KR100801484B1 - Extreme ultraviolet lithography mask and manufacturing method of thereof - Google Patents

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안진호
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Abstract

A method for fabricating a mask for an extreme ultraviolet exposure process is provided to improve contrast in a DUV(deep ultraviolet) exposure process and increase the efficiency of a mask inspection process using DUV by enabling fabrication of a thin ARC(anti-reflective coating) on an absorption layer. A scatterer layer made of Mo and a spacer layer made of Si are alternately deposited on a predetermined mask substrate(21) to form a multilayered thin film(22). Ru is deposited on the multilayered thin film to form a capping layer(23). TaN is deposited on the capping layer to form an absorption layer(24). Al2O3 is deposited on the absorption layer to form an ARC(25). The ARC and the absorption layer are patterned. The deposition of the Al2O3 is formed by a sputtering method under a condition of pressure of 0.3-1.5 milliTorr and power of RF 50-150 watts. The absorption layer can have a thickness of 23-36 nm, and the ARC can have a thickness of 19-29 nm.

Description

극자외선 노광공정용 마스크 및 그의 제조방법 {EXTREME ULTRAVIOLET LITHOGRAPHY MASK AND MANUFACTURING METHOD OF THEREOF}Mask for extreme ultraviolet exposure process and manufacturing method {EXTREME ULTRAVIOLET LITHOGRAPHY MASK AND MANUFACTURING METHOD OF THEREOF}

도 1은 종래 극자외선 노광공정용 마스크 구조의 단면도.1 is a cross-sectional view of a mask structure for a conventional extreme ultraviolet exposure process.

도 2는 본 발명에 의한 반사방지층을 이용한 극자외선 노광공정용 마스크 구조의 단면도.2 is a cross-sectional view of a mask structure for an extreme ultraviolet exposure process using the antireflection layer according to the present invention.

도 3은 도 2의 극자외선 노광공정용 마스크 구조에 따른 제조순서를 나타낸 순서도.3 is a flow chart showing a manufacturing procedure according to the mask structure for the extreme ultraviolet light exposure process of FIG.

도 4a는 본 발명에 의한 실시예에 있어서 극자외선 노광공정용 마스크의 TaN 흡수체층과 Al2O3 반사방지층의 두께에 따른 EUV 반사도를 등고선 형태로 나타낸 그래프이고, 도 4b는 본 발명에 의한 실시예에 있어서 극자외선 노광공정용 마스크의 TaN 흡수체층과 Al2O3 반사방지층의 두께에 따른 DUV 반사도 그래프.Figure 4a is a graph showing the EUV reflectivity according to the thickness of the TaN absorber layer and the Al 2 O 3 anti-reflection layer of the mask for the extreme ultraviolet exposure process in the embodiment according to the present invention, Figure 4b is an embodiment according to the present invention DUV reflectance graph according to the thickness of the TaN absorber layer and the Al 2 O 3 antireflection layer of the mask for the extreme ultraviolet light exposure process.

도 5는 본 발명의 실시예에 있어서 반사방지층이 형성된 극자외선 노광공정용 마스크와 반사방지층이 형성되지 않은 마스크 간에 aerial image intensity로 쉐도우 효과를 계산적으로 나타낸 그래프.FIG. 5 is a graph showing the shadow effect by the aerial image intensity between the mask for the extreme ultraviolet exposure process with the anti-reflection layer and the mask without the anti-reflection layer in the embodiment of the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

21: 마스크 기판 22: 다층박막층21: mask substrate 22: multilayer thin film layer

23: 캐피층 24: 흡수체층23: capping layer 24: absorber layer

25: 반사방지층25: antireflection layer

본 발명은 EUV와 DUV 반사도를 낮추어 콘트라스트(contrast)를 향상시키고, 쉐도우 효과(shadow effect)를 감소시킬 수 있는 극자외선 노광 공정용 마스크 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mask for an extreme ultraviolet exposure process and a method for manufacturing the same, which can reduce contrast and improve contrast by reducing EUV and DUV reflectivity.

