KR102349368B1 - Apparatus for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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KR102349368B1
KR102349368B1 KR1020210025946A KR20210025946A KR102349368B1 KR 102349368 B1 KR102349368 B1 KR 102349368B1 KR 1020210025946 A KR1020210025946 A KR 1020210025946A KR 20210025946 A KR20210025946 A KR 20210025946A KR 102349368 B1 KR102349368 B1 KR 102349368B1
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이형주
신인균
김성윤
최석영
김수현
손성훈
정민교
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals 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
    • G03F1/26Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/32Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof

Abstract

Disclosed is a semiconductor device manufacturing apparatus comprising a light source and a photomask. The photomask comprises a transparent substrate, a phase shift film disposed on the transparent substrate, and a light blocking film disposed on the phase shift film. The phase shift film contains 1 to 10 atomic% of a transition metal. When a PE_1 value is 1.5 eV, and a PE_2 value is a minimum value among photon energies at a point where a Del_1 value expressed by equation 1 becomes 0, the photomask has an average value of Del_1 of 85 to 100 °/eV. In the equation 1, after removing the light blocking film from the photomask, when the phase shift film surface is measured with a spectral ellipse analyzer at an incident angle of 64.5°, if the phase difference between a P wave and an S wave of reflected light is 180° or less, a DPS_p value is the phase difference between the P wave and the S wave, and if the phase difference exceeds 180°, the DPS_p value is a value obtained by subtracting the phase difference between the P wave and the S wave from 360°. A PE value is the photon energy of the incident light within the range of PE_1 to PE_2. The semiconductor device manufacturing apparatus has desired optical characteristics with respect to light of a short wavelength while the phase shift film has a thin thickness.

Description

반도체 소자 제조 장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE}Semiconductor device manufacturing apparatus {APPARATUS FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE}

구현예는 반도체 소자의 제조 장치, 이에 포함되는 포토 마스크 및 상기 포토 마스크를 제조하기 위한 블랭크 마스크에 관한 것이다.The embodiment relates to an apparatus for manufacturing a semiconductor device, a photomask included therein, and a blank mask for manufacturing the photomask.

반도체 디바이스 등의 고집적화로 인해, 반도체 디바이스의 회로 패턴의 미세화가 요구되고 있다. 이로 인해, 웨이퍼 표면상에 포토마스크를 이용하여 회로 패턴을 현상하는 기술인 리소그래피 기술의 중요성이 더욱 부각되고 있다.BACKGROUND ART Due to high integration of semiconductor devices and the like, miniaturization of circuit patterns of semiconductor devices is required. For this reason, the importance of a lithography technique, which is a technique for developing a circuit pattern on a wafer surface using a photomask, is further emphasized.

미세화된 회로 패턴을 현상하기 위해서는 노광 공정에서 사용되는 노광 광원의 단파장화가 요구된다. 최근 사용되는 노광 광원으로는 ArF 엑시머 레이저(파장 193nm) 등이 있다.In order to develop a miniaturized circuit pattern, a shorter wavelength of an exposure light source used in an exposure process is required. Recently used exposure light sources include ArF excimer lasers (wavelength 193 nm) and the like.

한편, 포토마스크에는 바이너리 마스크(Binary mask)와 위상반전 마스크(Phase shift mask) 등이 있다. On the other hand, the photomask includes a binary mask, a phase shift mask, and the like.

바이너리 마스크는 투명 기판 상에 차광층 패턴이 형성된 구성을 갖는다. 바이너리 마스크는 패턴이 형성된 면에서, 차광층을 포함하지 않은 투과부는 노광광을 투과시키고, 차광층을 포함하는 차광부는 노광광을 차단함으로써 웨이퍼 표면의 레지스트막 상에 패턴을 노광시킨다. 다만, 바이너리 마스크는 패턴이 미세화될수록 노광공정에서 투과부 가장자리에서 발생하는 빛의 회절로 인해 미세 패턴 현상에 문제가 발생할 수 있다.The binary mask has a structure in which a light blocking layer pattern is formed on a transparent substrate. In the binary mask, the pattern is exposed on the resist film on the wafer surface by transmitting the light-shielding portion including the light-shielding layer and blocking the exposure light. However, in the binary mask, as the pattern becomes finer, a problem may occur in the fine pattern phenomenon due to diffraction of light generated at the edge of the transmission part in the exposure process.

위상반전 마스크로는 레벤슨형(Levenson type), 아웃트리거형(Outrigger type), 하프톤형(Half-tone type)이 있다. 그 중 하프톤형 위상반전 마스크는 투명 기판 상에 반투과막으로 형성된 패턴이 형성된 구성을 갖는다. 하프톤형 위상반전 마스크는 패턴이 형성된 면에서, 반투과층을 포함하지 않은 투과부는 노광광을 투과시키고, 반투과층을 포함하는 반투과부는 감쇠된 노광광을 투과시킨다. 상기 감쇠된 노광광은 투과부를 통과한 노광광과 비교하여 위상차를 갖게 된다. 이로 인해, 투과부 가장자리에서 발생하는 회절광은 반투과부를 투과한 노광광에 의해 상쇄되어 위상반전 마스크는 웨이퍼 표면에 더욱 정교한 미세 패턴을 형성할 수 있다.The phase shift mask includes a Levenson type, an outrigger type, and a half-tone type. Among them, the halftone phase shift mask has a configuration in which a pattern formed of a semi-transmissive film is formed on a transparent substrate. In the halftone phase shift mask, the transmissive part not including the transflective layer transmits exposure light, and the transflective part including the transflective layer transmits attenuated exposure light. The attenuated exposure light has a phase difference compared with the exposure light passing through the transmission part. Due to this, the diffracted light generated at the edge of the transmissive part is canceled by the exposure light that has passed through the transflective part, so that the phase shift mask can form a finer fine pattern on the wafer surface.

국내등록특허 제 10-1360540 호Domestic Registered Patent No. 10-1360540 미국공개특허 제 2004-0115537 호US Patent Publication No. 2004-0115537 일본공개특허 제 2018-054836 호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-054836

구현예는 미세 패턴을 용이하게 형성할 수 있고, 노광공정 및 세정공정에 대한 내구성이 우수한 반도체 소자의 제조 장치 및 이에 포함되는 포토 마스크 및 상기 포토 마스크를 제조하기 위한 블랭크 마스크를 제공하고자 한다.SUMMARY An embodiment is to provide an apparatus for manufacturing a semiconductor device capable of easily forming a fine pattern and having excellent durability against exposure and cleaning processes, a photomask included therein, and a blank mask for manufacturing the photomask.

일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조장치는 광원 및 상기 광원으로부터의 광이 입사되고, 상기 입사된 광을 필터링하여, 반도체 웨이퍼로 출사하는 포토 마스크를 포함한다. An apparatus for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment includes a light source and a photomask to which light from the light source is incident, to filter the incident light, and to emit the light to a semiconductor wafer.

상기 포토 마스크는 투명 기판; 상기 투명 기판 상에 배치되는 위상반전막; 및 상기 위상반전막 상에 배치되는 차광막을 포함한다. The photo mask may include a transparent substrate; a phase shift film disposed on the transparent substrate; and a light blocking film disposed on the phase shift film.

상기 위상반전막은 전이금속을 1 내지 10원자% 포함한다.The phase shift layer contains 1 to 10 atomic % of the transition metal.

상기 포토 마스크는 PE1 값이 3.0eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때 아래 식 1로 표시되는 Del_1이 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지가 4.0 내지 5.0eV이다.In the photomask, when the PE 1 value is 3.0 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the photon energy of the incident light at the point where Del_1 expressed by Equation 1 below is 0 is 4.0 to 5.0 eV.

[식 1][Equation 1]

Figure 112021023246936-pat00001
Figure 112021023246936-pat00001

상기 식 1에서,In Equation 1 above,

상기 DPSp 값은, 상기 포토마스크에서 상기 차광막을 제거하고, 입사각을 64.5°로 적용하여 상기 위상반전막 표면을 분광타원해석기로 측정 시, 반사광의 P파 및 S파간 위상차가 180° 이하이면 상기 P파 및 S파간 위상차이고, 상기 반사광의 P파와 S파의 위상차가 180° 초과이면 360°에서 상기 P파 및 S파간 위상차를 뺀 값이다.The DPSp value is, when the light-shielding film is removed from the photomask and the surface of the phase shift film is measured with a spectral ellipse analyzer by applying an incident angle of 64.5°, if the phase difference between the P-wave and S-wave of the reflected light is 180° or less, the P It is the phase difference between the wave and the S wave, and when the phase difference between the P wave and the S wave of the reflected light exceeds 180°, it is a value obtained by subtracting the phase difference between the P wave and the S wave from 360°.

상기 PE 값은 상기 PE1 내지 상기 PE2 범위 내에서의 입사광의 포톤 에너지이다.The PE value is the photon energy of the incident light within the range of PE 1 to PE 2 .

일 실시예에 따른 블랭크 마스크는 투명 기판; 상기 투명 기판 상에 배치되는 위상반전막; 및 상기 위상반전막 상에 배치되는 차광막을 포함한다.A blank mask according to an embodiment includes a transparent substrate; a phase shift film disposed on the transparent substrate; and a light blocking film disposed on the phase shift film.

상기 위상반전막은 전이금속을 1 내지 10원자% 포함한다.The phase shift layer contains 1 to 10 atomic % of the transition metal.

상기 블랭크 마스크는 PE1 값이 3.0eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때 아래 식 2로 표시되는 Del_2가 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지가 4.0 내지 5.0eV이다.In the blank mask, when the PE 1 value is 3.0 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the photon energy of the incident light at the point where Del_2 is 0 expressed in Equation 2 below is 4.0 to 5.0 eV.

[식 2][Equation 2]

Figure 112021023246936-pat00002
Figure 112021023246936-pat00002

상기 식 2에서,In Equation 2 above,

상기 DPS 값은, 상기 블랭크 마스크에서 상기 차광막을 제거한 후, 입사각을 64.5°로 적용하여 상기 위상반전막 표면을 분광타원해석기로 측정 시, 반사광의 P파 및 S파간 위상차가 180° 이하이면 상기 P파 및 S파간 위상차이고, 반사광의 P파와 S파의 위상차가 180° 초과이면 360°에서 상기 P파 및 S파간 위상차를 뺀 값이다.The DPS value is, after removing the light blocking film from the blank mask, when the phase shift film surface is measured with a spectral ellipse analyzer by applying an incident angle of 64.5°, if the phase difference between the P wave and the S wave of the reflected light is 180° or less, the P It is the phase difference between the wave and the S wave, and if the phase difference between the P wave and the S wave of the reflected light exceeds 180°, it is a value obtained by subtracting the phase difference between the P wave and the S wave from 360°.

상기 PE값은 상기 PE1 내지 상기 PE2 범위 내에서의 입사광의 포톤 에너지이다.The PE value is the photon energy of the incident light within the range of PE 1 to PE 2 .

상기 블랭크 마스크는 상기 PE1 값이 1.5eV이고, 상기 PE2 값이 3.0eV일 때, 상기 Del_2가 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지가 1.7 내지 2.3eV일 수 있다.In the blank mask, when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 3.0 eV, the photon energy of the incident light at the point where Del_2 is 0 may be 1.7 to 2.3 eV.

일 실시예에 따른 반도체 소자 제조장치는 광원 및 상기 광원으로부터의 광이 입사되고, 상기 입사된 광을 필터링하여, 반도체 웨이퍼로 출사하는 포토 마스크를 포함한다. A semiconductor device manufacturing apparatus according to an embodiment includes a light source and a photomask to which light from the light source is incident, to filter the incident light, and to emit the light to a semiconductor wafer.

상기 포토 마스크는 투명 기판; 상기 투명 기판 상에 배치되는 위상반전막; 및 상기 위상반전막 상에 배치되는 차광막을 포함한다. The photo mask may include a transparent substrate; a phase shift film disposed on the transparent substrate; and a light blocking film disposed on the phase shift film.

상기 위상반전막은 전이금속을 1 내지 10원자% 포함한다.The phase shift layer contains 1 to 10 atomic % of the transition metal.

상기 포토마스크는 상기 PE1 값이 1.5eV이고, 상기 PE2 값이 상기 식 1로 표시되는 Del_1 값이 0이 되는 점에서의 포톤 에너지 중 최소값일 때, 상기 포토마스크는 상기 식 1로 표시되는 Del_1의 평균값이 85 내지 100°/eV이다.In the photomask, when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is the minimum value among photon energies at the point where the Del_1 value expressed in Equation 1 becomes 0, the photomask is expressed by Equation 1 The average value of Del_1 is 85 to 100°/eV.

일 실시예에 따른 블랭크 마스크는 투명 기판; 상기 투명 기판 상에 배치되는 위상 반전막; 및 상기 위상 반전막 상에 배치되는 차광막을 포함한다.A blank mask according to an embodiment includes a transparent substrate; a phase inversion film disposed on the transparent substrate; and a light blocking film disposed on the phase shift film.

상기 위상반전막은 전이금속을 1 내지 10원자% 포함한다.The phase shift layer contains 1 to 10 atomic % of the transition metal.

상기 블랭크 마스크는 상기 PE1 값이 1.5eV이고, 상기 PE2 값이 상기 식 2로 표시되는 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최소값일 때, 상기 식 2로 표시되는 Del_2의 평균값이 85 내지 100°/eV이다.
상기 블랭크 마스크는 상기 PE1 값이 1.5eV이고, 상기 PE2 값이 5.0eV일 때, 상기 식 2로 표시되는 Del_2의 최대값이 130 내지 220°/eV일 수 있다.
In the blank mask, when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is the minimum value among the photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value expressed in Equation 2 becomes 0, the value of Del_2 expressed in Equation 2 is The average value is 85 to 100°/eV.
In the blank mask, when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the maximum value of Del_2 expressed by Equation 2 may be 130 to 220°/eV.

상기 블랭크 마스크는 상기 PE1 값이 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최소값이고, 상기 PE2 값이 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최대값일 때, 상기 식 2로 표시되는 Del_2의 평균값이 -75 내지 -50°/eV일 수 있다.In the blank mask, the PE 1 value is the minimum value among photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0, and the PE 2 value is the maximum value among the photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0. , the average value of Del_2 expressed by Equation 2 may be -75 to -50°/eV.

상기 블랭크 마스크는 상기 PE1 값이 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최대값이고, 상기 PE2 값이 5.0eV일 때, 상기 식 2로 표시되는 Del_2의 평균값이 40 내지 120°/eV일 수 있다.In the blank mask, the PE 1 value is the maximum value among photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0. When the PE 2 value is 5.0 eV, the average value of Del_2 expressed by Equation 2 is 40 to 120°/eV.

일 실시예에 따른 반도체 소자 제조장치는 광원 및 상기 광원으로부터의 광이 입사되고, 상기 입사된 광을 필터링하여, 반도체 웨이퍼로 출사하는 포토 마스크를 포함한다. A semiconductor device manufacturing apparatus according to an embodiment includes a light source and a photomask to which light from the light source is incident, to filter the incident light, and to emit the light to a semiconductor wafer.

상기 포토 마스크는 투명 기판; 상기 투명 기판 상에 배치되는 위상반전막; 및 상기 위상반전막 상에 배치되는 차광막을 포함한다. The photo mask may include a transparent substrate; a phase shift film disposed on the transparent substrate; and a light blocking film disposed on the phase shift film.

상기 위상반전막은 전이금속을 1 내지 10원자% 포함한다.The phase shift layer contains 1 to 10 atomic % of the transition metal.

상기 포토마스크는 상기 PE1 값이 1.5eV이고, 상기 PE2 값이 5.0eV 때, 상기 포토마스크는 상기 식 1로 표시되는 Del_1의 최대값이 80 내지 250°/eV이다.In the photomask, when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the maximum value of Del_1 expressed in Equation 1 in the photomask is 80 to 250°/eV.

일 실시예에 따른 블랭크 마스크는 투명 기판; 상기 투명 기판 상에 배치되는 위상 반전막; 및 상기 위상 반전막 상에 배치되는 차광막을 포함한다.A blank mask according to an embodiment includes a transparent substrate; a phase inversion film disposed on the transparent substrate; and a light blocking film disposed on the phase shift film.

상기 블랭크 마스크는 상기 PE1 값이 1.5eV이고, 상기 PE2 값이 5.0eV일 때, 상기 식 2로 표시되는 Del_2의 최대값이 80 내지 250°/eV이다.In the blank mask, when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the maximum value of Del_2 expressed by Equation 2 is 80 to 250°/eV.

상기 블랭크 마스크는 상기 Del_2가 최대값인 점에서의 포톤 에너지가 4.5eV 이상일 수 있다.The blank mask may have a photon energy of 4.5 eV or more at a point where the Del_2 is a maximum value.

상기 위상반전막은 위상차 조정층 및 상기 위상차 조정층 상에 위치하는 보호층을 포함할 수 있다.The phase shift film may include a phase difference adjustment layer and a protective layer disposed on the phase difference adjustment layer.

상기 위상반전막은 규소, 산소 및 질소를 더 포함할 수 있다.The phase shift layer may further include silicon, oxygen, and nitrogen.

상기 위상차 조정층은 질소를 40 내지 60원자% 포함할 수 있다.The phase difference adjusting layer may contain 40 to 60 atomic % nitrogen.

상기 보호층은 질소를 20 내지 40원자% 포함할 수 있다.The protective layer may contain 20 to 40 atomic % nitrogen.

상기 보호층은 두께 방향으로 산소 함량 대비 질소 함량의 비율이 0.4 내지 2인 영역을 포함하고, 상기 영역은 상기 보호층 전체 두께 대비 30 내지 80%의 두께를 가질 수 있다.The passivation layer may include a region in which a ratio of nitrogen content to oxygen content is 0.4 to 2 in a thickness direction, and the region may have a thickness of 30 to 80% of the total thickness of the passivation layer.

상기 위상반전막의 두께 대비 상기 보호층의 두께의 비율은 0.04 내지 0.09일 수 있다.A ratio of the thickness of the passivation layer to the thickness of the phase shift layer may be 0.04 to 0.09.

상기 보호층의 두께는 25Å 이상 80Å 이하일 수 있다.The thickness of the passivation layer may be 25 Å or more and 80 Å or less.

상기 위상차 조정층은 파장 200nm 이하의 광에 대한 굴절률이 2 내지 4이고, 파장 200nm 이하의 광에 대한 소쇠계수가 0.3 내지 0.7일 수 있다.The retardation adjusting layer may have a refractive index of 2 to 4 for light having a wavelength of 200 nm or less, and an extinction coefficient of 0.3 to 0.7 for light having a wavelength of 200 nm or less.

상기 위상차 조정층은 파장 193nm의 광에 대한 굴절률이 2 내지 4이고, 파장 193nm의 광에 대한 소쇠계수가 0.3 내지 0.7일 수 있다.The retardation adjusting layer may have a refractive index of 2 to 4 for light having a wavelength of 193 nm, and an extinction coefficient of 0.3 to 0.7 for light having a wavelength of 193 nm.

상기 보호층은 파장 200nm 이하의 광에 대한 굴절률이 1.3 내지 2이고, 파장 200nm 이하의 광에 대한 소쇠계수가 0.2 내지 0.4일 수 있다.The passivation layer may have a refractive index of 1.3 to 2 for light having a wavelength of 200 nm or less, and an extinction coefficient of 0.2 to 0.4 for light having a wavelength of 200 nm or less.

상기 보호층은 파장 193nm의 광에 대한 굴절률이 1.3 내지 2이고, 파장 193nm의 광에 대한 소쇠계수가 0.2 내지 0.4일 수 있다.The passivation layer may have a refractive index of 1.3 to 2 for light having a wavelength of 193 nm, and an extinction coefficient of 0.2 to 0.4 for light having a wavelength of 193 nm.

상기 차광막은 크롬, 산소, 질소 및 탄소를 포함하고, 상기 크롬을 44 내지 60원자% 포함할 수 있다.The light blocking layer may include chromium, oxygen, nitrogen, and carbon, and may contain 44 to 60 atomic % of chromium.

상기 블랭크 마스크에서, 상기 위상반전막 및 상기 차광막은 다중막에 포함되고, 상기 다중막의 파장 200nm 이하의 광에 대한 광학농도가 3 이상일 수 있다.In the blank mask, the phase shift film and the light blocking film may be included in a multilayer, and an optical density of the multilayer for light having a wavelength of 200 nm or less may be 3 or more.

상기 블랭크 마스크에서, 상기 위상반전막 및 상기 차광막은 다중막에 포함되고, 상기 다중막의 파장 193nm의 광에 대한 광학농도가 3 이상일 수 있다.In the blank mask, the phase shift layer and the light blocking layer may be included in a multilayer, and an optical density of the multilayer with respect to light having a wavelength of 193 nm may be 3 or more.

다른 일 실시예에 따른 포토마스크는 상기 블랭크 마스크로 제조된다.A photomask according to another embodiment is manufactured using the blank mask.

구현예에 따른 반도체 소자의 제조장치는 두께가 얇으면서도 단파장의 광원에 대하여 목적하는 광학 특성을 가질 수 있다. 또한, 위상반전막 표면에 보호층을 형성하는 과정에서 발생하는 위상반전막의 광학 특성 변동이 억제되어, 노광 공정에서 현상되는 패턴 선폭의 오차를 줄일 수 있고, 반복적인 노광공정 및 세정공정에 따른 위상반전막 손상이 억제되어 내구성이 향상될 수 있다.The apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment may have a desired optical characteristic with respect to a light source having a short wavelength while being thin. In addition, fluctuations in the optical properties of the phase shift film that occur in the process of forming the protective layer on the surface of the phase shift film are suppressed, so it is possible to reduce the error in the pattern line width developed in the exposure process, and the phase according to the repeated exposure process and cleaning process Damage to the inversion film may be suppressed and durability may be improved.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조장치.
도 2는 분광타원해석기를 이용하여 위상반전막의 반사광의 P파와 S파간 위상차를 측정하는 원리를 나타내는 개념도.
도 3은 본 명세서의 다른 실시예에 따라 제조된 블랭크 마스크를 나타내는 개념도.
도 4는 실시예 1 내지 3의 포톤 에너지에 대한 식 2에 기재된 DPS 값을 측정한 그래프.
도 5는 실시예 1 내지 3의 포톤 에너지에 대한 식 2의 Del_2 값을 측정한 그래프.
도 6은 비교예 1 및 2의 포톤 에너지에 대한 식 2에 기재된 DPS 값을 측정한 그래프.
도 7은 비교예 1 및 2의 포톤 에너지에 대한 식 2의 Del_2 값을 측정한 그래프.
1 is a semiconductor device manufacturing apparatus according to an embodiment of the present specification.
2 is a conceptual diagram showing the principle of measuring the phase difference between the P wave and the S wave of the reflected light of the phase shift film using a spectral elliptic analyzer.
3 is a conceptual diagram illustrating a blank mask manufactured according to another embodiment of the present specification.
Figure 4 is a graph measuring the DPS value described in Equation 2 for the photon energy of Examples 1 to 3;
5 is a graph of measuring Del_2 values of Equation 2 with respect to photon energy of Examples 1 to 3;
6 is a graph measuring the DPS value described in Equation 2 for the photon energy of Comparative Examples 1 and 2;
7 is a graph of measuring Del_2 values of Equation 2 with respect to photon energy of Comparative Examples 1 and 2;

이하, 구현예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 구현예는 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, the embodiments will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the embodiments. However, the embodiment may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiment described herein.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 구현예의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.As used herein, the terms "about," "substantially," and the like, are used in a sense at or close to the numerical value when the manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are presented, and to aid understanding of embodiments. It is used to prevent an unconscionable infringer from using the mentioned disclosure in an unreasonable way.

본 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term "combination of these" included in the expression of the Markush form means one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of the components described in the expression of the Markush form, and the components It is meant to include one or more selected from the group consisting of.

본 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A, B, 또는, A 및 B"를 의미한다.Throughout this specification, reference to “A and/or B” means “A, B, or A and B”.

본 명세서 전체에서, “제1”, “제2” 또는 “A”, “B”와 같은 용어는 특별한 설명이 없는 한 동일한 용어를 서로 구별하기 위하여 사용된다.Throughout this specification, terms such as “first”, “second” or “A” and “B” are used to distinguish the same terms from each other unless otherwise specified.

