KR20050016330A - A mask blank and a method for producing the same - Google Patents
A mask blank and a method for producing the sameInfo
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Abstract
본 발명의 일면은 마스크 블랭크를 제조하는 방법을 포함한다. 기판이 제공된다. 마스킹 층은 상기 기판위에 형성된다. 쓰기 파장에 민감한 필름에 대하여 쓰기 파장의 반사율이 4% 미만이 되도록 상기 기판 위에 하나 이상의 재료 층이 형성된다. 본 발명의 다른 측면들은 상세 설명, 도면 및 청구항에 반영되어 있다.One aspect of the invention includes a method of making a mask blank. A substrate is provided. A masking layer is formed on the substrate. One or more layers of material are formed on the substrate such that the reflectance of the write wavelength is less than 4% for the film sensitive to the write wavelength. Other aspects of the invention are reflected in the description, the drawings, and the claims.
Description
본 발명은 기판을 생산하는 방법에 관한 것으로, 특히 상기 기판을 사용하여 마스크 블랭크 또는 레티클 블랭크를 생산하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 마스크 기판 및 레티클 기판과 관련된다.The present invention relates to a method of producing a substrate, and more particularly to a method of producing a mask blank or a reticle blank using the substrate. The invention also relates to a mask substrate and a reticle substrate.
본 발명에 의해 해결되는 문제점들은 매우 정확하고 고 해상도의 마스크를 생산하는데 있어서의 어려움에 관련된다. 특히 본 발명은 화학적으로 증폭된 레지스트(CAR, chemically amplified resist)의 사용과 관련된다. 이러한 CAR은 DUV 방사(Micronic SIGMA 7100 at 248nm 및 ETEC ALTA 4000 at 257nm) 그리고 전자 빔(몇몇 공급업체)으로써 마스크를 생산하는데 사용된다. 또한 CAR은 364nm(DNP에서 출판된 논문)에서 레이저 패턴 발생기용으로 사용되어 왔다. 상기 CAR은 단파장에서 고 감도, 고 콘트라스트, 고 투명도 등과 같은 몇몇 이유로 사용되고 있다.The problems solved by the present invention are related to the difficulty in producing highly accurate and high resolution masks. In particular, the present invention relates to the use of chemically amplified resist (CAR). These CARs are used to produce masks with DUV radiation (Micronic SIGMA 7100 at 248 nm and ETEC ALTA 4000 at 257 nm) and electron beams (several suppliers). CAR has also been used for laser pattern generators at 364 nm (a paper published by DNP). The CAR is used at short wavelengths for several reasons, such as high sensitivity, high contrast, high transparency and the like.
CAR과 관련된 일반적인 문제는 PAB(post-apply bake)에서 노출에 이르기까지 다양한 지연 시간들에 대한 민감도이며, 만일 상기 노출이 늘어나게 되면 CAR은 마스크 패턴 발생기내에서 노출과 PEB(post-exposure bake) 사이에 있을 수 있다. PAB 이전 및 PEB 이후에, CAR은 일반적으로 안정된 것으로 생각된다. 이러한 지연 시간의 변화 및 확장에 대한 민감도는 에지 프로파일과 CD 측정에서 변동을 발생시키지만, 레지스트에서의 고유한 그리고 자발적인 반응에 부분적으로 기인하고, 주위로부터의 오염에 부분적으로 기인하고, 그리고 마스크 블랭크에 사용되는 다른 재료, 특히 크롬과의 반응에 부분적으로 기인한다. A common problem with CARs is their sensitivity to various delay times from post-apply bake (PAB) to exposure, and if the exposure is prolonged, the CAR is placed between the exposure and the post-exposure bake (PEB) in a mask pattern generator. Can be in. Before PAB and after PEB, the CAR is generally considered to be stable. Sensitivity to this variation and extension of delay causes variations in edge profiles and CD measurements, but is due in part to inherent and spontaneous reactions in the resist, partly due to contamination from the surroundings, and to mask blanks. Partly due to the reaction with other materials used, in particular chromium.
도 1은 종래 기술에 따른 마스크 블랭크를 보여주고 있다. 도 1에서 마스크 블랭크는 기판(101)을 가지며, 이 기판은 대개 수정이지만, EUV 마스크를 반사할 때 상기 기판은 가령, 규소 혹은 ULE(ultra-low expansion) 유리나 세라믹과 같은 어떤 안정된 재료가 될 수 있다. 크롬(102)은 부분적으로 이산화크롬이나 질화크롬과 같은 반사 방지(AR, anti-reflective) 층(103)으로 덮여 있다. 상기 크롬은 상기 수정 기판위로 스퍼터링되고 그리고 상기 AR 코팅은 그 위에 스프터링됨으로서 대개 70-100nm 두께를 갖는 결합된 필름을 형성한다. 레지스트(104)는 상기 AR 층(103)위에 코팅된다. 주위로부터의 오염물질은 ppb 농도를 갖는 아민, 암모니아, 혹은 다른 질소 함유 화합물의 형태가 될 수 있다. 상기 프로세스는 또한 대기에 있는 산소나 물에 영향을 받지만, 그 정도는 덜하며, 서로 다른 형태의 레지스트 화학작용에 대하여 서로 다르게 영향을 받는다.1 shows a mask blank according to the prior art. The mask blank in FIG. 1 has a substrate 101, which is usually a modification, but when reflecting an EUV mask the substrate can be of any stable material such as silicon or ultra-low expansion glass or ceramic, for example. have. Chromium 102 is partially covered with an anti-reflective (AR) layer 103 such as chromium dioxide or chromium nitride. The chromium is sputtered onto the quartz substrate and the AR coating is sputtered thereon to form a bonded film, usually 70-100 nm thick. Resist 104 is coated over the AR layer 103. Contaminants from the environment may be in the form of amines, ammonia, or other nitrogen containing compounds with ppb concentrations. The process is also affected by oxygen or water in the atmosphere, but to a lesser extent, differently for different forms of resist chemistry.
