KR100930389B1 - 고분자를 이용한 포토마스크 제조방법 - Google Patents

고분자를 이용한 포토마스크 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 포토마스크의 제조방법은, 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 투명기판 위에 광차단막을 형성하는 단계와, 광차단막 위에 하드마스크막을 형성하는 단계와, 하드마스크막 위에 상보적 결합이 가능한 단일 가닥의 고분자들로 이루어진 제1 고분자층을 형성하는 단계와, 제1 영역의 제1 고분자층을 부분적 상보결합이 이루어진 변형구조의 고분자들로 이루어진 제2 고분자층으로 변경시키는 단계와, 제1 고분자층 및 제2 고분자층의 식각율 차이를 이용한 식각으로 제1 고분자층 하부의 광차단막을 노출시키는 하드마스크막패턴을 형성하는 단계와, 하드마스크막패턴을 식각마스크로 한 식각으로 광차단막의 노출부분을 제거하여 광차단막패턴을 형성하는 단계와, 그리고 하드마스크막패턴을 제거하는 단계를 포함한다.
포토마스크, 패터닝, TT 이합체화(dimerization), 헤어핀(hairpin) 구조

Description

고분자를 이용한 포토마스크 제조방법{Method of fabricating a photomask using polymer}
본 발명은 포토마스크 제조방법에 관한 것으로서, 특히 고분자를 이용한 포토마스크 제조방법에 관한 것이다.
통상적으로 반도체소자는 수많은 패턴들로 이루어진다. 이와 같은 패턴들은 노광 및 현상을 포함하는 포토리소그라피 공정과, 이 포토리소그라피 공정에 의해 만들어진 포토레지스트막패턴을 식각마스크로 한 식각공정에 의해 만들어진다. 특히 노광은 포토마스크상의 패턴을 웨이퍼 위의 포토레지스트막에 전사하는 공정이며, 따라서 포토마스크 상의 패턴이 정확하게 형성되지 않은 경우 원하는 포토레지스트막패턴을 형성할 수 없게 된다.
최근 반도체소자의 집적도가 증가함에 따라 패턴의 크기가 점점 작아지고 있으며, 이에 따라 포토마스크 상의 패턴들의 크기도 점점 더 미세해지고 있다. 현재 포토마스크 상의 패턴들을 형성하기 위한 방법으로 전자빔 리소그라피 방법이 주로 사용되고 있다. 위상반전 마스크를 일 예를 들면, 투명기판 위에 위상반전막, 크롬막 및 레지스트막을 순차적으로 형성한다. 다음에 레지스트막에 대하여 전자빔 리 소그라피에 의한 노광 및 현상을 수행하여 레지스트막패턴을 형성한다. 이 레지스트막패턴을 식각마스크로 크롬막 및 위상반전막의 노출부분을 순차적으로 제거하여 위상반전막패턴 및 크롬막패턴을 형성한다. 그리고 레지스트막패턴을 제거하고, 이어서 프레임 영역을 제외한 나머지 영역에서 크롬막패턴을 제거한다.
