KR20170021193A - Phase Shift Blankmask, and Method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 위상반전 블랭크 마스크 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 32㎚급 이하, 특히, 14㎚급 이하의 미세 패턴 구현이 가능한 위상반전 블랭크 마스크 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a phase inversion blank mask and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a phase inversion blank mask capable of realizing a fine pattern of 32 nm or less, particularly 14 nm or less, and a method of manufacturing the same.
오늘날 대규모 집적회로의 고집적화에 수반하는 회로패턴의 미세화 요구에 맞춰, 고도의 반도체 미세공정 기술이 매우 중요한 요소로 자리 잡고 있다. 고집적 회로의 경우 저전력, 고속동작을 위해 회로 배선이 미세화되고 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 리소그래피 기술의 한 분야인 포토마스크의 제조에 있어서도 미세화가 필요하고, 보다 정밀한 회로 패턴을 기록할 수 있는 기술이 요구되고 있다.Today, in order to meet the demand for miniaturization of circuit patterns accompanied with the high integration of large-scale integrated circuits, advanced semiconductor fine processing technology is becoming a very important factor. In the case of a highly integrated circuit, the circuit wiring is miniaturized for low power and high speed operation, and a contact hole pattern for interlayer connection and a circuit arrangement for integration are increasingly required. Therefore, in order to satisfy these demands, miniaturization is also required in the manufacture of a photomask which is one of the lithography techniques, and a technique for recording a more precise circuit pattern is required.
이러한 리소그래피 기술은 반도체 회로 패턴의 해상도 향상을 위해 차광성막을 이용한 바이너리 블랭크 마스크 (Binary Intensity Blankmask), 위상반전막을 이용한 위상반전 블랭크 마스크 (Phase Shifting Blankmask)가 상용화되었으며, 하드 필름과 차광성막을 가지는 하드 마스크용 바이너리 블랭크 마스크 (Hardmask Binary Blankmask)가 개발되었다.In such a lithography technique, a binary blank mask using a light shielding film and a phase shifting blank mask using a phase reversal film have been commercialized to improve the resolution of a semiconductor circuit pattern, and a hard film and a hard mask having a light shielding film A binary blank mask for the mask (Hardmask Binary Blankmask) was developed.
이 중, 위상반전 블랭크 마스크는 투명 기판과 위상반전부 투과하는 노광광 사이에 소정의 위상 차(예를 들면, 170° 내지 190°)를 발생시켜 광의 간섭 작용을 이용하는 마스크로써, 전사 패턴의 해상도를 향상시킬 수 있어 반도체 디바이스의 제조에 적용되고 있다. Among them, the phase inversion blank mask is a mask which generates a predetermined phase difference (for example, 170 DEG to 190 DEG) between the transparent substrate and the exposure light transmitted through the phase inverting portion and uses the interference action of light, And is applied to the fabrication of semiconductor devices.
한편, 최근에는 고해상도(High Resolution) 구현 및 품질 향상을 위하여, 위상반전막의 투과율을 약 6%에 한정 짓지 않고 고투과율을 갖도록 하는 위상반전 블랭크 마스크에 대한 연구가 진행되고 있다. 상기 고투과율을 갖는 위상반전 블랭크 마스크는 투과율을 약 6% 이상으로 설정함으로써 패턴 에지 부분의 상쇄 간섭을 증가시켜 패턴의 정밀도를 향상시킨다. Recently, in order to realize a high resolution and to improve quality, a phase inversion blank mask which has a high transmittance without limiting the transmittance of the phase inversion film to about 6% is being studied. The high-transmittance phase reversal blank mask enhances the accuracy of the pattern by increasing the destructive interference of the pattern edge portion by setting the transmittance to about 6% or more.
종래, 위상반전막은 일반적으로 스퍼터링(Sputtering) 방법을 이용하여 몰리브데늄 실리사이드(MoSi) 화합물로 형성하였으나, 상기 몰리브데늄 실리사이드(MoSi) 화합물 위상반전막은 굴절률(n)이 낮고 소멸 계수(k)가 높다. 이에 따라, 위상반전막의 투과율을 높이기 위해서는 상기 화합물에 질소(N) 및 산소(O) 중 하나의 다량 첨가가 요구되며, 이로 인해 위상반전막의 두께가 매우 두꺼워진다. 그러나 위상반전막의 두께가 증가하면 3차원 효과(3D effect)로 인하여 패턴 에지 부분의 상쇄 간섭이 감소하여 고해상도 구현이 불가능하게 된다. The phase reversal film is generally formed of a molybdenum silicide (MoSi) compound using a sputtering method, but the molybdenum silicide (MoSi) compound phase reversal film has a low refractive index (n) and an extinction coefficient (k) Is high. Accordingly, in order to increase the transmittance of the phase reversal film, a large amount of one of nitrogen (N) and oxygen (O) is required to be added to the compound, and the thickness of the phase reversal film becomes very thick. However, as the thickness of the phase reversal film increases, the destructive interference of the pattern edge portion decreases due to the 3D effect, which makes it impossible to realize a high resolution.
이에 따라, 두께의 박막화가 가능하면서 고투과율 구현이 가능한 새로운 물질 및 제조 방법이 요구되고 있다.Accordingly, there is a demand for a new material and a manufacturing method capable of realizing a thin film with a high transmittance.
본 발명의 목적은, 32㎚급 이하, 특히 14㎚급 이하의 미세 패턴 구현이 가능한 위상 반전 블랭크 마스크 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a phase inversion blank mask capable of realizing a fine pattern of 32 nm or less, particularly 14 nm or less, and a manufacturing method thereof.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 투명 기판 상에 위상반전막을 형성하는 단계를 포함하는 위상반전 블랭크 마스크의 제조 방법에 있어서, 상기 위상반전막은 화학기상증착(CVD)법을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a phase inversion blank mask including forming a phase inversion film on a transparent substrate, wherein the phase inversion film is formed by a chemical vapor deposition (CVD) method .
상기 위상반전막은 Si, SiO, SiN, SiC, SiON, SiCO, SiCN, SiCON, MoSi, MoSiO, MoSiN, MoSiC, MoSiON, MoSiCO, MoSiCN, MoSiCON 중 하나로 형성한다. The phase reversal film is formed of one of Si, SiO, SiN, SiC, SiON, SiCO, SiCN, SiCON, MoSi, MoSiO, MoSiN, MoSiC, MoSiON, MoSiCO, MoSiCN and MoSiCON.
상기 위상반전막은 193㎚ 또는 248㎚ 파장의 노광광에 대하여 5% ∼ 40%의 투과율을 갖고, 40% 이하의 반사율을 갖도록 형성한다. The phase reversal film is formed so as to have a transmittance of 5% to 40% and a reflectance of 40% or less with respect to exposure light having a wavelength of 193 nm or 248 nm.
상기 위상반전 블랭크 마스크는 위상반전막, 차광성막, 식각저지막 및 하드필름이 적층된 구조로 형성하며, 상기 차광성막은 크롬(Cr), 몰리브데늄크롬(MoCr)의 금속 물질로 이루어지거나 상기 금속 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 하나 이상의 경원소를 더 포함하는 화합물로 형성하고, 상기 식각저지막은 실리콘(Si), 금속 실리사이드, 또는, 상기 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 1 종 이상의 경원소 물질을 더 포함하여 형성한다. Wherein the phase shift blank mask is formed by stacking a phase reversal film, a light shielding film, an etching stopper film, and a hard film, wherein the light shielding film is made of a metal material of chrome (Cr) or molybdenum chrome (MoCr) Wherein the etching stopper film is formed of a compound containing at least one element selected from the group consisting of nitrogen (N), oxygen (O), and carbon (C) in a metal material and the etching stopper film is formed of silicon (Si), a metal silicide, N), oxygen (O), and carbon (C).
