KR20040060162A - 노광 마스크 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분해능(resolution) 및 공정 마진을 향상시키기 위하여 흡수층을 구비하지 않는(Absorberless) 노광 마스크에 관한 것이다. 본 발명에 따른 노광 마스크는 기판 상부에 구비된 반사층 및 상기 반사층의 소정 영역을 노출시키며 상기 반사층 상부에 구비된 위상 반전층 패턴을 포함하되, 상기 위상 반전층을 통과하여 반사된 빛은 상쇄 간섭이 발생하도록 상기 위상 반전층을 형성하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 따른 노광 마스크 제조 방법은 기판 상부에 반사층을 형성하는 단계와, 상기 반사층 상부에 위상 반전층을 형성하는 단계와, 상기 위상 반전층 상부에 소정의 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 상기 위상 반전층을 식각하여 상기 반사층을 노출시키는 단계 및 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

노광 마스크 및 그 제조 방법{EXPOSURE MASK AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 반도체 소자 제조에 사용되는 노광 마스크에 관한 것으로, 특히 분해능(resolution) 및 공정 마진을 향상시키기 위하여 흡수층을 구비하지 않는(Absorberless) 노광 마스크에 관한 것이다.

종래에는 투과 광학을 이용한 노광 마스크가 이용되었으나, 분해능 등의 한계로 인하여 반사 광학을 이용하는 노광 마스크, 특히 EUV(Extreme Ultraviolet) 리쏘그래피에 이용되는 노광 마스크가 제안되었다.

도 1은 종래 기술에 따른 EUV 리쏘그래피용 노광 마스크를 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 노광 마스크는 기판(10) 상부에 반사층(20)을 구비하고 있으며, 반사층(20)의 상부에는 흡수층 패턴(30)이 구비되어 있다. 이러한 종래 기술에 의한 노광 마스크는 마스크에 입사한 빛 중 흡수층(30)으로 입사한 빛은 모두 흡수되며, 반사층(20)으로 입사한 빛은 모두 반사되므로 흡수층(30)으로 입사한 빛은 패터닝에 기여하지 못하게 된다. 따라서 패턴 크기가 작아지면 분해능의 한계에 도달하게 된다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여, 흡수층을 사용하지 않고 위상 반전층을 이용함으로써, 분해능 및 공정 마진을 형상시킨 노광 마스크 및 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 노광 마스크를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 노광 마스크를 도시한 단면도.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명에 따른 노광 마스크의 제조 방법을 도시한 단면도들.

도 4는 본 발명에 따른 노광 마스크와 종래 기술에 따른 노광 마스크를 비교한 도면.

본 발명에 따른 노광 마스크는 기판 상부에 구비된 반사층 및 상기 반사층의 소정 영역을 노출시키며 상기 반사층 상부에 구비된 위상 반전층 패턴을 포함하되,

상기 위상 반전층을 통과하여 반사된 빛은 상쇄 간섭이 발생하도록 상기 위상 반전층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 노광 마스크 제조 방법은 기판 상부에 반사층을 형성하는 단계와, 상기 반사층 상부에 위상 반전층을 형성하는 단계와, 상기 위상 반전층 상부에 소정의 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 상기 위상 반전층을 식각하여 상기 반사층을 노출시키는 단계 및 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 노광 마스크를 도시한 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 노광 마스크는 기판(100) 상부에 반사층(110)이 형성되어 있으며, 반사층(110)의 소정 영역을 노출시키며 반사층(110) 상부에 구비된 위상 반전층 패턴(120)을 포함한다. 여기서, 반사층(110)은 Mo/Si의 적층 구조를 하나 이상 포함하는 것이 바람직하다.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명에 따른 노광 마스크의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.

도 3a 내지 도 3f를 참조하면, 기판(100) 상부에 반사층(120)을 형성한다. 여기서, 반사층(120)은 Mo/Si의 적층 구조를 하나 이상 포함하는 것이 바람직하다.

다음에는, 반사층(120) 상부에 위상 반전층(130)을 형성한 후 위상 반전층(130)의 상부에 포토레지스트막(130)을 형성한 후 패터닝하여 위상 반전층(130)의 패터닝을 위한 소정의 포토레지스트 패턴(135)을 형성한다.

그 다음에, 포토레지스트 패턴(135)을 마스크로 위상 반전층(120)을 식각하여 반사층(110)의 소정 영역을 노출시키는 위상반전층 패턴(125)을 성한 후 포토레지스트 패턴(135)을 제거한다.

본 발명에 따른 노광 마스크의 원리 및 종래 기술에 의한 노광 마스크와의 차이점을 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4에 도시된 두개의 노광 마스크 중 좌측은 종래 기술에 의한 노광 마스크이며, 우측은 본 발명에 따른 노광 마스크이다. 본 발명에 따른 노광 마스크는 흡수층이 사용되지 않는 마스크로서 Absorberless 위상 반전 마스크이다.

종래 기술에 따른 노광 마스크는 흡수층을 구비하고 있어, 마스크에 입사한 빛 중 흡수층(30)으로 입사한 빛은 모두 흡수되며, 반사층(20)으로 입사한 빛은 모두 반사되므로 흡수층(30)으로 입사한 빛은 패터닝에 기여하지 못하게 된다. 반면,본 발명에 따른 노광 마스크는 흡수층을 구비하지 않고 위상 반전층을 구비하고 있어, 위상 반전층 패턴(125)으로 입사한 빛은 위상이 180도 반전되어 반사되게 되며, 반사층(110)으로 입사한 빛은 위상 반전없이 반사되게 되어 콘트라스트가 향상된다. 도 4의 (a), (b), (c)는 각각 마스크 표면에서의 에너지, 반사 및 위상 반전된 빛이 웨이퍼에 도달했을 때의 에너지 및 강도를 도시한 도면이다. 도 4의 (a), (b), (c)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 노광 마스크는 종래 기술에 따른 노광 마스크와 달리 빛의 간섭이 발생하지 않는다.

본 발명에 따른 노광 마스크 및 그 제조 방법은 흡수층을 사용하지 않고 위상 반전층을 이용함으로써, 분해능 및 공정 마진을 형상시키는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 기판 상부에 구비된 반사층; 및

   상기 반사층의 소정 영역을 노출시키며 상기 반사층 상부에 구비된 위상 반전층 패턴을 포함하되,

   상기 위상 반전층을 통과하여 반사된 빛은 상쇄 간섭이 발생하도록 상기 위상 반전층을 형성하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크.
2. 제1항에 있어서,

   상기 반사층은 Mo/Si의 적층 구조를 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크.
3. 기판 상부에 반사층을 형성하는 단계;

   상기 반사층 상부에 위상 반전층을 형성하는 단계;

   상기 위상 반전층 상부에 소정의 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;

   상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 상기 위상 반전층을 식각하여 상기 반사층을 노출시키는 단계; 및

   상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크 제조 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 반사층은 Mo/Si의 적층 구조를 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크 제조 방법.