그런데 이와 같은 전자빔 리소그라피 공정을 이용하여 포토마스크상에 패턴을 형성하는데 있어서, 웨이퍼 전 면적에 걸쳐서 고르게 레지스트막을 도포하기가 용이하지 않다. 레지스트막의 도포가 균일하게 이루어지지 않을 경우, 웨이퍼 위치에 따른 임계치수(CD; Critical Dimension)의 불균일성이 발생되어 수율 저하를 야기한다. 또한 리소그라피 장비의 물리적 한계로 인하여 패턴을 정확하게 형성하는데 한계를 나타내고 있으며, 리소그라피 공정의 불안정성으로 인하여 여러 가지 패턴 결함들이 발생하고, 이에 따라 별도의 결함 제거 과정이 필수적으로 요구되고 있다. 이 외에 레지스트막을 제거하는 과정에서 원하지 않는 불순물들이 남을 수 있으며, 이와 같은 불순물들은 패턴 결함을 야기시키는 주요 원인으로 작용하기도 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 고분자를 이용함으로써 레지스트막의 사용을 배제하여 통상의 리소그라피 공정에서 발생하는 문제들이 억제되도록 하는 포토마스크의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 예에 따른 포토마스크의 제조방법은, 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 투명기판 위에 광차단막을 형성하는 단계와, 광차단막 위에 하드마스크막을 형성하는 단계와, 하드마스크막 위에 단일가닥의 상보적 결합이 가능한 제1 고분자층을 형성하는 단계와, 제1 영역의 제1 고분자층을 부분적 상보결합이 이루어진 변형된 구조의 제2 고분자층으로 변경시키는 단계와, 제1 고분자층 및 제2 고분자층의 식각율 차이를 이용한 식각으로 제1 고분자층 하부의 광차단막을 노출시키는 하드마스크막패턴을 형성하는 단계와, 하드마스크막패턴을 식각마스크로 한 식각으로 광차단막의 노출부분을 제거하여 광차단막패턴을 형성하는 단계와, 그리고 하드마스크막패턴을 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 예에 따른 포토마스크의 제조방법은, 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 투명기판 위에 위상반전막 및 광차단막을 형성하는 단계와, 광차단막 위에 하드마스크막을 형성하는 단계와, 하드마스크막 위에 단일가닥의 상보적 결합이 ㄱ가능한 제1 고분자층을 형성하는 단계와, 제1 영역의 제1 고분자층을 부분적 상보결합이 이루어진 변형된 구조의 제2 고분자층으로 변경시키는 단계와, 제1 고분자층 및 제2 고분자층의 식각율 차이를 이용한 식각으로 제1 고분자층 하부의 광차단막을 노출시키는 하드마스크막패턴을 형성하는 단계와, 하드마스크막패턴을 식각마스크로 한 식각으로 광차단막 및 위상반전막의 노출부분을 순차적으로 제거하여 광차단막패턴 및 위상반전막패턴을 형성하는 단계와, 그리고 하드마스크막패턴 및 광차단막패턴을 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 하드마스크막은 골드 재질로 형성할 수 있다.
상기 제1 고분자층을 구성하는 단일 가닥의 고분자는, 단부가 하드마스크막 성분과 반응하는 성분으로 치환된 구조를 가질 수 있다.
일 예에서, 상기 하드마스크막은 골드 성분을 포함하고, 제1 고분자층을 구성하는 단일 가닥의 고분자의 단부는 황으로 치환될 수 있다.
상기 제1 고분자층을 구성하는 단일 가닥의 고분자는 스템 및 루프 부분을 포함하되, 스템 부분에는 티민-티민 연속배열구조가 포함되고, 루프 부분에는 티민-티민 연속배열구조가 배제되는 DNA 올리고머 구조를 가질 수 있다.
상기 부분적 상보결합이 이루어진 변형 구조의 고분자는 상보결합이 이루어진 스템 부분과 헤어핀 구조를 갖는 루프 부분으로 이루어진 구조일 수 있다.
상기 제1 영역의 제1 고분자층을 제2 고분자층으로 변경시키는 단계는, 제2 영역에 선택적으로 자외선을 조사하여 제2 영역의 고분자들 내에 이합체화가 이루어지도록 하는 단계와, 그리고 와싱액을 이용한 와싱 및 열처리를 수행하여 이합체화가 이루어지지 않은 제1 영역의 고분자들을 부분적 상보결합이 이루어진 변형 구조의 고분자로 변경시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 와싱액은 중성의 수소이온농도를 가질 수 있다.
상기 와싱액은 생리식염수 또는 트리스-클로라이드(Tris-Cl) 수용액을 포함할 수 있다.
상기 열처리는, 실온에서 70℃ 내지 150℃의 온도까지 서서히 상승시킨 후 다시 실온까지 서서히 하강시켜 수행할 수 있다.
본 발명에 있어서, 하드마스크막패턴을 형성한 후 제1 고분자층 및 제2 고분 자층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 고분자층 및 제2 고분자층의 제거는 오존 플라즈마 애싱(O3 plasma ashing)을 통해 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 단일 가닥의 고분자와 부분적 상보결합이 이루어진 변형 구조의 고분자 사이의 서로 다른 열역학적 안정성에 기인한 식각율 차이를 이용하여 패터닝을 수행함으로서 레지스트막 및 리소그라피 공정을 배제하여 패터닝을 수행할 수 있으며, 이에 따라 기존의 레지스트막의 도포 및 제거 과정과 리소그라피 공정 및 장비에서 발생하였던 여러 가지 문제점들, 예컨대 도포의 불균일성, 패턴 결함 발생 등의 문제점을 근본적으로 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이너리 포토마스크의 제조방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 단면도들이다. 그리고 도 6은 상보적 결합이 가능한 단일 가닥의 고분자의 일 예를 나타내 보인 도면이고, 도 7은 부분적 상보결합이 이루어진 변형 구조의 고분자의 일 예를 나타내 보인 도면이다.
