KR20070092923A - 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟, 이를이용한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크,그리고 그 제조방법 - Google Patents

하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟, 이를이용한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크,그리고 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20070092923A
KR20070092923A KR1020060078251A KR20060078251A KR20070092923A KR 20070092923 A KR20070092923 A KR 20070092923A KR 1020060078251 A KR1020060078251 A KR 1020060078251A KR 20060078251 A KR20060078251 A KR 20060078251A KR 20070092923 A KR20070092923 A KR 20070092923A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phase inversion
sputtering target
film
blank mask
halftone
Prior art date
Application number
KR1020060078251A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100762403B1 (ko
Inventor
남기수
차한선
양신주
양철규
강주현
Original Assignee
주식회사 에스앤에스텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에스앤에스텍 filed Critical 주식회사 에스앤에스텍
Publication of KR20070092923A publication Critical patent/KR20070092923A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100762403B1 publication Critical patent/KR100762403B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/46—Antireflective coatings
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/54—Absorbers, e.g. of opaque materials
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/70433—Layout for increasing efficiency or for compensating imaging errors, e.g. layout of exposure fields for reducing focus errors; Use of mask features for increasing efficiency or for compensating imaging errors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/033—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
    • H01L21/0334—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
    • H01L21/0337—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane characterised by the process involved to create the mask, e.g. lift-off masks, sidewalls, or to modify the mask, e.g. pre-treatment, post-treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/033—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
    • H01L21/0334—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
    • H01L21/0338—Process specially adapted to improve the resolution of the mask

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

본 발명은 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟, 이를 이용한 블랭크 마스크 및 포토마스크, 그리고 이들의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 500nm 이하의 노광파장에서 0.1% 이상의 투과율을 가지는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 위상반전막 형성시 사용되는 스퍼터링 타겟과 이를 이용한 블랭크 마스크 및 포토마스크, 그리고 이들의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟은, 2종 이상의 전이금속과 실리콘을 적어도 포함한다. 이러한 스퍼터링 타겟을 사용하면 우수한 내화학성을 가지고 이러한 우수한 내화학성으로 인해 성장성 결함이 발생하지 않으며, 여러 장의 하프톤형 블랭크 마스크 생산시 여러 장의 하프톤형 블랭크 마스크에 있어서 조성비의 재현성이 우수한 고품질의 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제조할 수 있다.

