KR20220098556A - 천이금속 화합물로 구성된 두께가 얇은 감쇠형 위상반전막을 포함하는 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크 및 제조 방법 - Google Patents

천이금속 화합물로 구성된 두께가 얇은 감쇠형 위상반전막을 포함하는 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크 및 제조 방법 Download PDF

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Abstract

천이금속 화합물로 구성된 두께가 얇은 감쇠형 위상반전막을 포함하는 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크 및 제조 방법이 제시된다. 일 실시예에 따른 천이금속 화합물로 구성된 소정 두께 이하의 감쇠형 위상반전막을 포함하는 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크의 제조 방법은, 투명 기판의 위에 천이금속 화합물로 물질로 이루어진 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막이 증착되는 단계; 상기 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막의 위에 차광막이 증착되는 단계; 및 상기 차광막의 위에 하드마스크가 증착되는 단계를 포함하고, 상기 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막은, 천이금속과 첨가원소의 화합물로 구성된 적어도 하나 이상의 층으로 이루어질 수 있다.

Description

천이금속 화합물로 구성된 두께가 얇은 감쇠형 위상반전막을 포함하는 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크 및 제조 방법{TRANSITION-METAL-COMPOSITION ATTENUATED PHASE SHIFT MASK BLANKS INCLUDING THIN ATTENUATED PHASE SHIFT LAYERS CONSIST OF TRANSITION-METAL-COMPOSITIONS AND THEIR FABRICATION METHOD}
아래의 실시예들은 천이금속 화합물로 구성된 두께가 얇은 감쇠형 위상반전막을 포함하는 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크 및 제조 방법에 관한 것이다.
ArF 레이저를 이용한 노광 및 식각 공정은 193 nm의 파장이 가지는 상대적으로 큰 최소 선폭 문제를 극복하기 위하여 광원의 파장을 변경시키지 않고 식각 패턴의 선폭 한계를 줄일 수 있는 방법으로써, 담금(immersion) 노광 공정과 함께 투과광의 진폭을 제어하는 바이너리마스크로부터 위상과 진폭을 함께 조정하는 위상반전 마스크로 그 방식이 개선되어 왔으며, 교대형 위상반전 마스크(alternating phase shifting mask)에 비해 상대적으로 제작이 쉬운 감쇠형 위상반전 마스크(attenuated phase shifting mask)가 널리 사용되고 있다.
감쇠형 위상반전 마스크는 투과광의 위상과 투과율을 조정하여 노광 패턴의 최소 선폭을 감소시키는 반투과형 위상반전 패턴과 노광이 불필요한 영역의 광원을 차단시켜 식각 패턴의 임계치수(Critical Dimension, CD)의 오류를 줄이는 차광 패턴으로 구성되어 있으며, 그 중에서도 핵심적인 역할을 수행하는 감쇠형 위상반전 패턴은 투과한 광원의 투과율이 약 1% ~ 20%이고, 공기를 지난 광원과 비교했을 경우 위상의 차이(이하, 위상차)가 160° ~ 200°가 되도록 함으로써, 반도체 웨이퍼에 결상된 패턴의 선폭을 감소시킨다. 감쇠형 위상반전 포토마스크의 패턴이 식각되기 전 단계인 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크는 위상반전 패턴의 기반이 되는 위상반전막과 차광 패턴의 기반이 되는 차광막, 그리고 차광 패턴의 원활한 식각을 위해 포토레지스트 대신 식각 마스크 역할을 하는 하드마스크로 구성된다. 이러한 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크는 주로 합성 석영 위에 차광막, 위상반전막, 하드마스크 순의 증착 과정과 열처리 과정을 통해 제작되며, 이 과정에서 상기된 광학 특성뿐 아니라, 물리적, 화학적 특성을 포함한 감쇠형 위상반전 마스크의 성능을 좌우하는 대부분의 특성이 결정된다.
최근 반도체 제작 공정에서 요구되는 식각 패턴의 선폭이 점차 작아지면서 감쇠형 위상반전 패턴의 두께를 얇게 하는 것이 더욱 중요하게 되었다. 예를 들어 감쇠형 위상반전막의 두께가 지나치게 두꺼울 경우, 1) 감쇠형 위상반전 패턴을 형성하는 과정에서 제거해야 하는 막 구성물질의 부피가 증가함으로써, 차광막 또는 그 외의 막과 같이, 감쇠형 위상반전막과 함께 식각되지 않는 것을 목표로 하는 막 구성 물질이 함께 제거되는 부피가 증가하여 미세 패턴을 형성하는 공정에 문제가 발생하게 되고, 결국에는 제작 가능한 패턴의 최소 선폭이 증가하게 된다. 또한, 2) 증착 과정에서 발생하는 기판 위치에 따른 증착률의 불균일성이 상대적으로 두드러짐으로 인하여 막 두께 균일도가 불량해질 수 있다. 더불어, 3) 감쇠형 위상반전 마스크를 제작하는 경우, 식각된 패턴의 종횡비가 커지게 되므로 감쇠형 위상반전 마스크의 세척 과정에 의한 미세 패턴이 파괴될 확률이 증가하게 된다.
