JP6626813B2 - 位相反転ブランクマスク及びフォトマスク - Google Patents
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Description
本発明は、位相反転ブランクマスク及びフォトマスクに関し、特に、位相反転膜パターンの反射率を減らし、被転写体のパターン精密度を向上させることができる位相反転ブランクマスク及びフォトマスクに関する。
ＴＦＴ−ＬＣＤ、ＯＬＥＤ、ＰＤＰなどを含むフラットパネルディスプレイ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：以下、ＦＰＤという。）デバイスや半導体集積回路デバイスを製造するためのリソグラフィ工程ではいずれも、ブランクマスクから製造されたフォトマスクを用いたパターンの転写が行われている。
ブランクマスクは、合成石英ガラスなどからなる透光性基板の主表面上に、金属材料を含む薄膜が形成され、薄膜上にレジスト膜が形成されたものであり、フォトマスクはこのようなブランクマスクから薄膜がパターニングされた形態を有する。ここで、上記薄膜は、光学的特徴によって、遮光膜、反射防止膜、位相反転膜、半透光膜、反射膜、ハードフィルムなどに区別することができ、このような薄膜の２種以上が混用されてもよい。
最近ではＦＰＤ製品に対する市場の要求が高級化、高機能化されることに伴ってその応用範囲が拡大しつつあり、優れた製造工程技術の開発が要求されている。すなわち、高い集積度の半導体デバイスと同様にＦＰＤデバイスも集積度が高くなり、それによる設計ルールが微細化されており、微細パターンを形成するために高いパターン解像度及び高精密化技術が要求されている。
そこで、ＦＰＤデバイス製造用フォトマスクの精密度を向上させるための方法として、等倍露光装置でもｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）を含む複合波長の露光光に対して位相が略１８０゜反転される位相反転膜を具備したＦＰＤ用位相反転ブランクマスク及びフォトマスクが開発されている。上記位相反転膜は、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）化合物又はクロム（Ｃｒ）化合物で形成された単層膜形態の薄膜であり、大面積の基板に形成された薄膜は湿式エッチングによってパターンの形態で製造される。
図１は、従来の位相反転膜パターンを示す写真である。図１を参照すると、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）化合物又はクロム（Ｃｒ）化合物で構成された単層膜形態の位相反転膜は、大面積に適した湿式エッチング時に等方性（Ｉｓｏｔｒｏｐｅ）エッチング特性を有し、これによって、位相反転膜パターンの縁部分のエッチング断面がなだらかな傾斜を有する形態で形成される。
このような、上記パターンの縁部分の傾斜は、パターンの縁部分とその他の部分において透過率及び位相反転量の差を発生させ、位相反転膜のパターン線幅の均一性に影響を及ぼす。そして、パターンの縁部分で位相反転膜の傾斜によって位相反転膜の境界が不明瞭になるため、微細パターンを形成し難い。
一方、上記位相反転膜は、転写工程時に表層から反射される露光光の比率が高いと、反射によって干渉波が形成されるため、微細な配線パターンを露光させることが困難となる。このため、露光光に対する低い反射率特性が要求されている。
本発明の目的は、位相反転膜の厚さを減らすと共に、位相反転膜パターンの境界が明瞭となるように縁部分の断面傾斜を急にした位相反転ブランクマスク及びフォトマスクを提供することである。
本発明の他の目的は、位相反転膜パターンの断面形状を改善して位相反転膜パターンの透過率及び位相反転量均一性を高め、位相反転膜パターン及び被転写体のパターン線幅の精密度及び均一性を向上させることができる位相反転ブランクマスク及びフォトマスクを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、位相反転膜表面の反射率を低減させて入射する反射光による干渉波の発生を防止することによって被転写体の微細パターン精密度を向上させることができる位相反転ブランクマスク及びフォトマスクを提供することである。
上記の目的は本発明によって、透明基板上に位相反転膜が具備された位相反転ブランクマスクであって、前記位相反転膜は少なくとも２層以上の多層膜からなり、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）の少なくとも１種の物質を含む金属シリサイド化合物からなる位相反転ブランクマスクによって達成される。
前記位相反転膜は、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）を含む複合波長の露光光に対して３５％以下の反射率を有することが好ましい。
前記位相反転膜を構成する各膜は、同一のエッチング溶液に対してエッチング可能な物質からなり、互いに異なる組成を有し、前記異なる組成の各膜がそれぞれ１回以上積層して構成される。
前記位相反転膜は、多層膜の形態からなり、前記位相反転膜を構成する各膜は、単一膜又は連続膜の形態を有する。
前記位相反転膜を構成する各膜は、前記透明基板から上部側に近づくほど同一のエッチング溶液に対してエッチング速度が遅くなるように構成することができる。
前記位相反転膜を構成する各膜は、最上層の膜が下部膜に比べて低い窒素（Ｎ）含有量を有することができる。
前記位相反転膜を構成する各膜は、上部から前記透明基板側に近づくほど前記窒素（Ｎ）の含有量が高くなるように構成されてもよい。
前記位相反転膜を構成する各膜のうち少なくとも一つの膜は、その上部又は下部に配置される膜に比べてエッチング速度が速い又は遅いものとなるように構成されてもよい。
前記位相反転膜を構成する各膜は、前記窒素（Ｎ）を含有した場合、０．１ａｔ％〜７０ａｔ％の窒素（Ｎ）含有量を有することが好ましい。
前記位相反転膜を構成する各膜のうち最上層の膜は、下部膜に比べて低い酸素（Ｏ）含有量を有するように構成されてもよい。
前記位相反転膜を構成する各膜は、上部から前記透明基板側に近づくほど前記酸素（Ｏ）の含有量が高くなるように構成されてもよい。
前記位相反転膜を構成する各膜のうち最上層の膜は、下部膜に比べて高い炭素（Ｃ）含有量を有するように構成されてもよい。
前記位相反転膜を構成する各膜は、上部から前記透明基板側に近づくほど前記炭素（Ｃ）の含有量が低くなるように構成されてもよい。
前記位相反転膜は、ｉ線、ｈ線、ｇ線を含む複合波長の露光光に対して１％〜４０％の透過率を有するように構成されてもよい。
前記位相反転膜は、ｉ線、ｈ線、ｇ線を含む複合波長の露光光に対して１０％以下の透過率偏差を有するように構成されることが好ましい。
前記位相反転膜は、ｉ線、ｈ線、ｇ線を含む複合波長の露光光に対して１６０゜〜２００゜の位相反転量を有するように構成されてもよい。
前記位相反転膜は、ｉ線、ｈ線、ｇ線を含む複合波長の露光光に対して４０゜以下の位相量偏差を有するように構成されてもよい。
前記位相反転膜は４００ｎｍ〜９００ｎｍ以下の波長のうちの一つの波長で最低反射率を有することが好ましい。
前記位相反転膜は５００Å〜１，５００Åの厚さを有し、前記位相反転膜を構成する各膜は５０Å〜１，４５０Åの厚さを有する。
