KR20070076320A - 포토 마스크 - Google Patents

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KR20070076320A
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최원웅
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Abstract

포토 마스크를 제공한다. 이 포토 마스크는 투명 기판과, 상기 투명 기판 상에 패턴이 형성된 샷 영역, 그리고 상기 샷 영역 주변의 투명 기판에 차광막이 덮인 차단영역을 포함한다. 상기 샷 영역 주변의 차광막의 일부가 제거되어 상기 샷 영역 주변의 차광막과 상기 투명 기판 외곽의 차단영역에 형성된 차광막을 분리하는 정전기 방지 링이 형성되어 있다. 이러한 구조의 포토 마스크는 마스크의 차광막에 축적된 전하가 정전기 방전에 취약한 샷 영역의 패턴으로 전달되는 것을 막아주어 상기 샷 영역에서 정전기 방전으로 인한 패턴의 불량이 발생하는 것을 막을 수 있다
포토마스크, 대전, 방전

Description

포토 마스크{PHOTO MASK}
도 1은 종래의 포토 마스크를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토 마스크를 나타낸 도면.
본 발명은 노광 공정에 사용되는 포토 마스크에 관한 것이다.
반도체 제조공정에서, 사진식각공정(photo lithograph process)은 포토레지스트막을 반도체 기판 상에 증착하고, 포토마스크에 형성된 패턴을 상기 포토레지스트막에 전사하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. 반도체 제조공정에 사용되는 포토마스크는 투명기판 상에 크롬계열의 불투명 물질이 형성된 포토마스크 블랭크를 사용하여 상기 크롬계열의 불투명 물질을 식각하여 차광패턴을 형성한 것을 사용하고 있다.
도 1은 종래의 포토 마스크를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 포토 마스크는 투명 기판 상에 크롬층과 같은 차광막(14)이 형성된 차단 영역(10)과 웨이퍼에 전사되는 패턴이 형성된 샷 영역(12)으로 구성된다. 상기 샷 영역(12)은 상기 차단 영역(10)과 같이 차광막(14)이 형성되어 있 으며, 상기 차광막(14)이 패터닝되어 다양한 형태의 차광패턴이 투명 기판 상에 형성된 구조를 가진다. 상기 포토 마스크는 노광 장치에 장착되어 사용되기 때문에 포토 마스크의 중앙부분에 상기 샷 영역(12)이 형성되고, 상기 샷 영역(12) 주변의 상기 차단 영역(10)에는 상기 포토마스크를 식별하기 위한 식별표시 및 노광 장치에 정확한 위치에 포토마스크가 놓여지도록 기준점이 되는 패턴들 등이 형성되어 있으며, 상기 포토마스크에서 상기 차단 영역(10)이 차지하는 면적이 매우 크다.
반복적으로 사진 공정을 실시하는 동안 넓은 면적을 차지하는 상기 차광막(14)은 대전되어 정전기가 유발된다. 이 때, 상기 차광막(14)에 축적된 전하는 가장 취약한 지점에서 방전될 수 있으며, 정전기 방전 과정에서 미세한 패턴이 손상되는 경우가 발생된다. 도 1에 도시된 것과 같이, 상기 차광 영역(10)에 축적된 전하는 상기 차광 영역(10)과 상기 샷 영역(12)의 경계부위에 형성된 좁은 영역에서 방전되기 쉬우며, 이로 인하여, 상기 샷 영역(12)의 경계에 형성된 패턴(18)이 파괴되어 웨이퍼에 전사되는 패턴의 불량으로 이어진다.
상술한 종래의 포토마스크에서 정전기 방전으로 인한 패턴의 파괴를 막기 위하여 본 발명의 기술적 과제는 상기 차단영역에서 축적된 전하가 정전기 방전에 취약한 샷 영역의 경계로 전달되는 것을 막을 수 있는 구조의 포토 마스크를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 넓은 면적을 가지는 차단영역에서 축적된 전하가 정전기 방전에 취약한 샷 영역의 패턴으로 전달되는 것을 막을 수 있는 포토 마스크를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 정전기 전달을 막을 수 있는 수단이 구비된 포토 마스크를 제공하는데 있다. 이 포토 마스크는 투명 기판과, 상기 투명 기판 상에 패턴이 형성된 샷 영역, 그리고 상기 샷 영역 주변의 투명 기판에 차광막이 덮인 차단영역을 포함한다. 상기 샷 영역 주변의 차광막의 일부가 제거되어 상기 샷 영역 주변의 차광막과 상기 투명 기판 외곽의 차단영역에 형성된 차광막을 분리하는 정전기 방지 링이 형성되어 있다.
본 발명에서 상기 정전기 방지 링은 상기 샷 영역으로부터 소정간격 이격된 부분의 차광막이 제거되어 상기 투명 기판이 노출된 영역에 해당한다. 상기 정전기 방지 링은 노광공정에 사용되는 노광광의 오프셋 마진을 고려하여 상기 샷 영역으로부터 소정간격 이격되도록 형성하는 것이 바람직하며, 제조 과정에서 상기 투명 기판이 완전히 노출되지 않아 차광막이 잔존하여 전하의 이동 통로가 형성되는 것을 막기 위하여 그 자체의 폭도 일정 폭 이상인 것이 바람직하다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토 마스크를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 포토 마스크는 종래의 포토 마스크와 마찬가지로, 투명 기판 상에 차광막이 형성된 차단 영역(50)과 웨이퍼에 전사되는 패턴이 형성된 샷 영역(52)로 구분될 수 있다. 상기 샷 영역(52)은 한번의 노광으로 복수의 칩 영역이 형성될 수 있도록 동일한 패턴이 형성된 복수개의 칩영역을 포함한다.
