KR20000039635A

KR20000039635A - Method for correcting defects of photomask

Info

Publication number: KR20000039635A
Application number: KR1019980055034A
Authority: KR
Inventors: 신인균; 전찬욱
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-12-15
Filing date: 1998-12-15
Publication date: 2000-07-05
Also published as: KR100585057B1

Abstract

PURPOSE: A method for correcting defects of a photomask is provided to generate no riverbed on the substrate of the photomask after correcting defects. CONSTITUTION: A mask for correcting defects of a photomask comprises forming a blocking layer(30) of carbon on a pattern(20) around opaque defects(24) and removing the opaque defects(24) by applying laser to the region larger than the defects(24), wherein the region covers all defects(24). The blocking layer(30) is formed by a focused ion beam.

Description

How to fix defects in the photomask

본 발명은 반도체 제조 방법에 관한 것으로, 특히 포토마스크의 결함 수정 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing method, and more particularly, to a defect correction method of a photomask.

일반적으로 반도체 장치의 각종 패턴은 포토리소그래피 (photolithography) 기술에 의하여 형성된다는 것은 널리 알려져 있다. 상기 포토리소그래피 기술에 의하면, 반도체 웨이퍼상의 절연막이나 도전막 등 패턴을 형성하여야 할 막 위에 X선이나 레이저, 자외선 등과 같은 광선의 조사에 의해 용해도가 변화하는 감광막을 형성하고, 이 감광막의 소정 부위를 마스크를 이용하여 노광시킨 후, 현상액에 대하여 용해도가 큰 부분을 제거하여 감광막 패턴을 형성하고, 상기 패턴을 형성하여야 할 막의 노출된 부분을 에칭에 의해 제거하여 배선이나 전극 등 각종 패턴을 형성한다.In general, it is widely known that various patterns of semiconductor devices are formed by photolithography techniques. According to the photolithography technique, a photoresist film having a change in solubility is formed on the film on which a pattern such as an insulating film or a conductive film on a semiconductor wafer is to be formed by irradiation with light such as X-rays, lasers, ultraviolet rays, and the like. After exposure using a mask, a portion having a high solubility is removed from the developer to form a photosensitive film pattern, and an exposed portion of the film to be formed is removed by etching to form various patterns such as wiring and electrodes.

그러나, 반도체 장치가 날로 고집적화되어 가면서 포토마스크 상에서의 마스크 패턴 형성도 어려워지고 있으며, 포토마스크 패턴의 형성시 포토마스크 상에서 발생하는 결함 수정도 어려워지고 있다. 실제로 수 마이크로미터(㎛)의 선폭을 가지는 소자에서는 마스크 기판 상에 수백 나노미터(㎚) 정도의 결함은 무시가 가능하고 또 수정을 통하여 불가피하게 생겨나는 손상 역시 별반 문제시 되지 않았다. 그러나 마이크로미터 이하의 선폭을 가지는 소자에서는 무시가 가능한 결함의 크기가 수십 나노미터도 되지 않으며 그에 따라 마스크 기판 상의 결함은 정교한 수정을 하여야 한다.However, as semiconductor devices are increasingly integrated, mask patterns on photomasks are also difficult to be formed, and defects occurring on photomasks when photomask patterns are formed are also difficult. In fact, in a device having a line width of several micrometers (μm), defects of several hundred nanometers (nm) on the mask substrate can be ignored, and damage inevitably caused by modification is not a problem. However, in devices with line widths less than micrometers, the negligible defect size is not even tens of nanometers, so the defects on the mask substrate must be precisely modified.

포토마스크 패턴의 형성시 포토마스크 상에서 자주 발생하는 결함의 종류중 하나가 오페이크(opaque)형 결함이다. 오페이크형 결함은 포토마스크상의 크롬(Cr) 막이 없어야 할 곳에 존재함으로써 생기는 결함을 말하는 것이다. 이와 같은 오페이크형 결함은 자신을 투과하는 빛이 180°의 위상차를 가지게 되므로 원래의 패턴으로 투과하는 빛과 상쇄 간섭을 일으킨다. 이와 같은 결함이 있는 경우에는 인텐시티(intensity)의 저하를 초래하고, 따라서 그 결함 부분이 패터닝되지 않는 경우가 있다.One of the types of defects frequently occurring on the photomask in forming the photomask pattern is an opaque defect. The off fake type defect refers to a defect caused by being present where there should be no chromium (Cr) film on the photomask. Such an off-fake type defect has a phase difference of 180 °, and thus causes destructive interference with light transmitted through the original pattern. In the case of such a defect, there is a case that the intensity is lowered, so that the defective portion may not be patterned.

오페이크형 결함을 수정하기 위하여 현재 사용되고 있는 방법으로는 레이저 또는 이온 빔을 이용하여 에칭하는 방법이 있다.Currently used methods for correcting the misaligned defects include etching using a laser or ion beam.

