KR20110136247A - Photomask and method for fabricating the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A photo mask manufacturing method is provided to use a hard mask for pattern formation as a surface reforming layer using plasma, thereby simplifying manufacturing processes. CONSTITUTION: A main material layer for pattern formation is arranged in the upper part of a transparent substrate(100). A surface reforming layer(135) is arranged by performing a plasma processing process after arranging an anti-reflection film on the surface of the main material layer or performing the plasma processing process on the surface of the main material layer. A photo mask pattern is arranged by etching the main material layer with the surface reforming layer as a mask. The main material layer comprises a halftone layer for phase inversion or a metal layer for light-shield pattern formation.

Description

포토마스크 및 이를 제조하는 방법{PHOTOMASK AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}PHOTOMASK AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME {PHOTOMASK AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}

본 발명은 포토마스크 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로, 포토리소그래피 공정에서 사용되는 포토마스크의 최종 포토마스크 패턴을 제조하는데 있어서, 패턴 형성을 위한 하드 마스크를 플라즈마를 이용한 표면 개질층으로 이용함으로써, 제조 공정을 단순화 하면서도 제조 비용을 절감시킬 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
The present invention relates to a photomask and a method of manufacturing the same, in the manufacture of the final photomask pattern of the photomask used in the photolithography process, by using a hard mask for pattern formation as a surface modification layer using a plasma It relates to a technology that can reduce manufacturing costs while simplifying the process.

최근 들어, 반도체 LSI(Large Scale Integration) 집적도 증가로 인해 웨이퍼 상의 미세회로 패턴이 증가되었고, 이로 인해 미세회로의 직접 기술 및 셀 구성부와 층간 연결부의 크기를 감소시키는 것에 대한 요구가 점점 높아져 왔다. In recent years, the increase in the degree of semiconductor large scale integration (LSI) has increased the pattern of microcircuits on the wafer, thereby increasing the demand for direct technology of the microcircuit and to reduce the size of the cell components and interlayer connections.

따라서 리소그래피 공정에 선행하는 포토마스크의 제작 단계에서, 보다 미세한 임계치수 (CD, Critical Dimension)의 제어가 필요하다.Therefore, finer control of critical dimensions (CD) is required in the fabrication stage of the photomask prior to the lithography process.

통상적으로, 포토마스크 원판(blank)의 구조는 투명 기판 상부에 금속 계열의 차광막과 그 상부에 도포된 레지스트막으로 구성되어 있다.In general, the photomask blank structure includes a metal-based light shielding film on a transparent substrate and a resist film applied thereon.

이 원판에 전자빔 노광 및 현상공정을 거쳐 레지스트 패턴을 얻고, 레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 차광막을 건식 식각한 후 포토 마스크 패턴을 형성한다.The original plate is subjected to an electron beam exposure and development process to obtain a resist pattern, and the light shielding film is dry-etched using the resist pattern as an etch mask to form a photomask pattern.

그러나, 같은 두께의 레지스트에서 보다 미세한 크기의 포토 마스크 패턴을 형성하고자 하면, 레지스트 패턴의 가로/세로 길이 비(Aspect ratio)가 증가하고, 이로 인하여 레지스트 패턴 형상이 정상적으로 형성되지 못하거나, 레지스트 패턴이 쉽게 무너질 수도 있어 식각에 의한 포토 마스크 패턴 전사가 적절히 수행되지 않게 된다.However, when a photomask pattern having a finer size is formed from a resist of the same thickness, the aspect ratio of the resist pattern is increased, and thus, the resist pattern shape is not formed normally, or the resist pattern is not formed. It may easily collapse so that the photo mask pattern transfer by etching is not performed properly.

특히, 종래의 포토마스크 제작에 사용되어온 포토마스크 원판에서는 포토 마스크 패턴을 이루는 차광막으로 사용되는 크롬 박막이 480 ~ 780Å까지의 두께를 갖고 형성된다. In particular, in the photomask disc used in the conventional photomask fabrication, a chromium thin film used as a light shielding film forming a photomask pattern has a thickness of 480 to 780 kPa.

이때, 일반적인 레지스트를 사용하는 경우 크롬 박막 식각 시 발생하는 마이크로 로딩 효과로 인해 선형성(linearity), 근접성(through-pitch) 및 균일도(uniformity)와 같은 임계치수 특성들 사이에 상당한 오차가 유발되는 문제가 발생하였다.In this case, when using a conventional resist, a significant loading between critical dimension characteristics such as linearity, through-pitch, and uniformity is caused by the micro loading effect generated during etching of the chromium thin film. Occurred.

