[go: up one dir, main page]

KR100818676B1 - 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟, 이를이용한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크,그리고 그 제조방법 - Google Patents

하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟, 이를이용한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크,그리고 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100818676B1
KR100818676B1 KR1020060078248A KR20060078248A KR100818676B1 KR 100818676 B1 KR100818676 B1 KR 100818676B1 KR 1020060078248 A KR1020060078248 A KR 1020060078248A KR 20060078248 A KR20060078248 A KR 20060078248A KR 100818676 B1 KR100818676 B1 KR 100818676B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phase inversion
sputtering target
blank mask
film
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020060078248A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070077028A (ko
Inventor
남기수
차한선
양신주
양철규
강주현
Original Assignee
주식회사 에스앤에스텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에스앤에스텍 filed Critical 주식회사 에스앤에스텍
Publication of KR20070077028A publication Critical patent/KR20070077028A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100818676B1 publication Critical patent/KR100818676B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/46—Antireflective coatings
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • H10P76/4085—
    • H10P76/4088—

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟, 이를 이용한 블랭크 마스크 및 포토마스크, 그리고 이들의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 500nm 이하의 노광파장에서 0.1% 이상의 투과율을 가지는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 위상반전막 형성시 사용되는 스퍼터링 타겟과 이를 이용한 블랭크 마스크 및 포토마스크, 그리고 이들의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟은, 2, 3, 4, 5족, 전이금속, 란타노이드 및 악티노이드로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 구성되거나, 이렇게 선택된 물질의 산화물, 탄화물, 질화물 및 불화물 중 선택된 1종 이상의 것을 포함한다. 스퍼터링 타겟이 전이금속과 실리콘만으로 구성되는 경우 실리콘의 조성비는 66mol% 이하이다. 본 발명에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟은 금속화합물 타겟으로서, 이러한 스퍼터링 타겟을 사용하여 위상반전막을 형성하면, 화학적으로 반응이 충분히 발생하여 안정한 물성을 가지는 위상반전막을 얻을 수 있다.

