KR19990054921A - Method of forming polarizing mask for mask pattern - Google Patents

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Abstract

본 발명은 패턴을 형성하는 마스크에 관한 것으로서, 특히, 사각형상의 마스크기판 상에 입사광에 대하여 수직인 편광을 통과시키는 제1편광물질을 증착하고, 이 제1편광물질 상에 제1감광막을 증착하는 단계와; 상기 단계 후에 제1감광막을 노광으로 제거하고, 계속하여 상기 제1편광물질을 식각하여 마스크패턴에 대하여 상,하로 형성되는 상,하패턴홀을 형성하고 남겨진 제1감광막을 제거하는 단계와; 상기 단계 후에 상,하패턴홀내부와 제1편광물질 상에 제1편광물질에 대하여 직교하고, 입사광에 대하여 수직인 편광을 통과시키는 제2편광물질을 증착하고, 이 제2편광물질상에 제2감광막을 증착하는 단계와; 상기 단계 후에 제2감광막을 노광으로 제거하고, 계속하여 상기 제2편광물질을 식각하여 마스크패턴에 대하여 좌,우로 형성되는 좌,우패턴홀을 형성하고 남겨진 제2감광막을 제거하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 마스크패턴용 편광마스크 형성방법인 바, 입사면에 대하여 항상 수직인 빛만을 투과하여 노광공정상의 여유도를 확보하므로 고집적회로의 마스크 패턴을 형성하도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mask for forming a pattern, and in particular, depositing a first polarizing material that passes polarized light perpendicular to incident light on a rectangular mask substrate, and depositing a first photosensitive film on the first polarizing material. Steps; Removing the first photoresist film by exposure after the step, and subsequently etching the first polarization material to form upper and lower pattern holes formed up and down with respect to the mask pattern, and removing the remaining first photoresist film; After the above step, a second polarization material perpendicular to the first polarization material and passing polarization perpendicular to the incident light is deposited on the upper and lower pattern holes and the first polarization material, and the second polarization material is deposited on the second polarization material. Depositing a photosensitive film; After the step of removing the second photosensitive film by exposure, and subsequently etching the second polarizing material to form a left and right pattern hole formed left and right with respect to the mask pattern and removing the remaining second photosensitive film It is a method of forming a polarizing mask for a mask pattern, which is a very useful and effective invention for forming a mask pattern of a highly integrated circuit because only a light perpendicular to the incident surface is transmitted to ensure a margin in the exposure process.

Description

마스크패턴용 편광마스크 형성방법Method of forming polarizing mask for mask pattern

본 발명은 편광마스크에 관한 것으로, 특히, 석영 기판으로 된 사각형상의 마스크기판에 일차적으로 제1편광물질을 증착하고, 그 위에 제1감광막을 도포하여 식각으로 상,하패턴홀을 형성하고, 그 후에 제1편광물질 위에 제2편광물질을 도포하여 제2감광막으로 이용하여 식각으로 좌,우패턴홀을 형성시킨 편광마스크를 최종적으로 제작하여 입사면에 대하여 항상 수직인 빛만을 투과하여 노광공정상의 여유도를 확보하도록 하는 마스크패턴용 편광마스크 형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarizing mask. In particular, a first polarizing material is first deposited on a rectangular mask substrate made of a quartz substrate, and a first photosensitive film is coated thereon to form upper and lower pattern holes by etching. Later, a second polarizing material was coated on the first polarizing material, and finally, a polarizing mask having left and right pattern holes formed by etching using the second photosensitive film was finally manufactured to transmit only light perpendicular to the incident surface. It relates to a method of forming a polarizing mask for a mask pattern to ensure a margin.

일반적으로, 반도체장치의 종류에는 여러 가지가 있으며, 이 반도체장치 내에 형성되는 트랜지스터 및 커패시터등을 구성시키는 방법에는 다양한 제조기술이 사용되고 있으며, 최근에는 반도체기판 상에 산화막을 입혀 전계효과를 내도록 하는 모스형 전계효과 트랜지스터(MOSFET; metal oxide semiconductor field effect transistor)를 점차적으로 많이 사용하고 있는 실정에 있다.In general, there are many kinds of semiconductor devices, and various manufacturing techniques are used to configure transistors, capacitors, etc. formed in the semiconductor device, and in recent years, MOS is formed to apply an oxide film on a semiconductor substrate to produce an electric field effect. Background Art [0002] Metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFETs) are increasingly used.

