KR100338934B1 - 엑스레이 마스크 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엑스레이 마스크 제조방법에 관한 것으로, 종래의 기술에 있어서는 멤브레인막의 재질이 약하고 두께가 얇아서 엑스레이를 오랜 시간 노광하면 뒤틀림과 같은 변형으로 인한 패턴의 변위(displacement)가 초래되어 패턴의 중첩 정렬도에 악영향을 끼치게 되어 마스크의 수명이 짧아지는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 실리콘 기판의 상면에 멤브레인막을 형성하고 그 상부에 흡수체 패턴을 형성한 후 상기 실리콘 기판의 하면을 배면 식각할때 상기 멤브레인막의 배면에 실리콘 기판의 일부가 잔류하여 지지대가 형성되도록 상기 실리콘 기판을 선택적으로 배면 식각함으로써, 엑스레이 마스크 제조시 중첩 정렬도의 열화를 방지하여 내구성을 강화함으로써, 마스크의 수명을 연장시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

엑스레이 마스크 제조방법{FABRICATING METHOD OF X-RAY MASK}

본 발명은 엑스레이 마스크 제조방법에 관한 것으로, 특히 엑스레이 마스크의 제작을 용이하게 함과 아울러 물리적 강도를 강화하기에 적당하도록 한 엑스레이 마스크 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체의 노광 공정을 실시할 때, 특히 기억소자와 같은 높은 단자를 갖는 웨이퍼는 고 해상력이 요구된다.

이와 같은 높은 단자를 갖는 웨이퍼에 요구되는 고 해상력을 구현하기 위해서 극단파장의 기술을 사용하는 엑스레이 노광 기술이 발표되었다.

그러나, 상기한 바와 같은 엑스레이 노광 기술에서 등배의 마스크 제작이 상용화에 어려움을 겪고 있다.

즉, 마스크 구조상의 멤브레인(membrane)과 흡수체(absorber)층과의 공정상에 발생하는 물리적 손상 및 막 형성시 발생하는 스트레스(stress) 성분이 중첩 정렬도 측면에서 많은 문제점을 야기시키고 있다.

상기한 바와 같은 종래의 엑스레이 마스크 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 종래 엑스레이 마스크 제조방법의 일 실시예를 도1a 내지 도1f의 수순단면도를 참조하여 상세히 설명한다.

도1a에 도시한 바와 같이 실리콘 기판(1)의 상면에 멤브레인막(2)을 형성한다. 이때, 멤브레인막(2)은 SiC 또는 SiN중 선택된 하나의 물질로 형성하는 것이 바람직하며, 통상적으로 1㎛ 이하의 증착두께를 갖는다.

그리고, 도1b에 도시한 바와 같이 상기 멤브레인막(2)의 상부에 흡수체(Metal) 박막(3)을 형성한다. 이때, 흡수체 박막(3)은 엑스레이를 흡수하는 금속계열의 막으로 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 도1c에 도시한 바와 같이 상기 흡수체 박막(3)의 상부에 전자빔(e-beam) 감광막(PR1)을 도포한 후, 전자빔 노광 및 현상을 통해 감광막(PR1) 패턴을 형성한다.

그리고, 도1d에 도시한 바와 같이 상기 감광막(PR1) 패턴을 적용하여 흡수체 박막(3)을 식각한 다음 감광막(PR1) 패턴을 제거한다. 이때, 흡수체 박막(3)은 건식식각법을 통해 식각한다.

그리고, 도1e에 도시한 바와 같이 상기 실리콘 기판(1)의 하면에 형성된 멤브레인막(2) 상에 감광막 패턴(미도시)을 형성하고, 멤브레인막(2) 및 실리콘기판(1)을 파낸다. 이를 통상적으로 '백-에칭(back-etching)'이라 한다.

그리고, 도1f에 도시한 바와 같이 상기 백-에칭된 구조물을 프레임(4) 상에 접착시켜 노광 공정시 마스크(mask)로 사용한다.

