KR101569896B1 - 반사형 포토 마스크 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
반사형 포토 마스크 및 그 제조 방법이 제공된다. 상기 반사형 포토마스크는 포토마스크 기판, 포토마스크 기판의 상부면에 형성되는 포토마스크 패턴들 및 포토마스크 기판의 하부면에 형성되는 적어도 하나의 기준 마크를 구비할 수 있다.
Description
본 발명은 반사형 포토 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
소비자가 요구하는 우수한 성능 및 저렴한 가격을 충족시키기 위해, 반도체 기판 상에 형성되는 패턴들의 크기를 더욱 작게 형성하는 것이 요구되고 있다. 이러한 기술적 요구를 충족시키기 위해, 리소그래피 공정에서 사용되는 광원의 파장이 점점 더 짧아지고 있다. 예를 들면, 리소그래피 공정은 과거 g-line(436nm) 및 i-line(365nm)을 넘어 현재 심자외선(deep ultraviolet) 대역의 광을 이용하고 있으며, 향후에는, 극자외선(extreme ultraviolet; EUV) 대역의 빛이 차세대 리소그래피 공정에 이용될 것으로 기대되고 있다.
극자외선 대역의 빛은 대부분의 굴절 광학 매질들(refractive optical materials)에서 흡수되기 때문에, 극자외선 리소그래피는 일반적으로 굴절 광학계가 아니라 반사 광학계(reflective optical system)를 이용한다. 즉, 극자외선 리소그래피에서는, 웨이퍼로의 전사될 회로 패턴들이 반사면에 형성되는 반사형 포토마스크가 요구되고 있다. 이러한 극자외선 포토마스크의 경우, 극자외선의 반사를 위한 다층막(multilayer) 및 상기 회로 패턴들을 정의하는 흡수 패턴(absorber pattern)을 구비할 수 있다. 이에 더하여, 상기 다층막과 상기 흡수 패턴 사이에는 버퍼막(buffer layer) 또는 캐핑막(capping layer) 등이 더 형성될 수 있다.
한편, 상기 극자외선 포토마스크를 구성하는 복수의 박막들(즉, 다층막, 흡수 패턴, 버퍼막 및 캐핑막 등)의 형성 과정에서, 다양한 유형의 결함이 발생될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 결함들을 완전히 제거하는 것은 기술적으로 어렵기 때문에, 포토마스크의 제조 비용 및 수율은 결함 제어(defect control)에 크게 영향을 받는다.
본 발명이 이루고자 하는 일 기술적 과제는 결함들에 대한 위치적 정보의 정확성을 유지시킬 수 있는 극자외선 포토마스크의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 결함 회피 기술을 정밀하게 적용할 수 있는 포토 마스크를 제공하는데 있다.
본 발명은 결함 회피 기술의 적용에 이용되는 기준 마크를 구비하는 반사형 포토마스크를 제공한다. 상기 반사형 포토마스크는 포토마스크 기판; 웨이퍼로의 전사를 위한 회로 패턴들 및 노광 장치와의 정렬을 위한 적어도 하나의 정렬 마크를 포함하면서, 상기 포토마스크 기판의 상부면에 형성되는 포토마스크 패턴들; 및 상기 포토마스크 기판의 하부면에 형성되는 적어도 하나의 기준 마크를 구비한다.
일 실시예에 따르면, 상기 회로 패턴들은 복수의 박막들을 포함하는 다층 박막 구조일 수 있으며, 상기 박막들은 다층막, 캐핑막, 버퍼막, 흡수막 및 감광막 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 상기 기준 마크는 상기 박막들 각각을 형성하는 과정에서 발생하는 결함들의 위치적 정보들을 정의하기 위한 공통된 기준으로 사용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 기준 마크는 상기 회로 패턴들을 형성하는 과정에서 상기 회로 패턴들과 상기 결함 사이의 중첩 최소화를 위한 공간적 기준점으로 사용될 수 있다.