더 작은 치수에서는, 초점심도(depth-of-focus) 손실을 피하기 위해서 그리고 높은 애스펙트 비를 갖는 작은 속성(features)에 대한 이미지 콜랩스(collapse)를 막기 위해서 더욱 얇은 레지스트를 사용하는 것이 필요할 것이다. 이는 동일한 발명자에 의해 출원되고 본 원에 참조로 인용되어 있는 또 다른 미국 특허 출원 09/664,288에서 다루어진다. 상기 출원은 마스크 및 유사한 제품을 매우 작은 속성으로 생산하는 다층 패턴 이동 방법을 다루고 있다. 이는 157nm 빛과 EUV로 쓰여진 레티클에 대해 사용될 수 있다. 가까운 미래에는 높은 안정성과 좋은 선폭(line-width) 제어를 갖는 단층의 화학적으로 증폭된 프로세스가 바람직할 것이다. 이러한 프로세스는 아래에서 설명된다.In smaller dimensions, it will be necessary to use thinner resists to avoid depth-of-focus loss and to prevent image collapsing for small features with high aspect ratios. This is dealt with in another US patent application 09 / 664,288, filed by the same inventor and incorporated herein by reference. The application deals with a multilayer pattern transfer method for producing masks and similar products with very small properties. It can be used for reticles written in 157nm light and EUV. In the near future, monolayer chemically amplified processes with high stability and good line-width control would be desirable. This process is described below.
화학적으로 증폭된 레지스트는 도 2의 마스크 기판 위에서 사용될 때보다는 덜 완전한 결과를 제공한다. 크롬 반사는 도 2에서 레지스트 프로파일에서 다수의 캐비티(201)에 의해 정재파(standing waves)를 제공하고, 그리고 이산화크롬 표면의 화학적 활성은 레지스트 프로파일에서 풋(202)을 생기게 한다. 특히 치수를 잘 제어하기 위해 청결한 수직 측벽이 필요한 경우, 상기 풋은 문제거리가 된다.Chemically amplified resist provides less complete results than when used on the mask substrate of FIG. 2. Chromium reflection provides standing waves by a number of cavities 201 in the resist profile in FIG. 2, and the chemical activity of the chromium dioxide surface results in a foot 202 in the resist profile. The foot is a problem, especially when clean vertical sidewalls are needed to control the dimensions well.
도 1은 당분야에 공지된 수정 기판을 갖는 포토마스크 블랭크를 도시하고 있으며, 이때 코팅은 Cr, CrOxNy 층 및 레지스트로 구성되어 있다.1 shows a photomask blank with a quartz substrate known in the art, wherein the coating consists of a Cr, CrO x N y layer and a resist.
도 2는 당분야에 공지된 일반적인 레지스트 프로파일을 도시.2 illustrates a typical resist profile known in the art.
도 3은 수정 기판을 갖는 본 발명의 실시예를 도시하고 있으며, 이때 코팅은 Cr, 반사 방지 코팅, 화학적으로 비활성인 상단층, 및 레지스트를 포함한다.3 illustrates an embodiment of the invention with a quartz substrate, wherein the coating comprises Cr, an antireflective coating, a chemically inert top layer, and a resist.
도 4는 본 발명에 의해 생성된 일반적인 레지스트 프로파일을 도시.4 illustrates a typical resist profile produced by the present invention.
도 5는 현재 기술에서 접할 수 있는 산의 확산을 도시.5 illustrates the diffusion of acids encountered in the current art.
도 6은 본 발명의 기판/마스크 블랭크를 사용할 때 산의 확산을 도시.6 shows the diffusion of acid when using the substrate / mask blank of the present invention.
도 7은 마스크 블랭크의 생성을 위한 방법을 도시.7 shows a method for the generation of a mask blank.
따라서, 상기 언급된 문제들을 극복하거나 혹은 적어도 줄이게 하는 마스크 블랭크를 준비하는 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. It is therefore an object of the present invention to provide a method of preparing a mask blank that overcomes or at least reduces the above mentioned problems.
