KR102687761B1 - 포토마스크 블랭크, 포토마스크 블랭크를 이용하여 제조된 포토마스크, 포토마스크를 이용한 반도체 장치 제조 방법 - Google Patents

포토마스크 블랭크, 포토마스크 블랭크를 이용하여 제조된 포토마스크, 포토마스크를 이용한 반도체 장치 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102687761B1
KR102687761B1 KR1020230009267A KR20230009267A KR102687761B1 KR 102687761 B1 KR102687761 B1 KR 102687761B1 KR 1020230009267 A KR1020230009267 A KR 1020230009267A KR 20230009267 A KR20230009267 A KR 20230009267A KR 102687761 B1 KR102687761 B1 KR 102687761B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
interface protective
reflective
protective film
reflective film
Prior art date
Application number
KR1020230009267A
Other languages
English (en)
Inventor
황지섭
황도원
Original Assignee
주식회사 알파에이디티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 알파에이디티 filed Critical 주식회사 알파에이디티
Priority to KR1020230009267A priority Critical patent/KR102687761B1/ko
Priority to PCT/KR2023/017641 priority patent/WO2024158109A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102687761B1 publication Critical patent/KR102687761B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
    • G03F1/24—Reflection masks; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/48—Protective coatings
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/54—Absorbers, e.g. of opaque materials

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

계면 보호막을 이용하여 반사막 사이의 상호섞임(intermixing)을 방지할 수 있는 포토마스크 블랭크를 제공하는 것이다. 상기 포토마스크 블랭크는 포토 공정에 이용되는 노광 광이 입사되는 제1 면과, 상기 제1 면과 반대되는 제2 면을 포함하는 기판, 상기 기판의 제1 면 상에 배치되고, 교대로 적층된 제1 반사막 및 제2 반사막을 포함하는 반사 구조체, 및 상기 반사 구조체 상의 캡핑막을 포함하고, 상기 제1 반사막은 몰리브덴(Mo)막이고, 상기 제2 반사막은 실리콘(Si)막이고, 상기 제1 반사막 및 제2 반사막은 각각 서로 반대되는 제1 면 및 제2 면을 포함하고, 상기 제1 반사막의 제2 면 및 상기 제2 반사막의 제2 면은 상기 기판의 제1 면을 바라보고, 상기 제1 반사막의 제1 면은 상기 제2 반사막의 제2 면을 바라보고, 상기 반사 구조체는 상기 제1 반사막의 제1 면 및 상기 제2 반사막의 제2 면과 접촉하는 제1 계면 보호막과, 상기 제1 반사막의 제2 면 및 상기 제2 반사막의 제1과 접촉하는 제2 계면 보호막을 포함한다.

Description

포토마스크 블랭크, 포토마스크 블랭크를 이용하여 제조된 포토마스크, 포토마스크를 이용한 반도체 장치 제조 방법{Photomask blank, photomask manufactured by using the photomask blank and method of fabricating semiconductor device using the photomask}
본 발명은 포토마스크 블랭크, 마스크 블랭크를 이용하여 제조된 포토마스크 및 포토마스크를 이용한 반도체 장치 제조 방법에 관한 것이다.
최근 정보 매체의 급속한 발전에 따라, 반도체 장치의 기능은 비약적으로 발전하고 있다. 반도체 장치의 경쟁력 확보를 위해, 저비용, 고품질의 반도체 장치의 고집적화가 요구되고 있다. 고집적화를 위해, 반도체 장치의 패턴 사이의 간격이 점차 감소하고 있다. 현재 널리 이용중인 ArF 엑시머 레이저를 광원으로 하는 포토리소그래피(photolithography) 공정은 32nm 이하의 선폭을 구현하기에 한계를 갖는다. 32nm 이하의 선폭을 구현하기 위해, 액침 포토 리소그래피, 더블 패터닝 공법 등이 도입되었으나 여전히 한계를 갖는다.
이러한 문제를 위해, 극자외선(EUV: Extreme Ultraviolet)을 광원으로 이용하는 포토 리소그래피 장치가 도입되었다. 하지만, 극 자외선은 대기에 의해 많이 감쇠되고, 거의 모든 물질에 흡수되는 성질을 가져, ArF 포토리소그래피 공정에 사용되는 투과형 포토마스크(photo mask)는 이용될 수 없다.
따라서, 극자외선 포토 리소그래피 공정에서는 반사층을 포함하는 포토마스크가 이용되고 있다.
대한민국 특허 공개번호 제10-2015-0121975호
본 발명이 해결하려는 과제는, 계면 보호막을 이용하여 반사막 사이의 상호섞임(intermixing)을 방지할 수 있는 포토마스크 블랭크를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 계면 보호막을 이용하여 반사막 사이의 상호섞임을 방지할 수 있는 포토마스크를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 계면 보호막을 이용하여 반사막 사이의 상호섞임을 방지할 수 있는 포토마스크를 이용한 반도체 장치 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 포토마스크 블랭크의 일 측면(aspect)은 포토 공정에 이용되는 노광 광이 입사되는 제1 면과, 상기 제1 면과 반대되는 제2 면을 포함하는 기판, 상기 기판의 제1 면 상에 배치되고, 교대로 적층된 제1 반사막 및 제2 반사막을 포함하는 반사 구조체, 및 상기 반사 구조체 상의 캡핑막을 포함하고, 상기 제1 반사막은 몰리브덴(Mo)막이고, 상기 제2 반사막은 실리콘(Si)막이고, 상기 제1 반사막 및 제2 반사막은 각각 서로 반대되는 제1 면 및 제2 면을 포함하고, 상기 제1 반사막의 제2 면 및 상기 제2 반사막의 제2 면은 상기 기판의 제1 면을 바라보고, 상기 제1 반사막의 제1 면은 상기 제2 반사막의 제2 면을 바라보고, 상기 반사 구조체는 상기 제1 반사막의 제1 면 및 상기 제2 반사막의 제2 면과 접촉하는 제1 계면 보호막과, 상기 제1 반사막의 제2 면 및 상기 제2 반사막의 제1과 접촉하는 제2 계면 보호막을 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 계면 보호막 및 상기 제2 계면 보호막은 각각 몰리브덴 산화물, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 카바이드, 보론 카바이드 및 탄소 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 계면 보호막의 두께 및 상기 제2 계면 보호막의 두께는 각각 0.2 nm 이상 1.0 nm 이하이다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 계면 보호막 및 상기 제2 계면 보호막은 각각 단일 물질막이다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 계면 보호막의 두께는 상기 제2 계면 보호막의 두께와 동일하다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 계면 보호막은 상기 제1 반사막의 제1 면과 접촉하는 제1 하부 계면 보호막과, 상기 제2 반사막이 제2 면과 접촉하는 제1 상부 계면 보호막을 포함하고, 상기 제2 계면 보호막은 상기 제2 반사막의 제1 면과 접촉하는 제2 하부 계면 보호막과, 상기 제1 반사막의 제2 면과 접촉하는 제2 상부 계면 보호막을 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 하부 계면 보호막은 상기 제2 상부 계면 보호막과 동일한 물질로 형성되고, 상기 제1 상부 계면 보호막은 상기 제2 하부 계면 보호막과 동일한 물질로 형성된다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 계면 보호막의 두께는 상기 제2 계면 보호막의 두께와 