KR20070068898A - 프레임 영역의 핀홀 결함을 수정할 수 있는 위상 반전마스크 및 이를 이용한 핀홀 결함 수정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 노광이 수행되는 메인 셀 영역과 웨이퍼 노광이 수행되지 않는 프레임 영역을 갖고, 상기 프레임 영역에 핀홀이 발생한 마스크 기판과, 상기 핀홀 결함에 대응하는 상기 마스크 기판의 배면에 차광 효과를 나타나게 하여 결함을 수정할 수 있는 선형 패턴을 포함하여 이루어진다. 이에 따라, 본 발명은 결함 수정 소요 시간을 줄일 수 있고, 진공 장비의 고장 발생원을 제거할 수 있다.

위상 반전 마스크, 핀홀 결함, 선형 패턴

Description

프레임 영역의 핀홀 결함을 수정할 수 있는 위상 반전 마스크 및 이를 이용한 핀홀 결함 수정 방법{phase shift mask for correcting pin hole defect in the frame area and correction method using the same}

도 1은 본 발명에 적용된 위상 반전 마스크의 평면도이고,

도 2는 도 1의 위상 반전 마스크의 프레임 영역의 확대도이고,

도 3은 본 발명에 의해 위상 반전 마스크의 프레임 영역의 핀홀 결함이 발생한 상태를 도시한 단면도이고,

도 4는 본 발명에 의해 위상 반전 마스크의 프레임 영역의 핀홀 결함을 수정한 상태의 단면도이다.

본 발명은 위상 반전 마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 핀홀 결함을 수정할 수 있는 위상 반전 마스크 및 그 수정 방법에 관한 것이다.

반도체 소자가 고집적화됨에 따라 반도체 소자의 사진식각공정에서 사용되는 노광장치의 해상력이나 초점 심도가 그 한계에 다다르고 있다. 따라서, 사진식각공정의 한계를 극복하기 위한 방법으로서, 예컨대 파장이 더 짧은 광원을 사용하는 방법이나 또는 위상 반전 마스크를 사용하는 방법 등이 제시된 바 있다.

이중에서 위상 반전 마스크를 사용하는 방법은 단파장 광원을 이용하는 방법에서 나타나는 문제가 나타나지 않을 뿐만 아니라 그 제조과정이 상대적으로 쉽다는 이점 때문에 점차 보편화되고 있는 추세이다. 이와 같은 위상 반전 마스크는 라인 패턴뿐만 아니라 컨택홀을 형성하는 데 있어서 해상력과 초점심도 측면에서 매우 효과적인 것으로 알려져 있다.

상기 위상 반전 마스크의 제조방법은 마스크 기판, 예컨대 석영 기판 상에 위상 반전층 및 차광층을 형성한 후, 1차 노광하여 차광 패턴 및 위상 반전 패턴을 형성하는 것을 포함한다. 상기 위상 반전층은 MoSiN층으로 형성하고, 차광층은 크롬층으로 형성한다.

이어서, 상기 위상 반전 패턴 및 차광 패턴이 형성된 마스크 기판에 레지스트를 도포한 후 2차 노광하여 상기 마스크 기판의 둘래 부분의 웨이퍼 노광이 이루어지지 않는 프레임 영역(frame area)에 레지스트 패턴을 형성한다. 이어서, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 상기 마스크 기판의 중앙 부분에 웨이퍼 노광이 이루어지는 칩 영역의 차광 패턴을 제거하여 완성한다.

그런데, 종래의 위상 반전 마스크의 제조방법은 2차 노광 공정에서 레지스트 도포가 균일하게 이루어지지 않아 프레임 영역에 거품(bubble) 등이 발생한다. 이러한 경우에. 후속 공정에서 차광층, 즉 크롬층이 제거되는 과정에서 프레임 영역에 핀홀(pin hole) 결함이 형성된다.

