KR100197771B1 - 노광용 마스크 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은, 인접한 개구부의 파 들어간 양의 차뿐만 아니라, 각각의 파 들어간 양을 측정할 수 있는 노광용 마스크와 측정방법을 제공하는데 있다.

본 발명은, 투광성 기판(101)과, 이 투광성 기판(101)상에 형성된 차광패턴(102) 및 그 기판(101)의 일부를 파 들어가 작성된 위상시프트패턴으로 이루어진 마스크패턴을 구비한 노광용 마스크에 있어서, 기판(101)은 적어도 1종류의 깊이로 파 들어가고, 파 들어간 양의 차이에 따라 소망하는 위상차를 얻는 것으로, 차광패턴(102)은 노광광에 대하여 차광성을 갖고 또한 노광광보다 장파장의 위상검사영역에서 투광성을 갖는 물질로 구성되어 있다.

Description

노광용 마스크 및 그 제조방법

제1도는 본 발명에서의 바이어스량(h) 및 노광파장에서의 위상차(P)의 산출수순을 나타낸 흐름도.

제2도는 본 발명의 노광용 마스크의 단면구조와 노광파장 및 위상검사파장에서의 반투과상황을 나타낸 도면.

제3도는 제1실시형태에 따른 노광용 마스크의 제조공정의 전반을 나타낸 도면.

제4도는 제1실시형태에 따른 노광용 마스크의 제조공정의 후반을 나타낸 도면.

제5도는 제3실시형태에 따른 노광용 마스크의 제조공정의 전반을 나타낸 도면.

제6도는 제3실시형태에 따른 노광용 마스크의 제조공정의 후반을 나타낸 도면.

제7도는 제4실시형태에 따른 노광용 마스크의 제조공정의 전반을 나타낸 도면.

제8도는 제4실시형태에 따른 노광용 마스크의 제조공정의 후반을 나타낸 도면.

제9도는 제5실시형태에 따른 노광용 마스크의 제조공정의 전반을 나타낸 도면.

제10도는 제5실시형태에 따른 노광용 마스크의 제조공정의 후반을 나타낸 도면.

제11도는 제6실시형태에 따른 노광용 마스크의 제조공정의 전반을 나타낸 도면.

제12도는 제6실시형태에 따른 노광용 마스크의 제조공정의 후반을 나타낸 도면.

제13도는 차광막의 투과율에 대한 초점심도의 열화도를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101,201,301,401,501,601 : 투광성 기판 102a : 노광파장에서의 차광패턴

102b : 위상검사파장에서의 차광패턴

103,201b,301b,401b,501b,601a : 얕은 홈부

104,201a,301a,401a,501a : 깊은 홈부 105 : 마스크로의 조사광

202,302,402,502,602 : 차광막

202b,302b,402b,502b,602b : 차광패턴

203,204,303~305,403~405,503,504,603,604 : 레지스트패턴

605a : 투광성 기판의 개구부를 투과한 위상검사광

606a : 투광성 기판의 에칭부를 투과한 위상검사광

605b,606b : 투광성 기판의 차광부를 투과한 위상검사광

[산업상의 이용분야]

본 발명은 반도체제조장치의 제조공정의 리소그라피공정에 사용되는 노광용 마스크에 관한 것으로, 특히 투광성 기판을 파 들어가 위상시프트패턴을 형성한 노광용 마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.

[종래의 기술]

반도체기술의 진보와 더불어 반도체장치 더 나아가서는 반도체소자의 고속화, 고집적화가 진척되고 있다. 그에 따라, 패턴의 미세화의 필요성은 더욱 높아지고, 패턴치수도 미세화, 고집적화가 요구되고 있다.

이 요구를 충족시킬 목적으로, 노광광원에 원자외광(遠紫外光) 등 단파장의 광이 사용되게 되었다. 그 방법으로, 최근 노광광원을 바꾸지 않고 미세화하는 시도가 이루어지고 있다. 그 하나의 수법으로서 위상시프트법이 있다. 이 수법은, 광투과부분에 부분적으로 위상반전층을 형성하고, 인접한 패턴과의 사이에서 생기는 광의 회절의 악영향을 제거하여 패턴정밀도의 향상을 도모하는 것이다.

위상시프트법중에서 특히 해상성능이 향상되는 수법으로 레벤손형 위상시프트법이 있다. 이 수법에서는 차광패턴이 배치된 마스크에 대하여, 광투과부에 대해 교대로 위상시프터를 설치하고 있다. 이 위상시프터를 통과한 광의 위상은 위상시프터를 배치하지 않은 부분을 투과하는 광에 대해 180도 반전한다. 이와 같이 인접한 투과부의 광의 위상을 반전시킴으로써 패턴상호의 광의부(負)의 간섭을 일으켜 해상성능을 향상시키고 있다.

이 레벤손형 위상시프트 마스크는 일본 특개소 62-189468호 공보에 나타낸 바와 같이 기판을 파 들어감으로써 작성할 수 있었다. 그러나, 이와 같은 마스크에서는 개구부치수가 같더라도 기판을 파 들어간 위상시프트부와 파 들어가지 않은 비위상시프트부에서 광강도에 차가 생긴다고 하는 문제가 있었다. 이 문제는 위상시프트부에서 광축에 평행한 패턴에지부의 간섭에 의해 개구부 치수가 광학적으로 좁아지는 것에 기인한다. 이 문제를 해결하기 위해 일본 특원평 6-43618호에서는, 개구부의 어느 쪽도 파 들어감으로써 양개구부에서 패턴에지부의 간섭을 일으켜 균일한 광강도를 달성하는 수법에 대해 설명되어 있다.

일본 특원평 6-43618호에 기재되어 있는 인접한 양 개구부의 어느 쪽도 파 들어가 작성한 노광용 마스크의 단면구조를 제2도(a)에 나타낸다. 도면에 있어서, 참조부호 101은 투광성 기판을 나타내고 있다. 차광패턴(102a)으로서는 크롬화합물이 주로 이용되고 있고, 이 크롬화합물은 노광파장뿐만 아니라 가시영역 이하의 어느 파장에 있어서도 차광성을 나타내도록 조성이 조정된 것이 사용되었다. 인접한 개구부(103,104)를 투과하는 광은 역위상으로 되도록 양 개구부(103,104)의 파 들어간 양이 조정되어 있다. 개구부(103,104)의 파 들어간 양의 차는 광로길이차로서 노광파장(λ)의 약 1/2로 되도록 되어 있다(위상시프터두께). 또, 얕은 부분의 파 들어간 양(바이어스량)은 개구부(103,104)의 파 들어간 양의 차와 거의 같아지도록 구성되어 있다.

그렇지만, 이와 같은 종류의 노광용 마스크에 있어서는 다음과 같은 문제가 있었다. 즉, 이 노광용 마스크에서의 광학적 수법에 의한 검사에서는, 상대위상차(위상시프터두께: 개구부(103,104)의 깊이차)는 조사할 수 있지만, 바이어스량(개구부 103 혹은 104의 깊이)에 대해서는 조사할 수 없다. 또, 바이어스량을 조사할 수 없기 때문에, 노광용 마스크를 제조할 때에 바이어스량의 정확하게 제어하는 것은 곤란했다.

[발명이 해결하고자 하는 과제]

이와 같이, 인접한 양 개구부의 어느 쪽도 파 들어가 작성한 노광용 마스크에 있어서는, 인접한 개구부의 파 들어간 양의 차는 측정할 수 있어도, 각각의 파 들어간 양을 측정할 수는 없었다. 더욱이, 바이어스량을 정확히 제어하여 노광용 마스크를 제조하는 것은 곤란했다.

본 발명의 목적은, 인접한 개구부의 파 들어간 양의 차뿐만 아니라 각각의 파 들어간 양을 측정할 수 있는 노광용 마스크 및 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

상기 목적은, 다음과 같은 노광용 마스크에 의해 달성된다. 즉, 투광성 기판과, 이 투광성 기판상에 형성되는 것으로, 노광광을 차광하고 또한 그 노광광보다 긴 파장의 광을 투광하는 물질로 구성되어 있는 차광패턴과, 상기 투광성 기판의 일부를 파 들어가 작성된 위상시프트패턴으로 이루어진 마스크패턴을 구비한 노광용 마스크이다.

또, 상기 목적은 다음과 같은 노광용 마스크의 제조방법에 의해 달성된다. 즉, 투광성 기판과, 이 투광성 기판상에 형성되는 것으로, 노광광을 차광하고 또한 그 노광광보다 긴 파장의 광을 투광하는 물질로 구성되어 있는 차광패턴과, 상기 투광성 기판의 일부를 파 들어가 작성된 위상시프트패턴으로 이루어진 마스크패턴을 구비한 노광용 마스크의 제조방법에 있어서, 상기 투광성 기판의 에칭깊이를, 상기 차광성 물질이 노광광보다도 장파장의 광을 이용하여 차광패턴을 통과하는 광과 차광패턴의 개구를 투과하는 광과의 광학상 및 위상차를 측정하여 산출하는 것을 특징으로 하는 노광용 마스크의 제조방법이다.

또, 상기 목적은 다음과 같은 노광용 마스크의 제조방법에 의해 달성된다. 즉, 투광성 기판과, 이 투광성 기판상에 형성된 차광패턴과 상기 투광성 기판의 일부를 파 들어가 작성된 위상스프트패턴으로 이루어진 마스크패턴을 구비한 노광용 마스크의 제조방법에 있어서, 투광성 기판상에 노광광을 차광하고, 또한 노광광보다 긴 파장의 광으로 투과한 물질로 이루어진 차광패턴을 형성하는 공정과, 차광패턴의 개구를 레지스트에 의해 선택적으로 마스크하고, 노광광보다도 장파장의 광을 이용하여 차광패턴을 투과하는 광과 차광패턴의 개구를 통과하는 광과의 위상차를 측정하면서 차광패턴 및 레지스트를 마스크로 기판을 에칭하여 소망하는 위상차로 된 시점에서 에칭을 정지하는 공정, 레지스트를 제거하는 공정을 적어도 포함하는 노광용 마스크의 제조방법이다.

