KR20070060529A - Blank mask with antireflective film and manufacturing method thereof and photomask using the same - Google Patents

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KR20070060529A
KR20070060529A KR1020050120199A KR20050120199A KR20070060529A KR 20070060529 A KR20070060529 A KR 20070060529A KR 1020050120199 A KR1020050120199 A KR 1020050120199A KR 20050120199 A KR20050120199 A KR 20050120199A KR 20070060529 A KR20070060529 A KR 20070060529A
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light shielding
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antireflection film
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남기수
강긍원
이형재
서성민
장종원
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주식회사 에스앤에스텍
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Abstract

A blank mask with an ARC(Anti-Reflective Coating), a method for manufacturing the same, and a photomask using the same are provided to reduce reflectivity in KrF and ArF excimer laser exposure wavelength by using an improved ARC structure. A blank mask includes a phase shift layer(2) and a light shielding layer on a transparent substrate(1), wherein the phase shift layer is mainly made of metal or metal compound. ARCs are capable of being formed on the phase shift layer, the light shielding layer or the transparent substrate. At this time, the ARCs are made of the same metal based material.

Description

반사방지막이 형성된 블랭크 마스크, 그 제조방법 및 이를 이용한 포토마스크{Blank Mask with Antireflective Film and Manufacturing Method Thereof and Photomask Using the Same}Blank Mask with Anti-Reflection Film, Manufacturing Method and Photomask Using the Same {Blank Mask with Antireflective Film and Manufacturing Method Thereof and Photomask Using the Same}

도 1은 본 발명에 의하여 위상반전막 위에 차광막과 반사방지막이 형성된 블랭크 마스를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a blank mask in which a light shielding film and an antireflection film are formed on a phase inversion film according to the present invention.

도 2a 내지 도 2b는 포토마스크 제작 후의 단면형상이 차광부와 투광부의 경계면에서 언더컷(Under Cut)이나 경사지는 크기가 증가하는 것을 도시한 단면도이다.2A to 2B are cross-sectional views illustrating the increase in size of the undercut or inclination of the cross-sectional shape after fabrication of the photomask at the interface between the light shielding portion and the light transmitting portion.

도 3은 차광막 위에 제1 반사방지막과 제2 반사방지막의 2층으로 구성되는 반사 방지막을 형성한 블랭크 마스크를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a blank mask in which an antireflection film formed of two layers of a first antireflection film and a second antireflection film is formed on a light shielding film.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제조되는 블랭크 마스크를 개략적으로 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view schematically showing a blank mask manufactured according to the first embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 의해 제조되는 블랭크 마스크의 반사율을 개략적으로 도시한 그래프이다.5 is a graph schematically showing the reflectance of the blank mask manufactured by the first embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따라 제조되는 블랭크 마스크를 개략적으로 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view schematically showing a blank mask manufactured according to the second embodiment of the present invention.

도 7에 본 발명의 제2 실시예에 의해 제조되는 블랭크 마스크의 반사율을 개 략적으로 도시한 그래프이다.7 is a graph schematically showing the reflectance of the blank mask produced by the second embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 개략적 설명><Overview of the main parts of the drawings>

1: 투명기판 2: 위상반전막1: transparent substrate 2: phase inversion film

3: 차광막과 반사방지막 4, 11: 차광막3: shading film and anti-reflection film 4, 11: shading film

5, 24, 35: 감광제 6: 스컴(scum)5, 24, 35: Photosensitive agent 6: Scum

12: 반사방지막 13: 포토마스크 패턴의 해상도 저하영역12: Anti-reflection film 13: Resolution degradation area of the photomask pattern

21, 31: 제1 반사방지막 22, 32: 제2 반사방지막21, 31: first antireflection film 22, 32: second antireflection film

23, 34: 산화막 33: 제3 반사방지막 23, 34: oxide film 33: third antireflection film

반도체 집적회로나 액정표시장치 등의 제조 시, 일반적으로 미세 패턴을 가공하기 위하여 리소그래피 방법이 사용되고 있다. 리소그래피 방법은 광을 투과시키는 투광부와 광을 차단하는 차광부로 형성되는 미세패턴을 갖는 포토마스크를 스테퍼 혹은 스캐너 등의 노광장치에 장착하고, 자외선 등을 이용하여 축소 노광하여 실리콘 웨이퍼 위의 포토레지스트에 전사함으로써 포토마스크와 형태가 동일한 축소된 형태의 미세패턴을 형성하는 방법이다. 이때 패턴의 축소는 노광장치의 렌즈에 의해 이루어지는데, 포토마스크의 반사율이 높은 경우 포토마스크에서 반사된 광이 투과광에 간섭을 주거나 노광장치의 렌즈에 반사되어 다중 반사에 의해 패턴의 정밀도를 저하하는 문제점이 있었다. 특히, 반도체 집적회로의 패턴의 최소선폭 (Critical Dimension)이 더욱 미세화되고 고집적화가 이루어짐에 따라 위상반전 마스크라 불리는 위상반전 포토마스크가 개발되어 사용되고 있으며, 특히 감쇠형 위상반전 마스크(EAPSM)의 경우, 도 1에 도시한 바와 같이, 위상반전막 위에 차광막과 반사방지막이 형성되어 포토마스크 제조 후의 단면이 2단이며, 이로 인하여 다중 반사에 의한 패턴 정밀도의 저하가 더욱 커지는 문제점이 있었다. 위상반전 마스크는 포토마스크의 투광부와 차광부의 경계에서 투과되는 광의 세기를 4 내지 20%가 되도록 제어하고, 광의 위상을 180도 반전시켜 투광부의 경계면에서 투광부를 투과하여 회절되는 광을 상쇄간섭 현상에 의해 강도를 감소시킴으로써 투광 광과 인접하는 투과 광과의 보강 간섭에 의한 해상도(Resolution) 저하를 방지하는 방식이므로, 상기의 다중 반사에 의한 투과율 변화와 위상 변화가 발생할 경우 해상도 저하가 커지게 된다. BACKGROUND In the manufacture of semiconductor integrated circuits and liquid crystal displays, lithographic methods are generally used to process fine patterns. In the lithography method, a photomask having a micropattern formed of a light transmitting portion that transmits light and a light blocking portion that blocks light is mounted on an exposure apparatus such as a stepper or a scanner, and reduced exposure using ultraviolet rays or the like to photoresist on a silicon wafer. A method of forming a micro pattern of a reduced shape having the same shape as a photomask by transferring the same to a photomask. At this time, the pattern is reduced by the lens of the exposure apparatus. When the reflectance of the photomask is high, the light reflected from the photomask interferes with the transmitted light or is reflected by the lens of the exposure apparatus, thereby degrading the precision of the pattern by multiple reflection. There was a problem. In particular, as the critical dimension of the pattern of the semiconductor integrated circuit is further miniaturized and highly integrated, a phase inversion photomask called a phase inversion mask has been developed and used. In particular, in the case of an attenuation type phase inversion mask (EAPSM), As shown in FIG. 1, the light shielding film and the anti-reflection film are formed on the phase inversion film so that the cross section after the photomask is manufactured in two stages, which causes a problem that the deterioration of the pattern accuracy due to multiple reflections is further increased. The phase inversion mask controls the intensity of light transmitted at the boundary between the light transmitting portion and the light blocking portion of the photomask to be 4 to 20%, and reverses the phase of the light by 180 degrees to cancel the light diffracted by passing through the light transmitting portion at the boundary of the light transmitting portion. As the intensity is reduced by the phenomenon, the resolution is prevented from being deteriorated due to constructive interference between the transmitted light and the adjacent transmitted light. Therefore, when the transmittance change and the phase change caused by the multiple reflections occur, the resolution decreases. do.

상기의 문제점을 개선하기 위하여 포토마스크의 재료인 블랭크 마스크 단계에서 반사 방지막을 형성하여 블랭크마스크 및 포토마스크의 반사율을 낮추는 것이 일반적이다. 그러나 종래의 반사방지막은 최근의 최소 선폭의 감소에 따른 노광 광의 단파장화에 의해 반사 방지막의 반사율이 높아져 불화크립톤(KrF)과 불화아르곤(ArF) 엑시머 레이저 노광 파장에서의 반사율이 20% 내외로 반사 방지 효과가 충분하지 못하는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 반사방지막은 최소 선폭의 감소에 대응하기 위해서 포토마스크 패턴의 미세화가 이루어져야 하는데, 이를 위해서 블랭크 마스크의 포토레지스트, 차광막 및 반사방지막의 두께를 감소시키고 있다. 그러나 블랭크 마스크의 반사방지막 두께를 얇게 하면, 포토마스크의 결함이나 이물 등 을 검사하는 검사 장치에서 사용되는 레이저 파장인 488nm 또는 365nm에서 반사율을 증가시켜 포토마스크의 결함이나 이물질을 검출하기 곤란하게 된다. 또한, 반사방지막의 두께를 증가시켜 포토마스크의 결함이나 이물 검사 파장에서의 반사율을 감소시키는 경우에는 막의 두께가 증가하여, 도 2a 내지 도 2b에서 도시한 바와 같이 포토마스크 제작 후의 단면형상이 차광부와 투광부의 경계면에서 언더컷(Under Cut)이나 경사지는 크기가 증가한다. 이에 따라 해상도 저하 영역이 증가함으로써 리소그래피 공정 시 수직으로 입사되는 노광 광이 산란하여 해상도를 저하하게 되어 최소 선폭 감소에 대응이 곤란한 문제점이 있었다. In order to improve the above problems, it is common to form an antireflection film in the blank mask step, which is a material of the photomask, to lower the reflectance of the blank mask and the photomask. However, in the conventional antireflection film, the reflectance of the antireflection film is increased due to the shortening of the exposure light due to the recent decrease in the minimum line width, so that the reflectance at the chromium fluoride (KrF) and argon fluoride (ArF) excimer laser exposure wavelengths is about 20%. There was a problem that the prevention effect is not sufficient. In addition, the conventional anti-reflection film has to be miniaturized in order to cope with the reduction in the minimum line width, for this purpose, the thickness of the photoresist, light shielding film and the anti-reflection film of the blank mask is reduced. However, when the thickness of the anti-reflection film of the blank mask is reduced, the reflectance is increased at 488 nm or 365 nm, which is a laser wavelength used in an inspection apparatus for inspecting defects or foreign substances of the photomask, thereby making it difficult to detect defects or foreign substances of the photomask. In addition, when the thickness of the anti-reflection film is increased to reduce the defect of the photomask or the reflectance at the foreign material inspection wavelength, the thickness of the film is increased, and as shown in FIGS. The size of the undercut or the slope increases at the interface between the and the light emitting portion. As a result, an increase in the resolution lowering area causes scattering of exposure light that is incident vertically during the lithography process, thereby lowering the resolution, which makes it difficult to cope with the reduction of the minimum line width.

