KR100585057B1 - 포토마스크의 결함 수정 방법_ - Google Patents

Abstract

마스크 기판상에 리버베드(riverbed)를 발생시키지 않고 오페이크형 결함을 수정하기 위한 포토마스크의 결함 수정 방법에 관하여 개시한다. 포토마스크 기판상에서 투광 영역을 한정하는 패턴 근방에 상기 투광 영역을 일부 가리도록 형성된 오페이크형 결함을 수정하기 위하여, 상기 오페이크형 결함 주위의 상기 패턴상에 카본(carbon)으로 이루어지는 블로킹(blocking)층을 형성하고, 상기 오페이크형 결함을 충분히 포함할 수 있도록 상기 오페이크형 결함보다 더 큰 범위에 대하여 레이저를 조사하여 상기 오페이크형 결함을 제거한다.

Description

포토마스크의 결함 수정 방법{Repairing method for photomask}

본 발명은 반도체 제조 방법에 관한 것으로, 특히 포토마스크의 결함 수정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 장치의 각종 패턴은 포토리소그래피 (photolithography) 기술에 의하여 형성된다는 것은 널리 알려져 있다. 상기 포토리소그래피 기술에 의하면, 반도체 웨이퍼상의 절연막이나 도전막 등 패턴을 형성하여야 할 막 위에 X선이나 레이저, 자외선 등과 같은 광선의 조사에 의해 용해도가 변화하는 감광막을 형성하고, 이 감광막의 소정 부위를 마스크를 이용하여 노광시킨 후, 현상액에 대하여 용해도가 큰 부분을 제거하여 감광막 패턴을 형성하고, 상기 패턴을 형성하여야 할 막의 노출된 부분을 에칭에 의해 제거하여 배선이나 전극 등 각종 패턴을 형성한다.

그러나, 반도체 장치가 날로 고집적화되어 가면서 포토마스크 상에서의 마스크 패턴 형성도 어려워지고 있으며, 포토마스크 패턴의 형성시 포토마스크 상에서 발생하는 결함 수정도 어려워지고 있다. 실제로 수 마이크로미터(㎛)의 선폭을 가지는 소자에서는 마스크 기판 상에 수백 나노미터(㎚) 정도의 결함은 무시가 가능하고 또 수정을 통하여 불가피하게 생겨나는 손상 역시 별반 문제시 되지 않았다. 그러나 마이크로미터 이하의 선폭을 가지는 소자에서는 무시가 가능한 결함의 크기가 수십 나노미터도 되지 않으며 그에 따라 마스크 기판 상의 결함은 정교한 수정을 하여야 한다.

포토마스크 패턴의 형성시 포토마스크 상에서 자주 발생하는 결함의 종류중 하나가 오페이크(opaque)형 결함이다. 오페이크형 결함은 포토마스크상의 크롬(Cr) 막이 없어야 할 곳에 존재함으로써 생기는 결함을 말하는 것이다. 이와 같은 오페이크형 결함은 자신을 투과하는 빛이 180°의 위상차를 가지게 되므로 원래의 패턴으로 투과하는 빛과 상쇄 간섭을 일으킨다. 이와 같은 결함이 있는 경우에는 인텐시티(intensity)의 저하를 초래하고, 따라서 그 결함 부분이 패터닝되지 않는 경우가 있다.

오페이크형 결함을 수정하기 위하여 현재 사용되고 있는 방법으로는 레이저 또는 이온 빔을 이용하여 에칭하는 방법이 있다.

그 중, 레이저를 이용한 결함 수정 방법은 마스크 기판의 손상을 최소화할 수 있기 때문에 현재까지는 가장 이상적인 방법으로 여겨 왔으나, 현재의 설비 수준으로는 배율상의 문제로 인하여 미소한 패턴의 경우에는 결함을 수정하는 것이 불가능하다.

또한, 이온 빔을 이용하는 방법은 이미지에 있어서의 문제는 없으나, 이온을 이용한 에칭시, 마스크 기판상의 결함을 확실하게 제거하기 위하여 필수적으로 행하여지는 오버에칭 단계에서 결함 영역의 에지 부분에서 마스크 기판의 표면이 심하게 패여서 나타나는 소위 "리버베드(riverbed)"가 발생되는 문제가 있다. 결함 수정 후 리버베드와 같은 손상 부분이 발생되면, 후속 과정으로서 반도체 기판에 포토마스크를 이용하여 노광을 행할 때 상기 손상 부분을 투과하는 빛이 산란, 굴절되거나 차단되는 등 치명적인 결함이 나타난다.

본 발명의 목적은 결함 부분을 수정한 후에 마스크 기판상에 리버베드를 발생시키지 않는 포토마스크의 결함 수정 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 포토마스크 기판상에서 투광 영역을 한정하는 패턴 근방에 상기 투광 영역을 일부 가리도록 형성된 오페이크형 결함을 수정하는 방법에 있어서, 상기 오페이크형 결함 주위의 상기 패턴상에 카본(carbon)으로 이루어지는 블로킹(blocking)층을 형성하는 단계와, 상기 오페이크형 결함을 충분히 포함할 수 있도록 상기 오페이크형 결함보다 더 큰 범위에 대하여 레이저를 조사하여 상기 오페이크형 결함을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 결함 수정 방법을 제공한다.

