KR19980018010A - 위상 쉬프트 마스크 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR19980018010A
KR19980018010A KR1019970001769A KR19970001769A KR19980018010A KR 19980018010 A KR19980018010 A KR 19980018010A KR 1019970001769 A KR1019970001769 A KR 1019970001769A KR 19970001769 A KR19970001769 A KR 19970001769A KR 19980018010 A KR19980018010 A KR 19980018010A
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Abstract

고정밀도의 얼라인먼트 마크(alignment mark)가 불필요하고, 제조 공정이 간략하며, 결함의 제거가 용이한 위상 쉬프트 마스크 및 그 제조 방법을 제공한다.
위상 쉬프트 마스크(10)에는, 레벤슨형(Leveson type) 위상 쉬프트부와 하프톤형(Halftone type) 위상 쉬프트부가 혼재하고 있다. 레벤슨형 위상 쉬프트부에는, 서로 상이한 위상으로 노광 광을 투과하는 제 1 및 제 2 광투과 영역 Tn1및 Ta1과, 그 사이에 반차광 쉬프터 막(3)과 차광막(5)의 적층 구조로 구성되는 차광 영역 S1이 형성되어 있다. 하프톤형 위상 쉬프트부에는, 석영 기판(1)의 표면이 노출된 제 3 광투과 영역 Tn2과 그 석영 기판(1)의 표면에 반차광 쉬프터 막(3)이 형성된 제 4 광투과 영역 Ta2이 제공되어 있다.

Description

위상 쉬프트 마스크 및 그 제조 방법
본 발명은 위상 쉬프트 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레벤슨형 위상 쉬프트부와 하프톤형 위상 쉬프트부를 갖는 위상 쉬프트 마스크 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 반도체 집적 회로에서 급격하게 고정밀도화 및 미세화되었다. 이에 따라, 반도체 기판(이하, 간단히 웨이퍼라 한다)상에 형성되는 회로 패턴의 미세화도 급속하게 진행해 왔다.
이들중, 포토리소그래피 기술은 패턴 형성에 있어서 기판 기술로서 넓게 인식되고 있다. 이에 따라, 현재까지는 다양한 개발, 개량이 이루어져 왔다. 그러나, 패턴의 미세화는 더욱 요구되고 있고, 패턴의 해상도 향상에 대한 요구도 더 강해지고 있다.
이 포토리소그래피 기술로는 웨이퍼상에 도포된 포토레지스트에 마스크(원화) 형상의 패턴을 전사하여, 그 전사된 포토레지스트를 이용하여 하층의 피에칭 막을 패터닝하는 기술이다. 이 포토레지스트의 전사시에, 포토레지스트에 현상 처리가 실시되나, 이 현상 처리에 의해 광에 노출된 부분의 포토레지스트가 제거되는 타입을 포지티브형(positive type), 광에 노출되지 않은 부분의 포토레지스트가 제거되는 타입을 네거티브형(negative type)의 포토레지스트라 부른다.
일반적으로, 축소 노광 방법을 이용한 포토리소그래피 기술에서 해상 한계 R(nm)은,
R = k1· λ / (NA)
로 표시된다. 여기에서, λ은 사용하는 광의 파장(nm)이고, NA는 렌즈의 개구 수이며, k1는 레지스트 프로세스에 의존하는 정수이다.
윗식으로부터 알 수 있는 바와 같이, 해상 한계 R의 향상을 도모하기 위해서, 즉 미세 패턴을 얻기 위해서, k1와 λ의 값을 작게 하고, NA의 값을 크게 하는 방법이 고려된다. 즉, 레지스트 프로세스에 의존하는 정수를 작게 하고, 단파장화 또는 고NA화하면 좋다.
그러나, 광원 또는 렌즈의 개량은 기술적으로 복잡하고, 단파장화 및 고NA화함으로써, 광의 초점 심도 δ(δ = k2· λ / (NA)2)가 깊게 되고, 따라서 해상도의 저하를 초래하는 문제가 생긴다.
그래서, 광원 또는 렌즈가 아닌 포토마스크를 개량함으로써, 패턴의 미세화를 도모하는 연구가 행해지고 있다. 최근에는, 패턴의 해상도를 향상시키는 포토마스크로서 위상 쉬프트 마스크가 주목되고 있다. 이하, 이 위상 쉬프트 마스크의 구조 및 그 윈리에 대해 통상의 포토마스크와 비교하여 설명한다. 또한 위상 쉬프트 마스크에 대해서는, 레벤슨 방식 및 하프톤 방식에 대해 설명한다.
도 10a, 10b 및 10c는 통상의 포토마스크를 사용한 때의 마스크의 단면, 마스크상의 전장 및 웨이퍼상의 광 강도를 표시하는 도면이다. 도 10a를 참조하면, 통상의 포토마스크는 글래스 기판(101)상에 금속 마스크 패턴(103)이 형성된 구성을 갖고 있다. 이와 같은 통상의 포토마스크에서, 마스크상의 전장은 도 10b에 도시된 바와 같이 금속 마스크 패턴(103)에서 공간적으로 펄스 변조된 전장으로 된다.
그러나, 도 10c를 참조하면, 패턴이 미세화하면, 포토마스크를 투과한 노광 광은 광의 회절 효과로 인해 웨이퍼상의 비노광 영역(금속 마스크 패턴(103)에 의해 노광 광의 투과가 차단된 영역)으로도 연장한다. 이 때문에, 웨이퍼상의 비노광 영역으로도 광이 조사되버리고, 광의 콘트라스트(웨이퍼상의 노광 영역과 비노광 영역의 광 강도의 차)가 저하한다. 결과적으로, 해상도가 저하하고, 미세한 패턴의 전사를 수행하는 것이 곤란하게 된다.
도 11a, 11b 및 11c는 레벤슨 방식의 위상 쉬프트 마스크를 사용한 때의 마스크 단면, 마스크상의 전장 및 웨이퍼상의 광 강도를 표시하는 도면이다. 우선 도 11a를 참조하면, 위상 쉬프트 마스크는 통상의 포토마스크에 위상 쉬프터로 불리우는 광학 부재(105)가 제공되어 있다.
즉, 글래스 기판(101)상에 크롬 마스크 패턴(103)이 형성되고, 노광 영역과 차광 영역이 제공되며, 노광 영역의 1개 걸러 마다에 위상 쉬프터(105)가 제공된다. 이 위상 위프터(105)는 투과광의 위상을 180도 변환하는 역할을 하는 것이다.
