KR20090011301A

KR20090011301A - A method of fabricating a photomask removing resist using ozone and water

Info

Publication number: KR20090011301A
Application number: KR1020070074744A
Authority: KR
Inventors: 우상윤; 김창환; 강대근; 오석환
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-07-25
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2009-02-02

Abstract

A manufacturing method of a photo mask is provided to prevent generation of haze defect and to remove sulfate ion on a photo mask by removing a resist with ozone and water. A manufacturing method of a photo mask comprises the following steps: a step for a blank photo mask having a phase shift layer, a light shielding material layer, and a first resist layer on a transparent substrate(S110); a step for forming a first resist pattern by exposing and developing the first resist layer(S115); a step for a first light shielding layer pattern by etching the light shielding material layer with the first resist pattern(S120); a step for removing the first resist pattern(S125); a step for forming a phase shift pattern by etching the phase shift layer with the first light shielding layer pattern(S130); a step for forming a second resist pattern on the first light shielding layer pattern(S135); a step for a second light shielding layer pattern by etching the first light shielding layer pattern with the second resist pattern(S145); and a step for exposing the second resist pattern by exposing the second resist pattern to ozone(S150).

Description

오존과 물로 레지스트를 제거하는 포토마스크 제조 방법{A Method of Fabricating a Photomask Removing Resist Using Ozone and Water}A method of fabricating a photomask removing resist using ozone and water

본 발명은 포토마스크의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 오존을 이용하여 레지스트를 수용성화시켜 물로 제거함으로써, 포토마스크 상에 황산 이온이 잔존하지 않아 HAZE 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있는 포토마스크 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a photomask, and in particular, by using a ozone to make a resist water-soluble and removing it with water, there is no sulfate ion remaining on the photomask, and thus a photomask manufacturing method capable of preventing HAZE defects from occurring. It is about.

종래 기술에 의한 포토마스크들을 이용하여 반도체 소자를 제조한 포토마스크를 장기간 반도체 생산 공정에 사용하다 보면 종종 포토마스크의 패턴 상에 헤이즈(haze)라고 불리우는 결함이 형성된다.When a photomask manufactured using a semiconductor device using photomasks according to the prior art is used in a semiconductor production process for a long time, a defect called a haze is often formed on a pattern of the photomask.

상기 헤이즈 결함은 시간이 지나면서 점점 크기가 커지는 진행성 결함이다. 따라서 주기적으로 포토마스크를 검사하여야 하고, 발견 즉시 세정 공정으로 제거하여야 한다. 제거하지 않으면 헤이즈 결함의 모양이 그대로 포토리소그래피 공정을 통하여 웨이퍼 상에 전사되어 웨이퍼 상에 패턴이 제대로 형성되지 않는다.The haze defect is a progressive defect that increases in size over time. Therefore, the photomask should be inspected periodically and removed by a cleaning process upon discovery. If not removed, the shape of the haze defect is transferred onto the wafer as it is through the photolithography process so that a pattern is not properly formed on the wafer.

상기 헤이즈 결함이 발생하는 원인들 중 하나로, 포토마스크 제조 공정 중 레지스트 제거 또는 포토마스크 세정 공정에서 사용되는 황산(H₂SO₄)에 의한 영향이 큰 것으로 밝혀졌다. 보다 상세하게, 포토마스크의 표면에 잔존하는 황산 이온이 광화학 반응을 통하여 황산기를 포함하는 결정체(sulfate based crystal)를 이루어 HAZE 결함 또는 그 씨드(seed)가 되는 것으로 밝혀졌다.As one of the causes of the haze defect, it was found that the effect of sulfuric acid (H ₂ SO ₄ ) used in the resist removal or photomask cleaning process of the photomask manufacturing process is large. More specifically, it has been found that sulfate ions remaining on the surface of the photomask form a sulfate-based crystal containing sulfate groups through a photochemical reaction to become HAZE defects or seeds thereof.

포토마스크를 제조할 때, 황산(H₂SO₄)과 과산화수소수(H₂O₂)를 사용하여 포토레지스트를 제거하고 1차 세정 공정을 거친 다음, 포토마스크 상에 산성 성분이 남지 않도록 하기 위하여 일반적으로 알칼리성인 SC-1 (과산화수소수, 암모니아수(NH₄OH), 물의 혼합액) 세정 공정을 수행한다. 그런데, 위상 반전 포토마스크(PSM: Phase Shift Mask)의 하나인 투과율 조절형 위상 반전 포토마스크(Attenuated-PSM)에 사용되는 몰리브덴(Mo)의 경우, 다른 물질보다 암모니아수에 대하여 취약한 경향이 있기 때문에 통상적으로 사용되는 SC-1 세정액의 혼합비율보다 암모니아수의 혼합 비율을 낮게 한 세정액을 사용하여 세정 공정을 진행한다. 그런데, 암모니아수는 특히 황산의 제거 능력이 탁월하기 때문에 혼합 비율이 낮아지면 포토마스크 상에서 황산을 효과적으로 완전히 제거하는데 어려움이 생기게 된다. When preparing the photomask, the photoresist is removed using sulfuric acid (H ₂ SO ₄ ) and hydrogen peroxide (H ₂ O ₂ ) and subjected to a first cleaning process, so that no acidic components remain on the photomask. In general, an alkaline SC-1 (hydrogen peroxide solution, ammonia water (NH ₄ OH), a mixture of water) washing process is performed. However, in the case of molybdenum (Mo) used in a transmittance controlled phase inversion photomask (Attenuated-PSM), which is one of a phase shift mask (PSM), it is generally more susceptible to ammonia water than other materials. The washing process is carried out using a washing liquid having a lower mixing ratio of ammonia water than that of the SC-1 washing liquid used. However, since ammonia water is particularly excellent in the ability to remove sulfuric acid, when the mixing ratio is low, it is difficult to effectively remove sulfuric acid on the photomask effectively.

