KR20090050496A - 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 투명 기판 위에 제1위상반전막, 제2위상반전막, 차광막, 반사방지막, 레지스트막이 순차적으로 형성된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크인 것을 특징으로 한다.

이로써 본 발명은 고정밀도의 투과율 제어, 위상반전 제어, 우수한 선택비, 노광 파장 및 검사 파장에 대해 우수한 투과율 등의 특성을 가져 고품질의 포토마스크 제조가 가능한 위상반전 블랭크 마스크의 제조가 가능하다. 또한 하드마스크의 적용을 통해 Dry Etch 시 차광막 및 반사방지막에 대한 선택비를 향상시키고, Loading Effect를 최소화 하여 고해상도를 구현할 수 있는 포토마스크를 위한 위상반전 블랭크 마스크의 제조할 수 있는 효과를 가진다.

위상반전 블랭크 마스크, 위상반전 포토마스크, 위상반전막, 투과율, 하드마스크

Description

하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 그의 제조 방법{half-tone phase shift blankmask and it's manufacturing method}

본 발명은 반도체 포토리소그래피 공정에 적용되는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크에 관한 것으로서, 특히 90nm 급 이하의 최소선폭을 구현할 수 있는 ArF 리소그래피에 적절한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 하프톤형 위상반전 포토마스크에 관한 것이다.

반도체 집적회로의 형성을 위해 반도체 제조 공정에 포토-리쏘그래피(photo-lithography) 공정이 적용되어 왔다. Photo-lithography 공정에 있어서 반도체 회로 설계 원판의 기능을 하는 포토마스크가 적용되게 된다. 이러한 포토마스크는 블랭크 마스크에 패턴(pattern) 형성 과정을 통해 제조 되게 된다.

블랭크 마스크는 일반적으로 바이너리 인텐시티 블랭크 마스크와 위상반전 블랭크 마스크로 분류되며, 이들 블랭크 마스크의 기능상의 차이는 바이너리 블랭크 마스크의 경우 빛의 투과, 차단 기능으로 패턴을 형성하며, 위상반전 블랭크 마스크의 경우 빛의 투과, 차단, 소멸 간섭 등을 통해 패턴의 형성이 가능하다. 일반적으로 위상반전 블랭크 마스크가 바이너리 블랭크 마스크보다 더 고해상도의 최소선폭을 구현할 수 있다.

이러한 위상반전 블랭크 마스크는 반도체 집적회로의 집적도가 높아짐으로 인해 하이엔드(high-end) 반도체 회로 제작시 많이 사용되고 있다.

위상반전 블랭크 마스크는 교호(alternating)형 혹은 강(strong) 위상반전 블랭크 마스크, 감쇠(attenuating)형 혹은 하프톤(half-tone) 위상반전 블랭크 마스크 등이 있다. 교호형 위상반전 블랭크 마스크의 경우 석영기판 위에 크롬막과 레지스트막이 순착적으로 형성되어 있는 구조로 되어 있으며, 이러한 교호 위상반전 블랭크 마스크를 사용하여 석영기판 패턴, 크롬막 패턴을 형성하면 교호 위상반전 포토마스크가 형성이 된다.

그러나 상기와 같은 교호형 위상반전 포토마스크의 경우 석영기판의 패턴을 형성하는 기술이 복잡하여 고정밀도의 최소선폭이나 위상량의 조절이 힘든 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점으로 인해 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크가 일반적으로 많이 사용되고 있다.

하프톤형 위상반전 블랭크 마스크는 석영기판 위에 위상반전막, 크롬막, 레지스트막이 순차적으로 형성되어 있다.

이러한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 사용하여 위상반전막 패턴, 크롬막 패턴을 형성하게 되면 하프톤형 위상반전 포토마스크의 제작이 가능해진다.

반도체 제조기술의 리쏘그래피 공정에서 적용되는 노광 광원이 반도체 집적회로의 미세화에 따라서 보다 더 짧은 파장을 가지는 광원으로 발전됨에 따라 하프톤형 블 랭크 마스크 또한 노광 광원에 대응할 수 있는 위상반전막이 형성된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크로 발전되어 왔으며 현재는 248nm의 노광파장 및 193nm의 노광 파장에 대응할 수 있는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크는 질화규화몰리브데늄(MoSiN), 탄화질화규화몰리브데늄(MoSiCN), 질화산화규화몰리브데늄(MoSiON) 등의 단일막 또는 2층막 이상의 위상반전막이 적용된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크가 일반적으로 사용되고 있다.

상기와 같은 MoSi가 포함된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 경우 일반적으로 노광 파장에 대해 4~10%의 투과율과 170~190도의 위상반전을 일으키는 기능을 가진다.

그러나 상기와 같은 4~10%의 투과율을 가지는 MoSi 계열의 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 경우 일반적으로 130nm 혹은 110nm 수준의 최소선폭의 구현이 가능하지만 90nm, 65nm와 같은 최소선폭의 구현이 힘들다.

그래서 고해상도의 최소선폭을 구현하기 위해 노광 파장에서 약 20~30%의 투과율을 구현할 수 있는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 필요성이 증대되고 있다.

그러나 상기와 같은 MoSi 계열의 위상반전막을 사용하여 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 제작할 경우 노광 파장에서의 투과율을 20~30%로 설정할 경우 검사파장인 248, 365, 436, 488nm 등의 파티클 및 결함 등을 검사하기 위한 검사 파장에서의 투과율이 50% 이상이 되므로 검사 파장에서의 명암비(contrast)가 저하 되기 때문에 검사를 실시하기 힘들다는 문제점이 있다.

또한, MoSi 계열의 위상반전막의 주성분이 Si이고, 석영기판의 주성분 또한 Si 이 기 때문에 건식 식각시 선택비가 충분치 않아 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크에서 요구되는 고정밀도의 위상반전 조절이 힘든 문제점이 있다.

그래서 상기와 같은 검사파장에서의 높은 투과율을 가지는 문제점을 해결하기 위해 2층막 이상의 구조를 가지는 위상반전막이 제안되었다. 상기의 위상반전막은 석영기판 위에 투과율 조절을 주 기능으로 하는 투과율 제어층과 위상반전 조절을 주 기능으로 하는 위상반전 제어층으로 구성된다. 상기와 같은 위상반전막은 노광 파장인 193nm에서 20~30%의 투과율과 검사파장에서 대략 50% 이하의 투과율을 동시에 달성할 수 있는 장점이 있다. 하지만 위상반전 제어층의 주 구성 물질이 SiO2 또는 SiON인 관계로 인해 대략 180도의 위상반전을 얻기 위해서는 위상반전 제어층의 두께가 약 900Å 이상으로 두꺼워지는 문제가 발생하게 된다. 이러한 두께가 두꺼움으로 인해 고해상도를 구현하기 힘든 문제가 발생하게 된다. 특히 광학 근접 수정(optical proximity correction; OPC)을 위한 assist feature와 같은 패턴의 형성이 힘들게 된다. 또한 이러한 SiO2 및 SiON의 경우 불소 계열의 가스를 사용하여 건식 식각을 실시하는 경우 석영 기판과의 선택비가 확보되지 않아 석영기판 바로 위에 형성되는 투과율 제어층의 물질을 불소 가스에 대해 충분한 선택비를 가질 수 있는 물질이 적용되어야 하며 이로 인해 투과율 제어층 및 위상반전 제어층 각각에 대해 최소 2회의 건식 식각을 적용해야 하므로 공정이 번거롭고 결함 및 먼지 제어가 힘든 어려움이 발생하였다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 반도체 리쏘그래피 공정에 적용되는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 제공하기 위함이며 특히 고정밀도의 투과율 제어, 위상반전 제어, 우수한 선택비, 건식 식각의 용이성, 노광 파장 및 검사 파장에 대해 우수한 투과율 및 반사율 특성을 보이는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 제공하기 위함이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 특징은 투명 기판 위에 제1위상반전막, 제2위상반전막, 차광막, 반사방지막, 레지스트막이 순차적으로 형성된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크인 것을 특징으로 한다.