이러한 문제들을 해결하기 위하여 레지스트와 크롬층 상이에 하드마스크층을 더 형성하는 방법이 제안되었다.
In order to solve these problems, a method of further forming a hard mask layer between the resist and the chromium layer has been proposed.

도 1 내지 도 6은 종래 기술에 따른 포토마스크 제조 방법을 도시한 단면도들이다.1 to 6 are cross-sectional views showing a photomask manufacturing method according to the prior art.

도 1을 참조하면, 투명 기판(10) 상부에 크롬층(20)을 형성한 후, 크롬층(20) 상부에 포토 마스크 패턴 형성을 위한 하드마스크층(30) 및 레지스트(40)을 형성한다.Referring to FIG. 1, after forming the chromium layer 20 on the transparent substrate 10, the hard mask layer 30 and the resist 40 for forming the photo mask pattern are formed on the chromium layer 20. .

다음으로, 도 2를 참조하면 레지스트(40)을 패터닝 하여 레지스트 패턴(45)을 형성하고, 하드마스크층(30)을 노출시킨다.Next, referring to FIG. 2, the resist 40 is patterned to form a resist pattern 45, and the hard mask layer 30 is exposed.

그 다음으로, 도 3을 참조하면 레지스트 패턴(45)을 마스크로 하드마스크층을 식각하여, 하드마스크 패턴(35)을 형성한다.Next, referring to FIG. 3, the hard mask layer is etched using the resist pattern 45 as a mask to form the hard mask pattern 35.

그 다음으로, 도 4를 참조하면 레지스트 패턴(45)을 제거하는 단계를 수행한다. Next, referring to FIG. 4, a step of removing the resist pattern 45 is performed.

이때, 레지스트 패턴(45) 제거 과정에서 하드마스크 패턴(35)에 손상이 가해질 위험이 있으므로, 레지스트 패턴(45) 제거 과정을 정밀하게 제어해야 하는 불편함이 있다.At this time, since there is a risk of damage to the hard mask pattern 35 in the process of removing the resist pattern 45, it is inconvenient to precisely control the process of removing the resist pattern 45.

그 다음으로, 도 5를 참조하면 하드마스크 패턴(35)을 이용하여 크롬층(20)을 식각하고, 차광막으로서 크롬 패턴(25)을 형성한다. Next, referring to FIG. 5, the chromium layer 20 is etched using the hard mask pattern 35 to form the chromium pattern 25 as a light shielding film.

이때, 크롬 패턴(25)이 미세 회로 패턴을 정의하는 경우에는 하드마스크 패턴(35)의 두께를 증가시켜야 하는데, 이 또한 포토마스크 제조 공정의 효율성을 떨어뜨리는 문제를 갖는다.In this case, when the chromium pattern 25 defines a fine circuit pattern, the thickness of the hard mask pattern 35 should be increased, which also lowers the efficiency of the photomask manufacturing process.

그 다음으로, 도 6을 참조하면, 크롬 패턴(25) 상부에 잔류하는 하드마스크 패턴(35)을 제거하여 포토마스크 제조 공정을 완료한다.
Next, referring to FIG. 6, the hard mask pattern 35 remaining on the chromium pattern 25 is removed to complete the photomask manufacturing process.

상술한 바와 같이, 종래 기술에 따른 포토마스크 제조 공정에 있어서의 문제들은 하이엔드 급 소자의 미세 선폭으로 갈수록 더욱 큰 오차를 유발하여 불량 포토마스크를 생산하게 되고, 이러한 불량 포토마스크는 웨이퍼 공정에서 소자의 제작 시 심각한 오차를 발생시키게 된다.
As described above, problems in the photomask fabrication process according to the prior art cause a larger error toward the fine line width of the high-end device to produce a defective photomask, and such a defective photomask is a device in the wafer process. Serious errors will occur during the fabrication of.

본 발명은 포토마스크에 형성되는 최종 포토마스크 패턴의 프로파일을 향상시키고, 포토마스크 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 포토마스크 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a photomask manufacturing method that can improve the profile of the final photomask pattern formed on the photomask and simplify the photomask manufacturing process.

특히, 포토마스크 패턴 형성을 위한 패터닝 공정에서 사용되는 하드마스크를 플라즈마를 이용한 표면 개질층으로 형성함으로써, 레지스트 두께 증가에 따른 마이크로 로딩 효과를 감소시키고, 마스크층의 두께 증가에 따른 패터닝 공정의 부담을 감소시키면서도, 우수한 프로파일을 갖는 포토마스크 패턴을 제조하는 것을 그 목적으로 한다.In particular, by forming the hard mask used in the patterning process for forming the photomask pattern as a surface modified layer using plasma, it reduces the micro loading effect according to the increase of the resist thickness, the burden of the patterning process due to the increase in the thickness of the mask layer The aim is to produce a photomask pattern having a good profile while reducing it.

