KR970004480B1 - Phase shift mask nad manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
제1도 내지 제6도는 본 발명에 의하여 위상반전마스크 및 그 제조공정을 도시한 단면도.1 to 6 are cross-sectional views showing the phase inversion mask and its manufacturing process according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1 : 석영기판,3 : 감광막패턴,1: quartz substrate, 3: photosensitive film pattern,
5 : 홈,7 : 질화막스페이서,5: groove, 7: nitride spacer,
8,9 : 크로막,11 : 감광막,8,9: chromium, 11: photosensitive film,
13 : 크롬패턴13: chrome pattern
본 발명은 위상반전마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 석영기판의 상부에 감광막패턴을 형성한 다음, 감광막패턴을 마스크로하여 석영기판을 부분식각하여 홈을 형성하고 상기 홈의 측벽에 질화막스페이서를 형성한 다음, 전체구조상부에 크롬을 증착하고 홈에 형성된 크롬패턴을 보호하기 위한 감광막을 도포하고 난 후, 식각되지 않은 석영기판에 증착된 크롬을 제거하고 감광막과 질화막스페이서를 제거함으로써 크롬패턴이 정렬되어 있는 위상반전마스크를 제조하여 소자의 해상력을 높이고 신뢰성을 향상시키는 기술이다.The present invention relates to a phase reversal mask and a method of manufacturing the same, wherein a photoresist pattern is formed on an upper surface of a quartz substrate, and then a groove is formed by partially etching the quartz substrate using the photoresist pattern as a mask, and a nitride film spacer is formed on the sidewall of the groove. After forming, the chromium pattern is formed by depositing chromium on the entire structure and applying a photoresist film to protect the chromium pattern formed in the groove, and then removing chromium deposited on the unetched quartz substrate and removing the photoresist and nitride spacers. It is a technology to increase the resolution of the device and improve the reliability by manufacturing an ordered phase inversion mask.
리소그래피 기술은 특정한 광원을 이용하여 감광막에 노광시키는 기술로써 사용되는 광은 파장이 436nm인지-라인(G-line)과 365nm 아이-라인(I-line)을 일반적으로 사용하고 있으며 최근에는 해상력이 향상된 248nm이하인 디유브이(Duv : deep ultra vioiet, 이하에서 Duv라 함) 영역의 파장을 사용하고 있다. 상기 G-line과 I-line은 수은 램프에서 파장을 선택하여 사용하며, 상기 Duv 이하의 파장은 레이저를 이용하여 사용된다. 특히, 레이저를 사용할 경우에 사용되는 마스크의 재질 및 투광율에 따라 공정효과가 크게 달라지며 위상반전마스크의 경우도 마찬가지이다. 종래에는 석영기판 상부에 크롬패턴이 형성된 마스크를 사용하였는데, 집적도가 높아짐에 따라 크롬패턴이 형성된 마스크를 사용할 경우, 투광되는 광은 인접한 패턴간에 서로 동위상이기 때문에 패턴의 경계부에서 빛의 회절 및 간섭이 심해져서 패턴이 분리되지 않으므로 해상도가 저하되는 문제가 발생한다. 그로인하여, 미세패턴을 디파인(define)하기 위하여 위상반전을 이용한 위상반전마스크을 제조하게 되었다. 상기 패턴의 경계부를 크롬패턴의 경계부를 말한다.Lithography technology uses a specific light source to expose the photoresist, and light generally uses 436nm G-line and 365nm I-line. It uses a wavelength in the Diuv (Duv: deep ultra vioiet, hereinafter Duv) region that is 248 nm or less. The G-line and I-line are used by selecting a wavelength in a mercury lamp, and the wavelength below Duv is used by using a laser. In particular, the process effect varies greatly depending on the material and the light transmittance of the mask used when the laser is used, and the same applies to the phase inversion mask. Conventionally, a mask in which a chromium pattern is formed on a quartz substrate is used. In the case of using a mask in which a chromium pattern is formed as the degree of integration increases, diffracted and interference of light at the boundary of the pattern is because the transmitted light is in phase with each other between adjacent patterns. This becomes worse and the pattern is not separated, resulting in a problem that the resolution is lowered. As a result, a phase inversion mask using phase inversion has been manufactured in order to define fine patterns. The boundary portion of the pattern refers to the boundary portion of the chrome pattern.
