KR100214063B1 - 위상반전마스크 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조 분야에 관한 것으로, 특히 리소그래피 공정에 사용되는 위상반전 마스크 제조에 관한 것으로, 반복형 위상반전 마스크를 제조하는 공정을 보다 간략화하는 것을 목적으로 한다. 포토레지스트는 노광 에너지에 따라 그의 현상되는 속도를 조절할 수 있으며, 전자빔 리소그래피 장비를 사용하면 국부적으로 노광 에너지를 달리할 수 있다. 본 발명은 이러한 원리를 이용하여, 반복형 위상반전 마스크의 정규 투광부보다 위상반전 투광부에 상대적으로 많은 에너지의 전자빔을 조사하고, 1차 현상을 실시하여 위상반전 투광부의 크롬층을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이후, 포토레지스트 패턴을 사용한 식각에 의해 투명 기판에 트렌치를 형성하고, 2차 현상을 실시하여 정규 투광부의 크롬층을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이어서, 노출된 크롬층을 선택적 식각하고, 포토레지스트 패턴을 제거한다.

Description

위상반전 마스크 제조방법{A method for fabricating phase shift mask}

본 발명은 반도체 제조 분야에 관한 것으로, 특히 리소그래피 공정에 사용되는 위상반전 마스크 제조에 관한 것이다.

첨부된 도면 도 1은 반복형 위상반전 마스크의 평면도를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이 반복형 위상반전 마스크는 이웃하는 공간에 위상반전 투광부(A) 및 정규(normal) 투광부(B)가 크롬 패턴(2)과 함께 반복하여 배치됨으로써 위상반전 효과를 일으키도록 한 것이다.

첨부된 도면 도 2는 반복형 위상반전 마스크의 단면도를 나타낸 것으로, 투명 기판(1)을 트렌치 식각하여 형성된 위상반전 투광부(A), 정규 투광부(B) 및 크롬 패턴(2)을 도시하고 있다.

이하, 상기와 같은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 반복형 위상반전 마스크를 제조하기 위한 종래의 방법을 도 3A 내지 도 3D를 참조하여 설명한다.

먼저, 도 3A에 도시된 바와 같이 쿼츠(quartz)와 같은 투명 기판(1)상에 차광 물질인 크롬층(2)을 형성하고, 그 상부에 포토레지스트를 도포한다. 계속하여, 포토레지스트를 선택적으로 노광 및 현상하여 소정의 포토레지스트 패턴(3A)을 형성한다.

이어서, 도 3B에 도시된 바와 같이 포토레지스트 패턴(3A)을 식각 마스크로 사용하여 크롬층(2)을 식각하고, 포토레지스트 패턴(3A)을 제거한다.

다음으로, 도 3C에 도시된 바와 같이 다시 포토레지스트를 도포한 후, 선택적으로 노광 및 현상하여 위상반전 투광부를 형성하기 위한, 즉 트렌치 식각을 위한 포토레지스트 패턴(3B)을 형성한다.

이어서, 도 3D에 도시된 바와 같이 포토레지스트 패턴(3B)을 식각 마스크로 사용하여 투명 기판(1)을 트렌치 식각 함으로써 위상반전 투광부(A)를 형성한다.

이러한 종래의 반복형 위상반전 마스크 제조방법은 2 회에 걸친 포토레지스트 도포공정, 노광공정 및 현상공정이 사용되기 때문에 시간이 매우 많이 소요된다. 상용화된 마스크 기판의 경우, 포토레지스트까지 도포되어 판매되는데, 이러한 위상반전 마스크의 제조를 위해서는 추가적인 포토레지스트 도포 장비가 필요하다. 또한, 상기한 바와 같이 2 회의 노광공정이 사용되는 종래의 반복형 위상반전 마스크 제조방법은 크롬층과 위상반전부 간의 중첩도 문제가 해결되기 어려운 사항으로 남아 있으며, 이로 인한 수율 저하는 마스크의 제조 단가를 상승시키는 요인이 되고 있다.

본 발명은 포토레지스트 도포공정 및 노광공정을 단 1 회로 단축하여 공정을 단순화하는 위상반전 마스크 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 특징적인 위상반전 마스크 제조방법은 투명 기판 상에 형성된 차광성 물질층 상부에 포토레지스트를 도포하는 단계; 전자빔을 사용하여 제1 영역의 상기 포토레지스트와 제2 영역의 상기 포토레지스트를 선택적으로 노광하되, 상기 제2 영역보다 상기 제1영역에 상대적으로 많은 에너지의 상기 전자빔이 조사되도록 하는 단계; 상기 포토레지스트를 현상함으로써 상기 제1 영역의 상기 차광성 물질층만이 노출되는 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 포토레지스트 패턴을 식각장벽으로 하여 노출된 상기 차광성 물질층 및 투명 기판을 선택적으로 식각하는 단계; 다시 현상을 실시함으로써 상기 제1 포토레지스트 패턴의 상기 제2 영역 부분이 선택적으로 제거된 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 제2 포토레지스트 패턴을 식각장벽으로 하여 상기 제2 영역의 상기 차광성 물질층을 선택적으로 식각하는 단계; 및 상기 제2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하여 이루어진다.

