KR100510309B1 - 위상 시프트 마스크용 블랭크스 및 위상 시프트 마스크 - Google Patents

Abstract

하프톤형의 위상 시프트 마스크의 형성에 있어서, 반응 가스 도입구(14a)와 불활성 가스 도입구(14b)를 구비하며, 각각의 가스를 분리하여 도입하고, 반응성 롱 스로우 스퍼터링법을 이용하여, 몰리브덴실리사이드계의 위상 시프터 막을 형성한다. 이에 의해, ArF 레이저 또는 KrF 레이저에 적용 가능한 하프톤형의 위상 시프트 마스크를 몰리브덴실리사이드계의 재료를 이용하여 제공할 수 있게 된다.

Description

위상 시프트 마스크용 블랭크스 및 위상 시프트 마스크{PHASE SHIFTER FILM AND PRODUCTION METHOD THEREFOR}

본 발명은 위상 시프트 마스크에 관한 것으로, 특히 노광 파장의 광을 감쇠시키는 감쇠형의 위상 시프트 마스크의 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 집적 회로에 있어서의 고 집적화 및 미세화에는 괄목한 성장이 있어 왔다. 그에 따라, 반도체 기판(이하, 간단히 웨이퍼라 칭함)상에 형성되는 회로 패턴의 미세화도 급속히 진행되고 있다.

그 중에서도, 포토리소그래피 기술이 패턴 형성에 있어서의 기본 기술로서 널리 인식되고 있는 바이다. 따라서, 현재까지 각종 개발, 개량이 이루어지고 있다. 그러나, 패턴의 미세화는 멈추지 않고, 패턴의 해상도 향상으로의 요구도 더 강해져 오고 있다.

그래서 최근, 이들 요구를 만족시키는 기술로서, 위상 시프트 마스크에 의한 위상 시프트 노광법이 제안되어 있고, 이 위상 시프트 마스크에 관련하는 기술로서, 특허 출원 평성 제 5-285327 호 공보에 개시되는 「위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법 및 그 위상 시프트 마스크를 이용한 노광 방법」(이하, 배경 기술 1이라 칭함), 일본 특허 공개 평성 제 8-74031 호공 보에 개시되는 「위상 시프트 포토마스크 블랭크스 제조 방법, 위상 시프트 포트마스크 블랭크스, 및 위상 시프트 포토 마스크」(이하, 배경 기술 2라 칭함), 및 일본 특허 공개 평성 제 8-127870 호 공보에 개시되는「질화티탄 박막 성막 방법」(이하, 배경 기술 3이라 칭함) 등을 들 수 있다.

배경 기술 1 및 2에는 몰리브덴실리사이드계의 하프톤 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법이 구체적으로 개시되어 있고, 위상 시프터 막의 성막 방식은, 직류 마그네트론(magnetron) 방전을 이용한 반응성 스퍼터가 채용되고 있다.

또한, 배경 기술 1에 있어서는, 공급 가스로서는, 불활성 가스에 Ar, 반응성 가스에 O₂ 또는 (O₂ + N₂)이 이용되고, 가스의 공급 방식으로서는, 혼합 가스 방식이 채용되고 있다.

또한, 배경 기술 2에 있어서는, 공급 가스로서는, 불활성 가스에 Ar, 반응성 가스에 NO가 이용되고, 가스의 공급 방식으로서는, 배경 기술 1과 마찬가지로, 혼합 가스 방식이 채용되고 있다.

또한, 배경 기술 3에는, 직류 마그네트론 방전에 의한 반응성의 저압 스퍼터 방법 및 그 장치가 구체적으로 개시되어 있고, 이 배경 기술 3의 목적은, 미세 구멍 내부가 양호한 매립 특성을 유지한 채로, 기판 표면상의 박막의 막 두께 분포가 균일한 질화티탄 박막 성막 방법을 제공하는 것에 있다.

이 목적을 달성하기 위해서, 배경 기술 3에 있어서는, 소위 롱 스로우 스퍼터링(long throw sputtering)법(이하, LTS법이라고 칭함)이 채용되고, Ar + N₂ 가스 분위기 하에서, 압력을 1×10^-1 Pa(7.5 ×10^-4 Torr) 이하로 유지하여, 균일한 질화티탄 박막 분포를 얻기 위해서, 혼합 가스 조성을 유량비에서, 1/8 ≤Ar/N₂ ≤1/3로 하고 있다. 또, 타겟과 기판의 거리(T/S)는 140㎜, 170㎜, 200㎜이 선택되어 있다.

그러나, 상기 배경 기술 1∼3에 나타내는 기술에 근거하여, 위상 시프트 마스크, 특히 위상 시프터 막으로서 이용되는 박막을 성막한 경우에 있어서도, 충분한 광학 특성(특히, 투과율)을 갖는 박막을 성막할 수 없다.

특히, 배경 기술 1 및 2에 근거하여 성막된 몰리브덴실리사이드계의 위상 시프터 막은 ArF 레이저 노광 파장(193㎚)에 있어서의 하프톤 위상 시프트 마스크의 투과율이 매우 작기 때문에, 실용적으로 제공할 수 없다.

또한, KrF 레이저 노광 파장(248㎚)에 있어서의 하프톤 위상 시프트 마스크의 투과율은, 8% 미만의 것만 성막할 수 있기 때문에, 실용상 문제로 되는 것이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, ArF 레이저 또는 KrF 레이저에 적용 가능한 하프톤형의 위상 시프트 마스크를 몰리브덴실리사이드계의 재료를 이용하여 제공하는 것에 있다. 또한, 이 위상 시프트 마스크에 관련하여, 그 위상 시프트 마스크를 얻기 위한 제조 방법, 또한 위상 시프터 막 및 그 제조 방법, 위상 시프트 마스크용 블랭크스 및 그 제조 방법, 그 위상 시프트 마스크를 이용한 노광 방법, 그 위상 시프트 마스크를 이용하여 제조되는 반도체 장치, 그 위상 시프트 마스크의 결함 검사 방법, 그 위상 시프트 마스크의 결함수정 방법을 제공하는 것도, 또한 목적으로 한다.

본 발명에 근거하면, 전술한 목적에 나타내는 바와 같이, ArF 레이저 또는 KrF 레이저에 적용 가능한 하프톤 위상 시프트 마스크를 몰리브덴실리사이드계의 재료로 작성할 수 있도록 하는 것에 있다. 몰리브덴실리사이드계의 재료인 경우, 배경 기술 1 또는 2에 있어서 이용되는 장치와 동일한 제조 프로세스와 제조 장치를 그대로 활용할 수 있기 때문에, 신규의 대규모인 설비 투자를 방지할 수 있다. 또한, 새로운 제조 프로세스 개발을 위한 노동력·시간·개발 비용을 절약할 수 있게 된다.

