KR20150067442A - 리페어 패턴을 갖는 포토마스크 및 그 제조방법 - Google Patents

리페어 패턴을 갖는 포토마스크 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

리페어 패턴을 갖는 포토마스크는, 누락된 전사패턴층이 위치하는 영역에 트랜치를 갖는 투광기판과, 투광기판 위에 배치되는 전사패턴층과, 그리고 트랜치 내부를 채우면서 투광기판 위로 연장되어 배치되는 리페어된 전사패턴층을 포함한다.

Description

리페어 패턴을 갖는 포토마스크 및 그 제조방법{Photomask having repair pattern and method of fabricating the same}
본 출원은 포토마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 리페어 패턴을 갖는 포토마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.
집적회로를 제조하는데 사용되는 회로패턴을 제조하는데 있어서 포토마스크가 이용된다. 노광공정에서 사용하는 광의 파장에 따라 포토마스크는 투과형 포토마스크와 반사형 포토마스크로 구분할 수 있다. 투과형 포토마스크는, 투광기판 위에 광차단물질이나 위상반전물질로 이루어지는 전사패턴층이 배치되는 구조로 이루어진다. 반사형 포토마스크는, 멀티반사층 위에 광흡수물질로 이루어지는 전사패턴층이 배치되는 구조로 이루어진다.
어느 형태의 포토마스크이던지 전사패턴층은 광차단층 또는 광흡수층을 형성한 후 광차단층 또는 광흡수층을 패터닝함으로써 만들어진다. 이 과정에서 여러가지 원인, 예컨대 장비 불량 또는 식각공정 이상 등에 의해 전사패턴층이 형성되어야 하는 부분에 전사패턴층이 형성되지 않는 결함이 발생될 수 있다. 이러한 결함은 웨이퍼 노광 과정에서 웨이퍼로 전사되지 못함에 따라 패터닝 불량을 야기시킨다. 포토마스크 제조에 소요되는 시간 및 비용을 고려할 때, 이와 같은 결함으로 인해 제조된 포토마스크를 폐기하기보다는 누락된 전사패턴층을 리페어시키는 방법을 채용하고 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 과제는, 누락된 전사패턴층을 리페어하는 과정에서 하부층과의 부착력을 강화시킬 수 있도록 하는 리페어 패턴을 갖는 포토마스크 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
일 예에 따른 리페어 패턴을 갖는 포토마스크는, 누락된 전사패턴층이 위치하는 영역에 트랜치를 갖는 투광기판과, 투광기판 위에 배치되는 전사패턴층과, 그리고 트랜치 내부를 채우면서 투광기판 위로 연장되어 배치되는 리페어된 전사패턴층을 포함한다.
일 예에 따른 리페어 패턴을 갖는 포토마스크 제조방법은, 투광기판 위에 전사패턴층을 형성하는 단계와, 전사패턴층이 누락된 패턴결함위치의 투광기판에 트랜치를 형성하는 단계와, 그리고 트랜치가 채워지도록 패턴결함위치에 리페어된 전사패턴층을 형성하는 단계를 포함한다.
다른 예에 따른 리페어 패턴을 갖는 포토마스크 제조방법은, 기판 위에 멀티반사층 및 전사패턴층을 형성하는 단계와, 전사패턴층이 누락된 패턴결함위치의 멀티반사층에 트랜치를 형성하는 단계와, 그리고 트랜치가 채워지도록 패턴결함위치에 리페어된 전사패턴층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 예에 따르면, 리페어된 전사패턴층의 하부가 하부의 투광기판 또는 멀티반사층의 트랜치 내에 매립됨에 따라 리페어된 전사패턴층과 하부의 투광기판 또는 멀티반사층 사이의 부착력을 강화시킬 수 있으며, 이에 따라 후속의 세정공정 등에 의해 리페어된 전사패턴층이 하부의 투광기판 또는 멀티반사층으로부터 분리되는 현상을 억제할 수 있다는 이점이 제공된다.
도 1은 일 예에 따른 리페어 패턴을 갖는 포토마스크를 나타내 보인 단면도이다.
도 2는 다른 예에 따른 리페어 패턴을 갖는 포토마스크를 나타내 보인 단면도이다.
도 3은 또 다른 예에 따른 리페어 패턴을 갖는 포토마스크를 나타내 보인 단면도이다.
도 4는 또 다른 예에 따른 리페어 패턴을 갖는 포토마스크를 나타내 보인 단면도이다.
도 5 내지 도 10은 일 예에 따른 리페어 패턴을 갖는 포토마스크의 제조방법을 설명하기 위해 나타내 보인 도면들이다.
도 11 내지 도 15는 다른 예에 따른 리페어 패턴을 갖는 포토마스크의 제조방법을 설명하기 위해 나타내 보인 도면들이다.
도 16 내지 도 21은 또 다른 예에 따른 리페어 패턴을 갖는 포토마스크의 제조방법을 설명하기 위해 나타내 보인 도면들이다.
