KR20100002067A

KR20100002067A - 블랭크 마스크, 포토마스크 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR20100002067A
Application number: KR1020090001957A
Authority: KR
Inventors: 남기수; 차한선; 양신주; 양철규
Original assignee: 주식회사 에스앤에스텍
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2009-01-09
Publication date: 2010-01-06
Also published as: KR100948770B1

Abstract

포토마스크의 단독패턴과 조밀패턴 간 크기 차이가 발생하는 로딩 효과 감소를 위해 투명기판 위에 적어도 습식식각이 가능한 식각저지막과 차광막 또는 차광막과 반사방지막을 적층한 다음 적어도 식각저지막 또는 차광막과 동일한 식각 특성의 하드마스크막을 적층하고 포토레지스트 두께를 감소시켜 코팅한 후 노광, 현상 및, 하드마스크막을 식각하여 포토레지스트 패턴 및 또는 하드마스크막을 마스크로 사용하여 적어도 차광막 패턴 형성시 식각 마스크로 사용된 하드마스크막을 제거하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크 및 포토마스크와 그 제조방법을 제공한다.

블랭크 마스크, 포토마스크, 하드마스크, 표면처리, 화학증폭형레지스트

Description

블랭크 마스크, 포토마스크 및 이의 제조 방법{Blankmask, Photomask and it's Manufacturing Method}

본 발명은 반도체 집적회로(Integrated Circuit), 전하 결합소자(Charge Coupled Device), 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display), 컬러 필터(Color Filter) 등의 미세가공에 사용되는 포토마스크(Photomask)의 소재가 되는 포토마스크 블랭크(Photomask Blank) 및 그것을 이용한 포토마스크(Photomask)의 제조방법에 관한 것이다.

오늘날 대규모 집적회로의 고집적화에 수반하는 회로패턴의 미세와 요구에 맞춰, 고도의 반도체 미세공정 기술이 매우 중요한 요소로 자리 잡고 있다. 고 집적회로의 경우 저전력, 고속동작을 위해 회로 배선이 미세화 되고 있고, 층간 연결을 위한 컨택트 홀 패턴(Contact Hall Pattern) 및 집적화에 따른 회로 구성 배치 등에 대한 기술적 요구가 점점 높아지고 있다. 따라서 이러한 요구들을 충족시키기 위해서는 광리소그래피(Lithography)로 사용되는, 회로패턴(Pattern)이 기록되는 포토마스크(Photomask)의 제조에 있어서도, 상기 미세화를 수반하고, 보다 정밀한 회로 패턴(Pattern)을 기록할 수 있는 기술이 요구된다.

일반적으로 블랭크 마스크 및 포토마스크의 제조방법은 투명기판 또는 투명기판에 위상반전막이 적층된 기판위에 차광막과 반사방지막을 적층한 다음 포토레지스트를 코팅한 후 포토레지스트에 노광, 현상, 식각 및 스트립 공정을 통하여 패턴을 형성하게 되는데, 종래의 블랭크 마스크 및 포토마스크는 포토레지스트의 두께가 두껍기 때문에 포토레지스트에 동일한 크기로 노광 되더라도 식각시 매크로 로딩 효과(Macro Loading Effect) 및 마이크로 로딩 효과(Micro Loading Effect)에 의하여 높은 집적 패턴과 낮은 집적 패턴의 크기 및 단독패턴과 조밀패턴의 크기가 서로 달라지는 문제점이 있었다. 상기의 문제점은 포토레지스트를 노광 및 현상 후 식각할 경우, 포토레지스트를 마스크로 하여 포토레지스트 하부의 막을 식각하게 되는데, 동일한 현상액, 식각액, 또는 식각 가스량에 대해 단위 면적당 반응하는 반응물의 반응속도 및 제거속도가 패턴의 집적도가 높은 패턴이 상대적으로 집적도가 적은 패턴 또는 단독패턴보다 작으므로 식각이 잘 되지 않아 CD(critical dimension)의 차이가 나타나는 것으로 알려져 있다. 즉, 조밀 패턴(dense pattern) 영역의 경우에는 패턴을 형성하고자 하는 영역보다 금속막을 식각하기 위한 에칭 라디칼(radical)의 농도가 금속 패턴의 아래부분으로 갈수록 낮아지게 되고, 이에 의해 금속 패턴의 top CD와 bottom CD 간의 차이가 발생하게 되며, 반면에 독립 패턴(isolated pattern) 영역의 경우 에칭을 실시해야 할 영역이 작기 때문에 상대적으로 radical의 농도가 높게 되어 금속막 패턴의 언더컷(undercut)dl 발생하게 되어 CD 차이가 커지게 된다.

상기의 문제점을 해결하고자 포토레지스트의 두께를 낮추게 되면 로딩 효과 와 미세 패턴의 선형성과 피델리티가 향상되나 포토마스크를 건식 식각하여 제조하는 경우, 포토레지스트와 식각 물질의 식각비가 높지 못하기 때문에 하부 층 식각 시 포토레지스트가 데미지를 받아 레지스트 패턴의 형상이 변화 및 심각할 경우 하부의 막이 손상을 입게 되어, 본래의 포토레지스트 패턴을 차광막상에 정확하게 전사하는 것이 곤란해진다. 이런 이유로, 포토마스크의 패턴형성에 있어서 마스크로서 이용되는 포토레지스트에의 부담을 경감시킬 필요가 있다.

또한 형성하는 포토마스크 패턴의 미세화에 대응하여 포토레지스트 패턴도 미세화되게 되지만, 포토레지스트의 막 두께를 얇게 하는 일 없이 레지스트 패턴만을 미세화하면, 차광층용의 하드 마스크로서 기능하는 포토레지스트부의 레지스트 막 두께와 패턴폭과의 비(Aspect Ratio)가 커져 버린다. 일반적으로 포토레지스트 두께와 패턴폭의 비가 커지면 그 패턴형상이 열화 되기 쉽고, 이것을 마스크로 하는 차광층에의 패턴전사 정밀도가 나빠진다. 극단적인 경우에는, 레지스트 패턴의 일부가 쓰러지거나 박리를 일으켜 패턴 누락이 생기거나 하는 일도 일어난다. 따라서, 포토마스크 패턴의 미세화에 수반하여, 차광층 패터닝용의 마스크로서 이용하는 레지스트의 막 두께를 얇게 하여 두께 대비 패턴폭의 비가 너무 커지지 않게 할 필요가 있다.

그러나, 현실적으로 포토레지스트 마스크의 식각에 대한 내성과 고해상도, 패터닝 정밀도를 모두 만족시키는 것은 기술적으로 어렵고, 종래의 패터닝 프로세스를 유지하는 한, 상기 제시된 문제점을 근본적으로 해결하기엔 어려움이 있다.

포토레지스트의 두께를 줄이는 것만큼 중요하게 고려해야 할 부분은 하드마 스크의 두께도 낮추어야 한다. 레지스트 마스크로 하드마스크 층을 패턴 후 레지스트의 박리를 통해 하드마스크를 식각 마스크로 하여 하부 차광막 및 반사방지막을 건식 및 습식 식각을 하게 되는데, 매크로 및 마이크로 로딩 현상(Macro & Micro Loading Effect) 측면에서 하드마스크 또한 얇아져야 하는 필요성이 있다. 하지만, 이 하드마스크 층의 두께 최적화 또한 포토레지스트와 같이 하부 층 식각 시 제거되거나 손상될 염려가 있기 때문에, 하드마스크 층의 물질 선정 및 두께에 대한 고려도 충분히 수반해야만 한다.

이런 문제점들을 해결하기 위해서는 포토레지스트의 부하를 경감시켜 보다 고정밀도의 포토마스크 패턴을 형성하기 위해서는, 차광막 재료의 선택을 최적화, 포토레지스트 사용에 대한 식각 내성 최적화, 하드 마스크 공정 시 열처리, 두께 선택 및 공정 조건의 최적화를 통하여 우수한 식각 내성을 갖는 포토마스크 블랭크의 새로운 물질 및 구조를 제안하는 것이 필요하다.

또한 블랭크 마스크에서 해상도를 높이기 위해 화학증폭형레지스트(chemically amplified resist)를 코팅하여 포토마스크의 제작에 활용하였다. 화학증폭형레지스트는 노광시 강산(H+)이 발생하게 되고 포스트 익스포저 베이크(post exposure bake, PEB) 공정에 의해 강산의 증폭현상이 발생하게 되어 현상시 레지스트가 현상되는 구조이다. 하지만 종래의 블랭크 마스크에서 화학증폭형레지스트막이 형성되는 토대는 금속막이다. 기존의 금속막에는 반사율 특성, 에칭 특성, 광학밀도 등의 조절을 위해 질소를 첨가하여 사용해 왔다. 하지만 이러한 금속막에 포함된 질소로 인해 화학증폭형레지스트에서 발생되는 강산이 질소와 결합을 하는 현상이 발생하게 되어 강산의 중화가 발생하게 되며, 이러한 강산의 중화로 인해 화학증폭형레지스트막의 현상이 되지 않는 문제가 발생하게 되었다. 이렇게 화학증폭형레지스트막의 현상이 되지 않으면 고해상도를 구현하는데 문제가 발생하게 되고 결국에는 고품질의 포토마스크 제작이 힘든 상황이 발생하게 된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, Dry Etching 시 loading effect 감소, 선형성(Linearity) 개선, 식각 선택비(selectivity)가 개선되고, 금속막의 수직 패턴이 가능하고, 화학증폭형레지스트 패턴이 양호하게 형성되는 블랭크 마스크 및 포토마스크와 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 포토마스크의 원재료인 블랭크 마스크가 투명기판 위에 금속막을 적층하고 그 위에 하드마스크 막을 적층하는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 의한 블랭크 마스크 제조 방법의 경우,

a1) 기판을 준비하는 단계;

b1) 상기 a1) 단계에서 준비된 기판 위에 선택적으로 식각저지막을 형성하는 단계;

c1) 상기 a1) 단계에서 준비된 기판 또는 b1) 단계에서 형성된 식각저지막 위에 에서 준비된 투명기판 위에 금속막을 형성하는 단계;

d1) 상기 c1) 단계에서 형성된 금속막 위에 하드마스크막을 형성하는 단계;

e1) 상기 d1) 단계에서 형성된 하드마스크막 위에 선택적으로 실리콘이 포함된 유기물질을 사용하여 표면처리를 실시하는 단계;

f1) 상기 e1) 단계에서 표면처리가 실시된 하드마스크막 위에 레지스트막을 형성하여 블랭크 마스크를 제조하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 a1) 단계에 있어서, 기판은 일반적으로 사용되는 6025 크기의 투명기판을 의미하며, 재료는 합성석영기판, 소다라임 유리 등의 재료를 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 a1) 단계에 있어서, 기판이 Immersion Lithography에 적용가능한 것이 요구될 경우 복굴절(Birefringence)이 5nm/6.35mm 이내 인 것을 특징으로 한다.

상기 b1) 단계에 있어서, 식각저지막은 필요에 의해 선택적으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 b1) 단계에 있어서, 식각저지막은 3 내지 30nm 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 식각저지막이 3nm 이하가 되면 식각저지 역할을 하지 못하게 되어 투명기판의 손실이 일어날 수 있으며, 빛을 차단할 수 있는 차광막의 기능을 잃게 된다. 그리고 30nm 이상이 되면 식각저지막의 언더컷(Under Cut)이 커져 CD에 영향을 주게 되거나, 식각 시간이 길어짐으로 인해 공정시간이 길어지므로 생산성이 저하될 수 있다.

상기 b1) 단계에 있어서, 식각저지막은 금속을 주성분으로 하고 금속 단독으로 사용되거나, 금속의 산화물, 탄화물, 질화물, 산화탄화물, 산화질화물, 탄화질화물, 산화탄화질화물 중에서 선택된 1종의 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 b1) 단계에 있어서, 식각저지막은 불소 계열의 가스에 건식 식각이 되 지 않으며, 염소 계열의 가스에 식각이 되는 것을 특징으로 한다. 이때 식각저지막을 식각하기 위한 염소 계열의 가스가 식각저지막만 건식 식각이 가능하며, 기판 또는 식각저지막의 바로 위에 형성되는 금속막은 식각이 되지 않는 것을 특징으로 한다. 또한 금속막 위에 형성되는 하드마스크막의 식각이 가능한 것을 특징으로 한다.

