KR0170336B1 - 플라즈마 샤우어링을 이용한 마스크 제작방법 - Google Patents

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Abstract

마스크 제작방법이 개시되어 있다. 본 발명은 투명한 마스크기판의 한쪽면에 차광물질로 이루어진 패턴을 형성한 후 이를 플라즈마 샤우어링(showering) 방법으로 경화시킴으로써, 마스크의 세정시 상기 차광물질 패턴이 손상을 입지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 샤우어링(showering)을 이용한 마스크 제작방법
제1a도 및 b도는 종래 기술에 의한 마스크의 제작방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도들이다.
제2a도 내지 d도는 본 발명에 의한 마스크의 제작방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도들이다.
본 발명은 마스크 제작방법에 관한 것으로, 특히 플라즈마 샤우어링(showering) 방법을 사용하여 마스크의 크롬 패턴을 경화시킴으로써 마스크의 세정공정시 크롬 패턴이 손상을 입지 않도록 하는 마스크의 제작방법에 관한 것이다.
최근 반도체장치의 고집적화에 따라 미세패턴을 형성하는 방법에 대하여 많은 관심과 함께 그에 대한 연구가 활발해지고 있다. 이러한 미세패턴은 마스크의 제작공정과 상기 마스크를 이용한 사진/식각공정에 의해 직접적으로 영향을 받는다. 특히, 마스크의 제작공정은 설계자가 원하는 패턴을 투명한 마스크기판에 형성하므로 매우 중요하다고 할 수 있다. 이와 같은 마스크의 제작공정은 투명한 마스크기판의 한쪽 표면에 차광물질로서 크롬을 형성하고, 이를 패터닝하여 크롬패턴을 형성한다. 이때, 원하지 않는 오염입자(particle)가 크롬패턴이 형성된 마스크기판의 표면에 고착된 경우 이를 제거하기 위하여 적어도 한차례 이상의 세정공정을 실시한다.
제1a도 및 제1b도는 상술한 종래 기술에 의한 마스크의 제작방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도들이다.
제1a도는 마스크의 한쪽면에 오염입자(particle; 7)가 고착된 상태를 도시한 것이다. 구체적으로, 크롬패턴(3a,3b,3c)이 형성된 마스크기판(1)의 표면에 오염입자(particle; 7)가 고착된 상태를 나타낸 것이다. 이러한 오염입자(7)가 형성된 마스크를 사용하여 사진공정을 진행할 경우 반도체기판에 원하는 패턴을 형성할 수 없다.
제1b도는 상기 오염입자(7)를 제거하는 단계를 도시한 것으로, 상기 오염입자(7)가 형성된 마스크를 세정하여 제거한다. 여기서, 세정방법으로는 화학용액에 의한 세정방법 또는 물리적인 세정방법을 사용할 수 있고, 필요에 따라 위의 두가지 방법을 혼용하여 실시할 수도 있다. 또한, 상기 오염입자(7)가 한차례의 세정공정으로 제거되지 않을 경우에는 두차례 이상의 세정공정을 실시하여 상기 오염입자(7)를 제거한다. 이때, 상기 오염입자(7)가 제거되면서 세정공정에 사용한 화학용액 또는 물리적인 수단에 의해 크롬패턴이 손상을 입을 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 크롬패턴(3a)와 크롬패턴(3b)의 일부가 마스크기판(1) 표면으로부터 리프팅(lifting)되어 각각 핀홀(pinhole) 및 패턴불량을 갖는 크롬패턴(3d) 및 크롬패턴(3e)가 형성된다.
상술한 바와 같이, 종래 기술에 의한 마스크의 제작방법은 오염입자 제거시 마스크에 형성된 크롬패턴에 손상을 준다. 따라서 이러한 손상된 크롬패턴을 갖는 마스크를 사용하여 반도체기판에 패턴 형성시 패턴불량을 유발시킨다.