도 22 내지 도 26은 또 다른 예에 따른 리페어 패턴을 갖는 포토마스크의 제조방법을 설명하기 위해 나타내 보인 도면들이다.
도 1은 일 예에 따른 리페어 패턴을 갖는 포토마스크를 나타내 보인 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 예에 따른 포토마스크(100)는 투과형 포토마스크로서, 특히 바이너리(binary) 포토마스크 또는 위상반전형(phase-shift typed) 포토마스크 구조를 갖는다. 구체적으로 포토마스크(100)는, 투광기판(110) 위에 전사패턴층(130)이 배치되는 구조를 갖는다. 바이너리 포토마스크인 경우 전사패턴층(130)은 광차단층패턴으로 이루어지며, 위상반전형 포토마스크인 경우 전사패턴층(130)은 위상반전층패턴으로 이루어진다. 전사패턴층(130)은 정상 전사패턴층(131)과 리페어된 전사패턴층(132)을 포함한다. 본 예에서 정상 전사패턴층(131) 및 리페어된 전사패턴층(132)은, 각각 포토마스크(100) 제조과정에서 정상적으로 형성된 전사패턴층과, 포토마스크(100) 제조과정에서 후속의 리페어 과정을 통해 전사패턴층이 누락된 위치에 추가적으로 형성된 전사패턴층일 수 있다. 경우에 따라서 리페어된 전사패턴층(132)은 전사패턴층의 일부만이 비정상적으로 형성되지 않는 핀 홀(pin hole) 형태가 리페어된 경우일 수도 있다. 투광기판(110)의 상부 일 영역에는 트랜치(150)가 배치된다. 본 예에서 트랜치(150)의 폭(w1)은 리페어된 전사패턴층(132)의 폭(w2)과 실질적으로 동일하다. 리페어된 전사패턴층(132)은 트랜치(150) 내부를 매립하면서 투광기판(110) 위로 연장되는 구조를 갖는다. 리페어된 전사패턴층(132)의 하부가 트랜치(150) 내부에 매립됨으로써, 리페어된 전사패턴층(132)과 투광기판(110)의 부착력이 강화되며, 따라서 세정 공정 등에 의해 리페어된 전사패턴층(132)이 다시 투광기판(110)으로부터 분리되는 현상이 억제된다. 일 예에서 투광기판(110)은 쿼츠(quartz)로 이루어질 수 있다. 바이너리 포토마스크인 경우 전사패턴층(130)은 크롬(Cr)층으로 이루어질 수 있으며, 위상반전형 포토마스크인 경우 전사패턴층(130)은 몰리브데늄실리콘(MoSi)층으로 이루어질 수 있다.
도 2는 다른 예에 따른 리페어 패턴을 갖는 포토마스크를 나타내 보인 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 예에 따른 포토마스크(200)는 투과형 포토마스크로서, 특히 바이너리 포토마스크 또는 위상반전형 포토마스크 구조를 갖는다. 구체적으로 포토마스크(200)는, 투광기판(210) 위에 전사패턴층(230)이 배치되는 구조를 갖는다. 바이너리 포토마스크인 경우 전사패턴층(230)은 광차단층패턴으로 이루어지며, 위상반전형 포토마스크인 경우 전사패턴층(230)은 위상반전층패턴으로 이루어진다. 전사패턴층(230)은 정상 전사패턴층(231)과 리페어된 전사패턴층(232)을 포함한다. 본 예에서 정상 전사패턴층(231) 및 리페어된 전사패턴층(232)은, 각각 포토마스크(200) 제조과정에서 정상적으로 형성된 전사패턴층과, 포토마스크(200) 제조과정에서 후속의 리페어 과정을 통해 전사패턴층이 누락된 위치에 추가적으로 형성된 전사패턴층일 수 있다. 경우에 따라서 리페어된 전사패턴층(232)은 전사패턴층의 일부만이 비정상적으로 형성되지 않는 핀 홀(pin hole) 형태가 리페어된 경우일 수도 있다. 투광기판(210)의 상부 일 영역에는 트랜치(250)가 배치된다. 본 예에서 트랜치(250)의 폭(w3)은 리페어된 전사패턴층(232)의 폭(w4)보다 작다. 본 예에서 트랜치(250)는 리페어된 전사패턴층(232)의 중심부에 위치하지만, 이는 단지 일 예로서 트랜치(250)가 리페어된 전사패턴층(232)의 다른 위치, 예컨대 가장자리에 위치할 수도 있다. 리페어된 전사패턴층(232)은 트랜치(250) 내부를 매립하면서 투광기판(210) 위로 보다 넓은 폭을 가지면서 연장되는 구조를 갖는다. 리페어된 전사패턴층(232)의 하부가 트랜치(250) 내부에 매립됨으로써, 리페어된 전사패턴층(22)과 투광기판(210)의 부착력이 강화되며, 따라서 세정 공정 등에 의해 리페어된 전사패턴층(232)이 다시 투광기판(210)으로부터 분리되는 현상이 억제된다. 일 예에서 투광기판(210)은 쿼츠(quartz)로 이루어질 수 있다. 바이너리 포토마스크인 경우 전사패턴층(230)은 크롬(Cr)층으로 이루어질 수 있으며, 위상반전형 포토마스크인 경우 전사패턴층(230)은 몰리브데늄실리콘(MoSi)층으로 이루어질 수 있다.