양산 공정에 사용중인 포토마스크를 주기적으로 검사하고 세정하여 사용하는 것은 생산성을 심각하게 저하시킬 수 있기 때문에, HAZE 결함의 발생을 원천적으로 방지할 수 있는 방법이 절실히 필요하다. 앞서 언급하였듯이, HAZE 결함의 발생을 억제, 방지하려면 황산을 사용하지 않아야 하는데, 황산을 이용한 레지스트 제거 공정은 매우 안정된 공정으로서 오래전부터 포토마스크 제조 공정에 사용되어온 공정이기 때문에 다른 공정을 쉽게 선택하여 대체하기는 매우 어려운 일이다.Since periodically inspecting, cleaning and using photomasks used in the mass production process can seriously reduce productivity, there is an urgent need for a method that can prevent the occurrence of HAZE defects. As mentioned above, sulfuric acid should not be used to suppress and prevent the occurrence of HAZE defects. The resist removal process using sulfuric acid is a very stable process that has been used in photomask manufacturing for a long time, so it is easy to select and replace another process. It is very difficult to do.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 포토마스크 제조 공정에서, HAZE 결함의 발생을 방지할 수 있는 공정을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a process that can prevent the occurrence of HAZE defects in the photomask manufacturing process.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 포토마스크 제조 방법은, 본 발명의 일 실시예에 의한 포토마스크 제조 방법은, 투명 기판 상에 위상 반전층, 차광 물질층, 및 제1 레지스트층이 형성된 블랭크 포토마스크를 준비하고, 제1 레지스트층을 노광, 현상하여 제1 레지스트 패턴을 형성하고, 제1 레지스트 패턴을 식각 마스크로 차광 물질층을 식각하여 제1 차광층 패턴을 형성하고, 제1 레지스트 패턴을 제거하고, 제1 차광층 패턴을 식각 마스크로 위상 반전층을 식각하여 위상 반전 패턴을 형성하고, 제1 차광층 패턴 상에 제2 레지스트 패턴을 형성하고, 제2 레지스트 패턴을 식각 마스크로 제1 차광층 패턴을 선택적으로 식각하여 제2 차광층 패턴을 형성하고, 및 제2 레지스트 패턴을 제거하되, 제2 레지스트 패턴을 제거하는 것은 제2 레지스트 패턴을 오존에 노출시키는 것을 포함한다.A photomask manufacturing method according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem, the photomask manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the phase inversion layer, the light-shielding material layer, and the first layer on a transparent substrate Preparing a blank photomask on which a resist layer is formed, exposing and developing the first resist layer to form a first resist pattern, and etching the light blocking material layer using the first resist pattern as an etch mask to form a first light blocking layer pattern; Removing the first resist pattern, etching the phase inversion layer using the first light shielding layer pattern as an etch mask to form a phase inversion pattern, forming a second resist pattern on the first light shielding layer pattern, and forming a second resist pattern Selectively etching the first light blocking layer pattern using an etching mask to form a second light blocking layer pattern, and removing the second resist pattern, but removing the second resist pattern. Exposing the second resist pattern to ozone.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있 다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 포토마스크 제조 방법에 의하여 제조된 포토마스크는 황산을 사용하지 않기 때문에 포토마스크 패턴 표면 상에 황산기가 잔존하지 않으므로 HAZE 결함의 발생이 방지되어 주기적인 검사 및 세정 공정을 대폭 줄일 수 있으므로 반도체 생산성이 높아진다.As described above, since the photomask manufactured by the method of manufacturing a photomask according to the embodiment of the present invention does not use sulfuric acid, sulfuric acid groups do not remain on the surface of the photomask pattern, thereby preventing occurrence of HAZE defects. Since the cleaning process can be significantly reduced, semiconductor productivity is increased.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. In the drawings, the sizes and relative sizes of layers and regions may be exaggerated for clarity. Like reference numerals refer to like elements throughout.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예 시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.Embodiments described herein will be described with reference to plan and cross-sectional views, which are ideal schematic diagrams of the invention. Accordingly, shapes of the exemplary views may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown, but also include variations in forms generated by the manufacturing process. Accordingly, the regions illustrated in the figures have schematic attributes, and the shape of the regions illustrated in the figures is intended to illustrate a particular form of region of the device, and is not intended to limit the scope of the invention.