아울러, 본 발명은 상술한 방법으로 제조되어 우수한 프로파일을 갖는 미세 포토마스크 패턴을 포함하는 포토마스크를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
In addition, an object of the present invention is to provide a photomask comprising a fine photomask pattern produced by the above-described method having an excellent profile.

본 발명의 일 실시예에 따른 포토마스크 제조 방법은 투명기판 상부에 포토마스크 패턴을 형성을 위한 메인 물질층을 형성하는 단계와, 상기 메인 물질층 표면에 플라즈마 처리를 수행하거나, 상기 메인 물질층 표면에 반사방지막(Anti-Reflection Filme)을 형성한 후 플라즈마 처리를 수행하여 표면개질층을 형성하는 단계 및 상기 표면개질층을 마스크로 상기 메인 물질층을 식각하여 포토마스크 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The photomask manufacturing method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of forming a main material layer for forming a photomask pattern on the transparent substrate, performing a plasma treatment on the surface of the main material layer or the surface of the main material layer Forming an anti-reflection film on the surface and performing a plasma treatment to form a surface modification layer; and etching the main material layer using the surface modification layer as a mask to form a photomask pattern. It is characterized by.

여기서, 상기 메인 물질층은 차광 패턴 형성을 위한 금속층 또는 위상 반전을 위한 하프톤층을 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 반사방지막은 할로겐 가스와 산화/환원 반응하는 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
The main material layer may include a metal layer for forming a light shielding pattern or a halftone layer for phase reversal, and the anti-reflection film may include a material that reacts with oxidation / reduction with a halogen gas.

아울러, 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토마스크 제조 방법은 투명기판 상부에 크롬 패턴을 형성하되, 상기 크롬 패턴 형성을 위한 하드 마스크 패턴으로 플라즈마를 이용한 크롬 표면 개질층 또는 반사방지막 표면 개질층 중 하나 이상을 이용하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the method of manufacturing a photomask according to another embodiment of the present invention is to form a chrome pattern on the transparent substrate, one of the chromium surface modification layer or the anti-reflection film surface modification layer using a plasma as a hard mask pattern for forming the chromium pattern It is characterized by using the above.

아울러, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포토마스크 제조 방법은 (a) 투명기판 상부에 크롬층을 형성하는 단계와, (b) 상기 크롬층 상부에 레지스트 패턴을 형성하는 단계와, (c) 상기 레지스트 패턴을 포함하는 상기 크롬층 표면에 플라즈마를 이용한 표면 개질층을 형성하는 단계와, (d) 상기 레지스트 패턴을 제거하는 단계 및 (e) 상기 표면 개질층을 하드 마스크로 상기 크롬층을 식각하여 포토 마스크 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of manufacturing a photomask according to another embodiment of the present invention comprises the steps of (a) forming a chromium layer on the transparent substrate, (b) forming a resist pattern on the chromium layer, and (c) Forming a surface modification layer using plasma on the surface of the chromium layer including the resist pattern, (d) removing the resist pattern, and (e) etching the chromium layer using the surface modification layer as a hard mask. To form a photo mask pattern.

여기서, 상기 크롬층과 상기 투명기판 사이 또는 상기 크롬층과 상기 레지스트 패턴 사이의 영역에 위상반전층을 더 형성하는 것을 특징으로 한다.The phase inversion layer may be further formed in a region between the chromium layer and the transparent substrate or between the chromium layer and the resist pattern.

또한, 상기 레지스트 패턴은 상기 포토 마스크 패턴 영역을 노출시키는 포지티브 타입을 이용하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the resist pattern is characterized by using a positive type to expose the photo mask pattern area.

아울러, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포토마스크 제조 방법은 (a') 투명기판 상부에 크롬층을 형성하는 단계와, (b') 상기 크롬층 상부에 반사방지막(Anti-Reflection Filme)을 형성하는 단계와, (c') 상기 반사방지막 상부에 레지스트 패턴을 형성하는 단계와, (d') 상기 레지스트 패턴을 포함하는 상기 반사방지막 표면에 플라즈마를 이용한 표면 개질층을 형성하는 단계와, (e') 상기 레지스트 패턴을 제거하는 단계 및 (f') 상기 표면 개질층을 하드 마스크로 상기 크롬층을 식각하여 포토마스크 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the method of manufacturing a photomask according to another embodiment of the present invention comprises the steps of (a ') forming a chromium layer on the transparent substrate, and (b') an anti-reflection film on the chromium layer. (C ') forming a resist pattern on the anti-reflection film, (d') forming a surface modification layer using plasma on the surface of the anti-reflection film including the resist pattern; e ') removing the resist pattern and (f') forming a photomask pattern by etching the chromium layer using the surface modification layer as a hard mask.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 포토마스크는 상술한 방법으로 제조되어 미세 포토마스크 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the photomask according to an embodiment of the present invention is manufactured by the above-described method, characterized in that it comprises a fine photomask pattern.

