KR20170043858A - Blankmask and Photomask using the same - Google Patents

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KR20170043858A
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신철
이종화
양철규
최민기
김창준
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주식회사 에스앤에스텍
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Abstract

The present invention provides a phase-shift blank mask which includes a hard film formed by an oxygen-containing tantalum compound, and improves etching rate and surface resistance by controlling the oxygen content of the hard film. According to the present invention, the etching rate can be controlled and damage to a lower light-shielding film during the manufacturing process for photomasks can be reduced by controlling the silicone content of a silicone- or oxygen-containing material in a hard film-forming material. Accordingly, the present invention may provide a phase-shift blank mask and a photomask using the same capable of forming micropatterns of 32 nm or smaller, particularly, 14 nm or smaller or 10 nm or smaller.

Description

블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토 마스크{Blankmask and Photomask using the same}[0001] The present invention relates to a blank mask and a photomask using the blank mask,

본 발명은 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 20㎚급 이하, 특히, 14㎚급 이하, 더욱 바람직하게는 10㎚급 이하의 미세 패턴 구현이 가능한 고해상도 구현을 위한 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토 마스크에 관한 것이다.
The present invention relates to a blank mask and a photomask using the blank mask. More particularly, the present invention relates to a blank mask and a photomask using the blank mask for realizing a fine pattern capable of realizing a fine pattern of 20 nm or less, particularly 14 nm or less, more preferably 10 nm or less, Mask and a photomask using the same.

반도체 미세공정 기술은 회로패턴의 미세화 요구에 맞추어 매우 중요한 요소로 자리 잡고 있다. 이를 구현하기 위한 리소그래피 기술은 반도체 회로 패턴의 해상도 향상을 위해 바이너리 블랭크 마스크 (Binary Intensity Blankmask), 위상반전막을 이용한 위상 반전 블랭크 마스크(Phase Shifting Blankmask), 하드 필름과 차광성막을 가지는 하드 마스크용 바이너리 블랭크 마스크(Hardmask Binary Blankmask) 등으로 발전하고 있다. Semiconductor microprocessing technology is becoming a very important factor for the miniaturization of circuit patterns. In order to improve the resolution of a semiconductor circuit pattern, a lithography technique for realizing this is a technique of using a binary blank mask, a phase shifting blank mask using a phase reversal film, a binary blank for a hard mask having a hard film and a light shielding film, Mask (Hardmask Binary Blankmask) and so on.

한편, 최근에는 고해상도(High Resolution) 구현 및 웨이퍼로의 전사(Wafer Printing) 시의 공정 윈도우 마진(Process Window Margin) 확보를 위하여 위상반전막 및 차광막의 적층 구조에 상기 차광막의 식각마스크로 사용되는 하드 필름이 더 적층된 블랭크 마스크에 대한 연구가 진행되고 있다. 또한, 위상반전 블랭크 마스크에 있어서 초점심도(Depth of Focus) 마진 확보를 위하여 기존의 6%의 투과율을 가지는 위상반전막 뿐만 아니라, 10% 이상 나아가 20% 이상의 고투과율 위상반전 블랭크 마스크에 대한 연구가 진행되고 있다.In recent years, in order to realize a high resolution and to secure a process window margin at the time of wafer printing to a wafer, a laminated structure of a phase reversal film and a light- Studies are underway on blank masks with more layers of film. In addition, in order to secure the depth of focus margin in the phase inversion blank mask, a study on a phase inversion film having a transmittance of 6% as well as a high transmittance phase inversion blank mask of 10% or more and 20% It is progressing.

상기 하드 필름이 구비된 위상반전 블랭크 마스크에 있어서, 상기 하드 필름은 하부에 배치되는 차광막과의 건식 식각 특성을 고려하여 일반적으로 산화실리콘(SiO) 또는 산화질화실리콘(SiON)과 같은 실리콘(Si) 화합물로 형성된다. In the phase inversion blank mask provided with the hard film, the hard film is generally made of silicon (Si) such as silicon oxide (SiO 2) or silicon oxynitride (SiON) in consideration of the dry etching property with the light- ≪ / RTI >

그러나, 하드 필름이 산화실리콘(SiO) 또는 산화질화실리콘(SiON)과 같은 산화물 막으로 형성됨에 따라 표면 면저항(Sheet Resistance) 값이 증가하는 문제가 발생한다. 하드 필름의 높은 면저항은 포토마스크 제조 시 이온 빔(e-beam)의 챠지업(Charge-up) 현상을 발생시켜 최종적으로 패턴 정렬도(Registration) 문제를 발생시킨다. 이는 메모리(Memory) 디바이스 뿐만 아니라 로직(Logic) 디바이스에서 더욱 큰 문제점으로 작용한다. However, as the hard film is formed of an oxide film such as silicon oxide (SiO) or silicon oxynitride (SiON), there arises a problem that the surface sheet resistance value is increased. The high surface resistance of the hard film causes a charge-up phenomenon of an ion beam (e-beam) in manufacturing a photomask, which eventually causes a problem of pattern registration. This poses a greater problem in memory devices as well as in logic devices.

또한, 하드 필름이 실리콘(Si) 산화물로 형성됨에 따라 상부에 형성되는 레지스트막의 접착력(Adhesion) 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위하여, HMDS 공정과 같은 접착력 향상을 위한 공정을 실시하는 등의 추가적인 공정이 필요하며, 상기 HMDS 공정 후에도 높은 접착력에 의해 레지스트막 패턴이 현상(Develop) 공정에 제거되지 않고 잔류하는 문제가 발생한다. 이는, 하부의 하드 필름에 대한 식각 시, 스팟(Spot)성 결함(Defect)을 일으켜 최종 공정 수율이 나빠지는 문제를 유발한다. Further, since the hard film is formed of silicon oxide, there arises a problem of adhesion of the resist film formed on the top. In order to solve this problem, an additional process such as a process for improving adhesion such as an HMDS process is required, and a problem that the resist film pattern remains in the developing process due to a high adhesive force even after the HMDS process Occurs. This causes spot defects when the lower hard film is etched, resulting in a problem that the final process yield is deteriorated.

아울러, 실리콘(Si) 산화물로 형성되는 하드 필름은 일반적으로 4㎚ ∼ 10㎚의 두께로 얇게 형성되고 반면, 하부의 위상반전막은 60㎚ 내지 90㎚의 두께를 가진다. 이로 인해, 위상반전막 패턴 형성 시 사용되는 플로린(F) 기반 가스에 의해 하드 필름이 제거되는 것뿐만 아니라, 하드 필름의 하부 차광막에까지 데미지(Damage)를 주어 차광막의 광학 밀도가 감소하는 등의 문제를 유발한다.
In addition, the hard film formed of silicon (Si) oxide is generally formed thin to a thickness of 4 nm to 10 nm, while the lower phase reversal film has a thickness of 60 nm to 90 nm. As a result, not only the hard film is removed by the fluorine (F) -based gas used in the formation of the phase reversal film pattern but also damages to the lower shielding film of the hard film to reduce the optical density of the light shielding film ≪ / RTI >

본 발명은 상기의 문제점을 해결하고, 고해상도 구현을 위한 하드 필름을 구비한 위상반전 블랭크 마스크를 제공한다.The present invention overcomes the above problems and provides a phase reversal blank mask with a hard film for high resolution implementation.

상세하게는 본 발명에 의해 제공되는 하드 필름은 상기 문제점들을 해결하기 위하여, Si 산화물에 대한 적절한 조성비를 제공한다. 이를 통하여, 위상반전막 대비 하드 필름의 식각속도를 감소하여 위상반전막 패턴 형성 시 하드 필름이 제거되고 차광막에 데미지(Damage)를 주는 영향을 최소화 할 수 있다.In detail, the hard film provided by the present invention provides an appropriate composition ratio for the Si oxide to solve the above problems. Through this, the etching rate of the hard film is reduced compared to the phase reversal film, so that the effect of removing the hard film and damaging the light shielding film during formation of the phase reversal film pattern can be minimized.

또한, 하드 필름으로 탄탈륨에 적어도 산소를 포함하는 화합물을 제공함으로서, HMDS와 같은 추가 공정, 추가공정에 의한 결함 발생, 높은 면저항 문제점을 해결할 수 있다.Further, by providing a compound containing at least oxygen in the tantalum as a hard film, it is possible to solve the problem of additional process such as HMDS, occurrence of defects by the additional process, and high sheet resistance.

이를 통해, 최종적으로 제작된 하드 필름을 구비한 위상반전 블랭크 마스크는 20㎚급 이하, 특히, 14㎚급, 10㎚, 7㎚급 이하의 미세 패턴의 형성 및 고 해상도의 구현이 가능한 포토마스크를 제조할 수 있다.
As a result, a phase inversion blank mask having a hard film finally produced has a photomask capable of forming a fine pattern of 20 nm or less, especially 14 nm, 10 nm, 7 nm or less, and realizing a high resolution Can be manufactured.

본 발명에 따른 하드 필름을 구비한 위상 반전 블랭크 마스크는, 투명 기판 상에 위상반전막, 차광막, 하드 필름 및 레지스트막이 구비되고, 상기 하드 필름은 금속 물질과 산소(O)를 필수적으로 포함하여 이루어진다.A phase inversion blank mask having a hard film according to the present invention comprises a phase reversal film, a light shielding film, a hard film and a resist film on a transparent substrate, and the hard film essentially comprises a metal material and oxygen (O) .

상기 하드 필름에 포함되는 금속 물질은 탄탈륨(Ta), 몰리브데늄(Mo), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 실리콘(Si), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 구리(Cu), 하프늄(Hf), 주석(Sn) 중 선택되는 1종 이상이 포함되어 이루어진다.The metal material included in the hard film may include tantalum (Ta), molybdenum (Mo), aluminum (Al), tungsten (W), titanium (Ti), silicon (Si), vanadium (V), cobalt (Ni), Zr, Nb, Pd, Zn, Mn, Cd, Mg, Li, Se, , Copper (Cu), hafnium (Hf), and tin (Sn).

