KR20020018949A - 마스크 부재의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
<과제> 마스크에 설치된 애퍼처 형상을 손상시키지 않는 마스크 제조방법을 제공한다.
<해결수단> 제 1층(102), 제 2층(104), 및 제 3층(106)이 적층된 기판(110)을 이용하여 마스크를 제조하는 방법에서, 제 1층(102)에 애퍼처인 소망의 개구부(130)를 형성하는 공정과, 제 2층(104)에서 제 3층(106)이 접촉하는 면이 노출되지 않도록, 제 3층(106)에서 적어도 개구부(130)가 설치된 영역을 습식 에칭하는 공정과, 제 2층(104)에서 제 3층(106)이 접촉하는 면이 노출되도록, 제 3층(106)에서 적어도 개구부(130)가 설치된 영역을 건식에칭하는 공정과, 제 2층(104)의 노출된 영역을 제거하는 공정을 구비한 마스크 제조방법. 기판(110)은 SOI 웨이퍼인 것이 바람직하다.
Description
본 발명은 마스크 부재의 제조방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 멤브레인 구조를 갖는 마스크 부재의 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 제 1막(202), 제 2막(204), 및 제 3막(206)을 가진 기판을 사용한 마스크 부재의 제조방법의 도중공정을 나타낸다. 도 1(a)는 소정의 공정 후, 제 1막(202)에 소정의 개구부를 형성한 상태를 나타낸다. 도 1(b)는 제 3막(206)을 습식 에칭하여 마스크 부재를 멤브레인화하는 공정을 나타낸다. 제 2막(204)를 에칭 스톱퍼로서, 제 3막(206)을 습식에칭함으로써 마스크 부재를 멤브레인화한다
그러나, 종래의 마스크 부재의 제조방법은, 제 2막(204)이 굉장히 얇아서, 도 1(b)에 나타낸 것처럼, 제 3막(206)을 습식에칭하고 마스크 부재를 멤브레인화하는 공정에서, 해당 습식에칭의 에칭용액의 수압에 의해 제 2막 (204)이 파괴되고 마는 문제점이 발생한다. 그리고, 제 2막(204)의 파괴된 영역에서 해당 에칭용액이 흘러 들어와 제 1막(202)을 침식하고, 도 1(c)에 나타낸 것처럼, 개구부(210) 형상을 손상시키는 문제가 발생하였다. 특히 개구부(210)가 크면 클수록 그 영향이 현저하다.
이에 본 발명은, 상기 과제를 해결할 수 있는 마스크 부재의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 목적은 특허청구범위에서 독립항에 기재된 특징의 조합에 의해 달성된다. 또 종속항은 본 발명의 더욱 더 유리한 구체예를 규정한다.
즉, 본 발명의 제 1형태에 의하면, 제 1층, 제 2층 및 제 3층이 적층된 기판을 사용한 마스크 부재의 제조방법으로서, 제 2층에서의 제 1층이 접촉하는 면이 노출되도록 제 1층에 소망의 개구부를 형성하는 공정과, 제 2층에서의 제 3층이 접촉하는 면이 노출되지 않도록, 제 3층에서의 적어도 개구부가 설치된 영역을 습식에칭하는 공정과, 제 2층에서의 제 3층이 접촉하는 면이 노출되도록 제 3층에서의 적어도 개구부가 설치된 영역을 건식에칭하는 공정과, 제 2층의 노출된 영역을 제거하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 마스크 부재의 제조방법을 제공한다.
또한, 습식에칭하는 공정은, 제 1층이 습식에칭에 사용되는 에칭용액에 접촉하지 않도록 제 3층에서의 개구부가 설치된 영역을 습식에칭하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 또, 제 3층에서의 개구부가 설치된 영역 이외의 영역의 일부 또는 전부에 에칭 마스크를 형성하는 공정을 더욱 구비하고, 습식에칭하는 공정은, 에칭 마스크를 마스크로 하여 개구부가 설치된 영역을 습식에칭하는 공정을 포함하고, 건식에칭하는 공정은, 제 2층에서의 제 3층이 접촉하는 면이 노출되도록 개구부가 설치된 영역에서의 제 3층을 건식에칭하고, 에칭 마스크가 설치된 영역에서는 에칭 마스크를 제거하도록 건식에칭해도 좋다.
