KR100633883B1 - 포토마스크 - Google Patents

Abstract

포토마스크(1)는 투과성 기판(2)과, 금속성 마스크 재료의 층(4)으로 제공된 제 1 측면을 포함한다. 이 층에서, 마스크 패턴(5)은 마스크 재료의 내부 구역(6)과 외부 구역(7)에 의해 둘러싸여 형성되는데, 내부 구역과 외부 구역은 링 형상의 보호영역(8)의 의해 분리되어 있다. 이러한 보호영역에서, 보호 패턴(9)은 내부 및 외부 구역에 위치하면서, 마스크 패턴(5)에 존재하는 패턴 부분 사이의 최소 거리보다 작게 상기 구역으로부터 떨어진(12) 단부(11)를 갖는 트랙(10)을 포함하는 것으로 형성된다. 이에 따라서 포토마스크는 마스크 패턴에 손상을 줄 수 있는 정전 방전으로부터 보호된다.

Description

포토마스크{PHOTOMASK WITH A MASK EDGE PROVIDED WITH A RING-SHAPED ESD PROTECTION AREA}

본 발명은 방사선 투과형(radiation-transmitting)이며 전기 절연성인 재료로 된 기판을 포함하는 포토마스크에 관한 것으로, 그 제 1 면에는 전기 도전성 마스크 재료의 층이 설치되고, 마스크 재료의 내부 에지와 외부 에지의 의해 둘러싸인 영상화될 마스크 패턴이 형성되며, 이 에지들은 링 형상의 보호영역에 의해 각각 전기적으로 분리되어 있다.

이러한 포토마스크는 반도체 디바이스와 플랫 패널 디스플레이의 제조에 특히 적합하게 사용할 수 있다. 실제적으로, 기판은 일반적으로 수정유리판이고, 마스크 재료의 층은 일반적으로 크롬을 함유한다. 마스크의 패턴은 예로서 금속층 상에 제공되는 포토레지스트 층 상에 종종 축소 축적으로 영상화된다. 포토레지스트의 노출 및 현상 후에, 금속층은 마스크 패턴에 대응하는 도전체 트랙의 패턴으로 에칭될 수 있다. 영상화될 포토마스크 패턴은 가끔 마스크 재료의 큰 영역에 접속되는 마스크 재료의 조밀하게 이격된 많은 트랙을 포함한다. 트랙은 금속층에 형성될 도전체 트랙에 대응하고, 영역은 예로서 금속층에 형성될 본드 패드(bond pad)에 대응하는데, 본드 패드는 제조할 디바이스를 접촉시키는데 사용된다.

포토마스크는 링 형상의 보호영역에 의해 서로 전기적으로 절연되어 있는 내부 에지와 외부 에지로 분리되는 도전성 마스크 재료의 에지를 갖는다. 링 형상의 보호영역은 마스크 패턴에서 발생할 수 있는 정전 방전(electro-static discharge)에 의한 손상으로부터 마스크를 보호하는 작용을 한다.

작동 시에, 도전성 마스크 재료의 폐쇄된 에지에 의해 둘러싸인 마스크 패턴은 정전 방전에 의해 손상을 받을 수 있다. 전기 절연성 기판 상에 존재하는 마스크 재료는 전기적으로 차지될 수 있다. 이것은 예로서 의복과 기타 절연 재료와의 접촉에 의해 발생한 마찰 또는 공기 흐름에 의해 발생할 수 있다. 포토마스크를 포토레지스트 층 상으로 영상화할 수 있도록 하기 위하여, 포토마스크는 프로젝터(projector)의 접지된 마스크 홀더 상에 둔다. 이러한 방식으로 마스크 패턴 주위에 존재하는 마스크 재료의 폐쇄된 에지가 접지된다. 그러면 그 에지와 마스크 패턴 사이의 전압 차이가 발달할 수 있는데, 그 크기는 전기 방전이 마스크 패턴에 나타나서 상술한 손상을 야기하는 정도이다.

JP-A-5-100410에는 서두에서 언급한 타입의 포토마스크에 대한 설명이 기술되어 있는데, 마스크 재료는 링 형상의 보호영역으로부터 완전히 제거되어 있다. 이와 같이 빈 링 형상의 보호영역은 0.5-2㎜ 범위의 폭을 갖는다.

