KR100532382B1

KR100532382B1 - 반도체장치 제조용 림형 위상 반전 마스크 및그 제조방법

Info

Publication number: KR100532382B1
Application number: KR1019980019043A
Authority: KR
Inventors: 손창진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 2006-01-27
Also published as: KR19990086182A

Abstract

반도체 장치 제조용 림형 위상 반전 마스크 및 그 제조 방법을 개시한다. 본 발명의 일 관점은, 넓은 폭 및 좁은 폭을 가지는 장방형의 트렌치(trench)가 형성된 마스크(mask) 기판, 및 트렌치의 넓은 폭 방향으로 트렌치에 일정 간격 이격되어 마스크 기판 상이 노출된 위상 반전 영역을 형성하며 트렌치 주변의 마스크 기판 상에 형성된 차광막 패턴 등을 구비한다. 위상 반전 영역은 트렌치의 넓은 폭 방향으로 트렌치의 넓은 폭에 비해 좁은 폭을 가진다. 더욱이, 위상 반전 영역은 장방형으로 트렌치의 넓은 폭 방향으로 넓은 폭을 가진다. 차광막 패턴은 트렌치의 좁은 폭 방향으로 트렌치에 접한다.

Description

반도체 장치 제조용 림형 위상 반전 마스크 및 그 제조 방법{Apparatus of rim typed phase shift mask used for manufacturing semiconductor device & manufacturing method thereof}

본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로, 특히 림형 위상 반전 마스크(rim typed phase shift mask) 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 장치가 고집적화됨에 따라 작은 크기의 콘택홀(small contact hole) 등과 같은 패턴을 형성하는 공정을 수행하기가 어려워지고 있다. 특히, 1기가 디램(Giga DRAM) 이상으로 반도체 장치가 고집적화됨에 따라 마스크 상에 콘택홀을 구현하기가 어려워지고 있다. 이에 따라, 마스크 상에서 형성된 콘택홀 등과 같은 패턴에 비해 반도체 기판 상에 보다 작은 패턴을 형성할 수 있는 방법이 요구되고 있다.

이러한 방법들 중의 하나로 림형 위상 반전 마스크를 이용하는 패턴 형성 방법이 제시되고 있다. 특히, 고립형 콘택홀(isolated contact hole)을 형성하는 방법으로 상기 림형 위상 반전 마스크를 이용하는 방법이 효과적으로 이용되고 있다. 도 1 및 도 2는 종래의 림형 위상 반전 마스크를 설명하기 위해서 도시한 평면도 및 단면도이다. 도 3은 림형 위상 반전 마스크를 투과한 빛의 위치에 따른 진폭을 나타내는 그래프이다.

구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 림형 위상 반전 마스크는 마스크 기판(10)에 빛이 투과하는 트렌치(trench;30)를 구비하고 있다. 상기 트렌치(30)의 둘레에는 차광막 패턴(20)이 형성되고, 상기 차광막 패턴(20)은 상기 트렌치(30)에 일정 간격 이격되어 상기 트렌치(30)에 접하는 상기 마스크 기판(10)의 일부를 노출하고 있다. 상기 노출되는 마스크 기판(10)의 일부를 투과하는 빛은 상기 트렌치(30)를 투과하는 빛과 대략 180°정도의 위상차를 가지게 된다. 따라서, 상기 마스크 기판(10)의 노출되는 일부는 위상 반전 영역(15)이 된다. 이때, 상기 위상 반전 영역(15)은 트렌치(30)의 X방향 및 Y방향에 따라 ΔX 및 ΔY의 폭을 일정하게 가진다.

