KR0166846B1 - Mask for semiconductor and the manufacturing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중심부위에서의 광투과도를 감소시켜 중심부위에서와 에지부위에서의 광강도차를 제거하여 양호한 감광막패턴을 얻을 수 있는 반도체 마스크에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor mask which can obtain a good photoresist pattern by reducing the light transmittance on the center portion to remove the light intensity difference on the center portion and the edge portion.
본 발명의 반도체 마스크는 투광영역과 차광영역으로 구분된 투광성 석영기판과, 에지부분의 투광영역에 해당하는 부분을 제외한 기판상에 형성된 광조절층과, 차광영역의 광조절층상에 형성된 차광층을 포함하고, 그의 제조방법은 석영기판을 준비하는 단계와, 준비된 석영기판상에 광조절층을 형성하는 단계와, 광조절층의 차광영역상에 차광층을 형성하는 단계와, 기판의 에지부분의 투광영역에 해당하는 광조절층을 식각하는 단계를 포함한다.The semiconductor mask of the present invention comprises a light transmissive quartz substrate divided into a light transmissive region and a light shielding region, a light control layer formed on a substrate except for a portion corresponding to the light transmissive region of an edge portion, and a light shield layer formed on the light control layer of the light shielding region. The manufacturing method thereof includes the steps of preparing a quartz substrate, forming a light control layer on the prepared quartz substrate, forming a light shielding layer on the light shielding area of the light control layer, and transmitting the edge of the substrate. Etching the light control layer corresponding to the region.
Description
제1도(a)-(d)는 종래의 반도체 마스크의 제조공정도.1A to 1D are manufacturing process diagrams of a conventional semiconductor mask.
제2도(a)는 종래의 반전 마스크의 단면구조도.Figure 2 (a) is a cross-sectional view of a conventional inverted mask.
제2도(b)는 제2도(a)의 반도체 마스크를 통해 웨이퍼상에 입사되는 광강도를 나타낸 도면.FIG. 2B shows the light intensity incident on the wafer through the semiconductor mask of FIG.
제3도는 제2도(a)의 반도체 마스크를 이용하여 패터닝된 감광막의 SEM 분석도.FIG. 3 is an SEM analysis of the photosensitive film patterned using the semiconductor mask of FIG.
제4도(a)-(f)는 는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 마스크의 제조공정도.4 (a)-(f) are manufacturing process diagrams of a semiconductor mask according to an embodiment of the present invention.
제5도(a)는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 마스크의 단면구조도.Figure 5 (a) is a cross-sectional view of a semiconductor mask according to an embodiment of the present invention.
제5도(b)는 제5도(a)의 반도체 마스크를 통해 웨이퍼상에 입사되는 광강도를 나타낸 도면.FIG. 5B shows the light intensity incident on the wafer through the semiconductor mask of FIG. 5A.
제6도(a)-(f)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 마스크의 제조공정도.6A to 6F are manufacturing process diagrams of a semiconductor mask according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
50,70 : 반도체 마스크 40,60 : 석영기판50,70 semiconductor mask 40,60 quartz substrate
41,61 : 투명 광조절층 42,62 : 크롬 박막41,61: transparent light control layer 42,62: chrome thin film
43,63 : 차광층 44,64 : 감광막43,63: light shielding layer 44,64: photosensitive film
본 발명은 반도체 마스크에 관한 것으로서, 미세패턴시 근접효과(proximity)를 최소화시켜 에지부분에서의 감광패턴의 프로파일을 개선시킬 수 있는 마스크 및 그의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor mask, and more particularly, to a mask capable of improving a profile of a photosensitive pattern at an edge part by minimizing proximity in a fine pattern and a method of manufacturing the same.
일반적으로, 반도체 제조공정에 사용되고 있는 마스크는 광투과도가 높은 석영기판(Quartz substrate)상에 Cr 박막을 선택적으로 형성하여 제작하였었다.In general, a mask used in a semiconductor manufacturing process was manufactured by selectively forming a Cr thin film on a high-transmittance quartz substrate.