이와 같이, 반도체장치를 제조하다 보면, 노광공정이라고 하여 일정한 패턴을 갖는 마스크를 사용하여 빛을 투과하여 반도체소자 상에 회로구조의 패턴을 형성하는 공정이 많이 이용되고 있으며, 이 노광공정에서 이용되는 마스크(Mask)는 반도체소자 혹은 집적회로의 구조를 크롬(Cr)이 칠해진 유리판 위에 형성한 것으로서, 사진술을 이용하여 유리판구조를 복사하여 반도체를 제조하기 위하여 반도체소자의 회로가 인쇄된 유리원판을 말한다.As described above, in manufacturing a semiconductor device, a process of forming a pattern of a circuit structure on a semiconductor device by transmitting light using a mask having a predetermined pattern as an exposure process is used. A mask is formed on a glass plate coated with chromium (Cr) on the structure of a semiconductor device or an integrated circuit. A mask is a glass disc on which a circuit of a semiconductor device is printed in order to manufacture a semiconductor by copying a glass plate structure using photography. .

이와 같이, 종래에 노광공정에 사용되는 마스크에서 입사되는 수평편광은 수평패턴에 대하여서는 입사면에 대하여 수직인 S-Plarization 으로, 수직패턴에 대하여서는 입사면에 평행한 P-Polarization 으로 작용하게 되는 데, 수직 편광에서는 회절광들 사이에서 상쇄간섭이 발생하지 않기 때문에 수평편광에 비하여 이미지 콘트라스트(Image contrast)가 좋다고 알려져 있다.As described above, the horizontally polarized light incident from the mask used in the conventional exposure process acts as S-Plarization perpendicular to the incident surface with respect to the horizontal pattern, and P-Polarization parallel to the incident surface with respect to the vertical pattern. However, it is known that image contrast is better than horizontal polarization because no destructive interference occurs between diffracted rays in vertical polarization.

통상적으로, 수직편광과 수평편광을 사용했을 경우 0.25 미크론미터(㎛)의 미세한 선폭을 제조하려고 할 때에는, 0.2 ∼ 0.3 ㎛ 정도의 촛점심도를 보인다. 이러한 현상은 결국에는 수평패턴과 수직패턴등과 같이 다양한 패턴이 공존하는 반도체소자에 있어서, 석판 인쇄술에 해당하는 리소그라피(Lithography) 공정에서 초점심도 여유도를 공정능력이하로 저하시킴으로써 선폭이 감소되면서 초점심도의 여유도(벗어나도 되는 정도)가 현저하게 감소하므로 포커싱 마진이 저하되어 고집적 회로를 형성할 때 중대한 문제점으로 작용하였다.In general, when vertical polarization and horizontal polarization are used, when attempting to produce a fine line width of 0.25 micrometer (µm), the depth of focus is about 0.2 to 0.3 µm. This phenomenon is eventually reduced in line width by decreasing the depth of focus margin below the process capability in the lithography process, which is a lithography method, in a semiconductor device such as a horizontal pattern and a vertical pattern. Since the depth of margin (removable) is significantly reduced, the focusing margin is lowered, which is a serious problem when forming a highly integrated circuit.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로서, 석영 기판로 된 사각형상의 마스크기판에 일차적으로 제1편광물질을 증착하고, 그 위에 제1감광막을 도포하여 식각으로 상,하패턴홀을 형성하고, 그 후에 제1편광물질 위에 제2편광물질을 도포하여 제2감광막으로 이용하여 식각으로 좌,우패턴홀을 형성시킨 편광마스크를 최종적으로 제작하여 입사면에 대하여 항상 수직인 빛만을 투과하여 노광공정상의 여유도를 확보하도록 하는 것이 목적이다.The present invention has been made in view of this point, and the first polarizing material is first deposited on a rectangular mask substrate made of a quartz substrate, and the first photosensitive film is coated thereon to form upper and lower pattern holes by etching. After that, a second polarizing material is coated on the first polarizing material to finally produce a polarizing mask in which left and right pattern holes are formed by etching using a second photosensitive film. The purpose is to ensure the margin of prize.

