KR20210105726A - 플레어 라이트를 제거할 수 있는 마스크 및 그 제조 방법 - Google Patents

플레어 라이트를 제거할 수 있는 마스크 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20210105726A
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허익범
최상수
김명용
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주식회사 포트로닉스 천안
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/36—Masks having proximity correction features; Preparation thereof, e.g. optical proximity correction [OPC] design processes

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Abstract

플레어 라이트를 제거할 수 있는 마스크 및 그 제조 방법이 개시된다. 마스크는 투명기판과, 투명기판 상에 형성된 제1 반사방지층과, 반사방지층 상에 형성된 차광층과, 차광층 상에 형성된 제2 반사방지층을 포함한다.

Description

플레어 라이트를 제거할 수 있는 마스크 및 그 제조 방법{Mask for removing flare light and manufacturing method}
본 발명의 실시 예는 반도체 공정에서 사용하는 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 패턴을 형성하기 위한 노광 공정에서 사용하는 노광 장비의 개략적인 구조의 일 예가 도 1에 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 마스크(130)를 기준으로 그 위에는 시그마 애퍼처(sigma aperture)(110), 집광(condenser) 광학계(120), 광원(100) 등이 존재하고, 마스크(130) 아래에는 대물(objective) 광학계(140) 및 패널(150) 등이 존재한다.
이론적으로는 광원(100)에서 바로 마스크(130)를 통과한 빛만이 대물 광학계(140)를 통해 패널(150)에 전사되어야 한다. 그러나 마스크(130)에서 반사되고 집광 광학계(120) 등에서 재반사되어 마스크를 통과하는 빛(LB)과, 대물 광학계(140) 등에서 반사되고 마스크(130)에서 재반사되어 패널(150)에 영향을 미치는 빛(LF)이 존재한다. 이러한 빛(LB,LF)을 플레어 라이트(flare light)라고 하며, 분해능 감소 등 여러 부가적인 문제를 일으킨다.
평판디스플레이(FPD, Flat Panel Display) 제조 공정에서 발생할 수 있는 플레어 라이트의 일 예가 도 2에 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, FPD 제조 공정에서 디스플레이 제품이 되는 영역을 액티브 영역(active area)이라고 한다. 액티브 영역이 커서 하나의 마스크로 패턴을 전사하기가 힘든 경우 2번 이상의 노광을 하는 스티칭(stitching) 기법을 사용하여야 한다. 2번 이상의 노광을 하는 경우 노광 경계면의 플레어 라이트가 주변 액티브 영역에 영향을 미치는 문제점이 발생한다.
본 발명의 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는, 플레어 라이트를 제어하여 노광 공정에서 분해능 향상 효과를 얻을 수 있는 마스크 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 실시 예에 따른 마스크의 일 예는, 투명기판; 상기 투명기판 상에 형성된 제1 반사방지층; 상기 반사방지층 상에 형성된 차광층; 및 상기 차광층 상에 형성된 제2 반사방지층;을 포함한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 제조 방법의 일 예는, 투명기판에 제1 반사방지층, 차광층 및 제2 반사층을 형성하는 단계; 상기 제1 반사방치층, 차광층 및 제2 반사층을 한 번에 식각하여 제1 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 패턴 상에 투과율조절층을 형성하는 단계; 및 상기 투과율조절층을 식각하여 제2 패턴을 형성하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 노광 공정에서 플레어 라이트를 제거하여 분해능 향상 효과를 얻을 수 있고 고품질의 미세 패턴을 구현할 수 있다. 스티칭(stitching) 기법을 사용하는 FPD(Flat Panel Display)의 제조 공정에서 플레어 라이트를 제거할 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면, 3개 이상의 톤을 가진 마스크를 이용하여 FPD 제조 과정의 공정수를 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 노광 공정에서 사용하는 노광 장비의 개략적인 구조의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 평판디스플레이 제조 공정에서 발생할 수 있는 플레어 라이트의 일 예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 마스크의 일 예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 마스크의 일 예를 도시한 도면, 그리고,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 제조 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 플레어 라이트를 제거하는 마스크 및 그 제조 방법에 대해 상세히 살펴본다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 마스크의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 마스크는 투명기판(300), 차광층(310), 반사방지층(320) 및 투과율조절층(330)을 포함한다. 실시 예에 따라 투과율조절층(330)은 생략될 수 있다. 본 실시 예는 이해를 돕기 위하여 임의의 패턴이 형성된 마스크의 일 예를 도시하고 있다.