구체적으로는, LTS법, 즉 직류 마그네트론 방전에 의한 반응성 스퍼터링법에 의해 몰리브덴실리사이드계의 박막을 성막하여, 이 막을 위상 시프터 막에 적용함으로써 우수한 투과율을 갖는 박막의 성막이 가능해져, 배경 기술에 나타내는 스퍼터 방식에서는, 불가능하였던 ArF 레이저 노광용의 하프톤형의 위상 시프트 마스크의 제조가 가능하게 된다.

발명의 개시

본 발명의 주요인 구성을 상세하게 서술하면 이하와 같이 된다.

LTS법을 이용한 스퍼터링 방식에 있어서,

(ⅰ) 압력은 7.5 ×10^-4 Torr 이하,

(ⅱ) 타겟과 기판의 거리(이하, T/S 사이 거리라 칭함)가 100㎜ 이상, 바람직하게는 400㎜ 이상,

(ⅲ) 반응 가스와 불활성 가스의 유량비가 50% ≤반응 가스/불활성 가스 ≤80%이며, 바람직하게는, 반응 가스로서 N₂O, 불활성 가스로서 Ar를 이용한다.

(ⅳ) 가스의 공급 방식으로서는, 배경 기술 1∼3과 마찬가지로, 반응 가스와 불활성 가스를 혼합하여, 진공 탱크내에 공급하는 혼합 가스 공급 방식, 및 반응 가스를 기판측에 블로우(blow)하고, 불활성 가스를 스퍼터 타겟 근방에 공급하는 가스 분리 방식 중의 어느 것도 채용 가능하지만, 바람직하게는, 가스 분리 방식의 방법이 양호한 결과를 얻을 수 있다.

여기서, 가스 분리 방식을 이용하여, T/S 사이 거리를 400㎜ 이상으로 한 이유를 이하에 나타낸다.

우선, 가스 분리 방식이 바람직한 이유를 이하에 서술한다. 혼합 가스 공급방식은, 어떻게 해도 반응성 가스가 스퍼터 타겟 표면에 도달하여, 타겟의 표면을 산화시키는 작용을 갖는다. 몰리브덴실리사이드의 타겟 표면에 형성되는 몰리브덴실리사이드 산화막, 혹은, 몰리브덴실리사이드 산화질화막은, 전기적 절연성을 갖기 때문에, 반응성 가스를 소정의 값 이상 공급하면, 막의 기판으로의 퇴적 속도가 급격하게 저하하여, 성막 불능으로 된다.

하프톤형의 위상 시프터 막에서는, 높은 투과율이 요구되기 때문에, 이 반응성 가스의 공급량의 제약은, 매우 불합리인 현상이며, 이 혼합 가스 공급 방식에서는, LTS 방식의 장점을 충분히 살릴 수 없다. 물론, 배경 기술에 비교하면, 상당한 개량 결과를 얻는 것은 가능하지만, 더욱 개량이 요망된다.

다음에, T/S 사이 거리를 400㎜ 이상으로 한 이유를 이하에 나타낸다. T/S 사이 거리를 400㎜ 이상으로 하여, 가스 분리 방식을 채용하는 것에 의해, 기판과 스퍼터 타겟이 충분히 떨어저 있기 때문에, 기판을 향해서 공급한 반응성 가스 중, 스퍼터 타겟에 도달하는 양은 적어져서, 혼합 가스 공급 방식에 나타나는 전술한 문제는 방지된다.

그 때문에, 반응성 가스 비율을 높게 할 수 있게 되어, 기판에는 보다 몰리브덴실리사이드의 산화질화도가 높은 위상 시프터 막이 형성되게 되어, ArF 레이저나, KrF 레이저를 이용한 노광 파장에 있어서, 높은 투과율을 갖는 위상 시프터 막을 얻을 수 있게 된다.

T/S 사이 거리를 400㎜ 미만으로 하면, 가스 분리의 효과가 충분하지 않게 되어, 기판에 공급한 반응성 가스의 대부분이 스퍼터 타겟에 도달하여, 바람직하지 못한 작용을 미치게 된다.

스퍼터 타겟 표면의 몰리브덴실리사이드 산화질화막은 이상 방전을 일으켜, 박막 결함의 발생 원인으로도 되기 때문에, 이것을 방지하는 것은 저결함 위상 시프트 마스크를 얻는 것에도 통한다.

도 1은 LTS법이 채용된 스퍼터링 장치의 구성을 나타내는 모식도,

도 2는 ArF 레이저에 있어서의 각 샘플의 위상 시프터 막을 그 광학 특성에 근거하여, 플롯한 도면,

도 3은 KrF 레이저에 있어서의 각 샘플의 위상 시프터 막을 그 광학 특성에 근거하여, 플롯한 도면,

도 4는 본 발명에 근거한 실시예 2에 있어서의 위상 시프트 마스크의 단면 구조도,

도 5(a), 5(b) 및 5(c)는 본 발명에 근거한 위상 시프트 마스크를 이용한 경우의 마스크상의 전장 및 웨이퍼상의 전장을 나타내는 모식도,

