KR102239283B1 - 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법, 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크, 하프톤 위상 시프트 마스크 및 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치 - Google Patents

하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법, 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크, 하프톤 위상 시프트 마스크 및 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치 Download PDF

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Abstract

[해결수단] 하프톤 위상 시프트막을, 희가스 및 질소 함유 가스를 포함하는 스퍼터 가스와, 2개 이상의 규소 타깃을 포함하는 복수의 타깃을 사용하여, 2개 이상의 규소 타깃에, 서로 다른 2 이상의 전력 값으로 전력을 인가하여, 반응성 스퍼터링에 의해, 투명 기판의 피스퍼터면을 수평 방향을 따라서 자전시키면서 성막하는 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법.
[효과] 내약품성이 우수한, 규소와 질소를 함유하는 하프톤 위상 시프트막에 있어서, 막 면 내의 광학 특성의 균일성이 좋고, 또한 하프톤 위상 시프트막으로부터 하프톤 위상 시프트막 패턴을 형성했을 때에 얻어지는 하프톤 위상 시프트막 패턴의 단면 형상의 수직성이 좋은 하프톤 위상 시프트막을 형성할 수 있다.

Description

하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법, 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크, 하프톤 위상 시프트 마스크 및 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치{METHOD FOR PREPARING HALFTONE PHASE SHIFT MASK BLANK, HALFTONE PHASE SHIFT MASK BLANK, HALFTONE PHASE SHIFT MASK, AND FORMING APPARATUS OF THIN FILM FOR PHOTOMASK BLANK}
본 발명은, 반도체 집적 회로 등의 제조 등에 사용되는 하프톤 위상 시프트 마스크의 소재인 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법, 및 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크, 하프톤 위상 시프트 마스크 및 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치에 관한 것이다.
반도체 기술 분야에서는, 패턴의 추가적인 미세화를 위한 연구 개발이 진행되고 있다. 특히, 근년에는, 대규모 집적 회로의 고집적화에 수반하여, 회로 패턴의 미세화나 배선 패턴의 세선화, 셀을 구성하는 층간 배선을 위한 콘택트 홀 패턴의 미세화 등이 진행되어, 미세 가공 기술에 대한 요구는 점점 높아져 가고 있다. 이에 따라, 미세 가공 시의 포토리소그래피 공정에서 사용되는 포토마스크의 제조 기술 분야에 있어서도, 보다 미세하고, 또한 정확한 회로 패턴(마스크 패턴)을 형성하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
일반적으로, 포토리소그래피 기술에 의해 반도체 기판 상에 패턴을 형성할 때에는, 축소 투영이 행해진다. 이로 인해, 포토마스크에 형성되는 패턴의 사이즈는 통상, 반도체 기판 상에 형성되는 패턴 사이즈의 4배 정도가 된다. 오늘날의 포토리소그래피 기술 분야에 있어서는, 묘화되는 회로 패턴의 사이즈는, 노광에서 사용되는 광의 파장을 상당히 하회하는 것이 되고 있다. 이로 인해, 회로 패턴의 사이즈를 단순하게 4배로 하여 포토마스크 패턴을 형성한 경우에는, 노광 시에 발생하는 광의 간섭 등의 영향에 의해, 반도체 기판 상의 레지스트막에, 본래의 형상이 전사되지 않는 결과가 되어 버린다.
따라서, 포토마스크에 형성하는 패턴을, 실제의 회로 패턴보다도 복잡한 형상으로 함으로써, 상술한 광의 간섭 등의 영향을 경감하고 있다. 이러한 패턴 형상으로서는, 예를 들어 실제의 회로 패턴에 광학 근접 효과 보정(OPC: Optical Proximity Correction)을 실시한 형상이 있다. 또한, 패턴의 미세화와 고정밀도화에 따르기 위해, 변형 조명, 액침 기술, 이중 노광(더블 패터닝 리소그래피) 등의 기술도 응용되고 있다.
해상도 향상 기술(RET: Resolution Enhancement Technology)의 하나로서, 위상 시프트법이 사용되고 있다. 위상 시프트법은, 포토마스크 상에 위상을 대략 180° 반전시키는 막의 패턴을 형성하고, 광의 간섭을 이용하여 콘트라스트를 향상시키는 방법이다. 이것을 응용한 포토마스크의 하나로서, 하프톤 위상 시프트 마스크가 있다. 하프톤 위상 시프트 마스크는, 석영 등의 노광 광에 대하여 투명한 기판 상에, 위상을 대략 180° 반전시켜, 패턴 형성에 기여하지 않을 정도의 투과율을 갖는 하프톤 위상 시프트막의 포토마스크 패턴을 형성한 것이다. 하프톤 위상 시프트 마스크로서는, 몰리브덴실리사이드 산화물(MoSiO), 몰리브덴실리사이드 산화질화물(MoSiON)을 포함하는 하프톤 위상 시프트막을 갖는 것 등이 제안되어 있다(일본 특허 공개 평7-140635호 공보(특허문헌 1)).
또한, 포토리소그래피 기술에 의해, 보다 미세한 상을 얻기 위해서, 노광 광원으로 보다 단파장의 것이 사용되게 되어, 현재의 최첨단의 실용 가공 공정에서는, 노광 광원은 KrF 엑시머 레이저 광(248nm)으로부터 ArF 엑시머 레이저 광(193nm)으로 이행하고 있다.
일본 특허 공개 평7-140635호 공보 일본 특허 공개 제2015-111246호 공보 일본 특허 공개 제2007-33469호 공보 일본 특허 공개 제2007-233179호 공보 일본 특허 공개 제2007-241065호 공보
하프톤 위상 시프트막을, 규소와 질소 및/또는 산소를 포함하는 막, 예를 들어 전이 금속을 함유하지 않는 규소와 질소를 포함하는 막, 또는 전이 금속을 함유하지 않는 규소와 질소와 산소를 포함하는 막으로 함으로써, 화학적인 내성을 향상시킬 수 있음이 알려져 있다 (일본 특허 공개 제2015-111246호 공보(특허문헌 2)).
일반적으로, 포토마스크 블랭크의 하프톤 위상 시프트막 등의 패턴 형성용의 박막은, 스퍼터링법을 사용하여 형성된다. 예를 들어, 투명 기판 상에, 규소와 질소를 포함하는 막을 형성하는 경우, 통상, 챔버 내에 규소 타깃을 1개 배치하고, 아르곤 가스 등의 희가스와 질소 가스의 혼합 가스를 공급함으로써, 플라즈마화된 희가스가 규소 타깃에 충돌함으로써 튀어나온 규소 입자가 투명 기판에 도달할 때까지의 사이에 질소를 도입하여 투명 기판에 퇴적하는 것, 타깃 표면에서 질소와 반응한 후에, 플라즈마화된 희가스가 규소 타깃에 충돌함으로써 튀어나온 질화규소 입자가 투명 기판에 퇴적되는 것, 플라즈마화된 희가스가 규소 타깃에 충돌함으로써 튀어나온 규소 입자가 투명 기판에 도달한 후에, 투명 기판 상에서 질소와 반응하는 것 등의 프로세스를 거쳐 성막된다. 질화규소막의 질소 함유율은, 주로 혼합 가스 중의 질소 가스의 혼합 비율을 증감시킴으로써 조정되고, 이에 의해, 다양한 질소 함유율의 질화규소막을 투명 기판 상에 성막하는 것이 가능하다.
그러나, 질화규소를 포함하는 하프톤 위상 시프트막을, 규소 타깃 1개만을 사용하여 스퍼터링에 의해 성막하는 경우, 위상차와 투과율이 소정의 값(예를 들어, 위상차의 중앙값이 180±30°이고, 투과율이 3 내지 7％)이 되는 질소 가스 유량을 설정하여 성막하게 되지만, 설정하는 질소 가스 유량에 따라서는, 반응성 스퍼터링의 특성상, 안정된 성막이 곤란해지는 유량 범위가 있다. 특히, 질소 가스 유량이 소량으로부터 중량 정도의 영역(전이 모드의 성막 조건)에 있어서, 안정된 성막이 곤란해지는데, 이러한 유량 범위에서는, 근소한 질소량의 변동으로도 성막 상태가 크게 변동해버려, 그 결과, 하프톤 위상 시프트막의 광학 특성의 변동이 심해지고, 특히 하프톤 위상 시프트막에 있어서는, 그의 필수적인 광학 특성인 위상차나 투과율에 있어서, 면 내에서 균일한 막을 얻는 것이 어렵다는 문제가 있다.
한편, 질소를 도입해도 타깃 표면에서 질화되는 일이 없어, 질소 함유율이 낮은 막이 성막되는 영역(금속 모드의 성막 조건), 및 질소 가스 유량이 다량이며, 타깃 표면이 질화되어서 질소 함유율이 높은 막이 성막되는 영역(반응 모드의 성막 조건)에서는, 이러한 문제가 일어나기 어려우므로, 이 문제를 회피하기 위해서는, 예를 들어 이들 영역에서의 스퍼터링을 조합하여, 질소 함유율이 낮은 층과 질소 함유율이 높은 층을 조합한 다층 구성의 하프톤 위상 시프트막으로 하는 것도 생각할 수 있지만, 이러한 다층 구성의 하프톤 위상 시프트막에서는, 광학 특성의 면 내 균일성이 높아지기는 하지만, 두께 방향으로 조성이 단계적으로 변화하는 막이 되어버리기 때문에, 하프톤 위상 시프트막으로부터 하프톤 위상 시프트막 패턴을 형성했을 때에 얻어지는 하프톤 위상 시프트막 패턴의 단면 형상의 수직성이 뒤떨어진 것이 되어버린다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이고, 규소와 질소를 함유하는 하프톤 위상 시프트막에 있어서, 면 내의 광학 특성의 균일성이 좋고, 또한 하프톤 위상 시프트막으로부터 하프톤 위상 시프트막 패턴을 형성했을 때에 얻어지는 하프톤 위상 시프트막 패턴의 단면 형상의 수직성이 좋은 하프톤 위상 시프트막을 구비하는 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법, 이러한 하프톤 위상 시프트막을 구비하는 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크 및 이러한 하프톤 위상 시프트막의 마스크 패턴을 구비하는 하프톤 위상 시프트 마스크, 및 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토를 거듭한 결과, 하프톤 위상 시프트막으로서, 투명 기판 상에, 규소 및 질소를 주성분으로서 함유하고, 막 두께 방향으로 조성이 일정한 또는 연속적으로 변화하는 단층막 1층만, 또는 이러한 단층막과, 단층막의 투명 기판으로부터 가장 이격하는 측에 위치하는 표면 산화막의 2층을 포함하는 막을 형성할 때, 하프톤 위상 시프트막을, 희가스 및 질소 함유 가스를 포함하는 스퍼터 가스와, 복수의 타깃을 사용하여, 복수의 타깃에 서로 다른 2 이상의 전력 값으로 전력을 인가하여, 반응성 스퍼터링에 의해, 하프톤 위상 시프트막을, 투명 기판의 피스퍼터면을 수평 방향을 따라서 자전시키면서 성막하는 것이 유효하고, 하프톤 위상 시프트막으로부터 하프톤 위상 시프트막 패턴을 형성했을 때에 얻어지는 하프톤 위상 시프트막 패턴의 단면 형상의 수직성이 좋은, 단층막 1층만을 포함하는 막, 또는 단층막과 상기 표면 산화막의 2층을 포함하는 막으로 한 다음, ArF 엑시머 레이저의 파장에 대하여 막 면 내의 위상차의 중앙값이 180±30°, 막 면 내의 투과율의 중앙값이 3 내지 17％인, 통상, 반응성 가스 유량이 소량으로부터 중량 정도의 유량 영역에서 성막하는, 전이 모드의 성막 조건에서 반응성 스퍼터링하는 경우에도, 위상차 및 투과율의 막 면 내의 광학 특성의 균일성이 높은 하프톤 위상 시프트막이 얻어지는 것을 알아내어, 본 발명을 이루기에 이르렀다.
