KR20090021485A - Method for fabricating phase shift mask - Google Patents

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Abstract

A manufacturing method of the phase shifting mask is provided to reduce the manufacturing cost by changing the condition of the substrate etching process and the light shield layer addition etching process. A substrate(300) in which a light shield layer(302) and a resist film are successively formed is prepared. The resist pattern is formed by exposing the resist film. The light shield layer is patterned by using the resist pattern as a mask. The photoresist is coated on the front side of substrate. The photoresist is exposed by irradiating the light source to the back side of the substrate. A photoresist pattern(306) is selectively formed on the light shield layer by developing the photoresist. The phase-reversal region is formed by etching the exposed side of substrate. The predetermined time ultraviolet ray is irradiated and the size of the photoresist pattern is reduced. The light shield layer is etched by using the photoresist pattern in which the size is reduced as the mask. The photoresist pattern is removed.

Description

위상반전 마스크의 제조방법{Method for fabricating phase shift mask}Method for fabricating phase shift mask

본 발명은 포토 마스크의 제조방법에 관한 것으로, 특히 위상반전 마스크의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a photomask, and more particularly, to a method of manufacturing a phase inversion mask.

반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라, 구현되는 패턴의 크기 또한 점차 작아지고 있다. 이러한 반도체 소자의 고집적화, 고밀도화 추세에 따라 더욱 미세한 패턴을 형성하기 위한 다양한 기술들이 개발되고 있다. 그 중, 마스크의 패턴을 이용하여 해상도를 높이는 방법으로서, 위상반전 패턴(phase shifter)을 포함하는 위상반전마스크를 사용하여 패턴을 형성하는 방법이 널리 이용되고 있다.As the degree of integration of semiconductor devices increases, the size of the pattern to be implemented is also getting smaller. According to the trend of high integration and high density of semiconductor devices, various technologies for forming finer patterns have been developed. Among them, as a method of increasing the resolution by using a pattern of a mask, a method of forming a pattern using a phase inversion mask including a phase shifter is widely used.

위상반전마스크는 빛의 간섭 또는 부분 간섭을 이용하여 원하는 크기의 패턴을 노광함으로써, 해상도나 촛점심도를 증가시키는 방법이다. 즉, 빛이 마스크 기판을 통과할 때 위상반전 패턴의 유무에 따라서 빛의 위상에 차이가 생기게 되며, 위상반전 패턴을 통과한 광선은 역위상을 갖게 된다. 따라서, 광 투과부만을 통과한 빛과 위상반전 패턴을 통과한 빛은 서로 역위상이기 때문에, 위상반전 패턴을 마스크 패턴의 가장자리에 위치시키면 패턴의 경계부분에서는 빛의 강도가 상쇄되어 해상도가 증가하게 된다. The phase inversion mask is a method of increasing the resolution or the depth of focus by exposing a pattern having a desired size using interference or partial interference of light. That is, when light passes through the mask substrate, the phase of the light is different depending on the presence or absence of the phase inversion pattern, and the light rays passing through the phase inversion pattern have an antiphase. Therefore, since the light passing through only the light transmitting part and the light passing through the phase inversion pattern are in phase with each other, when the phase inversion pattern is positioned at the edge of the mask pattern, the intensity of light is canceled at the boundary of the pattern to increase the resolution. .

이러한 위상반전마스크의 일 예인 얼터네이팅 위상반전마스크(alternating phase shift mask)가 도 1에 도시되어 있다.An example of an alternating phase shift mask is illustrated in FIG. 1 as an example of such a phase inversion mask.

도 1을 참조하면, 빛을 투과시키는 투명한 기판(100)이 마련되어 있고, 이 기판(100)이 소정 깊이 식각되어 투과하는 빛의 위상을 반전시키는 위상반전 패턴(102)이 배치되어 있다. Referring to FIG. 1, a transparent substrate 100 for transmitting light is provided, and a phase inversion pattern 102 for inverting a phase of light transmitted by etching the substrate 100 by a predetermined depth is disposed.