Description

하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟, 이를 이용한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크, 그리고 그 제조방법 {Sputtering target for half-tone phase shift blankmask, half-tone phase shift blankmask and photomask and manufacturing method thereof}
도 1은 본 발명에 의한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 의한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟을 사용하여 제조할 수 있는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟을 사용하여 제조된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크로부터 제조할 수 있는 하프톤형 위상반전 포토마스크의 단면도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
5 : 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟
10 : 투명기판 20 : 위상반전막 40 : 차광막
50 : 반사방지막 60 : 레지스트막 20a : 위상반전막 패턴
40a : 차광막 패턴 50a : 반사방지막 패턴
100 : 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크
200 : 하프톤형 위상반전 포토마스크
400 : 펠리클
본 발명은 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟 그리고 이를 이용한 블랭크 마스크 및 포토마스크, 그리고 이들의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 위상반전막 형성시 사용되는 스퍼터링 타겟과 이를 이용한 블랭크 마스크 및 포토마스크, 그리고 이들의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 회로의 고집적화로 인해 포토리소그래피 공정시 보다 더 미세한 최소 선폭의 구현이 요구되고 있다. 이러한 최소 선폭의 미세화에 대응하기 위해, 포토리소그래피 공정시 더욱 더 짧은 파장을 가지는 365nm, 248nm, 193nm 등의 노광 광원이 사용되고 있다. 노광 광원의 단파장화와 더불어, 포토리소그래피 공정시 사용되는 포토마스크도 더 미세한 최소 선폭을 구현하기 위해 고해상도를 가지는 것이 사용되고 있다. 최근에는 고해상도를 구현할 수 있는 하프톤형 위상반전 포토마스크가 사용되고 있고, 이를 제조하기 위한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크가 각광을 받고 있다.
고해상도를 구현하기 위해 요구되는 하프톤형 위상반전 포토마스크의 특성은 정확한 임계치수(Critical Dimension : CD) 정밀도, 우수한 CD 균일도, 성장성 결함이 없을 것 등이 요구되고 있다. 상기의 우수한 특성을 가지는 하프톤형 위상반 전 포토마스크의 제조를 위해서는 원재료가 되는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크가 우수한 특성을 가져야만 한다.
종래의 248nm, 193nm 등의 노광파장을 이용한 리소그래피 공정시 사용되는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 경우 몰리브데늄(Mo)과 같은 전이금속, 실리콘(Si), 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 등이 조합된 MoSiON, MoSiO, MoSiN, MoSiCON, MoSiCN 등의 위상반전막이 제안되었다. 그러나 상기의 위상반전막의 경우 암모니아(NH3)와 같은 알칼리 화학물질에 취약한 내화학성을 가지고 있어 포토마스크 제조 공정시 사용되는 세정 공정에 의해 위상반전막의 투과율, 위상반전 등과 같은 특성이 쉽게 변하게 되는 단점을 가지고 있다. 그리고 이러한 내화학성 문제로 인해 세정 공정에 제한이 뒤따르게 된다. 이에 따라, 세정 공정시 사용하는 황산, 암모니아와 같은 화학약품들을 효과적으로 사용하기 힘들게 되어 결국에는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크나 포토마스크 제조시 파티클(particle)을 제거하는 능력이 떨어지게 되어 고품질로 제조하기 힘들게 된다. 또한 세정시 충분한 헹굼(rinse) 공정을 적용할 수 없기 때문에 세정 공정이 끝난 후 위상반전막 표면에 황산, 암모니아 등의 화학약품 잔류물 등이 존재하게 된다. 이러한 황산, 암모니아 잔류물들은 성장성 결함의 원인이라고 알려져 있다. 따라서 248nm, 193nm 등의 노광파장을 사용하는 리소그래피 적용시 성장성 결함이 포토마스크에 발생하게 되어 결국에는 포토마스크의 수명을 단축할 수 있는 치명적인 악영향을 미치게 된다.
