KR20000045394A - 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법에 관한 것으로, 특히 종래의 위상반전 마스크에서 위상반전 효과와 관계없는 불필요한 부분을 크롬으로 덮고, 위상반전 효과를 보는 부분, 즉 패턴의 폭과 같은 크기에 해당하는 크롬부위만을 식각하여 드러내어 빛이 투과하도록 함으로써 패턴이 밀접한 영역에서 빛의 간섭에 의해 국부적으로 빛의 강도가 크짐으로 인해 웨이퍼에 불필요하게 패턴을 형성하는 사이드 로브 효과를 억제할 수 있는 기술이다.

Description

반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법

본 발명은 반도체 소자의 위상반전 마스크(Phase Shifter Mask)의 제조방법에 관한 것으로, 특히 종래의 위상반전 마스크에서 위상반전 효과와 관계없는 불필요한 부분을 크롬으로 덮고, 위상반전 효과를 보는 부분, 즉 패턴의 폭과 같은 크기에 해당하는 크롬부위만을 식각하여 드러내어 빛이 투과하도록 함으로써 사이드-롭(Side lobe) 현상을 억제시켜 제조 공정의 단순화를 이룰 수 있는 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 핼프-톤 위상반전 마스크에서는 빛의 회절에 의하여 사이드-롭이라는 불필요한 현상이 발생한다.

상기 사이드-롭은 패턴이 밀접한 영역에서 빛의 간섭에 의해 국부적으로 빛의 강도가 커지져 웨이퍼상에 불필요한 패턴을 형성시키는 현상이며, 빛의 투과율에 비례하여 증가된다. 따라서 높은 투과율일수록 위상반전 마스크의 효과는 증가하나 불필요하게 증가된 사이드-롭에 의하여 원하지 않는 패턴이 형성되는 문제가 발생한다.

그리하여 종래에는 상기한 문제로 인해 투과율에 제한을 받아 보통 6∼9%의 투과율을 적용하고 있는 바, 상기 사이드-롭을 선택적으로 발생하지 못할 경우 높은 투과율, 예컨데 (10∼30%)의 투과율를 갖는 위상반전 마스크를 사용할 수 없게 되는 문제점이 있다.

한편, 상기한 바와 같이, 위상반전 마스크, 예컨데 핼프-톤 위상반전 마스크의 경우 위상반전 마스크의 효과를 나타내기 위해서는 마스크 전면에서 위상반전 물질이 덮혀 있을 필요가 없으며, 일정한 거리, 예컨데 노광장비의 파장의 3∼10배 정도되는 거리에만 위상반전 물질로 덮여 있으면 된다.

그리고 상기 핼프-톤 마스크에서는 웨이퍼에 노광되는 영역 이외의 마스크 부위는 차단할 필요가 있는데, 이는 빛이 차단되지 않을 경우에는 위상반전 물질의 투과율에 해당하는 빛이 웨이퍼에 도달하여 불필요한 영역의 포토레지스트가 노광되어 불필요한 웨이퍼상의 패턴, 즉 사이드 로브가 발생하게 되기 때문이다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 감안하여, 위상반전 효과와 관계없는 불필요한 부분을 크롬으로 덮고, 위상반전 효과를 보는 부분의 크기에 해당하는 크롬부위만을 식각하여 드러내어 빛이 투과하도록 함으로써 패턴이 사이드 로브 이 형성되는 것을 억제시켜 제조 공정수율을 향상시킬 수 있는 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1a 내지 도 1e 는 본 발명에 따른 핼프-톤 위상반전 마스크의 제조 공정단계를 도시한 단면도

도 2는 본 발명의 핼프-톤 마스크와 종래의 핼프-톤 위상반전 마스크를 비교 도시한 도면으로서,

도 2 의 (a) 및 (b)는 본 발명의 위상반전 마스크,

도 2 의 (a') 및 (b') 는 종래의 위상반전 마스크의 경우를 각각 도시한 도면

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

1, 11 : 기판(석영) 3,13 : 위상반전물질(Phase shifter)

10,20 : 핼트-톤 위상반전 마스크 15 : 크롬(Chrome)

17 : 포토레지스트

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 위상반전 마스크 제조방법은,

석영기판의 상부로 위상반전 물질과 크롬막을 차례로 형성한 후, 그 상부에 포토레지스트를 도포하는 단계와,

상기 포토레지스트를 전자-빔 장비를 이용하여 라이팅 및 현상공정을 진행하여 패터닝하는 단계와,

상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 하부의 크롬막과 위상반전 물질을 차례로 건식식각하여 패터닝하는 단계와,

상부의 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 하부의 크롬막을 습식식각하는 단계와,

상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함한 구성으로 됨을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대한 상세한 설명을 하기로 한다.