도 6은 본 발명에 근거한 실시예 2에 있어서의 위상 시프트 마스크의 제조 방법의 제 1 제조 공정을 나타내는 단면도,

도 7은 본 발명에 근거한 실시예 2 및 3에 있어서의 위상 시프트 마스크의 제조 방법의 제 2 제조 공정을 나타내는 단면도,

도 8은 본 발명에 근거한 실시예 2 및 3에 있어서의 위상 시프트 마스크의 제조 방법의 제 3 제조 공정을 나타내는 단면도,

도 9는 본 발명에 근거한 실시예 2 및 3에 있어서의 위상 시프트 마스크의 제조 방법의 제 4 제조 공정을 나타내는 단면도,

도 10은 본 발명에 근거한 실시예 3에 있어서의 위상 시프트 마스크의 제조 방법의 제 1 제조 공정을 나타내는 단면도,

도 11은 본 발명에 근거한 실시예 4에 있어서의 위상 시프트 마스크의 제조 방법의 제 1 제조 공정을 나타내는 단면도,

도 12는 본 발명에 근거한 실시예 4에 있어서의 위상 시프트 마스크의 제조 방법의 제 2 제조 공정을 나타내는 단면도,

도 13은 본 발명에 근거한 실시예 4에 있어서의 위상 시프트 마스크의 제조 방법의 제 3 제조 공정을 나타내는 단면도,

도 14는 본 발명에 근거한 실시예 4에 있어서의 위상 시프트 마스크의 제조 방법의 제 4 제조 공정을 나타내는 단면도,

도 15는 본 발명에 근거한 실시예 4에 있어서의 위상 시프트 마스크의 제조 방법의 제 5 제조 공정을 나타내는 단면도,

도 16(a) 및 16(b)는 본 발명에 근거한 실시예 5에 있어서의 위상 시프트 마스크용 블랭크스의 단면도,

도 17(a) 및 17(b)는 본 발명에 근거한 실시예 5에 있어서의 위상 시프트 마스크용 블랭크스의 제조 방법을 나타내는 단면도,

도 18은 본 발명에 근거한 위상 시프트 마스크의 결함 수정 방법을 나타내는 단면도,

도 19는 본 발명에 근거한 위상 시프트 마스크를 이용한 노광 방법의 상태를 나타내는 모식도,

도 20은 본 발명에 근거한 위상 시프트 마스크를 이용한 노광 방법에 있어서의 초점 편차와 콘택트 홀 사이즈와의 관계를 도시하는 도면,

도 21은 종래 기술에 있어서의 포토 마스크를 이용한 노광 방법에 있어서의 초점 편차와 콘택트 홀 사이즈와의 관계를 도시하는 도면,

도 22는 본 발명에 근거한 위상 시프트 마스크를 이용한 노광 방법과 종래 기술에 있어서의 위상 시프트 마스크를 이용한 노광 방법과의 코히어런시와 초점 심도와의 관계를 비교하는 도면이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명에 근거한 각 실시예에 대해 설명한다.

(실시 형태 1)

우선, 도 1을 참조하면, LTS법을 이용하여 본 발명에 근거하는 위상 시프트막을 형성하기 위한 스퍼터링 장치에 대해 설명한다.

도 1에 나타내는 스퍼터링 장치는, LTS법이 실현 가능한 스퍼터링 장치(1000)의 구성을 나타내는 개략도이다.

이 스퍼터링 장치(500)는 저압의 진공 탱크(3)를 구비하고 있다. 진공 탱크(3)는 반응 가스 도입구(14a), 불활성 가스 도입구(14b), 및 혼합 가스 도입구(14c)를 갖는다. 또한, 2개의 진공 배기구(14d), 및 진공 배기구(14e)를 갖는다. 또한, 타겟 전극(5)과, 기판 홀더(7)를 갖는다.

진공 배기구(14d), 및 진공 배기구(14e)에는, 도시하지 않고 있지만, 진공 펌프가 접속되어 있으며, 타겟 전극(5)의 이면에는, 이중의 동심 원상으로 배치된 자석(10)을 갖는 마그네트 플레이트(9)가 마련되고, 기판 홀더(7)의 이면에는 히터(11)가 마련되어 있다. 막의 형성시에 있어서는, 타겟으로서, 몰리브덴실리사이드를 이용한다.

(실시예 1)

다음에, 몰리브덴실리사이드 산화질화막의 성막의 실시예 1로서, 구체적인 성막 조건을 하기에 나타낸다.

T/S 거리 : 400㎜

스퍼터 전류 : 1.7A∼3.2A

스퍼터 전압 : 530V∼570V

스퍼터 전력: lkW

기판 온도 : 50℃∼120℃

막 두께 : 740Å∼3300Å

스퍼터 시간 : 7min∼12min(정지 정박)

28min∼56min(회전 성막)

가스 분리 방식 : 기판에 반응 가스를 * 부착함.

타겟에는 불활성 가스를 공급함.

상기 조건 하에서, 가스 유량비(% : Ar/N₂O), 가스 유량(sccm), 압력(×1O^-4 Torr), 퇴적 속도(Å/min), 성막 방식, 가스 공급 방식을 적절히 선택하여, 성막한 샘플인 TO1∼TO9, TR3, 4, 6, TA1∼TA4를, 하기 표 1에 나타낸다.

(실시예 2)

다음에, 몰리브덴실리사이드 산화질화막 성막의 실시예 2로서, 구체적인 성막 조건을 하기에 나타낸다.

T/S 거리 : 400㎜

스퍼터 전류 : 1.7A∼3.2A

스퍼터 전압 : 530V∼570V

스퍼터 전력: lkW

기판 온도 : 50℃∼120℃

막 두께 : 740Å∼3300Å

스퍼터 시간 : 7min∼12min(정지 성막)

혼합 가스 방식 : 반응 가스와 불활성 가스를 혼합하여, 진공 탱크내에 공급함.

상기 조건 하에서, 가스 유량비(% : Ar/N₂O), 가스 유량(sccm), 압력(×1O^-4 Torr), 퇴적 속도(Å/min), 성막 방식, 가스 공급 방식을 적절히 선택하여, 성막한 샘플인 TMX1∼TMX3의 결과를 하기 표 2에 나타낸다.

(실시예 3)

다음에, 몰리브덴실리사이드 산화질화막의 성막의 실시예 3으로서, 구체적인 성막 조건을 하기에 나타낸다.

T/S 거리 : 400㎜

스퍼터 전류 : 1.92A∼2.13A

스퍼터 전압 : 465V∼524V

스퍼터 전력 : lkW

기판 온도 : 30℃∼130℃

막 두께 : 830Å∼1300Å

스퍼터 시간 : 4min∼10min(정지 성막)

가스 분리 방식 : 기판에 반응 가스를 * 부착함

타겟에는 불활성 가스를 공급함.

상기 조건 하에서, 가스 유량비(% : Ar/N₂O), 가스 유량(sccm), 압력(×1O^-4 Torr), 퇴적 속도(Å/min), 성막 방식, 가스 공급 방식을 적절히 선택하여, 성막한 샘플인 TS1∼TS4, TS6, TS7의 결과를 하기 표 3에 나타낸다.

(실시예 4)

다음에, 몰리브덴실리사이드 산화질화막 성막의 실시예 4로서, 구체적인 성막 조건을 하기에 나타낸다. 또, 본 실시예는 몰리브덴실리사이드 산화질화막을 도 7에서 설명한 바와 같이, 2층 구조로 한 것이다.

T/S 거리 : 400㎜

스퍼터 전류 : (상층) 1.91A∼1.95A

(하층) 2.05A∼2.19A

스퍼터 전압 : (상층) 515V∼526V

(하층) 454V∼495V

스퍼터 전력 :(상층 : 하층) lkW

기판 온도 : (상층 : 하층) 79℃∼139℃

전체 막 두께 : 900Å∼1100Å

스퍼터 시간 : (상층) 1.5min(정지 성막)

(하층) 3min∼7min(정지 성막)

가스 분리 방식 : 기판에 반응 가스를 * 부착함

타겟에는 불활성 가스를 공급함.