다른 목적들 가운데, 이 목적은 마스크 블랭크를 제조하는 방법에 의해 이루어진 본 발명의 제 1 측면에 따르며, 상기 방법은 기판을 제공하는 단계, 상기 기판상에 마스킹 층을 형성하는 단계, 그리고 쓰기(writing) 파장에 민감한 필름에 대한 쓰기 파장의 반사율이 4% 미만이 되도록 상기 기판 위에 하나 이상의 재료 층을 형성하는 단계들을 포함한다. Among other objects, this object is in accordance with a first aspect of the invention made by a method of manufacturing a mask blank, the method comprising providing a substrate, forming a masking layer on the substrate, and writing ) Forming one or more layers of material on the substrate such that the reflectance of the write wavelength for the wavelength sensitive film is less than 4%.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 반사율은 2% 미만이다.In another embodiment according to the invention, the reflectance is less than 2%.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 반사율은 1% 미만이다.In another embodiment according to the invention, the reflectance is less than 1%.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 반사율은 0.5% 미만이다.In another embodiment according to the invention, the reflectance is less than 0.5%.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 규소 화합물은 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름에 면하고 있다. In another embodiment according to the invention, a silicon compound faces the film sensitive to the writing wavelength.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 이산화규소 층은 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름에 면하고 있다. In another embodiment according to the invention, a silicon dioxide layer faces the film sensitive to the writing wavelength.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 마스킹 재료는 규소를 포함한다.In another embodiment according to the invention, the masking material comprises silicon.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름은 300nm 두께 미만이다.In another embodiment according to the invention, the film sensitive to the writing wavelength is less than 300 nm thick.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름은 200nm 두께 미만이다.In another embodiment according to the invention, the film sensitive to the writing wavelength is less than 200 nm thick.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 하나 이상의 재료 층은 옥시나이트라이드(oxynitride)를 포함한다.In another embodiment according to the present invention, the at least one material layer comprises oxynitride.
또 다른 실시예에서, 상기 발명은 쓰기 파장에 민감한 상기 필름의 적어도 일부분을 상기 쓰기 파장에 노출시키는 작용을 추가로 포함하고 그리고 염소 및 플루오르를 갖는 기체 혼합물내에서 상기 노출된 마스크 블랭크를 에칭하는 작용을 추가로 포함한다.In another embodiment, the invention further comprises the act of exposing at least a portion of the film sensitive to a write wavelength to the write wavelength and etching the exposed mask blank in a gas mixture with chlorine and fluorine. It further includes.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름은 낮은 활성화 에너지를 갖고 있다. In another embodiment according to the invention, the film sensitive to the writing wavelength has a low activation energy.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름은 CAR(chemically amplified resist)이다. In another embodiment according to the invention, the film sensitive to the writing wavelength is a chemically amplified resist (CAR).
또 다른 실시예에서, 상기 발명은 쓰기 파장에 민감한 상기 필름의 적어도 일부분을 상기 쓰기 파장에 노출시키는 작용을 추가로 포함하고 그리고 염기에 노출됨으로써 쓰기 파장에 민감한 상기 필름에서 반응을 멈추는 작용을 추가로 포함한다.In another embodiment, the invention further comprises the act of exposing at least a portion of the film sensitive to the write wavelength to the write wavelength and further stopping the reaction in the film sensitive to the write wavelength by exposure to a base. Include.
또 다른 실시예에서, 상기 발명은 낮은 습도의 주위 기체를 가짐으로써 노출에 의해 발생된 반응을 늦추게 하는 작용을 추가로 포함한다.In another embodiment, the invention further includes the action of slowing the reaction caused by exposure by having a low humidity ambient gas.
또 다른 실시예에서, 상기 발명은 접착성 프로모터(promoter)의 필름을 형성하는 작용을 추가로 포함한다.In another embodiment, the invention further includes the action of forming a film of an adhesive promoter.
본 발명은 또한 마스크 블랭크를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 기판을 제공하고, 상기 기판 상에 마스킹 층을 형성하고, 그리고 쓰기 파장에 민감한 필름과 면하고 있는 표면이 화학적으로 비활성이 되도록 상기 기판 상에 하나 이상의 재료 층을 형성하는 작용들을 포함한다.The invention also relates to a method of making a mask blank, the method providing a substrate, forming a masking layer on the substrate, and wherein the surface facing the film sensitive to the write wavelength is chemically inert. Acts of forming one or more layers of material on the substrate.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름에 대하여 상기 쓰기 파장의 반사율은 4% 미만이다.In another embodiment according to the invention, the reflectance of the writing wavelength is less than 4% for the film sensitive to the writing wavelength.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 반사율은 2% 미만이다.In another embodiment according to the invention, the reflectance is less than 2%.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 반사율은 1% 미만이다.In another embodiment according to the invention, the reflectance is less than 1%.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 반사율은 0.5% 미만이다.In another embodiment according to the invention, the reflectance is less than 0.5%.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 규소 화합물은 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름과 면하고 있다.In another embodiment according to the invention, the silicon compound faces the film sensitive to the writing wavelength.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 이산화규소 층은 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름과 면하고 있다.In another embodiment according to the invention, the silicon dioxide layer faces the film sensitive to the writing wavelength.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 마스킹 재료는 규소를 포함한다.In another embodiment according to the invention, the masking material comprises silicon.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름은 300nm 두께 미만이다.In another embodiment according to the invention, the film sensitive to the writing wavelength is less than 300 nm thick.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름은 200nm 두께 미만이다.In another embodiment according to the invention, the film sensitive to the writing wavelength is less than 200 nm thick.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 하나 이상의 재료 층은 옥시나이트라이드(oxynitride)를 포함한다.In another embodiment according to the present invention, the at least one material layer comprises oxynitride.
또 다른 실시예에서, 상기 발명은 쓰기 파장에 민감한 상기 필름의 적어도 일부분을 상기 쓰기 파장에 노출시키는 작용을 추가로 포함하고 그리고 염소 및 플루오르를 갖는 기체 혼합물내에서 상기 노출된 마스크 블랭크를 에칭하는 작용을 추가로 포함한다.In another embodiment, the invention further comprises the act of exposing at least a portion of the film sensitive to a write wavelength to the write wavelength and etching the exposed mask blank in a gas mixture with chlorine and fluorine. It further includes.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름은 낮은 활성화 에너지를 갖고 있다. In another embodiment according to the invention, the film sensitive to the writing wavelength has a low activation energy.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름은 CAR(chemically amplified resist)이다. In another embodiment according to the invention, the film sensitive to the writing wavelength is a chemically amplified resist (CAR).
