KR960001141B1 - 노광 마스크 및 그 제조 방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

노광 마스크 및 그 제조 방법

제1a, 제1c 및 제1e도는 노광된 반도체 장치 상에 라인 부와 공간 부를 형성하기 위해 사용되는 종래의 노광 마스크를 제조하기 위한 종래의 방법을 도시하는 종단면도.

제1b, 제1d 및 제1f도는 노광된 반도체 장치 상에 격리된 공간 부를 형성하기 위해 사용되는 종래의 다른 노광 마스크를 제조하기 위한 종래의 다른 방법을 도시하는 종단면도.

제2a 및 2b도는 제1a도 내지 제1f도에 도시한 방법에 의해 제조된 종래의 노광 마스크의 종단면도.

제2c 및 2d도는 석영 기판으로부터 위상 시프터(6,7) 또는 개구(4)로 전달되는 노광 진폭을 도시한 도면.

제3a도는 레벤슨형 위상 시프팅 마스크의 종단면도.

제3b도는 광이 회절하지 않은 것으로 간주되는 경우에 제3a도에 도시된 마스크를 통해 전달되는 노광의 진폭 분포를 도시한 도면.

제3c도는 제3a도에 도시된 차광 층에 의해 광이 회절된 후의 노광의 진폭 분포를 도시한 도면.

제3d도는 그 진폭이 제3c도에 도시되어 있는 노광의 세기 분포를 도시한 도면.

제3d도는 제3a도에 도시된 노광 마스크를 통해 전달되는 노광에 장치가 노광된 후 반도체 장치 상에 형성된 공간 및 라인 부를 도시한 도면.

제4a도는 자기 정합형 위상 시프팅 마스크의 종 단면도.

제4b도는 광이 회절되지 않은 것으로 간주되는 경우에 제4a도에 도시된 마크를 통해 전달되는 노광의 진폭 분포를 도시한 도면.

제4c도는 광이 제4a도에 도시된 위상 시프터에 의해 광학적으로 회절된 후의 노광의 진폭 분포를 도시한 도면.

제4d도는 제4c도에 진폭이 도시된 노광의 세기 분포를 도시한 도면.

제4e도는 제4a도에 도시된 노광 마스크를 통해 전달되는 노광에 장치가 노광된 후 반도체 장치 상에 형성된 공간 및 라인 부를 도시한 도면.

제5a도는 시프트 연부형 위상 시프팅 마스크의 종단면도.

제5b도는 광이 광학적으로 회절되지 않은 경우에 5a도에 도시된 마스크를 통해 전달되는 노광의 진폭 분포를 도시한 도면.

제5c도는 제5a도에 도시된 위상 시프트에 의해 광이 광학적으로 회절된 후의 노광의 진폭 분포를 도시한 도면.

제5d도는 진폭이 제5c도에 도시되어 있는 노광의 세기의 분포를 도시한 도면.

제5e도는 제5a도에 도시된 노광 마스크를 통해 전달되는 노광에 장치가 노광 된 후 반도체 장치 상에 형성된 공간 및 라인 부를 도시한 도면.

제6도는 제3a, 제4a 및 제5a도에 도시되고, 이미지 대비를 사용하여 평가되는 3가지 형태의 노광 마스크의 해상력을 도시하는 그래픽.

제7도는 제3a, 제4a 및 제5a도에 도시되고 이미지 대비를 사용하여 평가되는 3가지 형태의 노광 마스크의 초점 여유를 도시하는 그래픽.

제8a 내지 8g도는 본 발명의 제1실시예에 따른 자기 정합적 노광 마스크를 제조하기 위한 방법을 도시하는 부분도.

제9a 내지 제9e도는 본 발명의 제2실시예에 따른 다른 자기 정합적 노광 마스크를 제조하기 위한 방법을 도시하는 부분도.

제10a 내지 제10d도는 제4실시예에 따라 노광 마스크를 제조하기 위한 방법을 도시하는 부분도.

제11a 내지 제11d도는 제5실시예에 따른 시프트 연부형 위상 시프팅 마스크와 비 위상 시프팅 마스크인 경우 양쪽에 의해 완전하게 형성된 노광 마스크를 제조하기 위한 방법을 도시하는 부분도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,4,12,22 : 차광 층 2,11,21,31,42,52,62,72 : 석영 기판

3,41,45,51,55,61,63,73,74 : 레지스트 층

5,14,24,33,48 : 개구 6 : 보조 개구

7,8,13,23,32 : 위상 시프터 11,21 : 기판

43,53,71 : 차광 막 44,54 : 잠재 이미지 층

46,56,75 : 보호 층 47,57,64,76 : 이산화 규소막

본 발명은 반도체 집적 회로 제조에 사용되는 노광 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 위상 시프팅 마스크(phase-shifting mask)가 설치되어 광의 위상이 시프트되는 노광 마스크를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

최근에, 반도체 회로가 고 집적화되어, 대규모 반도체 집적 회로 제조시에 리소그래피 기술이 중요하게 되었다.

근래에, g-선(g-ray), i-선(i-ray) 및 엑시마 레이저(exicimer laser)와 같은 광원이 리소그래피 기술을 이용하여 대규모 반도체 집적 회로를 제조할 때에 채택되어 왔다. 또한, 광원이 발생하는 노광에 의해 화학적으로 변화되는 새로운 레지스트 재료가 광원을 이용하기 위해 개발되어 왔다. 또한, 다층 레지스트 방법, 대비 증강 리소그래피(contrast enhanced lithography: CEL) 및 이미지 반전(image reverse)법과 같은 레지스트 처리 기술이 개발되어 왔다.

한편, 대규모 반도체 집적 회로가 제조될 때, 노광 마스크는 레지스트의 특정된 소정 영역을 차폐하기 위해 필요하다. 즉, 어둡고 밟은 광 영역을 선택적으로 배열하므로써 형성되어 제거되는 패턴은 노광 마스크를 통해 전달되는 광에 의해 형성된다. 상세하게 설명하면, 어두운 광 부분으로 배열된 레지스트의 특정 영역은 전술한 제거 공정을 완료한 후 레지스트의 특정 영역이 선택적으로 제거되거나 잔류하도록 노광 마스크를 투과한 광에 조사되지 않는다.

그러므로, 밝고 어두운 광 부분 사이 경계의 광 세기는 경계를 명확히 하기 위해 상당히 낮아야 하고, 그래야만 전달된 광의 해상력(resolving power)이 개설될 수 있다.

최근에, 위상 시프트법(phase-shifting method)을 이용하여 위상 시프팅 마스크인 노광 마스크를 제조하기 위한 종래의 방법이 전달되는 광의 해상력을 개선하기 위해 제안되어 왔다. (1988년 추계 일본국 응용물리학회 강연 번호 4a-K-7, 강연 논문집 8,P.497 참조).

위상 시프트법은 제1a도 내지 제1f도 및 제2도를 참조하여 다음과 같이 설명된다.

제1a도, 제1c도 및 제1e도는 노광된 반도체 장치 상에 라인 부 및 공간 부를 형성하기 위해 사용되는 종래의 노광 마스크를 제조하기 위한 종래의 방법을 도시하는 종단면도이다.

제1b, 제1d 및 제1f도는 노광된 반도체 장치 상에 격리된 공간 부를 형성하기 위해 사용되는 종래의 다른 노광 마스크를 제조하기 위한 종래의 다른 방법을 도시하는 종단면도이다.

제1a 및 제1b도에 도시된 바와 같이, 크롬(Cr) 또는 크롬 산화물(Cr₂O₃)로 형성되는 차광 층(1)은 서퍼터링법에 의해 석영 기판 상에 약 1000Å의 두께로 피착된다. 노광은 차광 층(1)을 통과할 수 없지만, 실제로 세기가 감소하지 않고서 석영 기판(2)를 통과할 수 있다.

그다음, 차광 층(1)이 에칭되는 것을 보호하는 레지스트 층(3)은 전자 빔 장치에 의해 차광 층(1) 상에 피복되어 패턴화된다. 그 다음, 제1c 및 제1d도에 도시된 바와 같이 레지스트 층(3)에 의해 피복되지 않은 차광 층(1)은 습식 에칭법 또는 반응 이온 에칭법에 의해 에칭되고, 레지스트 층(3)에 의해 피복된 차광 층(1)은 에칭 작용으로부터 보호된다. 그러므로, 이 에칭법에 의해 에칭되지 않은 차광 층(1)은 패턴화된 레지스트 층(3)이 제거되기 전에 패턴화된 차광 층(4)를 형성하도록 패턴화된다. 패턴화된 차광 층(4)를 형성하도록 패턴화된다. 패턴화된 차광 층(4) 사이의 개구(5)는 패턴화된 차광 층(4) 사이의 한쌍의 보조 개구(6)보다 더 넓다.

다음에, 제1e도에 도시된 바와 같이, 개구(5)는 화학 증착(CVD)법에 사용하여 다수의 위상 시프터(phase shifter)(7)에 의해 선택적으로 피착된다. 또한, 제1f도에 도시된 바와 같이, 각 보조 개구(6)은 CVD법에 의해 위상 시프터(8)에 의해 피착되는 반면, 개구(5)는 위상 시프터에 의해 피착되지 않는다. 위상 시프터(7,8)의 높이는 규정된 값 H=λ/2(n-1)이다. 여기서, 기호 λ는 석영 기판(2)에서 위상 시프터(7,8) 또는 개구(5)로 전달되는 노광의 파장을 나타내며, 기호 n은 위상 시프터(7,8)의 굴절률을 나타낸다. 그러므로, 석영 기판(2)와 위상 시프터(7,8)을 통해 전달되는 노광의 위상은 석영 기판(2)의 개구(5)를 통해 전달되는 노광과 비교할 때 반 파장인 λ/2 만큼 시프트된다.

제2a 및 제2b도는 제1a 내지 제1f도에 도시된 방법에 의해 제조되는 종래의 노광 마스크의 종단면도이다. 제2c 및 제2d도는 석영 기판(2)로부터 위상 시프터(7,8) 또는 개구(5)로 전달된 노광의 진폭을 도시하고 있다.

제2a 및 제2b도에 도시된 바와 같이, 위상 시프터(7,8)을 통해 전달되는 노광의 위상은 개구(5)를 통해 전달되는 노광과 비교할 때 반파장 만큼 시프트된다. 또한, 시프터(7,8) 또는 개구(5)를 통해 전달되는 노광은 패턴화된 차광 층(4)에 의해 광학적으로 회절되어, 노광 마스크를 통해 전달되는 다수의 노광이 서로 광학적으로 간섭한다.

그러므로, 제2c 및 제2d도에 도시된 바와 같이, 진폭이 파선으로 도시되어 있는 회절된 광은 서로 겹쳐져 그 진폭이 실선으로 도시되어 있는 간섭 광을 형성한다. 즉, 노광의 세기는 위상 시프터(7,8)을 통해 전달되는 위상 시프트된 광과 개구(5)를 통해 전달된 노광 상이의 특전된 광 경로에서 상당히 감소된다.

따라서, 특정 광 경로에서 광 세기가 상당히 감소되기 때문에, 노광 마스크를 통해 전달되는 광에 의해 선택적으로 배열된 어둡고 밟은 광 부분 사이의 차이는 뚜렷하게 구별될 수 있다.

예를 들면, 노광된 반도체 장치의 네가티브형 레지스트 층 상에 라인부 및 공간 부를 형성하기 위해 사용되는 종래의 노광 마스크의 경우에, 제2a 및 제2c도에 도시된 바와 같이, 라인 부는 노광 마스크를 통해 전달되는 밝은 광에 조사되어 개구(5) 또는 위상 시프터(7)과 정합되는 위치에 형성된다. 또한, 공간부는 노광 마스크를 통해 전달되는 어두운 광에 조사되어 차광 층(1)과 정합되는 위치에 형성된다.

