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KR101617727B1 - 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크 - Google Patents

블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크 Download PDF

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KR101617727B1
KR101617727B1 KR1020150125869A KR20150125869A KR101617727B1 KR 101617727 B1 KR101617727 B1 KR 101617727B1 KR 1020150125869 A KR1020150125869 A KR 1020150125869A KR 20150125869 A KR20150125869 A KR 20150125869A KR 101617727 B1 KR101617727 B1 KR 101617727B1
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film
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molybdenum
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신철
이종화
양철규
최민기
김창준
전영조
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주식회사 에스앤에스텍
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Abstract

본 발명은 차광막의 금속 및 경원소의 조성을 조절하여 차광성을 확보함과 동시에 식각 속도가 증가되고, 두께가 박막화되며, 면저항 값이 최소화된 차광막을 포함하는 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제공할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 블랭크 마스크는 투명 기판 상에 적어도 차광막이 구비되고, 상기 차광막은 상기 투명 기판에 인접하여 형성된 제1차광층 및 상기 제1차광층 상에 형성된 제2차광층으로 이루어지며, 상기 제1차광막은 크롬(Cr) 및 몰리브데늄(Mo)을 포함하는 화합물로 이루어진다.

Description

블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크{Blankmask and Photomask using the same}
본 발명은 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 32nm급 이하, 특히, 14nm급 이하, 더욱 바람직하게는 10nm급 이하의 미세 패턴 구현이 가능한 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크에 관한 것이다.
오늘날 반도체 미세공정 기술은 대규모 집적회로의 고집적화에 수반하는 회로 패턴의 미세화 요구에 맞추어 매우 중요한 요소로 자리 잡고 있다. 이를 구현하기 위한 포토리소그래피 기술은 반도체 회로 패턴의 해상도 향상을 위하여 차광막을 이용한 바이너리 블랭크 마스크(Binary Intensity Blankmask), 위상반전막 및 차광막을 이용한 위상반전 블랭크 마스크(Phase Shifting Blankmask), 하드 필름과 차광막을 가지는 하드마스크용 바이너리 블랭크 마스크(Hardmask Binary Blankmask) 등으로 발전하고 있다.
한편, 최근에는 고 해상도(High Resolution) 구현 및 품질 향상을 위하여, 레지스트막의 박막화가 끊임없이 요구되고 있다. 이는 패턴 형성을 위한 전자빔 조사(e-beam Writing) 공정 시 레지스트막이 박막화될수록 전자빔의 산란(Scattering) 현상이 감소하기 때문이다. 그러나, 상기 레지스트막은 하부 박막, 예를 들어, 차광막, 하드 필름 등의 인접한 박막의 패턴 형성을 위한 식각 마스크(Etch Mask)로 사용되며, 주성분이 유기물로 구성되기 때문에 하부 박막의 식각 조건에 대한 선택비(Selectivity)가 상대적으로 낮아 박막화에 한계가 있다.
따라서, 상기 레지스트막의 박막화를 위해서는 하부 식각 대상막의 식각 특성 향상이 필요하며, 이를 위해, 하부 식각 대상막의 식각 속도를 증가시키거나 두께를 박막화하는 방법이 고려되고 있다.
예를 들어, 레지스트막 패턴을 이용하여 크롬(Cr)을 주성분으로 하는 차광막을 식각하는 경우, 상기 차광막에 산소(O), 질소(N) 중 적어도 하나를 다량으로 포함시켜 식각 속도를 증가시킬 수 있다. 그러나, 상기 산소(O), 질소(N) 중 어느 하나의 함유량 증가는 광학 밀도, 면저항, 두께 등과 같이 상기 차광막에 요구되는 기본적인 특성을 모두 만족시키기 어렵다. 즉, 상기 산소(O), 질소(N) 중 적어도 하나의 함유량을 증가시키는 경우, 차광막의 표면 면저항이 증가하고, 광학밀도(Optical Density)가 낮아지게 되어 노광 공정 시 전자 챠지업(Charge up) 현상 및 이미지 콘트라스트(Image Contrast)가 저하되는 문제점이 발생한다. 이를 개선하기 위하여 박막의 두께를 증가시킬 수 있으나, 상기 차광막의 두께 증가는 패턴의 종횡비(Aspect Ratio)를 증가시켜 패턴 형성 공정에서 패턴 무너짐(Pattern Collapse)과 같은 문제를 유발한다.
따라서, 현재의 크롬(Cr) 화합물로 이루어진 차광막에 대비하여 차광성이 높고, 식각 속도가 빠른 새로운 차광막 물질 개발이 필요하다.
본 발명은 차광성이 확보됨과 동시에 식각 속도가 증가되고, 두께가 박막화되며, 면저항 값이 최소화된 차광막을 구비한 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크를 제공한다.
또한, 본 발명은 차광막 및 위상반전막 패턴의 임계치수 변화를 최소화시킬 수 있는 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크를 제공한다.
아울러, 본 발명은 32nm급 이하, 특히, 14nm급 이하, 더욱 바람직하게는 10nm급 이하의 미세 패턴 형성이 가능한 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크를 제공한다.
본 발명에 따른 블랭크 마스크는, 투명 기판 상에 차광막이 구비되고, 상기 차광막은 순차적으로 적층된 제1차광층 및 제2차광층으로 이루어지며, 상기 제1차광층 및 제2차광층은 크롬(Cr) 및 몰리브데늄(Mo)을 포함하여 이루어진다.
상기 제1차광층 및 제2차광층은 크롬(Cr) 및 몰리브데늄(Mo)에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 1 종 이상의 물질을 포함한 화합물로 이루어진다.
상기 제1차광층 및 제2차광층은 몰리브데늄(Mo)이 1at% ∼ 20at%, 크롬(Cr)이 10at% ∼ 80at%, 질소(N)가 0 ∼ 50at%, 산소(O) 가 0 ∼ 50at%, 탄소(C)가 0 ∼ 30at%인 조성비를 갖는다.
상기 제2차광층은 제1차광층에 비하여 단위 두께(Å)당 노광 파장에서의 광학 밀도가 높으며, 상기 제1차광층은 제2차광층보다 산소(O) 함유량이 높고, 상기 제2차광층은 제1차광층보다 질소(N) 함유량이 높으며, 상기 제1차광층은 상기 차광막 전체 두께의 60% ∼ 99%에 해당하는 두께를 갖는다.
상기 제2차광층은 제1차광층에 비하여 단위 두께(Å)당 노광 파장에서의 광학 밀도가 낮고, 상기 제1차광층은 제2차광층보다 산소(O) 및 질소(N) 중 하나 이상의 함유량이 낮으며, 상기 제1차광층은 상기 차광막 전체 두께의 5% ∼ 80%에 해당하는 두께를 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 블랭크 마스크는, 투명 기판 상에 차광막이 구비되고, 상기 차광막은 순차적으로 적층된 제1차광층 및 제2차광층으로 이루어지며, 상기 제1차광층 및 제2차광층 중 하나의 차광층은 크롬(Cr) 및 몰리브데늄(Mo)을 포함하여 이루어지고, 다른 하나의 차광층은 크롬(Cr)을 포함하여 이루어진다.
아울러, 본 발명에 따른 블랭크 마스크는, 투명 기판 상에 차광막이 구비되고, 상기 차광막은 크롬(Cr) 및 몰리브데늄(Mo)을 포함하여 이루어진다.
상기 차광막은 조성이 균일한 단층막, 조성 또는 조성비가 변화되는 연속막 형태의 단층막, 상호 다른 조성을 가지며 상기 다른 조성의 막들이 각 1회 이상 적층된 2층 이상의 다층막 중 하나로 이루어진다.
상기 차광막 1.5Å/sec ∼ 3.5Å/sec의 식각 속도를 갖는다.
상기 차광막의 상부에 구비된 하드 필름, 상기 차광막의 하부에 구비된 위상반전막, 상기 하드 필름과 차광막 사이에 구비된 식각저지막 중 하나 이상을 더 포함한다.
상기 차광막의 상부 및 하부 중 하나 이상에 구비되고, 크롬(Cr) 또는 몰리브데늄크롬(MoCr)에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 1 종 이상의 물질을 포함하여 이루어진 반사방지막을 더 포함한다.
그리고, 본 발명에 따른 블랭크 마스크느, 투명 기판 상에 구비된 1층 이상의 금속막을 포함하며, 상기 금속막은 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟을 포함하는 스퍼터링 공정으로 형성된다.
본 발명은 금속 및 경원소의 조성 또는 조성비를 조절하여 차광성이 확보됨과 동시에 식각 속도가 증가되고, 면저항 값이 최소화된 차광막을 포함하는 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 차광막의 식각 속도를 증가시켜 고정밀도의 차광막 패턴을 형성할 수 있으며, 차광막 패턴을 식각마스크로 이용하여 위상반전막 패턴을 형성함에 따라 임계치수 변화가 최소화된 위상반전막 패턴을 형성할 수 있는 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제공할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 32nm급 이하, 특히, 14nm급 이하, 더욱 바람직하게는 10nm급 이하의 미세 패턴 형성이 가능한 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 블랭크 마스크를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 블랭크 마스크를 도시한 단면도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제3실시예에 따른 블랭크 마스크를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 블랭크 마스크를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 블랭크 마스크를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 제6실시예에 따른 블랭크 마스크를 도시한 단면도.