여기서, 상기 포토마스크는 바이너리 마스크, 위상반전 마스크 및 EUV 마스크를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The photomask may include a binary mask, a phase inversion mask, and an EUV mask.

본 발명은 플라즈마를 이용한 표면 개질층을 기존의 하드마스크 대용으로 이용함으로써, 포토마스크에 형성되는 최종 포토마스크 패턴의 프로파일을 향상시키고, 포토마스크 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 효과를 제공한다.The present invention provides an effect of improving the profile of the final photomask pattern formed on the photomask and simplifying the photomask manufacturing process by using a surface modification layer using plasma as a substitute for the existing hard mask.

또한, 포토마스크 패턴 형성을 위한 마스크층의 두께 증가에 따른 패터닝 공정의 부담을 감소시키면서도, 우수한 프로파일을 갖는 미세 포토마스크 패턴을 제조할 수 있도록 하므로, 포토마스크 제조 비용을 절감시키면서도 생산 능력을 극대화시킬 수 있는 효과를 제공한다.
In addition, while reducing the burden of the patterning process according to the increase in the thickness of the mask layer for forming the photomask pattern, it is possible to manufacture a fine photomask pattern having an excellent profile, while maximizing the production capacity while reducing the photomask manufacturing cost It can be effective.

도 1 내지 도 6은 종래 기술에 따른 포토마스크 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
도 7 내지 도 12는 본 발명에 따른 포토마스크 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 실제 크롬 패턴 제조 예를 나타낸 단면 사진들이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토마스크를 나타낸 단면도이다.1 to 6 are cross-sectional views showing a photomask manufacturing method according to the prior art.
7 to 12 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a photomask according to the present invention.
13 and 14 are cross-sectional pictures showing an example of the actual chromium pattern manufacturing according to the present invention.
15 is a cross-sectional view illustrating a photomask according to another embodiment of the present invention.

이하에서는, 본 발명의 상술한 목적에 근거하여 플라즈마 표면 개질층을 이용한 포토마스크 및 이를 제조하는 방법에 대하여 상세히 설명하는 것으로 한다.Hereinafter, a photomask using a plasma surface modification layer and a method of manufacturing the same will be described in detail based on the aforementioned object of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들 및 도면을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments and drawings described below in detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, only the embodiments are to make the disclosure of the present invention complete, it is common in the art It is provided to fully inform those skilled in the art of the scope of the invention, which is to be defined only by the scope of the claims.

먼저, 본 발명을 실시하기 위한 일 실시예로서 투명기판 상부에 포토마스크 패턴을 형성을 위한 메인 물질층을 형성하고, 메인 물질층을 패터닝하기 위한 하드마스크로서 표면 개질층을 이용하는 방법을 제공한다.First, as an embodiment for carrying out the present invention, a main material layer for forming a photomask pattern is formed on a transparent substrate, and a method of using a surface modification layer as a hard mask for patterning the main material layer is provided.

이때, 메인 물질층은 차광 패턴 형성을 위한 금속층 또는 위상 반전을 위한 하프톤층을 포함하며, EUV(Extreme UV) 마스크를 위한 반사층들이 포함될 수 있다.In this case, the main material layer may include a metal layer for forming a light shielding pattern or a halftone layer for reversing phase, and may include reflective layers for an extreme UV (EUV) mask.

따라서, 본 발명에 따른 포토마스크는 바이너리 마스크, 위상반전 마스크 및 EUV 마스크 등 다양한 종류의 마스크에 활용 가능하다.Therefore, the photomask according to the present invention can be used for various kinds of masks such as binary masks, phase inversion masks, and EUV masks.

다음으로, 표면 개질층은 메인 물질층 표면에 플라즈마 처리를 수행하여 형성하거나, 상기 메인 물질층 표면에 반사방지막(Anti-Reflection Filme)을 형성한 후 플라즈마 처리를 수행함으로써, 형성될 수 있도록 한다. Next, the surface modification layer may be formed by performing a plasma treatment on the surface of the main material layer, or by forming a anti-reflection film on the surface of the main material layer and then performing plasma treatment.

이때, 반사방지막은 할로겐 가스와 산화/환원 반응하는 금속 물질을 이용하여 형성함으로써, 플라즈마 가스에 의한 표면 개질층이 용이하게 형성될 수 있도록 한다. In this case, the anti-reflection film is formed using a metal material that reacts with oxidation / reduction of the halogen gas so that the surface modification layer by plasma gas can be easily formed.