한편으로, 노광된 반도체 장치의 포지티브형 레지스트 층 상에 격리 공간 부를 형성하기 위해 사용되는 종래의 노광 마스크의 경우에, 제2b 및 제2d도에 도시된 바와 같이, 위상 시프터(8)을 통해 전달되는 노광의 세기는, 공지된 바와 같이, 보조 개구(6)의 폭이 개구(5)의 폭 보다 더 협소하기 때문에 개구(5)를 통해 전달되는 노광의 세기보다 상당히 더 약하다. 그러므로, 위상 시프터(8)을 통해 전달되는 시프트된 노광은 시프트된 광이 개구(5)를 통해 전달되는 노광으로부터 광학적 간섭을 받은 후에 상당히 감소하게 된다. 결과적으로, 노광된 반도체 장치 상의 레지스트 층은 불충분한 광 때문에 시프트된 노광에 의해 조사되지 않는다. 즉, 격리된 공간 부는 노광 마스크를 통해 전달되는 밝은 광을 조사하여 개구(5)와 정합된 레지스트 층 상에 형성되는 반면에, 위상 시프터(8)과 정합된 레지스트 층은 조사되지 않는다.

그러나, 많은 결점이 상기 노광 마스크 및 그것을 제조하기 위한 상기 방법에서 발생한다.

이 방법의 제1결점은 다음과 같다.

위상 시프터(7)은 라인 부와 공간 부가 반도체 장시 상에 형성되는 경우에 패턴화된 차광 층(4)사이의 개구(5)에 선택적으로 배열되어야 한다. 그러므로, 제조 방법은 패턴화된 차광 층(4)를 형성하기 위해 최소한 패턴화된 차광 층(4)를 형성하기 위한 제1패턴 형성단계, 위상 시프터(7)을 선택적으로 형성하기 위한 제2패턴 형성 단계 및 패턴화된 차광 층(4)와 위상 시프터(7)을 정합하기 위한 정합 단계를 포함한다. 일반적으로, 정합 기능이 차광 층을 패턴화 하기 위한 전자 빔 조사 장치에서 제공되어 있지 않아, 이 정합 기능을 갖춘 전자 빔 조사 장치가 개발되어야 한다. 그러므로, 대규모 장치가 필요하고 비용이 많이 들어, 상기 종래의 제조 방법을 실현하는 것이 곤란하다.

이 방법의 제2결점은 다음과 같다.

선택적으로 위상 시프터를 배열하기 위해 대량의 마스크 패턴 데이타 및 리소그래피 데이타가 필요하다.

그리므로, 대량의 복잡한 데이타 처리가 상기 마스크를 제조하기 위해 필요하다.

이 방법의 제3결점은 다음과 같다.

보조 개구(6)은 광의 세기를 감소시키기 위해 개구(5) 보다 더 작아야 한다. 그러므로, 격리된 공간 부가 최소 크기인, 보조 개구(6)은 최소 크기보다 작아야 한다.

노광 마스크의 제1결점은 다음과 같다.

위상 시프터(7,8)이 CVD법에 의해 형성되기 때문에 위상 시프터(7,8)의 굴절률은 위상 시프터(7,8)의 재료가 기판(2)의 재료와 동일한 가의 여부와 관계없이 기판(2)의 굴절률과 정확이 일치하지는 않는다. 그러므로, 기판(2)의 위상 시프터(7) 사이에 다중 반사가 발생하여, 라인 및 공간 부가 반도체 장치 상에 형성될 경우에 위상 시프터(7,8)을 통해 전달되는 노광의 세기는 개구(5)를 통해 전달되는 노광의 세기보다 더 약하다. 결과적으로, 차광 층(4)와 정합되는 특정 경로를 통과하는 어두운 광의 세기는 완전히 감소되지는 않는다.

노광 마스크의 제2결점은 다음과 같다.

노광 마스크가 산 처리용액에 의해 세척될 때, 위상 시프터(7,8)이 매우 조밀하지 않기 때문에, 위상 시프터(7,8)은 용액에 의해 부식된다.

다음에, 레벤슨형(Levenson type), 자기 정합형(self-alignment type) 및 시프트 연부형(shift edge type)과 같은 위상 시프팅 마스크에 따른 3가지 형태의 종래의 노광 마스크가 기술되어 있다.

제3a도는 위상 시프팅 마스크에 따른 레벤슨형 노광 마스크의 종단면도이다. 제3b도는 광이 광학적으로 회절되지 않은 것으로 간주하는 경우에, 제3a도에 도시된 마스크를 통해 전달되는 노광의 진폭 분포를 도시하고 있다. 제3c도는 광이 제3a도에 도시된 차광 층에 의해 광학적으로 회절된 후의 노광의 진폭 분포를 도시하고 있다. 제3d도는 제3c도에서 그 진폭이 실선으로 도시되어 있는 노광의 세기 분포를 도시하고 있다. 제3e도는 제3a도에 도시되어 있는 노광 마스크를 통해 전달되는 노광에 장치가 노광된 후 반도체 장치상에 형성된 공간 및 라인 부를 도시하고 있다.

제3a도에 도시된 위상 시프팅 마스크인 레벤슨형 노광 마스크는 노광을 전달하기 위한 석영 기판(11), 이 기판(11)을 통해 전달되는 노광을 차단하기위해 정규 간격으로 석영 기판(11)상에 배열된 차광 층(12) 및 이 기판(1 1)을 통해 전달되는 노광의 위상을 차광 층(12) 사이에 선택적으로 배열된 개구(14)를 통해 전달되는 광의 위상과 비교하여 반 파장 만큼 시프트시키기 위해 차광 층(12)사이에 선택적으로 배열된 위상시프터(13)을 포함한다.

기판(11) 및 개구(14)를 통해 전달되는 제1노광은 차광 층(13)에 의해 회절된다. 그러므로, 제3b도에 도시된 제1노광의 구형 진폭 분포는 제3c도에 상측 파선으로 도시된 파형 분포로 변형된다.

한편으로, 기판(11) 및 위상 시프터(13)을 통해 전달되는 제2노광의 위상은 개구(14)를 통해 전달되는 제1노광과 비교하여 반 파장 만큼 시프트된다. 동시에, 시프트된 제2노광은 차광 층(12)에 의해 회절된다. 그러므로, 제3b도에 도시된 제2노광의 구형 진폭 분포는 제3c도에서 하부의 파선형으로 도시된 파형 분포로 변경된다.

그러므로, 이들 노광은 서로 광학적 간섭을 일으켜, 간섭된 광의 진폭은 제3d도에 실선으로 도시된 겹쳐진 패턴으로 변경된다.

따라서, 광 세기가 차광 층(12)에 따라 배열된 광 경로에서 상당히 감소하여, 공간 및 라인 부가 제3E도에 도시된 반도체 상에 형성될 수 있다.

위상 시프터(13)이 차광 층(12)사이에 따라 배열된 광 경로에서 상당히 감소하여, 공간 및 라인 부가 제3e도에 도시된 반도체 상에 형성될 수 있다.

위상 시프터(13)이 차광 층(12)사이에 선택적으로 배열되기 때문에 레벤슨형 노광 마스크가 용이하게 제조되어, 라인 부 및 공간 부를 갖는 반도체 장치를 제조하기 위해 사용된다. 그러므로, 노광 마스크는 격리된 공간 부가 설치된 반도체 장치를 제조하기 위해서는 적절하지 않다.

제4a도는 위상 시프팅 마스크를 갖는 자기 정합형 노광 마스크의 종단면도이다. 제4b도는 광이 광학적으로 회절되지 않은 것으로 간주되는 경우에 제4a도에 도시된 마스크를 통해 전달되는 노광의 진폭 분포를 도시하고 있다. 제4c도는 광이 제4a도에 도시된 위상 시프터에 의해 광학적으로 회절된 후 노광의 진폭 분포를 도시하고 있다. 제4d도는 그 진폭이 제4c도에 도시되어 있는 노광의 세기 분포를 도시하고 있다. 제4e도는 제4a도에 도시되어 있는 노광 마스크를 통해 전달되는 노광에 노광된 후에 반도체 장치 상에 형성된 공간 및 라인 부를 도시하고 있다.

제4a도에 도시된 위상 시프팅 마스크를 갖는 자기 정합형 노광 마스크는 노광을 전달하기 위한 석영 기판(21), 이 기판(21)을 통해 전달되는 노광을 차단하기 위해 정규 간격으로 석영 기판(21)상에 배열된 차광층(22) 및 기판(21)을 통해 전달되는 노광의 위상을 위상 시프터(23)의 돌출부 사이의 개구(24)를 통해 전달되는 광의 위상과 비교하여 반파장 만큼 시프트시키기 위해 차광 층(22)상에 정규 폭 δ1 만큼 돌출하여 배열되어 있는 위상 시프터(23)을 포함한다.

기판(21)과 개구(24)를 통해 전달되는 제1노광은 위상 시프터(23)의 돌출부에 의해 회절된다. 그러므로, 제4b도에 도시되어 있는 광의 진폭 구형 분포는 제4c도에 상측 파선으로 도시되어 있는 파형 분포로 변경된다.

한편으로, 기판(21)과 위상 시프터(23)의 돌출부를 통해 전달되는 제2노광의 위상은 개구(24)를 통해 절달되는 제1노광과 비교하여 반파장 만큼 시프트된다. 동시에, 시프트된 제2노광은 위상 시프터(23)에 의해 회절된다. 그러므로, 제4b도에 도시된 제2노광의 구형 진폭 분포는 제3c도의 하부에 파선으로 도시되어 있는 파형 분포로 변경된다. 이 경우에, 제2노광을 전달하는 위상 시프터(23)의 돌출 부분이 0.04㎛정도의 협소한 폭 δ1 이므로, 제2노광의 세기는 공지된 바와 같이 감소된다.

그러므로, 이들 노광이 위상 시프터(23)의 돌출 부분으로 배열된 광 경로에서 서로 광학적 간섭을 일으킬 때, 광 경로에서 이들 광에 겹쳐 있는 간섭 광의 세기는 제4c도에 실선으로 도시된 바와 같이 상당히 감소되어 간섭 광의 진폭이 제4d도에 실선으로 도시되어 있는 겹쳐진 패턴으로 변경된다.

따라서, 광의 세기는 위상 시프터(23)과 정합된 광 경로에서 상당히 감소되어, 공간 및 라인 부 또는 격리된 공간 부가 제4e도에 도시된 바와 같이 반도체 상에 형성될 수 있다.

자기 정합형 노광 마스크는 위상 시프터(23)이 모든 차광 층(22) 상에 배열되고, 위상 시프터(23) 사이의 간격을 임의대로 설정할 수 있기 때문에, 라인 및 공간 부 또는 격리된 공간 부를 갖는 반도체 장치를 제조하기 위해 적절하다.

그러므로 이 노광 마스크는 어떤 형의 반도체 회로를 제조할 때에도 사용될 수 있다.

그러므로, 제조 단계가 위상 시프터(23)이 차광 층(22)상에서 규정된 폭 δ1 만틈 돌출되어야 하므로 복잡하다.

제5a도는 위상 시프팅 마스크를 갖는 시프트 연부형 노광 마스크의 종단면도이다. 제5b도는 광이 광학적으로 회절하지 않는 것으로 간주하는 경우에 제5a도에 도시된 마스크를 통해 전달되는 노광의 진폭 분포를 도시하고 있다. 제5c도는 광이 제5a도에 도시된 바와 같이 위상 시프터에 의해 광학적으로 회절된 후의 노광의 진폭 분포를 도시하고 있다. 제5d도는 그 진폭이 제5c도에 도시되어 있는 노광의 세기 분포를 도시하고 있다. 제5e도는 장치가 제5a도에 도시된 노광 마스크를 통해 전달되는 노광에 노광된 후에 반도체 장치 상에 형성된 공간 및 라인 부를 도시하고 있다.