또한, 상기 발명의 개요는 본 발명의 필요한 특징 전부를 열거한 것이 아니고, 이들 특징군의 서브 콤비네이션도 또한 발명이 될 수 있다.
도 1은, 제 1막(202), 제 2막(204), 및 제 3막(206)을 갖는 기판을 사용한 마스크 부재 제조방법의 도중 공정을 나타낸다.
도 2는, 본 발명의 일 실시형태에 관한 마스크 제조방법을 나타낸다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100ㆍㆍ마스크 부재, 102ㆍㆍ제 1층, 104ㆍㆍ제 2층,
106ㆍㆍ제 3층, 110ㆍㆍ기판, 112 ㆍㆍ제 1보호막,
114ㆍㆍ제 2보호막, 116ㆍㆍ제 3보호막, 130 ㆍㆍ개구부,
132ㆍㆍ제 1레지스트 패턴, 134ㆍㆍ제 2레지스트 패턴,
150ㆍㆍ도전성 보호막, 202ㆍㆍ제 1막, 204ㆍㆍ제 2막,
206ㆍㆍ제 3막, 210ㆍㆍ개구부
이하, 발명의 실시형태를 통하여 본 발명을 설명하지만, 아래 실시형태는 청구항에 관한 발명을 한정하는 것이 아니고, 또한 실시형태 중에서 설명된 특징의 조합 전부가 발명의 해결 수단에 필수 요건이라고는 할 수 없다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 관한 마스크의 제조방법을 나타낸다. 먼저, 도 2 (a)에 나타낸 것처럼 기판(110)을 준비한다. 기판(110)은 제 1층(102), 제 2층(104), 및 제 3층(106)이 적층된 구조를 갖는 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 기판(110)은 실리콘(Si) 으로 형성된 제 1층(102), 산화실리콘(SiO)으로 형성된 제 2층(104), 및 Si 로 형성된 제 3층을 갖는 접합 웨이퍼(SOI 기판, Silicon On Insulator Substrate) 이다.
이어서, 도 2(b)에 나타낸 것처럼, 기판(110)에 후술하는 공정에서 에칭 마스크 등에 사용되는 보호막(112, 114, 116)을 형성한다. 먼저 제 1층(102)의 표면에 제 1보호막(112)을, 또 제 3층(106)의 표면에 제 2보호막(114)을 형성한다. 제 1보호막(112)은, 후술하는 제 1층(102)을 에칭하는 공정에서 마스크로 될 수 있는 재료에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 제 1보호막(112) 및 제 2보호막(114)은 SiO 이고, 제 1층(102) 및 제 3층(106)에 화학기상 성장법에 의해 적층하여 형성한다. 다른 실시예에서 제 1보호막(112) 및 제 2보호막(114)은, 제 1층(102) 및 제 3층(106) 을 열산화하여 형성해도 된다. 제 2보호막(114)에, 제 3보호막(116)을 형성한다. 제 3보호막(116)은, 후술하는 습식에칭하는 공정에서 제 3층(106)을 에칭하는 에칭 마스크가 될 수 있는 재료에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 제 3보호막(116)은 질화 실리콘(SiN)에 의해 형성된다.
도 2(c)는, 제 1보호막(112)에 소정의 패턴을 형성하는 공정을 나타낸다. 제 1보호막(112)에 레지스트를 도포하고, 당해 레지스트에 노광 및 현상처리를 함으로써, 소망의 패턴을 갖는 제 1레지스트 패턴(132)을 형성한다. 당해 소망의 패턴은 후술하는 제 1층(112)에 개구부를 형성하는 공정에서 당해 개구부에 대응하는 패턴인 것이 바람직하다. 다음으로, 제 1레지스트 패턴(132)을 마스크로 하여, 제 1보호막(112)을 건식에칭함으로써 소망의 패턴을 가진 제 1보호막(112)을 형성한다.