최근, 반도체 소자의 고집적화가 진행되면서, 노광 공정용 마스크의 광원 파장 또한 점차 짧아지는 추세에 있으며, 이러한 추세에 따라, 예컨대 13.5nm 정도의 짧은 광 파장을 갖는 극자외선(EUV: Extreme Ultra-Violet) 노광 공정용 마스크에 대한 개발이 필수적인 과제로 등장하고 있다.In recent years, as the integration of semiconductor devices has progressed, the light source wavelength of an exposure process mask has also gradually shortened. According to this trend, for example, Extreme Ultra-Violet (EUV) having a short light wavelength of about 13.5 nm is used. Development of the mask for exposure processes is emerging as an essential subject.

도 1은 종래 극자외선 노광공정용 마스크 구조의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a mask structure for a conventional extreme ultraviolet exposure process.

도 1에 도시된 바와 같이, 마스크 기판(11) 위에 스캐터러(Scatterer)인 Mo층과 스페이서(Spacer)인 Si층이 다층으로 다층박막(12)을 형성시키고, 그 상부에 다층박막(12)을 보호하는 캐피층(13)을 형성한다. 그리고 최상부에는 흡수체층(15)이 형성되는데, 그 아래에는 흡수체층(15) 식각공정 시 식각에 의한 손상을 완화해 줄 수 있는 버퍼층(14)이 흡수체층(15)보다 먼저 증착된다. 여기에 목적에 맞게 설계된 마스크의 형상에 따라, 노광공정을 이용하여 패턴을 형성시키는 패터닝 공정을 수행하면, 흡수체층(15)과 버퍼층(14)의 일부가 선택적으로 제거되어 극자외선 노광공정용 마스크가 완성된다.As shown in FIG. 1, a Mo layer, which is a scatterer, and a Si layer, which is a spacer, form a multilayer thin film 12 on a mask substrate 11, and a multilayer thin film 12 thereon. To form a capping layer 13 to protect. An absorber layer 15 is formed on the uppermost portion, and a buffer layer 14 that can alleviate damage due to etching during the etching process of the absorber layer 15 is deposited before the absorber layer 15. According to the shape of the mask designed for this purpose, when the patterning process of forming the pattern using the exposure process is performed, a portion of the absorber layer 15 and the buffer layer 14 are selectively removed to mask the ultraviolet ray exposure process. Is completed.

상기 완성된 마스크는 DUV(Deep ultraviolet) 광원을 사용하는 검사장비를 사용하여 마스크의 완성도를 확인한다. 이때, 사용되는 광원은 현재 사용되고 있는 257nm 파장의 DUV 광원이나 Nd:YAG 레이저 광원을 이용하여 발생되는 199nm 파장의 DUV 광원이 이용될 것으로 예상되는 상황에서 257nm나 199nm DUV 파장에 대한 마스크의 콘트라스트가 적어도 약 15:1 이상이 되어야 한다. 그러나 Ta나 TaNx 계열의 흡수체인 경우, DUV 콘트라스트가 좋지 않은 문제점이 있었다.The completed mask checks the completeness of the mask using inspection equipment using a deep ultraviolet (DUV) light source. In this case, the contrast of the mask with respect to the 257 nm or 199 nm DUV wavelength is at least at a situation where a DUV light source having a 257 nm wavelength or a 199 nm DUV light source generated using an Nd: YAG laser light source is expected to be used. It should be at least about 15: 1. However, in the case of a Ta or TaNx-based absorber, there is a problem in that the DUV contrast is not good.

