KR100842748B1 - Photomask Manufacturing Method - Google Patents
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Abstract
본 발명의 포토마스크 제조방법은, 투명기판 위에 광차단막을 형성하는 단계와, 광차단막 표면에 플라즈마 처리를 하여 표면을 매끄럽게 하는 단계와, 그리고 광차단막을 패터닝하여 광차단막패턴을 형성하는 단계를 포함한다.The photomask manufacturing method of the present invention includes the steps of forming a light blocking film on a transparent substrate, performing a plasma treatment on the surface of the light blocking film to smooth the surface, and patterning the light blocking film to form a light blocking film pattern. do.
Description
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토마스크 제조방법을 설명하기 위해 나타내 보인 단면도들이다.1 to 3 are cross-sectional views illustrating a photomask manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
도 4 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토마스크 제조방법을 설명하기 위해 나타내 보인 단면도들이다.4 to 10 are cross-sectional views illustrating a photomask manufacturing method according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 포토마스크 제조방법에 관한 것으로서, 특히 헤이즈(haze) 발생이 억제되도록 하는 포토마스크 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photomask manufacturing method, and more particularly, to a photomask manufacturing method in which haze generation is suppressed.
최근 반도체소자가 고집적화되면서 웨이퍼 상에 형성되는 패턴의 크기가 미세해지고, 이러한 미세 패턴을 형성하기 위하여 포토마스크를 사용하는 포토리소그라피(photolithography) 공정이 이용되고 있다. 포토마스크에는 바이너리(binary) 마스크, 위상반전마스크(phase shift mask)를 포함하여 여러 종류가 있으나, 최근에는 높은 해상력이 실현되고 초점심도(depth of focus)를 증가시킬 수 있는 위상반전마스크가 주로 사용되고 있다.Recently, as semiconductor devices are highly integrated, the size of patterns formed on wafers become fine, and photolithography processes using photomasks are used to form such fine patterns. There are several types of photomasks, including binary masks and phase shift masks. However, in recent years, phase inversion masks that can realize high resolution and increase depth of focus are mainly used. have.
바이너리 마스크는 쿼츠와 같은 투명기판 위에 크롬막으로 이루어지는 광차 단막패턴이 배치되는 구조를 갖는다. 위상반전마스크는 투명기판 위에 몰리브데늄(Mo)이 포함된 막질로 이루어지는 위상반전막패턴이 배치되고, 위상반전막패턴의 일부표면 위에 광차단막패턴이 배치되는 구조를 갖는다. 이와 같은 포토마스크를 제조하기 위해서는, 광차단막 및 위상반전막의 적층공정, 레지스트막패턴을 이용한 식각공정 및 세정공정을 수행하여야 한다. 그런데 이와 같은 공정을 수행한 결과, 포토마스크 표면에 잔류이온들이 남아있을 수 있으며, 이 잔류이온들은 노광시 노광에너지에 의해 서로 반응하여 점점 그 크기가 커지는 성장성 결함인 헤이즈(haze)를 만든다.The binary mask has a structure in which a light blocking single layer pattern made of a chrome film is disposed on a transparent substrate such as quartz. The phase inversion mask has a structure in which a phase inversion film pattern made of a film quality including molybdenum (Mo) is disposed on a transparent substrate, and a light blocking film pattern is disposed on a portion of the surface of the phase inversion film pattern. In order to manufacture such a photomask, the lamination process of the light blocking film and the phase inversion film, the etching process using the resist film pattern, and the cleaning process should be performed. However, as a result of performing such a process, residual ions may remain on the surface of the photomask, and these residual ions react with each other by exposure energy during exposure to produce haze, which is a growth defect that increases in size.
헤이즈의 생성원인에는 여러 가지가 있지만, 그 중 하나는 적층공정에 의해 적층된 막질의 표면상태이다. 즉 광차단막 또는 위상반전막을 그 표면이 매끄럽지 못하고 다소 거칠게 증착하는 경우, 헤이즈의 원인이 되는 잔류이온들이 보다 많이 생길 수 있다. 헤이즈는 노광공정시 원하지 않는 패턴전사를 야기하여 소자 제조과정에서 불량을 발생시킬 수 있다.There are many causes of haze generation, but one of them is the surface state of the film quality laminated by the lamination process. In other words, when the surface of the light blocking film or the phase inversion film is deposited to be rather rough rather than smooth, more residual ions that cause haze may be generated. Haze may cause unwanted pattern transfer during the exposure process, resulting in defects in device fabrication.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 적층된 막질 표면에 잔류이온들의 밀도를 감소시켜 헤이즈가 발생하는 것을 억제할 수 있는 포토마스크 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a photomask manufacturing method that can suppress the occurrence of haze by reducing the density of residual ions on the laminated film surface.