도 3은 또 다른 예에 따른 리페어 패턴을 갖는 포토마스크를 나타내 보인 단면도이다. 도 3을 참조하면, 본 예에 따른 포토마스크(300)는 반사형 포토마스크로서, 특히 EUV 포토마스크 구조를 갖는다. 구체적으로 포토마스크(300)는, 기판(310) 위에 멀티반사층(320) 및 전사패턴층(330)이 순차적으로 배치되는 구조를 갖는다. 전사패턴층(330)은 정상 전사패턴층(331)과 리페어된 전사패턴층(332)을 포함한다. 본 예에서 정상 전사패턴층(331) 및 리페어된 전사패턴층(332)은, 각각 포토마스크(300) 제조과정에서 정상적으로 형성된 전사패턴층과, 포토마스크(300) 제조과정에서 후속의 리페어 과정을 통해 전사패턴층이 누락된 위치에 추가적으로 형성된 전사패턴층일 수 있다. 경우에 따라서 리페어된 전사패턴층(332)은 전사패턴층의 일부만이 비정상적으로 형성되지 않는 핀 홀(pin hole) 형태가 리페어된 경우일 수도 있다. 멀티반사층(320)의 상부 일 영역에는 트랜치(350)가 배치된다. 본 예에서 트랜치(350)의 폭(w5)는 리페어된 전사패턴층(332)의 폭(w6)과 실질적으로 동일하다. 리페어된 전사패턴층(332)은 트랜치(350) 내부를 매립하면서 멀티반사층(320) 위로 연장되는 구조를 갖는다. 리페어된 전사패턴층(332)은 그 하부가 트랜치(350) 내부를 매립함에 따라 멀티반사층(320)과의 부착력이 강화되며, 따라서 세정 공정 등에 의해 리페어된 전사패턴층(332)이 다시 멀티반사층(320)으로부터 분리되는 현상이 억제되도록 할 수 있다.
기판(310)은 유리기판 또는 금속기판을 사용할 수 있다. 유리기판의 일 예로서 쿼츠, 저열팽창계수를 갖는 아몰퍼스 글래스, 결정화 글래스 등이 사용될 수 있다. 금속기판의 일 예로서 실리콘, Fe-Ni계의 인바 합금 등이 사용될 수 있다. 기판(310)은 고반사율 및 전사 정밀도를 얻기 위해, 평활성이 0.2nmRmS 이하인 것이 적절하며, 또한 평탄도가 100nm 이하인 것이 적절하다. 사용하는 광원이 EUV 광원일 경우 다층반사층(320)은 Mo/Si이 반복적으로 교대 적층되는 구조로 이루어질 수 있다. 그러나 사용되는 광의 파장에 따라 Ru/Si, Mo/Be, Si/Nb 등의 교대 적층 구조로 이루어질 수도 있다.
비록 도면에 나타내지는 않았지만, 멀티반사층(320) 위에 캡핑층 및 버퍼층 중 적어도 어느 하나가 더 배치될 수도 있다. 캡핑층은 멀티반사층(320)을 보호하기 위한 것으로서, 루테늄(Ru)층으로 이루어질 수 있다. 버퍼층은 제조과정, 특히 식각과정에서 멀티반사층(320)이 손상되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 식각과정에서 사용되는 식각가스에 따라 버퍼층 재료는 다양하게 선택될 수 있다. 캡핑층 또는 버퍼층이 멀티반사층(320) 위에 배치되는 경우, 트랜치(350)는 캡핑층 또는 버퍼층을 관통하여 멀티반사층(320)의 상부에 배치된다. 전사패턴층(330)은 광흡수물질로 이루어진다. 일 예로 전사패턴층(330)은 탄탈륨(Ta), 탄탈륨나이트라이드(TaN), 크롬(Cr)으로 이루어질 수 있다. 다른 예에서 전사패턴층(330)은 탄탈륨실리콘(TaSi), 탄탈륨실리콘나이트라이드(TaSiN), 탄탈륨저매니움(TaGe), 텅스텐나이트라이드(WN), 티타늄나이트라이드(TiN) 등으로 이루어질 수도 있다.