또한, 종래의 반사방지막은 습식 및 건식식각의 속도가 차광막과 다르기 때문에 습식 및 건식식각에 의한 포토마스크 제조 후 상기의 투광부와 차광부의 경계면의 단면형상이 언더컷 형태가 되거나 경사지는 형태로 형성되어, 리소그래피 공정 시 투광부와 차광부의 경계면에서 노광 광이 산란하여 해상도를 저하하는 문제점이 있었다. 특히 도 1에 도시한 바와 같이 상기의 차광부와 투광부의 경계면에 위상반전 패턴을 형성하는 감쇠형 위상 반전 마스크의 경우, 리소그래피 공정 시 상기의 차광부와 투광부의 경계면에서 산란한 광이 위상반전막의 위상반전과 투과율에 영향을 주어 해상도를 저하하는 문제점이 있었다. In addition, the conventional anti-reflection film is formed in such a way that the cross-sectional shape of the interface between the light transmitting portion and the light blocking portion becomes undercut or inclined after manufacturing the photomask by wet and dry etching because the speed of wet and dry etching is different from that of the light blocking film. In the lithography process, the exposure light is scattered at the interface between the light transmitting portion and the light blocking portion, thereby reducing the resolution. In particular, as shown in FIG. 1, in the case of an attenuated phase inversion mask that forms a phase inversion pattern on the interface between the light blocking portion and the light transmitting portion, the light scattered from the interface between the light blocking portion and the light transmitting portion in the lithography process is applied to the phase inversion film. There was a problem that the resolution is reduced by affecting the phase inversion and transmittance.

또한, 종래에는 반사방지막 형성 시 발생하는 반사방지막의 내부 응력에 의해 평탄도가 커지게 되는 문제점이 있었다. 블랭크 마스크의 평탄도가 커지면 포토마스크 제조 과정에서 내부 응력의 감소에 의해 포토마스크 평탄도가 변화하여 포토마스크 패턴의 위치를 이동시키게 되므로 리소그래피 공정에 악영향을 주게 된 다. In addition, conventionally, there is a problem that the flatness is increased by the internal stress of the anti-reflection film generated when the anti-reflection film is formed. If the flatness of the blank mask is increased, the photomask flatness is changed by the reduction of internal stress during the photomask manufacturing process, thereby shifting the position of the photomask pattern, thus adversely affecting the lithography process.

또한, 종래의 반사방지막은 반사방지막 표면에 암모니아 농도가 높기 때문에 반사방지막 위에 화학 증폭형 레지스트를 코팅하여 포토마스크 패턴을 노광하는 경우, 반사방지막 표면의 염기성 암모니아 이온이 노광 후 화학 증폭형 레지스트에 형성된 산성의 수소 이온을 중화시켜 현상되지 않는 스컴(scum)을 투광부 표면에 형성하게 된다. 이러한 스컴의 발생은 습식식각 또는 건식식각을 방해하여 식각이 잘 되지 않거나, 또는 포토마스크 패턴 크기의 제어가 어렵게 되는 문제점이 있었다.In addition, since the conventional antireflection film has a high ammonia concentration on the surface of the antireflection film, when the photomask pattern is exposed by coating a chemical amplification resist on the antireflection film, basic ammonia ions on the antireflection film surface are formed on the chemical amplification resist after exposure. By neutralizing the acidic hydrogen ions, an undeveloped scum is formed on the surface of the light transmitting portion. The generation of such scum has a problem that it is difficult to etch because it interferes with wet etching or dry etching, or it is difficult to control the size of the photomask pattern.

본 발명의 블랭크 마스크의 반사방지막 형성방법은, 상기 반사 방지막의 문제점을 해결하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이, 차광막 위에 제1 반사방지막과 제2 반사방지막의 2층 또는 그 이상의 막으로 구성되는 반사 방지막을 형성함으로써, 불화크립톤(KrF)과 불화아르곤(ArF) 엑시머 레이저 노광 파장에서의 반사율이 감소한 바이너리 및 위상반전 포토마스크용 블랭크 마스크를 위한 블랭크 마스크의 반사방지막 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Anti-reflection film forming method of the blank mask of the present invention, as shown in Figure 3 to solve the problem of the anti-reflection film, is composed of two or more layers of the first anti-reflection film and the second anti-reflection film on the light shielding film By forming an anti-reflection film, there is provided a method of forming an anti-reflection film of a blank mask for a blank mask for binary and phase inversion photomasks having reduced reflectance at krypton fluoride (KrF) and argon fluoride (ArF) excimer laser exposure wavelengths. have.

상기의 목적을 달성하기 위하여 2층 또는 그 이상의 막으로 구성되는 반사방지막은, 노광 파장에서의 상쇄간섭에 의해 반사율이 감소되도록 특별히 각각의 반사방지막의 굴절률과 두께 및 투과율을 적절히 조절하여 제작하였다. 이때 2층 또는 그 이상의 막으로 구성되는 반사방지막의 굴절률과 두께 및 투과율은, 일반적으로 알려져 있는 바와 같이 박막의 상쇄간섭 조건인 (2 * 굴절률 * 두께) = (m - 1/2) * (노광 파장)의 식을 근거로 하였다. 여기에서 m은 1, 2, 3 …… 등의 정수이다.In order to achieve the above object, the antireflection film composed of two or more layers was produced by appropriately adjusting the refractive index, thickness, and transmittance of each antireflection film so that the reflectance is reduced by the destructive interference at the exposure wavelength. In this case, the refractive index, thickness, and transmittance of the antireflection film composed of two or more layers are, as is generally known, (2 * refractive index * thickness) = (m-1/2) * (exposure), which is an offset interference condition of a thin film. Wavelength). Where m is 1, 2, 3. … Is an integer.

또한, 본 발명의 블랭크 마스크의 반사방지막 형성방법은, 2층 또는 그 이상의 막으로 구성된 반사방지막을 형성함으로써, 동일한 두께의 단일막으로써 반사방지막을 형성하는 것보다 포토마스크 검사 파장에서의 반사율이 감소하여 결함 및 이물질의 검사가 쉬운 바이너리 및 위상 반전 포토마스크용 블랭크 마스크의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.In addition, the antireflection film forming method of the blank mask of the present invention forms an antireflection film composed of two or more layers, whereby the reflectance at the photomask inspection wavelength is lower than that of forming the antireflection film with a single film having the same thickness. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a blank mask for binary and phase reversal photomasks, which facilitates inspection of defects and foreign substances.

또한, 본 발명의 블랭크 마스크의 반사방지막 형성방법은, 2층 또는 그 이상의 막으로 구성된 반사방지막을 동일 계열의 금속 화합물을 이용하여 형성함으로써, 포토마스크 제조 시 공정 단순화와 함께 수율이 향상된 포토마스크를 제조하기 위한 바이너리 및 위상 반전 포토마스크용 블랭크 마스크의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.In addition, the anti-reflection film forming method of the blank mask of the present invention, by forming an anti-reflection film composed of two or more layers of the metal compound of the same series, thereby simplifying the process when manufacturing the photomask and improved yield of the photomask An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a blank mask for binary and phase reversal photomasks.

또한, 본 발명의 블랭크 마스크의 반사방지막 형성방법은, 2층 또는 그 이상의 막으로 구성된 반사방지막의 두께가 최소화되도록 하여 최소 선폭 감소에 대응할 수 있는 고급의 포토마스크를 제조하기 위한 바이너리 및 위상 반전 포토마스크용 블랭크 마스크의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다. In addition, the anti-reflection film forming method of the blank mask of the present invention, so that the thickness of the anti-reflection film composed of two or more layers to minimize the binary line and phase reversal photo for manufacturing an advanced photomask that can cope with the minimum line width reduction It is an object to provide a method of manufacturing a blank mask for a mask.

또한, 본 발명의 블랭크 마스크의 반사방지막 형성방법은, 2층 또는 그 이상의 막으로 구성되는 반사방지막의 두께와 노광 파장에서의 투과율 및 습식식각과 건식식각 속도를 고려하여 차광막의 두께와 투과율 및 습식식각과 건식식각의 속도를 적절히 조절함으로써, 습식식각 및 건식식각에 의해 제조되는 포토마스크가 수 직 형태의 단면이 형성되도록 하고, 투광부와 차광부의 경계면에서 산란 광을 최소화시켜 최소 선폭 감소에 대응할 수 있도록 해상도 저하가 최소화된 포토마스크를 제조하기 위한 바이너리 및 위상 반전 포토마스크용 블랭크 마스크의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.In addition, the anti-reflection film forming method of the blank mask of the present invention, considering the thickness of the anti-reflection film composed of two or more layers, the transmittance at the exposure wavelength, the wet etching and the dry etching rate, the thickness and transmittance and the wet type of the light shielding film By appropriately adjusting the speed of etching and dry etching, the photomasks manufactured by wet etching and dry etching form vertical cross sections, and minimize the scattered light at the interface between the light transmitting part and the light blocking part to reduce the minimum line width. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a blank mask for binary and phase reversal photomasks for manufacturing a photomask having a minimum resolution reduction.

또한, 본 발명의 블랭크 마스크의 반사방지막 형성방법은, 가스 분위기가 제어된 상태에서 고진공도, 중진공도 또는 대기압 하에서 열처리를 하여 반사방지막의 표면을 산화 또는 질화 또는 탄화 또는 불화시킴으로써 반사율을 더욱 낮출 수 있으며, 박막 형성에 따른 내부 응력이 완화되어 기판 평탄도가 작은 바이너리 및 위상반전 포토마스크용 블랭크 마스크의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.In addition, the antireflection film forming method of the blank mask of the present invention can further lower the reflectance by oxidizing, nitriding, carbonizing or fluorinating the surface of the antireflection film by performing heat treatment under high vacuum, medium vacuum, or atmospheric pressure under a controlled gas atmosphere. In addition, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a blank mask for binary and phase reversal photomasks having low substrate flatness due to relaxation of internal stress due to thin film formation.

또한, 본 발명의 블랭크 마스크의 반사방지막 형성방법은, 가스 분위기가 제어된 상태에서 고진공도, 중진공도 또는 대기압 하에서 열처리를 하여 반사율 감소와 기판 평탄도 감소 외에 표면의 막 특성을 제어함으로써 포토레지스트와의 접착력을 개선하는 동시에 표면의 암모니아(NH3)를 제거하여, 화학증폭형 레지스트 (CAR)가 코팅된 바이너리 및 위상반전 블랭크 마스크를 사용하는 포토마스크를 제조하는 데 있어 발생하는 스컴을 감소시킬 수 있는 바이너리 및 위상 반전 포토마스크용 블랭크 마스크의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.In addition, the anti-reflective film forming method of the blank mask of the present invention is a heat treatment under high vacuum, medium vacuum or atmospheric pressure under a controlled gas atmosphere to control the film properties of the surface in addition to the reduction of reflectance and substrate flatness, It can reduce the scum in the manufacture of photomasks using binary and phase-inverted blank masks coated with chemically amplified resist (CAR) by improving the adhesion of the ammonia (NH3). An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a blank mask for binary and phase reversal photomasks.