상기 얼터네이팅 위상반전마스크는 석영(Qz) 기판(100) 위에 마스크 역할을 하는 불투명 물질과 레지스트를 도포한 후 전자빔을 이용한 노광 및 현상을 거쳐 레지스트 패턴을 형성한 다음, 이 레지스트 패턴을 이용하여 불투명층을 식각하고, 식각된 불투명층을 다시 식각 마스크로 이용하여 기판(100)을 일정 깊이 식각함으로써 위상반전 패턴(102)을 형성하여 제작하게 된다. 그런데, 이와 같은 종래의 위상반전마스크의 제조방법은 제조공정이 복잡하고 공정기간이 긴 단점이 있다. 특히, 위상반전 패턴(102)을 형성하기 위하여 기판(100)을 일정 깊이 식각하게 되는데, 기판을 정확한 깊이와 폭으로 균일하게 식각하는 것이 용이하지 않다는 단점이 있다. 또한, 기판을 식각하기 위한 설비투자가 필요하며 투자비용 및 생산비용이 증가하게 된다.The alternating phase inversion mask is formed by applying an opaque material and a resist that acts as a mask on a quartz (Qz) substrate 100 to form a resist pattern through exposure and development using an electron beam, and then using the resist pattern. The opaque layer is etched and the phase inversion pattern 102 is formed by etching the substrate 100 by using the etched opaque layer as an etching mask. However, the conventional method of manufacturing a phase shift mask has a disadvantage in that the manufacturing process is complicated and the process period is long. In particular, the substrate 100 is etched to a certain depth in order to form the phase inversion pattern 102. However, there is a disadvantage in that it is not easy to uniformly etch the substrate to an accurate depth and width. In addition, equipment investment is required to etch the substrate, and investment cost and production cost increase.

도 2는 위상반전마스크의 다른 일 예인 감쇄형 위상반전마스크(attenuating PSM)를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a view illustrating an attenuating PSM, which is another example of a phase inversion mask.

도 2를 참조하면, 투명한 기판(200) 위에 위상반전 패턴(202)이 형성되어 있고, 상기 위상반전 패턴(202)의 가장자리에 광 차단패턴(204)이 배치되어 있다. 그런데, 이러한 종래의 감쇄형 위상반전마스크가 가지고 있는 광학적 한계는, 컨택홀 패턴 형성시 문제점이 나타나고 있다. 즉, 대표적으로 사용되는 광원인 ArF 또는 KrF의 파장에 대해 위상반전 효과를 나타내는 몰리브덴실리콘옥시나이트라이드(MoSiON)의 위상반전 효과가 컨택홀의 형성하기 위한 사진공정시 마진이 부족하다는 것이다.Referring to FIG. 2, a phase inversion pattern 202 is formed on a transparent substrate 200, and a light blocking pattern 204 is disposed at an edge of the phase inversion pattern 202. However, the optical limitation of the conventional attenuation type phase inversion mask has a problem in forming a contact hole pattern. That is, the phase reversal effect of molybdenum silicon oxynitride (MoSiON), which exhibits a phase reversal effect on the wavelength of ArF or KrF, which is a typical light source, is insufficient in the photolithography process for forming contact holes.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 제조공정이 용이하고 장비에 대한 새로운 투자 없이도 포토 마스크의 제작을 가능하게 하는 위상반전 마스크의 제조방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a method of manufacturing a phase shift mask, which facilitates a manufacturing process and enables the production of a photo mask without a new investment in equipment.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 위상반전 마스크의 제조방법은, 그 위에 광 차단막과 레지스트막이 차례로 형성된 기판을 준비하는 단계와, 상기 레지스트막을 노광하여 레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 광 차단막을 패터닝하는 단계와, 상기 기판의 전면에 포토레지스트를 도포하는 단계와, 상기 기판의 이면(back side)으로 광원을 조사하여 상기 포토레지스트를 노광하는 단계와, 상기 포토레지스트를 현상하여 상기 광 차단막 위에만 선택적으로 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 기판의 노출된 면을 식각하여 위상반전 영역을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트 패턴의 크기를 축소시키는 단계와, 크기가 축소된 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 광 차단막을 식각하는 단계, 및 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, a method of manufacturing a phase shift mask according to the present invention includes the steps of preparing a substrate having a light blocking film and a resist film formed thereon, exposing the resist film to form a resist pattern, and the resist Patterning the light blocking layer using a pattern as a mask, applying a photoresist to the entire surface of the substrate, exposing the photoresist by irradiating a light source to a back side of the substrate, and Developing a photoresist to selectively form a photoresist pattern only on the light blocking layer, etching the exposed surface of the substrate to form a phase inversion region, and reducing the size of the photoresist pattern; The light blocking layer may be formed using the photoresist pattern having a reduced size as a mask. Etching, and removing the photoresist pattern.