그리고, 하드 필름에 포함되는 금속물질은 탄탈륨(Ta) 및 탄소, 산소, 질소를 포함하는 형태는 1종 이상으로 구성될 수 있다. 특히, 상기 탄탈륨(Ta) 화합물에 있어서 면저항을 감소시키고, 식각 속도를 하부 위상반전막 대비 느리게 하고, 위상반전막 패턴 형성 시 차광성막의 데미지(Damage)를 감소시키기 위하여, 탄탈륨 화합물로 구성된 하드 필름은 산소(O)를 미량으로 포함하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 산소의 함유량은 1at% ∼ 30at% 이내인 것이 바람직하다.The metallic material included in the hard film may be composed of at least one of tantalum (Ta), carbon, oxygen, and nitrogen. Particularly, in order to reduce the sheet resistance of the tantalum (Ta) compound, slow the etching rate compared to the lower phase reversal film, and reduce the damage of the light shielding film when forming the phase reversal film pattern, It is preferable to contain oxygen (O) in a trace amount. Specifically, it is preferable that the content of oxygen is within 1 at% to 30 at%.

이를 통하여 형성된 하드 필름의 물질은 산화탄탈륨(TaO), 산화질화탄탈륨(TaON), 산화질화탄화탄탈륨(TaCON) 중 선택되는 1종 이상의 형태 또는 상기 1종의 형태로 보론(B)이 함유된 형태로 구현할 수 있다.The material of the hard film thus formed may be at least one selected from the group consisting of tantalum oxide (TaO), tantalum oxynitride (TaON) and tantalum oxy-nitride (TaCON), or a form containing boron (B) .

그리고, 하드 필름이 실리콘(Si) 화합물의 형태 상세하게는 실리콘 및 산소를 포함하는 화합물의 형태로 구성할 수 있으며, 이때, 하드 필름에 포함되는 실리콘의 함유량은 60at% 이하이다. 실리콘의 함유량이 60at% 이상일 경우, 식각속도가 빨라지게 되고 이로 인하여 위상반전막 패턴 형성 공정에서 하드 필름의 제거 뿐만 아니라, 하부 차광막에 데미지(Damage)를 주는 요소로 작용한다. 이에 따라, 하드 필름에 실리콘(Si)이 포함될 시 Si의 함유량은 60at% 이하인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 50at% 이하가 우수하다.The hard film may be formed in the form of a compound containing silicon and oxygen in the form of silicon (Si) compound. In this case, the content of silicon contained in the hard film is 60 at% or less. When the content of silicon is 60 at% or more, the etching rate is accelerated, thereby acting as an element for damaging the lower shielding film as well as removing the hard film in the phase reversal film pattern forming process. Accordingly, when silicon (Si) is included in the hard film, the content of Si is preferably 60 at% or less, more preferably 50 at% or less.

상기와 같이 형성되는 하드 필름의 두께는 2 내지 10㎚ 이하로 형성된다.The thickness of the hard film formed as described above is 2 to 10 nm or less.

또한 하드 필름은 하부 위상반전막의 식각속도 대비 느린 것이 바람직하며, 상세하게는 위상반전막의 식각속도 대비 하드 필름의 식각 속도는 1/3배 이상 바람직하게는 1/5배 이상 느리게 형성하는 것이 바람직하다.
In addition, it is preferable that the hard film is slower than the etching rate of the lower phase reversal film. More specifically, it is preferable that the etching rate of the hard film is slower than the etching rate of the phase reversal film by 1/3 times or more, .

본 발명은 하드 필름을 형성하는 물질로서, 실리콘 및 산소를 포함하는 물질에 있어서 실리콘(Si)의 함율량을 통해 식각속도를 제어하여, 포토마스크 제조 공정 시 하부 차광막의 데미지(Damage)를 저감할 수 있다.The present invention relates to a material for forming a hard film, which controls the etching rate through the content of silicon (Si) in a material containing silicon and oxygen, thereby reducing damages of the lower shielding film during the photomask manufacturing process .

그리고, 하드 필름으로 탄탈륨 화합물로 형성하고, 그 화합물의 산소 함유량을 제어함으로서, 식각속도 뿐만 아니라, 면저항의 감소 그리고 실리콘(Si) 하드 필름 대비 HMDS와 같은 공정이 단축되는 효과를 가질 수 있다.By controlling the oxygen content of the tantalum compound as a hard film, not only the etching rate but also the reduction of the sheet resistance and the shortening of the process such as HMDS relative to the silicon (Si) hard film can be obtained.

이를 통하여 본 발명은 32㎚급 이하, 특히, 14㎚급, 10㎚급 이하의 미세 패턴 형성이 가능한 위상 반전 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크를 제공할 수 있다.
Accordingly, the present invention can provide a phase inversion blank mask capable of forming a fine pattern of 32 nm or less, particularly, 14 nm or less, 10 nm or less, and a photomask using the same.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 블랭크 마스크를 도시한 단면도.1 is a sectional view showing a blank mask according to an 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 가진 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 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 changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined by the technical matters of the claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 블랭크 마스크를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a blank mask according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 블랭크 마스크(100)는 투명 기판(102) 상에 순차적으로 적층된 위상반전막(104), 차광막(106), 하드 필름(112) 및 레지스트막(114)을 포함한다. 1, a blank mask 100 according to the present invention includes a phase reversal film 104, a light shielding film 106, a hard film 112, and a resist film 114 which are sequentially stacked on a transparent substrate 102, .

투명 기판(102)은 가로 × 세로 × 두께가 6inch × 6inch × 0.25inch 크기를 가지는 석영유리, 합성 석영유리, 불소 도핑 석영유리 등으로 구성된다.The transparent substrate 102 is made of quartz glass, synthetic quartz glass, fluorine-doped quartz glass, or the like having a size of 6 inches x 6 inches x 0.25 inches in width x length x thickness.

투명 기판(102)의 평탄도는 상부에 형성되는 어느 하나의 박막, 예를 들어, 위상반전막, 차광막, 하드 필름 등의 박막 평탄도에 영향을 미치게 됨에 따라 성막되는 면의 평탄도를 TIR(Total Indicated Reading)로 정의할 때 그 값이 142㎟ 영역에서 500㎚ 이하, 바람직하게는 200㎚ 더욱 바람직하게는 100㎚ 이하로 제어된다.The flatness of the transparent substrate 102 affects the flatness of a thin film formed on the upper side, for example, a phase reversal film, a light-shielding film, a hard film, etc., Total Indicated Reading), the value is controlled to be 500 nm or less, preferably 200 nm or more preferably 100 nm or less in the region of 142 mm 2.

위상반전막(104)은 상부의 차광막(106) 패턴을 식각마스크로 식각됨에 따라 차광막(108)과 10 이상의 식각 선택비를 갖는 물질로 이루어진다. 위상반전막(104)은 광학 특성을 유지함과 동시에 두께의 박막화하고 내화학성을 증가시키기 위하여 높은 굴절률 및 소멸 계수를 갖는 물질로 형성된다. 이를 위해, 위상반전막(104)은 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 금속 물질을 포함하여 이루어지거나, 또는, 상기 금속 물질에 실리콘(Si), 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 수소(H) 중 1 종 이상의 물질을 더 포함하여 이루어진다. The phase reversal film 104 is made of a material having an etching selectivity ratio of 10 or more with the light-shielding film 108 as the upper shielding film 106 pattern is etched by the etching mask. The phase reversal film 104 is formed of a material having a high index of refraction and extinction coefficient so as to maintain the optical characteristics and to thin the thickness and increase the chemical resistance. To this end, the phase reversal film 104 may be formed of a material selected from the group consisting of molybdenum (Mo), tantalum (Ta), vanadium (V), cobalt (Co), nickel (Ni), zirconium (Zr), niobium ), Zinc (Zn), chromium (Cr), aluminum (Al), manganese (Mn), cadmium (Cd), magnesium (Mg), lithium (Li), selenium (N), oxygen (O), carbon (C), boron (B), hydrogen (B), and the like are added to the metal material, (H). ≪ / RTI >

위상반전막(104)은, 바람직하게, 실리콘(Si) 또는 몰리브데늄(Mo)과 같은 전이 금속을 포함하는 금속 실리사이드 화합물로 이루어지거나, 이들에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 하나 이상의 경원소를 포함하는 화합물로 이루어진다. 위상반전막(104)은, 예를 들어, Si, SiN, SiC, SiO, SiCN, SiCO, SiNO, SiCON, MoSi, MoSiN, MoSiC, MoSiO, MoSiCN, MoSiCO, MoSiNO, MoSiCON 중 하나로 이루어지며, 위상반전막(104)의 광학적, 화학적, 물리적 특성 및 제조 공정을 고려하여 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 하나 이상의 경원소를 더 포함할 수 있다. The phase reversal film 104 is preferably made of a metal silicide compound containing a transition metal such as silicon (Si) or molybdenum (Mo), or may be doped with nitrogen (N), oxygen (O) C). ≪ / RTI > The phase reversal film 104 is made of, for example, one of Si, SiN, SiC, SiO, SiCN, SiCO, SiNO, SiCON, MoSi, MoSiN, MoSiC, MoSiO, MoSiCN, MoSiCO, MoSiNO, MoSiCON, May further include at least one light element selected from the group consisting of boron (B), fluorine (F), and hydrogen (H) in consideration of the optical, chemical, and physical characteristics and manufacturing process of the film (104).

위상반전막(104)은 조성이 균일한 단층막, 조성 또는 조성비가 변화되는 연속막, 상호 다른 조성을 가지며 상기 다른 조성의 막들이 각 1회 이상 적층된 2층 이상의 다층막 중 하나로 이루어진다.The phase reversal film 104 is composed of a monolayer film of uniform composition, a continuous film whose composition or composition ratio is changed, and one of two or more multilayer films having mutually different compositions and in which films of different compositions are laminated one or more times.