제1도(a)-(d)는 종래의 마스크의 제조공정도를 도시한 것이다.1 (a)-(d) show a manufacturing process diagram of a conventional mask.
제1도(a)와 같이 투광성 석영기판(10)을 준비하고, 준비된 석영기판(10)상에 제1도(b)와 같이 크롬박막(11)을 전면 증착한다.A transparent quartz substrate 10 is prepared as shown in FIG. 1 (a), and a chromium thin film 11 is deposited on the prepared quartz substrate 10 as shown in FIG. 1 (b).
이어서, 제1도(c)와 같이 차광영역(S)에 해당하는 부분의 크롬박막(11)상에는 감광막(13)을 형성하고, 투광영역(T)에 해당하는 부분의 크롬박막(11)은 노출시킨다.Subsequently, as illustrated in FIG. 1C, a photosensitive film 13 is formed on the chrome thin film 11 of the portion corresponding to the light blocking region S, and the chrome thin film 11 of the portion corresponding to the light transmitting region T is formed. Expose
제1도(d)와 같이 감광막(13)을 마스크로 하여 크롬박막(11)을 식각하여 차광층(12)을 형성한다. 이때, 투광영역(T)에 해당하는 부분의 크롬박막(11)은 식각되어 투광성 기판(10)이 노출되고, 차광영역(S)에 해당하는 부분에는 차광층(12)이 형성된다. 이로써, 종래의 레티클형상의 마스크(20)가 얻어진다.As shown in FIG. 1D, the chromium thin film 11 is etched using the photosensitive film 13 as a mask to form the light blocking layer 12. In this case, the chromium thin film 11 of the portion corresponding to the light transmitting region T is etched to expose the light transmissive substrate 10, and the light blocking layer 12 is formed on the portion corresponding to the light blocking region S. Thereby, the conventional reticle-shaped mask 20 is obtained.
제2도(a)는 제1도의 제조공정에 의해서 제조된 마스크(20)의 단면 구조를 도시한 것이고, 제2도(b)는 제2도(a)의 마스크(20)를 통해 웨이퍼상에 입사되는 광의 강도를 나타낸 도면이다.FIG. 2 (a) shows the cross-sectional structure of the mask 20 manufactured by the manufacturing process of FIG. 1, and FIG. 2 (b) shows the wafer shape through the mask 20 of FIG. It is a figure which shows the intensity of the light which injects into it.
상기의 마스크(20)를 통해 웨이퍼상에 입사되는 광은 광 자체의 회절로 인하여 투광영역(T)중 마스크(20)의 중심부분의 투광영역(Tc)을 투광하는 광과 마스크(20)의 에지부분의 투광영역(Te)을 투과하는 광사이에는 △I 만큼의 강도의 차이를 나타낸다. 종래의 마스크(20)를 사용하여 웨이퍼상의 감광막을 노광 및 현상하는 경우에는, 마스크(20)의 중심부분과 에지부분 사이에서 △I 만큼의 광강도차이가 발생되기 때문에 감광막의 프로파일이 제3도와 같이 나타난다.The light incident on the wafer through the mask 20 transmits the light that transmits the light-transmitting region Tc of the central portion of the mask 20 of the light-transmitting region T and the mask 20 due to the diffraction of the light itself. The difference in intensity by? I is shown between the light passing through the light-transmitting region Te of the edge portion. In the case of exposing and developing the photosensitive film on the wafer using the conventional mask 20, a difference in light intensity of ΔI occurs between the central portion and the edge portion of the mask 20, so that the profile of the photosensitive film is shown in FIG. Appears together.