먼저 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 영역(101) 및 제2 영역(102)을 갖는 투명기판(100) 위에 광차단막(110)을 형성한다. 제1 영역(101)은 광차단영역이며, 제2 영역(102)은 광투과영역이다. 일 예에서 투명기판(100)으로는 쿼츠를 사용할 수 있고, 광차단막(110)으로는 크롬막을 사용할 수 있다. 다음에 광차단막(110) 위에 하드마스크막(120)을 형성한다. 하드마스크막(120)은 이어서 형성될 제1 고분자 층(130)과의 흡착 반응을 유도할 수 있는 재질로 형성한다. 일 예에서, 하드마스크막(120)은 골드(gold) 재질로 형성한다. 다음에 하드마스크막(120) 위에 제1 고분자층(130)을 형성한다. 제1 고분자층(130)은 상보적 결합이 가능한 단일 가닥(single strand)의 고분자(polymer)(131)들로 이루어진다.
일 예에서, 상보적 결합이 가능한 단일 가닥의 고분자(131)는 단일 가닥의 DNA 올리고머일 수 있다. 구체적으로 단일 가닥의 DNA 올리고머는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 3' 끝단(end)과 5' 끝단(end)에 각각 연결되는 스템(stem) 부분과, 그 사이에 배치되는 루프(loop) 부분을 포함한다. 3' 끝단에 연결된 스템 부분과 5' 끝단에 연결된 스템 부분은 상호 상보적 결합이 가능한 염기들을 갖는다. 3' 끝단은 하드마스크막(120)과의 흡착 반응을 위해 하드마스크막(120) 성분과 반응하는 성분으로 치환된다. 일 예에서 하드마스크막(120)을 골드 재질로 형성하는 경우, DNA 올리고머의 3' 끝단은 황(SH)으로 치환된다. 스템 부분 중 어느 하나, 예컨대 5' 끝단에 연결되는 스템 부분에는, 도면에서 점선의 원으로 표시한 바와 같이, 티민-티민(TT) 연속염기배열이 포함된다. 반면에 루프 부분에는 티민-티민(TT) 연속염기배열이 배제된다. 이와 같은 티민-티민(TT) 연속염기배열은 후속의 자외선(UV) 조사시 이합체화(dimerization) 반응이 일어나고, 그 결과 일정 조건에서 상보적 결합이 일어나지 않게 된다.
다음에 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 고분자층(130)에 대해 자외선(UV)(200)을 조사하되, 광투과영역인 제2 영역(102)에 있는 단일 가닥의 고분자(131)들에 대해서만 선택적으로 자외선(UV)(200)이 조사되도록 한다. 이를 위해 광차단영역인 제1 영역(101)에 위치한 단일 가닥의 고분자(131)들은 차단시키고 제2 영역(102)에 위치한 단일 가닥의 고분자(131)들을 노출시키는 차단마스크(210)를 이용할 수 있다. 이와 같은 자외선(UV)(200) 조사에 의해, 제2 영역(102) 내에 있는 단일 가닥의 고분자(131)들에는 티민-티민 이합체화(dimerization)가 일어나 스템 부분이 불안정해지며, 이에 따라 제2 영역(102) 내의 단일 가닥의 고분자(131)들은 후속 공정에서 상보적 결합반응이 일어나지 않게 된다.