위상반전막(104)은 최상층 또는 최상층막이 산소(O)를 포함하도록 구성될 수 있다. 자세하게, 위상반전막(104)이 몰리브데늄 실리사이드(MoSi) 화합물로 이루어지는 경우, 위상반전막(104)은 오존(O3), Hot-DI 및 암모니아(NH4OH), 황산(H2SO4) 등을 포함하는 세정 용액에 손상을 받기 쉽다. 위상반전막(104)이 세정 공정 등에서 상기 물질 등에 손상을 받게 되면 위상반전막(104)은 두께는 얇아지고, 투과율이 증가하며, 위상반전량의 변화가 발생하여 요구되는 광학적 물성을 구현할 수 없다. 이에 따라, 본 발명은 최상층막이 산소(O)를 포함하도록, 예를 들어, MoSiON으로 위상반전막(104)의 최상층을 형성함으로써 세정 용액에 의해 발생하는 위상반전막(104)의 용해 또는 부식과 같은 열화 현상을 방지할 수 있다. 위상반전막(104)의 최상층막은 0.1at% ∼ 20at%의 산소(O) 함유량을 가지며, 상기 최상층막 하부에 배치되는 위상반전막(104) 부분은 조성 및 조성비가 상이한 다양한 형태의 막으로 구성될 수 있다. The phase reversal film 104 may be configured such that the uppermost or topmost film comprises oxygen (O). In detail, if the phase shift film 104 is formed of a silicide (MoSi) compound molybdenum, phase shift film 104 is ozone (O 3), Hot-DI and ammonia (NH 4 OH), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), and the like. When the phase reversal film 104 is damaged in the cleaning process or the like, the phase reversal film 104 is thinned, the transmittance is increased, the phase reversal amount is changed, and the required optical properties can not be realized . Accordingly, the present invention is based on the fact that the topmost film comprises oxygen (O), for example, by forming the top layer of the phase reversal film 104 with MoSiON, and by dissolution or corrosion of the phase reversal film 104 generated by the cleaning solution The same deterioration phenomenon can be prevented. The uppermost layer film of the phase reversal film 104 has an oxygen (O) content of 0.1 at% to 20 at%, and the portion of the phase reversal film 104 disposed at the lower portion of the uppermost layer film is composed of various films having different compositions and composition ratios .

위상반전막(104)은 300Å ∼ 900Å의 두께를 갖고, 바람직하게 500Å ∼ 700Å의 두께를 갖는다. 위상반전막(104)이 최상층부 또는 최상층막에 산소(O)를 포함하도록 형성하는 경우, 최상층부 또는 최상층막의 산소(O)를 포함하는 구간은 10Å ∼ 100Å의 두께를 갖고, 전체 위상반전막(104) 두께의 1% ∼ 40%에 해당하는 두께를 가지며, 바람직하게, 1% ∼ 10%에 해당하는 두께를 갖는다.The phase reversal film 104 has a thickness of 300 ANGSTROM to 900 ANGSTROM, preferably 500 ANGSTROM to 700 ANGSTROM. When the phase reversal film 104 is formed to include oxygen (O) in the uppermost layer or the uppermost layer film, the section including oxygen (O) in the uppermost layer or the uppermost layer has a thickness of 10 A to 100 A, ) Thickness of 1% to 40%, and preferably has a thickness of 1% to 10%.

위상반전막(104)은 193㎚ 또는 248㎚ 파장의 노광광에 대하여 5% ∼ 40%의 투과율을 갖고, 170° ∼ 190°의 위상반전량을 갖는다. 위상반전막(104)은 투과율이 5% 보다 낮으면 웨이퍼(Wafer)에 도포된 레지스트막의 노광시 상쇄 간섭을 위한 노광광의 강도(Intensity)가 떨어져 위상반전 효과가 미미하고, 투과율이 40% 보다 높으면, 웨이퍼에 도포된 레지스트막에 데미지(Damage)를 주어 레지스트막의 손실을 초래한다.The phase reversal film 104 has a transmittance of 5% to 40% with respect to exposure light having a wavelength of 193 nm or 248 nm and has a phase reversal amount of 170 ° to 190 °. If the transmittance of the phase reversal film 104 is lower than 5%, the intensity of exposure light for destructive interference during exposure of the resist film coated on the wafer is lowered and the phase reversal effect is insignificant. If the transmittance is higher than 40% , The resist film applied to the wafer is damaged, resulting in loss of the resist film.

위상반전막(104)은 선택적으로 100℃ ∼ 500℃로 열처리하여 내약품성 및 평탄도를 조절할 수 있다. The phase reversal film 104 can be selectively heat-treated at 100 ° C to 500 ° C to adjust chemical resistance and flatness.

차광막(106)은 패턴 식각 공정에서의 패턴 종횡비 및 막의 광학 특성을 고려하였을 때 조성 또는 조성비가 상이한 2층 이상의 다층막으로 이루어지며, 바람직하게, 제1차광층(108) 및 제2차광층(110)의 2층 구조로 이루어진다. 아울러, 차광막(106)은 조성이 균일한 단층막, 조성 또는 조성비가 변화되는 연속막, 상호 다른 조성을 가지며 상기 다른 조성의 막들이 각 1회 이상 적층된 2층 이상의 다층막 중 하나로 이루어질 수 있다. The light shielding film 106 is formed of a multilayer film of two or more layers having different composition or composition ratio in consideration of the pattern aspect ratio and the optical characteristics of the film in the pattern etching process and is preferably composed of a first light shielding layer 108 and a second light shielding layer 110 ). In addition, the light-shielding film 106 may be composed of a single-layer film having a uniform composition, a continuous film having a different composition or composition ratio, and a multi-layer film having different compositions and two or more layers of the films having different compositions one or more times.

제1차광층(108) 및 제2차광층(110)은 몰리브데늄(Mo), 크롬(Cr), 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 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 실리콘(Si), 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 하나 이상의 경원소를 더 포함하여 이루어진다. The first light-shielding layer 108 and the second light-shielding layer 110 may be formed of any one of molybdenum (Mo), chromium (Cr), tantalum (Ta), vanadium (V), cobalt (Co), nickel (Ni) Zr, niobium, palladium, zinc, aluminum, manganese, cadmium, magnesium, lithium, selenium, (Si), nitrogen (N), oxygen (O), carbon (C), boron (B), and at least one metal element selected from the group consisting of copper (Cu), hafnium (Hf), and tungsten (W) , Fluorine (F), and hydrogen (H).

제1차광층(108) 및 제2차광층(110)은 차광성을 향상시키기 위하여 소멸계수(k)가 높은 구성 물질을 사용하고, 식각 속도를 향상시키기 위하여 건식 식각 시 사용되는 식각 가스(Gas)에 대한 끊는점(B.P)가 낮은 물질을 사용하는 것이 바람직하다. The first light-shielding layer 108 and the second light-shielding layer 110 are made of a material having a high extinction coefficient k in order to improve the light shielding property. In order to improve the etch rate, an etching gas It is preferable to use a material having a low breaking point (BP).

이를 위해, 제1차광층(108) 및 제2차광층(110)은 몰리브데늄크롬(MoCr) 또는 이에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 하나를 포함하는 MoCrN, MoCrO, MoCrC, MoCrNO, MoCrCN, MoCrCO, MoCrCON 중 하나의 몰리브데늄크롬(MoCr) 화합물로 이루어는 것이 바람직하다. 추가적으로 제1차광층(108) 및 제2차광층(110)의 스트레스(Stress)를 저감하기 위하여, 수소(H), 붕소(B) 등의 추가적인 경원소를 더 포함할 수도 있다.The first light-shielding layer 108 and the second light-shielding layer 110 may be made of molybdenum chromium (MoCr) or MoCrN containing one of nitrogen (N), oxygen (O), and carbon (C) , MoCrC, MoCrNO, MoCrCN, MoCrCO, and MoCrCON. In addition, in order to reduce the stress of the first light-shielding layer 108 and the second light-shielding layer 110, it may further include additional light elements such as hydrogen (H) and boron (B).

여기서, 제1차광층(108) 및 제2차광층(110)은 몰리브데늄(Mo)이 1at% ∼ 20at%, 바람직하게, 3at% ∼ 10at%, 크롬(Cr)이 10at% ∼ 80at%, 바람직하게, 20at% ∼ 70at%, 질소(N)가 0 ∼ 50at%, 바람직하게, 40at% 이하, 산소(O) 가 0 ∼ 50at%, 바람직하게, 40at% 이하, 탄소(C)가 0 ∼ 30at%, 바람직하게, 20at% 이하인 조성비를 갖는다. The first light-shielding layer 108 and the second light-shielding layer 110 may be formed to have a molybdenum (Mo) content of 1 at% to 20 at%, preferably 3 at% to 10 at%, and a chromium (Cr) (O) is preferably 0 to 50 at%, more preferably 40 at% or less, and the carbon (C) is 0 to 50 at%, preferably at 20 at% to 70 at% To 30 at%, preferably 20 at% or less.

차광막(106)은 몰리브데늄(Mo)이 크롬(Cr) 대비 높은 소멸 계수(k) 값을 가짐에 따라 몰리브데늄(Mo)의 함유량이 높을 경우, 단위 두께당 광학 밀도(Optical Density, OD)가 증가하여 차광막을 박막화할 수 있다. 또한, 차광막(106)이 몰리브데늄(Mo)을 포함함에 따라 몰리브데늄크롬(MoCr) 화합물로 형성된 차광막(106)의 건식 식각 시, 기존의 크롬(Cr) 화합물 대비 클로린(Cl) 가스에 대한 식각 속도를 현저하게 증가시킬 수 있다. 그러나, 차광막(106)의 몰리브데늄(Mo)의 함유량이 높을 경우, 포토마스크 제조 시 사용되는 세정액(Cleaning Chemical)에 대한 내화학성이 나빠지게 되며, 이에 따라, 제1차광층(108) 및 제2차광층(110)은 몰리브데늄(Mo) 함유량을 20at% 이하로 제어하는 것이 바람직하다. The light shielding film 106 has an optical density (OD) per unit thickness when molybdenum (Mo) has a higher extinction coefficient (k) than that of chromium (Cr) ) Is increased to make the light-shielding film thinner. When the light-shielding film 106 includes molybdenum (Mo), the dry etching of the light-shielding film 106 formed of molybdenum chromium (MoCr) compound causes a chlorine (Cl) gas as compared to a conventional chromium The etching rate can be remarkably increased. However, when the content of molybdenum (Mo) in the light-shielding film 106 is high, the chemical resistance against the cleaning chemical used in manufacturing the photomask is deteriorated, The content of molybdenum (Mo) in the second light-shielding layer 110 is preferably controlled to 20 at% or less.