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 포토마스크 제조 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a photomask manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 의한 포토마스크 제조 방법을 설명하기 위하여 포토마스크를 제조하는 공정을 단계별로 간략하게 도시한 플로우 차트이다.1 is a flow chart briefly illustrating a step of manufacturing a photomask in order to explain a photomask manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 포토마스크를 제조하는 방법은, 포토마스크를 준비하는 단계(S110), 제1 레지스트 패턴을 형성하는 단계(S115), 제1 차광층 패턴을 형성하는 단계(S120), 제1 레지스트 패턴을 제거하는 단계(S125), 위상 반전 패턴을 형성하는 단계(S130), 제2 레지스트를 코팅하는 단계(S135), 제2 레지스트 패턴을 형성하는 단계(S140), 제2 차광층 패턴을 형성하는 단계(S145), 제2 레지스트 패턴을 제거하는 단계(S150), 최종 패턴을 검사하고 펠리클을 부착하는 단계(S155), 및 출고하는 단계(S160)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the method of manufacturing a photomask according to the present invention includes preparing a photomask (S110), forming a first resist pattern (S115), and forming a first light shielding layer pattern ( S120), removing the first resist pattern (S125), forming a phase reversal pattern (S130), coating a second resist (S135), forming a second resist pattern (S140), and Forming a second light shielding layer pattern (S145), removing a second resist pattern (S150), inspecting a final pattern and attaching a pellicle (S155), and shipping (S160).

블랭크 포토마스크를 준비하는 단계(S110)는, 석영 등의 투명한 포토마스크 기판 상에 위상 반전 물질층, 차광 물질층, 반사방지층 및 제1 레지스트층을 형성하는 단계이다. 본 단계에 대한 보다 구체적인 설명은 후술된다.The preparing of the blank photomask (S110) is a step of forming a phase reversal material layer, a light blocking material layer, an antireflection layer, and a first resist layer on a transparent photomask substrate such as quartz. A more detailed description of this step will be given later.

제1 레지스트 패턴을 형성하는 단계(S115)는, 제1 레지스트층을 노광하고 현상하여 제1 레지스트 패턴을 형성하는 단계이다. 상세한 설명은 후술된다.In the forming of the first resist pattern (S115), the first resist layer is exposed and developed to form a first resist pattern. The detailed description will be described later.

제1 차광층 패턴을 형성하는 단계(S120)는, 제1 레지스트 패턴을 식각 마스크로 차광 물질층을 식각하여 제1 차광층 패턴을 형성하는 단계이다. 더 상세한 설 명은 후술된다.In the forming of the first light blocking layer pattern (S120), the light blocking material layer is etched using the first resist pattern as an etching mask to form a first light blocking layer pattern. Further details are described below.

위상 반전 패턴을 형성하는 단계(S130)는, 제1 차광층 패턴을 식각 마스크로 위상 반전 물질층을 식각하여 제1 차광층 패턴의 모양을 따라 형성된 위상 반전 패턴을 형성하는 단계이다.In the forming of the phase inversion pattern (S130), the phase inversion material layer is etched using the first light shielding layer pattern as an etch mask to form a phase inversion pattern formed along the shape of the first light shielding layer pattern.

포토마스크 상에 제2 레지스트를 코팅하는 단계(S135)는, 위상 반전 패턴을 형성한 후, 포토마스크를 세정하고 그 위에 전면적으로 제2 레지스트층을 형성하는 단계이다. 본 실시예에서, 예시적으로 제2 레지스트층을 제1 레지스트층과 같은 물질로 형성하는 것으로 설명한다.The step S135 of coating the second resist on the photomask is a step of forming a phase reversal pattern, cleaning the photomask, and forming a second resist layer over the entire surface. In this embodiment, the second resist layer will be exemplarily formed of the same material as the first resist layer.

제2 레지스트 패턴을 형성하는 단계(S140)는, 제2 레지스트를 노광하고 현상하여 제2 레지스트 패턴을 형성하는 단계이다. 본 단계는 전술한 단계(S115)를 참조한다.In the forming of the second resist pattern (S140), the second resist pattern is exposed and developed to form a second resist pattern. This step refers to step S115 described above.

제2 차광층 패턴을 형성하는 단계(S145)는, 제2 레지스트 패턴을 식각 마스크로 제1 차광층 패턴을 식각하여 제2 차광층 패턴을 형성하는 단계이다. 즉, 제1 차광층 패턴을 더 패터닝하는 단계이다. 이 단계에 대한 더 상세한 설명은 전술한 단계(S120)를 참조한다.In the forming of the second light blocking layer pattern (S145), the first light blocking layer pattern is etched using the second resist pattern as an etching mask to form a second light blocking layer pattern. That is, the patterning of the first light blocking layer pattern is performed. For a more detailed description of this step, see step S120 described above.

제2 레지스트 패턴을 제거하는 단계(S150)는, 제2 레지스트 패턴을 완전히 제거하여 제2 차광층 패턴 및 위상 반전 패턴을 노출시키고 세정하는 단계이다. 본 실시예에서, 제2 레지스트 패턴을 제거하는 공정은 오존을 사용하여 진행될 수 있다. 본 실시예에서 세정 단계는 물, 또는 SC-1 같은 알칼리성 수용액으로 수행될 수 있다. 제2 레지스트 패턴이 제거되면, 포토마스크 상에 제2 차광층 패턴이 전면 적으로 노출되고, 위상 반전 패턴이 제2 차광층 패턴에 의해 부분적으로 노출된다.The removing of the second resist pattern (S150) is a step of completely removing the second resist pattern to expose and clean the second light blocking layer pattern and the phase reversal pattern. In this embodiment, the process of removing the second resist pattern may be performed using ozone. In the present embodiment, the washing step may be performed with water or an alkaline aqueous solution such as SC-1. When the second resist pattern is removed, the second light blocking layer pattern is entirely exposed on the photomask, and the phase inversion pattern is partially exposed by the second light blocking layer pattern.

