KR20140066563A - 단일층 흡수체 박막을 이용한 극자외선 노광 공정용 위상 반전 마스크 - Google Patents
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Abstract
단일층 흡수체 박막을 이용한 극자외선 노광 공정용 위상 반전 마스크를 제공한다. 상기 위상 반전 마스크는 기판; 상기 기판 상에 위치하고 극자외선을 반사하는 다층 박막으로 구성된 반사층; 및 상기 반사층 상에 위치하고 패턴화된 단일층 박막으로 구성된 흡수층을 포함하며, 상기 흡수층은 극자외선에 대하여 5 내지 10%의 반사도를 가지고, 상기 흡수층에서 반사되는 극자외선은 상기 반사층에서 반사되는 극자외선과 180±15°의 위상차를 가진다. 이에 따르면, 마스크 제작 공정을 단순화하고, 고명암비의 이미지를 얻을 수 있으며, 선폭이 좁은 미세 패턴에 대하여도 높은 임계치수 균일성을 확보하여 공정상 수율을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 노광 공정용 마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일층 박막으로 구성된 흡수층을 이용한 극자외선 노광 공정용 위상 반전 마스크에 관한 것이다.
극자외선 리소그래피(EUV lithography, EUVL)는 노광원으로 G-line(436nm), I-line(365nm), KrF(248nm) 또는 ArF(193nm) 등을 사용하는 기존 기술과 달리, 예를 들어 13.5nm의 매우 짧은 파장의 광을 사용하는 기술로서 선폭이 22nm 이하인 반도체 소자를 개발하는데 있어서 핵심적인 공정 기술로 주목받고 있다.
이러한 EUV 노광 기술은 고에너지 빛을 이용하므로 종래의 투과형 노광 방식을 적용할 수 없고, 반사형 마스크를 사용하여 웨이퍼 상에 패턴을 형성하게 된다. 이때, 반사광의 효율적 사용을 위해서는 입사광과 반사광의 간섭 현상을 방지하여야하며, 이를 위해 입사광은 마스크에 대해 수직이 아닌 일정한 입사각으로 입사된다. 입사각은 장비 구성에 따라 다르겠으나, 마스크 표면에 수직한 축을 기준으로 6°기울어지는 것이 일반적이며, 광학계의 개구수 변화에 의해 조정될 수 있다. 비스듬히 입사된 광의 일부는 노광 마스크의 반사영역에서 반사되고 일부는 노광 마스크의 흡수영역에서 흡수되어 웨이퍼 상에 일정한 패턴을 형성하게 된다.
그런데, 이와 같이 경사지게 입사광을 조사하는 EUV 노광 공정에서는 그림자 효과(shadowing effect)라는 물리적 현상이 발생하게 되고, 마스크로부터 반사된 빛의 정보가 왜곡되어 패턴 쉬프트(pattern shift) 및 수평-수직 임계치수 바이어스(H-V CD bias) 등을 유발시켜 공정상 수율을 저하시킨다.
종래의 일반적인 EUV 마스크의 경우, 반사영역과 흡수영역의 명암비를 최대화하여 이미지 해상도를 높이기 위해 흡수층의 두께(흡수층의 높이에 해당)가 높은 구조의 마스크가 사용되었다. 예를 들어, 기존의 흡수층 물질로 사용된 질화 탄탈륨(TaN)의 경우 0.5% 미만의 반사도(명암비 100:1 이상)를 만족시키기 위해 요구되는 흡수층의 최소 두께가 70nm이다.
그러나 두꺼운 흡수층을 가진 마스크의 경우, 높아진 두께만큼 증가된 그림자 효과를 유발시키고 이로 인해 CD 오차량이 커지게 되므로 20nm급 이하의 선폭에 대해 패터닝이 불가능해지는 문제가 있다.
이러한 이유로 낮은 두께에서도 높은 이미지 해상도를 확보하기 위하여 위상 반전 마스크(phase shift mask, PSM)에 대한 연구개발이 진행되고 있는데, 현재까지의 위상 반전 마스크들은 마스크의 흡수영역에서 위상 변위 및 반사도를 제어하기 위해 2종 이상의 물질로 이루어진 다층 박막을 사용하고 있다.
