KR20060069610A - 위상반전 마스크 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 위상반전 마스크 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명은 투광영역과 위상반전영역 및 광차단영역이 정의된 투명기판 상에 위상반전막 및 차광막을 순차적으로 증착하는 단계와, 상기 차광막 상에 투광영역을 노출시키는 제 1 감광막패턴을 형성하는 단계와, 상기 제 1 감광막 패턴을 식각마스크로 차광막 패턴 및 위상반전막 패턴을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 결과물의 광차단영역 상에 소정 영역의 차광막 패턴을 노출시키는 제 2 감광막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제 2 감광막 패턴을 식각마스크로 위상반전영역의 차광막 패턴 및 광차단영역의 노출된 차광막 패턴을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 위상반전 마스크 제조 방법을 제공한다.
위상반전 마스크, 성장성 이물, 모니터링 패턴
Description
도 1a 내지 도 1h는 종래 기술에 의한 위상반전 마스크의 제조방법을 순차적으로 보여주는 도면이다.
도 2a 내지 도 2i는 본 발명의 일실시예에 의한 위상반전 마스크의 제조방법을 순차적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의해 제작된 위상반전 마스크에 펠리클(pellicle)을 증착한 모습을 보여주는 전면도이다.
***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *****
10 : 투명기판 12 : 위상반전막
12a: 위상반전막 패턴 14 : 차광막
14a: 차광막 패턴 14b: 투광막 패턴
16 : 제 1 감광막 16a: 제 1 감광막 패턴
17 : 제 2 감광막 17a: 제 2 감광막 패턴
20 : 펠리클
본 발명은 위상반전 마스크 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정 수를 줄인 하프톤 타입 위상반전 마스크의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자 제조공정에서 많이 사용되는 사진석판(Photolithography) 공정은 반도체 소자를 만들고자 하는 모양으로 광을 투과시키는 부분과 광을 차단시키는 부분으로 나누어진 포토 마스크를 많이 사용하였다.
즉, 일반 포토 마스크는 차광패턴과 투광패턴으로 구성되어 선택적인 노광을 할 수 있도록 되어 있다. 그러나 패턴밀도의 증가에 따라 광의 회절현상(Diffraction Phenomenon)이 발생하여 해상도 향상에 제한이 있었다.
그러므로, 위상반전 마스크(Phase Shifting Mask)를 이용하여 해상도를 증가시키는 공정이 다방면으로 연구되고 있다. 위상반전 마스크를 이용하는 기술은 빛을 그대로 투과시키는 투광영역과 빛을 180ㅀ반전시켜 투과시키는 반전투광영역을 조합하여 사용하는 기술로써 차광패턴과 투광영역 사이에서 해상도가 감소하는 것을 방지한 것이다.
이와같은 위상반전 마스크는 레벤슨(Levenson)의 위상반전 마스크(AlternateType Phase Shift Mask)를 시작으로 니타야마(Nitayama) 등이 콘택홀의 해상한계를 향상시키기 위해 제안한 차광패턴과 위상천이층이 형성되는 림형(RIM Type)위상반전 마스크가 출현하였고, 최근에는 감쇄형 위상반전 마스크(Attenuated Phase Shift Mask) (다른 표현으로 하프톤(halfton)위상반전 마스크 또는 t 위상반 전 마스크(t는 transmittance를 의미함)라고 불리기도함)가 개발되어 위상반전 마스크의 면적을 감소시켰다.
그리고, 이와 같은 마스크들은 마스크 제조기술의 발달로 광의 위상차를 응용한 변형 마스크들이 등장하여 광학 해상한계를 늘려 놓았다.
이하에서 도면을 참조하여 종래 기술에 의한 위상반전 마스크의 제조방법을 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 1h는 종래 기술에 의한 위상반전 마스크의 제조방법을 순차적으로 보여주는 도면이다.
우선, 도 1a를 참조하면, 석영(Quartz)으로 이루어진 투명기판(10) 상에 MoSiN으로 이루어진 위상반전막(12) 및 Cr과 CrOx 등으로 형성된 차광막(14)을 순차적으로 형성한 다음 그 위에 제 1 감광막(16)을 코팅한다.