그리고 위와 같은 내화학성 문제를 개선하기 위해 실리콘, 2종 이상의 금속, 산소, 질소, 탄소 등이 조합된 MoZrSiON, MoTaSiON, MoCrSiON 등과 같은 위상반전 막이 제안되었다. 그러나, 종래의 위상반전막은 MoSi 타겟과 ZrSi 타겟 등 2개의 타겟을 동시에 사용하여 증착을 실시하는 관계로 인해 우수한 두께 균일성을 얻기 힘들다. 두께 균일성은 투과율 및 위상반전 균일성에도 영향을 미치게 되어 우수한 품질을 가지는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 제조가 힘들게 된다. 그리고 결국에는 우수한 투과율 균일성, 위상반전 균일성, CD 균일성을 갖기 힘들게 되어 고품질을 가지는 포토마스크의 제조가 힘들게 된다. 또한 2개의 타겟을 동시에 사용하여 위상반전막을 형성하게 됨으로 인해 물질간의 조성 조절이 힘들게 되어 여러 장의 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 생산시 동일한 막의 조성을 가지는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 제조가 힘들게 되어 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 간에 있어서 우수한 내화학성 기대가 힘들게 된다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 우수한 내화학성을 가지고 이러한 우수한 내화학성으로 인해 성장성 결함이 발생하지 않으며, 여러 장의 하프톤형 블랭크 마스크 생산시 여러 장의 하프톤형 블랭크 마스크에 있어서 조성비의 재현성이 우수한 고품질의 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제조할 수 있는 스퍼터링 타겟을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 고품질의 블랭크 마스크 및 포토마스크, 그리고 이들을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마 스크 제조용 스퍼터링 타겟은, 500nm 이하의 노광파장에서 0.1% 이상의 투과율을 가지는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조용 스퍼터링 타겟으로서, 2종 이상의 전이금속과 실리콘을 적어도 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스퍼터링 타겟에 있어서, 상기 전이금속은 Mo, Ta, Pt, Cr, W, Zr, Hf, Nb, Ru, Pd 및 Ti로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다. 상기 스퍼터링 타겟은 산화물, 질화물, 탄화물 및 불화물 중에서 선택된 1종 이상의 형태일 수 있다. 상기 스퍼터링 타겟의 조성은 전이금속이 1 ~ 80at%, 실리콘이 10 ~ 99at%, 산소가 0 ~ 60at%, 탄소가 0 ~ 60%, 질소가 0 ~ 60at%, 불소가 0 ~ 60at%일 수 있다.
상기 스퍼터링 타겟의 전기저항은 10000Ωㅇ㎝ 이하인 것이 바람직하며, 상기 스퍼터링 타겟의 표면거칠기인 중심선평균조도(nmRa)가 100nmRa 이하인 것이 바람직하다. 상기 스퍼터링 타겟의 표면 면적은 블랭크 마스크용 투명기판 표면 면적의 1/3보다 큰 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크는 상기의 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성된 위상반전막을 포함하고, 본 발명에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조방법은 상기의 스퍼터링 타겟을 사용하여 위상반전막을 형성하는 단계를 포함한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조방법은 a) 블랭크 마스크용 투명기판 위에 본 발명에 따른 스퍼터링 타겟을 사용하여 위상반전막을 형성하는 단계; b) 상기 a) 단계에서 형성된 위상반전막 위에 차광막을 형성하는 단계; c) 상기 b) 단계에서 형성된 차광막 위에 반사방지막을 형성하는 단계; 및 d) 상기 c) 단계에서 형성된 반사방지막 위에 레지스트막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 a) 단계에서 위상반전막은 DC 스퍼터 또는 RF 스퍼터를 이용해 형성할 수 있다. 이러한 위상반전막은 단층막 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 a) 단계에서 위상반전막 형성 후 박막 안정화 및 투과율 조절을 위해 열처리(heat treatment)를 실시할 수 있으며, 열처리 방법으로는 핫플레이트(hot-plate), 급속 열처리 장치(rapid thermal process), 퍼니스(furnace) 등을 사용하여 실시하며 이 때 분위기 가스로는 공기, 질소, 산소 등을 사용하며 열처리를 실시하며 온도는 100 ~ 1500℃가 적절하다.
상기 b) 단계에서 차광막은, 금속의 모체가 Cr인 경우 CrN, CrC 또는 CrCN로 구성될 수 있다.
상기 c) 단계에서 반사방지막은, 금속의 모체가 Cr인 경우 CrO, CrON 또는 CrCON 성분으로 구성될 수 있다.
상기 b) 내지 c) 단계에서 차광막 및 반사방지막 중의 적어도 어느 하나를 형성하기 위해 물리 기상 증착(physical vapor deposition), 화학 기상 증착(chemical vapor deposition) 중의 방법 중에서 선택된 방법을 이용할 수 있다.
상기 a) 내지 c) 단계에서 위상반전막, 차광막 및 반사방지막 중의 적어도 어느 하나가 특히 반응성 스퍼터링을 통해 형성될 경우 파워는 0.1 ~ 10kW, 압력의 경우 0.1 ~ 900mtorr, 불활성 가스의 경우 He, Ne, Ar, Kr 및 Xe 중에서 선택된 1 종 이상의 가스가 적용되며, 반응성 가스로는 N2, NH3, O2, H2, H2O, NO, N2O, NO2, N2O-O2, CH, C2H6, C3H8, C2H4, C2H2, CH4, CO, CO2, CF4, NF3 및 SiF4 중에서 선택된 1종 이상의 가스가 사용될 수 있다.
