KR20180041042A - Phase Shift Blankmask and Photomask - Google Patents

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KR20180041042A
KR20180041042A KR1020170061699A KR20170061699A KR20180041042A KR 20180041042 A KR20180041042 A KR 20180041042A KR 1020170061699 A KR1020170061699 A KR 1020170061699A KR 20170061699 A KR20170061699 A KR 20170061699A KR 20180041042 A KR20180041042 A KR 20180041042A
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Abstract

The present invention provides a high-transmittance phase shift blank mask and a photomask, wherein the phase shift blank mask is made of silicon (Si) or a silicon (Si) compound on a transparent substrate and has a phase shift film having a high transmittance characteristic. The phase shift blank mask according to the present invention can achieve a fine pattern with the size of 32 nm or less, particularly 14 nm or less, and preferably 10 nm or less by having a transmittance of 50% or higher.

Description

위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크{Phase Shift Blankmask and Photomask}Phase Inversion Blank Mask and Photomask [

본 발명은 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 32㎚급 이하, 특히, 14㎚급 이하의 미세 패턴 구현이 가능한 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크에 관한 것이다.The present invention relates to a phase inversion blank mask and a photomask, and more particularly, to a phase inversion blank mask and a photomask capable of realizing a fine pattern of 32 nm or less, particularly, 14 nm or less.

오늘날 대규모 집적회로의 고집적화 및 회로패턴의 미세화 요구에 맞춰 고도의 반도체 미세공정 기술이 매우 중요한 요소로 자리 잡고 있다. 반도체 집적회로의 경우, 저전력 및 고속동작을 위해 회로 배선이 미세화되고 있고, 층간 연결을 위한 컨택 홀 패턴(Contact Hall Pattern) 및 집적화에 따른 회로 구성 배치 등에 대한 기술적 요구가 점점 높아지고 있다.Today, high-level semiconductor microprocessing technology is becoming a very important factor to meet the demand for high integration of large-scale integrated circuits and miniaturization of circuit patterns. BACKGROUND ART In the case of a semiconductor integrated circuit, circuit wiring has been miniaturized for low power and high-speed operation, and a contact hole pattern for interlayer connection and a circuit configuration for integration are increasingly required.

이와 같은, 미세패턴의 고집적화에 따라 포토마스크에 요구되는 해상도(Resolution), 패턴 정렬도(Registration)의 규격은 점점 더 엄격해지고 있으며, 나아가 복잡한 다층의 반도체 소자 제조 시 필요한 초점 심도(Depth of Focus) 마진(Margin) 확보는 반도체 소자 제조의 핵심 문제로 대두되고 있다.As a result of the high integration of the fine patterns, the resolution and pattern alignment required for the photomask are getting stricter. Further, the depth of focus required for manufacturing a complicated multi-layered semiconductor device, Margin is becoming a key issue in semiconductor device manufacturing.

상기 문제는 포토마스크 및 반도체 소자 제조 공정뿐만 아니라, 반도체 소자 제조의 핵심 부품소재인 블랭크 마스크의 특성에 영향을 받는다. 상세하게, 블랭크 마스크, 예를 들어, 위상반전 블랭크 마스크로 제조되는 포토마스크를 사용하여 디바이스를 제조하는 경우, 명암비(Contrast)가 높아져 고해상도 구현이 가능하며, 초점 심도 마진이 높아지는 효과가 발생한다. 이는, 위상반전막 패턴을 통과하는 빛의 회절 현상이 억제되어 웨이퍼(Wafer)에 입사되는 노광광의 입사 각도가 낮아지게 되고, 이로 인해 최종적으로 해상도 및 초점 심도가 향상되기 때문이다. 상기 위상반전 포토마스크는 소정의 투과율을 가진 위상반전막을 이용하여 위상반전막 패턴을 구성하며, 위상반전막 패턴의 위상반전 효과를 이용하여 고정밀도의 컨택홀 패턴 또는 닷 패턴 형성에 적용되고 있다.The above problems are influenced not only by the photomask and semiconductor device manufacturing process, but also by the characteristics of the blank mask, which is a key component material of semiconductor device manufacturing. In detail, when a device is manufactured using a blank mask, for example, a photomask manufactured using a phase inversion blank mask, the contrast can be increased to realize a high resolution and an effect of increasing the depth of focus margin. This is because the diffraction phenomenon of light passing through the phase reversal film pattern is suppressed so that the angle of incidence of the exposure light incident on the wafer becomes low, thereby ultimately improving resolution and depth of focus. The phase inversion photomask uses a phase reversal film having a predetermined transmittance to constitute a phase reversal film pattern and is applied to the formation of a highly precise contact hole pattern or dot pattern using the phase reversal effect of the phase reversal film pattern.

최근에는, 고정밀도의 미세 패턴 형성이 요구되는 닷 패턴, 컨택홀 패턴 및 라인 앤 스페이스 패턴에 적용하기 위해 상기 위상반전 포토마스크에 대비하여 높은 투과율 특징을 갖는 고투과율 위상반전 포토마스크에 대한 연구가 진행되고 있다. 상기 고투과율 위상반전 포토마스크의 위상반전막 패턴은 위상반전 효과가 크고, 경사가 큰 투과율 분포 곡선(Slop Intensity curve)을 형성시켜 미세한 라인 앤 스페이스 패턴 형성에 용이하다.Recently, a dot pattern, a contact hole pattern, and a line-and-space pattern, which are required to form a high-precision fine pattern, Studies have been conducted on a high transmittance phase reversal photomask having a high transmittance characteristic in contrast to the phase inversion photomask. The phase reversal film pattern of the high transmittance phase reversal photomask has a large phase reversal effect and a high slope transmittance distribution curve (Slop Intensity curve), which is easy to form a fine line and space pattern.

상기 고투과율 위상반전 포토마스크는 투명 기판을 식각하여 고투과율 위상반전막 패턴을 형성하는 기판 식각형과 고투과율의 위상반전막을 적층하여 고투과율 위상반전막 패턴을 형성하는 박막 적층형의 형태로 기술 개발이 진행되고 있다.The high transmittance phase reversal photomask is a thin film laminate type which forms a high transmittance phase reversal film pattern by laminating a substrate type square and a high transmittance phase reversal film for forming a high transmittance phase reversal film pattern by etching a transparent substrate, Is underway.

자세하게, 기판 식각형 위상반전 포토마스크는 투명 기판 상에 차광막 및 레지스트막 패턴을 형성한 후, 식각 공정을 통해 차광막 패턴을 형성하고, 차광막 패턴을 식각 마스크로 투명 기판을 일부 깊이로 식각하여 소정의 고투과율 위상반전량을 갖는 위상반전 패턴을 형성하여 위상반전부로 이용한다.In detail, a substrate type square-wave phase shift photomask is formed by forming a light-shielding film and a resist film pattern on a transparent substrate, forming a light-shielding film pattern through an etching process, etching the light- A phase inversion pattern having a high transmittance phase inversion amount is formed and used as a phase inversion section.