이와 같은 림형 위상 반전 영역(15)을 투과하는 빛은 도 3에 도시된 바와 같이 트렌치(30)의 경계부에서 트렌치(30)를 투과하는 빛과 상쇄 간섭을 일으키게 된다. 즉, 트렌치(30)를 투과하는 빛과 위상 반전 영역(15)을 투과하는 빛은 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 진폭(amplitude)에 있어서 반대의 위상을 가진다. 이에 따라, 반도체 기판 상에 도입되는 빛의 진폭은 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 상호 반대의 위상을 가지게 되고, 상호 간섭에 의해서 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이 경계부에서의 빛의 세기가 0이 될 수 있다. 이에 따라, 반도체 기판 상에 선택적으로 입사하는 빛의 해상도 또는 초점 거리(depth of focus)가 향상되어 반도체 기판 상에 형성되는 패턴의 해상도가 증가하게 된다.

이때, 상호 간섭되는 빛의 양은 상기 위상 반전 영역(15)의 선폭 등에 의해서 결정된다. 이에 따라, 균일한 크기를 가지는 콘택홀을 구현하기 위해서는 상기 위상 반전 영역(15)의 폭은 균일하게 형성되어야 한다. 상기 위상 반전 영역(15)을 형성시키는 방법은 다음과 같이 수행된다. 예컨대, 2차례에 걸쳐 전자빔(electron beam) 노광을 이용하는 사진 공정, 즉, 전자 빔 2차 노광을 수행함으로써 트렌치(30)에 일정 간격 이격된 차광막 패턴(20)을 형성한다. 이에 따라, 마스크 기판(10)의 트렌치(30)에 접하는 일부가 일정한 폭으로 노출되어 위상 반전 영역(15)이 된다.

이때, 상기 위상 반전 영역(15)은 상기 트렌치(30)의 주위를 둘러싸며 형성된다. 더욱이 상기 위상 반전 영역(15)은 매우 좁은 폭을 가지도록 형성된다. 따라서, 위상 반전 영역(15)의 폭이 일정하도록 상기 차광막 패턴(20)을 형성하는 것은 매우 어렵다. 따라서, 상기 위상 반전 영역(15)의 폭이 불균일해지는 불량이 발생할 수 있어, 위상 반전 영역(15)의 폭을 일정하게 조절하기가 어렵다. 상기한 바와 같이 위상 반전 영역(15)의 폭이 균일하게 일정한 폭으로 조절되지 못하면 반도체 기판 상에 형성되는 콘택홀 등과 같은 패턴의 임계 선폭(critical dimension)이 불균일해질 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 위상 반전 영역의 폭을 균일하게 형성할 수 있어 반도체 기판 상에 형성되는 고립 콘택홀 등과 같은 패턴의 해상도의 증가 또는 초점 거리의 향상을 구현할 수 있는 반도체 장치 제조용 림형 위상 반전 마스크를 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 위상 반전 영역의 폭을 균일하게 형성할 수 있어 반도체 기판 상에 형성되는 고립 콘택홀 등과 같은 패턴의 해상도의 증가 또는 초점 거리의 향상을 구현할 수 있는 반도체 장치 제조용 림형 위상 반전 마스크 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 관점은, 넓은 폭 및 좁은 폭을 가지는 장방형의 트렌치가 형성된 마스크 기판, 및 상기 트렌치의 넓은 폭 방향으로 상기 트렌치에 일정 간격 이격되어 상기 마스크 기판 상이 노출된 위상 반전 영역을 형성하며 상기 트렌치 주변의 마스크 기판 상에 형성된 차광막 패턴 등을 구비하는 반도체 장치 제조용 림형 위상 반전 마스크를 제공한다. 상기 위상 반전 영역은 상기 트렌치의 넓은 폭 방향으로 상기 트렌치의 넓은 폭에 비해 좁은 폭을 가진다. 더욱이, 상기 위상 반전 영역은 장방형으로 상기 트렌치의 넓은 폭 방향으로 넓은 폭을 가진다. 상기 차광막 패턴은 상기 트렌치의 좁은 폭 방향으로 상기 트렌치에 접한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 관점은, 마스크 기판 상에 차광막을 형성한다. 상기 차광막 및 상기 마스크 기판을 선택적으로 패터닝하며 하부의 마스크 기판에 넓은 폭 및 좁은 폭을 가지는 장방형의 트렌치를 형성하고 상기 트렌치에 접하는 차광막 제1패턴을 형성한다. 상기 트렌치의 넓은 폭 방향으로 상기 트렌치에 접하는 상기 차광막 제1패턴의 일부를 선택적으로 패터닝하여 상기 마스크 기판 상의 일부를 노출하여 위상 반전 영역을 설정하는 차광막 제2패턴을 형성한다. 상기 위상 반전 영역은 상기 트렌치의 넓은 폭 방향으로 상기 트렌치의 넓은 폭에 비해 좁은 폭을 가진다. 상기 위상 반전 영역은 장방형으로 상기 트렌치의 넓은 폭 방향으로 넓은 폭을 가진다.

