KR20090050737A - 포토마스크의 결함 수정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 포토마스크의 결함 수정방법은 투명기판 상에 패터닝할 대상막을 형성하는 단계, 대상막을 패터닝하는 단계, 대상막 및 브릿지성 결함을 갖는 대상막을 포함하는 기판의 결과물 상에, 포토레지스트를 도포하는 단계, 원자현미경 팁을 이용하여 브리지성 결함 부위의 레지스트를 노광하는 단계, 레지스트를 현상하여 결함 부위를 노출시키는 단계, 및 브리지성 결함을 제거하는 단계를 포함한다.

AFM, 전자 노광, 브릿지 결함, 수정(Repair)

Description

포토마스크의 결함 수정방법{Method for repairing defect in photo mask}

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 포토마스크의 결함 수정방법에 관한 것이다.

리소그라피(Lithography) 공정은 빛이 통과한 부분과 통과하지 않은 부분의 명암차이가 감광제에 선택적 영향을 미치는 원리를 이용하여 원하는 패턴을 구현하는 방법이다.

지난 20여 년간 소자의 집적화는 많은 공정기술의 발전과 함께 이루어져 왔으며, 특히 리소그라피 공정기술의 진보는 소자의 집적화, 소형화에 막대한 영향을 미치고 있다. 점차 미세화되는 패턴의 전사를 가능케 하기 위해서는 리소그라피 공정의 해상도의 향상이 필수적인데 초기에는 단파장의 광원을 이용하는 방식으로 손쉽게 해결하였다.

그러나 원자외선 영역에서 더 이상의 파장 축소가 어려워지고 반도체 소자의 미세화 속도가 한층 가속됨에 따라 회로의 최소 선폭이 사용 파장의 반에 이르고, 광차단막과 위상반전막을 패턴할 경우 브릿지(Bridge) 현상이 발생하는 물리적인 한계에 부딪히게 되어, 미세패턴 전사에서는 이제까지의 광원 파장축소의 방법으로 는 리소그라피 공정이 지원될 수 없는 기술적 한계가 존재한다는 인식이 높아졌다. 특히 현재 기술적 문제로 대두되는 브릿지성 결함은 포토마스크 패턴들 사이에 존재하는 결함(Defect)으로서, 입사된 빛이 반사될 때 결함에 의해 생겨진 굴곡 부분에서 산란 현상이 발생되고 그에 따른 굴곡에 의해 빛의 세기 분포와 상 형성에 영향을 미치게된다.

종래에는 포토마스크에 형성된 브릿지성 결함을 제거하기 위하여 집속이온빔(Focused Ion Beam; FIB)을 이용하였다. 집속이온빔(FIB)은 갈륨이온(Ga⁺) 소스를 이용하여 포토마스크 상의 브릿지 결함을 식각할 수 있다. 하지만 광차단막이나 위상반전막에서 발생되는 브릿지 결함을 집속이온빔(FIB)을 사용하여 수정할 경우, 수정된 영역 주위에 추가적인 결함을 형성하는 문제가 발생할 수 있다. 뿐만 아니라, FIB 해상도의 한계로 인하여 높은 해상도의 포토마스크의 결함을 수정할 경우, 정상 영역 대비에서 만족할 만한 수정 결과를 얻기가 어려웠다.

즉, 집속이온빔(FIB)은 작은 사이즈의 브릿지 결함을 수정할 경우에는 큰 문제가 되지 않지만, 대형 결함을 수정할 경우에는 이온빔을 결함 부위에 정확하게 입사시키는 것이 불가능하여 이온빔이 주변의 기판 영역에까지 입사된다. 넓은 영역에 과도하게 입사된 이온빔은 브릿지 결함과 기판의 경계영역에서 기판의 투과율에 변화를 일으키고, 실제 반도체 기판 노광시 기판을 통과하는 광의 투과율을 떨어뜨려 또다른 브릿지 결함을 유발하게 된다. 또한, 큰 사이즈의 브릿지 결함을 작은 사이즈의 이온빔으로 수정하여야 하므로 작업시간이 매우 길어진다.

투명기판 상에 패터닝할 대상막을 형성하는 단계; 상기 대상막을 패터닝하는 단계; 상기 대상막 및 브릿지성 결함을 갖는 대상막을 포함하는 기판의 결과물 상에, 포토레지스트를 도포하는 단계; 원자현미경 팁을 이용하여 브리지성 결함 부위의 상기 레지스트를 노광하는 단계; 상기 레지스트를 현상하여 결함 부위를 노출시키는 단계; 및 상기 브리지성 결함을 제거하는 단계를 포함하는 포토마스크의 결함 수정방법이다.

상기 포토레지스트막은 전자빔(E-beam)용 포지티브 레지스트를 사용할 수 있다.

상기 대상막은 광차단막 또는 위상반전막의 단일막 혹은 이들의 적층막 중의 어느 하나로 형성할 수 있다.