이러한 핀홀 결함은 기존에는 카본화합물을 증착하여 핀홀 결함을 수정하였 으나, 긴 작업시간 및 그에 따른 수정 장비의 진공상태에 미치는 영향으로 핀홀의 크기가 수백 마이크로미터(㎛) 수준인 경우에는 작업할 수 없었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 제조과정에서 발생하는 프레임 영역의 핀홀 결함을 수정할 수 있는 위상 반전 마스크를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 위상 반전 마스크의 핀홀 결함을 수정하는 방법을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 웨이퍼 노광이 수행되는 메인 셀 영역과 웨이퍼 노광이 수행되지 않는 프레임 영역을 갖고, 상기 프레임 영역에 핀홀이 발생한 마스크 기판과, 상기 핀홀 결함에 대응하는 상기 마스크 기판의 배면에 차광 효과를 나타나게 하여 결함을 수정할 수 있는 선형 패턴을 포함하여 이루어진다.

상기 선형 패턴은 상기 핀홀 결함에 대응하는 부분보다 넓게 상기 마스크 기판의 배면에 형성되어 있을 수 있다. 상기 선형 패턴의 깊이와 간격은 위상 반전 효과로 인하여 상기 핀홀 결함에 의한 차광 효과를 얻을 수 있는 조건으로 형성될 수 있다. 상기 프레임 영역은 상기 마스크 기판 상에 형성된 위상 반전층 및 차광층일 수 있다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 웨이퍼 노광이 수행되는 메인 셀 영역과 웨이퍼 노광이 수행되지 않는 프레임 영역을 갖고, 상기 프레 임 영역에 발생한 위상 반전 마스크의 핀홀 결함 수정 방법을 제공한다. 본 발명은 상기 핀홀 결함에 대응하는 마스크 기판의 배면에 선형 패턴을 형성하여 차광 효과를 나타나게 하여 결함을 수정한다.

상기 선형 패턴은 상기 핀홀 결함에 대응하는 부분보다 넓게 상기 마스크 기판 배면에 형성될 수 있다. 상기 선형 패턴의 깊이와 간격은 위상 반전 효과로 인하여 상기 핀홀 결함에 의한 차광 효과를 얻을 수 있는 조건으로 형성될 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 위상 반전 마스크의 프레임 영역의 핀홀 결함을 마스크 기판의 배면에 선형 패턴을 형성하여 해결함으로써 결함 수정 소요 시간을 줄일 수 있고, 진공 장비의 고장 발생원을 제거할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 적용된 위상 반전 마스크의 평면도이고, 도 2는 도 1의 위상 반전 마스크의 셀 영역 및 프레임 영역의 확대도이다.

구체적으로, 본 발명에 적용된 위상 반전 마스크, 예컨대 하프톤 위상 반전 마스크는 웨이퍼 노광이 이루어지는 메인 셀 영역(10, 메인 칩 영역)과 웨이퍼 노광이 이루어지지 않는 프레임 영역(30)을 포함한다. 도 2는 도 1의 일부분 확대도이다. 상기 프레임 영역(30)은 후에 설명하는 바와 같이 위상 반전층, 예컨대 MoSiN층과 차광층, 예컨대 Cr층으로 구성된다.

도 3은 본 발명에 의해 위상 반전 마스크의 프레임 영역의 핀홀 결함이 발생한 상태를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 의해 위상 반전 마스크의 프레임 영역의 핀홀 결함을 수정한 상태의 단면도이다. 도 3 및 도 4에서, 도 1 및 도 2와 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다.

구체적으로, 위상 반전 마스크의 프레임 영역(70)의 단면은 도 3 및 도 4에 도시되어 있다. 즉, 마스크 기판(100), 예컨대 유리나 석영기판 상에 위상 반전층(120)이 형성되어 있고, 상기 위상 반전층(120) 상에 차광층(140)이 형성되어 구성된다. 상기 위상 반전층(120)은 MoSiN층으로 구성되고, 차광층(140)은 Cr층으로 구성된다.

그런데, 앞서 설명한 바와 같이 위상 반전 마스크의 제조시 2차 노광 공정에서 레지스트 도포가 균일하게 이루어지지 않아 프레임 영역(30)에 거품(bubble) 등이 발생한다. 이러한 경우에, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 후속 공정에서 차광층(140), 즉 크롬층이 제거되는 과정에서 프레임 영역(30)에 핀홀(pin hole) 결함(70)이 형성된다. 결과적으로, 마스크 기판(100)의 프레임 영역(30)에는 핀홀 결함(70)이 형성된다.

