KR101123181B1 - 위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크 및 패턴전사 방법 - Google Patents
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Abstract
기판상에 위상 시프트 다층막을 구비하는 위상 시프트 마스크 블랭크로서, 상기 위상 시프트 다층막이, 적어도 1층의 광흡수 기능 막과, 적어도 1층의 위상 시프트 기능 막으로 이루어지고, 상기 광흡수 기능 막은 파장 157nm로부터 260nm를 향함에 따라 증가하는 소광계수(k)를 가지고 있고, 그리고, 15nm이하인 두께를 가지고 있다. 위상 시프트 마스크 블랭크는 투과율의 파장 의존성이 작고, 또한 단일 드라이 에칭 가스로 가공 가능하다.
기판, 위상 시프트 마스크, 위상 시프트 다층막, 광흡수 기능 막, 투과율, 드라이 에칭 가스, 노광 파장, 검사 파장, 패턴 전사방법,
Description
도 1은 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 구조의 제1실시예를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 구조의 제2실시예를 나타내고, 위상 시프트 다층막의 광흡수 기능 막이 1층이며, 광흡수 기능 막이 기판에 인접해서 설치되어 있는 것의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 구조의 제3실시예를 나타내고, 1층의 광흡수 기능 막이 기판에 인접하지 않고 설치되어 있는 것의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 구조의 제4실시예를 나타내고, 광흡수 기능 막이 2층이며, 상기 2층의 광흡수 기능 막중의 한층이 기판에 인접해서 설치되어 있는 것의 단면도이다.
도 5는 Mo 및 Si의 투과율대 파장을 도시하는 그래프이다.
도 6은 크롬계 차광막을 설치한 위상 시프트 마스크 블랭크의 단면도이다.
도 7은 크롬계 차광막 및 크롬계 반사방지막을 설치한 위상 시프트 마스크 블랭크의 단면도이다.
도 8은 크롬계 반사방지막 및 크롬계 차광막을 설치한 위상 시프트 마스크 블랭크의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 위상 시프트 마스크의 1 예를 나타내는 단면도이다.
도 10은 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 설명하는 단면도이고, 도 10(a)는 레지스트 막을 형성한 마스크 블랭크를 도시하고, 도 10(b)는 레지스트 막을 패터닝한 후의 구조를 도시하고, 도 10(c)는 에칭을 실시한 후의 구조를 도시하고, 도 10(d)는 레지스트 막을 제거한 후의 구조를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 위상 시프트 마스크의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 12는 MoZrSi계의 불포화 금속 화합물막의 소광계수(k)의 파장 의존성을 도시하는 그래프이다.
도 13은 실시예 및 비교예에서 이용한 직류 스퍼터 장치의 개략도이다.
도 14는 실시예1～3의 위상 시프트 마스크 블랭크의 투과율 및 반사율의 파장 의존성을 도시하는 그래프이다.
도 15는 비교예1의 위상 시프트 마스크 블랭크의 투과율 및 반사율의 파장 의존성을 도시하는 그래프이다.
도 16(a) 및 도 16(b)는 하프톤형 위상 시프트 마스크의 작동 원리를 설명하는 도면이며, 도 16(b)는 도 16(a)의 X부의 부분확대도이다.
도 17은 종래의 위상 시프트 마스크 블랭크의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 18은 도 17의 블랭크로부터 만들어진 종래의 위상 시프트 마스크의 구조를 도시하는 단면도이다.
본 발명은, 반도체 집적회로 등의 제조등에 이용할 수 있는 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크, 특히, 노광 파장의 광을 감쇄시키는 하프톤형(halftone type)의 위상 시프트 마스크, 이 마스크가 얻어지는 위상 시프트 마스크 블랭크,및 패턴 전사 방법에 관한 것이다.
IC, LSI 또는 VLSI 등의 반도체 집적회로의 제조를 포함하는, 광범위한 용도에 이용되고 있는, 포토마스크는, 기본적으로는 투광성 기판상에 크롬을 주성분으로 하는 차광막을 가지는 포토마스크 블랭크로부터 준비되고, 이 차광막에, 포토리소그래피법을 응용해서 자외선이나 전자선 등을 사용 함으로써, 소정의 패턴을 형성한 것이다. 최근에는 반도체 집적회로의 고집적화 등의 시장요구에 따라 패턴의 미세화가 급속히 진전되고있다. 이에 대하여 노광 파장의 단파장화를 도모함으로써 대응해 왔다.
그러나, 노광 파장의 단파장화는 해상도를 개선하는 반면, 초점 심도의 감소를 초래한다. 이것은 프로세스의 안정성이 저하하고, 제품의 제품 비율에 악영향을 미친다. 이러한 문제에 대하여 유효한 패턴 전사법의 하나로서 위상 시프트법이 있다. 미세 패턴을 전사하기 위한 마스크로서 위상 시프트 마스크가 사용되고 있다.
도 16(a) 및 도 16(b)를 참조하면, 이 위상 시프트 마스크, 특히 하프톤형 위상 시프트 마스크는, 기판(1)과 기판(1)상에 위상 시프트 막(2')을 포함하고 있다. 마스크는 기판 위에 패턴 부분을 형성하고 있는 위상 시프터부(2a)와, 위상 시프터부(2a)가 존재하지 않는 기판(1)이 노출되어 있는 기판 노출부(1a)로부터 이루어진다. 기판 노출부(1a)에 의해 전사된 광과 위상 시프터부(2a)에 의해 전사된 광 사이에 약 180°의 위상차가 있다. 패턴 경계부분의 광의 간섭에 의해, 간섭한 경계부분에서 광 강도는 제로가 되고, 전사 상의 콘트라스트를 향상 시킬 수 있다. 또한 위상 시프트법을 사용함으로써, 필요한 해상도를 얻기 위한 초점 심도를 증대시키는 것이 가능하다. 이것은 크롬 막 등으로부터 이루어지는 일반적인 차광 패턴을 가지는 종래의 마스크와 비교하여, 해상도의 개선과 노광 프로세스의 마진을 향상시키는 것이 가능하다.
상기 위상 시프트 마스크는, 위상 시프터부의 광투과 특성에 의해, 완전투과형 위상 시프트 마스크와 하프톤형 위상 시프트 마스크로 실용적으로 대별 할 수 있다.
완전투과형 위상 시프트 마스크는, 위상 시프터부의 광투과율이 기판 노출부와 동등하기 때문에, 노광 파장에 대하여 투명한 마스크이다. 하프톤형 위상 시프트 마스크는, 위상 시프터부의 광투과율이 기판 노출부의 수%～몇십% 정도의 것이다.
도 17 및 도 18은 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크, 그리고 하프톤형 위상 시프트 마스크의 기본적인 구조를 각각 도시한다. 도 17에 도시된 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크은 기판(1)의 거의 전체 면에 하프톤 위상 시프트 막(2')을 형성한 것이다. 또한 도 18의 하프톤형 위상 시프트 마스크는, 위상 시프트 막(2')을 패턴화한 것으로, 기판(1)상의 패턴 부분을 형성하는 위상 시프터부(2a), 그리고 위상 시프터부가 존재하지 않는 기판 노출부(1a)로부터 이루어진다. 위상 시프터부(2a)를 투과한 광은 기판 노출부(1a)를 통과한 광에 대하여 위상이 시프트 된다. 위상 시프터부(2a)의 투과율은 피전사 기판상의 레지스트에 대하여는 감광하지 않는 광 강도로 설정된다. 따라서 위상 시프터부(2a)는 노광 광을 실질적으로 차단하는 차광 기능을 가진다.
하프톤형 위상 시프트 마스크로서는, 구조가 간단해서 제조가 용이한 단층형의 하프톤형 위상 시프트 마스크를 포함한다. 이러한 종래의 단층형의 하프톤형 위상 시프트 마스크로서는, MoSiO, MoSiON등의 MoSi계의 재료로부터 이루어지는 위상 시프터부를 가지는 것으로, 일본국 특개평7?140635호 공보에 개시되어 있다.
하프톤형 위상 시프트 마스크는, 간편하게 고해상도를 얻기 위한 유효한 수단이지만, 마스크를 사용해서 노광을 실시하는 파장(노광 파장)과 마스크 자체의 결함등을 검사하는 파장(검사 파장)의 차이로부터 다음과 같은 문제가 지적되고 있다.
하프톤형 위상 시프트 마스크에 일반적으로 사용되는 금속과 규소의 산화 질화물 막은, 조사되는 광의 파장이 긴 만큼 투과율이 높아지는 성질을 가진다. 또한 노광 파장과 검사 파장을 비교하면 검사 파장쪽이 긴 경우가 일반적이다. 노광 파장 193nm의 ArF 엑시머(excimer) 레이저용 마스크의 경우, 그 결함검사기에서 사용되는 파장은, 노광 파장인 193nm보다도 장파장의 260nm부근 특히, 266nm정도가 일반적이다. 또한 결함검사기에서는, 기판 노출부와 위상 시프터부와의 사이에 콘트라스트가 없으면 검사 할 수 없다. 그때문에 검사 파장에 대한 위상 시프터부의 투과율이 50%를 넘으면, 기판 노출부와의 투과율의 차이가 작아져, 검사에 충분한 콘트라스트가 얻기 어려워지고, 충분한 정밀도로 결함검사를 할 수 없다. 상기와 같은 검사 파장과 노광 파장과의 차이에 의한 문제는, 투과율뿐만 아니라 반사율에 있어서도 문제가 된다.