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 가진 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술력 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 블랭크 마스크를 도시한 단면도이며, 도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 블랭크 마스크를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 블랭크 마스크(100)는 투명 기판(102) 상에 적층된 2층 구조의 차광막(104) 및 레지스트막(108)을 포함하여 이루어지거나, 도 2에 도시된 바와 같이, 차광막(104) 상에 구비된 반사방지막(106)을 더 포함하여 이루어진다.
투명 기판(102)은 가로 × 세로 × 두께가 6inch × 6inch × 0.25inch 크기를 가지는 석영유리, 합성 석영유리, 불소 도핑 석영유리 등으로 구성된다.
투명 기판(102)의 평탄도는 상부에 형성되는 어느 하나의 박막, 예를 들어, 위상반전막, 차광막, 하드 필름 등의 박막 평탄도에 영향을 미치게 됨에 따라 성막되는 면의 평탄도를 TIR(Total Indicated Reading)로 정의할 때 그 값이 142㎟ 영역에서 500nm 이하, 바람직하게, 200nm 이하, 더욱 바람직하게, 100nm 이하로 제어된다.
차광막(104)은 패턴 식각 공정에서의 패턴 종횡비 및 광학 특성을 고려하였을 때 조성 또는 조성비가 상이한 2층 이상의 다층막으로 이루어지며, 바람직하게, 제1차광층(110) 및 제2차광층(112)의 2층 구조로 이루어진다.
차광막(104)은 차광성을 향상시키기 위하여 소멸계수(k)가 높은 구성 물질을 사용하고, 식각 속도를 향상시키기 위하여 건식 식각 시 사용되는 식각 가스에 대한 끊는점(B.P)이 낮은 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
이를 위해, 제1차광층(110) 및 제2차광층(112)은 몰리브데늄크롬(MoCr) 또는 이에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 하나를 포함하는 MoCrN, MoCrO, MoCrC, MoCrNO, MoCrCN, MoCrCO, MoCrCON 중 하나의 몰리브데늄크롬(MoCr) 화합물로 이루어진다. 제1차광층(110) 및 제2차광층(112)은 스트레스(Stress)를 저감하기 위하여 수소(H), 붕소(B) 등의 추가적인 경원소를 더 포함할 수 있다.
여기서, 제1차광층(110) 및 제2차광층(112)은 몰리브데늄(Mo)이 1at% ∼ 20at%, 바람직하게, 3at% ∼ 10at%, 크롬(Cr)이 10at% ∼ 80at%, 바람직하게, 20at% ∼ 70at%, 질소(N)가 0 ∼ 50at%, 바람직하게, 40at% 이하, 산소(O) 가 0 ∼ 50at%, 바람직하게, 40at% 이하, 탄소(C)가 0 ∼ 30at%, 바람직하게, 20at% 이하인 조성비를 갖는다.
차광막(104)은 몰리브데늄(Mo)이 크롬(Cr) 대비 높은 소멸 계수(k) 값을 가짐에 따라 몰리브데늄(Mo)의 함유량이 높을 경우, 단위 두께당 광학 밀도(Optical Density, OD)가 증가하여 차광막을 박막화할 수 있다. 또한, 차광막(104)이 몰리브데늄(Mo)을 포함함에 따라 몰리브데늄크롬(MoCr) 화합물로 형성된 차광막(104)의 건식 식각 시, 기존의 크롬(Cr) 화합물 대비 클로린(Cl) 가스에 대한 식각 속도를 현저하게 증가시킬 수 있다. 그러나, 차광막(104)의 몰리브데늄(Mo) 함유량이 높을 경우, 포토마스크 제조 시 사용되는 세정액(Cleaning Chemical)에 대한 내화학성이 나빠지게 되며, 이에 따라, 차광막(104)은 몰리브데늄(Mo) 함유량을 20at% 이하로 제어하는 것이 바람직하다.
제1차광층(110) 및 제2차광층(112) 중 하나 이상의 차광층은 차광막(104)의 물리적, 화학적, 광학적 특성을 향상시키기 위하여 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 구리(Cu), 하프늄(Hf), 텅스텐(W) 중 1 종 이상의 금속 물질, 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 하나 이상의 경원소를 더 포함할 수 있다.
차광막(104)은 물리적 또는 화학적 증착 방법을 이용한 다양한 방법으로 형성할 수 있으며, 바람직하게, DC 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여 형성한다. 차광막(104)이 상기 스퍼터링 방식을 이용한 몰리브데늄크롬(MoCr) 또는 이의 화합물로 형성되는 경우, 차광막(104)은 몰리브데늄크롬(MoCr)의 2성분계 단일 타겟을 이용하여 형성할 수 있다. 이때, 상기 몰리브데늄크롬(MoCr) 단일 타겟은 몰리브데늄(Mo) : 크롬(Cr) = 1at% ∼ 30at% : 70at% ∼ 99at%인 조성비를 가지며, 바람직하게, 1at% ∼ 20at : 80at% ∼ 99at%인 조성비를 갖는다. 아울러, 차광막(104)은 몰리브데늄(Mo), 크롬(Cr), 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟 중 2종 이상의 타겟을 동시에 이용하는 코-스퍼터링(Co-Sputtering) 방법으로 형성할 수 있으며, 이때 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟은 그의 조성비가 몰리브데늄(Mo) : 크롬(Cr) = 1 ∼ 50at% : 50at% ∼ 99at%인 조성비를 갖는다.
제1차광층(110)은 차광막(104)의 전체적인 광학 밀도(Optical Density, OD) 및 식각 속도를 조절하는 역할로 사용되고, 제2차광층(112)은 광학 밀도를 보충하고, 표면 면저항을 낮추는 역할로 사용된다. 즉, 제1차광층(110)은 차광막(104)의 광학 밀도를 조절하고, 차광막 패턴의 형성 시 빠른 식각 속도를 갖기 위하여 산소(O) 또는 질소(N) 중 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 제1차광층(110) 만으로 광학 밀도를 조절하는 경우, 요구되는 차광 기능을 만족시키기 위하여 제1차광층(110)의 두께가 두꺼워지는 문제점이 발생함에 따라 제2차광층(112)을 형성하여 요구되는 광학 밀도를 보충할 수 있도록 한다. 이에, 제2차광층(112)은 단위 두께당 광학 밀도를 높여 차광성을 보완하며, 제1차광층(110)의 상대적으로 높은 면저항을 낮추기 위하여 산소(O)를 함유하지 않거나, 제1차광층(110)에 비해 상대적으로 낮은 산소(O) 함유량을 갖거나, 또는, 제1차광층(110)에 비해 상대적으로 높은 질소(N) 함유량을 갖도록 형성한다. 이에 따라, 제2차광층(112)은 제1차광층(110)에 비하여 단위 두께(Å)당 노광 파장에서의 광학 밀도가 상대적으로 높도록 형성된다.
제2차광층(112)은 표면 면저항을 제어하는 역할로 사용됨에 따라 제1차광층(110) 대비 면저항이 낮도록 설계하며, 이를 위해, 탄소(C)를 추가적으로 포함하여 형성할 수 있다. 이때, 탄소(C)는 1at% ∼ 30at%의 함유량을 가지는 것이 바람직하며, 탄소(C)의 함유량이 30at% 이상일 경우 광학 밀도가 감소하여 상대적으로 두께가 증가하는 요인으로 작용한다.
제2차광층(112)은 몰리브데늄크롬(MoCr) 또는 그의 화합물을 대신하여, 예를 들어, 크롬(Cr) 또는 크롬(Cr)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 적어도 하나를 포함하는 화합물로 형성할 수 있으며, 제1차광층(110)과 한번의 식각 공정으로 식각되는 어떠한 물질로 이루어져도 무방하다.
또한, 차광막(104)은 상술한 구조와 반대로 제1차광층(110)이 크롬(Cr) 화합물의 형태를 갖고, 제2차광층(112)이 몰리브데늄크롬(MoCr) 또는 그의 화합물의 형태를 가질 수 있다.
제1차광층(110) 및 제2차광층(112)으로 이루어진 차광막(104)은 300Å ∼ 700Å의 두께를 가지며, 바람직하게, 450Å ∼ 600Å의 두께, 더욱 바람직하게, 450Å ∼ 550Å의 두께를 갖는다. 제1차광층(110)은 차광막(104) 전체 두께의 60% ∼ 99%에 해당하는 두께를 가지며, 바람직하게는, 70% ∼ 98%에 해당하는 두께를 갖는다. 제2차광층(112)은 차광막(104) 두께의 1% ∼ 40%에 해당하는 두께를 가지며, 바람직하게는, 2% ∼ 30%에 해당하는 두께를 갖는다.
