KR100277006B1 - Method for tuning an attenuating phase shift mask - Google Patents

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윌리암 존 에드에어
데이비드 숀 오그라디
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포만 제프리 엘
인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
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Abstract

본 발명은 적어도 160˚의 위상 쉬프트를 제공하는 감쇄 위상 쉬프팅 재료를 구비한 위상 쉬프트 마스크의 위상 쉬프팅을 튜닝하는 방법 및 장치를 제공한다. 위상 측정 및 선택적 에칭 동작을 이용하는 본 방법은 정확한 180˚위상 쉬프팅 마스크를 제조해야 하는 문제를 줄인다. 감쇄 위상 쉬프트 마스크 구조가 또한, 본 발명에 개시된다.The present invention provides a method and apparatus for tuning phase shifting of a phase shift mask having an attenuation phase shifting material that provides a phase shift of at least 160 degrees. The method using phase measurement and selective etching operation reduces the problem of having to produce an accurate 180 ° phase shifting mask. An attenuation phase shift mask structure is also disclosed herein.

Description

감쇄 위상 쉬프트 마스크의 튜닝 방법 및 장치{METHOD FOR TUNING AN ATTENUATING PHASE SHIFT MASK}TECHNICAL FOR TUNING AN ATTENUATING PHASE SHIFT MASK

본 출원은 1997년 10월 14일에 출원된 미국 특허 출원 제 08/949,916 호의 CIP 출원이다.This application is the CIP application of US patent application Ser. No. 08 / 949,916, filed October 14,1997.

본 발명은 광학 리소그래피에 관한 것으로서, 특히 적어도 160°의 위상 쉬프팅(phase shifting)을 제공하는 감쇄 위상 쉬프팅 재료를 구비한 위상 쉬프트 마스크의 위상 쉬프팅을 튜닝(tuning)하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로는, 본 발명의 방법은, (1) 상기 위상 시프팅 재료가 부착되어 있는 투명 혹은 반투명 기판의 일부, (2) 위상 쉬프팅 재료의 일부, 또는 (3) 투명 혹은 반투명 기판 및 위상 쉬프팅 재료의 일부의 제거를 제어함으로써, 직접 위상 쉬프팅 재료를 튜닝할 수 있다. 이렇게 제거를 제어함으로써, 위상 쉬프트 마스크를 마스크 제조 동안에 직접 약 180°로 튜닝할 수 있게 된다. 본 발명은 또한, 약 170°와 약 190°사이의 위상을 측정하는 감쇄 위상 쉬프트 마스크 구조체에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to optical lithography, and more particularly, to a method and apparatus for tuning phase shifting of a phase shift mask with attenuating phase shifting material that provides at least 160 ° phase shifting. Specifically, the method of the present invention includes (1) a part of the transparent or semitransparent substrate to which the phase shifting material is attached, (2) a part of the phase shifting material, or (3) a transparent or semitransparent substrate and the phase shifting material. By controlling the removal of a portion of the direct phase shifting material can be tuned. By controlling this removal, the phase shift mask can be tuned directly to about 180 ° during mask fabrication. The invention also relates to an attenuation phase shift mask structure that measures a phase between about 170 ° and about 190 °.

위상 쉬프팅 기술은 광학 리소그래피의 성능을 향상시키는데 이용할 수 있는 유용한 방법중 하나이다. 감쇄 위상 쉬프팅 마스크는 통상 약 5 내지 20% 투과도(transmittance)를 갖는 흡수(absorbing) 위상 쉬프팅 재료 및 투명 혹은 반투명 기판으로 이루어져 있다. 흡수 쉬프트 패턴은, 위상을 제어하는 SiO2막 및 투과도를 제어하는 Cr 박막으로 이루어진 2층 구조로 형성되어 왔다.Phase shifting techniques are one of the useful methods that can be used to improve the performance of optical lithography. The attenuation phase shifting mask typically consists of an absorbing phase shifting material having a transmission of about 5-20% and a transparent or translucent substrate. The absorption shift pattern has been formed in a two-layer structure consisting of a SiO 2 film for controlling phase and a Cr thin film for controlling transmittance.

산화물 혹은 MoSi의 산질화물 막(oxynitride film)으로 이루어진 단일층 쉬프터가 또한 알려져 있는데, 이는 요시오카(Yoshioka)등의 "Practical attenuated phase-shifting mask with a single-layer absorptive shifter of MoSiO and MoSiON for ULSI fabrication", IEEE, IEDM 93 pp.653-656에 기술되어 있다. 이러한 감쇄 위상 쉬프트 마스크는, 순차적으로 MoSiO 쉬프터, Mo 막 및 레지스트를 유리(glass) 기판에 부착하는 단계와, 상기 레지스트를 현상하는 단계와, 상기 유리 기판의 노출된 영역을 CF4및 O2의 기체 혼합물내에서 반응성 이온 에칭하는 단계와, 산소 플라즈마를 이용하여 상기 레지스트를 제거하는 단계와, Mo막 층을 습식 에칭하는 단계를 포함하는 단계에 의해 제조된다. 요시오카 등에 의해 기술된 방법에 의해 제조된 단일층 감쇄 위상 쉬프트 마스크는 180°위상 쉬프트와, 약 5 내지 20%의 투과도를 가진다. 요시오카 등의 개시내용에 있어서, 약 180°의 위상 쉬프트를 가지는 기판 재료를 선택함으로써, 원하는 위상 쉬프팅을 얻게 된다. 요시오카 등에 개시된 제조 공정동안, 이러한 180°위상 쉬프트로부터 벗어날 수 있다.Also known are single layer shifters consisting of oxynitride films of oxides or MoSis, such as "Practical attenuated phase-shifting mask with a single-layer absorptive shifter of MoSiO and MoSiON for ULSI fabrication" by Yoshioka et al. , IEEE, IEDM 93 pp. 653-656. Such attenuation phase shift masks may include sequentially attaching a MoSiO shifter, a Mo film, and a resist to a glass substrate, developing the resist, and exposing the exposed areas of the glass substrate to CF 4 and O 2 . Reactive ion etching in a gas mixture, removing the resist using an oxygen plasma, and wet etching the Mo film layer. The monolayer attenuated phase shift mask produced by the method described by Yoshioka et al. Has a 180 ° phase shift and transmittance of about 5-20%. In the disclosure of Yoshioka et al., The desired phase shifting is obtained by selecting a substrate material having a phase shift of about 180 °. During the manufacturing process disclosed in Yoshioka et al., These 180 ° phase shifts can be deviated.

당업자에게 잘 알려져 있는 바와 같이, 감쇄 위상 쉬프트 마스크는 (마스크 용도 파장에 대한) 엄격한 180°허용 오차(tolerance)에 따라 제조될 때, 웨이퍼상에 고해상도 상(image)을 생성할 수 있다. 선두 위상 쉬프트 막 및 동일한 마스크 제조시의 수단에 있어서의 변화로 인하여, 원하는 180°위상 쉬프트로부터 오차가 마스크에 생길 수 있다.As is well known to those skilled in the art, attenuation phase shift masks can produce high resolution images on a wafer when manufactured according to tight 180 ° tolerances (for mask application wavelengths). Due to changes in the leading phase shift film and the means in manufacturing the same mask, errors may occur in the mask from the desired 180 ° phase shift.