아울러, 제1차광층(108) 및 제2차광층(110)은 차광막(106)의 물리적, 화학적, 광학적 특성을 향상시키기 위하여 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 구리(Cu), 하프늄(Hf), 텅스텐(W) 중 1 종 이상의 금속 물질, 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 하나 이상의 경원소를 더 포함할 수 있다.The first light shielding layer 108 and the second light shielding layer 110 may be formed of tantalum (Ta), vanadium (V), cobalt (Co), nickel (Co) Ni, zirconium, niobium, palladium, zinc, aluminum, manganese, cadmium, magnesium, lithium, selenium, (B), fluorine (F), and hydrogen (H), one or more metal elements selected from the group consisting of Se, Cu, Hf, and W.

차광막(106)은 물리적 또는 화학적 증착 방법을 이용한 다양한 방법으로 형성할 수 있으며, 예를 들어, DC 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여 형성한다. 차광막(106)이 상기 스퍼터링 방식을 이용한 몰리브데늄크롬(MoCr) 또는 이의 화합물로 형성되는 경우, 차광막(106)은 몰리브데늄크롬(MoCr) 단일 타겟을 이용하여 형성할 수 있다. 이때, 상기 몰리브데늄크롬(MoCr) 단일 타겟은 몰리브데늄(Mo) : 크롬(Cr) = 1at% ∼ 30at% : 70at% ∼ 99at%인 조성비를 갖는다. 아울러, 차광막(106)은 몰리브데늄(Mo)과 크롬(Cr)으로 각각 이루어진 복수의 타겟을 동시에 사용하는 코-스퍼터링(Co-Sputtering) 방법으로 형성할 수 있다. The light shielding film 106 may be formed by various methods using a physical or chemical vapor deposition method, for example, using a DC magnetron sputtering apparatus. When the light shielding film 106 is formed of molybdenum chromium (MoCr) or a compound thereof using the sputtering method, the light shielding film 106 can be formed using a single molybdenum chromium (MoCr) target. At this time, the molybdenum chromium (MoCr) single target has a composition ratio of molybdenum (Mo): chromium (Cr) = 1 at% to 30 at%: 70 at% to 99 at%. The light shielding film 106 may be formed by a co-sputtering method using a plurality of targets made of molybdenum (Mo) and chromium (Cr) at the same time.

또한, 제1차광층(108) 및 제2차광층(110)은 크롬(Cr) 또는 이에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 하나를 포함하는 Cr, CrN, CrO, CrC, CrNO, CrCN, CrCO, CrCON 중 하나의 크롬(Cr) 화합물로 이루어는 것이 바람직하다. 추가적으로 제1차광층(108) 및 제2차광층(110)의 스트레스(Stress)를 저감하기 위하여, 수소(H), 붕소(B) 등의 추가적인 경원소를 더 포함할 수도 있다. 이때, 제1차광층(108) 및 제2차광층(110)은 크롬(Cr)이 30at% ∼ 70at%, 질소(N)가 0 ∼ 40at%, 산소(O)가 0 ∼ 50at%, 탄소(C)가 0 ∼ 30at%인 조성비를 갖는다. The first light-shielding layer 108 and the second light-shielding layer 110 may be made of Cr or Cr, CrN, CrO, CrC containing one of nitrogen (N), oxygen (O) , CrNO, CrCN, CrCO, and CrCON. In addition, in order to reduce the stress of the first light-shielding layer 108 and the second light-shielding layer 110, it may further include additional light elements such as hydrogen (H) and boron (B). The first light-shielding layer 108 and the second light-shielding layer 110 may include 30 at% to 70 at% of chromium (Cr), 0 to 40 at% of nitrogen (N), 0 to 50 at% of oxygen (C) is 0 to 30 at%.

차광막(106)은 400Å ∼ 700Å의 두께를 가지며, 바람직하게, 450Å ∼ 600Å의 두께, 더욱 바람직하게, 450Å ∼ 550Å의 두께를 갖는다.The light shielding film 106 has a thickness of 400 ANGSTROM to 700 ANGSTROM, preferably 450 ANGSTROM to 600 ANGSTROM, more preferably 450 ANGSTROM to 550 ANGSTROM.

제1차광층(108)은 차광막(106)의 전체적인 광학 밀도 및 식각 속도를 조절하는 역할로 사용되고, 제2차광층(110)은 광학 밀도를 보충함과 아울러 표면 면저항을 제어하는 역할로 사용된다. 즉, 제1차광층(108) 만으로 광학 밀도를 조절하는 경우, 요구되는 차광 기능을 만족시키기 위하여 제1차광층(108)의 두께가 두꺼워지는 문제점이 발생함에 따라 제2차광층(110)을 형성하여 요구되는 광학 밀도를 보충할 수 있도록 한다. 또한, 제2차광층(110)은 상대적으로 제1차광층(108)의 높은 면저항을 낮추도록, 조성 중 산소(O)의 함유량이 상대적으로 낮도록 설계된다. 이에 따라, 제1차광층(108)은 차광막(106) 전체 두께의 60% ∼ 99%에 해당하는 두께를 가지며, 바람직하게는, 70% ∼ 98%에 해당하는 두께를 갖는다. 또한, 제2차광층(110)은 차광막(106) 두께의 1% ∼ 40%에 해당하는 두께를 가지며, 바람직하게는, 2% ∼ 30%에 해당하는 두께를 갖는다. The first light-shielding layer 108 is used to control the overall optical density and etch rate of the light-shielding film 106 and the second light-shielding layer 110 is used to supplement the optical density and control the surface resistivity . That is, when the optical density is controlled only by the first light-shielding layer 108, the thickness of the first light-shielding layer 108 is increased to satisfy the required light-shielding function, So that the required optical density can be supplemented. Further, the second light-shielding layer 110 is designed so that the content of oxygen (O) in the composition is relatively low so as to lower the high sheet resistance of the first light-shielding layer 108 relatively. Accordingly, the first light shielding layer 108 has a thickness corresponding to 60% to 99% of the entire thickness of the light shielding film 106, and preferably has a thickness corresponding to 70% to 98%. The second light shielding layer 110 has a thickness corresponding to 1% to 40% of the thickness of the light shielding film 106, and preferably has a thickness corresponding to 2% to 30%.

제1차광층(108)은 차광막(106) 패턴의 형성 시, 빠른 식각 속도를 갖기 위하여 산소(O) 또는 질소(N) 중 하나 이상을 포함한다. 제2차광층(110)은 상대적으로 제1차광층(108) 대비 단위 두께당 광학 밀도를 향상시키기 위하여 산소(O)의 함유량이 상대적으로 제1차광층(108) 대비 낮거나 또는 질소(N)의 함유량이 상대적으로 높도록 형성하는 것이 바람직하다.The first light-shielding layer 108 includes at least one of oxygen (O) and nitrogen (N) in order to obtain a fast etch rate when forming the light-shielding film 106 pattern. The second light-shielding layer 110 is formed so that the content of oxygen (O) is relatively lower than that of the first light-shielding layer 108 or nitrogen (N) is relatively higher than that of the first light- ) Is relatively high.

제1차광층(108) 및 제2차광층(110)의 적층으로 이루어진 차광막(106)은 식각 물질에 대하여 1.5Å/sec ∼ 3.5Å/sec의 식각 속도를 가지며, 바람직하게, 1.8Å/sec ∼ 2.5Å/sec의 식각 속도를 갖는다. The light shielding film 106 formed by laminating the first light shielding layer 108 and the second light shielding layer 110 has an etching rate of 1.5 to 3.5 ANGSTROM / sec for the etching material, preferably 1.8 ANGSTROM / sec Lt; / RTI > / sec.

제2차광층(110)은 표면 면저항을 제어하는 역할로 사용됨에 따라 제1차광층(108) 대비 면저항이 낮도록 설계하며, 이를 위해, 탄소(C)를 추가적으로 포함하여 형성할 수 있다. 이때, 탄소(C)는 1at% ∼ 30at%의 함유량을 가지는 것이 바람직하며, 탄소(C)의 함유량이 30at% 이상일 경우 광학 밀도가 감소하여 상대적으로 두께가 증가하는 요인으로 작용한다.The second light-shielding layer 110 is designed to control the surface resistivity, so that the sheet resistance is designed to be lower than the first light-shielding layer 108. For this purpose, the second light-shielding layer 110 may additionally include carbon (C). At this time, the carbon (C) preferably has a content of 1 at% to 30 at%, and when the content of carbon (C) is 30 at% or more, the optical density decreases and the thickness increases relatively.

차광막(106)은 193㎚ 또는 248㎚의 노광 파장에 대하여 2.5 ∼ 3.5의 광학 밀도(Optical Density) 값을 가지며, 바람직하게는 2.7 ∼ 3.2의 광학 밀도 값을 갖는다. 또한, 차광막(106)은 193㎚ 또는 248㎚의 노광 파장에 대하여 10% ∼ 45%의 표면 반사율을 가지며, 바람직하게, 20% ∼ 40%의 표면 반사율을 갖는다. The light shielding film 106 has an optical density value of 2.5 to 3.5 with respect to an exposure wavelength of 193 nm or 248 nm, and preferably has an optical density value of 2.7 to 3.2. Further, the light-shielding film 106 has a surface reflectance of 10% to 45% with respect to an exposure wavelength of 193 nm or 248 nm, and preferably has a surface reflectance of 20% to 40%.