도 11b를 참조하면, 상술한 바와 같이 위상 쉬프터(105)를 노광 영역의 1개 걸러 마다에 제공하므로, 위상 쉬프트 마스크를 투과한 광에 의해 마스크상의 전장은 그 위상이 교번적으로 180도 반전하여 구성된다. 이와 같이 인접하는 노광 영역 사이에서 광의 위상이 서로 역위상으로 되므로, 광의 간섭 효과에 의해 역위상의 광이 중첩하는 부분에서 광이 서로 상쇄하게 된다.
이 결과, 도 11c에 도시된 바와 같이, 노광 영역 사이의 경계에서 광의 강도가 작게 되고, 웨이퍼상의 노광 영역과 비노광 영역에 제공된 광의 강도차를 충분하게 확보할 수 있다. 이에 따라 해상도의 향상을 도모하는 것이 가능하게 되고, 미세한 패턴의 전사를 수행할 수 있다.
도 12a, 12b 및 12c는 하프톤 방식의 위상 쉬프트 마스크를 사용한 때의 마스크 단면, 마스크상의 전장 및 웨이퍼상의 광 강도를 도시하는 도면이다. 우선 도 12a를 참조하면, 이 하프톤 방식의 위상 쉬프트 마스크에서도, 상술한 레벤슨 방식과 동일하게, 위상 쉬프터로 불리우는 광학 부재(106)가 제공되어 있다.
그러나, 광학 부재(106)는 글래스 기판(101)상의 반투명 막(103)상에만 형성되고, 위상 쉬프터(106)와 반투명 막(103)의 2층 구조가 제공되어 있다. 이 위상 쉬프터(56)는 상술한 바와 같이, 투과광의 위상을 180도 변환하는 역할을 수행하는 것이고, 반투명 막(103)은 노광 광을 완전하게 차단하지 않고 노광 광의 강도를 감쇠시키는 역할을 행하는 것이다.
도 12b를 참조하면, 상술한 바와 같이 위상 쉬프터(106)와 반투명막(103)의 2층 구조를 제공하였으므로, 마스크상의 전장은 그 위상이 교번적으로 180도 변환하여 구성되고, 한쪽의 위상 강도가 다른쪽의 위상 강도보다 작게 된다. 즉, 위상 쉬프터(106)를 투과함으로써 위상이 180도 변환되고, 반투과 막(103)을 투과함으로써, 현상 후에 포토레지스트를 소정의 막 두께로 잔존시킴으로써 광의 강도가 감쇠한다. 인접하는 노광 영역 사이에서 광의 위상은 서로 역위상으로 되므로, 역위상의 광이 중첩하는 부분에서 광이 서로 상쇄하게 된다.
이 결과, 도 12c에 도시된 바와 같이, 노광 패턴의 에지에서 위상이 반전하고 있으므로, 노광 패턴의 에지에서의 광 강도를 작게 할 수 있다. 그 결과, 반투명 막(103)을 투과한 영역과 투과하지 않은 영역의 노광 광의 광 강도의 차가 크게 되고, 패턴 상의 해상도를 높게 하는 것이 가능하게 된다.
이와 같이 위상 쉬프트 마스크에는 레벤슨 방식, 하프톤 방식 등의 여러 종류의 방식이 있다. 그중에서도, 레벤슨형 위상 쉬프트 마스크는 밀집한 선/공간 패턴에 대해 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 이 마스크는 분리된 암선을 형성하는 것에도 효과가 있다. 즉, 도 11에서 광투과 영역의 폭 Ln, La를 크게 하고, 그 광투과 영역 사이에 차광 영역의 폭 Ls를 작게 하면, 분리된 암선을 높은 해상도로 형성할 수 있다.
그러나, 레벤슨형 위상 쉬프트 마스크에서는 분리된 명선의 형성이 곤란하다. 즉, 도 11에서 차광 영역의 폭 Ls을 크게 하고, 차광 영역 사이에 투과부의 폭 La(혹은 Ln)을 작게 하면, 분리된 명선을 형성할 수 있다. 그러나, 인접하는 투과부를 투과한 노광 광이 간섭하여 없어지므로, 분리된 명선을 형성하는 경우, 높은 해상도가 얻어지지 않는다.
한편, 분리된 명선의 해상도를 개선하는 방법으로서, 상술한 하프톤형 위상 쉬프트 마스크에 의한 노광법이 있다. 이 때문에, 이들 2종의 마스크를 동일 마스크 기판상에 형성할 수 있으면, 밀집선, 분리된 명선 및 분리된 암선을 동시에 고정밀도로 형성하는 것이 가능하게 된다.
이것을 실현하는 마스크 구조 및 그 제조 방법은 일본 특허 공개평 7-168342 호 공보 및 일본 특허 공개평 6-123961 호 공보 등에 제안되어 있다. 이하, 일본특허 공개평 7-168342 호 공보에 개시되는 위상 쉬프트 마스크를 제 1 종래 예로서, 일본 특허 공개평 6-123961 호 공보에 개시되는 위상 쉬프트 마스크를 제 2 종래 예로서 설명한다.
도 13은 제 1 종래 예에서 위상 쉬프트 마스크의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 13을 참조하면, 투명 기판(201)에는, 트랜치(trench)(201a)가 제공되고, 이에 따라 서로 위상이 180도 상이한 제 1 및 제 2 광투과 영역 Tn, Ta가 구성된다. 이 제 1 및 제 2 광투과 영역 Tn, Ta의 사이에는, 트렌치(201a)의 측벽을 피복하도록 반차광막(203)이 형성되고, 반차광 영역 S가 구성되어 있다.
이 위상 쉬프트 마스크(210)에서, 반차광막(203)의 폭 La을 소정 치수보다 크게 한 경우에는 하프톤 방식의 위상 쉬프트 효과가 얻어지고, 소정의 치수 이하로 한 경우에는 레벤슨 방식의 위상 쉬프트 효과가 얻어진다. 이와 같은 차광막(203)의 폭 Ls을 적당하게 설정함으로써, 동일 마스크상에서 레벤슨형 위상 쉬프트부와 하프톤형 위상 쉬프트부를 혼재시킬 수 있다.
다음에, 이 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 14∼도 17은 제 1 종래 예에서 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 개략적인 단면도이다. 우선 도 14를 참조하면, 석영 기판(201)의 표면상에 크롬 막(205)이 형성되고, 이 크롬 막(205)상에서 레지스트 패턴(207)이 형성된다. 이 레지스트 패턴(207)을 마스크로서 이방성 에칭을 실시함으로써 크롬 막(205)이 패터닝된다. 이 후, 레지스트 패턴(207)이 제거된다.
도 15를 참조하면, 크롬 막 패턴(205)을 마스크로서 석영 기판(201)에서 이방성 에칭이 실시된다. 이에 따라, 석영 기판(201)의 표면에 트렌치(201a)가 형성되고, 쉬프터 패턴이 전사된다. 이 후, 크롬 막 패턴(205)이 제거된다.