도 1은 종래의 위상 반전 마스크의 구조를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 위상 반전 마스크는 기판(10) 상에 반사층(12), 캡핑층(14), 위상반전층(20) 및 흡수층(30)이 순차 형성된 구조를 가진다.
마스크에 입사되는 극자외선은 다층 박막으로 구성된 반사층(12)에서 브래그 반사에 의해 반사되고, 흡수층(30)에서 흡수되어 웨이퍼 상에 마스크 패턴을 프린팅하게 된다. 이때, 흡수층(30)에서 흡수되지 않은 광은 위상반전층(20)에서 위상이 반전되어 출사되며, 이를 통해 이미지 해상도를 확보한다.
즉, 종래의 위상 반전 마스크는 흡수영역(흡수층(30) 및 위상반전층(20)을 포함)에 해당하는 부분에 적어도 2종의 물질을 증착해야 하는 단점이 있으며, 각 층별 두께 조절에 따라 반사도와 위상이 쉽게 변하게 되므로 증착 공정을 정밀하게 제어해야 하는 어려움이 있다. 또한, 다층 박막을 패터닝하기 위해 건식 에칭을 수행하는 경우, 각 층별 물질의 에칭 선택비에 따라 패터닝이 용이하지 않을 수 있으며, 에칭 가스 선택의 폭도 좁아지는 문제가 있다.
따라서, 공정을 단순화시키는 한편 기존의 질화 탄탈륨 계열의 물질보다 낮은 두께에서도 높은 이미지 해상도를 나타내며, 특히 선폭이 좁은 마스크 패턴에서 발생하는 패턴 왜곡 현상을 감소시켜 웨이퍼 상에서의 수평-수직 임계치수 바이어스를 최소화할 수 있는 EUV 노광 공정용 마스크의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 적절한 광학적 특성을 가진 물질을 사용하여 흡수층을 단일층 박막으로 형성하고, 낮은 두께에서도 충분한 명암비와 위상 반전 효과를 가질 수 있는 극자외선 노광 공정용 위상 반전 마스크를 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 극자외선 노광 공정용 위상 반전 마스크를 제공한다.
상기 위상 반전 마스크는 기판; 상기 기판 상에 위치하고 극자외선을 반사하는 다층 박막으로 구성된 반사층; 및 상기 반사층 상에 위치하고 패턴화된 단일층 박막으로 구성된 흡수층을 포함하며, 상기 흡수층은 극자외선에 대하여 5 내지 10%의 반사도를 가지고, 상기 흡수층에서 반사되는 극자외선은 상기 반사층에서 반사되는 극자외선과 180±15°의 위상차를 가진다.
상기 흡수층은 PdO, PdO2, Pd2O3, RhO, RhO2, Rh2O3, Tc2O7, Nb2O5, OsO2, Os2O3, ReO2, ReO3, Re2O5, Re2O7, WO2, WO3, W2O3, VO2F, V2O5, MnSO4, CrN, TaBON, IrCl2 및IrO2 중에서 선택되는 어느 하나 또는 2 이상의 화합물로 이루어질 수 있다.
상기 흡수층은 40nm 이하의 두께로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 10nm 내지 30nm 범위의 두께로 형성될 수 있다.
상기 흡수층의 패턴은 22nm 이하의 하프 피치를 가질 수 있다.
상기 극자외선은 10nm 내지 20nm 대역에서 선택되는 파장을 가질 수 있으며, 바람직하게는 13.5nm의 파장을 가질 수 있다.
또한, 상기 위상 반전 마스크는 상기 반사층과 상기 흡수층 사이에 위치하며, 상기 반사층의 표면을 덮도록 형성된 캡핑층을 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 적절한 반사도 및 위상차를 갖는 흡수층을 단일층 박막으로 형성함으로써 마스크 제작 공정을 단순화하고, 고명암비의 이미지를 얻을 수 있다.
