KR20000042875A - 셀 투사 마스크 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 셀 투사 마스크의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 공정을 단순화시킴과 동시에 공정 시간을 단축시킬 수 있는 셀 투사 마스크 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 셀 투사 마스크의 제조방법은, 실리콘 기판의 전면 상에 산화막을 형성하는 단계; 상기 산화막을 패터닝하여 상기 실리콘 기판의 소정 부분들을 노출시키는 산화막 패턴을 형성하는 단계; 상기 산화막 패턴을 포함하는 실리콘 기판의 전면 상에 흡수층을 형성하기 위한 소정의 금속막을 증착하고, 상기 산화막 패턴을 연마정지층으로하여 상기 금속막을 연마하는 단계; 상기 산화막 패턴이 노출될 때까지, 상기 실리콘 기판의 후면 중심부를 식각하는 단계; 및 상기 산화막 패턴을 제거하는 단계를 포함하여 이루어진다.
Description
본 발명은 셀 투사 마스크의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 공정을 단순화시키고, 공정 시간을 단축시킬 수 있는 셀 투사 마스크 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
셀 투사 마스크(Cell Projection Mask)는 비-광학적 리소그라피(Non-Optical Lithography) 공정에서 사용되는 패터닝용 마스크이다. 이러한 셀 투사 마스크는 전체를 지지하는 프레임(Frame)과, 상기 프레임 상에 형성되어 전자빔에 의한 스트레스가 셀 투사 마스크의 전면에 대하여 평형을 이루도록 하는 멤브레인(Membrane), 및 투사된 전자빔을 흡수하거나, 또는, 반사시키도록 상기 멤브레인의 전면 상에 형성된 흡수층(Absorber)으로 구성된다.
상기한 구조의 셀 투사 마스크를 제작하기 위하여, 종래에는 실리콘 온 인슐레이터(Silicon On Insulator : 이하, SOI) 웨이퍼가 사용되었다. SOI 웨이퍼는 전체를 지지하는 실리콘 기판 상에 절연 역할을 수행하는 매몰산화막이 형성되고, 그 위에 실리콘층이 형성된 구조이다.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 셀 투사 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 실리콘 기판(1) 상에 매몰산화막(2) 및 실리콘층(3)이 적층된 SOI 웨이퍼가 마련된다.
도 1b를 참조하면, 상기 SOI 웨이퍼의 실리콘층(3) 상에 식각 마스크로 사용하기 위한 산화막이 형성되고, 상기 산화막에 대한 사진식각 공정이 수행되어 산화막 패턴(4)이 형성된다. 여기서, 산화막은 하드 마스크이다. 그런 다음, 산화막 패턴(4)을 식각 마스크로 하는 건식 식각 공정에 의해 실리콘층(3)이 식각되고, 이어서, 후속 공정인 후면 식각시에 실리콘층(3)이 손상되는 것을 보하기 위하여 SOI 웨이퍼의 전 표면에 실리콘질화막(5)이 형성된다.
도 1c를 참조하면, 후면 식각 공정에 의해 SOI 웨이퍼의 후면, 즉, 실리콘 기판(1)의 후면에 형성된 실리콘질화막 부분이 식각되고, 이어서, 잔류된 실리콘질화막을 식각 마스크로 하는 후면 식각 공정에 의해 상기 실리콘 기판(1)은 패터닝된다. 이후, 식각 공정을 통해 실리콘질화막 및 산화막 패턴이 제거되어 셀 투사 마스크(10)가 제작·완료된다.
상기에서, 실리콘 기판에 대한 식각 공정과, 실리콘질화막 및 산화막 패턴을 제거하기 위한 식각 공정은 습식 식각 공정으로 수행된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 셀 투사 마스크의 제조방법은, 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.
첫째로, 실리콘층이 흡수층의 역할을 제대로 수행할 수 있도록 하기 위해서는 상기 흡수층이 10㎛ 이상의 두께를 갖도록 해야하는데, 이 경우, 10㎛ 이상의 두께를 갖는 실리콘층에 대한 식각 공정이 매우 어려운 문제점이 있고, 아울러, 그 식각 공정에 요구되는 공정 식간도 많이 소요된다.
