KR19980021216A - 결함검사용 표준 마스크 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

결함검사용 표준마스크 및 그 제조방법을 개시하고 있다. 이는, 공간주파수 변조형 위상반전마스크의 결함검사 및 결함수정을 위한 표준마스크에 있어서, 위상반전층의 위상을 π+ x°로 하고, 결함부의 위상을 x°로 하여 인접한 패턴간의 위상차를 π°로 유지하는 것을 특징으로 한다.

Description

결함검사용 표준 마스크 및 그 제조방법

본 발명은 결함검사용 표준마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 공간주파수 변조형 위상반전마스크의 결함검사 및 결함수정을 위한 표준 마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.

반도체 집적회로의 각종패턴들은 사진식각 기술에 의해 형성되는데, 집적회로의 집적도가 증가하면서 서로 인접하는 패턴들간의 근접효과(proximity effect)에 의해 패턴의 해상도가 저하되는 결함이 발생하게 되었다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 위상 쉬프터(phase shifter)가 포함된 마스크패턴이 형성되어 있는 위상 반전 마스크가 레벤슨(Levenson) 등에 의해 고안된 바 있으며, 이는 통상적인 마스크와는 달리, 광선의 투과율과 위상을 조절하여 위상반전을 일으키는 원리를 이용한다.

이와 같이 레벤슨에 의해 제안된 위상반전마스크(이하, 공간주파수 변조형 위상반전마스크(alternating type phase shift mask)라고 한다)는 사진식각공정의 초점심도와 해상도를 개선시킬 수 있기 때문에 널리 사용되고 있다.

그러나, 상기 공간주파수 변조형 위상반전마스크는, 그 결함 검사 및 결함수정 설비가 상용화되어 있지 않은 문제점이 있다. 이와 같은 결함 검사 및 결함수정을 위해서는 결함수정용 표준마스크가 필요하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 공간주파수 변조형 위상반전마스크의 결함검사용 표준마스크를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 결함검사용 표준마스크의 제조방법을 제공하는 것이다.

도1은 본 발명에 따른 결함수정용 표준마스크를 도시한 단면도이다.

도2 내지 도8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 결함수정용 표준마스크 제조방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.

도7 내지 도11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 결함수정용 표준마스크 제조방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 공간주파수 변조형 위상반전마스크의 결함검사 및 결함수정을 위한 표준마스크에 있어서, 위상반전층의 위상을 π+ x°로 하고, 결함부의 위상을 x°로 하여 인접한 패턴간의 위상차를 π°로 유지하는 것을 특징으로 하는 결함검사용 표준마스크를 제공한다.

여기에서, 상기 결함부 위상 x°는 보우팅 횟수(n)에 따라 π/n에 해당하는 값을 갖는 것이 바람직하며, 상기 위상반전층은 MoSi, Cr, CrSi, W, 중 어느하나로 형성된 차광막과 석영기판의 식각으로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 다른 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 석영기판 상의 차광부 및 결함부에 크롬층을 형성하는 제1 단계; 상기 크롬층 상에 위상반전층 형성을 위한 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 제2 단계; 상기 제1 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 사용하여 상기 석영기판을 그 위상이 π+ x°로 반전되도록 식각함으로써 위상반전영역을 형성하고, 상기 제1 포토레지스트 패턴을 제거하는 제3 단계; 상기 결과물 상에 포토레지스트를 재증착하고 노광 및 현상공정을 통해 위상반전영역과 인접한 부분을 노출시키는 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 제4 단계; 상기 제2 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 사용하여 상기 크롬층 및 석영기판을 그 위상이 x°로 반전되도록 식각함으로써 결함부를 형성한 다음 상기 제2 포토레지스트 패턴을 제거하는 제5 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 결함검사용 표준마스크 제조방법을 제공한다.

