KR100472115B1 - Blank-mask and its method for manufacturing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 블랭크 마스크 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은 투명 기판 상부에 금속 타겟(Target)에 대해 메탄가스, 아르곤 가스, 질소 가스를 일정 분압 비율로 혼합하여 반응성 스퍼터링으로 차광막을 형성한 후에, 차광막의 상부에 아르곤 가스(Ar), 이산화탄소(CO2), 일산화질소(NO) 또는 이산화질소(N2O), 질소를 일정한 분압 비율로 혼합하여 반응성 스퍼터링으로 반사방지막을 형성하는 블랭크 마스크 및 그의 제조 방법을 포함한다.The present invention relates to a blank mask and a method of making the same. To this end, the present invention forms a light shielding film by reactive sputtering by mixing methane gas, argon gas, and nitrogen gas with respect to a metal target on a transparent substrate at a predetermined partial pressure ratio, and then argon gas (Ar), It includes a blank mask and a method for producing the anti-reflection film by mixing carbon dioxide (CO 2 ), nitrogen monoxide (NO) or nitrogen dioxide (N 2 O), nitrogen in a constant partial pressure ratio by reactive sputtering.
따라서, 본 발명은 반응성 가스로 이산화탄소 또는 일산화탄소, 일산화질소 또는 이산화질소 및 질소를 적절한 비율로 혼합하여 사용함으로써 박막 제작 공정에서 플라즈마 상태가 안정되어 균일한 성막 특성을 얻을 수 있고, 에칭 상태가 양호한 패턴을 얻을 수 있고, 또한 반사방지막을 이중막 구조로 형성함으로써 광파장에 따른 반사율을 8~12%로 낮추며, 포토마스크에서 미세 패턴의 형성시 언더컷 현상이 최소화될 수 있는 효과를 제공하여 준다. Therefore, the present invention uses a mixture of carbon dioxide or carbon monoxide, nitrogen monoxide or nitrogen dioxide and nitrogen as an appropriate ratio as a reactive gas to stabilize the plasma state in the thin film fabrication process to obtain uniform film formation characteristics, and to obtain a good etching state pattern. In addition, by forming the anti-reflection film in a double layer structure, the reflectance according to the light wavelength is reduced to 8 to 12%, and the effect of minimizing the undercut phenomenon when forming a fine pattern in the photomask is provided.
Description
본 발명은 블랭크 마스크 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반사방지막 제작시 안정한 방전 상태를 유지하며 언더 컷 현상을 최소화하는 패턴을 형성할 수 있는 블랭크 마스크 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a blank mask and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a blank mask and a method for manufacturing the blank mask capable of forming a pattern that maintains a stable discharge state and minimizes the undercut phenomenon in the production of an antireflection film.
반도체 집적회로, TFT-LCD용 미세 패턴 형성에는 필수적으로 포토마스크(Photo-Mask)를 사용하는 포토리소그래피 기술이 이용되고 있다. 포토마스크는 세정한 투명기판에 차광막 및 반사방지막을 증착한 후, 전자빔 레지스트 또는 포토레지스트를 도포하여 일정한 패턴을 형성한 것이다. Photolithography technology using a photo-mask is essentially used to form fine patterns for semiconductor integrated circuits and TFT-LCDs. The photomask is formed by depositing a light shielding film and an antireflection film on a cleaned transparent substrate and then applying an electron beam resist or a photoresist to form a predetermined pattern.
블랭크 마스크는 위에서 상술한 포토마스크의 패턴을 형성하기 전의 상태를 가리킨다. 이러한 블랭크 마스크에는 정교한 디바이스의 패턴을 형성하기 위해서 노광장치의 광원으로부터 광선이 포토마스크를 통과하여 디바이스를 노광하고, 노광 후 반사되는 광선이 다시 포토마스크로 입사되는 것을 방지하기 위해 반사방지막이 필요하다. The blank mask indicates the state before forming the pattern of the photomask described above. Such a blank mask requires an anti-reflection film to prevent light rays from the light source of the exposure apparatus passing through the photomask to expose the device and to prevent the reflected light from entering the photomask again to form a sophisticated device pattern. .
블랭크 마스크는 차광막과 반사방지막으로 구성되며, 일반적으로 DC 마그네트론 스퍼터링(Magnetron Sputtering) 방식을 사용하여 제작된다. 이때, 블랭크 마스크의 금속 타겟은 주로 크롬(Cr)이 사용되며, 가스는 불활성 가스인 아르곤(Ar)이 주로 사용된다. The blank mask is composed of a light shielding film and an anti-reflection film, and is generally manufactured using a DC magnettron sputtering method. At this time, chromium (Cr) is mainly used as the metal target of the blank mask, and argon (Ar) which is an inert gas is mainly used.