본 명세서에서, A 상에 B가 위치한다는 의미는 A 상에 B가 위치하거나 그 사이에 다른 층이 위치하면서 A 상에 B가 위치하거나 할 수 있다는 것을 의미하며 A의 표면에 맞닿게 B가 위치하는 것으로 한정되어 해석되지 않는다.In this specification, the meaning that B is located on A means that B is located on A or B is located on A while another layer is located in between, and B is located in contact with the surface of A It is not construed as being limited to

본 명세서에서 단수 표현은 특별한 설명이 없으면 문맥상 해석되는 단수 또는 복수를 포함하는 의미로 해석된다.In the present specification, unless otherwise specified, the expression “a” is interpreted as meaning including “a” or “plural” as interpreted in context.

본 명세서에서 실온은 25℃를 의미한다.In this specification, room temperature means 25 °C.

본 명세서에서 투과부란 투명기판 상에 패턴이 형성된 포토마스크 표면에서 위상반전막을 포함하지 않아 노광광을 투과시키는 영역을 의미하고, 반투과부란 위상반전막을 포함하여 감쇠된 노광광을 투과시키는 영역을 의미한다.In this specification, the transmissive part means a region that does not include a phase shift film on the surface of the photomask on which a pattern is formed on the transparent substrate and transmits exposure light, and the semi-transmissive part means a region that transmits attenuated exposure light including the phase shift film do.

본 명세서에서 입사각은 분광타원해석기의 입사광과 위상반전막의 법선(normal line)이 이루는 각도를 의미한다.In this specification, the incident angle means an angle formed by the incident light of the spectral elliptic analyzer and the normal line of the phase shift film.

반도체 소자는 반도체 웨이퍼 상에 노광 패턴을 형성함으로써 제조할 수 있다. 구체적으로, 표면에 레지스트층이 도포된 반도체 웨이퍼 상에, 설계된 패턴을 포함하는 포토마스크를 위치시킨 후, 광원을 통해 노광하면, 상기 반도체 웨이퍼의 레지스트층은 현상 용액 처리 후 설계된 패턴을 형성하게 된다.A semiconductor device can be manufactured by forming an exposure pattern on a semiconductor wafer. Specifically, if a photomask including a designed pattern is placed on a semiconductor wafer having a resist layer applied thereto and then exposed through a light source, the resist layer of the semiconductor wafer forms a designed pattern after treatment with a developing solution. .

반도체 고집적화에 따라 더욱 미세화된 회로 패턴이 요구된다. 반도체 웨이퍼 상에 미세화된 패턴을 형성하기 위해서는 종래 적용되는 노광광보다 파장이 더욱 짧은 노광광을 적용할 수 있다. 미세화된 패턴 형성을 위한 노광광으로는 예시적으로 ArF 엑시머 레이저(파장 193nm) 등이 있다.As semiconductors are highly integrated, more miniaturized circuit patterns are required. In order to form a miniaturized pattern on a semiconductor wafer, exposure light having a shorter wavelength than conventional exposure light may be applied. The exposure light for forming the finer pattern includes, for example, an ArF excimer laser (wavelength 193 nm).

반도체 소자 제조장치를 통해 더욱 미세화된 회로 패턴을 우수한 해상도로 현상하기 위해서는 상기 제조장치 내 포함된 포토마스크의 광학 특성, 예시적으로 포토마스크 내 위상반전막의 위상차와 투과율 등이 정교하게 조절되고, 위상반전막의 두께를 더욱 감소시킬 필요가 있다.In order to develop a finer circuit pattern with excellent resolution through the semiconductor device manufacturing device, the optical properties of the photomask included in the manufacturing device, for example, the phase difference and transmittance of the phase shift film in the photomask are precisely controlled, and the phase It is necessary to further reduce the thickness of the inversion film.

한편, 위상반전막의 내구성을 향상시키기 위해 위상반전막 표면에 보호층을 형성할 수 있다. 위상반전막 표면에 보호층을 형성하는 방법으로는, 자연 산화반응을 통해 별도의 공정 적용 없이 보호층을 형성하는 방법, 위상반전막 표면에 별도의 층을 성막하는 방법, 위상반전막 표면에 열처리 공정을 적용하는 방법 등이 있다. Meanwhile, in order to improve durability of the phase shift film, a protective layer may be formed on the surface of the phase shift film. As a method of forming a protective layer on the surface of the phase shift film, a method of forming a protective layer without applying a separate process through a natural oxidation reaction, a method of forming a separate layer on the surface of the phase shift film, heat treatment on the surface of the phase shift film How to apply the process, etc.

자연 산화 공정은 위상반전막의 면내 방향으로의 광학 특성이 일정하지 않을 수 있고, 위상반전막의 내구성이 다소 부족할 수 있다. 위상반전막 표면에 별도의 층을 성막하는 공정 또는 열처리 공정은 보호층 형성으로 인한 전체 위상반전막의 광학 특성이 변동이 발생할 수 있다.In the natural oxidation process, optical properties in the in-plane direction of the phase shift film may not be constant, and the durability of the phase shift film may be somewhat insufficient. In the process of forming a separate layer on the surface of the phase shift film or the heat treatment process, optical properties of the entire phase shift film may be changed due to the formation of the protective layer.

구현예의 발명자들은 스퍼터링 시 제어된 자기장을 적용하여 분광타원해석기로 측정한 포톤 에너지 변화량에 대한 P파와 S파간 위상차가 특정한 분포를 가지는 위상반전막을 성막할 경우, 미리 설계된 광학 특성을 모두 가지면서 박막화된 위상반전막을 제공할 수 있음을 확인하였다. 또한, 위상반전막의 표면에 형성된 보호층의 두께 방향으로의 원소별 함량을 정밀하게 제어하여 포톤 에너지 변화량에 대한 P파와 S파간 위상차가 특정한 분포를 가지는 보호층을 형성할 경우, 보호층으로 인해 발생하는 전체 위상반전막의 광학 특성 변동을 보다 효과적으로 억제할 수 있음을 확인하였다. 이에 구현예의 발명자들은 상기 내용을 바탕으로 구현예를 완성하였다.The inventors of the embodiment apply a controlled magnetic field during sputtering to form a phase shift film having a specific distribution of the phase difference between the P wave and the S wave with respect to the amount of photon energy change measured with a spectral elliptic analyzer. It was confirmed that a phase shift film could be provided. In addition, when the protective layer is formed with a specific distribution of the phase difference between the P wave and the S wave with respect to the photon energy change amount by precisely controlling the content of each element in the thickness direction of the protective layer formed on the surface of the phase shift film, it is caused by the protective layer It was confirmed that fluctuations in the optical properties of the entire phase shift film can be more effectively suppressed. Accordingly, the inventors of the embodiment completed the embodiment based on the above content.

이하, 구현예들을 보다 자세히 설명한다.Hereinafter, implementations are described in more detail.

도 1은 일 구현예에 따라 제조된 반도체 소자 제조장치를 설명하는 개념도이다. 도 2는 분광타원해석기를 이용하여 위상반전막의 반사광의 P파와 S파간 위상차를 측정하는 원리를 나타내는 개념도이다. 상기 도 1 및 도 2를 참조하여 이하 구현예를 구체적으로 설명한다.1 is a conceptual diagram illustrating an apparatus for manufacturing a semiconductor device manufactured according to an exemplary embodiment. 2 is a conceptual diagram illustrating the principle of measuring the phase difference between the P wave and the S wave of the reflected light of the phase shift film using a spectral ellipse analyzer. An embodiment will be described in detail below with reference to FIGS. 1 and 2 .

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서가 개시하는 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조장치(1000)는 광원(300) 및 상기 광원(300)으로부터의 광이 입사되고, 상기 입사된 광을 필터링하여 반도체 웨이퍼(500)로 출사하는 포토마스크(200)를 포함한다.In order to achieve the above object, in the semiconductor device manufacturing apparatus 1000 according to an embodiment disclosed herein, a light source 300 and light from the light source 300 are incident, and the incident light is filtered to form a semiconductor device. It includes a photomask 200 emitting to the wafer 500 .

광원(300)은 단파장의 노광광을 발생시킬 수 있는 장치이다. 상기 노광광은 파장 200nm 이하의 광일 수 있다. 상기 노광광은 구체적으로 파장 193nm 인 ArF 광일 수 있다.The light source 300 is a device capable of generating exposure light having a short wavelength. The exposure light may be light having a wavelength of 200 nm or less. Specifically, the exposure light may be ArF light having a wavelength of 193 nm.

반도체 소자 제조장치(1000)는 렌즈(400)를 더 포함할 수 있다. 반도체 소자 제조장치(1000)에서 포토마스크(200)와 반도체 웨이퍼(500) 사이에 렌즈(400)가 위치할 수 있다. 렌즈(400)는 포토마스크 상의 회로 패턴 형상을 축소하여 반도체 웨이퍼 상에 전사하는 기능을 갖는다. 렌즈(400)는 ArF 반도체 웨이퍼 노광공정에 일반적으로 적용될 수 있는 것이면 한정되지 않는다. 예시적으로, 상기 렌즈(400)는 불화칼슘(CaF2)으로 구성된 렌즈를 적용할 수 있다.The semiconductor device manufacturing apparatus 1000 may further include a lens 400 . In the semiconductor device manufacturing apparatus 1000 , the lens 400 may be positioned between the photomask 200 and the semiconductor wafer 500 . The lens 400 has a function of reducing the shape of the circuit pattern on the photomask and transferring it onto the semiconductor wafer. The lens 400 is not limited as long as it can be generally applied to an ArF semiconductor wafer exposure process. Illustratively, the lens 400 may be a lens composed of calcium fluoride (CaF 2 ).

상기 포토마스크(200)는 투명기판(10), 상기 투명기판(10) 상에 배치되는 위상반전막(20), 상기 위상반전막(20) 상에 배치되는 차광막(30)을 포함한다.The photomask 200 includes a transparent substrate 10 , a phase shift film 20 disposed on the transparent substrate 10 , and a light blocking film 30 disposed on the phase shift film 20 .

포토마스크(200) 내 투명 기판(10)은 노광광을 상기 투명 기판(10) 상에 형성된 박막으로 투과시키는 역할을 한다. The transparent substrate 10 in the photomask 200 serves to transmit the exposure light to the thin film formed on the transparent substrate 10 .

포토마스크(200) 내 위상반전막(20)은 전사하고자 하는 패턴을 포함할 수 있다. 포토마스크(200) 내 차광막(30)은 미리 설계된 패턴을 포함할 수 있다.The phase shift film 20 in the photomask 200 may include a pattern to be transferred. The light blocking film 30 in the photomask 200 may include a pre-designed pattern.

위상반전막(20)은 상기 위상반전막(20)을 투과하는 노광광을 감쇠시키고, 상기 노광광의 위상차를 조절하여 현상되는 패턴의 해상도를 향상시킬 수 있다.The phase shift layer 20 attenuates the exposure light passing through the phase shift layer 20 and adjusts the phase difference of the exposure light to improve the resolution of the pattern to be developed.

위상반전막(20)은 위상차 조정층을 포함할 수 있다. 위상반전막(20)은 위상차 조정층 및 상기 위상차 조정층 상에 보호층을 포함할 수 있다. 위상차 조정층 및 보호층에 대한 설명은 아래의 내용과 중복되므로 생략한다.The phase shift film 20 may include a phase difference adjusting layer. The phase shift film 20 may include a phase difference adjustment layer and a protective layer on the phase difference adjustment layer. The description of the phase difference adjusting layer and the protective layer is omitted because it overlaps with the following contents.

차광막(30)은 상기 차광막(30) 표면에 도달하는 노광광의 투과를 차단할 수 있다.The light blocking layer 30 may block transmission of the exposure light reaching the surface of the light blocking layer 30 .

포토마스크(200)는 아래에서 설명할 블랭크 마스크(100)로 제조할 수 있다. The photomask 200 may be manufactured as a blank mask 100 to be described below.

포토마스크(200) 내 투명 기판(10), 위상반전막(20) 및 차광막(30)의 층 구조, 광학 특성, 조성 및 스퍼터링 방법, 패턴화 방법 등에 대한 구체적인 설명은 아래의 블랭크 마스크 및 포토마스크 제조방법을 설명하는 내용과 중복되므로 생략한다.Specific descriptions of the layer structure, optical properties, composition and sputtering method, patterning method, etc. of the transparent substrate 10, the phase shift film 20 and the light blocking film 30 in the photomask 200 are blank mask and photomask below. Since it overlaps with the description of the manufacturing method, it is omitted.

반도체 소자 제조장비(1000)에서, 포토마스크(200)는 PE1 값이 3.0eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때 아래 식 1로 표시되는 Del_1이 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지가 4.0 내지 5.0eV이다.In the semiconductor device manufacturing equipment 1000 , the photomask 200 has a photon energy of incident light at a point where Del_1 expressed by Equation 1 below is 0 when PE 1 is 3.0 eV and PE 2 is 5.0 eV. to 5.0 eV.

[식 1][Equation 1]

Figure 112021023246936-pat00003
Figure 112021023246936-pat00003

상기 식 1에서,In Equation 1 above,

상기 DPSp 값은, 상기 포토마스크에서 상기 차광막을 제거하고, 입사각을 64.5°로 적용하여 상기 위상반전막 표면을 분광타원해석기로 측정 시, 반사광의 P파 및 S파간 위상차가 180° 이하이면 상기 P파 및 S파간 위상차이고, 상기 반사광의 P파와 S파의 위상차가 180° 초과이면 360°에서 상기 P파 및 S파간 위상차를 뺀 값이다.The DPSp value is, when the light-shielding film is removed from the photomask and the surface of the phase shift film is measured with a spectral ellipse analyzer by applying an incident angle of 64.5°, if the phase difference between the P-wave and S-wave of the reflected light is 180° or less, the P It is the phase difference between the wave and the S wave, and when the phase difference between the P wave and the S wave of the reflected light exceeds 180°, it is a value obtained by subtracting the phase difference between the P wave and the S wave from 360°.

상기 PE 값은 상기 PE1 내지 상기 PE2 범위 내에서의 입사광의 포톤 에너지이다.The PE value is the photon energy of the incident light within the range of PE 1 to PE 2 .

분광타원해석기의 입사광의 포톤 에너지(Photon Energy)를 변화시키면서 반사광의 P파, S파간 위상차를 측정함으로써, 측정대상 박막의 층별 광학 특성 등을 측정할 수 있다. 구체적으로, 입사광의 포톤 에너지가 상대적으로 낮을 경우 입사광이 장파장을 형성하게 되어 측정 대상 박막의 하부층의 광학 특성 등을 측정할 수 있다. 입사광의 포톤 에너지가 상대적으로 높을 경우 입사광이 단파장을 형성하게 되어 측정 대상 박막의 상부층의 광학 특성 등을 측정할 수 있다.By measuring the phase difference between the P-wave and S-wave of the reflected light while changing the photon energy of the incident light of the spectral elliptic analyzer, the optical characteristics of each layer of the thin film to be measured can be measured. Specifically, when the photon energy of the incident light is relatively low, the incident light forms a long wavelength, so that the optical characteristics of the lower layer of the measurement target thin film can be measured. When the photon energy of the incident light is relatively high, the incident light forms a short wavelength, so that the optical characteristics of the upper layer of the measurement target thin film can be measured.

구현예의 발명자들은 위상반전막 또는 위상반전막 패턴에 대하여 고정된 입사각(θ)에서, 입사광의 포톤 에너지 값을 상대적으로 높은 범위로 설정하여 반사광(Lr)의 P파(P`)와 S파(S`)간 위상차(△) 분포를 측정함으로써 위상반전막의 상층, 구체적으로 보호층의 광학 특성을 측정할 수 있음을 실험적으로 확인하였다. 또한, 구현예의 발명자들은 상기 방법으로 측정된 Del_1 값이 일정 범위 내로 제어된 위상반전막은 보호층 형성으로 인한 광학 특성 변동 영향이 적으면서 안정적인 내구성을 가지게 됨을 실험적으로 확인하였다.The inventors of the embodiment set the photon energy value of the incident light to a relatively high range at a fixed incident angle (θ) with respect to the phase shift film or the phase shift film pattern, so that the P wave (P`) and the S wave of the reflected light (L r ) By measuring the distribution of the phase difference (Δ) between (S`), it was experimentally confirmed that the optical properties of the upper layer of the phase shift film, specifically the protective layer, could be measured. In addition, the inventors of the embodiment experimentally confirmed that the phase shift film in which the Del_1 value measured by the above method is controlled within a certain range has a stable durability while having little influence on optical properties fluctuation due to the formation of the protective layer.

PE1 값을 3.0eV, PE2 값을 5.0eV일 때의 Del_1 값은 보호층의 두께 방향으로의 원소별 함량, 열처리 공정 전 UV 광 조사 조건, 열처리 공정 시 적용 온도, 온도 상승 속도, 열처리 공정 시 분위기 가스 조성 및 함량, 보호층의 두께 등의 다양한 요인을 조절함으로써 제어할 수 있다. 실시예는 보호층 형성 전 위상차 조정층 표면에 대한 UV 광 조사 공정 및 세부 공정 조건이 제어된 열처리 공정을 통해 보호층의 두께 방향으로의 원소별 함량을 제어함으로써 입사광의 포톤 에너지 값이 상대적으로 높은 범위에서의 Del_1 값 분포를 제어하였다.When the PE 1 value is 3.0 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the Del_1 value is the content of each element in the thickness direction of the protective layer, UV light irradiation conditions before heat treatment process, temperature applied during heat treatment process, temperature rise rate, heat treatment process It can be controlled by adjusting various factors such as the composition and content of the atmosphere gas, and the thickness of the protective layer. In the embodiment, the photon energy value of incident light is relatively high by controlling the content of each element in the thickness direction of the protective layer through a UV light irradiation process and a heat treatment process in which detailed process conditions are controlled before the formation of the protective layer. Controlled the distribution of Del_1 values in the range.

입사광의 포톤 에너지 값이 상대적으로 높은 범위에서의 Del_1 값 분포를 제어하기 위한 구체적인 공정에 대한 설명은 아래의 위상반전막 제조방법을 설명하는 내용과 중복되므로 생략한다.A detailed description of the process for controlling the distribution of the Del_1 value in the range where the photon energy value of the incident light is relatively high is omitted because it overlaps with the description of the method for manufacturing the phase shift film below.

포톤 에너지에 대한 Del_1 값 분포는 분광타원해석기를 통해 측정될 수 있다. 구체적으로, 포토마스크(200)를 분광타원해석기 내 배치한다. 이후, 측정 대상 포토마스크를 기준으로 입사각 64.5도을 형성하도록 광을 입사시키는 광학대를 배치하고, 상기 입사각을 고려하여 반사광을 검출, 분석하는 분광검출기를 배치한다. 광학대 및 분광검출기의 배치를 완료한 후, 입사광의 포톤 에너지를 일정한 범위 내에서 변화시키면서 Del_1 값을 측정할 수 있다. 이러한 경우, 위상반전막으로부터 보호층을 물리적으로 분리하지 않고 보호층만의 깊이방향으로의 광학 특성 등을 용이하고 정확하게 측정할 수 있다. Del_1 값은 예시적으로 나노-뷰 사의 MG-PRO 모델을 사용하여 측정할 수 있다.The distribution of Del_1 values for photon energy can be measured through a spectral elliptic analyzer. Specifically, the photomask 200 is disposed in the spectral ellipse analyzer. Thereafter, an optical beam for incident light is disposed to form an incident angle of 64.5 degrees with respect to the photomask to be measured, and a spectroscopic detector for detecting and analyzing reflected light in consideration of the incident angle is disposed. After the arrangement of the optical band and the spectral detector is completed, the Del_1 value can be measured while changing the photon energy of the incident light within a certain range. In this case, it is possible to easily and accurately measure the optical properties of only the protective layer in the depth direction without physically separating the protective layer from the phase shift film. The Del_1 value may be measured by using the MG-PRO model manufactured by Nano-View.

포토마스크(200)의 Del_1 값 측정 시, 위상반전막(10) 상에 위치하는 차광막(30)을 제거한 후 측정한다. 포토마스크(20)가 위상반전막(20)과 차광막(30) 사이에 다른 막을 더 포함할 경우, 상기 다른 막도 제거한다. 즉, 위상반전막(20)의 최표면이 드러나도록 포토마스크(200)를 가공하여 측정한다. 차광막(30) 및 상기 다른 막을 제거하는 방법으로는 에천트를 통한 에칭 방법 등이 있다. When measuring the Del_1 value of the photomask 200 , the light blocking film 30 positioned on the phase shift film 10 is removed and then measured. When the photomask 20 further includes another layer between the phase shift layer 20 and the light blocking layer 30 , the other layer is also removed. That is, the photomask 200 is processed and measured so that the outermost surface of the phase shift film 20 is exposed. As a method of removing the light blocking film 30 and the other films, there is an etching method using an etchant.

제조공정에 따라 포토마스크(200) 내 위상반전막(20)과 상기 위상반전막(20) 상에 위치한 다른 층의 성분이 혼재하는 계면이 존재할 수 있다. 이러한 경우, 상기 계면까지 제거한 후 포토마스크의 Del_1 값을 측정한다.Depending on the manufacturing process, an interface in which the phase shift film 20 in the photomask 200 and components of other layers positioned on the phase shift film 20 are mixed may exist. In this case, the Del_1 value of the photomask is measured after removing the interface.

위상반전막(20) 상에 위치하는 박막을 제거하기 위한 방법으로 에칭 방법 적용 시 위상반전막(20) 손상 없이 위상반전막(20) 상에 위치하는 막을 제거하는 것은 기술적으로 어려우므로, 에칭 후 위상반전막(20) 보호층의 두께가 1nm 이상이 되도록 가공 후 포토마스크의 Del_1 값을 측정한다.When the etching method is applied as a method for removing the thin film located on the phase shift film 20 , it is technically difficult to remove the film located on the phase shift film 20 without damage to the phase shift film 20 , so after etching After processing so that the thickness of the protective layer of the phase shift film 20 is 1 nm or more, the Del_1 value of the photomask is measured.

반도체 소자 제조장비(1000)에서, 포토마스크(200)는 PE1 값이 3.0eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때 상기 식 1로 표시되는 Del_1 값이 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지가 4.0 내지 5.0eV이다. 상기 포토마스크(200)는 PE1 값이 3.0eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때 상기 Del_1 값이 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지가 4.1 내지 4.6eV이다. 포토마스크(200)는 PE1 값이 3.0eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때 상기 식 1로 표시되는 Del_1 값이 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지가 4.3 내지 4.5eV이다. 이러한 경우, 포토마스크가 목적하는 광학 특성을 가지면서, 안정적인 내구성을 가질 수 있다.In the semiconductor device manufacturing equipment 1000 , when the PE 1 value is 3.0 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the photomask 200 has the photon energy of the incident light at the point where the Del_1 value expressed by Equation 1 is 0. 4.0 to 5.0 eV. In the photomask 200 , when the PE 1 value is 3.0 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the photon energy of the incident light at the point where the Del_1 value is 0 is 4.1 to 4.6 eV. In the photomask 200, when the PE 1 value is 3.0 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the photon energy of the incident light at the point where the Del_1 value expressed in Equation 1 is 0 is 4.3 to 4.5 eV. In this case, the photomask may have stable durability while having desired optical properties.

반도체 소자 제조장비(1000)에서, 포토마스크(200)는 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 상기 식 1로 표시되는 Del_1 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최소값일 때, 상기 식 1로 표시되는 Del_1의 평균값이 85 내지 100°/eV이다.In the semiconductor device manufacturing equipment 1000 , when the photomask 200 has a PE 1 value of 1.5 eV and a PE 2 value is the minimum value among photon energies of incident light at a point where the Del_1 value expressed by Equation 1 becomes 0 , the average value of Del_1 expressed by Equation 1 is 85 to 100°/eV.