따라서, 감공막의 프로파일이 에지부분과 중심부분사이에서 제3도와 같이 차이를 보이게 되므로, 감광막의 패턴 사이즈가 점점 작아질수록 노광 및 현상후 얻어지는 감광막은 에지부분에서 패턴불량을 초래하게 되는 문제점이 있었다.Therefore, since the profile of the photosensitive film shows a difference as shown in FIG. 3 between the edge portion and the central portion, the problem that the photosensitive film obtained after exposure and development causes a pattern defect at the edge portion as the pattern size of the photosensitive film becomes smaller and smaller. there was.
본 발명은 상기한 바와같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 마스크의 에지부분에 입사되는 광의 강도와 동일하게 되도록 중심부분에 입사되는 광의 강도를 감소시켜, 감광막의 에지부분에서의 패턴불량을 방지할 수 있는 반도체 마스크의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by reducing the intensity of the light incident on the center portion to be equal to the intensity of the light incident on the edge portion of the mask, to reduce the pattern defect in the edge portion of the photosensitive film It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor mask that can be prevented.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 마스크는 투광영역과 차광영역으로 구분된 투광성 석영기판과, 에지부분의 투광영역에 해당하는 부분을 제외한 기판상에 형성된 광조절층과, 차광영역의 광조절층상에 형성된 차광층을 포함하고, 그의 제조방법은 석영기판을 준비하는 단계와, 준비된 석영기판상에 광조절층을 형성하는 단계와, 광조절층의 차광영역상에 차광층을 형성하는 단계와, 기판의 에지부분의 투광영역에 해당하는 광조절층을 식각하는 단계를 포함한다.The semiconductor mask of the present invention for achieving the above object is a light-transmitting quartz substrate divided into a light transmitting region and a light blocking region, a light control layer formed on the substrate excluding the portion corresponding to the light transmitting region of the edge portion, and light control of the light blocking region A light blocking layer formed on the layer, the method of manufacturing the same comprising: preparing a quartz substrate, forming a light control layer on the prepared quartz substrate, forming a light blocking layer on the light blocking region of the light control layer; Etching the light control layer corresponding to the transmissive region of the edge portion of the substrate.
광 조절층은 중심부분에서부터 에지부부분의 투광영역에 걸쳐 일정한 두께를 갖도록 형성할 수도 있으며, 에지부위에서 중심부위로 갈수록 점차로 큰 두께를 갖도록 형성할 수도 있다.The light control layer may be formed to have a constant thickness from the central portion to the light-transmitting region of the edge portion, or may be formed to have a larger thickness gradually from the edge portion to the center portion.
이하 본 발명의 실시예에 따른 마스크의 제조방법을 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing a mask according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
제4도(a)-(e)는 본 발명의 일실시예에 따른 마스크의 제조공정도이다.4 (a)-(e) are manufacturing process diagrams of a mask according to an embodiment of the present invention.
제4도(a)와 같이 석영기판(Quartz substrate)(40)을 준비하고, 준비된 석영기판(40)상에 투명 광조절층(transparency control layer)(41)을 제4도(b)와 같이 형성하며, 제4도(c)와 같이 투명 광조절층(41)상에 크롬박막(42)을 형성한다.A quartz substrate 40 is prepared as shown in FIG. 4 (a), and a transparent control layer 41 is prepared on the prepared quartz substrate 40 as shown in FIG. 4 (b). As shown in FIG. 4C, the chromium thin film 42 is formed on the transparent light control layer 41.
투명 광조절층(41)은 입사되는 광의 투과도를 조절하기 위한 층으로서, 광투과도가 우수한 석영기판(40)에 비하여 광투과도를 감소시킬 수 있는 물질이면 사용가능하다. 투명 광조절층(41)으로서 염료(dye)가 함유된 폴리이미드 또는 산화막이나 질화막과 같은 무기질층 등이 사용되어진다.The transparent light control layer 41 is a layer for controlling the transmittance of incident light, and may be used as long as it is a material capable of reducing light transmittance as compared to the quartz substrate 40 having excellent light transmittance. As the transparent light control layer 41, a polyimide containing a dye or an inorganic layer such as an oxide film or a nitride film is used.