상기 d) 단계에서 레지스트막은 포토레지스트, 전자빔레지스트 또는 화학증폭형레지스트를 코팅하여 형성할 수 있다.
이러한 단계들을 통해 본 발명에 따른 스퍼터링 타겟을 사용하여 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 제조할 수 있으며, 본 발명에 의한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 사용하여 일반적인 포토마스크 제조 공정을 이용, 하프톤형 위상반전 포토마스크를 제조할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
<실시예>
도 1은 본 발명에 의한 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟을 도시한 개략도이다.
본 발명에 따른 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟(5)은 500nm 이하의 노광파장에서 0.1% 이상의 투과율을 가지는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조용 스퍼 터링 타겟으로서, 2종 이상의 전이금속과 실리콘을 적어도 포함하는 것이 특징이다. 이 때, 전이금속은 Mo, Ta, Pt, Cr, W, Zr, Hf, Nb, Ru, Pd 및 Ti로 이루어진 군에서 선택되는 것이 특히 바람직하다.
이러한 스퍼터링 타겟(5)은, 2종 이상의 전이금속과 실리콘을 산화, 탄화, 질화 및 불화 중 선택된 1종 이상의 반응을 통해 산화물, 질화물, 탄화물 및 불화물 중에서 선택된 1종 이상의 형태로 제조할 수 있다.
바람직하기로, 스퍼터링 타겟(5)의 조성은 전이금속이 1 ~ 80at%, 실리콘이 10 ~ 99at%, 산소가 0 ~ 60at%, 탄소가 0 ~ 60%, 질소가 0 ~ 60at%, 불소가 0 ~ 60at%일 수 있다. 그리고, 스퍼터링 타겟(5)의 전기저항은 10000Ωㅇ㎝ 이하인 것이 바람직하다. 스퍼터링 타겟(5)의 표면거칠기인 중심선평균조도(nmRa)는 100nmRa 이하인 것이 바람직하다.
스퍼터링 타겟(5)의 표면 면적은 이후에 제조할 블랭크 마스크용 투명기판 표면 면적의 1/3보다 큰 것이 바람직하다. 스퍼터링 타겟(5) 표면의 면적이 증착을 실시하고자 하는 블랭크 마스크용 투명기판 표면의 면적보다 과도하게 작으면, 박막 증착시 형성되는 플라즈마 상에 존재하는 타겟으로부터 나오는 증착 물질의 분포가 불균일하게 된다. 그러나, 본 발명자들은 스퍼터링 타겟(5) 표면의 면적이 블랭크 마스크용 투명기판 표면 면적의 1/3보다 크기만 하면 증착의 균일성을 가질 수 있음을 확인하였다.
이와 같이, 본 발명에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟(5)은 타겟 자체가 2종 이상의 전이금속 및 실리콘으로 적어도 구성됨에 따라, 종래와 같이 2개의 타겟을 동시에 사용하여 증착하는 경우보다 조성비의 재현이 우수해진다. 그리고, 이러한 스퍼터링 타겟(5)을 사용하여 형성하는 위상반전막은 타겟으로부터의 2종 이상의 전이금속 및 실리콘을 포함하게 되므로 우수한 내화학성을 가지고 이러한 우수한 내화학성으로 인해 성장성 결함이 발생하지 않는다.
도 2는 본 발명에 의한 스퍼터링 타겟을 사용하여 제조할 수 있는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크(100)는 투명기판(10) 상에 본 발명에 따른 스퍼터링 타겟(도 1의 5)을 사용하여 형성된 위상반전막(20)을 포함한다. 가잘 바람직하게, 위상반전막(20)은 2종 이상의 전이금속과 실리콘을 적어도 포함하고 투명기판(10) 표면 면적의 1/3보다 큰 표면 면적을 가지는 하나의 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성된다.
이러한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크(100)의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 6 인치의 크기를 가지는 투명기판(10)을 준비하여 위상반전막(20)을 형성한다. 위상반전막(20)은 DC 스퍼터 또는 RF 스퍼터를 이용해 형성할 수 있다. 이러한 위상반전막(20)은 단층막 이상으로 형성할 수 있다.
실험예에서는 표면 면적이 231.04㎠ 인 투명기판을 준비하여 DC 마그네트론 스퍼터 장치를 사용하여 위상반전막을 증착하였다. 실험예에서 위상반전막 증착시 사용된 스퍼터링 타겟의 크기는, 위상반전막의 두께 균일성을 고려하여, 기판 표면 면적보다 큰 300㎠로 제작하였다. 그리고 위상반전막을 형성하기 위한 스퍼터링 타 겟 물질은, 여러 장의 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 형성시 여러 장의 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 조성에 있어서 우수한 재현성을 가지기 위해 하나의 타겟을 사용하였다. 이 때 스퍼터링 타겟의 조성은 몰리브데늄(Mo)이 15at%, 탄탈륨(Ta)이 5at%, 실리콘(Si)이 80at%이었다.
그리고 위상반전막 증착시 사용된 스퍼터링 조건은 Ar 가스를 5 ~ 100sccm, N2 가스를 5 ~ 100sccm, CH4 가스를 5 ~ 100sccm 사용하였으며 파워를 0.1~4kW, 압력을 0.1 ~ 900mtorr로 적용하여 MoTaSiCN의 조성을 가지는 단일막의 위상반전막을 형성하였다. 그리고 상기와 과정을 통해 형성된 위상반전막을 400 ~ 1500℃의 온도를 가지는 퍼니스 장치에서 산소 분위기로 열처리를 실시하여 박막의 안정화 및 투과율을 적절하게 조절하였다.
