KR20110044123A - Blankmask, photomask and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A blank mask, photo mask and manufacturing method thereof are provided to control the uniformity of the composition ratio of a sputtering target and a thin film, thereby providing a blank mask with superior properties. CONSTITUTION: A transparent substrate(10) is prepared. A light shielding film(20) is formed on the transparent substrate. A reflection preventing film(30) is formed on the light shielding film. A hard mask film(40) is formed on the reflection preventing film. The surface of the hard mask film is processed. A resist film is formed on the hard mask film.

Description

블랭크 마스크, 포토마스크 및 그의 제조방법 {Blankmask, Photomask and Manufacturing Method of the same}Blank mask, photomask and manufacturing method thereof {Blankmask, Photomask and Manufacturing Method of the same}

본 발명은 반도체 리소그래피 (Lithography) 공정에서 고정밀도의 최소선폭 (Critical Dimension; CD) 구현이 가능한 블랭크 마스크 (Blankmask)에 관한 것으로서, 특히 65 nm 급 이하 특히 45 nm 급 최소 선폭을 구현할 수 있는 ArF (193 nm) 리소그래피 및 ArF 액침(Immersion) 리소그래피에 적용할 수 있는 블랭크 마스크 및 포토마스크에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a blankmask capable of implementing a high precision critical dimension (CD) in a semiconductor lithography process. In particular, the present invention relates to a blank mask capable of realizing a minimum linewidth of 65 nm or less, particularly 45 nm. 193 nm) lithography and ArF immersion lithography.

오늘날 대규모 집적회로의 고집적화에 수반하는 회로패턴의 미세화 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 회로 패턴(Pattern)이 기록되는 포토마스크 (Photomask)의 제조에 있어서도, 상기 미세화를 수반하고 보다 정밀한 회로 패턴 (Pattern)을 기록할 수 있는 기술이 요구된다. In line with the demand for miniaturization of circuit patterns associated with the high integration of large scale integrated circuits, advanced semiconductor microprocessing technology has become a very important factor. In the case of high integrated circuits, circuit wiring has been miniaturized for low power and high speed operation, and technical requirements for contact hole patterns for interlayer connection and arrangement of circuit configurations due to integration are increasing. Therefore, in order to meet these requirements, even in the manufacture of a photomask in which a circuit pattern is recorded, a technique capable of recording a more precise circuit pattern with the above miniaturization is required.

특히, 정밀한 회로 패턴 (Pattern)을 형성하기 위하여 근래에는 기존의 레지스트막을 식각 마스크 (Etching Mask)로 사용하지 않고, 무기물의 하드마스크막을 식각 마스크로 사용하여 하부의 금속막을 식각하는 블랭크 마스크 구조가 개발되고 있다. 이러한 하드마스크막은 기존의 두꺼운 레지스트막을 대신하여 Aspect Ratio를 우수하게 하고, 선택비 (Selectivity)를 향상시켜 금속막 식각 시 로딩효과 (Loading Effect)를 저감하여 우수한 CD Mean to Target (MTT), CD Linearity를 가능하게 한다.In particular, in order to form a precise circuit pattern, a blank mask structure has been developed that etches a lower metal film by using an inorganic hard mask film as an etching mask instead of using an existing resist film as an etching mask. It is becoming. This hard mask film replaces the existing thick resist film to improve the aspect ratio and improve the selectivity, thereby reducing the loading effect when etching the metal film. Excellent CD Mean to Target (MTT), CD Linearity To make it possible.

한편, 이렇게 미세화된 패턴 형성을 위해서는 그에 따른 결함 제거를 위한 세정공정의 중요성이 점점 높아지는데, 이에 대해 근래에는 기존의 SC 1 및 SPM 뿐만이 아니라 근래에는 오존수를 이용한 세정 기술이 이루어지고 있다. 오존수는 기존의 SPM 대비 강력한 산화작용으로 인해 표면의 유기물뿐만 아니라 무기물의 결함을 제거할 수 있어, SPM을 이용하여 실시한 포토레지스트막의 제거공정 및 금속막, 하드마스크막 표면의 결함 제거용 세정액을 대체할 수 있는 세정액으로 많은 연구가 이루어지고 있다. Meanwhile, in order to form the micronized pattern, the importance of the cleaning process for removing defects is gradually increased. In this regard, in recent years, as well as the existing SC 1 and SPM, cleaning technology using ozone water has been achieved. Ozone water can remove not only the organic matters on the surface but also the inorganic matters due to the stronger oxidation compared to the existing SPM, replacing the photoresist removal process and the cleaning solution for removing defects on the surface of metal film and hard mask film using SPM. Much research has been made on the cleaning solution that can be used.

그러나, 오존수를 이용한 레지스트막 제거 및 세정 공정 시 오존수의 강력한 산화작용은 레지스트막 제거 뿐만 아니라 하부막에 데미지 (Damage)를 주어 박막 특성이 변하게 되어 우수한 품질을 가지는 포토마스크 제조가 어렵게 되는 문제점이 발생한다. 예를 들어, 레지스트막 하부의 현재의 금속막의 경우 오존수 약품에 대한 내화학성이 현저하게 떨어져 금속막이 가져야할 광학밀도 및 반사율 그리고 두께가 변하게 되고 이로 인해 포토마스크 제조 후 Wafer Printing 시 차광기능과 반사방지 기능이 우수하게 되지 못하는 문제점이 발생한다.However, the strong oxidation of ozone water during the removal and cleaning of the resist film using ozone water not only removes the resist film but also damages the lower layer, resulting in a change in thin film properties, making it difficult to manufacture a photomask having excellent quality. do. For example, in the case of the current metal film under the resist film, the chemical resistance to the ozone water chemical is significantly lowered, and thus the optical density, reflectance, and thickness of the metal film are changed, which causes light blocking and antireflection during wafer printing after photomask fabrication. There is a problem that the function is not excellent.

또한, 레지스트 패턴 형성 후 금속막 및 하드마스크막 표면의 남아 있는 레지스트 잔류물 (Residue)는 최종 패턴 형성 시 Clear CD를 Under시켜 결국 우수한 해상도 구현 형성을 어렵게 한다.In addition, the remaining resist residues on the surface of the metal layer and the hard mask layer after forming the resist pattern under clear CD during the final pattern formation, making it difficult to form an excellent resolution.

본 발명은 상기의 문제점들을 해결하고자 ArF 리소그래피 및 ArF 액침노광 리소그래피에 사용되는 바이너리 블랭크 마스크, 위상반전 블랭크 마스크 및 하드마스크막을 포함하는 블랭크 마스크에 있어서, 오존수를 이용한 레지스트막 제거 및 세정 공정 시 하부의 금속막, 위상반전막, 하드마스크막이 오존수에 대한 우수한 내화학성을 가지는 블랭크 마스크를 제공하는 것이다.The present invention provides a blank mask including a binary blank mask, a phase inversion blank mask, and a hard mask film used in ArF lithography and ArF immersion lithography, to solve the above problems. The metal film, the phase inversion film, and the hard mask film provide a blank mask having excellent chemical resistance to ozone water.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 바이너리 블랭크 마스크 제조방법의 특징은 아래와 같다.In order to achieve the above object, the features of the binary blank mask manufacturing method according to the present invention are as follows.

a1) 투명기판을 준비하는 단계;a1) preparing a transparent substrate;

b1) 상기 a1) 단계에서 준비된 투명기판 위에 금속막을 형성하는 단계;b1) forming a metal film on the transparent substrate prepared in step a1);

c1) 상기 b1) 단계에서 준비된 금속막을 표면처리 하는 단계; 및c1) surface treating the metal film prepared in step b1); And

d1) 상기 c1) 단계에서 표면처리된 금속막 위에 레지스트막을 형성하여 제조되는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.and d1) forming a resist film on the metal film surface-treated in step c1).

또 다른 본 발명에 따른 하드마스크용 블랭크 마스크 제조방법의 특징은 아래와 같다.Another feature of the blank mask manufacturing method for a hard mask according to the present invention is as follows.

a1) 투명기판을 준비하는 단계;a1) preparing a transparent substrate;

b1) 상기 a1) 단계에서 준비된 투명기판 위에 금속막을 형성하는 단계;b1) forming a metal film on the transparent substrate prepared in step a1);

e1) 상기 b1) 단계에서 형성된 금속막 위에 하드마스크막을 형성하는 단계;e1) forming a hard mask film on the metal film formed in step b1);

f1) 상기 e1) 단계에서 형성된 하드마스크막을 표면처리 하는 단계; 및f1) surface treating the hard mask film formed in step e1); And

g1) 상기 f1) 단계에서 표면처리된 하드마스크막 위에 레지스트막을 형성하여 제조되는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.g1) forming a resist film on the hard mask film surface-treated in step f1).

상기의 제조과정에서 하드마스크를 포함하는 블랭크 마스크 및 바이너리 블랭크 마스크를 선택적으로 위상반전막을 포함할 수 있는 것을 특징으로 한다.In the above manufacturing process, the blank mask and the binary blank mask including the hard mask may optionally include a phase inversion film.

위상반전막은 단층 및 다층으로 형성될 수 있으며, 오존수에 대한 내화학성을 우수하게 하기 위하여 박막의 조성비 중 금속 또는 전이금속의 총 함유량이 1 내지 10 at% 이하인 것을 특징으로 한다. 오존수는 강력한 산화 효과로 인해 위상반전막에 포함되는 금속 또는 전이금속 성분에 데미지를 주게 된다. 이러한 데미지는 위상반전막의 투과율과 위상반전량에 영향을 미치게 되고 이로 인해 소정의 위상반전을 위한 투과율과 위상반전량이 변하게 되어 우수한 특성을 가지는 위상반전막 형성이 어렵게 된다. 따라서, 이러한 오존수 세정에 대한 내화학성을 우수하게 하기 위하여 위상반전막에 포함되는 금속 또는 전이금속의 총 함유량이 10 at% 이하인 것이 바람직하다. 그러나, 금속 또는 전이금속 성분의 함유량이 1 at% 이하가 되면, 위상반전막 형성 시 투과율 조절이 어렵게 되고, 이로 인해 소정의 두께 이상을 가지게 되어 로딩 효과가 발생하는 문제점을 나타나게 한다. 로딩효과는 패턴 밀도, 패턴 크기에 따라 건식 식각 시 CD 편차를 발생시키게 되어 결국 우수한 CD MTT를 형성하지 못하게 된다. 따라서, 위상반전막은 오존수에 대한 내화학성 특성 및 투과율 및 위상반전량의 광학특성을 동시에 만족하기 위하여 위상반전막에 포함되는 금속 또는 전이금속 성분이 1 내지 10at% 인 것이 바람직하다.The phase inversion film may be formed as a single layer or a multilayer, and in order to have excellent chemical resistance to ozone water, the total content of the metal or the transition metal in the composition ratio of the thin film is 1 to 10 at% or less. Ozone water causes damage to the metal or transition metal components included in the phase inversion film due to the strong oxidation effect. Such damage affects the transmittance and the amount of phase inversion of the phase inversion film, thereby changing the transmittance and phase inversion amount for the predetermined phase inversion, making it difficult to form a phase inversion film having excellent characteristics. Therefore, in order to improve the chemical resistance against such ozone water washing, the total content of the metal or the transition metal included in the phase inversion film is preferably 10 at% or less. However, when the content of the metal or the transition metal component is 1 at% or less, it is difficult to control the transmittance during the formation of the phase inversion film, thereby causing a problem in that the loading effect occurs due to a predetermined thickness or more. The loading effect causes CD deviation during dry etching according to pattern density and pattern size, and thus does not form an excellent CD MTT. Therefore, the phase inversion film preferably has a metal or transition metal component of 1 to 10 at% in the phase inversion film in order to simultaneously satisfy chemical resistance to ozone water, and optical properties of transmittance and phase inversion amount.