前記金属シリサイド化合物膜は、アルミニウム（Ａｌ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、プラチナ（Ｐｔ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、セレン（Ｓｅ）、銅（Ｃｕ）、イットリウム（Ｙ）、硫黄（Ｓ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、ボロン（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ナトリウム（Ｎａ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）のいずれか１種以上の金属物質にシリコン（Ｓｉ）が含まれてなるか、又は前記金属シリサイドに窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、水素（Ｈ）のいずれか１種以上の軽元素物質をさらに含む化合物からなってもよい。
前記位相反転膜を構成する金属シリサイド化合物膜は、ＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＣ、ＭｏＳｉＯＮ、ＭｏＳｉＣＮ、ＭｏＳｉＣＯ、ＭｏＳｉＣＯＮのいずれか一つからなってもよい。
前記金属シリサイド化合物膜は、モリブデン（Ｍｏ）２ａｔ％〜３０ａｔ％、シリコン（Ｓｉ）２０ａｔ％〜７０ａｔ％、窒素（Ｎ）５ａｔ％〜４０ａｔ％、酸素（Ｏ）０〜３０ａｔ％、炭素（Ｃ）０〜３０ａｔ％の含有量を有することが好ましい。
本発明の位相反転ブランクマスクは、前記位相反転膜の上部に配置される遮光性膜又は１層以上の金属膜のいずれかをさらに含むことができる。
前記金属膜は、半透過膜、エッチング阻止膜、エッチングマスク膜のいずれか一つであってもよい。
前記遮光性膜及び金属膜は、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、プラチナ（Ｐｔ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、セレン（Ｓｅ）、銅（Ｃｕ）、イットリウム（Ｙ）、硫黄（Ｓ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、ボロン（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ナトリウム（Ｎａ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）、シリコン（Ｓｉ）のいずれか１種以上の金属物質を含んでなるか、又は前記金属物質に窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）のいずれか１種以上の物質をさらに含んでなってもよい。
一方、本発明の他の側面によれば、上記のような構成を有する位相反転ブランクマスクを用いて製造された位相反転フォトマスクであって、前記位相反転膜をエッチングして製造された少なくとも２層以上の多層膜からなる位相反転膜パターンを含み、前記位相反転膜パターンを構成する各膜は、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）の少なくとも１種の物質を含む金属シリサイド化合物からなり、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）を含む複合波長の露光光に対して３５％以下の反射率を有する位相反転フォトマスクが提供される。
前記位相反転膜パターンは、上部縁と下部縁との水平距離が１００ｎｍ以下であることが好ましい。
前記位相反転膜パターンは、上面とパターンの縁部分の断面が７０゜〜１１０゜の角度（θ）を有することが好ましい。
本発明のフォトマスクは、前記位相反転膜の上部又は下部に配置される遮光性膜パターン又は１層以上の金属膜パターンのいずれかをさらに含むことができる。
本発明によれば、同一のエッチング溶液によってエッチング可能な互いに異なる組成の膜からなり、異なる組成の各膜がそれぞれ１回以上積層された２層以上の多層膜又は連続膜の形態の位相反転膜を具備した位相反転ブランクマスク及びフォトマスクが提供される。
これによって、本発明は、位相反転膜を構成する各膜の境界部で発生する露光光の干渉効果によって位相反転膜の厚さを減らすことができる。
また、位相反転膜のパターニング時に位相反転膜パターンの境界が明瞭となるように縁部分の断面傾斜を急にすることによって、位相反転膜パターンの透過率及び位相反転量均一性を確保することができる。したがって、位相反転膜パターン及び被転写体のパターン線幅の精密度及び均一性を向上させることができる。
なお、本発明は、位相反転膜表面の反射率を低減させて、入射する反射光による干渉波の発生を防止することができる。これによって、位相反転膜パターン及び被転写体の微細パターンの精密度が向上する。
以下では、図面を参照して本発明の実施の形態を取り上げて本発明を具体的に説明するが、実施の形態は単に本発明の例示及び説明をするための目的で用いられたもので、意味の限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために用いられたものではない。したがって、本発明の技術分野における通常の知識を有する者であれば実施の形態から様々な変形及び同等な他の形態が可能であるという点が理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術力保護範囲は特許請求の範囲の技術的事項によって定められるべきであろう。
以下、本発明の実施の形態で具現される位相反転ブランクマスク及びフォトマスクは、液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などを含むＦＰＤ用デバイス及び半導体用デバイスを製造するための位相反転ブランクマスク及びフォトマスクである。また、露光光は、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）波長のそれぞれ、又はｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）を含む複合波長を意味する。
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る位相反転ブランクマスクを示す断面図であり、図３は、本発明の実施の形態に係る位相反転膜を示す断面図である。図２を参照すると、本発明に係る位相反転ブランクマスク１００は、透明基板１０２、及び透明基板１０２上に位相反転膜１０４、遮光性膜１１０及びレジスト膜１１４が順次に積層された構造を有する。
透明基板１０２は、例えば、１辺が３００ｍｍ以上である四角形の透明な基板であり、合成石英ガラス、ソーダライムガラス基板、無アルカリガラス基板、低熱膨脹ガラス基板などであってもよい。
位相反転膜１０４は、図３を参照すると、少なくとも２層以上の薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎが積層された構造を有し、好ましくは、２層乃至１０層、より好ましくは、２層乃至８層の薄膜からなる。
位相反転膜１０４は連続膜又は多層膜の形態を有し、各薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎは単一膜又は連続膜の形態を有する。ここで、上記連続膜は、プラズマがついている状態でスパッタリング工程中に反応性ガス、パワー、圧力などのような工程変数を変更して形成する膜を意味する。
位相反転膜１０４を構成する各薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎは、同一のエッチング溶液によって共にエッチング可能な物質からなり、互いに異なる組成を有し、上記互いに異なる組成の各薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎが少なくとも１回以上積層されて構成され、異なる組成の膜は異なるエッチング速度を有する。
薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎは、アルミニウム（Ａｌ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、プラチナ（Ｐｔ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、セレン（Ｓｅ）、銅（Ｃｕ）、イットリウム（Ｙ）、硫黄（Ｓ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、ボロン（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ナトリウム（Ｎａ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）のいずれか１種以上の金属物質からなるか、上記１種以上の金属物質にシリコン（Ｓｉ）が含まれた金属シリサイドからなるか、上記金属物質又は金属シリサイドに窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、水素（Ｈ）のいずれか１種以上の軽元素物質をさらに含む化合物からなる。
薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎは、好ましくは、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）及びＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＣ、ＭｏＳｉＯＮ、ＭｏＳｉＣＮ、ＭｏＳｉＣＯ、ＭｏＳｉＣＯＮのいずれか一つのモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）化合物からなる。
薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎは組成、組成比、厚さなどの変数によって同一のエッチング物質に対して互いに異なるエッチング速度及び反射率を有するため、上記変数を考慮して位相反転膜のパターンの形成時にパターンの縁部分の断面傾斜を急勾配にし、反射率を調節するために、薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎを適宜配置して構成する。
詳しくは、位相反転膜１０４を構成する薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎのエッチング速度及び反射率は、金属物質、シリコン（Ｓｉ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）及び炭素（Ｃ）の含有量を変化させて調節することができる。
位相反転膜１０４のエッチング速度を調節して断面傾斜を急にする方法として、薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎのエッチング速度を調節するために軽元素物質の含有量を調節することが好ましく、窒素（Ｎ）又は酸素（Ｏ）の含有量を増加させる場合、エッチング速度を速くすることができ、炭素（Ｃ）は含有量を増加させる場合に、エッチング速度を遅くすることができる。
詳しくは、薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎは、パターンの縁部分の断面傾斜が急になるように、透明基板１０４側の下部薄膜１０４ａから最上部１０４ｎの方向に向かってエッチング速度が遅くなるように構成されることが好ましい。そのために、薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎは、特に、窒素（Ｎ）の含有量を変更して薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎのエッチング速度を調節することができる。位相反転膜１０４の薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎは、窒素（Ｎ）の含有量が増加するほど同一のエッチング物質に対してエッチング速度が増加する。これによって、薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎを上部から下部に、すなわち、透明基板１０２側に近づくほど薄膜中の窒素（Ｎ）の含有量を相対的に多くし、透明基板１０２側に近づくほど位相反転膜１０４のエッチング速度が増加するように構成することができ、例えば、最上部に配置される薄膜の窒素（Ｎ）の含有量が最も低いことが好ましい。
ここで、薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎのうち、窒素（Ｎ）を含有する薄膜が互いに異なる窒素（Ｎ）含有量を有する場合、上記窒素（Ｎ）は０．１ａｔ％〜７０ａｔ％の含有量の差、好ましくは、５％〜４０ａｔ％の含有量の差を有する。
また、薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎは、炭素（Ｃ）の含有量が増加するほど、同一のエッチング物質に対してエッチング速度が遅くなる。これによって、薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎを、上部から下部に、すなわち、透明基板１０２側に近づくほど薄膜中の炭素（Ｃ）の含有量を相対的に少なくして、透明基板１０２側に近づくほど位相反転膜１０４のエッチング速度が増加するように構成することができ、最上部に配置される薄膜の炭素（Ｃ）含有量が最も高いことが好ましい。
なお、薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎのエッチング速度は酸素（Ｏ）の含有量が増加するほど同一のエッチング物質に対して速くなるため、薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎに酸素（Ｏ）を含めて構成することによって、エッチング速度を微細に調節することができる。これによって、薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎを上部から下部に、すなわち、透明基板１０２側に近づくほど薄膜中の酸素（Ｏ）の含有量を相対的に多くし、透明基板１０２側に近づくほど位相反転膜１０４のエッチング速度が増加するように構成することができ、例えば、最上部に配置される薄膜の酸素（Ｏ）の含有量が最も低いことが好ましい。
一方、位相反転膜１０４の反射率は、特に、薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎに含まれた窒素（Ｎ）及び酸素（Ｏ）のいずれか一方、又は両方の含有量を変化させて調節することができる。窒素（Ｎ）の含有量が高いほど、また、酸素（Ｏ）の含有量が高いほど、反射率を低くすることができる。