다음에 도 3에 나타낸 바와 같이, 와싱액을 이용한 와싱(washing) 및 열처리를 수행하여 일부 단일 가닥의 고분자(131)들의 상보적 결합을 유도한다. 와싱액으로는 수소이온농도(pH)가 중성인 용액을 사용한다. 일 예에서, 와싱액으로서 생리식염수를 사용한다. 다른 예에서, 와싱액으로서 수소이온농도(pH)가 대략 7.2인 10mM의 트리스-클로라이드(Tris-Cl) 용액을 사용한다. 이 경우, 100mM의 NaCl 및 20mM의 MgCl2를 첨가제로 사용할 수 있다. 열처리는 실온에서 70℃ 내지 150℃의 온도까지 서서히 상승시킨 후 다시 실온까지 서서히 하강시킴으로서 수행한다. 와싱 및 열처리에 의해, 자외선(UV)이 조사되지 않은, 즉 광차단영역인 제1 영역(101)의 단일 가닥의 고분자들은 부분적 상보 결합이 일어나고, 그 결과 부분적 상보결합이 이루어진 변형구조의 고분자(132)들로 변경된다. 반면에 자외선(UV)이 조사된 제2 영역(102)에서는 자외선(UV) 조사에 의한 티민-티민 이합체화(dimerization)가 이루어졌으므로, 단일 가닥의 고분자(131)들에서는 상보적 결합이 발생하지 않고, 따라서 단일 가닥의 고분자(131)로 여전히 남는다.
일 예에서, 부분적 상보결합이 이루어진 변형구조의 고분자(132)은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 5' 단부에 연결된 스템 부분과 3' 단부에 연결되는 스템 부분이 상보결합을 하게 되고, 루프 부분은 상보 결합 없이 원형으로 배열되는 헤어핀(hairpin) 구조를 갖는다. 이와 같은 변형구조의 고분자(132)는, 단일 가닥의 고분자(131)에 비하여 높은 열역학적 안정성을 나타내며, 이와 같은 열역학적 안정성의 차이로 인하여 식각율의 차이가 나타난다. 구체적으로 열역학적 안정성이 상대적으로 높은 변형구조의 고분자(132)의 식각율이 열역학적 안정성이 상대적으로 낮은 단일 가닥의 고분자(131)의 식가율에 비하여 낮게 나타난다.
와싱 및 열처리에 의해 부분적으로 광차단영역인 제1 영역(101)에는 변형구조의 고분자(132)들이 배치되도록 하고, 광투과영역인 제2 영역(102)에는 단일 가닥의 고분자(131)들이 배치되도록 한 후에는, 식각을 수행한다. 식각은 건식식각방법 또는 습식식각방법을 사용하여 수행할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 열역학적으로 안정성이 높은 변형구조의 고분자(132)의 식각율은 열역학적으로 안정성이 낮은 단일 가닥의 고분자(131)에 비하여 낮다. 따라서 이 식각에 의해, 도 4에 나타낸 바와 같이, 단일 가닥의 고분자(131)들이 배치되어 있는 제2 영역(102)의 하드마스크막(120)은 제거되는 반면에, 변형구조의 고분자(132)들이 배치되어 있는 제1 영역(101)의 하드마스크막(120)은, 변형구조의 고분자(132)들이 식각장벽층으로 기능함에 따라 식각되지 않고 남게 되며, 결과적으로 광차단막(110) 위에서 제2 영역(102)의 광차단막(110) 표면을 노출시키는 하드마스크막패턴(122)이 만들어진다. 단일 가닥의 고분자(131)들과 변형구조의 고분자(132)들은 위 식각과정에서 모두 제거될 수 있으며, 만약 남은 경우에는 별도의 제거공정, 예컨대 오존 플라즈마 애싱(O3 plasma ashing)을 수행할 수도 있다.
다음에 도 5에 나타낸 바와 같이, 하드마스크막패턴(122)을 식각마스크로 광차단막(110)의 노출부분에 대한 식각을 수행하여 광투과영역인 제2 영역(102)의 투명기판(100)을 노출시키는 광차단막패턴(112)을 형성한다. 다음에 광차단막패턴(112)을 형성한 후에는 하드마스크막패턴(122)을 제거함으로써, 광차단영역인 제1 영역(101)에는 광차단막패턴(112)이 배치되고, 광투과영역인 제2 영역(102)에는 투명기판(100)이 노출되는 바이너리 포토마스크를 형성한다.
도 8 내지 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위상반전 포토마스크의 제조방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 단면도들이다.
