KR20180027712A - 포토마스크 - Google Patents

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KR20180027712A
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권성원
김용규
김진수
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삼성전자주식회사
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Abstract

포토마스크는 기판, 기판 상에 제공되는 반사층, 및 반사층 상에 제공되는 흡수 구조체를 포함하되, 흡수 구조체는 반사층 상에 서로 이격되는 흡수 패턴들, 및 흡수 패턴들 중 적어도 하나 내에 제공되는 더미 홀들을 포함하고, 더미 홀들은 흡수 구조체 내부의 수소 원소들을 흡수 구조체 외부로 배출한다.

Description

포토마스크{PHOTOMASK}
본 발명은 포토마스크에 관한 것으로, 상세하게는 내구성이 향상된 포토마스크에 관한 것이다.
소비자가 요구하는 우수한 성능 및 저렴한 가격을 충족시키기 위해, 반도체 기판 상에 형성되는 패턴들의 크기를 더욱 작게 형성하는 것이 요구되고 있다. 이러한 기술적 요구를 충족시키기 위해, 리소그래피 공정에서 사용되는 광원의 파장이 점점 더 짧아지고 있다. 예를 들면, 리소그래피 공정은 과거 g-line(436nm) 및 i-line(365nm)을 넘어 현재 심자외선(deep ultraviolet) 대역의 광 및 극자외선(extreme ultraviolet; EUV) 대역의 광이 이용되고 있다. 극자외선 대역의 광은 대부분의 굴절 광학 매질들(refractive optical materials)에서 흡수되기 때문에, 극자외선 리소그래피는 일반적으로 굴절 광학계가 아니라 반사 광학계(reflective optical system)를 이용한다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는 수소 원소로 인한 결함을 최소화하는 포토마스크를 제공하는 것에 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 개시에 한정되지 않는다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 포토마스크는 기판; 상기 기판 상에 제공되는 반사층; 및 상기 반사층 상에 제공되는 흡수 구조체를 포함하되, 상기 흡수 구조체는 상기 반사층 상에 서로 이격되는 흡수 패턴들, 및 상기 흡수 패턴들 중 적어도 하나 내에 제공되는 더미 홀들을 포함하고, 상기 더미 홀들은 상기 흡수 구조체 내부의 수소 원소들을 상기 흡수 구조체 외부로 배출할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 포토마스크는 기판; 상기 기판 상에 제공되는 반사층; 상기 반사층 상에 제공되는 흡수 구조체; 및 상기 흡수 구조체 상에 제공되어, 수소 원소가 상기 흡수 구조체 내부로 유입되는 것을 차단하는 배리어 막을 포함할 수 있다.
포토마스크는 수소 가스 분위기에서 사용될 수 있다. 수소 원소는 흡수 구조체 내부로 침투하여, 포토마스크의 캡핑층과 반사층 사이에 쌓일 수 있다. 캡핑층과 반사층 사이의 수소 원소는 포토마스크의 결함 요인이 될 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 흡수 구조체는 그 내부에 더미 홀들을 가질 수 있다. 흡수 구조체 내부로 들어온 수소 원소는 더미 홀들을 통해 포토마스크 밖으로 배출될 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 흡수 구조체 상에 배리어 패턴 또는 배리어 막이 제공될 수 있다. 배리어 패턴 또는 배리어 막은 수소 원소가 흡수 구조체 내부로 들어오는 것을 방지할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 개시에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 포토마스크의 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 포토마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 포토마스크의 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선에 대응하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 포토마스크의 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선에 대응하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 포토마스크의 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선에 대응하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 포토마스크의 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선에 대응하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 포토마스크의 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선에 대응하는 단면도이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 포토마스크의 평면도이다. 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선에 따른 단면도이다. 설명의 명확성을 위하여, 구성 요소들이 과장되게 도시되었다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판(100)이 제공될 수 있다. 기판(100)은 낮은 열팽창 계수를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(100)은 글래스(glass) 또는 실리콘(Si)을 포함할 수 있다. 기판(100)은 전사 영역(102) 및 전사 영역(102) 주변의 차광 영역(104)을 포함할 수 있다. 전사 영역(102)은 요구되는 패턴을 반도체 장치 내에 전사하기 위한 영역일 수 있다.
기판(100) 상에 반사층(110)이 제공될 수 있다. 반사층(110)은 반사층(110)에 입사되는 빛(예를 들어, 극자외선)을 반사할 수 있다. 반사층(110)은 브래그 반사체(Bragg reflector)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 반사층(110)은 교대로 적층된 저굴절률막들(112)과 고굴절률막들(114)을 포함할 수 있다. 즉, 서로 바로 인접한 한 쌍의 저굴절률막들(112) 사이에 고굴절률막(114)이 제공될 수 있다. 반대로, 서로 바로 인접한 한 쌍의 고굴절률막들(114) 사이에 저굴절률막(112)이 제공될 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 저굴절률막들(112)과 고굴절률막들(114)은 각각 약 40 회 내지 약 60 회 적층될 수 있다. 고굴절률막들(114)은 저굴절률막들(112)보다 높은 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 저굴절률막(112)은 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있고, 고굴절률막(114)은 실리콘(Si)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 반사층(110)의 최하부에 저굴절률막(112)이 배치되고, 반사층(110)의 최상부에 고굴절률막(114)이 배치될 수 있다.