그러나, 상기 위상반전부의 형성에 있어서, 투명 기판의 식각 시, 상기 투명 기판에 대비하여 식각 종점을 구분할 수 있는 하부층이 존재하지 않음에 따라 식각에 따른 특정 물질의 검출량 차이가 없어 식각 종점을 명확히 확보하기 어렵다. 즉, 일반적인 박막의 식각 종점 검출은 상부막과 하부막 내에 존재하는 금속 및 질소(N), 산소(O), 탄소(C)를 포함하는 경원소의 검출량 차이를 이용하지만, 투명 기판은 특정 물질의 변화가 없어 식각 종점 검출이 어렵다. 이에 따라, 투명 기판을 식각하여 형성하는 위상반전부는 식각 시간에 의존하여 투명 기판에 대한 식각을 진행함에 따라 위상반전부의 위상량 재현성 확보 및 식각 제어가 어려워 해상도가 저하되는 등의 문제가 발생한다. 그리고, 투명 기판은 고온 열처리 공정을 통해 형성되어 그의 경도가 높기 때문에 투명 기판이 식각되어 형성된 위상반전부의 수리(Repair)가 어렵다.However, in the formation of the phase inversion portion, there is no lower layer that can distinguish the etching end point with respect to the transparent substrate at the time of etching the transparent substrate, so there is no difference in the detection amount of a specific substance due to the etching, It is difficult to do. That is, the detection of the etching end point of a general thin film utilizes the difference in the detection amounts of the metals present in the upper and lower films and the light ends including nitrogen (N), oxygen (O), and carbon (C) It is difficult to detect the etch end point. Accordingly, the phase inversion unit formed by etching the transparent substrate has problems such as ensuring the reproducibility of the phase amount of the phase inversion unit and difficulty in etching control as the etching proceeds to the transparent substrate depending on the etching time, thereby lowering the resolution. In addition, since the transparent substrate is formed through a high-temperature heat treatment process and its hardness is high, it is difficult to repair the phase inversion portion formed by etching the transparent substrate.

또한, 박막 적층형의 위상반전 포토마스크는 투명 기판 상에 193㎚ 파장의 노광광에 대해 고투과율의 위상반전막을 적층하고 패터닝하여 소정의 고투과율 위상반전량을 갖는 위상반전 패턴을 형성하여 위상반전부로 이용한다. 그러나, 상기 위상반전부의 고투과율 구현에 있어서 투명 기판과 동등한 수준의 투과율 확보하기가 어려워 상대적으로 상기 기판 식각형의 위상반전 포토마스크에 대비하여 해상도(Resolution)가 감소하는 요인으로 작용된다.In addition, the thin film stacked type phase reversal photomask is formed by laminating and patterning a phase reversal film having a high transmittance with respect to exposure light having a wavelength of 193 nm on a transparent substrate to form a phase reversal pattern having a predetermined high transmittance phase reversal amount, . However, it is difficult to achieve a transmittance equivalent to that of the transparent substrate in realizing a high transmittance of the phase inversion portion, and this causes a decrease in resolution in comparison with the phase-inverted photomask of the substrate type.

본 발명은 투명 기판과 동등한 수준의 고투과율을 갖는 위상반전막이 적용된 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제공한다. The present invention provides a phase inversion blank mask and a photomask to which a phase reversal film having a high level of transparency equivalent to that of a transparent substrate is applied.

본 발명은 투명 기판 상에 구비되는 고투과율 위상반전막 패턴 형성을 위한 식각 시, 하부 투명 기판의 데미지 발생을 최소화할 수 있는 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제공한다. The present invention provides a phase inversion blank mask and a photomask capable of minimizing the occurrence of damage to a lower transparent substrate during etching for forming a high transmittance phase reversal film pattern provided on the transparent substrate.

본 발명은 32㎚급 이하, 특히, 14㎚급 이하의 미세 패턴 구현이 가능한 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제공한다. The present invention provides a phase inversion blank mask and a photomask capable of realizing a fine pattern of 32 nm or less, particularly, 14 nm or less.

본 발명에 따른 위상반전 블랭크 마스크는, 투명 기판 상에 구비된 위상반전막, 상기 위상반전막 상에 구비된 차광막을 포함하며, 상기 위상반전막은 노광광에 대하여 투과율이 50% 이상, 바람직하게는 90% 이상을 가지는 물질로 형성된다. A phase inversion blank mask according to the present invention includes a phase reversal film provided on a transparent substrate and a light shielding film provided on the phase reversal film, wherein the phase reversal film has a transmittance of 50% or more, Gt; 90% < / RTI >

위상반전막은 노광광에 대한 공정 마진(Process Margin) 확보를 위하여 위상량이 180° ~ 240°, 바람직하게, 190° ~ 230°를 갖는다. The phase reversal film has a phase amount of 180 ° to 240 °, preferably 190 ° to 230 °, in order to secure a process margin for the exposure light.

위상반전막은 투명 기판과 동일한 식각 조건에 식각이 되나, 식각 종점 검출을 위한 물질, 예를 들어, 질소(N)를 포함한다.The phase reversal film is etched under the same etching conditions as the transparent substrate, but includes a material for etching end point detection, for example, nitrogen (N).

상기 위상반전막은 실리콘(Si) 또는 SiN, SiC, SiO, SiCN, SiCO, SiNO, SiCON, SiB, SiBN, SiBC, SiBO, SiBCN, SiBCO, SiBNO, SiBCON 중 하나의 실리콘(Si) 화합물로 이루어진다.The phase reversal film is made of silicon (Si) or one of SiN, SiC, SiO, SiCN, SiCO, SiNO, SiCON, SiB, SiBN, SiBC, SiBO, SiBCN, SiBCO, SiBNO and SiBCON.

상기 차광막 상에 선택적으로 하드 필름(Hard film)을 더 포함한다.And further comprises a hard film selectively on the light-shielding film.

상기 하드 필름은 상기 위상반전막과 식각 특성이 동일하고, 상기 차광막과 식각 선택비를 갖는 물질로 이루어진다.The hard film is made of a material having the same etch characteristics as the phase reversal film and having the light-shielding film and the etch selectivity.

본 발명은 투명 기판과 동일한 식각 특성을 가지지만 투명 기판에 대비하여 식각 종점의 검출이 가능하고, 50% 이상의 고 투과율을 갖는 고투과율 위상반전막을 투명 기판 상에 형성한다. The present invention forms a high-transmittance phase reversal film having a high transmittance of 50% or more, which has the same etching property as a transparent substrate but can detect an etching end point in comparison with a transparent substrate, on a transparent substrate.

이에 따라, 본 발명은 고투과율 위상반전막의 식각 시, 하부 투명 기판의 데미지 발생을 최소화할 수 있고, 기판 식각형 위상반전 마스크에 대비하여 기판 식각 종점 확보 및 수리를 용이하게 할 수 있어 기판 식각형 위상반전 마스크를 대체할 수 있음에 따라 32㎚급 이하, 특히, 14㎚급 이하의 미세 패턴 구현이 가능한 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제공할 수 있다. Accordingly, it is possible to minimize the occurrence of damage to the lower transparent substrate when the high-transmittance phase reversal film is etched, and it is easy to secure and repair the substrate etching end point in comparison with the substrate-type square-phase inversion mask, It is possible to provide a phase inversion blank mask and a photomask capable of realizing a fine pattern of 32 nm or less, particularly, 14 nm or less.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위상반전 블랭크 마스크를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고투과율 위상반전 포토마스크 및 그의 제조 방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view illustrating a phase inversion blank mask according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view illustrating a high-transmittance phase-reversal photomask and a method of manufacturing the same 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 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 실시예에 따른 위상반전 블랭크 마스크를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a phase inversion blank mask according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 위상반전 블랭크 마스크(100)는 투명 기판(102), 투명 기판(102) 상에 순차적으로 형성된 위상반전막(104), 차광막(106), 하드 필름(108) 및 레지스트막(110)을 포함한다. 여기서, 위상반전 블랭크 마스크(100)는 하드 필름(108)을 제외하고 차광막(106) 상에 레지스트막(110)이 구비된 형태로도 구현될 수 있다.1, a phase inversion blank mask 100 according to the present invention includes a transparent substrate 102, a phase reversal film 104 sequentially formed on the transparent substrate 102, a light shielding film 106, a hard film 108 And a resist film 110. Here, the phase inversion blank mask 100 may be implemented in the form that the resist film 110 is provided on the light-shielding film 106 except for the hard film 108.

