KR101155415B1 - 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 그 제조방법 - Google Patents

하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시너(thinner) 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 본 발명에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크에 포함되는 위상반전막은 단층 또는 다층의 연속막으로 형성됨으로써 기존의 단일막 대비 두께를 저감할 수 있다. 이를 통해 로딩 효과(loading effect)가 감소되고, CD(critical dimension) 균일도가 우수한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제조할 수 있다. 또한, 연속막 형성시 반응성 가스 및 파워 조절을 통해 위상반전막의 반사율 및 투과율 균일도, 스트레스, 내화학성 특성을 개선할 수 있으므로 우수한 품질을 가지는 하프톤형 블랭크 마스크 제조 및 이를 이용한 하프톤형 위상반전 포토 마스크 제조가 가능하게 된다.

Description

하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 그 제조방법{Thinner half-tone phase shift blankmask and manufacturing method of the same}
본 발명은 반도체 포토리소그래피 공정에서 고정밀도의 최소선폭(Critical Dimension : CD) 구현이 가능한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 248 nm의 KrF 리소그래피, 193 nm의 ArF 리소그래피 및 액침 노광 리소그래피(immersion lithograph)에 적용할 수 있는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.
오늘날 대규모 집적회로의 고집적화에 수반하는 회로패턴의 미세화 요구에 맞춰, 고도의 반도체 미세공정 기술이 매우 중요한 요소로 자리 잡고 있다. 고 집적회로의 경우 저전력, 고속 동작을 위해 회로 배선이 미세화되고 있고, 층간 연결을 위한 컨택트 홀 패턴(contact hole pattern) 및 집적화에 따른 회로 구성 배치 등에 대한 기술적 요구가 점점 높아지고 있다. 따라서 이러한 요구들을 충족시키기 위해서는 회로 패턴 원본이 기록되는 포토마스크의 제조에 있어서도, 미세화를 수반하고 보다 정밀한 회로 패턴을 기록할 수 있는 기술이 요구된다.
이러한 포토리소그래피 기술은 반도체 회로 패턴의 해상도(resolution) 향상을 위해 436 nm의 g-line, 365 nm의 i-line, 248 nm의 KrF, 193nm의 ArF 등으로 노광 파장의 단파장화가 이루어져 왔다. 그러나 이러한 노광 파장의 단파장화는 해상도 향상에는 크게 기여하였으나, 초점심도(Depth of Focus : DoF)에는 나쁜 영향을 주어, 렌즈를 비롯한 광학시스템의 설계에 대해 많은 부담이 증대되는 문제점을 가져왔다. 이에 따라, 상기 문제점을 해결하기 위해, 반투과부인 위상반전막을 이용하여 위상반전막을 통과하는 노광광의 위상을 180도 반전함으로써 해상도와 초점심도를 동시에 향상시키는 위상반전 마스크가 개발되었다.
위상반전 마스크는 레빈슨형 위상반전 마스크와 하프톤형 위상반전 마스크가 있으며, 하프톤형 위상반전 마스크의 경우 공정상의 단순화 및 CD 제어를 용이하게 하기 위해 일반적으로 단층ㅇ 단일막의 몰리브데늄 실리사이드(MoSi) 화합물의 하프톤형 위상반전막이 사용되고 있다. 상기 하프톤형 위상반전 마스크는 등록특허 제10-0373317호와 같이 일반적으로 노광 파장에서의 5 내지 6 %의 투과율과 180도의 위상반전 효과를 가져야 함으로 인해, 아래의 수학식 1 및 수학식 2를 참조하여, 위상반전막의 두께(T)가 일정한 두께로 제한된다.
[수학식 1]
T = exp(-4πk)/d
(k:소멸계수, n:굴절률, d:박막두께, λ:노광 파장)
[수학식 2]
Phase = 2π(n-1)d/λ
(k:소멸계수, n:굴절률, d:박막두께, λ:노광 파장)
상기 수학식 1 및 수학식 2를 참조하여, 균일한 조성비를 가지는 단일막 즉, 위상반전막의 광학계수(소멸계수 및 굴절률)가 동일한 상태에서, 5 %, 6 %와 같은 소정의 광투과율을 가지면서 위상을 180도 반전시키는 2가지 요소를 모두 만족하기 위해서는 위상반전막의 두께가 제한되는 것이다.
일반적으로, 상기 수학식 1 및 수학식 2에 의해 단층? 단일막으로 형성되는 KrF용 위상반전막의 경우 6 %의 투과율과 180도의 위상반전 효과를 만족하기 위해서는 그 두께가 800 내지 900 Å의 두께를 가지며, ArF용 위상반전막의 경우 6 %의 투과율과 180도의 위상반전 효과를 만족하기 위해서는 두께가 630 내지 700 Å를 가진다.
반면, 90 nm 이하 특히 65 nm 이하로 점점 패턴 크기(size)가 미세화됨에 따라 패턴되는 박막의 낮은 두께가 점점 요구되고 있다. 이는 건식 식각 공정 자체가 2차원적인 박막의 평면상으로 라디칼(radical) 이온이 물리적인 충돌 및 화학적 반응을 통해 이루어지는 근본적인 문제에서부터 시작된다. 따라서, 이와 같이 패턴되는 박막의 두께를 저감하고자 등록특허 제10-0864375호와 같이 하드마스크막(hardmask layer)을 포함하는 하드마스크용 바이너리 블랭크 마스크와 같은 새로운 구조의 블랭크 마스크가 개발되고 있다. 그러나, 위상반전막의 경우 투과율과 위상반전을 모두 만족하는 두께가 이미 고정되어 버리는 상태로 인해 박막의 미세화가 어려운 문제점을 가지고 있다.