반사층(110) 상에 캡핑층(120)이 제공될 수 있다. 캡핑층(120)은 반사층(110)의 손상 및 반사층(110)의 표면 산화를 방지할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 캡핑층(120)은 고굴절률막(예를 들어, 실리콘(Si)막)의 상면을 덮어, 고굴절률막이 산화되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 캡핑층(120)은 루테늄(Ru)을 포함할 수 있다. 다만, 캡핑층(120)이 포함하는 물질은 상기 개시에 한정되지 않는다. 캡핑층(120)은 선택적인 것으로, 예시적인 실시예들에서, 캡핑층(120)은 제공되지 않을 수 있다.
캡핑층(120) 상에 제1 흡수 구조체(130A)가 제공될 수 있다. 제1 흡수 구조체(130A)의 일부는 기판(100)의 전사 영역(102) 상에 제공될 수 있고, 제1 흡수 구조체(130A)의 나머지는 기판(100)의 차광 영역(104) 상에 제공될 수 있다. 제1 흡수 구조체(130A)는 캡핑층(120) 상에 제공되는 제1 내지 제3 흡수패턴들(132, 134, 136) 및 상기 제1 내지 제3 흡수패턴들(132, 134, 136) 사이에서 캡핑층(120)을 노출하는 개구부(130P)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 흡수 패턴들(132, 134, 136)은 제1 내지 제3 흡수 패턴들(132, 134, 136)로 조사되는 빛(예를 들어, 극자외선)을 흡수하는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 흡수 패턴들(132, 134, 136)은 TaN, TaHf, TaHfN, TaBSi, TaBSiN, TaB, TaBN, TaSi, TaSiN, TaGe, TaGeN, TaZr, TaZrN 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제3 흡수 패턴들(132, 134, 136)로 입사되는 극자외선은 반사층(110)에 도달하지 못 할 수 있다. 개구부(130P)에 의해 노출된 캡핑층(120)으로 입사되는 극자외선은 상기 캡핑층(120)을 관통하여, 반사층(110)에 도달할 수 있다. 극자외선은 반사층(110)에 의해 반사되어, 웨이퍼로 조사될 수 있다. 웨이퍼 상에 전사되는 패턴은 개구부(130P)의 형상에 대응될 수 있다.
제1 흡수 구조체(130A)는 기판(100)의 전사 영역(102) 상에 제공되고, 기판(100)의 상면에 평행한 제1 방향(D1)으로 서로 이격된 제1 흡수패턴(132) 및 제2 흡수패턴(134)을 포함할 수 있다. 제1 흡수패턴(132)의 평면적 크기는 약 500 마이크로미터(μm) 이상일 수 있다. 예를 들어, 제1 흡수패턴(132)의 최소 폭(minimum width)는 약 500 마이크로미터(μm) 이상일 수 있다. 예를 들어, 제1 흡수패턴(132)의 기판(100)의 상면에 평행한 모든 방향의 각각을 따른 폭은 약 500 마이크로미터(μm) 이상일 수 있다. 예를 들어, 평면적 관점에서, 제1 흡수패턴(132) 내부의 적어도 한 점과 상기 적어도 한 점으로부터 가장 인접한 제1 흡수패턴(132)의 외측벽(132b) 사이의 거리는 약 250 마이크로미터(μm) 이상일 수 있다. 예를 들어, 제1 흡수패턴(132)은 제1 방향(D1)을 따른 제1 폭(W1) 및 기판(100)의 상면에 평행하고 제1 방향(D1)에 교차하는 제2 방향(D2)을 따른 제2 폭(W2)을 가질 수 있다. 제1 흡수패턴(132)의 제1 및 제2 폭들(W1, W2)은 각각 약 500 마이크로미터(μm) 이상일 수 있다. 일반적으로, 제1 흡수패턴(132)의 최소 폭(minimum width)는 약 500 마이크로미터(μm) 이상인 경우, 캡핑층(120)과 반사층(110) 사이(또는 제1 흡수패턴(132)과 반사층(110) 사이)에 수소 원소가 쌓일 수 있다. 이에 따라, 포토마스크는 상기 캡핑층(120)과 반사층(110)(또는 제1 흡수패턴(132)과 반사층(110))이 서로 이격되는 결함을 가질 수 있다.