따라서, 본 발명은 하기의 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법, 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크, 하프톤 위상 시프트 마스크 및 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치를 제공한다.
청구항 1:
투명 기판과 하프톤 위상 시프트막을 구비하고, 해당 하프톤 위상 시프트막이, 규소 및 질소를 주성분으로서 함유하고, 또한 막 두께 방향으로 조성이 일정한 또는 연속적으로 변화하는 단층막 1층만, 또는 상기 단층막과, 해당 막의 상기 투명 기판으로부터 가장 이격하는 측에 위치하는 표면 산화막의 2층을 포함하고, ArF 엑시머 레이저의 파장에 대하여 위상차가, 막 면 내의 중앙값이 180±30°, 또한 막 면 내의 최댓값과 최솟값의 차가 2° 이하이고, ArF 엑시머 레이저의 파장에 대하여 투과율이, 막 면 내의 중앙값이 3 내지 17％, 또한 막 면 내의 최댓값과 최솟값의 차가 0.2％ 이하인 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조하는 방법이며,
상기 하프톤 위상 시프트막을, 희가스 및 질소 함유 가스를 포함하는 스퍼터 가스와, 2개 이상의 규소 타깃을 포함하는 복수의 타깃을 사용하여, 상기 2개 이상의 규소 타깃에, 서로 다른 2 이상의 전력 값으로 전력을 인가하여, 반응성 스퍼터링에 의해, 상기 투명 기판의 피스퍼터면을 수평 방향을 따라서 자전시키면서 성막하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법.
청구항 2:
제1항에 있어서, 상기 성막 공정이, 하프톤 위상 시프트막이 불포화 규소 화합물로 형성되도록, 전이 모드에서의 반응성 스퍼터링을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
청구항 3:
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투명 기판의 자전축과, 상기 복수의 타깃의 각각의 스퍼터면의 중심을 통과하는 연직선을 가상했을 때,
상기 복수의 타깃 중, 상기 연직선과 상기 자전축이 가장 가까운 타깃의 상기 연직선과 상기 자전축과의 거리에 대하여, 다른 타깃의 상기 연직선과 상기 자전축과의 거리가 1 내지 3배이고,
상기 자전축으로부터, 각각의 상기 연직선으로의 법선끼리 이루는 각도의 최댓값이 70° 이상 180° 이하가 되도록 타깃을 배치하여 스퍼터링하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
청구항 4:
제3항에 있어서, 상기 자전축으로부터, 각각의 상기 연직선으로의 법선의 방향이 복수 존재하고, 인접하는 법선의 방향이 이루는 각도가, 모두 70° 이상 180° 이하가 되도록 타깃을 배치하여 스퍼터링하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
청구항 5:
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 타깃이 규소 타깃만을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
청구항 6:
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단층막의 규소 및 질소의 합계 함유율이 98원자％ 이상이고, 상기 표면 산화막이 규소, 질소 및 산소를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
청구항 7:
투명 기판과 하프톤 위상 시프트막을 구비하고, 해당 하프톤 위상 시프트막이, 규소 및 질소를 주성분으로서 함유하고, 또한 막 두께 방향으로 조성이 일정한 또는 연속적으로 변화하는 단층막 1층만, 또는 상기 단층막과, 해당 막의 상기 투명 기판으로부터 가장 이격하는 측에 위치하는 표면 산화막의 2층을 포함하고, ArF 엑시머 레이저의 파장에 대하여 위상차가, 막 면 내의 중앙값이 180±30°, 또한 막 면 내의 최댓값과 최솟값의 차가 2° 이하이고, ArF 엑시머 레이저의 파장에 대하여 투과율이, 막 면 내의 중앙값이 3 내지 17％, 또한 막 면 내의 최댓값과 최솟값의 차가 0.2％ 이하인 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크.
청구항 8:
제7항에 있어서, 상기 단층막의 규소 및 질소의 합계 함유율이 98원자％ 이상이고, 상기 표면 산화막이 규소, 질소 및 산소를 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크.
청구항 9:
투명 기판과, 제7항 또는 제8항에 기재된 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 하프톤 위상 시프트막의 마스크 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 시프트 마스크.
청구항 10:
포토마스크 블랭크용 기판을 자전시키며, 복수의 타깃을 사용하여 스퍼터함으로써, 상기 포토마스크 블랭크용 기판 상에 박막을 성막하는 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치이며,
희가스 및 질소 함유 가스를 포함하는 스퍼터 가스를 공급하는 가스 공급부를 구비하고,
상기 복수의 타깃이 동시에 방전할 수 있고, 또한
상기 포토마스크 블랭크용 기판의 자전축과, 상기 복수의 타깃의 각각의 스퍼터면의 중심을 통과하는 연직선을 가상했을 때, 상기 복수의 타깃 중, 상기 연직선과 상기 자전축이 가장 가까운 타깃의 상기 연직선과 상기 자전축과의 거리에 대하여, 다른 타깃의 상기 연직선과 상기 자전축과의 거리가 1 내지 3배이고, 상기 자전축으로부터, 각각의 상기 연직선으로의 법선끼리 이루는 각도의 최댓값이 70° 이상 180° 이하가 되도록 타깃을 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치.
청구항 11:
제10항에 있어서, 상기 자전축으로부터, 각각의 상기 연직선으로의 법선의 방향이 복수 존재하고, 인접하는 법선의 방향이 이루는 각도가, 모두 70° 이상 180° 이하가 되도록 타깃을 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치.
청구항 12:
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 복수의 타깃이 규소 타깃만을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치.
청구항 13:
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 투명 기판 상에, 불포화 규소 화합물로 형성된 하프톤 위상 시프트막을, 전이 모드에서의 반응성 스퍼터링에 의해 성막하는 장치인 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치.
본 발명에 따르면, 내약품성이 우수한, 규소와 질소를 함유하는 하프톤 위상 시프트막에 있어서, 막 면 내의 광학 특성의 균일성이 좋고, 또한 하프톤 위상 시프트막으로부터 하프톤 위상 시프트막 패턴을 형성했을 때에 얻어지는 하프톤 위상 시프트막 패턴의 단면 형상의 수직성이 좋은 하프톤 위상 시프트막을 구비하는 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크, 및 이러한 하프톤 위상 시프트막의 마스크 패턴을 구비하는 하프톤 위상 시프트 마스크를 제공할 수 있다.
도 1은, 투명 기판과 타깃의 배치의 일례를 도시하는 측면도이다.
도 2는, 투명 기판과 타깃의 배치의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 3은, 투명 기판과 타깃의 배치의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 4는, 본 발명의 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤 위상 시프트 마스크의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 다른 예를 도시하는 단면도이다.
이하, 본 발명에 대해서, 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에 있어서는, 투명 기판과 하프톤 위상 시프트막을 구비하는 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 하프톤 위상 시프트막을, 반응성 스퍼터링에 의해 성막한다. 스퍼터 가스에는, 희가스와 반응성 가스를 사용한다. 본 발명에 있어서는, 하프톤 위상 시프트막의 성막 중, 타깃의 재료와 반응하여, 막의 성분의 일부가 되는 반응성 가스로서, 질소 함유 가스를 필수로 한다. 구체적으로는, 질소 가스(N2 가스), 질소 산화물 가스(N2O 가스, NO 가스, NO2 가스) 등으로부터, 하프톤 위상 시프트막의 구성 원소에 따라서 선택하여 사용할 수 있고, 산소를 포함하지 않는 막을 성막하는 경우에는, 질소 가스(N2 가스)가 사용된다. 또한, 스퍼터 가스에는 희가스로서, 헬륨 가스, 네온 가스, 아르곤 가스 등을 사용한다. 또한, 하프톤 위상 시프트막의 구성 원소에 따라, 산소 가스(O2 가스), 산화탄소 가스(CO 가스, CO2 가스) 등을 사용해도 된다. 하프톤 위상 시프트막 중의 질소의 함유율, 및 산소, 탄소 등의 다른 경원소의 함유율은, 스퍼터 가스, 특히 반응성 가스의 도입량(유량)과, 후술하는 타깃으로의 인가 전력을 적절히 조정함으로써, 조정할 수 있고, 스퍼터 조건은, 성막 속도가 적당한 범위로 조정된다.
타깃에는, 복수의 타깃을 사용한다. 타깃의 수는 2개여도 되고, 3개여도 되지만, 성막 챔버 내의 구성이 복잡해지면 파티클 발생원이 되기 쉬워지고, 또한 타깃 교환 시의 작업성을 고려하면 수는 적은 쪽이 바람직하고, 통상 5개 이하이다. 복수의 타깃에는, 각각의 타깃에 모두 동일한 전력 값으로 전력을 인가할 수도 있지만, 일부 또는 전부에 있어서 서로 다른 전력 값으로 전력을 인가하는 것이 바람직하다. 전력은, 타깃의 면적이나 전원 구성, 타깃 냉각 구성 등에 따라 다르지만, 통상 100 내지 5,000W의 범위 내에서 인가된다. 복수의 타깃을 사용하여, 이들에 동시에 전력을 인가하고, 바람직하게는 일부 또는 전부에 있어서 서로 다른 전력 값으로 전력을 인가하여, 스퍼터 방전시킴으로써, 타깃을 1개만 사용한 경우에 비하여, 하프톤 위상 시프트막의 광학 특성의 면 내 분포를 개선할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 이 복수의 타깃에, 2개 이상의 규소 타깃(Si 타깃, 즉, Si만을 포함하는 타깃)이 포함되도록 하지만, 복수의 타깃이 규소 타깃만을 포함하는 것이 바람직하다. 규소 타깃에는, 서로 다른 2 이상의 전력 값으로 전력을 인가한다. 구체적으로는, 2개의 규소 타깃을 사용하는 경우에는, 각각 다른 전력 값으로 인가한다. 한편, 3개 이상의 규소 타깃을 사용하는 경우에는, 일부 타깃의 전력 값을 동일하게 하고, 잔부를 다른 전력 값으로 해도 되고, 각각 다른 전력 값으로 해도 된다.
규소 타깃 이외의 타깃을 사용하는 경우에는, 타깃을 3개 이상 사용하게 되는데, 규소 타깃 이외의 타깃은, 하프톤 위상 시프트막의 구성 원소에 따라, 질화규소 타깃, 규소와 질화규소의 양쪽을 포함하는 타깃 등의 규소를 함유하는 타깃을 사용할 수 있다. 이 경우, 하프톤 위상 시프트막으로서, 전이 금속을 포함하지 않는 것, 예를 들어 SiN, SiNO, SiNOC, SiNC 등의 규소계 재료의 하프톤 위상 시프트막을 형성할 수 있다.
또한, 하프톤 위상 시프트막의 구성 원소에 따라, 규소를 함유하는 타깃과 함께, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈륨, 지르코늄 등의 전이 금속(Me)을 함유하는 타깃을 사용해도 된다. 전이 금속을 함유하는 타깃으로서는 전이 금속 타깃, 전이 금속 규소 타깃 등을 들 수 있다. 이 경우, 하프톤 위상 시프트막으로서, 전이 금속을 포함하는 것, 예를 들어 MeSiN, MeSiNO, MeSiNOC, MeSiNC 등의 전이 금속 규소계 재료의 하프톤 위상 시프트막을 형성할 수 있다.
