KR20220030048A - 극자외선용 반사형 블랭크 마스크 및 그 제조방법 - Google Patents

극자외선용 반사형 블랭크 마스크 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

EUV 용 반사형 블랭크마스크는, 기판, 반사막, 위상반전막을 구비한다. 위상반전막은 Ru 및 Mo 를 포함하는 재질로 형성된다. Shadowing Effect 가 최소화되고 이에 따라 미세한 회로 패턴을 정밀하게 형성할 수 있는 포토마스크의 제작이 가능하다.

Description

극자외선용 반사형 블랭크 마스크 및 그 제조방법 {Reflective type Blankmask for EUV, and Method for manufacturing the same}
본 발명은 반도체 제조에 사용되는 극자외선(이하 EUV : Extreme Ultra Violet) 광을 노광광으로 사용하는 EUV 용 블랭크마스크에 관한 것이다.
반도체 회로 패턴의 미세화를 위하여 노광광으로서 13.5nm 의 극자외선(EUV : Extreme Ultra-Violet)의 사용이 추구되고 있다. EUV 를 이용하여 기판에 회로패턴을 형성하기 위한 포토마스크의 경우 노광광을 반사시켜 웨이퍼에 조사하는 반사형 포토마스크가 주로 사용된다. 도 1 은 반사형 포토마스크의 제작을 위한 반사형 블랭크마스크의 일 예를 도시한 도면이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, EUV 용 반사형 블랭크마스크는 기판(102), 기판(102)상에 적층된 반사막(104), 반사막(104) 위에 형성된 흡수막(106), 및 흡수막(106) 위에 형성된 레지스트막(108)을 포함하여 구성된다. 반사막(104)은 예컨대 Mo 로 이루어진 반사층과 Si 로 이루어진 반사층이 교대로 수십층 적층된 구조로 형성되며, 입사되는 노광광을 반사시키는 기능을 한다. 흡수막(106)은 통상적으로 TaBN 재질 또는 TaBON 재질로 형성되며, 입사된 노광광을 흡수하는 역할을 한다. 레지스트막(108)은 흡수막(106)을 패터닝하기 위해 사용된다. 흡수막(106)이 소정의 형상으로 패터닝됨에 따라 블랭크마스크가 포토마스크로 제작되며, 이러한 포토마스크에 입사되는 EUV 노광광은 흡수막(106)의 패턴에 따라 흡수 또는 반사된 후 반도체 웨이퍼상에 조사된다.
이러한 반사형 EUV 용 블랭크마스크를 이용하여 제작된 포토마스크를 사용하여 반도체칩을 제작할 때, EUV 는 통상적으로 포토마스크의 상면에서 6°의 각도를 가지도록 구배된 방향에서 입사된다. 따라서 흡수막(106)의 두께가 두꺼운 경우 흡수막(106)에 의한 그림자 효과(Shadowing Effect)로 인하여 반도체 회로의 정밀도가 떨어지고, 회로의 가로와 세로의 선폭이 차이가 발생하게 된다. 그림자 효과를 줄이기 위해서, 흡수막(106)의 두께는 가급적 얇은 것이 바람직하다. 반면에, 흡수막(106)은 고정밀도의 패터닝을 위해서 노광광에 대한 흡수율이 높아야 한다. 높은 흡수율은 두꺼운 두께를 요구한다.
종래의 반사형 EUV 용 블랭크마스크에서는 흡수막(106)의 재질로 주로 Ta 계열의 물질이 사용되었다. Ta 계열의 물질의 경우 흡수 계수의 한계로 인하여 흡수막(106)의 두께를 줄이는 데에 한계가 있으며, 요구되는 흡수율을 충족하기 위한 최소 두께로서 70nm 까지 줄일 수 있다. 그러나 70nm 의 두께에서는 Shadowing Effect 로 인하여 원하는 수준의 회로 정밀도를 얻기 어려우므로, 바람직하게는 50nm 이하, 더욱 바람직하게는 40nm 이하의 두께를 갖는 흡수막(106)이 요구된다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 Shadowing Effect 가 최소화되고 이에 따라 미세한 회로 패턴을 정밀하게 형성할 수 있는 포토마스크의 제작이 가능한 EUV 용 반사형 블랭크마스크를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 EUV 용 블랭크 마스크는, 기판, 상기 기판 상에 적층된 반사막, 상기 반사막 상에 적층된 위상반전막을 포함하며, 상기 위상반전막은 Ru 및 Mo 를 포함하는 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 위상반전막은 Ru:Mo = 50:50~99:1 의 조성비를 갖는다.
