KR100735531B1 - 보상 패턴을 포함하는 반사형 포토마스크와 그 제조방법 및반사형 블랭크 포토마스크 - Google Patents

보상 패턴을 포함하는 반사형 포토마스크와 그 제조방법 및반사형 블랭크 포토마스크 Download PDF

Info

Publication number
KR100735531B1
KR100735531B1 KR1020060025811A KR20060025811A KR100735531B1 KR 100735531 B1 KR100735531 B1 KR 100735531B1 KR 1020060025811 A KR1020060025811 A KR 1020060025811A KR 20060025811 A KR20060025811 A KR 20060025811A KR 100735531 B1 KR100735531 B1 KR 100735531B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
pattern
reflective
compensation
silicon
Prior art date
Application number
KR1020060025811A
Other languages
English (en)
Inventor
허성민
김희범
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020060025811A priority Critical patent/KR100735531B1/ko
Priority to US11/723,472 priority patent/US7642017B2/en
Priority to JP2007072370A priority patent/JP2007258720A/ja
Application granted granted Critical
Publication of KR100735531B1 publication Critical patent/KR100735531B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
    • G03F1/24—Reflection masks; Preparation thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/06—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators
    • G21K1/062—Devices having a multilayer structure
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K2201/00—Arrangements for handling radiation or particles
    • G21K2201/06—Arrangements for handling radiation or particles using diffractive, refractive or reflecting elements
    • G21K2201/061—Arrangements for handling radiation or particles using diffractive, refractive or reflecting elements characterised by a multilayer structure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551—Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • Y10T428/31616—Next to polyester [e.g., alkyd]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

보상 패턴을 포함하는 반사형 포토마스크와 그 제조방법 및 반사형 블랭크 포토마스크가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 반사형 포토마스크는 기판, 기판 상에 형성된 반사층, 반사층 상에 형성된 흡광 패턴, 흡광 패턴 주변에 형성된 보상 패턴을 포함한다.
반사형 포토마스크, 초점 이동, 보상