구현예의 발명자들은 위상반전막 또는 위상반전막 패턴에 대하여 입사광의 포톤 에너지 값이 상대적으로 낮은 범위에서 반사광(Lr)의 P파(P`)와 S파(S`)간 위상차(△) 분포, 즉 Del_1 값의 분포를 측정함으로써 위상반전막의 하층(구체적으로 위상차 조정층)의 광학 특성 등을 확인할 수 있음을 실험적으로 확인하였다. 또한, 구현예의 발명자들은 상기 방법으로 측정된 Del_1 값이 일정 범위 내로 제어된 위상반전막은 두께가 상대적으로 얇으면서도 단파장의 광원에 대하여 미리 설정된 광학 특성을 모두 충족하는 것을 실험적으로 확인하였다.The inventors of the embodiment found that the phase difference (Δ) distribution between the P wave (P`) and the S wave (S`) of the reflected light (L r ) in a range in which the photon energy value of the incident light is relatively low with respect to the phase shift film or the phase shift film pattern , that is, it was experimentally confirmed that the optical characteristics of the lower layer of the phase shift film (specifically, the phase difference adjusting layer) could be confirmed by measuring the distribution of the Del_1 value. In addition, the inventors of the embodiment experimentally confirmed that the phase shift film in which the Del_1 value measured by the above method is controlled within a certain range satisfies all preset optical properties for a light source of a short wavelength while having a relatively thin thickness.

입사광의 포톤 에너지 값이 상대적으로 낮은 범위에서의 Del_1 값 분포는 위상차 조정층의 원소별 조성, 스퍼터링 시 기판 회전 속도, 마그네트의 자기장 세기, 챔버 내 분위기 가스 조성 등의 다양한 요인을 조절함으로써 제어할 수 있다. 실시예에서는 위상차 조정층(21) 성막 시 적용되는 자기장 세기를 조절하는 등으로 입사광의 포톤 에너지 값이 상대적으로 낮은 범위에서의 Del_1 값을 제어하였다.The distribution of the Del_1 value in the range where the photon energy value of the incident light is relatively low can be controlled by adjusting various factors such as the elemental composition of the phase difference adjustment layer, the substrate rotation speed during sputtering, the magnetic field strength of the magnet, and the composition of the atmosphere gas in the chamber. have. In the embodiment, the Del_1 value in a range in which the photon energy value of the incident light is relatively low is controlled by adjusting the magnetic field strength applied when the phase difference adjusting layer 21 is formed.

스퍼터링 장비를 이용하여 위상차 조정층(21)을 성막할 때, 스퍼터링 장비에 마그네트를 위치시키고 자기장을 형성하여 챔버 내 타겟 전면에 플라즈마가 분포되도록 한다. 그리고, 자기장의 분포, 세기 등은 스퍼터링 장비로 형성된 막의 밀도 등에 영향을 미칠 수 있다.When the phase difference adjustment layer 21 is formed using sputtering equipment, a magnet is placed in the sputtering equipment and a magnetic field is formed to distribute plasma over the entire surface of the target in the chamber. In addition, the distribution, strength, etc. of the magnetic field may affect the density of the film formed by sputtering equipment.

구체적으로, 자기장 세기가 강할수록 챔버 내 형성되는 플라즈마의 밀도가 높아지게 되어 성막된 위상차 조정층(21)이 밀(密, denseness)해질 수 있다. 자기장 세기가 약할수록 챔버 내 형성되는 플라즈마의 밀도가 낮아지게 되어 성막된 위상차 조정층(21)이 소(疏, sparseness)해질 수 있다. 즉, 스퍼터링 장비의 자기장 조건을 조절함으로써 위상차 조정층(21)의 치밀함 정도를 조절하여 PE1 값이 1.5eV, PE2 값이 Del_1 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최소값일 때의 Del_1 값을 제어할 수 있다.Specifically, the higher the magnetic field strength, the higher the density of plasma formed in the chamber, so that the deposited phase difference adjusting layer 21 may be dense. As the magnetic field strength is weaker, the density of plasma formed in the chamber may be lowered, and thus the deposited retardation adjusting layer 21 may be sparse. That is, by controlling the magnetic field conditions of the sputtering equipment, the degree of density of the phase difference adjustment layer 21 is adjusted, so that the PE 1 value is 1.5 eV, the PE 2 value is the Del_1 value, and the minimum value among the photon energy of the incident light at the point where the value is 0. You can control the value of Del_1 when

위상반전막 보호층, 위상차 조정층 및 각 층을 형성하기 위한 구체적인 공정 조건 등은 아래에서 설명하는 내용과 중복되므로 생략한다.Specific process conditions for forming the phase shift film protective layer, the phase difference adjusting layer, and each layer are omitted because they overlap with the contents described below.

반도체 소자 제조장비(1000)에서, 포토마스크(200)는 PE1 값이 1.5eV, PE2 값이 Del_1 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최소값일 때 상기 식 1로 표시되는 Del_1의 평균값은 85 내지 100°/eV일 수 있다. 상기 Del_1의 평균값은 89 내지 98°/eV일 수 있다. 상기 Del_1의 평균값은 91 내지 96°/eV일 수 있다. 이러한 경우, 위상차 조정층(21)은 상보적인 광학 특성 요건을 모두 충족하면서 박막화를 도모할 수 있다.In the semiconductor device manufacturing equipment 1000 , the photomask 200 is Del_1 expressed by Equation 1 when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is the minimum value among photon energies of the incident light at the point where the Del_1 value is 0. An average value of may be 85 to 100°/eV. The average value of Del_1 may be 89 to 98°/eV. The average value of Del_1 may be 91 to 96°/eV. In this case, the retardation adjusting layer 21 may be thinned while satisfying all of the complementary optical characteristic requirements.

반도체 소자 제조장비(1000)에서, 포토마스크(200)는 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때, 상기 식 1로 표시되는 Del_1의 최대값이 80 내지 250°/eV이다.In the semiconductor device manufacturing equipment 1000 , in the photomask 200 , when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the maximum value of Del_1 expressed by Equation 1 is 80 to 250°/eV .

구현예의 발명자들은 위상반전막의 Del_1의 최대값과 위상반전막의 내구성 사이에 일정한 경향성이 있음을 실험적으로 확인하였다. 구체적으로, 위상반전막의 Del_1의 최대값이 높을수록 위상반전막의 내구성이 낮아지고, 위상반전막의 Del_1의 최대값이 낮을수록 위상반전막의 내구성이 높아짐을 확인하였다.The inventors of the embodiment have experimentally confirmed that there is a certain tendency between the maximum value of Del_1 of the phase shift film and the durability of the phase shift film. Specifically, it was confirmed that the higher the maximum value of Del_1 of the phase shift film, the lower the durability of the phase shift film, and the lower the maximum value of Del_1 of the phase shift film, the higher the durability of the phase shift film.

한편 위상반전막의 내구성이 높아질수록 노광공정 및 세정공정에 따른 위상차 조정층의 손상 정도는 감소하였으나, 위상반전막이 미리 설계된 광학 특성을 벗어나 웨이퍼에 현상되는 패턴의 해상도가 저하되는 문제가 발생하였다. 구현예의 발명자들은 위상반전막의 Del_1의 최대값을 일정 범위 내로 조절함으로써 위상반전막이 안정적인 내광성 및 내약품성을 나타내면서도 목적하는 광학 특성을 가질 수 있음을 확인하고 구현예를 완성하였다.On the other hand, as the durability of the phase shift film increased, the degree of damage to the phase difference adjusting layer according to the exposure process and the cleaning process decreased. The inventors of the embodiment confirmed that the phase shift film can have the desired optical properties while exhibiting stable light resistance and chemical resistance by adjusting the maximum value of Del_1 of the phase shift film within a certain range, and completed the embodiment.

PE1 값을 1.5eV, PE2 값을 5.0eV일 때의 Del_1의 최대값은 보호층의 두께 방향으로의 원소별 함량, 열처리 공정의 전/후처리 공정 조건, 열처리 공정 시 단계별 적용 온도, 온도 상승 속도, 열처리 공정 시 분위기 가스 조성 및 함량, 보호층의 두께 등의 다양한 요인을 조절함으로써 제어할 수 있다. 실시예는 보호층 형성 전 위상차 조정층 표면에 대한 UV 광 조사 공정 및 보호층 형성을 위한 열처리 공정의 세부 공정 조건 조절을 통해 보호층의 두께 방향으로의 원소별 함량을 제어함으로써 상기 Del_1의 최대값을 제어하였다.When the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the maximum value of Del_1 is the content of each element in the thickness direction of the protective layer, the conditions for the pre/post treatment process of the heat treatment process, the applied temperature for each step during the heat treatment process, and the temperature It can be controlled by adjusting various factors such as the rate of rise, the composition and content of the atmosphere gas during the heat treatment process, and the thickness of the protective layer. In the embodiment, the maximum value of Del_1 by controlling the content of each element in the thickness direction of the protective layer by controlling the detailed process conditions of the UV light irradiation process for the retardation adjusting layer surface and the heat treatment process for forming the protective layer before forming the protective layer was controlled.

상기 Del_1의 최대값을 제어하기 위한 구체적인 공정 조건 등은 아래에서 설명하는 위상반전막 제조방법을 설명하는 내용과 중복되므로 생략한다.Specific process conditions for controlling the maximum value of Del_1 are omitted because they overlap with the description of the method for manufacturing the phase shift film described below.

반도체 소자 제조장비(1000)에서, 포토마스크(200)는 PE1 값을 1.5eV, PE2 값을 5.0eV일 때의 상기 Del_1의 최대값은 80 내지 250°/eV이다. 상기 Del_1의 최대값은 130 내지 220eV이다. 상기 Del_1의 최대값은 150 내지 200eV이다. 이러한 경우, 보호층 자체의 광학 특성이 전체 위상반전막의 광학 특성에 미치는 영향을 감소시키면서, 위상반전막이 안정적인 내구성을 가질 수 있다.In the semiconductor device manufacturing equipment 1000 , the maximum value of Del_1 is 80 to 250°/eV when the photomask 200 has a PE 1 value of 1.5 eV and a PE 2 value of 5.0 eV. The maximum value of Del_1 is 130 to 220 eV. The maximum value of Del_1 is 150 to 200 eV. In this case, the phase shift film may have stable durability while reducing the influence of the optical properties of the protective layer itself on the optical properties of the entire phase shift film.

도 3은 본 명세서의 다른 실시예에 따라 제조된 블랭크 마스크(100)를 나타내는 개념도이다. 상기 도 3을 참조하여 이하 구현예를 구체적으로 설명한다.3 is a conceptual diagram illustrating a blank mask 100 manufactured according to another embodiment of the present specification. An embodiment will be described in detail below with reference to FIG. 3 .

본 명세서의 다른 실시예에 따른 블랭크 마스크(100)는 투명 기판(10), 상기 투명 기판(10) 상에 배치되는 위상반전막(20) 및 상기 위상반전막(20) 상에 배치되는 차광막(30)을 포함한다.The blank mask 100 according to another embodiment of the present specification includes a transparent substrate 10 , a phase shift film 20 disposed on the transparent substrate 10 , and a light blocking film ( 30) is included.

투명 기판(10)의 소재는 노광광에 대한 광투과성을 갖고 포토마스크에 적용될 수 있는 소재면 제한되지 않는다. 예시적으로, 투명 기판(10)은 합성 쿼츠 기판이 적용될 수 있다. The material of the transparent substrate 10 is not limited as long as it has light transmittance to exposure light and can be applied to the photomask. For example, the transparent substrate 10 may be a synthetic quartz substrate.

위상반전막(20)은 투명기판(10)의 상면(front side) 상에 위치할 수 있다.The phase shift film 20 may be positioned on the front side of the transparent substrate 10 .

위상반전막(20)은 위상차 조정층(21) 및 상기 위상차 조정층(21) 상에 위치하는 보호층(22)을 포함할 수 있다. The phase shift film 20 may include a phase difference adjustment layer 21 and a protective layer 22 positioned on the phase difference adjustment layer 21 .

위상반전막(20), 위상차 조정층(21) 및 보호층(22)은 전이금속, 규소, 산소 및 질소를 포함할 수 있다. The phase shift film 20 , the phase difference adjusting layer 21 , and the protective layer 22 may include a transition metal, silicon, oxygen, and nitrogen.

위상차 조정층(21)은 위상반전막(20)에서 전이금속, 규소, 산소 및 질소가 깊이 방향으로 5 원자% 범위 내에서 균등하게 포함된 층이다. 위상차 조정층(21)은 위상반전막(20)을 투과하는 노광광의 위상차 및 투과율을 실질적으로 조절할 수 있다.The phase difference adjusting layer 21 is a layer in which the transition metal, silicon, oxygen, and nitrogen are uniformly included within the range of 5 atomic% in the depth direction in the phase shift film 20 . The phase difference adjusting layer 21 may substantially adjust the phase difference and transmittance of the exposure light passing through the phase shift film 20 .

구체적으로, 위상차 조정층(21)은 투명기판(10)의 배면(back side) 측에서 입사하는 노광광의 위상을 이동시키는 특성을 가진다. 이러한 특성으로 인해, 위상반전막(20)은 포토마스크에서 투과부의 가장자리에 발생하는 회절광을 효과적으로 상쇄하여 리소그래피 공정 시 포토마스크의 해상력이 보다 향상된다.Specifically, the phase difference adjusting layer 21 has a characteristic of shifting the phase of the exposure light incident from the back side of the transparent substrate 10 . Due to these characteristics, the phase shift film 20 effectively cancels the diffracted light generated at the edge of the transmission part in the photomask, so that the resolution of the photomask is further improved during the lithography process.

또한 위상차 조정층(21)은 위상반전막(20) 표면으로 입사하는 노광광을 감쇠시킨다. 이를 통해, 위상반전막(20)은 상기 회절광을 상쇄시킴과 동시에 노광광을 적절히 차단할 수 있다.In addition, the phase difference adjusting layer 21 attenuates exposure light incident on the surface of the phase shift film 20 . Through this, the phase shift film 20 may appropriately block the exposure light while canceling the diffracted light.

보호층(22)은 위상반전막의 표면에 형성되어, 상기 표면으로부터 깊이 방향으로 산소 함량이 연속적으로 감소하는 동시에 질소 함량이 연속적으로 증가하는 분포를 갖는 층이다. 보호층(22)은 포토마스크의 식각 공정 및 세정 공정에서 위상반전막 패턴에 데미지가 발생하거나 불필요한 식각이 발생하는 것을 억제하여 위상반전막의 내구성(durability)을 향상시킬 수 있다. 또한 보호층(22)은 노광공정에서 위상차 조정층(21)이 노광광으로 인해 산화되어 광학특성 변동이 발생하는 것을 억제할 수 있다.The protective layer 22 is formed on the surface of the phase shift film, and has a distribution in which the oxygen content continuously decreases in the depth direction from the surface and the nitrogen content continuously increases. The protective layer 22 may improve the durability of the phase shift layer by suppressing damage to the phase shift layer pattern or unnecessary etching in the etching process and cleaning process of the photomask. In addition, the protective layer 22 can suppress the occurrence of optical characteristic fluctuations due to oxidation of the retardation adjusting layer 21 due to exposure light in the exposure process.

블랭크 마스크(100) 내에서 차광막(30)은 위상반전막 상에 배치된다. 차광막(30)은 위상반전막(20)을 패턴 형상대로 식각 시 위상반전막(20)의 에칭 마스크로 사용될 수 있다. 또한 차광막(30)은 투명 기판(10)의 배면측으로부터 입사되는 노광광의 투과를 차단할 수 있다.In the blank mask 100 , the light blocking film 30 is disposed on the phase shift film. The light blocking layer 30 may be used as an etching mask of the phase shift layer 20 when the phase shift layer 20 is etched in a pattern shape. In addition, the light blocking film 30 may block transmission of the exposure light incident from the rear side of the transparent substrate 10 .

차광막은 단층 구조일 수 있다. 차광막은 2층 이상의 복수층 구조일 수 있다. 차광막은 스퍼터링을 통해 성막될 수 있다. 차광막은 스퍼터링 제어 조건에 따라 2층 이상의 복수층 구조를 가질 수 있다.The light blocking film may have a single-layer structure. The light blocking film may have a multilayer structure of two or more layers. The light-shielding film may be formed through sputtering. The light blocking film may have a multilayer structure of two or more layers according to sputtering control conditions.

블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 3.0eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때, 아래 식 2로 표시되는 Del_2가 0인 점에서의 포톤 에너지가 4.0 내지 5.0eV일 수 있다.In the blank mask 100 , when the PE 1 value is 3.0 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the photon energy at the point where Del_2 expressed by Equation 2 below is 0 may be 4.0 to 5.0 eV.

[식 2][Equation 2]

Figure 112021023246936-pat00004
Figure 112021023246936-pat00004

상기 식 2에서,In Equation 2 above,

상기 DPS 값은, 상기 블랭크 마스크에서 상기 차광막을 제거한 후, 입사각을 64.5°로 적용하여 상기 위상반전막 표면을 분광타원해석기로 측정 시, 반사광의 P파 및 S파간 위상차가 180° 이하이면 상기 P파 및 S파간 위상차이고, 반사광의 P파와 S파의 위상차가 180° 초과이면 360°에서 상기 P파 및 S파간 위상차를 뺀 값이다.The DPS value is, after removing the light blocking film from the blank mask, when the phase shift film surface is measured with a spectral ellipse analyzer by applying an incident angle of 64.5°, if the phase difference between the P wave and the S wave of the reflected light is 180° or less, the P It is the phase difference between the wave and the S wave, and if the phase difference between the P wave and the S wave of the reflected light exceeds 180°, it is a value obtained by subtracting the phase difference between the P wave and the S wave from 360°.

상기 PE값은 상기 PE1 내지 상기 PE2 범위 내에서의 포톤 에너지이다.The PE value is a photon energy within the range of PE 1 to PE 2 .

PE1 값이 3.0eV, PE2 값이 5.0eV일 때의 Del_2 값의 기술적 의미, 상기 Del_2 값 제어방법, 상기 Del_2 값 측정방법은 위의 PE1 값이 3.0eV, PE2 값이 5.0eV일 때의 Del_1 값에 대한 설명 내용과 중복되므로 생략한다.The technical meaning of the Del_2 value when the PE 1 value is 3.0 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the Del_2 value control method, and the Del_2 value measurement method, the PE 1 value is 3.0 eV and the PE 2 value is 5.0 eV Since it overlaps with the description of the Del_1 value at the time, it is omitted.

블랭크 마스크(100)의 Del_2 값 측정 시, 위상반전막(10) 상에 위치하는 차광막(30)을 제거한 후 측정한다. 구체적으로 차광막을 제거하는 방법 등에 대한 내용은 앞에서 Del_1 값 측정 시 설명한 내용과 중복되므로 생략한다.When measuring the Del_2 value of the blank mask 100 , it is measured after the light blocking film 30 positioned on the phase shift film 10 is removed. In detail, the description of how to remove the light-shielding film, etc. is omitted because it overlaps with the description described above when measuring the Del_1 value.

블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 3.0eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때, 상기 식 2로 표시되는 Del_2가 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지가 4.0 내지 5.0eV이다. 상기 블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 3.0eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때 상기 식 2로 표시되는 Del_2가 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지가 4.1 내지 4.6eV이다. 블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 3.0eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때 상기 식 2로 표시되는 Del_2이 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지가 4.3 내지 4.5eV이다. 이러한 경우, 위상반전막(20)은 보호층(22) 형성에 따른 위상반전막(20)의 광학 특성 변동을 억제하면서, 안정적인 내구성을 가질 수 있다.In the blank mask 100 , when the PE 1 value is 3.0 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the photon energy of the incident light at the point where Del_2 expressed in Equation 2 is 0 is 4.0 to 5.0 eV. In the blank mask 100 , when the PE 1 value is 3.0 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the photon energy of the incident light at the point where Del_2 expressed in Equation 2 is 0 is 4.1 to 4.6 eV. In the blank mask 100 , when the PE 1 value is 3.0 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the photon energy of the incident light at the point where Del_2 expressed in Equation 2 is 0 is 4.3 to 4.5 eV. In this case, the phase shift film 20 may have stable durability while suppressing fluctuations in optical properties of the phase shift film 20 due to the formation of the protective layer 22 .

블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 3.0eV일 때 상기 식 2로 표시되는 Del_2가 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지가 1.7 내지 2.3eV일 수 있다. In the blank mask 100 , when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 3.0 eV, the photon energy of the incident light at the point where Del_2 expressed in Equation 2 is 0 may be 1.7 to 2.3 eV.

앞에서 설명한 바와 같이, 입사광의 포톤 에너지 값을 상대적으로 낮은 범위로 설정하여 측정한 반사광의 P파와 S파간 위상차 분포는 위상반전막의 하부에 위치한 층의 광학 특성을 반영한다. PE1 값을 1.5eV, PE2 값을 3.0eV로 설정하여 측정한 Del_2의 분포는 위상반전막 내에서 투명 기판 측과 인접한 지점으로부터 보호층과 위상차 조정층 사이의 계면 까지의 부분의 광학 특성 등을 나타낸다. As described above, the phase difference distribution between the P-wave and S-wave of the reflected light measured by setting the photon energy value of the incident light to a relatively low range reflects the optical characteristics of the layer located below the phase shift film. The distribution of Del_2 measured by setting the PE 1 value to 1.5 eV and the PE 2 value to 3.0 eV shows the optical characteristics of the portion from the point adjacent to the transparent substrate side to the interface between the protective layer and the phase difference adjustment layer in the phase shift film, etc. indicates

블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 3.0eV일 때 상기 식 2로 표시되는 Del_2가 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지가 1.7 내지 2.3eV일 수 있다. 블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 3.0eV일 때 상기 식 2로 표시되는 Del_2가 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지가 1.74 내지 2.09eV일 수 있다. 블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 3.0eV일 때 상기 식 2로 표시되는 Del_2가 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지가 1.8 내지 2.05eV일 수 있다. 이러한 경우, 단파장의 광에 대하여 목적하는 위상차 및 투과율을 가지면서 박막화된 위상반전막(20)을 제공할 수 있다.In the blank mask 100 , when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 3.0 eV, the photon energy of the incident light at the point where Del_2 expressed in Equation 2 is 0 may be 1.7 to 2.3 eV. In the blank mask 100 , when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 3.0 eV, the photon energy of the incident light at the point where Del_2 expressed in Equation 2 is 0 may be 1.74 to 2.09 eV. In the blank mask 100 , when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 3.0 eV, the photon energy of the incident light at the point where Del_2 expressed in Equation 2 is 0 may be 1.8 to 2.05 eV. In this case, it is possible to provide the phase shift film 20 thinned while having a desired phase difference and transmittance for light of a short wavelength.

블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최소값일 때, 입사광의 포톤 에너지가 상기 PE1 내지 상기 PE2인 범위에서 상기 Del_2의 평균값이 85 내지 100°/eV일 수 있다. In the blank mask 100 , when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is the minimum value among the photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0, the photon energy of the incident light is the PE 1 to the PE 2 In the range, the average value of Del_2 may be 85 to 100°/eV.

PE1 값을 1.5eV, PE2 값을 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최소값으로 설정하여 측정한 Del_2의 분포, 구체적으로 상기 Del_2의 평균값은 위상반전막(20) 내 위상차 조정층(21)의 광학 특성 등을 나타낸다. The distribution of Del_2 measured by setting the PE 1 value to 1.5 eV and the PE 2 value as the minimum value among the photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0, specifically, the average value of the Del_2 is in the phase shift film 20 The optical characteristics of the phase difference adjusting layer 21, etc. are shown.

블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최소값일 때 상기 식 2로 표시되는 Del_2의 평균값이 85 내지 100°/eV 일 수 있다. 블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최소값일 때 상기 식 2로 표시되는 Del_2의 평균값이 86 내지 95°/eV 일 수 있다. 블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최소값일 때 상기 식 2로 표시되는 Del_2의 평균값이 87 내지 93°/eV 일 수 있다. 이러한 경우, 위상차 조정층(21)은 위상반전막(20)이 상대적으로 낮은 두께를 가지면서 단파장의 광에 대해 목적하는 위상차 및 투과율을 갖는데 실질적으로 기여할 수 있다.In the blank mask 100 , when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is the minimum value among photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0, the average value of Del_2 expressed by Equation 2 is 85 to 100° It can be /eV. In the blank mask 100 , when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is the minimum value among photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0, the average value of Del_2 expressed by Equation 2 is 86 to 95° It can be /eV. In the blank mask 100 , when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is the minimum value among photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0, the average value of Del_2 expressed by Equation 2 is 87 to 93° It can be /eV. In this case, the phase difference adjusting layer 21 may substantially contribute to the phase shift film 20 having a relatively low thickness and having a desired phase difference and transmittance for light having a short wavelength.

