KR20040001125A - 위상반전 마스크 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포토마스크 제조에 관한 것으로, 특히 위상반전 마스크 제작방법에 있어서, 석영기판 상에 위상반전막과 크롬막을 증착하고 제1차 패터닝 공정을 진행하여 크롬패턴을 형성한 후, 위상반전 마스크를 형성하기 위한 제2차 패터닝 공정 시, 위상반전막 상부에 잔류된 크롬을 크롬이 잔류된 영역에만 크롬 에칭액을 떨어뜨려 제거함으로써, 마스크 제작공정을 단순화할 수 있어 공정시간 및 공정비용이 절감되어 포토마스크 제작 수율을 향상시키도록 하는 기술이다.

Description

위상반전 마스크 제작방법{Method for forming the phase shifting mask}

본 발명은 포토마스크 제조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 위상반전 마스크 제작방법에 있어서, 석영기판 상에 위상반전막과 크롬막을 증착하고 제1차 패터닝 공정을 진행하여 크롬패턴을 형성한 후, 위상반전 마스크를 형성하기 위한 제2차 패터닝 공정 시, 위상반전막 상부에 잔류된 크롬을 크롬이 잔류된 영역에만 크롬 에칭액을 떨어뜨려 제거함으로써, 상기 제2차 패터닝 공정을 재 실시하는 단계를 생략하도록 하는 위상반전 마스크 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로, 포토마스크는 반도체 소자의 제조 시, 패턴 형성을 위한 리소그래피(Lithography)공정에서, 기판 상에 도포된 포토레지스트(photoresist)의 소정부위를 선택적으로 전자빔 라이팅시키기 위해 사용된다.

상기 포토마스크는 위상반전마스크 등 여러 가지 유형이 발표되고 있으나, 통상적으로 석영 기판과, 이 석영기판 상에 빛을 차단하기 위해 형성된 크롬 패턴으로 이루어지는데, 이 크롬 패턴의 프로파일(Profile)을 석영 기판 상에 정확히 형성하는 기술이 매우 중요하다.

도 1a 내지 도 1f는 종래 위상반전 마스크 제작방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 단면도이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 상기 석영 기판(100)의 전면에 위상반전막(110)과 크롬막을(120) 순차적으로 적층하고, 이 크롬막(120) 상에 제 1포토레지스트를 도포한 후, 전자 빔(Electron beam) 라이팅(Writing)과 현상(development) 공정이 진행되어 제 1 포토레지스트 패턴(130)이 형성되었다.

이어서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1포토레지스트 패턴(미도시함)을 식각 마스크로 하여 제1차 패터닝 공정을 진행하여 크롬막(120)과 위상반전막(110)을 식각함으로써 크롬 패턴이 형성한 후, 제 1포토레지스트 패턴을 제거하였다.

그 후, 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 결과물 상에 제 2포토레지스트를 도포한 후, 위상반전이 일어나야 하는 영역(A)의 크롬막(120)을 제거하기 위해 전자 빔(Electron beam) 라이팅(Writing)과 현상(development) 공정이 진행되어 제 2포토레지스트 패턴(140)을 형성하였다.

그리고, 도 1d에 도시된 바와 같이, 상기 제 2포토레지스트 패턴(미도시함)을 식각 마스크로 하여 제2차 패터닝 공정을 진행하여 크롬막(120)을 식각한 후, 제 2포토레지스트 패턴을 제거하였다.

그러나, 상기 제2차 패터닝 공정 시, 위상반전이 일어나야 하는 영역(A)의 위상반전막(110) 상부에 크롬막(120)이 전부 제거되지 않고 "B"와 같이 잔류되는 문제점이 있었다.

그래서, 도 1e에 도시된 바와 같이, 상기 결과물 상에 제 2포토레지스트를 재도포한 후, 위상반전이 일어나야 하는 영역(A)에 잔류된 크롬막(120')을 제거하기 위해 전자 빔(Electron beam) 라이팅(Writing)과 현상(development) 공정이 진행되어 제 2포토레지스트 패턴(140')을 다시 형성하였다.

그리고, 도 1f에 도시된 바와 같이, 상기 재도포한 제 2포토레지스트 패턴(미도시함)을 식각 마스크로 하여 제3차 패터닝 공정을 진행하여 잔류된 크롬막(120')을 식각한 후, 제 2포토레지스트 패턴을 제거하여 위상반전마스크를형성하였다.

그런데, 상기와 같은 방법으로 위상반전 마스크를 제작하게 되면, 상기 위상반전이 일어나야 하는 영역의 크롬막을 제거하기 위한 제 2포토레지스트 패턴을 형성할 제 2포토레지스트를 도포하여, 제2차 패터닝 공정을 진행하여 크롬막을 제거한 후, 상기 제2차 패터닝 공정 시, 공정 이상으로 위상반전이 일어나야 할 영역에 "B"와 같이 크롬막이 잔류되게 되어, 이 잔류된 크롬막을 제거하기 위해 다시 제2차 패터닝 공정을 재 실시함으로써, 포토마스크 제작 시간이 길어질 뿐만 아니라 추가적인 포토레지스트 비용으로 인하여 공정비용이 증가되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 포토레지스트를 몇차례 도포함에 있어서, 포토레지스트 도포 시, 발생되는 이물질로 인해 포토마스크 제작 수율이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 위상반전 마스크 제조에 있어서, 석영기판 상에 위상반전막과 크롬막을 증착하고 제1차 패터닝 공정을 진행하여 크롬패턴을 형성한 후, 위상반전 마스크를 형성하기 위한 제2차 패터닝 공정 시, 위상반전막 상부에 잔류된 크롬을 크롬이 잔류된 영역에만 크롬 에칭액을 떨어뜨려 제거함으로써, 마스크 제작공정을 단순화할 수 있어 공정시간 및 공정비용이 절감되어 포토마스크 제작 수율을 향상시키도록 하는 것이 목적이다.