또한, 현재의 위상반전막은 SC-1(Standard Cleaning-1) 및 황산과 같은 세정 화학약품에 취약한 특성으로 인해 반복된 세정 공정에 의해 두께 변화가 발생하게 되고, 이로 인해 소정의 투과율과 위상이 변하게 되어 위상반전막으로의 우수한 특성을 가지지 못하는 문제점을 가지고 있다.
또한, 현재의 위상반전막의 경우 실리사이드(silicide), 질화물(nitride)과 같은 세라믹(ceramic) 물질이 주성분으로 인해 위상반전막의 면저항(sheet resistance)이 높아지게 되어, 전자빔 노광(E-beam writing)시 전자 차지-업(charge-up) 현상이 발생하여 패턴 정밀도(fidelity)가 떨어지는 문제점이 발생하고 있다.
본 발명은 상기의 문제점들을 해결하고자 위상반전막의 두께를 저감할 수 있는 시너(thinner) 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 또한 이러한 블랭크 마스크 제조방법을 제공하는 데에 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크는 투명기판; 상기 투명기판 상에 순차 형성된 위상반전막, 금속막 및 레지스트막을 포함하며, 상기 위상반전막은 상기 투명기판에 수직한 깊이 방향으로 박막의 조성비(composition)가 변하는 단층 또는 다층의 연속막인 것이 특징이다.
상기 블랭크 마스크가 KrF용으로 사용되는 경우 상기 위상반전막의 두께는300 내지 800Å으로 할 수 있고, ArF용으로 사용되는 경우 상기 위상반전막의 두께는 200 내지 600Å으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 위상반전막은 2개 이상의 원소를 포함하는 단층 연속막이며 상기 위상반전막을 구성하는 2개 이상의 원소의 조성비 변화가 상기 깊이 방향으로 3 at% 이상이다.
상기 위상반전막은 질소를 포함하며 질소의 조성비가 상기 위상반전막 안에서 연속적인 변화를 가지고, 그 조성비 변화 두께가 10 nm 이상인 구간을 적어도 포함할 수 있다.
상기 위상반전막은 질소와 산소를 포함하며 표면 10 nm 이하의 두께 범위에서 질소의 조성비가 산소의 조성비 대비 높다.
상기 위상반전막은 질소를 포함하며 상기 위상반전막 표면의 질소 함유량을 내부보다 높게 분포시켜 노광 파장에서 반사율 균일도가 1 % 이내로 할 수 있다.
상기 위상반전막은 단층 연속막으로 형성되고, 박막 내부 및 계면의 잔류 응력을 저감하기 위하여 선택적으로 1 내지 10 nm 두께 범위에 탄소를 포함할 수 있다.
상기 위상반전막은 상기 투명기판에 평행한 너비 방향으로 조성비 분포가 10 % 이하로 균일하다.
상기 위상반전막은 상기 깊이 방향으로의 밀도 변화가 0.2 g/㎤ 내지 2.0 g/㎤일 수 있다.
상기 위상반전막은 면저항(sheet resistance)이 1 MΩ/□ 이하이다.
상기 금속막은 단층 또는 다층의 단일막 또는 연속막일 수 있다.
상기 금속막과 레지스트막 사이에 유기 박막을 더 포함할 수도 있다. 이 때, 상기 유기 박막과 레지스트는 강산을 포함하고 상기 유기 박막은 상기 레지스트막보다 낮은 농도의 강산을 포함할 수 있다. 상기 유기 박막의 두께는 10 nm 이하일 수 있다.
본 발명에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조방법에서는 투명기판 상에 위상반전막을 형성한 다음, 금속막을 형성하고, 그 위에 레지스트막을 형성한다. 상기 위상반전막은 상기 투명기판에 수직한 깊이 방향으로 박막의 조성비가 변하는 단층 또는 다층의 연속막으로 형성한다.
이 때, 상기 위상반전막은 1개 또는 2개 이상의 스퍼터링 타겟을 사용하는 스퍼터링 방법을 이용해 형성할 수 있다. 바람직하기로는, 몰리브데늄의 조성비가 5 내지 50 at%인 몰리브데늄 실리사이드(MoSi) 스퍼터링 타겟을 사용하는 스퍼터링 방법을 이용해 형성한다.
한편, 상기 위상반전막은 2층 연속막으로 형성할 수가 있는데, 먼저 몰리브데늄의 조성비가 5 내지 50 at%인 몰리브데늄 실리사이드(MoSi) 스퍼터링 타겟을 사용하는 스퍼터링 방법을 이용해 제1층을 형성하고, 몰리브데늄의 조성비가 5 내지 20 at%인 몰리브데늄 실리사이드(MoSi) 스퍼터링 타겟을 사용하는 스퍼터링 방법을 이용해 제2층을 형성하는 방법에 의할 수 있다.
본 발명에 의해 제조되는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크는 KrF 리소그래피, ArF 리소그래피 및 ArF 액침 노광 리소그래피에 사용되는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크로서, 위상반전막 형성시 위상반전막 깊이 방향으로 위상반전막의 조성비를 연속적으로 변형함으로써, 위상반전막의 두께를 저감할 수 있는 시너(thinner) 하프톤형 위상반전막 형성이 가능하다. 위상반전막이 단층 또는 다층의 연속막으로 형성됨으로써 두께가 저감되며, 기존의 단일막 대비 건식식각시 로딩 효과(loading effect)를 저감할 수 있다.