요시오카 등에 개시된 바와 같이, 종래 기술은 감쇄 위상 쉬프트 마스크를 형성하는데 다수의 처리 단계를 필요로 한다. 이러한 다수의 처리 단계은 원하는 180°로부터 상당한 위상 쉬프트를 수반할 수 있다. 다시 말해, 종래 기술의 공정은 감쇄 위상 쉬프트 마스크의 제조동안 발생하는 평균 위상 오차(mean phase error)를 고려하지 않는다. 따라서, 위상 쉬프팅 재료에 있어 평균 위상 오차를 보상하는, 신규하고 향상된 감쇄 위상 쉬프트 마스크 제조 방법을 개발할 필요가 있다. 구체적으로는, 종래 기술의 공정이 안고 있는 상술한 결점을 모두 제거하면서, 그 제조 공정 동안 마스크를 180°로 튜닝하는 방법을 개발할 필요가 있다.As disclosed in Yoshioka et al., The prior art requires a number of processing steps to form the attenuation phase shift mask. Many of these processing steps can involve a significant phase shift from the desired 180 °. In other words, prior art processes do not account for the mean phase error that occurs during the fabrication of the attenuation phase shift mask. Accordingly, there is a need to develop new and improved methods for fabricating attenuated phase shift masks that compensate for average phase errors in phase shifting materials. Specifically, it is necessary to develop a method of tuning the mask to 180 ° during its manufacturing process, while eliminating all of the above-mentioned drawbacks of prior art processes.

본 발명의 한 목적은 감쇄 위상 쉬프트 마스크를 정확한 위상으로 튜닝하는 방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a method for tuning an attenuation phase shift mask to the correct phase.

본 발명의 또다른 목적은 감쇄 위상 마스크의 제조 동안 발생할 수 있는 감쇄 위상 쉬프팅 재료의 위상 오차를 보상하는 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method for compensating for the phase error of attenuation phase shifting material that may occur during the manufacture of attenuation phase masks.

본 발명은 다른 목적은 높은 정확도로 약 180°로 튜닝된 감쇄 위상 마스크를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method of making attenuated phase masks tuned to about 180 ° with high accuracy.

본 발명의 다른 목적은 약 180°로 튜닝할 수 있는 위상 쉬프트 마스크를 제조하는 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing a phase shift mask that can be tuned to about 180 °.

본 발명의 일실시예에 있어서, 기판에서 20°이하의 위상 쉬프트를 제공하기 위하여, 위상 쉬프팅 재료가 부착된 투명 혹은 반투명 기판의 일부를 소정의 제어하에 제거하는 단계를 포함하는 방법을 이용하여 다른 목적 뿐만 아니라 상기한 목적을 달성한다. 구체적으로는, 이러한 측면에 있어서, 본 발명은 적어도 160°위상 쉬프팅을 제공하는 감쇄 위상 쉬프팅 재료를 갖는 위상 쉬프트 마스크의 위상 쉬프팅을 튜닝하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은In one embodiment of the invention, to provide a phase shift of 20 ° or less in a substrate, another method may be used, which comprises removing, under predetermined control, a portion of a transparent or translucent substrate having a phase shifting material attached thereto. Not only the object but also the above object is achieved. Specifically, in this aspect, the present invention relates to a method for tuning phase shifting of a phase shift mask having an attenuating phase shifting material that provides at least 160 ° phase shifting.

(a) 위상 쉬프팅 재료내에 라인 세그먼트 상을 형성하는 단계 ― 상기 위상 쉬프팅 재료는 투명 혹은 반투명 기판상에 위치함 ―와,(a) forming a line segment phase in the phase shifting material, wherein the phase shifting material is located on a transparent or translucent substrate;

(b) 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료에 의해 제공된 실제의 위상 쉬프트를 측정하는 단계와,(b) measuring the actual phase shift provided by the imaged phase shifting material,

(c) 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료로 덮이지 않은 영역내에서 약 180˚의 위상 쉬프트를 제공하기에 충분한 양만큼 상기 기판을 에칭하는 단계를 포함한다.(c) etching the substrate in an amount sufficient to provide a phase shift of about 180 [deg.] in an area not covered with the imaged phase shifting material.

본 발명의 상기 실시예에 따르면, 단계 (a)는, 이전에 투명 혹은 반투명 기판에 부착되었던 위상 쉬프팅 재료의 소정 층상에 포토레지스트를 스피닝(spinning)하고, 상기 포토레지스트의 사전결정된 영역상에 라인을 기록, 패터닝하고, 상기 포토레지스트를 현상하며, 상기 현상된 포토레지스트 및 상기 원하는 패턴을 포함하고 있지 않는 위상 쉬프팅 재료의 영역을 에칭함으로써 수행된다. 본 발명의 단계 (b)에 있어서, 레이저 빔 및 위상 간섭계(干涉計:interferometer)를 이용하여, 상기 위상 쉬프팅 재료에 의해 야기된 실제의 위상 쉬프트를 판정한다. 본 발명의 단계 (c)는 습식 에칭, 건식 에칭 또는 이 둘을 조합한 에칭을 포함하고, 약 180˚로 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료를 튜닝하기 위하여 투명 혹은 반투명 기판으로부터 선택적으로 20˚이하의 위상 쉬프트를 제거한다.According to this embodiment of the invention, step (a) spins a photoresist on a layer of phase shifting material that has previously been attached to a transparent or translucent substrate, and lines on a predetermined area of the photoresist. And patterning, developing the photoresist, and etching an area of the phase shifting material that does not contain the developed photoresist and the desired pattern. In step (b) of the present invention, a laser beam and a phase interferometer are used to determine the actual phase shift caused by the phase shifting material. Step (c) of the present invention includes wet etching, dry etching, or a combination of the two, and optionally a phase of no more than 20 ° from the transparent or translucent substrate to tune the phase shifting material formed at about 180 °. Remove the shift.

본 발명의 또다른 실시예에 있어서, 약 160˚의 위상 쉬프팅을 제공하는 감쇄 위상 쉬프팅 재료를 구비한 위상 쉬프트 마스크의 위상 쉬프트는, 상기 (a)(b) 단계를 수행하는 단계와, 다음에 (c') 약 180˚위상 쉬프트를 위상 쉬프팅 재료에 제공하기에 충분한 양만큼 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료의 일부를 에칭하는 단계를 포함하는 방법에 의해 튜닝된다. 본 발명의 이러한 실시예는 감쇄 위상 쉬프팅 재료가 원하는 사전결정된 값보다 큰 측정된 위상을 갖는 때 채택된다.In yet another embodiment of the present invention, the phase shift of a phase shift mask with attenuating phase shifting material providing a phase shift of about 160 ° is performed by performing steps (a) and (b) above. (c ') etching a portion of the imaged phase shifting material by an amount sufficient to provide about 180 [deg.] phase shift to the phase shifting material. This embodiment of the invention is employed when the attenuation phase shifting material has a measured phase that is greater than the desired predetermined value.

본 발명의 또다른 실시예에 있어서, 기판 및 위상 쉬프팅 재료의 제어 에칭을 함께 사용하여, 위상 쉬프팅 재료를 튜닝할 수 있다. 본 발명의 이러한 측면에 따르면, 본 방법은,In another embodiment of the present invention, the controlled etching of the substrate and phase shifting material may be used together to tune the phase shifting material. According to this aspect of the invention, the method

(a) 위상 쉬프팅 재료내에 라인 세그먼트 상(image)을 형성하는 단계 ― 상기 위상 쉬프팅 재료는 투명 혹은 반투명 기판의 소정 영역상에 위치함 ― 와,(a) forming a line segment image in the phase shifting material, wherein the phase shifting material is located on a predetermined area of the transparent or translucent substrate;

(b) 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료에 의해 제공된 실제의 위상 쉬프트를 측정하는 단계와,(b) measuring the actual phase shift provided by the imaged phase shifting material,

(c) 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료에 의해 덮이지 않은 영역내에서 상기 기판을, 약 180˚의 위상 쉬프트를 제공하기에 충분한 양만큼 에칭하는 단계, 또는(c) etching the substrate in an area not covered by the imaged phase shifting material in an amount sufficient to provide a phase shift of about 180 degrees, or

(c') 약 180˚의 위상 쉬프트를 제공하기에 충분한 양만큼 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료의 일부를 에칭하는 단계와,(c ') etching a portion of the imaged phase shifting material in an amount sufficient to provide a phase shift of about 180 degrees;

(d) 180˚의 위상 쉬프트를 획득할 때까지, 단계 (b)와 (c) 혹은 (c')를 여러번 반복하는 단계를 포함한다.(d) repeating steps (b) and (c) or (c ') several times until a phase shift of 180 degrees is obtained.