이렇게, 하프톤형 위상 시프트 마스크는, 투과율, 반사율의 파장 의존성이 작은 것이 바람직하다. 이 문제를 해결하는 방법으로서, 위상 시프트 막을 다층화하고, 위상 시프트 기능을 가지는 투명막(산화막 등이 사용된다)과 광흡수 기능을 가지는 금속막을 조합한 구조가 검토되고 있다. 그러나, 이 구성의 종래의 위상 시프트 막은, 위상 시프트 기능을 가지는 투명막과 광흡수 기능막을 가지는 금속막의 드라이 에칭 특성이 대폭 다르다. 마스크 제조에 있어서, 복수의 에칭 가스를 조합한 에칭 프로세스가 필요하게 되고, 마스크 제조 코스트의 증가(설비의 고액화, 공정수 증가, 제품 비율의 저하 등)가 문제가 된다.
또한, 다층구조의 하프톤 위상 시프트 막에서는, 투과율과 반사율의 양쪽의 파장 의존성을 동시에 작게 하는 것이 불가능하다는 문제를 가지고 있다. 또한 위상 시프트 기능을 가지는 투명막과 광흡수 기능을 가지는 금속막을 조합한 구조에서는, 레이저에 의한 결함수정기를 사용했을 경우, 광흡수 기능을 가지는 막에만 레이저의 에너지가 집중하고, 만족한 수정을 행할 수 없다.
본 발명의 목적은, 투과율의 파장 의존성이 작고, 단일 드라이 에칭 가스로 가공 가능한 위상 시프트 마스크 블랭크; 그것을 이용한 위상 시프트 마스크; 및 패턴 전사 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자는, 기판상에 위상 시프트 다층막을 구비하는 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트 다층막에 관해서, 적어도 1층의 금속, 또는 금속과 규소, 또는 금속 혹은 금속과 규소를 구성 원소로 하는 산화물, 질화물, 탄화물, 산화 질화물, 산화 질화 탄화물 혹은 질화 탄화물의 불포화 금속 화합물로 이루어지는 광흡수 기능 막과, 적어도 1층의 금속 또는 금속과 규소를 함유하는 산화물, 질화물, 탄화물, 산화 질화물, 산화 질화 탄화물 또는 질화 탄화물로 이루어는 위상 시프트 기능 막으로 구성하고, 광흡수 기능 막을, 파장 157～260nm의 광에 대한 소광계수(k)가, 파장 157nm로부터 260nm를 향함에 따라 증가하는 것으로 함과 동시에, 광흡수 기능 막의 막두께를 15nm 이하 로 함으로써, 이 위상 시프트 마스크 블랭크가, 투과율의 파장 의존성이 작고, 단일 드라이 에칭 가스로 가공 가능하다는 것을 알아냈다.
이 경우, 광흡수 기능 막을 1층으로 하고 이것을 기판에 인접해서 설치하는 것, 또는 광흡수 기능 막을 2층으로 하여 이들 중의 한층을 기판에 인접해서 설치함으로써, 결함이 있는 경우에도 레이저에 의해 양호하게 수정가능하다. 또한 광흡수 기능 막을 2층으로 함으로써, 반사율의 파장 의존성도 작게 하는 것이 가능하다. 그리고 마스크 제조 공정에서 일반적으로 사용되는 광학검출식의 결함검사기 에서의 검사가 가능하다.
즉 본 발명의 한 면에서, 기판상에 위상 시프트 다층막을 구비하는 위상 시프트 마스크 블랭크를 제공한다. 위상 시프트 다층막은, 적어도 1층의 금속, 금속과 규소, 또는 금속 혹은 금속과 규소를 구성 원소로 하는 산화물, 질화물, 탄화물, 산화 질화물, 산화 질화 탄화물 혹은 질화 탄화물의 불포화 금속 화합물로부터 이루어지는 광흡수 기능 막과, 적어도 1층의 금속 또는 금속과 규소를 함유하는 산화물, 질화물, 탄화물, 산화 질화물, 산화 질화 탄화물 또는 질화 탄화물로부터 이루어지는 위상 시프트 기능 막으로 이루어진다. 광흡수 기능 막의 막두께가 15nm이하 이다. 광흡수 기능 막의 파장 157～260nm의 광에 대한 소광계수(extinction coefficient;k)가, 파장 157nm로부터 260nm를 향함에 따라서 증가한다.
바람직한 실시예에서, 광흡수 기능 막이 1층이며, 기판에 인접해서 설치되어 있다.
다른 바람직한 실시에에서, 광흡수 기능 막이 2층이며, 또한 2층의 광흡수 기능 막중의 한층이 기판에 인접해서 설치되어 있다.
더 바람직하게, 상기 2층의 광흡수 기능 막 중의 다른층의 상기 위상 시프트 다층막 표면측의 계면이, 위상 시프트 다층막의 표면으로부터 깊이 68.75nm이내에 위치한다.
위상 시프트 마스크 블랭크는 위상 시프트 다층막상에, 크롬계 차광막 및/또는 크롬계 반사방지막을 구비하고 있다.
본 발명의 다른 면에서, 위상 시프트 마스크는 상기한 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트 다층막을 패턴 형성하므로 얻어진다.
본 발명의 다른 면에서, 위상 시프트 마스크 상에 형성된 패턴을 피전사체 상에 전사하는 방법을 제공한다. 양품의 위상 시프트 마스크는 위상 시프트 마스크를 240～270nm의 파장의 광으로 결함검사 함으로써 선정되어 이용된다.
또한, 상기한 위상 시프트 마스크를 이용하고, 450 ～600nm의 파장의 광에서 마스크 얼라인먼트 조정을 실시한다.
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트 다층막은 투과율의 파장 의존성을 작게 하고, 단일의 드라이 에칭 가스로 가공가능하고, 그리고 노광 파장 및 검사 파장 쌍방에 대하여 양호한 투과율을 준다. 그러므로, 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크 및 이들로부터 얻을 수 있는 위상 시프트 마스크는 노광 파장의 더 한층의 단파장화에 대응할 수 있다.
광흡수 기능 막을 한층으로 하여 이것을 기판에 인접해서 설치할 때, 또는 광흡수 기능 막을 2층으로 하여 이들 중의 한층을 기판에 인접해서 설치할 때, 결함이 있는 경우에도 레이저에 의해 양호하게 수정가능한 것으로 된다. 그리고, 광흡수 기능 막을 2층으로 함으로서, 반사율의 파장 의존성도 작게 할 수 있다. 그리고 마스크 제조 공정에서 일반적으로 사용되는 광학검출식의 결함검사기에서의 검사가 가능하게 된다.
(바람직한 실시예의 상세한 설명)
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크는, 기판상에 위상 시프트 다층막을 구비하는 위상 시프트 마스크 블랭크에 관한 것이다. 위상 시프트 다층막은, 적어도 1층의 금속, 금속과 규소, 또는 금속 혹은 금속과 규소를 구성 원소로 하는 산화물, 질화물, 탄화물, 산화 질화물, 산화 질화 탄화물 또는 질화 탄화물의 불포화 금속 화합물로부터 이루어지는 광흡수 기능 막과, 적어도 1층의 금속 또는 금속과 규소를 함유하는 산화물, 질화물, 탄화물, 산화 질화물, 산화 질화 탄화물 또는 질화 탄화물로부터 이루어지는 위상 시프트 기능 막으로 이루어진다. 광흡수 기능 막의 파장 157～260nm의 광에 대한 소광계수(k)가, 파장 157nm로부터 260nm를 향함에 따라 증가한다. 광흡수 기능 막의 막두께는 15nm이하이다.
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크에는, 위상 시프트 다층막으로서, 석영, CaF2 등의 노광 광이 투과하는 기판상에 위상 시프트 다층막이 형성되어 있다.
일반적으로, 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트 막으로서 이용할 수 있는 금속화합물이나 금속 규소화합물의 투과율은, 광의 파장에 의존한다. 예를 들면 하프톤 위상 시프트 막으로서 일반적으로 사용되어 있는 몰리브덴과 규소를 포함하는 산화 질화 막의 경우, 파장 약300nm이하의 범위에서는, 파장이 길어 짐에따라 투과율이 급격하게 증대한다. 바꿔 말하면, 이것은, 소광계수(k)가 파장이 길어 짐에 따라 감소하게 된다.
투과율이 이러한 경향인 경우, 예를 들면 F2레이저(157nm)용에 투과율을 설정한 위상 시프트 막을 가지는 위상 시프트 마스크의 검사를, 157nm를 넘는 파장을 검사 파장이라고 하는 결함검사기를 이용해서 결함검사 하면 만족한 검사가 불가능 하다. 이것은 검사 파장에 대하는 투과율이 높기 때문에, 기판 노출부와의 콘트라스트가 충분하게 얻을 수 없기 때문이다.
이 문제를 해결하기 위해서, 본 발명에 있어서는, 위상 시프트 다층막 내에, 157～260nm의 파장에 있어서의 소광계수(k)가 파장이 길어 짐에 따라 증가한다고 하는 특성을 가지는 광흡수 기능 막을 도입했다.