블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최소값이고, PE2 값이 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최대값일 때, 입사광의 포톤 에너지가 상기 PE1 내지 상기 PE2인 범위에서 상기 Del_2의 평균값이 -75 내지 -50°/eV일 수 있다. In the blank mask 100 , when the PE 1 value is the minimum value among the photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0, and the PE 2 value is the maximum value among the photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0, the incident light In the range of the photon energy of PE 1 to PE 2 , the average value of Del_2 may be -75 to -50°/eV.

PE1 값을 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최소값, PE2 값을 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최대값으로 설정하여 측정한 Del_2의 평균값은 실질적으로 위상차 조정층(21)과 보호층(22) 간 계면 부근에 위치한 층의 광학 특성 등을 반영한다. The average value of Del_2 measured by setting the PE 1 value as the minimum value among photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0 and the PE 2 value as the maximum value among the photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0 is It substantially reflects the optical properties of the layer located near the interface between the phase difference adjusting layer 21 and the protective layer 22 .

블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최소값이고, PE2 값이 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최대값일 때 상기 식 2로 표시되는 Del_2의 평균값이 -75 내지 -50°/eV 일 수 있다. 블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최소값이고, PE2 값이 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최대값일 때 상기 식 2로 표시되는 Del_2의 평균값이 -60 내지 -52°/eV 일 수 있다. 블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최소값이고, PE2 값이 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최대값일 때 상기 식 2로 표시되는 Del_2의 평균값이 -59 내지 -55°/eV 일 수 있다. 이러한 경우, 위상차 조정층(21)과 보호막(22)간 계면의 형성으로 인해 위상반전막의 위상차, 투과율 등이 변동되는 것을 억제할 수 있다.In the blank mask 100, the PE 1 value is the minimum value among photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0, and the PE 2 value is the maximum value among the photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0. The average value of Del_2 expressed by Equation 2 may be -75 to -50°/eV. In the blank mask 100, the PE 1 value is the minimum value among photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0, and the PE 2 value is the maximum value among the photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0. The average value of Del_2 expressed by Equation 2 may be -60 to -52°/eV. In the blank mask 100, the PE 1 value is the minimum value among photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0, and the PE 2 value is the maximum value among the photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0. The average value of Del_2 expressed by Equation 2 may be -59 to -55°/eV. In this case, it is possible to suppress variations in the phase difference, transmittance, etc. of the phase shift film due to the formation of the interface between the phase difference adjusting layer 21 and the protective film 22 .

블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최대값이고, 상기 PE2 값이 5.0eV일 때, 입사광의 포톤 에너지가 상기 PE1 내지 상기 PE2인 범위에서 상기 식 2로 표시되는 Del_2의 평균값이 40 내지 120°/eV일 수 있다.In the blank mask 100 , the PE 1 value is the maximum value among the photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0, and when the PE 2 value is 5.0 eV, the photon energy of the incident light is the PE 1 to the PE In the range of 2, the average value of Del_2 expressed by Equation 2 may be 40 to 120°/eV.

PE1 값을 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최대값, PE2 값을 5.0eV로 설정하여 측정한 Del_2의 평균값은 보호층(22)의 광학 특성 등을 반영한다. The PE 1 value is the maximum value among photon energies of incident light at the point where the Del_2 value becomes 0, and the average value of Del_2 measured by setting the PE 2 value to 5.0 eV reflects the optical characteristics of the protective layer 22 .

블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최대값이고, PE2 값이 5.0eV일 때 상기 식 2로 표시되는 Del_2의 평균값이 40 내지 120°/eV 일 수 있다. 블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최대값이고, PE2 값이 5.0eV일 때 상기 식 2로 표시되는 Del_2의 평균값이 60 내지 85°/eV 일 수 있다. 블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최대값이고, PE2 값이 5.0eV일 때 상기 식 2로 표시되는 Del_2의 평균값이 65 내지 75°/eV 일 수 있다. 이러한 경우, 보호층(22) 자체의 광학특성이 전체 위상반전막(20)의 광학 특성에 미치는 영향을 감소시키면서, 보호층(22)이 위상차 조정층(21)을 안정적으로 보호할 수 있다.In the blank mask 100 , the PE 1 value is the maximum value among photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0 , and when the PE 2 value is 5.0 eV, the average value of Del_2 expressed by Equation 2 is 40 to 120 °/eV. In the blank mask 100 , the PE 1 value is the maximum value among photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0 , and when the PE 2 value is 5.0 eV, the average value of Del_2 expressed by Equation 2 is 60 to 85 °/eV. In the blank mask 100 , the PE 1 value is the maximum value among photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0 , and when the PE 2 value is 5.0 eV, the average value of Del_2 expressed by Equation 2 is 65 to 75 °/eV. In this case, the protective layer 22 can stably protect the phase difference adjusting layer 21 while reducing the influence of the optical properties of the protective layer 22 itself on the optical properties of the entire phase shift film 20 .

블랭크 마스크(100)는 위상반전막(20)을 포함하고, 상기 위상반전막(20)은 위상차 조정층(21) 및 상기 위상차 조정층(21) 상에 위치하는 보호층(22)을 포함하고, 상기 블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 3.0eV일 때, 상기 Del_2 값이 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지 값과 상기 보호층(22)을 형성하기 전 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 3.0eV일 때, 상기 Del_2 값이 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지 값의 차이값의 절대값이 0.001 내지 0.2eV일 수 있다.The blank mask 100 includes a phase shift film 20, and the phase shift film 20 includes a phase difference adjustment layer 21 and a protective layer 22 positioned on the phase difference adjustment layer 21, , in the blank mask 100, when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 3.0 eV, the value of the photon energy of the incident light at the point where the Del_2 value is 0 and before the protective layer 22 is formed When the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 3.0 eV, the absolute value of the difference between photon energy values of the incident light at the point where the Del_2 value is 0 may be 0.001 to 0.2 eV.

위상반전막(20)은 스퍼터링 공정을 통해 위상차 조정층(21)을 성막 후, 상기 위상차 조정층(21) 상에 보호층(22)을 형성하여 제조할 수 있다. 위상차 조정층(21)이 전체 위상반전막(20)의 광학 특성을 실질적으로 조절하는 기능을 하므로, 위상차 조정층(21)은 미리 설계된 광학 특성을 나타내도록 성막하여 제조할 수 있다. 이후, 위상차 조정층(21) 상에 고온 및 일정한 압력 하에서 분위기 가스에 노출하여 보호층(22)을 형성할 수 있다. 다만, 상기 보호층(22) 형성 과정에서 위상차 조정층(21)의 내부 잔류 응력, 위상차 조정층(21) 표면의 조성 변경 등으로 인해 위상차 조정층(21) 자체의 광학 특성 변동이 발생할 수 있다. 상기 광학 특성 변동이 일정 범위 이상으로 발생할 경우 전체 위상반전막(20)의 광학 특성은 미리 설계된 광학 특성 요건을 벗어나게 되어, 결과적으로 포토마스크(200)의 광학적 특성이 미리 설정된 특성을 벗어나므로, 웨이퍼에 현상되는 패턴의 해상도 저하를 유발할 수 있다. 구현예의 블랭크 마스크(100)는 위상차 조정층(21) 성막 시 스퍼터링 챔버의 마그네트 자기장 세기를 조절하여 성막되는 위상차 조정층(21)의 내부 잔류응력을 조절하고, 보호층(22) 형성 시 UV 광 조사 및 세부 온도 변화 조건이 제어된 열처리 공정을 적용하여 보호층(22) 형성 전후 대비 위상차 조정층(21) 자체의 광학 특성 변화량을 조절하여 미리 설계된 광학특성 요건을 모두 충족하는 블랭크 마스크를 제공할 수 있다.The phase shift film 20 may be manufactured by forming the retardation adjusting layer 21 through a sputtering process and then forming the protective layer 22 on the retardation adjusting layer 21 . Since the retardation adjusting layer 21 functions to substantially control the optical properties of the entire phase shift film 20 , the retardation adjusting layer 21 may be formed by forming a film to exhibit previously designed optical properties. Thereafter, the protective layer 22 may be formed on the phase difference adjusting layer 21 by exposing it to an atmospheric gas under a high temperature and a constant pressure. However, in the process of forming the protective layer 22 , due to internal residual stress of the retardation adjusting layer 21 , a composition change of the surface of the retardation adjusting layer 21 , etc., optical properties of the retardation adjusting layer 21 itself may be changed. . When the optical property variation occurs beyond a certain range, the optical properties of the entire phase shift film 20 deviate from the pre-designed optical property requirements, and as a result, the optical properties of the photomask 200 deviate from the preset properties, so that the wafer It may cause a decrease in the resolution of the pattern being developed. The blank mask 100 of the embodiment controls the internal residual stress of the retardation adjusting layer 21 to be formed by adjusting the magnetic field strength of the sputtering chamber when the retardation adjusting layer 21 is formed, and UV light when forming the protective layer 22 By applying a heat treatment process in which irradiation and detailed temperature change conditions are controlled, the amount of change in the optical properties of the phase difference adjusting layer 21 itself compared to before and after the formation of the protective layer 22 is adjusted to provide a blank mask that meets all of the pre-designed optical properties requirements. can

블랭크 마스크(100)는 위상반전막(20)을 포함하고, 상기 위상반전막(20)은 위상차 조정층(21) 및 상기 위상차 조정층(21) 상에 위치하는 보호층(22)을 포함하고, 상기 블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 3.0eV일 때, 상기 Del_2 값이 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지 값과 상기 보호층(22)을 형성하기 전 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 3.0eV일 때, 상기 Del_2 값이 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지 값의 차이값의 절대값이 0.001 내지 0.2eV일 수 있다. 상기 차이값의 절대값은 0.005 내지 0.1eV일 수 있다. 상기 차이값의 절대값은 0.01 내지 0.008eV일 수 있다. 이러한 경우, 블랭크 마스크(100)는 보호층(22) 형성으로 인한 위상차 조정층(21) 자체의 광학 변동을 억제할 수 있어 단파장에 대한 요구되는 위상차 및 투과율 등의 광학 특성 요건을 충족할 수 있다.The blank mask 100 includes a phase shift film 20, and the phase shift film 20 includes a phase difference adjustment layer 21 and a protective layer 22 positioned on the phase difference adjustment layer 21, , in the blank mask 100, when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 3.0 eV, the value of the photon energy of the incident light at the point where the Del_2 value is 0 and before the protective layer 22 is formed When the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 3.0 eV, the absolute value of the difference between photon energy values of the incident light at the point where the Del_2 value is 0 may be 0.001 to 0.2 eV. The absolute value of the difference value may be 0.005 to 0.1 eV. The absolute value of the difference value may be 0.01 to 0.008 eV. In this case, the blank mask 100 can suppress the optical fluctuation of the phase difference adjustment layer 21 itself due to the formation of the protective layer 22, so that the optical property requirements such as retardation and transmittance required for a short wavelength can be satisfied. .

블랭크 마스크(100)는 위상반전막(20)을 포함하고, 상기 위상반전막(20)은 위상차 조정층(21) 및 상기 위상차 조정층(21) 상에 위치하는 보호층(22)을 포함하고, 상기 블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 3.0eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때, 상기 Del_2 값이 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지 값과 상기 보호층(22)을 형성하기 전 PE1 값이 3.0eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때, 상기 Del_2 값이 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지 값의 차이값의 절대값이 0.05 내지 0.3eV일 수 있다.The blank mask 100 includes a phase shift film 20, and the phase shift film 20 includes a phase difference adjustment layer 21 and a protective layer 22 positioned on the phase difference adjustment layer 21, , in the blank mask 100 , when the PE 1 value is 3.0 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the value of the photon energy of the incident light at the point where the Del_2 value is 0 and before the protective layer 22 is formed When the PE 1 value is 3.0 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the absolute value of the difference between photon energy values of the incident light at the point where the Del_2 value is 0 may be 0.05 to 0.3 eV.

구현예의 블랭크 마스크(100)는 위상차 조정층(21) 성막 후 UV 광 조사 공정 및 열처리 공정을 통해 보호층(22)을 형성할 수 있다. 보호층(22) 형성으로 인해 위상반전막(20)의 전체 두께는 형성 전에 비해 커질 수 있고, 전체 위상반전막(20)의 광학 특성이 일정 범위 내에서 변동될 수 있다. 이는 보호층(22) 형성 전 후 블랭크 마스크(100)의 포톤 에너지가 상대적으로 높은 범위에서의 Del_2 값 분포의 차이를 형성하는 요인이 될 수 있다. 구현예의 발명자들은 보호층(22) 형성 전 후 위상반전막(20)의 PE1 값이 3.0eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때의, 상기 Del_2 값이 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지의 차이값을 조절함으로써 위상반전막(20)의 내구성 및 광학 특성을 조절할 수 있음을 확인하였다.In the blank mask 100 of the embodiment, after the phase difference adjusting layer 21 is formed, the protective layer 22 may be formed through a UV light irradiation process and a heat treatment process. Due to the formation of the protective layer 22 , the overall thickness of the phase shift film 20 may be increased compared to before formation, and optical properties of the entire phase shift film 20 may be varied within a certain range. This may be a factor in forming a difference in the Del_2 value distribution in a range in which the photon energy of the blank mask 100 is relatively high before and after the formation of the protective layer 22 . The inventors of the embodiment found that the photon energy of incident light at the point where the Del_2 value is 0 when the PE 1 value of the phase shift film 20 is 3.0 eV and the PE 2 value is 5.0 eV before and after the formation of the protective layer 22 . It was confirmed that durability and optical properties of the phase shift film 20 can be adjusted by adjusting the difference value of .

블랭크 마스크(100)는 위상반전막(20)을 포함하고, 상기 위상반전막(20)은 위상차 조정층(21) 및 상기 위상차 조정층(21) 상에 위치하는 보호층(22)을 포함하고, 상기 블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 3.0eV일 때, 상기 Del_2 값이 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지 값과 상기 보호층(22)을 형성하기 전 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 3.0eV일 때, 상기 Del_2 값이 0인 점에서의 입사광의 포톤 에너지 값의 차이값의 절대값이 0.05 내지 0.3eV일 수 있다. 상기 차이값의 절대값은 0.06 내지 0.25eV일 수 있다. 상기 차이값의 절대값은 0.1 내지 0.23eV일 수 있다. 이러한 경우, 블랭크 마스크(100)는 보호층(22)의 광학 특성 및 내구성 등이 조절될 수 있다.The blank mask 100 includes a phase shift film 20, and the phase shift film 20 includes a phase difference adjustment layer 21 and a protective layer 22 positioned on the phase difference adjustment layer 21, , in the blank mask 100, when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 3.0 eV, the value of the photon energy of the incident light at the point where the Del_2 value is 0 and before the protective layer 22 is formed When the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 3.0 eV, the absolute value of the difference between the photon energy values of the incident light at the point where the Del_2 value is 0 may be 0.05 to 0.3 eV. The absolute value of the difference value may be 0.06 to 0.25 eV. The absolute value of the difference value may be 0.1 to 0.23 eV. In this case, in the blank mask 100 , optical properties and durability of the protective layer 22 may be adjusted.

블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때, 상기 식 2로 표시되는 Del_2의 최대값이 80 내지 250°/eV이다.In the blank mask 100 , when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the maximum value of Del_2 expressed by Equation 2 is 80 to 250°/eV.

상기 포토마스크(200) 내 위상반전막의 내구성과 Del_1의 최대값과의 경향성을 설명하는 내용과 마찬가지로, 구현예의 발명자들은 블랭크 마스크(100) 또한 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때, 상기 식 2로 표시되는 Del_2의 최대값을 조절함으로써 위상반전막이 안정적인 내구성을 가지면서 보호층 형성으로 인한 전체 위상반전막의 위상차 및 투과율의 변동을 일정 범위 이내로 조절할 수 있음을 실험적으로 확인하였다.Similar to the description of the durability of the phase shift film in the photomask 200 and the tendency between the maximum value of Del_1, the inventors of the embodiment disclosed that the blank mask 100 also has a PE 1 value of 1.5 eV, and a PE 2 value of 5.0 eV. , it was experimentally confirmed that by controlling the maximum value of Del_2 expressed by Equation 2, the phase shift film had stable durability and the phase difference and transmittance fluctuations of the entire phase shift film due to the formation of the protective layer could be controlled within a certain range. .

Del_2의 최대값을 조절하는 방법, 및 Del_2의 최대값을 측정하는 방법은 앞에서 설명한 내용과 중복되므로 생략한다.The method of adjusting the maximum value of Del_2 and the method of measuring the maximum value of Del_2 are omitted because they overlap with those described above.

블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때, Del_2의 최대값이 80 내지 250°/eV이다. 상기 Del_2의 최대값이 130 내지 220eV이다. 상기 Del_2의 최대값이 150 내지 200eV이다. 이러한 경우, 보호층 형성으로 인한 전체 위상반전막의 광학 특성 변동을 감소시키면서, 위상반전막이 우수한 내광성 및 내약품성 등을 가질 수 있다.In the blank mask 100 , when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the maximum value of Del_2 is 80 to 250°/eV. The maximum value of Del_2 is 130 to 220 eV. The maximum value of Del_2 is 150 to 200 eV. In this case, the phase shift film may have excellent light resistance and chemical resistance, etc. while reducing the fluctuation of optical properties of the entire phase shift film due to the formation of the protective layer.

블랭크 마스크(100)는 상기 Del_2가 최대값인 점에서의 포톤 에너지가 4.5eV 이상일 수 있다.In the blank mask 100 , the photon energy at the point where Del_2 is the maximum value may be 4.5 eV or more.

앞에서 설명한 바와 같이, 입사광의 포톤 에너지가 높을수록, 반사광의 P파, S파간 위상차 측정값은 위상반전막(20)의 최표면으로부터 얕은 층의 광학 특성을 반영하게 되고, 입사광의 포톤 에너지가 낮을수록, 반사광의 P파, S파간 위상차 측정값은 위상반전막(20)의 최표면으로부터 깊은 층의 광학 특성을 반영하게 된다. As described above, as the photon energy of the incident light is higher, the measured value of the phase difference between the P and S waves of the reflected light reflects the optical characteristics of the shallow layer from the outermost surface of the phase shift film 20, and the photon energy of the incident light is lower. The measured values of the phase difference between the P-wave and S-wave of the reflected light reflect the optical characteristics of the deep layer from the outermost surface of the phase shift film 20 .

PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때, Del_2의 최대값은 구현예의 보호층(22)에서 나타나는 특성을 반영한다. 따라서, Del_2의 최대값인 점에서의 포톤 에너지 값을 조절함으로써, 보호층(22)이 위상차 조정층(21)에 대하여 안정적인 보호특성을 나타내면서 전체 위상반전막(20)의 광학특성에 끼치는 영향을 감소시킬 수 있다.When the value of PE 1 is 1.5 eV and the value of PE 2 is 5.0 eV, the maximum value of Del_2 reflects the characteristic shown in the protective layer 22 of the embodiment. Therefore, by adjusting the photon energy value at the maximum value of Del_2, the protective layer 22 exhibits stable protective properties with respect to the phase difference adjusting layer 21 and the effect on the optical properties of the entire phase shift film 20 is reduced. can be reduced

블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때, 상기 Del_2의 최대값인 점에서의 포톤 에너지 값은 4.5eV 이상일 수 있다. 상기 Del_2의 최대값인 점에서의 포톤 에너지 값은 4.55eV 이상일 수 있다. 상기 Del_2의 최대값인 점에서의 포톤 에너지 값은 5eV 이하일 수 있다. 상기 Del_2의 최대값인 점에서의 포톤 에너지 값은 4.8eV 이하일 수 있다. 이러한 경우, 위상반전막(20)은 단파장에 대하여 목적하는 광학 특성을 나타냄과 동시에 노광공정 및 세정공정에 따른 광학특성 변동이 억제될 수 있다.In the blank mask 100 , when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the photon energy value at the maximum value of Del_2 may be 4.5 eV or more. The photon energy value at the point that is the maximum value of Del_2 may be 4.55 eV or more. The photon energy value at the point where the Del_2 is the maximum value may be 5 eV or less. The photon energy value at the point that is the maximum value of Del_2 may be 4.8 eV or less. In this case, the phase shift film 20 can exhibit desired optical properties with respect to a short wavelength, and at the same time suppress optical properties fluctuations due to exposure and cleaning processes.

블랭크 마스크(100)는 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때, 상기 Del_2의 최대값에서 상기 Del_2의 최소값을 뺀 값은 60 내지 260eV일 수 있다.In the blank mask 100 , when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, a value obtained by subtracting the minimum value of Del_2 from the maximum value of Del_2 may be 60 to 260 eV.

구현예의 발명자들은, PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때, 상기 Del_2의 최대값은 위상반전막(20)의 보호층(22)의 광학 특성 등을 반영하고, 상기 Del_2의 최소값은 위상차 조정층(21) 상부의 광학 특성 등을 반영하는 것을 실험적으로 확인하였다. According to the present inventors, when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the maximum value of Del_2 reflects the optical characteristics of the protective layer 22 of the phase shift film 20 and the like, and the Del_2 It was confirmed experimentally that the minimum value of the phase difference adjustment layer 21 reflects the optical characteristics of the upper part.

보호층 형성 전 후 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때, 상기 Del_2의 최대값 및 Del_2의 최소값은 변동이 발생할 수 있다. 상기 Del_2의 최대값에서 상기 Del_2의 최소값을 뺀 값이 일정 범위 내로 제어될 때, 보호층(22) 형성 전 후 전체 위상반전막(20)의 광학 특성 변동이 허용 범위 내로 발생할 수 있다. When the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 5.0 eV before and after the formation of the passivation layer, the maximum value of Del_2 and the minimum value of Del_2 may vary. When the value obtained by subtracting the minimum value of Del_2 from the maximum value of Del_2 is controlled within a predetermined range, optical characteristics variation of the entire phase shift film 20 before and after formation of the protective layer 22 may occur within an allowable range.

블랭크 마스크는 PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때, 상기 Del_2의 최대값에서 상기 Del_2의 최소값을 뺀 값은 60 내지 260eV일 수 있다. 상기 Del_2의 최대값에서 상기 Del_2의 최소값을 뺀 값은 80 내지 240eV일 수 있다. 상기 Del_2의 최대값에서 상기 Del_2의 최소값을 뺀 값은 90 내지 230eV일 수 있다. 이러한 경우, 보호층 형성 전 후 전체 위상반전막의 광학 특성 변동은 일정 범위 내로 제어될 수 있다.In the blank mask, when the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, a value obtained by subtracting the minimum value of Del_2 from the maximum value of Del_2 may be 60 to 260 eV. A value obtained by subtracting the minimum value of Del_2 from the maximum value of Del_2 may be 80 to 240 eV. A value obtained by subtracting the minimum value of Del_2 from the maximum value of Del_2 may be 90 to 230 eV. In this case, the optical characteristic variation of the entire phase shift film before and after formation of the protective layer may be controlled within a certain range.

위상반전막의 조성Composition of phase shift film

위상반전막(20)은 전이금속, 규소, 산소 및 질소를 포함할 수 있다. 전이금속은 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta), 지르코늄(Zr) 등으로부터 선택되는 일종 이상의 원소일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예시적으로 상기 전이금속은 몰리브덴일 수 있다.The phase shift layer 20 may include a transition metal, silicon, oxygen, and nitrogen. The transition metal may be one or more elements selected from molybdenum (Mo), tantalum (Ta), zirconium (Zr), and the like, but is not limited thereto. Exemplarily, the transition metal may be molybdenum.