차광막(104)은 몰리브데늄(Mo)을 포함하는 몰리브데늄크롬(MoCr) 또는 이의 화합물로 형성됨에 따라 종래 크롬(Cr) 화합물로 구성되는 차광막에 차광성과 식각 속도가 현저히 증가된다. 즉, 차광막(104)은 식각 물질에 대하여 1.5Å/sec ∼ 3.5Å/sec의 식각 속도를 가지며, 바람직하게, 1.8Å/sec ∼ 2.5Å/sec의 식각 속도를 갖는다.
아울러, 차광막(104)은 제1차광층(110)이 전체 차광막(104)의 광학 밀도를 제어하고, 제2차광층(106)은 반사율을 저감하는, 즉, 반사방지의 역할을 하도록 구현할 수 있다. 이때, 제1차광층(110)은 제2차광층(112) 대비 단위 두께당 광학 밀도가 상대적으로 높도록 산소(O) 및 질소(N) 중 하나 이상의 함유량이 제2차광층(112) 대비 낮도록 형성할 수 있다. 이러한 경우, 제2차광층(112)이 상대적으로 제1차광층(110) 대비 식각 속도가 빨라지며, 제1차광층(110)은 차광막(104) 전체 두께의 5% ∼ 80%, 바람직하게, 20% ∼ 75%에 해당하는 두께를 가지며, 제2차광층(112)은 10% ∼ 95%, 바람직하게, 25% ∼ 80%에 해당하는 두께를 갖는다.
도 2를 참조하면, 반사방지막(106)은 차광막(104)과 동일한 식각 특성을 갖는 물질로 형성되며, 바람직하게, 몰리브데늄크롬(MoCr), MoCrN, MoCrO, MoCrC, MoCrNO, MoCrCN, MoCrCO, MoCrCON과 같은 몰리브데늄크롬(MoCr) 화합물 중 하나로 이루어진다. 반사방지막(106)은 상기 몰리브데늄크롬(MoCr) 또는 그의 화합물 외에 차광막(104)과 식각 특성이 동일한 물질로 이루어져도 무방하다. 반사방지막(106)은 차광막(104)의 식각마스크로 사용될 수 있으며, 이러한 경우, 반사방지막(106)은 차광막(104)과 상이한 식각 특성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다.
차광막(104) 또는 차광막(104)과 반사방지막(106)이 적층된 구조는 193nm 또는 248nm의 노광 파장에 대하여 2.5 ∼ 3.5의 광학 밀도를 갖고, 바람직하게는 2.7 ∼ 3.2의 광학 밀도를 가지며, 10% ∼ 50%의 표면 반사율을 갖고, 바람직하게, 20% ∼ 40%의 표면 반사율을 갖는다.
차광막(104) 또는 차광막(104)과 반사방지막(106)이 적층된 구조는 선택적으로 100℃ ∼ 500℃로 열처리하여 내약품성 및 박막 스트레스를 제어할 수 있으며, 이를 위한 방법으로 핫 플레이트(Hot-Plate), 진공 급속 열처리(Vacuum Rapid Thermal Annealing), 표면 플라즈마(Surface Plasma) 처리를 할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제3실시예에 따른 블랭크 마스크를 도시한 단면도이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명에 따른 블랭크 마스크(200)는 투명 기판(102) 상에 적층된 단층 형태의 차광막(104) 및 레지스트막(108)을 포함하여 이루어지거나, 도 3b에 도시된 바와 같이, 차광막(104) 상에 구비된 반사방지막(106)을 더 포함하여 이루어진다.
차광막(104) 및 반사방지막(106) 중 하나 이상은 조성이 균일한 단층막, 조성 또는 조성비가 변화되는 연속막 형태의 단층막, 상호 다른 조성을 가지며 상기 다른 조성의 막들이 각 1회 이상 적층된 2층 이상의 다층막 중 하나로 이루어진다.
차광막(104) 및 반사방지막(106)은 상술한 본 발명의 제1 및 2의 실시예와 동일한 광학적, 화학적, 물리적 특성을 가지며, 동일한 물질 및 제조 방법으로 형성된다.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 블랭크 마스크를 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 블랭크 마스크(300)는 위상반전 블랭크 마스크로서, 투명 기판(102) 상에 순차적으로 적층된 위상반전막(114), 차광막(104) 및 레지스트막(108)을 포함한다. 여기서, 차광막(104)은 상술한 본 발명의 제1실시예와 동일한 광학적, 화학적, 물리적 특성을 가지며, 동일한 물질 및 제조 방법으로 형성된다.
위상반전막(114)은 차광막 패턴을 식각마스크로 식각됨에 따라 차광막(104)과 10 이상의 식각선택비를 갖는 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 위상반전막(114)은 광학 특성을 유지함과 동시에 두께의 박막화하고 내화학성을 향상시키기 위하여 높은 굴절률 및 소멸 계수를 갖는 물질로 형성된다. 이를 위해, 위상반전막(114)은 몰리브데늄(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 금속 물질을 포함하여 이루어지거나, 또는, 상기 금속 물질에 실리콘(Si), 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 수소(H) 중 1 종 이상의 물질을 더 포함하여 이루어진다.
위상반전막(114)은, 바람직하게, 실리콘(Si) 또는 몰리브데늄(Mo)과 같은 전이 금속을 포함하는 금속 실리사이드 혼합물로 이루어지거나, 이들에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 하나 이상의 경원소를 포함하는 화합물로 이루어진다. 위상반전막(114)은, 예를 들어, Si, SiN, SiC, SiO, SiCN, SiCO, SiNO, SiCON, MoSi, MoSiN, MoSiC, MoSiO, MoSiCN, MoSiCO, MoSiNO, MoSiCON 중 하나로 이루어진다. 위상반전막(114)은 광학적, 화학적, 물리적 특성 및 제조 공정을 고려하여 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 하나 이상의 경원소를 더 포함할 수 있다.
위상반전막(114)은 조성이 균일한 단층막, 조성 또는 조성비가 변화되는 연속막, 상호 다른 조성을 가지며 상기 다른 조성의 막들이 각 1회 이상 적층된 2층 이상의 다층막 중 하나로 이루어진다.
위상반전막(114)은 최상층 또는 최상층막이 산소(O)를 포함하도록 구성될 수 있다. 자세하게, 위상반전막(114)이 몰리브데늄 실리사이드(MoSi) 화합물로 이루어지는 경우, 위상반전막(114)은 오존(O3), Hot-DI 및 암모니아(NH4OH), 황산(H2SO4) 등을 포함하는 세정 용액에 손상을 받기 쉽다. 위상반전막(114)이 세정 공정 등에서 상기 물질 등에 손상을 받게 되면 위상반전막(114)은 두께는 얇아지고, 투과율이 증가하며, 위상반전량의 변화가 발생하여 요구되는 광학적 물성을 구현할 수 없다. 이에 따라, 본 발명은 최상층 또는 최상층막이 산소(O)를 포함하는, 예를 들어, MoSiON으로 형성함으로써 세정 용액에 의해 발생하는 위상반전막(114)의 용해 또는 부식과 같은 열화 현상을 방지할 수 있다. 이때, 위상반전막(114)의 최상층 또는 최상층막은 0.1at% ∼ 20at%의 산소(O) 함유량을 갖는다. 상기 최상층 또는 최상층막 하부에 배치되는 위상반전막(114) 부분은 최상층 또는 최상층막과 조성 및 조성비가 상이한 다양한 형태의 막으로 구성될 수 있다.
위상반전막(114)은 300Å ∼ 900Å의 두께를 갖고, 바람직하게 500Å ∼ 700Å의 두께를 갖는다. 위상반전막(114)이 최상층부 또는 최상층막에 산소(O)를 포함하도록 형성하는 경우, 최상층부 또는 최상층막의 산소(O)를 포함하는 구간은 10Å ∼ 100Å의 두께를 갖고, 전체 위상반전막(114) 두께의 1% ∼ 40%에 해당하는 두께를 가지며, 바람직하게, 1% ∼ 10%에 해당하는 두께를 갖는다.
위상반전막(114)은 193nm 또는 248nm 파장의 노광광에 대하여 5% ∼ 40%의 투과율을 갖고, 170° ∼ 190°의 위상반전량을 갖는다. 위상반전막(114)은 투과율이 5% 보다 낮으면 웨이퍼(Wafer)에 도포된 레지스트막의 노광시 상쇄 간섭을 위한 노광광의 강도(Intensity)가 떨어져 위상반전 효과가 미미하고, 투과율이 40% 보다 높으면, 웨이퍼에 도포된 레지스트막에 데미지(Damage)를 주어 레지스트막의 손실을 초래한다.
차광막(104) 및 위상반전막(114)이 순차적으로 적층된 구조는 193nm 또는 248nm 파장의 노광광에 대하여 2.5 ∼ 3.5의 광학 밀도 값을 가지며, 바람직하게는 2.7 ∼ 3.2의 광학 밀도 값을 갖고, 10% ∼ 45%의 표면 반사율을 가지며, 바람직하게, 25% ∼ 35%의 표면 반사율을 갖는다.