동일하다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 하부 계면 보호막의 두께는 상기 제1 상부 계면 보호막의 두께와 동일하고, 상기 제2 하부 계면 보호막의 두께는 상기 제2 상부 계면 보호막의 두께와 동일하다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 노광 광의 파장은 λ이고, 상기 노광 광의 파장에서 몰리브덴의 굴절율은 n1이고, 상기 노광 광의 파장에서 실리콘의 굴절율은 n2이고, 상기 제1 반사막의 두께 및 상기 제1 계면 보호막의 두께의 합은 λ/(4*n1)이고, 상기 제2 반사막의 두께 및 상기 제2 계면 보호막의 두께의 합은 λ/(4*n2)이다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 캡핑막은 루테늄(Ru)막 또는 루테늄 화합물막이다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 포토마스크 블랭크는 상기 캡핑막 상에 광 흡수막을 더 포함하고, 상기 광 흡수막은 상기 노광 광을 흡수한다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 포토마스크의 일 측면은 포토 공정에 이용되는 노광 광이 입사되는 제1 면과, 상기 제1 면과 반대되는 제2 면을 포함하는 기판, 상기 기판의 제1 면 상에 배치되고, 교대로 적층된 제1 반사막 및 제2 반사막을 포함하는 반사 구조체, 상기 반사 구조체 상의 캡핑막; 및 상기 캡핑막 상에 배치되고, 상기 노광 광을 통과시키는 개구부를 포함하는 광 흡수 패턴을 포함하고, 상기 제1 반사막은 몰리브덴(Mo)막이고, 상기 제2 반사막은 실리콘(Si)막이고, 상기 제1 계면 보호막 및 상기 제2 계면 보호막은 각각 몰리브덴 산화물, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 카바이드, 보론 카바이드 및 탄소 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제1 반사막 및 제2 반사막은 각각 서로 반대되는 제1 면 및 제2 면을 포함하고, 상기 제1 반사막의 제2 면 및 상기 제2 반사막의 제2 면은 상기 기판의 제1 면을 바라보고, 상기 제1 반사막의 제1 면은 상기 제2 반사막의 제2 면을 바라보고, 상기 반사 구조체는 상기 제1 반사막의 제1 면 및 상기 제2 반사막의 제2 면과 접촉하는 제1 계면 보호막과, 상기 제1 반사막의 제2 면 및 상기 제2 반사막의 제1과 접촉하는 제2 계면 보호막을 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 계면 보호막의 두께는 상기 제2 계면 보호막의 두께와 동일하다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 계면 보호막의 두께는 0.2 nm 이상 1.0 nm 이하이다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 계면 보호막 및 상기 제2 계면 보호막은 각각 단일 물질막이다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 계면 보호막은 상기 제1 반사막의 제1 면과 접촉하는 제1 하부 계면 보호막과, 상기 제2 반사막이 제2 면과 접촉하는 제1 상부 계면 보호막을 포함하고, 상기 제2 계면 보호막은 상기 제2 반사막의 제1 면과 접촉하는 제2 하부 계면 보호막과, 상기 제1 반사막의 제2 면과 접촉하는 제2 상부 계면 보호막을 포함하고, 상기 제1 하부 계면 보호막은 상기 제2 상부 계면 보호막과 동일한 물질로 형성되고, 상기 제1 상부 계면 보호막은 상기 제2 하부 계면 보호막과 동일한 물질로 형성된다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 노광 광의 파장은 λ이고, 상기 노광 광의 파장에서 몰리브덴의 굴절율은 n1이고, 상기 노광 광의 파장에서 실리콘의 굴절율은 n2이고, 상기 제1 반사막의 두께 및 상기 제1 계면 보호막의 두께의 합은 λ/(4*n1)이고, 상기 제2 반사막의 두께 및 상기 제2 계면 보호막의 두께의 합은 λ/(4*n2)이다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 반도체 장치 제조 방법의 일 측면은 기판 상에 마스크막을 형성하고, 포토마스크를 이용한 포토 공정을 이용하여 상기 마스크막을 식각하여, 상기 기판 상에 마스크 패턴을 형성하는 것을 포함하고, 상기 포토마스크는 상기 포토 공정에 이용되는 노광 광이 입사되는 제1 면과, 상기 제1 면과 반대되는 제2 면을 포함하는 마스크 기판과,
상기 마스크 기판의 제1 면 상에 배치되고, 교대로 적층된 제1 반사막 및 제2 반사막을 포함하는 반사 구조체와, 상기 반사 구조체 상의 캡핑막과, 상기 캡핑막 상에 배치되고, 상기 노광 광을 통과시키는 개구부를 포함하는 광 흡수 패턴을 포함하고, 상기 제1 반사막은 몰리브덴(Mo)막이고, 상기 제2 반사막은 실리콘(Si)막이고, 상기 제1 계면 보호막 및 상기 제2 계면 보호막은 각각 몰리브덴 산화물, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 카바이드, 보론 카바이드 및 탄소 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제1 반사막 및 제2 반사막은 각각 서로 반대되는 제1 면 및 제2 면을 포함하고, 상기 제1 반사막의 제2 면 및 상기 제2 반사막의 제2 면은 상기 마스크 기판의 제1 면을 바라보고, 상기 제1 반사막의 제1 면은 상기 제2 반사막의 제2 면을 바라보고, 상기 반사 구조체는 상기 제1 반사막의 제1 면 및 상기 제2 반사막의 제2 면과 접촉하는 제1 계면 보호막과, 상기 제1 반사막의 제2 면 및 상기 제2 반사막의 제1과 접촉하는 제2 계면 보호막을 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 블랭크는, 계면 보호막이 다층 미러 구조를 갖는 반사막 사이에 배치되어, 반사막 사이의 상호섞임이 방지될 수 있다.
반사막 사이의 상호섞임이 방지됨으로써, 포토 공정에 이용되는 노광 광에 대한 반사율이 감소되는 것이 방지될 수 있다.
도 1은 포토마스크를 이용하는 극자외선 포토리소그래피 장치를 설명하기 위한 예시적인 개념도이다.
도 2는 몇몇 실시예들에 따른 포토마스크 블랭크를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 각각 도 2의 P 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 5는 몇몇 실시예들에 따른 포토마스크 블랭크를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 몇몇 실시예들에 따른 포토마스크를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2 내지 도 4에 도시된 증착원 시스템을 이용한 증착율 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는 계면 보호막의 두께가 변함에 따른 반사 구조체의 반사율 변화를 나타내는 그래프이다.
도 13 및 도 14는 계면 보호막의 두께가 변함에 따른 반사 구조체의 반사율 변화를 나타내는 그래프이다.
도 15 및 도 16은 계면 보호막의 두께가 변함에 따른 반사 구조체의 반사율 변화를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 포토마스크를 이용하는 극자외선 포토리소그래피 장치를 설명하기 위한 예시적인 개념도이다.
도 1을 참조하면, 몇몇 실시예에 따른 극자외선 포토리소그래피 장치는 광원부(10; optical source unit), 집광부(20; condenser unit), 투영부(40; projection unit) 및 제어부(90; control unit)를 포함할 수 있다.
광원부(10)는 노광 광(11)을 발생시킬 수 있다. 노광 광(11)은 약 10 nm 내지 약 14 nm의 파장을 갖는 극자외선(extreme ultraviolet; EUV)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원부(10)는 CO2 레이저를 주석(Sn)에 조사하여 생성된 플라즈마를 이용하여 약 13.5 nm의 파장을 갖는 극 자외선을 발생시킬 수 있다. 광원부(10)로부터 발생된 노광 광(11)은 집광부(20)로 제공될 수 있다.
집광부(20)는 광원부(10)에서 발생된 노광 광(11)이 포토마스크(30)을 향하도록 가이드할 수 있다. 집광부(20)는 집광 광학계(22; condenser optics)(예를 들어, 렌즈 및/또는 거울)를 포함할 수 있다. 집광 광학계(22)는 노광 광(11)을 모으고 반사하여 포토마스크(30)를 향하도록 가이드할 수 있다. 노광 광(11)은 집광부(20)를 통해 포토마스크(30)에 경사지게 입사될 수 있다.