또한 연속막 형성을 통해 SC-1 및 황산과 같은 내화학성 특성 개선뿐만 아니라, 면저항과 같은 박막 특성을 개선할 수 있고, 광학적 균일도를 제어할 수 있게 된다. 따라서, 이러한 블랭크 마스크를 노광 및 현상하면 우수한 품질의 하프톤형 위상반전 포토마스크를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크에서 위상반전막의 조성비 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 비교예에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크에서 위상반전막의 조성비 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다음에 설명되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. 또한, 어떤 층이 다른 층 또는 기판의 "상"에 있다고 기재되는 경우에, 상기 어떤 층은 상기 다른 층 또는 기판에 직접 접촉하여 존재할 수 있고, 또는, 그 사이에 제3의 층이 개재되어질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크(100)는 투명기판(10), 투명기판(10) 상에 형성된 위상반전막(20), 위상반전막(20) 상에 형성된 금속막(30), 금속막(30) 상에 형성된 레지스트막(40)을 포함한다.
이러한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크(100)는 먼저 투명기판(10)을 준비하여 그 위에 위상반전막(20)을 형성하고, 그 위에 금속막(30)을 형성한 다음, 그 위에 레지스트막(40)을 형성하는 일련의 과정을 통해 제조될 수 있다.
투명기판(10)은 6025 크기를 가지는 합성 석영유리(synthetic fused silica), 불화칼슘(CaF2), 불소도핑 석영(F-Doped Quartz) 및 산화티타늄도핑 석영 (SiO2-TiO)에서 선택되는 1종 이상의 투명기판이고, 노광 파장에서 복굴절률 (birefringence)이 2 nm/6.35 mm 이하이며, 90 % 이상의 투과율을 가지는 것을 이용할 수 있다.
위상반전막(20)은 몰리브데늄(Mo) 및 실리사이드(Si)를 필수적으로 포함하며 그의 단독 및 질소(N), 산소(O) 및 탄소(C) 중 선택되는 1종 이상이 포함되는 화합물로 형성되는 것을 특징으로 한다. 이러한 위상반전막(20)은 반응성 DC 마그네트론 스퍼터링, 반응성 RF 마그네트론 스퍼터링, 이온 빔 스퍼터링(IBAD) 및 공스퍼터링(co-sputtering) 방법에서 선택되는 1종의 방법을 적용하여 투명기판(10) 상에 형성될 수 있다.
이 때, 위상반전막(20)은 단층 또는 다층의 연속막이다. 여기서, 단층막이라 함은 스퍼터링시 플라즈마(plasma)가 꺼지지 않는 상태에서 스퍼터링된 상태를 의미하며, 다층막이란 플라즈마가 1회 이상 꺼진 후 다시 플라즈마가 켜진 상태에서 스퍼터링된 것을 의미한다. 또한 단일막이라 함은 플라즈마가 켜진 상태에서 공정의 변화가 없도록 하여, 박막 증착시 투명기판에 수직한 깊이 방향으로 박막의 조성비(composition) 변화가 없는 박막을 의미하며, 연속막이라 함은 플라즈마가 켜진 상태에서 스퍼터링 조건이 변경되는 것으로서, 예를 들어 반응성 및 불활성 가스, 압력, 파워등과 같은 공정 변화를 통해 깊이 방향으로 박막의 조성비가 변하는 것을 의미한다.
따라서, 위상반전막(20)은 깊이 방향으로 박막의 조성비가 변하는 단층 또는 다층의 연속막이다. 이러한 연속막을 통해 기존의 조성비가 동일한 상태인 단일막 대비 소정의 투과율 및 위상반전을 위한 위상반전막(20)의 두께 변화가 가능해지며, 이를 통해 위상반전막(20)의 두께가 종래보다 작은 시너(thinner) 하프톤형 위상반전막 형성이 가능하게 된다.
예를 들어 위상반전막(20)을 단층 연속막으로 형성한다면, 투과율 제어를 위하여 투명기판(10)과 인접한 위상반전막 부분을 형성하기 위해 굴절률이 상대적으로 상부보다 낮고, 소멸계수가 상대적으로 높은 조성을 가지도록 스퍼터링하고, 금속막(30)과 인접한 부분의 위상반전막 부분은 위상변화를 높게 하기 위하여 굴절률이 상대적으로 하부 대비 높게 하여 형성할 수 있다. 이를 통해 단일막에서 소멸계수와 굴절률이 깊이 방향으로 일정함에 따라 두께 제어가 어려운 문제점을 해결할 수 있으며, 얇은 위상반전막(20)을 형성함에 따라 기존의 단일막 대비 건식식각시 로딩 효과(loading effect)를 저감할 수 있다.
위상반전막(20) 형성을 위해 사용되는 스퍼터링 타겟은 1개 내지 화학적 조성비가 서로 다른 2개 이상인 복수 개를 사용하는 것을 특징으로 한다. 스퍼터링 타겟으로는 몰리브데늄 실리사이드(MoSi), 몰리브데늄 탄탈륨 실리사이드(MoTaSi) 및 몰리브데늄 실리사이드 카바이드(MoSiC) 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
예를 들어, 위상반전막(20) 형성을 위해 스퍼터링 타겟으로 몰리브데늄 실리사이드가 사용될 때, 그의 조성비가 MoSi(10 : 90 at%)의 단독으로 사용할 수 있으며, MoSi(10 : 90 at%) 외에 화학적 조성비가 다른 MoSi(20 : 80 at%), MoSi(30 : 70 at%)과 같은 타겟을 복수개 사용할 수 있다. 이를 통해 노광 파장에서 높은 소멸계수를 가지는 물질을 통해 투과광을 제어할 수 있으며, 상대적으로 높은 굴절률을 가지는 화학적 조성비를 통해 낮은 두께에서 높은 위상변화를 가질 수 있다.