본 발명의 일 실시예에 따른 포토마스크 제조방법은, 투명기판 위에 광차단막을 형성하는 단계; 상기 광차단막 표면에 플라즈마 처리를 하여 표면을 매끄럽게 하는 단계; 및 상기 광차단막을 패터닝하여 광차단막패턴을 형성하는 단계를 포함한다.A photomask manufacturing method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of forming a light blocking film on a transparent substrate; Performing a plasma treatment on the surface of the light blocking film to smooth the surface; And patterning the light blocking film to form a light blocking film pattern.
상기 플라즈마 처리는 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스 및 산소(O2) 가스를 사용하여 수행할 수 있다.The plasma treatment may be performed using argon (Ar) gas, helium (He) gas, and oxygen (O 2 ) gas.
상기 플라즈마 처리를 수행한 후에 세정공정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include performing a cleaning process after performing the plasma treatment.
상기 광차단막은 크롬(Cr)막으로 형성할 수 있다.The light blocking film may be formed of a chromium (Cr) film.
본 발명의 다른 실시예에 따른 포토마스크 제조방법은, 투명기판 위에 위상반전막을 형성하는 단계; 상기 위상반전막 표면에 제1 플라즈마 처리를 하여 표면을 매끄럽게 하는 단계; 상기 위상반전막 위에 광차단막을 형성하는 단계; 상기 광차단막 표면에 제2 플라즈마 처리를 하여 표면을 매끄럽게 하는 단계; 및 상기 광차단막 및 위상반전막을 패터닝하여 광차단막패턴 및 위상반전막패턴을 형성하는 단계를 포함한다.A photomask manufacturing method according to another embodiment of the present invention includes the steps of forming a phase inversion film on a transparent substrate; Performing a first plasma treatment on the surface of the phase shift film to smooth the surface; Forming a light blocking film on the phase shift film; Performing a second plasma treatment on the surface of the light blocking film to smooth the surface; And patterning the light blocking film and the phase inversion film to form a light blocking film pattern and a phase inversion film pattern.
상기 제1 플라즈마 처리는 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스 및 산소(O2) 가스를 사용하여 수행할 수 있다.The first plasma treatment may be performed using argon (Ar) gas, helium (He) gas, and oxygen (O 2 ) gas.
상기 제1 플라즈마 처리를 수행한 후에 세정공정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include performing a cleaning process after performing the first plasma treatment.
상기 제2 플라즈마 처리는 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스 및 산소(O2) 가스를 사용하여 수행할 수 있다.The second plasma treatment may be performed using argon (Ar) gas, helium (He) gas, and oxygen (O 2 ) gas.
상기 제2 플라즈마 처리를 수행한 후에 세정공정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include performing a cleaning process after performing the second plasma treatment.
상기 위상반전막은 몰리브데늄(Mo)막으로 형성하고, 상기 광차단막은 크롬(Cr)막으로 형성할 수 있다.The phase inversion film may be formed of a molybdenum (Mo) film, and the light blocking film may be formed of a chromium (Cr) film.
이하 첨부 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 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이너리 포토마스크 제조방법을 설명하기 위해 나타내 보인 단면도들이다.1 to 3 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a binary photomask according to an embodiment of the present invention.
먼저 도 1에 나타낸 바와 같이, 쿼츠(quartz)와 같은 투명기판(110) 위에 광차단막(120)을 형성한다. 광차단막(120)은 크롬(Cr)막으로 형성할 수 있다. 다음에 도 2에 나타낸 바와 같이, 광차단막(120)에 대해 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스 및 산소(O2) 가스를 이용한 플라즈마 처리를 수행한다. 이 플라즈마 처리에 의해 광차단막(120) 표면 거칠기(roughness)가 개선되어 매끄럽게 되고, 광차단막(120) 표면에는 얇은 산화막(130)이 만들어진다. 이와 같이 플라즈마 처리에 의해 광차단막(120) 표면 거칠기가 개선됨에 따라, 헤이즈의 원인이 되는 이온들이 잔류하는 것을 억제할 수 있다. 플라즈마 처리를 수행한 후에는 통상의 세정공정을 수행한다. 다음에 도 3에 나타낸 바와 같이, 레지스트막패턴(미도시)을 이용한 패터닝을 수행하여 광차단막패턴(122) 및 산화막패턴(132)을 형성한다.First, as shown in FIG. 1, a
도 4 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위상반전마스크 제조방법을 설명하기 위해 나타내 보인 단면도들이다.4 to 10 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a phase shift mask according to another embodiment of the present invention.
