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KR20130051879A - 블랭크 마스크, 포토마스크 및 그의 제조방법 - Google Patents

블랭크 마스크, 포토마스크 및 그의 제조방법 Download PDF

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Publication number
KR20130051879A
KR20130051879A KR1020120122853A KR20120122853A KR20130051879A KR 20130051879 A KR20130051879 A KR 20130051879A KR 1020120122853 A KR1020120122853 A KR 1020120122853A KR 20120122853 A KR20120122853 A KR 20120122853A KR 20130051879 A KR20130051879 A KR 20130051879A
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KR
South Korea
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film
carbon
blank mask
metal
metal film
Prior art date
Application number
KR1020120122853A
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English (en)
Inventor
남기수
강긍원
김동건
장종원
최민기
Original Assignee
주식회사 에스앤에스텍
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Publication date
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Abstract

본 발명은 차광막 및 반사방지막으로 이루어진 금속막을 탄소(C)를 함유하여 형성함과 아울러, 반사방지막의 탄소(C)의 함유량을 내부로부터 표면방향으로 연속적으로 감소하도록 반사방지막을 형성하고, 금속막에 열처리 공정을 수행하여 블랭크 마스크를 형성함에 따라 금속막은 193nm 파장의 광에 대하여 20% 이하의 반사율을 가지면서도 얇은 두께로 형성될 수 있으며, 우수한 내오존성을 가질수 있다.
따라서, 얇은 두께를 가지면서 오존수를 이용한 세정 공정으로 발생하는 차광막과 반사방지막의 열화가 방지됨에 따라 반사율, 두께 등의 변화를 최소화되어 세정 공정에 따른 광학적 특성을 유지된 블랭크 마스크를 형성할 수 있다.

Description

블랭크 마스크, 포토마스크 및 그의 제조방법{Blankmask, Photomask and method of manufacturing the same}
본 발명은 반도체 디바이스 등의 제조에 사용되는 블랭크 마스크, 포토마스크 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 193nm 파장 이하의 노광광에서 차광막 또는 반사방지막의 반사율이 20%이하가 되도록 하고, 오존 등을 이용한 세정 공정에 대하여 내오존성을 향상시킬 수 있는 블랭크 마스크, 포토마스크 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 고속 동작이나 저소비 전력화 등과 같은 성능 및 기능의 향상이나 저비용과 같은 장점을 가짐에 따라 점점 더 미세화되고 있다. 이 미세화를 가능하게 하는 것이 리소그래피(Lithography) 기술이며, 리소그래피 기술을 구현하기 위한 전사용 마스크는 노광 장치, 레지스트 재료와 함께 디바이스 미세화의 중요한 기술로 대두되어 있다. 이러한 반도체 디바이스의 미세화 설계에 대응하기 위해서 최근에는 리소그래피 공정에 사용되는 노광 파장이 KrF, ArF와 같이 단파장화 되고 있다.
한편, 상술한 리소그래피 기술을 이용하여 형성되는 포토마스크 블랭크는 제조 공정 또는 사용 중에 다수의 세정 공정을 거치게 된다. 상기 세정 공정은 종래 황산을 이용하여 수행되었으나, KrF, ArF의 단파장 레이저와 같은 노광광이 고에너지화 되어 있음에 따라 세정 공정에서 잔류하는 황산과 고에너지의 노광광의 반응에 의해 헤이즈 문제가 발생한다.
최근에는, 상기 황산을 이용한 세정상의 문제를 해결하기 위하여 오존수 세정 또는 자외선을 포함하는 오존 세정 공정이 각광받고 있다. 그러나, 상기 오존수를 이용한 세정 공정은, 예를 들어, 차광막 및 반사방지막이 크롬(Cr)으로 형성되는 경우, 상기 크롬이 오존수에 용해 또는 부식되는 현상이 발생한다.
도 1은 종래 오존수를 이용한 세정 횟수에 따른 블랭크 마스크의 반사율을 도시한 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 오존수에 의한 블랭크 마스크의 반복적인 세정에 의해 블랭크 마스크를 구성하는 차광막 및 반사방지막에 열화 현상이 발생하여 블랭크 마스크의 반사율이 변화됨을 알 수 있다. 이에 따라, 오존수 세정에 따른 차광막 및 반사방지막의 광학 특성이 변화되는 것을 방지할 수 있는 새로운 방법이 필요하게 되었다.