본 발명은 결함들에 대한 위치적 정보의 정확성을 유지시키는데 이용되는 기준 마크를 포함하는 반사형 포토마스크의 제조 방법을 제공한다. 이 방법은 포토마스크 기판의 하부면에 적어도 하나의 기준 마크를 형성하는 단계; 상기 포토마스크 기판의 상부면에 복수의 박막들을 형성하는 단계; 및 상기 박막들을 조사(inspect)하여 결함 데이터를 추출하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 결함 데이터는, 상기 기준 마크에 대한 상대 좌표로 기록되는, 상기 박막들 각각에 형성된 결함의 위치적 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 결함 데이터를 추출하는 단계는 하부 광학계를 사용하여 상기 기준 마크의 위치를 찾는 단계; 상부 광학계를 사용하여 상기 박막들 각각에 형성된 결함을 찾는 단계; 및 상기 상부 광학계와 상기 하부 광학계 사이의 상대적 위치에 대한 정보를 이용하여 상기 결함의 위치를 상기 기준 마크에 대한 상대 좌표를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 박막들 각각에 형성된 결함을 찾는 단계 동안, 상기 상부 광학계와 상기 하부 광학계의 상대적 위치는 고정(fixed)될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제조 방법은 웨이퍼로의 전사를 위한 회로 패턴들이 형성될 위치들에 대한 정보를 포함하는 포토마스크 패턴 데이터를 준비하는 단계; 및 상기 박막들을 패터닝하여, 상기 포토마스크 기판의 상부면에 상기 회로 패턴들을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 박막들을 패터닝하는 단계는 상기 포토마스크 패턴 데이터 및 상기 결함 데이터로부터 상기 회로 패턴들과 상기 결함 사이의 중첩 최소화를 위한 결함 회피 레이아웃을 준비하는 단계; 및 상기 결함 회피 레이아웃을 상기 박막들로 전사시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 박막들을 패터닝하는 단계는 하부 광학계를 사용하여 상기 기준 마크의 위치를 찾는 단계; 및 패터닝 시스템을 사용하여 상기 결함 회피 레이아웃을 상기 박막들로 전사시키는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 결함 회피 레이아웃은 상기 기준 마크에 대한 상대 좌표로 규정될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 포토마스크 기판의 하부면에 결함 회피 기술의 적용을 위한 기준 마크가 형성된다. 이에 따라, 박막들이 포토마스크 기판의 상부면에 형성될 때 생성되는, 결함들의 위치적 정보는 높은 정확성을 가지고 측정 및 기록될 수 있다. 이에 따라, 결함 회피 기술은 정밀하게 적용될 수 있기 때문에, 포토마스크의 제작 비용 및 생산 수율은 증대될 수 있다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 막이 다른 막 또는 기판 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 막 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 막이 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 또한, 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 영역, 막들 등을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 영역, 막들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 소정 영역 또는 막을 다른 영역 또는 막과 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시예에의 제1막질로 언급된 막질이 다른 실시예에서는 제2막질로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시예는 그것의 상보적인 실시예도 포함한다.
도 1은 일반적인 포토마스크의 제작 및 응용 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 포토마스크의 제작 과정은 포토마스크 블랭크를 준비하는 단계(S1) 및 포토마스크 블랭크를 가공하여 웨이퍼로의 전사를 위한 포토마스크 패턴들(즉, 회로 패턴들 또는 원형 패턴들)을 형성하는 단계(S2)를 포함하고, 포토마스크의 응용 과정은 제작된 포토마스크를 노광 장치에 설치하는 단계(S3) 및 상기 포토마스크 패턴들을 웨이퍼로 전사하는 단계(S3)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 포토마스크 블랭크를 도시하는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 포토마스크 블랭크는 포토마스크 기판(10))(이하, 기판), 상기 기판(10)의 상부면 상에 형성된 박막들(20), 그리고 상기 기판(10)의 하부면에 형성된 적어도 하나의 기준 마크(Fiducial mark)(FM)를 포함할 수 있다. 상기 박막들(20)은 차례로 적층된 다층막(11), 캐핑막(12), 버퍼막(13), 흡수막(14) 및 마스크막(15) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 기판(10)은 낮은 열팽창 특성을 갖는 물질(예를 들면, 글래스(glass))로 형성될 수 있다. 극자외선 노광 시스템에서 사용되는 극자외선(EUV radiation)의 반사율을 향상시킬 수 있도록, 상기 다층막(11)은 브래그 반사체(Bragg reflector)를 구성하는 복수의 박막들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 다층막(11)은 교대로 적층되는 몰리브덴막 및 실리콘막을 포함할 수 있으며, 그 박막의 수는 대략 40 내지 60일 수 있다. 상기 몰리브덴막은 대략 2.8nm의 두께로 형성되고, 상기 실리콘막은 대략 4.0nm 또는 4.1nm의 두께로 형성될 수 있지만, 박막들의 두께는 사용되는 극자외선의 파장 등을 고려하여 예시된 값들과 다르게 선 택될 수 있다.