상기 포토레지스트는 포지티브(positive) 포토레지스트일 수 있다.The photoresist may be a positive photoresist.

상기 포토레지스트를 4,000 ∼ 8,000Å의 두께로 도포할 수 있다.The photoresist may be applied in a thickness of 4,000 to 8,000 kPa.

상기 포토레지스트 패턴의 크기를 축소하는 단계에서, 상기 포토레지스트 패턴에 자외선을 일정 시간 동안 조사할 수 있다.In the reducing of the size of the photoresist pattern, ultraviolet rays may be irradiated to the photoresist pattern for a predetermined time.

상기 마스크는 기판 상에 광 차단막과 레지스트막이 차례로 형성되어 있는 바이너리 블랭크 마스크일 수 있다.The mask may be a binary blank mask in which a light blocking film and a resist film are sequentially formed on a substrate.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 위상반전 마스크의 다른 제조방법은, 그 위에 광 차단막과 레지스트막이 차례로 형성된 기판을 준비하는 단계와, 상기 레지스트막을 노광하여 레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 광 차단막을 패터닝하는 단계와, 상기 기판의 전면에 포토레지스트를 도포하는 단계와, 상기 기판의 이면(back side)으로 광원을 조사하여 상기 포토레지스트를 노광하는 단계와, 상기 포토레지스트를 현상하여 상기 광 차단막 사이에만 선택적으로 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트 패턴의 크기를 축소하여 위상반전 영역의 상기 기판을 노출시키는 단계와, 상기 기판의 노출된 면을 식각하여 위상반전 영역을 형성하는 단계, 및 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a phase shift mask according to the present invention, comprising: preparing a substrate on which a light blocking film and a resist film are sequentially formed; forming a resist pattern by exposing the resist film; Patterning the light blocking film using a resist pattern as a mask, applying a photoresist to the entire surface of the substrate, exposing the photoresist by irradiating a light source to a back side of the substrate, Developing the photoresist to selectively form a photoresist pattern only between the light blocking layers, reducing the size of the photoresist pattern to expose the substrate in a phase inversion region, and exposing the exposed surface of the substrate. Etching to form a phase shift region, and the photoresist pattern Characterized in that it comprises a step of removing.

상기 포토레지스트는 네거티브(negative) 포토레지스트일 수 있다.The photoresist may be a negative photoresist.

상기 포토레지스트를 4,000 ∼ 8,000Å의 두께로 도포할 수 있다.The photoresist may be applied in a thickness of 4,000 to 8,000 kPa.

상기 포토레지스트 패턴의 크기를 축소하는 단계에서, 상기 포토레지스트 패 턴에 자외선을 일정 시간 동안 조사할 수 있다.In the step of reducing the size of the photoresist pattern, ultraviolet rays may be irradiated to the photoresist pattern for a predetermined time.

상기 위상반전 영역의 크기에 따라 상기 포토레지스트 패턴에 자외선을 조사하는 시간을 조절할 수 있다.The time for irradiating ultraviolet rays to the photoresist pattern may be adjusted according to the size of the phase inversion region.

상기 포토레지스트 패턴에 자외선을 조사하는 시간을 상기 포토레지스트 패턴의 영역에 따라 동일하게 설정하거나, 또는 다르게 설정할 수 있다.The time for irradiating the photoresist pattern with ultraviolet rays may be set equally or differently according to the area of the photoresist pattern.

상기 마스크는 기판 상에 광 차단막과 레지스트막이 차례로 형성되어 있는 바이너리 블랭크 마스크일 수 있다.The mask may be a binary blank mask in which a light blocking film and a resist film are sequentially formed on a substrate.

