KR20140050936A - 포토 마스크 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 포토 마스크 및 이의 제조 방법을 제공한다. 이 포토마스크에서는 차광 패턴의 측벽을 덮는 식각 저지막에 의해 암모니아수를 이용한 세정 공정에서 차광 패턴이 손상되지 않아 차광 패턴의 CD의 변화를 최소화할 수 있다.

Description

포토 마스크 및 이의 제조 방법{Photomask and method of forming the same}
본 발명은 포토 마스크 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 반도체 가공에서는, 특히 대규모 집적 회로의 고집적화에 의해, 회로 패턴의 미세화가 점점 더 필요해지고 있고, 회로를 구성하는 배선 패턴의 미세화나, 셀을 구성하는 층간의 배선을 위한 컨택트홀 패턴의 미세화 기술에 대한 요구가 점점 더 높아지고 있다. 이 때문에, 이들 배선 패턴이나 컨택트홀 패턴을 형성하는 포토리소그래피에서 이용되는, 회로 패턴이 기록된 포토마스크의 제조에서도, 상기 미세화에 따라 보다 미세하고 정확하게 회로 패턴을 기록할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 미세 패턴의 크기 변화를 최소화할 수 있는 포토마스크를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상기 포토 마스크의 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 포토마스크는, 투명 기판; 상기 투명 기판 상에 배치되며, 적어도 몰리브덴과 실리콘을 포함하는 차광 패턴; 및 상기 차광 패턴의 적어도 측면을 덮는 식각 저지막을 포함하되, 상기 식각 저지막은 상기 차광 패턴보다 암모니아를 기반으로 하는 세정액에 대하여 낮은 식각률을 가진다.
상기 식각 저지막은 적어도 몰리브덴, 실리콘 및 질소를 포함하되, 상기 식각 저지막에 포함된 질소의 함량은 상기 차광 패턴에 포함된 질소의 함량보다 높을 수 있다.
상기 식각 저지막 내에서 질소는 몰리브덴의 14~28 원자%의 함량으로 포함될 수 있다.
일 예에 있어서, 상기 차광 패턴은 상기 투명 기판과 접하는 제 1 면과 상기 투명 기판과 이격되는 제 2 면을 포함하며, 상기 차광 패턴은 질소를 더 포함하되, 상기 차광 패턴 내에서 상기 제 2 면에 인접한 질소의 농도는 상기 제 1 면에 인접한 질소의 농도 보다 높을 수 있다. 이때 상기 식각 저지막은 상기 차광 패턴의 제 2 면에도 배치되며, 상기 제 2 면에서의 상기 식각 저지막의 두께는 상기 차광 패턴의 측벽에서의 상기 식각 저지막의 두께보다 얇을 수 있다. 이때 상기 차광 패턴은 산소를 더 포함하며, 상기 차광 패턴 내에서 상기 제 2 면에 인접한 산소의 농도는 상기 제 1 면에 인접한 산소의 농도 보다 낮을 수 있다.
상기 식각 저지막은 3nm 이하의 두께를 가질 수 있다.
상기 식각 저지막은 상기 차광 패턴 보다 바람직하게는 암모니아를 기반으로 하는 세정액에 대하여 1/2~1/10 배 낮은 식각률을 가질 수 있다.
다른 예에 있어서, 상기 차광 패턴은 상기 투명 기판과 접하는 제 1 면과 상기 투명 기판과 이격되는 제 2 면을 포함하며, 상기 차광 패턴 내의 질소의 농도는 높이에 따라 균일하며, 상기 식각 저지막은 연장되어 상기 제 2 면에도 배치되나, 상기 식각 저지막은 위치에 상관없이 균일한 두께를 가질 수 있다.
상기 암모니아를 기반으로 하는 세정액은 암모니아수(NH4OH) 및 수산화테트라메틸암모늄(Tetramethylammonium hydroxide, TMAH) 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 포토 마스크의 제조 방법은, 투명 기판 상에 적어도 몰리브덴과 실리콘을 포함하는 차광 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 차광 패턴의 적어도 측벽에 대하여 플라즈마 질화(Plasma nitriding) 공정을 진행하여 식각 저지막을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 플라즈마 질화 공정은 질소 및 암모늄 중 적어도 하나의 가스를 포함하는 분위기에서, 25~300℃ 온도 및 1500~3000W의 플라즈마 파워의 조건에서 진행될 수 있다.