상기 문제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 반사방지막, 차광막 형성방법 및 블랭크 마스크의 제조방법은 다음과 같다.In order to solve the above problems, an anti-reflection film, a light shielding film forming method, and a blank mask manufacturing method according to the present invention are as follows.

본 발명에 의한 반사방지막, 차광막 형성방법 및 블랭크 마스크의 제조방법 은, 투명기판 위에 적어도 금속과 질소가 포함되는 차광막 형성 후 적어도 금속과 산소가 포함되는 반사방지막을 2층 또는 그 이상의 다층 박막을 형성하거나, 또는 투명기판 위에 적어도 금속과 산소가 포함되는 반사방지막을 2층 또는 그 이상의 다층 박막으로 형성하는 것을 특징으로 한다.The antireflection film, the light shielding film formation method and the blank mask manufacturing method according to the present invention, after forming a light shielding film containing at least a metal and nitrogen on a transparent substrate to form a two or more multilayer thin film of an antireflection film containing at least a metal and oxygen. Or an anti-reflection film containing at least metal and oxygen on a transparent substrate as two or more multilayer thin films.

구성 1) 본 발명에 의한 반사방지막, 차광막 형성방법 및 블랭크 마스크의 제조방법은 150 내지 400nm의 어느 하나의 노광 파장에서 반사율이 5 내지 20%로 유지되는 것을 특징으로 한다.Configuration 1) The antireflection film, light shielding film formation method and blank mask manufacturing method according to the present invention are characterized in that the reflectance is maintained at 5 to 20% at any exposure wavelength of 150 to 400 nm.

구성 2) 본 발명에 의한 반사방지막, 차광막 형성방법 및 블랭크 마스크의 제조방법은 200 내지 700nm 파장에서 반사율이 5 내지 50%로 유지되는 것을 특징으로 한다.Configuration 2) The antireflection film, light shielding film formation method and blank mask manufacturing method according to the present invention are characterized in that the reflectance is maintained at 5 to 50% at a wavelength of 200 to 700 nm.

구성 3) 본 발명에 의한 반사방지막, 차광막 형성방법 및 블랭크 마스크의 제조방법은 반사방지막을 구성하는 2층 이상의 다층 박막이 동일 계열 금속 또는 금속화합물로 형성되는 것을 특징으로 한다.Configuration 3) The antireflection film, the light shielding film formation method and the blank mask manufacturing method according to the present invention are characterized in that two or more multilayer thin films constituting the antireflection film are formed of the same series metal or metal compound.

구성 5) 본 발명에 의한 반사방지막, 차광막 형성방법 및 블랭크 마스크의 제조방법은 150 내지 400nm의 어느 하나의 노광 파장에서 각각의 반사방지막의 광학적 두께( =굴절률*두께)가 5 내지 100nm인 것을 특징으로 한다.Structure 5) The antireflection film, light shielding film formation method and blank mask manufacturing method according to the present invention are characterized in that the optical thickness (= refractive index * thickness) of each antireflection film is 5 to 100 nm at any exposure wavelength of 150 to 400 nm. It is done.

구성 6) 본 발명에 의한 반사방지막, 차광막 형성방법 및 블랭크 마스크의 제조방법은 차광막과 반사방지막 또는 반사방지막으로 구성된 막의 전체 두께가 300 내지 1500Å로 유지되는 것을 특징으로 한다.Structure 6) The antireflection film, light shielding film formation method and blank mask manufacturing method according to the present invention are characterized in that the total thickness of the film composed of the light shielding film, the antireflection film or the antireflection film is maintained at 300-1500 kPa.

구성 7) 본 발명에 의한 반사방지막, 차광막 형성방법 및 블랭크 마스크의 제조방법은 포토마스크 제조시 단면의 해상도 저하 영역이 1500Å 이하로 유지되는 것을 특징으로 한다.Configuration 7) The antireflection film, the light shielding film formation method and the blank mask manufacturing method according to the present invention are characterized in that the resolution reduction area of the cross section is maintained at 1500 占 Å or less during the production of the photomask.

구성 8) 본 발명에 의한 반사방지막, 차광막 형성방법 및 블랭크 마스크의 제조방법은 상기 차광막 및 반사방지막 형성시 물리기상 증착법(PVD) 또는 화학기상 증착법(CVD) 및 원자층 적층법(ALD)에 의해 형성될 수 있으며 특히, 리액티브 스퍼터링에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.Constitution 8) The antireflection film, light shielding film formation method and blank mask manufacturing method according to the present invention are formed by physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (CVD) and atomic layer deposition (ALD) in forming the light shielding film and the antireflection film. It can be formed, in particular, characterized by being formed by reactive sputtering.

구성 9) 본 발명에 의한 반사방지막, 차광막 형성방법 및 블랭크 마스크의 제조방법은 상기 차광막 및 반사방지막 또는 반사방지막 형성 후 분위기 가스를 사용하지 않거나, 또는 대기(Air), 산소(O2), 질소(N2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 아산화질소(N2O), 산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3), 메탄(CH4) 및 불소(F2)로 이루어진 군으로부터 적어도 1종 이상이 선택된 가스 분위기에서 진공 또는 대기압 하에서 100 내지 500℃에서 열처리하여 표면으로부터의 금속 산화막, 금속 질화막, 금속 탄화막, 또는 금속 불화막 중에서 1종 이상이 포함된 막의 두께가 1 내지 15nm 형성되는 것을 특징으로 한다.9) The antireflection film, the light shielding film forming method and the blank mask manufacturing method according to the present invention do not use an atmosphere gas after the light shielding film and the antireflection film or the antireflection film are formed, or air, oxygen (O 2 ), nitrogen (N 2 ), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ), nitrous oxide (N 2 O), nitrogen oxides (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ), ammonia (NH 3 ), methane (CH 4 ) and fluorine ( At least one of the metal oxide film, the metal nitride film, the metal carbide film, or the metal fluoride film from the surface by heat treatment at 100 to 500 ° C. under vacuum or atmospheric pressure in a gas atmosphere selected from the group consisting of F 2 ). The thickness of the film thus formed is 1 to 15 nm.

구성 10) 본 발명에 의한 반사방지막, 차광막 형성방법 및 블랭크 마스크의 제조방법은 상기 구성 8)의 열처리에 의해 기판의 평탄도가 500nm 이하가 되는 것을 특징으로 한다.Configuration 10) The antireflection film, light shielding film formation method and blank mask manufacturing method according to the present invention are characterized in that the flatness of the substrate is 500 nm or less by the heat treatment in the configuration 8).

구성 11) 본 발명에 의한 반사방지막, 차광막 형성방법 및 블랭크 마스크의 제조방법은 상기 구성 8)의 열처리에 의해 표면의 암모니아 (NH3) 이온의 농도가 10ppm 이하가 되는 것을 특징으로 한다.Structure 11) The antireflection film, light shielding film formation method and blank mask production method according to the present invention are characterized in that the concentration of ammonia (NH 3) ions on the surface is 10 ppm or less by the heat treatment in the configuration 8).

구성 12) 본 발명에 의한 반사방지막, 차광막 형성방법 및 블랭크 마스크의 제조방법은 상기 차광막 및 반사방지막은 습식식각 또는 건식식각 또는 건식식각과 습식식각에 의해 미세 패턴 형성이 가능한 물질이며 금속과 산소, 질소, 탄소, 불소 중 1종 이상이 포함된 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.Composition 12) The anti-reflection film, light-shielding film forming method and blank mask manufacturing method according to the present invention is the light-shielding film and the anti-reflection film is a material capable of forming a fine pattern by wet etching or dry etching or dry etching and wet etching, metal and oxygen, Characterized in that it is formed of a material containing at least one of nitrogen, carbon, fluorine.

구성 13) 본 발명에 의한 반사방지막, 차광막 형성방법 및 블랭크 마스크의 제조방법은, 상기 차광막 및 반사방지막이 크롬과 산소, 질소, 탄소, 불소 중 1종 이상이 포함된 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.Structure 13) The antireflection film, light shielding film formation method and blank mask manufacturing method according to the present invention are characterized in that the light shielding film and the antireflection film are formed of a material containing at least one of chromium, oxygen, nitrogen, carbon, and fluorine. do.

구성 14) 본 발명에 의한 반사방지막, 차광막 형성방법 및 블랭크 마스크의 제조방법은, 상기 차광막 및 반사방지막이 구성 7)의 방법에 의해 형성되며, 산소(O2), 질소(N2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 아산화질소(N2O), 산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3), 메탄(CH4) 및 불소(F2)로 이루어진 군으로부터 적어도 1종 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 한다.Structure 14) The antireflection film, the light shielding film formation method and the blank mask manufacturing method according to the present invention are formed by the method of the light shielding film and the antireflection film in the configuration 7), and includes oxygen (O 2 ), nitrogen (N 2 ), and carbon monoxide. (CO), carbon dioxide (CO 2 ), nitrous oxide (N 2 O), nitrogen oxides (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ), ammonia (NH 3 ), methane (CH 4 ) and fluorine (F 2 ) It is characterized by using at least one or more selected from.

본 발명에 따르면, 상기 2층 이상으로 구성된 반사방지막은 각각의 막의 조성에 제한을 두지 않는다. 즉 각각의 반사방지막이 불연속적인 반사방지막 또는 연속적인 반사방지막으로 구성되는 것이 가능하고, 또한 불연속막과 연속막이 혼합된 형태도 가능하다.According to the present invention, the antireflection film composed of two or more layers is not limited to the composition of each film. That is, each antireflection film may be composed of a discontinuous antireflection film or a continuous antireflection film, and a form in which the discontinuous film and the continuous film are mixed may be possible.

본 발명에 따르면, 금속과 질소가 포함되는 차광막은 금속이 30 내지 90 at%, 질소가 10 내지 70 at%가 포함되며, 금속이 40 내지 80 at%, 질소가 20 내지 60 at%, 탄소가 0 내지 20%가 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 반사방지막은 금속이 30 내지 70 at%, 산소가 30 내지 70 at%가 포함되며, 금속이 30 내지 70 a% 산소가 30 내지 70 at%, 질소가 0 내지 40 at%, 탄소가 0 내지 30 at%가 포함되는 것이 바람직하다.According to the present invention, the light shielding film including metal and nitrogen includes 30 to 90 at% of metal, 10 to 70 at% of nitrogen, 40 to 80 at% of metal, 20 to 60 at% of nitrogen, and carbon. It is preferable that 0 to 20% is included. In addition, the anti-reflection film includes 30 to 70 at% of metal and 30 to 70 at% of oxygen, 30 to 70 at% of metal, 30 to 70 at% of oxygen, 0 to 40 at% of nitrogen, and 0 of carbon. It is preferable to include from 30 at%.