도전성 마스크 재료가 전술한 바와 같이 전기적으로 차지되면, 포토마스크를 프로젝터에 둘 경우 단지 외부 에지만이 접지된다. 빈 보호영역이 외부 에지와 내부 에지를 각각 충분히 서로 절연시키면, 내부 에지와 마스크 패턴 사이의 전압 차이는 발달하지 않는다. 이러한 방식으로 마스크 패턴에 손상을 줄 수 있는 정전 방전이 방지된다. 그러나 실제로는 빈 링 형상의 보호영역의 존재에도 불구하고 내부 에지와 마스크 패턴에 존재하는 전하는 손상을 야기할 수 있다는 것이 밝혀졌다.

본 발명의 목적은 그 중에서도 충분한 정전 방전 보호를 가진 포토마스크를 제공하는 것이다. 상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따른 포토마스크는 링 형상의 보호영역이 마스크 재료의 층에 형성된 보호 패턴을 포함하되, 이 보호 패턴은 내부 에지 또는 외부 에지 근처에 위치하면서, 마스크 패턴에 존재하는 패턴 부분 사이의 최소 거리보다 작게 내부 에지 또는 외부 에지로부터 떨어진 단부를 가진 트랙을 포함한다는 것을 특징으로 한다.

도전성 마스크 재료가 전기적으로 차지되고, 또 후속해서 외부 에지가 접지되면, 외부 에지와 이것에 의해 둘러싸인 구조물, 즉 외부 에지에서 중심을 향해 보아서 보호 패턴, 내부 에지 및 마스크 패턴 사이의 전압이 발달한다. 보호영역이 내부 에지와 외부 에지에 매우 근접하여 위치한 보호 패턴의 도전성 트랙을 포함하기 때문에, 보호 패턴은 마스크 패턴보다 더 취약하다. 그 거리는 마스크 패턴 부분 사이의 거리보다 작다. 즉 마스크 패턴 부분 사이의 거리가 1㎛인 경우에 그 거리는 예로서 0.8㎛이다. 따라서 전압이 충분히 높은 경우 정전 방전이 보호 패턴 내에서 발생한다. 포토마스크에 존재하는 전하는 적어도 실질적으로 제거되기 때문에, 정전 방전에 의한 마스크 패턴의 손상이 방지된다. 그러나 보호 패턴은 국지적으로 손상받을 수 있는데, 이 경우에 마스크 재료는 스퍼터링 제거되어(sputtered off) 외부 에지와 내부 에지 사이에 회로 단락이 발생하지 않는다는 것이 밝혀졌다. 후속 정전 방전이 발생하면, 손상된 부분 가까이에 위치한 보호 패턴의 손상받지 않은 부분이 마스크 패턴의 보호기능을 떠맡는다. 보호 패턴의 손상을 포함하는 많은 방전 후에야 상기 보호 패턴은 그 기능을 중지하게 될 것이다. 그러나 실제적으로 이 상태까지는 이르지 않는다.

트랙이 내부 에지 또는 외부 에지 근처에 위치한 단부의 위치에서의 폭을 갖는 경우에는 더 견고한 보호를 얻는데, 이 폭은 마스크 패턴에 존재하는 가장 좁은 마스크 트랙의 폭보다 작으며, 예로서 제 2 폭이 1㎛이면, 제 1 폭은 0.8㎛이다. 그러면 에지와 보호 패턴의 트랙의 인접한 단부 사이의 전계는 동일한 전압에서 트랙과 마스크 패턴 사이의 전계보다 크게 된다.

트랙은 내부 에지 또는 외부 에지 근처에 위치한 단부로서 보호 패턴에 포함된 마스크 재료의 영역으로 접속되는 것이 바람직하다. 포토마스크가 영역을 갖는 보호 패턴을 포함하고, 또 유사한 방식으로 차지된 영역을 아직 갖지 않은 동일한 보호 패턴을 포함하는 경우, 외부 에지는 예로서 이온화된 공기의 흐름에서 접지되어 후자의 보호 패턴에서보다 전자의 보호 패턴에서 정전 방전이 더 빠르게 나타난다.

마스크 패턴은 또한 전술한 본드 패드와 같은 비교적 큰 영역을 포함할 수 있다. 비보호 포토마스크에 있어서, 정전 방전에 기인한 손상은 상기한 비교적 큰 영역 근처에서 비교적 쉽게 나타난다는 것이 밝혀졌다. 보호 패턴이 또한 상기 손상에 대해 충분한 보호를 확실하게 제공하도록 하기 위하여, 내부 에지 또는 외부 에지 근처에 위치한 단부를 갖는 트랙에 접속되는 영역은 마스크 패턴에 존재하는 최대 마스크 영역의 표면 영역보다 큰 표면 영역을 갖는다. 이러한 점과 보호 패턴에 접속된 트랙의 폭이 비교적 작다는 점이 보호 패턴이 마스크 패턴보다 정전 방전에 더 취약하게 되는 원인이다.

