KR20110017112A - 멀티 레이어 마스크 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티 레이어 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 바이너리 마스크와 위상 변위 마스크를 하나의 래티클에 형성함으로써, 래티클의 공간 활용을 극대화 시키고 이로 인해 마스크 제조 비용도 줄일 수 있게 하는 데 있다.

이를 위해 본 발명은 레티클 기판; 상기 레티클 기판에 형성된 적어도 하나의 바이너리 마스크; 및 상기 레티클 기판에 형성되고 상기 바이너리 마스크의 일측에 위치하는 적어도 하나의 위상 변위 마스크를 포함하는 멀티 레이어 마스크 및 그 제조 방법을 개시한다.

멀티 레이어 마스크, 바이너리 마스크, 위상 변위 마스크, 래티클

Description

멀티 레이어 마스크 및 그 제조 방법{MULTI LAYER MASK AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 바이너리 마스크와 위상 변위 마스크를 함께 형성할 수 있는 멀티 레이어 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

바이너리 마스크(BIM)는 투명한 석영 위에 빛을 차단하는 크롬막을 입혀 구현하고자하는 패턴을 형상화 한 것이다. 여기서 바이너리라고 하는 의미는 마스크가 빛을 완전 차단, 또는 완전 투과만 한다는 의미이다. 패턴 크기가 해상 한계에 접근하면 빛의 회절과 간섭 현상에 의해 패턴의 변형이 일어나다. 이를 보상하여 얻고자 하는 패턴을 얻어내려면 크롬폭을 조정하거나 크롬 보조패턴을 추가하는 등의 방법을 적용할 수 있다.

위상 변위 마스크(PSM)은 투명한 석영 기판 상에 몰리브덴 실리사이드와 같은 하프톤 위상반전층을 마스크 패턴으로 도입하여, 노광 시 마스크 패턴과 석영 기판 간의 광 위상차를 이용하여 웨이퍼상으로 보다 미세한 패턴을 전사하고 있다. 마스크 상에서 빛의 위상을 적절히 반전시켜 패턴의 공간 주파수를 줄이거나 가장자리 콘트라스트를 증가시키는 간섭효과를 이용하여 얻고자 하는 패턴을 얻어낸다.

바이너리 마스크와 위상 변위 마스크는 제조 방법이 달라 멀티 레이어 마스크 구성 시 함께 혼용하여 쓸 수 없고, 각각의 래티클에 바이너리 마스크와 위상 변위 마스크를 위치 시켜야 했다.

본 발명은 바이너리 마스크와 위상 변위 마스크를 함께 형성할 수 있는 멀티 레이어 마스크 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 의한 멀티 레이어 마스크 및 그 제조 방법은 레티클 기판; 상기 레티클 기판에 형성된 적어도 하나의 바이너리 마스크; 및 상기 레티클 기판에 형성되고 상기 바이너리 마스크의 일측에 위치하는 적어도 하나의 위상 변위 마스크를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 바이너리 마스크는 상기 레티클 기판위에 형성된 하프톤막 및 상기 하프톤막 위에 형성된 차광막으로 이루어질 수 있고, 상기 위상 변위 마스크는 상기 레티클 기판위에 형성된 하프톤막으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 멀티 레이어 마스크 및 그 제조 방법은 레티클 기판 위에 하프톤막, 차광막 및 제1 포토 레지스트를 순차적으로 증착하는 블랭크 마스크 형성 단계; 상기 제1 포토 레지스트를 패터닝하는 제1 패터닝 단계; 상기 제1 패터닝 단계에서 형성된 제1 포토 레지스트 패턴을 이용하여 바이너리 마스크를 형 성하는 바이너리 마스크 형성 단계; 상기 바이너리 마스크에 제2 포토 레지스트를 증착하는 제2 포토 레지스트 증착 단계; 상기 제2 포토 레지스트를 패터닝하는 제2 패터닝 단계; 및 상기 제2 패터닝 단계에서 형성된 제2 포토 레지스트 패턴을 이용하여 상기 바이너리 마스크의 일측에 위상 변위 마스크를 형성하는 위상 변위 마스크 형성 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 위상 변위 마스크 형성 단계는 상기 제2 포토 레지스트 패턴을 이용하여 상기 차광막을 제거할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 멀티 레이어 마스크 및 그 제조 방법은 바이너리 마스크와 위상 변위 마스크를 하나의 래티클에 형성함으로써, 래티클의 공간 활용을 극대화 할 수 있고 이로 인해 마스크 제조 비용도 줄일 수 있게 된다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 명세서 전체를 통하여 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