그 중, 레이저를 이용한 결함 수정 방법은 마스크 기판의 손상을 최소화할 수 있기 때문에 현재까지는 가장 이상적인 방법으로 여겨 왔으나, 현재의 설비 수준으로는 배율상의 문제로 인하여 미소한 패턴의 경우에는 결함을 수정하는 것이 불가능하다.Among them, the laser defect correction method has been considered the most ideal method until now because it can minimize the damage of the mask substrate, but at the current equipment level, defects are corrected in the case of minute patterns due to the problem of magnification. It is impossible.

또한, 이온 빔을 이용하는 방법은 이미지에 있어서의 문제는 없으나, 이온을 이용한 에칭시, 마스크 기판상의 결함을 확실하게 제거하기 위하여 필수적으로 행하여지는 오버에칭 단계에서 결함 영역의 에지 부분에서 마스크 기판의 표면이 심하게 패여서 나타나는 소위 리버베드(riverbed)가 발생되는 문제가 있다. 결함 수정 후 리버베드와 같은 손상 부분이 발생되면, 후속 과정으로서 반도체 기판에 포토마스크를 이용하여 노광을 행할 때 상기 손상 부분을 투과하는 빛이 산란, 굴절되거나 차단되는 등 치명적인 결함이 나타난다.In addition, the method using the ion beam has no problem in the image, but when etching with ions, the surface of the mask substrate at the edge portion of the defect region in the overetching step is essentially performed to surely remove the defect on the mask substrate. There is a problem in which so-called riverbeds appear that are severely dug up. If a damaged portion such as a river bed is generated after the defect is corrected, a fatal defect such as scattering, refracting, or blocking of light passing through the damaged portion occurs when the semiconductor substrate is exposed to the semiconductor substrate using a photomask.

본 발명의 목적은 결함 부분을 수정한 후에 마스크 기판상에 리버베드를 발생시키지 않는 포토마스크의 결함 수정 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for correcting a defect of a photomask which does not generate a riverbed on a mask substrate after correcting the defect portion.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토마스크의 결함 수정 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다.1 to 4 are cross-sectional views according to a process sequence to explain a defect correction method of a photomask according to a preferred embodiment of the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 : 포토마스크 기판, 20 : 패턴10: photomask substrate, 20: pattern

24 : 오페이크형 결함, 30 : 블로킹층24: off-fake defect, 30: blocking layer

30a : 블로킹 잔류층30a: blocking residual layer

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 포토마스크 기판상에서 투광 영역을 한정하는 패턴 근방에 상기 투광 영역을 일부 가리도록 형성된 오페이크형 결함을 수정하는 방법에 있어서, 상기 오페이크형 결함 주위의 상기 패턴상에 카본(carbon)으로 이루어지는 블로킹(blocking)층을 형성하는 단계와, 상기 오페이크형 결함을 충분히 포함할 수 있도록 상기 오페이크형 결함보다 더 큰 범위에 대하여 레이저를 조사하여 상기 오페이크형 결함을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 결함 수정 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a method for correcting the misaligned defect formed in the vicinity of the pattern defining the transmissive region on the photomask substrate to partially cover the transmissive region, wherein the pattern around the off fake defect Forming a blocking layer made of carbon on the laser, and irradiating a laser to a larger range than the off-fail defect so as to sufficiently include the off-fail defect; It provides a defect correction method of a photomask comprising the step of removing.

상기 패턴은 크롬으로 이루어진다.The pattern is made of chromium.

상기 블로킹층을 형성하는 단계는 상기 오페이크형 결함 주위의 상기 패턴상에 FIB(Focused Ion Beam)을 사용하여 카본을 발사하는 단계를 포함한다.Forming the blocking layer includes firing carbon using a focused ion beam (FIB) on the pattern around the off-facing defect.

본 발명에 따른 포토마스크의 결함 수정 방법에 의하면, 포토마스크상에 존재하는 오페이크형 결함을 마스크 기판상에 리버베드를 전혀 발생시키지 않고 효과적으로 수정할 수 있다.According to the defect correction method of the photomask according to the present invention, the misaligned defects present on the photomask can be effectively corrected without generating any riverbed on the mask substrate.

다음에, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Next, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 투명한 포토마스크 기판(10)상에 투광 영역을 한정하기 위한 패턴(20), 예를 들면 크롬 패턴과, 상기 패턴(20) 근방에서 상기 투광 영역을 일부 가리는 오페이크형 결함(24)이 형성되어 있는 상태를 나타낸 도면이다.FIG. 1 shows a pattern 20 for defining a transmissive region on a transparent photomask substrate 10, for example a chrome pattern, and an off-facing defect 24 that partially covers the transmissive region in the vicinity of the pattern 20. It is a figure which shows the state in which it was formed.