위상반전막(114)은 선택적으로 100℃ ∼ 500℃로 열처리하여 내약품성 및 평탄도를 조절할 수 있으며, 상기 열처리는 차광막(104)에 대한 열처리 온도와 동등하거나 또는 높은 조건에서 실시할 수 있다.
아울러, 위상반전막(114)의 패턴 형성을 위한 식각 공정은 레지스트막 패턴이 잔류된 상태로 차광막(104) 및 위상반전막(114)을 연속적으로 식각하는 방법으로 진행할 수 있다. 이는, 차광막(104)과 위상반전막(114)의 패턴 형성 시 발생하는 임계 치수(Critical Dimension, CD) 편차를 보정하기 위한 것으로서, 위상반전막(114)의 패턴 형성을 위한 식각 시 발생하는 레지스트 패턴의 부산물을 이용하여 차광막 패턴과 위상반전막 패턴의 차이를 보정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 블랭크 마스크를 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 블랭크 마스크(400)는 투명 기판(102) 상에 순차적으로 적층된 차광막(104), 하드 필름(116) 및 레지스트막(108)을 포함한다. 여기서, 차광막(104)은 상술한 본 발명의 제1실시예와 동일한 광학적, 화학적, 물리적 특성을 가지며, 동일한 물질 및 제조 방법으로 형성된다.
하드 필름(116)은 차광막(104)의 식각 마스크로 역할하며, 이에 따라, 상기 차광막(104)과 10 이상의 식각 선택비를 갖는 물질로 이루어진다. 하드 필름(116)은 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), 주석(Sn), 실리콘(Si) 중 1 종 이상의 물질을 포함하여 이루어지거나, 또는, 상기 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 수소(H) 중 1 종 이상의 물질을 더 포함하여 이루어지며, 예를 들어, 산화질화탄탈(TaON) 등으로 이루어질 수 있다.
하드 필름(116)은 10Å ∼ 100Å의 두께를 가지며, 바람직하게, 20Å ∼ 60Å의 두께를 갖는다.
하드 필름(116)은 실리콘(Si)을 포함하는 화합물로 이루어질 수 있으며, 이러한 경우, 하드 필름(116)과 레지스트막(108) 사이의 접착력이 낮을 수 있음에 따라 접착력 향상을 위하여 하드 필름(116)의 상부 표면은 표면 개질 또는 표면 처리 중 하나 이상이 적용되어 처리될 수 있다.
하드 필름(116)의 표면 개질은 산소(O), 질소(N), 수소(H), 탄소(C), 불소(F) 중 하나 이상의 가스를 이용한 열처리 또는 플라즈마 처리를 통한 방법으로 수행된다. 상기 열처리 및 플라즈마 처리는 진공 급속 열처리 장치(Vaccum Rapid Thermal Treatment)를 이용한 방법 및 상압 플라즈마를 이용한 방법을 포함하여 그 처리에 제한이 없다. 하드 필름(116)의 표면은 상기 표면 개질을 통해 15°∼ 50°, 바람직하게, 20°∼ 45°의 접촉각(Contact Angle)을 갖는다.
또한, 상기 표면 처리는 실리콘을 포함한 고분자화합물을 도포하여 수행할 수 있다. 상기 실리콘을 포함한 고분자화합물은 Hexamethyldisilane, Trimethylsilyldiethyl-amine, O-trimethylsilylacetate, O-trimethylsilyl-proprionate, O-trimethylsilylbutyrate, Trimethylsilyl-trifluoroacetate, Trimethylmethoxysilane, N-methyl-Ntrimethylsilyltrifluoroacetate, O-trimethylsilyacetylacetone, Isopropenoxy-trimethylsilane, Trimethylsilyl-trifluoroacetamide, Methyltrimethyl-Silyldimethylketoneacetate, Trimethyl -ethoxysilane 중 하나 이상일 수 있다.
아울러, 하드 필름(116)이 하부의 차광막(104)과 낮은 식각 선택비를 갖는 물질로 형성되는 경우, 도시하지는 않았지만, 하드 필름(116)과 차광막(104) 사이에 식각저지막을 형성할 수 있다. 상기 식각저지막은 차광막(104) 및 하드 필름(116)과 10 이상의 식각 선택비를 갖는 물질로 이루어진다.
상기 식각저지막은 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), 주석(Sn) 중 1 종 이상의 물질을 포함하여 이루어지거나, 또는, 상기 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 수소(H) 중 1 종 이상의 물질을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 식각저지막은 10Å ∼ 150Å의 두께를 가지며, 바람직하게, 20Å ∼ 100Å의 두께를 갖는다.
도 6 본 발명의 제6실시예에 따른 블랭크 마스크를 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 블랭크 마스크(500)는 상술한 실시예들의 구성을 모두 포함한 블랭크 마스크로서, 투명 기판(102) 상에 순차적으로 적층된 위상반전막(114), 차광막(104), 하드 필름(116) 및 레지스트막(108)을 포함한다. 여기서, 차광막(104), 위상반전막(114), 하드 필름(116), 상기 식각저지막은 상술한 본 발명의 제1 내지 제6의 실시예와 동일한 광학적, 화학적, 물리적 특성을 가지며, 동일한 물질 및 제조 방법으로 형성된다.
아울러, 상술한 본 발명의 제4 내지 6 실시예에서는, 도시하지는 않았지만, 필요에 따라 차광막(104)의 상부 및 하부 중 하나 이상에 노광광의 재반사를 억제할 수 있도록 구비된 반사방지막을 더 포함할 수 있으며, 상기 반사방지막은 상술한 본 발명의 제2 및 제3실시예와 동일한 광학적, 화학적, 물리적 특성을 가지며, 동일한 물질 및 제조 방법으로 형성된다. 또한, 상술한 본 발명의 제3실시예에서는 차광막(104)의 상부 또는 하부에 구비된 위상반전막, 하드 필름, 식각저지막 등의 다양한 박막을 동일하게 적용할 수 있다.
아울러, 본 발명의 차광막을 형성하기 위한 몰리브데늄크롬(MoCr)의 2성분계 단일 타겟 및 코-스퍼터링(Co-Sputtering) 방법에 사용되는 몰리브데늄(Mo), 크롬(Cr), 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟 중 2종 이상의 타겟은 반도체 디바이스 뿐만 아니라 TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diod), PDP(Plasma Display Panel) 등을 포함하는 플랫 패널 디스플레이(Flat Panel Display) 디바이스를 제조하기 위한 블랭크 마스크의 차광막을 포함하는 금속막을 형성하는데 사용될 수 있다.
또한, 상기 타겟은 차광막에 한정되지 않고, 반도체 및 FPD용 블랭크 마스크를 구성하는 금속막, 예를 들어, 차광막, 반사방지막, 위상반전막, 하드 필름, 식각저지막, 반투과막을 포함하는 모든 박막에 사용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 블랭크 마스크를 상세히 설명하도록 한다.
(실시예)
실시예 1-1 : 바이너리 블랭크 마스크 및 포토 마스크 제조 및 평가 Ⅰ
도 1을 참조하면, 실시예 1-1은 MoCr 화합물로 이루어지며, 제1차광층(110) 및 제2차광층(112)이 적층된 2층 구조의 차광막(104)을 구비한 바이너리 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제조하고 이를 평가하였다.
바이너리 블랭크 마스크(100)의 제조는 평탄도가 154nm, 복굴절률이 2nm/6.35mm로 제어된 투명 기판(102) 상에 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟(Mo : Cr = 10at% : 90at%)이 장착된 DC 마그네트론 반응성 스퍼터링 설비를 이용하여 공정 가스로 Ar : N2 : CO2 = 3sccm : 8sccm : 5sccm 주입하고, 공정 파워를 0.75㎾로 인가하여 550Å 두께의 MoCrCON 막으로 이루어진 제1차광층(110)을 형성하였다. 이후, 공정 가스로 Ar : N2 = 5sccm : 5sccm 주입하고, 공정 파워를 1.0㎾로 인가하여 50Å 두께의 MoCrN막으로 이루어진 제2차광층(112)을 형성하여 최종적으로 2층 구조의 차광막(104)을 형성하였다.
차광막(104)에 대하여 350˚의 온도에서 30분 동안 진공 RTP(Rapid Thermal Process)를 실시한 후, 차광막(104)의 특성을 평가하였다.
차광막(104)은 UV-VIS Spectrometer 설비를 이용하여 투과율 및 반사율을 측정한 결과, 193nm 파장에서 투과율이 0.09%, 반사율이 30.3%을 나타내어 차광막으로서의 광학 특성이 우수함을 확인할 수 있었다.
또한, 차광막(104)은 Ultra-flat 설비를 이용하여 박막 스트레스를 측정한 결과, 198nm의 TIR 값을 나타내어 투명 기판(102)의 TIR 값인 154nm 대비 44nm의 TIR 변화량을 나타내어 패턴 형성 후 패턴 정렬도 등에 문제가 없음을 확인하였다.
그리고, 차광막(104) 4-Point Probe 설비를 이용하여 면저항을 측정한 결과, 324Ω/□를 나타내어 전자빔을 이용한 노광 시 챠지업(Charge-up) 현상이 없을 것으로 판단되었다.