상기 위상반전막은 C, N, O 중 적어도 하나 이상의 경원소 물질을 더 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
상기 위상반전막은 EUV 노광광에 대해 6~50% 의 반사율을 갖는다.
상기 위상반전막은 160~230°의 위상반전량을 갖는다.
상기 위상반전막은 EUV 노광광에 대해 0.94 이하의 굴절률을 갖는다.
상기 위상반전막은 EUV 노광광에 대해 0.005~0.02 의 소멸계수를 갖는다.
상기 위상반전막은 60nm 이하의 두께를 갖는다.
본 발명의 EUV 용 블랭크마스크는, 상기 반사막과 상기 위상반전막 사이에 형성되어 상기 위상반전막의 식각 시 상기 반사막을 보호하기 위한 식각저지막을 더 포함할 수 있다.
상기 식각저지막은 3~20nm 의 두께를 갖는다.
상기 식각저지막은 상기 위상반전막에 대해 10 이상의 식각 선택비를 갖는다.
본 발명의 EUV 용 블랭크마스크는, 상기 위상반전막 상부에 형성되어 상기 위상반전막에 대한 식각 마스크로 사용되는 하드마스크막을 더 포함할 수 있다.
상기 하드마스크막은 3~20nm 의 두께를 갖는다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기와 같은 구성을 갖는 블랭크마스크를 이용하여 제작된 EUV 용 포토마스크가 제공된다.
본 발명에 따르면, EUV 용 반사형 블랭크마스크를 이용하여 포토마스크 제작 시 Shadowing Effect 가 최소화되고 이에 따라 미세한 회로 패턴을 정밀하게 형성할 수 있게 된다.
도 1 은 종래의 일반적인 EUV 용 반사형 블랭크마스크의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2 는 본 발명에 따른 EUV 용 반사형 블랭크마스크의 구조를 도시한 도면.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 기술한다.
도 2 는 본 발명에 따른 EUV 용 반사형 블랭크마스크의 구조를 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 EUV 용 반사형 블랭크마스크는 기판(202), 기판(202)상에 적층된 반사막(204), 반사막(204) 위에 적층된 위상반전막(206), 및 위상반전막(206) 위에 적층된 레지스트막(208)을 구비한다. 또한 본 발명의 블랭크마스크는, 기판(202)의 후면에 형성된 도전막(201), 반사막(204)과 위상반전막(206) 사이에 형성된 식각저지막(205), 및 위상반전막(206)과 레지스트막(208) 사이에 형성된 하드마스크막(207)을 추가적으로 구비한다. 위상반전막(206)과 레지스트막(208) 사이에는 흡수막(도시되지 않음), 식각저지막((도시되지 않음) 등이 추가로 구비될 수 있다.
기판(202)은 EUV 노광광을 이용하는 반사형 블랭크마스크용 글래스 기판으로서 적합하도록 노광 시의 열에 의한 패턴의 변형 및 스트레스를 방지하기 위해 0±1.0×10-7/℃ 범위 내의 저 열팽창 계수를 가지며, 바람직하게는 0±0.3×10-7/℃ 범위 내의 저 열팽창 계수를 갖는 LTEM(Low Thermal Expansion Material) 기판으로 구성된다. 기판(202)의 소재로서는 SiO2-TiO2계 유리, 다성분계 유리 세라믹 등을 이용할 수 있다.
기판(202)은 노광 시 반사광의 정밀도를 높이기 위하여 높은 평탄도(Flatness)가 요구된다. 평탄도는 TIR(Total Indicated Reading) 값으로 표현되고, 기판(202)은 낮은 TIR 값을 갖는 것이 바람직하다. 기판(202)의 평탄도는 132mm2 영역 또는 142mm2 영역에서 100㎚ 이하, 바람직하게는 50㎚ 이하이다.
반사막(204)은 EUV 노광광을 반사하는 기능을 가지며, 각 층의 굴절률이 상이한 다층막 구조를 갖는다. 구체적으로는, 반사막(204)은 Mo 재질의 층과 Si 재질의 층을 교대로 40층 내지 60층 적층하여 형성한다. 반사막(204)의 최상부층은 반사막(204)의 산화를 방지하기 위하여 Si 재질의 보호막으로 구성되는 것이 바람직하다.