도 2(d)는 제 2보호막(114) 및 제 3보호막(116)에 소망의 패턴을 형성하는 공정을 나타낸다. 먼저, 제 1레지스트 패턴(132)을 제거한다. 다음으로, 제 3보호막(116)에 레지스트를 도포하고, 당해 레지스트에 노광 및 현상처리를 함으로써, 소망의 패턴을 갖는 제 2레지스트 패턴(134)을 형성한다. 당해 소망의 패턴이 갖는 개구영역은, 도 2(c)를 참조하고, 적어도 제 1레지스트 패턴(132)이 갖는 개구영역을 포함하는 것이 바람직하다. 다음으로, 제 2레지스트 패턴(134)을 마스크로 하여, 제 3보호막(116) 및 제 2보호막(114)을 건식에칭함으로써, 당해 소망의 패턴을 갖는 제 2보호막(114) 및 제 3보호막(116)을 형성한다.
도 2(e)는 제 1층(102)에 개구부(130)를 형성하는 공정을 나타낸다. 개구부(130)는 제 2층(104)에서의 제 1층(102)이 접촉하는 면이 노출되도록 제 1층(102)에 설치되는 것이 바람직하다. 도 2(c)에 나타낸 공정에서 소망의 패턴이 형성된 제 1보호막(112)을 마스크로 하여, 제 1층(102)을 에칭하고 개구부(130)를 형성한다. 개구부(130)는 이방성의 건식에칭에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 개구부(130)는 제 1층(102)과 제 2층(104)이 접촉하는 면에 대해 거의 수직으로 형성되면 좋고, 또한 제 1층(102)을 에칭하는 방향을 따라 넓어지도록 형성되어도 좋다.
도 2(f)는 제 3층(106)에서 적어도 개구부(130)가 설치된 영역을 습식에칭하는 공정을 나타낸다. 제 1층(102)에, 당해 습식에칭에 사용하는 에칭 용액이 닿지 않도록 소망의 패턴을 갖는 제 2보호막(114) 및 제 3보호막(116)을 마스크로 하여 제 3층(106)을 습식에칭한다. 예를 들면, 지그(jig)를 사용하여 제 1층(102)을 보호하고 제 3층(106)을 습식에칭하여도 좋고, 또한 웨이퍼의 한쪽면을 에칭할 수 있는습식 에칭 장치를 사용하여 제 3층(106)을 습식 에칭하여도 좋다. 또, 에칭용액의 증기를 사용하여 제 3층(106)을 습식에칭하여도 좋다. 본 실시예에서 제 3층(106)은 당해 에칭용액으로 수산화칼륨(KOH) 수용액을 사용하여 습식에칭한다. 또한, 제 3층(106)은 제 2층(104)에서의 제 3층(106)이 접촉하는 면이 노출되지 않도록 습식에칭되는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 개구부(130)에서 제 2층(104)과 제 3층(106)이 형성하는 막이, 적어도 당해 에칭용액의 수압 등으로 파괴되지 않는 두께를 남겨두고 제 3막(106)을 에칭하는 것이 바람직하다. 제 2층(104)과 제 3층(106)이 형성하는 막은 어떤 개구부(130)에서도 파괴되지 않는 것이 바람직하다.
도 2(g)는 제 3층(106)에서의 적어도 개구부(130)가 설치된 영역을 건식에칭하는 공정을 나타낸다. 제 3층(106)에서의 적어도 개구부(130)가 설치된 영역을, 제 2층(104)에서의 제 3층(106)이 접촉하는 면이 노출되도록 건식에칭하는 것이 바람직하다. 당해 건식에칭은 이방성 에칭이어도 좋고 또한 등방성 에칭이어도 좋다. 제 3층(106)은 제 2층(104)이 에칭 스톱퍼가 될 만한 에칭조건에서 에칭되는 것이 바람직하다. 제 3층(106)을 건식에칭하는 공정에서 제 3층(106)을 건식에칭함과 동시에 제 3보호막(116)을 제거하여도 좋다. 제 3층(106)과 제 3보호막(116)을 동시에 에칭하여 제 3보호막(116)을 제거함으로써, 제 3보호막(116)을 제거하는 공정을 생략할 수 있다.