바이너리 블랭크 마스크에 위상반전막을 형성 할 시 투명기판과 위상반전막 사이에 식각저지막을 형성할 수 있으며, 하드마스크용 블랭크 마스크에 위상반전막을 형성할 시 선택적으로 투명기판과 위상반전막, 위상반전막과 금속막 사이에 식각저지막을 형성할 수 있다.When the phase inversion film is formed on the binary blank mask, an etch stop layer may be formed between the transparent substrate and the phase inversion film. When the phase inversion film is formed on the blank mask for the hard mask, the transparent substrate, the phase inversion film, and the phase inversion film may be selectively selected. An etch stop layer may be formed between the metal layer and the metal layer.

또한, 상기 바이너리 블랭크 마스크 및 하드마스크용 블랭크 마스크에 있어서, 레지스트 현상 후 금속막 및 하드마스크막 표면에 스컴(Scum)을 제어하기 위하여 유기물로 구성된 BARC를 선택적으로 형성할 수 있는 것을 특징으로 한다.In the binary blank mask and the blank mask for the hard mask, BARC made of an organic material may be selectively formed on the surface of the metal film and the hard mask film after resist development to control scum.

상기 a1) 단계에서, 투명기판은 6inch × 6 inch × 0.25 inch의 크기를 가지는 합성 석영 (Synthetic Quartz), 불화칼슘 (CaF2) 및 불소도핑석영 (F-Doped Quartz) 중에서 선택된 투명 기판인 것을 특징으로 한다.In the step a1), the transparent substrate is a transparent substrate selected from synthetic quartz, calcium fluoride (CaF 2 ) and fluorine-doped quartz (F-Doped quartz) having a size of 6 inches × 6 inches × 0.25 inch. It is done.

상기 a1) 단계에서, 투명기판의 Stress 형태는 150 mm2 유효영역내에서 Tensile Stress 및 Compressive Stress 형태를 가지며 평탄도 (TIR)는 0.3 um 이하이고, 중심선 평균 조도는 0.3 nmRa 이하, 복굴절률이 2nm/6.35mm 이하인 것을 특징으로 한다.In the step a1), the stress type of the transparent substrate has Tensile Stress and Compressive Stress forms within an effective area of 150 mm 2 , the flatness (TIR) is 0.3 um or less, the centerline average roughness is 0.3 nmRa or less, and the birefringence is 2 nm. /6.35mm or less.

상기 b1) 및 e1) 단계에서, 금속막 및 하드마스크막은 진공 증착 방법을 통해 형성되며, 그의 방법으로는 DC 스퍼터링, RF 스퍼터링, DC-RF Coupled 스퍼터링, 이온빔 스퍼터링, 이온 플레이팅 및 원자층 증착 중에서 선택된 하나 이상의 방법이 가능하다.In the above steps b1) and e1), the metal film and the hard mask film are formed by a vacuum deposition method, among which DC sputtering, RF sputtering, DC-RF coupled sputtering, ion beam sputtering, ion plating and atomic layer deposition One or more methods selected are possible.

상기 b1) 및 e1) 단계에서, 금속막 및 하드마스크막을 DC 마그네트론 반응성 스퍼터링을 통해 형성할 수 있으며, 이때 불활성 가스로서 아르곤(Ar), 헬륨(He), 네온(Ne) 및 크세논(Xe)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 선택하여 사용하고, 반응성 가스로는 산소(O2), 질소(N2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 이산화질소(NO2), 일산화질소(NO), 아산화질소(N2O), 암모니아(NH3) 및 메탄(CH4)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있는 것을 특징으로 한다.In steps b1) and e1), a metal film and a hard mask film may be formed through DC magnetron reactive sputtering, wherein argon (Ar), helium (He), neon (Ne), and xenon (Xe) are used as inert gases. At least one selected from the group consisting of selected and used, the reactive gas is oxygen (O 2 ), nitrogen (N 2 ), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ), nitrogen dioxide (NO 2 ), nitrogen monoxide (NO ), At least one selected from the group consisting of nitrous oxide (N 2 O), ammonia (NH 3 ) and methane (CH 4 ) can be used.

상기 b1) 및 e1) 단계에서, 금속막 및 하드마스크막은 건식 식각 (Dry Etching) 시 수직한 (Vertical) 패턴 형성을 위하여 비정질 상태인 것을 특징으로 한다. 65nm 이하 특히 45nm 이하 CD 구현을 위한 패턴 (Pattern) 형성방법은 습식 식각 (Wet Etching) 방법이 아닌 건식 식각 (Dry Etching) 방법이 주로 적용되는데, 이 때 식각하고자 하는 박막이 결정화 되어 있으면, 건식 식각 시 박막이 결정화된 방향으로 식각됨으로서 수직한 패턴 형성이 어렵게 된다. 따라서, 금속막은 수직한 패턴 형성을 위해 비정질 상태인 것이 바람직하다.In steps b1) and e1), the metal layer and the hard mask layer are in an amorphous state to form a vertical pattern during dry etching. The pattern formation method for implementing CD below 65nm, especially below 45nm, is mainly applied by dry etching method, not wet etching method. If the thin film to be etched is crystallized, dry etching is performed. As the thin film is etched in the crystallized direction, it is difficult to form a vertical pattern. Therefore, the metal film is preferably in an amorphous state for forming a vertical pattern.

상기 b1) 및 e1) 단계에서, 금속막 및 하드마스크막의 오존수에 대한 내화학성을 우수하게 하기 위하여 표면 처리를 1 × 10-2 torr 이하의 고 진공상태에서, 급속 열처리 장치 (Rapid Thermal Process), 진공 핫 플레이트 (Hot-Plate), 진공 플라즈마 (Plsama) 및 HMDS 처리를 선택적으로 단독 또는 복합적으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 오존수는 강력한 산화작용으로 하부 금속막 및 하드마스크막에 데미지를 주게 되며 이를 해결하기 위해서는 오존수의 농도 제어 및 공정 상의 시간 제어하는 방법이 제시되고 있다. 그러나 이러한 제어 방법은 블랭크 마스크를 사용하여 포토마스크 제조 시 각 제조회사별로 각기 다른 공정 프로세스 (Process)에 의해 제약받게 되고, 또한 오존수에 의한 높은 박막 데미지는 블랭크 마스크의 성능을 저하시키는 요인으로 작용한다. 따라서, 이러한 오존수에 대한 내화학성을 개선시킬 수 있는 방법이 필요하며 이때 급속 열처리, 핫 플레이트, 플라즈마 처리를 통해 박막의 화학적 안정화를 통해 이를 해결할 수 있다. 추가적으로 이러한 상기의 표면 처리 방법은 진공 상태에서 실시하는 것이 바람직한데, 이는 진공상태가 아닐 경우 열 조사에 의한 공기분자의 운동 에너지가 증가하게 되고 이로 인해 표면에 산화막 및 표면 유기물과 같은 오염물 발생으로 인해 포토레지스트 현상 시 스컴(Scum)과 같은 문제점이 발생하게 되어 우수한 해상도 (Resolution) 구현이 어렵게 된다.In the steps b1) and e1), in order to improve the chemical resistance of the metal film and the hard mask film to ozone water, a rapid thermal process (Rapid Thermal Process), in a high vacuum state of 1 × 10 -2 torr or less, The vacuum hot plate (Hot-Plate), vacuum plasma (Plsama) and HMDS treatment are selectively performed alone or in combination. Ozone water causes damage to the lower metal film and the hard mask film due to the strong oxidation, and to solve this problem, a method of controlling the concentration of ozone water and controlling the time in the process has been proposed. However, this control method is restricted by different process for each manufacturing company when manufacturing a photomask using a blank mask, and high thin film damage caused by ozone water acts as a factor that degrades the performance of the blank mask. . Therefore, there is a need for a method capable of improving the chemical resistance to the ozone water, which can be solved through chemical stabilization of the thin film through rapid heat treatment, hot plate, plasma treatment. In addition, the above surface treatment method is preferably carried out in a vacuum state, which increases the kinetic energy of the air molecules due to heat irradiation when not in a vacuum state, resulting in contaminants such as oxide film and surface organic matter on the surface. Problems such as scum occur during photoresist development, making it difficult to implement excellent resolution.

상기 b1) 및 e1) 단계에서, 금속막 및 하드마스크막의 형성 시 유효영역인 150mm2 내에서 균일하게 형성하기 위한 스퍼터링 타겟의 조성비는 스퍼터 타겟의 95% 영역의 유효영역에서 깊이방향 및 유효영역 내에서 10at% 이하로 균일한 조성비를 가지는 것을 특징으로 한다. 일반적으로 스퍼터링 하여 증착하는 박막의 경우 스퍼터링 타겟에 의해 그 조성비가 결정되어 진다. 조성비가 균등한 박막 형성을 위해서는 1차적으로 스퍼터링 타겟의 조성비가 표면적 및 깊이 방향으로 균일해야 하며, 이를 통해 균일한 조성비를 가지는 박막 증착은 그 상부에 형성되는 무기계의 물질 또는 포토레지스트가 균등하게 형성될 수 있다. 또한 이를 이용하여 건식 식각, 표면 처리 그리고 화학 약품등에 의한 세정 공정에서도 균일한 특성을 가질 수 있다. 따라서, 스퍼터링 시 사용되는 스퍼터링 타겟은 타겟 크기의 95 % 이내의 유효영역에서의 조성비가 깊이방향으로 10 at% 이내로 균일 해야 하며, 더욱 바람직하게는 5 at% 이내로 균일해야 우수한 블랭크 마스크 및 포토마스크 제조가 가능하게 된다.In the steps b1) and e1), the composition ratio of the sputtering target for uniformly forming within 150 mm 2 , which is an effective area when forming the metal film and the hard mask film, is in the depth direction and the effective area in the effective area of the 95% area of the sputter target. It characterized in that it has a uniform composition ratio of less than 10at%. In general, in the case of a thin film deposited by sputtering, its composition ratio is determined by the sputtering target. In order to form a thin film with an even composition ratio, the composition ratio of the sputtering target should be uniform in the surface area and the depth direction, and through this, the thin film deposition having a uniform composition ratio may be formed evenly on the inorganic material or photoresist formed thereon. Can be. In addition, it can have uniform characteristics in the dry etching, surface treatment and cleaning process by chemicals. Therefore, the sputtering target used for sputtering should be uniform within 10 at% in the depth direction in the effective area within 95% of the target size, and more preferably within 5 at% uniformly to produce excellent blank masks and photomasks. Becomes possible.

상기 b1) 및 e1) 단계에서, 금속막 및 하드마스크막에 대한 오존수에 대한 내화학성이 범위를 균일하게 가지기 위하여 150mm2의 유효영역에서 깊이방향 및 유효영역 내에서 박막의 조성비가 5at% 이내로 균등한 것을 특징으로 한다. 금속막 및 하드마스크막의 150mm2 영역에서 깊이 방향으로 균등하지 못할 시 오존수에 대한 하부 금속막 및 하드마스크막의 표면 데미지가 서로 다르게 된다. 이렇게 국부적으로 다른 표면 데미지는 유효 영역인 150mm2에서 서로 다른 박막의 표면 거칠기를 형성하게 되며, 투과율 및 반사율과 같은 광학 특성을 나쁘게 한다. 또한 이렇게 서로 다른 표면 데미지는 최종 패턴 형성 시 데미지 정도에 따른 로딩 효과를 발생시키게 되어 우수한 포토마스크 제조를 어렵게 한다. 따라서, 화학 증폭형 레지스트의 하부 금속막 및 하드마스크막의 박막 조성비가 유효영역에서 깊이방향으로 균등해야 하며, 이 때 각 조성비의 깊이 방향 및 150mm2 영역내에서 5 at% 이내로 균일한 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 3 at% 이내인 것이 더욱 우수하다.In the steps b1) and e1), in order to have a uniform chemical resistance against ozone water for the metal film and the hard mask film, the composition ratio of the thin film is equal to within 5 at% in the depth direction and the effective area in the effective area of 150 mm 2 . It is characterized by one. When the metal film and the hard mask film are not equal in the depth direction in the 150 mm 2 region, the surface damages of the lower metal film and the hard mask film with respect to ozone water are different. This locally different surface damage forms the surface roughness of the different thin films in the effective area 150 mm 2 , and deteriorates optical properties such as transmittance and reflectance. In addition, such different surface damages cause a loading effect according to the degree of damage in the final pattern formation, making it difficult to produce a good photomask. Therefore, the thin film composition ratios of the lower metal film and the hard mask film of the chemically amplified resist should be uniform in the depth direction in the effective region, and in this case, it is preferable to be uniform within 5 at% within the depth direction and 150 mm 2 region of each composition ratio. More preferably less than 3 at%.