상기 조건 하에서, 가스 유량비(% : Ar/N2O), 가스 유량(sccm), 압력(×1O^-4 Torr), 퇴적 속도(Å/min), 성막 방식, 가스 공급 방식을 적절히 선택하여, 성막한 샘플인 TM1∼TM4의 결과를 하기 표 4에 나타낸다.

(실시예 5)

또한, 참고로, 실시예 5로서 배경 기술에 있어서의 몰리브덴실리사이드 산화질화막의 성막 조건을 하기에 나타낸다.

T/S 거리 : 80㎜

가스 분리 방식 : 기판에 반응 가스를 * 부착함

타겟에는 불활성 가스를 공급함.

상기 조건 하에서, 가스 유량비(% : Ar/N₂O), 가스 유량(sccm), 압력(×1O^-4 Torr), 퇴적 속도(Å/min), 성막 방식, 가스 공급 방식을 적절히 선택하여, 성막한 샘플인 Q1-1∼Q1-4, 및 Q3-1∼Q3-3의 결과를 하기 표 5에 나타낸다.

다음에, 상기 실시예 1∼4(표 1∼4)에 나타낸 각 샘플의 ArF 레이저(193㎚), KrF 레이저(248㎚), 및 i-선(365㎚)에 대한 광학 특성을 하기 표 6 「ArF 레이저(193㎚)」, 하기 표 7「KrF 레이저(248㎚)」, 및 하기 표 8「i-선(365㎚)」에 나타낸다. 또, 이 각 샘플은 모두「성막한 그 대로(as deposition)」의 상태의 것이다.

다음에, 상기 실시예 2에서 성막한 샘플 TS1∼TS4, TS6, TS7의 ArF 레이저(193㎚), KrF 레이저(248㎚), 및 i-선(365㎚)에 대한 광학 정수를 하기 표 9에 나타낸다. 또, 이 샘플은 350℃, 3hr의 열 처리를 실시한 소둔품이다.

다음에, 상기 실시예 4에서 성막한 샘플 TM1∼TM4의 ArF 레이저(193㎚), 및 검사 파장(248㎚, 365㎚)에 대한 광학 특성을 하기 표 10에 나타낸다. 또, 이 샘플은 350℃, 3hr의 열 처리를 실시한 소둔품이다.

다음에, 상기 배경 기술에 의해 성막한 샘플 Q1-1∼Q1-4의 ArF 레이저(193㎚), 및 검사 파장(365㎚)에 대한 광학 특성을 하기 표 11에 나타낸다. 또, 이 샘플은 성막한 그대로의 상태이다. 또한, 샘플 Q3-1∼Q3-3의 데이터는 얻을 수 없었다.

다음에, 상기 배경 기술에 의해 성막한 샘플 Q1-1∼Q1-4, 및 Q3-1∼Q3-3의 KrF 레이저(248㎚), 및 검사 파장(365㎚)에 대한 광학 특성을 하기 표 12에 나타낸다. 또, 이 샘플은 성막한 그대로의 상태이다.

다음에, 상기 배경 기술에 의해 성막한 샘플 Q1-1∼Q1-4, 및 Q3-1∼Q3-3의 i -선(365㎚), 및 검사 파장(365㎚)에 대한 광학 특성을 하기 표 13에 나타낸다. 또, 이 샘플은 성막 그대로의 상태이다.

다음에, 상기 성막 조건을 나타낸 표 1∼표 12의 내용에 근거하여, 몰리브덴실리사이드 산화질화막으로 이루어지는 위상 시프트막의 평가를 이하에 나타낸다.

(평가 1)

상기 실시예 1에서 나타낸 반응 가스가 분리 상태에서 도입되는 경우의 몰리브덴실리사이드 산화질화막으로 이루어지는 위상 시프트막의 평가에 대해 설명한다.

우선, 광학 정수(n-i×k)의 n 값을 횡축, k 값을 종축에 나타낸 도표에, 표 1, 표 6 및 표 7에 나타내는 샘플 TO1∼TO9, TR3, 4, 6, TA1∼TA4의 광학 특성을 플롯한 것을 도 2 및 도 3에 나타낸다. 또, 도 2는 ArF 레이저(l93㎚)에 대한 것, 도 3 KrF 레이저(248㎚)에 대한 것이다.

표 6, 표 7, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, ArF 레이저(193㎚)에 대해서는, 샘플 TO8, TR4, TA1, TA2, 및 TA4에 있어서, 투과율이 8% 이상의 높은 품질을 갖는 위상 시프트막이 얻어지고 있다.

또한, KrF 레이저(248㎚)에 대해서도, 샘플 TO6∼TO9, TA1∼TA3에 있어서, 투과율이 8% 이상의 높은 품질을 갖는 위상 시프트막이 얻어지고 있다.

(평가 2)

상기 실시예 2에서 나타낸 반응 가스가 혼합 상태에서 도입되는 경우의 몰리브덴실리사이드 산화질화막으로 이루어지는 위상 시프트막의 평가에 대해 설명한다.

평가 1과 마찬가지로, 광학 정수(n-i×k)의 n 값을 횡축, k 값을 종축에 나타낸 도표에, 표 2, 표 6 및 표 7에 나타내는 샘플 TMX1∼TMX3의 광학 특성을 플롯한 것을 도 2 및 도 3에 나타낸다. 또, 도 2는 ArF 레이저(193㎚)에 대한 것, 도 3은 KrF 레이저(248㎚)에 대한 것이다.

표 6, 표 7, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 반응 가스가 혼합 상태에서 도입되는 경우에는, 평가 1만큼 높은 품질을 갖는 위상 시프트막을 얻는 것은 할 수 없지만, ArF 레이저(193㎚)에 대해서는, 샘플 TMX3이 투과율 4.741%, KrF 레이저(248㎚)에 대해서는, 샘플 TMX3이 투과율 5.327%와, 비교적 높은 투과율의 위상 시프트막의 성막이 가능하다.

(평가 3)

상기, 실시예 3에서 나타낸 표 3, 표 9에 나타내는 샘플 TS1∼TS4, TS6, TS7에 나타내어지는 몰리브덴실리사이드 산화질화막으로 이루어지는 위상 시프트막의 평가에 대해 설명한다.

표 9에 나타내는 샘플 TS1∼TS4, TS6, TS7은 2층 구조가 채용되며, 상층에는, 흡수가 높으나 내약품성이 우수한 막, 하층에는, 흡수가 작지만 내약품성은 뒤떨어지는 막이 성막되어 있다. 2층 구조로 함으로써 검사 파장(365㎚)에서 투과율이 약 40% 미만으로 되도록 설계되어 있다. 이 원리는 배경 기술 2와 동일하다.