또한, 단일의 흡수체를 이용하여 흡수층을 구성하므로 매우 낮은 두께의 흡수층 구조를 구현할 수 있으며, 이에 따라 그림자 효과를 최소화하여 선폭이 좁은 미세 패턴에 대하여도 높은 임계치수 균일성을 확보하고 공정상 수율을 향상시킬 수 있다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 위상 반전 마스크의 구조를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 극자외선 노광 공정용 위상 반전 마스크를 나타낸 사시도이다.
도 3은 IrO2 흡수층의 반사도 및 위상차를 흡수층 두께에 따라 측정한 그래프이다.
도 4a 및 4b는 IrO2 흡수층 및 TaN 흡수층에 대한 선폭별 명암비를 PPT(도 4a) 및 HVM(도 4b)을 사용하여 각각 비교한 그래프이다.
도 5a 및 5b는 IrO2 흡수층 및 TaN 흡수층에 대한 선폭별 수평-수직 임계치수 바이어스를 PPT(도 5a) 및 HVM(도 5b)을 사용하여 각각 비교한 그래프이다.
도 6 내지 8은 표 1에서 제시된 물질들로 이루어진 흡수층 및 TaN 흡수층에 대한 선폭별 명암비를 비교한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 극자외선 노광 공정용 위상 반전 마스크를 나타낸 사시도이다.
도 3은 IrO2 흡수층의 반사도 및 위상차를 흡수층 두께에 따라 측정한 그래프이다.
도 4a 및 4b는 IrO2 흡수층 및 TaN 흡수층에 대한 선폭별 명암비를 PPT(도 4a) 및 HVM(도 4b)을 사용하여 각각 비교한 그래프이다.
도 5a 및 5b는 IrO2 흡수층 및 TaN 흡수층에 대한 선폭별 수평-수직 임계치수 바이어스를 PPT(도 5a) 및 HVM(도 5b)을 사용하여 각각 비교한 그래프이다.
도 6 내지 8은 표 1에서 제시된 물질들로 이루어진 흡수층 및 TaN 흡수층에 대한 선폭별 명암비를 비교한 그래프이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나, 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 또한, 본 명세서에서 위쪽, 상(부), 상면 등의 방향적인 표현은 그 기준에 따라 아래쪽, 하(부), 하면 등의 의미로 이해될 수 있다. 즉, 공간적인 방향의 표현은 상대적인 방향으로 이해되어야 하며 절대적인 방향을 의미하는 것으로 한정 해석되어서는 안 된다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장 또는 생략된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 극자외선 노광 공정용 위상 반전 마스크를 나타낸 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 위상 반전 마스크는 기판(20) 상에 반사층(12), 캡핑층(14) 및 흡수층(40)이 순차 형성된 구조를 가진다.
상기 기판(10)은 마스크 구조를 지지하는 역할을 하며, 유리와 같은 낮은 열 팽창 계수를 갖는 물질로 이루어질 수 있다.
상기 반사층(12)은 입사되는 극자외선을 브래그 반사를 이용하여 반사하는 다층 박막으로 구성되며, 예를 들어, Mo/Si, Mo/Be, MoRu/Be 또는 Ru/Mo/Si과 같은 이종(異種) 물질을 반복 적층하여 형성할 수 있다.
상기 캡핑층(14)은 반사층(12)의 표면을 덮어 반사층(12)의 산화 및 불순물 침투를 방지하는 층으로서, Ru, Mo, C 또는 Si과 같은 물질을 사용하여 형성할 수 있다. 다만, 상기 캡핑층(14)은 필요에 따라 생략될 수 있다.
한편, 상기 흡수층(40)은 입사되는 극자외선을 흡수하는 층으로서, 반사층(12) 상에 위치하며(캡핑층(14)을 포함하는 경우 캡핑층(14) 상에 위치함), 패턴화된 단일층 박막으로 구성된다.
상기 흡수층(40)은 소정의 형상으로 패턴화되어 반사층(12) 표면의 일부가 광원에 노출되도록 하며, 상기 흡수층(40)에서 흡수되는 광과 상기 반사층(12)에서 반사되는 광을 이용하여 마스크 패턴을 프린팅하게 된다.
