KR100630738B1 - 반사 포토마스크의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
반사 포토마스크의 제조 방법이 개시된다.
개시되는 반사 포토마스크의 제조 방법은 기판을 마련하는 단계; 상기 기판 위에 EUVL(extreme ultra violet light)을 반사시킬 수 있는 반사층을 형성하는 단계; 상기 반사층 위에 산화물층(oxide layer)을 형성하는 단계; 상기 산화물층을 패터닝하여, 산화물 패턴체와 그에 의해 정의되는 산화물 윈도우(window)로 이루어지는 산화물 패턴을 형성하는 단계; 상기 산화물 윈도우에 EUVL을 흡수할 수 있는 흡수물질을 채워, 흡수체 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 산화물 패턴체를 제거하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 반사 포토마스크의 제조 방법에 의하면, 설계된 패턴이 실리콘 웨이퍼에 제대로 구현될 수 있는 장점이 있다.
Description
도 1은 EUVL 리소그래피의 노광 원리를 설명하는 개략도.
도 2a 내지 도 2g는 종래의 반사 포토마스크의 제조 방법을 나타내는 공정도들.
도 3은 종래의 반사 포토마스크의 제조 방법에 의해 형성된 반사 포토마스크의 일부를 나타내는 도면.
도 4는 종래의 반사 포토마스크의 제조 방법에 의해 형성된 반사 포토마스크의 일부를 나타내는 다른 도면.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사 포토마스크의 제조 방법을 나타내는 공정도들.
도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반사 포토마스크의 제조 방법 중 흡수체 패턴체를 형성하는 방법을 나타내는 공정도들.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반사 포토마스크의 제조 방법 중 반사층을 형성하는 방법을 나타내는 공정도들.
도 8a 내지 도 8e는 도 6a 내지 도 6g에서 제시된 방법에 의해 형성된 흡수체 패턴체와 도 7a 내지 도 7c에서 제시된 방법에 의해 형성된 반사층을 이용하여 반사 포토마스크를 형성하는 방법을 나타내는 공정도들.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200 : 기판 110, 210 : 반사층
120, 220 : 산화물층 130, 230 : 산화물 패턴
131, 231 : 산화물 패턴체 132, 232 : 산화물 윈도우
140, 240 : 흡수체 패턴 141, 241 : 흡수체 패턴체
142, 242 : 흡수체 윈도우 250 : 베이스
251 : 하부 베이스 252 : 상부 베이스
253 : 이온층 254 : 질화물층
260 : 접착부 261, 262 : 접착층
본 발명은 반도체 소자의 제조에 사용되는 반사 포토마스크의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 EUVL(extreme ultraviolet lignt; 극자외선)를 광원으로 사용하는 반사 포토마스크의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라, 웨이퍼 상에 더 복잡하고 미세한 패턴을 정밀하게 형성하기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히 노광 공정에서 해상도를 향상시키고 CD(Critical Dimension)의 산포 불량을 개선하기 위한 기술이 연구 개발되고 있다. 더 짧은 파장의 광원을 사용하여 해상도를 향상시키기 위해, 현재 KrF 광원(파장: 248nm) 또는 ArF 광원(파장: 193nm) 대신에 EUVL 광원을 사용하고자 하는 연구가 진행되고 있다.
차세대 노광 기술로서 연구가 진행되고 있는 EUVL 리소그래피 기술에서는 파장이 13.4nm에 이르는 전자기파를 광원으로 사용하게 된다. 상기와 같은 매우 짧은 파장으로 인해, EUVL 리소그래피 기술에서는 종래와는 다른 광학계를 이용한다. 즉, 종래 KrF 또는 ArF 광원을 사용하는 광학계에서는, 석영판 등으로 된 포토마스크를 사용하여 전자기파 또는 빛을 투과시키는데 비하여, EUV 광원을 사용하는 광학계에서는 반사형(또는 거울형)의 포토마스크를 사용하여 전자기파 또는 빛을 반사시킨다. 이는 EUVL 등의 짧은 파장을 갖는 광원은 흡수도가 매우 커서 투과형 마스크를 사용하기 어렵기 때문이다.
도 1은 EUVL 리소그래피의 노광 원리를 설명하는 개략도이다.