최종 패턴을 검사하고 펠리클을 부착하는 단계(S155)는, 제2 차광층 패턴 및 위상 반전 패턴의 이상 여부를 검사하고, 이상이 없을 시, 포토마스크 상에 패턴 보호용 비닐막인 펠리클을 부착하는 단계이다. 제2 차광층 패턴과 위상 반전 패턴은 완성된 포토마스크 상에 최종적으로 남아 있게 되는 패턴들이므로 최종 패턴으로 통칭한다. 이 최종 패턴을 검사 장비 등을 이용하여 이상 유무를 검사하고, 이상이 없을 시, 펠리클을 장착한다. 펠리클은 패턴 보호용 비닐막으로서 사용되는 파장대의 빛에 투명하며 가시광선 영역에서는 유색을 띈다. 만약, 이상이 발견될 시, 수정 공정, 세정 공정 및 검사 공정 등을 거치게 되는데, 이상이 발견되지 않을 때까지 몇 번이고 반복될 수 있다. 또는 수정이 불가능할 시, 처음부터 다시 공정이 진행되거나, 폐기 처분될 수도 있다.Inspecting the final pattern and attaching the pellicle (S155), inspecting whether the second light shielding layer pattern and the phase reversal pattern are abnormal, and if there is no abnormality, attaching the pellicle which is the pattern protection vinyl film on the photomask. to be. The second light blocking layer pattern and the phase inversion pattern are referred to as final patterns because they are patterns that finally remain on the completed photomask. This final pattern is inspected for abnormality using inspection equipment, and when no abnormality is found, a pellicle is mounted. The pellicle is transparent to light in the wavelength band used as the vinyl film for pattern protection and colored in the visible region. If an abnormality is found, it goes through a correction process, a cleaning process, an inspection process, and the like, and may be repeated several times until no abnormality is found. Alternatively, if modifications are not possible, the process may be processed again from the beginning or discarded.

출고 단계(S160)는 완성된 포토마스크를 포토마스크 생산 라인으로부터 반도체 생산 라인으로 이동시키는 단계로서, 각 개별로 포장되어 출고될 수 있다.The delivery step S160 is a step of moving the completed photomask from the photomask production line to the semiconductor production line, and may be individually packaged and shipped.

도 2a 내지 2g는 본 발명의 예시적인 실시예에 의한 포토마스크 제조 방법을 설명하기 위하여 포토마스크의 제조 공정을 단계별로 개략적으로 도시한 도면들이다.2A to 2G are schematic views illustrating step by step of a photomask manufacturing process in order to explain a photomask manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2a를 참조하면, 먼저 석영 등의 투명한 포토마스크 기판(105) 상에 위상 반전 물질층(110), 차광 물질층(120), 반사방지층(125) 및 제1 레지스트층(130)을 형성한다.Referring to FIG. 2A, first, a phase inversion material layer 110, a light blocking material layer 120, an antireflection layer 125, and a first resist layer 130 are formed on a transparent photomask substrate 105 such as quartz. .

위상 반전 물질층(110)은 자신을 투과하는 빛의 위상을 자신의 투과하지 않 는 빛의 위상과 반전되도록 하기 위한 물질층이다. 일반적으로, 투과하는 빛의 위상을 π/4 이상 3π/4 이하로 반전시킬 수 있으면 자신을 투과하지 않는 빛과 상쇄 간섭을 일으킬 수 있다고 알려져 있다. 이상적으로는 π/2로 자진을 투과하는 빛의 위상을 반전시킨다.The phase reversal material layer 110 is a material layer for inverting the phase of the light that passes through it with the phase of the light that does not pass through itself. In general, it is known that if the phase of transmitted light can be inverted from π / 4 or more and 3 π / 4 or less, it may cause a destructive interference with light that does not transmit itself. Ideally, we invert the phase of light passing through the magnetic field at π / 2.

위상 반전 물질층(110)은 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴/실리콘(Mo/Si)을 포함하는 산질화막(MoSiON)일 수 있고, 알루미늄이나 크롬 등의 다른 물질들을 함유할 수도 있다. 위상 반전 물질층(110)은 완성된 포토마스크(100)가 사용되는 빛의 종류에 따라 각각 다른 두께로 형성된다. 위상 반전 물질층(100)의 두께는 다양하게 설정될 수 있으며, 잘 알려진 설정 방법이므로 본 명세서에서는 구체적인 수치를 제시하지 않는다.The phase reversal material layer 110 may be a molybdenum (Mo) or an oxynitride film (MoSiON) including molybdenum / silicon (Mo / Si), and may also contain other materials such as aluminum or chromium. The phase reversal material layer 110 is formed to have a different thickness depending on the type of light in which the completed photomask 100 is used. The thickness of the phase reversal material layer 100 may be set in various ways, and since it is a well-known setting method, detailed values are not presented herein.

차광 물질층(120)은 빛에 불투명한 금속계열의 물질로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 크롬인 것으로 간주하여 설명한다. 물론, 크롬 외에도 단일 금속, 둘 이상의 합금, 또는 금속 화합물로 형성될 수 있다.The light blocking material layer 120 may be formed of a metal-based material that is opaque to light. In the present embodiment, it is assumed that it is chromium. Of course, in addition to chromium, it may be formed of a single metal, two or more alloys, or metal compounds.

