KR100660330B1 - 마스크 제조방법 - Google Patents

Abstract

비대칭 패턴 영역을 형성하는 차광막 또는 위상 반전막에 슬립부를 연장하여 형성함으로써 감광막의 슬로프를 대칭적으로 형성시킬 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조방법은 석영기판을 마련하는 단계; 상기 석영기판 상에 소정 간격으로 복수개의 차광막 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 복수개의 차광막 패턴 중 일부의 차광막 패턴들에 연장되는 슬립부를 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

마스크, 비대칭, PSM, Binary Mask

Description

마스크 제조방법{Method for Fabricating Mask}

도 1a은 비대칭적 마스크 패턴을 보여주는 도면.

도 1b는 도 1a에 도시된 비대칭 마스크 패턴에 의해 발생되는 감광막의 슬로프를 보여주는 도면

도 2는 도 1에 도시된 비대칭적 마스크 패턴의 셈(sem)사진.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭적 마스크 패턴을 보여주는 도면.

도 3b는 도 3a에 도시된 비대칭적 마스크 패턴에 의해 발생되는 감광막의 슬로프를 보여주는 도면.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비대칭적 마스크 패턴을 보여주는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2: 석영 기판 4: 차광막

6: 슬립부 10: 위상 반전막

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마스크의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체, 전자, 광전, 자기, 표시 소자, 미세 전자기계 소자 등을 제조할 때 기판 상에 미세 패턴을 형성하는 공정을 필연적으로 수행하게 되는 데, 이와 같이 기판 상에 미세 패턴을 형성하는 대표적인 기법으로는 빛을 이용하여 미세 패턴을 형성하는 포토리소그라피(photolithography) 방법이 있다.

상기한 포토리소그라피 방법은 빛에 대한 반응성을 갖는 고분자 물질(예를 들면, 포토레지스트 등)을 패터닝하고자 하는 물질이 적층(또는 증착)된 기판 상에 도포하고, 목표로 하는 임의의 패턴으로 설계된 레티클을 통해 고분자 물질 상에 빛을 투과시켜 노광하며, 현상 공정을 통해 노광된 고분자 물질을 제거함으로써, 패터닝하고자 하는 물질 위에 목표로 하는 패턴을 갖는 패턴 마스크(또는 식각 마스크)를 형성한다. 이후에, 패턴 마스크를 이용하는 식각 공정을 수행함으로써, 기판상에 적층된 물질을 원하는 패턴으로 패터닝한다.

이러한 마스크에는 빛을 단순히 투과 및 차단함으로써 패터닝하게 되는 바이너리 마스크(Binary Mask), 빛이 투과되는 부분 중 이웃한 패턴의 위상이 180도 차이를 가지게 하여 상쇠 간섭에 의해 해상력을 높이는 기능을 하는 위상 반전 마스크(Phase Shifting Mask: PSM) 등이 있다. 또한, 이러한 위상 반전 마스크에는 차광막과 위상 반전막이 모두 구비되고 위상 반전 영역의 투과율이 100%인 얼터너티브(Alternative)위상 반전 마스크와 위상 반전층만으로 구성되고 그 투과율이 5~8%인 하프톤(Half Tone: HT)위상 반전 마스크 등이 있다.

그러나 종래의 이러한 마스크에서 도 1a 및 도 2에 도시된 바와 같이 마스크 패턴이 비대칭적으로 형성되어 있는 경우, 웨이퍼에 노광된 인텐스티 프로파일(Intensity Profile)이 비대칭적으로 형성되며, 이러한 비대칭 현상은 도 1b에 도시된 바와 같이, 감광막의 슬로프(Slope)를 비대칭적으로 형성시키데 된다.