또 다른 실시예에서, 상기 발명은 쓰기 파장에 민감한 상기 필름의 적어도 일부분을 상기 쓰기 파장에 노출시키는 작용을 추가로 포함하고 그리고 염기에 노출됨으로써 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름에서의 반응을 멈추는 작용을 추가로 포함한다.In another embodiment, the invention further comprises the act of exposing at least a portion of the film sensitive to writing wavelength to the writing wavelength, and exposing the base to stop the reaction at the writing wavelength sensitive film. Additionally included.
또 다른 실시예에서, 상기 발명은 낮은 습도의 주위 기체를 가짐으로써 노출에 의해 발생된 반응을 늦추게 하는 작용을 추가로 포함한다.In another embodiment, the invention further includes the action of slowing the reaction caused by exposure by having a low humidity ambient gas.
본 발명은 또한 마스크 블랭크에 관한 것으로 상기 마스크 블랭크는 기판, 상기 기판 상의 마스킹 층, 그리고 상기 쓰기 파장에 민감한 필름에 대하여 쓰기 파장의 반사율이 4% 미만이 되도록 상기 기판 위에 하나 이상의 재료 층을 포함한다.The invention also relates to a mask blank, wherein the mask blank comprises a substrate, a masking layer on the substrate, and at least one layer of material over the substrate such that the reflectance of the write wavelength is less than 4% for the write wavelength sensitive film. .
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 반사율은 2% 미만이다.In another embodiment of the present invention, the reflectance is less than 2%.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 반사율은 1% 미만이다.In another embodiment of the invention, the reflectance is less than 1%.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 반사율은 0.5% 미만이다.In another embodiment according to the invention, the reflectance is less than 0.5%.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 규소 화합물은 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름과 면하고 있다.In another embodiment according to the invention, the silicon compound faces the film sensitive to the writing wavelength.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 이산화규소 층은 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름과 면하고 있다.In another embodiment according to the invention, the silicon dioxide layer faces the film sensitive to the writing wavelength.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 마스킹 재료는 규소를 포함한다.In another embodiment according to the invention, the masking material comprises silicon.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름은 300nm 두께 미만이다.In another embodiment according to the invention, the film sensitive to the writing wavelength is less than 300 nm thick.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름은 200nm 두께 미만이다.In another embodiment according to the invention, the film sensitive to the writing wavelength is less than 200 nm thick.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 하나 이상의 재료 층은 옥시나이트라이드(oxynitride)를 포함한다.In another embodiment according to the present invention, the at least one material layer comprises oxynitride.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름은 낮은 활성화 에너지를 갖고 있다. In another embodiment according to the invention, the film sensitive to the writing wavelength has a low activation energy.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름은 CAR(chemically amplified resist)이다. In another embodiment according to the invention, the film sensitive to the writing wavelength is a chemically amplified resist (CAR).
또 다른 실시예에서, 상기 발명은 접착성 프로모터의 필름을 추가로 포함한다.In another embodiment, the invention further comprises a film of an adhesive promoter.
본 발명은 또한 마스크 블랭크에 관한 것으로 상기 마스크 블랭크는 기판, 상기 기판 상의 마스킹 층, 그리고 상기 쓰기 파장에 민감한 필름과 면하고 있는 표면이 화학적으로 비활성이 되도록 상기 기판 위에 하나 이상의 재료 층을 포함한다.The present invention also relates to a mask blank, wherein the mask blank comprises at least one layer of material over the substrate such that the substrate, the masking layer on the substrate, and the surface facing the write wavelength sensitive film are chemically inert.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름에 대하여 상기 쓰기 파장의 반사율은 4% 미만이다.In another embodiment of the present invention, the reflectance of the writing wavelength is less than 4% for the film sensitive to the writing wavelength.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 반사율은 2% 미만이다.In another embodiment of the present invention, the reflectance is less than 2%.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 반사율은 1% 미만이다.In another embodiment of the invention, the reflectance is less than 1%.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 반사율은 0.5% 미만이다.In another embodiment according to the invention, the reflectance is less than 0.5%.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 규소 화합물은 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름과 면하고 있다.In another embodiment according to the invention, the silicon compound faces the film sensitive to the writing wavelength.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 이산화규소 층은 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름과 면하고 있다.In another embodiment according to the invention, the silicon dioxide layer faces the film sensitive to the writing wavelength.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 마스킹 재료는 규소를 포함한다.In another embodiment according to the invention, the masking material comprises silicon.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름은 300nm 두께 미만이다.In another embodiment according to the invention, the film sensitive to the writing wavelength is less than 300 nm thick.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름은 200nm 두께 미만이다.In another embodiment according to the invention, the film sensitive to the writing wavelength is less than 200 nm thick.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 하나 이상의 재료 층은 옥시나이트라이드(oxynitride)를 포함한다.In another embodiment according to the present invention, the at least one material layer comprises oxynitride.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름은 낮은 활성화 에너지를 갖고 있다. In another embodiment according to the invention, the film sensitive to the writing wavelength has a low activation energy.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 상기 쓰기 파장에 민감한 상기 필름은 CAR(chemically amplified resist)이다. In another embodiment according to the invention, the film sensitive to the writing wavelength is a chemically amplified resist (CAR).