본 발명에 의한 위상반전 마스크의 제조방법에 따르면, 위상반전 패턴을 형성하기 위한 2차 노광공정 장비에 따른 투자없이 얼터네이팅 위상반전 마스크를 용이하게 제작할 수 있다. According to the method of manufacturing a phase shift mask according to the present invention, an alternating phase shift mask can be easily manufactured without investing in the secondary exposure process equipment for forming the phase shift pattern.

또한, RIM 타입의 위상반전 마스크의 제작공정에서도 기판 식각공정 및 광 차단막 추가 식각공정 조건의 변화를 통해 기존의 ArF 또는 KrF 파장에 각각 사용될 수 있는 마스크의 제조가 가능하며, 별도의 블랭크 마스크에 대한 투자 없이도 쉽게 공정 전환이 가능하여 제조비용을 절감할 수 있다.In addition, in the fabrication process of the RIM type phase inversion mask, a mask that can be used for an existing ArF or KrF wavelength can be manufactured by changing the substrate etching process and the light blocking layer additional etching process, and for a separate blank mask The process can be easily converted without investment, reducing manufacturing costs.

이하, 첨부된 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 한정되는 것으로 해석되어서는 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 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크의 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 도면들이다.3 to 7 are diagrams for explaining a method of manufacturing a photo mask according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 광 차단막과 레지스트가 차례로 형성된 마스크 기판을 준비한다. 상기 마스크 기판은 예컨대 석영(Qz)과 같은 투명한 기판(300) 상에 예컨대 크롬(Cr)과 같은 광 차단막(302)을 소정 두께 증착하고, 이 광 차단막 상에 예컨대 전자빔 레지스트(304)를 소정 두께 도포하여 형성할 수 있다. 또는, 투명한 기판(300) 상에 광 차단막(302)과 레지스트(304)가 일정 두께 형성되어 있는 바이너리 블랭크 마스크를 사용할 수 있다.Referring to FIG. 3, a mask substrate in which a light blocking film and a resist are sequentially formed is prepared. The mask substrate deposits a predetermined thickness of a light blocking film 302 such as chromium (Cr) on a transparent substrate 300 such as, for example, quartz (Qz), and deposits a predetermined thickness of the electron beam resist 304 on the light blocking film, for example. It can be formed by coating. Alternatively, a binary blank mask may be used in which the light blocking film 302 and the resist 304 are formed to have a predetermined thickness on the transparent substrate 300.

전자빔 노광장치를 사용하여 상기 레지스트(304)를 노광한 다음 노광된 레지스트를 현상액으로 현상하여 레지스트(304) 패턴을 형성한다.The resist 304 is exposed using an electron beam exposure apparatus, and then the exposed resist is developed with a developer to form a resist 304 pattern.

도 4를 참조하면, 레지스트 패턴을 마스크로 사용하여 광 차단막(302)을 패터닝한다. 다음에, 광 차단막이 패터닝된 기판 상의 전면에, 포토레지스트를 4,000 ∼ 8,000Å 정도의 두께로 도포한다. 상기 포토레지스트막(306)은 노광된 부분이 현상액에 의해 제거되기 쉬운 상태로 변화하는 포지티브(positive) 포토레지스트로 형성한다. 다음에, 상기 레지스트막에 광원을 조사하여 노광한다. 이때, 기판(300)의 이면(back side)으로부터 자외선을 조사하면, 광 차단막(302) 패턴이 존재하는 부분에서는 자외선이 차단되어 포토레지스트막(306)의 노광이 이루어지지 않고, 광 차단막(302) 패턴이 존재하지 않는 부분에서는 자외선이 포토레지스트막(306)에 조사되므로 노광이 이루어진다.Referring to FIG. 4, the light blocking film 302 is patterned using a resist pattern as a mask. Next, a photoresist is applied to the entire surface on the substrate on which the light blocking film is patterned with a thickness of about 4,000 to 8,000 GPa. The photoresist film 306 is formed of a positive photoresist in which the exposed portion is changed to a state where it is easy to be removed by the developer. Next, a light source is irradiated to the said resist film, and it exposes. At this time, when the ultraviolet rays are irradiated from the back side of the substrate 300, the ultraviolet rays are blocked at the portion where the light blocking layer 302 pattern exists, so that the photoresist layer 306 is not exposed and the light blocking layer 302 is exposed. In the portion where the pattern does not exist, ultraviolet rays are irradiated onto the photoresist film 306 so that exposure is performed.

