KR19990070449A

KR19990070449A - Phase inversion mask

Info

Publication number: KR19990070449A
Application number: KR1019980005301A
Authority: KR
Inventors: 송재관; 윤병주
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 1999-09-15

Abstract

본 발명에 의한 위상반전마스크는 기판의 코아부와 페리퍼럴부의 소정 패턴이 모두 제 1 도전층인 Mo층으로 이루어져 있고, 에지부만이 Mo층과 제 2 도전층인 Cr층의 적층구조로 이루어져 있다.In the phase inversion mask according to the present invention, both the core part and the peripheral part of the substrate are formed of a Mo layer which is a first conductive layer, and only an edge part is formed of a lamination structure of a Mo layer and a Cr layer that is a second conductive layer. have.

따라서, 본 발명은 포토공정에서 코아부(33)의 가장자리에 눈썹현상과 같은 감광막의 불량현상 발생하던 것을 방지하여 상기 코아부(33)의 중앙지점이나 가장자리에 관계없이 미세패턴의 분해능을 향상하고 그 결과로 집적회로의 집적도를 높일 수 있다.Therefore, the present invention prevents defects of the photoresist film such as eyebrow phenomenon on the edge of the core part 33 in the photo process, thereby improving the resolution of the fine pattern regardless of the center point or the edge of the core part 33. As a result, the degree of integration of the integrated circuit can be increased.

Description

Phase inversion mask

본 발명은 위상반전마스크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중앙영역의 코아부와 페리퍼럴부에 몰리브데늄층의 패턴을 형성하고, 상기 중앙영역을 제외한 에지부에 적층된 몰리브데늄층 및 크롬층의 패턴을 형성하여 포토공정에서 상기 코아부의 가장자리에서 감광막의 눈썹현상 발생을 억제할 수 있도록 한 위상반전마스크에 관한 것이다.The present invention relates to a phase inversion mask, and more particularly, to form a pattern of the molybdenum layer in the core portion and the peripheral portion of the central region, the molybdenum layer and chromium laminated on the edge portion except the central region It relates to a phase inversion mask to form a layer pattern to suppress the occurrence of eyebrow phenomenon of the photosensitive film at the edge of the core portion in the photo process.

일반적으로 널리 알려진 바와 같이, 메모리용 집적회로의 고집적화 추세에 맞추어 집적회로를 구성하는 각 소자들의 미세패턴 사이즈를 가능한 한 축소시키는 방향으로 기술개발이 진행되고 있다. 한 예로서 콘택홀과 같은 미세패턴의 사이즈를 가능한 한 축소시키기 위해 기존의 크롬(Cr) 마스크 대신에 위상반전마스크(phase shift mask)를 사용하기 시작하였다.As is generally known, in line with the trend of higher integration of memory integrated circuits, technology development has been conducted in the direction of minimizing the size of the micropattern of each device constituting the integrated circuit as much as possible. As an example, in order to reduce the size of a micro pattern such as a contact hole as much as possible, a phase shift mask is used instead of a conventional chromium (Cr) mask.

도 1은 종래 기술에 의한 위상반전마스크의 코아부와 페리퍼럴부 및 에지부의 배치를 나타낸 평면도이고, 도 2b는 도 1의 페리퍼럴부의 패턴 구조를 나타낸 요부단면도이고, 도 2c는 도 1의 에지부의 패턴 구조를 나타낸 요부단면도이다. 설명의 편의상 도 1과 도 2a 내지 도 2c를 연관하여 설명하기로 한다.1 is a plan view showing a core portion, a peripheral portion, and an edge portion of a phase inversion mask according to the prior art, FIG. 2B is a cross-sectional view of a main portion showing the pattern structure of the peripheral portion of FIG. 1, and FIG. 2C is an edge of FIG. 1. It is sectional drawing of the principal part which showed the negative pattern structure. For convenience of description, FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2A to 2C.

도 1에 도시된 바와 같이, 위상반전마스크는 투명한 퀄츠 기판(11)의 표면 중앙영역에 4개 코아(core)부(13)와, 상기 코아부(13)를 서로 이격시키는 영역인 페리퍼럴(peripheral)부(15)가 위치하고 상기 퀄츠 기판(11)의 나머지 영역에 에지부(16)가 위치하고 있다.As shown in FIG. 1, the phase inversion mask has a four core part 13 and a peripheral portion that separates the core part 13 from each other in the central region of the surface of the transparent quartz substrate 11. The peripheral portion 15 is positioned and the edge portion 16 is positioned in the remaining area of the quartz substrate 11.