Description

보상 패턴을 포함하는 반사형 포토마스크와 그 제조방법 및 반사형 블랭크 포토마스크{Reflective photomask including light reflection compensatory patterns and manufacturing method of the same and reflective blank photomask for fabricating the same}
도 1은 종래 기술에 의한 반사형 포토마스크를 개략적으로 도시한 종단면도이다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 실시예들에 의한 반사형 포토마스크들의 종단면도이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 다른 실시예들에 의한 반사형 포토마스크들을 개략적으로 도시한 종단면도이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 또 다른 실시예들에 의한 반사형 포토마스크들을 개략적으로 도시한 종단면도들이다.
도 5a 내지 5c는 본 발명의 또 다른 실시예들에 의한 반사형 포토마스크를 개략적으로 도시한 종단면도들이다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 또 다른 실시예들에 의한 반사형 포토마스크들을 개략적으로 도시한 종단면도들이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예들에 의한 반사형 포토마스크들 을 개략적으로 도시한 종단면도들이다.
도 8a 내지 8c는 본 발명의 또 다른 실시예들에 의한 반사형 포토마스크들을 개략적으로 도시한 종단면도들이다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 또 다른 실시예들에 의한 반사형 포토마스크들을 개략적으로 도시한 종단면도들이다.
도 10a 내지 10c는 본 발명의 다양한 실시예들 중 하나의 반사형 포토마스크를 이용하여 포토리소그래피 공정을 수행하면 측정한 반사광들의 인텐시티 데이터를 그래프로 나타낸 것이다.
도 11a 내지 11h는 본 발명의 일 실시예에 의한 반사형 포토마스크 제조 방법을 개략적으로 도시한 종단면도들이다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크 제조방법을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 종단면도들이다.
도 13a 및 13b는 또 다른 방법으로 보상 패턴(142a)을 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크 제조방법을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 종단면도들이다.
도 15a 내지 15c는 본 발명의 실시예들에 의한 반사형 포토마스크를 제조하기 위한 반사형 블랭크 포토마스크들을 간략하게 도시한 종단면도들이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
110: 기판 120: 반사층
130: 흡광 패턴 140: 보상 패턴
150: 캡핑층 160: 버퍼 패턴
170: 금속층 180: 보호층
190: 포토레지스트 패턴
본 발명은 반사형 포토마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로서 특히 반사되는 빛을 보상해주는 패턴을 포함하는 반사형 포토마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.
고집적 반도체 소자의 개발은 서브 마이크로 미터 이하의 미세한 선폭을 가진 패턴을 얼마나 정교하고 균일하게 형성할 수 있는 미세 패턴 형성 능력에 달려있다고 볼 수 있다. 이러한 반도체 소자의 미세 패턴 형성 능력은 특히 포토리소그래피 공정의 패터닝 능력에 크게 의존하고 있다고 할 수 있다. 포토리소그래피 공정의 패터닝 능력은 여러 가지 변수로 향상될 수 있는데, 사용하는 빛의 파장, 사용하는 포토리소그래피 장비 및 포토리소그래피 공정을 진행하는 작업자의 개인적인 능력 등이며, 가장 중요한 변수는 사용하는 빛의 파장이라 할 수 있다.
일반적으로 미세 패턴을 형성할 수 있는 능력을 표현하는 패턴 해상력은 다음과 같은 식으로 표현될 수 있다.
R = k(λ/NA)
R: 해상력(resolution) k: 공정 상수
λ: 빛의 파장 NA: 포토리소그래피 장비의 렌즈 구경
R이 낮을수록 미세 패턴 형성 능력이 뛰어남을 의미한다.
위 식을 해석하면, 패턴 해상력은 공정 상수 및 빛의 파장에 비례하며 포토리소그래피 장비의 렌즈 구경에 반비례한다. 공정 상수는 포토리소그래피 공정을 수행하는 작업자 또는 공정 레시피 등에 의해 공정을 개선할 수 있는 정도, 또는 능력을 의미한다. λ는 노광원으로 사용하는 빛의 파장이다. 예를 들어 i-line 빛은 365㎚, KrF 빛은 248㎚, 그리고 ArF 빛은 193㎚로 알려져 있으며 널리 사용되고 있다. 그리고 NA는 포토리소그래피 공정을 수행하는 장비의 렌즈 구경으로 패턴 정보를 가지고 있는 빛을 최대한 많이 집속할 수 있도록 구경이 큰 렌즈를 사용할수록 해상력이 좋아짐을 의미한다.
현재 사용되는 빛의 파장대에서는 공정 상수 k와 렌즈 구경 NA는 거의 한계에 이르렀다고 하는 것이 중론이고 또 그 개선 정도도 미미하다. 그래서 사용하는 빛을 파장이 더 짧은 빛으로 대체하려는 연구와 노력들이 계속되고 있다.
근래에 이르러, 상용화가 가능한 것으로 연구된 포토리소그래피 기술이 EUV(extremely Ultra Violet) 광을 사용하는 기술이다. EUV광은 소프트 엑스-레이(soft X-ray)라고도 불리우며, 그 파장이 약 13.4㎚정도에 불과할 정도로 매우 짧은 극초단파의 빛이어서 미세 패턴 형성 능력을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기 대되고 있다.
그런데, 이 EUV 광은 공기를 비롯한 대부분의 매질이 빛을 흡수해버리기 때문에 기존의 투과형 포토마스크로는 반도체 소자 제조를 위한 포토리소그래피 공정에 도입할 수 없다. 그래서 개발된 기술이 투과형이 아닌 반사형 포토마스크를 이용한 포토리소그래피 기술이다.
반사형 포토마스크는 조사되는 EUV 광을 90%이상 반사할 수 있어서 에너지 효율도 좋고, 미세 패턴 형성 능력도 뛰어나 차세대 포토마스크 기술로 크게 각광받고 있다. 그런데, 반사형 포토마스크를 이용한 포토리소그래피 공정은 반사형 포토마스크 자체가 구조적으로 가지는 단점 때문에 한계성을 드러내고 있다. 도면을 참조하여 반사형 포토마스크를 더 상세히 설명한다.
도 1은 종래 기술에 의한 반사형 포토마스크를 개략적으로 도시한 종단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 의한 반사형 포토마스크는, 기판(10) 상에 반사층(20)이 형성되어 있고, 반사층(20) 상에 흡광 패턴(30)이 형성되어 있다. 반사층(20)은 기판(10) 전면에 형성되어 입사되는 빛을 반사하기 위한 층이고, 흡광 패턴(30)은 웨이퍼 상에 전사될 패턴 정보를 담고 있는 패턴으로서 입사되는 빛을 반사하지 않고 흡수한다.
반사형 포토마스크는 포토마스크 표면에 수직하게 빛이 입사 및 반사되는 것이 아니라, 약간의 각도(예를 들면 1 내지 6도 정도)를 가지고 사입사되고 또한 반사된다. 그래서, 입사되는 빛이 흡광 패턴(30) 때문에 반사층(20)에 도달하지 못하 기도 하고(좌측), 반사층(20)에서 반사되는 빛이 흡광 패턴(30)의 측벽 부분 때문에 반사되지 못하는 현상(우측)이 발생한다. 도시하지는 않았지만 흡광 패턴(30)의 측벽부에서 원하지 않던 빛의 반사가 일어날 수도 있고 흡광 패턴(30)의 모서리 부분에서 회절되는 빛이 불필요하게 웨이퍼로 전달될 수 있다.
또한, 반사층(20)의 표면 및 내부로부터 빛이 회절되어 패턴 정보를 전달하게 되므로, 회절된 빛의 균형이 매우 중요하다. 그런데 도 1의 우측에 도시된 것과 같이 회절된 빛의 일부가 흡광 패턴(30)의 단차 때문에 웨이퍼 상에 전달되지 못한다면, 포토마스크 상의 패턴과 웨이퍼 상의 패턴은 서로 일치되지 못하고 어느 한 쪽으로 패턴 정보 또는 초점이 이동되어 나타나는 등 왜곡된 패턴 정보가 전달될 수 있다.
결론적으로, 이러한 현상은 그림자 효과를 야기하여 웨이퍼 상에 패턴 이미지 정보가 제대로 전달되지 못하고, 빛의 조사 방향에 수직하는 방향의 패턴과 평행하는 방향의 패턴이 서로 다른 선폭으로 나타날 수 있으며, 가장 큰 문제는 특히 웨이퍼 상에 조사되는 빛의 초점이 흔들린다는 것이다.
상술한 단점들은 반사형 포토마스크 표면에 형성된 흡광 패턴(30)의 재질, 슬롭, 높이 및 패턴 간의 간격(pitch) 등에 의존성이 있다. 이 중에서, 흡광 패턴(30)의 재질 문제를 극복하기 위하여 다양한 재질의 흡광체가 연구 및 개발되고 있으며, 흡광 패턴(30)의 슬롭 문제를 극복하기 위하여 포토마스크 제조 공정을 개선하려는 많은 노력들이 있다.
그런데, 반사형 포토마스크가 가진 구조적인 특징으로부터 기인하는 단점들 은 재질의 개발이나 공정의 개선으로 해결할 수 없다. 즉, 흡광 패턴(30)이 단차를 가지고 있는 이상, 사입사 되는 빛이 흡광 패턴(30)의 모서리 및 측벽 부분에서 손실되는 문제는 해결할 수 없는 문제인 것이다.
따라서, 본 발명에서는 특히 흡광 패턴(30)의 높이 또는 흡광 패턴(30)들의 간격에 따라 반사되는 빛을 보상해주어 그림자 효과를 최소화하고, 조사되는 빛의 방향과 수직 및 평행하는 패턴들의 선폭이 균일하도록 하며, 빛의 초점을 일정하게 가져갈 수 있는 다양한 반사형 포토마스크들을 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 표면 전체적으로 균일하게 빛을 반사할 수 있어서 초점 흔들림이 적은 다양한 반사형 포토마스크를 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 표면 전체적으로 균일하게 빛을 반사할 수 있어서 초점 흔들림이 적은 다양한 반사형 포토마스크를 제조하는 방법을 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 표면 전체적으로 균일하게 빛을 반사할 수 있어서 초점 흔들림이 적은 반사형 포토마스크를 제조하는데 용이한 블랭크 포토마스크를 제공함에 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 반사형 포토마스크는, 기판, 기판 상에 형성된 반사층, 반사층 상에 형성된 흡광 패턴, 및 흡광 패턴 주변에 형성된 보상 패턴을 포함한다.
기판은 석영 재질일 수 있고, 반사층은 몰리브덴층과 실리콘층이 교대로 적층되어 형성될 수 있으며, 보상 패턴은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상일 수 있고, 및 흡광 패턴은 크롬, 크롬 산화물, 탄탈룸, 탄탈룸 질화물, 탄탈룸 보론 질화물 등을 포함한 금속, 금속 화합물 중 어느 하나 이상일 수 있다.
반사층과 보상 패턴 사이에 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성된 캡핑층을 더 포함할 수 있다.
반사층과 흡광 패턴 사이에 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성된 버퍼 패턴을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크는, 기판, 기판 상에 형성된 반사층, 반사층 상에 형성되고 보상 패턴을 가진 캡핑층, 및 캡핑층 상에 형성된 흡광 패턴을 포함한다.
보상 패턴은 흡광 패턴의 주위에 형성될 수 있다.
기판은 석영 재질일 수 있고, 반사층은 몰리브덴층과 실리콘층이 교대로 적층되어 형성될 수 있으며, 캡핑층은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다 중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상일 수 있고, 및 흡광 패턴은 크롬, 크롬 산화물, 탄탈룸, 탄탈룸 질화물, 탄탈룸 보론 질화물 등을 포함한 금속, 금속 화합물 중 어느 하나 이상일 수 있다.
보상 패턴은 계단형일 수 있고 흡광 패턴보다 폭이 넓게 형성될 수 있다.
캡핑층과 흡광 패턴 사이에 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성된 버퍼 패턴을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크는, 기판, 기판 상에 형성되고 보상 패턴을 가진 반사층, 및 반사층 상에 형성된 흡광 패턴을 포함한다.
기판은 석영 재질일 수 있고, 반사층은 몰리브덴층과 실리콘층이 교대로 적층되어 형성될 수 있으며, 보상 패턴은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상일 수 있고, 및 흡광 패턴은 크롬, 크롬 산화물, 탄탈룸, 탄탈룸 질화물, 탄탈룸 보론 질화물 등을 포함한 금속, 금속 화합물 중 어느 하나 이상일 수 있다.
보상 패턴은 흡광 패턴의 주위에 형성될 수 있다.
보상 패턴은 계단형일 수 있고, 흡광 패턴보다 폭이 넓게 형성될 수 있다.
반사층과 흡광 패턴 사이에 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성된 버퍼 패턴을 더 포함할 수 있다.
보상 패턴과 반사층 상에 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성된 보호층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크는, 기판, 기판 상에 형성된 반사층, 반사층 상에 형성된 보상 패턴, 및 보상 패턴 상에 형성된 흡광 패턴을 포함한다.
기판은 석영 재질일 수 있고, 반사층은 몰리브덴층과 실리콘층이 교대로 적층되어 형성될 수 있으며, 보상 패턴은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상일 수 있고, 및 흡광 패턴은 크롬, 크롬 산화물, 탄탈룸, 탄탈룸 질화물, 탄탈룸 보론 질화물 등을 포함한 금속, 금속 화합물 중 어느 하나 이상일 수 있다.
보상 패턴은 흡광 패턴의 주위에 형성될 수 있다.
보상 패턴은 흡광 패턴보다 폭이 넓게 형성될 수 있다.
반사층 상에 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성된 보호층을 더 포함할 수 있다.
보호층은 보상 패턴의 노출된 표면 상에도 형성될 수 있다.
반사층과 보상 패턴 사이에 형성된 캡핑층을 더 포함할 수 있다.
캡핑층은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상일 수 있다.
