KR20010009737A - 마스크 제조방법 - Google Patents

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KR20010009737A KR1019990028275A KR19990028275A KR20010009737A KR 20010009737 A KR20010009737 A KR 20010009737A KR 1019990028275 A KR1019990028275 A KR 1019990028275A KR 19990028275 A KR19990028275 A KR 19990028275A KR 20010009737 A KR20010009737 A KR 20010009737A
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Abstract

본 발명은 마스크 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 마스크패턴을 형성하기 위한 감광막을 노광 및 현상액으로 제거하므로서 선택적 박리(strip)와 공정 단순화 및 공정시간의 단축 그리고 제조 비용을 절감시킬 수 있는 위상반전 마스크와 바이너리 마스크 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 마스크 제조방법은 광투과영역과 광차단영역이 정의된 투명기판 상에 위상반전막과 차광막을 차례로 형성하고 차광막 위에 광투과영역의 소정부위에 대응하는 차광막의 표면을 노출시키는 제 1 감광막패턴을 형성하는 단계와, 제 1 감광막패턴으로 보호되지 않는 차광막을 제거하여 잔류한 차광막으로 이루어진 차광막패턴을 형성하는 단계와, 광투과영역에 위치한 제 1 감광막패턴을 선택적 노광 및 현상으로 제거하여 광차단영역에만 잔류한 제 1 감광막패턴으로 이루어진 제 2 감광막패턴을 형성하는 단계와, 차광막패턴으로 보호되지 않는 부위의 위상반전막을 제거하여 잔류한 위상반전막으로 이루어진 위상반전막패턴을 형성하는 단계와, 제 2 감광막패턴으로 보호되지 않는 부위의 차광막패턴을 제거하여 광차단영역에만 차광막패턴을 잔류시키는 단계와, 제 2 감광막패턴을 제거하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

마스크 제조방법{A method of fabricating a mask}
본 발명은 마스크 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 마스크패턴을 형성하기 위한 감광막을 노광 및 현상액으로 제거하므로서 선택적 박리(strip)와 공정 단순화 및 공정시간의 단축 그리고 제조 비용을 절감시킬 수 있는 위상반전 마스크와 바이너리 마스크 제조방법에 관한 것이다.
반도체장치가 고집적화 및 고밀도화에 따라 단위 소자의 크기가 감소되고, 이에 따라, 도선 등의 선폭이 작아지고 있다. 그러므로, 미세 패턴을 형성하기 위해서는 접촉묘화(contact printing) 방법, 프록시미티묘화(proximity printing) 방법 및 프로젝션묘화(projection printing) 방법 등의 노광 방법을 이용하는 포토리쏘그래피(photolithography) 공정으로는 한계가 있다. 따라서, 미세 패턴을 형성하기 위해 노광시 전자 빔 또는 이온 빔 등을 이용하거나, 또는, 위상반전마스크(Phase Shifting Mask)를 이용할 수 있다.
상기 위상반전마스크는 위상반전영역과 투광영역을 포함하는 데, 위상반전영역을 통과하는 광의 위상을 180°로 반전시켜 투광영역을 통과하는 광과 상쇄 간섭을 일으켜 해상력과 초점심도를 향상시켜 양호한 패턴을 얻을 수 있다. 위상반전마스크는 종류에 따라 교번형(Alternated type), 림형(Rim type), 감쇄형(Attenuated type) 및 아웃리거형(Outrigger type) 등이 있다.
종래 기술에서 포토마스크 제조시, 도포된 감광막의 제거(strip)는 주로 산소 애슁(O2ashing)이나 황산용액과 같은 화학제에 의한 공정으로 수행된다. 이러한 공정은 감광막 박리를 위한 공정 조건의 제어가 매우 곤란하다.