표 3에 나타내는 2층막의 각 층에 대한 성막 조건은 표 3에 나타내는 성막 조건 중 어느 하나를 채용하고 있다. 그 대응 관계는 표 3에 나타내는 N₂O 가스 유량과 표 4의 상층이나 하층의 N₂O 가스 유량이 동일하게 되면, 그 이의 성막 조건도 동일한 것을 의미하고 있다.

(평가 4)

상기, 실시예 4에서 나타낸 표 4, 표 10에 나타내는 샘플 TM1∼TM4, 및 표 9에 나타내는 샘플 TS1∼TS6, TS7에 나타내어지는 몰리브덴실리사이드 산화질화막으로 이루어지는 위상 시프트막의 평가에 대해 설명한다.

표 9에 나타내는 샘플 TS1∼TS6, TS7의 n 값, k 값은 표 10의 특성을 보증하는 광학 특성을 갖고 있다. 표 10은 표 4의 막 구성과 성막 조건에 의해서 형성한 2층에 대해, 350℃, 3hr의 소둔 처리를 실시한 샘플 TM1∼TM4의 광학 특성을 ArF 레이저 노광용 포토마스크용의 하프톤 위상 시프트 마스크용 블랭크스로서 적용 가능한지 여부를 보기 위해서 평가한 것이다.

표 10에 보여지는 바와 같이 ArF 노광 파장에 있어서의 위상차 175°∼180°이고, 투과율이 2%∼9%의 것이 얻어지고 있으며, 결함 검사 파장 365㎚에서도, 투과율 42.5% 미만이기 때문에, 충분히 실용적으로 제공하고 있는 것을 나타내고 있다.

(실시 형태 2)

다음에, 상기 위상 시프터 막을 구비하는 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법에 대해, 이하 설명한다. 우선, 도 4를 참조하면, 본 실시예 2에 있어서의 하프톤형의 위상 시프트 마스크의 구조에 대해 설명한다. 이 하프톤형의 위상 시프트 마스크(200)는 노광 광을 투과하는 석영으로 이루어지는 투명 기판(1)과, 이 투명 기판(1)의 주 표면상에 형성된 위상 시프트 패턴(30)을 구비하고 있다. 이 위상 시프트 패턴(30)은 투명 기판(1)이 노출하는 제 1 광 투과부(10)와, 투과하는 노광 광의 위상과 투과율이 제 1 광 투과부(10)를 투과하는 노광 광의 위상에 대해 약180°변환하고, 또한 필요한 투과율(예컨대, 1%∼40%)을 가지며, 단일의 재료로 이루어지는 제 2 광 투과부(4)로 구성되어 있다.

다음에, 도 5(a), 도 5(b), 도 5(c)를 참조하면, 상기 구조로 이루어지는 위상 시프트 마스크(200)를 통과하는 노광 광의 마스크상의 전장 및 웨이퍼상의 광 강도에 대해 설명한다.

도 5(a)를 참조하면, 전술한 위상 시프트 마스크(200)의 단면도이다. 도 5(b)를 참조하면, 마스크상의 전장은, 노광 패턴의 에지에서 위상이 반전하고 있기 때문에, 노광 패턴의 에지부에서의 전장이 반드시 0으로 된다. 따라서, 도 5(c)를 참조하면, 노광 패턴의 광 투과부(10)와 위상 시프터부(4)의 웨이퍼상에 있어서의 전장의 차이가 충분하게 되는 높은 해상도를 얻는 것이 가능해진다.

다음에, 위상 시프트 마스크(200)의 제조 방법에 대해, 위상 시프터 막으로서 몰리브덴실리사이드 산화질화막을 이용한 경우에 대해 설명한다.

도 6∼도 9는 도 3에 나타내는 위상 시프트 마스크(200)의 단면에 따른 제조공정을 나타내는 단면 구조도이다.

우선, 도 6을 참조하면, 투명 기판(1)의 위에, LTS법을 이용하여, 몰리브덴실리사이드 산화질화막으로 이루어지는 위상 시프터 막(4)을 형성한다. 여기서, 상기 표 1의 샘플 TO3과 동일한 성막 조건에서, 단층의 몰리브덴실리사이드 산화질화막으로 이루어지는 위상 시프터 막(4)을 막 두께 약 1134Å 성막한다. 이 경우, 248㎚의 파장에서, 위상 시프트량 약 180°의 위상 시프트 마스크용 블랭크스를 얻을 수 있었다. 이와 같이, 투명 기판(1)의 위에 위상 시프터 막(4)이 형성된 것을 위상 시프트 마스크용 블랭크스라고 부른다.

그 후, 이 위상 시프터 막(4)의 투과율을 안정시키기 위해서, 세정 오븐 등을 이용하여 200℃ 이상의 가열 처리를 실행한다.

이에 의해, 종래 위상 시프터 막의 성막 레지스트 도포 프로세스 등의 가열 처리(약 180℃)에 의한 투과율의 변동(0.5∼1.0%)을 방지할 수 있다.

다음에, 이 위상 시프터 막(4)의 위에, 전자빔용 레지스트막(5)(니혼제온제 : ZEP-810S(등록 상표)) 등을 막 두께 약 5000Å 형성한다. 그 후, 몰리브덴실리사이드 산화질화막은 도전성을 갖지 않기 때문에, 전자빔에 의한 노광시의 대전을 방지하기 위해서, 대전 방지막(6)(쇼와덴코제 이스페이서 100(등록 상표)) 등을 약 100Å 형성한다.

다음에, 도 7을 참조하면, 전자빔용 레지스트막(5)에, 전자빔을 노광하여 대전 방지막(6)을 물 세정에 의해 제거한다. 그 후, 레지스트막(5)을 현상하는 것에 의해, 소정의 레지스트 패턴을 갖는 레지스트막(5)을 형성한다.

다음에, 도 8을 참조하면, 상기 레지스트막(5)을 마스크로 하여, 위상 시프터 막(4)의 에칭을 실행한다. 이 때의 에칭 장치는 평행 평판형의 RF 이온 에칭 장치를 이용하고, 전극 기판간 거리를 60㎜, 작동 압력 0.3 Torr, 반응 가스 CF₄ + O₂를 이용하여 각각의 유량을 약 95sccm 및 약 5sccm에 의해, 에칭 시간 약 11분에 의해 에칭을 실행한다.

다음에, 도 9를 참조하여, 레지스트막(5)을 제거한다. 이상으로부터, 본 실시 형태 2에 있어서의 위상 시프트 마스크가 완성된다.

(실시 형태 3)

다음에, 상기 표 4에 나타내는 샘플 TM3와 동일 성막 조건에서 ArF 레이저 노광용 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크스를 작성한 경우에 대해 설명한다.