또, 상기 목적은 다음과 같은 노광용 마스크의 제조방법에 의해 달성된다. 즉, 투광성 기판과, 이 투광성 기판상에 형성된 차광패턴과 상기 투광성 기판의 일부를 파 들어가 작성된 위상시프트패턴으로 이루어진 마스크패턴을 구비한 노광용 마스크의 제조방법에 있어서, 투광성 기판상에 노광광을 차광하고 또한 노광광보다 장파장의 광을 투광하는 물질로 이루어진 차광패턴을 형성하는 공정과, 차광패턴의 개구를 레지스트에 의해 선택적으로 마스크하고, 상기 차광성 물질이 투광성을 갖는 파장 혹은 광을 이용하여 차광패턴을 투과하는 광과 차광패턴의 개구를 통과하는 광과의 위상차를 측정하면서 차광패턴 및 레지스트를 마스크로 기판을 에칭하여 소망하는 위상차로 된 시점에서 에칭을 정지하는 공정과, 레지스트를 제거한 후, 노광광보다도 장파장의 광을 이용하여 차광패턴을 통과하는 광과 차광패턴의 개구를 통과하는 광과의 위상차를 측정하면서 차광패턴을 마스크로 기판을 에칭하여 소망하는 위상차로 된 시점에서 에칭을 정지하는 공정을 적어도 포함하는 노광용 마스크의 제조방법이다.

[실시예]

양호한 실시형태의 설명에 앞서서, 본 발명의 원리를 설명한다. 즉 본 발명은, 투광성 기판과, 이 투광성 기판상에 형성된 차광패턴 및 그 기판의 일부를 파 들어가 작성된 위상시프트패턴으로 이루어진 마스크패턴을 구비한 노광용 마스크에 있어서, 상기 차광패턴이 노광광에 대하여 차광성을 갖고, 또한 노광광보다 장파장영역에서 투광성을 갖는 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 기판은 2종류의 깊이로 파 들어가 형성되고, 각각의 파 들어간 양의 차와 얕은 쪽의 파 들어간 양이 거의 같은 것을 특징으로 한다. 더욱이, 각각의 파 들어간 양의 차이에 의해 노광광에 대하여 거의 180도의 위상차를 갖는 것을 특징으로 한다.

혹은, 기판은 적어도 1종류의 깊이로 파 들어가 형성되고, 상기 홈부의 적어도 일부를 투과하는 광이 상기 투광성 기판의 비가공영역을 투과하는 노광광에 대하여 거의 180도의 위상차를 갖는 것을 특징으로 한다.

또, 장파장영역은 노광파장에서 차광성을 갖는 막의 투과율이 4% 이상으로 되도록 한 파장인 것이 바람직하다. 또, 노광파장에서의 차광성을 갖는 막의 투과율은 0.1%정도 이상인 것이 바람직하다.

또, 노광파장에서 차광성을 갖는 패턴은 실리콘, 게르마늄, 갈륨아세나이드, 티타늄, 알루미늄, 크롬, 납, 인듐, 니켈, 코발트, 탄탈, 하프늄, 금속실리사이드, 아모르퍼스카본, 텅스텐중 어느 것인가 1종류로 구성되거나, 혹은 이들의 산화물, 질화물, 수소화합물, 탄화물, 할로겐화물로 구성되거나, 혹은 이들의 혼합물로 구성되는 것이 바람직하다.

더구나, 차광성 막은 단충막 혹은 상기 복수의 물질로 이루어진 다층막의 어느 것이라도 좋다.

또, 본 발명은 상기 마스크의 제조방법에 있어서, 투광성 기판과, 이 기판상에 형성된 차광패턴 및 그 기판의 일부를 파 들어가 작성된 위상시프트패턴으로 이루어진 마스크패턴을 적어도 구비하고, 또한 상기 차량패턴으로서 노광광에 대하여 차광성을 가지면서 노광광보다 장파장의 파장대역에서 투광성을 갖는 물질을 이용한 노광용 마스크의 제조방법에 있어서, 상기 투광성 기판의 에칭깊이를 상기 노광광보다도 장파장의 파장대역의 광을 이용하여 차광패턴을 통과하는 광과 차광패턴의 개구를 통과하는 광과의 위상차(광로길이차)를 측정함으로써 산출하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 투광성 기판과, 이 투광성 기판상에 형성된 차량패턴 및 그 기판의 일부를 파 들어가 작성된 위상시프트패턴으로 이루어진 마스크패턴을 구비한 노광용 마스크의 제조방법에 있어서, 상기 투광성 기판상에 노광광에 대하여 차광성을 갖고, 또한 노광광보다 장파장대역에서 투광성을 갖는 물질로 이루어진 차광패턴을 형성하는 공정과, 차광패턴의 개구를 레지스트에 의해 선택적으로 마스크하고, 노광광보다도 장파장의 광을 이용하여 차광패턴을 투과하는 광과 차광패턴의 개구를 통과하는 광과의 위상차(광로길이차)를 측정하면서 차광패턴 및 레지스트를 마스크로 기판을 에칭하여 소망하는 위상차로 된 시점에서 에칭을 정지하는 공정과, 레지스트를 제거하는 공정을 적어도 포함하는 노광용 마스크의 제조방법을 제공한다.

또, 바람직하게는 투광성 기판과, 이 투광성 기판상에 형성된 차광패턴 및 그 기판의 일부를 파 들어가 작성된 위상시프트패턴으로 이루어진 마스크패턴을 구비한 노광용 마스크의 제조방법에 있어서, 상기 투광성 기판상에 노광광에 대하여 차광성을 갖고, 또한 노광광보다 장파장대역에서 투광성을 갖는 물질로 이루어진 차광패턴을 형성하는 공정과, 차광패턴의 개구를 레지스트에 의해 선택적으로 마스크하고, 노광광보다도 장파장의 광을 이용하여 차광패턴을 투과하는 광과 차광패턴의 개구를 통과하는 광과의 위상차(광로길이차)를 측정하면서 차광패턴 및 레지스트를 마스크로 기판을 에칭하여 소망하는 위상차로 된 시점에서 에칭을 정지하는 공정과, 레지스트를 제거한 후 노광광보다도 장파장의 광을 이용하여 차광패턴을 투과하는 광과 차광패턴의 개구를 통과하는 광과의 위상차(광로길이차)를 측정하면서 차광패턴을 마스크로 기판을 에칭하여 소망하는 위상차로 된 시점에서 에칭을 정지하는 공정을 적어도 포함하는 노광용 마스크의 제조방법을 제공한다.

위상차의 측정은, 상기 차광패턴을 통과하는 광과 차광패턴의 개구를 투과하는 광과의 광로길이차의 측정치, 또는 차광패턴의 개구를 투과하는 광의 가상 비전사기판면에서의 광학상의 초점위치 벼화량으로부터 산출하여 얻는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 위상차(광로길이차)를 측정하는 공정이, 차광성 패턴과 파 들어간 양이 다른 개개의 패턴 및 투광성 기판의 파 들어가지 않은 영역에 대하여 노광파장보닫 장파장의 파장에서 행하여지고, 각각의 광로길이차의 광로길이 측정파장, 광로길이 측정파장에서의 투광성 기판의 굴절률로부터 개개의 패턴의 파 들어간 양 또는 위상차를 구하는 공정인 것을 특징으로 하고 있다.

여기에서, 기판은 2종류의 깊이로 파 들어가 형성되고, 각각의 파 들어간 양의 차와 얕은 쪽의 파 들어간 양이 거의 같은 것을 특징으로 한다. 더욱이, 각각의 파 들어간 양의 차이에 의해 노광광에 대하여 거의 180도의 위상차를 갖는 것을 특징으로 한다.

혹은, 기판은 적어도 1종류의 깊이로 파 들어가 형성되고, 상기 홈부의 적어도 일부를 투과하는 광이 상기 투광성 기판의 비가공영역을 투과하는 노광광에 대하여 거의 180도의 위상차를 갖는 것을 특징으로 한다.

또, 장파장영역은 노광파장에서 차광성을 갖는 막의 투과율이 4% 이상으로 되도록 한 파장인 것이 바람직하다. 또한, 노장파장에서의 차광성을 갖는 막의 투과율은 0.1%정도 이상인 것이 바람직하다.

또, 노광파장에서 차광성을 갖는 패턴은 실리콘, 게르마늄, 갈륨아세나이드, 티타늄, 알루미늄, 크롬, 납, 인듐, 니켈, 코발트, 탄탈, 하프늄, 금속실리사이드, 아모르퍼스카본, 텅스텐중 어느 것인가 1종류로 구성되거나, 혹은 이들의 산화물, 질화물, 수소화합물, 탄화물, 할로겐화물로 구성되거나, 혹은 이들의 혼합물로 구성되는 것이 바람직하다.

상술한 발명에 의하면 다음과 같이 작용한다. 즉, 인접한 개구부를 투과하는 광을 역위상으로 하고, 부(負)의 간섭을 일으켜 패턴분리를 도모하는 마스크에서는, 노광파장에서의 차광부의 투과율을 제한없이 0으로 할 필요가 있다. 여기에서, 차광재로 예컨대 산질화(酸窒化) 실리콘(SiNxOy)을 이용하여 실리콘과 질소 및 산소의 조성비를 조정하면, 노광파장에서의 막투과율을 0.1% 정도로 억제하고, 또한 365mm 이상의 파장에서 30% 이상의 투과율을 얻는 것이 가능하게 된다.

ArF(파장 193nm)에 있어서, 차광막으로서 SiNxOy를 복소굴절률(2.07 - 0.642i)로 작성한다. 이 재료는 막두께를 160nm로 함으로써 ArF에서 투과율 0.1%정도(복소굴절률 = 2.07 - 0.642i)의 차광성을 갖게 할 수 있다. 이 노광용 마스크의 단면구조는 제2도(a)로, 종래구조와 기본적으로는 동일하다. 도면에 있어서, 참조부호 101은 투광성 기판, 102a는 산질화 실리콘으로 작성한 차광패턴, 103은 얕은 홈부, 104는 깊은 홈부이다. 차광패턴(102a)은 종래와 다른 재료이지만, 노광광인 ArF광을 노광패턴(102a)은 차광한다.

본 발명이 종래예와 다른 것은, 노광광보다도 장파장영역에 있어서, 제2도(b)에 나타낸 바와 같이 차광패턴(102b)을 형성하는 막이 I선(파장 365nm)에서 39%정도(복소굴절률 = 2.17 - 0.157i)의, 또 He-Ne 레이저(파장 633nm)영역에서 92%정도의 투과율을 갖는 것이다. 그리고, SiOxNy막의 투과율이 높아지는 파장영역에서 SiNxOy막으로 구성된 패턴과, 기판을 파 들어가 작성한 위상시프트패턴과의 광로길이차를 구함으로써, 위상시프터 두께와 바이어스량을 구할 수 있다.

