KR19990070107A - 하프톤 위상반전 마스크 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하프톤 위상 반전 마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 하프톤 위상 반전 마스크 및 그 제조방법은 입사되는 광에 대해 위상 반전을 일으키지 않는 제1 영역과 상기 광에 대해 위상 반전을 일으키는 제2 영역 및 상기 제2 영역에 형성된 위상 반전층의 전면에 형성된 식각 저항막을 구비하는 하프톤 위상 반전 마스크를 제공한다. 이와 같은 하프톤 위상 반전 마스크는 상기 제2 영역 상에 위상 반전층을 형성한 후 그 결과물의 전면을 산소 플라즈마로 처리한 다음 상기 위상 반전층의 노출된 전면에 식각저항막을 형성하는 방법으로 제조된다. 상기 산소 플라즈마 처리와 상기 식각저항막의 형성은 상기 위상 반전층이 형성된 후 그 결과물을 세정하기 전에 실시한다. 따라서, 상기 결과물의 세정에서 상기 위상 반전층이 식각되어 상기 제2 영역에 입사되는 광의 위상이 달라지는 것을 방지할 수 있다.

Description

하프톤 위상 반전 마스크 및 그 제조방법
본 발명은 반도체 장치의 제조에 사용되는 설비 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 하프톤 위상 반전 마스크(Half Tone Phase-Shifter Mask) 및 그 제조방법에 관한 것이다.
반도체 장치가 고집적화되면서 반도체 장치의 사진식각공정에서 사용하는 노광장치의 해상력이나 초점심도가 한계에 다다르고 있다. 이에 따라 사진식각공정의 한계를 극복하기 위한 방법으로서 파장이 더욱 짧은 광원을 사용하는 방법과 위상 반전 마스크를 사용하는 방법이 제시된 바 있다.
이중, 단파장 광원을 이용하는 방법으로서 KrF가스를 이용한 엑시머 레이저등을 광원으로 사용하고자하는 노력이 계속되고 있으나 이러한 광원에 적합한 포토레지스트의 개발등 아직 해결되지 않은 문제들이 있다.
한편, 위상 반전 마스크를 이용하는 방법은 단파장 광원을 이용하는 방법에서 나타나는 문제가 나타나지 않을 뿐만 아니라 그 제조과정이 상대적으로 쉽다는 잇점 때문에 널리 사용되고 있다. 그중에서도 하프톤 위상 반전 마스크가 널리 사용되고 있다.
이하, 종래 기술에 의한 하프톤 위상 반전 마스크를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 광에 대해 투명한 기판(10)의 일부 영역 상에 위상 반전층 패턴(12)이 형성되어 있다. 여기에 도 2에 도시된 바와 같이, 위상 반전층 패턴(12)의 일부 영역 상에 차광막 패턴(14)으로서 크롬층(Cr)층 패턴이 더 구비될 수 있다.
그런데, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 종래 기술에 의한 하프톤 위상 반전 마스크는 후속 세정공정에서 세정액, 예컨대 SC-1에 의해 위상 반전층 패턴(12)이 식각되는 문제가 발생된다. 위상 반전층 패턴(12)이 식각되는 경우, 위상 반전층 패턴(12)을 투과하는 광의 위상 상태가 원래 목표했던 상태와 달라져서 하프톤 위상 반전 마스크를 원하는 공정에 적용하는 것이 불가능하게 된다.
따라서, 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 세정공정에서 위상 반전층이 손상되는 것을 방지하여 상기 위상 반전층에 입사되는 광의 위상 반전 상태가 변화되는 것을 방지할 수 있는 하프톤 위상 반전 마스크를 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 상기 하프톤 위상 반전 마스크를 제조하는 방법을 제공함에 있다.
도 1 및 도 2는 각각 종래의 서로 기술에 의한 하프톤 위상 반전 마스크의 단면도이다.
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 의한 하프톤 위상 반전 마스크의 단면도이다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 의한 하프톤 위상 반전 마스크 제조방법을 단계별로 나타낸 도면들이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 의한 하프톤 위상 반전 마스크 제조방법을 단계별로 나타낸 도면들이다.