타깃의 사이즈는 통상, 타깃의 스퍼터면(즉, 전력이 인가되었을 때에, 스퍼터 입자가 주로 방출되는 면이고, 통상, 피스퍼터물(투명 기판 등의 포토마스크 블랭크용 기판)의 피스퍼터면에 대향시키는 면임)의 사이즈는, 예를 들어 SEMI 규격에서 규정되어 있는 한 변이 6인치인 정사각형, 두께 25밀리인치의 6025 기판이라고 불리는 투명 기판에 대하여 스퍼터하는 경우, 통상, 100 내지 300mmφ이지만, 복수의 타깃에 있어서, 사이즈가 모두 동일해도, 일부 또는 전부가 서로 달라도 된다.
본 발명에 있어서는 규소 타깃에, 서로 다른 2 이상의 전력 값으로 전력을 인가하기 위해서, 투명 기판의 각 부에 대한 스퍼터링의 균일성을 확보하기 위해서, 투명 기판의 피스퍼터면을 수평 방향을 따라서 자전시키면서 성막할 필요가 있다. 이 자전축은, 투명 기판의 중심을 통과하도록 설정하는 것이, 스퍼터 영역을 최소화할 수 있고, 스퍼터의 균일성을 보다 높일 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 스퍼터링 중, 기판을, 추가로 수평 방향으로 공전시켜도 되고, 또한 수평 방향으로 요동시켜도, 연직 방향으로 상하 이동시켜도 된다. 스퍼터 방식은, DC 스퍼터, RF 스퍼터의 어느 방법도 사용할 수 있다. 또한, 스퍼터 압력은 통상 0.01 내지 1Pa, 바람직하게는 0.03 내지 0.2Pa이다.
본 발명의 하프톤 위상 시프트막의 성막에 있어서는, 하프톤 위상 시프트막이 후술하는 불포화 규소 화합물로 형성되도록, 전이 모드에서의 반응성 스퍼터링을 포함하는 것이 바람직하다. 전이 모드란, 타깃으로부터 방출된 스퍼터 입자가, 후술하는 불포화의 조성을 충족하는(즉, A값 또는 B값이 1 초과) 규소 화합물이 되고, 투명 기판 상에서 막을 형성하는 성막 상태이고, 일반적으로, 반응 가스 유량이 소량으로부터 중량 정도의 영역에서 얻을 수 있다. 이 전이 모드의 성막 상태는, 타깃의 종류 및 스퍼터 가스, 특히 반응성 가스의 종류에 따라 상이한 조건 설정이 필요하지만, 통상, 타깃으로의 인가 전력 및 스퍼터 가스, 특히 반응성 가스의 유량을 소량으로부터 중량 정도로 조정함으로써 달성할 수 있다.
한편, 타깃으로부터 방출된 스퍼터 입자가, 후술하는 포화의 조성을 충족하는(즉, A값 또는 B값이 1) 규소 화합물이 되고, 투명 기판 상에서 막을 형성하는 상태를 반응 모드라고 칭할 수 있고, 반응 모드는 일반적으로, 반응성 가스 유량이 다량인 영역에서 달성된다. 이 반응 모드의 성막 상태는, 타깃의 종류 및 스퍼터 가스, 특히 반응성 가스의 종류에 따라 상이한 조건 설정이 필요하지만, 통상, 타깃으로의 인가 전력 및 스퍼터 가스, 특히 반응성 가스의 유량을 다량으로 함으로써 얻을 수 있다. 또한, 타깃으로부터 방출된 스퍼터 입자가, 반응성 가스와 반응하고 있지 않은 금속 상태(여기서의 금속에는, 규소도 포함됨)이며, 투명 기판 상에서 막을 형성하는 성막 상태를 금속 모드라고 칭할 수 있고, 금속 모드는 반응성 가스의 유량을 소량으로 하는 것, 특히 반응성 가스를 사용하지 않는 것(반응성 가스 유량을 0으로 하는 것)에 의해 얻을 수 있다.
성막 상태가 전이 모드, 반응 모드 및 금속 모드 중 어디에 있는가는, 소정의 성막 조건에서 실제로 스퍼터링을 실시하여 얻어진 막의 조성을 분석함으로써 확인할 수 있다. 또한, 2개 이상의 타깃을 사용하면, 모든 타깃이 전이 모드가 되는 경우도 있지만, 개개의 타깃으로의 인가 전력이 상이하면, 타깃마다 모드가 상이한 경우도 있다. 예를 들어, 반응성 가스의 유량이 동일한 성막 조건이라도, 타깃으로의 인가 전력이 높으면, 금속의 방출량이 많아, 반응이 진행하지 않기 때문에, 불포화 규소 화합물을 방출하는 전이 모드가 되지만, 타깃으로의 인가 전력이 낮으면, 금속의 방출량이 적어, 반응이 진행하기 때문에, 포화 규소 화합물을 방출하는 반응 모드가 되는 경우도 있다. 본 발명에 있어서는, 막 두께 방향으로 조성이 일정한 단층막을 형성하는 경우, 적어도 하나의 타깃에 있어서 전이 모드에서 스퍼터링되어 있으면 되고, 일부의 타깃이 전이 모드에서 스퍼터링되어 있는 경우, 나머지의 타깃은 반응 모드 또는 금속 모드이면 된다.
또한, 막 두께 방향으로 조성이 연속적으로 변화하는 단층막을 형성하는 경우, 타깃으로의 인가 전력이나, 스퍼터 가스, 특히 반응성 가스의 유량을, 연속적으로, 또는 짧은 간격으로 다수로 구획하여 단계적으로 변화시키게 되지만, 이러한 경우도, 스퍼터링 과정의 일부 또는 전부에 있어서, 적어도 하나의 타깃에 있어서 전이 모드에서 스퍼터링되어 있으면 되고, 일부의 타깃이 전이 모드에서 스퍼터링되어 있는 경우, 나머지의 타깃은 반응 모드 또는 금속 모드이면 되고, 또한 이 경우에는 스퍼터링 과정에 있어서 반응 모드 또는 금속 모드를 경과하게 해도 된다.
막 두께 방향으로 조성이 일정한 단층막을 형성하는 경우 및 막 두께 방향으로 조성이 연속적으로 변화하는 단층막을 형성하는 경우의 어떤 경우든, 모든 타깃에 있어서 전이 모드에서 스퍼터링되어 있는 것이, 하프톤 위상 시프트막의 광학 특성의 면 내 균일성의 점에 있어서, 보다 효과적이다.
본 발명에 있어서는, 투명 기판의 자전축과, 복수의 타깃의 각각의 스퍼터면의 중심을 통과하는 연직선을 가상했을 때, 복수의 타깃 중, 타깃의 연직선과 투명 기판의 자전축이 가장 가까운 타깃의 연직선과 자전축과의 거리에 대하여, 다른 타깃의 연직선과 투명 기판의 자전축과의 거리가 1 내지 3배, 특히 1 내지 2배, 특별히 1 내지 1.5배가 되도록, 복수의 타깃을 배치하는 것이 바람직하다. 이 경우, 모든 타깃을, 투명 기판의 자전축을 중심으로 하는 2개 또는 3개 이상의 동심원 상 중 어딘가에 배치하는 것이 보다 바람직하고, 타깃의 연직선과 투명 기판의 자전축이 가장 가까운 타깃의 연직선과 자전축과의 거리에 대하여, 다른 타깃의 연직선과 투명 기판의 자전축과의 거리가 1배가 되도록(즉, 모든 타깃을, 투명 기판의 자전축을 중심으로 하는 1개의 동심원 상에) 복수의 타깃을 배치하는 것이, 특히 바람직하다.
또한, 투명 기판의 자전축과, 복수의 타깃의 각각의 스퍼터면의 중심을 통과하는 연직선을 가상했을 때, 투명 기판의 자전축으로부터, 각각의 타깃의 연직선으로의 법선끼리 이루는 각도의 최댓값이 70° 이상 180° 이하가 되도록, 복수의 타깃을 배치하는 것이 바람직하고, 또한 투명 기판의 자전축으로부터, 타깃의 각각의 연직선으로의 법선의 방향이 복수 존재하고, 인접하는 법선의 방향이 모두 70° 이상, 특히 120° 이상이고, 180° 이하, 특히 180° 미만, 특별히 140° 이하가 되도록 타깃을 배치하는 것이 바람직하다.
복수의 타깃의 상술한 배치는, 피스퍼터물(투명 기판 등의 포토마스크 블랭크용 기판)을 자전시키며, 복수의 타깃을 사용하여 스퍼터함으로써, 피스퍼터물 상에, 하프톤 위상 시프트막 등의 박막을 성막하는 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치(스퍼터 장치)에 있어서 유효하다. 이 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치는, 스퍼터 챔버 내에, 아르곤 가스 등의 희가스, 및 질소 가스 등의 질소 함유 가스를 포함하는 스퍼터 가스를 공급하는 가스 공급부를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 복수의 타깃이 동시에 방전할 수 있도록 되어 있는 것, 특히 복수의 타깃에 동시에 전력을 인가하고, 바람직하게는 일부 또는 전부에 있어서 서로 다른 전력 값으로 전력을 인가하여, 스퍼터 방전시킬 수 있도록 되어 있는 것이 바람직하다.
이하, 투명 기판의 자전축, 타깃의 연직선 및 그들 사이의 거리와, 투명 기판의 자전축으로부터, 타깃의 연직선으로의 법선 및 법선의 방향, 및 그들의 각도에 대해서, 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 1은, 투명 기판 S와 타깃 T의 배치의 일례를 나타내는 측면도이다. 이 경우, 투명 기판 S의 피스퍼터면 SS는 수평 방향으로 배치되고, 그의 자전축 a는 투명 기판 S의 중심을 통과하여, 피 스퍼터면 SS와 직교하는 방향(연직 방향 또는 중력 방향)으로 연장하고 있다. 한편, 타깃 T의 스퍼터면 TS의 중심을 통과하는 연직선 v도, 피스퍼터면 SS와 직교하는 방향(연직 방향 또는 중력 방향)으로 설정된다. 이 경우, 타깃 T의 스퍼터면 TS는, 투명 기판 S의 피스퍼터면 SS와 평행, 즉, 수평 방향으로 배치되어 있지만, 타깃을 경사지게 하여, 타깃의 스퍼터면을, 투명 기판의 피스퍼터면 쪽을 향하게 해도 된다. 그 경우도, 연직선은 타깃의 스퍼터면의 중심을 통과하도록 설정된다. 타깃 T의 연직선 v와 투명 기판 S의 자전축 a와의 거리 d는, 그들의 법선 n 상의 자전축 a 및 연직선 v 사이의 거리이다.
한편, 도 2의 (A), 도 2의 (B), 도 3의 (A) 및 도 3의 (B)는 각각, 투명 기판 S와 타깃 T의 배치의 예를 도시하는 평면도이다. 각각의 타깃에 있어서, 투명 기판의 자전축으로부터, 각각의 타깃의 연직선으로의 법선 및 법선의 방향을 설정할 수 있는데, 법선끼리 이루는 각도의 최댓값이 소정의 각도가 되도록, 바람직하게는 각각의 연직선으로의 법선의 방향이 복수 존재하고, 인접하는 법선의 방향이 이루는 각도가, 모두 소정의 각도가 되도록, 타깃이 배치된다. 이 경우도, 타깃 T의 연직선(도시하지 않음)과 투명 기판 S의 자전축(도시하지 않음)과의 거리 d는, 그들의 법선 n 상의 자전축 및 연직선 사이의 거리이다. 구체적으로는, 예를 들어 도 2의 (A)에 나타내는 경우에는, 2개의 타깃 T의 각각의 법선 n끼리 이루는 각도 θ가 최댓값이고, 이 각도가 소정의 각도로 되어 있고, 또한 각각의 연직선으로의 법선 n의 방향이 2개 존재하고, 인접하는 1조의 법선 n의 방향이 이루는 각도 θ가 소정의 각도로 되어 있다.
