KR100801730B1 - 포토 마스크의 성장성 결함 발생 원인 이온의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 성장성 결함 발생 원인 이온이 포함된 마스크 기판 상에 마스크 패턴이 형성된 포토 마스크를 준비한다. 상기 마스크 패턴이 형성된 마스크 기판의 전면에 플라즈마 증착으로 차폐막을 형성하여 상기 성장성 결함 발생 원인 이온이 외부의 다른 물질과의 반응을 방지함으로써 상기 성장성 결함 발생 원인 이온의 활성화를 막는 것을 특징으로 한다. 상기 성장성 결함 발생 원인 이온은 SO₄ 이온일 수 있다. 상기 차폐막은 수소(H)를 포함한 가스를 이용하여 형성할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 플라즈마 증착을 이용하여 마스크 기판의 표면을 차폐막으로 코팅하여 SO₄ 이온과 같은 성장성 결함 발생 원인 이온의 활성화를 방지하여 웨이퍼 노광시 성장성 결함이 전사되지 않아 웨이퍼 제조 수율을 향상시킬 수 있다.

성장성 결함 발생 원인 이온, 포토 마스크

Description

포토 마스크의 성장성 결함 발생 원인 이온의 제어방법{Method for controlling ion the source of growth-type defect of photo mask}

도 1은 본 발명에 의한 포토 마스크의 성장성 결함 발생 원인 이온의 제어 방법을 설명하기 위한 단면도이다.

도 2는 도 1의 차폐막의 증착 시간에 따른 증착 두께를 나타낸 도면이다.

본 발명은 포토 마스크의 결함 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포토 마스크의 성장성 결함의 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 포토 마스크의 제작 후에 무결점의 포토 마스크가 웨이퍼 제조 공장(wafer fab.)에 출하된다. 그런데, 상기 출하된 포토 마스크가 웨이퍼 제조 공장에서 노광 장치에 적용되어 노광을 진행함에 따라 포토 마스크 기판의 패턴면 상에 결함이 발생한다.

상기 결함의 주성분은 (NH₄)₂SO_4, 시안산(cyanuric acid, C₃O₃N₃H₃ + H₂O)란 염의 일종이다. 상기 결함은 포토 마스크의 제조 공정중의 세정 잔유물 및 암모니아의 반응에 의한 염으로, 빛의 촉매에 의한 에너지가 첨가하여 노광을 하면 할수록 점점 커지는 특성을 지니고 있다. 이와 같은 결함을 통상 성장성 결함이라고 한다. 상기 포토 마스크 상에 성장성 결함이 발생하게 되면, 상기 성장성 결함은 웨이퍼 상의 노광 작업시 웨이퍼에 전사되어 웨이퍼 제조 수율을 심각하게 떨어뜨리게 된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 포토 마스크의 제조 공정에서 발생하는 결함이 웨이퍼 노광 공정에서 성장하는 포토 마스크의 성장성 결함을 제어하는 방법을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 성장성 결함 발생 원인 이온이 포함된 마스크 기판 상에 마스크 패턴이 형성된 포토 마스크를 준비한다. 상기 마스크 패턴이 형성된 마스크 기판의 전면에 플라즈마 증착으로 차폐막을 형성하여 상기 성장성 결함 발생 원인 이온이 외부의 다른 물질과의 반응을 방지함으로써 상기 성장성 결함 발생 원인 이온의 활성화를 막는 것을 특징으로 한다.

상기 성장성 결함 발생 원인 이온은 SO₄ 이온일 수 있다. 상기 차폐막은 수소(H)를 포함한 가스를 이용하여 형성할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 플라즈마 증착을 이용하여 마스크 기판의 표면을 차폐막으로 코팅하여 SO₄ 이온과 같은 성장성 결함 발생 원인 이온의 활성화를 방지하여 웨이퍼 노광시 성장성 결함이 전사되지 않아 웨이퍼 제조 수율을 향상시킬 수 있 다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명자는 포토 마스크 기판 상에 형성되는 성장성 결함 발생 원인 이온을 분석하기 위하여 포토 마스크의 제조 과정을 검토하였다. 포토 마스크의 제조시에 세정 공정이 반드시 포함된다. 상기 세정 공정은 필수적으로 SPM 세정 공정과 SC-1 세정 공정을 사용하게 된다. 상기 SPM 세정은 유기물 제거, SC-1 세정은 무기물 및 유기물 제거를 목적으로 행하여진다.

상기 SPM 세정은 황산(H2SO₄), 과산화수소수(H₂O₂) 및 순수(H₂O) 화합물로 세정하는 것이다. 상기 포토 마스크를 SPM 세정을 한 후에는 SO₄ 이온이 마스크 기판의 표면에 남아 있게 되고, 탈이온수(DI)로 세정하여도 잘 제거되지 않는다. 상기 SO₄ 이온은 제거율이 좋은 뜨거운 탈이온수(HOT DI)를 사용하면 찬 탈이온수(cold DI) 세정에 비하여 효과가 있지만 그래도 마스크 기판 표면에 남아 있게 된다. 또한, 상기 SO₄ 이온은 SC-1 세정의 NH₄OH와의 중화 반응에 의하여 약 30%의 제거효과를 보인다. 그러나, 근본적으로 SO₄ 이온은 제거되지 않고 마스크 기판의 내부로 침투가 된다. 따라서, 본 발명자는 상기 SO₄ 이온을 제어하여야만 성장성 결함 발생 원인 이온을 제어할 수 있음을 알게 되었다.

