KR20080001466A - Half tone phase shift mask and method of fabricating the same - Google Patents

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Abstract

A half-tone phase shift mask and a method for fabricating the same are provided to suppress generation of foreign materials due to a Cr element by forming a light shielding layer pattern and a phase shift layer pattern only with a phase shift layer. A transparent substrate(200) includes a first region and a second region. A first phase shift layer pattern(211) having a first thickness(d1) is arranged on the first region of the transparent substrate so that a transmittance of the first phase shift layer pattern approaches practically 0 percent. A second phase shift layer pattern(212) having a second thickness(d2) is arranged on the second region of the transparent substrate in order to phase-shift the transmitted light. The first and second phase shift layer patterns are made of the same material. The first and second phase shift layer patterns are composed of MoSiN layers.

Description

하프톤 위상반전마스크 및 그 제조방법{Half tone phase shift mask and method of fabricating the same}Halftone phase shift mask and method of manufacturing the same {Half tone phase shift mask and method of fabricating the same}

도 1 내지 도 6은 종래의 하프톤 위상반전마스크 및 그 제조방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 단면도들이다.1 to 6 are cross-sectional views illustrating a conventional halftone phase shift mask and a method of manufacturing the same.

도 7 내지 도 11은 본 발명에 따른 하프톤 위상반전마스크 및 그 제조방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 단면도들이다.7 to 11 are cross-sectional views illustrating a halftone phase shift mask and a method of manufacturing the same according to the present invention.

본 발명은 포토마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 하프톤 위상반전마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photomask and a method for manufacturing the same, and more particularly to a halftone phase inversion mask and a method for manufacturing the same.

도 1 내지 도 6은 종래의 하프톤 위상반전마스크 및 그 제조방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 단면도들이다.1 to 6 are cross-sectional views illustrating a conventional halftone phase shift mask and a method of manufacturing the same.

먼저 도 1에 나타낸 바와 같이, 쿼츠(quartz)와 같은 투명기판(100) 위에 위상반전막(110), 광차단막(120) 및 레지스트막(130)을 순차적으로 형성한다. 위상반전막(110)은 광 투과율이 대략 6%인 MoSiN막으로 형성하고, 광차단막(120)은 광 투과율이 대략 0%인 Cr막으로 형성한다. 다음에 도 2에 나타낸 바와 같이, 통상의 전 자빔 리소그라피를 이용하여 레지스트막패턴(132)을 형성한다. 이 레지스트막패턴(132)은 광차단막(120)의 일부 표면을 노출시키는 개구부를 갖는다. 다음에 도 3에 나타낸 바와 같이, 레지스트막패턴(132)을 이용한 식각으로 위상반전막패턴(112) 및 광차단막패턴(122)을 형성한다. 이후 레지스트막패턴(132)을 제거한다. 다음에 도 4에 나타낸 바와 같이, 다시 전면에 레지스트막(140)을 형성한다. 그리고 도 5에 나타낸 바와 같이, 일부 광차단막패턴(122)을 노출시키는 개구부를 갖는 레지스트막패턴(142)을 형성한다. 다음에 도 6에 나타낸 바와 같이, 레지스트막패턴(142)을 이용한 식각으로 레지스트막패턴(142)에 의해 노출되는 광차단막패턴(122)을 제거하여 일부 위상반전막패턴(112)이 노출되도록 한다. 다음에 레지스트막패턴(142)을 제거한다.First, as shown in FIG. 1, a phase inversion film 110, a light blocking film 120, and a resist film 130 are sequentially formed on a transparent substrate 100 such as quartz. The phase inversion film 110 is formed of a MoSiN film having a light transmittance of approximately 6%, and the light blocking film 120 is formed of a Cr film having a light transmittance of approximately 0%. Next, as shown in FIG. 2, the resist film pattern 132 is formed using normal electron beam lithography. The resist film pattern 132 has an opening that exposes a part of the surface of the light blocking film 120. Next, as shown in FIG. 3, the phase inversion film pattern 112 and the light blocking film pattern 122 are formed by etching using the resist film pattern 132. Thereafter, the resist film pattern 132 is removed. Next, as shown in FIG. 4, the resist film 140 is again formed on the whole surface. As shown in FIG. 5, a resist film pattern 142 having an opening that exposes a portion of the light blocking film pattern 122 is formed. Next, as shown in FIG. 6, the light blocking film pattern 122 exposed by the resist film pattern 142 is removed by etching using the resist film pattern 142 to expose some phase shift pattern 112. . Next, the resist film pattern 142 is removed.

