KR970006927B1 - 위상시프트 포토마스크 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

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Description

[발명의 명칭]

위상시프트 포토마스크 및 그 제조방법

[도면의 간단한 설명]

제1도(a) 내지 제1도(o)는 본 발명에 따른 시프터 위에 놓여지는 레빈슨형 위상시프트 포토마스크의 제조공정을 순차적으로 나타낸 단면도.

제2도(a) 내지 제2도(o)는 본 발명에 따른 시프터 아래에 놓여지는 레빈슨형 위상 시프트 포토마스크의 제조공정을 순차적으로 나타낸 단면도.

제3도(a) 내지 제3도(m)은 본 발명에 따른 하우튼형 위상시프트 포토마스크의 제조공정을 순차적으로 나타낸 단면도.

제4도(a) 내지 제4도(f)는 본 발명에 따른 위상시프트 포토마스크 브랭크의 제조공정을 순차적으로 나타낸 단면도.

제5도(a) 내지 제5도(d)는 위상시프트 포토마스크의 원리를 설명하기 위한 도면.

제6도(a) 내지 제6도(d)는 종래 방법에 따른 포토마스크의 원리를 설명하기 위한 도면.

제7도(a) 내지 제7도(m)은 시프터 위에 놓여지는 레빈슨형 위상시프트 포토마스크의 제조공정의 종래예를 순차적으로 나타낸 단면도

제8도(a) 내지 제8도(m)은 시프터 아래에 놓여지는 레빈슨형 위상시프트 포토마스크의 제조공정의 종래예를 순차적으로 나타낸 단면도.

제9도(a) 내지 제9도(k)는 하우튼형 위상시프트 포토마스크의 제조공정의 종래예를 순차적으로 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 투명기판 2 : 차광층

3,3k : 위상시프터용 투명막 3p : 위상시프터 패턴

4 : 입사광 5 : 차광막

6 : 에칭스톱퍼층 7,17 : 레지스트층

7p,17p : 레지스트패턴 8 : 전리방사선

9 : 에칭가스 프라즈마

[발명의 상세한 설명]

(산업상의 이용분야)

본 발명은 초 LSI, 극초 LSI등의 초고밀도 집적회로의 제조에 이용되는 포토마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 미세한 패턴을 고밀도로 형성하기 위한 위상시프터용 투명막을 갖춘 위상시프트 포토마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.

(종래의 기술 및 그 문제점)

종래 IC, LSI, 초 LSI등의 반도체 집적회로는 Si웨이퍼등의 피가공 기판상에 레지스트층을 도포하고, 스텝퍼등에 의해 원하는 패턴을 노광한 후, 현상 및 에칭을 수행하는 소위 리소그래피공정을 반복함으로써 제조되고있다.

이와 같은 리소그래피공정에 사용되고 있는 래디클로 칭해지고 있는 포토마스크는 반도체 집적회로의 복잡화 및 고집적화에 수반하여 점차 고밀도가 요구되는 경향에 있다.

그리고, 이들 래디클을 사용해서 형성되는 디바이스 패턴의 선폭은 1M비트 DRAM에서 1.2㎛, 4M비트 DRAM에서는 0.8㎛, 16M비트 DRAM에서는 0.5㎛로 점점 미세화가 요구되고 있고, 이와 같은 요구에 대응하기 위해 여러가지 노광방법이 연구되고 있다.

예컨대, 64M비트 DRAM급의 디바이스로 되면, 0.35μm의 선폭의 패턴이 필요로 되고, 이 선폭은 종래의 래디클을 이용한 스텝퍼 노광방식에서는 레지스트패턴의 해상한계이다. 이 한계를 넘는 것으로는 에컨대 일본국 특허공개공보 소58-173744호 및 특허공고공보 소62-59296호에 도시되어 있는 것과 같은 위상시프트 래디클을 이용하는 위상시프트 리소그래피가 있다. 이는 후에 상세히 설명하는 바와 같이 래디클을 투과하는 광의 위상을 조작함으로써 투영상의 콘트라스트 및 분해능을 향상시키는 기술이다.

이들 위상시프트 포토마스크의 종별로서는 후술하는 바와 같은 시프터 위에 놓여지는 레빈슨형, 시프터 아래에 놓여지는 레빈슨형, 하우튼형등의 형식이 있지만, 어느 것도 위상시프트 포토마스크의 기판상의 필요한 층형성의 소정 위치에 위상시프터용 투명막을 형성하는 공정을 포함한다.

이 위상시프터용 투명막을 형성하는 방법으로서 SOG(Spin-On-Glass, 도포용 Si0₂계 피막)를 기판의 상면에 적하(滴下)하고, 고속회전시켜 SOG에 작용하는 원심력을 이용해서 구형(범H1)을 이루는 기판의 전체면에 퍼뜨리고, 그 후 SOG 중의 용제를 증발시켜 건조시킨다.

이 때, 기판의 단연부(端緣部)에서는 경계조건이 다르기 때문에 SOG가 불거져 나오는 것이 있게 되고, 소성에 의해 균열 또는 벗겨짐을 발생시켜 포토마스크 제조공정에 있어서 먼지의 발생원으로 되고 있다.

또한, 위상시스터용 투명막형성을 위한 스퍼터링법을 사용하는 경우도 있지만, 이 경우 기판 단연부 주위의 면확보 가공이 되어 있는 부분까지 위상시프터용 투명막이 형성된다면 확보 면 및 단연은 면확보 가공 때문에 미세한 마이크로 크랙이 존재하고, 아래부분에 대한 부착강도가 기판 중앙부에 비해 약하게 되어 있으며, 포토마스크 작성공정 및 포토마스크 사용중에 있어서 미세한 입자로 되어 박리되는 현상이 있다.

여기서, SOG를 도포하는 방식으로는 SOG 소성전에 기판 단연을 유기용제를 묻힌 수건등으로 닥아내는 방법, SOG 소성 후 또는 SOG 스퍼터링방식에시는 불산 또는 약알카리 수용액을 이용해서 제거하는 방법이 일반적으로 채용되고 있다.