Description

하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟, 이를 이용한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크, 그리고 그 제조방법 {Sputtering target for half-tone phase shift blankmask, half-tone phase shift blankmask and photomask and manufacturing method thereof}
도 1은 본 발명에 의한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 의한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟을 사용하여 제조할 수 있는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟을 사용하여 제조된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크로부터 제조할 수 있는 하프톤형 위상반전 포토마스크의 단면도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
5 : 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟
10 : 투명기판 20 : 위상반전막 40 : 차광막
50 : 반사방지막 60 : 레지스트막 20a : 위상반전막 패턴
40a : 차광막 패턴 50a : 반사방지막 패턴
100 : 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크
200 : 하프톤형 위상반전 포토마스크
본 발명은 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟 그리고 이를 이용한 블랭크 마스크 및 포토마스크, 그리고 이들의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 위상반전막 형성시 사용되는 스퍼터링 타겟과 이를 이용한 블랭크 마스크 및 포토마스크, 그리고 이들의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 회로의 고집적화로 인해 포토리소그래피 공정시 보다 더 미세한 최소 선폭의 구현이 요구되고 있다. 이러한 최소 선폭의 미세화에 대응하기 위해, 포토리소그래피 공정시 더욱 더 짧은 파장을 가지는 365nm, 248nm, 193nm 등의 노광 광원이 사용되고 있다. 노광 광원의 단파장화와 더불어, 포토리소그래피 공정시 사용되는 포토마스크도 더 미세한 최소 선폭을 구현하기 위해 고해상도를 가지는 것이 사용되고 있다. 최근에는 고해상도를 구현할 수 있는 하프톤형 위상반전 포토마스크가 사용되고 있고, 이를 제조하기 위한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크가 각광을 받고 있다.
일반적으로 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크에서 위상반전의 기능을 일으키는 위상반전막은, 금속과 실리콘이 결합된 금속실리사이드 타겟을 사용하여 DC 마그네트론 리액티브 스퍼터링(DC magnetron reactive sputtering)을 통해 MoSiN, MoSiON, MoSiCN, MoSiCON, MoSiCONF 등의 물질로 성막한다.
그러나 상기의 금속실리사이드 타겟을 사용하여 리액티브 스퍼터링시, 산소, 질소, 탄소, 불소 등과 같은 반응성 가스와 스퍼터링시 스퍼터된 MoSi와 같은 금속실리사이드와 충분한 반응이 이루어지지 않거나 반응이 불균일하게 이루어져, 우수한 균일성을 가지는 위상반전막을 형성하는 것이 어렵다. 특히 산소를 반응성 가스로 사용하여 DC 마그네트론 리액티브 스퍼터링을 실시할 경우, 반응성 가스로 공급된 산소로 인해 금속실리사이드 타겟 표면의 산화가 발생하게 되어 안정적인 방전을 형성하기 힘들어지게 되고, 위상반전막의 증착이 어렵게 된다. 이 때 형성된 위상반전막의 경우 충분한 산소 결합을 기대하기가 힘들게 될 뿐 아니라, 파티클(particle)과 같은 미세 먼지가 발생하게 되어 고품질의 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 제조가 힘들어지게 된다.
또한, 최근 들어 블랭크 마스크의 크기가 다양해짐에 따라 이에 따른 스퍼터링시 사용되는 타겟의 크기도 다양해져야 한다. 만약 타겟 표면의 면적이 증착을 실시하고자 하는 블랭크 마스크 기판 표면의 면적보다 작으면, 박막 증착시 형성되는 플라즈마 상에 존재하는 타겟으로부터 나오는 증착 물질의 분포가 불균일하게 된다. 따라서 증착되는 박막이 균일하지 못하게 되어, 고품질을 가지는 블랭크 마스크의 제조가 힘들어지고, 결국에는 우수한 품질의 최소 선폭을 가지는 반도체 소자의 제조가 힘들어진다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 파티클의 발생이 적으며, 화학적으로 안정하고, 우수한 균일성을 가지는 고품질의 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제조할 수 있는 스퍼터링 타겟을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이러한 스퍼터링 타겟을 사용하여 우수한 균일성을 가지는 고품질의 블랭크 마스크 및 포토마스크, 그리고 이들를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스퍼터링 타겟은 500nm 이하의 노광파장에서 0.1% 이상의 투과율을 가지는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조용 스퍼터링 타겟으로서, 2, 3, 4, 5족, 전이금속, 란타노이드 및 악티노이드로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 구성되거나, 상기 2, 3, 4, 5족, 전이금속, 란타노이드 및 악티노이드로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 물질의 산화물, 탄화물, 질화물 및 불화물 중 선택된 1종 이상의 것을 포함하여 구성된다. 상기 스퍼터링 타겟을 구성하는 물질이 특히 전이금속과 실리콘만으로 구성된 조합일 경우 실리콘의 조성비가 67mol% 이하이고 나머지는 전이금속인 것이 바람직하다.