도 12는 종래 기술 및 본 발명의 실시예에 따라 하프톤 위상 반전 마스크를 제조하는 과정에서 세정횟수에 따른 위상 반전층의 두께변화를 나타낸 그래프이다.
도 13은 종래 기술 및 본 발명의 실시예에 따라 하프톤 위상 반전 마스크를 제조하는 과정에서 세정횟수에 따른 위상 반전층을 통과하는 광의 위상변화를 나타낸 그래프이다.
도 14는 종래 기술 및 본 발명의 실시예에 따라 하프톤 위상 반전 마스크를 제조하는 과정에서 세정횟수에 따른 위상 반전층의 투과율 변화를 나타낸 그래프이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*
40:투명한 기판. 42:위상 반전층.
44:차광막. 46:감광막.
48:식각저항막.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 하프톤 위상 반전 마스크는 입사되는 광에 대해 투명한 기판; 상기 기판 상에 형성되고 그에 입사되는 광에 대해 투명하되, 상기 광의 위상 상태에 변화를 주는 위상 반전층 패턴; 및 상기 위상 반전층 패턴의 전면에 형성된 식각저항막을 구비한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 다른 하프톤 위상 반전 마스크는 상기 위상 반전층 패턴의 일부 영역 상에 차광막 패턴을 구비하고 상기 위상 반전층 패턴의 노출된 영역의 전면에 식각 저항막을 구비한다.
이때, 상기 위상 반전층 패턴은 MoSiON층 패턴이고, 상기 차광막 패턴은 크롬(Cr)층 패턴이다.
또한, 상기 식각저항막은 몰리브데늄 실리콘 산화물(MoSiO)성분을 포함하는 물질막으로서 두께는 10∼100Å정도이다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 하프톤 위상 반전 마스크는 입사되는 광에 대해 서로 다른 광학적 특성을 나타내는 적어도 두 영역으로 이루어진 하프톤 위상 반전 마스크에 있어서, 상기 두 영역중 한 영역은 상기 광에 대해 위상 반전을 일으키지 않는 제1 영역이고, 다른 한 영역은 상기 광에 대해 위상 상태에 변화를 일으키는 제2 영역이되, 상기 제2 영역 상에 상기 광의 위상 상태에 변화를 일으키는 위상 반전층 패턴과 식각저항막이 순차적으로 구비되어 있다.
여기서, 상기 위상 반전층 패턴 상에 상기 식각저항막과 함께 차광막 패턴이 함께 구비되어 있다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 하프톤 위상 반전 마스크 제조방법은 다음과 같이 실시한다.
(a) 입사되는 광에 대해 투명한 기판을 제1 영역과 제2 영역으로 구분한다. (b) 상기 기판의 제2 영역 상에 위상 반전층 패턴을 형성한다. (c) 상기 위상 반전층 패턴이 형성된 결과물 전면을 플라즈마 처리한다. (d) 상기 위상 반전층 패턴의 전면에 식각저항막을 형성한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 하프톤 위상 반전 마스크는 다음과 같이 제조할 수도 있다.
즉, (a) 입사되는 광에 대해 투명한 기판을 제1 영역과 제2 영역으로 구분한다. (b) 상기 기판의 제2 영역 상에 위상 반전층 패턴을 형성한다. (c) 상기 위상 반전층 패턴의 일부 영역 상에 차광막 패턴을 형성한다. (d) 상기 차광막 패턴이 형성된 결과물 전면을 플라즈마 처리한다. (e) 상기 위상 반전층 패턴의 노출된 전면에 식각저항막을 형성한다.
이 과정에서, 상기 위상 반전층 패턴은 MoSiON막으로 형성한다. 그리고 상기 플라즈마는 산소(O2) 플라즈마를 이용한다. 또한, 상기 식각저항막은 몰리브데늄 실리콘 산화물(MoSiO)성분을 포함하는 물질막으로 형성하되, 그 두께는 10∼100Å정도의 두께로 형성한다.