또한, 극자외선용 마스크로 입사되는 극자외선이 수직입사가 아닌 사각입사가 되기 때문에 흡수체층(15) 스택(stack)의 높이로 인해 이른바 쉐도우 효과(shadow effect)가 나타나게 된다. 이 효과로 인하여 마스크 패턴의 콘트라스트는 낮아지고, 마스크 패턴의 사이즈와 노광 후 형성되는 패턴 사이즈 사이에 오차가 발생하게 된다. 이를 줄이기 위해 마스크의 반사도에 대한 요구조건인 EUV 반사도가 1% 미만을 만족하면서 흡수체 스택의 두께를 최소화할 수 있는 방법에 대한 요구가 대두하는 상황이다.In addition, since the extreme ultraviolet rays incident to the mask for the extreme ultraviolet rays are square incidence rather than vertical incidence, a so-called shadow effect appears due to the height of the stack of the absorber layer 15. This effect lowers the contrast of the mask pattern and causes an error between the size of the mask pattern and the pattern size formed after exposure. In order to reduce this problem, there is a demand for a method of minimizing the thickness of the absorber stack while satisfying the EUV reflectivity, which is a requirement for the reflectivity of the mask, is less than 1%.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 흡수체층 상부에 반사방지층을 형성하여 DUV 반사도를 낮추고, 이와 동시에 반사방지층이 흡수체층의 스택에 포함되도록 얇은 두께를 가짐으로써, EUV 반사도의 요구조건을 만족시키는 극자외선용 마스크 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to form an antireflective layer on the absorber layer to lower the DUV reflectivity, and at the same time a thin thickness so that the antireflective layer is included in the stack of the absorber layer. The present invention provides a mask for extreme ultraviolet rays and a method of manufacturing the same, which satisfy the requirements of EUV reflectivity.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 관점에 의한 극자외선 노광공정용 마스크는 소정의 마스크 기판과 상기 마스크 기판 상부에 스캐터러층과 스페이서층이 교대로 형성되는 다층박막층과 상기 다층박막층의 상부에 형성되는 캐피층과 상기 캐피층 상부의 일부에 형성되는 흡수체층과 상기 흡수체층 상부에 형성되는 반사방지층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 스캐터러층은 Mo이고, 상기 스페이서층은 Si로 형성되고, 상기 캐피층은 Ru로 형성될 수 있다. 또한, 상기 반사방지층은 알루미나(Al2O3)로 되고, 상기 흡수체층은 TaN로 형성될 수 있다. 또한, 흡수체층은 23nm 내지 36nm 범위의 두께이고 상기 반사방지층은 19nm 내지 29nm 범위의 두께로 형성될 수 있고, 바람직하게는 상기 흡수체층은 27nm이고, 상기 반사방지층은 20nm로 형성될 수 있다.In order to achieve the above object, a mask for an extreme ultraviolet light exposure process according to an aspect of the present invention is a predetermined thin film layer and the upper layer of the multilayer thin film layer and the scattering layer and the spacer layer formed on the mask substrate alternately. It may include a capacitive layer formed on the absorber layer formed on a portion of the upper portion and the capacitive layer and an anti-reflection layer formed on the absorber layer. In addition, the scatterer layer may be Mo, the spacer layer may be formed of Si, and the capping layer may be formed of Ru. In addition, the anti-reflection layer may be made of alumina (Al 2 O 3 ), and the absorber layer may be formed of TaN. In addition, the absorber layer may have a thickness in the range of 23 nm to 36 nm and the antireflection layer may be formed in a thickness in the range of 19 nm to 29 nm, preferably the absorber layer is 27 nm, and the antireflection layer may be formed at 20 nm.