위상반전막(20)은 전이금속을 1 내지 10 원자% 포함할 수 있다. 위상반전막(20)은 전이금속을 2 내지 7 원자% 포함할 수 있다. 위상반전막(20)은 규소를 15 내지 60 원자% 포함할 수 있다. 위상반전막(20)은 규소를 25 내지 50 원자% 포함할 수 있다. 위상반전막(20)은 질소를 30 내지 60 원자% 포함할 수 있다. 위상반전막(20)은 질소를 35 내지 55 원자%를 포함할 수 있다. 위상반전막(20) 산소를 5 내지 35 원자% 포함할 수 있다. 위상반전막(20)은 산소를 10 내지 25 원자% 포함할 수 있다. 이러한 경우, 위상반전막(20)은 단파장의 노광광, 구체적으로 200nm 이하의 파장을 갖는 광을 이용한 리소그래피 공정에 적합한 광학특성을 가질 수 있다.The phase shift layer 20 may contain 1 to 10 atomic % of the transition metal. The phase shift film 20 may contain 2 to 7 atomic % of a transition metal. The phase shift film 20 may contain 15 to 60 atomic % of silicon. The phase shift layer 20 may contain 25 to 50 atomic % of silicon. The phase shift film 20 may contain 30 to 60 atomic % nitrogen. The phase shift layer 20 may contain 35 to 55 atomic% nitrogen. The phase shift layer 20 may contain 5 to 35 atomic % oxygen. The phase shift layer 20 may contain 10 to 25 atomic % oxygen. In this case, the phase shift film 20 may have optical properties suitable for a lithography process using exposure light having a short wavelength, specifically, light having a wavelength of 200 nm or less.

위상반전막(20)은 상기 언급된 원소 외에 다른 원소를 추가적으로 포함할 수 있다. 예시적으로 위상반전막(20)은 아르곤(Ar), 헬륨(He) 등을 포함할 수 있다.The phase shift layer 20 may additionally include other elements in addition to the above-mentioned elements. For example, the phase shift layer 20 may include argon (Ar), helium (He), or the like.

위상반전막(20)은 두께 방향으로 원소별 함량이 상이할 수 있다.The phase shift film 20 may have different content for each element in the thickness direction.

위상차 조정층(21)과 보호층(22)의 깊이 방향으로 형성된 원소별 함량 분포는 위상반전막의 뎁스 프로파일(depth profile)을 측정하여 확인할 수 있다. 예시적으로, Thermo Scientific사의 K-alpha모델을 이용하여 뎁스 프로파일을 측정할 수 있다.The content distribution for each element formed in the depth direction of the phase difference adjusting layer 21 and the protective layer 22 may be confirmed by measuring a depth profile of the phase shift film. For example, the depth profile may be measured using the K-alpha model of Thermo Scientific.

위상차 조정층(21)과 보호층(22)은 전이금속, 규소, 산소 및 질소 등의 원소별 함량이 층별로 상이할 수 있다.The phase difference adjusting layer 21 and the protective layer 22 may have different content of each element such as a transition metal, silicon, oxygen, and nitrogen for each layer.

위상차 조정층(21)은 전이금속을 3 내지 10원자% 포함할 수 있다. 위상차 조정층(21)은 전이금속을 4 내지 8원자% 포함할 수 있다. 위상차 조정층(21)은 규소를 20 내지 50원자% 포함할 수 있다. 위상차 조정층(21)은 규소를 30 내지 40원자% 포함할 수 있다. 위상차 조정층(21)은 산소를 2 내지 12원자% 포함할 수 있다. 위상차 조정층(21)은 산소를 3 내지 10원자% 포함할 수 있다. 위상차 조정층(21)은 질소를 40 내지 60 원자% 포함할 수 있다. 위상차 조정층(21)은 질소를 45 내지 55 원자% 포함할 수 있다. 이러한 경우, 포토마스크 제조 시 단파장의 노광광, 구체적으로 파장 200nm 이하의 광을 노광광으로 적용 시 우수한 패턴 해상도를 가지는 블랭크 마스크를 제공할 수 있다.The phase difference adjusting layer 21 may contain 3 to 10 atomic % of a transition metal. The phase difference adjusting layer 21 may contain 4 to 8 atomic % of the transition metal. The phase difference adjusting layer 21 may contain 20 to 50 atomic % of silicon. The phase difference adjusting layer 21 may contain 30 to 40 atomic % of silicon. The phase difference adjusting layer 21 may contain 2 to 12 atomic % oxygen. The phase difference adjusting layer 21 may contain 3 to 10 atomic % oxygen. The phase difference adjusting layer 21 may contain 40 to 60 atomic % nitrogen. The phase difference adjusting layer 21 may contain 45 to 55 atomic % nitrogen. In this case, it is possible to provide a blank mask having excellent pattern resolution when short-wavelength exposure light, specifically, light having a wavelength of 200 nm or less is applied as exposure light when manufacturing a photomask.

보호층(22)은 산소를 많이 포함할수록 노광광 및 세정용액 등으로부터 위상차 조정층(21)을 안정적으로 보호할 수 있지만, 전체 위상반전막(20)의 광학특성 변동 정도가 커질 수 있다. 따라서 보호층(22) 내 산소 및 질소의 함량 분포를 제어함으로써 위상반전막(20)이 충분한 내광성 및 내약품성을 가지면서 목적하는 광학 특성을 가지도록 할 수 있다.As the protective layer 22 contains more oxygen, the phase difference adjusting layer 21 can be stably protected from exposure light and a cleaning solution, but the degree of variation in optical properties of the entire phase shift film 20 may increase. Accordingly, by controlling the content distribution of oxygen and nitrogen in the protective layer 22 , the phase shift film 20 may have sufficient light resistance and chemical resistance while having desired optical properties.

보호층(22)은 질소를 20 내지 40원자% 포함할 수 있다. 보호층(22)은 질소를 22 내지 35원자% 포함할 수 있다. 보호층(22)은 산소를 10 내지 50원자% 포함할 수 있다. 보호층(22)은 산소를 25 내지 40원자% 포함할 수 있다. 보호층(22)은 규소를 10 내지 50원자% 포함할 수 있다. 보호층(22)은 규소를 25 내지 40원자% 포함할 수 있다. 보호층(22)은 전이금속을 0.5 내지 5원자% 포함할 수 있다. 보호층(22)은 전이금속을 1 내지 3원자% 포함할 수 있다. 이러한 경우, 보호층(22)은 위상차 조정층(21)의 변질을 충분히 억제할 수 있다.The protective layer 22 may contain 20 to 40 atomic % nitrogen. The protective layer 22 may contain 22 to 35 atomic % nitrogen. The protective layer 22 may contain 10 to 50 atomic % oxygen. The protective layer 22 may contain 25 to 40 atomic % oxygen. The protective layer 22 may contain 10 to 50 atomic % of silicon. The protective layer 22 may contain 25 to 40 atomic percent silicon. The protective layer 22 may contain 0.5 to 5 atomic % of the transition metal. The protective layer 22 may contain 1 to 3 atomic % of the transition metal. In this case, the protective layer 22 can sufficiently suppress the deterioration of the phase difference adjusting layer 21 .

보호층(22)은 두께 방향으로 산소 함량(원자%) 대비 질소 함량(원자%)이 1 이상인 영역을 포함할 수 있고, 상기 영역은 보호층(22) 전체 두께 대비 40 내지 60%의 두께를 가질 수 있다. 상기 영역은 보호층(22) 전체 두께 대비 45 내지 55%의 두께를 가질 수 있다. 이러한 경우 보호층(22) 형성으로 인한 위상반전막(20)의 광학특성 변동을 효율적으로 억제할 수 있다.The protective layer 22 may include a region in which the nitrogen content (atomic %) to the oxygen content (atomic %) in the thickness direction is 1 or more, and the region has a thickness of 40 to 60% of the total thickness of the protective layer 22 can have The region may have a thickness of 45 to 55% of the total thickness of the protective layer 22 . In this case, it is possible to effectively suppress fluctuations in the optical properties of the phase shift film 20 due to the formation of the protective layer 22 .

보호층(22)은 두께 방향으로 산소 함량(원자%) 대비 질소 함량(원자%)의 비율이 0.4 내지 2인 영역을 포함할 수 있고, 상기 영역은 보호층(22) 전체 두께 대비 30 내지 80%의 두께를 가질 수 있다. 상기 영역은 보호층(22) 전체 두께 대비 40 내지 60%의 두께를 가질 수 있다. 이러한 경우, 충분한 장기 내구성을 가지면서도 해상도가 뛰어난 포토마스크를 제조할 수 있는 블랭크 마스크를 제공할 수 있다.The protective layer 22 may include a region in which the ratio of the nitrogen content (atomic %) to the oxygen content (atomic %) in the thickness direction is 0.4 to 2, and the region is 30 to 80 compared to the total thickness of the protective layer 22 . % thickness. The region may have a thickness of 40 to 60% of the total thickness of the protective layer 22 . In this case, it is possible to provide a blank mask capable of manufacturing a photomask having excellent resolution while having sufficient long-term durability.

위상반전막(20), 위상차 조정층(21), 보호층(22)의 원소별 함량 및 두께 방향으로 형성된 원소별 함량 분포는 뎁스 프로파일을 측정하여 확인할 수 있다. 예시적으로 Thermo Scientific사의 K-alpha 모델을 통해 측정할 수 있다.The content distribution for each element of the phase shift film 20 , the phase difference adjusting layer 21 , and the protective layer 22 and the content distribution for each element formed in the thickness direction can be confirmed by measuring the depth profile. For example, it can be measured through the K-alpha model of Thermo Scientific.

두께 방향으로 산소 함량(원자%) 대비 질소 함량(원자%)의 비율이 1 이상인 영역의 두께 측정은 뎁스 프로파일을 측정하여 확인할 수 있다. 다만, 뎁스 프로파일에서 보호층(22)의 깊이별 에칭 속도는 일정하다고 가정한다.The thickness measurement of the region in which the ratio of the nitrogen content (atomic %) to the oxygen content (atomic %) in the thickness direction is 1 or more may be confirmed by measuring the depth profile. However, it is assumed that the etching rate for each depth of the protective layer 22 is constant in the depth profile.

두께 방향으로 산소 함량(원자%) 대비 질소 함량(원자%)의 비율이 0.4 내지 2인 영역의 두께 측정은 뎁스 프로파일을 측정하여 확인할 수 있다. 다만, 뎁스 프로파일에서 보호층(22)의 깊이별 에칭 속도는 일정하다고 가정한다.The thickness measurement of the region in which the ratio of the nitrogen content (atomic %) to the oxygen content (atomic %) in the thickness direction is 0.4 to 2 may be confirmed by measuring the depth profile. However, it is assumed that the etching rate for each depth of the protective layer 22 is constant in the depth profile.

위상반전막의 광학 특성Optical properties of phase shift film

위상반전막(20)은 파장 200nm 이하의 광에 대한 위상차가 160 내지 200°일 수 있다. 위상반전막(20)은 ArF 광에 대한 위상차가 160 내지 200°일 수 있다. 위상반전막(20)은 파장 200nm 이하의 광에 대한 위상차는 170 내지 190°일 수 있다. 위상반전막(20)은 ArF 광에 대한 위상차는 170 내지 190°일 수 있다. 위상반전막(20)은 파장 200nm 이하의 광에 대한 투과율이 3 내지 10%일 수 있다. 위상반전막(20)은 ArF 광에 대한 투과율이 3 내지 10%일 수 있다. 위상반전막(20)은 파장 200nm 이하의 광에 대한 투과율은 4 내지 8%일 수 있다. 위상반전막(20)은 ArF 광에 대한 투과율은 4 내지 8%일 수 있다. 이러한 경우, 상기 위상반전막(20)을 포함하는 포토마스크는 단파장의 노광광이 적용된 노광 공정에서 웨이퍼 상에 더욱 정교한 미세 패턴을 노광시킬 수 있다. The phase shift film 20 may have a phase difference of 160 to 200° with respect to light having a wavelength of 200 nm or less. The phase shift film 20 may have a phase difference of 160 to 200° with respect to ArF light. The phase shift film 20 may have a phase difference of 170 to 190° with respect to light having a wavelength of 200 nm or less. The phase shift film 20 may have a phase difference of 170 to 190° with respect to ArF light. The phase shift film 20 may have a transmittance of 3 to 10% for light having a wavelength of 200 nm or less. The phase shift layer 20 may have a transmittance of 3 to 10% for ArF light. The phase shift film 20 may have a transmittance of 4 to 8% for light having a wavelength of 200 nm or less. The phase shift film 20 may have a transmittance of 4 to 8% for ArF light. In this case, the photomask including the phase shift film 20 may expose a more sophisticated fine pattern on the wafer in an exposure process to which exposure light of a short wavelength is applied.

예시적으로 위상반전막(20)의 위상차 및 투과율은 Lasertec사의 MPM193 모델을 통해 측정될 수 있다.For example, the phase difference and transmittance of the phase shift film 20 may be measured using Lasertec's MPM193 model.

보호층(22)의 파장 200nm 이하의 광에 대한 굴절률이 1.3 내지 2일 수 있다. 보호층(22)의 ArF 광에 대한 굴절률이 1.3 내지 2일 수 있다. 보호층(22)의 파장 200nm 이하의 광에 대한 굴절률이 1.4 내지 1.8일 수 있다. 보호층(22)의 ArF 광에 대한 굴절률이 1.4 내지 1.8일 수 있다. 보호층(22)의 파장 200nm 이하의 광에 대한 소쇠계수가 0.2 내지 0.4일 수 있다. 보호층(22)의 ArF 광에 대한 소쇠계수가 0.2 내지 0.4일 수 있다. 보호층(22)의 파장 200nm 이하의 광에 대한 소쇠계수가 0.25 내지 0.35일 수 있다. 보호층(22)의 ArF 광에 대한 소쇠계수가 0.25 내지 0.35일 수 있다. 이러한 경우, 보호층(22) 형성으로 인한 위상반전막(20)의 광학 특성 변동 효과를 최소화할 수 있다.The protective layer 22 may have a refractive index of 1.3 to 2 for light having a wavelength of 200 nm or less. The protective layer 22 may have a refractive index of 1.3 to 2 for ArF light. A refractive index of the protective layer 22 with respect to light having a wavelength of 200 nm or less may be 1.4 to 1.8. A refractive index of the protective layer 22 with respect to ArF light may be 1.4 to 1.8. An extinction coefficient for light having a wavelength of 200 nm or less of the passivation layer 22 may be 0.2 to 0.4. An extinction coefficient for ArF light of the passivation layer 22 may be 0.2 to 0.4. The passivation layer 22 may have an extinction coefficient of 0.25 to 0.35 for light having a wavelength of 200 nm or less. An extinction coefficient of the protective layer 22 with respect to ArF light may be 0.25 to 0.35. In this case, the effect of changing the optical properties of the phase shift film 20 due to the formation of the protective layer 22 can be minimized.

위상차 조정층(21)은 파장 200nm 이하의 광에 대한 굴절률이 2 내지 4일 수 있다. 위상차 조정층(21)은 ArF 광에 대한 굴절률이 2 내지 4일 수 있다. 위상차 조정층(21)의 파장 200nm 이하의 광에 대한 굴절률은 2.5 내지 3.5일 수 있다. 위상차 조정층(21)의 ArF 광에 대한 굴절률은 2.5 내지 3.5일 수 있다. 위상차 조정층(21)의 파장 200nm 이하의 광에 대한 소쇠계수는 0.3 내지 0.7일 수 있다. 위상차 조정층(21)의 ArF 광에 대한 소쇠계수는 0.3 내지 0.7일 수 있다. 위상차 조정층(21)의 파장 200nm 이하의 광에 대한 소쇠계수는 0.4 내지 0.6일 수 있다. 위상차 조정층(21)의 ArF 광에 대한 소쇠계수는 0.4 내지 0.6일 수 있다. 이러한 경우, 상기 위상반전막(20)을 포함하는 포토마스크는 웨이퍼 표면 상에 노광 공정시 패터닝 효과가 우수한 특성을 나타낼 수 있다.The retardation adjusting layer 21 may have a refractive index of 2 to 4 for light having a wavelength of 200 nm or less. The retardation adjusting layer 21 may have a refractive index of 2 to 4 for ArF light. The refractive index of the retardation adjusting layer 21 with respect to light having a wavelength of 200 nm or less may be 2.5 to 3.5. The refractive index of the retardation adjusting layer 21 with respect to ArF light may be 2.5 to 3.5. An extinction coefficient for light having a wavelength of 200 nm or less of the phase difference adjusting layer 21 may be 0.3 to 0.7. The extinction coefficient for ArF light of the phase difference adjusting layer 21 may be 0.3 to 0.7. An extinction coefficient for light having a wavelength of 200 nm or less of the phase difference adjusting layer 21 may be 0.4 to 0.6. The extinction coefficient for ArF light of the phase difference adjusting layer 21 may be 0.4 to 0.6. In this case, the photomask including the phase shift film 20 may exhibit excellent patterning effect during an exposure process on the wafer surface.

예시적으로, 위상반전막(20), 위상반전막(20) 내 포함된 보호층(22) 및 위상차 조정층(21)의 굴절률 및 소쇠계수는 NANO-VIEW사의 MG-PRO 장비를 통해 측정할 수 있다. Illustratively, the refractive index and extinction coefficient of the phase shift film 20, the protective layer 22 and the phase difference adjustment layer 21 included in the phase shift film 20 can be measured through NANO-VIEW's MG-PRO equipment. can

위상반전막의 층별 두께Thickness of each layer of phase shift film

위상반전막(20) 두께 대비 보호층(22)의 두께 비율은 0.04 내지 0.09일 수 있다. 상기 두께 비율은 0.05 내지 0.08일 수 있다. 이러한 경우, 보호층(22)은 위상차 조정층(21)을 안정적으로 보호할 수 있다.A ratio of the thickness of the protective layer 22 to the thickness of the phase shift film 20 may be 0.04 to 0.09. The thickness ratio may be 0.05 to 0.08. In this case, the protective layer 22 may stably protect the phase difference adjusting layer 21 .

보호층(22)의 두께는 25Å 이상 80Å 이하일 수 있다. 보호층(22)의 두께는 35Å 이상 45Å 이하일 수 있다. 이러한 경우, 위상반전막 전체에 미치는 광학적 특성 변화 정도를 효율적으로 제어하면서 다수의 노광공정 및 세정공정에도 불구하고 안정적인 광학특성을 나타내는 위상반전막(20)을 제공할 수 있다.The thickness of the passivation layer 22 may be 25 Å or more and 80 Å or less. The thickness of the passivation layer 22 may be 35 Å or more and 45 Å or less. In this case, it is possible to provide the phase shift film 20 that effectively controls the degree of change in optical properties on the entire phase shift film and exhibits stable optical properties despite a number of exposure and cleaning processes.

예시적으로, 위상반전막(20) 및 위상반전막(20)을 구성하는 각 층의 두께는 위상반전막(20) 단면의 TEM(Transmission Electron Microscopy) 이미지를 통해 확인할 수 있다.For example, the phase shift film 20 and the thickness of each layer constituting the phase shift film 20 may be confirmed through a TEM image of a cross section of the phase shift film 20 .

위상반전막의 제조방법Manufacturing method of phase shift film

구현예의 위상반전막(20) 중 위상차 조절층(21)은 투명기판(10) 위에 스퍼터링을 통해 박막을 형성하는 방식으로 제조될 수 있다.Among the phase shift film 20 of the embodiment, the phase difference control layer 21 may be manufactured by forming a thin film on the transparent substrate 10 through sputtering.

스퍼터링 공정은 DC 전원을 사용할 수 있고, RF 전원을 사용할 수 있다.The sputtering process may use DC power or RF power.

박막을 구성하는 물질의 조성을 고려하여 타겟 및 스퍼터 가스를 선택할 수 있다.The target and sputtering gas may be selected in consideration of the composition of the material constituting the thin film.

스퍼터링 타겟의 경우, 전이금속과 규소를 함께 함유하는 하나의 타겟을 적용할 수 있고, 전이금속을 함유한 타겟과 규소를 함유한 타겟을 각각 적용할 수 있다. 스퍼터링 타겟으로 일 타겟을 적용하는 경우, 상기 타겟의 전이금속과 규소의 함량의 합 대비 전이금속 함량은 30% 이하일 수 있다. 상기 타겟의 전이금속과 규소의 함량의 합 대비 전이금속 함량은 20% 이하일 수 있다. 상기 타겟의 전이금속과 규소의 함량의 합 대비 전이금속 함량은 10% 이하일 수 있다. 상기 타겟의 전이금속과 규소의 함량의 합 대비 전이금속 함량은 2% 이상일 수 있다. 이러한 경우, 상기 타겟을 적용하여 스퍼터링 시 성막되는 위상반전막은 목적하는 광학 특성을 가질 수 있다.In the case of a sputtering target, one target containing a transition metal and silicon may be applied, and a target containing a transition metal and a target containing silicon may be applied respectively. When a target is applied as a sputtering target, the transition metal content relative to the sum of the transition metal and silicon contents of the target may be 30% or less. The transition metal content relative to the sum of the transition metal and silicon content of the target may be 20% or less. The transition metal content relative to the sum of the transition metal and silicon content of the target may be 10% or less. The transition metal content relative to the sum of the transition metal and silicon content of the target may be 2% or more. In this case, the phase shift film formed during sputtering by applying the target may have desired optical properties.

스퍼터 가스의 경우, 박막을 구성하는 원소 중 타겟에 함유된 조성 이외의 조성을 고려하여 스퍼터 가스를 조제할 수 있다. 구체적으로, 탄소를 함유하는 가스로 CH4, 산소를 함유하는 가스로 O2, 질소를 함유하는 가스로 N2 등이 도입될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 스퍼터 가스에는 박막을 구성하는 원소를 포함하는 가스 외에 불활성 가스가 첨가될 수 있다. 불활성 가스로는 Ar, He 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 불활성 가스의 조성에 따라 스퍼터링 시 성막되는 박막의 막질이 변동될 수 있다. 따라서 불활성 가스의 조성을 조절함으로써 박막의 광학 특성을 제어할 수 있다. 스퍼터링 가스는 동일 조성의 가스별로 각각 챔버 내에 도입할 수 있다. 스퍼터링 가스는 각 조성의 가스를 혼합하여 챔버 내에 도입할 수 있다.In the case of the sputtering gas, the sputtering gas may be prepared in consideration of a composition other than the composition contained in the target among the elements constituting the thin film. Specifically, CH 4 as a gas containing carbon, O 2 as a gas containing oxygen , N 2 as a gas containing nitrogen, etc. may be introduced, but is not limited thereto. An inert gas may be added to the sputtering gas in addition to the gas containing the elements constituting the thin film. Examples of the inert gas include Ar, He, and the like, but are not limited thereto. The film quality of a thin film formed during sputtering may be changed according to the composition of the inert gas. Therefore, the optical properties of the thin film can be controlled by adjusting the composition of the inert gas. The sputtering gas may be introduced into the chamber for each gas having the same composition. The sputtering gas may be introduced into the chamber by mixing gases of each composition.

성막하는 박막의 두께 및 면 내 광학특성의 균일도 향상을 위해 챔버에 마그네트를 배치할 수 있다. 구체적으로, 마그네트를 스퍼터링 타겟의 배면(back side)에 위치시키고, 마그네트를 일정 크기의 속도로 회전시킴으로써 타겟 전면에 플라즈마가 일정한 분포를 유지하게 할 수 있다. 마그네트는 50 내지 200rpm의 속도로 회전시킬 수 있다.A magnet may be disposed in the chamber to improve the thickness of the thin film to be formed and the uniformity of in-plane optical properties. Specifically, by positioning the magnet on the back side of the sputtering target, and rotating the magnet at a speed of a certain size, plasma can be maintained at a constant distribution on the front surface of the target. The magnet can be rotated at a speed of 50 to 200 rpm.

앞에서 설명한 바와 같이, 마그네트의 자기장을 조절하면 챔버 내 형성되는 플라즈마의 밀도가 조절되어 블랭크 마스크(100)의 TFT 값 및 성막되는 위상반전막(20)의 광학 특성을 제어할 수 있다. 스퍼터링시 적용되는 마그네트의 자기장은 25 내지 60mT일 수 있다. 상기 자기장은 30 내지 50mT일 수 있다. 이러한 경우, 성막되는 위상반전막(20)은 단파장의 노광광이 적용된 리소그래피 공정에서 두께 방향으로의 열적 변동이 억제되어 우수한 해상력을 나타낼 수 있다.As described above, when the magnetic field of the magnet is adjusted, the density of plasma formed in the chamber is adjusted to control the TFT value of the blank mask 100 and the optical characteristics of the phase shift film 20 to be formed. The magnetic field of the magnet applied during sputtering may be 25 to 60 mT. The magnetic field may be 30 to 50 mT. In this case, the phase shift film 20 to be formed may exhibit excellent resolution by suppressing thermal fluctuations in the thickness direction in a lithography process to which exposure light of a short wavelength is applied.

