KR20070000534A - 노광용 마스크 제조방법 - Google Patents

노광용 마스크 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명인 노광용 마스크 제조방법은, 투명 기판 위에 차광물질막과 블로킹막 및 양성 레지스트막을 순차 적층하는 단계와, 블로킹막을 패터닝 하여 투명 기판의 양측 끝 부분에 불량방지용 차단패턴을 정의하는 블로킹막 패턴을 형성하는 단계와, 블로킹막 패턴에 의해 노출된 차광물질막 및 블로킹막 패턴 위에 음성 레지스트막을 형성하는 단계와, 블로킹막 패턴을 제외한 차광물질막 위에 형성된 음성 레지스트막에 전자빔을 조사하여 소자패턴 형성용 차단패턴을 정의하는 음성 레지스트막 패턴을 형성하는 단계와, 음성 레지스트막 패턴 및 블로킹막 패턴을 식각마스크로 차광물질막을 식각하여 투명 기판 위에 복수의 차단패턴을 형성하는 단계와, 그리고 음성 레지스트막 패턴 및 블로킹막 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.
양성레지스트막, 음성레지스트막, 차단패턴, 블로킹막, 전자빔, 크롬막, 몰리브덴실리사이드나이트라이드막

Description

노광용 마스크 제조방법{Method for fabricating exposure mask}
도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 노광용 마스크 제조방법을 설명하기 위해 나타내보인 단면도들이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명에 따른 노광용 마스크 제조방법을 설명하기 위해 나타내보인 단면도들이다.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
400 : 투명 기판 420 : 차광물질막
440 : 양성 레지스트막 450 : 음성 레지스트막
460a,460b : 차단패턴
본 발명은 반도체소자의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 노광용 마스크를 형성하기 위한 공정시간을 단축시켜 전반적인 공정의 제조수율을 향상시키기 위한 노광용 마스크 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 노광용 마스크는 반도체 소자의 제조 공정 중, 웨이퍼 위에 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피(photolithography) 공정에서, 기판 위에 도포 된 감광막의 소정부위를 선택적으로 노광시키기 위해 사용한다. 이러한 노광용 마스크는, 투명 기판 위에 형성된 차광물질막 상에 전자빔(Electron Beam)을 사용한 패터닝 공정을 수행하여 투명 기판 위에 복수의 차단패턴을 형성함으로써 이루어진다.
노광용 마스크는, 웨이퍼 위에 소자패턴을 형성하기 위한 차단패턴들로 이루어진 메인영역과, 소자패턴을 형성하는 과정에서 빛의 회절이나 이중 노출과 같은 공정상의 불량을 방지하기 위한 차단패턴들로 이루어진 외곽부 영역으로 구분할 수 있다. 차단패턴을 형성하기 위한 레지스트 물질로는 음성(Negative) 레지스트와 양성(Positive) 레지스트가 있다. 음성 레지스트는, 빛에 노광되지 않은 부분이 현상액에 의해 제거되고, 양상 레지스트는 빛에 노광된 부분이 현상액에 의해 제거된다. 음성 레지스트는, 해상력이 우수하기 때문에 고집적화 되는 반도체 소자 내에 미세패턴을 형성하기에 적합하며, 이에 따라 음성 레지스트를 사용하여 노광마스크를 형성하는 공정에 관한 연구가 활발히 진행중이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크 제조방법을 설명하기 위해 나타내보인 단면도들이다.
먼저 도 1을 참조하면, 투명 기판(100) 위에 차광물질(125) 및 음성 레지스트막(130)을 순차 형성한 다음에 차단 패턴을 형성하고자 하는 부분의 음성 레지스트막(130) 전면에 전자빔을 조사한다. 특히 웨이퍼(미도시) 위에 소자패턴(미도시)을 형성하기 위한 공정에서, 웨이퍼 위에 소자패턴이 불량하게 형성되는 것을 방지하기 위하여 레지스트막의 외곽지역에도 전자빔을 조사하여 차단패턴이 형성되도록 한다. 차광물질(125)은, 크롬(cr) 및 몰리브테늄실리사이드나이트라이드막(MoSiN)을 포함한다.
다음에 도 2를 참조하면, 전자빔이 조사된 음성 레지스트막(130)에 현상공정을 수행하여 전자빔이 조사되지 않은 영역의 음성 레지스트막을 제거한 다음에 제거되지 않고 남아있는 레지스트 패턴을 식각마스크로 차광물질(125)을 식각하여 투명 기판(100) 위에 복수의 차단패턴(125)을 형성한다.
이와 같은 방법으로 형성된 종래기술에 따른 노광용 마스크는, 노광용 마스크를 이용하여 웨이퍼 위에 소자패턴을 형성하기 위한 후속 공정에서의 문제점, 즉 빛의 회절이나 이중 노출에 의한 소자패턴의 불량을 방지하기 위해 노광용 마스크의 외곽지역에 불량방지용 차단패턴을 형성하게 된다. 이때 음성레지스트막의 빛에 노출된부분이 남는 특성 때문에, 불량방지용 차단패턴을 형성하기 위해서는 음성레지스트막의 전지역에 걸쳐 전자빔을 조사하여야 한다는 문제가 있다. 