따라서 본 발명의 목적은, 마스크 제작시 차광물질로 이루어진 패턴, 예컨대 크롬패턴을 경화시킴으로써, 마스크의 세정공정시 크롬패턴에 손상이 가해지지 않는 마스크의 제작방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 마스크 기판의 한쪽 표면에 차광물질막 및 포지티브 포토레지스트막을 차례로 형성하는 단계; 상기 포지티브 포토레지스트막의 소정영역을 선택적으로 노광시키는 단계; 상기 노광된 포지티브 포토레지스트막을 현상하여 패터닝함으로써 상기 차광물질막의 소정영역을 노출시키는 단계; 상기 패터닝된 포지티브 포토레지스트막을 식각저지막으로 사용하여 상기 노출된 차광물질막을 식각함으로써 차광물질 패턴을 형성하는 단계; 상기 패터닝된 포지티브 포토레지스트막을 제거하는 단계; 상기 패터닝된 포지티브 포토레지스트막이 제거된 마스크기판의 한쪽 표면 전체에 상기 차광물질 패턴을 덮는 네가티브(negative) 포토레지스트막을 도포하는 단계; 상기 네가티브 포토레지스트가 도포되지 않은 마스크기판의 다른 한쪽 표면전체에 전면노광하는 단계; 상기 네가티브 포토레지스트를 현상하여 상기 차광물질 패턴을 노출시키는 단계; 상기 노출된 차광물질 패턴을 플라즈마 샤우어링(showering)방법으로 경화시키는 단계; 상기 현상된 네가티브 포토레지스트를 제거하는 단계; 및 상기 현상된 네가티브 포토레지스트가 제거된 마스크 기판 표면을 세정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 마스크 제작방법을 제공한다.
상술한 본 발명에 의하면, 차광물질 패턴을 형성한 후 이를 플라즈마 샤우어링 방법으로 경화시킴으로써, 마스크 세정시 상기 차광물질 패턴이 손상을 입지 않도록 할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
제2a도 내지 제2d도는 본 발명에 의한 마스크의 제작방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
제2a도는 마스크기판(11)의 한쪽 표면에 네가티브(negative) 포토레지스트(17)를 도포하는 단계를 도시한 것이다. 구체적으로, 마스크기판(11)의 한쪽면에 차광물질 패턴(13a,13b,13c), 예컨대 크롬으로 이루어진 패턴을 형성한 후, 상기 차광물질 패턴(13a,13b,13c)이 형성된 표면 전체에 네가티브 포토레지스트(17)를 도포한다. 여기서, 상기 마스크기판(11)으로는 투명한 석영기판을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 차광물질 패턴(13a,13b,13c)은 통상의 방법으로 형성한다. 다시 말해서, 상기 차광물질 패턴(13a,13b,13c)은 마스크 기판(11)의 한쪽 표면에 차광물질막 및 포지티브 포토레지스트막을 차례로 형성하고, 상기 포지티브 포토레지스트막의 소정영역을 노광시킨후 현상하여 패터닝함으로써 상기 차광물질막의 소정영역을 노출시키고, 상기 패터닝된 포지티브 포토레지스트막을 식각 마스크로 사용하여 상기 노출된 차광물질막을 식각함으로써 형성한다. 이어서, 상기 패터닝된 포지티브 포토레지스트막을 제거한다.
제2b도는 본 발명의 특징요소인 네가티브 포토레지스트 패턴(17a) 및 경화된 차광물질 패턴(13d,13e,13f)을 형성하는 단계를 도시한 것이다. 먼저, 상기 네가티브 포토레지스트(17)가 도포되지 않은 마스크기판(11)의 다른 한쪽면에 자외선과 같은 빛으로 전면노광을 실시한다. 이때, 상기 차광물질 패턴(13a,13b,13c) 상부의 네가티브 포토레지스트(17)는 자외선에 노출되지 않는다. 다음에, 상기 노광된 네가티브 포토레지스트(17)를 현상하여 네가티브 포토레지스트 패턴(17a)을 형성함과 동시에 상기 차광물질 패턴(13a,13b,13c)을 노출시킨다. 이어서, 상기 차광물질 패턴(13a,13b,13c)이 노출된 마스크기판을 플라즈마 샤우어링(showering) 방법으로 처리하여 경화(hardening)된 차광물질 패턴(13d,13e,13f)을 형성한다. 여기서, 상기 플라즈마 샤우어링은 CHF3기체 및 산소(O2)를 적정 비율로 혼합하여 실시한다.