이러한 감광막 슬로프의 비대칭현상으로 인해 RIE(Reactive Ion Etch)이후에도 반도체 소자를 비대칭으로 형성시키게 되며, 이로 인해 반도체 소자의 특성이 악화되게 된다는 문제점이 있다. 특히, 이러한 문제점은 메탈 레이어(Metal Layer)와 같은 높은 레지스트 두께를 요구하는 경우 더욱 심각해진다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 비대칭 패턴 영역을 형성하는 차광막 또는 위상 반전막에 슬립부를 연장하여 형성함으로써 감광막의 슬로프를 대칭적으로 형성시킬 수 있는 마스크 제조 방법을 제공하는 것을 기 기술적 과제로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조방법은 석영기판을 마련하는 단계; 상기 석영기판 상에 소정 간격으로 복수개의 차광막 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 복수개의 차광막 패턴 중 일부의 차광막 패턴들에 연장되는 슬립부를 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 슬립부는 상기 복수개의 차광막 패턴들 중 비대칭 패턴을 형성하는 차광막 패턴들에 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 슬립부는 상기 비대칭 패턴을 형성하는 차광막 패턴들 사이의 영역으로 돌출되도록 상기 차광막 패턴들에 연장되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 슬립부는 상기 석영기판의 표면에 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 차광막 패턴 및 상기 슬립부는 동일한 물질, 예컨대 크롬으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크 제조방법은, 석영기판을 마련하는 단계; 상기 석영기판 상에 소정 간격으로 복수개의 위상 반전막 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 복수개의 위상 반전막 패턴 중 일부의 위상 반전막 패턴들에 연장되는 슬립부를 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 슬립부는 상기 복수개의 위상 반전막 패턴들 중 비대칭 패턴을 형성하는 위상 반전막 패턴들에 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 슬립부는 상기 비대칭 패턴을 형성하는 위상 반전막 패턴들 사이의 영역으로 돌출되도록 상기 위상 반전막 패턴들에 연장되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 슬립부는 상기 석영기판의 표면에 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 위상 반전막 패턴과 상기 슬립부는 동일한 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 마스크의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 석영기판(2) 상에 투과부와 차광부를 정의하는 복수개의 차광막 패턴들(4a~4n)이 형성되어 있고, 상기 복수개의 차광막 패턴들(4a~4n) 중 비대칭 패턴을 형성하는 차광막 패턴들(4b, 4c)에는 슬립부(6a, 6b)가 돌출되어 형성되어 있다. 이러한 슬립부(6a, 6b)로 인하여 슬립부(6a, 6b)가 형성되어 있는 투과부는 슬립부(6a, 6b)가 형성되어 있지 않은 투과부 보다 적은 양의 빛이 투과되게 된다.

일 실시예에 있어서, 상기 슬립부(6a, 6b)는 상기 차광막 패턴들(4b, 4c) 사이의 투과부 쪽으로 돌출되어 형성되며, 석영기판(2)과 접하도록 형성된다. 이때 상기 차광막 패턴(4a~4n) 및 슬립부(6a, 6b)는 동일한 물질로 형성되며, 바람직한 실시예에 있어서, 상기 차광막 패턴(4a~4n) 및 슬립부(6a, 6b)는 크롬으로 형성된다.

도 3b는 도 3a에 도시된 비대칭적 마스크 패턴에 의해 발생되는 감광막의 슬로프를 보여주는 도면이다. 도시된 바와 같이, 비대칭적으로 형성된 마스크 패턴에 상응하는 감광막의 슬로프(8)가 본 발명의 일 실시예에 따른 슬립부(6a, 6b)로 인하여 대칭적으로 형성됨을 알 수 있다.

상기 실시예에 있어서는, 차광막을 포함하는 바이너리 마스크(Binary Mask)에 관하여 기술하였지만, 본 실시예가 변형된 실시예에 있어서, 본 발명을 위상 반전막(Shifter)을 포함하는 하프 톤 위상 반전 마스크(HT PSM)에도 적용할 수 있다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 도 3a의 도면에서 차광막(4a~4n)으로 도시된 부분이 위상 반전막(10a~10n)으로 바뀌는 것을 제외하고서는 도 3a의 설명과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크는 다음과 같은 과정에 의해 제조된다.