그러나, 종래의 위상시프터용 투명막 단면의 시프터재의 제거의 경우에는 다음과 같은 문제가 발생하고 있다 유기용제를 묻힌 수건으로 닥아내는 방법에 있어서는 포토마스크 1매 1매를 닥아내지만, 수건의 상태를 엄밀하게 관리하지 않으면, 반대로 기판에 시프터재의 미세한 입자가 부착되는 등 품질상, 관리상 문제가 많다

다음에 불산 또는 강알카리 수용액을 이용해서 제거하는 방법에 있어서는 이들의 약품은 주지한 바와 같이 극약이고, 그 취급이 곤란하다. 또한, 이 방법에서는 기판을 불산 또는 강알카리 수용액으로 제거하고 싶은 기판의 단연을 침적하기 때문에 그 침적면 보다 위에 수용액이 올라오게 되거나 수용액 표면의 분란, 액의 열화등에 의해 위상시프더용 투명막 제거영역이 안정되지 않는 결점이 있다.

(발명의 목적)

본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 종래의 경우에 비해 위상시프터용 투명막의 유효 부분만이 안정되게 형성되고, 이물, 먼지의 부착이 없이 품질이 우수하고, 또한 극약의 사용도 필요로 하지 않는 안전한 위상시프트 포토마스크를 제공함에 그 목적이 있다.

또한 본 발명은, 상기한 위상시프트 포토마스크를 제조하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

(발명의 구성)

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 위상시프트 포토마스크는, 기판과, 기판면에 형성된 차광패턴 및, 기판상에 형성된 위상시프터 패턴을 구비하고, 기판의 단연에 따른 영역에서 상기 위상시프터패턴이 결여되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 위상시프트 포토마스크의 제조방법은, 기판상에 위상시프터용 투명막을 코팅하는 공정과, 기판의 단연에 따른 영역을 제외한 포토마스크패턴 형성영역에서 상기 투명막을 고화시킴과 더불어 상기 영역 이외에서는 투명막의 고화가 수행되지 않도록 하는 공정 및, 고화되지 않았던 투명막을 에칭에 의해 제거하여 상기 포토마스크패턴 형성영역에만 고화된 투명막을 남겨두는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 위상시프트 포토마스크의 다른 제조방법은, 기판상에 레지스트층을 형성하는 공정과, 기판의 단연에 따른 영역에서만 레지스트를 남겨두도록 하는 공정, 남겨진 레지스트와 기판의 면에 위상시프터용 투명막을 실시하는 공정 및, 상기 담겨진 레지스트에 용제를 작용시켜 담겨진 레지스트와 함께 그 위에 있는 투멍막 부분을 제거하여 상기 영역을 제외한 포토마스크패턴 형성영역에만 투명막을 담겨두는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

(실시예)

본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 본 발명의 상세한 설명에 앞서 위상시프트층 리소그래피를 도면에 따라 설명한다.

제5도(a) 내지 제5도(d)는 위상시프트 포토마스크의 원리를 설명하기 위한 도면이고, 제6도(a) 내지 제6도(d)는 종래 방법에 있어서 포토마스크의 원리를 설명하는 도면이다.

제5도(a) 및 제6도(a)는 래디클의 단면도, 제5도(b) 및 제6도(b)는 래디클상의 광의 진폭, 제5도(c) 및 제6도(c)는 웨이퍼상의 광의 진폭, 제5도(d) 및 제6도(d)는 웨이퍼상의 광강도를 각각 나타낸다. 또한, 도면중 참조부호 1은 석영등으로 이루어진 투명기판(이하, 기판으로 칭함), 2는 크롬등으로 이루어진 차광층(이하, 차광층으로 칭함), 2p는 차광패턴, 3은 위상시프터용 투명막, 3p는 위상시프터패턴, 4는 입사광을 각각 나타낸다.

종래의 방법에서는 제6도(a)에 나타낸 바와 같이 기판(1)에 차광막(2p)이 형성되어 소정 패턴의 광투과부가 형성되어 있는 것 뿐이지만, 위상시프트 리소그래피에서는 제5도(a)에 나타낸 바와 같이 래디클상에 인접하는 광투과부의 일부에 위상을 위상차 180°반전시키기 위한 투과막으로 이루어진 위상시프터패턴(3p)이 설치되어 있다. 따라서, 종래의 방법에서는 래디클상의 광의 진폭이 제6도(b)에 나타낸 바와 같이 동위상이고, 또한 웨이퍼상의 광의 진폭도 제6도(c)에 나타낸 바와 같이 웨이퍼상의 패턴올 분리하는 것이 불가능하다. 이에대해, 인접하는 광투과부의 한쪽에 위상시프터패턴(3p)을 설치한 위상시프트법에서는 래디클상의 광의 진폭이 제5도(b)에 나타낸 바와 같이 인접하는 웨이퍼간에서 서로 역위상으로 되기 때문예 마찬가지로 웨이퍼상의 광의 진폭도 또한 제5도(c)에 나타낸 바와 같이 역위상으로 된다. 그 때문에 꿰이퍼상의 패턴을 경계부에서 광강도가 영으로 되어 제5도(d)에 나타낸 바와 같이 인접하는 패턴율 명료하게 분리할 수 있게 된다. 이와같이 위상시프트 리소그래피에 있어서는 종래 방법에서 분리가 되지 않았던 패턴도 분리할 수 있게 되어 해상도의 향상을 도모할 수 있게 된다.

다음에, 위상시프트 포토마스크의 제조공정의 일례를 제7도(a) 내지 제7도(m)을 참조하여 설명한다. 도면은 시프터 위에 놓여지는 레빈슨형 위상시프트 포토마스크의 제조공정을 나타낸 단면도이다. 제7도(a)에 나타낸 바와 같이 기판(1)상에 알루미나등으로 이루어진 에칭스톱퍼층(6)을 형성하고, 다음에 제7도(b)에 나타낸바와 같이 차광층(2)을 형성한다. 다음에 제7도(c)에 나타낸 바와 같이 차광층(2)상에 레지스트층(7)을 형성하고, 제7도(d)에 나타낸 바와 같이 레지스트층(7)에 통상의 방법에 의해 마스크를 매개로 노광(8)을 부여하여 소정의 괘턴을 그리고, 현상, 린스하여 제7도(e)에 나타낸 바와 같이 레지스트패턴(7p)을 형성한다.

