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KR0138066B1 - 위상반전마스크 제작 방법 - Google Patents

위상반전마스크 제작 방법

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Publication number
KR0138066B1
KR0138066B1 KR1019940006963A KR19940006963A KR0138066B1 KR 0138066 B1 KR0138066 B1 KR 0138066B1 KR 1019940006963 A KR1019940006963 A KR 1019940006963A KR 19940006963 A KR19940006963 A KR 19940006963A KR 0138066 B1 KR0138066 B1 KR 0138066B1
Authority
KR
South Korea
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film
pattern
photoresist
phase inversion
mask
Prior art date
Application number
KR1019940006963A
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KR950029846A (ko
Inventor
함영목
Original Assignee
김주용
현대전자산업주식회사
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Publication date
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Publication of KR950029846A publication Critical patent/KR950029846A/ko
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

본 발명은 마스크 기판(31) 전면에 소정의 위상반전물질막(32') 패턴을 형성하는 단계; 마스크 기판(31) 전면의 전체구조 상부에 제1감광막을 도포한 후 다시 에치백(Etch Back)하여 상기 위상반전물질막(32')패턴보다는 낮은 단차에 잔류 제1감광막(34)을 형성하는 단계; 마스크 기판(31) 전면의 전체구조 상부에 제2감광막(35)을 도포한 후 마스크 기판(31) 후면에서 노광 및 현상하여 제2감광막 패턴(35')을 형성하는 단계; 마스크 기판(31) 전면의 전체구조 상부에 크롬막(36)을 증착하는 단계; 잔류하고 있는 감광막(34, 35')들을 제거하면서 동시에 감광막(34, 35')상에 형성되어 있던 크롬막을 제거하여 위상반전물질막(32') 패턴상에만 크롬막(36)을 남기는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상반전마스크 제작 방법에 관한 것으로, 공정마진이 충분할 경우는 종래의 마스크를 그대로 사용하고 마진이 없는 경우 위상반전마스크로 공정을 진행함으로써 공정마진을 확보하여 소자의 신뢰도 및 수율을 향상시키는 효과가 있다.