반사막(204)은 이미지 감도(Image Contrast)를 좋게 하기 위하여 13.5㎚ 파장에 대한 높은 반사율이 요구되는데, 이러한 다층 반사막의 반사 강도(Reflection Intensity)는 노광광의 입사 각도 및 각 층의 두께에 따라 달라지게 된다. 예를 들어, 노광광의 입사 각도가 5∼6˚일 경우, Mo 층 및 Si 층이 각각 2.8㎚, 4.2㎚의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
반사막(204)은 13.5㎚ 의 EUV 노광광에 대하여 65% 이상의 반사율을 갖는 것이 바람직하다.
반사막(204)은 표면 TIR(Total Indicated Reading)이 1,000㎚ 이하의 값을 가지며, 바람직하게는 500㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 300㎚ 이하의 값을 갖는다. 반사막(204)의 표면 TIR 이 나쁜 경우 EUV 노광광이 반사되는 위치의 에러를 유발하며, 위치 에러가 높을수록 CD(Critical Dimension) 위치 에러(Position Error)를 유발하기 때문이다.
반사막(204)은 EUV 노광광에 대한 난반사를 억제하기 위하여 표면 거칠기(Surface Roughness)가 0.5㎚Ra 이하, 바람직하게, 0.3㎚Ra 이하, 더욱 바람직하게, 0.1㎚Ra 이하의 값을 갖는다.
위상반전막(206)은 반사막(204) 상에 형성되며 노광광의 위상을 반전시켜 반사시킴으로써, 반사막(204)에 의해 반사되는 노광광과 상쇄 간섭을 일으켜 노광광을 소멸시키는 기능을 한다. 이에 의하여, 위상반전막(206)은 도 1 의 흡수막(106)에 대응되는 기능을 수행한다. 위상반전막(206)은 EUV 노광광에 대해 6~50% 의 반사율을 가질 수 있으며, 160~230°의 위상반전량을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에서 위상반전막(206)은 Ru 및 Mo 를 포함하는 재질로 형성된다. 위상반전막(206)은 낮은 굴절률(n)을 가지며 또한 일정 수치 이하의 소멸계수(k) 값을 가지는 것이 박막화에 유리하다. Ru 및 Mo 를 포함하는 재질로 형성함으로써 위상반전막(206)이 낮은 굴절률(n), 및 6~50% 의 반사율을 확보할 수 있는 소멸계수(k)를 갖도록 할 수 있다. 위상반전막(206)은 60nm 이하의 두께를 가지며, 바람직하게는 50nm 이하의 두께를 갖는다. 이때, 위상반전막(206)은 Ru:Mo = 50:50~99:1 의 조성비를 갖는 것이 바람직하다. Mo 의 비율이 50% 이상인 경우에는 블랭크마스크의 세정 시 내화학성이 좋지 않아 제품의 수명이 짧아지는 문제가 발생한다. Mo 의 비율이 1% 이하가 되는 경우에는 Ru 결정화로 인하여 위상반전막(206)을 패터닝할 때 패턴의 Line Edge Roughness 가 높아져 Wafer 전사 시 Imaging 성능을 저하시키는 문제를 야기한다. 또한, 1% 이하의 Mo 비율을 가지는 경우 패턴 흠결(Defect)로 인하여 리페어 공정이 어려운 문제가 있다.
위상반전막(206)의 박막화를 위한 낮은 굴절률(n)은, EUV 광이 통과하는 진공 상태의 챔버에 비해 굴절률 차이가 큰 것을 의미한다. 진공에 비하여 굴절률 차이가 큰 경우 위상반전막(206)의 단위 두께당 위상반전량이 커지므로 위상반전막(206)의 두께를 박막화할 수 있다. 진공의 굴절률은 1.0 이며, 위상반전막(206)은 EUV 노광광에 대해 0.94 이하의 굴절률을 갖는다. 0.94 이상의 굴절률을 갖는 경우에는 위상반전막(206)이 60nm 이하의 두께에서 160도 이하의 낮은 위상반전량 수치를 갖게 되므로, Phase Mismatch 로 인하여 Pattern Shift 및 Contrast Loss 가 야기된다. 따라서 이 경우 위상반전막(206)의 두께를 60nm 이하로 박막화하기가 어렵게 된다.
위상반전막의 박막화를 위하여, 위상반전막(206)은 EUV 노광광에 대해 0.005~0.02 의 소멸계수(k)를 갖는 것이 바람직하다. 소멸계수(k)가 0.02 이상인 경우에는 6% 이상의 반사율 확보가 가능한 60nm 이하의 두께에서 전술한 160~230°의 위상반전량을 갖도록 위상반전막(206)을 제작하기가 어렵다.