보상 패턴과 흡광 패턴 사이에 형성된 버퍼 패턴을 더 포함할 수 있다.
버퍼 패턴은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상일 수 있다.
보상 패턴은 버퍼 패턴보다 넓은 폭으로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 반사형 포토마스크 제조방법은, 기판 상에 반사층을 형성하고, 반사층 상에 흡광 패턴을 형성하고, 흡광 패턴의 주변에 보상 패턴을 형성하는 것을 포함한다.
반사층은 몰리브덴층과 실리콘층이 스퍼터링 방법 또는 기상 증착 방법을 이용하여 교대로 적층되어 형성될 수 있고, 및 흡광 패턴은 크롬, 크롬 산화물, 탄탈룸, 탄탈룸 질화물, 탄탈룸 보론 질화물 등을 포함한 금속, 금속 화합물 중 어느 하나 이상일 수 있으며, 스퍼터링 방법 또는 기상 증착법과 사진식각 공정을 통하여 형성될 수 있다.
반사층과 흡광 패턴 사이에 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상인 캡핑층이 더 형성될 수 있다.
보상 패턴을 형성하는 것은, 반사층 및 흡광 패턴 상에 전면적으로 보상층을 형성하고 패터닝하여 형성할 수 있다.
보상 패턴을 형성하는 것은, 반사층을 선택적으로 패터닝하여 형성할 수 있다.
보상 패턴 및 반사층 상에 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상인 보호층을 더 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크 제조방법은, 기판 상에 반사층을 형성하고, 반사층 상에 캡핑층을 형성하고, 캡핑층 상에 보상층을 형성하고, 보상층 상에 버퍼층을 형성하고, 버퍼층 상에 흡광층을 형성하고, 흡광층을 패터닝하여 흡광 패턴을 형성하고, 버퍼층을 패터닝하여 버퍼 패턴을 형성하고, 보상층을 패터닝하여 보상 패턴을 형성하는 것을 포함한다.
반사층은 몰리브덴층과 실리콘층이 스퍼터링 방법 또는 기상 증착 방법을 이용하여 교대로 적층되어 형성될 수 있다.
캡핑층 및 버퍼층은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상일 수 있고, 흡광층은 크롬, 크롬 산화물, 탄탈룸, 탄탈룸 질화물, 탄탈룸 보론 질화물 등을 포함한 금속, 금속 화합물 중 어느 하나 이상일 수 있으며, 및 캡핑층, 버퍼 패턴 및 흡광 패턴은 스퍼터링 방법 또는 기상 증착 방법으로 증착될 수 있고, 사진식각 공정을 통하여 패터닝될 수 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크 제조방법은, 기판 상에 반사층을 형성하고, 반사층 상에 캡핑층을 형성하고, 캡핑층 상에 흡광층을 형성하고, 흡광층을 패터닝하여 흡광 패턴을 형성하고, 캡핑층을 선택적으로 패터닝하여 보상 패턴을 형성하는 것을 포함 한다.
캡핑층과 흡광 패턴 사이에 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성된 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 블랭크 포토마스크는, 기판, 기판 상에 형성된 반사층, 반사층 상에 형성된 보상층, 및 보상층 상에 형성된 흡광층을 포함한다.
반사층과 보상층 사이에 형성된 캡핑층을 더 포함할 수 있다.
기판은 석영 재질일 수 있고, 반사층은 몰리브덴층과 실리콘층이 교대로 적층되어 형성될 수 있으며, 보상층은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상일 수 있다.
보상층과 흡광층 사이에 형성된 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
흡광층은 크롬, 크롬 산화물, 탄탈룸, 탄탈룸 질화물, 탄탈룸 보론 질화물 등을 포함한 금속, 금속 화합물 중 어느 하나 이상일 수 있고, 및 버퍼층은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발 명은 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.
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 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.
본 명세서에서 반사형 포토마스크라 함은 특히 EUV 광을 사용하는 포토리소그래피 공정을 위한 반사형 포토마스크를 의미하나, 이에 한정되지 않고, 빛을 투과시켜 웨이퍼 상에 패턴 정보를 전달하는 포토마스크가 아닌 입사된 빛을 반사하여 웨이퍼 상에 패턴 정보를 전달하는 포토마스크를 통칭한다. 또한 포토마스크는 레티클이라는 용어와 혼용하여 사용될 수 있으며 포괄할 수 있다.
본 발명의 반사형 포토마스크를 포함한 모든 포토마스크들은 일반적으로 패턴이 형성된 면이 아래쪽을 향한 상태에서 사용된다. 포토마스크들의 아래쪽에 반 도체 소자 제조를 위한 웨이퍼를 위치시키기 때문이다. 그러나 본 명세서에서는 포토마스크들을 제조하는 공정을 반영하여 패턴이 형성되는 면이 위쪽을 향한 상태로 도시되고 설명된다. 그러므로 본 명세서에서 위쪽, 상부, 상면 등의 방향적인 표현은 아래쪽, 하부, 하면 등의 의미로 이해될 수 있다. 또한 드물게 포토마스크들을 측방향을 향하도록 한 상태에서 사용하는 아이디어들이 제안되고 있으므로 본 명세서 전체적으로 방향적인 요소를 포함하는 표현들은 모든 방향을 포괄하는 의미로 이해될 수 있다. 즉, 공간적인 방향의 표현은 상대적인 방향으로 이해되어야 하며, 절대적인 방향을 의미하는 것처럼 한정적으로 이해되어서는 아니된다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 반사형 포토마스크들을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 실시예들에 의한 반사형 포토마스크들의 종단면도이다.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 반사형 포토마스크는, 기판(110) 상에 형성된 반사층(120), 반사층(120) 상에 형성된 흡광 패턴(130) 및 반사층(120) 상에 형성되고 흡광 패턴(130)의 주변에 형성된 보상 패턴(140a)을 포함한다.
기판(110)은 석영 재질의 유리 기판일 수 있다.
반사층(120)은 몰리브덴층과 실리콘층을 교대로 적층하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 몰리브덴층과 실리콘층을 수 십 쌍 적층하여 형성될 수 있다. 몰리브덴 층의 표면에서 반사되는 빛과 실리콘 층의 표면에서 반사되는 빛이 서로 간섭 현상을 일으킬 수 있다. 몰리브덴 층의 표면에서 반사되는 빛과 실리콘 층의 표면에서 반사되는 빛이 대략 1/4 내지 3/4의 위상차를 가질 경우 상쇄 간섭을 일으킬 수 있고 1/4 이하, 또는 3/4 이상의 위상차를 가질 경우 보강 간섭 현상을 일으킬 수 있다. 통상적으로 반사형 포토마스크는 상쇄 간섭 현상을 이용하는 경우가 많다고 할 수 있다. 또는 몰리브덴층은 주 반사층으로서 빛을 스캐터링하는 층이고 실리콘층은 부 반사층으로서 스페이싱층으로 사용되거나 이해될 수 있다.
두 층을 합한 한 쌍의 단위 반사층의 두께는 사용하는 빛의 파장의 약 1/4의 배수에 해당하도록 형성될 수 있다. 본 발명에서는 너무 얇을 경우 제조 공정이 어려워지고, 너무 두꺼울 경우 전체적인 반사층(120)의 두께가 두꺼워지는 것을 방지하기 위하여 사용하는 빛의 파장의 약 1/2의 두께로 형성하였다. 또한 약 10%의 오차율을 가질 수 있다. 구체적으로 6.8 ± 0.68㎚로 형성할 수 있다. 이는 본 발명에서 실험적으로 사용한 빛이 13.4㎚의 파장을 가진 EUV 광이기 때문이다. 다른 파장의 빛을 이용한다면 반사층(120)의 두께는 달라질 수 있다. 본 실시예에서는 몰리브덴층을 약 2.9㎚로 형성하고 실리콘층을 약 4.0㎚로 형성한다.
본 명세서에서는 반사층(120)이 전체적으로 하나의 층으로 도시되고 설명된다. 하지만 수 십 쌍의 단위 반사층들이 적층되어 있는 것으로 이해하여야 한다.
흡광 패턴(130)은 입사된 EUV 광을 흡수하는 패턴이다. 구체적으로 크롬, 크롬 산화물, 탄탈룸, 탄탈룸 질화물, 탄탈룸 보론 질화물 등을 포함한 금속, 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성할 수 있으며, 특히 탄탈룸 질화물(TaN) 또는 탄탈룸 보론 질화물(TaBN)를 사용할 수 있다.
흡광 패턴(130)의 두께는 입사되는 EUV 빛을 안정적으로 흡수할 수 있고, 형성하는 공정이 안정된 정도로 결정될 수 있으며, 재질에 따라서 다양하게 결정될 수 있다. 흡광 패턴(130)이 간혹 다른 층을 식각하는데 마스킹 역할을 할 수도 있으므로, 식각 마스크의 역할을 안정적으로 수행할 수 있는 두께로 형성될 수 있고, 자체적으로 발생할 수 있는 결함 - 예컨데 핀홀 등 - 을 고려하지 않아도 될 정도의 두께로 형성될 수 있다. 이것은 공정 능력으로부터 어느 정도의 영향을 받는다고 할 수 있으므로 매우 다양한 두께로 결정될 수 있다.
본 발명에서는 탄탈룸 질화물 재질을 사용하여 약 70㎚로 형성한다. 그러나 이에 한정되어서는 아니되며 더 얇게 형성될 수도 있고 더 두껍게 형성될 수도 있다. 웨이퍼 상에 패턴 정보를 전달하는데 문제가 없다면 되도록 얇은 높이로 형성하는 것이 유리할 수 있으나, 반사형 포토마스크의 내구성 및 제조상의 안정성 등을 고려하면 충분한 두께를 확보하는 것이 안정적이라 할 수 있다. 그러므로 다양한 실험을 통해 포토마스크 제조 능력 및 웨이퍼 상에 전달하고자 하는 패턴 정보의 미세함 등을 동시에 만족할 수 있는 두께를 결정할 수 있다.
보상 패턴(140a)은 입사되는 빛을 반사할 수 있으며, 흡광 패턴(130)보다 얇은 두께로 형성될 수 있다. 구체적으로 보상 패턴(140a)의 두께 및 면적은 흡광 패턴(130)의 두께 및 면적, 또는 노출된 반사층(120)의 면적 또는 거리에 의존하여 다양하게 결정될 수 있다. 보상 패턴(140a)의 두께 및 면적에 대한 더 상세한 설명은 실험 결과 및 도면을 참조하여 후술한다.
보상 패턴(140a)은 흡광 패턴(130)의 주변에 두 방향 또는 네 방향에 형성될 수 있다. 예를 들어 라인/스페이스 패턴 같은 1차원적인 패턴일 경우 두 방향에 형성될 수 있고, 컨택/비아 같은 2차원적인 패턴일 경우 네 방향에 형성될 수 있다.
또한 각 방향의 보상 패턴(140a)은 각기 다른 높이와 면적으로 형성될 수 있다. 즉, 대칭적으로 형성될 필요가 없다. 이것은 입사 및 반사되는 빛이 한 방향을 향하므로, 흡광 패턴(130)을 사이에 두고 서로 다른 반사량을 나타내기 때문이다. 구체적으로, 도 1a에서와 같이 포토마스크 표면에 대해 빛이 좌측으로 6°정도의 기울기로 입사하고 우측으로 역시 6°정도의 기울기로 반사된다고 하면, 흡광 패턴(130)을 기준으로 좌측 부분과 우측 부분에서 반사되는 빛의 양 또는 위상 등이 서로 다를 수 있다. 그러므로 이를 보상해주기 위한 흡광 패턴(130)의 좌측 부분과 우측 부분의 보상 패턴(140a)들은 높이와 면적이 서로 다를 수 있다.
보상 패턴(140a) 없이 흡광 패턴(130)만으로 형성된 반사형 포토마스크를 실험한 결과, 흡광 패턴(130)의 좌측과 우측에서 반사된 빛의 위상은 정상적인 위상(2π)에 비하여 각기 π/4 및 π/6 정도의 위상차를 보였다. 그러므로 보상 패턴(140a)은 흡광 패턴(130)의 좌측과 우측이 서로 다른 높이 또는 면적을 갖도록 형성할 수 있다. 각기 상대적인 위상차가 3:2의 관계에 있다고 볼 수 있으므로, 그에 반비례하도록 보상 패턴(140a)의 높이 또는 면적을 실험적으로 조절할 수 있다. 이러한 보상 패턴(140a)의 최적화된 높이 및 면적은 절대적인 수치가 존재하는 것이 아니라, 반사형 포토마스크 상에 형성된 흡광 패턴(130)의 폭, 간격, 높이 및 재질 등에 따라 다양하게 변화한다. 또한 보상 패턴(140a)을 어떤 재질로 형성하느냐에 따라 달라질 수 있다.
보상 패턴(140a)의 재질은 사용하는 빛을 반사할 수 있는 물질을 사용할 수 있다. 본 발명에서는 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiO2)을 사용하였다. 본 발명에서 실리콘 또는 실리콘 산화물을 사용한 이유는 통상적인 포토마스크 제조 공정에서 쉽게 적용할 수 있는 물질이기 때문이며, 본 발명을 한정하거나 다른 물질을 배제하고자 함이 아니다. 반사층(120)은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상일 수 있으며, 기타 다른 물질로 형성될 수 있다.
도 2a를 참조하여 설명된 기판(110), 반사층(120), 흡광 패턴(130) 및 보상 패턴(140a)에 대한 설명들은 본 명세서 전체적으로 활용될 수 있다. 이후에 설명되는 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 반사형 포토마스크들은 특별히 더 부가된 설명이 없다면 도 2a를 참조한 구성요소들의 설명 및 후술되는 구성요소들에 대한 설명들을 활용하여 이해될 수 있다.
도 2b를 참조하면 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 반사형 포토마스크는, 기판(110) 상에 형성된 반사층(120), 반사층(120) 상에 형성된 흡광 패턴(130) 및 흡광 패턴(130)의 일측 방향에 형성된 보상 패턴(140a)을 포함한다. 보다 구체적으로, 도 2a에 도시된 반사형 포토마스크와 비교하면, 흡광 패턴(130)의 일 방향에만 보상 패턴(140a)이 형성되어 있다.
EUV 광을 이용한 포토리소그래피 공정은 일 방향으로 소정의 각도로 기울어져 빛이 입사 및 반사되므로, 특히 한 쪽 방향으로 패턴 또는 초점이 많이 움직이 게 된다. 그러므로 양 방향에 보상 패턴(140a)을 형성하기가 여의치 않은 경우, 한 쪽에만 형성하여도 어느 정도의 결과를 기대할 수 있다. 대개는 흡광 패턴(130)을 기준으로 입사하는 빛과 가까운 쪽에 형성할 수 있다.
이후에 도시되고 설명되는 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 반사형 포토마스크들에 있어서, 도 2b와 같이 흡광 패턴(130)의 일 방향에만 보상 패턴(140a)이 형성된 경우를 생략한다. 이것은 실시예가 없는 것이 아니라, 도면 및 설명이 너무 복잡해지는 것을 피하기 위해서일 뿐이다. 도시되지 않고 설명되지 않았어도, 이후에 도시되고 설명되는 모든 반사형 포토마스크들에 있어서 도 2b와 같이 어느 한 방향에만 보상 패턴(140a)이 형성되는 경우가 포함된다. 또한, 입체적으로 보았을 때 세 방향 또는 네 방향으로 보상 패턴(140a)이 형성되는 경우도 포함된다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 다른 실시예들에 의한 반사형 포토마스크들을 개략적으로 도시한 종단면도이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크는, 기판(110) 상에 형성된 반사층(120), 반사층(120) 상에 형성된 캡핑층(150), 캡핑층(150) 상에 형성된 흡광 패턴(130) 및 흡광 패턴(130)의 주변에 형성된 보상 패턴(140a)을 포함한다.