내부 에지 또는 외부 에지 근처에 위치한 단부를 갖는 트랙에 접속되는 영역은 보호 패턴에 포함된 다른 영역 근처에 위치하면서, 마스크 패턴에 존재하는 패턴 부분 사이의 최소 거리보다 작게 상기 영역으로부터 떨어진 단부를 가진 또 다른 트랙에 접속되는 것이 바람직하다. 그 결과, 보호 패턴에 심각한 손상을 야기하지 않고 상기 패턴에서 방전이 나타날 수 있다. 전술한 바와 같은 이유로 해서, 또 다른 트랙의 폭은 마스크 패턴에 존재하는 최소 폭의 마스크 트랙의 폭보다 작은 것이 바람직하고, 또 다른 영역의 표면 영역은 마스크 패턴에 존재하는 최대 마스크 영역의 표면 영역보다 큰 것이 바람직하다.

보호 패턴에서 모든 트랙 뿐 아니라 모든 영역이 동일한 경우에는 간단한 패턴을 얻게 된다.

최상의 보호는 보호 패턴이 전체 링 형상의 보호 영역을 채울 때 얻게 된다. 이러한 경우에, 외부 에지 내측에 위치한 포토마스크의 부분 상에 존재하는 전하는 모든 방향에서 우회없이 외부 에지로 방전될 수 있다.

본 발명의 상기 및 기타 양상은 이하에 기술한 실시예를 참조로 한 설명으로부터 분명해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 포토마스크의 개략적인 평면도,

도 2는 도 1에 도시된 포토마스크의 개략적인 단면도,

도 3은 도 1 및 2에 도시된 포토마스크에 사용할 수 있는 몇 가지의 보호 패턴의 개략도,

도 4는 도 1 및 2에 도시된 포토마스크에 사용할 수 있는 보호 패턴의 한 실시예의 개략도.

도면은 비례하여 도시한 것이 아니며, 도면에 도시된 동일한 부분에는 동일한 도면부호를 붙였다.

도 1은 방사선 투과형이고 전기 절연성이며, 이 예에서는 통상적으로 두께가 약 100㎚인 수정유리인 기판(2)을 포함하는 포토마스크(1)의 평면도이고, 도 2는 그 단면도이다. 기판(2)의 제 1 측면(3)은 전기 도전성 마스크 재료(4)의 층을 갖고 있다. 이 예에서, 마스크 재료는 그 표면에 크롬 산화물의 비반사 층(비도시)을 갖는 통상적으로 두께가 약 100㎚인 층이다. 영상화될 마스크 패턴(5)은 마스크 재료의 층(4)에 형성되어 있다. 이 패턴은 링 형상의 보호영역(8)에 의해 서로 전기적으로 절연되어 있는 마스크 재료의 내부 에지(6)와 외부 에지(7)에 의해 둘러싸여 있다.

마스크 패턴(5)은 예로서 금속층에 도포되는 포토레스트 층에 종종 축소 축적으로 영상화된다. 포토레지스트의 노출 및 현상 후에, 금속층은 마스크 패턴에 대응하는 도체 트랙의 패턴에서 에칭된다. 영상화될 포토마스크 패턴은 많은 조밀하게 이격된 마스크 재료의 트랙을 포함하는데, 트랙은 도면에 도시되지 않았으며, 또한 가끔 마스크 재료의 큰 영역에 접속되는데, 이 역시 도면에 도시되지는 않았다. 트랙은 금속층에 형성될 전도체 트랙에 대응하고, 영역은 금속층에 형성될 예로서 본드 패드에 대응하는데, 본드 패드는 제조되는 디바이스를 접촉시키는데 사용된다.

포토마스크는 도전성 마스크 재료로 된 에지(6,7)를 갖는데, 에지는 링 형상의 보호영역(8)에 의해 서로 전기적으로 절연되어 있는 내부 에지(6)와 외부 에지(7)로 나누어져 있다. 이러한 링 형상의 보호영역은 마스크 패턴(5)에서 발생할 수 있는 정전 방전에 의한 손상으로부터 포토마스크를 보호하기 위해 사용된다.

