KR950005441B1

KR950005441B1 - Phase reversal mask and manufacturing method

Info

Publication number: KR950005441B1
Application number: KR1019920010068A
Authority: KR
Inventors: 김진민
Original assignee: 삼성전자주식회사; 김광호
Priority date: 1992-06-10
Filing date: 1992-06-10
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2012-06-10
Also published as: KR940001290A

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Phase reversal mask and manufacturing method

제1a도 및 제1b도는 종래의 노광용마스크를 도시한 도면.1A and 1B show a conventional exposure mask.

제2a도 내지 제2c도는 종래의 위상반전마스크의 문제점을 설명하기 위한 도면.2a to 2c are views for explaining the problem of the conventional phase inversion mask.

제3a도 및 제3b도는 본 발명의 위상반전마스크의 특성을 나타낸 도면.3a and 3b are views showing the characteristics of the phase inversion mask of the present invention.

제4a도 내지 제4c도는 본 발명에 의한 위상반전마스크의 제조방법을 도시한 단면도.4A to 4C are cross-sectional views showing a method of manufacturing a phase shift mask according to the present invention.

본 발명은 위상반전마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 전체적으로 균일한 해상력을 갖는 위상반전마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a phase inversion mask and a method of manufacturing the same, and more particularly to a phase inversion mask having a uniform resolution as a whole and a method of manufacturing the same.

최근 반도체장치의 고집적화, 고밀도화가 진행됨에 따라 보다 더 미세한 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피(Photolithography) 기술이 요구되고 있는 바, 이를 위해 해상도를 증진시키는 하나의 방법으로서 마스크를 통해 투과된 빛의 위상차를 이용하여 빛의 강도를 증가시키는 위상반전(Phase Shifting) 기술이 제안되었다.In recent years, as the integration and density of semiconductor devices have progressed, photolithography techniques for forming finer patterns are required. Therefore, as a method of increasing resolution, a phase difference of light transmitted through a mask is used. A phase shifting technique has been proposed to increase the intensity of light by using.

이 위상반전방법은 "일본특개소 58(1983)-173744"와 "IEEE Trans. Elec. Devices, Vol. ED-29, No12, 1982, pp. 1828-1836" 및 "Trans. Elec. Devices. Vol. ED-31, No.6, 1984, pp 753-763"에 개시되어 있다.This phase inversion method is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58 (1983) -173744, IEEE Trans.Elec. Devices, Vol.ED-29, No12, 1982, pp. 1828-1836, and Trans.Elec.Devices.Vol. ED-31, No. 6, 1984, pp 753-763 ".

제1a도 및 제1b도를 참조하여 상기 위상반전 방법을 설명하면 다음과 같다.The phase inversion method will be described with reference to FIGS. 1A and 1B as follows.

제1a도에 도시된 바와 같이 라인(line)과 스페이스(Space) 패턴을 형성하는 경우를 예를 들면, 예컨대 석영 마스크기판(1) 상에 크롬과 같은 빛을 차폐시키는 물질을 이용하여 빛의 차폐영역(10)을 형성함으로써 패턴을 형성하여 노광 마스크를 만든다. 이와 같은 노광마스크를 투과한 빛의 강도분포를 제1A도의 A1으로 나타낸다. 여기에서 빛의 투과영역(12a)을 통과하여 웨이퍼를 노고아시키는 빛의 강도는 제1A도의 곡선 A2로 나타낸다.As shown in FIG. 1A, a case of forming a line and a space pattern is used, for example, to shield light by using a material that shields light such as chromium on the quartz mask substrate 1. By forming the region 10, a pattern is formed to form an exposure mask. The intensity distribution of light transmitted through such an exposure mask is shown by A1 in FIG. 1A. In this case, the intensity of light passing through the light transmission region 12a and the wafer is shown by the curve A2 in FIG. 1A.