또 다른 실시예에서, 상기 발명은 접착성 프로모터의 필름을 추가로 포함한다. In another embodiment, the invention further comprises a film of an adhesive promoter.
본 발명은 낮은 화학적 활성 및/또는 향상된 반사 방지 특성을 갖는 개선된 반사 방지 코팅을 갖는 개선된 마스크 기판을 설명하고 있다. The present invention describes an improved mask substrate having an improved antireflective coating having low chemical activity and / or improved antireflective properties.
본 발명의 한 실시예가 도 3에 주어져 있다. 도시된 실시예는 기판(301), 마스크 층(302), 반사 방지 층(303), 화학적으로 비활성인 상단층(304), 및 레지스트 층(305)을 갖고 있다. 상기 반사 방지 층(303) 및 화학적 비활성 층(304)은 하나 이상의 스택 층을 포함한다. 상단 표면층은 크롬이 전혀 없고 그리고 가령, 이산화규소나 실리콘 옥시나이트라이드와 같은 화학적 비활성 재료를 포함한다. 상기 층들의 스택(stack)은 상기 레지스트와 코팅 사이에 낮은 반사율을 제공하도록 최적화되어 있다. 상기 레지스트가 제거되면, 대기 중의 반사율은 대략 6% 이다. 상기 스택과 상기 레지스트 사이의 낮은 반사율은 현재 기술에서 형성되는 정재파를 제거한다.One embodiment of the present invention is given in FIG. 3. The illustrated embodiment has a substrate 301, a mask layer 302, an antireflective layer 303, a chemically inert top layer 304, and a resist layer 305. The antireflective layer 303 and chemically inactive layer 304 include one or more stack layers. The top surface layer is free of chromium and includes chemically inert materials such as silicon dioxide or silicon oxynitride, for example. The stack of layers is optimized to provide low reflectivity between the resist and the coating. When the resist is removed, the reflectance in the atmosphere is approximately 6%. The low reflectance between the stack and the resist eliminates standing waves formed in the current art.
현재의 마스크 블랭크는 상기 레지스트와 상기 크롬 스택사이에 6% 이상의 반사율을 가짐으로써, 2:1의 국부적 노출 도즈(dose)의 주기적 변조를 제공한다. 포스트-노출 베이크(post-exposure bake)가 상기 정재파를 제거하는데 사용된다. 이 포스트-노출은 중요한 처리 단계로서 오류를 방지하도록 엄격히 제어되어야 한다. 상기 정재파를 제거하는데 필요한 확산은 또한 네거티브 방향으로 프로세스 래티튜드(process latitude)에 영향을 준다. Current mask blanks have a reflectance of at least 6% between the resist and the chromium stack, providing a periodic modulation of a 2: 1 local exposure dose. Post-exposure bake is used to eliminate the standing wave. This post-exposure is an important processing step and must be strictly controlled to prevent errors. The diffusion necessary to remove the standing wave also affects the process latitude in the negative direction.
본 발명의 일반적 정의 내에는 많은 가능한 구성이 있고, 이는 가령 필수적인 MacLeud와 같은 상업적 박막 프로그램을 사용하여 탐구 및 최적화될 수 있다. 여러 재료 및 디자인의 입증에 대한 실험적 데이터는 타원계(가령, Sopra, Plasmos, Woolam) 혹은 반사계(Nanometrics, Perkin Elmers, BioRad, n&k)에 의한 측정으로부터 획득될 수 있다.There are many possible configurations within the general definition of the present invention, which can be explored and optimized using, for example, commercial thin film programs such as MacLeud. Experimental data on the demonstration of various materials and designs can be obtained from measurements by ellipsometers (eg Sopra, Plasmos, Woolam) or reflectometers (Nanometrics, Perkin Elmers, BioRad, n & k).
도 4는 본 발명의 기판/마스크 블랭크를 이용한 레지스트 프로파일을 도시하고 있다.4 illustrates a resist profile using the substrate / mask blank of the present invention.
도 5는 도 2의 레지스트 프로파일 이후의 메카니즘을 보여준다. 노출광(501)은 레지스트(502)에 충돌하고 산(acid, 503)을 생성한다. FIG. 5 shows the mechanism after the resist profile of FIG. 2. The exposed light 501 impinges on the resist 502 and generates acid 503.
부분적으로는 실온에서 자발적으로 그리고 부분적으로 PEB 동안에, 상기 산의 분자는 랜덤 워크(random-walk) 경로(504)를 따라 확산하고 그리고 상기 CAR를 활성화(탈보호)시켜서 성장기내에서 용해될 수 있게 한다. 상기 레지스트상의 효과는 확산 경로의 길이에 비례한다. 그러나, 산의 분자가 크롬 산화물 표면(505)에 접촉할 때, 상기 산의 분자는 중성화되거나 또는 더 이상 확산하지 않도록 결합(506)된다. 이 결합 에너지는 매우 작아서 상기 산의 자유로운 확산을 여전히 방해할 수 있다. 그 결과 역 확산 기울기에 의해 산은 고갈된다.Partially and partially during PEB at room temperature, the molecules of the acid diffuse along a random-walk path 504 and activate (deprotect) the CAR so that it can be dissolved in the growth phase. do. The effect on the resist is proportional to the length of the diffusion path. However, when the molecule of acid contacts the chromium oxide surface 505, the molecule of acid is bound 506 such that it is neutralized or no longer diffuses. This binding energy is so small that it can still interfere with free diffusion of the acid. As a result, the acid is depleted by the reverse diffusion slope.