여기서, 차광막은 광원으로부터 방사되는 광선을 차단하는 역할을 하며, 진공 챔버 내의 크롬 타켓에 아르곤 가스를 사용해서 일정한 두께의 박막을 형성한다. Here, the light shielding film serves to block light rays emitted from the light source, and forms a thin film having a constant thickness using argon gas on the chromium target in the vacuum chamber.
그리고, 반사방지막은 크롬의 금속 타겟에 아르곤 가스와 반응성 가스로 산소를 혼합하여 반응성 스퍼터링 방법으로 제조된다.The antireflection film is manufactured by a reactive sputtering method by mixing oxygen with an argon gas and a reactive gas to a metal target of chromium.
이때, 반응성 가스로 사용되는 산소는 반응성이 높은 가스이므로 반사방지막 형성시 산소를 주입하면 크롬 타켓 표면에 신속히 산화가 진행된다.At this time, since the oxygen used as the reactive gas is a highly reactive gas, when oxygen is injected during the formation of the anti-reflection film, oxidation rapidly proceeds on the surface of the chromium target.
이렇게 산화된 크롬 타켓 표면을 스퍼터링 할 때, 크롬 타켓의 상부 공간에 형성되어 있는 플라즈마 중의 전자가 크롬 타켓 표면의 크롬 산화막에 차지업(Charge-up) 됨으로써 크롬 타켓 표면에서 스퍼터링이 균일하게 일어나지 않는 경우가 종종 발생한다. When sputtering the oxidized chromium target surface, when the electrons in the plasma formed in the upper space of the chromium target are charged up to the chromium oxide film on the chromium target surface, sputtering does not occur uniformly on the chromium target surface. Often happens.
게다가 박막 형성 중에 아킹(Arcking) 현상이 일어나는 원인이 되어 결함이 없는 균일한 반사방지막을 형성하는 것이 매우 어렵다는 문제점이 있다.In addition, there is a problem that it is very difficult to form a uniform anti-reflection film without defects as a cause of arcing during thin film formation.
도 1은 블랭크 마스크에서 가스 흐름양 변화에 대한 방전 전압의 변화 상태가 도시된 도면이다.1 is a view showing a state of change of the discharge voltage with respect to the gas flow amount change in the blank mask.
도 1은 방전 전력 1㎾, 주입 가스로서 아르곤과 질소(N2)를 각각 50, 25 sccm 조건으로 일정하게 흐르게 하고, 산소 및 이산화탄소 가스를 각각 0~10 sccm 변화시켰을 때의 방전 전압의 변화를 나타낸 것이다.1 is a discharge power of 1 kW, the argon and nitrogen (N 2 ) as the injection gas is constantly flowing under 50 and 25 sccm conditions, respectively, and changes in the discharge voltage when oxygen and carbon dioxide gas is changed from 0 to 10 sccm, respectively It is shown.
도 1에서 ○표는 산소 가스 흐름양에 대한 방전 전압을 나타내며, 산소 가스 흐름양이 증가할 경우와 감소할 경우의 방전 전압 곡선이 다르다. 또한, 방전 전압 곡선에서 산소 가스 흐름양이 증가할 경우와 감소할 경우의 차이는 최대 약 20V까지 발생하므로 결국 불안정한 방전 상태에서 균일한 박막 특성을 형성하기 어렵다. In FIG. 1, a circle | surface shows the discharge voltage with respect to the amount of oxygen gas flow, and the discharge voltage curve when an oxygen gas flow amount increases and decreases is different. In addition, since the difference between the increase and decrease of the amount of oxygen gas flow in the discharge voltage curve occurs up to about 20V, it is difficult to form uniform thin film characteristics in an unstable discharge state.
위와 같은 현상은 아르곤과 산소 가스를 사용해도 동일하게 발생한다.The same phenomenon occurs with argon and oxygen gas.
도 2는 반사방지막 제작시 반응성 가스의 반사율 변화 상태가 도시된 도면이다.2 is a view illustrating a state of change in reflectance of a reactive gas when an antireflection film is manufactured.
도 2의 (a)는 주입 가스로 아르곤과 산소를 사용한 경우의 반사율을 나타내며, 차광막인 크롬의 막 두께는 약 80㎚, 반사방지막인 산화크롬의 막 두께는 약 25㎚의 경우에서 반사율 변화 곡선을 나타낸다.2 (a) shows the reflectance when argon and oxygen are used as the injection gas, and the film thickness of chromium as a light shielding film is about 80 nm and the film thickness of chromium oxide as an antireflection film is about 25 nm. Indicates.
