KR20020017847A - 위상반전마스크의 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위상반전마스크의 형성방법에 관한 것으로, 석영기판 상부에 크롬층을 형성하는 공정과, 상기 크롬층을 식각하여 크롬층패턴을 형성하는 공정과, 상기 크롬층패턴을 포함한 전체표면상부에 스페이서용 물질층을 형성하는 공정과, 상기 스페이서용 물질층을 건식방법으로 전면식각하여 상기 크롬층 패턴 측벽에 스페이서를 형성하는 공정으로 에지 강조형 위상반전마스크를 형성함으로써 한계 크기 이하의 콘택홀용 마스크를 형성할 수 있고, 크롬층과 위상반전층의 중첩도 문제를 해결하여 노광마스크 제작 공정시 유발될 수 있는 제작 불량 및 제작 오차를 감소시키며 그에 따른 반도체소자의 수율 및 생산성을 향상시키고 반도체소자의 고집적화를 가능하게 하는 기술이다.

Description

위상반전마스크의 형성방법{A method for forming a phase shift mask}

본 발명은 위상반전마스크 형성방법에 관한 것으로, 특히 반도체소자의 노광공정시 유발될 수 있는 근접효과 또는 불필요한 패턴이 유발되는 현상을 방지하기 위하여 에지 ( edge ) 강조형 위상반전마스크를 형성하는 기술에 관한 것이다.

종래의 노광마스크는 크롬 레티클의 제조공정에서 0.8 ㎛ 이하의 디자인룰 ( design rule ) 을 갖는 콘택홀 형성 공정이 전자빔 조사 장비의 해상력 한계 때문에 구현하기 어렵다.

최근에는 반도체소자의 고집적화에 따른 미세 선폭의 구현 능력이 반도체소자 제조 공정의 한계를 결정하는 중요한 요소로 작용하는 바, 이에 대한 한가지 방법으로 위상반전마스크가 널리 사용되어지고 있다.

위상반전마스크의 한가지 종류로 에지 강조형 위상반전마스크가 사용되나 마스크 제작시 크롬 패턴 형성 공정과 위상반전 패턴 형성 공정의 두 번에 걸친 전자빔 라이팅 ( E-beam write ) 공정이 필요하다.

이때, 크롬층과 위상반전층 간의 패턴 중첩도 문제가 마스크 제작의 어려움으로 남아 있기 때문에 사용상의 제약이 되고 있다.

도 1 은 종래기술에 따른 위상반전마스크 형성방법을 도시한 단면도이다.

도 1 에 도시된 바와같이, 석영기판(11) 상에 크롬층(13)을 증착하고 그 상부에 위상반전층(15)을 증착한다.

그리고, 상기 위상반전층(15) 상에 전자빔용 감광막패턴(도시안됨)을 형성하고 이를 마스크로하는 식각공정으로 상기 위상반전층(15)을 식각한다.

그 다음, 상기 감광막패턴을 마스크로하여 상기 크롬층(13)을 식각하되, 등방성식각하여 상기 위상반전층(15) 하부의 크롬층(13)이 상기 위상반전층(15)의 하부로 측면식각되도록 실시하여 언더컷 ( under cut )을 형성한다.

그러나, 언더컷이 형성된 ⓐ, ⓑ 부분이 서로 다른 식각정도를 나타낼 수 있어 균일한 구조를 갖는 에지형 위상반전마스크를 형성하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 크롬층과 위상반전층을 이용하여 미세패턴의 가장자리 측벽에 크롬층이나 위상반전층으로 스페이서를 형성함으로써 에지 강조형의 위상반전마스크를 형성하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래기술에 따른 위상반전마스크 형성방법을 도시한 단면도.

도 2a 내지 도 2e 는 본 발명에 따른 위상반전마스크 형성방법을 도시한 단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

11,21 : 석영기판 13,23 : 크롬층

15 : 위상반전층 25 : 감광막패턴

27 : 스페이서용 크롬층

이상의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 위상반전마스크 형성방법은, 석영기판 상부에 크롬층을 형성하는 공정과, 상기 크롬층을 식각하여 크롬층패턴을 형성하는 공정과, 상기 크롬층패턴을 포함한 전체표면상부에 스페이서용 물질층을 형성하는 공정과, 상기 스페이서용 물질층을 건식방법으로 전면식각하여 상기 크롬층 패턴 측벽에 스페이서를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로한다.