제5a도에 도시된 위상 시프팅 마스크를 갖는 시프트 연부형 노광 마스크는 노광을 전달하기 위한 석영 기판(31) 및 이 기판(31)을 통해 전달되는 노광의 위상을 시프터(32)사이의 개구(33)을 통해 전달되는 광의 위상과 비교하여 반파장 만큼 시프트시키기 위해 석영 기판(31)상에 규정된 간격으로 배열된 위상 시프터(32)를 포함한다.

기판(31)과 개구(33)을 통해 전달되는 제1노광은 위상 시프터(32)에 의해 회절된다. 그러므로, 제5b도에 도시되어 있는 광의 구형 진폭 분포는 제5c도의 상부에 파선으로 도시된 파형 분포로 변경된다.

한편으로, 기판(31)과 위상 시프터(32)를 통해 전달되는 제2노광의 위상은 개구(33)을 통해 전달되는 제1노광과 비교하여 반파장 만큼 시프트된다. 동시에, 시프트되는 제2노광은 위상 시프터(32)에 의해 회절된다. 그러므로, 제5b도에 도시된 제2노광의 구형 분포는 제5c도의 하부에 파선으로 도시된 파형 분포로 변경된다.

그러므로, 이 노광들이 위상 시프터(32)와 개구(33)사이의 협소한 경계 영역과 정합된 광 경로에서 서로 광학적 간섭을 일으킬 때, 광 경로에서 이들 광과 겹쳐진 간섭 광의 세기는 제5c도에서 실선으로 도시된 것과 같이 상당히 감소되어, 간섭된 광의 진폭이 제5d도에 실선으로 도시된 겹쳐진 패턴으로 변경된다.

따라서, 협소한 경계 영역과 정합된 반도체 장치 상의 레지스트 층은 부족하게 조사되어, 협소한 공간 부가 제5e도에 도시된 바와 같이 반도체 장치 상에 형성될 수 있다.

시프트 연부형의 노광 마스크는 노광 마스크용 차광 층이 없기 때문에 용이하게 제조될 수 있다.

그러나, 위상 시프터(32)의 배열 패턴은 공간 부가 협소한 경계 영역과 정합된 특정 영역에서 발생되므로 반도체 장치 상에 형성된 공간 부의 패턴과 상이하다. 그러므로, 노광 마스크는 특정 형태의 반도체 장치를 제조하기 위해 사용될 수 있다.

제6도는 제3a 및 제5a도에 도시된 3가지 형태의 노광 마스크의 해상력을 도시하는 그래픽으로, 이 해상력은 이미지 대비를 이용하여 평가된다.

제7도는 제3a, 제4a 및 제5a도에 도시된 3가지 형태의 초점 여유를 도시하는 그래픽으로, 초점 여유는 이미지 대비에 의해 표현된다.

해상력과 초점 여유는 컴퓨터에 의해 평가된다. 해상력은 제6도에서 최소 패턴 크기로 표현된다. 초점 여유는 허용가능한 초점 이탈값으로 표현된다.

제6도에서 도시된 바와 같이, 반도체 회로를 제조하기 위한 최소 패턴 크기는 노광 마스크를 통해 전달되는 광을 구성하는 어둡고 밝은 광 사이의 이미지 대비를 사용하여 평가될 수 있다. 즉, 최소 패턴 크기는 이미지 대비값이 허용가능한 이미지 대비값과 일치할 때 결정된다.

예를 들면, 개구 수 NA가 0.42이고, 노광의 파장 λ가 248nm 이라는 조건하에서 최소 패턴 크기는 레벤슨 및 시프트 연부형 노광 마스크(σ=0.2)에 대해 0.17㎛, 레벤슨형 노광 마스크(σ=0.5)에 대해 0.22㎛, 자기 정합형 노광 마스크(σ-0.04㎛, σ=0.5)에 대해 0.27㎛, 그리고 위상 시프팅 마스크가 없는 노광 마스크에 대하여는 0.3㎛ 로서 평가된다. 여기서, 공지된 바와 같이, 기호 σ는 집속 렌즈의 NA에 대한 이미징(imaging) 렌즈의 NA의 비를 나타낸다.

제7도에 도시된 바와 같이, 초점 이탈값은 노광에 의해 조사되는 반도체 장치가 초점을 이탈하여 배열된 경우에 평가된 이미지 대비값을 사용하여 계산될 수 있다. 즉, 이미지 대비값이 허용가능한 이미지 대비값과 일치할 때, 초점 이탈값의 절대값이 초점 여유는 나타낸다.

예를 들면, 개구 수 NA가 0.42이고 노광의 파장 λ가 248㎛ 라는 조건하에서 초점 여유는 레벤슨 및 시프트 연부형 노광 마스크(σ=0.2)에서 0.9㎛, 레벤슨형 노광 마스크(σ=0.5)에서 0.45㎛ 및 자기 정합형 노광 마스크(δ1=0.04㎛, σ=0.5)에서 0.35㎛로 평가되는 반면에, 비 위상 시프팅 마스크인 노광 마스크에 대하여는 초점 여유가 없는 것으로 평가된다.

그러므로, 해상력 및 초점 여유는 종래의 방법과 비교하여 레벤슨 및 시프트 연부형 노광 마스크를 사용하여 어느정도 개선된다. 또한, 해상력 및 초점 여유는 시프트 연부형 노광 마스크를 사용하면 약간 개선된다.

그러나, 레벤슨형 노광 마스크는 레벤슨형이 특정 배열을 필요로 하는 위상 시프터(13) 및 차광 막(12)가 일정 간격으로 반복적으로 배열되기 때문에 실제로 사용하기에는 적합하지 않다.

또한, 모든 형태의 노광 마스크는 증발된 이산화 규소(SiO₂)가 위상 시프터를 형성하도록 석영 기판상에 화학적으로 피착되는 화학 증착(CVD)법에 의해 형성된다. 그러므로, 위상 시프터가 바르게 형성되어 그 두께를 형성하는 것이 어렵다. 또한, 피착률이 CVD법에서 전체 석영 기판에 걸쳐 균일하지 않기 때문에 모든 위상 시프터의 두께를 균일하게 조정하는 것이 곤란하고, 위상 시프터법의 원리에 따라, 위상 시프터 두께의 불균일함은 시프트된 노광을 불균일하게 하여, 해상력과 초점 여유가 상당한 정도까지 낮아진다.

또한, 위상 시프터의 굴절률은 동일한 재료가 사용되는 가의 여부와 관계없이 석영 기판의 굴절률과 상이하다. 그러므로, 노광의 다중 반사가 석영 기판과 위상 시프터 사이에서 발생한다.

본 발명의 제1목적은, 이러한 종래 방법의 결점을 고려하여, 위상 시프터의 두께가 균일하게 조정되는 노광 마스크를 용이하게 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제2목적은 위상 시프터가 산 용액에 내성을 가지며 위상 시프터 굴절률이 석영 기판의 굴절률과 정확하게 동일한 노광 마스크를 제공하는 것이다.

제1목적은 노광을 전달하기 위해 기판에 노광 마스크를 설치하고, 이 기판을 통해 전달되는 노광의 위상을 기판과 위상 시프터 사이의 개구를 통해 전달되는 노광의 위상과 비교하여 반파장 만큼 시프트하기 위해 규정된 간격으로 기판상에 배열된 위상 시프터를 갖는 노광 마스크를 제조하기 위한 방법을 제공함으로써 달성되며, 이 방법은 위상 시프터 재료가 용해되어 있는 용액을 준비하는 단계, 위상 시프터 재료가 레지스트 층에 부착하지 않도록 레지스트 층을 규정된 간격으로 기판상에 배열하는 단계, 레지스트 층을 갖는 기판을 위상 시프터 재료를 포함하는 용액에 담그는 단계, 용액으로부터 위상 시프터 재료를 피착시켜 기판상의 레지스트 층 사이에 규정된 두께로 위상 시프터를 형성하는 단계, 용액으로부터 위상 시프터를 형성한 기판을 제거하는 단계 및 개구를 형성하기 위해 기판으로부터 레지스트 층을 제거하는 단계를 포함한다.

상기 단계에서, 위상 시프터 재료는 용액으로부터 기판상의 레지스트 층으로 서서히 피착되어 위상 시프터가 기판 상에 형성한다. 위상 시프터 피착 속도는 약 1000Å/Hr 이어서 이 속도는 CVD방법의 속도와 비교하면 상당히 느리다. 또한 위상 시프터는 위상 시프터 재료가 레지스트 층에 부착할 수 없기 때문에 자기 정합으로 레지스트 층 사이의 위치에 형성된다.

그 다음에, 레지스트 층은, 예를 들면 레지스트 층과는 반응하고 위상 시프터와는 반응하지 않는 특정 용액을 사용하여 제거된다. 레지스트 층은 위상 시프터 재료가 레지스트 층 상에 피착되지 않기 때문에 제거될 수 있다.

그러므로, 제5도에 도시된 노광 마스크와 동일형인 시프트 연부형 노광 마스크가 얻어진다.

따라서, 위상 시프터의 막 두께는 위상 시프터가 서서히 피착되기 때문에 정확하게 조절될 수 있다. 또한 위상 시프터는 위상 시프터의 재료가 균일하게 용해되어 있는 용액에서 피착되기 때문에 균일하게 피착된다.

그러므로, 노광 마스크를 통해 전달되는 광을 구성하는 어둡고 밝은 광은 기판 및 위상 시프터를 통해 전달되는 하나의 회절된 노광은 기판 및 개구를 통해 전달되는 다른 회절된 노광과 광학적 간섭을 일으킨 후, 위상 시프터와 개구 사이의 경계 영역과 정합된 특정 광 경로에서 어두운 광이 상당히 감소되므로 분명하게 구별될 수 있다. 즉, 제6 및 제7도에 도시된 어둡고 밝은 광 사이의 이미지 대비는 개선될 수 있다.

또한, 위상 시프터는 CVD 법과 비교할 때 상당히 조밀하다. 결과적으로, 위상 시프터의 굴절률은 석영 기판의 굴절률과 정확하게 동일하다.

또한, 상기 목적은 기판에서 위상 시프터로 전달되는 노광의 위상을 기판에서 위상 시프터 사이의 개구로 전달되는 노광의 위상과 비교하여 반파장 만큼 시프트시키는 노광 마스크를 제조하기 위한 방법을 제공하므로써 실현되며, 이 방법은 기판을 통해 전달되는 노광의 차광 막에 의해 차단되도록 기판 상에 규정된 간격으로 차광 막을 배열하는 단계, 위상 시프터의 재료가 용해되어 있는 용액을 준비하는 단계, 기판 상의 차광막 사이에 위상 시프터 재료가 피착되는 것을 방지하는 레지스트 층을 배열하는 단계, 차광 막과 레지스트 층을 갖춘 기판을 위해 시프터 재료가 용해되어 있는 용액에 담그는 단계, 용액으롭부터 위상 시프터 재료를 규정된 두께로 피착하여 차광 막 상의 레지스트 층 사이에 위상 시프터를 형성하는 단계, 용액으로부터 위상 시프터를 갖는 기판을 제거하는 단계, 개구를 형성하기 위해 기판으로부터 레지스트 층을 제거하는 단계 및 위상 시프터가 차광 막 상에서 정규 폭 만큼 돌출하도록 레지스트 층의 양쪽 연부로부터 규정된 폭의 조각을 제거하는 단계를 포함한다.