즉 본 발명에 있어서는, 주로 광을 흡수하는 기능을 담당하는 막(광흡수 기능 막)을 적어도 1층, 주로 위상 시프트 기능을 담당하고, 약간 광을 흡수하는 막(위상 시프트 기능 막)을 적어도 1층 조합해서 위상 시프트 다층막으로 하고; 광흡수 기능 막을 그 파장 157～260nm의 광에 대한 소광계수(k)가, 파장 157nm로부터 260nm를 향함에 따라 증가하는 금속, 금속과 규소, 또는 금속 혹은 금속과 규소를 구성 원소로 하는 산화물, 질화물, 탄화물, 산화 질화물, 산화 질화 탄화물 혹은 질화 탄화물의 불포화 금속 화합물, 위상 시프트 기능 막을 금속 또는 금속과 규소를 함유하는 산화물, 질화물, 탄화물, 산화 질화물, 산화 질화 탄화물 또는 질화 탄화물에서 구성 함으로써, 157nm를 넘는 파장, 예를 들면 240～270nm의 파장을 검사 파장으로 하여도, 투과율이 급격하게 증대하지 않기 때문에, 노광 파장을 넘는 파장을 검사 파장으로서 유효한 결함검사를 정밀도 좋게 실시하는 것이 가능하게 된다.
이렇게, 본 발명의 위상 시프트 다층막은, 노광 파장에 대하여 요구되는 투과율 특성을 유지하면서, 노광 파장보다도 장파장인 검사 파장에 대하여도 요구되는 투과율 특성을 나타낸다고 하는 상반되는 요구를 충족시키는 위상 시프트 막이 다.
이 경우, 특히, 광흡수 기능 막의 소광계수(k)가, 157～260nm의 파장범위에 있어서 0.5이상, 특히 1이상인 것이 바람직하다.
도면을 참조하면, 이러한 위상 시프트 다층막을 구비하는 위상 시프트 마스크 블랭크로서 구체적인 여러가지 실시예가 예시되어 있다. 도 1은, 기판(1)상에 1층의 광흡수 기능 막(21)과 1층의 위상 시프트 기능 막(22)을 형성한 위상 시프트 마스크 블랭크의 제1실시예가 예시되어 있다. 도 2는, 기판(1)상에 광흡수 기능 막(21)을 형성하고, 그 위에 제1층의 위상 시프트 기능 막(221)과 제2층의 위상 시프트 기능 막(222)을 순으로 형성한 3층구조의 제2실시예가 예시되어 있다. 도 3은, 기판(1)상에 제1층의 위상 시프트 기능 막(221)을 형성하고, 그 위에 광흡수 기능 막(21)을 형성하고, 또한 그 위에, 제2층의 위상 시프트 기능 막(222)을 형성한 3층구조의 제3실시예가 예시되어 있다. 도 4는, 기판(1)상에 제1층의 광흡수 기능 막(211), 제1층의 위상 시프트 기능 막(221), 제2층의 광흡수 기능 막(212), 제2층의 위상 시프트 기능 막(222)을 형성한 4층구조의 제4실시예가 예시되어 있다. 이 경우, 2층의 광흡수 기능 막과 2층의 위상 시프트 기능 막을 교대로 적층 한 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 광흡수 기능 막으로서 금속, 금속과 규소, 또는 금속 혹은 금속과 규소를 구성 원소로 하는 산화물, 질화물, 탄화물, 산화 질화물,산화 질화 탄화물 혹은 질화 탄화물의 불포화 금속 화합물로부터 이루어지는 것을 이용한다. 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 몰리브덴(Mo)이나 실리콘(Si)의 투과율은, 280nm부근 이하에서는, 파장이 길어 짐에 따라 투과율이 감소 하고 있다. 즉 소광계수(k)가 파장이 길어 짐에 따라 증가하고 있다. 이 점으로부터, 금속 또는 금속과 규소로부터 이루어지는 재료가, 위상 시프트 다층막의 투과율의 파장 의존성을 작게 하는데도 유효하고, 게다가, 금속 또는 금속과 규소에 대하여 경원소의 함유량이 적은 금속화합물, 즉 산소, 질소 및 탄소의 함유량이 화학량론 양보다도 적은 조성의 불포화 금속 화합물도, 위상 시프트 다층막의 투과율의 파장 의존성을 작게 하는데 유효하다.
본 발명의 광흡수 기능 막을 구성하는 금속, 금속과 규소, 또는 불포화 금속 화합물에 있어서의 금속으로서는, 천이금속 및 란타노이드 중에서 선택되는 임의의 원소를 단독 또는 복수에서 이용할 수 있다. 이들중 Mo,Zr,Ta,Cr,Hf 가 바람직하고, Mo,Zr이 특히 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 화합물을 구성하는 원소가 대표적인 가수(價數)를 잡아서 전하가 과부족 없게 밸런스 하고 있을 경우를 화학량론 양이라고 해서 이러한 원소구성비를 가지는 금속화합물을 포화 금속화합물이라고 한다. 예를 들면 금속으로서 예시되는 Mo는 6가(6+), Zr은 4가(4+), Ta는 5가(5+), Cr은 3가(3+), Hf는 4가(4+)로 하고, 규소(Si)는 4가(4+)로 한다. 한편, 경원소는, 산소(O)를 2가(2?), 질소(N)를 3가(3?), 탄소를 4가(4-)로 한다. 따라서 예를 들면 몰리브덴과 규소의 비가 1:2의 산화물의 경우, 화학량론 조성은 MoSi2O7; 몰리브덴과 규소의 비가 1:1의 질화물의 경우, 화학량론조성은 MoSiN10/3이 된다.
한편, 금속화합물을 구성하는 경원소, 즉 산소, 질소 및 탄소의 함유량이, 화학량론 양보다 적고, 상기한 가수로 결정되는 외관상의 전하 밸런스가 무너지는 것을 "불포화 금속화합물"이라고 한다. 예를 들면, 몰리브덴과 규소의 비가 1:2의 산화물의 경우, 평균 조성식이 MoSi2O7-a( 식중, a는 0<a<7을 만족하는 정수)인 것; 몰리브덴과 규소의 비가 1:1의 질화물의 경우, 평균 조성식이 MoSiN(10/3)?b(식중,b는0<b<(10/3)을 만족하는 정수)인 것이 불포화 금속 화합물이 된다.
이렇게, 경원소의 양이 감소하면, 겉보기상의 전하의 밸런스가 무너지지만, 홀 등의 양전하가 발생하거나, 금속의 가수가 변화됨( 예를 들면, Mo가 6가(6+)로부터 3가(3+)로 변화되거나 한다)으로써, 실제로는 전하의 밸런스가 유지되게 된다.
또한 광흡수 기능 막을 구성하는 불포화 금속 화합물로서는, 불포화금속 규소화합물 산화물, 불포화금속 규소화합물 산화 질화물, 불포화금속 규소화합물 산화 질화 탄화물이 바람직하다. 그 조성은, 불포화금속 규소화합물 산화물의 경우에는, M(금속)=0.2～80원자%, Si=19～90원자%, O=0.1～60원자%; 불포화금속 규소화합물 산화 질화물의 경우에는, M(금속)=0.2～80원자%, Si=19～90원자%, O=0.1～50원자%, N=0.1～50원자%; 불포화금속 규소화합물 산화 질화 탄화물의 경우에는, M(금속)=0.2～80원자%, Si=19～90원자%, O=0.1～45원자%, N=0.1～45원자%, C=0.1～30원자%인 것이 바람직하다.
이러한 광흡수 기능 막은, 형성하는 광흡수 기능 막의 조성에 맞추어 적당하 게 선택한 금속 타깃, 실리콘 타깃, 또는 금속 규소화합물 타깃을 이용하고, 네온, 아르곤, 또는크립톤 등의 불활성가스 분위기하에서 스퍼터링함으로써 형성 할 수 있다. 광흡수 기능 막을 불포화 금속 화합물로 할 경우에는, 스퍼터링 가스에, 산소를 포함하는 가스, 질소를 포함하는 가스, 탄소를 포함하는 가스를 하나 이상 적당하게 도입하고, 반응성 스퍼터링에 의해 형성하면 좋다. 반응성 스퍼터링의 기술을 이용하면, 산소, 질소, 탄소의 조성비를 적당하게 조정하는 것이 가능하게 되므로, 광학특성의 조정이 가능해서, 설계의 자유도가 증가한다.
한편, 본 발명에 있어서, 위상 시프트 기능 막은, 금속 또는 금속과 규소를 함유하는 산화물, 질화물, 탄화물, 산화 질화물, 산화 질화 탄화물 또는 질화 탄화물로부터 되지만, 산소, 질소 및 탄소의 함유량이 화학량론 양인 조성의 포화 금속화합물인 것이 바람직하다. 포화 금속화합물로부터 이루어지는 위상 시프트 기능 막은, 약품내성에 우수한 점으로부터도 바람직하다.
본 발명의 위상 시프트 기능 막을 구성하는 금속으로서는, 천이금속 및 란타노이드(lanthanoids) 중에서 선택되는 임의의 원소를 단독 또는 복수로 이용할 수 있다. 물론 Mo,Zr,Ta,Cr,Hf 가 바람직하고, Mo,Zr이 특히 바람직하다.
또한, 위상 시프트 기능 막으로서는, 금속 규소화합물 산화물, 금속 규소화합물 산화 질화물, 또는 금속 규소화합물 산화 질화 탄화물이 바람직하다. 그 조성은, 금속 규소화합물 산화물의 경우에는, M(금속)=0.2～25원자%, Si=10～42원자%, O=30～60원자%; 금속 규소화합물 산화 질화물의 경우에는, M(금속)=0.2～25원자%, Si=10～57원자%, O=2～20원자%, N=5～57원자%; 금속 규소화합물 산화 질화 탄화 물의 경우에는, M(금속)=0.2～25원자%, Si=10～57원자%, O=2～20원자%, N=5～57원자%, C=0.5～30원자%인 것이 바람직하다.