도 2의 (a)에서, 두께 80nm의 차광막인 크롬막은 크롬 타겟을 사용하여 투명기판 위에 아르곤 가스 압력 2mtorr, 인가 전력 1kW 조건에서 스퍼터링 방법으로 형성되고, 두께 25nm의 반사방지막인 산화크롬막은 차광막 위에 반사방지막으로 아르곤 가스와 산소 가스를 혼합하여 압력 2mtorr, 인가 전력 1kW에서 형성된다.In FIG. 2A, a chromium film, which is a light shielding film having a thickness of 80 nm, is formed on a transparent substrate by a sputtering method under an argon gas pressure of 2 mtorr and an applied power of 1 kW, using a chromium target. Argon gas and oxygen gas are mixed with the antireflection film to form a pressure of 2 mtorr and an applied power of 1 kW.
노광파장 영역대인 300~450㎚에서 반사율은 4~12%로 낮으나 450nm 이상의 광파장에 대한 반사율의 변화가 크기 때문에 블랭크 마스크의 제작 공정 마진이 작게 되고, 게다가 황산과 같은 세정제로 세척시 반사방지막의 반사율 변화가 더욱 심해져 신뢰성에도 문제가 발생하게 된다.Although the reflectance is low as 4 ~ 12% in the exposure wavelength range of 300 ~ 450nm, the change of reflectance for the light wavelength of 450nm or more is large, so the manufacturing process margin of the blank mask is small, and the reflectance of the antireflection film when cleaning with a detergent such as sulfuric acid The change is even worse, leading to problems with reliability.
도 3은 종래 기술에 따른 블랭크 마스크의 제작 공정이 도시된 도면이다.3 is a view illustrating a manufacturing process of a blank mask according to the prior art.
도 3에 도시된 바와 같이, 투명기판(1) 위에 스퍼터링 방법으로 차광막인 크롬막(2)을 형성하고, 크롬막(2) 위에 반사방지막인 산화크롬막(3)을 형성하고, 그 후 전자 빔 레지스트나 포토 레지스트(4)를 도포한다.(도 3a) As shown in FIG. 3, a chromium film 2 as a light shielding film is formed on the transparent substrate 1 by a sputtering method, and a chromium oxide film 3 as an antireflection film is formed on the chromium film 2, followed by electrons. A beam resist or photoresist 4 is applied (FIG. 3A).
그리고, 전자 빔 레지스트나 포토 레지스트(4)를 전자빔이나 광원으로 패턴을 형성한다.(도 3b) 이렇게 패턴이 형성되면, 산화크롬막(3)을 식각하고 연속해서 크롬막(2)을 식각한다.(도 3c)Then, a pattern is formed of the electron beam resist or the photoresist 4 by the electron beam or the light source. (FIG. 3B) When the pattern is formed, the chromium oxide film 3 is etched and the chromium film 2 is successively etched. (FIG. 3C)
여기서, 산화크롬막(3)보다 크롬막(2)의 에칭속도가 크고, 그 차가 크기 때문에 언더컷(Under-cut) 현상이 발생하여 미세한 패턴을 형성하기 어렵다. Since the etching rate of the chromium film 2 is larger than that of the chromium oxide film 3 and the difference is larger, an under-cut phenomenon occurs and it is difficult to form a fine pattern.
패턴 형성 후 남아 있는 전자 빔 레지스트나 포토레지스트(4)를 제거한다.(도 3d) The electron beam resist or photoresist 4 remaining after the pattern is formed is removed (FIG. 3D).
이와 같이, 블랭크 마스크의 반사방지막 제작에 반응성 가스로 산소를 사용하면 박막 제작 공정에서 플라즈마 상태가 불안정하여 균일한 성막 특성을 얻기 어렵고, 반사율의 파장 의존성이 크고, 패턴 형성 시에는 언더 컷 현상이 발생함을 알 수 있다. As such, when oxygen is used as a reactive gas for the production of the anti-reflection film of the blank mask, the plasma state is unstable in the thin film fabrication process, making it difficult to obtain uniform film formation characteristics, high dependence of reflectance wavelength, and undercut phenomenon during pattern formation. It can be seen.
본 발명은 위의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 블랭크 마스크 제조시 안정한 플라즈마 방전 상태에서 차광막과 반사방지막을 형성하여 광파장에 따른 반사율의 변화가 적고, 언더컷 현상을 저감시킬 수 있는 블랭크 마스크 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to form a light shielding film and an anti-reflection film in a stable plasma discharge state in the manufacture of a blank mask, the change of reflectance according to the light wavelength is small, the blank which can reduce the undercut phenomenon It is to provide a mask and a method of manufacturing the same.