그러므로 노광광 파장 영역에서 굴절률과 소멸계수가 상대적으로 높은 물질을 이용하여 감쇠형 위상반전막을 얇은 두께로 제작함으로써, 1) 감쇠형 위상반전 패턴의 제작 과정에서 식각이 필요한 막 구성물질의 부피가 작고, 2) 증착 위치에 따른 증착률의 불균일성에 대한 영향이 적으며, 3) 감쇠형 위상반전 마스크로 제작할 경우 형성된 미세 패턴의 종횡비가 낮은 감쇠형 위상반전 마스크를 제작하는 것이 바람직하다.
현재 감쇠형 위상반전막의 재료로써 널리 사용되고 있는 실리콘 질화막의 경우, 높은 심자외선 파장 노광광 영역 굴절률을 가지며, 상기한 위상반전막의 최적 위상차 160° ~ 200°에 해당하는 막을 매우 얇게 제작할 수 있다. 그러나, 실리콘 질화막의 소멸계수가 지나치게 낮은 것에 기인하여 심자외선 파장 노광광 영역에서 상기한 최적의 투과율 1% ~ 20%을 충족하는 것이 매우 어렵다. 따라서, 현재 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크의 감쇠형 위상반전막은 굴절률이 상대적으로 낮지만 소멸계수가 높은 몰리브덴과 같은 천이금속을 첨가함으로써, 상기한 투과율 조건을 충족시킬 수 있다.
이러한 물질로 구성된 감쇠형 위상반전막은 천이금속의 첨가로 인하여 굴절률 저하가 발생하게 되고, 상기한 최적의 위상차와 투과율을 동시에 만족하기 위해서는 감쇠형 위상반전막의 두께가 두꺼워지는 문제가 있었다. 예를 들어, ArF 레이저 노광광의 파장인 193 nm영역에서 실리콘 질화물의 굴절률 n은 2.2 ~ 2.8로써, 위상차(
Figure pat00001
)를 만족하기 위해서는 관계식
Figure pat00002
에 의하여 막 두께 d를 60 nm 이하로 제작하는 것은 가능하지만, 파장 영역에서의 소멸계수 k가 0.2 ~ 0.3로 지나치게 낮은 것에 기인하여 최적 투과율인 1% ~ 20%를 충족하기 어렵다.
이에 따라 실리콘 질화막에 소멸계수가 상대적으로 높지만 굴절률이 낮은 몰리브덴을 첨가하는 경우, 소멸계수가 0.3 ~ 0.5로 증가함에 따라 소정의 투과율은 충족할 수 있지만, 굴절률이 2.1 ~ 2.5로 낮아지는 것에 기인하여 감쇠형 위상반전막으로 사용하기 위한 막 두께 d를 60 nm 보다 얇게 제작하기 어려운 문제가 있었다.
한국공개특허 특2001-0028191호는 이러한 ＣｒＡＩＯＮ을 위상 쉬프터 물질로서 사용한 위상 쉬프트 마스크 및 그 제조방법에 관한 기술을 기재하고 있다.
한국공개특허 특2001-0028191호
실시예들은 천이금속 화합물로 구성된 두께가 얇은 감쇠형 위상반전막을 포함하는 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크 및 제조 방법에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 반도체 제작 공정에 사용되는 ArF 레이저 노광 공정용 포토마스크 제조를 위한 마스크 블랭크의 제작 기술 중 노광광 파장 영역에서 굴절률과 소멸계수가 높은 천이금속 물질을 사용하여 두께가 얇은 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막을 포함하는 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 제작하는 기술을 제공한다.
실시예들은 천이금속 화합물을 이용하여 두께가 60 nm보다 얇은 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막을 제작함으로써, 감쇠형 위상반전 마스크 패턴 제작 과정에서 식각이 필요한 막 구성 물질의 부피가 작고, 완성된 막의 균일도가 높으며, 제작된 미세 패턴의 종횡비가 낮은, 천이금속 화합물로 구성된 두께가 얇은 감쇠형 위상반전막을 포함하는 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크 및 제조 방법을 제공하는데 있다.
일 실시예에 따른 천이금속 화합물로 구성된 소정 두께 이하의 감쇠형 위상반전막을 포함하는 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크의 제조 방법은, 투명 기판의 위에 천이금속 화합물로 물질로 이루어진 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막이 증착되는 단계; 상기 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막의 위에 차광막이 증착되는 단계; 및 상기 차광막의 위에 하드마스크가 증착되는 단계를 포함하고, 상기 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막은, 천이금속과 첨가원소의 화합물로 구성된 적어도 하나 이상의 층으로 이루어질 수 있다.
상기 투명 기판의 위에 천이금속 화합물로 물질로 이루어진 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막이 증착되는 단계는, 노광광 파장 영역에서 굴절률이 2.50 이상이고, 소멸계수가 0.39 이상인 천이금속 화합물을 사용하여, 막 두께가 60 nm보다 얇은 상기 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막이 형성된 후, 상기 투명 기판의 위에 증착될 수 있다.
상기 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막을 투과한 노광광의 위상과, 동일한 두께의 공기 중을 지난 노광광의 위상차가 160° ~ 200°이고, 상기 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막 및 상기 투명 기판을 투과한 노광광의 투과율이 1% ~ 20%를 만족할 수 있다.