또한, 도 2의 (B)에 나타내는 경우에는, 3개의 타깃 T의 각각의 법선 n끼리 이루는 3개의 각도 θ1, θ2, θ3의 최댓값 θ3이 소정의 각도로 되어 있다. 또한, 도 3의 (A)에 나타내는 경우에는, 3개의 타깃의 각각의 법선 n끼리 이루는 3개의 각도 θ1, θ2, θ3의 최댓값 θ3이 소정의 각도로 되어 있고, 또한 각각의 연직선으로의 법선의 방향이 3개 존재하고, 인접하는 3조의 법선 방향이 이루는 각도 θ1, θ2, θ3이 모두 소정의 각도로 되어 있다.
한편, 도 3의 (B)에 나타내는 경우에는, 3개의 타깃의 각각 법선 n끼리 이루는 3개의 각도 θ1, θ2, θ3의 최댓값 θ2, θ3(이 경우, θ2=θ3이고, θ1은 0°임)이 소정의 각도로 되어 있고, 또한 각각의 연직선으로의 법선의 방향이 2개 존재하고, 인접하는 1조의 법선 방향이 이루는 각도 θ2, θ3이 소정의 각도로 되어 있다. 타깃을 3개 이상 사용하는 경우, 모든 타깃의 법선 방향이 상이하도록 설정해도, 일부의 2개 이상의 타깃의 법선 방향이 일치하고, 이 중첩되는 법선 방향과, 다른 타깃의 법선 방향이 상이하도록 설정해도 된다. 이 경우, 법선이 중첩되는 타깃은, 그 법선 상에 타깃의 연직선이 직렬하고 있는 것이 된다.
이와 같이, 투명 기판의 자전축으로부터, 각각의 타깃의 연직선으로의 법선끼리 이루는 각도의 최댓값이 소정의 각도가 되도록 타깃을 배치하는 것, 또한 타깃의 법선 방향이 상이한 타깃끼리를, 인접하는 법선의 방향이 서로 소정의 각도가 되도록 배치함으로써, 광학 특성의 면 내 균일성이 양호한 하프톤 위상 시프트막을 얻을 수 있다. 타깃이 일방향에 집중되면, 스퍼터링 중, 반응성 가스의 농도가 국소적으로 낮아지는 부분이 발생하여, 스퍼터 공간 내에서의 반응의 균일성이 낮아져버려, 타깃의 스퍼터면, 스퍼터 입자 및 투명 기판의 피스퍼터면의 어디에서도, 타깃 금속과 반응성 가스와의 반응의 진행에 변동이 발생해버리게 되지만, 복수의 타깃을 이렇게 배치함으로써, 스퍼터 공간 내에서의 타깃 금속과 반응성 가스와의 반응의 균일성을 확보할 수 있고, 그 결과, 성막되는 하프톤 위상 시프트막의 광학 특성의 면 내 균일성을 높일 수 있다.
본 발명의 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크는, 석영 기판 등의 투명 기판 상에, 직접 또는 다른 막을 개재하여 형성된 하프톤 위상 시프트막을 갖는다. 본 발명에 있어서, 투명 기판은, 예를 들어 SEMI 규격에서 규정되어 있는, 한 변이 6인치인 정사각형, 두께 25밀리인치의 6025 기판이라고 불리는 투명 기판이 적합하고, SI 단위계를 사용한 경우, 통상, 한 변이 152mm인 정사각형, 두께 6.35mm의 투명 기판이라고 표기된다. 또한, 본 발명의 하프톤 위상 시프트 마스크는, 하프톤 위상 시프트막의 마스크 패턴(포토마스크 패턴)을 갖는다.
본 발명에 있어서는 하프톤 위상 시프트막을, 규소 및 질소를 주성분으로서 함유하고, 또한 막 두께 방향으로 조성이 일정한 또는 연속적으로 변화하는 단층막 1층만으로 구성하는 것이 유효하다. 조성의 연속적인 변화란, 조성 분석에 있어서, 조성의 변곡점을 확인할 수 없을 정도의 변화이다. 조성의 연속적인 변화는, 예를 들어 스퍼터링의 특성상, 스퍼터링 조건의 변경에 의한 막의 조성 변화의 응답이 완만하기 때문에, 타깃으로의 인가 전력이나, 스퍼터 가스, 특히 반응성 가스의 유량 등의 스퍼터링 조건을, 짧은 간격으로 다수로 구획하여 단계적으로 변화시킴으로써 얻을 수도 있지만, 적합하게는, 스퍼터링 조건을 연속적으로 변화시킴으로써 얻을 수 있다.
도 4의 (A)는, 본 발명의 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 일례를 도시하는 단면도이고, 이 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크(100)는, 투명 기판(10)과, 투명 기판(10) 상에 형성된 하프톤 위상 시프트막(1)을 구비한다. 또한, 도 4의 (B)는 본 발명의 하프톤 위상 시프트 마스크의 일례를 도시하는 단면도이고, 이 하프톤 위상 시프트 마스크(101)는, 투명 기판(10)과, 투명 기판(10) 상에 형성된 하프톤 위상 시프트막 패턴(11)을 구비한다.
본 발명의 하프톤 위상 시프트막을 구성하는 단층막은, 규소 및 질소를 함유하고, 특히 규소 및 질소를 주성분으로서 함유하는 것이 바람직하고, 예를 들어 규소 및 질소의 합계 함유율을 90원자％ 이상, 특히 95원자％ 이상, 특별히 98원자％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 규소의 함유율은 35원자％ 이상, 특히 42원자％ 이상으로, 50원자％ 이하, 특히 48원자％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 질소의 함유율은 45원자％ 이상, 특히 50원자％ 이상으로, 57원자％ 이하, 특히 55원자％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 하프톤 위상 시프트막을 구성하는 단층막은, 규소 및 질소 이외에, 예를 들어 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈륨, 지르코늄 등의 전이 금속, 특히 몰리브덴이 포함되어 있어도 되고, 그 경우, 전이 금속의 함유율은 5원자％ 이하가 좋다. 또한, 질소 이외에, 산소, 탄소 등의 경원소가 포함되어 있어도 되고, 그 경우, 질소 이외의 경원소의 함유율은 5원자％ 이하가 바람직하지만, 하프톤 위상 시프트막을 구성하는 단층막은 규소, 질소 및 산소만을 포함하는 것, 특히 규소 및 질소만을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 하프톤 위상 시프트막에는, 하프톤 위상 시프트막의 막질 변화를 억제하기 위해서, 그의 표면측의 층(최표면부의 층)으로서, 표면 산화층을 설치할 수 있다. 구체적으로는, 하프톤 위상 시프트막을, 규소 및 질소를 주성분으로서 함유하고, 또한 막 두께 방향으로 조성이 일정한 또는 연속적으로 변화하는 단층막과, 단층막의 투명 기판으로부터 가장 이격하는 측에 위치하는 표면 산화막의 2층으로 구성할 수 있다. 표면 산화층의 두께는, 하프톤 위상 시프트막 전체의 10％ 이하, 특히 5％ 이하인 것이 바람직하다. 이 표면 산화층의 산소 함유율은 20원자％ 이상이면 되고, 나아가 50원자％ 이상이어도 된다. 표면 산화막은 산소 이외에, 규소 및 질소가 포함되어 있는 것이 바람직하고, 또한 예를 들어, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈륨, 지르코늄 등의 전이 금속이나, 산소, 탄소 등의 경원소가 포함되어 있어도 되지만, 규소, 질소 및 산소만을 포함하는 것이 특히 바람직하다.
표면 산화층을 형성하는 방법으로서, 구체적으로는 대기 산화(자연 산화)에 의한 산화 외에, 강제적으로 산화 처리하는 방법으로서는, 규소계 재료의 막을 오존 가스나 오존수에 의해 처리하는 방법이나, 산소 가스 분위기 등의 산소 존재 분위기 중에서, 오븐 가열, 램프 어닐, 레이저 가열 등에 의해, 300℃ 이상으로 가열하는 방법 등을 들 수 있다. 이 표면 산화층의 두께는 10nm 이하, 특히 5nm 이하, 특별히 3nm 이하인 것이 바람직하고, 통상 1nm 이상에서 산화층으로서의 효과가 얻어진다. 표면 산화층은, 결함이 보다 적은 층으로 하기 위해서, 전술한 대기 산화나, 산화 처리에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 하프톤 위상 시프트막은, 불포화 규소 화합물로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 하프톤 위상 시프트막이 단층막 1층만으로 형성되어 있는 경우에는, 그 단층막이, 단층막과 표면 산화막을 갖는 하프톤 위상 시프트막의 경우에는, 단층막 및 표면 산화막의 한쪽 또는 양쪽, 특히 적어도 단층막이 불포화 규소 화합물로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, 불포화란, 하프톤 위상 시프트막을 구성하는 규소 화합물이 규소 및 질소만, 또는 이들과 산소 및 탄소의 한쪽 또는 양쪽만을 포함하는 경우, 규소를 4가, 질소를 3가, 산소를 2가, 탄소를 4가라 했을 때, 함유되는 질소, 산소 및 탄소의 당량의 합계가 규소의 당량 미만인 조성으로 할 수 있다. 구체적으로는, 규소의 함유율 CSi, 질소의 함유율 CN, 산소의 함유율 CO 및 탄소의 함유율 CC(모두 원자％)로부터 산출되는 하기 A값
A=CSi×4/(CN×3+CO×2+CC×4)
이 1을 초과하는 조성이 불포화의 조성이다. 불포화 상태는, 규소 화합물이 Si-Si 결합을 갖고 있는 상태라고 할 수도 있다. 불포화의 조성은, 하프톤 위상 시프트막의 스퍼터링에 의한 성막에 있어서, 전이 모드에서 스퍼터링함으로써 얻을 수 있다.
또한, 하프톤 위상 시프트막을 구성하는 규소 화합물이, 추가로 전이 금속을 포함하는 경우에는, 함유되는 질소, 산소 및 탄소의 당량의 합계가 규소 및 전이 금속의 당량의 합계 미만인 조성을 불포화라 할 수 있다. 예를 들어, 전이 금속으로서 몰리브덴이 포함되는 경우에는, 몰리브덴을 6가라 할 수 있고, 함유되는 질소, 산소 및 탄소의 당량의 합계가 규소 및 몰리브덴의 당량의 합계 미만인 조성으로 할 수 있다. 구체적으로는, 규소의 함유율 CSi, 몰리브덴의 함유율 CMo, 질소의 함유율 CN, 산소의 함유율 CO 및 탄소의 함유율 CC(모두 원자％)로부터 산출되는 하기 B값
B=(CSi×4+CMo×6)/(CN×3+CO×2+CC×4)
이 1을 초과하는 조성이 불포화의 조성이다.