도 16을 참조하면, 크롬 막 패턴(205)의 제거에 의해, 석영 기판(201)의 표면 전면이 노출된다.
도 17를 참조하면, 표면 전면에 크롬 막(203)이 형성되고, 이 크롬 막(203)상에 레지스트 패턴(209)이 형성된다. 이 레지스트 패턴(209)을 마스크로서 크롬 막(203)에서 이방성 에칭이 실시된다. 이에 따라, 크롬 막(203)은 제 1 및 제 2 광투과 영역을 노출하고, 제 1 및 제 2 광투과 영역 사이의 차광 영역상에 잔존하도록 패터닝된다. 이 후, 레지스트 패턴(209)이 제거되고, 도 13에 도시된 위상 쉬프트 마스크(210)가 완성된다.
다음에, 도 18은 제 2 종래 예에서 위상 쉬프트 마스크의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 18을 참조하면, 이 위상 쉬프트 마스크(310)는 레벤슨형 위상 쉬프트 마스크부와 하프톤형 위상 쉬프트 마스크부를 갖고 있다. 석영 기판(301)의 표면 전면에는, 에칭 정지 막(303)이 형성되어 있다.
레벤슨형 위상 쉬프트부에서는, 에칭 정지 막(303)상에서, 복수개로 분할된 위상 쉬프트층(305)가 형성되어 있다. 이 위상 쉬프트층(305)의 일부 표면을 노출하도록 위상 쉬프트층(305)의 단부상에 차광막(307)이 형성되어 있다.
또한 하프톤형 위상 쉬프트부에서는 에칭 정지 막(303)상에서, 복수개로 분할된 위상 쉬프트층(305)가 형성되어 있다. 이 위상 쉬프트층(305)의 표면 전면을 피복하도록 반차광막(309)이 형성되어 있다.
이 위상 쉬프트 마스크(310)에는, 도 18로부터 알 수 있는 바와 같이, 레벤슨형 위상 쉬프트부와 하프톤형 위상 쉬프트부가 동일 마스크상에 혼재하여 형성되어 있다.
다음에, 이 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 19∼도 23은 제 2 종래 예에서 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 개략적인 단면도이다. 우선 도 19를 참조하면, 석영 글래스 기판(301)상에서 에칭 정지 막(303)과 위상 쉬프트층(305)과 차광막(307)이 순차적으로 형성된다. 이 차광막(307)상에 레지스트 패턴(311a)이 형성된다. 이 레지스트 패턴(311a)을 마스크로서 차광막(307)에서 이방성 에칭이 실시된다. 이 후, 레지스트 패턴(311a)이 제거된다.
도 20을 참조하면, 이 에칭에 의해 레벤슨형 위상 쉬프트부에서 위상 쉬프트층(305)상에 서로 분리된 차광막(307)이 복수개 형성된다.
도 21을 참조하면, 차광막(307)과 위상 쉬프트층(305)의 표면 전면을 피복하도록 반차광막(309)이 형성된다.
도 22를 참조하면, 반차광막(309)상에, 소정의 형태를 갖는 레지스트 패턴(311b)이 형성된다. 이 레지스트 패턴(311b)을 마스크로 하여, 반차광막(309)과 위상 쉬프트층(305)이 순차적으로 에칭된다. 이 후, 레지스트 패턴(311b)이 제거된다.
도 23을 참조하면, 하프톤형 위상 쉬프트부를 피복하도록 레지스트 패턴(311c)이 형성된다. 이 레지스트 패턴(311c)을 마스크로 하여, 레벤슨형 위상 쉬프트부의 반차광막(309)이 에칭 제거되고, 도 18에 도시된 위상 쉬프트 마스크(310)가 완성된다.
상술한 제 1 및 제 2 종래 예에 의해, 레벤슨형 위상 쉬프트부와 하프톤형 위상 쉬프트부를 갖는 위상 쉬프트 마스크를 얻을 수 있다.
그러나, 제 1 종래 예에서는, 도 17에 도시된 바와 같이 트렌치(201a)가 형성된 후에, 반차광막(203)이 형성되고 패터닝된다. 레벤슨형 위상 쉬프트 마스크로서 정상적으로 작용시키기 위해서는, 이 반차광막(203)은 서로 위상이 상이한 영역의 경계부, 즉 트렌치(201a)의 측벽을 정확하게 피복하도록 형성되지 않으면 안된다. 이 때문에, 반차광막(203)의 패터닝시에는, 하부의 쉬프터 패턴 사이에서 고정밀도인 얼라인먼트가 요구되는 문제점이 있었다.
또한, 제 2 종래 예에서는, 하프톤형 위상 쉬프트부에서, 도 19와 도 21에 도시된 바와 같이 위상 쉬프트층(305)과 반차광막(309)을 별개로 형성하지 않으면 안된다. 이 때문에, 막 형성 회수가 많게 되고, 제조 공정이 복잡하게 되며, 제조 비용이 높게 되는 문제점이 있었다.
또한 마스크의 제조 공정에서는, 각 막의 패터닝 후에 결함을 제거하지 않으면 안된다. 그러나, 제 2 종래 예에서, 막 형성 회수가 많게 되므로, 결함을 없애는 것이 곤란하게 되는 문제점이 있었다.
또한 제 1 종래 예에서는, 도 14에 도시된 바와 같이 석영 기판(201)에 쉬프터 패턴이 형성된 후에, 크롬 막(203)이 형성된다. 이 석영 기판(201)에 쉬프터 패턴을 형성하는 때 혹은 형성 후에는, 트렌치(201a)내에 이물질(foreign matter)이 포획되기 쉽다. 이물질이 포획된 상태에서 도 15에 도시된 바와 같이 크롬 막(203)이 막 형성되면, 크롬 막(203)이 이물질에 의해 두절되버리고 만다. 이 때문에, 크롬 막(203)에 결함이 생기기 쉽게 되는 문제점이 있었디.
또한 제 2 종래 예에서도, 도 20과 도 21에 도시된 바와 같이 차광막(307)이 패터닝된 후에 반차광막(309)이 형성되므로, 제 1 종래 예와 동일하게 반차광막(309)에 결함이 생기기 쉽다고 하는 문제점이 있었다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 고정밀도의 얼라인먼트가 불필요하고, 제조 공정이 간단하며, 결함이 적은 위상 쉬프트 마스크 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법은, 레벤슨형 위상 쉬프트부와 하프톤형 위상 쉬프트부를 갖는 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법으로서, 이하의 공정을 포함한다.