상기 위상반전 블랭크 마스크는 위상반전막, 식각저지막, 차광성막 및 하드필름을 순차적으로 적층된 구조로 형성하며, 상기 차광성막은 Si, SiN, SiC, SiO, SiON, SiCO, SiCN, SiCON, MSi, MSiN, MSiC, MSiO, MSiON, MSiCO, MSiCN, MSiCON 중 하나로 형성하며, 상기 식각저지막은 크롬(Cr)에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 1 종 이상의 경원소 물질을 더 포함하여 형성한다. Wherein the phase inversion blank mask is formed by sequentially stacking a phase reversal film, an etching stopper film, a light shielding film, and a hard film, wherein the light shielding film is made of Si, SiN, SiC, SiO, SiON, SiCO, SiCN, SiCON, MSi (N), oxygen (O), and carbon (C) is added to chromium (Cr), and the etching stopper film is formed of one of silicon nitride, silicon nitride, .
본 발명에 따르면 화학기상증착법(CVD)을 이용하여 위상반전막을 형성함으로서 실리콘(Si) 함유량을 증가시킬 수 있음에 따라 위상반전막의 굴절률이 높아지므로 더욱 박막화된 고투과율 위상반전막을 구비한 위상반전 블랭크 마스크를 제조할 수 있다.According to the present invention, since the refractive index of the phase reversal film is increased because the content of silicon (Si) can be increased by forming a phase reversal film by using chemical vapor deposition (CVD), a phase reversal blank having a thinner high- A mask can be manufactured.
또한, 위상반전막의 균일도(Uniformity), 밀도, 결함(defect)을 개선할 수 있어 품질이 우수한 위상반전 블랭크 마스크를 제조할 수 있다.In addition, the uniformity (uniformity), density, and defect of the phase reversal film can be improved, and a phase inversion blank mask excellent in quality can be manufactured.
이에 따라, 본 발명은 32㎚급 이하, 특히, 14㎚급 이하, 바람직하게, 10㎚급 이하의 미세 패턴 구현이 가능한 위상반전 블랭크 마스크를 제조할 수 있다.Accordingly, the present invention can produce a phase inversion blank mask capable of realizing a fine pattern of 32 nm or less, particularly 14 nm or less, preferably 10 nm or less.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 위상반전 블랭크 마스크를 도시한 단면도.
도 2는 위상반전막의 제조 방법에 따른 굴절율 차이를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 위상반전 블랭크 마스크를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 위상반전 블랭크 마스크를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a phase inversion blank mask according to a first embodiment of the present invention;
2 is a view for explaining a difference in refractive index according to a method of manufacturing a phase reversal film.
3 is a cross-sectional view showing a phase inversion blank mask according to a second embodiment of the present invention;
4 is a cross-sectional view showing a phase inversion blank mask according to a third embodiment of the present invention;
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 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 가진자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술력 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but it should be understood that the present invention is not limited to these embodiments. For example, And is not intended to limit the scope of the invention. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and other equivalent embodiments may be made by those skilled in the art. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined by the technical matters of the claims.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 위상반전 블랭크 마스크를 도시한 단면도이며, 도 2는 위상반전막의 제조 방법에 따른 굴절율 차이를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a phase inversion blank mask according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining a difference in refractive index according to a method of manufacturing a phase inversion film.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 위상반전 블랭크 마스크(100)는 투명 기판(102), 투명 기판(102) 상에 순차적으로 형성된 위상반전막(104), 차광성막(106) 및 레지스트막(112)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a phase inversion
투명 기판(102)은 석영유리, 합성 석영유리, 불소 도핑 석영유리로 구성된다. 투명 기판(102)의 평탄도는 상부에 형성되는 어느 하나의 박막, 예를 들어, 위상반전막(104), 차광성막(106) 등의 평탄도에 영향을 미치게 됨에 따라 성막되는 면의 평탄도를 TIR(Total Indicated Reading) 값으로 정의할 때, 그 값이 142㎟ 영역에서 500㎚ 이하, 바람직하게는 100㎚ 이하로 제어된다.The
위상반전막(104)은 실리콘(Si), 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 구리(Cu), 하프늄(Hf), 텅스텐(W) 중 1 종 이상의 금속 물질로 이루어지거나, 상기 금속 물질에 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 1 종 이상의 경원소를 더 포함할 수 있다.The phase
본 발명에 따른 위상반전막(104)은 고투과율의 위상반전량을 가지면서 그의 두께를 박막화하기 위하여 굴절률이 높은 물질, 예를 들어, 실리콘(Si) 화합물로 구성하는 것이 바람직하다. 위상반전막(104)은, 바람직하게, Si, SiO, SiN, SiC, SiON, SiCO, SiCN, SiCON 과 같은 실리콘(Si) 화합물로 형성된다. 또한, MoSi, MoSiO, MoSiN, MoSiC, MoSiON, MoSiCO, MoSiCN, MoSiCON과 같은 몰리브데늄실리사이드(MoSi) 화합물 중 하나로 이루어질 수 있다.The phase
종래의 위상반전막은 일반적으로 스퍼터(Sputter) 장비를 이용하여 물리기상증착(PVD)법을 이용하여 형성하였다. 그러나, 상기 스퍼터링 방법으로 위상반전막을 형성하는 경우, 질소(N), 산소(O) 및 탄소(C), 플루오린(F) 등의 경원소 함유량 첨가 한계가 있었다. 이에 따라, 상기 경원소의 함유량 증가에 따른 굴절률 등을 포함하는 위상반전막의 광학적, 물리적, 화학적 특성 향상에 한계가 있었다.Conventional phase reversal films are generally formed using a physical vapor deposition (PVD) method using a sputtering apparatus. However, when the phase reversal film is formed by the above-described sputtering method, there is a limitation in addition of the content of light element such as nitrogen (N), oxygen (O), carbon (C), and fluorine (F). As a result, there has been a limit in improving the optical, physical, and chemical properties of the phase reversal film including refractive index and the like due to the increase of the content of the light source.
