KR20100135100A - Method for manufacturing photomask - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 리소그래피(lithography) 기술에 관한 것으로, 특히, 포토마스크(photomask) 제조 방법에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to lithography technology, and more particularly, to a method of manufacturing a photomask.
반도체 소자의 회로 선폭을 웨이퍼 상에 구현하기 위해서, 노광 장비를 이용하여 패턴 전사하는 리소그래피 과정이 수행되고 있다. 이러한 리소그래피 과정에서 웨이퍼 상에 전사할 패턴을 마스크 패턴(mask pattern)으로 구비하는 포토마스크를 제조하는 과정이 선행되고 있다. 포토마스크는 투명한 석영(quartz) 기판 상에 위상전이층(phase shift layer)로 몰리브데늄실리콘(MoSi) 합금층 및 차광층으로 크롬(Cr)층 및 제1레지스트(resist)층이 적층된 블랭크 마스크(blank mask)를 사용하여 제조되고 있다. In order to implement a circuit line width of a semiconductor device on a wafer, a lithography process of pattern transfer using an exposure apparatus is performed. In such a lithography process, a process of manufacturing a photomask having a pattern to be transferred onto a wafer as a mask pattern has been preceded. The photomask is a blank in which a molybdenum silicon (MoSi) alloy layer as a phase shift layer and a chromium (Cr) layer and a first resist layer as a light shielding layer are laminated on a transparent quartz substrate. It is manufactured using a blank mask.
전자빔(e-beam) 노광 장비를 이용한 전자빔 노광 과정으로 설계된 패턴 레이아웃(pattern layout)을 제1레지스트층에 전사하는 전자빔 노광 및 현상 과정으로 레지스트 패턴을 형성하고, 크롬층 및 몰리브데늄실리콘층을 선택적 제1식각하는 제1패터닝 과정을 수행한다. 이후에, 제2레지스트층을 재 도포한 후, 가장자리 부분인 프레임(frame) 영역의 크롬층 패턴을 잔류시키고, 가운데 부분인 칩(chip) 영 역의 크롬층 패턴을 제거하는 제2노광 및 선택적 제2식각의 제2패터닝 과정을 수행하여 최종적인 위상전이마스크(PSM) 구조의 포토마스크를 형성하고 있다. 이때, 제2레지스트층을 도포하고 제2노광 및 제2식각하는 과정에서 포토마스크 상에 이물이 다수 발생하여 포토마스크의 품질 저하가 자주 발생하고 있다. A resist pattern is formed by an electron beam exposure and development process in which a pattern layout designed by an electron beam exposure process using an electron beam exposure apparatus is transferred to a first resist layer, and a chromium layer and a molybdenum silicon layer are formed. The selective first etching performs a first patterning process. Subsequently, after reapplying the second resist layer, the second exposure and the optional chromium layer pattern of the frame region, which is an edge portion, and the chromium layer pattern of the chip region, which is the middle portion, are removed. The second patterning process of the second etching is performed to form a photomask having a final phase shift mask (PSM) structure. At this time, in the process of applying the second resist layer, the second exposure and the second etching process, a large number of foreign substances are generated on the photomask, which often causes deterioration of the quality of the photomask.
본 발명은 이물 발생을 억제할 수 있는 포토마스크 제조 방법을 제시하고자 한다. The present invention is to provide a photomask manufacturing method that can suppress the generation of foreign matter.