제1 흡수패턴(132) 내부에 더미 홀들(DH)이 제공될 수 있다. 예를 들어, 더미 홀들(DH)은 제1 흡수패턴(132)을 기판(100)의 상면에 수직한 방향으로 관통하여, 캡핑층(120)의 상면을 노출할 수 있다. 평면적 관점에서, 더미 홀들(DH)의 각각의 직경(DM)은 본 발명의 포토마스크를 이용하는 리소그래피 장비의 분해능의 한계에 의해 정해지는 최소 선폭보다 작을 수 있다. 이에 따라, 더미 홀들(DH)의 형상은 웨이퍼 상에 전사되지 않을 수 있다. 예를 들어, 더미 홀들(DH)의 각각의 직경(DM)은 32 나노미터(nm) 이하일 수 있다. 다만, 이는 한정적인 것이 아니며, 리소그래피 장치에 따라 더미 홀(DH)의 직경(DM)은 변화될 수 있다. 서로 바로 인접한 더미 홀들(DH) 사이의 제1 흡수패턴(132)은 제1 방향(D1) 또는 제2 방향(D2)에 따른 제3 폭(W3)을 가질 수 있다. 상기 제3 폭(W3)은 약 500 마이크로미터(μm) 미만일 수 있다. 서로 바로 인접한 더미 홀(DH)과 개구부(130P) 사이의 제1 흡수패턴(132)은 제1 방향(D1) 또는 제2 방향(D2)을 따른 제4 폭(W4)을 가질 수 있다. 상기 제4 폭(W4)은 약 500 마이크로미터(μm) 미만일 수 있다. 제1 흡수패턴(132)은 더미 홀들(DH)에 의해 노출된 내측벽들(132a)을 가질 수 있다. 제1 흡수패턴(132)의 외측벽(132b)에 바로 인접한 내측벽들(132a)의 각각과 외측벽(132b) 사이의 이격거리는 약 500 나노미터 미만일 수 있다. 캡핑층(120)과 반사층(110) 사이(또는 제1 흡수패턴(132)과 반사층(110) 사이)에 수소 원소가 쌓일 경우, 수소 원소는 더미 홀(DH)을 통해 포토마스크 밖으로 배출될 수 있다.
제2 흡수패턴(134)은 제1 방향(D1)을 따른 제5 폭(W5) 및 제2 방향(D2)을 따른 제6 폭(W6)을 가질 수 있다. 상기 제5 폭(W5) 및/또는 제6 폭(W6)은 약 500 마이크로미터(μm) 미만일 수 있다. 제2 흡수패턴(134) 내부로 수소 원소가 들어올 경우, 제2 흡수패턴(134) 주위의 개구부들(130P)을 통해 상기 수소 원소가 제2 흡수패턴(134) 밖으로 배추될 수 있다. 이에 따라, 캡핑층(120)과 반사층(110) 사이(또는 제2 흡수패턴(134)과 반사층(110) 사이)에 수소 원소가 쌓이지 않을 수 있다. 제1 흡수패턴(132)과 달리, 제2 흡수패턴(134)은 그 내부에 더미 홀들(DH)을 포함하지 않을 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 다른 예시적인 실시예들에서, 제2 흡수패턴(134)은 그 내부에 더미 홀들(DH)을 포함할 수 있다.
제1 흡수 구조체(130A)는 기판(100)의 차광 영역(104) 상에 제공되는 제3 흡수패턴(136)을 포함할 수 있다. 제3 흡수패턴(136)은 그 내부에 더미 홀들(DH)을 포함할 수 있다. 더미 홀들(DH)은 제1 흡수패턴(132) 내부의 더미 홀들(DH)과 실질적으로 동일할 수 있다. 평면적 관점에서, 더미 홀들(DH)의 각각의 직경(DM)은 본 발명의 포토마스크를 이용하는 리소그래피 장비의 분해능의 한계에 의해 정해지는 최소 선폭보다 작을 수 있다. 이에 따라, 더미 홀들(DH)의 형상은 웨이퍼 상에 전사되지 않을 수 있다. 예를 들어, 더미 홀들(DH)의 각각의 직경(DM)은 32 나노미터(nm) 이하일 수 있다. 다만, 이는 한정적인 것이 아니며, 리소그래피 장치에 따라 더미 홀(DH)의 직경(DM)은 변화될 수 있다. 서로 바로 인접한 더미 홀들(DH) 사이의 제3 흡수패턴(132)의 제1 방향(D1) 또는 제2 방향(D2)에 따른 폭(미도시)은 약 500 마이크로미터(μm) 미만일 수 있다. 서로 바로 인접한 더미 홀(DH)과 개구부(130P) 사이의 제1 흡수패턴(132)의 폭(미도시)은 약 500 마이크로미터(μm) 미만일 수 있다. 캡핑층(120)과 반사층(110) 사이(또는 제3 흡수패턴(136)과 반사층(110) 사이)에 수소 원소가 쌓일 경우, 수소 원소는 더미 홀(DH)을 통해 포토마스크 밖으로 배출될 수 있다.
