KR100914282B1 - 포토마스크의 패턴선폭 보정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 포토마스크의 패턴선폭 보정방법은 투명기판 상에 위상반전막 및 광차단막 패턴을 순차적으로 형성하고, 광차단막 패턴 및 위상반전막의 패턴의 선폭을 검사한다. 선폭 불량이 검출될 경우, 노출된 투명기판 부분을 덮고 광차단막 패턴을 노출하는 보호막을 레지스트 도포 및 부분 현상으로 형성한 후, 노출된 광차단막 패턴의 선폭을 감소시킨다. 감소된 선폭의 광차단막 패턴에 의해 노출되는 상기 위상반적막 패턴의 부분을 선택적으로 식각하여 선폭을 감소시키는 보정을 수행한다.
포토마스크, 선폭, 보정, 노볼락 수지막

Description

포토마스크의 패턴선폭 보정방법{Method for repairing critical dimension of pattarn in photomask}
도 1 내지 도 6는 본 발명에 따른 포토마스크의 패턴선폭 보정방법을 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다.
본 발명은 포토 마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포토 마스크의 패턴선폭 보정방법에 관한 것이다.
포토리소그라피 공정의 경우, 웨이퍼 상에 형성하는 패턴의 크기가 점점 작아지며, 해상력 향상을 위해 위상 반전 마스크(PSM; Phase Shift Mask)가 도입되고 있다. 고집적 반도체 소자의 양산 공정에 사용되는 감쇄된 위상 반전 마스크(attenuated PSM)는, 투명기판과 위상반전층을 이용하여 패턴을 형성한다. 투명기판을 투과하는 빛과 위상반전층을 투과하는 빛 사이의 간섭을 이용하여 해상력을 증가시키고 있다.
디자인 룰(design rule)의 축소에 따라, 반도체 제조공정의 공정 마진이 축소되고 있다. 반도체 소자의 공정 마진이 축소됨에 따라, 포토마스크의 공정마진도 축소되고 있다. 포토마스크는 광차단막 및 위상반전막 패턴 상에 전자빔레지스트막을 형성하고, 전자빔을 이용하여 전자빔레지스트막 패턴을 형성한다. 전자빔레지스트막 패턴을 식각마스크로 위상반전막 패턴 및 광차단막 패턴을 형성한다. 전자빔레지스트막 패턴은 미세 선폭의 크키로 형성한다 하더라도, 식각공정 조건 및 공정영향 등에 의해 선폭의 크기가 큰 패턴이 형성될 수 있다.
또한, 종래의 포토마스크 제조공정은 광차단막 패턴을 형성하고 난 후, 패턴의 정확도에 대한 신뢰성을 확보하기 위해, 패턴의 선폭을 검사하는 과정이 수행되고 있다. 위상반전막 패턴을 형성하고 난 후, 다시 패턴을 검사하는 2회에 걸친 식각공정 및 검사공정을 수행하고 있다. 이때, 이물질이 패턴 또는 기판 표면에 부착되는 불량이 발생될 수 있다. 이로 인해 식각 불량이 유발되어, 패턴이 서로 브리지(bridge)되는 불량이 발생할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 포토마스크 패턴의 선폭을 보정하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 투명기판 상에 위상반전막 및 광차단막을 형성하는 단계; 상기 광차단막 및 상기 위상반전막을 선택적 식각하여 상기 위상반전막의 패턴 및 상기 광차단막 패턴을 형성하는 단계; 상기 광차단막 패턴 및 상기 위상반전막의 패턴의 선폭을 검사하는 단계; 노출된 상기 투명기판 부분을 덮고 상기 광차단막 패턴을 노출하는 보호막을 형성하는 단계; 상기 노출된 광차단 막 패턴을 식각하여 상기 광차단막 패턴의 선폭을 감소시키는 단계; 상기 감소된 선폭의 광차단막 패턴에 노출된 상기 위상반적막 패턴 부분을 선택적으로 식각하여 선폭을 감소시키는 단계; 및 잔류하는 상기 보호막을 선택적으로 제거하는 단계를 포함한다.
상기 위상 반전막 패턴은 MoSiON막 패턴으로 형성하고, 광차단막 패턴은 크롬막 패턴으로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 보호막은 노볼락 수지막으로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 노볼락 수지막은 광활성제를 제거한 노볼락 수지막으로 형성할 수 있다.
상기 노출된 상기 투명기판 부분을 덮고 상기 광차단막 패턴을 노출하는 보호막을 형성하는 단계는 상기 광차단막 패턴 및 상기 위상반전막의 패턴이 형성된 투명기판 상에 보호막을 형성하는 단계; 및 상기 광차단막 패턴이 노출되게 상기 보호막을 현상하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨주된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다, 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위해서는 동일한 도염 부호를 붙였다.
도 1 내지 도 6는 본 발명에 따른 포토마스크의 패턴선폭 보정방법을 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다.
도 1을 참조하면, 투명기판과 같은 마스크기판(100) 상에 위상반전막(110), 광차단막(120) 및 전자빔레지스트막 패턴(130)을 형성한다. 위상반전막(110)은 MoSiON막으로 바람직하게 형성할 수 있다. 광차단막(120)은 크롬막으로 형성하는 것이 바람직하다. 전자빔레지스트막 패턴(130)은, 통상의 전자빔 장치를 이용하여 전자빔레지스트막에 원하는 선폭의 패턴들을 패터닝하여 형성한다.
도 2을 참조하면, 전자빔레지스트막 패턴을 식각마스크로 노출된 광차단막 및 위상반전막을 순차적으로 식각하여, 광차단막 패턴(111) 및 위상반전막 패턴(121)을 형성한다. 이후에 잔류하는 전자빔레지스트막 패턴을 선택적으로 제거한다.
도 3을 참조하면, 광차단막 패턴(111) 및 위상반전막 패턴(121)의 선폭을 검사장비를 이용하여 검사한다. 검사 과정은 광차단막 패턴(111) 및 위상반전막 패턴(121)이 설계된 대로 정확한 선폭으로 형성된 여부를 확인하는 과정이다. 식각공정 조건 및 공정영향 등에 의해서 광차단막 패턴(111) 및 위상반전막 패턴(121)이 비정상적으로 형성될 경우, 선폭 불량이 유발된 경우로 판단할 수 있다. 예컨대, 원하는 선폭(125)보다 큰 선폭(127)으로 패턴들이 형성된 불량이 검출될 수 있다.
도 4를 참조하면, 광차단막 패턴(111) 및 위상반전막 패턴(121)에 의해 노출된 마스크 기판(100) 부분을 덮어 보호하는 보호막(140)을 형성한다. 보호막(140)은 예컨대 수지막을 포함하여 형성될 수 있다. 이러한 수지막으로 바람직하게 광활성제(Photo Active Compound)의 첨가가 배제된 노볼락(novalac) 수지와 같은 레지스트 물질을 도포할 수 있다. 광차단막 패턴(121) 및 위상반전 막 패턴(111) 사이 는 주변보다 깊이가 깊기 때문에 도포되는 보호막(140)은 두껍게 형성된다. 광활성제를 제거한 노볼락 수지막(140)의 경우 노광없이 현상액만으로 일정 두께가 제거되는 특성이 있다.
도 5를 참조하면, 광차단막 패턴(121)을 적어도 노출시키게끔 보호막(140)을 리세스(recess)한다. 예컨대, 광활정제를 제거한 노볼락 수지막을 포함하는 보호막(140)을 현상액 등으로 일부를 제거한다. 이때, 노볼락 수지막이 광차단막 패턴(121) 및 위상반전막 패턴(111) 사이의 마스크 기판(100) 부분의 표면을 덮은 상태를 유지하는 것이 바람직하다. 따라서, 잔류하는 보호막(140)으로 마스크 기판(100)의 표면은 덮여서 보호된다.
도 6을 참조하면, 노출된 광차단막 패턴(121)을 식각하여 광차단막 패턴의 선폭(127)을 줄인다. 이때, 식각은 전면 식각(blaket etch) 또는 에치 백(etch back) 등으로 수행될 수 있다. 이러한 식각은 노출된 광차단막 패턴(121)의 선폭이 설계된 선폭에 대등한 선폭(125)으로 감소되게 수행된다.
보정된 광차단막 패턴(122)의 선폭(125)은, 이전의 식각공정에 의해 패터닝된 위상반전막 패턴의 선폭(127)보다 상대적으로 좁은 폭을 가지게 된다. 마스크 기판(100) 표면은 보호막(140)으로 보호되고 있으므로, 마스크기판(100)에의 식각에 의한 손상(damage)이 억제되거나 방지될 수 있다.
도 7을 참조하면, 보정된 광차단막 패턴(122)에 노출된 위상반전막 패턴(도 6의 111) 부분을 선택적으로 식각한다. 식각 과정에서 보정된 광차단막 패턴(122)은 식각 마스크로 작용할 수 있으며, 식각 과정은 실질적으로 이방성 건식 식각으 로 수행될 수 있다. 위상반전막 패턴(111) 노출된 부분은 선택적으로 제거되므로, 보다 좁은 선폭의 위상반전막 패턴(112)가 형성된다. 이와 같이, 위상반전막 패턴(112)의 선폭 보정이 이루어질 수 있다.
이후에, 위상반전막 패턴(112) 사이에 존재하는 보호막(140)은 선택적으로 제거된다. 예컨대, 식각 후 세정 과정에서 노볼락 수지막은 함께 제거될 수 있다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 포토마스크 패턴보정 보정방법은, 광차단막 패턴과 위상반전막 패턴을 동시에 형성하여 위상반전막 패턴이 서로 브리지되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 포토마스크 패턴을 형성한 후, 마스크 기판의 손실을 방지하면서 선폭이 큰 패턴을 보다 더 작은 선폭을 가진 패턴으로 보정할 수 있다.

