KR0179907B1 - X선 마스크 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 X선 마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 패턴 디스토션이 발생하는 종래의 문제를 해결하기 위하여, 기판위에 완충막을 형성하는 공정과, 이후 상기 완충막을 식각하여 트랜치를 형성하는 공정과, 이후 상기 완충막의 트랜치위에 지지층을 형성하는 공정과, 이후 배면부의 지지층 및 기판을 제거하는 공정으로써, 배면부의 가운데 부분이 식각된 기판과, 상기 기판에 걸쳐 트랜치 구조를 이루며 형성되는 지지층과, 상기 지지층의 하단부 중 기판이 존재하는 부분에 형성되는 완충막으로 구성되는 X선 마스크를 구현할 수 있는데 이로써, 지지층이 스트레스 흡수체의 역할을 하여 종래 X선 마스크의 가장 큰 문제인 패턴 디스토션의 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.

Description

X선 마스크 및 그 제조방법

제1도는 일반적인 X선 노광장치를 나타낸 도.

제2도는 종래의 X선 마스크의 제조를 나타낸 공정수순도.

제3도는 종래의 X선 마스크의 박막 형성조건을 변화시킨 것으로,

(a)는 SiN막의 두께에 대한 패턴 디스토션의 관계를 나타낸도.

(b)는 Ta막의 내부응력에 대한 패턴의 디스토션의 관계를 나타낸 도.

제4도는 본 발명의 X선 마스크의 제조를 나타낸 공정수순도.

제5도는 본 발명과 종래의 기술을 비교한 것으로,

(a)는 종래의 X선 마스크의 세부도.

(b)는 본 발명 X선 마스크의 세부도.

(c)는 본 발명 X선 마스크의 상부평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

201 : 실리콘기판 202 : 산화막

203 : 지지층

본 발명은 X선 마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 버퍼구조를 삽입함으로써 X선 마스크의 각 물질간의 스트레스와 내부 스트레스로 인해 발생하는 패턴 디스토션을 줄이는 데에 적당하도록 한 X선 마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.

제1도에는 일반적인 X선 노광장치가 도시되었다.

이의 동작을 살펴보면, X선이 발생되면 집광미러 및 요동미러의 미러(Mirror)를 통하여 X선이 모아지고, Be, SiN 등의 창을 통과한 다음, X선 마스크를 통과하여 웨이퍼에 도달하게 된다.

제2도는 종래의 X선 마스크 제조방법이 도시한 것으로, 그 제조를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 제2도의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이 실리콘기판(101)위에 산화막(102)과 지지층(103)을 증착하는데, 이때의 산화막(102)은 그 위에 형성되는 지지층(103)과의 스트레스를 보상해주기 위해 형성되는 것이며, 이때의 지지층(103)은 SiN을 이용한다.

이후, 제2도의 (c)에 도시한 바와 같이 뒷면(Back side)의 지지층(103)과 실리콘기판(101) 및 산화막(102)을 식각하여 패턴이 놓일 부분을 형성한다.

그리고, 메탈을 증착하고 식각하여 메탈(Ta) 패턴을 형성함으로써 X선 마스크의 제조를 완성한다.

그러나, 종래의 X선 마스크는 제1도 및 제2도에서 알 수 있는 바와 같이 마스크를 구성하는 각 물질간의 스트레스(Stress)와 내부 스트레스로 인하여 구조적인 디스토션(Distortion)을 피할 수가 없게 되어, 이에 따른 패턴 디스토션이 발생하는 문제가 생기게 된다.

특히, 마스크 제조 중 패턴이 놓일 부분의 형성을 위해 지지층(103)과 실리콘기판(101) 및 산화막(102)을 식각하는데, 이 중 패턴이 만들어지는 실리콘기판(101)의 식각으로 인하여 발생하는 스트레스가 매우 커서 패턴 디스토션을 발생시키게 된다.

상기 패턴 디스토션은 패턴들의 위치오차를 만들기 때문에 제품의 수율이 떨어지게 된다.

제3도는 이와같은 패턴 디스토션을 줄이기 위해서 X선 마스크 제조에 사용되는 박막의 형성조건을 변화시킨 것으로, (a)는 SiN막의 두께에 대한 패턴의 디스토션의 관계를 (b)는 Ta막의 내부응력에 대한 패턴의 디스토션의 관계를 나타낸 것인데, 이에서 알 수 있듯이 박막의 형성조건을 조정할 수는 있으나 한계가 존재하게 된다.