또한, 본 발명에 따르면, 상기의 반사방지막 및 차광막을 형성하는 금속은 습식식각, 건식식각 또는 습식식각과 건식식각 방법에 의한 미세회로의 형성이 가능한 물질이어야 하며, 크롬(Cr), 코발트(Co), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 하프늄(Hf), 게르마늄(Ge), 알루미늄(Al), 플래티늄(Pt), 철(Fe), 실리콘(Si) 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 인디움틴옥사이드(ITO)로 이루어진 군으로부터 적어도 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있으며, 크롬을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.In addition, according to the present invention, the metal forming the anti-reflection film and the light shielding film should be a material capable of forming microcircuits by wet etching, dry etching, or wet etching and dry etching methods, and may include chromium (Cr) and cobalt (Co). ), Tantalum (Ta), tungsten (W), molybdenum (Mo), vanadium (V), palladium (Pd), titanium (Ti), niobium (Nb), hafnium (Hf), germanium (Ge), aluminum (Al ), Platinum (Pt), iron (Fe), silicon (Si) nickel (Ni), zirconium (Zr), indium tin oxide (ITO) can be selected at least one or more selected from the group consisting of, using chromium More preferably.

또한, 본 발명에 따르면, 반도체용 바이너리 및 위상 반전 블랭크 마스크를 제조함에 있어서 반사방지막으로 입사되는 광이 소멸간섭에 의해 반사율이 낮아질 수 있도록 굴절률, 두께, 투과율이 적절히 조절된 반사방지막을 2층 이상의 다층막을 형성함으로써 리소그래피 공정 시의 노광 파장인 수은 램프의 I-line 파장인 365nm, 불화 크립톤 레이저 파장인 248nm, 불화 아르곤 레이저 파장인 193nm, 또는 F2 레이저 파장인 157nm 에서의 반사율을 낮추고 또한 포토마스크의 결함 및 이물질의 검사 파장인 257nm, 365nm, 488nm에서의 반사율이 50% 이하로 유지될 수 있다. 일반적으로 반사방지막의 반사율은 낮을수록 좋다고 알려져 있으나, 이 경우 포토 마스크 단면 형태의 문제점과 함께 블랭크 마스크에 결함이 발생하므로, 리소그래피 공정의 노광 파장에서의 반사율이 5% 내지 20%가 되는 것이 바람직하며, 8 내지 15%가 더욱 바람직하다. 또한, 상기의 리소그래피 노광 파장에서의 반사율이 25% 이하가 됨과 동시에 포토마스크의 결함 및 이물질의 검사파장인 257nm, 365nm, 488nm에서의 반사율이 50% 이하로 유지되며, 검사파장에서의 반사율이 40% 이하가 되는 것이 더욱 바람직하다.In addition, according to the present invention, in the manufacture of binary binary and phase inverted blank masks for semiconductors, two or more layers of antireflective films having appropriately adjusted refractive index, thickness, and transmittance may be used so that the reflectance of the light incident on the antireflective film may be lowered due to extinction interference. By forming a multilayer film, the reflectance at the exposure wavelength in the lithography process is 365 nm, the I-line wavelength of the mercury lamp, 248 nm, the fluoride krypton laser wavelength, 193 nm, the argon fluoride laser wavelength, or 157 nm, the F 2 laser wavelength, and the photomask is further reduced. The reflectance at 257 nm, 365 nm, and 488 nm, which are inspection wavelengths of defects and foreign matters, can be maintained at 50% or less. Generally, it is known that the lower the reflectance of the antireflective film is, the better, but in this case, since a defect occurs in the blank mask along with the problem of the cross-sectional shape of the photomask, the reflectance at the exposure wavelength of the lithography process is preferably 5% to 20%. More preferably 8 to 15%. In addition, the reflectance at the lithography exposure wavelength is 25% or less, and the reflectance at 257 nm, 365 nm, and 488 nm, which are inspection wavelengths of defects and foreign substances of the photomask, is maintained at 50% or less, and the reflectance at the inspection wavelength is 40%. It is more preferable to be% or less.

또한, 본 발명의 방법에 따르면 상쇄 간섭에 의한 상기의 반사율을 유지하기 위하여 반사방지막 각각의 광학적 두께(굴절률 * 두께)를 리소그래피 파장의 1/40 내지 리소그래피 파장과 동일한 두께로 형성할 수 있으며, 리소그래피 파장의 1/20 내지 1/2로 하는 것이 바람직하다. 또한, 굴절률이 서로 다른 다층의 반사방지 박막을 형성함으로써 리소그래피 파장뿐만 아니라, 가시광 영역에서의 반사율을 더욱 감소시킬 수 있다. 이때 다층의 반사방지 박막에 의한 두께가 증가와 생산성을 고려하여 2층의 반사 방지막으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 반사방지막의 두께를 고려하여 차광막 두께를 적절히 조절할 수 있으며, 경우에 따라 차광막의 형성을 생략할 수도 있다.Further, according to the method of the present invention, the optical thickness (refractive index * thickness) of each of the antireflective films can be formed to have the same thickness as the lithography wavelength from 1/40 to the lithography wavelength in order to maintain the reflectance caused by the destructive interference. It is preferable to set it as 1/20 to 1/2 of a wavelength. In addition, by forming a multilayer antireflection thin film having different refractive indices, it is possible to further reduce the reflectance in the visible light region as well as the lithography wavelength. At this time, it is more preferable that the thickness of the multilayer antireflective thin film be increased to two layers in consideration of productivity and productivity. In addition, the thickness of the light shielding film may be appropriately adjusted in consideration of the thickness of the antireflection film, and in some cases, the formation of the light shielding film may be omitted.

또한, 본 발명의 방법에 따르면, 리소그래피 파장에서의 반사율을 더욱 감소시키기 위하여 분위기 가스를 사용하지 않거나, 또는 대기, 산소(O2), 질소(N2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 아산화질소(N2O), 산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3), 메탄(CH4) 및 불소(F2)로 이루어진 군으로부터 적어도 1종 이 상을 선택하여 진공 또는 대기압 상태에서 100 내지 800℃에서 열처리하여 반사방지막 표면을 산화막, 질화막, 탄화막, 불화막 군으로부터 적어도 1종 이상이 포함된 막을 형성하는 것이 바람직하며, 이때 반사방지막 표면에 형성되는 막의 두께는 1 내지 15nm 두께로 형성되도록 열처리 시간을 0 내지 60분으로 한다. 또한, 열처리 온도가 너무 낮으면 반사율 감소의 효과가 작아지기 때문에 열처리 온도를 200℃ 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하며, 열처리 온도가 너무 높으면 박막의 결정화가 진행되어 반사방지막 표면의 평균 제곱 거칠기(nmRMS)가 커지므로 열처리 온도를 500℃ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이때 반사방지막 표면의 평균 제곱 거칠기(nmRMS)는 열처리 온도와 시간을 조절하여 0.1 내지 5nm가 되도록 한다.In addition, according to the method of the present invention, no atmospheric gas is used to further reduce the reflectance at the lithography wavelength, or the atmosphere, oxygen (O 2 ), nitrogen (N 2 ), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2). ), At least one selected from the group consisting of nitrous oxide (N 2 O), nitrogen oxides (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ), ammonia (NH 3 ), methane (CH 4 ) and fluorine (F 2 ) Heat treatment at 100 to 800 ° C. under vacuum or atmospheric pressure to form an antireflection film surface containing at least one or more types from an oxide film, nitride film, carbide film, and fluoride film group. The heat treatment time is 0 to 60 minutes to form a thickness of 1 to 15nm. In addition, if the heat treatment temperature is too low, the effect of reducing the reflectance becomes smaller, so it is more preferable to set the heat treatment temperature to 200 ° C. or more. If the heat treatment temperature is too high, crystallization of the thin film proceeds and the mean square roughness (nmRMS) of the surface of the antireflection film is increased. Since becomes large, it is more preferable to make the heat processing temperature into 500 degrees C or less. At this time, the mean square roughness (nmRMS) of the antireflection film surface is adjusted to 0.1 to 5 nm by adjusting the heat treatment temperature and time.

또한, 본 발명의 방법에 따르면, 상기의 리액티브 스퍼터링 방법에 의한 다층의 박막 응력에 의해 기판의 휘어짐이 발생하여 평탄도가 커지게 되는데, 기판 평탄도가 증가하면 리소그래피 공정 시 패턴을 왜곡시켜 전사되는 패턴의 휘어짐을 유발한다. 따라서 박막 형성 후의 평탄도가 커지지 않도록 조절되어야 하며, 박막 형성 후와 포토마스크 제작 후의 평탄도가 500nm 이상이 되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 평탄도를 감소시키기 위하여 열처리시의 상기 구성 8)의 분위기 가스와 온도 및 열처리 시간을 적절히 조절하였다.In addition, according to the method of the present invention, the substrate is warped due to the multilayer thin film stress caused by the reactive sputtering method, thereby increasing the flatness. When the substrate flatness is increased, the pattern is distorted during the lithography process and transferred. Cause the pattern to bend. Therefore, the flatness after thin film formation should be adjusted so as not to become large, and it is preferable that the flatness after thin film formation and after fabrication of a photomask does not become 500 nm or more. In the present invention, in order to reduce the flatness, the atmosphere gas, temperature, and heat treatment time of the above-described structure 8) during heat treatment were appropriately adjusted.

또한, 본 발명에 따르면, 반사 방지막 위에 화학 증폭형 레지스트를 코팅하는 경우 상기의 반사방지막의 표면과 표면에서 가까운 막은 암모니아의 흡착이 매우 적어야 한다. 화학 증폭형 레지스트는 포토마스크 제조 시 산성의 수소 이온을 형성하게 되는데, 반사 방지막 표면에 흡착된 암모니아에 의해 상기 산성의 수소 이온이 중화되어 노광 및 현상 후 도 3에 도시한 바와 같이 스컴을 형성시키게 되고, 이러한 스컴이 습식식각 및 건식식각을 방해하게 되므로 포토마스크를 제조하는데 어려움이 있게 된다. 따라서 반사방지막 표면의 암모니아 농도는 10ppm 이하로 유지되는 것이 바람직하며, 2ppm 이하가 더욱 바람직하다. 상기의 반사방지막 표면 및 암모니아 흡착 방지를 위하여 구성 8) 열처리 방법에 의해 반사방지막 표면의 암모니아를 제거하여야 하며, 산소가 포함된 분위기 가스와 진공 중에서 열처리하는 것이 더욱 바람직하다.In addition, according to the present invention, when the chemically amplified resist is coated on the antireflection film, the film close to the surface of the antireflection film should have very low adsorption of ammonia. The chemically amplified resist forms acidic hydrogen ions when the photomask is manufactured. The acidic hydrogen ions are neutralized by ammonia adsorbed on the surface of the anti-reflection film to form a scum as shown in FIG. 3 after exposure and development. In addition, since the scum interferes with wet etching and dry etching, it is difficult to manufacture a photomask. Therefore, the ammonia concentration on the surface of the antireflection film is preferably maintained at 10 ppm or less, more preferably 2 ppm or less. In order to prevent the antireflection film surface and the ammonia adsorption, ammonia on the antireflection film surface should be removed by the heat treatment method, and heat treatment in an atmosphere gas containing oxygen and vacuum is more preferable.