도 5를 참조하면, 현상액을 이용하여 상기 포토레지스트 패턴을 현상하면 도 시된 것과 같이 광 차단막(302) 패턴 위에만 선택적으로 포토레지스트(306) 패턴을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 5, when the photoresist pattern is developed using a developer, the photoresist 306 pattern may be selectively formed only on the light blocking layer 302 pattern as illustrated.

다음에, 포토레지스트(306) 패턴을 마스크로 사용하여 기판(300)을 일정 깊이 식각하여 위상반전 패턴을 형성한다. 기판(300)은 클로린(chlorine) 가스를 사용하여 건식식각 방법으로 식각할 수 있다.Next, the substrate 300 is etched to a predetermined depth using the photoresist 306 pattern as a mask to form a phase inversion pattern. The substrate 300 may be etched by a dry etching method using chlorine gas.

도 6을 참조하면, 상기 레지스트 패턴에 자외선을 일정 시간 조사한다. 그러면, 자외선이 조사되는 시간에 따라 포토레지스트 패턴의 폭이 줄어들게 된다. 다음에, 크기가 줄어든 레지스트 패턴을 마스크로 하여 광 차단막의 노출된 부분을 식각하면 광 차단막 패턴의 크기도 줄일 수 있다. 즉, 광 차단막 패턴의 크기를 고려하여 포토레지스트에 자외선을 조사하는 시간을 조절한다.Referring to FIG. 6, ultraviolet rays are irradiated to the resist pattern for a predetermined time. Then, the width of the photoresist pattern is reduced according to the time the ultraviolet light is irradiated. Next, when the exposed portion of the light blocking film is etched by using the reduced resist pattern as a mask, the size of the light blocking film pattern may be reduced. That is, the time for irradiating ultraviolet rays to the photoresist is adjusted in consideration of the size of the light blocking film pattern.

도 7을 참조하면, 레지스트 패턴을 스트립한 후 기판을 세정한다. 그러면, RIM 형의 위상반전 마스크를 완성할 수 있다.Referring to FIG. 7, the substrate is cleaned after stripping the resist pattern. Then, the RIM type phase inversion mask can be completed.

도 8 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토 마스크의 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 도면들이다.8 to 12 are diagrams for explaining a method of manufacturing a photo mask according to another embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 광 차단막과 레지스트가 차례로 형성된 마스크 기판을 준비한다. 상기 마스크 기판은 예컨대 석영(Qz)과 같은 투명한 기판(400) 상에 예컨대 크롬(Cr)과 같은 광 차단막(402)을 소정 두께 증착하고, 이 광 차단막 상에 예컨대 전자빔 레지스트(404)를 소정 두께 도포하여 형성할 수 있다. 또는, 투명한 기판(400) 상에 광 차단막(402)과 레지스트(404)가 일정 두께 형성되어 있는 바이너리 블랭크 마스크를 사용할 수 있다.Referring to FIG. 8, a mask substrate in which a light blocking film and a resist are sequentially formed is prepared. The mask substrate deposits a predetermined thickness of a light blocking film 402 such as chromium (Cr) on a transparent substrate 400 such as, for example, quartz (Qz), and deposits a predetermined thickness of electron beam resist 404 on the light blocking film, for example. It can be formed by coating. Alternatively, a binary blank mask may be used in which the light blocking film 402 and the resist 404 are formed to have a predetermined thickness on the transparent substrate 400.

전자빔 노광장치를 사용하여 상기 레지스트(404)를 노광한 다음 노광된 레지스트를 현상액으로 현상하여 레지스트(404) 패턴을 형성한다.The resist 404 is exposed using an electron beam exposure apparatus, and then the exposed resist is developed with a developer to form a resist 404 pattern.