그러나, 어떠한 위상반전마스크의 경우, 마스크상에 도포되는 위상반전 물질의 특성에 따라 Duv 영역에서는 투광율이 급격히 저하되어 효과가 떨어진다. 그리고, 위상반전마스크의 경우, 산화막계열의 위상반전물질을 사용하면 단파장으로 갈수록 투과율이 떨어져 석영기판과 같은 재질의 위상반전 물질을 필요로 한다.However, in the case of any phase inversion mask, the light transmittance is drastically lowered in the Duv region according to the characteristics of the phase inversion material applied on the mask, thereby decreasing the effect. In the case of the phase inversion mask, the phase inversion material of the oxide film series requires a phase inversion material made of a material such as a quartz substrate because the transmittance decreases as the wavelength becomes shorter.
그래서, 최근에는 Duv 영역에 맞는 합성석영기판 마스크가 개발되고 있으며 위상반전마스크의 제작도 위상반전물질 대신에 석영기판을 이용하는 것이 필요하다.Thus, recently, a synthetic quartz substrate mask for the Duv region has been developed, and it is necessary to use a quartz substrate instead of the phase shift material to manufacture a phase shift mask.
따라서, 본 발명에서는 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 석영기판의 상부에 감광막패턴을 형성한 후에 마스크로 사용하여 석영기판을 식각하여 홈을 형성하고, 상기 홈의 측벽에 질화막스페이서를 형성하고 크롬을 증착하고 식각되지 않은 석영기판의 상부에 증착된 크롬과 질화막스페이서를 제거함으로써, 정렬된 크롬패턴을 갖는 위상반전마스크 및 그 제조방법을 그 목적으로 한다.Therefore, in the present invention, in order to solve the above problems, after forming a photoresist pattern on the quartz substrate, using a mask to etch the quartz substrate to form a groove, to form a nitride film spacer on the sidewall of the groove and chromium By removing chromium and nitride film spacers deposited on top of a deposited and unetched quartz substrate, a phase inversion mask having an aligned chromium pattern and a method of manufacturing the same are provided.
이상의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 석영기판의 일정부분이 식각되어 석영기판 상부와 위상반전이 발생하도록 한 다수의 홈을 이격되어 형성되고, 상기 홈의 저부의 중앙에 정렬시켜 크롬패턴이 형성되는데 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is that a certain portion of the quartz substrate is etched to form a plurality of grooves spaced apart from the top of the quartz substrate to generate a phase inversion, chrome pattern by aligning the center of the bottom of the groove This is in formation.
이상의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 석영기판의 상부에 이빔으로 감광막패턴을 형성하고 상기 감광막패턴을 마스크로하여 습식 또는 건식 방법으로 석영기판을 부분식각하여 다수의 홈을 형성하는 공정과 상기 감광막 패턴을 제거한 다음, 상기 홈의 측벽에 질화막스페이서를 형성하는 공정과, 전체구조의 상부에 크롬막을 증착한 후, 감광막을 도포하고 에치백공정으로 홈의 저부에 증착된 크롬막만을 덮을 정도로 감광막을 제거하는 공정과, 노출된 크롬막을 제거하고 상기 질화막 스페이서를 습식방법으로 제거하는 공정과 상기 홈 내부의 감광막을 제거하여 홈 내부에 정렬된 크롬패턴을 형성하는 공정을 포함하는데 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is a process of forming a plurality of grooves by forming a photoresist pattern on the quartz substrate with an e-beam and partially etching the quartz substrate by a wet or dry method using the photoresist pattern as a mask. And removing the photoresist pattern, forming a nitride film spacer on the sidewall of the groove, depositing a chromium film on top of the whole structure, and then applying the photoresist and covering only the chromium film deposited on the bottom of the groove by the etch back process. And removing the exposed chromium film, removing the nitride film spacer by a wet method, and removing the photosensitive film inside the groove to form an aligned chromium pattern in the groove.
이하, 첨부된 도면의 참고로하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도 내지 제6도는 본 발명에 의한 위상반전마스크 및 그 제조공정을 도시한 단면도이다.1 to 6 are cross-sectional views showing a phase inversion mask and a manufacturing process thereof according to the present invention.
제1도는 석영기판(1)의 상부에 감광막패널(3)을 형성한 것을 도시한 단면도이다. 여기서, 상기 감광막패턴(2)을 형성하는 감광막은 130℃ 이상에서 열처리하여야 석영기판(1) 식각시 감광막패턴(3)이 보존되며, 석영기판의 식각선택비에 따라 감광막의 두께를 조절하여야 한다.1 is a cross-sectional view showing the formation of the photosensitive film panel 3 on the quartz substrate 1. Here, the photoresist film forming the photoresist pattern 2 should be heat-treated at 130 ° C. or higher to preserve the photoresist pattern 3 when the quartz substrate 1 is etched, and adjust the thickness of the photoresist according to the etching selectivity of the quartz substrate. .