상기 b1) 단계에 있어서, 식각저지막은 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Hf, Ta, W, Os, Ir, Pt, Au 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 b1) 단계에 있어서, 식각저지막이 특히 Cr을 주성분으로 하는 경우 Cr, CrN, CrC, CrO, CrCN, CrON, CrCO, CrCON 중에서 선택된 1종 이상의 형태인 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 Cr, CrC, CrCN, CrN 중에서 선택된 1종 이상의 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 b1) 단계에 있어서, 식각저지막이 특히 Ta을 주성분으로 하는 경우 Ta, TaC, TaN, TaO, TaCN, TaON, TaCO, TaCON 중에서 선택된 1종 이상의 형태인 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 Ta, TaC, TaCN, TaN 중에서 선택된 1종 이상의 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 b1) 단계에 있어서, 식각저지막이 Ta 및 Cr을 동시에 주성분으로 포함하는 것도 가능하다. 예를 들면 TaCr, TaCrC, TaCrN, TaCrO, TaCrCN, TaCrCO, TaCrON, TaCrCON 등의 형태도 가능하다.

상기 b1) 단계에 있어서, 식각저지막이 특히 Cr 내지/및 Ta를 주성분으로 하는 화합물일 경우, Cr 내지/및 Ta이 30~90at%, 바람직하게는 50~80at%, 탄소가 0~30at%, 바람직하게는 5~25at%, 산소가 0~10at%, 바람직하게는 0~5at%, 질소가 0~60at%, 바람직하게는 10~50at%가 포함되는 것을 특징으로 한다. 이때 Cr 내지 Ta이 30at% 미만을 포함하게 되는 경우 식각저지막에서 Cr 내지 Ta 첨가에 따른 실질적인 식각저지막의 기능을 상실하게 된다. 또한 탄소의 경우 30at%를 초과하게 되는 경우 식각저지막에 탄소가 과하게 첨가가 되게 되어 식각율이 떨어지게 되고, 파티클 발생이 많아지게 되며, 화학약품에 대한 신뢰성이 떨어지게 된다. 그리고 산소의 경우 10at% 이상을 초과하는 경우 식각저지막의 화학약품에 대한 신뢰성이 떨어지게 되고 식각저지막의 투과율이 높게 되어 광학밀도 특성에 나쁜영향을 미치게 되어 식각저지막의 두께를 두껍게 형성해야 하는 문제가 발생하게 된다. 그리고 질소의 경우 60at%를 초과하는 경우 화학약품에 대한 신뢰성이 떨어지게 되며, 식각 공정시 식각율이 빨라지게 되어 식각시간의 조절이 힘들게 되는 문제가 발생하게 된다.

상기 c1) 단계에 있어서, 금속막은 단일막 또는 2층 이상의 다층막 구조인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에 있어서, 금속막이 단일막인 경우 단일막 만으로 빛을 차광할 수 있는 차광막의 기능과 빛의 반사를 저감하는 반사방지막의 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에 있어서, 금속막이 2층 이상의 다층막인 경우 빛을 차광할 수 있는 차광막의 기능과 빛의 반사를 저감하는 반사방지막으로 구분 되는 것을 특 징으로 한다.

상기 c1) 단계에 있어서, 금속막은 Si을 필수적으로 함유하고 Si 이외에 추가적으로 1종 또는 2종 이상의 금속을 포함한 조성만으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에 있어서, 금속막이 금속 + Si로 구성되며 이들의 산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 산화탄화물, 탄화산화물 중에서 선택된 1종의 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에 있어서, 금속막이 금속 + Si를 필수적으로 함유하는 경우 금속은 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Hf, Ta, W, Os, Ir, Pt, Au 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에 있어서, 금속막이 단일막으로 구성된 경우 금속막이 MoSi, MoSiC, MoSiN, MoSiO, MoSiON, MoSiCN, MoSiCO, MoSiCON 중에서 선택된 1종의 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에 있어서, 금속막이 단일막으로 구성된 경우 금속막이 MoTaSi, MoTaSiC, MoTaSiN, MoTaSiO, MoTaSiON, MoTaSiCN, MoTaSiCO, MoTaSiCON 중에서 선택된 1종의 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에 있어서, 금속막이 2층막으로 구성된 경우 기판으로부터 하층막은 차광막의 기능을하고, 차광막 위에 반사방지막이 형성되는 것을 특징으로 한다. 이때 차광막 및 반사방지막이 MoSi를 주성분으로 하는 경우 차광막의 구성은 MoSi, MoSiC, MoSiN, MoSiCN 중에서 선택된 1종이며, 반사방지막은 MoSiN, MoSiO, MoSiON, MoSiCN, MoSiCO, MoSiCON 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 한다. 또한 차광막 및 반사방지막이 MoTaSi를 주성분으로 하는 경우 차광막의 구성은 MoTaSi, MoTaSiN, MoTaSiC, MoTaSiCN 중에서 선택된 1종이며, 반사방지막은 MoTaSiN, MoTaSiO, MoTaSiON, MoTaSiCN, MoTaSiCO, MoTaSiCON 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 한다. 또한 이때 차광막은 MoSi를 주성분으로하고 반사방지막은 MoTaSi를 주성분으로 혼합하는 것도 가능하며, 차광막이 MoTaSi를 주성분, 반사방지막이 MoSi를 주성분으로 하는 것도 가능하다.

상기 c1) 단계에 있어서, 금속막이 2층막으로 구성되고, 차광막이 MoSi만으로 구성될 경우 Mo가 20~70at%, 바람직하게는 30~60at%, Si가 30~70at%, 바람직하게는 40~60at% 인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에 있어서, 금속막이 2층막으로 구성되고, 차광막이 MoSi 화합물로 구성될 경우 Mo가 1~20at%, 바람직하게는 3~15at%, Si가 40~80at%, 바람직하게는 50~70at%, 질소가 10~50at%, 바람직하게는 20~40at%, 탄소가 0~10at%, 바람직하게는 0~5at% 인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에 있어서, 금속막이 2층막으로 구성되고, 반사방지막이 MoSi 화합물로 구성될 경우 Mo가 1~20at%, 바람직하게는 3~15at%, Si가 40~80at%, 바람직하게는 50~70at%, 산소가 0~10at%, 바람직하게는 0~5at%, 질소가 10~50at%, 바람직하게는 20~40at%, 탄소가 0~10at%, 바람직하게는 0~5at% 인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에 있어서, 금속막이 2층막으로 구성되고, 차광막이 MoTaSi만 으로 구성될 경우 Mo가 10~60at%, 바람직하게는 20~50at%, Ta이 2~30at%, 바람직하게는 5~20at%, Si이 30~70at%, 바람직하게는 40~60at%인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에 있어서, 금속막이 2층막으로 구성되고, 차광막이 MoTaSi 화합물로 구성될 경우 Mo가 1~15at%, 바람직하게는 3~12at%, Ta이 1~15at%, 바람직하게는 3~12at%, Si가 40~80at%, 바람직하게는 50~70at%, 질소가 10~50at%, 바람직하게는 20~40at%, 탄소가 0~10at%, 바람직하게는 0~5at% 인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에 있어서, 금속막이 2층막으로 구성되고, 반사방지막이 MoTaSi 화합물로 구성될 경우 Mo가 1~15at%, 바람직하게는 3~12at%, Ta이 1~15at%, 바람직하게는 3~12at%, Si가 40~80at%, 바람직하게는 50~70at%, 산소가 0~10at%, 바람직하게는 0~5at%, 질소가 10~50at%, 바람직하게는 20~40at%, 탄소가 0~10at%, 바람직하게는 0~5at% 인 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에 있어서, 금속막은 불소계 가스에 의해 건식식각이 가능하며 염소계 가스에는 식각이 되지 않는 것을 특징으로 한다. 이때 불소계 가스는 식각저지막, 하드마스크막은 식각이 되지 않는 것을 특징으로 한다.

상기 c1) 단계에 있어서, 금속막의 반사율은 193nm의 노광 파장에서 25% 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 a1) 및 c1) 단계를 통해 기판 위에 금속막이 형성되었을 경우 193nm에서의 광학밀도가 2.5 이상인 것을 특징으로 한다.

상기 a1) 내지 c1) 단계를 통해 기판 위에 순차적으로 식각저지막, 금속막이 형성되었을 경우 193nm에서의 광학밀도가 2.5 이상인 것을 특징으로 한다.

상기 a1) 및 c1) 단계를 통해 기판 위에 금속막이 형성되었을 경우 금속막의 두께가 500Å 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 a1) 내지 c1) 단계를 통해 기판 위에 순차적으로 식각저지막, 금속막이 형성되었을 경우 식각저지막 및 금속막을 합한 두께가 500Å 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 d1) 단계에 있어서, 하드마스크막은 금속을 주성분으로 하고 금속 단독으로 사용되거나, 금속의 산화물, 탄화물, 질화물, 산화탄화물, 산화질화물, 탄화질화물, 산화탄화질화물 중에서 선택된 1종의 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 d1) 단계에 있어서, 하드마스크막의 금속은 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Hf, Ta, W, Os, Ir, Pt, Au 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 한다.

상기 b1) 단계에 있어서, 하드마스크막이 Ta 및 Cr을 동시에 주성분으로 포함하는 것도 가능하다. 예를 들면 TaCr, TaCrN, TaCrO, TaCrC, TaCrCN, TaCrCO, TaCrON, TaCrCON 등의 형태도 가능하다.

상기 d1) 단계에 있어서, 하드마스크막은 Cr 및/또는 Ta을 주성분으로 하고 이들의 단독 또는 질화, 탄화, 산화, 질화탄화, 질화산화, 탄화산화, 질화탄화산화물의 형태중에서 선택된 1종의 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 d1) 단계에 있어서, 하드마스크막의 조성은 전이 금속이 30~70at%, 바람직하게는 40~60at%, 탄소가 0~30at%, 바람직하게는 0~20at%, 산소가 0~20at%, 바람직하게는 0~15at%, 질소가 0~40at%, 바람직하게는 0~30at%의 조성비를 가지는 것 을 특징으로 한다.

상기 d1) 단계에 있어서, 하드마스크막은 불소 계열의 가스에 건식 식각이 되지 않으며, 염소 계열의 가스에 식각이 되는 것을 특징으로 한다. 이때 하드마스크막을 식각하기 위한 염소 계열의 가스가 하드마스크만 건식 식각이 가능하며, 하드마스크막의 바로 아래에 형성되는 금속막은 식각이 되지 않는 것을 특징으로 한다. 또한 기판 위에 형성되는 식각저지막이 하드마스크를 식각 가능한 식각 가스에 의해 식각이 가능한 것을 특징으로 한다.

상기 d1) 단계에 있어서, 하드마스크막은 3 내지 30nm 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 하드마스크막이 3nm 이하가 되면 하드마스크층 역할을 하지 못하게 되어 건식식각시 금속막의 손실이 일어날 수 있다. 그리고 30nm 이상이 되면 식각 시간이 길어짐으로 인해 공정시간이 길어지므로 생산성이 저하될 수 있으며, 두꺼운 두께로 인해 건식 식각시 Loading effect가 발생하게 되어 우수한 품질의 CD 구현이 힘들게 된다.

상기 a1) 내지 d1) 단계를 통해 기판 위에 순차적으로 식각저지막, 금속막, 하드마스크막이 형성된 경우에 있어서, 식각저지막의 두께는 하드마스크막의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 한다. 이는 식각저지막의 두께가 하드마스크막의 두께보다 얇을 경우 건식 식각시 식각저지막의 언더컷이 발생하게 되어 고품질의 CD 구현이 힘들게 때문이다.

상기 a1) 내지 d1) 단계를 통해 기판 위에 순차적으로 식각저지막, 금속막, 하드마스크막이 형성된 경우에 있어서, 식각저지막의 식각속도가 하드마스크막의 식각속도 보다 빠른 것을 특징으로 한다. 이는 식각저지막의 식각속도가 하드마스크막의 보다 느릴 경우 건식 식각시 식각저지막의 언더컷이 발생하게 되어 고품질의 CD 구현이 힘들게 때문이다.

상기 e1) 단계에 있어서, 표면처리는 주로 열처리를 통해 실시되는 것을 특징으로 하며, 표면처리를 위한 열처리 방법은 핫플레이트(Hot-plate), 진공 핫플레이트(Vacuum Hot-plate), 진공오븐(Vacuum Oven), 진공챔버(Vacuum Chamber), 퍼니스(Furnace) 중에서 선택된 방법을 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 e1) 단계에 있어서, 표면처리는 주로 열처리를 통해 실시되는 것을 특징으로 하며, 표면처리를 위한 열처리가 Lamp를 통해서 이루어지는 경우, 급속열처리(Rapid Thermal Process; RTP), 열선, 자외선 램프(Lamp), 할로겐(Halogen) 램프 등이 선택적으로 적용된다.