이러한 위상 시프트 기능 막은, 형성하는 위상 시프트 기능 막의 조성에 맞추어 적당하게 선택한 금속 타깃, 실리콘 타깃, 또는 금속 규소화합물 타깃를 이용하고, 네온, 아르곤, 크립톤 등의 불활성가스와 함께, 산소를 포함하는 가스, 질소를 포함하는 가스, 탄소를 포함하는 가스를 하나 이상 도입한 반응성 스퍼터링에 의해 형성할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서는, 광흡수 기능 막과 위상 시프트 기능 막을 전술한 바와 같은 구성으로 함과 동시에, 광흡수 기능 막의 막두께(광흡수 기능 막이 2층이상인 경우에는, 그 각각의 막두께)를 15nm이하, 바람직하게는 10nm이하, 더 바람직하게는6nm이하, 특히 바람직하게는 2.5nm이하, 특히 바람직하게는 1.25nm이하 로 한다. 위상 시프트 다층막이, 광흡수 기능 막과 위상 시프트 기능 막을 적층 한 다층막인데도 불구하고, 그들 2층의 에칭 속도를 실질상 문제가 안될 정도로 하여 단일의 드라이 에칭 가스, 특히 불소계 가스로 가공할 수 있다.
종래의 위상 시프트 막에 있어서, 금속막은 불소계 가스에서의 에칭 공정에 있어서의 스토퍼층으로서 사용될 경우가 있다. 이 경우, 금속막의 에칭에는 염소계 가스를 사용해야 한다. 하지만, 본 발명의 위상 시프트 다층막에서는, 드라이 에칭에 사용하는 가스종류를, 광흡수 기능 막과 위상 시프트 기능 막으로 변경하는 필요가 없고, 위상 시프트 기능 막의 에칭에 적합한 단일 드라이 에칭 가스에서, 광흡수 기능 막의 에칭도 가능하다. 그러므로, 단순한 절차의 드라이 에칭 프로세 스에서 마스크를 제조하는 것이 가능한다.
또한 위상 시프트 마스크에 있어서는, 레이저광을 사용해서 위상 시프트 막의 결함를 수정하는 경우가 있다. 본 발명에 있어서, 위상 시프트 다층막을 구성하는 광흡수 기능 막은 레이저 에너지를 흡수하기 쉽지만, 위상 시프트 기능 막은 레이저 에너지를 흡수하기 어렵게 될 경우가 있다. 이에 따라 위상 시프트 다층막에 레이저광을 조사해도 부분적으로 막의 제거가 이루어지지 않고, 수정의 신뢰성이 저하한다고 하는 문제를 야기할 경우가 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 광흡수 기능 막을 1층으로서 이것을 기판에 인접해서 만드는 것, 또는 광흡수 기능 막을 2층으로서 이들 중의 한쪽을 기판에 인접해서 만드는 것이 적합하다. 이렇게 함으로써, 전술한 바와 같은 광흡수 기능 막과 위상 시프트 기능 막과의 사이의 레이저 흡수 특성에 차이가 있어도, 레이저 조사에 의해 에너지를 흡수하기 쉬운 광흡수 기능 막을 기판표면으로부터 제거하는 것과 동시에, 위상 시프트 다층막을 박리하는 것이 가능하게 되기 때문에, 레이저에 의해 결함를 양호하게 수정하는 것이 가능한다.
또한, 위상 시프트 마스크 블랭크를 이용한 마스크 제조 공정에 있어서는, 파장 550nm부근의 광을 이용하고, 그 반사에 의해 패턴인식을 실시할 경우가 있다. 기판 노출부와 위상 시프터부와의 사이의 콘트라스트는, 반사율의 차이에 의해 생기기 때문에, 위상 시프터부(위상 시프트 막)의 반사율은 10% 이상인 것이 바람직하다. 그러나, 광흡수 기능 막을 기판에 인접해서 설치한 구성을 한 경우, 광의 간섭의 영향에서 550nm부근에 있어서의 반사율이 결함 검사기에 대해 요구되는 10%를 하회할 경우가 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 특히, 광흡수 기능 막을 2층으로서 이들 중의 한층을 기판에 인접해서 설치하고, 2층의 광흡수 기능 막 중의 다른층의 위상 시프트 다층막 표면측의 계면을, 위상 시프트 다층막의 표면으로부터 깊이 68.75nm(137.5/2nm) 이내, 바람직하게는 깊이 34.375nm(137.5/4nm) 이내에 위치하도록 만드는 것이 바람직하다. 이에 따라 광 흡수 기능 막을 기판에 인접해서 설치하는 구성을 한 경우이어도, 550nm부근에 있어서의 반사율을 10% 이상으로 하는 것이 가능하게 된다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 위상 시프트 다층막상에, 크롬계 차광막 및/또는 크롬계 반사방지막을 설치한 것도 적합하다. 이러한 것으로서는, 도 6에 나타나 있는 바와 같이, 위상 시프트 다층막(2)상에, 크롬계 차광막(3)을 설치한 위상 시프트 마스크 블랭크, 도 7에 나타나 있는 바와 같이, 위상 시프트 다층막(2)상에, 크롬계 차광막(3)을 만들고, 이 크롬계 차광막(3)으로부터의 반사를 줄이는 크롬계 반사방지막(4)을 크롬계 차광막(3)상에 더욱 형성한 위상 시프트 마스크 블랭크, 또한, 도 8에 나타나 있는 바와 같이, 기판(1)측으로부터 위상 시프트 다층막(2), 제1의 크롬계 반사방지막(4), 크롬계 차광막(3), 제2의 크롬계 반사방지막(4')의 순으로 형성한 위상 시프트 마스크 블랭크를 들 수 있다. 또한, 도 6～도8에 있어서 위상 시프트 다층막(2)은 광흡수 기능 막(21), 위상 시프트 기능 막(22)으로 이루어져 있다.
이 경우, 크롬계 차광막 또는 크롬계 반사방지막으로서는, 크롬산화 탄화물 (CrOC)막, 크롬산화 질화 탄화물(CrONC)막 또는 이것들을 적층한 것을 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 크롬계 차광막 또는 크롬계 반사방지막은, 크롬 단체 또는 크롬에 산소, 질소, 탄소의 어느 하나, 또는 이것들을 조합한 것을 첨가한 타깃을 이용하고, 네온, 아르곤, 크립톤 등의 불활성가스에 탄소원으로서 이산화탄소 가스를 첨가한 스퍼터 가스를 이용한 반응성 스퍼터링에 의해 성막할 수 있다.
구체적으로는, CrONC막을 성막할 경우에는 스퍼터 가스로서는 탄소를 포함하는 가스(즉, CH4,CO2,CO 등)와, 질소를 포함하는 가스(즉, NO,NO2,N2
등)와, 산소를 포함하는 가스(즉, CO2,N0,O2 등)의 각각 한종 이상을 도입하던가, 이것들에 Ar,Ne,Kr 등의 불활성가스를 혼합한 가스를 이용할 수도 있다.
특히, 탄소원인 및 산소원인 가스로서 CO2가스 또는 CO가스를 이용하는 것이 기판면내 균일성, 제조시의 제어성의 점으로부터 바람직하다. 도입 방법으로서는 각종 스퍼터 가스를 각각 챔버내에 도입하여도 좋고, 몇개의 가스를 모으거나 또는 모든 가스를 혼합해서 도입하여도 좋다.
또한, CrOC막은, Cr이 20～95원자%, 특히 30～85원자%, C가 1～30원자%, 특히 5～20원자%, O가 1～60원자%, 특히 5～50원자%인 것이 바람직하고; 또한 CrONC막은, Cr이 20～95원자%, 특히 30～80원자%, C가 1～20원자%, 특히 2～15원자%, O가 1～60원자%, 특히 5～50원자%, N이 1～30원자%, 특히 3～20원자%인 것이 바람직하다.
본 발명의 위상 시프트 마스크는, 상기와 같은 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트 다층막을 패턴 형성하여 이루어지는 것이다.
구체적인 예를 들면, 도 9에 나타나 있는 바와 같이, 도 1에 도시되는 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트 다층막(2)을 패턴형성 한 것을 들 수 있다. 이 위상 시프트 마스크에는, 패턴화된 위상 시프터부(2a)와 그 사이의 기판 노출부(1a)가 설치되어 있다.
도 9에 나타나 있는 바와 같은 위상 시프트 마스크를 제조하는 경우에는, 도 10(a)에 나타나 있는 바와 같이, 상기한바와 같이 해서 기판(1)상에 위상 시프트 다층막(2)을 형성한다. 레지스트 막(5)을 형성하고, 도 10(b)에 나타나 있는 바와 같이, 레지스트 막(5)을 석판인쇄법에 의해 패터닝하고, 또한 도 10(c)에 나타나 있는 바와 같이, 위상 시프트 다층막(2)을 에칭한 후, 도 10(d)에 나타나 있는 바와 같이, 레지스트 막(5)을 박리하는 방법을 채용할 수 있다. 이 경우, 레지스트 막의 도포, 패터닝(노광, 현상), 에칭, 레지스트 막의 제거는, 공지의 방법에 의해 실시할 수 있지만, 본 발명의 위상 시프트 다층막은, 단일 에칭 가스로 에칭가능하다.