본 발명에 의한 하프톤 위상 반전 마스크 및 그 제조방법은 입사되는 광에 대해 위상 반전을 일으키지 않는 제1 영역과 상기 광에 대해 위상 반전을 일으키는 제2 영역 및 상기 제2 영역에 형성된 위상 반전층의 전면에 형성된 식각 저항막을 구비하는 하프톤 위상 반전 마스크를 제공한다. 이와 같은 하프톤 위상 반전 마스크는 상기 제2 영역 상에 위상 반전층을 형성한 후 그 결과물의 전면을 산소 플라즈마로 처리한 다음 상기 위상 반전층의 노출된 전면에 식각저항막을 형성하는 방법으로 제조된다. 상기 산소 플라즈마 처리와 상기 식각저항막의 형성은 상기 위상 반전층이 형성된 후 그 결과물을 세정하기 전에 실시한다. 따라서, 상기 결과물의 세정에서 상기 위상 반전층이 식각되어 상기 제2 영역에 입사되는 광의 위상이 달라지는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 하프톤 위상 반전 마스크 및 그 제조방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.
그러나 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 도면에서 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되어진 것이다. 도면상에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 또한, 어떤 층이 다른 층 또는 기판의 상부에 있다라고 기재된 경우, 상기 어떤 층이 상기 다른 층 또는 기판의 상부에 직접 존재할 수도 있고 그 사이에 제 3의 층이 개재되어 질 수도 있다.
첨부된 도면들 중, 도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 의한 하프톤 위상 반전 마스크의 단면도이다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 의한 하프톤 위상 반전 마스크 제조방법을 단계별로 나타낸 도면들이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 의한 하프톤 위상 반전 마스크 제조방법을 단계별로 나타낸 도면들이다.
도 12는 종래 기술 및 본 발명의 실시예에 따라 하프톤 위상 반전 마스크를 제조하는 과정에서 세정횟수에 따른 위상 반전층의 두께변화를 나타낸 그래프이다.
도 13은 종래 기술 및 본 발명의 실시예에 따라 하프톤 위상 반전 마스크를 제조하는 과정에서 세정횟수에 따른 위상 반전층을 통과하는 광의 위상변화를 나타낸 그래프이다.
도 14는 종래 기술 및 본 발명의 실시예에 따라 하프톤 위상 반전 마스크를 제조하는 과정에서 세정횟수에 따른 위상 반전층의 투과율 변화를 나타낸 그래프이다.
먼저, 도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 의한 하프톤 위상 반전 마스크를 설명한다.
구체적으로, 입사되는 광에 대해 투명한 기판(40)이 있고, 그 위의 양쪽에 위상 반전층 패턴(42a)이 있다. 상기 기판(40)은 석영(quartz) 기판이다. 그리고 상기 위상 반전층 패턴(42a)은 MoSiON막 패턴이다. 상기 위상 반전층 패턴(42a) 사이의 노출된 상기 기판(40)의 제1 영역(40a)은 입사되는 광의 위상을 반전시키지 않는 광에 대해 투명한 영역이다.
반면, 상기 기판(40)의 상기 위상반전층 패턴(42a)이 존재하는 영역인 제2 영역(40b)은 상기 제1 영역(40a)과 마찬가지로 입사되는 광에 대해 투명하지만, 상기 제2 영역(40b)을 투과하는 광은 상기 제1 영역(40a)을 투과하는 광에 대해 소정의 위상변화를 경험하게 된다. 상기 제2 영역(40b)을 투과하는 광은 0°보다는 크고 180°(π라디안)보다 작은 위상변화를 경험하게 된다. 상기 위상반전층 패턴(42a)에 입사되는 광의 위상변화정도는 상기 위상 반전층 패턴(42a)의 두께(d)에 따라 달라진다. 즉, 상기 위상 반전층 패턴(42a)의 두께(d)가 얇을수록 상기 위상 반전층 패턴(42a)을 투과하는 광의 위상변화는 작게되고, 상기 두께(d)가 두꺼울수록 상기 위상 반전층 패턴(42a)을 투과하는 광의 위상 변화는 크게 된다.
계속해서, 상기 위상 반전층 패턴(42a)의 전면에 상기 위상반전층 패턴(42a)의 두께(d)에 비해 매우 얇은 두께의 식각저항막(48)이 있다. 상기 식각저항막(48)은 세정공정에서 상기 위상 반전층 패턴(42a)이 식각되는 것을 방지하는 막이다. 상기 식각저항막(48)은 10Å∼100Å정도의 두께를 갖는 몰리브데늄 실리콘 산화물(MoSiO)성분의 막질이다.
