KR20060068648A - Phase shift mask and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 위상 반전 마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명은 석영기판과, 석영기판 상에 위치하는 차광막으로 구성되는 위상 변이 마스크에 있어서, 백결함(clear defect)이 발생된 위치의 석영기판은 다른 위치의 석영기판에 대하여 상부면의 단차가 더 낮은 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 석영기판의 상부에 차광막을 증착하고, 그 차광막을 패터닝하는 위상 변이 마스크 제조방법에 있어서, 백결함(clear defect)이 발생된 위치의 석영기판을 다른 부분의 석영기판과 투과되는 광의 위상차가 180도로 반전되는 깊이로 식각하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 구성된 본 발명은 백결함이 발생된 위치의 석영기판을 다른 위치의 석영기판과 위상반전이 일어나도록 소정의 깊이로 식각하여 백결함을 수정하도록 구성되어, 사진식각공정에서 균일한 광 투과율과 위상차를 보임으로써, 노광효과의 개선을 통해 반도체 장치의 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase reversal mask and a method of manufacturing the same. The present invention relates to a phase shift mask composed of a quartz substrate and a light shielding film positioned on the quartz substrate. Is characterized in that the step height of the upper surface is lower than that of the quartz substrate in another position. In addition, the present invention is a method of manufacturing a phase shift mask for depositing a light shielding film on top of a quartz substrate and patterning the light shielding film, wherein the quartz substrate at a position where a clear defect has occurred is transmitted to a quartz substrate of another part. It is characterized in that the etching to the depth that the phase difference of the light is reversed by 180 degrees. The present invention configured as described above is configured to correct the white defect by etching the quartz substrate at the position where the white defect is generated to a predetermined depth so that the phase inversion occurs with the quartz substrate at the other position, and in the photolithography process, By showing the phase difference, it is possible to improve the yield of the semiconductor device through the improvement of the exposure effect.

위상반전마스크, 투과율, 백결함Phase inversion mask, transmittance, white defect

Description

위상 변이 마스크 및 그 제조방법{phase shift mask and manufacturing method thereof} Phase shift mask and manufacturing method thereof             

도 1은 종래 백결함을 수정한 위상 변이 마스크의 단면도.1 is a cross-sectional view of a phase shift mask in which a conventional white defect is corrected.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따르는 위상 변이 마스크 제조공정 수순 단면도.Figure 2a and Figure 2b is a cross-sectional view of the phase shift mask manufacturing process according to the present invention.

도 3은 석영기판에 서로 깊이가 다른 다수의 트랜치를 형성하고, 각 트랜치에서의 강도 프로파일을 비교한 그래프.3 is a graph in which a plurality of trenches having different depths are formed on a quartz substrate, and the strength profiles in each trench are compared.

도 4는 석영기판에 형성된 트랜치의 서로 다른 깊이 차이로 인한 광투과 특성을 설명하기 위한 사진.4 is a photograph for explaining light transmission characteristics due to different depths of trenches formed in a quartz substrate.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1:석영기판 2:MoSiN층
1: Quartz substrate 2: MoSiN layer

본 발명은 위상 변이 마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 백결함(clear defect)를 크리티컬 디멘젼(CD)의 변화없이 수정할 수 있는 위상 변이 마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase shift mask and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a phase shift mask and a method of manufacturing the phase defect mask capable of correcting a clear defect without changing a critical dimension (CD).

일반적으로, 위상 변이 마스크는 석영기판의 상부에 형성되는 차광물질의 오픈 영역의 선폭이 설정된 선폭과 동일한 상태에서 노광시 위상차를 조절하여 해상도를 높인 포토 마스크의 일종이다.In general, the phase shift mask is a type of photo mask in which a resolution is increased by adjusting a phase difference during exposure in a state in which a line width of an open area of a light blocking material formed on an upper portion of a quartz substrate is equal to a set line width.

이와 같은 위상 변이 마스크를 제조한 후, 상기 차광물질의 오픈 영역 선폭이 예상한 것과 차이가 있는 경우 백결함(clear defect)이 발생하게 된다.After manufacturing such a phase shift mask, if the open area line width of the light blocking material is different from what is expected, a clear defect will occur.