먼저, 석영기판(2)을 마련하고, 석영기판(2) 상에 소정 간격으로 복수개의 차광막 패턴(4a~4n)을 형성한다. 다음으로 복수개의 차광막 패턴들(4a~4n) 중 비대칭 패턴을 형성하는 일부의 차광막 패턴들(4b~4c)에 연장되는 슬립부(6a~6b)를 형성한다.

이때 상술한 바와 같이, 슬립부(6a, 6b)는 상기 차광막 패턴들(4b, 4c) 사이의 투과부 쪽으로 돌출되어 형성되며, 석영기판(2)과 접하도록 형성된다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 차광막 패턴(4a~4n) 및 슬립부(6a, 6b)는 동일한 물질, 예컨대 크롬으로 형성된다.

상기 실시예가 변형된 실시예로서, 위상 반전막을 포함하는 하프톤 위상 반전 마스크를 제조하는 방법은 다음과 같다.

먼저, 석영기판(2)을 마련하고, 석영기판(2) 상에 소정 간격으로 복수개의 위상 반전막 패턴(10a~10n)을 형성한다. 다음으로 복수개의 위상 반전막 패턴(12a~12n) 중 비대칭 패턴을 형성하는 일부의 위상 반전막 패턴들(10b~10c)에 연장되는 슬립부(12a~12b)를 형성한다. 이때 상술한 바와 같이, 슬립부(12a, 12b)는 상기 위상 반전막 패턴들(10b, 10c) 사이의 투과부 쪽으로 돌출되어 형성되며, 석영기판(2)과 접하도록 형성된다. 또한, 상기 위상 반전막 패턴(10a~10n) 및 슬립부(12a, 12b)는 동일한 물질로 형성되는 것이 바람직하다.

이상에 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, DRAM이나 Flash와 같은 비대칭 패턴이 많은 반도체 소자에 있어서, 차광막 또는 위상 반전막에 슬립부를 연장하여 형성하여 비대칭 패턴의 슬로프를 대칭적으로 개선함으로써 반도체 소자의 특성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

Claims (11)

1. 석영기판을 마련하는 단계;

   상기 석영기판 상에 소정 간격으로 복수개의 차광막 패턴을 형성하는 단계; 및

   상기 복수개의 차광막 패턴 중 일부의 차광막 패턴들에 연장되는 슬립부를 형성하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 슬립부는 상기 복수개의 차광막 패턴들 중 비대칭 패턴을 형성하는 차광막 패턴들에 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 슬립부는 상기 비대칭 패턴을 형성하는 차광막 패턴들 사이의 영역으로 돌출되도록 상기 차광막 패턴들에 연장되는 것을 특징으로 하는 마스크 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 슬립부는 상기 석영기판의 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 차광막 패턴과 상기 슬립부는 동일한 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 차광막 패턴과 상기 슬립부가 크롬으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크 제조방법.
7. 석영기판을 마련하는 단계;

   상기 석영기판 상에 소정 간격으로 복수개의 위상 반전막 패턴을 형성하는 단계; 및

   상기 복수개의 위상 반전막 패턴 중 일부의 위상 반전막 패턴들에 연장되는 슬립부를 형성하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크의 제조방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 슬립부는 상기 복수개의 위상 반전막 패턴들 중 비대칭 패턴을 형성하는 위상 반전막 패턴들에 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크 제조방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 슬립부는 상기 비대칭 패턴을 형성하는 위상 반전막 패턴들 사이의 영역으로 돌출되도록 상기 위상 반전막 패턴들에 연장되는 것을 특징으로 하는 마스크 제조방법.
10. 제7항에 있어서, 상기 슬립부는 상기 석영기판의 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크 제조방법.
11. 제7항에 있어서, 상기 위상 반전막 패턴과 상기 슬립부는 동일한 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크 제조방법.

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