KR20070100572A - Halftone phase inversion blank mask and halftone phase inversion mask and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명의 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크와 하프톤형 위상반전마스크 및 그의 제조방법은, 투명기판상에 투명막, 위상반전막, 차광막, 반사방지막, 레지스트막으로 이루어지고, 노광광의 파장에서 1% 이상의 투과율을 가지고 160~200도의 위상반전이 이루어지는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크에 있어서, 투명막은 두께가 10~500Å이고, 노광광의 파장에서 10~90%의 투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 이를 이용하여 제조되는 하프톤형 위상 시프트 마스크에 관한 발명이며, 투명기판과 위상반전막 각각에 대해 우수한 선택비를 가지는 투명막을 적용함으로 인해 정확한 위상반전을 조절할 수 있으며, 언더컷이 형성됨으로써, 위상반전막 패턴의 측벽에서의 투과광의 강도 감소 없이 위상반전을 극대화할 수 있는 효과가 있다.The halftone phase inversion blank mask, the halftone phase inversion mask, and a manufacturing method thereof according to the present invention comprise a transparent film, a phase inversion film, a light shielding film, an antireflection film, and a resist film on a transparent substrate, and at least 1% at the wavelength of exposure light. A halftone phase inverted blank mask having a transmittance of 160 to 200 degrees with a phase inversion, wherein the transparent film has a thickness of 10 to 500 Hz and has a transmittance of 10 to 90% at a wavelength of exposure light. The invention relates to a mask and a halftone phase shift mask manufactured by using the same, and precise phase inversion can be controlled by applying a transparent film having an excellent selectivity to each of the transparent substrate and the phase inversion film. Phase inversion can be maximized without decreasing the intensity of transmitted light on the sidewall of the inversion film pattern. And it is.
Description
도 1은 종래의 기술에 의해 제조된 하프톤형 위상반전마스크의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a halftone phase shift mask manufactured by a conventional technique.
도 2는 본 발명에 의해 제조된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a halftone phase inversion blank mask manufactured by the present invention.
도 3은 상기 도 2의 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 사용하여 제조된 하프톤형 위상반전마스크의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a halftone phase shift mask manufactured by using the halftone phase shift blank mask of FIG. 2.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
10: 투명기판 20: 투명막10: transparent substrate 20: transparent film
30: 위상반전막 40: 차광막30: phase inversion film 40: light shielding film
50: 반사방지막 60: 레지스트막50: antireflection film 60: resist film
20a: 투명막 패턴 30a: 위상반전막 패턴20a:
40a: 차광막 패턴 50a: 반사방지막 패턴40a: Light
100: 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크100: halftone phase inversion blank mask
200: 하프톤형 위상반전마스크 300: 언더컷 영역 200: halftone phase shift mask 300: undercut area
500: 위상반전막 패턴의 측벽 500: sidewall of the phase shift film pattern
본 발명은 반도체 집적회로 제조시 사용되는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크에 관한 것으로서, 특히 투명기판에 대해 우수한 선택비를 가지고 우수한 해상도를 구현할 수 있는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 위상반전마스크에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a halftone phase inversion blank mask and a photomask used in the manufacture of semiconductor integrated circuits. In particular, the present invention relates to a halftone phase inversion blank mask and a phase inversion mask that can realize excellent resolution with an excellent selection ratio for a transparent substrate. It is about.
반도체 집적회로의 고집적화로 인해 반도체 포토리소그래피 공정시 하프톤형 위상반전마스크가 사용되고 있다. 하프톤형 위상반전마스크는 하프톤형 블랭크 마스크를 통해 제조되며, 일반적으로 투명기판상에 위상반전막 패턴, 차광막, 반사방지막이 형성된 후 레지스트막이 형성된 구조를 가진다. 이때 투명기판은 통상적으로 SiO2를 주성분으로 하는 석영기판이 사용되며 위상반전막 또한 Si를 주성분으로 하는 MoSiN 또는 MoSiON 또는 MoSiCON 또는 MoSiCN의 조성을 가지는 위상반전막이 사용되고 있다. Due to the high integration of semiconductor integrated circuits, halftone phase inversion masks are used in semiconductor photolithography processes. The halftone phase inversion mask is manufactured through a halftone blank mask, and generally has a structure in which a resist film is formed after a phase inversion film pattern, a light shielding film, and an antireflection film are formed on a transparent substrate. In this case, a transparent substrate is typically a quartz substrate mainly composed of SiO 2 , and a phase inverted layer is also used. The phase inverted layer has a composition of MoSiN or MoSiON or MoSiCON or MoSiCN.