도 1은 본 발명에서 형성시키고자 하는 마스크패턴의 형상을 일례로 보이는 도면.1 is a view showing an example of the shape of the mask pattern to be formed in the present invention.

도 2 내지 도 6은 본 발명에 따른 마스크 패턴을 형성하기 위하여 마스크 패턴을 형성하는 상태를 보인 도면.2 to 6 are views showing a state in which a mask pattern is formed to form a mask pattern according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 마스크패턴을 형성하기 위하여 최종적으로 제작된 편광마스크를 보인 도면.7 is a view showing a polarizing mask finally manufactured to form a mask pattern according to the present invention.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-Explanation of symbols on the main parts of the drawing

10 : 마스크패턴 20 : 마스크기판10: mask pattern 20: mask substrate

30 : 수평편광물질 40 : 제1감광막30: horizontal polarizing material 40: the first photosensitive film

50 : 수직패턴홀 60 : 수직편광물질50: vertical pattern hole 60: vertical polarizing material

70 : 제2감광막 80 : 수평패턴홀70 second photosensitive film 80 horizontal pattern hole

100 : 편광마스크100: polarization mask

이러한 목적은 사각형상의 석영물질인 마스크기판 상에 입사광에 대하여 수직인 편광을 통과시키는 제1편광물질을 증착하고, 이 제1편광물질 상에 제1감광막을 증착하는 단계와; 상기 단계 후에 제1감광막을 노광으로 제거하고, 계속하여 상기 제1편광물질을 식각하여 마스크패턴에 대하여 상,하로 형성되는 상,하패턴홀을 형성하고 남겨진 제1감광막을 제거하는 단계와; 상기 단계 후에 상,하패턴홀내부와 제1편광물질 상에 제1편광물질에 대하여 직교하고, 입사광에 대하여 수직인 편광을 통과시키는 제2편광물질을 증착하고, 이 제2편광물질상에 제2감광막을 증착하는 단계와; 상기 단계 후에 제2감광막을 노광으로 제거하고, 계속하여 상기 제2편광물질을 식각하여 마스크패턴에 대하여 좌,우로 형성되는 좌,우패턴홀을 형성하고 남겨진 제2감광막을 제거하는 단계로 이루어진 마스크패턴용 편광마스크 형성방법을 제공함으로써 달성된다.This object comprises the steps of depositing a first polarizing material for passing the polarization perpendicular to the incident light on the mask substrate of a rectangular quartz material, and depositing a first photosensitive film on the first polarizing material; Removing the first photoresist film by exposure after the step, and subsequently etching the first polarization material to form upper and lower pattern holes formed up and down with respect to the mask pattern, and removing the remaining first photoresist film; After the above step, a second polarization material perpendicular to the first polarization material and passing polarization perpendicular to the incident light is deposited on the upper and lower pattern holes and the first polarization material, and the second polarization material is deposited on the second polarization material. Depositing a photosensitive film; After the step of removing the second photosensitive film by exposure, and subsequently etching the second polarizing material to form left and right pattern holes formed left and right with respect to the mask pattern and removing the remaining second photosensitive film It is achieved by providing a method for forming a polarizing mask for a pattern.

그리고, 상기 제1편광물질과 그 상부면에 제2편광물질이 겹쳐지는 " a "부분에는 어떤 광이 입사되더라도 빛이 투과되지 않게되어 편광마스크로 노광공정을 진행하게 되면, 마스크패턴에서 검은 부분으로 표시되어진다.When the light is not transmitted through the “a” portion where the first polarizing material and the second polarizing material overlap the upper surface of the first polarizing material, the light is not transmitted through the polarizing mask. Is displayed.

또한, 상기 좌우패턴홀을 통하여 제1편광물질이 마스크기판에 증착되는 " c "부분에는 좌,우방향의 수직편광 입사광만이 투과되어진다.In addition, only the vertically polarized incident light in the left and right directions is transmitted to the “c” portion in which the first polarization material is deposited on the mask substrate through the left and right pattern holes.