도 2(i)는 도전보호막(150)을 형성하는 공정을 나타낸다. 먼저, 도 2(g)를 참조하여, 제 1보호막(112), 제 2보호막(114) 및 노출되어 있는 제 2층(104)을 제거한다. 다음으로, 예를들면, 스퍼터링에 의해 도전성을 갖는 재료를 적층시켜 마스크 부재(100)를 얻는다.
본 발명에 의한 마스크 부재(100) 제조방법은, 제 3층(106)의 소정의 영역을 습식에칭과 건식에칭을 사용하여 제거하고 멤브레인화함으로써, 제 2층(104)이 상당히 얇은 경우에도 제 2층(104)을 파괴하지 않고 멤브레인화할 수 있다. 즉, 제조공정을 복잡화 함이 없이 개구부(130)의 형상을 손상시키지 않은 채 마스크 부재 (100)를 얻을 수 있다. 그리고, 마스크 부재(100)에 전자빔 등의 하전 입자선을 조사하여 당해 하전 입자선의 단면 형상을 소망의 형상으로 정형하는 경우, 당해 소망의 형상인 개구부(130) 형상에 고정밀도로 정형할 수 있다.
이상, 본 발명을 실시형태를 사용하여 설명하였지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시형태에 기재된 범위에 한정되지 않는다. 상기 실시형태에 다양한 변경 또는 개량을 가할 수 있다. 그러한 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있는 것은 특허청구범위의 기재에서도 명백하다.
상기 설명에서 밝혀진 바와 같이 본 발명에 의하면 공정을 복잡화 함이 없이 개구부를 갖는 부재를 당해 개구부의 형상을 손상시키지 않고 제조하는 방법을 제공할 수 있다.
Claims (3)
- 제 1층, 제 2층 및 제 3층이 적층된 기판을 사용한 마스크 부재의 제조방법에 있어서,상기 제 2층에서의 상기 제 1층이 접촉하는 면이 노출되도록 상기 제 1층에 소망의 개구부를 형성하는 공정과,상기 제 2층에서의 상기 제 3층이 접촉하는 면이 노출되지 않도록 상기 제 3층에서의 적어도 상기 개구부가 설치된 영역을 습식에칭하는 공정과,상기 제 2층에서의 상기 제 3층이 접촉하는 면이 노출되도록 상기 제 3층에서의 적어도 상기 개구부가 설치된 영역을 건식에칭하는 공정과,상기 제 2층의 노출된 영역을 제거하는 공정을 포함하는 마스크 부재의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 습식에칭하는 공정은, 상기 제 1층이 상기 습식에칭에 사용되는 에칭용액에 접촉하지 않도록 상기 제 3층에서의 상기 개구부가 설치된 영역을 습식에칭하는 공정을 포함하는 마스크 부재의 제조방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 제 3층에서의 상기 개구부가 설치된 영역 이외의 영역의 일부 또는 전부에에칭 마스크를 형성하는 공정을 더 포함하고,상기 습식에칭하는 공정은, 상기 에칭 마스크를 마스크로 하여 상기 개구부가 설치된 영역을 습식에칭하는 공정을 포함하고,상기 건식에칭하는 공정은 상기 제 2층에서의 상기 제 3층이 접촉하는 면이 노출되도록 상기 개구부가 설치된 영역에서의 상기 제 3층을 건식에칭하고, 상기 에칭 마스크가 설치된 영역에서는 상기 에칭 마스크를 제거하도록 건식에칭하는 마스크 부재의 제조방법.
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