상기 단계에서, 위상 시프터 재료는 용액 내에서 차광 막 상의 레지스트 층사이에 서서히 피착되어, 위상 시프터가 차광 막 상에 형성된다. 위상 시프터의 피착 속도는 약 1000Å/Hr 이어서, 그 속도는 CVD법의 속도와 비교할 때 상당히 느리다. 또한, 위상 시프터의 재료가 레지스트 층에 부착할 수 없기 때문에 위상 시프터는 레지스트 층사이의 위치에서 자기 정합으로 형성된다.

그 다음에, 레지스트 층은, 예를 들어 레지스트 층과는 반응하고 위상 시프터와는 반응하지 않는 특정 용액을 사용하여 제거된다. 다음에, 차광 막의 양쪽 연부가, 예를 들어 습식 에칭에 의해 제거된다. 즉, 위상 시프터는 차광 막에서 돌출하게 된다.

그러므로, 제4도에 도시된 노광 마스크와 동일한 자기 정합형 노광 마스크가 제조된다.

따라서, 위상 시프터가 서서히 피착되기 때문에 위상 시프터의 두께가 정확하게 조절될 수 있다. 또한, 위상 시프터 재료가 용액에 균일하게 용해되기 때문에 위상 시프터가 균일하게 피착된다.

그러므로, 노광 마스크를 통해 전달되는 광을 구비하는 어둡고 밝은 광은 기판 및 위상 시프터 양쪽을 통해 전달되는 소정의 회절된 노광이 기판 및 개구 양쪽을 통해 전달되는 다른 회절된 노광과 광학적 간섭을 일으킨 후에 위상 시프터와 정합되는 특정 광 경로에서 어두운 광이 상당히 감소하기 때문에 뚜렷이 구별 될 수 있다. 즉, 제5 및 제7도에 도시된 어둡고 밝은 광 사이의 이미지 대비는 상당히 개선될 수 있다.

또한, 위상 시프터는 CVD법과 비교하면, 상당히 조밀하다. 결과적으로, 위상 시프터의 굴절률이 석영 기판의 굴절률과 꼭 같게 된다.

또한, 상기 목적은 기판으로부터 위상 시프터로 전달되는 노광의 위상을 기판에서 위상 시프터 사이의 개구로 전달되는 노광의 위상과 비교하여 반파장 만큼 시프트시키는 노광 마스크를 제조하기 위한 방법을 제공함으로써 달성되며, 이 방법은 기판을 통해 전달되는 노광을 차단하는 차광 막을 규정된 간격으로 기판상에 배열하는 단계, 위상 시프터 재료가 용해되어 있는 용액을 준비하는 단계, 특정 용액을 준비하는 단계, 특정 용액에 의해 제거될 수 있는 레지스트 층을 기판 상에 배열하는 단계, 레지스트 층을 기판에서 레지스트 층으로 전달되는 특정 광에 부족하게 조사하는 단계, 특정 용액에의해 제거되지 않고 위상 시프터 재료가 부착하지 않는 노광된 레지스트 층을 레지스트 층 내부의 차광 막으로부터 일정거리 떨어져 형성하는 단계, 특정 용액을 이용하여 노광된 레지스트 층을 제외한 레지스트 층을 제거하는 단계, 위상 시프터 재료가 용해되어 있는 용액에 차광 막과 노광된 레지스트 층을 갖는 기판을 위상 시프터 재료가 용해되어 있는 용액에 담그는 단계, 위상 시프터 재료를 용액으로부터 피착하여, 기판 상의 차광 막과 노광된 레지스트 층 사이에 규정된 두께로 위상 시프터를 형성하는 단계, 위상 시프터를 갖는 기판을 용액으로부터 제거하는 단계 및 개구를 형성하기 위해 기판으로부터 레지스트 층을 제거하는 단계를 포함한다.

상기 단계에서, 레지스트 층은 기판을 통해 자외선과 같은 특정 광에 노광된다. 특정 광은 차광 막 사이에서 전달되기 때문에, 공지된 바와 같이 광 세기는 레지스트 층의 내부에서와 비교할 때 차광 막 부근에서 감소한다. 그러므로, 레지스트 층이 이 특정 광에 부족하게 조사하는 데에 차광 막 부근의 레지스트 층은 레지스트 층을 조사하기 위해 최소한의 조사가 필요하기 때문에 조사되지 않는다.

본 발명에서, 광의 조사 시간은 차광 막으로부터 일정 거리에 노광된 레지스트 층을 형성하도록 조정된다.

그 다음에, 특정 광에 조사되지 않은 레지스트 층은 제거된다. 다음, 위상 시프터 재료가 차광 막 및 노광된 레지스트 층 사이의 기판 상에 서서히 피착되어 차광 막 및 기판 상에 위상 시프터가 형성된다. 위상 시프터의 피착 속도는 약 1000Å/Hr 이어서 CVD법과 비교할 때 속도가 매우 느리다. 또한, 위상 시프터는 위상 시프터 재료가 노광된 레지스트 층에 부착할 수 없기 때문에 노광된 레지스트 층 사이에 자기 정합으로 형성 배열된다.

그 다음에, 노광된 레지스트 층은 노광된 레지스트 층과는 반응하고 위상 시프터와는 반응하지 않는 다른 특정 용액을 사용하여 제거된다.

그러므로, 제4도에 도시된 노광 마스크와 동일한 자기 정합형 노광 마스크가 얻어진다.

따라서, 위상 시프터와 막 두께는 위상 시프터가 서서히 피착되기 때문에 정확하게 조절될 수 있다. 또한, 위상 시프터는 위상 시프터가 용액 내에서 피착되기 때문에 균일하게 피착된다. 그러므로, 노광 마스크를 통해 전달되는 광을 구성하고 어둡고 밝은 광은 기판 및 위상 시프터 양쪽을 통해 전달되는 소정의 회절된 노공이 기판 및 개구 양쪽을 통해 전달되는 다른 회절된 노광과 간섭을 일으킨 후 기판 상에 피착된 위상 시프터와 정합된 특정 광경로에서 어두운 광이 상당히 감소하기 때문에, 뚜렷이 구별될 수 있다. 즉, 제6도 및 제7도에 도시된 어둡고 밝은 광 사이의 이미지 대비는 상당히 개선될 수 있다.

또한, 위상 시프터는 CVD법과 비교하면, 상당히 조밀하다. 결과적으로, 위상 시프터의 굴절률은 석영 기판의 굴절률과 정확히 동일하다.

본 발명의 제2목적은 제1회절된 노광의 위상과 비교하여 위상이 반파장 만큼 시프트된 제2회절된 노광과 제1회절된 노광의 광학적 간섭에 의해 노광의 세기의 일부를 감소시키고, 노광의 높고 낮은 세기에 의해 선택적으로 배열되는 간섭 노광을 출력시키기 위해 노광 마스크를 제공하므로서 실현되며, 이것은 노광을 전달하기 위해 규정된 굴절률을 갖는 기판 및 기판을 통해 전달되는 노광의 위상을 시프트시키기 위해 재료가 용해되어 있는 용액으로부터 규정된 굴절률을 갖는 재료를 기판 상에 규정된 간격 및 일정 두께로 피착시켜 형성한 위상 시프터를 포함하고, (1) 제1회절된 노광은 기판과 위상 시프터 사이의 개구 양쪽을 통해 전달되고 (2) 제2회절된 노광은 기판과 위상 시프터 양쪽을 통해 전달된다.

제5도에 도시된 시프트 연부형 노광 마스크의 상기 특성에서, 위상 시프터는 용액으로부터 서서히 피착되기 때문에, 위상 시프터는 규정된 두께로 균일하게 형성된다. 또한, 위상 시프터는 상당히 조밀하여 위상 시프터의 굴절률은 기판의 굴절률고 정확히 동일하게 된다.

따라서, 제1 및 제2회절된 노광 양쪽의 광학적 간섭에 의해 발생되는 어둡고 밝은 광의 위상 시프터가 규정된 두께로 균일하게 형성되기 때문에 분명하게 구별될 수 있다.

또한, 기판을 통해 전달되는 노광은 위상 시프터의 굴절률이 기판의 굴절률과 정확하게 동이하기 때문에 위상 시프터에 의해 반사되지 않는다. 즉, 제1회절된 노광의 광 세기는 제2회절된 노광의 세기와 정확하게 동일하여 노광 사이에 완전히 간섭이 일어난다.

또한, 본 발명의 제2목적은 제1회절된 노광의 위상과 비교하여 위상이 반파장 만큼 시프트된 제2회절된 노광과 제1회절된 노광의 광학적 간섭에 의해 노광의 세기의 일부를 감소시키고 노광의 높고 낮은 세기에 의해 선택적으로 배열된 간섭 노광을 출력하기 위한 노광 마스크를 제공하므로써 실현되며, 노광을 전달하기 위해 규정된 굴절률을 갖는 기판, 이 기판을 통해 전달되는 노광을 차단하기 위해 제1간격보다 더 큰 제2간격으로 배열되도록 연부가 제거되며 기판 상에 초기에 제1간격으로 배열되는 차광 및 기판을 통해 전달되는 노광의 위상을 시프트시키기 위해 재료가 용해되어 있는 용액에서 제1간격으로 배열되는 차광 막 상에 규정된 간격 및 일정 두께로, 규정된 굴절률을 갖는 재료를 피착하여 형성한 위상 시프터를 포함하며, 제1회절된 노광은 기판 및 위상 시프터 사이의 개구 양쪽을 통해 전달되고, 제2회절된 노광은 기판 및 위상 시프터 양쪽을 통해 전달된다.

제4도에 도시된 노광 마스크와 동일한 자기 정합형 노광 마스크의 상기 특성에서, 위상 시프터는 용액에서 서서히 피착되므로, 위상 시프터가 규정된 두께로 균일하게, 형성된다. 또한, 위상 시프터는 상당히 조밀하여 위상 시프터의 굴절률이 기판의 굴절률과 정확히 동일하게 된다.

따라서, 제1 및 제2회절된 노광 사이의 광학적 간섭에 의해 발생되는 밝고 어두운 광은 위상 시프터가 일정 두께로 균일하게 형성되기 때문에 분명하게 구별될 수 있다.

또한, 기판을 통해 절달되는 노광은 위상 시프터의 굴절률이 기판의 굴절률과 정확히 동일하게 때문에 위상 시프터에 의해 반사되지 않는다. 즉, 제1회절된 노광의 광 세기가 제2회절된 노광의 세기와 정확히 동일하기 때문에 노광 사이에는 완전한 간섭이 발생된다.

또한, 본 발명의 제2목적은 제1회절된 노광과 제1회절된 노광의 위상과 비교하여 위상이 반파장 만큼 시프트되는 제2회절된 노광 사이의 광학적 간섭에 의해 노광 세기의 일부를 감소시키고, 노광의 높고 낮은 세기에 의해 선택적으로 배열된 간섭된 노광을 출력하기 위한 노광 마스크를 제공하므로써 실현되고, 이것은 노광을 전달하기 위해 규정된 굴절률을 갖는 기판, 이 기판을 통해 전달되는 노광을 차단하기 위해 규정된 간격으로 기판 상에 배열된 차광 막 및 이 기판을 통해 전달되는 노광의 위상을 시프트시키기 위해 기판으로부터 레지스트 층으로 전달되는 특정 광을 레지스트 층에 부족하게 조사하여, 차광 막으로부터 일정 거리 떨어져 기판 상의 차광 막 사이에 배열된 레지스트 층 내부에 형성되어 있는 노광된 레지스트 층 사이에, 재료가 용해되어 있는 용액으로부터 규정된 굴절률을 갖는 재료를 피착하여 차광 막과 기판 상에 규정된 간격 및 일정 두께로 배열하여 형성한 위상 시프터를 포함하며, (1) 노광된 레지스트 층을 제외한 레지스트 층은 위상 시프터가 노광된 레지스트 층 사이에 형성되기 전에 제거되며, (2) 노광된 층은 위상 시프터가 노광된 레지스트 층 사이에 형성된 후에 제거되고, (3) 제1회절된 노광은 기판과 위상 시프터 사이의 개구 양쪽을 통해 전달되며, (4) 제2회절된 노광은 기판과 위상 시프터 양쪽을 통해 전달된다.