도시되지 않았지만, 포토마스크(30) 상에 포토마스크(30)의 오염을 방지하는 펠리클이 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 포토마스크(30)는 마스크 스테이지(32) 상에 탑재되어 이동될 수 있다. 광원부(10) 및 마스크 스테이지(32)는 제어부(90)에 의해 제어될 수 있다.
포토마스크(30)에 입사된 노광 광(11)은 포토마스크(30)에 의해 반사되어 투영부(40)로 입사될 수 있다. 투영부(40)는 포토마스크(30)의 패턴 이미지를 제1 기판(50)으로 투영할 수 있다. 제1 기판(50)은 집적 회로가 형성되는 웨이퍼일 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(50)은 노광 광(11)에 반응하는 포토레지스트막을 포함할 수 있다. 노광 광(11)은 포토 공정에 사용될 수 있다.
투영부(40)는 투영 광학계(42, projection optics)(예를 들어, 렌즈 및/또는 거울)를 포함할 수 있다. 투영 광학계(42)는 포토마스크(30)에서 반사된 노광 광(11)을 이용하여 포토마스크(30) 상의 패턴 이미지를 소정의 배율(예를 들어, 4배, 6배, 또는 8배)로 축소할 수 있고, 이를 제1 기판(50)으로 투영할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 기판(50)은 기판 스테이지(52) 상에 탑재될 수 있다. 기판 스테이지(52)는 제1 기판(50)의 노광 영역(또는 노광 위치)을 변경시키기 위해 제1 기판(50)을 이동시킬 수 있다.
도 2는 몇몇 실시예들에 따른 포토마스크 블랭크를 설명하기 위한 도면이다. 도 3 및 도 4는 각각 도 2의 P 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
예를 들어, 포토마스크 블랭크(35)는 극 자외선을 광원으로 사용하는 포토리소그래피 장치에 장착될 수 있는 포토마스크(도 1의 30)을 제조하기 위한 기판일 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 몇몇 실시예들에 따른 포토마스크 블랭크(35)는 마스크 기판(110)과, 반사 구조체(120)와, 캡핑막(130)과, 광 흡수막(140)을 포함할 수 있다.
마스크 기판(110)은 유전체, 유리, 반도체 또는 금소 재료로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 마스크 기판(110)은 낮은 열팽창계수(thermal expansion coefficient)를 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 마스크 기판(110)은 20℃에서 열팽창 계수가 0±1.0×10-7/℃일 수 있다.
또한, 마스크 기판(110)은 평활성, 평탄도, 및 세정액에 대한 내성이 우수한 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 마스크 기판(110)은 합성 석영 유리, 석영 유리, 알루미노 실리케이트 유리, 소다 라임 유리, SiO2-TiO2계 유리(2원계(SiO2-TiO2) 및 3원계(SiO2-TiO2-SnO2)) 등과 같은 LTEM (low thermal expansion material) 유리, β 석영 고용체를 석출한 결정화 유리, 단결정 실리콘, 또는 SiC로 이루어질 수 있다. 포토마스크 블랭크(35)에 포함된 마스크 기판(110)은 저열팽창 특성이 요구될 수 있다. 따라서, 몇몇 실시예에 따른 포토마스크 블랭크(35)에서, 마스크 기판(110)은 예를 들어, 다성분계 유리 재료로 이루어질 수 있다.
마스크 기판(110)은 서로 반대되는 제1 면(110US)과 제2 면(110BS)을 포함할 수 있다. 마스크 기판의 제1 면(110US)은 포토 공정에 이용되는 노광 광(도 1의 11)이 입사되는 면일 수 있다.
예를 들어, 마스크 기판의 제1 면(110US)은 약 50 nm 이하의 평탄도를 가질 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 마스크 기판의 제2 면(110BS)은 약 500 nm 이하의 평탄도를 가질 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 마스크 기판(110)의 제1 면(110US) 및 마스크 기판의 제2 면(110BS)은 각각 약 0.15 nm 이하의 평균(root mean square: RMS) 표면 조도를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
반사 구조체(120)은 마스크 기판의 제1 면(110US) 상에 배치될 수 있다. 반사 구조체(120)는 노광 광(도 1의 11)을 반사할 수 있다. 예를 들어, 반사 구조체(120)는 극자외선(EUV)을 반사할 수 있다. 반사 구조체(120)는 다층 미러 구조를 가질 수 있다. 반사 구조체(120)는 고굴절율을 갖는 물질층과, 저굴절율을 갖는 물질층이 교대로 복수회 적층되어 있을 수 있다.
반사 구조체(120)는 교대로 적층된 제1 반사막(121) 및 제2 반사막(122)을 포함할 수 있다. 반사 구조체(120)는 약 20 내지 60 주기로 반복 형성된 제1 반사막(121)과 제2 반사막(122)을 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 반사막(121)은 몰리브덴(Mo)막이고, 제2 반사막(122)은 실리콘(Si)막일 수 있다. 다른 예로, 제1 반사막(121)은 실리콘막이고, 제2 반사막(122)은 몰리브덴막일 수 있다. 이하의 설명에서, 제1 반사막(121)은 몰리브덴막이고, 제2 반사막(122)은 실리콘막인 것으로 설명한다.
제1 반사막(121)은 서로 반대되는 제1 면(121US)과, 제2 면(121BS)을 포함할 수 있다. 제2 반사막(122)은 서로 반대되는 제1 면(122US)과, 제2 면(122BS)을 포함할 수 있다. 제1 반사막의 제2 면(121BS)과, 제2 반사막의 제2 면(122BS)은 각각 마스크 기판의 제1 면(110US)을 바라볼 수 있다. 제1 반사막의 제1 면(121US)은 제2 반사막의 제2 면(122BS)을 바라볼 수 있다. 또한, 제1 반사막의 제2 면(121BS)은 제2 반사막의 제1 면(122US)을 바라볼 수 있다.
반사 구조체(120)는 제1 계면 보호막(126)과, 제2 계면 보호막(127)을 포함할 수 있다. 제1 계면 보호막(126) 및 제2 계면 보호막(127)은 인접하는 제1 반사막(121) 및 제2 반사막(122) 사이에 배치될 수 있다.
제1 계면 보호막(126)은 제1 반사막의 제1 면(121US)과, 제2 반사막의 제2 면(122BS) 사이에 배치될 수 있다. 제1 계면 보호막(126)은 제1 반사막의 제1 면(121US) 및 제2 반사막의 제2 면(122BS)과 접촉할 수 있다. 제1 반사막의 제1 면(121US)은 제2 반사막의 제2 면(122BS)과 접촉하지 않는다.
제2 계면 보호막(127)은 제1 반사막의 제2 면(121BS)과, 제2 반사막의 제1 면(122US) 사이에 배치될 수 있다. 제2 계면 보호막(127)은 제1 반사막의 제2 면(121BS) 및 제2 반사막의 제1 면(122US)과 접촉할 수 있다. 제1 반사막의 제2 면(121BS)은 제2 반사막의 제1 면(122US)과 접촉하지 않는다.
도 3 및 도 4에서, 제1 반사막(121)의 두께(d11) 및 제1 계면 보호막(126)의 두께(d12)의 합(d1)은 수학식 1의 관계를 만족할 수 있다. 제2 반사막(122)의 두께(d21) 및 제2 계면 보호막(127)의 두께(d22)의 합(d2)은 수학식 2의 관계를 만족할 수 있다.