또한, 본 발명의 다른 일 관점에 의한 극자외선 노광 공정용 마스크의 제조방법은 소정의 마스크 기판 상부에 Mo층과 Si층을 교대로 증착하여 다층박막층을 형성하는 단계와 상기 다층 박막층의 상부에 Ru를 증착하여 캐피층을 형성하는 단계와 상기 캐피층 상부에 소정의 두께로 흡수체층을 증착하여 형성하는 단계와 상기 흡수체층 상부에 소정의 두께로 반사방지층을 증착하여 형성하는 단계와 상기 반사방지층과 흡수체층을 패터닝하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 이때 상기 반사방지층은 Al2O3로 되고, 상기 흡수체층은 TaN로 형성될 수 있다. 또한, 이때 상기 흡수체층은 23nm 내지 36nm의 두께이고 상기 반사방지층은 19nm 내지 29nm의 두께 로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 상기 흡수체층인 TaN의 물질은 27nm의 두께이고 상기 반사방지층인 Al2O3의 물질은 20nm로 형성될 수 있다. 또한, 상기 패터닝하는 단계는 e-beam 노광공정으로 될 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a mask for an extreme ultraviolet ray exposure process, by alternately depositing a Mo layer and a Si layer on a predetermined mask substrate to form a multilayer thin film layer, and Ru on the top of the multilayer thin film layer. Forming a capacitive layer by depositing a vapor deposition layer; depositing an absorber layer with a predetermined thickness on the capacitive layer; depositing an antireflective layer with a predetermined thickness on the absorber layer; Patterning the absorber layer. In this case, the anti-reflection layer may be Al 2 O 3 , and the absorber layer may be formed of TaN. In addition, in this case, the absorber layer may have a thickness of 23 nm to 36 nm and the anti-reflection layer may be formed with a thickness of 19 nm to 29 nm. Preferably, the material of TaN, which is the absorber layer, has a thickness of 27 nm and the anti-reflection layer Al 2 O The material of 3 can be formed at 20 nm. In addition, the patterning may be an e-beam exposure process.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 반사방지층을 이용한 극자외선 노광공정용 마스크 구조의 단면도이고, 도 3은 도 2의 극자외선 노광공정용 마스크 구조에 따른 제조순서를 나타낸 순서도이다. 도 2의 극자외선 노광공정용 마스크 구조는 도 3에서 설명하는 바와 같이 마스크 기판 준비 단계와 다층박막층 증착 단계, 캐피층 증착 단계, 흡수체층 증착 단계, 반사방지층 증착 단계, 패터닝 단계를 거쳐 형성된다.FIG. 2 is a cross-sectional view of a mask structure for an extreme ultraviolet exposure process using an antireflection layer according to the present invention, and FIG. 3 is a flowchart illustrating a manufacturing procedure according to the mask structure for an extreme ultraviolet exposure process of FIG. 2. As illustrated in FIG. 3, the mask structure for the extreme ultraviolet exposure process of FIG. 2 is formed through a mask substrate preparation step, a multilayer thin film deposition step, a copy layer deposition step, an absorber layer deposition step, an antireflection layer deposition step, and a patterning step.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 극자외선 노광 공정용 마스크는 마스크 기판(21), 다층박막층(22), 캐피층(23), 흡수체층(24), 반사방지층(25)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the mask for the extreme ultraviolet light exposure process according to the present invention includes a mask substrate 21, a multilayer thin film layer 22, a capping layer 23, an absorber layer 24, and an antireflection layer 25. do.

마스크 기판(21)으로는 낮은 열팽창을 갖는 기판 재질로 됨이 바람직하다.The mask substrate 21 is preferably made of a substrate material having low thermal expansion.

다층박막층(22)은 조사되는 극자외선을 반사시키며, 마스크 기판(21)의 상부에 형성된다. 이러한 다층박막층(22)은 스캐터러층과 스페이서층이 교대로 적층되어 이루어지며, 특히 스캐터러층은 Mo이고, 스페이서층은 Si로 형성됨이 바람직하다. 또한, 다층박막층(22)은 스퍼터링법, 펄스 레이저 증착법(Pulsed Laser Deposition: PLD), 이온 플레이팅법 등의 물리적 증착법, CVD법 등의 화학적 증착법, 졸겔법 등 통상적으로 행하여질 수 있는 증착법에 의하여 형성될 수 있다. 특 히, 본 발명에 있어서는 스퍼터링법이 바람직하며, Si층은 0.3∼1.5mTorr의 압력하에서 RF50-150W로, Mo층은 0.3∼1.5mTorr의 압력하에서 DC50∼150W로 형성된다.The multilayer thin film layer 22 reflects the extreme ultraviolet rays to be irradiated and is formed on the mask substrate 21. The multilayer thin film layer 22 is formed by alternately stacking a scatterer layer and a spacer layer, in particular, the scatterer layer is Mo, the spacer layer is preferably formed of Si. In addition, the multilayer thin film layer 22 is formed by a vapor deposition method that can be conventionally performed, such as sputtering, pulsed laser deposition (PLD), physical vapor deposition such as ion plating, chemical vapor deposition such as CVD, and sol-gel. Can be. In particular, in the present invention, the sputtering method is preferable, and the Si layer is formed at RF50-150W under a pressure of 0.3-1.5 mTorr, and the Mo layer is formed at DC50-150W under a pressure of 0.3-1.5 mTorr.