도 10을 참조하면, 표 4의 TM3의 성막 조건에서 번호 6025 석영 기판상에, 막 두께 약 818Å의 몰리브덴실리사이드 산화질화막으로 이루어지는 하층 위상 시프터 막(4L)을 형성한다.

그 후, 이 하층 위상 시프터 막(4L) 위에, 막 두께 약 300Å의 몰리브덴실리사이드 산화질화막으로 이루어지는 상층 위상 시프터 막(4U)을 형성한다. 이 하층 위상 시프터 막(4L) 및 상층 위상 시프터 막(4U)에 의해 위상 시프터 막(4)을 구성한다.

다음에, 이 2층 구조로 이루어지는 위상 시프터 막(4)에 대해, 대기 중에서 350℃, 3hr의 소둔 처리를 하여, 위상 시프트 마스크 블랭크스를 완성시킨다.

이렇게 하여 얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크스의 광학 특성은, 표 10의 샘플 TM3에 대응하고, 193㎚의 파장에서, 투과율 약 6%, 위상차 약 180℃이었다.

위상차의 평가는, 레이저 테크사제의 ArF 파장용 위상차계와, 광학 정수로부터의 계산에 의해서 실행하였다. 결함 검사 파장 365㎚에 있어서의 투과율은 36% 이었다.

얻어진 ArF 레이저 노광용 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크스를 이용하여, 전술한 실시예 1과 마찬가지의 단계에 의해, 위상 시프터 막(4)에 소정의 패턴이 형성된다. 또한, 위상 시프트 막의 평가는 상기(평가 3)와 동일한 평가가 얻어진다.

또, 상기 실시예 1∼3에 있어서는, T/S 사이 거리가 400㎜의 경우에 대해 설명하고 있지만, 적용 분야에 따라서는, 100㎜∼600㎜의 범위에서 적용 가능하다.

또한, 상기 실시예 1∼3에 있어서는, 반응 가스로서 N₂O를 사용하고 있지만, NO, N₂ + O₂, 또는 이들의 혼합 가스를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 불활성 가스로서 Ar를 사용하고 있지만, 그 밖의 불활성 가스(주기율표 0족에 속하는 가스) He, Ne, Kr 등을 이용하는 것도 가능하다.

또한, 상기 각 실시예에 있어서는, LTS법을 몰리브덴실리사이드계 하프톤 위상 시프프 막에 적용하였지만, 다른 하프톤 위상 시프터 막의 재료로서, CrFx 등의 금속 불화물, ZrSiOx 등의 금속 실리사이드 산화물, ZrSiOxNy 등의 금속 실리사이드 산질화물을 들 수 있다.

(실시 형태 4)

다음에, 본 발명에 근거한 실시예 4에 대해 설명한다. 본 실시예 3은 위상 시프트 마스크의 제조 공정에서, 위상 시프터 막 위에 전자빔 또는 레이저 광에 의한 노광시의 대전 방지를 위한 금속 막을 형성하도록 한 것이다.

이하, 도 11∼도 15를 참조하여, 위상 시프터 막 제조 공정에 대해 설명한다. 도 11∼도 15는 도 1에 나타내는 위상 시프트 마스크의 단면 구조에 대응하는 단면 구조도이다.

우선, 도 11을 참조하면, 투명 기판(1) 위에, 실시예 1 또는 실시예 2와 마찬가지로 몰리브덴실리사이드의 산화질화막으로 이루어지는 위상 시프터 막(4)을 형성한다.

그 후, 이 위상 시프터 막(4) 위에, 막 두께 약 100∼500Å 정도의 대전 방지막(6)을 형성한다. 이 대전 방지막(6)의 막질로서는, 위상 시프터 막의 막질이 Mo계이기 때문에 몰리브덴 막을 형성한다. 이것은 전술한 방법에 의해서 형성된다, 몰리브덴실리사이드의 산화질화물로 이루어지는 위상 시프터 막(4)이 도전성을 갖지 않기 때문이다. 그 후, 이 대전 방지막(6) 위에, 전자선용 레지스트막(5)을 막 두께 약 5000Å 형성한다.

다음에, 도 12를 참조하여, 전자빔용 레지스트막(5)의 소정 부분에, 전자빔을 노광하고, 현상하는 것에 의해, 소망하는 레지스트 패턴을 갖는 레지스트막(5)을 형성한다.

다음에, 도 13을 참조하여, 대전 방지막(6)이 Mo계인 경우에는 전자빔용 레지스트막(5)을 마스크로 해서, 대전 방지막(6) 및 위상 시프터 막(4)을 CF₄ + O₂가스를 이용하여, 건식 에칭에 의해 연속적으로 에칭한다.

다음에, 도 14를 참조하면, O₂ 플라즈마 등을 이용하여, 레지스트막(5)을 제거한다. 그 후, 도 15를 참조하여, 에칭액(초산 제 2 세륨 암모늄/과염소산 혼합액) 등을 이용하여, 정전 방지막(6)을 에칭하여 제거한다.

이에 의해, 위상 시프트 마스크가 완성된다.

또, 상기 위상 시프트 마스크의 에칭에 있어서, 위상 시프트 마스크가 MoSi 계인 경우에는, 몰리브덴막으로 이루어지는 대전 방지막을 형성하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 위상 시프트 마스크가 Cr계에 대해, 대전 방지막으로서 MoSi막을 이용하더라도 무방하고, 또한 Mo계의 위상 시프터 막에 대해, Cr계의 대전 방지막을 이용하도록 하더라도 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 위상 시프트 마스크의 제조 공정시에, 몰리브덴막을 마련하는 것에 의해, 전자선 노광시의 대전 방지를 도모하는 것이 가능해지고, 또한 광학식 위치 검출기의 광 반사막으로서의 역할하는 것이 가능해진다.

또, 본 실시예에 있어서는, 대전 방지막으로서 몰리브덴막을 이용하였지만, 마찬가지의 효과가 얻어지는 금속 막, 예를 들면 W, Ta, Ti, Si, A1 등이나 이들의 합금으로 이루어지는 막이라도 무방하다.

(실시 형태 5)

상기 실시 형태에 이용되는 위상 시프트 마스크용 블랭크스의 구조에 대해, 실시예 5로서, 이하 도면을 참조하면서 설명한다.

상기 실시예에 이용되는 위상 시프트 마스크용 블랭크스의 구조는, 도 16(a) 및 도 16(b)에 나타내는 두 가지의 구조를 들 수 있다. 도 16(a)에 나타내는 구조는, 투명 기판(1) 위에 위상 시프터 막(4)이 형성된 것이고, 도 16(b)에 나타내는 구조는, 투명 기판(1) 위에 위상 시프터 막(4)이 형성되며, 또한 이 위상 시프터 막(4) 위에, 금속막(6)이 형성되어 있는 것이다.