이 불포화 규소 화합물에 있어서의 A값 및 B값의 상한은 통상 1.5 이하, 특히 1.3 이하이다. 한편, 불포화 규소 화합물에 대하여, A값 또는 B값이 1인 조성의 규소 화합물을 포화 규소 화합물이라고 칭할 수 있다. 포화 상태는, 규소 화합물이 Si-Si 결합을 갖고 있지 않은 상태라고 할 수도 있다. 포화의 조성은, 하프톤 위상 시프트막의 스퍼터링에 의한 성막에 있어서, 반응 모드에서 스퍼터링함으로써 얻을 수 있다.
본 발명의 하프톤 위상 시프트막의 노광 광에 대한 위상차는, 하프톤 위상 시프트막이 존재하는 부분(위상 시프트부)과, 하프톤 위상 시프트막이 존재하지 않는 부분과의 경계부에 있어서, 각각을 통과하는 노광 광의 위상차에 의해 노광 광이 간섭되어, 콘트라스트를 증대시킬 수 있는 위상차이면 되고, 위상차가 180±30°(즉, 150 내지 210°)이면 된다. 일반적인 하프톤 위상 시프트막에서는, 위상차를 대략 180°로 설정하지만, 상술한 콘트라스트 증대의 관점에서는, 위상차는 대략 180°에 한정되지 않고, 위상차를 180°보다 작게 또는 크게 할 수 있다. 예를 들어, 위상차를 180°보다 작게 하면, 박막화에 유효하다. 또한, 더 높은 콘트라스트가 얻어지는 점에서, 위상차는 180°에 가까운 편이 효과적인 것은 말할 필요도 없고, 160 내지 190°, 특히 175 내지 185°가 바람직하다. 본 발명에서는, 하프톤 위상 시프트막의 막 면 내의 위상차의 중앙값을 상기 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서는, 하프톤 위상 시프트막의, 막 면 내의 위상차의 최댓값과 최솟값의 차를 2° 이하, 특히 1° 이하로 할 수 있다.
본 발명의 하프톤 위상 시프트막의 노광 광에 대한 투과율은 3％ 이상, 특히 5％ 이상인 것이 바람직하고, 또한 17％ 이하, 특히 12％ 이하인 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 하프톤 위상 시프트막의 막 면 내의 투과율의 중앙값을 상기 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서는, 하프톤 위상 시프트막의, 막 면 내의 투과율의 최댓값과 최솟값의 차를 0.2％ 이하, 특히 0.1％ 이하로 할 수 있다.
본 발명의 하프톤 위상 시프트막의 전체 두께는, 얇을수록 미세한 패턴을 형성하기 쉽기 때문에 70nm 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 65nm 이하이다. 또한, 하프톤 위상 시프트막의 전체 두께의 하한은, 통상 58nm 이상이다.
본 발명의 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 하프톤 위상 시프트막 상에는, 단층 또는 다층으로 이루어지는 제2층을 설치할 수 있다. 제2층은 통상, 하프톤 위상 시프트막에 인접하여 설치된다. 이 제2층으로서 구체적으로는 차광막, 차광막과 반사 방지막의 조합, 하프톤 위상 시프트막의 패턴 형성에 있어서 하드 마스크로서 기능하는 가공 보조막 등을 들 수 있다. 또한, 후술하는 제3층을 설치하는 경우, 이 제2층을, 제3층의 패턴 형성에 있어서 에칭 스토퍼로서 기능하는 가공 보조막(에칭 스토퍼막)으로서 이용할 수도 있다. 제2층의 재료로서는, 크롬을 포함하는 재료가 적합하다.
이러한 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크로서 구체적으로는, 도 5의 (A)에 나타내는 것을 들 수 있다. 도 5의 (A)는, 본 발명의 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 일례를 도시하는 단면도이고, 이 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크(100)는, 투명 기판(10)과, 투명 기판(10) 상에 형성된 하프톤 위상 시프트막(1)과, 하프톤 위상 시프트막(1) 상에 형성된 제2층(2)을 구비한다.
본 발명의 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크에는, 하프톤 위상 시프트막 상에 제2층으로서 차광막을 설치할 수 있다. 또한, 제2층으로서, 차광막과 반사 방지막을 조합하여 설치할 수도 있다. 차광막을 포함하는 제2층을 설치함으로써, 하프톤 위상 시프트 마스크에, 노광 광을 완전히 차광하는 영역을 설치할 수 있다. 이 차광막 및 반사 방지막은, 에칭에 있어서의 가공 보조막으로서도 이용 가능하다. 차광막 및 반사 방지막의 막 구성 및 재료에 대해서는 다수의 보고(예를 들어, 일본 특허 공개 제2007-33469호 공보(특허문헌 3), 일본 특허 공개 제2007-233179호 공보(특허문헌 4) 등)가 있지만, 바람직한 차광막과 반사 방지막의 조합의 막 구성으로서는, 예를 들어 크롬을 포함하는 재료의 차광막을 설치하고, 추가로, 차광막으로부터의 반사를 저감시키는 크롬을 포함하는 재료의 반사 방지막을 설치한 것 등을 들 수 있다. 차광막 및 반사 방지막은, 모두 단층으로 구성해도, 다층으로 구성해도 된다. 차광막이나 반사 방지막의 크롬을 포함하는 재료로서는, 크롬 단체, 크롬 산화물(CrO), 크롬 질화물(CrN), 크롬 탄화물(CrC), 크롬 산화질화물(CrON), 크롬 산화탄화물(CrOC), 크롬 질화탄화물(CrNC), 크롬 산화질화탄화물(CrONC) 등의 크롬 화합물 등을 들 수 있다.
제2층이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합인 경우, 차광막의 크롬 화합물 중의 크롬의 함유율은 40원자％ 이상, 특히 60원자％ 이상, 100원자％ 미만, 특히 99원자％ 이하, 특별히 90원자％ 이하인 것이 바람직하다. 산소의 함유율은 0원자％ 이상, 60원자％ 이하, 특히 40원자％ 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는, 1원자％ 이상인 것이 바람직하다. 질소의 함유율은 0원자％ 이상, 50원자％ 이하, 특히 40원자％ 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는, 1원자％ 이상인 것이 바람직하다. 탄소의 함유율은 0원자％ 이상, 20원자％ 이하, 특히 10원자％ 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는, 1원자％ 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, 크롬, 산소, 질소 및 탄소의 합계 함유율은 95원자％ 이상, 특히 99원자％ 이상, 특별히 100원자％인 것이 바람직하다.
또한, 제2층이 차광막과 반사 방지막의 조합인 경우, 반사 방지막은 크롬 화합물인 것이 바람직하고, 크롬 화합물 중의 크롬의 함유율은 30원자％ 이상, 특히 35원자％ 이상, 70원자％ 이하, 특히 50원자％ 이하인 것이 바람직하다. 산소의 함유율은 60원자％ 이하인 것이 바람직하고, 1원자％ 이상, 특히 20원자％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 질소의 함유율은 50원자％ 이하, 특히 30원자％ 이하인 것이 바람직하고, 1원자％ 이상, 특히 3원자％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 탄소의 함유율은 0원자％ 이상, 20원자％ 이하, 특히 5원자％ 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는, 1원자％ 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, 크롬, 산소, 질소 및 탄소의 합계 함유율은 95원자％ 이상, 특히 99원자％ 이상, 특별히 100원자％인 것이 바람직하다.
제2층이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합인 경우, 제2층의 막 두께는, 통상 20 내지 100nm, 바람직하게는 40 내지 70nm이다. 또한, 파장 200nm 이하의 노광 광에 대한 하프톤 위상 시프트막과 제2층의 합계의 광학 농도가 2.0 이상, 특히 2.5 이상, 특별히 3.0 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제2층 상에는, 단층 또는 다층으로 이루어지는 제3층을 형성할 수 있다. 제3층은 통상, 제2층에 인접하여 설치된다. 이 제3층으로서 구체적으로는, 제2층의 패턴 형성에 있어서 하드 마스크로서 기능하는 가공 보조막, 차광막, 차광막과 반사 방지막의 조합 등을 들 수 있다. 제3층의 재료로서는, 규소를 포함하는 재료가 적합하고, 특히 크롬을 포함하지 않는 것이 바람직하다.
이러한 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크로서 구체적으로는, 도 5의 (B)에 나타내는 것을 들 수 있다. 도 5의 (B)는 본 발명의 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 일례를 도시하는 단면도이고, 이 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크(100)는, 투명 기판(10)과, 투명 기판(10) 상에 형성된 하프톤 위상 시프트막(1)과, 하프톤 위상 시프트막(1) 상에 형성된 제2층(2)과, 제2층(2) 상에 형성된 제3층(3)을 구비한다.
제2층이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합인 경우, 제3층으로서, 제2층의 패턴 형성에 있어서 하드 마스크로서 기능하는 가공 보조막(에칭 마스크막)을 설치할 수 있다. 또한, 후술하는 제4층을 설치하는 경우, 이 제3층을, 제4층의 패턴 형성에 있어서 에칭 스토퍼로서 기능하는 가공 보조막(에칭 스토퍼막)으로서 이용할 수도 있다. 이 가공 보조막은, 제2층과 에칭 특성이 상이한 재료, 예를 들어 크롬을 포함하는 재료의 에칭에 적용되는 염소계 건식 에칭에 내성을 갖는 재료, 구체적으로는 SF6이나 CF4 등의 불소계 가스로 에칭할 수 있는 규소를 포함하는 재료로 하는 것이 바람직하다. 규소를 포함하는 재료로서 구체적으로는, 규소 단체, 규소와, 질소 및 산소의 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 재료, 규소와 전이 금속을 포함하는 재료, 규소와, 질소 및 산소의 한쪽 또는 양쪽과, 전이 금속을 포함하는 재료 등의 규소 화합물 등을 들 수 있고, 전이 금속으로서는 몰리브덴, 탄탈륨, 지르코늄 등을 들 수 있다.
제3층이 가공 보조막인 경우, 가공 보조막은 규소 화합물인 것이 바람직하고, 규소 화합물 중의 규소의 함유율은 20원자％ 이상, 특히 33원자％ 이상, 95원자％ 이하, 특히 80원자％ 이하인 것이 바람직하다. 질소의 함유율은 0원자％ 이상, 50원자％ 이하, 특히 30원자％ 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는, 1원자％ 이상인 것이 바람직하다. 산소의 함유율은 0원자％ 이상, 특히 20원자％ 이상, 70원자％ 이하, 특히 66원자％ 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는, 1원자％ 이상인 것이 바람직하다. 전이 금속의 함유율은 0원자％ 이상, 35원자％ 이하, 특히 20원자％ 이하인 것이 바람직하고, 전이 금속을 함유하는 경우에는, 1원자％ 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, 규소, 산소, 질소 및 전이 금속의 합계 함유율은 95원자％ 이상, 특히 99원자％ 이상, 특별히 100원자％인 것이 바람직하다.
제2층이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합, 제3층이 가공 보조막인 경우, 제2층의 막 두께는, 통상 20 내지 100nm, 바람직하게는 40 내지 70nm이고, 제3층의 막 두께는, 통상 1 내지 30nm, 바람직하게는 2 내지 15nm이다. 또한, 파장 200nm 이하의 노광 광에 대한 하프톤 위상 시프트막과 제2층의 합계의 광학 농도가 2.0 이상, 특히 2.5 이상, 특별히 3.0 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 제2층이 가공 보조막인 경우, 제3층으로서, 차광막을 설치할 수 있다. 또한, 제3층으로서, 차광막과 반사 방지막을 조합하여 설치할 수도 있다. 이 경우, 제2층은 하프톤 위상 시프트막의 패턴 형성에 있어서 하드 마스크로서 기능하는 가공 보조막(에칭 마스크막)이고, 제3층의 패턴 형성에 있어서 에칭 스토퍼로서 기능하는 가공 보조막(에칭 스토퍼막)으로서 이용할 수도 있다. 가공 보조막의 예로서는, 일본 특허 공개 제2007-241065호 공보(특허문헌 5)에서 나타나 있는 것과 같은 크롬을 포함하는 재료로 구성된 막을 들 수 있다. 가공 보조막은, 단층으로 구성해도, 다층으로 구성해도 된다. 가공 보조막의 크롬을 포함하는 재료로서는, 크롬 단체, 크롬 산화물(CrO), 크롬 질화물(CrN), 크롬 탄화물(CrC), 크롬 산화질화물(CrON), 크롬 산화탄화물(CrOC), 크롬 질화탄화물(CrNC), 크롬 산화질화탄화물(CrONC) 등의 크롬 화합물 등을 들 수 있다.
