KR0156421B1 - 포토마스크 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

반도체 웨이퍼를 제조하기 위하여 제조된 포토마스크에 발생된 차광막 패턴의 결함부분을 광투과성 기판에 손상을 주지 않고 수정할 수 있는 포토마스크 및 패턴수정방법에 관한 것이다.

본 발명은 포토마스크를 광투과성 기판, 중간층 및 차광막으로 적층구성하고, 특정패턴으로 차광막이 제조된 후 결함부분이 발생되면, 이 결함부분을 이온 빔을 주사하여 차광막을 선택적으로 1차 에칭시키고, 차광막의 패턴처리 및 제1단계의 결함부분의 에칭에 의하여 드러난 중간층을 2차 에칭하여 기판 상에 광이 투과되기 위한 윈도우를 형성시킴을 특징으로 한다.

따라서, 포토마스크의 차광막에 형성된 패턴을 수정하는 과정에서 기판에 손상이 방지되므로써 그를 이용한 웨이퍼를 불량없이 제조할 수 있는 효과가 있다.

Description

포토마스크 및 그 제조 방법

본 발명은 포토마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포토마스크 제조 과정에서 발생된 포토마스크의 패턴상의 결함을 기판에 손상을 가하지 않고 수정할 수 있는 중간층을 갖는 포토마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.

통상 포토리소그래피 공정은 포토마스크로부터 패턴을 웨이퍼표면으로 옮기는 것을 말한다. 따라서 포토리소그래피 공정을 수행하기 위해서는 포토마스크 상에 전사할 패턴이 형성되어야 하며, 기판 위에 형성되는 패턴은 에멀젼(Emulsion), 크롬 및 산화철 박막 등과 같은 차광막으로 만든다.

특히 크롬재질의 차광막과 광 투과성 기판의 적층으로 구성된 마스크는 제조공정에 있어서 여러가지 에칭방법 중 적당한 방법을 선택하여 원하는 패턴을 갖는 포토마스크로 제작된다.

이와 같이 제작된 포토마스크는 검사(Inspection)과정을 거쳐 패턴이 원하는 레이아웃으로 정확하게 형성되었는지 확인하게 된다.

검사 과정에서 차광막으로 형성된 패턴상에 결함이 발견되면 리페어(repair), 즉 수정이 가능한 경우 수정 과정을 수행하여 결함을 수행하게 된다.

이러한 종래의 패턴의 수정과정을 포함하는 포토마스크의 제조방법은 제1a도 내지 d에 나타나 있다.

제1a도와 같이 포토마스크 검사 과정에서 차광막(10)의 패턴상에 제거해야할 결합부분(12)이 발견되면, 제1b도와 같이 해당부분에 도시되지 않은 에프아이비(FIB : Focused Ion Beam, 이하 'FIB'라 함) 장치를 이용하여 이온빔을 주사한다. 이때 FIB 장치에는 미리 패턴이 제거되어야 할 결함부분(12)에 대한 정보가 입력되어서 이에 따른 이온 빔을 주사로써 패턴의 해당 결함부분의 차광막(10)은 에칭된다.

이때 FIB 장치의 도즈량과 에너지량은 크롬 차광막(10)의 두께를 기준으로 조절된다. 그러나 FIB 장치는 정해진 도즈량과 에너지량에 인해 이온빔을 주사하여 에칭함으로 층을 구분하여 마스크를 에칭하지 않는다.

즉, 층별 선택성이 없다. 따라서 항상 도즈량과 에너지량은 크롬 차광막(10) 이상의 두께를 에칭할 수 있도록 설정되며, 제1c도와 같이 차광막(10)에 접한 기판(14)면은 약 200Å 내지 300Å 정도의 두께로 에칭되어 스테인(16)을 발생시키고, 스테인(16)이 발생된 기판(14) 부분에는 굴곡면(18)이 생기게 된다.