상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 제조 방법의 특징은, a) 투명 기판 상부에 금속 타겟(Target)에 대해 메탄가스, 아르곤 가스, 질소 가스를 일정 분압 비율로 혼합하여 반응성 스퍼터링으로 차광막을 형성하는 단계; b) 상기 a) 단계에서 형성된 차광막의 상부에 아르곤 가스(Ar), 이산화탄소(CO2), 일산화질소(NO) 또는 이산화질소(N2O), 질소를 일정한 분압 비율로 혼합하여 반응성 스퍼터링으로 반사방지막을 형성하는 단계; 및 c) 상기 b) 단계에서 형성된 반사방지막 위에 레지스트를 도포하고 전자빔이나 광원을 이용하여 패턴을 형성하고, 상기 패턴에 따라 상기 차광막과 반사방지막을 식각한 후 반사방지막 위에 남아 있는 레지스트를 제거하는 단계를 포함한다.A feature of the blank mask manufacturing method according to the present invention for achieving the above object is a) by mixing a methane gas, argon gas, nitrogen gas with respect to the metal target (Target) on a transparent substrate at a constant partial pressure ratio Forming a light shielding film by reactive sputtering; b) the anti-reflection film by argon gas (Ar), carbon dioxide (CO 2 ), nitrogen monoxide (NO) or nitrogen dioxide (N 2 O), nitrogen in a constant partial pressure ratio by mixing a constant partial pressure on the light shielding film formed in step a) Forming a; And c) applying a resist on the antireflection film formed in step b), forming a pattern using an electron beam or a light source, and etching the light blocking film and the antireflection film according to the pattern to remove the resist remaining on the antireflection film. It includes.
상기 a) 단계에서 차광막은 질화크롬막(CrN) 또는 질화탄화크롬막(CrCN)으로 제조된다. In the step a), the light shielding film is made of a chromium nitride film (CrN) or a chromium nitride carbon film (CrCN).
상기 a) 단계에서 차광막에서 금속 타켓은 크롬 또는 질소가 1∼30％ 함유된 크롬 타겟이다. In the step a), the metal target in the light shielding film is a chromium target containing 1 to 30% of chromium or nitrogen.
상기 a) 단계에서 메탄가스, 아르곤가스, 질소가스는 0~2 sccm : 50~90 sccm : 0~20 sccm 비율로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. In step a), methane gas, argon gas, and nitrogen gas are preferably used in a mixture of 0 to 2 sccm: 50 to 90 sccm: 0 to 20 sccm.
상기 b) 단계에서 반사방지막은 산화질화탄화크롬막(CrCON)으로 제조된다. 상기 b) 단계에서 아르곤 : 이산화탄소(CO2) : 일산화질소(NO) 또는 이산화질소(N2O): 질소(N2)는 10~50 sccm : 1~10 sccm : 1~10 sccm : 0~60 sccm 의 비율로 혼합 사용하는 것이 바람직하다.In step b), the anti-reflection film is made of chromium oxynitride chromium carbide film (CrCON). Argon in step b): carbon dioxide (CO 2 ): nitrogen monoxide (NO) or nitrogen dioxide (N 2 O): nitrogen (N 2 ) is 10 ~ 50 sccm: 1 ~ 10 sccm: 1 ~ 10 sccm: 0 ~ 60 It is preferable to mix and use in the ratio of sccm.
상기 b) 단계에서 반사방지막은 차광막의 상부에 동일한 성분의 제1 반사방지막과 제2 반사방지막이 차례로 제작되는 이중막 구조를 갖는다. 또는, 상기 a) 단계 및 b) 단계에서 차광막과 반사방지막은 제1 반사방지막, 차광막, 제2 반사방지막 순서로 제작되는 단층막 구조를 갖는다. In the step b), the antireflection film has a double layer structure in which a first antireflection film and a second antireflection film of the same component are sequentially formed on the light blocking film. Alternatively, in the steps a) and b), the light blocking film and the antireflection film may have a single layer structure formed in the order of the first antireflection film, the light blocking film, and the second antireflection film.
한편, 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 특징은, 투명기판 위에 크롬 또는 질소가 함유된 금속 타겟을 사용하여 메탄가스, 아르곤 가스, 및 질소 가스를 일정한 분압 비율로 혼합하여 반응성 스퍼터링(sputtering)으로 형성되는 차광막; 및 상기 차광막의 상부에 아르곤 가스, 이산화탄소 가스, 일산화질소 또는 이산화질소, 질소를 포함하는 혼합 가스를 이용해 반응성 스퍼터링으로 형성되는 반사방지막을 포함한다. On the other hand, the blank mask according to the present invention is formed by reactive sputtering by mixing methane gas, argon gas and nitrogen gas at a constant partial pressure ratio using a metal target containing chromium or nitrogen on a transparent substrate. Light shielding film; And an anti-reflection film formed on the light shielding film by reactive sputtering using a mixed gas including argon gas, carbon dioxide gas, nitrogen monoxide or nitrogen dioxide, and nitrogen.
상기 차광막은 질화크롬막(CrN) 또는 질화탄화크롬막(CrCN)으로 제조된다. 상기 차광막에서 금속 타켓은 크롬 또는 질소가 1∼30％ 함유된 크롬 타겟이다. The light shielding film is made of a chromium nitride film (CrN) or a chromium nitride carbide film (CrCN). The metal target in the light shielding film is a chromium target containing 1 to 30% of chromium or nitrogen.