스퍼터링 공정에서, 타겟과 기판 사이의 거리인 T/S거리와, 기판과 타겟간 각도를 조절할 수 있다. T/S거리는 240 내지 260mm 일 수 있다. 이러한 경우, 성막 속도가 안정적으로 조절되고, 성막되는 박막의 면내 광학 특성 균일도를 향상시킬 수 있다. 기판과 타겟간 각도는 20 내지 30도일 수 있다. 이러한 경우, 성막되는 박막의 내부응력이 과도하게 상승하는 것을 억제할 수 있다.In the sputtering process, the T/S distance, which is the distance between the target and the substrate, and the angle between the substrate and the target may be adjusted. The T/S distance may be 240 to 260 mm. In this case, the film-forming speed can be stably controlled, and the uniformity of in-plane optical properties of the thin film to be formed can be improved. The angle between the substrate and the target may be 20 to 30 degrees. In this case, it is possible to suppress an excessive increase in the internal stress of the thin film to be formed.

스퍼터링 공정에서, 성막되는 기판의 회전 속도를 조절할 수 있다. 성막되는 기판의 회전속도는 2 내지 20RPM일 수 있다. 상기 기판의 회전속도는 5 내지 15RPM일 수 있다. 상기 성막되는 기판의 회전 속도를 이러한 범위 내로 조절할 경우, 성막된 위상반전막(20)은 면내 방향으로의 광학특성의 균등화도가 더욱 향상되면서 안정적인 내구성을 가질 수 있다. In the sputtering process, the rotation speed of the substrate to be formed may be adjusted. The rotation speed of the substrate to be formed may be 2 to 20 RPM. The rotation speed of the substrate may be 5 to 15 RPM. When the rotation speed of the substrate to be formed is adjusted within this range, the phase shift film 20 formed into a film may have stable durability while the degree of equalization of optical properties in the in-plane direction is further improved.

또한, 위상차 조절층(21) 성막 시 스퍼터링 타겟에 가하는 전압의 세기를 조절할 수 있다. 스퍼터링 챔버 내 위치한 타겟에 전압을 공급함으로써 챔버 내 플라즈마 분위기를 포함하는 방전 영역을 형성한다. 상기 전압의 세기를 조절함으로써 마그네트와 함께 챔버 내 플라즈마 분위기를 조절하여 스퍼터링 시 성막되는 막의 막질을 조절할 수 있다. 스퍼터링 타겟에 가하는 전압의 세기는 1 내지 3kW일 수 있다. 상기 전압의 세기는 1.5 내지 2.5kW일 수 있다. 상기 전압의 세기는 1.8 내지 2.2kW일 수 있다. 이러한 경우, 위상반전막(20)의 내부 잔류응력이 목적하는 범위 내로 조절될 수 있다.In addition, it is possible to adjust the intensity of the voltage applied to the sputtering target when the phase difference control layer 21 is formed. A discharge region including a plasma atmosphere in the chamber is formed by supplying a voltage to a target located in the sputtering chamber. By controlling the intensity of the voltage, it is possible to control the plasma atmosphere in the chamber together with the magnet to control the film quality of the film formed during sputtering. The strength of the voltage applied to the sputtering target may be 1 to 3 kW. The strength of the voltage may be 1.5 to 2.5 kW. The strength of the voltage may be 1.8 to 2.2 kW. In this case, the internal residual stress of the phase shift film 20 may be adjusted within a desired range.

스퍼터링 장비에 분광타원해석기를 설치할 수 있다. 이를 통해, 성막되는 위상차 조정층(21)이 목적하는 광학적 특성을 가질 수 있도록 성막 시간을 제어할 수 있다. 구체적으로, 입사광(Li)이 성막되는 위상차 조정층(21)의 표면과 이루는 각도(θ)를 설정한 후, 증착과정 동안 실시간으로 성막되는 위상차 조정층(21)의 Del_2 값을 모니터링 할 수 있다. 상기 Del_2 값이 설정 범위 내에 속할 때까지 증착 공정을 진행함으로써 위상반전막(20)이 목적하는 광학 특성을 가지게 할 수 있다.A spectral ellipse analyzer can be installed in the sputtering equipment. Through this, the deposition time may be controlled so that the phase difference adjusting layer 21 to be formed may have desired optical properties. Specifically, after setting the angle (θ) the incident light (L i ) forms with the surface of the retardation adjusting layer 21 formed into a film, the Del_2 value of the retardation adjusting layer 21 formed in real time during the deposition process can be monitored. have. By performing the deposition process until the Del_2 value falls within a set range, the phase shift film 20 may have desired optical properties.

스퍼터링 공정을 마친 직후 위상차 조절층(21) 표면에 UV 광원 조사를 실시할 수 있다. 스퍼터링 공정에서 투명기판(10)을 구성하는 SiO2 매트릭스의 Si는 전이금속으로 치환되고, O는 N으로 치환될 수 있다. 스퍼터링 공정을 지속할 경우 전이금속이 고용한계(Solubility Limit)를 벗어나게 되어 SiO2 매트릭스 내 Si와 치환이 되는 것이 아닌 침입형 자리(Interstitial site)에 배치되어 전이금속이 Si, O, N 등의 원소와 함께 혼합물을 형성할 수 있다. 상기 혼합물은 균일(homogeneous) 상태 또는 불균일(inhomogeneous) 상태일 수 있다. 표면에 불균일 상태의 혼합물이 형성된 위상차 조절층(21)의 경우, 노광공정 중 단파장의 노광광에 의해 위상차 조절층(21) 표면에 헤이즈 결함이 형성될 수 있다. 또한 디펙트 제거를 위한 세정 공정에서 세정액으로 황산을 사용할 경우, 세정 공정 후 황 이온이 위상차 조절층(21) 표면에 잔류할 수 있다. 잔류하는 황 이온은 웨이퍼 노광 공정 중 노광광에 의한 강한 에너지를 장기간 받을 경우 불균일 상태의 혼합물과 반응하여 위상차 조절층(21) 표면에 성장성 결함을 발생시킬 수 있다. 따라서 위상차 조절층(21) 표면에 미리 설정된 파장의 UV광을 노출시켜 위상차 조절층(21) 표면의 혼합물 내 전이금속 및 N 함량을 막 내 방향으로 균일화시킴으로써 위상차 조절층(21)의 내광성 및 내약품성을 향상시킬 수 있다.Immediately after the sputtering process is completed, the surface of the retardation control layer 21 may be irradiated with a UV light source. In the sputtering process, Si of the SiO 2 matrix constituting the transparent substrate 10 may be substituted with a transition metal, and O may be substituted with N. If the sputtering process is continued, the transition metal is out of the Solubility Limit and is placed in an interstitial site rather than being substituted with Si in the SiO 2 matrix, so that the transition metal is an element such as Si, O, N can form a mixture with The mixture may be in a homogeneous state or in an inhomogeneous state. In the case of the phase difference control layer 21 having a non-uniform mixture formed on the surface, a haze defect may be formed on the surface of the phase difference control layer 21 by exposure light of a short wavelength during an exposure process. In addition, when sulfuric acid is used as a cleaning liquid in the cleaning process for removing defects, sulfur ions may remain on the surface of the retardation control layer 21 after the cleaning process. Residual sulfur ions may react with a non-uniform mixture when receiving strong energy from exposure light during the wafer exposure process for a long period of time to generate growth defects on the surface of the phase difference control layer 21 . Therefore, by exposing UV light of a preset wavelength to the surface of the phase difference control layer 21 to equalize the transition metal and N content in the mixture of the surface of the phase difference control layer 21 in the direction of the film, the light resistance and resistance of the phase difference control layer 21 It can improve drug properties.

UV광을 이용한 위상차 조절층(21) 표면 처리는 2 내지 10mW/cm2 파워에서 파장 200nm 이하의 광원을 5 내지 20분 동안 위상차 조절층(21)에 노출시키는 방법으로 진행될 수 있다.The surface treatment of the phase difference control layer 21 using UV light may be performed by exposing a light source having a wavelength of 200 nm or less to the phase difference control layer 21 at a power of 2 to 10 mW/cm 2 for 5 to 20 minutes.

UV광 조사공정과 함께 또는 별도로, 위상차 조절층(21)을 열처리할 수 있다. UV광 조사공정과 열처리는 UV 조사에 의해 진행되는 발열을 활용하여 적용될 수 있고, 별도의 공정으로 진행될 수도 있다. The retardation control layer 21 may be heat-treated together with or separately from the UV light irradiation process. The UV light irradiation process and heat treatment may be applied by utilizing the heat generated by UV irradiation, or may be performed as a separate process.

스퍼터링 공정을 통한 성막을 마친 위상차 조절층(21)은 내부 응력을 가질 수 있다. 내부응력은 스퍼터링의 조건에 따라 압축 응력일 수 있고, 인장 응력일 수 있다. 위상차 조절층(21)의 내부응력은 기판의 휘어짐을 초래할 수 있으며, 이는 블랭크 마스크(100)를 이용하여 제조한 포토마스크의 해상도 저하를 유발할 수 있다. 위상차 조절층(21)에 열처리를 행할 경우 위상반전막(20)의 내부응력을 저감하여 기판의 휘어짐을 저감할 수 있다.The phase difference control layer 21 after the deposition through the sputtering process may have an internal stress. The internal stress may be a compressive stress or a tensile stress depending on the conditions of sputtering. The internal stress of the phase difference control layer 21 may cause warpage of the substrate, which may cause a decrease in resolution of a photomask manufactured using the blank mask 100 . When heat treatment is performed on the phase difference control layer 21 , the internal stress of the phase shift film 20 is reduced to reduce warpage of the substrate.

보호층(22)은 위상차 조정층(21) 상에 별도의 스퍼터링 공정을 통해 형성될 수 있다. 보호층(22)은 위상차 조정층(21)을 형성한 후 상기 위상차 조정층(21) 상에 표면 처리 공정을 실시하여 형성될 수 있다.The protective layer 22 may be formed on the phase difference adjusting layer 21 through a separate sputtering process. The protective layer 22 may be formed by performing a surface treatment process on the retardation adjusting layer 21 after forming the retardation adjusting layer 21 .

보호층(22)은 스퍼터링을 통한 위상차 조정층(21) 성막 후 열처리 공정을 통하여 형성될 수 있다. 열처리 공정 시 위상차 조정층(21) 표면이 분위기 가스와 반응함으로써 보호층(22)이 형성될 수 있다. The protective layer 22 may be formed through a heat treatment process after forming the retardation adjusting layer 21 through sputtering. During the heat treatment process, the protective layer 22 may be formed by reacting the surface of the phase difference adjusting layer 21 with the atmospheric gas.

열처리 공정 시 챔버 내 분위기 가스를 도입함으로써 위상차 조절층(21) 표면에 보호층(22)을 형성할 수 있다. 열처리 공정 시 분위기 가스를 도입할 수 있다. 분위기 가스로는 He, Ar 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. The protective layer 22 may be formed on the surface of the retardation control layer 21 by introducing an atmospheric gas in the chamber during the heat treatment process. Atmospheric gas may be introduced during the heat treatment process. The atmospheric gas includes He, Ar, and the like, but is not limited thereto.

열처리 공정은 승온단계, 온도 유지단계, 강온단계 및 보호층 형성단계를 포함할 수 있다. 열처리 공정은 표면에 위상차 조절층(21)이 성막된 블랭크 마스크를 챔버 내에 배치한 후 램프를 통해 가열함으로써 진행될 수 있다. The heat treatment process may include a temperature raising step, a temperature maintaining step, a temperature decreasing step, and a protective layer forming step. The heat treatment process may be performed by disposing a blank mask having the phase difference control layer 21 formed thereon in a chamber and then heating it through a lamp.

승온단계는 챔버 내 온도를 실온에서 설정온도인 150 내지 500℃로 상승시키는 단계이다. 온도 유지단계는 챔버 내 온도를 상기 설정온도로 유지하고, 챔버 내 압력을 0.1 내지 2.0 Pa로 유지하는 단계이다. 온도 유지단계는 5분 내지 60분 동안 진행될 수 있다. 강온단계는 챔버 내 온도를 설정온도에서 실온으로 강하하는 단계이다. 보호층 형성단계는 강온단계를 마친 후 챔버 내 반응성 기체를 포함하는 기체를 도입하여 위상반전막 표면에 보호층을 형성시키는 단계이다. 상기 반응성 기체는 O2를 포함할 수 있다. 보호층 형성단계에서 챔버 내 도입되는 기체는 N2, Ar 및 He 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로 보호층 형성단계는 O2 기체를 챔버 내에 0.3 내지 2.5 SLM(Standard Liter per Minute)으로 도입할 수 있다. 상기 O2 기체를 챔버 내에 0.5 내지 2 SLM으로 도입할 수 있다. 보호층 형성단계 진행 시간은 10분 내지 60분동안 진행될 수 있다. 보호층 형성단계 진행 시간은 12분 내지 45분동안 진행될 수 있다. 이러한 경우, 보호층(22)의 두께 방향으로의 원소별 함량이 조절되어 보호층(22)으로 인한 위상반전막(20)의 광학 특성 변동을 억제할 수 있다.The temperature raising step is a step of raising the temperature in the chamber from room temperature to a set temperature of 150 to 500°C. The temperature maintaining step is a step of maintaining the temperature in the chamber at the set temperature and maintaining the pressure in the chamber at 0.1 to 2.0 Pa. The temperature maintenance step may be performed for 5 to 60 minutes. The temperature lowering step is a step of lowering the temperature in the chamber from the set temperature to room temperature. The protective layer forming step is a step of forming a protective layer on the surface of the phase shift film by introducing a gas containing a reactive gas into the chamber after the temperature lowering step is completed. The reactive gas may include O 2 . The gas introduced into the chamber in the protective layer forming step may include at least one of N 2 , Ar, and He. Specifically, in the protective layer forming step, O 2 gas may be introduced into the chamber at 0.3 to 2.5 SLM (Standard Liter per Minute). The O 2 gas may be introduced into the chamber at 0.5 to 2 SLM. The protective layer forming step may proceed for 10 to 60 minutes. The protective layer forming step may proceed for 12 to 45 minutes. In this case, the content of each element in the thickness direction of the passivation layer 22 may be adjusted to suppress fluctuations in optical properties of the phase shift film 20 due to the passivation layer 22 .

차광막의 제조방법, 조성 및 광학 특성Light-shielding film manufacturing method, composition and optical properties

차광막(30)은 단층 구조일 수 있다. 차광막(30)은 2층 이상의 복수 층 구조일 수 있다. 차광막(30)은 스퍼터링을 통해 성막될 수 있다. 차광막(30)은 스퍼터링 제어 조건에 따라 2층 이상의 층구조를 가질 수 있다. 차광막(30) 스퍼터링 공정 시 층별 분위기 가스별 유량을 변경함으로써 복수층의 차광막(30)을 형성할 수 있다. 차광막(30) 스퍼터링 공정 시 층별로 스퍼터링 타겟을 변경함으로써 복수 층의 차광막(30)을 형성할 수 있다.The light blocking film 30 may have a single-layer structure. The light blocking film 30 may have a multi-layer structure of two or more layers. The light blocking film 30 may be formed through sputtering. The light blocking film 30 may have a layer structure of two or more layers according to sputtering control conditions. Light-shielding film 30 During the sputtering process, a plurality of light-shielding films 30 may be formed by changing the flow rate for each atmospheric gas for each layer. Light-shielding film 30 During the sputtering process, a plurality of light-shielding films 30 may be formed by changing the sputtering target for each layer.

차광막(30)은 크롬, 산소, 질소 및 탄소를 포함할 수 있다. 전체 차광막(30) 대비 원소별 함량은 두께 방향으로 상이할 수 있다. 전체 차광막(30) 대비 원소별 함량은 복수층의 차광막(30)일 경우 층별로 상이할 수 있다.The light blocking layer 30 may include chromium, oxygen, nitrogen, and carbon. The content of each element relative to the entire light blocking layer 30 may be different in the thickness direction. The content of each element relative to the total light blocking film 30 may be different for each layer in the case of the plurality of layers of the light blocking film 30 .

차광막(30)은 크롬을 44 내지 60원자% 포함할 수 있다. 차광막(30)은 크롬을 47 내지 57원자% 포함할 수 있다. 차광막(30)은 탄소를 5 내지 30원자% 포함할 수 있다. 차광막(30)은 탄소를 7 내지 25원자% 포함할 수 있다. 차광막(30)은 질소를 3 내지 20원자% 포함할 수 있다. 차광막(30)은 질소를 5 내지 15원자% 포함할 수 있다. 차광막(30)은 산소를 20 내지 45원자% 포함할 수 있다. 차광막(30)은 산소를 25 내지 40원자% 포함할 수 있다. 이러한 경우, 차광막(30)은 충분한 소광 특성을 가질 수 있다.The light blocking layer 30 may include 44 to 60 atomic % of chromium. The light blocking layer 30 may include 47 to 57 atomic % of chromium. The light blocking film 30 may contain 5 to 30 atomic % carbon. The light blocking film 30 may contain 7 to 25 atomic % carbon. The light blocking layer 30 may contain 3 to 20 atomic % nitrogen. The light blocking layer 30 may contain 5 to 15 atomic % nitrogen. The light blocking layer 30 may contain 20 to 45 atomic % oxygen. The light blocking layer 30 may contain 25 to 40 atomic % oxygen. In this case, the light blocking film 30 may have sufficient quenching characteristics.

위상반전막(20) 및 차광막(30)은 다중막에 포함된다. 상기 다중막은 투명기판(10) 위에 블라인드 패턴을 형성하여 노광광이 투과되는 것을 억제할 수 있다.The phase shift film 20 and the light blocking film 30 are included in the multilayer. The multilayer may form a blind pattern on the transparent substrate 10 to suppress transmission of the exposure light.

다중막의 파장 200nm 이하의 광에 대한 광학농도는 3 이상일 수 있다. 다중막의 ArF 광에 대한 광학농도는 3 이상일 수 있다. 다중막의 파장 200nm 이하의 광에 대한 광학농도는 3.5 이상일 수 있다. 다중막의 ArF 광에 대한 광학농도는 3.5 이상일 수 있다. 이러한 경우, 다중막은 우수한 광 차단 특성을 가질 수 있다.The optical density of the multilayer with respect to light having a wavelength of 200 nm or less may be 3 or more. The optical density of the multilayer for ArF light may be 3 or more. The optical density of the multilayer for light having a wavelength of 200 nm or less may be 3.5 or more. The optical density of the multilayer for ArF light may be 3.5 or more. In this case, the multilayer may have excellent light blocking properties.

구현예의 차광막은 위상반전막에 접하여 성막될 수 있고, 위상반전막 상에 위치한 다른 박막에 접하여 성막될 수 있다.The light blocking film of the embodiment may be formed in contact with the phase shift film, or may be formed in contact with another thin film positioned on the phase shift film.

차광막은 하층 및 상기 하층 상에 위치하는 상층을 포함할 수 있다.The light blocking layer may include a lower layer and an upper layer positioned on the lower layer.

스퍼터링 공정은 DC 전원을 사용할 수 있고, RF 전원을 사용할 수 있다.The sputtering process may use DC power or RF power.

차광막의 조성을 고려하여 차광막 스퍼터링 시 타겟 및 스퍼터 가스를 선택할 수 있다. 차광막이 2 이상의 층을 포함하는 경우, 각 층별 스퍼터링 시 스퍼터 가스의 조성을 상이하게 적용할 수 있다. 차광막이 2 이상의 층을 포함하는 경우, 각 층별 스퍼터링 시 스퍼터링 타겟 및 스퍼터 가스의 조성을 상이하게 적용할 수 있다.In consideration of the composition of the light-shielding film, a target and a sputtering gas may be selected during sputtering of the light-shielding film. When the light-shielding film includes two or more layers, a composition of the sputtering gas may be differently applied during sputtering for each layer. When the light-shielding film includes two or more layers, the composition of the sputtering target and the sputtering gas may be differently applied during sputtering for each layer.

스퍼터링 타겟의 경우, 크롬을 함유하는 하나의 타겟을 적용할 수 있고, 크롬을 함유하는 일 타겟을 포함하여 2 이상의 타겟을 적용할 수 있다. 크롬을 함유하는 타겟은 크롬을 90원자% 이상 포함할 수 있다. 크롬을 함유하는 타겟은 크롬을 95원자% 이상 포함할 수 있다. 크롬을 함유하는 타겟은 크롬을 99원자% 이상 포함할 수 있다.In the case of a sputtering target, one target containing chromium may be applied, and two or more targets including one target containing chromium may be applied. The target containing chromium may contain 90 atomic% or more of chromium. The target containing chromium may contain 95 atomic% or more of chromium. The target containing chromium may contain 99 atomic% or more of chromium.

스퍼터 가스의 경우, 차광막의 각 층을 구성하는 원소의 조성, 차광막 막질, 광학특성 등을 고려하여 스퍼터 가스의 조성을 조절할 수 있다.In the case of the sputtering gas, the composition of the sputtering gas may be adjusted in consideration of the composition of elements constituting each layer of the light-shielding film, the quality of the light-shielding film, optical characteristics, and the like.

스퍼터 가스는 반응성 기체와 불활성 기체를 포함할 수 있다. 스퍼터 가스 내 반응성 기체의 함량을 조절함으로써 성막되는 차광막의 광학특성 및 막질 등을 제어할 수 있다. 반응성 기체는 CO2, O2, N2 NO2 등을 포함할 수 있다. 반응성 기체는 상기 기재한 기체 외에 다른 기체를 더 포함할 수 있다. The sputtering gas may include a reactive gas and an inert gas. By controlling the content of the reactive gas in the sputtering gas, it is possible to control the optical properties and film quality of the light-shielding film to be formed. Reactive gases are CO 2 , O 2 , N 2 and NO 2 and the like. The reactive gas may further include other gases in addition to the gases described above.

스퍼터 가스 내 불활성 기체의 함량을 조절함으로써 성막되는 차광막의 막질등을 제어할 수 있다. 불활성 기체는 Ar, He 및 Ne 등을 포함할 수 있다. 불활성 기체는 상기 기재한 기체 외에 다른 기체를 더 포함할 수 있다. By controlling the content of the inert gas in the sputtering gas, it is possible to control the film quality of the light-shielding film formed into a film. The inert gas may include Ar, He, Ne, and the like. The inert gas may further include other gases in addition to the gases described above.

차광막 하층 성막 시 Ar, N2, He 및 CO2를 포함하는 스퍼터 가스를 챔버 내 주입할 수 있다. 구체적으로, 상기 스퍼터 가스의 전체 유량 대비 CO2 및 N2의 유량의 합이 40% 이상인 스퍼터 가스를 챔버 내 주입할 수 있다. 이러한 경우, 차광막 하층은 목적하는 광학특성을 가질 수 있고, 차광막이 목적하는 TFT2 값을 가지는데 기여할 수 있다.When forming the lower layer of the light blocking layer, a sputtering gas including Ar, N2, He, and CO2 may be injected into the chamber. Specifically, the sputtering gas in which the sum of the flow rates of CO2 and N2 is 40% or more with respect to the total flow rate of the sputtering gas may be injected into the chamber. In this case, the light-shielding film lower layer may have a desired optical characteristic, and may contribute to the light-shielding film having a desired TFT2 value.

차광막 상층 성막 시 Ar 및 N2를 포함하는 스퍼터 가스를 챔버 내 주입할 수 있다. 구체적으로, 상기 스퍼터 가스의 전체 유량 대비 N2의 유량이 30%이상인 스퍼터 가스를 챔버 내 주입할 수 있다. 이러한 경우, 차광막의 온도에 따른 두께 방향으로의 수치 변동을 제어하는데 기여할 수 있다.When forming the upper layer of the light blocking layer, a sputtering gas containing Ar and N2 may be injected into the chamber. Specifically, a sputtering gas having a flow rate of N2 of 30% or more relative to the total flow rate of the sputtering gas may be injected into the chamber. In this case, it can contribute to controlling the numerical fluctuation in the thickness direction according to the temperature of the light-shielding film.