상기 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 식각하여 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크를 제조하는 단계를 더 포함하고, 상기 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크를 제조하는 단계는, 상기 하드마스크의 위에 1차 포토레지스트막을 형성하는 단계; 상기 1차 포토레지스트막의 적어도 일부를 식각하여 1차 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 1차 포토레지스트 패턴에 맞게 상기 하드마스크의 적어도 일부를 식각하여 하드마스크 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 천이금속 화합물로 구성된 소정 두께 이하의 감쇠형 위상반전막을 포함하는 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크의 제조 장치는, 투명 기판; 상기 투명 기판의 위에 증착되는 천이금속 화합물로 물질로 이루어진 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막; 상기 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막의 위에 증착되는 차광막; 및 상기 차광막의 위에 증착되는 하드마스크를 포함하고, 상기 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막은, 천이금속과 첨가원소의 화합물로 구성된 적어도 하나 이상의 층으로 이루어질 수 있다.
실시예들에 따르면 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막 이용하여 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 제작할 경우, 기존의 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크보다 얇은 감쇠형 위상반전막의 두께로 인하여 식각에 필요한 막 구성물질의 부피 감소와, 막 두께 균일도의 향상을 기대할 수 있다.
또한, 실시예들에 따르면 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 이용하여 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크를 제작할 경우, 패턴의 종횡비가 줄어들어 세척 과정에서 마찰에 의해 발생하는 미세 패턴의 파괴를 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 7은 일 실시예에 따른 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 나타내는 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 투명 기판 위에 증착된 다층형 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막을 나타내는 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 투명 기판 위에 증착된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막의 노광광 파장 영역 투과율, 표면 반사율 및 이면 반사율을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 심자외선 파장 노광광 영역에서 굴절률과 소멸계수가 모두 높은 천이금속 화합물을 이용하여 소정의 위상차와 투과율을 충족하는 조건의 막 두께가 60 nm 이하인 감쇠형 위상반전막을 포함하는 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 제작함으로써, 감쇠형 위상반전 패턴 제작을 위해 식각이 필요한 막 구성 물질의 부피를 감소시킬 수 있고, 막 균일도를 향상시킬 수 있으며, 식각 패턴의 종횡비를 감소시킬 수 있는 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막을 포함하는 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크와 그 제작 방법을 제시한다.
천이금속 화합물의 예로는 천이금속인 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 이트륨(Y), 이터븀(Yb), 란타늄(La), 루테튬(Lu), 홀뮴(Ho) 등과 함께, 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 그리고 불소(F) 등과 같은 첨가원소가 화합된 형태인, 지르코늄 산화물(ZrO2), 하프늄 산화물(HfO2), 이트륨 산화물(Y2O3), 지르코늄 질화물(ZrN), 하프늄 산화물(HfN), 이트륨 질화물(YF3), 지르코늄 불화물(ZrF4), 하프늄 불화물(HfF4), 이트륨 불화물(YF3)와 같은 물질을 들 수 있다. 또한, 지르코늄 하프늄 산화물(ZrHfO)이나, 지르코늄 산화질화물(ZrON), 하프늄 산화질화물(HfON)과 같이, 상기한 천이금속과 첨가원소가 소정의 비율로 혼합된 형태로 천이금속 감쇠형 위상반전막을 제작하거나, 두께방향 조성비를 다르게 하여 다층으로 구성된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막을 제작하여 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 제작할 수 있다.
도 1 내지 도 7은 일 실시예에 따른 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 이용한 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크의 제조 방법의 예시를 나타내는 도면이다.
일 실시예에 따른 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크는, 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 소정의 식각 패턴에 해당하는 일련의 식각 공정을 거쳐 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크로 제작하는 과정을 거친 후 노광 공정에 사용할 수 있다.
천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크는, 천이금속 화합물로 물질로 이루어진 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)과 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)을 투명 기판(120)에 증착한 후 차광막(130)을 증착하고, 마지막으로 하드마스크(140)를 증착한 형태인 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크(100)로 구성된다.
천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)은 천이금속과 첨가원소의 화합물을 투명 기판 위에 다양한 방법으로 증착함으로써 제작할 수 있다. 예를 들면, 천이금속 화합물 타겟을 이용한 마그네트론 스퍼터링 또는 천이금속 타겟과 반응성 가스를 활용한 반응성 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 제작할 수 있다.
일 실시예에 따른 식각 공정은, 도 1에 도시된 바와 같이 1차 포토레지스트막(150)을 형성한 후, 도 2에 도시된 바와 같이 1차 포토레지스트막(150)의 일부를 전자빔 식각 등을 이용하여 소정의 패턴 및 1차 포토레지스트막(150)에 사용된 포토레지스트의 종류에 맞게 제거함으로써 1차 포토레지스트 패턴(151)을 제작할 수 있다. 그리고, 도 3에 도시된 바와 같이 건식 식각 공정으로 1차 포토레지스트 패턴(151)에 맞게 하드마스크(140)을 제거하여 하드마스크 패턴(141)을 제작할 수 있다.
다른 실시예에 따른 건식 식각 공정으로, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 하드마스크 패턴(141)에 맞게 차광막(130)과 천이금속 화합물 위상반전막(110)을 제거하여 천이금속 화합물 위상반전 패턴(111, 131)을 제작할 수 있다. 그리고, 도 5에 도시된 바와 같이 2차 포토레지스트막(160)을 천이금속 화합물 위상반전 패턴(111, 131) 위에 형성한 후, 도 6에 도시된 바와 같이 2차 포토레지스트막(160)의 일부를 전자빔 식각 등을 이용하여 소정의 패턴 및 2차 포토레지스트막(160)에 사용된 포토레지스트의 종류에 맞게 제거함으로써 2차 포토레지스트 패턴(161)을 제작할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 건식 식각 공정으로, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 차광막(130)의 식각되지 않은 영역 중 일부를 2차 포토레지스트 패턴(161)에 맞게 제거하여 차광 패턴(132)을 형성할 수 있다.