그런데 이와 같은 종래의 하프톤 위상반전마스크를 제조하는데 있어서, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 레지스트막패턴(132)을 이용하여 광차단막(120) 및 위상반전막(110)에 대한 식각을 수행하고, 이후에 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 레지스트막패턴(142)을 이용하여 광차단막패턴(122)에 대한 식각을 추가적으로 수행하여야 한다. 이와 같이 두 번에 걸친 식각이 수행되어야 하므로 식각 바이어스와 같은 변수가 많아서 구현하고자 하는 마스크 CD(Critical Dimension)를 얻는데 용이하지 않으며, 특히 광차단막(120)에 대한 식각 또는 광차단막패턴(122)에 대한 식각시 Cr 성분이 이물로서 작용하여 불량을 야기시킬 수도 있다.However, in manufacturing such a conventional halftone phase shift mask, as described with reference to FIGS. 2 and 3, the light blocking layer 120 and the phase shift layer 110 may be formed using the resist film pattern 132. Etching is performed, and as described later with reference to FIGS. 5 and 6, etching of the light blocking layer pattern 122 may be additionally performed using the resist film pattern 142. As such, since two etchings must be performed, it is not easy to obtain a mask CD (critical dimension) to be implemented due to a large number of variables such as an etching bias. The Cr component may act as a foreign substance during the etching, causing defects.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 식각과정에서 이물로 작용하는 Cr막을 적용하지 않은 하프톤 위상반전마스크를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a halftone phase shift mask without applying a Cr film acting as a foreign material in the etching process.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기와 같은 하프톤 위상반전마스크의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the halftone phase inversion mask as described above.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 하프톤 위상반전마스크는, 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 투명기판; 상기 투명기판의 제1 영역에 배치되어 광투과율이 실질적으로 0%에 근접하는 제1 두께의 제1 위상반전막패턴; 및 상기 투명기판의 제2 영역에 배치되어 투과되는 광을 위상반전시키는 제2 두께의 제2 위상반전막패턴을 구비한다.In order to achieve the above technical problem, a halftone phase shift mask according to the present invention, a transparent substrate having a first region and a second region; A first phase inversion film pattern having a first thickness disposed in the first region of the transparent substrate and having a light transmittance substantially close to 0%; And a second phase inversion film pattern having a second thickness, the phase inversion of light transmitted through the second area of the transparent substrate.

상기 제1 위상반전막패턴 및 제2 위상반전막패턴은 동일한 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.The first phase shift pattern and the second phase shift pattern may be made of the same material.

상기 제1 위상반전막패턴 및 제2 위상반전막패턴은 MoSiN막으로 이루어질 수 있다.The first phase shift pattern and the second phase shift pattern may be formed of MoSiN film.

상기 제1 두께는 상기 제2 두께보다 상대적으로 큰 것이 바람직하다.Preferably, the first thickness is relatively larger than the second thickness.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 하프톤 위상반전마스크 제조방법은, 투명기판 위에 광투과율이 실질적으로 0%에 근접하는 제1 두께의 위상반전막을 형성하는 단계; 상기 위상반전막의 일부에 대한 식각을 수행하여, 제1 영역에서는 상기 제1 두께로 유지시키고 제2 영역에서는 투과되는 광을 위상반전시키는 제2 두께를 갖도록 하는 단계; 및 상기 제2 두께의 위상반전막을 패터닝 하여, 상기 제1 영역에서는 제1 두께의 제1 위상반전막패턴이 배치되고, 상기 제2 영역에서는 제2 두께의 제2 위상반전막패턴이 배치되도록 하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above another technical problem, the method for manufacturing a halftone phase shift mask according to the present invention comprises the steps of: forming a phase shift film having a first thickness on the transparent substrate substantially close to 0%; Etching a portion of the phase shift film to maintain the first thickness in a first region and to have a second thickness for phase inverting transmitted light in a second region; And patterning the phase shift film of the second thickness so that the first phase shift film pattern of the first thickness is disposed in the first region, and the second phase shift film pattern of the second thickness is disposed in the second region. Steps.

상기 위상반전막은 MoSiN막으로 형성할 수 있다.The phase inversion film may be formed of a MoSiN film.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below.

도 7 내지 도 11은 본 발명에 따른 하프톤 위상반전마스크 및 그 제조방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 단면도들이다.7 to 11 are cross-sectional views illustrating a halftone phase shift mask and a method of manufacturing the same according to the present invention.