다음에, 필요에 따라 가열처리 및 디스컴(descrum)처리를 수행한 후, 제7도(f)에 나타낸 바와 같이 레지스트패턴(7p)의 개구부에서 노광되는 차광층(2) 부분을 에칭가스 프라즈마(9)에 의해 드라이에칭한다. 에칭가스로서는 CCl₄+O₂, CH₂Cl₂+O₂등의 혼합가스가 이용된다.(이하의 차광층 에칭용의 에칭가스 프라즈마의 재료도 마찬가지의 것이 이용된다.) 그리고, 제7도(g)에 나타낸 바와같이 잔존한 레지스트를 제거하여 차광패턴(2p)을 형성한다. 또, 이 차광패턴(2p)의 형성은 에칭가스 프라즈마(9)에 의한 드라이에칭 대신 습식에칭에 의해 수행해도 된다.(이하의 에칭가스 프라즈마의 에칭에 있어서도 마찬가지로 드라이방식 대신 습식방식으로 수행할 수 있다.)

다음에 제7도(h)에 나타낸 바와 같이 차광괘턴(2p)상에 예컨대 도포유리를 스핀코팅하고, 그 후 소성하여 위상시프터용 투명막(3)을 형성한다. 다음에, 제7도(i)에 나타낸 바와 같이 위상시프터용 투명막(3)상에 레지스트층(17)을 형성하고, 레지스트층(17)에 통상적인 방법에 따라 열라인먼트를 수행하며, 제7도(j)에 나타낸바와 같이 전자신 노광장치등의 전리방사선(8)에 의해 레지스트층(17)에 소정의 패턴을 그리고, 현상, 린스하여 제7도(k)에 나타낸 바와 같이 레지스트패턴(17p)을 형성한다.

다음에, 필요에 따라 가열처리 및 디스컴처리를 수행한 후, 제7도(1)에 나타낸 바와 같이 레지스트패턴(17p)의 개구부에서 노출되는 위상시프터용 투명막(3) 부분을 에칭가스 프라즈마(9)에 의해 드라이에칭하고, 제7도(m)에 나타낸 바와같이 잔존한레지스트를제거하여 위상시프트패턴(3p)이 형성된다. 이에 따라 시프터 위에 놓여지는 레빈슨형 위상시프트 포토마스크가 완성된다. 에칭가스로서는 CF₄, C₂F₆, CHF₃, CHF₃+O₂및 이들의 합성가스가 이용된다(이하의 위상시프터용 투명막 에칭의 에칭가스 프라즈마의 재료도 마찬가지의 것이 이용된다).

이상과 같은 위상시프터패턴(3p)이 차광패턴(2p) 상에 소정의 시프터 위에 놓여지는 형 외에 위상시프터패턴(3p)이 차광패턴(2p) 아래에 오는 시프터 아래에 놓여지는 형의 위상시프트 포토마스크도 제공되고 있다.

이 마스크의 특징적인 장점은 평탄한 기판상에 위상시프터용 투명막(3)을 형성할 수 있기 때문에 위상시프터패턴(3p)의 포토마스크면내의 오차를 작게 할 수 있는 것에 있다.

시프터 아래에 놓여지는 형의 위상시프트 포토마스크의 제조공정의 일례를 제8도(a)∼제8도(m)을 참조하여 설명한다.

먼저, 제8도(a)에 나타낸 바와 같이 기판(1)에 에칭 스톱퍼층(6)으로 되는 알루미나층을 형성한 다음 제8도(b)에 나타낸 바와 같이 에칭스톱퍼층(6) 상에 도포유리를 스핀 코팅하고, 그 후 소성하여 위상시프터용 투명막(3)을 형성한다. 다음에, 제8도(c)에 나타낸 바와 같이 위상시프터용 투명막(3) 상에 차광층(2)을 형성한 다음 제8도(d)에 나타낸 차광층(2)상에 레지스트층(7)을 형성한다. 다음에, 제8도(e)에 나타낸 바와 같이 전자선 노광장치.동의 전리방사선(8)에 의해 소정의 패턴을 그리고, 현상, 린스하여 제8도(f)에 나타낸 바와 같이 레지스트패턴(7p)을 형성한다.

다음에, 필요에 따라 가열처리 및 디스컴처리를 수행한 후, 제8도(g)에 나타낸 바와 같이 레지스트패턴(7p)의 개구부에서 노광되는 차광층(2) 부분을 에칭가스 프라즈마(9)에 의해 에칭하여 제8도(h)에 나타낸 바와 같이 잔존한 레지스트를 제거하여 차광패턴(2p)이 형성된다.

다음에, 제8도(i)에 나타낸 바와 같이 차광패턴(2p) 상에 레지스트층(17)을 형성하고, 다음에 제8도(i)에 나타낸 바와 같이 전자선 노광장치등의 전리방사선(8)에 의해 레지스트층(17)에 소정의 패턴을 그리고, 현상, 린스하여 제8도(k)에 나타낸 바와 같이 레지스트패턴(17p)을 형성한다.

다음에, 필요에 따라 가열처리 및 디스컴처리를 수행한 후, 제8도(1)에 나타낸 바와 같이 레지스트패턴(17p)의 개구부에서 노광되는 위상시프터용 투명막(3)을 에칭가스 프라즈마(9)에 의해 에칭하여 위상시프터패턴(3p)을 형성한다.

다음에, 잔존한 레지스트를 제거하여 제8도(m)에 나타낸 바와 같이 시프터 아래에 놓여지는 레빈슨형 위상시프트 포토마스크가 완성된다.

이상으로, 레빈슨형 위상시프트 포토마스크의 2가지 제조공정에 대해 설명하였지만, 이 외에 위상시프터패턴(3p)의 상층 및 하층에 광투과율이 수 10%인 막을 설치한 하우튼형 위상시프트 포토마스크도 제공되어 있다. 이 마스크의 특징적인 장점은 그 제조공정에 있어서 상기 레빈슨형의 것과 비교해서 그 제조공정이 적다는 것에 있다.

하우튼형 위상시프트 포토마스크의 제조공정의 일례를 제9도(a) 내지 제9도(k)를 참조하여 설명한다.