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), 차광막(106) 등의 평탄도에 영향을 미치게 됨에 따라 성막되는 면의 평탄도를 TIR(Total Indicated Reading) 값으로 정의할 때, 그 값이 142㎟의 영역에서 1,000㎚ 이하, 바람직하게, 500㎚, 더욱 바람직하게, 300㎚ 이하로 제어된다.The transparent substrate 102 is made of quartz glass, synthetic quartz glass, or fluorine-doped quartz glass. The flatness of the transparent substrate 102 affects the flatness of any one of the thin films formed on the upper side, for example, the phase reversal film 104, the light blocking film 106, etc., When the value is defined as a TIR (Total Indicated Reading) value, the value is controlled to be 1,000 nm or less, preferably 500 nm or more preferably 300 nm or less in the region of 142 mm 2.

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 물질을 포함하여 이루어지거나, 또는, 상기 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 수소(H)를 포함하는 경원소 중 1종 이상의 물질로 이루어진다.The phase reversal film 104 may be formed of a material such as silicon (Si), 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 ), Tungsten (W), or a material comprising at least one of nitrogen (N), oxygen (O), carbon (C), boron (B) And at least one of the elements.

위상반전막(104)은 193㎚ 파장의 노광광에 대하여 50% 이상의 투과율, 바람직하게, 90%의 이상의 투과율, 더욱 바람직하게, 100%의 투과율을 갖는다. 본 발명에 따른 위상반전막(104)은 기판 식각형 위상반전 패턴과 투과율이 동등한 것이 바람직하다. 투명 기판(102)의 투과율은 측정 모드(Mode)에 따라 달라지는데, 일반적으로 대기 기준 모드(Air Base Mode)로 측정할 경우, 193㎚에서 투과율이 90%를 나타내며, 투명 기판 기준 모드(Quartz Base Mode)로 측정한 경우, 투과율이 100%를 나타낸다. 이에 따라, 위상반전막(104)의 투과율은 바람직하게 100%의 투과율을 가지는 것이 우수하다. The phase reversal film 104 has a transmittance of 50% or more, preferably 90% or more, and more preferably 100% of transmittance with respect to exposure light having a wavelength of 193 nm. It is preferable that the phase reversal film 104 according to the present invention has a transmittance equal to that of the substrate type square-shaped phase reversal pattern. The transmittance of the transparent substrate 102 differs depending on the measurement mode. In general, when measured in the air base mode, the transmittance is 90% at 193 nm, ), The transmittance represents 100%. Accordingly, it is preferable that the transmittance of the phase reversal film 104 has a transmittance of preferably 100%.

한편, 위상반전막(106)은 불순물, 예를 들어, 산소(O)의 함유량을 증가시켜 투과율을 높일 수 있으나, 이 경우, 하부의 투명 기판(102)에 대해 위상반전막(106)의 식각 종점 확인이 어렵다. 따라서, 위상반전막(106)은 하부의 투명 기판(102)에 대해 위상반전막(106)의 식각 종점을 확인하기 위하여 질소(N)를 포함할 수 있다. 그러나, 위상반전막(106)의 질소(N) 함유량이 높으면, 노광 파장에 대하여 투과율이 감소하게 된다. 따라서, 위상반전막(106)의 고투과율 및 식각 종점 확인을 위하여 위상반전막(106)은 질소(N)의 포함하되, 50% 이상의 고투과율 특성을 확보를 위한 질소(N)의 함유량 제어가 필요하다.On the other hand, the phase reversal film 106 can increase the transmittance by increasing the content of impurities, for example, oxygen (O), but in this case, the phase reversal film 106 is etched with respect to the lower transparent substrate 102 End point confirmation is difficult. Therefore, the phase reversal film 106 may contain nitrogen (N) to identify the etch end point of the phase reversal film 106 with respect to the underlying transparent substrate 102. However, when the content of nitrogen (N) in the phase reversal film 106 is high, the transmittance decreases with respect to the exposure wavelength. Therefore, in order to confirm the high transmittance and the etching end point of the phase inverting film 106, the phase inverting film 106 is required to contain nitrogen (N), and to control the content of nitrogen (N) for securing a high transmittance characteristic of 50% need.

위상반전막(104)은 고투과율 구현을 위하여, 실리콘(Si) 또는 실리콘(Si)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 붕소(B) 중 하나 이상의 경원소를 포함하는 SiN, SiC, SiO, SiCN, SiCO, SiNO, SiCON, SiB, SiBN, SiBC, SiBO, SiBCN, SiBCO, SiBNO, SiBCON을 포함하는 실리콘(Si) 화합물 중 하나로 구성되는 것이 바람직하다.The phase reversal film 104 may include at least one element selected from the group consisting of oxygen (O), nitrogen (N), carbon (C), and boron (B) (Si) compound including SiN, SiC, SiO, SiCN, SiCO, SiNO, SiCON, SiB, SiBN, SiBC, SiBO, SiBCN, SiBCO, SiBNO and SiBCON.

특히, 위상반전막(106)은 고투과율 구현뿐만 아니라 식각 종점을 확인하기 위하여 산소(O) 및 질소(N)를 적어도 포함하는 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 위상반전막(106)은 실리콘(Si)이 10at% ∼ 40at%, 경원소가 60at% ∼ 90at%인 조성비를 가진다.In particular, the phase reversal film 106 is preferably comprised of a material that includes at least oxygen (O) and nitrogen (N) to identify the etch end point as well as the high transmittance implementation. For this, the phase reversal film 106 has a composition ratio of silicon (Si) of 10 at% to 40 at% and a light element of 60 at% to 90 at%.

특히, 위상반전막(106)에 상기 경원소 중 질소(N)가 포함되는 경우, 질소(N)는 1at% ∼ 20at%의 함유량을 갖는 것이 바람직하며, 2at% ∼ 15at%의 함유량을 갖는 것이 바람직하다. 상기 질소(N)의 함유량이 1at% 이하이면, 하부의 투명 기판(102)에 대비하여 식각 종점 확인이 어려우며 20at% 이상이면, 위상반전막(106)의 고투과율 확보가 어렵다.In particular, when the phase reversal film 106 contains nitrogen (N) in the light element, it is preferable that the nitrogen (N) has a content of 1 at% to 20 at% and a content of 2 at% to 15 at% desirable. If the content of nitrogen (N) is less than 1 at% , it is difficult to confirm the etching end point as compared with the lower transparent substrate 102. If the content of nitrogen is more than 20 at%, it is difficult to secure high transmittance of the phase reversal film 106.

또한, 위상반전막(106)에 상기 경원소 중 산소(O)가 포함되는 경우, 산소(O)의 함유량은 50at% ∼ 90at%인 것이 바람직하다. 상기 산소(O)의 함유량이 50at% 이하이면 위상반전막(106)의 고투과율 확보가 어려우며, 90at% 이상이면 하부의 투명 기판(102)에 대비하여 식각 종점 확인이 어렵다.When the phase reversal film 106 contains oxygen (O) in the light element, the content of oxygen (O) is preferably 50 at% to 90 at%. When the content of oxygen (O) is 50 at% or less, it is difficult to ensure high transmittance of the phase reversal film 106. When the content of oxygen (O) is 90 at% or more, it is difficult to confirm the etching end point in comparison with the transparent substrate 102 at the bottom.