도 1은 본 발명에 의한 포토 마스크의 성장성 결함 발생 원인 이온의 제어 방법을 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 도 1의 차폐막의 증착 시간에 따른 증착 두께를 나타낸 도면이다.

구체적으로, SO₄ 이온과 같은 성장성 결함 발생 원인 이온이 포함된 마스크 기판(10), 예컨대 석영 유리 기판 상에 마스크 패턴(12)이 형성되어 있다. 상기 마스크 패턴(12)은 포토 마스크의 형태에 따라 다양한 패턴이다. 상기 마스크 패턴(12)은 크롬 패턴이나, MoSiON으로 이루어진 위상 반전 패턴일 수 있다. 상기 성장성 결함이 발생하는 위치는 마스크 패턴의 표면이나 측벽에 발생한다. SO₄ 이온과 같은 성장성 결함 발생 원인 이온은 10nm 정도의 거칠한 마스크 패턴의 표면 속이나 측벽 속에 있기 때문에 화학용액으로는 제거가 곤란하다.

상기 성장성 결함 발생 원인 이온을 제어(제거)하기 위하여, 상기 마스크 패턴이 형성된 마스크 기판의 전면에 플라즈마 증착을 이용하여 차폐막(14)을 형성한다. 상기 차폐막(14)은 마스크 기판(10)에 침투되어 있는 SO₄ 이온과 반응하는 NH_3, CO₂, H₂O 등의 분자들을 차단하여 상기 성장성 결함 발생 원인 이온의 활성화를 방지하기 위하여 형성한다. 상기 차폐막(14)은 마스크 기판(10)이나 마스크 패턴(12) 등의 표면을 50∼100Å 정도로 코팅함으로써 상기 SO₄ 이온과 같은 성장성 결함 발생 원인 이온이 NH_4, CO₂ 및 순수(H₂O)등과의 반응에 의한 점진적으로 성장을 하는 것을 차단한다. 상기 차폐막(14)은 수소(H)를 포함한 가스를 이용하여 플라즈마 증착 장치를 이용하여 형성한다.

본 실시예에서, 상기 차폐막(14)을 형성하기 위한 장치의 예로는 평판형 플라즈마 장치를 이용하였다. 상기 차폐막(14)을 형성하기 위한 공정 조건은, 가스로 CHF₃, 공정 압력 100mTorr, 공정 시간은 5, 10, 15분으로 하였다. 이러한 조건으로 차폐막(14)이 코팅되는 두께는 도 2에 도시하였다. 도 2에 도시한 차폐막(14)의 두께 측정은 엘립소미터(Ellipsometer)로 이용하여 측정하였다. 상기 차폐막의 두께를 100Å 정도로 만들기 이해서는 약 12 내지 13분 정도임을 알 수 있다.

상기 차폐막(14)을 형성하는 데 사용되는 CHF₃ 가스는 플라즈마에서 분해되면 H원자들이 SiO₂ 나 MoSiON의 산소 원자와 결합되기 때문에 소수성을 띠어 물분자가 마스크 기판, 석영 유리 기판 표면에서 퍼지지 않는다. 상기 차폐막(14)은 원자단위에서 반응이 일어나 마스크 기판(10) 표면뿐만 아니라 마스크 패턴(12)의 측벽 등을 균일하게 코팅된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 포토 마스크의 성장성 결함 발생 원인 이온 제어 방법은 플라즈마 증착을 이용하여 마스크 기판의 표면을 차폐막으로 코팅하여, SO₄ 이온과 같은 성장성 결함 발생 원인 이온의 활성화를 방지한다.

이에 따라, 본 발명은 포토 마스크이 성장성 결함 발생 원인 이온 제어 방법을 이용할 경우 성장성 결함 발생 원인 이온의 웨이퍼 노광시 전사되지 않아 웨이퍼 제조 수율을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 마스크 기판상에 마스크 패턴을 형성하는 단계; 및

   상기 마스크 패턴 위에 상기 마스크 패턴을 형성하는 과정에서 유발된 성장성 결함 원인 물질을 덮으면서 상기 성장성 결함 원인 물질의 성장을 억제하는 차폐막을 형성하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 성장성 결함 발생 원인 이온의 제어방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 성장성 결함 발생 원인 물질은 SO₄ 이온인 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 성장성 결함 발생 원인 이온의 제어방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 차폐막은 수소(H)를 포함한 가스로 플라즈마 공정을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 성장성 결함 발생 원인 이온의 제어방법.

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