도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 의한 하프톤 위상 반전 마스크를 설명한다.
구체적으로, 본 발명의 제2 실시예에 의한 하프톤 위상 반전 마스크는 상기 제1 실시예에 의한 하프톤 위상 반전 마스크에서 상기 위상 반전층 패턴(42a)의 일부 영역 상에 차광막 패턴(44a)이 구비되어 있다. 상기 차광막 패턴(44a)은 크롬(Cr)층 패턴이다. 그리고 상기 위상 반전층 패턴(42a)의 상기 차광막 패턴(44a)이 형성되어 있지 않은 전면에 상기 제1 실시예의 식각저항막(48)이 덮혀있다.
상기 제1 실시예에 의한 하프톤 위상 반전 마스크는 상기 위상 반전층 패턴(42a)의 전영역을 위상반전영역으로 활용하는 마스크이다. 반면, 상기 제2 실시예는 상기 위상 반전층 패턴(42a)의 일부 영역만을 위상 반전영역으로 활용하는 마스크이다.
다음에는 도 5 내지 도 9를 참조하여 상기 본 발명의 제1 실시예에 상술한 하프톤 위상 반전 마스크의 제조방법을 설명한다.
도 5는 투명한 기판(40)의 전면에 위상반전층(42), 차광막(44) 및 감광막(46)을 순차적으로 형성하는 단계를 나타낸 도면이다.
구체적으로, 입사되는 광에 대해 투명한 기판(40)을 준비한다. 상기 기판(40)으로 석영(quartz) 기판을 사용한다. 상기 기판(40)의 전면에 위상 반전층(42)을 형성한다. 상기 위상 반전층(42)은 그에 입사되는 광의 위상을 0°∼180°(π라이안)사이에서 변화시킨다. 상기 위상 반전층(42)은 MoSiON막으로 형성하되, 그 형성두께(d)는 상기 광의 원하는 위상 반전을 고려하여 결정한다. 즉, 상기 위상 반전층(42)에 입사되는 광의 위상을 작게 변화시키고자 한다면, 상기 위상 반전층(42)을 형성할 때 그 두께(d)를 얇게 형성한다. 그러나, 상기 광의 위상 변화를 크게 하고자한다면 상기 위상 반전층(42)을 형성할 때 그 두께(d)를 두껍게 형성한다. 계속해서, 상기 위상 반전층(42)의 전면에 차광막(44)을 형성한다. 상기 차광막(44)은 크롬(Cr)막으로 형성한다. 상기 위상반전층(42)에 입사되는 광을 차광할 수 있는 물질막이 있으면, 이 물질막을 상기 크롬막 대신 상기 차광막(44)으로 사용할 수 있다. 상기 차광막(44)의 전면에 감광막(46)을 도포한다. 상기 감광막(46)은 포토레지스트막이다.
도 6은 상기 위상 반전층(42) 중에서 제거할 영역, 따라서 상기 기판(40)의 입사되는 광에 대해 위상변화를 일으키지 않는 제1 영역(40a)을 한정하는 단계를 나타낸 도면이다.
구체적으로, 상기 감광막(46)을 패터닝하여 상기 위상 반전층(42) 중에서 제거할 영역을 노출시키는 감광막 패턴(46a)을 형성한다. 이 결과, 상기 차광막(44)의 일부영역이 노출되고 상기 감광막 패턴(46a)을 식각마스크로 사용하여 상기 차광막(44)의 노출된 부분을 식각한다. 상기 식각에 의해, 상기 위상 반전층(42) 중에서 제거할 영역이 노출되고, 후속 상기 위상반전층(42)의 식각에서 식각마스크로 사용될 차광막 패턴(44a)이 형성된다. 상기 기판(40)의 상기 위상 반전층(42)의 노출된 부분에 대응하는 영역이 상기 제1 영역(40a)으로 한정된다.