일반적으로 포토마스크 제조시 위상반전막 패턴을 형성할 때, 크롬 화합물의 차광막과 반사방지막을 마스킹(Masking)으로 하고 He과 SF6 또는 CF4 , 또는 CHF3와 같은 불소계열의 가스를 사용하여 건식 식각(Dry Etch)을 실시한다. 이러한 불소계열의 가스는 Si을 물리적 또는 화학적 반응에 의해 제거하게 된다. 그런데 투명기판과 위상반전막 모두 Si을 주성분으로 하기 때문에 건식식각시 위상반전막 식각 종점 시간을 설정하기 힘들다. 상기와 같은 문제로 인해 식각 멈춤 검출기(End Point Detector)를 사용한 기술이 적용되고 있지만, 식각 멈춤 검출기를 사용하여 위상반전막의 건식 식각을 실시하더라도 투명기판의 손상 없이 위상반전막의 식각을 실시하기 힘들게 되어, 위상반전막 형성시 측정되었던 위상반전각의 변화를 초래하게 됨으로써 위상반전마스크의 제조가 힘들어지게 된다.In general, when forming a photomask phase shift film pattern in the manufacture, the light-shielding film and antireflective film of chromium compound as a masking (Masking) and using the gas of the fluorine series, such as He and SF 6 or CF 4, or CHF 3 dry Dry Etch is performed. The fluorine-based gas removes Si by physical or chemical reaction. However, since both the transparent substrate and the phase shift film have Si as a main component, it is difficult to set the phase shift time of the phase shift film during dry etching. Due to the above problems, a technique using an end point detector is being applied, but even if dry etching of the phase inversion film is performed using the etch stop detector, it is difficult to etch the phase inversion film without damaging the transparent substrate. As a result, a change in the phase inversion angle that has been measured when the phase inversion film is formed leads to difficulty in manufacturing the phase inversion mask.
도 1을 참조하면, 종래의 위상반전마스크(200)의 경우 투명기판(10) 위에 형성되는 위상반전막 패턴(30a), 차광막 패턴(40a), 반사방지막 패턴(50a)을 사용하여 위상반전의 효과를 적용하였다. 그러나 반도체 회로의 고집적화가 요구됨에 따라 위상반전마스크에서도 더욱더 미세한 패턴의 형성이 요구되고, 종래의 위상반전마스크의 경우 위상반전막 패턴(30a)의 측벽(500) 지역에서 투과광의 강도가 약해지는 문제가 발생하게 된다. 따라서 투과광의 강도가 약해짐으로 인해 상쇄간섭에 의한 위상반전의 효과가 충분히 발생하지 않게 되어 미세한 패턴의 형성이 힘들게 되는 문제가 있다.Referring to FIG. 1, in the case of a conventional
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 하프톤형 위상반전마스크에서의 위상반전 패턴의 측벽 지역에서 발생하게 되는 투과광의 강도를 증가시켜 충분한 상쇄효과를 통한 위상반전 기능을 강화하고, 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크에서 투명기판과 위상반전막 간의 선택비를 향상시킬 수 있는 투명막과 같은 박막의 추가를 통해 위상반전막의 건식식각시 투명기판과의 선택비를 개선하여 우수한 품질을 가지는 하프톤형 위상반전마스크를 제공하기 위함이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to increase the intensity of transmitted light generated in the sidewall region of the phase inversion pattern in the halftone phase inversion mask to enhance the phase inversion function through a sufficient offset effect In addition, by adding a thin film such as a transparent film that can improve the selectivity between the transparent substrate and the phase inversion film in the halftone phase inversion blank mask, the selectivity of the phase inversion film with the transparent substrate is improved by improving the selectivity with The purpose is to provide a halftone phase inversion mask.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 하프톤형 위상반전마스크는, 투명기판 위에 투명막, 위상반전막, 차광막, 반사방지막, 레지스트막이 순차적으로 형성된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 사용하여, 투명기판 위에 투명막, 위상반전막, 차광막, 반사방지막 패턴이 형성된 위상반전마스크인 것을 특징으로 한다.The halftone phase inversion blank mask and the halftone phase inversion mask according to the present invention for achieving the above object are a halftone phase inversion blank in which a transparent film, a phase inversion film, a light shielding film, an antireflection film, and a resist film are sequentially formed on a transparent substrate. A mask is used to form a phase inversion mask on which a transparent film, a phase inversion film, a light shielding film, and an antireflection film pattern are formed on a transparent substrate.
