KR100634387B1 - 위상 쉬프트 마스크의 수리 방법 - Google Patents

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Abstract

위상 쉬프트 마스크의 수리 방법을 제공한다. 이 방법은 위상 쉬프트 패턴들이 형성된 위상 쉬프트 마스크에서, 상기 위상 쉬프트 패턴들의 상부면 및 측면을 노출시키고, 상기 노출된 위상 쉬프트 패턴들의 표면에만 선택적으로 보호막을 형성한 후, 상기 보호막이 형성된 위상 쉬프트 마스크를 세정하는 단계를 포함한다.

Description

위상 쉬프트 마스크의 수리 방법{Method Of Repairing Phase Shift Mask}
도 1는 종래 기술에 따른 포토 마스크의 수리 방법을 반복적으로 적용할 경우 발생하는 문제를 보여주는 포토 마스크의 단면도이다.
도 2은 종래 기술에 따른 포토 마스크의 수리 방법을 반복적으로 적용할 경우 측정되는, 수리 횟수와 투과율 사이의 수치적 관계를 도시하는 그래프이다.
도 3는 본 발명에 따른 포토 마스크의 수리 방법을 나타내는 작업 순서도이다.
도 4 및 도 5은 본 발명에 따른 포토 마스크의 수리 방법을 설명하기 위한 포토 마스크의 단면도들이다.
도 6은 본 발명에 따른 포토 마스크의 수리 방법을 반복적으로 적용할 경우 측정되는, 수리 횟수와 투과율 사이의 수치적 관계를 도시하는 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 포토 마스크의 수리 방법에서 사용되는 플라즈마 공정 챔버를 개략적으로 보여주는 장치 단면도이다.
본 발명은 포토 마스크를 수리하는 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 위 상 쉬프트 마스크의 수리 방법에 관한 것이다.
포토 마스크는 반도체기판 상에 도포된 포토레지스트막을 선택적으로 노광시키기 위한 광학 장치로서, 투명한 석영 기판 상에 형성된 소정의 차광 패턴들을 구비한다. 상기 차광 패턴은 크롬 등으로 이루어지며, 상기 차광 패턴의 위치는 상기 포토레지스트막이 노광될 위치를 결정한다.
한편, 반도체장치가 고집적화됨에 따라, 최근에는 보다 미세한 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있는 위상 쉬프트 마스크가 더 널리 사용되고 있다. 상기 위상 쉬프트 마스크는 상기 크롬과 같이 빛을 완전히 차단하는 물질이 아니라 빛의 일부를 투과시킬 수 있는 물질(예를 들면, 몰리브덴 실리사이드)로 상기 차광 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다. 이러한 위상 쉬프트 마스크에 대한 보다 자세한 내용은 미국특허 제5,286,581호에 개시되고 있다.
상기 포토레지스트 패턴을 미세하게 형성하기 위해서는, 알려진 것처럼, 더욱 짧은 파장의 빛을 상기 노광 공정의 광원으로 사용하는 것이 필요하다. 이에 따라, 최근에는 248nm의 파장을 갖는 KrF 레이저 또는 193nm의 파장을 갖는 ArF 레이저와 같은 자외선 대역의 빛이 광원으로 사용되고 있다. 그런데, 빛의 에너지는 빛의 파장에 반비례하기 때문에, 광원의 파장이 줄어들수록 광원의 에너지는 증가한다. 이처럼 높은 에너지의 빛이 상기 포토마스크에 조사될 경우, 상기 포토마스크에 잔존하는 불순물들이 응집하는 문제를 유발한다. 상기 불순물에는 상기 포토마스크 제조 과정에서 잔존하는 황(S), 탄소(C) 및 암모니아(NH3) 등과 팹 내부 공기 에서 유입되는 질소(N2) 및 수증기(H2O) 등이 포함된다.