상기 b1) 및 e1) 단계에서, 금속막 및 하드마스크막은 5 내지 100 ppm의 오존수에 1시간 침지 후의 투과율 및 반사율 변화가 노광파장에서 2 % 이하인 것을 특징으로 한다.In the steps b1) and e1), the metal film and the hard mask film are characterized in that the change in transmittance and reflectance after 1 hour immersion in 5 to 100 ppm of ozone water is 2% or less in the exposure wavelength.

상기 b1) 및 e1) 단계에서, 금속막 및 하드마스크막의 오존수 세정 후 표면 거칠기가 0.3nmRa 이하인 것을 특징으로 한다.In the steps b1) and e1), after the ozone water cleaning of the metal film and the hard mask film, the surface roughness is 0.3 nm Ra or less.

상기 b1) 및 e1) 단계에서, 금속막 및 하드마스크막은 오존수 세정 후 표면 거칠기의 균일성이 유효 영역인 150mm2 내에서 0.1nmRa 이하로 균등한 것을 특징으로 한다.In the steps b1) and e1), the metal film and the hard mask film are characterized in that the uniformity of the surface roughness after washing with ozone water is equal to 0.1 nmRa or less within 150 mm 2 , which is an effective area.

상기 b1) 및 e1) 단계에서, 금속막 및 하드마스크막의 표면중심선 평균 조도가 유효영역인 150mm2 내에서 0.1내지 5nmRa이며, 그 차이(Range)가 5nmRa 이하인 것을 특징으로 한다. 박막의 높은 표면 거칠기는 노광광의 난반사를 야기하고, 표면 에너지를 증가시켜 파티클 (Particle) 및 세정 시 화학성분의 반응 속도를 높게 형성하는 문제점을 야기한다. 더욱이 150mm2 영역내에서 서로 다른 표면 거칠기는 광학특성을 서로 다르게 하여 결국 우수한 포토마스크 제조를 어렵게 한다. 따라서, 금속막 및 하드마스크막의 표면 중심선 평균 조도는 0.1 내지 5nmRa이하로 제어되어야 하며, 유효영역인 150mm2 영역에서의 범위가 5nmRa 이하로 제어되어야 한다.In the above steps b1) and e1), the average roughness of the surface center line of the metal film and the hard mask film is 0.1 to 5 nm Ra within 150 mm 2 , which is an effective area, and the difference is less than 5 nm Ra. The high surface roughness of the thin film causes diffuse reflection of exposure light and increases the surface energy, thereby causing problems of high reaction rates of particles and chemicals during cleaning. Moreover, different surface roughnesses in the 150 mm 2 region make the optical properties different, which makes it difficult to produce good photomasks. Therefore, the surface centerline average roughness of the metal film and the hard mask film should be controlled to be 0.1 to 5 nm Ra or less, and the range in the effective area of 150 mm 2 should be controlled to 5 nm Ra or less.

상기 b1) 및 e1) 단계에서, 금속막 및 하드마스크막의 박막 밀도가 2 내지 10g/cm3인 것을 특징으로 한다.In the steps b1) and e1), the thin film density of the metal film and the hard mask film is 2 to 10 g / cm 3 .

상기 b1) 및 e1) 단계에서, 화학 증폭형 레지스트의 기판 의존성을 제어하기 위하여 급속 열처리 장치, 핫 플레이트, 섬광 램프와 같은 표면 처리를 실시하는 것을 특징으로 한다.In steps b1) and e1), surface treatment such as a rapid heat treatment apparatus, a hot plate, and a flash lamp is performed to control the substrate dependency of the chemically amplified resist.

상기 b1) 및 e1) 단계에서, 화학 증폭형 레지스트의 기판 의존성을 제어하기 위하여 금속막 및 하드마스크막의 표면에서의 공기분자오염(Airborne Molecular Contamination) 농도가 100 ppb 이하인 것을 특징으로 한다. 화학 증폭형 레지스트는 하부 기판 의존성에 의해 하부의 스컴(Scum)과 같은 문제점을 발생시켜 최종 패턴의 해상도에 영향을 미치게 되는데, 이는 화학 증폭형 레지스트를 구성하는 화학 증폭 작용제인 강산(H+)이 하부의 금속막 표면에 존재하는 염기성 물질을 포함하는 공기분자오염원에 의해 중화 또는 결합하여 증폭 작용제인 강산(H+)인 소멸하기 때문이다. 따라서, 우수한 패턴 형성을 위하여 기판 의존성을 저감하기 위하여 표면 공기분자오염원의 농도가 100 ppb 이하인 것이 바람직하다.In steps b1) and e1), in order to control the substrate dependency of the chemically amplified resist, the concentration of airborne molecular contamination on the surfaces of the metal film and the hard mask film is 100 ppb or less. The chemically amplified resist causes the same problem as the underlying scum due to the lower substrate dependence, which affects the resolution of the final pattern. This is because the strong acid (H + ), a chemical amplifying agent constituting the chemically amplified resist, This is because neutralizing or binding to an air molecule source containing a basic substance present on the surface of the lower metal film causes the disappearance of the strong acid (H + ), which is an amplifying agent. Therefore, in order to reduce substrate dependence for excellent pattern formation, the concentration of the surface air molecular source is preferably 100 ppb or less.

상기 b1) 및 e1) 단계에서, 금속막 및 하드마스크막의 표면 처리를 열처리를 이용하여 진행할 시 그 온도는 200 내지 1000℃인 것을 특징으로 한다. 금속막의 표면 열처리 시 표면에 잔류하고 있는 화학 성분 찌꺼기(Residue) 및 오존수에 대한 내화학성 특성 개선을 위해 200 ℃ 이하에서 표면 처리를 실시할 경우 표면에 잔류하는 화학성분 찌꺼기를 분해할 수 있는 온도 미만으로 인해 그 효과가 미미하며, 1000℃ 이상으로 할 경우 금속막 및 하드마스크막의 특성이 변하게 되어 사용하기 힘들게 된다. 예를 들어 표면에 잔류하는 물의 경우 100℃ 이상에서 열처리를 해야 하고, 화학증폭형 레지스트의 강산(H+)을 중화하는 요인으로 작용하는 SOx, NOx 와 같은 불순물을 제거하기 위해서는 그의 분해 온도이상이 요구된다. 그런데 100℃ 미만에서 표면 처리할 경우 상기 불순물 이온 제어가 용이하지 못하게 되고, 반면 1000℃ 이상의 고온에서 표면 처리 할 경우 박막의 결정화, 반사율 변화와 같은 데미지를 주게 되어 우수한 특성의 블랭크 마스크 제조가 어렵게 된다. 따라서, 금속막 및 하드마스크막의 표면 처리 시 그의 온도는 200 내지 1000 ℃에서 진행하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 300 내지 700℃에서 진행하는 것이 바람직하다. In the steps b1) and e1), when the surface treatment of the metal film and the hard mask film is performed using heat treatment, the temperature thereof is 200 to 1000 ° C. In order to improve the chemical resistance of chemical residues and ozone water remaining on the surface during the heat treatment of the metal film, when the surface treatment is carried out below 200 ° C, the chemical residues remaining on the surface can be decomposed. Therefore, the effect is insignificant, and when the temperature is 1000 ° C. or more, the characteristics of the metal film and the hard mask film are changed, making it difficult to use. For example, water remaining on the surface should be heat-treated at 100 ° C or higher, and its decomposition temperature in order to remove impurities such as SO x and NO x which act as a factor neutralizing the strong acid (H + ) of the chemically amplified resist. The above is required. However, when the surface treatment is less than 100 ℃ it is not easy to control the impurity ions, while when the surface treatment at a high temperature of more than 1000 ℃ to give damage such as crystallization of the thin film, reflectance change it is difficult to manufacture a blank mask of excellent characteristics. . Therefore, during the surface treatment of the metal film and the hard mask film, the temperature thereof is preferably advanced at 200 to 1000 ° C, more preferably at 300 to 700 ° C.

상기 b1) 및 e1) 단계에서, 금속막 및 하드마스크막의 표면 처리에 따른 노광광에서의 반사율 변화가 유효영역인 150mm2 영역 내에서 2 % 미만인 것을 특징으로 한다. In the steps b1) and e1), the reflectance change in the exposure light according to the surface treatment of the metal film and the hard mask film is less than 2% in the 150 mm 2 area which is an effective area.

상기 b1) 및 e1) 단계에서, 금속막 및 하드마스크막은 초순수에 대한 박막의 접촉각 (Contact Angle)값이 유효영역인 150mm2 내에서 20 내지 50° 이내인 것을 특징으로 한다. 박막에 대한 접촉각은 표면 친수성과 소수성을 구분할 수 있는 평가 수단으로 사용할 수 있다. 이때, 유기물로 형성된 화학 증폭형 레지스트가 코팅되는 금속막 및 하드마스크막의 접촉각이 20 ° 이하가 되면 화학 증폭형 레지스트와의 접착성 (Adhesion)이 떨어지게 되어 패턴 형성 시 화학 증폭형 레지스트의 무넘짐 현상과 같은 문제점이 발생하게 된다. 반면 50° 이상의 접촉각을 형성하는 것은, 금속막 및 하드마스크막 표면에 공기분자오염물의 흡착과 같은 유기물, 산화물등의 형성으로 화학 증폭형 레지스트의 증폭 작용제인 강산을 중화시키는 요인으로 작용한다. 따라서, 금속막 및 하드마스크막의 초순수에 대한 박막의 접촉각이 20 내지 50° 인 것이 바람직하다. 추가적으로 이러한 접촉각 형성을 위하여 박막에 상기 표면 처리를 실시할 수 있다.In the steps b1) and e1), the metal film and the hard mask film are characterized in that the contact angle value of the thin film against ultrapure water is within 20 to 50 ° within 150 mm 2 , which is an effective area. The contact angle for the thin film can be used as an evaluation means to distinguish the surface hydrophilicity and hydrophobicity. At this time, when the contact angle between the metal film and the hard mask film coated with the organic chemically amplified resist becomes less than 20 °, the adhesion with the chemically amplified resist is degraded. The same problem occurs. On the other hand, forming a contact angle of 50 ° or more acts as a factor to neutralize the strong acid, which is an amplifying agent of the chemically amplified resist, by the formation of organic substances, oxides, and the like, such as adsorption of air molecular contaminants on the surface of the metal film and the hard mask film. Therefore, it is preferable that the contact angle of the thin film with respect to the ultrapure water of a metal film and a hard mask film is 20-50 degrees. In addition, the surface treatment may be performed on the thin film to form such a contact angle.

