KR100668731B1 - 하프톤 마스크 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이미지　왜곡　현상을　줄이기　위한　하프톤　마스크에　관한　것으로，　기판과，　상기　기판의　소정　영역상에　형성되는　복수개의　위상　반전층과，　상기　위상　반전층상에　형성되며　에지부가　상기　위상　반전층의　에지부로부터　일정　거리를　갖는　제　１　차광막과，　상기　제　１　차광막　 및　위상　반전층의　양　측면에　형성되는　제　２　차광막으로　구성된다．

하프톤　마스크（Half Tone Mask)

Description

하프톤　마스크　 및　그　제조방법{Half Tone Mask and Method for Fabricating of the Same}

도　１은　종래　기술에　의한　하프톤　마스크　 및　그　동작을　설명하기　위한　도면

도　２a　내지　도　２e는　본　발명의　실시예에　따른　하프톤　마스크　제조공정　단면도

도　３은　본　발명에　따른　하프톤　마스크의　동작을　설명하기　위한　도면

도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

２１　：　석영　기판　　　　　　２２　：　위상　반전층

２３　：　제 1 차광막　　　　　２４　：　감광막

２５．　２５a　，　２５b　：제　２　차광막

본 발명은 반도체　소자에 관한 것으로 특히, 하프톤　마스크에서　빛의　상쇄　효과를　극대화하여　웨이퍼상에　안정적인　이미지를　얻기　위한　하프톤　 마스크　 및　그　제조방법에 관한 것이다.

이하，　첨부된　도면을　참조하여　종래　기술에　따른　하프톤　마스크를　설명하면　다음과　같다．

도　１은　종래　기술에　의한　하프톤　마스크　 및　그　동작을　설명하기　위한　도면이다．

종래　기술에　따른　포토　리소그래피（Photo Lithography)용　　하프톤　마스크는　석영　기판（１１）상에　복수개　형성되는　　위상　반전층（１２）과，　상기　위상　반전층（１２）상의　일영역에　형성되는　차광막（１３）으로　이루어진다．

그리고，　상기　하프톤　마스크는　차광　영역과　위상　반전　영역으로　구분되는데，　상기　차광　영역은　상기　차광막（１３）　하부의　영역이며，　상기　위상　반전　영역은　상부에　차광막（１３）이　형성되어　있지　않은　위상　반전층（１２）하부의　영역이다．

상기한　하프톤　마스크를　이용하여　반도체　소자의　포토　리소그래피　공정을　진행하면　상기　위상　반전층（１２）의　에지（Edge)（B）에서　광원이　산란하여　방향이　변화하게　되며，　이렇게　방향이　변화된　빛은　상기　위상　반전　영역으로　들어가게　된다．

여기서，A　영역은　광원이　그대로　통과되고，C　영역의　광원은　１８０。 　위상이　반전되어　상기　위상반전　영역으로　들어가게　된다．

이때，　상기　방향의　변화로　인하여　문제가　되는　B　영역의　빛은　상 기　위상　반전층（１2）을　통과하여　C　영역에서　１８０。 　위상이　반전되어　상기　위상　반전　영역으로　들어오는　빛의　일부와　상쇄되게　된다．

그러나，　도면에　나타난　바와　같이，　위상　반전층（１２）과　차광막（１３）의　계면부로　갈수록　위상　반전　영역으로　들어오는　두　빛의　각도　차이가　점점　증가하게　되어　빛의　상쇄　효과가　저하되게　된다．

따라서，　상기와 같은 종래의 하프톤　마스크는 위상　반전　영역으로　들어오는　두　빛의　방향이　정확히　일치되지　않아　빛의　상쇄효과가　저하되게　되며，　이러한　마스크를　이용하여　소자를　패터닝（Patterning)하는　경우　이미지　왜곡　현상이　발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 위상　반전　영역에서　빛의　상쇄　효과를　극대화시키어　웨이퍼상에　안정적인　소자　패턴을　형성하기　위한　하프톤　마스크　및　그　제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하프톤　마스크는　기판과，　상기　기판의　소정　영역상에　형성되는　복수개의　위상　반전층과，　상기　위상　반전층상에　형성되며　에지부가　상기　위상　반전층의　에지부로부터　일정　거리를　갖는　제　１　차광막과，　상기　제　１　차광막　 및　위상　반전층의　양　측면에　형성되는　제　２　차광막으로　구성됨을　특징으로　한다．