도 4는 또 다른 예에 따른 리페어 패턴을 갖는 포토마스크를 나타내 보인 단면도이다. 도 4를 참조하면, 본 예에 따른 포토마스크(400)는 반사형 포토마스크로서, 특히 EUV 포토마스크 구조를 갖는다. 구체적으로 포토마스크(400)는, 기판(410) 위에 멀티반사층(420) 및 전사패턴층(430)이 순차적으로 배치되는 구조를 갖는다. 전사패턴층(430)은 정상 전사패턴층(431)과 리페어된 전사패턴층(432)을 포함한다. 본 예에서 정상 전사패턴층(431) 및 리페어된 전사패턴층(432)은, 각각 포토마스크(400) 제조과정에서 정상적으로 형성된 전사패턴층과, 포토마스크(400) 제조과정에서 후속의 리페어 과정을 통해 전사패턴층이 누락된 위치에 추가적으로 형성된 전사패턴층일 수 있다. 경우에 따라서 리페어된 전사패턴층(432)은 전사패턴층의 일부만이 비정상적으로 형성되지 않는 핀 홀(pin hole) 형태가 리페어된 경우일 수도 있다. 멀티반사층(420)의 상부 일 영역에는 트랜치(450)가 배치된다. 본 예에서 트랜치(450)의 폭(w7)는 리페어된 전사패턴층(432)의 폭(w8)보다 작다. 본 예에서 트랜치(450)는 리페어된 전사패턴층(432)의 중심분에 위치하지만, 이는 단지 일 예로서 트랜치(450)가 리페어된 전사패턴층(232)의 다른 위치, 예컨대 가장자리에 위치할 수 있다. 리페어된 전사패턴층(432)은 트랜치(450) 내부를 매립하면서 멀티반사층(420) 위로 연장되는 구조를 갖는다. 리페어된 전사패턴층(432)은 그 하부가 트랜치(450) 내부를 매립함에 따라 멀티반사층(420)과의 부착력이 강화되며, 따라서 세정 공정 등에 의해 리페어된 전사패턴층(432)이 다시 멀티반사층(420)으로부터 분리되는 현상이 억제되도록 할 수 있다.
기판(410)은 유리기판 또는 금속기판을 사용할 수 있다. 유리기판의 일 예로서 쿼츠, 저열팽창계수를 갖는 아몰퍼스 글래스, 결정화 글래스 등이 사용될 수 있다. 금속기판의 일 예로서 실리콘, Fe-Ni계의 인바 합금 등이 사용될 수 있다. 기판(410)은 고반사율 및 전사 정밀도를 얻기 위해, 평활성이 0.2nmRmS 이하인 것이 적절하며, 또한 평탄도가 100nm 이하인 것이 적절하다. 사용하는 광원이 EUV 광원일 경우 다층반사층(420)은 Mo/Si이 반복적으로 교대 적층되는 구조로 이루어질 수 있다. 그러나 사용되는 광의 파장에 따라 Ru/Si, Mo/Be, Si/Nb 등의 교대 적층 구조로 이루어질 수도 있다.
비록 도면에 나타내지는 않았지만, 멀티반사층(420) 위에 캡핑층 및 버퍼층 중 적어도 어느 하나가 더 배치될 수도 있다. 캡핑층은 멀티반사층(420)을 보호하기 위한 것으로서, 루테늄(Ru)층으로 이루어질 수 있다. 버퍼층은 제조과정, 특히 식각과정에서 멀티반사층(420)이 손상되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 식각과정에서 사용되는 식각가스에 따라 버퍼층 재료는 다양하게 선택될 수 있다. 캡핑층 또는 버퍼층이 멀티반사층(420) 위에 배치되는 경우, 트랜치(450)는 캡핑층 또는 버퍼층을 관통하여 멀티반사층(420)의 상부에 배치된다. 전사패턴층(430)은 광흡수물질로 이루어진다. 일 예로 전사패턴층(430)은 탄탈륨(Ta), 탄탈륨나이트라이드(TaN), 크롬(Cr)으로 이루어질 수 있다. 다른 예에서 전사패턴층(430)은 탄탈륨실리콘(TaSi), 탄탈륨실리콘나이트라이드(TaSiN), 탄탈륨저매니움(TaGe), 텅스텐나이트라이드(WN), 티타늄나이트라이드(TiN) 등으로 이루어질 수도 있다.
도 5 내지 도 10은 일 예에 따른 포토마스크 제조방법을 설명하기 위해 나타내 보인 도면들이다. 도 6, 도 8, 및 도 10은, 각각 도 5, 도 7, 및 도 9의 선 I-I'를 따라 절단하여 나타내 보인 단면도이다. 먼저 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 투광기판(510) 위에 전사패턴층(531)을 형성한다. 일 예에서 투광기판(510)은 쿼츠(quartz) 재질로 이루어질 수 있다. 일 예에서 전사패턴층(531)은 광차단물질, 예컨대 크롬(Cr)으로 이루어지는 광차단패턴 또는 위상반전물질, 예컨대 몰리브데늄실리콘(MoSi)으로 이루어지는 위상반전층패턴일 수 있다. 본 예에서 포토마스크는 컨택홀(contact hole) 형성을 위한 전사패턴층(531)을 갖는 경우이며, 이에 따라 전사패턴층(531)은 인접한 다른 전사패턴층(531)과 상호 이격되도록 아일랜드(island) 형태로 배치된다. 그러나 이는 단지 일 예로서, 경우에 따라서 전사패턴층(531)은 컨택홀 외의 다른 형태의 회로 패턴을 형성하기 위한 라인 형태로 배치될 수 있으며, 이 경우에도 본 예는 동일하게 적용될 수 있다. 비록 도면에 나타내지는 않았지만, 전사패턴층(531)이 배치되는 전사패턴영역 둘레에 패턴 전사가 이루어지지 않는 프레임영역이 배치될 수도 있다.