상기 패턴은 크롬으로 이루어진다.

상기 블로킹층을 형성하는 단계는 상기 오페이크형 결함 주위의 상기 패턴상에 FIB(Focused Ion Beam)을 사용하여 카본을 발사하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 포토마스크의 결함 수정 방법에 의하면, 포토마스크상에 존재하는 오페이크형 결함을 마스크 기판상에 리버베드를 전혀 발생시키지 않고 효과적으로 수정할 수 있다.

다음에, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토마스크의 결함 수정 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다.

도 1은 투명한 포토마스크 기판(10)상에 투광 영역을 한정하기 위한 패턴(20), 예를 들면 크롬 패턴과, 상기 패턴(20) 근방에서 상기 투광 영역을 일부 가리는 오페이크형 결함(24)이 형성되어 있는 상태를 나타낸 도면이다.

상기 오페이크형 결함(24)을 제거하기 위하여, 먼저 도 2에 도시한 바와 같이 상기 오페이크형 결함(24) 주위의 패턴(10)상에 FIB(Focused Ion Beam)을 이용하여 카본(carbon)을 발사하여 상기 오페이크형 결함(24) 주위에 소정의 두께를 가지는 블로킹(blocking)층(30)을 형성한다.

상기 블로킹층(30)의 두께는 후속 공정에서 사용될 레이저의 파워에 의하여 상기 패턴(20)이 손상받는 것을 방지할 수 있을 정도의 두께이면 충분하다. 예를 들면, 상기 블로킹층(30)의 두께를 약 2,000Å으로 한다.

또한, 상기 오페이크형 결함(24)의 주위에서 카본이 발사되는 범위, 즉 상기 블로킹층(30)의 범위는 후속 공정에서 이용되는 레이저 시스템에서 결함 수정시 사용될 배율을 고려하여 결함 수정 마크 사이즈를 만족할 수 있을 정도의 범위를 가지도록 설정하면 된다.

상기 블로킹층(30)을 형성한 후, 레이저 시스템을 이용하여 상기 오페이크형 결함(24)을 수정한다. 이 때, 도 3에 "A"로 표시한 바와 같이 상기 오페이크형 결함(30)을 완전히 포함시킬 수 있도록 상기 오페이크형 결함(30)보다 큰 범위에 해당하는 충분한 범위에 대하여 레이저 시스템을 사용하여 에칭을 행한다.

그 결과, 상기 패턴(20)상에는 블로킹층(30)이 형성되어 있으므로, 레이저 시스템을 이용하여 결함을 수정할 때 레이저 시스템에서 레이저 발사 범위를 조절하는 정확도가 다소 떨어지더라도, 도 4에서와 같이 상기 오페이크형 결함(24)이 완전히 제거된 후 상기 블로킹층(30)에 의하여 상기 패턴(20)을 레이저 에너지로부터 보호할 수 있으며, 상기 마스크 기판(10)상에 리버베드는 발생되지 않는다.

또한, 상기 마스크 기판(10)상에서 투광 영역을 한정하는 상기 패턴(20) 위에는 레이저가 조사된 범위 내에 일정량의 카본으로 이루어지는 블로킹 잔류층(30a)이 존재하게 되고, 이는 원하는 패턴을 형성하는 데에는 아무런 문제도 야기하지 않는다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 크롬 패턴 위에 형성된 블로킹층에 의하여 크롬 패턴을 보호하면서 오페이크형 결함을 레이저 시스템을 이용하여 수정함으로써, 마스크 기판상에 리버베드를 발생시키지 않고 오페이크형 결함을 깨끗이 제거할 수 있으며, 크롬 패턴상에 블로킹층이 잔류하더라도 원하는 패턴을 형성할 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토마스크의 결함 수정 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 포토마스크 기판, 20 : 패턴

24 : 오페이크형 결함, 30 : 블로킹층

30a : 블로킹 잔류층

Claims (3)

1. 포토마스크 기판상에서 투광 영역을 한정하는 패턴 근방에 상기 투광 영역을 일부 가리도록 형성된 오페이크형 결함을 수정하는 방법에 있어서,

   상기 오페이크형 결함 부근에서 상기 오페이크형 결함만 노출되도록 상기 오페이크형 결함 주위의 상기 패턴상에 카본(carbon)으로 이루어지는 블로킹(blocking)층을 상기 패턴을 완전히 덮도록 형성하는 단계와,

   상기 오페이크형 결함을 충분히 포함할 수 있도록 상기 오페이크형 결함보다 더 큰 범위에 대하여 상기 오페이크형 결함 및 그에 인접한 상기 블로킹층에 레이저를 조사하여 상기 오페이크형 결함을 제거하여 상기 포토마스크 기판중 상기 오페이크형 결함 하부의 투광 영역을 완전히 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 결함 수정 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 패턴은 크롬으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포토마스크의 결함 수정 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 블로킹층을 형성하는 단계는 상기 오페이크형 결함 주위의 상기 패턴상에 FIB(Focused Ion Beam)을 사용하여 카본을 발사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 결함 수정 방법.