또한, 위상 시프트 다층막상에 크롬계 막(즉, 크롬계 차광막 및/또는 크롬계 반사방지막)을 형성했을 경우에는, 노광에 필요한 영역의 크롬계 차광막 및/또는 크롬계 반사방지막을 에칭에 의해 제거하고, 위상 시프트 다층막을 표면에 노출시킨 후, 상기한 바와 마찬가지로 위상 시프트 다층막을 패터닝함으로써, 도 11에 나타나 있는 바와 같은 기판(1) 표면측 외주 가장자리부에 크롬계 막(도 11의 경우에 는 크롬계 차광막(3))이 남은 위상 시프트 마스크를 얻을 수도 있다. 또한 크롬계 막(3) 위에 레지스트를 도포하고, 패터닝를 실시하고, 크롬계 막(3)과 위상 시프트 다층막(2)을 에칭에서 패터닝하고, 더욱 노광에 필요한 영역의 크롬계 막(3)만을 선택 에칭에 의해 제거하고, 위상 시프트 패턴을 표면에 노출시켜서, 위상 시프트 마스크를 얻을 수도 있다.
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크 위에 형성된 위상 시프트 다층막은, 투과율의 파장 의존성이 작고, 또한 단일의 드라이 에칭 가스로 가공 가능한 것으로, 노광 파장 및 검사 파장 쌍방에 대하여 양호한 투과율을 주는 것이다. 그러므로, 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크는, 특별하게 한정되는 것은 아니지만, 보다 투과율의 파장 의존성이 작은 것이 요구되는 ArF 엑시머레이저 노광용의 고투과율 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크, F2레이저 노광용의 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크로서 적합하다.
또한 본 발명의 위상 시프트 마스크는, 파장240～270nm정도, 예를 들면 현재, 결함검사파장으로서 일반적으로 이용하고 있는 파장260～27Onm의 광을 이용한 결함검사, 특히, ArF 엑시머레이저 노광용의 고투과율 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크, F2레이저 노광용의 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크 등의 결함검사에 있어서, 신뢰성의 높은 검사가 가능한다. 또한 260nm보다도 단파장의 광, 예를 들면 파장240nm정도의 광을 검사 광으로 서 이용하면, 보다 신뢰성의 높은 검사가 가능한다.
이렇게, 본 발명의 위상 시프트 마스크는, 이것을 이용해서 위상 시프트 마스크 위에 형성된 패턴을 피전사체 위에 전사할 때에, 240～270nm의 파장의 광에 의한 결함검사에 의해 위상 시프트 마스크의 양호, 불량을 검사 할 수 있고, 이에 따라 양호한 위상 시프트 마스크(양품)를 선정 할 수 있으므로, 결함 마스크(불량)를 종래 이상의 높은 정밀도로 배제하는 것이 가능하고, 그 결과, 공정제품 비율을 향상시켜, 품질을 안정화시키는 것이 가능하게 된다.
또한 본 발명의 위상 시프트 마스크는, 450～600nm의 파장에 있어서 10%정도의 반사율을 얻을 수 있다. 그때문에, 위상 시프트 마스크상의 패턴을 파장450～600nm의 광으로 인식해서 얼라인먼트 조정을 실시하는 것이 가능하고, 이에 따라 고정밀도한 노광이 가능하게 된다.
(실시예)
이하, 실험예, 실시예 및 비교예를 들어서 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실험예1～4
석영기판상에 Mo, Zr 및 Si를 포함하는 불포화 금속화합물 박막을 형성한다. 그 소광계수(k)의 파장 의존성에 대해서 평가했다. 불포화 금속화합물 박막의 성막은 이하와 같다.
스퍼터 가스로서 표1에 도시하는 Ar가스, N2 및/또는 O2 가스를 표1에 도시 하는 유량으로 도입했다. 상기 가스 도입시, 스퍼터 챔버내의 가스 압이 0.1Pa가 되도록 설정했다. 소결된 Mo5ZrSi54 타깃에 50OW의 방전 전력을 인가하고, 기판을 30rpm으로 회전시키면서 MoZrSi계 불포화 금속화합물 막을 성막했다. 이 막의 소광계수(k)의 파장 의존성을 평가한 결과를 도 12에 도시한다. 또한, 가스유량은, 모두, 0℃、1기압(1013hPa)에 있어서의 값이다(이하, 동일).
| 실 시 예 |
가 스 유 량 [cm3/min] | ||
| Ar | N2 | O2 | |
| 1 | 20 | 0 | 0 |
| 2 | 20 | 0 | 0.3 |
| 3 | 20 | 0 | 0.5 |
| 4 | 20 | 2.5 | 0.3 |
도 12에 나타나 있는 바와 같이, 스퍼터 성막시에 산소나 질소를 소량 첨가해서 얻을 수 있는 불포화 금속 화합물막이, 파장 157～260nm의 파장영역에 있어서 파장 157～260nm의 광에 대한 소광계수(k)가, 파장 157nm로부터 26Onm를 향함에 따라 증가하는 것이 확인되었다.
실시예1
기판상에 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 3층구조의 위상 시프트 다층막을 성막한 위상 시프트 마스크 블랭크를 제작했다.
먼저, 석영기판상에 광흡수 기능 막을 성막했다. 이 때, 스퍼터 가스로서 Ar가스를 15cm3/min 으로 도입했다. 가스 도입시, 스퍼터 챔버내의 가스 압이 0.15Pa가 되도록 설정했다. 소결된 MoSi2 타깃에 560W, Si 단결정 타깃에 1000W의 방전 전력을 인가하고, 기판을 30rpm으로 회전시키면서 두께2.5nm의 몰리브덴과 규소로부터 이루어지는 막(MoSi막)을 성막하고, 광흡수 기능 막으로 했다. 성막에는, 도 13에 나타나 있는 바와 같이 2개의 타깃을 설치한 직류 스퍼터 장치를 이용했다(이하의 성막에 있어서 동일). 또한, 도 13중, 1은 기판, 101은 챔버, 102a는 MoSi2 타깃, 102b는 실리콘 타깃, 103은 스퍼터 가스 도입구, 104은 배기구, 105는 기판 회전대, 106a,106b는 전원이다. 다음에 제1의 위상 시프트 기능 막을 성막했다. 방전 전력을, MoSi2타깃을 20OW, Si타깃을 1000W로 변경하고, 스퍼터 가스를 15cm3/min의 Ar, 100cm3/min의 N2 및 1cm3/min의 O2의 혼합 가스로 변경하고, 가스 압력 0.25Pa에서 두께40nm의 몰리브덴과 규소를 함유하는 포화 화합물 막(MoSiON막)을 성막했다.
또한 제2의 위상 시프트 기능 막을 성막했다. 방전 전력을, MoSi2타깃을 20OW, Si타깃을 1000W로 변경하고, 스퍼터 가스를 5cm3/min의 Ar, 50cm3/min의 N2
및 1cm3/min의 02의 혼합 가스로 변경하고, 가스 압력 0.1Pa에서 두께45nm의 몰리브덴과 규소를 함유하는 포화 화합물 막(MoSiON막)을 성막했다.
이 경우, 이 위상 시프트 다층막은, 파장 193nm(ArF 엑시머레이저)에 있어서의 위상차가 180°, 투과율이 18%가 되도록 설계되어 있다.
이상의 방법에 의해 얻은 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트 다층막 에 대해서, 이하의 방법으로 평가했다.
투과율의 파장 의존성
분광 광도계에 의해, 광을 투명기판측에서 입사된 경우의 위상 시프트 다층막의 투과율을 측정했다. 결과를 도 14에 도시한다. 도 14에 나타나 있는 바와 같이, 260nm부근에 있어서의 투과율은 40%정도로 낮은 값을 나타내고 있다.
드라이 에칭 특성
CF4 에 의한 드라이 에칭(CF4:O2=80:1(SCCM) (60W의 전원, 2Pa의 압력 4분동안)을 실시하고, 그 단면을 주사형 전자현미경으로 관찰했다. 그 결과, 에칭 단면형상은 양호하고, 광흡수 기능 막과 위상 시프트 기능 막 사이에 단차는 확인되지 않았다.
반사율의 파장 의존성
분광 광도계에 의해, 광을 막면측에서 입사된 경우의 위상 시프트 다층막의 반사율을 측정했다. 결과를 도 14에 도시한다. 도 14에 나타나 있는 바와 같이, 이 위상 시프트 다층막은, 400nm보다도 장파장에서 반사율이 10%을 하회하는 결과가 되었다.
레이저에 의한 수정 용이성
위상 시프트 다층막에 레이저광을 조사하고, 원하는 영역만 막이 제거가능한것인가 아닌가를 확인했다. 그 결과, 이 위상 시프트 다층막은, 투명기판을 노정시킨 상태에서, 원하는 영역만 완전하게 제거할 수 있는 것이 확인되었다.
이들의 결과로, 이 위상 시프트 다층막은, 400nm이상의 파장의 광에 대하여 반사율이 10%미만을 도시하지만, 결함검사에서 필수가 되는 260nm부근에 있어서의 투과율이 40%정도이며, 결함검사에의 적합성에 있어서 우수하다. 또한 CF4에 의한 단일 드라이 에칭 프로세스에서 패터닝이 가능하고, 또한 레이저에 의한 수정도 확실하게 행하는 것이 가능하고, 마스크 제조 프로세스에 적합한, 우수한 위상 시프트 막인 것을 알았다.
실시예2
이하에 나타나 있는 방법에 의해, 기판상에 도 4에 나타나 있는 바와 같은 4층구조의 위상 시프트 다층막을 성막한 위상 시프트 마스크 블랭크를 제작했다.
이 위상 시프트 다층막은, 우선, 석영기판상에 제1의 광흡수 기능 막을, 두께1.25nm로 한 이외는 실시예1의 광흡수 기능 막과 같은 조건에서 성막하고, 다음에, 제1의 위상 시프트 기능 막을 실시예1과 같은 조건에서 성막하고, 다음에, 제2의 광흡수 기능 막을 제1의 광흡수 기능 막과 같은 조건에서 성막하고, 최후에, 제2의 위상 시프트 기능 막을 실시예1과 같은 조건에서 성막한 것이다.