본 발명의 또다른 측면은 적어도 160˚의 위상 쉬프팅을 제공하는 감쇄 위상 쉬프팅 재료를 구비한 위상 쉬프트 마스크의 위상 쉬프팅을 튜닝하는 장치에 관한 것이다. 구체적으로는, 본 발명의 상기 장치는,Another aspect of the invention is directed to an apparatus for tuning phase shifting of a phase shift mask having an attenuation phase shifting material that provides at least 160 ° phase shifting. Specifically, the apparatus of the present invention,

(a) 라인 결상된 마스크에 의해 제공된 실제의 위상 쉬프트를 측정하는 수단 ― 상기 라인 결상된 마스크는 투명 혹은 반투명 기판상에 위치하고 적어도 160˚의 위상 쉬프팅을 제공하는 위상 쉬프팅 재료로 이루어짐 ― 과,(a) means for measuring the actual phase shift provided by the line imaged mask, wherein the line imaged mask is made of a phase shifting material positioned on a transparent or translucent substrate and providing at least 160 ° phase shifting;

(b) 상기 기판내에서 약 20˚이하의 위상 쉬프트를 제공하는 깊이만큼, 상기 투명 혹은 반투명 기판을 에칭하는 수단과,(b) means for etching the transparent or translucent substrate to a depth that provides a phase shift of about 20 degrees or less within the substrate;

(c) 상기 에칭이 완료되는 때 피드백을 제공하는 수단을 포함한다.(c) means for providing feedback when said etching is complete.

이와 다른 실시예에 있어서, 수단 (b)는 상기 위상 쉬프팅 재료내에서 약 0.01˚내지 20˚의 위상 쉬프트를 제공하는 깊이만큼, 상기 위상 쉬프팅 재료를 에칭하는 수단을 포함하는 수단 (b')로 대체되거나, 또는 수단 (b) 및 (b')를 서로 함께 사용할 수도 있다.In another embodiment, means (b) comprises means (b ') comprising means for etching the phase shifting material to a depth that provides a phase shift of between about 0.01 and 20 degrees in the phase shifting material. Alternatively, or alternatively, means (b) and (b ') may be used together.

본 발명의 또다른 측면은 기판의 일부 위에 감쇄 위상 쉬프트 재료를 구비하는 투명 혹은 반투명 기판을 포함하는 감쇄 위상 마스크 구조체 ― 여기서, 상기 기판, 상기 위상 쉬프트 재료 또는 양자는 상기 기판 혹은 상기 위상 쉬프트 재료내에 약 0.01˚내지 약 20˚의 위상 쉬프트를 제공하도록 에칭된 영역을 포함함 ― 에 관한 것이다.Another aspect of the invention is an attenuation phase mask structure comprising a transparent or translucent substrate having attenuation phase shift material over a portion of a substrate, wherein the substrate, the phase shift material, or both are in the substrate or the phase shift material. And an area etched to provide a phase shift of about 0.01 degrees to about 20 degrees.

도 1(a) 내지 (d)는 본 발명의 일실시예에 따라 마련된 감쇄 위상 쉬프트 마스크의 측단면도로서, (a)는 본 발명의 단계 (a)를 수행하기 전의 마스크 구조에 관한 것이고, (b)는 단계 (a)를 수행한 후의 마스크 구조에 관한 것이고, (c)는 습식 에칭 후의 마스크 구조에 관한 것이며, (d)는 건식 에칭 후의 마스크 구조에 관한 측단면도.1 (a) to (d) are side cross-sectional views of an attenuation phase shift mask prepared according to an embodiment of the present invention, (a) relates to a mask structure before performing step (a) of the present invention, ( b) relates to the mask structure after performing step (a), (c) relates to the mask structure after wet etching, and (d) to sectional view of the mask structure after dry etching.

도 2는 결상된 마스크 및 투명 혹은 반투명 기판 간의 투과도 차이를 판정하는 수단을 도시한 도면.FIG. 2 shows a means for determining the difference in transmittance between an imaged mask and a transparent or translucent substrate. FIG.

도 3은 본 발명의 장치의 일실시예를 도시한 도면.3 shows one embodiment of the device of the present invention.

도 4(a) 내지 (c)는 본 발명의 대안적인 실시예에 따라 마련된 감쇄 위상 쉬프트 마스크의 측단면도로서, (a)는 본 발명의 단계 (a)를 수행하기 전의 마스크 구조에 관한 것이고, (b)는 단계 (a)를 수행한 후의 마스크 구조에 관한 것이고, (c)는 건식 에칭 후의 마스크 구조에 관한 측단면도.4 (a) to (c) are side cross-sectional views of attenuation phase shift masks prepared in accordance with an alternative embodiment of the present invention, wherein (a) relates to the mask structure prior to performing step (a) of the present invention, (b) relates to the mask structure after performing step (a), and (c) is a side cross-sectional view of the mask structure after dry etching.

도면의 주요 부분에 대한 부호 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10: 기판 12: 위상 시프팅 재료10 substrate 12 phase shifting material

14: 포토레지스트 18: 언더컷14: photoresist 18: undercut

20: 레이저 소스 22: 빔 분할기20: laser source 22: beam splitter

24: 위상 간섭계 26,26',26'': 빔24: phase interferometer 26,26 ', 26' ': beam

32: 피드백 장치 34: 로봇 암32: feedback device 34: robot arm

본 발명은 위상 마스크 구조체 뿐만 아니라 위상 쉬프트 마스크의 위상 쉬프팅을 튜닝하는 방법 및 장치에 제공하는 것으로서, 이제 첨부 도면 ― 동일한 참조 부호는 도면의 동일한 대응 구성 요소를 나타내는데 사용됨 ― 과 함께 보다 상세히 기술될 것이다.DETAILED DESCRIPTION The present invention provides a method and apparatus for tuning phase shifting of a phase shift mask as well as a phase mask structure, which will now be described in more detail with the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to represent like corresponding components of the drawings. .

상술한 바와 같이, 본 발명의 일측면은 그 내부에 적어도 160˚의 위상 쉬프팅을 제공하는 감쇄 위상 쉬프팅 재료를 구비한 위상 쉬프트 마스크의 위상 쉬프팅을 튜닝하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 단계 (a)에 따르면, 투명 혹은 반투명 기판상에 위치하는 위상 쉬프팅 재료내에 라인 세그먼트 상을 형성한다. 구체적으로는, 도 1(a)에 도시한 바와 같이, 라인 세그먼트 상은 다음과 같이 형성된다. 먼저, 당업자에게 잘 알려진 통상의 기술을 이용하여 위상 쉬프팅 재료(12)가 투명 혹은 반투명 기판(10)의 한 표면에 부착된다. 예컨대, 위상 쉬프팅 재료는 통상의 화학적 기상 증착(CVD) 혹은 직류(DC) 스퍼터링을 이용하여, 기판상에 증착될 수 있다.As mentioned above, one aspect of the present invention relates to a method for tuning phase shifting of a phase shift mask having an attenuating phase shifting material therein providing at least 160 ° phase shifting therein. According to step (a) of the present invention, a line segment image is formed in a phase shifting material located on a transparent or translucent substrate. Specifically, as shown in Fig. 1 (a), the line segment image is formed as follows. First, the phase shifting material 12 is attached to one surface of the transparent or translucent substrate 10 using conventional techniques well known to those skilled in the art. For example, the phase shifting material may be deposited on a substrate using conventional chemical vapor deposition (CVD) or direct current (DC) sputtering.