제4도에 도시된 노광 마스크와 거의 동일한 자기 정합형 노광 마스크의 상기 특징에서, 위상 시프터가 용액으로부터 서서히 피착되기 때문에, 위상 시프터는 일정 두께로 균일하게 형성된다. 또한, 위상 시프터는 상당히 조밀하여 위상 시프터의 굴절률은 기판의 굴절률과 정확하게 동일하게 된다.

따라서, 제1 및 제2회절된 노광 사이의 광학적 간섭에 의해 발생되는 밝고 어두운 광은 위상 시프터가 일정 두께로 균일하게 형성되기 때문에 분명하게 구분될 수 있다.

또한, 기판을 통해 전달되는 노광은 위상 시프터의 굴절률이 기판의 굴절률과 동일하기 때문에 위상 시프터에 의해 반사되지 않는다. 즉, 제1회절된 노광의 광 세기가 제2회절된 노광의 세기와 정확하게 동일하여 노광 사이에는 완전한 간섭이 일어난다.

본 발명에 따른 양호한 실시예가 제8도 내지 제11도를 참조하여 설명된다.

제8a도내지 제8g도는 본 발명의 제1실시예에 따라 자기 정합형 노광 마스크를 제조하기 위한 방법을 도시한 부분도이다.

제8a도에 도시된 바와 같이, 주된 구성 요소 중 하나가 P-히드록시스티렌인 네가티브형 레지스트층(41)이 크롬의 얇은 막으로 형성된 차광막(43)이 부착되어있는 석영 기판(42)의 표면에 교대로 인가된다. 레지스트층(41)의 두께는 약 12000Å이다. 다음에, 레지스트층(41)에 인가된 석영 기판(42)는 120℃의 온도에서 1분 동안 구워진다.

그 다음에, 제8b도에 도시된 바와 같이, 석영 기판(42)와 레지스트층(41)이 Xe-Hg램프에 의해 발생된 광에 의해 노광된다. 즉, 2400Å 내지 3000Å 범위의 파장인 광이 5분 동안 석영 기판(42)의 후면(화살표로 도시된)으로부터 레지스트층(41)로 인가된다. 결과적으로, 레지스트층(41)의 부분은 막(43)에 의해 차광되지 않아, 잠재 이미지층(44)가 노광된 레지스트층의 부분상에 형성된다.

그다음, 잠재 이미지층(44)가 노광된 레지스트층(45)를 형성하기 위해 2분 동안 현상액에서 현상된다. 현상액은 2.38중량%의 테트라 메틸 암모늄 히드록시드(tetra-ammonium hydroxide)를 포함하는 용액이다.

다음에 제8c도에 도시된 바와 같이, 차광막(43)의 노광된 레지스트층은 레지스트층(41)로부터 제거되지 않아, 노광된 레지스트층(45)의 줄 무늬 패턴이 차광막(43)사이의 석영 기판(42)상에 형성된다.

그 다음에, 주된 구성요소 중 하나가 폴리 비닐 아세테이트인 용액이 석영 기판(42)의 표면상과 석영 기판(42)의 전 측면상으로 분무된다. 다음에, 용액이 분무된 석영 기판(42)는 대기 중에서 건조되어 분무 용액으로 형성된 보호층(46)이 제8d도에 도시된 바와 같이 형성된다. 보호층(45)은 실온에서 규소산화물 피착(silicon-oxide-at-room-temperature-depoition ; SODR)법에 사용되는 산 용액에 석영 기판(42)가 부식되는 것을 보호한다.

그 다음에, 제8e도에 도시된 바와 같이, 이산화 규소막(47)이 SORD법을 사용하여 차광막(43)상과 노광된 레지스트층(45) 사이에 형성된다.

노광된 레지스트층(45)와 보호층(46)을 갖는 석영 기판(42)를 이산화규소 (SiO₂)가 포화상태로 용해되어 있는 히드로 실리코플루오릭 산(hydro silic ofluoric acid : H₂SiF₆) 용액에 담근다. 다음에, 붕산(H₃BO₃)용액을 히드로 실리코플루오릭 산 용액에 첨가한다. 붕산 용액의 농도는 예를 들어 0.5몰/1 이고 혼합 용액은 35℃의 온도로 유지된다. 결과적으로, 제8e도에 도시된 바와 같이, 이산화규소막(47)이 차광막(43)상의 노광된 레지스트층(45)사이에 피착된다. 이산화규소막(47)의 두께는 정확하게 2400Å이다.

노광된 레지스트층(45)는 유기질이기 때문에 유기질이 아닌 이산화 규소는 노광된 레지스트층(45)상에 피착되지 않는다. 그러므로, 이산화규소막(47)은 노광된 레지스트층(45)사이에 선택적으로 배치된다.

또한, 이산화규소막(47)이 약 1000Å/Hr의 비율로 서서히 형성된다. 또한, 히드로 실리코플루오릭 산 및 붕산의 농도는 이 산 용액이 서서히 반응하기 때문에 전체 혼합 용액에 걸쳐 균일하게 유지된다.

이산화규소막(47)의 두께가 이 막(47)을 갖는 노광 마스크가 조사 단계에서 반도체 집적 회로를 제조하기 위해 사용될 때, 노광을 반파장 만큼 시프트시키기 위해 사용되기 때문에 λ/2(n-1)로 설정된다. 즉, 막(47)은 제4도에 도시된 위상 시프터로서 사용된다. 여기서 부호 λ는 노광의 파장을 나타내고 부호는 n은 이산화규소막(47)의 굴절률을 나타낸다.

이 실시예에서, 이산화규소막(47)의 굴절률은 1.5(n=1.5)이다. 석영 기판(42)는 이산화 규소로 구성되기 때문에, 기판(42)의 굴절률은 막(47)의 굴절률과 동일하다. 노광은 KrF엑시머 레이저 소스에 의해 발생한다. 노광의 파장은 2400Å이다(λ=2400Å). 그러므로, 막(47)의 두께는 2400Å으로 설정된다.

그 다음에, 피착된 이산화규소막(47)을 갖는 석영 기판(42)가 산소 가스 플라즈마 발생 시스템을 갖는 레지스트 회분화(ashing) 장치에 배치된다. 기판(42)는 30분 동안 장치내의 산호 가스 플라즈마에 노출되어, 노광된 레지스트층(45)와 보호층(46)이 회분화되어 제8f도에 도시된 바와 같이 제거된다.

그 다음에, 차광막(43)의 연부가 동방성 습식 에칭법에 따라 크롬 에칭 용액을 사용하여 6초 동안 에칭된다. 그러므로, 이산화규소막(47)이 제8g도에 도시된 바와 같이 0.04㎛의 폭(δ=0.04㎛) 만큼 차광막(43)에서 돌출한다. 이산화규소막(47)에서 돌출된 부분은 제4도에 기술된 위상 시프터의 기능을 한다. 돌출된 부분의 폭이 차광막(43)상에서 0.04㎛일 때, 기판(42)와 이산화규소막(47) 양쪽을 통해 전달되는 노광은 기판(42)와 이산화규소막(47)사이의 개구(48) 양쪽을 통해 전달되는 다른 노광과 광학적으로 상호 간섭을 일으킨다. 즉, 공지된 바와 같이, 제8g도에 도시된 노광 마스크를 통해 전달되는 노광을 구성하는 선택적으로 배열되는 어둡고 밝은 광으로 형성되는 줄무늬 패턴이 매우 선명하게 된다.

상기 기술된 바와 같이, 자기 정합형 노광 마스크는 SORD법에 사용되어 제조된다.

SORD법을 사용하여 제조되는 노광 마스크에서 노광된 레지스트층(45)는 이산화규소가 노광된 레지스트층(46)상에 피착되지 않기 때문에 이산화 규소에 의해 방해받지 않고 회분화 장치를 사용하여 회분화되어 제거될 수 있다.

혼합 용액에 용해된 이산화 규소는 차광막(43)의 연부가 에칭되기 전에 자기 정합으로 차광막(43)에 배열되기 때문에, 이산화규소막(47)은 규정된 간격으로 차광막(43)상에 용이하게 배열될 수 있다. 즉, 정합 시스템을 갖춘 대규모 전자빔 장치는 본 실시예에 따라 노광 마스크를 제조하기 위해 필요하지 않아, 대량의 데이타 및 복작한 데이타 처리가 필요하지 않다.

또한, 자기 정합형 노광 마스크가 제조되기 때문에, 격리된 공간 부가 반도체 장치 상에 형성되는 가의 여부와 관계없이 이산화규소막(47)과 같은 위상 시프터를 형성하기 위해 보조 개구가 필요하지 않다. 또한, 이산화규소막(47)이 서서히 피착되기 때문에 이산화규소막(47)의 두께가 정밀하게 조정 될 수 있다.

히드로 실리코플루오릭 산 및 붕산의 농도가 전체 혼합 용액에서 균일하게 유지되기 때문에, 이산화 규소는 전체 석영 기판(42)에서 균일하게 피착될 수 있다. 즉, 모든 이산화규소막(47)은 동일한 두께로 정밀하게 조정될 수 있다.

SORD법은 실온, 예를 들어, 35℃에서 실행되기 때문에, 안전한 작업이 보장되고 작업이 용히하게 실현될 수 있다.

또한, CVD법과 비교하여 SORD법을 사용하면 이산화규소막(47)은 상당히 조밀하다. 그러므로, 막(47)의 산 내성 특성은 CVD법에 의해 형성된 위상 시프터보다 우수하다. 또한, 이산화규소막(47)의 굴절률은 석영 기판(42)의 굴절률과 정확히 동일한 반면, CVD법에 의해 형성된 위상 시프터(23)은 제4도에 도시된 바와 같이 석영 기판(21)과 정확히 동일하지 않는다.

다음에, SORD법을 이용하여 제조된 노광 마스크는 NA=0.42인 투사 렌지로서 KrF엑시머 레이저 스테퍼(stepper)에 부착되었다. 다음에, KrF엑시머 레이저 소스에 의해 발생되는 노광은 반도체 장치 상에 인가된 0.5μ 두께의 노볼락형(novolak type) 포지티브 레지스트를 조사한다. 결과적으로, 밝고 어두운 광 영역이 0.2㎛ 간격으로 선택적으로 배열되는 줄무늬 패턴이 반도체 장치 상에서 정밀하게 얻어진다. 또한, 줄무늬 패턴은 재생된다.

따라서, SORD법을 사용하여 제조되는 노광 마스크를 사용하는 스테퍼의 해상력은 0.2㎛인 반면, 제4도에 도시된 종래의 자기 정합형 노광 마스크에서의 해상력은 0.27㎛이다.

해상력이 개선되는 이유는 이산화규소막(7)의 두께가 정밀하고 균일하게 조정될 수 있으며, 밀도가 증가하기 때문이다.

그러므로, 반도체 회로가 조사 단계에서 제조될 때, 줄무늬 패턴은 SORD법을 사용하여 노광 마스크를 사용하여 정밀하게 얻을 수 있다.