상기 b1) 및 e1) 단계에서, 기판의존성을 제어하기 위하여 화학증폭형 레지스트의 제거(Strip) 후 금속막과 하드마스크막 표면에서의 초순순에 대한 접촉각이 15° 내지 40° 미만인 것을 특징으로 한다. 화학 증폭형 레지스트가 제거된 금속막과 하드마스크막 표면에서는 화학 증폭형 레지스트의 찌꺼기와 같은 스컴이 없어야 한다. 이러한 스컴은 하부 하드마스크막 및 금속막의 건식 식각 시 식각을 어렵게 하여 결국 스팟 (Spot)과 결함을 일으키게 된다. 따라서, 이러한 스컴과 같은 찌꺼기를 제어해야만 하며, 이 때 접촉각을 이용하여 측정할 수 있다. 초순수에 대한 접촉각이 40° 이상이 되면 금속막 및 하드마스크막 표면에 유기물이 존재하게 되어, 스팟과 같은 결함과 해상도에 영향을 미치게 되며 15 미만일 경우 하부 금속막이 본래 가지고 있는 접촉각이 변한 것으로 인해, 박막 특성 변화를 예측할 수 있게 된다. 따라서, 화학증폭형 레지스트 제거 후 금속막 및 하드마스크막 표면에서의 초순수에 대한 접촉각이 15° 내지 40° 미만인 것이 바람직하다.In steps b1) and e1), in order to control the substrate dependence, the contact angle of the ultrapure order on the surface of the metal film and the hard mask film after stripping the chemically amplified resist is 15 ° to less than 40 °. . On the surface of the metal film and the hard mask film from which the chemically amplified resist has been removed, there should be no scum such as the residue of the chemically amplified resist. Such scum makes etching difficult during dry etching of the lower hard mask layer and the metal layer, resulting in spots and defects. Therefore, the scum such as scum must be controlled, and it can be measured using the contact angle at this time. If the contact angle of the ultrapure water is 40 ° or more, organic matter is present on the surface of the metal film and the hard mask film, which affects defects and resolution such as spots, and when it is less than 15, the contact angle of the lower metal film has changed. It is possible to predict changes in thin film properties. Therefore, it is preferable that the contact angle of the ultrapure water on the surface of the metal film and the hard mask film after the chemically amplified resist removal is 15 ° to less than 40 °.

상기 b1) 및 e1) 단계에서, 금속막 및 하드마스크막의 형성 후 표면 평탄도가 유효영역인 150mm2 내에서 0.5 um 이하인 것을 특징으로 한다. 금속막 및 하드마스크막의 평탄도는 레지스트막의 평탄도에 영향을 미치게 되며 이때 0.5 um 이상이 되면 평탄도에 의해 발생하는 패턴의 높낮이가 서로 다르게 되고 이로 인해 식각시 라디칼(Radical) 이온과의 거리가 달라지게 된다. 이로인해 포토마스크 제조 시 패턴의 높낮이에 따른 로딩 효과가 발생하게 되어 CD MTT 및 CD Linearity가 달라지게 되어 우수한 패턴 형성이 어렵게 된다. 따라서 이를 해결하기 위하여 유효영역인 150mm2 영역내에서 평탄도가 0.5 um 이하인 것이 바람직하며, 더욱 더 바람직하게는 0.3 um 이내인 것이 더욱 우수하다.In steps b1) and e1), the surface flatness after formation of the metal film and the hard mask film is 0.5 um or less within 150 mm 2 , which is an effective area. The flatness of the metal film and the hard mask film affects the flatness of the resist film. At this time, when the thickness is 0.5 um or more, the heights of the patterns generated by the flatness are different from each other. Will be different. This causes the loading effect according to the height and height of the pattern when manufacturing the photomask, the CD MTT and CD linearity is changed, it is difficult to form an excellent pattern. Therefore, in order to solve this problem, the flatness within the effective area of 150 mm 2 is preferably 0.5 um or less, and even more preferably within 0.3 um.

상기 b1) 단계에서, 금속막은 단층막 또는 2층 이상의 다층막 구조를 가지는 것을 특징으로 한다. 금속막은 공정의 단순화, 우수한 결함 제어 능력을 가지기 위하여 단층막으로 형성할 수 있으며, 금속막이 가져야 할 기능을 세분화한 다층막 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 금속막이 2층막으로 형성되는 경우 노광광에 대하여 차광기능을 가지는 차광막과 노광광에 대하여 반사기능을 가지는 반사방지막으로 구성할 수 있으며, 3층막으로 구성될 경우 차광막, 반사방지막 및 전자빔의 산란효과 (Scattering Effect)를 제어하기 위해 전도성막 (Conductive Layer), 응력 저감을 위한 스트레스 저감막등과 같은 기능성 박막이 추가적으로 형성될 수 있다.In step b1), the metal film has a single layer film or a multilayer film structure of two or more layers. The metal film may be formed as a single layer film in order to simplify the process and have excellent defect control ability, and may have a multilayer film structure in which the function of the metal film is detailed. For example, when the metal film is formed of a two-layer film, it may be composed of a light shielding film having a light shielding function with respect to the exposure light and an antireflection film having a reflection function with respect to the exposure light. In order to control the scattering effect of (Scattering Effect), a functional thin film such as a conductive layer (Conductive Layer), a stress reducing film for reducing stress may be additionally formed.

상기 b1) 단계에서, 금속막이 2층막으로 형성 될 시 차광기능을 가지는 차광막은 로딩효과 (Loading Effect)를 저감하기 위하여, 노광파장에서의 소멸계수 (k)가 2.5 이상인 것을 특징으로 한다. 차광막의 소멸계수가 2.5 이하이면 노광광을 효과적으로 차광하는 기능을 위한 차광막의 두께가 증가하게 되며, 이에 따라 건식 식각시 로딩효과가 증가하게 된다. 따라서, 이러한 로딩효과를 저감하기 위해서 차광막의 소멸계수 (k)는 2.5 이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 2.8 이상인 것이 바람직하다.In the step b1), when the metal film is formed as a two-layer film, the light shielding film having a light shielding function is characterized in that the extinction coefficient (k) at the exposure wavelength is 2.5 or more in order to reduce the loading effect. If the extinction coefficient of the light shielding film is 2.5 or less, the thickness of the light shielding film for the function of effectively shielding the exposure light is increased, thereby increasing the loading effect during dry etching. Therefore, in order to reduce such a loading effect, the extinction coefficient k of the light shielding film is preferably 2.5 or more, and more preferably 2.8 or more.

상기 b1) 단계에서, 금속막이 2층막으로 형성 될 시 반사방지막은 노광파장에서의소멸계수 (k) 가 2.0 이하인 것을 특징으로 한다. 반사방지막의 소멸계수 (k) 가 2.0 이상이 되면, 반사방지막의 소멸계수가 차광막 대비 큰 유효차를 발생시키지 않게 되어 금속막의 2층막 형성 시 차광막과 반사방지막간의 독립된 기능성 즉, 차광기능과 반사방지의 독립된 기능이 나빠지게 되어 각 2층막 금속막의 개선 시 박막 제어가 용이하지 못하게 된다. 또한, 반사방지막이 2.0 이상의 높은 소멸계수를 가지게 된다면 상대적으로 금속적 성질이 높게 발현되어 2.0 이하 소멸계수를 가지는 박막 대비 동일한 두께에서의 높은 반사율을 가지게 된다. 이로 인해 소기의 목적으로 형성되는 반사방지막의 기능을 충실하게 수행하지 못하게 하는 문제점을 일으키게 된다. 따라서, 반사방지막의 소멸계수 (k)는 2.0 이하인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1.8 이하인 것이 더욱 우수하다.In the step b1), when the metal film is formed of a two-layer film, the anti-reflection film is characterized in that the extinction coefficient (k) at the exposure wavelength is 2.0 or less. When the extinction coefficient (k) of the antireflection film is 2.0 or more, the extinction coefficient of the antireflection film does not generate a large effective difference compared to the light shielding film. The independent function of the film becomes worse, so that the control of the thin film is not easy when the metal film of each two-layer film is improved. In addition, if the anti-reflection film has a high extinction coefficient of 2.0 or more, the metallic properties are relatively high, and thus have a high reflectance at the same thickness as a thin film having an extinction coefficient of 2.0 or less. This causes a problem in that the function of the antireflection film formed for the desired purpose cannot be performed faithfully. Therefore, the extinction coefficient k of the antireflection film is preferably 2.0 or less, more preferably 1.8 or less.

상기 b1) 단계에서, 금속막의 두께는 로딩효과를 저감하기 위하여 200 내지 550 Å 이내인 것을 특징으로 한다. 금속막의 두께가 200 Å 이하이면, 전자빔 (E-beam) 노광 시 후방산란효과 (Backscattering Effect)가 증가하게 되어, 복잡한 Optical Proximity Correction (OPC) 뿐만 아니라, 흐려짐 효과 (Fogging Effect)가 증가하여 CD MTT 및 CD Uniformity가 불안정 해지는 문제점이 발생하게 되고, 금속막의 두께가 550 Å 이상이 되면 상대적으로 두꺼운 두께로 인해 식각 시 로딩효과 (Loading Effect)가 증가하게 되어 CD MTT, CD Uniformity가 나빠지는 문제점이 발생하게 된다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해서 금속막의 두께는 200 내지 550 Å 인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 300 내지 500Å 인 것이 더욱 바람직하다.In the step b1), the thickness of the metal film is characterized in that within 200 to 550 Pa in order to reduce the loading effect. If the thickness of the metal film is 200 200 or less, the backscattering effect is increased when the E-beam is exposed, and not only the complicated Optical Proximity Correction (OPC) but also the blurring effect is increased, thereby increasing the CD MTT. And CD uniformity becomes unstable, and when the thickness of the metal film is more than 550 로딩, the loading effect increases during etching due to the relatively thick thickness, causing the CD MTT and CD uniformity to deteriorate. Done. Therefore, in order to solve such a problem, it is preferable that the thickness of a metal film is 200-550 GPa, More preferably, it is 300-500 GPa.

상기 b1) 단계에서, 금속막은 실리사이드 (Si), 몰리브데늄 (Mo), 탄탈륨 (Ta), 티탄늄(Ti), 텅스텐 (W) 중 1종 필수적으로 포함되며, 그의 단독 및 그의 산화물, 탄화물, 질화물, 산화탄화물, 산화질화물, 산화탄화질화물로 구성된 박막이 적어도 1층 이상 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.In the step b1), the metal film is essentially one of silicide (Si), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), titanium (Ti), tungsten (W), its sole and its oxide, carbide And at least one thin film composed of nitride, oxynitride, oxynitride, or oxynitride.

상기 b1) 단계에서, 금속막을 형성하는 어느 한 층 이상이 적어도 산소 및 질소를 포함하는 막이 포함되는 것을 특징으로 한다. In the step b1), at least one layer for forming a metal film is characterized in that it comprises a film containing at least oxygen and nitrogen.

상기 b1) 단계에서, 금속막 표면에서 노광파장에서의 반사율이 유효영역인 150mm2 영역에서 25 % 이하인 것을 특징으로 한다.In the step b1), the reflectance at the exposure wavelength on the surface of the metal film is 25% or less in the 150 mm 2 area which is the effective area.

상기 b1) 단계에서, 금속막은 23℃ 의 Standard Cleaning-1 (SC-1), 70 ℃ 내지90 ℃의 황산, 70 ℃ 내지90 ℃의 Hot-DI Water에 2시간 침지 시 투과율 및 반사율 변화가 유효영역인 150mm2 내에서 1 % 이하인 것을 특징으로 한다.In the step b1), the change in transmittance and reflectance is effective when the metal film is immersed in Standard Cleaning-1 (SC-1) at 23 ° C., sulfuric acid at 70 ° C. to 90 ° C., and hot-DI water at 70 ° C. to 90 ° C. for 2 hours. It is characterized by less than 1% in the area of 150mm 2 .