본 발명은 193nm 파장 이하의 노광광에 대하여 20% 이하의 반사율을 가지며, 오존수를 이용한 세정 공정에서 발생하는 차광막 및 반사방지막의 용해 또는 부식과 같은 열화가 방지되도록 내오존성이 우수한 금속막을 포함하는 블랭크 마스크, 포토마스크 및 그의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 블랭크 마스크는, 투명 기판 상에 차광막 및 반사방지막을 포함하는 금속막이 구비되고, 상기 반사방지막은 탄소(C)를 포함하며, 상기 탄소(C)의 함유량은 표면에 대비하여 내부에서 더 높다.
상기 탄소(C)의 함유량은 내부로부터 표면 방향으로 연속적 또는 단계적으로 감소한다.
상기 금속막은 700Å 이하의 두께를 갖는다.
상기 차광막은 탄소(C)를 포함하며, 상기 반사방지막 내부의 탄소(C) 함유량은 상기 차광막 내부의 탄소(C) 함유량보다 높다.
상기 금속막은 연속막의 형태 또는 다층막의 형태를 갖는다.
상기 차광막 및 반사방지막은 크롬(Cr), 티탄(Ti), 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), 셀렌(Se), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta) 및 텅스텐(W) 중 적어도 하나 이상의 금속을 포함한다.
상기 차광막 및 반사방지막은 상기 금속에 실리콘(Si), 질소(N), 산소(C), 수소(H) 및 불소(F) 중 하나 이상의 물질을 더 포함한다.
상기 투명 기판과 상기 금속막 사이에 구비된 위상반전막을 더 포함하며, 상기 위상반전막은 크롬(Cr), 티탄(Ti), 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), 셀렌(Se), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및 실리콘(Si) 중 적어도 하나 이상의 물질을 포함한다.
상기 위상반전막은 상기 물질에 질소(N), 산소(C), 수소(H) 및 불소(F) 중 하나 이상의 물질을 더 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 블랭크 마스크의 제조 방법은, 투명 기판 상에 차광막 및 반사방지막이 순차적으로 적층된 금속막을 형성되고, 상기 반사방지막은 탄소(C)를 함유하도록 형성하며, 상기 탄소(C)의 함유량은 표면에 대비하여 내부의 더 높도록 형성한다.
상기 반사방지막은 탄소(C)를 포함하는 반응성 가스를 이용한 스퍼터링 방법으로 형성하며, 상기 탄소(C)를 포함하는 가스의 비율은 전체 가스의 30% ~ 0%로 연속적 또는 단계적으로 변화시키면서 형성한다.
상기 탄소를 포함하는 반응성 가스는 CxHy(X, Y는 정수), CO2 이다.
상기 금속막에 열처리 공정을 수행하며, 상기 열처리 공정은 200℃ ~ 500℃의 온도에서 10 ~ 60분간 수행한다.
아울러, 상술한 블랭크 마스크를 이용하여 형성된 포토마스크로서, 상기 포토마스크는 바이너리(Binary) 형태 및 위상반전막을 갖는 위상반전(Phase Shift) 형태이다.
본 발명은 차광막 및 반사방지막으로 이루어진 금속막을 탄소(C)를 함유하도록 형성함으로써 얇은 두께를 가지면서 193nm 파장의 광에 대하여 20% 이하의 반사율을 갖는 블랭크 마스크, 포토마스크 및 그의 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 반사방지막의 탄소(C) 함유량을 표면 대비 내부에서 더 높도록 탄소(C)의 함유량을 연속적으로 변화시킴과 아울러 금속막에 열처리 공정을 수행함으로써 내오존성을 갖는 블랭크 마스크, 포토마스크 및 그의 제조 방법을 제공할 수 있다.
이에 따라, 얇은 두께를 가지면서 오존수를 이용한 세정 공정으로 발생하는 차광막과 반사방지막의 열화가 방지됨에 따라 반사율, 두께 등의 변화를 최소화되어 세정 공정에 따른 광학적 특성을 유지된 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 오존수를 이용한 세정 횟수에 따른 블랭크 마스크의 반사율을 도시한 그래프.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 블랭크 마스크를 설명하기 위하여 도시한 단면도.