이때 스테인(16) 및 굴곡면(18)은 세정액 NaOH 또는 XeF2로 제거되고 어느정도 평탄화될 수 있으나, 기판(14) 상의 굴곡면(18)은 평탄화에 한계성이 있어서 평탄화 처리를 거치더라고 제1d도와같이 굴곡이 어느정도 존재하게 된다. 이러한 기판(14)에 굴곡면(18)을 갖는 마스크를 이용하여 광을 웨이퍼에 전사할 경우 광이 마스크의 광 투과성 기판을 통과할 때 산란현상이 발생되거나 광투과성 기판에 대한 투과율이 저하되는 문제점이 발생되었다. 따라서 산란 및 저하된 투과율을 갖는 마스크를 이용하여 웨이퍼를 제작한 경우 웨이퍼 자체도 불량으로 제작되는 문제점이 있다.

본 발명자는 전술한 종래의 문제점을 해결하고자 본 발명을 착안하게 되었다.

본 발명의 목적은, 포토마스크의 제조시 패턴에 발생된 결함을 기판면에 손상을 가하지 않고 수정하여 제조할 수 있는 포토마스크 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

제1a도 내지 제1d도는 종래의 포토마스크의 제조방법을 나타내는 도면이다.

제2도는 본 발명에 따른 포토마스크의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

제3a도 내지 제3d도는 본 발명에 따른 포토마스크의 제조방법을 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 24 : 차광막 12, 28 : 결함부분

14, 20 : 기판 16, 30 : 스테인

18 : 굴곡면 22 : 중간층

26 : 포토마스크 32 : 윈도우

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 포토마스크는, 기판과 차광막을 갖는 포토마스크에 있어서, 상기 기판과 차광막 사이에 300Å 내지 500Å 정도의 두께의 질화물 계열인 MoSiON으로 이루어지는 중간층이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르는 포토마스크의 제조방법은, 광투과성 기판 상에 질화막 계열인 MoSiON로 이루어지는 중간층을 300Å 내지 500Å 정도의 두께로 형성시키는 단계; 상기 중간층 상에 차광막을 형성시키고, 상기 차광막을 소망하는 패턴으로 형성시키는 단계; 상기 소망하는 패턴으로 형성여부를 검사하고 그 결과 결함부분은 이온 빔을 주사하여 상기 차광막을 에칭시키는 단계; 및 상기 차광막의 패턴형성 및 결함부분의 에칭으로 노출되는 중간층을 에칭시키는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 포토마스크의 일실시예를 나타내는 도면이고, 제3a도 내지 제3d도는 본 발명에 따른 포토마스크의 제조방법을 나타내는 도면이다.

본 발명에 따른 포토마스크(26)는 질화막 계열인 MoSiON을 중간층(Interlayer)(22)으로 형성시키는 것으로서, 상기 중간층(22)은 차광막(24)과의 층별 구분을 위하여 금속산화물인 인듐-옥사이드 또는 아르곤(Ar) 산화물이 아닌 상기의 질화막 계열인 MoSiON을 중간층(22)으로 형성시킨다.

여기서 본 발명의 상기 중간층(22)은 식각 선택비 등을 고려하여 결정하고, 또한 상기 질화막 계열인 MoSiON로 이루어지는 중간층(22)을 이온 빔에칭에 의한 기판 손상을 방지하기 위하여 스테인 발생 두께 이상인 300Å 내지 500Å 정도의 두께로 형성시킬 수 있다.

그리고 상기 차광층(24)의 두께 또한 이온빔의 에칭을 감안하여 500Å 내지 1,000Å 정도의 두께로 형성시킬 수 있다.

전술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 포토마스크의 제조방법에 대하여 제3a도 내지 제3d도를 참조하여 설명한다.

이온빔을 주사하기 위한 장치로서 FIB 장치(도시되지 않음)가 사용되며, 제조된 포토마스크의 차광막 패턴에 결함이 발견되어 에칭에 의한 수정을 필요로 한다면 전술한 FIB 장치를 이용하여 패턴의 수정을 수행한다.

먼저 제2도와 같이 소망하는 패턴 즉, 특정패턴이 차광막에 형성되지 않은 블랭크 마스크는 통상의 에칭 및 세정과정을 거쳐서 차광막(24) 상에 패턴을 형성하여 포토마스크로 제작된다.

이와 같이 패턴이 형성되는 포토마스크는 불량 및 결함에 대한 검사공정을 거치고, 제3a도와 같이 패턴 상에 제거되어야 할 결함부분(8)이 발견되면, 제거할 결함부분(28)에 이온빔을 주사하여 에칭을 수행한다.