종래에는 상기 백결함이 발생된 경우 그 백결함부분을 스티렌 컴파운드로 매립하여 사용하였다.Conventionally, when the white defect occurs, the white defect portion is used by burying the styrene compound.

도 1은 종래 위상 변이 마스크의 백결함을 수정한 상태의 단면 모식도로서, 이에 도시한 바와 같이 석영기판(1)의 상부에 차광막인 MoSiN층(2)이 위치하며, 그 MoSiN층(2)의 백결함 발생부분을 매립한 스티렌(styrene) 컴파운드층(3)으로 구성된다.FIG. 1 is a schematic cross-sectional view in which the white defects of a conventional phase shift mask are corrected. As shown therein, a MoSiN layer 2, which is a light shielding film, is positioned on the quartz substrate 1, and the MoSiN layer 2 It consists of a styrene compound layer 3 which embedded the white defect generation part.

상기 종래 기술과 같이 스티렌 컴파운드층(3)을 형성한 마스크를 이용하여 노광을 실시하면 상기 스티렌 컴파운드층(3) 부분을 투과하는 광은 석영기판(1)만을 투과한 광과는 투과율과 위상에 차이가 발생하며, 이는 해상도를 저하시키는 문제점이 있었다.
When the exposure is performed using a mask in which the styrene compound layer 3 is formed as in the conventional art, the light passing through the styrene compound layer 3 portion has a transmittance and a phase different from the light transmitted through only the quartz substrate 1. A difference occurs, which has a problem of lowering the resolution.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 스티렌 컴파운드층을 사용하지 않고 도 백결함을 제거할 수 있는 위상 변이 마스크 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide a phase shift mask capable of removing white defects without using a styrene compound layer and a method of manufacturing the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 석영기판과, 석영기판 상에 위치하는 차광막으로 구성되는 위상 변이 마스크에 있어서, 백결함(clear defect)이 발생된 위치의 석영기판은 다른 위치의 석영기판에 대하여 상부면의 단차가 더 낮은 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a phase shift mask composed of a quartz substrate and a light shielding film located on the quartz substrate, the quartz substrate at the position where the clear defect is generated is a quartz substrate of another position It characterized in that the step of the upper surface with respect to the lower.

또한, 본 발명은 석영기판의 상부에 차광막을 증착하고, 그 차광막을 패터닝하는 위상 변이 마스크 제조방법에 있어서, 백결함(clear defect)이 발생된 위치의 석영기판을 다른 부분의 석영기판과 투과되는 광의 위상차가 180도로 반전되는 깊이로 식각하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the present invention is a method of manufacturing a phase shift mask for depositing a light shielding film on top of a quartz substrate and patterning the light shielding film, wherein the quartz substrate at a position where a clear defect has occurred is transmitted to a quartz substrate of another part. It is characterized in that the etching to the depth that the phase difference of the light is reversed by 180 degrees.

상기와 같이 구성되는 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention configured as described above are as follows.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따르는 위상 변이 마스크의 제조공정 수순 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 석영기판(1)의 상부전면에 MoSiN층(2)을 증착하고, 그 MoSiN층(2)을 패터닝하는 과정에서 백결함이 발생되는 단계(도 2b)와, 상기 백결함이 발생된 영역의 석영기판(1)을 위상차가 180도가 되도록 소정의 깊이로 식각하는 단계(도 2b)로 이루어진다. FIG. 2A and FIG. 2B are cross-sectional views of a process for manufacturing a phase shift mask according to the present invention. As shown therein, a MoSiN layer 2 is deposited on the upper surface of a quartz substrate 1, and the MoSiN layer 2 is deposited. In the patterning process, a white defect is generated (FIG. 2B), and the quartz substrate 1 in the region where the white defect is generated is etched to a predetermined depth such that the phase difference is 180 degrees (FIG. 2B).                     

상기와 같이 백결함이 발생한 본 발명에 따르는 위상 변이 마스크는 그 백결함 부분의 석영기판(1)의 두께가 다른 영역에 비하여 낮게 식각된다.As described above, the phase shift mask according to the present invention, in which white defects are generated, is etched lower than the other regions in which the thickness of the quartz substrate 1 of the white defect portion is different.

