KR20000042881A - 스텐실 마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노광 공정에서 사용되는 스텐실 마스크를 개시한다. 개시된 본 발명의 스텐실 마스크는 전체를 지지하는 프레임과, 상기 프레임 상에 형성되어 전자빔에 의한 스트레스가 마스크의 전면에 대하여 평형을 이루도록 하는 멤브레인, 및 투사된 전자빔을 흡수하거나 또는 반사시키기 위하여 상기 멤브레인 상에 형성되는 흡수층으로 구성되며, 상기 흡수층을 포함한 전면 상에는 외부 영향으로부터 상기 흡수층을 보호하기 위한 보호막이 형성되어 있는 스텐실 마스크로서, 상기 프레임의 하부에는 투명성이 우수한 석영 기판이 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

스텐실 마스크

본 발명은 반도체 소자의 제조 공정에 관한 것으로, 특히, 노광 공정에서 사용되는 스텐실 마스크에 관한 것이다.

반도체 기판 상에 미세 패턴을 형성하기 위한 방법으로서, 통상, 리소그라피(Lithography) 기술이 이용되고 있다. 이러한 리소그라피 기술은 식각 대상물 상에 감광막을 형성한 후에, 노광 및 현상 공정을 수행하여 감광막 패턴을 형성하고, 이어서, 감광막 패턴을 베리어로 하는 식각 공정으로 노출된 식각 대상물 부분을 식각함으로써, 요구되는 패턴을 형성하는 기술이다.

상기에서, 노광 공정은 통상 365㎚ 파장의 I-라인 노광 장비를 이용하여 수행한다. 그런데, 반도체 소자의 집적도가 향상됨에 따라, 패턴의 폭이 감소되고 있는 실정에서, 상기와 같은 노광 장비로는 고집적 반도체 소자에서 요구되는 미세 패턴을 형성할 수 없다. 따라서, 최근에는 I-라인 보다도 더 짧은 파장, 예컨데, 248㎚ KrF 노광 장비를 이용하는 Duv(Deep ultraviolet) 공정이 제안되었다.

한편, 노광 공정시에는 소위 레티클(Reticle)이라 불리는 노광 마스크를 사용되며, 이러한 노광 마스크는 통상 투명도가 우수한 석영(Quartz) 재질의 기판 상에 빛의 차단 기능을 하는 크롬(Cr) 패턴을 형성하여 제작한다.

그러나, 일반적인 노광 마스크는 248㎚ KrF 노광 장비를 이용하는 Duv 공정에서 사용할 수 없기 때문에, 이러한 노광 공정에서 사용하기 위한 다양한 노광 마스크들이 제안되고 있다.

한 예로서, 스텐실 마스크(Stencil Mask)는 비광학적 노광 공정에서 사용되는 노광 마스크로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 전체를 지지하는 프레임(Frame : 1)과, 상기 프레임(1) 상에 형성되어 전자빔에 의한 스트레스가 마스크의 전면에 대하여 평형을 이루도록 하는 멤브레인(Membrane : 2), 및 투사된 전자빔을 흡수하거나, 또는, 반사시키기 위하여 상기 멤브레인(2) 상에 형성되는 흡수층(Absorber :3)으로 구성된다. 여기서, 프레임(1)은 통상 실리콘 기판에 대한 패터닝 공정을 통해 형성하며, 멤브레인(2)은 투명도가 우수한 실리콘 산화막으로 형성하고, 흡수층(3)은 비투광성의 크롬 패턴으로 형성한다.

또한, 흡수층(3)의 재질인 크롬 패턴은 외부 영향으로부터 손상되기 쉽고, 아울러, 오염되기 쉽기 때문에, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 흡수층(3) 상에는 펠리클 마운트(Pellicle Mount)로 불리우는 보호막(4)이 더 형성된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 스텐실 마스크는, 멤브레인의 재질인 실리콘 산화막과 프레임의 재질인 실리콘 기판의 두께가 일반적인 노광 마스크에서 사용되는 석영(Quartz) 기판에 비하여 매우 얇기 때무에, 공정시에 물리적인 변형, 예컨데, 중력에 의한 휨 현상이 발생됨으로써, 노광 공정이 안정적으로 수행되지 못하는 문제점이 있다.