먼저 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1 영역(301) 및 제2 영역(302)을 갖는 투명기판(300) 위에 위상반전막(310) 및 광차단막(320)을 순차적으로 형성한다. 제1 영역(301)은 위상반전영역이며, 제2 영역(302)은 광투과영역이다. 일 예에서 투명기판(300)으로 쿼츠를 사용할 수 있고, 위상반전막(310)으로는 몰리브데늄실리콘막을 사용할 수 있으며, 그리고 광차단막(320)으로는 크롬막을 사용할 수 있다. 다음에 광차단막(320) 위에 하드마스크막(330)을 형성한다. 하드마스크막(330)은 이어서 형성될 제1 고분자층(340)과의 흡착 반응을 유도할 수 있는 재질로 형성한다. 일 예에서, 하드마스크막(330)은 골드(gold) 재질로 형성한다. 다음에 하드마스크막(330) 위에 제1 고분자층(340)을 형성한다. 제1 고분자층(340)은 상보적 결합이 가능한 단일 가닥의 고분자(341)들로 이루어진다. 일 예에서, 상보적 결합이 가능한 단일 가닥의 고분자(341)는 단일 가닥의 DNA 올리고머일 수 있다.
단일 가닥의 DNA 올리고머는 도 6을 참조하여 설명한 단일 가닥의 DNA 올리고머(131)와 동일한 구조를 갖는다. 즉 단일 가닥의 DNA 올리고머는, 3' 끝단(end)과 5' 끝단(end)에 각각 연결되는 스템 부분과, 그 사이에 배치되는 루프 부분을 포함하며, 3' 끝단에 연결되느 스템 부분과 5' 끝단에 연결되는 스템 부분은 상호 상보적 결합이 가능한 염기들을 갖는다. 3' 끝단은 하드마스크막(330)과의 흡착반응을 위해 하드마스크막(330) 성분과 반응하는 성분으로 치환된다. 일 예에서 하드마스크막(330)을 골드 재질로 형성하는 경우, DNA 올리고머의 3' 끝단은 황(SH)으로 치환된다. 스템 부분 중 어느 하나, 예컨대 5' 끝단에 연결되는 스템 부분에는 티민-티민(TT) 연속염기배열이 포함되며, 반면에 루프 부분에는 티민-티민(TT) 연속염기배열이 배제된다.
다음에 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 고분자층(340)에 대해 자외선(UV)(200)을 조사하되, 제2 영역(302)에 있는 단일 가닥의 고분자(341)들에 대해 선택적으로 자외선(UV)(200)이 조사되도록 한다. 이를 위해 광차단영역인 제1 영역(301)에 위치한 단일 가닥의 고분자(341)들은 차단시키고 제2 영역(302)에 위치한 단일 가닥의 고분자(341)들을 노출시키는 차단마스크(210)를 이용할 수 있다. 이와 같은 자외선(UV)(200) 조사에 의해, 제2 영역(302) 내에 있는 단일 가닥의 ㄱ고분자(341)들에는 티민-티민 이합체화(dimerization)가 일어나 스템 부분이 불안정해지며, 이에 따라 제2 영역(302) 내의 단일 가닥의 고분자(341)들은 후속 공정에서 상보적 결합반응이 일어나지 않게 된다.
다음에 도 10에 나타낸 바와 같이, 와싱액을 이용한 와싱(washing) 및 열처 리를 수행하여 일부 단일 가닥의 고분자(341)들의 상보적 결합을 유도한다. 와싱액으로는 수소이온농도(pH)가 중성인 용액을 사용한다. 일 예에서, 와싱액으로서 생리식염수를 사용한다. 다른 예에서, 와싱액으로서 수소이온농도(pH)가 대략 7.2인 10mM의 트리스-클로라이드(Tris-Cl) 용액을 사용한다. 이 경우, 100mM의 NaCl 및 20mM의 MgCl2를 첨가제로 사용할 수 있다. 열처리는 실온에서 70℃ 내지 150℃의 온도까지 서서히 상승시킨 후 다시 실온까지 서서히 하강시킴으로서 수행한다. 와싱 및 열처리에 의해, 자외선(UV)이 조사되지 않은, 즉 광차단영역인 제1 영역(301)의 단일 가닥의 고분자들은 부분적 상보 결합이 일어나고, 그 결과 부분적 상보결합이 이루어진 변형구조의 고분자(342)들로 변경된다. 반면에 자외선(UV)이 조사된 제2 영역(302)에서는 자외선(UV) 조사에 의한 티민-티민 이합체화(dimerization)가 이루어졌으므로, 단일 가닥의 고분자(341)들에서는 상보적 결합이 발생하지 않고, 따라서 단일 가닥의 고분자(341)로 여전히 남는다.
