KR20090091959A - 노광 공정용 레티클 제조 방법 - Google Patents

노광 공정용 레티클 제조 방법

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Abstract

본 발명은 레티클 기판이 제공되는 단계, 레티클 기판의 하부면에 반사 방지막(ARC)을 형성하는 단계, 레티클 기판의 상부면에 레티클막 및 포토레지스트막을 형성하는 단계, 포토레지스트 패턴을 형성하기 위하여 포토레지스트막에 노광 공정 및 현상 공정을 실시하는 단계, 포토레지스트 패턴에 따라 레티클막을 패터닝하는 단계, 포토레지스트 패턴 및 반사 방지막을 제거하는 단계를 포함하는 노광 공정용 레티클 제조 방법으로 이루어진다.

Description

노광 공정용 레티클 제조 방법{Method of manufacturing reticle for exposure process}
본 발명은 노광 공정용 레티클 제조 방법에 관한 것으로, 특히 레티클 패턴을 균일하게 형성하기 위한 노광 공정용 레티클 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 소자는 다수개의 게이트 라인들 및 금속배선들을 포함한다. 게이트 라인들 및 금속배선들을 형성하기 위해서는 반도체 기판 상에 식각 대상이 되는 막(layer)을 형성하고, 이를 원하는 패턴에 따라 식각하는 패터닝 공정(patterning process)을 실시한다. 패터닝 공정을 실시하기 위해서는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 구체적으로 설명하면, 식각 대상이 되는 막의 상부에 포토레지스트막을 형성한 후, 레티클(reticle)을 사용한 노광(exposure) 및 현상(develop) 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 레티클 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 레티클 기판(10; 예컨대, 석영기판)의 상부에 패터닝막(12)을 형성한다. 패터닝막(12)은 레티클막 및 포토레지스트막을 적층하여 형성할 수 있다. 이때, 레티클막은 크롬(chrome)으로 형성할 수 있다. 이어서, 노광 마스크 패턴(14)에 따라 포토레지스트막에 노광 공정(exposure process)을 실시하여 노광영역을 형성한다. 구체적으로 설명하면, 노광 마스크 패턴(14)에 따라 광원을 조사하는데, 광원으로 빛(light) 또는 전자빔(electron beam)을 사용할 수 있다. 노광 마스크 패턴(14)의 개구부에 따라 포토레지스트막에 광원이 입사되면 노광영역이 형성된다. 하지만, 광원의 반사 및 굴절 특성상 포토레지스트막으로 입사된 광원 중 일부(굴절광원)는 굴절되어 공기 중으로 빠져나가지만, 일부(반사광원)는 반사되어 포토레지스트막으로 되돌아올 수 있다. 이는, 광원이 서로 다른 매질(예를 들면, 석영기판과 공기) 을 통과할 때, 매질의 종류에 따라 광원의 진행속도가 달라지면서 굴절 각이 발생하기 때문이다. 'A'는 레티클 기판(10; 석영기판)과 공기의 경계면을 확대한 단면으로써, 레티클 기판(10)을 통과하여 입사된 광원이 공기와 만나게 되면, 굴절광원 및 반사광원이 발생하며 이때, 반사광원은 광원의 입사각과 동일한 각으로 반사된다.
이처럼, 반사광원이 발생하면, 노광영역의 폭(W)이 불균일하게 형성될 수 있으며, 이에 따라 포토레지스트 패턴이 불균일해 질 수 있다. 그리고, 불균일한 포토레지스트 패턴에 의해 레티클막에도 불균일한 패턴을 형성할 수 있다. 이와 같이, 불균일한 패턴이 형성된 레티클을 사용하면 후속 반도체 기판에 실시하는 노광, 현상공정 및 패터닝 공정의 신뢰성이 저하될 수 있다. 또한, 반도체 소자의 집적도가 증가할수록 미세한 패턴을 갖는 레티클을 형성하기가 어려워질 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 노광 공정용 레티클(reticle)을 제조하는데 있어서, 석영기판의 하부에는 반사 방지막을 형성하고, 석영기판의 상부에는 크롬 및 포토레지스트막을 형성한 후, 레티클 패턴을 형성하기 위한 노광 공정을 실시한다. 이때, 반사 방지막에서 광원의 반사를 억제할 수 있으므로 레티클 패턴을 균일하게 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 노광 공정용 레티클 제조 방법은, 레티클 기판이 제공된다. 레티클 기판의 하부면에 반사 방지막(ARC)을 형성한다. 레티클 기판의 상부면에 레티클막 및 포토레지스트막을 형성한다. 포토레지스트 패턴을 형성하기 위하여 포토레지스트막에 노광 공정 및 현상 공정을 실시한다. 포토레지스트 패턴에 따라 레티클막을 패터닝한다. 포토레지스트 패턴 및 반사 방지막을 제거하는 단계를 포함하는 노광 공정용 레티클 제조 방법으로 이루어진다.
레티클 기판은 투명한 기판을 사용하며, 레티클 기판은 석영기판을 사용한다. 레티클막은 광원이 통과하지 못하는 물질을 사용하며, 레티클막은 크롬(chrome)으로 형성한다.