다음에, 본 발명의 제2실시예가 제9a 내지 제9e도를 참조하여 설명한다.

제9a도 내지 제9e도는 본 발명의 제2실시예에 따른 다른 자기 정합형 노광 마스크를 제조하기 위한 방법을 도시하는 부분도이다.

제9a도에 도시된 바와 같이, 주된 구성 성분 중 하나가 크레졸(cresol)노볼락 수지인 네가티브형 레지스트층(51)은 크롬 박막으로 형성된 차광막(53)이 부착되어 있는 석영 기판(52)의 표면에 교대로 인가된다.

레지스트층(51)의 두께는 약 13000Å이다. 다음에, 레지스트층(51)로 피복된 석영 기판(52)가 90℃의 온도에서 1분 동안 구워진다.

그 다음에, 제9b도에 도시된 바와 같이, 석영 기판(52) 및 레지스트층(51)이 Xe-Hg램프에 의해 발생된 광에 의해 노광된다. 즉, 2400Å 내지 3000Å 범위내의 파장을 갖는 광이 석영 기판(52)의 후면에서(화살표로 도시됨) 레지스트층(52)로 인가된다. 이 경우에, 광의 세기는 공지된 바와 같이, 차광막(53)사이의 중앙에서 가장 강하고 차광막(53)에서부터 간격이 작아짐에 따라 감소한다. 또한 제1실시예에서와 동일한 방식으로 차광막(53)사이의 모든 레지스트층(51)을 조사하기 위해 최소한의 노광이 필요하다. 이 실시예에서 레지스트층(1)은 최소한의 노광 이하의 광에 노광된다. 결과적으로, 레지스트층(51)은 부족하게 조사되기 때문에 차광막(53)으로부터 0.04㎛(δ=0.04㎛)의 간격 내에서는 조사되지 않는다. 그러므로, 잠재 이미지층(54)가 차광막(53)으로부터 0.04㎛의 간격을 초과하는 분리 영역에서 노광된 레지스트층(51)에 의해 형성된다.

그 다음에, 잠재 이미지층(54)는 노광된 레지스트층(55)를 형성하기 위해 2.38중량%이 테트라 메틸 암모늄 히드록시드를 포함하는 현상액에서 2분 동안 현상된다. 다음에, 제9c도에 도시된 바와 같이, 조사되지 않은 레지스트층이 레지스트층(51)로부터 제거되어, 노광된 레지스트층(55)의 줄무늬 패턴이 차광막(53)사이의 석영 기판(52)상에 형성된다.

그 다음에, 폴리비닐 아세테이트로 형성된 보호층(56)을 석영 기판(52)의 후면 및 석영 기판(52)의 모든 측면 상으로 분무하고, 제1실시예의 보호층(46)과 같은 방식으로 굽는다.

그 다음에, 제9d도에 도시된 바와 같이, 이산화규소막(57)이 제1실시예와 동일한 방식으로 SORD법을 사용하여 차광막(53)과 노광된 레지스트층(55) 사이의 석영 기판(52)상에 형성된다. 석영 기판(52)상에 형성된 이산화규소막(57)은 제4도에 기술된 위상 시프터로서 역할을 한다.

그다음, 제1실시예와 동일한 방식으로 SORD법을 실시한다. 즉, 노광된 레지스트층(55)와 보호층(56)을 갖는 석영 기판(52)를 히드로 실리코플루오릭 산 용액에 담근다. 다음에, 0.5몰/1 붕산 용액을 히드로 실리코플루오릭 산 용액에 첨가한다. 혼합된 용액을 35℃의 온도로 유지한다. 그러면, 이산화규소막(57)이 노광된 레지스트층(55) 사이에서 약 1000Å/Hr의 비율로 서서히 자기 정합형으로 피착된다. 이산화규소막(57)의 두께는 정확하게 2400Å이다. 그러므로, KrF엑시머 레이저 소스에 의해 발생된 노광은, 이산화규소막(47)의 굴절률이 1.5(n=1.5)이고 노광의 파장이 2400Å(λ=2400Å)이기 때문에, 때문에, 막(57)을 통해 전달되지 않는 노광과 비교하면 노광이 막(57)을 통과할 때 반파장 만큼 쉬프트된다.

그 다음에, 노광된 레지스트층(55)와 보호층(56)이 제1실시예와 동일한 방식으로 제9e도에 도시된 바와 같이 회분화되어 제거된다.

그러므로, 노광된 레지스트층(55)가 제거된 후 이산화규소막(57)사이에 개구(58)이 형성된다. 차광막(53)으로부터 돌출한 노광된 레지스트층(55)는 석영 기판(52)상에 0.04㎛ 폭(δ=0.04㎛)으로 배열된다.

상기 기술된 바와 같이 SORD법을 사용하여 자기 정합형 노광 마스크를 제조한다.

제2실시예에 따라 SORD법을 사용하여 제조한 노광 마스크에서, 기판(52)와, 이 기판(52)상에 0.04㎛폭으로 배열된 이산화규소막(57)을 통해 전달되는 노광은 막(57)에 의해 회절된다. 또한, 기판(52)와 이산화규소막(57)의 폭 사이의 개구(58)을 통해 전달되는 다른 노광도 막(57)에 의해 회절되며, 한 노광의 위상은 다른 노광의 위상과 반파장 만큼 차이가 있다.

그러므로, 양 노광은 광학적 간섭을 일으켜 밝고 어두운 광에 의해 형성된 줄무늬 패턴이 진행하는 노광에 의해 형성된다.

따라서, 0.04㎛ 폭의 위상 시프터는 Xe-Hg램프에 의해 발생되는 광의 세기를 감소시키므로써 용이하게 제조될 수 있고, 제1실시예에서 실시된 습식 에칭이 필요하지 않다. 그러므로, 제2실시예에 따른 제조방법은 단순화 될 수 있다.

노광이 제1실시예의 습식 에칭률의 조정과 비교하면 정확하게 조정될 수 있어, 위상 시프터의 폭이 정밀하게 조정될 수 있다.

또한, 노광된 레지스트층(55)는, 이산화규소가 노광된 레지스트층(55)상에 는 피착되지 않기 때문에, 이산화규소의 장애를 받지않고 화분화 장치를 사용하여 화분화하여 제거할 수 있다.

또한, 혼합된 용액에 용해되어 있는 이산화규소가 차광막(53)과 노광된 레지스트층(55) 사이의 자기 정합인 기판(52)상에 배치되기 때문에, 이산화규소막(57)이 기판(52)상에 0.04㎛ 폭으로 용이하게 배열될 수 있다. 즉, 정합 시스템을 갖춘 대규모 전자 빔 장치는 이 실시예에 따른 노광 마스크를 제조하기 위해 필요하지 않아, 대량의 데이타 및 복잡한 데이타 처리가 필요하지 않다.

또한, 자기 정합형 노광 마스크를 제조하기 때문에 격리된 공간 부가 반도체 장치상에 형성되는가의 여부와 관계없이 이산화규소막(57)과 같은 위상 시프터를 형성하기 위해 보조 개구가 필요하지 않다.

이산화규소막(57)이 서서히 피착되기 때문에, 이산화규소막(57)을 정밀하게 조정할 수 있다.

또한, 히드록 실리코플루오릭 산 및 붕산의 농도가 전체 혼합 용액에서 균일하게 유지되기 때문에, 이산화규소가 전체 석영 기판(52)에서 균일하게 피착될 수 있다. 즉 모든 이산화규소(57)은 동일한 두께로 정밀하게 조정될 수 있다.

또한, 실온 예를 들어, 35℃에서 SORD법을 실시하기 때문에, 안전한 작업을 보정하고, 작업이 용이하게 실시될 수 있다.

이산화규소막(57)은 SORD법이 사용되기 때문에 CVD법과 비교하여 상당히 조밀하다. 그러므로, 막(57)의 산 내성 특성은 CVD법에 의해 형성된 위상 시프터보다 우수하다. 또한, 이산화규소막(57)의 굴절률은 석영 기판(52)의 굴절률과 정확하게 동일하게 동일한 반면에, CVD법에 의해 형성된 위상 시프터(23)은 제4도에 도시된 석영 기판과 동일하지는 않다.

다음에, 제2실시예에 따라 SORD법을 사용하여 제조된 노광 마스크는 NA= 0.42인 투광 렌즈를 갖춘 KrF엑시머 레이저 스테퍼에 부착되어, 노광이 제1실시예에서와 동일한 방식으로 해상력을 검사하기 위해 0.5㎛ 두께의 노볼락형 포지티브 레지스트를 조사한다.

결과적으로, SORD법을 사용하여 제조한 노광 마스크를 사용하는 스테퍼의 해상력은 제1실시예와 동일한 방식으로 0.2㎛이다.

그러므로, 반도체 회로가 조사 단계에서 제조될 때 SORD법을 사용하여 제1실시예에서와 동일한 방식으로 제조된 노광 마스크를 사용하여 줄무늬 패턴을 정밀하게 얻을 수 있다.

다음에, 본 발명의 제3실시예가 설명된다.

차광막(53)이 부착되어 있는 석영 기판(52)의 표면에 네가티브형 레지스트층(51)이 교대로 인가되어, 제2실시예와 동일한 방식으로 구워진다.

그 다음에, 잠재 이미지층(54)가 레지스트층(51)의 내부에 형성되고 현상된 다음에, 노광된 레지스트층(55)의 줄무늬 패턴이 석영 기판(52)상의 차광막(53)사이에 형성되고, 보호층(56)이 제2실시예와 동일한 방식으로 형성된다.

다음에, 이산화규막(57)이 개장된 SORD법을 사용하여 차광막(53)과 석영 기판(52)상의 노광된 레지스트층(55) 사이에 형성된다. 석영 기판(52)상에 형성된 이산화규소막(57)은 제4도에 기술된 위상 시프터 기능을 한다.

개정된 SORD법은 다음과 같이 상세히 설명된다.

노광된 레지스트층(55)와 보호층(56)을 갖는 석영 기판(52)를 5℃의 온도로 제어되는 히드로 실리코플루오릭 산(H₂SiF₆) 용액에 담근다.

용액의 온도가 상대적으로 낮은, 예를 들어, 5℃일 때, 이산화규소의 침전이 작아지지만, 용액의 온도가 증가함에 따라, 이산화규소의 침전이 촉진되어 침전량이 증가한다.

그 이후에, 용액의 온도가 60℃까지 점진적으로 증가하여, 이산화규소의 침전이 계속되어, 이산화규소막(59)가 차광막(53)상의 노광된 레지스트층(55) 사이에 자기 정합으로 피착되어 2400Å 두께로 엄격하게 조정된다.

이산화규소막(57)는 약 1000Å/Hr의 속도로 서서히 형성된다. 또한, 히드로 실리코풀루오릭 산의 농도는 산이 서서히 반응하기 때문에 전체 용액에서 균일하게 유지된다.

그 다음에, 노광된 레지스트층(55)와 보호막(56)이 제2실시예와 동일한 방식으로 화분화되어 제거된다.

그러므로, 노광된 레지스트층(55)가 제거된 후 개구(58)이 이산화규소막(59)사이에 형성되고, 노광된 레지스트층(55)가 석영 기판(52)상에 0.04㎛ 폭으로 배열된다.

상기 설명된 바와 같이, 자기 정합형 노광 마스크는 제3실시예에 따라 개정된 SORD법을 사용하여 제조된다.

따라서, 이산화규소의 침전은 용액의 온도가 상승함에 따라 계속되어, 이산화규소막(59)가 피착되며, 이산화규소의 침전을 계속하기 위해 첨가 용액이 필요하지 않다. 그러므로, 불순물이 용액에 첨가되지 않아 불순물에 기인하는 마스크 결함을 방지할 수 있다.

