KR20050015205A - 포토마스크 제조방법 - Google Patents
포토마스크 제조방법Info
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Abstract
포토마스크의 제조방법을 제공한다. 상기 제조방법은 블라인드 영역을 갖는 포토마스크 기판을 제공하고, 상기 블라인드 영역을 포함한 포토마스크 기판 전면에 차광막을 형성하고, 상기 차광막 상에 네가티브 레지스트를 형성하고, 상기 블라인드 영역 상에 형성된 레지스트를 디포커스된 전자빔으로 조사하여 노광하고, 상기 노광된 레지스트를 현상하여 상기 블라인드 영역 전체에 하나의 레지스트 패턴을 형성하는 것을 구비한다. 결과적으로, 네가티브 레지스트를 사용하여 포토마스크의 상기 블라인드 영역에 하나의 차광막 패턴을 형성함에 있어서, 디포커스된 전자빔을 적용함여 노광시간을 단축하고, 이로써 작업처리량을 증가시킬 수 있다.
Description
본 발명은 포토마스크의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 네가티브 레지스트를 사용하여 포토마스크를 제조하는 방법에 관한 것이다.
통상적으로 포토마스크를 제조하는 방법은 기판 전면에 차광막을 형성하고, 상기 차광막 상에 레지스트를 도포한 후, 원하는 패턴대로 전자빔을 조사하여 상기 레지스트를 노광하는 것을 포함한다. 이어서, 상기 노광된 레지스트를 현상하여 레지스트 패턴을 형성하고, 상기 레지스트 패턴을 식각마스크로 하여 상기 차광막을 식각함으로써 포토마스트 상에 차광막 패턴을 형성한다.
상기 포토마스크를 제조하는 방법에 있어서, 상기 레지스트에는 네가티브 레지스트(negative resist)와 포지티브 레지스트(positive resist)가 있는데, 상기 네가티브 레지스트를 사용하여 상기 차광막 패턴을 형성하는 경우가 포지티브 레지스트를 사용하는 경우보다 차광막 패턴의 선폭 균일도(critical dimension uniformity)가 양호한 것으로 알려져 있다. 따라서, 반도체 기판 상에 게이트를 형성하는 등의 패턴 선폭 균일도가 중요한 단계에 적용하는 포토마스크의 제조에 있어서는 네가티브 레지스트를 주로 사용하고 있다.
도 1은 일반적인 포토마스크의 구조를 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 포토마스크는 메인 패턴 영역(1)과, 복수 개의 얼라인 키(align key; 3)영역 및 복수 개의 쉐이딩 키(shading key; 미도시) 영역를 포함한다. 또한 상기 영역을 제외한 나머지 영역을 블라인드 영역(5)이라 한다. 상기 얼라인 키는 상기 포토마스크를 사용하여 반도체 기판을 제조함에 있어서 상기 반도체 기판의 정렬을 위한 키이고, 상기 쉐이딩 키는 상기 반도체 기판의 검사를 위한 키이다.
상기 블라인드 영역(5)을 제외한 영역 즉, 상기 메인 패턴 영역(1), 상기 얼라인 키 영역들(3) 및 상기 쉐이딩 키 영역들(미도시)에는 정교한 차광막 패턴이 형성되어야 하는 반면, 상기 블라인드 영역(5)에는 그 전체에 하나의 차광막이 형성되어야 한다. 이를 위해 상기 네가티브 레지스트를 사용하는 경우, 상기 블라인드 영역(5) 전체에 노광을 수행하여야 하는데, 이 경우 노광 시간이 너무 길어져 포토마스크를 제조하는 작업처리량(throughput)에 부담을 주게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 네가티브 레지스트를 사용하여 상기 블라인드 영역 전체에 하나의 차광막 패턴을 형성함에 있어서 노광시간을 단축할 수 있는 포토마스크 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 포토마스크의 제조방법을 제공한다. 상기 제조방법은 블라인드 영역을 갖는 포토마스크 기판을 제공하고, 상기 블라인드 영역을 포함한 포토마스크 기판 전면에 차광막을 형성하고, 상기 차광막 상에 네가티브 레지스트를 형성하고, 상기 블라인드 영역 상에 형성된 레지스트를 디포커스된 전자빔으로 조사하여 노광하고, 상기 노광된 레지스트를 현상하여 상기 블라인드 영역 전체에 하나의 레지스트 패턴을 형성하는 것을 포함한다.
상기 디포커스된 전자빔을 조사하는 것은 전자빔 노광창치를 사용하여 수행하되, 상기 전자빔 노광장치가 허용하는 한도 내에서 최대한 큰 화소단위를 적용하는 것이 바람직하다.
상기 디포커스된 전자빔을 조사하는 것은 상기 블라인드 영역 상의 레지스트가 후속하는 현상공정에서 제거되지 않을 정도의 최소 도우즈(dose)로 노광하는 것이 바람직하다.