도 9를 참조하면, 레지스트 패턴을 마스크로 사용하여 광 차단막(402)을 패터닝한다. 다음에, 광 차단막이 패터닝된 기판의 전면에, 포토레지스트를 4,000 ∼ 8,000Å 정도의 두께로 도포한다. 포토레지스트막(406)은 노광된 부분이 현상액에 의해 제거되기 어려운 상태로 변화하는 네거티브(negative) 포토레지스트로 형성한다. 다음에, 상기 레지스트막(406)에 광원을 조사하여 노광한다. 이때, 기판(400)의 이면(back side)으로부터 자외선을 조사하면, 광 차단막(402) 패턴이 존재하는 부분에서는 자외선이 차단되고, 광 차단막(402) 패턴이 존재하지 않는 부분에서는 포토레지스트막(406)에 자외선이 조사되어 노광이 이루어진다. 상기 레지스트막(406)은 네거티브 포토레지스트로 형성되었기 때문에 광 차단막 패턴 사이의 노광된 부분은 현상액에 제거되기 어려운 상태로 변하게 된다.Referring to FIG. 9, the light blocking film 402 is patterned using a resist pattern as a mask. Next, a photoresist is applied to the entire surface of the substrate on which the light blocking film is patterned with a thickness of about 4,000 to 8,000 GPa. The photoresist film 406 is formed of a negative photoresist in which the exposed portion is changed to a state that is difficult to remove by the developer. Next, the resist film 406 is exposed by irradiating a light source. At this time, when ultraviolet rays are irradiated from the back side of the substrate 400, the ultraviolet rays are blocked at the portion where the light blocking film 402 pattern exists, and the photoresist film (at the portion where the light blocking film 402 pattern does not exist). 406 is irradiated with ultraviolet light to perform exposure. Since the resist film 406 is formed of a negative photoresist, the exposed portions between the light blocking film patterns become difficult to be removed in the developer.

도 10을 참조하면, 현상액을 사용하여 상기 포토레지스트막을 현상하면, 자외선에 의해 노광된 부분, 즉 광 차단막 패턴 사이의 포토레지스트막만 남고 나머지 영역의 포토레지스트막은 현상액에 의해 제거된다. 따라서, 도시된 것과 같이 광 차단막 패턴 사이의 공간에만 선택적으로 포토레지스트막(406)이 남게 된다.Referring to FIG. 10, when the photoresist film is developed using a developer, only the photoresist film exposed between ultraviolet rays, that is, the photoresist film between the light blocking film patterns is left, and the photoresist film in the remaining area is removed by the developer. Accordingly, the photoresist film 406 remains selectively only in the space between the light blocking film patterns as shown.

도 11을 참조하면, 상기 포토레지스트막(406)에 일정 시간 동안 자외선을 조사한다. 그러면, 자외선이 조사되는 시간에 따라 포토레지스트 패턴의 폭이 줄어들고 기판의 표면이 노출된다. 포토레지스트 패턴 사이의 간격에 따라 기판의 노출 폭이 결정되고 그에 따라 위상반전 패턴의 폭이 결정되므로, 형성하고자 하는 위상 반전 패턴의 크기에 따라 자외선 조사시간을 조절하여 포토레지스트 패턴의 크기를 조절한다. 이때, 자외선 조사 시간을 조절을 통해 포토레지스트 패턴의 크기(Critical Dimension; CD)를 조절함으로써, 도시된 것처럼 동일한 CD를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있으며, 또는 서로 다른 CD를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 즉, 상기 포토레지스트 패턴에 자외선을 조사하는 시간을 포토레지스트 패턴의 영역에 따라 동일하게 설정하여 동일한 CD를 갖도록 하거나, 또는 포토레지스트 패턴의 영역에 따라 자외선 조사시간을 다르게 설정하여 서로 다른 CD를 갖도록 할 수 있다.Referring to FIG. 11, ultraviolet rays are irradiated to the photoresist film 406 for a predetermined time. Then, the width of the photoresist pattern decreases and the surface of the substrate is exposed according to the time of ultraviolet irradiation. Since the exposure width of the substrate is determined according to the interval between the photoresist patterns and the width of the phase inversion pattern is determined accordingly, the size of the photoresist pattern is controlled by adjusting the UV irradiation time according to the size of the phase inversion pattern to be formed. . At this time, by adjusting the size (Critical Dimension; CD) of the photoresist pattern by adjusting the UV irradiation time, it is possible to form a photoresist pattern having the same CD as shown, or to form a photoresist pattern having different CD Can be formed. That is, the time for irradiating UV light to the photoresist pattern is set to be the same according to the area of the photoresist pattern, or the UV irradiation time is set differently according to the area of the photoresist pattern to have different CDs. can do.