도 7은 상기 기판(40)의 제1 영역(40a)을 노출시키는 단계를 나타낸 도면이다. 구체적으로, 상기 감광막 패턴(46a)을 제거한다. 그리고 상기 차광막 패턴(44a)을 식각마스크로 사용하여 상기 위상 반전층(42)의 노출된 부분을 상기 기판(40)의 계면이 노출될 때 까지 이방성식각한다. 이 결과, 상기 기판(40)의 제1 영역(40a)이 노출된다. 그리고 상기 기판(40)의 상기 제1 영역(40a)을 제외한 나머지 영역을 덮는 위상 반전층 패턴(42a)이 한정된다. 곧, 상기 위상 반전층 패턴(42a)이 덮혀있어 입사되는 광의 위상이 변화되는 상기 기판(40)의 제2 영역(40b)이 한정된다.
도 8 및 도 9는 상기 기판(40)의 제2 영역(40b)을 덮고 있는 상기 위상 반전층 패턴(42a)의 전면에 식각저항막(48)을 형성하는 단계를 나타낸 도면들이다.
구체적으로, 상기 차광막 패턴(44a)을 제거한다. 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 차광막 패턴(44a)이 제거된 결과물 전면을 산소 플라즈마(O2plasma)처리한다. 이어서, 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 위상 반전층 패턴(42a)의 전면에 식각저항막(48)을 형성한다. 상기 식각저항막(48)은 몰리브데늄 실리콘 산화물(MoSiO)성분을 포함하는 물질막을 사용하여 형성하되, 상기 위상 반전층 패턴(42a)에 입사되는 광의 위상변화에 영향을 주지 않을 정도의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 이에 따라 상기 식각저항막(48)은 10∼100Å정도의 두께로 형성한다.
계속해서, 도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 의한 하프톤 위상 반전 마스크 제조방법을 설명한다.
본 발명의 제2 실시예는 상기 위상반전층 패턴(42a)의 일부영역 상에 상기 차광막 패턴(도 7의 44a)의 일부를 남기는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 기판(40)의 제1 영역(40a)을 노출시킨 후, 상기 위상 반전층 패턴(42a)으로부터 상기 차광막 패턴(44a)을 모두 제거하지 않고 일부만 제거한다. 즉, 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 위상 반전층 패턴(42a)의 상기 기판(40)의 제1 영역(40a)에 인접한 영역 상에 형성된 차광막 패턴(44a)은 제거하고, 상기 제1 영역(40a)으로부터 상대적으로 멀리 형성되어 있는 차광막 패턴(44a)은 남겨둔다. 이 결과, 상기 제1 실시예와 달리 상기 위상 반전층 패턴(42a)의 전면이 위상반전층으로 사용되지 못하고 일부 영역만이 위상반전층으로 사용된다. 계속해서, 상기 위상 반전층 패턴(42a)의 일부 영역 상에 상기 차광막 패턴(44a)이 남아 있는 상태에서 결과물 전면을 산소 플라즈마 처리한다. 이어서, 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 위상 반전층 패턴(42a)의 노출된 전면에 식각저항막(48)을 형성한다. 이때, 도 11에 도시한 상기 식각저항막(48)은 상기 제1 실시예에서 형성한 도 9에 도시한 식각저항막과 동일한 물질막이다.
다음에는 상기 위상 반전층 패턴(42a)의 노출된 전면에 상기 식각저항막(48)의 존재 유, 무에 따른 상기 위상 반전층 패턴(42a)의 후속 세정공정에서의 세정액, 특히 SC-1용액에 의한 특성 변화를 설명한다.
먼저, 도 12를 참조하여 상기 위상 반전층 패턴(42a)의 세정공정에서의 두께변화를 살펴본다.
도 12에서 가로 축은 세정횟수를 나타낸다. 그리고 세로 축은 상기 세정횟수에 따른 상기 위상 반전층 패턴(42a)의 두께 변화(Å)를 나타낸다.
또한, 제1 및 제2 그래프(G1, G2)는 각각 종래 기술 및 본 발명에 의한 상기 위상 반전층 패턴(42a)의 세정공정에서의 두께 변화를 나타낸다.
상기 제1 그래프(G1)를 참조하면, 종래 기술에 의한 하프톤 위상 반전 마스크, 즉 상기 위상 반전층 패턴(42a) 상에 상기 식각저항막(48)이 형성되어 있지 않은 경우, 상기 SC-1용액을 이용한 세정공정에서 위상 반전층 패턴의 두께 손실은 20Å이상이다.