투명 혹은 반투명 기판(10)을 구성할 수 있는 알맞은 재료는 석영, 유리, 칼슘 플루오르화물, 다이아몬드, 다이아몬드 유사형 탄소(diamond like carbon)등을 포함하지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 기판(10)으로서 본 발명에서 이용되는 가장 선호되는 재료는 석영이다.Suitable materials from which the transparent or translucent substrate 10 may be made include, but are not limited to, quartz, glass, calcium fluoride, diamond, diamond like carbon, and the like. As the substrate 10, the most preferred material used in the present invention is quartz.

본 발명에서 이용되는 투명 혹은 반투명 기판(10)은 원 상태 그대로 사용되거나, 또는 기판으로부터 임의의 오염물을 제거하는데 효과적인, 당업자에게 잘 알려젼 기술을 이용하여, 사용하기 전에 세정될 수 있다.The transparent or translucent substrate 10 used in the present invention may be used as is, or cleaned prior to use, using techniques well known to those skilled in the art, effective for removing any contaminants from the substrate.

종래 기술에 있어서, 위상 쉬프트 마스크의 기판 재료가 가능한한 180˚에 가까운 위상 쉬프트를 갖는 것이 중요함을 유의하자. 이는, 180˚로부터 상당히 벗어나기만 하면, 감쇄 위상 마스크 제조 동안 보상될 수 없는 상당한 위상 오차가 야기될 것이기 때문에 그러하다. 본 발명에 있어서, 초기에 180˚의 위상 쉬프트를 갖는 기판 재료를 사용하는 것은 중요하지 않다. 전형적으로, 본 발명에서 이용되는 기판 재료는 초기에 약 170˚에서 약 178˚까지의 위상 쉬프트를 갖는다.Note that in the prior art, it is important for the substrate material of the phase shift mask to have a phase shift as close to 180 ° as possible. This is because only a significant deviation from 180 [deg.] Will result in significant phase error that cannot be compensated during attenuation phase mask fabrication. In the present invention, it is not important to initially use a substrate material having a phase shift of 180 degrees. Typically, the substrate material used in the present invention initially has a phase shift of about 170 degrees to about 178 degrees.

당업자에게 잘 알려진, 반투명이면서 적어도 160˚의 위상 쉬프트를 갖는 임의의 감쇄 위상 쉬프팅 재료가 층(12)으로서 사용될 수 있다. 상기 기준을 충족시켜 본 발명에서 사용될 수 있는 위상 쉬프팅 재료의 예로는, MoSi, 탄소, 크롬 산화물, 크롬 질화물, 실리콘 질화물, 크롬 플루오르화물, 크롬 산화 플루오르화물 등이 있는데, 이에 국한되는 것은 아니다. 본 발명에서 사용되는 가장 선호되는 위상 쉬프팅 재료는 MoSi이다.Any attenuating phase shifting material that is translucent and has a phase shift of at least 160 °, well known to those skilled in the art, can be used as layer 12. Examples of phase shifting materials that can be used in the present invention by meeting the above criteria include, but are not limited to, MoSi, carbon, chromium oxide, chromium nitride, silicon nitride, chromium fluoride, chromium oxide fluoride, and the like. The most preferred phase shifting material used in the present invention is MoSi.

위상 쉬프팅 재료(12)를 기판(10)에 부착한 후, 포토레지스트(14)를 당업자에게 잘 알려진 통상의 기술을 이용하여 층(12)상에 스피닝한다. 기록, 즉 패터닝될 수 있고, 전자 빔(e-beam) 혹은 레이저 광 노출에 민감한 어떠한 포토레지스트라도 본 발명에서 사용될 수 있다. 이는 음성 포토레지스트 뿐만 아니라 양성 포토레지스트를 포함한다. 본 발명에서 사용되는 알맞은 포토레지스트의 예로는, 양성 노보락(novolak) 레지스트인 poly(butene·1-sulphone)(PBS)와 895i가 있는데, 이에 국한되는 것은 아니다.After attaching phase shifting material 12 to substrate 10, photoresist 14 is spun onto layer 12 using conventional techniques well known to those skilled in the art. Any photoresist that can be recorded, i.e. patterned, and sensitive to e-beam or laser light exposure can be used in the present invention. This includes not only negative photoresists but also positive photoresists. Examples of suitable photoresists used in the present invention include, but are not limited to, poly (butene 1-sulphone) (PBS) and 895i, which are positive novolak resists.

다음에, 당업자에게 잘 알려진 통상의 전자 빔 혹은 레이저 기록 기술을 이용하여 원하는 패턴을 포토레지스트내에 제공한다. 예컨대, 원하는 패턴을 포토레지스트(14)내에 기록하는 한 방법은 래스터 스캔(raster-scan)을 사용하여 전자 빔에 의해 기준 데이타 설계를 기록하는 것이다. 이러한 기술은 설계된 패턴을 기준 데이타로부터 포토레지스트(14)로 전사한다.The desired pattern is then provided into the photoresist using conventional electron beam or laser recording techniques well known to those skilled in the art. For example, one method of recording a desired pattern in photoresist 14 is to write a reference data design by an electron beam using a raster-scan. This technique transfers the designed pattern from the reference data to the photoresist 14.

원하는 패턴을 포토레지스트(14)에 제공한 후, 통상의 방법 ― 이는 소듐 수산화물(sodium hydroxide), TMAH(tetramethylammonium hydroxide: 테트라메틸암모늄 수산화물), 이소프로필 알콜을 구비한 MIAK(methyllisobutyketone:메틸이소부틸케톤) 또는 그 혼합물을 사용하는 방법을 포함하지만, 이에 국한되는 것은 아님 ― 을 이용하여 이 패턴을 현상한다. 이는 그 위에 패턴을 포함하는 레지스트 구조를 형성한다. 다음에, 당업자에게 잘 알려진 표준 에칭 기술을 이용하여 이 마스크를 에칭하여, 그 위에 결상된 위상 쉬프트 재료, 즉 마스크(12')를 구비한 기판을 포함하는, 도 1(b)에 도시된 구조를 제공한다. 본 발명의 이러한 에칭 단계가 위상 쉬프트 재료에 대해 매우 선택적인 건식 플라즈마 에칭을 사용하여 수행됨을 유의하자. 본 발명의 이러한 단계에서는 거의 기판(10)에 대한 에칭이 일어나지 않는다. 위상 쉬프팅 재료에 대해 매우 선택적인 알맞은 건식 플라즈마 에칭제는 CF4, CHF3, O2, SF6및 이들의 조합을 포함하는데, 이에 국한되는 것은 아니다.After providing the desired pattern to the photoresist 14, a conventional method—this is MIAK (methyllisobutyketone: methyl isobutyl ketone with sodium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), isopropyl alcohol) ), Or a mixture thereof, but not limited thereto. This forms a resist structure comprising a pattern thereon. Next, this mask is etched using standard etching techniques well known to those skilled in the art and includes a structure having a phase shift material formed thereon, i.e., a substrate having a mask 12 ', shown in FIG. To provide. Note that this etching step of the present invention is performed using dry plasma etching, which is highly selective for phase shift materials. In this step of the present invention, almost no etching to the substrate 10 occurs. Suitable dry plasma etchant, which is highly selective for phase shifting materials, includes, but is not limited to, CF 4 , CHF 3 , O 2 , SF 6, and combinations thereof.