전사패턴층(531)의 형성은, 이미 잘 알려져 있는 다양한 방법들을 사용하여 수행될 수 있다. 일 예로 먼저 투광기판(510) 위에 전사패턴층 형성을 위한 물질층을 형성한다. 다음에 이 물질층에 레지스트층을 형성한 후 전자 빔 노광 및 현상을 수행하여 물질층의 일부 표면을 노출시키는 레지스트층패턴을 형성한다. 다음에 이 레지스트층패턴을 식각마스크로 물질층의 노출부분을 제거하여 전사패턴층을 형성한 후 레지스트층패턴을 제거한다. 이 과정에서 여러가지 원인에 의해 도면에서 점선으로 나타낸 바와 같이, 전사패턴층(531)이 형성되어야 할 위치에 전사패턴층(531)이 형성되지 않는 패턴 결함이 발생될 수 있다. 본 예 및 다른 예에서 이와 같이 전사패턴층(531)이 누락된 영역을 "패턴결함영역(A)"이라고 정의하기로 한다. 본 예에서는 전사패턴층(531)이 누락된 경우이지만, 이는 단지 일 예시로서 다른 예에서는 전사패턴층(531)이 일부만이 비정상적으로 형성되지 않는 핀 홀(pin hole) 형태의 패턴결함일 수도 있다. 이 경우에도 본 예는 동일하게 적용될 수 있다.
다음에 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 패턴결함영역(A)의 투광기판(510)을 일정 깊이 식각하여 트랜치(550)를 형성한다. 일 예에서 트랜치(550) 형성은 레이저 빔 조사나, FIB(Focused Ion Beam) 조사나, 또는 전자-빔 조사를 통해 수행할 수 있다. 본 예에서 트랜치(550)의 폭(w9)은 누락된 전사패턴층의 폭, 즉 패턴결함영역(A)의 폭과 동일할 수 있다. 본 예에서 트랜치(550)는 사각의 단면 형상을 갖지만, 이는 단지 일 예로서 사각 외의 다른 단면 형상, 예컨대 원의 단면 형상을 가질 수도 있다.
다음에 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 리페어 공정을 수행하여 트랜치(550) 내부를 채우면서 투광기판(510) 위로 연장되는 리페어된 전사패턴층(532)을 형성한다. 리페어된 전사패턴층(532)은 다른 정상적인 전사패턴층(531)과 동일한 물질층으로 형성할 수 있다. 리페어된 전사패턴층(532)의 형성은 일반적인 리페어 방법을 사용하여 수행할 수 있다. 일 예로 패턴결함영역(A)의 투광기판(510)을 선택적으로 노출시키는 레지스트층패턴을 형성한 후 리페어된 전사패턴층(532)을 증착하는 방법을 사용할 수 있다. 리페어된 전사패턴층(532)의 하부가 트랜치(550) 내부에 매립됨에 따라 리페어된 전사패턴층(532)과 투광기판(510) 사이의 부착력이 증가되며, 이에 따라 후속의 세정 공정 등에 의해 리페어된 전사패턴층(532)이 투광기판(510)으로부터 분리되는 현상이 억제된다.
도 11 내지 도 15는 다른 예에 따른 리페어 패턴을 갖는 포토마스크의 제조방법을 설명하기 위해 나타내 보인 도면들이다. 도 13 및 도 15는, 각각 도 11 및 도 12와, 그리고 도 14의 선 II-II'를 따라 절단하여 나타내 보인 단면도이다. 먼저 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 투광기판(510) 위에 전사패턴층(531)을 형성한다. 다음에 도 11 내지 도 13에 나타낸 바와 같이, 패턴결함영역(A)의 투광기판(510)을 일정 깊이 식각하여 트랜치(550a, 550b)를 형성한다. 본 예에서 트랜치(550a, 550b)의 폭(w10)은 누락된 전사패턴층의 폭, 즉 패턴결함영역(A)의 폭보다 작다. 또한 트랜치(550a, 550b)는 패턴결함영역(A)의 중심부에 위치하지만, 경우에 따라서 패턴결함영역(A)의 중심부 외의 다른 위치에 위치할 수도 있다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 트랜치(550a)는 원의 단면 형상을 가질 수 있다. 또한 도 12에 나타낸 바와 같이, 트랜치(550b)는 사각의 단면 형상을 가질 수도 있다. 그러나 이는 하나의 일 예들일 뿐이며, 트랜치는 원이나 사각 외의 다른 형태의 단면 형상을 가질 수도 있다. 일 예에서 트랜치(550a, 550b) 형성은 레이저 빔 조사나, FIB(Focused Ion Beam) 조사나, 또는 전자-빔 조사를 통해 수행할 수 있다.