반면, 상기 제2 그래프(G2)를 참조하면, 상기 위상 반전층 패턴(42a) 상에 상기 식각저항막(48)이 형성된 경우, 상기 위상 반전층 패턴(42a)의 두께 손실은 약 5Å정도인 것을 알 수 있다.
도 13을 참조하여 상기 위상 반전층 패턴(42a) 상에 상기 식각저항막(48)이 있을 때와 없을 때, SC-1용액을 이용한 세정에서 상기 위상 반전층 패턴(42a)의 추가적인 위상변화가 어느정도인지를 살펴본다.
도 13에서 가로 축은 세정횟수를 나타낸다. 그리고 세로 축은 상기 세정에 따른 위상변화(Δradian)를 나타낸다.
또한, 제3 그래프(G3)는 종래 기술에 의한 하프톤 위상 반전 마스크의 세정횟수에 따른 추가적인 위상변화를 나타낸 그래프이다. 제4 그래프(G4)는 본 발명에 의한 하프톤 위상 반전 마스크의 세정횟수에 따른 추가적인 위상변화를 나타낸 그래프이다.
상기 제3 그래프(G3)를 참조하면, 상기 종래 기술에 의한 하프톤 위상 반전 마스크는 3번에 걸친 세정에서 3.0을 상회하는 추가적인 위상변화를 일으키는 것을 알 수 있다. 반면, 상기 제4 그래프(G4)를 참조하면, 상기 본 발명에 의한 하프톤 위상 반전 마스크는 3번의 세정에서 0.28∼0.78정도의 추가적인 위상변화를 일으키는 것을 알 수 있다.
도 14를 참조하여 상기 위상 반전층 패턴(42a) 상에 상기 식각저항막(48)이 있을 때와 없을 때, 상기 SC-1용액을 이용한 세정에서 하프톤 위상 반전 마스크의 위상 반전영역의 광 투과율 변화가 어느 정도인지 살펴본다.
도 14에서 가로 축과 세로 축은 각각 세정횟수와 세정에 따른 하프톤 위상 반전 마스크의 위상반전영역의 광 투과율 변화를 나타낸다.
또한, 제5 그래프(G5)는 종래 기술에 의한 하프톤 위상 반전 마스크의 위상 반전 영역을 통과하는 광의 세정에 따른 투과율 변화를 나타낸 그래프이다. 그리고 제6 그래프(G6)는 본 발명에 의한 하프톤 위상 반전 마스크의 위상 반전영역을 통과하는 광의 세정에 따른 투과율 변화를 나타낸 그래프이다.
상기 제5 그래프(G5)를 참조하면, 종래 기술에 의한 하프톤 위상 반전 마스크의 위상 반전영역을 통과하는 광의 투과율은 세정에 따라 0.46%∼0.70%정도 변화되는 것을 알 수 있다.
상기 제6 그래프(G6)를 참조하면, 본 발명에 의한 하프톤 위상 반전 마스크의 위상 반전영역을 통과하는 광의 투광율은 세정에 따라 0.00∼0.30%정도 변화되는 것을 알 수 있다.
도 12 내지 도 14에 도시한 결과를 바탕으로 판단하건대, 본 발명에 의한 하프톤 위상 반전 마스크, 그 중에서도 위상반전영역의 세정에 따른 광학적 특성의 변화는 상기 위상반전영역에 식각저항막이 구비되지 않은 종래 기술에 의한 하프톤 위상 반전 마스크의 세정에 따른 광학적 특성 변화보다 훨씬 작다는 것을 알 수 있다. 이러한 사실은 하프톤 위상 반전 마스크의 위상 반전층 상에 구비된 상기 식각저항막이 세정공정에서 세정액, 특히 SC-1용액에 대한 내성은 있으면서 입사되는 광에 대해 위상 변화를 거의 일으키지 않고 투명한 보호막이라는 것을 의미한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 하프톤 위상 반전 마스크 및 그 제조방법은 입사되는 광에 대해 위상 반전을 일으키지 않는 제1 영역과 상기 광에 대해 위상 반전을 일으키는 제2 영역 및 상기 제2 영역에 형성된 위상 반전층의 전면에 형성된 식각 저항막을 구비하는 하프톤 위상 반전 마스크를 제공한다. 이와 같은 하프톤 위상 반전 마스크는 상기 제2 영역 상에 위상 반전층을 형성한 후 그 결과물의 전면을 산소 플라즈마로 처리한 다음 상기 위상 반전층의 노출된 전면에 식각저항막을 형성하는 방법으로 제조된다. 상기 산소 플라즈마 처리와 상기 식각저항막의 형성은 상기 위상 반전층이 형성된 후 그 결과물을 세정하기 전에 실시한다. 따라서, 상기 식각저항막을 형성한 후 실시되는 세정공정에서 세정액, 특히 알칼리성인 SC-1용액에 의해 상기 위상 반전층이 식각되어 상기 위상 반전층에 입사되는 광의 위상이 달라지는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 상기 하프톤 위상 반전 마스크 표면에 있는 결함도 제거할 수 있어 하프톤 위상 반전 마스크의 품질을 높일 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당분야에서의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 실시 가능함은 명백하다.