도 6은 본 발명에서의 동일한 확산을 보여준다. 상기 화학적 비활성 상단층은 상기 산을 결합하지 않고 산이 전혀 없게 된다. 따라서, 아무런 풋(foot)이 없게 된다.6 shows the same diffusion in the present invention. The chemically inert top layer does not bind the acid and is free of acid at all. Thus, there is no foot.
본 발명의 마스크 블랭크의 생성은 현재 기술에서 사용 중인 것과 유사하지만, 정확한 방법은 다르다. 상기 크롬 및 반사 방지 필름 스택은 스퍼터링에 의해 증착된다. 이산화규소의 얇은 층은 상기 반사 방지 필름 위에서 스퍼터링된다. 상기 블랭크는 가령, HMDS와 같은 접착성 프로모터로써 처리되고, 상기 레지스트는 계속 회전된다. 상기 블랭크는 이후 솔벤트를 없애고 레지스트 필름을 압축하도록 구워지고(baked), 검사되고, 그리고 노출될 때까지 운반/저장된다.The generation of the mask blank of the present invention is similar to that used in the current art, but the exact method is different. The chromium and antireflective film stacks are deposited by sputtering. A thin layer of silicon dioxide is sputtered over the antireflective film. The blank is treated with an adhesive promoter such as, for example, HMDS, and the resist continues to rotate. The blank is then baked to remove solvent and compress the resist film, inspected, and transported / stored until exposed.
포토마스크는 대략 3 혹은 2.5 이상의 광학 밀도를 갖는다. 광학 밀도는 전송시의 감쇠를 10의 밑을 갖는 로그함수로 나타낸 것이고 그리고 광학 밀도 3은 0.001의 전송을 의미한다.The photomask has an optical density of approximately 3 or 2.5 or more. Optical density represents the attenuation during transmission as a logarithm function with a base of 10 and optical density 3 means transmission of 0.001.
아래는 90nm의 두께를 갖는 스택으로써 원하는 결과를 제공하는 해법이다. 상기 레지스트와 코팅사이의 반사는 0.8%이고 광학 밀도는 3.3이다.Below is a solution that gives the desired result with a stack having a thickness of 90 nm. The reflection between the resist and the coating is 0.8% and the optical density is 3.3.
Cr 0.85-j2.01, 두께 68nm,Cr 0.85-j2.01, thickness 68 nm,
SiOxNy 2.12-j0.50, 두께 22nm,SiO x N y 2.12-j0.50, thickness 22 nm,
이며, 이때 j는 복소수인 굴절률의 허수 부분이다.Where j is the imaginary part of the refractive index, which is a complex number.
아래의 해법은 화학적 비활성 및 반사율을 추가로 개선하도록 stoechiometric SiO2의 상단층을 갖는다. 이는 0.3%의 반사율과 2.8의 광학 밀도를 갖는다.The solution below has a top layer of stoechiometric SiO 2 to further improve chemical inactivity and reflectance. It has a reflectance of 0.3% and an optical density of 2.8.
Cr 0.85-j2.01, 두께 55nmCr 0.85-j2.01, thickness 55nm
SiOxNy 2.12-j0.50, 두께 22nmSiO x N y 2.12-j0.50, thickness 22nm
SiO2 1.50, 두께 10nmSiO 2 1.50, thickness 10 nm
더욱 산화된 표면층은 상기 제 1 해법에서 상기 SiOxNy 표면을 산소 플라즈마로 처리함으로써 획득될 수 있다.Further oxidized surface layers can be obtained by treating the SiO x N y surface with oxygen plasma in the first solution.
현재 사용 중인 CrOxNy에 좀더 가까운 또 다른 해법은 0.6%의 반사율과 3.0의 광학 밀도를 갖는다.Another solution closer to the CrO x N y currently in use has a reflectance of 0.6% and an optical density of 3.0.
Cr 0.85-j2.01, 두께 60nmCr 0.85-j2.01, thickness 60nm
CrOxNy 2.12-j0.80, 두께 20nmCrO x N y 2.12-j0.80, thickness 20nm
SiO2 1.50, 두께 10nmSiO 2 1.50, thickness 10 nm
CrOxNy 및 SiOxNy 둘다는 다양한 특성에 따라 만들어질 수 있고 그리고 특별한 경우 상기 두께 및 프로세스 파라미터들은 경험적으로 최적화되어야 한다. 상기 실시예들은 공지된 굴절률을 바탕으로 계산된다. 또한 크롬이 없는 양질의 표면을 생성하기 위해 다른 화학적 비활성 화합물을 사용할 수 있다. 규소 화합물을 사용하는 것은 또한 많은 이점을 갖고 있다. 규소 표면 화학은 잘 알려져 있으며 그리고 접착 프로모터 및 다른 표면 변경물도 잘 알려져 있다. 증착 및 스퍼터링, 반응성 증착 및 스퍼터링, CVD 및 플라즈마 증착 등을 포함한 몇몇 프로세스들이 SiO2 및 SiOxNy의 필름을 생성하는데 유용하다. 규소 유리는 크롬, 금속성 크롬, 혹은 크롬 산화물 등에 매우 좋은 접착성을 갖는다.Both CrO x N y and SiO x N y can be made according to various properties and in special cases the thickness and process parameters must be empirically optimized. The above examples are calculated based on known refractive indices. In addition, other chemically inert compounds can be used to create good chromium-free surfaces. Using silicon compounds also has many advantages. Silicon surface chemistry is well known and adhesion promoters and other surface modifications are also well known. Several processes are useful for producing films of SiO 2 and SiO x N y , including deposition and sputtering, reactive deposition and sputtering, CVD and plasma deposition. Silicon glass has very good adhesion to chromium, metallic chromium, or chromium oxide.
