KR19980026334A - Manufacturing method of X-Ray Mask - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엑스-레이 마스크에 관한 것으로 특히, 마스크의 신뢰성을 얻도록 한 엑스-레이 마스크의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an x-ray mask, and more particularly to a method of manufacturing an x-ray mask to achieve the reliability of the mask.
이와같은 본 발명의 엑스-레이 마스크의 제조방법은 기판을 준비하는 단계; 상기 기판상에 맴브레인을 형성하는 단계; 상기 기판의 하측에 마스크 물질을 형성하고 패터닝하여 일정영역의 기판을 노출시키는 단계; 상기 맴브레인상에 제 1 절연막과 납 및 제 2 절연막을 차례로 형성하는 단계; 상기 제 2 절연막과 납을 선택적으로 제거하는 단계를 포함하여 형성함에 그 특징이 있다.Such a method of manufacturing an x-ray mask of the present invention comprises the steps of preparing a substrate; Forming a membrane on the substrate; Forming and patterning a mask material under the substrate to expose the substrate in a predetermined region; Sequentially forming a first insulating film, a lead, and a second insulating film on the membrane; And selectively removing the second insulating film and lead.
Description
본 발명은 엑스-레이 마스크에 관한 것으로 특히, 마스크의 신뢰성을 얻도록 한 엑스-레이 마스크의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an x-ray mask, and more particularly to a method of manufacturing an x-ray mask to achieve the reliability of the mask.
일반적으로 반도체 기술이 발달함에 따라 리소그래피의 기술도 많은 발전을 거듭해 왔다. 원리적으로는 접촉 인쇄술(Contact Printing), 근거리 인쇄술(Proximity Printing) 방식에서 투사 인쇄술(Projection Printing) 방식으로 더 나아가서는 위상 쉬프트(Phase Shift) 방식으로 발전해 왔다.In general, with the development of semiconductor technology, the technology of lithography has developed a lot. In principle, it has evolved from Contact Printing and Proximity Printing to Projection Printing to Phase Shift.
현재 전자선(e-beam) 리소그래피 기술이 상당히 활성화 되어 있으나 생산성(Throughput)이 작아 계속 연구용, 마스크 제작용, 주문형 반도체 제작용 등 특수 목적용으로 머무를 것으로 예상된다.Currently, e-beam lithography technology is very active, but its productivity is low, and it is expected to remain for special purposes such as research, mask making, and custom semiconductor manufacturing.
이에 반하여 엑시머 레이져나 엑스-레이를 이용한 리소그래피 기술은 미세 패턴의 형성이 가능하고, 생산성이 크다는 측면에서 차세대 리소그래피 기술로 등장하고 있으나 아직 어느 기술이 사용될지 의문이다.On the other hand, lithography techniques using excimer lasers or X-rays have emerged as next-generation lithography techniques in terms of the formation of fine patterns and high productivity, but it is still questionable which technique will be used.
먼저, 엑시머 레이저 리소그래피 기술은 근본적으로 광 리소그래피 기술의 연장 선상에 있으므로, 신기술 채택에서 오는 여러가지 문제점을 최소화할 수 있는 장점을 가지고 있으나 아직 안정되지 못한 광원과 층간 정렬도 그리고 작은 촛점심도 등이 문제로 남아 있다.First, excimer laser lithography is fundamentally an extension of optical lithography, which has the advantage of minimizing various problems resulting from the adoption of new technologies. However, problems such as unstable light source, interlayer alignment, and small depth of focus Remains.
반면 엑스-레이 리소그래피 기술은 고 분해능력과 큰 촛점심도 그리고 엑스-레이가 유기먼지에서도 사용하는 재료(예를 들어 W, Ta, TiW 등)를 스퍼터닝(Sputtering) 방식으로 엑스(X)-선 마스크(Mask)의 흡수기(Absorber)를 형성하였다.On the other hand, X-ray lithography technology uses high resolution, large depth of focus, and sputtering of materials (eg, W, Ta, TiW, etc.) that X-rays use in organic dust. An absorber of a mask was formed.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 엑스-레이 마스크의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a manufacturing method of a conventional X-ray mask will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1a - 도 1c는 종래의 엑스-레이 마스크의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a conventional X-ray mask.
먼저, 도 1a에 도시된 바와같이 실리콘 기판(11)상에 실리콘 카바이드(SiC) 막(12)을 CVD(Chemical Vapor Deposition) 방법으로 형성한다. 이어, X-선의 창을 형성하기 위한 제 1 감광막(13)을 상기 실리콘 기판(11) 하측에 도포한 후, 노광 및 현상공정으로 상기 제 1 감광막(13)을 패터닝(Pattering)한다.First, as shown in FIG. 1A, a silicon carbide (SiC) film 12 is formed on a silicon substrate 11 by a chemical vapor deposition (CVD) method. Subsequently, a first photosensitive film 13 for forming an X-ray window is applied to the lower side of the silicon substrate 11, and then the first photosensitive film 13 is patterned by an exposure and development process.