다음에 도 14 및 도 15에 나타낸 바와 같이, 리페어 공정을 수행하여 트랜치(550a, 550b) 내부를 채우면서 투광기판(510) 위로 연장되는 리페어된 전사패턴층(532)을 형성한다. 리페어된 전사패턴층(532)은 다른 정상적인 전사패턴층(531)과 동일한 물질층으로 형성할 수 있다. 리페어된 전사패턴층(532)의 형성은 일반적인 리페어 방법을 사용하여 수행할 수 있다. 일 예로 패턴결함영역(A)의 투광기판(510)을 선택적으로 노출시키는 레지스트층패턴을 형성한 후 리페어된 전사패턴층(532)을 증착하는 방법을 사용할 수 있다. 리페어된 전사패턴층(532)의 하부가 트랜치(550a, 550b) 내부에 매립됨에 따라 리페어된 전사패턴층(532)과 투광기판(510) 사이의 부착력이 증가되며, 이에 따라 후속의 세정 공정 등에 의해 리페어된 전사패턴층(532)이 투광기판(510)으로부터 분리되는 현상이 억제된다.
도 16 내지 도 21은 또 다른 예에 따른 포토마스크 제조방법을 설명하기 위해 나타내 보인 도면들이다. 도 17, 도 19, 및 도 21은, 각각 도 16, 도 18, 및 도 20의 선 III-III'를 따라 절단하여 나타내 보인 단면도이다. 먼저 도 16 및 도 17에 나타낸 바와 같이, 기판(610) 위에 멀티반사층(620) 및 전사패턴층(631)을 형성한다. 일 예에서 기판(610)은 유리기판 또는 금속기판을 사용할 수 있다. 유리기판의 일 예로서 쿼츠, 저열팽창계수를 갖는 아몰퍼스 글래스, 결정화 글래스 등이 사용될 수 있다. 금속기판의 일 예로서 실리콘, Fe-Ni계의 인바 합금 등이 사용될 수 있다. 기판(610)은 고반사율 및 전사 정밀도를 얻기 위해, 평활성이 0.2nmRmS 이하인 것이 적절하며, 또한 평탄도가 100nm 이하인 것이 적절하다. 사용하는 광원이 EUV 광원일 경우 다층반사층(620)은 Mo/Si이 반복적으로 교대 적층되는 구조로 형성할 수 있다. 그러나 사용되는 광의 파장에 따라 Ru/Si, Mo/Be, Si/Nb 등의 교대 적층 구조로 형성할 수도 있다.
비록 도면에 나타내지는 않았지만, 멀티반사층(620) 위에 캡핑층 및 버퍼층 중 적어도 어느 하나를 더 형성할 수도 있다. 캡핑층은 멀티반사층(620)을 보호하기 위한 것으로서, 루테늄(Ru)층으로 형성할 수 있다. 버퍼층은 제조과정, 특히 식각과정에서 멀티반사층(620)이 손상되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 식각과정에서 사용되는 식각가스에 따라 버퍼층 재료는 다양하게 선택될 수 있다. 전사패턴층(630)은 광흡수물질층으로 형성할 수 있다. 일 예로 전사패턴층(630)은 탄탈륨(Ta)층, 탄탈륨나이트라이드(TaN)층, 크롬(Cr)층으로 형성할 수 있다. 다른 예에서 전사패턴층(630)은 탄탈륨실리콘(TaSi)층, 탄탈륨실리콘나이트라이드(TaSiN)층, 탄탈륨저매니움(TaGe)층, 텅스텐나이트라이드(WN)층, 티타늄나이트라이드(TiN)층 등으로 형성할 수 있다.
본 예에서 포토마스크는 컨택홀(contact hole) 형성을 위한 전사패턴층(631)을 갖는 경우이며, 이에 따라 전사패턴층(631)은 인접한 다른 전사패턴층(631)과 상호 이격되도록 아일랜드(island) 형태로 배치된다. 그러나 이는 단지 일 예로서, 경우에 따라서 전사패턴층(631)은 컨택홀 외의 다른 형태의 회로 패턴을 형성하기 위한 라인 형태로 배치될 수 있으며, 이 경우에도 본 예는 동일하게 적용될 수 있다. 비록 도면에 나타내지는 않았지만, 전사패턴층(631)이 배치되는 전사패턴영역 둘레에 패턴 전사가 이루어지지 않는 프레임영역이 배치될 수도 있다.