아울러, 제1차광층(110)은 Auger 분석 장비를 이용하여 조성비를 분석한 결과, Mo : Cr : 경원소(O, C, N 중 하나 이상) = 5at% : 40at% : 55at%의 조성비를 나타내었으며, 제2차광층(112)은 Mo : Cr : 경원소(O, C, N 중 하나 이상) = 8at% : 60at% : 32%의 조성비를 나타내었다.
추가적으로, 제1차광층(110)과 제2차광층(112)의 단위 두께당 광학 밀도를 측정한 결과, 제1차광층(110)은 0.0054/Å를 나타내었으며, 제2차광층(112)은 0.01/Å를 나타내어 상대적으로 제2차광층(112)의 단위 두께당 광학 밀도가 높은 것을 확인하였다.
차광막(104) 상에 포지티브형 화학증폭형 레지스트막(108)을 1,000Å의 두께로 형성하여 바이너리 블랭크 마스크의 제조를 완료하였다.
상기 바이너리 블랭크 마스크를 아래와 같이 포토마스크를 제조하고 평가하였다.
먼저, 레지스트막(108)에 노광장비를 이용하여 노광을 실시한 후, 110℃의 온도에서 10분 동안 PEB(Post Exposure Bake)를 실시하고 현상(Develop) 공정을 진행하여 레지스트막 패턴을 형성하였다. 이후, 상기 레지스트막 패턴을 식각 마스크로 하부의 MoCr 화합물로 이루어진 차광막(104)을 염소(Cl) 가스를 포함한 식각 가스로 건식 식각하여 차광막 패턴을 형성하고, 레지스트막 패턴을 제거한 후 포토마스크 제조를 완료하였다.
여기서, 차광막(104)은 EPD(End Point Detection)를 이용하여 식각 속도를 측정한 결과 2.03Å/sec의 빠른 식각 속도를 나타내었으며, AFM 장비를 이용하여 잔여 레지스트막 패턴의 두께를 측정한 결과 520Å의 두께를 나타내었다. 또한, 로딩(Loading) 평가 결과 3.5nm 수준으로 후술되는 비교예들의 크롬(Cr) 화합물로 이루어진 차광막에 대비하여 우수한 결과를 나타내었다. 여기서, 로딩 평가는 로딩 0%와 로딩 100% 패턴에서의 임계 치수(CD) 편차를 나타낸다.
실시예 1-2 : 바이너리 블랭크 마스크 및 포토 마스크 제조 및 평가 Ⅱ
도 1을 참조하면, 실시예 1-2는 MoCr 화합물로 이루어지며, 제1차광층(110) 및 제2차광층(112)이 적층된 2층 구조의 차광막(104)을 구비한 바이너리 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제조하고 이에 대해 평가하였다. 여기서, 제1차광층(110)은 상대적으로 제2차광층(114)에 대비하여 단위 두께당 광학 밀도가 높으며, 제2차광층(114)은 반사방지의 역할을 하여 차광막(104)의 반사율을 낮춘다.
바이너리 블랭크 마스크의 제조는 투명 기판(102) 상에 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟(Mo : Cr = 10at% : 90at%)이 장착된 DC 마그네트론 반응성 스퍼터링 설비를 이용하여 공정 가스로 Ar : N2 : = 5sccm : 7sccm 주입하고, 공정 파워를 1.0㎾로 인가하여 450Å 두께의 MoCrN 막으로 이루어진 제1차광층(110)을 형성하였다. 이후, 공정 가스로 Ar : N2 : NO = 3sccm : 8sccm : 3sccm 주입하고, 공정 파워를 0.7㎾로 인가하여 150Å 두께의 MoCrON막으로 이루어지며 반사방지막으로 역할하는 제2차광층(112)을 형성하였다.
제1차광층(110) 및 제2차광층(112)이 적층된 차광막(104)에 대하여 350˚의 온도에서 30분 동안 진공 RTP를 실시한 후, 특성을 평가하였다.
차광막(104)은 193nm 파장에서 투과율이 0.08%, 반사율은 18.2%를 나타내어 차광막으로서의 광학 특성이 우수하며, 상술한 실시예 1-1에 대비하여 반사율이 저감됨을 확인할 수 있었다.
또한, 박막 스트레스를 측정한 결과, 차광막(104)은 투명 기판(102)의 TIR 값 대비 52nm의 TIR 변화량을 나타내어 패턴 형성 후 패턴 정렬도 등에 문제가 없음을 확인하였다.
그리고, 면저항을 측정한 결과, 차광막(104)은 485Ω/□를 나타내어 전자빔을 이용한 노광 시 챠지업 현상이 없을 것으로 판단되었다.
아울러, 조성비를 분석한 결과, 제1차광층(110)은 Mo : Cr : 경원소(O, C, N 중 하나 이상) = 9at% : 62at% : 29at%의 조성비를 나타내었으며, 제2차광층(112)은 Mo : Cr : 경원소(O, C, N 중 하나 이상) = 6at% : 46at% : 48%의 조성비를 갖는 것으로 나타내었다.
추가적으로, 단위 두께당 광학 밀도를 측정한 결과, 제1차광층(110)은 0.006/Å를 나타내었으며, 제2차광층(112)은 0.002/Å를 나타내어 상대적으로 제2차광층(112)의 단위 두께당 광학 밀도가 낮은 것을 확인하였다.
차광막(104) 상에 포지티브형 화학증폭형 레지스트막(108)을 1,000Å의 두께로 형성하여 바이너리 블랭크 마스크의 제조를 완료하였다.
상기 바이너리 블랭크 마스크를 이용하여 포토마스크를 제조한 후 평가하였다.
차광막(104)은 1.6Å/sec의 식각 속도를 나타내었으며, 420Å 두께의 잔여 레지스트막 패턴이 잔류하였다. 또한, 로딩 평가 결과 3.9nm로서 후술되는 비교예들의 크롬(Cr) 화합물로 이루어진 차광막에 대비하여 우수한 결과를 나타내었다.
실시예 1-3 : 바이너리 블랭크 마스크 및 포토 마스크 제조 및 평가 Ⅲ
도 1을 참조하면, 실시예 1-3은 MoCr 화합물로 이루어진 제1차광층(110) 및 Cr 화합물로 이루어진 제2차광층(112)이 적층된 2층 구조의 차광막(104)이 구비된 바이너리 블랭크 마스크(100) 및 포토마스크를 제조하고 이를 평가하였다.
바이너리 블랭크 마스크(100)의 제조는 투명 기판(102) 상에 상술한 실시예 1-1의 바이너리 블랭크 마스크와 동일하게 2층 구조를 갖는 차광막(104)을 형성한다.
바이너리 블랭크 마스크(100)의 제조는 투명 기판(102) 상에 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟(Mo : Cr = 10at% : 90at%)이 장착된 DC 마그네트론 반응성 스퍼터링 설비를 이용하여 공정 가스로 Ar : N2 : CO2 = 3sccm : 8sccm : 5sccm 주입하고, 공정 파워를 0.75㎾로 인가하여 550Å 두께의 MoCrCON 막으로 이루어진 제1차광층(110)을 형성하였다. 이후, 크롬(Cr) 타겟을 이용하고, 공정 가스로 Ar : N2 = 5sccm : 5sccm 주입하며, 공정 파워를 1.0㎾로 인가하여 50Å 두께의 CrN막으로 이루어진 제2차광층(112)을 형성하여 최종적으로 2층 구조의 차광막(104)을 형성하였다.
차광막(104)은 193nm 파장에서 투과율이 0.11%, 반사율은 33.5%를 나타내어 상술한 실시예 1-1 대비 동일 두께에서 상대적으로 차광성이 낮음을 확인할 수 있었으나, 광학 밀도로 계산한 결과, 2.96으로 충분한 차광성을 가짐에 따라 차광막으로 사용하기에는 문제점이 없었다.
또한, 포토마스크 제조 시, 차광막(104)은 1.83Å/sec의 식각 속도를 나타내었고, 로딩 평가 결과 4.2nm로서 후술되는 비교예들의 크롬(Cr) 화합물로 이루어진 차광막에 대비하여 우수한 결과를 나타내었다.
실시예 1-4 : 바이너리 블랭크 마스크 및 포토 마스크 제조 및 평가 Ⅳ
도 1을 참조하면, 실시예 1-4는 Cr 화합물로 이루어진 제1차광층 및 MoCr 화합물로 이루어진 제2차광층이 적층된 2층 구조의 차광막이 구비된 바이너리 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제조하고 이를 평가하였다.
바이너리 블랭크 마스크(100)의 제조는 투명 기판(102) 상에 상술한 실시예 1-3의 바이너리 블랭크 마스크와 제1차광막(110)과 제2차광막(112)이 반대되는 구조를 갖도록 차광막(104)를 형성한다.
