KR19980048859A - 위상반전 마스크 제조방법 - Google Patents

Abstract

위상반전 마스크 제조방법에 대해 기재되어 있다. 이는, 마스크 기판의 패턴 영역에는 위상반전막과 차광막이 적층된 형태의 패턴들을 형성하고, 주변 영역에는 위상반전막과 차광막이 적층된 광투과 방지층을 형성하는 공정, 패턴 영역의 가장자리를 울타리 모양의 노출시키는 제1 감광막 패턴을 상기 마스크 기판 전면 상에 형성하는 공정, 제1 감광막 패턴을 마스크로하여 패턴 영역의 가장자리에 있는 차광막을 식각하는 공정, 제1 감광막 패턴을 제거하는 공정, 주변 영역과 차광막이 제거된 패턴 영역의 가장자리를 덮는 모양의 제2 감광막 패턴을 형성하는 공정 및 패턴 영역에 있는 차광막을 제거하는 공정을 구비하여, 하프 톤 위상반전 마스크 제조 시 주변 영역에 덮여진 차광막이 불균일하게 식각되는 것을 방지하는 것에 의해 검사 시 잘못된 펄스의 원인을 제거할 수 있다.

Description

위상반전 마스크 제조방법

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 하프 톤 위상반전 마스크 제조방법에 관한 것이다.

반도체 소자의 크기가 점점 줄어듬에 따라 요구되는 패턴 크기도 줄어들어 종래의 크롬 마스크로는 충분한 해상도를 얻을 수 없는 단계까지 이르렀다. 더 높은 해상도를 얻기 위해서는 더 짧은 파장의 빛으로 노광하거나 더 큰 개구수(NA)를 가진 노광장비를 이용하는 방법이 있으나, 이것은 매우 힘들고 많은 시간과 비용(cost)을 요한다.

따라서, 현재의 노광장비를 그대로 유지하면서 해상도를 높일 수 있는 위상반전 마스크가 주목을 받게 되었으며, 이중 하프 - 톤 위상반전 마스크는 그 제작의 간편함과 설계의 용이함 때문에 많이 연구되고 있다.

하프 - 톤 위상반전 마스크의 단점 중의 하나는 패턴 영역(패턴이 형성되는 영역)을 제외한 영역 (주변 영역, 즉 패턴이 형성되지 않는 영역)에도 빛이 약간씩 투과하기 때문에 이 빛으로 인해 주변 영역에서 감광막 (통상, 포토레지스트)의 손실(loss)이 일어나는 일이 있다는 것이다. 이를 방지하기 위해, 주변 영역을 크롬(Cr)으로 막아주어 빛의 투과율을 0%로 만들어 감광막의 손실을 방지하는 크롬 블라인드(blind) 구조가 제안되었다.

상기한 크롬 블라인드 구조를 가진 하프 - 톤 위상반전 마스크를 제조하기 위해서는, 패턴 영역에 형성된 크롬을 벗겨주어야하는 공정이 추가되어야 하는데, 이때 크롬을 완전히 제거하기 위하여 상당한 과식각(overetch)을 행하게 된다.

도 1a 내지 도 1c는 종래의 하프 톤 위상반전 마스크(Half - Tone Phase Shift Mask; HT PSM) 제조방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들로서, 상기한 크롬 블라인드 구조의 하프 톤 위상반전 마스크를 제조하는 방법을 설명한다.

마스크 기판(10) 상에 위상반전막과 크롬과 같은 차광물질로 이루어진 차광막을 차례대로 적층하고 이들 상에 패턴 형성을 위한 감광막 패턴(도시되지 않음)을 형성한 후, 상기 감광막 패턴을 마스크로하여 노출된 차광막을 습식식각함으로써 차광막 패턴(14)을 형성하고, 이 차광막 패턴(14)을 마스크로하여 위상반전막을 식각함으로써 위상반전막 패턴(12)을 형성한다. 이때, 상기 차광막 패턴(14) 및 위상반전막 패턴(12)은 패턴 영역에서는 소정 모양으로 형성되고 주변 영역 (패턴 영역을 제외한 영역)에서는 이 주변 영역을 덮는 모양으로 형성된다. 이후, 상기 패턴 영역을 노출시키는 감광막 패턴(16)을 상기한 패턴들이 형성되어 있는 결과물 기판 상에 형성한다 (도 1a).

계속해서, 상기 감광막 패턴(16)을 마스크로하여 패턴 영역에 형성되어 있는 차광막 패턴(14)을 제거한다. 상기 차광막 패턴 제거 공정은 습식식각으로 행해지는데, 패턴 영역에 남게될지도 모를 차광막 잔유물을 완전하게 제거하기 위하여 과식각을 행한다. 이때, 상기한 과식각에 의해 감광막 패턴(16)에 의해 보호되어야 할 차광막 패턴 (주변 영역에 형성되어 있는 차광막 패턴)의 일부도 함께 제거되어 과식각 영역이 발생하게 된다 (도 1b).

도 1c는 상기 감광막 패턴을 제거한 후의 단면도로서, 최종적으로 확인되는 패턴 영역(변경된 패턴 영역)은 최초의 패턴 영역보다 더 확장되어 있음을 알 수 있다. 또한, 상기한 과식각에 의해 주변 영역에 형성되어 있던 차광막 패턴이 불균일하게 제거되어 주변 영역을 덮는 차광막 패턴(14a)의 모양이 균일하지 않게되어 있음을 알 수 있다 (A 참조).