그 수순을 제1도 및 제2도(b)에 따라 설명한다. 차광막(102b)의 검사파장에서의 기판(102)과의 위상차를 PO로 한다(700). 마찬가지로, 얕은 홈부(103)와 차광막(102b)의 위상차 및 깊은 부분의 홈부(104)와 차광막(102)의 위상차를 각각 P1, P2로 한다(701). 이로부터, 기판표면과 기판을 파 들어간 부분의 위상차를 각각 구하면(702),

얕은 홈부 : P11 = P1 - P0

깊은 홈부 : P12 = P2 - P0

를 얻는다. 이 P11과 P12 및 검사파장(λ1)에서의 투광성 기판의 굴절률(N1), 노광파장(λ2)에서의 투광성 기판의 굴절률을 N2로 하면, 각각의 깊이는

얕은 홈부의 깊이(h) = P11×λ1/{2π(N1-1)}

깊은 홈부의 깊이(H) = P12×λ1/{2π(N1-1)}

로 된다(703). 이로부터, 바이어스량(h)(얕은 홈부의 깊이)을 용이하게 구할 수 있다. 또, 노광파장에서의 위상차(P)에 대해서는

P=2π(H-h)×(N2-1)/λ2

로 하여 구할 수 있다(704). 여기에서 구한 P는 다중간섭을 고려하지 않고 산출한 값이지만, 다층구조의 투광성 기판 등에서는 바이후우칸(培風館)의 응용 광학 II 119페이지(쯔르카와 저) 등에 기재되어 있는 광학이론에 기초하여 다중 간섭을 고려하여 구하는 것이 바람직하다.

또한, 위상차(P)에 대해서는 직접 얕은 홈부와 깊은 홈부의 위상차를 노광파장에 의해 직접 계측하여 구하는 것도 가능하다.

이하, 상술한 본 발명의 원리에 따른 바람직한 실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

[실시형태 1]

제3도 및 제4도는 본 발명의 제1실시형태에 따른 노광용 마스크의 제조공정을 나타낸 단면도이다. 본 실시형태는, ArF 노광용 레벤손형 위상시프트 마스크에 관한 것으로, 개구부의 교대로 파 들어간 양을 다르게 작성한 마스크에 관한 것이다.

우선, 투광성 기판(201)상에 복소굴절률(2.07-0.642i)을 갖는 SiNxOy 차광막(202)을 막두께 100nm로 형성한다. 이 때, SiNxOy막을 형성한 부분의 193nm에서의 강도투과율은 0.11%이었다(제3도(a)).

다음에, 360nm의 광에 감광하는 레지스트를 막두께 0.7㎛로 형성하고, 레이저 묘화장치에 의해 차광막패턴을 형성하는 영역 이외의 부분에 대하여 노광을 행하고 현상함으로써 레지스트패턴(203)을 작성한다(제3도(b)).

다음에, 이 레지스트패턴(203)을 마스크로 차광막의 에칭을 행하고(제3도(c)), 레지스트패턴(203)을 산화제거하여 차광막패턴(202b)을 형성한다(제3도(d)). 여기에서, He-Ne 레이저를 이용하여 개구부와 SiNxOy패턴과의 위상차를 측정하여 96도의 값을 얻었다.

이 기판에 360nm의 광에 감광하는 레지스트를 막두께 0.7㎛로 더 형성하고, 레이저 묘화장치에 의해 깊은 홈부를 형성하는 영역에 대하여 노광을 행하며, 더욱이 현상함으로써 레지스트패턴(204)을 작성한다(제4도(e)). 그리고, 이 레지스트패턴(204)을 마스크로 투광성 기판(201)을 위상시프트량만큼 에칭을 행한다(제4도(f)).

여기에서, 본 실시형태 마스크의 본래의 노광파장보다도 장파장의 광(예컨대, He-Ne 레이저의 633nm)을 이용하여 차광막패턴(202b)을 통과하는 광과 그 개구부를 통과하는 광과의 위상차를 측정하고, 측정된 위상차가 소망치로 되는 시점에서 에칭을 정지함으로써, 기판(201)의 파 들어간 양을 필요로 하는 위상시프터 두께로 정확하게 제어할 수 있다.

다음에, 레지스트패턴(204)을 산화제거하여 위상시프트패턴(201a)을 형성한다(제4도(g)). 그후, 기판 전면의 개구부에 대하여 바이어스량만큼 에칭을 행하여 소망하는 노광용 마스크를 작성한다(제4도(h)).

여기에서, 상기와 마찬가지로 노광파장보다도 장파장의 광을 이용하여 차광막패턴(202b)을 통과하는 광과 그 개구부를 통과하는 광과의 위상차를 측정하고, 측정된 위상차가 소망치로 되는 시점에서 에칭을 정지함으로써, 기판(201)의 파 들어간 양을 필요로 하는 바이어스량으로 정확하게 제어할 수 있다.

이 마스크를 He-Ne 레이저를 이용한 위상차 측정장치에 의해 SiNxOy패턴과 얕게 파 들어간 패턴 및 깊게 파 들어간 패턴과의 위상차를 측정한 바, 각각 139.5도와 184도의 결과를 얻었다. 이들 값과 이전에 측정한 SiNxOy 단독의 위상시프트량 96도 및 633nm에서의 차광성 기판의 굴절률 1.45로부터 얕게 파 들어간 패턴과 깊게 파 들어간 패턴의 깊이를 각각 구하면,

h=633×(139.5-96)/{360×(1.45-1)}=170.0nm

H=633×(184-96)/{360×(1.45-1)}=343.9nm

로 된다. 이들 값으로부터 위상차(P)를 더 구하면,

P=360×(343.9-170.0)×(1.56-1)/193=181.6도

를 얻었다. 이들 결과로부터, 본 노광용 마스크는 위상차가 180±3도의 범위내이고, 또 바이어스량이 위상시프터 두께로 거의 같음을 알 수 있으며, 광학적 및 구조적인 조건이 충분히 만족되고 있음을 확인할 수 있었다.

0.13㎛ 패턴을 최소치수로 갖는 디바이스작성에 이용하는 마스크에 대하여 본 노광용 마스크를 적용한 바, 전기적 특성의 변동이 적은 디바이스를 많이 작성할 수 있었다.

본 실시형태에서는, 위상을 측정하는 파장으로서 He-Ne 레이저의 633nm를 사용했지만, 이에 한정되지 않고, 노광파장보다 장파장에서 노광파장으로 이용한 차광막이 투광성을 갖도록 하는 파장이 있으면 어떠한 파장이라도 좋다. 또한, 투광성을 갖는 영역의 투과율은 위상측정시의 정밀도가 보증되면 어떠한 값이라도 좋지만, 바람직한 값은 4% 이상이다.

또, 본 실시형태에서는 깊이의 측정을 위상차에 의해 산출했지만, 이에 한정되지 않고, 측정안 개구부의 광학상의 왜곡, 즉 상강도가 최대로 되는 디포커스(defocus) 위치와 초점위치의 차 및 임의의 광강도에서 주어지는 패턴치수차로부터 구하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시형태에서는 노광파장에 대한 차광막으로서 SiNxOy를 사용했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상술한 화합물 외에 실리콘, 게르마늄, 갈륨아세나이드, 티타늄, 알루미늄, 크롬, 납, 인듐, 니켈, 코발트, 탄탈, 하프늄, 금속실리사이드, 아모르퍼스카본, 텅스텐중 어느 것인가 1종류로 구성되거나, 혹은 이들의 산화물, 질화물, 수소화합물, 탄화물, 할로겐화물로 구성되거나, 혹은 이들의 혼합물로 구성되고, 또한 노광파장에 있어서 차광성을 가지면서 검사파장에 있어서 투광성을 갖는 막이라면 어떠한 것이라도 좋다. 또, 조성(組成)이 다른 SiNxOy를 적층하여 사용해도 좋다.

또, 본 실시형태에서는 ArF 노광용 마스크를 작성했지만, 이에 한정되지 않고, KrF, I선, G선 노광용 마스크에 대하여 적용할 수 있다. 더욱이, X선노광용 마스크에 대해서도 본 수법을 적용할 수 있다.

[실시형태 2]

본 실시형태는 ArF 노광용 레벤손형 위상시프트 마스크에 관한 것으로, 제조공정은 제1실시형태와 마찬가지이고, 검사파장으로서 수은의 I선을 사용한 경우에 관한 것이다.

투광성 기판(201)상에 193nm에 있어서 복소굴절률(2.07 - 0.642i)을 갖는 SiNxOy 차광막(202)을 막두께 160nm로 형성한다. 이 SiNxOy막을 형성한 부분의 193nm에서의 강도투과율은 0.11%이었다. SiNxOy패턴을 형성한 후(제3도(d)), I선을 이용하여 개구부와 SiNxOy패턴과의 위상차를 측정하여 182도의 값을 얻었다. 더욱이, 최종공정까지 행한 노광용 마스크에 대해 I선을 이용한 위상측정장치에 의해 SiNxOy패턴과 얕게 파 들어간 패턴 및 깊게 파 들어간 패턴과의 위상차를 측정하여 각각 263도와 343도의 결과를 얻었다.

이들 값과 이전에 측정한 SiNxOy 단독의 위상시프트량 96도 및 365nm에서의 투광성 기판의 굴절률(1.475)로부터, 얕게 파 들어간 패턴과 깊게 파 들어간 패턴의 깊이를 각각 구하면,

h=365×(263-182)/{360×(1.475-1)}=172.9nm

H=365×(343-182)/{360×(1.475-1)}=343.7nm

로 된다. 이들 값으로부터 위상차(P)를 더 구하면,

P=360×(343.7-172.9)×(1.56-1)/193=178.4도

를 얻었다. 이들 결과로부터, 본 노광용 마스크는 위상차가 180±3도의 범위내이고, 또 바이어스량이 위상시프터 두께와 거의 같음을 알 수 있으며, 광학적 및 구조적인 조건이 충분히 만족되고 있음을 확인할 수 있었다. 또, 본 실시형태에서 얻은 결과는 실시형태 1에서 나타낸 파장(633nm)을 이용한 측정결과와 다르지만, AFM에 의한 단차측정의 결과, 측정파장이 짧은 본 실시형태에서 정밀도가 높음을 알 수 있었다.