위상반전막(104)은 스퍼터링 공정을 통해 형성되며, 상기 스퍼터링 공정은 실리콘(Si) 타겟 또는 보론(B)이 도핑된(Dopping) 실리콘(Si) 타겟을 이용하여 형성할 수 있다. 이때, 보론(B)이 도핑된 타겟의 비저항(Resistivity)은 1.0E-04Ω·㎝ ∼ 1.0E+01Ω·㎝, 바람직하게, 1.0E-03Ω·㎝ ∼ 1.0E-02Ω·㎝인 것이 바람직하다. 상기 타겟의 비저항이 높으면 스퍼터링 시 아크(Arc)와 같은 이상 방전 현상이 발생하며, 이는, 박막의 특성 및 결함을 발생시키는 요인으로 작용한다. The phase reversal film 104 is formed through a sputtering process and the sputtering process may be performed using a silicon (Si) target or a boron (B) doped silicon (Si) target. At this time, the resistivity of the target doped with boron (B) is preferably 1.0E-04? 占 ~ m to 1.0E + 01? 占 ㎝ m, more preferably 1.0E-03? Cm to 1.0E-02? 占 하다 m . When the specific resistance of the target is high, an abnormal discharge phenomenon such as an arc occurs during sputtering, which causes the characteristics and defects of the thin film.

위상반전막(104)은 균일한 조성을 갖는 단층, 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 reversal film 104 has a structure of a single layer having a uniform composition, a single layer continuous film in which the composition or composition ratio continuously changes, and a multilayer film in which one or more films having different compositions or composition ratios are stacked one or more layers.

위상반전막(104)은 1,000Å ∼ 2,000Å의 두께, 바람직하게, 1,100Å ∼ 1,800Å의 두께를 가지며, 193㎚ 파장의 노광광에 대하여 180°∼ 240°, 바람직하게, 190°∼ 230°의 위상량을 갖는다. 또한, 위상반전막(104)은 190㎚ ∼ 1,000㎚ 파장 전체에서 20% 이하의 반사율을 갖는다. The phase reversal film 104 has a thickness of 1,000 Å to 2,000 Å and preferably has a thickness of 1,100 Å to 1,800 Å and has an angle of 180 ° to 240 °, preferably 190 ° to 230 °, . In addition, the phase reversal film 104 has a reflectance of 20% or less at all wavelengths of 190 nm to 1,000 nm.

위상반전막(104)은 그의 스트레스(Stress)를 완화(Release)시키기 위하여 100℃ ∼ 1,000℃의 온도에서 표면 열처리가 진행될 수 있으며, 바람직하게, 진공 급속 열처리(Vacuum Rapid Thermal Process) 장치를 이용하여 스트레스를 제어하는 것이 바람직하다.In order to relax the stress of the phase reversal film 104, the surface heat treatment may be performed at a temperature of 100 ° C. to 1,000 ° C., and preferably, a vacuum rapid thermal process It is desirable to control the stress.

차광막(106)은 위상반전막(104) 상에 단층, 연속막, 제1차광층 및 제2차광층을 포함하는 2층 이상의 다층막 등 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 위상반전막(104)과 10 이상의 식각 선택비를 갖는 물질로 형성한다.The light shielding film 106 may be formed on the phase reversal film 104 in various forms such as a single layer, a continuous film, a two-layered or multi-layered film including a first light shielding layer and a second light shielding layer, RTI ID = 0.0 > 10 < / RTI > etch selectivity.

차광막(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) 중 1 종 이상의 물질을 포함하여 이루어지거나, 또는, 상기 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 1 종 이상의 경원소를 포함하여 이루어진다.The light shielding film 106 may be formed of a material selected from the group consisting of molybdenum (Mo), tantalum (Ta), nickel (Ni), zirconium (Zr), niobium (Nb), palladium (Pd), zinc (Zn) (Al), Mn (Mn), Cd, Mg, Li, Se, hafnium (Hf), and tungsten Or one or more light elements of nitrogen (N), oxygen (O), and carbon (C) in the material.

차광막(106)은, 예를 들어, 크롬(Cr) 또는 몰리브데늄크롬(MoCr)의 금속 물질로 이루어지거나, 또는, 상기 금속 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 1종 이상의 경원소를 더 포함하는 금속 화합물로 이루어지는 것이 바람직하다.The light shielding film 106 may be made of, for example, a metal material such as chromium (Cr) or molybdenum chrome (MoCr) And a metal compound further comprising at least one light element.

차광막(106)이 크롬(Cr) 화합물로 형성되는 경우, 크롬(Cr)이 30at% ∼ 70at%, 질소(N)가 10at% ∼ 40at%, 산소(O)가 0 ∼ 50at%, 탄소(C)가 0 ∼ 30at%인 조성비를 갖는다. 차광막(106)이 몰리브데늄크롬(MoCr) 화합물로 형성되는 경우, 차광막(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 light shielding film 106 is formed of a chromium compound, chromium (Cr) is 30 at% to 70 at%, nitrogen (N) is 10 at% to 40 at%, oxygen O is 0 to 50 at% ) Is 0 to 30 at%. When the light-shielding film 106 is formed of a molybdenum chromium (MoCr) compound, the light-shielding film 106 may include molybdenum (Mo) 2 to 30 at%, chromium (Cr) 30 to 60 at% ) Has a composition ratio of 10 at% to 40 at%, oxygen (0) of 0 to 50 at%, and carbon (C) of 0 to 30 at%.

차광막(106)은 500Å ∼ 1,000Å의 두께를 갖고, 바람직하게, 550Å ∼ 800Å의 두께를 갖는다. The light-shielding film 106 has a thickness of 500 ANGSTROM to 1,000 ANGSTROM, and preferably has a thickness of 550 ANGSTROM to 800 ANGSTROM.

아울러, 도시하지는 않았지만, 차광막(106) 상에는 노광광의 반사를 억제하는 반사방지막이 더 구비될 수 있으며, 상기 반사방지막은 차광막(106)과 동일한 식각 특성을 갖는 물질로 형성되거나, 식각 선택비를 갖는 물질로 형성할 수 있다.The anti-reflection film may be formed of a material having the same etching property as that of the light blocking film 106, or may be formed of a material having an etching selectivity ratio And the like.

위상반전막(104) 및 차광막(106)이 적층된 부분은 193㎚ 파장의 노광광에 대하여 2.5 ∼ 3.5의 광학 밀도를 갖고, 바람직하게, 2.7 ∼ 3.2의 광학 밀도를 갖는다. The portion where the phase reversal film 104 and the light shielding film 106 are laminated has an optical density of 2.5 to 3.5 and preferably an optical density of 2.7 to 3.2 with respect to exposure light having a wavelength of 193 nm.

위상반전막(104) 및 차광막(106)이 적층된 부분은 20% ∼ 40%, 바람직하게, 25% ∼ 35%의 표면 반사율을 갖는다.The portion where the phase reversal film 104 and the light shielding film 106 are laminated has a surface reflectance of 20% to 40%, preferably 25% to 35%.

차광막(106)은 선택적으로 열처리를 실시할 수 있으며, 이때 열처리 온도는 하부 위상반전막(104)의 열처리 온도와 대비하여 동등하거나 낮은 조건에서 실시할 수 있다.The light-shielding film 106 may be selectively heat-treated, and the heat-treatment temperature may be equal to or lower than the heat-treatment temperature of the lower phase reversal film 104.

하드필름(108)은 차광막(106) 상에 형성되어 차광막(106) 패턴 형성 시 식각마스크로 역할을 한다. 하드필름(108)은 식각 공정의 단순화를 위하여 위상반전막(104)과 동일한 식각 특성을 갖는 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 위상반전막(104)의 패턴을 형성하기 위한 식각 공정 시 패턴 형태의 하드필름(108)은 함께 제거된다. The hard film 108 is formed on the light shielding film 106 to serve as an etching mask in forming the light shielding film 106 pattern. In order to simplify the etching process, the hard film 108 is preferably made of a material having the same etching characteristic as that of the phase reversal film 104. In the etching process for forming the pattern of the phase reversal film 104, The film 108 is removed together.