도 1을 참조하면, EUVL 노광 장치(10)의 레이저 광원(5)으로부터 방사된 레이저는 레이저 구동 광학계(laser drive optics; 20) 내의 미러(mirror)에 의해 반사된 후 조명계(30)로 들어가 광 렌즈(C1)를 통과한다. 광 렌즈(C1)를 통과한 레이저는, 크세논 가스 공급관(7)을 통해 공급되는 크세논 가스를 여기시킨다. 이에 따라 레이저에 의해 플라즈마 소스(9)가 형성되고 이로부터 EUVL이 발생하게 된다. 이와 같이 발생된 EUVL은 여러 단계의 광 렌즈(C2, C3)를 통과하고 반사된 후, 스펙트럴 퓨리티 필터(spectral purity filter; 11)에서 필터링되어 포토마스크 스테이지 챔버(40)로 들어간다.
포토마스크 스테이지 챔버(40)에는 반사형의 EUVL용 포토마스크(13)가 이동 가능하도록 설치되어 있다. 정렬된 상기 포토마스크(13)에 입사된 EUVL은 상기 포토마스크(13)에 의해 반사되어 패턴 형성을 위한 광도 프로파일을 갖게 된다. 그 후, 포토마스크(13)로부터 반사된 EUVL은 카메라 챔버(50)로 들어가 여러 단계의 미러(M1, M2, M3, M4)에 의해 반사되고, 웨이퍼 스테이지 챔버(60)로 들어간다. 웨이퍼 스테이지 챔버(60)에는 패터닝될 웨이퍼(15)가 이동 가능하도록 설치되어 있다. 웨이퍼 스테이지 챔버(60) 내에서 정렬된 웨이퍼(15)를 향해 상기 EUVL이 입사됨으로써 웨이퍼 상에 패턴이 형성된다. 이와 같이, EUVL을 광원으로 이용하는 경우에는 투과형이 아닌 반사형의 포토마스크를 사용한다.
도 2a 내지 도 2g는 종래의 반사 포토마스크의 제조 방법을 나타내는 공정도들이고, 도 3은 종래의 반사 포토마스크의 제조 방법에 의해 형성된 반사 포토마스크의 일부를 나타내는 도면이며, 도 4는 종래의 반사 포토마스크의 제조 방법에 의해 형성된 반사 포토마스크의 일부를 나타내는 다른 도면이다.
먼저, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 기판(70)을 마련한다.
그 후, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판(70) 위에 반사층(71)을 형성한다. 상기 반사층(71)은 일반적으로 몰리브덴막과 실리콘막을 교대로 적층하여 형성된다.
그런 다음, 도 2c에 나타낸 바와 같이, 상기 반사층(71) 위에 흡수체층(72)을 형성한다. 상기 흡수체층(72)은 EUVL을 흡수할 수 있는 재질로 이루어진다.
그 후, 도 2d에 나타낸 바와 같이, 상기 흡수체층(72) 위에 레지스트층(73)을 형성한다. 상기 레지스트층(73)은 상기 흡수체층(72)을 패터닝하기 위한 것이 다.
그런 다음, 도 2e에 나타낸 바와 같이, 상기 레지스트층(73)을 패터닝하여, 레지스트 패턴(74)을 형성한다. 상기 레지스트 패턴(74)은 소정 간격(76)으로 이격된 레지스트 패턴체(75)로 이루어진다.
그 후, 도 2f에 나타낸 바와 같이, 상기 레지스트 패턴(74)을 마스크로 하여, 상기 흡수체층(72)을 패터닝함으로써, 흡수체 패턴(77)을 형성한다. 상기 흡수체층(72)의 패터닝은 식각 공정에 의하여 이루어진다. 상기 흡수체 패턴(77)은 상기 레지스트 패턴체(75)에 대응하여 형성된 흡수체 패턴체(78)과, 상기 흡수체 패턴(78) 사이에 형성되는 윈도우(window)(79)로 이루어진다.
그런 다음, 도 2g에 나타낸 바와 같이, 상기 레지스트 패턴(74)을 제거한다. 그러면, 종래 방법에 따른 반사 포토마스크의 제조가 완료된다. 여기서, 도면상의 참조번호 80은 설계된 라인 CD(designed line critical dimension)이고, 참조번호 81은 설계된 스페이스 CD(designed space critical dimension)이고, 참조번호 82는 상기 설계된 라인 CD(80)에 대응하여 실리콘 웨이퍼(84)에 형성된 프린트된 라인 CD(printed line critical dimension)이고, 참조번호 83은 상기 설계된 스페이스 CD(81)에 대응하여 실리콘 웨이퍼(84)에 형성된 프린트된 스페이스 CD(printed space critical dimension)이다.