상기 흡수막(14)은 극자외선을 흡수할 수 있는 물질들 중의 한가지로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 흡수막(14)은 탄탈륨 질화막(TaN)과 같은 도전성 흡수체로 형성될 수 있다. 하지만, 상기 흡수막(14)을 위한 물질이 예시된 탄탈륨 질화막에 한정되지는 않으며, 다양하게 변형될 수 있다. 상기 버퍼막(13) 또는 상기 캐핑막(12)은 상기 흡수막(14)을 패터닝하는 후속 식각 단계에서 식각 정지막으로 사용될 수 있으며, 일 실시예에 따르면 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막 등일 수 있다. 변형된 실시예에 따르면, 상기 흡수막(14)은, 상기 버퍼막(13) 또는 상기 캐핑막(12)없이, 상기 다층막(11) 상에 직접 형성될 수도 있다. 상기 마스크막(15)는 감광막일 수 있다.
상기 기판(10)의 하부면에는, 상기 기준 마크(FM)의 위치 또는 모양을 정의하는 도전막(30)이 형성될 수 있다. 상기 도전막(30)은 상기 노광 장치에 상기 포토마스크를 고정하는 과정에서 정전척 효과(electrostatic chucking effect)를 이용하는 것을 가능하게 만든다. 한편, 상기 기준 마크(FM)는 상기 도전막(30)의 존재 유무에 관계없이, 상기 기판(10)의 하부면에 형성될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따르면, 상기 기준 마크(FM)는 상기 박막들(20) 각각을 형성하는 과정에서 발생할 수 있는 결함들의 위치를 기술하기 위한 기준점(즉, 좌표계의 원점)으로 사용된다. 한편, 상술한 실시예에서와 달리, 상기 기준 마크(FM)가 상기 기판(10)의 상부면에 형성될 경우, 상기 기준 마크(FM)의 상부에 적층되는 박막들(20)의 두께 또는 층수가 증가될수록, 상기 기준 마크(FM)의 형상 은 점차적으로 왜곡될 수 있으며, 이러한 왜곡이 심화될수록, 상기 결함들의 위치에 대한 정보는 감소된 정확성을 갖게 된다.
하지만, 상술한 것처럼, 상기 기준 마크(FM)가 상기 기판(10)의 하부면에 형성될 경우, 상기 박막들(20)의 형성 공정 또는 층수(a number of stacking layers)에 영향을 받지 않기 때문에, 상기 기준 마크(FM)의 공간적 기준점으로서의 기능은 저하되지 않는다.
상기 기준 마크(FM)는 도 2 및 도 3a에 도시된 것처럼 상기 기판(10)의 모서리들 중의 적어도 하나 또는 전부에 형성되거나, 도 13에 도시된 것처럼 상기 기판(10)의 가장자리로부터 이격되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 기준 마크(FM)가 형성되는 위치는 다양하게 변형될 수 있음은 자명하다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 포토마스크를 설명하기 위한 평면도들이다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 반사형 포토마스크는, 도 1의 S1 단계를 통해 준비될 수 있는, 도 2의 포토마스크 블랭크를 가공함으로써 제작된 것일 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 포토마스크는 상기 기판(10)의 상부면 및 하부면에 각각 형성되는 포토마스크 패턴들 및 상기 기준 마크(FM)를 구비한다. 상기 기판(10)의 상부면에는, 포토마스크와 노광 장치 사이의 정렬을 위한 정렬 패턴들 및 다른 다양한 기능들을 위한 보조 패턴들이 더 배치될 수 있다.
상기 포토마스크 패턴들, 상기 정렬 패턴들 및 상기 보조 패턴들은 상기 기판(10) 상에 형성된 상기 박막들(20)을 패터닝함으로써 얻어질 수 있다. 상기 박막 들(20)을 패터닝하는 공정에 대한 설명은 이후 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명할 것이다.