이는 노광용 마스크 제조공정의 시간을 지연시켜서 전반적인 제조수율을 저하시킨다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 노광용 마스크를 형성하기 위한 공정시간을 단축시켜 전반적인 공정의 제조수율을 향상시키기 위한 노광용 마스크 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 노광용 마스크 제조방법은, 투명 기판 위에 차광물질막과 블로킹막 및 양성 레지스트막을 순차 적층하는 단계와, 상기 블로킹막을 패터닝 하여 투명 기판의 양측 끝 부분에 불량방지용 차단패턴을 정의하는 블로킹막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 블로킹막 패턴에 의해 노출된 차광물질막 및 블로킹막 패턴 위에 음성 레지스트막을 형성하는 단계와, 상기 블로킹막 패턴을 제외한 차광물질막 위에 형성된 음성 레지스트막에 전자빔을 조사하여 소자패턴 형성용 차단패턴을 정의하는 음성 레지스트막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 음성 레지스트막 패턴 및 블로킹막 패턴을 식각마스크로 상기 차광물질막을 식각하여 투명 기판 위에 복수의 차단패턴을 형성하는 단계와, 그리고 상기 음성 레지스트막 패턴 및 블로킹막 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.
상기 음성 레지스트막 패턴 및 블로킹막 패턴을 제거하는 단계 이후에, 결과물에 대하여 세정공정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 차광물질막은, 크롬막 및 몰리브덴실리사이드나이트라이드가 순차 적층되어 이루어지거나 또는 크롬막으로 형성할 수 있다.
상기 블로킹막은, 산화막을 사용하여 형성할 수 있다.
이 경우 상기 산화막은, 500-2000Å의 두께로 형성할 수 있다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 도면에서 여러층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙였다.
도 3 내지 도 7은 본 발명에 따른 노광용 마스크 제조방법을 설명하기 위해 나타내보인 단면도들이다. 본 발명은 이진마스크 및 위상반전마스크에 모두 적용가능하며, 위상반전마스크를 일 예로 하여 설명한다.
먼저 도 3를 참조하면, 투명 기판(400) 위에 차광물질막(420)과 블로킹막(420) 및 양성 레지스트막((Positive resist) (440)을 순차 적층한다. 투명 기판(400)은 석영 또는 유리로 이루어지며, 차광물질막(420)은, 몰리브덴실리사이드나이트라이드막(MoSiN)(415) 및 크롬막(Cr)(417)이 순차 적층되어 이루어진다.
다음에 도 4를 참조하면, 양성 레지스트막(440)에 대한 노광 및 현상공정을 수행하여 블로킹막(430)의 상부표면 일부를 노출시키는 양성 레지스트막 패턴(미도시)을 형성한 다음에 이를 식각 마스크로 노출된 블로킹막(430)을 식각하여 투명 기판(400)의 양쪽 끝 부분에 블로킹막 패턴(435)을 형성한다. 블로킹막 패턴(435)은, 산화막을 사용하여 대략 500-2000Å의 두께로 형성할 수 있으며, 이는 공정상의 오류를 보완하기 위한 불량방지용 차단패턴 형성영역을 정의한다.
다음에 도 5을 참조하면, 블로킹막 패턴(435)에 의해 노출된 차광물질막(420) 및 블로킹 패턴(435) 위에 음성 레지스트막(450)을 형성한다. 다음에 블로킹 패턴(435)을 제외한 차광물질막(420) 위에 형성된 음성 레지스트막(450)의 일부분에 전자빔(Electron Beam)을 조사한다. 이때 투명 기판(400)의 양측 끝 부분에는 불량방지용 차단패턴 형성영역(450a)을 정의하는 블로킹막 패턴(435)이 형성되어 있기 때문에 소자패턴 형성용 차단패턴이 형성될 영역, 즉 투명 기판(400)의 중심부에 형성된 음성 레지스트막(450)에만 전자빔을 조사한다.
다음에 도 6을 참조하면, 전자빔이 조사된 음성 레지스트막(450)에 현상공정 을 수행한다. 그러면 전자빔이 조사된 음성 레지스트막(도 5의 450b)은 제거되지 않고, 전자빔이 조사되지 않은 음성 레지스트막(도 5의 450a)은 제거되어 투명 기판(400)의 중심부에 음성 레지스트막 패턴(455)이 형성된다.
이와 같이 본 별명에서는, 음성 레지스트막 만을 이용하여 투명기판(400)의 외곽 및 중심부에 차단패턴을 형성하던 종래와는 달리 먼저 양성 레지스트막(440)을 이용하여 투명 기판(400)의 양측 외곽부에 형성된 차광물질막 위에 불량방지용 차단패턴 형성영역을 정의하는 블로킹막 패턴(435)을 형성한 다음에 현상력이 우수한 음성 레지스트막(450)을 이용하여 투명 기판(400)의 중심부에 소자패턴이 형성될 영역의 차단패턴 형성영역을 정의하는 음성 레지스트막 패턴(455)을 형성하였기 때문에 모든 영역에 전자빔을 조사하느라 걸리는 시간을 단축할 수 있다.
다음에 도 7을 참조하면, 블로킹막 패턴(435) 및 음성 레지스트막 패턴(455)을 식각마스크로 차광물질(420)을 식각하여 투명 기판(400) 위에 불량방지용 차단패턴(460b) 및 소자패턴 형성용 차단패턴(450a)으로 이루어진 복수의 차단패턴(420')을 형성한다. 차단패턴(420')은, 몰리브텐실리사이드나이트라이드막(MoSiN)(415') 및 크롬막(Cr)(417')으로 이루어지며, 크롬막(417') 만으로도 이루어질 수 있다는 것은 당연하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 노광용 마스크 제조방법을 적용하게 되면, 양성 레지스트막과 음성 레지스트막을 사용하여 노광용 마스크를 형성하기 때문에 공정상의 시간을 단축하여 전반적인 제조수율을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리보호범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량형태 또한 본 발명의 권리보호 범위에 속하는 것이다.