캡핑층(150)은 반사층(120)을 물리적, 화학적 손상으로부터 보호할 수 있으며, 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 반사층(120)은 빛을 반사하는 영역이기 때문에 표면 관리가 매우 중요하다고 할 수 있다. 표면이 거칠지 않고 고르고 평탄한 것이 좋으며, 제조가 완료된 이후에도 물리적, 화학적 손상으로부터 보호되는 것이 좋다. 그러므로 캡핑층(150)을 전체적으로 형성하여 반사층(120)을 물리적, 화학적 손상으로부터 보호할 수 있다. 캡핑층(150)은 반사층(120) 및 흡광 패턴(130)과 접착력이 좋고 열팽창 계수가 비슷하며, 반사층(120)이 취약한 물리적, 화학적 손상에 대한 내성을 갖는 것이 좋다고 할 수 있다. 또한 통상적인 반도체 제조 공정에서 쉽게 적용할 수 있는 물질이면 더욱 좋다고 할 수 있다.
본 발명에서는 실리콘을 적용하였다. 그러나, 이것은 본 발명의 한 실시예일뿐이며 본 발명을 한정하는 것으로 해석되어서는 아니된다.
캡핑층(150)의 두께는 본 발명에서 실험적으로 적용한 실리콘의 경우, 빛의 파장에 비하여 1/4의 오차율 내에서 결정될 수 있다. 구체적으로, 본 발명에서 사용하는 빛이 약 13.4㎚의 파장을 가지고 있으므로, 13.4 ± 3.35 = 10.05 ~ 16.75(㎚) 정도의 두께로 형성될 수 있다. 본 발명에서는 약 11㎚의 두께로 형성하고 실험하였다. 그런데, 루데늄 등의 금속으로 캡핑층(150)을 형성할 경우 더 얇은 두께로 형성할 수 있다. 루데늄 등의 금속을 캡핑층(150)을 형성할 경우, 반사층(120)을 물리적, 화학적 손상으로부터 보호하기가 다른 무기물을 사용할 경우보다 더 수월할 수 있다. 반면에 두꺼울 경우 빛을 흡수하거나 더욱 반사할 수 있으므로 수 나노미터 정도로 실리콘 등을 적용할 경우보다 얇게 형성할 수 있다. 구체적으로 본 발명의 추가적인 실시예에서 루데늄을 약 3㎚ 정도로 형성하여 실험하였다. 실험 결과에서 실리콘을 적용한 실험 결과와 비교하여 별다른 특이점을 발견하지 못 하였기에 본 명세서에는 실험 결과에 대한 설명을 생략한다.
이후에 설명되는 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 반사형 포토마스크들에 있어서, 캡핑층(150)에 대한 부가적인 설명이 없다면 상술한 설명을 활용하여 이해될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크는, 기판(110) 상에 형성된 반사층(120), 반사층(120) 상에 형성된 캡핑층(150a), 캡핑층(150a) 상에 형성된 흡광 패턴(130) 및 흡광 패턴(130)의 주변에 캡핑층(150a)과 같은 재질의 보상 패턴(140b)을 포함한다. 구체적으로, 도 3a과 비교하여, 캡핑층(150a)과 보상 패턴(140b)의 재질이 같은 경우이고 캡핑층(150a)과 보상 패턴(140b)이 일체형으로 형성될 수 있다.
도 3b에 도시된 것과 같이, 캡핑층(150a)과 보상 패턴(140b)의 재질을 같게 할 경우 동종의 물질이므로 이종의 물질을 사용할 경우에 비하여 반사형 포토마스크 제조 공정이 단순해질 수 있다. 또한 이종의 물질인 경우보다 접착력이 우수할 수 있다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 또 다른 실시예들에 의한 반사형 포토마스크들을 개략적으로 도시한 종단면도들이다.
도 4a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크는, 기판(110) 상에 형성된 반사층(120), 반사층(120) 상에 형성된 흡광 패턴(130) 및 흡광 패턴(130)의 주변에 반사층(120)과 같은 재질의 물질로 형성된 보상 패턴(140c)을 포함한다. 구체적으로, 도 3a 및 3b와 비교하면 캡핑층(150) 없이 반사층(120) 과 같은 재질의 물질로 보상 패턴(140c)을 형성한 경우이다.
반사층(120)의 물리적, 화학적 손상을 고려할 필요성이 적다면, 이종의 물질로 보상 패턴(140a, 140b)을 형성하는 것보다 반사층(120)과 같은 재질로 보상 패턴(140c)을 형성하는 것이 더 좋은 결과를 가져올 수 있다.
도 4b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크는, 기판(110) 상에 형성된 반사층(120), 반사층(120) 상에 형성된 흡광 패턴(130), 흡광 패턴(130)의 주변에 반사층(120)과 같은 재질의 물질로 형성된 보상 패턴(140c) 및 반사층(120)과 보상 패턴(140c)의 표면에 형성된 보호층(180a)을 포함한다. 구체적으로, 도 4a에 도시된 반사형 포토마스크의 반사층(120) 및 보상 패턴(140c)의 표면에 보호층(180a)을 형성한 경우이다.
보호층(180a)은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
만약 보호층(180a)이 패터닝하기 쉬운 물질이 아니거나 기타의 다른 문제 등으로 직접 보상 패턴으로 형성하기 곤란하고, 반사층(120)을 물리적, 화학적 손상으로부터 보호해주는 것이 좋다면 도 4b와 같은 반사형 포토마스크를 고려할 수 있다.
도 5a 내지 5c는 본 발명의 또 다른 실시예들에 의한 반사형 포토마스크를 개략적으로 도시한 종단면도들이다.
도 5a를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크는, 기판(110) 상에 형성된 반사층(120), 반사층(120) 상에 형성된 보상 패턴(140d) 및 보상 패턴(140d) 상에 형성된 흡광 패턴(130)을 포함한다.
구체적으로, 보상 패턴(140d)이 반사층(120)과 흡광 패턴(130) 사이에 하나의 층으로 형성된다. 도 4a의 반사형 포토마스크는 보상 패턴(140d)을 형성할 수 있는 층을 미리 형성한 다음 패터닝하여 보상 패턴(140d)을 형성할 수 있다. 이러한 구조의 반사형 포토마스크는 보상 패턴(140d)을 원하는 모양으로 형성하는데 유리할 수 있다. 또한, 접착력이 좋은 물질로 형성할 경우 반사층(120)과 흡광 패턴(130)의 접착력을 개선할 수도 있다.
도 5b를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크는, 기판(110) 상에 형성된 반사층(120), 반사층(120) 상에 형성된 보상 패턴(140d), 보상 패턴(140d) 상에 형성된 흡광 패턴(130) 및 반사층(120)과 보상 패턴(140d)의 표면에 형성된 보호층(180b)을 포함한다. 구체적으로, 도 5a에 도시된 반사형 포토마스크와 비교하면, 보호층(180b)이 반사층(120) 및 보상 패턴(140d) 상에 형성된 경우이다. 보호층(180b)을 반사층(120) 및 보상 패턴(140d) 상에 형성함으로써 물리적, 화학적 손상으로부터 반사층(120) 및 보상 패턴(140d)을 보호할 수 있다.
도 5c를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크는, 기판(110) 상에 형성된 반사층(120), 반사층(120) 상에 형성된 보상 패턴(140d), 보상 패턴(140d) 상에 형성된 흡광 패턴(130) 및 반사층(120)의 노출된 표면 상에 형성된 보호층(180c)을 포함한다. 구체적으로, 도 5b에 도시된 반사형 포토마스크와 비교하여, 보호층(180c)이 반사층(120)의 상부에만 형성된 경우이다.
보호층(180c)이 보상 패턴(140d)의 광학적 특성에 미치는 영향을 줄이고자 하거나, 반사층(120)만을 특히 물리적, 화학적 손상으로부터 보호하고자 할 경우 도 5c에 도시된 반사형 포토마스크를 고려할 수 있다.
특히, 도 5a 내지 5c에 도시된 반사형 포토마스크들은 보상 패턴(140d)을 반사층(120) 상에 하나의 층을 적층하고 패터닝 함으로써 형성할 수 있어서 제조 공정이 단순화될 수 있다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 또 다른 실시예들에 의한 반사형 포토마스크들을 개략적으로 도시한 종단면도들이다.
도 5a를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크는, 기판(110) 상에 형성되고 표면에 형성된 보상 패턴(140e)을 포함하는 반사층(120) 및 보상 패턴(140e) 상에 형성된 흡광 패턴(130)을 포함한다. 구체적으로, 반사층(120)으로 보상 패턴(140e)을 형성한 경우이다. 반사층(120)과 흡광 패턴(130)의 접착력이 충분히 좋고, 반사층(120)이 물리적, 화학적 손상으로부터 안정적으로 내성을 가질 수 있다면 도 6a에 도시된 반사형 포토마스크를 고려할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크는, 기판(110) 상에 형성되고 표면에 형성된 보상 패턴(140e)을 포함하는 반사층(120), 보상 패턴(140e) 상에 형성된 흡광 패턴(130) 및 반사층(120) 및 보상 패턴(140e)의 표면에 형성된 보호층(180d)을 포함한다. 구체적으로, 도 6a에 도시된 반사형 포토마스크와 비교하여, 반사층(120) 및 보상 패턴(140e) 상에 보호층(180d)을 형성한 경우이다. 도 5b를 추가적으로 참조하여 이해할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예들에 의한 반사형 포토마스크들 을 개략적으로 도시한 종단면도들이다.
도 7a를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크는, 기판(110) 상에 형성된 반사층(120), 반사층(120) 상에 형성된 캡핑층(150), 캡핑층(150) 상에 형성된 보상 패턴(140d), 보상 패턴(140d) 상에 형성된 흡광 패턴(130) 및 기판(110) 하면에 형성된 금속층(170)을 포함한다. 구체적으로, 보상 패턴(140d)이 캡핑층(150)과 흡광 패턴(130) 사이에 하나의 층으로 형성된다. 보상 패턴(140d)을 하나의 층으로 적층하여 형성할 경우, 제조 공정이 단순해 질수 있고, 캡핑층(150)과 흡광 패턴(130)의 접착력을 개선할 수도 있다. 또한 흡광 패턴(130)과 캡핑층(150)의 식각 선택비 등이 좋지 않을 경우 그 대안으로 도 7a와 같은 구조의 반사형 포토마스크를 제조할 수 있다.
기판(110) 하면의 금속층(170)은 반사형 포토마스크를 이용한 포토리소그래피 공정에서 반사형 포토마스크를 정전척 등에 고정하기 위한 수단으로 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예들에서는 크롬으로 형성하나, 크롬에 한정될 필요는 없다. 정전척에 고정될 수 있는 재질로 형성하면 되므로, 크롬을 비롯한 금속, 금속 합금, 금속 화합물 및 기타 금속성 물질로 형성할 수 있다.
금속층(170)의 두께는 특별히 한정될 필요가 없다. 기판(110)과 안정적인 접착을 할 수 있고 충분히 반사형 포토마스크의 무게를 감당할 수 있을 정도의 두께를 확보하면 된다고 할 수 있다. 본 발명의 실시예들에서는 대략 수십 나노미터 정도의 두께들이고 평균적으로 약 60 내지 70㎚로 형성하였다.
도 7b를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크는, 기판(110) 상에 형성된 반사층(120), 반사층(120) 상에 형성되고 보상 패턴(140b)을 포함하는 캡핑층(150a), 캡핑층(150a) 상에 형성된 흡광 패턴(130) 및 기판(110) 하면에 형성된 금속층(170)을 포함한다. 구체적으로, 도 7a에 도시된 반사형 포토마스크와 비교하면, 보상 패턴(140b)이 캡핑층(150a)과 같은 재질의 물질로 형성된다. 도 7b에 도시된 구조의 반사형 포토마스크는, 한 종류의 물질로 보상 패턴(140b) 및 캡핑층(150a)을 형성하므로 제조 공정이 단순해질 수 있다. 또, 동일 물질이므로 보상 패턴(140b)으로 이종의 물질을 사용할 경우 고려해야 하는 캡핑층(150a)과의 접착력을 전혀 고려할 필요가 없다. 즉, 보상 패턴(140b)으로 적용되는 이종의 물질이 캡핑층(150a)보다 물리적 화학적 특성이 떨어진다면 캡핑층(150a)으로 보상 패턴(140b)을 형성할 수 있다.
도 7a 및 7b에 도시된 반사형 포토마스크들은 모두 기판(110) 하면에 금속층(170)이 형성되어 있다. 그러나 금속층(170)은 필수적인 구성요소가 아니고 선택적인 구성요소이며 사용자의 의도에 따라 형성되지 않을 수도 있다. 그러므로, 도 5a 및 5b에 도시된 반사형 포토마스크들은 기판(110) 하면의 금속층(170)이 생략될 수도 있다.
반대로, 본 발명의 모든 실시예들에 의한 반사형 포토마스크가 금속층(170)을 포함할 수 있다.
도 8a 내지 8c는 본 발명의 또 다른 실시예들에 의한 반사형 포토마스크들을 개략적으로 도시한 종단면도들이다.
도 8a를 참조하면, 기판(110) 상에 형성된 반사층(120), 반사층(120) 상에 형성된 캡핑층(150), 캡핑층(150) 상에 형성된 버퍼 패턴(160), 버퍼 패턴(160) 상에 형성된 흡광 패턴(130), 흡광 패턴(130)의 주변에 형성된 보상 패턴(140f) 및 기판(110) 하면에 형성된 금속층(170)을 포함한다.
구체적으로, 우선 버퍼 패턴(160)은 흡광 패턴(130)을 형성할 때 식각 정지막으로 활용될 수 있고, 캡핑층(150)과 흡광 패턴(130)의 접착력 강화를 위하여 적용될 수도 있다. 또 캡핑층(150)과 흡광 패턴(130)의 열팽창률이 다를 경우 중간적인 완충역할을 할 수도 있다. 버퍼 패턴(160)은 다양한 물질로 형성될 수 있는데, 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다. 흡광 패턴(130)의 패터닝을 개선할 수 있는 물질로 형성할 수도 있고, 흡광 패턴(130)의 패터닝 개선에 상관없이 접착력을 강화하기 위한 목적으로만 형성될 수도 있다. 이외의 목적으로도 다양한 물질이 도입될 수 있다.