이들 위상 시프트 마스크용 블랭크스를 이용하여, 위상 시프트 마스크를 작성하는 경우, 레지스트막(4)을 노광하는 묘화 장치에 의해서는, 그 작성 순서가 상이하다. 예를 들면, (1) 전자빔을 사용하여 레지스트막을 노광하는 경우, (2) 레이저를 사용하여 레지스트막을 노광하는 경우에는, 작성 순서가 상이하다.

(1) 전자빔을 사용하여 레지스트막을 노광하는 경우

우선, 전자빔을 사용하여 레지스트막을 노광하는 경우에 대해, 도 17(a) 및 도 17(b)를 참조하여 설명한다.

전자빔을 사용하여 레지스트막을 노광하는 경우, 가속 전압이 10keV와 2 OkeV 이상인 경우에도, 작성 순서가 상이하다.

(ⅰ) 10keV의 경우

도 17(a)에 도시하는 바와 같이 투명 기판(1) 위에, 위상 시프트막(4)이 형성되고, 이 위상 시프트막(4) 위에 레지스트막(5)이 형성되며, 이 레지스트막(5) 위에 도전성 고분자로 이루어지는 대전 방지막(6)이 형성된다.

다음에, 전자빔에 의해, 레지스트막(5)의 노광이 행해진다. 그 후, 물 세정에 의해, 대전 방지막(6)이 제거된다.

다음에, 레지스트막(5)이 현상된다. 그 후, 위상 시프터 막의 에칭이 실행된다. 그 후, 레지스트막이 제거된다.

또는, 도 17(b)에 도시하는 바와 같이 투명 기판(1) 위에, 위상 시프트막(4)이 형성되고, 이 위상 시프트막(4) 위에 금속막(6b)이 형성되며, 이 금속막(6b) 위에 레지스트막(5)이 형성되고, 이 레지스트막(5) 위에 도전성 고분자로 이루어지는 대전 방지막(6a)이 형성된다.

다음에, 전자빔에 의해, 레지스트막(5)의 노광이 행해진다. 그 후, 물 세정에 의해, 대전 방지막(6)이 제거된다.

다음에, 레지스트막(5)이 현상된다. 그 후, 금속막(6b)의 에칭이 실행된다.

다음에, 위상 시프터 막의 에칭이 실행된다. 그 후, 레지스트막이 제거된다. 그 후, 금속막이 제거된다.

또는, 도 17(b)에 나타내는 경우에 있어서, 레지스트막이 제거된 후에, 발전 적 제조 방법으로서, 이하의 제조 방법을 채용할 수도 있다.

레지스트막이 제거된 후에, 레지스트막을 형성한다. 그 후, 이 레지스트막 위에, 도전막을 형성한다.

다음에, 전자빔에 의해, 레지스트막을 노광한다(기판의 노광시에, 광을 투과시키고 싶지 않은 부분에 레지스트를 남김).

다음에, 물 세정에 의해 대전 방지막을 제거한다. 그 후, 레지스트막을 현상한다. 그 후, 금속막의 에칭을 실행한다. 그 후, 레지스트막의 제거를 실행한다.

(ⅱ) 20keV 이상의 경우

도 17(a)에 나타내는 위상 시프트 마스크용 블랭크스 구조의 경우, 상기 10keV의 경우와 마찬가지의 순서에 의해, 위상 시프트 마스크가 형성된다.

또한, 도 17(b)에 나타내는 위상 시프트 마스크용 블랭크스 구조의 경우에는, 금속막(6b)이 대전 방지막으로서 기능하기 때문에, 도전성 고분자로 이루어지는 대전 방지막(6a)의 형성이 불필요하게 된다. 단, 상기 발전적 제조 방법의 경우에는, 도전성 고분자로 이루어지는 대전 방지막(6a)은 필요하다.

(2) 레이저를 사용하여 레지스트막을 노광하는 경우

도 17(a)에 나타내는 위상 시프트 마스크용 블랭크스 구조의 경우에는, 도전성 고분자로 이루어지는 대전 방지막(6)의 형성은 불필요하다.

도 17(b)에 나타내는 위상 시프트 마스크용 블랭크스 구조의 경우에는, 도전성 고분자로 이루어지는 대전 방지막(6b)의 형성은 불필요하다. 또한, 이 경우에는, 상기 발전적 제조 방법의 경우에 있어서도, 대전 방지막(6)의 형성은 불필요하다.

(실시 형태 6)

다음에, 상기 실시예 1∼실시예 5에 있어서의 위상 시프트 마스크에서, 도 18에 도시하는 바와 같이 잔여 결함(흑 결함)(50)이나 핀홀 결함(백 결함)(51)이 발생한 경우의 결함 검사 방법 및 결함 수정 방법에 대해 설명한다.

우선, 제작한 위상 시프트 마스크에 대해, 광 투과형 결함 검사 장치(KLA사제 239 HR형)를 이용하여, 칩 비교 방식의 결함 검사를 실행한다.

이 결함 검사 장치는 수은 램프를 광원으로 하는 광으로 검사를 실행한다.

검사 결과, 패턴이 에칭되어야 할 곳에 위상 시프터 막이 남는 잔여 결함과, 위상 시프터 막이 남아야 하는 곳이 핀홀이나 결함의 형상이 아니게 되는 핀홀 결함을 검출한다.

다음에, 이들의 결함을 수정한다. 잔여 결함에 관해서는, 종래의 포토마스크에 이해 이용되고 있다. YAG 레이저에 의한 레이저 블로우 수정 장치를 이용하여 실행한다.

또한, 다른 방법으로서, FIB에 의한 스퍼터 에칭의 가스 도입에 의한 어시스트 에칭에 의해서도 제거할 수 있다.

또한, 상기에 있어서의 결함 검사 장치는 수은 램프를 광원으로 하는 광으로 검사를 실행하고 있지만, 레이저를 광원으로 하는 광으로 검사를 실행하는 경우에도 마찬가지의 방법에 의해 잔여 결함의 수정을 실행할 수 있다.

다음에, 핀홀 결함에 관해서는, 종래의 포토 마스크에 이용되고 있는 FIB 어시스트 디포지션 방법에 의한 카본계막(52)의 디포지션에 의해, 핀홀 결함 부분을 매립하는 수정을 실행한다.

이렇게 하여, 수정된 위상 시프트 마스크를 세정한 경우에 있어서도, 카본계막(52)이 벗겨지지 않고, 양호한 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.