특히 본 발명에 의한 바람직한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 경우 바람직하게는 a1) 투명기판을 준비하는 단계; b1) 상기 a1) 단계에서 준비된 투명기판 위에 제 1 위상반전막을 형성하는 단계; c1) 상기 b1) 단계에서 준비된 제 1 위상반전막 위에 제 2 위상반전막을 형성하는 단계; d1) 상기 a1), b1), c1) 단계를 통해 투명기판 위에 형성된 제 1 위상반전막, 제 2 위상반전막을 열처리를 실시하는 단계; e1) 상기 d1) 단계를 통해 열처리가 실시된 제 2 위상반전막 위에 차광막을 형성하는 단계; f1) 상기 e1) 단계에서 준비된 차광막 위에 반사방지막을 형성하는 단계; g1) 상기 f1) 단계에서 준비된 반사방지막 위에 실리콘이 포함된 유기물질을 사용 하여 표면처리를 실시하는 단계; h1) 상기 g1) 단계에서 표면처리가 실시된 반사방지막 위에 레지스트 용액을 사용하여 레지스트막을 형성하여 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 제조하는 것을 특징으로 한다.

상기 a1) 단계에서 투명 기판의 크기는 5인치 x 5인치 x 1 mm 이상의 크기를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 a1) 단계에서 투명 기판은 소다라임(Sodalime), 합성석영(synthetic quartz), 불화칼슘(CaF2), 불소도핑석영(F-doped quartz) 중에서 선택된 투명 기판인 것을 특징으로 한다.

상기 a1) 단계에서 투명 기판은 액침리소그래피(immersion lithography)를 위한 노광 파장의 극성(polarization) 제어를 위해 복굴절율(birefringence)이 제어된 투명 기판을 준비하는 것을 특징으로 하며 바람직하게는 193nm의 노광파장에서 5nm/6.35mm 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 b1) 단계에서 제 1 위상반전막은 진공 증착을 통해 형성되는 것을 특징으로 하며 바람직하게는 DC 스퍼터링, RF 스퍼터링, 이온빔 스퍼터링, 이온 플레이팅 및 원자층 증착 중에서 선택된 하나 이상의 방법이 가능하다.

상기 b1) 단계에서 제 1 위상반전막은 Al, Si, P, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, 란탄족(lanthanide) 원소, 악티늄족(actinoid) 원소 중에서 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질로만 구성되거나 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질의 질화물, 산화물, 탄화물, 질화산화물, 질화탄화물, 산화탄화물, 질화산화탄화물 중에서 선택된 화합물 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 b1) 단계에서 제 1 위상반전막이 특히 DC 또는 RF 마그네트론 반응성 스퍼터링을 통해 형성되는 경우 아르곤(Ar), 헬륨(He), 네온(Ne) 및 크세논(Xe)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 불활성 가스를 사용하고, 산소(O2), 질소(N2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 아산화질소(N2O), 산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3) 및 메탄(CH4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 반응성 가스를 사용할 수 있다.

상기 b1) 단계에서 제 1 위상반전막의 투명 기판에 대한 선택비가 1:2 이상인 것을 특징으로 한다.

상기 b1) 단계에서 제 1 위상반전막의 190nm 이상의 파장에서 투과율은 10 % 이상이고 위상반전은 180도 미만임을 특징으로 한다.

상기 b1) 단계에서 제 1 위상반전막의 193nm 파장에서의 투과율이 200~600nm 파장에서의 투과율보다 높은 것을 특징으로 한다.

상기 b1) 단계에서 제 1 위상반전막의 193nm 파장에서의 투과율과 200~600nm 파장에서의 투과율과의 차이가 70% 미만인 것을 특징으로 한다.

상기 b1) 단계에서 제 1 위상반전막의 형성 전 또는 도중 또는 후 선택적으로 열처리 공정을 실시하는 것을 특징으로 한다.

상기 b1) 단계에서 제 1 위상반전막의 형성 전 또는 후 선택적으로 열처리 공정을 실시할 경우 열처리 공정 장비로는 퍼니스(furnace), 급속열처리장치(rapid thermal process), 핫-플레이트(hot-plate) 중에서 선택된 장치를 사용하여 실시할 수 있으며, 분위기 가스로는 Ar, N2, O2 중에서 선택된 1종 이상의 가스를 적용할 수 있으며, 압력은 대기압 또는 그 이하의 압력을 적용하며, 열처리 온도는 200~1200℃인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에서 제 2 위상반전막은 진공 증착을 통해 형성되는 것을 특징으로 하며 바람직하게는 DC 스퍼터링, RF 스퍼터링, 이온빔 스퍼터링, 이온 플레이팅 및 원자층 증착 중에서 선택된 하나 이상의 방법이 가능하다.

상기 c1) 단계에서 제 2 위상반전막은 단일의 전이금속을 주성분으로 하며 전이금속의 질화물, 산화물, 탄화물, 질화산화물, 질화탄화물, 산화탄화물, 질화산화탄화물 중에서 선택된 화합물 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에서 제 2 위상반전막이 단일의 전이금속을 주성분으로 할 경우 제 2 위상반전막은 전이금속이 10~70at%, 질소가 0~70at%, 산소가 0~70at%, 탄소가 0~30at% 인것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에서 제 2 위상반전막이 단일의 실리콘을 주성분으로 할 경우 제 2 위상반전막은 실리콘이 10~70at%, 질소가 0~70at%, 산소가 0~70at%, 탄소가 0~30at%인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에서 제 2 위상반전막을 DC Sputtering 또는 RF Sputtering 또는 이온빔 스퍼터링을 사용하고 위상반전막이 단일의 전이금속 또는 단일의 실리콘을 포함할 경우 스퍼터링시 사용되는 스퍼터링 타겟이 단일의 전이금속 또는 단일의 실리콘이 적용된 타겟인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에서 제 2 위상반전막은 Hf을 포함하고 Al, Si, P, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, 란탄족(lanthanide) 원소, 악티늄족(actinoid) 원소 중에서 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가로 구성되거나, 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질의 질화물, 산화물, 탄화물, 질화산화물, 질화탄화물, 산화탄화물, 질화산화탄화물 중에서 선택된 화합물 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에서 제 2 위상반전막의 조성은 Hf이 10~90at%, Al, Si, P, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, 란탄족(lanthanide) 원소, 악티늄족(actinoid) 원소 중에서 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 1~60at%, 산소가 0~70at%, 질소가 0~70at%, 탄소가 0~30at%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에서 제 2 위상반전막을 DC Sputtering 또는 RF Sputtering 또는 이온빔 스퍼터링을 사용하고 위상반전막이 단일의 전이금속 또는 단일의 실리콘을 포함할 경우 스퍼터링시 사용되는 스퍼터링 타겟이 단일의 타겟이며, 타겟의 조성이 40~95at%의 Hf을 포함하며 Al, Si, P, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, 란탄족(lanthanide) 원소, 악티늄족(actinoid) 원소 중에서 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 1~50at%가 포함되어 있는 스퍼터링 타겟인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에서 제 2 위상반전막이 Hf을 필수적으로 포함하고 Al, Si, P, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, 란탄족(lanthanide) 원소, 악티늄족(actinoid) 원소 중에서 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가로 포함되는 경우 2개 이상의 타겟을 사용하는 Co-sputtering을 통해 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에서 제 2 위상반전막은 Al을 주성분으로 하며 Al의 질화물, 산화물, 탄화물, 질화산화물, 질화탄화물, 산화탄화물, 질화산화탄화물 중에서 선택된 화합물 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에서 제 2 위상반전막이 단일의 Al을 주성분으로 할 경우 제 2 위상반전막은 Al이 10~70at%, 질소가 0~70at%, 산소가 0~70at%, 탄소가 0~30at% 인것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에서 제 2 위상반전막을 DC Sputtering 또는 RF Sputtering 또는 이온빔 스퍼터링을 통해 형성하는 경우 스퍼터링 타겟은 Al인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에서 제 2 위상반전막은 Al을 포함하고 Hf, Si, P, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, 란탄족(lanthanide) 원소, 악티늄족(actinoid) 원소 중에서 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질로 구성 되거나, 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질의 질화물, 산화물, 탄화물, 질화산화물, 질화탄화물, 산화탄화물, 질화산화탄화물 중에서 선택된 화합물 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에서 제 2 위상반전막의 조성은 Al이 10~90at%, Hf, Si, P, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, 란탄족(lanthanide) 원소, 악티늄족(actinoid) 원소 중에서 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 1~60at%, 산소가 0~70at%, 질소가 0~70at%, 탄소가 0~30at%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에서 제 2 위상반전막을 DC Sputtering 또는 RF Sputtering 또는 이온빔 스퍼터링을 사용하고 위상반전막이 알루미늄을 포함할 경우 스퍼터링시 사용되는 스퍼터링 타겟이 단일의 타겟이며, 타겟의 조성이 40~95at%의 Al을 포함하며 Hf, Si, P, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, 란탄족(lanthanide) 원소, 악티늄족(actinoid) 원소 중에서 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 1~50at%가 포함되어 있는 스퍼터링 타겟인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에서 제 2 위상반전막이 Al을 필수적으로 포함하고 Hf, Si, P, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, 란탄족(lanthanide) 원소, 악티늄족(actinoid) 원소 중에서 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가로 포함되는 경우 2개 이상의 타겟을 사용하는 Co-sputtering을 통해 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에서 제 2 위상반전막이 특히 DC 또는 RF 마그네트론 반응성 스퍼터링을 통해 형성되는 경우 아르곤(Ar), 헬륨(He), 네온(Ne) 및 크세논(Xe)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 불활성 가스를 사용하고, 산소(O2), 질소(N2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 아산화질소(N2O), 산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3) 및 메탄(CH4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 반응성 가스를 사용할 수 있다.