또한, 보호막이 형성되지 않은 스텐실 마스크의 배면쪽으로의 오염이 발생됨으로써, 안정적인 노광 공정이 이루어지지 않음은 물론 상기 스텐실 마스크의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 마스크의 배면에 투명성이 우수한 석영 기판을 더 부착시킴으로써, 마스크의 물리적인 변형을 방지함과 동시에 오염으로부터 보호할 수 있는 스텐실 마스크를 제공하는 데, 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 스텐실 마스크를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스텐실 마스크를 도시한 단면도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

11 : 프레임 12 : 멤브레인

13 : 흡수층 14 : 보호막

15 : 석영 기판 20 : 스텐실 마스크

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스텐실 마스크는, 전체를 지지하는 프레임과, 상기 프레임 상에 형성되어 전자빔에 의한 스트레스가 마스크의 전면에 대하여 평형을 이루도록 하는 멤브레인, 및 투사된 전자빔을 흡수하거나 또는 반사시키기 위하여 상기 멤브레인 상에 형성되는 흡수층으로 구성되며, 상기 흡수층을 포함한 전면 상에는 외부 영향으로부터 상기 흡수층을 보호하기 위한 보호막이 형성되어 있는 스텐실 마스크로서, 상기 프레임의 하부에는 투명성이 우수한 석영 기판이 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 종래의 스텐실 마스크의 배면에 소정 두께를 갖음과 동시에 투명도가 우수한 석영 기판을 부착시키기 때문에, 물리적인 변형은 물론 흡수층에 대한 오염을 방을 방지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스텐실 마스크를 도시한 단면도로서, 이를 참조하여 그 제조방법을 설명하도록 한다.

우선, 종래와 동일한 형태의 스텐실 마스크를 제작한다. 이러한 스텐실 마스크는, 전술한 바와 같이, 프레임(11)과, 상기 프레임(12) 상에 형성된 멤브레인(12), 및 흡수층(13)이 적층된 구조로 형성하고, 상부면에 흡수층(13)이 외부 영향으로부터 손상되는 것을 방지하기 위한 보호막(14)을 형성하여 제작한다.

이어서, 실리콘 기판으로 이루어진 프레임(11)의 소정 두께를 제거한 상태에서, 접착제(도시안됨)를 사용하여 프레임(11)의 하부에 우수한 투명도를 갖는 석영 기판(15)을 부착시켜 새로운 형태의 스텐실 마스크(20)를 완성한다.

이러한 스텐실 마스크(20)는 멤브레인(12)의 재질인 실리콘 산화막과 프레임(11)의 두께가 얇은 것에 기인하여 중력에 의한 휨 현상과 같은 물리적인 변형이 발생되는 것을 석영 기판(15)이 방지하기 때문에, 상기한 문제를 해결할 수 있게 된다.

또한, 종래의 스텐실 마스크에서는 그의 배면으로부터의 흡수층에 대한 오염이 발생되지만, 본 발명의 실시예에 따른 스텐실 마스크(20)는 석영 기판(15)이 물리적인 변형을 방지할 뿐만 아니라, 흡수층(13)의 배면을 막고 있기 때문에, 보호막(14)이 형성되지 않은 마스크의 배면으로부터의 오염도 방지할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 스텐실 마스크는 물리적인 변형 및 오염으로부터 매우 안정적이기 때문에, 이러한 스텐실 마스크를 이용하는 노광 공정에서 요구되는 미세 패턴의 형성을 용이하게 수행할 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 스텐실 마스크는 석영 기판이 마스크를 지지하는 역할을 수행함과 동시에 오염으로부터 마스크를 보호하는 보호막으로서의 기능을 하기 때문에, 매우 안정적인 노광 공정을 수행할 수 있게 된다.

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 (1)

1. 전체를 지지하는 프레임과, 상기 프레임 상에 형성되어 전자빔에 의한 스트레스가 마스크의 전면에 대하여 평형을 이루도록 하는 멤브레인, 및 투사된 전자빔을 흡수하거나 또는 반사시키기 위하여 상기 멤브레인 상에 형성되는 흡수층으로 구성되며, 상기 흡수층을 포함한 전면 상에는 외부 영향으로부터 상기 흡수층을 보호하기 위한 보호막이 형성되어 있는 스텐실 마스크로서,

   상기 프레임의 하부에는 투명성이 우수한 석영 기판이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 스텐실 마스크.