일 예에서, 부분적 상보결합이 이루어진 변형구조의 고분자(342)은 헤어핀 구조를 가지며, 이는 도 7을 참조하여 설명한 바와 동일하다. 즉 5' 단부에 연결된 스템 부분과 3' 단부에 연결되는 스템 부분이 상보결합을 하게 되고, 루프 부분은 상보 결합 없이 원형으로 배열되는 구조를 갖는다. 이와 같은 변형구조의 고분자(342)는, 단일 가닥의 고분자(341)에 비하여 높은 열역학적 안정성을 나타내며, 이와 같은 열역학적 안정성의 차이로 인하여 식각율의 차이가 나타난다. 구체적으로 열역학적 안정성이 상대적으로 높은 변형구조의 고분자(342)의 식각율이 열역학적 안정성이 상대적으로 낮은 단일 가닥의 고분자(341)의 식가율에 비하여 낮게 나 타난다.
와싱 및 열처리에 의해 부분적으로 광차단영역인 제1 영역(301)에는 변형구조의 고분자(342)들이 배치되도록 하고, 광투과영역인 제2 영역(302)에는 단일 가닥의 고분자(341)들이 배치되도록 한 후에는, 식각을 수행한다. 식각은 건식식각방법 또는 습식식각방법을 사용하여 수행할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 열역학적으로 안정성이 높은 변형구조의 고분자(342)의 식각율은 열역학적으로 안정성이 낮은 단일 가닥의 고분자(341)에 비하여 낮다. 따라서 이 식각에 의해, 도 11에 나타낸 바와 같이, 단일 가닥의 고분자(341)들이 배치되어 있는 제2 영역(302)의 하드마스크막(330)은 제거되는 반면에, 변형구조의 고분자(342)들이 배치되어 있는 제1 영역(301)의 하드마스크막(330)은, 변형구조의 고분자(342)들이 식각장벽층으로 기능함에 따라 식각되지 않고 남게 되며, 결과적으로 광차단막(320) 위에서 제2 영역(302)의 광차단막(320) 표면을 노출시키는 하드마스크막패턴(332)이 만들어진다. 단일 가닥의 고분자(341)들과 변형구조의 고분자(342)들은 위 식각과정에서 모두 제거될 수 있으며, 만약 남은 경우에는 별도의 제거공정, 예컨대 오존 플라즈마 애싱(O3 plasma ashing)을 수행할 수도 있다.
다음에 도 12에 나타낸 바와 같이, 하드마스크막패턴(332)을 식각마스크로 광차단막(320)의 노출부분에 대한 식각을 수행하여 광투과영역인 제2 영역(302)의 위상반전막(310)을 노출시키는 광차단막패턴(322)을 형성한다. 계속해서 위상반전막(310)의 노출부분에 대한 식각을 수행하여 광투과영역인 제2 영역(302)의 투명기판(300) 표면을 노출시키는 위상반전막패턴(312)을 형성한다.
다음에 도 13에 나타낸 바와 같이, 광차단막패턴(322) 및 위상반전막패턴(312)을 형성한 후에는 하드마스크막패턴(332)을 제거한다. 이어서 광차단막패턴(332)도 제거함으로써, 광차단영역인 제1 영역(301)에는 위상반전막패턴(312)이 배치되고, 광투과영역인 제2 영역(302)에는 투명기판(300)이 노출되는 위상반전 포토마스크를 형성한다. 비록 도면에 나타내지는 않았지만, 위상반전 포토마스크의 프레임영역(미도시)에는 광차단막패턴(322)이 남을 수도 있다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이너리 포토마스크의 제조방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 단면도들이다.
도 6은 상보적 결합이 가능한 단일 가닥의 고분자의 일 예를 나타내 보인 도면이다.
도 7은 부분적 상보 결합이 이루어진 변형구조의 고분자의 일 예를 나타내 보인 도면이다.
도 8 내지 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위상반전 포토마스크의 제조방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 단면도들이다.