그리고, 상기 상,하패턴홀을 통하여 제2편광물질이 마스크기판에 증착되는 " b "부분에는 상,하방향의 수직편광 입사광만이 투과되어진다.In addition, only the vertically polarized incident light in the vertical direction is transmitted to the “b” portion in which the second polarization material is deposited on the mask substrate through the upper and lower pattern holes.

또한, 상기 제1편광물질과 제2편광물질의 증착 순서가 서로 호환되어 좌,우패턴홀에 노출되는 부분이 제2편광물질로 되고, 상,하패턴홀에 노출되는 부분은 제1편광물질로 서로 바뀌어도 무방하다.In addition, since the deposition order of the first polarizing material and the second polarizing material are compatible with each other, the portions exposed to the left and right pattern holes become the second polarizing material, and the portions exposed to the upper and lower pattern holes are the first polarizing material. You may change each other.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명에 따른 마스크패턴용 편광마스크 형성방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of forming a polarizing mask for a mask pattern according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 편광마스크를 이용하여 노광공정을 형성될 마스크패턴(10)을 일례로서 도시한 것으로서, 상,하,좌,우로 형성되는 부분이 반도체소자에서 마스킹되는 배선의 폭이라고 가정하도록 하고, A-A선 단면이라고 표시한 부분은 본 발명에 따른 편광마스크(100)를 제조하는 과정을 순차적으로 단면으로 보이고자하는 단면 위치를 표시한 것이다.FIG. 1 illustrates, as an example, a mask pattern 10 in which an exposure process is to be formed using a polarization mask according to the present invention. It is assumed that portions formed up, down, left, and right are widths of wiring masked in a semiconductor device. The portion labeled AA line cross section indicates the cross-sectional position to sequentially show the cross-section of the process of manufacturing the polarizing mask 100 according to the present invention.

그리고, 도 2는 사각형상의 마스크기판(20) 상에 입사광에 대하여 수직인 편광을 통과시키는 제1편광물질(30)을 증착하고, 이 제1편광물질(30) 상에 제1감광막(40)을 증착하는 상태를 도시한 도면이다.FIG. 2 deposits a first polarizing material 30 that passes polarized light perpendicular to incident light on a rectangular mask substrate 20, and the first photosensitive film 40 is deposited on the first polarizing material 30. Is a view showing a state of depositing.

또한, 도 3은 상기 단계 후에 제1감광막(40)을 노광으로 제거하고, 계속하여 상기 제1편광물질(30)을 식각하여 마스크패턴(10)에 대하여 상,하로 형성되는 상,하패턴홀(50)을 형성하고 남겨진 제1감광막(40)을 제거하는 상태를 도시한 도면이다.3 shows that the first photoresist film 40 is removed after exposure, and the first polarization material 30 is subsequently etched to form upper and lower pattern holes formed up and down with respect to the mask pattern 10. 50 is a view showing a state in which the first photosensitive film 40 is formed and the remaining portion is removed.

그리고, 도 5는 상기 단계 후에 상,하패턴홀(50)내부와 제1편광물질(30) 상에 제1편광물질(30)에 대하여 직교하고, 입사광에 대하여 수직인 편광을 통과시키는 제2편광물질(60)을 증착하고, 이 제2편광물질(60)상에 제2감광막(70)을 증착하는 상태를 도시한 도면이다.5 is a second orthogonal to the first polarization material 30 on the inside of the upper and lower pattern holes 50 and the first polarization material 30 after the step, and passes the polarized light perpendicular to the incident light. The polarizer 60 is deposited, and the second photosensitive film 70 is deposited on the second polarizer 60.

계속하여, 도 6은 상기 단계 후에 제2감광막(70)을 노광으로 제거하고, 계속하여 상기 제2편광물질(60)을 식각하여 마스크패턴(10)에 대하여 좌,우로 형성되는 좌,우패턴홀(80)을 형성하고 남겨진 제2감광막(70)을 제거하는 상태를 도시한 도면이다.6, the second photoresist layer 70 is removed by exposure after the step, and the second polarization material 60 is subsequently etched to form left and right patterns with respect to the mask pattern 10. FIG. 7 is a view showing a state in which the hole 80 is formed and the second photosensitive film 70 remaining is removed.