상기 차광막에서 메탄가스, 아르곤가스, 질소가스는 0~2 sccm : 50~90 sccm : 0~20 sccm 비율로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.In the light shielding film, methane gas, argon gas, and nitrogen gas are preferably used by mixing at a ratio of 0 to 2 sccm: 50 to 90 sccm: 0 to 20 sccm.
상기 반사방지막은 산화질화탄화크롬막(CrCON)으로 제조된다. 상기 반사방지막에서 혼합 가스의 각 가스 분압 비율은 아르곤 : 이산화탄소(CO2) : 일산화질소(NO) 또는 이산화질소(N2O): 질소(N2) = 10~50 sccm : 1~10 sccm : 1~10 sccm : 0~60 sccm 으로 혼합 사용하는 것이 바람직하다.The anti-reflection film is made of a chromium oxynitride carbide film (CrCON). The gas partial pressure ratio of the mixed gas in the anti-reflection film is argon: carbon dioxide (CO 2 ): nitrogen monoxide (NO) or nitrogen dioxide (N 2 O): nitrogen (N 2 ) = 10-50 sccm: 1-10 sccm: 1 It is preferable to mix and use at -10 sccm: 0-60 sccm.
상기 반사방지막은 차광막의 상부에 동일한 성분의 제1 반사방지막 및 제2 반사방지막이 차례로 제작되는 이중막 구조를 갖는다. 또는, 상기 반사방지막은 차광막을 사이에 두고 상기 차광막의 상하에 단층의 반사방지막이 제작되는 단층막 구조를 갖는다.The anti-reflection film has a double film structure in which a first anti-reflection film and a second anti-reflection film of the same component are sequentially formed on the light shielding film. Alternatively, the antireflection film has a single layer structure in which a single layer antireflection film is formed above and below the light blocking film with a light blocking film interposed therebetween.
상기 투명기판은 석영 또는 글라스를 사용한다. The transparent substrate is made of quartz or glass.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 제1 실시예의 블랭크 마스크 및 그 제조 방법이 도시된 도면이다.4 is a view showing a blank mask and a method of manufacturing the same according to the first embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 실시예의 블랭크 마스크는 반사방지막이 2중막으로 제작되고, 이러한 구조는 반사율이 낮아지고 미세 패턴의 형성에도 효과적이다.As shown in Fig. 4, in the blank mask of the first embodiment, an antireflection film is made of a double film, and this structure is low in reflectance and effective in forming a fine pattern.
제1 실시예의 제조 방법은, 도 4a에 나타나 있듯이 투명 기판(10) 상부에 크롬 또는 질소가 1~30% 함유된 크롬 타겟을 사용하여 불활성 가스인 아르곤과 반응성 가스인 질소 가스를 혼합하여 차광막(20)을 형성한다.In the manufacturing method of the first embodiment, as shown in FIG. 4A, a light shielding film is formed by mixing argon, which is an inert gas, and nitrogen gas, which is a reactive gas, by using a chromium target containing 1-30% of chromium or nitrogen on the transparent substrate 10. 20).
투명기판(10)은 6인치×6인치×0.25인치 크기의 석영 유리 기판으로 차광막(20)을 형성하기 전에 세정하여 사용한다. The transparent substrate 10 is a quartz glass substrate having a size of 6 inches by 6 inches by 0.25 inches, and is cleaned and used before forming the light shielding film 20.
위에서, 차광막(20)은 압력 1~5 mtorr, 인가전력 0.5~1.5 kW에서 아르곤 가스와 질소 가스를 50~90 sccm : 0~20 sccm의 분압 비율로 혼합하여 인라인 마그네트론 스퍼터링 방법을 이용해 두께 30~80nm인 질화크롬막(CrN)으로 제조된다.In the above, the light shielding film 20 is mixed with argon gas and nitrogen gas at a partial pressure ratio of 50 to 90 sccm: 0 to 20 sccm at a pressure of 1 to 5 mtorr and an applied power of 0.5 to 1.5 kW. It is made of a chromium nitride film (CrN) which is 80 nm.
또는, 차광막(20)은 압력 1~5 mtorr, 인가전력 0.5~1.5 kW에서 메탄 가스와 아르곤 가스, 질소 가스를 0~2 sccm : 50~90 sccm : 0~20 sccm의 분압 비율로 혼합하여 인라인 마그네트론 스퍼터링 방법을 이용해 두께 30~80nm인 질화탄화크롬막(CrCN)으로 제조된다.Alternatively, the light shielding film 20 is inline by mixing methane gas, argon gas and nitrogen gas at a pressure of 1 to 5 mtorr and an applied power of 0.5 to 1.5 kW at a partial pressure ratio of 0 to 2 sccm: 50 to 90 sccm: 0 to 20 sccm. It is made of a chromium nitride film (CrCN) having a thickness of 30 to 80 nm using a magnetron sputtering method.