제2층이 가공 보조막인 경우, 제2층 중의 크롬의 함유율은 40원자％ 이상, 특히 50원자％ 이상, 100원자％ 이하, 특히 99원자％ 이하, 특별히 90원자％ 이하인 것이 바람직하다. 산소의 함유율은 0원자％ 이상, 60원자％ 이하, 특히 55원자％ 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는, 1원자％ 이상인 것이 바람직하다. 질소의 함유율은 0원자％ 이상, 50원자％ 이하, 특히 40원자％ 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는, 1원자％ 이상인 것이 바람직하다. 탄소의 함유율은 0원자％ 이상, 20원자％ 이하, 특히 10원자％ 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는, 1원자％ 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, 크롬, 산소, 질소 및 탄소의 합계 함유율은 95원자％ 이상, 특히 99원자％ 이상, 특별히 100원자％인 것이 바람직하다.
한편, 제3층의 차광막 및 반사 방지막은, 제2층과 에칭 특성이 상이한 재료, 예를 들어 크롬을 포함하는 재료의 에칭에 적용되는 염소계 건식 에칭에 내성을 갖는 재료, 구체적으로는 SF6이나 CF4 등의 불소계 가스로 에칭할 수 있는 규소를 포함하는 재료로 하는 것이 바람직하다. 규소를 포함하는 재료로서 구체적으로는, 규소 단체, 규소와, 질소 및 산소의 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 재료, 규소와 전이 금속을 포함하는 재료, 규소와, 질소 및 산소의 한쪽 또는 양쪽과, 전이 금속을 포함하는 재료 등의 규소 화합물 등을 들 수 있고, 전이 금속으로서는 몰리브덴, 탄탈륨, 지르코늄 등을 들 수 있다.
제3층이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합인 경우, 차광막 및 반사 방지막은 규소 화합물인 것이 바람직하고, 규소 화합물 중의 규소의 함유율은 10원자％ 이상, 특히 30원자％ 이상, 100원자％ 미만, 특히 95원자％ 이하인 것이 바람직하다. 질소의 함유율은 0원자％ 이상, 50원자％ 이하, 특히 40원자％ 이하, 특별히 20원자％ 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는, 1원자％ 이상인 것이 바람직하다. 산소의 함유율은 0원자％ 이상, 60원자％ 이하, 특히 30원자％ 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는, 1원자％ 이상인 것이 바람직하다. 전이 금속의 함유율은 0원자％ 이상, 35원자％ 이하, 특히 20원자％ 이하인 것이 바람직하고, 전이 금속을 함유하는 경우에는, 1원자％ 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, 규소, 산소, 질소 및 전이 금속의 합계 함유율은 95원자％ 이상, 특히 99원자％ 이상, 특별히 100원자％인 것이 바람직하다.
제2층이 가공 보조막, 제3층이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합인 경우, 제2층의 막 두께는, 통상 1 내지 20nm, 바람직하게는 2 내지 10nm이고, 제3층의 막 두께는, 통상 20 내지 100nm, 바람직하게는 30 내지 70nm이다. 또한, 파장 200nm 이하의 노광 광에 대한 하프톤 위상 시프트막과 제2층과 제3층의 합계의 광학 농도가 2.0 이상, 특히 2.5 이상, 특별히 3.0 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제3층 상에는, 단층 또는 다층으로 이루어지는 제4층을 설치할 수 있다. 제4층은 통상, 제3층에 인접하여 설치된다. 이 제4층으로서 구체적으로는, 제3층의 패턴 형성에 있어서 하드 마스크로서 기능하는 가공 보조막 등을 들 수 있다. 제4층의 재료로서는, 크롬을 포함하는 재료가 적합하다.
이러한 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크로서 구체적으로는, 도 5의 (C)에 나타내는 것을 들 수 있다. 도 5의 (C)는 본 발명의 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 일례를 도시하는 단면도이고, 이 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크(100)는, 투명 기판(10)과, 투명 기판(10) 상에 형성된 하프톤 위상 시프트막(1)과, 하프톤 위상 시프트막(1) 상에 형성된 제2층(2)과, 제2층(2) 상에 형성된 제3층(3)과, 제3층(3) 상에 형성된 제4층(4)을 구비한다.
제3층이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합인 경우, 제4층으로서, 제3층의 패턴 형성에 있어서 하드 마스크로서 기능하는 가공 보조막(에칭 마스크막)을 설치할 수 있다. 이 가공 보조막은, 제3층과 에칭 특성이 상이한 재료, 예를 들어 규소를 포함하는 재료의 에칭에 적용되는 불소계 건식 에칭에 내성을 갖는 재료, 구체적으로는, 산소를 함유하는 염소계 가스로 에칭할 수 있는 크롬을 포함하는 재료로 하는 것이 바람직하다. 크롬을 포함하는 재료로서 구체적으로는, 크롬 단체, 크롬 산화물(CrO), 크롬 질화물(CrN), 크롬 탄화물(CrC), 크롬 산화질화물(CrON), 크롬 산화탄화물(CrOC), 크롬 질화탄화물(CrNC), 크롬 산화질화탄화물(CrONC) 등의 크롬 화합물 등을 들 수 있다.
제4층이 가공 보조막인 경우, 제4층 중의 크롬의 함유율은 40원자％ 이상, 특히 50원자％ 이상, 100원자％ 이하, 특히 99원자％ 이하, 특별히 90원자％ 이하인 것이 바람직하다. 산소의 함유율은 0원자％ 이상, 60원자％ 이하, 특히 40원자％ 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는, 1원자％ 이상인 것이 바람직하다. 질소의 함유율은 0원자％ 이상, 50원자％ 이하, 특히 40원자％ 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는, 1원자％ 이상인 것이 바람직하다. 탄소의 함유율은 0원자％ 이상, 20원자％ 이하, 특히 10원자％ 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는, 1원자％ 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, 크롬, 산소, 질소 및 탄소의 합계 함유율은 95원자％ 이상, 특히 99원자％ 이상, 특별히 100원자％인 것이 바람직하다.
제2층이 가공 보조막, 제3층이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합, 제4층이 가공 보조막인 경우, 제2층의 막 두께는, 통상 1 내지 20nm, 바람직하게는 2 내지 10nm이고, 제3층의 막 두께는, 통상 20 내지 100nm, 바람직하게는 30 내지 70nm이고, 제4층의 막 두께는, 통상 1 내지 30nm, 바람직하게는 2 내지 20nm이다. 또한, 파장 200nm 이하의 노광 광에 대한 하프톤 위상 시프트막과 제2층과 제3층의 합계의 광학 농도가 2.0 이상, 특히 2.5 이상, 특별히 3.0 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
제2층 및 제4층의 크롬을 포함하는 재료로 구성된 막은, 크롬 타깃, 크롬에 산소, 질소 및 탄소로부터 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상을 첨가한 타깃 등을 사용하고, Ar, He, Ne 등의 희가스에, 성막하는 막의 조성에 따라, 산소 함유 가스, 질소 함유 가스, 탄소 함유 가스 등으로부터 선택되는 반응성 가스를 적절히 첨가한 스퍼터 가스를 사용한 반응성 스퍼터링에 의해 성막할 수 있다.
한편, 제3층의 규소를 포함하는 재료로 구성된 막은, 규소 타깃, 질화규소 타깃, 규소와 질화규소의 양쪽을 포함하는 타깃, 전이 금속 타깃, 규소와 전이 금속의 복합 타깃 등을 사용하고, Ar, He, Ne 등의 희가스에, 성막하는 막의 조성에 따라, 산소 함유 가스, 질소 함유 가스, 탄소 함유 가스 등으로부터 선택되는 반응성 가스를 적절히 첨가한 스퍼터 가스를 사용한 반응성 스퍼터링에 의해 성막할 수 있다.
본 발명의 하프톤 위상 시프트 마스크는, 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크로부터, 통상의 방법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들어, 투명 기판 상에 하프톤 위상 시프트막만이 형성되어 있는 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 경우에는, 먼저, 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 하프톤 위상 시프트막 상에 전자선 레지스트막을 성막하고, 전자선에 의한 패턴 묘화를 행한 후, 소정의 현상 조작에 의해 레지스트 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여, 불소계 건식 에칭에 의해, 하프톤 위상 시프트막에 레지스트 패턴을 전사하여, 하프톤 위상 시프트막 패턴을 얻는다. 그리고, 레지스트 패턴을 통상의 방법에 의해 제거하여, 하프톤 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.
하프톤 위상 시프트막 상에 제2층으로서, 크롬을 포함하는 재료의 막이 형성되어 있는 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크에서는, 예를 들어 하기의 공정으로 하프톤 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.
먼저, 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제2층 상에 전자선 레지스트막을 성막하고, 전자선에 의한 패턴 묘화를 행한 후, 소정의 현상 조작에 의해 레지스트 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여, 산소를 함유하는 염소계 건식 에칭에 의해, 제2층에 레지스트 패턴을 전사하여, 제2층의 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 제2층의 패턴을 에칭 마스크로 하여, 불소계 건식 에칭에 의해, 하프톤 위상 시프트막에 제2층의 패턴을 전사하여, 하프톤 위상 시프트막 패턴을 얻는다. 여기서, 제2층의 일부를 남길 필요가 있는 경우에는, 그 부분을 보호하는 레지스트 패턴을, 제2층 상에 형성한 후, 산소를 함유하는 염소계 건식 에칭에 의해, 레지스트 패턴으로 보호되어 있지 않은 부분의 제2층을 제거한다. 그리고, 레지스트 패턴을 통상의 방법에 의해 제거하여, 하프톤 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.
하프톤 위상 시프트막 상에 제2층으로서, 크롬을 포함하는 재료의 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합이 형성되고, 제2층 상에 제3층으로서, 규소를 포함하는 재료의 가공 보조막이 형성되어 있는 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크에서는, 예를 들어 하기의 공정으로 하프톤 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.
먼저, 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제3층 상에, 전자선 레지스트막을 성막하고, 전자선에 의한 패턴 묘화를 행한 후, 소정의 현상 조작에 의해 레지스트 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여, 불소계 건식 에칭에 의해, 제3층에 레지스트 패턴을 전사하여, 제3층의 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 제3층의 패턴을 에칭 마스크로 하여, 산소를 함유하는 염소계 건식 에칭에 의해, 제2층에 제3층의 패턴을 전사하여, 제2층의 패턴을 얻는다. 이어서, 레지스트 패턴을 제거한 후, 얻어진 제2층의 패턴을 에칭 마스크로 하여, 불소계 건식 에칭에 의해, 하프톤 위상 시프트막에 제2층의 패턴을 전사하여, 하프톤 위상 시프트막 패턴을 얻음과 동시에, 제3층의 패턴을 제거한다. 이어서, 제2층을 남기는 부분을 보호하는 레지스트 패턴을, 제2층 상에 형성한 후, 산소를 함유하는 염소계 건식 에칭에 의해, 레지스트 패턴으로 보호되어 있지 않은 부분의 제2층을 제거한다. 그리고, 레지스트 패턴을 통상의 방법에 의해 제거하여, 하프톤 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.