상기 e1) 단계에 있어서, 열처리시 사용되는 온도는 100~1000℃가 적용되며, 바람직하게는 200~800℃가 적용된다.

상기 e1) 단계에 있어서, 표면처리시 사용되는 진공도는 0~0.5 Pa이 적용되며, 바람직하게는 0.1~0.3 Pa이 적용된다.

상기 e1) 단계에 있어서, 표면처리시 사용되는 시간은 1~60분이 적용되며, 바람직하게는 5~40분이 적용된다.

상기 e1) 단계에 있어서, 표면처리시 사용되는 분위기 가스는 N₂, Ar, He, Ne, Xe 등이 적용된다.

상기 e1) 단계에 있어서, 표면처리 공정 후 냉각 시키는 단계를 포함하며, 냉각시에는 대기압 또는 진공상태에서 적용된다.

상기 e1) 단계에 있어서, 표면처리시 사용되는 매체는 액체이거나 기체 상태인 것을 특징으로 한다.

상기 e1) 단계에 있어서, 표면처리시 사용되는 매체는 실리콘을 필수적으로 포함하는 매체인 것을 특징으로 한다.

상기 e1) 단계에 있어서, 실리콘을 필수적으로 포함하는 매체는 헥사메틸디실란(Hexamethyldisilane), 트리메틸실릴디에틸아민(Trimethylsilyl diethylamine), O-트리메틸실릴아세테이트(O-trimethylsilyl-acetate), O-트리메틸실릴프로프리오네이트(O-trimethylsilylproprionate), O-트리메틸실릴부티레이트(O-trimethylsilylbutyrate), 트리메틸실릴트리플루오로아세테이트(Trimethylsilyltrifluoroacetate), 트리메틸메톡시실란(Trimethylmethoxysilane), N-메틸-N-트리메틸실릴트리플루오로아세트아마이드(N-methyl-N-trimethyl-silyltrifluoroacetamide), O-트리메틸실릴아세틸아세톤(O-trimethylsilylacetylacetone), 아이소프로페녹시트리메틸실란(Isopropenoxytrimethylsilane), 트리메틸실릴트리플루오로아세트아마이드(Trimethylsilyltrifluoroacetamide), 메틸트리메틸실릴디메틸케톤 아세테이트(Methyltrimethylsilyldimethylketone acetate), 트리메틸에톡시실란(Trimethylethoxysilane) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 한다.

상기 f1) 단계에 있어서, 레지스트막은 포지티브형 또는 네가티브형 화학증폭형레지스트를 통해 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 f1) 단계에 있어서, 레지스트막은 스핀 코팅, 스캔 코팅, 스캔 + 스핀, 스프레이 코팅 중에서 선택된 방법을 통해 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 f1) 단계에 있어서, 레지스트막의 두께가 200 ~ 4000Å인 것을 특징으로 한다.

상기 f1) 단계에 있어서, 레지스트막을 형성한 후 소프트 베이크는 90~170℃의 의 온도에서 5~30분 사이의 조건으로 핫플레이트에서 베이킹을 실시하는 것을 특징으로 한다.

상기 f1) 단계에 있어서, 레지스트막을 형성한 후 소프트 베이크를 실시하고 23도가 일정하게 유지되는 Cool-plate에서 5~30분 사이의 조건으로 냉각을 실시하는 것을 특징으로 한다.

상기 d1) 단계에서 하드마스크막에 질소가 필수적으로 포함되는 경우 상기 d1) 단계의 표면처리를 필수적으로 실시하는 것을 특징으로 한다. 이는 화학증폭형레지스트막으로부터 발생되는 강산이 금속막에 포함된 질소와의 결합이 발생하여 강산의 중화가 발생하게 된다. 이는 질소가 Lewis Base, 강산이 Lewis Acid의 역할을 하여 Lewis 결합으로 인해 강산의 중화 반응이 일어나게 된다. 이로 인해 화학증폭형레지스트와 하드마스크막의 계면에서 화학증폭형레지스트의 강산이 중화가 되어 화학증폭형레지스트가 현상액에 현상이 되지 않는 Scum이 발생하게 되고 이러한 현상을 기판의존성이라 한다. 이러한 기판의존성으로 인해 원하는 목표 CD의 구 현이 힘들게 되고 이로 인해 고품질의 포토마스크 제조가 힘들게 된다. 따라서 하드마스크에 질소가 필수적으로 포함될 때 표면처리를 필수적으로 실시해야만 한다.

상기 d1) 단계에서 하드마스크막에 질소가 포함되는 않은 경우 상기 d1) 단계의 표면처리를 선택적으로 실시하는 것을 특징으로 한다. 하드마스크막에 질소가 포함되지 않은 경우 강산의 중화에 의한 화학증폭형레지스트의 기판의존성은 발생하지 않지만 레지스트의 접착력 증가나 박막의 Stress 완화를 위해 표면처리를 실시하는 것이 바람직하다.

상기 b1) 내지 e1) 단계에 있어서, 식각저지막 내지 금속막 내지 하드마스크막을 형성 시 진공챔버 내에서 불활성 가스 및 반응성 가스를 도입하여 이루어지는 리액티브(reactive)스퍼터링 또는 진공증착방법(PVD, CVD, ALD)을 이용하여 형성한다. 이 때, 상기 반응성 가스로는 메탄(CH₄), 아세틸렌(C₂H₂), 에틸렌(C₂H₄), 프로판(C₃H₈), 비닐아세틸렌(C₄H₄), 디비닐아세틸렌(C₆H₆), 부탄(C₄H₁₀), 부틸렌(C₄H₈), 에탄(C₂H₆), 질소(N₂), 산소(O₂), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO₂), 플르오르카본(CF₄), 아산화질소(N₂O), 산화질소(NO), 이산화질소(NO₂), 암모니아(NH₃) 및 불소(F)로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 반사율을 낮추기 위해 탄소를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 진공챔버의 진공도는 0.1 내지 30mTorr, 인가전력은 0.1 내지 3kW인 조건에서, 상기 반응성 가스의 혼합 비율은 불활성 가스: 질소(N₂): 산소(O₂): 메탄(CH₄)을 10 내지 100%: 0 내지 95%: 0 내 지 95%: 0 내지 95%로 할 수 있다. 그리고 상기 질소 또는 산소 또는 질소 및 산소 대신에 아산화질소(N₂O), 산화질소(NO), 이산화질소(NO₂), 암모니아(NH₃) 및 불소(F) 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.

상기 b1) 내지 e1) 단계에 있어서, 식각저지막 내지 금속막 내지 하드마스크막을 형성 시, 탄소 원소가 0 내지 10at%의 구성비를 갖는 것이 바람직하다. 이는 막 조성비 중 탄소의 함량이 증가할수록 박막의 면저항이 낮아지기 때문이며 10% 이상을 초과할 경우 면저항 특성이 나빠지게 되며, 박막의 케미칼에 대한 신뢰성 특성이 나빠지게 된다.

상기 b1) 내지 e1) 단계에 있어서, 식각저지막 내지 금속막 내지 하드마스크막의 면저항 값은 1,000Ω 이하가 되는 것이 바람직하다. 포토마스크 제작을 위한 전자빔 노광시 면저항이 높게 되면 차지업(Charge Up) 현상이 발생할 수 있다. 상기 차지업 현상이 발생하게 되면 패턴 불량이 발생하거나 패턴의 위치가 이동되어 패턴 위치 불량을 일으키게 된다. 상기와 같이 막 중 탄소의 조성비를 조절함으로써 면저항 값을 1,000Ω 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 b1) 내지 e1) 단계에 있어서, 식각저지막 내지 금속막 내지 하드마스크막에 대해 황산 또는 암모니아 등을 사용하는 SPM 공정 및 SC1에 대해 2시간 동안 Dipping 시 193nm에서의 반사율이 1% 이내이어야 한다. 일반적으로 블랭크 마스크를 사용하여 포토마스크를 제조하는 과정에서 3회 내지 10회 정도의 세정 공정을 거치게 된다. 따라서 적층된 막이 세정액에 대하여 높은 내화학성을 갖고 있지 않 다면, 투과율 및 반사율의 변화에 의하여 CD가 달라질 수 있다.

상기 b1) 내지 e1) 단계에 있어서, 식각저지막 내지 금속막 내지 하드마스크막에 있어서, 각 박막의 밀도는 2g/㎤ 이상인 것을 특징으로 한다. 이때 박막의 밀도가 2g/㎤ 미만으로 형성되게 되면 식각저지막, 차광막, 반사방지막에 있어서 노광광의 차단하는 기능이 떨어지게 되어 실질적인 광차단막의 역할을 못하게 되어 두꺼운 두께의 박막이 요구되게 되어 Loading effect를 개선하는 효과가 떨어지게 된다. 또한 블랭크 마스크 및 포토마스크 세정시 사용되는 화학약품인 황산이나, 암모니아 같은 화학약품이 밀도가 낮은 박막과 접촉하게 되면 쉽게 박막의 표면에서 화학반응이 일어나게 되어 내화학성이 나쁘게 되어 박막의 특성 변화가 발생하게 되어 반사율 변화등과 같은 문제를 발생시키게 되고 두께 변화가 발생하게 되어 광학밀도 조절에 어려움을 격게 된다. 또한 성장성 결함인 haze defect이 쉽게 발생할 수 있는 환경을 만들어 주게 된다. 박막의 밀도가 낮게 되면 표면 에너지가 증가하게 되어 쉽게 표면에서 황산, 암모니아 같은 화학약품들이 표면과 화학적, 물리적 결합을 형성하게 되어 표면에 잔류하게 되고 이러한 잔류 화학물질들이 반도체 제조 공정에서의 lithography 공정에서 노광광에 의해 반응하게 되어 haze 결함을 형성하게 된다. 따라서 박막의 밀도는 2g/㎤ 이상의 요구된다. 이러한 박막의 밀도는 박막의 조성비 조절로써 조절할 수 있다. 그리고 이러한 박막의 조성비는 스퍼터링 타겟의 조성비, 스퍼터링 공정시 사용되는 반응성 가스의 종류 및 유량에 의해 결정이 된다. 그리고 박막의 조성비 뿐만 아니라 스퍼터링 공정 조건인 압력, 파워, 기판 가열(heating) 등과 같은 공정조건에 의해서도 조절이 가능하다. 또한 박막 형성시 사용되는 스퍼터링 타겟은 HIP(hot iso-static pressing) 방식을 통해서 제조된 타겟을 사용하는 것이 적절하다.

상기 b1) 내지 e1) 단계에 있어서, 식각저지막 내지 금속막 내지 하드마스크막이 비정질(amorphous) 상태인 것을 특징으로 한다. 이러한 박막의 비정질 상태는 스퍼터링 공정 시 기판 가열 온도 조절을 통해 가능하며 적절하게는 700℃ 이하가 적절하며, 보다 바람직하게는 500℃ 이하의 온도가 바람직하다. 만약 박막이 결정성을 가지게 되면 패턴 형성을 실시하였을 때 패턴의 에지 거칠기가 나쁘게 되고 이로 인해 CD 특성에 악영향을 미치게 되어 고품질의 포토마스크 제조가 힘들게 된다.

상기 b1) 내지 e1) 단계에 있어서, 식각저지막 내지 금속막 내지 하드마스크막의 제조 후 100℃ 내지 500℃의 온도로 열처리를 선택적으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 열처리 공정은 상기 e1) 단계에서 실시하는 표면처리와는 별도로 선택적으로 실시할 수 있다. 열처리를 통해 반사율, 건식 및 습식 식각률의 변화 없이 막의 조성 조직, 구조 등의 변화에 따라 하부 차광막 및 반사방지막을 식각 시 식각 내성, 내화학성 등을 향상 시킬 수 있다. 열처리의 단계는 블랭크 마스크 제조시에만 국한 되는 것이 아니며, 포토마스크 제조시 레지스트 식각 마스크로 하드마스크 패터닝 후 열처리를 실시하여도 열처리에 따른 효과 차이는 없다. 상기와 같이 열처리를 하여 하드마스크막의 식각 내성을 향상시킴으로써 보다 더 두께가 낮은 하드마스크 막을 구성 가능하다. 식각 내성을 향상시킨 하드마스크막으로써 하부의 금속막을 식각 할 수 있으며, 두께가 낮으므로, 식각시 식각 가스 및 식각액 에 대한 표면적 반응이 높아진다. 따라서 식각 내성이 높으며 하드마스크 두께를 낮추는 것이 가능하기 때문에, 하부 막의 식각에 대한 식각 선택비를 향상시킬 수 있으며, 또한 CD의 선형성과 피델리티 등의 CD 특성이 개선시킬 수 있으며 포토마스크 제조를 위한 노광량 감소의 효과가 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 블랭크 마스크 및 포토마스크는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 화학증폭형레지스트막의 기판의존성현상 제거를 통해 포토레지스트의 고정밀도 패턴 정밀도 및 패턴 전사 정밀도가 가능하게 되어 CD가 매우 우수해질 수 있는 블랭크 마스크를 제공한다.