도 1a 내지 도 1k는 종래 기술에 따른 위상반전 마스크 제조공정 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 투명기판인 석영 기판(10) 위에 반전막(11), 차광막(12)을 형성한 다음 그 위에 감광막(13)을 도포하여 형성한다. 이때, 반전막(11)은 MoSiN을 약 930Å의 두께로 형성하고, 차광막(12)은 도전성 물질로 Cr과 CrOx 등을 사용하여 약 1050Å의 두께로 형성하며, 감광막(13)은 제품명 ZEP7000을 사용하여 약 4000Å의 두께로 형성한다.
도 1b를 참조하면, 감광막의 소정부위에 전자빔 등으로 노광(E-beam writing)을 실시하여 감광막의 일부를 변성시킨 변성막(131)을 형성한다. 노광되지 않은 감광막(130) 부위는 현상시 잔류하게 된다.
도 1c를 참조하면, 노광된 감광막인 변성막을 현상(develop)하여 제거한다. 따라서, 차광막(12) 상에는 노광되지 않은 감광막패턴(130)이 잔류하여 이후 차광막(12) 패턴 형성용 식각시 식각마스크로 이용된다.
도 1d를 참조하면, 크롬 등으로 이루어진 차광막(12)의 소정 부위를 감광막패턴(130)을 식각마스크로 이용하는 플라즈마 방식의 건식식각으로 제거하여 잔류한 차광막으로 이루어진 차광막패턴(120)을 형성한다.
도 1e를 참조하면, 감광막패턴을 제거한다. 이때, 감광막패턴의 박리는 산소 애슁에 의한 건식식각이나 황산용액에 의한 습식식각으로 이루어진다.
도 1f를 참조하면, 차광막패턴(120)을 식각마스크로 이용하여 이로부터 보호되지 않는 부위의 반전막을 제거하여 잔류한 반전막으로 이루어진 반전막패턴(110)을 형성한다. 이때, 반전막패턴(110)은 플라즈마를 이용하는 건식식각으로 형성되며, 그 결과 투면기판(10)의 소정 부위가 노출되어 투광영역을 형성한다.
도 1g를 참조하면, 반전막패턴(110)과 그 위에 동일한 패턴으로 위치한 차광막패턴(120)을 포함하는 투명기판(10)의 전면에 상기 패턴사이의 갭을 충분히 매립하는 두께로 도전성 폴리머 감광막(14)을 회전도포법 등의 방법으로 형성한다. 이때, 도전성 감광막(14)을 형성하는 이유는 두 번째 노광시 발생하는 차지-업(charge up)현상을 방지하기 위해서이다.
도 1h를 참조하면, 위상반전 마스크의 빛이 투과할 영역에 대응하는 도전성 감광막(141) 부위를 전자 빔 등으로 노광(E-beam writing)한다.
도 1i를 참조하면, 노광된 도전성 감광막 부위를 현상액으로 현상하여 제거한다. 따라서, 광차단영역의 차광막패턴(120) 상부에만 도전성 감광막패턴(140)이 잔류한다.
도 1j를 참조하면, 위상반전 효과를 얻기 위하여 도전성 감광막패턴(140)으로 보호되지 않는 차광막패턴을 제거한다. 따라서, 잔류한 차광막패턴(120)이 완성된 위상반전 마스크를 이용하는 노광공정에서 빛의 투과를 차단하는 차광영역이 되고, 나머지 부위는 광투과영역이 된다.
도 1k를 참조하면, 잔류한 도전성 감광막패턴을 제거하여 위상반전 마스크 제조를 완료한다.
도 2a 내지 도 1d는 종래 기술에 따른 바이너리(binary) 마스크 제조공정 단면도이다.
도 2a를 참조하면, 투명기판인 석영 기판(20) 위에 차광막(21)을 형성한 다음 그 위에 감광막을 도포하여 형성한다. 이때, 차광막(21)은 도전성 물질로 Cr과 CrOx등을 사용하여 형성한다.
그리고, 감광막의 소정부위에 전자빔 등으로 노광(E-beam writing)을 실시하여 감광막의 일부를 변성시킨 변성막(221)을 형성한다. 노광되지 않은 감광막(220) 부위는 현상시 잔류하게 된다.