스퍼터링 타겟을 구성하는 물질은, 금속이 1 ~ 100at%, 산소가 0 ~ 60at%, 탄소가 0 ~ 60at%, 질소가 0 ~ 60at%, 불소가 0 ~ 60at%인 것이 바람직하다. 그리고, 스퍼터링 타겟에 있어서 타겟의 전기저항은 10000Ω·㎝ 이하인 것이 바람직하며, 타겟 표면의 표면거칠기인 중심선평균조도(nmRa)가 100nmRa 이하인 것이 바람직하다. 또한, 스퍼터링 타겟에 있어서 타겟의 표면 면적이 블랭크 마스크용 투명기판 표면 면적의 1/3보다 큰 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크는 상기의 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성된 위상반전막을 포함하고, 본 발명에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조방법은 상기의 스퍼터링 타겟을 사용하여 위상반전막을 형성하는 단계를 포함한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조방법은 a) 블랭크 마스크용 투명기판 위에 본 발명에 따른 스퍼터링 타겟을 사용하여 위상반전막을 형성하는 단계; b) 상기 a) 단계에서 형성된 위상반전막 위에 차광막을 형성하는 단계; c) 상기 b) 단계에서 형성된 차광막 위에 반사방지막을 형성하는 단계; 및 d) 상기 c) 단계에서 형성된 반사방지막 위에 레지스트막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 a) 단계에서 형성되는 위상반전막은 금속을 모체로 하고, 이러한 금속을 산화, 질화, 탄화 혹은 불화하여 사용할 수 있으며, 이들의 조합이 될 수도 있다. 이러한 위상반전막을 형성하기 위하여 이에 따른 스퍼터링 타겟 조성 또한 적절히 변화시킨다.
상기 b) 단계에서 차광막은, 금속의 모체가 Cr인 경우 CrN, CrC 또는 CrCN로 구성될 수 있다.
상기 c) 단계에서 반사방지막은, 금속의 모체가 Cr인 경우 CrO, CrON 또는 CrCON 성분으로 구성될 수 있다.
상기 b) 내지 c) 단계에서 차광막 및 반사방지막 중의 적어도 어느 하나를 형성하기 위해 물리 기상 증착(physical vapor deposition), 화학 기상 증 착(chemical vapor deposition) 중의 방법 중에서 선택된 방법을 이용할 수 있다.
상기 a) 내지 c) 단계에서 위상반전막, 차광막 및 반사방지막 중의 적어도 어느 하나가 특히 반응성 스퍼터링을 통해 형성될 경우 파워는 0.1 ~ 10kW, 압력의 경우 0.1 ~ 900mtorr, 불활성 가스의 경우 He, Ne, Ar, Kr 및 Xe 중에서 선택된 1종 이상의 가스가 적용되며, 반응성 가스로는 N2, NH3, O2, H2, H2O, NO, N2O, NO2, N2O-O2, CH, C2H6, C3H8, C2H4, C2H2, CH4, CO, CO2, CF4, NF3 및 SiF4 중에서 선택된 1종 이상의 가스가 사용될 수 있다.
상기 d) 단계에서 레지스트막은 포토레지스트, 전자빔레지스트 또는 화학증폭형레지스트를 코팅하여 형성할 수 있다.
이러한 단계들을 통해 본 발명에 따른 스퍼터링 타겟을 사용하여 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 제조할 수 있으며, 본 발명에 의한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크를 사용하여 일반적인 포토마스크 제조 공정을 이용, 하프톤형 위상반전 포토마스크를 제조할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
<실시예>
도 1은 본 발명에 의한 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟을 도시한 개략도이다.
본 발명에 따른 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟(5)은 500nm 이하의 노광파장에서 0.1% 이상의 투과율을 가지는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조용 스퍼터링 타겟으로서, 타겟 물질은 2, 3, 4, 5족, 전이금속, 란타노이드 및 악티노이드로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 물질로 구성되며, 물질이 특히 전이금속과 실리콘만으로 구성된 조합일 경우 실리콘의 조성비가 67mol% 이하이고 나머지는 전이금속인 것이 바람직하다. 실리콘의 조성비가 67mol% 이하일 경우 반응성 가스가 적용되는 반응성 스퍼터링을 실시할 경우 전이금속의 조성비가 33mol% 이상이므로 전도성이 우수하여 반응성 스퍼터링이 용이하게 된다.