Description

위상반전마스크 제작 방법
제1A도는 종래의 비트라인용 마스크의 크롬 패턴 설계도.
제1B도는 제1A도의 설계에 의해 형성된 마스크 단면도.
제2도는 본 발명에 따른 위상반전마스크 평면도.
제3A도 내지 제3F도는 본 발명에 따른 위상반전마스크 제작 공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
11, 31 : 석영기판12, 36 : 크롬막
32, 32' : 위상반전물질33, 34, 35, 35' : 감광막
본 발명은 위상반전마스크 제작 방법에 관한 것으로, 특히 소자의 고집적화로 미세해지는 패턴을 형성하는데 적용되는 크롬막이 부가된 위상반전마스크 제작 방법에 관한 것이다.
반도체 제조공정중 포토리소그래피(photolithography) 공정은 마스크(mask, 레티클)와 노광기를 사용 웨이퍼에 소정의 패턴을 전사하는 기술로써, 위상반전마스크를 사용하면 일반적인 크롬막으로 제작된 마스크를 사용한 노광기술보다 더 좋은 해상도를 얻을 수 있어 반도체 소자의 고집적화에 따른 초미세 패턴의 형성이 가능하다.
제1A도는 종래의 비트라인용 마스크의 크롬 패턴 설계도로서, 도면에서 빗금친 A 지역은 크롬이 형성되는 부위로 리소그래피 공정 이후에 비트라인 패턴 어레이(Array)가 되는 부위이고, B 지역은 제품의 최소(Minimum) 설계가 되는 부위로 마스크 제작시 설계 룰(Design rule)이 엄격한 부위이다. 즉 B 부위는 공정 진행시 마진(Margin)이 충분하면 아무런 문제가 발생하지 않으나, 공정 마진이 부족한 경우 약간의 미스 얼라인이 발생하여도 웨이퍼 상에 원하는 패턴을 전사하지 못하는 문제점이 발생하게 된다. 제1B도는 상기 제1A도와 같은 설계에 의해 형성된 마스크 단면도로서, 최소 설계룰을 갖는 부위의 단면도이며, 도면에서 11은 석영기판, 12는 크롬막을 각각 나타낸다.
앞서 설명한 바와 같이 종래의 크롬막 마스크는 64M급 이상 고집적 소자의 최소설계룰을 갖는 부위에서 충분한 공정 마진을 가지지 못할 경우, 웨이퍼에 전사된 감광막 패턴이 정확하게 형성되지 않고 밑바닥 부위가 연결되는 현상이 발생하며, 이에 따라 감광막 하부층의 패턴도 제대로 형성되지 않아 결국 리소그래피 공정의 실패를 가져오는 문제점을 가져온다.
따라서, 본 발명은 최소 설계룰을 갖는 부위의 공정마진을 향상시켜 소자의 신뢰도 및 수율을 향상시키는 위상반전마스크 제작 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 별도의 설계없이 기존에 사용하고 있는 크롬 마스크를 사용하여 위상반전마스크를 제작할 수 있는 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명의 위상반전마스크 제작 방법은, 투명기판 전면에 위상반전 물질막 패턴을 형성하는 단계; 상기 투명기판 전면의 전체구조 상부에 제1감광막을 도포한 후 다시 에치 백(Etch Back)하여 상기 위상반전물질막 패턴보다는 낮은 단차에 잔류 제1감광막을 형성하는 단계; 상기 잔류 제1감광막을 경화시키는 단계; 상기 투명기판 전면의 전체구조 상부에 제2감광막을 도포한 후 상기 투명기판 후면에서 노광 및 현상하여 상기 위상반전물질막 패턴의 에지에 제2감광막 패턴을 형성하는 단계; 상기 투명기판전면의 전체구조 상부에 크롬막을 증착하는 단계; 잔류하고 있는 제1 및 제2감광막들을 제거하면서 동시에 제1 및 제2감광막상에 형성되어 있던 크롬막을 제거하여 위상반전물질막 패턴상에만 크롬막을 남기는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면 제2 도 내지 제3F도를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 앞서 설명한 제1도의 크롬막 마스크를 사용하여 공정 마진이 큰 위상반전마스크를 만드는 방법으로, 본 발명에 따른 위상반전마스크 평면도가 제2도에 도시되어 있으며, 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 위상반전마스크 설계자체는 종래와 동일하지만 도면의 A 부위에 크롬막 대신에 위상반전물질이 패터닝(patterning)되며, 마스크 제작시 설계룰이 엄격한 부위인 B 부위는 위상반전물질의 폭이 크게 패터닝되어 패턴의 중앙 부위에서 빛이 투과되므로 이를 방지하기 위하여 이 부위의 위상반전물질 상에 소정의 크롬막이 형성되게 된다.
제3A도 내지 제3G도는 본 발명의 일실시예에 따른 위상반전마스크 제작 공정도로서, 먼저, 제3A도는 석영기판(31)상에 SOG(spin on glass)막 또는 SiO2막과 같은 위상반전물질(32)을 스핀 코팅(spin coating)하거나 화학기상증착법으로 증착한 후 감광막(33)을 도포한 상태에서, 크롬막(12)이 형성되어 있는 기존에 사용하고 있는 마스크(100)을 사용하여 전면을 노광시키는 상태의 단면도이다.
상기 제3A도에 이어서, 제3B도에 도시된 바와 같이 상기 노광된 감광막을 현상하여 감광막 패턴을 형성한 후 상기 감광막 패턴을 식각 장벽으로 하여 위상반전물질막(32)을 식각한 상태에서, 상기 감광막 패턴을 제거한 후 다시 감광막을 도포하고 적당한 타겟(target)으로 에치백하여 위상반전물질막 패턴(32)보다는 낮은 단자에 잔류감광막(34)이 남도록 한다.
계속해서, 베이크(Bake)공정으로 상기 잔류감광막(34)를 경화시키고 제3C도와 같이 다시 전체구조 상부에 감광막(35)을 도포한 후, 기판 후면을 노광 및 현상하여 제3D와 같이 전면에 형성되어 있는 위상반전물질 패턴(32')의 에지 부분에, 즉 위상이 0°에서 180°로 바뀌는 부위에 감광막 패턴(35')을 형성한다. 상기 잔류감광막(34)은 경화되어 있으므로 빛에 반응하지 않아 패턴이 형성되지 않고 그대로 남는다.
계속해서, 제3E도는 전체구조 상부에 크롬막(36)을 스퍼터링(sputtering) 증착한 상태의 단면도이고, 이 상태에서 잔류하고 있는 감광막들(34, 35')을 제거하면 제3F도와 같이 위상반전물질막(32') 패턴상에만 크롬막(36)이 남게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 이루어지는 본 발명에 의해 제작된 위상반전마스크의 설계 자체는 종래의 크롬막만을 사용하는 마스크와 동일하기 때문에 별도의 설계가 필요치 않으며 종래의 마스크와 겸용으로 사용할 수 있다. 즉, 공정마진이 충분할 경우는 종래의 마스크를 그대로 사용하고 공정 마진이 부족한 경우에는 위상반전마스크로 공정을 진행함으로써 공정 마진을 확보하여 소자의 신뢰도 및 수율을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 위상반전마스크 제작 방법에 있어서 ; 투명기판(31) 전면에 위상반전물질막 패턴(32')을 형성하는 단계; 상기 투명기판(31) 전면의 전체구조 상부에 제1감광막을 도포한 후 다시 에치백(Etch Back)하여 상기 위상반전물질막 패턴(32')보다는 낮은 단차에 잔류 제1감광막(34)을 형성하는 단계; 상기 잔류 제1감광막(34)을 경화시키는 단계; 상기 투명기판(31) 전면의 전체구조 상부에 제2감광막(35)을 도포한 후 상기 투명기판(31) 후면에서 노광 및 현상하여 상기 위상반전물질막 패턴(32')의 에지에 제2감광막 패턴(35')을 형성하는 단계; 투명기판(31) 전면의 전체구조 상부에 크롬막(36)을 증착하는 단계; 및 잔류하고 있는 제1 및 제2감광막(34, 35')들을 제거하면서 동시에 제1 및 제2감광막(34, 35')상에 형성되어 있던 크롬막을 제거하여 위상반전물질막(32') 패턴상의 중앙부에 크롬막(36)을 남기는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상반전마스크 제작 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투명기판(31) 전면에 위상반전물질막 패턴(32')을 형성하는 단계는, 상기 투명기판(31)상에 위상반전물질막(32), 제3감광막(33)을 차례로 형성하는 단계; 크롬막(12) 패턴이 형성되어 있는 마스크(100)을 사용하여 상기 투명기판(31) 전면에서 노광 및 현상하여 제3감광막 패턴을 형성하는 단계: 상기 제3감광막 패턴을 식각 장벽으로 하여 위상반전물질막(32)을 식각하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상반전마스크 제작 방법.
  3. 제1항에 있어서; 상기 위상반전물질막(22)은 SOG(spin on glass)막 또는 SiO2막중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 위상반전마스크 제작 방법.
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