특히 상기 본 발명에 의한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조 공정의 경우, 바람직하게는 a1) 투명기판 상에 투명막을 형성하는 단계; b1) 상기 a1) 단계에서 형성된 투명막 상에 위상반전막을 형성하는 단계; c1) 상기 b1) 단계에서 형성된 위상반전막 상에 차광막을 형성하는 단계; d1) 상기 c1) 단계에서 형성된 차광막 상에 반사방지막을 형성하는 단계; e1) 상기 d1) 단계에서 형성된 반사방지막 상에 레지스트막을 형성하여 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 제조하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.In particular, in the case of the half-tone phase inversion blank mask manufacturing process according to the present invention, preferably, a1) forming a transparent film on the transparent substrate; b1) forming a phase inversion film on the transparent film formed in step a1); c1) forming a light shielding film on the phase inversion film formed in step b1); d1) forming an anti-reflection film on the light shielding film formed in step c1); e1) forming a resist film on the anti-reflection film formed in step d1) to manufacture a halftone phase inversion blank mask.
상기 a1) 단계에서 투명막을 형성하기 위한 방법으로는 물리적 기상 증착(Physical Vapor Deposition; PVD), 화학적 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD), 열증착(Thermal Evaporation) 등의 방식을 통해 형성될 수 있다.The method for forming the transparent film in step a1) may be formed through physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), thermal evaporation, or the like. .
상기 a1) 단계에서 투명막 형성시 사용되는 타겟 물질로는, 붕소(B), 탄소(C), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 게르마늄(Ge), 비소(As), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 테크네튬(Tc), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 카드늄(Cd), 인듐(In), 주석(Sn), 안티몬(Sb), 루테튬(Lu), 하프늄(Hf), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 플래티늄(Pt), 금(Au), 탈륨(Tl), 납(Pb) 중에서 선택된 1종 이상의 물질이 사용될 수 있다.Target materials used in forming the transparent film in step a1) include boron (B), carbon (C), magnesium (Mg), aluminum (Al), silicon (Si), scandium (Sc), and titanium (Ti). , Vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), gallium (Ga), germanium (Ge) , Arsenic (As), yttrium (Y), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), technetium (Tc), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), silver (Ag) , Cadmium (Cd), Indium (In), Tin (Sn), Antimony (Sb), Lutetium (Lu), Hafnium (Hf), Tantalum (Ta), Tungsten (W), Rhenium (Re), Osmium (Os) At least one material selected from iridium (Ir), platinum (Pt), gold (Au), thallium (Tl), and lead (Pb) may be used.
상기 a1) 단계에서 투명막 형성시 스퍼터링을 통해 형성되는 경우 공정 조건은 압력이 1×10-1 ~ 9.9×10-5 torr, 전압이 0.01 ~ 10 kW의 범위로 하는 것이 바람직하다.When the transparent film is formed through sputtering in the step a1), the process conditions are preferably in the range of 1 × 10 −1 to 9.9 × 10 −5 torr and a voltage of 0.01 to 10 kW.