또한, 제3실시예에 따른 방법으로 제조한 노광 마스크의 잔여 특성 및 해상력은 제2실시예와 동일하다.

개정된 SORD법은 SORD법 대신에 제1실시예에 따른 방법에 응용될 수 있다.

SORD법 및 개정된 SORD법이 제1 내지 제3실시예에 사용되지만, SORD법에서 붕산 용액을 첨가하고, 개정된 SORD법에서 온도를 증가시키는 대신에 히드로 실로코플루오릭산(H₂SiF₆) 용액에 알루미늄 금속 조각을 첨가하는 것이 양호하다. 알루미늄 금속 조각을 첨가하여 노광 마스크를 제조하기 위한 개정된 SORD법이 다음에 상세히 설명된다.

노광된 레지스트층(45,55) 및 보호층(46,56)을 갖는 석영 기판(42,52)을 35℃의 온도로 유지되는 히드로 실리코플루오릭산(H₂SiF₆)에 담근다. 그 다음에, 예를 들어, 알루미늄 금속 조각을 히드로 실리코플루오릭산 용액에 첨가한다.

결과로서, 하이드로겐 플루오라이드(HF)가 분해되어 이산화규소막(47,57 및 59)가 연속하여 피착될 수 있다.

또한, 네가티브형 레지스트층(41,51)이 제1 내지 제3실시예에서 사용되지만, 레지스트층이 제거되어 차광막(43,53)사이에 개구(48)을 형성하기 때문에 네가티브형 레지스트층(41,51)대신에 포지티브형 레지스트층을 사용하는 것이 양호하다. 방향족 아민 화합물을 포함하는 노불락과 같은 포지티브형 레지스트층을 사용하는 이미지 바전법(reversal method)은 다음과 같이 설명된다.

방향성 아민 화합물을 포함하는 포지티브형 노볼락 레진이 크롬 박막으로 구성된 차광막(43,53)이 부착된 석영 기판(42,52)의 표면에 교대로 인가된다. 포지티브형 노볼락의 두께는 약 1200Å이다. 다음에, 포지티브형 노볼락이 인가된 석영 기판(42,52)는 기판(42,52)의 후면으로부터 자외선으로 노광된다. 그 다음에, 광으로 노광된 포지티브형 노볼락은 120℃의 온도에서 10분 동안 구워진다.

그다음, 포지티브형 노볼락은 그 표면에서 자외선을 조사 받아 차광막(43, 53)상의 포지티브형 노볼락이 노광된다. 그다음, 노광된 노볼락은 현상되어 제거된다. 그러므로, 조사되지 않은 노볼락은 차광막(43,53) 사이에 잔류한다.

또한, 이산화규소막(46,57 및 59)가 피착되기 전에 노광된 레지스트층(45, 55)의 표면을 불화처리 하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 층(45,55)의 막(47,57 및 59)에 대한 부착력은 막(45,55)의 불화 처리에 의해 약해진다.

다음에, 본 발명의 제4실시예는 제10a내지 제10d도를 참조하여 설명된다.

제10a도 내지 제10d도는 제4실시예에 따른 노광 마스크를 제조하기 위한 방법을 도시하고 있는 부분도이다.

제10a도에 도시된 바와 같이, 레지스트층(61)은 전자 빔 패턴화 방법을 사용하여 투광성 석영 기판(62)상에 줄무늬 패턴을 형성하도록 배열된다. 레지스트층(61)은 약 1㎛ 두께이다. 또한, 제10b도에 도시된 바와 같이 석영 기판(62)의 후면과 석영 기판(62)의 측면상에 레지스트층(63)을 피복한다. SORD법에서 사용된 산 용액에 의해 기판(62)가 부식되는 것을 방지하기 위해 레지스트 피복기 또는 수작업으로 레지스트층(63)을 피복한다.

그 다음에, 제1방법과 동일 방식으로 SORD법을 실시한다. 즉, 레지스트층(61)을 갖춘 석영 기판을 히드로 실리코플루오릭산 용액에 담근다. 다음에, 붕산 용액을 히드로 실리코플루오릭산 용액을 첨가한다. 붕산 용액에 농도는 0.5몰/1이고 혼합 용액에 35℃의 온도로 유지한다.

그렇게 하여, 제10c도에 도시된 바와 같이, 이산화규소막(64)는 기판(62)상의 레지스트층(61)이 자기 정합으로 피착된다. 이때에, 이산화규소는 층(61)이 유기질로 구성되어 있기 때문에 레지스트층(61)상에 피착되지 않는다.

이산화규소막(64)는 제1방법에서와 동일한 방식으로 정확히 λ/2(n-1)㎛ 두께로 된다. 그러므로, 이산화규소막(64)는 제5도에 도시된 위상 시프터의 역할을 한다.

그 다음에, 레지스트층(61,63)은 피착된 이산화규소막(64)를 갖는 기판(62)를 황산과 같은 제거액 내에 담그므로써 제거된다. 그러므로, 제10d도에 도시된 바와 같이, 위상 시프터 석영 기판(62)의 역할을 하는 이산화규소막(64)를 포함하는 시프트 연부형 노광 마스크를 제조한다.

제4실시예에 따른 방법에 의해 제조된 시프트 연부형 노광 마스크에서, 레지스트층(61)은 이산화규소가 레지스트층(61)상에 피착되지 않기 때문에 이산화규소에 방해받지 않고 황산에 의해 제거될 수 있다.

또한, 혼합 용액에 용해된 이산화규소는 석영 기판(62)상의 레지스트층(61) 사이에 자기 정합으로 배치되기 때문에, 이산화규소막(64)는 규정된 간격으로 기판(62)상에 용이하게 배열될 수 있다. 즉, 이 실시예에 따른 노광 마스크를 제조하기 위해 정합 시스템을 갖춘 대규모 전자 빔 장치를 필요로 하지 않아, 대량의 데이타 및 데이타 처리를 필요로 하지 않는다.

이산화규소막(64)가 서서히 피착되기 때문에, 이산화규소막(64)의 두께를 정밀하게 조정할 수 있다. 히드로 실리코플루오릭산 및 붕산의 제1실시예와 동일한 방식으로 전체 혼합된 용액에서 균일하게 유지되기 때문에, 이산화규소가 전체 석영 기판(62)에서 균일하게 피착될 수 있다. 즉, 전체 이산화규소막(64)를 동일한 두께로 정밀하게 조정할 수 있다.

또한, SORD법은 실온, 예를 들어, 35℃에서 실시될 수 있으므로, 안전한 작업을 보장할 수 있고, 작업을 용이하게 실시할 수 있다.

이산화규소막(64)는 SORD법을 사용하기 때문에 CVD법과 비교하여 조밀하다. 그러므로, 막(64)의 산 내성 특성은 CVD법에 의해 형성된 위상 시프터에 비해 우수하다. 또한, 이산화 실리콘 막(64)의 굴절률은 석영 기판(62)의 굴절률과 정확히 동일하지만, CVD법에 의해 형성된 위상 시프터(32)는 제5도에 도시된 석영 기판(31)과 정확히 동일하지는 않다. 또한, 이산화규소막(64)는 노광 마스크가 오랫동안 사용되었는가의 여부와 관계없이 크기에 변화가 없다.

제4실시예에서, SORD법이 사용되었지만, SORD법 대신 개정된 SORD법을 제2실시예에서와 동일한 방식으로 사용하는 것이 양호하다.

또한, 개정된 SORD법을 사용하는 것이 양호하다.

다음에, 본 발명의 제5실시예는 제11a내지 11d도를 참조하여 설명된다.

제11a 내지 제11d도는 제5실시예에 따른 시프트 연부형 위상 시프팅 마스크 및 비 위상 시프팅 마스크 양쪽에 의해 완전하게 형성된 노광 마스크를 제조하기 위한 방법을 도시하는 부분도이다.

제11a도에 도시된 바와 같이, 차광막(71)은 석영 기판(72)의 제1부분 상에 줄무늬 패턴을 형성하기 위해 규정된 간격으로 배열된다. 기판(72)의 제1부분은 비 위상 시프팅 마스크인 노광 마스크를 생산하기 위해 처리된다. 한편, 비 차광막이 석영 기판(72)의 제2부분상에 배열된다. 석영 기판(72)의 제2부분인 시프트 연부형 위상 시프팅 마스크를 생산하기 위해 처리된다.

차광막(71)은 크롬 또는 크롬 산화물로 구성된다. 차광막(71)에 의해 배열된 줄무늬 패턴은 전자 빔 피턴화 법에 의해 형성된다.

그 다음에, 레지스트층(73)은 전체 석영 기판(72)에 걸쳐 피복된다. 레지스트층(73)은 약 1㎛의 두께이다. 다음에, 제11b도에 도시된 바와 같이, 전자 빔 패턴화 방법에 의해 전술한 줄무늬 패턴의 레지스트층(74)를 형성하기 위해 석영 기판(72)의 제2부분 상의 레지스트층(73)을 에칭한다.

또한, 제11c도에 도시된 바와 같이, 보호층(75)를 형성하기 위해 크롬 또는 크롬 산화물로 구성된 레지스트층을 기판(72)의 후면 및 기판(72)의 측면 상으로 피복한다. 보호층(75)는 SORD법을 실시할 때 기판(72)가 산 용액에 의해 부식되는 것을 방지한다. 피복은 레지스트 피복기 또는 수작업으로 실시된다.

그 다음에, SORD법은 제1방법와 동일한 방식으로 실시된다. 즉, 레지스트층(74)를 갖춘 석영 기판(72)을 히드로 실리코플루오릭산 용액에 담근다. 다음에, 붕산 용액을 히드로 실리코플루오릭산 용액에 첨가한다. 붕산 용액의 농도는 0.5몰/1이고, 혼합 용액은 35℃의 온도로 유지된다.

그러므로, 제11d도에 도시된 바와 같이, 이산화규소막(76)은 기판(72)상의 레지스트층(74)사이에 자기 정합으로 피착된다. 이때에, 산화 규소는 층(73,74)가 유기질로 구성되기 때문에 레지스트층(73,74)상에 피착되지 않는다.

이산화규소막(76)은 제1방법과 동일한 방식으로 정확히 λ/2(n-1)㎛ 두께로 된다. 그러므로, 이산화규소막(76)은 제5도에 도시된 바와 같이 위상 시프터의 기능을 한다.

그 다음에 레지스트층(73,74) 및 보호층(75)는 피착된 이산화규소막(76)을 갖는 기판(72)을 황산과 같은 제거액에 담구어 제거한다. 그러므로, 제11e도에 도시된 바와 같이, 시프트 연부형 위상 시프팅 마스크 및 비 위상 시프팅 마스크 모두에 의해 완전하게 형성된 노광 마스크를 얻는다.

제5실시예에 따른 방법에 의해 제조된 시프트 연부형 노광 마스크에서, 레지스트층(73,74) 및 보호층(75)는 이산화규소가 레지스트층(73,74) 및 보호층(75)상에 피착되지 않기 때문에 이산화규소에 의해 방해받지 않고 황산에 의해 제거될 수 있다.

또한, 시프트 연부형 위상 시프팅 마스크와 비 위상 시프팅 마스크 모두는 완전하게 제조되기 때문에, 노광 마스크를 통해 전달되는, 밝고 어두운 광에 의해 셀부분과 주변 회로를 조사하고, 반도체 장치 상에 동시에 패턴화 해야 하는 경우에 노광 마스크가 적절하다. 일반적으로, 셀 부분은 미세하게 패턴화 되어야 하므로, 위상 시프팅 마스크를 갖는 노광 마스크를 사용하여 셀 부분을 패턴화 하는 것은 곤란하다. 한편, 주변회로는 미세하게 패턴화 할 필요가 없으므로, 위상 시프팅 마스크를 갖는 노광 마스크가 주변 회로를 패턴화 하는데에 적합하다.