상기 응집된 불순물들은 노광 공정에서 빛의 경로를 차단하기 때문에, 노광 공정의 결과물인 포토레지스트 패턴은 상기 응집된 불순물의 위치에서 대응하는 웨이퍼의 위치에서 끊어질 수 있다. 이 경우, 상기 응집된 불순물 덩어리를 제거하기 위해, 상기 포토마스크는 세정되어야 한다. 일반적으로, 이러한 세정 공정은 포토마스크의 사용자(즉, 반도체 칩 제작자)가 아니라 포토마스크의 제작자가 수행한다.
한편, 상기 포토마스크에 형성된 차광 패턴이 몰리브덴 실리사이드와 같은 위상 쉬프트 물질로 이루어질 경우, 상기 위상 쉬프트 패턴은 (도 1에 도시한 것처럼) 상기 세정 공정에서 사용되는 에쳔트에 식각될 수 있다. 도 1을 참조하면, 포토 마스크 기판(10)을 구비하는 포토마스크는 위치에 따라 주 영역(b)과 주변 영역(a)으로 구분될 수 있다. 상기 주 영역(b)에는 상기 포토마스크 기판(10)의 소정영역을 노출시키는 위상 쉬프트 패턴들(11b)이 배치되고, 상기 주변 영역(a)에는 이 주변 영역(a)의 대부분을 덮으면서 차례로 적층된 위상 쉬프트막(11a) 및 차광막(12)이 배치된다. 상기 주영역(b)의 위상 쉬프트 패턴들(11b)은 상기 주변 영역(a)의 위상 쉬프트막(11a)을 식각한 결과물이다. 따라서, 적어도 상기 포토마스크가 최초로 제작된 시점에서는, 상기 위상 쉬프트 패턴들(11b)의 두께(t)는 상기 위상 쉬프트막(11a)의 두께(t0)와 거의 같다.
하지만, 상술한 것처럼 상기 위상 쉬프트 패턴(11b)은 상기 세정 공정에서 식각되어 두께가 감소할 수 있다(즉, t- t0<0). 한편, 상기 위상 쉬프트 패턴(11b)의 두께(t)는 상기 위상 쉬프트 패턴(11b)의 광 투과율(T)을 결정하는 기술적 변수이며, 상기 위상 쉬프트 패턴(11b)의 광 투과율(T)은 웨이퍼 노광 공정의 공정 조건 및 공정 마아진에 영향을 주는 기술적 변수이다. 따라서, 상기 세정 공정을 반복적으로 실시할 경우, 상기 위상 쉬프트 패턴(11b)의 두께는 더욱 낮아지고, 나아가 도 2에 도시한 실험 그래프에서 볼 수 있는 것처럼, 상기 위상 쉬프트 패턴(11b)의 광투과도는 선형적으로 증가한다.
실험에서는, 상기 위상 쉬프트 패턴(11b)이 대략 8%의 광 투과도를 갖도록 상기 포토 마스크를 제작하였다. 대략 8회의 세정 공정을 수행한 이후, 이 포토 마스크의 투과도(T)는 한계 투과율(Tc)로 설정된 9%를 넘어섰다. 상기 한계 투과율(Tc)은 더 이상 웨이퍼 노광 공정에서 상기 포토 마스크를 사용하기 어려운 투과율을 규정한다. 결과적으로, 종래 기술의 방법에 따를 경우, 상기 포토마스크는 대략 8회의 세정 공정을 수행한 이후에는 폐기되어야 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 포토마스크의 수명을 연장시킬 수 있는 포토마스크의 수리 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 포토마스크를 세정하는 단계에서 위상 쉬프트 패턴의 두께 감소를 최소화시킬 수 있는 포토마스크의 수리 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여, 본 발명은 위상 쉬프트 패턴의 표면에만 선택적으로 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 포토마스크의 수리 방법을 제공한다. 이 방법은 위상 쉬프트 패턴들이 형성된 위상 쉬프트 마스크에서, 상기 위상 쉬프트 패턴들의 상부면 및 측면을 노출시키고, 상기 노출된 위상 쉬프트 패턴들의 표면에만 선택적으로 보호막을 형성한 후, 상기 보호막이 형성된 위상 쉬프트 마스크를 세정하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 위상 쉬프트 패턴들은 몰리브덴, 탄탈륨, 지르코늄, 크롬 및 텅스텐을 포함하는 금속 물질들 및 상기 금속 물질들의 실리사이드 화합물들 중에서 선택된 적어도 한가지 물질로 형성한다. 