0.13㎛ 패턴을 최소치수로 갖는 디바이스작성에 이용한 마스크에 대하여 본 노광용 마스크를 적용한 바, 전기적 특성의 변동이 적은 디바이스를 많이 작성할 수 있었다.

본 실시형태에서는 위상을 측정하는 파장으로서 수은의 1선(365nm)을 사용했지만, 이에 한정되지 않고, 노광파장보다 장파장에서 노광파장으로 사용한 차광막이 투광성을 갖도록 하는 파장이 있으면 어떠한 파장이라도 좋다. 또한, 투광성을 갖는 영역의 투과율은 위상측정시의 정밀도가 보증되면 어더한 값이라도 좋지만, 바람직한 값은 4% 이상이다.

또, 본 실시형태에서는 깊이의 측정을 위상차에 의해 산출했지만, 이에 한정되지 않고, 측정한 개구부의 광학상의 왜곡, 즉 상강도가 최대로 되는 디포커스 위치와 초점위치의 차 및 임의의 광강도에서 주어지는 패턴치수차로부터 구하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시형태에서는 노광파장에 대한 차광막으로서 SiNxOy를 사용했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상술한 화합물 외에 실리콘, 게르마늄, 갈륨아세나이드, 티타늄, 알루미늄, 크롬, 납, 인듐, 니켈, 코발트, 탄탈, 하프늄, 금속실리사이드, 아모르퍼스카본, 텅스텐중 어느 것인가 1종류로 구성되거나 혹은 이들의 산화물, 질화물, 수소화합물, 탄화물, 할로겐화물로 구성되거나, 혹은 이들의 혼합물로 구성되고, 또한 노광파장에 있어서 차광성을 가지면서 검사파장에 있어서 투광성을 갖는 막이면 어떠한 것이라도 좋다.

또, 본 실시형태에서는 ArF 노광용 마스크를 작성했지만, 이에 한정되지 않고, KrF, I선, G선 노광용 마스크에 대하여 적용할 수 있다. 더욱이, X선 노광용 마스크에 대해서도 본 수법을 적용할 수 있다.

[실시형태 3]

제5도 및 제6도는 본 발명의 제3실시형태에 다른 노광용 마스크의 제조공정을 나타낸 단면도이다. 본 실시형태는 KrF 노광용 레벤손형 위상시프트 마스크에 관한 것이다.

먼저, 투광성 기판(301)상에 산질화크롬(CrOxNy) 차광막(302)을 막두께 140nm로 형성한다. 이 산질화 크롬막을 형성한 부분의 248nm에서의 강도투과율은 0.08%이었다(제5도(a)).

다음에, 360nm의 광에 감광하는 레지스트를 막두께 0.7㎛로 형성하고, 레이저 묘화장치에 의해 차광막패턴을 형성하는 영역 이외의 부분에 대하여 노광을 행하며, 현상함으로써 레지스트패턴(303)을 작성한다(제5도(b)).

다음에, 이 레지스트패턴(303)을 마스크로 차광막의 에칭을 행하고(제5도(c)), 레지스트패턴(303)을 산화제거하여 차광막패턴(302b)을 형성한다(제5도(d)). 여기에서, 수은의 I선을 이용하여 개구부와 CrOxNy패턴과의 위상차를 측정하여 161도의 값을 얻었다.

이 기판에 360nm의 광에 감광하는 레지스트를 막두께 0.7㎛로 더 형성하고, 레이저 묘화장치에 의해 깊은 홈부를 형성한 영역에 대하여 노광을 행하며, 더욱이 현상함으로써 레지스트패턴(304)을 작성한다(제5도(e)).

다음에, 이 레지스트패턴(304)을 마스크로 투광성 기판(301)을 위상시프트량만큼 에칭을 행한다(제6도(f)). 레지스트패턴을 산화제거하여 위상시프트패턴(301b)을 형성한다(제6도(g)).

다음에, 360nm의 광에 감광하는 레지스트를 막두께 0.7㎛로 형성하고, 레이저 묘화장치에 의해 깊은 홈부를 형성하는 영역에 대하여 노광을 행하며, 계속해서 현상함으로써 레지스트패턴(305)을 작성한다(제6도(h)).

다음에, 이 레지스트패턴(305)을 마스크로 투광성 기판(301)의 에칭을 행하여 위상시프트패턴(301)을 작성한다(제6도(i)). 그리고, 레지스터패턴(305)을 산화제거함으로써 소망하는 노광용 마스크를 작성한다(제6도(j)).

이 마스크를, 수은의 I선을 이용한 위상차 측정장치에 의해 산화크롬(CrOxNy)패턴과 얕게 파 들어간 패턴 및 깊게 파 들어간 패턴과의 위상차를 측정한 바, 각각 276도와 391도의 결과를 얻었다. 이들 값과 이전에 측정한 산질화크롬(CrOxNy) 단독의 위상시프트량 161도 및 수은의 I선에서의 투광성 기판의 굴절률(1.475)로부터, 얕게 파 들어간 패턴과 깊게 파 들어간 패턴의 깊이를 각각 구하면, h=246nm, H=491nm로 되었다.

이들 값으로부터 위상차(P)를 더 구하면, P=178.5도를 얻었다. 이들 결과로부터, 본 노광용 마스크는 위상차가 180±3도의 범위이고, 또 바이어스량이 위상시프터 두께와 거의 같음을 알 수 있으며, 광학적 및 구조적인 조건이 충분히 만족되고 있음을 확인할 수 있었다.

0.18㎛ 패턴을 최소치수로 갖는 디바이스작성에 이용한 마스크에 대하여 본 노광용 마스크를 적용한 바, 전기적 특성의 변동이 적은 디바이스를 많이 작성할 수 있었다.

본 실시형태에서는 위상을 측정하는 파장으로서 수온의 I선을 사용했지만, 이에 한정되지 않고, 노광파장보다 장파장에서 노광파장으로 이용한 차광막이 투광성을 갖도록 하는 파장이 있으면 어떠한 파장이라도 좋다. 또한, 투광성을 갖는 영역의 투과율은 위상측정시의 정밀도가 보증되면 어떠한 값이라도 좋지만, 바람직한 값은 4% 이상이다.

또, 본 실시형태에서는 깊이의 측정을 위상차에 의해 산출했지만, 이에 한정되지 않고, 측정한 개구부의 광학상의 왜곡, 즉 상강도가 최대로 되는 디포커스(defocus) 위치와 초점위치의 차 및 임의의 광강도에서 주어지는 패턴치수 차로부터 구하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시형태에서는 노광파장에 대한 차광막으로서 산질화크롬(CrOxNy)을 사용했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상술한 화합물 외에 실리콘, 게르마늄, 갈륨아세나이드, 티타늄, 알루미늄, 크롬, 납, 인듐, 니켈, 코발트, 탄탈, 하프늄, 금속실리사이드, 아모르퍼스카본, 텅스텐중 어느 것인가 1종류로 구성되거나, 혹은 이들의 산화물, 질화물, 수소화합물, 탄화물, 할로겐화물로 구성되거나, 혹은 이들 혼합물로 구성되고, 또한 노광파장에 있어서 차광성을 가지면서 검사파장에 있어서 투광성을 갖는 막이면 어떠한 것이라도 좋다.

또, 조성이 다른 CrOxNy를 적층시켜도 좋다.

또, 본 실시형태에서는 KrF 노광용 마스크를 작성했지만, 이에 한정되지 않고, ArF 노광용 마스크에 대하여 적용할 수 있다. 더욱이, X선 노광용 마스크에 대해서도 본 수법을 적용할 수 있다. 또, 검사파장에 He-Ne 레이저(633nm)를 이용한 경우에는, I선, G선 노광용 마스크에 대해서도 적용할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 301a 패턴과 301b 패턴의 깊이를 노광마스크 제조후에 측정했지만, 301b 패턴 형성후(공정도 제6도(g))에 301b 패턴의 깊이를 측정하고, 공정도 제6도(j) 종료후에 301a 패턴의 깊이를 측정함으로써, 위상차와 바이어스량을 구해도 좋다.

[실시형태 4]

제7도 및 제8도는 본 발명의 제4실시형태에 따른 노광용 마스크의 제조공정을 나타낸 단면도이다. 본 실시형태는 ArF 노광용 레벤손형 위상시프트 마스크에 관한 것이다.

먼저, 투광성 기판(401)상에 산화몰리브덴실리사이드(MoSiOy) 차광막(402)을 막두께 220nm로 형성한다. 이 MoSiOy을 형성한 부분의 193nm에서의 강도 투과율은 0.11%이었다(제7도(a)).

다음에, 360nm의 광에 감광하는 레지스트를 막두께 0.7㎛로 형성하고, 레이저 묘화장치에 의해 차광막패턴을 형성하는 영역 이외의 부분에 대하여 노광을 행하며, 현상함으로써 레지스트패턴(403)을 작성한다(제7도(b)).

다음에, 이 레지스트패턴(403)을 마스크로 차광막의 에칭을 행하고(제7도(c)), 레지스트패턴(403)을 산화제거하여 차광막패턴(402b)을 형성한다(제7도(d)). 여기에서, He-Ne 레이저를 이용하여 개구부와 MoSiOy패턴과의 위상차를 측정하여 69도의 값을 얻었다.

이 기판에 360nm의 광에 감광하는 레지스트를 막두께 0.7㎛로 더 형성하고, 레이저 묘화장치에 의해 깊은 홈부를 형성하는 영역에 대하여 노광을 행하며, 더욱이 현상함으로써 레지스트패턴(404)을 작성한다(제7도(e)).

다음에, 이 레지스트패턴(404)을 마스크로 투광성 기판(401)을 위상시프트량만큼 에칭을 행한다(제8도(f)). 레지스트패턴을 산화제거하여 위상시프트패턴(401b)을 형성한다(제8도(g)).

다음에, 360nm의 광에 감광하는 레지스트를 막두께 0.7㎛로 형성하고, 레이저 묘화장치에 의해 깊은 홈부를 형성한 영역에 대하여 노광을 행하며, 계속해서 현상함으로써 레지스트패턴(405)을 작성한다(제8도(h)). 그리고, 이 레지스트패턴(405)을 마스크로 투광성 기판(301)의 에칭을 행하여 위상시프트패턴(401b)을 작성한다(제8도(i)). 그리고, 레지스트패턴(405)을 산화제거함으로써, 소망하는 노광용 마스크를 작성한다(제8도(j)).

