KR102477091B1 - 2차원 물질 하드마스크와 그 제조방법 및 하드 마스크를 이용한 물질층 패턴 형성방법 - Google Patents
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Abstract
2차원 물질 하드마스크와 그 제조방법 및 2차원 물질 하드 마스크를 이용한 물질층 패턴 형성방법에 관해 개시되어 있다. 개시된 2차원 물질 하드 마스크는 수소(H)와 산소(O)를 포함하고, 층상의 결정구조를 갖는 2차원 물질층을 포함한다. 상기 2차원 물질층은 탄소 구조체(예, 그래핀 시트)를 포함하는 물질층일 수 있다. 상기 2차원 물질층은 비탄소 구조체를 포함하는 물질층일 수 있다.
Description
본 개시는 전자소자 제조 공정에 사용되는 마스크에 관한 것으로써, 보다 자세하게는 2차원 물질 하드마스크와 그 제조방법과 이러한 하드 마스크를 이용한 물질층 패턴 형성방법에 관한 것이다.
반도체 제조 기술의 발전에 따라 반도체 소자의 집적도가 높아지고, 이에 따라 반도체 소자의 사이즈는 더욱 작아지고 있다. 반도체 소자가 소형화되면서 노광에 사용되는 광의 파장도 짧아진다. 이에 따라 포토레지스트막의 두께도 얇아지면서 수직형 프로화일(profile)을 정확히 구현하기 어렵게 된다. 이러한 점으로 인해, 현재 비정질탄소막(Amorphous Carbon Layer, ACL)이 하드 마스크로 사용되고 있다.
그러나 반도체 소자의 소형화에 따른 큰 종횡비(aspect ratio)로 인해 원하는 프로화일을 갖는 패턴을 정확히 형성하기 어렵고, 리닝(leaning)이나 위글링(wiggling) 같은 패턴 결함이 발생될 수 있다.
본 개시는 내식각성이 우수하여 식각 선택비가 높은 2차원 물질 하드 마스크를 제공한다.
본 개시는 층상 결정구조를 갖는 2차원 물질 구조체가 형성되는, 2차원 물질 하드 마스크 제조방법을 제공한다.
본 개시는 원하는 프로화일의 패턴을 형성할 수 있는, 물질층 패턴 형성방법을 제공한다.
본 개시에서 일 실시예에 의한 2차원(2D) 물질 하드 마스크는 수소(H)와 산소(O)를 포함하고, 층상의 결정구조를 갖는 2차원 물질층을 포함한다.
이러한 하드 마스크에서, 상기 산소의 함량은 4 atomic% 이하이고, 상기 하드 마스크의 밀도는 2.0(g/㎤)~2.2(g/㎤)이하이며, 상기 수소 함량은 10 atomic% 이하일 수 있다.
상기 2차원 물질층은 탄소 구조체를 포함하거나 비탄소 구조체 물질층일 수 있다.
상기 2차원 물질층은 sp2 탄소비율이 sp3 탄소비율보다 높은 탄소 함유 물질층일 수 있다.
상기 2차원 물질층은 도핑된 불순물을 더 포함할 수 있다.
상기 2차원 물질층은 적층된 복수의 그래핀 시트를 포함할 수 있다.
본 개시에서 일 실시예에 의한 하드 마스크 제조방법은 기판을 물질막 증착장치에 로딩한 다음, 소스가스를 상기 증착장치에 공급하여 기판 상에 하드 마스크 물질을 증착한다. 이때, 상기 하드 마스크 물질은 2차원 물질일 수 있다.
이러한 제조방법에서, 상기 기판은 단일층이거나 복수의 층을 포함할 수 있다.
상기 2차원 물질은 탄소 구조체를 포함할 수 있다.
상기 2차원 물질은 비탄소 구조체 또는 비그래핀 물질일 수 있다.
상기 하드 마스크 물질은 5nm~200nm의 두께로 형성할 수 있다.
상기 하드 마스크 물질을 증착하는 과정에서 불순물을 도핑할 수 있는데,
불순물은 상기 하드 마스크 물질의 증착을 완료한 후, 상기 증착장치로부터 상기 기판을 언로딩(unloading)한 다음, 상기 하드 마스크 물질에 도핑할 수 있다.
