KR19990046951A - 위상반전마스크의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 위상 반전 마스크의 제조 방법은 투광성이 양호한 기판의 제 1 표면에 위상반전층 및 차광층을 순차적으로 형성하고 상기 차광층 상에 제 1 포토레지스트를 도포하는 공정과, 상기 제 1 포토레지스트를 노광 및 현상하여 상기 차광층의 소정 부분을 노출시키는 공정과, 상기 제 1 포토레지스트를 마스크로 사용하여 상기 노출된 차광층을 식각하여 상기 위상반전층의 소정 부분을 노출시켜 제 1 및 제 2 투광영역을 한정하는 공정과, 상기 제 1 포토레지스트를 제거하고 상기 소정 부분이 노출된 위상반전층 및 패터닝된 차광층 상에 제 2 포토레지스트를 도포하는 공정과, 상기 제 2 포토레지스트를 노광 및 현상하여 상기 위상반전층의 상기 제 1 투광영역을 노출시키는 공정과, 상기 제 2 포토레지스트를 마스크로 사용하여 상기 제 1 투광영역 내의 상기 위상반전층을 제거하여 상기 기판을 노출시키는 공정과, 상기 제 2 포토레지스트를 제거하고 상기 기판의 제 2 표면에 편광층을 형성하는 공정을 구비한다. 따라서 본 발명에 따른 위상 반전 마스크의 제조 방법은 기존의 위상 반전 마스크에 편광물질을 도포하여 마스크에서 편광을 유도하여 간섭 효과를 증대하여 빛의 간섭을 통한 빛의 조도가 최소가 되어 해상력을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.

Description

위상 반전 마스크의 제조 방법

본 발명은 위상 반전 마스크 제조 방법에 관한 것으로서, 특히, 기존의 위상 반전 마스크에 편광물질을 도포하여 광학적 간섭 효과를 극대화하여 미세 패턴의 노광 해상력을 향상시키는 위상 반전 마스크 제조 방법에 관한 것이다.

반도체장치의 고집적화 및 고밀도화에 따라 단위소자의 크기가 감소되고 이에 따라, 도선 등의 선폭이 작아지고 있다. 그러므로 미세 패턴을 형성하기 위해서는 접촉 묘화(contact printing) 방법, 프록시미티 묘화(proximity printing) 방법 및 프로젝션 묘화(projection printing) 방법 등의 노광 방법을 이용하는 포토리쏘그래피(photolithograpy) 공정으로는 한계가 있다. 따라서, 미세 패턴을 형성하기 위해 점자 빔(electron beam) 또는 이온 빔(ion beam) 등을 이용하여 노광 방법을 개선하거나 또는 노광시 위상 반전 마스크(phase shift mask)를 이용할 수 있다.

위상 반전 마스크은 위상반전영역과 투광영역을 포함하는데, 위상반전영역을 통과하는 광의 위상을 180°로 반전시켜 투광영역을 통과하는 광과 상쇄 간섭을 일으켜 해상력과 초점심도를 향상시켜 양호한 패턴을 얻을 수 있다. 위상 반전 마스크 종류에 따라 교번형(alternated type), 림형(rim type), 감쇄형(attenuated type) 또는 아웃리거형(outrigger type) 등이 있다.

도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 따른 위상 반전 마스크 제조 방법을 도시하는 공정도이다.

종래에는 도 1a에 나타낸 바와 같이 유리(Glass)나 석영(Quartz)과 같이 투광성이 양호한 기판(11) 상에 TiO₂, ZrO₂, CrO₂, 또는 ZnO₂등의 금속산화막으로 이루어진 위상반전층(13)을 형성하고, 이 위상반전층(13) 상에 가시광선(Visible ray) 및 자외선(Ultraviolet)이 투과하지 못하게 니켈(Ni), 크롬(Cr), 그리고 코발트(Co) 등과 같은 금속박막을 스퍼터링 방법으로 증착하여 차광층(15)을 형성한다. 그 다음, 이 차광층(15) 상에 제 1 포토레지스트(photoresist : 17)를 도포한다. 상기에서 위상반전층(13)은 알콜레이트-알콜 용액(Alcohlatealcohol Solution)을 사용한 졸-겔(sol-gel) 방법으로 도포하거나, 또는, 플라즈마 화학기상증착(Plasma Chemical Vapor Deposition : 이하, 플라즈마 CVD라 칭함) 방법으로 증착하여 형성된다.