따라서, 종래의 크롬 블라인드 구조의 하프 - 톤 위상반전 마스크 제조방법에 의하면, 패턴 영역과 주변 영역의 경계면에 형성되어 있는 차광막 패턴이 의도한 바대로 식각되지 않고 과식각되어 있으므로 신뢰도 검사 시 펄스(fulse) (마스크에 결함이 있거나 의도한 바대로 제작되지 않을 경우 실패 부분을 알려주는 펄스를 발생시킴)의 원인이 되기 때문에 신뢰성 높은 검사를 행하기 어려워진다.

본 발명의 목적은 하프 톤 위상반전 마스크 제조 시 주변 영역에 덮여진 차광막이 불균일하게 식각되는 것을 방지하는 것에 의해 검사 시 잘못된 펄스의 원인을 제거할 수 있는 위상반전 마스크 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1a 내지 도 1c는 종래의 하프 톤 위상반전 마스크(Half - Tone Phase Shift Mask; HT PSM) 제조방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 의한 하프 톤 위상반전 마스크 제조방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 의한 위상반전 마스크 제조방법은, 마스크 기판의 패턴 영역에는 위상반전막과 차광막이 적층된 형태의 패턴들을 형성하고, 주변 영역에는 위상반전막과 차광막이 적층된 광투과 방지층을 형성하는 공정; 상기 패턴 영역의 가장자리를 울타리 모양의 노출시키는 제1 감광막 패턴을 상기 마스크 기판 전면 상에 형성하는 공정; 상기 제1 감광막 패턴을 마스크로하여 상기 패턴 영역의 가장자리에 있는 차광막을 식각하는 공정; 상기 제1 감광막 패턴을 제거하는 공정; 상기 주변 영역과 차광막이 제거된 상기 패턴 영역의 가장자리를 덮는 모양의 제2 감광막 패턴을 형성하는 공정; 및 패턴 영역에 있는 차광막을 제거하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 위상반전막은 하프-톤 (half- tone) 위상반전 마스크 제조를 위해 사용되는 물질로 이루어지고, 상기 차광막은 습식식각 공정으로 제거하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 더욱 자세하게 설명하고자 한다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 의한 하프 톤 위상반전 마스크 제조방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.

마스크 기판(20) 상에 위상반전막과 차광막을 차례대로 적층하고 이들 상에 패턴 형성을 위한 감광막 패턴(도시되지 않음)을 형성한 후, 상기 감광막 패턴을 마스크로하여 노출된 차광막을 습식식각함으로써 차광막 패턴(24)을 형성하고, 이 차광막 패턴(24)을 마스크로하여 위상반전막을 식각함으로써 위상반전막 패턴(22)을 형성한다. 이때, 상기 차광막 패턴(24) 및 위상반전막 패턴(22)은 패턴 영역에서는 소정 모양으로 형성되고 주변 영역 (패턴 영역을 제외한 영역)에서는 이 주변 영역을 덮는 모양으로 형성된다. 이후, 상기 패턴 영역의 가장자리를 울타리 모양으로 노출시키는 제1 감광막 패턴(26)을 상기 패턴들이 형성되어 있는 결과물 기판 상에 형성한 후, 이를 마스크로하여 노출된 차광막 패턴(24) (패턴 영역의 가장자리에서 울타리 모양으로 노출된 부분, B로 표시)을 식각한다. 이때, 상기 위상반전막은 하프 톤 위상반전 마스크 제조를 위해 사용되는 물질, 즉 빛의 투과율이 0%가 아닌 물질을 사용하여 형성하고, 상기 차광막은 빛의 투과율이 0%인 크롬을 사용하여 형성한다 (도 2a).

이후, 상기 제1 감광막 패턴을 제거하고, 주변 영역 (패턴 영역을 제외한 영역)을 완전히 덮고 상기한 울타리 영역을 부분적으로 덮는 모양의 제2 감광막 패턴(28)을 형성한 후 (도 2b), 상기 제2 감광막 패턴(28)을 마스크로하여 노출된 차광막 패턴들 (패턴 영역에 형성되어 있던 패턴들)을 습식식각으로 제거한다 (도 2c).

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 명백하다.

본 발명에 의한 위상반전 마스크 제조방법에 의하면, 패턴 영역의 가장자리에 형성되어 있던 차광막을 울타리 모양으로 제거한 후 패턴 영역에 형성되어 있던 차광막을 제거함으로써 하프 톤 위상반전 마스크 제조 시 주변 영역에 덮여진 차광막이 불균일하게 식각되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 신뢰도 검사 시 잘못된 펄스의 원인을 제거할 수 있다.

Claims (3)

1. 마스크 기판의 패턴 영역에는 위상반전막과 차광막이 적층된 형태의 패턴들을 형성하고, 주변 영역에는 위상반전막과 차광막이 적층된 광투과 방지층을 형성하는 공정;

   상기 패턴 영역의 가장자리를 울타리 모양의 노출시키는 제1 감광막 패턴을 상기 마스크 기판 전면 상에 형성하는 공정;

   상기 제1 감광막 패턴을 마스크로하여 상기 패턴 영역의 가장자리에 있는 차광막을 식각하는 공정;

   상기 제1 감광막 패턴을 제거하는 공정;

   상기 주변 영역과 차광막이 제거된 상기 패턴 영역의 가장자리를 덮는 모양의 제2 감광막 패턴을 형성하는 공정; 및

   패턴 영역에 있는 차광막을 제거하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 위상반전막은 하프-톤 (half- tone) 위상반전 마스크 제조를 위해 사용되는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크 제조방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 차광막은 습식식각 공정으로 제거하는 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크 제조방법.