상기 소스가스는 탄소(C)를 포함하는 제1 소스가스 또는 탄소를 포함하지 않는 제2 소스가스일 수 있다. 상기 제1 소스가스는 탄소와 수소(H)를 포함하는 제1 가스, 탄소와 수소외에 다른 성분을 포함하는 제2 가스 및 고리형 탄소가스(이하, 제3 가스) 중 어느 하나일 수 있다.
상기 제1 가스는 CH4, C2H2, C3H8를 포함할 수 있다. 상기 제2 가스는 SiH3CH3 또는 C2H8N2를 포함할 수 있다. 상기 제3 가스는 벤젠(benzene), 크실렌(Xylene) 또는 피렌(Pyrene)을 포함할 수 있다.
상기 증착장치는 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition, CVD) 장치일 수 있다.
본 개시에서 일 실시예에 의한 물질층 패턴 형성방법은 기판 상에 물질층을 형성한 다음, 상기 물질층 상에 하드 마스크를 형성하고, 상기 물질층의 일부가 노출되도록 상기 하드 마스크를 패터닝한 다음, 상기 물질층의 노출된 부분을 식각하는 과정을 포함한다. 이때, 상기 하드 마스크는 상술한 개시된 하드 마스크일 수 있다.
이러한 물질층 패턴 형성방법에서, 상기 하드 마스크를 패터닝하는 과정은 상기 하드 마스크 상에 감광막을 형성하는 과정, 상기 하드 마스크의 일부가 노출되도록 상기 감광막을 패터닝하는 과정, 상기 하드 마스크의 노출된 부분을 식각하는 과정 및 상기 감광막을 제거하는 과정을 더 포함할 수 있다.
개시된 하드 마스크에 포함된 탄소는 이중결합(C=C)을 갖는다. 이중결합을 갖는 탄소의 결합 에너지(binding energy)는 단일결합(C-C)을 갖는 탄소의 결합에너지보다 훨씬 크다. 예컨대, 단일결합을 갖는 탄소의 결합에너지는 347~356 kJ/mol 정도인 반면, 이중 결합을 갖는 탄소의 결합에너지는 611~632 kJ/mol 정도이다. 따라서 개시된 하드 마스크의 내식각성은 단일결합을 갖는 탄소로 이루어진 하드 마스크의 내식각성보다 클 수 있다. 곧, 개시된 하드 마스크의 식각 선택비는 기존의 하드 마스크보다 훨씬 클 수 있다. 그러므로, 개시된 하드 마스크를 이용할 경우, 종횡비가 큰 피식각물(층)에 원하는 형태의 패턴을 정확히 전달할 수 있으므로, 원하는 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 산소와 수소의 함량이 낮을수록 그리고 밀도가 높을수록 하드 마스크의 내식각성은 높아진다. 개시된 하드 마스크의 밀도는 기존의 하드 마스크, 예컨대 비정질 탄소막(Amorphous Carbon Layer, ACL)에 비해 밀도는 높고, 산소와 수소 함유량은 훨씬 적다. 따라서 개시된 하드 마스크의 내식각성은 기존의 하드 마스크보다 높아진다. 결과적으로, 개시된 하드 마스크의 식각 선택비는 기존의 하드 마스크보다 높게 된다.
도 1은 일 실시예에 의한 2차원 물질 하드 마스크와 그 내부의 단위 조성물구조체의 층 구성을 보여준다.
도 2 및 도 3은 개시된 하드 마스크에 대한 엑스선 회절(X-ray Diffraction, XRD) 분석결과(a)와 라만(Raman)분광 측정결과(b)를 나타낸 그래프들이다.
도 4는 일 실시예에 의한 2차원 물질 하드 마스크의 제조방법을 단계별로 나타낸 순서도이다.
도 5 내지 도 10은 일 실시예에 의한 2차원 물질 하드 마스크를 적용한 물질층 패턴 형성방법을 단계별로 나타낸 단면도들이다.