상기 b1) 단계에서, 금속막이 형성 되었을 때, 금속막 형성 시 사용되는 스퍼터 타겟 재료는 1종 이상의 금속 및/또는 전이금속 그리고 실리콘을 적어도 포함하는 것을 특징으로 한다.In step b1), when the metal film is formed, the sputter target material used for forming the metal film may include at least one metal and / or transition metal and silicon.

상기 b1) 단계에서, 금속막 형성 시 사용되는 스퍼터 타겟에 있어서 타겟의 조성비가 1종 이상의 금속 및/또는 전이금속이 1~30at%, 실리콘이 40~70at%인 것을 특징으로 한다. In the step b1), in the sputter target used for forming the metal film, the composition ratio of the target is 1 to 30 at% of one or more metals and / or transition metals, and 40 to 70 at% of silicon.

상기 b1) 단계에서, 금속막은 전이금속 또는 금속 성분이 20~100at%, 산소가 0~50at%, 질소가 0~50at%, 탄소가 0~50at%인 것을 특징으로 한다.In the step b1), the metal film has a transition metal or metal component of 20 to 100 at%, oxygen of 0 to 50 at%, nitrogen of 0 to 50 at%, and carbon of 0 to 50 at%.

상기 b1) 단계에서, 금속막 중 반사방지막의 반사율 제어를 위하여 적어도 질소 및 산소의 어느 1종 이상의 반응성 가스를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 한다. In the step b1), it is formed using at least one reactive gas of nitrogen and oxygen to control the reflectivity of the anti-reflection film of the metal film.

상기 b1) 단계에서, 금속막 중 차광막과 반사방지막의 반사율 차이가 노광파장에서 10 % 이상 차이가 발생하는 것을 특징으로 한다. 금속막이 2층으로 구성되고 차광막 및 반사방지막을 각각 독립적으로 형성하였을 때, 차광막 만의 반사율 대비 반사방지막의 반사율이 10 % 이상 차이가 발생하여야 하며, 이는 내부반사를 저감하여 2층막 형성 시 반사율을 제어하기 위함이다.In the step b1), the difference in reflectance between the light shielding film and the anti-reflection film of the metal film is characterized in that a difference of more than 10% in the exposure wavelength. When the metal film is composed of two layers and the light shielding film and the antireflection film are formed independently of each other, the reflectance of the antireflection film should be more than 10% different from the reflectance of only the light shielding film. To do this.

상기 b1) 단계에서, 금속막에서의 면저항이 1kΩ/□ 이하인 것을 특징으로 한다.In the step b1), the sheet resistance of the metal film is 1 kΩ / □ or less.

상기 e1) 단계에서 하드마스크막은 크롬 (Cr), 몰리브데늄 (Mo), 몰리실리 (MoSi), 몰리탄탈늄실리사이드 (MoTaSi), 탄탈륨 (Ta), 실리콘 (Si), 및 탄탈텅스텐 (TaW)을 사용 할 수 있으며, 반응성 가스를 이용하여 산화물, 질화물, 탄화물, 산화 질화물, 산화탄화물, 질화탄화물, 산화탄화질화물을 형성할 수 있다.In the step e1), the hard mask layer is formed of chromium (Cr), molybdenum (Mo), molybly (MoSi), molybtantalum silicide (MoTaSi), tantalum (Ta), silicon (Si), and tantalum tungsten (TaW). It may be used, and the reactive gas may be used to form oxides, nitrides, carbides, oxynitrides, oxidized carbides, nitride carbides, oxynitrides.

상기 e1) 단계에서, 하드마스크막은 불소계 건식 식각 시 하부 금속막과의 선택비가 5 이상인 것을 특징으로 한다.In step e1), the hard mask layer may have a selectivity of 5 or more with the lower metal layer during fluorine-based dry etching.

상기 e1) 단계에서, 하드마스크막은 염소계 건식 식각 시 하부 금속막과의 선택비가 5 이상인 것을 특징으로 한다.In the step e1), the hard mask film has a selectivity with respect to the lower metal film during chlorine dry etching, characterized in that 5 or more.

상기 e1) 단계에서, 하드마스크막은 오존수를 이용한 레지스트막 제거 시 하드마스크막 표면에서의 반사율 변화가 유효영역인 150mm2 내에서 2 % 이내의 변화를 나타내는 것을 특징으로 한다.In the step e1), the hard mask film is characterized in that the change in reflectance on the surface of the hard mask film when the removal of the resist film using ozone water is within 2% within 150mm 2 , the effective area.

상기 e1) 단계에서, 하드마스크막의 두께는 50 내지 150 Å 이하인 것을 특징으로 한다.In the step e1), the thickness of the hard mask film is characterized in that less than 50 to 150 Pa.

상기 e1) 단계에서, 하드마스크막에서의 면저항이 1kΩ/□ 이하인 것을 특징으로 한다.In the step e1), the sheet resistance of the hard mask film is 1 k 인 / □ or less.

상기 d1) 단계에서, 하드마스크막의 표면에 코팅되는 레지스트는 화학증폭형 레지스트인 것을 특징으로 한다.In step d1), the resist coated on the surface of the hard mask layer is characterized in that the chemically amplified resist.

상기 d1) 단계에서, 레지스트의 두께는 1,000 내지 2,000Å 인것을 특징으로 한다.In step d1), the thickness of the resist is characterized in that 1,000 to 2,000Å.

상기의 구성에 의한 본 발명에 따르면, 블랭크 마스크는 로딩효과가 저감되어 우수한 해상도 구현이 가능하며, 스퍼터링 타겟 및 박막의 조성비의 균일성을 제어하여 우수한 특성을 가지는 블랭크 마스크 제조가 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 블랭크 마스크는 표면 처리를 통하여 오존수에 대한 내화학성이 우수하고, 기판의존성을 제어하여 우수한 특성을 가지는 블랭크 마스크 제조가 가능하다. 이를 통해 우수한 포토마스크 제조가 가능하다.According to the present invention by the above configuration, the blank mask is possible to implement a good resolution by reducing the loading effect, it is possible to manufacture a blank mask having excellent characteristics by controlling the uniformity of the composition ratio of the sputtering target and the thin film. In addition, the blank mask according to the present invention is excellent in chemical resistance to ozone water through the surface treatment, it is possible to manufacture a blank mask having excellent characteristics by controlling the substrate dependency. This makes it possible to manufacture excellent photomasks.

도 1은 본 발명에 의해 제조된 바이너리 블랭크 마스크의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의해 제조된 하드마스크막용 블랭크 마스크의 단면도이다.
1 is a cross-sectional view of a binary blank mask made by the present invention.
2 is a cross-sectional view of a blank mask for a hard mask film produced according to the present invention.

실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 실시예는 단지 본 발명의 예시 및 설명을 하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라며 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술력 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.Examples The present invention will be described in detail by way of examples, but the examples are used only for the purpose of illustrating and explaining the present invention, and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. . Therefore, it will be appreciated that various modifications and equivalent other embodiments may be made from those skilled in the art. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical details of the claims.

(실시예 1)(Example 1)

본 실시예 1은 금속막으로 몰리브데늄 135mm × 570 mm 크기의 실리사이드(MoSi=10:90at%) 타겟을 사용하고 6 × 6 × 0.25inch의 투명기판 위에 DC 마그네트론 스퍼터링 장비를 사용하여 차광막과 반사방지막을 형성하였다. 이 때 사용된 몰리드데늄 실리사이드 타겟의 조성비를 유효영역인 130mm × 545mm 영역내에서 비파괴 분석법을 통해 조성비를 분석한 결과 Mo가 9.98at%, Si가 90.02at% 이었으며, 깊이방향에 따라 조성비 범위(Range)가 0.3at% 미만으로 아주 우수한 결과를 나타내었다.In Example 1, a molybdenum 135mm × 570mm silicide (MoSi = 10: 90at%) target was used as a metal film, and a light shielding film and reflection were made by using a DC magnetron sputtering device on a 6 × 6 × 0.25inch transparent substrate. A protective film was formed. At this time, the composition ratio of the molybdenum silicide target used in the area of 130mm × 545mm, which is the effective area, was analyzed by non-destructive analysis. As a result, Mo was 9.98at% and Si was 90.02at%. Range) was less than 0.3 at%, showing very good results.

상기의 타겟을 이용하여 차광막은 500 W 파워, 1.5 mtorr의 압력, 아르곤(Ar) 가스만을 이용하여 형성하였으며. 이 때 차광막의 두께는 360Å이었으며, 193 nm에서 광학밀도는 2.8, 193nm에서 반사율은 54.2 %를 나타내었다. 이 후 반응성 가스 산소, 탄소, 질소를 이용하고, 파워를 200 W, 압력은 1.5mtorr에서 반사방지막을 형성하였다. 이를 통해 최종적인 금속막의 두께는 470Å이며, 193 nm에서 반사율이 18.23 %를 나타내어 우수한 특성을 나타내었다. 이에 대하여 유효 영역인 150mm2 영역에서 5 Point를 선정하여 Auger Electron Spectrometer (AES) 장비를 이용하여 금속막의 조성비를 아래의 표 1과 같이 분석하였다.Using the target, the light shielding film was formed using only 500 W power, 1.5 mtorr pressure, and argon (Ar) gas. At this time, the thickness of the light shielding film was 360 mm, the optical density was 2.8 at 193 nm, and the reflectance was 54.2% at 193 nm. Thereafter, reactive gas oxygen, carbon, and nitrogen were used, and an antireflection film was formed at 200 W of power and 1.5 mtorr of pressure. Through this, the final thickness of the metal film was 470Å, and the reflectance was 18.23% at 193 nm, showing excellent characteristics. On the other hand, 5 points were selected in the effective area of 150mm 2 and the composition ratio of the metal film was analyzed using Auger Electron Spectrometer (AES) equipment as shown in Table 1 below.

위치location Atomic %Atomic% MoMo SiSi CC OO NN +125mm+125 mm 8.58.5 59.259.2 0.360.36 0.530.53 31.4131.41 +63 mm+63 mm 8.68.6 58.558.5 0.320.32 0.620.62 31.9631.96 0 mm0 mm 8.58.5 58.958.9 0.350.35 0.580.58 31.6731.67 + 63mm+ 63 mm 8.48.4 59.359.3 0.380.38 0.550.55 31.3731.37 - 125mm125 mm 8.58.5 58.558.5 0.340.34 0.530.53 32.1332.13 MeanMean 8.58.5 58.8858.88 0.350.35 0.5620.562 31.70831.708 RangeRange 0.20.2 0.80.8 0.060.06 0.090.09 0.760.76

표 1은 상기 제조된 금속막의 유효 영역인 150mm2 영역에서의 박막의 조성비를 분석한 결과이다. 분석한 위치는 마스크 중앙을 0mm로 하여 좌우로 +125mm, -125mm 위치까지 5 Point에 대하여 깊이 방향에 따른 조성비를 나타내고 있다. 이에 따른 실험결과 Range가 0.06 ~ 0.80 at%으로 유효영역 내에서 아주 우수한 결과를 나타내었다. 이후 상기 금속막 상에 MoSi와 동일한 크기의 가지는 타겟을 이용하고, 300W의 파워, 1.5mtorr의 압력에서 산소, 질소를 이용하여 하드마스크막을 110Å의 두께로 형성하였다. 이때, 하드마스크막 표면에서의 반사율은 193nm에서 19.3%를 나타내었다. 이후 진공 RTP 장비를 이용하여 350℃에서 30분간 열처리를 5 × 10-4 torr에서 실시한 후 동일하게 반사율을 측정하였으며 그 결과 193nm에서 19.6%를 나타내어 큰 변화가 발생하지 않았다. 또한 초순수를 이용한 접촉각을 측정한 결과 Contact Angle이 40°를 나타내어 우수한 상부 레지스트막과의 Adhesion이 우수할 것으로 판단되었다. 그리고, 상기 RTP 처리된 하드마스크막 상에 후지사의 FEP-171의 화학증폭형 레지스트를 1500Å의 두께로 코팅하여 하드마스크용 블랭크 마스크를 제조하였다.Table 1 shows the results of analyzing the composition ratio of the thin film in the 150 mm 2 area, which is an effective area of the prepared metal film. The analyzed position shows the composition ratio along the depth direction with respect to 5 points from the mask center to 0 mm to the +125 mm and -125 mm positions from side to side. As a result of the experiment, the range was 0.06 ~ 0.80 at% and showed very good result in the effective area. Then, using a target having the same size as MoSi on the metal film, a hard mask film was formed to a thickness of 110 kW using oxygen and nitrogen at a power of 300 W, pressure of 1.5 mtorr. In this case, the reflectance on the surface of the hard mask film was 19.3% at 193 nm. Thereafter, heat treatment was performed at 350 ° C. for 30 minutes at 5 × 10 −4 torr using vacuum RTP equipment, and the reflectance was measured in the same manner. As a result, 19.6% was shown at 193 nm, and no significant change occurred. In addition, as a result of measuring the contact angle using ultrapure water, the contact angle was 40 ° and it was judged that the adhesion with the superior upper resist film was excellent. And, on the RTP-treated hard mask film, a chemically amplified resist of Fuji's FEP-171 was coated with a thickness of 1500 Å to prepare a blank mask for the hard mask.