이때, 상기 흡수층(40)은 종래의 마스크 구조의 광 흡수영역과 달리 단일의 물질을 이용한 단일층 박막으로 이루어진다.
더불어, 상기 흡수층은(40)은 극자외선에 대하여 5 내지 10%의 반사도를 가지며, 흡수층(40)에서 반사되는 극자외선은 반사층(12)에서 반사되는 극자외선과 180±15°(즉, 165° 내지 195°범위)의 위상차를 갖는 것을 특징으로 한다.
즉, 종래의 위상 반전 마스크의 경우 역위상(out of phase)의 조건을 만족시키기 위해 2 이상의 물질을 이용한 다층 박막 형태로 흡수영역을 형성하였으나, 본 발명의 경우 상기의 광학적 특성(반사도 및 위상차)을 만족하는 단일의 흡수체를 이용하여 단일층 박막 형태로 흡수층을 형성한다.
극자외선 영역대의 굴절률(n)은 n = 1-δ+iβ(δ: 굴절계수 또는 굴절지수, β: 소광계수)로 표현될 수 있는데, 흡수체의 흡수계수는 그 물질의 소광계수에 직접 비례하므로 소광계수가 높은 물질이 보다 낮은 두께에서 극자외선을 효과적으로 흡수할 수 있다. 또한, 극자외선이 흡수체 매질을 통과하는 동안 빛의 위상이 천이되는데, 빛이 반사되는 영역과 빛이 흡수되는 영역의 위상차가 180°근처가 되는 두께에서 명암비가 가장 높게 나타나며, 그 이상의 두께에서는 더 이상 증가하지 않고 광원의 반 파장 주기로 유동(fluctuation)형태를 띠며 포화상태에 이른다.
위상차(△φ)는 △φ = (2πδ/λ)*△r로 표현될 수 있으며, 여기서, △r은 매질 안에서 빛이 전파된 거리, 즉 흡수층의 두께가 되며, δ는 물질의 굴절계수, λ는 조사된 광원의 파장을 의미한다. 조사된 광원의 파장이 특정 값으로 고정된 경우, 위상 반전 효과는 굴절계수 및 흡수층 두께에 의해 결정될 수 있다.
따라서, 극자외선 파장에 대해 높은 소광계수를 가지고 동시에 굴절계수가 높은 물질로 흡수층을 형성한다면, 매우 얇은 단일층 박막으로 높은 흡수도(낮은 반사도) 및 위상 반전 효과를 나타낼 수 있다.
상기 광학적 특성을 만족하는 흡수층의 물질은 PdO, PdO2, Pd2O3, RhO, RhO2, Rh2O3, Tc2O7, Nb2O5, OsO2, Os2O3, ReO2, ReO3, Re2O5, Re2O7, WO2, WO3, W2O3, VO2F, V2O5, MnSO4, CrN, TaBON, IrCl2 및 IrO2 중에서 선택되는 어느 하나 또는 2 이상의 화합물일 수 있다.
상기 흡수층(40)은 40nm 이하의 두께로 형성할 수 있으며, 바람직하게는 10nm 내지 30nm 범위의 두께를 갖도록 형성할 수 있다. 흡수층(40)은 그 두께가 낮을수록 그림자 효과 및 수평-수직 임계치수 바이어스를 최소화할 수 있다. 그러나, 흡수층(40)의 두께가 너무 낮은 경우 충분한 광 흡수가 일어나지 않을 수 있으므로 사용되는 구체적인 물질을 고려하여 적절한 두께로 설정할 필요가 있다.
한편, 본 발명에 따른 위상 반전 마스크에 사용되는 극자외선의 파장은 10nm 내지 20nm 대역에서 선택될 수 있다. 사용되는 광의 파장이 짧을수록 미세한 패턴을 웨이퍼에 형성할 수 있으나, 상용성을 고려하여 바람직하게는 13.5nm의 파장을 갖는 극자외선을 사용할 수 있다.
이처럼 본 발명에 따르면, 흡수층은 약간의 반사도를 가지면서 흡수층에서 반사되는 극자외선에 위상 반전 효과를 부여할 수 있으므로 이미지 명암비를 높일 수 있다.