이 경우, 반응가스로 산소가스(O2)를 사용할 경우 오존(O3) 발생을 유도하여 포토레지스트의 부산물이 가스 형태로 잔류할 수 있는데, 질소(N2) 캐리어 가스를 사용하여 제거할 수 있다.In this case, when oxygen gas (O 2 ) is used as the reaction gas, by-products of the photoresist may remain in the form of gas by inducing ozone (O 3 ) generation, and may be removed using nitrogen (N 2 ) carrier gas. have.

다음에, 포토레지스트 패턴을 마스크로 사용하여 노출된 영역의 기판(400)을 일정 깊이 식각하여 위상반전 패턴을 형성한다. 상기 기판(400)에 대한 식각은 광 차단막(402)의 손상없이 클로린(Cl2) 가스를 사용하여 건식식각 방법으로 진행할 수 있다. 상기 기판이 식각되는 깊이에 따라 기판을 투과하는 광선의 위상이 결정되므로 적절한 깊이로 식각되도록 한다.Next, using the photoresist pattern as a mask, the substrate 400 in the exposed region is etched to a predetermined depth to form a phase inversion pattern. Etching the substrate 400 may be performed by a dry etching method using chlorine (Cl 2 ) gas without damaging the light blocking layer 402. Since the phase of the light rays passing through the substrate is determined according to the depth at which the substrate is etched, the substrate is etched to an appropriate depth.

도 12를 참조하면, 잔류하는 포토레지스트 패턴을 스트립한 후 기판을 세정한다. 그러면, 얼터네이팅 위상반전 마스크를 완성할 수 있다.Referring to FIG. 12, the substrate is cleaned after stripping the remaining photoresist pattern. Then, the alternating phase inversion mask can be completed.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다.The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention.

도 1은 얼터네이팅 위상반전마스크(alternating PSM)를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an alternating phase inversion mask (alternating PSM).

도 2는 감쇄형 위상반전마스크(attenuating PSM)를 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating an attenuating PSM.

도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크의 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 도면들이다.3 to 7 are diagrams for explaining a method of manufacturing a photo mask according to an embodiment of the present invention.

도 8 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토 마스크의 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 도면들이다.8 to 12 are diagrams for explaining a method of manufacturing a photo mask according to another embodiment of the present invention.

Claims (12)