반사 방지층(125)은 차광 물질층(120)의 표면으로부터 반사되는 빛을 방지하기 위하여 차광 물질층(120) 상에 형성된다. 반사 방지층(125)은 차광 물질층(120) 상에 다른 물질로 형성될 수도 있고, 차광 물질층(120)의 표면을 화학적으로 변화시켜 형성할 수도 있다. 본 실시예에서는 차광 물질층(120)의 표면을 산화시켜 크롬 산화막을 형성하는 것으로 설명한다. 본 실시예에서, 반사 방지층(125)은 차광 물질층(120)과 동시에 패터닝되므로 이후 공정에서 설명을 생략한다. 그러므로, 본 명세서에서 따로 언급하지 않더라도, 반사 방지층(125)은 차광 물질층(120)과 함께 패터닝되고 동일한 패턴 모양을 형성하는 것으로 이해하여야 한다.The anti-reflection layer 125 is formed on the light blocking material layer 120 to prevent light reflected from the surface of the light blocking material layer 120. The anti-reflection layer 125 may be formed of another material on the light blocking material layer 120, or may be formed by chemically changing the surface of the light blocking material layer 120. In the present embodiment, the surface of the light blocking material layer 120 is oxidized to form a chromium oxide film. In the present exemplary embodiment, the anti-reflection layer 125 is patterned at the same time as the light blocking material layer 120, and thus description thereof will be omitted. Therefore, although not specifically mentioned herein, it should be understood that the anti-reflection layer 125 is patterned together with the light blocking material layer 120 to form the same pattern shape.

위상 반전 물질층(110), 차광 물질층(120) 및 반사 방지층(125)은 스퍼터링 방법, 화학적 증착방법 또는 산화 방법 등을 이용하여 형성될 수 있으며, 각 형성 방법들은 잘 알려져 있으므로 더 이상의 상세한 설명을 생략한다.The phase inversion material layer 110, the light blocking material layer 120, and the anti-reflection layer 125 may be formed using a sputtering method, a chemical vapor deposition method, or an oxidation method, and the like. Omit.

제1 레지스트층(130)은 빛 또는 전자빔 등에 노출된 부분과 노출되지 않은 부분이 특정한 화학 약품에 선택적인 반응성 차이를 가질 수 있는 물질막을 의미한다. 레지스트는 당 업계에 잘 알려진 기술이다. 본 명세서에서 레지스트라 함은, 빛에 노출됨으로써 반응성을 갖는 포토레지스트와 전자빔에 노출됨으로써 반응성을 갖는 전자빔 레지스트를 통칭하는 것이다.The first resist layer 130 refers to a material film in which portions exposed to light or an electron beam and the like, and portions not exposed may have a selective reactivity difference between specific chemicals. Resist is a technique well known in the art. In the present specification, a resist refers to a photoresist that is reactive by exposure to light and an electron beam resist that is reactive by exposure to an electron beam.

도 2b를 참조하면, 제1 레지스트층(130)을 노광하고 현상하여 제1 레지스트 패턴(130a)을 형성한다. 다른 말로, 제1 레지스트층(130)을 빛 또는 전자빔에 노출시켜 형성하고자 하는 패턴의 모양을 제1 레지스트층(130) 상에 전사하고 현상하여 제1 레지스트 패턴(130a)을 형성한다.Referring to FIG. 2B, the first resist layer 130 is exposed and developed to form the first resist pattern 130a. In other words, the shape of the pattern to be formed by exposing the first resist layer 130 to light or an electron beam is transferred and developed on the first resist layer 130 to form the first resist pattern 130a.

본 명세서에서 "노광" 이라 함은 제1 레지스트층(130) 상에 형성하고자 하는 패턴의 모양을 빛 또는 전자빔을 이용하여 조사한다는 의미로서, 묘사된다 또는 그려진다라는 표현으로도 대체될 수 있다. 본 실시예에서는 전자빔을 이용하는 것으로 설명한다. 노광 공정을 진행한 다음, 노광된 제1 레지스트층(130)을 현상하여 제1 레지스트 패턴(130a)을 형성한다. 제1 레지스트층(130)을 현상하는 방법은 알칼리성 화학 약품 용액을 제1 레지스트 상에 뿌리거나, 알칼리성 화학 약품 용액 내에 제1 레지스트층(130)이 잠기도록하는 방법 등으로 진행될 수 있다. 제1 레지 스트층(130)을 현상하는 방법은 잘 알려져 있으므로 더 이상의 상세한 설명을 생략한다.As used herein, the term “exposure” refers to irradiating a shape of a pattern to be formed on the first resist layer 130 using light or an electron beam, and may also be replaced with the expression depicted or drawn. In this embodiment, an electron beam is used. After the exposure process, the exposed first resist layer 130 is developed to form the first resist pattern 130a. The method of developing the first resist layer 130 may be performed by spraying an alkaline chemical solution on the first resist, or immersing the first resist layer 130 in the alkaline chemical solution. Since the method of developing the first resist layer 130 is well known, a detailed description thereof will be omitted.