둘째, 하드마스크막을 형성 시 열처리를 함으로써 반사율, 식각률의 변화가 없는 범위에서 하드마스크막에 대한 식각내성을 향상시킴으로써 건식 및 습식 식각시 하부 반사방지막 및 차광막의 표면에 데미지를 줄일 수 있어 고정밀도의 패턴 전사를 가능하게 할 수 있으며, 두께가 낮아 식각 선택비가 높고, CD가 매우 우수해질 수 있는 블랭크 마스크를 제공한다.

셋째, 발명된 블랭크 마스크를 사용하여 포토마스크 제조시 50~100nm의 패턴에서 Fidelity, 선형성, Iso-Dense Bias, LER의 특성이 매우 우수한 품질의 포토마스크를 제공한다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 하고자 한다. 다음에 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

본 실시예에서는 포토레지스트의 두께에 따른 Linearity, 조밀 패턴- 단독 패턴의 차이, 패턴의 형성(LER: Line Edge Roughness), Fidelity의 차이를 보기 위해 포토레지스트의 두께를 다르게 하여 두 종류의 블랭크 마스크를 제작하였다.

도 1a 내지 1f는 본 발명의 제 1실시예에 따른 블랭크 마스크 및 포토마스크 제조방법을 도시한 것이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 블랭크 마스크는 기판(1) 위에, 식각저지막(2), 차광막(3), 반사방지막(4), 하드마스크막(5)을 순차적으로 형성하였다. 그 다음 화학증폭형레지스트(6)를 코팅하여 제작된 블랭크 마스크를 도 1b에 도시하였다.

보다 구체적으로 설명하면, 먼저 투명기판 위에 크롬 타겟과 아르곤:질소:메탄=40sccm:15sccm:5sccm의 가스조건으로 하여 리액티브 스퍼터링 방법으로 DC 전원을 인가하여 크롬탄화질화물(CrCN)의 식각저지막을 15nm 두께로 적층하였다. 상기 크롬탄화질화물(CrCN)의 경우크롬 식각액으로 사용되는 CR7-S 등에 의해 습식식각이 가능하며, 또한 염소(Cl₂) 가스와 산소(O₂) 가스에 의해 건식 식각이 가능하다. 그리고 이때 기판의 가열 온도는 470℃의 온도가 하드마스크막 형성시 까지 유지 되었다. 또한 스퍼터링 공정 압력은 식각저지막, 차광막, 반사방지막, 하드마스크막 모두 1~5mtorr의 압력이 적용되었으며, 스퍼터링 파워의 경우 식각저지막, 차광막, 반사방지막, 하드마스크막 모두 100~2000W의 파워가 적용되었다..

그 다음 상기 식각저지막 위에 동일한 방식으로 몰리브데늄:탄탈륨:실리콘이 15:5:80at%의 조성비를 가지고 있는 타겟과 불활성 가스인 아르곤(Ar) 80sccm을 사용하여 30nm의 두께로 MoTaSi 차광막을 적층하였다. 그 다음 상기 차광막 제조시의 동일한 타겟으로 아르곤(Ar):질소(N₂)=60sccm:15sccm의 가스조건으로 하여 DC 전원을 인가하여 MoTaSiN을 10nm의 두께로 적층하였다.

상기의 차광막, 반사방지막과 같은 금속막에 MoTaSi를 Base로 한 물질에 대해 적용을 실시하였지만 MoSi base의 금속막 형성도 가능하다. MoSi 보다는 MoTaSi의 소멸계수(extinction coefficient, k)가 높아 더 앞은 두께에서 적절한 광학밀도를 구현할 수 있으므로 금속막 재료로는 MoTaSi가 더 적절하다. 또한 MoTaSi 뿐만 아니라 소멸계수가 더 높은 다른 전이금속의 적용도 무방하다.

상기 식각저지막, 차광막, 반사방지막을 적층 후 ArF 노광파장인 193nm에서 광학밀도가 식각저지막을 포함하여 2.98로 측정되었으며 193nm에서의 반사방지막 표면의 반사율이 18.2%로 측정되어 광학밀도 및 반사율에 문제가 없었다.

그 위에 크롬(Cr) 타겟과 아르곤:산소:질소:메탄 = 40sccm:5sccm:10sccm:3sccm의 가스 조건으로 리액티브 스퍼터링 방법으로 DC 전원을 인가하여 크롬 탄화산화질화물(CrCON)의 하드마스크막을 10nm 두께로 적층하였 다.

상기 하드마스크막 표면의 전자빔(E-beam) 노광시 차지업 문제의 유무를 판단하고자 면저항을 측정하였다. 면저항은 200Ω/□으로 문제가 없었다.

이때 투명기판 위에 CrCN 식각저지막, MoTaSi 차광막, MoTaSiN 반사방지막, CrCON을 형성한 후 XRR(x-ray reflectivity)을 통해 박막의 밀도 측정을 실시하였다. 식각저지막의 경우 2.7g/㎤, 차광막의 경우 3.25g/㎤, 반사방지막의 경우 2.95g/㎤, 하드마스크막의 경우 2.36g/㎤으로 측정되었다. 박막의 밀도를 최소 2g/㎤이 요구된다. 박막의 밀도가 2g/㎤ 미만으로 형성되게 되면 식각저지막, 차광막, 반사방지막에 있어서 노광광의 차단하는 기능이 떨어지게 되어 실질적인 광차단막의 역할을 못하게 되어 두꺼운 두께의 박막이 요구되게 되어 Loading effect를 개선하는 효과가 떨어지게 된다. 또한 블랭크 마스크 및 포토마스크 세정시 사용되는 화학약품인 황산이나, 암모니아 같은 화학약품이 밀도가 낮은 박막과 접촉하게 되면 쉽게 박막의 표면에서 화학반응이 일어나게 되어 내화학성이 나쁘게 되어 박막의 특성 변화가 발생하게 되어 반사율 변화등과 같은 문제를 발생시키게 되고 두께 변화가 발생하게 되어 광학밀도 조절에 어려움을 격게 된다. 또한 성장성 결함인 haze defect이 쉽게 발생할 수 있는 환경을 만들어 주게 된다. 박막의 밀도가 낮게 되면 표면 에너지가 증가하게 되어 쉽게 표면에서 황산, 암모니아 같은 화학약품들이 표면과 화학적, 물리적 결합을 형성하게 되어 표면에 잔류하게 되고 이러한 잔류 화학물질들이 반도체 제조 공정에서의 lithography 공정에서 노광광에 의해 반응하게 되어 haze 결함을 형성하게 된다. 따라서 박막의 밀도는 2g/㎤ 이상의 요구 된다. 이러한 박막의 밀도는 박막의 조성비 조절로써 조절 할 수 있다. 또한 박막 형성시 사용되는 스퍼터링 타겟은 HIP(hot iso-static pressing) 방식을 통해서 제조된 타겟을 사용하는 것이 적절하다.

그리고 박막의 결정화 상태를 알아보기 위해 각각의 박막 즉, 식각저지막, 차광막, 반사방지막을 각각의 기판에 앞의 조건과 동일하게 형성을 실시한 후 XRD(x-ray deffraction)를 통해 박막의 결정화 상태에 대한 측정을 실시하였다. 측정 결과 모두 비정질 상태로 측정이 되었다. 따라서 패턴 형성 후 line edge roughness(LER) 특성이 우수한 패턴이 형성됨을 알 수 있다.

다음으로 하드마스막을 형성한 후 Hot-plate를 사용하여 표면처리를 실시하였다. 이때 표면처리는 HMDS Vapor Priming 방식을 통해 이루어 졌으며 150℃/10분간 실시되었다. 이는 화학증폭형레지스트를 사용하여 Pattern 형성시 Substrate dependency에 의한 scum 방지를 통해 우수한 pattern profile 형성을 통해 고품질의 CD를 얻기 위함이다.

그 다음 전자빔 노광 장치용의 포지티브(Positive) 화학 증폭형 포토레지스트(CAR: Chemical Amplified Resist)인 FEP-171을 각각 200nm, 300nm의 두께로 스핀 코팅하고 소프트 베이크(Soft Bake)를 실시하여 블랭크 마스크를 제조하였다.

포토레지스트의 두께의 차이에 따른 CD차이를 보기 위하여 종래의 200nm두께의 레지스트와 대비하여 200nm의 포토레지스트를 도포하여 실시하였다. CD 대비 포토레지스트의 두께가 낮은, 다시 말해 Aspect Ratio(레지스트의 두께/CD 크기)가 작음으로써 정밀한 CD의 포토마스크 제조를 위하여 200nm의 두께로 하였으며, 두께 에 대한 차이 외의 변수가 CD의 영향을 주지 않도록, 포토레지스트의 점도, 포토레지스트 도포량, 각 코팅 단계별 회전수, 건조 방법, 소프트 베이크 온도 등을 종래의 방법에서 적절히 변경하여 제어된 방법을 사용하여 동일하게 코팅하였다.

다음으로, 위와 같이 제조된 블랭크 마스크를 이용하여 본 실시예에 의한 포토마스크를 제조하는 방법을 도 1c~1g를 통해 설명한다.

먼저 도 1c를 참조하여, 상기 블랭크 마스크를 전자빔 노광 장치를 사용하여 노광을 실시하였다. 전자빔 노광 장치는 50kV의 가속 전압을 사용하여 50nm 내지 100nm의 CD를 갖는 패턴을 노광을 하였다.

그리고 PEB(post exposure bake) 및 현상 공정을 실시하여 레지스트 패턴을 형성하였다.

그 다음 도 1d를 참조하여, 패터닝된 포토레지스트를 식각 마스크로 하여 건식식각(염소(Cl₂): 산소(O₂)=80sccm: 5sccm, 40W, 1Pa)으로 크롬탄화산화질화물(CrCON)의 하드마스크막의 패터닝을 실시하였다.

다음에 도 1e를 참조하여, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하드마스크막을 패터닝 후, 잔류하는 포토레지스트를 산소(O2)가스를 사용하는 애슁(Ashing)방법으로 제거하였다.

다음에 도 1f를 참조하여, 하드마스크막의 패턴을 식각 마스크로 하여 건식식각(CF₄=80sccm, 40W, 1Pa)하여 차광막 및 반사방지막을 제거하였다.

다음에 도 1g를 참조하여, 상기 차광막 및 반사방지막을 제거 후 크롬 식각 액으로 쓰이는 CR-7S를 이용하여 최하층의 식각 저지막을 제거하였으며, 동시에 차광막 및 반사방지막의 식각 마스크로 쓰인 크롬탄화산화질화물(CrCON)의 하드마스크도 동시에 제거하였다. 그리고 이때 최하층의 식각저지막을 식각시 습식 식각 뿐만 아니라 염소가스와 산소가스를 통한 건식식각을 통해서도 식각이 가능하다. 그리고 건식식각시에도 식각저지막과 하드마스크막의 식각은 동시에 이루어진다.

그 다음 세정을 실시하여 본 발명의 제 1 실시예에 의한 포토마스크(200)를 완성하였다. 두 종류의 포토마스크를 토대로 그 단면을 주사형 전자 현미경으로 관찰한 결과, 식각 단면형상(LER)은 양호하였고, 차광막과 반사방지막의 사이에 단차가 확인되지 않았고, 불소계 건식식각에 의해 차광막과 반사방지막이 하나의 조작으로 패터닝 가능하다는 것을 확인할 수 있었다. 피델리티, 조밀패턴, 단독패턴의 CD차이는 도 2에 도시하였다. 피델리티는 컨택홀 패턴의 특정비(측정된 CD 면적/ 설계한 CD 면적)로 하였으며, 조밀 패턴 및 단독 패턴은 설계된 CD와 패턴된 CD 차이를 가지고 평가 하였다. 평가 결과 레지스트의 두께가 낮을수록 피델리티가 높게 나왔으며, 조밀패턴 및 단독 패턴의 CD 차이도 작게 나왔다. 이 결과로 보아 CD가 줄어듦에 따른 Aspect Ratio가 커지는 문제를 해결하기 위해 포토레지스트의 두께를 낮게 도포함으로써 우수한 CD형성이 가능하다는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과는 건식 식각시 반응성 가스에 의한 패턴의 반응성이 높아지므로 두께가 낮은 레지스트가 높은 레지스트에 비하여 Aspect Ratio가 작으므로 실제 CD 차이가 줄어듦을 확인 할 수 있었다.