한편, 위상반전막(206)은 C, N, O 중 적어도 하나 이상의 경원소 물질을 더 포함하는 재질로 형성될 수 있다. 예컨대 질소(N)가 추가되는 경우 위상반전막(206)을 비정질화할 수 있다.
식각저지막(205)은 반사막(204) 상에 형성되어 위상반전막(206)의 패터닝을 위한 드라이 에칭(Dry Etching) 공정 또는 세정(Cleaning) 공정 시 하부의 반사막(204)을 보호하는 역할을 한다. 위상반전막(206)은 Ru 및 Mo 재질로 인하여 불소계 가스로 식각 가능하므로, 일 예로서 식각 저지막(205)은 염소계 가스로 식각 가능한 물질로 제작된다.
또한 식각저지막(205)은 그 상부의 위상반전막(206)을 불소계 가스로 식각 시 10 이상의 식각 선택비를 갖는 것이 바람직하다. 식각 선택비가 큰 경우 상부의 위상반전막(206)의 패터닝 공정 시 식각저지막(205)의 식각이 방지되어 하부의 반사막(204)을 적절히 보호할 수 있게 된다.
식각저지막(205)은 3~20nm 의 두께를 갖는다. 식각저지막(205)의 두께가 3㎚ 이하인 경우 그 하부의 반사막(204)을 보호하기 어렵다. 또한 식각저지막(205)의 두께는 위상반전막(206)의 패터닝 후에는 위상반전막(206) 패턴의 전체 두께에 포함되므로, 식각 저지막(205)의 두께가 20㎚ 이상인 경우 그림자 효과(Shadowing Effect) 저감 효과를 얻기 어렵다.
하드마스크막(207)은 위상반전막(206) 상에 선택적으로 형성되며 3~20nm 의 두께를 갖는다. 두께가 3nm 이하인 경우 하드마스크막(207)이 식각 마스크로서 기능하기 어려우며, 20nm 이상인 경우 레지스트막(208)의 박막화가 어렵다. 하드마스크막(207)은 염소계 가스로 식각 가능한 물질로 구성되는 것이 바람직하며, 불소계 가스로 위상반전막(206)을 식각 시 10 이상의 식각 선택비를, 바람직하게는 20 이상의 식각 선택비를 갖는다. 하드마스크막(207)은 그 상부를 HMDS 처리와 같은 표면처리를 함으로써 레지스트막(208)과의 접착력을 향상시킬 수 있다.
레지스트막(208)은 화학증폭형 레지스트(CAR: Chemically Amplified Resist)로 구성된다. 레지스트막(208)은 150㎚ 이하의 두께를 갖고, 바람직하게, 100㎚ 이하의 두께를 갖는다.
도전막(201)은 기판(201)의 후면에 형성된다. 도전막(201)은 낮은 면저항 값을 가져 정전척(Electronic-Chuck)과 EUV 용 블랭크마스크의 밀착성을 향상시키며, 정전척과의 마찰에 의해 파티클이 발생하는 것을 방지하는 기능을 한다. 도전막(201)은 100Ω/□ 이하의 면저항을 가지며, 바람직하게는, 50Ω/□ 이하, 더욱 바람직하게는 20Ω/□ 이하의 면저항을 갖는다.
도전막(201)은 단일막, 연속막, 또는 다층막의 형태로 구성될 수 있다. 도전막(201)은, 예를 들어, Cr 을 주성분으로 하여 형성될 수 있고, 2층의 다층막으로 구성되는 경우 하부층은 Cr 및 N 을 포함하고, 상부층은 Cr, N, 및 O 를 포함하여 형성될 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, EUV 용 반사형 블랭크마스크에서 위상반전막(206)이 Ru 및 Mo 를 포함한 재질로 제작됨으로써 위상반전막(206)의 박막화가 가능하게 된다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 구현 예를 기술한다.
실시예 1.
EUV 용 블랭크 마스크는 SiO2-TiO2 계 기판(202)의 후면에 DC 마그네트론 반응성 스퍼터링 장비를 이용하여 Cr을 주성분으로 하는 하부층과 상부층의 2층 구조를 갖는 도전막(201)을 형성하였다. 상하부층의 도전막은 모두 Cr 타겟을 이용하여 형성하고, 하부층의 도전막은 공정 가스로 Ar : N2 = 5sccm : 5sccm 을 주입하고, 공정 파워 1.4㎾ 를 사용하여 CrN 막으로 형성하였다. 도전막 하부층에 대하여 XRR 장비를 이용한 두께 측정 결과 51.0nm 의 두께로 측정되었다. 상부층의 도전막은 공정 가스로 Ar : N2 : NO = 7sccm : 7sccm : 7sccm 을 주입하고, 공정 파워는 1.4㎾ 를 사용하여 CrON 막으로 형성하였다. 도전막 상부층에 대하여 XRR 장비를 이용한 두께 측정 결과 15.0nm 의 두께로 측정되었다. 도전막(201)의 면저항을 4-Point Probe 를 이용하여 측정한 결과 22.6Ω/□의 면저항값을 나타내어 정전 척과의 결합에 문제가 없고 도전막으로 사용하기에 문제가 없음을 확인하였다.