다음으로, 위상반전막(20) 위에 차광막(40), 반사방지막(50) 및 레지스트막(60)을 순차적으로 형성하여 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크(100)를 제조한다. 반사방지막(50)은 생략 가능하다.
먼저, 차광막(40)은, 금속의 모체가 Cr인 경우 CrN, CrC 또는 CrCN로 구성될 수 있으며, 그 두께는 300 ~ 800Å로 형성할 수 있다. 반사방지막(50)은, 금속의 모체가 Cr인 경우 CrO, CrON 또는 CrCON 성분으로 구성될 수 있으며, 그 두께는 50 ~ 300Å로 형성할 수 있다. 레지스트막(60)은 포토레지스트, 전자빔레지스트 또는 화학증폭형레지스트를 코팅하여 형성할 수 있다. 실험예에서는 일본 후지필름사의 네가티브톤 화학증폭형 레지스트인 FEN-270을 1000 ~ 4000Å의 두께로 형성하였 다.
상기의 조건을 통해 형성된 위상반전막의 두께를 미국 n&k Analyzer사의 n&k Analyzer 1512RT를 사용하여 측정한 결과 500 ~ 900Å으로 측정되었으며, 두께 균일성은 ㅁ 10Å 이하로 아주 우수한 균일성을 보였다. 또한 일본 Lasertec사의 MPM-248을 이용하여 측정한 결과 248nm에서 6.2%의 투과율과 178.9도의 위상반전이 측정되었다. 그리고, Auger 원자분광법을 사용하여 위상반전막의 조성비를 분석한 결과 Mo가 1 ~ 40at%, Ta이 1 ~ 40at%, Si가 20 ~ 80at%, N이 10 ~ 50at%, C가 1 ~ 30at%로 분석되었다.
그리고, 여러 장의 위상반전막에 있어서 조성비 재현성을 확인하기 위해 상기와 동일한 스퍼터링 조건과 타겟을 사용하여 10매의 위상반전막을 형성하였다. 10매의 위상반전막에 있어서 Auger 원자분광법을 사용하여 조성분석을 실시한 결과 Mo의 경우 10at% 이내, Ta의 경우 10at% 이내, Si의 경우 20at% 이내, N의 경우 20at% 이내, C의 경우 10at% 이내로 10매의 위상반전막에 있어서 거의 동일한 조성을 보였다.
다음에 세정 공정시 사용되는 황산, SC(standard cleaning)-1(암모니아 : 과산화수소 : 초순수 = 1 : 1 : 5vol%)에 대해 2시간 동안 담금질(dipping)을 실시하여 내화학성 평가를 실시하였다. 투과율의 경우 변화량이 1%, 위상반전 변화량의 경우 4도로서 우수한 내화학성을 보였다.
도 3은 본 발명에 의한 스퍼터링 타겟을 사용하여 제조된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크로부터 제조할 수 있는 하프톤형 위상반전 포토마스크의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 의해 제조된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크(100)를 사용하여 포토마스크 제조시 통상적으로 사용되는 제조방법에 따라 레지스트막(60)을 노광 및 현상하여 마스크 패턴을 형성한 다음, 이를 이용하여 반사방지막(50), 차광막(40) 및 위상반전막(20)을 패터닝하여 반사방지막 패턴(50a), 차광막 패턴(40a), 위상반전막 패턴(20a)을 가지는 하프톤형 위상반전 포토마스크(200)를 제조한다. 도 3에는 펠리클(400)까지 부착한 상태를 도시하였다. 이 때, 반사방지막(50), 차광막(40) 및 위상반전막(20)을 패터닝하는 단계는 패턴의 모양에 따라 여러 단계로 이루어질 수 있으며 새로운 레지스트막의 노광 및 현상 단계를 더 포함할 수도 있다.
이렇게 제조된 하프톤형 위상반전 포토마스크(200)는 본 발명에 따른 스퍼터링 타겟(도 1의 5)을 사용하여 형성한 위상반전막(도 2의 20)의 패턴을 포함하고 있다.
다음에 성장성 결함 발생을 확인하기 위해 1KHz의 진동수를 가지고, 0.2mJ/㎠ 펄스(pulse)를 가지는 ArF 레이저를 사용하여 30kJ/㎠의 에너지를 하프톤형 위상반전 포토마스크에 조사를 실시한 결과 성장성 결함이 발생하지 않음을 확인할 수 있었다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조에 있어서 위상반전막 형성시 투명기판 표면 면적의 1/3보다 넓고, 전이금속 중에서 2종 이상의 선택된 금속과 실리콘으로 적어도 구성되는 하나의 스퍼터링 타겟을 사용함으로써, 여러 장의 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조시 조성비 재현성이 우수 한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크의 제조가 가능하다. 그리고 성장성 결함이 발생하지 않는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크의 제조가 가능해진다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.
본 발명에 의한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟은 2종 이상의 전이금속 및 실리콘으로 적어도 구성됨에 따라, 우수한 내화학성을 가지고 이러한 우수한 내화학성으로 인해 성장성 결함이 발생하지 않으며, 여러 장의 하프톤형 블랭크 마스크 생산시 여러 장의 하프톤형 블랭크 마스크에 있어서 조성비의 재현성이 우수한 고품질의 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제조할 수 있는 것이다.
본 발명에 의한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크는 위상반전막 형성시 투명기판 표면 면적의 1/3보다 넓은 하나의 스퍼터 타겟을 사용함으로써 우수한 두께, 투과, 위상반전 균일성을 가지는 위상반전막의 형성이 가능하다.