즉, 제3b도와 같이 패턴의 결함부분을 선택적으로 이온 빔을 주사하는 공정을 수행하여 차광막(24)의 결함부분(28)을 에칭한다. 물론 FIB 장치의 도즈량과 에너지량은 크롬 차광막의 두께를 감안하여 설정되어야 한다.

그러면 제3c도와 같이 차광막(24)의 결함부분(28)이 에칭되어 제거되고, 이온빔은 층별 선택성 없이 FIB 장치에 설정된 도즈량과에너지량에 의하여 해당부분을 에칭함으로 일정 두께의 차광막을 에칭한 후 약 200Å 내지 300Å 정도 두께로 중간층(22)을 에칭한 스테인(30)을 발생시킨다.

따라서 전술한 바와 같이 중간층(22)이 에칭되어 스테인을 발생시키는 두께를 감안한 이온 빔에 의하여 기판(20) 면이 에칭되지 않도록 약 300Å 내지 500Å 정도의 두께를 갖도록 구성됨이 바람직하다. 그리고 전술한 에칭 공정에 의하여 발생된 스테인(30)은 통상의 세정액을 이용하는 세정공정을 거쳐서 세정되도, 이온 빔의 에칭에 노출된 중간층(22)은 에칭되어 제3d도와 같이 광투과성 기판(20) 면을 개방하여 윈도우(32)로 형성되도록 에칭공정을 수행한다.

이때의 상기 에칭공정은 중간층(22)의 재질을 감안하여 통상의 반도체 제조 공정에서 널리 실시되는 에칭 공정 중 최적의 방법을 선택적으로 이용할 수 있으며, 구체적으로 습식과 건식 에칭 방법 중 제작자의 의도에 따라 실시예에 적합한 방법을 이용할 수 있다.

습식 에칭의 경우에는 본 발명에 따른 포토마스크를 구성하는 질화막 계열인 MoSiO루어지는 중간층(22)에 적합한 에천트를 선택하여 에칭하고, 건식 방법의 경우에는 전자빔, 레이저빔 또는 이온빔 등 필요한 에칭방법 중 어느하나가 선택될 수 있다.

따라서 중간층(22)은 제3d도와 같이 선별적으로 노출된 부분에 대하여 습식 또는 건식의 방법에 의한 에칭공정을 거치면, 포토마스크 상에 윈도우(32)를 형성하고, 노출된 기판(20) 면은 굴곡을 갖지 않게 된다.

그러므로 본 발명에 의하면, 포토마스크의 패턴을 수정하는 과정에서 이온빔에 의한 광투과성 기판의 면이 굴곡을 갖도록 손상되지 않으므로 투과되는 광이 산란되는 현상이 발생되지 않고, 또 굴곡에 의한 투과율이 저하되지 않는 이점이 있다.

따라서 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 포토마스크 및 그 제조방법에 의하여 제작된 포토마스크로써 웨이퍼를 제작하면, 종래와 같은 산란 또는 굴곡에 의한 웨이퍼 제작 불량이 발생되지 않는다.

본 발명에 의하면, 포토마스크의 제조시 패턴의 수정에 따른 기판 손상이 발생되지 않아서 포토마스크 및 웨이퍼가 불량으로 제작되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

따라서 본 발명에 의하면, 포토마스크의 제조시 패턴의 수정에 따른 기판 손상이 발생되지 않아서 포토마스크 및 웨이퍼가 불량으로 제작되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (2)

1. 기판과 차광막을 갖는 포토마스크에 있어서, 상기 기판과 차광막 사이에 300Å 내지 500Å 정도의 두께의 질화물 계열인 MoSiON으로 이루어지는 중간층이 형성된 것을 특징으로 하는 포토마스크.
2. 광투과성 기판 상에 질화막 계열인 MoSiON로 이루어지는 중간층을 300Å 00Å 정도의 두께로 형성시키는 단계; 상기 중간층 상에 차광막을 형성시키고, 상기 차광막을 소망하는 패턴으로 형성시키는 단계; 상기 소망하는 패턴으로의 형성여부를 검사하고 그 결과 결함부분은 이온빔을 주사하여 상기 차광막을 에칭시키는 단계; 및 상기 차광막의 패턴형성 및 결함 부분의에칭으로 노출되는 중간층을 에칭시키는 단계;를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조방법.