도전막(201)이 형성된 기판(202)의 전면에 Mo 와 Si 층을 교대로 적층하여 40층의 반사막(204)을 형성하였다. 증착 장비에 Mo 타겟, Si 타겟을 장착한 후, Ar 가스 분위기에서 Mo층, Si층 순서로 성막하여 형성하였다. 구체적으로는, 반사막(204)은 Mo층을 2.8nm, Si층을 4.2nm 로 성막하여 2개층을 1주기로 하여 40주기를 반복 성막하여 형성하였으며, 반사막(204)의 최종 표면은 표면 산화를 억제하기 위하여 Si층이 되도록 형성하였다.
반사막(204)에 대한 반사율을 EUV Reflectometer 장비를 이용하여 13.5㎚ 에서 측정한 결과 65.8% 를 나타내었으며, 이후 AFM 장비를 이용하여 표면 거칠기를 측정한 결과 0.128㎚Ra 를 나타내었다.
반사막(204) 상에 증착 장비를 이용하고 Ru 타겟을 이용하여 질소 분위기에서 2.5㎚ 의 두께의 Ru 으로 이루어진 캡핑막을 형성하였다. 캡핑막의 형성 후, 다층 반사막과 동일하게 반사율을 측정한 결과 13.5㎚ 의 파장에서 65.1%의 반사율을 나타내었다.
캡핑막 상에 증착 장비를 이용하여 Ta을 주성분으로 하는 식각저지막(205)을 형성하였다. 식각저지막(205)은 Ta 타겟을 이용하여 공정 가스로 Ar : N2 = 9sccm : 2sccm을주입하고, 공정 파워 0.6kW 를사용하여 TaN 막으로 형성하였다.
식각저지막(205)에 대하여 XRR 장비를 이용한 두께 측정 결과 5.0nm 의 두께로 측정되었으며 반사율을 측정한 결과 13.5nm 의 파장에서 44.7% 의 반사율을 나타내었다. 반사막(204)과 식각저지막(205)의 위상차를 확인하였을 때 12.2°를 나타내었다. 식각저지막(205)의 굴절률 n 은 0.9525, 소멸계수 k 는 0.0346 로, 상기 측정된 반사율과 위상차 결과를 통하여 확인하였다.
식각저지막(205) 상에 증착 장비를 이용하여 1층 구조의 위상반전막(206)을 형성하였다. 구체적으로는 식각저지막(205) 상에 RuMo[80:20at%] 타겟을 이용하여 공정 가스로 Ar = 9sccm 을 주입하고, 공정 파워 0.6kW 를 사용하여 RuMo 막으로 형성하였다.
위상반전막(206)에 대하여 XRR 장비를 이용한 두께 측정 결과 34.1nm 의 두께로 측정되었으며 반사율을 측정한 결과 13.5nm 의 파장에서 21.3% 의 반사율을 나타내었다. 반사막(204)과 위상반전막(206)의 위상차를 확인하였을 때 213.7°를 나타내었다. 위상반전막(206)의 굴절률 n 은 0.8939, 소멸계수 k 는 0.0149 로, 상기 측정된 반사율과 위상차 결과를 통하여 확인하였다.
이후, 위상반전막(206)에 대하여 AES(Auger Electron Spectroscopy) 장비를 이용하여 조성비를 확인한 결과 Ru 함유량이 80.2%, Mo 함유량이 19.8% 를 나타내었다.
위상반전막(206) 상에 레지스트막(208)을 120㎚ 두께로 스핀 코팅하여 형성함으로써, 극자외선용 블랭크 마스크의 제조를 완료하였다.
실시예 2.
실시예 2 에서는, 위상반전막(206)을 RuMo[90:10at%] 타겟을 이용하여 구성된 경우의 실시예이며, 그 이외는 실시예 1과 동일하다.