포토 리소그래피 공정 중, 포토마스크 표면에 불순물(예를 들어, 탄소 함유 불순물)이 형성될 수 있다. 상기 불순물을 제거하기 위해 포토마스크 상에 수소 원소가 제공될 수 있다. 수소 원소는 포토마스크 내부로 침투하여 반사층(110)과 캡핑층(120)(또는 반사층(110)과 제1 흡수 구조체(130A))이 서로 이격되는 결함을 발생시킬 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 흡수 구조체(130A)를 관통하는 더미 홀들(DH)을 제공하여, 포토마스크 내부의 수소 원소를 포토마스크 밖으로 배출할 수 있다. 이에 따라, 반사층(110)과 캡핑층(120)(또는 반사층(110)과 제1 흡수 구조체(130A))이 서로 이격되는 결함이 방지 또는 최소화되어, 포토마스크의 내구성이 향상될 수 있다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 포토마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.
도 3을 참조하면, 기판(100)이 제공될 수 있다. 기판(100)은 낮은 열팽창 계수를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(100)은 글래스(glass) 또는 실리콘(Si)을 포함할 수 있다. 기판(100)은 전사 영역(102) 및 전사 영역(102) 주변의 차광 영역(104)을 포함할 수 있다.
기판(100) 상에 반사층(110)이 적층될 수 있다. 반사층(110)은 저굴절률막들(112)과 고굴절률막들(114)을 교대로 적층하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 저굴절률막들(112)은 실리콘(Si)을 포함할 수 있고, 고굴절률막들(114)은 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 저굴절률막들(112) 및 고굴절률막들(114)은 각각 약 40 회 내지 약 60 회 반복 적층될 수 있다.
반사층(110) 상에 캡핑층(120)이 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 캡핑층(120)은 루테늄(Ru)을 포함할 수 있다. 다만, 캡핑층(120)은 선택적인 구성요소일 수 있다. 즉, 예시적인 실시예들에서, 캡핑층(120)은 제공되지 않을 수 있다.
캡핑층(120) 상에 흡수층(AL)이 형성될 수 있다. 흡수층(AL)은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 포토마스크에 조사되는 빛(예를 들어, 극자외선)을 흡수하는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 흡수층(AL)은 TaN, TaHf, TaHfN, TaBSi, TaBSiN, TaB, TaBN, TaSi, TaSiN, TaGe, TaGeN, TaZr, TaZrN 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
흡수층(AL) 상에 포토레지스트 패턴(PRP)이 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 포토레지스트 패턴(PRP)은 흡수층(AL) 상에 포토레지스트 막(미도시)을 증착한 후, 식각 마스크를 이용한 식각 공정을 통해 포토레지스트 막을 패터닝하여 형성될 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 도 3의 포토레지스트 패턴(PRP)을 식각 마스크로 이용하는 식각 공정을 통해 도 3의 흡수층(AL)이 패터닝되어, 제1 흡수 구조체(130A)를 형성할 수 있다. 도 3의 흡수층이 패터닝될 때, 더미 홀들(DH)이 함께 형성될 수 있다. 이후, 포토레지스트 패턴(PRP)이 제거되어, 포토마스크가 제공될 수 있다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 포토마스크의 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선에 대응하는 단면도이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.
도 4를 참조하면, 순차적으로 적층된 기판(100), 반사층(110) 및 캡핑층(120)이 제공될 수 있다. 기판(100), 반사층(110) 및 캡핑층(120)은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일할 수 있다. 캡핑층(120) 상에 제2 흡수 구조체(130B)가 제공될 수 있다. 제2 흡수 구조체(130B)는 그 내부에 더미 홀들(DH)을 포함하지 않는 것을 제외하면, 도 1 및 도 2에 도시된 제1 흡수 구조체(130A)와 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 제2 흡수 구조체(130B)는 캡핑층(120) 상의 제1 내지 제3 흡수패턴들(132, 134, 136) 및 이들 사이에서 캡핑층(120)을 노출하는 개구부(130P)를 포함할 수 있다.