둘째로, 실리콘층을 식각하기 위한 식각 마스크로 사용되는 산화막은 그 식각 특성을 고려하여 20,000Å 정도로 증착해야 하기 때문에, 이 증착 공정에 요구되는 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.
셋째로, 후면 식각 공정시에 SOI 웨이퍼의 전면이 손상되는 것을 방지하기 위하여 실리콘질화막을 형성하고, 이를 패터닝하며, 이후, 이를 제거하는 공정이 실시되기 때문에, 전체적인 제조 공정이 복잡하다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 전체적인 공정을 간소화시킴과 동시에, 소요되는 공정 시간을 감소시킬 수 있는 셀 투사 마스크 및 그의 제조방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.
도 1a 내지 도1c는 종래 기술에 따른 셀 투사 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 셀 투사 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
11 : 실리콘 기판 12 : 산화막
12a : 산화막 패턴 13 : 텅스텐막
13a : 흡수층 14 : 식각 마스크 패턴
20 : 셀 투사 마스크
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 셀 투사 마스크의 제조방법, 실리콘 기판의 전면 상에 산화막을 형성하는 단계; 상기 산화막을 패터닝하여 상기 실리콘 기판의 소정 부분들을 노출시키는 산화막 패턴을 형성하는 단계; 상기 산화막 패턴을 포함하는 실리콘 기판의 전면 상에 흡수층을 형성하기 위한 소정의 금속막을 증착하고, 상기 산화막 패턴을 연마정지층으로하여 상기 금속막을 연마하는 단계; 상기 산화막 패턴이 노출될 때까지, 상기 실리콘 기판의 후면 중심부를 식각하는 단계; 및 상기 산화막 패턴을 제거하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 셀 투사 마스크는, 실리콘 기판의 전면 상에 산화막이 형성되고, 상기 산화막은 상기 실리콘 기판의 소정 부분들을 노출시키도록 패터닝되며, 상기 패터닝된 산화막을 포함하는 실리콘 기판의 전면 상에는 소정의 금속막이 증착되고, 상기 금속막은 상기 산화막이 노출될 때까지 연마되며, 상기 실리콘 기판은 그의 후면 중심부가 금속막이 노출될 때까지 식각되며, 잔류된 산화막은 제거되는 것을 포함하여 제조된다.
본 발명에 따르면, 흡수층으로서 빔의 흡수 또는 반사 능력이 우수한 텅스텐막 또는 텅스텐 실리사이드막를 사용하고, 아울러, 다마신(Damascene) 공정을 이용하여 상기 텅스텐 또는 텅스텐 실리사이드를 패터닝함으로써, 보다 간단하게 흡수층을 형성할 수 있다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 셀 투사 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 2a를 참조하면, 실리콘 기판(11)이 마련되고, 상기 실리콘 기판(11)의 전면 상에 5,000 내지 20,000Å 두께로 산화막(12)이 형성된다. 여기서, 산화막(12)은 중온 산화막(Middle Temperature Oxide), PETEOS 산화막, 또는, BPSG막 중에서 선택되는 하나의 막이다.
도 2b를 참조하면, 산화막에 대한 사진식각 공정이 수행되어 실리콘 기판(11) 상에 그의 소정 부분들을 노출시키는 산화막 패턴(12a)이 형성된다. 여기서, 산화막 패턴(12a)은 최종적으로 얻고자하는 흡수층의 형태와 반대의 형태를 갖도록 형성된다.
이어서, 산화막 패턴(12a)을 포함한 실리콘 기판(11)의 전면 상에 흡수층을 형성하기 위한 금속막, 예컨데, 텅스텐막(13)이 증착되고, 상기 산화막 패턴(12a)을 연마 정지층으로 하는 화학적기계연마(Chemical Mechanical Polishing : 이하, CMP) 공정에 의해 상기 텅스텐막(13)은 연마된다. 여기서, 텅스텐막(13) 대신에 텅스텐 실리사이드막, 티타늄막, 티타늄 실리사이드막, 알루미늄막, 구리막, 또는, 탄탈륨막 중에서 선택되는 하나의 금속막을 사용하는 것도 가능하다.