상기 구성 8)의 열처리 방법은 가열하는 방식에는 제한이 없다. 즉 램프히터, 열선을 이용한 가열, 레이저를 이용한 가열 방법 등 상기 블랭크 마스크를 가열할 수 있는 모든 방법이 가능하다.The heat treatment method of the configuration 8) is not limited to the heating method. That is, any method capable of heating the blank mask is possible, such as a lamp heater, heating using a hot wire, and heating using a laser.

본 발명에 있어서 상기 투명기판은 합성석영 유리 및 불화칼슘(CaF2), 불화 마그네슘(MgF2)이 코팅된 합성석영 유리를 사용하는 것이 가능하며, 리소그래피의 노광 광을 투과하는 모든 투명기판을 사용할 수 있다.In the present invention, the transparent substrate may use synthetic quartz glass and synthetic quartz glass coated with calcium fluoride (CaF 2) and magnesium fluoride (MgF 2), and may use any transparent substrate that transmits the exposure light of lithography. .

상기 구성 7)에 있어서는, 물리 기상 증착법(PVD), 화학 기상 증착법(CVD) 및 원자층 적층법(ALD) 등 증착 방식은 제한이 없다. 즉 인라인식(Inline Type)이나 매엽식(Cluster Type) 또는 배치식(Batch Type)이 가능하며, 막의 형성을 서로 다른 방식의 증착장치와 방식을 순서에 관계없이 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.In the configuration 7), vapor deposition methods such as physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), and atomic layer deposition (ALD) are not limited. That is, inline type, cluster type, or batch type can be used, and it is also possible to use a mixture of deposition apparatuses and methods of different methods in any order.

본 발명에 의한 반사방지막, 차광막 형성방법 및 블랭크 마스크의 제조방법에 따르면, 리소그래피 노광 파장에서의 반사율이 낮고, 포토마스크의 패턴검사가 쉬우며, 스컴 발생이 최소화되고, 해상도 저하 영역이 최소화된 고급의 포토마스크를 제조하는 것이 가능하게 된다. 상기의 포토마스크를 사용하여 리소그래피 공정을 진행하게 되면 노광 파장에서의 반사율이 낮기 때문에 다중 반사에 의한 해상도 저하가 최소화되며, 또한 포토마스크의 기판 평탄도가 작기 때문에 패턴의 왜곡이 최소화되어 매우 작은 최소 선폭 제조에 사용될 수 있다.According to the present invention, the antireflection film, the light shielding film formation method and the blank mask manufacturing method have a low reflectance at a lithography exposure wavelength, facilitate the pattern inspection of the photomask, minimize scum occurrence, and minimize the resolution degradation area. It is possible to manufacture a photomask. When the lithography process is performed using the above photomask, the decrease in the resolution due to multiple reflections is minimized because the reflectance at the exposure wavelength is low, and since the substrate flatness of the photomask is small, the distortion of the pattern is minimized so that the smallest minimum It can be used for line width production.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. While many specific details are set forth in order to provide a more general understanding of the invention, such as the following description and the annexed drawings, these specific details are illustrated for the purpose of illustrating the invention and are not meant to limit the invention thereto. And a detailed description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

[실시예 1] Example 1

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제조되는 블랭크 마스크를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for schematically explaining a blank mask manufactured according to the first embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 블랭크 마스크는, 투명기판으로써 연마된 가로와 세로가 6인치 X 6인치이고 두께가 0.25인치인 합성 석영유리 기판을 사용하였다. 이때 합성석영 유리 기판의 평탄도는 420nm로 측정되었다.Referring to the drawings, in the blank mask according to the first embodiment of the present invention, a synthetic quartz glass substrate having a width of 6 inches by 6 inches and a thickness of 0.25 inches polished as a transparent substrate was used. The flatness of the synthetic quartz glass substrate was measured at 420 nm.

먼저, 상기의 투명기판 위에 위상 반전막을 스퍼터 장치를 사용하여 리액티브 스퍼터링 방법으로 70nm 두께로 형성하였다.First, a phase reversal film was formed on the transparent substrate to a thickness of 70 nm by a reactive sputtering method using a sputtering device.

그 다음 차광막을 40nm 두께의 크롬 탄화 질화막(CrCN)을 형성하였다. 크롬 탄화 질화막은, 불활성 가스로서 아르곤 가스를 사용하고, 리액티브 가스로써 질소와 메탄가스를 사용하며, 스퍼터링 장치에서 크롬 타깃에 적절히 조절된 전력을 인가하여 형성되었다. 이때 차광막의 투과율과 두께, 습식식각 및 건식식각 속도를 조절하기 위하여 아르곤의 부피 비율을 40 내지 90%, 질소의 부피비율을 5 내지 40%, 메탄의 부피 비율을 0 내지 20%로 하고, 이와 함께 전력을 적절히 조절하여 형성하였다. 리소그래피 노광 파장에서의 투과율이 1% 이하가 되도록 투과율 및 두께가 조절되었으며, 습식식각 및 건식식각의 속도는 제1 반사방지막의 식각속도와 같거나 빠르도록 조절되었다.The light shielding film was then formed into a 40 nm thick chromium carbide nitride film (CrCN). The chromium carbide nitride film was formed by using argon gas as an inert gas, nitrogen and methane gas as a reactive gas, and applying an appropriately regulated power to a chromium target in a sputtering apparatus. At this time, the volume ratio of argon is 40 to 90%, the volume ratio of nitrogen is 5 to 40%, and the volume ratio of methane is 0 to 20% in order to control the transmittance and thickness of the light shielding film, the wet etching rate and the dry etching rate. It was formed by adjusting the power properly. The transmittance and thickness were adjusted so that the transmittance at the lithography exposure wavelength was 1% or less, and the rates of wet etching and dry etching were adjusted to be equal to or faster than the etching rate of the first antireflection film.

그 다음 상기의 차광막 위에 7nm 두께의 크롬 탄화 질화 산화막(CrCON)을 제1 반사방지막으로 형성한다. 크롬 탄화 질화 산화막은 상기의 스퍼터 장치를 사용하고 불활성 가스로서 아르곤 가스를 사용하고, 리액티브 가스로써 질소와 이산화탄소 및 메탄가스를 주입한 다음, 크롬 타깃에 적절히 조절된 전력을 인가하여 형성되었다. 이때 제1 반사방지막의 투과율, 굴절률, 두께, 습식식각 및 건식식각 속도를 조절하기 위하여 아르곤의 부피 비율을 40 내지 95%, 질소의 부피 비율을 5 내지 80%, 이산화탄소의 부피 비율을 1 내지 50%, 메탄의 부피 비율을 0 내지 30%로 하고, 이와 함께 전력을 적절히 조절하여 형성하였다. 7nm의 제1 반사방지막은 투과율이 193nm 파장에서 60 내지 90%, 248nm 파장에서 70 내지 95%가 되도록 조절하였고, 굴절률은 차광막보다 낮고 제2 반사방지막 보다 높게 조절되었다. 또한, 습식식각 및 건식식각의 속도는 상기 차광막의 식각속도와 같거나 느리도록 조절되었다.Then, a 7 nm thick chromium carbide nitride oxide film (CrCON) is formed as the first antireflection film on the light shielding film. The chromium carbide nitride oxide film was formed by using the above sputtering device, argon gas as an inert gas, injecting nitrogen, carbon dioxide and methane gas as a reactive gas, and then applying appropriately regulated power to the chromium target. At this time, in order to adjust the transmittance, refractive index, thickness, wet etching and dry etching rate of the first anti-reflection film, the volume ratio of argon is 40 to 95%, the volume ratio of nitrogen is 5 to 80%, and the volume ratio of carbon dioxide is 1 to 50. % And volume ratio of methane were 0-30%, and it formed by adjusting power suitably together. The first antireflection film of 7 nm was adjusted so that the transmittance was 60 to 90% at 193 nm wavelength and 70 to 95% at 248 nm wavelength, and the refractive index was lower than that of the light shielding film and higher than the second antireflection film. In addition, the speed of wet etching and dry etching was adjusted to be equal to or slower than that of the light shielding film.

그 다음 상기의 제1 반사방지막 위에 8nm 두께의 크롬 탄화 질화 산화막을 제2 반사방지막으로 형성한다. 크롬 탄화 질화 산화막은 상기의 스퍼터 장치를 사용하여 불활성 가스로 아르곤과 함께 질소, 이산화탄소, 메탄가스를 주입한 다음, 크롬 타깃에 적절히 조절된 전력을 인가하여 형성되었다. 이때 제2 반사방지막의 투과율, 굴절률, 두께, 습식식각 및 건식식각 속도를 조절하기 위하여 아르곤의 부피비율을 40 내지 95%, 질소의 부피비율을 5 내지 80%, 이산화탄소의 부피비율을 1 내지 50%, 메탄의 부피비율을 0 내지 30%로 하고, 이와 함께 전력을 적절히 조절하여 형성하였다. 8nm 두께의 제2 반사방지막은 투과율이 193nm 파장에서 60 내지 90%, 248nm 파장에서 70 내지 95%가 되도록 조절하였고, 제1 반사방지막보다 높게 조절하였다. 또한, 굴절률은 차광막과 제1 반사방지막보다 낮게 조절되었으며, 습식식각 및 건식식각의 속도는 상기 제1 반사방지막의 식각속도와 같거나 빠르도록 조절되었다.Then, a chromium carbide nitride oxide film having a thickness of 8 nm is formed on the first antireflection film as a second antireflection film. The chromium carbide nitride oxide film was formed by injecting nitrogen, carbon dioxide, and methane gas with argon as an inert gas using the above sputtering device, and then applying an appropriately controlled electric power to the chromium target. At this time, to adjust the transmittance, refractive index, thickness, wet etching and dry etching rate of the second anti-reflection film, the volume ratio of argon is 40 to 95%, the volume ratio of nitrogen is 5 to 80%, and the volume ratio of carbon dioxide is 1 to 50. The volume ratio of% and methane was 0-30%, and it formed by adjusting power suitably with this. The second anti-reflection film having a thickness of 8 nm was adjusted to have a transmittance of 60 to 90% at a wavelength of 193 nm and 70 to 95% at a wavelength of 248 nm, and higher than the first anti-reflection film. In addition, the refractive index was adjusted to be lower than that of the light shielding film and the first anti-reflection film, and the speed of the wet etching and the dry etching was adjusted to be equal to or faster than the etching rate of the first anti-reflection film.