바람직하게는, 상기 위상 쉬프트 패턴들은 몰리브덴 또는 몰리브덴 실리사이드이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 보호막은 몰리브덴 산화물, 몰리브덴 질화물, 몰리브덴 실리사이드 산화물 및 몰리브덴 실리사이드 질화물 중에서 선택된 적어도 한가지로 형성한다. 또한, 상기 보호막은 대략 3 내지 100Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보호막을 형성하는 단계는 상기 위상 쉬프트 마스크를 소정의 플라즈마 공정 챔버 내부로 로딩하여, 상기 플라즈마 공정 챔버의 내부에 소정의 공정 가스를 주입한 후, 상기 주입된 공정 가스를 플라즈마 상태로 만드는 단계를 포함한다. 이후, 상기 플라즈마 상태의 공정 가스를 이용하여 상기 노출된 위상 쉬프트 패턴들의 표면을 처리함으로써, 상기 보호막을 형성한 다. 이때, 상기 공정 가스는 산소 가스, 오존 가스 및 질소 가스 중에서 선택된 적어도 한가지일 수 있다.
상기 주입된 공정 가스를 플라즈마 상태로 만드는 단계는 상기 플라즈마 공정 챔버에 대략 200 내지 600 와트의 소오스 파워를 인가하고, 대략 1 내지 30 와트의 바이어스 파워를 인가하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 플라즈마 공정 챔버는 대략 10 내지 100℃의 온도로 유지되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 또한 층이 다른 층 또는 기판 상에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다.
도 3는 본 발명에 따른 포토 마스크의 수리 방법을 나타내는 작업 순서도이고, 도 4 및 도 5은 본 발명에 따른 포토 마스크의 수리 방법을 설명하기 위한 포토 마스크의 단면도들이다.
도 3을 참조하면, (CAD 또는 OPUS 등과 같은) 컴퓨터 프로그램을 사용하여 반도체 제품의 회로 패턴을 설계한다(S10). 설계된 회로 패턴은 소정의 기억 장치에 전자적 데이터(electronic data)로써 저장된다. 이후, 상기 설계 데이터를 이용 하여 포토 마스크를 제작한다(S20). 상기 포토 마스크를 제작하는 단계(S20)는 노광 단계(S21), 현상 단계(S22), 식각 단계(S23) 및 세정 단계(S24)를 포함한다.
상기 노광 단계(S21)는 전자빔을 사용하여 포토마스크 기판 상에 형성된 포토레지스트막의 소정영역을 조사(irradiate)하는 과정을 포함하며, 이때 조사되는 영역은 상기 설계 데이터로부터 결정된다. 상기 노광된 포토레지스트막은, 상기 현상 공정(S22)을 통해, 그 하부의 차광막을 노출시키는 포토레지스트 패턴으로 형성된다. 상기 식각 단계(S23)는 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 노출된 차광막을 식각하는 단계를 포함한다. 상기 식각 단계(S23)의 결과로서, 상기 석영 기판(100)을 노출시키는 위상 쉬프트 패턴이 형성된다. 상기 포토레지스트 패턴은 상기 위상 쉬프트 패턴을 형성한 후 제거된다. 상기 세정 단계(S24)는 상술한 포토마스크의 제작 과정에서 생성된 부산물 또는 파티클 등을 제거하는 단계를 포함한다. 이에 더하여, 상기 포토마스크이 공기 중의 먼지와 같은 오염 물질에 접촉하지 않도록, 상기 포토마스크의 둘레에는 얇고 투명한 Nitrocellulose로 이루어지는 패리클(Pellicle)이 부착될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상술한 과정을 통해 제작된 본 발명의 포토마스크는 포토 마스크 기판(100)을 구비하며, 위치에 따라 주 영역(b)과 주변 영역(a)으로 구분될 수 있다. 상기 포토 마스크 기판(100)은 석영(Quartz)과 같이 투명한 물질로 이루어질 수 있다. 상기 포토 마스크 기판(100)의 종류는 웨이퍼 노광 공정에서 사용되는 광원의 물리적 특성에 따라 달라질 수 있다.