본 발명에 따르면, 위상 반전 영역의 폭을 균일하게 형성할 수 있어 반도체 기판 상에 형성되는 고립 콘택홀 등과 같은 패턴의 해상도의 증가 또는 초점 거리의 향상을 구현할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 막의 두께 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. 또한 어떤 막이 다른 막 또는 반도체 기판의 "상"에 있다 또는 접촉하고 있다라고 기재되는 경우에, 상기 어떤 막은 상기 다른 막 또는 반도체 기판에 직접 접촉하여 존재할 수 있고, 또는 그 사이에 제 3의 막이 개재되어질 수도 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 림형 위상 반전 마스크의 평면을 개략적으로 나타내고, 도 4는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ´에 따르는 단면을 개략적으로 나타내며, 도 5는 Ⅵ-Ⅵ´에 따르는 단면을 개략적으로 나타낸다.

구체적으로, 본 발명의 실시예에 따르는 림형 위상 반전 마스크는 마스크 기판(100), 차광막 패턴(200) 및 위상 반전 영역(150) 등으로 이루어진다.

마스크 기판(100)에는 트렌치(300)가 형성되어 있어, 상기 트렌치(300)으로 빛이 투과하여 반도체 기판 상의 포토레지스트막의 일정 영역을 선택적으로 노광시킨다. 상기 포토레지스트막의 일정 영역을 일정한 형상, 예컨대, 고립 콘택홀 등에서와 같은 원형의 형상으로 노광시키기 위해서, 상기 트렌치(300)의 일정한 형상, 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 넓은 폭 및 좁은 폭을 가지는 장방형으로 형성된다.

차광막 패턴(200)은 상기 트렌치(300)의 주위를 둘러싸며 형성된다. 상기 차광막 패턴(200)은 크롬막(Cr layer) 등으로 형성되어 마스크 기판(100)에 입사되는 빛을 선택적으로 차광한다. 상기 차광막 패턴(200)은 상기 트렌치(300)의 대향하는 어느 두 부위에만 접하고 다른 대향하는 두 부위, 예컨대, 장방형으로 형성된 트렌치(300)의 넓은 폭 방향으로 상기 트렌치(300)의 상, 하부에 일정 간격 이격되어 형성된다. 따라서, 상기 넓은 폭 방향으로 상기 트렌치(300)에 접하는 상기 마스크 기판(100)의 일부는 노출된다. 상기 노출된 마스크 기판(100)의 일부를 투과하는 빛은 상기 트렌치(300)를 투과하는 빛과 위상차, 예컨대 대략 180°의 위상차를 가진다. 따라서, 상기 노출된 마스크 기판(100)의 일부는 위상 반전 영역(150)을 형성한다.

상기 위상 반전 영역은(150)은 상기 트렌치(300)의 좁은 폭과 동일한 폭으로 형성된다. 따라서, 상기 트렌치(300)의 좁은 폭 방향으로는 도 5에 도시된 바와 같이 위상 반전 영역(150)이 형성되지 않는다. 이에 따라, 상기 차광막 패턴(200)이 트렌치(100)의 에지(edge)에 직접 접한다. 한편, 상기 트렌치(300)의 넓은 폭 방향으로는 도 6에 도시된 바와 같이 위상 반전 영역(150)이 형성된다.