다음으로, 도 1b에서 도시한 바와 같이, 코팅된 제 1 감광막에 노광(E-beam writing) 및 현상(develop) 공정을 실시하여 광투과영역(A)의 위상반전영역(a)에 대응하는 차광막(14)을 노출시키는 제 1 감광막 패턴(16a)을 형성한다. 상기 제 1 감광막 패턴(16a)에 의해 광투과영역(A)과 광차단영역(B)이 정의되고, 상기 광투과 영역은 위상반전영역(a)과 투광영역으로 구분된다.
이후, 도 1c를 참조하면, 상기 제 1 감광막 패턴(16a)을 식각마스크로 이용하여 노출된 차광막을 식각하여 차광막 패턴(14a)을 형성한다.
그리고, 도 1d에서 도시한 바와 같이, 상기 제 1 감광막 패턴(16a) 및 차광막 패턴(14a)을 식각마스크로 이용하여 투광영역에서 노출된 위상반전막을 제거하 여 위상반전막 패턴(12a)을 형성한다. 위상반전막이 제거된 부분에는 투명기판(10)이 노출되고, 이 곳을 통해 패턴 형성시 위상 반전되지 않은 광이 투과된다.
다음으로, 도 1e를 참조하면, 제 1 감광막패턴을 제거한다. 이때, 감광막 패턴의 박리는 산소 애슁(ashing)에 의한 건식식각이나 황산용액에 의한 습식식각으로 이루어진다. 감광막 패턴을 제거하는 이유는 차광막 및 위상반전막 식각시 발생한 이물을 제거하기 위해서이다.
그리고 나서, 도 1f에서 도시한 바와 같이, 위상반전막패턴(12a) 및 차광막 패턴(14a)이 형성되어 있는 결과물 전면에 다시 제 2 감광막(17)을 코팅한다.
이후, 도 1g를 참고하면, 상기 공정에서 코팅된 제 2 감광막에 노광 및 현상 공정을 진행하여 광투과영역(A)의 감광막을 제거함으로써, 광차단영역의 차광막 패턴(14a) 상에 제 2 감광막 패턴(17a)을 형성한다. 이때, 상기 광투과영역(A)의 차광막 패턴(14a)은 노출된다.
다음으로, 도 1h를 참고하면, 제 2 감광막 패턴(17a)을 식각마스크로 이용하여 광투과영역 상에 노출된 차광막 패턴을 제거한다. 이에 따라, 광투과영역 상에는 위상반전막 패턴(12a)이 잔류한 영역과 투명기판(100)이 노출된 영역이 형성된다. 그 결과, 상기 위상 반전 마스크를 이용하여 웨이퍼의 패턴 형성을 위한 노광 공정을 진행하면 상기 두 영역을 투과하는 광간에 상쇄 간섭을 일으켜 해상력을 향상시키므로 양호한 패턴을 형성할 수 있게 되는 것이다. 상기 상쇄 간섭은 두 광간의 위상차가 180ㅀ 일 때 발생한다.
이후, 제 2 감광막 패턴(17a)을 제거하여 위상반전 마스크 제작 공정을 완료 한다.
그런데, 상술한 종래 위상반전 마스크를 이용하여 웨이퍼에 패턴을 형성하기 위해 사진식각 공정을 진행하는 경우, 노광 공정에서 위상반전 마스크의 외곽 부분에서부터 성장성 이물이 발생하기 시작하여, 결국은 마스크 전체로 확산되게 된다. 이에 따라, 웨이퍼에 많은 불량을 야기하여 수율(yield)을 감소시키는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 마스크의 외곽 부근에 성장성 이물을 검출할 수 있는 모니터링 패턴을 삽입하여 성장성 이물의 발생을 사전 검출 할 수 있는 위상반전 마스크의 제작 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적 달성을 위해 본 발명은 투광영역과 위상반전영역 및 광차단영역이 정의된 투명기판 상에 위상반전막 및 차광막을 순차적으로 증착하는 단계와, 상기 차광막 상에 투광영역을 노출시키는 제 1 감광막패턴을 형성하는 단계와, 상기 제 1 감광막 패턴을 식각마스크로 차광막 패턴 및 위상반전막 패턴을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 결과물의 광차단영역 상에 소정 영역의 차광막 패턴을 노출시키는 제 2 감광막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제 2 감광막 패턴을 식각마스크 로 위상반전영역의 차광막 패턴 및 광차단영역의 노출된 차광막 패턴을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 위상반전 마스크 제조 방법을 제공한다.