상기 c1) 단계에서 제 2 위상반전막의 투과율이 193nm 이상의 파장에서 10% 이상이며 위상반전의 경우 180도 미만인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에서 제 2 위상반전막의 제 1 위상반전막에 대한 선택비가 1:2 이상인 것을 특징으로 한다.

상기 b1) 및 c1) 단계를 통해 형성된 제 1 위상반전막과 제 2 위상반전막은 석영기판을 기준으로 하여 석영기판 위에 제 1 위상반전막 위에 제 2 위상반전막의 형성이 가능하거나 제 2 위상반전막이 먼저 형성되고 제 2 위상반전막 위에 제 1 위상반전막을 형성하는 것이 가능하다.

상기 d1) 단계에서 박막의 안정화 및 성장성 결함이 발생하는 것을 방지하기 위해 제 2 위상반전막의 형성 전 또는 도중 또는 후 선택적으로 열처리 공정을 실시하는 것을 특징으로 한다.

상기 d1) 단계에서 제 2 위상반전막의 형성 전 또는 후 선택적으로 열처리 공정을 실시할 경우 열처리 공정 장비로는 퍼니스(furnace), 급속열처리장치(rapid thermal process), 핫-플레이트(hot-plate) 중에서 선택된 장치를 사용하여 실시할 수 있으며, 분위기 가스로는 Ar, N2, O2 중에서 선택된 1종 이상의 가스를 적용할 수 있으며, 압력은 대기압 또는 그 이하의 압력을 적용하며, 열처리 온도는 200~1200℃인 것을 특징으로 한다.

상기c1 및 d1) 단계를 통해 석영 기판으로부터 순차적으로 형성된 제 1 및 제 2 위상반전막이 모두 염소계 가스에 의해 식각이 되는 경우 제 2 위상반전막 위에 염소계 가스에 대한 내성을 가지는 즉, 불소계 가스에 의해 식각이 되는 제 3 위상반전막의 형성이 선택적으로 가능하다.

상기 d1) 단계에서 형성되는 제 3 위상반전막의 경우 전이금속과 실리콘을 동시에 함유하는 것을 특징으로 한다.

상기 d1) 단계에서 형성되는 제 3 위상반전막의 경우 전이금속과 실리콘을 동시에 함유하고 이것의 질화물, 산화물, 탄화물, 질화산화물, 질화탄화물, 산화탄화물, 질화산화탄화물인 것을 특징으로 한다.

상기 d1) 단계에서 제 3 위상반전막은 전이금속이 1~99at%, 실리콘이 1~99at%, 질소가 0~70at%, 산소가 0~70at%, 탄소가 0~30at%인 것을 특징으로 한다.

상기 d1) 단계에서 제 3 위상반전막을 형성하는 경우 제 1 과 제 2 위상반전막중 선택적으로 어느 한 층만 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 d1) 단계에서 제 3 위상반전막은 OPC 등과 같은 패턴 형성이 용이하게 제 1 또는 제 2위상반전막의 하드마스크(hardmask) 역할을 하는 것을 특징으로 한다.

상기 e1) 단계에서 석영기판으로부터 최상층에 위치하는 위상반전막이 염소계 가스에 의해 식각이 되는 경우 차광막 형성전에 불소계 가스에 의해서 식각이 되는 하드마스크 층을 선택적으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 e1) 단계에서 하드마스크 층은 Hf, Al, Si, P, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, 란탄족(lanthanide) 원소, 악티늄족(actinoid) 원소 중에서 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가로 구성되거나, 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가된 질화물, 탄화물, 질화탄화물 중에서 선택된 화합물 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 e1) 단계에서 차광막은 제 2 위상반전막이 Al을 포함하고 있을 경우 Hf, Si, P, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, 란탄족(lanthanide) 원소, 악티늄족(actinoid) 원소 중에서 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가로 구성되거나, 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가된 질화물, 탄화물, 질화탄화물 중에서 선택된 화합물 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 e1) 단계에서 차광막은 제 2 위상반전막이 Hf을 포함하고 있을 경우 Al, Si, P, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, 란탄족(lanthanide) 원 소, 악티늄족(actinoid) 원소 중에서 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가로 구성되거나, 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가된 질화물, 탄화물, 질화탄화물 중에서 선택된 화합물 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 e1) 단계에서 차광막이 특히 DC 또는 RF 마그네트론 반응성 스퍼터링을 통해 형성되는 경우 아르곤(Ar), 헬륨(He), 네온(Ne) 및 크세논(Xe)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 불활성 가스를 사용하고, 질소(N2), 암모니아(NH3) 및 메탄(CH4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 반응성 가스를 사용할 수 있다.

상기 f1) 단계에서 반사방지막은 제 2 위상반전막이 Al을 포함하고 있을 경우 Hf, Si, P, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, 란탄족(lanthanide) 원소, 악티늄족(actinoid) 원소 중에서 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가로 구성되거나, 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가된 질화물, 산화물, 탄화물, 질화산화물, 질화탄화물, 산화탄화물, 질화산화탄화물 중에서 선택된 화합물 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 f1) 단계에서 반사방지막은 제 2 위상반전막이 Hf을 포함하고 있을 경우 Al, Si, P, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, 란탄족(lanthanide) 원소, 악티늄족(actinoid) 원소 중에서 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가로 구성되거나, 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가된 질화물, 산화물, 탄화물, 질화산화물, 질화탄화물, 산화탄화물, 질화산화탄화물 중에서 선택된 화합물 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 f1) 단계에서 반사방지막이 특히 DC 또는 RF 마그네트론 반응성 스퍼터링을 통해 형성되는 경우 아르곤(Ar), 헬륨(He), 네온(Ne) 및 크세논(Xe)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 불활성 가스를 사용하고, 산소(O2), 질소(N2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 아산화질소(N2O), 산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3) 및 메탄(CH4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 반응성 가스를 사용할 수 있다.

상기 f1) 단계에서 반사방지막 위에 건식 식각시의 loading effect를 최소화 하고 선택비를 개선하기 위해 반사방지막의 건식 식각 매질로는 식각이 되지 않는 하드마스크를 추가적으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 f1) 단계에서 하드마스크는 Hf, Al, Si, P, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, 란탄족(lanthanide) 원소, 악티늄족(actinoid) 원소 중에서 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가로 구성되거나, 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가된 질화물, 탄화물, 질화탄화물 중에서 선택된 화합물 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 f1) 단계에서 하드마스크가 특히 DC 또는 RF 마그네트론 반응성 스퍼터링을 통해 형성되는 경우 아르곤(Ar), 헬륨(He), 네온(Ne) 및 크세논(Xe)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 불활성 가스를 사용하고, 산소(O2), 질소(N2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 아산화질소(N2O), 산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3) 및 메탄(CH4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 반응성 가스를 사용할 수 있다.

상기 g1) 단계에서 반사방지막 위에 실리콘이 포함된 유기물질을 사용하여 표면처리를 실시하는 것을 특징으로 한다.