한편, 상기 기판(10)의 상부면에 형성되는 상기 정렬 패턴들은 상술한 것처럼 포토마스크와 노광 장치 사이의 정렬을 위한 것들이라는 점에서, 상기 박막들(20)을 형성하는 과정에서 발생할 수 있는 결함들의 위치를 기술하기 위한 기준점으로 사용되는 상기 기준 마크(FM)와 구별된다. 즉, 상기 정렬 패턴들은 상기 박막들(20)을 패터닝함으로써 형성되는 구조물들이기 때문에, 그러한 패터닝 단계 이전 공정(예를 들면, 박막들의 결함들을 조사하는 단계)을 위해서는 사용될 수 없고, 따라서 상기 기준 마크(FM)로 사용될 수 없다.
이와 달리, 본 발명의 변형될 실시예에 따르면, 상기 기준 마크(FM)는 상기 박막들(20)을 패터닝하기 전에 형성될 뿐만 아니라 상기 포토마스크를 사용하는 중에도 제거되지 않을 수 있다. 이 경우, 상기 기준 마크(FM)는 상기 포토마스크를 상기 노광 장치에 설치하는 과정에서 상기 정렬 마크로서 사용될 수도 있다.
이에 더하여, 상기 포토마스크 패턴들은 웨이퍼 상에 형성되는 패턴들 사이의 정렬을 위한 내부 정렬 패턴들(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 상기 내부 정렬 패턴들은 칩 영역들 사이의 스크라이브 레인(scribe lane) 영역에 형성될 수 있다. 마찬가지로, 상기 내부 정렬 패턴들은 상기 포토마스크 블랭크의 박막들(20)을 패터닝한 후에 형성되기 때문에, 이들을 패터닝하는 공정을 위해서는 사용될 수 없다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토마스크의 제조 과정을 보다 상세하 게 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 포토마스크 블랭크를 준비하는 단계(S1)는 포토마스크 기판(10)을 준비하는 단계(S11), 상기 포토마스크 기판(10)의 하부면에 기준 마크(FM)를 형성하는 단계(S12), 상기 포토마스크 기판(10)의 상부면에 박막들(20)을 형성하는 단계(S14)를 포함할 수 있다.
상기 박막들(20) 각각을 형성(S14)한 후, 조사 단계(S15)를 더 실시하여, 해당 박막의 형성 공정에서 발생하는 결함의 위치를 조사할 수 있다. 물론, 필요하다면, 상기 박막들(20) 중의 적어도 하나에 대한 조사 단계(S15)는 생략될 수 있다. 발견된 결함들의 위치는 결함 데이터(D2)로 저장된다. 이 실시예에 따르면, 상기 기준 마크(FM)는 상기 박막들(20) 각각을 형성하는 과정에서 발생하는 결함들의 위치적 정보들을 정의하기 위한 공통된 기준으로 사용될 수 있다. 상술한 것처럼, 상기 기준 마크(FM)는 상기 기판(10)의 하부면에 형성되기 때문에, 상기 결함들의 위치적 정보의 정확성은 상기 박막들(20)의 두께 또는 층수에 무관하게 유지될 수 있다.
변형된 실시예에 따르면, 상기 박막들(20)을 형성하기 전에, 상기 포토마스크 기판(10)의 상부면을 조사(inspect)하는 단계(S13)를 더 실시할 수 있으며, 이 과정에서 발견되는 결함들에 대한 위치적 정보는 상기 결함 데이터(D2)에 추가될 수 있다.
한편, 상기 기준 마크(FM)를 형성하는 단계(S12)는 상기 기판(10)의 하부면에 상기 기준 마크(FM)를 정의하는 주형을 배치한 후, 상기 주형의 둘레에 상기 도 전막(30)을 코팅하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 기준 마크(FM)는 상기 주형을 제거함으로써 완성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 주형은 상기 도전막(30)을 코팅하는 공정에서 상기 기판(10)을 고정하는 클랭핑(clamping) 수단일 수 있으며, 상기 기판(10)의 하부면 모서리를 클램핑할 수 있다. 이 경우, 도 2에 도시된 것처럼, 상기 기준 마크(FM)는 상기 기판(10)의 하부면 모서리들에 형성된다. 변형된 실시예에 따르면, 상기 기준 마크(FM)를 형성하는 단계(S12)는 상기 기판(10)의 하부면 전체에 상기 도전막(30)을 형성한 후, 상기 도전막(30)을 패터닝하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 기준 마크(FM)가 형성되는 위치 또는 상기 기준 마크(FM)의 모양 등은 자유롭게 선택될 수 있다.