이하, 상기와 같은 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention as described above will be described in more detail.

먼저, 도 2a에 도시한 바와 같이 석영기판(1)의 상부에 MoSiN층(2)을 증착한다.First, as shown in FIG. 2A, a MoSiN layer 2 is deposited on the quartz substrate 1.

그 다음, 마스크 패턴의 형성을 위해 MoSiN층(2)을 패터닝한다.Then, the MoSiN layer 2 is patterned to form a mask pattern.

상기 MoSiN층(2)의 패터닝이 완료된 후, 마스크를 검사한다.After the patterning of the MoSiN layer 2 is completed, the mask is inspected.

그 다음, 상기 마스크의 검사과정에서 백결함이 검출된 경우(도 2a 참조), 도 2b에 도시한 바와 같이, 그 백결함이 검출된 영역의 석영기판(1)을 소정의 깊이로 식각한다.Then, when whiteness is detected during the inspection of the mask (see FIG. 2A), as shown in FIG. 2B, the quartz substrate 1 in the region where the whiteness is detected is etched to a predetermined depth.

상기 식각공정은 0.5㎛이내의 미세선폭에서 적용되는 식각공정이며, FIB XeF2 GAE(Gas Assisted Etching)을 통하여 식각한다.The etching process is an etching process applied at a fine line width within 0.5 μm, and is etched through FIB XeF 2 GAE (Gas Assisted Etching).

상기 식각공정으로 식각되는 석영기판(1)의 식각깊이는 노광시 사용하는 광원에 따라 다른 깊이로 식각한다.The etching depth of the quartz substrate 1 etched by the etching process is etched to a different depth depending on the light source used during exposure.

이는 광원의 종류에 따라 180도의 위상반전이 일어나는 두께가 다르기 때문이다.This is because 180 degrees of phase inversion occurs depending on the type of light source.

그 예로 KrF를 광원으로 사용하는 마스크를 제조하는 경우 180도 위상반전을 위해 2400Å의 깊이로 식각해야 하며, ArF를 광원으로 사용하는 마스크를 제조하는 경우에는 그 깊이를 1900Å의 깊이로 식각해야 한다.For example, when manufacturing a mask using KrF as a light source, the mask should be etched to a depth of 2400Å for 180 degree phase reversal, and when manufacturing a mask using ArF as a light source, the depth should be etched to a depth of 1900Å.

상기와 같은 석영기판(1)의 식각공정으로 백결함을 수정할 수 있다. The white defect may be corrected by the etching process of the quartz substrate 1 as described above.                     

또한, 본 발명은 종래와 같이 스티렌 컴파운드를 사용하지 않고, 그 백결함이 발생했던 부분과 원래의 석영기판(1)을 각각 투과하는 광은 위상차가 180도이며, 이는 해상도에 영향을 주지 않게 된다.In addition, the present invention does not use a styrene compound as in the prior art, and the light transmitted through the portion where the white defect occurred and the original quartz substrate 1 has a phase difference of 180 degrees, which does not affect the resolution. .

이에 따라 본 발명의 방법을 통해 백결함이 수정된 마스크는 균일한 투과율과 위상차를 보임으로써, 사진식각공정에 적용하는 경우에도 노광효과의 개선을 통해 반도체 장치의 수율을 향상시킬 수 있게 된다.Accordingly, the mask in which the white defect is corrected through the method of the present invention exhibits uniform transmittance and phase difference, thereby improving the yield of the semiconductor device through the improvement of the exposure effect even when applied to the photolithography process.

도 3은 석영기판에 각기 깊이가 다른 트랜치를 형성한 후, 각 트랜치를 통해 투과되는 광의 강도를 측정한 그래프이다.3 is a graph measuring the intensity of light transmitted through each trench after forming trenches having different depths in the quartz substrate.

이에 도시한 바와 같이 그 석영기판에 형성한 트랜치의 깊이에 따라 위상의 차이가 발생하며 이를 이용하여 상기와 같이 백결함을 수정할 수 있다.As shown, the phase difference occurs depending on the depth of the trench formed in the quartz substrate, and the white defect can be corrected as described above.