[수학식 1]
[수학식 2]
상기 수학식 1 및 수학식 2에서, λ는 포토 공정에 사용되는 노광 광(도 1의 11)의 파장을 나타낸다. 상기 수학식 1에서, n1은 노광 광의 파장(λ)에서 제1 반사막(121)의 굴절율, 즉, 몰리브덴의 굴절율일 수 있다. 상기 수학식 2에서, n2은 노광 광의 파장(λ)에서 제2 반사막(122)의 굴절율, 즉, 실리콘의 굴절율일 수 있다. 예를 들어, 노광 광의 파장(λ)이 13.5nm일 경우, 몰리브덴의 굴절율(n1)은 0.9238이고, 실리콘의 굴절율(n2)은 0.9990일 수 있다.
제1 계면 보호막(126)의 두께(d12) 및 제2 계면 보호막(127)의 두께(d22)는 각각 0.2nm 이상 1.0nm 이하일 수 있다. 예를 들어, 제1 계면 보호막(126)의 두께(d12)는 제2 계면 보호막(127)의 두께(d22)와 동일할 수 있다.
제1 계면 보호막(126) 및 제2 계면 보호막(127)은 각각 예를 들어, 몰리브덴 산화물, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 카바이드, 보론 카바이드(B4C) 및 탄소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3에서, 제1 계면 보호막(126) 및 제2 계면 보호막(127)은 각각 단일 물질막일 수 있다.
일 예로, 제1 계면 보호막(126)에 포함된 물질은 제2 계면 보호막(127)에 포함된 물질과 다를 수 있다. 제1 계면 보호막(126)은 제2 계면 보호막(127)과 다른 물질로 형성될 수 있다.
다른 예로, 제1 계면 보호막(126)에 포함된 물질은 제2 계면 보호막(127)에 포함된 물질과 동일할 수 있다. 제1 계면 보호막(126)은 제2 계면 보호막(127)과 동일한 물질로 형성될 수 있다.
도 2 및 도 4에서, 제1 계면 보호막(126) 및 제2 계면 보호막(127)은 각각 다중 물질막일 수 있다. 제1 계면 보호막(126)에 포함된 막의 개수는 제2 계면 보호막(127)에 포함된 막의 개수와 같다.
제1 계면 보호막(126)은 제1 하부 계면 보호막(126B)과, 제1 상부 계면 보호막(126U)을 포함할 수 있다. 제1 하부 계면 보호막(126B)은 제1 반사막의 제1 면(121US)과 접촉할 수 있다. 제1 상부 계면 보호막(126U)은 제2 반사막의 제2 면(122BS)과 접촉할 수 있다.
제2 계면 보호막(127)은 제2 하부 계면 보호막(127B)과, 제2 상부 계면 보호막(127U)을 포함할 수 있다. 제2 하부 계면 보호막(127B)은 제2 반사막의 제1 면(122US)과 접촉할 수 있다. 제2 상부 계면 보호막(12U)은 제1 반사막의 제2 면(121BS)과 접촉할 수 있다.
제1 하부 계면 보호막(126B)은 제1 상부 계면 보호막(126U)과 다른 물질로 형성될 수 있다. 제2 하부 계면 보호막(127B)은 제2 상부 계면 보호막(127U)과 다른 물질로 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1 하부 계면 보호막(126B)은 제2 상부 계면 보호막(127U)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 제1 반사막(121)과 접촉하는 제1 하부 계면 보호막(126B) 및 제2 상부 계면 보호막(127U)은 동일한 물질로 형성될 수 있다.
예를 들어, 제2 하부 계면 보호막(127B)은 제1 상부 계면 보호막(126U)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 제2 반사막(122)과 접촉하는 제2 하부 계면 보호막(127B) 및 제1 상부 계면 보호막(126U)은 동일한 물질로 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1 하부 계면 보호막(126B)의 두께(d121)는 제1 상부 계면 보호막(126U)의 두께(d122)와 동일할 수 있다. 제2 하부 계면 보호막(127B)의 두께(d221)는 제2 상부 계면 보호막(127U)의 두께(d222)와 동일할 수 있다. 또한, 제1 하부 계면 보호막(126B)의 두께(d121)는 제2 상부 계면 보호막(127U)의 두께(d222)와 동일할 수 있다. 제2 하부 계면 보호막(127B)의 두께(d221)는 제1 상부 계면 보호막(126U)의 두께(d122)와 동일할 수 있다.
캡핑막(130)은 반사 구조체(120) 상에 배치될 수 있다. 캡핑막(130)은 예를 들어, 반사 구조체(120)와 접촉할 수 있다. 반사 구조체(120)는 캡핑막(130)과 마스크 기판(110) 사이에 배치될 수 있다.
캡핑막(130)은 기계적 손상 및/또는 화학적 손상들로부터 반사 구조체(120)를 보호하는 역할을 할 수 있다.
캡핑막(130)은 루테늄(Ru) 또는 루테늄 화합물로 이루어질 수 있다. 캡핑막(130)이 루테늄막 또는 루테늄 화합물막일 수 있다. 루테늄 화합물은 루테늄(Ru)과, Nb, Zr, Mo, Y, B, La, 또는 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 화합물로 이루어질 수 있다.
광 흡수막(140)은 캡핑막(130) 상에 배치될 수 있다. 광 흡수막(140)은 노광 광(도 1의 11)을 흡수하면서, 노광 광(도 1의 11)의 반사율이 낮은 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 광 흡수막(140)은 극자외선 광을 흡수하면서, 극자외선 광의 반사율이 낮은 물질로 이루어질 수 있다. 광 흡수막(140)은 내화학성이 우수한 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 광 흡수막(140)은 에칭 등에 의해 제거가 가능한 물질로 이루어질 수 있다.
광 흡수막(140)은 Ta를 주성분으로 하는 재료로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예들에 따른 포토마스크 블랭크(35)에서, 광 흡수막(140)은 탄탈륨(Ta) 주성분과, 하프늄(Hf), 실리콘(Si), 지르코늄(Zr), 저마늄(Ge), 붕소(B), 질소(N) 및 수소(H) 중에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 광 흡수막(140)은 TaN, TaHf, TaHfN, TaBSi, TaBSiN, TaB, TaBN, TaSi, TaSiN, TaGe, TaGeN, TaZr, TaZrN, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2, 도 3, 도 11 및 도 12에서, 제1 계면 보호막(126) 및 제2 계면 보호막(127)은 각각 단일 물질막일 수 있다. 제1 계면 보호막(126)은 몰리브덴 산화물로 형성되고, 제2 계면 보호막(127)은 실리콘 산화물로 형성될 수 있다. 반사 구조체(120)는 40 주기의 제1 반사막(121) 및 제2 반사막(122)을 포함한다.
도 11 및 도 12는 계면 보호막의 두께가 변함에 따른 반사 구조체의 반사율 변화를 나타내는 그래프이다. 도 11 및 도 12는 제1 계면 보호막(126)의 두께 및 제2 계면 보호막(127)의 두께가 변함에 따른 반사 구조체(120)의 반사율 변화를 나타낸다. 제1 계면 보호막(126)의 두께(δ) 및 제2 계면 보호막(127)의 두께(δ)는 0.2nm, 0.4nm, 0.6nm, 0.8nm 및 1.0nm로 변화된다.
제1 계면 보호막(126)의 두께(δ) 및 제2 계면 보호막(127)의 두께(δ)가 0nm인 경우, 반사 구조체(120)의 13.50nm 파장의 빛에 대한 반사율은 71.85%일 수 있다. 제1 계면 보호막(126)의 두께(δ) 및 제2 계면 보호막(127)의 두께(δ)가 0.2nm인 경우, 반사 구조체(120)의 13.50nm 파장의 빛에 대한 반사율은 71.43%일 수 있다. 여기에서, 반사 구조체(120)의 반사율은 Essential Macleod Simulation 결과일 수 있다.