Claims (4)

  1. 투명기판 상에 위상반전막 및 광차단막을 형성하는 단계;
    상기 광차단막 및 상기 위상반전막을 선택적 식각하여 상기 위상반전막의 패턴 및 상기 광차단막 패턴을 형성하는 단계;
    상기 광차단막 패턴 및 상기 위상반전막의 패턴의 선폭을 검사하는 단계;
    상기 선폭 검사 결과 선폭불량이 검출될 때, 상기 상기 광차단막 패턴 및 상기 투명기판의 노출되는 부분을 덮는 광활성제가 배제된 노볼락 수지의 레지스트를 도포하는 단계;
    상기 레지스트를 부분 현상으로 두께를 줄여 상기 투명기판 부분 및 상기 위상반전막 패턴의 측면을 덮고 상기 광차단막 패턴을 노출하는 보호막을 형성하는 단계;
    상기 노출된 광차단막 패턴을 식각하여 상기 광차단막 패턴의 선폭을 감소시키는 단계;
    상기 감소된 선폭의 광차단막 패턴에 의해 노출되는 상기 위상반전막 패턴 부분을 선택적으로 식각하여 상기 위상반전막 패턴의 선폭을 감소시키는 보정 단계; 및
    잔류하는 상기 보호막을 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는 포토마스크의 패턴선폭 보정방법.
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KR20020051109A (ko) * 2000-12-22 2002-06-28 박종섭 하프톤 마스크의 제조 방법
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