그러나, 종래의 반사 포토마스크의 제조 방법에 의하면, 상기 프린트된 라인 CD(82)가 상기 설계된 라인 CD(80)와 달라지고, 상기 프린트된 스페이스 CD(84)가 상기 설계된 스페이스 CD(81)와 달라진다. 따라서, 상기 흡수체 패턴(77)을 이용하 여 상기 실리콘 웨이퍼(84)에 형성되는 형상과 패턴과 설계된 패턴이 달라진다.
그리고, 종래의 반사 포토마스크의 제조 방법에 의하면, 상기 흡수체층(72)에 대한 식각 공정의 정밀도에 한계가 있다. 그로 인해, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 흡수체 패턴체(78)의 측면이 언더 커팅(under cutting)될 뿐만 아니라, 그 측면이 상기 반사층(71)과 이루는 각도가 설계된 각도와 달라지게 된다. 일반적으로 상기 흡수체 패턴체(78)와 상기 반사층(71)가 이루는 각도는 직각으로 형성되어야 한다. 또한, 상기 흡수체층(72)에 대한 식각 공정의 정밀도의 한계로 인해, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 흡수체 패턴체(78)의 측면이 균일하지 못하게 될 뿐만 아니라, 상기 윈도우(79)과 접한 상기 반사층(71) 표면도 일부 식각되어 균일하지 못하게 된다.
상기와 같은 단점들로 인해, 종래의 반사 포토마스크의 제조 방법에 의하면, EUVL의 반사와 흡수가 설계된 패턴과는 다르게 이루어지게 되므로, 설계된 패턴이 실리콘 웨이퍼에 제대로 구현되지 못하게 된다.
본 발명은 반사 포토마스크의 흡수체 패턴이 설계된 패턴대로 구현되도록 하여, 설계된 패턴이 그 구현 대상물에 제대로 구현될 수 있는 반사 포토마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 반사 포토마스크의 제조 방법은 기판을 마련하는 단계; 상기 기판 위에 EUVL(extreme ultra violet light)을 반사시킬 수 있는 반사층을 형성하 는 단계; 상기 반사층 위에 산화물층(oxide layer)을 형성하는 단계; 상기 산화물층을 패터닝하여, 산화물 패턴체와 그에 의해 정의되는 산화물 윈도우(window)로 이루어지는 산화물 패턴을 형성하는 단계; 상기 산화물 윈도우에 EUVL을 흡수할 수 있는 흡수물질을 채워, 흡수체 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 산화물 패턴체를 제거하는 단계;를 포함한다.
상기 흡수체 패턴을 형성하는 단계는 상기 흡수물질을 채운 다음 CMP(chemical mechanical polishing)에 의해 연마하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 산화물층을 형성하는 단계는 화학기상증착법(CVD, Chemical Vapor Deposition)에 의해 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 흡수물질은 크롬(Cr), 질화탄탈륨(TaN)일 수 있다.
상기 산화물 패턴체를 제거하는 단계는 불소 계열 물질을 이용한 습식 에칭에 의해 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 산화물 패턴을 형성하는 단계는 상기 산화물 패턴체의 측면이 상기 반사층과 직각 또는 UV 빔의 입사 각도와 동일할 각도를 이루도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 반사 포토마스크의 제조 방법은 베이스와, EUVL(extreme ultra violet light)을 반사시킬 수 있는 반사층을 마련하는 단계; 상기 베이스 위에 산화물층(oxide layer)을 형성하는 단계; 상기 산화물층을 패터닝하여, 산화물 패턴체와 그에 의해 정의되는 산화물 윈도우로 이루어지는 산화물 패턴을 형성하는 단계; 상기 산화물 윈도우에 EUVL을 흡수할 수 있는 흡수물질을 채워, 흡수체 패턴을 형성하는 단계; 상기 산화물 패턴과 상기 반사층을 접착하는 단계; 및 상기 베이스와, 상기 산화물 패턴체를 제거하는 단계;를 포함한다.