본 발명의 원리는, 종래기술의 문제점인 한계 구현 가능 패턴 크기 이하를 구현할 수 있고, 위상반전 마스크 제조공정에서는 크롬층과 위상반전 패턴 사이의 중첩도를 향상시켜 크롬 베이스 레티클에서 문제가 되는 회절광에 의한 콘트라스트 저하를 방지하여 미세 선폭의 구현 능력을 향상시키는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 2a 내지 도 2e 는 본 발명의 실시예에 따른 위상반전마스크 형성방법을도시한 단면도이다.

도 2a 에 도시된 바와같이, 석영기판(21) 상에 크롬층(23)을 증착한다.

도 2b 에 도시된 바와같이, 상기 크롬층(23) 상부에 감광막패턴(25)을 형성한다.

이때, 상기 감광막패턴(25)은 전자빔용 감광막을 상기 크롬층(23) 상부에 형성하고 프로그램된 전자빔 노광장비를 이용하여 노광하고 후속 공정으로 현상하여 형성한다.

도 2c 에 도시된 바와같이, 상기 감광막패턴(25)을 마스크로하여 상기 크롬층(23)을 식각함으로써 크롬층(23)패턴을 형성한다.

도 2d 에 도시된 바와같이, 전체표면상부에 스페이서용 크롬층(27)을 일정두께 증착한다. 이때, 상기 스페이서용 크롬층(27)은 위상반전층으로 형성할 수도 있다.

여기서, 상기 크롬층을 스페이서용 물질층으로 사용하는 경우는, 형성된 측벽 스페이서 크기의 2배 크기 만큼 레티클에 구현되는 콘택홀의 크기를 축소할 수 있는 콘택홀용 노광마스크를 형성하기 위한 것이다.

그리고, 상기 위상반전층을 스페이서용 물질층으로 사용하는 경우는, 콘택홀 측벽에 스페이서용 위상반전층으로 스페이서를 형성하여 에지 강조형 위상반전마스크를 두 층간의 패턴 중첩도 문제없이 형성할 수 있도록 하되, 라인/스페이스용 패턴에 적용할 수도 있다.

도 2e 에 도시된 바와같이, 상기 스페이서용 크롬층(27)을 건식방법으로 전면식각하여 상기 크롬층(23)패턴 측벽에 스페이서용 크롬층(27)으로 스페이서를 형성한다.

여기서, 상기 전면식각공정후 크롬층(27) 표면 거칠기를 완화시키기 위하여 화학기계연마 방법으로 식각할 수 있다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 따른 위상반전마스크 형성방법은, 한계 크기 이하의 콘택홀용 마스크를 형성할 수 있고, 크롬층과 위상반전층과의 중첩도 문제를 해결하여 노광마스크 제작 공정시 유발될 수 있는 제작 불량 및 제작 오차를 감소시킬 수 있어 반도체소자의 수율 및 생산성을 향상시킬 수 있고 그에 따른 반도체소자의 고집적화를 가능하게 하는 효과를 제공한다.

Claims (5)

1. 석영기판 상부에 크롬층을 형성하는 공정과,

   상기 크롬층을 식각하여 크롬층패턴을 형성하는 공정과,

   상기 크롬층패턴을 포함한 전체표면상부에 스페이서용 물질층을 형성하는 공정과,

   상기 스페이서용 물질층을 전면식각하여 상기 크롬층 패턴 측벽에 스페이서를 형성하는 공정을 포함하는 위상반전마스크 형성방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스페이서용 물질층은 크롬층이나 위상반전층으로 형성하는 것을 특징으로하는 위상반전마스크 형성방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 스페이서용 물질층이 크롬층인 경우 콘택홀용 위상반전마스크를 형성하는 것을 특징으로하는 위상반전마스크 형성방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 스페이서용 물질층이 위상반전층인 경우 콘택홀용이나 라인/스페이서용의 위상반전마스크를 형성하는 것을 특징으로하는 위상반전마스크 형성방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 전면식각공정은 건식방법으로 실시하는 것을 특징으로하는 위상반전마스크 형성방법.