제4도(d)와 같이, 크롬박막(42)상에 감광막(44)을 도포하고, 패터닝하여 투광영역(T)과 차광영역(S)을 한정한다. 감광막(44)을 마스크로하여 투광영역(T)상의 크롬박막(42)을 선택적으로 식각하여 제4도(e)와 같이 차광영역(S)상에 차광층(43)을 형성한다.As shown in FIG. 4D, the photosensitive film 44 is coated on the chrome thin film 42 and patterned to define the light transmitting area T and the light blocking area S. FIG. Using the photosensitive film 44 as a mask, the chromium thin film 42 on the light-transmitting region T is selectively etched to form the light-shielding layer 43 on the light-shielding region S as shown in FIG.
제4도(f)와 같이, 감광막(44)을 제거한 후 투광영역(T)중 에지부분의 투광영역(Te)의 투명 광조절층(41)을 이웃하는 차광층(43)을 마스크로 하여 선택적으로 식각한다. 마스크의 중심부분의 투광영역(Te)에서는 기판상에 투명 광조절층(41)이 남아있고, 에지부분의 투광영역(Te)에서는 투명 광조절층(41)이 제거되어 투광성의 석영기판(40)이 노출된다. 이로써, 일실시예에 따른 반도체 마스크(50)가 얻어진다.As shown in FIG. 4 (f), after the photosensitive film 44 is removed, the light shielding layer 43 adjacent to the transparent light control layer 41 of the light-transmitting region Te of the edge portion of the light-transmitting region T is used as a mask. Etch selectively. The transparent light control layer 41 remains on the substrate in the light-transmitting region Te of the center of the mask, and the transparent light control layer 41 is removed in the light-transmitting region Te of the edge portion to remove the transparent quartz substrate 40. ) Is exposed. As a result, a semiconductor mask 50 according to an embodiment is obtained.
제5도(a)는 일실시예에 따른 반도체 마스크(50)의 단면 구조를 도시한 것이고, 제5도(b)는 제5도(a)의 반도체 마스크(50)를 통해 웨이퍼상에 입사되는 광의 강도를 나타낸 도면이다.FIG. 5A illustrates a cross-sectional structure of a semiconductor mask 50 according to an embodiment, and FIG. 5B is incident on a wafer through the semiconductor mask 50 of FIG. 5A. It is a figure which shows the intensity of the light which becomes.
반도체 마스크(50)의 에지부분의 투광영역(Te)에서는 입사되는 광이 노출된 투광성 기판(40)을 통해 투과되어 웨이퍼상에 입사되고, 중심부분의 투광영역(Tc)에서는 입사되는 광이 투명 광조절층(41)을 통해 투과되어 웨이퍼상에 입사된다.In the light-transmitting region Te of the edge portion of the semiconductor mask 50, incident light is transmitted through the exposed light-transmitting substrate 40 and incident on the wafer, and in the light-transmitting region Tc of the center portion, the light is transparent. It is transmitted through the light control layer 41 and is incident on the wafer.
따라서, 에지부분의 투광영역(Te)에서는 광이 투광성 석영기판(40)을 통해 그대로 투과되지만, 중심부분의 투광영역(Tc)에서는 투광성 석영기판(40)보다는 광의 투과도가 작은 투명 광조절층(41)을 통해 투과되므로 투명 광조절층(41)을 통해 웨이퍼상에 입사되는 광은 중심영역에서 석영기판만을 통해 투과되는 광보다 강도가 상대적으로 감소한다. 그러므로, 마스크(50)의 전 투광영역(T)을 통해서 웨이퍼상에 입사되는 광의 강도는 동일하게 된다.Therefore, the light is transmitted through the transparent quartz substrate 40 as it is in the transmissive region Te at the edge portion, but in the transmissive region Tc of the central portion, the transparent light control layer having a smaller light transmittance than the translucent quartz substrate 40 is formed. 41, the light incident on the wafer through the transparent light control layer 41 is relatively reduced in intensity than light transmitted only through the quartz substrate in the center region. Therefore, the intensity of light incident on the wafer through the translucent region T of the mask 50 is the same.