したがって、本発明に係る薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎは、位相反転部１４０パターンのエッチング断面形状だけを考慮して上述の窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）のエッチング特性に限定されるように薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎに窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）を含有して配置するのではなく、反射率などのような光学的特性も考慮して薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎに窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）を含有して配置することが好ましい。すなわち、薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎを形成するための成膜ガスの種類、薄膜中の窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）の含有量差によるエッチング速度及び反射率の変化などを考慮して、特定の部分に配置される薄膜がそれの上部又は下部に配置される薄膜に比べてエッチング速度が遅くなるか又は速くなるように構成すること、反射率が高くなるか又は低くなるように構成することなどのように薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎを様々な形態で積層して、エッチング断面及び反射率を最適化することができる。これは、薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎの形成時に、成膜ガスのうち、薄膜に互いに類似の又は異なるエッチング特性を具現させる窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）を含有する成膜ガスの注入量を適切に調節することによって、薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎのエッチング速度及び反射率を最適の状態に調節することができる。
位相反転膜１０４は、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）を含む複合波長の露光光に対して５０％以下、好ましくは、４０％以下、より好ましくは、３５％以下の反射率を有する。また、位相反転膜１０４は、４００ｎｍ〜９００ｎｍ波長領域のいずれか一波長に最低反射率が位置しており、好ましくは５００ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域に位置するように制御されなければならない。
それを具現するために、薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎ、例えば、最上部の薄膜１０４ｎの酸素（Ｏ）含有量が最も高く、その下部薄膜に近づくにつれて酸素（Ｏ）の含有量が低くなるように形成することができる。しかし、それに限定されず、最上部の薄膜１０４ｎの酸素（Ｏ）含有量が最も高く、その下部薄膜はパターン形状などを考慮して自由に酸素（Ｏ）含有量を有するように構成してもよい。
前述したように、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）などの含有量は傾斜角特性及び反射率特性の調節に影響を与えるため、薄膜の窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）の含有量を適切に調節すればよい。一例として、前述したように、傾斜角特性はＮ、Ｏ、Ｃの含有量によって調節され、反射率特性はＮ、Ｏの含有量によって調節されるが、傾斜角特性の改善のためには、Ｎ、Ｏ、Ｃは下部に近づくほど増加することが好ましく、反射率特性の改善のためには、Ｎ、Ｏは下部に近づくほど減少することが好ましい。これを考慮する時、例えば、Ｎ、Ｏが下方へ近づくほど減少するように構成すると同時にＣを下方へ近づくほど増加させる構成を同時に取ることによって、Ｎの下方における減少による反射率特性の改善効果を得るとともに、この時に発生する傾斜特性の劣化をＣの下方における増加によって補完して打ち消すことができる。
位相反転膜１０４は、要求されるパターンの断面傾斜、反射率、透過率及び位相反転量などを満たすために、薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎの成分をモリブデン（Ｍｏ）２ａｔ％〜３０ａｔ％、シリコン（Ｓｉ）２０ａｔ％〜７０ａｔ％、窒素（Ｎ）５ａｔ％〜４０ａｔ％、酸素（Ｏ）０〜３０ａｔ％、炭素（Ｃ）が０〜３０ａｔ％の含有量で含む。
本発明に係る位相反転膜１０４は、多層の薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎが積層して構成されるため屈折率などを調節することができ、単一膜で形成される位相反転膜に比べて薄い厚さで形成することができる。
位相反転膜１０４は５００Å〜１，５００Åの厚さを有し、好ましくは、９００Å〜１，３００Åの厚さを有する。位相反転膜１０４を構成する薄膜１０４ａ，．．．，１０４ｎは、上下部に配置される膜との接着力及びエッチング特性などを考慮して５０Å〜１，４５０Åの厚さで形成する。
位相反転膜１０４は、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）を含む複合波長の露光光に対して１６０゜〜２００゜の位相反転量を有し、４０゜以下の位相反転量偏差を有し、好ましくは、３０゜以下の位相反転量の偏差を有する。位相反転膜１０４は、露光光に対して１％〜４０％の透過率を有し、好ましくは、５％〜２０％の透過率を有し、より好ましくは、１０％以下の透過率の偏差を有する。ここで、位相反転量、透過率、反射率の偏差は、ｉ線、ｈ線、ｇ線の露光光による上記各位相反転量、透過率、反射率の値のうち、最大値と最小値との差を意味する。
位相反転膜１０４の上部に配置される遮光性膜１１０は、フォトマスクの製造時に、パターンの形態で製造され、位相反転膜１０４をパターニングするためのエッチングマスクの役割を担う。
遮光性膜１１０は、レジスト膜１１４との間にエッチング物質が浸透してレジスト膜１１４が剥離されることを防止するために、レジスト膜１１４との接着力に優れた物質で構成することが好ましい。
そのために、遮光性膜１１０は、位相反転膜１０４と相互エッチング選択比を有し、レジスト膜１１４との接着力に優れた物質で構成され、上記特性を満たすいかなる物質で形成されても構わない。遮光性膜１１０は、アルミニウム（Ａｌ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、プラチナ（Ｐｔ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、セレン（Ｓｅ）、銅（Ｃｕ）、イットリウム（Ｙ）、硫黄（Ｓ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、ボロン（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ナトリウム（Ｎａ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）、シリコン（Ｓｉ）のいずれか一つ以上の物質を含んで形成したり、又はそれらの物質に窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）のいずれか１種以上の物質をさらに含んで形成することができる。
遮光性膜１１０は、好ましくは、モリブデンクロム（ＭｏＣｒ）、クロム（Ｃｒ）、又はそれらに酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）のいずれか１種以上を含む化合物、例えば、ＭｏＣｒＯ、ＭｏＣｒＮ、ＭｏＣｒＣ、ＭｏＣｒＣＮ、ＭｏＣｒＣＯ、ＭｏＣｒＣＯＮ、ＣｒＯ、ＣｒＮ、ＣｒＣ、ＣｒＣＮ、ＣｒＣＯ、ＣｒＣＯＮ膜のいずれか一つからなる。