또한, 기타 위상반전마스크의 성능 향상에 기여할 수 있는 모든 과정을 포함할 수 있다.
여기서, 천이금속 화합물 위상반전 패턴(111, 131)은 상기한 노광광의 투과율을 1%에서 20%, 그리고 위상차를 160°에서 200°만큼 변조시키는 역할을 할 수 있다. 차광 패턴(132)은 노광광을 대부분(예를 들면, 0.1% 이하)을 차단하는 역할을 할 수 있다. 하드마스크 패턴(141)은 천이금속 화합물 위상반전 패턴(111, 131)을 제작하기 위한 식각 과정 중 마스크로 활용될 수 있다. 도 3, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기한 세 가지 패턴 또는 막은 감쇠형 위상반전 포토마스크의 성능을 향상시킨다는 것을 목표로 하였을 때, 패턴의 종류 또는 막의 층별 구성을 늘이거나 줄일 수 있다. 한편, 여기에서는 도 3, 도 6 및 도 7과 같은 형태의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크를 예를 들어 설명하고 있으나, 식각 등 패턴의 형태는 하나의 예시일 뿐이며 이에 제한되지 않는다. 또한, 도 3, 도 6 및 도 7과 같은 형태의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크뿐만 아니라, 도 1 내지 도 7과 같은 형태의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크가 제공될 수 있다.
천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)은 감쇠형 위상반전막의 최적 위상차와 투과율을 충족한 상태에 있어서, 추가로 소정의 더 좁은 범위의 노광광 영역 투과율(101)을 만족시키기 위하여, 천이금속 중 둘 이상의 물질이 첨가된 것과 동시에, 첨가원소가 첨가된 화합물막을 포함시킬 수 있다. 예를 들어, 지르코늄 산화물(ZrO2)과 하프늄 산화물(HfO2)이 일정 비율로 혼합된 지르코늄 하프늄 산화물(ZrHfO)로 이루어진 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)을 제작함으로써, 상기 1% ~ 20% 사이에서 용도에 맞게 조절된 소정의 노광광 영역 투과율(101)를 얻을 수 있다.
또한, 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)은 감쇠형 위상반전막의 최적 위상차와 투과율을 충족한 상태에 있어서, 상기한 소정의 노광광 영역 투과율(101)을 만족시키기 위하여, 천이금속이 첨가된 것과 동시에, 첨가원소 중 둘 이상의 물질이 혼합된 형태의 화합물막을 포함시킬 수 있다. 예를 들어, 지르코늄(Zr)이 포함된 상태에서, 산소(O)와 질소(N)를 포함하는 지르코늄 산화질화물(ZrON)로 이루어진 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)을 제작하거나, 하프늄(Hf)이 포함된 상태에서, 산소(O)와 질소(N)를 포함하는 하프늄 산화질화물(HfON)로 이루어진 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)을 제작함으로써, 더 좁은 범위의 노광광 영역 투과율(101)을 얻을 수 있다.
더불어, 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)은 감쇠형 위상반전막의 최적 위상차와 투과율을 충족한 상태에 있어서, 상기한 소정의 노광광 영역 투과율(101)을 만족시키기 위하여, 천이금속 중 둘 이상의 물질이 첨가된 것과 동시에, 첨가원소 중 하나 이상의 물질이 포함된 형태의 화합물막을 포함시킬 수 있다. 예를 들어, 지르코늄(Zr)과 하프늄(Hf)이 포함된 상태에서, 산소(O)를 포함하는 지르코늄 하프늄 산화물(ZrHfO)로 이루어진 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)을 제작하거나, 지르코늄(Zr)과 하프늄(Hf)이 포함된 상태에서, 산소(O)와 질소(N)를 포함하는 지르코늄 하프늄 산화질화물(ZrHfON)로 이루어진 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)을 제작함으로써, 더 좁은 범위의 노광광 영역 투과율(101)을 얻을 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 천이금속 화합물로 구성된 소정 두께 이하의 감쇠형 위상반전막을 포함하는 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크(100)는, 투명 기판(120), 투명 기판(120)의 위에 증착되는 천이금속 화합물로 물질로 이루어진 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110), 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)의 위에 증착되는 차광막(130), 및 차광막(130)의 위에 증착되는 하드마스크(140)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)은 천이금속과 첨가원소의 화합물로 구성된 적어도 하나 이상의 층으로 이루어질 수 있다.
심자외선 노광광 파장 영역에서 굴절률이 2.50 이상이면서, 소멸계수가 0.39 이상인 물질로 제작된 감쇠형 위상반전막을 포함하는 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 제공할 수 있다.
위상반전막을 투과한 노광광의 위상과, 같은 두께의 공기 중을 지난 노광광의 위상차가 160° ~ 200°이고, 위상반전막 및 투명 기판을 투과한 노광광의 투과율이 1% ~ 20%를 만족하는 감쇠형 위상반전막을 포함하는 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 제공할 수 있다.