그러나, 상기 종래의 기술에 있어서는 멤브레인막의 재질이 약하고 두께가 얇아서 엑스레이를 오랜 시간 노광하면 뒤틀림과 같은 변형으로 인한 패턴의 변위(displacement)가 초래되므로 패턴의 중첩 정렬도에 악영향을 끼치게 되어 마스크의 수명이 짧아지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 엑스레이 마스크 제조시 중첩 정렬도의 열화를 방지하여 내구성을 강화함으로써, 마스크의 수명을 연장시킬 수 있도록 하는 엑스레이 마스크 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 엑스레이 마스크 제조방법의 일 실시예를 보인 수순단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예를 보인 수순단면도.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 실리콘 기판의 상면에 멤브레인막을 형성하고 그 상부에 흡수체 패턴을 형성한 후 상기 실리콘 기판의 하면을 배면 식각할때 상기 멤브레인막의 배면에 실리콘 기판의 일부가 잔류하여 지지대가 형성되도록 상기 실리콘 기판을 선택적으로 배면 식각하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 의한 엑스레이 마스크 제조방법은 실리콘 기판의 배면 식각 공정을 제외하고는 종래의 공정과 비슷하다.

즉, 도2a에 도시한 바와 같이 실리콘 기판(1)의 상면에 멤브레인막(2)을 형성한다. 이때, 멤브레인막(2)은 SiC 또는 SiN중 선택된 하나의 물질로 형성하는 것이 바람직하며, 통상적으로 1㎛ 이하의 증착두께를 갖는다.

그리고, 도2b에 도시한 바와 같이 상기 멤브레인막(2)의 상부에 흡수체(Metal) 박막(3)을 형성한다. 이때, 흡수체 박막(3)은 엑스레이를 흡수하는 금속계열의 막으로 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 도2c에 도시한 바와 같이 상기 흡수체 박막(3)의 상부에 전자빔(e-beam) 감광막(PR1)을 도포한 후, 전자빔 노광 및 현상을 통해 감광막(PR1) 패턴을 형성한 후 도2d에 도시한 바와 같이 상기 감광막(PR1) 패턴을 적용하여 흡수체 박막(3)을 식각한 다음 감광막(PR1) 패턴을 제거한다.

그리고, 도2e에 도시한 바와 같이 상기 실리콘 기판(1)의 배면을 식각할 때 한 필드를 한꺼번에 식각하지 않고 경계 부분에 약간의 폭을 두어 여러 구역으로 나누어 식각하면 그 경계폭 만큼의 실리콘 지지대가 멤브레인막(2)의 배면에 형성된다.

또한, 상기 흡수체를 이용한 패턴 형성시 상기 멤브레인막(2)을 지지하기 위한 패턴 상부에 있는 흡수체의 패턴은 상기 지지 패턴보다 약간 더 넓게 형성하여 상면과 배면의 중첩 여유도를 어느정도 확보할 수 있게 한다.

이때, 실리콘지지 패턴의 폭은 멤브레인막(2)을 지지할 수 있을 정도의 폭이면 충분하나, 필드 면적의 손실을 고려하여 대체로 0.5∼1.5mm 내외가 바람직하다.

또한, 지지 패턴의 개수는 공정상 필요에 따라 칩의 면적을 여러 개로 나누어 형성할 수 있다.

그리고, 도2f에 도시한 바와 같이 상기 백-에칭된 구조물을 프레임(4) 상에 접착시켜 노광 공정시 마스크(mask)로 사용한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 엑스레이 마스크 제조방법은 엑스레이 마스크 제조시 중첩 정렬도의 열화를 방지하여 내구성을 강화함으로써, 마스크의 수명을 연장시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 실리콘 기판의 상면에 멤브레인막을 형성하고 그 상부에 흡수체 패턴을 형성한 후 상기 실리콘 기판의 하면을 배면 식각하되, 그 배면식각시에 상기 멤브레인막의 배면에 실리콘 기판의 일부가 잔류하여 지지대가 필드를 여러구역으로 나누어 형성되도록 상기 실리콘 기판을 선택적으로 배면 식각하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 마스크 제조방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 지지대의 상면에 형성되는 흡수체 패턴은 상기 지지대의 패턴보다 더 넓게 형성하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 마스크 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 지지대의 폭은 0.5∼1.5mm 내외로 형성하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 마스크 제조방법.