KR20090021483A - 바이너리 마스크용 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
광 차단막의 두께를 낮추어 포토 마스크의 패터닝 성능을 향상시키면서도 메인 패턴 외곽 영역에서의 차광효율을 저하시키지 않는 포토 마스크의 제조방법은, 투광성 기판 상에 광 차단막을 형성하는 단계와, 광 차단막 상에, 빛의 투과율을 감소시키기 위한 투과율 감소용 박막을 형성하는 단계와, 투과율 감소용 박막 상에, 소정 패턴의 레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 레지스트 패턴을 마스크로 하여 투과율 감소용 박막을 패터닝하는 단계와, 광 차단막을 패터닝하는 단계, 및 레지스트 패턴을 제거한 후, 투광영역의 투과율 감소용 박막을 제거하는 단계를 포함한다.
포토 마스크, 블랭크 마스크, 크롬 박막, 바이너리 마스크
Description
본 발명은 반도체소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 반도체소자의 제조에 사용되는 바이너리 마스크용 블랭크 마스크와, 포토 마스크의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 집적회로장치의 제조에 있어서는 미세 패턴을 반도체 웨이퍼상에 전사하는 방법으로서 포토리소그래피(photolithography) 기술이 이용된다. 포토리소그래피 기술에 있어서는 주로 투영노광장치가 이용되고, 투영노광장치에 장착한 포토 마스크의 패턴을 반도체 웨이퍼상에 전사하여 소자 제조를 위한 패턴을 형성한다.
통상 포토 마스크는 투명한 석영(Qz) 기판의 평탄한 표면상에 형성된 크롬(Cr) 등의 광 차단막을 이용하여 제작된다. 즉, 석영(Qz) 기판의 평탄한 표면상에 크롬(Cr) 등으로 이루어진 광 차단막이 소정의 형태로 패터닝된다. 상기 광 차단막 패턴의 형성은, 예를 들면 광 차단막 상에 전자빔 레지스트를 도포한 후, 전자빔 레지스트에 전자빔 묘화장치를 이용하여 소정의 패턴을 그리고 이어서 현상에 의해 원하는 형태의 레지스트 패턴을 형성하며, 그 후 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 건식식각 또는 습식식각을 실행하여 광 차단막 패턴을 형성한다. 그 후 레지스트를 제거하고, 세정 등을 실행하여 광 차단막 패턴을 구비하는 포토 마스크의 제조를 완료하게 된다. 블랭크(blank) 마스크는 마스크 기판 상에 광 차단막과 레지스트막이 형성된 상태로, 포토 마스크의 패턴을 형성하기 전의 상태를 가리킨다.
최근, 반도체 메모리소자의 고집적화가 진행되고 동작속도의 향상을 이루면서 회로패턴의 미세화가 더욱 요구되고 있으며, 이에 따라 미세패턴 형성에 사용되는 포토 마스크의 패턴도 미세화가 요구되고 있는 실정이다.
포토 마스크의 패터닝 성능을 향상시키기 위하여 광 차단막의 두께를 낮추는 것이 필요하다. 그러나, 광 차단막의 두께를 낮출 경우 차광 효율이 떨어지기 때문에 빛이 차단되어야 하는 메인 패턴 외곽영역에서는 일정 두께 이상의 광 차단막이 유지되어야 한다. 따라서, 광 차단막의 두께를 낮추는 데에는 한계가 있으며, 포토 마스크의 패터닝 성능을 향상시키는 데에 한계가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 광 차단막의 두께를 낮추어 포토 마스크의 패터닝 성능을 향상시키면서도 메인 패턴 외곽 영역에서의 차광효율을 저하시키지 않는 블랭크 마스크와 이를 이용한 바이너리 마스크의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 따른 블랭크 마스크는, 투광성 기판과, 상기 기판 상에 형성된 광 차단막과, 상기 광 차단막 상에 형성되며, 빛의 투과율을 감소시키기 위한 투과율 감소용 박막, 및 상기 투과율 감소용 박막 상에 형성된 레지스트막을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 광 차단막은 100 ∼ 1,000Å의 두께를 갖는 막일 수 있다.
