KR101143620B1 - 표면 거칠기를 개선할 수 있는 포토 마스크의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마스크 기판 상에 후공정의 몰리브덴막 형성시 상기 마스크 기판의 표면 보호를 위해 제1 보호막을 증착하는 단계; 상기 제1 보호막 상에 몰리브덴막을 일정 두께로 증착하는 단계; 상기 몰리브덴막 상에 후공정의 크롬막의 형성시에 상기 마스크 기판의 표면 보호를 위해 제2 보호막을 형성하는 단계; 상기 제2 보호막 상에 크롬막을 형성하는 단계; 상기 크롬막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 크롬막, 제2 보호막, 몰리브덴막 및 제1 보호막을 식각하여 크롬 패턴, 제2 보호 패턴, 몰리브덴 패턴 및 제1 보호 패턴을 형성함과 아울러 상기 마스크 기판의 표면에 제1 보호막을 일정 두께로 잔류시키는 단계; 및 상기 포토레지스트 패턴을 스트립하여 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법을 제공한다.

마스크, 그레인, 표면 거칠기,

Description

표면 거칠기를 개선할 수 있는 포토 마스크의 제조방법{Method of fabricating photo mask for improving surface roughness}

도 1 내지 도 3은 종래 기술에 의한 포토 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 4 내지 도 7은 본 발명에 의한 포토 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

본 발명은 포토 마스크의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표면 거칠기를 개선할 수 있는 포토 마스크의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 포토 마스크는 반도체 소자의 제조시 웨이퍼 상에 패턴을 구현하기 위하여 노광 장치에서 사용된다. 상기 포토 마스크의 품질은 반도체 소자의 품질이나 신뢰성에 바로 영향을 미치기 때문에, 상기 포토 마스크는 신뢰도 높게 제조되어야 한다.

도 1 내지 도 3은 종래 기술에 의한 포토 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

구체적으로, 마스크 기판(10), 예컨대 석영 유리 기판 상에 몰리브덴막(12, Mo)을 스퍼터링에 의하여 일정두께로 증착한다. 상기 몰리브덴막(12) 상에 스퍼터링에 의하여 크롬막(14)을 형성한다. 상기 크롬막(14) 상에 포토레지스트막을 도포한 후, 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴(16)을 형성한다(도 1).

상기 포토레지스트 패턴(16)을 식각 마스크로 크롬막(14) 및 몰리브덴막(12)을 식각하여 크롬 패턴(14a) 및 몰리브덴 패턴(12a)을 형성한다(도 2). 다음에, 상기 포토레지스트 패턴(16a)을 스트립하여 제거한다. 이어서, 세정 공정을 진행한 후, 마스크 기판(10)의 전면에 2차 라이팅(writing) 공정, 즉 2차 노광 공정을 진행한다. 상기 2차 라이팅 공정시에 상기 크롬 패턴(14a)은 제거된다(도 3).

그런데, 상기 종래 기술의 포토 마스크의 제조방법에서, 상기 몰리브덴막(12)을 증착할 때 스퍼터링에 의하여 참조번호 18로 표시한 바와 같이 마스크 기판(10)의 표면이 손상을 받게 된다. 더욱이, 상기 크롬막(14)을 스퍼터링에 의하여 증착할 때도 상기 몰리브덴막(12)을 통하여 마스크 기판(10)에 손상이 가해져 석영 유리 기판의 손상은 더더욱 심해지게 된다. 이렇게 마스크 기판(10)이 손상을 받게 되면 참조번호 18로 표시한 바와 같이 마스크 기판(10)의 표면 거칠기(surface roughness)는 상당히 나빠지게 되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 마스크 기판의 표면 거칠기를 향상시킬 수 있는 포토 마스크의 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 마스크 기판 상에 후공정의 몰리브덴막 형성시 상기 마스크 기판의 표면 보호를 위해 제1 보호막을 증착한다. 상기 제1 보호막 상에 몰리브덴막을 일정 두께로 증착한다. 상기 몰리브덴막 상에 후공정의 크롬막의 형성시에 상기 마스크 기판의 표면 보호를 위해 제2 보호막을 형성한다. 상기 제2 보호막 상에 크롬막을 형성한다. 상기 크롬막 상에 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 크롬막, 제2 보호막, 몰리브덴막 및 제1 보호막을 식각하여 크롬 패턴, 제2 보호 패턴, 몰리브덴 패턴 및 제1 보호 패턴을 형성함과 아울러 상기 마스크 기판의 표면에 제1 보호막을 일정 두께로 잔류시킨다. 상기 포토레지스트 패턴을 스트립하여 제거한다.

상기 제1 보호막은 열산화막을 50Å의 두께로 증착하여 형성할 수 있다. 상기 제2 보호막은 USG(undoped silicate glass)막을 50Å의 두께로 증착하여 형성할 수 있다. 상기 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 상기 크롬막, 제2 보호막, 몰리브덴막 및 제1 보호막을 식각할 때, 상기 마스크 기판의 표면에는 상기 제1 보호막을 약 20～30Å의 두께로 남길 수 있다.

이로 인해, 본 발명은 마스크 기판을 보호막으로 보호하여 마스크 기판 표면의 그레인이 작아져 표면 거칠기를 개선할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 마스크 기판 표면의 그레인에 잔존하는 불필요한 이온들을 제거할 수 있어 헤이즈에도 안정적인 마스크를 만들 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 4 내지 도 7은 본 발명에 의한 포토 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 4를 참조하면, 마스크 기판(30), 예컨대 석영 유리 기판 상에 후공정의 몰리브덴막의 형성시에 상기 마스크 기판(30)의 표면 보호를 위한 제1 보호막(32)을 증착한다. 상기 제1 보호막(32)은 산화막을 50Å, 바람직하게는 30Å의 두께로 증착한다. 상기 제1 보호막(32)은 열산화막으로 증착한다. 상기 제1 보호막(32) 상에 몰리브덴막(34, Mo)을 일정두께로 증착한다. 상기 몰리브덴막(34)을 형성할 때 제1 보호막(32)으로 인하여 마스크 기판(30)의 표면이 손상되지 않는다.

