KR20080001459A - 포토 마스크 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 포토마스크 제조 방법은, 마스크 기판 상에 광차단막을 형성하는 단계와, 광차단막 패턴 상에 레지스트막 패턴을 형성하는 단계와, 레지스트막 패턴을 식각마스크로 플라즈마 건식각을 수행하여 광차단막 패턴을 형성하는 단계와, 마스크 기판을 불소 플라즈마 건식각하여 광차단막 패턴 사이의 기판 표면의 이물질을 제거하는 단계와, 그리고 마스크 기판을 어닐링하여 마스크 표면 상에 이물질 부착을 방지하는 단계를 포함한다.
포토 마스크, 불소 플라즈마 건신각, 어닐링,

Description

포토 마스크 제조 방법{Method of manufacturing photo mask}
도 1은 종래의 포토 마스크 제조방법을 설명하기 위한 공정흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 포토 마스크 제조방법을 설명하기 위한 공정흐름도이다.
본 발명은 포토 마스크 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포토 마스크 표면의 평탄화 및 두께를 조절하여 막질을 개선한 포토 마스크 제조 방법에 관한 것이다.
최근 반도체 소자의 고집적화가 증가 됨에 따라 포토 마스크 표면에 형성되는 패턴의 정밀도는 급격하게 증가하고 있다. 따라서 극미세 패턴을 형성해야 하는 반도체 제조 공정에서 일종의 렌즈로 작용할 수 있는 포토 마스크의 표면의 편평도는 매우 중요한 요소이나 간과되고 있다.
도 1은 종래의 마스크 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 일반적으로 포토 마스크를 제조하기 위해서는, 쿼츠와 같은 마스크 기판 위에 광차단막, 레지스트막을 순차적으로 형성한다(단계 S10). 이 어서, 레지스트막에 대하여 통상의 전자빔(e-beam)을 이용하여 노광을 수행하여 레지스트막 상에 패턴을 전사한다(단계 S11). 이어서, 염기성 용액을 이용한 현상 공정을 수행하여 레지스트막 상에 전사된 부분을 현상하여 레지스트막 패턴을 형성한다(단계 S12). 계속해서, 레지스트막 패턴을 식각 마스크로 플라즈마 건식각을 수행하여 광차단막 패턴을 형성한다(단계 S13). 이어서, 레지스트막 패턴을 통상의 스트립 방법을 사용하여 제거(미도시)한 후 마스크 기판을 세정하여 마스크 기판 표면에 생성된 이물질을 제거하여(단계 S14) 포토 마스크를 완성한다. 상기 세정은 염기성 용액으로 세정하고, 산성 용액으로 세정한다.
그러나 이와 같은 일련의 제조 공정에 있어서, 레지스트막 패턴을 식각 마스크로 광차단막 패턴을 형성하기 위해서, 플라즈마 건식각을 이용하여 수행한다(단계 S13). 그러나 이때 사용된 플라즈마 등에 의해 마스크 기판이 손상되며, 광차단막 패턴 사이의 마스크 기판 표면에 산화막이 생성된다. 자세하게는, 대기중의 산소가 마스크 기판 표면에 와서 실리콘 원자들끼리의 결합을 끊고, 대신 그 자리를 차지하면서 마스크 기판 위에 산화막을 형성한다. 이와 같은 과정에서 실리콘 원자들의 최외각 전자가 대기중의 산소와 완벽하게 결합하지 못하고 마스크 기판 표면에 존재하게 된다. 이 최외각 전자들을 댕글링 본드(dangling bond)라고 한다. 이 댕글링 본드로 산화막은 전화를 띄게 되어 마스크 기판에 이물질이 부착되어 마스크 기판을 오염시켜 불균일한 표면을 생성한다, 또한 산화막에 따른 두께 변화에 의해 상변화와 투과도가 변화되어 포토 마스크의 광학적 성질이 변화된다.그리고 불안정한 표면 상태를 가진 포토 마스크가 웨이퍼 제조 공정 시 노광 장치로 로딩 되면, 노광 시 사용되는 에너지와 대기 중에 포함된 NH4+이온이 서로 화학 반응하여 염결정을 생성하여 포토 마스크 표면 상에 부착된다. 따라서, 이러한 이물질로 인해 웨이퍼 제조 공정에서 원하지 않은 패턴을 전사시킨다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 포토 마스크 제조시 생성되는 이물질을 제거하여 포토 마스크의 안정도를 향상시키는 포토 마스크 제조 방법에 관한 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 포토 마스크 제조 방법은, 마스크 기판 상에 광차단막을 형성하는 단계; 상기 광차단막 패턴 상에 레지스트막 패턴을 형성하는 단계; 상기 레지스트막 패턴을 식각마스크로 플라즈마 건식각을 수행하여 광차단막 패턴을 형성하는 단계; 상기 마스크 기판을 불소 플라즈마 건식각하여 광차단막 패턴 사이의 기판 표면의 이물질을 제거하는 단계; 및 상기 마스크 기판을 어닐링하여 마스크 표면 상에 이물질 부착을 방지하는 단계를 포함한다.
상기 마스크 기판을 어닐링하는 단계 이후에, 상기 레지스트막 패턴을 제거하는 단계; 상기 마스크 기판에 세정 공정을 수행하는 단계; 상기 마스크 기판을 불소 플라즈마 건식각하여 이물질을 제거하는 단계; 및 상기 마스크 기판을 어닐링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 세정 공정은 염기성 용액을 이용한 세정 공정을 수행하고, 산성 용액을 이용한 세정 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