그리고, 상기 마스크기판(20)은 광을 통과시킬 수 있는 물질이면 어떤 물질을 사용하는 것도 가능하지만 바람직하게는 석영기판을 사용하도록 한다.The mask substrate 20 may be any material as long as it is a material capable of passing light, but preferably a quartz substrate is used.

또한, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1편광물질(30)과 그 상부면에 제2편광물질(60)이 겹쳐지는 " a "부분에는 어떤 광이 입사되더라도 빛이 투과되지 않으며, 상기 좌우패턴홀(80)을 통하여 제1편광물질(30)이 마스크기판(20)에 증착되는 " c "부분에는 좌,우방향의 수직편광 입사광만이 투과되어지고, 상기 상,하패턴홀(50)을 통하여 제2편광물질(60)이 마스크기판(20)에 증착되는 " b "부분에는 상,하방향의 수직편광 입사광만이 투과되도록 구성되므로 항상 본 편광마스크(100)를 사용하게 되면 어떠한 광이 입사되더라도 패턴의 방향과 무관하게 입사광에 대하여 수평편광(P-Polarization)은 입사되지 않고 수직편광(S-Polarization)만이 투과되므로 정밀한 초점심도 여유도를 제공할 수 있다.In addition, as shown in FIGS. 6 and 7, no light is transmitted through the “a” portion where the first polarizing material 30 and the second polarizing material 60 overlap the upper surface thereof. The vertical polarization incident light in the left and right directions is transmitted to the “c” portion in which the first polarization material 30 is deposited on the mask substrate 20 through the left and right pattern holes 80. The polarization mask 100 is always provided because only the vertically polarized incident light of the upper and lower directions is transmitted to the “b” portion in which the second polarizing material 60 is deposited on the mask substrate 20 through the pattern hole 50. When used, irrespective of the direction of the incident light, P-Polarization is not incident on incident light regardless of the direction of the pattern, and thus only vertical polarization is transmitted, thereby providing a precise depth of focus margin.

그리고, 상기 제1편광물질(30)과 제2편광물질(60)의 증착 순서가 서로 호환되어도 동일한 효과를 그대로 지니므로 무방하다.In addition, even if the deposition order of the first polarizing material 30 and the second polarizing material 60 are compatible with each other, the same effect may be obtained as it is.

따라서, 상기한 바와 같이 본 발명에 따른 마스크패턴용 편광마스크 형성방법을 이용하게 되면, 석영 기판로 된 사각형상의 마스크기판에 일차적으로 제1편광물질을 증착하고, 그 위에 제1감광막을 도포하여 식각으로 상,하패턴홀을 형성하고, 그 후에 제1편광물질 위에 제2편광물질을 도포하여 제2감광막으로 이용하여 식각으로 좌,우패턴홀을 형성시킨 편광마스크를 최종적으로 제작하여 입사광이 어떠한 광이 입사되더라도 입사면에 대하여 항상 수직편광만을 투과하여 노광공정상의 여유도를 확보하여 정밀한 배선을 반도체소자 상에 형성하도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.Therefore, as described above, when the polarizing mask forming method for mask pattern according to the present invention is used, the first polarizing material is first deposited on a rectangular mask substrate made of a quartz substrate, and the first photosensitive film is coated thereon to be etched. The upper and lower pattern holes are formed, and then, a second polarizing material is coated on the first polarizing material, and finally, a polarization mask having left and right pattern holes formed by etching using the second photosensitive film is finally fabricated. Even when light is incident, it is a very useful and effective invention that always transmits only vertically polarized light with respect to the incident surface to secure the margin in the exposure process to form precise wiring on the semiconductor device.