다른 투과영역(12b)을 통과한 빛의 강도는 일점쇄선으로 나타내었다. 이와 같이 각각의 투과영역(12a, 12b)을 통과한 빛의 패턴이 합해지면 빛의 강도분포는 곡선 A3로 나타나는 바와 같이 되어 결과적으로 빛의 회절로 인해 상(Image)이 흐려지고 이에 따라 정확한 노광이 되지 않게 된다.The intensity of light passing through the other transmissive region 12b is represented by a dashed line. In this way, when the light patterns passing through the respective transmission areas 12a and 12b are summed, the light intensity distribution is represented by a curve A3. As a result, the image is blurred due to the diffraction of the light, thereby accurately exposing the light. This will not be.

반면에 제1b도에 됫된 바와 같이 반복되는 패턴의 투과영역상에 교대로 시프터(Shifter)를 형성하면, 위상이 반전되어 빛의 회절로 인하여 상이 흐려지는 일이 없게 되고 이에 따라 해상도가 초점심도가 증가하게 된다.On the other hand, if shifters are alternately formed on the transmission region of the repeating pattern as shown in FIG. 1b, the phase is inverted so that the image is not blurred due to diffraction of light, thereby increasing the depth of focus. Done.

특히, 제1b도에 도시된 바와 같이 투과영역(12a)상에 시프트(12a)를 형성하여 위상을 예컨대 180° 반전시키면 시프터(11a)를 통과한 빛은 곡선 B1으로 나타난다. 인접한 투과영역(12b)을 통해 얻어진 빛은 시프터(11a)를 통과하지 않으므로 위상이 반전되지 않는다. 그러므로 노광되는 웨이퍼상에서 상호 위상반전된 빛은 B2에서 상쇄되고 이에 따라 웨이퍼상에서의 빛의 분포는 곡선 B3과 같이 된다.In particular, as shown in FIG. 1B, when the shift 12a is formed on the transmission region 12a and the phase is inverted, for example, by 180 °, the light passing through the shifter 11a is represented by the curve B1. Since light obtained through the adjacent transmission region 12b does not pass through the shifter 11a, the phase is not reversed. Therefore, the light phase-inverted on the exposed wafer is canceled at B2 and thus the distribution of light on the wafer becomes as curve B3.

그러나 상기와 같은 종래의 위상반전마스크에 있어서는 최외각 패턴의 형상이 불량한 문제점이 있다. 제2a도 내지 제2c도를 참조하여 이를 설명하면 다음과 같다.However, in the conventional phase inversion mask as described above, there is a problem that the shape of the outermost pattern is poor. Referring to Figures 2a to 2c it is described as follows.

제2a도는 종래의 위상반전마스크의 레이아웃이고, 제2b도는 제2a도의 A-A'단면도인바, 제2b도를 참조하면, 마스크기판(20)상에 소정형상으로 패터닝된 크롬층(21)과 이 크롬층(21)의 패터닝에 의해 형성되는 광투과부(22) 및 시프터(23)로 구성되어 있는 위상반전마스크에서는 내부에서는 인접패턴과 쌍(Pair)을 이루어 위상반전효과로 해상력을 증대시킬 수 있으나 최외곽패턴(C1, C2)에서는 위상을 반전시킬 수 있는 쌍(Pair)이 없기 때문에 위상반전에 따른 빛의 강도의 증가효과가 없어 웨이퍼토광시 내부패턴과 같은 패턴형성이 불가능하고 제2C도에 도시된 바와 같이 최외곽패턴(D1, D2)은 그 형태가 불량하게 된다.FIG. 2A is a layout of a conventional phase inversion mask, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line A-A 'of FIG. 2A. Referring to FIG. 2B, a chromium layer 21 patterned in a predetermined shape on a mask substrate 20 and In the phase shift mask composed of the light transmitting portion 22 and the shifter 23 formed by the patterning of the chromium layer 21, pairs are formed with adjacent patterns inside to increase the resolution by the phase shift effect. However, in the outermost patterns C1 and C2, there is no pair that can invert the phase, so there is no effect of increasing the intensity of light due to phase inversion. As shown in FIG. 2, the outermost patterns D1 and D2 have a poor shape.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 위상반전마스크의 최외곽에서도 위상반전효과를 갖는 위상반전마스크 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a phase inversion mask having a phase inversion effect and a method of manufacturing the same even at the outermost side of the phase inversion mask.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 노출광에 대하여 투명한 기판과, 기 기판위에 형성된 소정의 형상으로 패터닝된 차광막, 상기 차광막의 패퍼닝에 의해 상기 기판위에 형성되는 주광투과부와 최외각의 차광막에 형성된 보조광투과부, 상기 보조광투과부 그리고 하나씩 거른 주광투과부상에 형성되어 위상을 반전시키는 시프터를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 위상반전마스크를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a substrate that is transparent to exposed light, a light shielding film patterned into a predetermined shape formed on a substrate, a main light transmitting portion formed on the substrate by patterning the light shielding film, and an outermost light shielding film. It provides a phase inversion mask, characterized in that it comprises a secondary light transmitting portion, the auxiliary light transmitting portion and the shifter formed on the primary light transmitting portion filtered one by one to reverse the phase.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 보조광투과부는 이 보조광투과부를 통과한 빛의 강도가 임계치이하의 강도를 갖도록 그 크기를 설정한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the auxiliary light transmitting part sets its size so that the intensity of light passing through the auxiliary light transmitting part has an intensity of less than or equal to a threshold value.