상기 베이스를 마련하는 단계는 상기 베이스에 이온을 주입하여 이온층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 이온은 수소 이온 또는 붕소 이온일 수 있다.
상기 베이스를 제거하는 단계는 상기 이온층과 그 위의 베이스 부분을 분리하여, 상기 베이스를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 베이스를 제거하는 단계는 상기 이온층을 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 베이스를 제거하는 단계는 소정 에칭제를 이용하여 상기 베이스를 에칭시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 에칭제는 KOH, TMAH일 수 있다.
상기 베이스를 마련하는 단계는 상기 베이스 위에 질화물층(nitride layer)를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 산화물층은 상기 질화물층 위에 형성될 수 있다.
상기 베이스를 제거하는 단계는 상기 질화물층과 상기 산화물 패턴을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 산화물 패턴과 상기 반사층을 접착하는 단계는 상기 산화물 패턴과 상기 반사층 사이에 접착층을 마련하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 접착층은 실리콘 옥사이드로 이루어질 수 있다.
상기 접착층은 상기 산화물 패턴의 위와 상기 반사층의 위에 각각 마련될 수 있다.
상기 두 개의 접착층 중 적어도 하나는 실리콘 옥사이드로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 흡수체 패턴을 형성하는 단계는 상기 흡수물질을 채운 다음 CMP(chemical mechanical polishing)에 의해 연마하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 산화물 패턴체를 제거하는 단계는 불소 계열 물질을 이용한 습식 에칭에 의해 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 산화물 패턴을 형성하는 단계는 상기 산화물 패턴체의 측면이 상기 반사층과 직각 또는 UV 빔의 입사 각도와 동일할 각도를 이루도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 반사 포토마스크의 제조 방법에 의하면, 정밀한 에칭이 가능한 산화물을 이용하여 패터닝함으로써 흡수체 패턴을 형성하므로, 흡수체 패턴의 정밀도가 우수하게 될 수 있다. 즉, 흡수체 윈도우와 연하는 흡수체 패턴체의 측면이 언더 커팅되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 그 측면이 반사층과 이루는 각도가 설계된 각도와 일치될 수 있다. 그리고, 상기 흡수체 패턴체의 측면이 균일하게 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 흡수체 윈도우와 접한 반사층 표면이 식각되는 현상도 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 반사 포토마스크의 제조 방법에 의하면, 설계된 패턴이 실리콘 웨이퍼에 제대로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반사 포토마스크의 제조 방법을 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사 포토마스크의 제조 방법을 나타내는 공정도들이다.
먼저, 도 5a에 나타낸 바와 같이, 기판(100)을 마련한다. 상기 기판(100)을 실리콘으로 이루어질 수 있다.
그런 다음, 도 5b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판(100) 위에 반사층(110)을 형성한다. 상기 반사층(110)은 몰리브덴(Mo)막과 실리콘(Si)막이 교대로 복수개 적층된다. 상기 반사층(110)의 최상층은 몰리브덴막, 실리콘막의 어느 것이든지 좋지만, 실리콘 표면에 생성되는 자연 산화막의 안정성이 우수하므로, 실리콘막을 최상층으로 하는 것이 바람직하다. 몰리브덴, 실리콘 단층의 막 두께는 수 nm 정도, 적층수는 수십층 정도의 값에서 임의로 설정하는 것이 가능하다.
상기 반사층(110)을 구성하는 막으로는, 상기 몰리브덴 대신에 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 테크네튬(Tc), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 금(Au) 등이 사용될 수 있다. 그리고, 상기 반사층(110)을 구성하는 막으로는, 상기 실리콘 대신에 상기 질화탄탈륨, 탄화실리콘, 질화실리콘, 실리콘 옥사이드, 질화보론, 질화베릴륨, 산화베릴륨, 질화알루미늄, 산화알루미늄 등이 사용될 수 있다.
그 후, 도 5c에 나타낸 바와 같이, 상기 반사층(110) 위에 산화물층(oxide layer)(120)을 형성한다. 산화물은 그에 대한 에칭이 용이하여, 요구되는 흡수체 패턴을 형성하기 위해 상기 산화물층(120)에 대한 정밀한 패터닝을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 산화물층(120)은 화학기상증착법(CVD, chemical vapor deposition)에 의해 형성될 수 있다.