상기한　구성을　갖는　하프톤　마스크의　제조방법은　기판상에　위상　반전층과　제　１　차광막과　감광막을　차례로　형성하는　단계와，　상기　감광막을　선택적으로　패터닝하고　이를　마스크로　상기　제　１　차광막과　위상　반전층을　제거하는　단계와，　습식　식각　공정으로　상기　제　１　차광막의　에지부를　일정　부분　제거하는　단계와，　상기　감광막을　제거하는　단계와，　상기　제　１　차광막　 및　위상　반전층의　에지부에　제　２　차광막을　형성하는　단계를　포함하여　형성함을　특징으로　한다．

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 하프톤　마스크　및　그　제조방법을 설명하면 다음과 같다.

도　２a　내지　도　２e는　본　발명의　실시예에　따른　하프톤　마스크　제조공정　단면도이다．

본　발명에　따른　하프톤　마스크는　도　２e에　도시된　바와　같이，　석영　기판（２１）과，　상기　석영　기판（２１）의　소정　영역상에　형성되는　위상　반전층（２２）과，　상기　위상　반전층（２２）상의　일영역상에　형성되며　에지부가　상기　위상　반전층의　에지로부터　　일정　거리（L）를　갖는　제　１차광막（２３）과，　상기　위상　반전층（２２）및　제　１　차광막（２３）의　양측면에　형성되는　　제　２　차광막（２５a, 25b)으로　구성된다．

이후，　편이를　위하여　상기　제　１　차광막（２３）이　형성된　영역　하부　영역을　차광　영역，　상부에　상기　제　１　차광막（２３）이　형성되지　않은　위상　반전층（２２）　하부　영역을　위상반전　영역이라　부르기로　한 다．

상기한　구성을　갖는　하프톤　마스크의　제조방법은　도　２a에　도시된　바와　같이，　석영　기판（２１）상에　위상　반전층（２２）과，　제　１　차광막（２３）을　차례로　적층　형성하고，　전표면상에　감광막（２４）을　도포한다．

이때，　상기　위상　반전층（２２）의　투과율을　１０％　이하가　되도록　한다．

그리고，　상기　감광막（２４）은　예를　들어　E-빔용（Beam)　감광막을　이용한다．

이어，　도　２b에　도시된　바와　같이，　레이아웃　설계　데이터를　이용한　노광　 및　현상　공정으로　상기　감광막（２４）을　선택적으로　패터닝하고，　상기　패터닝된　감광막（２４）을　마스크로　이용하여　상기　제　１　차광막（２３）과　위상　반전층（２２）을　선택적으로　제거한다．

이어，　습식　식각　공정으로　상기　제　１　차광막（２３）을　선택적으로　제거하여　상기　제　１　차광막（２３）의　에지가　상기　위상　반전층（２２）의　에지와　일정거리（L)를　갖도록　형성한다．

이때，　상기　일정　거리（L)는　광원의　종류에　따라서　최대　 및　최소값이　결정되며，　각　광원에　따른　최대　 및　최소　L값은　다음　표　１과　같다．

	G-Line[㎜]	H-Line[㎜]	I-Line[㎜]	Deep-UV[㎜]
최소(L)	218	202	182	120
최대(L)	654	608	548	360

여기서，　상기　최대　L의　설정　기준은　광원의　파장　길이　대비　１．５배로　설정된다．　

즉，　상기　위상　반전층（２２）의　에지에서　제　１　차광막（２３）의　에지까지의　거리（L)가　먼 경우　제　１　차광막（２３）의　에지에서　산란되는　빛이　상기　위상　반전층（２２）의　에지에서　산란되는　빛을　상쇄시키는　효과를　얻을　수　없게　되기　 때문에　최대　L의　기준을　이와　같이　설정한　것이다．

그리고，　상기　최소　L은　상기　위상　반전층（２２）을　통해　１８０。 　위상　반전된　빛이　상기　위상　반전층（２２）의　에지부에서　산란된　빛과　상쇄　효과를　나타낼　수　있도록　하기　위한　일정량의　광원을　확보하기　위한　최소　길이이다．

