KR20070071116A

KR20070071116A - Correction method of opaque defect in phase shift mask

Info

Publication number: KR20070071116A
Application number: KR1020050134301A
Authority: KR
Inventors: 김희천
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2005-12-29
Filing date: 2005-12-29
Publication date: 2007-07-04

Abstract

A method for correcting an opaque defect of a phase shift mask is provided to obtain a phase shift effect by etching a mask substrate of a clear defect and a normal mask substrate with a constant depth. An opaque defect generates bridges of phase shift patterns(32) on a mask substrate(30). A clear defect(36) is generated by etching a portion including the opaque defect. The portion is wider than a region of the opaque defect. A mask substrate of the clear defect and a normal mask substrate are respectively etched with a constant depth to obtain a phase shift effect.

Description

{Correction method of opaque defect in phase shift mask}

도 1 및 도 2는 종래 기술에 의한 흑결함이 수정된 위상 반전 마스크의 사시도이고, 1 and 2 are perspective views of a phase inversion mask in which black defects are corrected according to the prior art,

도 2는 종래 기술에 의해 백결함이 수정된 위상 반전 마스크의 평면도이고, 2 is a plan view of a phase inversion mask in which white defects have been corrected by the prior art,

도 3 내지 도 6은 본 발명에 의한 위상 반전 마스크의 흑결함 수정 방법을 설명하기 위한 도면들이다.3 to 6 are diagrams for explaining a black defect correction method of a phase inversion mask according to the present invention.

본 발명은 위상 반전(변이) 마스크(phase shift mask, PSM)의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 위상 반전 마스크의 흑결함 수정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a phase shift mask (PSM), and more particularly, to a method for correcting black defects of a phase inversion mask.

반도체 소자가 고집적화됨에 따라 반도체 소자의 사진식각공정에서 사용되는 노광장치의 해상력이나 초점 심도가 그 한계에 다다르고 있다. 따라서, 사진식각공정의 한계를 극복하기 위한 방법으로서, 예컨대 파장이 더 짧은 광원을 사용하는 방법이나 또는 위상 반전(변이) 마스크를 사용하는 방법 등이 제시된 바 있다. As semiconductor devices have been highly integrated, the resolution and depth of focus of exposure apparatuses used in the photolithography process of semiconductor devices have reached their limits. Therefore, as a method for overcoming the limitation of the photolithography process, for example, a method of using a light source with a shorter wavelength or a method of using a phase inversion mask is proposed.

상기 위상 반전 마스크는 제조 과정에서 위상 반전 패턴들이 서로 붙어 브릿 지가 되는 흑결함이 발생한다. 상기 흑결함은 정상 위상 반전 패턴을 기준으로 수정해야 할 흑결함 영역을 결정한 후, XeF2 화합물을 형성시켜 진공상태에서 기화(vaporization)되는 형태로 수정 작업을 진행한다. In the phase reversal mask, black defects in which phase reversal patterns adhere to each other and become bridges are generated. After determining the black defect region to be corrected based on the normal phase reversal pattern, the black defect is formed in the form of XeF2 compound to vaporize in a vacuum.

이렇게 흑결함을 수정할 경우, 도 1에 도시한 바와 같이 마스크 기판(10) 상의 정상 상태의 위상 반전 패턴(12) 중에서, 흑결함 수정 부분의 위상 반전 패턴(14)이 미세식각되는 문제가 발생한다. 이렇게 흑결함 수정 부분의 위상 반전 패턴(14)이 미세 식각될 경우, 이러한 위상 반전 마스크로 웨이퍼 노광을 진행하게 되면 임계 치수(CD)가 틀어지는 공정 에러가 발생한다.When the black defect is corrected as described above, a problem occurs in which the phase inversion pattern 14 of the black defect correction portion is finely etched among the phase inversion patterns 12 in the steady state on the mask substrate 10 as shown in FIG. 1. . When the phase inversion pattern 14 of the black defect correction portion is finely etched, a process error occurs in which the critical dimension CD is distorted when the wafer is exposed to the phase inversion mask.