Claims (15)

  1. 500nm 이하의 노광파장에서 0.1% 이상의 투과율을 가지는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조용 스퍼터링 타겟으로서, 2종 이상의 전이금속과 실리콘을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전이금속은 Mo, Ta, Pt, Cr, W, Zr, Hf, Nb, Ru, Pd 및 Ti로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟은 산화물, 질화물, 탄화물 및 불화물 중에서 선택된 1종 이상의 형태인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.
  4. 제1항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟의 조성은 전이금속이 1 ~ 80at%, 실리콘이 10 ~ 99at%, 산소가 0 ~ 60at%, 탄소가 0 ~ 60%, 질소가 0 ~ 60at%, 불소가 0 ~ 60at%인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.
  5. 제1항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟의 전기저항이 10000Ωㅇ㎝ 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.
  6. 제1항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟의 표면거칠기인 중심선평균조도(nmRa) 가 100nmRa 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.
  7. 제1항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟의 표면 면적이 블랭크 마스크용 투명기판 표면 면적의 1/3보다 큰 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성된 위상반전막을 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  9. 제8항에 있어서, 상기 위상반전막이 열처리된 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  10. 제9항에 있어서, 상기 열처리는 핫플레이트, 급속 열처리 장치 및 퍼니스 중에서 선택된 장치를 사용하며, 열처리 온도는 100 ~ 1500℃, 분위기 가스는 산소, 질소 및 공기 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  11. 제8항에 있어서, 상기 위상반전 블랭크 마스크는 상기 위상반전막 외에 차광막 및 반사방지막 중 하나 이상의 막을 더 포함하며, 상기 위상반전막, 차광막 및 반사방지막 중 하나 이상의 막은 0.1 ~ 10kW의 파워, 0.1 ~ 900mtorr의 압력 하에 서, He, Ne, Ar, Kr 및 Xe 중에서 선택된 1종 이상의 불활성 가스 및 N2, NH3, O2, H2, H2O, NO, N2O, NO2, N2O-O2, CH, C2H6, C3H8, C2H4, C2H2, CH4, CO, CO2, CF4, NF3 및 SiF4 중에서 선택된 1종 이상의 반응성 가스를 적용하여 반응성 스퍼터링을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  12. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 스퍼터링 타겟을 사용하여 위상반전막을 형성하는 단계를 포함하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조방법.
  13. 투명기판 상에 위상반전막, 차광막 및 레지스트막을 포함하며 500nm 이하의 노광파장에서 0.1% 이상의 투과율을 가지는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크에 있어서,
    상기 위상반전막은 2종 이상의 전이금속과 실리콘을 적어도 포함하고 상기 투명기판 표면 면적의 1/3보다 큰 표면 면적을 가지는 하나의 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성된 것임을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  14. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성된 위상반전막을 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 포토마스크.
  15. 제8항에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크로부터 하프톤형 위상반전 포 토마스크를 제조하는 하프톤형 위상반전 포토마스크 제조방법.
KR1020060078251A 2006-03-11 2006-08-18 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟, 이를이용한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크,그리고 그 제조방법 KR100762403B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060022883 2006-03-11
KR20060022883 2006-03-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070092923A true KR20070092923A (ko) 2007-09-14
KR100762403B1 KR100762403B1 (ko) 2007-10-02