제2 흡수 구조체(130B) 상에 제1 배리어 패턴(142A)이 제공될 수 있다. 제1 배리어 패턴(142A)은 제2 흡수 구조체(130B)의 제1 내지 제3 흡수 패턴들(132, 134, 136)의 상면들 상에 제공될 수 있다. 제1 배리어 패턴(142A)은 제2 흡수 구조체(130B) 및 캡핑층(120)보다 수소를 덜 통과시키는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 배리어 패턴(142A)은 질화물(예를 들어, Si3N4, TiN, BN), 탄화물(예를 들어, SiC, B4C), 산화물(예를 들어, Ta2O5, Nb2O5, Y2O3, Al2O3), 금속 물질(예를 들어, 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), Mo2C) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
제1 배리어 패턴(142A)은 수소 원소가 제2 흡수 구조체(130B) 내부로 침투하는 것을 차단 또는 최소화하여, 수소 원소가 캡핑층(120)과 반사층(110) 사이(또는 제2 흡수 구조체(130B)와 반사층(110) 사이)에 쌓이는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 캡핑층(120)과 반사층(110)(또는 제2 흡수 구조체(130B)와 반사층(110))이 서로 이격되는 결함이 방지 또는 최소화되어, 내구성이 향상된 포토마스크가 제공될 수 있다.
도 3을 다시 참조하여, 도 4의 포토마스크의 제조 방법이 설명된다. 도 3을 참조하여 설명된 포토마스크의 제조 방법과 같이, 기판(100), 반사층(110), 캡핑층(120) 및 흡수층(AL)이 차례로 적층될 수 있다. 흡수층(AL) 상에 배리어막(미도시)이 적층될 수 있다. 배리어막은 제2 흡수 구조체(130B) 및 캡핑층(120)보다 수소를 덜 통과시키는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 배리어막은 질화물(예를 들어, Si3N4, TiN, BN), 탄화물(예를 들어, SiC, B4C), 산화물(예를 들어, Ta2O5, Nb2O5, Y2O3, Al2O3), 금속 물질(예를 들어, 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), Mo2C)을 포함할 수 있다. 포토레지스트 패턴을 이용하는 식각 공정을 통해, 배리어막 및 흡수층(AL)이 순차적으로 패터닝되어, 도 4의 제2 흡수 구조체(130B) 및 제2 흡수 구조체(130B) 상의 제1 배리어 패턴(142A)이 형성될 수 있다. 포토레지스트 패턴은 더미 홀들(DH)을 형성하는 패턴을 포함하지 않는 것을 제외하면, 도 3을 참조하여 설명된 포토레지스트 패턴(PRP)과 실질적으로 동일할 수 있다. 이후, 포토레지스트 패턴이 제거되어, 포토마스크가 제공될 수 있다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 포토마스크의 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선에 대응하는 단면도이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.
도 5를 참조하면, 순차적으로 적층된 기판(100), 반사층(110), 캡핑층(120) 및 제2 흡수 구조체(130B)가 제공될 수 있다. 기판(100), 반사층(110), 캡핑층(120) 및 제2 흡수 구조체(130B)는 도 4를 참조하여 설명된 기판(100), 반사층(110), 캡핑층(120) 및 제2 흡수 구조체(130B)와 실질적으로 동일할 수 있다.
제2 흡수 구조체(130B) 및 캡핑층(120) 상에 제1 배리어막(140A)이 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 배리어막(140A)은 제2 흡수 구조체(130B)의 제1 내지 제3 흡수 패턴들(132, 134, 135)의 상면들과 측면들 및 캡핑층(120)의 상면을 덮을 수 있다. 예를 들어, 제1 배리어막(140A)은 컨포멀한 형상을 가질 수 있다. 제1 배리어막(140A)은 제2 흡수 구조체(130B) 및 캡핑층(120)보다 수소를 덜 통과시키는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 배리어막(140A)은 도 4를 참조하여 설명된 제1 배리어 패턴(142A)과 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다.
제1 배리어막(140A)은 수소 원소가 포토마스크 내부로 침투하는 것을 차단 또는 최소화하여, 수소 원소가 캡핑층(120)과 반사층(110) 사이(또는 제2 흡수 구조체(130B)와 반사층(110) 사이)에 쌓이는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 캡핑층(120)과 반사층(110)(또는 제2 흡수 구조체(130B)와 반사층(110))이 서로 이격되는 결함이 방지 또는 최소화되어, 내구성이 향상된 포토마스크가 제공될 수 있다.
도 3을 다시 참조하여, 도 5의 포토마스크의 제조 방법이 설명된다. 도 3을 다시 참조하여 설명된 도 4의 포토마스크의 제조 방법과 같이, 기판(100), 반사층(110), 및 캡핑층(120)이 차례로 적층될 수 있다. 캡핑층(120) 상에 제2 흡수 구조체(130B)가 형성될 수 있다. 제2 흡수 구조체(130B)는 포토레지스트 패턴(미도시)을 식각 마스크로 이용한 식각 공정을 통해 흡수층(미도시)을 패터닝하여 형성될 수 있다. 포토레지스트 패턴은 더미 홀들(DH)을 형성하는 패턴을 포함하지 않는 것을 제외하면, 도 3을 참조하여 설명된 포토레지스트 패턴(PRP)과 실질적으로 동일할 수 있다. 포토레지스트 패턴은 제거될 수 있다.