본 발명은 오존수를 이용한 세정 공정에서 발생하는 차광막 및 반사방지막의 열화 현상이 최소화된 블랭크 마스크, 포토마스크 및 그의 제조 방법을 개시한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적이고 상세하게 설명하도록 한다. 그러나, 실시예는 단지 본 발명의 예시 및 설명을 돕기 위한 목적에서 사용된 것이고, 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그럼으로, 실시예로부터 다양한 변형 및 유사한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술력 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 블랭크 마스크를 설명하기 위하여 도시한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 블랭크 마스크는 투명 기판(10) 상에 순차적으로 적층된 차광막(20), 반사방지막(30)으로 이루어진 금속막(40) 및 포토레지스트막(50)을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 블랭크 마스크는 투명 기판(10)과 차광막(20) 사이에 구비된 위상반전막(60)을 더 포함한다.
투명 기판(10)은 6inch × 6inch × 0.25inch(가로 × 세로 × 두께)의 크기를 가지며, 200nm 이하의 노광파장에서 90% 이상의 투과율을 갖는다. 액침노광(Immersion) 리소그래피에서 상기 투명기판의 복굴절률(Birefringence Rate)은 노광량(Intensity) 및 CD 편차의 주요 요인으로 작용하며, 이를 저감시키기 위하여 상기 투명 기판(10)의 복굴절률은 200nm 이하의 노광파장에 대하여 2nm/6.3mm 이하인 것이 바람직하며, 1.5nm/6.3mm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 투명 기판(10)은 0.5㎛ 이하의 TIR(Total Indicated Reading) 값의 평탄도를 가지며, 오목 형상(Concave Shape)을 갖는다.
차광막(20), 반사방지막(30)은 크롬(Cr), 티탄(Ti), 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), 셀렌(Se), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta) 및 텅스텐(W) 중 적어도 하나 이상의 전이금속을 포함을 포함한다. 또한, 차광막(20), 반사방지막(30)은 상기 금속에 실리콘(Si), 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H) 및 불소(F) 중 적어도 하나의 물질을 포함하여 구성된다. 차광막(20) 및 반사방지막(30)은, 예를 들어, 상기 전이금속 중 크롬(Cr)을 포함할 수 있다. 차광막(20) 및 반사방지막(30)은 탄소(C)를 포함하며, 특히, 반사방지막은 탄소(C)를 필수적으로 포함한다.
차광막(20) 및 반사방지막(30)으로 이루어진 금속막(40)은 연속막 또는 다층막의 형태를 갖는다. 금속막(40)은 700Å 이하의 두께를 가지고, 660Å 이하의 두께를 갖는 것이 바람직하며, 470Å 이하의 두께를 갖는 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 연속막은 스퍼터링 챔버 내에 플라즈마가 생성된 상태에서 공정 변수를 변경하여 차광막(20) 및 반사방지막(30)을 한번에 형성하는 것을 말하며, 다층막은 차광막(20) 및 반사방지막(30)을 별개의 공정으로 하여 형성하는 것을 말한다.
반사방지막(30) 내부의 탄소(C) 함유량은 차광막(20) 내부의 탄소(C) 함유량보다 높고, 반사방지막(30)은 내부의 탄소(C) 함유량이 표면의 탄소(C) 함유량보다 더 높으며, 반사방지막(30)은 탄소(C) 함유량이 내부로부터 기판의 표면 방향으로 연속적 및 단계적으로 감소하도록 형성된다. 차광막(20)은 내부의 탄소(C) 함유량이 연속적 또는 단계적으로 변화되도록 형성할 수 있으며, 깊이 방향으로 함유량이 동일하도록 형성할 수 있다. 차광막(20) 및 반사방지막(30)이 탄소(C)를 포함하도록 하기 위한 탄소(C)를 포함하는 반응성 가스를 이용하여 형성하며, 예를 들어, CH4 가스를 포함하는 CxHy(X, Y는 정수) 가스일 수 있으며, CxHy 외에 CO2와 같은 반응성 가스를 사용할 수 있다.
차광막(20) 및 반사방지막(30)으로 이루어진 금속막은 열처리 될 수 있으며, 열처리 공정은 급속 열처리 장치(Rapid Thermal Process; RTP), 진공 핫-플레이트 열처리(Vacuum Hot-Plate Bake), 플라즈마 (Plasma) 및 퍼니스(Furnace) 중 1종 이상의 방법으로 수행할 수 있다. 상기 열처리 공정은 10-3 torr 이하의 진공상태에서 수행하는 것이 바람직하다. 열처리 공정은 200℃ ~ 500℃의 온도에서 10 ~ 60분간 수행하는 것이 바람직하다. 열처리 후 쿨링(Cooling)은 자연 쿨링 또는 급속 냉각 장치를 이용한 방법으로 수행할 수 있다.