여기서, 막 두께가 60 nm보다 얇은 감쇠형 위상반전막을 포함하는 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 제공할 수 있다.
예컨대, 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 이트륨(Y), 이터븀(Yb), 란타늄(La), 루테튬(Lu), 홀뮴(Ho) 등을 예로 들 수 있는 천이금속과 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 불소(F) 등을 예로 들 수 있는 첨가원소의 화합물로 구성되는 감쇠형 위상반전막을 포함하는 위상반전 마스크 블랭크를 제공할 수 있다.
상기 천이금속과 첨가원소 중 각각 한 가지 이상이 혼합된 형태의 화합물로 구성되는 위상반전막을 포함하는 위상반전 마스크 블랭크를 제공할 수 있다.
위상반전막을 제작하는 방법에 있어서, 1) 상기 천이금속 화합물막을 구성하는 천이금속의 함량비를 조절하여 위상차와 투과율이 소정의 값으로 조정된 감쇠형 위상반전막을 포함하는 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 제공할 수 있다.
또한, 위상반전막을 제작하는 방법에 있어서, 2) 상기 천이금속 화합물막을 구성하는 첨가원소의 함량비를 조절하여 위상차와 투과율이 소정의 값으로 조정된 감쇠형 위상반전막을 포함하는 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 제공할 수 있다.
또한, 위상반전막을 제작하는 방법에 있어서, 상기 1), 2)의 방법을 함께 사용하여 위상차와 투과율이 소정의 값으로 조정된 감쇠형 위상반전막을 포함하는 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 제공할 수 있다.
그리고, 앞에서 설명한 위상반전막 중 둘 이상에 해당하는 위상반전막으로 이루어진 다층 구조를 갖는 감쇠형 위상반전막을 포함하는 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 제공할 수도 있다.
또한, 위상반전막과 함께 차광막, 하드마스크, 식각 저지막 등이 투명 기판 위에 증착된 구성을 포함하는 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 제공할 수 있다.
천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)은 천이금속과 첨가원소의 화합물을 투명 기판 위에 다양한 방법으로 증착함으로써 제작할 수 있다. 예를 들면, 천이금속 화합물 타겟을 이용한 마그네트론 스퍼터링 또는 천이금속 타겟과 반응성 가스를 활용한 반응성 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 제작할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 투명 기판 위에 증착된 다층형 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 천이금속 감쇠형 위상반전막(110)은 각기 다른 천이금속의 종류 및 함량, 그리고 각기 다른 첨가원소의 함량으로 이루어진 여러 층으로 구성된 다층형 천이금속 감쇠형 위상반전막(170)으로 제작할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 천이금속 화합물로 구성된 소정 두께 이하의 감쇠형 위상반전막을 포함하는 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크의 제조 방법은, 투명 기판의 위에 천이금속 화합물로 물질로 이루어진 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막이 증착되는 단계(S110), 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막의 위에 차광막이 증착되는 단계(S120), 및 차광막의 위에 하드마스크가 증착되는 단계(S130)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막은 천이금속과 첨가원소의 화합물로 구성된 적어도 하나 이상의 층으로 이루어질 수 있다.
투명 기판의 위에 천이금속 화합물로 물질로 이루어진 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막이 증착되는 단계(S110)는, 노광광 파장 영역에서 굴절률이 2.50 이상이고, 소멸계수가 0.39 이상인 천이금속 물질을 사용하여, 막 두께가 60 nm보다 얇은 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막이 형성된 후, 투명 기판의 위에 증착될 수 있다.
또한, 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막을 투과한 노광광의 위상과, 동일한 두께의 공기 중을 지난 노광광의 위상차가 160° ~ 200°이고, 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막 및 투명 기판을 투과한 노광광의 투과율이 1% ~ 20%를 만족할 수 있다.
일 실시예에 따른 천이금속 화합물로 구성된 소정 두께 이하의 감쇠형 위상반전막을 포함하는 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크의 제조 방법은, 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 식각하여 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크를 제조하는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
예를 들어, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크를 제조하는 단계는, 하드마스크의 위에 1차 포토레지스트막을 형성하는 단계, 1차 포토레지스트막의 적어도 일부를 식각하여 1차 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 및 1차 포토레지스트 패턴에 맞게 하드마스크의 적어도 일부를 식각하여 하드마스크 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 하드마스크 패턴에 맞게 차광막과 천이금속 화합물 위상반전막을 제거하여 천이금속 화합물 위상반전 패턴을 형성하는 단계, 2차 포토레지스트막을 천이금속 화합물 위상반전 패턴 위에 형성하는 단계, 2차 포토레지스트막의 적어도 일부를 식각하여 2차 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 차광막의 식각되지 않은 영역 중 적어도 일부를 2차 포토레지스트 패턴에 맞게 제거하여 차광 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따른 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크의 제조 방법은 컴퓨터 장치 등을 통해 구현되는 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크의 제조 장치를 통해 수행될 수 있으며, 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크의 제조 방법은 앞에서 상세히 설명하였으므로 중복되는 설명은 생략한다.
아래에서는 실시예 및 비교예를 통해 본 실시예들을 설명한다.