이상의 결과로부터, 본 발명의 블랭크로 포토마스크를 제작할 때의 레지스트 의 필요 막 두께를 얇게 함으로써 단독패턴과 조밀패턴의 CD 크기의 차이 및 피델리티가 더욱 개선될 수 있는 장점이 있다. 또한 본 실시예에서는 투명기판/식각저지막/차광막/반사방지막/하드마스크막/레지스트막으로 구성되는 블랭크 마스크에 대한 실시예 이지만, 본 구조를 그대로 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크에도 적용이 가능하다. 즉, 투명기판/위상반전막/식각저지막/차광막/반사방지막/하드마스크막, 레지스트막으로 구성되는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크에 적용이 가능하다. 이때 위상반전막은 단일막 또는 다층막으로 구성되는 MoSiN, MoSiO, MoSiC, MoSiON, MoSiCN, MoSiCO, MoSiCON 등으로 구성되거나 MoTaSiN, MoTaSiO, MoTaSiON, MoTaSiCN, MoTaSiCO, MoTaSiCON 등으로 구성되는 위상반전막을 의미한다. 그리고 2층막 이상으로만 구성되는 위상반전막의 경우 기판으로부터 하부층이 투과율을 주로 제어하며 위상도 제어를 하는 TaHf, Ta, Hf 등의 투과율 제어막이며, 상부층의 경우 위상반전을 주로 제어하며 투과율도 제어를 하는 SiO, SiN, SiON, MoSiO, MoSiN, MoSiCN, MoSiCO, MoSiCON, MoTaSiO, MoTaSiN, MoTaSiCN, MoTaSiCO, MoTaSiCON 등과 같은 위상반전 제어막을 의미한다. 또한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 구조에서 식각저지막의 생략도 가능하다.

(실시예 2)

본 실시예는 상기 제 1실시예와 달리 하드마스크의 두께에 따른 Linearity, 조밀 패턴, 단독 패턴의 차이, 식각단면의 형성(LER: Line Edge Roughness), Fidelity의 차이를 보기 위해 하드마스크의 두께를 다르게 하여 두 종류의 블랭크 마스크를 제작하였다. 상기 하드마스크 막 두께에 대한 차이만을 보기 위하여 동일한 구조로 막을 형성하고, 동일한 화학증폭형레지스트를 도포하였다.

먼저, 상기 제 1실시예와 동일한 방법으로 투명기판 위에 15nm의 식각저지막을 적층하고, 그 위에 35nm 두께의 몰리브데늄 실리사이의(MoSi)의 차광막, 15nm의 몰리브데늄 실리사이드 질화물(MoSiN)의 반사방지막을 적층하였다. 그리고 나서 하드마스크 층을 두께에 따른 CD 변화량 차이를 확인 하기 위하여, 15nm와 30nm의 하드마스크막으로 하여 제작 후 열처리를 300℃ 에서 1시간 동안 실시하였다.

그 다음, 포지티브 화학증폭형포토레지스트(CAR)인 FEP-171을 150nm의 두께로 코팅하여 블랭크 마스크를 제작하였다.

상기 블랭크 마스크를 이용하여 노광, PEB 및 현상 한 후 건식 식각 하여 하드마스크막, 반사방지막 및 차광막을 차례로 제거하고, 최하층의 식각저지막은 CR-7S으로 습식식각하여 제거하였다. 그 결과를 도 3에 도시하였다.

상기 제 1실시예의 결과와 비교하여 볼 때, 하드마스크에 대한 포토레지스트의 Aspect Ratio가 작을수록 CD 차이량이 줄어듦을 알 수 있었다. 동일한 원리로 판단해 보면, 실험 결과 하드마스크막의 두께를 낮춤으로써 하부의 반사방지막, 차광막을 식각할 때 Aspect Ratio가 줄어듦으로써 건식식각 가스에 대한 반응성이 향상됨으로써 CD 차이량이 현저히 줄어듦을 확인 할 수 있었다.

(실시예 3)

본 실시예는 상기 블랭크 마스크 공정에서 하드마스크 막의 적층 후 열처리 실시 유무에 따른 식각 내성 특성에 대한 평가 실시예이다. 하드마스크막 적층 후 열처리를 350℃ 에서 40분간 진행한 블랭크 마스크와 열처리를 하지 않은 블랭크 마스크를 준비하여 평가를 실시하였다.

상기 하드마스크막에 대한 열처리 효과 차이만을 보기 위하여 상기 제 1 실시예와 동일한 구조로 막을 형성하고, 200nm 두께의 동일한 화학증폭형레지스트를 도포하였다.

그 다음 전자빔 노광, PEB 및 현상 후 상기 레지스트 패턴을 식각마스크로 하여 상기 하드마스크막을 건식 식각 하여 제거하였다. 상기 하드마스크막 제거 후 잔류하는 포토레지스트막은 애슁(Ashing)에 의해 제거하였다. 그리고 하드마스크막 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 반사방지막 및 차광막을 제거하고, 식각저지막과 하드마스크막은 습식식각으로 제거하였다.

하드마스크막 패턴으로 상기 차광막 및 반사방지막의 건식식각에 대한 결과를 보기 위하여 주사형 전자현미경으로 관찰한 결과, 열처리를 하지 않은 블랭크 마스크의 패턴 열화가 심하였고, 열처리를 한 블랭크 마스크의 식각 단면 형상은 양호하였다. 이 결과로 보아 열처리를 하지 않은 하드마스크막은 상기 차광막 및 반사방지막의 건식식각시 식각 내성을 충족하지 못하여 버티지 못하고 식각되어 상기 반사방지막 및 차광막에 데미지를 준 것으로 판단된다.

이상의 결과로부터, 본 발명의 하드마스크막 제조시 열처리를 함으로써 식각 내성을 향상시켜 낮은 하드마스크막으로 패턴형성이 가능하여 Aspect Ratio를 줄이면서 보다 더 정밀한 CD 구현이 가능해지는 것을 알 수 있다.

(실시예 4)

본 실시예는 상기 블랭크 마스크 공정에서 표면처리에 따른 실시예이다. 블랭크 마스크 제조는 실시예 1과 동일하게 투명기판 위에 차광막 및 반사방지막으로 구성되는 금속막을 형성하고 질소를 필수적으로 함유하는 하드마스크막의 형성을 실시하였다. 다음에 하드마스크막 위에 실시예 1과 동일한 표면처리를 실시한 후 화학증폭형레지스트를 200nm의 두께로 스핀 코팅을 실시하여 블랭크 마스크의 제조를 실시하였다. 그리고 비교를 위해 표면처리를 실시하지 않은 블랭크 마스크의 제조를 동시에 실시하였다.

다음으로 상기의 과정을 통해 제조된 블랭크 마스크를 50kV의 가속전압을 가지는 전자선 노광을 통해 레지스트막에 대한 노광을 실시하였다. 그리고 PEB 및 현상 공정을 실시하여 레지스트막에 대한 Pattern Profile 관측을 실시하였다.

관측 결과 도 4a를 참조하여, 표면처리를 실시한 경우에는 Scum이 존재하지 않는 고정밀도를 가지는 수직에 가까운 Pattern Profile의 형성이 가능하였지만, 표면처리를 실시하지 않은 도 4b의 경우에는, 레지스트막과 하드마스크막의 계면에서 노광으로 인해 현상이 되어서 레지스트막이 없어져야 할 부분에 강산의 중화작용으로 인해 스컴(7)이 발생하였음을 확인할 수 있었다. 또한 Pattern profile도 수직이 아닌 Broad한 pattern이 얻어져 pattern 정밀도가 떨어짐을 확인할 수 있었다. 그래서 이러한 레지스트 패턴의 정밀도가 떨어짐으로 인해 최종적인 포토마스크의 CD도 떨어짐을 확인할 수 있었다.

상기의 실시예에서는 질소를 필수적으로 포함하는 하드마스크막에 표면처리를 실시함으로서 화학증폭형레지스트를 적용시 정밀한 패턴을 얻을 수 있지만, 하드마스크막이 질소를 필수적으로 함유를 하지 않더라도 표면처리를 실시하는 것이 바람직하다. 하드마스크막에서 기판의존성의 원인인 질소를 함유하지 않더라도 강산이 하드마스크막으로 확산이 되거나 소실이 일어날 수 있고 이로 인해 화학증폭형레지스트 패턴의 정밀도가 떨어질 수 있다. 또한 표면처리를 실시함으로 인해 접착력이 향상될 수 있다. 따라서 질소를 필수적으로 함유하지 않더라도 표면처리를 실시하는 것이 바람직하다.

(실시예 5)

본 실시예는 식각저지막이 없는 경우에 대한 실시예이다.

먼저, 기판 위에 10:90at%의 Mo:Si 조성을 가지는 단일 타겟을 사용하여 DC 마그네트론 스퍼터링을 통해 MoSiN의 조성을 가지는 차광막을 약 30nm의 두께로 형성을 실시하였다. 이때 두께는 10 내지 40nm의 두께에서 선택적으로 형성이 가능하다. 또한 MoSiN 뿐만 아니라 MoSi, MoSiC, MoSiCN의 조성을 가지는 형태로 형성해도 무방하다.

그리고 다음에 10:90at%의 Mo:Si 조성을 가지는 단일 타겟을 사용하고, DC 마그네트론 스퍼터링을 실시하여 MoSiCON의 조성을 가지는 반사방지막을 15nm의 두께로 형성을 실시하였다. 이때 반사방지막의 형태는 MoSiN, MoSiCN, MoSiO, MoSiCO 중에서 선택된 1종의 형태로 선택적으로 형성할 수도 있다.

그리고 투명기판 위에 MoSiN의 차광막, MoSiCON의 반사방지막을 형성한 후 Cr으로 구성되는 하드마스크막을 10nm의 두께로 형성을 실시하였다. 하드마스크막은 크롬 타겟을 DC 마그네트론 스퍼터링 방법을 통해 형성을 실시하였다. 이때 하드마스크막은 Cr 단독, CrC, CrO, CrN, CrCN, CrCO, CrCON 이나 Ta 단독, TaC, TaO, TaN, TaCO, TaCN, TaCON 중에서 선택된 1종을 적용할 수 있다.

그리고 이때 광전자분광법(x-ray photoelectron spectroscopy, XPS)를 통해 박막의 조성비를 분석한 결과 차광막의 경우 Mo:Si:N의 조성이 11.8at%:59.2at%:29at%로 분석이 되었으며, 반사방지막의 경우 Mo:Si:C:O:N의 조성이 10.4at%:58.3at%:1.2at%:1.6at%:28.5at%로 분석이 되었다. 그리고 하드마스크막의 경우 100at%의 크롬으로 분석이 되었다.

다음에 하드마스크막 표면에 HMDS(hexamethyl disiloxane)를 150도의 핫플레이트에서 처리를 실시하고 화학증폭형레지스트를 150nm의 두께로 형성하여 블랭크 마스크의 제조를 실시하였다.

상기의 과정을 통해 제조된 블랭크 마스크를 사용하여 50kV 전자선 노광 장치를 통해 CAR를 노광하고 PEB 공정을 거쳐 일반적인 현상을 통해 레지스트 패턴을 형성하였다.

다음에 레지스트 패턴을 마스킹으로하여 Cr의 조성을 가지는 하드마스크막의 건식 식각 공정을 실시하였다. 이때 하드마스크막 건식 식각은 염소 및 산소 가스를 혼합하여 유도 결합 플라즈마(inductively coupled plasma, ICP) 에칭 방법을 통해 실시하였다.

다음에 필요없어진 레지스트 패턴을 오존수 세정을 통해 제거를 실시하였다. 다음에 하드마스크 패턴을 마스킹으로 하고 불소계 가스인 SF₆와 산소 가스를 혼합하여 ICP 에칭을 통해 반사방지막 및 차광막에 대한 건식 식각을 실시하였다. 이때 SF₆, CF₄, C₄F₄ 등과 같은 불소계 가스는 차광막 아래부분에 있는 투명 기판(석영 기판)도 동시에 손상을 주기 때문에 차광막에 대한 에칭 종점을 종점 검출기(end point detector, EPD)를 통해 검출을 실시하여 에칭 시간에 대한 조절을 실시하여 투명 기판의 손상을 최소화 하였다. 그리고 이러한 투명 기판에 대한 손상을 방지하기 위해 차광막과 투명기판 사이에 불소계 가스에 식각이 되지 않거나 식각율이 느린 Cr이나 Ta과 같은 전이금속을 주성분으로 하는 식각저지막의 형성을 통해 투명기판의 손상을 방지하는 것도 가능하다.