상기 표면 개질층에 대한 일례로서 F를 이용한 표면 개질층을 살펴보면, X선 광전자 분석기(XPS)를 통하여 분석한 결과로서 Cr, O, N 및 C 에 추가로 F 를 포함하는 구성을 발견할 수 있다.Looking at the surface modification layer using F as an example of the surface modification layer, as a result of analysis through the X-ray photoelectron analyzer (XPS) it can be found that the configuration including F in addition to Cr, O, N and C. .

또한, Cr, C, O 및 N 등의 결합 에너지의 변화가 발생하는데, 이는 F 가 박막 표면의 Cr, C, O 및 N 등과 직/간접적으로 결합을 형성한 결과라 할 수 있다. In addition, a change in binding energy such as Cr, C, O, and N occurs, which may be referred to as a result of F forming a bond directly or indirectly with Cr, C, O, and N on the surface of the thin film.

그리고 상기와 같은 성분비는 공정 조건에 따라서 다르게 나타날 수 있다. 이와 같이 형성된 표면 개질층은 메인 물질층과 높은 식각 선택비를 가지므로, 패턴 형성을 위한 하드마스크 패턴으로 적합하다.And the component ratio as described above may be different depending on the process conditions. The surface modification layer thus formed has a high etching selectivity with the main material layer, and thus is suitable as a hard mask pattern for pattern formation.

또한, 얇은 두께로도 우수한 프로파일을 갖는 패턴을 형성할 수 있도록 함으로써, 하드마스크층의 두께 증가에 따른 마스크 제조 방법의 공정상의 어려움을 용이하게 극복할 수 있도록 한다.In addition, it is possible to easily form a pattern having an excellent profile even at a thin thickness, it is possible to easily overcome the process difficulties of the mask manufacturing method according to the increase in the thickness of the hard mask layer.

그 다음으로, 표면개질층을 마스크로 메인 물질층을 식각하여 포토마스크 패턴을 형성 한다.Next, the main material layer is etched using the surface modification layer as a mask to form a photomask pattern.

이하에서는, 상기 실시예에 대한 표면 개질층의 구체적 예를 들어 상세히 설명하는 것으로 한다.
Hereinafter, a concrete example of the surface modification layer for the above embodiment will be described in detail.

도 7 내지 도 12는 본 발명에 따른 포토마스크 제조 방법을 도시한 단면도들이다.7 to 12 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a photomask according to the present invention.

도 7을 참조하면, 투명기판(100) 상부에 크롬층(120)을 형성하고, 크롬층(120) 상부에 반사방지막(130)을 형성하고, 반사방지막(130) 상부에 레지스트(140)을 형성한 예를 볼 수 있다.Referring to FIG. 7, the chromium layer 120 is formed on the transparent substrate 100, the antireflection film 130 is formed on the chromium layer 120, and the resist 140 is formed on the antireflection film 130. An example can be seen.

이때, 투명기판(100)은 석영(Quartz)을 주로 이용할 수 있으며, 크롬층(120)에 대한 반사방지막(130)은 CrCON가 사용될 수 있다. In this case, the transparent substrate 100 may mainly use quartz, and the anti-reflection film 130 for the chromium layer 120 may use CrCON.

그러나, 상기 물질에 항상 제한 되는 것은 아니며, 일반적으로 통용되는 마스크 제조를 위한 물질들도 모두 사용 가능하다.However, the material is not always limited, and generally, all materials for manufacturing a mask may be used.

여기서, 크롬층(120) 상부에 형성되는 반사방지막(130)은 선택적인 것으로서, 생략이 가능하다. Here, the anti-reflection film 130 formed on the chromium layer 120 is optional and may be omitted.

즉, 포토마스크 패턴 형성을 위한 메인 물질층이 금속층인 경우 플라즈마 처리에 의한 표면 개질층 형성이 가능하므로, 반사방지막이 굳이 필요한 것은 아니다. That is, when the main material layer for forming the photomask pattern is a metal layer, since the surface modification layer may be formed by plasma treatment, the anti-reflection film is not necessarily required.

그러나, 메인 물질층이 위상반전층과 같은 것이 사용되는 경우에는 플라즈마 처리에 의한 표면 개질층 형성이 어려우므로, 반사방지막이 필수적으로 필요하게 된다.
However, when a main material layer such as a phase inversion layer is used, it is difficult to form a surface modification layer by plasma treatment, and thus an antireflection film is necessary.