반사 방지막은 SiON막, SiN4막, TiN막, Si3N4막, 비정질 카본(amorphous carbon)막, 유기 반사 방지막(organic bottom ARC), 무기 반사 방지막(inorganic ARC) 또는 탑 반사 방지막(top ARC) 중 어느 하나로 형성한다.
노광 공정 시, 광원은 빛(light) 또는 전자빔(electron beam)을 사용한다. 노광 공정 시, 광원은 I-선(365nm), KrF(248nm), Arf(193nm) 또는 EUV(15.7nm) 중 어느 하나를 사용한다.
노광 공정 시, 반사 방지막이 광원의 반사를 억제하여 포토레지스트막에서 불균일한 노광영역의 발생을 억제한다.
본 발명은, 노광 공정용 레티클(reticle)을 제조하는데 있어서, 석영기판의 하부에는 반사 방지막을 형성하고, 석영기판의 상부에는 크롬 및 포토레지스트막을 형성한 후, 레티클 패턴을 형성하기 위한 노광 공정을 실시함으로써 반사 방지막에 의해 광원의 반사를 억제할 수 있다. 이에 따라, 레티클 패턴을 균일하게 형성할 수 있으므로, 후속 반도체 기판에 실시하는 노광 및 현상 공정 시 균일한 노광영역을 형성할 수 있으므로 반도체 소자의 신뢰성을 개선할 수 있다.
도 1은 종래의 레티클 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 레티클 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 200 : 레티클 기판 12, 205 : 패터닝막
14, 208 : 노광 마스크 패턴 202 : 반사 방지막
204 : 레티클막 204a : 레티클 패턴
206 : 포토레지스트막 206a : 포토레지스트 패턴
210 : 레티클
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 레티클 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a를 참조하면, 노광(exposure) 공정용 레티클 기판(200)이 제공된다. 레티클 기판(200)은 투명한 기판을 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들면 석영기판을 사용할 수 있다. 레티클 기판(200)의 하부(예컨대, 후속 레티클 패턴이 형성되는 면의 반대 면)에 반사 방지막(202; ARC)을 형성한다. 반사 방지막(202)은 노광 공정 시 광원의 반사를 억제할 수 있는 물질로써, SiON막, SiN4막, TiN막, Si3N4막, 비정질 카본(amorphous carbon)막, 유기 반사 방지막(organic bottom ARC), 무기 반사 방지막(inorganic ARC) 또는 탑 반사 방지막(top ARC) 중 어느 하나로 형성할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 레티클 기판(200) 중 반사 방지막(202)이 형성되지 않은 면의 상부에 패터닝막(205)을 형성한다. 즉, 레티클 기판(200)을 기준으로, 반사 방지막(202)이 형성된 면의 반대 면에 패터닝막(205)을 형성한다. 패터닝막(205)은 레티클막(204) 및 포토레지스트막(206)을 적층하여 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 레티클막(204)은 광원이 통과하지 못하는 물질을 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들면 크롬(chrome)으로 형성할 수 있다.
이로써, 레티클 기판(200)의 하부에는 반사 방지막(202)이 형성되고, 상부에는 레티클막(204) 및 포토레지스트막(206)이 형성된다.
도 2c를 참조하면, 노광 마스크 패턴(208)을 사용하여 포토레지스트막(206)에 노광 공정을 실시한다. 노광 공정 시 광원은 빛(light) 또는 전자빔(electron beam)을 사용할 수 있다. 예를 들면, 광원은 I-선(365nm), KrF(248nm), Arf(193nm) 또는 EUV(15.7nm) 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 노광 공정을 실시하면, 노광 마스크 패턴(206)의 개구부를 통하여 입사된 광원에 따라 포토레지스트막(106)에 노광영역이 형성된다. 입사된 광원 중 일부는 포토레지스트막(106), 레티클막(204) 및 레티클 기판(200)을 지나 반사 방지막(202)까지 도달할 수 있다. 이때, 반사 방지막(202)은 레티클 기판(200)을 지나 반사 방지막(202)의 경계면에 도달한 광원을 흡수하여 반사를 억제시킨다. 즉, 반사 방지막(202)은 광원의 난반사를 방지하는 역할을 한다.
이처럼, 반사 방지막(202)으로 입사방향의 역방향으로 반사되는 반사광원의 발생을 억제할 수 있으므로 포토레지스트막(206)에 형성되는 노광영역의 패턴 균일도를 개선할 수 있다. 또한, 반사 방지막(202)을 레티클 기판(200)의 하부에 형성함으로써 레티클 기판(200)의 상부에 형성되는 포토레지스트막(206)의 두께를 증가시키지 않아도 된다. 즉, 레티클막(204)과 포토레지스트막(206)의 사이에 반사 방지용 막을 형성하지 않으므로 포토레지스트막(206)의 두께를 낮출 수 있다.