더욱이, 도 2에 도시한 바와 같이 흑결함 수정 부분을 수정하여 생긴 백결함 부분에는 참조번호 16으로 표시한 바와 같이 스티렌 화합물(styrene compound)이 발생한다. 이 또한, 웨이퍼 노광시 임계 치수가 틀러지는 공정 에러를 발생시킨다. Further, as shown in FIG. 2, a styrene compound is generated in the white defect portion formed by modifying the black defect correction portion as shown in FIG. 2. This also generates a process error in which the critical dimension is misaligned during wafer exposure.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 정상 상태의 위상 반전 패턴의 미세 식각 문제 및 화합물 발생 문제를 해결할 수 있는 위상 반전 마스크의 흑결함 수정 방법을 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a method for correcting black defects of a phase reversal mask, which can solve fine etching problems and compound generation problems of a phase reversal pattern in a steady state.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 위상 반전 마스크의 흑결함 수정방법은 제조시에 마스크 기판 상기 위상 반전 패턴들이 브릿지가 되는 흑결함이 발생되는 것을 포함한다. 상기 흑결함 부분을 포함하여 상기 흑결함 부분보다 넓게 상기 흑결함 부분을 식각하여 백결함 부분을 발생시킨다. 상기 백결함 부분의 마스크 기판과 정상의 마스크 기판을 각각 식각하여 상기 흑결함을 수정하면서 위상 반전 효과를 얻을 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, the black defect correcting method of the phase inversion mask of the present invention includes that black defects in which the phase inversion patterns of the mask substrate are bridged during manufacturing are generated. The black defect part is etched wider than the black defect part including the black defect part to generate a white defect part. The mask substrate of the white defect portion and the normal mask substrate are etched, respectively, to correct the black defect, thereby obtaining a phase reversal effect.

상기 백결함 부분의 마스크 기판과 정상의 마스크 기판은 각각 d1 및 d2의 깊이로 식각하며, 상기 d1 및 d2는 ArF 광원을 기준으로 약 1900∼2400Å 정도일 수 있다.The mask substrate and the normal mask substrate of the white defect part are etched to a depth of d1 and d2, respectively, and d1 and d2 may be about 1900-2400 Å based on an ArF light source.

이상과 같이, 본 발명은 제조 과정에서 발생하는 흑결함 부분을 흑결함 부분보다 넓게 식각하여 흑결함을 수정하면서 백결함을 발생시키고, 상기 백결함 부분의 마스크 기판과 정상의 마스크 기판 부분을 일정 깊이로 식각하여 위상 반전 효과를 얻게 한다.As described above, according to the present invention, black defects generated during the manufacturing process are etched wider than black defect portions to generate white defects while correcting black defects, and the mask substrate and the normal mask substrate portions of the white defect portions have a predetermined depth. Etch to get phase reversal effect.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 도 3을 참조하면, 위상 반전 마스크, 예컨대 하프톤 위상 반전 마스크의 제조시에는 도 3과 같이 위상 반전 패턴이 서로 붙어 브릿지(bridge)를 발생시키는 흑결함(opaque defect)이 발생된다. 상기 흑결함은 도 3의 중앙 부분을 중심으로 위상 반전 패턴(32)이 서로 붙는 부분이다. 상기 위상 반전 마스크는 위상 반전 패턴(32)과 석영 유리로 이루어진 마스크 기판(30)으로 구성된다. 상기 위상 반전 패턴(32)은 MoSiN으로 구성된다.First, referring to FIG. 3, in the manufacture of a phase inversion mask, for example, a halftone phase inversion mask, as shown in FIG. 3, black defects are generated in which phase inversion patterns are attached to each other to generate a bridge. The black defect is a portion where the phase reversal patterns 32 adhere to each other about the center portion of FIG. 3. The phase inversion mask is composed of a phase inversion pattern 32 and a mask substrate 30 made of quartz glass. The phase inversion pattern 32 is made of MoSiN.

다음에 도 4 및 도 5를 참조하면, 인접한 영역에서 발생한 여러 개의 흑결함 을 수정하기 위해 흑결함 부분을 포함하여 정상의 위상 반전 패턴까지의 영역을 모두 식각한다. 다시 말해, 흑결함 수정작업을 할 때 흑결함 부분을 포함하여 정상의 위상 반전 패턴까지의 영역을 식각하여 상대적으로 넓은 형태의 사각형 형태의 백결함(36)을 발생시킨다. Next, referring to FIGS. 4 and 5, in order to correct a plurality of black defects occurring in adjacent regions, all regions up to the normal phase reversal pattern including the black defect portion are etched. In other words, when the black defect is corrected, the region up to the normal phase reversal pattern including the black defect portion is etched to generate a white defect 36 having a relatively wide shape.

상기 흑결함의 부분을 식각할 때, 식각 공정은 0.3㎛의 이하의 미세패턴에 적용되는 공정이므로, FIB 및 XeF2를 이용한 GAE(Gas Assisted Etching)을 통하여 수행한다. 이렇게 되면, 최초 발생했던 흑결함 부분은 수정이 된 상태가 되며, 유리 부분은 두 개의 단차를 가지게 된다. When etching the portion of the black defect, the etching process is a process applied to a fine pattern of 0.3㎛ or less, it is performed through GAE (Gas Assisted Etching) using FIB and XeF2. In this case, the first black defect part is corrected, and the glass part has two steps.