상기 포토마스크 블랭크를 가공하는 단계(S2)는 결함 회피 데이터(D3)를 생성한 후, 상기 결함 회피 데이터(D3)를 이용하여 상기 포토마스크 블랭크를 패터닝하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 결함 회피 데이터(D3)는 포토마스크의 주문자가 제공하는 포토마스크 패턴 데이터(D1) 및 상기 포토마스크 블랭크 준비 과정(S1)에서 생성된 상기 결함 데이터(D2)를 이용하여 준비될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 포토마스크 패턴 데이터(D1)는 웨이퍼로의 전사를 위한 회로 패턴들(즉, 상기 포토마스크 패턴들)이 형성될 위치들에 대한 정보를 규정하며, 소정의 기준점(이하, 설계 기준점)에 대한 좌표 정보로서 제공될 수 있다. 상기 결함 데이터(D2)는 상술한 것처럼 상기 기준 마크(FM)를 기준점(이하, 블랭크 기준점)으로 하여 기술된 결함들의 좌표 정보를 포함한다. 이때, 상기 결함 회피 데이터(D3)는 상기 설계 기준점을 상기 블랭크 기준점에 대해 어떻게 대응시킬 것 인지에 대한 정보(이하, 회피 정보)를 규정할 수 있으며, 상기 회피 정보는 상기 포토마스크 패턴 데이터(D1)에서 정의된 회로 패턴들과 상기 결함 데이터(D2)에서 정의되는 결함들 사이의 중첩을 최소화하도록 선택될 수 있다. 상기 회피 정보를 선택하는 과정은 시뮬레이션과 같은 컴퓨터를 이용한 수치해석적 방법을 통해 수행될 수 있으며, 상기 회피 정보는 상기 설계 기준점과 상기 블랭크 기준점 사이의 상대 좌표로서 기록될 수 있다.
이처럼, 상기 회로 패턴들과 상기 결함들 사이의 중첩이 최소화될 경우, 결함들이 웨이퍼로 전사되는 문제를 예방할 수 있다. 즉, 상술한 것처럼 포토마스크 상에서 결함들을 완전하게 제거하기가 어렵기 때문에, 포토마스크 상에 결함들이 국소적으로 생성될 수 있지만, 상술한 결함 회피 데이터를 이용할 경우, 이러한 결함들이 웨이퍼로 전사되는 문제는 예방할 수 있다. 포토마스크 블랭크가 고가이기 때문에, 이러한 결함 전사의 예방은 극자외선 포토마스크의 생산 수율 증가 및 제조 비용의 감소를 가져올 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토마스크 블랭크의 조사(inspection) 과정을 개략적으로 설명하기 위한 순서도이다. 도 6 내지 도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토마스크 블랭크의 조사(inspection) 과정을 설명하기 위한 도면들이다. 후술하는 포토마스크 블랭크의 조사(inspection) 과정은, 도 4를 참조하여 설명한 것처럼, 상기 박막들(20) 각각에 대해 또는 상기 포토마스크 기판(10)에 대해 실시될 수 있다.
먼저 도 6을 참조하여, 포토마스크 블랭크의 조사를 위한 설비를 간략히 설 명한다. 상기 설비는 기준 마크(FM)를 구비하는 포토마스크 블랭크(PB)가 배치되는 스테이지(ST), 상기 스테이지(ST)의 상부에 배치되는 상부 광학계(300), 상기 스테이지(ST)의 하부에 배치되는 하부 광학계(200)를 포함할 수 있다. 상기 상부 광학계(300)는 상기 포토마스크 블랭크(PB)에 생성된 결함을 조사하도록 구성되고, 상기 하부 광학계(200)는 상기 기준 마크(FM)에 정렬되도록 구성된다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 포토마스크 블랭크를 조사하는 과정(S13 또는 S15)은 도 6에 도시된 것처럼 상기 하부 광학계(200)를 상기 상부 광학계(300)에 정렬하는 단계(S21), 도 7에 도시된 것처럼 상기 하부 광학계(200)를 상기 기준 마크(FM)에 정렬하는 단계(S22), 도 8에 도시된 것처럼 상기 상부 광학계(300)를 사용하여 상기 포토마스크 블랭크(PB) 상에 형성되는 결함들을 찾는 단계(S23), 및 상기 결함의 좌표를 결함 데이터로 저장하는 단계(S24)를 포함한다.