그 위에 광 차단막과 레지스트막이 차례로 형성된 기판을 준비하는 단계;Preparing a substrate on which a light blocking film and a resist film are sequentially formed; 상기 레지스트막을 노광하여 레지스트 패턴을 형성하는 단계;Exposing the resist film to form a resist pattern; 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 광 차단막을 패터닝하는 단계;Patterning the light blocking film using the resist pattern as a mask; 상기 기판의 전면에 포토레지스트를 도포하는 단계;Applying a photoresist to the entire surface of the substrate; 상기 기판의 이면(back side)으로 광원을 조사하여 상기 포토레지스트를 노광하는 단계;Exposing the photoresist by irradiating a light source to a back side of the substrate; 상기 포토레지스트를 현상하여 상기 광 차단막 위에만 선택적으로 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;Developing the photoresist to selectively form a photoresist pattern only on the light blocking film; 상기 기판의 노출된 면을 식각하여 위상반전 영역을 형성하는 단계;Etching the exposed surface of the substrate to form a phase inversion region; 상기 포토레지스트 패턴의 크기를 축소시키는 단계;Reducing the size of the photoresist pattern; 크기가 축소된 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 광 차단막을 식각하는 단계; 및Etching the light blocking layer using the reduced sized photoresist pattern as a mask; And 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크의 제조방법.And removing the photoresist pattern. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 포토레지스트는 포지티브(positive) 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크의 제조방법.And the photoresist is a positive photoresist. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 포토레지스트를 4,000 ∼ 8,000Å의 두께로 도포하는 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크의 제조방법.The photoresist is applied in a thickness of 4,000 to 8,000 kPa, the method of manufacturing a phase inversion mask. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 포토레지스트 패턴의 크기를 축소하는 단계에서,In the step of reducing the size of the photoresist pattern, 상기 포토레지스트 패턴에 자외선을 일정 시간 동안 조사하는 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크의 제조방법.The method of manufacturing a phase inversion mask, characterized in that for irradiating the photoresist pattern with ultraviolet light for a predetermined time. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마스크는 기판 상에 광 차단막과 레지스트막이 차례로 형성되어 있는 바이너리 블랭크 마스크인 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크의 제조방법.And the mask is a binary blank mask in which a light blocking film and a resist film are sequentially formed on a substrate. 그 위에 광 차단막과 레지스트막이 차례로 형성된 기판을 준비하는 단계;Preparing a substrate on which a light blocking film and a resist film are sequentially formed; 상기 레지스트막을 노광하여 레지스트 패턴을 형성하는 단계;Exposing the resist film to form a resist pattern; 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 광 차단막을 패터닝하는 단계;Patterning the light blocking film using the resist pattern as a mask; 상기 기판의 전면에 포토레지스트를 도포하는 단계;Applying a photoresist to the entire surface of the substrate; 상기 기판의 이면(back side)으로 광원을 조사하여 상기 포토레지스트를 노광하는 단계;Exposing the photoresist by irradiating a light source to a back side of the substrate; 상기 포토레지스트를 현상하여 상기 광 차단막 사이에만 선택적으로 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;Developing the photoresist to selectively form a photoresist pattern only between the light blocking films; 상기 포토레지스트 패턴의 크기를 축소하여 위상반전 영역의 상기 기판을 노출시키는 단계;Reducing the size of the photoresist pattern to expose the substrate in a phase inversion region; 상기 기판의 노출된 면을 식각하여 위상반전 영역을 형성하는 단계; 및Etching the exposed surface of the substrate to form a phase inversion region; And 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크의 제조방법.And removing the photoresist pattern. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 포토레지스트는 네거티브(negative) 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크의 제조방법.The photoresist is a method of manufacturing a phase shift mask, characterized in that the negative (negative) photoresist. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 포토레지스트를 4,000 ∼ 8,000Å의 두께로 도포하는 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크의 제조방법.The photoresist is applied in a thickness of 4,000 to 8,000 kPa, the method of manufacturing a phase inversion mask. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 포토레지스트 패턴의 크기를 축소하는 단계에서,In the step of reducing the size of the photoresist pattern, 상기 포토레지스트 패턴에 자외선을 일정 시간 동안 조사하는 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크의 제조방법.The method of manufacturing a phase inversion mask, characterized in that for irradiating the photoresist pattern with ultraviolet light for a predetermined time. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 위상반전 영역의 크기에 따라 상기 포토레지스트 패턴에 자외선을 조사하는 시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크의 제조방법.The method of manufacturing a phase shift mask according to claim 1, wherein the time for irradiating ultraviolet rays to the photoresist pattern is adjusted according to the size of the phase shift region. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 포토레지스트 패턴에 자외선을 조사하는 시간을 상기 포토레지스트 패턴의 영역에 따라 동일하게 설정하거나, 또는 다르게 설정하는 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크의 제조방법.The method of manufacturing a phase shift mask according to claim 1, wherein the time for irradiating the photoresist pattern with ultraviolet rays is set equally or differently according to the area of the photoresist pattern. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 마스크는 기판 상에 광 차단막과 레지스트막이 차례로 형성되어 있는 바이너리 블랭크 마스크인 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크의 제조방법.And the mask is a binary blank mask in which a light blocking film and a resist film are sequentially formed on a substrate.
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