우선 기판의 표면 전면에 반차광 쉬프터 막과 차광막이 순차적으로 적층하여 형성된다. 이 반차광 쉬프터 막은 3% 이상 30% 이하의 투과율을 갖고 반차광 쉬프터 막의 투과 전의 노광 광의 위상이 투과 후의 노광 광의 위상과 상이한 위상으로 되도록 형성된다. 그리고 차광막과 반차광 쉬프터 막을 선택적으로 제거함으로써, 차광막과 반차광 쉬프터 막이 레벤슨형 위상 쉬프트부의 차광 영역을 사이에 두고서 서로 인접하는 제 1 및 제 2 광투과 영역과 하프톤형 위상 쉬프트부의 제 3 광투과 영역에 인접하는 제 4 광투과 영역의 기판의 표면을 노출시키고, 레벤슨형 위상 쉬프트부의 차광 영역과 하프톤형 위상 쉬프트부의 제 3 광투과 영역의 기판 표면을 피복한다. 그리고 제 1 광투과 영역을 투과하는 노광 광의 위상이 제 2 광투과 영역을 투과하는 노광 광의 위상과 상이하도록 선택적으로 제거된 반차광 쉬프터 막을 마스크로서 에칭함으로써 제 1 및 제 2 광투과 영역중 어느 하나가 노출된 기판표면 전면에 트렌치가 형성된다. 그리고 제 3 광투과 영역의 차광막이 제거된다.
본 발명의 위상 쉬프트 마스크 제조 방법에서는, 선택적으로 제거된(패터닝된) 반차광 쉬프터 막을 마스크로서 에칭하고 기판에 트렌치가 형성된다. 즉 반차광 쉬프터 막을 패터닝한 후에 하부의 쉬프터 패턴이 형성된다. 이 때문에, 하부의 쉬프터 패턴을 형성한 후에, 반차광 쉬프터 막을 패터닝할 필요가 없으므로, 반차광막의 패터닝시에 고정밀도의 얼라인먼트가 불필요하게 된다.
또한, 노광 광의 강도를 감소시키고, 위상을 180도 변환하는 반차광 쉬프터 막이 이용되고 있다. 이 때문에, 하프톤형 위상 쉬프트부에서, 반차광막과 쉬프터막을 별개로 형성할 필요는 없다. 따라서, 막 형성 공정을 제 2 종래 예보다 감소시킬 수 있고, 제조 공정을 간략화할 수 있다.
또한, 블랭크를 준비한 후에, 레지스트 이외의 막을 형성할 필요는 없다. 이 때문에, 블랭크의 막 혹은 기판을 패터닝한 후에 새롭게 막 형성을 수행함으로써 막의 결함의 발생이 방지된다. 따라서, 결함이 적은 위상 쉬프트 마스크를 제작할 수 있다.
본 발명의 위상 쉬프트 마스크는 레벤슨형 위상 쉬프트부와 하프톤형 위상 쉬프트부를 갖는 위상 쉬프트 마스크에 있어서, 기판과, 반차광 쉬프터 막과, 차광막을 포함한다. 기판은 레벤슨형 위상 쉬프트부에서 노광 광을 투과하는 제 1 광투과 영역과, 차광 영역을 사이에 두고서 제 1 광투과 영역과 인접하고 제 1 광투과 영역을 투과하는 노광 광의 위상과 상이한 위상으로 노광 광을 투과하는 재 2 광투과 영역을 갖고 하프톤형 위상 쉬프트부에서는 서로 인접하며 노광 광을 투과하는 제 3 및 제 4 광투과 영역을 갖고 있다. 반차광 쉬프터 막은 차광 영역 및 제 3 광투과 영역에서 기판의 표면을 피복하고 제 1, 제 2 및 제 4 광투과 영역에서 기판의 표면을 노출한다. 차광막은 차광 영역에서 반차광 쉬프터 막의 전면을 피복하고 제 3 광투과 영역에서 반차광 쉬프터 막의 표면을 노출하며 제 1, 제 2 및 제 4 광투과 영역에서 기판의 표면을 노출하고 있다. 이 반차광 쉬프터 막은 3% 이상 30% 이하의 투과율을 갖고 반차광 쉬프터 막의 투과 전의 노광 광의 위상이 투과 후의 노광 광의 위상과 상이한 위상으로 되도록 형성되어 있다.
본 발명의 다른 국면에 따른 위상 쉬프트 마스크는 기판과, 반차광 쉬프터 막과, 차광막을 포함한다. 기판은 노광 광을 투과하는 제 1 광투과 영역과 차광 영역을 사이에 두고서 제 1 광투과 영역과 인접하고 제 1 광투과 영역을 투과하는 노광 광의 위상과 상이한 위상으로 노광 광을 투과하는 제 2 광투과 영역을 갖는다. 반차광 쉬프터 막은 차광 영역에서 기판의 표면을 피복하고 제 1 및 제 2 광투과 영역에서 기판의 표면을 노출한다. 차광막은 차광 영역에서 반차광 쉬프터 막의 전면을 피복하고 제 1 및 제 2 광투과 영역에서 기판의 표면을 노출한다. 이 반차광 쉬프터 막은 3% 이상 30% 이하의 투과율을 갖고 반차광 쉬프터 막의 투과 전의 노광 광의 위상이 투과 후의 노광 광의 위상과 상이한 위상으로 되도록 형성되어 있다.