도 2c를 참조하면, 제1 레지스트 패턴(130a)를 식각 마스크로 반사 방지층(125) 및 차광 물질층(120)을 패터닝하여 반사 방지 패턴(125a) 및 제1 차광층 패턴(120a)을 형성한다. 반사 방지 패턴(125a) 및 제1 차광층 패턴(125a)을 형성하는 기술(식각 기술)은 습식/건식 식각 방법이 모두 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 예시적으로 건식 식각 방법을 사용하였으며, 이러한 식각 기술들은 잘 알려져 있으므로 상세한 설명을 생략한다.Referring to FIG. 2C, the antireflection layer 125 and the light blocking material layer 120 are patterned using the first resist pattern 130a as an etch mask to form the antireflection pattern 125a and the first light blocking layer pattern 120a. . As a technique (etching technique) for forming the anti-reflection pattern 125a and the first light blocking layer pattern 125a, both wet / dry etching methods may be used. In the present embodiment, a dry etching method is used as an example, and these etching techniques are well known and thus detailed description thereof will be omitted.

도 2d를 참조하면, 제1 레지스트 패턴(130a)을 제거한다. 본 실시예에서, 제1 레지스트 패턴(130a)을 제거하는 공정은 황산(H₂SO₄) 또는 오존(O₃)을 이용하여 제거할 수 있다.Referring to FIG. 2D, the first resist pattern 130a is removed. In this embodiment, the process of removing the first resist pattern 130a may be removed using sulfuric acid (H ₂ SO ₄ ) or ozone (O ₃ ).

황산을 이용하는 방법은 황산과 물 등을 혼합하여 희석된 황산 용액에 포토마스크를 담그어 제1 레지스트 패턴(130a)을 제거하는 방법이다. 이때, 황산 용액의 반응성을 높이기 위하여 수 십 ℃ 정도로 가열할 수 있다. 황산을 이용하여 제1 레지스트 패턴(130a)을 제거한 경우, 중성 또는 알칼리성 세정액으로 포토마스크를 세정하는 공정을 더 수행할 수 있다. 예를 들어, 물, 과산화수소 또는 암모니아를 함유한 세정액이 이용될 수 있다.The method of using sulfuric acid is a method of removing the first resist pattern 130a by dipping a photomask in a diluted sulfuric acid solution by mixing sulfuric acid and water. At this time, in order to increase the reactivity of the sulfuric acid solution it can be heated to about several tens ℃. When the first resist pattern 130a is removed using sulfuric acid, a process of cleaning the photomask with a neutral or alkaline cleaning solution may be further performed. For example, a cleaning liquid containing water, hydrogen peroxide or ammonia can be used.

오존을 이용하는 방법은 증기(vapor) 상태의 오존 가스에 제1 레지스트 패턴(130a)을 노출시키는 방법이다. 제1 레지스트(130a)가 증기화된 오존 가스에 노 출될 경우, 제1 레지스트 패턴(130a)이 수용성으로 변화한다.The method of using ozone is a method of exposing the first resist pattern 130a to ozone gas in a vapor state. When the first resist 130a is exposed to vaporized ozone gas, the first resist pattern 130a changes to water solubility.

특히 노볼락계열의 결합이나, 폴리 하이드로젠 스타이렌을 포함하는 레진을 가진 레지스트의 경우, 본 실시예에 의한 효과가 매우 우수하다.In particular, in the case of a resist having a novolak-based bond or a resin containing polyhydrogen styrene, the effect according to this embodiment is very excellent.

구체적인 공정을 예시하면, 반응 챔버의 내부 기압을 약 76㎪ 정도를 유지하고, 반응 챔버 내부의 온도를 약 105℃ 정도를 유지하며, 오존 가스의 증기화 압력을 약 95㎪ 정도로 유지하고, 증기화된 오존 가스의 온도를 약 136℃ 정도를 유지한다. 반응 시간은 레지스트의 종류별로 다르므로 구체적인 시간을 언급하는 것은 무의미하다.To illustrate a specific process, the internal air pressure of the reaction chamber is maintained at about 76 kPa, the temperature inside the reaction chamber is maintained at about 105 ° C, the vaporization pressure of ozone gas is maintained at about 95 kPa, and the vaporization is carried out. The temperature of the prepared ozone gas is maintained at about 136 ° C. Since the reaction time varies depending on the type of resist, it is meaningless to mention the specific time.

이후, 물을 이용하여 수용성으로 변화된 제1 레지스트 패턴(130a)을 제거할 수 있다. 이 방법은 황산을 사용하지 않음으로써, 포토마스크 표면에 황산기(SO₄)를 잔존시키지 않는다. 본 실시예에서, 예시한 공정에 의해 수용성화된 레지스트는 i-line용 레지스트의 경우 약 2분 이내, KrF용 레지스트의 경우 약 10분 이내에서 2만Å 이상의 두께가 물에 의해 제거되었다. ArF용 레지스트의 경우 KrF용 레지스트에 비하여 미세하게 제거되는 속도가 느릴 수 있다.Thereafter, the first resist pattern 130a changed to water solubility may be removed using water. This method does not use sulfuric acid, so that no sulfuric acid group (SO ₄ ) remains on the photomask surface. In this example, the resist water-soluble by the illustrated process was removed by water with a thickness of 20,000 kPa or more within about 2 minutes for the i-line resist and within about 10 minutes for the KrF resist. In the case of the ArF resist, the removal rate may be slower than that of the KrF resist.