더불어, 흡수층에 별도의 위상반전층을 도입하는 추가 공정 없이, 단일층으로 이루어진 얇은 두께의 흡수층을 이용하여 그림자 효과를 최소화할 수 있다.
또한, 22nm 이하의 하프 피치(half pitch)를 갖는 흡수층의 패턴에서 수평-수직 임계치수 바이어스를 최소화할 수 있으며 공정 수율을 향상시킬 수 있다
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실험예를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실험예 1>
단일층 박막 구조를 가지며, 5 내지 10%의 반사도 및 180±15°의 위상차를 갖는 흡수층의 효과를 확인하기 위해, 흡수층의 특성을 EUV 리소그래피 전산모사 프로그램을 이용하여 측정하였다.
Mo/Si 다층 박막(40 pairs)으로 구성된 반사층 및 2nm Ru 캡핑층을 사용하였으며, Pre Production Tool(PPT, NA=0.25, σ=0.8)과 High Volume Manufacturing(HVM, NA=0.33, σ=0.9) 장비에 맞추어 구현하고자 하는 선폭(half pitch)에 대한 명암비(image contrast)를 계산하였다.
도 3은 IrO2 흡수층의 반사도 및 위상차를 흡수층 두께에 따라 측정한 그래프이다.
도 3을 참조하면, IrO2 흡수층의 두께 19nm에서 8.36%의 반사도 및 166.9°의 위상차를 나타냄을 확인할 수 있다.
도 4a 및 4b는 IrO2 흡수층 및 TaN 흡수층에 대한 선폭별 명암비를 PPT(도 4a) 및 HVM(도 4b)을 사용하여 각각 비교한 그래프이다.
도 4a 및 4b를 참조하면, 종래의 TaN 흡수층(70nm 두께)에 비해 얇은 두께의 IrO2 흡수층(19nm 두께)을 적용하였음에도 불구하고, 명암비는 TaN 흡수층에 비해 선폭이 좁은 패턴에 대하여 더욱 향상된 값을 가짐을 알 수 있다.
<실험예 2>
전산모사 프로그램을 이용하여 IrO2 흡수층에 대한 수평-수직 임계치수 바이어스(H-V CD bias)를 계산하였다.
도 5a 및 5b는 IrO2 흡수층 및 TaN 흡수층에 대한 선폭별 수평-수직 임계치수 바이어스를 PPT(도 5a) 및 HVM(도 5b)을 사용하여 각각 비교한 그래프이다.
그림자 효과에 의해 발생하는 수평-수직 임계치수 바이어스 값은 프린트하고자 하는 패턴의 선폭이 좁아질수록 급격하게 증가하게 된다. 도 5a 및 5b를 참조하면, 70nm 두께의 TaN 흡수층을 적용하였을 경우엔 2x nm 이하의 선폭에 대하여 매우 높은 수평-수직 임계치수 바이어스 값을 보이며, 이는 광학 근접 보정(optical proximity correction) 등의 해상력 향상 기술에 의해서도 구현하기 어려운 수치이다. 또한 높은 두께의 흡수층(TaN)을 가진 마스크의 경우, 20nm 하프 피치 이하의 선폭을 구현하는 데에 있어 충분한 해상력을 가지지 못하여 패터닝 자체가 불가능하게 된다. 그러나, 얇은 구조의 흡수층(IrO2)를 가진 마스크의 경우, 전체적으로 낮은 수평-수직 임계치수 바이어스 값을 가지는 동시에 좁은 선폭에 대해서도 높은 해상력을 가져 패터닝이 가능함을 알 수 있다.
이처럼 그림자 효과를 가장 효과적으로 감소시키기 위한 방법은 흡수층의 두께를 낮추는 것이다. 따라서, 낮은 두께에서도 극자외선을 효과적으로 흡수할 수 있는 높은 소광계수를 가지며 굴절계수가 높은 물질을 사용하는 경우 매우 낮은 수평-수직 임계치수 바이어스를 가질 수 있다. 더불어, 1차 회절광의 포집비율이 높은 렌즈를 사용하는 경우 거의 모든 선폭의 패턴에 대하여 1nm 편차 범위 내의 균일한 분포를 가능하게 할 수 있다.