여기서, 상기 투명기판은 석영으로 형성하고, 상기 위상 반전막은 MoSin을 사용하며, 상기 차광막은 도전성 물질로 Cr과 CrOx 등을 사용하는 것을 특징으로 한다.
이하 도면에 따라 상기 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 이를 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 이 실시예들을 벗어나 다양한 형태로 구현 가능하다. 한편, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 2a 내지 도 2h는 본 발명의 일실시예에 의한 위상반전 마스크의 제조방법을 순차적으로 보여주는 도면이다.
우선, 도 2a를 참조하면, 석영(Quartz)으로 이루어진 투명기판(10) 상에 MoSiN으로 이루어진 위상반전막(12) 및 Cr과 CrOx 등으로 형성된 차광막(14)을 순차적으로 형성한 다음 그 위에 제 1 감광막(16)을 코팅한다.
다음으로, 도 2b에서 도시한 바와 같이, 코팅된 제 1 감광막에 노광(E-beam writing) 및 현상(develop) 공정을 실시하여 광투과영역(A)의 투광영역(a)에 대응하는 차광막(14)을 노출시키는 제 1 감광막 패턴(16a)을 형성한다. 상기 제 1 감광 막 패턴(16a)에 의해 광투과영역(A)과 광차단영역(B)이 정의된다. 또한 광투과영역(A)은 투광영역(a)과 위상반전 영역으로 구분되어 정의된다.
이후, 도 2c를 참조하면, 상기 제 1 감광막 패턴(16a)을 식각마스크로 이용하여 노출된 차광막을 식각하여 차광막 패턴(14a)을 형성한다.
그리고, 도 2d에서 도시한 바와 같이 상기 제 1 감광막 패턴(16a) 및 차광막 패턴(14a)을 식각마스크로 이용하여 노출된 위상반전막을 제거하여 위상반전막 패턴(12a)을 형성한다. 여기서, 위상반전막이 제거되어 투명기판(10)이 노출된 영역을 앞서 정의한 바와 같이 투광영역이라 하고, 이 곳을 통해 웨이퍼에 패턴 형성을 위한 노광 공정을 진행할 때 위상이 반전되지 않은 광이 투과된다. 한편, 광투과영역 상에 위상 반전막 패턴이 형성된 영역은 위상반전영역이라 한다.
다음으로, 도 2e를 참조하면, 제 1 감광막패턴을 제거한다. 이때, 감광막 패턴의 박리는 산소 애슁(ashing)에 의한 건식식각이나 황산용액에 의한 습식식각으로 이루어진다. 감광막 패턴을 제거하는 이유는 차광막 및 위상반전막 식각시 발생한 이물을 제거하기 위해서이다.
그리고 나서, 도 2f에서 도시한 바와 같이, 위상반전막패턴(12a) 및 차광막 패턴(14a)이 형성되어 있는 결과물 전면에 다시 제 2 감광막(미도시)을 도포하고, 노광 공정을 진행하여 광투과영역의 전면과 광차단영역의 소정영역이 변성된 감광막을 포함하는 제 2 감광막 패턴(17a)을 형성한다. 상기 광차단 영역의 소정영역은 이후 공정에서 성장성 이물의 발생을 사전 검출할 수 있는 모니터링 패턴이 형성되는 영역이다.
이후, 도 2g를 참고하면, 상기 변성된 감광막 부분(미도시)을 현상 공정으로 제거하여 광투과영역(A)의 전면과 광차단영역(B)의 일부 면의 차광막 패턴(14a)을 노출시키는 제 2 감광막 패턴(17a)을 형성한다.