위상반전막(20)이 단층 연속막으로 형성되고, 이 때, 사용되는 스퍼터링 타겟이 몰리브데늄 실리사이드(MoSi)일 때, 타겟에 포함되는 몰리브데늄의 조성비는 5 내지 50 at%로 한다. 단층 연속막으로 형성되는 위상반전막에 있어서, 몰리브데늄의 조성비는 주로 투과율 및 두께를 제어하는 역할을 수행하게 되는데, 이로 인해 몰리브데늄의 조성비가 50 at% 이상이 되면 얇은 두께에서 소정의 원하는 투과율 제어는 가능하지만, 반면에 동일한 타겟을 사용함으로써 위상 제어시 원하지 않는 투과율까지 영향을 미치게 되는 문제점이 발생하게 된다. 상기의 문제점은 단층으로 형성됨에 따라 스퍼터링 타겟이 하나로 고정됨에 따른 문제점에서 발생하게 된다. 반면, 몰리브데늄 타겟 조성비가 5 at% 이하의 낮은 조성비를 가질 경우 스퍼터링시 방전이 안정하게 되지 못하고 또한 투과율 제어를 위한 두께가 상대적으로 높아지게 되어 얇은 위상반전막 형성이 어렵게 된다. 따라서, 위상반전막이 단층 연속막으로 형성될 때, 사용되는 스퍼터링 타겟으로 몰리브데늄의 조성비가 5 내지 50 at% 이내인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 5 내지 30 at% 이내인 것이 바람직하다.
위상반전막(20)을 스퍼터링 방법으로 형성시, 공정 압력은 0.1 내지 0.15 Pa 범위에서 실시하고, 투명기판(10)과 타겟간의 거리는 100 mm 이상으로 한다. 전력 밀도는 0.6 내지 13 W/mm으로 할 수 있다. 투명기판(10) 가열 온도는 50 내지 300도로 할 수 있다. 스퍼터링 공정시 기판 온도는 스퍼터링된 원자가 기판에 충돌할 시 접착력에 영향을 준다. 따라서, 스퍼터링 전에 투명기판(10)을 가열하며 투명기판(10)과 원자간의 접착력을 강화할 수 있으며, 다층막일 경우 박막과 박막간의 접착력 또한 증가시켜 준다. 그러나, 이 때 가열 온도가 50도 미만이면 그 온도가 낮아 투명기판(10)과 박막, 박막과 박막간의 접착력 효과가 미미해져 그 실효가 없고, 300도 이상일 경우 박막 중, 후에 높은 잔류 응력을 나타내어 평탄도가 나빠지는 문제점을 가지게 된다. 따라서, 투명기판(10) 가열은 50도 내지 300도인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 100도 내지 300도인 것이 바람직하다.
위상반전막(20)이 248 nm의 KrF용 위상반전막으로 단층 또는 다층 연속막으로 형성될 시, 노광광에서 투과율이 0.1 내지 15 % 이내이고, 위상이 170 내지 185도 이내이며, 이 때 위상반전막(20) 두께는 300 내지 2000 Å 이내로 제어할 수 있다. 위상반전막(20)이 193 nm의 ArF용 위상반전막으로 단층 또는 다층 연속막으로 형성될 시, 노광광에서 투과율이 0.1 내지 15 % 이내이고, 위상이 170 내지 185도 이내이며, 이 때 위상반전막(20) 두께는 200 내지 1500 Å 이내로 제어할 수 있다.
단층 또는 다층의 연속막으로 형성되는 위상반전막(20)은 동일한 투과율과 위상반전량을 가짐에도 불구하고, 기존의 단일막으로 형성되는 위상반전막의 두께 대비 다양한 두께를 가질 수 있는 장점이 있다. 패턴 크기가 더욱 더 미세화되고, 건식식각시 로딩 효과가 발생하여 CD 균일도가 우수하게 되지 못하는 점을 고려할 때, 위상반전막의 두께는 얇을수록 바람직하다. 따라서, 상기와 같이 위상반전막(20)의 두께 제어는 KrF용의 경우 300 내지 2000 Å으로 제어는 가능하나 바람직하게는 300 내지 800Å이고, ArF용의 경우 200 내지 1500 Å로 제어는 가능하나 바람직하게는 200 내지 600 Å으로 한다.
위상반전막(20)은 2개 이상의 원소를 포함하는 단층 연속막일 수 있다. 이 때, 위상반전막(20)을 구성하는 2개 이상의 원소의 조성비 변화는 깊이 방향으로 3 at% 이상이다. 조성비 변화가 3 at% 이내이면, 소멸계수 및 굴절률의 차이가 크게 발생하지 않게 되고 이로 인해 투과율 및 위상 제어가 기존의 단층 단일막 위상반전막과 동일한 특성을 가지게 되어 두께 제어가 어렵게 된다. 반면 상기 조성비 변화의 한정을 정하지 않은 것은 효과적인 투과율 제어를 위해 반응성 가스가 포함되지 않은 상태에서 형성될 수 있고, 반면 위상량의 효과적인 제어를 위하여 스퍼터링시 반응성 가스를 추가적으로 포함하여 형성할 수 있기 때문이다.
위상반전막(20)이 단층 연속막인 경우, 박막 내부 및 계면의 잔류 응력을 저감하기 위하여 선택적으로 1 내지 10 nm 두께 범위에 탄소를 포함할 수 있다.
한편, 위상반전막(20)은 2층 연속막으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 먼저 몰리브데늄의 조성비가 5 내지 50 at%인 몰리브데늄 실리사이드 스퍼터링 타겟을 사용하는 스퍼터링 방법을 이용해 제1층을 형성하고, 몰리브데늄의 조성비가 5 내지 20 at%인 몰리브데늄 실리사이드 스퍼터링 타겟을 사용하는 스퍼터링 방법을 이용해 제2층을 형성하는 방법에 의할 수 있다.