Family

ID=38690074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060078251A KR100762403B1 (ko) 2006-03-11 2006-08-18 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟, 이를이용한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크,그리고 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100762403B1 (ko)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100497443B1 (ko) * 1996-05-20 2005-12-21 이.아이,듀우판드네모아앤드캄파니 감쇠식 내장형 위상 전이 포토마스크 블랭크
TW446852B (en) * 1999-06-11 2001-07-21 Hoya Corp Phase shift mask and phase shift mask blank and methods of manufacturing the same
CA2433033A1 (en) * 2001-02-20 2003-01-03 Eal Lee Topologically tailored sputtering targets

Also Published As

Publication number Publication date
KR100762403B1 (ko) 2007-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5758448B2 (ja) 位相シフトマスクブランク及びその製造方法、並びに位相シフトマスク
EP2302452B1 (en) Photomask blank and photomask
KR101541982B1 (ko) 포토마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 포토마스크의 제조 방법과 반도체 장치의 제조 방법
JP5497288B2 (ja) フォトマスクブランクの製造方法及びフォトマスクの製造方法
CN106997145B (zh) 半色调相移光掩模坯和制造方法
JP2010186069A (ja) フォトマスクの製造方法
JP2002156742A (ja) 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及びこれらの製造方法
JP2005234209A (ja) ハーフトーン位相シフトマスクブランクの製造方法、ハーフトーン位相シフトマスクブランク、ハーフトーン位相シフトマスク及びパターン転写方法
TWI788304B (zh) 半色調相移型空白光罩、其製造方法及半色調相移型光罩
KR20070095262A (ko) 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크, 하프톤형 위상반전포토마스크 및 그의 제조방법
KR20110044106A (ko) 위상반전 블랭크 마스크, 위상반전 포토마스크 및 그의 제조 방법
JP5409216B2 (ja) マスクブランクの製造方法および転写マスクの製造方法
JP2002062632A (ja) 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及びこれらの製造方法
KR100762403B1 (ko) 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟, 이를이용한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크,그리고 그 제조방법
JP2002189284A (ja) 位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスク並びに位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスクの製造方法
JP4026000B2 (ja) フォトマスクブランクの製造方法、反りの低減方法及び膜の耐薬品性の向上方法、並びにフォトマスク
KR101155415B1 (ko) 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 그 제조방법
KR100818676B1 (ko) 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟, 이를이용한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크,그리고 그 제조방법
KR20070072337A (ko) 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크, 포토마스크 및 그제조방법
KR20090050496A (ko) 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 그의 제조 방법
JP2010066783A (ja) フォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法
JP2002341515A (ja) 位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスクの製造方法
JP4177151B2 (ja) 位相シフトマスクブランクの製造方法および位相シフトマスクの製造方法
JP5802294B2 (ja) フォトマスクブランクの製造方法及びフォトマスクの製造方法
KR20080038744A (ko) 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 그의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120918

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130902

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150915

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180903

Year of fee payment: 12