상기 주 영역(b)에는 상기 포토마스크 기판(100)의 소정영역을 노출시키는 위상 쉬프트 패턴들(110b)이 배치되고, 상기 주변 영역(a)에는 이 주변 영역(a)의 대부분을 덮으면서 차례로 적층된 위상 쉬프트막(110a) 및 차광막(120)이 배치된다. 종래 기술에서 설명한 것처럼, 상기 주영역(b)의 위상 쉬프트 패턴들(110b)은 상기 주변 영역(a)의 위상 쉬프트막(110a)을 식각한 결과물이기 때문에, 도시한 것처럼, 상기 위상 쉬프트 패턴(110b)과 상기 위상 쉬프트막(110a)의 두께는 동일하다.
이때, 상기 위상 쉬프트 패턴들(110b) 및 상기 위상 쉬프트막(110a)은 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 지르코늄(Zr), 크롬(Cr) 및 텅스텐(W)을 포함하는 금속 물질들 및 이들 금속 물질들의 실리사이드 화합물들 중에서 선택된 적어도 한가지 물질로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 상기 위상 쉬프트 패턴들(110b) 및 상기 위상 쉬프트막(110a)은 몰리브덴 실리사이드(MoSi) 또는 몰리브덴(Mo)으로 이루어진다. 또한, 상기 차광막(120)은 크롬으로 이루어지는 것이 바람직하다.
다시 도 3을 참조하면, 상술한 과정을 통해 제작된 포토마스크는 사용자(즉, 반도체 칩 제작자)에게 전달된다. 상기 사용자는 상기 포토마스크를 사용하여 웨이퍼 상에 형성된 포토레지스트막을 노광하는 웨이퍼 노광 공정을 실시한다(S30). 종래 기술에서 설명한 것처럼, 황(S), 탄소(C), 암모니아(NH3), 질소(N2) 및 수증기(H2O) 등의 불순물들이 상기 포토마스크 내에 잔류할 수 있으며, 이러한 불순물들은 상기 웨이퍼 노광 공정에서 사용되는 고에너지 레이저에 의해 응집될 수 있다. 이 경우, 상기 응집된 불순물들을 제거하기 위한 포토 마스크의 수리 공정을 실시한다(S40).
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 포토 마스크의 수리 공정(S40)은 상기 위상 쉬프트 패턴들(110b)을 노출시키는 단계(S41), 상기 노출된 위상 쉬프트 패턴들(110b)의 표면에 보호막(도 5의 200)을 형성하는 단계(S42) 및 상기 보호막(200)이 형성된 포토마스크를 세정하는 단계(S43)를 포함한다. 상기 위상 쉬프트 패턴들을 노출시키는 단계(S41)는 상기 포토마스크 기판(100)을 둘러싸는 페리클 등의 구조물을 제거하는 단계를 포함한다.