타겟 물질은 또한 2, 3, 4, 5족, 전이금속, 란타노이드 및 악티노이드로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 물질의 산화물, 탄화물, 질화물 및 불화물 중 선택된 1종 이상의 것을 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 스퍼터링 타겟(5)은, 2, 3, 4, 5족, 전이금속, 란타노이드 및 악티노이드로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 산화, 탄화, 질화 및 불화 중 선택된 1종 이상의 반응을 통해 금속화합물을 형성함으로써 제조할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 스퍼터링 타겟(5)은 금속화합물 타겟으로서, 이 스퍼터링 타겟(5)을 사용하여 위상반전막을 형성하면, 화학적으로 반응이 충분히 발생한 위상반전막을 얻을 수 있다. 그리고, 스퍼터링 공정시 반응성 가스에 의한 스퍼터링 타겟(5) 표면의 질화, 산화, 탄화, 불화 중 어떠한 타겟 표면 상태의 변 화라도 최소화할 수 있어, 증착된 위상반전막은 우수한 막 특성을 가지게 되고 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
바람직하기로, 스퍼터링 타겟(5)을 구성하는 물질은, 1 ~ 100at%의 금속, 0 ~ 60at%의 산소, 0 ~ 60at%의 탄소, 0 ~ 60at%의 질소, 0 ~ 60at%의 불소를 포함한다. 그리고, 스퍼터링 타겟(5)의 전기저항은 10000Ω·㎝ 이하인 것이 바람직하다. 스퍼터링 타겟(5)의 표면거칠기인 중심선평균조도(nmRa)는 100nmRa 이하인 것이 바람직하다.
스퍼터링 타겟(5)의 표면 면적은 이후에 제조할 블랭크 마스크용 투명기판 표면 면적의 1/3보다 큰 것이 바람직하다. 스퍼터링 타겟(5) 표면의 면적이 증착을 실시하고자 하는 블랭크 마스크용 투명기판 표면의 면적보다 과도하게 작으면, 박막 증착시 형성되는 플라즈마 상에 존재하는 타겟으로부터 나오는 증착 물질의 분포가 불균일하게 된다. 그러나, 본 발명자들은 스퍼터링 타겟(5) 표면의 면적이 블랭크 마스크용 투명기판 표면 면적의 1/3보다 크기만 하면 증착의 균일성을 가질 수 있음을 확인하였다.
도 2는 본 발명에 의한 스퍼터링 타겟을 사용하여 제조할 수 있는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크의 단면도이다. 이하의 설명에 있어서, 동일 또는 상당 부분에는 동일한 부호를 부착하여 그 설명을 생략한다.
도 2를 참조하면, 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크(100)는 투명기판(10) 상에 본 발명에 따른 스퍼터링 타겟(도 1의 5)을 사용하여 형성된 위상반전막(20)을 포함한다.
이러한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크(100)의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 6 인치의 크기를 가지는 투명기판(10)을 준비하여 DC 마그네트론 스퍼터 장치에 장착한다. 실험예에서는 표면 면적이 231.04㎠ 인 기판을 장착하였다.
투명기판(10) 상에 본 발명에 따른 스퍼터링 타겟(5)을 사용하여 위상반전막(20)을 형성한다. 위상반전막(20)은 금속을 모체로 하고, 이러한 금속을 산화, 질화, 탄화 혹은 불화하여 사용할 수 있으며, 이들의 조합이 될 수도 있다. 이러한 위상반전막(20)을 형성하기 위하여 이에 따른 스퍼터링 타겟(5) 조성 또한 변화시킨다.
위상반전막(20) 형성시 불활성 가스는, He, Ne, Ar, Kr 및 Xe 중에서 선택된 적어도 1종 이상을 사용하고, 반응성 가스는, N2, NH3, O2, H2, H2O, NO, N2O, NO2, N2O-O2, CH, C2H6, C3H8, C2H4, C2H2, CH4, CO, CO2, CF4, NF3 및 SiF4 중에서 선택된 적어도 1종 이상을 사용한다.
위상반전막(20) 형성 후 박막 안정화 및 투과율 조절을 위해 열처리(heat treatment)를 실시할 수 있으며, 열처리 방법으로는 핫플레이트(hot-plate), 급속 열처리 장치(rapid thermal process), 퍼니스(furnace) 등을 사용하여 실시하며 이 때 분위기 가스로는 공기, 질소, 산소 등을 사용하며 열처리를 실시하며 온도는 100 ~ 1500℃가 적절하다.
실험예에서 위상반전막 증착시 사용된 스퍼터링 타겟의 크기는, 위상반전막 의 두께 균일성을 고려하여, 기판 표면 면적보다 큰 300㎠로 제작하였다. 그리고 위상반전막을 형성하기 위한 스퍼터링 타겟 물질은, 위상반전막 형성시 반응성 가스에 의한 타겟 표면의 조성변화를 최소화하고 화학적으로 안정적인 결합을 형성할 수 있게 하기 위해 Mo가 10at%, Si가 80at% 그리고 N이 10at%의 조성을 가지는 MoSiN 타겟을 사용하였다. 그리고 위상반전막 증착시 사용된 스퍼터링 조건은, Ar 가스를 5 ~ 100sccm, N2 가스를 5 ~ 100sccm, CH4 가스를 5 ~ 100sccm 사용하였으며, 파워를 0.1 ~ 4kW, 압력을 0.1 ~ 900 mtorr로 적용하여 MoSiCN의 조성을 가지는 위상반전막을 형성하였다. 그리고 상기와 과정을 통해 형성된 위상반전막을 400 ~ 1500℃의 온도를 가지는 퍼니스 장치에서 산소 분위기로 열처리를 실시하여 박막의 안정화 및 투과율을 적절하게 조절하였다.