상기 디포커스된 전자빔을 조사하는 것은 전자기 렌즈(electromagnetic lens)의 자기장(electromagnetic field) 또는 정전기장(electrostatic field)을 조절하여 수행하는 것이 바람직하다.
상기 차광막을 형성하기 전 또는 후에 위상반전막을 형성할 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 제조방법을 나타낸 플로우 챠트이다.
도 2의 단계 10을 참조하면, 블라인드 영역(도 1의 5)을 갖는 포토마스크 기판을 제공한다. 상기 블라인드 영역을 제외한 영역은 포토마스크 기판의 메인 패턴 영역(도 1의 1), 얼라인 키 영역(도 1의 3), 쉐이딩 키 영역(미도시)이다.
도 2의 단계 20을 참조하면, 상기 블라인드 영역을 포함한 포토마스크 기판 전면에 차광막을 형성한다. 상기 차광막은 빛을 차단 시키는 막으로, 예를 들어 크롬막으로 형성할 수 있다. 상기 차광막 위 또는 아래에 위상반전막을 형성할 수도 있다. 상기 차광막 및/또는 위상반전막은 스퍼터링이나 화학기상증착에 의해 형성할 수 있다.
도 2의 단계 30을 참조하면, 상기 차광막 상에 네가티브 레지스트를 형성한다. 상기 네가티브 레지스트는 노광된 부분이 후속하는 현상과정에서 제거되지 않고 남아 패턴을 형성하는 레지스트이다.
도 2의 단계 40을 참조하면, 상기 블라인드 영역 상에 형성된 레지스트를 디포커스된 전자빔(defocused e-beam)으로 조사한다. 이 때, 상기 블라인드 전체 영역 상에 형성된 레지스트는 모두 상기 디포커스된 전자빔으로 노광된다. 상기 블라인드 영역에 상기 디포커스된 전자빔을 조사하기 전 또는 후에 상기 블라인드 영역을 제외한 영역에 전자빔을 조사할 수 있다. 상기 블라인드 영역을 제외한 영역 즉, 메인 패턴 영역, 얼라인 키 영역, 쉐이딩 키 영역에는 정교한 패턴이 형성되어야 하므로 포커스된 전자빔을 조사한다.
한편, 상기 레지스트를 노광하는 과정에서 사용되는 전자빔 노광장비는 일반적으로 전자총(electron gun)에서 방사된 전자빔(electron beam)을 전자기 렌즈(electromagnetic Lens)로 집중시키고(converge) 편향시켜(deflect) 상기 포토마스크 기판 상의 레지스트를 미리 정해진 패턴대로 노광한다. 이 때, 미리 정해진 패턴을 이루는 화소단위(pixel)마다 상기 전자빔을 조사하는데, 상기 화소단위의 크기가 클수록 패턴의 정밀도는 줄어든다.
다른 한편, 상기 전자빔 노광장치를 사용하여 상기 포토마스크 기판 상의 레지스트를 노광하는데 걸리는 시간 즉, 노광시간은 상기 전자빔이 상기 레지스트를 실제로 노광하는데 걸리는 시간 즉, 실제 노광시간(dwelling time)과 상기 전자빔을 각 화소단위상에 배치시키는 시간 즉, 빔 배치 시간(beam positioning time)으로 나누어 볼 수 있다. 상기 빔 배치 시간은 상기 화소단위의 수가 적을 수록 단축된다.
상기 블라인드 영역과 같이 전체 영역에 걸쳐 상기 전자빔을 노광해야 하는 경우, 즉 전체 영역에 걸쳐 하나의 패턴이 형성되는 경우는 패턴이 매우 크므로 패턴의 정밀도가 높을 필요가 없다. 따라서, 상기 화소단위의 면적을 최대한 크게 함으로써 상기 블라인드 영역을 노광하기 위한 화소단위의 수를 줄일 수 있다. 따라서, 상기 빔 배치 시간(beam positioning time)을 단축 할 수 있다.
또한, 상기 전자빔을 포커스된 전자빔이 아닌 디포커스된 전자빔으로 노광하면 상기 포커스된 전자빔에 의해 노광되는 면적인 화소단위 면적보다 더욱 큰 면적의 레지스트가 노광된다.
도 3은 블라인드 영역 상의 레지스트를 상기 디포커스된 전자빔으로 노광함에 있어, 화소단위의 배치를 보여주는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 디포커스된 전자빔을 사용하여 한번에 노광되는 레지스트의 면적(200)이 커지므로, 상기 화소단위(100)들을 서로 접하게 두지 않고 일정 간격을 갖도록 배치할 수 있다. 상기 디포커스된 전자빔에 의해 노광되는 레지스트 면적(200)은 다음과 같은 수학식으로 나타낼 수 있다.