링 형상의 보호영역(8)은 마스크 재료의 층(4)에 형성되어 있으며, 또 내부 에지(6)와 외부 에지(7) 근처에 위치하면서, 마스크 패턴(5)에 존재하는 패턴 부분(비도시) 사이의 최소 간격보다 좁은 간격(12)으로 상기 에지로부터 떨어진 단부(11)를 갖는 트랙(10)을 포함하는 보호 패턴(9)을 포함한다.

도전성 마스크 재료(4)가 전기적으로 차지되고, 또 외부 에지(7)가 후속해서 접지되면, 에지로부터 중심으로, 보호 패턴(9), 내부 에지(6) 및 마스크 패턴(5)을 둘러싸는 구조물과 외부 에지(7) 사이에 전압이 발생하게 된다. 보호 패턴(9)은 보호영역(8)이 외부 에지(7)와 내부 에지(6)에 매우 근접하여 위치한 보호 패턴(9)의 도전성 트랙(11)을 포함하기 때문에 마스크 패턴(5)보다 더 취약하다. 그 간격은 마스크 패턴의 부분 사이의 간격보다 작다. 즉 예로서 마스크 패턴의 부분 사이의 거리가 1㎛인 경우에 그 거리는 0.8㎛이다. 이것이 상기 전압이 충분히 높은 경우에 정전 방전이 보호 패턴(9)에 나타나는 이유다. 이것은 보호 패턴(9)을 국지적으로 손상시킬 수 있지만, 마스크 패턴(5)은 손상받지 않고 유지된다. 포토마스크(1)에 존재하는 전하는 적어도 대부분 제거되기 때문에, 정전 방전에 의한 마스크 패턴(5)에 대한 손상이 방지된다.

내부 에지(6)와 외부 에지(7) 근처에서 트랙(10)이 마스크 패턴에 존재하는 가장 작은 마스크 트랙의 폭보다 작은 폭을 갖는, 즉 예로서 제 2 폭이 1㎛인 경우에 제 1 폭이 0.8㎛인 단부를 트랙(10)이 갖는 경우에는 더 견고한 보호를 얻는다. 그 단부가 에지에 근접하여 위치한 보호 패턴의 트랙의 단부와 에지 사이의 전계는 동일한 전압에서 마스크 패턴의 트랙 사이의 전계보다 크게 될 것이다.

트랙(10)은 도 3과 4의 우측에 도시된 바와 같이 내부 에지(6)와 외부 에지(7) 근처에 위치한 단부(11)로서 보호 패턴(8)에 포함된 마스크 재료의 영역(13)에 접속되는 것이 바람직하다. 포토마스크(1)가 영역(13)을 갖는 보호 패턴(8)을 포함하고, 또 유사한 방식으로 차지된 영역을 아직 갖지 않은 동일한 보호 패턴(8)을 포함하는 경우, 외부 에지(7)는 예로서 이온화된 공기의 흐름에서 접지되어 정전 방전이 후자의 보호 패턴에서보다 전자의 보호 패턴에서 더 빠르게 나타난다.

마스크 패턴(5)은 실제로도 전술한 본드 패드와 같은 예로서 길이와 폭이 100㎛인 비교적 큰 면적을 포함할 것이다. 비보호 포토마스크는 상기한 비교적 큰 영역 근처에서 또한 정전 방전에 의해 쉽게 손상된다는 것이 밝혀졌다. 보호 패턴(8)이 또한 상기 손상에 대해 충분한 보호를 확실하게 제공하도록 하기 위하여, 내부 에지(6) 또는 외부 에지(7) 근처에 위치한 단부(11)를 갖는 트랙(10)에 접속되는 영역은 마스크 패턴에 존재하는 최대 마스크 영역의 표면 영역보다 큰 표면 영역을 갖는다. 이 영역의 길이와 폭은 예로서 200㎛이다. 이것과 보호 패턴에 접속된 트랙(10)의 비교적 작은 폭은 보호 패턴이 마스크 패턴(5)보다 정전 방전에 더 취약하게 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 보호 패턴에 포함된 또 다른 영역(16) 근처에 위치하면서, 마스크 패턴(5)에 존재하는 패턴 부분들 사이의 최소 간격보다 좁은 간격(17)으로 영역으로부터 떨어진 단부(15)를 가진 또 다른 트랙(14)에 영역(13)이 접속되는 것이 바람직하다. 그 결과, 정전 방전은 보호 패턴(8)에 심각한 손상을 야기하지 않고 상기 보호 패턴에 나타날 수 있다. 전술한 바와 같은 이유로 해서, 또 다른 트랙(14)의 폭은 마스크 패턴에 존재하는 최소 폭의 마스크 트랙의 폭보다 작은 것이 바람직하고, 또 다른 영역(16)의 표면 영역은 마스크 패턴에 존재하는 최대 마스크 영역의 표면 영역보다 큰 것이 바람직하다.