한편, 노광 공정 시 레티클 기판(200)과 반사 방지막(202)의 경계면까지 도달한 광원 중 일부가 반사될 수도 있으나, 반사 방지막(202)이 광원의 대부분을 흡수하기 때문에 반사되는 광원은 에너지가 저하된 상태이므로 포토레지스트막(206)의 노광영역 패턴에 영향을 주기는 어렵다.
도 2d를 참조하면, 노광 공정 이후에 현상(develop) 공정을 실시하여 포토레지스트막(도 2c의 206)의 노광영역을 제거한다. 이로써, 포토레지스트 패턴(206a)이 형성된다.
도 2e를 참조하면, 포토레지스트 패턴(도 2d의 206a)에 따라 레티클막(도 2d의 204)을 식각하여 레티클 패턴(204a)을 형성한다. 이어서, 포토레지스트 패턴(도 2d의 204a) 및 반사 방지막(202)을 제거한다. 또는, 반사 방지막(202)은 포토레지스막(도 2c의 206)에 노광영역을 형성한 이후에 제거할 수도 있다. 이로써, 레티클 기판(200) 및 레티클 패턴(204a)으로 이루어진 레티클(210; reticle)을 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 레티클(210)을 형성하기 위한 노광 공정을 실시하기 이전에 레티클 기판(200)의 하부에 반사 방지막(도 2c의 202)을 형성함으로써 광원의 난반사를 억제할 수 있다. 또한, 레티클막(도 2c의 204)과 포토레지스트막(도 2c의 206)의 사이에 반사 방지용 막을 형성하지 않으므로 포토레지스트막(206)의 두께를 낮출 수 있으므로 노광, 현상 공정 및 후속 실시하는 식각 공정을 용이하게 실시할 수 있다.
이로써, 포토레지스트 패턴(도 2d의 206a)에서 불균일한 패턴의 발생을 방지할 수 있으므로 균일한 레티클 패턴(204a)을 갖는 레티클(210)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 후속 레티클(210)을 사용하는 노광 공정 시 패턴 불량의 발생을 억제시킬 수 있으므로, 반도체 소자의 신뢰성을 개선할 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 레티클 기판이 제공되는 단계;
    상기 레티클 기판의 하부면에 반사 방지막(ARC)을 형성하는 단계;
    상기 레티클 기판의 상부면에 레티클막 및 포토레지스트막을 형성하는 단계;
    포토레지스트 패턴을 형성하기 위하여 상기 포토레지스트막에 노광 공정 및 현상 공정을 실시하는 단계;
    상기 포토레지스트 패턴에 따라 상기 레티클막을 패터닝하는 단계; 및
    상기 포토레지스트 패턴 및 상기 반사 방지막을 제거하는 단계를 포함하는 노광 공정용 레티클 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레티클 기판은 투명한 기판을 사용하는 노광 공정용 레티클 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 레티클 기판은 석영기판을 사용하는 노광 공정용 레티클 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 레티클막은 광원이 통과하지 못하는 물질을 사용하는 노광 공정용 레티클 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 레티클막은 크롬(chrome)으로 형성하는 노광 공정용 레티클 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사 방지막은 SiON막, SiN4막, TiN막, Si3N4막, 비정질 카본(amorphous carbon)막, 유기 반사 방지막(organic bottom ARC), 무기 반사 방지막(inorganic ARC) 또는 탑 반사 방지막(top ARC) 중 어느 하나로 형성하는 노광 공정용 레티클 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 노광 공정 시, 광원은 빛(light) 또는 전자빔(electron beam)을 사용하는 노광 공정용 레티클 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 노광 공정 시, 광원은 I-선(365nm), KrF(248nm), Arf(193nm) 또는 EUV(15.7nm) 중 어느 하나를 사용하는 노광 공정용 레티클 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 노광 공정 시, 상기 반사 방지막이 광원의 반사를 억제하여 상기 포토레지스트막에서 불균일한 노광영역의 발생을 억제하는 노광 공정용 레티클 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113597142A (zh) * 2021-07-24 2021-11-02 勤基电路板（深圳）有限公司 一种电路板导通孔增加铜厚的加工工艺

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