그리고 상기 패터닝된 제 1 감광막(13)을 마스크로 하여 KOH 용액에서 습식식각(Wet Etch)으로 상기 실리콘 카바이드막(12)이 노출될때 까지 상기 실리콘 기판(11)을 선택적으로 제거한다.The silicon substrate 11 is selectively removed using the patterned first photoresist layer 13 as a mask until the silicon carbide layer 12 is exposed by wet etching in a KOH solution.
도 1b에 도시된 바와 같이 상기 실리콘 카바이드막(12)상에 스퍼터닝 방식으로 ITO(Indium Tin Oxide)층(14)을 형성하고, 상기 ITO층(14)상에 스퍼터링 방식으로 X-선 흡수율이 높은 텅스텐(W)이나 탄탈(Ta)을 7000Å 두께로 증착하여 흡수층(Absorber) (15)을 형성한다.As shown in FIG. 1B, an indium tin oxide (ITO) layer 14 is formed on the silicon carbide film 12 by sputtering, and the X-ray absorptivity is reduced by sputtering on the ITO layer 14. High tungsten (W) or tantalum (Ta) is deposited to a thickness of 7000 Å to form an absorber 15.
그리고 상기 흡수층(15)상에 에칭 선택비가 높은 산화막(Al2O3)(16)을 형성하고, 상기 산화막(16)상에 제 2 감광막(17)을 도포한 후, 노광 및 현상공정으로 패터닝하고, 상기 패터닝된 제 2 감광막(17)을 마스크로 하여 상기 산화막(16)을 패터닝한다.Then, an oxide film (Al 2 O 3 ) 16 having a high etching selectivity is formed on the absorbing layer 15, the second photosensitive film 17 is coated on the oxide film 16, and then patterned by exposure and developing processes. The oxide layer 16 is patterned using the patterned second photoresist layer 17 as a mask.
도 1c에 도시된 바와같이 상기 제 2 감광막(17)을 제거하고, 상기 패터닝된 산화막(16)을 마스크로 하여 X-선 흡수층(15)을 선택적으로 제거하고, 상기 X-선 흡수층(15)의 잔류 스트레스를 완화하기 위하여 열처리를 진행한다.As shown in FIG. 1C, the second photosensitive layer 17 is removed, the X-ray absorbing layer 15 is selectively removed by using the patterned oxide layer 16 as a mask, and the X-ray absorbing layer 15 is removed. Heat treatment is performed to relieve residual stress.
그러나 이와같은 종래의 엑스-레이 마스크의 제조방법에 있어서 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the conventional method of manufacturing the X-ray mask has the following problems.
첫째, 흡수기의 재료가 깨지기 쉽기 때문에 막(Membrance)에 코팅(Coating)한 상태에서 매우 큰 크기의 스트레스(Stress)를 막에 인가하게 되었고, 상기 스트레스를 완화하기 위하여 조절하기 힘든 특정증착 조건을 필요로 하고, 또한 별도의 열처리를 진행하여야 한다.First, because the absorber material is fragile, a very large stress is applied to the membrane while the membrane is coated, and a specific deposition condition that is difficult to control is required to alleviate the stress. In addition, a separate heat treatment should be performed.
둘째, 열처리시에는 막이 변형되는 현상이 발생되어 마스크의 신뢰성을 저하시키고, 패턴(Pattern)을 왜곡시킨다.Second, during heat treatment, the film is deformed, thereby lowering the reliability of the mask and distorting the pattern.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 X-선 흡수성이 큰 물질을 흡수층으로 사용하여 마스크의 신뢰성을 향상시키고, 정확한 패턴을 형성할 수 있도록 한 엑스-레이 마스크의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems and provides a method of manufacturing an X-ray mask to improve the reliability of the mask, and to form an accurate pattern by using a material having a large X-ray absorbance as an absorption layer. Its purpose is to.
도 1a - 도 1c는 종래의 엑스-레이 마스크의 제조방법을 나타낸 공정단면도1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a conventional X-ray mask.
도 2a - 도 2c는 본 발명의 엑스-레이 마스크의 제조방법을 나타낸 공정단면도2A to 2C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the x-ray mask of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
21 : 실리콘 기판22 : 실리콘 카바이드21 silicon substrate 22 silicon carbide
23 : 제 1 감광막24 : ITO 막23: first photosensitive film 24: ITO film
25 : X-선 흡수층26 : 산화막25: X-ray absorbing layer 26: oxide film
27 : 제 2 감광막27: second photosensitive film
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엑스-레이 마스크의 제조방법은 기판을 준비하는 단계; 상기 기판상에 맴브레인을 형성하는 단계; 상기 기판의 하측에 마스크 물질을 형성하고 패터닝하여 일정영역의 기판을 노출시키는 단계; 상기 맴브레인상에 제 1 절연막과 납 및 제 2 절연막을 차례로 형성하는 단계; 상기 제 2 절연막과 납을 선택적으로 제거하는 단계를 포함하여 형성함을 특징으로 한다.Method of manufacturing an x-ray mask of the present invention for achieving the above object comprises the steps of preparing a substrate; Forming a membrane on the substrate; Forming and patterning a mask material under the substrate to expose the substrate in a predetermined region; Sequentially forming a first insulating film, a lead, and a second insulating film on the membrane; And selectively removing the second insulating film and lead.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 엑스-레이 마스크의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing the x-ray mask of the present invention with reference to the accompanying drawings in detail as follows.