스퍼터 가스를 구성하는 각 기체들은 스퍼터 챔버 내에 혼합하여 주입될 수 있다. 스퍼터 가스를 구성하는 각 기체들은 스퍼터 챔버 내 서로 다른 투입구를 통해 각각 개별적으로 주입될 수 있다.Each gas constituting the sputtering gas may be mixed and injected into the sputtering chamber. Each gas constituting the sputtering gas may be individually injected through different inlets in the sputtering chamber.

성막하는 차광막의 막질 및 면 내 광학특성의 균일도 제어를 위해 챔버에 마그네트를 배치할 수 있다. 구체적으로, 마그네트를 스퍼터링 타겟의 배면(back side)에 위치시키고, 마그네트를 일정 크기의 속도로 회전시킴으로써 타겟 전면에 플라즈마가 일정한 분포를 유지하게 할 수 있다. 마그네트는 각 층별 성막 시 50 내지 200rpm의 속도로 회전시킬 수 있다.A magnet may be disposed in the chamber to control the film quality of the light blocking film to be formed and the uniformity of in-plane optical properties. Specifically, by positioning the magnet on the back side of the sputtering target, and rotating the magnet at a speed of a certain size, plasma can be maintained at a constant distribution on the front surface of the target. The magnet may be rotated at a speed of 50 to 200 rpm when forming a film for each layer.

스퍼터링 공정에서, 타겟과 기판 사이의 거리인 T/S거리와, 기판과 타겟간 각도를 조절할 수 있다. 차광막의 각 층별 성막 시 T/S거리는 240 내지 300mm 일 수 있다. 이러한 경우, 성막 속도가 안정적으로 조절되고, 성막되는 박막의 면내 광학 특성 균일도를 향상시킬 수 있다. 기판과 타겟간 각도는 20 내지 30도일 수 있다. 이러한 경우, 성막되는 박막의 내부응력이 과도하게 상승하는 것을 억제할 수 있다.In the sputtering process, the T/S distance, which is the distance between the target and the substrate, and the angle between the substrate and the target may be adjusted. When forming each layer of the light-shielding film, the T/S distance may be 240 to 300 mm. In this case, the film-forming speed can be stably controlled, and the uniformity of in-plane optical properties of the thin film to be formed can be improved. The angle between the substrate and the target may be 20 to 30 degrees. In this case, it is possible to suppress an excessive increase in the internal stress of the thin film to be formed.

스퍼터링 공정에서, 성막되는 기판의 회전 속도를 조절할 수 있다. 차광막의 각 층별 성막 시 성막되는 기판의 회전속도는 2 내지 50RPM일 수 있다. 상기 기판의 회전속도는 10 내지 40RPM일 수 있다. 상기 성막되는 기판의 회전 속도를 이러한 범위 내로 조절할 경우, 성막된 차광막(30)의 각 층은 면내 방향으로의 광학특성 및 TFT2 값의 균등화도가 더욱 높아질 수 있고, 차광막(30)의 내구성이 향상될 수 있다.In the sputtering process, the rotation speed of the substrate to be formed may be adjusted. When the light-shielding film is formed for each layer, the rotation speed of the substrate to be formed may be 2 to 50 RPM. The rotation speed of the substrate may be 10 to 40 RPM. When the rotation speed of the substrate to be formed is adjusted within this range, the optical properties and TFT2 values of each layer of the formed light-shielding film 30 in the in-plane direction can be further increased, and the durability of the light-shielding film 30 is improved. can be

또한, 차광막(30) 성막 시 스퍼터링 타겟에 가하는 전압의 세기를 조절할 수 있다. 스퍼터링 챔버 내 위치한 타겟에 전압을 공급함으로써 챔버 내 플라즈마 분위기를 포함하는 방전 영역을 형성한다. 상기 전압의 세기를 조절함으로써 마그네트와 함께 챔버 내 플라즈마 분위기를 조절하여 스퍼터링 시 성막되는 막의 막질을 조절할 수 있다. In addition, it is possible to adjust the intensity of the voltage applied to the sputtering target when the light blocking film 30 is formed. A discharge region including a plasma atmosphere in the chamber is formed by supplying a voltage to a target located in the sputtering chamber. By controlling the intensity of the voltage, it is possible to control the plasma atmosphere in the chamber together with the magnet to control the film quality of the film formed during sputtering.

차광막 하층 성막 시 스퍼터링 타겟에 가하는 전압의 세기는 0.5 내지 2kW일 수 있다. 상기 전압의 세기는 1.0 내지 1.8kW일 수 있다. 상기 전압의 세기는 1.2 내지 1.5kW일 수 있다. 차광막 상층 성막 시 스퍼터링 타겟에 가하는 전압의 세기는 1 내지 3kW일 수 있다. 상기 전압의 세기는 1.3 내지 2.5kW일 수 있다. 상기 전압의 세기는 1.5 내지 2.0kW일 수 있다. 이러한 경우, 차광막(30)이 온도에 따른 두께 방향으로의 수치 변동이 과도하게 발생하는 것을 억제할 수 있다.The strength of the voltage applied to the sputtering target when the light-shielding layer underlayer is formed may be 0.5 to 2 kW. The strength of the voltage may be 1.0 to 1.8 kW. The strength of the voltage may be 1.2 to 1.5 kW. The strength of the voltage applied to the sputtering target during the formation of the upper layer of the light blocking layer may be 1 to 3 kW. The strength of the voltage may be 1.3 to 2.5 kW. The strength of the voltage may be 1.5 to 2.0 kW. In this case, it is possible to suppress excessive numerical fluctuations in the thickness direction of the light blocking film 30 according to the temperature.

스퍼터링 장비에 분광타원해석기를 설치할 수 있다. 이를 통해, 성막되는 차광막(30)이 목적하는 광학적 특성을 가질 수 있도록 성막 시간을 제어할 수 있다. 차광막(30) 성막 시 스퍼터링 장비에 분광타원해석기를 설치 후 측정하는 방법은 위상반전막 성막 시와 동일하므로 생략한다.A spectral ellipse analyzer can be installed in the sputtering equipment. Through this, the film formation time can be controlled so that the light blocking film 30 to be formed can have desired optical properties. The method of measuring after installing a spectral elliptic analyzer in the sputtering equipment when forming the light blocking film 30 is the same as in forming the phase shift film, so it is omitted.

차광막(30) 하층 성막 시 분광타원해석기로 측정한 반사광의 P파와 S파간 위상차가 140°인 점에서의 포톤 에너지가 1.6 내지 2.2eV가 될 때까지 스퍼터링을 진행할 수 있다. 차광막(30) 하층 성막 시 분광타원해석기로 측정한 반사광의 P파와 S파간 위상차가 140°인 점에서의 포톤 에너지가 1.8 내지 2.0eV가 될 때까지 스퍼터링을 진행할 수 있다.When forming the lower layer of the light shielding film 30, sputtering may be performed until the photon energy at the point where the phase difference between the P wave and the S wave of the reflected light measured by a spectral elliptic analyzer is 140° becomes 1.6 to 2.2 eV. When forming the lower layer of the light shielding film 30, sputtering may be performed until the photon energy at the point where the phase difference between the P wave and the S wave of the reflected light measured by a spectral elliptic analyzer is 140° becomes 1.8 to 2.0 eV.

차광막(30) 상층 성막 시 분광타원해석기로 측정한 반사광의 P파와 S파간 위상차가 140°인 점에서의 포톤 에너지가 1.7 내지 3.2eV가 될 때까지 스퍼터링을 진행할 수 있다. 차광막(30) 상층 성막 시 분광타원해석기로 측정한 반사광의 P파와 S파간 위상차가 140°인 점에서의 포톤 에너지가 2.5 내지 3.0eV가 될 때까지 스퍼터링을 진행할 수 있다.When the upper layer of the light blocking film 30 is formed, sputtering may be performed until the photon energy at the point where the phase difference between the P wave and the S wave of the reflected light measured by a spectral elliptic analyzer is 140° becomes 1.7 to 3.2 eV. When the upper layer of the light blocking film 30 is formed, sputtering may be performed until the photon energy at the point where the phase difference between the P wave and the S wave of the reflected light measured by a spectral elliptic analyzer is 140° becomes 2.5 to 3.0 eV.

이러한 경우, 성막된 차광막은 포토마스크의 블라인드 패턴에 포함되어 노광광을 효과적으로 차단할 수 있다.In this case, the formed light blocking film may be included in the blind pattern of the photomask to effectively block the exposure light.

구현예의 다른 실시예에 따른 포토마스크는 앞에서 설명한 블랭크 마스크(100)로 제조될 수 있다. A photomask according to another exemplary embodiment may be manufactured using the blank mask 100 described above.

구체적으로, 포토마스크는 상기 블랭크 마스크(100) 표면을 레지스트로 도포한 후 건조하여 레지스트막(미도시)을 형성할 수 있다. 레지스트는 포지티브 레지스트(positive resist)일 수 있고, 네가티브 레지스트(negative resist)일 수 있다. 레지스트막은 차광막(30)에 인접하여 형성될 수 있다. 레지스트막은 차광막(30) 상에 위치하는 다른 막 표면상에 인접하여 형성될 수 있다.Specifically, the photomask may form a resist film (not shown) by coating the surface of the blank mask 100 with a resist and then drying the photomask. The resist may be a positive resist or a negative resist. The resist film may be formed adjacent to the light blocking film 30 . A resist film may be formed adjacent to the surface of another film positioned on the light blocking film 30 .

레지스트막 상에 EB 또는 광 조사를 통해 패턴을 묘화 후 가열, 현상하여 패턴을 형성할 수 있다. 상기 형성된 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여 블랭크 마스크(100) 표면에 형성된 박막을 에칭 가공할 수 있다. 상기 에칭 가공되는 박막은 차광막(30)일 수 있다. 상기 에칭 가공되는 박막은 차광막(30) 상에 형성된 다른 박막일 수 있다. 에칭 가공은 에칭 대상인 막의 조성에 따라 드라이 에칭을 적용할 수 있다. 드라이 에칭에 적용되는 에칭 기체로는 염소계 가스와 불소계 가스가 적용될 수 있다.A pattern can be formed by drawing a pattern on the resist film through EB or light irradiation, then heating and developing. The thin film formed on the surface of the blank mask 100 may be etched using the formed resist pattern as an etching mask. The thin film to be etched may be the light blocking film 30 . The thin film to be etched may be another thin film formed on the light blocking film 30 . In the etching process, dry etching may be applied depending on the composition of the film to be etched. A chlorine-based gas and a fluorine-based gas may be applied as the etching gas applied to the dry etching.

이후, 레지스트막을 제거하고, 위상반전막 및 차광막을 설계한 패턴 형상대로 식각할 수 있다. 식각 시 박막 별 에칭 특성을 고려하여 서로 다른 에천트를 적용할 수 있다.Thereafter, the resist layer may be removed, and the phase shift layer and the light blocking layer may be etched according to a designed pattern shape. During etching, different etchants may be applied in consideration of the etching characteristics of each thin film.

도 4는 실시예 1 내지 3의 포톤 에너지에 대한 식 2에 기재된 DPS 값을 측정한 그래프이고, 도 5는 실시예 1 내지 3의 포톤 에너지에 대한 식 2의 Del_2 값을 측정한 그래프이고, 도 6은 비교예 1 및 2의 포톤 에너지에 대한 식 2에 기재된 DPS 값을 측정한 그래프이고, 도 7은 비교예 1 및 2의 포톤 에너지에 대한 식 2의 Del_2 값을 측정한 그래프이다. 상기 도 4 내지 7을 참조하여 구체적인 실시예에 대해 설명한다.4 is a graph of measuring the DPS value described in Equation 2 with respect to the photon energy of Examples 1 to 3, and FIG. 5 is a graph of measuring the Del_2 value of Equation 2 with respect to the photon energy of Examples 1 to 3, FIG. 6 is a graph of measuring the DPS value described in Equation 2 with respect to the photon energy of Comparative Examples 1 and 2, and FIG. 7 is a graph of measuring the Del_2 value of Equation 2 with respect to the photon energy of Comparative Examples 1 and 2. A specific embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 7 .

이하, 구체적인 실시예에 대하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, specific examples will be described in more detail.

제조예: 위상반전막의 성막Preparation Example: Formation of phase shift film

실시예 1: DC 스퍼터링 장비의 챔버 내 가로 6인치, 세로 6인치, 두께 0.25인치의 쿼츠 소재 투명기판을 배치하였다. 몰리브덴과 규소가 1:9 원자비로 포함된 타겟이 T/S 거리가 255mm, 기판과 타겟간 각도가 25도를 형성하도록 챔버 내에 배치하였다. 타겟 배면에는 40mT의 자기장을 갖는 마그네트를 위치시켰다. Example 1: A quartz transparent substrate having a width of 6 inches, a length of 6 inches, and a thickness of 0.25 inches was disposed in the chamber of the DC sputtering equipment. The target containing molybdenum and silicon in an atomic ratio of 1:9 was placed in the chamber so that the T/S distance was 255 mm and the angle between the substrate and the target was 25 degrees. A magnet having a magnetic field of 40 mT was placed on the rear surface of the target.

이후 Ar:N2:He=9:52:39의 비율로 혼합된 스퍼터 가스를 챔버 내 도입하고, 스퍼터링 전압을 2kW, 마그네트를 150rpm의 속도로 회전시키면서 스퍼터링 공정을 실시하였다. 박막이 형성되는 영역은 투명기판 표면의 가로 132mm, 세로 132mm의 넓이로 설정한 영역 내로 한정하였다. 스퍼터링 공정은 상기 식 2에 따른 Del_2 값이 0인 점에서의 포톤 에너지가 2.0eV가 될 때까지 실시하였다.After that, a sputtering gas mixed at a ratio of Ar:N 2 :He=9:52:39 was introduced into the chamber, the sputtering voltage was 2kW, and the magnet was rotated at a speed of 150rpm to perform a sputtering process. The area in which the thin film is formed was limited to the area set by the width of 132 mm and the width of 132 mm on the surface of the transparent substrate. The sputtering process was performed until the photon energy at the point where the Del_2 value according to Equation 2 was 0 became 2.0 eV.

스퍼터링을 마친 블랭크마스크의 위상반전막 표면을 7mW/cm2 파워에서 172nm 파장의 Excimer UV광을 5분간 노출시켰다.After sputtering, the surface of the phase shift film of the blank mask was exposed to Excimer UV light with a wavelength of 172 nm at 7 mW/cm 2 power for 5 minutes.

이후 상기 블랭크마스크를 열처리 공정용 챔버 내 도입한 후 1Pa에서 400℃로 30분간 어닐링한 후 자연냉각하였다. 자연냉각을 마친 후 열처리 공정용 챔버 내 O2 기체를 1SLM 속도로 30분간 챔버 내 도입하였다. 이때, O2의 공급 온도는 약 300℃였다.After that, the blank mask was introduced into a chamber for a heat treatment process, annealed at 1 Pa at 400° C. for 30 minutes, and then cooled naturally. After natural cooling, O 2 gas in the chamber for the heat treatment process was introduced into the chamber at a rate of 1 SLM for 30 minutes. At this time, the supply temperature of O 2 was about 300 ℃.

상기 성막된 위상반전막 표면 상에 차광막 스퍼터링 공정을 실시하였다. 구체적으로, 위상반전막이 성막된 투명기판 및 크롬 타겟을 스퍼터링 챔버 내 배치한 후 유량비가 Ar:N2:He:CO2=19:11:34:37인 스퍼터 가스를 챔버 내 도입하고 스퍼터링 전압을 1.35kW로 적용하여 스퍼터링을 실시하였다. 스퍼터링을 분광타원해석기로 측정한 P파와 S파간 위상차가 140°인 점에서의 포톤 에너지가 1.9eV가 될 때까지 진행하여 차광막 하층을 성막하였다.A light-shielding film sputtering process was performed on the surface of the phase shift film formed into a film. Specifically, after the transparent substrate on which the phase shift film is formed and the chromium target are placed in the sputtering chamber, a sputter gas having a flow ratio of Ar:N 2 :He:CO 2 =19:11:34:37 is introduced into the chamber, and the sputtering voltage is applied. Sputtering was performed by applying 1.35kW. Sputtering was carried out until the photon energy at the point where the phase difference between the P wave and the S wave measured with a spectral elliptic analyzer was 140° reached 1.9 eV, thereby forming a light-shielding film lower layer.

이후, 유량비가 Ar:N2=57:43인 스퍼터 가스를 챔버 내 도입하고 스퍼터링 전압을 2.75kW 적용하여 스퍼터링을 실시하였다. 스퍼터링을 분광타원해석기로 측정한 P파와 S파간 위상차가 140°인 점에서의 포톤 에너지가 2.75eV가 될 때까지 진행하여 차광막 상층을 성막하였다.Thereafter, sputtering gas having a flow ratio of Ar:N 2 =57:43 was introduced into the chamber and sputtering was performed by applying a sputtering voltage of 2.75kW. Sputtering was carried out until the photon energy at the point where the phase difference between the P wave and the S wave measured with a spectral elliptic analyzer was 140° reached 2.75 eV, thereby forming an upper layer of the light-shielding film.

상기와 같은 성막 조건을 적용하여 총 2개의 샘플을 제조하였다.A total of two samples were prepared by applying the film-forming conditions as described above.

실시예 2: 실시예 1과 동일한 조건으로 스퍼터링 공정을 진행하되, 마그네트 자력을 45mT로 적용하였고, 공정 진행 시간을 상기 식 2에 따른 Del_2 값이 0인 점에서의 포톤 에너지가 1.89eV가 될 때까지 실시하였다.Example 2: The sputtering process was performed under the same conditions as in Example 1, but the magnet magnetic force was applied as 45 mT, and the process progress time was adjusted to the Del_2 value according to Equation 2 when the photon energy at the point of 0 is 1.89 eV was carried out until

실시예 3: 실시예 1과 동일한 조건으로 스퍼터링 공정을 진행하되, 스퍼터링 가스의 조성을 Ar:N2:He=8:58:34의 비율로 변경하였다.Example 3: The sputtering process was performed under the same conditions as in Example 1, except that the composition of the sputtering gas was changed to a ratio of Ar:N 2 :He=8:58:34.

비교예 1: DC 스퍼터링 장비의 챔버 내 가로 6인치, 세로 6인치, 두께 0.25인치의 쿼츠 소재 투명기판을 배치하였다. 몰리브덴과 규소가 1:9 원자비로 포함된 타겟이 T/S 거리가 255mm, 기판과 타겟간 각도가 25도를 형성하도록 챔버 내에 배치하였다. 타겟 배면에는 60mT의 자기장을 갖는 마그네트를 위치시켰다. Comparative Example 1: A quartz transparent substrate having a width of 6 inches, a length of 6 inches, and a thickness of 0.25 inches was disposed in the chamber of the DC sputtering equipment. The target containing molybdenum and silicon in an atomic ratio of 1:9 was placed in the chamber so that the T/S distance was 255 mm and the angle between the substrate and the target was 25 degrees. A magnet having a magnetic field of 60 mT was placed on the rear surface of the target.

이후 Ar:N2:He=9:52:39의 비율로 혼합된 스퍼터 가스를 챔버 내 도입하고, 스퍼터링 전압을 2kW, 마그네트를 100rpm의 속도로 회전시키면서 스퍼터링 공정을 실시하였다. 박막이 형성되는 영역은 투명기판 표면의 가로 132mm, 세로 132mm의 넓이로 설정한 영역 내로 한정하였다. 스퍼터링 공정은 상기 식 2에 따른 Del_2 값이 0인 점에서의 포톤 에너지가 2.0eV가 될 때까지 실시하였다. 추가 UV 광 처리 및 열처리는 적용하지 않았다.After that, a sputtering gas mixed at a ratio of Ar:N 2 :He=9:52:39 was introduced into the chamber, and the sputtering process was performed while rotating the magnet at a speed of 2kW and 100rpm at a sputtering voltage. The area in which the thin film is formed was limited to the area set by the width of 132 mm and the width of 132 mm on the surface of the transparent substrate. The sputtering process was performed until the photon energy at the point where the Del_2 value according to Equation 2 was 0 became 2.0 eV. No additional UV light treatment and heat treatment were applied.

상기 성막된 위상반전막 표면 상에 차광막 스퍼터링 공정을 실시하였다. 구체적으로, 위상반전막이 성막된 투명기판 및 크롬 타겟을 스퍼터링 챔버 내 배치한 후 유량비가 Ar:N2:He:CO2=19:11:34:37인 스퍼터 가스를 챔버 내 도입하고 스퍼터링 전압을 1.35kW로 적용하여 스퍼터링을 실시하였다. 스퍼터링을 분광타원해석기로 측정한 P파와 S파간 위상차가 140°인 점에서의 포톤 에너지가 1.9eV가 될 때까지 진행하여 차광막 하층을 성막하였다.A light-shielding film sputtering process was performed on the surface of the phase shift film formed into a film. Specifically, after the transparent substrate on which the phase shift film is formed and the chromium target are placed in the sputtering chamber, a sputter gas having a flow ratio of Ar:N 2 :He:CO 2 =19:11:34:37 is introduced into the chamber, and the sputtering voltage is applied. Sputtering was performed by applying 1.35kW. Sputtering was carried out until the photon energy at the point where the phase difference between the P wave and the S wave measured with a spectral elliptic analyzer was 140° reached 1.9 eV, thereby forming a light-shielding film lower layer.

이후, 유량비가 Ar:N2=57:43인 스퍼터 가스를 챔버 내 도입하고 스퍼터링 전압을 2.75kW 적용하여 스퍼터링을 실시하였다. 스퍼터링을 분광타원해석기로 측정한 P파와 S파간 위상차가 140°인 점에서의 포톤 에너지가 2.75eV가 될 때까지 진행하여 차광막 하층을 성막하였다.Thereafter, sputtering gas having a flow ratio of Ar:N 2 =57:43 was introduced into the chamber and sputtering was performed by applying a sputtering voltage of 2.75kW. Sputtering was carried out until the photon energy at the point where the phase difference between the P wave and the S wave measured with a spectral elliptic analyzer reached 140° became 2.75 eV, thereby forming a light-shielding film lower layer.

비교예 2: 비교예 1과 동일한 조건으로 스퍼터링 공정을 진행하되, 마그네트 자력을 20mT로 적용하였고, 스퍼터링 가스의 조성을 Ar:N2:He=8:58:34의 비율로 변경하였다.Comparative Example 2: A sputtering process was performed under the same conditions as in Comparative Example 1, but a magnet magnetic force of 20 mT was applied, and the composition of the sputtering gas was changed to a ratio of Ar:N 2 :He=8:58:34.

평가예: Del_2 값 측정Evaluation example: Del_2 value measurement

실시예 및 비교예별 샘플에서 에칭을 통해 차광막을 제거하였다. 구체적으로 각 샘플을 챔버 내에 배치한 후, 에천트인 염소계 가스를 공급하여 에칭 공정을 진행하여 차광막을 제거하였다.The light-shielding film was removed through etching in the samples of Examples and Comparative Examples. Specifically, after each sample was placed in the chamber, an etching process was performed by supplying a chlorine-based gas as an etchant to remove the light blocking film.

이후, 실시예 및 비교예별 시편에 대해 스퍼터링 장치에 설치된 분광타원해석기(나노-뷰 사 MG-PRO제품)를 이용하여 PE1이 1.5eV, PE2가 5.0eV일 때의 Del_2 값 분포를 측정하였다. 구체적으로, 실시예 및 비교예 별 성막이 완료된 위상반전막 표면에 대하여 입사광의 각도를 64.5로 설정한 후, 포톤에너지에 따른 P파, S파간 위상차를 측정하여 이를 Del_2 값으로 환산하였다. 실시예 및 비교예 별 측정된 상기 Del_2 값 분포 관련 파라미터는 아래 표 1에 기재하였다. 실시예 및 비교예 별 측정된 DPS 값 및 Del_2 값 분포를 나타내는 그래프는 도 4 내지 7에 기재하였다.Thereafter, the Del_2 value distribution was measured when PE 1 was 1.5 eV and PE 2 was 5.0 eV using a spectral elliptic analyzer (manufactured by MG-PRO, Nano-View) installed in a sputtering apparatus for each specimen in Examples and Comparative Examples. . Specifically, after setting the angle of incident light to 64.5 with respect to the surface of the phase shift film on which the film formation has been completed for each Example and Comparative Example, the phase difference between P and S waves according to photon energy was measured and converted into a Del_2 value. The parameters related to the Del_2 value distribution measured in Examples and Comparative Examples are shown in Table 1 below. Graphs showing the distribution of DPS values and Del_2 values measured for each Example and Comparative Example are described in FIGS. 4 to 7 .