보호 패턴에서 모든 트랙(11,15)은 동일하고 모든 영역(13,16)은 동일한 경우 간단한 패턴을 얻게 된다.

최상의 보호는 도 1에 도시된 바와 같이 보호 패턴(9)이 전체 링 형상의 보호 영역(8)을 채울 때 얻게 된다. 이러한 경우에, 외부 에지(7) 내측에 위치한 포토마스크(1)의 부분(8,6,5) 상에 존재하는 전하는 모든 방향에서 우회하는 일없이 외부 에지(7)로 방전될 수 있다. 도 4에 도시된 예에서, 영역(13,16)은 길이와 폭이 200㎛이고, 트랙(11,14)은 길이가 49㎛, 폭이 2㎛이며, 거리(12,17)는 1㎛이다. 도 4에 도시된 보호 패턴은 1㎛의 최소 거리와 최소 디멘션을 갖는 반도체 회로를 제조하는데 채용되는 포토마스크를 보호하는데 사용된다. 포토마스크는 프로젝션 시에 5분의 1만큼 축소되어 마스크 패턴에서의 최소 디멘션은 55㎛로 된다.

Claims (8)

1. 방사선 투과형(radiation-transmitting)이면서 전기절연성인 재료로 된 기판을 포함하는 포토마스크에 있어서

   상기 기판의 제 1 측면에는 전기 도전성 마스크 재료의 층이 제공되며,

   상기 층에는 영상화될 마스크 패턴이 상기 마스크 재료의 내부 에지와 외부 에지에 의해 둘러싸여 형성되어 있고, 상기 에지들은 링 형상의 보호영역에 의해 서로 전기적으로 분리되며,

   상기 링 형상의 보호영역은 상기 마스크 재료의 층에 형성된 보호 패턴을 포함하고,

   상기 보호 패턴은 상기 내부 에지 또는 상기 외부 에지 근처에 위치하면서, 상기 마스크 패턴에 존재하는 패턴 부분들 사이의 최소 간격보다 좁은 간격으로 상기 내부 에지 또는 상기 외부 에지로부터 떨어진 트랙을 포함하는

   포토마스크.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 트랙은 상기 내부 에지 또는 상기 외부 에지 근처에 위치한 단부의 위치에서 상기 마스크 패턴에 존재하는 최소 폭의 마스크 트랙의 폭보다 작은 폭을 갖는

   포토마스크.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 트랙은 상기 내부 에지 또는 상기 외부 에지 근처에 위치한 상기 단부를 갖고 상기 보호 패턴에 포함된 상기 마스크 재료의 영역에 접속되어 있는

   포토마스크.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 내부 에지 또는 상기 외부 에지 근처에 위치한 단부를 갖는 상기 트랙에 접속되는 상기 영역은 상기 마스크 패턴에 존재하는 최대 마스크 영역의 표면적보다 넓은 표면적을 갖는

   포토마스크.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 내부 에지 또는 상기 외부 에지 근처에 위치한 단부를 갖는 트랙에 접속되는 상기 영역은 상기 보호 패턴에 포함된 다른 영역 근처에 위치하면서, 상기 마스크 패턴에 존재하는 상기 패턴 부분 사이의 최소 간격보다 좁은 간격으로 상기 영역으로부터 떨어진 단부를 갖는 다른 트랙에 접속되어 있는

   포토마스크.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 다른 트랙의 폭은 상기 마스크 패턴에 존재하는 최소 폭의 상기 마스크 트랙의 폭보다 좁고, 상기 다른 영역의 표면적은 마스크 패턴에 존재하는 최대 마스크 영역의 표면적보다 넓은

   포토마스크.
7. 제 3 항에 있어서,

   상기 보호 패턴에서 상기 트랙은 모두 동일하고 상기 영역도 모두 동일한

   포토마스크.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 보호 패턴이 전체 상기 링 형상의 보호영역을 채우는

   포토마스크.

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