KR101168332B1 - 포토 마스크의 브릿지 제거 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 포토 마스크의 브릿지 제거 방법은, 마스크 기판 상에 위상 반전막 패턴 및 광차단막 패턴이 순차적으로 배치되며, 일부 위상 반전막 패턴을 브릿지시키는 불량 위상 반전막 패턴이 상기 광차단막 패턴 사이에 노출되는 포토 마스크의 브릿지 제거 방법에 있어서, 마스크 기판 전면에 노블락 수지막을 도포하는 단계와, 노블락 수지막을 현상하여 불량 위상 반전막 패턴을 노출시키는 단계와, 그리고 노출된 불량 위상 반전막 패턴에 대한 블랭크 식각하여 불량 위상 반전막 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.

포토마스크, 브릿지, 노블락 수지(novolac resin)막, 블랭크 식각

Description

포토 마스크의 브릿지 제거 방법{Method for removing bridge of photo mask}

도 1 내지 도 3은 종래의 포토 마스크의 브릿지 제거 방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.

도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 포토 마스크의 브릿지 제거 방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.

본 발명은 포토 마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포토 마스크 제조 과정에서 발생한 불량 패턴을 제거하는 포토 마스크의 브릿지 제거 방법에 관한 것이다.

최근 디자인 룰(design rule)이 고집적화됨에 따라, 반도체 제조공정의 공정 마진도 계속 작아지고 있다. 특히, 포토리소그라피 공정의 경우, 웨이퍼 상에 형성하는 패턴의 크기가 점점 작아졌다. 이러한 미세 패턴을 형성하기 위하여, 동일한 노광 장치를 이용하면서도 더 좋은 해상력을 얻기 위한 위상 반전 마스크(PSM; Phase Shift Mask)를 사용한다. 위상 반전 마스크는 기존의 석영 기판과 크롬 패턴으로 형성된 바이너리 마스크(BM; Binary Mask)를 대신하는 새로운 유형의 마스크로서, 위상 반전을 이용하여 해상력을 향상시키는 기술이다.

현재 고집적 반도체 소자의 양산 공정에 널리 사용되는 감쇄된 위상 반전 마스크(attenuated PSM)는 위상차를 유도하고, 위상차를 일으킨 빛이 적정 투과율로 투과될 수 있도록 위상 반전막을 이용한다. 즉. 마스크 기판 영역을 지나는 빛과 위상 반전막을 투과하는 빛 사이의 간섭을 이용하여 해상력을 좋게 한다.

도 1 내지 도 3은 종래의 포토 마스크 불량 패턴 수정 방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 쿼츠와 같은 마스크 기판(100) 위에 위상 반전막(110) 및 광차단막 패턴(120)이 배치되며, 광차단막 패턴(120)을 식각 마스크로 노출된 위상 반전막(110)에 대한 식각 공정을 수행하여 위상 반전막 패턴(111)을 형성한다. 그러나 광차단막 패턴(120)을 식각하는 과정에서 떨어지는 이물질이 위상 반전막(110)의 일부 표면 상에 남아있게 된다. 이와 같이 이물질을 제거하지 않은 상태에서 위상 반전막 패턴(111)을 형성하기 위한 식각 공정을 수행하면, 위상 반전막(110) 표면 상에 존재하는 이물질로 인해 노출된 위상 반전막(110)이 식각되지 않고 남아있어 위상 반전막 패턴(111)이 서로 브릿지 되는 불량 위상 반전막 패턴(130)을 형성한다. 이 불량 위상 반전막 패턴(130)을 제거하기 위해 마스크 기판(100)에 FIB(Focused Ion Beam) 식각 장비를 이용하여 브릿지를 제거한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 마스크 기판(100)을 FIB 식각 장비에 로딩한 다음 이온 빔(140) 하단에 브릿지 지점을 위치시킨다. 이어서, 고압으로 가속 된 이온을 이용해서 브릿지된 불량 위상 반전막 패턴(130) 부위에 물리적인 충돌을 줌으로서 브릿지된 부분을 제거한다. 계속해서, 다른 위치에 발생한 불량 위상 반전막 패턴(130)이 이온빔(140) 하단에 위치하도록 마스크 기판(100)을 이동한다. 이어서, 고온으로 가속된 이온을 이용해서 브릿지된 불량 위상 반전막 패턴(130)을 제거하여 정상정인 위상 반전막 패턴(111)을 형성한다.

이와 같이 FIB(Focused Ion Beam) 식각 장비를 이용하여 브릿지를 제거하는 방법에 있어서, 하나의 마스크 상에 불량 위상 반전막 패턴(130)이 여러 곳에서 발생하는 경우 각각의 불량 위상 반전막 패턴(130)에 대해 이온 빔(140)을 이용하여 제거하여야 한다. 따라서 모든 불량 위상 반전막 패턴(130)을 제거하는데 많은 시간이 걸린다. 또한 FIB 식각 장비의 광학도 성능이 떨어져 정확한 브릿지 지점에 이온빔(140)을 위치시키기 어려워 브릿지 제거 공정 수행 시 마스크 기판을 손실시키거나, 정상적인 위상 반전막 패턴 영역(111)에 이온이 조사되어 원치 않는 부분이 식각되는 문제점이 발생한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 마스크 패턴 형성시 위상 반전막이 제거되지 않고 위상 반전막 패턴 사이에 브릿지 되는 불량 위상 반전막 패턴을 제거하는 포토 마스크의 브릿지 제거 방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 마스크 기판 상에 위상 반전막 패턴 및 광차단막 패턴이 순차적으로 배치되며, 일부 위상 반전막 패턴을 브릿지시키는 불량 위상 반전막 패턴이 상기 광차단막 패턴 사이에 노출되는 포토 마스크의 브릿지 제거 방법에 있어서, 상기 마스크 기판 전면에 노블락 수지막을 도포하는 단계; 상기 노블락 수지막을 현상하여 상기 불량 위상 반전막 패턴을 노출시키는 단계; 및 상기 노출된 불량 위상 반전막 패턴에 대한 블랭크 식각하여 불량 위상 반전막 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.