먼저 도 1a 내지 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 레이어 마스크의 평면도 및 단면도가 도시되어 있다.

도 1a에서 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 멀티 레이어 마스크(100)는 레티클 기판에 형성된 적어도 하나의 바이너리 마스크(100a)와 상기 바이너리 마스크(100a)의 일측에 위치하는 적어도 하나의 위상 변위 마스크(100b)를 포함한다. 즉 상기 멀티 레이어 마스크(100)는 하나의 레티클에 상기 바이너리 마스크(100a)와 상기 위상 변위 마스크(100b)가 함께 형성된다.

도 1b는 상기 도 1a에 표시된 A-A`의 단면도가 도시되어 있다.

도 1b를 참조하면, 상기 바이너리 마스크(100a)는 레티클 기판(110) 위에 형성된 하프톤막(120)과 상기 하프톤막(120) 위에 형성된 차광막(130)으로 이루어진다.

상기 위상 변위 마스크(100b)는 상기 레티클 기판(110) 위에 형성된 하프톤막(121)으로 이루어진다.

상기 레티클 기판(110)은 주로 용융 가능한 실리카(Silica) 또는 이산화규소(SiO₂)로 구성된 석영으로 이루어 질 수 있다.

상기 하프톤막(120)은 투과율이 4% 내지 6%의 몰리브덴 실리사이드(MoSi) 또는 그 등가물로 이루어 질 수 있다. 상기 하프톤막(120)은 빛의 일부만을 투과시켜 위상을 반전시키는 역할을 한다.

상기 차광막(130)은 크롬(Cr)으로 이루어 질 수 있으며, 상기 차광막(130)은 칩 외곽 쪽의 빛을 완전히 차단하여 빛의 영향을 최소화하는 역할을 한다.

이와 같이 상기 멀티 레이어 마스크(100)는 하나의 레티클에 바이너리 마스 크(100a)와 위상 변위 마스크(100b)를 같이 형성함으로써, 레티클을 효율적으로 사용할 수 있고 이로 인하여 비용절감의 효과도 가질 수 있다.

다음은 도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따른 멀티 레이어 마스크의 제조 방법을 도시한 평면도이다.

본 발명에 따른 멀티 레이어 마스크의 제조 방법은 블랭크 마스크 형성 단계, 제1 패터닝 단계, 바이너리 마스크 형성 단계, 제2 포토 레지스트 증착 단계, 제1 패터닝 단계 및 위상 변위 마스크 형성 단계로 이루어져 있다.

도 2a는 블랭크 마스크를 형성 단계로써, 레티클 기판(110) 위에 하프톤막(120), 차광막(130) 및 제1 포토 레지스트(141)를 순차적으로 증착하여 블랭크 마스크를 형성한다.

다음으로 도 2b는 제1 패터닝 단계로써, 상기 제1 포토 레지스트(141)를 패터닝 하여 제1 포토 레지스트 패턴(141a)을 형성한다.

상기 제1 포토 레지스트(141)는 빛에 의해서 물질의 성질이 변하는 고분자로 감광성 플라스틱 또는 감광성 폴리머라고도 불린다. 상기 제1 포토 레지스트(141)는 빛을 쏘면 그 부분만 구조변화를 일으키며, 빛을 쏘인 부분이 용매에 쉽게 녹는 포지타입과 반대로 용매에 녹지 않는 네거타입으로 나뉜다.