상기 플라즈마 질화 공정은 상기 차광 패턴의 적어도 측면에 질소 이온을 침투시킬 수 있다.
상기 차광 패턴을 형성하는 단계는, 상기 투명 기판 상에 차광막을 형성하는 단계; 상기 차광막 상에 하드마스크 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 하드마스크 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 차광막을 패터닝하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 하드마스크 패턴은 크롬을 함유할 수 있다.
상기 하드 마스크 패턴은 10nm 이하의 두께를 가질 수 있다.
상기 차광막을 형성하는 단계는 상기 차광막 내에 높이에 따른 질소 농도 구배가 발생하도록 이루어질 수 있다.
상기 방법은, 암모니아수를 이용하여 세정하는 단계를 더 포함하되, 상기 식각 저지막은 상기 차광 패턴보다 암모니아를 기반으로 하는 세정액에 대하여 낮은 식각률을 가질 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 포토 마스크에서는 차광 패턴의 측벽을 덮는 식각 저지막에 의해 암모니아를 기반으로 하는 세정액을 이용한 세정 공정에서 차광 패턴이 손상되지 않아 차광 패턴의 CD의 변화를 최소화할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 예에 따른 포토마스크의 차광 패턴은 높이에 따라 다른 질소와 산소 농도 구배를 가지므로 차광 패턴의 표면으로부터 반사되는 노광광을 최소화할 수 있어 고스트 패턴을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 포토 마스크의 제조 방법은 상대적으로 얇은 크롬계 하드마스크 패턴을 이용하여 몰리브덴실리사이드 차광 패턴을 형성하므로, 정확한 미세 패턴을 형성하기가 용이하다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 포토 마스크의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따라 도 1을 I-I'선으로 자른 단면도이다.
도 3은 도 2의 차광 패턴에서 높이에 따른 산소와 질소의 함량을 나타내는 그래프이다.
도 4 내지 8은 도 2의 단면을 가지는 포토 마스크를 제조하는 과정을 순차적으로 나타내는 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 실시예 2에 따라 도 1을 I-I'선으로 자른 단면도이다.
도 10은 실험예 2에 따른 결과물의 TEM 사진이다.
도 11a 내지 11c는 각각 차광 패턴의 아랫부분, 윗부분 및 측벽 부분에서의 EDAX 결과를 나타내는 그래프들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 본 명세서에서, 어떤 막이 다른 막 또는 기판 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 막 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 막이 개재될 수도 있다는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
본 실시예에서 정보저장막에 대해 설명을 하였으나 정보 저장막은 게이트 절연막에 대응될 수 있다. 또는 정보저장막에 포함되는 터널 절연막이 게이트 절연막에 대응될 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 포토마스크는 하드마스크 바이너리 포토마스크일 수 있다.
<실시예 1>
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 포토 마스크의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예 1에 따라 도 1을 I-I'선으로 자른 단면도이다.
도 1 및 2를 참조하여 본 실시예에 따른 포토 마스크(100)는 투명 기판(1)과 그 위에 배치되는 차광 패턴들(3)을 포함한다. 상기 투명 기판(1)은 석영으로 이루어질 수 있다. 상기 차광 패턴들(3)은 적어도 몰리브덴과 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 차광 패턴들(3)의 광투과율은 0이다. 상기 차광 패턴들(3)의 형태는 반도체 회로 패턴을 구현하기 위하여 다양한 형태를 가질 수 있다. 상기 차광 패턴(3)은 상기 투명 기판(1)과 접하는 제 1 면(3a), 상기 투명 기판(1)과 이격되는 제 2 면(3b), 그리고 상기 제 1 면(3a)과 상기 제 2 면(3b)을 연결하는 측면들(3s)을 포함한다. 상기 차광 패턴(3)의 적어도 상기 측면들(3s)에는 식각 저지막(5)이 배치된다. 상기 식각 저지막(5)은 연장되어 상기 제 2 면(3b)에도 배치될 수 있다. 상기 식각 저지막(5)은 상기 차광 패턴(3)보다 암모니아를 기반으로 하는 세정액에 대하여 낮은 식각률을 가진다. 상기 암모니아를 기반으로 하는 세정액은 암모니아수(NH4OH) 및 수산화테트라메틸암모늄(Tetramethylammonium hydroxide, TMAH) 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 세정액은 암모니아수(NH4OH), 수산화테트라메틸암모늄(TMAH) 또는 SC-1(암모니아수, 과산화수소 및 탈이온수의 혼합액)일 수 있다. 상기 식각 저지막(5)은 적어도 몰리브덴, 실리콘 및 질소를 포함하되, 상기 식각 저지막(5)에 포함된 질소의 함량은 상기 차광 패턴(3)에 포함된 질소의 함량보다 높을 수 있다. 상기 식각 저지막(5) 내에서 질소는 몰리브덴의 14~28 원자%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 식각 저지막(5)은 3nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 상기 식각 저지막(5)은 적어도 상기 차광 패턴들(3)의 모든 측면들(3s)을 덮을 수 있다.