하프톤 위상 시프트막 상에 제2층으로서, 크롬을 포함하는 재료의 가공 보조막이 형성되고, 제2층 상에 제3층으로서, 규소를 포함하는 재료의 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합이 형성되어 있는 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크에서는, 예를 들어 하기의 공정으로 하프톤 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.
먼저, 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제3층 상에, 전자선 레지스트막을 성막하고, 전자선에 의한 패턴 묘화를 행한 후, 소정의 현상 조작에 의해 레지스트 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여, 불소계 건식 에칭에 의해, 제3층에 레지스트 패턴을 전사하여, 제3층의 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 제3층의 패턴을 에칭 마스크로 하여, 산소를 함유하는 염소계 건식 에칭에 의해, 제2층에 제3층의 패턴을 전사하여, 하프톤 위상 시프트막을 제거하는 부분의 제2층이 제거된 제2층의 패턴을 얻는다. 이어서, 레지스트 패턴을 제거하고, 제3층을 남기는 부분을 보호하는 레지스트 패턴을, 제3층 상에 형성한 후, 얻어진 제2층의 패턴을 에칭 마스크로 하여, 불소계 건식 에칭에 의해, 하프톤 위상 시프트막에 제2층의 패턴을 전사하여, 하프톤 위상 시프트막 패턴을 얻음과 동시에, 레지스트 패턴으로 보호되어 있지 않은 부분의 제3층을 제거한다. 이어서, 레지스트 패턴을 통상의 방법에 의해 제거한다. 그리고, 산소를 함유하는 염소계 건식 에칭에 의해, 제3층이 제거된 부분의 제2층을 제거하여, 하프톤 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.
하프톤 위상 시프트막 상에 제2층으로서, 크롬을 포함하는 재료의 가공 보조막이 형성되고, 제2층 상에 제3층으로서, 규소를 포함하는 재료의 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합이 형성되고, 추가로, 제3층 상에 제4층으로서, 크롬을 포함하는 재료의 가공 보조막이 형성되어 있는 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크에서는, 예를 들어 하기의 공정으로 하프톤 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.
먼저, 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제4층 상에, 전자선 레지스트막을 성막하고, 전자선에 의한 패턴 묘화를 행한 후, 소정의 현상 조작에 의해 레지스트 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여, 산소를 함유하는 염소계 건식 에칭에 의해, 제4층에 레지스트 패턴을 전사하여, 제4층의 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 제4층의 패턴을 에칭 마스크로 하여, 불소계 건식 에칭에 의해, 제3층에 제4층의 패턴을 전사하여, 제3층의 패턴을 얻는다. 이어서, 레지스트 패턴을 제거하고, 제3층을 남기는 부분을 보호하는 레지스트 패턴을, 제4층 상에 형성한 후, 얻어진 제3층의 패턴을 에칭 마스크로 하여, 산소를 함유하는 염소계 건식 에칭에 의해, 제2층에 제3층의 패턴을 전사하여 제2층의 패턴을 얻음과 동시에, 레지스트 패턴으로 보호되어 있지 않은 부분의 제4층을 제거한다. 이어서, 제2층의 패턴을 에칭 마스크로 하여, 불소계 건식 에칭에 의해, 하프톤 위상 시프트막에 제2층의 패턴을 전사하여, 하프톤 위상 시프트막 패턴을 얻음과 동시에, 레지스트 패턴으로 보호되어 있지 않은 부분의 제3층을 제거한다. 이어서, 레지스트 패턴을 통상의 방법에 의해 제거한다. 그리고, 산소를 함유하는 염소계 건식 에칭에 의해, 제3층이 제거된 부분의 제2층과, 레지스트 패턴이 제거된 부분의 제4층을 제거하여, 하프톤 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크로부터, 투명 기판과, 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 하프톤 위상 시프트막의 마스크 패턴을 구비하는 하프톤 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.
본 발명의 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크로부터 제조되는 하프톤 위상 시프트 마스크는, 피가공 기판에 하프 피치 50nm 이하, 특히 30nm 이하, 특별히 20nm 이하의 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피에 있어서, 피가공 기판 상에 형성한 포토레지스트막에, ArF 엑시머 레이저광(파장 193nm)을 노광 광으로 하여 패턴을 전사하는 노광에 있어서 유효하다.
하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크로부터 제조된 하프톤 위상 시프트 마스크를 사용하여, 하프톤 위상 시프트막의 패턴을 포함하는 포토마스크 패턴에, 노광 광을 조사하여, 피가공 기판 상에 형성한 포토마스크 패턴의 노광 대상인 포토레지스트막에, 포토마스크 패턴을 전사함으로써, 하프톤 위상 시프트막의 패턴을 포함하는 포토마스크 패턴을 노광할 수 있다. 노광 광의 조사는, 건조 조건에 의한 노광이거나, 액침 노광이어도 되지만, 실생산에 있어서 비교적 단시간에 누적 조사 에너지양을 올려버리는, 액침 노광에 의해 300mm 이상의 웨이퍼를 피가공 기판으로 하여, 포토마스크 패턴을 노광할 때에, 특히 유효하다.
[ 실시예 ]
이하에, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예에 제한되는 것은 아니다.
[실시예 1]
DC 마그네트론 스퍼터 장치를 사용하고, 스퍼터 가스로서, 아르곤 가스 및 질소 가스, 타깃으로서, 스퍼터면이 170mmφ인 규소 타깃을 2개 사용하고, 6025 석영 기판(154mm×154mm×6.35mmt)의 막 형성면(피스퍼터면)을 수평하게 배치하고, 규소 타깃의 스퍼터면도 수평하게 배치하고, 자전축이 석영 기판의 중심을 통과하도록 하여, 석영 기판을 수평 방향을 따라서 자전시키면서, 반응성 스퍼터링에 의해, 투명 기판 상에, 규소와 질소를 포함하는 하프톤 위상 시프트막(SiN막)을 성막하여, 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
여기에서는 투명 기판의 자전축과, 규소 타깃의 각각의 스퍼터면의 중심을 통과하는 연직선을 가상했을 때의 2개의 규소 타깃 각각에 있어서의 연직선과 자전축과의 거리는, 모두 375mm로서, 양자 동일하게 설정하였다. 또한, 자전축으로부터, 한쪽의 규소 타깃의 연직선으로의 법선과, 다른 쪽의 규소 타깃의 연직선으로의 법선이 이루는 각도가 144°가 되도록 타깃을 배치하였다. 스퍼터 가스의 유량은, 아르곤 가스는 30sccm, 질소 가스는 51sccm으로 하고, 한쪽의 규소 타깃에는 1,710W, 다른 쪽의 규소 타깃에는 190W의 전력을 인가하여, 막 두께가 63nm가 되도록 성막하였다. 이 성막 조건은, 어느 규소 타깃에 있어서도 전이 모드에 상당한다.
성막된 하프톤 위상 시프트막의 ArF 엑시머 레이저의 파장(193nm)에서의 위상차와 투과율을, 막 면의 중심으로부터 대각 방향으로 95mm의 범위에서 측정한 결과, 위상차는 176.9 내지 177.5°(중앙값은 177.2°)로, 막 면 내의 최댓값과 최솟값의 차는 0.6°이고, 투과율은 6.08 내지 6.15％(중앙값은 6.115％)로, 막 면 내의 최댓값과 최솟값의 차는 0.07％여서, 위상차와 투과율의 면 내 균일성이 양호하였다.
또한, XPS에 의해 막의 깊이 방향의 조성 분석을 실시한 바, SiN막의 조성은 원자비로 규소:질소=47:53이고, A값이 1 초과인 불포화 규소 화합물의 조성이었다. 또한, 조성은 깊이 방향으로 일정하였다. 이 경우, 막 두께 방향으로 조성이 일정하기 때문에, 마스크 패턴 형성 시의 에칭 레이트가 막 두께 방향으로 일정하므로, 마스크 패턴의 단면 형상의 수직성은 양호해진다.
[비교예 1]
DC 마그네트론 스퍼터 장치를 사용하고, 스퍼터 가스로서, 아르곤 가스 및 질소 가스, 타깃으로서, 스퍼터면이 170mmφ인 규소 타깃을 1개 사용하고, 6025 석영 기판(154mm×154mm×6.35mmt)의 막 형성면(피스퍼터면)을 수평하게 배치하고, 규소 타깃의 스퍼터면도 수평하게 배치하고, 자전축이 석영 기판의 중심을 통과하도록 하여, 석영 기판을 수평 방향을 따라서 자전시키면서, 반응성 스퍼터링에 의해, 투명 기판 상에, 규소와 질소를 포함하는 하프톤 위상 시프트막(SiN막)을 성막하여, 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
여기에서는 투명 기판의 자전축과, 규소 타깃의 각각의 스퍼터면의 중심을 통과하는 연직선을 가상했을 때의 규소 타깃에 있어서의 연직선과 자전축과의 거리는 375mm로 하였다. 스퍼터 가스의 유량은, 아르곤 가스는 30sccm, 질소 가스는 50sccm으로 하고, 규소 타깃에는 1,900W의 전력을 인가하여, 막 두께가 63nm가 되도록 성막하였다. 이 성막 조건은, 전이 모드에 상당한다.
XPS에 의해 막의 깊이 방향의 조성 분석을 실시한 바, SiN막의 조성은 원자비로 규소:질소=47:53이고, 부분 질화규소 화합물의 조성(질소/규소<4/3(원자비))이었다. 또한, 조성은 깊이 방향으로 일정하였다. 이 경우, 막 두께 방향으로 조성이 일정하기 때문에, 마스크 패턴 형성 시의 에칭 레이트가 막 두께 방향으로 일정하므로, 마스크 패턴의 단면 형상의 수직성은 양호해진다.
한편, 성막된 하프톤 위상 시프트막의 ArF 엑시머 레이저의 파장(193nm)에서의 위상차와 투과율을, 막 면의 중심으로부터 대각 방향으로 95mm의 범위에서 측정한 결과, 위상차는 179.6 내지 180.6°(중앙값은 180.1°)로, 막 면 내의 최댓값과 최솟값의 차는 1.0°이어서, 위상차의 면 내 균일성은 양호했지만, 투과율은 6.74 내지 7.36％(중앙값은 7.05％)로, 막 면 내의 최댓값과 최솟값의 차는 0.62％여서, 투과율의 면 내 균일성이 나빴다.