다른 실시예에서, 상기 크롬은 규소로 대체된다. 규소는 248nm에서 크롬보다 더욱 큰 복소수의 굴절률을 가지며, 따라서 상기 스택은 크롬보다 더 얇다. 더욱이, 규소는 에칭이 쉽고 그리고 레지스트에 대하여 더 좋은 드라이 에치 선택도를 가지므로, 더욱 안정된 프로세스 및 더 얇은 레지스트를 가능하게 한다. 아래의 스택은 0.0%의 반사율과 2.7의 광학 밀도를 갖는다.In another embodiment, the chromium is replaced with silicon. Silicon has a complex index of refraction greater than chromium at 248 nm, so the stack is thinner than chromium. Moreover, silicon is easy to etch and has better dry etch selectivity to the resist, thus allowing for a more stable process and thinner resist. The stack below has a reflectance of 0.0% and an optical density of 2.7.
Si 1.69-j2.76, 두께 40nmSi 1.69-j2.76, thickness 40nm
CrOxNy 2.12-j0.80, 두께 27nmCrO x N y 2.12-j0.80, thickness 27nm
SiO2 1.50, 두께 10nmSiO 2 1.50, thickness 10 nm
비록 서로 다른 층들에 대한 최적의 두께가 약간씩 다를 수 있지만, 동일한 재료들이 193nm에 대해서 작용할 것이다.Although the optimal thickness for different layers may vary slightly, the same materials will work for 193 nm.
마스크 라이터(mask-writer)에서 지연 시간에 대한 문제는 지연 시간이 길어서 예상할 수 없다는 점이다. 광학 패턴 발생기는 커버된 영역에 비례하는 쓰기 시간을 갖지만, 일부 복잡한 레벨에서는 상기 시스템은 정지하여 데이터를 기다려야 하므로, 상기 프로세스에 예측할 수 없는 점이 발생한다. The problem with latency in the mask-writer is that the latency is long and unpredictable. The optical pattern generator has a write time proportional to the covered area, but at some complex levels the system has to stop and wait for data, which creates an unpredictable point in the process.
긴 쓰기 시간의 경우에는, 가령 Clariant사에 의해 1100으로 이름붙여진 레지스트나 또는 IBM사에 의해 KRS로 이름붙여진 레지스트와 같은 낮은 활성화 에너지의 레지스트를 사용하는 것이 유리하고, 이때 상기 레지스트의 탈보호(de-protection)는 실내 온도에서 저절로 발생한다. 이는 일반적으로 산의 확산을 수반한다. 최종 PEB는 상기 탈보호에 대하여 필수적이지는 않지만, 잔류 산을 제거하고 정재파를 평활하게 하는 확산을 일으킨다. 본 발명에 따른 마스크 블랭킹으로 인해 정재파는 완전히 없어지거나 혹은 거의 없어지게 된다.In the case of long write times, it is advantageous to use a low activation energy resist, such as a resist named 1100 by Clariant or KRS by IBM, in which case the deprotection of the resist (de -protection occurs by itself at room temperature. This generally involves the diffusion of acids. Final PEB is not essential for this deprotection, but produces a diffusion that removes residual acids and smoothes standing waves. Due to the mask blanking according to the invention the standing waves are either completely or almost absent.
산의 확산은 상기 성장에 의해서 혹은 블랭크가 고 농도의 아민, 암모니아, 혹은 다른 염기에 노출되는 처리를 멈추게 함으로써 정지될 수 있다. 그러나 상기 확산을 멈출 수 있는 가장 단순한 방법은 플레이트를 성장시키는 것이다. 여기에는 몇몇 이점들이 있다. 어떠한 베이킹(baking)도 더 큰 소스의 CD 변화들 중 하나도 제거하지 못하고, 또한 프로세스 바이어스 중 하나도 제거하지 못한다. 상기 표면위에서 어떤 점을 노출한 직후 상기 자발적 탈보호는 긴 지연 시간들의 영향을 감소시킨다.Acid diffusion can be stopped by this growth or by stopping the treatment where the blank is exposed to high concentrations of amines, ammonia, or other bases. However, the simplest way to stop the diffusion is to grow the plate. There are several advantages to this. No baking removes one of the CD changes of the larger source and also one of the process biases. The spontaneous deprotection immediately after exposing a point on the surface reduces the effect of long delay times.
잔류 산은 확산을 일으키고 지연-의존형 CD 오류를 제공할 것이다. 그러나, 상기 잔류 산은 미리 예측가능하여 사전에 보상될 수 있다. 상기 쓰기 방안은 동일한 발명자에 의해 발명된 상기 미국 출원 09/664,288에서 언급되어 있고 그리고 거의 일정한 CD 효과를 제공하며, 이 일정한 CD 효과는 데이터의 제공이나 조작에 의해 교정될 수 있다. 레티클을 노출시키는 상기 방법에 있어서, 다수의 노출 통로들이 사용되고, 이때 상기 노출 통로들은 서로 반대방향인 제 1 및 제 2 방향에서 만들어진다. Residual acid will cause diffusion and provide a delay-dependent CD error. However, the residual acid is predictable in advance and can be compensated in advance. The writing scheme is mentioned in the above-mentioned US application 09 / 664,288, which was invented by the same inventor and provides a nearly constant CD effect, which can be corrected by the provision or manipulation of data. In the method of exposing a reticle, a plurality of exposure passages are used, wherein the exposure passages are made in first and second directions opposite to each other.