도 3은 도 2의 차광 패턴에서 높이에 따른 산소와 질소의 함량을 나타내는 그래프이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 실시예에서, 상기 차광 패턴(3)은 몰리브덴 실리콘 산화 질화막(MoSiON) 일 수 있다. 이때, 상기 차광 패턴(3) 내에서 질소의 함량이 상기 제 1 면(3a)에 인접한 부분 보다 상기 제 2 면(3b)에 인접한 부분에서 더 높을 수 있다. 상기 차광 패턴(3) 내에서 상기 질소의 함량은 상기 제 1 면(3a)에서 상기 제 2 면(3b)으로 갈수록 연속적으로 또는 불연속적으로 높아질 수 있다. 반대로 상기 차광 패턴(3) 내에서 산소의 함량이 상기 제 1 면(3a)에 인접한 부분 보다 상기 제 2 면(3b)에 인접한 부분에서 더 낮을 수 있다. 상기 차광 패턴(3) 내에서 상기 산소의 함량은 상기 제 1 면(3a)에서 상기 제 2 면(3b)으로 갈수록 연속적으로 또는 불연속적으로 낮아질 수 있다. 상기 차광 패턴(3) 내에서 상기 질소와 산소의 농도(함량) 구배에 의해 상기 차광 패턴(3)이 노광광에 대하여 흡수 계수가 낮아져, 노광 공정에서 차광 패턴에 의한 노광광의 재반사를 막을 수 있어 고스트(ghost) 패턴의 형성을 방지할 수 있다. 또한 이러한 농도 구배에 의해 상기 차광 패턴(3)과 상기 투명 기판(1) 간의 접착력 향상과, 상기 차광 패턴(3)의 형성을 위한 식각 공정시 용이함등이 기대될 수 있다. 이러한 상기 차광 패턴(3) 내에서 상기와 같이 질소 농도 구배를 가질 때, 상기 식각 저지막(5)은 상기 측면(3s)에서의 두께(T1)가 상기 제 2 면(3b)에서의 두께(T2) 보다 두꺼울 수 있다. 상기 식각 저지막(5)의 격자 구조는 상기 차광 패턴(3)보다 조밀하다. 이와 같이, 상기 식각 저지막(5)은 상기 차광 패턴(3)보다 조밀하고 질소를 보다 많이 함유할 수 있어, 암모니아를 기반으로 하는 세정액에 의한 식각률이 낮을 수 있다. 상기 식각 저지막(5)은 상기 차광 패턴(3) 보다 바람직하게는 암모니아를 기반으로 하는 세정액에 대하여 1/2~1/10 배 낮은 식각률을 가질 수 있다.
이로써, 상기 포토마스크(100)를 이용하여 노광 공정들을 진행한 후 상기 포토 마스크(100)를, 파티클 제거에 매우 효과적인 세정제인 암모니아를 기반으로 하는 세정액으로 반복적으로 세정할지라도, 상기 식각 저지막(5)에 의해 상기 차광 패턴(3)의 손상이 방지되므로, 상기 차광 패턴(3)의 CD(Critical dimension)의 변형을 최소화할 수 있다.
도 4 내지 8은 도 2의 단면을 가지는 포토 마스크를 제조하는 과정을 순차적으로 나타내는 단면도들이다.