도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 코아부(13)에 불투명한 몰리브데늄(Mo)층(17)의 소정 패턴이 형성되고, 상기 페리퍼럴부(15) 및 에지부(16)에 불투명한 몰리브데늄(Mo)층(17)과 크롬층(19)의 적층구조의 소정 패턴이 형성되어 있다. 상기 Mo층(17)의 두께가 위상반전하기에 적합한 소정 두께로 형성되어 있다.2A to 2C, a predetermined pattern of an opaque molybdenum (Mo) layer 17 is formed in the core part 13, and the peripheral part 15 and the edge part 16 are formed. An opaque molybdenum (Mo) layer 17 and a chromium layer 19 are laminated in a predetermined pattern. The thickness of the Mo layer 17 is formed to a predetermined thickness suitable for phase inversion.

이와 같이 구성된 위상반전마스크는 일반적인 크롬 마스크보다 우수한 초점심도(depth of focus)의 여유도를 갖고 있으므로 반도체기판(도시 안됨)의 표며 상에 미세 패턴의 감광막(도시 안됨)을 형성하는데 유리한 장점을 갖고 있었다.The phase inversion mask configured as described above has a margin of focus superior to that of a general chrome mask, and thus has an advantage in forming a fine pattern photoresist film (not shown) on the surface of a semiconductor substrate (not shown). there was.

그런데, 집적회로의 고집적화가 더욱 심화되면서 종래의 위상반전마스크를 이용하는 경우, 0.25μm 이하 미세패턴의 감광막을 형성할 수 없는 포토공정 상의 분해능(resolution) 한계가 있었다.However, as the integration of integrated circuits is further intensified, when using a conventional phase inversion mask, there is a resolution limit in a photo process in which a photoresist film having a fine pattern of 0.25 μm or less cannot be formed.

그래서, 최근에는 위상반전마스크를 이용하여 감광막의 패턴을 형성한 후 종래의 크롬마스크를 이용한 감광막 플로우방법을 추가로 적용하여 상기 감광막의 패턴을 플로우시켜 크롬마스크보다 0.2μm 이상 마진을 향상시킬 수 있다. 그래서, 분해능 향상이 가능하므로 0.25μm 이하 미세패턴의 감광막을 형성하기가 용이하였다. 또한, 노광장치인 스테퍼의 노광에너지 감소가 가능하므로 생산성 측면에서 많은 이점이 있었다.Therefore, in recent years, after the pattern of the photoresist layer is formed using a phase inversion mask, a photoresist flow method using a conventional chromium mask may be additionally applied to improve the margin of the photoresist layer by 0.2 μm or more than the chrome mask. . Therefore, since the resolution can be improved, it is easy to form a photosensitive film having a fine pattern of 0.25 μm or less. In addition, since the exposure energy of the stepper as an exposure apparatus can be reduced, there are many advantages in terms of productivity.

그러나, 상기 코아부(13)의 중앙지점에 해당하는, 콘택홀 패턴과 같은 미세 패턴의 감광막들(도시 안됨)이 아무런 문제없이 동일하게 형성될 수 있었지만, 상기 페리퍼럴부(15)에 이웃한 코아부(13)의 가장자리부에 해당하는 상기 미세패턴의 감광막(도시 안됨)이 일측방향으로 치우치는 눈썹결함의 현상을 자주 발생하였다. 이로 인하여, 상기 페리퍼럴부(15)에 이웃한 코아부(13)의 가장자리부에서는 콘택홀에서의 콘택불량 현상이 다발하였고 그 결과로 집적회로 전체가 불량 처리될 수밖에 없었다.However, although the photoresist films (not shown) having a fine pattern, such as a contact hole pattern, corresponding to the center point of the core part 13 could be formed in the same manner without any problem, the neighboring part of the peripheral part 15 may be formed. The photoresist film (not shown) of the micropattern corresponding to the edge portion of the core portion 13 frequently caused an eyebrow defect that is biased in one direction. As a result, contact defects occur in the contact hole at the edge portion of the core portion 13 adjacent to the peripheral portion 15, and as a result, the entire integrated circuit is inevitably treated poorly.

따라서, 본 발명의 목적은 페리퍼럴부에 이웃한, 코아부의 가장자리에 발생하던 미세패턴의 감광막 눈썹현상을 억제하여 코아부의 위치에 관계없이 미세패턴을 정확하게 형성할 수 있도록 한 위상반전마스크를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a phase inversion mask adjacent to the peripheral portion to suppress the photoresist eyebrow phenomenon of the micro pattern occurring at the edge of the core portion so as to accurately form the micro pattern regardless of the position of the core portion. have.

도 1은 종래 기술에 의한 위상반전마스크의 코아부와 페리퍼럴부 및 에지부의 배치를 나타낸 평면도.1 is a plan view showing the arrangement of the core portion, the peripheral portion and the edge portion of the phase inversion mask according to the prior art.

도 2a는 도 1의 코아부의 패턴 구조를 나타낸 요부단면도.FIG. 2A is a sectional view showing the principal parts of the core structure of FIG. 1; FIG.

도 2b는 도 1의 페리퍼럴부의 패턴 구조를 나타낸 요부단면도.Figure 2b is a cross-sectional view of the main portion showing the pattern structure of the peripheral portion of FIG.

도 2c는 도 1의 에지부의 패턴 구조를 나타낸 요부단면도.FIG. 2C is a sectional view showing the principal parts of the pattern structure of the edge portion of FIG. 1; FIG.

도 3은 본 발명에 의한 위상반전마스크의 코아부와 페리퍼럴부의 배치를 나타낸 평면도.Figure 3 is a plan view showing the arrangement of the core portion and the peripheral portion of the phase inversion mask according to the present invention.

도 4a는 도 3의 코아부의 패턴 구조를 나타낸 요부단면도.Fig. 4A is a sectional view showing the main parts of the core structure of Fig. 3.

도 4b는 도 3의 페리퍼럴부의 패턴 구조를 나타낸 요부단면도.4B is a cross-sectional view illustrating main parts of the pattern structure of the peripheral part of FIG. 3.

도 4c는 도 3의 에지부의 패턴 구조를 나타낸 요부단면도.4C is a sectional view showing the principal parts of the pattern structure of the edge portion of FIG. 3;

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

11: 퀄츠 기판 13: 코아부 15: 페리퍼럴(peripheral)부 16: 에지부 17: 몰리브데(Mo)층 19: 크롬(Cr)층 13: 퀄츠 기판 33: 코아부 35: 페리퍼럴(peripheral)부 36: 에지부 37: 몰리브데(Mo)층 39: 크롬(Cr)층DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Quartz substrate 13: Core part 15: Peripheral part 16: Edge part 17: Molybide (Mo) layer 19: Chromium (Cr) layer 13: Quality substrate 33: Core part 35: Peripheral Part 36: edge part 37: molybdenum (Mo) layer 39: chromium (Cr) layer

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 위상반전마스크는Phase inversion mask according to the present invention for achieving the above object is

일면 중앙영역에 복수개의 코아부와 상기 코아부를 서로 이격시키는 페리퍼럴부가 위치하고, 상기 중앙영역을 제외한 나머지 영역에 에지부가 위치하는 투명한 기판;A transparent substrate having a plurality of core portions and a peripheral portion spaced apart from each other in a central region of one side thereof, and an edge portion located in a region other than the central region;

상기 코아부와 상기 페리퍼럴부 및 상기 에지부 상에 소정 두께로 형성되는 소정 패턴의 불투명한 제 1 도전층; 그리고An opaque first conductive layer having a predetermined pattern formed on the core portion, the peripheral portion, and the edge portion with a predetermined thickness; And

상기 에지부 상의 제 1 도전층 상에 소정 두께로 형성되는, 소정 패턴의 불투명한 제 2 도전층을 포함하는 것을 특징으로 한다.And an opaque second conductive layer of a predetermined pattern, which is formed on the first conductive layer on the edge portion with a predetermined thickness.

이하, 본 발명에 의한 위상반전마스크를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a phase inversion mask according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 의한 위상반전마스크의 코아부와 페리퍼럴부의 배치를 나타낸 평면도이고, 도 4a는 도 3의 코아부의 패턴 구조를 나타낸 요부단면도이고 도 4b는 도 3의 페리퍼럴부의 패턴 구조를 나타낸 요부단면도이다. 도 4c는 도 3의 에지부의 패턴 구조를 나타낸 요부단면도이다. 설명의 편의상 도 3과 도 4a 내지 도 4c를 연관하여 설명하기로 한다.3 is a plan view showing the core portion and the peripheral portion of the phase inversion mask according to the present invention, Figure 4a is a sectional view of the main portion showing the pattern structure of the core portion of Figure 3 and Figure 4b is a pattern structure of the peripheral portion of FIG. It is a main cross-sectional view shown. 4C is a cross-sectional view of relevant parts illustrating the pattern structure of the edge portion of FIG. 3. For convenience of description, FIG. 3 will be described with reference to FIGS. 4A to 4C.