또한, 캐피층(23)은 다층박막층(22)을 보호하도록 다층박막층(22) 상부에 형성되며, Ru 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 캐피층(23)은 스퍼터링법을 이용할 때, 0.3∼1.5 mTorr 압력에서 DC50-150W로 대략 2nm의 두께로 형성된다.In addition, the capping layer 23 is formed on the multilayer thin film layer 22 so as to protect the multilayer thin film layer 22, and preferably made of a Ru material. When the sputtering method is used, the capping layer 23 is formed to a thickness of approximately 2 nm with a DC50-150W at 0.3-1.5 mTorr pressure.

흡수체층(24)은 극자외선의 빛을 흡수하도록 캐피층(23) 상부에 형성되고, Ta나 TaNx 계열이 사용될 수 있으며, 특히 TaN 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 흡수체층(24)의 형성은 스퍼터링법을 이용할 때, TaN층은 0.3∼1.5 mTorr 압력에서 DC50-150W로 형성된다. 이러한 흡수체층(24)은 구조에 따라 대략 20∼60nm 범위의 두께로 형성되고, 바람직하게는 23∼36nm 범위의 두께로 형성되며, 더욱 바람직하게는 27nm의 두께로 형성된다.The absorber layer 24 is formed on the capping layer 23 so as to absorb light of extreme ultraviolet rays, Ta or TaNx series may be used, and particularly preferably made of TaN material. In the formation of the absorber layer 24, when the sputtering method is used, the TaN layer is formed at DC50-150W at a pressure of 0.3 to 1.5 mTorr. The absorber layer 24 is formed to a thickness in the range of approximately 20 to 60 nm, preferably in the range of 23 to 36 nm, and more preferably to a thickness of 27 nm, depending on the structure.

반사방지층(25)은 흡수체층(24)의 DUV 반사도를 낮추도록 흡수체층(24) 상부에 형성되고 알루미나(Al2O3)의 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 반사방지층(25)은 스퍼터링법을 이용할 때, Al2O3층은 0.3~1.5 mTorr 압력에서 RF50-150W로 형성한다. 이러한 반사방지층(25)은 구조에 따라 대략 15~30nm 범위의 두께로 형성되고, 바람직하게는 19~29nm 범위의 두께로 형성되며, 더욱 바람직하게는 20nm의 두께로 형성된다.The antireflection layer 25 is formed on the absorber layer 24 to lower the DUV reflectivity of the absorber layer 24 and is preferably made of alumina (Al 2 O 3 ). When the anti-reflection layer 25 is sputtered, the Al 2 O 3 layer is formed at RF50-150W at a pressure of 0.3 to 1.5 mTorr. The anti-reflection layer 25 is formed in a thickness of approximately 15 ~ 30nm, depending on the structure, preferably formed in a thickness of 19 ~ 29nm, more preferably formed of a thickness of 20nm.

상기와 같이 형성된 반사방지층(25) 및 흡수체층(24)은 통상적인 패터닝 공정에 의하여 패턴이 형성되며, 특히 상기 패터닝 공정으로는 미세 패턴의 형성이 가능한 e-beam 노광공정을 이용함이 바람직하다. 도 2는 이렇게 일부가 패터닝된 반사방지층(25) 및 흡수체층(24)을 나타낸다.The antireflection layer 25 and the absorber layer 24 formed as described above are patterned by a conventional patterning process, and in particular, it is preferable to use an e-beam exposure process capable of forming a fine pattern as the patterning process. 2 shows an antireflective layer 25 and an absorber layer 24 partially patterned.

도 4a는 본 발명에 의한 실시예에 있어서 극자외선 노광공정용 마스크의 TaN 흡수체층과 Al2O3 반사방지층의 두께에 따른 EUV 반사도를 등고선 형태로 나타낸 그래프이고, 도 4b는 본 발명에 의한 실시예에 있어서 극자외선 노광공정용 마스크의 TaN 흡수체층과 Al2O3 반사방지층의 두께에 따른 DUV 반사도 그래프이다.Figure 4a is a graph showing the EUV reflectivity according to the thickness of the TaN absorber layer and the Al 2 O 3 anti-reflection layer of the mask for the extreme ultraviolet exposure process in the embodiment according to the present invention, Figure 4b is an embodiment according to the present invention In the example, it is a graph of DUV reflectance according to the thickness of the TaN absorber layer and the Al 2 O 3 antireflection layer of the mask for the extreme ultraviolet exposure process.