도 6을 참조하면, 앞서의 흑결함 부분에서 제거되어 생긴 백결함 부분(36)의 마스크 기판(30) 및 정상의 마스크 기판(30)을 서로 차이가 나는 깊이, 예를 들어 각각 d1 및 d2의 깊이로 식각한다. 다시 말해, 흑결함의 수정을 통하여 유발된 백결함 부분(36)의 마스크 기판(30) 부분과 정상의 마스크 기판(30) 부분을 국부적인 위상 반전 효과를 일으킬 수 있는 깊이, 즉 d1 및 d2의 깊이로 식각한다. 본 실시예에서, 상기 d1 및 d2의 깊이는 ArF 광원을 기준으로 약 1900∼2400Å 정도의 깊이로 제거할 수 있다. 상기 d1 및 d2의 깊이는 공정 조건에 따라 다양한 깊이로 설정할 수 있다.Referring to FIG. 6, the depth at which the mask substrate 30 and the normal mask substrate 30 of the white defect portion 36 generated by removing the black defect portion are different from each other, for example, d1 and d2, respectively. Etch to depth. In other words, the depth of the mask substrate 30 and the normal mask substrate 30 of the white defect portion 36 and the normal mask substrate 30 caused by the black defect correction, i. Etch to depth. In the present embodiment, the depth of the d1 and d2 can be removed to a depth of about 1900 ~ 2400 Å based on the ArF light source. The depths of d1 and d2 may be set to various depths according to process conditions.

이렇게 되면, 앞서의 흑결함 부분에서 제거되어 생긴 마스크 기판(30) 상의 백결함 부분(36)과 정상의 마스크 기판(30)의 식각 깊이가 다르게 되어, 본 발명의 위상 반전 마스크는 위상차에 의해 위상 반전을 이루면서 노광 공정 효과를 얻을 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 위상 반전 마스크의 흑결함 수정 방법을 이용할 경우 종래와 비교하여 정상의 위상 반전 패턴의 미세 식각문제를 해결할 수 있어 노광효과를 높일 수 있다. In this case, the etching depth of the white defect portion 36 on the mask substrate 30 and the normal mask substrate 30 on the mask substrate 30 removed by the black defect portion is different, and the phase reversal mask of the present invention is phased by the phase difference. The exposure process effect can be obtained while making inversion. As a result, when the black defect correction method of the phase reversal mask of the present invention is used, the fine etching problem of the normal phase reversal pattern can be solved as compared with the conventional method, thereby increasing the exposure effect.

상술한 바와 같이 본 발명은 제조 과정에서 발생하는 흑결함 부분을 흑결함 부분보다 넓게 식각하여 흑결함을 수정하면서 백결함을 발생시키고, 상기 백결함 부분의 마스크 기판과 정상의 마스크 기판 부분을 일정 깊이로 식각하여 위상 반전 효과를 얻게 한다. 이렇게 할 경우, 본 발명은 제조 과정에서 발생하는 흑결함을 용이하게 수정할 수 있기 때문에 위상 반전 마스크의 품질을 향상시킬 수 있다. As described above, in the present invention, black defects generated during the manufacturing process are etched wider than black defect portions to generate white defects while correcting black defects, and the mask substrate and the normal mask substrate portions of the white defect portions have a predetermined depth. Etch to get phase reversal effect. In this case, the present invention can easily correct black defects generated during the manufacturing process, thereby improving the quality of the phase reversal mask.

본 발명은 상기 흑결함 수정 방법을 적용할 경우 위상 반전 마스크의 품질이 향상되어 웨이퍼 공정 진행시에 노광 효과 개선을 통하여 수율 감소 영향을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명은 제조 과정에서 발생하는 흑결함을 용이하게 수정하기 때문에 마스크 제작비용을 줄일 수 있으므로 원가절감의 효과가 있다. According to the present invention, when the black defect correction method is applied, the quality of the phase reversal mask is improved, thereby minimizing the effect of yield reduction through improving the exposure effect during the wafer process. In addition, since the present invention can easily correct the black defects generated during the manufacturing process, it is possible to reduce the cost of manufacturing the mask.

Claims

In the method of correcting a black defect in which the phase inversion patterns on the mask substrate are bridged,

Generating a white defect portion by etching the black defect portion wider than the black defect portion including the black defect portion; And

And etching the mask substrate of the white defect portion and the normal mask substrate, respectively, to correct the black defect, thereby obtaining a phase reversal effect.

The method of claim 1,

The mask substrate of the white defect portion and the normal mask substrate are etched at different depths, and the etching depths are about 1900 to 2400 Å based on an ArF light source, respectively. Way.