위상반전막(20)이 단층 또는 다층인 경우 모두, 위상반전막(20)은 질소를 포함하며 질소의 조성비가 위상반전막(20) 안에서 연속적인 변화를 가지고, 그 조성비 변화 두께가 10 nm 이상인 구간을 적어도 포함한다. 일반적으로 스퍼터링시 반응성 가스로 사용되는 질소는 박막의 투과율 및 굴절률과 같은 광학적 특성에 영향을 미치는 요인으로 작용한다. 예를 들어, 스퍼터링 타겟을 몰리브데늄 실리사이드로 하여 스퍼터링시, 반응성 가스인 질소의 함유량을 높게 하면 질소의 반응성이 높게 되고 이로 인해 MoSi 자체의 금속성 특성보다 질화된 특성이 나타나게 된다. 이로 인해 193 nm 및 248 nm와 같은 단파장의 노광 파장에서 상대적으로 금속성 특성대비 표면반사율이 낮게 형성되고 투과율은 높게 형성된다. 또한, 질소는 광학특성이 굴절률에도 영향을 미치는데, 질소의 함유량이 높게 되면 박막의 굴절률이 높게 형성되어 낮은 두께에서 위상반전 효과를 증가시킬 수 있다. 또한, 질소 가스는 캐리어(carrier) 가스로도 활용될 수 있는데, 스퍼터링 챔버(chamber)에 포함되는 가스 상태에서 질소의 함유량을 불활성 가스인 아르곤(Ar) 또는 크세논(Xe) 가스보다 높게 설정함으로써 위상반전막의 균일도를 증가시킬 수 있다.
따라서, 이러한 연속막 위상반전막 형성시 질소의 함유량 변화를 통해 투과율, 위상 및 박막의 균일도와 같은 특성을 제어할 수 있다. 따라서, 위상반전막 형성시 사용용도에 따라 질소의 함유량을 상대적으로 제어함으로써 상기의 효과를 극대화할 수 있다.
그런데 이러한 질소 가스 제어를 통해 상기와 같은 효과를 가지기 위해서는 위상반전막(20) 두께 범위에서 10 nm 이상인 것이 바람직한데. 이는 10 nm 이하의 두께에서 질소 함유량 급진적인 변화는 연속막 위상반전막 내부의 스트레스(stress) 변화를 일으키게 문제점을 발생시키기 때문이다.
또한, 위상반전막(20) 표면의 질소 함유량을 내부보다 높게 분포시켜 노광 파장에서 반사율 균일도가 1 % 이내로 할 수 있다.
위상반전막(20)은 질소 이외에 산소를 포함할 수도 있는데, 그러한 경우에는 표면 10 nm 이하의 두께 범위에서 질소의 조성비가 산소의 조성비 대비 높게 한다.
위와 같은 방법으로 형성되는 위상반전막(20)은 투명기판(10)에 평행한 너비 방향으로는 조성비 분포가 균일하다. 특히 조성비 균일도가 10 % 이하인 것을 특징으로 하며, 이 때 조성비 균일도는 {(최대 조성비-최소 조성비)/(최대 조성비+최소 조성비)} ㅧ 100 과 같은 식으로 계산할 수 있으며, 측정 위치는 너비 방향으로 최소 5 군데 이상이다. 그리고 박막의 조성비는 AES, XPS, RBS 등과 같은 방법을 통해 분석이 가능하다.
위상반전막(20)은 깊이 방향으로 다른 잔류 응력을 가질 수 있다. 특히 깊이 방향으로 잔류 응력 차이가 10 MPa 이상 차이가 발생하는 구간을 포함할 수 있으며, 또한 위상반전막(20)의 내화학성 특성은 SC-1(암모니아수:과산화수소수:초순수=1:1:5)에 2 시간 침지 후 193 nm에서의 반사율 변화가 1 % 이내가 되도록 할 수 있다. 뿐만 아니라 평탄도는 ㅁ 0.5 um 이내로 할 수 있다.
이러한 위상반전막(20)은 깊이 방향으로의 밀도 변화가 0.2 g/㎤ 내지 2.0 g/㎤일 수 있다. 박막 밀도가 0.2 g/㎤ 이내인 경우 박막 밀도가 변하지 않은 상태로 인해 그 효과가 미비하며, 2.0 g/㎤ 이상으로 변할 경우 박막 내부의 응력이 서로 크게 달라짐으로 더욱 더 어려워진다. 따라서, 박막 밀도가 깊이 방향으로 0.2g/㎤ 내지 2.0g/㎤이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.2 g/㎤ 내지 1.0 g/㎤인 것이 바람직하다.
위상반전막(20)의 면저항(sheet resistance)은 1 MΩ/□ 이하로 제어될 수 있다. 전자빔 노광에 의해 패턴이 노광되어 형성되는 위상반전막은 일반적으로 실리사이드(Si)와 같은 세라믹 성분과 함께 질소 가스를 통한 MoSiN 계열의 물질로 이루어져왔다. 그러나, 이러한 단일막 위상반전막의 경우 두께가 두껍고, 질소 가스가 균일하게 분포함으로써 면저항이 높게 나타나는 문제점을 가지게 된다. 상기 높은 면저항은 전자빔 노광시 표면 저항이 높아지게 되고 지속적인 노광시 전자가 차지-업 되어 전자가 산란되어 우수한 패턴 정밀도 구현이 어렵게 된다. 물론 위상반전막 상부에 형성되는 금속막을 통해 면저항을 저감시킬 수 있지만, 50 keV와 같은 높은 가속 에너지를 가지는 전자가 모두 접지(ground) 되기는 어려우며, 더욱이 투명기판까지 부딪히게 되어 후면산란(back scattering)과 같은 문제점을 일으키게 되어 더욱 더 복잡한 근접보정효과(Optical Proximity Correction : OPC)가 필요하게 된다. 따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 1차적으로 위상반전막 표면에서의 면저항이 낮게 설정되어야 한다.