Claims (5)

  1. 투명 기판 위에 차광물질막과 블로킹막 및 양성 레지스트막을 순차 적층하는 단계;
    상기 블로킹막을 패터닝 하여 투명 기판의 양측 끝 부분에 불량방지용 차단패턴을 정의하는 블로킹막 패턴을 형성하는 단계;
    상기 블로킹막 패턴에 의해 노출된 차광물질막 및 블로킹막 패턴 위에 음성 레지스트막을 형성하는 단계;
    상기 블로킹막 패턴을 제외한 차광물질막 위에 형성된 음성 레지스트막에 전자빔을 조사하여 소자패턴 형성용 차단패턴을 정의하는 음성 레지스트막 패턴을 형성하는 단계;
    상기 음성 레지스트막 패턴 및 블로킹막 패턴을 식각마스크로 상기 차광물질막을 식각하여 투명 기판 위에 복수의 차단패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 음성 레지스트막 패턴 및 블로킹막 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광용 마스크 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 음성 레지스트막 패턴 및 블로킹막 패턴을 제거하는 단계 이후에, 결과물에 대하여 세정공정을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광용 마스크 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차광물질막은, 크롬막 및 몰리브덴실리사이드나이트라이드가 순차 적층되어 이루어지거나 또는 크롬막인 것을 특징으로 하는 노광용 마스크 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 블로킹막은, 산화막을 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 노광용 마스크 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 산화막은, 500-2000Å의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 노광용 마스크 제조방법.
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