그리고, 도 1b와 같이 상기 제 1 포토레지스트(17)를 노광 및 현상하여 상기 차광층(15)의 소정 부분을 노출시키는 패턴을 형성한다. 그리고, 상기 잔존하는 제 1 포토레지스트(17)를 마스크로 사용하여 상기 차광층(15)의 노출된 부분을 건식식각하여 상기 위상반전층(13)이 노출되도록 한다. 이때, 상기 차광층(15)이 제거되지 않은 부분은 차광영역이 된다.

그런 후에, 도 1c에 나타낸 바와 같이 상기 차광층(15)을 패터닝한 후 잔존하는 제 1 포토레지스트(17)를 제거하고, 상기 노출된 소정의 위상반전층(13) 및 차광층(15) 상에 제 2 포토레지스트(19)를 도포하고 상기 제 2 포토레지스트(19)를 노광 및 현상하여 상기 차광층(15)의 제거로 부분적으로 노출되었던 상기 위상반전층(13)의 소정 부분을 노출시키는 패턴을 형성한다.

그리고, 도 1d와 같이 상기 제 2 포토레지스트(19)를 마스크로 사용하여 상기 노출된 소정의 위상반전층(13)을 건식식각하고 상기 잔존하는 제 2 포토레지스트(19)를 제거한다. 상기에서, 차광층(15)이 형성된 부분은 차광영역이 되고, 상기 차광층(15)이 형성되지 않은 부분 중 상기 위상반전층(13)이 제거된 부분은 투광영역이 되고, 상기 차광층(15)이 형성되지 않은 부분 중 상기 위상반전층(13)이 제거되지 않은 부분은 위상반전영역이 된다.

상술한 바와 같이 종래에는 투광성이 양호한 기판 상에 위상반전층 및 차광층을 순차적으로 형성한 후, 포토리쏘그래피의 방법으로 순차적으로 패터닝하여 차광영역, 투광영역, 그리고 위상반전영역을 형성하였다.

그러나, 상술한 종래의 위상 반전 마스크는 마스크에서의 광의 편광 현상을 고려하지 않고 간섭시켜 간섭 효과의 저하 요인이 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 편광물질을 도포하여 광의 간섭 효과를 극대화하여 해상력을 높이는 위상 반전 마스크의 제조 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 위상 반전 마스크의 제조 방법은 투광성이 양호한 기판의 제 1 표면에 위상반전층 및 차광층을 순차적으로 형성하고 상기 차광층 상에 제 1 포토레지스트를 도포하는 공정과, 상기 제 1 포토레지스트를 노광 및 현상하여 상기 차광층의 소정 부분을 노출시키는 공정과, 상기 제 1 포토레지스트를 마스크로 사용하여 상기 노출된 차광층을 식각하여 상기 위상반전층의 소정 부분을 노출시켜 제 1 및 제 2 투광영역을 한정하는 공정과, 상기 제 1 포토레지스트를 제거하고 상기 소정 부분이 노출된 위상반전층 및 패터닝된 차광층 상에 제 2 포토레지스트를 도포하는 공정과, 상기 제 2 포토레지스트를 노광 및 현상하여 상기 위상반전층의 상기 제 1 투광영역을 노출시키는 공정과, 상기 제 2 포토레지스트를 마스크로 사용하여 상기 제 1 투광영역 내의 상기 위상반전층을 제거하여 상기 기판을 노출시키는 공정과, 상기 제 2 포토레지스트를 제거하고 상기 기판의 제 2 표면에 편광층을 형성하는 공정을 구비한다.

도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 따른 위상 반전 마스크의 제조 방법을 도시하는 공정도.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시 예에 따른 위상 반전 마스크 제조 방법을 도시하는 공정도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

21 : 투광성 기판 23 : 위상반전층

25 : 차광층 30 : 편광층

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시 예에 따른 위상 반전 마스크의 제조 방법을 도시하는 공정도이다.