본 발명에서는 위상반전막(20)을 연속막으로 형성함에 따라 면저항 제어가 가능한데, 깊이 방향으로 질소의 함유량, 산소의 함유량과 같은 질화, 산화물의 비율을 연속적으로 감소하게 하고, 금속성 성분을 증가시킴으로써 가능할 수 있다.
금속막(30)은 반응성 DC 마그네트론 스퍼터링을 통해 형성할 수 있는데, 반응성 및 불활성 가스가 도입된 진공 챔버 내에서 스퍼터링에 의해 형성하는 것이다. 이 때 스퍼터링 타겟은 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 실리사이드(Si), 몰리브데늄(Mo) 및 티타늄(Ti) 중 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으며, 불활성 가스로서 아르곤(Ar), 헬륨(He), 네온(Ne), 크립톤(Kr) 및 크세논(Xe)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용하고, 반응성 가스로는 산소(O2), 질소(N2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 아산화질소(N2O), 산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3) 및 메탄(CH4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 가스를 사용할 수 있다.
금속막(30)은 단층 또는 다층의 단일막 또는 연속막으로 형성할 수 있다. 금속막(30)이 단층 또는 다층의 연속막으로 형성될 때, 박막을 구성하는 하나 이상의 원소 조성비가 1 at% 내지 50 at% 이내로 변화한다.
금속막(30)이 단층 또는 다층의 연속막으로 형성되는 경우에, 각각의 단층 및 다층의 내부 및 계면에서 박막을 구성하는 어느 하나 이상의 원소 조성비가 1 at% 내지 50 at% 이내로 변하는 구간이 20 Å 이상의 두께를 가진다. 또한, 금속막(30)의 깊이 방향으로 식각율(etch rate)의 변화가 발생하는 구간이 적어도 하나 이상 포함된다.
금속막(30)은 서로 다른 원소가 하나 이상 포함되는 다층막으로 형성될 시 상호 인접한 박막의 동일한 원소의 하나 이상이 계면에서 5nm 이상의 두께로 1 at% 내지 50 at% 의 조성비 변화를 가지고 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 금속막(30)의 조성비 중 질소의 함유량이 연속적으로 변화하는 구간은 5 nm 이상의 두께로 적어도 한 구간 이상 포함될 수 있다.
금속막(30)에서 박막의 깊이 방향으로의 밀도의 변화가 0.2 g/㎤ 내지 2 g/㎤인 것을 특징으로 한다. 또한, 금속막(30)은 위상반전막(20)과의 선택비가 5 이상인 것을 특징으로 한다.
금속막(30)의 두께는 1000Å 이하로 할 수 있으며, 금속막(30) 표면에서의 면저항이 1kΩ/□ 이하일 수 있다.
레지스트막(40)은 화학증폭형 레지스트(Chemically Amplified Reisist : CAR)로 형성되며, 그 두께는 1,000 내지 2,000Å 이내인 것을 특징으로 한다. 금속막(30)과 레지스트막(40) 사이에 유기 박막(미도시)을 더 포함할 수도 있는데, 이러한 유기 박막은 노광 공정 적용 혹은 노광 공정 미적용시에도 현상액에 의해 현상되는 것을 특징으로 한다. 이러한 유기 박막은 강산을 포함하되 레지스트막(40)보다 낮은 농도의 강산을 포함하게 되며, 그 두께는 10 nm 이하일 수 있다.
[실험예]
이하, 실험예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 실험예는 단지 본 발명의 예시 및 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.
(실험예 1)
본 실험예 1은 본 발명을 통해 제조된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크로서 KrF용 단층 연속막 위상반전 블랭크 마스크에 관한 것이다.
먼저 도 1을 참조하여 6025 크기의 투명기판(10) 위에 HIP 방식으로 제조된 MoSi(20 : 80 at%) 타겟을 이용하고 반응성 DC 마그네트론 스퍼터링 방법을 적용하여 위상반전막(20)을 형성하였다. 이 때 적용된 공정 조건으로 공정 파워(power)는 1.0 kW로 플라즈마를 형성하기 위해 불활성 가스로 아르곤을 5 sccm, 공정 압력은 0.03 Pa, 공정 시간은 15초 동안 증착하고, 서서히 질소를 3 → 9 → 15 → 20 sccm과 같이 연속적으로 질소 유량을 변동하였고, 파워는 1.0 → 1.2 → 1.5 → 1.7 kW로 서서히 증가하였다.
이후 제작된 단층 연속막 위상반전막에 대한 투과율 및 반사율을 n&k Analyzer 1512RT 장비를 이용하여 7 x 7의 49 위치에 대하여 측정한 결과 248 nm에서 투과율 평균이 5.69 %, 균일도가 0.06 %를 나타내었으며, 반사율은 248 nm에서 평균 18.22 %, 균일도가 0.85 %를 나타내었다. 또한 위상량을 측정한 결과 248 nm에서 평균 179.5도, 균일도가 0.6도로 우수한 광학적 특성을 나타내었다. 또한 두께를 측정하기 위하여 X-ray를 이용한 GXR 장비를 이용하여 측정한 결과 두께는 682.1 Å를 나타내어, 상대적으로 단층 단일막 대비 두께가 얇은, 시너 위상반전막 형성이 가능하였다.
그리고, 단층 연속막에 대한 조성비를 분석하기 위하여 AES 장비를 이용하여 조성비 분석을 실시하였다. 도 2는 본 발명에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크에서 위상반전막의 조성비 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 단층 연속막 위상반전막에 대한 조성비 분석 결과 박막의 깊이 방향으로 조성이 점진적으로 변하는 연속막임을 확인할 수 있다.