먼저, 제9도(a)에 나타낸 바와 같이 기판(1) 상에 에칭스톱퍼층(6)으로 되는 알루미나층을 형성한다. 다음에 제9도(b)에 나타낸 바와 같이 에칭스톱퍼층(6) 상에 도포유리를 스핀 코팅한 후, 소성하여 위상시프터용 투명막(3)을 형성한다. 다음에, 제9도(c)에 나타낸 바와 같이 위상시프터용 투명막(3) 상에 광투과율이 수10%인 차광층(2)으로 되는 크롬을 형성한 다음 제9도(d)에 나다낸 바와 같이 차광층(2) 상에 레지스트층(7)을 형성한다. 다음에 제9도(e)에 나타낸 바와 같이 전자선 노광장치등의 전리방사선(8)에 의해 레지스트층(7)에 소정의 패턴을 그리고, 현상, 린스하여 제9도(f)에 나타낸 바와 같이 레지스트패턴(7p)을 형성한다.

다음에, 필요에 따라 가열치리 및 디스컴처리를 수행한 후, 제9도(g)에 나타낸 바와 같이 레지스트패턴(7p)의 개구부에서 노출되는 차광층(2)을 에칭가스 프라즈마(9)에 의해 드라이에칭하고, 제9도(h)에 나타낸 바와같이 차광패턴(2p)을 형성한다. 다음에, 필요에 따라 가열처리 및 디스컴처리를 수행한 후, 제9도(i)에 나타낸 바와 같이 레지스트패턴(7p)의 개구부에서 노출되는 위상시프터용 투명막(3)을 에칭가스 프라즈마(9)에 의해 드라이에칭하고, 위상시프터패턴(3p)을 형성한다. 다음에, 잔존한 례지스트를 제거하여 제9도(k)에 나타낸 바와 같이 하우른형 위상시프트 포트마스크를 완섬한다.

제7도(a) 내지 제7도(m), 제8도(a) 내지 제8도(m), 제9도(a) 내지 제9도(k)에 나타낸 바와 같이 위상시프트 포트마스크의 제조공정에서는 유리틀 스괸 코팅하고, 그 후 소성하여 위상시프터용 투명막을 형성한 때에 석영 기판의 의주 및 주변 부분의 위상시프터용 투명패턴(3p)이 벗겨져 먼지가 발생되는 등 포토마스크의 결함의 원인으로 되었다. 본 발명은 상기한 문제를 해소하는 것을 과제로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제1도(a) 내지 제1도(ω, 제2도(a) 내지 제2도(⒭ 및, 제3도(a) 내지 제3도(m)은 각각 상기 제7도(a) 내지 제7도(m), 제8도(a) 내지 제8도(m) 및, 제9도(a) 내지 제9도(k)의 종래 방법의 위상시프트 포토마스크의 제조방법에 대해 본 발명을 적용한 제조공정을 순차적으로 나타내고 있다.

먼저, 제1도(a) 내지 제1도(⒭는 본 발명의 시프터 위에 능여지는 레빈슨형 위상시프트 포토마스크의 제조공정의 일례를 순차걱으로 나타내고 있다.

제1도(a)에 나타낸 바와 같이 기판(1) 상에 에첨스롬퍼층(6)을 형성하고, 다음에 제1도(b)에 나타낸 바와 같이 차광층(2)을 에침스롬퍼층(6) 상에 형성한다. 다음에, 제1도(c)에 나타낸 바와 같이 차광층(2) 상에 레지스트층(7)을 형성하고, 제1도(d)에 나타낸 바와 같이 통상의 방법에 의해 열라이먼트를 수행하며, 레지스트층(7)에 전자선 노광장치.등의 전리방사선(8)으로 소정의 패턴을 그리고, 현상, 린스하여 제1도(e)에 나타낸 바와 같이 례지스트패턴(7p)을 형성한다.

다음에, 필요에 따라 가열처리 및 디스컴처리를 수행한 후에, 제1도(f)에 나타낸 바와 같이 레지스트패턴(7p)의 개구부에서 노출되는 차광층(2) 부분을 에첨가스 프라즈마(9)에 의해 드라이에침한다. 그리고, 제1노(9)에 나타낸 바와 같이 잔존한 레지스트를 제거하여 차광패턴(2p)을 형성한다.

다음에, 제1도(h)에 나타낸 바와 같이 차광층(2) 상에 투명한 도포유리를 스핀 코팅하고, 소프트백하여 위상시프터용 투명막(3)을 형성한다. 다음에, 제1도(1)에 나타낸 바와 같이 기판(1)의 외주 및 주변부분을 차광막(5)에 의해 마스크하고, 그 위로부터 에너지선(10)을 조사하여 위상시프트용 투명막(3)을 고화시킨다. 에너지선(10)은 예컨대 자외선 또는 X선이다. 이어서, 에너지선(10)을 조사하지 않았던 부분을 유기용제에 의해 에침하고, 기판(1)의 외주 및 주변부분을 제거한 패턴영역내 위상시프터용 투멍막(3k)을 얻는다.

다음에, 제1도(k)에 나타낸 바와 같이 패턴영역내 위상시프터용 투명막(3k) 상에 레지스트층(17)을 형성하고, 제1도(1)에 나타낸 바와 같이 레지스트층(17)에 통상의 방법에 따라 열라인먼트를 수행하여 전자선 노광장치등의 전리방사선(8) 등에 의해 레지스트층(17)에 소정의 패턴을그리고, 현상, 린스하여 제1도(m)에 나타낸바와 같이 레지스트패턴(17p)을 형성한다.

다음에, 필요에 따라 가열처리 및 디스검처리를 수행한 후에 제1도(n)에 나타낸 바와 같이 레지스트패턴(17p)의 개구부에서 노출되는 대턴영역내 위상시프터용 투명막(3k)을 에첨가스 프라즈마(9)에 의해 드라이에칭하고, 제1도(⒭에 나타낸 바와 같이 잔존한 레지스트를 제거하여 위상시프터패턴(3p)이 형성되어 시프터상에 놓여지는 레빈슨형 위상시프트 포토마스크가 완성된다.