이와 같이 상기 위상 반전 영역(150)은 트렌치(300)의 어느 대향하는 두 부위에서만 형성된다. 따라서, 상기 트렌치(300)를 좁은 고립 콘택홀 등에 적절하게 어느 일 방향으로 좁은 폭으로 형성하고 다른 방향으로 넓은 폭으로 형성한다. 상기 넓은 폭 방향으로는 위상 반전 영역(150)이 형성되므로, 상기 위상 반전 영역(150)을 투과하는 빛과 상기 트렌치(300)를 투과하는 빛과의 간섭에 의해서 반도체 기판 상에 형성되는 상(image)은 향상된 해상도를 가질 수 있다. 더하여, 초점 거리의 증가를 구현할 수 있다. 이에 따라, 작은 크기의 고립 콘택홀 등과 같은 패턴이 향상된 프로파일을 가지며 형성될 수 있다.

더욱이, 상기 위상 반전 영역(150)은 상기 트렌치(300)의 넓은 폭 보다는 좁은 폭을 상기 트렌치(300)의 넓은 폭 방향으로 가진다. 즉, 도 4의 ΔY는 상기 트렌치(300)의 넓은 폭 보다 좁은 폭으로 형성된다. 더하여, 상기 위상 반전 영역(150)은 상기 트렌치(300)의 넓은 폭 방향으로 넓은 폭을 가지는 장방형으로 형성된다.

이와 같은 상기 위상 반전 영역(150)의 폭 ΔY의 크기에 의해서 반도체 기판 상에 형성되는 상(image)의 크기, 즉, 반도체 기판 상에 형성되는 콘택홀 등의 크기가 결정된다. 즉, 상기 ΔY의 크기가 커질수록, 상기 트렌치(300)를 투과한 빛과 간섭되는 빛의 양은 커지게 된다. 이에 따라, 마스크 기판을 투과하여 반도체 기판 상에 형성되는 상(image)의 크기는 작아진다. 따라서, 보다 작은 크기의 콘택홀 등과 같은 패턴을 형성할 수 있다.

이에 따라, 상기 트렌치(300)의 넓은 폭을 조절하여 위상 반전 영역(150)의 폭 ΔY의 크기를 보다 넓게 설정할 수 있다. 따라서, 상기 위상 반전 영역(150)을 형성하는 공정, 예컨대 2차례에 걸친 전자빔 노광을 이용하는 사진 공정의 공정 마진을 보다 더 확보할 수 있다. 이에 따라, 상기 위상 반전 영역(150)의 폭을 보다 균일하게 유지할 수 있어 위상 반전 영역(150)의 폭이 변화되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 반도체 기판 상에 형성되는 콘택홀 등과 같은 패턴을 보다 균일하게 구현할 수 있어 상기 콘택홀 등과 같은 패턴의 임계 선폭의 변화를 방지할 수 있다. 더욱이, 상기한 위상 반전 영역(150)은 트렌치(300)의 어느 한 방향, 즉, 상하 방향으로만 형성되므로, 그 형성 공정에서 불량이 발생할 확률을 줄일 수 있다.

도 7 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 의한 림형 위상 반전 마스크 제조 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도들이다. 도 7내지 도 13은 도 4의 Ⅵ-Ⅵ´의 절단선을 기준으로 단면을 묘사한다.

도 7은 마스크 기판(100) 상에 차광막(210)을 형성하는 단계를 개략적으로 나타낸다.

구체적으로, 석영(quartz) 등과 같은 빛이 투과할 수 있는 물질 등으로 이루어진 마스크 기판(100) 상에 차광막(210)을 형성한다. 다음에, 상기 차광막(210) 상에 제1포토레지스트막(410)을 형성한다.

도 8은 차광막(210) 상에 제1포토레지스트 패턴(415)을 형성하는 단계를 개략적으로 나타낸다.