제2도는 상기 감광막패턴(3)을 마스크로하여 CHF3또는 CF4를 사용하여 습식 또는 건식방법으로 석영기판(1)을 식각하여 홈(5)을 형성한 것을 도시한 단면도이다. 상기 홈(5)의 깊이는 디유브이(Duv : Depp ultra violet, 이하에서 Duv라 함) 영역에서 위상이 180도가 반전되는 3,000-4,000Å으로하며 식각하면서 두께를 조절한다.FIG. 2 is a cross-sectional view showing that the groove 5 is formed by etching the quartz substrate 1 by a wet or dry method using CHF 3 or CF 4 using the photoresist pattern 3 as a mask. The depth of the groove 5 is 3,000 to 4,000 되는 in which the phase is inverted by 180 degrees in the Deyub (Duv: Depp ultra violet, hereinafter Duv) region, and the thickness is adjusted while etching.
제3도는 상기 감광막패턴(3)을 제거한 다음, 상기 홈(5)의 측벽에 질화막스페이서(7)를 형성한 것을 도시한 단면도이다. 여기서, 질화막스페이서(7)는 상부구조전체에 질화막을 일정한 두께로 도포하고 이방성식각하여 형성하며, 질화막대신에 다결정실리콘을 이방성식각하여 다결정실콘 스페이서를 형성하여 사용하기도 한다.3 is a cross-sectional view of the nitride film spacer 7 formed on the sidewall of the groove 5 after the photosensitive film pattern 3 is removed. In this case, the nitride film spacer 7 is formed by applying a nitride film with a predetermined thickness to the entire upper structure and anisotropically etching. Also, the nitride film spacer 7 may be used to form polycrystalline silicon spacers by anisotropically etching polycrystalline silicon instead of the nitride film.
제4도는 상부구조전체에 스퍼터링방법으로 크롬막(9)을 증착한 것을 도시한 단면도로서, 질화막스페이서(7)의 상부에는 비교적 얇게 증착된다.4 is a cross-sectional view showing the deposition of the chromium film 9 on the entire upper structure by the sputtering method, and is deposited relatively thinly on the nitride film spacer 7.
제5도는 감광막(11)을 전체구조의 상부에 도포한 후, 에치백공정으로 홈(5)의 저부에 직접 맞닿는 크롬막(9) 상부만 감광막(11)이 남도록 한 후, 크롬막(9)을 식각하여 크롬패턴(13)을 형성한 것을 도시한 단면도이다.FIG. 5 shows that the photoresist film 11 is applied to the upper part of the entire structure, and then the photoresist film 11 remains on the upper portion of the chromium film 9 directly contacting the bottom of the groove 5 by an etch back process. ) Is a cross-sectional view showing the formation of the chrome pattern 13 by etching.
제6도는 제5도의 공정후에 질화막스페이서(7)을 습식방법으로 제거한 다음, 감광막(11)을 제거함으로써 정렬된 크롬패턴(13)을 갖는 위상반전마스크를 도시한 단면도이다. 여기서, 질화막스페이서(7) 재거시 질화막스페이서(7)의 측면에서 돌출되는 크롬막(9)도 함께 제거된다. 상기 질화막의 두께를 조절함으로써 내부 크롬패턴(13)의 크기를 조절할 수 있다.FIG. 6 is a cross-sectional view showing a phase inversion mask having the chromium patterns 13 aligned by removing the nitride film spacer 7 by the wet method after the process of FIG. 5 and then removing the photosensitive film 11. Here, the chromium film 9 protruding from the side of the nitride film spacer 7 when the nitride film spacer 7 is relocated is also removed. By controlling the thickness of the nitride film, the size of the internal chrome pattern 13 may be adjusted.
상기한 본 발명에 의하면, 기조의 크롬마스크를 이용할 수 있고 위상반전물질로서 석영기판을 사용하기 때문에 투과율 및 굴절율의 조절에 문제가 없으며, 어떠한 설계패턴도 정렬된 크롬패턴을 갖춤으로써, 단파장인 ArF 및 KrF 광원에서도 사용하여 공정효과를 향상시킬 수 있다.According to the present invention described above, since a chromium mask can be used and a quartz substrate is used as the phase inversion material, there is no problem in controlling transmittance and refractive index, and any design pattern has an aligned chromium pattern. And it can also be used in KrF light source to improve the process effect.
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