그리고 상기 단층 연속막 위상반전막에 대한 내화학성 평가를 위하여 SC-1 및 황산에 대하여 2시간 동안 침지한 후 투과율 변화를 n&k Analyzer 1512RT 장비를 이용하여 측정하였다. 그 결과 SC-1에 대하여 248 nm에서 투과율 변화가 0.53 %, 황산에 대하여 투과율 변화가 0.23 %를 나타내어 우수한 특성을 가짐을 확인할 수 있었다.
상기 방법으로 동일한 위상반전막을 형성한 후 크롬 타겟으로 교체한 후 파워를 1.0kW에서 불활성 가스인 아르곤과 반응성 가스인 질소 및 메탄을 사용하여 CrCN 및 아르곤과 일산화질소 및 질소를 이용하여 형성되는 CrON으로 형성되는 2층 단일막의 금속막(30)을 형성하였다. 이후 강산을 포함하는 유기 박막을 스핀 코팅방법을 적용하여 80 Å의 두께로 코팅한 다음 Fuji 사의 FEP-171의 화학증폭형 레지스트를 3000 Å의 두께로 코팅하여 레지스트막(40)을 형성함으로써 시너 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 제조하였다.
(실험예 2)
본 실험예 2는 본 발명을 통해 제조된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크로서 KrF용 2층 연속막 위상반전 블랭크 마스크에 관한 것이다.
먼저 도 1을 참조하여 6025 크기의 투명기판(10) 위에 HIP 방식으로 제조된 MoSi(30 : 70 at%) 타겟과 MoSi(10 : 90 at%) 타겟을 이용하고 반응성 DC 마그네트론 스퍼터링 방법을 적용하여 위상반전막(20)을 형성하였다.
먼저 2층을 형성함에 있어, 투명기판과 인접한 위상반전막 하부층을 형성하기 위하여 MoSi(30 : 70 at%) 타겟을 이용하고, 공정 파워를 1.3 kW로 하여, 불활성 가스인 아르곤을 5 sccm, 공정 압력은 0.03 Pa, 공정 시간은 25 초 동안 증착하였다. 이후 위상반전막 하부층에 대한 두께는 130 Å를 나타내었으며, 248 nm에서 투과율이 7.83 %를 나타내었으며, 위상변화는 43도를 나타내었다. 이후 위상반전막의 상부층을 형성하기 위하여 스퍼터링 타겟을 MoSi(10 : 90 at%)으로 교체하고 공정 파워는 1.0 kW로, 플라즈마를 형성하기 위해 불활성 가스로 아르곤을 5 sccm, 공정 압력은 0.03 Pa, 공정 시간은 15초 동안 증착하고, 서서히 질소를 5 → 15 → 20 → 25 sccm과 같이 연속적으로 질소 유량을 증가하였으며, 파워는 상대적으로 1.0 → 1.2 → 1.0 → 0.6 kW로 서서히 변화시켰다. 이 때 질소는 굴절률을 증가시키기 위하여 증가시켰으며, 파워는 박막 밀도와 질소의 반응을 증가시키기 위하여 증가 및 감소하여 적용하였다.
상기 제작 공정에 의해 제조된 2층 연속막 위상반전막에 대하여 투과율을 측정한 결과 248 nm에서 평균 5.73 %, 균일도가 0.03 %를 나타내었으며, 반사율은 248 nm에서 평균 15.23 %, 균일도가 0.52 %를 나타내었으며, 위상은 178.9도를 나타내어 건식식각시 오버 에칭(over etch)을 고려하면 우수한 특성을 가지는 2층 연속막 위상반전막이 형성되었다. 이후 상기 제조된 2층 연속막 위상반전막에 대한 두께를 GXR로 측정한 결과 559 Å의 두께를 나타내어, 실험예 1 대비 더욱 더 낮은 시너 위상반전막 형성이 가능했으며, 비교예 1 대비 약 300 Å 낮은 두께를 가지는 위상반전막 형성이 가능하였다.
(비교예)
본 비교예는 KrF용 단층 단일막 위상반전 블랭크 마스크에 관한 것이다.
먼저 6025 크기의 투명기판 위에 HIP 방식으로 제조된 MoSi(20 : 80 at%) 타겟을 이용하고 반응성 DC 마그네트론 스퍼터링 방법을 적용하여 위상반전막을 형성하였다. 이 때 적용된 공정 조건으로 공정 파워는 1.5 kW로, 플라즈마를 형성하기 위해 불활성 가스로 아르곤을 5 sccm, 반응성 가스인 질소를 15 sccm 유량으로 사용하였으며, 공정 압력은 0.03 Pa, 공정 시간은 150초 동안 이루어졌다. 이후 제작된 위상반전막의 투과율 및 반사율을 n&k Analyzer 1512RT 장비를 이용하여 7 x 7의 49 Points에 대하여 측정한 결과 248 nm에서 투과율 평균이 5.62 %, 균일도가 0.10 %를 나타내었으며, 반사율은 248nm에서 평균 19.32 %, 균일도가 1.52 %를 나타내었다. 또한 위상량을 측정한 결과 248 nm에서 평균 178.1도, 균일도가 0.8도로 위상반전막으로 우수한 광학적 특성을 나타내었다. 또한 두께를 측정하기 위하여 X-ray를 이용한 GXR 장비를 이용하여 측정한 결과 두께는 872.1 Å를 나타내었다.
상기 위상반전막의 조성비를 분석하기 위하여 Auger Electron Spectrometer (AES) 장비를 이용하여 깊이 방향(depth profile)으로 분석한 결과가 도 3에 제시되어 있다. 도 3은 비교예에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크에서 위상반전막의 조성비 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3에 도시된 바와 같이 깊이 방향으로 조성비가 균일한 특성을 나타내는 단일막임을 확인할 수 있으며, Mo의 함유량이 10.21 at%, Si의 함유량이 58.32 at% 질소의 함유량이 31.47 at%임을 확인할 수 있었다.