상기 h1) 단계에서 표면처리가 실시된 반사방지막 위에 레지스트 용액을 사용하여 레지스트막을 형성하여 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 위상반전 블랭크 마스크는 고정밀도의 투과율 제어, 위상반전 제어, 우수한 선택비, 노광 파장 및 검사 파장에 대해 우수한 투과율 등의 특성을 가져 고품질의 포토마스크 제조가 가능한 위상반전 블랭크 마스크의 제조가 가능하다. 또한 하드마스크의 적용을 통해 Dry Etch 시 차광막 및 반사방지막에 대한 선택비를 향상시키고, Loading Effect를 최소화 하여 고해상도를 구현할 수 있는 포토마스크를 위한 위상반전 블랭크 마스크의 제조가 가능해진다.

이하 첨부된 도면 및 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 실시예는 단지 본 발명의 예시 및 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그 러므로, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.

<실시예>

도 1은 본 발명의 실시예에 의해 제조된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 나타낸 단면도이다. 이때 이하의 설명에 있어서, 동일 또는 상당 부분에는 동일한 부호를 부착하여 그 설명을 생략한다.

도 1을 참조하여, 152.4 x 152.4 x 6.3 mm의 크기를 가지는 합성 석영 기판(1)을 준비하였다. 이때 합성 석영 기판은 액침(immerison) 리소그라피(lithography)의 극성(polarization)을 최소화하기 위해 1nm/6.35mm의 복굴절률을 적용하였으며, 193nm 파장에서의 투과율은 90.4%로 측정되었다.

다음에 제 1 위상반전막(2)을 형성하기 위해 선택적으로 DC 또는 RF 마그네트론 스퍼터링 방법을 사용하고 스퍼터링 가스로 Ar만을 사용하거나, 선택적으로 반응성 가스로 O2, N2, CO, CO2, N2O, NO, NO2, NH3, CH4로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 반응성 가스를 적용하였다. 그리고 1~5mtorr의 압력과 0.1~1.5kW의 파워를 적용하여 스퍼터링을 실시하였으며 표 1과 같이 제 1 위상반전막의 형성을 실시하였다. 이때 스퍼터링 타겟은 화합물인 경우 복수의 물질을 하나의 화합물 타겟으로 제작하여 스퍼터링을 실시하거나, 복수개의 타겟을 사용하여 각각의 물질을 동시에 증착하는 Co-Sputtering 방법 중에서 선택하여 스퍼터링을 실시하였다.

표 1

실시예	주구성 물질	두께(Å)	투과율(%)
			193nm	248nm	365nm	488nm
1	Al	120	63.3	45.6	35.7	32.6
2	Hf	110	56.8	54.3	52.6	42.3
3	Ta	135	45.8	49.8	52.3	54.9
4	Ru	95	65.3	64.2	64.1	65.7
5	Si	150	37.8	37.9	45.6	52.6
6	Ti	95	68.3	64.5	53.7	45.7
7	Zr	100	43.8	56.7	65.7	72.4
8	Cr	105	45.7	46.8	47.3	44.6
9	V	105	42.3	45.8	49.8	53.4
10	Ni	100	53.7	53.9	54.6	55.7
11	NiN	150	42.6	52.9	61.7	72.5
12	NiO	230	73.5	85.6	90.8	91.2
13	NiON	214	65.3	75.6	85.6	90.5
14	NiCON	189	75.6	79.8	97.6	90.6
15	AlHf	105	68.9	56.3	45.6	42.8
16	PtAl	96	42.6	42.9	43.7	42.8
17	RuTi	125	37.8	43.6	48.6	42.1
18	ZrTi	105	42.7	49.8	47.6	42.5
19	ZrTiN	123	42.7	51.4	62.5	63.7
20	CrRu	96	65.3	52.4	42.7	38.5
21	TaCrRu	104	38.9	45.6	52.3	42.3
22	ZrCrRu	112	42.7	43.8	32.5	29.8
23	ZrPtAl	105	54.3	45.7	39.7	36.7
24	ZrPtAlN	127	46.8	52.7	63.4	68.7

표 1을 참조하여, 각 물질들에 대해 스퍼터링을 실시하여 두께 및 각 파장별 투과율 측정을 실시하였다. 두께는 X-ray를 사용하는 Grazing X-ray Reflectance 방식과 surface profiler인 α-step을 사용하여 측정하였으며, 투과율은 미국 n&k technology사의 n&k Analyzer를 사용하여 측정을 실시하였다.

먼저 실시예 1~10을 참조하여, 단일계 물질이 적용된 제 1 위상반전막의 경우 물질별로 각 파장에 따른 투과율 경향이 다르게 나타났다. 실시예 1인 Al의 경우 장파장으로 갈수록 투과율이 감소하는 결과를 보였다. 그리고 실시예 4인 Ru의 경우 193~488nm 파장에서 투과율 차이가 2% 미만으로 거의 동일한 투과율이 측정되었다. 그리고 실시예 7인 Zr의 경우 단파장에서 장파장으로 갈수록 투과율이 증가함을 알 수 있다.

따라서 물질의 특성에 따라 각 파장별 투과율 특성이 다름을 알 수 있다. 그리고 스퍼터링 조건에 따라서도 각 물질에 대한 투과율 특성을 제어할 수 있다.

그리고 실시예 10~14의 경우 Ni에 있어서 화합물 형태에 따른 투과율 특성 조사를 실시하였다.

먼저 실시예 10을 참조하여, 순수 Ni의 경우 193~488nm의 파장에서 투과율의 차이가 약 2% 미만으로 전파장에 걸쳐 거의 동일한 투과율을 보임을 알 수 있다. 그리고 실시예 11을 참조하여 Ni에 질소를 첨가한 경우 장파장으로 갈수록 투과율이 증가함을 알 수 있다.

다음에 실시예 12를 참조하여 NiO의 경우 193nm의 투과율이 73.5%로 상당히 투과율이 증가함을 알 수 있으며 장파장으로 갈수록 투과율이 증가함을 알 수 있다. 그리고 실시예 13 및 14인 NiON 및 NiCON의 경우 장파장으로 갈수록 투과율이 증가함을 알 수 있다.

따라서 질화, 산화, 질화산화와 같은 화합물의 형태에 따라 투과율 형태를 제어할 수 있음을 알 수 있다.

다음으로 2가지 이상의 물질이 혼합된 2성분계 물질에 대한 실시예인 실시예 15~20의 경우에도 단일의 물질의 특성과 마찬가지로 각각의 물질의 특성 및 화합물 형태에 따라 투과율 특성이 달라짐을 알 수 있다.

다음으로 3가지 이상의 물질이 혼합된 3성분계 물질에 대한 실시예인 실시예 21~24의 경우에도 단일의 물질 및 2성분계 물질의 특성과 마찬가지로 물질의 특성 및 화합물의 형태에 따라 투과율 특성이 달라짐을 알 수 있다.

다음에 상기의 과정을 통해 형성된 제 1 위상반전막 위에 표 2와 같이 제 2 위상반전막(3)의 형성을 실시하였다.

이때 실험 조건 및 방법은 앞의 표 1에서 실시된 제 1 위상반전막 형성시 적용된 동일한 조건과 방법이 사용되었다.

표 2

실시예	주구성 물질	두께(Å)	투과율(%)
			193nm	248nm	365nm	488nm
25	HfAlO	800	45.3	76.8	72.3	79.5
26	HfAlO	850	57.6	82.3	76.7	83.9
27	HfAlON	750	42.5	75.9	72.5	82.6
28	HfAlON	800	52.4	82.3	78.9	85.9
29	HfAlCO	825	48.7	82.6	76.9	81.4
30	HfAlCON	832	52.6	84.6	80.6	87.4
31	HfAlTaO	847	48.6	75.6	72.3	74.9
32	HfAlTaCON	813	52.6	82.3	78.5	83.9

표 2를 참조하여, 먼저 실시예 25, 26, 27, 28의 경우 Hf을 주성분으로 하고 Al의 비율을 조절한 실시예이다. Al 비율 조절은 타겟 제작시 Al의 조성비를 제어하거나 Co-sputtering을 실시하여 Al의 Power 조절을 통해 Al의 조성비를 제어하였다. 실시예 25, 26, 27, 28을 참조하여 Al의 비율이 증가함에 따라 투과율이 전반적으로 증가되는 것을 발견할 수 있었다. 이는 Al의 투과율이 Hf의 투과율 보다 상대적으로 높음으로 인해 Al 비율이 증가함에 따라 투과율이 증가되는 것으로 판단된다.