상기 보호막(200)은 후속 세정 공정(S43)에서 상기 위상 쉬프트 패턴들(110b)이 식각되는 현상을 예방하기 위해 형성한다. 따라서, 상기 보호막(200)은 상기 세정 공정(S43)에서 사용되는 세정액에 대해 식각 선택성을 갖는 물질, 예를 들면, 몰리브덴 산화물, 몰리브덴 질화물, 몰리브덴 산화질화물, 몰리브덴 실리사이드 산화물 및 몰리브덴 실리사이드 질화물 중에서 선택된 적어도 한가지로 형성한다. 또한, 그 목적을 달성하기 위해, 상기 보호막(200)은 충분한 두께, 예를 들면, 적어도 3Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보호막(200)은 3 내지 100Å의 두께로 형성한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 보호막(200)을 형성하는 단계(S42)는 소정의 플라즈마 공정 챔버 내에서 상기 포토마스크를 플라즈마 처리하는 단계를 포함한다. 보다 자세하게는, 상기 포토마스크를 플라즈마 처리하는 단계(S42)는 상기 포토 마스크를 상기 플라즈마 공정 챔버 내로 로딩하고, 상기 포토마스크가 로딩된 상기 플라즈마 공정 챔버의 내부로 소정의 공정 가스를 주입한 후, 상기 주입된 공 정 가스를 플라즈마 상태로 만드는 단계를 포함한다. 상기 플라즈마 상태의 공정 가스(도 4의 130)는 상기 노출된 위상 쉬프트 패턴들(110b)과 반응하여 상기 보호막(200)을 형성한다. 이 실시예에 따르면, 상기 주입되는 공정 가스에 의해 상기 보호막(200)의 종류가 결정된다. 본 발명에 따르면, 상기 공정 가스는 산소 가스, 오존 가스 및 질소 가스 중에서 선택된 적어도 한가지인 것이 바람직한데, 산소 원자 및 질소 원자를 포함하는 공정 가스들이 상기 공정 가스로 사용될 수도 있다.
도 7은 본 발명에 따른 플라즈마 처리가 수행되는 플라즈마 공정 챔버를 개략적으로 도시하는 장치 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 처리가 수행되는 플라즈마 공정 챔버(300)에는 공정 가스를 공급하고 배기하기 위한 가스 공급관(330) 및 가스 배기관(335)이 연결된다. 또한, 상기 플라즈마 공정 챔버(300)는 상기 가스 공급관(330)을 통해 공급된 공정 가스를 플라즈마 상태로 만드는 소오스 전극(310) 및 상기 생성된 플라즈마를 가속시키는 바이어스 전극(320)을 구비한다. 상기 소오스 전극(310)에는 소오스 전원(315)이 연결되고, 상기 바이어스 전극(320)에는 바이어스 전원(325)이 연결된다. 상기 위상 쉬프트 패턴들(110b)이 노출된 포토마스크(400)는 상기 바이어스 전극(320)의 상부에 로딩될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 플라즈마 공정 챔버(300)로는, 유넥시스(Unaxis)사의 VLR 또는 어플라이드 머티리얼스(AMAT)사의 Tetra와 같은, ICP형 설비들이 사용할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 공정 챔버(300)는 상기 보호막(200)을 형성하는 동안 대략 10 내지 100℃의 온도로 유지된다. 이 러한 온도 조건은 상기 포토마스크의 소정 위치에 형성된 탄소층(carbon film)을 제거하지 않으면서 상기 보호막(200)을 형성하기 위해서이다. 상기 탄소층은 포토 마스크를 형성하는 과정에서 발생한 패턴 결함을 수정하기 위해, 통상적으로 포커스드 이온빔(focused ion beam, FIB)을 이용하여 소정의 위치에 형성된다. 상기 탄소층은 고온에서 제거될 수 있으므로, 상술한 것처럼, 상기 보호막(200) 형성 공정은 가능한 100℃이하의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 이러한 온도 조건을 충족시키기 위해, 상기 소오스 전극(310)에는 200 내지 600 와트의 전력이 인가된다. 이러한 공정 온도 조건은 상기 위상 쉬프트막(110a), 상기 위상 쉬프트 패턴들(110b) 및 상기 차광막(120)에 가해지는 열적 스트레스를 줄이기 위해서도 필요하다.