[비교예 2]
DC 마그네트론 스퍼터 장치를 사용하고, 스퍼터 가스로서, 아르곤 가스 및 질소 가스, 타깃으로서, 스퍼터면이 170mmφ인 규소 타깃을 1개 사용하고, 6025 석영 기판(154mm×154mm×6.35mmt)의 막 형성면(피스퍼터면)을 수평하게 배치하고, 규소 타깃의 스퍼터면도 수평하게 배치하고, 자전축이 석영 기판의 중심을 통과하도록 하여, 석영 기판을 수평 방향을 따라서 자전시키면서, 반응성 스퍼터링에 의해, 투명 기판 상에, 규소와 질소를 포함하는 하프톤 위상 시프트막(SiN막)을 성막하여, 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
여기에서는 투명 기판의 자전축과, 규소 타깃의 각각의 스퍼터면의 중심을 통과하는 연직선을 가상했을 때의 규소 타깃에 있어서의 연직선과 자전축과의 거리는 375mm로 하였다. 먼저, 제1층으로서, 스퍼터 가스의 유량을, 아르곤 가스는 30sccm, 질소 가스는 0sccm으로 하고, 규소 타깃에는 1,800W의 전력을 인가하여, 두께가 10nm가 되도록 Si층을 형성하고, 계속해서, 제2층으로서, 스퍼터 가스의 유량은, 아르곤 가스는 17sccm, 질소 가스는 40sccm으로 하고, 규소 타깃에는 1,900W의 전력을 인가하여, 두께가 62nm가 되도록 SiN층을 형성하여, 하프톤 위상 시프트막 전체의 막 두께가 72nm가 되도록 성막하였다. 이 성막 조건은, 제1층은 금속 모드, 제2층은 반응 모드에 상당한다.
성막된 하프톤 위상 시프트막의 ArF 엑시머 레이저의 파장(193nm)에서의 위상차와 투과율을, 막 면의 중심으로부터 대각 방향으로 95mm의 범위에서 측정한 결과, 위상차는 175.8 내지 177.6°(중앙값은 176.7°)로, 막 면 내의 최댓값과 최솟값의 차는 1.8°이고, 투과율은 6.03 내지 6.12％(중앙값은 6.075％)로, 막 면 내의 최댓값과 최솟값의 차는 0.09％여서, 위상차와 투과율의 면 내 균일성이 양호하였다.
한편, XPS에 의해 제2층의 깊이 방향의 조성 분석을 실시한 바, SiN층의 조성은 규소가 43원자％, 질소가 57원자％이고, A값은 1이어서, 포화 규소 화합물의 조성이었다. 이 경우, 막 두께 방향에서 조성이, 제1층과 제2층 사이에서 단계적으로 변화하고 있다. 이 하프톤 위상 시프트막을 에칭할 때에 전형적으로 사용되는 불소계 건식 에칭, 제1층 및 제2층 조성의 경우의 에칭 레이트를 평가하면, 제1층(Si층)이 0.5nm/sec가 되는 조건에서 제2층(SiN층)을 에칭하면, 0.65nm/sec가 되었다. 이러한 에칭 레이트가 상이한 층이 2층 이상 적층된 구성의 하프톤 위상 시프트막에서는, 에칭 레이트에 차가 있는 것에 기인하여, 가로 방향의 에칭에 차가 발생해버려, 마스크 패턴의 단면 형상의 수직성이 뒤떨어진다.
1: 하프톤 위상 시프트막
2: 제2층
3: 제3층
4: 제4층
10: 투명 기판
11: 하프톤 위상 시프트막 패턴
100: 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크
101: 하프톤 위상 시프트 마스크
S: 투명 기판
SS: 피스퍼터면
T: 타깃
TS: 스퍼터면
a: 자전축
d: 거리
n: 법선
v: 연직선
θ, θ1, θ2, θ3: 각도

Claims (15)

  1. 투명 기판과 하프톤 위상 시프트막을 구비하고, 해당 하프톤 위상 시프트막이, 규소 및 질소를 함유하고, 또한 막 두께 방향으로 조성이 일정한 또는 연속적으로 변화하는 단층막 1층만, 또는 상기 단층막과, 해당 막의 상기 투명 기판으로부터 가장 이격하는 측에 위치하는 표면 산화막의 2층으로 이루어지고, ArF 엑시머 레이저의 파장에 대하여 위상차가, 막 면 내의 중앙값이 180±30°, 또한 막 면 내의 최댓값과 최솟값의 차가 2° 이하이고, ArF 엑시머 레이저의 파장에 대하여 투과율이, 막 면 내의 중앙값이 3 내지 17％, 또한 막 면 내의 최댓값과 최솟값의 차가 0.2％ 이하인 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조하는 방법이며,
    상기 하프톤 위상 시프트막을, 희가스 및 질소 함유 가스를 포함하는 스퍼터 가스와, 2개 이상의 규소 타깃을 포함하는 복수의 타깃을 사용하여, 상기 2개 이상의 규소 타깃에, 서로 다른 2 이상의 전력 값으로 전력을 인가하여, 반응성 스퍼터링에 의해, 상기 투명 기판의 피스퍼터면을 수평 방향을 따라서 자전시키면서 성막하는 공정을 포함하고, 상기 성막 공정이, 하프톤 위상 시프트막이 불포화 규소 화합물로 형성되도록, 전이 모드에서의 반응성 스퍼터링을 포함하고,
    상기 투명 기판의 자전축과, 상기 복수의 타깃의 각각의 스퍼터면의 중심을 통과하는 연직선을 가상했을 때,
    상기 복수의 타깃 중, 상기 연직선과 상기 자전축이 가장 가까운 타깃의 상기 연직선과 상기 자전축과의 거리에 대하여, 다른 타깃의 상기 연직선과 상기 자전축과의 거리가 1 내지 3배이고,
    상기 자전축으로부터, 각각의 상기 연직선으로의 법선끼리 이루는 각도의 최댓값이 70° 이상 180° 이하가 되도록 타깃을 배치하여 스퍼터링하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자전축으로부터, 각각의 상기 연직선으로의 법선의 방향이 복수 존재하고, 인접하는 법선의 방향이 이루는 각도가, 모두 70° 이상 180° 이하가 되도록 타깃을 배치하여 스퍼터링하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법.
  3. 투명 기판과 하프톤 위상 시프트막을 구비하고, 해당 하프톤 위상 시프트막이, 규소 및 질소를 함유하고, 또한 막 두께 방향으로 조성이 일정한 또는 연속적으로 변화하는 단층막 1층만, 또는 상기 단층막과, 해당 막의 상기 투명 기판으로부터 가장 이격하는 측에 위치하는 표면 산화막의 2층으로 이루어지고, ArF 엑시머 레이저의 파장에 대하여 위상차가, 막 면 내의 중앙값이 180±30°, 또한 막 면 내의 최댓값과 최솟값의 차가 2° 이하이고, ArF 엑시머 레이저의 파장에 대하여 투과율이, 막 면 내의 중앙값이 3 내지 17％, 또한 막 면 내의 최댓값과 최솟값의 차가 0.2％ 이하인 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조하는 방법이며,
    상기 하프톤 위상 시프트막을, 희가스 및 질소 함유 가스를 포함하는 스퍼터 가스와, 2개 이상의 규소 타깃을 포함하는 복수의 타깃을 사용하여, 상기 2개 이상의 규소 타깃에, 서로 다른 2 이상의 전력 값으로 전력을 인가하여, 반응성 스퍼터링에 의해, 상기 투명 기판의 피스퍼터면을 수평 방향을 따라서 자전시키면서 성막하는 공정을 포함하고,
    상기 투명 기판의 자전축과, 상기 복수의 타깃의 각각의 스퍼터면의 중심을 통과하는 연직선을 가상했을 때,
    상기 복수의 타깃 중, 상기 연직선과 상기 자전축이 가장 가까운 타깃의 상기 연직선과 상기 자전축과의 거리에 대하여, 다른 타깃의 상기 연직선과 상기 자전축과의 거리가 1 내지 3배이고,
    상기 자전축으로부터, 각각의 상기 연직선으로의 법선의 방향이 복수 존재하고, 인접하는 법선의 방향이 이루는 각도가, 모두 120° 이상 180° 이하가 되도록 타깃을 배치하여 스퍼터링하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 타깃이 규소 타깃만을 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단층막의 규소 및 질소의 합계 함유율이 98원자％ 이상이고, 상기 표면 산화막이 규소, 질소 및 산소를 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법.
  6. 포토마스크 블랭크용 기판을 자전시키며, 복수의 타깃을 사용하여 스퍼터함으로써, 상기 포토마스크 블랭크용 기판 상에 박막을 성막하는 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치이며,
    희가스 및 질소 함유 가스를 포함하는 스퍼터 가스를 공급하는 가스 공급부를 구비하고,
    상기 복수의 타깃이 동시에 방전할 수 있고, 또한
    상기 포토마스크 블랭크용 기판의 자전축과, 상기 복수의 타깃의 각각의 스퍼터면의 중심을 통과하는 연직선을 가상했을 때, 상기 복수의 타깃 중, 상기 연직선과 상기 자전축이 가장 가까운 타깃의 상기 연직선과 상기 자전축과의 거리에 대하여, 다른 타깃의 상기 연직선과 상기 자전축과의 거리가 1 내지 3배이고, 상기 자전축으로부터, 각각의 상기 연직선으로의 법선끼리 이루는 각도의 최댓값이 70° 이상 180° 이하가 되도록 타깃을 배치하여 이루어지고, 투명 기판 상에, 불포화 규소 화합물로 형성된 하프톤 위상 시프트막을, 전이 모드에서의 반응성 스퍼터링에 의해 성막하는 장치인 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 자전축으로부터, 각각의 상기 연직선으로의 법선의 방향이 복수 존재하고, 인접하는 법선의 방향이 이루는 각도가, 모두 70° 이상 180° 이하가 되도록 타깃을 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치.
  8. 포토마스크 블랭크용 기판을 자전시키며, 복수의 타깃을 사용하여 스퍼터함으로써, 상기 포토마스크 블랭크용 기판 상에 박막을 성막하는 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치이며,
    희가스 및 질소 함유 가스를 포함하는 스퍼터 가스를 공급하는 가스 공급부를 구비하고,
    상기 복수의 타깃이 동시에 방전할 수 있고, 또한
    상기 포토마스크 블랭크용 기판의 자전축과, 상기 복수의 타깃의 각각의 스퍼터면의 중심을 통과하는 연직선을 가상했을 때, 상기 복수의 타깃 중, 상기 연직선과 상기 자전축이 가장 가까운 타깃의 상기 연직선과 상기 자전축과의 거리에 대하여, 다른 타깃의 상기 연직선과 상기 자전축과의 거리가 1 내지 3배이고, 상기 자전축으로부터, 각각의 상기 연직선으로의 법선의 방향이 복수 존재하고, 인접하는 법선의 방향이 이루는 각도가, 모두 120° 이상 180° 이하가 되도록 타깃을 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 타깃이 규소 타깃만을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치.
  10. 포토마스크 블랭크용 기판을 자전시키며, 복수의 타깃을 사용하여 스퍼터함으로써, 상기 포토마스크 블랭크용 기판 상에 박막을 성막하는 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치이며,
    희가스 및 질소 함유 가스를 포함하는 스퍼터 가스를 공급하는 가스 공급부를 구비하고,
    상기 복수의 타깃이 동시에 방전할 수 있고, 또한
    상기 포토마스크 블랭크용 기판의 자전축과, 상기 복수의 타깃의 각각의 스퍼터면의 중심을 통과하는 연직선을 가상했을 때, 상기 복수의 타깃 중, 상기 연직선과 상기 자전축이 가장 가까운 타깃의 상기 연직선과 상기 자전축과의 거리에 대하여, 다른 타깃의 상기 연직선과 상기 자전축과의 거리가 1 내지 3배이고, 상기 자전축으로부터, 각각의 상기 연직선으로의 법선끼리 이루는 각도의 최댓값이 70° 이상 180° 이하가 되도록 타깃을 배치하여 이루어지고, 상기 복수의 타깃이 규소 타깃만을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크용 박막 형성 장치.
  11. 제4항에 있어서, 상기 단층막의 규소 및 질소의 합계 함유율이 98원자％ 이상이고, 상기 표면 산화막이 규소, 질소 및 산소를 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법.
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