제2 흡수 구조체(130B) 및 캡핑층(120) 상에 제1 배리어막(140A)이 적층되어, 포토마스크가 형성될 수 있다. 제1 배리어막(140A)은 제2 흡수 구조체(130B)의 상면과 측벽 및 제2 흡수 구조체(130B)에 의해 노출된 캡핑층(120)의 상면을 덮을 수 있다. 예를 들어, 제1 배리어막(140A)은 컨포멀한 막일 수 있다. 제1 배리어막(140A)은 제2 흡수 구조체(130B) 및 캡핑층(120)보다 수소를 덜 통과시키는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 배리어막(140A)은 도 4를 참조하여 설명된 제1 배리어 패턴(142A)과 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 포토마스크의 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선에 대응하는 단면도이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.
도 6을 참조하면, 순차적으로 적층된 기판(100), 반사층(110), 캡핑층(120) 및 제1 흡수 구조체(130A)가 제공될 수 있다. 기판(100), 반사층(110), 캡핑층(120) 및 제1 흡수 구조체(130A)는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 흡수 구조체(130A) 상에 제2 배리어 패턴(142B)이 제공될 수 있다. 제2 배리어 패턴(142B)은 제1 흡수 구조체(130A) 및 캡핑층(120)보다 수소를 덜 통과시키는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 배리어 패턴(142B)은 도 4를 참조하여 설명된 제1 배리어 패턴(142A)과 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다. 제2 배리어 패턴(142B)은 제1 흡수 구조체(130A)의 제1 내지 제3 흡수 패턴들(132, 134, 136) 상에 제공될 수 있다. 제2 배리어 패턴(142B)은 그 내부를 관통하는 홀들(142H)을 가지고, 상기 홀들(142H)은 흡수 패턴들의 더미 홀들(DH)과 각각 연결될 수 있다.
제2 배리어 패턴(142B)은 수소 원소가 포토마스크 내부로 침투하는 것을 차단 또는 최소화할 수 있다. 포토마스크 내부로 수소 원소가 들어올 경우, 상기 수소 원소는 더미 홀들(DH)을 통해 포토마스크 외부로 배출될 수 있다. 이에 따라, 캡핑층(120)과 반사층(110)(또는 제1 흡수 구조체(130A)와 반사층(110)이 서로 이격되는 결함이 방지 또는 최소화되어, 내구성이 향상된 포토마스크가 제공될 수 있다.
도 3을 다시 참조하여, 도 6을 참조하여 설명된 포토마스크의 예시적인 제조 방법이 설명된다. 본 실시예에 따른 포토마스크의 제조 방법은 흡수층(AL)과 포토레지스트 패턴(PRP) 사이에 배리어막(미도시)을 제공하는 것을 제외하면, 도 3을 참조하여 설명된 포토마스크의 제조 방법과 실질적으로 동일할 수 있다. 배리어막은 제1 흡수 구조체(130A) 및 캡핑층(120)보다 수소를 덜 통과시키는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 배리어막은 도 4를 참조하여 설명된 제1 배리어 패턴(142A)과 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다. 배리어막과 흡수층(AL)은 포토레지스트 패턴(PRP)을 식각 마스크로 이용하는 식각 공정을 통해 패터닝될 수 있다. 이에 따라, 제1 흡수 구조체(130A) 및 제1 흡수 구조체(130A) 상의 제2 배리어 패턴(142B)이 형성될 수 있다. 포토레지스트 패턴(PRP)이 제거되어, 포토마스크가 제공될 수 있다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 포토마스크의 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선에 대응하는 단면도이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.
도 7을 참조하면, 순차적으로 적층된 기판(100), 반사층(110), 캡핑층(120) 및 제2 흡수 구조체(130B)가 제공될 수 있다. 기판(100), 반사층(110), 캡핑층(120) 및 제2 흡수 구조체(130B)는 제2 흡수 구조체(130B) 내부에 제2 배리어막(140B)이 제공되는 것을 제외하면, 도 4를 참조하여 설명된 기판(100), 반사층(110), 캡핑층(120) 및 제2 흡수 구조체(130B)와 실질적으로 동일할 수 있다.