遮光性膜１１０は、遮光膜１０６及び反射防止膜１０８を含む２層以上の多層膜又は連続膜の形態で構成することが好ましく、遮光膜１０６が反射防止機能を有する場合、反射防止膜１０８は形成しなくてもよい。
遮光性膜１１０は、遮光性膜パターンの縁部分の断面傾斜が急になるように、同一のエッチング溶液に対して共にエッチング可能な物質からなり、互いに異なる組成を有し、これらの異なる組成の各薄膜が少なくとも１回以上積層して構成された２層以上の多層膜又は連続膜の形態で構成されることが好ましい。このとき、遮光性膜１１０を構成する薄膜は、組成、組成比、厚さなどの変数によって同一のエッチング物質に対してエッチング速度がそれぞれ異なるため、上記変数を考慮して適切に配置することができる。
遮光性膜１１０で形成される遮光性膜パターンは、下部に配置される位相反転膜１０４のパターン形成後に除去されてもよく、例えば、基板の縁部分にブラインド領域（Ｂｌｉｎｄ Ａｒｅａ）を定義できるように要求される上記位相反転膜パターンの一部分上に残留してもよい。
遮光性膜１１０は、位相反転膜１０４パターンとの積層構造又はその単独パターンの構造において、露光光に対して２〜６の光学密度（Ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）を有し、そのために、遮光性膜１１０は５００Å〜２，０００Åの厚さを有する。遮光性膜１１０は露光光に対して３０％以下の反射率を有し、好ましくは、２０％以下の反射率を有し、より好ましくは、１５％以下の反射率を有する。
このように、本発明は、位相反転膜をモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）又はその化合物を用いて互いにエッチング速度が異なる多層膜で形成することによって、位相反転膜パターンの断面傾斜を改善することができる。これによって、位相反転膜パターンのＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）精密度及び均一性を向上させることができ、２μｍ以下、好ましくは、１．８μｍ以下、より好ましくは、１．５μｍ以下の微細な位相反転膜パターンを具現することができる。
図４Ａ乃至図４Ｆは、本発明の第１の実施の形態に係る位相反転フォトマスクの製造方法及び位相反転フォトマスクを説明するための断面図である。
図４Ａを参照すると、本発明に係る位相反転フォトマスクは、透明基板１０２上に順次に、位相反転膜１０４、遮光性膜１１０及びレジスト膜１１４を積層して位相反転ブランクマスク１００を形成する。
位相反転膜１０４及び遮光性膜１１０は、化学的真空蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、スパッタリングを含む物理的真空蒸着（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、電子ビーム蒸着法、レーザー蒸着法、ＡＬＤ法などによって成膜することができる。特に、本発明において位相反転膜１０４及び遮光性膜１１０は、アルゴン（Ａｒ）などの非活性ガス及び反応性ガスを注入したチャンバー内で金属を含有するターゲットに電圧を印加するスパッタリング方法によって成膜することが好ましい。
このとき、位相反転膜１０４及び遮光性膜１１０は、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、Ｎ２、Ｏ２、ＣＯ２、ＣＯ、ＣＨ４の少なくとも１種の反応性ガスを共に使用することが好ましく、上記反応性ガスの他に、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）を提供できるガスを自由に使用して形成することもできる。
位相反転膜１０４を構成する各薄膜がモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）又はその化合物のいずれか一つからなる場合、位相反転膜１０４は、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）の単一ターゲット、又はそれぞれモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）からなる複数のターゲットを用いたスパッタリング工程で形成することができる。このとき、上記モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）単一ターゲットは、Ｍｏ：Ｓｉ＝２ａｔ％〜３０ａｔ％：７０ａｔ％〜９８ａｔ％である組成比を有し、例えば、Ｍｏ：Ｓｉ＝１０ａｔ％：９０ａｔ％、Ｍｏ：Ｓｉ＝１５ａｔ％：８５ａｔ％、Ｍｏ：Ｓｉ＝２０ａｔ％：８０ａｔ％、Ｍｏ：Ｓｉ＝３０ａｔ％：７０ａｔ％などの様々な組成比を有するターゲットを使用することができ、上記ターゲットの組成比は要求される位相反転膜１０４の条件によって自由に調節することができる。
位相反転膜１０４を構成する各薄膜のエッチング速度を調節するために、スパッタリング工程時に各ガスの注入比率を別々にすることができ、上記反応性ガスと非活性ガスは０．５：９．５〜４：６の比、好ましくは、１：９〜３：７の比で微細に調整して注入する。
遮光性膜１１０は、遮光膜１０６及び反射防止膜１０８の積層形態で形成することが好ましいが、これは一つの例示的な形態であり、湿式エッチング特性を考慮して２層以上の多層膜又は連続膜の積層形態で遮光性膜１１０を形成することができる。
遮光性膜１１０は、位相反転膜１０４とエッチング選択比を有する物質で形成し、例えば、Ｃｒ、及びＣｒＯ、ＣｒＮ、ＣｒＣ、ＣｒＣＯ、ＣｒＯＮ、ＣｒＣＮ、ＣｒＣＯＮのいずれか一クロム（Ｃｒ）化合物で形成することが好ましい。
図４Ｂを参照すると、上記レジスト膜に露光及び現像工程などを行ってレジスト膜パターン１１４ａを形成した後、レジスト膜パターン１１４ａをエッチングマスクとして下部の上記遮光性膜をエッチングして遮光性膜パターン１１０ａを形成する。
図４Ｃを参照すると、上記レジスト膜パターン１１４ａ及び遮光性膜パターン１１０ａをエッチングマスクとして下部の上記位相反転膜をエッチングして、多層膜からなる位相反転膜パターン１０４ａを形成する。
このとき、遮光性膜パターン１１０ａ及び位相反転膜パターン１０４ａを形成するためのエッチング工程は湿式又は乾式エッチングのいずれか一工程で行い、好ましくは、湿式エッチング工程で行う。ここで、上記湿式エッチング工程のエッチング物質及びエッチング方法としては、従来公知の様々な材料及び方法を用いることができる。なお、上記位相反転膜のエッチングは、上記レジスト膜パターンを除去した後に行うことができる。
図４Ｄを参照すると、上記遮光性膜パターン上にレジスト膜パターン（図示せず）を形成した後、上記遮光性膜パターンにエッチング工程を行って位相反転膜パターン１０４ａ上に遮光性膜パターン１１０ａが残留することによって、位相反転に対するサイドローブ（Ｓｉｄｅ−Ｌｏｂｅ）現象を防止することができ、コンタクト（Ｃｏｎｔａｃｔ）又はラインパターンを形成するためのリムタイプ（Ｒｉｍ−Ｔｙｐｅ）構造の位相反転フォトマスク２００の製造を完了する。
また、図４Ｅを参照すると、ブラインド領域を定義するように縁部分の位相反転膜パターン１０４ａ上に遮光性膜パターン１１０ａが残留する位相反転フォトマスク２００の製造を完了する。
また、図４Ｆを参照すると、位相反転フォトマスク２００は、上述した図４Ｃの段階後に、位相反転膜パターン１０４ａ上の上記遮光性膜パターンを完全に除去し、透明基板１０２上に位相反転膜パターン１０４ａだけが残留する形態で具現することもできる。
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る位相反転フォトマスクを示す断面図である。図５を参照すると、本発明に係る位相反転フォトマスク３００は、透明基板１０２のメイン領域に２層以上の多層膜からなる位相反転膜パターン１０４ａが具備され、ブラインド領域にアラインキーのような補助的なパターンを有するように少なくとも遮光性膜パターン１１０ｂが具備される。