식각저지막(205) 상에 증착 장비를 이용하여 1층 구조의 위상반전막(206)을 형성하였다. 구체적으로는 식각 저지막(205) 상에 RuMo[90:10at%] 타겟을 이용하여 공정 가스로 Ar = 9sccm을 주입하고, 공정 파워 0.6kW를 사용하여 RuMo 막으로 형성하였다.
위상반전막(206)에 대하여 XRR 장비를 이용한 두께 측정 결과 33.6nm의 두께로 측정되었으며 반사율을 측정한 결과 21.1%의 반사율을 나타내었다. 반사막(204)과 위상반전막(206)의 위상차를 확인하였을 때 213.7°를 나타내었다. 위상반전막(206)의 굴절률 n은 0.8901, 소멸계수 k는 0.0160로, 상기 측정된 반사율과 위상차 결과를 통하여 확인하였다.
이후, 위상반전막(206)에 대하여 AES 장비를 이용하여 조성비를 확인한 결과 Ru 함유량이 90.1%, Mo 함유량이 9.9%를 나타내었다.
위상반전막(206) 상에 레지스트막(208)을 120㎚ 두께로 스핀 코팅하여 형성함으로써, 극자외선용 블랭크 마스크의 제조를 완료하였다.
실시예 3.
실시예 3 에서는, 위상반전막(206)을 RuMo[50:50at%] 타겟을 이용하여 구성된 경우의 실시예이며, 그 이외는 실시예 1과 동일하다.
식각저지막(205) 상에 증착 장비를 이용하여 1층 구조의 위상반전막(206)을 형성하였다. 구체적으로는 식각 저지막(205) 상에 RuMo[50:50at%] 타겟을 이용하여 공정 가스로 Ar = 9sccm을 주입하고, 공정 파워 0.6kW를 사용하여 RuMo 막으로 형성하였다.
위상반전막(206)에 대하여 XRR 장비를 이용한 두께 측정 결과 39.8nm의 두께로 측정되었으며 반사율을 측정한 결과 22.5%의 반사율을 나타내었다. 반사막(204)과 위상반전막(206)의 위상차를 확인하였을 때 213.6°를 나타내었다. 위상반전막(206)의 굴절률 n은 0.9051, 소멸계수 k는 0.0118로, 상기 측정된 반사율과 위상차 결과를 통하여 확인하였다.
이후, 위상반전막(206)에 대하여 AES 장비를 이용하여 조성비를 확인한 결과 Ru 함유량이 50.6%, Mo 함유량이 49.4%를 나타내었다.
위상반전막(206) 상에 레지스트막(208)을 120㎚ 두께로 스핀 코팅하여 형성함으로써, 극자외선용 블랭크 마스크의 제조를 완료하였다.
실시예 4.
실시예 4 에서는, 위상반전막(206)을 RuMo[80:20at%] 타겟을 이용하여 N 경원소가 포함된 박막이 구성된 경우의 실시예이며, 그 이외는 실시예 1과 동일하다.
식각저지막(205) 상에 증착 장비를 이용하여 1층 구조의 위상반전막(206)을 형성하였다. 구체적으로는 식각 저지막(205) 상에 RuMo[80:20at%] 타겟을 이용하여 공정 가스로 Ar : N2 = 9sccm : 1sccm 을 주입하고, 공정 파워 0.6kW를 사용하여 RuMoN 막으로 형성하였다.
위상반전막(206)에 대하여 XRR 장비를 이용한 두께 측정 결과 40.1nm의 두께로 측정되었으며 반사율을 측정한 결과 18.2%의 반사율을 나타내었다. 반사막(204)과 위상반전막(206)의 위상차를 확인하였을 때 214.5°를 나타내었다. 위상반전막(206)의 굴절률 n은 0.9063, 소멸계수 k는 0.0150로, 상기 측정된 반사율과 위상차 결과를 통하여 확인하였다.
이후, 위상반전막(206)에 대하여 AES 장비를 이용하여 조성비를 확인한 결과 Ru 함유량이 69.0%, Mo 함유량이 17.2%, N 함유량이 13.8% 를 나타내었다.
위상반전막(206) 상에 레지스트막(208)을 120㎚ 두께로 스핀 코팅하여 형성함으로써, 극자외선용 블랭크 마스크의 제조를 완료하였다.
실시예 5.
실시예 5 에서는, 식각저지막(205)을 TiN 타겟을 이용하여 구성된 경우의 실시예이며, 그 이외는 실시예 1과 동일하다.