상기 투과율 감소용 박막은 실리콘옥시나이트라이드(SiON), 몰리브덴실리나이트라이드(MoSiN), 몰리브덴실리옥시나이트라이드(MoSiON) 또는 탄탈륨옥시나이트라이드(TaON) 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 투과율 감소용 박막은, 상기 투과율 감소용 박막과 광 차단막을 투과하는 빛의 투과도가 0.1% 이하가 되도록 하는 두께를 가질 수 있다.
상기 기판과 광 차단막 사이에, 투과하는 빛의 위상을 반전시키는 위상반전막을 더 구비할 수 있다.
상기 다른 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 따른 포토 마스크의 제조방법은, 투광성 기판 상에 광 차단막을 형성하는 단계와, 상기 광 차단막 상에, 빛의 투과율을 감소시키기 위한 투과율 감소용 박막을 형성하는 단계와, 상기 투과율 감소용 박막 상에, 소정 패턴의 레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 투과율 감소용 박막을 패터닝하는 단계와, 상기 광 차단막을 패터닝하는 단계, 및 상기 레지스트 패턴을 제거한 후, 투광영역의 상기 투과율 감소용 박막을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 광 차단막은 100 ∼ 1,000Å의 두께로 형성할 수 있다.
상기 투과율 감소용 박막은 실리콘옥시나이트라이드(SiON), 몰리브덴실리나이트라이드(MoSiN), 몰리브덴실리옥시나이트라이드(MoSiON) 및 탄탈륨옥시나이트라이드(TaON) 중의 어느 하나로 형성할 수 있다.
상기 투과율 감소용 박막은, 상기 투과율 감소용 박막과 광 차단막을 투과하는 빛의 투과도가 0.1% 이하가 되도록 하는 두께로 형성할 수 있다.
본 발명에 의한 블랭크 마스크 및 포토 마스크의 제조방법에 따르면, 광 차단막 위에 빛의 투과율을 감소시킬 수 있는 물질로 이루어진 투과율 감소용 박막을 구비함으로써 광 차단막의 두께를 얇게 하더라도 차광영역에서의 빛의 투과율을 저하시켜 미세 패턴의 형성을 용이하게 할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.
도 1은 본 발명에 따른 바이너리 마스크용 블랭크 마스크를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 석영(Qz)과 같은 투명한 기판(100) 상에, 예를 들어 크롬(Cr)과 같은 광 차단물질로 이루어진 광 차단막(110)이 소정 두께로 배치되어 있 다. 상기 광 차단막(110)은 패터닝 성능을 향상시키기 위하여 100 ∼ 1,000Å 정도로 얇은 두께를 갖는다.
상기 광 차단막(110) 위에는, 웨이퍼 상에 패턴을 전사하기 위한 노광공정에서 빛의 투과를 감소시키기 위한 투과율 감소용 박막(120)이 배치되어 있다. 상기 투과율 감소용 박막(120)은, 하부의 얇아진 광 차단막(110)을 투과한 소량의 빛의 투과를 더욱 차단하기 위한 것으로, 예를 들어 실리콘옥시나이트라이드(SiON), 몰리브덴실리나이트라이드(MoSiN), 몰리브덴실리옥시나이트라이드(MoSiON) 또는 탄탈륨옥시나이트라이드(TaON) 중의 어느 하나로 이루어진다.
상기 투과율 감소용 박막(120)은 실제 웨이퍼로의 패턴 전사를 위하여 포토 마스크를 제작할 때 메인 패턴이 형성되는 영역에서는 제거되고 메인 패턴 영역의 외곽부인 차광영역에서만 잔류하게 된다. 따라서, 광 차단막(110)의 두께가 얇아지더라도 차광영역에서의 광 차단 효율을 감소시키지 않으면서 미세 패턴 형성이 가능하게 한다. 상기 투과율 감소용 박막(120)은 상기 차광영역에서의 광 투과도가 0.1% 이하가 되도록 하는 두께를 갖는 것이 바람직하다.