본 발명의 단계 (b)에 따르면, 결상된 위상 쉬프팅 재료(12')에 의해 제공되는 실제의 위상 쉬프트는 그 다음에, 도 2에 도시한 수단을 이용하여 측정된다. 구체적으로는, 도 2에는, 레이저 소스(20), 빔 분할기(22), 도 1(b)의 구조 및 위상 간섭계(24)가 도시되어 있다. 먼저, 빔(26)을 빔 분할기(22)로 통과시켜, 레이저 소스(20)로부터의 레이저 빔을 각각 두 개의 빔(26' 및 26'')으로 분할함으로써 측정이 이루어진다. 분할된 빔중 하나, 예컨대 (26'')은 기판(10)의 일부분위에 집속되고, 나머지, 예컨대 (26')은 결상된 위상 쉬프팅 재료(12')상에 집속된다. 이 구조를 이탈하는 두개의 빔은 그 다음, 위상 간섭계 ― 여기서, 결상된 위상 쉬프팅 재료의 위상 쉬프트를 나타내는 두 빔간의 위상 차가 판정됨 ― 를 통과하게 된다.According to step (b) of the present invention, the actual phase shift provided by the formed phase shifting material 12 'is then measured using the means shown in FIG. Specifically, FIG. 2 shows the laser source 20, the beam splitter 22, the structure of FIG. 1B and the phase interferometer 24. First, a measurement is made by passing beam 26 through beam splitter 22 to split the laser beam from laser source 20 into two beams 26 'and 26' 'respectively. One of the divided beams, for example 26 '', is focused on a portion of the substrate 10, and the other, for example 26 ', is focused on the formed phase shifting material 12'. The two beams leaving this structure then pass through a phase interferometer, where the phase difference between the two beams representing the phase shift of the imaged phase shifting material is determined.

도 2에 도시한 수단을 사용하면, 결상된 위상 쉬프팅 재료의 실제의 위상 쉬프트를 판정하고, 본 실시예에서 제어 에칭 방안(controlled etching regime)을 이용하여, 결상된 위상 쉬프팅 재료(12')를 포함하고 있지 않는 기판(10)의 일부를 제거함으로써, 결상된 마스크를 약 180˚로 상당히 정확하게 튜닝하는데 이 실제의 위상 쉬프트를 사용할 수 있다. 제어 에칭은 건식 에칭, 습식 에칭 또는 이들을 함께 이용함으로써, 수행된다. 본 발명의 제어 에칭 단계 (c)가 투명 혹은 반투명 기판(10)을 에칭하는데 상당히 선택적임을 유의하자. 본 발명에 따르면, 본 발명의 이러한 단계에서 이용되는 조건들은 상기 기판내에 약 0.01˚ 에서 약 20˚까지의 위상 쉬프트를 제공하도록 충분한 기판을 제거하는데 충분하다. 제거될 재료의 양은 결상된 위상 쉬프팅 재료(12')가 180˚로부터 벗어나는 정도에 의해 판정된다. 예컨대, 결상된 마스크가 175˚의 위상 쉬프트를 가진다면, 기판내에 5˚의 위상 쉬프트를 제공하도록 기판(10)의 일부를 선택적으로 제거함으로써, 이 마스크를 튜닝할 수 있다. 이와같이 하여, 180˚로 튜닝된 마스크가 형성된다.Using the means shown in Fig. 2, the actual phase shift of the imaged phase shifting material is determined, and in this embodiment, the imaged phase shifting material 12 'is removed using a controlled etching regime. By removing a portion of the substrate 10 that is not included, this actual phase shift can be used to tune the imaged mask fairly accurately to about 180 degrees. Control etching is performed by dry etching, wet etching or using them together. Note that the controlled etching step (c) of the present invention is quite selective for etching the transparent or translucent substrate 10. According to the present invention, the conditions used in this step of the present invention are sufficient to remove sufficient substrate to provide a phase shift of about 0.01 ° to about 20 ° in the substrate. The amount of material to be removed is determined by the degree to which the imaged phase shifting material 12 'deviates from 180 degrees. For example, if the imaged mask has a phase shift of 175 degrees, the mask can be tuned by selectively removing a portion of the substrate 10 to provide a phase shift of 5 degrees in the substrate. In this way, a mask tuned to 180 degrees is formed.

기판(10)의 일부를 선택적으로 제거하는데 본 발명에서 이용될 수 있는 알맞은 건식 에칭 기술은 반응성 이온 에칭(RIE), 화학적 건식 에칭, 이온 빔 에칭, 플라즈마 에칭 등을 포함한다. 이들 건식 에칭 기술에서 이용될 수 있는 기체는 투명 혹은 반투명 기판에 매우 친숙한 것들이다. 본 발명에서 사용될 수 있는 알맞은 기체의 예로는, CF4, SF6, NF3, CHF3및 이들을 조합한 것이 있다. 또한, 이들 기체는, 산소 혹은 아르곤, 질소 및 헬륨(He)과 같은 다른 화학 물질과 함께 사용될 수도 있다.Suitable dry etching techniques that may be used in the present invention to selectively remove portions of the substrate 10 include reactive ion etching (RIE), chemical dry etching, ion beam etching, plasma etching, and the like. Gases that can be used in these dry etching techniques are those that are very familiar with transparent or translucent substrates. Examples of suitable gases that can be used in the present invention include CF 4 , SF 6 , NF 3 , CHF 3 and combinations thereof. These gases may also be used with oxygen or other chemicals such as argon, nitrogen and helium (He).

결상된 위상 쉬프팅 재료(12')를 포함하는 투명 혹은 반투명 기판(10)을 선택적으로 에칭하는데 습식 에칭을 사용할 때, 사용되는 화학 에칭제는 HF, NaOH, 완충된 HF 등을 포함한다. 이들 화학 에칭제로만 이루어진 혼합물 혹은 이들 에칭제에 물을 가한 혼합물을 또한 본 명세서에서 고려할 수 있다. 화학 에칭제는 또한, 잘 알려진 완충제(buffering agent)를 사용하여 원하는 pH로 완충될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 것 중 가장 선호되는 화학 에칭제는 완충된 HF이다.When wet etching is used to selectively etch a transparent or translucent substrate 10 comprising an imaged phase shifting material 12 ′, the chemical etchant used includes HF, NaOH, buffered HF, and the like. Mixtures consisting solely of these chemical etchantes or mixtures in which water is added to these etchantes are also contemplated herein. Chemical etchant can also be buffered to the desired pH using well known buffering agents. The most preferred chemical etchant used in the present invention is buffered HF.

본 발명의 상술한 선택적 에칭 단계가 약 180˚의 위상 쉬프트를 갖는 마스크를 제공하도록 수행됨을 유의하자. 전형적으로, 이러한 제어 에칭 단계는 약 10Å에서 약 300Å까지 기판 재료를 제거한다. 본 발명으로부터 형성되는 최종 구조가 도 1(c) 및 (d)에 도시되어 있다. 구체적으로는, 도 1(c)는 본 발명의 감쇄 위상 마스크 ― 여기서, 기판은 화학 에칭제를 이용하여 에칭됨 ― 를 도시한다. 화학 에칭제가 단계 (c)에서 사용되기 때문에 이러한 구조내에 언더컷(undercut)(18)이 존재하게 됨을 유의하자. 도 1(d)에 있어서, 건식 에칭 공정으로 기판을 에칭함으로써 감쇄 마스크를 튜닝한다. 이 경우, 언더컷(18)이 전혀 존재하지 않는다.Note that the above-described selective etching step of the present invention is performed to provide a mask having a phase shift of about 180 degrees. Typically, this controlled etching step removes the substrate material from about 10 kPa to about 300 kPa. The final structure formed from the present invention is shown in Figures 1 (c) and (d). Specifically, FIG. 1C shows the attenuation phase mask of the present invention, wherein the substrate is etched using a chemical etchant. Note that undercut 18 is present in this structure because a chemical etchant is used in step (c). In Fig. 1 (d), the attenuation mask is tuned by etching the substrate in a dry etching process. In this case, the undercut 18 does not exist at all.