Claims (24)

  1. 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 투명기판 위에 광차단막을 형성하는 단계;
    상기 광차단막 위에 하드마스크막을 형성하는 단계;
    상기 하드마스크막 위에 상보적 결합이 가능한 단일 가닥의 고분자들로 이루어진 제1 고분자층을 형성하는 단계;
    상기 제1 영역의 제1 고분자층을 부분적 상보결합이 이루어진 변형구조의 고분자들로 이루어진 제2 고분자층으로 변경시키는 단계;
    상기 제1 고분자층 및 제2 고분자층의 식각율 차이를 이용한 식각으로 상기 제1 고분자층 하부의 광차단막을 노출시키는 하드마스크막패턴을 형성하는 단계;
    상기 하드마스크막패턴을 식각마스크로 한 식각으로 상기 광차단막의 노출부분을 제거하여 광차단막패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 하드마스크막패턴을 제거하는 단계를 포함하는 포토마스크의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하드마스크막은 골드 재질로 형성하는 포토마스크의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 고분자층을 구성하는 단일 가닥의 고분자는 단부가 상기 하드마스크막 성분과 반응하는 성분으로 치환된 구조를 갖는 포토마스크의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하드마스크막은 골드 성분을 포함하고, 상기 제1 고분자층을 구성하는 단일 가닥의 고분자의 단부는 황으로 치환되는 포토마스크의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 고분자층을 구성하는 단일 가닥의 고분자는 스템 및 루프 부분을 포함하되, 상기 스템 부분에는 티민-티민 연속배열구조가 포함되고, 상기 루프 부분에는 티민-티민 연속배열구조가 배제되는 DNA 올리고머 구조를 갖는 포토마스크의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 부분적 상보결합이 이루어진 변형 구조의 고분자는 상보결합이 이루어진 스템 부분과 헤어핀 구조를 갖는 루프 부분으로 이루어진 구조인 포토마스크의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 영역의 제1 고분자층을 제2 고분자층으로 변경시키는 단계는,
    상기 제2 영역에 선택적으로 자외선을 조사하여 상기 제2 영역의 고분자들 내에 이합체화가 이루어지도록 하는 단계; 및
    와싱액을 이용한 와싱 및 열처리를 수행하여 상기 이합체화가 이루어지지 않은 제1 영역의 고분자들을 부분적 상보결합이 이루어진 변형 구조의 고분자로 변경시키는 단계를 포함하는 포토마스크의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 와싱액은 중성의 수소이온농도를 갖는 포토마스크의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 와싱액은 생리식염수 또는 트리스-클로라이드(Tris-Cl) 수용액인 포토마스크의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 열처리는, 실온에서 70℃ 내지 150℃의 온도까지 서서히 상승시킨 후 다시 실온까지 서서히 하강시켜 수행하는 포토마스크의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 하드마스크막패턴을 형성한 후 상기 제1 고분자층 및 제2 고분자층을 제거하는 단계를 더 포함하는 포토마스크의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 고분자층 및 제2 고분자층의 제거는 오존 플라즈마 애싱(O3 plasma ashing)을 통해 수행하는 포토마스크의 제조방법.
  13. 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 투명기판 위에 위상반전막 및 광차단막을 형성하는 단계;
    상기 광차단막 위에 하드마스크막을 형성하는 단계;
    상기 하드마스크막 위에 상보적 결합이 가능한 단일 가닥의 고분자들로 이루어진 제1 고분자층을 형성하는 단계;
    상기 제1 영역의 제1 고분자층을 부분적 상보결합이 이루어진 변형구조의 고분자들로 이루어진 제2 고분자층으로 변경시키는 단계;
    상기 제1 고분자층 및 제2 고분자층의 식각율 차이를 이용한 식각으로 상기 제1 고분자층 하부의 광차단막을 노출시키는 하드마스크막패턴을 형성하는 단계;
    상기 하드마스크막패턴을 식각마스크로 한 식각으로 상기 광차단막 및 위상반전막의 노출부분을 순차적으로 제거하여 광차단막패턴 및 위상반전막패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 하드마스크막패턴 및 광차단막패턴을 제거하는 단계를 포함하는 포토마스크의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 하드마스크막은 골드 재질로 형성하는 포토마스크의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 고분자층을 구성하는 단일 가닥의 고분자는 단부가 상기 하드마스크막 성분과 반응하는 성분으로 치환된 구조를 갖는 포토마스크의 제조방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 하드마스크막은 골드 성분을 포함하고, 상기 제1 고분자층을 구성하는 단일 가닥의 고분자의 단부는 황으로 치환되는 포토마스크의 제조방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제1 고분자층을 구성하는 단일 가닥의 고분자는 스템 및 루프 부분을 포함하되, 상기 스템 부분에는 티민-티민 연속배열구조가 포함되고, 상기 루프 부분에는 티민-티민 연속배열구조가 배제되는 DNA 올리고머 구조를 갖는 포토마스크의 제조방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 부분적 상보결합이 이루어진 변형 구조의 고분자는 상보결합이 이루어진 스템 부분과 헤어핀 구조를 갖는 루프 부분으로 이루어진 구조인 포토마스크의 제조방법.
