감광막(13)을 E-빔 또는 레이저 빔을 이용하여 노광 및 현상하여 크롬막(12)이 노출되도록 제 1 감광막(13) 패턴을 형성한 상태의 단면도이다.
도 1c는 노출된 크롬막(12)을 식각하여 쉬프트막(11)을 노출시킨 상태의 단면도로서, 크롬막(12)은 건식 또는 습식 식각방법을 이용한다.
도 1d는 노출된 쉬프트막(11) ICP 모드로 건식식각하여 기판(10)을 노출 시킨 상태의 단면도이다.
도 1e는 제 1 감광막(13) 패턴을 H2SO4/H2O2+ SC-1 을 이용하여 제거한 상태의 단면도이다.
도 1f는 제 1 감광막(13) 패턴이 제거된 전체 상부면에 제 2 감광막(14)을 증착한 상태의 단면도이다.
도 1g는 가장자리의 크롬막(12) 상부에만 제 2 감광막(14)이 남도록 레이저 빔을 이용한 노광 및 현상한다.
도 1h는 가장자리의 크롬막(12) 상부에만 형성된 제 2 감광막(14) 패턴을 마스크로 나머지 부분의 크롬막(12)을 제거한 상태의 단면도이다.
도 1i는 가장자리의 크롬막(12) 상부에만 형성된 제 2 감광막(14) 패턴을 H2SO4/H2O2+ SC-1 을 이용하여 제거한 상태의 단면도이다.
상술한 바와같이, 종래 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법은 최종 패턴(도 1i 참조)을 형성하기 위하여 1 및 2차에 걸친 감광막 증착 및 제거공정을 실시해야 하는 불편한 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 반도체 소자의 위상반전 마스크의 최종 패턴(도 1i 참조)을 형성하기 위하여 1 및 2차에 걸친 감광막 증착 및 제거공정을 실시해야 하는 불편한 문제점을 해소하고 공정을 단순화 시킬 수 있는 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법은 기판 상에 쉬프트막, 금속막 및 감광막을 순차적으로 증착하는 단계; 상기 금속막이 노출되도록 상기 감광막 일부를 노광 및 현상하여 감광막 패턴을 형성하는 단계; 전체 상부면에 CSP용 케미칼을 증착한 후 상기 감광막 및 케미칼이 반응하여 두껍게 형성될 부분의 상부에 마스크를 정의한 다음 노광공정을 실시하는 단계; 상기 노광공정으로 반응한 케미칼을 제거한 후 노출된 감광막 패턴을 마스크로 이용하여 상기 금속막을 식각하는 단계; 및 상기 금속막이 식각되어 노출된 쉬프트막과 잔존 케미칼 및 감광막 패턴을 동시에 식각한 후 상기 감광막 패턴을 제거하여 노출된 상기 금속막과 잔존 감광막을 제거하여 최종 패턴을 완성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 1a 내지 도 1i는 종래 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법을 설명하기 위한 소자의 단면도.
도 2a 내지 도 2h는 본 발명에 따른 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법을 설명하기 위한 소자의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
10 및 20 : 기판 11 및 21 : 쉬프트막
12 및 22 : 크롬막 13 : 제 1 감광막
14 : 제 2 감광막 23 : 감광막
24 : 케미칼 25 : 마스크
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2a 내지 도 2h는 본 발명에 따른 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법을 설명하기 위한 소자의 단면도이다.
도 2a를 참조하면, 기판(20) 상에 쉬프트막(21), 크롬막(22) 및 감광막 (23)을 순차적으로 증착한다.
상기에서, 기판(20)은 인조석영(Synthetic quartz)으로 이루어진다. 크롬막(22)은 1000Å 두께의 CrOx로 이루어지고, 쉬프트막(21)은 950Å 두께의 MoSiN로 이루어진다. 감광막(23)은 후속 CSP(Chemical Swelling Process)를 진행할 것을 감안하여 얇은 두께로 형성한다.
도 2b는 크롬막(22)이 노출되도록 감광막(23) 일부를 노광 및 현상하여 감광막(23) 패턴을 형성한 상태의 단면도로서, 노광공정은 E-빔 또는 레이저 빔을 이용한다.
도 2c는 전체 상부면에 CSP용 케미칼(chemical;24)을 증착한 후 감광막(23) 및 케미칼(24)이 반응하여 두껍게 형성될 부분의 상부에 마스크(25)를 정의한 다음 노광공정을 실시한다.
이때, 노광된 빛은 노출된 케미칼(24)과 반응하며, 노광공정은 E-빔(beam) 을 이용한다.
도 2d는 노광공정으로 반응된 케미칼(24)을 제거한 상태의 단면도로서, 순수를 이용하여 제거한다.
도 2e는 노출된 크롬막(22)을 식각하여 쉬프트막(21)을 노출시킨 상태의 단면도로서, 크롬막(22) 식각시 케미칼(24) 및 노출된 감광막(23) 일부가 동시에 식각되도록 식각비를 조절한다.
도 2f는 노출된 쉬프트막(21)을 식각한 상태의 단면도로서, 케미칼(24) 및노출된 감광막(23)이 동시에 식각되도록 식각비를 조절한다.
도 2g는 노출된 크롬막(22)을 제거한 상태의 단면도이다.
도 2h는 잔존 감광막(23)을 제거하여 최종 패턴을 완성한 상태의 단면도로서, H2SO4/H2O2+ SC-1 을 이용하여 감광막(23)을 제거한다.
상기한 본 발명의 위상반전 마스크 제조방법에서 CSP용 케미칼(24)은 전자 빔을 맞은 부분은 감광막과 반응하지 않고, 전자 빔을 맞지 않은 부분은 감광막과 반응하여 감광막을 두껍게 한다. 케미칼(24)의 반응은 전자 빔 외에도 가열 및 노광 공정으로도 같은 효과를 얻을 수 있다.
상술한 바와같이, 본 발명은 종래 위상반전 마스크 제조공정에 비해 별도의 장비의 투자없이 공정을 수행할 수 있어 비용이 절감되고, 단 1 차에 걸친 감광막 증착 공정을 실시하므로 감광막 원자재가 절감됨은 물론, 감광막 제거공정 또한 1회로 단축할 수 있어 생상 시간 단축 및 원가 절감의 효과가 있다.
Claims (6)
- 기판 상에 쉬프트막, 금속막 및 감광막을 순차적으로 증착하는 단계;상기 금속막이 노출되도록 상기 감광막 일부를 노광 및 현상하여 감광막 패턴을 형성하는 단계;전체 상부면에 CSP용 케미칼을 증착한 후 상기 감광막 및 케미칼이 반응하여 두껍게 형성될 부분의 상부에 마스크를 정의한 다음 노광공정을 실시하는 단계;상기 노광공정으로 반응한 케미칼을 제거한 후 노출된 감광막 패턴을 마스크로 이용하여 상기 금속막을 식각하는 단계; 및상기 금속막이 식각되어 노출된 쉬프트막과 잔존 케미칼 및 감광막 패턴을 동시에 식각한 후 상기 감광막 패턴을 제거하여 노출된 상기 금속막과 잔존 감광막을 제거하여 최종 패턴을 완성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속막은 1000Å 두께의 CrOx로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 쉬프트막은 950Å 두께의 MoSiN로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 케미칼 노광공정은 E-빔을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속막 식각시 케미칼 및 감광막 패턴의 일부가 동시에 식각되도록 식각비를 조절하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 감광막은 H2SO4/H2O2+ SC-1 을 이용하여 제거하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법.
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