상기 제1 패터닝 단계는 상기 제1 포토 레지스트(141)를 노광 및 현상 공정을 통하여 일정 영역을 노출시켜 상기 제1 포토 레지스트 패턴(141a)을 형성한다.

다음으로 도 2c는 바이너리 마스크(100a) 형성 단계로써, 상기 제1 패터닝 단계에서 형성된 상기 제1 포토 레지스트 패턴(141a)을 마스크로 이용하여 차광막(130)과 하프톤막(120)을 식각한다. 상기 차광막(130)과 하프톤막(120)은 건식 에칭(dry etching) 방식 또는 습식 에칭(wet etching) 방식 중 어느 하나를 이용하여 식각할 수 있다.

이와 같이 상기 차광막(130)과 하프톤막(120)을 식각하고 나서, 상기 제1 포토 레지스트 패턴(141a)을 제거하면 바이너리 마스크(100a)가 완성된다. 상기 제1 포토 레지스트 패턴(141a)은 황산용액, 플라즈마 및 그 등가물 중 어느 하나로 제거할 수 있으나, 여기서 그 물질을 한정하는 것은 아니다.

다음으로 도 2d는 제2 포토 레지스트(142) 증착 단계로써, 상기 바이너리 마스크(100a) 형성 단계에서 형성된 상기 바이너리 마스크(100a) 위에 상기 제2 포토 레지스트(142)를 증착한다.

상기 제2 포토 레지스트(142)는 상기 바이너리 마스크(100a) 뿐만 아니라 상기 레티클 기판(110) 위에 형성된 하프톤막(120)과 차광막(130)을 모두 덮는다. 상기 제2 포토 레지스트(142)는 상기 제1 포토 레지스트(141)와 같이 빛에 의해서 물질의 성질이 변하는 고분자로 이루어져 있다.

다음으로 도 2e는 제2 패터닝 단계로써, 상기 제2 포토 레지스트(142)를 패터닝 하여 제2 포토 레지스트 패턴(142a)을 형성한다.

상기 제2 패터닝 단계는 상기 제2 포토 레지스트(142)를 노광 및 현상 공정을 통하여 일정 영역을 노출시켜 상기 제2 포토 레지스트 패턴(142a)을 형성한다. 상기 제2 포토 레지스트 패턴(142a)은 상기 바이너리 마스크(100a)가 형성된 부분 을 보호하도록 그 부분은 노출시키지 않고, 위상 변위 마스크(100b)를 형성할 부분만을 노출 시킨다.

다음으로 도 2f는 위상 변위 마스크(100b) 형성 단계로써, 상기 제2 패터닝 단계에서 형성된 상기 제2 포토 레지스트 패턴(142a)을 마스크로 이용하여 차광막(130)을 식각한다. 상기 차광막(130)은 건식 에칭(dry etching) 방식 또는 습식 에칭(wet etching) 방식 중 어느 하나를 이용하여 식각할 수 있다.

상기 차광막(130)을 식각하고 나서, 상기 제2 포토 레지스트 패턴(142a)을 제거하면 위상 변위 마스크(100b)가 완성된다. 상기 제2 포토 레지스트 패턴(142a)은 황산용액, 플라즈마 및 그 등가물 중 어느 하나로 제거할 수 있으나, 여기서 그 물질을 한정하는 것은 아니다.

즉, 상기 위상 변위 마스크(100b)는 상기 제2 포토 레지스트 패턴(142a)을 이용하여 상기 차광막(130)을 식각하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 위상 변위 마스크(100b)는 상기 바이너리 마스크(100a)의 일측에 형성될 수 있다.

다음으로 도 3a는 종래의 멀티 레이어 마스크를 도시한 평면도이다.