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도 4는 일 실시예에 의한 2차원 물질 하드 마스크의 제조방법을 단계별로 나타낸 순서도이다.
도 5 내지 도 10은 일 실시예에 의한 2차원 물질 하드 마스크를 적용한 물질층 패턴 형성방법을 단계별로 나타낸 단면도들이다.
이하, 2차원 물질 하드마스크와 그 제조방법 및 2차원 물질 하드 마스크를 이용한 물질층 패턴 형성방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.
도 1은 일 실시예에 의한, 2차원 물질로 형성된(또는 2차원 물질을 포함하는) 하드 마스크(이하, 2차원 물질 하드 마스크)와 그 내부 조성물의 층 구성의 예를 보여준다.
도 1을 참조하면, 2차원 물질 하드 마스크(10)는 원소들(12)이 층상구조를 이룬다. 2차원 물질 하드 마스크(10)는 결정 구조를 갖는 2차원 물질층일 수 있다. 참조부호 SS1은 하드 마스크(10)를 이루는 2차원 물질층에 포함된 단위 조성물 구조체(SS1)를 나타낸다. 2차원 물질층, 곧 하드 마스크(10)는 단위 조성물 구조체(SS1)가 반복해서 이루어진 것이다. 단위 조성물 구조체(SS1)의 층상 구조에서 각 층은 2차원 물질 시트(sheet)일 수 있다. 단위 조성물 구조체(SS1)는 복수의 원소(12)를 포함한다. 단위 조성물 구조체(SS1)는 2차원 물질의 종류에 따라 한 성분 원소를 포함하거나 2 성분 이상의 원소를 포함할 수 있다. 단위 조성물 구조체(SS1)가 한 성분의 원소를 포함하는 경우, 단위 조성물 구조체(SS1)의 원소(12)는, 예를 들면 이중 결합을 갖는 탄소(C)일 수 있다. 이 경우에 단위 조성물 구조체(SS1)는 복수의 그래핀 시트를 적층한 구조일 수 있고, 하드 마스크(10)는 복수의 그래핀 시트가 적층된 층 구성을 가질 수 있다. 단위 조성물 구조체(SS1)는 층간 결정구조를 가지면서 탄소를 포함하지 않는 구조체(이하, 비탄소 구조체) 일 수 있다. 이 경우, 단위 조성물 구조체(SS1)는 주요 성분으로 서로 다른 2개 이상의 원소를 포함할 수도 있다. 층상 결정구조를 가지면서 비탄소 구조체를 갖는 2차원 물질은, 예를 들면 (h-BN, MoS2, MoSe2, WS2, WSe2)일 수 있다.
2차원 물질 하드 마스크(10)는 주요 성분 원소(12)외에 수소(H)와 산소(O)와 같은 사이드 원소(side element)를 포함할 수도 있고, 붕소(B)나 질소(N)와 같은 도핑된 불순물(doped impurities)을 포함할 수도 있다. 2차원 물질 하드 마스크(10)에 포함된 산소와 수소의 양은 주요 성분의 원소(12)에 비해 적은 양이며, 무시할 수 있을 정도로 적은 양일 수도 있다. 하드 마스크(10)에 포함된 수소함량은 10 atomic% 이하일 수 있는데, 예컨대, 7 atomic% 이하일 수 있다. 하드 마스크(10)에 포함된 산소 함량은 4 atomic% 이하일 수 있는데, 예를 들면 1.0 atomic% 이하일 수 있다. 하드 마스크(10)의 밀도는 기존의 하드 마스크, 예컨대 비정질의 ACL 하드 마스크의 밀도보다 클 수 있다. 예컨대, 하드 마스크(10)의 밀도는 2.0(g/㎤) 이상일 수 있는데, 일 예로 2.0(g/㎤)~2.2(g/㎤)일 수 있다. 하드 마스크(10)가 도핑된 불순물을 포함하는 경우, 불순물의 도핑량은, 예를 들면 0.1% ~ 50% 정도일 수 있다.
2차원 물질 하드 마스크(10)가 탄소를 주요 성분으로 포함하는 2차원 물질층인 경우, 2차원 물질 하드 마스크(10)에서 SP2 탄소 비율이 SP3 탄소 비율보다 클 수 있다. 예를 들면, 2차원 물질 하드 마스크(10)에서 SP2 탄소 비율은 SP3 탄소의 1배~10배일 수 있다. 하드 마스크(10)는 소정의 두께(T1)를 가질 수 있는데, 예를 들면 5nm~200nm 정도의 두께를 가질 수 있으나, 이 범위로 한정되지 않는다. 하드 마스크(10)의 두께(T1)는 식각 대상 물질층의 물질 특성에 따라 다를 수 있다.
도 2 및 도 3은 하드 마스크(10)에 대한 엑스선 회절(X-ray Diffraction, XRD) 분석결과(a)와 라만(Raman)분광 측정결과(b)를 나타낸 그래프들이다. 도 2 및 도 3의 (a)에서 가로축은 회절각을, 세로축은 회절 엑스선의 세기를 나타낸다. 도 2 및 도 3의 (b)에서 가로축은 라만 시프트(Raman shift)(㎝-1)를 나타내고, 세로축은 세기(intensity)를 나타낸다.
도 2는 후술되는 하드 마스크 제조과정에서 800℃의 온도에서 형성한 하드 마스크에 대한 결과이고, 도 3은 개시된 하드 마스크의 제조과정에서 750℃의 온도에서 형성한 하드 마스크에 대한 결과이다.
도 2 및 도 3을 비교하면, 피크의 세기는 다르지만, 양쪽의 회절피크 패턴과 라만 분광 피크 패턴은 동일함을 알 수 있다. 또한, 도 2 및 도 3의 라만 분광 측정결과(b)를 참조하면, D 밴드(D)의 세기와 G 밴드(G)의 세기의 비(ID/IG)는 1보다 크고, 2D 밴드(2D)의 세기와 G 밴드(G)의 세기의 비(I2D/IG)는 1보다 작다. 도 2 및 도 3에서 볼 수 있는 이러한 회절 피크 패턴과 라만 분광 피크 패턴은 하드 마스크(10)가 비정일 일 때는 볼 수 없는 패턴으로, 하드 마스크(10)가 결정구조를 갖는 그래파이트(graphite)일 때 볼 수 있는 패턴이다. 따라서 도 2와 3의 결과를 통해서 개시된 하드 마스크(10)는 비정질이 아니라 결정구조를 갖는 탄소 구조체(예, 그래핀)인 것을 알 수 있다.
본 실험의 결과는 2차원 물질의 제1 하드 마스크와 2차원 물질의 제2 하드 마스크로부터 얻었다. 제1 및 제2 하드 마스크는 개시된 하드 마스크(10)의 제조방법과 동일한 제조방법으로 형성하였다. 제1 하드 마스크는 상술한 CVD를 이용한 제조방법에서 공정온도를 800℃로 하여 형성한 것이고, 제2 하드 마스크는 다른 공정온도에서, 예컨대 750℃에서 형성한 것이다.
본 실험에서는 제1 및 제2 하드 마스크와 비교하기 위한 하드 마스크로써, 기존의 하드 마스크인 비정질 탄소막(ACL)(이하, 제3 하드 마스크)을 형성하고, 이에 대한 산소 및 수소 함량과 밀도와 내식각 특성을 측정하였다. 제3 하드 마스크는 스핀 도포(spin coating) 방식으로 형성하였다. 본 실험에서 제1 내지 제3 하드 마스크는 동일한 두께로 형성하였다.
아래의 표 1은 제1 내지 제3 하드 마스크에 대한 수소 및 산소 함량과 밀도를 나타낸다.
| 구분 |
함량(atomic %) | 밀도(g/㎤) | |
| 수소(H) | 산소(O) | ||
| 제1 하드마스크 | 6.4 | ≤1.0 | 2.00 |
| 제2 하드마스크 | 6.0 | 1.0 | 2.05 |
| 제3 하드마스크(ACL) | 23.6 | 4.0 | 1.60 |
표 1을 참조하면, 제1 및 제2 하드 마스크 사이에는 수소 및 산소 함량이 큰 차이가 없고, 밀도도 큰 차이가 없음을 알 수 있다.