상기한 두가지 국면에 따른 본 발명의 위상 쉬프트 마스크에서는, 고정밀도의 얼라인먼트가 불필요하고, 제조 공정을 간략화할 수 있으며, 결함을 작게 할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에서 위상 쉬프트 마스크의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이고 도 1b는 그 위상 쉬프트 마스크를 투과한 노광 광의 웨이퍼상의 광 강도를 도시하는 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법의 제 1 공정을 도시하는 개략적인 단면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법의 제 2 공정을 도시하는 개략적인 단면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법의 제 3 공정을 도시하는 개략적인 단면도
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법의 제 4 공정을 도시하는 개략적인 단면도
도 6은 본 발명의 일 실시예에서 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법의 제 5 공정을 도시하는 개략적인 단면도
도 7은 레지스트를 노광하는 때의 노광 양과 레지스트가 현상된 후의 레지스트 나머지 막의 관계를 도시하는 도면
도 8은 레벤슨 방식의 위상 쉬프트 마스크와 통상의 마스크에 대해 웨이퍼상의 차광 막의 치수와 초점 심도의 관계를 도시하는 도면
도 9a는 레벤슨형 위상 쉬프트부와 하프톤형 위상 쉬프트부 사이에 차광 영역이 없는 경우의 본 실시예의 위상 쉬프트 마스크의 구성을 도시하는 개략적인 단면도이고, 도 9b는 그 위상 쉬프트 마스크를 투과한 노광 광의 웨이퍼상의 광 강도를 도시하는 도면
도 10a는 통상의 포토마스크를 사용한 때의 마스크 단뎐도이고, 도 10b 및 도 10c는 마스크상의 전장 및 웨이퍼상의 광 강도에 대해 설명하기 위한 도면
도 11a는 레벤슨 방식의 위상 쉬프트 마스크를 사용한 때의 마스크 단뎐도이고, 도 11b 및 도 11c는 마스크상의 전장 및 웨이퍼상의 광 강도에 대해 설명하기 위한 도면
도 12a는 하프톤 방식의 위상 쉬프트 마스크를 사용한 때의 마스크 단뎐도이고, 도 12b 및 도 12c는 마스크상의 전장 및 웨이퍼상의 광 강도에 대해 설명하기 위한 도면
도 13은 제 1 종래예에서 위상 쉬프트 마스크의 구성을 도시하는 개략적인 단면도
도 14는 제 1 종래예에서 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법의 제 1 공정을 도시하는 개략적인 단면도
도 15는 제 1 종래예에서 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법의 제 2 공정을 도시하는 개략적인 단면도
도 16은 제 1 종래예에서 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법의 제 3 공정을 도시하는 개략적인 단면도
도 17은 제 1 종래예에서 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법의 제 4 공정을 도시하는 개략적인 단면도
도 18은 제 1 종래예에서 위상 쉬프트 마스크의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도
도 19는 제 2 종래예에서 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법의 제 1 공정을 도시하는 개략적인 단면도
도 20은 제 2 종래예에서 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법의 제 2 공정을 도시하는 개략적인 단면도
도 21은 제 2 종래예에서 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법의 제 3 공정을 도시하는 개략적인 단면도
도 22는 제 2 종래예에서 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법의 제 4 공정을 도시하는 개략적인 단면도
도 23은 제 2 종래예에서 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법의 제 5 공정을 도시하는 개략적인 단면도
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 석영 기판 3 : 반차광 쉬프트막
5 : 차광막 10 : 위상 쉬프트 마스크
Tn1: 제 1 광투과 영역 Ta1: 제 2 광투과 영역
Tn2: 제 3 광투과 영역 Ta2: 제 4 광투과 영역
S1, S0: 차광 영역
이하, 본 발명의 일 실시예에 대해 도면에 기초하여 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에서 위상 쉬프트 마스크의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 또한 도 1b는 웨이퍼상의 광 강도를 도시하는 도면이다.
도 1a를 참조하면, 본 실시예의 위상 쉬프트 마스크(10)는, 레벤슨형 위상 쉬프트부와 하프톤형 위상 쉬프트부를 갖고 있다. 석영 기판(1)의 레벤슨형 위상 쉬프트부에는, 트렌치(1a)가 형성되어 있다. 이 트렌치(1a)가 형성되어 있는 영역은 제 1 광투과 영역 Tn1을 형성하고, 트렌치(1a)가 형성되어 있지 않은 영역은 제 2 광투과 영역 Ta1을 형성하고 있다. 그리고 이 제 1 광투과 영역 Tn1과 제 2 광투과 영역 Ta1은 각각 투과하는 노광 광의 위상이 180도 상이하도록 구성되어 있다.
또한 제 1 광투과 영역 Tn1과 제 2 광투과 영역 Ta1사이의 영역에는 차광 영역 S1이 배치되어 있다. 이 차광 영역 S1에서는, 석영 기판(1)의 표면상에 반차광 쉬프터 막(3)과 차광막(5)이 적층하여 형성되어 있다.
하프톤형 위상 쉬프트부에는 제 3 및 제 4 광투과 영역 Tn2,Ta2이 제공되어 있다. 제 3 광투과 영역 Tn2에서는 석영 기판(1)상에, 3% 이상 30% 이하의 투과율을 갖는 반차광 쉬프터 막(3)이 형성되어 있다. 그리고 이 반차광 쉬프터 막(3)의 표면상에는 차광막이 없고, 그 표면이 노출되어 있다. 제 4 광투과 영역 Ta2에는 반차광 쉬프터 막(3)이 형성되어 있으므로, 제 3 광투과 영역 Tn2와 제 4 광투과 영역 Ta2은 각각 투과하는 노광 광의 위상이 180도 상이하도록 구성되어 있다.
레벤슨형 위상 쉬프트부와 하프톤형 위상 쉬프트부 사이에는 차광 영역 S0이 제공되어 있다. 이 차광 영역 S0에서는, 석영 기판(1)상에 반차광 쉬프터 막(3)과 차광막(5)이 적층하여 형성되어 있다.
이 반차광 쉬프터 막(3)이, 예를 들면 SiOxNy로 구성되는 경우에는, 반차광막(3)의 i선(365 nm)의 투과율이 4%이고, i선에 대한 굴절율이 1.9이며, 그 막 두께는 1980Å이고, 이 막 두께에 대응하는 공기층에 대해 반파장 광로 길이가 길게 되도록 형성되어, 하프톤 위상 쉬프터로서 기능한다.
차광막(5)은, 예를 들면 Cr(크롬)으로 구성되고, 반차광 쉬프터 막(3)의 표면 전면에 형성되어 있다. 이 차광막(5)은, 예를 들련 1000Å의 막 두께이고 광학 부재는 3이고 투과율은 0.1%이므로, 실질적으로 차광막으로서 기능한다.
트렌치(1a)의 깊이 D1는 제 1 및 제 2 광투과 영역 Tn1,Ta1의 위상차를 제공하므로, 예를 들면 노광 광으로서 i선이 이용되는 경우에는 약 4050Å이고, KrF 엑시머 레이저(excimer laser)가 이용되는 경우에는 약 2720Å이다.
도 1b는 이 위상 쉬프트 마스크를 이용한 경우의 웨이퍼상의 광 강도를 도시하는 도면이다. 도 1b를 참조하면, 레벤슨형 위상 쉬프트부에서 제 1 광투과 영역 Tn1과 제 2 광투과 영역 Ta1을 투과한 노광 광은 도면중에서 일점쇄선으로 표시된 바와 같이 실질적으로 180도 상이한 위상을 갖고, 차광 영역 S1내에서 서로 상쇄한다. 이 중첩하는 노광 광은 서로 위상이 상이하므로, 서로 상쇄된다. 이 때문에, 도면중에서 실선으로 도시된 바와 같이 노광 패턴의 광 강도는 그 차광 영역 S1에서 광 강도 0의 부분을 반드시 갖는다. 따라서, 제 1 및 제 2 광투과 영역Tn1,Ta1과 차광 영역 S1의 광 강도 차를 충분히 제공할 수 있다.