그러므로, 제5실시예에 따른 방법에 의해 제조된 노광 마스크는 셀 회로와 주변 회로를 동시에 패턴화하는데 적합하다. 즉, 기판(72)이 제2부분을 통해 전달되는 밝고 어두운 광은 주변 회로를 패턴화하기 위해 반도체 장치 상에 조사되는 반면에, 기판(72)의 제1부분을 통해 전달되는 밝고 어두운 광은 셀 회로를 패턴화 하기 위해 반도체 장치에 노광된다.

SORD법이 제5실시예에 사용되었지만, SORD법 대신에 제2실시예와 동일한 방식으로 개정된 SORD법을 사용하는 것이 양호하다.

또한, 한층 더 개정된 SORD법을 사용하는 것이 바람직하다.

양호한 실시예에서 본 발명의 원리를 예시하고 설명하였지만, 본 발명은 이러한 원리에서 벗어나지 않고 본 발명을 개정하고 변경할 수 있다는 것이 본 분야에 숙련된 자는 알 수 있다. 본 발명은 첨부된 특허 청구의 범위의 영역 및 원리내에 포함되는 모든 개정을 포함한다.

Claims (9)

1. 기판과 위상 시프터들 사이의 개구 양쪽을 통해 전달된 노광의 위상과 비교하여 기판을 통해 전달된 노광의 위상을 반파장 만큼 시프트시키기 위해 노광을 전달하는 기판 및 이 기판상에 규정된 간격으로 배열된 위상 시프터들이 제공되는 노광 마스크를 제조하기 위한 방법에 있어서, 상기 위상 시프터 재료가 용해되어 있는 용액을 준비하는 단계 ; 선정된 간격으로 기판 상에 레지스트층을 배열하는 단계로서, 상기 위상 시프터 재료가 상기 레지스트층에 피착되는 것이 방지되는 단계 ; 상기 레지스트층을 갖는 기판을 상기 위상 시프터 재료가 용해되어 있는 용액에 담그는 단계 ; 상기 용액으로부터 위상 시프터 재료를 피착하여, 상기 레지스트층들 사이의 기판상에 선정된 두께로 상기 위상 시프터를 형성하는 단계 ; 상기 용액으로부터 상기 위상 시프터를 갖는 기판을 제거하는 단계 ; 및 개구를 형성하기 위해 상기 기판으로부터 상기 레지스트층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 위상 시프터 재료가 이산하규소(SiO₂)인 것을 특징으로 하는 노광 마스크 제조방법.
3. 기판으로부터 위상 시프터로 전달된 노광의 위상이 기판으로부터 위상 시프터들 사이의 개구로 전달된 노광의 위상과 비교하여 반파장 만큼 시프트되는 노광 마스크를 제조하기 위한 방법에 있어서, 상기 기판을 통해 전달된 노광을 차단하는 차광막을 규정된 간격으로 기판 상에 배열하는 단계 ; 상기 위상 시프터 재료가 용해되어 있는 용액을 준비하는 단계 ; 상기 차광막들 사이의 기판 상에 레지스트층을 배열하는 단계로서, 상기 위상 시프터 재료가 피착되는 것이 방지되는 단계 ; 상기 차광막과 레지스트층을 갖는 기판을 상기 위상 시프터 재료가 용해되어 있는 용액내에 담그는 단계 ; 상기 용액으로부터 상기 위상 시프터 재료를 용액으로부터 피착하여, 상기 레지스트층들 사이의 상기 차광막과 상기 차광막 상에 상기 위상 시프터를 선정된 두께로 형성하는 단계 ; 상기 위상 시프터를 갖는 기판을 상기 용액으로부터 제거하는 단계 ; 개구를 형성하기 위해 상기 레지스트층을 상기 기판으로부터 제거하는 단계 ; 및 상기 레지스트 층의 양쪽 연부로부터, 상기 위상 시프터를 상기 차광막 상에서 돌출시키는 일정 폭의 띠를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크 제조 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 레지스트층의 양쪽 연부를 등방성 습식 에칭에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크의 제조방법.
5. 기판으로부터 위상 시프터로 전달되는 노광의 위상이 기판으로부터 위상 시프터들 사이의 개구로 전달된 노광의 위상과 비교하여 반 파장 만큼 시프트되는 노광 마스크를 제조하기 위한 방법에 있어서, 상기 기판을 통해 전달된 노광을 차단하는 차광 막을 규정된 간격으로 상기 기판 상에 배열하는 단계 ; 위상 시프터 재료가 용해되어 있는 용액을 준비하는 단계 ; 선택성을 갖고 반응하는 특정 용액을 준비하는 단계 ; 상기 특정 용액에 의해 제거될 수 있는 레지스트층을 상기 기판 상에 배열하는 단계 ; 상기 기판상으로부터 상기 레지스트 층으로 전달된 특정광으로 상기 레지스트층을 부족하게 노광 시키는 단계 ; 상기 특정 용액에 의해 제거될수 없고, 상기 위상 시프터 재료가 부착하지 않는 노광된 레지스트 층을 상기 레지스트층의 내부에 상기 차광막으로부터 일정간격을 두고 형성하는 단계 ; 상기 노광된 레지스트 층을 제외한 레지스트층을 상기 특정 용액을 이용하여 제거하는 단계 ; 상기 차광막과 상기 노광된 레지스트층을 갖는 기판을 위상 시프터 재료가 용해되어 있는 용액에 담그는 단계 ; 상기 용액으로부터 상기 위상 시프터 재료를 피착하여, 상기 차광막 상에 그리고, 상기 노광된 레지스트층들 사이의 기판 상에 규정된 두께로 상기 위상 시프터를 형성하는 단계 ; 상기 용액으로부터 상기 위상 시프터를 갖는 기판을 제거하는 단계 ; 및 개구를 형성하기 위해 기판으로부터 레지스트 층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크 제조 방법.
6. 기판으로부터 위상 시프터로 전달된 노광의 위상이 기판으로부터 위상 시프터들 사이의 개구로 전달된 노광의 위상과 비교하여 반파장 만큼 시프트되는 노광 마스크를 제조하기 위한 방법에 있어서, 기판을 통해 전달된 노광을 차단하는 차광막을 상기 기판의 제1부분 상에 규정된 간격으로 배열하는 단계 ; 위상 시프터 재료가 용해되어 있는 용액을 준비하는 단계 ; 선택성을 갖고 반응하는 특정 용액을 준비하는 단계 ; 상기 특정 용액에 의해 제거될 수 있는 제1레지스트층을 상기 기판의 제1부분 상에 배열하는 단계 ; 차광막이 배열되어 있지 않은 상기 기판의 제2부분 상에 일정 간격으로 상기 특정 용액에 의해 제거될 수 있는 제2레지스트층을 배열하는 단계 ; 상기 제1레지스트층과 상기 제2레지스트층을 갖는 기판을 상기 위상 시프트 재료가 용해되어 있는 용액에 담그는 단계 ; 상기 용액으로부터 상기 제2레지스트층들 사이의 기판상에 규정된 두께로 상기 위상 시프터 재료를 피착하여 상기 위상 시프터를 형성하는 단계 ; 상기 용액으로부터 상기 위상 시프터를 갖는 기판을 제거하는 단계 ; 및 개구를 형성하기 위해 상기 제1레지스트층 및 상기 제2레지스트층을 상기 기판으로부터 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크 제조 방법.
7. 제1회절된 노광과, 이 제1회절된 노광의 위상과 비해 반파장 만큼 시프트된 제2회절된 노광과의 광학적 간섭에 의해 노광의 세기의 일부를 감소시키고, 노광의 높고 낮은 세기에 의해 선택적으로 배열된 간섭된 노광을 출력 하기 위한 노광 마스크에 있어서, 상기 노광을 전달하기 위해 규정된 굴절률을 갖는 기판 ; 및 상기 기판을 통해 전달된 노광의 위상을 시프트시키기 위해 재료가 용해되어 있는 용액으로부터 규정된 굴절률을 갖는 재료를 상기 기판 상에 규정된 간격으로 및 일정 두께로 피착시켜 형성한 위상 시프터를 포함하고, (1) 상기 제1회절된 노광이 상기 기판 및 상기 위상 시프터들 사이의 개구 모두를 통해 전달되고 (2) 상기 제2회절된 노광은 상기 기판 및 상기 위상 시프터 모두를 통해 전달되는 것을 특징으로 하는 노광 마스크.
8. 제1회절된 노광과, 이 제1회절된 노광의 위상에 비해 반파장 만큼 시프트된 제2회절된 노광과의 광학적 간섭에 의해 노광의 세기의 일부를 감소시키고, 노광의 높고 낮은 세기에 의해 선택적으로 배열된 간섭 노광을 출력하기 위한 노광 마스크에 있어서, 상기 노광을 전달하기 위해 규정된 굴절률을 갖는 기판 ; 상기 기판상에 제1간격으로 초기 배열되고 있고 상기 기판을 통해 전달된 노광을 차단하기 위해 상기 제1간격보다 더 큰 제2간격으로 배열되도록 그 연부가 제거되는 차광막 ; 및 상기 기판을 통해 전달된 노광의 위상을 시프트시키기 위해 재료가 용해되어 있는 용액에서 규정된 굴절률을 갖는 재료를 상기 제1간격으로 배열된 차광막 상에 규정된 간격 및 일정 두께로 피착하여 형성된 위상 시프터를 포함하고, 상기 제1회절된 노광이 상기기판 및 상기 위상 시프터들 사이의 개구 양쪽을 통해 전달되며, 상기 제2회절된 노광은 기판 및 위상 시프터 양쪽을 통해 전달되는 것을 특징으로 하는 노광 마스크.
9. 제1회절된 노광과, 이 제1회절된 노광의 위상에 비해 반파장 만큼 시프트되는 제2회절된 노광 사이의 광학적 간섭에 의해 노광 세기의 일부를 감소시키고, 노광의 높고 낮은 세기에 의해 선택적으로 배열된 간섭된 노광을 출력하기 위한 노광 마스크에 있어서, 상기 노광을 전달하기 위해 규정된 굴절률을 갖는 기판 ; 상기 기판을 통해 전달되는 노광을 차단하기 위해 규정된 간격으로 상기 기판 상에 배열된 차광막 ; 및 상기 기판을 통해 전달된 노광의 위상을 시프트시키기 위해, 상기 기판으로부터 레지스트층으로 전달되는 특정 광을 상기 레지스트층에 부족하게 노광시켜 상기 차광막들 사이의 기판 상에 배열된 레지스트층 내부에 상기 차광막으로부터 일정 거리 떨어져 형성되어 있고, 상기 차광막과 상기 기판 상에 규정된 간격 및 일정 두께로 배열된 노광된 레지스트층들 사이에, 재료가 용해되어 있는 용액으로부터 규정될 굴절률을 갖는 재료를 피착하여 형성한 위상 시프터를 포함하고, (1) 상기 위상 시프터가 상기 노광된 레지스트층들 사이에 형성되기 전에 상기 노광된 레지스트층을 제외한 레지스트층은 제거되며, (2) 상기 위상 시프터가 상기 노광된 레지스트층들 사이에 형성된 후에 상기 노광된 층은 제거되고, (3) 상기 제1회절된 노광은 상기 기판 및 상기 위상 시프터들 사이의 개구 양쪽을 통해 전달되며, (4) 상기 제2회절된 노광은 상기 기판과 상기 위상 시프터 양쪽을 통해 전달되는 것을 특징으로 하는 노광 마스크.