A Study on the Mask Fabrication Process for X-ray Lithography

X-선 노광용 마스크 제작공정에 관한 연구

X-ray lithography mask with SiC membrane and Ta absorber patterns has been fabricated using ECR plasma CVD, d.c. magnetron sputtering, and ECR plasma etching. The stress of stoichiometric SiC film was adjusted by rapid thermal annealing under $N_2$, ambient. Adjusting the working pressure during sputtering process resulted in a near-zero residual stress, reasonable density, and smooth surface morphology of Ta film. Cl-based plasma showed a good etching characteristics of Ta, and two-step etching process was implemented to suppress microloading effect fur sub-quarter $\mu\textrm{m}$ patterning.

X-선 노광용 마스크의 재료로서 SiC와 Ta박막을 각각 ECR플라즈마 CVD, 스퍼터링 장비를 이용하여 증착한 뒤 잔류응력, 미세구조, 표면상태, 그리고 화학적 결합상태 등을 조사하였고, ECR etching system을 이용하여 Ta박막 미세 식각 특성을 연구하였다. SiC박막은 $N_2$분위기에서 RTA를 통하여 X-선 투과막 물질로서 필요한 적절한 인장응력을 변화 시킬 수 있었고, 공정 압력을 조절하여 증착한 Ta박막은 높은 밀도와 우수한 표면 평활도를 가지고 시간과 온도에 따른 응력의 안정성이 좋은 X-선 흡수체를 증착할 수 있었다. 또한 Cl 플라즈마는 흡수체 물질 Ta에 대해 좋은 식각특성을 보였고, two-step 식각을 통해 microloading effect를 억제함으로써 0.2 $\mu\textrm{m}$이하의 미세패턴을 식각해 낼 수 있었다.