상기 투과율 감소용 박막(120) 위에는, 예를 들어 전자빔에 의해 노광이 가능한 전자빔 레지스트막(130)이 일정 두께로 배치되어 있다.
이와 같은 구조의 본 발명에 의한 바이너리 마스크용 블랭크 마스크에 따르면, 광 차단막 위에 빛의 투과율을 감소시킬 수 있는 물질로 이루어진 투과율 감소용 박막을 구비함으로써 광 차단막의 두께를 얇게 하더라도 차광영역에서의 빛의 투과율을 저하시켜 미세 패턴의 형성을 용이하게 할 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 포토 마스크의 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도들이다.
도 2를 참조하면, 석영(Qz)과 같은 투명한 기판(200) 상에 빛의 투과를 차단하는 광 차단막(210)을 형성한다. 상기 광 차단막(210)은 예를 들어 크롬(Cr)과 같은 광 차단물질을 화학기상증착(CVD)과 같은 통상의 증착법으로 형성할 수 있는데, 패터닝 성능을 향상시키기 위하여 가능한 얇은 두께, 바람직하게는 100 ∼ 1,000Å의 두께로 형성한다.
광 차단막(210) 위에, 광 차단막(210)을 투과하는 소량의 빛의 투과를 더욱 차단하기 위하여, 예를 들어 실리콘옥시나이트라이드(SiON), 몰리브덴실리나이트라이드(MoSiN), 몰리브덴실리옥시나이트라이드(MoSiON) 또는 탄탈륨옥시나이트라이드(TaON) 중의 어느 하나로 이루어진 투과율 감소용 박막(220)을 형성한다. 상기 투과율 감소용 박막(220)은 실제 웨이퍼로의 패턴 전사를 위하여 포토 마스크를 제작할 때, 메인 패턴이 형성되는 영역에서는 제거되고 메인 패턴 영역의 외곽부인 차광영역에서만 잔류하게 된다. 따라서, 메인 패턴 영역의 광 투과율에는 영향을 미치지 않으면서, 광 차단막(210)의 두께 감소로 인해 차광영역에서의 광 차단 효율을 감소하지 않도록 함으로써 미세 패턴 형성이 가능하게 한다. 상기 투과율 감소용 박막(220)은 차광영역에서의 광 투과도가 0.1% 이하가 되도록 하는 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
다음에, 상기 투과율 감소용 박막(220) 상에, 예를 들어 전자빔 레지스트를 도포하여 레지스트막(230)을 형성한다.
한편, 위상반전 마스크를 제작할 경우에는, 상기 기판(200) 상에 광 차단막(210)을 형성하기 전에 몰리브덴실리옥시나이트라이드(MoSiON) 또는 몰리브덴실리나이트라이드(MoSiN)와 같은 위상반전 물질을 일정 두께 증착하여 위상반전막(도시되지 않음)을 형성한다.
또는, 도 1에 도시된 것과 같이, 석영(Qz)과 같은 투명한 기판(200) 상에 광 차단막(210), 투과율 감소용 박막(220) 및 전자빔 레지스트막(230)이 차례로 형성되어 있는 블랭크 마스크를 준비한다.
다음에, 전자빔 노광장비를 이용하여 상기 레지스트막(230)을 소정 패턴대로 노광한 다음, 노광된 레지스트막을 현상하여 레지스트 패턴을 형성한다.
도 3을 참조하면, 상기 레지스트 패턴(도 2의 230)을 마스크로 하여 투과율 감소용 박막(220)의 노출된 영역을 식각하여 제거한다. 계속해서 광 차단막(210)의 노출된 영역을 식각하여 제거한다. 상기 투과율 감소용 박막(220) 및 광 차단막(210)에 대한 식각은 건식식각 공정으로 진행할 수 있다. 다음에, 상기 레지스트 패턴을 제거한다.