하프톤형 위상 쉬프트부에서, 반차광 쉬프터 막(3)은 3% 이상 30% 이하의 투과율을 갖고, 노광 광의 강도를 감쇠시킴며, 투과광의 위상을 180도 변환하는 역할을 한다. 이 때문에, 제 4 광투과 영역 Ta2도 노광 광을 어느 정도 투과한다. 따라서, 제 3 광투과 영역 Tn2을 투과한 노광 광과 제 4 광투과 영역 Ta2을 투과한 노광 광은 도면중에서 일점쇄선으로 도시된 바와 같이 실질적으로 180도 상이한 위상을 갖고, 노광 패턴의 에지 부분에서 서로 상쇄한다. 이 중첩하는 노광 광은 위상이 상이하므로, 서로 상쇄한다. 따라서, 도면중에서 실선으로 도시된 바와 같이 노광 패턴의 광 강도는 그 에지 부분에서 광 강도 0의 부분을 반드시 갖고, 이에 따라 노광 패턴의 에지 부분에서 형태가 예리하게(sharp) 되어 해상도의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 도 1b에서, 제 2 및 제 3 광투과 영역 Ta1,Ta2의 웨이퍼상의 광 강도는 실선과 일점쇄선은 본래 그 피크 부분 근방에서 중첩되나, 설명의 편의상 실선과 일점쇄선을 쉬프트하여 도시하고 있다.
이상에 의해, 본 실시예의 위상 쉬프트 마스크가 레벤슨형 위상 쉬프트부와 하프톤형 위상 쉬프트부의 양쪽에서 높은 해상도가 얻어진다. 이 때문에, 밀집한 선, 분리된 명선, 분리된 암선중 어느 하나에 대해서도 높은 해상도를 얻을 수 있다.
다음에, 본 실시예의 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 2 ∼ 도 6은 본 발명의 일 실시예에서 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 개략적인 단면도이다. 우선 도 2를 참조하면, 6.35 mm의 두께를 갖는 석영 기판(1)의 표면상에, 예를 들면 MoSiOxNy로 구성되는 반차광 쉬프터 막(3)이 1980Å의 막 두께로 형성된다. 이 반차광막(3)의 표면 전면에, 예를 들면 Cr로 구성되는 차광막(5)이 1000Å의 막 두께로 형성된다. 이와 같이 해서, 마스크 블랭크(10a)가 준비된다.
도 3을 참조하면, 차광막(5)상에 전자 빔 레지스트(7a)가 5000Å 정도의 막 두께로 도포된다. 이 전자 빔 레지스트(7a)는 전자 빔(EB) 노광기에 의해 노광 영역 S1, S0과 제 4 광투과 영역 Ta2에 잔존되도록 노광되고, 현상된다. 이와 같이 해서 형성된 레지스트 패턴(7a)을 마스크로서, 반차광 쉬프터 막(3)의 표면이 노출할 때까지 차광막(5)에 습식 에칭이 수행된다. 이 후, 레지스트 패턴(7a)이 제거된다. 그리고 차광막(5)의 패턴에 대해, 결합의 검사 및 참정이 수행된다.
도 4를 참조하면, 다음에 반차광 쉬프터 막(3)이 차광막(5)을 마스크로서, CF4/O2에 의한 반응성 이온 에칭(RIE)에 의해 에칭되고 패터닝된다. 그리고 이 반차광 쉬프터 막(3)의 패턴에 대해 결함의 검사 및 참정이 수행된다.
도 5를 참조하면, 석영 기판(1)의 표면 전면에 전자 빔 레지스트(7b)가 도포되고, EB 노광기에 의해, 소망하는 형태로 패터닝된다. 이에 따라, 제 1 광투과 영역 Tn1의 석영 기판(1)의 표면이 노출하도록 전자 빔 레지스트 패턴(7b)이 형성된다. 그리고 이 전자 빔 레이저 패턴(7b)을 마스크로서 에칭을 수행하고, 석영 기판(1)에 트렌치(1a)가 형성된다.
이 트렌치(1a)의 깊이는, 예를 들면 노광 광으로서 i선이 이용되는 경우에는 약 4050Å으로 되도록, KrF 엑시머 레이저 광이 이용되는 경우에는 2720Å으로 되도록 형성된다.
이 후, 전자 빔 레지스트 패턴(7b)이 제거된다.
도 6을 참조하면, 다시 석영 기판(1)의 표면 전면에 전자 빔 레지스트(7c)가 도포되고, EB 노광기에 의해 소망하는 형태로 패터닝된다. 이에 따라, 하프톤형 위상 쉬프트부가 노출하도록 전자 빔 레지스트 패턴(7c)이 형성된다. 이 전자 빔 레지스트 패턴(7c)을 마스크로서 하프톤형 위상 쉬프트부의 차광막(5)이 제거된다. 이 후, 전자 빔 레지스트 패턴(7c)이 제거되고, 도 1a에 도시된 본 실시예의 위상 쉬프트 마스크(10)가 형성된다.
또한, 본 실시예의 위상 쉬프트 마스크에서는, 반차광 쉬프터 막(3)은 3% 이성 30% 이하의 투광율을 갖고 있지 않으면 안된다. 이것에 대해 이하에서 상세하게 설명한다.
도 7은 홀 패턴 형성을 위한 노광시의 노광량과 현상 후의 레지스트 나머지 막의 관계를 도시하는 도면이다. 도 7을 참조하면, 통상의 홀 패턴의 노광은 현상 후에, 레지스트의 나머지 막이 0으로 되는 노광량(도면중에서 R 점)의 약 3 ∼ 4배의 광량으로 마스크에 노광 광이 조사된다. 이 때문에, 반차광 쉬프터 막(3)의 투과율이 30%을 초과하면, 반차광 쉬프터 막(3)을 투과한 노광 광에 의해 포토레지스트의 막 두께가 0으로 되든가, 또는 포토레지스트가 막 두께를 감소시켜서, 에칭 마스크에 이용할 수 없게 된다. 그러므로, 반차광 쉬프터 막(3)의 투과율은 30% 이하이지 않으면 안된다.
또한, 반차광 쉬프터 막(3)을 투과한 광의 강도가 너무 약하면 도 1b에서 설명한 바와 같이, 위상이 상이한 노광 광을 중첩함으로써 노광 패턴을 얻는 효과를 얻을 수 없게 된다. 반차광 쉬프터 막(3)의 투과울을 3%보다 작게 하면, 이 반차광 쉬프터 막(3)을 투과한 노광 광의 강도가 너무 작게 되고, 상술한 효과를 얻을 수 없게 된다. 그러므로, 반차광 쉬프터 막(3)의 투과율은 3% 이상이지 않으면 안된다.
이상에 의해, 반차광 쉬프터 막(3)은 3% 이상 30% 이하의 투광율을 갖고 있지 않으면 안된다.