제1 계면 보호막(126)의 두께(δ) 및 제2 계면 보호막(127)의 두께(δ)가 증가함에 따라, 반사 구조체(120)의 13.50nm 파장의 빛에 대한 반사율은 감소할 수 있다. 하지만, 제1 계면 보호막(126)의 두께(δ) 및 제2 계면 보호막(127)의 두께(δ)가 0.4nm인 경우, 반사 구조체(120)의 13.50nm 파장의 빛에 대한 반사율은 70%보다 크다. 또한, 제1 계면 보호막(126)의 두께(δ) 및 제2 계면 보호막(127)의 두께(δ)가 1.0nm인 경우, 반사 구조체(120)의 13.50nm 파장의 빛에 대한 반사율은 65%보다 크다.
도 2, 도 4, 도 13 내지 도 16에서, 제1 계면 보호막(126) 및 제2 계면 보호막(127)은 각각 이중 물질막일 수 있다. 반사 구조체(120)는 40 주기의 제1 반사막(121) 및 제2 반사막(122)을 포함한다.
도 13 및 도 14에서, 제1 하부 계면 보호막(126B) 및 제2 상부 계면 보호막(127U)은 몰리브덴 산화물로 형성되고, 제1 상부 계면 보호막(126U) 및 제2 하부 계면 보호막(127B)은 실리콘 산화물로 형성될 수 있다.
도 15 및 도 16에서, 제1 하부 계면 보호막(126B) 및 제2 상부 계면 보호막(127U)은 몰리브덴 산화물로 형성되고, 제1 상부 계면 보호막(126U) 및 제2 하부 계면 보호막(127B)은 실리콘 질화물로 형성될 수 있다.
도 13 및 도 14는 계면 보호막의 두께가 변함에 따른 반사 구조체의 반사율 변화를 나타내는 그래프이다. 도 15 및 도 16은 계면 보호막의 두께가 변함에 따른 반사 구조체의 반사율 변화를 나타내는 그래프이다. 도 13 내지 도 16은 제1 계면 보호막(126)의 두께 및 제2 계면 보호막(127)의 두께가 변함에 따른 반사 구조체(120)의 반사율 변화를 나타낸다. 제1 계면 보호막(126)의 두께(δ) 및 제2 계면 보호막(127)의 두께(δ)는 0.2nm, 0.4nm, 0.6nm, 0.8nm 및 1.0nm로 변화된다. 즉, 제1 하부 계면 보호막(126B)의 두께 및 제1 상부 계면 보호막(126U)의 두께는 0.1nm, 0.2nm, 0.3nm, 0.4nm 및 0.5nm로 변화된다.
도 13 및 도 14에서, 제1 계면 보호막(126)의 두께(δ) 및 제2 계면 보호막(127)의 두께(δ)가 0nm인 경우, 반사 구조체(120)의 13.50nm 파장의 빛에 대한 반사율은 71.85%일 수 있다. 제1 계면 보호막(126)의 두께(δ) 및 제2 계면 보호막(127)의 두께(δ)가 0.2nm인 경우, 반사 구조체(120)의 13.50nm 파장의 빛에 대한 반사율은 70.08%일 수 있다. 즉, 제1 하부 계면 보호막(126B)의 두께 및 제1 상부 계면 보호막(126U)의 두께가 각각 0.1nm일 경우, 반사 구조체(120)의 13.50nm 파장의 빛에 대한 반사율은 70.08%일 수 있다.
제1 계면 보호막(126)의 두께(δ) 및 제2 계면 보호막(127)의 두께(δ)가 증가함에 따라, 반사 구조체(120)의 13.50nm 파장의 빛에 대한 반사율은 감소할 수 있다. 제1 계면 보호막(126)의 두께(δ) 및 제2 계면 보호막(127)의 두께(δ)가 0.6nm인 경우, 반사 구조체(120)의 13.50nm 파장의 빛에 대한 반사율은 65%보다 크다. 또한, 제1 계면 보호막(126)의 두께(δ) 및 제2 계면 보호막(127)의 두께(δ)가 1.0nm인 경우, 반사 구조체(120)의 13.50nm 파장의 빛에 대한 반사율은 60%보다 크다.
도 15 및 도 16에서, 제1 계면 보호막(126)의 두께(δ) 및 제2 계면 보호막(127)의 두께(δ)가 0nm인 경우, 반사 구조체(120)의 13.50nm 파장의 빛에 대한 반사율은 71.85%일 수 있다. 제1 계면 보호막(126)의 두께(δ) 및 제2 계면 보호막(127)의 두께(δ)가 0.2nm인 경우, 반사 구조체(120)의 13.50nm 파장의 빛에 대한 반사율은 70.34%일 수 있다. 즉, 제1 하부 계면 보호막(126B)의 두께 및 제1 상부 계면 보호막(126U)의 두께가 각각 0.1nm일 경우, 반사 구조체(120)의 13.50nm 파장의 빛에 대한 반사율은 70.34%일 수 있다.
제1 계면 보호막(126)의 두께(δ) 및 제2 계면 보호막(127)의 두께(δ)가 증가함에 따라, 반사 구조체(120)의 13.50nm 파장의 빛에 대한 반사율은 감소할 수 있다. 제1 계면 보호막(126)의 두께(δ) 및 제2 계면 보호막(127)의 두께(δ)가 0.6nm인 경우, 반사 구조체(120)의 13.50nm 파장의 빛에 대한 반사율은 65%보다 크다. 또한, 제1 계면 보호막(126)의 두께(δ) 및 제2 계면 보호막(127)의 두께(δ)가 1.0nm인 경우, 반사 구조체(120)의 13.50nm 파장의 빛에 대한 반사율은 60%보다 크다.
제1 반사막(121)과 제2 반사막(122)이 서로 접촉할 경우, 제1 반사막(121) 및 제2 반사막(122)이 서로 섞여 형성된 경계막이 제1 반사막(121)과 제2 반사막(122) 사이에서 형성될 수 있다. 제1 반사막(121) 및 제2 반사막(122)이 섞여 형성된 경계막은 반사 구조체(120)의 반사율을 낮춘다. 즉, 제1 반사막(121) 및 제2 반사막(122)이 서로 섞여 형성된 경계막으로 인해, 실제 제작된 반사 구조체(120)의 반사율은 시뮬레이션을 통해 얻은 반사 구조체(120)의 반사율보다 낮아진다.
하지만, 제1 계면 보호막(126) 및 제2 계면 보호막(127)은 제1 반사막(121) 및 제2 반사막(122) 사이에 배치되므로, 제1 반사막(121)과 제2 반사막(122)이 서로 섞이지 않을 수 있다. 즉, 제1 계면 보호막(126) 및 제2 계면 보호막(127)은 제1 반사막(121) 및 제2 반사막(122) 사이에 경계막이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
반면, 계면 보호막을 포함하는 반사 구조체(120)의 반사율과 계면 보호막을 포함하지 않는 반사 구조체(120)의 반사율의 차이는 매우 작다. 즉, 제1 반사막(121) 및 제2 반사막(122) 사이에 계면 보호막이 적용됨으로써, 반사 구조체(120)의 화학적 안정성은 향상됨과 동시에, 광학적 특성은 유지될 수 있다. 여기에서, 제1 반사막(121) 및 제2 반사막(122)이 서로 간에 반응하여 경계막의 형성되지 않음으로써, 반사 구조체(120)의 화학적 안정성은 향상될 수 있다. 제1 반사막(121) 및 제2 반사막(122) 사이에 경계막이 형성되지 않아, 반사 구조체(120)의 반사율 저하가 방지될 수 있다. 이를 통해, 반사 구조체(120)의 광학적 특성은 유지될 수 있다.