그러나 제1 및 제2 하드 마스크와 제3 하드 마스크 사이에는 수소 및 산소 함량 차이가 크고 밀도도 차이가 큰 것을 알 수 있다. 하드 마스크의 수소와 산소 함량이 낮을수록, 밀도가 높을수록 하드 마스크의 내식각성과 식각 선택비가 증가한다는 사실을 고려할 때, 표 1에 개시된 하드 마스크의 내식각성과 식각 선택비는 기존의 하드 마스크보다 우수함을 시사한다.
아래의 표 2는 제1 내지 제3 하드 마스크에 대한 내식각 특성을 보여준다.
| 구분 | 식각률(ER)(nm/s) | ACL에 대한 상대식각률(%) |
| 제1 하드마스크 | 0.58 | 7.64 |
| 제2 하드마스크 | 0.472 | 24.84 |
| 제3 하드마스크(ACL) | 0.628 | 0 |
표 2를 참조하면, 제1 및 제2 하드 마스크의 식각률(ER)(각각 0.58nm/s, 0.472nm/s)이 제3 하드 마스크(ACL)의 식각률(0.628nm/s)보다 낮다. 제1 하드 마스크의 식각률은 제3 하드 마스크보다 7.64% 정도 낮고, 제2 하드 마스크의 식각률은 제3 하드 마스크보다 24.84% 낮다. 식각률이 낮다는 것은 그 만큼 내식각성과 식각 선택비가 높다는 것을 의미하므로, 표 2의 결과는 제1 및 제2 하드 마스크, 곧 개시된 하드 마스크(10)의 내식각성과 식각 선택비가 제3 하드 마스크의 내식각성과 식각 선택비보다 높다는 것을 보여준다.
다음에는 개시된 하드 마스크에 대한 제조방법을 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 개시된 하드 마스크에 대한 제조 방법을 단계별로 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, 먼저 2차원 물질 하드 마스크를 형성할 기판을 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition, CVD) 챔버(reactor)에 로딩한다(장착한다)(S1). CVD는, 예를 들면 PECVD(Plasma Enhanced CVD)일 수 있으나, 이것으로 제한되지 않는다. 다음, CVD 챔버에 2차원 물질 하드 마스크 형성용 소스가스를 공급하여 기판 상에 2차원 물질 하드마스크를 형성한다(S2). CVD 공정온도는 400℃~1000℃일 수 있고, 공정압력은 5 mtorr~200 mtorr일 수 있다.
제2 단계(S2)에서 소스가스와 함께 소정의 도핑용 불순물(예컨대, B나 N)을 공급할 수도 있다. 이렇게 해서 불순물이 도핑된 2차원 물질 하드 마스크를 형성할 수도 있다. 불순물 도핑은 CVD 과정에서 수행하는 대신, CVD 공정으로 하드 마스크를 먼저 형성한 후, 형성된 하드 마스크를 대상으로 별도의 도핑공정에서 수행할 수도 있다. 기판은 실리콘 기판을 포함할 수 있다. 또한, 기판은 실리콘 기판과 그 위에 적층된 물질층을 포함할 수도 있다. 이때, 적층된 물질층은 단일 물질층 혹은 복수의 물질층을 포함할 수 있다. 단일 물질층은 도전층, 절연층 또는 반도체층을 포함할 수 있다. 복수의 물질층은 도전층, 절연층 및 반도체층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 적층된 물질층은 소자를 이루는 층 구조를 가질 수도 있다.
소스가스는 탄소(C)를 포함하는 제1 소스가스이거나 탄소를 포함하지 않는 제2 소스가스일 수 있다. 소스가스가 제1 소스가스일 때, 기판 상에 결정구조를 갖는 탄소 구조체(예컨대, 그래핀 시트)가 적층될 수 있고, 결국 기판 상에는 적층된 탄소 구조체를 포함하는 결정구조의 하드 마스크가 형성된다. 소스가스가 제2 소스가스일 때, 기판 상에는 비탄소 구조체이면서 결정구조를 갖는 2차원 물질층이 적층될 수 있고, 결국 기판 상에는 탄소를 포함하지 않는 2차원 물질을 포함하는 결정구조의 하드 마스크가 형성된다.