다음에, 제2도(a) 내지 제2도(⒭는 본 발명의 시프터 아래에 놓여지는 레빈슨형 위상시프트 포토마스크의 제조공정을 순차적으로 나타낸 도면이다.

먼저, 제2도(a)에 나타낸 바와 같이 기판(1)에 에첨스톱퍼층(6)으로 되는 알루미나층(6)을 형성한 다음 제2도(b)에 나타낸 바와 같이 에첨스틉퍼층(6) 상에 도포 유리롤 스핀 고팅하고, 소프트백하여 위상시프터용 투명막(3)을 형성한다. 다음에, 제2도(c)에 나타낸 바와 같이 기판(1)의 외주 및 주변 부분을 차광막(5)에 의해 마스크하고, 그 위로부터 에너지선(10)을 조사하여 위상시프터용 투명막(3)을 고화시킨다. 이어서, 에너지신(10)을 조사하지 않았던 부분을 유기용제에 의해 에침하고, 제2도(d)에 나타낸 바와 같이 기판(1)의 외주 및 주변부분을 제거한 패턴영역내 위상시프터용 투명막(3k)을 연는다.

다음에, 재2도(e)에 나타낸 바와 같이 패턴영역내 위상시프터용 투명막(3k) 상에 차광층(2)을 형성한 다음 제2도(f)에 나타낸 바와 같이 차광층(2) 상에 레지스트층(7)을 형성한다. 다음에, 제2도(g)에 나타낸 바와 같이 통상의 방법에 따라 열라이먼트를 수행하고, 전자선 노광장치.등의 전리방사신(8)에 의해 레지스트층(7)예소정의 패딘을 그리고, 현상, 린스하여 제2도(h)에 나타낸 바와 같이 레지스트패틴(7p)을 형성한다.

다응에, 될요에 따라 가열쳐리 및 디스점처리를 수행한 후, 제2도(1)에 나타낸 바와 같이 레지스트패턴(7p)의 개구부에서 노출되는 차광층(2) 부분올 에첨가스 프라즈마(9)에 의해 드라이에첨하고, 제2도G)에 나타낸바와 타이 잔존한 레지스트틀 제거하여 차광패턴(2p)이 형성된다.

다음에 제2도(k)에 나타낸 바와 같이 차광패턴(2p) 상에 레지스트층(17)올 형성한 다음 제2도(1)에 나타낸바와 같이 전자신 노광장치.등의 전리방사선(8)에 의해 레지스트층(17)에 소정의 패틴을 그리고, 현상, 린스하여 제2도(m)에 나타낸 바와 같이 레지스트패턴(17p)을 형성한다.

다음에, 필요에 따라 가열처리 및 디스컴처리를 수행한 후, 제2도(n)에 나타낸 바와 같이 레지스트패턴(17p)의 개구부에서 노출되는 패턴영역내 위상시프터용 투명막(3k)을 에첨가스 프라즈마(9)에 의해 드라이에첨하고, 위상시프터패턴(3p)을 형성한다.

다응에, 잔존한 레지스트를 제거하여 제2도(⒭에 나타낸 바와 같이 본 발명의 시프터 아래에 놓여지는 레빈슨형 위상시프트 포토마스크가 완성된다.

다음에, 제3도(a) 내지 제3도(m)은 본 발명예 따른 하우튼형 위상시프트 포토마스크의 제조공정을 순차적으로 나타낸 도면이다.

먼저, 제3도(a)에 나타낸 바와 같이 기판(1) 상에 에침스롬퍼충(6)으로 되는 알루미나충을 형성한 다음 제3도(b)에 나타낸 바와 같이 에첨스롬퍼층(6) 상에 도포유리를 스핀 코팅하고, 소프트백하여 위상시프터용 투멍막(3)을 형성한다. 다음에, 제3도(c)에 나타낸 바와 같이 기판(1)의 외주 및 주변 부분을 차광막(5)에 의해 마스크하고, 그 위로부터 에너지신(I0)을 조사하여 위상시프터용 투명막(3)을 고화시킨다. 이어서, 에너지신(10)을 조사하지 않았던 부분을 유기용제에 의해 에첨하고, 제3도(d)에 나타낸 바와 같이 기판(1)의 외주 및 주변부분을 제거한 패턴영역내 위상시프터용 투명막(3k)을 얻는다.

다음에, 제3도(e)에 나타낸 바와 같이 위상시프터용 투명막(3) 상에 광투과율이 수 10%인 차광층으로 되는 크롬막을 형성한 다음 제3도(f)에 나타낸 바와 같이 차광층(2) 상에 레지스트층(7)을 형성한다. 다음에, 제3도(9)에 나타낸 바와 같이 전자신 노광장치.등의 전리방사선(8)에 의해 레지스트층(7)에 소정의 패턴을 그리고, 현상, 린스하여 제3도(h)에 나타낸 바와 같이 레지스트패턴(7p)을 형성한다.

다음에, 필요에 따라 가열처리 및 디스컴처리를 수행한 후, 제3도(1)에 나타낸 바와 같이 레지스트패턴(7p)의 개구부에서 노출되는 차광층(2)을 에첨가스 프라즈마(9)에 의해 드라이에침하고, 제3도(J)에 나타낸 바와같이 차광패턴(2p)을 형성한다.

다음에 제3도(k)에 나타낸 바와 같이 레지스트패턴(17p)의 개구부에시 노출되는 패턴영역내 위상시프터용 투명막(3k)을 에첨가스 프라즈마(9)에 의해 드라이예첨하고, 제3도(1)에 나타낸 바와 같이 위상시프터패턴(3p)을 형성한다. 다음에, 잔큰한 레지스트를 제거하여 제3도(m)에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 하우튼형 위상시프트 포트마스크가 완성된다.