다음에 염소계 가스와 산소 가스를 혼합하여 ICP 에칭을 실시하여 하드마스크 패턴에 대한 제거를 실시하여 포토마스크의 제조를 실시하였다. 이때 염소계 가스는 MoSiCON의 조성을 가지는 반사방지막 및 투명 기판에 대한 손상을 주지 않는다.

다음에 CD SEM을 통해 CD 측정을 실시한 결과 50nm 선/공간(line and space) 회로에 있어서 선 회로에 대해 측정을 실시한 결과 MTT(mean to target)가 3nm 이하, CD uniformity가 2.4nm 이하, iso dense bias가 2.1nm, LER이 1.2nm로 우수한 CD 특성을 보여 22nm 급의 광학근접교정(optical proximity correction, OPC) 패턴 형성 구현이 가능한 고정밀도의 포토마스크 제작이 가능함을 확인할 수 있었다. 이 는 박막의 밀도가 모두 2g/㎤이고, 박막의 결정화 상태가 비정질이기 때문에 달성이 가능하다.

본 실시예에서는 식각저지막 없이 투명 기판 위에 MoSiN 차광막, MoSiCON 반사방지막, Cr 하드마스크막의 형성을 통해 블랭크 마스크의 제조를 실시하였지만 여러가지 형태의 실시예 변형이 가능하다. Cr, Ta 등과 같은 전이금속을 모체로하는 식각저지막의 형성 유/무, MoSi 계열의 차광막 및 MoTaSi 계열의 반사방지막, MoTaSi 계열의 차광막 및 MoSi 계열의 반사방지막 등 여러가지의 형태로 변형이 가능하다. 또한 하드마스크막도 Cr 뿐만이 아닌 Ta, W, Hf, Zr, Ti 등과 같은 다양한 전이 금속을 모체로하여 변형이 가능하다.

(실시예 6)

다음은 단일막 금속막으로 MoSi 타겟을 이용하고 하드마스크 물질로 Cr 타겟을 이용한 실시예이다.

먼저 준비된 6inch x 6inch x 0.25inch의 합성 석영 기판위에 몰리브데늄:실리콘이 10:90at%의 조성비를 가지는 MoSi 타겟을 이용하여 단일막 금속막을 증착하였다. 이 때 증착되는 박막은 DC Magnetron Sputtering 방법을 적용하였으며, 파워를 570W, 압력을 1.5mtorr에서 아르곤(Ar) : 질소(N₂) = 80sccm : 20sccm의 가스조건으로 DC 전원을 인간하여 MoSiN을 50nm의 두께로 적층하였다. 상기의 금속막의 두께는 50nm로 한정되는 것이 아니며, 20~80nm의 두께에서 형성될 수 있으며, 파워 는 0.1 내지 5kW, 압력은 0.1mtorr 내지 10mtorr, 반응성 가스 또한 아르곤이 10~100sccm, 질소가 10~90sccm으로 변경이 가능하며, 반응성 가스로서 아르곤의 단독 또는 메탄, 이산화탄소, 산소가 추가될 수 있다.

상기의 금속막에 광학 특성 평가 결과 ArF 노광파장인 193nm에서 광학밀도가 금속막 표면에서 2.95로 측정되었으며, 193nm에서 금속막 표면의 반사율이 21.2%로 측정되어 광학밀도 및 반사율에 문제가 없었다.

그리고, 화학 약품에 대한 금속막의 내화학성을 평가하기 위하여 80도의 황산, 23도의 SC 1 및 크롬 에천트인 CR-7S에 2시간 동안 침지한 후 193nm에서의 투과율 변화를 살펴본 결과 황산에 0.12%, SC 1에 0.23%, CR-7S에 0.01%, NaOH에 0.12%의 투과율 변화를 나타내어 내화학성 역시 우수함을 알 수 있었다.

그 다음 상기 형성된 금속막 위에 크롬(Cr) 타겟과 아르곤 : 질소 : 메탄 : 산소 = 20sccm : 60sccm : 1sccm : 1.25sccm의 가스 조건으로 크롬 탄화산화질화물(CrCON)의 하드마스크막을 10nm 두께로 적층하였다. 이 후 하드마스크막 표면의 전자빔(E-beam) 노광시 차지업(Chage-up) 문제의 유무를 판단하고자 면저항을 4-Point Probe를 이용하여 측정하였다. 면저항 측정 결과 하드마스크막 표면에서 220Ω/□을 나타내어 사용하는데 문제가 없었다.

이 후 50keV의 가속 전압을 가지는 E-beam Writer를 이용하여 노광, PEB 및 현상 한 다음 레지스트막을 패턴 마스크로 하여 하드마스크막을 Cl₂ 가스를 40sccm, 파워를 400W, 압력을 5mtorr로 하여 건식 식각하고, 레지스트를 제거하였다. 이 후 CrCON의 하드마스크막을 마스크 패턴으로 하여 금속막인 MoSiN을 CF₄ 가스 80sccm, 파워를 500W, 압력을 5mtorr로 하여 건식 식각하였다. 이 후 남아있는 하드마스크 막을 CR-7S을 이용하여 제거하여 포토마스크를 제조하였다. 완성된 포토마스크를 CD-SEM을 통해 CD 측정을 실시한 결과 50nm 선/공간(Line/Space) 회로에 있어서 선 회로에 대한 측정을 실시한 결과 MTT가 2.7nm, CD Uniformity가 2.2nm, iso dense bias가 2.0nm, LER이 1.1nm로 우수한 CD 특성을 보여 22nm 급의 광학근접교정 패턴 형성 구현이 가능한 고정밀도의 포토마스크 제작이 가능함을 알 수 있었다.

상기의 단일막 금속막과 하드마스크막으로 이루어지는 블랭크 마스크는 금속막은 MoSiN으로 한정되는 것이 아니라, MoSi을 이용한 MoSi 화합물 즉, MoSi, MoSiC, MoSiO, MoSiCO, MoSiON, MoSiCON의 다양한 형태로도 적용이 가능하며, 이는 MoSi의 높은 소멸계수로 인해 기존의 금속막 대비 낮은 두께에서도 광학적 특성을 만족함을 알 수 있다. 따라서, 이를 이용한 결과 로딩 효과가 줄어들어 우수한 MTT 및 Uniformity 값을 나타냄을 알 수 있다. 또한 단일막 금속막으로 형성된 상기의 실시예는 단일막 뿐만 아니라, 2층막 또는 2층막 이상의 형태로도 구성될 수 있다. 단일막 금속막의 역할을 수행하는 MoSiN의 경우 MoSi/MoSiN, MoSi/MoSiCN, MoSi/MoSiON등의 2층막 형태뿐만 아니라, MoSi/MoSiN/MoSiON의 2층막 이상의 다층막 형태로도 구현이 가능하다. 또한 하드마스크막으로 사용된 CrCON의 경우 역시 CrCON으로 한정되는 것이 아니라, Cr, CrC, CrN, CrO, CrON, CrCO, CrCN의 형태로 적용이 가능하다.

(실시예 7)

본 실시예 7은 상기 실시예 6을 바탕으로 단일막 금속막으로 MoSi를 사용하고, 하드마스크막으로 Ta을 적용한 실시예이다.

상기 실시예 6과 동일하게 단일막 금속막으로 반응성 가스를 조절하여 MoSiCN 막을 형성하였다. 이 때 MoSiCN 막은 파워를 1.3kW, 압력을 1.5mtorr의 조건에서 증착하였으며, 이 때 반응성 가스는 아르곤 : 질소 : 메탄 = 20 sccm : 80 sccm : 0.3sccm의 조건에서 50nm의 두께로 성막하였다. 상기의 금속막의 두께는 50nm로 한정되는 것이 아니며, 20~80nm의 두께에서 형성될 수 있으며, 파워는 0.1 내지 5kW, 압력은 0.1mtorr 내지 10mtorr, 반응성 가스 또한 아르곤이 10~100sccm, 질소가 10~90sccm으로 변경이 가능하며, 반응성 가스로서 아르곤의 단독 또는 메탄, 이산화탄소, 산소가 추가될 수 있다.

상기의 금속막에 대한 광학 특성 측정 결과, ArF 노광파장인 193nm에서 광학밀도가 금속막 표면에서 2.83으로 측정되었으며, 193nm에서의 금속막 표면 반사율이 20.9%로 측정되어 광학밀도 및 반사율에 문제가 없었다. 동일하게 내화학성 평가를 위하여 황산, SC 1, NaOH에 대한 내화학성 평가 결과 황산에 0.19%, SC 1에 0.32%, NaOH에 0.10%의 투과율 변화를 나타내어 내화학성이 우수함을 알 수 있었다.

이후 상기 증착된 금속막 위에 탄탈륨(Ta) 타겟과 아르곤:질소= 60sccm : 40sccm의 가스 조건으로 탄탈질화물(TaN)의 하드마스크막을 10nm 두께로 적층하였 다. 이 후 하드마스크막 표면의 전자빔(E-beam) 노광시 차지업 문제의 유무를 판단하고자 면저항을 4-Point Probe를 이용하여 측정하였다. 면저항은 240Ω/□으로 이상이 없었다.

다음으로 각각의 크롬 및 탄탈륨의 하드마스막을 형성한 후 진공 Hot-plate를 이용하여 1 × 10^-6torr의 진공도에서 400℃/20분간 표면처리를 실시하였다. 이는 화학증폭형레지스트를 사용하여 Pattern 형성시 Substrate dependency에 의한 scum 방지를 통해 우수한 pattern profile 형성을 통해 고품질의 CD를 얻기 위함이다.

그 다음 전자빔 노광 장치용의 포지티브(Positive) 화학 증폭형 포토레지스트(CAR: Chemical Amplified Resist)인 FEP-171을 각각 150nm의 두께로 스핀 코팅하고 소프트 베이크(Soft Bake)를 실시하여 블랭크 마스크를 제조하였다.

이 후 50keV E-beam Writer를 이용하여 노광한 후 PEB 및 현상을 실시하였다. 이 후 레지스트막을 패턴 마스크로 하여 상기 탄탈 질화물의 하드마스크막을 Cl₂= 80sccm, 파워 400W, 압력 5mtorr에서 건식 식각한 후 레지스트를 제거하였다. 이 후 탄탈 질화물의 하드마스크막을 마스크 패턴으로 하여 금속막의 MoSiCN 막을 CF₄=80sccm, 파워 400W, 압력 5mtorr 조건에서 건식 식각하였다. 이 후 하드마스크막인 탄탈 질화물을 NaOH 용액을 이용하여 제거한 후 포토마스크를 제작하였다. 이 때 하드마스크 제거는 NaOH를 포함한 습식 제거 뿐만 아니라, Cl₂ 가스를 이용한 건식 제거도 가능하다. 이 후 제조된 포토마스크의 성능 평가를 위하여 CD SEM을 통 해 CD를 측정한 결과 50nm 선/공간 회로에 있어서, 선 회로에 대한 측정을 실시한 결과 MTT가 2.6nm, CD Uniformity가 2.0nm, iso dense bias가 1.8nm, LER이 1.0nm로 우수한 CD 특성을 보였다.

상기의 단일막 금속막과 하드마스크막으로 이루어지는 블랭크 마스크는 금속막은 MoSiCN으로 한정되는 것이 아니라, MoSi을 이용한 MoSi 화합물 즉, MoSi, MoSiC, MoSiO, MoSiCO, MoSiON, MoSiCON의 다양한 형태로도 적용이 가능하며, 이는 MoSi의 높은 소멸계수로 인해 기존의 금속막 대비 낮은 두께에서도 광학적 특성을 만족함을 알 수 있다. 따라서, 이를 이용한 결과 로딩 효과가 줄어들어 우수한 MTT 및 Uniformity 값을 나타냄을 알 수 있다. 또한 단일막 금속막으로 형성된 상기의 실시예는 단일막 뿐만 아니라, 2층막 또는 2층막 이상의 형태로도 구성될 수 있다. 단일막 금속막의 역할을 수행하는 MoSiCN의 경우 MoSi/MoSiN, MoSi/MoSiCN, MoSi/MoSiON등의 2층막 형태뿐만 아니라, MoSi/MoSiN/MoSiON의 2층막 이상의 다층막 형태로도 구현이 가능하다. 또한 하드마스크막으로 사용된 TaN의 경우 역시 TaN으로 한정되는 것이 아니라, Ta, TaC, TaO, TaON, TaCO, TaCN, TaCON의 형태로 적용이 가능하다.