位相反転フォトマスク３００は、透明基板１０２上に遮光性膜及びレジスト膜パターンを形成した後、レジスト膜パターンをエッチングマスクとして上記遮光性膜をエッチングして遮光性膜パターン１１０ｂを形成する。
続いて、遮光性膜パターン１１０ｂを含む透明基板１０２上に多層の位相反転膜を形成し、位相反転膜上にレジスト膜パターンを形成した後、位相反転膜をエッチングして位相反転膜パターン１０４ａを形成する過程で製造される。
ここで、図示してはいないが、上記遮光性膜パターン１１０ｂは、要求されるメイン領域の位相反転膜パターンの下部にも部分的に配置されてもよい。
本発明の実施の形態に係る位相反転ブランクマスクは、多層の位相反転膜上に、上記位相反転膜のエッチングマスクの役割を担う薄い厚さの金属膜を含む構造を有することができる。
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る位相反転ブランクマスクを示す断面図である。図６を参照すると、本発明に係る位相反転ブランクマスク４００は、透明基板２０２と、透明基板２０２上に順次に形成された位相反転膜２０４、金属膜２０６及びレジスト膜２１４を含む。
ここで、位相反転膜２０４は、上述した実施の形態における位相反転膜と構造的、物理的、化学的及び光学的に同じ構成及び物性を有する。すなわち、位相反転膜２０４は２層以上の多層膜又は連続膜からなり、各薄膜は、好ましくは、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）、又はこれに酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、水素（Ｈ）のいずれか１種以上の軽元素を含むモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）化合物からなる。
金属膜２１２は、パターンの形態で製造されて位相反転膜２０４のエッチングマスクの役割を担い、そのために、金属膜２１２は位相反転膜２０４のエッチング物質に対して１０以上のエッチング選択比を有する物質で構成されることが好ましい。
金属膜２１２は、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、プラチナ（Ｐｔ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、セレニウム（Ｓｅ）、銅（Ｃｕ）、イットリウム（Ｙ）、硫黄（Ｓ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ナトリウム（Ｎａ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）のいずれか１種以上の金属物質を含んでなるか、又は上記物質に酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）のいずれか１種以上の軽元素物質をさらに含んでなる。
金属膜２１２は、位相反転膜２０４がモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）化合物で構成される場合、例えば、クロム（Ｃｒ）単独、又はクロム（Ｃｒ）に酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）のいずれか１種以上の軽元素物質をさらに含むクロム（Ｃｒ）化合物で構成することが好ましい。このとき、金属膜２１２は、クロム（Ｃｒ）が３０ａｔ％〜７０ａｔ％、窒素（Ｎ）が２０ａｔ％〜５０ａｔ％、酸素（Ｏ）が０〜３０ａｔ％、炭素（Ｃ）が０〜３０ａｔ％である組成比を有する。
金属膜２１２は１０Å〜７００Åの厚さを有し、好ましくは、５０Å〜４００Åの厚さ有する。金属膜２１２は、上部に配置されるレジスト膜２１４との接着力に優れており、金属膜２１２のエッチングマスクとして用いられるレジスト膜２１４は、金属膜２１２が非常に薄い厚さを有することから厚さの薄膜化が可能であり、８，０００Å以下、好ましくは、６，０００Å以下の厚さを有する。
そして、上記金属膜とレジスト膜は、製品レベル又は必要によって、通常使用するバイナリブランクマスクに形成する厚さで形成することもできる。
本発明の実施の形態に係る位相反転ブランクマスク４００は、上述した実施の形態と同じ工程を用いて位相反転フォトマスクとして製造することができる。ここで、上記位相反転フォトマスクも同様に、上述した実施の形態及び図４Ｄ、図４Ｅ、図４Ｆ及び図５のように、透明基板上に位相反転膜パターンだけが形成される形態、要求される位相反転膜パターンの一部分上に金属膜パターンが残留する形態、メイン領域に位相反転膜パターンだけが残留する形態などの様々な形態にすることができる。
このように、本発明は、位相反転膜のエッチングマスクとして薄い厚さの金属膜を使用することによってレジスト膜の厚さを従来に比べて非常に薄膜化できるため、ローディング効果が著しく減少し、エッチング工程後に非常に高い精密度の金属膜パターンを形成することができ、上記金属膜パターンをエッチングマスクとしてエッチングされる位相反転膜パターンも高い精密度のＣＤを有するように形成することができる。
また、金属膜はレジスト膜との接着力に優れるため、位相反転膜のパターニング時にエッチング物質が界面に浸透して位相反転膜パターンの断面が傾斜して形成されることを根本的に防止することができる。
なお、図示してはいないが、位相反転フォトマスクは、遮光機能などの所定の役割のために位相反転膜パターンの上部又は下部に具備された遮光性膜パターンをさらに含むことができる。
本発明の実施の形態に係る位相反転膜は、２層以上の多層膜で形成することによってその厚さを減らすことができ、位相反転膜のパターニング時に位相反転膜パターンの境界が明瞭となるように縁部分の断面傾斜を急にし、より微細な位相反転膜パターンを形成することができる。
図７は、本発明の実施の形態による位相反転膜パターンにおいて特にその境界面を示す断面図である図７を参照すると、本発明に係る多層の位相反転膜パターン１０４ａは、厚さ及びエッチング速度などの変数を考慮して、下部膜のエッチング速度が上部膜よりも速くなるように形成したり、又は一部分でエッチング速度を遅くする薄膜を採用するなどのように様々に構成することによって、パターンの縁部分の断面傾斜を急にすることができる。
このとき、位相反転膜パターン１０４ａの上部縁と下部縁との水平距離（Ｔａｉｌ Ｓｉｚｅ：ｄ）は１００ｎｍ以下であり、好ましくは、６０ｎｍ以下である。また、位相反転膜パターン１０４ａの上面とパターンの縁部分の断面は７０゜〜１１０゜の角度（θ）を有し、好ましくは、８０゜〜１００゜の角度（θ）を有する。
なお、本発明に係る位相反転ブランクマスク及びフォトマスクは、位相反転膜又は遮光性膜の上部、下部の一つ以上の部分に具備されたエッチング阻止膜、半透過膜、ハードフィルムなどの薄膜をさらに含むことができる。
（実施例）
位相反転ブランクマスク及び位相反転膜パターンの形成
本発明の実施例による多層の位相反転膜を評価するために、図４Ａ乃至図４Ｄに示す製造方法と同一の方法で位相反転ブランクマスク及びこれを利用したフォトマスクを形成して評価した。
位相反転ブランクマスク及び位相反転膜パターンの形成
本発明の実施例による多層の位相反転膜を評価するために、図４Ａ乃至図４Ｄに示す製造方法と同一の方法で位相反転ブランクマスク及びこれを利用したフォトマスクを形成して評価した。
本発明の実施例による位相反転ブランクマスク１００は、透明基板上にスパッタリング工程で多層の位相反転膜１０４、遮光性膜１１０及びレジスト膜１１４を順次に形成した。