상기 S21의 단계에서, 상기 하부 및 하부 광학계(300, 200)의 광축들이 하나의 직선 상에 놓이도록, 상기 하부 광학계(200)는 상기 상부 광학계(300)에 정렬될 수 있다. 이후, 상기 하부 광학계(200)와 상기 상부 광학계(300) 사이의 상대 위치는 고정될 수 있다.
상기 S22의 단계에서, 상기 하부 광학계(200)가 상기 기준 마크(FM)에 정렬될 경우, 상기 S23의 단계에서, 상기 상부 광학계(300)에 의해 발견되는 결함들은 상기 기준 마크(FM)에 대한 상대적 위치로서 기록되어, 상기 S24의 단계에서 상기 결함 데이터(D2)로 저장될 수 있다. 상기 결함들을 찾는 상기 S23의 단계는 상기 포토마스크 블랭크(PB)의 상부면으로부터 방출되는 방출광(302)을 상기 상부 광학 계(300)에서 분석하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 방출광(302)은 상기 상부 광학계(300)로부터 입사된 물리적 신호(예를 들면, 소정 파장의 빛)와 상기 결함 사이의 광학적 상호작용의 결과일 수 있다.
도 9는 본 발명의 변형된 실시예에 따른 하부 광학계 및 상부 광학계 사이의 정렬을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 상기 스테이지(ST)의 일 측에는 소정의 시스템 정렬 패턴(150)이 배치될 수 있다. 상기 시스템 정렬 패턴(150)의 상부면 및 하부면에는, 각각 광학적으로 식별가능한 상부 표시 및 하부 표시가 형성될 수 있으며, 상기 상부 표시 및 상기 하부 표시는 수직적으로 정렬될 수 있다. 이 경우, 상기 하부 광학계(200)와 상기 상부 광학계(300)가 각각 상기 하부 표시 및 상기 상부 표시에 정렬될 경우, 이들은 서로 정렬될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 하부 광학계(200) 또는 상기 상부 광학계(300)는 소정의 대상으로부터 반사되는 반사광을 검출하도록 구성될 수 있다. 하지만, 상기 하부 광학계(200) 또는 상기 상부 광학계(300)를 구성하는 렌즈들은 이러한 반사광을 방출하기 어려운 불투명한 물질로 형성되기 때문에, 반사광 검출 방식에 기반한 광학계들은 도 6에 도시된 방법을 통해서는, 서로 정렬되기 어려울 수 있다. 하지만, 도 9를 참조하여 설명된 변형된 실시예에 따르면, 상기 시스템 정렬 패턴(150)은 상기 하부 광학계(200)와 상기 상부 광학계(300) 사이의 상호 정렬을 위한 공통의 대상으로 사용될 수 있기 때문에, 이들은 용이하게 정렬될 수 있다. 한편, 이러한 실시예의 실현을 위해서는, 상기 시스템 정렬 패턴(150)은 상기 스테이지(ST) 또는 상기 기준 마크(FM)에 대해 고정된 위치에 형성되는 것이 필요하다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 포토마스크 제조를 위한, 포토마스크 블랭크의 패터닝 공정을 개략적으로 설명하기 위한 순서도이다.
상술한 포토마스크 블랭크의 조사(S13, S15)에서는, 상기 상부 광학계(300)가 결함들을 찾기 위한 수단으로서 사용된다. 이와 달리, 포토마스크 블랭크의 패터닝 공정(S16)은 상기 박막들(20)을 패터닝하기 위해 상기 감광막(15)에 에너지를 국소적으로 제공하는 수단(이하, 노광계)이 이용된다. 보다 구체적으로, 도 11에 도시된 것처럼, 상기 스테이지(ST)의 상부에는 도 6을 참조하여 설명한 상기 상부 광학계(300)를 대신하여 노광계(400)가 배치된다. 상기 노광계(400)는 좁은 플럭스 단면적을 갖는 전자빔을 상기 감광막(15) 상으로 방출하도록 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 10을 참조하면, 포토마스크 블랭크의 패터닝 공정은 상기 하부 광학계(200)를 상기 노광계(400)에 정렬하는 단계(S31), 상기 하부 광학계(200)를 상기 기준 마크(FM)에 정렬하는 단계(S32), 상기 노광계(400)를 사용하여 상기 포토마스크 블랭크(PB) 상의 감광막(15)에 전자빔을 조사(irradiate)하는 단계(S33)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 하부 광학계(200)와 상기 노광계(400) 사이의 정렬을 위해서는, 상술한 도 5, 도 6 및 도 9를 참조하여 설명한 방법이 동일하게 또는 변형되어 적용될 수 있다. 또한, 상기 하부 광학계(200)를 상기 기준 마크(FM)에 정렬하는 단계(S32)는 도 도 5 및 도 7을 참조하여 설명된 방법이 동일하게 또 는 변형되어 적용될 수 있다.