상기 a1) 단계에서 투명막 형성시 스퍼터링을 통해 형성되는 경우, 불활성 가스인 아르곤(Ar)이 1 ~ 100 sccm이 사용되고, 반응성 가스로는 질소(N2), 산소(O2), 탄소(C), 불소(F2) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.When the transparent film is formed in the step a1) through sputtering, argon (Ar), which is an inert gas, is used in an amount of 1 to 100 sccm, and nitrogen (N 2 ), oxygen (O 2 ), and carbon (C) are used as the reactive gas. , At least one selected from fluorine (F 2 ) can be used.
상기 a1) 단계에서 투명막의 노광 파장에서의 투과율은 0 ~ 90%이며, 투명막의 물질은 건식 식각(Dry Etch)시 투명기판과의 선택비(Selectivity)를 고려하여 투명기판을 건식 식각 가능한 식각 가스에 내구성을 지니는 물질인 것이 바람직하다.In the a1) step, the transmittance at the exposure wavelength of the transparent film is 0 to 90%, and the material of the transparent film is an etching gas capable of dry etching the transparent substrate in consideration of the selectivity with the transparent substrate during dry etching. It is preferable that the material is durable.
상기 a1) 단계에서 투명기판의 물질이 합성 석영(Synthetic Quartz), 소다라임 유리(Sodalime Glass) 등일 경우 투명막의 물질의 주성분은 크롬(Chromium)인 것이 바람직하다.When the material of the transparent substrate in step a1) is synthetic quartz, soda lime glass, etc., the main component of the material of the transparent film is preferably chromium.
상기 a1) 단계에서 투명막의 물질은 위상반전막의 건식 식각시 사용되는 식 각 가스에 의해 식각이 되지 않는 물질인 것이 또한 바람직하다.In the step a1), the material of the transparent film is preferably a material that is not etched by the etching gas used in the dry etching of the phase inversion film.
상기 b1) 단계에서 위상반전막을 형성하기 위한 방법으로는, 물리적 기상 증착(Physical Vapor Deposition; PVD), 화학적 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD), 열증착(Thermal Evaporation) 등의 방식을 통해 형성될 수 있다.As a method for forming the phase inversion film in step b1), it may be formed through physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), thermal evaporation, or the like. Can be.
상기 a1) 단계에서 위상반전막 형성시 사용되는 타겟 물질로는, 붕소(B), 탄소(C), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 게르마늄(Ge), 비소(As), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 테크네튬(Tc), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 카드늄(Cd), 인듐(In), 주석(Sn), 안티몬(Sb), 루테튬(Lu), 하프늄(Hf), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 플래티늄(Pt), 금(Au), 탈륨(Tl), 납(Pb) 중에서 선택된 1종 이상의 물질이 사용될 수 있다.Target materials used in forming the phase inversion film in step a1) include boron (B), carbon (C), magnesium (Mg), aluminum (Al), silicon (Si), scandium (Sc), and titanium (Ti). ), Vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), gallium (Ga), germanium (Ge) ), Arsenic (As), Yttrium (Y), Zirconium (Zr), Niobium (Nb), Molybdenum (Mo), Technetium (Tc), Ruthenium (Ru), Rhodium (Rh), Palladium (Pd), Silver (Ag) ), Cadmium (Cd), indium (In), tin (Sn), antimony (Sb), lutetium (Lu), hafnium (Hf), tantalum (Ta), tungsten (W), rhenium (Re), osmium (Os) ), One or more materials selected from iridium (Ir), platinum (Pt), gold (Au), thallium (Tl), and lead (Pb) may be used.
상기 a1) 단계에서 위상반전막 형성시 스퍼터링을 통해 형성되는 경우의 공정 조건은, 압력이 1×10-1 ~ 9.9×10-5 torr, 전압이 0.01 ~ 10 kW인 것이 바람직하다.Process conditions in the case of forming through the sputtering when the phase inversion film is formed in step a1), the pressure is 1 × 10 -1 ~ 9.9 × 10 -5 torr, the voltage is preferably 0.01 ~ 10 kW.