상기 위상반전막은 몰리브덴실리콘나이트라이드(MoSiN)으로 형성하고, 상기 광차단막은 크롬(Cr)으로 형성할 수 있다.

상기 광차단막을 패터닝하는 단계 후, 브릿지성 결함이 발생한 영역의 좌표를 입력하는 단계를 포함할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다양한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크의 결함 수정 방법을 설명하기 위하여 나타낸 도면들이다.

도 1을 참조하면, 투명기판(100) 상에 몰리브덴실리콘질화막(MoSiN)으로 이루어진 위상반전막(110)과 크롬(Cr)으로 이루어진 광차단막을 적층한다. 다음 포토레지스트막을 도포한 후, 노광 및 현상을 통하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 광차단 패턴(120)을 형성한다. 광차단 패턴(120)은 웨이퍼 상에 전사될 집적회로 패턴을 이루고 있는데 패터닝하는 과정에서 기판상에 브릿지 결함(130)이 발생될 수 있다. 이때 광차단 패턴(120) 상의 브릿지 결함(130)이 발생된 부분을 좌표로 위치를 확인한 후, 데이타에 입력한다.

도 2를 참조하면, 전자빔(E-beam) 노광용 포지티브(Positive) 포토레지스트 막(140)을 도포한다. AFM의 팁(Tip)을 브릿지 결함(130)이 발생된 좌표로 이동시켜 입력된 데이타에 따라 포토레지스트막(140)에 대한 전자 노광을 실시한다. AFM에 의해 노광이 이루어진 부분, 즉 브릿지 결함 부위의 포토레지스트 패턴(150)은 현상액에 의해 제거되기 쉬운 상태가 된다.상기 포토레지스트 패턴(150)을 현상하여 제거하면 브릿지 결함이 노출된다.

도 3을 참조하면, 노출된 브릿지 결함(130)이 포함된 광차단 패턴(120)에 식각을 수행하여 제거한다. 결함이 없는 부위의 기판상에는 포토레지스트막(140)이 형성되어 있기 때문에, 상기 식각공정에서 기판의 손상없이 결함부위만 제거된다.

도시되지는 않았지만, 후속 단계에서 상기 포토레지스트막(140)을 제거한 후, 위상반전막(110)에 대한 패터닝 공정을 진행하여 포토마스크를 완성한다. 상기 위상반전막(110)을 패터닝하는 과정에서도 브릿지 결함이 발생될 수 있다. 이 경우 에도 상술한 본 발명의 방법을 적용하면 기판의 손상없이 결함 부위만 용이하게 제거할 수 있다. 따라서 본 발명은 정밀하게 사이즈 조절이 가능한 AFM(Atomic Force Microscopy; AFM)을 사용하여 포토레지스트막을 패터닝한 후 건식 식각으로 결함 수정을 진행하기 때문에 집속이온빔(FIB)의 수정 방식에 비해 높은 수준의 해상도를 유지할 수 있다. 그리고 브릿지 영역을 제외한 전지역은 포토레지스트로 코팅되어 있기 때문에 결함 수정 후 추가적인 마스크 오염을 막을 수 있고, 그 이외의 마스크가 필요없는 공정으로 편리하게 결함 수정이 가능하다. 또한 전자빔(E-beam)에 비해 전자 노광 준비를 위한 시간을 단축할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 마스크 결함 수정방법 설명하기 위하여 나타낸 도면이다.

＊도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＊

100....투명기판 110....위상반전막

120....광차단 패턴 130....브릿지 결함

140....포토레지스트막 150....브릿지 결함 상의 포토레지스트 패턴

Claims (5)

1. 투명기판 상에 패터닝할 대상막을 형성하는 단계;

   상기 대상막을 패터닝하는 단계;

   상기 대상막 및 브릿지성 결함을 갖는 대상막을 포함하는 기판의 결과물 상에, 포토레지스트를 도포하는 단계;

   원자현미경 팁을 이용하여 브리지성 결함 부위의 상기 레지스트를 노광하는 단계;

   상기 레지스트를 현상하여 결함 부위를 노출시키는 단계; 및

   상기 브리지성 결함을 제거하는 단계를 포함하는 포토마스크의 결함 수정방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 포토레지스트막은 전자빔(E-beam)용 포지티브 레지스트인 포토마스크의 결함 수정방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 대상막은 광차단막 또는 위상반전막의 단일막 혹은 이들의 적층막 중의 어느 하나인 포토마스크의 결함 수정방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 위상반전막은 몰리브덴실리콘나이트라이드(MoSiN)으로 형성하고, 상기 광차단막은 크롬(Cr)으로 형성하는 단계를 포함하는 포토마스크의 결함 수정방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 광차단막을 패터닝하는 단계 후,

   브릿지성 결함이 발생한 영역의 좌표를 입력하는 단계를 포함하는 포토마스크의 결함 수정방법.

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