바이너리 블랭크 마스크(100)의 제조는 투명 기판(102) 상에 크롬(Cr) 타겟을 이용하고 공정 가스로 Ar : N2 = 5sccm : 5sccm 주입하며, 공정 파워를 1.0㎾로 인가하여 50Å 두께의 CrN막으로 이루어진 제1차광층(110)을 형성하였다. 이후, 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟(Mo : Cr = 10at% : 90at%)이 장착된 DC 마그네트론 반응성 스퍼터링 설비를 이용하여 공정 가스로 Ar : N2 : CO2 = 3sccm : 8sccm : 5sccm주입하고, 공정 파워를 0.75㎾로 인가하여 550Å 두께의 MoCrCON 막으로 이루어진 제2차광층(112)을 형성하여 최종적으로 차광막(104)을 제조하였다.
차광막(104)은 193nm 파장에서 투과율이 0.11%, 반사율은 23.5%를 나타내어 상기 결과는 상술한 실시예 1-3에 대비하여 193nm에서 투과율은 동일하나, 반사율이 낮아지는 효과를 확인할 수 있었다.
또한, 차광막(104)에 대하여 식각 속도를 평가한 결과, 차광막(104)은 1.81Å/sec의 식각 속도를 나타내었고, 로딩 평가 결과 4.2nm로서 실시예 1-3과 동등한 결과를 나타내어 후술되는 비교예들의 크롬(Cr) 화합물로 이루어진 차광막에 대비하여 우수한 결과를 나타내었다.
실시예 2 : 바이너리 블랭크 마스크 및 포토 마스크 제조 및 평가 Ⅴ
도 2를 참조하면, 실시예 2는 MoCr 화합물로 이루어지며 제1차광층(110) 및 제2차광층(112)이 적층된 2층 구조의 차광막(104) 상부에 반사방지막(106)이 구비된 바이너리 블랭크 마스크(100) 및 포토마스크를 제조하고 이를 평가하였다.
바이너리 블랭크 마스크(100)의 제조는 투명 기판(102) 상에 상술한 실시예 1-1의 바이너리 블랭크 마스크와 동일하게 2층 구조를 갖는 차광막(104)을 형성한다.
이후, 차광막(104)과 동일하게 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟(Mo : Cr = 10at% : 90at%)을 이용하고, 공정 가스로 Ar : N2 : NO = 5sccm : 5sccm : 5sccm 주입하고, 공정 파워를 0.7㎾로 인가하여 100Å 두께의 MoCrON 막으로 이루어진 반사방지막(106)을 형성하였다.
차광막(104) 및 반사방지막(106)의 적층 구조는 193nm 파장에서 3.12의 광학 밀도를 나타내었으며, 반사율은 26.3%를 나타내어 실시예 1-1에 대비하여 반사율이 저감됨을 확인할 수 있었다.
실시예 3 : 바이너리 블랭크 마스크 및 포토 마스크 제조 및 평가 Ⅵ
도 3a를 참조하면, 실시예 3은 MoCr 화합물로 이루어지며 단층 구조의 차광막(104)이 구비된 바이너리 블랭크 마스크(200) 및 포토마스크를 제조하고 이를 평가하였다.
바이너리 블랭크 마스크(200)의 제조는 투명 기판(102) 상에 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟(Mo : Cr = 10at% : 90at%)이 장착된 DC 마그네트론 반응성 스퍼터링 설비를 이용하여 공정 가스로 Ar : N2 : CO2 = 3sccm : 5sccm : 4sccm 주입하고, 공정 파워를 0.75㎾로 인가하여 650Å 두께의 MoCrCON 막으로 이루어진 차광층(110)을 형성하였다.
차광막(104)에 대하여 350˚의 온도에서 30분 동안 진공 RTP를 실시한 후, 특성을 평가하였다.
차광막(104)은 193nm 파장에서 투과율이 0.09%, 반사율은 26.5%를 나타내어 차광막으로서의 광학 특성이 우수함을 확인할 수 있었다.
또한, 박막 스트레스를 측정한 결과, 차광막(104)은 투명 기판(102)의 TIR 값 대비 45nm의 TIR 변화량을 나타내어 패턴 형성 후 패턴 정렬도 등에 문제가 없음을 확인하였다.
그리고, 면저항을 측정한 결과, 차광막(104)은 852Ω/□를 나타내어 전자빔을 이용한 노광 시 챠지업 현상이 없을 것으로 판단되었다.
아울러, 도 3b에 도시된 바와 같이, 필요에 따라 차광막(104) 상에 구비되는 반사방지막(106)을 형성하는 경우, 반사방지막(106)은 상술한 실시예 2의 반사방지막을 적용할 수 있다.
실시예 4 : 위상반전 블랭크 마스크 및 포토 마스크의 제조 및 평가
도 4을 참조하면, 실시예 4는 MoCr 화합물로 이루어지며, 제1차광층(110) 및 제2차광층(112)이 적층된 2층 구조의 차광막(104) 하부에 위상반전막(114)이 구비된 위상반전 블랭크 마스크(300) 및 포토 마스크를 제조하고 이에 대해 평가하였다.
위상반전 블랭크 마스크(300)의 제조는 투명 기판(102) 상에 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟(Mo : Cr = 10at% : 90at%)이 장착된 DC 마그네트론 반응성 스퍼터링 설비를 이용하여 6% 투과율, 180˚의 위상반전량 및 650Å의 두께를 가지는 몰리브데늄 실리사이드(MoSi) 화합물로 이루어진 위상반전막(114)을 형성하였다.
위상반전막(114)에 대하여 350˚의 온도에서 30분 동안 진공 RTP를 실시한 후 스트레스를 측정한 결과, 위상반전막(114)은 212nm의 TIR 값을 나타내어 투명 기판(102) 대비 58nm의 TIR 변화량을 나타내어 패턴 형성 후 패턴 정렬도 등에 문제가 없음을 확인하였다.
이어서, 상기 위상반전막(114) 상에 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟(조성비 Mo : Cr = 10at% : 90at%)을 이용하고, 공정 가스로 Ar : N2 : CO2 : = 3sccm : 9sccm : 10sccm 주입하며, 공정 파워를 0.75㎾로 인가하여 500Å 두께의 MoCrCON 막으로 이루어진 제1차광층(110)을 형성한 후, 공정 가스로 Ar : N2 = 5sccm : 5sccm 주입하고, 공정 파워를 1.0㎾로 인가하여 50Å 두께의 MoCrN막으로 이루어진 제2차광층(112)을 형성하였다.
이후, 상기 차광막(104)에 350˚의 온도에서 30분 동안 진공 RTP를 실시한 후, 특성을 평가하였다.
차광막(104)은 박막 스트레스를 측정한 결과, 차광막(104)은 위상반전막(114)에 대비하여 35nm의 TIR 변화량을 나타내어 패턴 형성 후 패턴 정렬도 등에 문제가 없음을 확인하였다.
또한, 차광막(104)은 조성비를 분석한 결과, 제1차광층(110)은 Mo : Cr : 경원소(O, C, N 중 하나 이상) = 4at% : 32at% : 64at%의 조성비를 나타내었으며, 제2차광층(112)은 Mo : Cr : 경원소(O, C, N 중 하나 이상) = 8at% : 60at% : 32%의 조성비를 갖는 것으로 나타내었다.
아울러, 위상반전막(114) 및 차광막(104)의 적층 구조는 193nm 파장에서 투과율이 0.09%, 광학 밀도가 3.04, 반사율은 32.5%를 나타내어 차광막으로서의 광학 특성에 문제가 없음을 확인하였다.
이후, 차광막(104) 상에 포지티브형 화학증폭형 레지스트막(108)을 800Å의 두께로 형성하여 위상반전 블랭크 마스크(300)의 제조를 완료하였다.
위상반전 블랭크 마스크(300)를 이용하여 차광막(104)을 식각하여 패턴을 형성하고, 이를 식각마스크로 위상반전막(114)을 식각하며, 레지스트막 패턴을 형성하여 메인(Main) 패턴 영역의 차광막 패턴을 선택적으로 제거하는 방법으로 포토마스크를 제조하였다.
차광막(104)은 상술한 실시예 1-1에 비하여 식각 속도가 빠른 2.5Å/sec의 식각 속도를 나타내었으며, 이는, 하부에 위상반전막(114)이 배치됨에 따라 동일한 광학 밀도에서 식각 속도를 향상시키기 위하여 이산화탄소(CO2) 가스의 유량을 증가시켰기 때문인 것으로 판단된다.
실시예 5 : 하드 필름이 적용된 바이너리 블랭크 마스크의 제조
도 5를 참조하면, 실시예 5는 MoCr 화합물로 이루어지며, 제1차광층(110) 및 제2차광층(112)이 적층된 2층 구조의 차광막(104) 상부에 하드 필름(116)이 구비된 바이너리 블랭크 마스크(400)를 제조하였다.
하드 필름이 적용된 바이너리 블랭크 마스크(400)의 제조는 투명 기판(102) 상에 상술한 실시예 1-1과 동일하게 2층 구조를 갖는 차광막(104)을 형성한다. 이후, 보론(B)이 도핑된 실리콘(Si) 타겟을 이용하고, 공정 가스로 Ar : NO : N2 = 5sccm : 8sccm : 3sccm 주입하며, 공정 파워를 0.7㎾로 인가하여 40Å 두께의 하드 필름(116)을 형성하였다.