상기 오페이크형 결함(24)을 제거하기 위하여, 먼저 도 2에 도시한 바와 같이 상기 오페이크형 결함(24) 주위의 패턴(10)상에 FIB(Focused Ion Beam)을 이용하여 카본(carbon)을 발사하여 상기 오페이크형 결함(24) 주위에 소정의 두께를 가지는 블로킹(blocking)층(30)을 형성한다.In order to remove the off-fake defect 24, first, carbon (Focused Ion Beam) is used on the pattern 10 around the off-fake defect 24 as shown in FIG. Is fired to form a blocking layer 30 having a predetermined thickness around the off-fake type defect 24.

상기 블로킹층(30)의 두께는 후속 공정에서 사용될 레이저의 파워에 의하여 상기 패턴(20)이 손상받는 것을 방지할 수 있을 정도의 두께이면 충분하다. 예를 들면, 상기 블로킹층(30)의 두께를 약 2,000Å으로 한다.The thickness of the blocking layer 30 is sufficient to prevent the pattern 20 from being damaged by the power of the laser to be used in a subsequent process. For example, the thickness of the blocking layer 30 is about 2,000 kPa.

또한, 상기 오페이크형 결함(24)의 주위에서 카본이 발사되는 범위, 즉 상기 블로킹층(30)의 범위는 후속 공정에서 이용되는 레이저 시스템에서 결함 수정시 사용될 배율을 고려하여 결함 수정 마크 사이즈를 만족할 수 있을 정도의 범위를 가지도록 설정하면 된다.In addition, the range in which carbon is emitted around the off-fake type defect 24, that is, the range of the blocking layer 30, is used to determine the defect correction mark size in consideration of the magnification to be used for defect correction in a laser system used in a subsequent process. You can set it to have a range that is satisfactory.

상기 블로킹층(30)을 형성한 후, 레이저 시스템을 이용하여 상기 오페이크형 결함(24)을 수정한다. 이 때, 도 3에 A로 표시한 바와 같이 상기 오페이크형 결함(30)을 완전히 포함시킬 수 있도록 상기 오페이크형 결함(30)보다 큰 범위에 해당하는 충분한 범위에 대하여 레이저 시스템을 사용하여 에칭을 행한다.After the blocking layer 30 is formed, the off-fake type defect 24 is corrected using a laser system. At this time, as indicated by A in FIG. 3, the laser system is etched in a sufficient range corresponding to a range larger than the misaligned defect 30 so as to completely include the misaligned defect 30. Is done.

그 결과, 상기 패턴(20)상에는 블로킹층(30)이 형성되어 있으므로, 레이저 시스템을 이용하여 결함을 수정할 때 레이저 시스템에서 레이저 발사 범위를 조절하는 정확도가 다소 떨어지더라도, 도 4에서와 같이 상기 오페이크형 결함(24)이 완전히 제거된 후 상기 블로킹층(30)에 의하여 상기 패턴(20)을 레이저 에너지로부터 보호할 수 있으며, 상기 마스크 기판(10)상에 리버베드는 발생되지 않는다.As a result, since the blocking layer 30 is formed on the pattern 20, even if the accuracy of adjusting the laser firing range in the laser system is slightly reduced when the defect is corrected using the laser system, as shown in FIG. After the fake type defect 24 is completely removed, the blocking layer 30 may protect the pattern 20 from laser energy, and no riverbed is generated on the mask substrate 10.

또한, 상기 마스크 기판(10)상에서 투광 영역을 한정하는 상기 패턴(20) 위에는 레이저가 조사된 범위 내에 일정량의 카본으로 이루어지는 블로킹 잔류층(30a)이 존재하게 되고, 이는 원하는 패턴을 형성하는 데에는 아무런 문제도 야기하지 않는다.In addition, a blocking residual layer 30a made of a certain amount of carbon is present on the pattern 20 defining the light-transmitting region on the mask substrate 10, which is not necessary to form a desired pattern. It does not cause any problems.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 크롬 패턴 위에 형성된 블로킹층에 의하여 크롬 패턴을 보호하면서 오페이크형 결함을 레이저 시스템을 이용하여 수정함으로써, 마스크 기판상에 리버베드를 발생시키지 않고 오페이크형 결함을 깨끗이 제거할 수 있으며, 크롬 패턴상에 블로킹층이 잔류하더라도 원하는 패턴을 형성할 수 있다.As described above, according to the present invention, by fixing the opaque defects using a laser system while protecting the chromium pattern by the blocking layer formed on the chromium pattern, the opaque defects are cleared without generating a river bed on the mask substrate. It can be removed and a desired pattern can be formed even if a blocking layer remains on the chromium pattern.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.The present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. Do.

Claims

In the method for correcting the misaligned defect formed in the vicinity of the pattern defining the light transmitting area on the photomask substrate to partially cover the light transmitting area,

Forming a blocking layer of carbon on the pattern around the off-fake defect;

And irradiating a laser to a larger range than the off fake defect so as to sufficiently include the off fake defect, and removing the off fake defect.

The method of claim 1, wherein the pattern is made of chromium.

2. The defect of claim 1, wherein forming the blocking layer comprises firing carbon using a focused ion beam (FIB) on the pattern around the off-facing defect. How to fix.