이상 설명한 위상시프트 포토마스크 제조방법에서는 위상시프터용 투명막으로 되는 포토마스크 영역 이외의 외주부 및 주변부 도포유리를 소성전에 제거하여 버리기 때문에 제거 해당부의 균일 및 벗겨짐에 의한 먼지 발생등을 없게 할 수 있어 업어지는 포트마스크의 결함수가 크게 절감된다. 이하, 그 실시의 구체예를 든다

(실시예1)

석영 기판애 에첨스롬퍼충으로 되는 알루미나막물 형성한 다음 이 에첨스롬퍼충 상에 차광층으로서 크롬막을 스퍼터링법에 의해 섬막한다. 다음에, SAL603(시프레이사(Shipley Co )재품) 레지스트롤 막 두께 500nm 정도로 되도록 스괸 고팅한다. 다음에, 통상적인 방법에 따라 일라인먼트를 수행하고, 전자선 노광장치에 의해 SAL603의 묘화틀 수행하며, 현상, 린스하여 SAL603 래지스트패턴을 형성한다.

다음에, SAL603 레지스트패턴의 개구부에시 노출된 크름막을 CC1、+Oz, CHzC12+O2 등을 이용한 반음성 프라즈마에청에 의해 제거한다.

다음에, 잔존하는 레지스트를 산소프라즈마에 의해 제거하여 크롬패턴을 얻는다.

다음에, 크롬패턴상에 Accuglass-211S(열라이드 시그날사(Al1led SlgnalInc )제등) 도포유리를 스핀 코팅한 다응 소프트백 후, 마스크 열라이너, 스템퍼등을 이용하여 석영 기판 외주부 및 주변부를 제외한 부분예 원자외신을 조사한다. 다음에, 메칠말콜에 의해 현상하고, 순수로 린스하여 외주부 및 주변부의 도포유리를 제거한다. 그 후, 200∼800C에서 소섬하여 패턴영역내 위상시프터용 투명막이 형성된다.

다음에, 도포유리상에 SAL603(시플레이사 제품) 레지스트를 막 두께 500nm 정도료 되도록 스핀 코팅한 다음 통상의 받법에 따라 열라이먼트를 수행하고, 전자선 노광장치에 의해 SAL603의 묘화를 수행하며, 현상, 린스하여 SAL603 레지스트패턴을 형성한다.

다음에, 필요에 따라 가열처리 및 디스컴처리를 수행한 후, SAL603 리1지스트패턴의 개구부에시 노출된 패턴영역내 위상시프터용 투명막을 CF、, C2F6, CHF3, CHFs+Oz 및 이들의 혼합가스를 이용한 드라이에침에 의해 제거하고, 위상시프터패턴을 형성한다 다음에, 잔존하는 레지스트패턴을 산소프라즈마에 의해 탄화제거하여 시프터 위에 놓여지는 레빈슨형 위상시프트 포토마스크를 완성하다. 또, 레지스트의 제거는 산소프라즈마에 의한 드라이에침 대신 래지스트 전용의 박리액이나 산 등을 이용해서 습식방식으로 수행하는 것도 가능하다.

(실시예 2)

석영 기판상에 에침스롬퍼층으르 되는 알루미나막을 형성한 다음 이 알루미나막상에 Accuglass-211S(열라이드 시그날사(Allled Slgnal Inc )제품) 도포유리를 스핀 고팅한다. 다음에, 소프트백 후 마스크 열라이너, 스템퍼등을 이용하여 석영 기판 외주부 및 주변부를 제의한 부분에 원자외선을 조사한다. 다음에, 메칠 말콜에 의해 현상하고, 순수로 린스하여 외주부 및 주변부의 도포유리를 제거한다. 그 후, 200∼800t에서 소성하여 패턴영역내 위상시프터용 투명막이 형성된다.

다음에, 이 막 상에 차광층으로서 크롬막을 스퍼터링법에 의해 성막한 다음 SAL603(시프레이사 제품) 레지스트를 막 두께 500nm 정도로 되도록 스핀 고팅한다. 다음에, 통상의 방법에 따라 열라이먼트를 수행하고, 전자선 노광장치에 의해 SAL603의 묘화를 수행하며, 현상, 린스하여 SAL603 레지스트패턴을 형성한다.

다음에, SAL603 리1지스트매턴의 개구부에서 노출된 크롬막을 CC1.+O2, CHzC12+O2 등을 이용한 반음성 프라즈마에침에 의해 재거한다.

다음에, 잔존하는 레지스트를 산소프라즈마에 의해 제거하여 크롬패턴을 얻는다. 도, 레지스트의 제거는 산소프라즈마에 의한 드라이에첨 대신 레지스트전용의 박리액이나 산등을 이용해서 습식방법으로 수행하는 것도가능하다.

다음에, SAL603(시프레이사(Shlpley Co )제품) 레지스트를 막 두께 500nm 정도로 되도록 스핀 코팅한 다음 통상적인 방법에 따라 얼라인먼트를 수행하고, 전자신 노광장치에 의해 SAL603의 묘화롤 수행하며, 현상, 린스하여 SAL603 러1지스트패턴을 형성한다.

다음에, 필요에 따라 가열처리 및 디스검처리를 수행한 후, SAL603 레지스트패턴의 개구부에서 노출된 때틴 영역내 위상시프터용 투명막을 CF4, C2F6, CHF3, CHF3+Oz 및 이들의 혼합가스를 이용한 드라이에침에 의해 제거하고, 잔존하는 레지스트패턴을 산소프라즈마에 의해 탄화 제거하여 시프터 아래에 능여지는 레빈슨형 위상시프트 포토마스크를 완성한다. 또, 래지스트의 제거는 산소프라즈마에 의한 드라이에침 대신 래지스트 전용의 박리액이나 산등을 이용해시 습식방식으로 수행하는 것도 가능하다.

(실시예 3)

석영 기판상에 에침스틉퍼층으로 되는 알루미나막을 형성한 다음 이 알루미나막상에 Accuglass-211S(열라이드 시그날사(Al1명d Slgnal Inc )제품) 도포유리를 스핀 고팅한다. 다음에, 소프트액 후 마스크 열라이너, 스템퍼동을 이용하여 석영 기판 의주부 및 주변부를 제외한 부분에 원자외선을 조사한 다음 메칠말콜에 의해 현상하고, 순수로 린스하여 외주부 및 주변부의 도포유리를 제거한다. 그 후, 200∼800C에서 소성하여 패턴영 역내 위상시프터용 투명막이 형성된다.