(실시예 8)

본 실시예 8은 상기 실시예 6의 금속막을 MoTaSi 타겟을 이용하여 형성된 구조에 대한 실시예이다.

먼저 실시예 6과 동일하게 6inch x 6inch x 0.25inch의 합성 석영 기판위에 몰리브데늄:탄탈륨:실리콘=5:5:90at%의 조성비를 가지는 MoTaSi 타겟을 이용하여 단일막 금속막을 증착하였다. 이 때 증착되는 박막은 DC Magnetron Sputtering 방법을 적용하였으며, 파워를 350W, 압력을 1.5mtorr에서 아르곤(Ar) : 질소(N₂) = 80sccm : 20sccm의 가스조건으로 DC 전원을 인간하여 MoTaSiN을 45nm의 두께로 적층하였다. 상기의 금속막의 두께는 45nm로 한정되는 것이 아니며, 20~80nm의 두께에서 형성될 수 있으며, 파워는 0.1 내지 5kW, 압력은 0.1mtorr 내지 10mtorr, 반응성 가스 또한 아르곤이 10~100sccm, 질소가 10~90sccm으로 변경이 가능하며, 반응성 가스로서 아르곤의 단독 또는 메탄, 이산화탄소, 산소가 추가될 수 있다.

상기의 금속막에 대한 광학 특성을 측정한 결과, ArF 노광파장인 193nm에서 광학밀도가 금속막 표면에서 3.0으로 측정되었으며, 193nm에서의 금속막 표면의 반사율이 23.2%로 측정되어 광학밀도 및 반사율에 문제가 없었다. 그리고, 화학 약품에 대한 금속막의 내화학성을 평가하기 위하여 80도의 황산, 23도의 SC 1 및 크롬 에천트인 CR-7S에 2시간 동안 침지한 후 193nm에서의 투과율 변화를 살펴본 결과 황산에 0.07%, SC 1에 0.13%, CR-7S에 0.01%의 투과율 변화를 나타내어 내화학성 역시 우수함을 알 수 있었다.

그 다음 상기 형성된 금속막 위에 크롬(Cr) 타겟과 아르곤:질소:메탄:산소 = 20sccm : 60sccm : 1sccm : 1.25sccm의 가스 조건으로 크롬 탄화산화질화물(CrCON)의 하드마스크막을 10nm 두께로 적층하였다. 이 후 하드마스크막 표면의 전자빔(E-beam) 노광시 차지업 문제의 유무를 판단하고자 면저항을 4-Point Probe를 이용하 여 측정하였다. 면저항은 207Ω/□으로 이상이 없었다.

이 후 50keV의 가속 전압을 가지는 E-beam Writer를 이용하여 노광, PEB 및 현상 한 다음 하드마스크막을 건식 식각하고, 레지스트를 제거하였다. 이 후 CrCON의 하드마스크막을 마스크 패턴으로 하여 금속막을 CHF₄ 및 O₂ 가스를 이용하여 건식 식각을 실시하였다. 이 후 남아있는 하드마스크 막을 CR-7S을 이용하여 제거하여 포토마스크를 완성하였다. 완성된 포토마스크를 CD-SEM을 통해 CD 측정을 실시한 결과 50nm 선/공간(Line/Space) 회로에 있어서 선 회로에 대한 측정을 실시한 결과 MTT가 2.5nm, CD Uniformity가 2.0nm, iso dense bias가 1.7nm, LER이 0.7nm로 우수한 CD 특성을 나타내었으며, 고정밀도의 포토마스크 제작이 가능함을 알 수 있었다.

상기의 단일막 금속막과 하드마스크막으로 이루어지는 블랭크 마스크는 금속막이 MoTaSiN으로 한정되는 것이 아니라, MoTaSi을 이용한 MoTaSi의 화합물 즉, MoTaSi, MoTaSiC, MoTaSiO, MoTaSiCO, MoTaSiON, MoTaSiCON의 다양한 형태로도 적용이 가능하며, 이는 MoTaSi의 높은 소멸계수로 인해 기존의 금속막 대비 낮은 두께에서도 광학적 특성을 만족함을 알 수 있다. 따라서, 이를 이용한 결과 로딩 효과가 줄어들어 우수한 MTT 및 Uniformity 값을 나타냄을 알 수 있다. 또한 단일막 금속막으로 형성된 상기의 실시예는 단일막 뿐만 아니라, 2층막 또는 2층막 이상의 형태로도 구성될 수 있다. 단일막 금속막의 역할을 수행하는 MoTaSiN의 경우 MoTaSi/MoTaSiN, MoTaSi/MoTaSiCN, MoTaSi/MoTaSiON등의 2층막 형태뿐만 아니라, MoTaSi/MoTaSiN/MoTaSiON의 2층막 이상의 다층막 형태로도 구현이 가능하다. 또한 하드마스크막으로 사용된 CrCON의 경우 역시 CrCON으로 한정되는 것이 아니라, Cr, CrC, CrN, CrO, CrON, CrCO, CrCN의 형태로 적용이 가능하다.

(실시예 9)

본 실시예 9는 상기 실시예 8을 바탕으로 MoTaSi 타겟을 이용한 단일막 금속막 위에 하드마스크막으로 탄탈륨(Ta) 타겟을 이용한 실시예이다.

본 실시예 9는 실시예 8과 동일한 방법으로 단일막 금속막으로 반응성 가스를 조절하여 MoTaSiCN 막을 형성하였다. 이 때 MoTaSiCN 막은 파워를 0.75kW, 압력을 1.5mtorr의 조건에서 증착하였으며, 이 때 반응성 가스는 아르곤 : 질소 : 메탄 = 80 sccm : 20 sccm : 0.5sccm의 조건에서 45nm의 두께로 성막하였다. 상기의 금속막의 두께는 45nm로 한정되는 것이 아니며, 20~80nm의 두께에서 형성될 수 있으며, 파워는 0.1 내지 5kW, 압력은 0.1mtorr 내지 10mtorr, 반응성 가스 또한 아르곤이 10~100sccm, 질소가 10~90sccm으로 변경이 가능하며, 반응성 가스로서 아르곤의 단독 또는 메탄, 이산화탄소, 산소가 추가될 수 있다.

상기 증착된 금속막의 광학 특성을 측정한 결과, ArF 노광파장인 193nm에서 광학밀도가 금속막 표면에서 2.92으로 측정되었으며, 193nm에서의 금속막 표면 반사율이 21.3%로 측정되어 광학밀도 및 반사율에 문제가 없었다. 동일하게 내화학성 평가를 위하여 황산, SC 1 및 NaOH에 대한 내화학성 평가 결과 황산에 0.15%, SC 1에 0.22%, NaOH에 0.11%의 투과율 변화를 나타내어 내화학성이 우수함을 알 수 있 었다.

이후 상기 증착된 금속막 위에 탄탈륨(Ta) 타겟과 아르곤:질소= 60sccm : 40sccm의 가스 조건으로 탄탈질화물(TaN)의 하드마스크막을 10nm 두께로 적층하였다. 이 후 하드마스크막 표면의 전자빔(E-beam) 노광시 차지업 문제의 유무를 판단하고자 면저항을 4-Point Probe를 이용하여 측정하였다. 면저항은 252Ω/□으로 사용하기에 문제가 없었다.

다음으로 각각의 크롬 및 탄탈륨의 하드마스막을 형성한 후 진공 Hot-plate를 이용하여 1 × 10^-6torr의 진공도에서 400℃/20분간 표면처리를 실시하였다. 그 이후 전자빔 노광 장치용의 포지티브(Positive) 화학 증폭형 포토레지스트(CAR: Chemical Amplified Resist)인 FEP-171을 각각 150nm의 두께로 스핀 코팅하고 소프트 베이크(Soft Bake)를 실시하여 블랭크 마스크를 제조하였다.

이 후 50keV E-beam Writer를 이용하여 노광한 후 PEB 및 현상을 실시하였다. 이 후 Cl₂ 가스를 이용하여 상기 탄탈 질화물의 하드마스크막을 건식 식각하고, 레지스트를 제거하였다. 이 후 탄탈 질화물의 하드마스크막을 마스크 패턴으로 하여 금속막의 MoTaSiCN 막을 CF4=80sccm, 500W, 5mtorr 조건에서 건식 식각하였다. 이 후 탄탈 질화물을 NaOH 용액을 이용하여 제거하여 포토마스크를 제작하였다. 이 때 하드마스크인 TaN를 제거를 위해 Cl2 가스를 이용한 건식 식각도 가능하다. 이 후 제조된 포토마스크의 성능 평가를 위하여 CD SEM을 통해 CD를 측정한 결과 50nm 선/공간 회로에 있어서, 선 회로에 대한 측정을 실시한 결과 MTT가 2.2nm, CD Uniformity가 1.8nm, iso dense bias가 1.6nm, LER이 1.0nm로 우수한 CD 특성을 보였다.

상기의 단일막 금속막과 하드마스크막으로 이루어지는 블랭크 마스크는 금속막이 MoTaSiN으로 한정되는 것이 아니라, MoTaSi을 이용한 MoTaSi의 화합물 즉, MoTaSi, MoTaSiC, MoTaSiO, MoTaSiCO, MoTaSiON, MoTaSiCON의 다양한 형태로도 적용이 가능하며, 이는 MoTaSi의 높은 소멸계수로 인해 기존의 금속막 대비 낮은 두께에서도 광학적 특성을 만족함을 알 수 있다. 따라서, 이를 이용한 결과 로딩 효과가 줄어들어 우수한 MTT 및 Uniformity 값을 나타냄을 알 수 있다. 또한 단일막 금속막으로 형성된 상기의 실시예는 단일막 뿐만 아니라, 2층막 또는 2층막 이상의 형태로도 구성될 수 있다. 단일막 금속막의 역할을 수행하는 MoTaSiN의 경우 MoTaSi/MoTaSiN, MoTaSi/MoTaSiCN, MoTaSi/MoTaSiON등의 2층막 형태뿐만 아니라, MoTaSi/MoTaSiN/MoTaSiON의 2층막 이상의 다층막 형태로도 구현이 가능하다. 또한 하드마스크막으로 사용된 TaN의 경우 역시 TaN으로 한정되는 것이 아니라, Ta, TaC, TaO, TaON, TaCO, TaCN, TaCON의 형태로 적용이 가능하다.

(실시예 10)

본 실시예 10은 식각저지막, 금속막, 하드마스크막이 형성된 구조에 대한 실시예를 나타낸다.

식각 저지막은 금속막에 포함된 Si 성분으로 인해 건식 식각 시 사용되는 불산 계열의 가스에 의한 기판의 Damage를 최소화 하기 위함이며, 이를 위해서 식각 저지막은 불산 계열의 가스에 의한 식각이 되지 않으며, 염소 가스에 의해 식각되는 특성을 가져야 한다. 따라서, 식각 저지막으로 불산 계열의 가스에 식각되지 않은 Cr 화합물과 Ta 화합물을 적용하였다.

먼저 Cr 화합물을 식각 저지막으로 적용한 결과를 설명한다.

먼저 식각 저지막으로 Cr 타겟을 이용하여 아르곤:질소:메탄 = 80sccm : 10sccm : 1sccm으로 하여 Power를 100W에서 성막 압력을 1.5mtorr에서 65Å의 두께로 증착하였다. 이 때 식각 저지막의 O.D가 193nm에서 0.26을 나타내었다. 이 후 식각 저지막의 O.D를 고려하여 금속막으로 몰리브데늄:실리콘=10:90at%의 MoSi 타겟을 이용하여 아르곤:질소=80:20sccm의 가스 분위기에서 Power를 500W, Pressure를 1.5mtorr에서 42nm의 두께로 성막하였다. 이 때 식각저지막 금속막이 적층된 금속막 표면에서의 193nm에서의 O.D가 3.1으로 측정되었으며, 반사율이 22.30%으로 사용하기에 문제가 없었다. 이 후 하드마스크막 형성을 위해 Cr 타겟을 이용하여 반응성 가스를 아르곤 : 질소 : 이산화탄소 = 20sccm : 60sccm : 1.25sccm, 파워를 470W, 압력을 1.5mtorr에서 11nm의 두께로 하여 성막하였으며, 이 때 4-Point Probe를 이용한 하드마스크막 표면에서의 면저항을 측정한 결과 189Ω/□으로 E-beam Writing 시 발생할 수 있는 차지 업(Charge-up) 현상을 방지할 수 있는 수준이 됨을 확인하였다. 이 후 400℃/20분 동안 진공 Hot-Plate를 이용하여 표면 처리를 실시하였다. 이 후 화학증폭형 레지스트인 FEP-171을 150nm의 두께로 하여 스핀 코팅을 실시한 후 소프트 베이크를 실시하였다.