본 발명의 방법의 대안적 실시예를 도시하고 있는 도 4(a) 내지 (c)를 이제 참조한다. 이러한 대안적 실시예에 있어서, 결상된 위상 쉬프팅 재료(12')의 위상 쉬프트는, 위상 쉬프트 재료 자체를 선택적으로 제거, 즉 에칭함으로써 튜닝된다. 본 발명의 이러한 실시예는 결상된 위상 쉬프트 마스크(12')의 측정된 위상 쉬프트가 선택된 목표값보다 클 때 이용된다. 본 발명의 이러한 실시예에 있어서, 도 1과 관하여 상술한 단계 (a) 및 (b)가 먼저 수행되고, 그 다음 위상 쉬프팅 재료가 기판 대신에 선택적으로 에칭됨을 유의하자.Reference is now made to FIGS. 4 (a) to (c), which show alternative embodiments of the method of the invention. In this alternative embodiment, the phase shift of the imaged phase shifting material 12 'is tuned by selectively removing, ie etching, the phase shifting material itself. This embodiment of the invention is used when the measured phase shift of the imaged phase shift mask 12 'is greater than the selected target value. Note that in this embodiment of the present invention, steps (a) and (b) described above with respect to FIG. 1 are first performed, and then the phase shifting material is selectively etched instead of the substrate.

결상된 위상 쉬프팅 재료는, 위상 쉬프팅 재료에 대해 매우 선택적인 에칭 공정을 이용함으로써 본 발명에서 선택적으로 에칭된다. 건식 에칭, 화학적 에칭 혹은 이들을 함께 사용하여, 위상 쉬프팅 재료를 선택적으로 에칭할 수 있다. 도 4(c)에는, 건식 에칭을 사용하여, 결상된 위상 쉬프팅 재료(12')의 일부를 제거한다. 전형적인 공정에 있어서, 약 5 Å에서 약 500 Å까지 결상된 위상 쉬프팅 재료를 제거한다.The imaged phase shifting material is selectively etched in the present invention by using an etching process that is highly selective for the phase shifting material. Dry etching, chemical etching, or a combination thereof may be used to selectively etch the phase shifting material. In FIG. 4C, dry etching is used to remove part of the phase shifting material 12 ′ formed. In a typical process, the phase shifting material that is imaged from about 5 Hz to about 500 Hz is removed.

결상된 위상 쉬프팅 재료를 에칭하는데 사용될 수 있는 알맞은 건식 에칭은 상술한 것을 포함한다. 선택적인 에칭은 에칭 기술의 압력을 변경함으로써 달성된다. 약 5 에서 약 15(mTorr)까지의 낮은 압력이 기판을 선택적으로 건식 에칭하는데 사용되는 반면, 약 100 에서 약 300 mTorr 까지의 보다 높은 압력이 결상된 위상 쉬프팅 재료를 선택적으로 건식 에칭하는데 사용된다.Suitable dry etching that may be used to etch the imaged phase shifting material includes those described above. Selective etching is accomplished by changing the pressure of the etching technique. Low pressures from about 5 to about 15 (mTorr) are used to selectively dry etch the substrate, while higher pressures from about 100 to about 300 mTorr are used to selectively dry etch the phase shifted material that is formed.

결상된 위상 쉬프팅 재료(12')를 에칭하는데 습식 에칭을 사용할 때, 사용되는 화학 에칭제는 황산(sulfuric acid) 등을 포함한다. 이들 화학 에칭제로만 이루어진 혼합물 또는 이들 에칭제에 물을 가한 혼합물을 또한 본 명세서에서 고려할 수 있다. 또한, 잘 알려진 완충제를 사용하여 원하는 pH로 화학 에칭제를 완충할 수 있다.When wet etching is used to etch the imaged phase shifting material 12 ', the chemical etchant used includes sulfuric acid and the like. Mixtures consisting solely of these chemical etchantes or mixtures in which water is added to these etchantes are also contemplated herein. In addition, well known buffers can be used to buffer the chemical etchant to the desired pH.

상기한 선택적 에칭 공정을 각각 별도로 이용하는 것 이외에도, 이들을 함께 사용하는 것도 본 발명에서 고려해 볼 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예에 따르면, 단계 (a) 및 (b)가 먼저 수행된 다음, 기판 또는 위상 쉬프팅 재료중 어느 하나가 선택적으로 에칭된다. 다음에, 다시 단계 (b)를 사용하여 마스크의 위상 쉬프트를 측정하고, 그 다음에, 필요하면 기판 또는 위상 쉬프팅 재료의 에칭이 수행될 수도 있다. 측정된 위상 쉬프트가 사전결정된 값보다 작으면 기판이 에칭되지만, 반면에 위상 쉬프트가 사전결정된 값보다 크면 결상된 위상 쉬프팅 재료가 에칭됨을 유의하자.In addition to using each of the above selective etching processes separately, the use of them together may also be considered in the present invention. According to this embodiment of the invention, steps (a) and (b) are performed first, and then either the substrate or the phase shifting material is selectively etched. Next, the phase shift of the mask is again measured using step (b), and then etching of the substrate or phase shifting material may be performed if necessary. Note that the substrate is etched if the measured phase shift is less than the predetermined value, while the phase shifting material is etched if the phase shift is greater than the predetermined value.

본 발명의 제 2 측면에 따르면, 위상 마스크의 위상 쉬프팅을 튜닝하는 장치가 제공된다. 구체적으로는, 본 발명의 장치는According to a second aspect of the invention, an apparatus for tuning phase shifting of a phase mask is provided. Specifically, the apparatus of the present invention

(a) 라인 결상된 마스크에 의해 제공된 실제의 위상 쉬프트를 측정하는 수단 ― 상기 라인 결상된 마스크는 투명 혹은 반투명 기판상에 위치하여 적어도 160˚의 위상 쉬프팅을 제공하는 위상 쉬프팅 재료로 이루어짐 ― 과,(a) means for measuring the actual phase shift provided by the line imaged mask, wherein the line imaged mask is made of a phase shifting material positioned on a transparent or translucent substrate to provide a phase shift of at least 160 °;

(b) 상기 투명 또는 반투명 기판중 어느 한 기판, 상기 위상 쉬프팅 재료 또는 양자를 약 20˚이하의 위상 쉬프트를 제공하도록 소정의 깊이까지 에칭하는 수단과,(b) means for etching any of the transparent or translucent substrates, the phase shifting material, or both, to a predetermined depth to provide a phase shift of about 20 degrees or less;

(c) 상기 에칭이 완료될 때 피드백을 제공하는 수단과,(c) means for providing feedback when the etching is complete;

(d) 선택적으로, 상기 에칭을 중지하는 수단을 포함한다.(d) optionally, means for stopping said etching.

본 발명의 장치를 예시하는 도 2 및 3을 참조한다. 구체적으로는, 상기에서 보다 상세히 논의되었던 도 2는 본 발명의 장치의 측정 수단을 나타내고 있다. 도 2에 도시한 측정 수단은, 본 발명의 장치의 모든 수단을 나타내고 있는 도 3에서 사용된다. 레이저 소스(20), 빔 분할기(22), 위상 간섭계(24), 결상된 위상 쉬프트 재료(12') 및 기판(10) 이외에도, 본 발명의 장치는 또한, 하우징 수단(30) ― 여기서, 기판(10)에 대한 건식 또는 습식 에칭 중 어느 한 에칭이 발생함 ―, 이 구조의 위상이 180˚내에 있을 때를 알려주는 컴퓨터 혹은 경보 장치와 같은 피드백 장치(32) 및 튜닝된 마스크를 에칭 매체로부터 제거하기 위한 로봇 암(robot arm)(34)을 포함한다. 습식 에칭제를 사용하는 경우, 하우징 수단은 투명 혹은 반투명 기판에 대해 매우 선택적인 알맞은 화학 에칭제를 포함한다. 반면에, 건식 에칭이 수행되는 경우, 하우징 수단은 알맞은 에칭제 기체로 결상된 마스크에 충격을 가하기 위한 소스 영역(a source region for bombarding)을 포함한다.Reference is made to FIGS. 2 and 3 illustrating the apparatus of the present invention. Specifically, Figure 2, which has been discussed in more detail above, shows the measuring means of the device of the invention. The measuring means shown in FIG. 2 is used in FIG. 3 which shows all the means of the apparatus of the present invention. In addition to the laser source 20, the beam splitter 22, the phase interferometer 24, the phased phase shift material 12 ′ and the substrate 10, the apparatus of the present invention also includes a housing means 30-here a substrate. Either dry or wet etching to (10) occurs—feedback device 32 and a tuned mask, such as a computer or alarm device, to indicate when the phase of this structure is within 180 ° from the etching medium. Robot arm 34 for removal. When using a wet etchant, the housing means comprise a suitable chemical etchant which is very selective for transparent or translucent substrates. On the other hand, when dry etching is performed, the housing means comprises a source region for bombarding to impact the mask formed with a suitable etchant gas.