평가예: 위상차, 투과율 측정Evaluation example: phase difference, transmittance measurement

앞의 제조예를 통해 설명한 실시예 및 비교예 시편에 대해, 상기 Del_2 값 측정 시와 동일한 방법의 에칭을 통해 차광막을 제거하였다. 위상차/투과율 측정기(Lasertec사 MPM193제품)를 이용하여 위상차 및 투과율을 측정하였다. 구체적으로, ArF 광원(파장 193nm)을 이용하여 각 시편의 위상반전막이 성막된 영역과 위상반전막이 성막되지 않은 영역에 빛을 조사하여, 양 영역을 통과한 빛 사이의 위상차 및 투과율 차이값을 산출하여 아래 표 2에 기재하였다.With respect to the specimens of Examples and Comparative Examples described through Preparation Examples above, the light-shielding film was removed by etching in the same manner as when measuring the Del_2 value. The phase difference and transmittance were measured using a retardation/transmittance measuring instrument (MPM193 manufactured by Lasertec). Specifically, by using an ArF light source (wavelength 193 nm) to irradiate light to the region where the phase shift film is formed and the region where the phase shift film is not formed, the phase difference and transmittance difference values between the light passing through both regions are calculated. Therefore, it is described in Table 2 below.

평가예: 콘트라스트 및 CD 값 측정Evaluation Example: Contrast and CD value measurement

실시예 및 비교예 별 시편의 위상반전막 표면에 포토레지스트막을 성막한 후, 상기 포토레지스트막 표면에 Nuflare 사의 EBM 9000 모델을 이용하여 밀집한 사각형 패턴을 노광하였다. 사각형 패턴의 타겟 CD 값은 400nm(4X)로 설정하였다. 이후 각 시편의 포토레지스트막 상에 패턴을 현상한 후, Applied material 사의 Tetra X 모델을 이용하여 차광막 및 위상반전막을 현상된 패턴 형상에 따라 식각하였다. 이후 포토레지스트 패턴을 제거하였다.After forming a photoresist film on the surface of the phase shift film of each specimen in Examples and Comparative Examples, a dense rectangular pattern was exposed on the surface of the photoresist film using Nuflare's EBM 9000 model. The target CD value of the square pattern was set to 400 nm (4X). After developing a pattern on the photoresist film of each specimen, the light blocking film and the phase shift film were etched according to the developed pattern shape using the Tetra X model of Applied Materials. Thereafter, the photoresist pattern was removed.

위상반전막 패턴을 포함하는 실시예 및 비교예 별 시편에 대하여 Carl Zeiss 사의 AIMS 32 모델을 이용하여 노광 공정시 현상된 패턴의 콘트라스트 및 정규화된 CD 값을 측정 및 산출하였다. 측정 및 산출 시 개구 수(NA)는 1.35, 조명계는 crosspole 30X, outer sigma 0.8, in/out sigma ratio 85%로 설정하였다. 측정한 데이터는 아래 표 2에 기재하였다.The contrast and normalized CD values of the developed patterns during the exposure process were measured and calculated using the AIMS 32 model manufactured by Carl Zeiss for the specimens for each Example and Comparative Example including the phase shift film pattern. For measurement and calculation, the numerical aperture (NA) was set to 1.35, the illumination system was set to crosspole 30X, outer sigma 0.8, and in/out sigma ratio 85%. The measured data are shown in Table 2 below.

평가예: 보호층의 두께 방향으로의 원소별 조성 측정Evaluation Example: Measurement of the composition of each element in the thickness direction of the protective layer

앞의 제조예를 통해 설명한 실시예 및 비교예 시편에 대해, 보호층의 두께 방향으로의 원소별 함량을 측정하였다. 구체적으로, Thermo Scientific사의 K-alpha 모델을 이용하여 분석기타입/채널: 180도 이중 포커싱 반구 분석기/120채널, X선 광원을 Al Ka micro-focused, 파워를 1keV, Working pressure를 1E-7 mbar, 가스를 Ar로 적용하여 보호층의 두께 방향으로의 원소별 함량을 측정하였다.For the specimens of Examples and Comparative Examples described through Preparation Examples above, the content of each element in the thickness direction of the protective layer was measured. Specifically, using Thermo Scientific's K-alpha model, analyzer type/channel: 180 degree double focusing hemispherical analyzer/120 channel, Al Ka micro-focused X-ray light source, 1 keV power, 1E-7 mbar working pressure, The content of each element in the thickness direction of the protective layer was measured by applying a gas as Ar.

실시예 및 비교예별 보호층이 두께 방향으로 산소 함량 대비 질소 함량의 비율이 0.4 내지 2인 영역을 포함하며, 상기 영역이 보호층 전체 두께 대비 30 내지 80%의 두께를 가질 경우 O, 상기 영역이 보호층 전체 두께 대비 30% 미만 또는 80% 초과의 두께를 가질 경우 X로 평가하였다. 측정한 데이터는 아래 표 2에 기재하였다.When the protective layer according to Examples and Comparative Examples includes a region in which the ratio of nitrogen content to oxygen content is 0.4 to 2 in the thickness direction, and the region has a thickness of 30 to 80% of the total thickness of the protective layer, O, the region is When it had a thickness of less than 30% or more than 80% of the total thickness of the protective layer, it was evaluated as X. The measured data are shown in Table 2 below.

자기장(mT)magnetic field (mT) PE1 1.5eV, PE2 3eV일 때
Del_2 값이 0인 점에서의 포톤에너지(eV)
At PE 1 1.5 eV, PE 2 3 eV
Photon energy (eV) at the point where Del_2 value is 0
PE1 3eV, PE2 5eV일 때
Del_2 값이 0인 점에서의 포톤에너지(eV)
PE 1 3eV, PE 2 5eV
Photon energy (eV) at the point where Del_2 value is 0
PE1 1.5eV, PE2 S*일 때
Del_2의 평균값(°/eV)
At PE 1 1.5 eV, PE 2 S*
Average value of Del_2 (°/eV)
PE1 S*, PE2 B*일 때
Del_2의 평균값(°/eV)
For PE 1 S*, PE 2 B*
Average value of Del_2 (°/eV)
PE1 B*, PE2 5eV일 때
Del_2의 평균값(°/eV)
At PE 1 B*, PE 2 5eV
Average value of Del_2 (°/eV)
PE1 1.5eV, PE2 5eV일 때
Del_2의 최대값(°/eV)
At PE 1 1.5 eV, PE 2 5 eV
Maximum value of Del_2 (°/eV)
실시예 1Example 1 4040 2.002.00 4.444.44 86.6186.61 -58.73-58.73 70.1270.12 192.40192.40 실시예 2Example 2 4545 1.881.88 4.314.31 91.7791.77 -57.53-57.53 73.7873.78 212.52212.52 실시예 3Example 3 3535 2.092.09 4.654.65 92.6792.67 -55.72-55.72 66.0066.00 161.22161.22 비교예 1Comparative Example 1 6060 1.731.73 3.843.84 88.4288.42 -66.82-66.82 85.6285.62 350.32350.32 비교예 2Comparative Example 2 2020 2.102.10 4.804.80 87.5087.50 -56.58-56.58 58.1158.11 126.21126.21

* S*는 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최소값을 의미한다.* S* means the minimum value among photon energies of incident light at the point where the Del_2 value becomes 0.

* B*는 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최대값을 의미한다.* B* means the maximum value among photon energies of incident light at the point where the Del_2 value becomes 0.

투과율(%)Transmittance (%) 위상차(°)Phase difference (°) 보호층의 두께 방향으로의 원소별 조성 평가Evaluation of the composition of each element in the thickness direction of the protective layer 정규화된 콘트라스트Normalized Contrast 정규화된 CD(nm)Normalized CD (nm) 실시예 1Example 1 6.16.1 178.5178.5 OO 1.0001.000 0.990.99 실시예 2Example 2 5.45.4 186.1186.1 OO 0.9890.989 1.011.01 실시예 3Example 3 6.96.9 172.4172.4 OO 0.9590.959 1.031.03 비교예 1Comparative Example 1 3.43.4 209.1209.1 XX 0.9290.929 1.061.06 비교예 2Comparative Example 2 7.87.8 166.0166.0 XX 0.8830.883 1.101.10

상기 표 1에서, 자기장을 30 내지 50mT 범위 내로 적용한 실시예 1 내지 3은 구현예에서 목적하는 범위 내로 Del_2 관련 파라미터 값이 조절된 것을 확인할 수 있으나, 자기장을 30mT 미만 또는 50mT 초과로 적용한 비교예 1 및 2는 일 이상의 파라미터가 구현예에서 목적하는 범위를 벗어나는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 스퍼터링 공정에서 마그네트 자력을 조절함으로써 위상반전막의 포톤에너지에 따른 Del_2 값 분포를 제어할 수 있음을 알 수 있다.In Table 1, Examples 1 to 3 in which the magnetic field was applied within the range of 30 to 50 mT, it can be confirmed that the Del_2 related parameter value was adjusted within the desired range in the embodiment, but Comparative Example 1 in which the magnetic field was applied to less than 30 mT or more than 50 mT and 2 can confirm that one or more parameters are outside the desired range in the embodiment. Through this, it can be seen that the distribution of the Del_2 value according to the photon energy of the phase shift film can be controlled by adjusting the magnetic force of the magnet in the sputtering process.

상기 표 2에서, 실시예 1 내지 3의 투과율은 5.4 내지 6.9% 범위 내에 속하고, 위상차는 170 내지 190°범위 내에 속하였지만, 비교예 1은 투과율이 4% 미만, 위상차가 200° 이상으로 측정되었고, 비교예 2는 투과율이 7.5% 이상, 위상차가 170° 미만으로 측정되었다. 이를 통해, Del_2 값 분포가 조절된 위상반전막은 단파장의 노광광에 대하여 목적하는 투과율(6%) 및 위상차(180도)에 근접하는 광학특성을 나타내는 것을 알 수 있다. In Table 2, the transmittance of Examples 1 to 3 was within the range of 5.4 to 6.9%, and the phase difference was within the range of 170 to 190°, but Comparative Example 1 had a transmittance of less than 4% and a phase difference of 200° or more. and Comparative Example 2 was measured to have a transmittance of 7.5% or more and a phase difference of less than 170°. Through this, it can be seen that the phase shift film with the Del_2 value distribution adjusted exhibits optical characteristics close to the desired transmittance (6%) and phase difference (180 degrees) for exposure light with a short wavelength.

상기 표 2에서, 실시예 1 내지 3은 보호층이 두께 방향으로 산소 함량 대비 질소 함량의 비율이 0.4 내지 2인 영역이 보호층 전체 두께 대비 30 내지 80%의 두께를 가지는 반면, 비교예 1 및 2는 상기 영역이 보호층 전체 두께 대비 30% 미만 또는 80% 초과의 두께를 가지는 것을 알 수 있다.In Table 2, in Examples 1 to 3, the region in which the ratio of nitrogen content to oxygen content in the protective layer in the thickness direction is 0.4 to 2 has a thickness of 30 to 80% of the total thickness of the protective layer, whereas Comparative Examples 1 and 2, it can be seen that the region has a thickness of less than 30% or more than 80% of the total thickness of the protective layer.

상기 표 2에서, 실시예 1 내지 3은 정규화된 콘트라스트가 0.95 이상을 나타내고, 정규화된 CD 값이 1.03 이하를 나타내는 반면, 비교예 1 및 2는 정규화된 콘트라스트 0.93 미만을 나타내고, 정규화된 CD 값이 1.06 이상을 나타냈다. 이를 통해, Del_2 값 분포가 조절된 위상반전막은 노광 시 더 높은 수준의 해상도를 가지는 것을 알 수 있다.In Table 2, Examples 1 to 3 showed a normalized contrast of 0.95 or more and a normalized CD value of 1.03 or less, whereas Comparative Examples 1 and 2 showed a normalized contrast of less than 0.93, and the normalized CD value was 1.06 or higher. Through this, it can be seen that the phase shift film with the Del_2 value distribution adjusted has a higher level of resolution during exposure.

이상에서 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 구현예의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiment has been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the embodiment defined in the following claims are also within the scope of the present invention. will belong

100: 블랭크 마스크
10: 투명기판
20: 위상반전막 21: 위상차 조정층 22: 보호층
30: 차광막
200: 포토마스크
300: 광원
400: 렌즈
500: 반도체 웨이퍼
1000: 반도체 소자 제조장치
θ: 입사각 N: 법선
Li: 입사광 Lr: 반사광
P: 입사광의 P파 성분 S: 입사광의 S파 성분
P`: 반사광의 P파 성분 S`: 반사광의 S파 성분
△: 반사광의 P파와 S파간 위상차
100: blank mask
10: transparent substrate
20: phase shift film 21: phase difference adjusting layer 22: protective layer
30: light shield
200: photo mask
300: light source
400: lens
500: semiconductor wafer
1000: semiconductor device manufacturing device
θ: angle of incidence N: normal
L i : incident light L r : reflected light
P: P-wave component of incident light S: S-wave component of incident light
P`: P wave component of reflected light S`: S wave component of reflected light
△: phase difference between P wave and S wave of reflected light

Claims (12)

삭제delete 투명 기판;
상기 투명 기판 상에 배치되는 위상반전막; 및
상기 위상반전막 상에 배치되는 차광막을 포함하고,
상기 위상반전막은 2 내지 7원자%의 전이금속과 25 내지 50원자%의 규소를 포함하고,
PE1 값이 1.5eV이고, PE2 값이 5.0eV일 때, 아래 식 2로 표시되는 Del_2의 최대값이 130 내지 220°/eV이고,
상기 위상반전막은 위상차 조정층 및 상기 위상차 조정층 상에 위치하는 보호층을 포함하고,
상기 위상반전막은 산소 및 질소를 더 포함하고,
상기 위상차 조정층은 질소를 40 내지 60원자% 포함하고,
상기 보호층은 질소를 20 내지 40원자% 포함하고,
상기 보호층은 두께 방향으로 산소 함량 대비 질소 함량의 비율이 0.4 내지 2인 영역을 포함하고, 상기 영역은 상기 보호층 전체 두께 대비 30 내지 80%의 두께를 갖고,
상기 위상반전막 두께 대비 상기 보호층의 두께 비율은 0.04 내지 0.09이고,
상기 보호층은 ArF 광에 대한 소쇠계수가 0.2 내지 0.4이고,
상기 차광막은 크롬, 산소, 질소 및 탄소를 포함하는, 블랭크 마스크;
[식 2]
Figure 112021120153188-pat00006

상기 식 2에서,
상기 DPS 값은, 상기 블랭크 마스크에서 상기 차광막을 제거하고, 입사각을 64.5°로 적용하여 상기 위상반전막 표면을 분광타원해석기로 측정 시, 반사광의 P파 및 S파간 위상차가 180° 이하이면 상기 P파 및 S파간 위상차이고, 상기 반사광의 P파와 S파의 위상차가 180° 초과이면 360°에서 상기 P파 및 S파간 위상차를 뺀 값이고,
상기 PE 값은 상기 PE1 내지 상기 PE2 범위 내에서의 입사광의 포톤 에너지이다.
transparent substrate;
a phase shift film disposed on the transparent substrate; and
a light blocking film disposed on the phase shift film;
The phase shift film contains 2 to 7 atomic % of a transition metal and 25 to 50 atomic % of silicon,
When the PE 1 value is 1.5 eV and the PE 2 value is 5.0 eV, the maximum value of Del_2 expressed by Equation 2 below is 130 to 220 °/eV,
The phase shift film includes a phase difference adjustment layer and a protective layer located on the phase difference adjustment layer,
The phase shift film further comprises oxygen and nitrogen,
The phase difference adjusting layer contains 40 to 60 atomic % of nitrogen,
The protective layer contains 20 to 40 atomic % of nitrogen,
The protective layer includes a region in which the ratio of nitrogen content to oxygen content is 0.4 to 2 in a thickness direction, and the region has a thickness of 30 to 80% with respect to the total thickness of the protective layer,
The thickness ratio of the protective layer to the thickness of the phase shift film is 0.04 to 0.09,
The passivation layer has an extinction coefficient of 0.2 to 0.4 for ArF light,
The light-shielding film may include a blank mask including chromium, oxygen, nitrogen and carbon;
[Equation 2]
Figure 112021120153188-pat00006

In Equation 2 above,
The DPS value is, when the light blocking film is removed from the blank mask and the surface of the phase shift film is measured with a spectral ellipse analyzer by applying an incident angle of 64.5°, if the phase difference between the P wave and the S wave of the reflected light is 180° or less, the P is the phase difference between the wave and the S wave, and if the phase difference between the P wave and the S wave of the reflected light exceeds 180°, it is a value obtained by subtracting the phase difference between the P wave and the S wave from 360°,
The PE value is the photon energy of the incident light within the range of PE 1 to PE 2 .
제2항에 있어서,
상기 PE1 값이 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최소값이고, 상기 PE2 값이 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최대값일 때, 상기 식 2로 표시되는 Del_2의 평균값이 -75 내지 -50°/eV인, 블랭크 마스크.
3. The method of claim 2,
When the PE 1 value is the minimum value among the photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0, and the PE 2 value is the maximum value among the photon energies of the incident light at the point where the Del_2 value becomes 0, Equation 2 A blank mask, wherein the average value of Del_2, denoted by , is -75 to -50°/eV.
제2항에 있어서,
상기 PE1 값이 상기 Del_2 값이 0이 되는 점에서의 입사광의 포톤 에너지 중 최대값이고, 상기 PE2 값이 5.0eV일 때, 상기 식 2로 표시되는 Del_2의 평균값이 40 내지 120°/eV인, 블랭크 마스크.
3. The method of claim 2,
When the PE 1 value is the maximum value among photon energies of incident light at a point where the Del_2 value becomes 0, and the PE 2 value is 5.0 eV, the average value of Del_2 expressed by Equation 2 is 40 to 120°/eV In, blank mask.
삭제delete 삭제delete 제2항에 있어서,
상기 보호층의 두께는 25Å 이상 80Å 이하인, 블랭크 마스크.
3. The method of claim 2,
The thickness of the protective layer is 25 Å or more and 80 Å or less, a blank mask.
제2항에 있어서,
상기 위상차 조정층은 ArF 광에 대한 굴절률이 2 내지 4이고, ArF 광에 대한 소쇠계수가 0.3 내지 0.7인, 블랭크 마스크.
3. The method of claim 2,
The phase difference adjusting layer has a refractive index of 2 to 4 for ArF light and an extinction coefficient of 0.3 to 0.7 for ArF light, a blank mask.
제2항에 있어서,
상기 보호층은 ArF 광에 대한 굴절률이 1.3 내지 2인, 블랭크 마스크.
3. The method of claim 2,
The protective layer has a refractive index of 1.3 to 2 for ArF light, a blank mask.
제2항에 있어서,
상기 차광막은 상기 크롬을 44 내지 60원자% 포함하는, 블랭크 마스크.
3. The method of claim 2,
The light-shielding film comprises 44 to 60 atomic% of the chromium, a blank mask.
제10항에 있어서,
상기 위상반전막과 상기 차광막은 다중막에 포함되고,
상기 다중막의 ArF 광에 대한 광학농도가 3 이상인, 블랭크 마스크.
11. The method of claim 10,
The phase shift film and the light blocking film are included in a multilayer,
A blank mask, wherein the optical density of the multilayer with respect to ArF light is 3 or more.
제2항에 따른 블랭크 마스크로 제조한 포토 마스크.
A photomask manufactured with the blank mask according to claim 2 .
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006093633A (en) * 2004-09-27 2006-04-06 Horiba Ltd Method for specifying film forming condition, film forming method, and manufacturing method for film body
KR20080059614A (en) * 2005-09-30 2008-06-30 호야 가부시키가이샤 Photomask blank and process for producing the same, process for producing photomask, and process for producing semiconductor device
KR20110044106A (en) * 2009-10-22 2011-04-28 주식회사 에스앤에스텍 The half-tone phase shift blank mask, half-tone phase shift photomask and these manufacturing methods
JP2011095787A (en) * 1999-11-09 2011-05-12 Ulvac Seimaku Kk Phase shift photo mask blanks, phase shift photo mask, and method for fabricating semiconductor device
KR20120134493A (en) * 2011-06-02 2012-12-12 단국대학교 산학협력단 Method of measuring band gap and physical defect of target thin film using spectroscpic ellipsometry
KR101360540B1 (en) 2012-08-30 2014-02-25 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 Method for evaluating property of electronic device using spectroscopic ellipsometry
KR20150107787A (en) * 2013-01-15 2015-09-23 호야 가부시키가이샤 Mask blank, phase-shift mask, and method for manufacturing mask blank and phase-shift mask
JP2016020949A (en) * 2014-07-14 2016-02-04 Hoya株式会社 Manufacturing method of mask blank, manufacturing method of phase shift mask and manufacturing method of semiconductor device
KR20160022767A (en) * 2014-08-20 2016-03-02 호야 가부시키가이샤 Phase shift mask blank and its manufacturing method, and method for manufacturing phase shift mask
KR20160096727A (en) * 2014-03-18 2016-08-16 호야 가부시키가이샤 Mask blank, phase shift mask and method for manufacturing semiconductor device
KR20160117243A (en) * 2015-03-31 2016-10-10 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Halftone phase shift mask blank and halftone phase shift mask
JP2018054836A (en) 2016-09-28 2018-04-05 信越化学工業株式会社 Half tone phase shift mask blank and half tone phase shift mask
KR20190008110A (en) * 2017-07-14 2019-01-23 호야 가부시키가이샤 Photomask blank and method of manufacturing photomask blank, method of manufacturing photomask, and method of manufacturing display deⅵce

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011095787A (en) * 1999-11-09 2011-05-12 Ulvac Seimaku Kk Phase shift photo mask blanks, phase shift photo mask, and method for fabricating semiconductor device
JP2006093633A (en) * 2004-09-27 2006-04-06 Horiba Ltd Method for specifying film forming condition, film forming method, and manufacturing method for film body
KR20080059614A (en) * 2005-09-30 2008-06-30 호야 가부시키가이샤 Photomask blank and process for producing the same, process for producing photomask, and process for producing semiconductor device
KR20110044106A (en) * 2009-10-22 2011-04-28 주식회사 에스앤에스텍 The half-tone phase shift blank mask, half-tone phase shift photomask and these manufacturing methods
KR20120134493A (en) * 2011-06-02 2012-12-12 단국대학교 산학협력단 Method of measuring band gap and physical defect of target thin film using spectroscpic ellipsometry
KR101360540B1 (en) 2012-08-30 2014-02-25 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 Method for evaluating property of electronic device using spectroscopic ellipsometry
KR20150107787A (en) * 2013-01-15 2015-09-23 호야 가부시키가이샤 Mask blank, phase-shift mask, and method for manufacturing mask blank and phase-shift mask
KR20160096727A (en) * 2014-03-18 2016-08-16 호야 가부시키가이샤 Mask blank, phase shift mask and method for manufacturing semiconductor device
JP2016020949A (en) * 2014-07-14 2016-02-04 Hoya株式会社 Manufacturing method of mask blank, manufacturing method of phase shift mask and manufacturing method of semiconductor device
KR20160022767A (en) * 2014-08-20 2016-03-02 호야 가부시키가이샤 Phase shift mask blank and its manufacturing method, and method for manufacturing phase shift mask
KR20160117243A (en) * 2015-03-31 2016-10-10 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Halftone phase shift mask blank and halftone phase shift mask
JP2018054836A (en) 2016-09-28 2018-04-05 信越化学工業株式会社 Half tone phase shift mask blank and half tone phase shift mask
KR20190008110A (en) * 2017-07-14 2019-01-23 호야 가부시키가이샤 Photomask blank and method of manufacturing photomask blank, method of manufacturing photomask, and method of manufacturing display deⅵce

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