제1 소스가스는 탄소와 수소(H)를 포함하는 제1 가스, 탄소와 수소 외에 다른 성분을 포함하는 제2 가스 및 고리형 탄소가스(이하, 제3 가스)를 포함할 수 있다. 제1 가스는, 예를 들면 CH4, C2H2, C3H8일 수 있다. 제2 가스는, 예를 들면 SiH3CH3 또는 C2H8N2일 수 있다. 제3 가스는 벤젠(benzene), 크실렌(Xylene) 또는 피렌(Pyrene) 등일 수 있다.
다음에는 상술한 제조방법으로 형성한 하드 마스크(10)에 대한 산소 및 수소 함량, 밀도, 내식각 특성에 대해 측정한 실험 결과를 설명한다.
다음에는 개시된 하드 마스크를 적용한 물질층 패터닝 방법을 도 5 내지 도 10을 참조하여 설명한다.
도 5를 참조하면, 기판(30) 상에 물질층(32)을 형성한다. 물질층(32)은 단일층일 수 있고, 복수의 층을 포함하는 복합층일 수도 있다. 물질층(32)은 소자(예컨대, 커패시터, 트랜지스터, 광학소자 등)를 포함하는 층 구조의 최상층일 수도 있다. 물질층(32) 상에 하드 마스크(34)를 형성한다. 하드 마스크(34)는 개시된 하드 마스크(도 1의 10)일 수 있다. 하드 마스크(34) 상에 감광막(36)을 형성한다. 감광막(36)은, 예를 들면 포토레지스터(photoresist)일 수 있다. 하드마스크(34)와 감광막(36) 사이에 반사 방지막과 같은 다른 물질막(미도시)이 더 구비될 수도 있다. 다른 물질막은 감광막(36) 제거 시에 함께 제거될 수 있다.
다음, 도 6에 도시한 바와 같이, 감광막(36)의 일부를 제거하여 하드 마스크(34)의 일부를 노출시킨다. 감광막(36)의 일부를 제거하는 공정은 사진 및 식각공정(photolithography)을 적용하여 수행할 수 있다.
다음, 도 7에 도시한 바와 같이, 감광막(36)을 식각 마스크로 사용하여 하드 마스크(34)의 노출된 부분을 식각한다. 이때, 식각은 물질층(32)이 노출될 때까지 실시한다. 이러한 식각으로 감광막(36)의 패턴은 그대로 하드 마스크(34)에 전달될 수 있다. 이후, 감광막(36)을 제거한다. 감광막(36)과 하드 마스크(34) 사이에 다른 물질막(예컨대, 반사 방지막 등)이 존재하는 경우, 감광막(36) 제거 시 함께 제거된다. 도 8은 감광막(36) 제거후의 결과를 보여준다.
다음, 도 8 내지 도 10을 함께 참조하면, 하드 마스크(34)를 식각 마스크로 사용하여 물질층(32)의 노출된 부분을 식각한다. 이때, 식각은 도 9에 도시한 바와 같이 기판(30)이 노출될 때까지 실시할 수도 있고, 도 10에 도시한 바와 같이 물질층(32)의 일부 두께만 식각할 수도 있다. 도 9는 물질층(32)에 원형 또는 비원형(예컨대, 라인형태)의 관통홀을 형성하는 경우일 수 있고, 도 10은 물질층(32)에 소정 깊이의 홈(groove)을 형성하는 경우일 수 있다. 물질층(32)이 복수의 층을 포함하는 경우, 복수의 층 중 일부층을 식각할 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 기술적 원리를 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 때문에 개시된 하드 마스크와 관련된 방법들에 대한 권리범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고, 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
10:2차원 물질 하드 마스크 12:단위 조성물 구조체에 포함된 원소
30:기판 32:물질층
34:2차원 물질 하드 마스크 36:감광막
SS1:단위 조성물 구조체 T1:2차원 물질 하드 마스크 두께
30:기판 32:물질층
34:2차원 물질 하드 마스크 36:감광막
SS1:단위 조성물 구조체 T1:2차원 물질 하드 마스크 두께
Claims (24)
- 수소(H)와 산소(O)를 포함하고,