다음으로, 도 8을 참조하면 레지스트(140)을 선택 식각하여 레지스트 패턴(145)을 형성하고, 레지스트 패턴(145)을 마스크로 한 선택 식각 공정으로 반사방지막(130)을 식각하여 반사방지막 패턴(132)을 형성한다.Next, referring to FIG. 8, the resist pattern 145 is selectively etched to form a resist pattern 145, and the antireflection film 130 is etched by a selective etching process using the resist pattern 145 as a mask. 132).

이때, 반사방지막 패턴(132) 또한 선택적 사항으로 패터닝되지 않은 반사방지막(130) 상태에서 직접 표면처리 과정으로 넘어 갈 수 있다.
At this time, the anti-reflection film pattern 132 may also optionally go directly to the surface treatment process in the non-patterned anti-reflection film 130 state.

다음으로, 도 9를 참조하면 레지스트 패턴(145) 및 크롬층(120) 표면에 플라즈마 처리를 수행하여 표면 개질층(135)을 형성한다. Next, referring to FIG. 9, the surface modification layer 135 is formed by performing plasma treatment on the surfaces of the resist pattern 145 and the chromium layer 120.

이때, 표면 개질층(135)은 기존에 사용하던 하드마스크의 기능 및 후속 공정을 진행하면서 발생할 수 있는 충격(Damage)로부터 크롬층(120)을 보호할 수 있는 역할을 수행한다. At this time, the surface modification layer 135 serves to protect the chromium layer 120 from the damage (Damage) that may occur during the function and subsequent processes of the existing hard mask.

또한, 상기 기능을 수행하면서도, 기존 하드마스크 두께의 1/2이하의 크기로 형성함으로써, 포토 리소그래피 공정이 진행되면서 마스크 패턴의 두께 증가에 따른 공정 부담을 감소시킬 수 있다.In addition, while performing the above function, by forming the size of less than 1/2 of the thickness of the existing hard mask, as the photolithography process proceeds, the process burden due to the increase in the thickness of the mask pattern can be reduced.

그 다음으로, 도 10을 참조하면 레지스트 패턴(145) 및 반사방지막 패턴(132)을 제거한다. Next, referring to FIG. 10, the resist pattern 145 and the anti-reflection film pattern 132 are removed.

이때, 제거 공정은 애슁(Ashing) 공정을 이용할 수 있으나, 이에 항상 제한되는 것은 아니다.
In this case, the removal process may use an ashing process, but is not always limited thereto.

그 다음으로, 도 11을 참조하면 표면 개질층(135)을 마스크로 드라이 에칭 공정을 수행하여 크롬층(120)을 식각하고, 크롬 패턴(125)을 형성한다. 이때, 크롬 패턴(125)은 차광 포토마스크 패턴이라 할 수 있다. Next, referring to FIG. 11, a etched chromium layer 120 is formed by performing a dry etching process using the surface modification layer 135 as a mask to form a chromium pattern 125. In this case, the chrome pattern 125 may be referred to as a light blocking photomask pattern.

여기서, 크롬층 대신에 위상반전층이 형성된 경우에는 포토마스크 패턴으로서 반투명 패턴이 형성될 수도 있다.
Here, when the phase inversion layer is formed instead of the chromium layer, a translucent pattern may be formed as the photomask pattern.

그 다음으로, 도 12를 참조하면 표면 개질층(135)을 제거하여 포토마스크의 제조 공정을 완료한다. Next, referring to FIG. 12, the surface modification layer 135 is removed to complete the manufacturing process of the photomask.

이와 같이 형성된 포토마스크의 포토마스크 패턴 즉, 크롬 패턴(125)은 실질적으로 포지티브 레지스트 패턴의 사이에 형성되는 표면 개질층(135)에 의해 형성되는 것이므로, 실질적으로는 네거티브 레지스트 패턴에 의해서 형성된 것과 동일한 효과를 얻게 된다.The photomask pattern of the photomask thus formed, that is, the chromium pattern 125 is formed by the surface modification layer 135 formed substantially between the positive resist patterns, and thus is substantially the same as that formed by the negative resist pattern. You get an effect.

이와 같이, 역상 패턴 제조가 가능한 경우 미세 패턴에 대한 역상 프로파일을 관리하면 되므로, 기존 보다 더 우수한 프로파일을 확보할 수 있도록 하는 리소그래피 효율을 제공할 수 있다. 또한, 비교적 재료 비용이 비싼 네거티브 레지스트를 사용하지 않아도 되므로 제조 비용을 절감시킬 수 있다.
As described above, when the reverse phase pattern can be manufactured, the reverse phase profile for the fine pattern may be managed, thereby providing a lithography efficiency to secure a better profile than the conventional one. In addition, the manufacturing cost can be reduced since the use of a negative resist, which is relatively expensive in material, is required.