상기 위상반전막에 대한 내화학성을 SC-1 및 황산에 2시간 동안 침지한 후 투과율 변화량을 n&k Analyzer 1512RT 장비를 이용하여 측정하였다. 그 결과 SC-1에 대하여 248 nm에서 투과율 변화가 248 nm에서 1.10 %를 나타내었으며, 황산에 대하여 0.78 %를 나타내었다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다. 본 발명의 실시예들은 예시적이고 비한정적으로 모든 관점에서 고려되었으며, 이는 그 안에 상세한 설명보다는 첨부된 청구범위와, 그 청구범위의 균등 범위와 수단내의 모든 변형예에 의해 나타난 본 발명의 범주를 포함시키려는 것이다.

Claims (18)

  1. 투명기판; 및
    상기 투명기판 상에 순차 형성된 위상반전막, 금속막 및 레지스트막을 포함하며,
    상기 위상반전막은 상기 투명기판에 수직한 깊이 방향으로 박막의 조성비가 변하는 단층 또는 다층의 연속막으로서, 상기 투명기판과 인접한 위상반전막 부분에 비하여 상기 금속막과 인접한 위상반전막 부분의 굴절률이 높은 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 블랭크 마스크는 KrF용으로 사용되고 상기 위상반전막의 두께가 300 내지 800Å인 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  3. 제1항에 있어서, 상기 블랭크 마스크는 ArF용으로 사용되고 상기 위상반전막의 두께가 200 내지 600Å인 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 위상반전막은 2개 이상의 원소를 포함하는 단층 연속막이며 상기 위상반전막을 구성하는 2개 이상의 원소의 조성비 변화가 상기 깊이 방향으로 3 at% 이상인 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 위상반전막은 질소를 포함하며 질소의 조성비가 상기 위상반전막 안에서 연속적인 변화를 가지고, 그 조성비 변화 두께가 10 nm 이상인 구간을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 위상반전막은 질소와 산소를 포함하며 표면 10 nm 이하의 두께 범위에서 질소의 조성비가 산소의 조성비 대비 높은 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 위상반전막은 질소를 포함하며 상기 위상반전막 표면의 질소 함유량을 내부보다 높게 분포시켜 노광 파장에서 반사율 균일도가 1 % 이내인 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 위상반전막은 단층 연속막으로 형성되고, 박막 내부 및 계면의 잔류 응력을 저감하기 위하여 선택적으로 1 내지 10 nm 두께 범위에 탄소를 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 위상반전막은 상기 투명기판에 평행한 너비 방향으로 조성비 분포가 10 % 이하로 균일한 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 위상반전막은 상기 깊이 방향으로의 밀도 변화가 0.2 g/㎤ 내지 2.0 g/㎤인 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 위상반전막은 면저항(sheet resistance)이 1 MΩ/□ 이하인 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 금속막은 단층 또는 다층의 단일막 또는 연속막인 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 금속막과 레지스트막 사이에 강산을 포함하는 유기 박막을 더 포함하며, 상기 유기 박막은 상기 레지스트막보다 낮은 농도의 강산을 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  14. 투명기판 상에 위상반전막을 형성하는 단계;
    상기 위상반전막 상에 금속막을 형성하는 단계; 및
    상기 금속막 상에 레지스트막을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 위상반전막은 1개의 스퍼터링 타겟을 사용하는 스퍼터링 방법을 이용해 상기 투명기판에 수직한 깊이 방향으로 박막의 조성비가 변하는 단층 또는 다층의 연속막으로서 상기 투명기판과 인접한 위상반전막 부분에 비하여 상기 금속막과 인접한 위상반전막 부분의 굴절률이 높게 형성하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조방법.
  15. 삭제
  16. 제14항에 있어서, 상기 위상반전막은 몰리브데늄의 조성비가 5 내지 50 at%인 몰리브데늄 실리사이드(MoSi) 스퍼터링 타겟을 사용하는 스퍼터링 방법을 이용해 형성하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 위상반전막은 몰리브데늄의 조성비가 5 내지 50 at%인 몰리브데늄 실리사이드(MoSi) 스퍼터링 타겟을 사용하는 스퍼터링 방법을 이용해 제1층을 형성하고,
    몰리브데늄의 조성비가 5 내지 20 at%인 몰리브데늄 실리사이드(MoSi) 스퍼터링 타겟을 사용하는 스퍼터링 방법을 이용해 제2층을 형성하여 2층 연속막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조방법.
  18. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 기재된 블랭크 마스크를 패터닝하여 제조된 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 포토 마스크.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11282150A (ja) 1998-03-26 1999-10-15 Toppan Printing Co Ltd ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びその製造方法
KR20040035486A (ko) * 2002-10-22 2004-04-29 주식회사 에스앤에스텍 하프톤 위상 시프트 블랭크 마스크 및 포토 마스크의제조방법
KR20040086781A (ko) * 2003-03-31 2004-10-12 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법, 위상 시프트마스크의 제조 방법, 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상시프트 마스크

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11282150A (ja) 1998-03-26 1999-10-15 Toppan Printing Co Ltd ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びその製造方法
KR20040035486A (ko) * 2002-10-22 2004-04-29 주식회사 에스앤에스텍 하프톤 위상 시프트 블랭크 마스크 및 포토 마스크의제조방법
KR20040086781A (ko) * 2003-03-31 2004-10-12 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법, 위상 시프트마스크의 제조 방법, 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상시프트 마스크

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