그리고 실시예 29, 30의 경우 반응성 가스에 따른 투과율 특성 변화를 실험한 결과이며 실시예 31, 32의 경우 Hf을 주성분으로 하고 2종 이상의 금속이 첨가되었을 경우의 투과율 특성 변화를 관찰한 결과이다. 먼저 반응성 가스에 따른 특성 변화를 관찰한 실시예 29, 30의 경우 탄소 첨가에 의한 큰 변화는 없었으며 질소를 첨가한 경우에는 장파장으로 갈수록 투과율이 증가되는 경향을 나타내었다. 그리고 2종 이상의 금속이 첨가된 경우 투과율 변화에 크게 영향을 미치지는 않았다.

다음에 앞의 과정을 통해 형성된 제 1 위상반전막과 제 2 위상반전막의 조합을 통해 위상반전막의 형성을 표 3과 같이 실시하였다.

표 3

실시예	위상반전막 물질		투과율(%)
	1	2	193nm	248nm	365nm	488nm
33	Ta	HfAlO	5.8	23.4	19.8	25.6
34	Ta	HfAlO	25.8	34.8	32.1	37.6
35	Al	HfAlO	23.7	36.4	31.5	38.7
36	Pt	HfAlO	24.9	37.4	33.1	37.5
37	Ta	HfAlON	26.7	36.7	31.4	36.4
38	Ta	HfAlTaO	23.7	37.1	32.6	39.1
39	HfAlO	Ta	25.7	36.9	31.6	37.6
40	HfAlO	Pt	24.7	37.2	32.4	37.5

표 3에 있어서 위상반전막 1의 경우 석영기판 바로 위에 위치하며 위상반전막 2의 경우 위상반전막 1의 위에 위치하게 된다. 실시예 33, 34, 35, 36, 37, 38의 경우 제 1 위상반전막이 석영기판에 먼저 형성이 된 후 제 2 위상반전막이 제 1 위상반전막에 형성된 실시예이다. 먼저 실시예 33과 34의 경우 제 1 위상반전막과 제 2 위상반전막의 물질은 동일하지만 각 위상반전막의 두께를 달리하여 투과율이 다른 위상반전막을 형성할 수 있었다. 그리고 실시예 35, 36의 경우 제 2 위상반전막의 물질은 HfAlO로 고정을 하고 제 1 위상반전막의 물질을 Al 및 Pt으로 형성을 실시하였다. 그리고 실시예 37, 38의 경우 제 1 위상반전막의 물질을 Ta로 고정을 하고 제 2 위상반전막의 물질을 변경하여 위상반전막의 형성을 실시하였다. 그리고 실시예 39, 40의 경우에는 HfAlO를 제 1 위상반전막으로 형성을 실시하였으며, Ta 및 Pt을 제 2 위상반전막으로 형성을 실시하였다. 실시예 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40의 위상반전막 모두 노광 파장인 193nm에서의 투과율을 구현할 수 있었으며, 검사파장인 248~488nm에서의 투과율이 40% 미만으로 우수한 특성을 나타내었다. 또한 포토마스크 패터닝을 실시하여 위상반전 측정을 실시한 결과 193nm의 파장에서 170~190도 사이의 위상반전이 이루어 졌다. 또한 블랭크 마스크 및 포토마스크 제조시 사용되는 화학약품인 황산, SC1 등에 대한 내화학성 실험결과 우수한 특성을 나타내었다.

다음으로 실시예 41에 대해서 설명한다. 본 실시예는 KrF Lithography에 적합한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 하프톤형 위상반전 포토마스크에 관한 실시예이다.

먼저 도 2를 참조하여, 석영 기판(1) 위에 약 200 Å의 두께를 가지는 제 1 위상반전막(2)을 DC 마그네트론 스퍼터링을 통해 형성하였다. 이때 제 1 위상반전막은 투과율 제어 및 위상반전 제어를 동시에 하지만 두께가 얇은 관계로 인해 위상반전량에 미치는 영향보다는 투과율에 미치는 영향이 더 크다. 그리고 제 1 위상반전막은 Al, Si, P, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, 란탄족(lanthanide) 원소, 악티늄족(actinoid) 원소 중에서 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질로만 구성되거나 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질의 질화물, 산화물, 탄화물, 질화산화물, 질화탄화물, 산화탄화물, 질화산화탄화물 중에서 선택된 화합물 형태를 가질 수 있으며 본 실시예에서는 Ta이 적용되었다.

그리고 제 1 위상반전막과 제 2 위상반전막을 형성한 후 Lasertec사의 MPM-248을 사용하여 투과율 및 위상반전을 측정한 결과 248nm의 파장에서 5.7%의 투과율과 178도의 위상반전이 측정되었다.

다음에 제 1 위상반전막과 제 2 위상반전막이 형성된 석영 기판을 박막의 Adhesion 증가, Stress 저감 및 Haze의 원인이 되는 이온 불순물과 Outgas를 저감하기 위해 Hot-plate를 사용하여 400℃에서 30분간 열처리를 실시하였다.

다음에 85℃의 황산용액, 암모니아와 과산화수소수와 DI Water가 1:1:5의 비율로 혼합된 SC 1용액에 대해 각각 2시간을 Dipping하여 투과율 및 위상반전량의 변화를 관찰하였다. 관찰 결과 황산 및 SC 1 용액 모두에 있어서 0.1 % 미만의 투과율 변화와 1도 미만의 위상반전 변화를 보여 석영기판/Ta/HfO로 구성된 위상반전막의 내화학성이 우수함을 확인할 수 있었다.

그리고 248nm의 노광파장을 가지는 KrF Laser를 사용하여 10kJ의 누적에너지를 조사한 후 투과율 및 위상반전의 변화량을 관측한 결과 투과율의 경우 0.05% 미만, 위상반전의 경우 0.5도 미만의 변화를 보여 내노광성 또한 우수함을 확인 할 수 있 었다. 또한 노광을 실시한 후 Haze 발생정도를 측정한 결과 Haze가 발생하지 않음을 확인할 수 있었다. 따라서 Ta/HfO 위상반전막이 Haze에 대해 우수한 물질임을 확인할 수 있었다.

다음에 제 1 위상반전막 위에 Hf 타겟과 RF 마그네트론 스퍼터링을 사용하여 HfO의 조성을 가지는 제 2 위상반전막(3)을 800Å의 두께로 형성하였다. 이때 제 2 위상반전막은 투과율에 미치는 영향보다는 위상반전량에 미치는 영향이 크다. 또한 제 2 위상반전막의 물질로는 HfO 뿐만 아니라 Al, Si, P, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, 란탄족(lanthanide) 원소, 악티늄족(actinoid) 원소 중에서 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가로 구성되거나, 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질의 질화물, 산화물, 탄화물, 질화산화물, 질화탄화물, 산화탄화물, 질화산화탄화물 중에서 선택된 화합물 형태로 적용이 가능하다.

다음에 제 2 위상반전막 위에 몰리브데늄과 실리콘이 20:80at%의 조성비를 가지는 단일의 타겟을 사용하고 DC 마그네트론 스퍼터링으로 리액티브 가스인 질소 가스를 사용하여 차광막(4)인 MoSiN을 500Å의 두께로 형성하였다.

그리고 차광막 상에 차광막과 동일한 타겟인 20:80at%의 조성비를 가지는 MoSi 타겟을 사용하고 DC 마그네트론 스퍼터링을 통해 리액티브 가스인 이산화탄소와 질소 가스를 사용하여 반사방지막(5)인 MoSiON을 200Å의 두께로 형성하였다. 이때 본 실시예에서는 차광막 및 반사방지막의 물질을 20:80at%의 조성을 가지는 MoSi 타겟 을 사용하였지만 10:90 또는 15:85 또는 30:70 등의 타겟 조성비 변경은 가능하다. 또한 차광막 및 반사방지막에서의 Mo, Si, N, O, C 등의 조성비 변경이 가능하다.

다음에 반사방지막 상에 포지티브 화학증폭형 레지스트를 사용하여 레지스트막(6)을 형성하였다. 상기의 과정을 통해 248nm의 노광파장을 가지는 KrF Lithography에 사용이 가능한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크(100)를 제조하였다.

그리고 상기의 과정을 통해 제조된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 사용하여 하프톤형 위상반전 포토마스크의 제조를 실시하였다.

먼저 도 3a를 참조하여, 패턴을 형성할 영역에 50kV의 가속전압을 가지는 e-beam 패턴 형성기를 사용하여 레지스트막에 대한 노광을 실시하였다. 다음에 도 3b를 참조하여, 레지스트막에 대한 현상 공정을 적용하여 레지스트막 패턴(6a) 형성을 실시하였다.