상술한 내용은 본 발명으로부터 형성될 수 있는 다수의 위상 쉬프트 마스크 구조체 뿐만 아니라, 그 장치 및 방법을 예시하고 있다. 본 발명의 방법이 상당한 정확도로 감쇄 위상 쉬프트 마스크를 약 180˚로 직접 튜닝하는 수단을 제공함을 유의하자.The foregoing illustrates a number of phase shift mask structures that can be formed from the present invention, as well as apparatus and methods thereof. Note that the method of the present invention provides a means for directly tuning the attenuation phase shift mask to about 180 degrees with significant accuracy.

본 발명이 그 바람직한 실시예에 관하여 특히 도시되고 기술되었지만, 당업자라면 본 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않고서 그 형태 및 세부적인 면에 있어서 상술한 변형 및 기타 다른 변형이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 기술되고 예시된 바로 그 형태에 제한되는 것은 아니며, 첨부된 청구항의 범주내에 속할 수 있는 모든 수정을 포함하는 것으로 보아야 한다. 예컨대, 이러한 원리는, X-선과 같은 빛 보다 작은 파장을 갖는 기술을 이용하는 마스크에도 적용된다.While the present invention has been particularly shown and described with respect to its preferred embodiments, those skilled in the art will understand that the foregoing and other modifications may be made in form and detail without departing from the scope and spirit of the invention. Accordingly, the invention is not to be limited to the precise forms described and illustrated, but should be considered to include all modifications that may fall within the scope of the appended claims. For example, this principle also applies to masks using techniques having a wavelength smaller than light, such as X-rays.

따라서, 본 발명에 의하면, 감쇄 위상 쉬프트 마스크를 정확한 위상으로 튜닝하는 방법과, 감쇄 위상 마스크의 제조 동안 발생할 수 있는 감쇄 위상 쉬프팅 재료의 위상 오차를 보상하는 방법과, 높은 정확도로 약 180°로 튜닝된 감쇄 위상 마스크를 제조하는 방법과, 약 180°로 튜닝할 수 있는 위상 쉬프트 마스크를 제조하는 장치가 제공된다.Thus, according to the present invention, there is provided a method of tuning the attenuation phase shift mask to the correct phase, a method of compensating for the phase error of the attenuation phase shifting material that may occur during manufacture of the attenuation phase mask, and tuning to about 180 ° with high accuracy. A method of manufacturing a reduced attenuation phase mask and an apparatus for manufacturing a phase shift mask that can be tuned to about 180 degrees are provided.

Claims (32)