다음으로, 도 2h를 참고하면, 제 2 감광막 패턴(17a)을 식각마스크로 이용하여 위상반전영역 상의 차광막 패턴(미도시)과 광차단영역의 소정 영역에서 노출된 일부 차광막 패턴을 제거한다.
이후, 도 2i를 참고하면, 제 2 감광막 패턴을 제거하여 본 발명의 일 실시예에 의한 위상반전 마스크 제조 공정을 완료한다.
상기 공정을 통해 제조된 위상반전 마스크는 광차단영역의 소정 영역(B1)에서 위상반전막 패턴(12a)이 노출된다. 이때, 노출된 위상반전막 패턴(12a) 부분은 성장성 이물을 사전 검출하는 모니터링 패턴이다.
상기 모니터링 패턴은 광차단영역 상에 형성된 위상반전막 패턴(12a)의 일부로 MoSiN으로 이루어져 있는데 성장성 이물이 위상반전막인 MoSiN막 상에서 성장하기 때문이다.
한편, 모니터링 패턴은 광차단영역 상에 형성되는데, 그 이유는 마스크의 외곽 부분의 위상반전막에서부터 발생되는 성장성 이물의 성질 때문이다. 즉, 광차단영역의 소정 영역에 위상반전막 패턴의 일부를 노출 시키면, 위상반전영역 상의 위상반전막 패턴 상에 성장성 이물이 발생하기 전에 미리 광차단영역의 소정 영역에서 노출된 위상반전막 패턴 상에 성장성 이물이 발생하므로 성장성 이물의 사전 검출이 가능해진다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의해 제작된 위상반전 마스크에 펠리클(pellicle)을 증착한 모습을 보여주는 전면도이다.
도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의해 제작된 위상반전 마스크에는 광차단영역의 소정 영역(B1)에서 위상반전막 패턴이 노출된 모니터링 패턴이 형성된다. 이때, 형성되는 모니터링 패턴의 형성 위치는 소자를 외부의 오염으로부터 보호하기 위해 광차단 영역에 부착되는 펠리클(pellicle, 20)의 부착면 내이거나 인접한 영역인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 위상반전 마스크 외곽 부근에 성장성 이물을 검출할 수 있는 모니터링 패턴을 삽입하여 성장성 이물을 사전 검출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 성장성 이물에 의한 웨이퍼의 수율을 감소를 막을 수 있는 효과도 있다.
Claims (2)
- 투광영역과 위상반전영역 및 광차단영역이 정의된 투명기판 상에 위상반전막 및 차광막을 순차적으로 증착하는 단계와,상기 차광막 상에 투광영역을 노출시키는 제 1 감광막패턴을 형성하는 단계와,상기 제 1 감광막 패턴을 식각마스크로 차광막 패턴 및 위상반전막 패턴을 순차적으로 형성하는 단계와,상기 결과물의 광차단영역 상에 소정 영역의 차광막 패턴을 노출시키는 제 2 감광막 패턴을 형성하는 단계와,상기 제 2 감광막 패턴을 식각마스크로 위상반전영역의 차광막 패턴 및 광차단영역의 노출된 차광막 패턴을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 위상반전 마스크 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 투명기판은 석영으로 형성하고, 상기 위상 반전막은 MoSin을 사용하며, 상기 차광막은 도전성 물질로 Cr과 CrOx 등을 사용하는 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크 제조 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040108114A KR20060069610A (ko) | 2004-12-17 | 2004-12-17 | 위상반전 마스크 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040108114A KR20060069610A (ko) | 2004-12-17 | 2004-12-17 | 위상반전 마스크 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=37163542
Family Applications (1)
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| KR1020040108114A KR20060069610A (ko) | 2004-12-17 | 2004-12-17 | 위상반전 마스크 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20060069610A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7927767B2 (en) | 2007-12-26 | 2011-04-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Reflective photomasks and methods of determining layer thicknesses of the same |
-
2004
- 2004-12-17 KR KR1020040108114A patent/KR20060069610A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7927767B2 (en) | 2007-12-26 | 2011-04-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Reflective photomasks and methods of determining layer thicknesses of the same |
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