도 5는 몇몇 실시예들에 따른 포토마스크 블랭크를 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의상, 도 2 내지 도 4를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 5를 참고하면, 몇몇 실시예들에 따른 포토마스크 블랭크(35)는 도전성 코팅막(160)을 더 포함할 수 있다.
도전성 코팅막(160)은 마스크 기판의 제2 면(110BS) 상에 배치될 수 있다. 도전성 코팅막(160)은 포토리소그래피 공정시에 리소그래피 장치의 정전 척(electrostatic chuck)에 포토마스크 블랭크를 이용하여 제조한 포토마스크(도 1의 30)를 고정하는데 이용될 수 있다.
도전성 코팅막(160)은 도전성을 갖는 크롬(Cr) 함유 물질 또는 탄탈륨(Ta) 함유 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도전성 코팅막(160)은 Cr, CrN 또는 TaB 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
또는, 도전성 코팅막(160)은 도전성을 갖는 금속 산화물 또는 금속 질화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도전성 코팅막(160)은 티타늄 질화물(TiN), 지르코늄 질화물(ZrN), 하프늄 질화물(HfN), 루테늄 산화물(RuO2), 아연 산화물(ZnO2) 또는 이리듐 산화물(IrO2) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
도 6은 몇몇 실시예들에 따른 포토마스크를 설명하기 위한 도면이다.
몇몇 실시예들에 따른 포토마스크(30)는 EUV 파장 범위, 예를 들어, 약 13.5nm의 노광 광의 파장을 이용하여 포토리소그래피 공정에 사용할 수 있는 반사형 포토마스크일 수 있다.
또한, 몇몇 실시예들에 따른 포토마스크(30)는 도 2 내지 도 5의 포토마스크 블랭크(35)에 포함된 광 흡수막(140)을 패터닝하여 제조된 것일 수 있다. 예를 들어, 도 6는 도 2의 광 흡수막(140)을 패터닝하여 제조된 것일 수 있다.
몇몇 실시예들에 따른 포토마스크(30)에서, 마스크 기판(110), 반사 구조체(120) 및 캡핑막(130)에 대한 설명은 도 2 내지 도 4에서 설명한 것과 실질적으로 유사하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
도 6을 참고하면, 몇몇 실시예들에 따른 포토마스크(30)는 마스크 기판(110), 반사 구조체(120), 캡핑막(130) 및 광 흡수 패턴(145)을 포함할 수 있다.
광 흡수 패턴(145)는 캡핑막(130) 상에 배치될 수 있다. 광 흡수 패턴(145)은 노광 광(도 1의 11)을 통과시키는 개구부(145OP)를 포함할 수 있다.
도시하지 않았지만, 광 흡수 패턴(145) 상에는 저반사층 패턴이 더 배치될 수 있음은 물론이다.
도 7 내지 도 10은 몇몇 실시예들에 따른 반도체 장치 제조 방법을 설명하기 위한 중간단계 도면들이다.
몇몇 실시예들에 따른 반도체 장치 제조 방법은 도 6의 포토마스크를 이용한 제조 방법일 수 있다.
도 7을 참고하면, 제2 기판(200) 상에 마스크막(210)이 형성될 수 있다.
제2 기판(200)은 실리콘 기판일 수도 있고, 또는 다른 물질, 예를 들어, SOI(silicon-on-insulator), 실리콘게르마늄, SGOI(silicon germanium on insulator), 안티몬화 인듐, 납 텔루르 화합물, 인듐 비소, 인듐 인화물, 갈륨 비소 또는 안티몬화 갈륨을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 기판(200)은 도전성 패턴 및 반도체 패턴을 포함하는 회로 소자를 포함할 수 있다. 제2 기판(200)은 절연막 및 절연막 내의 금속 배선을 포함할 수 있다.
제2 기판(200)이 회로 소자를 포함할 경우, 회로 소자는 예를 들어, 핀형 패턴 형상의 채널 영역을 포함하는 핀형 트랜지스터(FinFET), 터널링 트랜지스터(tunneling FET), 나노 와이어를 포함하는 트랜지스터, 나노 시트(sheet)를 포함하는 트랜지스터, 또는 3차원(3D) 트랜지스터, 양극성 접합(bipolar junction) 트랜지스터, 횡형 이중 확산 트랜지스터(LDMOS), 또는 평면(planar) 트랜지스터일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
마스크막(210)은 절연 물질, 반도체 물질 및 도전 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
마스크막(210) 상에 감광막(220)이 형성될 수 있다.
도 8 내지 도 10을 참고하면, 포토마스크(도 1 및 도 6의 30)를 이용한 포토 공정(230)을 이용하여 마스크막(210)이 식각될 수 있다. 이를 통해, 제2 기판(200) 상에 마스크 패턴(215)이 형성될 수 있다.
도 8에서, 포토 공정(230)을 이용하여, 감광막(220)에 소자 패턴이 전사될 수 있다. 포토 공정(230)은 포토마스크(30)에서 반사된 노광 광(도 1의 11)을 이용할 수 있다.
도 9에서, 감광막(220)에 전사된 소자 패턴을 현상하여, 마스크막(210) 상에 감광 패턴(225)이 형성될 수 있다.
도 10에서, 감광 패턴(225)을 이용하여, 마스크막(210)이 식각될 수 있다. 이를 통해, 제2 기판(200) 상에 마스크 패턴(215)이 형성될 수 있다. 감광 패턴(225)는 제거될 수 있다.
일 예로, 마스크 패턴(215)을 이용하여, 제2 기판(200)의 일부를 식각할 수 있다. 다른 예로, 마스크 패턴(215) 자체를 반도체 소자의 일부로 사용할 수도 있다.