제6도(a)-(f)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크의 제조공정도를 도시한 것이다.6 (a)-(f) show a manufacturing process diagram of a mask according to another embodiment of the present invention.
제6도(a)와 같이 석영기판(Quartz)(60)을 준비하고, 제6도(b)와 같이 준비된 석영기판(60)상에 투명 광조절층(61)을 형성한다.A quartz substrate 60 is prepared as shown in FIG. 6 (a), and a transparent light control layer 61 is formed on the quartz substrate 60 prepared as shown in FIG.
투명 광조절층(61)은 일실예에와 마찬가지로 광을 조절하기 위한 층으로서, 석영기판(60)에 비하여 광투과도를 억제시킬 수 있는 물질이면 사용가능하다.The transparent light control layer 61 is a layer for controlling light as in one embodiment, and may be used as long as it is a material capable of suppressing light transmittance as compared to the quartz substrate 60.
제6도(c)와 같이 투명 광조절층(61)상에 크롬박막(62)을 형성하고, 크롬박막(62)상에 감광막(64)을 도포한다. 감광막(64)을 패터닝하여 투광영역(T)과 차광영역(S)을 형성한다.As shown in FIG. 6C, the chrome thin film 62 is formed on the transparent light control layer 61, and the photosensitive film 64 is coated on the chromium thin film 62. The photosensitive film 64 is patterned to form a light transmitting region T and a light blocking region S. FIG.
제6도(d)와 같이 감광막(64)을 마스크로 하여 선택적으로 크롬박막(62)을 식각하여 차광영역(S)상에 차광층(63)을 형성하고, 투광영역(T)의 투명 광조절층(61)을 노출시킨다.As shown in FIG. 6 (d), the chromium thin film 62 is selectively etched using the photosensitive film 64 as a mask to form a light shielding layer 63 on the light shielding region S, and transparent light of the light transmitting region T is formed. The adjustment layer 61 is exposed.
제6도(e)와 같이 감광막(64)을 제거하고, 투광영역(T)중 에지부분의 투광영역(Te)의 투명 광조절층(61)을 이웃하는 차광층(63)을 마스크로 하여 선택적으로 식각하여 에지부분의 투광영역(Te)에 해당하는 기판(60)을 노출시킨다.As shown in FIG. 6E, the photosensitive film 64 is removed and the light blocking layer 63 adjacent to the transparent light control layer 61 of the light-transmitting region Te of the edge portion of the light-transmitting region T is used as a mask. The substrate 60 is selectively etched to expose the substrate 60 corresponding to the transmissive region Te of the edge portion.
제6도(f)와 같이 중심부위와 에지부분사이의 투광영역(Td)의 투명 광조절층(61)을 일정두께만큼만 같이 식각하여 다른 실시예에 따른 반도체 마스크(70)를 제조한다.As shown in FIG. 6 (f), the transparent light control layer 61 of the light transmitting region Td between the center portion and the edge portion is etched only by a predetermined thickness to manufacture a semiconductor mask 70 according to another embodiment.