투명 기판(10)과 금속막(40) 사이에는 위상반전막(60)이 더 구비될 수 있다. 위상반전막(60)은 크롬(Cr), 티탄(Ti), 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), 셀렌(Se), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및 실리콘(Si) 중 적어도 하나 이상의 물질을 포함한다. 또한, 위상반전막(60)은 상기 물질에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H) 및 불소(F) 중 적어도 하나의 물질을 포함하여 구성된다. 위상반전막(60)은 식각 물질에 대하여 금속막(40)과 10 이상의 식각 선택비를 갖는 물질로 형성하며, 예를 들어, 몰리브덴실리사이드(MoSi) 화합물로 형성할 수 있다.
(실시예)
금속막 설계 I (반사율 평가)
본 발명의 금속막은 광을 차광하는 기능의 차광막(20)과 노광광의 반사를 저감하는 기능의 반사방지막(30)으로 이루어지며, 차광막(20) 및 반사방지막(30)은 탄소(C)를 포함한다. 이때, 반사방지막(30)은 내부의 탄소(C) 함유량이 표면으로 갈수록 연속적으로 감소되도록 형성하였다.
차광막(20)은 200nm 이하의 노광파장에서 광학 밀도 및 두께를 중점으로 설계하였고, 반사방지막은 193nm의 노광 파장에 대하여 20% 이하의 반사율을 갖도록 막 특성을 중점으로 설계하였다.
금속막은 복굴절률이 2nm/6.3mm 이하로 제어된 6inch × 6inch × 0.25inch(가로 × 세로 × 두께) 크기의 합성석영 유리기판으로 이루어진 투명기판(10) 상에 DC 마그네트론 장비로 형성하였다. 금속막(40)은 아르곤(Ar), 질소(N2), 일산화질소(NO) 및 메탄(CH4) 가스를 포함하는 혼합 가스를 이용하여 형성하였다. 금속막 중 반사방지막(30)은 상기 혼합 가스에 대한 메탄(CH4) 가스의 비율을 아래의 표 1과 같이 0% ~ 30%로 변경하면서 연속적으로 형성하였다. 차광막(20) 및 반사방지막(30)을 포함하는 금속막 전체의 두께 범위를 판단하기 위해 광학 밀도를 193nm의 광에 대하여 2.0 이상이 되도록 설정하였다. 금속막의 물성은 Varian 社의 Cary-5000 장비를 이용하여 반사율을 측정하였으며, X-ray를 이용하는 XRR 장비로 두께를 측정하였다.
<금속막 반사율 및 두께 실험 결과>


실시예

금속막
금속 물질
반사방지막
형성 시작시
CH4 Ratio
(%)
반사방지막
형성 마지막
CH4 Ratio
(%)
금속막
두께
(Å)

반사율
@193nm
실시예 1 Cr 30 12.5 468 16.58 %
실시예 2 Cr 19 12.5 461 17.84 %
실시예 3 Cr 30 0 465 17.76 %
실시예 4 Cr 19 0 463 17.88 %
실시예 5 Cr 12.5 0 466 18.25 %
실시예 6 Cr 0 0 470 22.54 %
금속막(40)은 해상도 및 패턴 정확도(Fidelity) 향상을 위하여 얇은 두께로 형성되어야 한다. 이를 위해, 실시예 1 ~ 6 까지 광학 밀도 2.0 이상, 반사율 20% 이하의 막 특성을 갖도록 차광막(20) 및 반사방지막(30)을 연속적으로 형성하여 전체 두께가 약 470Å 이하가 되도록 금속막(40)을 형성하였다.
표 1을 참조하면, 실시예 1 ~ 5 까지의 금속막은 193nm 파장의 광에 대하여 반사율이 20%를 초과하지 않아 적합하였으나, 실시예 6의 금속막은 반사율이 20%를 초과함에 따라 본 발명에 적합하지 않음을 알 수 있다. 다시 말해, 반사방지막(30)의 형성 공정에서 메탄(CH4)의 주입량이 반사방지막(30)의 증착 시작 시점에서 많고 그 양이 연속적으로 줄어듦에 따라 반사율이 낮아짐을 알 수 있다. 이에 따라, 금속막이 193nm 파장의 광에 대하여 20% 미만의 반사율이 가질 수 있게 하기 위해서 메탄(CH4)의 적절한 주입량이 필요함을 알 수 있다.