상기 본 발명에 의한 위상반전마스크를 제조하기 위한 방법으로 본 발명은 노출광에 대하여 투명한 기판상에 차광막을 형성한 후 기판을 보조광투과부 및 주광투과부를 노출시키도록 패터닝하는 공정, 상기 패터닝된 차광막이 형성된 기판의 보조광투과부 및 하나씩 거른 주광투과부상에 시프터층을 형성한 후 소정형상으로 패터닝하여 시프터를 형성하는 공정을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 위상반전마스크의 제조방법을 제공한다.According to the present invention, a method of manufacturing a phase shift mask according to the present invention includes forming a light shielding film on a transparent substrate with respect to exposure light, and then patterning the substrate to expose the auxiliary light transmitting part and the main light transmitting part, wherein the patterned light blocking film is And forming a shifter by forming a shifter layer on the auxiliary light transmitting portion of the formed substrate and the main light transmitting portion filtered one by one, and then patterning the sheet to a predetermined shape.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention in more detail.

제3a도는 본 발명에 의한 위상반전마스크의 레이아웃을 나타낸 것이고, 제3b도는 제3a도의 B-B' 단면도를 나타낸 것이다.FIG. 3A shows the layout of the phase inversion mask according to the present invention, and FIG. 3B shows the B-B 'cross section of FIG. 3A.

제3a도와 제3b도에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 위상반전마스크는 마스크기판(30)상에 주광투과부(32)와 소정형상을 패터닝된 차광막이 형성되어 있고, 차광막 패턴들(31)중 최외각 패턴에 보조광투과부(32A)가 형성되어 있으며, 서로 인접한 차광막 사이의 광투과부 및 상기 서로 인접한 차광막상에 시프터(33)가 형성되어 있다. 이에 따라 최외곽패턴에서도 위상이 반전되므로 제3B동 도시된 바와 같이 최외곽패턴(E1,E2)에서도 내부패턴과 동일한 해상력을 얻을 수 있다. 상기 보조광투과부(32A)는 이것을 투과한 빛이 임계치이하의 강도를 가질 정도의 크기로 형성되므로 단순히 위상을 반전시키는 역할만 할 뿐 이 보조광투과부를 통과한 빛에 의해 피가공재료, 예컨대 포토레지스트등은 패터닝되지 않는다.As shown in FIGS. 3A and 3B, in the phase shift mask according to the present invention, a light shielding film patterned with a main light transmitting part 32 and a predetermined shape is formed on a mask substrate 30, and among the light shielding film patterns 31. The auxiliary light transmitting portion 32A is formed in the outermost pattern, and the shifter 33 is formed on the light transmitting portions between the light blocking films adjacent to each other and the light blocking films adjacent to each other. Accordingly, since the phase is also reversed in the outermost pattern, the same resolution as the inner pattern may be obtained in the outermost patterns E1 and E2 as shown in FIG. 3B. The auxiliary light transmitting part 32A is formed to a size such that the light passing through the auxiliary light transmitting part has a intensity of less than or equal to a threshold value, and merely serves to reverse the phase. Is not patterned.