상기 a1) 단계에서 위상반전막 형성시 스퍼터링을 통해 형성되는 경우, 불활성 가스인 아르곤(Ar)이 1 ~ 100 sccm이 사용되고, 반응성 가스로는 질소(N2), 산소(O2), 탄소(C), 불소(F2) 중에서 선택된 1종 이상의 반응성 가스를 사용하여 형성 되는 것이 바람직하다.When the phase inversion film is formed through the sputtering in the step a1), 1 to 100 sccm of argon (Ar), which is an inert gas, is used, and nitrogen (N 2 ), oxygen (O 2 ), and carbon (C) are used as reactive gases. ), And is preferably formed using at least one reactive gas selected from fluorine (F 2 ).
상기 b1) 단계에서 위상반전막의 투과율은 노광파장에서 0.01 ~ 90%인 것이 바람직하며, 상기 위상반전막의 주성분이 몰리브데늄과 실리콘의 조합일 경우에는 MoSiN, MoSiON, MoSiCN 또는 MoSiCON이 될 수 있다.In the step b1), the transmittance of the phase inversion film is preferably 0.01 to 90% at the exposure wavelength. When the main component of the phase inversion film is a combination of molybdenum and silicon, it may be MoSiN, MoSiON, MoSiCN, or MoSiCON.
상기 a1) 및 b1) 단계의 투명막과 위상반전막에 있어서, 노광광에 있어서의 위상반전은 투명막과 위상반전막 각각의 위상반전의 합이 160 ~ 200도인 것이 바람직하다.In the transparent film and the phase inversion film of steps a1) and b1), the phase inversion of the exposure light preferably has a sum of the phase inversions of each of the transparent film and the phase inversion film is 160 to 200 degrees.
상기 b1) 단계에서 위상반전막의 물질은 투명막의 습식 식각시 사용되는 습식 식각액에 의해 위상반전막의 물질이 습식 식각이 되지 않는 물질인 것이 바람직하다.In the step b1), the material of the phase inversion film is preferably a material in which the material of the phase inversion film is not wet etched by the wet etchant used during the wet etching of the transparent film.
상기 c1) 단계에서 차광막의 노광 파장에 있어서의 투과율은 1% 미만인 것이 좋으며, 상기 d1) 단계에서 반사방지막의 반사율은 노광 파장에 있어서 20% 미만인 것이 바람직하다.In step c1), the transmittance at the exposure wavelength of the light shielding film is preferably less than 1%, and in step d1), the reflectance of the antireflection film is preferably less than 20% at the exposure wavelength.
상기 a1) 및 c1) 및 d1) 단계에 있어서 투명막, 차광막, 반사방지막은 습식 식각시 동일한 식각액에 식각이 되는 물질이 바람직하다.In the steps a1), c1) and d1), the transparent film, the light shielding film, and the anti-reflection film are preferably materials that are etched in the same etchant during wet etching.
상기 e1) 단계에서 레지스트막은 포지티브(Positive) 및 네거티브(Negative) 형 각각의 포토레지스트(Photoresist), 전자빔 레지스트(e-beam resist), 화학증폭형레지스트(Chemically Amplified Resist)를 통해 형성되는 레지스트막이 될 수 있다.In the step e1), the resist film may be a resist film formed through positive and negative photoresist, electron beam resist, and chemically amplified resist. Can be.