다음으로, 위상반전막(20) 위에 차광막(40), 반사방지막(50) 및 레지스트막(60)을 순차적으로 형성하여 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크(100)를 제조한다. 차광막(40)은, 금속의 모체가 Cr인 경우 CrN, CrC 또는 CrCN로 구성될 수 있으며, 그 두께는 300 ~ 800Å로 형성할 수 있다. 반사방지막(50)은, 금속의 모체가 Cr인 경우 CrO, CrON 또는 CrCON 성분으로 구성될 수 있으며, 그 두께는 50 ~ 300Å로 형성할 수 있다. 차광막(40)과 반사방지막(50)도 반응성 스퍼터링과 같은 물리적 기상 증착 방법으로 형성할 수 있으며 화학적 기상 증착 방법으로 형성할 수도 있다. 반응성 스퍼터링을 통해 형성할 경우 파워는 0.1 ~ 10kW, 압력의 경우 0.1 ~ 900mtorr, 불활성 가스의 경우 He, Ne, Ar, Kr 및 Xe 중에서 선택된 1종 이상의 가 스가 적용되며, 반응성 가스로는 N2, NH3, O2, H2, H2O, NO, N2O, NO2, N2O-O2, CH, C2H6, C3H8, C2H4, C2H2, CH4, CO, CO2, CF4, NF3 및 SiF4 중에서 선택된 1종 이상의 가스가 사용될 수 있다. 레지스트막(60)은 포토레지스트, 전자빔레지스트 또는 화학증폭형레지스트를 코팅하여 형성할 수 있다. 실험예에서는 일본 후지필름사의 네가티브톤 화학증폭형 레지스트인 FEN-270을 1500 ~ 4000Å의 두께로 형성하였다.
실험예에 따라 형성된 위상반전막의 두께를 미국 n&k Analyzer사의 n&k Analyzer 1512RT를 사용하여 측정한 결과 500 ~ 900Å으로 측정되었으며, 두께 균일성은 ± 4Å으로 아주 우수한 균일성을 보였다. 또한 일본 Lasertec사의 MPM-193을 이용하여 측정한 결과 193nm에서 6.2%의 투과율과 178.9도의 위상반전이 측정되었다. 그리고, Auger 원자분광법을 사용하여 위상반전막의 조성비를 분석한 결과, Mo가 1 ~ 20at%, Si가 20 ~ 80at%, N이 10 ~ 60at%, C가 1 ~ 30at%로 분석되었다. 따라서 상기의 방법을 통해 형성된 위상반전막이 화학적으로 안정하게 결합된 위상반전막임을 확인할 수 있었다.
실험예의 경우 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조에 있어서 위상반전막 형성시 미리 질화된 스퍼터링 타겟을 사용함으로써, 스퍼터링시 타겟 표면의 질화를 최소화하고, 질화가 충분히 된 화학적으로 안정적인 위상반전막을 형성할 수 있었으며, 파티클의 발생을 최소화할 수 있는 효과가 있었다. 그리고 기판 표면 면적의 1/3보다 큰 표면 면적을 가지는 스퍼터링 타겟을 사용함으로써, 우수한 투과율 및 두께 균일성을 가지는 위상반전막의 형성이 가능했다.
도 3은 본 발명에 의한 스퍼터링 타겟을 사용하여 제조된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크로부터 제조할 수 있는 하프톤형 위상반전 포토마스크의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 의해 제조된 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크(100)를 사용하여 포토마스크 제조시 통상적으로 사용되는 제조방법에 따라 레지스트막(60)을 노광 및 현상하여 마스크 패턴을 형성한 다음, 이를 이용하여 반사방지막(50), 차광막(40) 및 위상반전막(20)을 패터닝하여 반사방지막 패턴(50a), 차광막 패턴(40a), 위상반전막 패턴(20a)을 가지는 하프톤형 위상반전 포토마스크(200)를 제조한다. 이 때, 반사방지막(50), 차광막(40) 및 위상반전막(20)을 패터닝하는 단계는 패턴의 모양에 따라 여러 단계로 이루어질 수 있으며 새로운 레지스트막의 노광 및 현상 단계를 더 포함할 수도 있다.
이렇게 제조된 하프톤형 위상반전 포토마스크(200)는 본 발명에 따른 스퍼터링 타겟(도 1의 5)을 사용하여 형성한 위상반전막(도 2의 20)의 패턴을 포함하고 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.
본 발명에 의한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟은 2, 3, 4, 5족, 전이금속, 란타노이드 및 악티노이드로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 산화, 탄화, 질화 및 불화 중 선택된 1종 이상의 반응을 통해 금속 화합물을 형성함으로써 제조한 것으로, 금속화합물 타겟을 사용함으로써 위상반전막 형성시 화학적으로 반응이 충분히 발생한 위상반전막의 형성이 가능하게 된다. 이에 따라, 화학적으로 안정하고, 우수한 균일성을 가지는 고품질의 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제조할 수 있게 된다.
그리고, 스퍼터링 공정시 반응성 가스에 의한 타겟 표면의 질화, 산화, 탄화, 불화 중 어떠한 타겟 표면 상태의 변화라도 최소화할 수 있어, 증착된 위상반전막은 우수한 막 특성을 가지게 되고 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 투명기판보다 큰 표면 면적을 가지는 스퍼터링 타겟을 사용함으로써, 우수한 균일성을 가지는 위상반전막의 제조가 가능하게 되어, 우수한 품질의 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제조할 수 있고, 결국 우수한 최소 선폭 품질을 가지는 반도체 소자 제조가 가능하다.