도 4a에서는 13.5nm의 짧은 파장을 갖는 EUV 광원에서의 EUV 반사도를 전산모사를 통해 나타내었다. 또한, 도 4b에서는 본 발명의 노광공정용 마스크의 완성도를 확인하기 위한 검사장비에서 사용되는 광원인 257nm의 파장을 갖는 DUV 광원에서의 DUV 반사도를 전산모사를 통해 확인하였다.In FIG. 4A, EUV reflectivity of an EUV light source having a short wavelength of 13.5 nm is illustrated by computer simulation. In addition, in FIG. 4B, the DUV reflectance of the DUV light source having a wavelength of 257 nm, which is the light source used in the inspection equipment for confirming the completeness of the mask for the exposure process of the present invention, was confirmed by computer simulation.

도 4a에서와 같이, 본 발명에 의한 극자외선 노광공정용 마스크의 흡수체층(도2의 24)인 TaN층의 두께가 23nm에서 36nm로 증가하고, 반사방지층(도2의 25)인 Al2O3층의 두께가 19nm에서 29nm로 증가할 때, EUV에 대한 반사도는 진동하면서 서서히 감소하는 경향을 갖는다.As shown in Fig. 4A, the thickness of the TaN layer, which is the absorber layer (24 in Fig. 2), of the mask for the extreme ultraviolet light exposure process according to the present invention increases from 23 nm to 36 nm, and Al 2 O as an antireflection layer (25 in Fig. 2). As the thickness of the three layers increases from 19 nm to 29 nm, the reflectivity to EUV tends to decrease slowly with oscillation.

또한, 도 4b에서와 같이, 도 4a에서 나타낸 TaN과 Al2O3의 동일한 두께 범위의 조건상에서 Al2O3가 24nm일 때 DUV에 대한 반사도가 대체로 낮게 나타났고, 이보다 두께가 증가하거나 감소할 때 DUV 반사도가 증가됨을 알 수 있다.In addition, as shown in FIG. 4B, the reflectivity to DUV is generally lower when Al 2 O 3 is 24 nm under the same thickness range of TaN and Al 2 O 3 shown in FIG. 4A, and the thickness may increase or decrease. It can be seen that the DUV reflectance increases.

또한, 도 4a와 도 4b의 반사도 그래프를 통해 본 발명에 적용하고자하는 EUV 반사도의 필요조건인 1% 미만과 DUV 반사도의 필요조건인 5% 미만을 만족하면서 Al2O3와 TaN의 두께의 합이 최소가 되는 최적의 조건은 20nm 두께의 Al2O3층과 27nm 두께의 TaN층이 적층되었을 경우이다. 따라서, 이 경우 반사방지층인 Al2O3와 흡수체층인 TaN의 두께 합이 47nm로서 종래의 흡수체층의 55nm 두께보다 얇다. 즉, 본 발명에 의한 극자외선 노광 공정용 마스크는 반사방지층이 종래보다도 얇게 형성함으로써 쉐도우 효과를 낮출 수 있게 된다.In addition, through the reflectivity graphs of FIGS. 4A and 4B, the sum of the thicknesses of Al 2 O 3 and TaN while satisfying less than 1% of the EUV reflectivity requirement and less than 5% of the DUV reflectance requirement to be applied to the present invention. The optimum condition for this minimum is when a 20 nm thick Al 2 O 3 layer and a 27 nm thick TaN layer are laminated. Therefore, in this case, the sum of the thicknesses of the anti-reflection layer Al 2 O 3 and the absorber layer TaN is 47 nm, which is thinner than the thickness of the conventional absorber layer 55 nm. That is, the mask for the extreme ultraviolet exposure process according to the present invention can reduce the shadow effect by forming the antireflection layer thinner than the conventional one.