제2 흡수 구조체(130B)의 제1 내지 제3 흡수패턴들(132, 134, 136)의 각각의 상부에 도펀트들(144)이 도핑되어, 제2 배리어막(140B)이 제공될 수 있다. 제2 배리어막(140B)은 제2 흡수 구조체(130B)와 동일한 물질 및 이에 도핑된 도펀트들(144)을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 제2 흡수 구조체(130B)와 제2 배리어막(140B)은 서로 동일한 물질 및 이에 도핑된 서로 동일한 도펀트들을 포함하는 하나의 구조체(미도시)일 수 있다. 예를 들어, 제2 흡수 구조체(130B)는 제2 흡수 구조체(130B)의 바닥면부터 상면까지 도펀트들(144)로 도핑될 수 있다. 도펀트들(144)은 제2 흡수 구조체(130B) 및 캡핑층(120)보다 수소를 덜 통과시키는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도펀트들(144)은 질화물(예를 들어, Si3N4, TiN, BN), 탄화물(예를 들어, SiC, B4C), 산화물(예를 들어, Ta2O5, Nb2O5, Y2O3, Al2O3), 금속 물질(예를 들어, 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), Mo2C) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
제2 배리어막(140B)은 수소 원소가 포토마스크 내부로 침투하는 것을 차단 또는 최소화하여, 수소 원소가 캡핑층(120)과 반사층(110) 사이(또는 제2 흡수 구조체(130B)와 반사층(110) 사이)에 쌓이는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 캡핑층(120)과 반사층(110)(또는 제2 흡수 구조체(130B)와 반사층(110))이 서로 이격되는 결함이 방지 또는 최소화되어, 내구성이 향상된 포토마스크가 제공될 수 있다.
도 3을 다시 참조하여, 도 7을 참조하여 설명된 포토마스크의 예시적인 제조 방법이 설명된다. 본 실시예에 따른 포토마스크의 제조 방법은 제2 흡수 구조체(130B) 내부에 제2 배리어막(140B)을 형성하는 것을 제외하면, 도 3을 다시 참조하여 설명된 도 4의 포토마스크의 제조 방법과 실질적으로 동일할 수 있다. 도 3을 참조하여 설명된 포토마스크의 제조 방법과 같이, 기판(100), 반사층(110), 캡핑층(120) 및 흡수층(AL)이 차례로 적층될 수 있다. 흡수층(AL)은 도 7을 참조하여 설명된 도펀트들(144)로 도핑될 수 있다. 도펀트들(144)은 제2 흡수 구조체(130B) 및 캡핑층(120)보다 수소를 덜 통과시키는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도펀트들(144)은 질화물(예를 들어, Si3N4, TiN, BN), 탄화물(예를 들어, SiC, B4C), 산화물(예를 들어, Ta2O5, Nb2O5, Y2O3, Al2O3), 금속 물질(예를 들어, 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), Mo2C) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
흡수층(AL) 상에 포토레지스트 패턴이 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 것과 달리, 포토레지스트 패턴은 더미 홀들(DH)을 형성하는 패턴을 포함하지 않을 수 있다. 포토레지스트 패턴을 식각마스크로 이용하는 식각 공정을 통해 흡수층(AL)이 패터닝되어, 제2 흡수 구조체(130B)가 형성될 수 있다. 포토레지스트 패턴이 제거되어, 포토마스크를 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 포토마스크의 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선에 대응하는 단면도이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.
도 8을 참조하면, 순차적으로 적층된 기판(100), 반사층(110), 캡핑층(120) 및 제1 흡수 구조체(130A)가 제공될 수 있다. 기판(100), 반사층(110), 캡핑층(120) 및 제1 흡수 구조체(130A)는 제1 흡수 구조체(130A) 내부에 제2 배리어막(140B)이 제공되는 것을 제외하면, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 기판(100), 반사층(110), 캡핑층(120) 및 제1 흡수 구조체(130A)와 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 흡수 구조체(130A)의 제1 내지 제3 흡수패턴들(132, 134, 136)의 각각의 상부에 도펀트들(144)이 도핑되어, 제2 배리어막(140B)이 제공될 수 있다. 제2 배리어막(140B)은 제1 흡수 구조체(130A)와 동일한 물질 및 이에 도핑된 도펀트들(144)을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 제1 흡수 구조체(130A)와 제2 배리어막(140B)은 서로 동일한 물질 및 이에 도핑된 서로 동일한 도펀트들을 포함하는 하나의 구조체(미도시)일 수 있다. 예를 들어, 제1 흡수 구조체(130A)는 제1 흡수 구조체(130A)의 바닥면부터 상면까지 도펀트들(144)로 도핑될 수 있다. 도펀트들(144)은 제1 흡수 구조체(130A) 및 캡핑층(120)보다 수소를 덜 통과시키는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도펀트들(144)은 도 7을 참조하여 설명된 도펀트들(144)과 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다.
제2 배리어막(140B)은 수소 원소가 포토마스크 내부로 침투하는 것을 차단 또는 최소화할 수 있다. 포토마스크 내부로 수소 원소가 들어올 경우, 상기 수소 원소는 더미 홀들(DH)을 통해 포토마스크 외부로 배출될 수 있다. 이에 따라, 수소 원소가 캡핑층(120)과 반사층(110) 사이(또는 제1 흡수 구조체(130)와 반사층(110) 사이)에 쌓이는 것이 방지되어, 캡핑층(120)과 반사층(110)(또는 제1 흡수 구조체(130)와 반사층(110))이 서로 이격되는 결함이 방지 또는 최소화될 수 있다. 즉, 내구성이 향상된 포토마스크가 제공될 수 있다.