상기 S33의 조사 단계(irradiation step)는, 도 4를 참조하여 설명된, 상기 결함 회피 데이터(D3)에 기초하여 상기 감광막(15)의 소정 영역에 선택적으로 전자빔을 조사하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 S33의 조사 단계(irradiation step) 동안, 선택적 조사를 위해, 상기 노광계(400)는 고정된 상태에서, 상기 스테이지(ST)의 위치가 바뀔 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 광학계 및 노광계 사이의 정렬을 설명하기 설명하기 위한 도면들이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 하부 광학계 및 노광계 사이의 정렬은 상기 노광계(400)에 대해 상대적 위치가 고정된 보조 광학계를 사용하여 달성될 수 있다. 예를 들면, 상기 노광계(400)의 일 측에는, 도 11에 도시된 것처럼, 45도 거울(410) 및 정렬 광학계(420)를 포함하는 보조 광학계가 배치될 수 있고, 도 12에 도시된 것처럼, 평판 거울(430)을 포함하는 보조 광학계가 배치될 수 있다.
도 11에 도시된 실시예에 따르면, 상기 정렬 광학계(420)를 이용하여, 상기 45도 거울(410)을 상기 하부 광학계(200)에 정렬시킬 경우, 상기 노광계(400)와 상기 하부 광학계(200)의 광축들은 오프-액시스(off-axis)되지만, 유효하게 정렬될 수 있다. 즉, 상기 45도 거울(410)과 상기 노광계(400) 사이의 상대적 위치(r0)가 고정적이기 때문에, 상기 하부 광학계(200)를 통해 확인되는 상기 기준 마크(FM)의 위치는 상기 노광계(400)에 의한 노광 공정을 위한 기준점으로 유효하게 사용될 수 있다. 유사하게, 도 12에 도시된 실시예에 따르면, 별도의 시스템 정렬 패턴(150)이 없더라도, 상기 하부 광학계(200)는 상기 평판 거울(430)을 이용하여 상기 노광계(400)에 오프-액시스 정렬될 수 있다.
변형될 실시예들에 따르면, 상기 보조 광학계를 이용하는 오프-액시스 정렬의 방법은 상기 하부 광학계 및 상부 광학계 사이의 정렬을 위한 단계(S21)를 위해서도 사용될 수 있다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 변형될 실시예들에 따른 스테이지를 설명하기 위한 도면들이다.
일 실시예에 따르면, 도 6에 도시된 것처럼, 상기 포토마스크 블랭크(PB)가 배치되는 스테이지(ST)는 상기 하부 광학계(200)와 상기 기준 마크(FM) 사이의 정렬을 위해 상기 기준 마크(FM)의 하부면을 노출시키는 적어도 하나의 개구부(O)를 구비할 수 있다. 변형된 일 실시예에 따르면, 도 14에 도시된 것처럼, 상기 스테이지는(ST) 상기 포토마스크 블랭크(PB)의 하부면 전체를 실질적으로 노출시키는 개구부를 가질 수 있다. 변형된 다른 실시예에 따르면, 중력에 의한, 상기 포토마스크 블랭크(PB)의 휘어짐을 방지할 수 있도록, 상기 스테이지(ST)는 상기 기준 마크(FM)의 하부면을 노출시키면서, 상기 포토마스크 블랭크(PB)의 하부면에 접촉하는 지지부(sp)를 더 포함할 수 있다.
도 1은 일반적인 포토마스크의 제작 및 응용 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 포토마스크 블랭크를 도시하는 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 포토마스크를 설명하기 위한 평면도들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토마스크의 제조 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토마스크 블랭크의 조사(inspection) 과정을 개략적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토마스크 블랭크의 조사 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 포토마스크 제조를 위한, 포토마스크 블랭크의 패터닝 공정을 개략적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 광학계 및 노광계 사이의 정렬을 설명하기 설명하기 위한 도면들이다.