상기 제조된 블랭크 마스크를 40 ppm의 오존수를 이용하여 화학증폭형 레지스트를 제거한 후 하드마스크막에서의 반사율을 측정한 결과 193nm에서 평균 반사율이 19.5%로서 0.1%의 변화를 나타내었으며 Range 또한 0.13%로 하드마스크막에 데미지를 주지 않았음을 확인할 수 있었다. 또한 이때 초순수를 이용한 접촉각을 하드마스크막에서 측정한 결과 Contact Angle이 23.2°를 나타내어 표면에 레지스트막 및 유기물과 같은 오염물이 완전 제거되었음을 확인할 수 있었다. 이후 하드마스크막을 제거한 후 금속막에서 40 ppm의 오존수와 SC 1(암모니아:과산화수소수:초순수=1:1:5)를 교대로 1시간씩 세정한 후 80℃의 Hot-DI를 이용하여 20분간 세정한 후 금속막에서의 반사율을 측정한 결과 평균 반사율이 18.92%를 나타내었으며, Range 또한 0.13%로서 우수한 내화학성을 나타내었다. After removing the chemically amplified resist by using 40 ppm of ozone water, the measured blank reflectance of the blank mask was measured. It was confirmed that no damage was done to the hard mask. In addition, as a result of measuring the contact angle using ultrapure water on the hard mask film, the contact angle was 23.2 ° and it was confirmed that contaminants such as resist film and organic material were completely removed from the surface. After removing the hard mask film, 40 ppm of ozone water and SC 1 (ammonia: hydrogen peroxide: ultrapure water = 1: 1: 5) were alternately washed for 1 hour in the metal film, followed by 20 minutes using hot-DI at 80 ° C. After washing, the reflectance of the metal film was measured. The average reflectance was 18.92%, and the range was 0.13%.

본 실시예는 상기의 구조인 하드마스크용 블랭크 마스크 뿐만 아니라, 위상반전막을 포함하는 구조에서도 적용이 가능하다. 이때 위상반전막을 포함할 시 식각저지막을 투명기판의 상부 및 위상반전막 상부에 선택적으로 형성할 수 있다. 그리고 위상반전막은 MoSi를 필수적으로 포함하여 산소, 질소, 탄소, 불소의 1종 이상을 포함하는 박막으로 형성되어 질 수 있다.The present embodiment can be applied not only to the blank mask for hard mask which is the above structure but also to a structure including a phase inversion film. In this case, when the phase shift layer is included, an etch stop layer may be selectively formed on the transparent substrate and the phase shift layer. In addition, the phase inversion film may be formed of a thin film including at least one of oxygen, nitrogen, carbon, and fluorine including MoSi.

(비교예 1) (Comparative Example 1)

비교예 1은 상기의 실시예 1과 비교하여 금속막 표면의 전이금속 및 금속 성분의 조성비에 따른 오존수 영향을 평가한 결과이다. 이를 위하여 금속막으로 몰리브데늄 실리사이드(MoSi=50:50at%) 타겟을 사용하고 6 × 6 × 0.25inch의 투명기판 위에 DC 마그네트론 스퍼터링 장비를 사용하여 차광막과 반사방지막을 형성하였다.Comparative Example 1 is a result of evaluating the effect of ozone water according to the composition ratio of the transition metal and the metal component on the metal film surface compared with Example 1 above. For this purpose, a light shielding film and an antireflection film were formed by using a molybdenum silicide (MoSi = 50: 50at%) target as a metal film and using a DC magnetron sputtering device on a 6 × 6 × 0.25inch transparent substrate.

이 때, 차광막 형성 시 파워는 앞선 실시예 1과 동일하게 파워는 500 W, 압력은 1.5 mtorr, 가스는 아르곤(Ar) 가스만을 이용하여 증착하였다. 이 때 차광막의 두께는 343Å이었으며, 193 nm에서 광학밀도는 2.78, 193nm에서 반사율은 58.2 %를 나타내었다. 이 후 반응성 가스 산소, 탄소, 질소를 이용하고, 파워를 200 W, 압력은 1.5mtorr에서 반사방지막을 형성하였다. 이를 통해 최종적인 금속막의 두께는 463Å이며, 193 nm에서 반사율이 19.73 %를 나타내어 우수한 특성을 나타내었다. 이후 크롬을 이용하여 하드마스크막을 형성하고 동일하게 RTP 표면 처리를 실시한 후 포토레지스트를 코팅하였다. 이후 포토레지스 및 하드마스크막을 제거한 후 금속막에서 40 ppm의 오존수와 SC 1에 대하여 각각 1시간씩 침지한 후의 193nm에서의 반사율을 측정하였다. 그 결과 금속막에서 193nm에서의 반사율이 25.2%를 나타내어 그 차이가 1% 이상으로 우수하지 못하는 결과를 나타내었다.At this time, in forming the light shielding film, the power was deposited using 500 W, the pressure was 1.5 mtorr, and the gas was argon (Ar) gas in the same manner as in Example 1. At this time, the thickness of the light shielding film was 343Å, the optical density was 2.78 at 193 nm, and the reflectance was 58.2% at 193 nm. Thereafter, reactive gas oxygen, carbon, and nitrogen were used, and an antireflection film was formed at 200 W of power and 1.5 mtorr of pressure. Through this, the final thickness of the metal film was 463Å, and the reflectance was 19.73% at 193 nm, showing excellent characteristics. Thereafter, a hard mask film was formed using chromium, and the same RTP surface treatment was performed to coat the photoresist. After removing the photoresist and hard mask film, the reflectance at 193 nm after immersion for 1 hour in 40 ppm ozone water and SC 1 in the metal film was measured. As a result, the reflectance at 193 nm in the metal film was 25.2%, indicating a difference of more than 1%.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

비교예 2는 상기 비교예 1과 대비하여 RTP 처리 유무에 따른 오존수 데미지를 평가한 결과이다. 비교예 1과 동일하게 블랭크 마스크가 제조되었으며, 단지 하드마스크막에서 RTP 처리를 하지 않았다. 이에 따른 금속막에서의 193nm에서의 반사율이 43%를 나타내었으며, 이는 반사방지막이 크게 데미지를 받았음을 알 수 있다.Comparative Example 2 is a result of evaluating ozone water damage according to the presence or absence of the RTP treatment compared to Comparative Example 1. A blank mask was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, and only RTP treatment was not performed on the hard mask film. Accordingly, the reflectance at 193 nm in the metal film was 43%, indicating that the antireflection film was largely damaged.

(비교예 3)(Comparative Example 3)

비교예 3은 상기 실시예 1과 대비하여 타겟 조성비의 비율이 균일하지 못한 타겟을 이용하여 실시한 박막 균일성에 대한 실험을 실시한 결과이다. 이때 사용된 MoSi 타겟의 조성비 평균은 Mo가 9.83at%, Si가 90.17at%로 유사하였으나, 유효영역에서의 조성비 Range가 Mo는 3.2at%, Si는 6.8at%를 나타내었다. 이를 이용하여 동일한 조건에서 금속막을 형성한 후 AES 장비를 이용하여 유효영역내에서의 조성비를 아래와 같이 분석하였다.Comparative Example 3 is a result of experiments on the thin film uniformity was carried out using a target that is not uniform in the ratio of the target composition ratio compared to Example 1. At this time, the average composition ratio of MoSi target used was 9.83at% in Mo and 90.17at% in Si, but the composition ratio range in the effective area was 3.2at% in Mo and 6.8at% in Si. After forming the metal film under the same conditions by using this, the composition ratio in the effective area using the AES equipment was analyzed as follows.

Atomic %Atomic% MoMo SiSi CC OO NN +125mm+125 mm 8.98.9 59.259.2 0.370.37 1.331.33 32.4132.41 +63mm+63 mm 11.611.6 52.352.3 0.390.39 3.753.75 31.9631.96 0mm0 mm 8.58.5 58.258.2 0.380.38 3.253.25 29.6729.67 - 63mm63 mm 7.47.4 61.261.2 0.400.40 0.630.63 30.3730.37 -125mm-125mm 12.212.2 53.553.5 0.420.42 2.752.75 31.1331.13 MeanMean 9.729.72 56.8856.88 0.3920.392 2.3422.342 30.6730.67 RangeRange 4.84.8 8.98.9 0.050.05 3.123.12 2.292.29

표 2를 참조하여 금속막의 조성비를 유효영역인 150mm 내에서 5 Point에 대한 깊이 방향에 따른 조성비 분석결과 조성비 Range가 0.05 에서 8.9at%로 실시예 1대비 높은 변화를 나타내었다. 이후 상기의 금속막을 비교예 1과 같이 동일하게 블랭크 마스크를 형성한 후 금속막에 대한 내화학성을 오존수 및 SC 1에 대하여 평가하였다. 그 결과 193nm에서의 반사율 평균 변화가 1.32%, Range가 3.2 %를 나타내어 각 영역에서 각기 다르게 나타났다. 이는 박막 형성 시 조성비가 서로 다름에 의해 오존수가 반응하는 영역이 서로 다르게 되고 이로 인해 Range가 크게 발생하였음을 알 수 있다.Referring to Table 2, the composition ratio analysis result of the composition ratio of the metal film according to the depth direction with respect to 5 points within 150 mm, which is the effective region, showed a higher change compared to Example 1 with the range of 0.05 to 8.9 at%. Then, after forming the blank mask in the same manner as in Comparative Example 1, the metal film was evaluated for chemical resistance against ozone water and SC 1. As a result, the average change in reflectance at 1.93nm was 1.32% and the range was 3.2%, which was different in each area. This can be seen that the area where ozone water reacts is different due to different composition ratios when the thin film is formed, thereby causing a large range.

(실시예 2)(Example 2)

본 실시예 2는 상기 실시예 1에 의해 형성된 블랭크 마스크의 수직한 패턴 형성을위한 실험을 실시한 결과이다. 실험은 기판의존성 제어를 위하여 하드마스크막의 불순물 이온을 분석하였으며, 또한 스컴 현상을 분석하기 위하여 FE-SEM을 이용하여 단면을 분석하였다. 이때 블랭크 마스크 제조 방법은 실시예 1과 동일하게 형성되었다.The second embodiment is the result of the experiment for the vertical pattern formation of the blank mask formed by the first embodiment. In the experiment, impurity ions of the hard mask layer were analyzed for substrate dependency control, and cross sections were analyzed using FE-SEM to analyze scum phenomena. At this time, the blank mask manufacturing method was formed in the same manner as in Example 1.