도 4를 참조하면, 투명 기판(1) 상에 차광막(3)을 형성한다. 상기 차광막(3)은 DC 스퍼터링, RF 스퍼터링, CVD(Chemical vapor deposition) 또는 ALD(Atomic layer deposition) 방법으로 형성될 수 있다. 상기 차광막(3)을 형성하는 동안 소스 가스들의 비율을 변화시켜 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이 높이에 따라 산소와 질소의 함량을 다르게 형성한다. 즉, 제 1 면(3a)에 인접한 곳은 산소의 함량이 상대적으로 높게 그리고 질소의 함량을 상대적으로 낮게 형성하고, 제 2 면(3b)에 인접한 곳은 산소의 함량을 상대적으로 낮게 그리고 질소의 함량을 상대적으로 높게 형성한다. 상기 차광막(3) 상에 하드마스크막(7)을 형성한다. 상기 하드마스크막(7)은 크롬계 물질로, 예를 들면 질화크롬(CrN)으로 형성될 수 있다. 상기 하드마스크막(7) 역시, DC 스퍼터링, RF 스퍼터링, CVD(Chemical vapor deposition) 또는 ALD(Atomic layer deposition) 방법으로 형성될 수 있다. 상기 하드마스크막(7)은 10nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 상기 하드마스크막(7) 상에 포토레지스트 패턴(9)을 형성한다.
도 5를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(9)을 식각 마스크로 이용하여 상기 하드마스크막(7)을 식각하여 하드마스크 패턴(7)을 형성한다. 이때, 식각 가스로 염소와 산소를 이용할 수 있다. 이러한 식각 가스에 의해 상기 포토레지스트 패턴(9)이 손상될 수 있으나, 상기 크롬계 하드마스크막(7)이 10nm이하의 상대적으로 얇은 두께를 가지므로, 수십 nm(예를 들면 약 70nm) 두께의 크롬계 차광 패턴을 형성하는 경우에 비해 상기 포토레지스트 패턴(9)의 손상이 상대적으로 적을 수 있다. 이로써 상기 포토레지스트 패턴(9)의 형태를 정확하게 상기 크롬계 하드마스크 패턴(7)에 전사시킬 수 있다. 이때 상기 제 2 면(3b)에 인접한 곳의 질소의 농도가 상대적으로 높아, 상기 하드마스크 패턴(7) 형성시 식각 방지막의 역할을 할 수 있다.
도 6 및 7을 참조하면, 상기 하드마스크 패턴(7)을 식각 마스크로 이용하여 황화불소(SF6) 및 산소 등을 공급하여 상기 차광막(3)을 식각하여 차광 패턴(3)을 형성하고 상기 투명 기판(1)의 상부면을 노출시킨다. 그리고 상기 크롬계 하드마스크 패턴(7)을 선택적으로 제거하여 상기 한다. 이때 염소와 산소 플라즈마를 이용할 수 있다.
도 8 및 2를 참조하면, 상기 차광 패턴(3)의 적어도 측벽(3s)에 대하여 플라즈마 질화(Plasma nitriding) 공정(P1)을 진행하여 식각 저지막(5)을 형성한다. 상기 플라즈마 질화 공정은 질소 및 암모늄 중 적어도 하나의 가스를 포함하는 분위기에서, 25~300℃ 온도 및 1500~3000W의 플라즈마 파워의 조건에서 진행될 수 있다. 상기 플라즈마 질화 공정은 산소가 없는 분위기에서 진행된다. 상기 플라즈마 질화 공정시 수소를 추가로 공급할 수도 있다. 상기 수소는 전체 가스의 약 4%로 공급될 수 있다. 상기 플라즈마 질화 공정에 의해 상기 차광 패턴(3)의 적어도 측면(3s)에 질소 이온(N+)을 침투시킬 수 있다. 상기 측벽(3s)에서 상기 질소 이온의 침투 깊이는 약 3nm 이하일 수 있다. 상기 질소 이온이 침투함으로써, 상기 차광 패턴(3)보다 높은 질소 함량을 가지는 식각 저지막(5)이 형성될 수 있다. 상기 차광 패턴(3) 내에서 상대적으로 질소 함량이 높은 상기 제 2 면(3b)에 인접한 곳에는 질소 함량이 포화에 가까울 수도 있기에 상기 질소 이온의 침투가 보다 어려울 수 있다. 이로써 상기 식각 저지막(5)의 두께 차이(T1, T2)가 발생할 수 있다. 상기 제 2 면(3b)에 인접한 곳에 상기 질소 이온이 전혀 침투하지 못할지라도 상기 질소 이온이 계속 상기 제 2 면(3b)에 부딪히므로 상기 제 2 면(3b)에 인접한 곳의 차광 패턴(3)의 원자 격자 구조를 보다 견고하게 할 수 있다.