도 3을 다시 참조하여, 도 8을 참조하여 설명된 포토마스크의 예시적인 제조 방법이 설명된다. 본 실시예에 따른 포토마스크의 제조 방법은 흡수층(AL)을 도펀트들로 도핑시키는 것을 제외하면, 도 3을 참조하여 설명된 포토마스크의 제조 방법과 실질적으로 동일할 수 있다. 도펀트들은 제1 흡수 구조체(130A) 및 캡핑층(120)보다 수소를 덜 통과시키는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도펀트들(144)은 도 7을 참조하여 설명된 도펀트들(144)과 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 대한 이상의 설명은 본 발명의 설명을 위한 예시를 제공한다. 따라서 본 발명은 이상의 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다.
100 : 기판
110 : 반사층
120 : 캡핑층
130A, 130B : 제1 및 제2 흡수 구조체들
130P : 개구부
132, 134, 136 : 제1 내지 제3 흡수패턴들
DH : 더미홀

Claims (10)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 제공되는 반사층; 및
    상기 반사층 상에 제공되는 흡수 구조체를 포함하되,
    상기 흡수 구조체는 상기 반사층 상에 서로 이격되는 흡수 패턴들, 및 상기 흡수 패턴들 중 적어도 하나 내에 제공되는 더미 홀들을 포함하고,
    상기 더미 홀들은 상기 흡수 구조체 내부의 수소 원소들을 상기 흡수 구조체 외부로 배출하는 포토마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 흡수 패턴 내에서, 상기 더미 홀들 중 서로 바로 인접한 더미 홀들 사이의 상기 기판의 상면에 평행한 제1 방향을 따른 폭은 500 마이크로미터보다 작은 포토마스크.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 홀들의 각각의 직경은 상기 포토마스크를 이용하는 리소그래피 장치의 분해능의 한계에 의해 정의되는 최소 선폭보다 작은 포토마스크.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 포토마스크로부터 웨이퍼로 전사되는 패턴이 제공되는 전사 영역 및 상기 전사 영역 주변의 차광 영역을 포함하고,
    상기 흡수 패턴들 중 일부는 상기 차광 영역 상에 제공되고, 상기 흡수 패턴들 중 상기 일부는 그 내부에 더미 홀들을 갖는 포토마스크.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 더미 홀들 중, 상기 적어도 하나의 흡수 패턴의 외측벽에 바로 인접한 더미 홀들에 의해 노출된 상기 적어도 하나의 흡수 패턴의 내측벽과 상기 적어도 하나의 흡수 패턴의 상기 외측벽 사이의 이격 거리는 500 마이크로미터보다 작은 포토마스크.
  6. 기판;
    상기 기판 상에 제공되는 반사층;
    상기 반사층 상에 제공되는 흡수 구조체; 및
    상기 흡수 구조체 상에 제공되어, 수소 원소가 상기 흡수 구조체 내부로 유입되는 것을 차단하는 배리어 막을 포함하는 포토마스크.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 반사층과 상기 흡수 구조체 사이에 제공되는 캡핑층을 더 포함하되,
    상기 흡수 구조체는 상기 기판의 상면에 평행한 제1 방향으로 서로 이격된 흡수 패턴들을 포함하고,
    상기 캡핑층의 상면은 상기 흡수 패턴들 사이에서 노출되고,
    상기 배리어 막은 상기 흡수 패턴들의 각각의 상면과 측면 및 상기 흡수 패턴들 사이의 상기 캡핑층의 상기 상면을 덮는 포토마스크.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 흡수 구조체는 상기 흡수 패턴들 중 적어도 하나를 관통하는 더미 홀들을 포함하고,
    상기 배리어막은 이를 관통하는 홀들을 포함하고,
    상기 홀들의 각각은 상기 더미 홀들의 각각과 연결되고,
    상기 더미 홀들의 각각의 직경은 상기 포토마스크를 이용하는 리소그래피 장치의 분해능의 한계에 의해 정해지는 최소 선폭보다 작은 포토마스크.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 배리어 막은 상기 흡수 구조체와 동일한 물질 및 이에 도핑된 도펀트를 포함하는 포토마스크.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 흡수 구조체는 상기 흡수 패턴들 중 적어도 하나를 관통하는 더미 홀들을 포함하고,
    상기 배리어 막은 이를 관통하는 홀들을 포함하고,
    상기 홀들의 각각은 상기 더미 홀들의 각각과 연결되고,
    상기 더미 홀들의 각각의 직경은 상기 포토마스크를 이용하는 리소그래피 장치의 분해능의 한계에 의해 정해지는 최소 선폭보다 작은 포토마스크.
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