구체적으로, 차광막(210) 상에 형성된 제1포토레지스트막(410)을 선택적으로 노광한다. 이때, 매질로 전자빔을 이용하는 전자빔 노광을 이용한다. 다음에, 상기 노광된 제1포토레지스트막(410)을 현상하여 차광막(210)을 선택적으로 일부 노출하는 제1포토레지스트 패턴(415)을 형성한다.

도 9는 차광막(210)을 패터닝하여 차광막 제1패턴(215)을 형성하는 단계를 개략적으로 나타낸다.

구체적으로, 제1포토레지스트 패턴(415)을 식각 마스크(etch mask)로 이용하여 노출되는 차광막(210)을 식각하여 제거한다. 이에 따라, 제1포토레지스트 패턴(415)이 노출하는 폭 정도로 하부의 마스크 기판(100)의 일부를 선택적으로 노출하는 차광막 제1패턴(215)이 형성된다.

도 10은 트렌치(300)를 형성하는 단계를 개략적으로 나타낸다.

구체적으로, 제1포토레지스트 패턴(415)을 식각 마스크로 이용하여 노출되는 마스크 기판(100)의 일부를 선택적으로 식각 한다. 예컨대, 건식 식각 방법 등을 이용하여 노출되는 마스크 기판(100)을 일정 깊이로 식각하여 트렌치(300)를 형성한다. 이때, 상기 트렌치(300)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 장방형으로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 넓은 폭 및 좁은 폭을 가지도록 형성된다. 도 10 등은 넓은 폭 방향으로의 단면을 도시하고 있다. 이후에, 상기 제1포토레지스트 패턴(415)을 제거한다.

도 11은 차광막 제1패턴(215) 및 트렌치(300)를 덮는 제2포토레지스트막(450)을 형성하는 단계를 개략적으로 나타낸다.

구체적으로, 제1포토레지스트 패턴(415)이 제거된 결과물 전면에 제2포토레지스트막(450)을 도포한다. 이때, 상기 제2포토레지스트막(450)은 상기 차광막 제1패턴(215) 및 트렌치(300) 등에 의한 단차가 극복되는 두께 정도로 형성된다.

도 12는 차광막 제1패턴(215) 상에 제2포토레지스트 패턴(455)을 형성하는 단계를 개략적으로 나타낸다.

구체적으로, 차광막 제1패턴(215) 및 트렌치(300)를 덮는 제2포토레지스트막(450)을 선택적으로 노광한다. 이때, 매질로 전자빔을 이용하는 전자빔 노광 등을 이용한다. 다음에, 상기 노광된 제2포토레지스트막(450)을 현상하여 차광막 제1패턴(215)의 상기 트렌치(300)에 접하는 일부를 선택적으로 노출하는 제2포토레지스트 패턴(455)을 형성한다. 이때, 상기 노출되는 차광막 제1패턴(215)의 일부는 상기 트렌치(300)의 넓은 폭 방향으로 상기 트렌치(300)의 에지에 접하는 일부분이다.

도 13은 노출되는 차광막 제1패턴(215)의 일부를 제거하여 차광막 패턴(200)을 형성하는 단계를 개략적으로 나타낸다.

구체적으로, 제2포토레지스트 패턴(455)을 식각 마스크로 이용하여 노출되는 차광막 제1패턴(215)의 일부를 제거하여 하부의 마스크 기판(100)의 일부를 노출시키는 차광막 제2패턴, 즉, 차광막 패턴(200)을 형성한다. 노출되는 마스크 기판(100) 일부는 트렌치(300)의 넓은 폭 방향으로 상기 트렌치(300)의 에지에 접하는 영역이다. 이와 같은 노출되는 마스크 기판(100)의 일부는 위상 반전 영역(150)으로 이용된다.