이 마스크를, He-Ne 레이저를 이용한 위상차 측정장치에 의해 MoSiOy패턴과 얕게 파 들어간 패턴 및 깊게 파 들어간 패턴과의 위상차를 측정한 바, 각각 113도와 158도의 결과를 얻었다. 이들 값과 이전에 측정한 MoSiOy 단독의 위상시프트량 69도 및 633nm에서의 투광성 기판의 굴절률(1.45)로부터, 얕게 파 들어간 패턴과 깊게 파 들어간 패턴의 깊이를 각각 구하면, h=172nm, H=347nm로 되었다. 이들 값으로부터 위상차(P)를 더 구하여, P=183도를 얻었다.

이들 결과로부터, 본 노광용 마스크는 위상차가 180±3도의 범위이고, 또 바이어스량이 위상시프터 두께와 거의 같음을 알 수 있으며, 광학적 및 구조적인 조건이 충분히 만족되고 있음을 확인할 수 있었다.

0.18㎛ 패턴을 최소치수로 갖는 디바이스작성에 이용한 마스크에 대하여 본 노광용 마스크를 적용한 바, 전기적 특성의 변동이 적은 디바이스르 많이 작성할 수 있었다.

본 실시형태에서는 위상을 측정하는 파장으로서 He-Ne의 633nm를 사용했지만, 이에 한정되지 않고, 노광파장보다 장파장에서 노광파장으로 이용한 차광막이 투광성을 갖도록 하는 파장이 있으면 어떠한 파장이라도 좋다. 또한, 투광성을 갖는 영역의 투과율은 위상측정시의 정밀도가 보증되면 어더한 값이라도 좋지만, 바람직한 값은 4% 이상이다.

또, 본 실시형태에서는 깊이의 측정을 위상차에 의해 산출했지만, 이에 한정되지 않고, 측정한 개구부의 광학상의 왜곡, 즉 상강도가 최대로 되는 디포커스 위치와 초점위치의 차 및 임의의 광강도에서 주어지는 패턴치수차로부터 구하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시형태에서는 노광파장에 대한 차광막으로서 MoSiOy를 사용했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상술한 화합물 외에 시리콘, 게르마늄, 갈륨아세나이드, 티타늄, 알루미늄, 크롬, 납, 인듐, 니켈, 코발트, 탄탈, 하프늄, 금속실리사이드, 아모르퍼스카본, 텅스텐중 어느 것인가 1종류로 구성되거나, 혹은 이들의 산화물, 질화물, 수소화합물, 탄화물, 할로겐화물로 구성되거나, 혹은 이들의 혼합물로 구성되고, 또한 노광파장에 있어서 차광성을 가지면서 검사파장에 있어서 투광성을 갖는 막이면 어떠한 것이라도 좋다.

또, 조성이 다른 MoSiOy를 적층시켜도 좋다.

또, 본 실시형태에서는 KrF 노광용 마스크를 작성했지만, 이에 한정되지 않고, KrF, I선, G선 노광용 마스크에 대하여 적용할 수 있다. 더욱이, X선 노광용 마스크에 대해서도 본 수법을 적용할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 401a 패턴과 401b 패턴의 깊이를 노광마스크 제조후에 측정했지만, 401b 패턴 형성후(공정도 제8도(g))에 401b 패턴의 깊이를 측정하고, 공정도 제8도(j) 종료후에 401a 패턴의 깊이를 측정함으로써, 위상차와 바이어스량을 구해도 좋다.

[실시형태 5]

제9도 및 제10도는 본 발명의 제5실시형태에 다른 노광용 마스크의 제조공정을 나타낸 단면도이다. 본 실시형태는 KrF 노광용 레벤손형 위상시프트 마스크에 관한 것이다.

먼저, 투광성 기판(501)상에 질화실리콘(SiNx) 차광막(502)을 막두께 140nm로 형성한다. 이 산질화크롬막을 형성한 부분의 248nm에서의 강도투과율은 0.1%이었다(제9도(a)).

다음에, 360nm의 광에 감광하는 레지스트를 막두께 0.7㎛로 형성하고, 레이저 묘화장치에 의해 차광막패턴을 형성한 영역 이외의 부분에 대하여 노광을 행하며, 현상함으로써 레지스트패턴(503)을 작성한다(제9도(b)).

다음에, 이 레지스트패턴(503)을 마스크로 차광막의 에칭을 행하고(제9도(c)), 레지스트패턴(503)을 산화제거하여 차광막패턴(502b)을 형성한다(제9도(d)). 여기에서, 수은의 I선을 이용하여 개구부와 SiNx패턴과의 위상차를 측정하여 200도의 값을 얻었다.

다음에, 기판표면의 개구부에 대하여 바이어스량 상당의 에칭을 더 행하여 501a, 502b 패턴을 동일한 깊이로 작성한다(제10도(e)).

이 기판에 360nm의 광에 감광하는 레지스트를 막두께 0.7㎛로 더 형성하고, 레이저 묘화장치에 의해 깊은 홈부를 형성한 영역에 대하여 노광을 행하며, 더욱이 현상함으로써 레지스트패턴(504)을 작성한다(제10도(f)).

다음에, 이 레지스트패턴(504)을 마스크로 투광성 기판의 501a 패턴을 위상차분만큼 에칭을 행하고(제10도(g)), 더욱이 레지스트패턴(504)을 산화제거하여 소망하는 노광용 마스크를 작성한다(제10도(h)).

이 마스크를, 수은의 I선을 이용한 위상차 측정장치에 의해 SiNx패턴과 얕게 파 들어간 패턴 및 깊게 파 들어간 패턴과의 위상차를 측정한 바, 각각 313도와 430도의 결과를 얻었다. 이들 값과 이전에 측정한 SiNx 단독의 위상시프트량 200도 및 수은의 I선에서의 투광성 기판의 굴절률(1.475)로부터, 얕게 파 들어간 패턴과 깊게 파 들어간 패턴의 깊이를 각각 구하면, h=246nm, H=491nm로 되었다. 이들 값으로부터 위상차(P)를 더 구하면, P=178.5도를 얻었다.

이들 결과로부터, 본 노광용 마스크는 위상차가 180±3도의 범위이고, 또 바이어스량이 위상시프터 두께와 거의 같음을 알 수 있으며, 광학적 및 구조적인 조건이 충분히 만족되고 있음을 확인할 수 있었다.

0.18㎛ 패턴을 최소치수로 갖는 디바이스작성에 이용하는 마스크에 대하여 본 노광용 마스크를 적용한 바, 전기적 특성의 변동이 적은 디바이스를 많이 작성할 수 있었다.

본 실시형태에서는 위상을 측정하는 파장으로서 수은의 I선을 사용했지만, 이에 한정되지 않고, 노광파장보다 장파장에서 노광파장으로 이용한 차광막이 투광성을 갖도록 하는 파장이 있으면 어더한 파장이라도 좋다. 또한, 투광성을 갖는 영역의 투과율은 위상측정시의 정밀도가 보증되면 어떠한 값이라도 좋지만, 바람직한 값은 4% 이상이다.

또, 본 실시형태에서는 깊이의 측정을 위상차에 의해 산출했지만, 이에 한정되지 않고, 측정한 개구부의 광학상의 왜곡, 즉 상강도가 최대로 되는 디포커스 위치와 초점위치의 차 및 임의의 광강도에서 주어지는 패턴치수차로부터 구하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시형태에서는 노광파장에 대한 차광막으로서 질화실리콘(SiNx)을 사용했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상술한 화합물 외에 실리콘, 게르마늄, 갈륨아세나이드, 티타늄, 알루미늄, 크롬, 납, 인듐, 니켈, 코발트, 탄탈, 하프늄, 금속실리사이드, 아모르퍼스카본, 텅스텐중 어느 것인가 1종류로 구성되거나, 혹은 이들의 산화물, 질화물, 수소화합물, 탄화물, 할로겐화물로 구성되거나, 혹은 이들의 혼합물로 구성되고, 또한 노광파장에 있어서 차광성을 가지면서 검사파장에 있어서 투광성을 갖는 막이면 어떠한 것이라도 좋다.

또, 본 실시형태에서는 KrF 노광용 마스크를 작성했지만, 이에 한정되지 않고, ArF 노광용 마스크에 대하여 적용할 수 있다. 더욱이, X선 노광용 마스크에 대해서도 본 수법을 적용할 수 있다. 또, 검사파장으로 He-Ne 레이저(633nm)를 이용한 경우에는 I선, G선 노광용 마스크에 대해서도 적용할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 501a 패턴과 501b 패턴의 깊이를 노광마스크 제조후에 측정했지만, 501b 패턴 형성후(공정도 제10도(e))에 501b 패턴의 깊이를 측정하고, 공정도 제10도(j) 종료후에 501a 패턴의 깊이를 측정함으로써 위상차와 바이어스량을 구해도 좋다.

[실시형태 6]

제11도 및 제12도는 본 발명의 제6실시형태에 따른 노광용 마스크의 제조공정을 나타낸 단면도이다. 본 실시형태는 ArF 노광용 레벤손형 위상시프트 마스크에 관한 것으로, 개구부를 교대로 파 들어가 작성한 마스크에 관한 것이다.

먼저, 투광성 기판(601)상에 복소굴절률(2.08 - 0.81i)을 갖는 SiNxOy 차광막(602)을 막두께 180nm로 형성한다(제11도(a)). 이 때, SiNxOy막을 형성한 부분의 193nm에서의 강도투과율은 0.01%이었다.

다음에, 360nm의 광에 감광하는 레지스트를 막두께 0.7㎛로 형성하고, 레이저 묘화장치에 의해 차광막패턴을 형성한 영역 이외의 부분에 대하여 노광을 행하며, 현상함으로써 레지스트패턴(603)을 작성한다(제11도(b)).