다음에, 전술한 위상 시프트 마스크를 이용한 노광 방법에 대해 설명한다.

이 위상 시프트 마스크를 이용한 경우, 위상 시프터 막의 막 두께는, 표 6∼표 8의 막 두께 치수(ds)로 나타내어지는 바와 같이, 약 680Å∼2600Å 정도의 막 두께로 형성되어 있다. 이 때문에, 종래의 위상 시프터 막의 막 두께보다도 약 절반 정도로 형성되어 있기 때문에, 도 19에 도시하는 바와 같이 노광 광에 포함되는 사선 성분의 노광 광에 대해서도, 180°의 위상차를 인가하는 것이 가능해진다.

그 결과, 도 20에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 0.25㎛의 콘택트 홀을 개구하고자 한 경우, 1.2㎛의 초점 편차를 허용하는 것이 가능해진다. 또한, 종래 이용되고 있는 포토마스크의 경우, 도 21에 도시하는 바와 같이, 동일한 0.25㎛의 콘택트 홀을 개구하는 경우에는, 0.6㎛의 초점 편차만 허용할 수 있었다.

또한, 코히어런시가 0.3∼0.7, 바람직하게는 0.6∼0.7의 노광 장치에 있어서는, 도 22에 도시하는 바와 같이 초점 심도를 종래의 포토 마스크에 비교하여 크게 향상시키는 것이 가능해진다.

또, 도 20∼도 22는 5 : 1의 축소 투영 노광 장치를 이용한 경우에 대한 결과를 나타내고 있지만, 축소 배율이 4 : 1, 2.5 : 1의 축소 투영 노광 장치나 1 : 1의 투영 노광 장치를 이용하더라도 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다. 또한, 투영 노광 장치에 한정하지 않고, 밀착 노광, 프록시미티 노광을 이용해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한 상기 노광 방법은 g선, i선, KrF 레이저 등 중 어느 것을 이용해도 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.

이상, 본 실시예에 있어서의 위상 시프트 마스크를 이용한 노광 방법에 의하면, 노광 불량의 발생을 방지하는 것이 가능해지기 때문에, 반도체 장치의 제조 공정에 있어서의 양품율 향상을 도모하는 것이 가능해진다. 이 노광 방법은 64M, 128M, 256M, lG의 DRAM, SRAM, 플래쉬 메모리, ASIC, 마이크로컴퓨터, GaAs 등의 반도체 장치의 제조 공정에서 유효하게 이용할 수 있고, 또한 단체의 반도체 장치나, 액정 디스플레이의 제조 공정에서도 충분하게 이용하는 것이 가능해진다.

또, 금번 개시한 실시예는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아닌 것으로 간주되어야 한다. 본 발명의 기술적 범위는 상기한 설명이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 획정되며, 특허 청구 범위와 균등한 의미 및 범위내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

이상, 본 발명에 근거한 위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법 등에 의하면, ArF 레이저 노광 파장(l93㎚)이나, KrF 레이저 노광 파장(248㎚)에 있어서 높은 투과율이 얻어진다. 또한, 낮은 결함의 하프톤 위상 시프트 마스크가 얻어진다. 이것은 LTS 방식을 채용한 저압 스퍼터 성막이기 때문에, 활성 가스나 반응 가스의 밀도가 낮게 되기 때문에, 스퍼터 타겟으로부터 스퍼터되는 몰리브덴실리사이드의 입자가 직진성이 양호하게 기판에 도달하여, 밀도가 높은 막, 즉 굴절율이 높은 막이 얻어진다.

또한, L/S 거리가 충분히 크기 때문에, 반응성 가스가 스퍼터 타겟에 도달하는 효과가 작게 되어 타겟의 산질화가 적어지고, 마스크의 파티클, 핀홀 등의 결함 발생 요인의 하나를 방지할 수 있다.

또한, 반응성 가스를 많이 공급하더라도, 스퍼터 타겟에 남겨져 도달하지 않기 때문에, 기판에 있어서 충분하게 산질화가 행해져서, 높은 투과율의 막을 얻을 수 있게 된다.

본 발명은 위상 시프트 마스크에 관한 것으로, 특히, 노광 파장의 광을 감쇠시키는 감쇠형의 위상 시프트 마스크의 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이며, ArF 레이저 또는 KrF 레이저에 적용 가능한 하프톤형의 위상 시프트 마스크를 몰리브덴실리사이드계의 재료를 이용하여 제공한다. 또한, 이 위상 시프트 마스크에 관련하여, 그 위상 시프트 마스크를 얻기 위한 제조 방법, 또한 위상 시프터 막 및 그 제조 방법, 위상 시프트 마스크용 블랭크스 및 그 제조 방법, 그 위상 시프트 마스크를 이용한 노광 방법, 그 위상 시프트 마스크를 이용하여 제조되는 반도체 장치, 그 위상 시프트 마스크의 결함 검사 방법, 그 위상 시프트 마스크의 결함 수정 방법을 제공한다.

Claims (65)

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16. 투명 기판과, 이 투명 기판 상에 마련되는 위상 시프터 막을 구비한 위상 시프트 마스크용 블랭크스로서,

    상기 위상 시프터 막은 반응성 롱 스로우 스퍼터링 장치를 이용하여 형성된 막이며,

    상기 반응성 롱 스로우 스퍼터링 장치는 반응 가스와 불활성 가스를 각각 분리하여 도입하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크용 블랭크스.
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20. 투명 기판과, 이 투명 기판 상에 마련되는 위상 시프터 막을 구비한 위상 시프트 마스크용 블랭크스로서,

    상기 위상 시프터 막은 반응성 롱 스로우 스퍼터링 장치를 이용하여 형성된 막이며,

    상기 위상 시프터 막은 200℃ 이상의 열처리가 실시되어 있는 위상 시프트 마스크용 블랭크스.
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39. 투명 기판과, 이 투명 기판 상에 마련되며, 소정의 노광 패턴을 갖는 위상

    시프터 막을 구비한 위상 시프트 마스크로서,

    상기 위상 시프터 막은 반응성 롱 스로우 스퍼터링 장치를 이용하여 형성된 막이며,

    상기 반응성 롱 스로우 스퍼터링 장치는 반응 가스와 불활성 가스를 각각 분리하여 도입하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
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43. 투명 기판과, 이 투명 기판 상에 마련되며, 소정의 노광 패턴을 갖는 위상

    시프터 막을 구비한 위상 시프트 마스크로서,

    상기 위상 시프터 막은 반응성 롱 스로우 스퍼터링 장치를 이용하여 형성된 막이며,

    상기 위상 시프터 막은 200℃ 이상의 열처리가 실시되어 있는 위상 시프트 마스크.
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