KR100732769B1

KR100732769B1 - 포토마스크 제조방법

Info

Publication number: KR100732769B1
Application number: KR1020060002340A
Authority: KR
Inventors: 하태중
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2006-01-09
Filing date: 2006-01-09
Publication date: 2007-06-27

Abstract

본 발명의 포토마스크 제조방법은, 투명기판의 제1 표면 위에 광차단패턴을 형성하는 단계와, 광차단패턴 중 불량 광투과패턴과 중첩되는 투명기판 내의 제1 영역에 투과도 저하영역을 형성하는 단계를 포함한다. 광차단패턴은 위상반전막패턴일 수 있고, 또는 크롬막패턴일 수도 있다. 이에 따르면 투과도 저하영역에 의해 노광시 불량 광차단패턴 주변을 통과하는 광 투과량과 정상 광차단패턴 주변을 통과하는 광 투과랑 편차가 감소되어 불량 포토레지스트막패턴이 형성되는 현상을 억제할 수 있다.

포토마스크, 불량패턴, 노광, 불량 포토레지스트막패턴, 불순물이온주입, 투과율 저하영역

Description

포토마스크 제조방법{Method of fabricating a photo mask}

도 1 및 도 2는 일반적인 포토마스크 제조방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 단면도들이다.

도 3은 불량패턴을 갖는 포토마스크를 이용한 노광결과를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 포토마스크 제조방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 단면도들이다.

도 6은 본 발명에 따라 제조된 포토마스크를 이용한 노광결과를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다.

본 발명은 포토마스크 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 불량패턴이 형성되더라도 최종 노광시 정상적인 포토레지스트막패턴이 형성되도록 하는 포토마스크 제조방법에 관한 것이다.

먼저 도 1을 참조하면, 쿼츠와 같은 투명기판(110) 위에 위상반전막(120), 광차단막(130) 및 레지스트막(140)을 순차적으로 형성한다. 위상반전막(120)은 몰리브데늄실리콘옥사이드나이트라이드(MoSiON)막으로 형성하고, 광차단막(130)은 크롬(Cr)막으로 형성한다.

다음에 도 2를 참조하면, 레지스트막(140)에 대하여 통상의 전자빔(e-beam)을 이용한 노광 및 현상을 수행하여, 광차단막(130)의 일부표면을 노출시키는 레지스트막패턴을 형성한다. 다음에 레지스트막패턴을 식각마스크로 노출된 광차단막(130)에 대한 식각을 수행하여 위상반전막(120)의 일부표면을 노출시키는 광차단막패턴(132)을 형성한다. 다음에 레지스트막패턴 및 광차단막패턴을 식각마스크로 노출된 위상반전막(120)에 대한 식각을 수행하여 투명기판(100)의 일부표면을 노출시키는 위상반전막패턴(122)을 형성한다. 다음에 레지스트막패턴을 통상의 스트립(strip) 방법을 사용하여 제거한다.

계속해서, 투명기판(110) 위에 위상반전막패턴(122) 및 광차단막패턴(132)이 순차적으로 적층된 결과물 전면에 다시 레지스트막을 형성한다. 다음에 레지스트막에 대하여 통상의 전자빔을 이용한 노광 및 현상을 수행하여, 일부 광차단막패턴(132)을 노출시키는 레지스트막패턴을 형성한다. 다음에 레지스트막패턴을 식각마스크로 한 식각으로 노출된 광차단막패턴(132)을 제거하여, 이 영역에서 위상반전막패턴(122)이 완전히 노출되도록 한다. 다음에 통상의 스트립방법을 사용하여 레지스트막패턴을 제거하면, 일부 영역에서 광차단막패턴(132)을 갖는 위상반전형 포토마스크가 완성된다.

그런데 이와 같은 일련의 제조과정에 있어서, 공정이나 장비 등의 원인에 의해 위상반전막패턴(122)의 일부는 불량패턴(124)으로 형성될 수 있으며, 특히 정상적인 위상반전막패턴(122)보다 작은 임계치수(CD)를 갖는 불량패턴(124)으로 형성될 수 있다.

도 3은 이와 같은 불량패턴을 갖는 포토마스크를 이용한 노광결과를 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다. 도 3에서 도 2와 동일한 참조부호는 동일한 요소를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 상기 포토마스크(100)를 이용하여 노광을 수행하게 되면, 웨이퍼(300) 상에 형성되는 포토레지스트막패턴(322)에 있어서도, 불량패턴(124)이 전사되어 불량 포토레지스트막패턴(324)이 만들어진다. 구체적으로 도면에서 화살표(330)로 나타낸 바와 같이, 광원(미도시)으로부터의 광이 포토마스크(100)를 통과하면서 불량패턴(124)이 있는 부분에서는 광 투과량이 정상적인 위상반전막패턴(122)이 있는 부분에 비하여 더 커진다. 이와 같은 광 투과량 편차에 의해 웨이퍼(300)상의 포토레지스트막의 노광편차가 발생되고, 결과적으로 불량 포토레지스트막패턴(324)이 형성된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 포토마스크 제조과정에서 불량패턴이 형성되더라도 최종 노광시 정상적인 포토레지스트막패턴이 형성될 수 있도록 불량패턴에 의한 영향이 보상되도록 하는 포토마스크 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 포토마스크 제조방법은, 투명기판의 제1 표면 위에 광차단패턴을 형성하는 단계; 및 상기 광차단패턴 중 불량 광투과패턴과 중첩되는 투명기판 내의 제1 영역에 투과도 저하영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 광차단패턴은 위상반전막패턴 또는 크롬막패턴일 수 있다.