투명기판(300)은 리소그래피(lithography) 공정 중 노광 공정에서 일정 파장대의 광을 완전히 투과시키는 재질이다. 투명기판(300)의 재질의 일 예로, 설영(quartz), 글래스(glass) 등을 이용할 수 있다.
차광층(310)은 입사광을 차단하는 층이다. 차광층은 크롬(Cr), 크롬 화합물, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 티타늄텅스텐(TiW), 금(Au) 및 탄탈륨(Ta) 중 적어도 하나 이상의 물질로 구성될 수 있다. 이 외에도 실시 예에 따라 차광층(310)을 구성하는 물질의 조성과 비율은 다양하게 변형 가능하다.
반사방지층(anti reflection layer)(320)은 차광층(310) 상에 형성되어 차광층(310)에 의한 빛의 반사를 방지한다. 예를 들어, 도 1의 예에서, 반사방지층(320)은 대물 광학계(140) 등에서 반사되어 마스크(130)로 입사하는 빛이 차광층(320)에 의해 재반사되는 것을 방지한다. 반사방지층(320)은 크롬(Cr) 또는 크롬 화합물 등으로 구성될 수 있다.
투과율조절층(330)은 입사광의 일부를 투과시키거나 입사광의 위상을 변이시키는 물질로 구성된다. 예를 들어, 투과율조절층(330)은 크롬(Cr) 화합물, 몰리브덴실리콘(MoSi) 계열의 화합물, 실리콘(Si), 텅스텐(W) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 하나 이상의 물질로 구성될 수 있다. 투과율조절층(330)의 두께와 물질의 조성비를 조절하여 원하는 투과율 또는 위상변이값을 만들 수 있다. 투과율조절층(330)을 통해 3톤(tone) 이상의 구조를 가지는 마스크를 제작할 수 있다.
본 실시 예는, 투광영역, 차광영역, 반투광영역의 3톤 구조의 마스크에 반사방지층(320)을 포함하는 예를 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 4톤 이상의 마스크에 반사방지층(320)을 포함하도록 구현할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 마스크의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 마스크는 투명기판(400), 제1 반사방지층(410), 차광층(420), 제2 반사방지층(430) 및 투과율조절층(440)을 포함한다. 실시 예에 따라 투과율조절층(440)은 생략될 수 있다.
도 3의 마스크는 반사방지층(320)이 차광층(310) 위에만 형성되어 있어, 대물 광학계(도 1의 140) 또는 패널(150) 등에서 반사된 빛이 마스크에 의해 재반사되지 않도록 할 수 있으나, 집광 광학계(도 1의 120) 등에서 반사된 빛이 재반사되는 것을 맞지 못한다.
이에 본 실시 예는 마스크의 양면 모두에서 불필요한 빛이 재반사되지 않도록, 차광층(420)의 양면에 제1 반사방지층(410) 및 제2 반사방지층(430)을 포함한다. 제1 반사방지층(410) 및 제2 반사방지층(430)은 동일 화합물 및 동일 두께로 형성되거나 실시 예에 따라 서로 다른 화합물 또는 서로 다른 두께로 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 제조 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 투명기판(400) 상에 제1 반사방지층(410), 차광층(420), 제2 반사방지층(420)을 순차적으로 적층한다(a).
제2 반사방지층(420)에 제1 포토레지스트 패턴을 형성하고, 제1 포토레지스트 패턴에 따라 제1 반사방지층(410), 차광층(420) 및 제2 반사방지층(430)을 한 번에 모두 식각하여 제1 패턴을 형성한다(b). 다시 말해, 본 실시 예는 제1 반사방지층(410), 차광층(420), 제2 반사방지층(420)을 여러 번의 공정으로 식각하는 것이 아니라 한 번의 공정으로 식각한다. 한 번의 공정으로 여러 층을 용이하게 식각할 수 있도록 제1 반사방지층(410), 차광층(420) 및 제2 반사방지층(430)은 크롬(Cr) 또는 크롬 화합물 등과 같이 동일 또는 유사한 식각 특성을 가진 물질로 구성될 수 있다.
제1 패턴이 형성되면 그 위에 투과율조절층(440)을 적층한다(c). 투과율조절층(440)에 제2 포토레지스트 패턴을 형성하고, 제2 포토레지스트 패턴에 따라 투과율조절층을 식각하여 반투광영역(450)을 포함하는 제2 패턴을 형성한다.
본 실시 예는 제2 반사방지층(430)을 형성한 후 그 위에 투과율조절층(440)을 형성하는 구조이다. 반대로, 투과율조절층(440)을 먼저 형성한 후 제2 반사방지층(430)을 형성할 수도 있다. 그러나 이 경우 반투광영역(450)이 투과율조절층(440)과 제2 반사방지층(430)으로 구성되어 반투광영역의 정확한 투과율을 형성하기 어려운 문제점이 존재한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
300,400: 투명기판 310,420: 차광층
320,410,430: 반사방지층 330,440: 투과율조절층

Claims (3)

  1. 투명기판;
    상기 투명기판 상에 형성된 제1 반사방지층;
    상기 반사방지층 상에 형성된 차광층; 및
    상기 차광층 상에 형성된 제2 반사방지층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 반사방지층 상에 형성된 투과율조절층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크.
  3. 투명기판에 제1 반사방지층, 차광층 및 제2 반사층을 형성하는 단계;
    상기 제1 반사방치층, 차광층 및 제2 반사층을 한 번에 식각하여 제1 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 패턴 상에 투과율조절층을 형성하는 단계; 및
    상기 투과율조절층을 식각하여 제2 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
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