도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 실제 크롬 패턴 제조 예를 나타낸 단면 사진들이다.13 and 14 are cross-sectional pictures showing an example of the actual chromium pattern manufacturing according to the present invention.

도 13은 레지스트 패턴 제거 후 표면 개질층 및 크롬 패턴이 나타난 실시예를 나타내는 사진으로 상기 도 11의 과정과 동일한 단계로 볼 수 있다.
FIG. 13 is a photograph illustrating an embodiment in which a surface modification layer and a chromium pattern appear after removing a resist pattern and may be viewed in the same steps as the process of FIG. 11.

그 다음으로, 도 14는 본 발명에 따른 도 12의 과정에서 촬영한 단면을 나타내는 것으로, 우수한 프로파일의 크롬 패턴이 형성된 것을 볼 수 있다.
Next, FIG. 14 shows a cross section taken in the process of FIG. 12 according to the present invention, and it can be seen that a chrome pattern having an excellent profile is formed.

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토마스크를 나타낸 단면도이다.15 is a cross-sectional view illustrating a photomask according to another embodiment of the present invention.

도 15를 참조하면, 도시된 상태를 기준으로 하부에서부터 투명기판(200), 위상반전층(210), 크롬층(220), 반사방지막(230) 및 레지스트(240)의 순서로 적층된 것을 볼 수 있다.Referring to FIG. 15, the transparent substrate 200, the phase inversion layer 210, the chromium layer 220, the anti-reflection film 230, and the resist 240 are stacked from the bottom with respect to the illustrated state. Can be.

이때, 포토마스크 패턴은 크롬층(220)에 의해 형성될 경우 상기 도 7 내지 도 12의 공정 순서에 따른 표면 개질층을 이용하여 형성될 수 있다.In this case, when the photomask pattern is formed by the chromium layer 220, the photomask pattern may be formed using the surface modification layer according to the process sequence of FIGS. 7 to 12.

아울러, 위상반전층(210)이 크롬층(220) 상부에 형성될 경우도 있을 수 있는데, 이러한 경우에는 할로겐 가스와 산화/환원 반응할 수 있는 금속 재질의 반사방지막을 위상반전층 상부에 형성한 후, 반사 방지막을 표면 개질층으로 형성하여 포토마스크 패턴을 형성할 수 있다.
In addition, in some cases, the phase inversion layer 210 may be formed on the chromium layer 220. In this case, an anti-reflective film formed of a metal material capable of reacting with a halogen gas may be formed on the phase inversion layer. Thereafter, the antireflection film may be formed as a surface modification layer to form a photomask pattern.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 포토마스크 제조 방법은 포토마스크 패턴 형성을 위한 패터닝 공정에서 하드마스크로서, 플라즈마 처리에 의한 표면 개질층을 이용함으로써, 하드마스크 또는 레지스트의 두께가 불필요하게 증가되어야 하는 문제를 해결할 수 있다.As described above, the method for manufacturing a photomask according to the present invention uses a surface modification layer by plasma treatment as a hard mask in a patterning process for forming a photomask pattern, whereby the thickness of the hard mask or resist must be unnecessarily increased. You can solve the problem.

또한, 포토마스크에 형성되는 최종 포토마스크 패턴의 선형성(linearity), 근접성(through-pitch) 및 균일도(uniformity)를 향상시켜 전체적인 포토마스크 패턴의 프로파일을 향상시키고, 포토마스크 제조 공정을 단순화시킬 수 있으므로, 포토마스크 제조 비용을 절감시키면서도 생산 능력을 극대화시킬 수 있다.In addition, by improving the linearity, through-pitch, and uniformity of the final photomask pattern formed on the photomask, the profile of the overall photomask pattern can be improved and the photomask manufacturing process can be simplified. In addition, production capacity can be maximized while reducing photomask manufacturing costs.

또한, 바이너리 마스크, 위상반전 마스크 및 EUV 마스크 등 다양한 종류의 마스크 제조 공정에 적용이 가능하므로 그 활용성이 더 극대화 될 수 있다.
In addition, since the present invention can be applied to various types of mask manufacturing processes such as binary masks, phase inversion masks, and EUV masks, their utilization may be further maximized.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

10, 100, 200 : 투명기판 20, 120, 220 : 크롬층
25, 125 : 크롬 패턴 30 : 하드마스크층
35 : 하드마스크 패턴 40, 140, 240 : 레지스트
45, 145 : 레지스트 패턴 130, 230 : 반사방지막
132 : 반사방지막 패턴 135 : 표면 개질층10, 100, 200: transparent substrate 20, 120, 220: chrome layer
25, 125: Chrome pattern 30: Hard mask layer
35: hard mask pattern 40, 140, 240: resist
45, 145: resist pattern 130, 230: antireflection film
132: antireflection film pattern 135: surface modification layer