캡핑막 상에 증착 장비를 이용하여 식각저지막(205)을 형성하였다. 식각저지막(205)은 TiN 타겟을 이용하여 공정 가스로 Ar = 9sccm을 주입하고, 공정 파워 0.6kW를 사용하여 TiN 막으로 형성하였다.
식각저지막(205)에 대하여 XRR 장비를 이용한 두께 측정 결과 5.0nm의 두께로 측정되었으며 반사율을 측정한 결과 13.5nm의 파장에서 51.3%의 반사율을 나타내었다. 반사막(204)과 식각저지막(205)의 위상차를 확인하였을 때 18.0°를 나타내었다. 식각저지막(205)의 굴절률 n은 0.9349, 소멸계수 k는 0.0192로, 상기 측정된 반사율과 위상차 결과를 통하여 확인하였다.
식각저지막(205) 상에 증착 장비를 이용하여 1층 구조의 위상반전막(206)을 형성하였다. 구체적으로는 식각저지막(205) 상에 RuMo[80:20at%] 타겟을 이용하여 공정 가스로 Ar = 9sccm을 주입하고, 공정 파워 0.6kW를 사용하여 RuMo 막으로 형성하였다.
위상반전막(206)에 대하여 XRR 장비를 이용한 두께 측정 결과 33.4nm의 두께로 측정되었으며 반사율을 측정한 결과 13.5nm의 파장에서 24.8%의 반사율을 나타내었다. 반사막(204)과 위상반전막(206)의 위상차를 확인하였을 때 214.3°를 나타내었다.
이후, 위상반전막(206) 상에 레지스트막(208)을 120㎚ 두께로 스핀 코팅하여 형성함으로써, 극자외선용 블랭크 마스크의 제조를 완료하였다.
실시예 6.
실시예 6 에서는, 위상반전막(206)을 RuMo[90:10at%] 타겟을 이용하여 구성된 경우의 실시예이며, 그 이외는 실시예 5와 동일하다.
식각저지막(205) 상에 증착 장비를 이용하여 1층 구조의 위상반전막(206)을 형성하였다. 구체적으로는 식각저지막(205) 상에 RuMo[90:10at%] 타겟을 이용하여 공정 가스로 Ar = 9sccm을 주입하고, 공정 파워 0.6kW를 사용하여 RuMo 막으로 형성하였다.
위상반전막(206)에 대하여 XRR 장비를 이용한 두께 측정 결과 33.3nm의 두께로 측정되었으며 반사율을 측정한 결과 23.6%의 반사율을 나타내었다. 반사막(204)과 위상반전막(206)의 위상차를 확인하였을 때 214.4°를 나타내었다. 위상반전막(206)의 굴절률 n은 0.8901, 소멸계수 k는 0.0160로, 상기 측정된 반사율과 위상차 결과를 통하여 확인하였다.
이후, 위상반전막(206)에 대하여 AES 장비를 이용하여 조성비를 확인한 결과 Ru 함유량이 90.1%, Mo 함유량이 9.9%를 나타내었다.
위상반전막(206) 상에 레지스트막(208)을 120㎚ 두께로 스핀 코팅하여 형성함으로써, 극자외선용 블랭크 마스크의 제조를 완료하였다.
실시예 7.
실시예 7 에서는, 위상반전막(206)을 RuMo[50:50at%] 타겟을 이용하여 구성된 경우의 실시예이며, 그 이외는 실시예 5과 동일하다.
식각저지막(205) 상에 증착 장비를 이용하여 1층 구조의 위상반전막(206)을 형성하였다. 구체적으로는 식각 저지막(205) 상에 RuMo[50:50at%] 타겟을 이용하여 공정 가스로 Ar = 9sccm을 주입하고, 공정 파워 0.6kW를 사용하여 RuMo 막으로 형성하였다.
위상반전막(206)에 대하여 XRR 장비를 이용한 두께 측정 결과 39.3nm의 두께로 측정되었으며 반사율을 측정한 결과 24.3%의 반사율을 나타내었다. 반사막(204)과 위상반전막(206)의 위상차를 확인하였을 때 214.2°를 나타내었다. 위상반전막(206)의 굴절률 n은 0.9051, 소멸계수 k는 0.0118로, 상기 측정된 반사율과 위상차 결과를 통하여 확인하였다.
이후, 위상반전막(206)에 대하여 AES 장비를 이용하여 조성비를 확인한 결과 Ru 함유량이 50.6%, Mo 함유량이 49.4%를 나타내었다.
위상반전막(206) 상에 레지스트막(208)을 120㎚ 두께로 스핀 코팅하여 형성함으로써, 극자외선용 블랭크 마스크의 제조를 완료하였다.