도면에는 보상 패턴(140f)과 버퍼 패턴(160)의 두께가 동일한 것으로 도시되어 있으나 이는 도면을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐이다. 보상 패턴(140f) 및 버퍼 패턴(160)의 두께는 서로 상관 관계 없이 형성될 수 있다. 즉, 보상 패턴(140f)이 더 두꺼울 수도 있으며, 버퍼 패턴(160)이 더 두꺼울 수도 있다.
도 8b를 참조하면, 기판(110) 상에 형성된 반사층(120), 반사층(120) 상에 형성된 캡핑층(150), 캡핑층(150) 상에 형성된 보상 패턴(140g), 보상 패턴(140g) 상에 형성된 버퍼 패턴(160), 버퍼 패턴(160) 상에 형성된 흡광 패턴(130) 및 기판(110)의 하면에 형성된 금속층(170)을 포함한다. 구체적으로 도 8a와 비교하면, 보 상 패턴(140g)이 하나의 층으로 형성되어 반사층(120)과 버퍼 패턴(160) 사이에 적층된다. 보상 패턴(140g)이 하나의 층으로 적층되어 패터닝됨으로써 형성될 경우, 반사층(120)과 버퍼 패턴(140g)의 접착력을 강화시킬 수도 있고, 흡광 패턴(130) 및 버퍼 패턴(160)의 형성시 식각 정지막 등의 기능을 수행할 수도 있다. 버퍼 패턴(160)과 캡핑층(150)의 패터닝 선택비가 우려된다면 도 8b와 같은 구조의 반사형 포토마스크를 생각할 수 있다.
도 8c를 참조하면, 기판(110) 상에 형성된 반사층(120), 반사층(120) 상에 형성되고 보상 패턴(140h)을 포함하는 캡핑층(150a), 캡핑층(150a) 상에 형성된 버퍼 패턴(160), 버퍼 패턴(160) 상에 형성된 흡광 패턴(130) 및 기판(110)의 하면에 형성된 금속층(170)을 포함한다. 구체적으로, 도 8b와 비교하면, 캡핑층(150a)과 보상 패턴(140h)의 재질이 같은 경우이다. 도 8b의 경우 복수 개의 층을 적층하고 패터닝 하게 되나 도 8c의 경우 하나의 층만을 적층하고 패터닝하여 캡핑층(150a) 및 보상 패턴(140h)의 기능을 함께 갖도록 형성할 수 있다. 즉, 제조 공정이 단순화 될 수 있다.
도 8a 내지 8c에 도시된 실시예들에서도 기판(110) 하면에 형성된 금속층(170)은 생략될 수 있다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 또 다른 실시예들에 의한 반사형 포토마스크들을 개략적으로 도시한 종단면도들이다.
도 9a를 참조하면, 기판(110) 상에 형성되고 보상 패턴(140i)을 포함하는 반사층(120), 반사층(120) 상에 형성된 버퍼 패턴(160), 버퍼 패턴(160) 상에 형성된 흡광 패턴(130) 및 기판(110) 하면에 형성된 금속층(170)을 포함한다. 구체적으로, 반사층(120)과 보상 패턴(140i)이 같은 재질의 물질, 즉 일체형으로 형성될 수 있다. 반사층(120)과 보상 패턴(140i)을 같은 재질의 물질로 형성하면 반사율 및 굴절율 등 물질의 광학적 특성이 같으므로 보상 패턴(140i)의 폭 및 두께 등의 조건을 산정하기 쉬울 수 있다. 또, 한 종류의 층만을 패터닝하므로 제조 공정이 단순화될 수 있다.
도 9b를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크는, 기판(110) 상에 형성되고 보상 패턴(140i)을 포함하는 반사층(120), 반사층(120) 상에 형성된 보호층(180e), 보호층(180e) 상에 형성된 버퍼 패턴(160), 버퍼 패턴(160) 상에 형성된 흡광 패턴(130) 및 기판(110)의 하면에 형성된 금속층(170)을 포함한다. 구체적으로, 도 9a와 비교하면, 보상 패턴(140i)을 포함하는 반사층(120)과 버퍼 패턴(160) 사이에 보호층(180e)이 형성된다. 보호층(180e)은 보상 패턴(140i)을 포함하는 반사층(120)을 물리적, 화학적 손상으로부터 보호할 수 있으며, 흡광 패턴(130) 및 버퍼 패턴(160)의 형성시에 식각 정지막으로 활용될 수도 있다. 또한, 보상 패턴(140i)을 포함하는 반사층(120)과 버퍼 패턴(160) 사이의 접착력을 강화할 수도 있다.
도 9a 및 9b에 도시된 실시예에서도 기판(110) 하면에 형성된 금속층(170)은 생략될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 반사형 포토마스크는 단지 도면에 도시된 모양과 일치하는 실시예에만 국한되는 것이 아니라 각 참조 도면 에서 제시된 모양들을 조합하여 더 다양한 반사형 포토마스크들을 제조할 수 있다.
이어서, 본 발명에 의한 보상부가 적용된 반사형 포토마스크들의 성능을 실험 결과을 참조하여 설명한다.
도 10a 내지 10c는 본 발명의 다양한 실시예들 중 하나의 반사형 포토마스크를 이용하여 포토리소그래피 공정을 수행하면 측정한 반사광들의 인텐시티 데이터를 그래프로 나타낸 것이다.
도 10a는 도 8a에 도시된 반사형 포토마스크에 보상 패턴으로 실리콘 산화물(SiO2)을 적용한 경우를 실험한 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
그래프의 X축은 다양한 패턴들의 피치, 즉 흡광 패턴(130)들의 피치로 볼 수 있고, 60㎚ 에서 260㎚까지 스플릿하였다. Y축은 반사형 포토마스크의 표면, 즉 반사층(120)에서 반사된 빛 들 중 -1차 회절광과 +1차 회절광의 인텐시티 차이를 나타내며, 두 회절광의 인텐시티를 더한 값이라 할 수 있다. 이상적으로는 0(zero)인 경우라 할 수 있다. 각 그래프들은 다양한 보상 패턴(140f)의 두께에 따른 결과이다. 보상 패턴(140f)의 두께는 보상 패턴(140f)을 형성하지 않은 경우에서부터 5㎚, 15㎚, 25㎚ 및 35㎚인 경우를 실험하였다. 보상 패턴(140f)의 선폭은 동일하게 16㎚를 적용하였다. 이것은 반사광들의 회절된 빛을 실험하기 위한 일 실시예일뿐이며 최적화된 선폭이라고 할 수는 없다. 좀 더 다양한 실험을 거친다면 최적화된 선폭을 결정하는데 참고할 수 있는 다양한 경향을 알 수 있을 것이다.
도 10a를 참조하면, 흡광 패턴(130)의 피치가 60 내지 80㎚일 경우 보상 패 턴(140f)을 형성하지 않고 실험한 결과가 가장 좋고, 피치가 80 내지 100㎚인 경우 5㎚의 두께로 보상 패턴(140f)을 형성한 경우의 실험 결과가 가장 좋다고 할 수 있으며, 피치가 100㎚ 이상인 경우 35㎚의 두께로 보상 패턴(140f)을 형성한 경우의 실험 결과가 가장 좋다고 할 수 있다. 본 실험은 본 발명의 기술적 사상을 실제로 구현해보는 차원에서 실험한 것이므로 본 실험 결과가 최적의 결과를 나타낸다고 보기에는 무리가 있다고 할 수 있다. 본 실험결과를 참고하여 더 다양한 실험을 해본다면 더욱 최적화된 결과 및 추세를 이해할 수 있을 것이다.
즉, 보상 패턴(140f)의 폭을 고정하고 두께를 스플릿하며 실험한 결과이므로, 반대로 두께를 고정하고 폭을 스플릿하면서 실험한 결과를 함께 고려하면 더 좋은 결과를 기대할 수 있을 것이다.
도 10b는 도 8a에 도시된 반사형 포토마스크에 보상 패턴(140f)으로 실리콘(Si)을 적용한 경우를 실험한 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
도 10a와 같이 X축은 흡광 패턴(130)의 피치이고, Y축은 반사층(120)에서 반사된 광을 측정한 -1차 회절광 및 +1차 회절광의 인텐시티를 합한 값이며, 보상 패턴(140f)의 선폭을 동일하게 16㎚로 하고, 보상 패턴(140f)의 두께를 스플릿하였다.
도 10b를 참조하면, 흡광 패턴(130)의 피치가 60 내지 80㎚일 경우 보상 패턴(140f)을 형성하지 않은 결과가 좋고, 피치가 80 내지 120㎚일 경우 5㎚의 두께로 보상 패턴(140f)을 형성한 결과가 좋으며, 피치가 120㎚ 이상인 경우 큰 차이는 없으나 보상 패턴(140f)의 두께가 두꺼운 경우, 즉 35㎚인 경우가 좋은 결과를 보 인다.
도 10a 및 10b의 실험 결과에서, 실리콘 또는 실리콘 산화물을 보상 패턴으로 적용할 경우, 흡광 패턴(130)의 피치에 따라 적절한 두께가 존재함을 알 수 있으며, 두 물질이 큰 차이를 보이지 않는다는 것을 알 수 있다.
도 10c를 참조하면, 다른 물질, 즉 반사층(120)과 유사한 구조로 적층된 다층 보상 패턴을 적용하여 실험한 결과이다. 다층 보상 패턴의 총 두께는 대표적으로 실리콘/몰리브덴/실리콘으로 3개 층을 적층하여 16㎚로 형성하였다. 도 10c는 피치가 140㎚ 이상일 경우 안정된 결과를 보여준다.
도 10a 내지 도 10c의 실험 결과를 참조하면, 더 다양한 실험을 통해 반사형 포토마스크를 구성하는 각 층 및 패턴들의 특성과 부합하는 보상 패턴들의 최적 조건을 결정할 수 있음을 알 수 있다.
이어서, 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 반사형 포토마스크들을 제조하는 방법을 설명한다.
본 발명의 다양한 실시예들에 의한 반사형 포토마스크 제조 방법은 각 실시예들에 따라 매우 다양한 방법으로 제조될 수 있다. 그러므로, 본 명세서에서는 대표적으로 몇 가지의 반사형 포토마스크 제조 방법을 설명한다. 본 명세서에서 예시적으로 설명되는 반사형 포토마스크 제조 방법을 이해한다면, 설명하지 않은 본 발명의 다른 실시예들에 의한 포토마스크들을 제조하는 방법을 확장하여 이해할 수 있을 것이다.
도 11a 내지 11h는 본 발명의 일 실시예에 의한 반사형 포토마스크 제조 방 법을 개략적으로 도시한 종단면도들이다.
특히 도 8a에 도시된 반사형 포토마스크를 제조하는 방법이라 할 수 있다. 다른 도면 및 설명에서는 도 8a에 도시되고 설명된 구성요소들이 생략된 경우가 있다. 반대로 더 추가된 경우도 있다. 이러한 다양한 반사형 포토마스크들은 제조 방법을 설명하는 설명에서 해당하는 구성요소에 대한 부분을 제외함으로써 이해될 수 있다. 그리고 도 11a 내지 11h에서는 도 8a와 달리 기판(110) 하면에 형성된 금속층(170)을 생략한다. 도 8a의 금속층(170)은 구체적인 제조 공정과 연관되지 않고 형성될 수 있기 때문이다. 즉, 가장 먼저 형성될 수도 있고, 가장 나중에 형성될 수도 있다. 금속층(170)에 대한 설명을 삽입할 경우, 오히려 본 발명의 기술적 사상을 이해하는데 복잡해질 수 있기 때문에 생략한다.
도 11a를 참조하면, 기판(110) 상에 반사층(120)을 형성하고, 반사층(120) 상에 캡핑층(150)을 형성하고, 캡핑층(150) 상에 버퍼층(160a)을 형성하고, 및 버퍼층(160a) 상에 흡광층(130a)을 형성한다.
반사층(120)은 제 1 반사층과 제 2 반사층을 교대로 수 십 쌍 적층하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 제 1 반사층으로 몰리브덴을, 제 2 반사층으로 실리콘을 수 십 쌍 적층할 수 있다. 제 1 반사층의 두께 및 제 2 반사층의 두께는 한 쌍의 두께가 사용하는 빛의 파장의 1/2의 두께로 형성하되 ± 1/4의 오차를 허용할 수 있다. 이유는 빛의 특성상 두 빛이 ± 1/4의 위상차를 가질 경우 상쇄 간섭을 일으킬 수 있기 때문이다. 제 1 반사막으로 몰리브덴을 적용하고 제 2 반사막으로 실리콘을 적용할 경우 상대적인 두께는 서로의 굴절율에 따라 결정되므로 약 2.9:4 의 두께로 형성될 수 있다. 이는 서로의 굴절율에 따라 상대적으로 결정되는 수치이므로 물질이 달라지면 두께도 달라질 수 있다. 본 발명의 경우 수 십 쌍 적층되므로 1쌍의 높이를 약 6.9㎚로 형성할 수 있다. 또 총 반사층(120)의 두께는 대표적으로 40쌍 적층한다. 반사층(120)의 총 두께는 입사되는 빛을 안정적으로 반사할 수 있는 두께로 형성하면 되는데 약 40쌍 적층하였을 경우 안정적으로 빛을 반사할 수 있다. 물론 더 낮거나 높은 두께로 형성할 수 있다.
반사층(120)을 형성하는 방법은 스퍼터링 방법과 물리적 또는 화학적 기상 증착 방법을 사용할 수 있다. 각 단위 반사층의 재질에 따라 최적의 형성 방법을 선택할 수 있다. 스퍼터링 방법 및 기상 증착 방법에 대한 상세한 설명은 당 업자에게 잘 알려진 기술이므로 생략한다.
캡핑층(150)은 실리콘을 적용할 수 있다. 다른 물질로 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성할 수도 있다. 본 실시예에서 실리콘을 적용한 이유는 본 발명의 범주를 한정하는 것이 아니고 단지 실험의 용이 실시를 고려하여 선택한 것일 뿐이다.
캡핑층(150)의 두께는 약 11㎚로 형성할 수 있다. 캡핑층(150)은 반사형 포토마스크를 제조하는 과정 및 제조 후에 물리적 화학적 손상으로부터 반사층(120)을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 그러므로 안정적인 두께를 확보하는 것이 좋다고 할 수 있으나, 과도한 두께는 반사형 포토마스크의 광학적 특성에 영향을 줄 수 있다. 그러므로, 반사층(120)을 보호할 수 있는 최소한의 두께로 형성할 수 있고, 본 발명의 실시예에서는 실험의 용이성을 고려하여 11㎚로 형성하였다. 그러나 이 또한 본 발명의 범주를 한정하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 즉, 얇은 금속 박막을 적용할 경우 수 ㎚의 얇은 두께로 형성할 수 있기 때문이다.
캡핑층(150)을 형성하는 방법은 물리적 또는 화학적 기상 증착 방법 또는 스퍼터링 방법을 이용할 수 있다. 특히 본 실시예에서와 같이 실리콘을 적용할 경우 화학적 기상 증착법을 가장 널리 활용할 수 있으나, 이에 한정 되지 않으며, 특히 반사층(120)의 표면이 실리콘층일 경우에는 에피택셜 성장 방법을 적용할 수도 있다. 캡핑층(150)을 형성하기 위한 다양한 방법도 잘 알려진 기술 분야이므로 더 상세한 설명을 생략한다.
버퍼층(160a)은 버퍼 패턴(160)을 형성하기 위한 층으로 다양한 물질이 적용될 수 있으면 본 실시예에서는 크롬 질화물을 적용하였다. 버퍼층(160a)은 이외에 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
버퍼층(160a)은 흡광층(130a)을 패터닝하여 흡광 패턴(130)을 형성할 때 식각 정지막으로 활용될 수 있고, 캡핑층(150)과 흡광층(130a)과의 접착력을 개선하기 위하여 적용될 수도 있다. 또 두 물질의 열팽창률이 다를 경우 중간적인 완충역할을 할 수도 있다. 버퍼층(160a)은 필수적인 구성요소라 할 수 없고, 흡광층(130a)과 캡핑층(150)의 상호 특성에 따라 생략될 수도 있다. 즉, 두 층이 접착력도 좋고 열팽창률도 비슷하며 패터닝시 식각 선택비를 충분히 확보할 수 있다면 버퍼층(160a) 또는 버퍼 패턴(160)을 생략할 수도 있다.
버퍼층(160a)은 안정적인 식각 선택비의 확보, 열팽창의 완충 역할 또는 캡 핑층(150)과 흡광층(130a)의 접착력 확보를 고려하여 적당한 두께로 결정될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 크롬 질화물을 10㎚의 두께로 형성하였다. 이 두께는 버퍼층(160a)의 재질에 따라 다양하게 결정될 수 있으며, 실리콘 산화물을 적용한다면 좀 더 두껍게 형성할 수 있다.