상술한 바와 같이 위상 반전 영역(150)이 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이 트렌치(300)의 어느 일 방향, 예컨대, 넓은 폭 방향으로 상기 트렌치(300)에 접하여 형성된다. 그리고, 상기 트렌치(300)의 좁은 폭 방향으로는 형성되지 않는다. 따라서, 트렌치(300)의 주위를 둘러싸는 위상 반전 영역을 형성하는 경우에 비해 공정이 단순하다. 이에 따라, 상기 위상 반전 영역(150)의 폭이 공정 불량 등에 의해서 변화될 확률이 감소한다.

더욱이, 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이 상기 위상 반전 영역(150)의 폭은 트렌치(300)의 넓은 폭에 따라 그 크기가 정해진다. 즉, 상기 트렌치(300)의 넓은 폭의 크기를 크게 하면, 상기 위상 반전 영역(150)의 폭을 크게하여 상쇄 간섭되는 빛의 양을 크게할 수 있다. 이에 따라, 반도체 기판 상에 형성되는 상(image)의 크기를 작게 유지하며, 상기 위상 반전 영역(150)의 폭을 넓힐 수 있다. 따라서, 위상 반전 영역(150)을 형성하는 공정의 공정 마진을 보다 더 확보할 수 있어, 위상 반전 영역(150)의 폭의 변화 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 반도체 기판 상에 형성되는 고립 콘택홀 등과 같은 패턴의 임계 선폭의 변화를 방지할 수 있다.

도 14 내지 도 16은 본 발명의 실시예에 의한 림형 위상 반전 마스크를 이용하는 경우의 효과를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면들이다.

도 14는 본 발명의 실시예에 의한 림형 위상 반전 마스크를 이용하는 경우의 포토레지스트 패턴 프로파일(photoresist profile)의 평면(top-view)을 개략적으로 나타낸다.

구체적으로, 장방형의 트렌치(300), 위상 반전 영역(150) 및 차광막 패턴(200) 등과 같은 레이아웃(layout)을 가지는 본 발명의 실시예에 따르는 림형 위상 반전 마스크를 도입하는 조건으로 실사(simulation)한다. 이때, 상기 실사는 도 14의 X축 Y축의 단위로 ㎛의 조건을 사용하고, 노광 조건은 파장(λ)이 대략 248㎚의 빛을 이용하고, 개구수(NA;Number of Aperture)를 0.6으로 하는 컨벤셔널(conventional) 조명계를 이용한다. 이와 같은 실사 결과 원형의 콘택홀(600)이 가지는 포토레지스트 패턴이 반도체 기판 상에 구현된다.

도 15는 도 14의 실사의 결과를 2차원 단면으로 나타낸다.

구체적으로, 도 14를 참조하여 설명한 바와 같이 실사하여 얻은 결과를 바탕으로 상기 콘택홀(600)의 2차원 단면을 구현하여 도 15에 나타내었다. 도 15에 따르면, 수직 구조 상에서 양호한 프로파일의 콘택홀을 가지는 포토레지스트 패턴이 구현됨을 알 수 있다.

도 16은 도 14의 실사의 결과를 3차원도로 나타낸다.

구체적으로, 도 14를 참조하여 설명한 바와 같이 실사한 결과를 도 16에 3차원 상으로 나타내었다. 콘택홀(600)이 양호한 패턴 프로파일로 형성됨을 알 수 있다.

상기한 도 14 내지 도 16에 따르면, 본 발명의 실시예에 따르는 림형 위상 반전 마스크를 도입하여 실사한 결과, 양호한 프로파일을 가지는 대략 0.15㎛ 정도의 크기를 가지는 콘택홀(600)을 구현할 수 있음을 알 수 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통해서 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

상술한 본 발명에 따르면, 넓은 폭 및 좁은 폭을 가지는 장방형의 트렌치를 형성하고 상기 트렌치의 넓은 폭 방향으로 상기 트렌치의 에지에 접하는 위상 반전 영역을 형성함으로써 세미 림형(semi rim type)의 위상 반전 마스크를 형성할 수 있다. 상기 위상 반전 영역은 보다 넓은 폭으로 형성될 수 있어 위상 반전 영역을 형성하는 공정의 공정 마진을 보다 더 확보할 수 있다.