본 실시예들의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전마스크 블랭크의 핵심 요소인 천이금속 감쇠형 위상반전막의 성능 향상을 실험적으로 증명하기 위하여, 투명 기판(120)에 해당하는 석영 기판 위에 천이금속 화합물 중 지르코늄(Zr)과 하프늄(Hf)의 산화물(ZrO2, HfO2), 질화물(ZrN, HfN) 및 질화산화물(ZrON, HfON), 그리고 지르코늄 하프늄 산화물(ZrHfO)로 이루어진 석영 기판 위의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110, 120)을 RF 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 제작하였다.
도 11은 일 실시예에 따른 투명 기판 위에 증착된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막의 노광광 파장 영역 투과율, 표면 반사율 및 이면 반사율을 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 투명 기판 위의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110, 120)을 노광광 파장 영역 투과율(101), 표면 반사율(102) 및 이면 반사율(103)을 나타낸다.
제작된 석영 기판 위의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110, 120)은, 표면 프로파일러(DEKTAK 150, Veeco)를 이용한 막 두께 측정과, 분광광도계를 이용한 193 nm 파장 영역의 투과율(101), 표면 반사율(102) 및 이면 반사율(103) 측정과, 드루드(Drude)-로렌츠(Lorentz) 모델 맞춤 과정을 이용한 굴절률 및 소멸계수 계산 과정을 거쳐, 막 두께와 함께 193 nm 파장 영역에서의 투과율(101)과 위상차를 아래 실시예와 같이 측정하였다.
위상차(
Figure pat00003
)는 제작된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막의 굴절률 n을 이용하여, 막 두께와 파장을 각각 d,
Figure pat00004
라고 할 때, 요소들의 관계식인
Figure pat00005
을 이용하여 구하였다.
한편, 현재 감쇠형 위상반전막의 구성물질로써 널리 사용되고 있는 몰리브덴 실리콘 질화산화물로 제작된 감쇠형 위상반전막을 제작하여 상기한 방법으로 막 두께와 함께, 파장 영역의 투과율 및 위상차를 아래 비교예와 같이 측정하여 실시예와 비교하였다. 또한, 실시예 및 비교예에 해당하는 노광광 파장 영역 광학 특성과 막 두께를 표 1에 표기하였고, 감쇠형 위상반전막의 최적조건 및 막 두께 60 nm 이하의 조건을 만족하는 것에 대한 여부를 표시하였다. 또한, 막 두께방향 X선 광전자 분광법(K-Alpha, Thermo Scientific)을 실시하여, 제작된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)의 표층 영역와 기판측 영역을 제외한 막 주요 영역에 해당하는 원소조성비를 구하였다.
[표 1]
Figure pat00006
[실시예 1]
아르곤 및 헬륨 가스(Ar : He = 1 : 1) 분위기에서 산화지르코늄(ZrO2) 타겟을 이용한 RF 마그네트론 스퍼터링으로 합성 석영 기판 위에 산화지르코늄(ZrO2)막을 증착하는 방법으로, 산화지르코늄(ZrO2)으로 이루어진, 기판 위의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110, 120)을 제작하였다. 상기한 X선 광전자 분광법으로 측정한 제작된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)의 구성 물질 중 지르코늄(Zr)과 산소(O)의 원소조성비는 각각 32.7 at.% 그리고 67.3 at.%였다.
제작된 기판 위의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110, 120)을 이용하여 상기한 193 nm 파장 영역 투과율(101), 표면 반사율(102) 및 이면 반사율(103) 측정 과정 및 드루드-로렌츠 맞춤 과정을 실시한 결과, 제작된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)의 굴절률은 2.85, 소멸계수는 0.75였으며, 투과율과 위상차는 각각 5.4%와 176.7°였다. 이 때, 제작된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)의 두께는 51.2 nm였다.
따라서, 감쇠형 위상반전막의 최적 성능 조건을 만족하면서, 60 nm보다 얇은 감쇠형 위상반전막이 제작되었다.
[실시예 2]
아르곤 및 헬륨 가스(Ar : He = 1 : 1) 분위기에서 산화하프늄(HfO2) 타겟을 이용한 RF 마그네트론 스퍼터링으로 합성 석영 기판 위에 산화하프늄(HfO2)막을 증착하는 방법으로 산화하프늄(HfO2)으로 이루어진 기판 위의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110, 120)을 제작하였다. 상기한 X선 광전자 분광법으로 측정한 제작된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)의 구성 물질 중 하프늄(Hf)과 산소(O)의 원소조성비는 각각 35.5 at.% 그리고 63.3 at.%였다.
제작된 기판 위의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110, 120)을 이용하여 상기한 193 nm 파장 영역 투과율(101), 표면 반사율(102) 및 이면 반사율(103) 측정 과정 및 드루드-로렌츠 맞춤 과정을 실시한 결과, 제작된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)의 굴절률은 2.89, 소멸계수는 0.40이었으며, 투과율과 위상차는 각각 17.4%와 174.5°였다. 이 때, 제작된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)의 두께는 49.6 nm였다.
따라서, 감쇠형 위상반전막의 최적 성능 조건을 만족하면서, 60 nm보다 얇은 감쇠형 위상반전막이 제작되었다.