Claims (18)

  1. 입사되는 광에 대해 투명한 기판;
    상기 기판 상에 형성되고 그에 입사되는 광에 대해 투명하되, 상기 광의 위상 상태에 변화를 주는 위상 반전층 패턴; 및
    상기 위상 반전층 패턴의 노출된 전면에 식각저항막이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 반전 마스크.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 위상 반전층 패턴은 MoSiON층 패턴인 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 반전 마스크.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 식각저항막은 몰리브데늄 실리콘 산화물(MoSiO)성분을 포함하는 물질막인 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 반전 마스크.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 식각저항막의 두께는 10∼100Å정도인 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 반전 마스크.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 위상 반전층 패턴 상에 차광막 패턴이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 반전 마스크.
  6. 입사되는 광에 대해 서로 다른 광학적 특성을 나타내는 적어도 두 영역으로 이루어진 하프톤 위상 반전 마스크에 있어서,
    상기 두 영역중 한 영역은 상기 광에 대해 위상 반전을 일으키지 않는 제1 영역이고, 다른 한 영역은 상기 광에 대해 위상 상태에 변화를 일으키는 제2 영역이되, 상기 제2 영역 상에 상기 광의 위상 상태에 변화를 일으키는 위상 반전층 패턴과 식각저항막이 순차적으로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 반전 마스크.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 위상 반전층 패턴 상에 차광막 패턴이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 반전 마스크.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 식각저항막은 몰리브데늄 실리콘 산화물(MoSiO)성분을 포함하는 물질막인 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 반전 마스크.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 식각저항막의 두께는 10∼100Å정도인 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 반전 마스크.
  10. (a) 입사되는 광에 대해 투명한 기판을 제1 영역과 제2 영역으로 구분하는 단계;
    (b) 상기 기판의 제2 영역 상에 위상 반전층 패턴을 형성하는 단계;
    (c) 상기 위상 반전층 패턴이 형성된 결과물 전면을 플라즈마 처리하는 단계; 및
    (d) 상기 위상 반전층 패턴의 전면에 식각저항막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 반전 마스크 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 위상 반전층 패턴은 MoSiON막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 반전 마스크 제조방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 플라즈마는 산소(O2) 플라즈마를 이용하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 반전 마스크 제조방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 식각저항막은 몰리브데늄 실리콘 산화물(MoSiO) 성분을 포함하는 물질막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 반전 마스크 제조방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 식각저항막은 10∼100Å정도의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 반전 마스크 제조방법.
  15. (a) 입사되는 광에 대해 투명한 기판을 제1 영역과 제2 영역으로 구분하는 단계;
    (b) 상기 기판의 제2 영역 상에 위상 반전층 패턴을 형성하는 단계;
    (c) 상기 위상 반전층 패턴의 일부 영역 상에 차광막 패턴을 형성하는 단계;
    (d) 상기 차광막 패턴이 형성된 결과물 전면을 플라즈마 처리하는 단계; 및
    (e) 상기 위상 반전층 패턴의 노출된 전면에 식각저항막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 반전 마스크 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 플라즈마는 산소(O2) 플라즈마를 이용하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 반전 마스크 제조방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 식각저항막은 몰리브데늄 실리콘 산화물(MoSiO)성분을 포함하는 물질막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 반전 마스크 제조방법.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 식각저항막은 10∼100Å정도의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 반전 마스크 제조방법.
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