차광막(106)은 선택적으로 100℃ ∼ 500℃의 온도로 열처리하여 내약품성 및 평탄도를 조절할 수 있으며, 이를 위한 방법으로 핫 플레이트(Hot-Plate), 진공 급속 열처리(Vaccum Rapid Thermal Annealing), 표면 플라즈마(Plasma) 처리를 할 수 있다.The light shielding film 106 can be selectively heat treated at a temperature of 100 ° C to 500 ° C to adjust the chemical resistance and flatness. As a method for this purpose, a hot plate, a Vaccum Rapid Thermal Annealing, Plasma treatment can be performed.

아울러, 도시하지는 않았지만, 필요에 따라 차광막(106)의 상부 및 하부 중 하나 이상에 노광광의 재반사를 억제할 수 있도록 구비된 반사방지막을 더 포함할 수 있다. 상기 반사방지막은 차광막(106)과 동일하게 크롬(Cr), 몰리브데늄크롬(MoCr) 또는 그들의 화합물로 이루어지는 것이 바람직하며, 그 외에 차광막(106)과 식각 특성이 동일한 물질로 이루어져도 무방하다. 그러나, 상기 반사방지막은 차광막(106)의 식각마스크로 사용될 수 있으며, 이러한 경우, 상기 반사방지막은 차광막(106)과 상이한 식각 특성을 갖는 물질로 이루어진다. In addition, although not shown, the light blocking film 106 may further include an antireflection film provided on one or more of the upper and lower portions of the light blocking film 106 to suppress the re-reflection of the exposure light, if necessary. The antireflection film may be made of chromium (Cr), molybdenum chromium (MoCr) or a compound thereof in the same manner as the light shielding film 106, or may be made of the same material as the light shielding film 106. However, the anti-reflection film may be used as an etching mask for the light-shielding film 106. In this case, the anti-reflection film is made of a material having an etching property different from that of the light-

하드 필름(112)은 탄탈륨(Ta), 몰리브데늄(Mo), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 실리콘(Si), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 구리(Cu), 하프늄(Hf), 주석(Sn) 중 선택되는 1종 이상의 물질로 이루어지거나, 상기 금속 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 하나 이상의 경원소를 더 포함하여 이루어진다.The hard film 112 may be formed of a material selected from the group consisting of tantalum (Ta), molybdenum (Mo), aluminum (Al), tungsten (W), titanium (Ti), silicon (Si), vanadium (V), cobalt Ni, Zr, Nb, Pd, Zn, Mn, Cd, Mg, Li, Selenium, (N), oxygen (O), carbon (C), boron (B), fluorine (F) or the like is added to the metal material, ), And hydrogen (H).

하드 필름(112)은 패턴 형성 후 하부 차광막(106)에 대한 식각마스크로 사용되며, 상기 식각 공정으로 형성된 차광막 패턴은 위상반전막(104)의 식각마스크로 사용된다. 본 발명에 따른 하드 필름(112)은 위상반전막(104)의 패턴 형성 시 하드 필름(112)이 제거되도록 위상반전막(104)과 동일한 식각 물질에 식각되는 물질로 구성된다. 따라서, 하드 필름(112)은 탄탈륨(Ta), TaO, TaN, TaC, TaON, TaCN, TaCO, TaCON과 같은 탄탈륨(Ta) 화합물들 중 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.The hard film 112 is used as an etching mask for the lower light-shielding film 106 after pattern formation, and the light-shielding film pattern formed by the etching process is used as an etching mask for the phase reversal film 104. The hard film 112 according to the present invention is composed of a material which is etched into the same etching material as the phase reversal film 104 so that the hard film 112 is removed during the pattern formation of the phase reversal film 104. Therefore, it is preferable that the hard film 112 is made of one of tantalum (Ta) compounds such as tantalum (Ta), TaO, TaN, TaC, TaON, TaCN, TaCO, TaCON.

한편, 하드 필름(112)의 식각 속도가 빠른 경우, 위상반전막(104)의 식각 공정 중 하드 필름(112)이 모두 제거되어 하부에 위치한 차광막(106) 패턴이 노출되는 문제점이 발생한다. 이때, 노출된 차광막(106) 패턴은 위상반전막(104)의 식각 물질에 의해 막 표면의 데미지(Damage)가 발생하게 되고, 이로 인해 차광막(106)의 광학 특성이 변질될 수 있다.On the other hand, if the etching rate of the hard film 112 is high, all the hard films 112 are removed during the etching process of the phase reversal film 104 to expose the light shielding film 106 located at the bottom. At this time, the pattern of the exposed light shielding film 106 is damaged by the etching material of the phase reversal film 104, so that the optical characteristics of the light shielding film 106 may be deteriorated.

따라서, 본 발명에 따른 하드 필름(112)은 위상반전막(104)의 식각 공정에 알맞게 모두 제거될 수 있는 식각 속도를 갖도록 구성된다. 하드 필름(112)은 산소(O)를 포함하는 산화탄탈륨(TaO), 산화질화탄탈륨(TaON), 산화질화탄화탄탈륨(TaCON) 중 하나로 형성하는 것이 바람직하며, 상기 산소(O)는 1at% ∼ 30at%의 함유량을 갖는다. 종래의 실리콘(Si) 산화막의 경우 식각 속도를 맞추기 위해 산소(O)가 다량 요구되었던 것에 비해, 탄탈륨(Ta)을 주성분으로 하는 하드 필름(112)은, 산소(O)의 함유 요구량이 작아 산소(O) 첨가에 따른 면저항이 높아지는 문제를 개선할 수 있다. 이때, 하드 필름(112)의 스트레스를 저감하기 위하여, 수소(H), 붕소(B) 등의 추가적인 경원소를 더 포함할 수 있다.Thus, the hard film 112 according to the present invention is configured to have an etch rate that can all be eliminated to suit the etch process of the phase reversal film 104. [ The hard film 112 is preferably formed of one of tantalum oxide (TaO), tantalum oxynitride (TaON), and oxynitride tantalum oxide (TaCON) containing oxygen (O) And has a content of 30 at%. The hard film 112 made of tantalum (Ta) as a main component has a small amount of oxygen (O) to be contained in the conventional silicon (Si) oxide film, It is possible to improve the problem of increasing the sheet resistance due to the addition of (O). At this time, in order to reduce the stress of the hard film 112, it may further include additional light elements such as hydrogen (H) and boron (B).

또한, 하드 필름(112)은 실리콘(Si)에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 하나 이상의 경원소를 포함하는 실리콘(Si) 화합물로 구성할 수 있다. 하드 필름(112)은 60at% 이하의 실리콘(Si)을 함유하며, 바람직하게 50at% 이하의 실리콘을 함유한다. 상기 실리콘(Si)의 함유량이 60at% 이상일 경우, 하드 필름(112)의 식각 속도가 빨라지게 되고, 이로 인해, 위상반전막 패턴 형성 공정에서 하드 필름이 제거되어 하부 차광막(106) 패턴의 표면에 데미지를 발생시킨다.The hard film 112 may include at least one light element selected from the group consisting of nitrogen (N), oxygen (O), carbon (C), boron (B), fluorine (F) Silicon (Si) compound. Hard film 112 contains less than 60 at% silicon (Si), preferably less than 50 at% silicon. When the content of silicon (Si) is 60 at% or more, the etching rate of the hard film 112 is increased. As a result, the hard film is removed in the phase reversal film pattern forming process, Causing damage.

하드 필름(112)은 20Å ∼ 100Å의 두께를 가지며, 하부 차광막(106) 패턴의 데미지 발생 방지를 위하여 위상반전막(104)의 식각 속도보다 느린 식각 속도를 갖는 것이 바람직하다. 하드 필름(112)은 위상반전막(104) 식각 속도의 1/3 이하의 식각 속도를 갖고, 바람직하게, 1/5 이하의 식각 속도를 갖는다.
The hard film 112 has a thickness of 20 ANGSTROM to 100 ANGSTROM and preferably has an etching rate lower than the etching rate of the phase reversal film 104 in order to prevent the damage of the lower shielding film 106 pattern. The hard film 112 has an etching rate of 1/3 or less of the etching rate of the phase reversal film 104, and preferably has an etching rate of 1/5 or less.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 블랭크 마스크를 상세히 설명하도록 한다.
Hereinafter, a blank mask according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

(실시예)(Example)

TaON 하드 필름이 구비된 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크 형성Phase Inversion Blank Mask and Photomask Formation with TaON Hard Film

본 발명의 실시예에 따른 하드 필름을 평가하기 위하여 투명 기판 상에 몰리브데늄실리사이드(Mo : Si = 1 : 9) 타겟을 이용한 DC 마그네트론 반응성 스퍼터링 설비를 이용하여 MoSiN 하부층 및 MoSiON 상부층으로 이루어진 2층 구조의 위상반전막을 형성하였다. 이때, 위상반전막은 650Å의 두께로 형성되었으며, 193㎚ 파장의 노광광에 대하여 6%의 투과율과 180°의 위상반전량을 나타내었다. In order to evaluate a hard film according to an embodiment of the present invention, a DC magnetron reactive sputtering apparatus using a molybdenum silicide (Mo: Si = 1: 9) target on a transparent substrate was used to form a two- Phase reversed film was formed. At this time, the phase reversal film was formed to a thickness of 650 ANGSTROM and exhibited a transmittance of 6% and a phase reversal amount of 180 DEG with respect to a 193 nm wavelength exposure light.

상기 위상반전막 상에 크롬(Cr) 타겟을 이용하여 CrN 하부층 및 CrON 상부층으로 이루어진 2층 구조의 차광막을 형성하였다. 이때, 차광막은 490Å의 두께로 형성되었으며, 위상반전막 및 차광막이 적층된 구조의 표면에서 0.08%의 투과율을 나타내어 광학 밀도로 변환한 결과 3.09의 광학 밀도를 가져 우수한 차광 특성을 나타내었다. A chromium (Cr) target was used on the phase reversal film to form a light-shielding film having a two-layer structure consisting of a CrN lower layer and a CrON upper layer. At this time, the light shielding film was formed to a thickness of 490 ANGSTROM. The transmissivity was 0.08% at the surface of the laminated structure of the phase reversal film and the light shielding film, and the optical density was 3.09.