본 발명의 일 관점은, 가장자리부분의 프레임(frame) 영역 및 내측의 칩(chip) 영역을 포함하는 기판 상에 위상전이층, 차광층, 제1레지스트층을 형성하는 단계; 상기 칩 영역 상의 상기 제1레지스트층 부분을 노출하는 제2레지스트층 패턴을 형성하는 단계; 상기 노출된 제1레지스트층 부분에 설계된 패턴 레이아웃(pattern layout)을 전사하여 제1레지스트층 패턴들을 형성하는 단계; 상기 제2 및 제1레지스트층 패턴에 노출되는 상기 차광층 및 위상전이층 부분을 선택적 식각하는 단계; 상기 제2레지스트층 패턴에 노출된 상기 제1레지스트층 패턴 부분 및 하부의 상기 차광층 부분을 순차적으로 제거하는 단계; 및 상기 제2레지스트층 패턴에 차폐된 상기 차광층 부분을 잔류시키며 상기 제2레지스트층 패턴 및 하부의 상기 제1레지스트층 패턴 부분을 선택적으로 제거하여, 상기 프레임 영역 상에 상기 위상전이층 및 상기 차광층의 적층 패턴 및 상기 칩 영역 상에 상기 위상전이층의 패턴을 노출시키는 단계를 포함하는 포토마스크 제조 방법을 제시한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of forming a phase shift layer, a light shielding layer, and a first resist layer on a substrate including a frame region at an edge portion and a chip region at an inner side thereof; Forming a second resist layer pattern exposing the portion of the first resist layer on the chip region; Transferring a pattern layout designed on the exposed first resist layer portion to form first resist layer patterns; Selectively etching portions of the light blocking layer and the phase shift layer exposed to the second and first resist layer patterns; Sequentially removing the first resist layer pattern portion and the lower light blocking layer portion exposed to the second resist layer pattern; And selectively removing the second resist layer pattern and the lower portion of the first resist layer pattern, wherein the shielding layer portion is shielded in the second resist layer pattern, thereby removing the phase shift layer and the A method of manufacturing a photomask including exposing a layered pattern of a light shielding layer and a pattern of the phase shift layer on the chip region is provided.
본 발명의 다른 일 관점은, 가장자리부분의 프레임(frame) 영역 및 내측의 칩(chip) 영역을 포함하는 기판 상에 위상전이층 및 차광층을 형성하는 단계; 상기 차광층 상에 서로 다른 제1레지스트층 및 제2레지스트층을 형성하는 단계; 상기 제 2레지스트층을 제1노광 및 제1현상하여 상기 칩 영역 상의 상기 제1레지스트층 부분을 노출하는 제2레지스트층 패턴을 형성하는 단계; 상기 노출된 제1레지스트층 부분을 전자빔 제2노광 및 제2현상하여 제1레지스트층 제1패턴을 형성하며 상기 제2레지스트층 패턴에 의해 차폐되어 잔류하는 제1레지스트층 제2패턴을 형성하는 단계; 상기 제2레지스트 패턴 및 제1레지스트층 제1패턴을 식각 마스크로 상기 차광층 및 위상전이층을 선택적 식각하여 상기 칩 영역 상에 차광층 제1패턴들 및 위상전이층 제1패턴들을 형성하며 상기 프레임 영역 상에 차광층 제2패턴 및 위상전이층 제2패턴을 형성하는 단계; 상기 제1레지스트층 제1패턴을 선택적으로 제거하여 상기 차광층 제1패턴들을 노출하는 단계; 상기 차광층 제1패턴들을 선택적으로 제거하여 상기 위상전이층 제1패턴들을 노출하는 단계; 및 상기 제2레지스트층 패턴 및 상기 제1레지스트층 제1패턴을 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는 포토마스크 제조 방법을 제시한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of forming a phase shift layer and a light shielding layer on a substrate including a frame region at an edge portion and a chip region at an inner side thereof; Forming different first and second resist layers on the light shielding layer; First exposing and developing the second resist layer to form a second resist layer pattern exposing the portion of the first resist layer on the chip region; Forming a first pattern of the first resist layer by forming a second pattern of the exposed first resist layer and second developing the electron beam, and forming a first pattern of the second resist layer shielded by the second resist layer pattern. step; The light blocking layer and the phase shift layer are selectively etched using the second resist pattern and the first resist layer first pattern as an etching mask to form first light blocking layer patterns and first phase shift layer patterns on the chip region. Forming a light shielding layer second pattern and a phase shifting layer second pattern on the frame region; Selectively removing the first resist layer first pattern to expose the light blocking layer first patterns; Selectively removing the light blocking layer first patterns to expose the phase shift layer first patterns; And selectively removing the second resist layer pattern and the first resist layer first pattern.
상기 제2레지스트층은 상기 제1레지스트층의 제1현상 시 현상되지 않는 레지스트를 포함하고 상기 제1레지스트층은 상기 제2현상 시 현상되지 않는 다른 레지스트를 포함하여 형성될 수 있다. The second resist layer may include a resist that is not developed during the first development of the first resist layer, and the first resist layer may include another resist that is not developed during the second development.
상기 제2레지스트층은 네거티브(negative) 레지스트를 포함하여 형성될 수 있다. The second resist layer may be formed to include a negative resist.