본 발명에 따른 위상반전막(104)은 굴절률 향상 등을 포함한 광학적 특성 뿐만 아니라 물리적, 화학적 특성을 향상시키기 위하여 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition, CVD)법을 이용하여 형성된다. 상기 화학기상증착법은 주입되는 반응성 가스들 사이의 화학적 결합을 이용하는 박막 형성법으로서, 상기 화학기상증착법을 이용하는 경우, 실리콘(Si)의 함유량을 더 늘릴 수 있어 위상반전막의 굴절률을 더 효과적으로 높일 수 있다. 즉, 도 2를 참조하면, 예를 들어, 실리콘(Si)을 주입하여 각각 스퍼터링법과 화학기상증착법을 이용하여 위상반전막(104)을 형성하는 경우, 스퍼터링법에 의해 형성된 경우보다 화학기상증착법에 의해 형성된 경우에 위상반전막의 굴절률이 높은 것을 확인할 수 있다.The phase
상기 화학기상증착법을 이용하여 위상반전막(104)을, 예를 들어, 실리콘(Si)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 하나 이상을 포함하는 화합물로 형성하는 경우, 주 가스로 SiH4, SiCl4, Si(C2H5O)4, Si2H6 및 SiH2Cl2 중 1 종 이상의 가스를 이용하고 보조 가스로 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 하나 이상을 포함하는 가스, 예를 들어, O2, N2, CO2, ON, NH3, CH3 등의 가스를 이용하여 실리콘(Si) 화합물을 형성할 수 있다. 이때, 상기 주 가스는 3vol% ∼ 40vol%, 보조 가스는 60vol% ∼ 97vol%의 가스 유량비를 갖는다. When the phase
자세하게, 위상반전막(104)이 산화규소(SiO) 막으로 구성되는 경우, SiH4, SiCl4, Si(C2H5O)4, Si2H6 및 SiH2Cl2 중 1종 이상의 주 가스는 3vol% ∼ 40vol%, 산소(O2) 가스는 60vol% ∼ 97vol%의 가스 유량비를 갖는다.In detail, when the phase
또한, 위상반전막(104)이 질화규소(SiN) 막으로 구성되는 경우, SiH4, SiCl4, Si(C2H5O)4, Si2H6 및 SiH2Cl2 중 1종 이상의 주 가스는 5vol% ∼ 40vol%, 암모니아(NH3) 가스는 60vol% ∼ 95vol%의 가스 유량비를 갖는다.When the phase
아울러, 위상반전막(104)이 산화질화규소(SiON) 막으로 구성되는 경우, SiH4, SiCl4, Si(C2H5O)4, Si2H6 및 SiH2Cl2 중 1종 이상의 주 가스는 3vol% ∼ 20vol%, 산소(O2) 가스는 15vol% ∼ 20vol%, 암모니아(NH3) 가스는 60vol% ∼ 82vol%의 가스 유량비를 갖는다.In addition, when the phase
아울러, 위상반전막(104)은 금속을 포함하는 경우, 예를 들어, 다양한 전구체를 이용한 MOCVD(Metal-organic chemical vapor deposition)법으로 형성할 수 있으며, 위상반전막(104)을 형성하는 화학기상증착법에 제한은 없다. The phase
또한, 위상반전막(104)이 몰리브데늄실리사이드(MoSi)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C)를 포함하여 구성되는 경우, 상술한 실리콘(Si) 화합물과 동일한 공정 가스 및 조건으로 형성할 수 있다. When the phase
위상반전막(104)은 균일한 조성을 갖는 단층막, 조성 또는 조성비가 연속적으로 변하는 단층 연속막, 조성 또는 조성비가 상이한 하나 이상의 막들이 각 1층 이상 적층된 다층막 중 하나의 구조를 갖는다. The phase
위상반전막(104)은 광학 특성 조절 및 내화학성의 향상을 위하여, 바람직하게, 최상부 또는 최상층이 산소(O)를 포함하는 연속막 또는 다층막의 구조를 갖도록 형성할 수 있다. 이때, 상기 최상부 또는 최상층은 0.1at% ∼ 20at%의 산소(O) 함유량을 가지며, 하층 또는 하부막보다 높은 산소(O) 함유량을 갖는다. 상기 최상부 또는 최상층은 전체 위상반전막(104) 두께의 2% ∼ 30%의 두께를 갖고, 하부층 대비 높은 투과율을 갖는다.The phase
위상반전막(104)은 193㎚ 또는 248㎚ 파장의 노광광에 대하여 5% ∼ 40%의 투과율을 갖는다. 위상반전막(104)의 투과율이 5% 보다 낮으면 웨이퍼(Wafer)에 도포된 레지스트막으로의 노광시 상쇄 간섭을 위한 노광광의 강도(Intensity)가 떨어져 위상반전 효과가 미미하고, 투과율이 40% 보다 높으면, 웨이퍼에 도포된 레지스트막에 데미지(Damage)를 주어 레지스트막의 손실이 높아진다. The phase
위상반전막(104)은 300Å ∼ 750Å의 두께를 갖고, 바람직하게, 500Å ∼ 600Å의 두께를 가지며, 193㎚ 또는 248㎚ 파장의 노광광에 대하여 170° ∼ 190°의 위상반전량을 갖고, 40% 이하의 표면 반사율, 바람직하게, 30% 이하의 표면 반사율을 갖는다.The phase
위상반전막(104)은 선택적으로 100 ∼ 500도로 열처리하여 내약품성 및 평탄도를 조절할 수 있다.The phase
차광성막(106)은 단층막 또는 차광막과 반사방지막이 적층된 다층의 형태를 가지며, 위상반전막(104)과 대비하여 10 이상의 식각 선택비를 갖는 물질로 형성한다.The
차광성막(106)은 몰리브데늄(Mo), 탄탈(Ta), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 주석(Sn), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 하프늄(Hf), 텅스텐(W), 실리콘(Si) 중 1 종 이상의 물질을 포함하여 이루어지거나, 또는, 상기 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 수소(H) 중 1 종 이상의 경원소 물질을 더 포함하여 이루어진다.The
차광성막(106)은, 예를 들어, 크롬(Cr), 몰리브데늄크롬(MoCr)의 금속 물질로 이루어지거나 또는 상기 금속 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 하나 이상의 경원소를 더 포함하는 화합물로 이루어지는 것이 바람직하다.The
차광성막(106)이 크롬(Cr) 화합물로 형성되는 경우, 차광성막(106)은 크롬(Cr)이 30at% ∼ 70at%, 질소(N)가 10at% ∼ 40at%, 산소(O)가 0 ∼ 50at%, 탄소(C)가 0 ∼ 30at%인 조성비를 갖는다. 차광성막(106)이 몰리브데늄크롬(MoCr) 화합물로 형성되는 경우, 차광성막(106)은 몰리브데늄(Mo)이 2at% ∼ 30at%, 크롬(Cr)이 30at% ∼ 60at%, 질소(N)가 10at% ∼ 40at%, 산소(O)가 0 ∼ 50at%, 탄소(C)가 0 ∼ 30at%인 조성비를 갖는다.When the
또한, 차광성막(106)은 제1차광층 및 제2차광층을 포함하는 2층 이상의 다층막으로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제1차광층은 위상반전막(104) 상에 형성되며, 차광성막(106)의 광학 밀도(Optical Density : OD)를 조절하는 역할을 한다. 이에 따라, 제1차광층은 전체 차광성막(106) 두께의 70% ∼ 99%에 해당하는 두께를 갖는다. 상기 제1차광층 상에 구비되는 상기 제2차광층은 상기 제1차광층 만으로 광학 밀도를 조절하는 경우, 차광성막(106)에 요구되는 광학 특성을 맞추기 위하여 두께가 두꺼워짐에 따라 제2차광층을 형성하여 차광성막(106)에 요구되는 광학 밀도를 보충할 수 있도록 한다. 상기 제2차광층은 전체 차광성막(106) 두께의 1% ∼ 30%에 해당하는 두께를 가지며, 상기 제2차광층은 상기 제1차광층에 비하여 단위 두께(Å)당 노광 파장에 대한 광학 밀도(Optical Density)가 높다.The
상기 제1차광층은 차광성막(106)의 대부분 두께를 가짐에 따라 패턴 형성 시, 우수한 수직 단면 형상을 갖기 위하여 빠른 식각 속도를 가져야한다. 이에 따라, 상기 제1차광층은 식각 속도를 증가시키기 위하여 산소(O) 및 질소(N) 중 하나 이상을 포함한다. 이때, 상기 제1차광층은 1at% ∼ 50at%의 산소(O) 함유량을 갖고, 바람직하게는 10at% ∼ 20at%의 산소(O) 함유량을 갖는다. The first light-shielding layer has a large thickness of the light-shielding
상기 제2차광층은 식각 공정 및 막의 면저항 값 등을 고려한 소정의 경우에 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 하나 이상의 물질을 미량 포함할 수 있다. 상기 제2차광층이 산소(O)를 포함하는 경우, 막의 두께가 두꺼워질 수 있으나, 식각 속도가 빨라지므로 식각 시간 및 레지스트막 두께의 박막화에 있어서는 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 탄소(C)를 포함하는 경우, 차광성막(106)의 면저항을 낮출 수 있다.The second light-shielding layer may contain a trace amount of at least one of oxygen (O), nitrogen (N), and carbon (C) in a predetermined case taking into account the etching process and sheet resistance of the film. When the second light-shielding layer contains oxygen (O), the thickness of the film may be increased, but since the etching rate is increased, the same effect can be obtained in thinning the etching time and the resist film thickness. Further, when carbon (C) is included, the sheet resistance of the