제4a도 내지 제4c도는 참조하여 본 발명에 따른 위상반전마스크의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.4A to 4C will be described with reference to the manufacturing method of the phase inversion mask according to the present invention with reference to.

제4a도를 참조하면, 마스크기판(30)상에 차광막, 예컨대 크롬층을 형성한 후 소정패턴(31)으로 패터닝하여 주광투과부(32) 및 보조광투과부(32A)를 형성한다. 이어서 전면에 시프터층(32)를 형성한 다음 이 스프터층(32) 위에 포토레지스트(34)를 도포한 후 소정의 시프터 패턴으로 상기 포토레지스트(34)를 선택적 노광 및 현상공정에 의해 패터닝한다(제4B도 참조). 다음에 상기 패터닝된 포토레지스트(34)를 마스크로 하여 상기 시프터층(32)을 에칭하여 시프터(33)를 형성한다(제4c도 참조).Referring to FIG. 4A, a light blocking film, for example, a chromium layer, is formed on the mask substrate 30 and then patterned into a predetermined pattern 31 to form a main light transmitting part 32 and an auxiliary light transmitting part 32A. Subsequently, after the shifter layer 32 is formed on the entire surface, the photoresist 34 is coated on the sputter layer 32, and then the photoresist 34 is patterned by a selective exposure and development process in a predetermined shifter pattern ( See also 4B). Next, the shifter layer 32 is etched using the patterned photoresist 34 as a mask to form a shifter 33 (see also FIG. 4C).

이와 같이 제작된 본 발명에 의한 위상반전마스크를 기존의 위상반전마스크와 비교했을때 i-라인, NA=0.54, σ=0.5의 노광조건으로 패터닝할 경우 내부패턴과 최외각패턴의 CD(Critical Dimension) 차이정도가 기존의 위상반전마스크에서는 30% 이상이었으나 본 발명의 위상반전마스크에서는 5% 이하로 개선되었으며 개선정도도 CD별로 거의 일정하였다.When the phase shift mask according to the present invention is patterned under an exposure condition of i-line, NA = 0.54 and σ = 0.5, compared to the conventional phase shift mask, the CD (Critical Dimension) of the inner pattern and the outermost pattern ) The degree of difference was more than 30% in the conventional phase inversion mask, but improved to 5% or less in the phase inversion mask of the present invention, and the degree of improvement was almost constant for each CD.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 최외각 패턴에서도 내부패턴과 거의 동일한 해상력을 얻을 수 있게 되어 마스크패턴 전사(Transfer)의 정확도가 향상되게 된다.As described above, according to the present invention, even in the outermost pattern, the resolution similar to that of the inner pattern can be obtained, thereby improving the accuracy of mask pattern transfer.

Claims

A substrate transparent to the exposure light, a light shielding film patterned into a predetermined shape formed on the substrate, a sub-transmitting part formed on the substrate by patterning the light shielding film, an auxiliary light transmitting part formed on the outermost light shielding film, the auxiliary light transmitting part, and one by one And a shifter formed on the main light transmitting portion to reverse the phase.

The phase shift mask according to claim 1, wherein the size of the auxiliary light transmitting part is such that the material to be processed is not patterned by the light passing through the auxiliary light transmitting part.

Forming a light shielding film on the transparent substrate with respect to the exposure light, and then patterning the substrate to expose the auxiliary orphan transmission part and the main light transmission part of the substrate, and shifting the shifter on the auxiliary light transmission part of the substrate on which the patterned light shielding film is formed, A method of manufacturing a phase inversion mask comprising the step of forming.