전사패턴층(631)의 형성은, 이미 잘 알려져 있는 다양한 방법들을 사용하여 수행될 수 있다. 일 예로 먼저 멀티반사층(520) 위에 전사패턴층 형성을 위한 물질층을 광흡수층 물질을 사용하여 형성한다. 다음에 이 물질층에 레지스트층을 형성한 후 전자 빔 노광 및 현상을 수행하여 물질층의 일부 표면을 노출시키는 레지스트층패턴을 형성한다. 다음에 이 레지스트층패턴을 식각마스크로 물질층의 노출부분을 제거하여 전사패턴층을 형성한 후 레지스트층패턴을 제거한다. 이 과정에서 여러가지 원인에 의해 도면에서 점선으로 나타낸 바와 같이, 전사패턴층(631)이 형성되어야 할 위치에 전사패턴층(631)이 형성되지 않는 패턴결함영역(A)이 발생될 수 있다. 본 예에서는 전사패턴층(631)이 누락된 경우이지만, 이는 단지 일 예시로서 다른 예에서는 전사패턴층(631)이 일부만이 비정상적으로 형성되지 않는 핀 홀(pin hole) 형태의 패턴결함일 수도 있다. 이 경우에도 본 예는 동일하게 적용될 수 있다.
다음에 도 18 및 도 19에 나타낸 바와 같이, 패턴결함영역(A)의 멀티반사층(620)을 일정 깊이 식각하여 트랜치(650)를 형성한다. 일 예에서 트랜치(650) 형성은 레이저 빔 조사나, FIB(Focused Ion Beam) 조사나, 또는 전자-빔 조사를 통해 수행할 수 있다. 본 예에서 트랜치(650)의 폭(w11)은 누락된 전사패턴층의 폭, 즉 패턴결함영역(A)의 폭과 동일할 수 있다. 본 예에서 트랜치(650)는 사각의 단면 형상을 갖지만, 이는 단지 일 예로서 사각 외의 다른 단면 형상, 예컨대 원의 단면 형상을 가질 수도 있다.
다음에 도 20 및 도 21에 나타낸 바와 같이, 리페어 공정을 수행하여 트랜치(650) 내부를 채우면서 멀티반사층(620) 위로 연장되는 리페어된 전사패턴층(632)을 형성한다. 리페어된 전사패턴층(632)은 다른 정상적인 전사패턴층(631)과 동일한 물질층으로 형성할 수 있다. 리페어된 전사패턴층(632)의 형성은 일반적인 리페어 방법을 사용하여 수행할 수 있다. 일 예로 패턴결함영역(A)의 멀티반사층(620)을 선택적으로 노출시키는 레지스트층패턴을 형성한 후 리페어된 전사패턴층(632)을 증착하는 방법을 사용할 수 있다. 리페어된 전사패턴층(632)의 하부가 트랜치(650) 내부에 매립됨에 따라 리페어된 전사패턴층(632)과 멀티반사층(620) 사이의 부착력이 증가되며, 이에 따라 후속의 세정 공정 등에 의해 리페어된 전사패턴층(632)이 멀티반사층(620)으로부터 분리되는 현상이 억제된다.
도 22 내지 도 26는 다른 예에 따른 리페어 패턴을 갖는 포토마스크의 제조방법을 설명하기 위해 나타내 보인 도면들이다. 도 24 및 도 26는, 각각 도 22 및 도 23와, 그리고 도 25의 선 IV-IV'를 따라 절단하여 나타내 보인 단면도이다. 먼저 도 16 및 도 17을 참조하여 설명한 바와 같이, 기판(610) 위에 멀티반사층(620) 및 전사패턴층(631)을 형성한다. 다음에 도 22 내지 도 24에 나타낸 바와 같이, 패턴결함영역(A)의 멀티반사층(620)을 일정 깊이 식각하여 트랜치(650a, 650b)를 형성한다. 본 예에서 트랜치(650a, 650b)의 폭(w12)은 누락된 전사패턴층의 폭, 즉 패턴결함영역(A)의 폭보다 작다. 또한 트랜치(650a, 650b)는 패턴결함영역(A)의 중심부에 위치하지만, 경우에 따라서 패턴결함영역(A)의 중심부 외의 다른 위치에 위치할 수도 있다. 도 22에 나타낸 바와 같이, 트랜치(650a)는 원의 단면 형상을 가질 수 있다. 또한 도 23에 나타낸 바와 같이, 트랜치(650b)는 사각의 단면 형상을 가질 수도 있다. 그러나 이는 하나의 일 예들일 뿐이며, 트랜치는 원이나 사각 외의 다른 형태의 단면 형상을 가질 수도 있다. 일 예에서 트랜치(650a, 650b) 형성은 레이저 빔 조사나, FIB(Focused Ion Beam) 조사나, 또는 전자-빔 조사를 통해 수행할 수 있다.
다음에 도 25 및 도 26에 나타낸 바와 같이, 리페어 공정을 수행하여 트랜치(650a, 650b) 내부를 채우면서 멀티반사층(620) 위로 연장되는 리페어된 전사패턴층(632)을 형성한다. 리페어된 전사패턴층(632)은 다른 정상적인 전사패턴층(631)과 동일한 물질층으로 형성할 수 있다. 리페어된 전사패턴층(632)의 형성은 일반적인 리페어 방법을 사용하여 수행할 수 있다. 일 예로 패턴결함영역(A)의 멀티반사층(620)을 선택적으로 노출시키는 레지스트층패턴을 형성한 후 리페어된 전사패턴층(632)을 증착하는 방법을 사용할 수 있다. 리페어된 전사패턴층(632)의 하부가 트랜치(650a, 650b) 내부에 매립됨에 따라 리페어된 전사패턴층(632)과 멀티반사층(620) 사이의 부착력이 증가되며, 이에 따라 후속의 세정 공정 등에 의해 리페어된 전사패턴층(632)이 멀티반사층(620)으로부터 분리되는 현상이 억제된다.