차광성막(106)은 300Å ∼ 700Å의 두께를 갖고, 바람직하게, 350Å ∼ 550Å의 두께를 가지며, 0.5Å/sec ∼ 4.0Å/sec의 평균 식각 속도를 갖는다. 위상반전막(104) 및 차광성막(106)이 적층된 부분의 광학 밀도는 193㎚ 또는 248㎚의 노광 파장에 대하여 2.5 ∼ 3.5의 광학 밀도를 갖고, 바람직하게는 2.7 ∼ 3.2의 광학 밀도를 갖는다. 위상반전막(104) 및 차광성막(106)이 적층된 부분의 표면 반사율은 10% ∼ 40%이며, 바람직하게는 15% ∼ 35%의 표면 반사율을 나타낸다.The
차광성막(106)은 선택적으로 열처리를 실시할 수 있으며, 이때 열처리 온도는 하부의 위상반전막(104) 열처리 온도와 대비하여 동등하거나 낮은 조건에서 실시할 수 있다.The light-shielding
아울러, 도시하지는 않았지만, 차광막성막(106) 상에는 차광성막(106)의 식각마스크로 역할하는 하드 필름이 구비될 수 있다. 상기 하드 필름은 실리콘(Si), 금속 실리사이드, 또는, 상기 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 1 종 이상의 경원소 물질을 더 포함하여 이루어진다. 상기 금속은 탄탈(Ta), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 주석(Sn), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 하프늄(Hf), 텅스텐(W), 실리콘(Si) 중 1 종 이상의 물질을 포함한다.Further, although not shown, a hard film serving as an etching mask for the
하드 필름(210)은 0.4Å/sec 이상의 식각 속도를 갖고, 바람직하게, 1.0Å/sec 이상의 식각 속도를 가지며, 20Å ∼ 100Å의 두께를 갖는다.The hard film 210 has an etch rate of 0.4 A / sec or more, preferably an etch rate of 1.0 A / sec or more, and a thickness of 20 to 100 angstroms.
레지스트막(114)은 화학증폭형 레지스트(CAR; Chemically Amplified Resist)가 사용되며, 레지스트막(114)은 400Å ∼ 1500Å의 두께를 갖고, 바람직하게는, 400Å ∼ 1,000Å의 두께를 갖는다.A chemically amplified resist (CAR) is used as the resist film 114. The resist film 114 has a thickness of 400 ANGSTROM to 1500 ANGSTROM and preferably 400 ANGSTROM to 1,000 ANGSTROM.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 위상반전 블랭크 마스크를 도시한 단면도이다. 3 is a cross-sectional view showing a phase inversion blank mask according to a second embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 위상반전 블랭크 마스크(200)는 투명 기판(102), 투명 기판(102) 상에 순차적으로 형성된 위상반전막(104), 차광성막(106), 식각저지막(108), 하드 필름(110) 및 레지스트막(112)을 포함한다. 여기서, 위상반전막(104), 차광성막(106) 및 레지스트막(112)은 상술한 제1실시예 및 제2실시예와 광학적, 화학적, 물리적 특성을 동일하게 갖는다.3, the phase inversion
식각저지막(108)은 차광성막(106)의 상에 구비되며, 후술되는 하드 필름(110) 패턴 형성 시 또는 상기 하드 필름 패턴의 제거 시에 하부에 위치한 차광성막(106)을 보호하는 역할을 하고, 차광성막(106)의 패턴 형성 시 식각 마스크의 역할을 한다. 이에 따라, 식각저지막(108)은 하드 필름(110) 및 차광성막(106) 대비 10 이상의 식각 선택비를 갖는 물질로 형성한다. 식각 공정의 단순화를 위하여 식각저지막(108)이 위상반전막(104)의 패턴 형성 시 제거되는 경우, 식각저지막(108)은 위상반전막(104)과 식각 특성이 동일한 물질로 형성할 수 있다.The
식각저지막(108)은 실리콘(Si), 몰리브데늄(Mo), 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 구리(Cu), 하프늄(Hf), 텅스텐(W) 중 1 종 이상의 물질을 포함하여 이루어지거나, 또는, 상기 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 1 종 이상의 물질을 더 포함하여 이루어진다.The
식각저지막(108)은, 예를 들어, 실리콘(Si), 금속 실리사이드, 또는, 상기 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 1 종 이상의 경원소 물질을 더 포함하는 실리콘(Si) 화합물, 금속 실리사이드 화합물 중 하나로 구성되는 것이 바람직하다.The
식각저지막(108)이 실리콘(Si) 화합물로 구성되는 경우, 식각저지막(108)은 실리콘(Si)이 40at% ∼ 90at%, 경원소(O, N, C)가 10at% ∼ 60at%인 조성비를 가지며, 바람직하게, 실리콘(Si)이 50at% ∼ 85at%, 경원소(O, N, C)가 15at% ∼ 50at%인 조성비를 갖는다. 또한, 식각저지막(108)이 금속 실리사이드 또는 그의 화합물로 구성되는 경우, 식각저지막(108)은 금속이 0.1at% ∼ 10at%, 실리콘(Si)이 39at% ∼ 85at%, 경원소가 10at% ∼ 60at%인 조성비를 가지며, 바람직하게, 금속이 0.1at% ∼ 5at%, 실리콘(Si)이 50at% ∼ 80at%, 경원소가 15at% ∼ 50at%인 조성비를 갖는다.When the
식각저지막(108)은 20Å ∼ 150Å의 두께를 가지며, 바람직하게, 30Å ∼ 100Å의 두께를 갖는다. The
하드 필름(110)은 식각저지막(108)의 상부에 구비되어 식각저지막(108)의 식각 마스크 역할을 하며, 이에 따라, 식각저지막(108) 대비 10 이상의 식각 선택비를 갖는 물질로 구성된다. 하드 필름(110)은 식각 공정의 단순화를 위하여 차광성막(106)의 패터닝 시 제거되는 경우, 차광성막(106)과 식각 특성이 동일한 물질로 형성한다.The
하드 필름(110)은 탄탈(Ta), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 주석(Sn), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 하프늄(Hf), 텅스텐(W), 실리콘(Si) 중 1 종 이상의 물질을 포함하여 이루어지거나, 또는, 상기 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 1 종 이상의 경원소 물질을 더 포함하여 이루어진다. The
하드 필름(110)은, 예를 들어, 크롬(Cr) 또는 크롬(Cr)에 경원소(O, N, C)를 포함하는 크롬(Cr) 화합물로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 하드 필름(110)은 상기 크롬(Cr) 또는 크롬(Cr) 화합물에 주석(Sn)을 더 포함하여 식각 속도를 증가시킬 수 있다. The
하드 필름(110)은 0.4Å/sec 이상의 식각 속도를 갖고, 바람직하게, 1.0Å/sec 이상의 식각 속도를 갖는다. 하드 필름(210)의 식각 속도가 높을수록 레지스트막(212)의 박막화가 용이하다.The
하드 필름(110)은 20Å ∼ 100Å의 두께를 갖고, 바람직하게, 30Å ∼ 60Å의 두께를 갖는다. 하드 필름(210)은 20Å 이하의 두께를 갖는 경우, 식각 마스크로서의 역할 수행이 어렵고, 100Å 이상의 두께를 갖는 경우, 레지스트막(112)의 박막화가 어려워 최종적으로 고해상도 패턴 구현이 어렵다.The
도시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 위상반전 블랭크 마스크는 투명 기판, 투명 기판 상에 순차적으로 형성된 위상반전막, 식각저지막, 차광성막, 하드 필름을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 위상반전막과 차광성막은 동일한 식각 특성을 가지며, 상기 차광성막은 실리콘(Si), 금속실리사이드(MSi), 또는, 상기 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 1 종 이상의 물질을 더 포함하는 실리콘(Si) 화합물, 금속 실리사이드(MSi) 화합물 중 하나로 구성된다. 상기 위상반전막이 상술한 위상반전막과 광학적, 화학적, 물리적 특성을 동일하게 갖는다. 여기서, 상기 식각저지막은 차광성막 패턴 형성 시 위상반전막을 보호하는 역할을 한다.Although not shown, the phase inversion blank mask according to the present invention can be configured to include a transparent substrate, a phase reversal film sequentially formed on a transparent substrate, an etching stop film, a light shielding film, and a hard film. In this case, the phase reversal film and the light shielding film have the same etching property, and the light shielding film may be formed of silicon (Si), metal silicide (MSi), nitrogen (N), oxygen (O) , A silicon (Si) compound, or a metal silicide (MSi) compound further comprising at least one material. The phase reversal film has the same optical, chemical and physical characteristics as the above-mentioned phase reversal film. Here, the etch barrier serves to protect the phase reversal film during the formation of the light shielding film pattern.