다른 실시예에 따른 반도체 마스크(70)는 에지부분의 투광영역(Te)에서는 광을 완전히 투과시키도록 투명 광조절층(61)을 모두 제거하여 석영기판을 노출시키고, 중심부분의 투광영역(Tc)에서는 에지부분의 투광영역(Te)에 비하여 광을 상대적으로 덜 투과시키도록 투명 광조절층(61)을 식각하지 않고 그대로 둔다. 그리고, 에지부분과 중심부분사이의 투광영역(Td)에서는 에지부분의 투광영역(Te)보다는 광을 덜 투과시키고 중심부분의 투광영역(Tc)보다는 광을 더 투과시키도록, 투명 광조절층(61)을 중심부위에서의 두께보다는 얇게 형성한다.In the semiconductor mask 70 according to another exemplary embodiment, all of the transparent light control layers 61 are removed to completely transmit light in the light transmitting region Te of the edge portion, thereby exposing the quartz substrate, and the light transmitting region Tc of the center portion. ), The transparent light control layer 61 is left without being etched so as to transmit light relatively less than the light-transmitting region Te of the edge portion. In the light transmission region Td between the edge portion and the central portion, the transparent light control layer (1) transmits less light than the light transmission region Te of the edge portion and transmits more light than the light transmission region Tc of the central portion. 61) is made thinner than the thickness on the center.
제6도(f)에서는 한번의 식각공정을 수행하여 중심부분의 투광영역(Tc)의 투명 광조절층(61-2)보다는 중심부분과 에지부분사이의 투광영역(Td)의 투명 광조절층(61-1)이 얇은 두께를 갖도록 투명 광조절층(61)을 형성하였지만, 여러번의 식각공정을 수행하여 중심부분에서 에지부분으로 갈수록 점차 두께가 얇은 투명 광조절층(61)을 형성할 수도 있다.In FIG. 6 (f), the transparent light control layer of the light transmitting region Td between the central portion and the edge portion is performed by performing one etching process, rather than the transparent light control layer 61-2 of the light transmitting region Tc of the central portion. Although the transparent light control layer 61 is formed so that the 61-1 has a thin thickness, the transparent light control layer 61 may be gradually formed from the center portion to the edge portion by performing several etching processes. have.
상기한 바와같은 본 발명에 따르면, 반도체 마스크의 중심부분의 투광영역에 투광성의 석영기판보다는 광투과도가 작은 투명 광조절층을 형성하여 중심부분의 투광영역에서의 광투과도를 조절하여 줄 수 있다. 따라서, 본 발명의 반도체 마스크를 미세패턴형성에 사용하는 경우에, 근접효과(proximity effect)를 최소화시켜 줄 수 있으며, 이로써 종래의 반도체 마스크에서 문제시되고 있는 에지부위에서의 감광막의 프로파일을 개선하여 패턴불량의 발생을 방지할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention as described above, it is possible to control the light transmittance in the central region of the light-transmitting region by forming a transparent light control layer having a light transmittance smaller than the transmissive quartz substrate in the light-transmitting region of the central portion of the semiconductor mask. Therefore, when the semiconductor mask of the present invention is used for fine pattern formation, it is possible to minimize the proximity effect, thereby improving the profile of the photoresist film at the edge portion which is a problem in the conventional semiconductor mask. There is an advantage that can prevent the occurrence of defects.
Claims (6)
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| KR1019950011776A KR0166846B1 (en) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | Mask for semiconductor and the manufacturing method |
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|---|---|---|---|
| KR1019950011776A KR0166846B1 (en) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | Mask for semiconductor and the manufacturing method |
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| KR960042200A KR960042200A (en) | 1996-12-21 |
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100560969B1 (en) * | 1998-12-31 | 2006-06-23 | 삼성전자주식회사 | Manufacturing method of optical mask for liquid crystal display device |
-
1995
- 1995-05-12 KR KR1019950011776A patent/KR0166846B1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100560969B1 (en) * | 1998-12-31 | 2006-06-23 | 삼성전자주식회사 | Manufacturing method of optical mask for liquid crystal display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR960042200A (en) | 1996-12-21 |
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| AMND | Amendment | ||
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| J201 | Request for trial against refusal decision | ||
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Payment date: 20110825 Year of fee payment: 14 |
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| FPAY | Annual fee payment |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |