KR20000043248A - 반도체 소자의 마스크 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 마스크 제조방법에 관한 것으로, 종래의 크롬이 수행하던 빛 차단 역할을 주입된 이온층이 대신하도록 마스크를 형성함에 의해, 이온층을 형성할 시 에너지 조절을 통하여 두께를 매우 얇게 형성할 수 았어 기존의 마스크가 갖고 있는 크롬막의 두께에 의한 빛 산란현상을 최소화하여 고품질의 마스크 제조가 가능한 기술이다.

Description

반도체 소자의 마스크 제조방법

본 발명은 반도체 소자의 마스크 제조방법에 관한 것으로, 특히 주입된 이온의 투과율 감소효과를 이용하여 종래의 크롬막의 두께에 의한 빛 산란현상을 최소화하여 고품질의 마스크 제조를 가능하게 하는 반도체 소자의 마스크 제조방법에 관한 것이다.

첨부 도면을 참조하여 종래의 기술에 따른 마스크 제조공정의 일예에 대해 살펴 보기로 한다.

도 1a 내지 도 1c 는 종래의 기술에 따른 위상반전 마스크 제조공정의 일예를 도시한 도면이다.

상기 종래의 마스크 제조공정은 도면에 도시된 바와 같이, 석영기판(1)의 상부에 크롬(3)을 도포한 후, 그 상부에 레지스트(5)을 도포한다. 그 후 상기 크롬패턴을 형성하기 위해 노광 및 현상공정을 거친 후, 상기 형성된 레지스트 패턴을 차단막으로 하여 크롬(3)을 선택적으로 식각한 후 상부의 레지스트(5)를 제거하면 공정이 완료된다.

상기한 종래의 마스크 제조공정에서 사용하는 크롬(3)의 두께는 800Å∼1200Å 로 하는데, 일반적으로 노광공정에서 형성되는 패턴의 크기가 작아짐에 따라 크롬(3)의 두께에 의하여 빛이 산란되는 정도가 상대적으로 심하다.

가장 이상적인 경우는 빛을 차단하는 막의 두께가 0이 되어야 하나 현실적으로 이와 같은 막을 얻기는 불가능하다.

상기한 문제로 인하여 종래에는 크롬을 식각하는데 습식각(wet etch)을 사용하고 있으나, 건식각으로 대체하는 연구가 최근 활발히 진행되고 있다. 건식각을 이용하면 보다 수직에 가까운 단면을 얻을 수 있어 빛의 산란에 의한 효과를 감소시킬 수가 있으나, 근본적으로 고정된 크롬의 두께 때문에 건식각을 사용하여도 산란에 의한 효과를 제거하기는 불가능하므로 가능한 빛을 차단하면서도 막의 두께를 최소화해야 하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 투명한 기판에 이온이 주입되면 기판의 투과율이 감소되고, 또한 빛의 파장이 작아짐에 따라 상기 효과가 증가하는 것을 이용하여 종래의 크롬이 수행하던 빛 차단 역할을 주입된 이온층이 대신하도록 하여 고품질의 마스크 제조를 가능하게 하는 반도체 소자의 마스크 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1a 내지 도 1c 는 종래의 기술에 따른 마스크 제조공정의 일예를 도시한 도면

도 2a 내지 도 2h 는 본 발명에 따른 마스크 제조 공정단계를 도시한 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 투명기판(석영기판) 3 : 크롬

5,7 : 레지스트(Resist) 9 : 주입이온층

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자의 마스크 제조방법은,

석영기판의 상부에 크롬을 도포하는 단계와,

상기 크롬층의 상부에 제1 레지스트 패턴을 형성하는 단계와,

상기 제1 레지스트 패턴을 차단막으로 하여 상기 크롬을 선택적으로 식각한 후 상부의 레지스트를 제거하는 단계와,

전체구조 상부에 제2 레지스트를 도포하는 단계와,

웨이퍼에 노광되는 영역의 상기 제2 레지스트만 2차로 노광 및 현상을 실시하는 단계와,

상기 크롬패턴 및 제2 레지스트 패턴을 차단막으로 하여 전체구조 상부에서 이온주입을 실시하는 단계와,

상기 제2 레지스트 패턴을 차단막으로 하여 노출된 크롬패턴을 제거하는 단계와,

잔류한 상기 제2 레지스트을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 애퍼처에 대해 상세히 설명한다.

도 2a 내지 도 2h 는 본 발명에 따른 반도체 소자의 마스크 제조공정 단계를 도시한 단면도이다.

도 2a 내지 도 2c 까지의 공정은 상기 도 1a 내지 도 1c 에 도시된 종래의 마스크 공정과 동일하나 사용하는 패턴의 반대의 톤을 사용한다.

마스크의 전면에 대하여 이온 주입층에 의한 패턴을 형성할 필요는 없고, 웨이퍼(1)에 노광되는 영역만 형성하면 된다.

도 2d를 참조하면, 하부기판(1) 상부에 크롬(3)패턴을 형성한 후, 전체구조 상부에 제2 레지스트(7)를 도포한다.

도 2e 를 참조하면, 웨이퍼에 노광되는 영역만 2차로 노광 및 현상을 실시한다.

도 2f 및 도 2g를 참조하면, 전체구조 상부에서 하부기판(1)으로 이온주입을 실시한다. 이때 웨이퍼에 노광되는 영역은 크롬(3)이 이온의 차단막 역할을 하고, 다른 영역은 제2 레지스트(7)가 이온의 차단막 역할을 한다. 또한 상기 주입된 이온층(9)의 두께는 100Å∼1000Å 로 하고, 이온주입시에는 이온 빔 주입 또는 확산 현상을 이용한다.

그러므로 웨이퍼에 노광되지 않은 영역은 일반적인 마스크와 동일한 구조로 만들 수 있다.

도 2h를 참조하면, 웨이퍼(1)에 형성되지 않은 영역의 크롬패턴(3)은 더 이상 필요가 없으므로 상기 제2 레지스트 패턴(7)을 차단막으로 하여 습식각에 의해 제거한다. 그 후 상기 제2 레지스트(7)도 제거하여 최종적으로 도시된 바와 같은 구조의 마스크를 얻는다.

한편, 이온을 주입하는 과정에서 노광되는 패턴의 톤과 최종적으로 형성되는 패턴의 톤이 바뀌므로 처음 노광할 때 원래 설계된 패턴과 반대의 톤으로 변환하여 노광하면 최종적으로 얻는 패턴의 톤은 동일하게 할 수 있다.

이상 상술한 바와 같이, 종래의 크롬이 수행하던 빛 차단 역할을 주입된 이온층이 대신하도록 마스크를 형성하는 본 발명의 마스크 제조방법은, 제조공정수가 증가하는 단점이 있지만, 이온층을 형성할 시 에너지 조절을 통하여 두께를 매우 얇게 형성할 수 았기 때문에 기존의 마스크가 갖고 있는 크롬막의 두께에 의한 빛 산란현상을 최소화하여 고품질의 마스크 제조가 가능하다. 또한 웨이퍼에 노광되는 영역의 이온층 형성시 레지스트 패턴을 이용할 수도 있으므로 적은 크기의 빛 차단막 패턴을 형성하는 것이 용이하다.

Claims (5)

1. 반도체 소자의 마스크 제조방법에 있어서,

   투명기판의 상부에 크롬을 도포하는 단계와,

   상기 크롬층의 상부에 제1 레지스트 패턴을 형성하는 단계와,

   상기 제1 레지스트 패턴을 차단막으로 하여 상기 크롬을 선택적으로 식각한 후 상부의 레지스트를 제거하는 단계와,

   전체구조 상부에 제2 레지스트를 도포하는 단계와,

   웨이퍼에 노광되는 영역의 상기 제2 레지스트만 2차로 노광 및 현상을 실시하는 단계와,

   상기 크롬패턴 및 제2 레지스트 패턴을 차단막으로 하여 전체구조 상부에서 이온주입을 실시하는 단계와,

   상기 제2 레지스트 패턴을 차단막으로 하여 노출된 크롬패턴을 제거하는 단계와,

   잔류한 상기 제2 레지스트을 제거하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 마스크 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 크롬층의 두께는 800Å∼1200Å 로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 마스크 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 주입된 이온층의 두께는 100Å∼1000Å 로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 마스크 제조방법
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 이온주입시 이온 빔 주입 또는 확산 현상을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 마스크 제조방법
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 이온주입시 패턴의 톤이 반전되는 것을 해결하기 위하여 톤이 반전된 패턴을 노광하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 마스크 제조방법