버퍼층(160a)도 스퍼터링 방법이나 물리적 또는 화학적 기상 증착 방법으로 형성할 수 있으며, 잘 알려진 기술 분야이므로 상세한 설명을 생략한다.
흡광층(130a)은 흡광 패턴(130)을 형성하기 위한 층으로 크롬, 크롬 산화물, 탄탈룸, 탄탈룸 질화물, 탄탈룸 보론 질화물 등을 포함한 금속, 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 탄탈룸 질화물을 약 70㎚의 두께로 적용하였다. 흡광층(130a)의 재질 및 두께도 다양한 물질을 적용하여 다양한 두께로 적용될 수 있다. 본 실시예는 단지 실험의 용이성을 고려하여 형성한 두께일 뿐이다.
흡광층(130a)도 스퍼터링 방법이나 물리적 또는 화학적 기상 증착 방법으로 형성할 수 있다.
도 11b를 참조하면, 흡광층(130a) 상에 포토레지스트 패턴(190a)을 형성한다. 포토레지스트 패턴(190a)은 흡광층 및 버퍼층을 흡광 패턴(130) 및 버퍼 패턴(160)으로 패터닝하기 위한 것으로 전자빔레지스트일 수 있다. 구체적으로, 흡광층(130a) 상에 전면적으로 포토레지스트층을 형성하고 노광 또는 전자빔을 조사한 다음, 현상액으로 포토레지스트층을 선택적으로 제거하여 포토레지스트 패턴(190a)을 형성한다. 포토레지스트 패턴(190a)을 형성하는 기술은 잘 알려진 기술이므로 상세 한 설명을 생략한다.
도 11c를 참조하면, 포토레지스트 패턴(190a)을 식각 마스크로 이용하여 흡광층(130a) 및 버퍼층(160a)을 식각하여 흡광 패턴(130) 및 버퍼 패턴(160)을 형성한다. 구체적으로, 흡광층(130a) 및 버퍼층(130b)을 식각하는 방법은 탄소(C)를 포함하며, 플로린(F-), 클로린(Cl-) 또는 브로민(Br-) 기를 함유하는 가스들, 예를 들어 CF4, CHF3, C2F6, C4F8 등의 CxFy 계 가스들, SF6, CCl2 및 기타 C와 F, Cl, Br 등의 할로겐족 가스를 함유하는 가스들을 주 식각 가스로 활용하고 기타 가스로 Ne, Ar, Kr, Xe 등의 불활성 0족 원소와 H2, N2, O2 등을 부 식각 가스로 혼합한 가스 조합으로 플라즈마 식각할 수 있다. 식각하는 방법에 대한 상세한 설명은 당 업자에게 잘 알려진 기술이므로 생략한다.
흡광 패턴(130)과 버퍼 패턴(160)의 패터닝은 두 단계로 진행할 수 있다. 도면에 도시된 것과 같이 포토레지스트 패턴(190a)을 식각 마스크로 하여 흡광층(130a)과 버퍼층(160a)을 연속적으로 식각하여 흡광 패턴(130)과 버퍼 패턴(160)을 형성할 수도 있지만, 흡광 패턴(130)을 먼저 형성한 후, 포토레지스트 패턴(190a)을 제거하고, 흡광 패턴(130)을 식각 마스크로 버퍼층(160a)을 식각하여 버퍼 패턴(160)을 형성할 수도 있다.
도 11d를 참조하면, 포토레지스트 패턴(190a)을 제거하고 흡광 패턴(130), 버퍼 패턴(160) 및 캡핑층(150)을 노출시킨다.
포토레지스트 패턴(190a)은 황산을 함유하는 수용액 등으로 습식 제거 방식 을 사용할 수도 있고, 산소(O2)를 함유하는 가스 조합으로 건식 제거 방식을 사용하여 제거할 수도 있다. 포토레지스트 패턴(190a)를 제거하는 기술은 잘 알려진 기술이므로 상세한 설명을 생략한다.
도 11e를 참조하면, 노출된 반사형 포토마스크의 표면에 전체적으로 보상 패턴을 형성하기 위한 보상층(141a)을 형성한다.
구체적으로, 보상층(141a)은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상일 수 있다.
보상층(141a)은 화학적 또는 물리적 기상 증착 방법으로 형성할 수 있으나, 몰리브덴과 같은 경우 스퍼터링 방법을 사용하여 형성할 수도 있다.
도 11f를 참조하면, 캡핑층(150)이 실리콘 또는 실리콘 산화물이고, 보상층(141b)이 실리콘 산화물일 경우, 도면과 달리 캡핑층(150) 상부의 보상층(141b)을 흡광 패턴(130) 및 버퍼 패턴(160)의 표면과 측벽에 형성된 보상층(141b)보다 더욱 두껍게 형성될 수 있다. 이처럼 캡핑층(150) 상부의 보상층(141b)이 더 두꺼운 경우, 안정된 모양의 보상 패턴을 형성하는데 유리할 수 있다.
도 11g를 참조하면 캡핑층(150)이 실리콘이고, 보상층(141c)도 실리콘일 경우 에피택셜 성장 방법으로 형성할 수도 있다. 즉, 노출된 캡핑층(150)의 상부에만 보상층이 형성되고 흡광 패턴(130) 및 버퍼 패턴(160)의 표면과 측벽에는 보상층(141c)이 형성되지 않을 수 있다. 이처럼 선택적으로 보상층(141c)을 형성한 경우, 전면적인 식각 방법을 사용할 수도 있지만, 포토레지스트 패턴을 한 번 더 형성하 고 보상층(141c)을 선택적으로 식각하는 공정을 통해 더욱 정교한 보상 패턴을 형성할 수 있다. 이 방법은 도 12a 내지 도 12c를 참조하여 후술되는 반사형 포토마스크 제조 방법에 대한 설명을 확장하여 충분히 이해될 수 있을 것이다. 특히 도 12c를 참조할 수 있다.
도 11h를 참조하면 반사형 포토마스크의 표면을 전면적으로 식각하여 보상 패턴(141d)를 형성한다.
구체적으로, 도 11e 내지 11g에 도시된 반사형 포토마스크들의 표면을 식각 마스크 없이 전면적으로 식각하면 흡광 패턴(130)의 표면 및 캡핑층(150) 표면의 보상층(141a, 141b, 141c)이 먼저 식각되고 버퍼 패턴(160)의 측부에 형성된 보상층(141a, 141b, 141c)은 가장 나중에 식각되므로 적절하게 식각하면 도 11h와 같은 모양의 보상 패턴(141d)을 형성할 수 있다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크 제조방법을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 종단면도들이다. 도 11a 내지 도 11h에 설명된 각 구성요소들의 형성방법에 대한 설명은 추가적인 설명이 없다면 도 12a 내지 도 12e에 대한 각 구성요소에 공통적으로 참조될 수 있다.
도 12c를 참조하면, 기판(110) 상에 반사층(120)을 형성하고, 반사층(120) 상에 캡핑층(150)을 형성하고, 캡핑층(150) 상에 보상층(142)을 형성하고, 보상층(142) 상에 버퍼층(160)을 형성하고, 버퍼층(160a) 상에 흡광층(130a)을 형성하고, 및 흡광층(130a) 상에 포토레지스트층을 형성한 다음, 포토레지스트층을 패터닝하여 제 1 포토레지스트 패턴(190b)을 형성한다. 제 1 포토레지스트 패턴(190b)은 흡 광 패턴(130) 및 버퍼 패턴(160)을 형성하기 위한 것일 수 있다.
12b를 참조하면, 제 1 포토레지스트 패턴(190b)을 식각 마스크로 흡광층(130a) 및 버퍼층(160a)을 식각하여 흡광 패턴(130) 및 버퍼 패턴(160)을 형성하고 제 1 포토레지스트 패턴(190b)을 제거한다.
12c를 참조하면, 노출된 보상층(142)을 패터닝하기 위하여, 보상 패턴(142a)을 형성하기 위한 제 2 포토레지스트 패턴(190c)을 형성하고, 제 2 포토레지스트 패턴(190c)을 식각 마스크로 이용하여 보상층(142)을 식각하여 보상 패턴(142a)을 형성한다.
이후 제 2 포토레지스트 패턴(190c)을 제거하면 도 8b에 도시된 반사형 포토마스크가 완성된다.
도 13a 및 13b는 또 다른 방법으로 보상 패턴(142a)을 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 11a 내지 도 11h에 설명된 각 구성요소들의 형성방법에 대한 설명을 참조할 수 있다.
도 13a를 참조하면, 도 12a와 같이 기판(110) 상에 반사층(120)을 형성하고, 반사층(120) 상에 캡핑층(150)을 형성하고, 캡핑층(150) 상에 보상층(140)을 형성하고, 보상층(140) 상에 버퍼층(160a)을 형성하고, 버퍼층(160a) 상에 흡광층(130a)을 형성하고, 흡광층(130a) 상에 포토레지스트층을 형성한 다음 포토레지스트층을 패터닝하여 제 1 포토레지스트 패턴(190d)을 형성하고, 및 제 1 포토레지스트 패턴(190d)을 식각 마스크로 흡광층(130a), 버퍼층(130b) 및 보상층(142)을 선택적으로 식각한다. 제 1 포토레지스트 패턴(190d)은 보상 패턴(142a)을 형성하기 위한 것일 수 있다.
도 13b를 참조하면, 제 1 포토레지스트 패턴(190d)을 제거한 다음, 다시 포토레지스트층을 형성하고 패터닝하여 제 2 포토레지스트 패턴(190e)을 형성한 다음, 제 2 포토레지스트 패턴(190e)을 식각 마스크로 흡광 패턴(130) 및 버퍼 패턴(160)을 형성한다. 흡광 패턴(130) 및 버퍼 패턴(160)이 형성되면 보상 패턴(142a)이 노출될 수 있다.
이후 제 2 포토레지스트 패턴(190e)을 제거하여 도 8b에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 반사형 포토마스크를 완성할 수 있다. 세부적인 구성요소들을 형성하는 방법은 도 11a 내지 11h 및 도 12a 내지 12c를 참조할 수 있다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반사형 포토마스크 제조방법을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 종단면도들이다.
도 14a를 참조하면, 기판(110) 상에 반사층(120)을 형성하고, 반사층(120) 상에 캡핑층(150b)을 형성하고, 캡핑층(150b) 상에 버퍼층(160a)을 형성하고, 버퍼층(160a) 상에 흡광층(130a)을 형성하고, 흡광층(130a) 상에 포토레지스트층을 형성하고 및 포토레지스트층을 패터닝하여 제 1 포토레지스트 패턴(190f)을 형성한다.
도 14a에 도시된 캡핑층(150b)은 예정된 캡핑층(150a)의 두께와 보상 패턴(142b)의 두께를 합한 두께로 형성될 수 있다.
도 14b를 참조하면, 제 1 포토레지스트 패턴(190f)을 식각 마스크로 흡광층(130a) 및 버퍼층(160a)을 식각하여 흡광 패턴(130) 및 버퍼 패턴(160)을 형성한 다음, 제 1 포토레지스트 패턴(190f)을 제거하여 캡핑층(150b)을 노출시킨다.
도 14c를 참조하면, 보상 패턴(142b)을 형성하기 위한 제 2 포토레지스트 패턴(190g)을 형성하고, 제 2 포토레지스트 패턴(190g)을 식각 마스크로 노출된 캡핑층(150b)을 식각하여 보상 패턴(142b)을 형성한다. 구체적으로, 노출된 캡핑층(150b)을 식각하는 공정은 적절히 식각 시간을 조절함으로써 수행될 수 있다.
이후, 제 2 포토레지스트 패턴(190g)을 제거하여 도 8c에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 반사형 포토마스크를 완성한다. 세부적인 구성요소들을 형성하는 방법은 도 11 내지 도 11h, 도 12a 내지 도 12c, 및 도 13a 및 13b를 참조할 수 있다.
이어서, 본 발명의 다양한 실시예들을 구현하기에 용이한 반사형 블랭크 포토마스크를 설명한다.
도 15a 내지 15c는 본 발명의 실시예들에 의한 반사형 포토마스크를 제조하기 위한 반사형 블랭크 포토마스크들을 간략하게 도시한 종단면도들이다.
도 15a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 반사형 블랭크 포토마스크는, 기판(210) 상에 형성된 반사층(220), 반사층(220) 상에 형성된 보상층(240), 및 보상층(240) 상에 형성된 흡광층(230)을 포함한다.
기판(110)은 석영 재질의 유리 기판일 수 있다.
반사층(120)은 복수의 물질을 교대로 적층하여 형성될 수 있다. 구체적으로 제 1 반사층과 제 2 반사층을 쌍으로 하여 적층될 수 있으며, 제 1 반사층은 몰리브덴층이고 제 2 반사층은 실리콘층일 수 있다.
보상층(240)은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상일 수 있다.
흡광층(230)은 크롬, 크롬 산화물, 탄탈룸, 탄탈룸 질화물, 탄탈룸 보론 질화물 등을 포함한 금속, 금속 화합물 중 어느 하나 이상일 수 있다.
기판(210) 하면에 크롬을 비롯한 금속, 금속 합금, 금속 화합물 및 기타 금속성 물질중 어느 하나로 형성된 금속층(270)을 더 포함할 수 있다.
흡광층(230) 상에 패터닝을 위한 포토레지스트층 또는 전자빔 레지스트층이 더 형성될 수 있다.
도 15b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 반사형 블랭크 포토마스크는, 기판(210) 상에 형성된 반사층(220), 반사층(220) 상에 캡핑층(250), 캡핑층(250) 상에 형성된 보상층(240), 및 보상층(240) 상에 형성된 흡광층(230)을 포함한다.
기판(210) 하면에 크롬을 비롯한 금속, 금속 합금, 금속 화합물 및 기타 금속성 물질중 어느 하나로 형성된 금속층(270)을 더 포함할 수 있다.
흡광층(230) 상에 패터닝을 위한 포토레지스트층 또는 전자빔 레지스트층이 더 형성될 수 있다.
캡핑층(250)은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
도 15c를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반사형 블랭크 포토마스크는, 기판(210) 상에 형성된 반사층(220), 반사층(220) 상에 형성된 캡핑층 (250), 캡핑층(250) 상에 형성된 보상층(240), 보상층(240) 상에 형성된 버퍼층(260), 및 버퍼층 상에 형성된 흡광층(230)을 포함한다.
기판(210) 하면에 크롬을 비롯한 금속, 금속 합금, 금속 화합물 및 기타 금속성 물질중 어느 하나로 형성된 금속층(270)을 더 포함할 수 있다.
흡광층(230) 상에 패터닝을 위한 포토레지스트층 또는 전자빔 레지스트층이 더 형성될 수 있다.
버퍼층(260)은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 의한 반사형 블랭크 포토마스크들은 본 발명의 다양한 실시예들에 의한 반사형 포토마스크들을 제조하는데 용이하다.
이상 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 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.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의한 반사형 포토마스크는 패턴의 피치에 따라 반사되는 빛을 보상해줄 수 있어서 초점이 흔들리는 현상을 개선할 수 있고 미세한 패턴을 형성할 수 있다.