금속막 설계 Ⅱ (열처리 평가)
상기 실시예들 중 반사율 조건이 적합한 상기 실시예 1 ~ 5 까지의 조건에서 형성된 금속막들에 대하여 각각 열처리 공정을 진행하여, 표 2에서와 같이 반사율 및 두께 변화를 확인하였다.
<금속막 반사율 및 두께 실험 결과>
실시예 금속막 열처리 온도/시간 두께
(Å)
광학밀도
@193nm
반사율
@193nm
실시예 7 실시예 1
× 468 2.00 ~ 2.10 16.58 %
실시예 8 350℃/20min 465 2.00 ~ 2.10 16.73 %
실시예 9 실시예 2
× 461 2.00 ~ 2.10 17.84 %
실시예 10 350℃/20min 459 2.00 ~ 2.10 17.72 %
실시예 11 실시예 3
× 465 2.00 ~ 2.10 17.76 %
실시예 12 350℃/20min 462 2.00 ~ 2.10 17.85 %
실시예 13 실시예 4
× 463 2.00 ~ 2.10 17.88 %
실시예 14 350℃/20min 461 2.00 ~ 2.10 17.71 %
실시예 15 실시예 5
× 466 2.00 ~ 2.10 18.25 %
실시예 16 350℃/20min 463 2.00 ~ 2.10 18.34 %
열처리 공정은 급속 열처리 장치(RTP)를 이용하여, 10 mTorr ~ 2 mTorr의 압력 조건과 350℃의 온도에서 20분간 표면 열처리를 실시하였다.
표 2를 참조하면, 열처리 공정에 따른 모든 실시예들에서 열처리 전, 후에 금속막의 두께 변화, 광학밀도, 반사율에 따른 막 특성의 변화는 적은 것을 확인하였다.
금속막 설계 Ⅲ ( 오존수 평가)
금속막은 포토마스크 제조 시 및 제조 후 반복 세정 공정을 거치게 되며, 이에 따라, 오존수에 대한 내화학성의 특성이 중요하다. 따라서, 상기 실시예 7 ~ 16 까지의 조건에서 형성된 금속막들을 농도 80ppm의 오존수에 대하여 5회 세정 진행하여 아래의 표 3과 같이 세정 횟수별 금속막의 두께 변화를 비교하였다.
<오존수 세정 횟수에 따른 두께 결과>
실시예 오존수 세정에 따른 두께 (A)
세정전 1회 세정후 2회 세정후 3회 세정후 4회 세정후 5회 세정후
실시예 7 468 459.5 447.8 437.8 430.4 421.4
실시예 8 465 458.1 448.6 441.9 436.8 428.6
실시예 9 461 452.6 441.3 431.9 425.1 415.3
실시예 10 459 452.7 443.6 436.0 431.0 424.0
실시예 11 465 457.9 445.6 435.5 429.6 421.1
실시예 12 462 456.7 447.5 439.0 434.3 425.8
실시예 13 463 456.2 446.0 437.1 432.3 425.5
실시예 14 461 455.7 448.3 450.8 438.0 429.6
실시예 15 466 459.8 450.2 445.4 441.6 439.5
실시예 16 463 458.0 451.2 446.9 445.4 443.3
표 3을 참조하면, 실시예 7 ~ 16 까지의 조건에서 형성된 금속막들 대부분은 오존수 세정에 따라 금속막(40)이 용해 또는 열화되어 두께가 낮아짐을 알 수 있다. 그러나, 열처리 공정을 통하여 내오존성이 높아져 오존수 세정에 따른 세정 공정에 따른 금속막의 두께 감소량이 작아지는 것을 확인할 수 있다. 아울러, 반사방지막(30)을 형성하기 위한 탄소(C)를 포함하는 반응성 가스의 주입 비율이 형성 시작 시점과 마지막 시점에서 차이가 작을수록 세정 후 두께 변화량이 줄어듦을 알 수 있다.
(비교예)
본 발명의 실시예들과 오존수에 대한 금속막의 두께 변화를 비교하기 위하여 비교예는 금속막의 반사방지막을 단일 가스 분압 조건으로 형성하였다. 즉, 비교예의 금속막은 193nm 파장의 광에 대하여 20% 미만의 반사율을 가지며, 광학 밀도가 2.0 이상을 유지하는 조건에서 반사방지막에 포함된 물질들의 함유량이 변화가 없도록 형성하였다.