상기 식각저지막 및 하드 필름은 상기 위상반전막 및 차광성막과 상이한 식각 특성을 가지며, 크롬(Cr) 또는 상기 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 1 종 이상의 물질을 더 포함하는 크롬(Cr) 화합물 중 하나로 구성된다.The etching stopper film and the hard film have an etching characteristic different from that of the phase reversal film and the light shielding film and are formed of chromium or one or more of nitrogen (N), oxygen (O), and carbon (C) (Cr).
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 위상반전 블랭크 마스크를 도시한 단면도이다. 4 is a cross-sectional view showing a phase inversion blank mask according to a third embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 위상반전 블랭크 마스크(300)는 투명 기판(102), 투명 기판(102) 상에 순차적으로 형성된 위상반전막(104), 식각저지막(108), 차광성막(106), 하드 필름(110) 및 레지스트막(112)을 포함한다. 여기서, 위상반전막(104) 및 하드 필름(110)은 상술한 제 2 실시예와 광학적, 화학적, 물리적 특성을 동일하게 갖는다.4, the phase inversion
식각저지막(108)은 상부 차광성막(106) 및 하부 위상반전막(104)에 대한 식각 선택비가 10 이상 바람직하게는 20 이상인 물질로서 실리콘(Si), 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 구리(Cu), 하프늄(Hf), 텅스텐(W) 중 선택되는 1 종 이상의 물질을 포함하여 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 크롬(Cr)에 산소, 질소, 탄소 중 선택되는 1종 이상의 경원소가 포함된 화합물로 구성된다. 이때, 식각저지막(108)의 크롬(Cr) : 경원소 = 60 ∼ 100at% : 0 ∼ 40at%의 조성비를 가진다.The
식각저지막(108)의 박막 두께는 2nm 내지 10nm 이하로 형성되는 것이 바람직하다.The thickness of the
식각저지막(108)은 상부의 하드필름(108)과 패턴 형성 시 동일한 식각 물질에 식각되는 특성을 가지며, 하드필름(108)과 비교할 때 식각 속도가 0.2배 내지 5배가 되도록 구성된다. 이때 식각저지막(108)의 식각 속도가 하드필름(108)에 비하여 너무 느리면 상부 하드필름(108)에 대한 오버 에칭(Over Etching) 시간이 길어져, 하드필름(108) 하부의 차광성막(106)에 대한 데미지(Damage)을 줄 수 있다. 한편, 식각저지막(108)의 식각 속도가 상부 하드필름(108)에 비하여 5배 이상 빠르면 식각 시 패턴에 Undercut 현상 등 Skew가 발생할 수 있는 요인이 발생한다. 따라서, 식각저지막(108)은 상부 하드필름(108) 대비 식각 속도가 0.2배 내지 5배, 바람직하게, 0.5배 내지 3배로 제어된다.The
차광성막(106)은 실리콘(Si), 금속(M)을 포함하는 금속 실리사이드(MSi), 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 선택되는 1종 이상이 포함하는 실리콘 화합물, 또는 금속실리사이드(MSi) 화합물로 이루어지며, 예를 들어, Si, SiN, SiC, SiO, SiON, SiCO, SiCN, SiCON, MSi, MSiN, MSiC, MSiO, MSiON, MSiCO, MSiCN, MSiCON 중 선택되는 1종 이상의 물질로 구성된다. 여기서, 상기 금속(M)은 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 구리(Cu), 하프늄(Hf), 텅스텐(W) 중 선택되는 1 종 이상의 물질을 포함하며, 바람직하게, 금속(M)은 몰리브데늄(Mo) 또는 탄탈륨(Ta)이 이용된다. The
차광성막(106) 형성을 위한 스퍼터링 타겟은 실리콘(Si) 단독 또는 실리콘(Si) 및 상술한 금속(M) 중 하나 이상을 포함한 화합물로 이루어진다. 차광성막(106)이 실리콘(Si) 화합물로 형성되는 경우, 스퍼터링 타겟은 전도성을 가지기 위하여 실리콘(Si) 타겟에 보론(B)이 도핑된 것을 이용한다. 차광성막(106)이 금속을 포함할 경우, 금속 및 실리콘 각각으로 이루어진 타겟을 이용한 코-스퍼터링(Co-sputtering) 방법을 적용할 수 있으며, 금속 및 실리콘이 합금된 2성분계 타겟을 이용하여 제조할 수 있다. 이때, 금속이 포함된 2성분계 타겟 조성비는 Mo : Si = 5at% ∼ 20at% : 80at% ∼ 15at%를 가지는 것이 바람직하다.The sputtering target for forming the
차광성막(106)은 단층, 차광막과 반사방지막이 적층된 다층 구조 또는 제1차광층 및 제2차광층이 적층된 다층 구조의 형태를 가질 수 있으며, 단층으로 구성될 경우 박막의 조성비가 일정한 단일막, 박막의 조성비가 연속적으로 변하는 연속막의 형태 중 1종 이상의 형태로 구성할 수 있다. 한편, 차광성막(106)이 다층 예를 들어 2층 이상으로 형성될 경우 최상부층에 포함된 질소(N)의 함유량은 하부층 대비 상대적으로 높도록 설정하여 반사율을 제어할 수 있다.The
차광성막(106)은 0.5Å/sec ∼ 4.0Å/sec의 평균 식각 속도를 갖는다. The
한편, 차광성막(106)은 수리(e-beam Repair) 시 XeF2 Gas에 대한 자발적 반응을 최소화하기 위하여 상부층과 하부층 또는 전체 차광성막(106)의 깊이 방향(Depth)에 대한 질소의 함유량 차이는 최대 30at% 바람직하게는 20at% 이내로 설정한다. 차광성막(106)의 수리(Repair) 공정에서 e-beam 및 XeF2 Gas를 이용하여 Repair를 실시하게 된다. 이후 인접한 영역에 대하여 추가적으로 Repair를 실시할 경우, XeF2 Gas에 대하여 데미지(Damage)가 발생하는 현상이 나타난다. 이를 일반적으로 “자발적 반응”이라고 하며, 상기의 자발적 반응은 XeF2에 대한 상부층과 하부층의 식각 속도가 각기 다름에 의하여 발생하게 된다. 따라서, XeF2 Gas에 대한 자발적 반응을 억제하기 위해서는 상대적으로 상부층 및 하부층 또는 차광성막(106) 전체의 질소 함유량이 30at% 이하, 바람직하게는 20at% 이하로 설정하여 각 층간의 식각 속도 차이를 줄이는 것이 바람직하다. 한편 식각 속도의 차이는 질소 함유량뿐만 아니라 차광성막(106)에 포함된 몰리브데늄의 함유량으로도 제어가 가능한데, 위상반전막에 포함된 몰리브데늄의 함유량이 1at% 이상 15at% 이하가 되도록 하여 자발적 반응을 억제할 수도 있다. On the other hand, in order to minimize the spontaneous response to the XeF2 gas during repair (e-beam repair), the difference in the nitrogen content in the depth direction of the upper and lower layers or the entire
차광성막(106)은 금속이 0at% ∼ 15at%, 실리콘이 45at% ∼ 75at%, 경원소의 합 예를 들어 산소, 질소, 탄소의 총 합이 10at% ∼ 55at%인 조성비를 가진다.The
차광성막(106)이 2층 이상의 다층막 구조를 갖는 경우, 최상부층은 전체 차광성막(106) 두께의 2% ∼ 30%의 두께를 갖는다.When the
차광성막(106)은 300Å ∼ 700Å의 두께를 가지며, 바람직하게, 200Å ∼ 500Å의 두께를 갖고, 차광성막 표면에서 반사율은 40% 이하, 바람직하게는 35% 이하이다.The