다음에, 이 레지스트패턴을 마스크로 차광막의 에칭을 행하고(제11도(c)), 레지스트패턴을 산화제거하여 차광막패턴(602b)을 형성한다(제11도(d)). 여기에서, 제11도(e)에 나타낸 바와 같이 수은램프의 I선을 이용하여 개구부를 투과하는 측정광(605a)과 SiNxOy패턴을 투과하는 측정광(605b)과의 위상차를 측정하여 327.6도의 값을 얻었다. 또, 이 파장에서의 차광막의 투과율은 4%이었다. 또한, SiNxOy패턴의 개구부는 에칭으로 파 들어가는 영역에서 약간 넓어지도록 패턴치수를 조정했다.

이 기판에 360nm의 광에 감광하는 레지스트를 막두께 0.7㎛로 더 형성하고, 레이저 묘화장치에 의해 깊은 홈부를 형성한 영역에 대하여 노광을 행하며, 더욱이 현상함으로써 레지스트패턴(604)을 작성한다(제12도(f)). 그리고, 이 레지스트패턴을 마스크로 투광성 기판을 위상시프트량만큼 에칭을 행한다(제12도(g)).

여기에서, 본 실시형태 마스크의 본래의 노광파장보다도 장파장의 광(예컨대, 수은의 I선)을 이용하여 차광막패턴을 통과하는 광(606b)과 그 개구부(606a)를 통과하는 광과의 위상차를 측정하고(제12도(h)), 측정된 위상차가 소망치로 되는 시점에서 에칭을 정지함으로써, 기판의 파 들어간 양을 필요로 하는 위상시프터 두께로 정확하게 제어했다(제12도(i)).

이 마스크를, 수은의 I선을 이용한 위상차 측정장치에 의해 SiNxOy패턴과 파 들어간 패턴과의 위상차를 측정한 바, 406.7도이었다. 이들 값과 이전에 측정한 SiNxOy 단독의 위상시프트량 327.6도 및 365nm에서의 투광성 기판의 굴절률(1.475)로부터, 파 들어간 패턴의 깊이를 구하면,

h=365×(406.7-327.6)/{360×(1.475-1)}=169.0nm

로 된다. 이들 값으로부터 위상차(P)를 더 구하면,

P=360×169.0×(1.56-1)/193=176.5도

를 얻었다. 이들 결과로부터, 본 노광용 마스크는 소망위상차 174도에 대하여 위상차가 174±3도의 범위내이고, 또 바이어스량이 위상시프터 두께와 거의 같음을 알 수 있으며, 광학적 및 구조적인 조건이 충분히 만족되고 있음을 확인할 수 있었다. 이 실시형태에 나타낸 바와 같이 본 발명은, 어떠한 소망위상차에 대해서도 정밀도 좋게 가공하는 것을 가능하게 한다.

또한, 홈부에 대한 치수보정을 실시하지 않는 경우, 전술한 노광용 마스크에 대해 불화암모늄에 의해 석영기판의 등방적인 에칭을 더 행하여 소망하는 노광용 마스크를 작성하는 것도 가능하다.

0.13㎛ 패턴을 최소치수로 갖는 디바이스작성에 이용한 마스크에 대하여 본 노광용 마스크를 적용한 바, 전기적 특성의 변동이 적은 디바이스를 많이 작성할 수 있었다.

본 실시형태에서는 위상을 측정하는 파장으로서 수은의 I선(365nm)을 사용했지만, 이에 한정되지 않고, 노광파장보다 장파장에서 노광파장으로 이용한 차광막이 투광성을 갖도록 하는 파장이 있으면, 어떠한 파장이라도 좋다. 또한, 투광성을 갖는 영역의 투과율은 위상측정시의 정밀도가 보증되면 어떠한 값이라도 좋지만, 바람직한 값은 4% 이상이다.

또, 위상을 측정하는 차광막과 개구부는 반드시 인접해 있을 필요는 없다.

또, 본 실시형태에서는 깊이의 측정을 위상차에 의해 산출했지만, 이에 한정되지 않고, 측정한 개구부의 광학상의 왜곡, 즉 상강도가 최대로 되는 디포커스 위치와 초점위치의 차 및 임의의 광강도에서 주어지는 패턴치수차로부터 구하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시형태에서는 노광파장에 대한 차광막으로서 SiNxOy를 사용했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상술한 화합물 외에 실리콘, 게르마늄, 갈륨아세나이드, 티타늄, 알루미늄, 크롬, 납, 인듐, 니켈, 코발트, 탄탈, 하프늄, 금속실리사이드, 아모르퍼스카본, 텅스텐중 어느 것인가 1종류로 구성되거나, 혹은 이들의 산화물, 질화물, 수소화합물, 탄화물, 할로겐화물로 구성되거나, 혹은 이들의 혼합물로 구성되고, 또한 노광파장에 있어서 차광성을 가지면서 검사파장에 있어서 투광성을 갖는 막이면 어떠한 것이라도 좋다.

또, 본 실시형태에서는 ArF 노광용 마스크를 작성했지만, 이에 한정되지 않고, KrF, I선, G선 노광용 마스크, 더욱이 X선 노광용 마스크에 대해서도 적용할 수 있다. 또한, I선 또는 G선의 마스크에 있어서는 위상을 측정할 때의 이용하는 광을 본 실시형태에서 이용한 I선 대신에 I선(365nm)의 마스크에 대해서는 G선(436nm), Ar레이저의 488nm 등 I선보다 장파장의 광을, G선의 마스크에 대해서는 E선, Ar레이저의 488nm나 515nm 혹은 He-Ne(633nm) 등의 G선보다 장파장의 광을 이용하면 좋다.

[실시형태 7]

본 실시형태는 실시형태 2와 마찬가지의 수법으로 작성되고, 또한 에칭가 공후의 수정 측벽에서 생기는 상질열화(像質劣化)를 고려하여 목표위상차(깊은 홈부와 얕은 홈부간의 위상차), 목표바이어스량(얕은 쪽의 파 들어간 양과 투광성 기판의 파 들어가지 않은 영역과의 위상차)을 같이 174도로 작성한 ArF 노광용 마스크에 관한 것으로, 개구부의 교대로 파 들어간 양을 다르게 하여 작성한 마스크에 관한 것이다(제조방법은 제3도 및 제4도를 참조).

투광성 기판(201)상에 193nm에 있어서 복소굴절률(2.08 - 0.81i)을 갖는 Si NxOy 차광막(202)을 막두께 180nm로 형성한다. 이 SiNxOy막을 형성한 부분의 193nm에서의 강도투과율은 0.01%이었다. SiNxOy패턴을 형성한 후(제3도(d)), I선을 이용하여 개구부와 SiNxOy패턴과의 위상차를 측정하여 327.6도의 값을 얻었다. 더욱이, 최종공정까지 행한 노광용 마스크에 대해 I선을 이용한 위상측정장치에 의해, SiNxOy패턴과 얕게 파 들어간 패턴 및 깊게 파 들어간 패턴과의 위상차를 측정하여 각각 405.4도와 482.9도의 결과를 얻었다.

이들 값과 이전에 측정한 SiNxOy 단독의 위상시프트량 96도 및 365nm에서의 투광성 기판의 굴절률(1.475)로부터, 얕게 파 들어간 패턴과 깊게 파 들어간 패턴의 깊이를 각각 구하면,

h=365×(405.4-327.6)/{360×(1.475-1)}=166.1nm

H=365×(482.9-327.6)/{(360×(1.475-1)}=331.5nm

로 된다. 이들 값으로부터 위상차(P)를 더 구하면,

P=360×(331.5-166.1)×(1.56-1)/193=172.8도

를 얻었다. 이들 결과로부터, 본 노광용 마스크는 위상차가 174±3도의 범위내이고, 또 바이어스량이 위상시프터 두께와 거의 같음을 알 수 있으며, 광학적 및 구조적인 조건이 충분히 만족되고 있음을 확인할 수 있었다. 또, 본 실시형태에서 얻은 결과는 실시형태 1에서 나타낸 파장(633nm)을 이용한 측정결과와 다르지만, AFM에 의한 단차측정의 결과, 측정파장이 짧은 본 실시형태에서 정밀도가 높음을 알 수 있었다.

0.11㎛ 패턴을 최소치수로 갖는 디바이스작성에 이용한 마스크에 대하여 본 노광용 마스크를 적용한 바, 전기적 특성의 변동이 적은 디바이스를 많이 작성할 수 있었다.

본 실시형태에서는 위상을 측정하는 파장으로서 수은의 I선(365nm)을 사용했지만, 이에 한정되지 않고, 노광파장보다 장파장에서 노광파장으로 이용한 차광막이 투광성을 갖도록 하는 파장이 있으면 어떠한 파장이라도 좋다. 또한, 투광성을 갖는 영역의 투과율은 위상측정시의 정밀도가 보증되면 어떠한 값이라도 좋지만, 바람직한 값은 4% 이상이다.

또, 본 실시형태에서는 깊이의 측정을 위상차에 의해 산출했지만, 이에 한정되지 않고, 측정한 개구부의 광학상의 왜곡, 즉 상강도가 최대로 되는 디포커스 위치와 초점위치의 차 및 임의의 광강도에서 주어지는 패턴치수차로부터 구하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시형태에서는 노광파장에 대한 차광막으로서 SiNxOy를 사용했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상술한 화합물 외에 실리콘, 게르마늄, 갈륨아세나이드, 티타늄, 알루미늄, 크롬, 납, 인듐, 니켈, 코발트, 탄탈, 하프늄, 금속실리사이드, 아모르퍼스카본, 텅스텐중 어느 것인가 1종류로 구성되거나, 혹은 이들의 산화물, 질화물, 수소화합물, 탄화물, 할로겐화물로 구성되거나, 혹은 이들의 혼합물로 구성되고, 또한 노광파장에 있어서 차광성을 가지면서 검사파장에 있어서 투광성을 갖는 막이면 어떠한 것이라도 좋다.

또, 본 실시형태에서는 ArF 노광용 마스크를 작성했지만, 이에 한정되지 않고, KrF, I선, G선 노광용 마스크에 대하여 적용할 수 있다. 더욱이, X선 노광용 마스크에 대해서도 본 수법을 적용할 수 있다.

[실시형태 8]

본 실시형태는 실시형태 3과 마찬가지의 수법으로 작성되고, 또한 에칭가공후의 수정 측벽에서 생기는 상질열화를 고려하여 목표위상차(깊은 홈부와 얕은 홈부간에 생기는 위상차), 바이어스량(얕은 홈부와 투광성 기판의 비가공영역간에서 생기는 위상차)을 각각 174도로 작성한 KrF 노광용 마스크에 관한 것으로, 개구부의 교대로 파 들어간 양을 다르게 작성한 마스크에 관한 것이다(제조방법은 제5도 및 제6도를 참조).