상기 위상 반전막 패턴은 MoSiON막 패턴으로 형성하고, 광차단막 패턴은 크롬막 패턴으로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 노블락 수지막은 PAC를 제거한 노블락 수지막을 이용할 수 있다.

이하, 첨부된 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 도면 부호를 붙였다.

도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 포토 마스크 불량 패턴 수정 방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 마스크 기판(200) 위에 MoSiON막(210), 크롬막(220), 레지스트막(230)을 순차적으로 형성한다. 이어서,레지스트막(230)에 대하여 통상의 전자빔(e-beam)을 이용한 노광을 수행하여 레지스트막(230) 일부분에 대한 용해도를 변화시켜 레지스트막(230) 상에 패턴을 전사한다. 그리고 염기성 용액을 이용한 현상 공정을 수행하여 용해도가 변화되거나 또는 변화되지 않은 부 분을 제거함으로써, 크롬막(220)의 일부 표면을 노출시키는 레지스트막 패턴(미도시)을 형성한다. 이어서, 레지스트막 패턴(미도시)을 식각마스크로 노출된 크롬막(220)을 식각하여 크롬막 패턴(221)을 형성한다. 계속해서, 레지스트막 패턴(미도시)을 제거한 크롬막 패턴(221)을 식각마스크로 MoSiON막(210)을 식각하여 MoSiON막 패턴(211)을 형성한다. 그러나 크롬막 패턴(221) 형성시 떨어지는 이물질로 인해 MoSiON막(210)이 식각되지 않고 패턴 사이가 브릿지되는 불량 MoSiON막 패턴(240)이 형성된다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 마스크 기판(200) 전면에 노블락 수지(novolac resin)막(250)을 도포 한 후 현상한다. 이 때 후속의 블랭크 식각 공정에서 발생하는 손실을 최소화하기 위해 PAC(Photo Active Compound)를 제거한 노블락 수지막(250)을 이용한다. 이 PAC를 제거한 노블락 수지막(250)은 현상액만으로 일정 두께가 제거되는 특성이 있어, 현상 공정 수행시 정상적인 MoSiN막 패턴(211) 사이의 마스크 기판(200)에 노블락 수지막(250)이 형성되어 불량 MoSiN막 패턴(240)을 노출시킨다. 즉, 정상적인 MoSiN막 패턴(211) 사이는 MoSiN막이 식각되어 마스크 기판(200)을 노출시키나, 불량 MoSiN막 패턴(240)은 MoSiN막이 식각되지 않으므로 전면에 노블락 수지막(250)을 도포하여도 불량 MoSiN막 패턴(240) 보다 정상적인 MoSiN막 패턴(211) 사이에 두껍게 도포된다. 따라서 노블락 수지막(250)을 현상하면 불량 MoSiN막 패턴(240) 위에는 노블락 수지막(250)이 없는 반면 정상적인 MoSiN막 패턴(211) 사이에는 노블락 수지막(250)이 존재하여 불량 MoSiN막 패턴(240)과 같이 정상적인 MoSiN막 패턴(211)을 연결시킨다.

이어서, 노블락 수지막(250)과 MoSiN막 패턴(211)간의 식각 선택비가 큰 레시피(recipe)를 적용하여 블랭크 식각하여 불량 MoSiN막 패턴(240)의 브릿지를 제거한다. 이때 마스크 기판(200) 표면은 노블락 수지막(250)으로 보호되므로 마스크 기판(200)의 손실 없이 불량 MoSiN막 패턴(240)만 제거한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 형태로 변형이나 개량이 가능할 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌것으로 이해해야만 한다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 포토 마스크의 브릿지 제거 방법은, 불량 패턴이 형성된 마스크 기판 상에 노블락 수지막 도포- 현상- 블랭크 식각 공정을 적용하여 마스크 기판의 손실을 방지하고, 복수개의 불량 패턴을 동시에 제거하여 TAT(Turn Around Time) 및 비용을 감소시켜 수율을 향상시킨다.

Claims (3)

1. 마스크 기판 상에 위상 반전막 패턴 및 광차단막 패턴이 순차적으로 배치되며, 일부 위상 반전막 패턴을 브릿지시키는 불량 위상 반전막 패턴이 상기 광차단막 패턴 사이에 노출되는 포토 마스크의 브릿지 제거 방법에 있어서,

   상기 마스크 기판 전면에 PAC를 제거한 노블락 수지막을 도포하는 단계;

   상기 노블락 수지막을 현상하여 상기 불량 위상 반전막 패턴을 노출시키는 단계; 및

   상기 노출된 불량 위상 반전막 패턴에 대한 블랭크 식각하여 불량 위상 반전막 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 브릿지 제거 방법.
2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제1항에 있어서,

   상기 위상 반전막 패턴은 MoSiON막 패턴으로 형성하고, 광차단막 패턴은 크롬막 패턴으로 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 브릿지 제거 방법.
3. 삭제

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