그런 다음, 도 5d에 나타낸 바와 같이, 상기 산화물층(120)을 패터닝하여, 산화물 패턴(130)을 형성한다. 상기 산화물 패턴(130)은 산화물 패턴체(131)와, 그 사이에 형성되는 산화물 윈도우(132)로 이루어진다.
상기한 바와 같이, 상기 산화물층(120)에 대한 정밀한 패터닝이 가능하므로, 상기 산화물 윈도우(132)와 연하는(adjacent) 상기 산화물 패턴체(131)의 측면이 언더 커팅되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 그 측면이 상기 반사층(110)과 이루는 각도가 설계된 각도와 일치될 수 있다. 일반적으로 상기 산화물 윈도우(132)에 채워지는 흡수물질로 이루어지는 흡수체 패턴의 측면은 상기 반사층(110)과 직각 또는 UV 빔의 입사 각도와 동일할 각을 이루게 하기 위해, 상기 산화물 패턴체(131)의 측면이 상기 반사층(110)과 직각 또는 UV 빔의 입사 각도와 동일할 각도를 이루게 에칭되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 산화물층(120)에 대한 정밀한 패터닝에 의해, 상기 산화물 패턴체(131)의 측면이 균일하게 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 산화물 윈도우(132) 와 접한 상기 반사층(110) 표면이 식각되는 현상도 방지할 수 있다.
그 후, 도 5e에 나타낸 바와 같이, 상기 산화물 패턴(130)에 EUVL을 흡수할 수 있는 흡수물질을 채운다. 상세히는, 상기 산화물 윈도우(132)에 상기 흡수물질을 채운다. 그러면, 상기 산화물 윈도우(132)에 흡수체 패턴체(141)가 형성된다. 여기서, 상기 흡수물질로는 크롬(Cr), 질화탄탈륨(TaN) 등이 이용될 수 있다. 그리고, 상기 흡수체 패턴체(141)의 윗부분이 균일하게 되도록, CMP(chemical mechanical polishing)를 통해 연마한다.
그런 다음, 도 5f에 나타낸 바와 같이, 상기 산화물 패턴체(131)를 제거한다. 그러면, 상기 흡수체 패턴체(141)와, 그에 의해 형성되는 흡수체 윈도우(142)로 이루어지는 흡수체 패턴(140)이 형성된다. 상기 산화물 패턴체(131)는 습식 에칭을 통해 제거될 수 있다. 상기 습식 에칭에 불소를 사용하면, 크롬 등으로 이루어진 흡수체 패턴체(141)에 영향을 미치지 않고, 상기 산화물 패턴체(131)만을 제거할 수 있다.
상기한 바와 같이, 상기 산화물층(120)에 대한 정밀한 패터닝에 의해 형성된 상기 산화물 패턴(130)을 이용함으로써, 상기 흡수체 패턴(140)의 정밀도도 우수하게 된다. 즉, 상기 흡수체 윈도우(142)와 연하는 상기 흡수체 패턴체(141)의 측면이 언더 커팅되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 그 측면이 상기 반사층(110)과 이루는 각도가 설계된 각도와 일치될 수 있다. 그리고, 상기 흡수체 패턴체(141)의 측면이 균일하게 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 흡수체 윈도우(142)와 접한 상기 반사층(110) 표면이 식각되는 현상도 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명 에 따른 반사 포토마스크의 제조 방법에 의하면, EUVL의 반사와 흡수가 설계된 패턴과 일치하게 되므로, 설계된 패턴이 실리콘 웨이퍼에 제대로 구현될 수 있다.
또한, 종래 방식에서 레지스트층을 형성한 다음, 그에 대한 패터닝을 수행하던 공정을 생략할 수 있으므로, 반사 포토마스크의 제조 공정이 단순화될 수 있다.
도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반사 포토마스크의 제조 방법 중 흡수체 패턴체를 형성하는 방법을 나타내는 공정도들이고, 도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반사 포토마스크의 제조 방법 중 반사층을 형성하는 방법을 나타내는 공정도들이며, 도 8a 내지 도 8e는 도 6a 내지 도 6g에서 제시된 방법에 의해 형성된 흡수체 패턴체와 도 7a 내지 도 7c에서 제시된 방법에 의해 형성된 반사층을 이용하여 반사 포토마스크를 형성하는 방법을 나타내는 공정도들이다.