일부 포토레지스트 형성과정은 상기 탈보호가 발생하기 위해 물을 필요로한다. 이는 24시간 이상의 쓰기 시간을 갖는 전자 빔 시스템에서 CAR이 사용될 수 있는 이유가 된다. 대기중에서 동작하는 광학 패턴 발생기에서 건조한 공기를 사용하는 것은 쓰기 동안 탈보호를 늦추게 하고, 그리고 상기 블랭크가 물로부터 보호되는 한 지연 효과를 감소시킨다. 건조한 공기는 충전 문제 및 정전기를 발생시키고, 그리고 이온화기와 같은 것으로써 완화되어져야 한다. 상기 쓰기 장치는 건조한 공기로 정화되어 진다. 부하 잠금장치들은 어떠한 주위 공기도 들어오지 못하게 한다.Some photoresist formation processes require water for the deprotection to occur. This is why the CAR can be used in electron beam systems with a write time of 24 hours or more. Using dry air in an optical pattern generator operating in the atmosphere slows deprotection during writing, and reduces the delay effect as long as the blank is protected from water. Dry air creates charging problems and static electricity, and must be mitigated by something like an ionizer. The writing device is cleaned with dry air. Load locks prevent any ambient air from entering.
규소를 바탕으로한 필름은 염소를 갖는 플라스마에서 에칭한다. 이는 크롬을 에칭하는 것과 동일한 화학작용이므로, 두 필름은 모두 동일한 기체 혼합물에서 에칭될 수 있다. 모든 규소 마스크들에 대하여, 상기 에칭은 크롬 에칭 요건과 관계없이 최적화될 수 있다. Silicon based films are etched in plasma with chlorine. Since this is the same chemistry as etching chromium, both films can be etched in the same gas mixture. For all silicon masks, the etch can be optimized regardless of the chromium etch requirements.
제 2 층으로의 크롬(또는 대등한 재료) 패턴의 광학 배열에 있어서, 상기 레지스트와 기판의 한쪽면 사이의 반사율 및 상기 레지스트와 다른 면의 크롬 스택사이의 반사율에는 차이가 있다는 것이 중요하다. 상기 주어진 해법들은 DUV에 대하여 0에 가까운 반사율을 제공하고, 따라서 비화학선(non-actinic) 센서가 유용할 것이다. 전송 혹은 반사시 서로 다른 파장에서 검사가 이루어질 수 있지만, 상기 낮은 반사율은 파장의 반사에서 검사시 문제가 될 수 있다.In the optical arrangement of the chromium (or equivalent material) pattern to the second layer, it is important that there is a difference in reflectance between the resist and one side of the substrate and reflectance between the resist and the chromium stack on the other side. The solutions given above provide near zero reflectance for the DUV, so a non-actinic sensor would be useful. Although inspection can be made at different wavelengths during transmission or reflection, the low reflectance can be a problem when inspecting at the reflection of the wavelength.
앞서의 예들이 어떤 방법에 대하여 이루어진 반면, 이러한 방법을 이용하는 장치 및 시스템들은 쉽게 이해될 수 있다. 청구된 방법을 응용할 수 있는 프로그램을 포함하는 자기 메모리가 이러한 장치가 될 수 있다. 청구된 방법을 응용한 프로그램으로써 로딩된 메모리를 갖는 컴퓨터 시스템은 이러한 또 다른 장치가 될 수 있다.While the above examples have been made with respect to some methods, the devices and systems using these methods can be easily understood. Such a device may be a magnetic memory containing a program capable of applying the claimed method. A computer system having a memory loaded as a program applying the claimed method could be another such device.
본 발명을 다른 파장이나 재료와 같은 새로운 상황에 적용하는 것도 가능할 것이다. EUV에 대한 레티클의 반사는 하나의 적용예가 된다. 크롬 외의 다른 마스킹 재료들이 사용될 수 있고, 그리고 상기 화학적 비활성 층은 규소 화합물 외의 다른 화합물을 바탕으로 할 수 있다. 일례로 다이아몬드와 같은 탄소 필름을 사용할 수 있다.It will also be possible to apply the invention to new situations such as other wavelengths or materials. Reflection of the reticle on EUV is one application. Masking materials other than chromium may be used, and the chemically inert layer may be based on compounds other than silicon compounds. For example, a carbon film such as diamond can be used.
Claims (61)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2004-7015744A KR20050016330A (en) | 2002-04-04 | 2003-04-01 | A mask blank and a method for producing the same |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0201019-7 | 2002-04-04 | ||
| KR10-2004-7015744A KR20050016330A (en) | 2002-04-04 | 2003-04-01 | A mask blank and a method for producing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050016330A true KR20050016330A (en) | 2005-02-21 |
Family
ID=41783318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2004-7015744A KR20050016330A (en) | 2002-04-04 | 2003-04-01 | A mask blank and a method for producing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20050016330A (en) |
-
2003
- 2003-04-01 KR KR10-2004-7015744A patent/KR20050016330A/en active IP Right Grant
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