<실험예 3>
IrO2 이외에 본 발명에 따른 위상 반전 마스크의 흡수층의 광학적 특성(5 내지 10%의 반사도 및 180±15°의 위상차)을 만족시킬 수 있는 물질에 대한 실험을 진행하였다.
하기 표 1은 본 실험을 통해 얻어낸 물질들을 정리한 것이다.
| 물질 | 흡수층 두께 | 반사도(%) | 위상차(°) |
| PdO | 20nm | 7.505839 | 171.8322 |
| PdO2 | 25nm | 7.597039 | 194.6588 |
| Pd2O3 | 24nm | 7.023466 | 170.8784 |
| RhO | 23nm | 9.848818 | 166.4602 |
| RhO2 | 23nm | 5.822356 | 177.7466 |
| Rh2O3 | 21nm | 7.587705 | 183.7603 |
| Tc2O7 | 21nm | 8.158349 | 170.9819 |
| Nb2O5 | 36nm | 9.641769 | 183.3935 |
| OsO2 | 25nm | 6.430403 | 190.883 |
| Os2O3 | 25nm | 7.397975 | 181.6308 |
| ReO2 | 25nm | 7.309107 | 178.9433 |
| ReO3 | 25nm | 5.770558 | 194.5457 |
| Re2O5 | 25nm | 6.512397 | 187.4299 |
| Re2O7 | 19nm | 8.002601 | 181.7422 |
| WO2 | 26nm | 6.413254 | 173.7115 |
| WO3 | 25nm | 7.278294 | 176.4576 |
| W2O3 | 32nm | 6.213847 | 179.8921 |
| VO2F | 39nm | 5.075664 | 182.6345 |
| V2O5 | 40nm | 5.050895 | 190.6375 |
| MnSO4 | 38nm | 5.358442 | 183.2283 |
| MnO2 | 52nm | 5.367143 | 177.8674 |
| CrN | 39nm | 5.761201 | 180.4795 |
| TaBON | 32nm | 5.465626 | 179.3855 |
| IrCl2 | 31nm | 6.388977 | 186.2066 |
| IrO2 | 19nm | 8.357470 | 166.9024 |
표 1을 참조하면, 상기 제시된 물질들은 기존의 TaN 계열의 흡수층(70nm 두께)에 비해 상당히 낮은 두께에서 본 발명에 따른 위상 반전 마스크의 흡수층에서 요구되는 광학적 특성(반사도 및 위상차)를 만족함을 알 수 있다.
특히, IrO2와 더불어 PdO, PdO2, Pd2O3, RhO, RhO2, Rh2O3, Tc2O7, Nb2O5, OsO2, Os2O3, ReO2, ReO3, Re2O5, Re2O7, WO2, WO3, W2O3, VO2F, V2O5, MnSO4, CrN, TaBON 및 IrCl2의 경우, 40nm 이하의 낮은 두께에서 상기 광학적 특성에 부합함을 확인할 수 있다. 따라서, 종래 TaN 계열의 흡수층에 비해 보다 감소된 그림자 효과 및 보다 향상된 임계치수 균일성을 확보할 수 있다.
<실험예 4>
상기 표 1에서 제시된 물질들을 사용하여 흡수층을 형성하고 HVM 장비를 이용하여 선폭에 대한 명암비를 계산하였다.
도 6 내지 8은 표 1에서 제시된 물질들로 이루어진 흡수층 및 TaN 흡수층에 대한 선폭별 명암비를 비교한 그래프이다.
도 6 내지 8을 참조하면, 표 1에 제시된 물질들로 이루어진 흡수층들은 종래의 TaN 흡수층(70nm 두께)에 비해 얇은 두께로 형성되었음에도 불구하고, 명암비는 22nm 이하의 하프 피치를 갖는 패턴에서 TaN 흡수층과 비교하여 모두 향상된 값을 가짐을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.