도 3a를 참조하면, 1번부터 8번까지 8개의 래티클이 도시되어 있다. 한 개의 래티클에는 6개의 레이어를 형성할 수 있다. 1번 래티클은 위상 변위 마스크로 네가티브 블랭크를 사용한다. 6번 래티클 및 7번 래티클은 위상 변위 마스크로 포지티브 블랭크를 사용한다. 2번 래티클, 3번 래티클, 4번 래티클, 5번 래티클 및 8번 래티클은 바이너리 마스크를 사용한다.

이와 같이 종래의 멀티 레이어 마스크는 바이너리 마스크와 위상 변위 마스크를 한 래티클 안에 형성할 수 없어 각각의 래티클을 사용하게 되며 사용하지 않는 빈 공간이 발생할 수 있게 된다.

도 3b는 본 발명에 따른 바이너리 마스크와 위상 변위 마스크를 함께 형성한 멀티 레이어 마스크 도시한 평면도이다.

도 3b를 참조하면, 3번 래티클에 형성된 바이너리 마스크를 2번 래티클, 5번 래티클 및 7번 래티클의 빈 공간에 나누어 형성할 수 있다. 이로써 한 장의 래티클을 절감할 수 있다. 상기 2번 래티클과 5번 래티클은 3번 래티클과 같은 바이너리 마스크로 이루어진 래티클이다. 상기 7번 래티클은 본 발명에서 제안하는 멀티 레이어 마스크로 바이너리 마스크와 위상 변위 마스크가 함께 형성된 래티클을 나타낸다.

이와 같이, 멀티 레이어 마스크 제작 시 바이너리 마스크와 위상 변위 마스크를 하나의 래티클에 형성함으로써, 래티클의 공간 활용을 극대화 할 수 있고 이로 인해 마스크 제조 비용도 줄일 수 있게 된다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 멀티 레이어 마스크 및 그 제조 방법를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1a 는 본 발명 일실시예에 따른 멀티 레이어 마스크를 도시한 평면도

도 1b는 도 1a에 도시된 A-A`의 단면도

도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따른 멀티 레이어 마스크의 제조 방법을 도시한 평면도

도 3a는 종래의 멀티 레이어 마스크를 도시한 평면도

도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 레이어 마스크를 도시한 평면도

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100:멀티 레이어 마스크

100a:바이너리 마스크

100b:위상 변위 마스크

110:래티클 기판

120:하프톤막

130:차광막

141,142:포토레지스트

Claims (5)

1. 레티클 기판;

   상기 레티클 기판에 형성된 적어도 하나의 바이너리 마스크; 및

   상기 레티클 기판에 형성되고 상기 바이너리 마스크의 일측에 위치하는 적어도 하나의 위상 변위 마스크를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 마스크.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 바이너리 마스크는 상기 레티클 기판위에 형성된 하프톤막 및 상기 하프톤막 위에 형성된 차광막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 마스크.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 위상 변위 마스크는 상기 레티클 기판위에 형성된 하프톤막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 마스크.
4. 레티클 기판 위에 하프톤막, 차광막 및 제1 포토 레지스트를 순차적으로 증착하는 블랭크 마스크 형성 단계;

   상기 제1 포토 레지스트를 패터닝하는 제1 패터닝 단계;

   상기 제1 패터닝 단계에서 형성된 제1 포토 레지스트 패턴을 이용하여 바이 너리 마스크를 형성하는 바이너리 마스크 형성 단계;

   상기 바이너리 마스크에 제2 포토 레지스트를 증착하는 제2 포토 레지스트 증착 단계;

   상기 제2 포토 레지스트를 패터닝하는 제2 패터닝 단계; 및

   상기 제2 패터닝 단계에서 형성된 제2 포토 레지스트 패턴을 이용하여 상기 바이너리 마스크의 일측에 위상 변위 마스크를 형성하는 위상 변위 마스크 형성 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 마스크의 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 위상 변위 마스크 형성 단계는 상기 제2 포토 레지스트 패턴을 이용하여 상기 차광막을 제거하는 것을 특징으로 하는 멀티 레이어 마스크의 제조방법.

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