이렇게 차광막(20)이 형성되면, 차광막(20)의 상부에 제1 반사방지막(31)과 제2 반사방지막(32)이 연속해서 형성된다.When the light shielding film 20 is formed as described above, the first antireflection film 31 and the second antireflection film 32 are continuously formed on the light shielding film 20.
여기서, 불활성 가스는 아르곤 외에도 네온, 또는 제논 가스를 사용할 수 있다. Here, inert gas may be neon or xenon gas in addition to argon.
이때, 제1 반사방지막(31)의 가스 분압비는 아르곤(Ar) : 이산화탄소(CO2) : 산화질소(NO) 또는 이산화질소(N2O) : 질소(N2)가 30~50 : 4~10 : 4~10 : 0~40 (sccm)이며, 제2 반사방지막(32)의 가스 분압비는 Ar : CO2 : NO또는 N2O : N2 가 10~30 : 1~3 : 1~3 : 40~60 (sccm)이다.In this case, the gas partial pressure ratio of the first anti-reflection film 31 is argon (Ar): carbon dioxide (CO 2 ): nitrogen oxide (NO) or nitrogen dioxide (N 2 O): nitrogen (N 2 ) is 30 ~ 50: 4 ~ 10: 4 to 10: 0 to 40 (sccm), and the gas partial pressure ratio of the second antireflection film 32 is Ar: CO 2 : NO or N 2 O: N 2 is 10 to 30: 1 to 3: 1 to 3: 40-60 (sccm).
제1 반사방지막(31)과 제2 반사방지막(32)은압력 1~5mtorr, 인가전력 0.5~1.5 kW에서 위에서 언급한 가스 분압 비로 인라인 마그네트론 반응성 스퍼터링 방법을 사용하여 두께 10~25nm의 산화질화탄화크롬(CrOCN)으로 제조된다.The first anti-reflection film 31 and the second anti-reflection film 32 are oxynitride carbonized in a thickness of 10 to 25 nm using the in-line magnetron reactive sputtering method at the gas partial pressure ratio mentioned above at a pressure of 1 to 5 mtorr and an applied power of 0.5 to 1.5 kW. Made of chromium (CrOCN).
본 발명의 실시예에 따른 제1 반사방지막(31)과 제2 반사방지막의 두께는 각각 5~12.5nm로 제조되는 것이 바람직하다.It is preferable that the thicknesses of the first anti-reflection film 31 and the second anti-reflection film according to the embodiment of the present invention are each 5 to 12.5 nm.
이렇게 형성된 제1 및 제2 반사방지막(31, 32)은 탄소, 산소 성분이 많을수록 식각 속도가 느리고, 질소 성분이 많을수록 식각 속도가 빨라지므로 차광막, 제1 반사방지막, 제2 반사방지막 순서로 식각 속도가 빨라지게 하거나 그 식각 속도의 차이가 작아지도록 조절하여 차광막 및 반사방지막을 식각 할 때 언더컷 현상을 최소화할 수 있다. The first and second anti-reflective films 31 and 32 formed as described above have a slow etching rate with more carbon and oxygen components, and a faster rate of etching with more nitrogen components. Undercut can be minimized when etching the light shielding film and the anti-reflective film by adjusting the speed or the difference in etching speed to be smaller.
차광막(20)과 제1 및 제2 반사방지막(31, 32)이 모두 제작되면 제2 반사방지막(32) 위에 전자 빔 레지스트나 포토 레지스트(40)를 도포한다.When both the light shielding film 20 and the first and second antireflection films 31 and 32 are fabricated, an electron beam resist or a photoresist 40 is coated on the second antireflection film 32.
그 후, 도 4b에 도시된 바와 같이 전자빔이나 광원을 이용하여 레지스트(40)에 패턴을 형성한다. 그리고, 도 4c에 나타나 있듯이 차광막(20)과 제1 및 제2 반사방지막(31, 32)을 연속해서 식각한다.Thereafter, as shown in FIG. 4B, a pattern is formed in the resist 40 using an electron beam or a light source. As shown in FIG. 4C, the light shielding film 20 and the first and second anti-reflection films 31 and 32 are continuously etched.
위에서, 식각이 완료되면 도 4d에 도시된 바와 같이 제2 반사방지막(32) 위에 남아있는 레지스트(40)를 제거함으로써 제1 실시예에서는 반사율이 낮고 언더컷이 최소화된 양호한 패턴 형상을 얻을 수 있다. In the above, when the etching is completed, as shown in FIG. 4D, the resist 40 remaining on the second anti-reflection film 32 is removed to obtain a good pattern shape with low reflectance and minimum undercut in the first embodiment.