상기 위상반전막 상에 탄탈륨(Ta) 타겟을 이용하고, 공정 가스를 Ar : N2 : NO = 5sccm : 5sccm : 2sccm으로 주입하며, 0.7kW의 공정 파워를 사용하여 TaON으로 이루어진 하드 필름을 40Å의 두께로 형성하였다. 상기 하드 필름의 조성비를 AES 장비를 이용하여 분석한 결과, Ta : N : O = 58at% : 30at% : 12at%를 나타내었다.A hard film made of TaON was formed to a thickness of 40 angstroms using a tantalum (Ta) target on the phase reversal film and a process gas of 5 sccm: 5 sccm: 2 sccm of Ar: N 2 : NO = Thick. The compositional ratio of the hard film was analyzed using AES equipment, and it was Ta: N: O = 58 at%: 30 at%: 12 at%.

상기 하드 필름 상에 네가티브 화학증폭형 레지스트(Nega CAR)막을 800Å의 두께로 형성하여 최종 블랭크 마스크 제작을 완료하였다.A negative chemical amplification type resist (Nega CAR) film having a thickness of 800 Å was formed on the hard film to complete the final blank mask.

상기 블랭크 마스크의 레지스트막을 이온 빔(e-beam) 노광 장비를 이용하여 노광한 후, 베이크(Post Exporsure Bake) 공정을 190℃의 온도로 10분동안 실시하고 현상 공정을 진행하여 레지스트막 패턴을 형성하였다. 상기 레지스트막 패턴에 대한 접착력(Adhesion) 문제를 확인하기 위하여, 패턴 단면을 FE-SEM을 이용하여 측정한 결과, 패턴 붕괴(Pattern Collapse)와 같은 문제점은 발생하지 않았다. The resist film of the blank mask was exposed using an ion beam (e-beam) exposure equipment, and then a post exporse bake process was performed at a temperature of 190 ° C for 10 minutes and a development process was performed to form a resist film pattern Respectively. In order to confirm the problem of adhesion to the resist film pattern, the pattern cross-section was measured using an FE-SEM, and no problem such as pattern collapse occurred.

상기 레지스트막 패턴을 식각마스크로 상기 하드 필름을 플로린(F) 가스를 기반으로 하는 식각 가스로 식각하여 하드 필름 패턴을 형성하였다. 이때, 하드 필름의 식각은 오버 에치(Over Etch)를 적용하여 60초 동안 진행하였으며, 식각 속도를 EPD(End Point Detection)로 측정하고 계산한 결과, 하드 필름은 1.3Å/sec의 식각속도를 나타내었다. The hard film was etched with an etching gas based on a fluorine (F) gas using the resist film pattern as an etching mask to form a hard film pattern. At this time, etching of the hard film was performed for 60 seconds by applying an over-etch, and the etching rate was measured by EPD (End Point Detection). As a result, the hard film exhibited an etching rate of 1.3 A / sec .

상기 레지스트막을 제거하고, TaON으로 이루어진 하드 필름 패턴을 식각마스크로 하부의 차광막을 클로린(Cl) 가스를 기반으로 하는 식각 가스로 식각하여 차광막 패턴을 형성하였다. 이때, 하드 필름 패턴의 두께 변화를 AFM 장비를 이용하여 측정한 결과, 1.2Å를 나타내어 차광막과 식각선택비 측면에서 문제가 없음을 확인하였다.The resist film was removed, and a light-shielding film pattern was formed by etching a hard film pattern made of TaON with an etching mask and an underlying light-shielding film with an etching gas based on chlorine (Cl) gas. At this time, the change of the thickness of the hard film pattern was measured by AFM apparatus, and it was confirmed that there was no problem in the aspect ratio of the light shielding film and etch selectivity.

상기 차광막 패턴을 식각마스크로 하부의 상기 위상반전막을 플로린(F) 가스를 기반으로 하는 식각 가스로 식각하여 위상반전막 패턴을 형성하였다. 이때, 위상반전막의 식각은 오버 에치 30% 적용하여 진행하였으며, 식각 속도를 EPD로 측정하고 계산한 결과, 위상반전막은 13.5Å/sec의 식각속도를 나타내었다. The phase reversal film under the light shielding film pattern was etched with an etching gas using a fluorine (F) gas to form a phase reversal film pattern. At this time, the etching of the phase reversal film was carried out by applying over-etch of 30%, and the etching rate was measured by EPD. As a result, the phase reversal film exhibited an etching rate of 13.5 Å / sec.

상기 TaON으로 이루어진 하드 필름 패턴은 위상반전막 패턴을 형성하기 위한 식각 과정에서 모두 제거되었고, 하부 차광막 패턴의 두께 변화를 측정한 결과 2.3Å를 나타내었으며, 임계 치수(Optical Density, OD)를 측정한 결과 0.01 이하를 나타내어 광학특성에 영향이 없는 것으로 확인되었다.The hard film pattern made of TaON was all removed in the etching process for forming the phase reversal film pattern, and the thickness variation of the lower light-shielding film pattern was measured to be 2.3 ANGSTROM. The optical density (OD) was measured The result was 0.01 or less, and it was confirmed that there was no influence on the optical characteristics.

상기 패턴들 상에 레지스트막 패턴을 형성하고 상기 차광막 패턴의 일부분을 제거하여 최종 포토마스크의 제조를 완료하였다.
A resist film pattern was formed on the patterns and a part of the light-shielding film pattern was removed to complete the fabrication of the final photomask.

TaON 하드 필름의 조성에 따른 식각 속도 평가Evaluation of etching rate according to composition of TaON hard film

상술한 TaON으로 이루어진 하드 필름의 조성을 변경하여 위상반전막의 식각 속도에 대비한 하드 필름의 식각 속도와 이때 발생하는 차광막의 데미지를 평가하였다.
The composition of the hard film made of TaON was changed to evaluate the etch rate of the hard film against the etching rate of the phase reversal film and the damage of the light shielding film generated at this time.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5

하드 필름
(Ta)


Hard film
(Ta)
공정 가스비
(Ar : N2 : NO)
Process gas ratio
(Ar: N 2: NO)
5 : 5 : 25: 5: 2 5 : 5 : 35: 5: 3 5 : 5 : 55: 5: 5 5 : 5 : 85: 5: 8 5 : 5 : 205: 5: 20
두께thickness 40Å40 Å 40Å40 Å 40Å40 Å 40Å40 Å 40Å40 Å 조성비
(Ta : N : O)
Composition ratio
(Ta: N: O)
58 : 30 : 1258: 30: 12 56 : 28: 1656: 28: 16 52 : 25: 2352: 25: 23 51 : 24: 2851: 24: 28 49 : 19: 3249: 19: 32
면저항Sheet resistance 384Ω/□384Ω / □ 483Ω/□483Ω / □ 682Ω/□682Ω / □ 832Ω/□832 Ω / □ 1.5kΩ/□1.5kΩ / □ 식각 속도Etching rate 1.3Å/sec1.3 A / sec 1.8Å/sec1.8 A / sec 2.2Å/sec2.2 A / sec 2.5Å/sec2.5 A / sec 6.2Å/sec6.2 A / sec
위상반전막
(MoSi)

Phase reversal film
(MoSi)
두께thickness 650Å650 Å 650Å650 Å 650Å650 Å 650Å650 Å 650Å650 Å
식각 속도Etching rate 13.5Å/sec13.5 A / sec 13.5Å/sec13.5 A / sec 13.5Å/sec13.5 A / sec 13.5Å/sec13.5 A / sec 13.5Å/sec13.5 A / sec 식각 시간
(w/o 30%)
Etching time
(w / o 30%)
65sec65 sec 65sec65 sec 65sec65 sec 65sec65 sec 65sec65 sec
차광막 데미지Shading film damage 2.3Å2.3 Å 3.2Å3.2 Å 4.0Å4.0 Å 4.5Å4.5 Å 15.2Å15.2 Å

표 1은 TaON으로 이루어진 하드 필름의 형성 시, 공정 가스의 조성을 변경하여 하드 필름을 형성하고, 위상반전막의 식각 속도에 대비한 하드 필름의 식각 속도와 이때 발생하는 차광막의 데미지를 나타내고 있다. Table 1 shows the hardness of the hard film and the damage of the light-shielding film at the time of forming the hard film by changing the composition of the process gas when forming the hard film made of TaON, and comparing the etch rate of the phase reversal film.

표 1을 참조하면, 실시예들에서는 TaON으로 이루어진 하드 필름에서 산소(O)의 함유량이 증가할수록 식각속도가 빨라지고, 이에 따라, 위상반전막의 식각 시 차광막의 데미지 정도가 큰 것을 확인할 수 있었다. Referring to Table 1, it can be seen that in the embodiments, the etching rate is increased as the content of oxygen (O) increases in the hard film made of TaON, and thus the degree of damage of the light shielding film is large when the phase reversal film is etched.

즉, 실시예 1 내지 4의 경우, 차광막의 데미지가 4.5Å이하로 미미한 반면, 실시예 5의 경우, 차광막의 데미지가 15.2Å을 나타내었으며 광학 밀도로 변환한 결과 0.05 정도 광학 밀도가 감소하여 적용이 어려운 것을 확인하였다. That is, in the case of Examples 1 to 4, the damage of the light-shielding film was insignificantly less than 4.5 ANGSTROM, whereas in Example 5, the damage of the light-shielding film was 15.2 ANGSTROM, .