먼저, 투광성 기판(301)상에 산질화크롬(CrOxNy) 차광막(302)을 막두께 170nm로 형성한다. 이 산질화크롬막을 형성한 부분의 248nm에서의 강도투과율은 0.01%이었다(제5도(a)).

다음에, 360nm의 광에 감광하는 레지스트를 막두께 0.7㎛로 형성하고, 레이저 묘화장치에 의해 차광막패턴을 형성하는 영역 이외의 부분에 대하여 노광을 행하며, 현상함으로써 레지스트패턴(303)을 작성한다(제5도(b)).

다음에, 이 레지스트패턴(303)을 마스크로 차광막의 에칭을 행하고(제5도(c)), 레지스트패턴(303)을 산화제거하여 차광막패턴(302b)을 형성한다(제5도(d)). 여기에서, 수은의 I선을 이용하여 개구부와 CrOxNy패턴과의 위상차를 측정하여 200.4도의 값을 얻었다.

이 기판에 360nm의 광에 감광하는 레지스트를 막두께 0.7㎛로 더 형성하고, 레이저 묘화장치에 의해 깊은 홈부를 형성한 영역에 대하여 노광을 행하며, 더욱이 현상함으로써 레지스트패턴(304)을 작성한다(제5도(e)).

다음에, 이 레지스트패턴(304)을 마스크로 투광성 기판(301)을 위상시프트량만큼 에칭을 행한다(제6도(f)). 이 때, 에칭량을 365nm의 파장을 이용한 위상차 측정장치에 의해 차광막(CrOxNy)과 에칭부의 위상차를 측정하여 거의 소망치(312.7도)와 같아진 시점에서 종료한다. 이 때, 실제로 얻어진 위상차(311.6도이었음)는 레지스트패턴을 산화제거하여 위상시프트패턴(301b)을 형성한다(제6도(g)).

다음에, 360nm의 광에 감광하는 레지스트를 막두께 0.7㎛로 형성하고, 레이저 묘화장치에 의해 깊은 홈부를 형성한 영역에 대하여 노광을 행하며, 게속해서 현상함으로써 레지스트패턴(305)을 작성한다(제6도(h)).

다음에, 이 레지스트패턴(305)을 마스크로 투광성 기판(301)의 에칭을 행하여 위상시프트패턴(301)을 작성한다(제6도(i)). 여기에서도 이전 정도와 마찬가지로 에칭량을 365nm의 파장을 이용한 위상차 측정장치에 의해 차광막(CrOxNy)과 얕은 홈부의 에칭부의 위상차를 측정하여 거의 소망치(312.7도)와 같아진 시점에서 종료한다. 이 때의 실제의 위상차는 312.7도를 얻을 수 있었다. 또, 이 때의 깊은 홈부와 차광막과의 위상차는 423.5도이었다. 레지스터패턴(305)을 산화제거함으로써 소망하는 노광용 마스크를 작성한다(제6도(j)).

각 홈부의 깊이를 구하기 위해, 이들 값과 이전에 측정한 산질화크롬(CrOxNy) 단독의 위상시프트량 200.4도 및 수은의 I선에서의 투광성 기판의 굴절률(1.475)로부터, 얕게 파 들어간 패턴과 깊게 파 들어간 패턴의 깊이를 각각 구하면, h=476.2nm, H=239.7nm로 되었다.

이들 값으로부터 위상차(P)를 더 구하면, P=171.7도를 얻었다. 또, 바이어스량은 174.1도이었다. 이들 결과로부터, 본 노광용 마스크는 위상차가 174±3도의 범위이고, 또 바이어스량이 위상시프터 두께와 거의 같음을 알 수 있으며, 광학적 및 구조적인 조건이 충분히 만족되고 있음을 확인할 수 있었다.

0.15㎛ 패턴을 최소치수로 갖는 디바이스작성에 이용한 마스크에 대하여 본 노광용 마스크를 적용한 바, 전기적 특성의 변동이 적은 디바이스를 많이 작성할 수 있었다.

본 실시형태에서는 위상을 측정하는 파장으로서 수은의 I선을 사용했지만, 이에 한정되지 않고, 노광파장보다 장파장에서 노광파장으로 이용한 차광막이 투광성을 갖도록 하는 파장이 있으면 어떠한 파장이라도 좋다. 또한, 투광성을 갖는 영역의 투과율은 위상측정시의 정밀도가 보증되면 어떠한 값이라도 좋지만, 바람직한 값은 4% 이상이다.

또, 본 실시형태에서는 깊이의 측정을 위상차에 의해 산출했지만, 이에 한저외지 않고, 측정한 개구부의 광학상의 왜곡, 즉 상강도가 최대로 되는 디포커스 위치와 초점위치의 차 및 임의의 광강도에서 주어지는 채턴치수차로부터 구하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시형태에서는 노장파장에 대한 차광막으로서 산질화크롬(CrOxNy)을 사용했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상술한 화합물 외에 실리콘, 게르마늄, 갈륨아세나이드, 티타늄, 알루미늄, 크롬, 납, 인듐, 니켈, 코발트, 탄탈, 하프늄, 금속실리사이드, 아모르퍼스카본, 텅스텐중 어느 것인가 1종류로 구성되거나, 혹은 이들의 산화물, 질화물, 수소화합물, 탄화물, 할로겐화물로 구성되거나, 혹은 이들의 혼합물로 구성되고, 또한 노광파장에 있어서 차광성을 가지면서 검사파장에 있어서 투광성을 갖는 막이면 어떠한 것이라도 좋다.

또, 본 실시형태에서는 KrF 노광용 마스크를 작성했지만, 이에 한정되지 않고, ArF 노광용 마스크에 대하여 적용할 수 있다. 더욱이, X선 노광용 마스크에 대해서도 본 수법을 적용할 수 있다. 또, 검사파장에 He-Ne 레이저(633nm)를 이용한 경우에는 I선, G선 노광용 마스크에 대해서도 적용할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 301a 패턴과 301b 패턴의 깊이를 노광마스크 제조후에 측정했지만, 301b 패턴 형성후(공정도 제6도(g))에 301b 패턴의 깊이를 측정하고, 공정도 제6도(j) 종료후에 301a 패턴의 깊이를 측정함으로써, 위상차와 바이어스량을 구해도 좋다.

[실시형태 9]

본 실시형태는 실시형태 4와 마찬가지의 수법으로 작성되고, 도한 에칭가공후의 수정 측벽에서 생기는 상질열화를 고려하여 목표위상차(깊은 홈부와 얕은 홈부간에 생기는 위상차)를 174도, 목표바이어스량(얕은 홈부와 투광성 기판의 비가공영역간에서 생기는 위상차)을 180도로 작성한 ArF 노광용 마스크에 관한 것으로, 개구부의 교대로 파 들어간 양을 다르게 하여 작성한 마스크에 관한 것이다(제조방법은 제7도 및 제8도를 참조).

먼저, 투광성 기판(401)상에 산화몰리브덴 실리사이드(MoSiOy) 차광막(402)을 막두께 210nm로 형성한다. 이 MoSiOy막을 형성한 부분의 193nm에서의 강도투과율은 0.01%이었다(제7도(a)).

다음에, 360nm의 광에 감광하는 레지스트를 막두께 0.7㎛로 형성하고, 레이저 묘화장치에 의해 차광막패턴을 형성한 영역 이외의 부분에 대하여 노광을 행하며, 현상함으로써 레지스트패턴(403)을 작성한다(제7도(b)).

다음에, 이 레지스트패턴(403)을 마스크로 차공막의 에칭을 행하고(제7도(c)), 레지스트패턴(403)을 산화제거하여 차광막패턴(402b)을 형성한다(제7도(d)). 여기에서, Ar레이저의 488nm를 이용하여 개구부와 MoSiOy패턴과의 위상차를 측정하여 69.3도의 값을 얻었다.

이 기판에 360nm의 광에 감광하는 레지스트를 막두께 0.7㎛로 더 형성하고, 레이저 묘화장치에 의해 깊은 홈부를 형성한 영역에 대하여 노광을 행하며, 더욱이 현상함으로써 레지스트패턴(404)을 작성한다(제7도(e)).

다음에, 이 레지스트패턴(404)을 마스크로 투광성 기판(401)을 위상시프트량만큼 에칭을 행한다. (제8도(f)). 레지스트패턴을 산화제거하여 위상시프트패턴(401a)을 형성한다(제8도(g)).

다음에, 360nm의 광에 감광하는 레지스트를 막두게 0.7㎛로 형성하고, 레이저 묘화장치에 의해 깊은 홈부를 형성한 영역에 대하여 노광을 행하며, 계속해서 현상함으로써 레지스트패턴(405)을 형성한다(제8도(h)). 그리고, 이 레지스트패턴(405)을 마스크로 투광성 기판(301)의 에칭을 행하여 위상시프트패턴(401b)을 작성한다(제8도(i)). 그리고, 레지스트패턴(405)을 산화제거함으로써 소망하는 노광용 마스크를 작성한다(제8도(j)).

이 마스크를, Ar레이저의 488nm를 이용한 위상차 측정장치에 의해 MoSiOy패턴과 얕게 파 들어간 패턴 및 깊게 파 들어간 패턴과의 위상차를 측정한 바, 각각 127.9도와 184.2도의 결과를 얻는다. 이들 값과 이전에 측정한 MoSiOy 단독의 위상시프트량 69.3도 및 488nm에서의 투광성 기판의 굴절률(1.46)로부터, 얕게 파 들어간 패턴과 깊게 파 들어간 패턴의 깊이를 각각 구하면, h=172.7nm, H=388.6nm로 되었다. 이들 값으로부터 위상차(P)를 더 구하여 P=173.3도를 얻었다. 또, 얕은 쪽의 투광성 기판의 비가공영역에 대한 위상차(바이어스량)는 180.4도이었다.

이들 결과로부터, 본 노광용 마스크는 위상차가 174±3도의 범위이고, 또 바이어스량이 180±3도의 범위에 있음을 알 수 있으며, 광학적 및 구조적인 조건이 충분히 만족되고 있음을 확인할 수 있었다.