그 다음 상기의 위상반전막, 차광막, 제1 반사방지막, 제2 반사방지막이 형성된 블랭크 마스크의 반사율 감소, 기판의 평탄도 감소 및 표면의 암모니아 제거를 위한 목적으로 상기 블랭크 마스크를 진공 챔버에 넣고 열처리를 한다. 분위기 가스는 산소를 적절히 조절하여 사용하였고, 진공 중에서 적외선램프 히터를 적당한 온도로 조절하여 가열하였다. 이때 상기의 방법으로 제조된 막의 반사율을 Varian사의 Cary400 측정 장치로 측정하였더니 193nm 파장에서의 반사율이 13%, 248nm 파장에서의 반사율이 10%로 측정되어, 리소그래피 노광 파장에서 20% 이하의 저반사 특성이 얻어졌다. 도 5에 본 발명의 실시예 1에 의해 제조된 블랭크 마스크 의 반사율을 개략적으로 도시하였다. 또한, 일반적으로 사용되는 검사파장인 365nm 및 488nm 파장에서 반사율이 각각 15%와 28%로 측정되어 포토마스크 제조 시 패턴의 결함 및 이물 검사에 문제가 없었다. 차광막, 제1 반사방지막, 제2 반사방지막의 성분을 분석하기 위하여 AES 분석방법으로 분석한 결과, 차광막의 경우 크롬이 52 at%, 탄소가 27 at%, 질소가 22 at%로 측정되었고, 제1 반사방지막의 경우 크롬이 35 at%, 탄소가 12 at, 산소가 42 at%, 질소가 11 at%로 측정되었고, 제2 반사방지막의 경우 크롬이 23 at%, 탄소가 13 at%, 산소가 48 at%, 질소가 16 at%로 측정되었으며, 열처리에 의한 표면의 경우 크롬이 9 at%, 탄소가 35 at%, 산소가 57 at%, 질소가 9 at%로 측정되었고, 열처리에 의해 산화막이 형성된 막의 깊이는 2.1nm로 측정되었다. 열처리에 의한 기판의 제곱근 평균 거칠기(nmRMS)를 AFM(Atomic Force Microscope)으로 측정한 결과, 0.8 nmRMS로 측정되어 열처리에 의한 거칠기가 커지는 문제가 없었다. 또한, 기판의 평탄도를 측정하기 위하여 기판 평탄도 측정 장비인 FM-200으로 측정한 결과, 기판의 평탄도가 370nm로 측정되었다. 또한, 암모니아 농도를 분석하기 위하여 표면의 이온 크로마토그라피(Ion Chromatography) 방법으로 분석한 결과, 암모니아 농도가 30ppb로 측정되었다.Then, the blank mask is placed in a vacuum chamber and heat-treated for the purpose of reducing the reflectance of the blank mask on which the phase inversion film, the light shielding film, the first antireflection film, and the second antireflection film are formed, reducing the flatness of the substrate, and removing ammonia from the surface. Do Atmospheric gas was used by appropriately adjusting the oxygen, heated by adjusting the infrared lamp heater to an appropriate temperature in a vacuum. At this time, the reflectance of the film prepared by the above method was measured by Varian's Cary400 measuring device, and the reflectance at 193nm wavelength was measured as 13% and reflectance at 248nm wavelength was 10%. The characteristic was obtained. 5 schematically shows the reflectance of the blank mask prepared by Example 1 of the present invention. In addition, reflectance was measured at 15% and 28%, respectively, at the wavelengths of 365 nm and 488 nm, which are commonly used inspection wavelengths, so there was no problem in inspecting defects and foreign objects in the manufacturing of photomasks. In order to analyze the components of the light shielding film, the first antireflection film, and the second antireflection film, the analysis was performed by AES analysis. As for the light shielding film, chromium was 52 at%, carbon at 27 at%, and nitrogen at 22 at%. 1 The antireflection film was measured to have 35 at% of chromium, 12 at carbon, 42 at% of oxygen, and 11 at% of nitrogen. The second antireflection film had 23 at% of chromium, 13 at% of carbon, and oxygen. Was measured at 48 at% and nitrogen at 16 at%. The surface treated by heat treatment was measured at 9 at% chromium, 35 at% carbon, 57 at% oxygen and 9 at% nitrogen. The depth of the film on which the oxide film was formed was measured at 2.1 nm. As a result of measuring the root mean square roughness (nmRMS) of the substrate by heat treatment with AFM (Atomic Force Microscope), it was measured as 0.8 nmRMS, so there was no problem that the roughness by heat treatment was increased. In addition, in order to measure the flatness of the substrate, the flatness of the substrate was measured at 370 nm as measured by the substrate flatness measuring equipment FM-200. In addition, in order to analyze the ammonia concentration, the surface was analyzed by ion chromatography (Ion Chromatography) method, the ammonia concentration was measured to 30ppb.

그 다음 상기의 위상반전막, 차광막, 제1 반사방지막, 제2 반사방지막 위에 스핀 코팅 방법으로 화학 증폭형 레지스트를 코팅하여 저반사 블랭크 마스크를 제작하였다.Next, a chemically amplified resist was coated on the phase inversion film, the light shielding film, the first antireflection film, and the second antireflection film by spin coating to produce a low reflection blank mask.

그 다음 상기의 저반사 블랭크 마스크를 사용하여 포토마스크를 제작하였다. 먼저, 전자빔으로 패턴을 노광하고 노광 후 굽기(PEB) 공정 및 현상공정을 실시하 였다. 이때 노광 및 현상이 완료된 포토마스크의 단면을 절단하여 SEM(Scanning Electron Microscope) 측정방법으로 절단면을 관찰하여 스컴 발생 여부를 확인한 결과, 스컴이 발생하지 않았다.Then, the photomask was produced using the said low reflection blank mask. First, the pattern was exposed with an electron beam, and a post-exposure baking (PEB) process and a developing process were performed. At this time, the cross section of the photomask after exposure and development was cut and the cut surface was observed by SEM (Scanning Electron Microscope) measuring method to check whether scum was generated, and scum did not occur.

그 다음 건식식각하여 동일 금속 계열의 제2 반사방지막, 제1 반사방지막 및 차광막을 차례로 식각하고, 건식식각 조건을 다르게 하여 위상반전막을 식각하였다.After that, the second anti-reflection film, the first anti-reflection film, and the light shielding film of the same metal were sequentially etched, and the phase inversion film was etched with different dry etching conditions.

그 다음 습식식각하여 제2 반사방지막, 제1 반사방지막 및 차광막을 식각하고, 레지스트 스트립 및 세정을 실시하여 저반사 포토마스크를 제조하였다.Then, the second antireflection film, the first antireflection film, and the light shielding film were etched by wet etching, and a resist strip and a cleaning were performed to prepare a low reflection photomask.

상기 본 실시예의 방법에 따라 제조된 저반사 포토마스크는 패턴 크기가 정확하게 형성되었으며, 단면을 절단하여 SEM 측정법으로 절단면을 관찰한 결과 언더컷이나 패턴면의 경사가 매우 작았으며, 해상도 저하 영역이 10 내지 30nm로 측정되었다. The low reflection photomask manufactured according to the method of the present embodiment was formed with a precise pattern size, and the cut surface was observed by SEM measurement. As a result, the inclination of the undercut or pattern surface was very small, and the resolution reduction area was 10 to 10. Measured at 30 nm.

[실시예 2] Example 2

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따라 제조되는 블랭크 마스크를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for schematically explaining a blank mask manufactured according to a second embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 먼저 상기의 투명기판 위에 상기의 스퍼터 장치를 사용하여 70nm 두께의 위상반전막을 형성한다. 이때 투명기판의 평탄도는 380nm로 측정되었다.Referring to the drawings, first, a phase inversion film having a thickness of 70 nm is formed on the transparent substrate by using the sputtering device. In this case, the flatness of the transparent substrate was measured at 380 nm.

그 다음 상기의 위상반전막 위에 제1 반사방지막으로서, 리액티브 스퍼터링 방법으로 55nm 두께의 크롬 탄화 산화 질화막(CrCON)을 형성한다. 크롬 탄화 질화 막은 불활성 가스인 아르곤과 함께 리액티브 가스로서 질소와 이산화탄소가스 및 메탄가스를 주입한 다음, 크롬 타깃에 적절히 조절된 전력을 인가하여 형성되었다. 이때 제1 반사방지막의 투과율, 두께, 습식식각 및 건식식각의 속도를 조절하기 위하여 아르곤의 부피비율을 40 내지 95%, 질소의 부피비율을 5 내지 80%, 이산화탄소의 부피비율을 1 내지 50%, 메탄의 부피비율을 0 내지 30%로 하고, 이와 함께 전력을 적절히 조절하였다. 제1 반사방지막은 반사방지의 역할과 함께 차광막의 역할을 동시에 수행하기 때문에, 55nm 두께의 제1 반사방지막은 투과율이 193nm 파장과 248nm 파장에서 1% 이하가 되도록 조절하였다. 또한, 습식식각 및 건식식각 속도는 제2 반사방지막의 식각속도와 같거나 빠르도록 조절되었다.Then, a 55 nm thick chromium carbide oxynitride film (CrCON) is formed on the phase inversion film as a first anti-reflection film by reactive sputtering. The chromium carbide nitride film was formed by injecting nitrogen, carbon dioxide gas, and methane gas as a reactive gas with argon, which is an inert gas, and then applying appropriately regulated power to the chromium target. At this time, the volume ratio of argon is 40 to 95%, the volume ratio of nitrogen is 5 to 80%, and the volume ratio of carbon dioxide is 1 to 50% in order to control the rate of transmittance, thickness, wet etching and dry etching of the first antireflection film. , The volume ratio of methane was 0 to 30%, and the power was properly adjusted. Since the first anti-reflection film simultaneously serves as a light shielding film together with the role of anti-reflection, the first anti-reflection film having a thickness of 55 nm was adjusted to have a transmittance of 1% or less at 193 nm and 248 nm wavelengths. In addition, the wet etching rate and the dry etching rate were adjusted to be equal to or faster than the etching rate of the second anti-reflection film.

그 다음 상기의 제1 반사방지막 위에 7nm 두께의 크롬 탄화 질화 산화막(CrCON)을 제2 반사방지막으로 형성한다. 크롬 탄화 질화 산화막은 상기의 스퍼터 장치를 사용하고, 불활성 가스로서 아르곤을 사용하고, 리액티브 가스로서 질소와 이산화탄소 및 메탄가스를 적절히 조절하여 주입한 다음, 크롬 타깃에 적절히 조절된 전력을 인가하여 형성되었다. 이때 제1 반사방지막의 투과율, 두께, 습식식각 및 건식식각 속도를 조절하기 위하여 아르곤의 부피비율을 40 내지 95%, 질소의 부피비율을 5 내지 80%, 이산화탄소의 부피비율을 1 내지 50%, 메탄의 부피비율을 0 내지 30%로 하고, 이와 함께 전력을 적절히 조절하여 형성하였다. 7nm 두께의 제2 반사방지막은 투과율이 193nm 파장에서 70 내지 90%, 248nm 파장에서 70 내지 95%가 되도록 조절하였다. 또한, 습식식각 및 건식식각 속도는 제1 반사방지막의 식각속도와 같거나 느리도록 조절되었다.Then, a 7 nm thick chromium carbide nitride oxide film (CrCON) is formed as a second antireflection film on the first antireflection film. The chromium carbide nitride oxide film is formed by using the above sputtering device, argon as an inert gas, injecting nitrogen, carbon dioxide and methane gas as a reactive gas with proper adjustment, and then applying appropriately regulated power to the chromium target. It became. At this time, to adjust the transmittance, thickness, wet etching and dry etching rate of the first anti-reflection film, the volume ratio of argon is 40 to 95%, the volume ratio of nitrogen is 5 to 80%, the volume ratio of carbon dioxide is 1 to 50%, The volume ratio of methane was 0-30%, and it formed by adjusting power suitably together. The second anti-reflection film having a thickness of 7 nm was adjusted so that the transmittance was 70 to 90% at 193 nm wavelength and 70 to 95% at 248 nm wavelength. In addition, the wet etching rate and the dry etching rate were adjusted to be equal to or slower than that of the first anti-reflection film.