또한, 하드 필름은 산소(O)의 함유량이 증가할수록 면저항이 증가하였으며, 특히, 실시예 5의 경우, 면저항 값이 1.5kΩ/□를 나타내었으나 노광 장비에서의 보정치를 고려할 경우 큰 문제는 되지 않는다. 그러나, 공정 윈도우 마진(Process Window Margin)의 관점에서 높은 면저항 값은 챠지업(Charge-up) 현상을 발생시킬 수 있기 때문에 상대적으로 좋지 않은 결과로 분석된다.
In addition, the sheet resistance of the hard film increased as the content of oxygen (O) increased. In particular, in Example 5, the sheet resistance value was 1.5 kΩ / □, but it is not a big problem when the correction value in the exposure equipment is considered . However, high sheet resistance values in terms of process window margins are analyzed as relatively poor results because they can cause charge-up phenomena.

SiON 하드 필름를 가지는 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크 형성Phase Inversion Blank Mask and Photomask Formation with SiON Hard Film

본 발명의 실시예에 따른 SiON 하드 필름을 평가하기 위하여 투명 기판 상에 위상반전막, 차광막 및 하드 필름을 형성하였다. 상기 위상반전막 및 차광막은 앞에서 서술한 TaON 하드 필름이 구비된 위상반전 블랭크 마스크의 막과 구성 물질 및 조성을 동일하게 형성하였다.In order to evaluate the SiON hard film according to the embodiment of the present invention, a phase reversal film, a light-shielding film and a hard film were formed on a transparent substrate. The phase reversal film and the light shielding film were formed to have the same composition and composition as those of the film of the phase inversion blank mask provided with the TaON hard film described above.

상기 위상반전막 상에 하드 필름 형성을 위하여, 보론(B)이 Doping된 실리콘(Si) 타겟을 이용하고, 공정 가스를 Ar : NO : N2 = 5sccm : 10sccm : 2 sccm 주입하며, 0.7kW의 공정 파워를 사용하여 40Å 두께의 SiON막을 형성하였다. 상기 하드 필름의 조성비를 AES 장비를 이용하여 분석한 결과, Si : N : O = 50at% : 12at% : 38at%를 나타내었다. 또한, 하드 필름 상에서 면저항을 4-point Probe를 이용하여 측정한 결과, 1.2kΩ/□을 나타내어 TaON 하드 필름에 대하여 높은 면저항을 나타내었으나 사용에는 문제가 없었다.A silicon (Si) target doped with boron (B) was used for forming a hard film on the phase reversal film, and a process gas was implanted with Ar: NO: N 2 = 5 sccm: 10 sccm: 2 sccm, A 40 Å thick SiON film was formed using the process power. The compositional ratio of the hard film was analyzed using AES equipment, and as a result, Si: N: O = 50 at%: 12 at%: 38 at%. In addition, when the sheet resistance of the hard film was measured using a 4-point probe, the sheet resistance was 1.2 k? /?, Indicating a high sheet resistance for the TaON hard film.

이후, 상기 SiON 하드 필름 상에 네가티브 화학증폭형 레지스트(Nega CAR)막을 800Å의 두께로 형성하여 최종 블랭크 마스크 제작을 완료하였다.Then, a negative chemical amplification type resist (Nega CAR) film having a thickness of 800 Å was formed on the SiON hard film to complete the final blank mask.

상기 블랭크 마스크의 레지스트막을 이온 빔(e-beam) 노광 장비를 이용하여 노광한 후, 베이크(Post Exporsure Bake) 공정을 190℃의 온도로 10분 동안 실시하고 현상 공정을 진행하여 레지스트막 패턴을 형성하였다. 상기 레지스트막 패턴에 대한 접착력(Adhesion) 문제를 확인하기 위하여, 패턴 단면을 FE-SEM을 이용하여 측정한 결과, 패턴 붕괴(Pattern Collapse)와 같은 문제점은 발생하지 않았다. The resist film of the blank mask was exposed using an ion beam (e-beam) exposure equipment, and then a post exporse bake process was performed at a temperature of 190 ° C for 10 minutes and a development process was performed to form a resist film pattern Respectively. In order to confirm the problem of adhesion to the resist film pattern, the pattern cross-section was measured using an FE-SEM, and no problem such as pattern collapse occurred.

상기 레지스트막 패턴을 식각마스크로 상기 하드 필름을 플로린(F) 가스를 기반으로 하는 식각 가스로 식각하여 하드 필름 패턴을 형성하였다. 이때, 하드 필름의 식각은 오버 에치(Over Etch)를 적용하여 60초 동안 진행하였으며, 식각 속도를 EPD(End Point Detection)로 측정하고 계산한 결과, 하드 필름은 2.0Å/sec의 식각속도를 나타내었다. The hard film was etched with an etching gas based on a fluorine (F) gas using the resist film pattern as an etching mask to form a hard film pattern. At this time, etching of the hard film was performed for 60 seconds by applying Over Etch. The etching rate was measured by EPD (End Point Detection). As a result, the hard film showed an etching rate of 2.0 Å / sec .

상기 레지스트막을 제거하고, SiON으로 이루어진 하드 필름 패턴을 식각마스크로 하부의 차광막을 클로린(Cl) 가스를 기반으로 하는 식각 가스로 식각하여 차광막 패턴을 형성하였다. 이때, 하드 필름 패턴의 두께 변화를 AFM 장비를 이용하여 측정한 결과, 1.7Å를 나타내어 차광막과 식각선택비 측면에서 문제가 없음을 확인하였다.The resist film was removed, and a light-shielding film pattern was formed by etching a hard film pattern made of SiON with an etching mask and an underlying light-shielding film with an etching gas based on chlorine (Cl) gas. At this time, the change of the thickness of the hard film pattern was measured using the AFM equipment, and it was found to be 1.7 Å.

상기 차광막 패턴을 식각마스크로 하부의 상기 위상반전막을 플로린(F) 가스를 기반으로 하는 식각 가스로 식각하여 위상반전막 패턴을 형성하였다. 이때, 위상반전막의 식각은 오버 에치 30% 적용하여 진행하였으며, 식각 속도를 EPD로 측정하고 계산한 결과, 위상반전막은 13.5Å/sec의 식각속도를 나타내었다. The phase reversal film under the light shielding film pattern was etched with an etching gas using a fluorine (F) gas to form a phase reversal film pattern. At this time, the etching of the phase reversal film was carried out by applying over-etch of 30%, and the etching rate was measured by EPD. As a result, the phase reversal film exhibited an etching rate of 13.5 Å / sec.

상기 SiON으로 이루어진 하드 필름 패턴은 위상반전막 패턴을 형성하기 위한 식각 과정에서 모두 제거되었고, 하부 차광막 패턴의 두께 변화를 측정한 결과 3.8Å을 나타내었으며, 임계 치수(Optical Density, OD)를 측정한 결과 0.01 이하를 나타내어 광학특성에 영향이 없는 것으로 확인되었다.The hard film pattern made of SiON was removed in the etching process for forming the phase reversal film pattern, and the thickness variation of the lower light-shielding film pattern was measured to be 3.8 Å. The optical density (OD) was measured The result was 0.01 or less, and it was confirmed that there was no influence on the optical characteristics.

상기 패턴들 상에 레지스트막 패턴을 형성하고 상기 차광막 패턴의 일부분을 제거하여 최종 포토마스크의 제조를 완료하였다.
A resist film pattern was formed on the patterns and a part of the light-shielding film pattern was removed to complete the fabrication of the final photomask.

SiON 하드 필름의 조성에 따른 식각 속도 평가Evaluation of etching rate according to composition of SiON hard film

상술한 SiON으로 이루어진 하드 필름의 조성을 변경하여 위상반전막의 식각 속도에 대비한 하드 필름의 식각 속도와 이때 발생하는 차광막의 데미지를 평가하였다.
The composition of the hard film made of SiON was changed to evaluate the etch rate of the hard film against the etching rate of the phase reversal film and the damage of the light shield film occurring at this time.

실시예 6Example 6 실시예 7Example 7 실시예 8Example 8 실시예 9Example 9 실시예 10Example 10

하드 필름
(Si)


Hard film
(Si)
공정 가스비
(Ar : N2 : NO)
Process gas ratio
(Ar: N 2: NO)
5 : 2 : 105: 2: 10 5 : 2 : 95: 2: 9 5 : 2 : 85: 2: 8 5 : 2 : 25: 2: 2 5 : 2 : 155: 2: 15
두께thickness 40Å40 Å 40Å40 Å 40Å40 Å 40Å40 Å 40Å40 Å 조성비
(Si : N : O)
Composition ratio
(Si: N: O)
50 : 12 : 3850: 12: 38 51 : 14: 3551: 14: 35 52 : 15: 3752: 15: 37 68 : 18: 1468: 18: 14 41 : 10: 4941: 10: 49
면저항Sheet resistance 1.2㏀/□1.2㏀ / □ 1.1㏀/□1.1㏀ / □ 1.0㏀/□1.0 ㏀ / □ 0.6㏀/□0.6 ㏀ / □ 2.5kΩ/□2.5kΩ / □ 식각 속도Etching rate 2.0Å/sec2.0 A / sec 2.08Å/sec2.08 A / sec 2.20Å/sec2.20 A / sec 8.2Å/sec8.2 A / sec 1.5Å/sec1.5 A / sec
위상반전막
(MoSi)

Phase reversal film
(MoSi)
두께thickness 650650 650ÅÅ650 Å 650ÅÅ650 Å 650ÅÅ650 Å 650Å650 Å
식각 속도Etching rate 13.5Å/sec13.5 A / sec 13.5Å/sec13.5 A / sec 13.5Å/sec13.5 A / sec 13.5Å/sec13.5 A / sec 13.5Å/sec13.5 A / sec 식각 시간
(w/o 30%)
Etching time
(w / o 30%)
65sec65 sec 65sec65 sec 65sec65 sec 65sec65 sec 65sec65 sec
차광막 데미지Shading film damage 3.8Å3.8 Å 3.8Å3.8 Å 4.1Å4.1 Å 20.4Å20.4 Å 1.2Å1.2 Å

표 2는 SiON으로 이루어진 하드 필름의 형성 시, 공정 가스의 조성을 변경하여 하드 필름을 형성하고, 위상반전막의 식각 속도에 대비한 하드 필름의 식각 속도와 이때 발생하는 차광막의 데미지를 나타내고 있다. Table 2 shows the etching rate of the hard film and the damage of the light-shielding film occurring at the time of forming the hard film by changing the composition of the process gas when forming the hard film made of SiON and comparing the etching rate of the phase reversal film.