도 3에 도시된 바와 같이, 위상반전마스크는 투명한 퀄츠 기판(31)의 표면 중앙영역에 4개 코아(core)부(33)와, 상기 코아부(33)를 서로 이격시키는 영역인 페리퍼럴(peripheral)부(35)가 위치하고 상기 퀄츠 기판(31)의 나머지 영역에 에지부(36)가 위치하고 있다.As shown in FIG. 3, the phase inversion mask has a four core part 33 and a peripheral portion that separates the core part 33 from each other in the central region of the surface of the transparent quartz substrate 31. The periphery 35 is located and the edge 36 is located in the remaining area of the quartz substrate 31.

도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 코아부(33) 및 페리퍼럴부(35)에 불투명한 제 1 도전층인 몰리브데늄(Mo)층(37)의 소정 패턴이 형성되고, 에지부(36)에 불투명한 제 1 도전층인 몰리브데늄(Mo)층(37)과 제 2 도전층인 크롬층(39)의 적층구조의 소정 패턴이 형성되어 있다. 상기 Mo층(33)의 두께가 위상반전하기에 적합한 소정 두께로 형성되어 있다.As shown in FIGS. 4A to 4C, a predetermined pattern of a molybdenum (Mo) layer 37, which is an opaque first conductive layer, is formed on the core part 33 and the peripheral part 35, and an edge is formed. A predetermined pattern of a laminated structure of a molybdenum (Mo) layer 37 which is an opaque first conductive layer and a chromium layer 39 which is a second conductive layer is formed in the portion 36. The thickness of the Mo layer 33 is formed to a predetermined thickness suitable for phase inversion.

이와 같이 구성되는 본 발명의 위상반전마스크를 이용하여 콘택홀과 같은 미세패턴을 형성하기 위한 포토공정을 실시하는 경우, 상기 코아부(33)의 중앙지점에 해당하는, 콘택홀 패턴과 같은 미세 패턴의 감광막들이 아무런 문제없이 동일하게 형성될 수 있을 뿐만 아니라 상기 페리퍼럴부(35)에 이웃한, 코아부(33)의 가장자리에 해당하는 상기 미세패턴의 감광막이 눈썹결함 현상을 발생하지 않아 상기 코아부(33)의 중앙지점이나 가장자리에 관계없이 동일한 미세패턴을 형성한다. 따라서, 본 발명은 콘택홀과 같은 미세패턴을 분해능을 향상시킨다.When performing a photo process for forming a fine pattern such as a contact hole using the phase inversion mask of the present invention configured as described above, a fine pattern such as a contact hole pattern corresponding to the center point of the core part 33 The photoresist of the micropattern may not only be formed in the same manner without any problem, and the photoresist of the micropattern corresponding to the edge of the core part 33 adjacent to the peripheral part 35 does not generate an eyebrow defect phenomenon. The same fine pattern is formed regardless of the center point or the edge of the part 33. Therefore, the present invention improves the resolution of fine patterns such as contact holes.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 위상반전마스크는 기판의 코아부와 페리퍼럴부의 소정 패턴이 모두 제 1 도전층인 Mo층으로 이루어져 있고, 에지부만이 Mo층과 제 2 도전층인 Cr층의 적층구조로 이루어져 있다.As described above, in the phase shift mask according to the present invention, both the core part and the peripheral part of the substrate have a predetermined pattern, and the Mo layer is the first conductive layer, and only the edge part is the Mo layer and the second conductive layer Cr. It consists of a lamination structure of layers.

한편, 본 발명은 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.On the other hand, the present invention is not limited to the contents described in the drawings and detailed description, it is obvious to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. .

Claims

A transparent substrate having a plurality of core portions and a peripheral portion spaced apart from each other in a central region of one side thereof, and an edge portion located in a region other than the central region;

An opaque first conductive layer having a predetermined pattern formed on the core portion, the peripheral portion, and the edge portion with a predetermined thickness; And

And a opaque second conductive layer of a predetermined pattern formed on the first conductive layer on the edge portion with a predetermined thickness.

The phase shift mask according to claim 1, wherein the first conductive layer is made of a molybdenum (Mo) layer, and the second conductive layer is made of a chromium layer.