그 다음 상기의 제2 반사방지막 위에 8nm 두께의 크롬 탄화 질화 산화막을 제3 반사방지막으로 형성한다. 크롬 탄화 질화 산화막은 상기의 스퍼터 장치를 사용하여 불활성 가스인 아르곤과 함께 질소, 이산화탄소, 메탄가스를 주입한 다음, 크롬 타깃에 적절히 조절된 전압을 인가하여 형성되었다. 이때 제1 반사방지막의 투과율, 두께, 습식식각 및 건식식각 속도를 조절하기 위하여 아르곤의 부피 비율을 40 내지 95%, 질소의 부피 비율을 5 내지 80%, 이산화탄소의 부피 비율을 1 내지 50%, 메탄의 부피비율을 0 내지 30%로 하고, 이와 함께 전력을 적절히 조절하여 형성하였다. 8nm 두께의 제3 반사방지막은 투과율이 193nm 파장에서 70 내지 90%, 248nm 파장에서 70 내지 95%가 되도록 조절하였다. 또한, 습식식각 및 건식식각 속도는 제2 반사방지막의 식각속도와 같거나 느리도록 조절되었다.Then, a chromium carbide nitride oxide film having a thickness of 8 nm is formed on the second antireflection film as a third antireflection film. The chromium carbide nitride oxide film was formed by injecting nitrogen, carbon dioxide, and methane gas with argon as an inert gas using the above sputtering device, and then applying a properly regulated voltage to the chromium target. At this time, in order to adjust the transmittance, thickness, wet etching and dry etching rate of the first anti-reflection film, the volume ratio of argon is 40 to 95%, the volume ratio of nitrogen is 5 to 80%, the volume ratio of carbon dioxide is 1 to 50%, The volume ratio of methane was 0-30%, and it formed by adjusting power suitably together. The third anti-reflection film having a thickness of 8 nm was adjusted such that the transmittance was 70 to 90% at a wavelength of 193 nm and 70 to 95% at a wavelength of 248 nm. In addition, the wet etching rate and the dry etching rate were adjusted to be equal to or slower than that of the second anti-reflection film.

그 다음 상기의 위상반전막, 제1 반사방지막, 제2 반사방지막, 제3 반사방지막이 형성된 블랭크 마스크의 반사율 감소, 기판의 평탄도 감소 및 표면의 암모니아 제거를 위한 목적으로 상기 블랭크 마스크를 진공 챔버에 넣고 열처리를 하였다. 분위기 가스는 산화질소를 적절히 조절하여 사용하였고, 진공 중에서 적외선램프 히터를 적당한 온도로 조절하여 가열하였다. 이때 상기의 방법으로 제조된 막의 반사율을 Varian사의 Cary400 측정 장치로 측정하였더니 193nm 파장에서의 반사율이 11%, 248nm 파장에서 반사율이 8%로 측정되어, 리소그래피 노광 파장에서 20% 이하의 저반사 특성이 얻어졌다. 도 7에 본 발명의 실시예 2에 의해 제조된 블랭크 마스크의 반사율을 개략적으로 도시하였다. 또한, 일반적으로 사용되는 검사파장인 365nm와 488nm에서의 반사율이 각각 12%와 20%로 측정되어 포토마스크 제조 시 패 턴의 결함 및 이물 검사에 문제가 없었다. 또한, 제1 반사방지막, 제2 반사방지막, 제3 반사방지막의 차광효과를 측정하기 위하여 리소그래피 파장에서의 투과율을 상기의 Cary400 측정장치로 측정한 결과, 193nm 파장에서의 투과율이 0.07%, 248nm 파장에서의 투과율이 0.1%로 측정되어 제1 반사방지막, 제2 반사방지막, 제3 반사방지막의 차광막의 역할을 하는데 문제가 없었다. 또한, 제1 반사방지막, 제2 반사방지막, 제3 반사방지막의 성분을 분석하기 위하여 AES 분석방법으로 분석한 결과, 제1 반사방지막의 경우 크롬이 42 at%, 탄소가 9 at%, 산소가 27%, 질소가 22 at%로 측정되었고, 제2 반사방지막의 경우 크롬이 35 at%, 탄소가 12 at, 산소가 42 at%, 질소가 11 at%로 측정되었고, 제3 반사방지막의 경우 크롬이 20 at%, 탄소가 11 at%, 산소가 55 at%, 질소가 14 at%로 측정되었다. 또한, 열처리에 의한 표면의 경우 크롬이 9 at%, 탄소가 35 at%, 산소가 57 at%, 질소가 9 at%로 측정되었고, 열처리에 의해 산화막이 형성된 막의 깊이는 2.5nm로 측정되었다. 열처리에 의한 기판의 제곱근 평균 거칠기(nmRMS)를 AFM(Atomic Force Microscope)으로 측정하였더니 0.9 nmRMS로 측정되어 열처리에 의한 거칠기가 커지는 문제가 없음을 확인하였다. 또한, 기판의 평탄도를 측정하기 위하여 기판 평탄도 측정 장비인 FM-200으로 측정하였더니 기판의 평탄도가 410nm로 측정되었다. 또한, 암모니아 농도를 분석하기 위하여 표면의 이온 크로마토그래피(Ion Chromatography) 방법으로 분석하였더니, 암모니아 농도가 15ppb로 측정되었다.The blank mask is then vacuum chambered for the purpose of reducing the reflectance of the blank mask having the phase inversion film, the first antireflection film, the second antireflection film, and the third antireflection film, reducing the flatness of the substrate, and removing ammonia from the surface. And heat treated. Atmospheric gas was used by appropriately adjusting the nitrogen oxide, heated by adjusting the infrared lamp heater to an appropriate temperature in a vacuum. At this time, the reflectance of the film prepared by the above method was measured by Varian's Cary400 measuring device, and the reflectance was measured at 11% at 193 nm and at 8% at 248 nm, resulting in a low reflection characteristic of 20% or less at the lithography exposure wavelength. Was obtained. 7 schematically shows the reflectance of the blank mask prepared by Example 2 of the present invention. In addition, the reflectances at 365 nm and 488 nm, which are commonly used inspection wavelengths, were measured at 12% and 20%, respectively, so that there were no problems in pattern defect and foreign material inspection during photomask fabrication. In addition, in order to measure the light shielding effect of the first antireflection film, the second antireflection film, and the third antireflection film, the transmittance at the lithography wavelength was measured by the Cary400 measuring device, and the transmittance at the 193 nm wavelength was 0.07% and 248 nm wavelength. The transmittance at was measured at 0.1%, so that there was no problem in acting as a light shielding film of the first antireflection film, the second antireflection film, and the third antireflection film. In addition, as a result of analyzing the components of the first anti-reflection film, the second anti-reflection film, and the third anti-reflection film by AES analysis, the first anti-reflection film was 42 at% chromium, 9 at% carbon and oxygen 27%, nitrogen was 22 at%, and the second antireflection film was measured at 35 at% chromium, 12 at carbon, 42 at% oxygen, 11 at% nitrogen, and at the third antireflection film. Chromium was measured at 20 at%, carbon at 11 at%, oxygen at 55 at%, and nitrogen at 14 at%. In the case of the surface by heat treatment, chromium was measured at 9 at%, carbon at 35 at%, oxygen at 57 at%, and nitrogen at 9 at%. The depth of the oxide film formed by the heat treatment was measured at 2.5 nm. When the root mean square roughness (nmRMS) of the substrate by heat treatment was measured by AFM (Atomic Force Microscope), it was measured by 0.9 nmRMS, and it was confirmed that there was no problem of increasing roughness by heat treatment. In addition, in order to measure the flatness of the substrate was measured by the substrate flatness measuring equipment FM-200, the flatness of the substrate was measured at 410nm. In addition, the surface was analyzed by ion chromatography (Ion Chromatography) method to analyze the ammonia concentration, the ammonia concentration was measured to 15ppb.

그 다음 상기의 위상반전막, 제1 반사방지막, 제2 반사방지막 및 제3 반사방지막 위에 스핀 코팅 방법으로 화학 증폭형 레지스트를 코팅하여 저반사 블랭크 마 스크를 제작하였다.Then, a chemically amplified resist was coated on the phase inversion film, the first antireflection film, the second antireflection film, and the third antireflection film by spin coating to produce a low reflection blank mask.

이 후 포토마스크 공정은 상기 제1 실시예와 동일한 방법으로 진행하였다. 이때 노광 및 현상이 완료된 포토마스크의 단면을 절단하여 SEM 측정방법으로 절단면을 관찰하여 확인한 결과 스컴이 발생하지 않았고, 저반사 포토마스크 제조 후 패턴 크기와 위치가 정확하게 형성되었으며, 절단면에 언더컷의 발생이 매우 적고, 패턴면의 경사가 매우 작았으며, 해상도 저하 영역이 10 내지 30nm로 측정되었다.Thereafter, the photomask process was performed in the same manner as in the first embodiment. At this time, the cross section of the photomask after exposure and development was cut and observed by observing the cut surface by SEM measurement method. As a result, scum did not occur. After fabrication of the low reflection photomask, the pattern size and position were formed accurately, and the occurrence of undercut on the cut surface was observed. Very small, the inclination of the pattern surface was very small, and the resolution reduction area was measured at 10 to 30 nm.

본 발명의 저반사 블랭크 마스크의 제조방법에 따른 효과는 다음과 같다.Effects according to the method of manufacturing the low reflection blank mask of the present invention are as follows.

첫째, 본 발명의 저반사 블랭크 마스크를 사용하여 제조된 저반사 포토마스크를 사용하여 리소그래피 공정을 진행하는 경우, 노광 파장에서의 반사율이 감소되어 다중 반사에 의한 해상도 저하의 가능성이 감소하게 되며, 특히 위상반전형 포토마스크의 해상도 저하가 현저히 감소하게 된다. First, when the lithography process is performed using a low reflection photomask manufactured using the low reflection blank mask of the present invention, the reflectance at the exposure wavelength is reduced, thereby reducing the possibility of resolution reduction due to multiple reflections. Degradation of the resolution of the phase inversion type photomask is significantly reduced.

둘째, 포토마스크의 결함 및 이물검사 파장에서의 반사율이 적절히 조절되어 포토마스크 제조 시 결함 및 이물검사의 문제가 없게 된다.Secondly, the defects of the photomask and the reflectance at the wavelength of the foreign material inspection are appropriately adjusted so that there is no problem of defects and foreign material inspection in manufacturing the photomask.