이 경우, 이 위상 시프트 다층막은, 파장193nm(ArF 엑시머레이저)에 있어서의 위상차가 180°, 투과율이 18%가 되도록 설계되어 있다.
이상의 방법에 의해 얻은 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트 다층막에 대해서, 이하의 방법으로 평가했다.
투과율의 파장 의존성
실시예1과 같은 방법에 의해 위상 시프트 다층막의 투과율을 측정했다. 결과를 도 14에 도시한다. 도 14에 나타나 있는 바와 같이, 260nm부근에 있어서의 투과율은 40%정도로 낮은 값을 나타내고 있다.
드라이 에칭 특성
실시예1과 같은 방법에 의해 에칭을 실시하고, 그 단면을 관찰했다. 그 결과, 에칭 단면형상은 양호해서, 광흡수 기능 막과 위상 시프트 기능 막 사이에 단차는 확인되지 않았다.
반사율의 파장 의존성
실시예1과 같은 방법에 의해 위상 시프트 다층막의 반사율을 측정했다. 결과를 도 14에 도시한다. 도 14에 나타나 있는 바와 같이, 이 위상 시프트 다층막은, 400nm보다도 장파장에서 반사율이 10% 이상이 되고 있어, 반사율에 의해 콘트라스트를 얻는 검사기에 있어서 충분히 검사가능한 위상 시프트 막인 것이 확인되었다.
레이저에 의한 수정 용이성
위상 시프트 다층막에 레이저광을 조사하고, 원하는 영역만 막이 제거가능한 것인가 아닌가를 확인했다. 그 결과, 이 위상 시프트 다층막은, 투명기판을 노정시킨 상태에서, 원하는 영역만 완전하게 제거할 수 있는 것이 확인되었다.
이들의 결과로, 이 위상 시프트 다층막은, 파장193～600nm라고 하는 넓은 범위의 광에 대하여 반사율이 10% 이상을 나타냄과 동시에, 결함검사에서 필수가 되는 260nm부근에 있어서의 투과율이 40%정도이며, 결함검사에의 적합성에 있어서 특 히 우수하다. 또한 CF4에 의한 단일 드라이 에칭 프로세스에서 패터닝이 가능하고, 또한 레이저에 의한 수정도 확실하게 실시하는 것이 가능하고, 마스크 제조 프로세스에 적합한, 우수한 위상 시프트 막인 것을 알았다.
실시예3
기판상에 도 3에 나타나 있는 바와 같은 3층구조의 위상 시프트 다층막을 성막한 위상 시프트 마스크 블랭크를 제작했다.
이 위상 시프트 다층막은, 실시예1에 있어서의 광흡수 기능 막, 제1의 위상 시프트 기능 막 및 제2의 위상 시프트 기능 막과 같은 막을, 기판측에서 제1의 위상 시프트 기능 막, 광흡수 기능 막, 제2의 위상 시프트 기능 막의 순으로, 각각 실시예1과 같은 조건에서 성막한 것이다.
이 경우, 이 위상 시프트 다층막은, 파장193nm(ArF 엑시머레이저)에 있어서의 위상차가 180°, 투과율이 18%가 되도록 설계되어 있다.
이상의 방법에 의해 얻은 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트 다층막에 대해서, 이하의 방법으로 평가했다.
투과율의 파장 의존성
실시예1과 같은 방법에 의해 위상 시프트 다층막의 투과율을 측정했다. 결과를 도 14에 도시한다. 도 14에 나타나 있는 바와 같이, 260nm부근에 있어서의 투과율은 40%정도로 낮은 값을 나타내고 있다.
드라이 에칭 특성
실시예1과 같은 방법에 의해 에칭을 실시하고, 그 단면을 관찰했다. 그 결과, 에칭 단면형상은 양호해서, 광흡수 기능 막과 위상 시프트 기능 막 사이에 단차는 확인되지 않았다.
반사율의 파장 의존성
실시예1과 같은 방법에 의해 위상 시프트 다층막의 반사율을 측정했다. 결과를 도 14에 도시한다. 도 14에 나타나 있는 바와 같이, 이 위상 시프트 다층막은, 400nm보다도 장파장에서 반사율이 10% 이상이 되고 있어, 반사율에 의해 콘트라스트를 얻는 검사기에 있어서 충분히 검사가능한 위상 시프트 막인 것이 확인되었다.
레이저에 의한 수정 용이성
위상 시프트 다층막에 레이저광을 조사하고, 원하는 영역만 막이 제거가능한것인가 아닌가를 확인했다. 그 결과, 이 위상 시프트 다층막은, 대부분의 경우, 투명기판을 노정시킨 상태에서, 원하는 영역만 완전하게 제거할 수 있지만, 드물게 투명기판 상에 위상 시프트 막의 일부가 잔존하는 경우가 있는 것이 확인되었다.
이들의 결과로, 이 위상 시프트 다층막은, 파장193～600nm라고 하는 넓은 범위의 광에 대하여 반사율이 10% 이상을 나타냄과 동시에, 결함검사에서 필수가 되는 260nm부근에 있어서의 투과율이 40%정도이며, 결함검사에의 적합성에 있어서 특히 우수하다. 또한 CF4에 의한 단일 드라이 에칭 프로세스에서 패터닝이 가능하고, 또한 레이저에 의한 수정도 실질적으로 가능하고, 마스크 제조 프로세스에 적합한, 우수한 위상 시프트 막인 것을 알았다.
실시예4
이하에 나타나 있는 방법에 의해, 기판상에 도 2에 나타나 있는 바와 같은 3층구조의 위상 시프트 다층막을 성막한 위상 시프트 마스크 블랭크를 제작했다.
이 위상 시프트 다층막은, 광흡수 기능 막을 이하의 조건에서 성막한 이외는, 실시예1과 같은 방법에서 성막한 것이다. 광흡수 기능 막의 성막 조건은 이하 와 같다. 스퍼터 가스로서 15cm3/min의 Ar, 5cm3/min의 N2 및 1cm3/min의 02의 혼합 가스를 도입했다. 상기 가스 도입시, 스퍼터 챔버내의 가스 압이 0.15Pa가 되도록 설정했다. 소결된 MoSi2 타깃에 560W, Si 단결정 타깃에 1000W의 방전 전력을 인가 하고, 기판을 30rpm으로 회전시키면서 두께6nm의 몰리브덴과 규소를 구성 원소로 하는 불포화화합물 막(MoSiON 막 또는 MoSi리치(rich) 막)을 성막하고, 광흡수 기능 막이라고 했다.
이 경우, 이 위상 시프트 다층막은, 파장193nm(ArF 엑시머레이저)에 있어서의 위상차가 180°, 투과율이 18%가 되도록 설계되어 있다.
이상의 방법에 의해 얻은 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트 다층막에 대해서, 이하의 방법으로 평가했다.
투과율의 파장 의존성
실시예1과 같은 방법에 의해 위상 시프트 다층막의 투과율을 측정했다. 이 위상 시프트 다층막의 260nm부근에 있어서의 투과율은 42%정도로 낮은 값을 나타내 고 있었다.
드라이 에칭 특성
실시예1과 같은 방법에 의해 에칭을 실시하고, 그 단면을 관찰했다. 그 결과, 에칭 단면형상은 양호해서, 광흡수 기능 막과 위상 시프트 기능 막 사이에 단차는 확인되지 않았다.
반사율의 파장 의존성
실시예1과 같은 방법에 의해 위상 시프트 다층막의 반사율을 측정했다. 이 위상 시프트 다층막에서는, 450nm보다도 장파장에서 반사율이 10%을 하회하는 결과가 되었다.
레이저에 의한 수정 용이성
위상 시프트 다층막에 레이저광을 조사하고, 원하는 영역만 막이 제거가능한것인가 아닌가를 확인했다. 그 결과, 이 위상 시프트 다층막은, 투명기판을 노정시킨 상태에서, 원하는 영역만 완전하게 제거할 수 있는 것이 확인되었다.
이들의 결과로, 이 위상 시프트 다층막은, 450nm이상의 파장의 광에 대하여 반사율이 10%미만을 나타내지만, 결함검사에서 필수가 되는 260nm부근에 있어서의 투과율이 42%정도이며, 결함검사에의 적합성에 있어서 우수하다. 또한 CF4에 의한 단일 드라이 에칭 프로세스에서 패터닝이 가능하고, 또한 레이저에 의한 수정도 확실하게 실시하는 것이 가능하고, 마스크 제조 프로세스에 적합한, 우수한 위상 시프트 막인 것을 알았다.
실시예5
기판상에 도 2에 나타나 있는 바와 같은 3층구조의 위상 시프트 다층막을 성막한 위상 시프트 마스크 블랭크를 제작했다.
이 위상 시프트 다층막은, 광흡수 기능 막을 이하의 조건에서 성막한 이외는, 실시예1과 같은 방법에서 성막한 것이다. 광흡수 기능 막의 성막 조건은 이하와 같다.
스퍼터 가스로서 15cm3/min의 Ar, 8cm3/min의 N2 및 1cm3/min의 02의 혼합 가스를 도입했다. 상기 가스 도입시, 스퍼터 챔버내의 가스 압이 0.15Pa이 되도록 설정했다. 소결된 MoSi2 타깃에 560W, Si 단결정 타깃에 1000W의 방전 전력을 인가 하고, 기판을 30rpm으로 회전시키면서 두께15nm의 몰리브덴과 규소를 구성 원소로 하는 불포화화합물 막(MoSiON막 또는 MoSi리치 막)을 성막하고, 광흡수 기능 막이라고 했다.