다음에, 도 1에서 레벤슨형 위상 쉬프트부와 하프톤형 위상 쉬프트부 사이의 차광 영역 So의 폭 L1에 대해 고찰한 결과를 설명한다.
도 8은 미야자키 등(Miyazaki et al.)에 의한 The effect of duty ratio of line and space in phase-shifting lithography SPIE vol. 1927, 55, pp. 677-685 에 기재된 도면이다. 이 도면은 레벤슨 방식의 위상 쉬프트 마스크와 통상의 마스크에 대해, 웨이퍼상에서 노광 영역의 치수(Space Width)과 초점 심도(DOF)의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 8을 참조하면, 종축은 초점 심도이고, 횡축은 인접하는 투과 영역 사이의 웨이퍼상에서의 거리(즉 웨이퍼상에 조사된 차광 영역의 치수)이다. 이 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 마스크의 차광 영역의 치수가 웨이퍼상에서 0.7 μm보다 작은 때에는, 레벤슨 방식의 위상 쉬프트 마스크쪽이 통상의 마스크에 비해 초점 심도가 크게 된다. 그러나, 치수가 0.7 μm 이상이면, 레벤슨 방식의 위상 쉬프트 마스크와 통상의 마스크가 거의 동일한 초점 심도로 되어, 그 차가 없어지고 만다.
이 실험에서는, i선을 이용하고, 이 i선의 파장은 0. 365 m이므로, 치수 0. 7μm은 i선의 파장 λ의 약 2배(2λ)에 대응한다. 즉, 웨이퍼상에 조사된 노광 영역의 치수가 2λ이하이지 않으면 레벤슨 방식의 위상 쉬프트 효과를 얻을 수 없다.
이 웨이퍼상에 조사된 노광 영역의 단위를 위상 쉬프트 마스크상에서의 차광 영역의 단위로 환산하는 때에는, 투사 광학계의 배율을 고려할 필요가 있다. 통상, 위상 쉬프트 마스크의 회로 패턴은 투사 광학계에 의해, 소정의 배율로 축소되어 포토레지스트에 조사된다. 거짓으로, 위상 쉬프트 마스크의 회로 패턴이 5배로 축소되어 포토레지스트에 조사되면, 위상 쉬프트 마스크상에서 5μm의 치수는 포토레지스트상에서 1μm의 단위로 조사되게 된다. 이 때문에, 투사 광학계에 의해 n배로 축소되고 웨이퍼상에 조사된 차광 영역의 치수가 2λ이면, 위상 쉬프트 마스크상에서의 차광 영역의 치수는 2λ × n로 된다.
즉, 도 1a에서 차광 영역 So의 폭 L1이 2n × n보다 작은 경우에는, 제 2 광투과 영역 Ta1을 투과한 노광 광과 제 4 광투과 영역 Ta2을 투과한 노광 광이 중첩한다. 또한 이 폭 L1이 2λ × n이상의 경우에는, 제 2 광투과 영역 Ta1을 투과한 노광 광과 제 4 광투과 영역 Ta2을 투과한 노광 광이 중첩하지 않는다.
이상의 것을 고려하면, 레벤슨형 위상 쉬프트부와 하프톤형 위상 쉬프트부 사이의 차광 영역 So의 폭 L1이 설정되어도 좋다.
본 실시예의 위상 쉬프트 마스크(10)의 제조 방법에서는, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 반차광 쉬프터 막(3)이 패터닝된 후, 그 반차광 쉬프터 막(3)을 마스크로서 석영 기판(1)에 트렌치(1a)가 형성된다. 즉, 반차광 쉬프터 막(3)이 배터닝된 후에 쉬프터 패턴이 형성된다. 이 때, 하부의 쉬프터 패턴을 형성한 후에 이 쉬프터 패턴에 따라, 반차광 쉬프터 막(3)을 패터닝할 필요가 없다. 이 때문에, 종래 예에서 필요한 고정밀도의 얼라인먼트는 불필요하게 된다.
또한, 본 실시예의 제조 방법에서는, 노광 광의 강도를 감쇠시킴과 동시에, 그 위상을 180도 변환하는 반차광 쉬프터 막(3)이 이용되고 있다. 이 때문에, 하프톤형 위상 쉬프터부에서, 노광 광의 강도를 감쇠시키기 위한 반차광막과 노광 광의 위상을 180도 변환하는 쉬프터막을 별개로 형성할 필요가 없다. 따라서, 막 형성 공정을 종래 예보다도 감소시킬 수 있고, 제조 공정을 간략화할 수 있다.
또한 본 실시예의 제조 방법에서는, 도 2에 도시된 블랭크(10a)를 준비한 후에, 레지스트 이외의 막을 새롭게 형성할 필요는 없다. 이 때문에, 막 또는 기판을 패터닝한 후에 새로운 막을 형성함으로써 막의 결함의 발생을 방지할 수 있다.
이상에 의해, 본 실시예의 위상 쉬프트 마스크에서는, 고정밀도의 얼라인먼트가 불필요하게 되고, 제조 공정을 간략화할 수 있으며 결함을 작게 할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 도 1a에 도시된 바와 같이 레벤슨형 위상 쉬프트부와 하프톤형 위상 쉬프트부 사이에 차광 영역 So이 제공되어 있으나, 도 9a에 도시된 바와 같이 레벤슨형 위상 쉬프트부와 하프톤형 위상 쉬프트부 사이에 차광 영역이 없어도 좋다. 이 경우, 레벤슨형 위상 쉬프트부에 인접하는 제 4 광투과 영역 Ta2의 폭 L2이 2λ × n이상인 것이 바람직하다.
제 4 광투과 영역 Ta2의 폭 L2이 2λ × n보다 작은 경우에는, 도 9b에서, 레벤슨형 위상 쉬프트부의 제 2 광투과 영역 Ta1을 투과한 노광 광과 하프톤형 위상 쉬프트부의 제 3 광투과 영역 Tn2을 투과한 노광 광이 중첩하지 않게 되어, 높은 해상도를 얻을 수 없게 되기 때문이다.
또한, 반차광 쉬프터 막(3)은 MoSiOxNy에 대해 설명하였으나, 이것이외에 CrOxNy(크롬 옥사이드 니트라이드(chromium oxide nitride)), WSiOxNy(텅스텐 실리사이드 옥사이드 니트라이드(tungsten silicide oxide nitride)), SiOxNy(실리콘 옥사이드 니트라이드(silicon oxide nitride)), SiNx(실리콘 니트라이드(silicon nitride))중 어느 하나로 되어 있어도 좋다.
또한 반차광 쉬프터 막(3)은 상술한 재질의 것으로 한정되지 않고, 투과율 3% 이상 30% 이하이고, 노광 광의 위상을 약 180도 반전시킨 것이면 좋다.