다음에 도 3b를 참조하여, 레지스트막 패턴을 형성한 후 불소계 가스인 SF6와 O2를 사용하여 반사방지막 패턴(5a) 및 차광막 패턴(4a)을 형성하였다. 이때 제 2 위상반전막인 HfO는 SF6와 O2에 대한 선택비가 충분하여 반사방지막 및 차광막 패턴 형성을 위한 건식 식각시 손상을 받지 않는다.

다음에 도 3c를 참조하여, Cl2와 O2 Gas를 사용하여 제 2 위상반전막 패턴(3a) 및 제 1 위상반전막 패턴(2a)을 형성하였다. 이때 석영 기판(1)은 Cl2+O2 Gas를 사용한 건식 식각시 선택비가 충분하여 손상을 받지 않았다.

다음에 도 3d를 참조하여, 차광막 및 반사방지막에 대한 2차 패턴 형성을 실시하기 위해 85℃의 황산을 사용하여 레지스트막 패턴을 제거하는 공정을 실시하였다.

다음에 도 3e를 참조하여, 포지티브 화학증폭형 레지스트를 사용하여 레지스트막(6)을 형성한 후 도 3f를 참조하여, 패턴을 형성할 영역에 50kV의 가속전압을 가지는 e-beam 패턴 형성기를 사용하여 노광을 실시하고 현상 공정을 실시하여 레지스트막 패턴(6a)을 형성하였다.

다음에 도 3g를 참조하여, SF6+O2 혼합 가스를 사용하여 차광막 패턴(5b) 및 반사방지막 패턴(4b) 형성을 실시하였다. 이때 제 2 위상반전막은 SF6+O2 혼합 가스에 대한 선택비가 충분하여 표면에 손상을 받지 않았다. 그리고 도 3h를 참조하여, O2 Ashing을 실시하여 레지스트막 패턴을 제거하여 하프톤형 위상반전 포토마스크(200)의 제조를 실시하였다.

상기의 실시예를 통해 Ta/HfO 위상반전막과 MoSiN/MoSiON 차광막 및 반사방지막이 적용된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 위상반전 포토마스크의 경우 우수한 내화학성, 내노광성을 보였으며 또한 Haze 결함이 발생하지 않음을 확인할 수 있었다. 또한 MoSiN 차광막 및 MoSiON 반사방지막의 불소계 가스에 의해 건식 식각이 되지만 Ta/HfO 위상반전막이 불소계 가스에 대한 선택비가 우수하여 차광막 및 반사방지막 패턴 형성시 우수한 Pattern Fidelity, CD uniformity, CD linearity, line edge roughness를 가짐을 확인할 수 있었다. 또한 Ta/HfO 위상반전막이 염소계 가스에 의해 식각이 됨으로써 석영기판에 대한 손상을 미치지 않아 정확한 위상반전량을 조절할 수 있는 장점이 있다. 따라서 석영기판 상에 순차적으로 Ta/HfO 위상반전막과 MoSiN 차광막 및 MoSiON 반사방지막이 형성된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 통해 고품질의 하프톤형 위상반전 포토마스크의 제조가 가능하며 나 아가 130nm, 110nm 이하의 선폭을 가지는 우수한 품질의 반도체 집적회로의 제작이 가능함을 알 수 있다.

다음으로 실시예 42에 대해서 설명한다. 본 실시예는 ArF Lithography에 적합한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 하프톤형 위상반전 포토마스크에 관한 실시예이다.

먼저 도 4를 참조하여 193nm에서 1nm/6.35mm 이하의 복굴절(birefringence)을 가지는 석영 기판(1)을 준비하였다. 복굴절이 중요시 되는 이유는 45nm 급 이하의 Pattern을 형성하기 위해서는 ArF Immersion Lithography가 사용되고 있으며 Immersion Lithography에서 복굴절에 의한 분극(polarization) 현상이 발생하게 되면 CD Error를 유발시키기 때문에 석영 기판의 복굴절이 관리되어야만 한다. 또한 블랭크 마스크에서 복굴절이 발생되는 물질은 석영 기판 뿐만아니라 위상반전막 또한 복굴절을 유발시키므로 위상반전막의 복굴절도 제어되어야만 한다.

다음에 석영 기판 위에 Cr 타겟을 사용하고 DC 마그네트론 스퍼터링을 통해 150Å의 두께를 가지는 제 1 위상반전막(2)을 형성하였다. 이때 제 1 위상반전막은 Cr 뿐만 아니라 Cr의 질화물, 산화물, 탄화물, 질화산화물, 질화탄화물, 산화탄화물, 질화산화탄화물 형태로 형성이 가능하다. 또한 두께도 원하는 투과율을 얻기 위해 10~600Å의 두께로 변환이 가능하다.

다음에 Hf과 Al이 80:20at%의 조성비를 가지는 단일의 HfAl 타겟을 사용하고 RF 마그네트론 스퍼터링을 통해 리엑티브 가스인 산소와 질소를 적용하여 HfAlON의 조성을 가지는 제 2 위상반전막(3)을 650Å의 두께로 형성을 하였다. 이때 스퍼터링 타 겟의 조성비는 Hf:Al이 80:20at%로 한정되지 않고 Hf이 1~99at%, Al이 1~99at%의 조성을 가질 수 있으며 또한 위상반전막 화합물이 HfAl의 산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 산화탄화물, 질화탄화물, 산화질화탄화물 중에서 선택되는 1종의 화합물 형태를 취할 수 있다.

상기의 과정을 통해 제조된 제 1 위상반전막 및 제 2 위상반전막으로 구성되는 위상반전막은 193nm의 노광 파장에서 5~6%의 투과율을 가지며 제 1 위상반전막 및 제 2 위상반전막이 합쳐진 약 800Å의 두께로 193nm의 노광파장에서 180도의 위상반전을 가진다.

다음에 급속 열처리 장치(rapid thermal annealing)를 사용하여 제 1 위상반전막인 Cr과 제 2 위상반전막인 HfAlON에 대해 열처리를 실시하였다. 열처리를 실시하는 목적으로는 박막의 응력 저감이다. 박막의 응력이 높으면 포토마스크 제조 공정시 패턴이 뜯겨져 나가는 불량이 발생할 수 있다. 따라서 열처리를 실시하여 응력을 저감하는 공정을 적용하였다. 그리고 박막의 열처리를 통해 기판/위상반전막과 위상반전막/차광막 또는 위상반전막/하드마스크와의 접착력을 향상시킬 수 있다. 또한 박막의 열처리를 통해 Lithography 공정에서 Issue가 되고 있는 성장성 결함 즉, Haze 결함 발생을 감소시킬 수 있다. Haze 결함은 블랭크 마스크 및 포토마스크의 표면에 존재하는 황산 또는 암모니아 이온이 lithography 공정시 사용되는 193nm 또는 248nm의 노광 광원에 의해 활성화되어 황산과 암모니아 이온이 결합을 해서 성장을 하는 것으로 알려지고 있다. 따라서 열처리를 통해 블랭크 마스크 표면에 존재하는 이온 불순물과 기타 outgas를 감소시킴으로 인해 리소그라피 공정시 발생하는 haze 결함을 감소시킬 수 있다. 상기와 같이 열처리 공정은 다양한 목적을 위해 적용될 수 있으며 열처리를 실시하는 장치로는 핫플레이트(hot-plate), 오븐(oven), 급속열처리 장치(rapid thermal process) 장치 등이 사용될 수 있다. 그리고 적절한 열처리 온도는 200 ~ 1000℃의 온도가 적절하다.

다음에 제 2 위상반전막 위에 DC 마그네트론 스퍼터링을 통해 몰리브데늄(Mo)과 실리콘(Si)가 20:80at%의 조성을 가지는 MoSi 단일 타겟을 사용하고 Ar, N2 가스를 통해 50~1100Å의 두께를 가지고 MoSiN의 조성을 가지는 차광막(4)을 형성하였다. 그리고 차광막 위에 리엑티브 가스를 CO2를 사용하여 MoSiON의 조성을 가지는 반사방지막(5)을 10~400Å의 두께로 형성하였다.