셋째, 2층 이상으로 구성되는 반사방지막은 동일 금속 계열의 물질로 구성되어 블랭크 마스크 제조 시 원가절감과 수율이 향상되는 효과가 있으며, 포토마스크 제조 시 습식식각 및 건식식각을 한 번에 할 수 있기 때문에 포토마스크 제조가 간단해지는 장점을 가지게 된다.Third, the anti-reflection film composed of two or more layers is made of the same metal-based material, thereby reducing the cost and yield of the blank mask and improving the wet and dry etching at the same time. This has the advantage of simplifying the photomask manufacturing.

넷째, 반사방지막의 습식식각 및 건식식각의 식각속도가 적절히 조절되어 습식식각 및 건식식각 후 포토마스크 패턴의 해상도 저하영역이 최소화된 포토마스크 를 제조할 수 있게 된다.Fourth, the etching rate of the wet etching and the dry etching of the anti-reflection film is appropriately adjusted to produce a photomask having a minimum resolution reduction area of the photomask pattern after the wet etching and the dry etching.

다섯째, 반사방지막 형성 후 열처리에 의해 반사율을 더욱 낮출 수 있게 되어 리소그래피 공정 시 다중 반사에 의한 해상도 저하가 더욱 감소하게 된다.Fifth, the reflectance can be further lowered by heat treatment after the anti-reflection film is formed, thereby further reducing the resolution reduction due to multiple reflections in the lithography process.

여섯째, 열처리에 의해 차광막 및 반사방지막의 내부 응력을 감소시키는 효과에 의해 기판의 평탄도가 감소하게 되고, 포토마스크 제조과정에서 평탄도의 변화가 없게 되므로, 포토마스크 패턴의 위치가 매우 정확하게 형성된 포토마스크를 제조할 수 있게 된다.Sixth, the flatness of the substrate is reduced by the effect of reducing the internal stress of the light shielding film and the anti-reflection film by heat treatment, and there is no change in the flatness during the photomask manufacturing process, so that the position of the photomask pattern is formed very accurately. A mask can be manufactured.

일곱째, 열처리에 의해 표면의 암모니아를 제거하여 상기 반사방지막 위에 화학 증폭형 레지스트를 코팅하여 포토마스크를 제조할 경우의 스컴 발생을 최소화함으로써, 스컴 발생에 의한 습식식각 및 건식식각의 문제가 없으므로 패턴 크기가 정확하게 형성된 포토마스크를 제조할 수 있게 된다.Seventh, by removing the ammonia on the surface by heat treatment to coat the chemically amplified resist on the anti-reflection film to minimize the occurrence of scum when manufacturing a photomask, there is no problem of wet etching and dry etching due to scum generation pattern size It is possible to manufacture a photomask formed accurately.

Claims (15)

투명기판 위에 금속 또는 금속 화합물을 주성분으로 하는 위상반전막 및 차광막을 구비하는 블랭크 마스크에 있어서,A blank mask comprising a phase inversion film and a light shielding film mainly composed of a metal or a metal compound on a transparent substrate, 상기 투명기판 위에 형성하는 위상반전막, 또는 상기 위상반전막 위에 형성하는 반사방지막, 또는 상기 차광막 위에 형성하는 반사방지막, 또는 투명기판 위에 형성되는 반사방지막이 동일한 금속 계열로 구성된 2층 이상의 불연속적인 다층 박막 또는 연속적인 다층 박막 또는 불연속막과 연속막을 혼합하여 형성하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 제조방법.A discontinuous multilayer of two or more layers composed of a metal series having a phase inversion film formed on the transparent substrate, an antireflection film formed on the phase inversion film, an antireflection film formed on the light shielding film, or an antireflection film formed on a transparent substrate A method of manufacturing a blank mask, characterized by forming a thin film or a continuous multilayer thin film or a discontinuous film and a continuous film. 투명기판 위에 금속 또는 금속 화합물을 주성분으로 하는 위상반전막 및 차광막을 구비하는 블랭크 마스크에 있어서,A blank mask comprising a phase inversion film and a light shielding film mainly composed of a metal or a metal compound on a transparent substrate, 상기 투명기판 위에 하나 이상의 반사방지막을 구성하는 각각의 막이 동일한 금속 계열로 구성된 2층 이상의 불연속적인 다층 박막, 또는 연속적인 다층 박막, 또는 불연속막과 연속막이 혼합되어 구성되며, 상기 반사방지막이 차광막의 역할을 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 제조방법.Each film constituting at least one antireflection film on the transparent substrate is composed of two or more discontinuous multilayer thin films composed of the same metal series, or a continuous multilayer thin film, or a mixture of discontinuous films and continuous films, wherein the antireflection film is formed of a light shielding film. Method for producing a blank mask, characterized in that to play a role at the same time. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 하나 이상의 반사방지막을 구성하는 각각의 막이 150 내지 400nm의 노광 파장에서의 광학적 두께가 5 내지 200nm인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 제조방법.Wherein each film constituting said at least one antireflection film has an optical thickness of 5 to 200 nm at an exposure wavelength of 150 to 400 nm. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 하나 이상의 반사방지막을 구성하는 각각의 막이 150 내지 400nm의 노광 파장에서 반사율이 5 내지 20%로 유지되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 제조방법.Wherein each film constituting said at least one anti-reflection film is maintained at a reflectance of 5 to 20% at an exposure wavelength of 150 to 400 nm. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 하나 이상의 반사방지막을 구성하는 각각의 막이 200 내지 700nm 파장에서 반사율이 5 내지 50%인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 제조방법.A method of manufacturing a blank mask, wherein each film constituting the at least one antireflection film has a reflectance of 5 to 50% at a wavelength of 200 to 700 nm. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 차광막 및 반사방지막의 두께 또는 반사방지막의 두께가 30 내지 150nm로 유지되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 제조 방법.The thickness of the light shielding film and the anti-reflection film or the thickness of the anti-reflection film is maintained at 30 to 150nm, the manufacturing method of the blank mask. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 차광막 및 반사방지막이 물리기상 증착법(PVD), 화학기상 증착법(CVD) 또는 원자층 적층방법(ALD)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 제조방법.And the light shielding film and the anti-reflection film are formed by physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), or atomic layer deposition (ALD). 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 차광막 및 반사방지막은 코발트(Co), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 바나듐(V), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 아연(Zn), 하프늄(Hf), 게르마늄(Ge), 알루미늄(Al), 플래티늄(Pt), 망간(Mn), 철(Fe), 실리콘(Si) 니켈(Ni), 카드뮴(Cd), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀렌(Se), 구리(Cu), 이트륨(Y), 황(S), 인디움틴옥사이드(InSnO) 중 1종 이상 또는 이들의 화합물로 형성하고, 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 불소(F)로 이루어진 군으로부터 1종 이상이 포함된 물질로 형성하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 제조방법.The light blocking film and the antireflection film may include cobalt (Co), tantalum (Ta), tungsten (W), molybdenum (Mo), chromium (Cr), vanadium (V), palladium (Pd), titanium (Ti), and niobium (Nb). , Zinc (Zn), hafnium (Hf), germanium (Ge), aluminum (Al), platinum (Pt), manganese (Mn), iron (Fe), silicon (Si) nickel (Ni), cadmium (Cd), At least one of zirconium (Zr), magnesium (Mg), lithium (Li), selenium (Se), copper (Cu), yttrium (Y), sulfur (S), indium tin oxide (InSnO), or a compound thereof And forming a material containing at least one material from the group consisting of oxygen (O), nitrogen (N), carbon (C) and fluorine (F). 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 차광막 및 반사방지막은 크롬(Cr)을 포함하여 구성되고, 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 불소(F)로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 포함하는 크롬 화합물인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 제조방법.The light shielding film and the antireflection film are made of chromium (Cr), and characterized in that the chromium compound containing at least one member from the group consisting of oxygen (O), nitrogen (N), carbon (C), fluorine (F). The manufacturing method of the blank mask made into. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 차광막과 반사방지막은 리액티브 스퍼터링 방법에 의해 형성하며, 불활성 가스와 함께 분위기 가스로서 산소(O2), 질소(N2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 아산화질소(N2O), 산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3), 메탄(CH4) 및 불소(F2)로 이루어진 군으로부터 적어도 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하 는 블랭크 마스크.The light shielding film and the antireflection film are formed by a reactive sputtering method, and together with an inert gas, oxygen (O 2 ), nitrogen (N 2 ), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ), and nitrous oxide (N 2 ) as an atmosphere gas. A blank mask comprising at least one member from the group consisting of O), nitric oxide (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ), ammonia (NH 3 ), methane (CH 4 ) and fluorine (F 2 ) . 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 반사방지막은, 금속이 20 내지 60%, 산소가 40 내지 80%로 구성되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.The anti-reflection film is a blank mask, characterized in that the metal is composed of 20 to 60%, oxygen 40 to 80%. 제 1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 11, 분위기 가스를 사용하지 않거나, 또는 대기(Air), 산소(O2), 질소(N2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 아산화질소(N2O), 산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3), 메탄(CH4) 및 불소(F2)로 이루어진 군으로부터 적어도 1종 이상이 선택된 가스 분위기에서, 진공 또는 대기압 하에서 100 내지 500℃로 열처리하여 표면으로부터의 금속 산화막, 금속 질화막, 금속 탄화막, 또는 금속 불화막 중에서 1종 이상이 포함된 막을 형성하고, No atmosphere gas or air, oxygen (O 2 ), nitrogen (N 2 ), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ), nitrous oxide (N 2 O), nitrogen oxides (NO), At least one or more selected from the group consisting of nitrogen dioxide (NO 2 ), ammonia (NH 3 ), methane (CH 4 ) and fluorine (F 2 ) is heat-treated at 100 to 500 ° C. under vacuum or atmospheric pressure to remove from the surface. A film containing at least one of a metal oxide film, a metal nitride film, a metal carbide film, or a metal fluoride film, 상기 금속 산화막, 금속 질화막, 금속 탄화막, 또는 금속 불화막은 1 내지 15nm의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 제조방법.The metal oxide film, the metal nitride film, the metal carbide film, or the metal fluoride film is formed with a thickness of 1 to 15nm, the manufacturing method of the blank mask. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 열처리에 의해 기판의 평탄도가 500nm 이하가 되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 제조방법.The flatness of a board | substrate becomes 500 nm or less by the said heat processing, The manufacturing method of the blank mask characterized by the above-mentioned. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 열처리에 의해 표면의 암모니아 이온의 농도가 10ppm 이하가 되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 제조방법.And the concentration of ammonia ions on the surface is 10 ppm or less by the heat treatment. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서The method according to any one of claims 1 to 14. 상기 제조방법에 의하여 제조되는 바이너리 블랭크 마스크 또는 위상반전 블랭크 마스크를 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 포토마스크.The photomask is manufactured by using a binary blank mask or a phase inversion blank mask manufactured by the manufacturing method.
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