KR940003582B1 - 위상변화 마스크의 제조방법 - Google Patents

위상변화 마스크의 제조방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

위상변화 마스크의 제조방법
제1도는 위상변화 마스크의 원리를 설명하기 위한 도면.
제2도는 식각면적비율에 따른 식각속도의 변화를 도시한 그래프.
제3도는 식각정지층을 사용하는 종래 위상변화 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 도면.
제4a∼d도는 본 발명에 따른 위상변화 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,12,22 : 위상변화막 1,13,23 : 광차단막
11,21 : 하지층(Quartz층) 24,25 : 포토레지스트
ES : 식각정지층
본 발명은 반도체소자의 제조공정에 사용되는 마스크의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 광강도의 차가 없도록 위상변화막의 두께 조절을 정확하게 함과 더불어 막의 측벽구조를 개선할 수 있는 위상변화 마스크의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 빛이 통과하는 마스크의 두께변화에 따라 마스크를 통과한 빛은 위상차를 갖게 되는바, 이러한 위상이 상이한 광을 얻을 수 있는 마스크를 위상변화 마스크라고 한다. 즉 제1도에 도시한 바와 같이 위상변화막(1)의 두께가 상이하게 되면(제1c도), 위상변화막(1)의 두께가 두꺼운 곳을 통과한 광(LT)의 전계와 두께가 얇은 곳을 통과한 광(LT)의 전계는 서로 상이한 위상을 갖게 되므로(제1b도) 광강도는 제1a도에 도시한 바와 같이 된다. 여기서 도면부호 2는 광차단막을 나타낸다.
상기한 바와 같은 위상변화 마스크를 제조하는 종래의 방법으로 위상변화막의 정확한 두께조절을 위하여 막의 하지층인 퀄츠층(Quartz층)을 통상적인 건식식각방법으로 직접 식각하는 방법이 있는데, 이는 제2도에 도시한 바와 같이 식각면적비율에 따라 식각속도가 변화하므로 실제로는 1차식각으로 식각량의 80%∼90% 정도를 예상하여 식각한 후 식각의 깊이를 스타이러스 프로파일러(Stylus Profiler)등 직접 접촉방법으로 측정하여 잔여분을 2차로 건식식각하는 방법이다.
그러나 이러한 위상변화 마스크 제조방법은 식각된 깊이를 직접접촉방법으로 측정하여 정확도가 떨어질 뿐만 아니라 측정부위와 실제 사용부위가 상이하여 식각된 깊이의 정확한 측정이 근본적으로 불가능하므로 식각된 깊이의 정확도가 떨어지게 된다고 하는 결점이 있고, 또 마스크내의 식각면적밀도가 위치에 따라 다르므로 식가균일도가 심각하게 나쁘다고 하는 결점도 있었다. 이러한 결점을 제거하고자 제3도에 도시한 바와 같이 위상변화막의 하지층(11)과 위상변화층(12) 사이에 제3의 물질(ES : Si3N4, Al2O3등)을 추가하여 식각정지층(ES)으로 사용하는 위상변화 마스크의 제조방법도 제안되어 있으나, 이 방법은 정확한 깊이로 식각할 수 있는 장점이 있지만 식각정지층(ES)의 굴절율이 하지층(11)이나 위상변화층(12)의 굴절율과 상이하여 각 층간의 굴절율차로 인해 광의 투자율이 변화하게 되어 광강도의 차가 발생하며 제조공정이 복잡하다고 하는 결점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 위상변화 마스크 제조방법들이 갖는 결점들을 제거하기 위해 발명된 것으로서, 건식식각과 습식식각방법을 혼용하여 식각함으로서 막의 측벽프로파일이 수직으로 유지되면서 식각깊이가 정확하게 조절되어 균일한 광강도를 정확히 유지할 수 있는 위상변화 마스크의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
이하 본 발명 방법에 따른 위상변화 마스크의 제조방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
제4a∼d도는 본 발명에 따른 위상변화 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 도면으로서, 하지층인 퀄츠층(21)상에 플라즈마 CVD법(Plasma CVD법)으로 위상변화막(22)을 대략 3,800Å정도의 두께(파장이 365nm인 I선 리소그래피 적용시 365nm/2(N-1)의 두께 ; N은 굴절율)로 증착시키고, 위상변화막(22)에 스퍼터링법(Sputtering법)으로 크롬(Cr) 등의 광차단막(23)을 형성한다(제4a도).
이어 상기 광차단막(23)상에 포토레지스트(24)를 도포하여 포토레지스트(24)를 리소그래피법(Lithography법)으로 패터닝(Patterning)하고, 통상적인 식각법으로 광차단막(23)의 일부를 식각한다(제4b도).
계속해서 전면에 포토레지스트(25)를 도포하여 포토레지스트(25)를 리소그래피법으로 패터닝한 후 에칭물(CF4)에 의한 활성이온식각인 건식식각으로 위상변화막(22)의 일부를 제2도의 식각면적비율에 의거하여 전체 식각량의 80%∼90%정도(표면에서 3,500Å∼3,700Å의 깊이) 비등방성 식각한다(제4c도).
다음으로 에칭물(통상적으로 HF나 NH4F+CH3+CH3COOH)에 의한 습식식각으로 위상변화막(22)의 잔류부분(R : 전체 식각량의 20%∼10%)을 등방성 식각한다(제4d도). 이때 크롬인 광차단막(23)과 퀄츠층(21)의 식각속도는 5,000∼9,000Å/min정도로 된다. 따라서 건식식각시 형성된 위상변화막(22)의 측벽경사를 수직으로 유지하면서 정확한 두께로 위상변화막(22)을 식각할 수 있다. 상기 습식식각후 포토레지스트(25)를 제거하여 원하는 위상변화 마스크를 얻는다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명 방법으로 제조된 위상변화 마스크는 위상변화막의 식각시 건식식각으로 전체 식각량의 80%∼90%, 나머지 20%∼10%를 습식식각으로 식각하여 제조되므로 식각된 깊이의 정확도가 높고, 위상변화막의 균일성을 유지할 수 있는 장점이 있을 뿐만 아니라 각 층 사이의 굴절율 차이가 없게 되어 투과량의 변화율이 최소화되므로 균일한 광강도를 얻을 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

  1. 하지층인 퀄츠층(21)상에 플라즈마 CVD법으로 위상변화막(22)을 증착시키고, 위상변화막(22)위에 스퍼터링법으로 광차단막(23)을 형성한 후 포토레지스트(24)를 이용 통상적인 식각법으로 광차단막(23)의 일부를 식각하고, 이방성식각으로 위상변화막(22)의 일부를 식각한 다음 다시 등방성식각으로 나머지 잔류부분(R)을 식각하여 식각된 깊이의 정확도가 높은 것을 특징으로 하는 위상변화 마스크의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 건식식각법에 의한 식각은 전체식각량의 80%∼90% 정도 식각하는 것임을 특징으로 하는 위상변화 마스크의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 등방성식각시 습식식각을 적용하는 경우 에칭물을 HF 또는 HF4+CH3COOH임을 특징으로 하는 위상변화 마스크의 제조방법.
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