한편, 발생된 플라즈마 상태의 이온이 충분히 큰 에너지를 갖게 되면, 상기 위상 쉬프트 패턴들(110b)의 표면이 식각되는 문제가 발생할 수 있다. 실험 결과에 따르면, 상기 위상 쉬프트 패턴(110b)의 두께가 1Å 변할 때, 상기 광 투과율을 대략 0.2 내지 0.3%가량 변화시킨다. 따라서, 상기 플라즈마 이온에 의해 상기 위상 쉬프트 패턴(110b)의 두께가 1Å 이상 감소한다면, 상기 보호막(200)을 형성하는 것은 의미가 없다. 이처럼 플라즈마 이온에 의한 식각을 최소화하기 위해, 상기 바이어스 전극(320)에는 1 내지 30 와트의 전력이 인가되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 보호막(200)은 상기 위상 쉬프트 패턴들(110b)의 노출된 표면(즉, 측벽 및 상부면)에만 형성된다. 즉, 상기 보호막(200)은 상기 위상 쉬프트 패턴들(110b) 사이에 노출된 상기 포토마스크 기판(100)의 상부면을 가리지 않는다. 그 결과, 본 발명에 따른 포토마스크의 수리 공정(S40)에 따를 경우, 상기 웨이퍼 노광 공정(S30)의 공정 조건은 변경될 필요가 없다는 장점이 있다.
상기 세정 공정(S43)은 대략 500ppm의 암모니아 수용액으로 상기 보호막(200)이 형성된 포토마스크를 540초 동안 세정하는 단계를 포함한다. 도 6에 도시된 측정 결과는 본 발명에 따른 상기 보호막(200)을 형성함으로써, 얻을 수 있는 기술적 효과를 나타낸다. 도 6은 본 발명에 따른 포토 마스크의 수리 방법을 반복적으로 적용할 경우 측정되는, 세정 횟수와 투과율 사이의 수치적 관계를 도시하는 그래프이다. 실험은 20회의 세정 공정들이 실시한 후, 상기 위상 쉬프트 패턴들(110b)의 광투과도를 측정하는 방식으로 수행되었다. 상술한 본원 발명에 따른 보호막 형성 공정은 첫번째 세정 공정 전에만 실시되었다.
도 6을 참조하면, 상기 위상 쉬프트 패턴(110b)의 광 투과도(T)는 세정 공정을 9번 실시할 때까지는 세정 공정의 횟수당 대략 0.03%의 비율로 증가하였다. 하지만, 9번의 세정 공정 이후에는, 상기 투과도(T)는 세정 공정의 횟수당 대략 0.1%의 비율로 변하였으며, 이 구간에서의 투과율의 기울기(0.1%)은 상기 보호막(200)을 형성하는 단계를 포함하지 않는 종래 기술에 따른 세정 공정을 실시한 실험에서 측정되는 투과율(T)의 기울기와 동일하다. 이러한 실험 결과로부터, 상기 보호막(200)은 상기 세정 공정을 거치면서 조금씩 식각되다가, (그래프에서 변화율이 변하는) 9회째 세정 공정에서 완전히 제거된 것으로 해석된다.
이러한 실험 결과를 고려할 때, 플라즈마 처리를 통해 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 본 발명의 포토마스크의 수리 방법은 상기 세정 공정(S43)에서 상기 위상 쉬프트 패턴(110b)의 두께가 감소하는 문제를 예방하는 데 효과가 있음을 알 수 있다. 그 결과, 본 발명에 따르면, 상기 위상 쉬프트 패턴(110b)의 투과도(T)는 상기 포토마스크가 최초로 제작되는 시점의 8%에서부터 종래 기술에서 설명한 상기 한계 투과율(Tc)인 9%에 도달할 때까지, 대략 33회의 세정 공정을 실시할 수 있다. 이에 따라, 상기 포토마스크를 폐기(S60)하기까지의 기간을 연장할 수 있어 반도체 장치의 제조 비용을 증가시킬 수 있다. 상기 예상되는 33회의 수명은 초기 세정 공정(S43) 전에만 상기 보호막 형성 공정(S42)을 수행한 실험에서 측정된 투과율의 변화율(0.03%)을 기초로 계산된 결과이다. 하지만, 본 발명에 변형된 실시예에 따르면, 상기 보호막(200)을 형성하는 단계(S42)는 상기 세정 공정(S43)을 실시하기 전에 매번 실시하거나 또는 소정의 주기마다 실시할 수도 있다. 따라서, 상기 보호막(200)을 형성하는 주기가 짧은 본원 발명의 실시예에서는, 상기 포토마스크의 수명은 더욱 연장될 수 있다.