먼저, 도 6a 내지 도 6g을 참고하여, 본 실시예에 따른 반사 포토마스크의 제조 방법 중 흡수체 패턴체를 형성하는 방법을 설명한다.
도 6a에 나타낸 바와 같이, 베이스(250)를 마련한다.
그런 다음, 도 6b에 나타낸 바와 같이, 상기 베이스(250)에 이온을 주입하여 이온층(253)을 형성한다. 상기 이온층(253)에 의해 상기 베이스(250)는 상부 베이스(252)와 하부 베이스(251)로 구획된다. 여기서, 상기 이온층(253)은 수소 이온 또는 붕소 이온으로 이루어질 수 있다.
그 후, 도 6c에 나타낸 바와 같이, 상기 베이스(250) 위에 질화물층(nitride layer)(254)을 형성한다. 상기 질화물층(254)은 그 위에 형성되는 산화물층( 도 6d 의 220)에 대한 에칭 시에, 그 에칭의 스토퍼(stopper)로 작용한다.
그런 다음, 도 6d에 나타낸 바와 같이, 상기 질화물층(254) 위에 산화물층(220)을 형성한다. 상기한 바와 같이, 산화물은 그에 대한 에칭이 용이하므로, 상기 산화물층(220)에 대한 정밀한 패터닝을 수행할 수 있다. 따라서, 요구되는 흡수체 패턴을 용이하게 형성할 수 있다.
그 후, 도 6e에 나타낸 바와 같이, 상기 산화물층(220)을 패터닝하여, 산화물 패턴(230)을 형성한다. 상기 산화물 패턴(230)은 산화물 패턴체(231)와, 그에 의해 형성되는 산화물 윈도우(232)로 이루어진다.
상기한 바와 같이, 상기 산화물층(220)에 대한 정밀한 패터닝이 가능하므로, 상기 산화물 윈도우(232)와 연하는(adjacent) 상기 산화물 패턴체(231)의 측면의 언더 커팅을 방지하고, 그 측면이 상기 반사층(210)과 이루는 각도가 설계된 각도와 일치되도록 한다. 그리고, 상기 산화물층(220)에 대한 정밀한 패터닝은 상기 산화물 패턴체(231)의 측면을 균일하게 하고, 상기 산화물 윈도우(232)와 접한 상기 반사층(210) 표면의 식각을 방지한다.
그런 다음, 도 6f에 나타낸 바와 같이, 상기 산화물 패턴(230)에 EUVL을 흡수할 수 있는 흡수물질을 채운다. 상세히는, 상기 산화물 윈도우(232)에 상기 흡수물질을 채운다. 그러면, 상기 산화물 윈도우(232)에 흡수체 패턴체(241)가 형성된다. 여기서, 상기 흡수물질로는 크롬(Cr), 질화탄탈륨(TaN) 등이 이용될 수 있다. 그리고, 상기 흡수체 패턴체(241)의 윗부분이 균일하게 되도록, CMP를 통해 연마한다.
그 후, 도 6g에 나타낸 바와 같이, 상기 흡수체 패턴체(241)가 형성된 상기 산화물 패턴(230) 위에 접착층(261)을 형성한다. 상기 접착층(261)은 실리콘 옥사이드와 같이 물질 표면이 친수성(hydrophilic)을 띄는 물질 등으로 이루어질 수 있다.
상기와 같은 과정을 통하여, 본 실시예에 따른 반사 포토마스크의 흡수체 패턴체(241)가 형성된다.
도 7a 내지 도 7c를 참조하여, 본 실시예에 따른 반사 포토마스크의 제조 방법 중 반사층을 형성하는 방법을 설명한다.
먼저, 도 7a에 나타낸 바와 같이, 기판(200)을 마련한다.
그 후, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 상기 기판(200) 위에 반사층(210)을 형성한다. 상기 반사층(210)은 몰리브덴(Mo)막과 실리콘(Si)막이 교대로 복수개 적층된다.
그런 다음, 상기 반사층(210) 위에 접착층(262)을 형성한다. 상기 접착층(262)은 실리콘 옥사이드와 같이 물질 표면이 친수성(hydrophilic)을 띄는 물질 등으로 이루어질 수 있다.