<실시예 2>
도 9는 본 발명의 실시예 2에 따라 도 1을 I-I'선으로 자른 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 포토 마스크(101)에서, 차광 패턴(3)은 몰리브덴 실리사이드(MoSi), 몰리브덴 실리콘 질화막(MoSiN), 몰리브덴 실리콘 산화막(MoSiO), 몰리브덴 실리콘 산화 질화막(MoSiON) 중에 적어도 하나일 수 있다. 그러나 상기 차광 패턴(3)은 높이에 따른 질소나 산소등의 함량이 다르지 않고 일정할 수 있다. 이때 상기 차광 패턴(3)을 덮는 식각 저지막(5)의 두께는 위치에 상관 없이 일정할 수 있다(T1=T2). 그 외의 구성은 도 2를 참조하여 설명한 바와 동일/유사할 수 있다.
<실험예 1: 식각 저지막의 유무에 따른 차광막 패턴의 높이 변화>
먼저 투명 기판 상에 몰리브덴 실리콘 산화막(MoSiO)으로 이루어지는 차광 패턴을 가지는 동일한 샘플을 두개 제조하였다. 그리고 한쪽의 차광 패턴에는 식각 저지막을 형성하지 않고, 다른 한쪽의 차광 패턴에는 위에서 설명한 바와 같이 플라즈마 질화 공정을 진행하여 몰리브덴 실리콘 산화 질화막(MoSiON)으로 이루어지는 식각 저지막을 형성하였다. 이때 상기 플라즈마 질화 공정은 질소를 2000sccm의 유량으로 공급하고 플라즈마 파워를 2000W로, 200℃ 온도에서 2.45GHz 마이크로 플라즈마를 인가하는 조건에서 진행되었다. 그 후에 두 샘플에 대해 각각 300ppm의 암모니아수를 이용하여 10 분 동안 세정 공정을 진행하였다. 이후의 각각의 샘플에서 전체 차광 패턴과 식각 저지막의 높이 변화를 표 1에 나타내었다.
세정 전 높이(Å) 세정 후 높이(Å) 식각률(Å/분)
식각저지막 없는 차광 패턴(MoSiO) 450 356 9.4
식각 저지막(MoSiON) 80 38 4.2
표 1을 참조하면, 몰리브덴 실리콘 산화 질화막(MoSiON)의 식각률이 4.2이고 몰리브덴 실리콘 산화막(MoSiO)의 식각률이 9.4로서, 몰리브덴 실리콘 산화 질화막(MoSiON)의 식각률이 몰리브덴 실리콘 산화막(MoSiO)의 식각률의 약 1/2 보다 작았다.
<실험예 2>
본 실험예에서는 도 2 및 3과 같은 질소와 산소 함량 구배를 가지는 차광 패턴에서 위와 같이 플라즈마 질화 공정을 진행한 후의 결과물에 대하여 투과전자현미경(TEM)과 EDAX(energy dispersive x-ray spectroscopy) 분석을 하였다. 이때 상기 플라즈마 질화 공정은 질소를 2000sccm의 유량으로 공급하고 플라즈마 파워를 2000W로, 200℃ 온도에서 2.45GHz 마이크로 플라즈마를 인가하는 조건에서 진행되었다.
도 10은 실험예 2에 따른 결과물의 TEM 사진이다. 도 10을 참조하면, 차광 패턴의 아래부분(두께 455Å)이 몰리브덴 실리콘 산화막(MoSiO)으로 이루어지고, 차광 패턴의 윗부분(두께 92Å)이 몰리브덴 실리콘 산화 질화막(MoSiON)으로 이루어진다. 그리고 상기 차광 패턴의 측벽 부분(타원 안의 부분)에 상기 플라즈마 질화 공정에 의해 몰리브덴 실리콘 산화 질화막(MoSiON)이 형성되었음을 알 수 있다. 이때 측벽의 몰리브덴 실리콘 산화 질화막(MoSiON)가 약 3nm이었다.