또한, 상기 제1편광물질과 제2편광물질이 중첩된 부분에는 입사광이 통과하지 못하여 종래의 크롬박막의 역할을 대신하므로 별도의 크롬박막을 증착할 필요 없이 마스크를 제작할 수 있으며, 그로인하여 종래에 비하여 공정을 단순화시킬 수 있어 원가를 저감할 수 있는 잇점이 있다.In addition, since the incident light does not pass in the portion where the first polarizing material and the second polarizing material overlap, it replaces the role of the conventional chromium thin film, so that a mask can be manufactured without the need for depositing a separate chromium thin film. Compared with this, the process can be simplified and the cost can be reduced.

Claims (6)

사각형상의 마스크기판 상에 입사광에 대하여 수직인 편광을 통과시키는 제1편광물질을 증착하고, 이 제1편광물질 상에 제1감광막을 증착하는 단계와;Depositing a first polarizing material through a polarization perpendicular to incident light on a rectangular mask substrate, and depositing a first photosensitive film on the first polarizing material; 상기 단계 후에 제1감광막을 노광으로 제거하고, 계속하여 상기 제1편광물질을 식각하여 마스크패턴에 대하여 상,하로 형성되는 상,하패턴홀을 형성하고 남겨진 제1감광막을 제거하는 단계와;Removing the first photoresist film by exposure after the step, and subsequently etching the first polarization material to form upper and lower pattern holes formed up and down with respect to the mask pattern, and removing the remaining first photoresist film; 상기 단계 후에 상,하패턴홀내부와 제1편광물질 상에 제1편광물질에 대하여 직교하고, 입사광에 대하여 수직인 편광을 통과시키는 제2편광물질을 증착하고, 이 제2편광물질상에 제2감광막을 증착하는 단계와;After the above step, a second polarization material perpendicular to the first polarization material and passing polarization perpendicular to the incident light is deposited on the upper and lower pattern holes and the first polarization material, and the second polarization material is deposited on the second polarization material. Depositing a photosensitive film; 상기 단계 후에 제2감광막을 노광으로 제거하고, 계속하여 상기 제2편광물질을 식각하여 마스크패턴에 대하여 좌,우로 형성되는 좌,우패턴홀을 형성하고 남겨진 제2감광막을 제거하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 마스크패턴용 편광마스크 형성방법.After the step of removing the second photosensitive film by exposure, and subsequently etching the second polarizing material to form a left and right pattern hole formed left and right with respect to the mask pattern and removing the remaining second photosensitive film Method for forming a polarizing mask for a mask pattern, characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 마스크기판은 석영기판인 것을 특징으로 하는 마스크패턴용 편광마스크 형성방법.The method of claim 1, wherein the mask substrate is a quartz substrate. 제 1 항에 있어서, 상기 제1편광물질과 그 상부면에 제2편광물질이 겹쳐지는 " a "부분에는 어떤 광이 입사되더라도 빛이 투과되지 않는 것을 특징으로 하는 마스크패턴용 편광마스크 형성방법.The method of claim 1, wherein no light is transmitted to a portion of the “a” where the first polarizing material and the second polarizing material overlap the upper surface of the first polarizing material. 제 1 항에 있어서, 상기 좌우패턴홀을 통하여 제1편광물질이 마스크기판에 증착된 " c "부분에는 좌,우방향의 수직편광 입사광만이 투과되는 것을 특징으로 하는 마스크패턴용 편광마스크 형성방법.The method of claim 1, wherein only the vertically polarized incident light in the left and right directions is transmitted to the “c” portion of the first polarization material deposited on the mask substrate through the left and right pattern holes. . 제 1 항에 있어서, 상기 상,하패턴홀을 통하여 제2편광물질이 마스크기판에 착된 " b "부분에는 상,하방향의 수직편광 입사광만이 투과되는 것을 특징으로 하는 마스크패턴용 편광마스크 형성방법.The polarization mask of claim 1, wherein only the vertically polarized incident light in the upper and lower directions is transmitted to the “b” portion of the second polarizing material attached to the mask substrate through the upper and lower pattern holes. Way. 제 1 항에 있어서, 상기 제1편광물질과 제2편광물질의 증착 순서가 서로 호환되는 것을 특징으로 하는 마스크패턴용 편광마스크 형성방법.The method of claim 1, wherein the deposition order of the first polarization material and the second polarization material are compatible with each other.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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