이후, 하드 필름(116) 상에 HMDS 공정으로 표면 처리를 실시하고 하드 필름(116) 상에 포지티브형 화학증폭형 레지스트막(108)을 800Å의 두께로 형성하여 바이너리 블랭크 마스크(400)의 제조를 완료하였다.
실시예 6 : 하드 필름이 적용된 위상반전 블랭크 마스크의 제조
도 6을 참조하면, 실시예 6은 MoCr 화합물로 이루어지며 제1차광층(110) 및 제2차광층(112)이 적층된 2층 구조의 차광막(104) 하부 및 상부에 각각 위상반전막(114) 및 하드 필름(116)이 구비된 위상반전 블랭크 마스크(500)를 제조하였다.
하드 필름이 적용된 위상반전 블랭크 마스크(500)의 제조는 투명 기판(102) 상에 상술한 실시예 4의 위상반전 블랭크 마스크와 동일하게 위상반전막(114) 및 2층 구조를 갖는 차광막(104)을 형성한 후, 상술한 실시예 5에서와 같이 하드 필름(116)을 형성하였다.
이후, 하드 필름(116) 상에 HMDS 공정으로 표면 처리를 실시한 후, 하드 필름(116) 상에 포지티브형 화학증폭형 레지스트막(108)을 800Å의 두께로 형성하여 바이너리 블랭크 마스크의 제조를 완료하였다.
비교예 : Cr 화합물로 이루어진 차광막 평가
상술한 본 발명의 실시예들과 같이 MoCr 화합물로 이루어진 차광막의 특성을 확인하기 위하여 Cr 화합물로 이루어진 2층 구조의 차광막을 형성하고 이를 평가하였다.
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4

제1차광층
 물질 CrN CrON CrCON CrCON
성막 조건 Ar:N2=5:3 Ar:N2:NO=5:3:5 Ar:N2:CO2=5:3:5 Ar:N2:CO2=5:3:8
두께 550Å 550Å 550Å 550Å

제2차광층
 물질 CrON CrON CrCON CrN
성막 조건 Ar:N2:NO=5:5:5 Ar:N2:NO=5:3:2 Ar:N2:CO2=5:3:2 Ar:N2=5:5
두께 110Å 110Å 110Å 110Å
광학밀도 3.1 2.48 2.36 2.55
식각속도 0.8Å/sec 1.55Å/sec 1.60Å/sec 1.48Å/sec
패턴 형성 후
로딩 평가		 8.2nm 6.5nm 5.8nm 7.2nm
표 1을 참조하여, 비교예 1 내지 4는 크롬(Cr) 화합물로 이루어진 2층의 차광막에 대한 광학특성, 식각 속도, 차광막 패턴 형성 후 레지스트막 패턴과 최종 차광막 패턴의 임계 치수 차이를 나타내고 있다.
비교예 1은 660Å의 차광막 두께에서 3.1의 광학 밀도를 나타내었으나, 식각속도가 0.8 Å/sec을 나타내어 레지스트막을 1,000Å 이하로 형성하기 어렵고, 로딩 평가 결과 8.2nm를 나타내어 상술한 본 발명의 실시예들에 대비하여 나쁜 것을 확인하였다.
비교예 2 내지 4는 차광막의 식각속도를 증가시키기 위하여 산소(O) 또는 질소(N)의 함유량을 증가시켜 제조하였다. 그 결과, 식각 속도는 산소(O)의 함유량이 증가함에 따라 증가하였으나, 상술한 본 발명의 실시예들에 대비하여 두께가 증가되면서, 광학 밀도는 상대적으로 낮은 결과를 나타내었으며, 식각 속도 역시 낮은 결과를 나타내어 상대적으로 임계 치수 차이가 나쁜 것을 확인하였다.
몰리브데늄크롬 ( MoCr ) 타겟 조성비에 따른 차광막 의 내화학성 평가
본 발명 실시예의 MoCr 화합물 차광막을 형성하는 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟의 조성비를 변화시켜 차광막을 형성하고, 차광막 패턴 형성 후, 황산 세정(Cleaning)을 실시하여 내화학성을 평가하였다. 실시예 7 내지 실시예 10은 Ar, N2, CO2, NO 등의 공정 가스를 사용하여 2층의 다층막 구조로 형성하였으며, 상기 황산 세정은 황산에 대하여 90℃의 온도에서 20분간 세정하는 방법으로 실시하였다.
실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10
타겟(조성비) Mo : Cr
= 10at% : 90at%		 Mo : Cr
= 20at% : 80at%		 Mo : Cr
= 30at% : 70at%		 Mo : Cr
= 40at% : 60at%
제 1
차광층		 물질 MoCrCON MoCrCON MoCrCON MoCrON
두께 500Å 500Å 500Å 500Å
제 2 차광층 물질 MoCrN MoCrN MoCrCON MoCrN
두께 50Å 50Å 50Å 50Å
전체 두께 550Å 550Å 550Å 550Å
광학 밀도(OD) 3.04 3.02 3.02 3.02
식각 속도 2.5Å/sec 2.65Å/sec 2.95Å/sec 3.25Å/sec
황산
세정		 두께 변화 7Å 12Å 14Å 25Å
OD 변화 0.01 0.01 0.022 0.058
표 2를 참조하면, 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟 중 몰리브데늄(Mo)의 함유량이 증가함에 따라 차광막의 식각 속도가 2.5Å/sec 에서 3.25Å/sec로 증가하는 경향을 나타내는 것을 확인하였다.
그러나, 황산 세정에 따른 두께 변화 및 광학 밀도 변화를 측정한 결과, 실시예 10의 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟(조성비 Mo : Cr = 40at% : 60at%)을 사용한 경우, 25Å의 두께 변화 및 0.058의 광학 밀도 변화를 나타내어 본 발명에 따른 차광막의 형성에 적합하지 않은 것을 확인하였다.
차광막의 구성 물질 및 조성비에 따른 평가
본 발명의 실시예에 따른 MoCr 화합물 차광막의 평가를 위하여 공정 가스의 종류 및 주입 유량을 변경하여 차광막을 형성하였다. 실시예 11 내지 14는 모두 동일하게 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟(조성비 Mo : Cr = 10at% : 90at%)을 사용하여 차광막을 형성하였다.
표 3은 실시예 11 내지 14의 구성 물질 및 조성비에 따른 광학 특성 및 식각 속도의 평가 결과를 나타내고 있다.
실시예 11 실시예 12 실시예 13 실시예 14
제 1
차광층		 물질 MoCrCON MoCrCON MoCrCON MoCrON
가스 Ar : N2 : CO2
= 3 : 9 : 10		 Ar : N2 : CO2
= 3 : 9 : 10		 Ar : N2 : CO2
= 3 : 9 : 10		 Ar : N2 : NO
= 3 : 9 : 11
두께 500Å 500Å 500Å 500Å
제 2 차광층 물질 MoCrN MoCrN MoCrCON MoCrN
가스 Ar : N2
= 5 : 5		 Ar : N2
= 5 : 15		 Ar : N2 : CO2
= 3 : 9 : 10		 Ar : N2
= 5 : 5
두께 50Å 50Å 50Å 50Å
전체 두께 550Å 550Å 550Å 550Å
광학 밀도(OD) 3.04 2.95 2.92 3.02
식각 속도 2.5Å/sec 2.62Å/sec 2.93Å/sec 2.53Å/sec
Delta TIR 330Å 520Å 820Å 560Å
표 3을 참조하면, 실시예 12의 경우, 실시예 11과 대비하여 제2차광층의 질소(N) 함유량을 증가시켜 형성하였으며, 이때, 광학 밀도(OD)가 2.95로 다소 감소되었으나, 식각 속도가 2.62Å/sec로 증가하는 것을 확인하였다.
실시예 13의 경우, 실시예 11과 대비하여 제2차광층을 MoCrCON으로 형성하였으며, 역시 광학 밀도(OD)가 2.92로 다소 감소되었으나 식각 속도가 2.92Å/sec로 증가하는 것을 확인하였다.
실시예 14는 실시예 11과 대비하여 제1차광층을 MoCrON으로 형성하였으며, 광학 밀도는 3.02로 유사한 값을 나타내었으나, 식각 속도가 2.53Å/sec로 감소하는 것을 확인하였다.
실시예 11 내지 14는 모두 2.9 이상의 광학 밀도(OD) 값을 나타내었으며, 식각 속도 역시 2.0Å/sec 이상으로 레지스트막을 1,000Å의 두께로 형성 가능한 것을 확인하였다.
하드 필름의 구성 물질에 따른 평가
본 발명에 따른 하드 필름을 평가하기 위하여 MoCr 화합물로 이루어진 2층의 차광막 상에 하드 필름을 형성하고 면저항 및 식각 속도를 평가하였다. 실시예 15 내지 17은 상술한 실시예 7 및 11과 동일하게 차광막을 형성하였으며, 하드 필름의 구성 물질을 바꾸어 형성하였다.
