KR970005055B1 - 반도체 제조용 위상반전 마스크 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

반도체 제조용 위상반전 마스크 제조방법

제1도는 종래의 위상반전 마스크의 단면도.

제2도는 상기 제1도의 위상반전 마스크에 의하여 얻어진 빛 강도 분포도.

제3도는 상기 제1도의 위상반전 마스크 사용으로 패턴화된 포토레지스트의 상태도.

제4도는 위상반전물질로만 이루어진 위상반전 마스크의 단면도.

제5도는 상기 제4도의 위상반전 마스크에 의하여 얻어진 빛 강도 분포도.

제6도는 상기 제4도의 위상반전 마스크 사용으로 패턴화된 포토레지스트의 상태도.

제7a도 내지 제7c도는 본 발명에 의한 위상반전 마스크 제조단계를 도시한 단면도.

제8도는 본 발명의 위상반전 마스크의 단면도.

제9도는 상기 제8도의 위상반전 마스크에 의하여 얻어진 빛 강도 분포도.

제10도는 상기 제8도의 위상반전 마스크 사용으로 패턴화된 포토레지스트의 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,11 : 석영기관 2,12 : 크롬

3,3A,3B,13 : 위상반전물질 4,6,16 : 웨이퍼

5,7,14,17 : 포토레지스트 15 : 빛 차단물질 또는 위상반전물질

15a : 빛 차단막 또는 위상반전물질막

본 발명은 반도체 제조용 위상반전 마스크 제조방법에 관한 것으로, 특히 반도체 소자의 제조공정 중 위상반전 마스크를 사용하여 반도체 웨이퍼상에 소정의 패턴을 형성할 때 위상반전 마스크의 위상반전물질을 통과하는 빛과 위상반전물질이 없는 부분을 통과하는 빛의 강도를 동일하게 하기 위하여 위상반전물질이 있는 지역의 빛 투과율을 보상하도록 하는 위상반전 마스크를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 위상반전 마스크는 마스크의 종류에 따라 다를 수 있지만, 기본적으로 석영, 크롬 및 위상반전물질로 구성되며, 기본 원리는 근접된 크롬 패턴에서 위상반전물질에 의한 180°위상과 위상반전물질이 없는 지역의 0°위상 빛의 상쇄 현상을 이용하여 웨이퍼에 전사되는 빛의 질을 향상시키기 위하여 제작된다.

종래의 위상반전 마스크를 사용했을 때의 문제점을 제1도 내지 제3도로 참조하여 설명하면, 제1도는 종래기술에 의하여 석영기판(1)의 일측면에 일정간격을 두고 다수의 크롬 패턴(2)이 형성되고, 근접된 크롬 패턴(2)상에 위상반전물질(3)을 일정간격으로 패턴화한 위상반전 마스크의 단면을 도시한 것이다. 상기 위상반전 마스크에 빛을 투과할 시 위상반전물질을 통과한 빛과 위상반전물질이 없는 지역을 통과한 빛은 그 강도가 다르다. 이를 제2도의 빛의 분포도에 도시하였는데, 위상반전물질이 있는 지역을 통과한 빛의 강도가 낮음을 보여준다. 이는 위상반전물질이 있는 지역과 없는 지역과 없는 지역의 빛 강도차이로 인해 위상반전물질이 있는 지역의 포토레지스트(5A)가 미현상되는 경우가 발생되어 패턴형성이 비대칭으로 형성된다.

이와 같이, 종래의 위상반전 마스크는 위상반전물질이 있는 지역과 없는 지역의 빛 강도차이로 인하여 포토공정시 분해능 및 초점심도의 저하를 유발시키는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 위상반전물질이 있는 지역과 없는 지역의 빛 강도를 같게하므로써, 포토공정시 분해능 및 초점심도를 증대시킬 수 있는 위상반전 마스크를 제조하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 위상반전 마스크 제조방법은 석영기판상에 일정간격으로 다수의 크롬패턴을 형성하고, 이 근접된 크롬패턴상에 위상반전물질을 일정간격으로 패턴화한 상태에서, 상기 크롬 패턴과 위상반전물질 패턴이 존재하는 석영기판상에 포토레지스트를 도포한후, 상기 포토레지스트를 노광 및 현상공정으로 패턴화하되, 상기 패턴화된 포토레지스트는 상기 위상반전물질 패턴과 크롬패턴 일부분 상부에만 형성되도록 하는 단계와, 상기 패턴화된 포토레지스트 사이에 노출된 석영기판 및 노출된 크롬패턴상에 빛 차단물질을 얇게 도포한 후, 상기 얇게 도포된 빛 차단물질을 에치백하여 크롬패턴 측벽에 빛 차단막을 형성한 다음, 상기 패턴화된 포토레지스트를 제거하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

제4도는 석영기판(1)의 일측면에 위상반전물질만으로 형상이 서로 다른 2개의 패턴(3A,3B)을 형성한 상태를 도시한 것으로, 패턴화된 위상반전물질(3A)은 그 측면부가 경사져 있고, 패턴화된 다른 위상반전물질(3B)은 그 측면부가 수직되게 형성된 상태이다. 이와 같이 형상이 서로 다른 2개의 위상반전물질 패턴(3A 및 3B)을 갖는 마스크에 빛을 투과시켜 빛 강도를 측정하면 제5도에 도시된 빛의 분포도와 같이 측면부과 경사진 위상반전물질 패턴(3A)에서는 180°의 위상에서 0°의 위상으로 섯히 변하는 경사부분에서 제5도의 A부분과 같이 약간의 빛 강도 저하만을 유발하고, 측면부가 수직된 위상반전물질 패턴(3B)에서는 180°의 위상에서 0°의 위상으로 급격히 변하는 수직부분에서 위상차로 인하여 제5도의 B부분과 같이 급격한 빛 강도 저하를 나타낸다.