이 경우, 이 위상 시프트 다층막은, 파장193nm(ArF 엑시머레이저)에 있어서의 위상차가 180°, 투과율이 18%가 되도록 설계되어 있다.
이상의 방법에 의해 얻은 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트 다층막에 대해서, 이하의 방법으로 평가했다.
투과율의 파장 의존성
실시예1과 같은 방법에 의해 위상 시프트 다층막의 투과율을 측정했다. 이 위상 시프트 다층막의 260nm부근에 있어서의 투과율은 44%정도로 낮은 값을 나타내 고 있었다.
드라이 에칭 특성
실시예1과 같은 방법에 의해 에칭을 실시하고, 그 단면을 관찰했다. 그 결과, 에칭 단면은, 광흡수 기능 막과 위상 시프트 기능 막 사이에 약간 단차를 가지지만, 실용상 문제가 없은 레벨이었다.
반사율의 파장 의존성
실시예1과 같은 방법에 의해 위상 시프트 다층막의 반사율을 측정했다. 이 위상 시프트 다층막에서는, 470nm보다도 장파장에서 반사율이 10%을 하회하는 결과가 되었다.
레이저에 의한 수정 용이성
위상 시프트 다층막에 레이저광을 조사하고, 원하는 영역만 막이 제거가능한것인가 아닌가를 확인했다. 그 결과, 이 위상 시프트 다층막은, 투명기판을 노정시킨 상태에서, 원하는 영역만 완전하게 제거할 수 있는 것이 확인되었다.
이들의 결과로, 이 위상 시프트 다층막은, 470nm이상의 파장의 광에 대하여 반사율이 10%미만을 나타내지만, 결함검사에서 필수가 되는 260nm부근에 있어서의 투과율이 44%정도이며, 결함검사에의 적합성은 충분하다. 또한 CF4에 의한 단일 드라이 에칭 프로세스에서 패터닝이 가능하고, 또한 레이저에 의한 수정도 확실하게 실시하는 것이 가능하고, 마스크 제조 프로세스에 적합한, 우수한 위상 시프트 막인 것을 알았다.
비교예1
이하에 나타나 있는 방법에 의해, 기판상에 단층의 위상 시프트 막을 성막한 위상 시프트 마스크 블랭크를 제작했다.
스퍼터 가스로서 5cm3/min의 Ar, 50cm3/min의 N2 및 2cm3/min의 02의 혼합 가스를 도입했다. 상기 가스 도입시, 스퍼터 챔버내의 가스 압이 0.1Pa가 되도록 설정했다. 소결된 MoSi2 타깃에 200W, Si 단결정 타깃에 l000W의 방전 전력을 인가 하고, 기판을 30rpm으로 회전시키면서 두께70nm의 몰리브덴과 규소를 함유하는 포화 화합물막(MoSiON막)을 성막했다.
이 경우, 이 단층의 위상 시프트 막은, 파장193nm(ArF 엑시머레이저)에 있어서의 위상차가 180°, 투과율이 18%가 되도록 설계되어 있다.
이상의 방법에 의해 얻은 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트 막에 대해서, 이하의 방법으로 평가했다.
투과율의 파장 의존성
실시예1과 같은 방법에 의해 위상 시프트 막의 투과율을 측정했다. 결과를 도 15에 도시한다. 도 15에 나타나 있는 바와 같이, 260nm부근에 있어서의 투과율은 50%를 넘고, 결함검사기에 의한 검사는 곤란하다.
드라이 에칭 특성
실시예1과 같은 방법에 의해 에칭을 실시하고, 그 단면을 관찰했다. 그 결과, 본 예의 막은 단층이기 때문에, 에칭 단면형상은 양호했다.
반사율의 파장 의존성
실시예1과 같은 방법에 의해 위상 시프트 막의 반사율을 측정했다. 결과를 도 15에 도시한다. 도 15에 나타나 있는 바와 같이, 이 위상 시프트 막은, 290～360nm의 파장범위에서 반사율이 10%을 하회하는 결과가 되었다.
레이저에 의한 수정 용이성
위상 시프트 막에 레이저광을 조사하고, 원하는 영역만 막이 제거가능한 것인가 아닌가를 확인했다. 그 결과, 이 위상 시프트 막은, 투명기판을 노정시킨 상태에서, 원하는 영역만 완전하게 제거할 수 있는 것이 확인되었다.
이들의 결과로, 이 위상 시프트 막은, 400nm이상의 파장의 광에 대하여 반사율이 10%미만을 나타내고, 결함검사에서 이용할 수 있는 260nm부근에 있어서의 투과율이 50%을 넘고, 결함검사기에 의한 검사가 실질적으로 불가능한 것이다. 결함검사공정은, 마스크 제조에 있어서 매우 중요한 공정이지만, 260nm 보다 단파장에서 측정가능한 결함검사기는, 매우 비싸서, 실용적인 것은 실질적으로 없다고 말할 수 가 있는 현실에서는, 260nm부근에 있어서의 투과율이 50%을 넘는 것은 치명적이다. 따라서, 이 구성의 위상 시프트 막은, ArF 엑시머레이저 노광용 고 투과율 하프톤 위상 시프트 마스크나 F2레이저 노광용 하프톤 위상 시프트 마스크에 적용 하는 것은 곤란이다.
비교예2
이하에 나타나 있는 방법에 의해, 기판상에 도 2에 나타나 있는 바와 같은 3 층구조의 위상 시프트 다층막을 성막한 위상 시프트 마스크 블랭크를 제작했다.
이 위상 시프트 다층막은, 광흡수 기능 막의 두께를 18nm로 한 이외는 실시예1과 같은 조건에서 성막한 것이다.
이상의 방법에 의해 얻은 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트 다층막에 대해서, 이하의 방법으로 평가했다. 이 경우,투과율이 실시예와 다르기 때문에, 드라이 에칭 특성과 레이저에 의한 수정 용이성만 평가했다.
드라이 에칭 특성
실시예1과 같은 방법에 의해 에칭을 실시하고, 그 단면을 관찰했다. 그 결과, 광흡수 기능 막과 제1의 위상 시프트 기능 막 사이에 에칭 속도의 차이에 의한 분명한 단차가 확인되었다. 또한 광흡수 기능 막의 에칭 속도의 저하에 의한 에칭 시간의 증가가 확인되었다. 이것으로부터, 마스크 면내의 패턴 얼룩의 발생이 걱정된다.
레이저에 의한 수정 용이성
위상 시프트 다층막에 레이저광을 조사하고, 원하는 영역만 막이 제거가능한것인가 아닌가를 확인했다. 그 결과, 이 위상 시프트 다층막은, 투명기판을 노정시킨 상태에서, 원하는 영역만 완전하게 제거할 수 있는 것이 확인되었다.
따라서 이 위상 시프트 다층막을 단일의 에칭 가스로 패터닝 하는 것은 곤란하다.
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트 다층막은, 투과율의 파 장 의존성이 작고, 또한 단일의 드라이 에칭 가스로 가공 가능한 것이고, 노광 파장 및 검사 파장 쌍방에 대하여 양호한 투과율을 주므로, 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크 및 이들로부터 얻을 수 있는 위상 시프트 마스크는, 노광 파장의 더한층의 단파장화에 대응할 수 있는 우수한 것이 된다.
본 발명에 있어서는, 특히, 광흡수 기능 막을 1층으로 하여 이것을 기판에 인접해서 설치하는 것, 또는 광흡수 기능 막을 2층으로 하여 이들 중의 한층을 기판에 인접해서 설치함으로써, 결함이 있는 경우에도 레이저에 의해 양호하게 수정가능한 것으로 된다. 또한 광흡수 기능 막을 2층으로 함으로써, 반사율의 파장 의존성도 작게 하는 것이 가능하게 되고, 마스크 제조 공정에서 일반적으로 사용되는 광학검출식의 결함검사기에서의 검사가 가능하게 된다.
Claims (9)
- 기판 위에 위상 시프트 다층막을 구비하는 위상 시프트 마스크 블랭크로서,상기 위상 시프트 다층막은,적어도 1층의 금속, 금속과 규소, 또는 금속 혹은 금속과 규소를 구성 원소로 하는 산화물, 질화물, 탄화물, 산화 질화물, 산화 질화 탄화물 혹은 질화 탄화물의 불포화 금속 화합물로부터 이루어지는 광흡수 기능 막과,적어도 1층의 금속 또는 금속과 규소를 함유하는 산화물, 질화물, 탄화물, 산화 질화물, 산화 질화 탄화물 또는 질화 탄화물로부터 이루어지는 위상 시프트 기능 막으로 이루어지고,상기 광흡수 기능 막의 파장 157～260nm의 광에 대한 소광계수(k)가, 파장 157nm로부터 260nm를 향함에 따라 증가하는 동시에, 상기 광흡수 기능 막의 막두께가 15nm이하인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광흡수 기능 막의 소광계수(k)가, 157～260nm의 파장범위에 있어서 0.5이상인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광흡수 기능 막이 1층이며, 또한 상기 광흡수 기능 막이 기판에 인접해서 설치되는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광흡수 기능 막이 2층이며, 또한 상기 2층의 광흡수 기능 막중의 한층이 기판에 인접해서 설치되는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제 4 항에 있어서, 상기 2층의 광흡수 기능 막 중의 다른층의 상기 위상 시프트 다층막 표면측의 계면이, 상기 위상 시프트 다층막의 표면으로부터 깊이 68.75nm이내에 위치하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제 1 항에 있어서, 상기 위상 시프트 다층막상에, 크롬계 차광막 및 크롬계 반사방지막중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제 1 항에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트 다층막을 패턴 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
- 위상 시프트 마스크 상에 형성된 패턴을 피전사체 상에 전사하는 방법으로서, 제 7 항에 기재된 위상 시프트 마스크를 240～270nm의 파장의 광으로 결함검사 함으로써 선정된 양품의 위상 시프트 마스크를 이용하는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.