실시예 8.
실시예 8 에서는, 위상반전막(206)을 RuMo[80:20at%] 타겟을 이용하여 N 경원소가 포함된 박막이 구성된 경우의 실시예이며, 그 이외는 실시예 5과 동일하다.
식각저지막(205) 상에 증착 장비를 이용하여 1층 구조의 위상반전막(206)을 형성하였다. 구체적으로는 식각 저지막(205) 상에 RuMo[80:20at%] 타겟을 이용하여 공정 가스로 Ar : N2 = 9sccm : 1sccm 을 주입하고, 공정 파워 0.6kW를 사용하여 RuMoN 막으로 형성하였다.
위상반전막(206)에 대하여 XRR 장비를 이용한 두께 측정 결과 39.6nm의 두께로 측정되었으며 반사율을 측정한 결과 20.0%의 반사율을 나타내었다. 반사막(204)과 위상반전막(206)의 위상차를 확인하였을 때 214.2°를 나타내었다. 위상반전막(206)의 굴절률 n은 0.9063, 소멸계수 k는 0.0150로, 상기 측정된 반사율과 위상차 결과를 통하여 확인하였다.
이후, 위상반전막(206)에 대하여 AES 장비를 이용하여 조성비를 확인한 결과 Ru 함유량이 69.0%, Mo 함유량이 17.2%, N 함유량이 13.8% 를 나타내었다.
위상반전막(206) 상에 레지스트막(208)을 120㎚ 두께로 스핀 코팅하여 형성함으로써, 극자외선용 블랭크 마스크의 제조를 완료하였다.
실시예 9.
실시예 9에서는 위상반전막(206) 상에 하드마스크막(207)이 구성된 경우의 실시예이며, 그 이외는 실시예 1과 동일하다.
위상반전막(206) 상에 증착장비를 이용하여 하드마스크막(207)을 형성하였다. 구체적으로는 위상반전막(206) 상에 Cr 타겟을 이용하여 공정 가스로 Ar = 8sccm을 주입하고, 공정 파워 0.7kW를 사용하여 Cr 막으로 형성하였다.
하드마스크막(207)에 대하여 XRR 장비를 이용한 두께 측정 결과 4.1nm의 두께로 측정되었으며, AES 장비를 이용하여 조성비를 확인한 결과 Cr 함유량이 100%를 나타내었다.
하드마스크막(207) 상에 레지스트막(208)을 80nm 두께로 스핀 코팅하여 형성함으로써, 극자외선용 블랭크 마스크의 제조를 완료하였다.
이상에서는, 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.

Claims (14)

  1. 기판, 상기 기판 상에 적층된 반사막, 상기 반사막 상에 적층된 위상반전막을 포함하며,
    상기 위상반전막은 Ru 및 Mo 를 포함하는 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 EUV 용 블랭크마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상반전막은 Ru:Mo = 50:50~99:1 의 조성비를 갖는 것을 특징으로 하는 EUV 용 블랭크마스크.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상반전막은 C, N, O 중 적어도 하나 이상의 경원소 물질을 더 포함하는 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 EUV 용 블랭크마스크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상반전막은 EUV 노광광에 대해 6~50% 의 반사율을 갖는 것을 특징으로 하는 EUV 용 블랭크마스크.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상반전막은 160~230°의 위상반전량을 갖는 것을 특징으로 하는 EUV 용 블랭크마스크.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상반전막은 EUV 노광광에 대해 0.94 이하의 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 EUV 용 블랭크마스크.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상반전막은 EUV 노광광에 대해 0.005~0.02 의 소멸계수를 갖는 것을 특징으로 하는 EUV 용 블랭크마스크.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상반전막은 60nm 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 EUV 용 블랭크마스크.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사막과 상기 위상반전막 사이에 형성되어, 상기 위상반전막의 식각 시 상기 반사막을 보호하기 위한 식각저지막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 EUV 용 블랭크마스크.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 식각저지막은 3~20nm 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 EUV 용 블랭크마스크.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 식각저지막은 상기 위상반전막에 대해 10 이상의 식각 선택비를 갖는 것을 특징으로 하는 EUV 용 블랭크마스크.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상반전막 상부에 형성되어 상기 위상반전막에 대한 식각 마스크로 사용되는 하드마스크막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 EUV 용 블랭크마스크.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 하드마스크막은 3~20nm 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 EUV 용 블랭크마스크.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 구성을 갖는 블랭크마스크를 이용하여 제작된 EUV 용 포토마스크.
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