본 발명에 따르면, 세정 공정 전에 위상 쉬프트 패턴의 노출된 표면에만 선택적으로 배치되는 보호막을 형성한다. 상기 보호막은 세정 공정에서 상기 위상 쉬프트 패턴이 식각되는 것을 최소화함으로써, 포토마스크에 대한 실시할 수 있는 수리 공정 횟수가 증가한다. 그 결과, 고가의 장치인 포토마스크의 사용 수명을 증가시킬 수 있어, 반도체 제조 공정의 비용을 절감할 수 있다.

Claims (10)

  1. 웨이퍼 노광 공정에서 사용된 후 수리를 위하여 재입고된 위상 쉬프트 패턴들이 형성된 위상 쉬프트 마스크를 수리하는 방법에 있어서,
    상기 위상 쉬프트 패턴들의 상부면 및 측면을 노출시키는 단계;
    상기 노출된 위상 쉬프트 패턴들의 표면에만 선택적으로 보호막을 형성하는 단계; 및
    상기 보호막이 형성된 위상 쉬프트 마스크를 세정하는 단계를 포함하되,
    상기 위상 쉬프트 패턴은 금속 물질들 및 상기 금속 물질들의 실리사이드 화합물들 중에서 선택된 적어도 한가지 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 위상 쉬프트 마스크의 수리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상 쉬프트 패턴들은 몰리브덴, 탄탈륨, 지르코늄, 크롬, 텅스텐 및 이들의 실리콘 화합물들 중에서 선택된 적어도 한가지 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 위상 쉬프트 마스크의 수리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 위상 쉬프트 패턴들은 몰리브덴 또는 몰리브덴 실리사이드인 것을 특징으로 하는 위상 쉬프트 마스크의 수리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호막은 몰리브덴 산화물, 몰리브덴 질화물, 몰리브덴 실리사이드 산화물 및 몰리브덴 실리사이드 질화물 중에서 선택된 적어도 한가지로 형성하는 것을 특징으로 하는 위상 쉬프트 마스크의 수리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호막은 대략 3 내지 100Å의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 위상 쉬프트 마스크의 수리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호막을 형성하는 단계는
    상기 위상 쉬프트 마스크를 소정의 플라즈마 공정 챔버 내부로 로딩하는 단계;
    상기 플라즈마 공정 챔버의 내부에 소정의 공정 가스를 주입하는 단계;
    상기 주입된 공정 가스를 플라즈마 상태로 만드는 단계; 및
    상기 플라즈마 상태의 공정 가스를 이용하여 상기 노출된 위상 쉬프트 패턴들의 표면을 처리하는 단계를 포함하는 위상 쉬프트 마스크의 수리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 공정 가스는 산소 가스, 오존 가스 및 질소 가스 중에서 선택된 적어도 한가지인 것을 특징으로 하는 위상 쉬프트 마스크의 수리 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 주입된 공정 가스를 플라즈마 상태로 만드는 단계는
    상기 플라즈마 공정 챔버에 대략 200 내지 600 와트의 소오스 파워를 인가하는 것을 특징으로 하는 위상 쉬프트 마스크의 수리 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 주입된 공정 가스를 플라즈마 상태로 만드는 단계는
    상기 플라즈마 공정 챔버에 대략 1 내지 30 와트의 바이어스 파워를 인가하는 것을 특징으로 하는 위상 쉬프트 마스크의 수리 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 주입된 공정 가스를 플라즈마 상태로 만드는 단계는
    상기 플라즈마 공정 챔버를 대략 10 내지 100℃의 온도로 유지하는 것을 특징으로 하는 위상 쉬프트 마스크의 수리 방법.
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