상기 다른 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 또한, 석영기판 상의 차광부에 크롬층을 형성하는 제1 단계; 상기 크롬층 상에 위상반전층 형성을 위한 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 제2 단계; 상기 제1 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 사용하여 상기 석영기판을 그 위상이 π+ x°로 반전되도록 식각함으로써 위상반전영역을 형성하고, 상기 제1 포토레지스트 패턴을 제거하는 제3 단계; 상기 결과물 상에 포토레지스트를 재증착하고 노광 및 현상공정을 통해 위상반전영역을 가리고, 상기 위상반전영역에 인접하고 크롬층이 형성되지 않은 석영기판을 소정폭으로 가리는 형상의 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 제4 단계; 상기 제2 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 사용하여 상기 석영기판을 그 위상이 x°로 반전되도록 식각함으로써 결함부를 형성한 다음 상기 제2 포토레지스트 패턴을 제거하는 제5 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 결함검사용 표준마스크 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 일 실시를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 결함수정용 표준마스크를 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 결함수정용 표준마스크는, 석영기판(1) 상에 크롬층(3)이 형성되어 있으며, 공간주파수 변조형 위상반전마스크의 이상적인 위상반전값인 π를 기준으로 한쪽은 π + x°, 다른 한쪽(결함이 있는 쪽)은 x°만큼 위상반전된 구조를 갖는다.

이 경우, x는 보우팅(voting) 횟수 n에 따라 π/n에 해당된다. 즉, 예를 들면 보우팅 횟수가 4회면, 180°/4 = 45°에 해당된다.

도2 내지 도8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 결함수정용 표준마스크 제조방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.

도2를 참조하면, 통상의 마스크 제조공정에서와 동일한 방법으로, 석영기판(1) 상에 차광을 위한 크롬층(3)을 형성한다. 이때, 결함에 해당되는 부분에도 크롬층을 남김으로써 결함층(3')을 형성한다.

도3을 참조하면, 상기 크롬층(3) 상에 포토레지스트를 도포하여 포토레지스트층을 형성한 다음, 특정부분을 레이저빔 또는 전자빔을 이용하여 노광하고 이를 현상함으로써 제1 포토레지스트 패턴(5)을 형성한다.

도4를 참조하면, 상기 제1 포토레지스트 패턴(5)을 식각마스크로 사용하여 상기 석영기판(1)을 건식 또는 습식식각함으로써 위상반전영역을 형성하고, 상기 제1 포토레지스트 패턴(5)을 제거한다. 이때, 상기 석영기판(1)의 식각깊이는 π+ x°에 해당되게 한다.

도5를 참조하면, 상기 결과물 상에 포토레지스트를 재증착한 다음, 레이저빔 또는 전자빔에 노광한 다음 현상하여 석영기판(1)이 식각된 부분, 즉 위상반전영역과 인접한 부분을 노출시키는 제2 포토레지스트 패턴(7)을 형성한다.

도6을 참조하면, 상기 제2 포토레지스트 패턴(7)을 식각마스크로 사용하여 상기 석영기판(1)을 식각한 다음 상기 제2 포토레지스트 패턴(7)을 제거한다. 이때, 상기 결함층(3')에 의해 상기 석영기판 표면에는 요철모양의 결함부가 형성된다. 여기에서, 상기 요철모양을 형성하기 위한 석영기판(1)의 식각깊이는, 이를 통과한 빛의 위상반전이 x°에 해당되게 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따르면 결함부 형성을 위한 패턴을 크롬층 형성시 형성한다. 따라서, 인접한 패턴간의 위상차를 π°로 유지할 수 있다.

도7 내지 도11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 결함수정용 표준마스크 제조방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다. 도2 내지 도6에서와 동일한 참조부호는 동일 부재를 나타낸다.

도7을 참조하면, 통상의 마스크 제조공정에서와 동일한 방법으로, 석영기판(1) 상에 차광을 위한 크롬층(3)을 형성한다. 이때, 상기 제1 실시예에서와는 달리, 결함에 해당되는 부분에 크롬층을 형성하지 않는다.

도8을 참조하면, 상기 크롬층(3) 상에 포토레지스트를 도포하여 포토레지스트층을 형성한 다음, 특정부분을 레이저빔 또는 전자빔을 이용하여 노광하고 이를 현상함으로써 제1 포토레지스트 패턴(5)을 형성한다.

도9를 참조하면, 상기 제1 포토레지스트 패턴(5)을 식각마스크로 사용하여 상기 석영기판(1)을 건식 또는 습식식각으로 소정깊이 식각함으로써, 위상반전영역을 형성한 다음 상기 제1 포토레지스트 패턴(5)을 제거한다. 이때, 상기 석영기판(1)의 식각깊이는, 이를 통과한 빛의 위상반전이 π+ x°에 해당되게 한다.