상기 핀홀 결함(70)을 수정하기 위하여, 본 발명은 도 4의 참조번호 180으로 표시한 바와 같이 핀홀 결함(70)을 포함하여 마스크 기판(100)의 배면에 선형패턴(160)을 형성시킴으로써 차광 효과가 나타나게 하여 수백 마이크로미터 크기의 핀홀 결함(70)을 수정한다. 상기 선형 패턴(160)의 깊이(d) 및 간격은 위상 반전 효과로 인하여 핀홀 결함(70)에 의한 차광 효과를 얻을 수 있는 조건을 반복실험을 통하여 얻을 수 있다.

상기 핀홀 결함(70)은 차광층(140), 즉 Cr층에만 생기는 것이므로 핀홀 결함 을 수정할 경우 100% 차광 효과를 얻지 않아도 된다. 상기 선형 패턴(160)은 마스크 기판(100)의 배면에 레지스트 도포하고 노광 및 현상하고 식각함으로써 얻을 수 있다.

상기 선형 패턴(160)은 상기 핀홀 결함(70)에 대응하는 마스크 기판(100)의 배면 부분보다 넓은 영역에 형성하는 것이므로 노광 장비에서 고도의 정밀도를 요구하지 않는다. 다만, 레지스트 도포 및 현상 등의 과정에서 예상할 수 있는 패턴면 오염 등의 문제를 관리할 수 있으면 가능하다.

이상과 같이 본 발명은 위상 반전 마스크의 제작중의 2차 노광 공정에서 공정불량으로 인하여 생기는 핀홀 결함을 마스크 기판의 배면에 선형 패턴을 형성하여 해결한다. 이에 따라, 본 발명은 종래의 결함 수정 방법, 즉 카본증착으로 할 경우에 소요되는 시간 손실과 그로 인한 진공 장비의 고장 발생원을 제거할 수 있다.

더욱이, 본 발명은 위상 반전 마스크 제조 과정에서 발생되는 수백 마이크로미터 수준의 프레임 핀홀 결함의 수정작업에 소요되는 시간 및 수정 장비의 고장발생원을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 위상 반전 마스크 제작 시간을 감소시킬 수 있고, 수정 장비 안정화에 따른 위상 반전 마스크 제작비용의 절감 효과가 있다.

Claims (7)

1. 웨이퍼 노광이 수행되는 메인 셀 영역과 웨이퍼 노광이 수행되지 않는 프레임 영역을 갖고, 상기 프레임 영역에 핀홀이 발생한 마스크 기판;

   상기 핀홀 결함에 대응하는 상기 마스크 기판의 배면에 차광 효과를 나타나게 하여 결함을 수정할 수 있는 선형 패턴을 포함하여 이루지는 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크.
2. 제1항에 있어서,

   상기 선형 패턴은 상기 핀홀 결함에 대응하는 부분보다 넓게 상기 마스크 기판의 배면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크.
3. 제1항에 있어서,

   상기 선형 패턴의 깊이와 간격은 위상 반전 효과로 인하여 상기 핀홀 결함에 의한 차광 효과를 얻을 수 있는 조건으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크.
4. 제1항에 있어서,

   상기 프레임 영역은 상기 마스크 기판 상에 형성된 위상 반전층 및 차광층인 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크.
5. 웨이퍼 노광이 수행되는 메인 셀 영역과 웨이퍼 노광이 수행되지 않는 프레임 영역을 갖고, 상기 프레임 영역에 발생한 위상 반전 마스크의 핀홀 결함 수정 방법에 있어서,

   상기 핀홀 결함에 대응하는 마스크 기판의 배면에 선형 패턴을 형성하여 차광 효과를 나타나게 하여 결함을 수정하는 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크의 프레임 영역의 핀홀 결함 수정 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 선형 패턴은 상기 핀홀 결함에 대응하는 부분보다 넓게 상기 마스크 기판의 배면에 형성하는 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크의 프레임 영역의 핀홀 결함 수정 방법.
7. 제5항에 있어서,

   상기 선형 패턴의 깊이와 간격은 위상 반전 효과로 인하여 상기 핀홀 결함에 의한 차광 효과를 얻을 수 있는 조건으로 형성하는 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크의 프레임 영역의 핀홀 결함 수정 방법.

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