이어，　도　２d에　도시된　바와　같이，　상기　제　１　차광막（２３）　 및　위상　반전층（２２）을　포함한　전표면상에　제　２　차광막（２５）을　　증착한다．

이어，　도　２e에　도시된　바와　같이　이방성　건식　식각　공정으로　상기　제　２　차광막（２５）을　선택적으로　제거하여　상기　제　１　차광막（２３）　 및　위상　반전층（２２）의　양측면에　각각　제　２　차광막（２５b)(25a)를　형 성한다．

도　３은　도　２e의　D 영역을　확대한　도면으로，　본　발명에　따른　하프톤　마스크의　동작을　설명하기　위한　도면이다．

여기서，　E는　광원이　그대로　통과하는　영역이고，F는　상기　위상　반전층（２２）가장자리의　제　２　차광막（２５a)의　에지에서　산란된　광원이며，　G는　상기　위상　반전층（２２）을　통과하여　위상이　１８０。 반전되는　영역이고，　H는　제　１　차광막（２３）　가장자리의　제　２　차광막（２５b）에지에서　산란되며　상기　위상　반전층（２２）을　통과하여　위상이　１８０。 　반전된　영역이다．

이때，　상기　F에서　산란된　광원은　위상　반전층（２２）의　하부로　들어가게　되어　상기　위상　반전층（２２）을　통과하여　위상　반전된　상기　G 영역　 및 H　영역의　광원과　상쇄되게　된다．

즉，　상기　F　에서　산란된　빛이　위상　반전된　G　영역의　빛　뿐만　아니라，　상기　H　영역의　빛과도　상쇄되게　된다．

따라서，　상기　위상　반전층（２２）과　제　１　차광막（２３）의　계면부쪽에서도　빛의　상쇄　효과가　저하되지　않게　된다．

상기와 같은 본 발명의 하프톤　마스크　및　그　제조방법은 마스크의　패턴　에지에서　발생되는　노광　광원의　산란에　의한　웨이퍼상에　이미지　왜곡　현상을　줄일　수　있으므로　소자　패턴의　정확성을　향상시킬　수　있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 기판과，

   상기　기판의　소정　영역상에　형성되는　복수개의　위상　반전층과，

   상기　위상　반전층상에　형성되며　에지부가　상기　위상　반전층의　에지부로부터　일정　거리를　갖는　제　１　차광막과，

   상기　제　１　차광막　 및　위상　반전층의　양　측면에　형성되는　제　２　차광막으로　구성됨을　특징으로　하는　하프톤　마스크．
2. 제　１　항에　있어서，　상기　일정　거리의　최대값은　상기　하프톤　마스크를　이용한　패터닝　공정에서　사용하는　노광　광원　파장의　１．５배이고，　최소값은　상기　제　１　차광막이　형성되지　않은　영역의　위상　반전층을　통과한　빛이　상기　위상　반전층의　에지에서　산란되는　빛과　상쇄효과를　낼　수　있도록　하기　위한　최소의　광원을　확보하기　위한　거리임을　특징으로　하는　하프톤　마스크．
3. 제　２항에　있어서，　상기　일정　거리는　노광　광원인　G－라인，H-라인，I-라인，　딥－UV에　대하여　각각　２１８～654nm, 202～608nm, 182～548nm, 120～360nm인　것을　특징으로　하는　하프톤　마스크．
4. 기판상에　위상　반전층과　제　１　차광막과　감광막을　차례로　형성하는　단계，

   상기　감광막을　선택적으로　패터닝하고　이를　마스크로　상기　제　１　차광막과　위상　반전층을　제거하는　단계，　

   습식　식각　공정으로　상기　제　１　차광막의　에지부를　일정　부분　제거하는　단계，

   상기　감광막을　제거하는　단계，

   상기　제　１　차광막　 및　위상　반전층의　에지부에　제　２　차광막을　형성하는　단계를　포함하여　형성함을　특징으로　하는　하프톤　마스크　제조방법．
5. 제　４항에　있어서，　상기　제　２　차광막은　상기　제　１　차광막과　위상　반전층을　포함한　전표면상에　차광　물질을　형성하고，　이방성　건식　식각　공정으로　상기　제　１　차광막　 및　위상　반전층의　에지부에만　남도록　상기　차광　물질을　선택적으로　제거하여　형성함을　특징으로　하프톤　마스크　제조방법．

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