10: 기판 12: 반사층
14: 캡핑층 20: 위상반전층
30, 40: 흡수층
14: 캡핑층 20: 위상반전층
30, 40: 흡수층
Claims (10)
- 기판;
상기 기판 상에 위치하고 극자외선을 반사하는 다층 박막으로 구성된 반사층; 및
상기 반사층 상에 위치하고 패턴화된 단일층 박막으로 구성된 흡수층을 포함하며,
상기 흡수층은 극자외선에 대하여 5 내지 10%의 반사도를 가지고, 상기 흡수층에서 반사되는 극자외선은 상기 반사층에서 반사되는 극자외선과 180±15°의 위상차를 갖는 극자외선 노광 공정용 위상 반전 마스크. - 제1항에 있어서,
상기 흡수층은 PdO, PdO2, Pd2O3, RhO, RhO2, Rh2O3, Tc2O7, Nb2O5, OsO2, Os2O3, ReO2, ReO3, Re2O5, Re2O7, WO2, WO3, W2O3, VO2F, V2O5, MnSO4, CrN, TaBON, IrCl2 및 IrO2 중에서 선택되는 어느 하나 또는 2 이상의 화합물로 이루어진 극자외선 노광 공정용 위상 반전 마스크. - 제2항에 있어서,
상기 흡수층은 40nm 이하의 두께(단, 두께는 0이 아님)를 갖는 극자외선 노광 공정용 위상 반전 마스크. - 제2항에 있어서,
상기 흡수층은 10nm 내지 30nm 범위의 두께를 갖는 극자외선 노광 공정용 위상 반전 마스크. - 제1항에 있어서,
상기 흡수층의 패턴은 22nm 이하의 하프 피치를 갖는 극자외선 노광 공정용 위상 반전 마스크. - 제1항에 있어서,
상기 극자외선은 10nm 내지 20nm 대역에서 선택되는 파장을 갖는 극자외선 노광 공정용 위상 반전 마스크. - 제1항에 있어서,
상기 반사층과 상기 흡수층 사이에 위치하며, 상기 반사층의 표면을 덮도록 형성된 캡핑층을 더 포함하는 극자외선 노광 공정용 위상 반전 마스크. - 13.5nm 파장의 광을 이용하는 노광 공정용 위상 반전 마스크에 있어서,
기판 상에 위치하고 상기 광을 반사하는 다층 박막으로 구성된 반사층;
상기 반사층 상에 위치하고 상기 반사층의 표면을 덮도록 형성된 캡핑층; 및
상기 캡핍층 상에 위치하고 패턴화된 단일층 박막으로 구성된 흡수층을 포함하며,
상기 흡수층은 40nm 이하의 두께로 형성되고, 상기 광에 대하여 5 내지 10%의 반사도를 가지며, 상기 흡수층에서 반사되는 광은 상기 반사층에서 반사되는 광과 180±15°의 위상차를 갖는 극자외선 노광 공정용 위상 반전 마스크. - 제8항에 있어서,
상기 흡수층은 PdO, PdO2, Pd2O3, RhO, RhO2, Rh2O3, Tc2O7, Nb2O5, OsO2, Os2O3, ReO2, ReO3, Re2O5, Re2O7, WO2, WO3, W2O3, VO2F, V2O5, MnSO4, CrN, TaBON, IrCl2 및 IrO2 중에서 선택되는 어느 하나 또는 2 이상의 화합물로 이루어진 극자외선 노광 공정용 위상 반전 마스크. - 제8항에 있어서,
상기 흡수층의 패턴은 22nm 이하의 하프 피치를 갖는 극자외선 노광 공정용 위상 반전 마스크.
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|---|---|---|---|---|
| KR20180120864A (ko) * | 2017-04-27 | 2018-11-07 | 한양대학교 산학협력단 | 위상 변위 마스크의 양불 검사 방법, 및 이를 위한 양불 검사 장치 |
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| WO2023112767A1 (ja) * | 2021-12-13 | 2023-06-22 | Ａｇｃ株式会社 | 反射型マスクブランク、反射型マスク、反射型マスクブランクの製造方法、及び反射型マスクの製造方法 |
-
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- 2012-11-23 KR KR1020120133967A patent/KR101676514B1/ko active IP Right Grant
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