상기 제4도에 도시한 마스크를 사용하여 포토공정을 실시하면, 제6도에 도시된 바와 같이 웨이퍼(6)상에 도포된 포토레지스트(7)가 위상반전물질 패턴(3B) 측면의 수직부분에서 빛이 차단됨에 의해 그 하부의 포토레지스트(7)만이 패턴화된다.

상술한 제4도 내지 제6도에 의거하여 본 발명에서는 위상반전물질 패턴(3A)의 경사진 부분의 빛 강도저하원리를 적용하여 본 발명의 목적인 위상반전물질이 있는 지역과 없는 지역의 빛 강도를 같게 한다.

제7a도 내지 제7c도는 본 발명에 의한 위상반전 마스크를 제조하는 단계를 도시한 단면도로서, 제7A도는 공지의 기술에 의해 석영기판(11)의 일측면에 일정간격을 두고 다수의 크롬 패턴(12)이 형성되고, 근접된 크롬패턴(12)상에 위상반전물질(B)이 일정간격으로 패턴화된 상태를 도시한 것이다.

제7b도는 상기 크롬패턴(12)과 위상반전물질 패턴(13)이 존재하는 석영기판(11)상에 전반적으로 포토레지스트(14)를 도포한 후, 상기 포토레지스트(14)를 노광 및 현상공정으로 상기 위상반전물질 패턴(13)과 크롬패턴(12) 일부분 상부에만 남도록 포토레지스트(14)를 패턴화한 상태를 도시한 것이다.

제7c도는 상기 패턴화된 포토레지스트(14) 사이에 노출된 석영기판(11) 및 노출된 크롬패턴(12)상에 예를 들어 SOG(Spin-On-Glass), PMMA(Poly Methyl Methacrylate)등과 같은 빛 차단물질(15)을 얇게 도포한 후 상기 도포된 빛 차단물질(15)을 에치백하여 상기 크롬 패턴(12) 측벽에 빛 차단막(15a)을 형성하여 상기 위상반전물질 패턴(13)이 있는 지역의 빛 투과율을 보상하고, 상기 패턴화된 포토레지스트(14)를 제거하여 본 발명의 위상반전 마스크를 형성한 상태를 도시한 것이다. 여기서 상기 빛 차단물질의 종류는 빛강도 저하가 목적으므로 위상반전물질 뿐만 아니라 비투과성 물질을 사용해도 되는데, 상기 SOG는 솔벤트가 혼합된 액체용액으로 회전도포 방법을 이용하여 도포한 후 경화시키면 고체화되기 때문에 반도체 소자의 제조 공정에서 절연막으로 많이 사용되는 물질이며, 상기 PMMA는 원자외용 레지스트의 일종으로 반도체 소자의 제조 공정에서 감광막으로 사용되는 물질이다.

제8도 내지 제10도는 상기 제7a도 내지 제7c도의 공정으로 제조된 본 발명의 위상반전 마스크를 사용하여 포토공정을 실시할 때 빛의 강도 및 포토레지스트 패턴 상태를 설명하기 위한 것으로, 제8도에 도시된 바와 같이 본 발명의 위상반전 마스크에 빛을 투과할 시 위상반전물질(13)을 통과한 빛과 위상반전물질(13)이 없는 지역을 통과한 빛의 강도가 제9도의 빛의 분포도에 도시된 바와 같이 같게 나타난다.

따라서, 상기 본 발명의 위상반전 마스크를 사용하여 포토공정을 실시하면 제10도에 도시된 바와 같이 웨이퍼(16)상에 도포된 포토레지스트(17)가 균일하게 패턴화된다.

상술한 바와 같이 위상반전물질이 없는 지역의 크롬패턴 측벽에 빛 차단막을 형성한 본 발명의 위상반전 마스크를 사용하면, 포토공정시 위상반전물질이 있는 지역과 없는 지역을 통과하는 빛 강도가 동일하여 웨이퍼상의 패턴화될 포토레지스트의 분해능 및 초점심도를 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 반도체 제조용 위상반전 마스크 제조방법에 있어서, 석영기판상에 일정간격으로 다수의 크롬패턴을 형성하고, 이 근접된 크롬패턴상에 위상반전물질을 일정간격으로 패턴화한 상태에서, 상기 크롬패턴과 위상반전물질 패턴의 존재하는 석영기판상에 포토레지스트를 도포한 후, 상기 포토레지스트를 노광 및 현상공정으로 패턴화하되, 상기 패턴화된 포토레지스트는 상기 위상반전물질 패턴과 크롬패턴 일부분 상부에만 형성되도록 하는 단계와, 상기 패턴화된 포토레지스트 사이에 노출된 석영기판 및 노출된 크롬패턴상에 빛 차단물질을 얇게 도포한 후, 상기 얇게 도포된 빛 차단물질을 에치백하여 크롬패턴 측벽에 빛 차단막을 형성한 다음 상기 패턴화된 포토레지스트를 제거하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 위상반전 마스크 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 빛 차단물질은 SOG 및 PMMA중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 위상반전 마스크 제조방법.