도 1a 내지 도 1e 는 본 발명의 방법에 따른 위상반전 마스크의 제조 공정 단계를 도시한 단면도이다.

먼저, 석영기판(11)의 상부로 위상반전 물질(13)과 크롬막(15)을 차례로 형성한 후, 그 상부에 포토레지스트(17)를 도포한다.(도 1a 참조)

다음 전자-빔 마스크 노광장비를 이용하여 상기 포토레지스트(17)를 라이팅(writinfg) 및 현상(develop) 공정으로 상기 도포된 포토레지스트(17)의 일정부위를 제거한다. 이때 상기 제거되는 부위의 크기는 패턴영역과 위상반전 영역을 포함하는 크기가 되도록 한다.(도 1b 참조)

다음 상기 포토레지스트 패턴(17)을 마스크로 하여 하부의 크롬막(15)과 위상반전 물질(13)을 건식식각하여 패터닝한다.(도 1c 참조)

하부의 노출된 부위를 통해 습식식각에 의해 크롬(15)을 습식식각에 의해 선택적으로 식각한다.(도 1d 참조)

상부에 잔류한 포토레지스트(17)를 제거한다.(도 1e 참조)

한편, 도 2 는 상기한 본 발명의 방법에 따라 제조된 위상반전 마스크와 종래의 위상반전 마스크(10)를 서로 비교 도시한 도면으로서,

도 2 의 (a) 및 (b)는 본 발명의 위상반전 마스크(20),

도 2 의 (a') 및 (b') 는 종래의 위상반전 마스크(10)의 경우를 각각 도시한 도면이다.

상기 도면에서 (a),(a')는 위상반전 마스크의 평면도이고, (b),(b') 는 단면도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 위상반전 마스크(20)는 종래의 위상반전 마스크(10)에서 위상반전 효과와 관계가 없는 불필요한 부분은 크롬(15)으로 덮고, 위상반전 효과를 보는 부분의 크롬(15)은 제거되어 빛이 투과되도록 되어 있다. 상기 도면에서 부호 (3) 및 (13)이 위상반전 물질이다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 방법에 따른 위상반전 마스크의 제조방법은 종래의 위상반전 마스크에서 위상반전 효과와 관계없는 불필요한 부분을 크롬으로 덮고, 위상반전 효과를 보는 부분의 크롬부위만을 식각하여 드러내어 빛이 투과하도록 함으로써, 웨이퍼에 불필요하게 패턴을 형성하는 사이드 롭 효과를 억제할 수 있고, 상기 사이드-롭 현상에 의해 제한을 받던 높은 투과율을 갖는 위상반전 마스크의 근본적인 문제를 해결할 수 있다.

또한 위상반전 마스크 많은 문제를 야기하는 결함의 수리면에서도 기존의 크롬 마스크를 수리하는 기술만을 적용시키면 되므로 위상반전 마스크 제조시, 또 다른 장비의 설비 투자가 없어도 되고, 마찬가지로 검사(Inspection) 시에도 기존의 크롬 마스크의 기술을 적용하므로 제조원가의 절감과 제조시간의 단축을 기할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 석영기판의 상부로 위상반전 물질과 크롬막을 차례로 형성한 후, 그 상부에 포토레지스트를 도포하는 단계와,

   상기 포토레지스트를 전자-빔 장비를 이용하여 라이팅 및 현상공정을 진행하여 패터닝하는 단계와,

   상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 하부의 크롬막과 위상반전 물질을 차례로 건식식각하여 패터닝하는 단계와,

   상부의 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 하부의 크롬막을 습식식각하는 단계와,

   상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함한 구성으로 된 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 포토레지스트 패턴 형성을 위한 라이팅 및 현상공정시, 포토레지스트가 제거되는 부위의 크기는 패턴영역과 위상반전 영역을 포함하는 크기인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법.