100, 200, 300...포토마스크 110, 210, 310...기판
130, 230, 330...전사패턴층 150, 250, 350...트랜치
320...멀티반사층

Claims (24)

  1. 누락된 전사패턴층이 위치하는 영역에 트랜치를 갖는 투광기판;
    상기 투광기판 위에 배치되는 전사패턴층; 및
    상기 트랜치 내부를 채우면서 상기 투광기판 위로 연장되어 배치되는 리페어된 전사패턴층을 포함하는 포토마스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전사패턴층 및 리페어된 전사패턴층은 광차단물질로 이루어지는 광차단층패턴인 포토마스크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전사패턴층 및 리페어된 전사패턴층은 위상반전물질로 이루어지는 위상반전층패터인 포토마스크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 트랜치의 폭은 상기 리페어된 전사패턴층의 폭과 실질적으로 동일한 포토마스크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 트랜치의 폭은 상기 리페어된 전사패턴층의 폭보다 작은 포토마스크.
  6. 투광기판 위에 전사패턴층을 형성하는 단계;
    상기 전사패턴층이 누락된 패턴결함위치의 투광기판에 트랜치를 형성하는 단계; 및
    상기 트랜치가 채워지도록 상기 패턴결함위치에 리페어된 전사패턴층을 형성하는 단계를 포함하는 포토마스크 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전사패턴층 및 리페어된 전사패턴층은 광차단물질로 이루어지는 광차단층으로 형성하는 포토마스크 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 전사패턴층 및 리페어된 전사패턴층은 위상반전물질로 이루어지는 위상반전층으로 형성하는 포토마스크 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 트랜치를 형성하는 단계는, 상기 트랜치가 상기 패턴결함위치의 폭과 실질적으로 동일한 폭을 갖도록 수행하는 포토마스크 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 트랜치를 형성하는 단계는, 상기 트랜치가 상기 패턴결함위치의 폭보다 작은 폭을 갖도록 하는 포토마스크 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 트랜치는 상기 패턴결함위치의 중심부에 위치하도록 형성하는 포토마스크 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 트랜치를 형성하는 단계는, 상기 트랜치가 원의 단면 형상을 갖도록 수행하는 포토마스크 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 트랜치를 형성하는 단계는, 상기 트랜치가 사각의 단면 형상을 갖도록 수행하는 포토마스크 제조방법.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 트랜치를 형성하는 단계는, 레이저 빔 조사나, FIB(Focused Ion Beam) 조사나, 또는 전자-빔 조사를 이용하여 수행하는 포토마스크 제조방법.
  15. 제6항에 있어서,
    상기 리페어된 전사패턴층은 상기 트랜치 내부를 채우면서 상기 투광기판 위로 연장되도록 형성하는 포토마스크 제조방법.
  16. 기판 위에 멀티반사층 및 전사패턴층을 형성하는 단계;
    상기 전사패턴층이 누락된 패턴결함위치의 멀티반사층에 트랜치를 형성하는 단계; 및
    상기 트랜치가 채워지도록 상기 패턴결함위치에 리페어된 전사패턴층을 형성하는 단계를 포함하는 포토마스크 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 전사패턴층 및 리페어된 전사패턴층은 광흡수물질로 이루어지는 광흡수층으로 형성하는 포토마스크 제조방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 트랜치를 형성하는 단계는, 상기 트랜치가 상기 패턴결함위치의 폭과 실질적으로 동일한 폭을 갖도록 수행하는 포토마스크 제조방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 트랜치를 형성하는 단계는, 상기 트랜치가 상기 패턴결함위치의 폭보다 작은 폭을 갖도록 하는 포토마스크 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 트랜치는 상기 패턴결함위치의 중심부에 위치하도록 형성하는 포토마스크 제조방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 트랜치를 형성하는 단계는, 상기 트랜치가 원의 단면 형상을 갖도록 수행하는 포토마스크 제조방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 트랜치를 형성하는 단계는, 상기 트랜치가 사각의 단면 형상을 갖도록 수행하는 포토마스크 제조방법.
  23. 제16항에 있어서,
    상기 트랜치를 형성하는 단계는, 레이저 빔 조사나, FIB(Focused Ion Beam) 조사나, 또는 전자-빔 조사를 이용하여 수행하는 포토마스크 제조방법.
  24. 제16항에 있어서,
    상기 리페어된 전사패턴층은 상기 트랜치 내부를 채우면서 상기 멀티반사층 위로 연장되도록 형성하는 포토마스크 제조방법.
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