이 후 포토마스크 제작을 위하여 50keV의 가속전압을 가지는 E-beam Writer 를 이용하여 노광 후 PEB 및 현상을 실시하였으며, 하드마스크막을 Cl₂ 가스를 80sccm, 파워를 400W, 압력을 5mtorr 조건에서 건식 식각 후 다시 화학증폭형 레지스트를 제거하고 하드마스크를 마스크로 하여 금속막을 건식 식각하였다. 이 때 건식 식각 시 하드마스크막과 금속막의 선택비를 V-SEM으로 측정 한 결과 15이상으로 아주 우수한 선택비를 나타내어 하드마스크막이 마스크 패턴으로 사용하기에 큰 문제가 없음을 확인하였다. 또한 금속막 건식 식각 시 식각 저지막과의 선택비를 동일하게 V-SEM으로 측정한 결과 선택비가 20 이상으로 아주 우수한 결과를 나타내었다.

이 후 식각저지막과 하드마스크막 제거를 위하여 Cr 에천트인 CR-7S을 이용하여 동시에 제거하여 포토마스크를 완성하였다. 이 때 식각 저지막과 하드마스크막은 CR-7S을 이용한 습식 제거 뿐만 아니라, 염소계 가스인 Cl₂ 가스를 이용한 건식 식각도 가능하다.

이 후 완성된 포토마스크의 성능 평가를 위하여 CD-SEM을 통해 CD 측정을 실시한 결과 50nm 선/공간 회로에 있어서 선 회로에 대한 측정을 실시한 결과 MTT가 2.6nm, CD Uniformity가 2.1nm, iso dense bias가 2.2nm, LER이 1.4nm로 우수한 CD 특성을 보여 고정밀도의 포토마스크 제작이 가능함을 알 수 있었다.

상기의 본 실시예는 단지 Cr 화합물의 식각 저지막과 하드마스크막으로 한정되는 것이 아니라, Ta 화합물의 식각 저지막, 하드마스크막으로 구성될 수 있으며, Cr 화합물의 식각 저지막과 Ta 화합물의 하드마스크막으로도 구성될 수 있다. 또한 Cr 화합물은 본 실시예에서의 CrCN로 한정되는 것이 아니라. Cr, CrC, CrN, CrO, CrCO, CrCN, CrCON의 Cr 화합물로 형성될 수 있으며, Ta 화합물 또한 Ta, TaN, TaC, TaO, TaCO, TaCN, TaCON으로 구성될 수 있다.

도 1a 내지 도 1g는 본 발명에 따른 블랭크 마스크 및 포토마스크의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 그림이다.

도 2는 본 발명에 따른 블랭크 마스크 및 포토 마스크의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 표이다.

도 3은 본 발명에 따른 블랭크 마스크 및 포토 마스크의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 표이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 표면처리에 따른 레지스트 패턴 프로파일을 개략적으로 나타내는 그림이다.

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

1 : 투명기판 2 : 식각저지막

3 : 차광막 4 : 반사방지막

5 : 하드마스크막 6 : 화학 증폭형 레지스트

7 : 스컴(scum) 100 : 블랭크 마스크

200 : 포토마스크

Claims

투명기판 위에 금속막, 하드마스크막, 레지스트막이 순차적으로 형성된 블랭크 마스크에 있어서,

상기 하드마스크막의 결정화 상태는 비정질(amorphous) 상태이고,

상기 하드마스크막의 밀도는 2g/㎤ 이상인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제1항에 있어서,

상기 투명기판과 금속막 사이에 식각저지막이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 금속막은 단일막 또는 2층막 이상인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 3항에 있어서,

상기 금속막이 단일막인 경우 단일막 만으로 빛을 차광할 수 있는 차광막의 기능과 빛의 반사를 저감하는 반사방지막의 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 3항에 있어서,

상기 금속막이 2층 이상의 다층막인 경우 빛을 차광할 수 있는 1층 이상의 차광막과, 빛의 반사를 저감하는 1층 이상의 반사방지막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 레지스트막은 상기 화학증폭형레지스트의 코팅을 통해 형성되며,

상기 하드마스크막 표면에 상기 화학증폭형레지스트 코팅을 실시하기 전에 화학증폭형레지스트의 기판의존성 현상을 저감하기 위해 표면처리된 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 하드마스크막은 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Hf, Ta, W, Os, Ir, Pt, Au 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 7항에 있어서,

상기 하드마스크막은 상기 금속을 단독으로 사용되거나, 상기 금속의 산화물, 탄화물, 질화물, 산화탄화물, 산화질화물, 탄화질화물, 산화탄화질화물 중에서 선택된 1종의 형태인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 8항에 있어서,

상기 하드마스크막이 Cr 또는 Ta을 주성분으로하는 화합물 형태인 경우,

Cr 또는 Ta이 30~70at%, 탄소가 0~30at%, 산소가 0~20at%, 질소가 0~40at%의 조성을 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 2항에 있어서,

상기 식각저지막은 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Hf, Ta, W, Os, Ir, Pt, Au 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 10항에 있어서,

상기 식각저지막은 상기 금속 단독으로 사용되거나 이들의 산화물, 탄화물, 질화물, 산화탄화물, 산화질화물, 탄화질화물, 산화탄화질화물 중에서 선택된 1종의 형태인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 11항에 있어서,

상기 식각저지막이 Cr 또는 Ta을 주성분으로 하는 화합물 형태일 경우,

Cr 또는 Ta이 30~90at%, 탄소가 0~30at%, 산소가 0~10at%, 질소가 0~60at%가 포함되는 것을 특징으로 블랭크 마스크.
제 1항 또는 제2항에 있어서,

상기 식각저지막 또는 하드마스크막의 두께가 3~30nm인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 2항에 있어서,

상기 식각저지막의 두께가 하드마스크막의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 2항에 있어서,

상기 식각저지막의 습식 또는 건식 식각에 대한 식각 속도가 하드마스크막의 식각 속도보다 빠른 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 금속막은 1종이상의 금속과 실리콘을 필수적으로 포함한 조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 금속막은 1종이상의 금속과 실리콘으로 구성되거나, 이들의 산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 산화탄화물, 탄화산화물 중에서 선택된 1종의 형태인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 금속막은 1종이상의 금속과 실리콘을 필수적으로 포함하며,

상기 금속은 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Hf, Ta, W, Os, Ir, Pt, Au 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 금속막은 차광막역할을 하는 하부층과, 반사방지막 역할을 하는 상부층으로 구성되며,

상기 하부층은 Mo가 20~70at%, Si가 30~70at%의 조성을 포함하는 MoSi만으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 금속막이 MoSi 화합물로 이루어진 하부층과 상부층으로 구성이 되고,

상기 하부층은 차광막의 역할을 하고, 상기 상부층은 반사방지막의 역할을 하며,

상기 하부층은 Mo가 1~20at%, Si가 40~80at%, 질소가 10~50at%, 탄소가 0~10at%의 조성을 포함하는 것을 특징으로 블랭크 마스크.
제 20항에 있어서,

상기 상부층은 Mo가 1~20at%, Si가 40~80at%, 산소가 0~10at%, 질소가 10~50at%, 탄소가 0~10at%의 조성을 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 금속막은 차광막역할을 하는 하부층과, 반사방지막역할을 하는 상부층으로 구성되며,

상기 하부층은 Mo가 10~60at%, Ta이 2~30at%, Si이 30~70at%의 조성을 포함하는 MoTaSi만으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 금속막이 MoTaSi 화합물로 이루어진 하부층과 상부층으로 구성이 되고,

상기 하부층은 차광막의 역할을 하고, 상기 상부층은 반사방지막의 역할을 하며,

상기 하부층은 Mo가 1~15at%, Ta이 1~15at%, Si가 40~80at%, 질소가 10~50at%, 탄소가 0~10at%의 조성을 포함하는 것을 특징으로 블랭크 마스크.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 금속막이 MoSi 화합물로 이루어진 하부층과 상부층으로 구성이 되고,

상기 하부층은 차광막의 역할을 하고, 상기 상부층은 반사방지막의 역할을 하며,

상기 상부층은 Mo가 1~15at%, Ta이 1~15at%, Si가 40~80at%, 산소가 0~10at%, 바람직하게는 0~5at%, 질소가 10~50at%, 탄소가 0~10at%의 조성을 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 금속막이 2층막으로 구성되는 경우,

상기 기판으로부터 하부층은 MoSi를 필수적으로 포함하는 차광막으로 구성이 되고,

상부층은 MoTaSi를 필수적으로 포함하는 반사방지막으로 이루어지는 것을 특징으로하는 블랭크 마스크.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 금속막이 2층막으로 구성되는 경우,

상기 투명기판으로부터 하부층은 MoTaSi를 필수적으로 포함하는 차광막으로 구성이 되고,

상기 상부층은 MoSi를 필수적으로 포함하는 반사방지막으로 이루어지는 것을 특징으로하는 블랭크 마스크.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 식각저지막 또는 하드마스크막은 불소계 가스에 건식 식각이 되지 않으며, 염소 계열의 가스에 식각이 되고,

상기 투명기판 또는 식각저지막의 바로 위에 형성되는 상기 금속막은 상기 식각저지막을 식각하기 위한 염소계 가스에 의해 식각이 되지 않는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 금속막은 불소계 가스에 의해 건식식각이 가능하며 염소계 가스에는 식각이 되지 않으며,

상기 식각저지막 또는 하드마스크막은 상기 금속막 식각을 위한 불소계 가스에 의해 식각이 되지 않는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 하드마스크막은 불소계 가스에 의해 건식 식각이 되지 않으며, 염소계 가스에 의해 식각이 되고,

상기 하드마스크막의 바로 아래에 형성되는 금속막은 상기 하드마스크막 식각을 위한 염소계 가스에 의해 식각 되지 않는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 2항에 있어서,

상기 하드마스크막이 염소계 가스에 의해 식각될 경우, 상기 식각저지막이 동시에 식각되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 금속막의 광학 밀도는 193nm의 노광 파장에서 2.5 이상인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 금속막의 두께가 500Å 이하인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 금속막의 반사율은 193nm의 노광 파장에서 25% 이하인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 6항에 있어서,

상기 표면처리는 열처리를 통해 실시되는 것을 특징으로 하며, 표면처리를 위한 열처리 방법은 핫플레이트(Hot-plate), 진공 핫플레이트(Vacuum Hot-plate), 진공오븐(Vacuum Oven), 진공챔버(Vacuum Chamber), 퍼니스(Furnace) 중에서 선택된 방법을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 34항에 있어서,

상기 표면처리를 위한 열처리가 Lamp를 통해서 이루어지는 경우, 급속열처리(Rapid Thermal Process; RTP), 열선, 자외선 램프(Lamp), 할로겐(Halogen) 램프 중에서 선택된 1종 이상의 방법을 통해 실시되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 34항에 있어서,

상기 표면처리시 열처리와 함께 추가적으로 실리콘이 포함된 액체 또는 기체를 통해 표면처리를 실시하는 것이고,

실리콘을 필수적으로 포함하는 매체는 헥사메틸디실란(Hexamethyldisilane), 트리메틸실릴디에틸아민(Trimethylsilyl diethylamine), O-트리메틸실릴아세테이트(O-trimethylsilyl-acetate), O-트리메틸실릴프로프리오네이트(O-trimethylsilylproprionate), O-트리메틸실릴부티레이트(O-trimethylsilylbutyrate), 트리메틸실릴트리플루오로아세테이트(Trimethylsilyltrifluoroacetate), 트리메틸메톡시실란(Trimethylmethoxysilane), N-메틸-N-트리메틸실릴트리플루오로아세트아마이드(N-methyl-N-trimethyl-silyltrifluoroacetamide), O-트리메틸실릴아세틸아세톤(O-trimethylsilylacetylacetone), 아이소프로페녹시트리메틸실란(Isopropenoxytrimethylsilane), 트리메틸실릴트리플루오로아세트아마이드(Trimethylsilyltrifluoroacetamide), 메틸트리메틸실릴디메틸케톤 아세테이트(Methyltrimethylsilyldimethylketone acetate), 트리메틸에톡시실란(Trimethylethoxysilane) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 물질을 적용을 통해 실시되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
제 1항 내지 제 36항 중 어느 한 항의 블랭크 마스크를 제조하기 위한 블랭크 마스크의 제조 방법.
제 1항 내지 제 36항 중 어느 한 항의 블랭크 마스크를 통해 제조되는 포토마스크.
제 1항 내지 제 36항 중 어느 한 항의 블랭크 마스크를 통해 제조되는 포토마스크의 제조 방법.