이에 따라, 하드필름(108)은, 예를 들어, 실리콘(Si) 또는 실리콘(Si)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 하나 이상의 경원소를 포함하는 SiN, SiC, SiO, SiCN, SiCO, SiNO, SiCON, SiB, SiBN, SiBC, SiBO, SiBCN, SiBCO, SiBNO, SiBCON와 같은 실리콘(Si) 화합물, 몰리브데늄실리사이드(MoSi) 또는 몰리브데늄실리사이드(MoSi)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 하나 이상의 경원소를 포함하는 MoSiN, MoSiC, MoSiO, MoSiCN, MoSiCO, MoSiNO, MoSiCON와 같은 몰리브데늄실리사이드(MoSi) 화합물 중 하나로 구성되는 것이 바람직하다. Accordingly, the hard film 108 can be formed of, for example, SiN, SiC, or the like containing at least one light element of oxygen (O), nitrogen (N), and carbon (C) (Si) compound, molybdenum silicide (MoSi), or molybdenum silicide (MoSi) such as SiO, SiCN, SiCO, SiNO, SiCON, SiB, SiBN, SiBC, SiBO, SiBCN, SiBCO, SiBNO, (MoSi) compound such as MoSiN, MoSiC, MoSiO, MoSiCN, MoSiCO, MoSiNO, and MoSiCON containing at least one light element selected from the group consisting of oxygen (O), nitrogen (N) and carbon (C) Do.

하드필름(108)은 20Å ∼ 100Å의 두께를 가지며, 10Å/sec 이하의 식각 속도를 갖고, 바람직하게, 8Å/sec 이하의 식각 속도를 갖는다.The hard film 108 has a thickness of 20 ANGSTROM to 100 ANGSTROM, has an etch rate of 10 ANGSTROM / sec or less, and preferably has an etch rate of 8 ANGSTROM / sec or less.

레지스트막(110)은 화학증폭형 레지스트(CAR; Chemically Amplified Resist)가 사용되며, 레지스트막(110)은 400Å ∼ 1,500Å의 두께를 갖고, 바람직하게는, 400Å ∼ 1,000Å의 두께를 갖는다.A chemically amplified resist (CAR) is used as the resist film 110. The resist film 110 has a thickness of 400 ANGSTROM to 1,500 ANGSTROM and preferably 400 ANGSTROM to 1,000 ANGSTROM.

이상에서와 같이, 본 발명은 투명 기판 상에 배치되며, 투명 기판과 동일한 식각 특성을 가지나 식각 종점의 검출이 가능한 고투과율 위상반전막이 구비된 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크를 형성함으로써 고투과율 위상반전막의 식각 시, 하부 투명 기판의 데미지 발생을 최소화할 수 있어, 32㎚급 이하, 특히, 14㎚급 이하의 미세 패턴 구현이 가능하다.As described above, the present invention provides a phase inversion blank mask having a high transmittance phase reversal film which is disposed on a transparent substrate and has the same etching characteristic as a transparent substrate but is capable of detecting an etching end point, The occurrence of damage to the lower transparent substrate can be minimized during etching of the film, and it is possible to realize a fine pattern of 32 nm or less, particularly 14 nm or less.

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)

실시예Example 1 : 블랭크 마스크 및  1: Blank mask and 포토마스크Photomask 제조 방법 Manufacturing method

본 발명에 따른 블랭크 마스크의 제조는, 도 2(a)를 참조하면, 먼저, 보론(B)이 도핑된 실리콘(Si) 타겟과, 오목한 형태이고 평탄도 TIR(Total Indicated Reading)이 438㎚을 가지는 투명 기판(102)을 준비하였다. 이후, DC 마그네트론 스퍼터링(Sputtering) 장치를 이용하고, 공정 가스로 Ar : N2 : NO = 5 sccm : 5 sccm : 7sccm을 주입하며, 공정 파워는 1kW로 인가하여 170㎚ 두께의 SiON 막으로 이루어진 위상반전막(104)을 형성하였다. 2 (a), a boron (B) -doped silicon (Si) target is concaved and a flatness TIR (Total Indicated Reading) is 438 nm A transparent substrate 102 having a predetermined thickness was prepared. Then, a DC magnetron sputtering apparatus was used and Ar: N 2 : NO = 5 sccm: 5 sccm: 7 sccm was injected as a process gas, and the process power was applied at 1 kW to form a phase composed of a SiON film having a thickness of 170 nm Thereby forming a reversal film 104.

위상반전막(104)의 투과율 및 위상량을 n&k Analyzer 장비를 이용하여 측정한 결과, 193㎚ 파장에 대하여 투과율은 60%, 위상량은 205˚를 나타내었으며, 평탄도를 측정한 결과 볼록한 형태로 123㎚를 나타내었다. 또한, 위상반전막(104)의 조성비를 AES 장비를 이용하여 분석한 결과, 실리콘(Si) : 질소(N) : 산소(O) = 18.2at% : 4.1at% : 77.7at%를 나타내었다.As a result of measuring the transmittance and the phase amount of the phase reversal film 104 using n & k analyzer equipment, the transmittance was 60% and the phase amount was 205 ° with respect to the 193 nm wavelength. As a result of measuring the flatness, 123 nm. The compositional ratio of the phase reversal film 104 was analyzed by using AES equipment, and as a result, silicon (Si): nitrogen (N): oxygen (O) = 18.2 at%: 4.1 at%: 77.7 at%.

이후, 위상반전막(104)의 평탄도 개선을 위하여 진공 급속 열처리 장치를 이용하여 500℃의 온도에서 30분 동안 열처리를 실시하고, 위상반전막(104)의 스트레스를 측정한 결과 오목한 형태의 228㎚를 나타내어 위상반전막(104)의 스트레스 풀림 현상을 확인할 수 있었다.Then, to improve the flatness of the phase reversal film 104, heat treatment was performed at a temperature of 500 ° C. for 30 minutes by using a vacuum rapid thermal processing apparatus, and the stress of the phase reversal film 104 was measured. As a result, Nm, and stress relaxation phenomenon of the phase reversal film 104 was confirmed.

그런 다음, 위상반전막(104) 상에 차광막(106)을 2층 구조로 형성하였다. 우선, 하층막 형성을 위하여, MoCr(Mo : Cr = 20 : 80) 타겟을 이용하고, 공정 가스로 Ar : N2 = 5 sccm : 12 sccm을 주입하며, 공정 파워는 1.4kW로 인가하여 46㎚ 두께의 MoCrN 막으로 성막하였다. 이후, 다시 상층막 형성을 위하여 동일한 타겟을 이용하고, 공정 가스로 Ar : N2 : NO = 3 sccm : 10 sccm : 5sccm을 주입하며, 공정 파워는 0.62kW로 인가하여 15㎚ 두께의 MoCrON 막으로 성막하였다. Then, the light shielding film 106 was formed in a two-layer structure on the phase reversal film 104. First, a MoCr (Mo: Cr = 20: 80) target was used to form a lower layer film, and Ar: N 2 = 5 sccm: 12 sccm was injected as a process gas. Thick MoCrN film. Then, the same target was used to form the upper layer film again, and the process gas was injected at a rate of 0.62 kW to inject a 15 nm thick MoCrON film as a process gas into the chamber at a rate of 3 sccm: 10 sccm: 5 sccm of Ar: N 2 : NO It was the tabernacle.