도 11a 내지 11c는 각각 차광 패턴의 아랫부분, 윗부분 및 측벽 부분에서의 EDAX 결과를 나타내는 그래프들이다. 도 11a 내지 11b를 참조하면, 차광 패턴의 아랫 부분인 도 11a에서는 질소가 검출되지 않았다. 그러나 상기 차광 패턴의 윗부분과 측벽 부분인 도 11b와 11c에서는 질소가 검출되었다. 이로써 상기 차광 패턴의 측벽에 몰리브덴 실리콘 산화 질화막(MoSiON)이 형성되었음을 확인할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 투명 기판 3: 차광막, 차광 패턴
5: 식각 저지막 7: 하드마스크막
9: 포토레지스트 패턴 100, 101: 포토마스크

Claims (18)

  1. 투명 기판;
    상기 투명 기판 상에 배치되며, 적어도 몰리브덴과 실리콘을 포함하는 차광 패턴; 및
    상기 차광 패턴의 적어도 측면을 덮는 식각 저지막을 포함하되,
    상기 식각 저지막은 상기 차광 패턴보다 암모니아를 기반으로 하는 세정액에 대하여 낮은 식각률을 가지는 포토 마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 식각 저지막은 적어도 몰리브덴, 실리콘 및 질소를 포함하되, 상기 식각 저지막에 포함된 질소의 함량은 상기 차광 패턴에 포함된 질소의 함량보다 높은 포토 마스크.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 식각 저지막 내에서 질소는 몰리브덴의 14~28 원자%의 함량으로 포함되는 포토 마스크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광 패턴은 상기 투명 기판과 접하는 제 1 면과 상기 투명 기판과 이격되는 제 2 면을 포함하며,
    상기 차광 패턴은 질소를 더 포함하되,
    상기 차광 패턴 내에서 상기 제 2 면에 인접한 질소의 농도는 상기 제 1 면에 인접한 질소의 농도 보다 높은 포토 마스크.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 식각 저지막은 연장되어 상기 차광 패턴의 제 2 면에도 배치되되,
    상기 제 2 면에서의 상기 식각 저지막의 두께는 상기 차광 패턴의 측벽에서의 상기 식각 저지막의 두께보다 얇은 포토 마스크.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 차광 패턴은 산소를 더 포함하며,
    상기 차광 패턴 내에서 상기 제 2 면에 인접한 산소의 농도는 상기 제 1 면에 인접한 산소의 농도 보다 낮은 포토 마스크.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 식각 저지막은 3nm 이하의 두께를 가지는 포토 마스크.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 식각 저지막은 상기 차광 패턴 보다 암모니아를 기반으로 하는 세정액에 대하여 1/2~1/10 배 낮은 식각률을 가지는 포토 마스크.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광 패턴은 상기 투명 기판과 접하는 제 1 면과 상기 투명 기판과 이격되는 제 2 면을 포함하며,
    상기 차광 패턴 내의 질소의 농도는 높이에 따라 균일하며,
    상기 식각 저지막은 연장되어 상기 제 2 면에도 배치되나,
    상기 식각 저지막은 위치에 상관없이 균일한 두께를 가지는 포토 마스크.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 암모니아를 기반으로 하는 세정액은 암모니아수(NH4OH) 및 수산화테트라메틸암모늄(Tetramethylammonium hydroxide, TMAH) 중에 적어도 하나를 포함하는 포토 마스크.
  11. 투명 기판 상에 적어도 몰리브덴과 실리콘을 포함하는 차광 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 차광 패턴의 적어도 측벽에 대하여 플라즈마 질화(Plasma nitriding) 공정을 진행하여 식각 저지막을 형성하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 플라즈마 질화 공정은 질소 및 암모늄 중 적어도 하나의 가스를 포함하는 분위기에서, 25~300℃ 온도 및 1500~3000W의 플라즈마 파워의 조건에서 진행되는 포토 마스크의 제조 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 플라즈마 질화 공정은 상기 차광 패턴의 적어도 측면에 질소 이온을 침투시키는 포토 마스크의 제조 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 차광 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 투명 기판 상에 차광막을 형성하는 단계;
    상기 차광막 상에 하드마스크 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 하드마스크 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 차광막을 패터닝하는 단계를 포함하는 포토 마스크의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 하드마스크 패턴은 크롬을 함유하는 포토 마스크의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 하드 마스크 패턴은 10nm 이하의 두께를 가지는 포토 마스크의 제조 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 차광막을 형성하는 단계는 상기 차광막 내에 높이에 따른 질소 농도 구배가 발생하도록 이루어지는 포토 마스크의 제조 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    암모니아수를 이용하여 세정하는 단계를 더 포함하되,
    상기 식각 저지막은 상기 차광 패턴보다 암모니아를 기반으로 하는 세정액에 대하여 낮은 식각률을 가지는 포토 마스크의 제조 방법.
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