먼저 도 4에 나타낸 바와 같이, 쿼츠와 같은 투명기판(410) 위에 위상반전막(420)을 형성한다. 위상반전막(420)은 몰리브데늄(Mo)막으로 형성할 수 있다. 다음에 도 5에 나타낸 바와 같이, 위상반전막(420)에 대해 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스 및 산소(O2) 가스를 이용한 제1 플라즈마 처리를 수행한다. 이 제1 플라즈마 처리에 의해 위상반전막(420) 표면 거칠기가 개선되어 매끄럽게 되고, 위상반전막(420) 표면에는 얇은 제1 산화막(430)이 만들어진다. 이와 같이 제1 플라즈마 처리에 의해 위상반전막(420) 표면 거칠기가 개선됨에 따라, 헤이즈의 원인이 되는 이온들이 위상반전막(420) 표면에 잔류하는 것을 억제할 수 있다. 제1 플라즈마 처리를 수행한 후에는 세정공정을 수행한다.First, as shown in FIG. 4, a
다음에 도 6에 나타낸 바와 같이, 제1 산화막(430) 위에 광차단막(440)을 형성한다. 광차단막(440)은 크롬(Cr)막으로 형성할 수 있다. 다음에 도 7에 나타낸 바와 같이, 광차단막(440)에 대해 아르곤(Ar) 가스, 헬륨(He) 가스 및 산소(O2) 가스를 이용한 제2 플라즈마 처리를 수행한다. 이 제2 플라즈마 처리에 의해 광차단막(440) 표면 거칠기가 개선되어 매끄럽게 되고, 광차단막(440) 표면에는 얇은 제2 산화막(450)이 만들어진다. 이와 같이 제2 플라즈마 처리에 의해 광차단막(440) 표면 거칠기가 개선됨에 따라, 헤이즈의 원인이 되는 이온들이 광차단막(440) 표면에 잔류하는 것을 억제할 수 있다. 플라즈마 처리를 수행한 후에는 통상의 세정공정을 수행한다.Next, as shown in FIG. 6, a
다음에 도 8에 나타낸 바와 같이, 제2 산화막(450) 위에 제1 레지스트막패턴(460)을 형성한다. 이 제1 레지스트막패턴(460)은 제2 산화막(450)의 일부 표면을 노출시키는 개구부들(openings)을 갖는다. 다음에 제1 레지스트막패턴(460)을 식각마스크로 한 식각으로 제2 산화막(450), 광차단막(440), 제1 산화막(430) 및 위상반전막(420)의 노출부분을 순차적으로 제거한다.Next, as shown in FIG. 8, a first resist
그러면 도 9에 나타낸 바와 같이, 투명기판(410) 위에 위상반전막패턴(422), 제1 산화막패턴(432), 광차단막패턴(442) 및 제2 산화막패턴(452)이 순차적으로 적층되는 구조가 만들어진다. 다음에 제1 레지스트막패턴(460)을 제거한다. 이어서 제2 산화막패턴(452)의 일부 표면 위에 제2 레지스트막패턴(470)을 형성한다. 다음에 제2 레지스트막패턴(470)을 식각마스크로 한 식각으로 제2 산화막패턴(452), 광차단막패턴(442) 및 제1 산화막패턴(432)의 노출부분을 순차적으로 제거한다. 그러면 도 10에 나타낸 바와 같이, 투명기판(410) 위의 일부 영역에서는 위상반전막패턴(422), 제1 산화막패턴(432), 광차단막패턴(442) 및 제2 산화막패턴(452)이 순차적으로 적층되는 구조가 만들어지고, 투명기판(410)의 다른 영역에서는 위상반전막패턴(422)이 노출되는 구조가 만들어지며, 투명기판(410)의 또 다른 영역에서는 투명기판(410) 표면이 노출되는 구조가 만들어진다. 이후 제2 레지스트막패턴(470)을 제거한다.Then, as shown in FIG. 9, the phase
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 포토마스크 제조방법에 따르면, 바이너리 마스크의 경우 광차단막을 형성한 후, 그리고 위상반전마스크의 경우 위상반전막 및 광차단막을 형성한 후, 각각 플라즈마 처리를 하여 표면 상태를 매끄럽게 함으로써 잔류이온의 밀도를 감소시킬 수 있으며, 따라서 이 잔류이온에 의한 헤이즈 발생을 억제시킬 수 있다는 이점에 제공된다.As described above, according to the method of manufacturing a photomask according to the present invention, after forming a light blocking film in the case of a binary mask, and forming a phase inversion film and a light blocking film in the case of a phase inversion mask, respectively, plasma treatment is performed. By smoothing the surface state, the density of residual ions can be reduced, thus providing the advantage that the generation of haze by the residual ions can be suppressed.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention. Do.
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