한편, 콘트라스트를 계산하는데 있어서 기준이 되는 층은 캐피층의 하부에 도포된 다층박막층(도2의 22)인데, 이러한 다층박막층 상에서의 반사도는 반사방지층과 흡수체층의 두께 변화에 무관하며, EUV에 대하여 최대 반사도를 얻을 수 있는 조건으로 구성된다.On the other hand, the reference layer in calculating the contrast is a multilayer thin film layer (22 in Fig. 2) applied to the bottom of the cap layer, the reflectivity on the multilayer thin film layer is independent of the thickness change of the anti-reflection layer and the absorber layer, It is composed of conditions that can obtain the maximum reflectivity with respect to.

예를 들면, Ru로 이루어진 캐피층의 하부에 형성되는 다층박막층이 2.8nm 두께의 Mo층과 4.15nm 두께의 Si층으로 이루어지는 Mo/Si 다층박막층의 13.5nm에서의 EUV 반사도는 약 74.5%로 나타났다. 이때, 콘트라스트에서의 상대값인 흡수체층에서의 EUV 반사도가 낮을수록 콘트라스트는 향상된다.For example, the EUV reflectance at 13.5 nm of the Mo / Si multilayer thin film formed of the 2.8 nm thick Mo layer and the 4.15 nm thick Si layer formed at the bottom of the Ru thin cap layer was about 74.5%. . At this time, as the EUV reflectivity in the absorber layer, which is a relative value in contrast, is lower, the contrast is improved.

도 5는 본 발명의 실시예에 있어서 반사방지층이 형성된 극자외선 노광공정용 마스크와 반사방지층이 형성되지 않은 마스크 간에 aerial image intensity로 쉐도우 효과를 계산적으로 나타낸 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing the shadow effect by the aerial image intensity between the mask for the extreme ultraviolet exposure process with the antireflection layer and the mask without the antireflection layer in the embodiment of the present invention.

도 5에서는 본 발명에 있어서의 반사방지층과 흡수체층, 캐피층,다층박막층의 최적조건인 20nm Al2O3 / 27nm TaN / 1.8nm Ru / ML(MultiLayer)와 도 1에서 나 타낸 종래기술에 있어서의 반사방지층이 형성되지 않은 흡수체층, 캐피층, 다층박막층의 최적조건인 55nm TaN / 3.5nm Ru / ML에 있어서 50nm line & space pattern 대하여 aerial image intensity를 비교 분석하였다.In FIG. 5, 20 nm Al 2 O 3 which is an optimal condition of the antireflection layer, the absorber layer, the capping layer, and the multilayer thin film layer according to the present invention. / 27nm TaN / 1.8nm Ru / ML (M ulti L ayer) 55nm and the anti-reflection layer is the optimum conditions of the absorber layer, Cap layer, multi-layer thin film layer is not formed in the prior art or tanaen in Figure 1 TaN / 3.5nm Ru The aerial image intensity for 50 nm line & space pattern was analyzed.

비교 분석한 결과, 50nm 라인 설계에 대해 반사방지층이 형성된 본 발명의 마스크 구조에서는 약 5nm의 라인 폭 변화(line width variation)가 발생하였고, 반사방지층이 형성되지 않은 종래의 마스크 구조에서는 약 7nm의 라인 폭 변화가 발생하였다. 이는 50nm 라인 설계에 대하여 노광 후에 발생하는 오차가 줄어듬을 의미한다. 이때, 오차의 발생 원인은 빛의 간섭 등의 광학적 현상, 입사각을 갖는 off-axis 빔 입사, 패턴으로 형성된 흡수체의 구조의 물질과 그 물질을 지나는 빛과의 간섭 등에 기인한다.As a result of the comparative analysis, a line width variation of about 5 nm occurred in the mask structure of the present invention in which the antireflective layer was formed for the 50 nm line design, and a line of about 7 nm in the conventional mask structure in which the antireflective layer was not formed. A change in width occurred. This means less error after exposure for 50nm line designs. At this time, the cause of the error is due to optical phenomena such as interference of light, incidence of off-axis beam having an angle of incidence, interference between the material of the structure of the absorber formed in the pattern and the light passing through the material.