먼저 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 하프톤 위상반전마스크는 쿼츠와 같은 투명기판(200) 위에 배치되는 제1 위상반전막패턴(211) 및 제2 위상반전막패턴(212)을 구비한다. 제1 위상반전막패턴(211) 및 제2 위상반전막패턴(212)은 MoSiN막으로 이루어질 수 있다. 제1 위상반전막패턴(211)은 광투과율이 실질적으로 0%에 근접하는 상대적으로 두꺼운 제1 두께(d1)을 갖는 반면에, 제2 위상반전막패턴(212)은 위상반전을 일으키는 정도, 예컨대 광투과율이 대략 6%인 상대적으로 얇은 제2 두께(d2)를 갖는다. 이와 같은 구조에 따라서, Cr막과 같은 별도의 광차단막 없이 MoSiN막과 같은 위상반전막 만으로도 광차단막과 위상반전막의 기능을 동시에 구현할 수 있다.First, referring to FIG. 11, a halftone phase shift mask according to the present invention includes a first phase shift pattern 211 and a second phase shift pattern 212 disposed on a transparent substrate 200 such as quartz. . The first phase shift pattern 211 and the second phase shift pattern 212 may be formed of a MoSiN film. The first phase shift pattern 211 has a relatively thick first thickness d1 having a light transmittance substantially close to 0%, whereas the second phase shift pattern 212 has a degree of phase inversion, For example, it has a second relatively thin thickness d2 having a light transmittance of approximately 6%. According to such a structure, the functions of the light blocking film and the phase reversing film can be simultaneously implemented only by the phase inversion film such as the MoSiN film without a separate light blocking film such as the Cr film.

이하 본 발명에 따른 하프톤 위상반전마스크의 제조방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a halftone phase shift mask according to the present invention will be described.

먼저 도 7을 참조하면, 쿼츠와 같은 투명기판(200) 위에 위상반전막(210) 및 레지스트막(230)을 순차적으로 형성한다. 위상반전막(210)은 MoSiN막으로 형성하며, 특히 그 두께는 광투과율이 실질적으로 0%에 근접하는 제1 두께(d1)가 되도록 한다.First, referring to FIG. 7, a phase inversion film 210 and a resist film 230 are sequentially formed on a transparent substrate 200 such as quartz. The phase inversion film 210 is formed of a MoSiN film, and in particular, the thickness thereof is such that the light transmittance becomes the first thickness d1 substantially approaching 0%.

다음에 도 8을 참조하면, 레지스트막(230)에 대한 전자빔 노광 및 현상을 수행하여 레지스트막패턴(232)을 형성한다. 레지스트막패턴(232)은 제1 두께(d1)의 위상반전막(210)의 일부 표면을 노출시키는 개구부를 갖는다.Next, referring to FIG. 8, the resist film pattern 232 is formed by performing electron beam exposure and development on the resist film 230. The resist film pattern 232 has an opening that exposes a portion of the surface of the phase shift film 210 having a first thickness d1.

다음에 도 9를 참조하면, 레지스트막패턴(232)을 식각마스크로 한 식각으로 위상반전막(210)의 노출부분에 대한 식각을 수행하여 일정 두께만큼 제거한다. 이 식각에 의해 남은 위상반전막(210)의 두께는 광투과율이 대략 6%가 되는 제2 두께(d2)가 되도록 한다. 이후 레지스트막패턴(232)을 제거하면, 레지스트막패턴(232)에 의해 덮여 있었던 제1 영역(A)에는 광투과율이 실질적으로 0%에 근접하는 제1 두께(d1)의 위상반전막(210)이 배치된다. 반면에 레지스트막패턴(232)에 의해 노출되어 있었던 제2 영역(B)에는 광투과율이 대략 6%인 제2 두께(d2)의 위상반전막(210)이 배치된다.Next, referring to FIG. 9, the exposed portion of the phase inversion film 210 is etched using the resist film pattern 232 as an etch mask to remove the film by a predetermined thickness. The thickness of the phase inversion film 210 remaining by this etching is such that the second thickness d2 is about 6%. Subsequently, when the resist film pattern 232 is removed, the phase inversion film 210 having the first thickness d1 having a light transmittance substantially close to 0% in the first region A covered by the resist film pattern 232. ) Is placed. On the other hand, in the second region B exposed by the resist film pattern 232, a phase inversion film 210 having a second thickness d2 having a light transmittance of about 6% is disposed.

다음에 도 10을 참조하면, 위상반전막(210) 위에 레지스트막패턴(242)을 형성한다. 이 레지스트막패턴(242)은 제2 영역(B)의 위상반전막(210)의 일부 표면을 노출시킨다. 즉 제1 두께(d1)의 위상반전막(210)은 레지스트막패턴(242)에 의해 덮이고, 제2 두께(d2)의 위상반전막(210)은 일부 표면이 레지스트막패턴(242)에 의해 노출된다.Next, referring to FIG. 10, a resist film pattern 242 is formed on the phase inversion film 210. The resist film pattern 242 exposes a part of the surface of the phase inversion film 210 in the second region B. FIG. That is, the phase inversion film 210 of the first thickness d1 is covered by the resist film pattern 242, and the surface of the phase inversion film 210 of the second thickness d2 is partially covered by the resist film pattern 242. Exposed.