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 500nm 이하의 노광파장에서 0.1% 이상의 투과율을 가지는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조용 스퍼터링 타겟으로서,
    1종 이상의 전이금속 및 실리콘을 동시에 포함하고,
    이들의 산화물, 탄화물, 질화물 및 불화물 중에서 선택된 1종 이상의 화합물 형태인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟을 구성하는 물질은, 1 ~ 100at%의 전이금속 및 실리콘, 0 ~ 60at%의 산소, 0 ~ 60at%의 탄소, 0 ~ 60at%의 질소, 0 ~ 60at%의 불소를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.
  4. 제2항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟의 전기저항이 10000Ω·㎝ 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.
  5. 제2항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟의 표면거칠기인 중심선평균조도(nmRa)가 100nmRa 이하인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.
  6. 제2항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟의 표면 면적이 블랭크 마스크용 투명기판 표면 면적의 1/3보다 큰 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.
  7. 제2항에 따른 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성된 위상반전막을 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  8. 제7항에 있어서, 상기 위상반전막이 열처리된 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  9. 제8항에 있어서, 상기 열처리는 핫플레이트, 급속 열처리 장치 및 퍼니스 중에서 선택된 장치를 사용하며, 열처리 온도는 100 ~ 1500℃, 분위기 가스는 산소, 질소 및 공기 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  10. 제7항에 있어서, 상기 위상반전 블랭크 마스크는 상기 위상반전막 외에 차광 막 및 반사방지막 중 하나 이상의 막을 더 포함하며, 상기 위상반전막, 차광막 및 반사방지막 중 하나 이상의 막은 0.1 ~ 10kW의 파워, 0.1 ~ 900mtorr의 압력 하에서, He, Ne, Ar, Kr 및 Xe 중에서 선택된 1종 이상의 불활성 가스 및 N2, NH3, O2, H2, H2O, NO, N2O, NO2, N2O-O2, CH, C2H6, C3H8, C2H4, C2H2, CH4, CO, CO2, CF4, NF3 및 SiF4 중에서 선택된 1종 이상의 반응성 가스를 적용하여 반응성 스퍼터링을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크.
  11. 제2항에 따른 스퍼터링 타겟을 사용하여 위상반전막을 형성하는 단계를 포함하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조방법.
  12. 제2항에 따른 스퍼터링 타겟을 사용하여 형성된 위상반전막을 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상반전 포토마스크.
  13. 제7항에 따른 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크로부터 하프톤형 위상반전 포토마스크를 제조하는 하프톤형 위상반전 포토마스크 제조방법.
  14. 500nm 이하의 노광파장에서 0.1% 이상의 투과율을 가지는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조용 스퍼터링 타겟으로서, 1종 이상의 전이금속 및 실리콘을 동시에 포함하고, 이때 실리콘의 조성비가 66mol% 이하인 스퍼터링 타겟을 사용하여,
    적어도 탄소가 포함된 반응성 가스가 적용된 분위기에서 반응성 스퍼터링을 실시하는 것에 의해 위상반전막을 형성하는 단계를 포함하는 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 제조방법.
KR1020060078248A 2006-01-20 2006-08-18 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟, 이를이용한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크,그리고 그 제조방법 Expired - Fee Related KR100818676B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060006088 2006-01-20
KR20060006088 2006-01-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070077028A KR20070077028A (ko) 2007-07-25
KR100818676B1 true KR100818676B1 (ko) 2008-04-01