먼저, 아래의 표 3은 하드마스크막 표면의 공기분자오염 농도를 분석하기 위하여 블랭크 마스크 형성 시 레지스트막 코팅 전의 하드마스크막 표면에서의 불순물 이온을 분석한 결과(단위: ppb)이다.First, Table 3 below shows the results (unit: ppb) of impurity ions on the surface of the hard mask film before the resist film coating when the blank mask is formed in order to analyze the concentration of air molecules on the surface of the hard mask film.

FF ClCl SOxSOx NOxNOx NH4NH4 TotalTotal 불순물 농도Impurity concentration 1010 88 66 55 99 38 38

하드마스크막 상의 불순물 이온은 상기 하드마스크막 위에 코팅되는 화학증폭형 레지스트의 강산(H+)을 중화시키고, 이로 인해 현상이 이루어지지 않아 최종적으로 결함의 형태를 나타낸다. 따라서, 이에 대한 불순물 분석 결과 총 불순물은 38 ppb로 기판 의존성이 우수한 결과를 나타내었다. Impurity ions on the hard mask film neutralize the strong acid (H + ) of the chemically amplified resist coated on the hard mask film, and thus do not develop, resulting in a form of a defect. Therefore, the impurity analysis results showed that the total impurity is 38 ppb, excellent substrate dependence.

이후 상기의 불순물 이온 농도와 Scum과의 관계를 분석하기 위하여 50keV의 E-beam Writing을 실시하고, 110℃ 10분간 Post Exposure Baker를 실시하였다. 이후 THMA 2.38% Developer를 이용하여 레지스트막을 현상하였으며, 이후 하드마스크막을 Cl2, O2 및 He 가스를 이용하여 건식 식가하였다. 이 후 FE-SEM 장비인 히다찌사의 S-4800 장비를 이용하여 프로파일을 관측한 결과 스컴이 없는 우수한 결과를 나타내었다.Thereafter, in order to analyze the relationship between the impurity ion concentration and Scum, 50-keV E-beam writing was performed, and a Post Exposure Baker was performed at 110 ° C for 10 minutes. Then, the resist film was developed using THMA 2.38% Developer, and then the hard mask film was dry-etched using Cl 2 , O 2, and He gas. After that, the profile was observed using Hitachi's S-4800 equipment, which is an FE-SEM equipment, and showed excellent results without scum.

(비교예 4)(Comparative Example 4)

비교예 4는 상기 실시예 2에서 평가한 불순물 농도 및 RTP 처리에 따른 스컴 현상을 비교하기 위한 실험을 실시한 결과이다.Comparative Example 4 is a result of an experiment for comparing the scum phenomenon according to the impurity concentration and RTP treatment evaluated in Example 2.

블랭크 마스크는 실시예 2와 동일하게 제조되었으나, RTP 표면 처리를 하지 않은 Sample과 RTP를 처리한 후 블랭크 마스크 패킹 박스에 보관한 후 열처리를 통해 표면 유기 오염을 가혹하게 한 3가지 Sample에 대하여 불순물 이온 분석을 아래의 표 4와 같이 실시하였다.The blank mask was manufactured in the same manner as in Example 2, but impurity ions were applied to the samples without RTP surface treatment and the RTP treated and stored in a blank mask packing box, and then subjected to heat treatment to three samples that had severe surface organic contamination. The analysis was performed as shown in Table 4 below.

FF ClCl SOxSOx NOxNOx NH4NH4 TotalTotal 실시예 2Example 2 1010 88 66 55 99 38 38 No RTP No RTP 1919 2020 1919 1212 3232 102102 RTP & Box PackingRTP & Box Packing 1414 1414 1515 99 2323 7575

표 4는 RTP에 따른 하드마스크막의 불순물 이온 농도(단위: ppb)를 분석한 결과이다. 실험 결과 RTP 처리를 하지 않을 경우 총 불순물 이온량이 102 ppb를 나타내어 RTP 처리를 하였을 경우 대비 약 3배의 높은 이온 농도를 나타내었다. 그리고 RTP 처리 후에도 Box에 보관한 후 강제적으로 유기오염물을 흡착 시킨 결과 75 ppb를 나타내어 공기분자오염물이 표면 에 흡착되는 결과를 나타내었다.Table 4 shows the results of analyzing the impurity ion concentration (unit: ppb) of the hard mask film according to RTP. As a result of the experiment, the total impurity ion amount was 102 ppb when the RTP treatment was not performed, and the ion concentration was about three times higher than when the RTP treatment was performed. After the RTP treatment, the organic pollutants were forcibly adsorbed after being stored in the box and showed 75 ppb, resulting in the adsorption of air pollutants to the surface.

상기의 결과를 바탕으로 실시예 2와 동일하게 리소그래피 공정을 통해 패턴을 형성한 후 발생한 스컴을 분석하여 보았다. 그 결과 RTP를 처리하지 않을 경우 70nm CD Size에서부터 풋팅과 같은 스컴 현상이 발생함을 확인할 수 있었으며, RTP 처리 후 Box 보관한 경우에는 풋팅과 같은 스컴 현상은 발생하지 않았다.Based on the above results, scums generated after forming a pattern through a lithography process were analyzed in the same manner as in Example 2. As a result, when RTP was not processed, it was confirmed that scum phenomenon such as putting occurred from 70nm CD size. In the case of box storage after RTP treatment, scum phenomenon such as putting did not occur.

상기의 결과 하드마스크막 표면의 불순물 이온 농도가 100 ppb 이하로 제어되야 함을 확인할 수 있으며, RTP 처리를 통해 스컴 제어가 가능함을 알 수 있다.As a result, it can be seen that the impurity ion concentration on the surface of the hard mask film should be controlled to 100 ppb or less, and it can be seen that scum control is possible through RTP treatment.

10 : 투명기판
20 : 차광막
30 : 반사방지막
40 : 하드마스크막
100 : 본 발명에 의해 제조된 블랭크 마스크
200 : 본 발명에 의해 제조된 하드마스크용 블랭크 마스크
10: transparent substrate
20: light shielding film
30: antireflection film
40: hard mask
100: blank mask produced by the present invention
200: blank mask for hard mask produced by the present invention

Claims (43)