오존을 이용하는 방법을 더 상세히 설명한다.The method of using ozone is described in more detail.

우선, 화학식 1을 참조하여, 제1 레지스트 패턴(130a)이 올레핀기 또는 알칸기를 함유할 경우, 증기화된 오존 가스와 반응하여 수산화기와 반응하여 알코홀기로 변화된다.First, referring to Formula 1, when the first resist pattern 130a contains an olefin group or an alkane group, the first resist pattern 130a reacts with the vaporized ozone gas to react with a hydroxyl group to change to an alcoholic group.

다음, 화학식 2를 참조하여, 알코홀기가 수산화기와 더 반응하여 물과 함께 케톤기로 변화된다.Next, referring to the formula (2), the alcohol hole group is further reacted with the hydroxyl group is changed into a ketone group with water.

이어서, 화학식 3을 참조하여, 케톤기도 수산화기와 계속 반응하여 수용성인 카르복실산기로 변화된다.Subsequently, with reference to Formula 3, the ketone group continues to react with the hydroxyl group to change to a soluble carboxylic acid group.

따라서, 증기화된 오존 가스를 이용하여 제1 레지스트(130a)를 수용성으로 변화시킬 수 있고, 물을 이용하여 제1 레지스트(130a)를 제거할 수 있다.Therefore, the first resist 130a can be changed to water solubility using the vaporized ozone gas, and the first resist 130a can be removed using water.

제1 레지스트 패턴(130a)이 제거되면 포토마스크 상에 제1 차광층 패턴(120a)이 전면적으로 노출되고, 위상 반전 물질층(110)이 부분적으로 노출된다. 여기서, 반사 방지 패턴(125a)이 제1 차광층 패턴(120a)의 일부, 즉 제1 차광층 패 턴(120a)에 포함되는 것으로 간주하고 설명한다.When the first resist pattern 130a is removed, the first light blocking layer pattern 120a is entirely exposed on the photomask, and the phase reversal material layer 110 is partially exposed. Here, the anti-reflection pattern 125a is considered to be included in a part of the first light blocking layer pattern 120a, that is, the first light blocking layer pattern 120a.

도 2e를 참조하면, 노출된 제1 차광층 패턴(120a)을 식각 마스크로 부분적으로 노출된 위상 반전 물질층(110)을 식각하여 위상 반전 패턴(110a)을 형성한다. 위상 반전 물질층(110)을 식각하여 위상 반전 패턴(110a)을 형성하는 방법은 잘 알려져 있으므로 상세한 설명을 생략한다.Referring to FIG. 2E, the phase inversion material layer 110 partially exposed by using the exposed first light blocking layer pattern 120a as an etch mask is etched to form the phase inversion pattern 110a. Since the method of etching the phase inversion material layer 110 to form the phase inversion pattern 110a is well known, a detailed description thereof will be omitted.

도 2f를 참조하면, 전면적으로 제2 레지스트층을 형성하고 노광, 현상하여 제2 레지스트 패턴(140)을 형성한 다음, 제2 레지스트 패턴(140)을 식각 마스크로 노출된 제1 차광층 패턴(120a)을 식각하여 제2 차광층 패턴(120b)을 형성한다. 이때, 제2 반사 방지 패턴(125b)도 형성되는데, 앞서 언급하였듯이 제2 반사 방지 패턴(125b)도 제2 차광층 패턴(125b)에 포함되는 것으로 간주하여 설명을 생략한다.Referring to FIG. 2F, the second resist layer is entirely formed, exposed and developed to form the second resist pattern 140, and then the first light blocking layer pattern exposing the second resist pattern 140 with an etching mask ( The second light blocking layer pattern 120b is formed by etching 120a). In this case, the second anti-reflection pattern 125b is also formed. As described above, the second anti-reflection pattern 125b is also considered to be included in the second light blocking layer pattern 125b and thus description thereof will be omitted.

제2 차광층 패턴(120b)이 형성되면, 위상 반전 패턴(110a)이 부분적으로 노출된다.When the second light blocking layer pattern 120b is formed, the phase inversion pattern 110a is partially exposed.

도 2g를 참조하면, 제2 레지스트 패턴(140)을 제거한다. 본 실시예에서, 제2 레지스트 패턴(140)을 제거하는 공정은 오존을 이용하여 수행될 수 있다.Referring to FIG. 2G, the second resist pattern 140 is removed. In this embodiment, the process of removing the second resist pattern 140 may be performed using ozone.

보다 상세하게, 증기화된 오존 가스에 제2 레지스트 패턴(140)을 노출시킴으로써 제2 레지스트 패턴(140)을 수용성으로 변화시킨 다음 물을 이용하여 제거하는 방법이다. 앞서 언급한 바 있으므로, 더 이상의 설명을 생략한다.In more detail, the second resist pattern 140 is changed to water-soluble by exposing the second resist pattern 140 to vaporized ozone gas and then removed using water. As mentioned above, further description is omitted.