도 2c를 참조하면, 실리콘 기판(11)의 후면 상에 그의 후면 중심부를 노출시키는 식각 마스크 패턴(14), 예컨데, 포토레지스트 패턴 또는 산화막 패턴이 형성되고, 실리콘 기판에 대한 후면 식각 공정이 수행되어 노출된 실리콘 기판(11)의 후면 중심부가 제거된다. 여기서, 실리콘 기판(11)에 대한 후면 식각 공정은 습식 식각으로 수행된다.
도 2d를 참조하면, 실리콘 기판에 대한 후면 식각 공정을 수행된 후에, 연속적으로, 산화막이 식각되고, 아울러, 식각 마스크 패턴이 제거되어 실리콘 기판(11) 상에 흡수층으로서 텅스텐막 패턴(13a)이 형성된 셀 투사 마스크(20)가 완성된다.
이상에서와 같이, 본 발명은 흡수층의 재질로서 빔의 흡수 또는 반사 능력이 우수한 텅스텐막 또는 텅스텐 실리사이드막를 사용하고, 그 패턴을 형성함에 있어서는 다마신 공정을 이용하기 때문에, 매우 간단하게 셀 투사 마스크를 제조할 수 있다.
이에 따라, 전체적인 제조 공정을 간단하게 할 수 있고, 아울러, 공정 시간을 단축시킬 수 있으며, 특히, 공정의 신뢰성을 확보할 수 있다.
한편, 여기에서는 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하고 도시하였지만, 당업자에 의하여 이에 대한 수정과 변형을 할 수 있다. 따라서, 이하, 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 사상과 범위에 속하는 한 모든 수정과 변형을 포함하는 것으로 이해할 수 있다.
Claims (6)
- 실리콘 기판의 전면 상에 산화막을 형성하는 단계;상기 산화막을 패터닝하여 상기 실리콘 기판의 소정 부분들을 노출시키는 산화막 패턴을 형성하는 단계;상기 산화막 패턴을 포함하는 실리콘 기판의 전면 상에 흡수층을 형성하기 위한 소정의 금속막을 증착하고, 상기 산화막 패턴을 연마정지층으로하여 상기 금속막을 연마하는 단계;상기 산화막 패턴이 노출될 때까지, 상기 실리콘 기판의 후면 중심부를 식각하는 단계; 및상기 산화막 패턴을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀 투사 마스크의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 산화막은 5,000 내지 20,000Å 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 셀 투사 마스크의 제조방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 산화막은 중온 산화막, PETEOS 산화막 또는 BPSG막 중에서 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 셀 투사 마스크의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 금속막은 텅스텐, 텅스텐 실리사이드막, 티타늄막, 티타늄 실리사이드막, 알루미늄막, 구리막, 또는, 탄탈륨막 중에서 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 셀 투사 마스크의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 실리콘 기판 및 산화막 패턴의 식각은 연속적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 셀 투사 마스크의 제조방법.
- 실리콘 기판의 전면 상에 산화막이 형성되고, 상기 산화막은 상기 실리콘 기판의 소정 부분들을 노출시키도록 패터닝되며, 상기 패터닝된 산화막을 포함하는 실리콘 기판의 전면 상에는 소정의 금속막이 증착되고, 상기 금속막은 상기 산화막이 노출될 때까지 연마되며, 상기 실리콘 기판은 그의 후면 중심부가 금속막이 노출될 때까지 식각되며, 잔류된 산화막은 제거되는 것을 포함하여 제조된 셀 투사 마스크.
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1998
- 1998-12-28 KR KR10-1998-0059167A patent/KR100443526B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR100472012B1 (ko) * | 2001-12-17 | 2005-03-08 | 조수제 | 섀도우 마스크 및 그 제조 방법 |
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