상기 몰리브덴막(34) 상에 후공정의 크롬막의 형성시에 상기 마스크 기판(30)의 표면 보호를 위해 제2 보호막(36)을 형성한다. 상기 제2 보호막(36)은 USG(undoped silicate glass)막을 50Å의 두께로 증착한다. 상기 제2 보호막(36) 상에 크롬막(38)을 형성한다. 상기 크롬막(38) 상에 포토레지스트막을 도포한 후, 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴(40)을 형성한다. 상기 포토레지스트막의 노광시에는 전자빔을 이용하여 수행한다. 즉, 포토레지스트막에 전자빔을 라이팅(writing)하여 수행한다.

도 5를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(40)을 식각 마스크로 크롬막(38), 제2 보호막(36), 몰리브덴막(34) 및 제1 보호막(32)을 식각하여 크롬 패턴(38a), 제2 보호 패턴(36a), 몰리브덴 패턴(34a) 및 제1 보호 패턴(32a)을 형성한다. 이때, 상기 마스크 기판(30)의 표면에 제1 보호막(32)이 잔류하게 된다. 상기 제1 보호막(32)은 약 20～30Å의 두께, 바람직하게는 20Å의 두께가 남을 수 있을 정도로 식각한다. 이렇게 하여야만, 마스크 기판(30)의 표면이 손상을 방지하는데 유리하 다.

도 6을 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(40)을 스트립하여 제거한 후, 2차 라이팅(writing) 공정을 진행한다. 상기 2차 라이팅 공정시 상기 크롬 패턴(38a)은 건식식각공정으로 제거된다. 상기 건식식각공정시 식각량을 늘려도 몰리브덴 패턴(34a)의 표면과 마스크 기판(30)의 표면엔 전혀 손상이 발생하지 않는다. 상기 건식식각 완료 후에는 제2 보호 패턴(36a), 제1 보호막(32) 및 제1 보호 패턴(32a)이 거의 제거되거나 10Å의 두께로 남게 된다.

도 7을 참조하면, 상기 제2 보호 패턴(36a), 제1 보호막(32) 및 제1 보호 패턴(32a)을 세정 공정과 2차 라이팅 공정의 포토레지스트 패턴의 제조 공정을 통하여 완벽히 제거된다. 상기 제2 보호 패턴(36a)은 화학용액을 통하여 식각되어 제거된다. 상기 제1 보호막(32)으로 인하여 강한 화학용액을 사용하여도 무방하다. 이후에는 일반적인 마스크 기판의 검사와 세정 공정을 계속하여 진행한다.

이상과 같은 본 발명은 단일막 포토 마스크를 만들 때도 사용이 가능하다. 즉, 마스크 기판 상에 제1 보호막, 예컨대 산화막을 증착하여 마스크 기판에 가해지는 손상(damage)을 제어할 수 있다. 결과적으로, 본 발명은 모든 원자재 포토 마스크에 적용할 수 있다.

또한, 본 발명은 마스크 기판 표면에 발생하는 손상으로 인하여 불필요한 이온, 예컨대 SO₄, NH₄ 등의 이온들이 잔존하게 된다. 이는 마스크 기판의 표면 거칠기(roughness)가 좋지 않기 때문에 마스크 기판 표면의 그레인 사이에 상기 이온들이 존재하게 하는 원인을 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명은 각 막질의 표면 거 칠기 이외에 다른 공정상의 영향, 즉 플라즈마 손상이나 스퍼터링 손상에서 안정하여 표면 거칠기를 개선할 수 있으므로 헤이즈(haze) 제어에 탁월한 효과를 얻을 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 포토 마스크의 제조방법은 제1 보호막과 제2 보호막을 증착함으로써 상부에서 주어지는 스퍼터링 에너지에도 안정적으로 하부의 막질들이 유지됨으로써 식각 공정 및 기타 증착 공정에 대해 마스크 기판이 영향을 받지 않는다.

이로 인해, 본 발명은 마스크 기판 표면의 그레인이 작아져 표면 거칠기를 개선할 수 있고, 그레인에 잔존하는 불필요한 이온들을 제거할 수 있어 헤이즈에도 안정적인 마스크를 만들 수 있다.

Claims (4)

1. 마스크 기판 상에 제1 보호막을 형성하는 단계;

   상기 제1 보호막 상에 몰리브덴막을 일정 두께로 형성하는 단계;

   상기 몰리브덴막 상에 제2 보호막을 형성하는 단계;

   상기 제2 보호막 상에 크롬막을 형성하는 단계;

   상기 크롬막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;

   상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 크롬막, 제2 보호막, 몰리브덴막 및 제1 보호막을 식각하여 크롬 패턴, 제2 보호 패턴, 몰리브덴 패턴 및 제1 보호 패턴을 형성함과 아울러 상기 마스크 기판의 표면에 제1 보호막을 일정 두께로 잔류시키는 단계; 및

   상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제1항에 있어서,

   상기 제1 보호막은 열산화막을 50Å의 두께로 증착하여 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   상기 제2 보호막은 USG(undoped silicate glass)막을 50Å의 두께로 증착하여 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제1항에 있어서,

   상기 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 상기 크롬막, 제2 보호막, 몰리브덴막 및 제1 보호막을 식각할 때, 상기 마스크 기판의 표면에는 상기 제1 보호막을 20～30Å의 두께로 남기는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.

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