이상 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
30: 포토마스크 35: 포토마스크 블랭크
110: 마스크 기판 120: 반사 구조체
121, 122: 반사막 126, 127: 계면 보호막
130: 캡핑막

Claims (19)

  1. 포토 공정에 이용되는 노광 광이 입사되는 제1 면과, 상기 제1 면과 반대되는 제2 면을 포함하는 기판;
    상기 기판의 제1 면 상에 배치되고, 교대로 적층된 제1 반사막 및 제2 반사막을 포함하는 반사 구조체; 및
    상기 반사 구조체 상의 캡핑막을 포함하고,
    상기 제1 반사막 및 상기 제2 반사막은 각각 단일막이고,
    상기 제1 반사막은 몰리브덴(Mo)막이고,
    상기 제2 반사막은 실리콘(Si)막이고,
    상기 제1 반사막 및 제2 반사막은 각각 서로 반대되는 제1 면 및 제2 면을 포함하고,
    상기 제1 반사막의 제2 면 및 상기 제2 반사막의 제2 면은 상기 기판의 제1 면을 바라보고,
    상기 제1 반사막의 제1 면은 상기 제2 반사막의 제2 면을 바라보고,
    상기 반사 구조체는 상기 제1 반사막의 제1 면 및 상기 제2 반사막의 제2 면과 접촉하는 제1 계면 보호막과, 상기 제1 반사막의 제2 면 및 상기 제2 반사막의 제1과 접촉하는 제2 계면 보호막을 포함하고,
    상기 제1 계면 보호막은 상기 제1 반사막의 제1 면과 접촉하는 제1 하부 계면 보호막과, 상기 제2 반사막의 제2 면 및 상기 제1 하부 계면 보호막과 접촉하는 제1 상부 계면 보호막을 포함하고,
    상기 제2 계면 보호막은 상기 제2 반사막의 제1 면과 접촉하는 제2 하부 계면 보호막과, 상기 제1 반사막의 제2 면 및 상기 제2 하부 계면 보호막과 접촉하는 제2 상부 계면 보호막을 포함하고,
    상기 제1 하부 계면 보호막 및 상기 제2 상부 계면 보호막은 각각 몰리브덴 산화물로 형성되고,
    상기 제2 하부 계면 보호막 및 상기 제1 상부 계면 보호막은 각각 실리콘 산화물 및 실리콘 질화물 중 하나로 형성되는 포토마스크 블랭크.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 계면 보호막의 두께 및 상기 제2 계면 보호막의 두께는 각각 0.2 nm 이상 1.0 nm 이하인 포토마스크 블랭크.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 계면 보호막 및 상기 제2 계면 보호막은 각각 단일 물질막이고,
    상기 제1 하부 계면 보호막은 상기 제2 반사막의 제2 면과 접촉하고,
    상기 제2 하부 계면 보호막은 상기 제1 반사막의 제2 면과 접촉하는 포토마스크 블랭크.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 계면 보호막의 두께는 상기 제2 계면 보호막의 두께와 동일한 포토마스크 블랭크.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 상부 계면 보호막은 상기 제2 하부 계면 보호막과 동일한 물질로 형성되는 포토마스크 블랭크.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 계면 보호막의 두께는 상기 제2 계면 보호막의 두께와 동일한 포토마스크 블랭크.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 하부 계면 보호막의 두께는 상기 제1 상부 계면 보호막의 두께와 동일하고,
    상기 제2 하부 계면 보호막의 두께는 상기 제2 상부 계면 보호막의 두께와 동일한 포토마스크 블랭크.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 노광 광의 파장은 λ이고,
    상기 노광 광의 파장에서 몰리브덴의 굴절율은 n1이고,
    상기 노광 광의 파장에서 실리콘의 굴절율은 n2이고,
    상기 제1 반사막의 두께 및 상기 제1 계면 보호막의 두께의 합은 λ/(4*n1)이고,
    상기 제2 반사막의 두께 및 상기 제2 계면 보호막의 두께의 합은 λ/(4*n2)인 포토마스크 블랭크.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 캡핑막은 루테늄(Ru)막 또는 루테늄 화합물막인 포토마스크 블랭크.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 캡핑막 상에 광 흡수막을 더 포함하고,
    상기 광 흡수막은 상기 노광 광을 흡수하는 포토마스크 블랭크.
  12. 포토 공정에 이용되는 노광 광이 입사되는 제1 면과, 상기 제1 면과 반대되는 제2 면을 포함하는 기판;
    상기 기판의 제1 면 상에 배치되고, 교대로 적층된 제1 반사막 및 제2 반사막을 포함하는 반사 구조체;
    상기 반사 구조체 상의 캡핑막; 및
    상기 캡핑막 상에 배치되고, 상기 노광 광을 통과시키는 개구부를 포함하는 광 흡수 패턴을 포함하고,
    상기 제1 반사막 및 상기 제2 반사막은 각각 단일막이고,
    상기 제1 반사막은 몰리브덴(Mo)막이고,
    상기 제2 반사막은 실리콘(Si)막이고,
    상기 제1 반사막 및 제2 반사막은 각각 서로 반대되는 제1 면 및 제2 면을 포함하고,
    상기 제1 반사막의 제2 면 및 상기 제2 반사막의 제2 면은 상기 기판의 제1 면을 바라보고,
    상기 제1 반사막의 제1 면은 상기 제2 반사막의 제2 면을 바라보고,
    상기 반사 구조체는 상기 제1 반사막의 제1 면 및 상기 제2 반사막의 제2 면과 접촉하는 제1 계면 보호막과, 상기 제1 반사막의 제2 면 및 상기 제2 반사막의 제1 면과 접촉하는 제2 계면 보호막을 포함하고,
    상기 제1 계면 보호막은 상기 제1 반사막의 제1 면과 접촉하는 제1 하부 계면 보호막과, 상기 제2 반사막의 제2 면 및 상기 제1 하부 계면 보호막과 접촉하는 제1 상부 계면 보호막을 포함하고,
    상기 제2 계면 보호막은 상기 제2 반사막의 제1 면과 접촉하는 제2 하부 계면 보호막과, 상기 제1 반사막의 제2 면 및 상기 제2 하부 계면 보호막과 접촉하는 제2 상부 계면 보호막을 포함하고,
    상기 제1 하부 계면 보호막 및 상기 제2 상부 계면 보호막은 각각 몰리브덴 산화물로 형성되고,
    상기 제2 하부 계면 보호막 및 상기 제1 상부 계면 보호막은 각각 실리콘 산화물 및 실리콘 질화물 중 하나로 형성되는 포토마스크.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 계면 보호막의 두께는 상기 제2 계면 보호막의 두께와 동일한 포토마스크.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 계면 보호막의 두께는 0.2 nm 이상 1.0 nm 이하인 포토마스크.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 계면 보호막 및 상기 제2 계면 보호막은 각각 단일 물질막이고,
    상기 제1 하부 계면 보호막은 상기 제2 반사막의 제2 면과 접촉하고,
    상기 제2 하부 계면 보호막은 상기 제1 반사막의 제2 면과 접촉하는 포토마스크.
  16. 삭제
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 상부 계면 보호막은 상기 제2 하부 계면 보호막과 동일한 물질로 형성되는 포토마스크.
  18. 제12 항에 있어서,
    상기 노광 광의 파장은 λ이고,
    상기 노광 광의 파장에서 몰리브덴의 굴절율은 n1이고,
    상기 노광 광의 파장에서 실리콘의 굴절율은 n2이고,
    상기 제1 반사막의 두께 및 상기 제1 계면 보호막의 두께의 합은 λ/(4*n1)이고,
    상기 제2 반사막의 두께 및 상기 제2 계면 보호막의 두께의 합은 λ/(4*n2)인 포토마스크.
  19. 기판 상에 마스크막을 형성하고,
    포토마스크를 이용한 포토 공정을 이용하여 상기 마스크막을 식각하여, 상기 기판 상에 마스크 패턴을 형성하는 것을 포함하고,
    상기 포토마스크는
    상기 포토 공정에 이용되는 노광 광이 입사되는 제1 면과, 상기 제1 면과 반대되는 제2 면을 포함하는 마스크 기판과,
    상기 마스크 기판의 제1 면 상에 배치되고, 교대로 적층된 제1 반사막 및 제2 반사막을 포함하는 반사 구조체와,
    상기 반사 구조체 상의 캡핑막과,
    상기 캡핑막 상에 배치되고, 상기 노광 광을 통과시키는 개구부를 포함하는 광 흡수 패턴을 포함하고,
    상기 제1 반사막 및 상기 제2 반사막은 각각 단일막이고,
    상기 제1 반사막은 몰리브덴(Mo)막이고,
    상기 제2 반사막은 실리콘(Si)막이고,
    상기 제1 반사막 및 제2 반사막은 각각 서로 반대되는 제1 면 및 제2 면을 포함하고,
    상기 제1 반사막의 제2 면 및 상기 제2 반사막의 제2 면은 상기 마스크 기판의 제1 면을 바라보고,
    상기 제1 반사막의 제1 면은 상기 제2 반사막의 제2 면을 바라보고,
    상기 반사 구조체는 상기 제1 반사막의 제1 면 및 상기 제2 반사막의 제2 면과 접촉하는 제1 계면 보호막과, 상기 제1 반사막의 제2 면 및 상기 제2 반사막의 제1과 접촉하는 제2 계면 보호막을 포함하고,
    상기 제1 계면 보호막은 상기 제1 반사막의 제1 면과 접촉하는 제1 하부 계면 보호막과, 상기 제2 반사막의 제2 면 및 상기 제1 하부 계면 보호막과 접촉하는 제1 상부 계면 보호막을 포함하고,
    상기 제2 계면 보호막은 상기 제2 반사막의 제1 면과 접촉하는 제2 하부 계면 보호막과, 상기 제1 반사막의 제2 면 및 상기 제2 하부 계면 보호막과 접촉하는 제2 상부 계면 보호막을 포함하고,
    상기 제1 하부 계면 보호막 및 상기 제2 상부 계면 보호막은 각각 몰리브덴 산화물로 형성되고,
    상기 제2 하부 계면 보호막 및 상기 제1 상부 계면 보호막은 각각 실리콘 산화물 및 실리콘 질화물 중 하나로 형성되는 반도체 장치 제조 방법.