[실시예 3]
아르곤, 헬륨 가스(Ar : He = 1 : 1) 분위기에서 산화지르코늄(ZrO2) 타겟과 산화하프늄(HfO2) 타겟을 이용한 RF 마그네트론 동시 스퍼터링으로 합성 석영 기판 위에 산화지르코늄하프늄(ZrHfO)막을 증착하는 방법으로 산화지르코늄하프늄(ZrHfO)으로 이루어진 기판 위의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110, 120)을 제작하였다.
제작된 기판 위의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110, 120)을 이용하여 상기한 193 nm 파장 영역 투과율(101), 표면 반사율(102) 및 이면 반사율(103) 측정 과정 및 드루드-로렌츠 맞춤 과정을 실시한 결과, 제작된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막의 굴절률(110)은 2.93, 소멸계수는 0.57였으며, 투과율과 위상차는 각각 10.6%와 170.1°였다. 이 때, 제작된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)의 두께는 51.2 nm였다.
따라서, 상기한 감쇠형 위상반전막의 최적 위상차를 만족하면서, 두께는 60 nm 이하인 상태로, [실시예 1]의 산화지르코늄 감쇠형 위상반전막의 투과율 5.4%와 [실시예 2]의 산화하프늄 감쇠형 위상반전막의 투과율 17.4%의 중간치에 해당하는 투과율인 10.6%을 갖는 천이금속 감쇠형 위상반전막이 제작되었다.
[실시예 4]
아르곤, 헬륨 및 질소 가스(Ar : He : N2 = 1 : 10 : 5) 분위기에서 산화지르코늄(ZrO2) 타겟을 이용한 RF 마그네트론 스퍼터링으로 합성 석영 기판 위에 산화질화지르코늄(ZrON)막을 증착하는 방법으로 산화질화지르코늄(ZrON)으로 이루어진 기판 위의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110, 120)을 제작하였다. 상기한 X선 광전자 분광법으로 측정한 제작된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)의 구성 물질 중 지르코늄(Zr), 산소(O) 및 질소(N)의 원소조성비는 각각 32.2 at.%, 50.2 at.% 그리고 14.4 at.%였다.
제작된 기판 위의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110, 120)을 이용하여 상기한 193 nm 파장 영역 투과율(101), 표면 반사율(102) 및 이면 반사율(103) 측정 과정 및 드루드-로렌츠 맞춤 과정을 실시한 결과, 제작된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)의 굴절률은 2.50, 소멸계수는 0.82였으며, 투과율과 위상차는 각각 3.2%와 160.6°였다. 이 때, 제작된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)의 두께는 57.3 nm였다.
따라서, 상기한 감쇠형 위상반전막의 최적 위상차를 만족하면서, 두께는 60 nm 이하인 상태로, [실시예 1]의 산화지르코늄 감쇠형 위상반전막과 비교했을 때, 투과율이 5.4%에서 3.2%로 조절된 천이금속 감쇠형 위상반전막의 제작이 가능하다는 것을 알 수 있었다.
[실시예 5]
아르곤, 헬륨 및 질소 가스(Ar : He : N2 = 1 : 10 : 1) 분위기에서 산화하프늄(HfO2) 타겟을 이용한 RF 마그네트론 스퍼터링으로 합성 석영 기판 위에 산화질화하프늄(HfON)막을 증착하는 방법으로 산화질화하프늄(HfON)으로 이루어진 기판 위의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110, 120)을 제작하였다. 상기한 X선 광전자 분광법으로 측정한 제작된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)의 구성 물질 중 하프늄(Hf), 산소(O) 및 질소(N)의 원소조성비는 각각 35.2 at.%, 47.2 at.% 그리고 16.5 at.%였다.
제작된 기판 위의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110, 120)을 이용하여 상기한 193 nm 파장 영역 투과율(101), 표면 반사율(102) 및 이면 반사율(103) 측정 과정 및 드루드-로렌츠 맞춤 과정을 실시한 결과, 제작된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)의 굴절률은 2.60, 소멸계수는 0.39였으며, 투과율과 위상차는 각각 16.8%와 167.9°였다. 이 때, 제작된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(110)의 두께는 56.4 nm였다.
따라서, 상기한 감쇠형 위상반전막의 최적 위상차를 만족하면서, 두께는 60 nm 이하인 상태로, [실시예 2]의 산화하프늄 감쇠형 위상반전막과 비교했을 때, 투과율이 17.4%에서 16.8%로 조절된 천이금속 감쇠형 위상반전막의 제작이 가능하다는 것을 알 수 있었다.
[비교예 1]
아르곤 및 헬륨 가스(Ar : He = 1 : 1) 분위기에서 몰리브덴 실리사이드(Mo1Si9) 타겟을 이용한 RF 마그네트론 스퍼터링으로 합성 석영 기판 위에 몰리브덴 실리콘 질화물(MoSiON) 막을 증착하는 방법으로 몰리브덴 실리콘 질화물(MoSiON)로 이루어진 기판 위의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(170)을 제작하였다.
제작된 기판 위의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막을 이용하여 상기한 193 nm 파장 영역 투과율(101), 표면 반사율(102) 및 이면 반사율(103) 측정 과정 및 드루드-로렌츠 맞춤 과정을 실시한 결과, 제작된 기판 위의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(170)의 굴절률은 2.27, 소멸계수는 0.57이었으며, 투과율과 위상차는 각각 5.1%와 176.6°였다. 이 때, 제작된 감쇠형 위상반전막(170)의 두께는 74.4 nm였다.