제2c도는 상기 현상된 네가티브 포토레지스트, 즉 네가티브 포토레지스트 패턴(17a)을 제거하는 단계를 도시한 것이다. 이때, 도시한 바와 같이 상기 네가티브 포토레지스트 패턴(17a)을 제거시키는 화학용액 또는 주위의 대기로부터 오염입자(19)가 마스크기판의 상부에 고착될 수 있다.
제2d도는 본 발명에 의한 마스크를 완성하는 단계를 도시한 것으로, 상기 제2c도에서 설명한 바와 같이 마스크의 표면에 오염입자(19)가 고착된 경우 이를 제거하기 위하여 세정공정을 실시한다. 여기서, 상기 오염입자(19)를 제거하는 방법으로는 화학적 세정방법과 물리적 세정방법이 있으며, 상기 화학적 세정방법은 PH 0 내지 1 정도의 강산성 용액을 사용한다. 도시된 바와 같이 상기 강산성 용액 또는 물리적 세정방법으로 마스크를 세정하는 경우 상기 오염입자(19)는 제거되는 반면, 상기 경화된 차광물질 패턴(13d,13e,13f)은 손상을 입지 않는다.
상술한 본 발명에 의하면, 차광물질 패턴을 플라즈마 샤우어링방법으로 경화시킴으로써, 강산성 용액 또는 물리적 세정방법으로 마스크를 세정할 경우 상기 경화된 차광물질 패턴이 손상을 입지 않도록 할 수 있다. 따라서, 상기 세정된 마스크를 이용하여 반도체기판 상에 포토레지스트 패턴 형성시 패턴 불량을 제거할 수 있으므로 수율을 증가시킬 수 있다.
본 발명이 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 가능함은 명백하다.

Claims (4)

  1. 마스크기판의 한쪽 표면에 차광물질막 및 포지티브 포토레지스트막을 차례로 형성하는 단계; 상기 포지티브 포토레지스트막의 소정영역을 노광시키는 단계; 상기 노광된 포지티브 포토레지스트막을 현상하여 상기 차광물질막의 소정영역을 노출시키는 단계; 상기 현상된 포지티브 포토레지스트막을 식각 마스크로 사용하여 상기 노출된 차광물질막을 식각함으로써 차광물질 패턴을 형성하는 단계; 상기 현상된 포지티브 포토레지스트막을 제거하는 단계; 상기 현상된 포지티브 포토레지스트막이 제거된 마스크기판의 표면전체에 상기 차광물질 패턴을 덮는 네가티브(negative) 포토레지스트를 도포하는 단계; 상기 네가티브 포토레지스트가 도포되지 않은 마스크기판의 다른 한쪽 표면전체에 전면노광하는 단계; 상기 네가티브 포토레지스트를 현상하여 상기 차광물질 패턴을 노출시키는 단계; 상기 노출된 차광물질 패턴을 플라즈마 샤우어링(showering)방법으로 경화시키는 단계; 상기 현상된 네가티브 포토레지스트를 제거하는 단계; 및 상기 현상된 네가티브 포토레지스트가 제거된 마스크기판 표면을 세정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 마스크 제작방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마스크기판은 투명한 석영기판인 것을 특징으로 하는 마스크 제작방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 차광물질 패턴은 크롬으로 형성하는 것을 특징으로 하는 마스크 제작방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 샤우어링 방법은 CHF3기체와 산소(O2)를 사용하는 것을 특징으로 하는 마스크 제작방법.
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