도 2b를 참조하면, 노광된 감광막인 변성막을 현상(develop)하여 제거한다. 따라서, 차광막(21) 상에는 노광되지 않은 감광막패턴(220)이 잔류하여 이후 차광막 패턴 형성용 식각시 식각마스크로 이용된다.
도 2c를 참조하면, 크롬 등으로 이루어진 차광막의 소정 부위를 감광막패턴(220)을 식각마스크로 이용하는 플라즈마 방식의 건식식각으로 제거하거나 또는 습식식각으로 제거하여 잔류한 차광막으로 이루어진 차광막패턴(210)을 형성한다.
도 2d를 참조하면, 감광막패턴을 제거한다. 이때, 감광막패턴의 박리는 산소 애슁에 의한 건식식각이나 황산용액에 의한 습식식각으로 이루어진다. 따라서, 바이너리 마스크 제조를 완료한다.
그러나, 상술한 종래 기술에 따른 위상반전 마스크와 바이너리 마스크 제조방법은 감광막패턴의 선택적 제거와 공정조건 제어가 곤란하고, 특히, 위상반전 마스크 제조에 있어서 감광막 도포공정 및 노광-현상공정을 두 번 실시하여야 하므로 공정이 복잡하고, 또한, 도전성 감광막패턴 형성시 폴리머 파티클 등이 발생하여 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 마스크패턴을 형성하기 위한 감광막을 노광 및 현상액으로 제거하므로서 선택적 박리(strip)와 공정 단순화 및 공정시간의 단축 그리고 제조 비용을 절감시킬 수 있는 위상반전 마스크와 바이너리 마스크 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 위상반전 마스크 제조방법은 광투과영역과 광차단영역이 정의된 투명기판 상에 위상반전막과 차광막을 차례로 형성하고 차광막 위에 광투과영역의 소정부위에 대응하는 차광막의 표면을 노출시키는 제 1 감광막패턴을 형성하는 단계와, 제 1 감광막패턴으로 보호되지 않는 차광막을 제거하여 잔류한 차광막으로 이루어진 차광막패턴을 형성하는 단계와, 광투과영역에 위치한 제 1 감광막패턴을 선택적 노광 및 현상으로 제거하여 광차단영역에만 잔류한 제 1 감광막패턴으로 이루어진 제 2 감광막패턴을 형성하는 단계와, 차광막패턴으로 보호되지 않는 부위의 위상반전막을 제거하여 잔류한 위상반전막으로 이루어진 위상반전막패턴을 형성하는 단계와, 제 2 감광막패턴으로 보호되지 않는 부위의 차광막패턴을 제거하여 광차단영역에만 차광막패턴을 잔류시키는 단계와, 제 2 감광막패턴을 제거하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 바이너리 마스크 제조방법은 투명기판 상에 차광막을 형성하고 차광막 위에 차광막의 소정부위 표면을 노출시키는 감광막패턴을 형성하는 단계와, 감광막패턴으로 보호되지 않는 차광막을 제거하여 잔류한 차광막으로 이루어진 차광막패턴을 형성하는 단계와, 감광막패턴을 선택적 노광 및 현상으로 제거하는 단계를 포함하여 이루어진다.
도 1a 내지 도 1k는 종래 기술에 따른 위상반전 마스크 제조공정 단면도
도 2a 내지 도 1d는 종래 기술에 따른 바이너리(binary) 마스크 제조공정 단면도
도 3a 내지 도 3i는 본 발명에 따른 위상반전 마스크 제조공정 단면도
도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 따른 바이너리(binary) 마스크 제조공정 단면도
본 발명에서는 포토마스크 제조에 있어서, 감광막 박리를 산소 애슁(O2ashing)이나 황산용액 등의 화학제(chemical)을 사용하는 대신, 박리될 감광막 부위를 전자 빔 등을 사용하여 선택적으로 노광시킨 후 현상하여 제거한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3a 내지 도 3i는 본 발명에 따른 위상반전 마스크 제조공정 단면도이다.
도 3a를 참조하면, 광투과영역과 광차단영역이 정의된 투명기판인 석영 기판(30) 위에 위상 반전막(31), 차광막(32)을 형성한 다음 그 위에 감광막(33)을 도포하여 형성한다. 이때, 반전막(31)은 MoSiN을 약 930Å의 두께로 형성하고, 차광막(32)은 도전성 물질로 Cr과 CrOx등을 사용하여 약 1050Å의 두께로 형성하며, 감광막(33)은 제품명 ZEP7000을 사용하여 약 4000Å의 두께로 형성한다.
도 3b를 참조하면, 감광막의 소정부위에 전자빔 등으로 노광(E-beam writing)을 실시하여 감광막의 일부를 변성시킨 변성막(331)을 형성한다. 노광되지 않은 감광막(330) 부위는 현상시 잔류하게 된다.
도 3c를 참조하면, 노광된 감광막인 변성막을 현상(develop)하여 제거한다. 따라서, 차광막(32) 상에는 노광되지 않은 감광막패턴(330)이 잔류하여 이후 차광막(32) 패턴 형성용 식각시 식각마스크로 이용된다.
도 3d를 참조하면, 크롬 등으로 이루어진 차광막(32)의 소정 부위를 감광막패턴(330)을 식각마스크로 이용하는 플라즈마 방식의 건식식각으로 제거하여 잔류한 차광막으로 이루어진 차광막패턴(320)을 형성한다. 따라서, 광투과영역이 되는 위상 반전층(31)의 일부 표면이 노출된다.
도 3e를 참조하면, 위상반전 마스크의 광투과영역에 대응하는 감광막패턴(332) 부위를 전자 빔 등으로 노광한다. 따라서, 광차단영역의 감광막패턴(330)은 이후 현상공정에서 그대로 잔류한다.
도 3f를 참조하면, 광투과영역의 노광된 감광막패턴 부위를 현상하여 박리한다. 따라서 광차단영역의 차단층패턴(320) 상부에만 감광막패턴(330)이 잔류한다.
도 3g를 참조하면, 광차단영역의 감광막패턴(330)과 광투과영역의 노출된 차광막패턴(320)을 식각마스크로 이용하여 이로부터 보호되지 않는 부위의 반전막을 제거하여 잔류한 반전막으로 이루어진 반전막패턴(310)을 형성한다. 이때, 반전막패턴(310)은 플라즈마를 이용하는 건식식각으로 형성되며, 그 결과 투명기판(30)의 소정 부위가 노출되어 광투과영역 일부를 형성한다.
도 3h를 참조하면, 광투과영역의 노출된 차광막패턴을 습식식각으로 제거한다. 따라서 감광막패턴(330) 하부에 위치한 차광막패턴(320)만이 반전층패턴(310) 상에 위치하여 광투과를 방해하게 된다. 즉, 잔류한 차광막패턴(320)이 완성된 위상반전 마스크를 이용하는 노광공정에서 빛의 투과를 차단하는 광차단영역이 되고, 나머지 부위는 광투과영역이 된다.
도 3i를 참조하면, 마지막으로 잔류한 감광막패턴을 제거하여 잔류한 차광막패턴(320)을 노출시켜 위상반전 마스크를 제조한다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 따른 바이너리(binary) 마스크 제조공정 단면도이다.
도 4a를 참조하면, 투명기판인 석영 기판(40) 위에 차광막(41)을 형성한 다음 그 위에 감광막을 도포하여 형성한다. 이때, 차광막(41)은 도전성 물질로 Cr과 CrOx등을 사용하여 형성한다.
그리고, 감광막의 소정부위에 전자빔 등으로 노광(E-beam writing)을 실시하여 감광막의 일부를 변성시킨 제 1 변성막(421)을 형성한다. 노광되지 않은 감광막(420) 부위는 현상시 잔류하게 된다.
도 4b를 참조하면, 노광된 감광막인 변성막을 현상(develop)하여 제거한다. 따라서, 차광막(41) 상에는 노광되지 않은 감광막패턴(420)이 잔류하여 이후 차광막 패턴 형성용 식각시 식각마스크로 이용된다.
도 4c를 참조하면, 크롬 등으로 이루어진 차광막의 소정 부위를 감광막패턴(420)을 식각마스크로 이용하는 플라즈마 방식의 건식식각으로 제거하거나 또는 습식식각으로 제거하여 잔류한 차광막으로 이루어진 차광막패턴(410)을 형성한다.
도 4d를 참조하면, 감광막패턴을 전자 빔 등을 사용하여 노광시켜 변성된 제 2 변성막(422)을 형성한다.
도 4e를 참조하면, 제 2 변성막을 현상하여 박리시킨다. 따라서, 차광층패턴(410)이 노출된다. 따라서, 바이너리 마스크 제조를 완료한다.
따라서, 본 발명은 마스크패턴을 형성하기 위한 감광막을 노광 및 현상액으로 제거하므로서 선택적 박리(strip)와 공정 단순화 및 공정시간의 단축 그리고 제조 비용을 절감시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (8)

  1. 광투과영역과 광차단영역이 정의된 투명기판 상에 위상반전막과 차광막을 차례로 형성하고 상기 차광막 위에 상기 광투과영역의 소정부위에 대응하는 상기 차광막의 표면을 노출시키는 제 1 감광막패턴을 형성하는 단계와,
    상기 제 1 감광막패턴으로 보호되지 않는 상기 차광막을 제거하여 잔류한 상기 차광막으로 이루어진 차광막패턴을 형성하는 단계와,
    상기 광투과영역에 위치한 상기 제 1 감광막패턴을 선택적 노광 및 현상으로 제거하여 상기 광차단영역에만 잔류한 상기 제 1 감광막패턴으로 이루어진 제 2 감광막패턴을 형성하는 단계와,
    상기 차광막패턴으로 보호되지 않는 부위의 상기 위상반전막을 제거하여 잔류한 위상반전막으로 이루어진 위상반전막패턴을 형성하는 단계와,
    상기 제 2 감광막패턴으로 보호되지 않는 부위의 상기 차광막패턴을 제거하여 상기 광차단영역에만 상기 차광막패턴을 잔류시키는 단계와,
    상기 제 2 감광막패턴을 제거하는 단계로 이루어진 마스크 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 차광막패턴은 플라즈마를 이용한 건식식각으로 형성하는 것이 특징인 마스크 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2 감광막패턴은 전자 빔을 이용하는 노광 및 현상으로 형성하는 것이 특징인 마스크 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2 감광막패턴으로 보호되지 않는 부위의 상기 차광막패턴은 습식식각으로 제거하는 것이 특징인 마스크 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 위상반전막은 MoSiN으로 형성하고, 상기 차광막은 도전성 물질로 Cr과 CrOx등을 사용하여 형성하며, 상기 감광막은 제품명 ZEP7000을 사용하는 것이 특징인 마스크 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 위상반전막은 MoSiN을 약 930Å의 두께로 형성하고, 상기 차광막은 도전성 물질로 Cr과 CrOx등을 사용하여 약 1050Å의 두께로 형성하며, 상기 감광막은 제품명 ZEP7000을 사용하여 약 4000Å의 두께로 형성하는 것이 특징인 마스크 제조방법.
  7. 투명기판 상에 차광막을 형성하고 상기 차광막 위에 상기 차광막의 소정부위 표면을 노출시키는 감광막패턴을 형성하는 단계와,
    상기 감광막패턴으로 보호되지 않는 상기 차광막을 제거하여 잔류한 상기 차광막으로 이루어진 차광막패턴을 형성하는 단계와,
    상기 감광막패턴을 선택적 노광 및 현상으로 제거하는 단계로 이루어진 마스크 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 노광은 전자 빔을 이용하는 것이 특징인 마스크 제조방법.
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KR1019990028275A KR20010009737A (ko) 1999-07-13 1999-07-13 마스크 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101039139B1 (ko) * 2007-07-10 2011-06-03 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의 위상반전마스크의 제조방법

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KR101039139B1 (ko) * 2007-07-10 2011-06-03 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의 위상반전마스크의 제조방법

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