도10을 참조하면, 상기 결과물 상에 포토레지스트를 재증착한 다음, 레이저빔 또는 전자빔에 노광하고 현상하여 석영기판(1)이 식각된 부분, 즉 위상반전영역과 인접한 부분 일부를 노출시키는 제2 포토레지스트 패턴(7')을 형성한다. 이때, 상기 제2 포토레지스트 패턴(7')은 석영기판이 식각된 위상반전영역과 인접한, 크롬층이 형성되지 않은 석영기판 상에 소정폭을 갖도록 형성된다.

도11을 참조하면, 상기 제2 포토레지스트 패턴(7')을 식각마스크로 사용하여 상기 석영기판(1)을 식각한 다음 상기 제2 포토레지스트 패턴(7')을 제거한다. 이때, 상기 제2 포토레지스트 패턴(7') 중 위상반전영역과 인접하고 크롬층이 형성되지 않은 석영기판 상에 소정폭을 갖는 부분에 의해 상기 석영기판 표면에는 요철모양의 결함부가 형성된다. 여기에서, 상기 요철모양을 형성하기 위한 석영기판(1)의 식각깊이는, 이를 통과한 빛의 위상반전이 π°에 해당되게 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따르면 결함부 형성을 위한 패턴을 제2 포토레지스트층 형성시 형성한다. 따라서, 인접한 패턴간의 위상차를 π°로 유지할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 석영기판 식각을 통하여 위상반전층의 위상을 π+ x°로 하고, 결함부의 위상을 x°로 함으로써 인접한 패턴간의 위상차를 π°로 유지한다. 따라서, 공간주파수 변조형 위상반전마스크의 결함검사 및 결함수정을 위한 표준마스크가 제공된다.

Claims (5)

1. 공간주파수 변조형 위상반전마스크의 결함검사 및 결함수정을 위한 표준마스크에 있어서,

   위상반전층의 위상을 π+ x°로 하고, 결함부의 위상을 x°로 하여 인접한 패턴간의 위상차를 π°로 유지하는 것을 특징으로 하는 결함검사용 표준마스크.
2. 제1항에 있어서, 상기 결함부 위상 x°는 보우팅 횟수(n)에 따라 π/n에 해당하는 값을 갖는 것을 특징으로 하는 결함검사용 표준마스크.
3. 제1항에 있어서, 상기 위상반전층은 MoSi, Cr, CrSi, W, 중 어느하나로 형성된 차광막과 석영기판의 식각으로 이루어진 것을 특징으로 하는 결함검사용 표준마스크.
4. 석영기판 상의 차광부 및 결함부에 크롬층을 형성하는 제1 단계;

   상기 크롬층 상에 위상반전층 형성을 위한 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 제2 단계;

   상기 제1 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 사용하여 상기 석영기판을 그 위상이 π+ x°로 반전되도록 식각함으로써 위상반전영역을 형성하고, 상기 제1 포토레지스트 패턴을 제거하는 제3 단계;

   상기 결과물 상에 포토레지스트를 재증착하고 노광 및 현상공정을 통해 위상반전영역과 인접한 부분을 노출시키는 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 제4 단계;

   상기 제2 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 사용하여 상기 크롬층 및 석영기판을 그 위상이 x°로 반전되도록 식각함으로써 결함부를 형성한 다음 상기 제2 포토레지스트 패턴을 제거하는 제5 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 결함검사용 표준마스크 제조방법.
5. 석영기판 상의 차광부에 크롬층을 형성하는 제1 단계;

   상기 크롬층 상에 위상반전층 형성을 위한 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 제2 단계;

   상기 제1 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 사용하여 상기 석영기판을 그 위상이 π+ x°로 반전되도록 식각함으로써 위상반전영역을 형성하고, 상기 제1 포토레지스트 패턴을 제거하는 제3 단계;

   상기 결과물 상에 포토레지스트를 재증착하고 노광 및 현상공정을 통해 위상반전영역을 가리고, 상기 위상반전영역에 인접하고 크롬층이 형성되지 않은 석영기판을 소정폭으로 가리는 형상의 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 제4 단계;

   상기 제2 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 사용하여 상기 석영기판을 그 위상이 x°로 반전되도록 식각함으로써 결함부를 형성한 다음 상기 제2 포토레지스트 패턴을 제거하는 제5 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 결함검사용 표준마스크 제조방법.