0.18㎛ 패턴을 최소치수로 갖는 디바이스작성에 이용한 마스크에 대하여 본 노광용 마스크를 적용한 바, 전기적 특성의 변동이 적은 디바이스를 많이 작성할 수 있었다. 더욱이, 본 수법으로 얻은 노광용 마스크를 실시형태 3 기재의 디바이스에 적용한 경우 더 초점여유도를 넓게 확보할 수 있었다.

본 실시형태에서는 위상을 측정하는 파장으로서 Ar레이저의 488nm를 사용했지만, 이에 한정되지 않고, 노광파장보다 장파장에서 노광파장으로 이용한 차광막이 투광성을 갖도록 하는 파장이 있으면 어떠한 파장이라도 좋다. 또한, 투광성을 갖는 영역의 투과율은 위상측정시의 정밀도가 보증되면 어떠한 값이라도 좋지만, 바람직한 값은 4% 이상이다.

또, 본 실시형태에서는 깊이의 측정을 위상차에 의해 산출했지만, 이에 한정되지 않고, 측정한 개구부의 광학상의 왜곡, 즉 상강도가 최대로 되는 디포커스 위치와 초점위치의 차 및 임의의 광강도에서 주어지는 패턴치수차로부터 구하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시형태에서는 노광파장에 대한 차광막으로서 MoSiOy을 사용했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상술한 화합물 외에 실리콘, 게르마늄, 갈륨아세나이드, 티타늄, 알루미늄, 크롬, 납, 인듐, 니켈, 코발트, 탄탈, 하프늄, 금속실리사이드, 아모르퍼스카본, 텅스텐중 어느 것인가 1종류로 구성되거나, 혹은 이들의 산화물, 질화물, 수소화합물, 탄화물, 할로겐화물로 구성되거나, 혹은 이들의 혼합물로 구성되고, 또한 노광파장에 있어서 차광성을 가지면서 검사파장에 있어서 투광성을 갖는 막이면 어떠한 것이라도 좋다.

또, 본 실시형태에서는 KrF 노광용 마스크를 작성했지만, 이에 한정되지 않고, KrF, I선, G선 노광용 마스크에 대하여 적용할 수 있다. 더욱이, X선 노광용 마스크에 대해서도 본 수법을 적용할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 401a 패턴과 401b 패턴의 깊이를 노광마스크 제조후에 측정했지만, 401b 패턴 형성후(공정도 제8도(e))에 401b 패턴의 깊이를 측정하고, 공정도 제8도(j) 종료후에 401a 패턴의 깊이를 측정함으로써, 위상차와 바이어스량을 구해도 좋다.

[발명의 효과]

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 인접한 개구부의 파 들어간 양의 차뿐만 아니라, 각각의 파 들어간 양을 측정할 수 있는 노광용 마스크 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.

Claims (14)

1. 투광성 기판과, 이 투광성 기판상에 형성되는 것으로, 노광광을 차폐하며, 당해 노광광보다 긴 파장의 광을 투과하고 또한 700nm 이하의 적어도 일부의 파장영역의 광을 투과하도록 조성이 조정된 물질로 구성되어 있는 차광패턴 및, 상기 투광성 기판의 일부를 파 들어가 작성된 위상시프트패턴으로 이루어진 마스크패턴을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 노광용 마스크.
2. 제1항에 잇어서, 상기 차광패턴을 구성하는 물질이, 실리콘, 게르마늄, 갈륨아세나이드, 티타늄, 알루미늄, 크롬, 납, 인듐, 니켈, 코발트, 탄탈, 하프늄, 금속실리사이드, 아모르퍼스카본, 텅스텐중 어느 것인가 1종류로 구성되거나, 혹은 이들의 산화물, 질화물, 수소화합물, 탄화물, 할로겐화물로 구성되거나, 혹은 이들의 혼합물로 구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 노광용 마스크.
3. 제1항에 있어서, 상기 투광성 기판에는 2종류의 깊이로 파 들어간 홈부가 형성되고, 그 홈부의 파 들어간 양의 차이에 따라 노광광에 대하여 약 180도의 위상차를 갖는 것을 특징으로 하는 노광용 마스크.
4. 제1항에 있어서, 상기 투광성 기판에는 적어도 1종류의 깊이로 파 들어간 홈부가 형성되고, 당해 홈부의 적어도 일부를 투과하는 광이 상기 투광성 기판의 비가공영역을 투과하는 노광광에 대하여 광로길이차를 발생시키는 것을 특징으로 하는 노광용 마스크.
5. 제1항에 있어서, 상기 투광성 기판에는 적어도 2종류의 깊이로 파 들어간 홈부가 형성되고, 그 홈부의 각각의 파 들어간 양의 차와 얕은 쪽의 파 들어간 양이 거의 같은 것을 특징으로 하는 노광용 마스크.
6. 투광성 기판과, 이 투광성 기판상에 형성되고, 노광광을 차광하며, 또한 당해 노광광보다 긴 파장의 광을 투광하는 물질로 구성되어 있는 차광패턴 및, 상기 투광성 기판의 일부를 파 들어가 작성된 위상시프트패턴으로 이루어진 마스크패턴을 구비한 노광용 마스크의 제조방법에 있어서, 상기 투광성 기판의 에칭깊이를, 상기 차광성 물질이 노광광보다도 장파장의 광을 이용하여 차광패턴을 통과하는 광과 차광패턴의 개구를 투과하는 광과의 광학상 및 위상차를 측정함으로써 산출하는 것을 특징으로 하는 노광용 마스크의 제조방법.
7. 투광성 기판과, 이 투광성 기판상에 형성된 차광패턴과 상기 투광성 기판의 일부를 파 들어가 작성된 위상시프트패턴으로 이루어진 마스크패턴을 구비한 노광용 마스크의 제조방법에 있어서, 투광성 기판상에, 노광광을 차광하고 또한 노광광보다 긴 파장의 광으로 투과하는 물질로 이루어진 차광패턴을 형성하는 공정 및, 투광패턴의 개구를 레지스트에 의해 선택적으로 마스크하고, 노광광보다도 장파장의 광을 이용하여 차광패턴을 투과하는 광과 차광패턴의 개구를 통과하는 광과의 위상차를 측정하면서 차광패턴 및 레지스트를 마스크로 기판을 에칭하여 소망하는 위상차로 된 시점에서 에칭으 정지하는 공정 및, 레지스트를 제거하는 공정을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 노광용 마스크의 제조방법.
8. 투광성 기판과, 이 투광성 기판상에 형성된 차광패턴과 상기 투광성 기판의 일부를 파 들어가 작성된 위상시프트패턴으로 이루어진 마스크패턴을 구비한 노광용 마스크의 제조방법에 있어서, 투광성 기판상에, 노광광을 차광하고 또한 노광광보다 장파장영역의 광을 투광하는 물질로 이루어진 차광패턴을 형성하는 공정과, 차광패턴의 개구를 레지스트에 의해 선택적으로 마스크하고, 상기 차광성 물질이 투광성을 갖는 파장영역의 광을 이용하여 차광패턴을 투과하는 광과 차광패턴의 개구를 통과하는 광과의 위상차를 측정하면서 차광패턴 및 레지스트를 마스크로 기판을 에칭하여 소망하는 위상차로 된 시점에서 에칭을 정지하는 공정 및, 레지스트를 제거한 후, 노광광보다도 장파장의 광을 이용하여 차광패턴을 투과하는 광과 차광패턴의 개구를 투과하는 광과의 위상차를 측정하면서 차광패턴을 마스크로 기판을 에칭하여 소망하는 위상차로 된 시점에서 에칭을 정지하는 공정을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 노광용 마스크의 제조방법.
9. 제6항에 있어서, 상기 차광패턴은, 상기 투광성 기판상에 형성되고, 노광광을 차광하며, 또한 당해 노광광보다 긴 파장으로서 700nm 이하의 적어도 일부의 파장영역의 광을 투광하는 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광용 마스크의 제조방법.
10. 제6항 또는 제9항에 있어서, 상기 위상차를 측정하는 공정은, 차광성 패턴과 파 들어간 양이 다른 개개의 패턴 및 투광성 기판의 파 들어가지 않은 영역에 대하여 노광파장보다 장파장의 파장으로 행하여지고, 각각의 광로길이차와 광로길이차 측정파장, 광로길이차 측정파장에서의 투광성 기판의 굴절률, 노광파장, 노광파장에서의 투광성 기판의 굴절률로부터 개개의 패턴의 파 들어간 양, 또는 위상차를 구하는 공정인 것을 특징으로 하는 노광용 마스크의 제조방법.
11. 제7항에 있어서, 상기 차광패턴은, 상기 투광성 기판상에 형성되고, 노광광을 차광하며, 또한 당해 노광광보다 긴 파장으로서 700nm 이하의 적어도 일부의 파장영역의 광을 투광하는 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광용 마스크의 제조방법.
12. 제7항 또는 제11항에 있어서, 상기 위상차를 측정하는 공정은, 차광성 패턴과 파 들어간 양이 다른 개개의 패턴 및 투광성 기판의 파 들어가지 않은 영역에 대하여 노광파장보다 장파장의 파장으로 행하여지고, 각각의 광로길이차와 광로길이차 측정파장, 광로길이차 측정파장에서의 투광성 기판의 굴절률, 노광파장, 노광파장에서의 투광성 기판의 굴절률로부터 개개의 패턴의 파 들어간 양, 또는 위상차를 구하는 공정인 것을 특징으로 하는 노광용 마스크의 제조방법.
13. 제8항에 있어서, 상기 차광패턴은, 상기 투광성 기판상에 형성되고, 노광광을 차광하며, 또한 당해 노광광보다 긴 파장으로서 700nm 이하의 적어도 일부의 파장영역의 광을 투광하는 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광용 마스크의 제조방법.
14. 제8항 또는 제13항에 있어서, 상기 위상차를 측정하는 공정은, 차광성 패턴과 파 들어간 양이 다른 개개의 패턴 및 투광성 기판의 파 들어가지 않은 영역에 대하여 노광파장보다 장파장의 파장으로 행하여지고, 각각의 광로길이차와 광로길이차 측정파장, 광로길이차 측정파장에서의 투광성 기판의 굴절률, 노광파장, 노광파장에서의 투광성 기판의 굴절률로부터 개개의 패턴의 파 들어간 양, 또는 위상차를 구하는 공정인 것을 특징으로 하는 노광용 마스크의 제조방법.