표 2를 참조하면, 실시예 6 내지 실시예 10에서 SiON으로 이루어진 하드 필름은 산소(O)의 함유량이 증가할수록 식각속도가 느려지고, 이에 따라, 위상반전막의 식각 시 차광막의 데미지가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. Referring to Table 2, in the hard films made of SiON in Examples 6 to 10, it was confirmed that as the content of oxygen (O) was increased, the etching rate was slowed and thus the damage of the light shielding film was reduced in the etching of the phase reversal film I could.

즉, 실시예 6 내지 8 및 실시예 10의 경우, 차광막의 데미지가 4.1Å이하로 미미한 반면, 실시예 9의 경우, 차광막의 데미지가 20.4Å을 나타내었으며 광학 밀도로 변환한 결과 0.10 정도 광학 밀도가 감소하여 적용이 어려운 것을 확인하였다. That is, in the case of Examples 6 to 8 and Example 10, the damage of the light-shielding film was insignificantly less than 4.1 ANGSTROM, whereas in Example 9, the damage of the light-shielding film was 20.4 ANGSTROM, And it was confirmed that it was difficult to apply.

한편, 하드 필름은 산소(O)의 함유량이 증가할수록 면저항이 증가하였으며, 특히, 실시예 10의 경우, 면저항 값이 2.5㏀/□를 나타내었으나 노광 장비에서의 보정치를 고려할 경우 큰 문제는 되지 않는다. 그러나, 공정 윈도우 마진(Process Window Margin)의 관점에서 높은 면저항 값은 챠지업(Charge-up) 현상을 발생시킬 수 있기 때문에 상대적으로 좋지 않은 결과로 분석된다.
On the other hand, in the case of the hard film, the sheet resistance increased as the content of oxygen (O) increased. Particularly, in Example 10, the sheet resistance value showed 2.5 k? / Sq. . However, high sheet resistance values in terms of process window margins are analyzed as relatively poor results because they can cause charge-up phenomena.

100: 위상반전 블랭크 마스크
102: 투명 기판 104: 위상반전막
106: 차광막 108: 제1차광막
110: 제2차광막 112: 하드 필름
114: 레지스트막
100: Phase inversion blank mask
102: transparent substrate 104: phase reversal film
106: light shielding film 108: first light shielding film
110: second light-shielding film 112: hard film
114: resist film

Claims (19)

투명 기판; 및
상기 투명 기판 상에 순차적으로 적층된 위상반전막, 차광막 및 하드 필름을 포함하며,
상기 하드 필름은 금속 산화물을 포함하여 이루어진 위상반전 블랭크 마스크.
A transparent substrate; And
A phase shift film, a light shield film, and a hard film sequentially stacked on the transparent substrate,
Wherein the hard film comprises a metal oxide.
제 1 항에 있어서,
상기 하드 필름은 탄탈륨(Ta), 몰리브데늄(Mo), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 실리콘(Si), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 구리(Cu), 하프늄(Hf), 주석(Sn) 중 선택되는 1종 이상의 금속 물질을 포함하거나,
또는, 상기 금속 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 하나 이상의 경원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
The method according to claim 1,
The hard film may be made of at least one of tantalum (Ta), molybdenum (Mo), aluminum (Al), tungsten (W), titanium (Ti), silicon (Si), vanadium (V), cobalt (Co) Zr, Nb, Pd, Zn, Mn, Cd, Mg, Li, Selenium, Cu, , Hafnium (Hf), and tin (Sn).
Or wherein the metal material further comprises at least one light element selected from nitrogen (N), oxygen (O), carbon (C), boron (B), fluorine (F) Blank mask.
제 1 항에 있어서,
상기 하드 필름은 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 하나 이상의 경원소를 더 포함하는 탄탈륨(Ta) 화합물로 구성되는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
The method according to claim 1,
Wherein the hard film is composed of a tantalum (Ta) compound further comprising at least one light element selected from nitrogen (N), oxygen (O), carbon (C), boron (B), fluorine (F) Wherein the phase inversion blank mask is a phase shift mask.
제 1 항에 있어서,
상기 하드 필름은 산소(O)를 포함하는 탄탈륨(Ta) 화합물로 구성되며,
상기 산소(O)는 1at% ∼ 30at%의 함유량을 갖는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
The method according to claim 1,
The hard film is composed of a tantalum (Ta) compound containing oxygen (O)
Wherein the oxygen (O) has a content of 1 at% to 30 at%.
투명 기판; 및
상기 투명 기판 상에 순차적으로 적층된 위상반전막, 차광막 및 하드 필름을 포함하며,
상기 하드 필름은 실리콘(Si) 산화물을 포함하여 이루어진 위상반전 블랭크 마스크.
A transparent substrate; And
A phase shift film, a light shield film, and a hard film sequentially stacked on the transparent substrate,
Wherein the hard film comprises silicon (Si) oxide.
제 5 항에 있어서,
상기 하드 필름은 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 하나 이상의 경원소를 더 포함하는 실리콘(Si) 화합물로 구성되는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
6. The method of claim 5,
Wherein the hard film is made of a silicon (Si) compound further comprising at least one light element selected from nitrogen (N), oxygen (O), carbon (C), boron (B), fluorine (F) Wherein the phase inversion blank mask is a phase shift mask.
제 5 항에 있어서,
상기 하드 필름은 산소(O)를 포함하는 실리콘(Si) 화합물로 구성되며,
상기 실리콘(Si)은 60at% 이하의 함유량을 갖는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
6. The method of claim 5,
The hard film is composed of a silicon (Si) compound containing oxygen (O)
Wherein the silicon (Si) has a content of 60at% or less.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 하드 필름은 상기 위상 반전막과 동일한 식각 물질에 식각되는 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
6. The method according to claim 1 or 5,
Wherein the hard film comprises a material that is etched into the same etch material as the phase reversal film.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 하드 필름은 위상 반전막의 식각 공정에 알맞게 모두 제거될 수 있는 식각 속도를 갖는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
6. The method according to claim 1 or 5,
Wherein the hard film has an etch rate that can all be removed to suit the etching process of the phase reversal film.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 하드 필름의 식각 속도는 상기 위상반전막 식각 속도의 1/3 이하의 식각 속도를 갖는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
6. The method according to claim 1 or 5,
Wherein the etching rate of the hard film has an etching rate of 1/3 or less of the etching rate of the phase reversal film.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 하드 필름은 20Å ∼ 100Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
6. The method according to claim 1 or 5,
Wherein the hard film has a thickness of 20 ANGSTROM to 100 ANGSTROM.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 차광막은 제1차광층 및 제2차광층으로 이루어지고,
크롬(Cr) 또는 몰리브데늄(Mo)에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 하나 이상의 경원소를 더 포함하는 금속 화합물로 구성되는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
6. The method according to claim 1 or 5,
Wherein the light-shielding film comprises a first light-shielding layer and a second light-shielding layer,
A method of manufacturing a semiconductor device, which further comprises at least one light element selected from the group consisting of nitrogen (N), oxygen (O), carbon (C), boron (B), fluorine (F), and hydrogen (H) in chromium (Cr) or molybdenum Wherein the phase inversion blank mask is made of a metal compound.
제 12 항에 있어서,
상기 제1차광층은 상기 차광막 전체 두께의 60% ∼ 99%에 해당하는 두께로 형성되며,
상기 제2차광층은 제1차광층에 비하여 단위 두께(Å) 당 광학 밀도가 높은 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
13. The method of claim 12,
The first light shielding layer is formed to a thickness corresponding to 60% to 99% of the total thickness of the light shielding film,
Wherein the second light-shielding layer has a higher optical density per unit thickness (A) than the first light-shielding layer.
제 12 항에 있어서,
상기 차광막은 1.5Å/sec ∼ 3.5Å/sec의 식각 속도를 갖는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
13. The method of claim 12,
Wherein the light-shielding film has an etching rate of 1.5 A / sec to 3.5 A / sec.
제 12 항에 있어서,
상기 차광막은 400Å ∼ 700Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
13. The method of claim 12,
Wherein the light-shielding film has a thickness of 400 ANGSTROM to 700 ANGSTROM.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 위상반전막은 실리콘(Si) 또는 몰리브데늄(Mo)에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 하나 이상의 경원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
6. The method according to claim 1 or 5,
Wherein the phase reversal film is formed of at least one element selected from the group consisting of nitrogen (N), oxygen (O), carbon (C), boron (B), fluorine (F) and hydrogen (H) in silicon (Si) or molybdenum Further comprising: a phase inversion blank mask.
제 16 항에 있어서,
상기 위상반전막은 조성이 균일한 단층막, 조성 또는 조성비가 변화되는 연속막, 상호 다른 조성을 가지며 상기 다른 조성의 막들이 각 1회 이상 적층된 2층 이상의 다층막 중 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
17. The method of claim 16,
Wherein the phase reversal film is composed of a single layer film having a uniform composition, a continuous film having a different composition or composition ratio, and a multilayer film having two or more different compositions and having two or more layers laminated one or more times. Mask.
제 16 항에 있어서,
상기 위상반전막은 193㎚ 또는 248㎚ 파장의 노광광에 대하여 5% ∼ 40%의 투과율을 갖는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
17. The method of claim 16,
Wherein the phase reversal film has a transmittance of 5% to 40% with respect to exposure light having a wavelength of 193 nm or 248 nm.
제 1 항 또는 제 5항의 블랭크 마스크를 이용하여 형성된 위상반전 포토마스크.
A phase inversion photomask formed using the blank mask of claim 1 or 5.
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