상기 투과도 저하영역을 형성하는 단계는, 상기 제1 표면과 반대되는 상기 투명기판의 제2 표면 중 상기 제1 영역 표면을 노출시키는 이온차단막을 이용하여 상기 제1 영역에 불순물이온을 주입하여 수행하는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 투과도 저하영역 형성을 위한 이온주입은, 노광시 정상인 광차단막패턴 주위를 통과하는 광의 투과량과 동일하도록 하는 불순물주입농도로 수행하는 것이 바람직하다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다.

먼저 도 4를 참조하면, 투명기판(410)의 일정영역에 위상반전막패턴(422)이 배치되고, 또 다른 영역에는 위상반전막패턴(422)과 크롬(Cr)막패턴(432)이 순차적으로 적층되는 포토마스크(400)를 형성한다. 본 실시예에서는 위상반전막패턴(422) 을 갖는 위상반전마스크(phase shift mask)를 예로 들었지만, 이에 한정되지 않는다는 것은 당연하다. 위상반전막패턴(422) 및 크롬막패턴(432)은 투명기판(410)의 제1 표면상에 배치된다.

이와 같은 포토마스크(400)를 형성한 후에는, 제1 표면과 반대인 투명기판(410)의 제2 표면을 향해 불순물이온주입을 수행한다. 이때 투명기판(410)의 제2 표면과 불순물이온주입 소스 사이에는 이온차단막(500)을 배치시켜, 투명기판(410)의 일부 영역에는 불순물이온이 주입되지 않도록 한다. 구체적으로 이온차단막(500)은 불순물이온이 통과되는 개구부를 갖는데, 이 개구부는 투명기판(410)의 제2 표면 중에서 불량 위상반전막패턴(424)과 중첩되는 영역을 노출시킨다. 여기서 불량 위상반전막패턴(424)은 정상적인 위상반전막패턴(422)보다 임계치수가 작게 형성된 패턴을 의미한다.

다음에 도 5를 참조하면, 상기 이온차단막(도 4의 500)을 이용한 불순물이온주입으로 투명기판(410)의 일정 영역, 즉 불량 위상반전막패턴(424)과 중첩되는 영역에는 투과도 저하영역(440)이 형성된다. 이 투과도 저하영역(440)은 불순물이온이 주입됨에 따라 투과도가 줄어드는 영역이다. 이와 같이 투과도 저하영역(440)이 형성됨에 따라, 노광시 불량 위상반전막패턴(424) 주변을 통과하는 광 투과량과 정상 위상반전막패턴(422) 주변을 통과하는 광 투과량 편차가 감소된다.

도 6을 참조하면, 상기 포토마스크(400)를 이용하여 노광을 수행하게 되면, 웨이퍼(600) 상에 형성되는 포토레지스트막패턴(622)에 있어서 불량 포토레지스트막패턴이 만들어지지 않는다. 구체적으로 도면에서 화살표(630)로 나타낸 바와 같이, 광원(미도시)으로부터의 광이 포토마스크(400)를 통과하면서 불량패턴(424)이 있는 부분에서는 투과도 저하영역(440)도 함께 통과하기 때문에 광 투과량이 감소되어, 결과적으로 정상적인 위상반전막패턴(422)이 있는 부분에서의 광 투과량과 유사해진다. 경우에 따라서 실질적으로 동일하게 할 수도 있는데, 이를 위해서는 불순물이온의 주입농도를 적절하게 조절하여 투과도 저하영역(440)에서의 광 투과도 저하 정도를 제어한다. 이와 같이 광 투과량 편차가 제거됨에 따라 웨이퍼(600)상에서도 포토레지스트막의 노광편차가 발생되지 않으며, 결과적으로 불량 포토레지스트막패턴의 발생이 억제된다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 포토마스크 제조방법에 따르면, 광차단막패턴 형성과정에서 불량 광차단막패턴이 형성되더라도, 투과도 저하영역에 의해 노광시 불량 광차단패턴 주변을 통과하는 투과량과 정상 광차단패턴 주변을 통과하는 투과량 편차가 감소되어 불량 포토레지스트막패턴이 형성되는 현상을 억제할 수 있다는 이점이 제공된다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다.

Claims

투명기판의 제1 표면 위에 광차단패턴을 형성하는 단계; 및

상기 광차단패턴 중 불량 광투과패턴과 중첩되는 투명기판 내의 제1 영역에 노광시 상기 불량 광투과패턴 주위를 통과하는 광의 투과량이 정상인 광차단막패턴 주위를 통과하는 광의 투과량과 동일하도록 하는 투과도 저하영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 광차단패턴은 위상반전막패턴 또는 크롬막패턴인 것을 특징으로 하는 포토마스크 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 투과도 저하영역을 형성하는 단계는, 상기 제1 표면과 반대되는 상기 투명기판의 제2 표면 중 상기 제1 영역 표면을 노출시키는 이온차단막을 이용하여 상기 제1 영역에 불순물이온을 주입하여 수행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 제조방법.
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