상기 어닐링하는 단계는 D2, H2, O2 또는 N2 가스 분위기에서 수행하는 것이 바람직하다.
상기 어닐링하는 단계는 200℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 2는 본 발명의 따른 포토 마스크 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 포토 마스크를 제조하기 위해서는 먼저, 쿼츠와 같은 마스크 기판 위에 광차단막 및 레지스트막을 순차적으로 형성한다(단계 S20). 이어서, 레지스트막에 대하여 통상의 전자빔(e-beam)을 이용한 노광을 수행하여 레지스트막 일부분에 대한 용해도를 변화시켜 레지스트막 상에 패턴을 전사한다(단계 S21). 그리고 염기성 용액을 이용한 현상 공정을 수행하여 용해도가 변화되거나 또는 변화되지 않은 부분을 제거함으로써, 광차단막의 일부 표면을 노출시키는 레지스트막 패턴을 형성한다(단계 S22).
이어서, 레지스트막 패턴을 식각 마스크로 한 식각으로 플라즈마 건식각을 수행하여 광차단막 패턴을 형성한다(단계 S23). 한편 플라즈마 건식각 수행시 광차단막 패턴 사이로 노출된 마스크 기판 상에 산화막이 생성된다. 따라서, 이를 제거하기 위해, 불소 플라즈마 건식각을 수행한다(단계 S24). 이어서 산화막 생성시 발생되는 댕글링 본드를 최소화하기 위해 D2, H2, O2 또는 N2 가스 분위기에서 약 200℃의 온도에서 대략 1시간 동안 어닐링 공정을 수행한다(단계 S25). 즉, D2, H2, O2 또는 N2 가스를 이용한 어닐링 공정을 수행하면 산화막 표면에 존재는 미결합 댕글링 본드와 D2, H2, O2 또는 N2 가스 원자가 결합하게 되어 화학적으로 안정된 막을 형성하여 마스크 기판 표면의 평탄화 및 산화막 두께를 조절한다. 이 중 D2(중수소)를 사용하여 어닐링 공정을 수행하는 경우 가장 견고한 막을 얻을 수 있다.
계속해서, 레지스트막 패턴을 제거한 마스크 기판을 세정 공정을 수행하여 현상 공정 및 레지스트막 제거 공정시 발생되는 이물질을 제거한다(단계 S26). 상기 세정 공정은 산성 용액을 이용한 세정을 하고 난 후 염기성 용액을 이용한 세정을 한다. 이어서 세정 공정시 발생되는 잔여물을 불소 플라즈마 건식각하여 제거한다(단계 S27). 계속해서 이물질 부착을 방지하는 어닐링 공정을 수행하여 포토 마스크를 완성한다(단계 S28). 불소 플라즈마 건식각 및 어닐링 공정은 상기 상술한 방법과 동일하게 진행되므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 형태로 변형이나 개량이 가능할 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌것으로 이해해야만 한다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 포토 마스크 제조 방법은, 불소 플라즈마 건식각을 수행하여 마스크 기판 표면의 편평도와 이물질을 제거하여 포토 마스크의 광학적 성질을 향상시킨다. 또한 어닐링 공정을 통해 화학적으로 안정된 포토 마스크를 완성하여 이물질 부착을 방지하여 포토 마스크 표면의 재오염을 방지할 수 있다.

Claims (5)

  1. 마스크 기판 상에 광차단막을 형성하는 단계;
    상기 광차단막 패턴 상에 레지스트막 패턴을 형성하는 단계;
    상기 레지스트막 패턴을 식각마스크로 플라즈마 건식각을 수행하여 광차단막 패턴을 형성하는 단계;
    상기 마스크 기판을 불소 플라즈마 건식각하여 광차단막 패턴 사이의 기판 표면의 이물질을 제거하는 단계; 및
    상기 마스크 기판을 어닐링하여 마스크 표면 상에 이물질 부착을 방지하는 단계를 포함하는 포토 마스크 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스크 기판을 어닐링하는 단계 이후에, 상기 레지스트막 패턴을 제거하는 단계;
    상기 마스크 기판에 세정 공정을 수행하는 단계;
    상기 마스크 기판을 불소 플라즈마 건식각하여 이물질을 제거하는 단계; 및
    상기 마스크 기판을 어닐링하는 단계를 더 포함하는 포토 마스크 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 세정 공정은 염기성 용액을 이용한 세정 공정을 수행하고, 산성 용액을 이용한 세정 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 어닐링하는 단계는 D2, H2, O2 또는 N2 가스 분위기에서 수행하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 어닐링하는 단계는 200℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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