이때 차광막과 반사방지막을 형성한 후 광학 밀도(optical density; OD)의 측정을 실시한 결과 193nm의 파장에서 3.0의 값이 측정되었다. 또한 반사율도 30% 미만의 반사율이 측정되었다. 그리고 차광막과 반사방지막 형성시 사용된 타겟인 20:80at%의 조성비를 가지는 단일의 MoSi 타겟은 여러 가지 조성비를 가질 수 있다. 예를 들면 10:90, 15:85, 25:75, 30:70, 40:60at% 등으로 여러 가지 조성비를 가질 수 있다. 또한 전이금속이 포함되지 않은 Si 타겟이 사용될 수도 있으며 이것의 화합물 형태인 질화물, 산화물, 탄화물, 질화산화물, 질화탄화물, 산화탄화물, 질화산화탄화물 중에서 선택된 형태를 가질 수 있다.

다음에 반사방지막 위에 네가티브 타입의 화학증폭형 레지스트인 스미토모사의 NEB22를 사용하여 1000~4000Å의 두께를 가지는 레지스트막(6)을 형성하였다. 상기의 과정을 통해 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크(100)의 제조를 실시하였다.

상기의 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 사용하여 하프톤형 위상반전 마스크의 제조를 실시하였다.

먼저 도 5a를 참고하여, 전자빔 노광장치를 사용하여 레지스트막 노광을 실시하고 hot-plate를 사용하여 130도 10분간 노광후 베이킹(post exposure bake; PEB) 공정을 실시하였다. 그리고 현상을 실시하여 레지스트막 패턴(6a)의 형성을 실시하였다.

다음에 도 5b를 참조하여, MoSiON의 조성을 가지는 반사방지막 및 MoSiN의 조성을 가지는 차광막에 대해 패턴 형성을 위해 건식 식각을 실시하였다. 건식 식각 공정은 SF6+O2 가스가 적용되었으며 이를 통해 반사방지막 패턴(5a) 및 차광막 패턴(4a)의 형성을 실시하였다. 이때 SF6 가스에 대해 높은 선택비를 가지는 제 2 위상반전막인 HfAlON 박막은 SF6 가스로 건식 식각을 함에 따른 손상은 관측되지 않았다.

다음에 도 5c 및 5d를 참조하여, HfAlON의 조성을 가지는 제 2 위상반전막 및 크롬으로 구성된 제 1 위상반전막의 패턴을 형성하기 위해 염소계 가스인 Cl2 가스를 사용하여 건식 식각을 실시하였다. 상기의 공정을 통해 제 2 위상반전막 패턴(3a) 및 제 1 위상반전막 패턴(2a)이 형성되었다. 이때 염소계 가스로 건식 식각 공정시 석영기판이 염소계 가스에 대해 높은 선택비를 가지기 때문에 염소계 가스를 사용한 건식 식각으로 인한 석영기판의 손상이 관측되지 않았다. 따라서 우수한 정밀도를 가지는 위상반전의 조절이 가능해 진다.

그리고 도 5e를 참조하여, 패턴의 masking 역할을 한 레지스트막 패턴을 황산 용액 에 디핑하여 레지스트막 패턴을 제거하고, 다음에 도 5f를 참조하여, rim-type half-tone 위상반전마스크의 제조를 위한 패턴 형성을 위해 다시 레지스트막의 형성을 실시하였다.

다음에 도 5g를 참조하여, 364nm의 노광 파장을 가지는 단색광을 사용한 레이저 패턴 형성 장치를 사용하여 레지스트막의 노광을 실시하고 현상 공정을 적용하여 레지스트막 패턴(6a)을 형성하였다.

다음에 도 5h를 참조하여, 반사방지막 및 차광막 패턴 형성을 실시하기 위해 불소계 가스를 사용하는 건식 식각 공정을 통해 반사방지막 패턴(5b) 및 차광막 패턴(4b) 형성을 실시하였다.

그리고 도 5i를 참조하여, 레지스트막 패턴을 황산에 디핑하여 레지스트막 패턴을 제거를 실시하여 rim-type half-tone 위상반전마스크(200)의 제조를 실시하였다.

상기의 실시예 42를 통해 제조된 rim-type half-tone 위상반전마스크는 불소계 가스로 건식 식각이 가능한 반사방지막, 차광막을 가지며 염소계 가스로 건식 식각이 가능한 제 1, 2 위상반전막으로 구성되는 위상반전 블랭크 마스크를 통해 제조됨으로 인해 반사방지막, 차광막 식각시 위상반전막의 손상을 받지 않으며 위상반전막 식각시 반사방지막, 차광막, 석영기판의 손상이 발생하지 않으므로, 고정밀도의 위상차 조절이 가능하게 되어 고품질을 가지는 위상반전마스크의 제조가 가능해 진다.

다음으로 실시예 43에 대해서 설명한다. 본 실시예는 ArF Lithography에 적합한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 하프톤형 위상반전 포토마스크에 관한 실시예이 다.

먼저 투명기판을 준비하여 실시예 42와 동일한 방법으로 제 1 위상반전막과 제 2 위상반전막의 형성을 실시하였다. 이때 제 1 위상반전막은 650 Å 두께의 HfAlO를, 제 2 위상반전막은 120 Å의 두께를 가지는 Cr을 형성하였다. 이때 제 1 위상반전막 및 제 2 위상반전막은 모두 투과율 및 위상반전에 영향을 미치지만 제 1 위상반전막은 두께가 두껍고 투과율이 높은 박막 특성으로 인해 투과율 보다는 위상반전에 많은 영향을 미치며, 제 2 위상반전막은 두께가 얇고 두께 변화량 대비 투과율 변화가 크므로 투과율에 많은 영향을 미치는 기능을 한다. 또한 본 실시예에서는 석영기판을 기준으로 HfAlO 및 Cr이 순차적으로 형성되었지만 Cr 박막이 먼저 형성되고 HfAlO 박막이 나중에 형성되어도 무방하다. 또한 제 1 또는 제 2 위상반전막에 면저항의 조절을 위한 5at% 이하의 조성비로 전이금속을 불순물로 주입하거나 박막에 산소 및/또는 질소 및/또는 탄소 성분의 조절을 위해 박막 형성 공정 시 산소 및/또는 질소 및/또는 탄소를 포함하는 가스를 통해 형성을 할 수 있다.

다음에 차광막의 기능을 하는 MoSi를 400Å의 두께로 형성하고, 반사방지막의 기능을 하는 MoSiON을 200Å의 두께로 형성하고, 다음에 하드마스크(Hardmask)의 기능을 하는 CrN을 200Å의 두께로 형성을 실시하였다. 다음에 2000Å의 두께를 가지는 화학증폭형 레지스트막을 형성을 실시하였다. 상기의 과정을 통해 위상반전 블랭크 마스크를 제조하였다. 이때 하드마스크는 차광막 및 반사방지막과의 선택비를 개선하고 Dry Etch시의 Loading Effect를 개선하여 고해상도를 구현하기 위해 적용되었다.

상기의 실시예 43을 통해 제조된 위상반전 블랭크 마스크는 염소계 가스로 식각이 가능한 위상반전막의 적용을 통해 석영기판과의 선택비를 높여 석영기판의 손상 없이 건식 식각이 가능하여 정확한 위상반전 조절이 가능하다. 그리고 위상반전의 조절이 가능한 제 1 위상반전막과 투과율의 조절이 가능한 제 2 위상반전막으로 위상반전막을 2층막으로 형성함으로써 보다 넓은 범위의 투과율 조절 및 위상반전 조절이 가능해져 투과율 조절에서 넓은 마진을 가지는 위상반전 블랭크 마스크의 조절이 가능해진다. 또한 하드마스크의 적용을 통해 포토마스크 제조시 차광막 및 반사방지막과의 선택비를 향상시키고, Loading Effect의 최소화를 통해 우수한 최소선폭 성능을 구현할 수 있는 포토마스크의 제조가 가능한 위상반전 블랭크 마스크의 제조가 가능해진다.

도 1은 본 발명을 통해 투명기판 위에 제 1 위상반전막 및 제 2 위상반전막이 형성된 단면을 나타낸 개략도이다.

도 2는 본 발명을 통해 제작된 위상반전 블랭크 마스크의 단면을 나타낸 개략도이다.

도 3은 본 발명을 통해 제작된 위상반전 블랭크 마스크를 사용하여 위상반전 포토마스크 제조 공정을 나타낸 개략도이다.