차광성막(106)은 박막 응력(Film Stress)이 500MPa 이하, 바람직하게는 200MPa 이하를 가지도록 형성된다. 또한 박막 응력을 TIR(Total Indicated Reading)로 정의할 때, TIR 차이(위상반전막 - 투명기판)는 100nm 이하, 바람직하게는 50nm 이하로 제어하는 것이 우수하다.The
위상반전막(104), 식각저지막(108), 차광성막(106)이 순차적으로 적층된 구조에서 광학밀도는 노광파장 예를 들어 193nm에서 2.5 내지 3.5 이하를 가진다.In the structure in which the
레지스트막(112)은 하드필름(108) 상부에 형성되며, 40nm 내지 150nm의 두께를 가지는 화학증폭형 레지스트(CAR; Chemically Amplified Resist)를 스핀 코팅(Spin-Coating) 방법을 이용하여 형성할 수 있다.The resist
아울러, 본 발명에 따른 위상반전 블랭크 마스크는 위상반전막 외에 차광성막, 식각저지막, 하드 필름 등을 포함한 모든 박막 형성에 화학기상증착법을 사용할 수 있으며, 위상반전막을 제외한 박막들은 스퍼터링(Sputtering) 공정을 포함하여 종래 개시된 다양한 박막 형성 법으로 형성할 수 있다. In addition, the phase inversion blank mask according to the present invention can use chemical vapor deposition for forming all the thin films including the light shielding film, the etching stop film, the hard film, etc. in addition to the phase reversal film. The thin films except for the phase reversing film are formed by a sputtering process May be formed by various thin film forming methods conventionally disclosed.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 위상반전 블랭크 마스크를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a phase inversion blank mask according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
(실시예)(Example)
위상반전막의 구성 물질에 따른 광학 특성 평가Evaluation of optical characteristics according to constituent materials of phase reversal film
본 발명의 실시예에 따른 위상반전막의 평가를 위하여 저압화학기상증착(LPCVD) 방법 및 스퍼터링 방법을 이용해 실리콘(Si) 화합물을 각각 형성하고 각 제조 방법 및 물질에 따른 굴절률을 평가하였다. In order to evaluate the phase reversal films according to the embodiments of the present invention, low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) and sputtering methods were used to form silicon (Si) compounds, respectively, and refractive indices according to each manufacturing method and materials were evaluated.
실시예 1은 공정 가스로 SiH4 : NH3 = 40sccm : 250sccm으로 주입한 저압화학기상증착법으로 630Å의 두께를 갖는 SiN막을 형성하였다.In Example 1, a SiN film having a thickness of 630 ANGSTROM was formed by a low-pressure chemical vapor deposition method in which SiH 4 : NH 3 = 40 sccm: 250 sccm was injected as a process gas.
실시예 2은 공정 가스로 SiH4 : O2 = 30sccm : 850sccm 주입한 저압화학기상증착법으로 650Å의 두께를 갖는 SiO막을 형성하였다.In Example 2, a SiO 2 film having a thickness of 650 Å was formed by a low-pressure chemical vapor deposition method in which SiH 4 : O 2 = 30 sccm: 850 sccm was injected as a process gas.
실시예 3은 SiH4 : NH3 : C3H8 = 40sccm : 250sccm : 5sccm 주입한 저압화학기상증착법으로 620Å의 두께를 갖는 SiCN막을 형성하였다.In Example 3, a SiCN film having a thickness of 620 ANGSTROM was formed by a low-pressure chemical vapor deposition method in which SiH 4 : NH 3 : C 3 H 8 = 40 sccm: 250 sccm: 5 sccm.
실시예1 내지 실시예 3에서의 위상반전막은 400의 의 공정 온도 및 200mTorr의 공정 압력에서 형성되었다.The phase reversal films in Examples 1 to 3 were formed at a process temperature of 400 and a process pressure of 200 mTorr.
비교예 1은 실리콘(Si) 타겟을 이용하고, 공정 가스로 Ar : N2 = 7sccm : 5.5sccm를 주입하며, 공정 파워를 1.0kW로 인가한 스퍼터링 방법으로 680Å 두께의 SiN막을 형성하였다. In Comparative Example 1, a silicon (Si) target was used and an SiN film having a thickness of 680 ANGSTROM was formed by a sputtering method in which Ar: N 2 = 7 sccm: 5.5 sccm was injected as a process gas and the process power was 1.0 kW.
비교예 2는 실리콘(Si) 타겟을 이용하고, 공정 가스로 Ar : N2 : NO = 6sccm : 2.5sccm : 2.0sccm을 주입하며, 공정 파워를 0.7kW로 인가한 스퍼터링 방법으로 730Å 두께의 SiON막을 형성하였다. In Comparative Example 2, a SiON film having a thickness of 730 ANGSTROM was formed by sputtering with a silicon (Si) target and a process power of 0.7 kW by injecting Ar: N 2 : NO = 6 sccm: 2.5 sccm: .
실시예 1 내지 3 및 비교예 1, 2는 위상반전막을 형성한 뒤, 위상반전막의 위상반전량을 n&k analyzer 3700RT 장비를 이용하여 측정하였으며, 굴절률은 Ellipsometer 장비를 이용하여 측정하였다.In Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, after forming a phase reversal film, the phase reversal amount of the phase reversal film was measured using an n & k analyzer 3700RT apparatus, and the refractive index was measured using an Ellipsometer.
표 1은 실시예 1 내지 3 및 비교예 1, 2의 위상반전막 굴절률 및 위상반전량 평가 결과를 나타내고 있다.Table 1 shows the results of evaluating the refractive index of the phase reversal film and the phase inversion amount of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2.