본 방법은 도 2a에 나타낸 바와 같이 유리나 석영과 같이 투광성이 양호한 기판(21) 상에 TiO₂, ZrO₂, CrO₂, 또는 ZnO₂등의 금속산화막으로 이루어진 위상반전층(23)을 형성하고, 이 위상반전층(23) 상에 가시광선 및 자외선이 투과하지 못하게 니켈(Ni), 크롬(Cr), 그리고 코발트(Co) 등과 같은 금속박막을 스퍼터링 방법으로 증착하여 차광층(25)을 형성한다. 그 다음, 이 차광층(25) 상에 제 1 포토레지스트(27)를 도포한다. 상기에서 위상반전층(23)은 알콜레이트-알콜 용액을 사용한 졸-겔 방법으로 도포하거나, 또는, 플라즈마 CVD 방법으로 증착하여 형성된다.

그리고, 도 2b와 같이 상기 제 1 포토레지스트(27)를 노광 및 현상하여 상기 차광층(25)의 소정 부분을 노출시키는 패턴을 형성한다. 그리고, 상기 잔존하는 제 1 포토레지스트(27)를 마스크로 사용하여 상기 차광층(25)의 노출된 부분을 건식식각하여 상기 위상반전층(23)이 노출되도록 한다. 이때, 상기 차광층(25)이 제거되지 않은 부분은 차광영역이 된다.

그런 후에, 도 2c에 나타낸 바와 같이 상기 차광층(25)을 패터닝한 후 잔존하는 제 1 포토레지스트(27)를 제거하고, 상기 노출된 소정의 위상반전층(23) 및 차광층(25) 상에 제 2 포토레지스트(29)를 도포하고 상기 제 2 포토레지스트(29)를 노광 및 현상하여 상기 차광층(25)의 제거로 부분적으로 노출되었던 상기 위상반전층(23)의 소정 부분을 노출시키는 패턴을 형성한다.

그리고, 도 2d와 같이 상기 제 2 포토레지스트(29)를 마스크로 사용하여 상기 노출된 소정의 위상반전층(23)을 건식식각하고 상기 잔존하는 제 2 포토레지스트(29)를 제거한다. 상기에서, 차광층(25)이 형성된 부분은 차광영역이 되고, 상기 차광층(25)이 형성되지 않은 부분 중 상기 위상반전층(23)이 제거된 부분은 투광영역이 되고, 상기 차광층(25)이 형성되지 않은 부분 중 상기 위상반전층(23)이 제거되지 않은 부분은 위상반전영역이 된다. 그런 후에, 상기 투광성이 양호한 기판(21)의 하부에 편광(polarization)물질을 도포하여 상기 투광영역 및 위상반전영역을 통과한 빛이 한 방향으로 제어하는 편광층(30)을 형성한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 위상 반전 마스크는 기존의 위상 반전 마스크에 편광층을 추가로 형성하여 마스크에서 광의 간섭을 제어하였다.

따라서 본 발명에 따른 위상 반전 마스크의 제조 방법은 기존의 위상 반전 마스크에 편광물질을 도포하여 마스크에서 편광을 유도하여 간섭효과를 증대하여 빛의 간섭을 통한 빛의 조도가 최소가 되어 해상력을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims (1)

1. 투광성이 양호한 기판의 제 1 표면에 위상반전층 및 차광층을 순차적으로 형성하고 상기 차광층 상에 제 1 포토레지스트를 도포하는 공정과,

   상기 제 1 포토레지스트를 노광 및 현상하여 상기 차광층의 소정 부분을 노출시키는 공정과,

   상기 제 1 포토레지스트를 마스크로 사용하여 상기 노출된 차광층을 식각하여 상기 위상반전층의 소정 부분을 노출시켜 제 1 및 제 2 투광영역을 한정하는 공정과,

   상기 제 1 포토레지스트를 제거하고 상기 소정 부분이 노출된 위상반전층 및 패터닝된 차광층 상에 제 2 포토레지스트를 도포하는 공정과,

   상기 제 2 포토레지스트를 노광 및 현상하여 상기 위상반전층의 상기 제 1 투광영역을 노출시키는 공정과,

   상기 제 2 포토레지스트를 마스크로 사용하여 상기 제 1 투광영역 내의 상기 위상반전층을 제거하여 상기 기판을 노출시키는 공정과,

   상기 제 2 포토레지스트를 제거하고 상기 기판의 제 2 표면에 편광층을 형성하는 공정을 구비하는 위상 반전 마스크 제조 방법.