투명기판;
상기 투명기판 위에 금속막; 및
상기 금속막 상에 형성되는 레지스트막;을 포함하며
상기 금속막의 박막 조성비가 유효영역인 150mm2 영역내에서 깊이 방향 및 유효영역 내에서 5 at% 이내로 균등한 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
Transparent substrate;
A metal film on the transparent substrate; And
And a resist film formed on the metal film.
And a thin film composition ratio of the metal film is equal to or less than 5 at% in a depth direction and an effective region within a 150 mm 2 region, which is an effective region.
제 1항에 있어서,
투명기판과 금속막 사이에 위상반전막 또는 식각저지막이 선택적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 1,
A blank mask, wherein a phase inversion film or an etch stop film is selectively formed between the transparent substrate and the metal film.
제 2항에 있어서,
위상반전막의 조성비 중 오존수에 대한 내화학성이 우수하기 위하여 금속 또는 전이금속의 조성비가 5 내지 15at% 인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 2,
A blank mask, characterized in that the composition ratio of the metal or transition metal is 5 to 15 at% in order to have excellent chemical resistance to ozone water in the composition ratio of the phase inversion film.
제 1항에 있어서,
금속막은 비정질 상태인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 1,
A blank mask, wherein the metal film is in an amorphous state.
제 1 항에 있어서,
금속막은 단층막 또는 2층 이상의 다층막 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 1,
A blank mask, wherein the metal film has a single layer film or a multilayer film structure of two or more layers.
제 1항에 있어서,
금속막이 차광막과 반사방지막으로 구성되는 경우, 차광기능을 가지는 차광막은 로딩효과 (Loading Effect)를 저감하기 위하여, 노광파장에서의 소멸계수 (k)가 2.5 이상인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 1,
A blank mask, wherein when the metal film is composed of a light shielding film and an antireflection film, the light shielding film having a light shielding function has a extinction coefficient k at an exposure wavelength of 2.5 or more in order to reduce a loading effect.
제 1 항에 있어서,
금속막이 차광막과 반사방지막으로 구성되는 경우, 반사방지막은 노광파장에서의소멸계수 (k) 가 2.0 이하인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 1,
When the metal film is composed of a light shielding film and an antireflection film, the antireflection film has a extinction coefficient k at an exposure wavelength of 2.0 or less.
제 1 항에 있어서,
금속막의 두께는 로딩효과를 저감하기 위하여 200 내지 550 Å 이내인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 1,
The thickness of the metal film is a blank mask, characterized in that within 200 to 550 kPa to reduce the loading effect.
제 1 항에 있어서,
금속막은 실리사이드 (Si), 몰리브데늄 (Mo), 탄탈륨 (Ta), 티탄늄(Ti), 텅스텐 (W) 중 1종 필수적으로 포함되며, 그의 단독 및 그의 산화물, 탄화물, 질화물, 산화탄화물, 산화질화물, 산화탄화질화물로 구성된 박막이 적어도 1층 이상 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 1,
The metal film includes essentially one of silicide (Si), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), titanium (Ti), and tungsten (W), and the sole and its oxides, carbides, nitrides, carbides, A blank mask comprising at least one thin film composed of oxynitride or oxynitride.
제 1 항에 있어서,
금속막을 형성하는 어느 한 층 이상이 적어도 산소 및 질소를 포함하는 막이 포함되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 1,
A blank mask, characterized in that at least one layer forming the metal film comprises a film containing at least oxygen and nitrogen.
제 1 항에 있어서,
금속막 표면에서 노광파장에서의 반사율이 유효영역인 150mm2 영역에서 25 % 이하인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 1,
A blank mask, characterized in that the reflectance at the exposure wavelength on the surface of the metal film is 25% or less in the 150 mm 2 area, which is the effective area.
제 1 항에 있어서,
금속막은 23℃ Standard Cleaning-1 (SC-1), 70 ℃ 내지90 ℃의 황산, 70 ℃ 내지90 ℃의 Hot-DI Water에 2시간 침지 시 투과율 및 반사율 변화가 유효영역인 150mm2 내에서 2 % 이하인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 1,
The metal film is within 150mm 2 where the transmittance and reflectance change are effective when immersed in 23 ° C Standard Cleaning-1 (SC-1), 70 ° C to 90 ° C sulfuric acid, and 70 ° C to 90 ° C hot-DI water for 2 hours. A blank mask, which is% or less.
제 1 항에 있어서,
금속막을 23 ℃의 5 내지 100 ppm의 오존수에 1시간 침지 후의 투과율 및 반사율 변화가 노광파장에서 2 % 이하인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 1,
The blank mask characterized by the change of the transmittance | permeability and reflectance after immersion of a metal film in 5-100 ppm of ozone water at 23 degreeC for 2 hours in exposure wavelength.
제 1 항에 있어서,
금속막의 표면 불순물 이온의 농도가 100 ppb 이하인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 1,
A blank mask, wherein the concentration of surface impurity ions of the metal film is 100 ppb or less.
제 1항에 있어서,
금속막은 초순수에 대한 박막의 접촉각 (Contact Angle)값이 유효영역인 150mm2 내에서 20 내지 50° 이내인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 1,
The metal film is a blank mask, characterized in that the contact angle (Contact Angle) value of the thin film with respect to ultrapure water is within 20 to 50 ° within 150mm 2 which is an effective area.
제 1항에 있어서,
금속막은 화학증폭형 레지스트의 제거(Strip) 후 금속막 표면에서의 초순순에 대한 접촉각이 15° 내지 40° 미만인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 1,
The metal film is a blank mask, characterized in that the contact angle to the ultrapure order on the surface of the metal film after stripping the chemically amplified resist is less than 15 ° to 40 °.
제 1 항에 있어서,
금속막 형성 시 사용되는 스퍼터 타겟에 있어서 타겟의 조성비가 1종 이상의 금속 및/또는 전이금속이 1~30at%, 실리콘이 40~70at%인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 1,
A blank mask, wherein the sputter target used for forming a metal film has a composition ratio of 1 to 30 at% of at least one metal and / or transition metal and 40 to 70 at% of silicon.
제 1 항에 있어서,
금속막은 전이금속 또는 금속 성분이 20~100at%, 산소가 0~50at%, 질소가 0~50at%, 탄소가 0~50at%인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 1,
The metal film is a blank mask, characterized in that the transition metal or metal component is 20 to 100 at%, oxygen is 0 to 50 at%, nitrogen is 0 to 50 at%, carbon is 0 to 50 at%.
제 1항에 있어서,
금속막은 오존수 세정 후 표면 거칠기의 균일성이 유효 영역인 150mm2 내에서 0.1nmRa 이하로 균등한 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 1,
A blank mask, wherein the metal film has a uniform surface roughness after washing with ozone water equal to or less than 0.1 nm Ra within 150 mm 2 , which is an effective area.
제 1항에 있어서,
금속막의 표면중심선 평균 조도가 유효영역인 150mm2 내에서 0.1내지 5nmRa이며, 그 차이(Range)가 5nmRa 이하인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 1,
A blank mask, wherein the surface center line average roughness of the metal film is 0.1 to 5 nm Ra within 150 mm 2 , which is an effective area, and a difference thereof is 5 nm Ra or less.
투명기판;
상기 투명기판 위에 금속막; 및
상기 금속막 상에 형성되는 레지스트막;을 포함하며,
금속막은 오존수에 대한 내화학성 및 기판 의존성을 저감하기 위하여 표면 처리를 1 × 10-2 torr 이하의 고 진공상태에서, 급속 열처리 장치 (Rapid Thermal Process), 진공 핫 플레이트 (Hot-Plate), 진공 플라즈마 (Plsama) 및 HMDS 처리와 같은 공정이 선택적으로 단독 또는 복합적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
Transparent substrate;
A metal film on the transparent substrate; And
And a resist film formed on the metal film.
In order to reduce chemical resistance and substrate dependence on ozone water, the metal film is subjected to a rapid thermal process, a vacuum hot plate, and a vacuum plasma under a high vacuum of 1 × 10 -2 torr or less under high vacuum. Blank mask characterized in that processes such as (Plsama) and HMDS treatment are optionally performed singly or in combination.
제 21항에 있어서,
표면 처리를 열처리를 이용할 시 200 내지 1000℃의 온도에서 진행하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 21,
Blank mask, characterized in that the surface treatment is carried out at a temperature of 200 to 1000 ℃ when using a heat treatment.
제 21항에 있어서,
금속막 표면 처리에 따른 노광광에서의 반사율 변화가 유효영역인 150mm2 영역 내에서 2 % 미만인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 21,
A blank mask characterized in that the change in reflectance of the exposure light due to the surface treatment of the metal film is less than 2% in the 150 mm 2 area, which is an effective area.
제 21 항에 있어서,
금속막 표면 처리에 의해 초순수에 대한 박막의 접촉각(Contact Angle) 값이 유효영역인 150mm2 내에서 30 ~ 45° 이내인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 21,
A blank mask characterized in that the contact angle value of the thin film against ultrapure water is within 30 to 45 ° within an effective area of 150 mm 2 by metal film surface treatment.
투명기판;
상기 투명기판 위에 금속막;
상기 금속막 위에 하드마스크막; 및
상기 하드마스크막 상에 형성되는 레지스트막;을 포함하며,
상기 하드마스크막의 박막 조성비가 유효영역이 150mm2 영역내에서 깊이방향 및 유효영역내에서 5at% 이내로 균등한 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
Transparent substrate;
A metal film on the transparent substrate;
A hard mask layer on the metal layer; And
And a resist film formed on the hard mask film.
And the thin film composition ratio of the hard mask film is equal to the effective area within a depth of 150 mm 2 and within 5 at% within the effective area.
제 25항에 있어서,
투명기판과 금속막 사이에 위상반전막이 형성되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 25,
A blank mask, characterized in that a phase inversion film is formed between the transparent substrate and the metal film.
제 25항에 있어서,
하드마스크막은 비정질 상태인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 25,
A blank mask, wherein the hard mask film is in an amorphous state.
제 25 항에 있어서,
하드마스크막을 23 ℃의 5 내지 100 ppm의 오존수에 1시간 침지 후의 투과율 및 반사율 변화가 노광파장에서 2 % 이하인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 25,
The blank mask characterized by the change of the transmittance | permeability and reflectance after immersion of a hard mask film in 5-100 ppm of ozone water at 23 degreeC for 1 hour in an exposure wavelength.
제 25 항에 있어서,
하드마스크막의 표면 불순물 이온의 농도가 100 ppb 이하인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 25,
A blank mask, wherein the concentration of surface impurity ions of the hard mask film is 100 ppb or less.
제 25 항에 있어서,
하드마스크막은 크롬 (Cr), 몰리브데늄(Mo), 몰리실리(MoSi), 몰리탄탈늄실리사이드 (MoTaSi), 탄탈륨(Ta), 실리콘(Si), 및 탄탈텅스텐(TaW)을 사용 할 수 있으며, 반응성 가스를 이용하여 산화물, 질화물, 탄화물, 산화 질화물, 산화탄화물, 질화탄화물, 산화탄화질화물을 형성되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 25,
The hard mask layer may be made of chromium (Cr), molybdenum (Mo), molybly (MoSi), molybtantalum silicide (MoTaSi), tantalum (Ta), silicon (Si), and tantalum tungsten (TaW). And a reactive mask to form oxides, nitrides, carbides, oxynitrides, oxidized carbides, nitrides, oxynitrides.
제 25항에 있어서,
하드마스크막은 화학증폭형 레지스트의 제거(Strip) 후 금속막 표면에서의 초순순에 대한 접촉각이 15° 내지 40° 미만인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 25,
The hard mask film is a blank mask, characterized in that the contact angle with respect to the ultrapure order on the surface of the metal film after the stripping of the chemically amplified resist (15) to less than 40 °.
제 25 항에 있어서,
하드마스크막은 불소계 건식 식각 시 하부 금속막과의 선택비가 5 이상인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 25,
The hard mask film is a blank mask, characterized in that the selectivity with respect to the lower metal film 5 or more during the fluorine-based dry etching.
제 25 항에 있어서,
하드마스크막은 오존수를 이용한 레지스트막 제거 시 하드마스크막 표면에서의 반사율 변화가 유효영역인 150mm2 내에서 2 % 이내의 변화를 나타내는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 25,
The hard mask film is a blank mask, characterized in that the change in reflectance on the surface of the hard mask film within 2% within the effective area 150mm 2 when removing the resist film using ozone water.
제 25 항에 있어서,
하드마스크막은 오존수를 이용한 레지스트막 제거 시 하드마스크막 표면에 잔류하는 표면 불순물 이온 농도가 100 ppb 이하인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 25,
The hard mask film is a blank mask, characterized in that the surface impurity ion concentration remaining on the surface of the hard mask film when removing the resist film using ozone water is 100 ppb or less.
제 25 항에 있어서,
하드마스크막의 두께는 50 내지 150 Å 이하인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 25,
A blank mask, wherein the hard mask film has a thickness of 50 to 150 GPa or less.
제 25 항에 있어서,
하드마스크막에서의 면저항이 1kΩ/□ 이하인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 25,
A blank mask characterized in that the sheet resistance of the hard mask film is 1 kΩ / □ or less.
제 25항에 있어서,
하드마스크막은 오존수 세정 후 표면 거칠기의 균일성이 유효 영역인 150mm2 내에서 0.1nmRa 이하로 균등한 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 25,
The hard mask film is a blank mask, characterized in that the uniformity of the surface roughness after washing with ozone water is equal to 0.1 nm Ra or less within 150 mm 2 , which is an effective area.
제 25항에 있어서,
하드마스크막의 표면중심선 평균 조도가 유효영역인 150mm2 내에서 0.1내지 5nmRa이며, 그 차이(Range)가 5nmRa 이하인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 25,
A blank mask, wherein the average surface roughness of the surface center line of the hard mask film is 0.1 to 5 nm Ra within 150 mm 2 , which is an effective area, and a difference thereof is 5 nm Ra or less.
투명기판;
상기 투명기판 위에 금속막;
상기 금속막 위에 형성되는 하드마스크막; 및
상기 하드마스크막 상에 형성되는 레지스트막;을 포함하며,
하드마스크막은 오존수에 대한 내화학성 및 기판 의존성을 저감하기 위하여 표면 처리를 1 × 10-2 torr 이하의 고 진공상태에서, 급속 열처리 장치 (Rapid Thermal Process), 진공 핫 플레이트 (Hot-Plate), 진공 플라즈마 (Plsama) 및 HMDS 처리와 같은 공정이 선택적으로 단독 또는 복합적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
Transparent substrate;
A metal film on the transparent substrate;
A hard mask film formed on the metal film; And
And a resist film formed on the hard mask film.
In order to reduce chemical resistance and substrate dependence on ozone water, the hard mask film is treated with a rapid thermal process, a vacuum hot plate, and a vacuum in a high vacuum of 1 × 10 -2 torr or less. A blank mask characterized in that processes such as plasma (Plsama) and HMDS treatment are optionally performed singly or in combination.
제 39항에 있어서,
표면 처리를 열처리를 이용할 시 200 내지 1000℃의 온도에서 진행하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
40. The method of claim 39,
Blank mask, characterized in that the surface treatment is carried out at a temperature of 200 to 1000 ℃ when using a heat treatment.
제 39항에 있어서,
하드마스크막 표면 처리에 따른 노광광에서의 반사율 변화가 유효영역인 150mm2 영역 내에서 2 % 미만인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
40. The method of claim 39,
A blank mask characterized in that the change in reflectance of the exposure light according to the hard mask film surface treatment is less than 2% in the 150 mm 2 area, which is an effective area.
제 39 항에 있어서,
하드마스크막 표면 처리에 의해 초순수에 대한 박막의 접촉각(Contact Angle) 값이 유효영역인 150mm2 내에서 30 ~ 45° 이내인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
The method of claim 39,
A blank mask characterized in that the contact angle value of the thin film against ultrapure water is within a range of 30 to 45 ° within an effective area of 150 mm 2 by hard mask film surface treatment.
투명기판;
상기 투명기판 위에 금속막;
상기 금속막 위에 형성되는 하드마스크막; 및
상기 하드마스크막 상에 형성되는 레지스트막;을 포함하며,
상기 금속막 및 하드마스크막 형성을 위한 스퍼터링 타겟의 조성비는 스퍼터 타겟의 95% 영역의 유효영역에서 조성비의 깊이방향 및 유효영역내에서 조성비의 비율이 10at% 이하로 균일한 조성비를 가지는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟을 이용하여 제조되는 블랭크 마스크.
Transparent substrate;
A metal film on the transparent substrate;
A hard mask film formed on the metal film; And
And a resist film formed on the hard mask film.
The composition ratio of the sputtering target for forming the metal film and the hard mask film has a uniform composition ratio in which the ratio of the composition ratio in the effective direction of the 95% region of the sputter target and the composition ratio in the effective region is 10 at% or less. The blank mask manufactured using the sputtering target for blank masks mentioned above.
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