도 1a 내지 도 1f는 종래 위상반전 마스크 제작방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 단면도이다.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 실시예에 따른 위상반전 마스크 제작방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 단면도이다.

-- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --

200 : 석영기판 210 : 위상반전막

220 : 크롬막 220' : 잔류된 크롬막

230 : 제 1포토레지스트 패턴 240 : 제 2포토레지스트 패턴

250 : 크롬 에칭액 300 : 에칭액 분사 노즐

310 : 에칭액 흡입 노즐

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 위상반전 마스크 제작에 있어서, 석영 기판의 전면에 위상반전막과 크롬막을 순차적으로 적층하고, 이 크롬막 상에 제 1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제 1포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 제1차 패터닝 공정을 진행하여 크롬 패턴이 형성한 후, 제 1포토레지스트 패턴에 전자빔 라이팅 및 현상 공정을 진행하여 제 2포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제 2포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 제2차 패터닝 공정을 진행하여 위상반전이 일어나는 영역의 크롬막을 제거하는 단계, 상기 제2차 패터닝 공정 시, 잔류된 크롬막 영역에 크롬 에칭액을 분사하여 잔류된 크롬막을 에칭한 후, 세정공정을 진행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크 제작방법을 제공한다.

보다 바람직하게, 본 발명은 상기 잔류된 크롬막 에칭하는 단계에 있어서, 세정공정 진행 전에 산소플라즈마 에싱 공정을 더 추가하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 실시예에 따른 위상반전 마스크 제작방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 단면도이다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 석영 기판(200)의 전면에 위상반전막(210)과 크롬막을(220) 순차적으로 적층하고, 이 크롬막(220) 상에 제 1포토레지스트를도포한다.

그리고, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 크롬막(220) 상에 도포된 제 1포토레지스트에 전자 빔(Electron beam) 라이팅(Writing)과 현상(development) 공정을 진행하여 제 1 포토레지스트 패턴(230)을 형성한 후, 상기 제 1포토레지스트 패턴(230)을 식각 마스크로 하여 제1차 패터닝 공정을 진행하여 크롬막(220)과 위상반전막(210)을 식각함으로써 크롬 패턴이 형성한다.

그 후, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 결과물 상에 제 2포토레지스트를 도포한 후, 위상반전이 일어나야 하는 영역(A)의 크롬막(220)을 제거하기 위해 전자 빔(Electron beam) 라이팅(Writing)과 현상(development) 공정이 진행되어 제 2포토레지스트 패턴(240)을 형성하였다.

그리고, 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 제 2포토레지스트 패턴(미도시함)을 식각 마스크로 하여 제2차 패터닝 공정을 진행하여 크롬막(220)을 식각한 후, 제 2포토레지스트 패턴을 제거하였다.

그러나, 상기 제2차 패터닝 공정 시, 위상반전이 일어나야 하는 영역(A)의 위상반전막(210) 상부에 크롬막(220)이 전부 제거되지 않고 "B"와 같이 잔류되는 문제점이 있었다.

그래서, 도 2e에 도시된 바와 같이, 상기 위상반전이 일어나야 하는 영역(A)에 잔류된 크롬막(220')을 제거하기 위해 에칭액 분사노즐(300)을 이용하여 크롬 에칭액(250)을 분사하면, 분사된 크롬 에칭액(250)에 의해 잔류된 크롬막(220')이 에칭되며, 그 후, 에칭액 흡입 노즐(310)을 이용하여 크롬 에칭액에 에칭된 잔류된크롬막(220')과 크롬 에칭액(250)을 흡입하여 잔류된 크롬막(220')을 제거한다.

그리고, 도 2f에 도시된 바와 같이, 상기 결과물을 산소플라즈마(미도시함)를 이용하여 에싱처리하여 상기 에칭 공정시 발생된 폴리머(미도시함) 등을 제거한 후, 세정공정을 진행하여 위상반전 마스크를 형성한다.

따라서, 상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 위상반전 마스크 제작방법을 적용하게 되면, 위상반전 마스크 제조에 있어서, 석영기판 상에 위상반전막과 크롬막을 증착하고 제1차 패터닝 공정을 진행하여 크롬패턴을 형성한 후, 위상반전 마스크를 형성하기 위한 제2차 패터닝 공정 시, 위상반전막 상부에 잔류된 크롬을 크롬이 잔류된 영역에만 크롬 에칭액을 떨어뜨려 제거함으로써, 상기 제2차 패터닝 공정을 재 실시하는 단계를 생략하도록 하여 마스크 제작공정을 단순화할 수 있어 공정시간 및 공정비용이 절감되어 포토마스크 제작 수율을 향상 시킬수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 위상반전 마스크 제작에 있어서, 석영 기판의 전면에 위상반전막과 크롬막을 순차적으로 적층하고, 이 크롬막 상에 제 1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와;

   상기 제 1포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 제1차 패터닝 공정을 진행하여 크롬 패턴이 형성한 후, 제 1포토레지스트 패턴에 전자빔 라이팅 및 현상 공정을 진행하여 제 2포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와;

   상기 제 2포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 제2차 패터닝 공정을 진행하여 위상반전이 일어나는 영역의 크롬막을 제거하는 단계;

   상기 제2차 패터닝 공정 시, 잔류된 크롬막 영역에 크롬 에칭액을 분사하여 잔류된 크롬막을 에칭한 후, 세정공정을 진행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크 제작방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 잔류된 크롬막 에칭하는 단계에 있어서, 세정공정 진행 전에 산소플라즈마 에싱 공정을 더 추가하는 것을 특징으로 하는 위상반전 마스크 제작방법.