특히 상기 본 발명에 의해 제조된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 사용 한 하프톤형 위상반전마스크 제조 방법의 경우, 바람직하게는 f1) 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 레지스트막을 노광 장비를 사용하여 노광을 하는 단계; g1) 상기 f1) 단계에서 레지스트막의 노광을 한 후 노광 후 굽기(Post Exposure Bake; PEB)를 실시하는 단계; h1) 상기 f1) 단계에서 PEB를 실시한 후 현상을 실시하여 레지스트막 패턴을 형성하는 단계; i1) 상기 h1) 단계에서 현상을 실시하여 얻어진 레지스트막 패턴을 마스크로 사용하여 반사방지막 및 차광막의 식각을 실시하여 반사방지막 및 차광막 패턴을 형성하는 단계; j1) 상기 i1) 단계에서 반사방지막 및 차광막 패턴을 형성한 후 위상반전막의 식각을 실시하여 위상반전막 패턴을 형성하는 단계; k1) 상기 j1) 단계에서 위상반전막 패턴을 형성한 후 필요 없어진 레지스트막 패턴을 스트립(Strip)을 실시하는 단계; l1) 상기 k1) 단계에서 레지스트막 패턴을 스트립을 실시한 후 이물질 제거를 위해 세정을 실시하는 단계; m1) 상기 l1) 단계에서 이물질 제거를 위해 세정을 실시한 후 레지스트막 형성을 하는 단계; n1) 상기 m1) 단계에서 형성된 레지스트막을 노광장치를 사용하여 원하는 영역에 노광을 하는 단계; o1) 상기 n1) 단계에서 레지스트막의 노광을 한 후 PEB를 실시하는 단계; p1) 상기 o1) 단계에서 PEB를 실시한 후 현상을 실시하여 레지스트막 패턴을 형성하는 단계; q1) 상기 p1) 단계에서 형성된 레지스트막 패턴을 마스킹으로 하여 식각을 실시하여 투명막, 차광막, 반사방지막 패턴을 형성하는 단계; r1) 상기 q1) 단계에서 투명막, 차광막, 반사방지막 패턴 형성 후 필요 없어진 레지스트막 패턴을 스트립을 실시하는 단계; s1) 상기 r1) 단계에서 레지스트막 패턴을 스트립을 실시한 후 이물질 제거를 위해 세정을 실시하는 단계를 포함하여 이루어 질 수 있다.In particular, in the case of the halftone phase shift mask manufacturing method using the halftone phase shift blank mask manufactured by the present invention, f1) exposing the resist film of the halftone phase shift blank mask using an exposure apparatus. ; g1) exposing the resist film in step f1) and then performing post exposure bake (PEB); h1) forming a resist film pattern by performing PEB after the step of f1); i1) etching the anti-reflection film and the light shielding film using the resist film pattern obtained by the development in the step h1) as a mask to form the anti-reflection film and the light shielding film pattern; j1) forming a phase shift film pattern by etching the phase shift film after forming the anti-reflection film and the light shielding pattern in step i1); k1) forming a phase inversion film pattern in step j1) and performing stripping on the resist film pattern that is no longer needed; l1) performing a cleaning to remove foreign substances after stripping the resist film pattern in step k1); m1) forming a resist film after cleaning to remove foreign substances in step l1); n1) exposing the resist film formed in step m1) to a desired area using an exposure apparatus; o1) performing PEB after exposing the resist film in step n1); p1) forming a resist film pattern by performing PEB after the step of o1); q1) forming a transparent film, a light shielding film, and an anti-reflection film pattern by performing etching by masking the resist film pattern formed in step p1); r1) performing a strip of the resist film pattern that is no longer needed after the transparent film, the light shielding film, and the anti-reflection film pattern are formed in the step q1); s1) after performing the stripping of the resist film pattern in the step r1), it may include the step of cleaning to remove the foreign matter.
상기의 과정을 통해 본 발명에 의한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 하프톤형 위상반전마스크의 제조를 하였다. 이하, 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 실시예는 단지 본 발명의 예시 및 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.Through the above process, the halftone phase inversion blank mask and the halftone phase inversion mask according to the present invention were prepared. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the examples are used only for the purpose of illustration and explanation of the present invention, and are used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. no. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from the embodiments. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical details of the claims.