  19. 제13항에 있어서, 상기 제1 영역의 제1 고분자층을 제2 고분자층으로 변경시키는 단계는,
    상기 제2 영역에 선택적으로 자외선을 조사하여 상기 제2 영역의 고분자들 내에 이합체화가 이루어지도록 하는 단계; 및
    와싱액을 이용한 와싱 및 열처리를 수행하여 상기 이합체화가 이루어지지 않은 제1 영역의 고분자들을 부분적 상보결합이 이루어진 변형 구조의 고분자로 변경시키는 단계를 포함하는 포토마스크의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 와싱액은 중성의 수소이온농도를 갖는 포토마스크의 제조방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 와싱액은 생리식염수 또는 트리스-클로라이드(Tris-Cl) 수용액인 포토마스크의 제조방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 열처리는, 실온에서 70℃ 내지 150℃의 온도까지 서서히 상승시킨 후 다시 실온까지 서서히 하강시켜 수행하는 포토마스크의 제조방법.
  23. 제13항에 있어서,
    상기 하드마스크막패턴을 형성한 후 상기 제1 고분자층 및 제2 고분자층을 제거하는 단계를 더 포함하는 포토마스크의 제조방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제1 고분자층 및 제2 고분자층의 제거는 오존 플라즈마 애싱(O3 plasma ashing)을 통해 수행하는 포토마스크의 제조방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015017694A1 (en) * 2013-07-31 2015-02-05 Regents Of The University Of California Dna double-write/double binding identity
KR20180031899A (ko) 2016-09-20 2018-03-29 삼성전자주식회사 레티클 패턴들의 임계치수 보정 방법 및 그를 포함하는 레티클 제조 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050170655A1 (en) * 2004-01-30 2005-08-04 Bencher Christopher D. Reticle fabrication using a removable hard mask
KR20060074485A (ko) * 2004-12-27 2006-07-03 주식회사 하이닉스반도체 위상반전 마스크의 제조방법

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3168671B2 (ja) 1992-02-28 2001-05-21 富士通株式会社 パターン形成方法
US6312857B1 (en) * 1999-04-17 2001-11-06 Mitsubishi Paper Mills Ltd. Photomask material and method of processing thereof
US6492075B1 (en) * 2000-06-16 2002-12-10 Advanced Micro Devices, Inc. Chemical trim process
JP4188265B2 (ja) * 2003-10-23 2008-11-26 東京応化工業株式会社 レジスト組成物およびレジストパターン形成方法
US20050266319A1 (en) * 2004-01-28 2005-12-01 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Patterning substrate and cell culture substrate
JP4112597B2 (ja) * 2004-09-30 2008-07-02 独立行政法人科学技術振興機構 自己組織化材料のパターニング方法、及び自己組織化材料パターニング基板とその生産方法、並びに自己組織化材料パターニング基板を用いたフォトマスク
US7767365B2 (en) * 2006-08-31 2010-08-03 Micron Technology, Inc. Methods for forming and cleaning photolithography reticles
KR101049254B1 (ko) * 2007-02-13 2011-07-13 삼성전자주식회사 마이크로 어레이용 마스크 세트, 이의 제조 방법, 및마스크 세트를 이용한 마이크로 어레이의 제조 방법
US20090053620A1 (en) * 2007-08-24 2009-02-26 Hynix Semiconductor Inc. Blank Mask and Method for Fabricating Photomask Using the Same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050170655A1 (en) * 2004-01-30 2005-08-04 Bencher Christopher D. Reticle fabrication using a removable hard mask
KR20060074485A (ko) * 2004-12-27 2006-07-03 주식회사 하이닉스반도체 위상반전 마스크의 제조방법

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