상기 제1레지스트층은 전자빔에 노광 반응되는 포지티브(positive) 레지스트를 포함하여 형성될 수 있다. The first resist layer may be formed to include a positive resist exposed to an electron beam.
본 발명의 실시예는 이물 발생을 억제할 수 있는 포토마스크 제조 방법을 제시할 수 있다. An embodiment of the present invention can provide a photomask manufacturing method that can suppress the generation of foreign matter.
도 1 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 제조 방법을 보여주는 도면들이다. 1 to 10 are views showing a photomask manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 투명한 석영 기판(100) 상에 위상전이층(210) 및 차광층(230)을 형성한다. 위상전이층(210)은 몰리브데늄실리콘(MoSi) 합금층을 포함하여 형성할 수 있고, 차광층(230)은 크롬(Cr)층을 포함하여 형성할 수 있다. 차광층(230) 상에 서로 다른 제1레지스트층(310) 및 제2레지스트층(330)을 형성한다. 이때, 제1레지스트층(310)은 자외선광에 노광되는 제1레지스트로 형성되고, 제2레지스트층(330)은 전자빔에 노광되는 제2레지스트로 형성될 수 있다. 또한, 제1레지스트는 네거티브(negative) 레지스트로 형성되고, 제2레지스트는 전자빔에 반응하는 전자빔 노광용 포지티브(positive) 레지스트로 형성될 수 있다. 이와 같이, 석영 기판(100) 상에 위상전이층(210), 차광층(230) 및 이중층의 레지스트층(310, 330)이 순차적으로 적층된 블랭크 마스크(blank mask)를 이용한다. Referring to FIG. 1, a
도 2를 참조하면, 기판(100)의 가장자리 부분에 프레임 설치를 위한 프레임 영역(101)을 설정한다. 프레임 영역(101) 내측에는 실질적으로 웨이퍼(wafer) 상으로 전사될 칩(chip) 패턴들이 위치할 칩 영역(103) 또는 마스크 영역이 설정된다. 프레임 영역(101) 부분에 위치하는 제2레지스트층 제1부분(312)을 노출하는 블레이드(blade) 또는 마스크(400)를 도입한 후, 마스크(400)에 노출되는 제2레지스트층 제1부분(332)을 선택적으로 제1노광한다. 이러한 제1노광은 자외선 광을 노광 광원으로 이용하는 노광 과정으로 수행될 수 있다. 제2레지스트층(330)이 네거티브 레지스트로 구성될 경우, 제1노광된 제2레지스트층 제1부분(332)은 후속 제1현상 과정에서 잔류하게 되고, 마스크(400)에 의해 차광되어 제1노광 광원에 감광되지 않은 제2레지스트층 제2부분(331)은 잔류하게 된다. Referring to FIG. 2, a
이에 따라, 도 3에 제시된 바와 같이, 프레임 영역(101) 상을 가리고 칩 영역(103) 상을 노출하는 제2레지스트 패턴(333)이 형성된다. 이때, 하부의 제1레지스트층(310)은 전자빔에 노광되는 레지스트로 제1노광에 의해 노광되지 않고, 제2레지스트 패턴(333)에 의해 일부 노출되게 된다. Accordingly, as shown in FIG. 3, a
도 4를 참조하면, 제2레지스트 패턴(333)에 의해 노출되는 제1레지스트층(310) 부분에 설계된 패턴 레이아웃을 전사하는 전자빔 제2노광 과정을 수행한다. 제2레지스트 패턴(333)에 노출된 제1레지스트층(310) 부분은 칩 영역(103)에 위치하는 부분으로 제한되게 된다. 전자빔 제2노광 과정에 의해 노출된 제1레지스트층(310) 부분에만 선택적으로 패턴 전사가 이루어진다. 전자빔 제2노광에 노광되는 제1레지스트층 제1부분(311)은 후속 제2현상 과정에서 제거되게 되고, 전자빔 제2노광에 노광되지 않은 제1레지스트층 제2부분(312)은 잔류되게 된다. 이에 따라, 도 5에 제시된 바와 같이, 제1레지스트층 제1패턴(313)이 형성된다. 이때, 제2레지스트 패턴(333)에 의해 차폐된 제1레지스트층 부분은 전자빔 제2노광에 노출되지 않으므로, 역시 제1레지스트층 제2패턴(314)로 잔류하게 된다. Referring to FIG. 4, an electron beam second exposure process for transferring a pattern layout designed on a portion of the