도 2a - 도 2c는 본 발명의 엑스-레이 마스크의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.2A to 2C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the X-ray mask of the present invention.
먼저, 도 2a에 도시된 바와같이 실리콘 기판(21)상에 실리콘 카바이드(SiC) 막(22)을 CVD(Chemical Vapor Deposition) 방법으로 형성한다. 이어, X 선의 창을 형성하기 위한 제 1 감광막(23)을 상기 실리콘 기판(21)하측에 도포한 후, 노광 및 현상공정으로 상기 제 1 감광막(23)을 패터닝(Pasttering)한다.First, as shown in FIG. 2A, a silicon carbide (SiC) film 22 is formed on the silicon substrate 21 by a chemical vapor deposition (CVD) method. Subsequently, a first photosensitive film 23 for forming an X-ray window is applied to the lower side of the silicon substrate 21, and then the first photosensitive film 23 is patterned by an exposure and development process.
그리고 상기 패터닝된 제 1 감광막(23)을 마스크로 하여 KOH 용액에서 습식 식각(Wet Etch)으로 상기 실리콘 카바이드막(22)이 노출될때 까지 상기 실리콘 기판(21)을 선택적으로 제거한다.The silicon substrate 21 is selectively removed using the patterned first photoresist layer 23 as a mask until the silicon carbide layer 22 is exposed by wet etching in a KOH solution.
도 2b에 도시된 바와 같이 상기 실리콘 카바이드막(22)상에 스퍼터닝 방식으로 ITO(Indium Tin Oxide)층(24)을 형성하고, 상기 ITO층(24)상에 스퍼터닝 방식으로 X-선 흡수율이 높은 납(Pb)을 4000Å 두께로 증착하여 X-선 흡수층(Absorber)(25)를 형성한다.As shown in FIG. 2B, an indium tin oxide (ITO) layer 24 is formed on the silicon carbide film 22 by sputtering, and an X-ray absorptivity is sputtered on the ITO layer 24. This high lead (Pb) is deposited to a thickness of 4000 Å to form an X-ray absorber 25.
여기서 상기 ITO층(24)은 이후에 형성되는 흡수층(25)의 패턴을 형성할 때 에칭 스톱퍼(Etching Stopper)로 쓰이고, 동시에 X-선의 안티-리프레이션(Anti-Reflection) 층으로 사용된다.Here, the ITO layer 24 is used as an etching stopper when forming a pattern of the absorbing layer 25 to be formed later, and at the same time, it is used as an anti-reflection layer of X-rays.
그리고 상기 X-선 흡수층(25)상에 에칭 선택비가 높은 하드 마스크(Hard Mask)용 산화막(예를 들어 Al2O3, SiO2등)(26)을 형성하고, 상기 산화막(26)상에 제 2 감광막(27)을 도포한 후, 일렉트론 비임 리소그래피(e-beam Lithography) 기술을 이용하여 소정의 형태로 패터닝하고, 상기 패터닝된 제 2 감광막(27)을 마스크로 하여 상기 산화막(26)을 패터닝한다.An oxide film (for example, Al 2 O 3 , SiO 2, etc.) 26 for a hard mask having a high etching selectivity is formed on the X-ray absorption layer 25, and on the oxide film 26. After applying the second photoresist layer 27, patterning is performed in a predetermined form by using an electron beam lithography technique, and the oxide layer 26 is formed using the patterned second photoresist layer 27 as a mask. Pattern.
도 2c에 도시된 바와 같이 상기 제 2 감광막(27)을 제거하고, 상기 패터닝된 산화막(26)을 마스크로 하여 X-선 흡수층(25)을 선택적으로 제거하여 본 발명의 엑스-레이 마스크를 형성한다.As shown in FIG. 2C, the second photoresist layer 27 is removed, and the X-ray absorption layer 25 is selectively removed using the patterned oxide layer 26 as a mask to form an X-ray mask of the present invention. do.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명의 엑스-레이 마스크의 제조방법에 있어서 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the method of manufacturing the x-ray mask of the present invention has the following effects.
첫째, X-선 흡수성이 좋은 납(Pb)을 흡수층으로 사용하기 때문에 흡수층의 두께를 낮출 수 있다.First, since the lead (Pb) having good X-ray absorption is used as the absorbing layer, the thickness of the absorbing layer can be reduced.
둘째, 흡수층이 깨지지 않으므로써 흡수층 형성후 막에 스트레스(Stress)를 주지 않기 때문에 투과성이 좋아 미세한 패턴을 형성할 수 있다.Second, since the absorbent layer is not broken, stress is not applied to the film after forming the absorbent layer, so that a fine pattern can be formed.
셋째, 스트레스를 완화하기 위하여 열처리 공정을 하지 않기 때문에 공정이 간소하다.Third, the process is simple because no heat treatment is performed to relieve stress.
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