여기서, 차광막(106)에 대하여 광학 밀도 및 반사율을 측정한 결과, 차광막(106)은 193㎚ 파장의 노광광에 대하여 광학 밀도는 3.15를 나타내었고, 반사율은 29.6%를 나타내어 차광막(106)으로 사용하기 문제가 없었다.The optical density and the reflectivity of the light-shielding film 106 were measured. As a result, the optical density of the light-shielding film 106 was 3.15 with respect to the exposure light of 193 nm wavelength and the reflectivity was 29.6% There was no problem.

이후, 차광막 상에 네가티브(Negative) 화학증폭형 레지스트를 스핀 코팅 설비를 이용하여 165㎚ 두께로 형성하여 최종적으로 위상반전 블랭크 마스크 제조를 완료하였다. Thereafter, a negative chemical amplification type resist was formed on the light-shielding film to a thickness of 165 nm using a spin coating apparatus, and finally, a phase inversion blank mask was completed.

상기와 같이 제조된 블랭크 마스크를 이용하여 포토마스크를 하기와 같이 제조하였다. 먼저 노광(Writing) 이후 PEB(Post Exposure Bake)를 110도 10분 실시한 이후 레지스트막 현상(Develop)을 실시하였다. A photomask was prepared as follows using the blank mask prepared as described above. First, after exposure, PEB (Post Exposure Bake) was performed at 110 degrees for 10 minutes, and resist film development was performed.

이후, 레지스트막 패턴을 마스크로 하부 차광막을 클로린(Chlorine) 가스를 기반으로 건식 식각(Dry etch)을 실시하였다. Then, dry etching was performed on the lower shielding film based on chlorine gas using the resist film pattern as a mask.

상기 레지스트막을 제거한 후, 다시 차광막을 식각마스크로 하부 위상반전막을 플로린(Flourine) 가스를 기반으로 건식 식각 하였다. 이때 EPD (End Point Detection) 시스템을 이용하여 식각 종점을 분석한 결과, 하부의 투명 기판에 대비하여 질소(N) 피크(Peak)를 이용하여 식각 종점 구별이 가능함을 확인하였다. 상기와 같이, EPD로 식각 종점을 확인한 후, 과도 식각(Over Etching)을 30% 추가로 실시한 후, 상부 차광막의 두께 감소를 확인한 결과, 1.3㎚를 나타내어 건식 식각 시 하부 위상반전막에 대한 식각 선택비가 우수함을 확인할 수 있었다.After the resist film was removed, the lower phase reversal film was dry-etched based on a flourine gas using an etching mask as the light-shielding film. At this time, the etching end point was analyzed using an EPD (End Point Detection) system. As a result, it was confirmed that etching end points could be discriminated by using a nitrogen (N) peak in comparison with a transparent substrate on the lower side. As described above, after the etching end point was confirmed by the EPD, the over-etching was performed in an additional 30%, and the reduction of the thickness of the upper light-shielding film was confirmed to be 1.3 nm. As a result, And it was confirmed that the rain was excellent.

이어서, 2차 레지스트막 코팅을 실시한 후 외주부를 제외한 메인 영역(Main Area)에서 차광막을 제거하여 최종적으로 위상반전 포토마스크 제조를 완료하였다.Subsequently, the second resist film coating was performed, and then the light shielding film was removed from the main area except for the outer peripheral part to finally complete the phase reversal photomask manufacturing.

상기와 같이 제조된 위상반전 포토마스크에 대하여 투과율 및 위상량을 MPM-193 장비를 이용하여 측정하였다. 그 결과, 193㎚ 파장에서 투과율이 99.3%를 나타내었으며, 위상량은 218°를 나타내었다. 또한, 패턴 프로 파일을 TEM을 이용하여 관찰한 결과 86°를 나타내었다.The transmittance and the phase amount of the phase inversion photomask prepared as described above were measured using an MPM-193 instrument. As a result, the transmittance was 99.3% at a wavelength of 193 nm and the phase amount was 218 °. Also, the pattern profile was observed with TEM and showed 86 °.

실시예Example 2 :  2 : 위상반전막Phase reversal film 평가 evaluation

본 발명의 상기 실시예 1의 위상반전막과 대비하여 위상반전막의 제조 조건을 달리하여 제조하고 이를 평가하였다. In contrast to the phase reversal film of Example 1 of the present invention, the manufacturing conditions of the phase reversal film were varied and evaluated.

위상반전막은 상기 실시예와 동일한 보론(B)이 도핑된 실리콘(Si) 타겟과 투명 기판을 준비하고, 공정 가스로 Ar : N2 : NO = 5 sccm : 5 sccm : 5sccm을 주입하며, 공정 파워는 1kW로 인가하여 125㎚ 두께의 SiON 막으로 이루어진 위상반전막을 형성하였다. The phase reversal film was prepared by preparing a silicon (Si) target doped with boron (B) and a transparent substrate similar to those of the above example and injecting Ar: N 2 : NO = 5 sccm: 5 sccm: 5 sccm as a process gas, Was applied at 1 kW to form a phase reversal film made of a SiON film having a thickness of 125 nm.

상기 위상반전막의 투과율 및 위상량을 측정한 결과, 193㎚ 파장에 대하여 투과율은 66.2%, 위상량은 206˚를 나타내었다. As a result of measuring the transmittance and the phase amount of the phase reversal film, the transmittance was 66.2% and the phase amount was 206 ° with respect to the wavelength of 193 nm.

상기 위상반전막 상에 실시예 1과 동일하게 차광막을 형성한 후 레지스트막을 형성하여 최종 블랭크 마스크 제조를 완료하였다.A light shielding film was formed on the phase reversal film in the same manner as in Example 1, and a resist film was formed to complete the final blank mask production.

실시예Example 3 :  3: 하드필름을Hard film 구비한 위상반전 블랭크 마스크 제조 Fabricated Phase Inversion Blank Mask Fabrication

상기 실시예 1의 위상반전 블랭크 마스크를 바탕으로 고해상도 구현을 위하여 하드필름(Hard film)을 구비한 블랭크 마스크 및 포토마스크를, 도 2를 참조하여, 제조하였다. A blank mask and a photomask with a hard film for high resolution implementation based on the phase inversion blank mask of Example 1 were produced with reference to Fig.

도 2(a)를 참조하면, 상술한 실시 형태 1과 같이 투명 기판(102) 상에 SiON 막으로 이루어진 위상반전막(104)을 형성한 후, 위상반전막(104) 상에 46㎚ 두께의 MoCrN 막 및 15㎚ 두께의 MoCrON 막의 적층으로 이루어진 차광막(106)을 2층 구조로 형성하였다. 2 (a), a phase reversal film 104 made of a SiON film is formed on a transparent substrate 102 in the same manner as in Embodiment 1, and then a phase reversal film 104 having a thickness of 46 nm A MoCrN film and a 15 nm thick MoCrON film was formed as a two-layer structure.

그런 다음, 보론(B)이 도핑된 실리콘(Si) 타겟을 이용하고, 공정 가스로 Ar : N2 : NO = 5 sccm : 5 sccm : 5sccm을 주입하며, 공정 파워는 0.7kW로 인가하여 차광막(106) 상에 5㎚ 두께의 SiON 막으로 이루어진 하드 필름(108)을 형성하였다. Then, boron (B) doped with silicon (Si) using a target, and a process gas Ar: N 2: NO = 5 sccm: 5 sccm: implanting 5sccm and processing power is applied to the light-shielding film to 0.7kW ( A hard film 108 made of a 5 nm thick SiON film was formed.

이후, 네가티브 레지스트막(110)을 80㎚ 두께로 스핀 코팅하여 최종적으로 하드필름이 형성된 위상반전 블랭크 마스크 제조를 완료하였다.Thereafter, the negative resist film 110 was spin-coated to a thickness of 80 nm to complete the manufacture of a phase reversal blank mask in which a hard film was finally formed.