도 4를 참조하면, 차광영역 및 투광영역을 정의하기 위하여, 레지스트 패턴이 제거된 결과물 상에 다시 레지스트를 일정 두께 도포하여 레지스트막(도시되지 않음)을 형성한다. 상기 레지스트막을 노광한 후 현상공정을 수행하여 차광영역을 한정하는 레지스트 패턴(도시되지 않음)을 형성한다. 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여 투과율 감소용 박막(220)의 노출된 영역을 식각한 다음 레지스트 패턴을 제거하면, 도시된 것과 같이 메인 패턴영역 외곽부의 차광영역에만 투과율 감소용 박 막(220)이 잔류하게 된다.
상기 차광영역에 잔류하는 투과율 감소용 박막(220)으로 인해 광 차단막(210)의 두께를 얇게 하더라도 차광영역에서의 빛의 투과율이 증가하지 않으므로 미세 패턴을 형성하는 패터닝 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 바이너리 마스크용 블랭크 마스크를 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 포토 마스크의 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도들이다.
Claims (9)
- 투광성 기판;상기 기판 상에 형성된 광 차단막;상기 광 차단막 상에 형성되며, 빛의 투과율을 감소시키기 위한 투과율 감소용 박막; 및상기 투과율 감소용 박막 상에 형성된 레지스트막을 구비하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
- 제1항에 있어서,상기 광 차단막은 100 ∼ 1,000Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
- 제1항에 있어서,상기 투과율 감소용 박막은 실리콘옥시나이트라이드(SiON), 몰리브덴실리나이트라이드(MoSiN), 몰리브덴실리옥시나이트라이드(MoSiON) 및 탄탈륨옥시나이트라이드(TaON) 중의 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
- 제1항에 있어서,상기 투과율 감소용 박막은, 상기 투과율 감소용 박막과 광 차단막을 투과하 는 빛의 투과도가 0.1% 이하가 되도록 하는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
- 제1항에 있어서,상기 기판과 광 차단막 사이에, 투과하는 빛의 위상을 반전시키는 위상반전막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
- 투광성 기판 상에 광 차단막을 형성하는 단계;상기 광 차단막 상에, 빛의 투과율을 감소시키기 위한 투과율 감소용 박막을 형성하는 단계;상기 투과율 감소용 박막 상에, 소정 패턴의 레지스트 패턴을 형성하는 단계;상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 투과율 감소용 박막을 패터닝하는 단계;상기 광 차단막을 패터닝하는 단계; 및상기 레지스트 패턴을 제거한 후, 투광영역의 상기 투과율 감소용 박막을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
- 제6항에 있어서,상기 광 차단막은 100 ∼ 1,000Å의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 포 토 마스크의 제조방법.
- 제6항에 있어서,상기 투과율 감소용 박막은 실리콘옥시나이트라이드(SiON), 몰리브덴실리나이트라이드(MoSiN), 몰리브덴실리옥시나이트라이드(MoSiON) 및 탄탈륨옥시나이트라이드(TaON) 중의 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
- 제6항에 있어서,상기 투과율 감소용 박막은, 상기 투과율 감소용 박막과 광 차단막을 투과하는 빛의 투과도가 0.1% 이하가 되도록 하는 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 제조방법.
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KR1020070086034A KR20090021483A (ko) | 2007-08-27 | 2007-08-27 | 바이너리 마스크용 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크의 제조방법 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8592105B2 (en) | 2010-10-20 | 2013-11-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Photomasks and methods of fabricating the same |
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2007
- 2007-08-27 KR KR1020070086034A patent/KR20090021483A/ko not_active Application Discontinuation
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US8592105B2 (en) | 2010-10-20 | 2013-11-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Photomasks and methods of fabricating the same |
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