상기 디포커스된 전자빔의 도우즈(dose; μC/㎠)를 상기 레지스트를 노광하는데 필요한 최소 도우즈 즉, 상기 블라인드 영역 상의 레지스트가 후속하는 현상공정에서 제거되지 않을 정도의 최소 도우즈로 한다면, 상기 디포커스된 전자빔에 의해 노광되는 레지스트의 면적(200)을 최대로 할 수 있다. 이 경우, 적용되는 상기 화소단위(100)의 수를 줄일 수 있어 상기 빔 배치 시간(beam positioning time)의 단축이 가능하다.
한편, 상기 도우즈(μC/㎠)는 일반적으로 전류밀도(current density; ㎂/㎠)와 실제 노광시간(dwelling time; s)의 곱으로 표현할 수 있으므로, 상기 전류밀도를 증가시키는 경우에는 상기 실제 노광시간(dwelling time) 또한 단축된다.
상기 디포커스된 전자빔을 조사하는 것은 상기 전자빔이 통과되는 상기 전자기 렌즈(electromagnetic Lens)의 자기장(magnetic field) 또는 정전기장(elctrostatic field)을 조절하여 수행할 수 있다. 상기 전자기 렌즈의 자기장 또는 정전기장을 조절함으로써 상기 전자빔의 포커스를 상기 포토마스크 상부에 위치하게 하거나, 상기 포토마스크 하부에 위치하게 함으로써, 상기 디포커스된 전자빔을 만들 수 있다.
도 2의 단계 50을 참조하면, 상기 노광된 레지스트를 현상하여 레지스트 패턴을 형성한다. 이 때 노광된 레지스트는 제거되지 않고 남게 되는데, 상기 블라인드 전체 영역 상의 레지스트는 모두 노광되었으므로 상기 블라인드 전체 영역 상에는 하나의 레지스트 패턴이 형성된다. 한편, 상기 블라인드 영역을 제외한 영역 상에는 정교한 레지스트 패턴이 형성된다.
도 2의 단계 60을 참조하면, 상기 레지스트 패턴을 식각마스크로 하여 상기 차광막을 패터닝함으로써 차광막 패턴을 형성하고, 상기 레지스트 패턴을 제거한다. 결과적으로, 상기 블라인드 영역을 제외한 영역 상에는 정교한 차광막 패턴이 형성되고, 상기 블라인드 전체 영역 상에 하나의 차광막 패턴이 형성된 포토마스크가 완성된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 네가티브 레지스트를 사용하여 포토마스크의 상기 블라인드 영역에 하나의 차광막 패턴을 형성함에 있어서, 디포커스된 전자빔을 적용함여 노광시간을 단축하고, 이로써 작업처리량을 증가시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 포토마스크의 구조를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 제조방법을 나타낸 플로우 챠트이다.
도 3은 블라인드 영역 상의 레지스트를 디포커스된 전자빔으로 노광함에 있어, 화소단위의 배치를 보여주는 평면도이다.
Claims (5)
- 블라인드 영역을 갖는 포토마스크 기판을 제공하고;상기 블라인드 영역을 포함한 포토마스크 기판 전면에 차광막을 형성하고;상기 차광막 상에 네가티브 레지스트를 형성하고;상기 블라인드 영역 상에 형성된 레지스트를 디포커스된 전자빔으로 조사하여 노광하고;상기 노광된 레지스트를 현상하여 상기 블라인드 영역 전체에 하나의 레지스트 패턴을 형성하는 것을 포함하는 포토마스크 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 디포커스된 전자빔을 조사하는 것은전자빔 노광창치를 사용하여 수행하되, 상기 전자빔 노광장치가 허용하는 한도 내에서 최대한 큰 화소단위를 적용하는 포토마스크 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 디포커스된 전자빔을 조사하는 것은상기 블라인드 영역 상의 레지스트가 후속하는 현상공정에서 제거되지 않을 정도의 최소 도우즈(dose)로 노광하는 포토마스크 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 디포커스된 전자빔을 조사하는 것은전자기 렌즈(electromagnetic lens)의 자기장(electromagnetic field) 또는 정전기장(electrostatic field)을 조절하여 수행하는 포토마스크 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 차광막을 형성하기 전 또는 후에위상반전막을 형성하는 것을 더욱 포함하는 포토마스크 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030053914A KR20050015205A (ko) | 2003-08-04 | 2003-08-04 | 포토마스크 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030053914A KR20050015205A (ko) | 2003-08-04 | 2003-08-04 | 포토마스크 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050015205A true KR20050015205A (ko) | 2005-02-21 |
Family
ID=37226020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020030053914A KR20050015205A (ko) | 2003-08-04 | 2003-08-04 | 포토마스크 제조방법 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20050015205A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190075247A (ko) * | 2017-12-21 | 2019-07-01 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 쉐이딩층을 내장한 포토 마스크 및 이를 이용한 패턴 형성 방법 |
-
2003
- 2003-08-04 KR KR1020030053914A patent/KR20050015205A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190075247A (ko) * | 2017-12-21 | 2019-07-01 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 쉐이딩층을 내장한 포토 마스크 및 이를 이용한 패턴 형성 방법 |
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