다음에 도 11을 참조하면, 레지스트막패턴(242)을 식각마스크로 한 식각으로 투명기판(200) 표면이 노출되도록 위상반전막(210)의 노출부분을 제거한다. 그리고 레지스트막패턴(242)을 제거한다. 그러면 일부 영역에서는 광투과율이 실질적으로 0%에 근접하는 제1 두께(d1)의 제1 위상반전막패턴(211)이 배치되고, 일부 영역에서는 광투과율이 대략 6%인 제2 두께(d2)의 제2 위상반전막패턴(212)이 배치된다.Next, referring to FIG. 11, the exposed portion of the phase shift film 210 is removed to expose the surface of the transparent substrate 200 by etching using the resist film pattern 242 as an etching mask. The resist film pattern 242 is then removed. Then, in some regions, the first phase inversion film pattern 211 having the first thickness d1 having a light transmittance substantially close to 0% is disposed, and in some regions, the second thickness d2 having a light transmittance of approximately 6% is disposed. The second phase shift film pattern 212 is disposed.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 하프톤 위상반전마스크 및 그 제조방법에 따르면, Cr막과 같은 광차단막을 사용하지 않고 MoSiN막과 같은 위상반전막만으로 광차단패턴과 위상반전패턴을 형성함으로써, Cr막에 대한 식각에 의해 발생되는 이물이 발생되지 않으며, 그 제조과정에 있어서 기존이 두 번에 걸친 식각 대신 한 번의 식각만이 요구됨에 따라 마스크 CD의 제어가 용이하다는 이점이 제공된다.As described so far, according to the halftone phase shift mask and the method for manufacturing the same according to the present invention, the light shielding pattern and the phase shift pattern are formed using only the phase shift film such as the MoSiN film without using the light shield film such as the Cr film. In addition, foreign matters generated by etching of the Cr film are not generated, and in the manufacturing process, the mask CD is easily controlled because only one etching is required instead of two etchings.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention. Do.

Claims (6)

제1 영역 및 제2 영역을 갖는 투명기판;A transparent substrate having a first region and a second region; 상기 투명기판의 제1 영역에 배치되어 광투과율이 실질적으로 0%에 근접하는 제1 두께의 제1 위상반전막패턴; 및A first phase inversion film pattern having a first thickness disposed in the first region of the transparent substrate and having a light transmittance substantially close to 0%; And 상기 투명기판의 제2 영역에 배치되어 투과되는 광을 위상반전시키는 제2 두께의 제2 위상반전막패턴을 구비하는 하프톤 위상반전마스크.A halftone phase shift mask comprising a second phase shift film pattern having a second thickness for reversing the light transmitted through the second region of the transparent substrate. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 위상반전막패턴 및 제2 위상반전막패턴은 동일한 물질로 이루어지는 하프톤 위상반전마스크.A halftone phase shift mask of which the first phase shift pattern and the second phase shift pattern are made of the same material. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 위상반전막패턴 및 제2 위상반전막패턴은 MoSiN막으로 이루어지는 하프톤 위상반전마스크.The first phase shift pattern and the second phase shift pattern are a halftone phase shift mask comprising a MoSiN film. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 두께는 상기 제2 두께보다 상대적으로 큰 하프톤 위상반전마스크.And the first thickness is greater than the second thickness. 투명기판 위에 광투과율이 실질적으로 0%에 근접하는 제1 두께의 위상반전막 을 형성하는 단계;Forming a phase inversion film of a first thickness having a light transmittance substantially close to 0% on the transparent substrate; 상기 위상반전막의 일부에 대한 식각을 수행하여, 제1 영역에서는 상기 제1 두께로 유지시키고 제2 영역에서는 투과되는 광을 위상반전시키는 제2 두께를 갖도록 하는 단계; 및Etching a portion of the phase shift film to maintain the first thickness in a first region and to have a second thickness for phase inverting transmitted light in a second region; And 상기 제2 두께의 위상반전막을 패터닝하여, 상기 제1 영역에서는 제1 두께의 제1 위상반전막패턴이 배치되고, 상기 제2 영역에서는 제2 두께의 제2 위상반전막패턴이 배치되도록 하는 단계를 포함하는 하프톤 위상반전마스트 제조방법.Patterning the phase shift film of the second thickness so that the first phase shift film pattern of the first thickness is disposed in the first region and the second phase shift film pattern of the second thickness is disposed in the second region. Halftone phase inversion mast manufacturing method comprising a. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 위상반전막은 MoSiN막으로 형성하는 하프톤 위상반전마스트 제조방법.The phase inversion film is a halftone phase inversion mast manufacturing method formed of a MoSiN film.
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