本発明の実施例１乃至４は、位相反転膜１０４をそれぞれ２層、４層、６層、８層の多層膜で形成し、位相反転膜１０４を構成する各膜は、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）ターゲットを利用し、アルゴン（Ａｒ）及び反応性ガスとしてＮ２及びＣＯ２ガスのいずれか１種以上のガスを利用したスパッタリング工程でＭｏＳｉＮ膜及びＭｏＳｉＣＯＮのいずれかで形成した。上記各膜は、組成及び組成比が互いに同一であるか又は異なり、組成が同一である場合、含まれた酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）の組成比を同一に又は異なるように形成した。
また、位相反転膜１０４は、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、Ｎ２、Ｏ２、ＣＯ２、ＣＯ，ＣＨ４の少なくとも１種以上の反応性ガスを用いてＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＣ、ＭｏＳｉＣＯ、ＭｏＳｉＯＮ、ＭｏＳｉＣＮ、ＭｏＳｉＣＯＮのいずれか一つのモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）化合物で形成することができる。
遮光性膜１１０は、遮光膜１０６及び反射防止膜１０８の積層構造からなり、クロム（Ｃｒ）ターゲットを用いたスパッタリング工程によって位相反転膜１０４とエッチング選択比を有するクロム（Ｃｒ）化合物で形成した。遮光性膜１１０は、断面形状の改善のために、位相反転膜と同様に２層以上の多層膜又は連続膜の形態で構成することができ、遮光性膜が反射防止の機能を有する場合、反射防止膜を形成しなくてもよい。
本発明の実施例による多層位相反転膜の評価は、ＦＰＤ用位相反転ブランクマスク１００の遮光性膜１１０及び位相反転膜１０４をパターニングした後に行った。
上記パターニングには、まず、上記レジスト膜に露光及び現像工程を進行してレジスト膜パターンを形成した後、上記レジスト膜パターンをエッチングマスクとして上記遮光性膜を湿式エッチングして遮光性膜パターン１１０ａを形成した。次に、上記レジスト膜パターンを除去した後、遮光性膜パターン１１０ａをエッチングマスクとして下部の上記位相反転膜を湿式エッチングして位相反転膜パターン１０４ａを形成し、上記遮光性膜パターンの一部を除去する方法を利用した。
そして、比較例では、ＭｏＳｉＮ単層からなる位相反転膜を形成して位相反転ブランクマスクを形成し、実施例と同じ方法でパターニングを進行し、実施例と比較例による位相反転膜の特性を比較した。
下記の表１及び表２に、本発明の実施例１乃至４と比較例による位相反転膜１０４の製造のための工程ガス比、パワー、各膜の構成、光学的特性及びパターンの断面形状を示す。
このとき、実施例１乃至実施例７、及び比較例の位相反転膜は、透過率、位相反転量などにおいていずれも要求される条件を満たした。
位相反転膜１０４は、本発明の実施例による反射率を示すグラフである図８及び図９を参照すると、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）を含む複合波長の露光光に対して４０％以下の反射率を有することが確認できた。
しかし、実施例と比較例は、パターニングされた位相反転膜の断面形状が異なった。
図１０は、本発明の実施例による多層位相反転膜パターンの断面形状を示す写真である。図１０を参照すると、本発明の実施例７の位相反転膜、すなわち、下部透明基板側に近づくほど同一のエッチング溶液に対してエッチング速度が速くなるように形成され、このとき、位相反転膜を構成する各薄膜を、エッチング速度に対応して厚さを調節した場合、２層と３層の位相反転膜パターンは位相反転膜を構成する上部薄膜のエッチング速度を速くすることによって、位相反転膜パターンの縁部分の断面傾斜が急になっていることが分かる。この時、上記位相反転膜パターンの上部縁と下部縁との水平距離（Ｔａｉｌ Ｓｉｚｅ）は約５１ｎｍであり、位相反転膜パターンの上面と縁の断面は８０゜以上の角度（θ）を有し、位相反転膜パターンの縁部分の傾斜が改善されたことが確認できた。
そして、実施例１と同様に、下部透明基板側に近づくほど同一のエッチング溶液に対してエッチング速度が速くなるように形成され、このとき、位相反転膜を構成する各薄膜を、エッチング速度に対応して厚さを調節した場合、４層の位相反転膜パターンは縁部分の断面傾斜が改善されたことが確認できた。この時、上記位相反転膜パターンの上部縁と下部縁との水平距離は約４９ｎｍであることを確認した。
そして、実施例３の位相反転膜、すなわち、上部薄膜のエッチング速度が速くなるように形成され、このとき、位相反転膜を構成する各薄膜を、エッチング速度に対応して厚さを調節した場合、位相反転膜パターンは縁部分の断面傾斜が改善されたことが分かる。この時、上記位相反転膜パターンの上部縁と下部縁との水平距離は約５２ｎｍであることを確認した。
そして、実施例４乃至実施例７は、位相反転膜パターンの上部縁と下部縁との水平距離がそれぞれ４８ｎｍ、５０ｎｍ、５３ｎｍ、５１ｎｍであることを確認した。
しかしながら、比較例のように、位相反転膜が単層で形成された場合、図１に示すように、位相反転膜パターンの縁部分の断面傾斜がなだらかに形成され、位相反転膜パターンの境界が不明瞭に形成されることが分かる。この時、上記位相反転膜パターンの上部縁と下部縁との水平距離は約１５２ｎｍであることを確認した。
以上、本発明を最も好ましい実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記の実施の形態に記載された範囲に限定されない。上記の実施の形態に様々な変更又は改良を加えることが可能であるということは、当該技術の分野における一般の技術者であれば容易に理解できるであろう。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが特許請求の範囲の記載から明らかである。
１００ ＦＰＤ用位相反転ブランクマスク
１０２，２０２ 透明基板
１０４，２０４ 多層位相反転膜
１０６ 遮光膜
１０８ 反射防止膜
１１０ 遮光性膜
２１２ 金属膜
１０２，２０２ 透明基板
１０４，２０４ 多層位相反転膜
１０６ 遮光膜
１０８ 反射防止膜
１１０ 遮光性膜
２１２ 金属膜
Claims (24)
- 透明基板上に位相反転膜が具備された位相反転ブランクマスクであって、
前記位相反転膜は、少なくとも２層以上の多層膜からなり、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）および炭素（Ｃ）の少なくとも１種の物質を含む金属シリサイド化合物からなり、
前記位相反転膜を構成する各膜は、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）および炭素（Ｃ）の少なくとも１種の含有量を変化させることにより、前記透明基板から上部側に近づくほど同一のエッチング溶液に対してエッチング速度が遅く、
前記位相反転膜の断面傾斜角および反射率は、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）および炭素（Ｃ）の含有量により決定され、
前記位相反転膜を構成する各膜が窒素（Ｎ）を含む場合、０．１ａｔ％〜７０ａｔ％の窒素（Ｎ）含有量を有する、位相反転ブランクマスク。 - 前記位相反転膜は、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）を含む複合波長の露光光に対して３５％以下の反射率を有する、請求項１に記載の位相反転ブランクマスク。