(@193nm)Transmittance
(@ 193 nm)
(@193㎚)Phase inversion amount
(@ 193 nm)
(@193nm)Refractive index (n)
(@ 193 nm)
표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 3는 30% 이상의 투과율을 나타내어 투과율을 향상시킨 위상반전막의 구성 물질로 적합한 것으로 확인하였다.Referring to Table 1, it was confirmed that Examples 1 to 3 exhibited a transmittance of 30% or more and were suitable as a constituent material of a phase reversal film having improved transmittance.
또한, 실시예 1 내지 실시예 3의 위상반전막은 비교예 1 내지 비교예 2의 위상반전막 보다 굴절률이 높아 위상반전막을 박막화할 수 있음을 확인하였다.It is also confirmed that the phase reversal films of Examples 1 to 3 have a higher refractive index than the phase reversal films of Comparative Examples 1 to 2, so that the phase reversal film can be made thinner.
실시예 1 및 실시예 3을 비교하였을 때, 실리콘 화합물 중 탄소(C)를 포함하는 경우, 위상반전막의 굴절률이 증가하여 위상반전막의 두께가 감소하며, 투과율이 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 위상반전막을 2층 이상의 다층막으로 형성하는 경우, 한 층은 질소(N)를 함유하여 위상반전량을 제어하고, 다른 한 층은 산소(O)를 함유하여 투과율 제어가 가능할 것으로 판단된다.Comparing Example 1 and Example 3, it was confirmed that the refractive index of the phase reversal film was increased to decrease the thickness of the phase reversal film and increase the transmittance when carbon (C) was included in the silicon compound. When the phase reversal film is formed of a multilayer film of two or more layers, one layer contains nitrogen (N) to control the amount of phase reversal, and the other layer contains oxygen (O), so that the transmittance can be controlled.
이상, 본 발명을 가장 바람직한 실시예를 이용하여 설명하였지만, 본 발명의 기술적 범위는, 상기 실시예에 기재된 범위에 한정되지 않는다. 상기 실시예에 다양한 변경 또는 개량을 가하는 것이 가능하다는 것은 당업자에게 명백하다. 그와 같은 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있다는 것이 특허 청구 범위의 기재로부터 분명하다.While the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the range described in the above embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be made to the embodiments described above. It is apparent from the description of the claims that the form of such modification or improvement can be included in the technical scope of the present invention.
100, 200 : 위상반전 블랭크 마스크
102 : 투명 기판
104 : 위상반전막
106 : 차광성막
108 : 식각저지막
110 : 하드 필름
112 : 레지스트막100, 200: phase inversion blank mask 102: transparent substrate
104: phase reversal film 106: shielding film
108: etch stop film 110: hard film
112: resist film
Claims (29)
상기 위상반전막은 화학기상증착(CVD)법을 이용하여 형성하는 위상반전 블랭크 마스크의 제조 방법.
A method of manufacturing a phase inversion blank mask including forming a phase reversal film on a transparent substrate,
Wherein the phase reversal film is formed by a chemical vapor deposition (CVD) method.
상기 위상반전막 상에 차광성막, 식각저지막 및 하드필름을 순차적으로 형성하는 단계; 를 포함하며,
상기 위상반전막은 상기 식각저지막과 동일한 식각 특성을 가지며, 화학기상증착(CVD)법을 이용하여 형성하는 위상반전 블랭크 마스크의 제조 방법.
Forming a phase reversal film on the transparent substrate;
Sequentially forming a light shielding film, an etching stopper film and a hard film on the phase reversal film; / RTI >
Wherein the phase reversal film has the same etching property as the etching stopper film and is formed by a chemical vapor deposition (CVD) method.
상기 위상반전막 상에 식각저지막, 차광성막 및 하드필름을 순차적으로 형성하는 단계; 를 포함하며,
상기 위상반전막은 상기 차광성막과 동일한 식각 특성을 가지며, 화학기상증착(CVD)법을 이용하여 형성하는 위상반전 블랭크 마스크의 제조 방법.
Forming a phase reversal film on the transparent substrate;
Sequentially forming an etching stopper film, a light shielding film, and a hard film on the phase reversal film; / RTI >
Wherein the phase reversal film has the same etching property as that of the light shielding film and is formed by a chemical vapor deposition (CVD) method.
상기 위상반전막은 Si, SiO, SiN, SiC, SiON, SiCO, SiCN, SiCON, MoSi, MoSiO, MoSiN, MoSiC, MoSiON, MoSiCO, MoSiCN, MoSiCON 중 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크의 제조 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the phase reversal film is formed of one of Si, SiO, SiN, SiC, SiON, SiCO, SiCN, SiCON, MoSi, MoSiO, MoSiN, MoSiC, MoSiON, MoSiCO, MoSiCN, MoSiCON .
상기 위상반전막은 SiH4, SiCl4, Si(C2H5O)4, Si2H6 및 SiH2Cl2 중 1 종 이상의 주 가스 및 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 1 종 이상을 포함하는 보조 가스를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크의 제조 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the phase reversal film is made of SiH 4 , SiCl 4 , Si (C 2 H 5 O) 4 , Si 2 H 6 and SiH 2 Cl 2 Wherein at least one of the main gas and at least one of oxygen (O), nitrogen (N), and carbon (C) is used as the auxiliary gas.
상기 위상반전막은 3vol% ∼ 40vol%의 SiH4, SiCl4, Si(C2H5O)4, Si2H6 및 SiH2Cl2 중 1 종 이상의 주 가스 및 30vol% ∼ 70vol%의 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 1 종 이상을 포함하는 보조 가스를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크의 제조 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the phase reversal film comprises at least one of a main gas of SiH 4 , SiCl 4 , Si (C 2 H 5 O) 4 , Si 2 H 6 and SiH 2 Cl 2 in an amount of 3 vol% to 40 vol% O), nitrogen (N), and carbon (C). The method of manufacturing the phase inversion blank mask according to claim 1,
상기 위상반전막은 SiO막으로 형성하며, 상기 SiO막은 SiH4, SiCl4, Si(C2H5O)4, Si2H6 및 SiH2Cl2 중 1종 이상의 가스가 3vol% ∼ 40vol%, 산소(O2)가스는 60vol% ∼ 97vol%의 가스 유량비로 주입하여 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크의 제조 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the phase reversal film is formed of a SiO 2 film, wherein the SiO 2 film contains 3 vol% to 40 vol% of at least one gas of SiH 4 , SiCl 4 , Si (C 2 H 5 O) 4 , Si 2 H 6, and SiH 2 Cl 2 , And the oxygen (O 2 ) gas is injected at a gas flow rate ratio of 60 vol% to 97 vol%.
상기 위상반전막은 SiN막으로 형성하며, 상기 SiN막은 SiH4, SiCl4, Si(C2H5O)4, Si2H6 및 SiH2Cl2 중 1종 이상의 가스는 5vol% ∼ 40vol%, 산소(O2)가스는 60vol% ∼ 95vol%의 가스 유량비로 주입하여 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크의 제조 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the phase reversal film is formed of an SiN film, and the SiN film is formed to have a concentration of 5 vol% to 40 vol% of at least one gas of SiH 4 , SiCl 4 , Si (C 2 H 5 O) 4 , Si 2 H 6, and SiH 2 Cl 2 , And the oxygen (O 2 ) gas is injected at a gas flow rate ratio of 60 vol% to 95 vol%.