따라서, 본 발명의 마스크 구조는 반사방지층이 형성됨으로써 반사방지층이 형성되지 않은 마스크의 구조보다 라인 폭 변화가 줄어들어 쉐도우 효과가 줄어드는 효과가 있음을 알 수 있었다.Accordingly, it can be seen that the mask structure of the present invention has the effect of reducing the shadow width by reducing the line width change than the structure of the mask without the antireflection layer by forming the antireflection layer.

이상과 같이, 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이고, 이러한 수정, 변경, 부가 등은 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.As described above, preferred embodiments of the present invention are disclosed for purposes of illustration, and any person skilled in the art may make various modifications, changes, additions, etc. within the spirit and scope of the present invention. Changes, additions, and the like should be considered to be within the scope of the claims.

상술한 바와 같이, 본 발명은 흡수체층의 상부에 반사방지층을 얇게 형성, 제조가능하게 되어 DUV에서 콘트라스트가 향상되어 DUV를 이용한 마스크 검사에 효 율성이 높아지고, EUV 콘트라스트도 향상되어 EUV를 이용한 노광 단계에서의 효율성이 향상되는 효과가 있다.As described above, in the present invention, a thin antireflective layer can be formed and manufactured on the upper part of the absorber layer to improve contrast in DUV, thereby increasing efficiency in mask inspection using DUV, and improving EUV contrast to expose EUV. There is an effect of improving the efficiency in.

또한, 본 발명은 기존의 흡수체 스택에 비해 약 47nm의 얇은 두께로 이루어지기 때문에 사각 입사로 인해 발생하는 쉐도우 효과를 감소시키는 효과가 있다.In addition, the present invention has a thin thickness of about 47nm compared to the conventional absorber stack has the effect of reducing the shadow effect caused by the square incident.

Claims (11)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 소정의 마스크 기판 상부에 Mo로 되는 스캐터러층과 Si로 되는 스페이서층을 교대로 증착하여 다층박막층을 형성하는 단계와;Alternately depositing a scatterer layer of Mo and a spacer layer of Si on the predetermined mask substrate to form a multilayer thin film layer; 상기 다층박막층의 상부에 Ru를 증착하여 캐피층을 형성하는 단계와;Depositing Ru on the multilayer thin film layer to form a cap layer; 상기 캐피층 상부에 TaN을 증착하여 흡수체층을 형성하는 단계와;Depositing TaN on the cap layer to form an absorber layer; 상기 흡수체층 상부에 Al2O3를 증착하여 반사방지층을 형성하는 단계와;Depositing Al 2 O 3 on the absorber layer to form an antireflection layer; 상기 반사방지층과 흡수체층을 패터닝하는 단계를 포함하며,Patterning the antireflective layer and the absorber layer; 상기 Al2O3의 증착은 0.3 내지 1.5 mTorr 압력 및 RF 50 내지 150W의 조건하에서 스퍼터링법을 이용하는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광공정용 마스크의 제조방법.The Al 2 O 3 is a method of manufacturing a mask for the extreme ultraviolet exposure process, characterized in that the sputtering method using a 0.3 to 1.5 mTorr pressure and RF 50 to 150W conditions. 삭제delete 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 흡수체층은 23nm 내지 36nm의 두께이고 상기 반사방지층은 19nm 내지 29nm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광 공정용 마스크의 제조방법.The absorber layer is a thickness of 23nm to 36nm and the anti-reflection layer is a manufacturing method of the mask for the extreme ultraviolet exposure process, characterized in that formed in a thickness of 19nm to 29nm. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 흡수체층인 TaN의 물질은 27nm의 두께이고 상기 반사방지층인 Al2O3의 물질은 20nm로 형성되는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광 공정용 마스크의 제조방법.The material of TaN as the absorber layer is 27 nm thick and the material of Al 2 O 3 as the antireflection layer is formed at 20 nm. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 패터닝하는 단계는 e-beam 노광공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 극자외선 노광 공정용 마스크의 제조방법.The patterning step is a method for manufacturing a mask for an extreme ultraviolet exposure process, characterized in that formed by an e-beam exposure process.
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