<실시예><Example>
도 2는 본 발명의 실시예에 의해 제조된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 나타낸 단면도이다. 이때 이하의 설명에 있어서, 동일 또는 상당 부분에는 동일한 부호를 사용하여 그 설명을 생략한다.2 is a cross-sectional view showing a halftone phase inversion blank mask manufactured by an embodiment of the present invention. At this time, in the following description, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
도면을 참조하면, 합성 석영으로 이루어지고 표면 면적이 6 × 6인치이고 두께가 0.25인치인 투명기판(10) 위에 DC 마그네트론 스퍼터와 크롬 타겟을 사용하여 두께가 10 ~ 500 Å이고 248 nm의 노광 파장에서 10 ~ 90%의 투과율을 가지는 질화산화 탄화크롬(CrCON)의 투명막(20)을 형성하였다.Referring to the drawings, using a DC magnetron sputter and a chromium target on a
다음에 투명막(20) 위에 MoTiSi 타겟을 사용하고 DC 마그네트론 스퍼터링 방식을 사용하여 두께가 300 ~ 1,000 Å이고 248 nm의 노광 파장에서 10 ~ 90%의 투과율을 가지는 질화몰리브덴티타늄실리사이드(MoTiSiN)막(30)을 형성하였다.Next, using a MoTiSi target on the
다음에 투명막(20)과 위상반전막(30)이 형성된 후, 248 nm의 노광 파장에서 일본 레이저텍사의 MPM-248을 사용하여 투명막(20)과 위상반전막(30)에 의한 위상반전을 측정한 결과 160 ~ 200도의 위상반전을 보였다.Next, after the
다음에 투명막(20)과 위상반전막(30) 형성시 사용된 동일한 방법을 사용하여 위상반전막(30) 위에 질화탄화크롬(CrCN)의 차광막(40)을 형성하고, 차광막(40) 위에 질화산화탄화크롬(CrCON)의 반사방지막(50)을 형성하였다.Next, a
다음에 포지티브 화학증폭형 레지스트인 일본 후지필름사의 FEP-171을 사용하여 2000~4000Å의 두께를 가지는 레지스트막(60)을 형성하였다.Next, a resist
상기의 과정을 통해 본 발명에 의한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크(100)를 제작하였다.Through the above process, the halftone phase inversion
도 3은 본 발명에 의해 제조된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크(100, 도 2 참조)를 사용하여 제조하는 하프톤형 위상반전마스크(200)를 도시한 것이다.FIG. 3 shows a halftone
도면을 참조하면, 포토마스크 제조시 통상적으로 사용되는 전자빔 노광 장비를 사용하여 레지스트막(60, 도 2 참조)의 원하는 영역에 노광을 한 후, 노광 후 굽기 공정을 적용하고, 현상 공정을 실시하여 레지스트막(60) 패턴을 형성하였다.Referring to the drawings, after exposure to a desired region of the resist film (60, see Fig. 2) using an electron beam exposure equipment commonly used in the manufacture of photomask, after the exposure exposure baking process is applied, The resist
다음에 레지스트막(60) 패턴을 마스킹으로 하고 염소(Cl2) 가스를 사용한 건식 식각을 실시하여 차광막 패턴(40a) 및 반사방지막 패턴(50a)을 형성하였다.Next, the resist
다음에 차광막 패턴(40a), 반사방지막 패턴(50a), 레지스트막 패턴(미도시)을 마스킹으로 하고, 헥사플루오린화황(SF6) 가스를 사용한 건식 식각을 실시하여 위상반전막 패턴(30a)을 형성하였다. 이때 투명막(20)인 CrCON 막은 위상반전막(30)의 건식 식각시 식각이 되지 않아 선택비가 아주 우수하였다.Next, the light
다음에 불필요해진 레지스트막(60) 패턴을 황산을 사용하여 제거한 후, 다시 포지티브 포토레지스트인 일본 티오케이(TOK)사의 THMR-iP3600을 3,000 ~ 6,000 Å의 두께로 레지스트막(60)을 형성한 후 노광 장치를 사용하여 패턴을 형성할 영역에 노광을 하고, 현상 공정을 실시하여 레지스트막(60) 패턴을 형성하였다.Next, after removing the unnecessary resist
다음에 습식 식각 공정을 사용하고 레지스트막(60) 패턴을 마스킹으로 하여 투명막 패턴(20a), 차광막 패턴(40a), 반사방지막 패턴(50a)을 형성하였다. 이때 투명기판(10)은 투명막 패턴(20a), 차광막 패턴(30a), 반사방지막 패턴(40a) 형성에 의해 투명기판(10)은 식각되지 않았으며, 위상반전막(30) 또한 패턴 형성에 의해 식각되지 않았다. 따라서 투명막(20)에 대한 투명기판(10), 위상반전막(30) 각각에 있어서의 선택비가 우수함이 확인되었다. 그리고 투명막 패턴(20a)은 습식 식각시의 비등방성(anisotropy)에 의해 위상반전막(30) 밑쪽으로 언더컷(Undercut) 영역(300)이 형성됨을 확인하였다.Next, a
다음으로, 불필요해진 레지스트막 패턴을 황산을 사용하여 제거를 하였으며, 이물질 제거를 위해 세정 공정을 실시하여 투명기판(10) 위에 언더컷 영역(300)이 형성된 투명막 패턴(20a), 위상반전막 패턴(30a), 차광막 패턴(40a)이 형성된 위상반전마스크(200)를 제조하였다.Next, the unnecessary resist film pattern was removed using sulfuric acid, and the