패턴이 형성되기 이전에 블랭크 마스크는 투명 기판의 전면에 차광막이 형성된 구조를 가지며, 상기 투명 기판 상의 차광막을 패터닝하여 상기 샷 영역(52)을 정의한다. 상기 차광막의 일부를 선택적으로 제거하여 상기 샷 영역(52)에는 웨이퍼에 전사되는 차광 패턴이 형성되고, 상기 차광막이 제거된 부분은 상기 투명 기판이 노출된다. 상기 샷 영역(52) 주변의 상기 차단 영역(50)에는 마스크를 식별하기 위한 식별 표시 및 기타 노광 공정시 포토마스크를 노광 장비의 적정 위치에 설치하기 위한 보조 수단들이 형성된다.
수차례의 노광 공정 및 포토 마스크를 취급하는 동안 상기 차광막이 대전되어 전하가 축적된다. 종래에는 축적된 전하가 샷 영역 경계의 취약 패턴에서 방전되어, 정전기 방전으로 인한 패턴의 파괴가 일어났다. 본 발명에서는 상대적으로 넓은 면적의 상기 차단 영역에 축적된 전하가 웨이퍼에 전사되는 샷 영역으로 전달 되는 것을 막기 위하여 상기 샷 영역(52)의 주위로 상기 차광막이 제거된 방전 방지 링(60)이 형성된다. 상기 방전 방지 링(60)은 상기 샷 영역의 패턴과 상기 마스크 외곽의 넓은 면적의 차광막 사이의 전하 이동 경로를 차단하는 것이다. 따라서, 상기 차단 영역(10)의 넓은 차광막에 대전된 전하는 상기 샷 영역(52)으로 이동하지 못하고, 상기 샷 영역(52) 주변의 면적이 작은 차광막에 축적되는 전하만이 샷 영역의 가장자리로 이동할 수 있다. 면적이 작은 차광막에 축적되는 전하량이 종래에 비해 지극히 적기 때문에 상기 샷 영역(52) 가장자리의 취약 패턴에서 정전기 방전이 일어나는 것을 막을 수 있다.
노광 공정에서 포토 마스크가 노광 장치에 장착되면, 노광광이 상기 포토 마스크의 샷 영역(52)에 조사되어 상기 샷 영역(52)의 패턴이 웨이퍼에 전사된다. 이 때, 장비마다 노광광이 조사되는 영역을 지정하는 브라인드가 설치되어 있고, 상기 브라인드를 통과한 빛은 상기 샷 영역(52)에 국한되어 포토 마스크에 조사된다. 상기 샷 영역(52)의 패턴이 상기 웨이퍼로 전사되도록 노광광은 일정 폭의 오프셋 마진을 가지며 상기 샷 영역(52)보다 넓은 조사 면적으로 가진다. 상기 방전 방지 링(60)이 웨이퍼에 전사되는 것을 막기 위하여 상기 샷 영역(52)으로부터 상기 방전 방지 링(60)의 이격 폭(W2)은 상기 노광광의 오프셋 마진 보다 먼 것이 요구된다.
또한, 정전기의 이동을 완전히 차단하기 위하여 상기 방전 방지 링(60)은 샷 영역(52) 주변의 차광막과 마스크 외곽의 차광막을 완전히 단절시켜야 한다. 따라서, 상기 방전 방지 링(52)는 제조 과정에서 차광막이 잔존하여 정전기 이동 통로가 생기는 것을 막을 수 있도록 충분한 폭(W1)을 가지는 것이 바람직하다.
통상적인 마스크 제조 과정 및 노광 장치를 고려할 때, 상기 정전기 방지 링은 상기 샷 영역의 경계로부터 1.5㎜보다 가깝지 않은 것이 바람직하며, 상기 정전기 방지 링의 폭은 0.5㎜ ~ 2.0㎜인 것이 바람직하다.
상술한 것과 같이 본 발명에 따르면, 마스크의 차광막에 축적된 전하가 정전기 방전에 취약한 샷 영역의 패턴으로 전달되는 것을 막아주어 상기 샷 영역에서 정전기 방전으로 인한 패턴의 불량이 발생하는 것을 막을 수 있다. 따라서, 샷 영역의 패턴 불량으로 인하여 웨이퍼에 전사된 패턴의 불량이 발생하는 것을 막아주어 반도체 장치의 불량 발생을 억제할 수 있다.

Claims (5)

  1. 투명 기판;
    상기 투명 기판 상에 패턴이 형성된 샷 영역;
    상기 샷 영역 주변의 투명 기판에 차광막이 덮인 차단영역;
    상기 샷 영역 주변의 차광막의 일부가 제거되어 상기 샷 영역 주변의 차광막과 상기 투명 기판 외곽의 차광막을 분리하는 정전기 방지 링을 포함하는 포토 마스크.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 정전기 방지 링은 상기 투명 기판 상의 차광막이 제거되어 상기 투명 기판이 노출된 영역인 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 정전기 방지 링은,
    샷 영역의 경계로부터 노광광의 오프셋 마진인 브라인드 마진보다 멀리 이격된 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 정전기 방지 링은 상기 샷 영역의 경계로부터 1.5㎜보다 가깝지 않은 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 정전기 방지 링의 폭은 0.5㎜ ~ 2.0㎜인 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
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