상기와 같은 과정을 통하여, 본 실시예에 따른 반사 포토마스크의 반사층(210)이 형성된다.
도 8a 내지 도 8e를 참조하여, 상기 흡수체 패턴체(241)와 상기 반사층(210)을 이용하여 본 실시예에 따른 반사 포토마스크를 형성하는 방법을 설명한다.
먼저, 도 8a에 나타낸 바와 같이, 상기 산화물 패턴(230)에 형성된 상기 흡 수체 패턴체(241)가 마련된 베이스(251)와, 상기 반사층(210)이 마련된 기판(200)을 마련한다.
그 후, 도 8b에 나타낸 바와 같이, 실리콘 웨이퍼 본딩 기술을 이용하여 상기 산화물 패턴(230) 위에 형성된 상기 접착층(261)과, 상기 반사층(210)에 형성된 상기 접착층(262)을 접착하여, 접착부(260)를 형성한다. 상기 두 개의 접착층(261, 262)은 실리콘으로 이루어지는데, 바람직하게는 적어도 하나가 실리콘 옥사이드로 형성된다. 그러면, 상기 접착부(260)는 강한 결합력을 가지는 Si-O-Si 구조를 이룬다. 따라서, 상기 산화물 패턴(230)에 형성된 상기 흡수체 패턴체(241)가 상기 반사층(210)에 신뢰성있게 결합되도록 한다.
그런 다음, 도 8c에 나타낸 바와 같이, 상기 이온층(253) 위의 하부 베이스(251)를 제거한다. 상기 이온층(253)을 구성하는 이온이 수소 이온인 경우, 상기 하부 베이스(251)의 제거는 상기 이온층(253)의 가열을 통해 이루어진다. 소정 에너지를 통해 상기 이온층(253)을 가열하면, 상기 이온층(253) 내의 수소 이온이 진동을 하게 되어, 상기 이온층(253)과 상기 하부 베이스(251)를 분리하게 된다. 상기 이온층(253)을 구성하는 이온이 붕소 이온인 경우, 상기 하부 베이스(253)의 제거는 KOH, TMAH 등의 에칭제를 이용하여 이루어진다. 상기 KOH, TMAH 등의 에칭제는 실리콘으로 이루어진 상기 하부 베이스(251)를 에칭하는데, 상기와 같은 에칭은 상기 붕소 이온으로 이루어진 이온층(253)에 이르러 멈추게 된다. 이러한 방법에 의해 상기 하부 베이스(251)의 제거가 가능하다.
그 후, 도 8d에 나타낸 바와 같이, 상기 산화물 패턴(230) 위의 질화물층 (254)을 제거하여, 상기 이온층(253) 및 상기 상부 베이스(252)를 제거한다.
그런 다음, 도 8e에 나타낸 바와 같이, 상기 산화물 패턴체(231)를 제거한다. 상기 산화물 패턴체(231)는 습식 에칭을 통해 제거될 수 있다. 상기 습식 에칭에 불소를 사용하면, 크롬 등으로 이루어진 흡수체 패턴체(241)에 영향을 미치지 않고, 상기 산화물 패턴체(231)만을 제거할 수 있다. 그리고, 상기와 같은 습식 에칭에 의해, 상기 접착부(260)도 에칭되어, 상기 흡수체 패턴체(241)에 대응되는 접착부 형상(263)을 이룬다.