따라서, 감쇠형 위상반전막의 최적 성능 조건을 만족하지만, 두께가 60 nm보다 두꺼우므로, 실시예와 비교했을 때, 상대적으로 감쇠형 위상반전 패턴(111, 131)를 제작하기 위해 식각해야 하는 막 구성물질의 부피가 크며, 막 위치에 따른 증착률 불균일성의 영향이 크고, 미세 패턴의 종횡비 증가로 인하여 세척 과정 중 패턴이 파괴되는 현상에 취약한 감쇠형 위상반전막이 제작되었다.
[비교예 2]
아르곤 및 헬륨 가스(Ar : He = 1 : 1) 분위기에서 몰리브덴 실리사이드(Mo1Si9) 타겟을 이용한 펄스형 DC 마그네트론 스퍼터링으로 합성 석영 기판 위에 몰리브덴 실리콘 질화물(MoSiON) 막을 증착하는 방법으로 몰리브덴 실리콘 질화물(MoSiON)로 이루어진 기판 위의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(170)을 제작하였다.
제작된 기판 위의 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막을 이용하여 상기한 193 nm 파장 영역 투과율(101), 표면 반사율(102) 및 이면 반사율(103) 측정 과정 및 드루드-로렌츠 맞춤 과정을 실시한 결과, 제작된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(170)의 굴절률은 2.36, 소멸계수는 0.55였으며, 투과율과 위상차는 각각 9.8%와 141.1°였다. 이 때, 제작된 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막(170)의 두께는 55.6 nm였다.
따라서, 두께가 60 nm보다 얇지만, 감쇠형 위상반전막의 노광광 파장 영역 위상차의 최적 조건을 충족하지 못하는 감쇠형 위상반전막이 제작되었다.
이상과 같이 실시예들에 따르면 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막 이용하여 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 제작할 경우, 기존의 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크보다 얇은 감쇠형 위상반전막의 두께로 인하여, 식각에 필요한 막 구성물질의 부피 감소와 막 두께 균일도의 향상을 기대할 수 있다. 또한, 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 이용하여 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크를 제작할 경우, 패턴의 종횡비가 줄어듦으로 인하여 세척 과정에서 마찰에 의해 발생하는 미세 패턴의 파괴를 방지할 수 있다.
실시예들은 반도체 미세 패턴 제작 과정 중 심자외선 포토리소그래피에 사용되는 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크 및 감쇠형 위상반전 포토마스크의 성능을 향상시키는 분야 등에 적용될 수 있다.
이상에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (5)

  1. 천이금속 화합물로 구성된 소정 두께 이하의 감쇠형 위상반전막을 포함하는 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서,
    투명 기판의 위에 천이금속 화합물로 물질로 이루어진 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막이 증착되는 단계;
    상기 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막의 위에 차광막이 증착되는 단계; 및
    상기 차광막의 위에 하드마스크가 증착되는 단계
    를 포함하고,
    상기 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막은,
    천이금속과 첨가원소의 화합물로 구성된 적어도 하나 이상의 층으로 이루어지며, 소정 두께 이하인 것을 특징으로 하는, 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투명 기판의 위에 천이금속 화합물로 물질로 이루어진 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막이 증착되는 단계는,
    노광광 파장 영역에서 굴절률이 2.50 이상이고, 소멸계수가 0.39 이상인 천이금속 화합물을 사용하여, 막 두께가 60 nm보다 얇은 상기 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막이 형성된 후, 상기 투명 기판의 위에 증착되는 것
    을 특징으로 하는, 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막을 투과한 노광광의 위상과, 동일한 두께의 공기 중을 지난 노광광의 위상차가 160*?*200˚*이고, 상기 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막 및 상기 투명 기판을 투과한 노광광의 투과율이 1% ~ 20%를 만족하는 것
    을 특징으로 하는, 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크를 식각하여 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크를 제조하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크를 제조하는 단계는,
    상기 하드마스크의 위에 1차 포토레지스트막을 형성하는 단계;
    상기 1차 포토레지스트막의 적어도 일부를 식각하여 1차 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 1차 포토레지스트 패턴에 맞게 상기 하드마스크의 적어도 일부를 식각하여 하드마스크 패턴을 형성하는 단계
    를 포함하는, 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크의 제조 방법.
  5. 천이금속 화합물로 구성된 소정 두께 이하의 감쇠형 위상반전막을 포함하는 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크에 있어서,
    투명 기판;
    상기 투명 기판의 위에 증착되는 천이금속 화합물로 물질로 이루어진 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막;
    상기 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막의 위에 증착되는 차광막; 및
    상기 차광막의 위에 증착되는 하드마스크
    를 포함하고,
    상기 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전막은,
    천이금속과 첨가원소의 화합물로 구성된 적어도 하나 이상의 층으로 이루어지며, 소정 두께 이하인 것을 특징으로 하는, 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크.

KR1020210000384A 2021-01-04 2021-01-04 천이금속 화합물로 구성된 두께가 얇은 감쇠형 위상반전막을 포함하는 천이금속 화합물 감쇠형 위상반전 마스크 블랭크 및 제조 방법 KR20220098556A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20010028191A (ko) 1999-09-18 2001-04-06 윤종용 ＣｒＡＩＯＮ을 위상 쉬프터 물질로서 사용한 위상 쉬프트 마스크 및 그 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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