Claims (39)

  1. 기판,
    상기 기판 상에 형성된 반사층,
    상기 반사층 상에 전면적으로 형성된 캡핑층,
    상기 캡핑층 상에 형성된 흡광 패턴, 및
    상기 흡광 패턴 주변에 형성된 보상 패턴을 포함하는 반사형 포토마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 석영 재질이고,
    상기 반사층은 몰리브덴층과 실리콘층이 교대로 적층되어 형성되며,
    상기 보상 패턴은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상이고, 및
    상기 흡광 패턴은 크롬, 크롬 산화물, 탄탈룸, 탄탈룸 질화물, 탄탈룸 보론 질화물 등을 포함한 금속, 금속 화합물 중 어느 하나 이상인 반사형 포토마스크.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡핑층은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성된 반사형 포토마스크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사층과 상기 흡광 패턴 사이에 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성된 버퍼 패턴을 더 포함하는 반사형 포토마스크.
  5. 기판,
    상기 기판 상에 형성된 반사층,
    상기 반사층 상에 형성되고 보상 패턴을 가진 캡핑층, 및
    상기 캡핑층 상에 형성된 흡광 패턴을 포함하는 반사형 포토마스크.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판은 석영 재질이고,
    상기 반사층은 몰리브덴층과 실리콘층이 교대로 적층되어 형성되며,
    상기 캡핑층은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상이고, 및
    상기 흡광 패턴은 크롬, 크롬 산화물, 탄탈룸, 탄탈룸 질화물, 탄탈룸 보론 질화물 등을 포함한 금속, 금속 화합물 중 어느 하나 이상인 반사형 포토마스크.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 보상 패턴은 계단형이고 상기 흡광 패턴보다 폭이 넓은 반사형 포토마 스크
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 캡핑층과 흡광 패턴 사이에 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성된 버퍼 패턴을 더 포함하는 반사형 포토마스크.
  9. 기판,
    상기 기판 상에 형성되고 보상 패턴을 가진 반사층, 및
    상기 반사층 상에 형성된 흡광 패턴을 포함하는 반사형 포토마스크.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판은 석영 재질이고,
    상기 반사층은 몰리브덴층과 실리콘층이 교대로 적층되어 형성되며,
    상기 보상 패턴은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상이고, 및
    상기 흡광 패턴은 크롬, 크롬 산화물, 탄탈룸, 탄탈룸 질화물, 탄탈룸 보론 질화물 등을 포함한 금속, 금속 화합물 중 어느 하나 이상인 반사형 포토마스크.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 보상 패턴은 계단형이고 상기 흡광 패턴보다 폭이 넓은 반사형 포토마스크.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 반사층과 흡광 패턴 사이에 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성된 버퍼 패턴을 더 포함하는 반사형 포토마스크.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 보상 패턴과 반사층 상에 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성된 보호층을 더 포함하는 반사형 포토마스크.
  14. 기판,
    상기 기판 상에 형성된 반사층,
    상기 반사층 상에 형성된 보상 패턴, 및
    상기 보상 패턴 상에 형성된 흡광 패턴을 포함하는 반사형 포토마스크.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판은 석영 재질이고,
    상기 반사층은 몰리브덴층과 실리콘층이 교대로 적층되어 형성되며,
    상기 보상 패턴은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상이고, 및
    상기 흡광 패턴은 크롬, 크롬 산화물, 탄탈룸, 탄탈룸 질화물, 탄탈룸 보론 질화물 등을 포함한 금속, 금속 화합물 중 어느 하나 이상인 반사형 포토마스크.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 보상 패턴은 상기 흡광 패턴보다 폭이 넓은 반사형 포토마스크.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 반사층 상에 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성된 보호층을 더 포함하는 반사형 포토마스크.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 보호층은 상기 보상 패턴의 노출된 표면 상에도 형성된 반사형 포토마스크.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 반사층과 보상 패턴 사이에 형성된 캡핑층을 더 포함하는 반사형 포토 마스크.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 캡핑층은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상인 반사형 포토마스크.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 보상 패턴과 흡광 패턴 사이에 형성된 버퍼 패턴을 더 포함하는 반사형 포토마스크.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 버퍼 패턴은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상인 반사형 포토마스크.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 보상 패턴은 상기 버퍼 패턴보다 넓은 폭으로 형성된 반사형 포토마스크.
  24. 기판 상에 반사층을 형성하고,
    상기 반사층 상에 전면적으로 캡핑층을 형성하고,
    상기 캡핑층 상에 흡광 패턴을 형성하고, 및
    상기 흡광 패턴의 주변에 보상 패턴을 형성하는 것을 포함하는 반사형 포토마스크 제조방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 반사층은 몰리브덴층과 실리콘층이 스퍼터링 방법 또는 기상 증착 방법을 이용하여 교대로 적층되어 형성되고, 및
    상기 흡광 패턴은 크롬, 크롬 산화물, 탄탈룸, 탄탈룸 질화물, 탄탈룸 보론 질화물 등을 포함한 금속, 금속 화합물 중 어느 하나 이상이며, 스퍼터링 방법 또는 기상 증착법과 사진식각 공정을 통하여 형성되는 반사형 포토마스크 제조방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 캡핑층은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성되는 반사형 포토마스크 제조방법.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 보상 패턴을 형성하는 단계는, 반사층 및 흡광 패턴 상에 전면적으로 보상층을 형성하고 패터닝하여 형성하는 반사형 포토마스크 제조방법.
  28. 제 24 항에 있어서,
    상기 보상 패턴을 형성하는 단계는, 상기 반사층을 선택적으로 패터닝하여 형성하는 반사형 포토마스크 제조방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 보상 패턴 및 반사층 상에 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상인 보호층을 더 형성하는 반사형 포토마스크 제조방법.
  30. 기판 상에 반사층을 형성하고,
    상기 반사층 상에 캡핑층을 형성하고,
    상기 캡핑층 상에 보상층을 형성하고,
    상기 보상층 상에 버퍼층을 형성하고,
    상기 버퍼층 상에 흡광층을 형성하고,
    상기 흡광층을 패터닝하여 흡광 패턴을 형성하고,
    상기 버퍼층을 패터닝하여 버퍼 패턴을 형성하고,
    상기 보상층을 패터닝하여 보상 패턴을 형성하는 것을 포함하는 반사형 포토마스크 제조방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 반사층은 몰리브덴층과 실리콘층이 스퍼터링 방법 또는 기상 증착 방법 을 이용하여 교대로 적층되어 형성되는 반사형 포토마스크 제조방법.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 캡핑층 및 버퍼층은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상이고,
    상기 흡광층은 크롬, 크롬 산화물, 탄탈룸, 탄탈룸 질화물, 탄탈룸 보론 질화물 등을 포함한 금속, 금속 화합물 중 어느 하나 이상이며, 및
    상기 캡핑층, 버퍼 패턴 및 흡광 패턴은 스퍼터링 방법 또는 기상 증착 방법으로 증착되고 사진식각 공정을 통하여 패터닝되는 반사형 포토마스크 제조방법.
  33. 기판 상에 반사층을 형성하고,
    상기 반사층 상에 캡핑층을 형성하고,
    상기 캡핑층 상에 흡광층을 형성하고,
    상기 흡광층을 패터닝하여 흡광 패턴을 형성하고,
    상기 캡핑층을 선택적으로 패터닝하여 보상 패턴을 형성하는 것을 포함하는 반사형 포토마스크 제조방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 캡핑층과 흡광 패턴 사이에 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상으로 형성된 버퍼층을 더 포함하는 반사형 포토마스크 제조 방법.
  35. 기판,
    상기 기판 상에 형성된 반사층,
    상기 반사층 상에 형성된 보상층, 및
    상기 보상층 상에 형성된 흡광층을 포함하는 반사형 블랭크 포토마스크.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 반사층과 보상층 사이에 형성된 캡핑층을 더 포함하는 반사형 블랭크 포토마스크.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 기판은 석영 재질이고,
    상기 반사층은 몰리브덴층과 실리콘층이 교대로 적층되어 형성되며,
    상기 보상층은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상인 반사형 블랭크 포토마스크.
  38. 제 35 항에 있어서,
    상기 보상층과 흡광층 사이에 형성된 버퍼층을 더 포함하는 반사형 블랭크 포토마스크.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 흡광층은 크롬, 크롬 산화물, 탄탈룸, 탄탈룸 질화물, 탄탈룸 보론 질화물 등을 포함한 금속, 금속 화합물 중 어느 하나 이상이고, 및
    상기 버퍼층은 실리콘, 실리콘 산화물, 몰리브덴 또는 그 다중 층, 루데늄, 크롬 등의 금속 또는 금속 화합물 중 어느 하나 이상인 반사형 블랭크 포토마스크.
KR1020060025811A 2006-03-21 2006-03-21 보상 패턴을 포함하는 반사형 포토마스크와 그 제조방법 및반사형 블랭크 포토마스크 KR100735531B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060025811A KR100735531B1 (ko) 2006-03-21 2006-03-21 보상 패턴을 포함하는 반사형 포토마스크와 그 제조방법 및반사형 블랭크 포토마스크
US11/723,472 US7642017B2 (en) 2006-03-21 2007-03-20 Reflective photomask, method of fabricating the same, and reflective blank photomask
JP2007072370A JP2007258720A (ja) 2006-03-21 2007-03-20 反射型フォトマスク、その製造方法及び反射型ブランクフォトマスク