도 1은 반사방지막 제작시의 플라즈마 방전 상태를 나타내는 것으로서, 전력 1㎾, 아르곤과 질소의 유량을 각각 50, 25 sccm으로 설정하고 이산화탄소 가스량을 1~10 sccm변화할 때의 방전 전압을 표시한 것이다.FIG. 1 shows the plasma discharge state in the production of the anti-reflection film, which shows the discharge voltage when the flow rate of power 1 kW, argon and nitrogen are set to 50 and 25 sccm, respectively and the amount of carbon dioxide gas is changed from 1 to 10 sccm. .
도 1에서, 이산화탄소 가스량이 증가할수록 방전 전압이 증가하다가 감소하며, 이산화탄소의 유량이 증가할 때와 감소할 때에 방전 전압은 거의 동일한 곡선 상에서 변화하며 그 차이는 5V 이내로 산소를 포함하는 가스를 사용할 때 보다 안정된 방전 상태를 유지한다.In FIG. 1, the discharge voltage increases and decreases as the amount of carbon dioxide gas increases and then decreases, and when the flow rate of carbon dioxide increases and decreases, the discharge voltage changes on almost the same curve, and the difference is when using a gas containing oxygen within 5V. Maintain a more stable discharge state.
이산화탄소는 금속 타겟 상에 이산화탄소의 상태로 산화되므로 스퍼터링 될 때에도 산소와 탄소가 분리되어 운동에너지를 갖고 스퍼터링 됨에 따라 크롬의 금속 타겟의 표면에 산소만 남아있는 경우는 희박하다. 따라서, 방전 공간상의 플라즈마는 안정되어 균일 반사방지막을 제작할 수 있다.Since carbon dioxide is oxidized in the state of carbon dioxide on the metal target, even when sputtered, oxygen and carbon are separated and have kinetic energy, so that only oxygen remains on the surface of the chromium metal target. Therefore, the plasma on the discharge space can be stabilized to produce a uniform antireflection film.
이산화탄소 및 일산화질소(또는 이산화질소)를 주입하여도 이산화탄소 주입시와 동일한 효과를 얻을 수 있다. Injecting carbon dioxide and nitrogen monoxide (or nitrogen dioxide) can achieve the same effect as injecting carbon dioxide.
한편, 도 2에는 도 4에 도시된 바와 같이 박막을 제조할 때의 반사율 특성 곡선이 나타나 있다. 도 2에서 350~450㎚ 파장 영역에서 반사율은 약 8~12% 으로 광파장에 대한 반사율의 변화가 작은 박막 특성을 얻을 수 있음을 알 수 있다. Meanwhile, FIG. 2 shows a reflectance characteristic curve when the thin film is manufactured as shown in FIG. 4. In FIG. 2, it can be seen that the reflectance in the wavelength region of 350 to 450 nm is about 8 to 12%, and thus the thin film characteristic having a small change in reflectance with respect to the light wavelength can be obtained.
도 5는 본 발명에 따른 제2 실시예의 블랭크 마스크 및 그 제조 방법이 도시된 도면이다.5 is a view showing a blank mask and a method of manufacturing the same according to the second embodiment of the present invention.
도 5에 나타나 있듯이, 제2 실시예에 따른 블랭크 마스크는 반사방지막(35)이 단층막으로 제작된 것으로서 이러한 구조는 반사율과 에칭시 양호한 상태를 나타낸다.As shown in Fig. 5, the blank mask according to the second embodiment is made of a single layer film in which the antireflection film 35 is formed. Such a structure shows a good state in reflectance and etching.
제2 실시예의 제작 방법은, 위에서 언급한 제1 실시예와 거의 동일한 방식으로 투명기판(10) 위에 차광막(21)과 반사방지막(35)이 제작되지만, 반사방지막(35)이 단층으로 이루어진다는 것이 제1 실시예와 달라진다.In the manufacturing method of the second embodiment, the light shielding film 21 and the antireflection film 35 are fabricated on the transparent substrate 10 in substantially the same manner as the first embodiment mentioned above, but the antireflection film 35 is formed of a single layer. Is different from the first embodiment.
이때, 반사방지막(35)은 압력 1~5 mtorr , 인가전력 0.5~1.5 kW 에서 가스 분압비, Ar : CO2 : NO 또는 N2O : N2 는 10~50 sccm : 1~10 sccm : 1~10 sccm : 0~60 sccm 비율로 인라인 DC 마그네트론 반응성 스퍼트링 방법으로 두께 10~25 nm의 산화질화탄화크롬막(CrCON)을 제작한다.At this time, the anti-reflection film 35 has a gas partial pressure ratio at a pressure of 1 to 5 mtorr and an applied power of 0.5 to 1.5 kW, Ar: CO 2 : NO or N 2 O: N 2 is 10 to 50 sccm: 1 to 10 sccm: 1 A 10 nm to 25 nm thick chromium oxynitride carbide film (CrCON) is fabricated by in-line DC magnetron reactive sputtering at a ratio of ~ 10 sccm: 0 to 60 sccm.
