KR100909623B1 - 포토마스크의 차광막 식각 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포토마스크의 차광막 식각 방법에 관한 것으로서, 특히 광투과 기판 상부 전면에 차광막을 형성하고 그 위에 광투과 영역과 광차단 영역을 정의하는 레지스트 패턴을 형성하고, 레지스트 패턴에 맞추어 차광막을 1차 건식 식각하여 패터닝하고, 포토마스크의 제조 공정이 진행되는 반응 챔버에 퍼지 가스를 공급하여 파티클을 제거하고, 레지스트 패턴에 맞추어 차광막을 2차 건식 식각하여 패터닝한다. 그러므로 본 발명은 포토마스크의 차광막 건식 식각 공정시 메인 1차 식각 공정에 연이어 바로 추가 2차 식각 공정을 진행하지 않고 그 사이에 반응 챔버로 퍼지 가스를 공급하여 파티클을 제거함으로써 포토마스크에 발생하는 파티클 및 브릿지 생성으로 인한 불량 결함을 미연에 방지할 수 있다.

포토마스크, 파티클, 건식 식각

Description

포토마스크의 차광막 식각 방법{Method for etching a shielding layer of the photo mask}

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 의한 포토마스크의 차광막 식각 공정을 순차적으로 나타낸 도면들,

도 2a 내지 도 2d는 종래 기술에 의한 포토마스크의 차광막 식각 공정시 발생하는 파티클 및 브릿지 생성 과정을 나타낸 도면들,

도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 포토마스크의 차광막 식각 공정을 순차적으로 나타낸 도면들.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 광투과 기판 102 : 크롬막

104 : 레지스트 106, 108 : 파티클

110 : 브릿지 112 : 광투과 영역

114 : 광차단 영역

본 발명은 포토마스크(photo mask)의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 포토마스크의 차광막(예컨대 크롬) 건식 식각 공정시 파티클(particle) 및 브릿지(bridge) 생성을 미연에 방지할 수 있는 포토마스크의 차광막 식각 방법에 관한 것이다.

반도체 제조 공정시 반도체 기판의 표면에 소자들을 형성하기 위하여 다수의 포토리소그래피(photo-lithography) 공정을 실시한다. 포토리소그래피 공정은 반도체 소자의 고집적화를 선도하는 기본 기술로서, 광을 이용하여 반도체 기판 위에 반도체 소자의 패턴(pattern)을 형성하는 것이다.

포토리소그래피의 노광 공정시 사용되는 포토마스크는 일반적으로 다음과 같이 제조된다. 유리(glass)나 석영(quartz) 등과 같은 광투과 기판상에 일정 두께로 광을 투과시키거나 차광시키기 위한 차광막, 예를 들어 니켈(Ni), 크롬(Cr), 그리고 코발트(Co) 등과 같은 금속을 증착한다. 그리고 차광막 상부에 레지스트(resist)를 도포하고 노광, 현상 공정으로 레지스트 패턴을 형성하고 레지스트 패턴으로 차광막을 식각하여 광투과성 기판이 드러나는 광투과 영역과 그렇지 않은 광차단 영역을 형성한 후에 세정 및 검사의 공정을 거쳐 포토마스크를 완성한다.

한편 포토마스크의 차광막 식각 공정시, 주로 건식 식각 공정으로 진행하게 되는데, 이에 대한 식각 공정은 다음 도면들을 참조하여 설명한다. 도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 의한 포토마스크의 차광막 식각 공정을 순차적으로 나타낸 도면들이다.

도 1a와 같이 광투과 기판(10)의 차광막(12) 상부에 노광 및 현상에 의해 형성된 레지스트 패턴(14)을 식각 마스크로 삼아 2차의 건식 식각 공정을 진행한다. 도 1b와 같이 1차로 차광막(12) 표면을 식각 정지점(etch end point)으로 하는 메인 건식 식각 공정으로 레지스트 패턴(14)에 맞추어 차광막(12)을 패터닝한다. 이때 차광막 패턴을 12a로 표기한다. 그러면 차광막 패턴(12a)이 없는 광투과 영역(16)과 레지스트 패턴(14)과 차광막 패턴(12a)이 있는 광차단 영역(18)이 정의된다. 그런 다음 도 1c와 같이 1차의 건식 식각과 동일한 시간으로 추가 식각하는 2차 건식 식각 공정으로 차광막 패턴(12a)을 다시 한번 식각하여 정확한 패턴 프로파일을 얻도록 한다.

그런데, 포토마스크의 차광막 식각 공정 전 또는 공정 도중에 반응 챔버 내부에서 떨어진 파티클로 인해 포토마스크에 불량이 발생하게 된다.

도 2a 내지 도 2d는 종래 기술에 의한 포토마스크의 차광막 식각 공정시 발생하는 파티클 및 브릿지 생성 과정을 나타낸 도면들이다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 레지스트 패턴(14)을 현상하고 난 후에 반응 챔버 내부에서 생성된 각종 파티클(20)이 발생하게 된다. 이뿐만 아니라 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이, 차광막의 1차 식각 공정 도중과 후에도 파티클(22)이 발생하게 되는데, 이러한 파티클(20, 22)이 레지스트 패턴(14) 상부에 걸쳐 있을 경우 하부 차광막(12)을 식각하는데 방해를 하게 된다. 이로 인해 2차 식각 공정시에도 차광막 패턴(12a)이 정확하게 패터닝되지 않아 도 2c 및 도 2d와 같은 패턴 브릿지 또는 큰 점(24) 등의 불량 결함을 발생하게 된다.