다음에, 이 막 상에 광투과율이 1∼50%로 되도록 차광층으로서 크롬막을 스퍼터링법에 의해 성막한 다음 SAL603(시프레이사 제품) 례지스트를 막 두께 500nm 정도로 되도록 스핀코팅한다. 다음에, 통상의 받법에 따라 연라이먼트를 수행하고, 전자선 노광장치에 의해 SAL603의 묘화를 수행하며, 현상, 린스하여 SAL603 례지스트패턴을 형성한다.

다음에, SAL603 레시스트패턴의 개구부에서 노출된 크롬막을 CCh+O2, CHzC1z+O2 등을 이용한 반음성 프라즈마에첨에 의해 제거한다.

다음에, 잔존하는 레지스트를 산소프라즈마에 의해 제거하여 크롬패턴을 얻는다. 또, 레지스트의 제거는 산소프라즈마에 의한 드라이에침 대신 례지스트전용의 박리액이나 산등을 이용해서 습식방법으로 수행하는 것도 가능하다.

다음에, 필요에 따라 가열처리 및 디스컴처리를 수행한 후, SAL603 래지스트패턴의 개구부에서 노출된 패턴영역내 위상시프터용 투멍막을 CF4, C2F6, CHF3, CHF3+O2 및 이들의 혼합가스를 이성한 드라이에첨에 의해 제거하고, 잔존하는 레지스트패턴을 산소프라즈마에 의해 탄화 제거하여 하우튼형 위상시프트 포토마스크를 완성한다. 또, 레지스트의 제거는 산소프라즈마에 의함 드라이에침 대신 레지스트전용의 박리액이나 산등을 이용해서 습식방식으로 수행하는 것도 가능하다.

제4도(a) 내지 제4도(f)는 본 발명에 따른 위상시프트 포트마스크 제조방법의 다른 예틀 나타낸 것이다.

이 방법에서는 먼저 제4도(a)에 나타낸 바와 같이 석영등으로 이루어진 기판(1, 이하 기판으로 정함)에 광경화형 등의 레지스트층(2)이 형성되는데, 레지스트층(2)으로서는 일반적인 경화형 레지스트를 사용할 수 있지만, 레지스트층(2)은 특히 유기용제에 의해 용해하든가 또는 유기용제에 의해 부플어 측측하게 되는 것으로 되지않으면 안된다.

다음에 제4도(b)에 나타낸 바와 같이 레지스트층(2)의 단연 가까운 부분에만 에너지선(10)이 조사되는데, 에너지선(10)은 레지스트를 감광하는 광으로서 일반직으로는 자의신 또는 전자선 조사, 현상에 의해 레지스트 패턴을 형성할 수 있는 것이 사용된다.

에너지선(10)의 조사 후에 레지스트충(2)에 통상의 현상처리를 실시하고, 제4도(c)에 나타낸 바와 같이 단연 가까운 부분 이외의 레지스트층(2)을 제거하여 레지스트패턴(2p)을 형성한다. 이 방법은 노광법에 의한 것이기 때문에 양호함 노광영역의 재현이 가능하다.

다음에 제4도(d)에 나타낸 바와 같이 SOG를 도포하여 소섬한다. 또는, 스퍼터링에 의해 위상시프터용 투명막(3)을 형성한다.

다음에 제4도(e)에 나타낸 바와 같이 레지스트패턴(2p)을 이를 용해 또는 부물려 축축하게 하는 용액(S)에 접측시키는데, 하층의 레지스트괘턴(2p)의 용해, 부플려 측측하게 하는 것에 수반하여 그 위의 위상시프터용 투멍막(3)은 제거된다.

이에 따라 제4도(f)에 나타낸 바와 같이 불필요한 영역의 위상시프터용 투명막(3)이 제거된 패턴영역내에 위상시프터용 투명막(3k)이 형성된다. 여기시, 래지스트패턴(2p)이 완전하게 용해되지 않는 경우는 프라즈마등에 의한 탄화처리로 제거할 수 있다.

제4도(f)에 나타내는 패턴영역내 위상시프터용 투명막(3k)은 위상시프트 포토마스크의 형태에 따라 차광패턴 형성 전 후의 필요한 공정으로 작성될 수 있다. 또한, 그 형상, 면적은 레지스트층(2)에 대한 노광영역의 범위에 의해 임의로 선택될 수 있다.

위상시프트 포트마스크 브램크로시는 제4도(f)의 형태가 시장 유통의 일반적인 것이다.

이 방법예서는 위상시프터용 투명막이 불필요한 영역의 위상시프터용 투명막이 노광에 의해 미리 형성된 점밀도가 높은 불필요 영역의 레지스트패턴을 매개로 제거되기 때문에 제거 해당부의 균열 및 벗겨짐에 의한 먼지 발생등을 없게 할 수 있어 제조된 포토마스크의 결함수가 크게 절감된다. 또한, 극약의 사용도 필요로 되지 않는다. 다음에, 제4도(a) 내지 제4도(f)의 방법에 대한 구체적 실시예를 나타낸다

(실시예 4)

먼저, 위상시프트 포토마스크용의 석영 기판에 에첨스롬퍼층으로 되는 알루미나막을 형성한 다음 이 에청스롬퍼층상에 차광층으로서 크롬막을 스퍼터링법에 의해 섬막한다. 다음예, SAL603(시프레이사 제뭄) 레지스트를 막 두께 500nm 점도로 되도록 스괸 고팅한다. 다음에, 통상의 방법에 따라 열라인먼트틀 수행하고, 전자신 노광장치에 의해 SAL603의 묘화를 수행한다. 다음에, 현상, 린스하여 SAL603 레지스트패턴을 형성한다.

다음에, SAL603 레지스트패턴의 개구부에서 노출된 크롬막을 CC1.+O2, CH2C12+O2등을 이용한 반음성 프라즈마에첨에 의해 제거된다.

다음에, 잔존하는 레지스트를 산소프라즈마에 의해 제거하여 크롬패턴을 얻는다.

다음에, 크롬패턴상에 광경화형 레지스트로서 동경응화주식회사 제뭄 OMR을 적하하고, 고속 희전시켜 원심력을 이용해서 기판 전체면에 퍼뜨려 균일한 레지스트충을 형성한다. 다음에, 마스크 열라이너, 스템퍼등을 이용하여 석영 기판 외주부 및 주변부에 자외신(436nm)을 조사한다. 이어서, 현상하여 외주부의 레지스트패턴을 형성한다. 다음에, 동경응화주식회사 제품 SOG(OCD)를 적하하여 고속희전시켜 SOG를 기판 전체면에 퍼뜨린 후, SOG 중의 용제를 증발시켜 건조한다.

이롤 소성함으로써 부물어 오론 기판(1) 단면부에 균열 또는 박리가 발생한다. 이 상태에서 게론류의 유기용제를 적하하면, SOG의 균열을 질단하여 SOG 아래층의 래지스트패턴에 도말하고, 이를 용해한다. 이 때, 기판단면의 SOG는 중공(+포) 상태로 되어 있고, 이를 유기용제 적하와 더불어 스피너로 고속 희전시키게 되면, 단면의 SOG는 원심력에 의해 제거된다. 또, 소섬 후의 SOG 자체는 케론류의 유기 용제에서는 악영향은 받지않는다.

또, 시프터 위에 놓여지는 레빈슨형 위상시프트 포트마스크는 이 형태로 시장에 공급할 수 있다.

다음에, 도포유리상에 SAL603(시프레이사 제품) 레지스트를 막두께 500nm 정도로 되도록 스꾄 코팅한다.

다음에, 통상의 방법에 따라 열라이먼트를 수행하고, 전자신 노광장치에 의해 SAL603의 묘화를 수행하며, 현상, 린스하여 SAL603 레지스트패턴을 형성한다.

다음에, 필요에 따라 가열처리 및 디스검처리를 수행한 후, SAL603 레지스트패턴의 개구부에서 노출된 패턴영역내 위상시프터용 투명막을 CF、, C2F6, CHF3, CHF3+O/빚 이들의 혼합가스를 이용한 드라이에첨에 의해 제거하고, 위상시프터패턴을 형성한다. 다음에, 잔존하는 레지스트패턴을 산소프라즈마에 의해 탄화 제거하여 하우론형 위상시프트 포트마스크를 완성한다. 또, 레지스트의 제거는 산소프라즈마에 의한 드라이에첨 대신 레지스트 전용의 박리액이나 산등을 이용해서 습식방식으르 수행하는 것도 가능하다.

Claims (14)

1. 기판과, 기판면에 형성된 차광패턴 및, 기판상에 형성된 위상시프더패턴을 구비한 포트마스크에 있어서, 기판의 단면에 따르면서 포트마스크패턴 형성부 이외의 영역에시 상기 위상시프터패턴이 결여되어 있는 것을 특징으로 하는 위상시프트 포토마스크
2. 기판과, 기판상에 형성된 위상시프터용 투명막을 구비한 포트마스크 보랭크에 있어시, 기판의 단연에 따른 영역에시 상기 위상시프터용 투명막이 결여되어 있는 것을 특징으로 하는 위상시프트 포토마스크 브랭크.
3. 기판상에 위상시프더용 투멍막을 코팅하는 공정과, 기판의 단연에 따른 영역을 제외한 포토마스크패턴 형성영역에서 상기 투명막을 교화시킴과 더불어 상기 영역 이외에서는 투명막의 고화가 수행되지 않도록 하는 공정 및, 고화되지 않았던 투명막을 에첨에 의해 제거하여 상기 포트마스크패턴 형성영역에만 고화된 투명막을 잔존시키는 공정을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 위상시프트 포토마스크의 제조방법
4. 제3항에 있어서, 위상시프터용 투명막으로서 도포유리를 이용하는 것을 특징으로 하는 위상시프트 포토마스크의 제조방법
5. 제3항에 있어서, 위상시프터용 투명막의 고화를 차광막을 메개하는 에너지선의 조사에 의해 수행하는 것을 특징으로 하는 위상시프트 포토마스크의 제조방법
6. 재3항에 있어서, 에너지선으로서 자외신을 이용하는 것을 특징으로 하는 위상시프트 모토마스크의 제조방법
7. 제3항에 있어서, 에너지신으르 X선을 이용하는 것을 특징으로 하는 위상시프트 포토마스크의 제조방법
8. 제3항에 있어서, 고화되지 않았던 투명막의 에첨을 유기용제에 의해 수행하는 것을 특징으로 하는 위상시프트 프트마스크의 제조방법
9. 제3항에 있어서, 기판상에 차광층패턴을 형성한 후, 차광층패턴을 매개로 기판상에 상기 위상시프터용 투명막을 고텅하는 것을 특징으로 하는 위상시프트 포트마스크의 제조방법
10. 제9항에 있어서, 상기 포트마스크패턴 형성영역에 잔존한 고화투명막을 위상시프터패턴으로 형성하는 것을 특징으로 하는 위상시프트 포토마스크의 제조방법
11. 제3항에 있어서, 기판상에 상기 위상시프더용 투명막을 직접 코팅하는 것을 특징으로 하는 위상시프트 포토마스크의 제조방법
12. 제11항에 있어서, 상기 포트마스크패턴 형성영역에 잔존된 고화투명막을 덤도록 기판상에 차광막을 실시하고, 다음에 이 차광막을 차광패턴으르 형성하며, 다음에 고화투명막을 차광패턴을 매개로 위상시프터패턴으로 형성하는 것을 특징으로 하는 위상시프트 포토마스크의 제조방법
13. 기판상에 레지스트층을 형성하는 공정과, 기판의 단연에 따른 영역에서만 레지스트가 담겨지도록 하는 공정, 남져진 레지스트와 기판의 면에 위상시프터용 투명막을 실시하는 공정 및, 상기 남겨진 레지스트에 용제를 작용시켜 남겨진 레지스트와 함께 그 위에 있는 투명막 부분을 제거하여 상기 영역을 제외한 포토마스크메턴 형성영역에만 투명막을 남겨두는 공정을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 위상시프트 포토마스크의 제조방법
14. 기판의 단연에 따른 상기 영역에서 상기 레지스트층에 에너지선을 조사하고, 현상함으르써 해당 영역에 레지스트를 남겨두는 것을 특징으로 하는 위상시프트 포토마스크의 제조방법