도 6을 참조하면, 제1레지스트층 제1패턴(313) 및 제2레지스트층 패턴(333) 에 의해 선택적으로 노출되는 차광층(230) 부분을 선택적으로 제1식각하여 차광층 패턴(231, 233)을 형성하고, 차광층 패턴(231, 233)에 노출되는 위상전이층(210) 부분을 제2식각하여 위상전이층 패턴(211, 213)을 형성한다. 이때, 칩 영역(103) 상에 제1 및 제2식각을 포함하는 패터닝 과정에 의해 형성되는 차광층 제1패턴(233)과 위상전이층 제1패턴(213)은 실질적으로 제1레지스트층 제1패턴(313)에 의해서 선택적으로 패터닝되고, 프레임 영역(101) 상에 패터닝 과정에 의해 형성되는 차광층 제2패턴(231) 및 위상전이층 제2패턴(211)은 제2레지스트층 패턴(333)에 의해서 선택적으로 패터닝된다. Referring to FIG. 6, a portion of the
도 7을 참조하면, 칩 영역(103) 상에 잔류하는 제1레지스트층 제1패턴(313) 부분을 선택적으로 제1스트립(strip)하여 제거한다. 이에 따라, 칩 영역(103) 상의 차광층 제1패턴(233)을 노출한다. 이때, 제1레지스트층 제1패턴(313)과 다른 레지스트로 형성되는 제2레지스트층 패턴(333)은 제1스트립 과정에서 스트립되지 않고 잔류되게 된다. Referring to FIG. 7, portions of the first resist layer
도 8을 참조하면, 노출된 차광층 제1패턴(233)을 선택적으로 제거한다. 이에 따라, 칩 영역(101) 상의 위상전이층 제1패턴(213)의 상측 표면이 노출되게 된다. 이때, 차광층 제1패턴(233)을 제거하는 제3식각 과정에 차광층 제2패턴(231)은 노출되지 않고, 제2레지스트층 패턴(333)에 의해서 차단된 상태로 유지된다. 이에 따라, 차광층 제2패턴(231)은 프레임 영역(101) 상에 프레임 패턴으로 잔류된다. Referring to FIG. 8, the exposed light blocking layer
도 9를 참조하면, 제2레지스트층 패턴(333)을 선택적으로 제거하는 제2스트립 과정을 수행한다. Referring to FIG. 9, a second strip process may be performed to selectively remove the second
도 10을 참조하면, 제2레지스트층 패턴(333)의 제거에 의해 노출되는 제1레지스트층 제2패턴(314)을 선택적으로 제거하는 제3스트립 과정을 수행한다. 이에 따라, 석영 기판(100) 상의 칩 영역(103) 상에 위상전이층 제1패턴(213)들이 배치되고, 프레임 영역(101) 상에 위상전이층 제2패턴(213) 및 차광층 제2패턴(231)이 프레임 패턴으로 배치된 위상전이마스크 구조의 포토마스크를 형성할 수 있다. Referring to FIG. 10, a third strip process may be performed to selectively remove the first resist layer
본 발명의 실시예에서는 차광층 패턴(233, 231)을 형성한 후 칩 영역(103) 상의 차광층 제1패턴(233)을 선택적으로 제거하기 위해 별도의 레지스트 도포 및 현상 과정을 도입하는 것을 배제할 수 있다. 이에 따라, 이러한 과정에서 수반될 수 있는 이물 흡착 또는 잔류에 의한 포토마스크 결함 발생을 유효하게 억제할 수 있다. Exemplary embodiments of the present invention exclude the introduction of a separate resist coating and developing process to selectively remove the light blocking layer
도 1 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 제조 방법을 설명하기 위해서 제시한 도면들이다. 1 to 10 are views for explaining a photomask manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023076222A1 (en) * | 2021-10-26 | 2023-05-04 | Geminatio Inc. | Local shadow masking for multi-color exposures |
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2009
- 2009-06-16 KR KR1020090053563A patent/KR20100135100A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023076222A1 (en) * | 2021-10-26 | 2023-05-04 | Geminatio Inc. | Local shadow masking for multi-color exposures |
TWI830460B (en) * | 2021-10-26 | 2024-01-21 | 美商杰米納帝歐股份有限公司 | Local shadow masking for multi-color exposures |
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