따라서 포토마스크에 생성된 불량 결함으로 인해 반도체 제조 공정의 수율이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 포토마스크의 차광막 건식 식각 공정시 메인 식각 공정에 연이어 추가 식각 공정을 진행하지 않고 그 사이에 반응 챔버로 퍼지 가스를 공급하여 파티클을 제거함으로써 포토마스크에 발생하는 파티클 및 브릿지 생성을 미연에 방지할 수 있는 포토마스크의 차광막 식각 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 광투과 기판 상부에 차광막 패턴을 갖는 포토마스크의 제조 방법에 있어서, 광투과 기판 상부 전면에 차광막을 형성하고 그 위에 광투과 영역과 광차단 영역을 정의하는 레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 레지스트 패턴에 맞추어 차광막을 1차 건식 식각하여 패터닝하는 단계와, 포토마스크의 제조 공정이 진행되는 반응 챔버에 퍼지 가스를 공급하여 파티클을 제거하는 단계와, 레지스트 패턴에 맞추어 차광막을 2차 건식 식각하여 패터닝하는 단 계를 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하고자 한다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 포토마스크의 차광막 식각 공정을 순차적으로 나타낸 도면들로서, 이를 참조하면 본 발명의 제조 공정은 포토마스크의 차광막 패턴 식각 공정시 차광막 패턴에 파티클로 인해 발생되는 불량 결함을 제거하기 위한 공정으로서, 다음과 같이 진행된다.

우선 도 3a에 도시된 바와 같이 유리, 석영 등의 광투과 기판(100) 위에 일정 두께로 니켈(Ni), 크롬(Cr), 그리고 코발트(Co) 등과 같은 금속을 증착히야 차광막(102)을 형성한다. 그리고 차광막(102) 상부에 레지스트를 도포하고 노광, 현상 공정으로 광투과 영역과 광차단 영역을 정의하는 레지스트 패턴(104)을 형성한다.

그리고 도 3b에 도시된 바와 같이, 레지스트 패턴(104)을 식각 마스크로 삼아 1차 건식 식각 공정을 진행한다. 이때 1차 건식 식각 공정은 차광막(102) 표면이 드러나는 지점을 식각 정지점으로 하는 메인 건식 식각 공정인 바, 레지스트 패턴(104)에 맞추어 차광막(102)을 패터닝한다. 그런데, 레지스트 패턴(104)의 현상 공정 이후와 1차 식각 공정중에도 반응 챔버에 파티클(106, 108)이 발생하여 레지스트 패턴(104)에 부착될 수 있다. 이러한 파티클(106, 108)은 레지스트 패턴(104) 상부에 걸쳐 있을 경우 하부의 차광막(102)을 식각하는데 방해하게 되어 차광막(102) 패턴 사이가 분리되지 않고 연결되는 점(110) 등의 불량 결함을 발생하게 된다.

그러므로 본 발명은 포토마스크의 차광막 패턴 제조 공정시 발생된 파티클(106, 108)을 제거하기 위하여 도 3c와 같이 반응 챔버에 퍼지 가스를 공급하여 파티클을 제거한다. 이때 퍼지 가스는 Ar 또는 N2를 사용하며 퍼지 가스 공급시 반응 챔버의 압력은 1차 건식 식각 공정시의 50%로 낮추어 파티클 제거 능력을 높게하는데, 이때 압력을 1/2로 감소시키는 이유는 급격한 압력 변화에 따라 챔버로부터 떨어지는 파티클을 억제하기 위한 것이다.

그 다음 도 3d와 같이 레지스트 패턴에 맞추어 차광막을 2차 건식 식각하되, 1차의 건식 식각과 동일한 시간으로 차광막 패턴(102a)을 다시 한번 식각하여 정확한 패턴 프로파일을 얻는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 포토마스크의 차광막 건식 식각 공정시 메인 1차 식각 공정에 연이어 바로 추가 2차 식각 공정을 진행하지 않고 그 사이에 반응 챔버로 퍼지 가스를 공급하여 파티클을 제거함으로써 포토마스크에 발생하는 파티클 및 브릿지 생성으로 인한 불량 결함을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (3)

1. 광투과 기판 상부에 차광막 패턴을 갖는 포토마스크의 제조 방법에 있어서,

   상기 광투과 기판 상부 전면에 상기 차광막을 형성하고 그 위에 광투과 영역과 광차단 영역을 정의하는 레지스트 패턴을 형성하는 단계;

   상기 레지스트 패턴에 맞추어 상기 차광막을 1차 건식 식각하여 패터닝하는 단계;

   상기 포토마스크의 제조 공정이 진행되는 반응 챔버에 퍼지 가스를 공급하여 파티클을 제거하는 단계; 및

   상기 레지스트 패턴에 맞추어 상기 차광막을 2차 건식 식각하여 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 차광막 식각 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 퍼지 가스는 Ar 또는 N2인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 차광막 식각 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 퍼지 가스 공급시 반응 챔버의 압력은 상기 1차 건식 식각 공정시의 50%인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 차광막 식각 방법.

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