상기의 실시예에서, 석영 기판(1)은 석영일 필요는 없고, 적어도 투과율이 90% 이상의 재료로 구성되면 좋다.
또한 차광막(5)은 Cr으로 구성되는 경우에 대해 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는, CrO/Cr/CrO 등과 같은 다결정이어도 좋다. 차광막(5)에 요구되는 특성으로서는 노광 광을 투과하지 않고, 내품성에 우수하며(세정시를 고려), 밀착성 등이 있다. 그러므로, 이들 특성을 만족하는 재료이면 차광막(5)에 적용하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에서 개시된 실시예는 모든 관점에서 예시하되 제한적이지는 않은 것으로 고려된다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아닌 특허 청구의 범위에 의해 도시되고, 특허 청구의 범위와 동등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경예가 포함되는 것으로 의도된다.
본 발명의 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법에서는, 선택적으로 제거된(패터닝된) 반차광 쉬프터 막을 마스크로서 에칭하여 기판에 트렌치가 형성된다. 즉, 반차광 쉬프터 막이 패터닝된 후에, 하부의 쉬프터 패턴이 형성된다. 이 때문에, 하부의 쉬프터 패턴 형성 후에 그 쉬프터 패턴에 따라 반차광막을 패터닝할 필요가 없으므로, 반차광막의 패터닝시에 고정밀도의 얼라인먼트는 불필요하게 된다.
또한 노광 광의 강도를 감쇠시키고, 위상을 180° 변환하는 반차광 쉬프터 막이 이용된다. 이 때문에, 하프톤형 위상 쉬프터부에서 반차광막과 쉬프터막을 별개로 형성할 필요는 없다. 따라서, 막 형성 공정을 제 2 종래 예보다 감소시킬 수 있고, 제조 공정을 간략화할 수 있다.
또한, 블랭크를 준비한 후에, 레지스트이외의 막을 형성할 필요는 없다. 이 때문에, 블랭크의 막 혹은 기판을 패터닝한 후에 새로운 막 형성을 수행함으로써 막의 결함의 발생이 방지된다.
이상에 의해, 본 발명의 위상 쉬프트 마스크에서는, 고정밀도의 얼라인먼트가 필요하고, 제조 공정을 간략화할 수 있으며 결함을 작게 할 수 있다.

Claims (3)

  1. 레벤슨형 위상 쉬프트부와 하프톤형 위상 쉬프트부를 갖는 위상 쉬프트 마스크에 있어서,
    상기 레벤슨형 위상 쉬프트부에서 노광 광을 투과하는 제 1 광투과 영역과, 차광 영역을 사이에 두고서 상기 제 1 광투과 영역과 인접하고 상기 제 1 광투과 영역을 투과하는 노광 광의 위상과 상이한 위상으로 노광 광을 투과하는 재 2 광투과 영역을 갖고 상기 하프톤형 위상 쉬프트부에서는 서로 인접하며 노광 광을 투과하는 제 3 및 제 4 광투과 영역을 갖는 기판과,
    상기 차광 영역 및 상기 제 3 광투과 영역에서 상기 기판의 표면을 피복하고 상기 제 1, 제 2 및 제 4 광투과 영역에서 상기 기판의 표면을 노출하는 반차광 쉬프터 막과,
    상기 차광 영역에서 상기 반차광 쉬프터 막의 전면을 피복하고 상기 제 3 광투과 영역에서 상기 반차광 쉬프터 막의 표면을 노출하며 상기 제 1, 제 2 및 제 4 광투과 영역에서 상기 기판의 표면을 노출하는 차광막을 포함하고,
    상기 반차광 쉬프터 막은 3% 이상 30% 이하의 투과율을 갖고 상기 반차광 쉬프터 막의 투과 전의 노광 광의 위상이 투과 후의 노광 광의 위상과 상이한 위상으로 되도록 형성되어 있는 위상 쉬프트 마스크.
  2. 노광 광을 투과하는 제 1 광투과 영역과, 차광 영역을 사이에 두고서 상기 제 1 광투과 영역과 인접하고 상기 제 1 광투과 영역을 투과하는 노광 광의 위상과 상이한 위상으로 노광 광을 투과하는 제 2 광투과 영역을 갖는 기판과,
    상기 차광 영역에서 상기 기판의 표면을 피복하고 상기 제 1 및 제 2 광투과 영역에서 상기 기판의 표면을 노출하는 반차광 쉬프터 막과,
    상기 차광 영역에서 상기 반차광 쉬프터 막의 전면을 피복하고 상기 제 1 및 제 2 광투과 영역에서 상기 기판의 표면을 노출하는 차광막을 포함하고,
    상기 반차광 쉬프터 막은 3% 이상 30% 이하의 투과율을 갖고 상기 반차광 쉬프터 막의 투과 전의 노광 광의 위상이 투과 후의 노광 광의 위상과 상이한 위상으로 되도록 형성되어 있는 위상 쉬프트 마스크.
  3. 레벤슨형 위상 쉬프트부와 하프톤형 위상 쉬프트부를 갖는 위상 쉬프트 마스크의 제조 방법에 있어서,
    기판의 표면 전면에 반차광 쉬프터 막과 차광막을 순차적으로 적층하여 형성하는 공정을 갖고,
    상기 반차광 쉬프터 막은 3% 이상 30% 이하의 투과율을 갖고 상기 반차광 쉬프터 막의 투과 전의 노광 광의 위상이 투과 후의 노광 광의 위상과 상이한 위상으로 되도록 형성되며,
    상기 차광막과 상기 반차광 쉬프터 막을 선택적으로 제거함으로써, 상기 차광막과 상기 반차광 쉬프터 막이 상기 레벤슨형 위상 쉬프트부의 차광 영역을 사이에 두고서 서로 인접하는 제 1 및 제 2 광투과 영역과 상기 하프톤형 위상 쉬프트부의 제 3 광투과 영역에 인접하는 제 4 광투과 영역의 상기 기판의 표면을 노출시키고, 상기 레벤슨형 위상 쉬프트부의 상기 차광 영역과 상기 하프톤형 위상 쉬프트부의 상기 제 3 광투과부의 상기 기판 표면을 피복하는 공정과,
    상기 제 1 광투과 영역을 투과하는 노광 광의 위상이 상기 제 2 광투과 영역을 투과하는 노광 광의 위상과 상이하도록 상기 제 1 및 제 2 광투과 영역중 어느 하나가 노출된 상기 기판의 표면 전면에 트렌치를 형성하는 공정과,
    상기 제 3 광투과 영역의 상기 차광막을 제거하는 공정을 포함하는 위상 쉬프트 마스크 제조 방법.
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