도 4는 본 발명을 통해 제작된 위상반전 블랭크 마스크의 단면을 나타낸 개략도이다.

도 5는 본 발명을 통해 제작된 위상반전 블랭크 마스크를 사용하여 위상반전 포토마스크 제조 공정을 나타낸 개략도이다.

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

1 : 투명기판

2 : 제 1 위상반전막 2a : 제 1 위상반전막 패턴

3 : 제 2 위상반전막 3a : 제 2 위상반전막 패턴

4 : 차광막 4a : 차광막 패턴

4b : 차광막 패턴

5 : 반사방지막 5a : 반사방지막 패턴

5b : 반사방지막 패턴

6 : 레지스트막 6a : 레지스트막 패턴

100 : 위상반전 블랭크 마스크

200 : 위상반전 포토마스크

Claims (19)

1. 투명기판 위에 1층 및/또는 2층 이상의 위상반전막이 형성되어 있는 위상반전 블랭크 마스크에 있어서,

   상기 투명기판의 복굴절(Birefringence)이 액침(Immersion) 리소그래피에서의 극성을 고려하여 193nm의 파장에서 5nm/6.35mm 이하이고 상기 위상반전막이 Hf을 필수적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크
2. 투명기판 위에 1층 및/또는 2층 이상의 위상반전막이 형성되어 있는 위상반전 블랭크 마스크에 있어서,

   상기 위상반전막은 하프늄(Hf)을 필수적으로 포함하고 투과율이 193nm의 노광파장에서 0.1 % 이상인 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크
3. 투명기판 위에 1층 및/또는 2층 이상의 위상반전막이 형성되어 있는 위상반전 블랭크 마스크에 있어서,

   상기 위상반전막은 하프늄(Hf)을 필수적으로 포함하고 면저항이 10⁸Ω/□ 이하인 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크
4. 투명기판 위에 위상반전막이 형성되어 있는 위상반전 블랭크 마스크에 있어서,

   상기 위상반전막이 투명기판을 기점으로 하여 제 1 위상반전막과 제 2 위상반전막으로 순차적으로 2층막의 구성을 가지며, 이때 제 1 위상반전막의 주성분이 전이금속이며, 제 2 위상반전막의 주성분이 하프늄(Hf)을 필수적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크
5. 투명기판 위에 위상반전막이 형성되어 있는 위상반전 블랭크 마스크에 있어서,

   상기 위상반전막이 투명기판을 기점으로 하여 제 1 위상반전막과 제 2 위상반전막으로 순차적으로 2층막의 구성을 가지며, 이때 제 1 위상반전막의 주성분이 전이금속이며, 제 2 위상반전막의 주성분이 하프늄(Hf) 및 알루미늄(Al)을 필수적으로 동시에 포함하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크
6. 투명기판 위에 위상반전막이 형성되어 있는 위상반전 블랭크 마스크에 있어서,

   상기 위상반전막이 투명기판을 기점으로 하여 제 1 위상반전막과 제 2 위상반전막으로 순차적으로 2층막의 구성을 가지며, 이때 제 1 위상반전막의 주성분이 Cr 및 또는 Ta를 필수적으로 포함하며, 제 2 위상반전막의 주성분이 하프늄(Hf) 및 알루 미늄(Al)을 필수적으로 동시에 포함하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크
7. 제 1항 내지 제 6항에 있어서,

   투명기판을 기점으로 하여 제 2 위상반전막이 투명기판 위에 형성되고 제 1 위상반전막이 제 2 위상반전막 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크
8. 투명기판 위에 1층 및/또는 2층 이상의 위상반전막이 형성되고, 차광막, 반사방지막이 순차적으로 형성되어 있는 위상반전 블랭크 마스크에 있어서,

   상기 위상반전막은 하프늄(Hf) 및/또는 알루미늄(Al)을 필수적으로 동시에 포함하고, 차광막 및/또는 반사방지막이 크롬을 필수적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크
9. 투명기판 위에 1층 및/또는 2층 이상의 위상반전막이 형성되고, 차광막, 반사방지막이 순차적으로 형성되어 있는 위상반전 블랭크 마스크에 있어서,

   상기 위상반전막은 하프늄(Hf) 및/또는 알루미늄(Al)을 필수적으로 포함하고, 차광 막 및/또는 반사방지막이 몰리브데늄(Mo)과 실리콘(Si)을 동시에 필수적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크
10. 투명기판 위에 1층 및/또는 2층 이상의 위상반전막이 형성되고, 차광막, 반사방지막이 순차적으로 형성되어 있는 위상반전 블랭크 마스크에 있어서,

    상기 반사방지막 위에 포토마스크 제조 공정 중 건식 식각시 차광막 및 반사방지막의 선택비를 개선하고, Loading Effect를 개선하기 위해 하드마스크(Hamrmask)를 추가적으로 형성한 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크
11. 제 1항 내지 제 6항 및/또는 제 8항 내지 제 10항에 있어서,

    제 1 위상반전막 및/또는 제 2 위상반전막이 Hf을 필수적으로 포함하고 Al, Si, P, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, 란탄족(lanthanide) 원소, 악티늄족(actinoid) 원소 중에서 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가적으로 구성되거나 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질의 질화물, 산화물, 탄화물, 질화산화물, 질화탄화물, 산화탄화물, 질화산화탄화물 중에서 선택된 화합물을 추가적으로 포함하고 있는 형태인 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크
12. 제 1항 내지 제 6항 및/또는 제 8항 내지 제 10항에 있어서,

    제 1 위상반전막 및/또는 제 2 위상반전막이 DC 또는 RF 마그네트론 반응성 스퍼터링을 통해 형성되는 경우 아르곤(Ar), 헬륨(He), 네온(Ne) 및 크세논(Xe)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 불활성 가스를 사용하고, 산소(O2), 질소(N2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 아산화질소(N2O), 산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3) 및 메탄(CH4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 반응성 가스를 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크
13. 제 1항 내지 제 6항 및/또는 제 8항 내지 제 10항에 있어서,

    투명 기판 바로 위에 형성되는 위상반전막의 투명 기판에 대한 선택비가 1:2 이상인 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크
14. 제 1항 내지 제 6항 및/또는 제 8항 내지 제 10항에 있어서,

    제 1 위상반전막 및 제 2 위상반전막 또는 제 2 위상반전막 및 제 1 위상반전막이 석영 기판 위에 순차적으로 적층된 상태에서의 193nm 파장에서의 투과율이 0.001% 이상 40% 이하인 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크
15. 제 1항 내지 제 6항 및/또는 제 8항 내지 제 10항에 있어서,

    제 1 위상반전막 및/또는 제 2 위상반전막은 Hf을 주성분으로 하며 Hf의 질화물, 산화물, 탄화물, 질화산화물, 질화탄화물, 산화탄화물, 질화산화탄화물 중에서 선택된 화합물 형태인 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크
16. 제 1항 내지 제 6항 및/또는 제 8항 내지 제 10항에 있어서,

    차광막 및 반사방지막은 Hf, Al, Si, P, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, 란탄족(lanthanide) 원소, 악티늄족(actinoid) 원소 중에서 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가로 구성되거나, 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가된 질화물, 탄화물, 질화탄화물 중에서 선택된 화합물 형태인 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크
17. 제 1항 내지 제 6항 및/또는 제 8항 내지 제 10항에 있어서,

    차광막이 DC 마그네트론 반응성 스퍼터링을 통해 형성되는 경우 아르곤(Ar), 헬 륨(He), 네온(Ne) 및 크세논(Xe)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 불활성 가스를 사용하고, 질소(N2), 암모니아(NH3) 및 메탄(CH4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 반응성 가스를 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크
18. 제 10항에 있어서,

    하드마스크는 Hf, Al, Si, P, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Tl, Pb, 란탄족(lanthanide) 원소, 악티늄족(actinoid) 원소 중에서 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가로 구성되거나, 선택된 1종 혹은 선택된 2종 이상의 혼합된 물질이 추가된 질화물, 탄화물, 질화탄화물 중에서 선택된 화합물 형태인 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크
19. 제 10항에 있어서,

    하드마스크가 DC 마그네트론 반응성 스퍼터링을 통해 형성되는 경우 아르곤(Ar), 헬륨(He), 네온(Ne) 및 크세논(Xe)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 불활성 가스를 사용하고, 질소(N2), 암모니아(NH3) 및 메탄(CH4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 반응성 가스를 사용 하여 형성되는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크

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