상기 위상반전막은 SiON막으로 형성하며, 상기 SiON막은 SiH4, SiCl4, Si(C2H5O)4, Si2H6 및 SiH2Cl2 중 1종 이상의 가스는 3vol% ∼ 30vol%, 산소(O2) 가스는 15vol% ∼ 20vol%, 암모니아(NH3)가스는 60vol% ∼ 82vol%의 가스 유량비로 주입하여 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the phase reversal film is formed of a SiON film, and the SiON film is formed to have a concentration of 3 vol% to 30 vol% of at least one gas of SiH 4 , SiCl 4 , Si (C 2 H 5 O) 4 , Si 2 H 6 and SiH 2 Cl 2 , oxygen (O 2) gas is 15vol% ~ 20vol%, ammonia (NH 3) gas phase shift mask blank manufacturing method characterized in that it is formed by injection into the gas flow ratio of 60vol% ~ 82vol%.
상기 위상반전막은 193㎚ 또는 248㎚ 파장의 노광광에 대하여 5% ∼ 40%의 투과율을 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the phase reversal film is formed to have a transmittance of 5% to 40% with respect to exposure light having a wavelength of 193 nm or 248 nm.
상기 위상반전막은 193㎚ 또는 248㎚ 파장의 노광광에 대하여 170°내지 190°의 위상반전량을 갖고, 40% 이하의 반사율을 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the phase reversal film has a phase inversion amount of 170 DEG to 190 DEG with respect to exposure light having a wavelength of 193 nm or 248 nm and has a reflectance of 40% or less.
상기 위상반전막은 400Å ∼ 750Å의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the phase reversal film is formed to a thickness of 400 ANGSTROM to 750 ANGSTROM.
상기 위상반전막은 균일한 조성을 갖는 단층막, 조성 또는 조성비가 연속적으로 변하는 단층 연속막, 조성 또는 조성비가 상이한 하나 이상의 막들이 각 1층 이상 적층된 다층막 중 하나의 구조를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the phase reversal film is formed so as to have a structure of a single layer film having a uniform composition, a single layer continuous film whose composition or composition ratio continuously changes, or a multilayer film in which one or more films having different compositions or composition ratios are stacked one or more layers A method for fabricating a phase inversion blank mask.
상기 위상반전막은 연속막 또는 다층막으로 구성되며, 최상부 또는 최상층은 0.1at% ∼ 20at%의 산소(O) 함유량을 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the phase reversal film is formed of a continuous film or a multilayer film, and the uppermost layer or the uppermost layer is formed to have an oxygen (O) content of 0.1 at% to 20 at%.
상기 위상반전막은 연속막 또는 다층막으로 구성되며, 최상부 또는 최상층은 전체 위상반전막 두께의 1% ∼ 30%의 두께를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the phase reversal film is formed of a continuous film or a multilayer film and the uppermost layer or the uppermost layer is formed to have a thickness of 1% to 30% of the total phase reversal film thickness.
상기 위상반전막 상에 차광성막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법.
The method according to claim 1,
And forming a light shielding film on the phase reversal film.
상기 차광성막은 단층, 차광막과 반사방지막이 적층된 다층 구조, 제1차광층 및 제2차광층이 적층된 다층 구조 중 하나의 구조를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법.
The method according to claim 2, 3, or 16,
Wherein the light shielding film is formed to have one of a single layer, a multilayer structure in which a light shielding film and an antireflection film are laminated, and a multilayer structure in which a first light shielding layer and a second light shielding layer are laminated.
상기 차광성막은 크롬(Cr), 몰리브데늄크롬(MoCr)의 금속 물질로 이루어지거나 상기 금속 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 하나 이상의 경원소를 더 포함하는 화합물로 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the light shielding film is made of a metal material of chrome (Cr) or molybdenum chrome (MoCr), or a compound containing at least one light element of nitrogen (N), oxygen (O) Wherein the phase shift mask is formed by patterning the phase shift mask.
상기 차광성막은 몰리브데늄크롬(MoCr) 화합물로 이루어지며, 차광성막(106)은 몰리브데늄(Mo)이 2at% ∼ 30at%, 크롬(Cr)이 30at% ∼ 60at%, 질소(N)가 10at% ∼ 40at%, 산소(O)가 0 ∼ 50at%, 탄소(C)가 0 ∼ 30at%인 조성비를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법.
3. The method of claim 2,
The light shielding film 106 is made of a molybdenum chromium (MoCr) compound, and the light shielding film 106 is made of 2 at% to 30 at% molybdenum (Mo), 30 at% to 60 at% Is formed to have a composition ratio of 10 at% to 40 at%, oxygen (0) of 0 to 50 at%, and carbon (C) of 0 to 30 at%.
상기 차광성막은 Si, SiN, SiC, SiO, SiON, SiCO, SiCN, SiCON, MSi, MSiN, MSiC, MSiO, MSiON, MSiCO, MSiCN, MSiCON 중 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법.
The method of claim 3,
Wherein the light shielding film is formed of one of Si, SiN, SiC, SiO, SiON, SiCO, SiCN, SiCON, MSi, MSiN, MSiC, MSiO, MSiON, MSiCO, MSiCN and MSiCON.
상기 차광성막은 300Å ∼ 700Å의 두께를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법.
The method according to claim 2, 3, or 16,
Wherein the light shielding film is formed to have a thickness of 300 ANGSTROM to 700 ANGSTROM.
상기 차광성막은 0.5Å/sec ∼ 4.0Å/sec의 평균 식각 속도를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법.
The method according to claim 2, 3, or 16,
Wherein the light shielding film is formed so as to have an average etching rate of 0.5 A / sec to 4.0 A / sec.
상기 식각저지막은 실리콘(Si), 금속 실리사이드, 또는, 상기 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 1 종 이상의 경원소 물질을 더 포함하여 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the etch barrier film is formed by further including silicon (Si), a metal silicide, or at least one light source material selected from the group consisting of nitrogen (N), oxygen (O), and carbon (C) A method of manufacturing a blank mask.
상기 식각저지막은 실리콘(Si)이 40at% ∼ 90at%, 경원소가 10at% ∼ 60at%인 조성비를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the etching stopper film is formed to have a composition ratio of silicon (Si) of 40 at% to 90 at% and a light element of 10 at% to 60 at%.
상기 식각저지막은 금속이 0.1at% ∼ 10at%, 실리콘(Si)이 39at% ∼ 85at%, 경원소가 10at% ∼ 60at%인 조성비를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the etching stopper film is formed to have a composition ratio of 0.1 at% to 10 at% of metal, 39 at% to 85 at% of silicon (Si), and 10 at% to 60 at% of light element.
상기 식각저지막은 크롬(Cr)에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 1 종 이상의 경원소 물질을 더 포함하여 형성하며, 크롬(Cr) : 경원소 = 60 ∼ 100at% : 0 ∼ 40at%의 조성비를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법.
The method of claim 3,
The etching stopper film is formed by further including at least one element selected from the group consisting of nitrogen (N), oxygen (O) and carbon (C) in chromium (Cr) Wherein the composition is formed to have a composition ratio of 0 to 40 at%.
상기 식각저지막은 하드필름과 동일한 식각 특성을 가지며, 상기 식각저지막은 하드필름 대비 0.2배 내지 5배의 식각 속도를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법.
The method of claim 3,
Wherein the etching stopper film has the same etching property as that of the hard film, and the etching stopper film is formed to have an etching rate of 0.2 to 5 times that of the hard film.
상기 식각저지막은 20Å ∼ 150Å의 두께를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법.
The method according to claim 2 or 3,
Wherein the etch stop layer is formed to have a thickness of 20 ANGSTROM to 150 ANGSTROM.
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