적어도 160˚의 위상 쉬프팅을 제공하는 감쇄 위상 쉬프팅 재료를 구비한 위상 쉬프트 마스크의 위상 쉬프팅을 튜닝하는 방법에 있어서,A method of tuning phase shifting of a phase shift mask with attenuating phase shifting material that provides at least 160 ° phase shifting, (a) 위상 쉬프팅 재료내에 라인 세그먼트 상(image)을 형성하는 단계 ― 상기 위상 쉬프팅 재료는 투명 혹은 반투명 재료의 소정 영역상에 위치함 ― 와,(a) forming a line segment image in the phase shifting material, wherein the phase shifting material is located on a predetermined area of transparent or translucent material; and (b) 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료에 의해 제공된 실제의 위상 쉬프트를 측정하는 단계와,(b) measuring the actual phase shift provided by the imaged phase shifting material, (c) 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료에 의해 덮여 있지 않는 상기 투명 혹은 반투명 기판을 약 180˚의 위상 쉬프트를 제공하도록 소정의 양만큼 에칭하는 단계, 또는(c) etching the transparent or translucent substrate not covered by the imaged phase shifting material by a predetermined amount to provide a phase shift of about 180 degrees, or (c') 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료를 180˚의 위상 쉬프트를 제공하도록 소정 양만큼 에칭하는 단계를 포함하는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 방법.(c ') etching the formed phase shifting material by a predetermined amount to provide a phase shift of 180 degrees. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 단계 (a)는 그 위에 상기 위상 쉬프팅 재료의 소정 층을 갖는 상기 투명 혹은 반투명 기판을 포함하는 기판에 포토레지스트를 부착하고, 상기 포토레지스트를 패터닝, 현상 및 에칭함으로써 수행되는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 방법.Step (a) is performed by attaching a photoresist to a substrate comprising the transparent or translucent substrate having a predetermined layer of phase shifting material thereon, and patterning, developing, and etching the photoresist. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 단계 (b)는 기판을 통과하는 레이저 빔과, 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료를 통과하는 빔간의 위상 차이를 판정함으로써 수행되는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 방법.Step (b) is performed by determining the phase difference between the laser beam passing through the substrate and the beam passing through the formed phase shifting material. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 단계 (c)는 상기 기판에 대해 상당히 선택적인 제어된 에칭 단계인 위상 쉬프트 마스크 튜닝 방법.Step (c) is a controlled etching step that is quite selective for the substrate. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 기판의 상기 제어된 에칭 단계는 습식 에칭 혹은 건식 에칭을 포함하는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 방법.And said controlled etching of said substrate comprises wet etching or dry etching. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 기판의 상기 건식 에칭은 반응성 이온 에칭, 이온 빔 에칭, 건식 화학 에칭 또는 플라즈마 에칭을 포함하는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 방법.And said dry etching of said substrate comprises reactive ion etching, ion beam etching, dry chemical etching or plasma etching. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 기판의 상기 건식 에칭은 CF4, SF6, NF3, CHF3,이들만으로 이루어진 혼합물 또는 이들에 산소가 가해진 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 기체를 이용하여 수행되는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 방법.And said dry etching of said substrate is performed using a gas selected from the group consisting of CF 4 , SF 6 , NF 3 , CHF 3 , a mixture consisting of only these, or a mixture in which oxygen is added thereto. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 기판의 상기 습식 에칭은 HF, NaOH, BHF, 이들만으로 이루어진 혼합물 또는 이들에 물이 가해진 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화학 에칭제를 포함하는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 방법.And wherein said wet etching of said substrate comprises a chemical etchant selected from the group consisting of HF, NaOH, BHF, mixtures consisting solely, or mixtures added thereto with water. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 단계 (c)는 약 10Å 에서 약 300Å 까지 상기 투명 혹은 반투명 기판을 제거하는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 방법.Step (c) removes the transparent or translucent substrate from about 10 microseconds to about 300 microseconds. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 단계 (c')는 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료에 대해 상당히 선택적인 제어된 에칭 단계인 위상 쉬프트 마스크 튜닝 방법.Step (c ') is a controlled etching step that is highly selective for the imaged phase shifting material. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료의 상기 제어된 에칭 단계는 습식 에칭 혹은 건식 에칭을 포함하는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 방법.And wherein said controlled etching of said phased phase shifting material comprises a wet etch or a dry etch. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료의 상기 건식 에칭은 약 100 mTorr에서 약 300 mTorr까지의 압력에서 반응성 이온 에칭, 이온 빔 에칭, 건식 화학 에칭 또는 플라즈마 에칭을 포함하는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 방법.And said dry etching of said imaged phase shifting material comprises reactive ion etching, ion beam etching, dry chemical etching, or plasma etching at pressures from about 100 mTorr to about 300 mTorr. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료의 상기 건식 에칭은 CF4, SF6, NF3, CHF3,이들만으로 이루어진 혼합물 또는 이들에 산소가 가해진 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 기체를 이용하여 수행되는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 방법.Said dry etching of said phase shifted material is carried out using a gas selected from the group consisting of CF 4 , SF 6 , NF 3 , CHF 3 , mixtures thereof, or mixtures with oxygen added thereto. . 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료의 상기 습식 에칭은 황산, 이들만으로 이루어진 혼합물 또는 이들에 물이 가해진 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화학 에칭제를 포함하는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 방법.And said wet etching of said phased phase shifting material comprises a chemical etchant selected from the group consisting of sulfuric acid, a mixture consisting only of them, or a mixture of water applied thereto. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 단계 (c')는 약 5 Å에서 약 500 Å까지 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료를 제거하는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 방법.Step (c ') removes the imaged phase shifting material from about 5 Hz to about 500 Hz. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 단계 (c) 혹은 (c')를 수행한 후, 단계 (b)와 (c) 또는 (c')는 약 180˚의 위상 쉬프트를 제공하도록 여러 번 반복되는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 방법.After performing step (c) or (c '), steps (b) and (c) or (c') are repeated several times to provide a phase shift of about 180 degrees. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 투명 혹은 반투명 기판은 석영, 유리, 다이아몬드, 다이아몬드 유사형 탄소(diamond-like carbon) 또는 칼슘 플루오르화물을 포함하는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 방법.Wherein said transparent or translucent substrate comprises quartz, glass, diamond, diamond-like carbon or calcium fluoride. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 위상 쉬프팅 재료는 MoSi, 탄소, 크롬 산화물, 크롬 질화물, 실리콘 질화물 또는 크롬 산화 플루오르화물을 포함하는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 방법.The phase shifting material comprises MoSi, carbon, chromium oxide, chromium nitride, silicon nitride or chromium oxide fluoride. 적어도 160˚의 위상 쉬프팅를 제공하는 위상 쉬프팅 재료를 구비한 위상 쉬프트 마스크의 위상 쉬프팅을 튜닝하는 장치에 있어서,An apparatus for tuning phase shifting of a phase shift mask having a phase shifting material that provides at least 160 ° phase shifting, (a) 라인 결상된 마스크에 의해 제공된 실제의 위상 쉬프트를 측정하는 수단 ― 상기 라인 결상된 마스크는 투명 혹은 반투명 기판상에 위치하여 적어도 160˚의 위상 쉬프팅을 제공하는 위상 쉬프팅 재료로 이루어짐 ― 과,(a) means for measuring the actual phase shift provided by the line imaged mask, wherein the line imaged mask is made of a phase shifting material positioned on a transparent or translucent substrate to provide a phase shift of at least 160 °; (b) 상기 투명 또는 반투명 기판중 어느 한 기판, 상기 위상 쉬프팅 재료 또는 양자를 약 20˚이하의 위상 쉬프트를 제공하도록 소정의 깊이까지 에칭하는 수단과,(b) means for etching any of the transparent or translucent substrates, the phase shifting material, or both, to a predetermined depth to provide a phase shift of about 20 degrees or less; (c) 상기 에칭이 완료될 때 피드백을 제공하는 수단을 포함하는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 장치.(c) means for providing feedback when the etch is complete. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 수단 (b)는 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료내에 약 20˚이하의 위상 쉬프팅을 제공하도록 소정의 깊이까지 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료를 선택적으로 에칭하는 수단 (b')로 대체되는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 장치.Means (b) is replaced by means (b ') for selectively etching the imaged phase shifting material to a predetermined depth to provide a phase shift of less than about 20 degrees in the imaged phase shifting material. . 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료내에 약 20˚이하의 위상 쉬프팅을 제공하도록 소정의 깊이까지 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료를 선택적으로 에칭하는 수단 (b')를 더 포함하는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 장치.Means (b ') for selectively etching said imaged phase shifting material to a predetermined depth to provide a phase shifting of about 20 degrees or less within said imaged phase shifting material. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 측정 수단은 레이저 빔 에너지 소스, 빔 분할기 및 위상 간섭계를 포함하는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 장치.Said measuring means comprising a laser beam energy source, a beam splitter and a phase interferometer. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 선택적 에칭 수단은 건식 에칭 또는 습식 에칭 하우징 수단을 포함하는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 장치.And said selective etching means comprises dry etching or wet etching housing means. 제 23 항에 있어서,The method of claim 23, wherein 상기 건식 에칭 하우징 수단은 기체 에칭제로 상기 결상된 마스크에 충격을 가하는 소스를 포함하는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 장치.Said dry etching housing means comprising a source for impacting said imaged mask with a gas etchant. 제 23 항에 있어서,The method of claim 23, wherein 상기 습식 에칭 하우징 수단은 화학 에칭제를 포함하는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 장치.Said wet etching housing means comprising a chemical etchant. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 피드백 수단은 컴퓨터 혹은 경보 장치인 위상 쉬프트 마스크 튜닝 장치.And said feedback means is a computer or alarm device. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, (d) 상기 에칭을 중지하는 수단을 더 포함하는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 장치.and (d) means for stopping said etching. 제 27 항에 있어서,The method of claim 27, 상기 중지 수단은 로봇 암을 포함하는 위상 쉬프트 마스크 튜닝 장치.And said stopping means comprises a robotic arm. 결상된 위상 쉬프팅 재료를 상기 기판의 일부분 위에 구비하는 투명 혹은 반투명 기판을 포함하는, 180˚의 위상 쉬프트를 갖는 ― 여기서, 상기 기판은 상기 투명 혹은 반투명 기판내에 약 0.01˚ 내지 약 20˚의 위상 쉬프트를 제공하기에 충분한 깊이까지 에칭된 영역을 포함하고 있음 ― 감쇄 위상 마스크 구조체.A phase shift of 180 °, comprising a transparent or translucent substrate having an imaged phase shifting material over a portion of the substrate, wherein the substrate has a phase shift of from about 0.01 ° to about 20 ° in the transparent or translucent substrate. Comprising a region etched to a depth sufficient to provide an attenuation phase mask structure. 제 29 항에 있어서,The method of claim 29, 상기 투명 혹은 반투명 기판은 석영, 유리, 다이아몬드, 다이아몬드 유사형 탄소 또는 칼슘 플루오르화물로 이루어진 감쇄 위상 마스크 구조체.The transparent or translucent substrate is attenuated phase mask structure consisting of quartz, glass, diamond, diamond-like carbon or calcium fluoride. 제 29 항에 있어서,The method of claim 29, 상기 위상 쉬프팅 재료는 MoSi, 탄소, 크롬 산화물, 크롬 질화물 또는 실리콘 질화물을 포함하는 감쇄 위상 마스크 구조체.The phase shifting material comprises MoSi, carbon, chromium oxide, chromium nitride, or silicon nitride. 결상된 위상 쉬프팅 재료를 상기 기판의 일부분상에 구비하는 투명 혹은 반투명 기판을 포함하는, 180˚의 위상 쉬프트를 구비하는 ― 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료는 상기 결상된 위상 쉬프팅 재료내에 약 0.01˚ 내지 약 20˚의 위상 쉬프트를 제공하기에 충분한 깊이까지 에칭된 영역을 포함하고 있음 ― 감쇄 위상 마스크 구조체.A phase shift of 180 ° comprising a transparent or translucent substrate having an imaged phase shifting material on a portion of the substrate, wherein the imaged phase shifting material is from about 0.01 ° to about within the imaged phase shifting material. Including areas etched to a depth sufficient to provide a phase shift of 20 ° —attenuation phase mask structure.
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