이상과 같이 본 실시예에 관한 발명에 의하면, 투명기판과 위상반전막 각각에 대해서 우수한 선택비를 가지는 투명막을 형성함으로써 위상반전 블랭크 마스크 제조시 형성된 위상반전량을 보전할 수 있어, 고품질을 가지는 하프톤형 위상반전마스크의 제조가 가능하다. 그리고 차광막 또는 반사방지막과 동일 계열의 습식 식각액으로 식각이 가능한 투명막을 형성하여 언더컷을 형성함으로 인해 종래의 위상반전막 패턴의 측벽에서 발생하던 투과광의 감소 없이 위상반전 효과가 극대화된 하프톤형 위상반전마스크의 제조가 가능해진다. 따라서 본 발명에 의한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 제조를 통해 고품질의 하프톤형 위상반전마스크를 제조할 수 있게 되어, 결과적으로는 우수한 집적도와 고품질을 가지는 반도체 회로의 제작이 가능하다.According to the invention of the present embodiment as described above, by forming a transparent film having excellent selectivity for each of the transparent substrate and the phase inversion film, it is possible to preserve the phase inversion amount formed during the manufacture of the phase inversion blank mask, and thus has a high quality half. It is possible to manufacture a tone type phase inversion mask. The half-tone phase shift mask maximizes the phase shift effect without reducing the transmitted light generated on the sidewall of the conventional phase shift pattern by forming an undercut by forming a transparent film that can be etched with a wet etching solution of the same series as the light shielding or antireflection film. Can be manufactured. Therefore, a high quality halftone phase shift mask can be manufactured by manufacturing the halftone phase shift blank mask according to the present invention, and as a result, a semiconductor circuit having excellent integration and high quality can be manufactured.
본 발명에 의한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 하프톤형 위상반전마스크는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조시 투명기판과 위상반전막 각각에 대해 우수한 선택비를 가지는 투명막을 적용함으로 인해 투명기판의 손상 없이 위상반전막의 식각이 가능해져 정확한 위상반전을 조절할 수 있게 된다.The halftone phase inversion blank mask and the halftone phase inversion mask according to the present invention are applied to the transparent substrate and the phase inversion film when the halftone phase inversion blank mask is manufactured by applying a transparent film having excellent selectivity to the phase without damaging the transparent substrate. The inversion film can be etched, allowing accurate phase inversion to be controlled.
또한, 투명막이 차광막, 반사방지막과 동일한 습식 식각액에 의한 식각이 가능함으로 인해 언더컷이 형성됨으로써, 위상반전막 패턴의 측벽에서의 투과광의 강도 감소 없이 위상반전을 극대화할 수 있어, 고품질의 하프톤형 위상반전마스크의 제조를 통해 고품질의 반도체 소자 제조가 가능해진다.In addition, since the transparent film is etched by the same wet etchant as the light shielding film and the anti-reflection film, an undercut is formed, thereby maximizing phase inversion without reducing the intensity of transmitted light on the sidewall of the phase shift pattern, thereby providing a high quality halftone phase. Through the manufacture of the inversion mask it is possible to manufacture a high quality semiconductor device.
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