상기와 같은 과정을 통하여, 본 실시예에 따른 반사 포토마스크의 제조가 완료된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 반사 포토마스크의 제조 방법에 의하면, 정밀한 에칭이 가능한 산화물을 이용하여 패터닝함으로써 흡수체 패턴을 형성하므로, 흡수체 패턴의 정밀도가 우수하게 될 수 있다. 즉, 흡수체 윈도우와 연하는 흡수체 패턴체의 측면이 언더 커팅되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 그 측면이 반사층과 이루는 각도가 설계된 각도와 일치될 수 있다. 그리고, 상기 흡수체 패턴체의 측면이 균일하게 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 흡수체 윈도우와 접한 반사층 표면이 식각되는 현상도 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 반사 포토마스크의 제조 방법에 의하면, 설계된 패턴이 실리콘 웨이퍼에 제대로 구현될 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것 에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
Claims (23)
- 기판을 마련하는 단계;상기 기판 위에 EUVL(extreme ultra violet light)을 반사시킬 수 있는 반사층을 형성하는 단계;상기 반사층 위에 산화물층(oxide layer)을 형성하는 단계;상기 산화물층을 패터닝하여, 산화물 패턴체와 그에 의해 정의되는 산화물 윈도우(window)로 이루어지는 산화물 패턴을 형성하는 단계;상기 산화물 윈도우에 EUVL을 흡수할 수 있는 흡수물질을 채우는 단계;상기 채워진 흡수물질과 상기 산화물 패턴체의 표면이 서로 균일하도록, 상기 흡수물질을 CMP(chemical mechanical polishing)에 의해 연마하는 단계; 및상기 산화물 패턴체를 제거하여 흡수체 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 포토마스크의 제조 방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 산화물층을 형성하는 단계는 화학기상증착법(CVD, Chemical Vapor Deposition)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 반사 포토마스크의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 흡수물질은 크롬(Cr), 질화탄탈륨(TaN)인 것을 특징으로 하는 반사 포토마스크의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 산화물 패턴체를 제거하는 단계는 불소 계열 물질을 이용한 습식 에칭에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 반사 포토마스크의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 산화물 패턴을 형성하는 단계는 상기 산화물 패턴체의 측면이 상기 반사층과 직각 또는 UV 빔의 입사 각도와 동일할 각도를 이루도록 하는 것을 특징으로 하는 반사 포토마스크의 제조 방법.
- 베이스와, EUVL(extreme ultra violet light)을 반사시킬 수 있는 반사층을 마련하는 단계;상기 베이스 위에 산화물층(oxide layer)을 형성하는 단계;상기 산화물층을 패터닝하여, 산화물 패턴체와 그에 의해 정의되는 산화물 윈도우로 이루어지는 산화물 패턴을 형성하는 단계;상기 산화물 윈도우에 EUVL을 흡수할 수 있는 흡수물질을 채워, 흡수체 패턴을 형성하는 단계;상기 산화물 패턴과 상기 반사층을 접착하는 단계; 및상기 베이스와, 상기 산화물 패턴체를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 포토마스크의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 베이스를 마련하는 단계는 상기 베이스에 이온을 주입하여 이온층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 포토마스크의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 이온은 수소 이온 또는 붕소 이온인 것을 특징으로 하는 반사 포토마스크의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 베이스를 제거하는 단계는 상기 이온층과 그 위의 베이스 부분을 분리하여, 상기 베이스를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 포토마스 크의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 베이스를 제거하는 단계는 상기 이온층을 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 포토마스크의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 베이스를 제거하는 단계는 소정 에칭제를 이용하여 상기 베이스를 에칭시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 포토마스크의 제조 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 에칭제는 KOH, TMAH인 것을 특징으로 하는 반사 포토마스크의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 베이스를 마련하는 단계는 상기 베이스 위에 질화물층(nitride layer)를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 포토마스크의 제조 방법.
- 제 14 항에 있어서,상기 산화물층은 상기 질화물층 위에 형성하는 것을 특징으로 하는 반사 포 토마스크의 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 베이스를 제거하는 단계는 상기 질화물층과 상기 산화물 패턴을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 포토마스크의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 산화물 패턴과 상기 반사층을 접착하는 단계는 상기 산화물 패턴과 상기 반사층 사이에 접착층을 마련하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 포토마스크의 제조 방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 접착층은 실리콘 옥사이드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사 포토마스크의 제조 방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 접착층은 상기 산화물 패턴의 위와 상기 반사층의 위에 각각 마련되는 것을 특징으로 하는 반사 포토마스크의 제조 방법.
- 제 19 항에 있어서,상기 두 개의 접착층 중 적어도 하나는 실리콘 옥사이드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사 포토마스크의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 흡수체 패턴을 형성하는 단계는 상기 흡수물질을 채운 다음 CMP(chemical mechanical polishing)에 의해 연마하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 포토마스크의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 산화물 패턴체를 제거하는 단계는 불소 계열 물질을 이용한 습식 에칭에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 반사 포토마스크의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 산화물 패턴을 형성하는 단계는 상기 산화물 패턴체의 측면이 상기 반사층과 직각 또는 UV 빔의 입사 각도와 동일할 각도를 이루도록 하는 것을 특징으로 하는 반사 포토마스크의 제조 방법.
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