본 발명의 실시예에서, 제1 레지스트를 폴리 하이드로젠 스타이렌 계열의 레진을 포함하는 레지스트로 형성하고, 제2 레지스트를 노볼락 계열의 레진을 포함하는 레지스트로 형성할 경우, 보다 좋은 결과를 보였다. 보다 좋은 결과라는 의미 는, 레지스트에 의한 포토마스크의 패턴 해상도, 제조 공정의 난이도 등을 고려한 공정 결과를 의미할 수 있다.In the embodiment of the present invention, when the first resist is formed of a resist including a polyhydrogen styrene-based resin and the second resist is formed of a resist including a novolak-based resin, better results were obtained. . Better results may mean a process result in consideration of the pattern resolution of the photomask by the resist, the difficulty of the manufacturing process, and the like.

이후, 세정 공정을 거친 후, 완성된 최종 패턴들(110a, 120b, 125b)을 검사한다.Thereafter, after the cleaning process, the finished final patterns 110a, 120b, and 125b are inspected.

검사 결과가 양호할 경우, 완성된 포토마스크에 펠리클을 부착하여 반도체 생산 공정에 투입한다.If the inspection result is good, the pellicle is attached to the completed photomask and put into the semiconductor production process.

검사 결과가 양호하지 못할 경우, 수정 공정으로 보내지게 되고, 수정이 여의치 않을 경우, 최초 공정으로 되돌려질 수 있다.If the test results are not good, they are sent to the correction process, and if correction is not possible, it can be returned to the original process.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)

100: 포토마스크100: photomask

105: 투명한 포토마스크 기판105: transparent photomask substrate

110: 위상 반전층110: phase inversion layer

120: 차광 물질층120: light shielding material layer

125: 반사 방지층125: antireflection layer

130, 140: 레지스트층130, 140: resist layer

Claims

투명 기판 상에 위상 반전층, 차광 물질층, 및 제1 레지스트층이 형성된 블랭크 포토마스크를 준비하고,Preparing a blank photomask having a phase inversion layer, a light blocking material layer, and a first resist layer formed on the transparent substrate,

상기 제1 레지스트층을 노광, 현상하여 제1 레지스트 패턴을 형성하고,Exposing and developing the first resist layer to form a first resist pattern,

상기 제1 레지스트 패턴을 식각 마스크로 상기 차광 물질층을 식각하여 제1 차광층 패턴을 형성하고,Etching the light blocking material layer using the first resist pattern as an etching mask to form a first light blocking layer pattern,

상기 제1 레지스트 패턴을 제거하고,Removing the first resist pattern,

상기 제1 차광층 패턴을 식각 마스크로 상기 위상 반전층을 식각하여 위상 반전 패턴을 형성하고,Etching the phase inversion layer using the first light blocking layer pattern as an etching mask to form a phase inversion pattern,

상기 제1 차광층 패턴 상에 제2 레지스트 패턴을 형성하고,Forming a second resist pattern on the first light shielding layer pattern,

상기 제2 레지스트 패턴을 식각 마스크로 상기 제1 차광층 패턴을 선택적으로 식각하여 제2 차광층 패턴을 형성하고, 및Selectively etching the first light blocking layer pattern using the second resist pattern as an etching mask to form a second light blocking layer pattern, and

상기 제2 레지스트 패턴을 제거하되,Remove the second resist pattern,

상기 제2 레지스트 패턴을 제거하는 것은 상기 제2 레지스트 패턴을 오존에 노출시키는 것을 포함하는 포토마스크 제조 방법.Removing the second resist pattern includes exposing the second resist pattern to ozone.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 제2 레지스트 패턴을 오존에 노출시키는 것은, Exposing the second resist pattern to ozone,

증기화된 오존 가스에 노출되는 것인 포토마스크 제조 방법.A method of making a photomask, which is exposed to vaporized ozone gas.

제2항에 있어서,The method of claim 2,

상기 제2 레지스트 패턴을 증기화된 오존 가스에 노출시킨 다음,Exposing the second resist pattern to vaporized ozone gas;

상기 제2 레지스트 패턴을 물로 제거하는 포토마스크 제조 방법.The photomask manufacturing method of removing the second resist pattern with water.

제2항에 있어서,The method of claim 2,

상기 레지스트 패턴은 올레핀기 또는 알칸기 중 어느 하나 이상을 함유하는 포토마스크 제조 방법.The resist pattern is a photomask manufacturing method containing any one or more of an olefin group or an alkane group.

제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein

상기 올레핀기 또는 알칸기 중 어느 하나 이상은 알코홀기와 케톤기를 거쳐 카르복실산기로 변화하는 포토마스크 제조 방법.At least one of the olefin group or alkan group is a photomask manufacturing method that is changed to a carboxylic acid group via an alcohol hole group and a ketone group.

제2항에 있어서,The method of claim 2,

상기 레지스트 패턴은 최종적으로 수용성 레진으로 변화되는 포토마스크 제조 방법.The resist pattern is finally changed to a water-soluble resin.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 제1 레지스트 패턴을 제거하는 단계는 상기 제1 레지스트 패턴을 오존에 노출시키는 것을 포함하는 포토마스크 제조 방법.Removing the first resist pattern comprises exposing the first resist pattern to ozone.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 레지스트 패턴은 전자빔 레지스트인 포토마스크 제조 방법.And the resist pattern is an electron beam resist.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 제2 레지스트 패턴은 노볼락계열의 레진을 포함하는 포토마스크 제조 방법.The second resist pattern is a photomask manufacturing method comprising a novolak-based resin.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 위상반전층은 몰리브덴을 포함하는 포토마스크 제조 방법.The phase inversion layer comprises a molybdenum photomask manufacturing method.