Family

ID=38501747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060078248A Expired - Fee Related KR100818676B1 (ko) 2006-01-20 2006-08-18 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟, 이를이용한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크,그리고 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100818676B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5286455B1 (ja) * 2012-03-23 2013-09-11 Ｈｏｙａ株式会社 マスクブランク、転写用マスクおよびこれらの製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6335124B1 (en) 1997-12-19 2002-01-01 Hoya Corporation Phase shift mask and phase shift mask blank
US6475681B2 (en) * 1996-03-30 2002-11-05 Hoya Corporation Phase shift mask and phase shift mask blank
US6503664B2 (en) 1994-02-22 2003-01-07 International Business Machines Corporation Thin film materials for the preparation of attenuating phase shift masks
KR20040024546A (ko) * 2001-02-26 2004-03-20 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 감쇠 내장형 위상변이 포토마스크 블랭크
KR20040094809A (ko) * 2002-04-12 2004-11-10 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 감쇠된 매입형 위상변이 포토마스크 블랭크

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6503664B2 (en) 1994-02-22 2003-01-07 International Business Machines Corporation Thin film materials for the preparation of attenuating phase shift masks
US6475681B2 (en) * 1996-03-30 2002-11-05 Hoya Corporation Phase shift mask and phase shift mask blank
US6335124B1 (en) 1997-12-19 2002-01-01 Hoya Corporation Phase shift mask and phase shift mask blank
KR20040024546A (ko) * 2001-02-26 2004-03-20 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 감쇠 내장형 위상변이 포토마스크 블랭크
KR20040094809A (ko) * 2002-04-12 2004-11-10 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 감쇠된 매입형 위상변이 포토마스크 블랭크

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070077028A (ko) 2007-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1801647B1 (en) Photomask blank and photomask
CN106997145B (zh) 半色调相移光掩模坯和制造方法
US10809611B2 (en) Method for preparing halftone phase shift mask blank, halftone phase shift mask blank, halftone phase shift mask, and thin film forming apparatus
US7425390B2 (en) Preparation of halftone phase shift mask blank
US10859904B2 (en) Halftone phase shift photomask blank, making method, and halftone phase shift photomask
KR20110044106A (ko) 위상반전 블랭크 마스크, 위상반전 포토마스크 및 그의 제조 방법
JP2023073408A (ja) 位相シフトマスクブランクス、その製造方法及び位相シフトマスク
JP2020204760A (ja) 位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスク
TW200421053A (en) Process for manufacturing half-tone phase shifting mask blanks
JP2020013100A (ja) ブランクマスク、フォトマスク及びその製造方法
KR100818676B1 (ko) 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟, 이를이용한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크,그리고 그 제조방법
JP7192731B2 (ja) ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク、その製造方法、及びハーフトーン位相シフト型フォトマスク
JP2004301993A (ja) 位相シフトマスクブランクの製造方法および位相シフトマスクの製造方法並びに位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスク
KR100762403B1 (ko) 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크용 스퍼터링 타겟, 이를이용한 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크,그리고 그 제조방법
JP2002189284A (ja) 位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスク並びに位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスクの製造方法
KR101155415B1 (ko) 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 그 제조방법
JPH08272074A (ja) ハーフトーン位相シフトフォトマスク及びハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス
JP2002341515A (ja) 位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスクの製造方法
JP2003066587A (ja) スパッタターゲット、並びに該スパッタターゲットを用いた位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスクの製造方法
JP6947207B2 (ja) ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク及びハーフトーン位相シフト型フォトマスク
JP2004318085A (ja) 位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスク並びに位相シフトマスクブランクの製造方法および位相シフトマスクの製造方法
KR20070072337A (ko) 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크, 포토마스크 및 그제조방법
JP2021170128A (ja) ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク及びハーフトーン位相シフト型フォトマスク
JP2004318084A (ja) 位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスク並びに位相シフトマスクブランクの製造方法および位相シフトマスクの製造方法
JP2003043668A (ja) スパッタターゲット、該スパッタターゲットを用いた位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスクの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

D14-X000 Search report completed

St.27 status event code: A-1-2-D10-D14-srh-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

T11-X000 Administrative time limit extension requested

St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 4

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 5

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130311

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 6

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140228

Year of fee payment: 7

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150225

Year of fee payment: 8

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160218

Year of fee payment: 9

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170302

Year of fee payment: 10

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 10

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190304

Year of fee payment: 12

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 12

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903

Not in force date: 20200327

Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903

Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

Not in force date: 20200327

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000