실시예 15는 탄탈(Ta) 타겟을 사용하여 TaON막을 형성하였고, 실시예 16은 몰리브데늄실리사이드(MoSi) 타겟(조성비 Mo : Si = 2at% : 98at%)을 사용하여 MoSiON막으로 형성하였으며, 실시예 17은 실리콘(Si) 타겟을 사용하여 SiON막을 형성하였다.
표 4는 하드 필름의 구성 물질에 따른 면저항 및 식각 속도의 평가 결과를 나타내고 있다.
실시예 15 실시예 16 실시예 17
타겟(조성비) Ta Mo : Si
= 2at% : 98at%		 Si
하드
필름		 물질 TaON MoSiON SiON
두께 40Å 40Å 40Å
면저항 1.23㏀/□ 1.92㏀/□ 2.85㏀/□
식각 속도 2.6Å/sec 2.2Å/sec 1.8Å/sec
표 4를 참조하면, 실시예 17의 경우 면저항 값이 2.85㏀/□의 수치를 나타내어 실시예 15 및 16보다 높은 면저항을 나타내었으나, 전사 장비에서 요구되는 30㏀/□ 이하의 면저항 값을 나타내어 문제가 없음을 확인할 수 있었다.
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 당업자에게 명백하다. 그와 같은 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있다는 것이 특허 청구 범위의 기재로부터 분명하다.
100 : 블랭크 마스크 102 : 투명 기판
104 : 차광막 106 : 반사방지막
108 : 레지스트막 110 : 제2차광층
112 : 제2차광층 114 : 위상반전막
116 : 하드 필름

Claims (34)

  1. 투명 기판 상에 차광막이 구비된 블랭크 마스크에 있어서,
    상기 차광막은 순차적으로 적층된 제1차광층 및 제2차광층으로 이루어지며,
    상기 제1차광층 및 제2차광층은 각각 크롬(Cr) 및 몰리브데늄(Mo)을 포함하여 이루어지고,
    상기 크롬(Cr)은 10at% ∼ 80at%의 함유량을 갖고, 몰리브데늄(Mo)은 1at% ∼ 20at%의 함유량을 갖는 블랭크 마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1차광층 및 제2차광층은 각각 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 1 종 이상의 물질을 더 포함한 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1차광층 및 제2차광층은 상기 질소(N)가 0 ∼ 50at%, 산소(O) 가 0 ∼ 50at%, 탄소(C)가 0 ∼ 30at%인 조성비를 갖는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2차광층은 제1차광층에 비하여 단위 두께(Å)당 노광 파장에서의 광학 밀도가 높은 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1차광층은 제2차광층보다 산소(O) 함유량이 높은 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2차광층은 제1차광층보다 질소(N) 함유량이 높은 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1차광층은 상기 차광막 전체 두께의 60% ∼ 99%에 해당하는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2차광층은 제1차광층에 비하여 단위 두께(Å)당 노광 파장에서의 광학 밀도가 낮은 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1차광층은 제2차광층보다 산소(O) 및 질소(N) 중 하나 이상의 함유량이 낮은 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1차광층은 상기 차광막 전체 두께의 5% ∼ 80%에 해당하는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  11. 투명 기판 상에 차광막이 구비된 블랭크 마스크에 있어서,
    상기 차광막은 순차적으로 적층된 제1차광층 및 제2차광층으로 이루어지며,
    상기 제1차광층 및 제2차광층 중 하나의 차광층은 크롬(Cr) 및 몰리브데늄(Mo)을 포함하여 이루어지고, 다른 하나의 차광층은 크롬(Cr)을 포함하여 이루어진 블랭크 마스크.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 크롬(Cr) 및 몰리브데늄(Mo)을 포함하는 차광층은 크롬(Cr) 및 몰리브데늄(Mo)에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 1 종 이상의 물질을 포함하여 이루어지며,
    상기 크롬(Cr)을 포함하는 차광층은 크롬(Cr), 크롬(Cr)에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 1 종 이상의 물질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 크롬(Cr) 및 몰리브데늄(Mo)을 포함하는 차광층은 몰리브데늄(Mo)이 1at% ∼ 20at%, 크롬(Cr)이 10at% ∼ 80at%, 질소(N)가 0 ∼ 50at%, 산소(O) 가 0 ∼ 50at%, 탄소(C)가 0 ∼ 30at%인 조성비를 갖는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  14. 제 1 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제1차광층 및 제2차광층 중 하나 이상의 차광층은 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 구리(Cu), 하프늄(Hf), 텅스텐(W) 중 1 종 이상의 금속 물질을 더 포함하는 것을 특징으로 블랭크 마스크.
  15. 투명 기판 상에 차광막이 구비된 블랭크 마스크에 있어서,
    상기 차광막은 크롬(Cr) 및 몰리브데늄(Mo)을 포함하여 이루어지고,
    상기 크롬(Cr)은 10at% ∼ 80at%의 함유량을 갖고, 몰리브데늄(Mo)은 1at% ∼ 20at%의 함유량을 갖는 블랭크 마스크.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 차광막은 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 1 종 이상의 물질을 포함한 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 차광막은 상기 질소(N)가 0 ∼ 50at%, 산소(O) 가 0 ∼ 50at%, 탄소(C)가 0 ∼ 30at%인 조성비를 갖는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 차광막은 조성이 균일한 단층막, 조성 또는 조성비가 변화되는 연속막 형태의 단층막, 상호 다른 조성을 가지며 상기 다른 조성의 막들이 각 1회 이상 적층된 2층 이상의 다층막 중 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 차광막은 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 구리(Cu), 하프늄(Hf), 텅스텐(W) 중 1 종 이상의 금속 물질을 더 포함하는 것을 특징으로 블랭크 마스크.
  20. 제 1 항, 제 11 항, 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차광막은 300Å ∼ 700Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  21. 제 1 항, 제 11 항, 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차광막은 1.5Å/sec ∼ 3.5Å/sec의 식각 속도를 갖는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  22. 제 1 항, 제 11 항, 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차광막은 193nm 또는 248nm의 노광 파장에 대하여 2.5 ∼ 3.5의 광학 밀도(Optical Density) 값을 갖는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  23. 제 1 항, 제 11 항, 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차광막은 193nm 또는 248nm의 노광 파장에 대하여 10% ∼ 50%의 표면 반사율을 갖는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  24. 제 1 항, 제 11 항, 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차광막의 상부에 구비된 하드 필름, 상기 차광막의 하부에 구비된 위상반전막, 상기 하드 필름과 차광막 사이에 구비된 식각저지막 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 위상반전막은 193nm 또는 248nm 파장의 노광광에 대하여 5% ∼ 40%의 투과율을 갖는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 하드 필름은 10Å ∼ 100Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 위상반전막, 하드 필름, 식각저지막은 몰리브데늄(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 금속 물질을 포함하여 이루어지거나, 또는, 상기 금속 물질에 실리콘(Si), 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 수소(H) 중 1 종 이상의 물질을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  28. 제 1 항, 제 11 항, 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차광막의 상부 및 하부 중 하나 이상에 구비되고, 크롬(Cr) 또는 몰리브데늄크롬(MoCr)에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 1 종 이상의 물질을 포함하여 이루어진 반사방지막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  29. 투명 기판 상에 구비된 1층 이상의 금속막을 포함하는 블랭크 마스크에 있어서,
    상기 금속막은 크롬(Cr) 및 몰리브데늄(Mo)을 포함하여 이루어지고,
    상기 금속막은 몰리브데늄(Mo) : 크롬(Cr) = 1at% ∼ 30at% : 70at% ∼ 99at%인 조성비를 갖는 몰리브데늄크롬(MoCr) 단일 타겟을 이용한 스퍼터링 공정으로 형성되는 블랭크 마스크.
  30. 삭제
  31. 투명 기판 상에 구비된 1층 이상의 금속막을 포함하는 블랭크 마스크에 있어서,
    상기 금속막은 크롬(Cr) 및 몰리브데늄(Mo)을 포함하여 이루어지고,
    상기 금속막은 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟과 몰리브데늄(Mo) 및 크롬(Cr) 타겟 중 하나 이상의 타겟을 이용한 코-스퍼터링(Co-Sputtering) 공정으로 형성되며,
    상기 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟은 몰리브데늄(Mo) : 크롬(Cr) = 1at% ∼ 50at% : 50at% ∼ 99at%인 조성비를 갖는 블랭크 마스크.
  32. 삭제
  33. 제 1 항 내지 제 13 항, 제 15항 내지 제 19 항, 제 29 항, 제 31 항 중 어느 한 항의 블랭크 마스크를 이용하여 형성된 포토 마스크.
  34. 투명 기판 상에 10at% ∼ 80at%의 함유량을 갖는 크롬(Cr) 및 1at% ∼ 20at%의 함유량을 갖는 몰리브데늄(Mo)을 포함하는 적어도 하나의 차광층이 구비된 차광막과,
    상기 차광막의 상부에 구비된 반사방지막, 하드 필름, 상기 차광막의 하부에 구비된 위상반전막, 상기 하드 필름과 차광막 사이에 구비된 식각저지막 중 하나 이상을 더 포함하는 블랭크 마스크를 이용하여 형성된 포토마스크.
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