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060025811A KR100735531B1 (ko) 2006-03-21 2006-03-21 보상 패턴을 포함하는 반사형 포토마스크와 그 제조방법 및반사형 블랭크 포토마스크

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100735531B1 true KR100735531B1 (ko) 2007-07-04

Family

ID=38503206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060025811A KR100735531B1 (ko) 2006-03-21 2006-03-21 보상 패턴을 포함하는 반사형 포토마스크와 그 제조방법 및반사형 블랭크 포토마스크

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7642017B2 (ko)
JP (1) JP2007258720A (ko)
KR (1) KR100735531B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100940270B1 (ko) * 2008-03-11 2010-02-05 주식회사 하이닉스반도체 극자외선 리소그라피용 마스크 및 그 형성 방법.
KR20160049389A (ko) * 2014-10-27 2016-05-09 삼성전자주식회사 포토마스크용 세정 조성물을 이용한 집적회로 소자 제조 방법
US9535332B2 (en) 2010-06-15 2017-01-03 Carl Zeiss Smt Gmbh Mask for EUV lithography, EUV lithography system and method for optimising the imaging of a mask

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7892705B2 (en) * 2007-10-02 2011-02-22 International Business Machines Corporation Photomask and method of making thereof
KR101678228B1 (ko) * 2008-05-09 2016-11-21 호야 가부시키가이샤 반사형 마스크, 반사형 마스크 블랭크 및 그 제조 방법
JP5772135B2 (ja) * 2011-03-28 2015-09-02 凸版印刷株式会社 反射型マスクブランク及び反射型マスク
JP6070085B2 (ja) * 2012-11-07 2017-02-01 富士通セミコンダクター株式会社 反射型マスク及び反射型マスクの製造方法
KR102667884B1 (ko) 2016-07-27 2024-05-23 삼성전자주식회사 반도체 소자의 제조 방법
TWI712849B (zh) * 2017-02-17 2020-12-11 聯華電子股份有限公司 一種極紫外線光罩
US10553428B2 (en) 2017-08-22 2020-02-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Reflection mode photomask and fabrication method therefore
JP6829171B2 (ja) 2017-09-13 2021-02-10 キオクシア株式会社 反射型露光マスクおよびパターン形成方法
KR20220055711A (ko) 2020-10-27 2022-05-04 삼성전자주식회사 극자외선 포토마스크

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003257824A (ja) * 2002-02-28 2003-09-12 Hoya Corp 露光用反射型マスクブランク、その製造方法及び露光用反射型マスク
JP2005037798A (ja) * 2003-07-18 2005-02-10 Hoya Corp 反射型マスクブランクス及びその製造方法、反射型マスク、並びに反射多層膜付き基板及びその製造方法
US20050064298A1 (en) * 2003-09-18 2005-03-24 Silverman Peter J. Multilayer coatings for EUV mask substrates
US20050106474A1 (en) * 2003-11-17 2005-05-19 International Business Machines Corporation Method for controlling linewidth in advanced lithography masks using electrochemistry

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6656643B2 (en) 2001-02-20 2003-12-02 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. Method of extreme ultraviolet mask engineering
EP1260861A1 (en) 2001-05-21 2002-11-27 ASML Netherlands B.V. Method of manufacturing a reflector, reflector manufactured thereby, phase shift mask and lithographic apparatus making use of them
WO2003036385A2 (de) * 2001-10-24 2003-05-01 Infineon Technologies Ag Verfahren zur transmissionserhöhung an einer mit ionenstrahlung reparierten stelle auf einer photomaske mittels thermischer desorption
KR20030071194A (ko) 2002-02-28 2003-09-03 주식회사 하이닉스반도체 이유브이 노광 공정용 위상반전마스크 및 그 제조방법
KR100455383B1 (ko) * 2002-04-18 2004-11-06 삼성전자주식회사 반사 포토마스크, 반사 포토마스크의 제조방법 및 이를이용한 집적회로 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003257824A (ja) * 2002-02-28 2003-09-12 Hoya Corp 露光用反射型マスクブランク、その製造方法及び露光用反射型マスク
JP2005037798A (ja) * 2003-07-18 2005-02-10 Hoya Corp 反射型マスクブランクス及びその製造方法、反射型マスク、並びに反射多層膜付き基板及びその製造方法
US20050064298A1 (en) * 2003-09-18 2005-03-24 Silverman Peter J. Multilayer coatings for EUV mask substrates
US20050106474A1 (en) * 2003-11-17 2005-05-19 International Business Machines Corporation Method for controlling linewidth in advanced lithography masks using electrochemistry

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100940270B1 (ko) * 2008-03-11 2010-02-05 주식회사 하이닉스반도체 극자외선 리소그라피용 마스크 및 그 형성 방법.
US8163445B2 (en) 2008-03-11 2012-04-24 Hynix Semiconductor Inc. Extreme ultraviolet mask and method for fabricating the same
US9535332B2 (en) 2010-06-15 2017-01-03 Carl Zeiss Smt Gmbh Mask for EUV lithography, EUV lithography system and method for optimising the imaging of a mask
KR101727783B1 (ko) * 2010-06-15 2017-04-17 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하 Euv 리소그래피를 위한 마스크, euv 리소그래피 시스템 그리고 마스크의 결상을 최적화하는 방법
KR20160049389A (ko) * 2014-10-27 2016-05-09 삼성전자주식회사 포토마스크용 세정 조성물을 이용한 집적회로 소자 제조 방법
KR102296739B1 (ko) * 2014-10-27 2021-09-01 삼성전자 주식회사 포토마스크용 세정 조성물을 이용한 집적회로 소자 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US7642017B2 (en) 2010-01-05
US20070224523A1 (en) 2007-09-27
JP2007258720A (ja) 2007-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100735531B1 (ko) 보상 패턴을 포함하는 반사형 포토마스크와 그 제조방법 및반사형 블랭크 포토마스크
US11372323B2 (en) Phase-shift mask for extreme ultraviolet lithography
JP5711533B2 (ja) 反射型マスク、反射型マスクブランク及びその製造方法
US6641959B2 (en) Absorberless phase-shifting mask for EUV
JP2013120868A (ja) 反射型マスクブランクス、反射型マスク、および、それらの製造方法
JP2008535270A (ja) 極紫外線マスクの漏れ吸収体
KR101076886B1 (ko) 극자외선 리소그래피를 위한 마스크 및 이를 이용한 노광방법
US9235114B2 (en) Reflective mask and method for manufacturing the same
US20140308604A1 (en) Photo mask and method for forming pattern using the same
US8409770B2 (en) Blank mask and method of fabricating mask using the same
JP2012054412A (ja) 遮光領域を有する反射型マスク、反射型マスクブランクス、および反射型マスクの製造方法
JP2009147200A (ja) 反射型フォトマスク、反射型フォトマスク製造方法
US20110287344A1 (en) Reflective photomask, manufacturing method of the photomask, and pattern formation method
JP2012049243A (ja) Ｅｕｖ露光用反射型マスクおよびその製造方法
JP2003249430A (ja) 露光用マスクの製造方法および露光用マスク
KR100735530B1 (ko) 단차를 가진 반사층을 포함하는 반사형 포토마스크 및 그 제조방법
JP2006179553A (ja) 極端紫外線露光用マスクブランク及びマスク並びにパターン転写方法
US8673521B2 (en) Blank substrates for extreme ultra violet photo masks and methods of fabricating an extreme ultra violet photo mask using the same
US11774846B2 (en) Phase shift masks for extreme ultraviolet lithography
US20190056651A1 (en) Euv patterning using photomask substrate topography
US20080206653A1 (en) Exposure mask
KR20210155863A (ko) 극자외선 리소그래피용 위상 반전 마스크 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법
KR102095589B1 (ko) 반사형 포토마스크 및 그 제조방법
JP2013089825A (ja) 遮光領域を有する反射型マスク、反射型マスクブランクス及び反射型マスクの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130531

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140530

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150601

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160531

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190530

Year of fee payment: 13