Claims (10)

투명기판 상부에 포토마스크 패턴을 형성을 위한 메인 물질층을 형성하는 단계;
상기 메인 물질층 표면에 플라즈마 처리를 수행하거나, 상기 메인 물질층 표면에 반사방지막(Anti-Reflection Filme)을 형성한 후 플라즈마 처리를 수행하여 표면개질층을 형성하는 단계; 및
상기 표면개질층을 마스크로 상기 메인 물질층을 식각하여 포토마스크 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 제조 방법.
Forming a main material layer for forming a photomask pattern on the transparent substrate;
Performing a plasma treatment on the surface of the main material layer or forming an anti-reflection film on the surface of the main material layer and then performing a plasma treatment to form a surface modification layer; And
And etching the main material layer using the surface modification layer as a mask to form a photomask pattern.
제 1 항에 있어서,
상기 메인 물질층은 차광 패턴 형성을 위한 금속층 또는 위상 반전을 위한 하프톤층을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 제조 방법.
The method of claim 1,
The main material layer may include a metal layer for forming a light shielding pattern or a halftone layer for reversing phase.
제 1 항에 있어서,
상기 반사방지막은 할로겐 가스와 산화/환원 반응하는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 제조 방법.
The method of claim 1,
The anti-reflection film is a photomask manufacturing method comprising a material that reacts with oxidation / reduction with halogen gas.
투명기판 상부에 크롬 패턴을 형성하되, 상기 크롬 패턴 형성을 위한 하드 마스크 패턴으로 플라즈마를 이용한 크롬 표면 개질층 또는 반사방지막 표면 개질층 중 하나 이상을 이용하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 제조 방법.
Forming a chromium pattern on the transparent substrate, a photomask manufacturing method, characterized in that using at least one of a chromium surface modification layer or an anti-reflection film surface modification layer using plasma as a hard mask pattern for forming the chromium pattern.
(a) 투명기판 상부에 크롬층을 형성하는 단계;
(b) 상기 크롬층 상부에 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
(c) 상기 레지스트 패턴을 포함하는 상기 크롬층 표면에 플라즈마를 이용한 표면 개질층을 형성하는 단계;
(d) 상기 레지스트 패턴을 제거하는 단계; 및
(e) 상기 표면 개질층을 하드 마스크로 상기 크롬층을 식각하여 포토마스크 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 제조 방법.
(a) forming a chromium layer on the transparent substrate;
(b) forming a resist pattern on the chromium layer;
(c) forming a surface modification layer using plasma on the surface of the chromium layer including the resist pattern;
(d) removing the resist pattern; And
(e) etching the chromium layer using the surface modification layer as a hard mask to form a photomask pattern.
제 5 항에 있어서,
상기 크롬층과 상기 투명기판 사이 또는 상기 크롬층과 상기 레지스트 패턴 사이의 영역에 위상반전층을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 제조 방법.
The method of claim 5, wherein
And forming a phase inversion layer in a region between the chromium layer and the transparent substrate or between the chromium layer and the resist pattern.
제 5 항에 있어서,
상기 레지스트 패턴은 상기 포토 마스크 패턴 영역을 노출시키는 포지티브 타입을 이용하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 제조 방법.
The method of claim 5, wherein
And the resist pattern uses a positive type exposing the photo mask pattern region.
(a') 투명기판 상부에 크롬층을 형성하는 단계;
(b') 상기 크롬층 상부에 반사방지막(Anti-Reflection Film)을 형성하는 단계;
(c') 상기 반사방지막 상부에 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
(d') 상기 레지스트 패턴을 포함하는 상기 반사방지막 표면에 플라즈마를 이용한 표면 개질층을 형성하는 단계;
(e') 상기 레지스트 패턴을 제거하는 단계; 및
(f') 상기 표면 개질층을 하드 마스크로 상기 크롬층을 식각하여 포토마스크 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 제조 방법.
(a ') forming a chromium layer on the transparent substrate;
(b ') forming an anti-reflection film on the chromium layer;
(c ') forming a resist pattern on the anti-reflection film;
(d ') forming a surface modification layer using plasma on the surface of the anti-reflection film including the resist pattern;
(e ') removing the resist pattern; And
forming a photomask pattern by etching the chromium layer using the surface modification layer as a hard mask.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되어 미세 포토마스크 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
A photomask prepared by the method of any one of claims 1 to 8 and comprising a fine photomask pattern.
제 9 항에 있어서,
상기 포토마스크는 바이너리 마스크, 위상반전 마스크 및 EUV 마스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크.The method of claim 9,
The photomask includes a binary mask, a phase inversion mask and an EUV mask.
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