도 1은 반복형 위상반전 마스크의 평면도.

도 2는 반복형 위상반전 마스크의 단면도.

도 3A 내지 도 3D는 종래의 반복형 위상반전 마스크의 제조 공정도.

도 4A 내지 도 4D는 본 발명의 일실시예에 따른 반복형 위상반전 마스크의 제조 공정도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 기판 2 : 크롬층

5A, 5B : 포토레지스트 패턴 A : 위상반전 투광부

B : 정규 투광부

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 4A 내지 도 4D는 본 발명의 일실시예에 따른 반복형 위상반전 마스크 제조 공정을 도시한 것이다.

먼저, 도 4A에 도시된 바와 같이 투명 기판(1) 상에 크롬층(2)을 형성하고, 그 상부에 포토레지스트를 도포한다. 계속하여, 크롬 패턴 형성을 위한 마스크를 이용하여 포토레지스트를 선택적으로 노광하고, 소정 시간 현상을 실시한다. 여기서, 노광은 전자빔을 사용하여 이루어지며, 이러한 노광을 통해서 국부적으로 노광 에너지를 달리하는 것이 가능해 진다. 본 실시예에서는 위상반전 투광부(A)에 정규 투광부(B) 보다 상대적으로 많은 에너지의 전자빔을 조사함으로써 그 부분(A)의 포토레지스트가 완전히 현상되어 크롬층(2)이 노출되도록 한다. 이때, 정규 투광부(B)에는 상대적으로 적은 에너지의 전자빔이 조사되었기 때문에 현상되는 속도가 상대적으로 느려지고, 이에 따라 현상 후에도 그 부분(B)의 포토레지스트가 소정 두께만큼 남아 있게 된다. 도면 부호 5A는 이러한 현상에 의해 형성된 포토레지스트 패턴을 나타낸 것이다.

이어서, 도 4B에 도시된 바와 같이 포토레지스트 패턴(5A)을 식각 마스크로 사용하여 위상반전 투광부(A)의 노출된 크롬층(2)을 선택적으로 식각하고, 계속하여 투명 기판(1)의 일부를 트렌치 식각한다.

다음으로, 도 4C에 도시된 바와 같이 다시 현상을 실시하여 정규 투광부(B)의 포토레지스트를 제거함으로써 또다른 포토레지스트 패턴(5B)을 형성한다. 계속하여, 포토레지스트 패턴(5B)을 식각 마스크로 사용하여 정규 투광부(B)의 노출된 크롬층(2)을 제거함으로써 반복형 위상반전 마스크의 제조를 완료한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

본 발명은 기존의 2 회의 포토레지스트 도포공정 및 노광공정을 1 회로 줄임으로써 공정시간을 단축할 수 있으며 크롬 패턴과 위상반전부와의 중첩도 오차 문제를 해결하는 효과가 있다. 또한, 제조공정이 간단해지므로 마스크 원가를 낮출 수 있으며, 마스크 제조 공정의 간략화에 따라 마스크 상의 결함 발생 기회가 줄어들게 되므로 수율 향상을 도모할 수 있다.

Claims (8)

1. (정정) 투명 기판 상에 형성된 차광성 물질층 상부에 포토레지스트를 도포하는 단계;

   전자빔을 사용하여 제1 영역의 상기 포토레지스트와 제2 영역의 상기 포토레지스트를 선택적으로 노광하되, 상기 제2 영역보다 상기 제1영역에 상대적으로 많은 에너지의 상기 전자빔이 조사되도록 하는 단계;

   상기 포토레지스트를 현상함으로써 상기 제1 영역의 상기 차광성 물질층만이 노출되는 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;

   상기 제1 포토레지스트 패턴을 식각장벽으로 하여 노출된 상기 차광성 물질층 및 투명 기판을 선택적으로 식각하는 단계;

   다시 현상을 실시함으로써 상기 제1 포토레지스트 패턴의 상기 제2 영역 부분이 선택적으로 제거된 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;

   상기 제2 포토레지스트 패턴을 식각장벽으로 하여 상기 제2 영역의 상기 차광성 물질층을 선택적으로 식각하는 단계; 및

   상기 제2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 위상반전 마스크 제조방법.
2. (정정) 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 영역이 위상반전 투광부인 위상반전 마스크 제조방법.
3. (정정) 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 영역이 정규 투광부인 위상반전 마스크 제조방법.
4. (삭제)
5. (정정) 제 1 항에 있어서,

   상기 노광은 전자빔을 사용하는 노광장비를 이용하여 이루어지는 위상반전 마스크 제조방법.
6. (정정) 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 포토레지스트 패턴의 상기 제2 영역은 상기 포토레지스트의 일부가 상기 차광성 물질층이 노출되지 않을 정도로 제거된 위상반전 마스크 제조방법.
7. (삭제)
8. (정정) 제 1 항에 있어서,

   상기 차광성 물질층이 크롬층인 위상반전 마스크 제조방법.