도 6은 본 발명에 따른 제3 실시예의 블랭크 마스크 및 그 제조 방법이 도시된 도면이다.6 is a view showing a blank mask of the third embodiment and a method of manufacturing the same according to the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따른 블랭크 마스크는 차광막(22)을 사이에 두고 반사방지막(37, 39)이 차광막(22)의 상하에 단층으로 제작된 것으로서 이러한 구조도 반사율과 에칭시 양호한 상태를 나타낸다.As shown in FIG. 6, in the blank mask according to the third embodiment, the antireflection films 37 and 39 are formed as a single layer on the upper and lower sides of the light blocking film 22 with the light blocking film 22 interposed therebetween. It shows a good state during etching.
제3 실시예의 제작 방법은, 위에서 언급한 제1 실시예와 거의 유사한 방식으로 패턴이 형성되지만 제1 반사방지막(37)이 투명기판(10)위에 제작되고, 제1 반사방지막(37) 위에 차광막(22), 제2 반사방지막(39) 순으로 제작된다는 것이 제1 실시예와 달라진다. In the manufacturing method of the third embodiment, the pattern is formed in a manner substantially similar to that of the first embodiment mentioned above, but the first antireflection film 37 is fabricated on the transparent substrate 10, and the light shielding film is formed on the first antireflection film 37. (22), the second antireflection film 39 is produced in the order different from the first embodiment.
어느 한 실시예에서 언급한 내용 중 다른 실시예에도 적용할 수 있는 내용은 다른 실시예에서 특별히 언급하지 않아도 이를 적용할 수 있는 것은 당업자에게 자명하다.It is apparent to those skilled in the art that the information mentioned in any one embodiment can be applied to other embodiments even if it is not specifically mentioned in the other embodiments.
상기 도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. The drawings and detailed description of the invention are merely exemplary of the invention, which are used for the purpose of illustrating the invention only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the appended claims or claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
본 발명에 의한 블랭크 마스크 및 그의 제조 방법은 반응성 가스로 이산화탄소 또는 일산화탄소, 일산화질소 또는 이산화질소 및 질소를 적절한 비율로 혼합하여 사용함으로써 박막 제작 공정에서 플라즈마 상태가 안정되어 균일한 성막 특성을 얻을 수 있고, 에칭 상태가 양호한 패턴을 얻을 수 있는 효과가 있다.Blank mask according to the present invention and a method of manufacturing the same by using a mixture of carbon dioxide or carbon monoxide, nitrogen monoxide or nitrogen dioxide and nitrogen as a reactive gas in an appropriate ratio to stabilize the plasma state in the thin film manufacturing process to obtain a uniform film-forming properties, There is an effect of obtaining a pattern having a good etching state.
한편, 본 발명에 의한 블랭크 마스크 및 그의 제조 방법은 반사방지막을 이중막 구조로 형성함으로써 광파장에 따른 반사율을 8~12%로 낮추며, 포토마스크에서 미세 패턴의 형성시 언더컷 현상이 최소화될 수 있는 효과도 있다. On the other hand, the blank mask and the manufacturing method according to the present invention by reducing the reflectance according to the light wavelength to 8 ~ 12% by forming the anti-reflection film in a double film structure, the effect that the undercut phenomenon can be minimized when forming a fine pattern in the photomask There is also.
도 1은 블랭크 마스크에서 가스 흐름양에 대한 방전 전압의 변화 상태가 도시된 도면이다.1 is a view showing a state of change of the discharge voltage with respect to the amount of gas flow in the blank mask.
도 2는 반사방지막 제작시 반응성 가스의 종류에 따른 반사율 변화 상태가 도시된 도면이다.2 is according to the type of the reactive gas when manufacturing the anti-reflection film The reflectance change state is shown.
도 3a~도3d은 종래 기술에 따른 블랭크 마스크의 제작 공정이 도시된 도면이다.3A to 3D are diagrams illustrating a manufacturing process of a blank mask according to the prior art.
도 4a~도4d는 본 발명에 따른 제1 실시예의 블랭크 마스크 및 그 제조 방법이 도시된 도면이다.4A to 4D are diagrams showing a blank mask and a method of manufacturing the same according to the first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 제2 실시예의 블랭크 마스크 및 그 제조 방법이 도시된 도면이다.5 is a view showing a blank mask and a method of manufacturing the same according to the second embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 제3 실시예의 블랭크 마스크 및 그 제조 방법이 도시된 도면이다.6 is a view showing a blank mask of the third embodiment and a method of manufacturing the same according to the present invention.
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