이와같이 종래의 X선 마스크는 패턴 디스토션이 발생하는 문제를 가진다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 창안된 것으로, 지지층(Membrane)이 스트레스 흡수체(Absorber)의 구조를 갖도록 하여 패턴 디스토션을 줄이도록 한 X선 마스크 및 그 제조방법을 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 X선 마스크 제조방법은, 기판위에 완충막을 형성하는 공정과, 이후 상기 완충막을 식각하여 트랜치를 형성하는 공정과, 이후 상기 완충막의 트랜치위에 지지층을 형성하는 공정과, 이후 배면부의 지지층 및 기판을 제거하는 공정으로 이루어진다.

상기와 같은 제조방법에 의해 구현된 본 발명 X선 마스크는, 배면부의 가운데 부분이 식각된 기판과, 상기 기판에 걸쳐 트랜치 구조를 이루며 형성되는 지지층과, 상기 지지층의 하단부 중 기판이 존재하는 부분에 형성되는 완충막으로 구성된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 좀 더 상세히 설명한다.

먼저, 제4도의 (a)에 도시한 바와 같이 실리콘기판(201)위에 완충막으로 산화막(202)을 증착한다.

이후, 제4도의 (b)에 도시한 바와 같이 창영역(Window area)의 경계부위에 상기 산화막(202)의 트랜티(Trench)를 칩 주위에 1개 이상 형성하는데, 이때의 트랜치는 나이트라이드나 메탈로도 형성할 수 있다.

만약, 실리콘기판(201)을 식각하여 실리콘 트랜치를 형성할 경우에는 상기의 산화막 트랜치를 생략한다.

이후, 제4도의 (c)에 도시한 바와 같이 지지층(Membrane)(203)을 형성하는데, 이때의 지지층(203)으로 이용될 수 있는 물질로는 SiN, Diamond, SiC, Si 등이 있다.

이후, 제4도의 (d)에 도시한 바와 같이 창영역(즉, 패턴이 놓여지는 부분) 배면부의 지지층 및 실리콘기판(201)을 식각하여 제거하면 X선 노광용 블랭크(Blank) 마스크의 제조가 완료된다.

이와같이 제조한 본 발명의 X선 마스크를 종래와 비교하여 그 장점을 설명하면 다음과 같다.

제5도는 본 발명과 종래의 기술을 비교한 것으로, 우선 종래의 X선 마스크의 세부를 나타낸 (a)도를 보면, 지지층(103)보다 실리콘기판(101)의 열팽창 계수가 클때를 나타낸 것인데 이 경우 전단응력(Shear stress)으로 지지층(103)이 휘게 된다.

다음으로, 본 발명의 X선 마스크의 세부를 나타낸 (b)도를 보면, 실리콘기판(201)의 스트레스가 지지층(203)의 굴곡진 부위에서 토크(Torque)로 변하게 된다. 즉, 패턴이 놓이는 지지층(203) 부위의 디스토션이 없게 되고 발생된 스트레스는 창영역 경계의 트랜치 구조에서 흡수되게 된다.

또한, (c)도는 본 발명 X선 마스크의 상부단면도이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 X선 마스크에 의하면, 지지층이 스트레스 흡수체의 역할을 함으로써, 종래 X선 마스크의 가장 큰 문제인 패턴 디스토션의 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 기판위에 완충막을 형성하는 공정과, 이후 상기 완충막을 식각하여 트랜치를 형성하는 공정과, 이후 상기 완충막의 트랜치위에 지지층을 형성하는 공정과, 이후 배면부의 지지층 및 기판을 제거하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 X선 마스크의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기의 완충막 트랜치는 산화막과 나이트라이드 및 메탈로써 제조할 수 있는 것을 특징으로 하는 X선 마스크의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기의 완충막의 트랜치 대신 실리콘기판을 식각하여 실리콘 트랜치를 형성하여 제조할 수 있는 것을 특징으로 하는 X선 마스크의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기의 완충막 트랜치는 칩 주위에 1개 이상을 형성하여 제조되는 것을 특징으로 하는 X선 마스크의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기의 지지층은 SiN, Biamond, SiC, Si 등의 물질을 이용하여 제조하는 것을 특징으로 하는 X선 마스크의 제조방법.
6. 배면부의 가운데 부분이 식각된 기판과, 상기 기판에 걸쳐 트랜치 구조를 이루며 형성되는 지지층과, 상기 지지층의 하단부 중 기판이 존재하는 부분에 형성되는 완충막으로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 X선 마스크.