- 前記位相反転膜を構成する各膜は、同一のエッチング溶液に対してエッチング可能な物質からなり、互いに異なる組成を有し、前記異なる組成の各膜がそれぞれ１回以上積層して構成されたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
- 前記位相反転膜は、多層膜の形態からなり、前記位相反転膜を構成する各膜は、単一膜又は連続膜の形態を有することを特徴とする、請求項１に記載の位相反転ブランクマスク。
- 前記位相反転膜を構成する各膜は、最上層の膜が下部膜に比べて、低い窒素（Ｎ）含有量を有することを特徴とする、請求項１に記載の位相反転ブランクマスク。
- 前記位相反転膜を構成する各膜は上部から前記透明基板側に近づくほど前記窒素（Ｎ）の含有量が高いことを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
- 前記位相反転膜を構成する各膜のうち最上層の膜は、下部膜に比べて低い酸素（Ｏ）含有量を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
- 前記位相反転膜を構成する各膜は、上部から前記透明基板側に近づくほど前記酸素（Ｏ）の含有量が高いことを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
- 前記位相反転膜を構成する各膜のうち最上層の膜は、下部膜に比べて高い炭素（Ｃ）含有量を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
- 前記位相反転膜を構成する各膜は、上部から前記透明基板側に近づくほど前記炭素（Ｃ）の含有量が低いことを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
- 前記位相反転膜は、ｉ線、ｈ線、ｇ線を含む複合波長の露光光に対して１％〜４０％の透過率を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
- 前記位相反転膜は、ｉ線、ｈ線、ｇ線を含む複合波長の露光光に対して１０％以下の透過率偏差を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
- 前記位相反転膜は、ｉ線、ｈ線、ｇ線を含む複合波長の露光光に対して１６０゜〜２００゜の位相反転量を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
- 前記位相反転膜は、ｉ線、ｈ線、ｇ線を含む複合波長の露光光に対して４０゜以下の位相量偏差を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
- 前記位相反転膜は、４００ｎｍ〜９００ｎｍ以下の波長のうちの一つの波長で最低反射率を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
- 前記位相反転膜は５００Å〜１，５００Åの厚さを有し、前記位相反転膜を構成する各膜は５０Å〜１，４５０Åの厚さを有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
- 透明基板上に位相反転膜が具備された位相反転ブランクマスクであって、
前記位相反転膜は、少なくとも２層以上の多層膜からなり、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）および炭素（Ｃ）の少なくとも１種の物質を含む金属シリサイド化合物からなり、
前記位相反転膜を構成する各膜は、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）および炭素（Ｃ）の少なくとも１種の含有量を変化させることにより、前記透明基板から上部側に近づくほど同一のエッチング溶液に対してエッチング速度が遅く、
前記位相反転膜の断面傾斜角および反射率は、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）および炭素（Ｃ）の含有量により決定され、
前記位相反転膜の前記金属シリサイド化合物膜は、ＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＯＮ、ＭｏＳｉＣＮ、ＭｏＳｉＣＯＮのいずれか一つを含み、
前記金属シリサイド化合物膜は、モリブデン（Ｍｏ）２ａｔ％〜３０ａｔ％、シリコン（Ｓｉ）２０ａｔ％〜７０ａｔ％、窒素（Ｎ）５ａｔ％〜４０ａｔ％、酸素（Ｏ）０〜３０ａｔ％、炭素（Ｃ）０〜３０ａｔ％の含有量を有する、位相反転ブランクマスク。 - 前記位相反転膜の上部に配置される遮光性膜又は１層以上の金属膜のいずれかをさらに含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
- 前記金属膜は、半透過膜、エッチング阻止膜、エッチングマスク膜のいずれか一つを含むことを特徴とする、請求項１８に記載の位相反転ブランクマスク。
- 前記遮光性膜及び金属膜は、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、コバルト（Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、プラチナ（Ｐｔ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、セレン（Ｓｅ）、銅（Ｃｕ）、イットリウム（Ｙ）、硫黄（Ｓ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、ボロン（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ナトリウム（Ｎａ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）、シリコン（Ｓｉ）のいずれか１種以上の金属物質を含んでなるか、又は前記金属物質に窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）のいずれか１種以上の物質をさらに含んでなることを特徴とする、請求項１８に記載の位相反転ブランクマスク。
- 請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスクを用いて製造された位相反転フォトマスクであって、
前記位相反転膜をエッチングして製造された少なくとも２層以上の多層膜からなる位相反転膜パターンを含み、
前記位相反転膜パターンを構成する各膜は、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）の少なくとも１種の物質を含む金属シリサイド化合物からなり、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）を含む複合波長の露光光に対して３５％以下の反射率を有する位相反転フォトマスク。 - 前記位相反転膜パターンは、上部縁と下部縁との水平距離が１００ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項２１に記載の位相反転フォトマスク。
- 前記位相反転膜パターンは、上面とパターンの縁部分の断面が７０゜〜１１０゜の角度（θ）を有することを特徴とする、請求項２１に記載の位相反転フォトマスク。
- 前記位相反転膜の上部又は下部に配置される遮光性膜パターン又は１層以上の金属膜パターンのいずれかをさらに含むことを特徴とする、請求項２１に記載の位相反転フォトマスク。
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