또한, 도 4는 MoSiN층의 간격에 차등을 둔 것으로, 조건A에서는 빛을 일부 차단하는 효과가 나타나며, 조건B에서는 정상부분과 근접한 강도 감소효과를 나타내었다.In addition, Figure 4 is a differential in the interval between the MoSiN layer, the effect of blocking some of the light appears in the condition A, the condition B showed a strength reduction effect close to the normal portion.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예들을 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예들에 한정되지 않으며 본 발명의 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다.
The present invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and has ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the concept of the present invention. Various changes and modifications are possible by the user.

상기한 바와 같이 본 발명은 백결함이 발생된 위치의 석영기판을 다른 위치 의 석영기판과 위상반전이 일어나도록 소정의 깊이로 식각하여 백결함을 수정하도록 구성되어, 사진식각공정에서 균일한 광 투과율과 위상차를 보임으로써, 노광효과의 개선을 통해 반도체 장치의 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention is configured to modify the white defect by etching the quartz substrate at the position where the white defect is generated to a predetermined depth so as to cause phase inversion with the quartz substrate at the other position, so that the light transmittance is uniform in the photolithography process. By showing the phase difference, it is possible to improve the yield of the semiconductor device through the improvement of the exposure effect.

Claims (6)

석영기판과, 석영기판 상에 위치하는 차광막으로 구성되는 위상 변이 마스크에 있어서, In a phase shift mask composed of a quartz substrate and a light shielding film positioned on the quartz substrate, 백결함(clear defect)이 발생된 위치의 석영기판은 다른 위치의 석영기판에 대하여 상부면의 단차가 더 낮은 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크.A phase shift mask according to claim 1, wherein the quartz substrate at the position where the clear defect has occurred has a lower step height at the upper surface with respect to the quartz substrate at the other position. 제 1항에 있어서, 상기 백결함이 발생된 위치의 석영기판과 다른 석영기판의 단차 차이는 석영기판을 투과한 광의 위상이 180도로 반전되는 두께의 차이인 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크.The phase shift mask according to claim 1, wherein the step difference between the quartz substrate at the position where the white defect is generated and the other quartz substrate is a thickness difference in which the phase of the light transmitted through the quartz substrate is inverted by 180 degrees. 제 2항에 있어서, 상기 위상이 180도로 반전되는 두께의 차이는 광원으로 KrF를 사용한 경우 2400Å, ArF를 사용한 경우 1900Å의 두께 차이인 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크.The phase shift mask according to claim 2, wherein a thickness difference in which the phase is inverted by 180 degrees is a thickness difference of 2400 kHz when KrF is used as the light source and 1900 Å when ArF is used. 석영기판의 상부에 차광막을 증착하고, 그 차광막을 패터닝하는 위상 변이 마스크 제조방법에 있어서, 백결함(clear defect)이 발생된 위치의 석영기판을 다른 부분의 석영기판과 투과되는 광의 위상차가 180도로 반전되는 깊이로 식각하는 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크 제조방법.A phase shift mask manufacturing method for depositing a light shielding film on a quartz substrate and patterning the light shielding film, wherein the phase difference of light transmitted from the quartz substrate at a position where a clear defect has occurred is different from that of the other part of the quartz substrate Phase shift mask manufacturing method characterized in that the etching to the depth to be inverted. 제 4항에 있어서, 상기 석영기판의 식각은 FIB XeF2 GAE(Gas Assisted Etching)을 통해 식각하는 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크 제조방법.The method of claim 4, wherein the quartz substrate is etched through FIB XeF 2 GAE (Gas Assisted Etching). 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 석영기판의 식각은 광원으로 KrF를 사용한 경우 2400Å, ArF를 사용한 경우 1900Å의 깊이로 식각하는 것을 특징으로 하는 위상 변이 마스크 제조방법.The method of claim 4, wherein the quartz substrate is etched to a depth of 2400 kV when KrF is used as the light source and 1900 kW when ArF is used.
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