그런 다음, 레지스트막(110)에 노광(Writing) 및 PEB를 110℃의 온도에서 10분간 실시한 후 현상 공정을 실시하여 레지스트막 패턴(110a)을 형성하였다. Then, the resist film 110 was subjected to writing and PEB at a temperature of 110 DEG C for 10 minutes and then subjected to a developing process to form a resist film pattern 110a.

이어서, 레지스트막 패턴(110a)을 식각 마스크로 하여 하부의 하드 필름(108)을 플로린 가스를 기반으로 하여 식각 하여 하드필름 패턴(108a)을 형성하였다. Next, using the resist film pattern 110a as an etching mask, the lower hard film 108 was etched based on a flourine gas to form a hard film pattern 108a.

도 2(b)를 참조하면, 상기 레지스트막 패턴을 제거한 후, 하드필름 패턴(108a)을 식각 마스크로 하부의 차광막을 클로린(Cl) 가스를 기반으로 식각하여 차광막 패턴(106a)을 형성한다.Referring to FIG. 2B, after the resist film pattern is removed, a light shielding film pattern 106a is formed by etching the underlying light shielding film using chlorine (Cl) gas using the hard film pattern 108a as an etching mask.

도 (2c)를 참조하면, 차광막 패턴(106a)을 식각 마스크로 노출된 상기 위상반전막 부분을 불소(F)계 식각 가스로 건식 식각하여 위상반전막 패턴(104a)을 형성하였다. 이때, 상기 하드필름 패턴은 위상반전막(104)의 식각 과정 중 동시에 식각되어 제거되었다.Referring to FIG. 2C, the phase reversal film pattern 104a is formed by dry-etching the portion of the phase reversal film exposed by the etching mask with the light-shielding film pattern 106a using a fluorine (F) etching gas. At this time, the hard film pattern was simultaneously etched during the etching process of the phase reversal film 104.

도 2(d)를 참조하면, 상기 구조물 상에 제2레지스트막을 형성하고 노광 및 현상 공정을 진행하여 메인 영역의 차광막 패턴(106a) 일부분을 노출시키는 제2레지스트막 패턴(112a)을 형성하였다.Referring to FIG. 2D, a second resist film pattern 112a is formed to expose a part of the light shielding film pattern 106a of the main area by forming a second resist film on the structure and performing an exposure and a developing process.

도 2(e)를 참조하면, 상기 제2레지스트막 패턴에 의해 노출된 메인 영역(Main Area) 차광막 패턴(106a) 부분을 염소(Cl)계 식각 가스를 이용한 식각 공정으로 제거하여 위상반전막 패턴(104a)이 잔류하는 위상반전부를 형성하였다.Referring to FIG. 2E, a portion of the main area shielding film pattern 106a exposed by the second resist film pattern is removed by an etching process using a chlorine (Cl) etching gas, Thereby forming a phase inversion portion in which the phase shifter 104a remains.

이후, 잔류한 상기 제2레지스트막 패턴을 제거하여 최종 포토마스크의 제조를 완료하였다. Thereafter, the remaining second resist film pattern was removed to complete the final photomask.

비교예Comparative Example 1 : 기판  1: substrate 식각형Angular shape 위상반전 블랭크 마스크 제조 Phase Inversion Blank Mask Manufacturing

비교예 1은 기판 식각형 위상반전 블랭크 마스크 제조 방법에 관하여 나타낸다.Comparative Example 1 shows a method for manufacturing a substrate-type square-phase inversion blank mask.

먼저, 투명 기판을 준비한 다음, 크롬(Cr) 타겟을 이용하여 차광막을 66㎚ 두께로 형성하였다. 이때 차광막은 193㎚의 파장에서 광학 밀도가 3.1를 나타내었으며, 반사율은 28%를 나타내었다. 이후 레지스트막을 170㎚ 두께로 형성 하여 블랭크 마스크 제조를 완료하였다.First, a transparent substrate was prepared, and then a light-shielding film was formed to a thickness of 66 nm using a chromium (Cr) target. At this time, the optical density of the light-shielding film was 3.1 at a wavelength of 193 nm, and the reflectance was 28%. Thereafter, a resist film was formed to a thickness of 170 nm to complete the blank mask production.

이후, 레지스트막 패턴을 형성한 후, 레지스트막 패턴을 식각 마스크로 하부의 차광막을 식각하여 차광막 패턴을 형성하였다. 이어서, 상기 레지스트막을 제거한 후, 차광막 패턴을 식각 마스크로 하부의 노출된 투명 기판 부분을 식각하였다.After the resist film pattern was formed, a light shielding film was formed by etching the lower light shielding film with the resist film pattern using an etching mask. Subsequently, after removing the resist film, the exposed portion of the transparent substrate was etched using the light-shielding film pattern as an etching mask.

이때, 상기 투명 기판의 식각은 시간을 지정하여 식각을 실시하였으며, 이때, 식각된 투명 기판의 두께는 200㎚, 위상량은 220°를 나타내었다. At this time, the etching of the transparent substrate was performed by designating the time. At this time, the thickness of the etched transparent substrate was 200 nm and the phase amount was 220 °.

한편, 상기 결과에 대하여 실시예 1과 비교예 1에 대한 위상량 균일도를 5 x 5 Point로 측정한 결과, 실시예 1의 경우 위상량 범위가 2.3°를 나타내었으나, 비교예 1의 경우 5.3°를 나타내어 위상량 측면에서 차이가 있음을 확인하였다.On the other hand, as a result of measuring the phase amount uniformity for Example 1 and Comparative Example 1 at 5 x 5 Point with respect to the above results, the phase amount range of Example 1 was 2.3 °, And it is confirmed that there is a difference in phase amount.

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 해당 기술분야의 일반적인 기술자라면 용이하게 알 수 있을 것이다. 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 readily apparent to those skilled in the art that various changes and 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 : 위상반전 블랭크 마스크
102 : 투명 기판
104 : 위상반전막
106 : 차광막
108 : 하드 필름
110 : 레지스트막100: Phase inversion blank mask
102: transparent substrate
104: phase reversal film
106: a light-shielding film
108: Hard film
110: resist film

Claims (23)