- 위상 시프트 마스크 상에 형성된 패턴을 피전사체 상에 전사하는 방법으로서, 제 7 항에 기재된 위상 시프트 마스크를 이용하고, 450 ～600nm의 파장의 광에서 마스크의 얼라인먼트 조정을 실시하는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.
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|---|---|---|---|---|
| US7176471B2 (en) * | 2002-10-28 | 2007-02-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electron beam exposure method and electron beam exposure apparatus |
| TWI480675B (zh) * | 2004-03-31 | 2015-04-11 | Shinetsu Chemical Co | 半色調相移空白光罩，半色調相移光罩，以及圖案轉移方法 |
| JP4498185B2 (ja) * | 2005-03-23 | 2010-07-07 | 株式会社東芝 | 基板検査方法、半導体装置の製造方法および基板検査装置 |
| JP2006317665A (ja) * | 2005-05-12 | 2006-11-24 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクならびにこれらの製造方法 |
| WO2007039161A1 (en) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Schott Ag | Mask blanc and photomasks having antireflective properties |
| TWI541589B (zh) * | 2005-09-30 | 2016-07-11 | Hoya Corp | A mask blank and its manufacturing method, manufacturing method of a mask, and manufacturing method of a semiconductor device |
| JP4834203B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2011-12-14 | Ｈｏｙａ株式会社 | フォトマスクブランクの製造方法及びフォトマスクの製造方法 |
| US7678511B2 (en) * | 2006-01-12 | 2010-03-16 | Asahi Glass Company, Limited | Reflective-type mask blank for EUV lithography |
| JP4551344B2 (ja) * | 2006-03-02 | 2010-09-29 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランクおよびフォトマスク |
| WO2008139904A1 (ja) * | 2007-04-27 | 2008-11-20 | Hoya Corporation | フォトマスクブランク及びフォトマスク |
| US8685596B2 (en) * | 2007-12-04 | 2014-04-01 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Semi-transparent film grayscale mask |
| JP5702920B2 (ja) * | 2008-06-25 | 2015-04-15 | Hoya株式会社 | 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスクおよび位相シフトマスクブランクの製造方法 |
| KR101168406B1 (ko) * | 2009-05-26 | 2012-07-25 | 엘지이노텍 주식회사 | 하프톤 마스크 및 이의 제조 방법 |
| JP6079234B2 (ja) * | 2010-12-22 | 2017-02-15 | 三菱レイヨン株式会社 | 金属酸化物微粒子含有膜、転写フィルムおよびその製造方法並びに積層体およびその製造方法 |
| RU2450384C1 (ru) * | 2011-01-25 | 2012-05-10 | Мойше Самуилович Китай | Способ создания маски на поверхности подложки |
| JP6063650B2 (ja) * | 2012-06-18 | 2017-01-18 | Hoya株式会社 | フォトマスクの製造方法 |
| JP6165577B2 (ja) * | 2013-09-30 | 2017-07-19 | Hoya株式会社 | マスクブランクの製造方法及び転写用マスクの製造方法 |
| KR101810805B1 (ko) | 2014-12-26 | 2017-12-19 | 호야 가부시키가이샤 | 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크, 위상 시프트 마스크의 제조 방법 및 반도체 디바이스의 제조 방법 |
| JP6352224B2 (ja) * | 2015-07-17 | 2018-07-04 | Hoya株式会社 | 位相シフトマスクブランク及びこれを用いた位相シフトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法 |
| JP6544300B2 (ja) * | 2015-08-31 | 2019-07-17 | 信越化学工業株式会社 | ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク、その製造方法、及びハーフトーン位相シフト型フォトマスク |
| JP6586344B2 (ja) * | 2015-10-20 | 2019-10-02 | Hoya株式会社 | フォトマスクの製造方法、フォトマスク、および、表示装置の製造方法 |
| KR101801101B1 (ko) * | 2016-03-16 | 2017-11-27 | 주식회사 에스앤에스텍 | 위상반전 블랭크 마스크 및 포토 마스크 |
| KR102093103B1 (ko) * | 2016-04-01 | 2020-03-25 | (주)에스앤에스텍 | 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크, 포토 마스크 및 그의 제조 방법 |
| CN109643056B (zh) * | 2016-08-26 | 2022-05-03 | Hoya株式会社 | 掩模坯料、相移掩模、相移掩模的制造方法及半导体器件的制造方法 |
| US20190302604A1 (en) * | 2016-09-26 | 2019-10-03 | Hoya Corporation | Mask blank, phase shift mask, method of manufacturing phase shift mask, and method of manufacturing semiconductor device |
| JP6891099B2 (ja) * | 2017-01-16 | 2021-06-18 | Hoya株式会社 | 位相シフトマスクブランクおよびこれを用いた位相シフトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法 |
| JP6983641B2 (ja) * | 2017-01-16 | 2021-12-17 | Hoya株式会社 | 表示装置製造用の位相シフトマスクブランク、表示装置製造用の位相シフトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法 |
| DE102018125109B4 (de) * | 2017-11-14 | 2022-10-13 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Optische Nahbereichskorrektur |
| JP2018173644A (ja) * | 2018-05-31 | 2018-11-08 | Hoya株式会社 | 位相シフトマスクブランク及びこれを用いた位相シフトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法 |
| WO2021044917A1 (ja) * | 2019-09-05 | 2021-03-11 | Hoya株式会社 | マスクブランク、位相シフトマスク及び半導体デバイスの製造方法 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5674647A (en) * | 1992-11-21 | 1997-10-07 | Ulvac Coating Corporation | Phase shift mask and manufacturing method thereof and exposure method using phase shift mask |
| JP3064769B2 (ja) | 1992-11-21 | 2000-07-12 | アルバック成膜株式会社 | 位相シフトマスクおよびその製造方法ならびにその位相シフトマスクを用いた露光方法 |
| JP3312702B2 (ja) * | 1993-04-09 | 2002-08-12 | 大日本印刷株式会社 | 位相シフトフォトマスク及び位相シフトフォトマスク用ブランクス |
| JP3229446B2 (ja) * | 1993-07-13 | 2001-11-19 | 大日本印刷株式会社 | ハーフトーン位相シフトフォトマスク及びハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス |
| KR100295385B1 (ko) | 1993-04-09 | 2001-09-17 | 기타지마 요시토시 | 하프톤위상쉬프트포토마스크,하프톤위상쉬프트포토마스크용블랭크스및이들의제조방법 |
| JP3262302B2 (ja) * | 1993-04-09 | 2002-03-04 | 大日本印刷株式会社 | 位相シフトフォトマスク、位相シフトフォトマスク用ブランクス及びそれらの製造方法 |
| JPH10186632A (ja) * | 1996-10-24 | 1998-07-14 | Toppan Printing Co Ltd | ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク |
| WO2000020928A1 (en) * | 1998-10-08 | 2000-04-13 | Rochester Institute Of Technology | Photomask for projection lithography at or below about 160 nm and a method |
| US6835505B2 (en) * | 1998-10-08 | 2004-12-28 | Rochester Institute Of Technology | Mask for projection photolithography at or below about 160 nm and a method thereof |
| JP3472528B2 (ja) * | 1999-06-11 | 2003-12-02 | Ｈｏｙａ株式会社 | 位相シフトマスク及び位相シフトマスクブランク |
| JP2001083687A (ja) * | 1999-09-09 | 2001-03-30 | Dainippon Printing Co Ltd | ハーフトーン位相シフトフォトマスク及びこれを作製するためのハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス |
| KR20010028191A (ko) * | 1999-09-18 | 2001-04-06 | 윤종용 | ＣｒＡＩＯＮ을 위상 쉬프터 물질로서 사용한 위상 쉬프트 마스크 및 그 제조방법 |
| JP2002082423A (ja) * | 2000-09-08 | 2002-03-22 | Semiconductor Leading Edge Technologies Inc | ハーフトーン型位相シフトマスクブランクス及びその製造方法、ハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造方法、ハーフトーン型位相シフトマスクを用いたレジストパターン形成方法、並びに半導体装置の製造方法。 |
| JP2002229182A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-14 | Toppan Printing Co Ltd | ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びそれを用いたハーフトーン型位相シフトマスク |
| JP2002296758A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Hoya Corp | ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク |
| JP2003005349A (ja) * | 2001-06-21 | 2003-01-08 | Toppan Printing Co Ltd | ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクおよびハーフトーン型位相シフトマスク |
| JP4600629B2 (ja) * | 2001-06-26 | 2010-12-15 | 信越化学工業株式会社 | 位相シフトマスクブランク及びその製造方法 |
| DE10307545A1 (de) * | 2002-02-22 | 2003-11-06 | Hoya Corp | Zuschnitt für halbtonartige Phasenverschiebungsmaske und zugehörige Phasenverschiebungsmaske |
| US7011910B2 (en) * | 2002-04-26 | 2006-03-14 | Hoya Corporation | Halftone-type phase-shift mask blank, and halftone-type phase-shift mask |
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