비교예의 금속막은 실시예들과 동일한 DC 마그네트론 장비를 이용한 스퍼터링 공정으로 동일한 금속 타겟 및 혼합 가스를 사용하여 형성하였다. 상기 스퍼터링 공정은 혼합 가스인 Ar : N2 : CH4 : NO의 비율을 39.0 : 54.7 : 6.3 : 0.0 ~ 14.3 : 47.6 : 14.3 : 23.8로 공정 파워를 0.80KW ~ 0.75KW로, 압력을 0.04Pa ~ 0.05Pa로 연속적으로 변화시키면서 차광막 및 반사방지막을 형성하였다.
이와 같이, 차광막과 반사방지막을 연속적으로 성막한 결과, 전체 두께가 467Å, 광학 밀도(O.D)가 2.02, 193nm 파장의 광에 대하여 18.79%의 반사율을 갖는 금속막을 형성하였다.
비교예의 조건으로 형성된 금속막에 대하여 상기 실시예 16에서와 동일하게 농도 80ppm의 오존수에 대하여 3회 세정 공정을 진행하여 두께 및 변화량을 확인하였다.
<비교예 결과>
3회 세정 후 두께 변화량 (Å) 3회 세정 후 반사율 변화량 (%)
비교예1 31.6 2.23
실시예16 16.1 0.87
표 4를 참조하면, 비교예의 조건으로 형성된 금속막은 본 발명의 실시예 16의 조건으로 형성된 금속막과 비교하여 오전수 세정에 따른 두께 변화 및 반사율의 변화가 큰 것을 확인하였다.
이상에서와 같이, 본 발명은 금속막의 반사율 저감 및 내오존성을 향상시키기 위하여 금속막을 구성하는 반사방지막의 탄소(C) 함유량을 내부로부터 표면 방향으로 연속적으로 감소하도록 형성함과 아울러 금속막에 대한 열처리 공정을 수행하였다.
이에 따라, 본 발명은 우수한 내오존성을 갖는 금속막을 포함함과 아울러 193nm 파장의 광에 대하여 20% 이하의 반사율을 갖는 블랭크 마스크를 제공할 수 있다.
10 : 투명 기판
20 : 차광막
30 : 반사방지막
50 : 포토레지스트막

Claims (14)

  1. 투명 기판 상에 차광막 및 반사방지막을 포함하는 금속막이 구비된 블랭크 마스크에 있어서,
    상기 반사방지막은 탄소(C)를 포함하며, 상기 탄소(C)의 함유량은 표면에 대비하여 내부에서 더 높은 블랭크 마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄소(C)의 함유량은 내부로부터 표면 방향으로 연속적 또는 단계적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속막은 700Å 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광막은 탄소(C)를 포함하며, 상기 반사방지막 내부의 탄소(C) 함유량은 상기 차광막 내부의 탄소(C) 함유량보다 높은 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속막은 연속막의 형태 또는 다층막의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광막 및 반사방지막은 크롬(Cr), 티탄(Ti), 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), 셀렌(Se), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta) 및 텅스텐(W) 중 적어도 하나 이상의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 차광막 및 반사방지막은 상기 금속에 실리콘(Si), 질소(N), 산소(C), 수소(H) 및 불소(F) 중 하나 이상의 물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 기판과 상기 금속막 사이에 구비된 위상반전막을 더 포함하며, 상기 위상반전막은 크롬(Cr), 티탄(Ti), 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), 셀렌(Se), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및 실리콘(Si) 중 적어도 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 위상반전막은 상기 물질에 질소(N), 산소(C), 수소(H) 및 불소(F) 중 하나 이상의 물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  10. 투명 기판 상에 차광막 및 반사방지막이 순차적으로 적층된 금속막을 형성하는 블랭크 마스크의 제조 방법에 있어서,
    상기 반사방지막은 탄소(C)를 함유하도록 형성하며, 상기 탄소(C)의 함유량은 표면에 대비하여 내부의 더 높도록 형성하는 블랭크 마스크의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 반사방지막은 탄소(C)를 포함하는 반응성 가스를 이용한 스퍼터링 방법으로 형성하며, 상기 탄소(C)를 포함하는 가스의 비율은 전체 가스의 30% ~ 0%로 연속적 또는 단계적으로 변화시키면서 형성하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 탄소를 포함하는 반응성 가스는 CxHy(X, Y는 정수), CO2인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 제조 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 금속막에 열처리 공정을 수행하며, 상기 열처리 공정은 200℃ ~ 500℃의 온도에서 10 ~ 60분간 수행하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 제조 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 블랭크 마스크로 제조된 포토마스크.
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