투명 기판 상에 구비된 위상반전막을 포함하는 위상반전 블랭크 마스크에 있어서,
상기 위상반전막은 상기 투명 기판과 동일한 물질에 식각되고, 상기 투명 기판에 대비하여 식각 종점 검출이 가능한 물질을 포함하여 이루어진 위상반전 블랭크 마스크.
A phase inversion blank mask comprising a phase reversal film provided on a transparent substrate,
Wherein the phase reversal film is etched into the same material as the transparent substrate and comprises a material capable of etching end point detection relative to the transparent substrate.
제 1 항에 있어서,
상기 위상반전막은 노광광에 대하여 50% 이상의 투과율을 갖는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
The method according to claim 1,
Wherein the phase reversal film has a transmittance of 50% or more with respect to the exposure light.
제 1 항에 있어서,
상기 위상반전막은 실리콘(Si) 또는 실리콘(Si)에 하나 이상의 경원소 물질을 포함하는 SiN, SiC, SiO, SiCN, SiCO, SiNO, SiCON, SiB, SiBN, SiBC, SiBO, SiBCN, SiBCO, SiBNO, SiBCON 중 하나의 실리콘(Si) 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
The method according to claim 1,
Wherein the phase reversal film is made of a material selected from the group consisting of SiN, SiC, SiO, SiCN, SiCO, SiNO, SiCON, SiB, SiBN, SiBC, SiBO, SiBCN, SiBCO, SiBNO, (Si) compound of one of SiBCON and SiBCON.
제 3 항에 있어서,
상기 위상반전막이 실리콘(Si) 화합물로 이루어지는 경우, 상기 실리콘(Si)이 10at% ∼ 40at%, 경원소가 60at% ∼ 90at%인 조성비를 갖는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
The method of claim 3,
Wherein the phase reversal film is made of a silicon (Si) compound and has a composition ratio of silicon (Si) of 10 at% to 40 at% and a light element of 60 at% to 90 at%.
제 1 항에 있어서,
상기 식각 종점 검출이 가능한 물질은 질소(N)인 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
The method according to claim 1,
Wherein the etch endpoint detectable material is nitrogen (N).
제 3 항에 있어서,
상기 위상반전막이 질소(N)가 포함되는 경우, 질소(N)는 1at% ∼ 20at%의 함유량을 갖는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
The method of claim 3,
Wherein when the phase reversal film contains nitrogen (N), the nitrogen (N) has a content of 1 at% to 20 at%.
제 3 항에 있어서,
상기 위상반전막이 산소(O)가 포함되는 경우, 산소(O)의 함유량은 50at% ∼ 90at%인 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
The method of claim 3,
Wherein when the phase reversal film contains oxygen (O), the content of oxygen (O) is 50 at% to 90 at%.
제 3 항에 있어서,
상기 위상반전막은 실리콘(Si) 타겟 또는 보론(B)이 도핑된(Dopping) 실리콘(Si) 타겟을 이용하여 형성하며, 상기 타겟의 비저항(Resistivity)은 1.0E-04Ω·㎝ ∼ 1.0E+01Ω·㎝인 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
The method of claim 3,
Wherein the phase reversal film is formed using a silicon (Si) target or a doping silicon (Si) target doped with boron (B), and the resistivity of the target is in the range of 1.0E-04? Cm to 1.0E + Lt; RTI ID = 0.0 > cm. ≪ / RTI >
제 1 항에 있어서,
상기 위상반전막은 균일한 조성을 갖는 단층, 조성 또는 조성비가 연속적으로 변하는 단층 연속막, 조성 또는 조성비가 상이한 하나 이상의 막들이 각 1층 이상 적층된 다층막 중 하나의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
The method according to claim 1,
Wherein the phase reversal film has a structure of a single layer having a uniform composition, a single layer continuous film in which the composition or composition ratio continuously changes, and a multi-layer film in which one or more films having different compositions or composition ratios are stacked one or more layers. Mask.
제 1 항에 있어서,
상기 위상반전막은 1,000Å ∼ 2,000Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
The method according to claim 1,
Wherein the phase reversal film has a thickness of 1,000 ANGSTROM to 2,000 ANGSTROM.
제 1 항에 있어서,
상기 위상반전막은 193㎚ 파장의 노광광에 대하여 180°∼ 240°의 위상량을 갖는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
The method according to claim 1,
Wherein the phase reversal film has a phase amount of 180 DEG to 240 DEG with respect to exposure light having a wavelength of 193nm.
제 1 항에 있어서,
상기 위상반전막 상에 구비된 차광막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
The method according to claim 1,
Further comprising a light shielding film provided on the phase reversal film.
제 12 항에 있어서,
상기 차광막은 크롬(Cr) 또는 크롬(Cr)이 30at% ∼ 70at%, 질소(N)가 10at% ∼ 40at%, 산소(O)가 0 ∼ 50at%, 탄소(C)가 0 ∼ 30at%인 조성비를 갖는 크롬(Cr) 화합물, 몰리브데늄크롬(MoCr) 또는 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 갖는 몰리브데늄크롬(MoCr) 화합물 중 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
13. The method of claim 12,
Wherein the light-shielding film comprises 30 at% to 70 at% of chromium (Cr) or chromium (Cr), 10 at% to 40 at% of nitrogen (N), 0 to 50 at% of oxygen (O) (Cr) compound, molybdenum chromium (MoCr) or molybdenum (Mo) is contained in an amount of 2 at% to 30 at%, chromium (Cr) in 30 at% to 60 at%, nitrogen (N) (MoCr) compound having a composition ratio of oxygen (O) of 0 to 50 at%, carbon (C) of 0 to 30 at%, and a molybdenum chromium (MoCr) compound having a composition ratio of 0 to 30 at%.
제 12 항에 있어서,
상기 차광막은 500Å ∼ 1,000Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
13. The method of claim 12,
Wherein the light-shielding film has a thickness of 500 ANGSTROM to 1,000 ANGSTROM.
제 12 항에 있어서,
상기 차광막 상에 구비된 반사방지막을 더 포함하며, 상기 반사방지막은 차광막과 동일한 식각 특성을 갖는 물질로 형성되거나, 식각 선택비를 갖는 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
13. The method of claim 12,
Further comprising an antireflection film provided on the light-shielding film, wherein the antireflection film is formed of a material having the same etching property as that of the light-shielding film, or is formed of a material having an etch selectivity.
제 12 항에 있어서,
상기 차광막 또는 위상반전막과 차광막이 적층된 구조는 노광광에 대하여 2.5 ∼ 3.5의 광학 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
13. The method of claim 12,
Wherein the structure in which the light shielding film or the phase reversal film and the light shielding film are laminated has an optical density of 2.5 to 3.5 with respect to the exposure light.
제 12 항에 있어서,
상기 위상반전막 및 차광막이 적층된 부분은 20% ∼ 40%의 표면 반사율을 갖는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
13. The method of claim 12,
Wherein the portion where the phase reversal film and the light shielding film are laminated has a surface reflectance of 20% to 40%.
제 12 항에 있어서,
상기 순차적으로 적층된 위상반전막 및 차광막 상에 구비된 하드 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
13. The method of claim 12,
Further comprising a hard film provided on the sequentially stacked phase reversal film and the light blocking film.
제 18 항에 있어서,
상기 하드 필름은 상기 위상반전막과 식각 특성이 동일하고, 상기 차광막과 식각 선택비를 갖는 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
19. The method of claim 18,
Wherein the hard film is made of a material having the same etching property as that of the phase reversal film and having the light-shielding film and the etch selectivity ratio.
제 18 항에 있어서,
상기 하드 필름은 실리콘(Si) 또는 SiN, SiC, SiO, SiCN, SiCO, SiNO, SiCON, SiB, SiBN, SiBC, SiBO, SiBCN, SiBCO, SiBNO, SiBCON을 포함하는 실리콘(Si) 화합물, 몰리브데늄실리사이드(MoSi) 또는 MoSiN, MoSiC, MoSiO, MoSiCN, MoSiCO, MoSiNO, MoSiCON을 포함하는 몰리브데늄실리사이드(MoSi) 화합물 중 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
19. The method of claim 18,
The hard film may be a silicon (Si) compound including silicon (Si) or SiN, SiC, SiO, SiCN, SiCO, SiNO, SiCON, SiB, SiBN, SiBC, SiBO, SiBCN, SiBCO, SiBNO, SiBCON, (MoSi) or a molybdenum silicide (MoSi) compound including MoSiN, MoSiC, MoSiO, MoSiCN, MoSiCO, MoSiNO, and MoSiCON.
제 18 항에 있어서,
상기 하드 필름은 10Å/sec 이하의 식각 속도를 갖는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
19. The method of claim 18,
Wherein the hard film has an etch rate of less than 10 angstroms per second.
제 18 항에 있어서,
상기 하드 필름은 20Å ∼ 100Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 위상반전 블랭크 마스크.
19. The method of claim 18,
Wherein the hard film has a thickness of 20 ANGSTROM to 100 ANGSTROM.
제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항의 위상반전 블랭크 마스크를 이용하여 제조된 위상반전 포토마스크.

A phase inversion photomask produced using the phase inversion blank mask of any one of claims 1 to 22.

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