도 13은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 반사형 포토마스크를 설명하기 위한 평면도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 변형될 실시예들에 따른 스테이지를 설명하기 위한 도면들이다.
Claims (11)
- 포토마스크 기판;상기 포토마스크 기판의 상부면 상에 형성된 포토마스크 패턴;상기 포토마스크 기판의 상부면 상에 형성되고, 노광 장치와 전사된 포토마스크를 정렬하기 위한 적어도 하나의 정렬 마크; 및상기 포토마스크 패턴과 수직적으로 이격되도록 상기 포토마스크 기판의 하부면에 형성되고, 상기 포토마스크 패턴 내 결함의 위치를 결정하는 적어도 하나의 기준 마크를 구비하는 반사형 포토마스크.
- 제 1 항에 있어서,상기 포토마스크 패턴은 복수의 박막들을 포함하는 다층 박막 구조이되,상기 박막들은 다층막, 캐핑막, 버퍼막, 흡수막 및 감광막 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 포토마스크.
- 제2항에 있어서,상기 박막들은 교대로 적층된 몰리브덴막들 및 실리콘막들을 포함하는 반사형 포토마스크.
- 제1항에 있어서,상기 포토마스크 패턴 및 정렬 마크는 상기 상부면의 상면에 형성되고, 상기 기준 마트는 상기 하부면의 바닥면에 형성되는 반사형 포토마스크.
- 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제1항에 있어서,정전척 효과을 통해 노광 장비에 상기 반사형 포토마스크를 고정하기 위한 도전막을 더 포함하는 반사형 포토마스크.
- 제2항에 있어서,상기 박막들은 브래그 반사체(Bragg reflector)을 형성하는 반사형 포토마스크.
- 포토마스크 기판의 하부면에 적어도 하나의 기준 마크를 형성하는 단계;상기 포토마스크 기판의 상부면에 복수의 박막들을 형성하는 단계; 및상기 박막들을 조사(inspect)하여 결함 데이터를 추출하는 단계를 포함하되,상기 결함 데이터는, 상기 기준 마크에 대한 상대 좌표로 기록되는, 상기 박막들 각각에 형성된 결함의 위치적 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 포토마스크의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 결함 데이터를 추출하는 단계는하부 광학계를 사용하여, 상기 기준 마크의 위치를 찾는 단계;상부 광학계를 사용하여, 상기 박막들 각각에 형성된 결함을 찾는 단계; 및상기 상부 광학계와 상기 하부 광학계 사이의 상대적 위치에 대한 정보를 이용하여, 상기 결함의 위치를 상기 기준 마크에 대한 상대 좌표를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 반사형 포토마스크의 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 박막들 각각에 형성된 결함을 찾는 단계 동안, 상기 상부 광학계와 상기 하부 광학계의 상대적 위치는 고정(fixed)되는 것을 특징으로 하는 반사형 포토마스크의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 제조 방법은웨이퍼로의 전사를 위한 회로 패턴들이 형성될 위치들에 대한 정보를 포함하는 포토마스크 패턴 데이터를 준비하는 단계; 및상기 박막들을 패터닝하여, 상기 포토마스크 기판의 상부면에 상기 회로 패턴들을 형성하는 단계를 더 포함하되,상기 박막들을 패터닝하는 단계는상기 포토마스크 패턴 데이터 및 상기 결함 데이터로부터, 상기 회로 패턴들과 상기 결함 사이의 중첩 최소화를 위한 결함 회피 레이아웃을 준비하는 단계; 및상기 결함 회피 레이아웃을 상기 박막들로 전사시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 포토마스크의 제조 방법.
- 제10항에 있어서,상기 박막들을 패터닝하는 단계는하부 광학계를 사용하여, 상기 기준 마크의 위치를 찾는 단계; 및패터닝 시스템을 사용하여, 상기 결함 회피 레이아웃을 상기 박막들로 전사시키는 단계를 포함하되,상기 결함 회피 레이아웃은 상기 기준 마크에 대한 상대 좌표로 규정되는 것을 특징으로 하는 반사형 포토마스크의 제조 방법.
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