더욱이, 상기 위상 반전 영역은 상기 트렌치의 어느 한 방향, 즉, 넓은 폭 방향으로만 형성되므로, 트렌치를 둘러싸도록 형성되는 경우에 비해 위상 반전 영역의 폭의 변화가 발생될 확률을 감소시킬 수 있다. 즉, 상기 위상 반전 영역은 트렌치의 좁은 폭 방향으로는 형성되지 않는다. 따라서, 좁은 폭의 위상 반전 영역을 형성하는 공정이 수행되지 않아 폭의 변화 등과 같은 공정 불량을 방지할 수 있다. 따라서, 위상 반전 영역의 폭의 변화를 방지하여 균일한 폭을 유지할 수 있어, 반도체 기판 상에 형성되는 고립 콘택홀 등과 같은 패턴의 임계 선폭을 균일하게 구현할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 종래의 림형 위상 반전 마스크(rim typed phase shift mask)를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면들이다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따르는 림형 위상 반전 마스크를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면들이다.

도 7 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따르는 림형 위상 반전 마스크의 제조 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도들이다.

도 14 내지 도 16은 본 발명의 실시예에 따르는 림형 위상 반전 마스크를 도입하여 콘택홀을 형성하는 경우의 효과를 설명하기 위해서 도시한 도면들이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

100 : 마스크 기판 150 : 위상 반전 영역

200 : 차광막 패턴 215 : 차광막 제1패턴

300 : 트렌치(trench) 415 : 제1포토레지스트 패턴

455 : 제2포토레지스트 패턴

Claims

넓은 폭 및 좁은 폭을 가지는 장방형의 트렌치가 형성된 마스크 기판; 및

상기 트렌치의 넓은 폭 방향으로 상기 트렌치에 일정 간격 이격되어 상기 마스크 기판 상이 노출된 위상 반전 영역을 형성하고 상기 트렌치의 좁은 폭 방향으로 상기 트렌치에 접하게 상기 마스크 기판 상에 형성된 차광막 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 림형 위상 반전 마스크.
제1항에 있어서, 상기 위상 반전 영역은 상기 트렌치의 넓은 폭 방향으로 상기 트렌치의 넓은 폭에 비해 좁은 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 림형 위상 반전 마스크.
제2항에 있어서, 상기 위상 반전 영역은 장방형인 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 림형 위상 반전 마스크.
제3항에 있어서, 상기 장방형의 위상 반전 영역은 상기 트렌치의 넓은 폭 방향으로 넓은 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 림형 위상 반전 마스크.
마스크 기판 상에 차광막을 형성하는 단계;

상기 차광막 및 상기 마스크 기판을 선택적으로 패터닝하며 하부의 마스크 기판에 넓은 폭 및 좁은 폭을 가지는 장방형의 트렌치를 형성하고 상기 트렌치에 접하는 차광막 제1패턴을 형성하는 단계; 및

상기 트렌치의 넓은 폭 방향으로 상기 트렌치에 접하는 상기 차광막 제1패턴의 일부를 선택적으로 패터닝하여 상기 마스크 기판 상의 일부를 노출하여 위상 반전 영역을 설정하는 차광막 제2패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 림형 마스크 제조 방법.
제5항에 있어서, 상기 위상 반전 영역은 상기 트렌치의 넓은 폭 방향으로 상기 트렌치의 넓은 폭에 비해 좁은 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 림형 위상 반전 마스크 제조 방법.
제6항에 있어서, 상기 위상 반전 영역은 장방형인 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 림형 위상 반전 마스크 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 장방형의 위상 반전 영역은 상기 트렌치의 넓은 폭 방향으로 넓은 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 제조용 림형 위상 반전 마스크 제조 방법.