층상의 결정구조를 갖는 2차원 물질층을 포함하며, 상부면 전체와 하부면 전체는 서로 평행한 하드 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 산소의 함량은 4 atomic% 이하인 하드 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 하드 마스크의 밀도는 2.0(g/㎤)~2.2(g/㎤)인 하드 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 수소 함량은 10 atomic% 이하인 하드 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 2차원 물질층은 탄소 구조체를 포함하는 하드 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 2차원 물질층은 비탄소 구조체 물질층인 하드 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 2차원 물질층은 sp2 탄소비율이 sp3 탄소비율보다 높은 탄소 함유 물질층인 하드 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 2차원 물질층은 도핑된 불순물을 더 포함하는 하드 마스크. - 제 5 항에 있어서,
상기 2차원 물질층은 적층된 복수의 그래핀 시트를 포함하는 하드 마스크. - 기판을 물질막 증착장치에 로딩하는 단계; 및
상기 증착장치에 소스가스를 공급하여 상기 기판 상에 하드 마스크 물질을 증착하는 단계;를 포함하고,
상기 증착된 하드 마스크 물질은 2차원 물질이고,
상기 증착된 하드 마스크 물질의 상부면 전체와 하부면 전체는 서로 평행하고,
상기 하드 마스크 물질은 수소와 산소를 포함하는 하드 마스크 제조방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 기판은 단일층이거나 복수의 층을 포함하는 하드 마스크 제조방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 2차원 물질은 탄소 구조체를 포함하는 하드 마스크 제조방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 2차원 물질은 비탄소 구조체를 포함하는 하드 마스크 제조방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 하드 마스크 물질은 5nm~200nm의 두께로 형성하는 하드 마스크 제조방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 하드 마스크 물질을 증착하는 과정에서 불순물을 도핑하는 하드 마스크 제조방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 하드 마스크 물질의 증착을 완료한 후, 상기 증착장치로부터 상기 기판을 언로딩하는 단계; 및
상기 기판을 언로딩 한 다음, 상기 증착이 완료된 하드 마스크 물질에 불순물을 도핑하는 단계;를 더 포함하는 하드 마스크 제조방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 소스가스는 탄소(C)를 포함하는 제1 소스가스 또는 탄소를 포함하지 않는 제2 소스가스인 하드 마스크 제조방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 증착장치는 CVD 장치인 하드 마스크 제조방법. - 제 17 항에 있어서,
상기 제1 소스가스는 탄소와 수소(H)를 포함하는 제1 가스, 탄소와 수소 외에 다른 성분을 포함하는 제2 가스 및 고리형 탄소가스(이하, 제3 가스) 중 어느 하나인 하드 마스크 제조방법. - 제 19 항에 있어서, 상기 제1 가스는 CH4, C2H2, C3H8인 하드 마스크 제조방법.
- 제 19 항에 있어서, 상기 제2 가스는 SiH3CH3 또는 C2H8N2인 하드 마스크 제조방법.
- 제 19 항에 있어서, 상기 제3 가스는 벤젠(benzene), 크실렌(Xylene) 또는 피렌(Pyrene)인 하드 마스크 제조방법.
- 기판 상에 물질층을 형성하는 단계;
상기 물질층 상에 하드 마스크를 형성하는 단계;
상기 물질층의 일부가 노출되도록 상기 하드 마스크를 패터닝하는 단계; 및
상기 물질층의 노출된 부분을 식각하는 단계;를 포함하고,
상기 하드 마스크는 청구항 1의 하드 마스크인 물질층 패턴 형성방법. - 제 23 항에 있어서,
상기 하드 마스크를 패터닝하는 단계는,
상기 하드 마스크 상에 감광막을 형성하는 단계;
상기 하드 마스크의 일부가 노출되도록 상기 감광막을 패터닝하는 단계;
상기 하드 마스크의 노출된 부분을 식각하는 단계; 및
상기 감광막을 제거하는 단계;를 더 포함하는 물질층 패턴 형성방법.
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