KR1020230009267A 2023-01-25 2023-01-25 포토마스크 블랭크, 포토마스크 블랭크를 이용하여 제조된 포토마스크, 포토마스크를 이용한 반도체 장치 제조 방법 KR102687761B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230009267A KR102687761B1 (ko) 2023-01-25 2023-01-25 포토마스크 블랭크, 포토마스크 블랭크를 이용하여 제조된 포토마스크, 포토마스크를 이용한 반도체 장치 제조 방법
PCT/KR2023/017641 WO2024158109A1 (ko) 2023-01-25 2023-11-06 포토마스크 블랭크, 포토마스크 블랭크를 이용하여 제조된 포토마스크, 포토마스크를 이용한 반도체 장치 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230009267A KR102687761B1 (ko) 2023-01-25 2023-01-25 포토마스크 블랭크, 포토마스크 블랭크를 이용하여 제조된 포토마스크, 포토마스크를 이용한 반도체 장치 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102687761B1 true KR102687761B1 (ko) 2024-07-24

Family

ID=91970845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230009267A KR102687761B1 (ko) 2023-01-25 2023-01-25 포토마스크 블랭크, 포토마스크 블랭크를 이용하여 제조된 포토마스크, 포토마스크를 이용한 반도체 장치 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102687761B1 (ko)
WO (1) WO2024158109A1 (ko)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006093454A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Hoya Corp 反射型マスクブランク、反射型マスク及び多層膜反射鏡
JP2007109964A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Hoya Corp 多層反射膜付き基板、その製造方法、反射型マスクブランクおよび反射型マスク
KR20150121975A (ko) 2014-04-22 2015-10-30 엘지이노텍 주식회사 포토마스크
KR20170031200A (ko) * 2014-07-11 2017-03-20 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 비정질 층들을 갖는 극 자외선 반사 엘리먼트 및 그 제조 방법
JP2017525999A (ja) * 2014-07-11 2017-09-07 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 多層スタックを有する極紫外線反射素子、及び極紫外線反射素子を製造する方法
KR20190017842A (ko) * 2017-04-17 2019-02-20 에이지씨 가부시키가이샤 Euv 노광용 반사형 마스크 블랭크 및 반사형 마스크
KR20210007807A (ko) * 2019-07-12 2021-01-20 주식회사 에스앤에스텍 극자외선용 반사형 블랭크 마스크 및 그 제조방법
KR20210089406A (ko) * 2020-01-08 2021-07-16 주식회사 에스앤에스텍 극자외선용 반사형 블랭크 마스크 및 포토마스크
KR20210114414A (ko) * 2019-01-21 2021-09-23 에이지씨 가부시키가이샤 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크, 및 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법
KR20220149442A (ko) * 2021-04-30 2022-11-08 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 반사형 마스크 블랭크 및 반사형 마스크의 제조 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015109366A (ja) * 2013-12-05 2015-06-11 旭硝子株式会社 Ｅｕｖリソグラフィ用反射型マスクブランク若しくはｅｕｖリソグラフィ用の反射層付基板、およびその製造方法
JP7361027B2 (ja) * 2018-05-25 2023-10-13 Hoya株式会社 反射型マスクブランク、反射型マスク及びその製造方法、並びに半導体装置の製造方法
JP7318607B2 (ja) * 2020-07-28 2023-08-01 Ａｇｃ株式会社 Ｅｕｖリソグラフィ用反射型マスクブランク、ｅｕｖリソグラフィ用反射型マスク、およびそれらの製造方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006093454A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Hoya Corp 反射型マスクブランク、反射型マスク及び多層膜反射鏡
JP2007109964A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Hoya Corp 多層反射膜付き基板、その製造方法、反射型マスクブランクおよび反射型マスク
KR20150121975A (ko) 2014-04-22 2015-10-30 엘지이노텍 주식회사 포토마스크
KR20170031200A (ko) * 2014-07-11 2017-03-20 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 비정질 층들을 갖는 극 자외선 반사 엘리먼트 및 그 제조 방법
JP2017525999A (ja) * 2014-07-11 2017-09-07 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 多層スタックを有する極紫外線反射素子、及び極紫外線反射素子を製造する方法
KR20190017842A (ko) * 2017-04-17 2019-02-20 에이지씨 가부시키가이샤 Euv 노광용 반사형 마스크 블랭크 및 반사형 마스크
KR20210114414A (ko) * 2019-01-21 2021-09-23 에이지씨 가부시키가이샤 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크, 및 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법
KR20210007807A (ko) * 2019-07-12 2021-01-20 주식회사 에스앤에스텍 극자외선용 반사형 블랭크 마스크 및 그 제조방법
KR20210089406A (ko) * 2020-01-08 2021-07-16 주식회사 에스앤에스텍 극자외선용 반사형 블랭크 마스크 및 포토마스크
KR20220149442A (ko) * 2021-04-30 2022-11-08 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 반사형 마스크 블랭크 및 반사형 마스크의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024158109A1 (ko) 2024-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102402767B1 (ko) 극자외선 마스크 블랭크, 극자외선 마스크 블랭크를 이용하여 제조된 포토마스크, 포토마스크를 이용한 리소그래피 장치 및 포토마스크를 이용한 반도체 장치 제조 방법
US11372323B2 (en) Phase-shift mask for extreme ultraviolet lithography
US7384715B2 (en) Forming an EUV mask with a phase-shifter layer and an intensity balancer layer
EP1373978B1 (en) Extreme ultraviolet mask with improved absorber
US7642017B2 (en) Reflective photomask, method of fabricating the same, and reflective blank photomask
US20030232256A1 (en) Photolithographic mask and methods for the fabrication of the mask
US7074527B2 (en) Method for fabricating a mask using a hardmask and method for making a semiconductor device using the same
KR102687761B1 (ko) 포토마스크 블랭크, 포토마스크 블랭크를 이용하여 제조된 포토마스크, 포토마스크를 이용한 반도체 장치 제조 방법
TW201839495A (zh) 微影光罩
JP2012049243A (ja) Ｅｕｖ露光用反射型マスクおよびその製造方法
US11982936B2 (en) Photomask and method of fabricating a photomask
US6869734B1 (en) EUV reflective mask having a carbon film and a method of making such a mask
KR100735530B1 (ko) 단차를 가진 반사층을 포함하는 반사형 포토마스크 및 그 제조방법
JP6919699B2 (ja) 反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスク
US8673521B2 (en) Blank substrates for extreme ultra violet photo masks and methods of fabricating an extreme ultra violet photo mask using the same
WO2022153657A1 (ja) 反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスク
TWI824196B (zh) 極紫外微影之相移式遮罩
WO2021221124A1 (ja) 反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスク
KR20210155863A (ko) 극자외선 리소그래피용 위상 반전 마스크 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant