KR102553992B1 - 위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크 및 위상 시프트 마스크의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
위상 시프트 마스크의 제작 시에 하층의 차광막에 언더컷이 생기지 않고, 치수가 개선된 위상 시프트 마스크를 얻는 것을 목적으로 하고, 위상 시프트 마스크 블랭크는, 노광 파장에 대해 투명한 기판 상에, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 불소계 에칭 (F 계) 으로 에칭 가능한 위상 시프트막과, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 으로 에칭 가능한 차광막과, 불소계 에칭 (F 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 에칭 가능한 에칭 마스크막이 적층되어 있고, 위상 시프트막과 상기 기판 사이에 에칭 스토퍼층을 가지지 않는다.
Description
본 발명은, 위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크, 및 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 관한 것이고, 특히, 반도체 집적 회로, CCD (전하 결합 소자), LCD (액정 표시 소자) 용 컬러 필터, 및 자기 헤드 등의 제조에 사용되는 위상 시프트 마스크에 관한 것이다.
최근, 반도체 소자의 미세화에 수반하여, 투영 노광에도 높은 해상성이 요구되고 있다. 그래서, 포토마스크의 분야에 있어서는, 전사 패턴의 해상성을 향상시키는 수법으로서, 위상 시프트법이 개발되었다. 위상 시프트법의 원리는, 개구부에 인접하는 위상 시프트부를 통과한 투과광의 위상이 개구부를 통과한 투과광의 위상과 반전하도록 조정함으로써, 투과광이 서로 간섭하는 부분의 광 강도를 약하게 하고 (위상 시프트 효과), 그 결과로서 전사 패턴의 해상성을 향상시키는 것이며, 이 원리를 이용한 포토마스크를 일반적으로 위상 시프트 마스크라고 부른다.
위상 시프트 마스크에 사용되는 위상 시프트 마스크 블랭크는, 유리 기판 등의 투명 기판 상에 위상 시프트막과 차광막을 순차 적층한 구조가 가장 주류이다. 위상 시프트막은 원하는 위상차, 투과율이 되도록, 막두께와 조성이 조정되어 있고, 위상차 175 도 내지 180 도, 투과율 5 ％ 내지 7 ％ 의 경우, 막두께 60 nm 내지 80 nm 의 MoSi 계 재료의 단층막 혹은 복수층막으로 형성되는 것이 주류이다. 또, 차광막은 위상 시프트막과 합한 OD 값 (광학 농도) 이 원하는 값이 되도록, 막두께와 조성이 조정되어 있고, 상기 서술한 위상 시프트막과 합한 OD 값이 2.8 이상인 경우, 막두께 40 nm 내지 60 nm 의 크롬계 재료의 단층막 혹은 복수층막으로 형성되는 것이 주류이다.
위상 시프트 마스크의 패턴 형성 방법으로는, 위상 시프트 마스크 블랭크의 차광막 상에 레지스트막을 형성하고, 이 레지스트막에 레이저광 혹은 전자빔에 의해 패턴을 묘화하고, 이것을 현상하여 레지스트 패턴을 형성하고, 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여 차광막을 에칭해 차광막 패턴을 형성하고, 이 차광막 패턴을 마스크로 하여 위상 시프트막을 에칭하고, 또한 레지스트막과 차광막을 제거하여 위상 시프트막의 패턴을 형성하는 방식이 일반적이다.
고정밀도의 패턴 형성이 요구되는 위상 시프트 마스크에서는, 에칭은 가스 플라즈마를 사용하는 드라이 에칭이 주류이다. 크롬계 재료의 차광막의 드라이 에칭은 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계), MoSi 계 재료의 위상 시프트막의 드라이 에칭은 불소계 에칭 (F 계) 이 주류이다.
한편, 반도체 소자의 미세화에 수반하여, 원판이 되는 포토마스크 패턴도 미세하게 형성하는 기술이 요구되고 있다. 특히, 포토마스크의 메인 패턴의 전사성을 보조하는 어시스트 패턴은, 노광 시에 웨이퍼 상에 전사되지 않도록, 메인 패턴보다 작게 형성할 필요가 있다. 로직계 디바이스의 28 nm 이하, 또는 메모리계 디바이스의 30 nm 이하 세대용의 어시스트 패턴 치수는 60 nm 이하의 해상성이 요구된다.
포토마스크 패턴의 해상성 개선에 유력한 수단의 하나로서, 레지스트막의 박막화가 있다. 레지스트막의 어스펙트비 (막두께/폭) 를 낮춤으로써, 현상 시의 레지스트 패턴의 붕괴나 누락 불량을 감소시킬 수 있다.
위상 시프트 마스크에 있어서도 패턴의 해상성 개선을 실현하기 위해서, 레지스트막의 박막화가 실시되어 왔다. 그러나, 막두께 40 nm 내지 60 nm 의 차광막을 드라이 에칭할 때에 레지스트막도 데미지를 받으므로, 차광막 에칭 시의 내성까지 고려하면 레지스트막의 박막화에는 한계가 있었다.
그래서, 차광막 상에 에칭 마스크막을 형성한 위상 시프트 마스크 블랭크가 제안되었다 (특허문헌 1 및 특허문헌 2). 에칭 마스크막은, 하층의 크롬계 재료의 차광막 에칭에 대해 충분한 내성을 얻기 위해, 규소계 화합물인 MoSiN 이나 SiON 이 주류이다. 또, 막두께는 차광막보다 얇은 3 nm 내지 30 nm 가 주류이며, 드라이 에칭할 때의 레지스트의 데미지를 차광막보다 억제하는 것이 가능해져, 추가적인 레지스트막의 박막화를 실현할 수 있다.
이 에칭 마스크막이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크 제작 시에, 에칭 마스크막과 차광막의 치수가 동일하게는 되지 않아, 하층의 차광막에 언더컷이 생기는 경우가 있다. 이것은, 규소계 화합물로 이루어지고 불소계 에칭 (F 계) 으로 가공하는 에칭 마스크막과 크롬계 재료로 이루어지고 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 가공하는 차광막에서는, 횡 방향으로 에칭이 진행되기 쉬운 차광막이 라인 패턴의 치수가 가늘어지기 때문이다. 이 차광막의 언더컷량은, 차광막의 드라이 에칭에 의해 조정하는 방법이 일반적이지만, 에칭하는 패턴 영역의 폭이나 면적에 의해 횡 방향으로의 에칭의 진행량이 변하기 때문에, 모든 패턴에 있어서 차광막의 언더컷을 제거하는 것은 지난하다.
이 에칭 마스크막이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크 제작에 불가결한 공정으로서, 에칭 마스크막과 위상 시프트막이 함께 불소계 에칭 (F 계) 으로 가공되기 때문에, 위상 시프트막의 드라이 에칭 시에 동시에 에칭 마스크막의 제거도 실시하는 공정이 있다. 이 공정 시, 전술한 차광막의 언더컷이 생겨 있었던 경우, 위상 시프트막의 에칭의 초기 단계에서는 에칭 마스크막에 의해 위상 시프트막의 치수가 정해지지만, 막두께가 얇은 에칭 마스크막이 도중에 소실된 후에는, 노출된 하층의 차광막에 의해 위상 시프트막의 치수가 정해진다. 요컨대, 에칭 마스크막 소실의 전후로 위상 시프트막의 치수가 바뀌기 때문에, 위상 시프트막에 단차가 발생하여, 균일한 치수를 얻을 수 없다.
또한, 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서, 동일한 크롬계 재료를 사용하여 에칭 마스크막과 차광막의 일부를 형성한 것도 있다. 이와 같은 위상 시프트 마스크 블랭크에서, 에칭 마스크막을 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 에칭 처리하고자 하면, 차광막에 언더컷이 생기는 등의 영향이 생기거나, 혹은 차광막을 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 에칭 처리하고자 하면, 동시에 에칭 마스크막도 제거되어 버려, 가공이 곤란해진다는 문제가 있다.
또, 에칭 마스크막을 구성하는 규소 화합물은 크롬계 재료보다 레지스트막과의 밀착성이 나쁘다. 그 때문에, 에칭 마스크막에 의해 레지스트막의 박막화를 실현해도, 레지스트막과의 밀착성의 악화가 원인이 되어, 레지스트 패턴의 붕괴가 발생해 버리는 경우가 있다.
또한, 위상 시프트막의 드라이 에칭에는 위상 시프트막의 에칭 형상이나 개구부의 투명 기판의 깊이 제어가 요구되기 때문에, 동시에 실시하는 에칭 마스크막제거에 적절한 조건만을 선택할 수 없어, 에칭 마스크막 및 하층의 차광막의 잔류물 (제거 잔류) 의 원인이 된다. 또한, 에칭 마스크막의 잔류물은 불소계 에칭 (F 계) 으로밖에 제거할 수 없고, 위상 시프트막이나 투명 기판도 동시에 데미지를 받기 때문에, 이 잔류물을 드라이 에칭 수정할 수는 없다.
본 발명은, 이상의 과제를 감안하여 이루어지고, 결함에 대한 수정이 용이하고, 위상 시프트 마스크의 패턴의 해상성 개선과 치수 개선을 양립하여, 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물 억제와, 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물의 드라이 에칭 수정을 가능하게 하는 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크 및 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크는, 노광 파장에 대해 투명한 기판 상에, 위상 시프트막과, 차광막과, 에칭 마스크막이 이 순서로 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크로서, 상기 위상 시프트막은, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 불소계 에칭 (F 계) 으로 에칭 가능하고, 상기 차광막은, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 으로 에칭 가능하고, 상기 에칭 마스크막은, 불소계 에칭 (F 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 에칭 가능하고, 상기 위상 시프트막과 상기 기판 사이에 에칭 스토퍼층을 가지지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크는, 노광 파장에 대해 투명한 기판 상에, 위상 시프트막과, 하층 차광막과, 상층 차광막과, 에칭 마스크막이 이 순서로 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크로서, 상기 위상 시프트막은, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 산소계 에칭 (O 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 불소계 에칭 (F 계) 으로 에칭 가능하고, 상기 하층 차광막은, 불소계 에칭 (F 계) 및 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 산소계 에칭 (O 계) 으로 에칭 가능하고, 상기 상층 차광막은, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 불소계 에칭 (F 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 의 양방, 또는 어느 일방으로 에칭 가능하고, 상기 에칭 마스크막은, 불소계 에칭 (F 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 산소계 에칭 (O 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 에칭 가능한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 하층 차광막은, 막두께가 2 nm 이상, 30 nm 이하이며, 루테늄 단체, 또는 루테늄 함유량이 50 원자％ 이상인 루테늄 화합물로 형성되어 있으면 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 관련된 위상 시프트 마스크는, 노광 파장에 대해 투명한 기판 상에, 위상 시프트막과, 차광막과, 에칭 마스크막을 포함하는 복수의 막이 이 순서로 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크의, 상기 막의 일부가 선택적으로 제거됨으로써 회로 패턴이 형성된 위상 시프트 마스크로서, 상기 위상 시프트막은, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 불소계 에칭 (F 계) 으로 에칭 가능하고, 상기 차광막은, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 으로 에칭 가능하고, 상기 에칭 마스크막은, 불소계 에칭 (F 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 에칭 가능하고, 상기 위상 시프트막과 상기 기판 사이에 에칭 스토퍼층을 가지지 않는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 일 형태에 관련된 위상 시프트 마스크는, 노광 파장에 대해 투명한 기판 상에, 위상 시프트막과, 하층 차광막과, 상층 차광막과, 에칭 마스크막이 이 순서로 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크의, 상기 막의 일부가 선택적으로 제거됨으로써 회로 패턴이 형성된 위상 시프트 마스크로서, 상기 위상 시프트막은, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 산소계 에칭 (O 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 불소계 에칭 (F 계) 으로 에칭 가능하고, 상기 하층 차광막은, 불소계 에칭 (F 계) 및 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 산소계 에칭 (O 계) 으로 에칭 가능하고, 상기 상층 차광막은, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 불소계 에칭 (F 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 의 양방, 또는 어느 일방으로 에칭 가능하고, 상기 에칭 마스크막은, 불소계 에칭 (F 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 산소계 에칭 (O 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 에칭 가능한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 하층 차광막은, 막두께가 2 nm 이상, 30 nm 이하이며, 루테늄 단체, 또는 루테늄 함유량이 50 원자％ 이상인 루테늄 화합물로 형성되어 있으면 바람직하다.
또, 본 발명의 일 형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크의 제조 방법은, 상기 에칭 마스크막 상에 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 상기 에칭 마스크막에 패턴을 형성하는 공정과, 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 불소계 에칭 (F 계) 의 양방, 또는 어느 일방으로 상기 차광막에 패턴을 형성하는 공정과, 불소계 에칭 (F 계) 으로 상기 위상 시프트막에 패턴을 형성하는 공정과, 상기 차광막에 형성된 패턴 상으로부터 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 상기 에칭 마스크막을 제거하는 공정과, 상기 위상 시프트막에 형성된 패턴 상으로부터 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 또는 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 불소계 에칭 (F 계) 의 양방으로 상기 차광막을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 일 형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크의 제조 방법은, 상기 에칭 마스크막 상에 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 상기 에칭 마스크막에 패턴을 형성하는 공정과, 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 불소계 에칭 (F 계) 의 양방, 또는 어느 일방으로 상기 상층 차광막에 패턴을 형성하는 공정과, 산소계 에칭 (O 계) 으로 상기 하층 차광막에 패턴을 형성하는 공정과, 불소계 에칭 (F 계) 으로 상기 위상 시프트막에 패턴을 형성하는 공정과, 상기 상층 차광막에 형성된 패턴 상으로부터 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 상기 에칭 마스크막을 제거하는 공정과, 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 불소계 에칭 (F 계) 의 양방, 또는 어느 일방으로 상기 상층 차광막을 제거하는 공정과, 상기 위상 시프트막에 형성된 패턴 상으로부터, 산소계 에칭 (O 계) 으로 상기 하층 차광막을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크에서는, 전술한 횡 방향으로 에칭이 진행되기 쉬운 크롬계 재료로 이루어지고 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 가공하는 막이 에칭 마스크막으로서 최상층밖에 존재하지 않는다. 따라서, 그것보다 하층의 상층 차광막, 하층 차광막 또는 반사 방지막에 언더컷이 생기지 않고, 치수가 개선된 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.
또, 이 에칭 마스크막은 얇은 막두께로 충분하기 때문에, 에칭 시간의 단축에 의한 치수 개선과 레지스트 박막화에 의한 해상성 개선을 실현할 수 있다. 또한, 에칭 마스크막을 구성하는 크롬계 재료는, 종래의 규소 화합물보다 레지스트막과의 밀착성이 양호하기 때문에, 레지스트 패턴의 붕괴를 억제할 수 있다.
또 본 발명 일 형태에서는, 하층 차광막이, 불소계 에칭 (F 계) 및 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 산소계 에칭 (O 계) 으로 에칭 가능하면 바람직하다. 이와 같은 특성을 가지는 소재로서, 루테늄 단체 또는 루테늄 화합물이 있다.
또 본 발명의 일 형태에서는, 에칭 마스크막을 제거하는 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 에 대해, 에칭 마스크막 이외의 막 및 기판은 내성을 가지고 있다. 요컨대, 하층 차광막은 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 에 대해 내성을 갖는다. 또, 상층 차광막을 제거하는 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해, 상층 차광막 이외의 막 및 기판은 내성을 가지고 있다. 또한, 하층 차광막을 제거하는 산소계 에칭 (O 계) 에 대해 하층 차광막 이외의 막 및 기판은 내성을 가지고 있다. 따라서, 종래의 에칭 마스크가 형성된 위상 시프트 마스크와 같이 다른 막이나 기판의 데미지, 치수 제어, 깊이 제어 등에 제한되는 일 없이, 막의 제거에 적절한 조건을 설정하는 것이 가능해져, 에칭 마스크막 및 상층 차광막, 하층 차광막의 잔류물을 저감할 수 있다. 또한, 에칭 마스크막이나 상층 차광막, 하층 차광막의 잔류물을 드라이 에칭 수정하는 경우, 에칭 마스크막의 잔류물을 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 제거하고, 상층 차광막의 잔류물을 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 으로 제거하고, 하층 차광막의 잔류물을 산소계 에칭 (O 계) 으로 제거하면, 위상 시프트막과 기판에 데미지를 주는 일 없이, 잔류물만을 수정할 수 있다.
본 발명에 의하면, 결함에 대한 수정이 용이하고, 위상 시프트 마스크의 패턴의 해상성 개선과 치수 개선을 양립시키고, 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물 억제와, 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물의 드라이 에칭 수정을 가능하게 하는 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크 및 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 나타내는 단면 개략도이다.
도 2 는 제 2 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 나타내는 단면 개략도이다.
도 3 은 제 3 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 나타내는 단면 개략도이다.
도 4 는 제 4 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 나타내는 단면 개략도이다.
도 5 는 제 5 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 나타내는 단면 개략도이다.
도 6 은 제 6 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 나타내는 단면 개략도이다.
도 7 은 에칭 스토퍼층을 형성한 비교예 1 에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크의 유효 에어리어를 확대한 모식도이다.
도 8 은 위상 시프트막을 사이에 두고 에칭 스토퍼층을 형성한 비교예 2 에 관련된 위상 시프트 마스크의 유효 에어리어를 확대한 모식도이다.
도 9 는 본 실시형태에 관련된 도 8 과 동일한 도면이다.
도 10 은 제 1 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 순서대로 나타내는 단면 개략도이다.
도 11 은 제 2 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 순서대로 나타내는 단면 개략도이다.
도 12 는 제 3 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 순서대로 나타내는 단면 개략도이다.
도 13 은 제 4 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 순서대로 나타내는 단면 개략도이다.
도 14 는 제 5 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 순서대로 나타내는 단면 개략도이다.
도 15 는 제 6 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 순서대로 나타내는 단면 개략도이다.
도 16 은 본 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크의 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물 수정 방법을 나타내는 확대 단면 개략도이다.
도 17 은 본 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크의 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물 수정 방법을 나타내는 확대 단면 개략도이다.
도 2 는 제 2 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 나타내는 단면 개략도이다.
도 3 은 제 3 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 나타내는 단면 개략도이다.
도 4 는 제 4 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 나타내는 단면 개략도이다.
도 5 는 제 5 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 나타내는 단면 개략도이다.
도 6 은 제 6 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 나타내는 단면 개략도이다.
도 7 은 에칭 스토퍼층을 형성한 비교예 1 에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크의 유효 에어리어를 확대한 모식도이다.
도 8 은 위상 시프트막을 사이에 두고 에칭 스토퍼층을 형성한 비교예 2 에 관련된 위상 시프트 마스크의 유효 에어리어를 확대한 모식도이다.
도 9 는 본 실시형태에 관련된 도 8 과 동일한 도면이다.
도 10 은 제 1 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 순서대로 나타내는 단면 개략도이다.
도 11 은 제 2 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 순서대로 나타내는 단면 개략도이다.
도 12 는 제 3 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 순서대로 나타내는 단면 개략도이다.
도 13 은 제 4 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 순서대로 나타내는 단면 개략도이다.
도 14 는 제 5 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 순서대로 나타내는 단면 개략도이다.
도 15 는 제 6 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 순서대로 나타내는 단면 개략도이다.
도 16 은 본 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크의 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물 수정 방법을 나타내는 확대 단면 개략도이다.
도 17 은 본 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용한 위상 시프트 마스크의 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물 수정 방법을 나타내는 확대 단면 개략도이다.
이하에 도면을 참조하면서, 본 발명을 실시하기 위한 몇 개의 실시형태에 대해 설명한다. 또한, 단면 개략도는, 실제의 치수비나 패턴수를 정확하게는 반영하고 있지 않고, 기판의 굴입량이나 막의 데미지량은 생략되어 있다.
이하에 설명하는 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크는, 파장 20 nm 이상, 파장 200 nm 이하의 노광광이 적용되는 위상 시프트 마스크의 제작에 사용되는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크이고, 적어도, 노광 파장에 대해 투명한 기판 상에 다른 막을 개재하지 않고 적층된, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 산소계 에칭 (O 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 불소계 에칭 (F 계) 으로 에칭 가능한 위상 시프트막과, 위상 시프트막 상에 형성된, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 불소계 에칭 (F 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 으로 에칭 가능한 상층 차광막과, 상층 차광막보다 상층에 형성된, 불소계 에칭 (F 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 산소계 에칭 (O 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 에칭 가능한 에칭 마스크막을 갖는다. 단, 위상 시프트막과 기판 사이에 에칭 스토퍼층을 가지고 있지 않다.
또한, 본 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크는, 불소계 에칭 (F 계) 및 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 산소계 에칭 (O 계) 으로 에칭 가능한 하층 차광막을, 위상 시프트막과 상층 차광막 사이에 갖는다. 이 하층 차광막은, 루테늄을 함유하고, 막두께가 2 nm 이상, 30 nm 이하이다.
하층 차광막과 상층 차광막으로, 차광 기능을 발휘한다. 즉, 하층 차광막을 형성함으로써, 그만큼, 상층 차광막의 막두께를 얇게 할 수 있다. 예를 들어 상층 차광막에 탄탈을 함유한 경우, 산화에 의해 에칭하기 어려워지기 때문에, 일반적으로 에칭에 시간이 걸린다. 이 경우, 하층 차광막을 형성한 분만큼 상층 차광막의 막두께를 얇게 할 수 있으면, 가공 효율이 향상되게 되고, 잔류물 확률이 개선된다.
도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 나타내는 단면 개략도이다. 도 1 의 위상 시프트 마스크 블랭크 (10) 는, 노광 파장에 대해 투명한 기판 (11) 과, 기판 (11) 상에 성막된 위상 시프트막 (12) 과, 위상 시프트막 (12) 상에 성막된 차광막 (상층 차광막이라고도 한다) (13) 과, 차광막 (13) 상에 성막된 에칭 마스크막 (14) 으로 이루어진다. 기판 (11) 과 위상 시프트막 (12) 사이에 에칭 스토퍼층을 가지고 있지 않다. 이 위상 시프트 마스크 블랭크 (10) 를 사용한 위상 시프트 마스크에서는, 에칭 마스크막 (14) 이 일부 제거되지 않고 마스크 상에 남는다.
도 2 는, 제 2 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 나타내는 단면 개략도이다. 도 2 의 위상 시프트 마스크 블랭크 (10) 는, 노광 파장에 대해 투명한 기판 (11) 과, 기판 (11) 상에 성막된 위상 시프트막 (12) 과, 위상 시프트막 (12) 상에 성막된 하층 차광막 (18) 과, 하층 차광막 (18) 상에 성막된 상층 차광막 (13) 과, 상층 차광막 (13) 상에 성막된 에칭 마스크막 (14) 으로 이루어진다. 기판 (11) 과 위상 시프트막 (12) 사이에 에칭 스토퍼층을 가지고 있지 않다. 이 위상 시프트 마스크 블랭크 (10) 를 사용한 위상 시프트 마스크에서는, 에칭 마스크막 (14) 이 일부 제거되지 않고 마스크 상에 남는다.
도 3 은, 제 3 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 나타내는 단면 개략도이다. 도 3 의 위상 시프트 마스크 블랭크 (20) 는, 노광 파장에 대해 투명한 기판 (21) 과, 기판 (21) 상에 성막된 위상 시프트막 (22) 과, 위상 시프트막 (22) 상에 성막된 차광막 (상층 차광막이라고도 한다) (23) 과, 차광막 (23) 상에 성막된 에칭 마스크막 (24) 으로 이루어진다. 기판 (21) 과 위상 시프트막 (22) 사이에 에칭 스토퍼층을 가지고 있지 않다. 이 위상 시프트 마스크 블랭크 (20) 를 사용한 위상 시프트 마스크에서는, 에칭 마스크막 (24) 이 완전히 제거되어 마스크 상에 남지 않는다.
도 4 는, 제 4 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 나타내는 단면 개략도이다. 도 4 의 위상 시프트 마스크 블랭크 (20) 는, 노광 파장에 대해 투명한 기판 (21) 과, 기판 (21) 상에 성막된 위상 시프트막 (22) 과, 위상 시프트막 (22) 상에 성막된 하층 차광막 (28) 과, 하층 차광막 (28) 상에 성막된 상층 차광막 (23) 과, 상층 차광막 (23) 상에 성막된 에칭 마스크막 (24) 으로 이루어진다. 기판 (21) 과 위상 시프트막 (22) 사이에 에칭 스토퍼층을 가지고 있지 않다. 이 위상 시프트 마스크 블랭크 (20) 를 사용한 위상 시프트 마스크에서는, 에칭 마스크막 (24) 이 완전히 제거되어 마스크 상에 남지 않는다.
여기서, 상기 노광 파장에 대해 투명한 기판 (11, 21) 에 대한 특별한 제한은 없고, 석영 유리나 CaF2 혹은 알루미노실리케이트 유리 등이 일반적이다.
또, 상기 위상 시프트막 (12, 22) 은, 규소를 함유하고, 또한 천이 금속, 질소, 산소 및 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하고, 구체적으로는 규소의 산화막, 질화막, 산질화막, 혹은 규소 및 천이 금속의 산화막, 질화막, 산질화막의 단층막, 또는 이들의 복수층막 혹은 경사막이며, 조성과 막두께를 적절히 선택함으로써 노광 파장에 대한 투과율과 위상차를 조정시킨 것이다. 천이 금속으로는, 몰리브덴, 티탄, 바나듐, 코발트, 니켈, 지르코늄, 니오브, 하프늄 등을 사용할 수 있지만, 몰리브덴이 바람직하다.
투과율의 값은, 최종적인 위상 시프트 마스크 완성 시에 기판의 투과율에 대해 3 ％ 이상, 100 ％ 미만이며, 원하는 웨이퍼 패턴에 따라 최적의 투과율을 적절히 선택하는 것이 가능하지만, 투과율 5 ％ 이상, 40 ％ 이하가 일반적이다. 위상차의 값은, 최종적인 위상 시프트 마스크 완성 시에 170 도 이상, 190 도 이하, 특히 175 도 이상, 180 도 이하가 바람직하다. 위상 시프트막 (12, 22) 을 에칭할 때는, 동시에 기판을 1 nm 내지 3 nm 정도 굴입하여, 위상 시프트막의 누락 불량을 방지함과 함께, 위상차의 미(微)조정을 실시하는 것이 일반적이다. 따라서, 기판의 굴입량을 고려하여, 마스크 완성 시에 소망하는 값보다 얕은 위상차로 위상 시프트막 (12, 22) 을 성막할 필요가 있다.
위상 시프트막 (12, 22) 의 조성은, 원하는 투과율과 위상차의 조합에 의해 변화한다. 예를 들어, 투과율 6 ％, 위상차 177 도의 규소와 몰리브덴의 산질화막의 경우, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 산소계 에칭 (O 계) 에 대한 내성, 불소계 에칭 (F 계) 에 대한 가공성, 그리고 각종 약액 세정에 대한 내성을 실현하기 위해서, 규소가 20 원자％ 이상, 60 원자％ 이하, 특히 30 원자％ 이상, 50 원자％ 이하, 몰리브덴이 0 원자％ 이상, 20 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 10 원자％ 이하, 산소가 0 원자％ 이상, 20 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 10 원자％ 이하, 질소가 30 원자％ 이상, 80 원자％ 이하, 특히 40 원자％ 이상, 70 원자％ 이하인 것이 바람직하다.
또, 위상 시프트막을 복수층막 또는 경사막으로 하는 경우, 차광막의 제거에 적용하는 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 또는 산소계 에칭 (O 계) 에 의해 강한 내성을 가지는 천이 금속의 함유량이 적거나 또는 함유하지 않는 규소 화합물막을 최표면에 형성하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, SiO2 나 SiON 을 위상 시프트막의 최표면에 형성하는 것이 바람직하다. 특히, 하층에 에칭 스토퍼층이 없는 위상 시프트막 (12, 22) 에 있어서, 만일 강한 세정이나 에칭 마스크막 제거에서의 강한 에칭 조건을 적용하거나 하여 최표면의 SiO2 나 SiON 이 데미지를 받았다고 해도, 조성이 동등한 기판도 동시에 데미지를 받으므로, 기판에 대한 위상차나 투과율의 변동을 억제하는 것이 가능하다.
또, 상층 차광막 (13, 23) 은, 규소를 함유하지 않는 탄탈 화합물로 이루어지고, 질소, 붕소, 산소 및 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 단층막, 또는 이들의 복수층막 혹은 경사막이며, 바람직하게는 질화탄탈을 주성분으로 하는 막이다. 규소를 함유하지 않는 것은, 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 으로 가공이 곤란한 SiO2 나 SiN 이 막 중에 혼성되는 것을 방지하기 위해서이다.
상층 차광막 (13) 의 막두께는, 위상 시프트막의 투과율에 따라 변화하지만, 차광막 (하층 차광막이 있는 경우에는, 이것도 포함한다, 이하 동일) 및 위상 시프트막 및 에칭 마스크막을 합한 노광 파장에 대한 OD 값 (광학 농도) 이 2.5 이상, 보다 바람직하게는 2.8 이상이 되도록 조정한다. 예를 들어, 위상 시프트막의 투과율이 6 ％ 인 경우에는, 상층 차광막 (13) (하층 차광막 (18) 을 갖는 경우에는 그 합, 이하 동일) 의 막두께는 10 nm 이상 35 nm 이하, 특히 15 nm 이상 30 nm 이하가 바람직하다.
한편, 상층 차광막 (23) (하층 차광막 (28) 을 갖는 경우에는 그 합, 이하 동일) 의 막두께도, 위상 시프트막의 투과율에 따라 변화하지만, 에칭 마스크막 (24) 은 최종적으로 위상 시프트 마스크 상에 남지 않기 때문에, 노광 파장에 대한 OD 값 (광학 농도) 은 차광막과 위상 시프트막을 합해 2.5 이상, 보다 바람직하게는 2.8 이상이 되도록 조정한다. 예를 들어, 위상 시프트막의 투과율이 6 ％ 인 경우에는, 차광막의 막두께는 15 nm 이상 50 nm 이하, 특히 20 nm 이상 45 nm 이하가 바람직하다.
또, 상층 차광막 (23) 에는, 반사 방지층으로서의 기능을 갖게 해도 된다. 이 경우, 노광 파장에 대한 반사율을 예를 들어 45 ％ 이하, 특히 30 ％ 이하로 억제하는 것이, 노광 시에 위상 시프트 마스크와 투영 노광면 사이에서의 다중 반사를 억제하는 데에 있어서 바람직하다. 또한, 위상 시프트 마스크 블랭크나 위상 시프트 마스크의 반사 검사에 사용하는 파장 (예를 들어 257 nm) 에 대한 반사율을 예를 들어 30 ％ 이하로 하는 것이, 결함을 고정밀도로 검출하는 데에 있어서 바람직하다. 이들 반사 방지층으로서의 효과를 증대시키기 위해서는, 차광막의 표면측의 가스 함유량을 늘려 보다 고굴절률, 저소쇠계수로 하는 방법이 일반적이다.
상층 차광막 (13) 의 조성은, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 에 대한 내성, 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대한 가공성, 그리고 각종 약액 세정에 대한 내성을 실현하기 위해서, 탄탈이 50 원자％ 이상, 100 원자％ 이하, 특히 60 원자％ 이상, 90 원자％ 이하, 질소가 0 원자％ 이상, 70 원자％ 이하, 특히 10 원자％ 이상, 60 원자％ 이하, 산소가 0 원자％ 이상, 10 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 5 원자％ 이하, 탄소가 0 원자％ 이상, 20 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 10 원자％ 이하, 붕소가 0 원자％ 이상, 20 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 10 원자％ 이하인 것이 바람직하다. 또, 상층 차광막 (23) 의 조성은, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 에 대한 내성, 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대한 가공성, 반사 방지층으로서의 효과, 그리고 각종 약액 세정에 대한 내성을 실현하기 위해서, 탄탈이 40 원자％ 이상, 90 원자％ 이하, 특히 50 원자％ 이상, 80 원자％ 이하, 질소가 10 원자％ 이상, 70 원자％ 이하, 특히 10 원자％ 이상, 60 원자％ 이하, 산소가 0 원자％ 이상, 20 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 10 원자％ 이하, 탄소가 0 원자％ 이상, 20 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 10 원자％ 이하, 붕소가 0 원자％ 이상, 20 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 10 원자％ 이하인 것이 바람직하다.
혹은, 상층 차광막은, 탄탈 화합물 또는 규소 화합물로 이루어지면 바람직하다. 상기 탄탈 화합물은, 탄탈과, 질소, 붕소, 규소, 산소 및 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하면 바람직하다. 상기 규소 화합물은, 규소를 함유하고, 또한 몰리브덴, 티탄, 바나듐, 코발트, 니켈, 지르코늄, 니오브, 하프늄, 질소, 산소, 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하면 바람직하다.
하층 차광막 (18, 28) 은, 루테늄 단체, 또는 루테늄 함유량이 50 원자％ 이상의 루테늄 화합물이며, 구체적으로는 루테늄 단체, 또는 루테늄과, 질소, 붕소, 탄소 및 산소에서 선택되는 1 종류 이상의 소재, 니오브 및 지르코늄에서 선택되는 1 종류 이상의 소재의 어느 것, 혹은 양방의 화합물로 이루어지면 바람직하다. 하층 차광막 (18, 28) 의 막두께는, 2 nm 이상 30 nm 이하, 특히 충분한 에칭 내성과 차광성을 양립시키기 위해서 5 nm 이상 20 nm 이하가 바람직하다. 하층 차광막 (18, 28) 의 에칭 가공은, 산소계 드라이 에칭 (O 계) 으로 실시할 수 있고, 산소 가스에 추가하여 필요에 따라 아르곤 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 혼합해도 된다. 또, 하층 차광막 (18, 28) 은, 불소계 에칭 (F 계) 및 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖는다.
또, 상기 에칭 마스크막 (14, 24) 은, 크롬 단체 또는, 크롬과 질소, 산소 및 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 단층막, 또는 이들의 복수층막 혹은 경사막이다. 에칭 마스크막 (14) 의 막두께는, 2 nm 이상 30 nm 이하, 특히 에칭 마스크막의 드라이 에칭 시의 레지스트 데미지를 저감하고, 레지스트의 박막화를 실현하기 위해서, 20 nm 이하가 바람직하다. 또, 에칭 마스크막 (14) 은, 반사 방지층으로서의 기능을 갖게 해도 된다. 이 경우, 노광 파장에 대한 반사율을 예를 들어 45 ％ 이하, 특히 30 ％ 이하로 억제하는 것이, 노광 시에 위상 시프트 마스크와 투영 노광면 사이에서의 다중 반사를 억제하는 데에 있어서 바람직하다. 또한, 위상 시프트 마스크 블랭크나 위상 시프트 마스크의 반사 검사에 사용하는 파장 (예를 들어 257 nm) 에 대한 반사율을 예를 들어 30 ％ 이하로 하는 것이, 결함을 고정밀도로 검출하는 데에 있어서 바람직하다. 이들 반사 방지층으로서의 기능을 갖게 한 경우의 에칭 마스크막 (14) 의 막두께는, 충분한 반사 방지 효과를 얻기 위해서 5 nm 이상이 바람직하다. 한편, 에칭 마스크막 (24) 의 막두께는, 2 nm 이상, 30 nm 이하, 특히 에칭 마스크막의 드라이 에칭 시의 레지스트 데미지를 저감하고, 레지스트의 박막화를 실현하기 위해서, 15 nm 이하가 바람직하고, 또한, 성막 시의 핀홀이나, 에칭 시나 세정 시에서의 막소실을 방지하기 위해서, 3 nm 이상이 바람직하다.
에칭 마스크막 (14) 의 조성은, 불소계 에칭 (F 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 산소계 에칭 (O 계) 에 대한 내성, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 에 대한 가공성, 반사 방지층으로서의 효과, 그리고 각종 약액 세정에 대한 내성을 실현하기 위해서, 크롬이 30 원자％ 이상, 100 원자％ 이하, 특히 35 원자％ 이상, 50 원자％ 이하, 산소가 0 원자％ 이상, 60 원자％ 이하, 특히 20 원자％ 이상, 60 원자％ 이하, 질소가 0 원자％ 이상, 50 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 30 원자％ 이하, 탄소가 0 원자％ 이상, 30 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 20 원자％ 이하인 것이 바람직하다.
또, 에칭 마스크막 (24) 의 조성은, 불소계 에칭 (F 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 산소계 에칭 (O 계) 에 대한 내성, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 에 대한 가공성, 그리고 각종 약액 세정에 대한 내성을 실현하기 위해서, 크롬이 30 원자％ 이상, 100 원자％ 이하, 특히 50 원자％ 이상, 100 원자％ 이하, 산소가 0 원자％ 이상, 50 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 40 원자％ 이하, 질소가 0 원자％ 이상, 50 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 40 원자％ 이하, 탄소가 0 원자％ 이상, 30 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 20 원자％ 이하인 것이 바람직하다.
계속해서 제 5, 제 6 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크의 설명을 실시한다. 제 5, 제 6 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크는, 차광막과 에칭 마스크막 사이에 반사 방지막의 층이 형성되어 있는 것이, 제 1 ∼ 제 4 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크와 상이하다.
도 5 는, 제 5 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 나타내는 단면 개략도이다. 도 5 의 위상 시프트 마스크 블랭크 (10') 은, 노광 파장에 대해 투명한 기판 (11') 과, 기판 (11') 상에 성막된 위상 시프트막 (12') 과, 위상 시프트막 (12') 상에 성막된 차광막 (상층 차광막이라고도 한다) (13') 과, 차광막 (13') 상에 성막된 반사 방지막 (14') 과, 반사 방지막 (14') 상에 성막된 에칭 마스크막 (15') 으로 이루어진다. 기판 (11') 과 위상 시프트막 (12') 사이에 에칭 스토퍼층을 가지고 있지 않다. 이 위상 시프트 마스크 블랭크 (10') 를 사용한 위상 시프트 마스크에서는, 에칭 마스크막 (15') 이 완전히 제거되어 마스크 상에 남지 않는다.
도 6 은, 제 6 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 나타내는 단면 개략도이다. 도 6 의 위상 시프트 마스크 블랭크 (10') 는, 노광 파장에 대해 투명한 기판 (11') 과, 기판 (11') 상에 성막된 위상 시프트막 (12') 과, 위상 시프트막 (12') 상에 성막된 하층 차광막 (18') 과, 하층 차광막 (18') 상에 성막된 상층 차광막 (13') 과, 상층 차광막 (13') 상에 성막된 반사 방지막 (14') 과, 반사 방지막 (14') 상에 성막된 에칭 마스크막 (15') 으로 이루어진다. 기판 (11') 과 위상 시프트막 (12') 사이에 에칭 스토퍼층을 가지고 있지 않다. 이 위상 시프트 마스크 블랭크 (10') 를 사용한 위상 시프트 마스크에서는, 에칭 마스크막 (15') 이 완전히 제거되어 마스크 상에 남지 않는다.
여기서, 상기 노광 파장에 대해 투명한 기판 (11') 에 대한 특별한 제한은 없고, 석영 유리나 CaF2 혹은 알루미노실리케이트 유리 등이 일반적이다.
또, 상기 위상 시프트막 (12') 은, 규소를 함유하고, 또한 천이 금속, 질소, 산소 및 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하고, 구체적으로는 규소의 산화막, 질화막, 산질화막, 혹은 규소 및 천이 금속의 산화막, 질화막, 산질화막의 단층막, 또는 이들의 복수층막 혹은 경사막이며, 조성과 막두께를 적절히 선택함으로써 노광 파장에 대한 투과율과 위상차를 조정시킨 것이다. 천이 금속으로는, 몰리브덴, 티탄, 바나듐, 코발트, 니켈, 지르코늄, 니오브, 하프늄 등을 사용할 수 있지만, 몰리브덴이 바람직하다.
투과율의 값은, 최종적인 위상 시프트 마스크 완성 시에 기판의 투과율에 대해 3 ％ 이상, 100 ％ 미만이며, 원하는 웨이퍼 패턴에 따라 최적의 투과율을 적절히 선택하는 것이 가능하지만, 투과율 5 ％ 이상, 40 ％ 이하가 일반적이다. 위상차의 값은, 최종적인 위상 시프트 마스크 완성 시에 170 도 이상 190 도 이하, 특히 175 도 이상 180 도 이하가 바람직하다. 기판 (11') 은, 불소계 에칭 (F 계) 을 사용하는 위상 시프트막 (12') 의 패터닝 및 반사 방지막 (14') 의 제거의 마스크 제조 공정 시에, 최종적으로 5 nm 내지 20 nm 정도 굴입된다. 따라서, 위상 시프트막 (12') 에서는, 기판의 굴입량을 고려하여, 마스크 완성 시에 소망하는 값보다 얕은 위상차로 성막할 필요가 있다. 위상 시프트막의 막두께는, 소망하는 투과율과 위상차의 조합에 따라 변화하지만, 예를 들어 투과율 6 ％, 위상차 177 도의 위상 시프트막을 성막하는 경우, 막두께는 60 nm 이상 80 nm 이하가 바람직하다.
위상 시프트막 (12') 의 조성은, 원하는 투과율과 위상차의 조합에 따라 변화하지만, 예를 들어 투과율 6 ％, 위상차 177 도의 규소와 몰리브덴의 산질화막을 성막하는 경우, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 산소계 에칭 (O 계) 에 대한 내성, 불소계 에칭 (F 계) 에 대한 가공성, 그리고 각종 약액 세정에 대한 내성을 실현하기 위해서, 규소가 20 원자％ 이상, 60 원자％ 이하, 특히 30 원자％ 이상, 50 원자％ 이하, 몰리브덴이 0 원자％ 이상, 20 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 10 원자％ 이하, 산소가 0 원자％ 이상, 20 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 10 원자％ 이하, 질소가 30 원자％ 이상, 80 원자％ 이하, 특히 40 원자％ 이상, 70 원자％ 이하인 것이 바람직하다.
또, 위상 시프트막을 복수층막 또는 경사막으로 하는 경우, 차광막의 제거에 적용하는 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 보다 강한 내성을 가지는 천이 금속의 함유량이 적거나 또는 함유하지 않는 규소 화합물막을 최표면에 형성하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, SiO2 나 SiON 을 위상 시프트막의 최표면에 형성하는 것이 바람직하다. 특히, 하층에 에칭 스토퍼층이 없는 위상 시프트막 (12') 에 있어서, 만일 강한 세정이나 에칭 마스크막 제거에서의 강한 에칭 조건을 적용하거나 하여 최표면의 SiO2 나 SiON 이 데미지를 받았다고 해도, 조성이 동등한 기판도 동시에 데미지를 받으므로, 기판에 대한 위상차나 투과율의 변동을 억제하는 것이 가능하다.
또, 상기 차광막 (13') 은, 규소를 함유하지 않는 탄탈 화합물로 이루어지고, 질소, 붕소, 산소 및 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 단층막, 또는 이들의 복수층막 혹은 경사막이며, 바람직하게는 질화탄탈을 주성분으로 하는 막이다. 규소를 함유하지 않는 것은, 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 으로 가공이 곤란한 SiO2 나 SiN 이 막 중에 혼성되는 것을 방지하기 위해서이다. 차광막 (13') (하층 차광막 (18') 이 있는 경우에는, 이것도 포함한다, 이하 동일) 의 막두께는, 위상 시프트막의 투과율에 따라 변화하지만, 반사 방지막 및 차광막 및 위상 시프트막을 합한 노광 파장에 대한 OD 값 (광학 농도) 이 2.5 이상, 보다 바람직하게는 2.8 이상이 되도록 조정한다. 예를 들어, 위상 시프트막의 투과율이 6 ％ 인 경우, 차광막 (13') 의 막두께는 10 nm 이상 35 nm 이하, 특히 15 nm 이상 30 nm 이하가 바람직하다.
차광막 (13') 의 조성은, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 에 대한 내성, 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대한 가공성, 그리고 각종 약액 세정에 대한 내성을 실현하기 위해서, 탄탈이 50 원자％ 이상, 100 원자％ 이하, 특히 60 원자％ 이상, 90 원자％ 이하, 질소가 0 원자％ 이상, 70 원자％ 이하, 특히 10 원자％ 이상, 60 원자％ 이하, 산소가 0 원자％ 이상, 10 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 5 원자％ 이하, 탄소가 0 원자％ 이상, 20 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 10 원자％ 이하, 붕소가 0 원자％ 이상, 20 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 10 원자％ 이하인 것이 바람직하다.
하층 차광막 (18') 은, 루테늄 단체, 또는 루테늄 함유량이 50 원자％ 이상인 루테늄 화합물이며, 구체적으로는 루테늄 단체, 또는 루테늄과 질소, 붕소, 탄소 및 산소에서 선택되는 1 종류 이상의 소재, 니오브 및 지르코늄에서 선택되는 1 종류 이상의 소재의 어느 것, 혹은 양방과의 화합물로 이루어지면 바람직하다. 하층 차광막 (18, 28) 의 막두께는, 2 nm 이상, 30 nm 이하, 특히 충분한 에칭 내성과 차광성을 양립시키기 위해서 5 nm 이상, 20 nm 이하가 바람직하다. 그 성막은, 상기 루테늄 단체 또는 루테늄 화합물을 타겟으로 하여, 이온 스퍼터 장치를 사용한 스퍼터 처리에 의해 실시한다. 하층 차광막 (18') 의 에칭 가공은, 산소계 드라이 에칭 (O 계) 으로 실시할 수 있고, 산소 가스에 추가하여 필요에 따라 아르곤 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 혼합해도 된다. 또, 하층 차광막 (18') 은, 불소계 에칭 (F 계) 및 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖는다.
또, 상기 반사 방지막 (14') 은, 규소를 함유하지 않는 탄탈 화합물로 이루어지고, 질소, 붕소, 산소 및 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 단층막, 또는 이들의 복수층막 혹은 경사막이며, 바람직하게는 산화탄탈을 주성분으로 하는 막이다. 따라서, 차광막의 스퍼터 성막과 타겟을 변경하지 않고, 동일한 성막 챔버에서 연속해 성막할 수 있다. 반사 방지의 기능으로는, 노광 파장에 대한 반사율을 예를 들어 45 ％ 이하, 특히 30 ％ 이하로 억제하는 것이, 노광 시에 위상 시프트 마스크와 투영 노광면 사이에서의 다중 반사를 억제하는 데에 있어서 바람직하다. 또한, 위상 시프트 마스크 블랭크나 위상 시프트 마스크의 반사 검사에 사용하는 파장 (예를 들어 257 nm) 에 대한 반사율을 예를 들어 30 ％ 이하로 하는 것이, 결함을 고정밀도로 검출하는 데에 있어서 바람직하다. 반사 방지막 (14') 의 막두께는, 2 nm 이상 20 nm 이하, 특히, 충분한 반사 방지 효과를 얻기 위해서, 15 nm 이하가 바람직하다. 또한, 성막 시의 핀홀이나, 에칭 시나 세정 시에서의 막소실을 방지하기 위해서, 3 nm 이상이 바람직하다.
반사 방지막 (14') 의 조성은, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대한 내성, 불소계 에칭 (F 계) 에 대한 가공성, 반사 방지의 효과, 그리고 각종 약액 세정에 대한 내성을 실현하기 위해서, 탄탈이 10 원자％ 이상, 70 원자％ 이하, 특히 20 원자％ 이상, 60 원자％ 이하, 질소가 0 원자％ 이상, 20 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 10 원자％ 이하, 산소가 40 원자％ 이상, 90 원자％ 이하, 특히 50 원자％ 이상, 80 원자％ 이하, 탄소가 0 원자％ 이상, 20 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 10 원자％ 이하, 붕소가 0 원자％ 이상, 20 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 10 원자％ 이하인 것이 바람직하다.
또, 상기 에칭 마스크막 (15') 은, 크롬 단체 또는, 크롬과, 질소, 산소 및 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 단층막, 또는 이들의 복수층막 혹은 경사막이다. 에칭 마스크막 (15') 의 막두께는, 2 nm 이상 30 nm 이하, 특히 에칭 마스크막의 드라이 에칭 시의 레지스트 데미지를 저감하고, 레지스트의 박막화를 실현하기 위해서, 15 nm 이하가 바람직하다. 또한, 성막 시의 핀홀이나, 에칭 시나 세정 시에서의 막소실을 방지하기 위해서, 3 nm 이상이 바람직하다.
에칭 마스크막 (15') 의 조성은, 불소계 에칭 (F 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 산소계 에칭 (O 계) 에 대한 내성, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 에 대한 가공성, 그리고 각종 약액 세정에 대한 내성을 실현하기 위해서, 크롬이 30 원자％ 이상, 100 원자％ 이하, 특히 50 원자％ 이상, 100 원자％ 이하, 산소가 0 원자％ 이상, 50 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 40 원자％ 이하, 질소가 0 원자％ 이상, 50 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 40 원자％ 이하, 탄소가 0 원자％ 이상, 30 원자％ 이하, 특히 0 원자％ 이상, 20 원자％ 이하인 것이 바람직하다.
상기 서술한 각 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크의, 위상 시프트막, 차광막, 반사 방지막, 에칭 마스크막은, 모두 공지된 방법에 의해 성막할 수 있다. 가장 용이하게 균질성이 우수한 막을 얻는 방법으로는, 스퍼터 성막법을 바람직하게 들 수 있지만, 스퍼터 성막법으로 한정할 필요는 없다.
타겟과 스퍼터 가스는 막조성에 따라 선택된다. 예를 들어, 크롬을 함유하는 막의 성막 방법으로는, 크롬을 함유하는 타겟을 이용하여, 아르곤 가스 등의 불활성 가스만, 산소 등의 반응성 가스만, 또는 불활성 가스와 반응성 가스의 혼합 가스 중에서 반응성 스퍼터링을 실시하는 방법을 들 수 있다. 스퍼터 가스의 유량은 막특성에 맞춰 조정하면 되고, 성막 중 일정하게 해도 되고, 산소량이나 질소량을 막의 두께 방향으로 변화시키고 싶을 때는, 목적으로 하는 조성에 따라 변화시켜도 된다. 또, 타겟에 대한 인가 전력, 타겟과 기판의 거리, 성막 챔버 내의 압력을 조정해도 된다. 또, 예를 들어, 규소와 금속을 함유하는 막의 성막에서는, 타겟으로서, 규소와 금속의 함유비를 조정한 타겟을 단독으로 사용하여도 되고, 규소 타겟, 금속 타겟, 및 규소와 금속으로 이루어지는 타겟으로부터 복수의 타겟을 적절히 선택해도 된다.
위상 시프트 마스크는, 상기 서술한 각 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크가 갖는 각각의 막을, 원하는 패턴으로 패터닝 또는 제거함으로써 얻어진다.
여기서, 기판 상에 에칭 스토퍼층을 형성하지 않는 것에 의한 효과에 대해 설명한다. 도 7 은, 에칭 스토퍼층을 형성한 비교예 1 에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크의 유효 에어리어를 확대한 모식도이다. 도 7 에 있어서, 기판 (3) 상에 에칭 스토퍼층 (2) 이 성막되고, 에칭 스토퍼층 (2) 상에 위상 시프트막 (1) 이 성막된다.
에칭 스토퍼층 (2) 은, 예를 들어 규소와 알루미늄을 포함하는 혼합막으로 형성할 수 있지만, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 막 내에 결함 (C) 이 존재하는 경우가 있다. 이 경우, 노광광 (DUV) 이 통과하는 영역에 결함 (C) 이 존재하면, 에칭 스토퍼층 (2) 을 통과하는 노광광의 일부가 방해받아, 고정밀도의 노광을 실시할 수 없을 우려가 있다.
동일하게, 기판 (3) 의 표면에, 결손 (A) 이나 융기 (B) 등의 문제가 발생해 있던 경우도, 노광광 (DUV) 의 통과를 방해할 우려가 있다. 이와 같은 문제는, 기판 (3) 의 표면이 노출되어 있으면, 결손 (A) 은 투명한 소재로 메우고, 또 융기 (B) 는 삭제하는 등의 수정 처리를 실시할 수 있다. 그러나, 기판 (3) 상에 에칭 스토퍼층 (2) 을 형성하고 있던 경우, 상기 수정은 불가능하기 때문에, 이와 같은 문제가 발생한 위상 시프트 마스크 블랭크를 폐기해야 하여, 수율이 악화된다. 이것에 대해, 본 실시형태와 같이 에칭 스토퍼층을 형성하지 않으면, 상기 서술한 문제는 발생하지 않는다.
다음으로, 하층 차광막으로서 루테늄 단체 또는 루테늄 화합물을 사용하는 효과에 대해 설명한다. 제 2, 4, 6 실시형태에 있어서, 위상 시프트막과 상층 차광막 사이에, 하층 차광막을 형성하고 있다. 이 때문에, 하층 차광막의 분만큼 상층 차광막의 막두께를 얇게 할 수 있다. 예를 들어, 상층 차광막을, 탄탈을 포함하는 화합물로 형성한 경우, 세정, 에칭, 자연 산화 등에 의해 발생하는 산화에 의해 피막이 단단해지기 때문에, 제거에 비교적 길게 시간이 걸린다. 이것에 대해 루테늄 단체 또는 루테늄 화합물을 사용함으로써, 처리 시간을 보다 짧게 할 수 있다. 또한, 최종적으로 불필요한 하층 차광막은, 상층 차광막과 함께 에칭 제거되므로, 예를 들어 불소계 가스에 의한 위상 시프트막의 수정을 방해하지 않는다는 효과도 있다.
도 8 은, 위상 시프트막을 사이에 두고 에칭 스토퍼층을 형성한 비교예 2 에 관련된 위상 시프트 마스크의 유효 에어리어를 확대한 모식도이다. 도 8 에 있어서, 기판 (3) 상에 하층 에칭 스토퍼층 (2) 이 성막되고, 하층 에칭 스토퍼층 (2) 상에 위상 시프트막 (1) 이 성막되고, 위상 시프트막 (1) 상에 상층 에칭 스토퍼층 (2) 이 성막된다. 여기서, 2 개의 에칭 스토퍼층 (2) 은, 예를 들어 알루미늄 화합물을 사용하여 이루어지는 것으로 한다.
도 8 에 있어서, 가공 처리가 완료된 위상 시프트 마스크를 검사한 바, 예를 들어 미세한 이물질의 존재 등에서 기인하여, 본래 제거되어야 하는 위치에 결함 (D) 이 생긴 것으로 한다. 이 경우, 수정 가공에 의해 결함 (D) 을 삭제하는 것이 요구되고, 통상은 불소 가스 어시스트에 의한 전자선의 조사에 의해 그 수정을 실시하고 있다. 그러나, 도 8 의 구성에서는, 전자선이 조사되는 위치에 상층 에칭 스토퍼층 (2) 이 성막되어 있기 때문에, 그 하방의 위상 시프트막 (1) 을 삭제할 수 없다. 따라서, 가공이 곤란해지므로, 수율의 악화를 초래하게 된다.
이것에 대해, 도 9 에 나타내는 본 실시형태의 위상 시프트 마스크의 경우, 하층 차광막은 최종적으로 제거되고, 기판 (3) 상에는 위상 시프트막 (1) 만이 남기 때문에, 불소 가스 어시스트에 의한 전자선 EV 의 조사를 방해하지 않기 때문에, 결함 (D) 의 제거를 용이하게 실시할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 탄탈 화합물을 사용한 상층 차광막의 에칭 스토퍼층으로서, 루테늄 단체 또는 루테늄 화합물을 사용한 하층 차광막을 사용하고 있다. 따라서, 에칭 내성이 상이하므로, 상층 차광막의 수정의 스토퍼층으로서 하층 차광막을 사용할 수 있다. 또, 상층 차광막과 함께 하층 차광막에 의해 차광 효과를 발휘할 수 있다. 즉, 하층 차광막은, 차광 기능과 에칭 억제 기능의 쌍방의 역할을 가지는 것이다.
계속해서, 상기에서 서술한 제 1 ∼ 제 6 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크로 제작되는 위상 시프트 마스크 및 위상 시프트 마스크의 제조 방법의 바람직한 실시형태를 든다.
도 10 은, 도 1 에 나타내는 위상 시프트 마스크 블랭크 (10) 를 사용한 위상 시프트 마스크 (100) 의 제조 방법을 순서대로 나타내는 단면 개략도이다. 이미 설명한 부호로 나타내는 부재는, 도 1 과 동일한 것이다. 도 10(a) 는, 에칭 마스크막 (14) 상에 레지스트막을 도포하고, 묘화를 실시하고, 그 후에 현상 처리를 실시하여, 레지스트 패턴 (15) 을 형성하는 공정을 나타낸다. 도 10(b) 는, 레지스트 패턴 (15) 을 따라 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 의해 에칭 마스크막 (14) 을 패터닝하는 공정을 나타낸다. 도 10(c) 는, 잔존한 레지스트 패턴 (15) 을 박리 제거한 후, 세정하는 공정을 나타낸다. 도 10(d) 는, 에칭 마스크막 (14) 의 패턴을 따라 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 과 불소계 에칭 (F 계) 의 양방, 또는 어느 일방에 의해 차광막 (13) 을 패터닝하는 공정을 나타낸다.
도 10(e) 는, 에칭 마스크막 (14) 및 차광막 (13) 의 패턴을 따라, 불소계 드라이 에칭 (F 계) 에 의해 위상 시프트막 (12) 을 패터닝하는 공정을 나타낸다. 도 10(f) 는, 제 2 레지스트 패턴 (16) 을 새로 형성하는 공정을 나타낸다. 도 10(g) 는, 제 2 레지스트 패턴 (16) 으로 덮여 있지 않은 영역의 에칭 마스크막 (14) 을 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 도 10(h) 는, 제 2 레지스트 패턴 (16) 으로 덮여 있지 않은 영역의 차광막 (13) 을 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 또는 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 과 불소계 에칭 (F 계) 의 양방에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 도 10(i) 는, 잔존한 제 2 레지스트 패턴 (16) 을 박리 제거한 후, 세정하는 공정을 나타낸다. 상기에 서술한 공정을 실행함으로써, 위상 시프트 마스크 (100) 가 제작된다.
이 위상 시프트 마스크 (100) 에서는, 에칭 마스크막 (14) 이 일부 제거되지 않고 마스크 상에 남는다. 또, 도 10(i) 에 있어서, 부호 101 로 나타내는 영역은, 위상 시프트 마스크 (100) 상에 형성되는 회로 패턴이 배치되는 영역을 나타내고 (이하에서는 이 영역을 「유효 에어리어 (101)」 라고 부른다), 한편 부호 102 로 나타내는 영역은, 회로 패턴이 배치되는 유효 에어리어 (101) 를 둘러싸도록 패턴이 배치된 영역이고, 이하에서는 이 영역을 「외주부 (102)」 라고 부른다. 또한, 유효 에어리어와 외주부의 정의는, 이하의 도 11 ∼ 도 15 로 설명하는 위상 시프트 마스크에 있어서도 동일한 것으로 한다. 또한, 도 10 에서 설명한 위상 시프트 마스크 (100) 의 예에서는, 유효 에어리어 (101) 내에 형성되어 있는 패턴은 기판 (11) 과 위상 시프트막 (12) 으로만 이루어지고, 차광막 (13) 과 에칭 마스크막 (14) 도 적층되어 있는 패턴은 외주부 (102) 에만 존재한다. 단, 다른 실시형태로서, 유효 에어리어 (101) 내에, 기판 (11) 과 위상 시프트막 (12) 과 차광막 (13) 과 에칭 마스크막 (14) 이 적층된 패턴이 형성되어도 된다.
도 11 은, 도 2 에 나타내는 위상 시프트 마스크 블랭크 (10) 를 사용한 위상 시프트 마스크 (100) 의 제조 방법을 순서대로 나타내는 단면 개략도이다. 이미 설명한 부호로 나타내는 부재는, 도 2 와 동일한 것이다. 도 11(a) 는, 에칭 마스크막 (14) 상에 레지스트막을 도포하고, 묘화를 실시하고, 그 후에 현상 처리를 실시하여, 레지스트 패턴 (15) 을 형성하는 공정을 나타낸다. 도 11(b) 는, 레지스트 패턴 (15) 을 따라 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 의해 에칭 마스크막 (14) 를 패터닝하는 공정을 나타낸다. 도 11(c) 는, 잔존한 레지스트 패턴 (15) 을 박리 제거한 후, 세정하는 공정을 나타낸다. 도 11(d) 는, 에칭 마스크막 (14) 의 패턴을 따라 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 과 불소계 에칭 (F 계) 의 양방, 또는 어느 일방에 의해 상층 차광막 (13) 을 패터닝하는 공정을 나타낸다. 도 11(e) 는, 에칭 마스크막 (14) 및 상층 차광막 (13) 의 패턴을 따라, 산소계 에칭 (O 계) 에 의해 하층 차광막 (18) 을 에칭하는 공정을 나타낸다.
도 11(f) 는, 불소계 드라이 에칭 (F 계) 에 의해 위상 시프트막 (12) 을 패터닝하는 공정을 나타낸다. 도 11(g) 는, 제 2 레지스트 패턴 (16) 을 새로 형성하는 공정을 나타낸다. 도 11(h) 는, 제 2 레지스트 패턴 (16) 으로 덮여 있지 않은 영역의 에칭 마스크막 (14) 을 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 도 11(i) 는, 제 2 레지스트 패턴 (16) 으로 덮여 있지 않는 영역의 상층 차광막 (13) 을 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 과 불소계 에칭 (F 계) 의 양방, 또는 어느 일방에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 도 11(j) 는, 제 2 레지스트 패턴 (16) 으로 덮여 있지 않은 영역의 하층 차광막 (18) 을 산소계 에칭 (O 계) 에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 도 11(k) 는, 잔존한 제 2 레지스트 패턴 (16) 을 박리 제거한 후, 세정하는 공정을 나타낸다. 상기에 서술한 공정을 실행함으로써, 위상 시프트 마스크 (100) 가 제작된다.
이 위상 시프트 마스크 (100) 에서는, 에칭 마스크막 (14) 이 일부 제거되지 않고 마스크 상에 남는다. 또, 도 11(k) 에 있어서, 부호 101 로 나타내는 영역은 유효 에어리어를 나타내고, 부호 102 로 나타내는 영역은 외주부를 나타내고 있다. 도 11(k) 에 나타낸 위상 시프트 마스크 (100) 의 예에서는, 유효 에어리어 (101) 내에 형성되어 있는 패턴은 기판 (11) 과 위상 시프트막 (12) 으로만 형성되고, 상층 차광막 (13), 하층 차광막 (18) 및 에칭 마스크막 (14) 이 적층되어 있는 패턴은 외주부 (102) 에만 존재한다. 단, 다른 실시형태로서, 유효 에어리어 (101) 내에, 기판 (11) 과 위상 시프트막 (12) 과 상층 차광막 (13) 과 하층 차광막 (18) 및 에칭 마스크막 (14) 이 적층된 패턴이 형성되어도 된다.
다음으로, 도 12 는, 도 3 에 나타내는 위상 시프트 마스크 블랭크 (20) 를 사용한 위상 시프트 마스크 (200) 의 제조 방법을 순서대로 나타내는 단면 개략도이다. 이미 설명한 부호로 나타내는 부재는, 도 3 과 동일한 것이다. 도 12(a) 는, 에칭 마스크막 (24) 상에 레지스트막을 도포하고, 묘화를 실시하고, 그 후에 현상 처리를 실시하여, 레지스트 패턴 (25) 을 형성하는 공정을 나타낸다. 도 12(b) 는, 레지스트 패턴 (25) 을 따라 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 의해 에칭 마스크막 (24) 을 패터닝하는 공정을 나타낸다. 도 12(c) 는, 잔존한 레지스트 패턴 (25) 을 박리 제거한 후, 세정하는 공정을 나타낸다. 도 12(d) 는, 에칭 마스크막 (24) 의 패턴을 따라 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 과 불소계 에칭 (F 계) 의 양방, 또는 어느 일방에 의해 차광막 (23) 을 패터닝하는 공정을 나타낸다.
도 12(e) 는, 에칭 마스크막 (24) 및 차광막 (23) 의 패턴을 따라, 불소계 드라이 에칭 (F 계) 에 의해 위상 시프트막 (22) 을 패터닝하는 공정을 나타낸다. 도 12(f) 는, 에칭 마스크막 (24) 을 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 도 12(g) 는, 제 2 레지스트 패턴 (26) 을 새로 형성하는 공정을 나타낸다. 도 12(h) 는, 제 2 레지스트 패턴 (26) 으로 덮여 있지 않은 영역의 차광막 (23) 을 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 또는 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 과 불소계 에칭 (F 계) 의 양방에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 도 12(i) 는, 잔존한 제 2 레지스트 패턴 (26) 을 박리 제거한 후, 세정하는 공정을 나타낸다. 상기에 서술한 공정을 실행함으로써, 위상 시프트 마스크 (200) 가 제작된다.
이 위상 시프트 마스크 (200) 에서는, 에칭 마스크막 (24) 이 완전히 제거되어 마스크 상에 남지 않는다. 또, 도 12(i) 에 있어서, 부호 201 로 나타내는 영역은 유효 에어리어를 나타내고, 부호 202 로 나타내는 영역은 외주부를 나타내고 있다. 도 12(i) 에 나타낸 위상 시프트 마스크 (200) 의 예에서는, 유효 에어리어 (201) 내에 형성되어 있는 패턴은 기판 (21) 과 위상 시프트막 (22) 으로만 형성되고, 차광막 (23) 도 적층되어 있는 패턴은 외주부 (202) 에만 존재한다. 단, 다른 실시형태로서, 유효 에어리어 (201) 내에, 기판 (21) 과 위상 시프트막 (22) 과 차광막 (23) 이 적층된 패턴이 형성되어도 된다.
다음으로, 도 13 은, 도 4 에 나타내는 위상 시프트 마스크 블랭크 (20) 를 사용한 위상 시프트 마스크 (200) 의 제조 방법을 순서대로 나타내는 단면 개략도이다. 이미 설명한 부호로 나타내는 부재는, 도 4 와 동일한 것이다. 도 13(a) 는, 에칭 마스크막 (24) 상에 레지스트막을 도포하고, 묘화를 실시하고, 그 후에 현상 처리를 실시하여, 레지스트 패턴 (25) 을 형성하는 공정을 나타낸다. 도 13(b) 는, 레지스트 패턴 (25) 을 따라 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 의해 에칭 마스크막 (24) 을 패터닝하는 공정을 나타낸다. 도 13(c) 는, 잔존한 레지스트 패턴 (25) 을 박리 제거한 후, 세정하는 공정을 나타낸다. 도 13(d) 는, 에칭 마스크막 (24) 의 패턴을 따라 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 과 불소계 에칭 (F 계) 의 양방, 또는 어느 일방에 의해 상층 차광막 (23) 을 패터닝하는 공정을 나타낸다. 도 13(e) 는, 에칭 마스크막 (24) 및 상층 차광막 (23) 의 패턴을 따라, 산소계 에칭 (O 계) 에 의해 하층 차광막 (28) 을 에칭하는 공정을 나타낸다.
도 13(f) 는, 에칭 마스크막 (24) 및 차광막 (23) 과 하층 차광막 (28) 의 패턴을 따라, 불소계 드라이 에칭 (F 계) 에 의해 위상 시프트막 (22) 을 패터닝하는 공정을 나타낸다. 도 13(g) 는, 에칭 마스크막 (24) 을 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 도 13(h) 는, 제 2 레지스트 패턴 (26) 을 새로 형성하는 공정을 나타낸다. 도 13(i) 는, 제 2 레지스트 패턴 (26) 으로 덮여 있지 않은 영역의 차광막 (23) 을 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 과 불소계 에칭 (F 계) 의 양방, 또는 어느 일방에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 도 13(j) 는, 제 2 레지스트 패턴 (26) 으로 덮여 있지 않은 영역의 하층 차광막 (28) 을 산소계 에칭 (O 계) 에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 도 13(k) 는, 잔존한 제 2 레지스트 패턴 (26) 을 박리 제거한 후, 세정하는 공정을 나타낸다. 상기에 서술한 공정을 실행함으로써, 위상 시프트 마스크 (200) 가 제작된다.
이 위상 시프트 마스크 (200) 에서는, 에칭 마스크막 (24) 이 완전히 제거되어 마스크 상에 남지 않는다. 또, 도 13(k) 에 있어서, 부호 201 로 나타내는 영역은 유효 에어리어를 나타내고, 부호 202 로 나타내는 영역은 외주부를 나타내고 있다. 도 13(k) 에 나타낸 위상 시프트 마스크 (200) 의 예에서는, 유효 에어리어 (201) 내에 형성되어 있는 패턴은 기판 (21) 과 위상 시프트막 (22) 으로만 형성되고, 상층 차광막 (23) 및 하층 차광막 (28) 도 적층되어 있는 패턴은 외주부 (202) 에만 존재한다. 단, 다른 실시형태로서, 유효 에어리어 (201) 내에, 기판 (21) 과 위상 시프트막 (22) 과 상층 차광막 (23) 및 하층 차광막 (28) 이 적층된 패턴이 형성되어도 된다.
도 10(a), 도 11(a), 도 12(a), 및 도 13(a) 의 공정에 있어서, 레지스트막의 재료로는, 포지티브형 레지스트와 네거티브형 레지스트 중 어느 것이 이용되어도 되지만, 고정밀도 패턴의 형성을 가능하게 하는 전자빔 묘화용의 화학 증폭형 레지스트를 사용하는 것이 바람직하다. 레지스트막의 막두께는, 예를 들어 50 nm 이상, 200 nm 이하의 범위이다. 특히, 미세한 패턴 형성이 요구되는 위상 시프트 마스크를 제작하는 경우, 패턴 붕괴를 방지하는 데에 있어서, 레지스트 패턴의 어스펙트비가 커지지 않도록 레지스트막을 박막화하는 것이 필요하여, 150 nm 이하의 막두께가 바람직하다. 한편, 레지스트막의 막두께의 하한은 사용하는 레지스트 재료의 에칭 내성 등의 조건을 종합적으로 고려하여 결정되고, 60 nm 이상이 바람직하다. 레지스트막으로서 전자빔 묘화용의 화학 증폭형의 것을 사용하는 경우, 묘화 시의 전자빔의 에너지 밀도는 10 내지 100 μC/㎠ 의 범위이며, 이 묘화 후에 가열 처리 및 현상 처리를 실시하여 레지스트 패턴을 얻는다.
또, 도 10(b), 도 11(b), 도 12(b), 및 도 13(b) 의 공정에 있어서, 에칭 마스크막을 패터닝하는 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 의 조건은, 종래부터 크롬 화합물막을 드라이 에칭할 때에 이용되어 온 공지된 것으로 해도 되고, 염소 가스와 산소 가스에 추가하여 필요에 따라 질소 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 혼합해도 된다. 하층의 차광막은, 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 대해 내성을 가지고 있기 때문에, 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다.
또, 도 10(c), 도 11(c), 도 12(c), 및 도 13(c) 의 공정에 있어서, 레지스트 패턴의 박리 제거는, 드라이 에칭에 의해 실시하는 것도 가능하지만, 일반적으로는 박리액에 의해 웨트 박리한다.
또, 도 10(d), 도 11(d), 도 12(d), 및 도 13(d) 의 공정에 있어서, 상층 차광막을 패터닝하는 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 의 조건은, 염소 가스에 추가하여 필요에 따라 질소 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 혼합해도 된다. 상층의 에칭 마스크막과 하층 차광막은, 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 가지고 있기 때문에, 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다. 또, 상층 차광막의 최표면 조성이 에칭이나 세정에 의해 변화하여, 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에서의 에칭 레이트가 저하한 경우에는, 차광막 최표면을 보다 효율적으로 제거할 목적으로, 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 전에 불소계 에칭 (F 계) 을 가할 수도 있다.
또, 도 11(e), 및 도 13(e) 의 공정에 있어서, 하층 차광막을 패터닝하는 산소계 드라이 에칭 (O) 계는, 산소 가스에 추가하여 필요에 따라 아르곤 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 혼합해도 된다. 에칭 마스크막과 상층 차광막과 위상 시프트막은, 산소계 드라이 에칭 (O 계) 에 대해 내성을 가지고 있기 때문에, 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다.
또, 도 10(e), 도 11(f), 도 12(e), 및 도 13(f) 의 공정에 있어서, 위상 시프트막을 패터닝하는 불소계 드라이 에칭 (F 계) 의 조건은, 종래부터 규소계 화합물막을 드라이 에칭할 때에 이용되어 온 공지된 것으로 해도 되고, 불소계 가스로는, CF4 나 C2F6 이나 SF6 이 일반적이고, 필요에 따라 질소 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 혼합해도 된다.
최상층의 에칭 마스크막은, 불소계 드라이 에칭 (F 계) 에 대해 내성을 가지고 있기 때문에, 차광막과 함께 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다. 도 10(e), 도 11(f), 도 12(e), 및 도 13(f) 에서는, 동시에 기판을 1 nm 내지 3 nm 정도 굴입하여, 위상 시프트막의 누락 불량을 방지함과 함께, 위상차의 미조정을 실시하는 것이 일반적이다.
또, 도 10(f), 도 11(g), 도 12(g), 및 도 13(h) 의 공정에 있어서, 묘화 방식은, 전자빔 묘화보다 정밀도가 떨어지는 레이저 묘화를 사용하여도 되고, 레지스트막을 도포하고, 전자빔 묘화 또는 레이저 묘화를 실시하고, 그 후에 현상 처리를 실시함으로써, 제 2 레지스트 패턴을 얻는다.
또, 도 12(f), 및 도 13(g) 의 공정에 있어서, 에칭 마스크막을 제거하는 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 의 조건은, 종래부터 크롬 화합물막의 제거에 이용되어 온 공지된 것으로 해도 되고, 염소 가스와 산소 가스에 추가하여 필요에 따라 질소 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 혼합해도 된다. 하층의 차광막, 위상 시프트막, 기판은, 모두 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 대해 내성을 가지고 있기 때문에, 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다. 따라서, 에칭 마스크막의 잔류물 (제거 잔류) 을 억제할 수 있는 횡 방향의 에칭이 진행되기 쉬운 에칭 조건을 선택하는 것이 가능해진다. 횡 방향의 에칭이 진행되기 쉬운 에칭 조건으로는, 도 12(b), 및 도 13(b) 의 공정에 사용하는 에칭 조건보다 고압력 (저진공), 대오버 에칭량이 바람직하다. 여기서의 오버 에칭량이란, 막을 다 제거하는 에칭 시간에 대해 그 후에 연장하여 실시하는 에칭 시간의 비율이다.
또, 도 10(h), 도 11(i), 도 12(h), 및 도 13(i) 의 공정에 있어서, 상층 차광막을 제거하는 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 의 조건은, 염소 가스에 추가하여 필요에 따라 질소 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 혼합해도 된다. 하층의 하층 차광막, 위상 시프트막, 기판은, 모두 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 가지고 있기 때문에, 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다.
또, 도 11(j), 및 도 13(j) 의 공정에 있어서, 하층 차광막을 제거하는 산소계 드라이 에칭 (O 계) 의 조건은, 산소 가스에 추가하여 필요에 따라 아르곤 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 혼합해도 된다. 하층의 위상 시프트막, 기판은, 모두 산소계 드라이 에칭 (O 계) 에 대해 내성을 가지고 있기 때문에, 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다.
따라서, 차광막의 잔류물 (제거 잔류) 을 억제할 수 있는 횡 방향의 에칭이 진행되기 쉬운 에칭 조건을 선택하는 것이 가능해진다. 횡 방향의 에칭이 진행되기 쉬운 에칭 조건으로는, 도 10(d), 도 11(d), (e), 도 12(d) 및 도 13(d), (e) 의 공정에 사용하는 에칭 조건보다 고압력 (저진공), 대오버 에칭량이 바람직하다. 여기서의 오버 에칭량이란, 막을 다 제거하는 에칭 시간에 대해 그 후에 연장하여 실시하는 에칭 시간의 비율이다.
또, 도 10(i), 도 11(k), 도 12(i), 및 도 13(k) 의 공정에 있어서, 레지스트 패턴의 박리 제거는, 드라이 에칭에 의해 실시하는 것도 가능하지만, 일반적으로는 박리액에 의해 웨트 박리한다.
계속해서 제 5, 제 6 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크로 제작되는, 위상 시프트 마스크 및 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 설명한다. 도 14 는, 도 5 에 나타내는 위상 시프트 마스크 블랭크 (10') 를 사용한 위상 시프트 마스크 (100') 의 제조 방법을 설명하는 도면이다. 이미 설명한 부호로 나타내는 부재는, 도 5 와 동일한 것이다. 도 14(a) 는, 에칭 마스크막 (15') 상에 레지스트막을 도포하고, 묘화를 실시하고, 그 후에 현상 처리를 실시하여, 레지스트 패턴 (16') 을 형성하는 공정을 나타낸다. 도 14(b) 는, 레지스트 패턴 (16') 을 따라 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 의해 에칭 마스크막 (15') 을 패터닝하는 공정을 나타낸다. 도 14(c) 는, 잔존한 레지스트 패턴 (16') 을 박리 제거한 후, 세정하는 공정을 나타낸다. 도 14(d) 는, 에칭 마스크막 (15') 의 패턴을 따라 불소계 드라이 에칭 (F 계) 에 의해 반사 방지막 (14') 을 패터닝하는 공정을 나타낸다. 도 14(e) 는, 에칭 마스크막 (15') 및 반사 방지막 (14') 의 패턴을 따라 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 과 불소계 에칭 (F 계) 의 양방, 또는 어느 일방에 의해 차광막 (13') 을 패터닝하는 공정을 나타낸다.
도 14(f) 는, 에칭 마스크막 (15') 및 반사 방지막 (14') 및 차광막 (13') 의 패턴을 따라, 불소계 드라이 에칭 (F 계) 에 의해 위상 시프트막 (12') 을 패터닝하는 공정을 나타낸다. 도 14(g) 는, 에칭 마스크막 (15') 을 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 도 14(h) 는, 제 2 레지스트 패턴 (17') 을 새로 형성하는 공정을 나타낸다. 도 14(i) 는, 제 2 레지스트 패턴 (17') 으로 덮여 있지 않은 영역의 반사 방지막 (14') 을 불소계 드라이 에칭 (F 계) 에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 도 14(j) 는, 제 2 레지스트 패턴 (17') 으로 덮여 있지 않은 영역의 차광막 (13') 을 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 또는 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 과 불소계 에칭 (F 계) 의 양방에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 도 14(k) 는, 잔존한 제 2 레지스트 패턴 (17') 을 박리 제거한 후, 세정하는 공정을 나타낸다. 상기에 서술한 공정을 실행함으로써, 위상 시프트 마스크 (100') 가 제작된다.
이 위상 시프트 마스크 (100') 에서는, 에칭 마스크막 (15') 이 완전히 제거되어 마스크 상에 남지 않는다. 또, 도 14(k) 에 있어서, 부호 101' 로 나타내는 영역은 유효 에어리어를 나타내고, 부호 102' 로 나타내는 영역은 외주부를 나타낸다. 도 14(k) 의 위상 시프트 마스크 (100') 의 예에서는, 유효 에어리어 (101') 내에 형성되어 있는 패턴은 기판 (11') 과 위상 시프트막 (12') 으로만 이루어지고, 차광막 (13') 이나 반사 방지막 (14') 도 적층되어 있는 패턴은 외주부 (102') 에만 존재한다. 단, 다른 실시형태로서, 유효 에어리어 (101') 내에, 기판 (11') 과 위상 시프트막 (12') 과 차광막 (13') 과 반사 방지막 (14') 이 적층된 패턴이 형성되어도 된다.
도 15 는, 도 6 에 나타내는 위상 시프트 마스크 블랭크 (10') 를 사용한 위상 시프트 마스크 (100') 의 제조 방법을 설명하는 도면이다. 이미 설명한 부호로 나타내는 부재는, 도 6 과 동일한 것이다. 도 15(a) 는, 에칭 마스크막 (15') 상에 레지스트막을 도포하고, 묘화를 실시하고, 그 후에 현상 처리를 실시하여, 레지스트 패턴 (16') 을 형성하는 공정을 나타낸다. 도 15(b) 는, 레지스트 패턴 (16') 을 따라 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 의해 에칭 마스크막 (15') 을 패터닝하는 공정을 나타낸다. 도 15(c) 는, 잔존한 레지스트 패턴 (16') 을 박리 제거한 후, 세정하는 공정을 나타낸다. 도 15(d) 는, 에칭 마스크막 (15') 의 패턴을 따라 불소계 드라이 에칭 (F 계) 에 의해 반사 방지막 (14') 을 패터닝하는 공정을 나타낸다. 도 15(e) 는, 에칭 마스크막 (15') 및 반사 방지막 (14') 의 패턴을 따라 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 과 불소계 에칭 (F 계) 의 양방, 또는 어느 일방에 의해 상층 차광막 (13') 을 패터닝하는 공정을 나타낸다. 도 15(f) 는, 에칭 마스크막 (15') 및 반사 방지막 (14') 그리고 상층 차광막 (13') 의 패턴을 따라 산소계 드라이 에칭 (O 계) 에 의해 하층 차광막 (18') 을 패터닝하는 공정을 나타낸다.
도 15(g) 는, 에칭 마스크막 (15') 및 반사 방지막 (14') 및 상층 차광막 (13') 과 하층 차광막 (18') 의 패턴을 따라, 불소계 드라이 에칭 (F 계) 에 의해 위상 시프트막 (12') 을 패터닝하는 공정을 나타낸다. 도 15(h) 는, 에칭 마스크막 (15') 를 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 도 15(i) 는, 제 2 레지스트 패턴 (17') 을 새로 형성하는 공정을 나타낸다. 도 15(j) 는, 제 2 레지스트 패턴 (17') 으로 덮여 있지 않은 영역의 반사 방지막 (14') 을 불소계 드라이 에칭 (F 계) 에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 도 15(k) 는, 제 2 레지스트 패턴 (17') 으로 덮여 있지 않은 영역의 상층 차광막 (13') 을 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 과 불소계 에칭 (F 계) 의 양방, 또는 어느 일방에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 도 15(l) 은, 제 2 레지스트 패턴 (17') 으로 덮여 있지 않은 영역의 하층 차광막 (18') 을 산소계 드라이 에칭 (O 계) 에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 도 15(m) 은, 잔존한 제 2 레지스트 패턴 (17') 을 박리 제거한 후, 세정하는 공정을 나타낸다. 상기에 서술한 공정을 실행함으로써, 위상 시프트 마스크 (100') 가 제작된다.
이 위상 시프트 마스크 (100') 에서는, 에칭 마스크막 (15') 이 완전히 제거되어 마스크 상에 남지 않는다. 또, 도 15(m) 에 있어서, 부호 101' 로 나타내는 영역은 유효 에어리어를 나타내고, 부호 102' 로 나타내는 영역은 외주부를 나타낸다. 도 15(m) 의 위상 시프트 마스크 (100') 의 예에서는, 유효 에어리어 (101') 내에 형성되어 있는 패턴은 기판 (11') 과 위상 시프트막 (12') 으로만 이루어지고, 상층 차광막 (13'), 하층 차광막 (18') 이나 반사 방지막 (14') 도 적층되어 있는 패턴은 외주부 (102') 에만 존재한다. 단, 다른 실시형태로서, 유효 에어리어 (101') 내에, 기판 (11') 과 위상 시프트막 (12') 과 상층 차광막 (13') 과 하층 차광막 (18') 과 반사 방지막 (14') 이 적층된 패턴이 형성되어도 된다.
도 14(a) 및 도 15(a) 의 공정에 있어서, 레지스트막의 재료로는, 포지티브형 레지스트여도 네거티브형 레지스트여도 사용할 수 있지만, 고정밀도 패턴의 형성을 가능하게 하는 전자빔 묘화용의 화학 증폭형 레지스트를 사용하는 것이 바람직하다. 레지스트막의 막두께는, 예를 들어 50 nm 이상 200 nm 이하의 범위이다. 특히, 미세한 패턴 형성이 요구되는 위상 시프트 마스크를 제작하는 경우, 패턴 붕괴를 방지하는 데에 있어서, 레지스트 패턴의 어스펙트비가 커지지 않도록 레지스트막을 박막화하는 것이 필요하여, 150 nm 이하의 막두께가 바람직하다. 한편, 레지스트막의 막두께의 하한은 사용하는 레지스트 재료의 에칭 내성 등의 조건을 종합적으로 고려하여 결정되고, 60 nm 이상이 바람직하다. 레지스트막으로서 전자빔 묘화용의 화학 증폭형의 것을 사용하는 경우, 묘화 시의 전자빔의 에너지 밀도는 10 내지 100 μC/㎠ 의 범위이며, 이 묘화 후에 가열 처리 및 현상 처리를 실시하여 레지스트 패턴을 얻는다.
또, 도 14(b) 및 도 15(b) 의 공정에 있어서, 에칭 마스크막을 패터닝하는 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 의 조건은, 종래부터 크롬 화합물막을 드라이 에칭할 때에 이용되어 온 공지된 것으로 해도 되고, 염소 가스와 산소 가스에 추가하여 필요에 따라 질소 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 혼합해도 된다. 하층의 반사 방지막은, 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 대해 내성을 가지고 있기 때문에, 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다.
또, 도 14(c) 및 도 15(c) 의 공정에 있어서, 레지스트 패턴의 박리 제거는, 드라이 에칭에 의해 실시하는 것도 가능하지만, 일반적으로는 박리액에 의해 웨트 박리한다.
또, 도 14(d) 및 도 15(d) 의 공정에 있어서, 반사 방지막을 패터닝하는 불소계 드라이 에칭 (F 계) 의 조건은, 불소계 가스로서 CF4 나 C2F6 이나 SF6 이 일반적이고, 필요에 따라 질소 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 혼합해도 된다. 상층의 에칭 마스크막은, 불소계 드라이 에칭 (F 계) 에 대해 내성을 가지고 있기 때문에, 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다. 또, 하층의 차광막은 불소계 드라이 에칭 (F 계) 으로도 가공할 수 있기 때문에, 본 공정에서 막 전부를 다 제거하지 않을 정도로 차광막을 패터닝해도 된다.
또, 도 14(e) 및 도 15(e) 의 공정에 있어서, 상층 차광막을 패터닝하는 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 의 조건은, 염소 가스에 추가하여 필요에 따라 질소 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 혼합해도 된다. 최상층의 에칭 마스크막과 하층의 위상 시프트막은, 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 가지고 있기 때문에, 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다.
또, 도 15(f) 의 공정에 있어서, 하층 차광막을 패터닝하는 산소계 드라이 에칭 (O 계) 의 조건은, 산소 가스에 추가하여 필요에 따라 아르곤 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 혼합해도 된다. 상층 차광막과 하층의 위상 시프트막은, 산소계 드라이 에칭 (O 계) 에 대해 내성을 가지고 있기 때문에, 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다.
또, 도 14(f) 및 도 15(g) 의 공정에 있어서, 위상 시프트막을 패터닝하는 불소계 드라이 에칭 (F 계) 의 조건은, 종래부터 규소계 화합물막을 드라이 에칭할 때에 이용되어 온 공지된 것으로 해도 되고, 불소계 가스로는, CF4 나 C2F6 이나 SF6 이 일반적이고, 필요에 따라 질소 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 혼합해도 된다. 최상층의 에칭 마스크막은, 불소계 드라이 에칭 (F 계) 에 대해 내성을 가지고 있기 때문에, 반사 방지막 및 차광막과 함께 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다. 도 14(f) 및 도 15(g) 에서는, 동시에 기판을 1 nm 내지 3 nm 정도 굴입하여, 위상 시프트막의 누락 불량을 방지함과 함께, 위상차의 미조정을 실시하는 것이 일반적이다.
또, 도 14(g) 및 도 15(h) 의 공정에 있어서, 에칭 마스크막을 제거하는 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 의 조건은, 종래부터 크롬 화합물막의 제거에 이용되어 온 공지된 것으로 해도 되고, 염소 가스와 산소 가스에 추가하여 필요에 따라 질소 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 혼합해도 된다. 하층의 반사 방지막, 차광막, 위상 시프트막, 기판은, 모두 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 대해 내성을 가지고 있기 때문에, 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다. 따라서, 에칭 마스크막의 잔류물 (제거 잔류) 을 억제할 수 있는 횡 방향의 에칭이 진행되기 쉬운 에칭 조건을 선택하는 것이 가능해진다. 횡 방향의 에칭이 진행되기 쉬운 에칭 조건으로는, 도 14(b) 및 도 15(b) 의 공정에 사용하는 에칭 조건보다 고압력 (저진공), 대오버 에칭량이 바람직하다. 여기서의 오버 에칭량이란, 막을 다 제거하는 에칭 시간에 대해 그 후에 연장하여 실시하는 에칭 시간의 비율이다.
또, 도 14(h) 및 도 15(i) 의 공정에 있어서, 묘화 방식은, 전자빔 묘화보다 정밀도가 떨어지는 레이저 묘화를 사용하여도 되고, 레지스트막을 도포하고, 전자빔 묘화 또는 레이저 묘화를 실시하고, 그 후에 현상 처리를 실시함으로써, 제 2 레지스트 패턴을 얻는다.
또, 도 14(i) 및 도 15(j) 의 공정에 있어서, 반사 방지막을 제거하는 불소계 드라이 에칭 (F 계) 의 조건은, 불소계 가스로서 CF4 나 C2F6 이나 SF6 이 일반적이고, 필요에 따라 질소 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 혼합해도 된다. 하층의 차광막은 불소계 드라이 에칭 (F 계) 으로도 제거할 수 있기 때문에, 본 공정에서 막의 일부 또는 전부를 제거해도 된다. 도 14(i) 및 도 15(j) 에서는, 동시에 기판도 굴입된다. 따라서, 반사 방지막을 완전하게 제거하고, 또한 원하는 위상차를 실현하기 위해서는, 도 14(g) 및 도 15(h) 에서의 굴입량과 합한 최종적인 기판의 굴입량을 5 nm 내지 20 nm 로 조정하는 것이 바람직하다.
또, 도 14(j) 및 도 15(k) 의 공정에 있어서, 상층 차광막을 제거하는 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 의 조건은, 염소 가스에 추가하여 필요에 따라 질소 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 혼합해도 된다. 하층의 하층 차광막, 위상 시프트막, 기판은, 모두 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 가지고 있기 때문에, 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다.
또, 도 15(l) 의 공정에 있어서, 하층 차광막을 제거하는 산소계 드라이 에칭 (O 계) 의 조건은, 산소 가스에 추가하여 필요에 따라 아르곤 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 혼합해도 된다. 하층의 위상 시프트막, 기판은, 모두 산소계 드라이 에칭 (O 계) 에 대해 내성을 가지고 있기 때문에, 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다.
따라서, 차광막의 잔류물 (제거 잔류) 을 억제할 수 있는 횡 방향의 에칭이 진행되기 쉬운 에칭 조건을 선택하는 것이 가능해진다. 횡 방향의 에칭이 진행되기 쉬운 에칭 조건으로는, 도 14(e) 및 도 15(e), (f) 의 공정에 사용하는 에칭 조건보다 고압력 (저진공), 대오버 에칭량이 바람직하다. 여기서의 오버 에칭량이란, 막을 다 제거하는 에칭 시간에 대해 그 후에 연장하여 실시하는 에칭 시간의 비율이다.
또, 도 14(k) 및 도 15(m) 의 공정에 있어서, 레지스트 패턴의 박리 제거는, 드라이 에칭에 의해 실시하는 것도 가능하지만, 일반적으로는 박리액에 의해 웨트 박리한다.
이상, 각 실시형태에 관련된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용하여 위상 시프트 마스크를 제작하는 방법의 예를 설명했지만, 마스크 검사에서 결함을 검출한 경우에는, 상기에서 설명한 방법의 도중에 이 결함을 수정하는 공정이 추가되는 경우가 있다. 결함의 수정 방법으로는, 결함의 종류나 크기에 따라 여러 가지 방법이 있을 수 있지만, 위상 시프트막의 일부가 원하는 사이즈보다 커지는 흑결함의 경우에는, 불소계 가스를 공급하면서 결함 부분에 전자선을 조사함으로써 결함 부분만을 정밀하게 에칭에 의해 제거하는 수정 방법 (전자선 수정) 이 일반적이다. 본 실시형태에서는, 루테늄 단체 또는 루테늄 화합물을 사용한 하층 차광막을 최종적으로 제거하므로, 전자선 수정을 방해하는 일이 없다.
다음으로, 상기에서 설명한 공정으로 제조된 위상 시프트 마스크에, 에칭 마스크막 및 상층 차광막 (및 하층 차광막) 의 잔류물이 발생한 경우의, 잔류물 수정 방법의 바람직한 실시형태를 설명한다.
도 16 은, 도 1 에 나타내는 위상 시프트 마스크 블랭크 (10) 를 사용한 위상 시프트 마스크 (100) 의 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물 수정 방법을 나타내는 확대 단면 개략도이다. 도 16(a) 는, 위상 시프트막 (12) 상에 에칭 마스크막의 잔류물 (14a) 및 차광막의 잔류물 (13a) 이 존재하는 마스크의 일부분의 양태를 나타낸다.
다음으로, 도 16(b) 는, 잔류물 (13a 및 14a) 이 발생한 영역을 덮지 않도록 잔류물 수정용의 레지스트 패턴 (17) 을 새로 형성하는 공정을 나타낸다. 본 공정에서는, 레지스트막을 성막한 후, 전자빔 묘화 또는 레이저 묘화를 실시한 후, 현상 처리함으로써, 레지스트 패턴 (17) 을 얻는다. 또, 잔류물 (13a 및 14a) 이 발생한 영역에 스폿 노광을 실시한 후, 현상 처리함으로써 레지스트 패턴 (17) 을 얻어도 된다.
다음으로, 도 16(c) 는, 레지스트 패턴 (17) 으로 덮여 있지 않은 영역의 에칭 마스크막의 잔류물 (14a) 을 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 차광막의 잔류물 (13a) 및 위상 시프트막 (12) 및 기판 (11) 은, 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 대해 내성을 가지므로, 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다. 에칭 조건은, 에칭 마스크막의 잔류물 (14a) 을 제거하기 위해, 횡 방향의 에칭이 진행되기 쉬운 조건을 선택하는 것이 바람직하다. 횡 방향의 에칭이 진행되기 쉬운 에칭 조건은, 도 10(g) 의 공정에 사용하는 것과 동일하다.
다음으로, 도 16(d) 는, 레지스트 패턴 (17) 으로 덮여 있지 않은 영역의 차광막의 잔류물 (13a) 을 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 위상 시프트막 (12) 및 기판 (11) 은, 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 가지므로, 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다. 에칭 조건은, 차광막의 잔류물 (13a) 을 제거하기 위해, 횡 방향의 에칭이 진행되기 쉬운 조건을 선택하는 것이 바람직하다. 횡 방향의 에칭이 진행되기 쉬운 에칭 조건은, 도 10(h) 의 공정에 사용하는 것과 동일하다.
다음으로, 도 16(e) 는, 잔존한 레지스트 패턴 (17) 을 박리 제거한 후, 세정하는 공정을 나타낸다. 박리 제거는 드라이 에칭에 의해 실시하는 것도 가능하지만, 일반적으로는 박리액에 의해 웨트 박리한다. 본 공정에 의해, 위상 시프트 마스크 (100) 의 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물 수정이 완료된다.
도 17 은, 도 2 에 나타내는 위상 시프트 마스크 블랭크 (10) 를 사용한 위상 시프트 마스크 (100) 의 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물 수정 방법을 나타내는 확대 단면 개략도이다. 도 17(a) 는, 위상 시프트막 (12) 상에 에칭 마스크막의 잔류물 (14a) 및 상층 차광막의 잔류물 (13a) 및 하층 차광막의 잔류물 (18a) 이 존재하는 마스크의 일부분의 양태를 나타낸다.
다음으로, 도 17(b) 는, 잔류물 (13a, 14a, 18a) 이 발생한 영역을 덮지 않도록 잔류물 수정용의 레지스트 패턴 (17) 을 새로 형성하는 공정을 나타낸다. 본 공정에서는, 레지스트막을 성막한 후, 전자빔 묘화 또는 레이저 묘화를 실시한 후, 현상 처리함으로써, 레지스트 패턴 (17) 을 얻는다. 또, 잔류물 (13a, 14a, 18a) 이 발생한 영역에 스폿 노광을 실시한 후, 현상 처리함으로써 레지스트 패턴 (17) 을 얻어도 된다.
다음으로, 도 17(c) 는, 레지스트 패턴 (17) 으로 덮여 있지 않은 영역의 에칭 마스크막의 잔류물 (14a) 을 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 상층 차광막의 잔류물 (13a), 하층 차광막의 잔류물 (18a), 위상 시프트막 (12) 및 기판 (11) 은, 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 대해 내성을 가지므로, 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다. 에칭 조건은, 에칭 마스크막의 잔류물 (14a) 을 제거하기 위해, 횡 방향의 에칭이 진행되기 쉬운 조건을 선택하는 것이 바람직하다. 횡 방향의 에칭이 진행되기 쉬운 에칭 조건은, 도 11(h) 의 공정에 사용하는 것과 동일하다.
다음으로, 도 17(d) 는, 레지스트 패턴 (17) 으로 덮여 있지 않은 영역의 상층 차광막의 잔류물 (13a) 을 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 하층 차광막의 잔류물 (18a), 위상 시프트막 (12) 및 기판 (11) 은, 비산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 가지므로, 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다. 에칭 조건은, 상층 차광막의 잔류물 (13a) 을 제거하기 위해, 횡 방향의 에칭이 진행되기 쉬운 조건을 선택하는 것이 바람직하다. 횡 방향의 에칭이 진행되기 쉬운 에칭 조건은, 도 11(i) 의 공정에 사용하는 것과 동일하다.
다음으로, 도 17(e) 는, 레지스트 패턴 (17) 으로 덮여 있지 않은 영역의 하층 차광막의 잔류물 (18a) 을 산소계 드라이 에칭 (O 계) 에 의해 제거하는 공정을 나타낸다. 위상 시프트막 (12) 및 기판 (11) 은, 산소계 드라이 에칭 (O 계) 에 대해 내성을 가지므로, 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다. 에칭 조건은, 하층 차광막의 잔류물 (18a) 을 제거하기 위해, 횡 방향의 에칭이 진행되기 쉬운 조건을 선택하는 것이 바람직하다. 횡 방향의 에칭이 진행되기 쉬운 에칭 조건은, 도 11(j) 의 공정에 사용하는 것과 동일하다.
다음으로, 도 17(f) 는, 잔존한 레지스트 패턴 (17) 을 박리 제거한 후, 세정하는 공정을 나타낸다. 박리 제거는 드라이 에칭에 의해 실시하는 것도 가능하지만, 일반적으로는 박리액에 의해 웨트 박리한다. 본 공정에 의해, 위상 시프트 마스크 (100) 의 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물 수정이 완료된다.
다음으로, 도 14, 15 에 나타내는 공정으로 제작되는 위상 시프트 마스크의 제조 중에 에칭 마스크막의 잔류물이 발생한 경우의 잔류물 수정 방법의 바람직한 실시형태를 설명한다.
에칭 마스크막의 제거는, 도 14(g) 및 도 15(h) 에 나타내는 공정으로 실시하지만, 여기서 에칭 마스크막의 일부가 다 제거되지 않고 반사 방지막 상에 잔류물로서 남은 경우, 도 14(g) 및 도 15(h) 에 나타내는 공정 후에, 반사 마스크 검사를 실시하면, 이 잔류물을 검출할 수 있다.
다음으로, 검출한 에칭 마스크막의 잔류물을 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 의해 제거한다. 여기서, 반사 방지막, 상층 차광막, 하층 차광막, 위상 시프트막, 기판은, 모두 산소 함유 염소계 드라이 에칭 (Cl/O 계) 에 대해 내성을 가지므로, 본 공정에서는 제거 혹은 패터닝되지 않고 남는다. 에칭 조건은, 에칭 마스크막의 잔류물을 제거하기 위해, 횡 방향의 에칭이 진행되기 쉬운 조건을 선택하는 것이 바람직하다. 횡 방향의 에칭이 진행되기 쉬운 에칭 조건은, 도 14(g) 및 도 15(h) 의 공정에 사용하는 것과 동일하다.
다음으로, 반사 마스크 검사 또는 SEM 관찰로 검출한 에칭 마스크막의 잔류물이 완전히 제거되어 있는 것을 확인한다. 본 공정에 의해, 위상 시프트 마스크의 에칭 마스크막의 잔류물 수정이 완료된다. 이 후, 도 14(h) 및 도 15(i) 이후에 나타내는 공정을 실시하여, 위상 시프트 마스크의 제조를 계속하면 된다.
실시예
이하, 실시예에 의해, 본 발명의 실시형태를 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예로 제한되는 것은 아니다.
(실시예 1)
석영 기판 상에 2 개의 타겟을 사용한 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 규소와 몰리브덴과 산소와 질소로 이루어지는 위상 시프트막을 66 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 몰리브덴과 규소를 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 산소와 질소를 사용하였다. 이 위상 시프트막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Si : Mo : O : N = 40 : 8 : 7 : 45 (원자％비) 였다.
이 위상 시프트막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 탄탈과 질소로 이루어지는 차광막을 28 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 탄탈을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 질소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ta : N = 85 : 15 (원자％비) 였다.
이 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 크롬과 산소와 질소로 이루어지는 에칭 마스크막을 18 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 크롬을 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 산소와 질소를 사용하였다. 이 에칭 마스크막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Cr : O : N = 45 : 45 : 10 (원자％비) 이었다. 또, 분광 광도계로 이 에칭 마스크막과 차광막과 위상 시프트막을 합한 ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 광학 농도 (OD 값) 를 측정한 바, 3.2 였다.
이와 같이 하여, 석영 기판 상에 규소와 몰리브덴과 산소와 질소로 이루어지는 위상 시프트막, 탄탈과 질소로 이루어지는 차광막, 크롬과 산소와 질소로 이루어지는 에칭 마스크막이 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
다음으로, 이 에칭 마스크막 상에 네거티브형 화학 증폭형 전자선 레지스트를 막두께 150 nm 로 스핀 코트하고, 패턴을 도스량 35 μC/㎠ 로 전자빔 묘화하고, 110 ℃ 에서 10 분간 열처리하고, 패들 현상으로 90 초간 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다. 이 레지스트 패턴의 해상성을 HMDS 처리한 규소 화합물의 에칭 마스크막 상에 동일한 처리를 실시한 레지스트 패턴과 비교한 바, 레지스트 패턴의 붕괴가 10 nm 개선되어 있는 것을 확인하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박막 세정하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층의 에칭 마스크막에 대해 하층의 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 위상 시프트막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 석영 기판을 평균 2 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 위상 시프트 마스크를 얻었다. 이 위상 시프트 마스크의 투과율과 위상차를 레이저텍사 제조 MPM193 으로 측정한 바, ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 석영 기판의 투과율에 대한 위상 시프트막부의 투과율은 6.1 ％, 위상차는 180 도였다. 또, 이 위상 시프트 마스크의 패턴 치수의 패턴 조밀 의존성을 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크와 비교한 바, 2 nm 의 개선을 확인하였다. 또, 이 위상 시프트 마스크를 복수 장 제작하고, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 발생하는 확률을 조사한 바, 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크보다 5 ％ 개선되는 것을 확인하였다.
다음으로, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물을 검출한 본 실시예의 위상 시프트 마스크 상에 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 잔류물부 주변에만 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 잔류물부 주변만이 개구된 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 차광막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 본 실시예의 위상 시프트 마스크의 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물 수정을 완료하였다. 이 위상 시프트 마스크를 결함 검사한 바, 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 완전히 제거되어 있는 것을 확인하였다.
(실시예 2)
석영 기판 상에 2 개의 타겟을 사용한 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 규소와 몰리브덴과 산소와 질소로 이루어지는 위상 시프트막을 66 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 몰리브덴과 규소를 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 산소와 질소를 사용하였다. 이 위상 시프트막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Si : Mo : O : N = 40 : 8 : 7 : 45 (원자％비) 였다.
이 위상 시프트막 상에 이온 스퍼터 장치를 사용하여, 루테늄으로 이루어지는 하층 차광막을 10 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 루테늄을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논을 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ru = 100 (원자％비) 이었다.
이 하층 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 탄탈과 질소로 이루어지는 상층 차광막을 18 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 탄탈을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 질소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ta : N = 85 : 15 (원자％비) 였다.
이 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 크롬과 산소와 질소로 이루어지는 에칭 마스크막을 18 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 크롬을 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 산소와 질소를 사용하였다. 이 에칭 마스크막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Cr : O : N = 45 : 45 : 10 (원자％비) 이었다. 또, 분광 광도계로 이 에칭 마스크막과 차광막과 위상 시프트막을 합한 ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 광학 농도 (OD 값) 를 측정한 바, 3.2 였다.
이와 같이 하여, 석영 기판 상에 규소와 몰리브덴과 산소와 질소로 이루어지는 위상 시프트막, 루테늄으로 이루어지는 하층 차광막, 탄탈과 질소로 이루어지는 상층 차광막, 크롬과 산소와 질소로 이루어지는 에칭 마스크막이 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
다음으로, 이 에칭 마스크막 상에 네거티브형 화학 증폭형 전자선 레지스트를 막두께 150 nm 로 스핀 코트하고, 패턴을 도스량 35 μC/㎠ 로 전자빔 묘화하고, 110 ℃ 에서 10 분간 열처리하고, 패들 현상으로 90 초간 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다. 이 레지스트 패턴의 해상성을 HMDS 처리한 규소 화합물의 에칭 마스크막 상에 동일한 처리를 실시한 레지스트 패턴과 비교한 바, 레지스트 패턴의 붕괴가 10 nm 개선되어 있는 것을 확인하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박막 세정하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 상층 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층의 에칭 마스크막에 대해 상층 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 하층 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층 차광막에 대해 하층 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 위상 시프트막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 석영 기판을 평균 2 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 상층 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 하층 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 위상 시프트 마스크를 얻었다. 이 위상 시프트 마스크의 투과율과 위상차를 레이저텍사 제조 MPM193 으로 측정한 바, ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 석영 기판의 투과율에 대한 위상 시프트막부의 투과율은 6.1 ％, 위상차는 180 도였다. 또, 이 위상 시프트 마스크의 패턴 치수의 패턴 조밀 의존성을 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크와 비교한 바, 2 nm 의 개선을 확인하였다. 또, 이 위상 시프트 마스크를 복수 장 제작하고, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 발생하는 확률을 조사한 바, 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크보다 7 ％ 개선되는 것을 확인하였다. 상층 차광막이 얇아졌기 때문에, 실시예 1 보다 개선율이 높아져 있다.
다음으로, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 상층 차광막 및 하층 차광막의 잔류물을 검출한 본 실시예의 위상 시프트 마스크 상에 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 잔류물부 주변에만 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 잔류물부 주변만이 개구된 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 상층 차광막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 하층 차광막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 본 실시예의 위상 시프트 마스크의 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물 수정을 완료하였다. 이 위상 시프트 마스크를 결함 검사한 바, 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 완전히 제거되어 있는 것을 확인하였다.
(실시예 3)
석영 기판 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 규소와 질소로 이루어지는 위상 시프트막을 68 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 규소를 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 질소를 사용하였다. 이 위상 시프트막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Si : N = 50 : 50 (원자％비) 이었다.
이 위상 시프트막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 탄탈과 질소로 이루어지는 차광막을 26 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 탄탈을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 질소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ta : N = 70 : 30 (원자％비) 이었다. 또, 분광 광도계로 이 차광막과 위상 시프트막을 합한 ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 광학 농도 (OD 값) 를 측정한 바, 2.9 였다.
이 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 크롬과 질소로 이루어지는 에칭 마스크막을 13 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 크롬을 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 질소를 사용하였다. 이 에칭 마스크막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Cr : N = 90 : 10 (원자％비) 이었다.
이와 같이 하여, 석영 기판 상에 규소와 질소로 이루어지는 위상 시프트막, 탄탈과 질소로 이루어지는 차광막, 크롬과 질소로 이루어지는 에칭 마스크막이 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
다음으로, 이 에칭 마스크막 상에 네거티브형 화학 증폭형 전자선 레지스트를 막두께 150 nm 로 스핀 코트하고, 패턴을 도스량 35 μC/㎠ 로 전자빔 묘화하고, 110 ℃ 에서 10 분간 열처리하고, 패들 현상으로 90 초간 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다. 이 레지스트 패턴의 해상성을 HMDS 처리한 규소 화합물의 에칭 마스크막 상에 동일한 처리를 실시한 레지스트 패턴과 비교한 바, 레지스트 패턴의 붕괴가 10 nm 개선되어 있는 것을 확인하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박막 세정하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층의 에칭 마스크막에 대해 하층의 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 위상 시프트막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 석영 기판을 평균 2 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 위상 시프트 마스크를 얻었다. 이 위상 시프트 마스크의 투과율과 위상차를 레이저텍사 제조 MPM193 으로 측정한 바, ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 석영 기판의 투과율에 대한 위상 시프트막부의 투과율은 5.5 ％, 위상차는 180 도였다. 또, 이 위상 시프트 마스크의 패턴 치수의 패턴 조밀 의존성을 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크와 비교한 바, 3 nm 의 개선을 확인하였다. 또, 이 위상 시프트 마스크를 복수 장 제작하고, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 발생하는 확률을 조사한 바, 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크보다 5 ％ 개선되는 것을 확인하였다.
다음으로, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물을 검출한 본 실시예의 위상 시프트 마스크 상에 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 잔류물부 주변에만 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 잔류물부 주변만이 개구된 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 차광막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 본 실시예의 위상 시프트 마스크의 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물 수정을 완료하였다. 이 위상 시프트 마스크를 결함 검사한 바, 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 완전히 제거되어 있는 것을 확인하였다.
(실시예 4)
석영 기판 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 규소와 질소로 이루어지는 위상 시프트막을 61 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 규소를 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 질소를 사용하였다. 이 위상 시프트막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Si : N = 50 : 50 (원자％비) 이었다.
이 위상 시프트막 상에 이온 스퍼터 장치를 사용하여, 루테늄 화합물로 이루어지는 하층 차광막을 17 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 루테늄을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 질소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ru : N = 95 : 5 (원자％비) 였다.
이 하층 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 탄탈과 질소로 이루어지는 상층 차광막을 10 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 탄탈을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 질소를 사용하였다. 이 상층 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ta : N = 70 : 30 (원자％비) 이었다. 또, 분광 광도계로 이 차광막과 위상 시프트막을 합한 ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 광학 농도 (OD 값) 를 측정한 바, 2.9 였다.
이 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 크롬과 질소로 이루어지는 에칭 마스크막을 13 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 크롬을 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 질소를 사용하였다. 이 에칭 마스크막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Cr : N = 90 : 10 (원자％비) 이었다.
이와 같이 하여, 석영 기판 상에 규소와 질소로 이루어지는 위상 시프트막, 루테늄 화합물로 이루어지는 하층 차광막, 탄탈과 질소로 이루어지는 상층 차광막, 크롬과 질소로 이루어지는 에칭 마스크막이 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
다음으로, 이 에칭 마스크막 상에 네거티브형 화학 증폭형 전자선 레지스트를 막두께 150 nm 로 스핀 코트하고, 패턴을 도스량 35 μC/㎠ 로 전자빔 묘화하고, 110 ℃ 에서 10 분간 열처리하고, 패들 현상으로 90 초간 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다. 이 레지스트 패턴의 해상성을 HMDS 처리한 규소 화합물의 에칭 마스크막 상에 동일한 처리를 실시한 레지스트 패턴과 비교한 바, 레지스트 패턴의 붕괴가 10 nm 개선되어 있는 것을 확인하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 다음으로 레지스트 패턴은 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 상층 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층의 에칭 마스크막에 대해 상층 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 하층 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층 차광막에 대해 하층 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 위상 시프트막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 석영 기판을 평균 2 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 상층 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 CF4 와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 오버 에칭은, 석영 기판을 평균 18 nm 굴입한 시점에서 정지하였다. 이로써 위상 시프트막의 두께를 61 nm 로 한 것과 함께, 원하는 위상차를 실현할 수 있다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 하층 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 위상 시프트 마스크를 얻었다. 이 위상 시프트 마스크의 투과율과 위상차를 레이저텍사 제조 MPM193 으로 측정한 바, ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 석영 기판의 투과율에 대한 위상 시프트막부의 투과율은 7.4 ％, 위상차는 180 도였다. 또, 이 위상 시프트 마스크의 패턴 치수의 패턴 조밀 의존성을 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크와 비교한 바, 3 nm 의 개선을 확인하였다. 또, 이 위상 시프트 마스크를 복수 장 제작하고, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 발생하는 확률을 조사한 바, 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크보다 9 ％ 개선되는 것을 확인하였다. 상층 차광막이 얇아졌기 때문에, 실시예 3 보다 개선율이 높아져 있다.
다음으로, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물을 검출한 본 실시예의 위상 시프트 마스크 상에 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 잔류물부 주변에만 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 잔류물부 주변만이 개구된 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 상층 차광막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 하층 차광막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 본 실시예의 위상 시프트 마스크의 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물 수정을 완료하였다. 이 위상 시프트 마스크를 결함 검사한 바, 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 완전히 제거되어 있는 것을 확인하였다.
(실시예 5)
석영 기판 상에 2 개의 타겟을 사용한 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 규소와 몰리브덴과 산소와 질소로 이루어지는 제 1 위상 시프트막을 62 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 몰리브덴과 규소를 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 산소와 질소를 사용하였다. 이 위상 시프트막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Si : Mo : O : N = 40 : 8 : 7 : 45 (원자％비) 였다. 계속해서, 제 1 위상 시프트막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 규소와 산소로 이루어지는 제 2 위상 시프트막을 10 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 규소를 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 산소를 사용하였다. 이 위상 시프트막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Si : O = 33 : 67 (원자％비) 이었다.
이 위상 시프트막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 탄탈과 질소로 이루어지는 차광막을 28 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 탄탈을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 질소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ta : N = 85 : 15 (원자％비) 였다.
이 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 크롬과 산소와 질소로 이루어지는 에칭 마스크막을 18 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 크롬을 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 산소와 질소를 사용하였다. 이 에칭 마스크막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Cr : O : N = 45 : 45 : 10 (원자％비) 이었다. 또, 분광 광도계로 이 에칭 마스크막과 차광막과 위상 시프트막을 합한 ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 광학 농도 (OD 값) 를 측정한 바, 3.1 이었다.
이와 같이 하여, 석영 기판 상에 규소와 몰리브덴과 산소와 질소로 이루어지는 제 1 위상 시프트막, 규소와 산소로 이루어지는 제 2 위상 시프트막, 탄탈과 질소로 이루어지는 차광막, 크롬과 산소와 질소로 이루어지는 에칭 마스크막이 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
다음으로, 이 에칭 마스크막 상에 네거티브형 화학 증폭형 전자선 레지스트를 막두께 150 nm 로 스핀 코트하고, 패턴을 도스량 35 μC/㎠ 로 전자빔 묘화하고, 110 ℃ 에서 10 분간 열처리하고, 패들 현상으로 90 초간 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다. 이 레지스트 패턴의 해상성을 HMDS 처리한 규소 화합물의 에칭 마스크막 상에 동일한 처리를 실시한 레지스트 패턴과 비교한 바, 레지스트 패턴의 붕괴가 10 nm 개선되어 있는 것을 확인하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박막 세정하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층의 에칭 마스크막에 대해 하층의 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 제 1 과 제 2 위상 시프트막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 석영 기판을 평균 2 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 위상 시프트 마스크를 얻었다. 이 위상 시프트 마스크의 투과율과 위상차를 레이저텍사 제조 MPM193 으로 측정한 바, ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 석영 기판의 투과율에 대한 위상 시프트막부의 투과율은 7.2 ％, 위상차는 180 도였다. 또, 이 위상 시프트 마스크의 패턴 치수의 패턴 조밀 의존성을 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크와 비교한 바, 2 nm 의 개선을 확인하였다. 또, 이 위상 시프트 마스크를 복수 장 제작하고, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 발생하는 확률을 조사한 바, 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크보다 5 ％ 개선되는 것을 확인하였다.
다음으로, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물을 검출한 본 실시예의 위상 시프트 마스크 상에 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 잔류물부 주변에만 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 잔류물부 주변만이 개구된 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 차광막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 60 W 로 설정하였다. 이 에칭 조건에서는 석영 기판이 2 nm 의 데미지를 받는 것을 사전의 평가로 확인하고 있다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 본 실시예의 위상 시프트 마스크의 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물 수정을 완료하였다. 이 위상 시프트 마스크를 결함 검사한 바, 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 완전히 제거되어 있는 것을 확인하였다. 또, 이 위상 시프트 마스크의 투과율과 위상차를 레이저텍사 제조 MPM193 으로 측정한 바, 잔류물 수정 전의 값으로부터 변동하고 있지 않은 것을 확인하였다.
(실시예 6)
석영 기판 상에 2 개의 타겟을 사용한 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 규소와 몰리브덴과 산소와 질소로 이루어지는 제 1 위상 시프트막을 62 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 몰리브덴과 규소를 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 산소와 질소를 사용하였다. 이 위상 시프트막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Si : Mo : O : N = 40 : 8 : 7 : 45 (원자％비) 였다. 계속해서, 제 1 위상 시프트막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 규소와 산소로 이루어지는 제 2 위상 시프트막을 10 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 규소를 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 산소를 사용하였다. 이 위상 시프트막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Si : O = 33 : 67 (원자％비) 이었다.
이 위상 시프트막 상에 이온 스퍼터 장치를 사용하여, 루테늄 화합물로 이루어지는 하층 차광막을 5 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 루테늄을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 붕소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ru : B = 80 : 20 (원자％비) 이었다.
이 하층 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 탄탈과 질소로 이루어지는 상층 차광막을 24 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 탄탈을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 질소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ta : N = 85 : 15 (원자％비) 였다.
이 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 크롬과 산소와 질소로 이루어지는 에칭 마스크막을 18 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 크롬을 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 산소와 질소를 사용하였다. 이 에칭 마스크막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Cr : O : N = 45 : 45 : 10 (원자％비) 이었다. 또, 분광 광도계로 이 에칭 마스크막과 차광막과 위상 시프트막을 합한 ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 광학 농도 (OD 값) 를 측정한 바, 3.1 이었다.
이와 같이 하여, 석영 기판 상에 규소와 몰리브덴과 산소와 질소로 이루어지는 제 1 위상 시프트막, 규소와 산소로 이루어지는 제 2 위상 시프트막, 루테늄 화합물로 이루어지는 하층 차광막, 탄탈과 질소로 이루어지는 상층 차광막, 크롬과 산소와 질소로 이루어지는 에칭 마스크막이 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
다음으로, 이 에칭 마스크막 상에 네거티브형 화학 증폭형 전자선 레지스트를 막두께 150 nm 로 스핀 코트하고, 패턴을 도스량 35 μC/㎠ 로 전자빔 묘화하고, 110 ℃ 에서 10 분간 열처리하고, 패들 현상으로 90 초간 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다. 이 레지스트 패턴의 해상성을 HMDS 처리한 규소 화합물의 에칭 마스크막 상에 동일한 처리를 실시한 레지스트 패턴과 비교한 바, 레지스트 패턴의 붕괴가 10 nm 개선되어 있는 것을 확인하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박막 세정하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 상층 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층의 에칭 마스크막에 대해 상층 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 하층 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층 차광막에 대해 하층 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 제 1 과 제 2 위상 시프트막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 석영 기판을 평균 2 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 상층 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 하층 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 위상 시프트 마스크를 얻었다. 이 위상 시프트 마스크의 투과율과 위상차를 레이저텍사 제조 MPM193 으로 측정한 바, ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 석영 기판의 투과율에 대한 위상 시프트막부의 투과율은 7.2 ％, 위상차는 180 도였다. 또, 이 위상 시프트 마스크의 패턴 치수의 패턴 조밀 의존성을 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크와 비교한 바, 2 nm 의 개선을 확인하였다. 또, 이 위상 시프트 마스크를 복수 장 제작하고, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 발생하는 확률을 조사한 바, 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크보다 6 ％ 개선되는 것을 확인하였다. 상층 차광막이 얇아졌기 때문에, 실시예 5 보다 개선율이 높아져 있다.
다음으로, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물을 검출한 본 실시예의 위상 시프트 마스크 상에 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 잔류물부 주변에만 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 잔류물부 주변만이 개구된 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 상층 차광막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 하층 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 본 실시예의 위상 시프트 마스크의 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물 수정을 완료하였다. 이 위상 시프트 마스크를 결함 검사한 바, 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 완전히 제거되어 있는 것을 확인하였다. 또, 이 위상 시프트 마스크의 투과율과 위상차를 레이저텍사 제조 MPM193 으로 측정한 바, 잔류물 수정 전의 값으로부터 변동하고 있지 않은 것을 확인하였다.
(실시예 7)
석영 기판 상에 2 개의 타겟을 사용한 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 규소와 몰리브덴과 산소와 질소로 이루어지는 위상 시프트막을 59 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 몰리브덴과 규소를 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 산소와 질소를 사용하였다. 이 위상 시프트막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Si : Mo : O : N = 40 : 8 : 7 : 45 (원자％비) 였다.
이 위상 시프트막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 탄탈과 질소로 이루어지는 차광막을 20 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 탄탈을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 질소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ta : N = 85 : 15 (원자％비) 였다.
이 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 탄탈과 산소로 이루어지는 반사 방지막을 10 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 탄탈을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 산소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ta : O = 35 : 65 (원자％비) 였다. 또, 분광 광도계로 이 반사 방지막과 차광막과 위상 시프트막을 합한 ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 광학 농도 (OD 값) 를 측정한 바, 3.0 이었다.
이 반사 방지막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 크롬과 질소로 이루어지는 에칭 마스크막을 13 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 크롬을 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 질소를 사용하였다. 이 에칭 마스크막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Cr : N = 90 : 10 (원자％비) 이었다.
이와 같이 하여, 석영 기판 상에 규소와 몰리브덴과 산소와 질소로 이루어지는 위상 시프트막, 탄탈과 질소로 이루어지는 차광막, 탄탈과 산소로 이루어지는 반사 방지막, 크롬과 질소로 이루어지는 에칭 마스크막이 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
다음으로, 이 에칭 마스크막 상에 네거티브형 화학 증폭형 전자선 레지스트를 막두께 150 nm 로 스핀 코트하고, 패턴을 도스량 35 μC/㎠ 로 전자빔 묘화하고, 110 ℃ 에서 10 분간 열처리하고, 패들 현상으로 90 초간 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다. 이 레지스트 패턴의 해상성을 HMDS 처리한 규소 화합물의 에칭 마스크막 상에 동일한 처리를 실시한 레지스트 패턴과 비교한 바, 레지스트 패턴의 붕괴가 10 nm 개선되어 있는 것을 확인하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박막 세정하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 반사 방지막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 차광막을 평균 5 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층의 에칭 마스크막에 대해 하층의 반사 방지막 및 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 위상 시프트막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 석영 기판을 평균 2 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 반사 방지막을 제거하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 석영 기판을 평균 15 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 위상 시프트 마스크를 얻었다. 이 위상 시프트 마스크의 투과율과 위상차를 레이저텍사 제조 MPM193 으로 측정한 바, ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 석영 기판의 투과율에 대한 위상 시프트막부의 투과율은 8.1 ％, 위상차는 180 도였다. 또, 이 위상 시프트 마스크의 패턴 치수의 패턴 조밀 의존성을 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크와 비교한 바, 3 nm 의 개선을 확인하였다. 또, 이 위상 시프트 마스크를 복수 장 제작하고, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 발생하는 확률을 조사한 바, 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크보다 7 ％ 개선되는 것을 확인하였다.
다음으로, 상기 서술한 에칭 마스크막의 제거 공정 전에 Si3N4 로 이루어지는 입자를 마스크 표면에 살포하고, 에칭 마스크막의 제거 공정을 실시하고, 세정으로 입자를 제거함으로써, 의도적으로 반사 방지막 상에 에칭 마스크막의 잔류물을 발생시켰다. 다음으로, 반사 마스크 검사를 실시하여, 이 잔류물을 검출하는 것을 확인하였다. 다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 100 ％ 실시하였다. 다음으로, 검출한 잔류물 발생 영역을 SEM 으로 관찰한 바, 잔류물이 완전히 제거되어 있는 것을 확인하였다.
(실시예 8)
석영 기판 상에 2 개의 타겟을 사용한 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 규소와 몰리브덴과 산소와 질소로 이루어지는 위상 시프트막을 59 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 몰리브덴과 규소를 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 산소와 질소를 사용하였다. 이 위상 시프트막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Si : Mo : O : N = 40 : 8 : 7 : 45 (원자％비) 였다.
이 위상 시프트막 상에 이온 스퍼터 장치를 사용하여, 루테늄 화합물로 이루어지는 하층 차광막을 10 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 루테늄·니오브 합금을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논을 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ru : Nb = 85 : 15 (원자％비) 였다.
이 하층 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 탄탈과 질소로 이루어지는 상층 차광막을 12 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 탄탈을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 질소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ta : N = 85 : 15 (원자％비) 였다.
이 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 탄탈과 산소로 이루어지는 반사 방지막을 10 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 탄탈을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 산소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ta : O = 35 : 65 (원자％비) 였다. 또, 분광 광도계로 이 반사 방지막과 차광막과 위상 시프트막을 합한 ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 광학 농도 (OD 값) 를 측정한 바, 3.0 이었다.
이 반사 방지막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 크롬과 질소로 이루어지는 에칭 마스크막을 13 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 크롬을 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 질소를 사용하였다. 이 에칭 마스크막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Cr : N = 90 : 10 (원자％비) 이었다.
이와 같이 하여, 석영 기판 상에 규소와 몰리브덴과 산소와 질소로 이루어지는 위상 시프트막, 루테늄 화합물로 이루어지는 하층 차광막, 탄탈과 질소로 이루어지는 상층 차광막, 탄탈과 산소로 이루어지는 반사 방지막, 크롬과 질소로 이루어지는 에칭 마스크막이 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
다음으로, 이 에칭 마스크막 상에 네거티브형 화학 증폭형 전자선 레지스트를 막두께 150 nm 로 스핀 코트하고, 패턴을 도스량 35 μC/㎠ 로 전자빔 묘화하고, 110 ℃ 에서 10 분간 열처리하고, 패들 현상으로 90 초간 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다. 이 레지스트 패턴의 해상성을 HMDS 처리한 규소 화합물의 에칭 마스크막 상에 동일한 처리를 실시한 레지스트 패턴과 비교한 바, 레지스트 패턴의 붕괴가 10 nm 개선되어 있는 것을 확인하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박막 세정하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 반사 방지막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 차광막을 평균 5 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 상층 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층의 에칭 마스크막에 대해 하층의 반사 방지막 및 상층 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 하층 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층 차광막에 대해 하층 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 위상 시프트막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 석영 기판을 평균 2 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 반사 방지막을 제거하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 석영 기판을 평균 15 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 상층 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 하층 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 위상 시프트 마스크를 얻었다. 이 위상 시프트 마스크의 투과율과 위상차를 레이저텍사 제조 MPM193 으로 측정한 바, ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 석영 기판의 투과율에 대한 위상 시프트막부의 투과율은 8.1 ％, 위상차는 180 도였다. 또, 이 위상 시프트 마스크의 패턴 치수의 패턴 조밀 의존성을 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크와 비교한 바, 3 nm 의 개선을 확인하였다. 또, 이 위상 시프트 마스크를 복수 장 제작하고, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 발생하는 확률을 조사한 바, 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크보다 8 ％ 개선되는 것을 확인하였다. 상층 차광막이 얇아졌기 때문에, 실시예 7 보다 개선율이 높아져 있다.
다음으로, 상기 서술한 에칭 마스크막의 제거 공정 전에 Si3N4 로 이루어지는 입자를 마스크 표면에 살포하고, 에칭 마스크막의 제거 공정을 실시하고, 세정으로 입자를 제거함으로써, 의도적으로 반사 방지막 상에 에칭 마스크막의 잔류물을 발생시켰다. 다음으로, 반사 마스크 검사를 실시하고, 이 잔류물을 검출하는 것을 확인하였다. 다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 100 ％ 실시하였다. 다음으로, 검출한 잔류물 발생 영역을 SEM 으로 관찰한 바, 잔류물이 완전히 제거되어 있는 것을 확인하였다.
(실시예 9)
석영 기판 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 규소와 질소로 이루어지는 위상 시프트막을 64 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 규소를 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 질소를 사용하였다. 이 위상 시프트막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Si : N = 50 : 50 (원자％비) 이었다.
이 위상 시프트막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 탄탈과 질소와 산소로 이루어지는 차광막을 30 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 탄탈을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 질소와 산소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ta : N : O = 85 : 10 : 5 (원자％비) 였다.
이 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 탄탈과 산소로 이루어지는 반사 방지막을 6 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 탄탈을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 산소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ta : O = 30 : 70 (원자％비) 이었다. 또, 분광 광도계로 이 반사 방지막과 차광막과 위상 시프트막을 합한 ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 광학 농도 (OD 값) 를 측정한 바, 3.0 이었다.
이 반사 방지막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 크롬과 질소로 이루어지는 에칭 마스크막을 4 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 크롬을 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 질소를 사용하였다. 이 에칭 마스크막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Cr : N = 90 : 10 (원자％비) 이었다.
이와 같이 하여, 석영 기판 상에 규소와 질소로 이루어지는 위상 시프트막, 탄탈과 질소와 산소로 이루어지는 차광막, 탄탈과 산소로 이루어지는 반사 방지막, 크롬과 질소로 이루어지는 에칭 마스크막이 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
다음으로, 이 에칭 마스크막 상에 네거티브형 화학 증폭형 전자선 레지스트를 막두께 80 nm 로 스핀 코트하고, 패턴을 도스량 37 μC/㎠ 로 전자빔 묘화하고, 110 ℃ 에서 10 분간 열처리하고, 패들 현상으로 60 초간 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다. 이 레지스트 패턴의 해상성을 HMDS 처리한 규소 화합물의 에칭 마스크막 상에 동일한 처리를 실시한 레지스트 패턴과 비교한 바, 레지스트 패턴의 붕괴가 10 nm 개선되어 있는 것을 확인하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박막 세정하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 반사 방지막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 차광막을 평균 5 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층의 에칭 마스크막에 대해 하층의 반사 방지막 및 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 위상 시프트막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 석영 기판을 평균 1 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 반사 방지막을 제거하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 석영 기판을 평균 8 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 위상 시프트 마스크를 얻었다. 이 위상 시프트 마스크의 투과율과 위상차를 레이저텍사 제조 MPM193 으로 측정한 바, ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 석영 기판의 투과율에 대한 위상 시프트막부의 투과율은 6.8 ％, 위상차는 180 도였다. 또, 이 위상 시프트 마스크의 패턴 치수의 패턴 조밀 의존성을 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크와 비교한 바, 4 nm 의 개선을 확인하였다. 또, 이 위상 시프트 마스크를 복수 장 제작하고, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 발생하는 확률을 조사한 바, 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크보다 3％ 개선되는 것을 확인하였다.
다음으로, 상기 서술한 에칭 마스크막의 제거 공정 전에 Si3N4 로 이루어지는 입자를 마스크 표면에 살포하고, 에칭 마스크막의 제거 공정을 실시하고, 세정으로 입자를 제거함으로써, 의도적으로 반사 방지막 상에 에칭 마스크막의 잔류물을 발생시켰다. 다음으로, 반사 마스크 검사를 실시하고, 이 잔류물을 검출하는 것을 확인하였다. 다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 100 ％ 실시하였다. 다음으로, 검출한 잔류물 발생 영역을 SEM 으로 관찰한 바, 잔류물이 완전히 제거되어 있는 것을 확인하였다.
(실시예 10)
석영 기판 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 규소와 질소로 이루어지는 위상 시프트막을 64 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 규소를 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 질소를 사용하였다. 이 위상 시프트막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Si : N = 50 : 50 (원자％비) 이었다.
이 위상 시프트막 상에 이온 스퍼터 장치를 사용하여, 루테늄 화합물로 이루어지는 하층 차광막을 10 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 루테늄을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 질소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ru : N = 80 : 20 (원자％비) 이었다.
이 하층 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 탄탈과 질소와 산소로 이루어지는 상층 차광막을 23 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 탄탈을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 질소와 산소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ta : N : O = 85 : 10 : 5 (원자％비) 였다.
이 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 탄탈과 산소로 이루어지는 반사 방지막을 6 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 탄탈을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 산소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ta : O = 30 : 70 (원자％비) 이었다. 또, 분광 광도계로 이 반사 방지막과 차광막과 위상 시프트막을 합한 ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 광학 농도 (OD 값) 를 측정한 바, 3.0 이었다.
이 반사 방지막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 크롬과 질소로 이루어지는 에칭 마스크막을 4 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 크롬을 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 질소를 사용하였다. 이 에칭 마스크막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Cr : N = 90 : 10 (원자％비) 이었다.
이와 같이 하여, 석영 기판 상에 규소와 질소로 이루어지는 위상 시프트막, 루테늄 화합물로 이루어지는 하층 차광막, 탄탈과 질소와 산소로 이루어지는 상층 차광막, 탄탈과 산소로 이루어지는 반사 방지막, 크롬과 질소로 이루어지는 에칭 마스크막이 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
다음으로, 이 에칭 마스크막 상에 네거티브형 화학 증폭형 전자선 레지스트를 막두께 80 nm 로 스핀 코트하고, 패턴을 도스량 37 μC/㎠ 로 전자빔 묘화하고, 110 ℃ 에서 10 분간 열처리하고, 패들 현상으로 60 초간 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다. 이 레지스트 패턴의 해상성을 HMDS 처리한 규소 화합물의 에칭 마스크막 상에 동일한 처리를 실시한 레지스트 패턴과 비교한 바, 레지스트 패턴의 붕괴가 10 nm 개선되어 있는 것을 확인하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박막 세정하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 반사 방지막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 차광막을 평균 5 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 상층 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층의 에칭 마스크막에 대해 하층의 반사 방지막 및 상층 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 하층 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층 차광막에 대해 하층 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 위상 시프트막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 석영 기판을 평균 1 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 반사 방지막을 제거하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 석영 기판을 평균 8 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 상층 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 하층 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 위상 시프트 마스크를 얻었다. 이 위상 시프트 마스크의 투과율과 위상차를 레이저텍사 제조 MPM193 으로 측정한 바, ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 석영 기판의 투과율에 대한 위상 시프트막부의 투과율은 6.8 ％, 위상차는 180 도였다. 또, 이 위상 시프트 마스크의 패턴 치수의 패턴 조밀 의존성을 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크와 비교한 바, 4 nm 의 개선을 확인하였다. 또, 이 위상 시프트 마스크를 복수 장 제작하고, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 발생하는 확률을 조사한 바, 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크보다 5 ％ 개선되는 것을 확인하였다. 상층 차광막이 얇아졌기 때문에, 실시예 9 보다 개선율이 높아져 있다.
다음으로, 상기 서술한 에칭 마스크막의 제거 공정 전에 Si3N4 로 이루어지는 입자를 마스크 표면에 살포하고, 에칭 마스크막의 제거 공정을 실시하고, 세정으로 입자를 제거함으로써, 의도적으로 반사 방지막 상에 에칭 마스크막의 잔류물을 발생시켰다. 다음으로, 반사 마스크 검사를 실시하고, 이 잔류물을 검출하는 것을 확인하였다. 다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 100 ％ 실시하였다. 다음으로, 검출한 잔류물 발생 영역을 SEM 으로 관찰한 바, 잔류물이 완전히 제거되어 있는 것을 확인하였다.
(실시예 11)
석영 기판 상에 2 개의 타겟을 사용한 RF 스퍼터 장치를 사용하여, 규소와 산소로 이루어지는 위상 시프트막을 169 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 규소를 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 산소를 사용하였다. 이 위상 시프트막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Si : O = 33 : 67 (원자％비) 이었다.
이 위상 시프트막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 탄탈과 질소로 이루어지는 차광막을 48 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 탄탈을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 질소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ta : N = 85 : 15 (원자％비) 였다. 또, 분광 광도계로 이 에칭 마스크막과 차광막과 위상 시프트막을 합한 ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 광학 농도 (OD 값) 를 측정한 바, 2.9 였다.
이 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 크롬과 질소와 탄소로 이루어지는 에칭 마스크막을 10 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 크롬을 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 질소와 탄소를 사용하였다. 이 에칭 마스크막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Cr : N : C = 85 : 10 : 5 (원자％비) 였다.
이와 같이 하여, 석영 기판 상에, 규소와 산소로 이루어지는 위상 시프트막, 탄탈과 질소로 이루어지는 차광막, 크롬과 질소와 탄소로 이루어지는 에칭 마스크막이 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
다음으로, 이 에칭 마스크막 상에 네거티브형 화학 증폭형 전자선 레지스트를 막두께 120 nm 로 스핀 코트하고, 패턴을 도스량 36 μC/㎠ 로 전자빔 묘화하고, 110 ℃ 에서 10 분간 열처리하고, 패들 현상으로 70 초간 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다. 이 레지스트 패턴의 해상성을 HMDS 처리한 규소 화합물의 에칭 마스크막 상에 동일한 처리를 실시한 레지스트 패턴과 비교한 바, 레지스트 패턴의 붕괴가 10 nm 개선되어 있는 것을 확인하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박막 세정하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층의 에칭 마스크막에 대해 하층의 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 위상 시프트막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 석영 기판을 평균 2 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 위상 시프트 마스크를 얻었다. 이 위상 시프트 마스크의 투과율과 위상차를 레이저텍사 제조 MPM193 으로 측정한 바, ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 석영 기판의 투과율에 대한 위상 시프트막부의 투과율은 98 ％, 위상차는 180 도였다. 또, 이 위상 시프트 마스크의 위상차를 마스크 전체면에서 측정한 바, 패턴 의존이나 마스크 위치 의존에 의한 위상차 오차가 발생하여 있지 않은 것을 확인하였다. 또, 위상 시프트막의 흑결함을 의도적으로 배치한 프로그램 결함부를 전자선 수정한 바, 형상 양호하게 수정할 수 있는 것을 확인하였다. 또, 이 위상 시프트 마스크의 패턴 치수의 패턴 조밀 의존성을 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크와 비교한 바, 2 nm 의 개선을 확인하였다. 또, 이 위상 시프트 마스크를 복수 장 제작하고, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 발생하는 확률을 조사한 바, 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크보다 2 ％ 개선되는 것을 확인하였다.
다음으로, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물을 검출한 본 실시예의 위상 시프트 마스크 상에 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 잔류물부 주변에만 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 잔류물부 주변만이 개구된 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 차광막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 본 실시예의 위상 시프트 마스크의 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물 수정을 완료하였다. 이 위상 시프트 마스크를 결함 검사한 바, 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 완전히 제거되어 있는 것을 확인하였다.
(실시예 12)
석영 기판 상에 2 개의 타겟을 사용한 RF 스퍼터 장치를 사용하여, 규소와 산소로 이루어지는 위상 시프트막을 169 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 규소를 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 산소를 사용하였다. 이 위상 시프트막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Si : O = 33 : 67 (원자％비) 이었다.
이 위상 시프트막 상에 이온 스퍼터 장치를 사용하여, 루테늄 화합물로 이루어지는 하층 차광막을 20 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 루테늄을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논 및 질소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ru : N = 90 : 10 (원자％비) 이었다.
이 하층 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 탄탈과 질소로 이루어지는 상층 차광막을 32 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 탄탈을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 질소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ta : N = 85 : 15 (원자％비) 였다. 또, 분광 광도계로 이 에칭 마스크막과 차광막과 위상 시프트막을 합한 ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 광학 농도 (OD 값) 를 측정한 바, 2.9 였다.
이 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 크롬과 질소와 탄소로 이루어지는 에칭 마스크막을 10 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 크롬을 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 질소와 탄소를 사용하였다. 이 에칭 마스크막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Cr : N : C = 85 : 10 : 5 (원자％비) 였다.
이와 같이 하여, 석영 기판 상에, 규소와 산소로 이루어지는 위상 시프트막, 루테늄 화합물로 이루어지는 하층 차광막, 탄탈과 질소로 이루어지는 상층 차광막, 크롬과 질소와 탄소로 이루어지는 에칭 마스크막이 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
다음으로, 이 에칭 마스크막 상에 네거티브형 화학 증폭형 전자선 레지스트를 막두께 120 nm 로 스핀 코트하고, 패턴을 도스량 36 μC/㎠ 로 전자빔 묘화하고, 110 ℃ 에서 10 분간 열처리하고, 패들 현상으로 70 초간 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다. 이 레지스트 패턴의 해상성을 HMDS 처리한 규소 화합물의 에칭 마스크막 상에 동일한 처리를 실시한 레지스트 패턴과 비교한 바, 레지스트 패턴의 붕괴가 10 nm 개선되어 있는 것을 확인하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박막 세정하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 상층 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층의 에칭 마스크막에 대해 상층 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 하층 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층 차광막에 대해 하층 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 위상 시프트막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 이용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 석영 기판을 평균 2 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 상층 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 하층 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 위상 시프트 마스크를 얻었다. 이 위상 시프트 마스크의 투과율과 위상차를 레이저텍사 제조 MPM193 으로 측정한 바, ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 석영 기판의 투과율에 대한 위상 시프트막부의 투과율은 98 ％, 위상차는 180 도였다. 또, 이 위상 시프트 마스크의 위상차를 마스크 전체면에서 측정한 바, 패턴 의존이나 마스크 위치 의존에 의한 위상차 오차가 발생하여 있지 않은 것을 확인하였다. 또, 위상 시프트막의 흑결함을 의도적으로 배치한 프로그램 결함부를 전자선 수정한 바, 형상 양호하게 수정할 수 있는 것을 확인하였다. 또, 이 위상 시프트 마스크의 패턴 치수의 패턴 조밀 의존성을 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크와 비교한 바, 2 nm 의 개선을 확인하였다. 또, 이 위상 시프트 마스크를 복수 장 제작하고, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 발생하는 확률을 조사한 바, 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크보다 4 ％ 개선되는 것을 확인하였다. 상층 차광막이 얇아졌기 때문에, 실시예 11 보다 개선율이 높아져 있다.
다음으로, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물을 검출한 본 실시예의 위상 시프트 마스크 상에 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 잔류물부 주변에만 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 잔류물부 주변만이 개구된 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 상층 차광막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 하층 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 본 실시예의 위상 시프트 마스크의 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물 수정을 완료하였다. 이 위상 시프트 마스크를 결함 검사한 바, 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 완전히 제거되어 있는 것을 확인하였다.
(실시예 13)
석영 기판 상에 2 개의 타겟을 사용한 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 규소와 몰리브덴과 산소와 질소로 이루어지는 제 1 위상 시프트막을 56 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 몰리브덴과 규소를 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 산소와 질소를 사용하였다. 이 위상 시프트막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Si : Mo : O : N = 40 : 8 : 7 : 45 (원자％비) 였다. 계속해서, 제 1 위상 시프트막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 규소와 산소로 이루어지는 제 2 위상 시프트막을 8 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 규소를 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 산소를 사용하였다. 이 위상 시프트막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Si : O = 33 : 67 (원자％비) 이었다.
이 위상 시프트막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 탄탈과 질소로 이루어지는 차광막을 20 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 탄탈을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 질소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ta : N = 85 : 15 (원자％비) 였다.
이 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 탄탈과 산소로 이루어지는 반사 방지막을 10 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 탄탈을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 산소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ta : O = 35 : 65 (원자％비) 였다. 또, 분광 광도계로 이 반사 방지막과 차광막과 위상 시프트막을 합한 ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 광학 농도 (OD 값) 를 측정한 바, 2.9 였다.
이 반사 방지막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 크롬과 질소로 이루어지는 에칭 마스크막을 13 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 크롬을 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 질소를 사용하였다. 이 에칭 마스크막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Cr : N = 90 : 10 (원자％비) 이었다.
이와 같이 하여, 석영 기판 상에 규소와 몰리브덴과 산소와 질소로 이루어지는 제 1 위상 시프트막, 규소와 산소로 이루어지는 제 2 위상 시프트막, 탄탈과 질소로 이루어지는 차광막, 탄탈과 산소로 이루어지는 반사 방지막, 크롬과 질소로 이루어지는 에칭 마스크막이 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
다음으로, 이 에칭 마스크막 상에 네거티브형 화학 증폭형 전자선 레지스트를 막두께 150 nm 로 스핀 코트하고, 패턴을 도스량 35 μC/㎠ 로 전자빔 묘화하고, 110 ℃ 에서 10 분간 열처리하고, 패들 현상으로 90 초간 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다. 이 레지스트 패턴의 해상성을 HMDS 처리한 규소 화합물의 에칭 마스크막 상에 동일한 처리를 실시한 레지스트 패턴과 비교한 바, 레지스트 패턴의 붕괴가 10 nm 개선되어 있는 것을 확인하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박막 세정하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 반사 방지막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 차광막을 평균 5 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층의 에칭 마스크막에 대해 하층의 반사 방지막 및 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 제 1 과 제 2 위상 시프트막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 석영 기판을 평균 2 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 반사 방지막을 제거하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 석영 기판을 평균 15 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 위상 시프트 마스크를 얻었다. 이 위상 시프트 마스크의 투과율과 위상차를 레이저텍사 제조 MPM193 으로 측정한 바, ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 석영 기판의 투과율에 대한 위상 시프트막부의 투과율은 9.3 ％, 위상차는 180 도였다. 또, 이 위상 시프트 마스크의 패턴 치수의 패턴 조밀 의존성을 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크와 비교한 바, 3 nm 의 개선을 확인하였다. 또, 이 위상 시프트 마스크를 복수 장 제작하고, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 발생하는 확률을 조사한 바, 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크보다 7 ％ 개선되는 것을 확인하였다.
다음으로, 상기 서술한 에칭 마스크막의 제거 공정 전에 Si3N4 로 이루어지는 입자를 마스크 표면에 살포하고, 에칭 마스크막의 제거 공정을 실시하고, 세정으로 입자를 제거함으로써, 의도적으로 반사 방지막 상에 에칭 마스크막의 잔류물을 발생시켰다. 다음으로, 반사 마스크 검사를 실시하고, 이 잔류물을 검출하는 것을 확인하였다. 다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 100 ％ 실시하였다. 다음으로, 검출한 잔류물 발생 영역을 SEM 으로 관찰한 바, 잔류물이 완전히 제거되어 있는 것을 확인하였다.
다음으로, 상기 서술한 차광막의 제거 공정 후에 추가의 드라이 에칭을 가한 위상 시프트 마스크를 제작하였다. 추가한 드라이 에칭의 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 60 W 로 설정하였다. 이 에칭 조건에서는 석영 기판이 2 nm 의 데미지를 받는 것을 사전의 평가로 확인하고 있다. 이 위상 시프트 마스크의 투과율과 위상차를 레이저텍사 제조 MPM193 으로 측정한 바, 추가의 드라이 에칭을 실시하지 않은 위상 시프트 마스크의 값으로부터 변동하고 있지 않은 것을 확인하였다.
(실시예 14)
석영 기판 상에 2 개의 타겟을 사용한 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 규소와 몰리브덴과 산소와 질소로 이루어지는 제 1 위상 시프트막을 56 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 몰리브덴과 규소를 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 산소와 질소를 사용하였다. 이 위상 시프트막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Si : Mo : O : N = 40 : 8 : 7 : 45 (원자％비) 였다. 계속해서, 제 1 위상 시프트막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 규소와 산소로 이루어지는 제 2 위상 시프트막을 8 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 규소를 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 산소를 사용하였다. 이 위상 시프트막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Si : O = 33 : 67 (원자％비) 이었다.
이 위상 시프트막 상에 이온 스퍼터 장치를 사용하여, 루테늄 화합물로 이루어지는 하층 차광막을 10 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 루테늄을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논 및 질소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ru : N = 80 : 20 (원자％비) 이었다.
이 하층 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 탄탈과 질소로 이루어지는 상층 차광막을 11 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 탄탈을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 질소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ta : N = 85 : 15 (원자％비) 였다. 또, 분광 광도계로 이 에칭 마스크막과 차광막과 위상 시프트막을 합한 ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 광학 농도 (OD 값) 를 측정한 바, 2.9 였다.
이 차광막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 탄탈과 산소로 이루어지는 반사 방지막을 10 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 탄탈을 사용하고, 스퍼터 가스는 크세논과 산소를 사용하였다. 이 차광막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Ta : O = 35 : 65 (원자％비) 였다. 또, 분광 광도계로 이 반사 방지막과 차광막과 위상 시프트막을 합한 ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 광학 농도 (OD 값) 를 측정한 바, 2.9 였다.
이 반사 방지막 상에 DC 스퍼터 장치를 사용하여, 크롬과 질소로 이루어지는 에칭 마스크막을 13 nm 의 두께로 성막하였다. 타겟은 크롬을 사용하고, 스퍼터 가스는 아르곤과 질소를 사용하였다. 이 에칭 마스크막의 조성을 ESCA 로 분석한 바, Cr : N = 90 : 10 (원자％비) 이었다.
이와 같이 하여, 석영 기판 상에 규소와 몰리브덴과 산소와 질소로 이루어지는 제 1 위상 시프트막, 규소와 산소로 이루어지는 제 2 위상 시프트막, 루테늄 합금으로 이루어지는 하층 차광막, 탄탈과 질소로 이루어지는 상층 차광막, 탄탈과 산소로 이루어지는 반사 방지막, 크롬과 질소로 이루어지는 에칭 마스크막이 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
다음으로, 이 에칭 마스크막 상에 네거티브형 화학 증폭형 전자선 레지스트를 막두께 150 nm 로 스핀 코트하고, 패턴을 도스량 35 μC/㎠ 로 전자빔 묘화하고, 110 ℃ 에서 10 분간 열처리하고, 패들 현상으로 90 초간 현상을 실시하여, 레지스트 패턴을 형성하였다. 이 레지스트 패턴의 해상성을 HMDS 처리한 규소 화합물의 에칭 마스크막 상에 동일한 처리를 실시한 레지스트 패턴과 비교한 바, 레지스트 패턴의 붕괴가 10 nm 개선되어 있는 것을 확인하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박막 세정하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 반사 방지막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 차광막을 평균 5 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 상층 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층의 에칭 마스크막에 대해 하층의 반사 방지막 및 상층 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 하층 차광막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 40 W 로 설정하였다. 이 드라이 에칭 처리 후에, 상층 차광막에 대해 하층 차광막의 라인 패턴의 치수가 가늘어지는 언더컷은 발생하지 않았다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 제 1 과 제 2 위상 시프트막을 패터닝하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 석영 기판을 평균 2 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 포지티브형 레지스트막을 스핀 코트하고, 레이저 묘화 장치에 의해 묘화를 실시하였다. 그 후, 현상을 실시하고, 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 반사 방지막을 제거하였다. 에칭 가스는 CF4 와 산소를 사용하고, 가스 압력은 5 mTorr, ICP 전력은 400 W, 바이어스 파워는 20 W 로 설정하였다. 드라이 에칭은, 석영 기판을 평균 15 nm 굴입한 시점에서 정지하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 상층 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 하층 차광막을 제거하였다. 에칭 가스는 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 200 ％ 실시하였다.
다음으로, 레지스트 패턴을 황산 가수 세정에 의해 박리 세정하여, 위상 시프트 마스크를 얻었다. 이 위상 시프트 마스크의 투과율과 위상차를 레이저텍사 제조 MPM193 으로 측정한 바, ArF 엑시머 레이저의 노광 파장 (193 nm) 에서의 석영 기판의 투과율에 대한 위상 시프트막부의 투과율은 9.3 ％, 위상차는 180 도였다. 또, 이 위상 시프트 마스크의 패턴 치수의 패턴 조밀 의존성을 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크와 비교한 바, 3 nm 의 개선을 확인하였다. 또, 이 위상 시프트 마스크를 복수 장 제작하고, 결함 검사로 에칭 마스크막 및 차광막의 잔류물이 발생하는 확률을 조사한 바, 종래의 규소 화합물막을 에칭 마스크막으로 하는 위상 시프트 마스크보다 8 ％ 개선되는 것을 확인하였다. 상층 차광막이 얇아졌기 때문에, 실시예 13 보다 개선율이 높아져 있다.
다음으로, 상기 서술한 에칭 마스크막의 제거 공정 전에 Si3N4 로 이루어지는 입자를 마스크 표면에 살포하고, 에칭 마스크막의 제거 공정을 실시하고, 세정으로 입자를 제거함으로써, 의도적으로 반사 방지막 상에 에칭 마스크막의 잔류물을 발생시켰다. 다음으로, 반사 마스크 검사를 실시하여, 이 잔류물을 검출하는 것을 확인하였다. 다음으로, 드라이 에칭 장치를 사용하여, 에칭 마스크막의 잔류물을 제거하였다. 에칭 가스는 염소와 산소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 10 W 로 설정하였다. 오버 에칭은 100 ％ 실시하였다. 다음으로, 검출한 잔류물 발생 영역을 SEM 으로 관찰한 바, 잔류물이 완전히 제거되어 있는 것을 확인하였다.
다음으로, 상기 서술한 차광막의 제거 공정 후에 추가의 드라이 에칭을 가한 위상 시프트 마스크를 제작하였다. 추가한 드라이 에칭의 에칭 가스는 염소와 헬륨을 사용하고, 가스 압력은 10 mTorr, ICP 전력은 500 W, 바이어스 파워는 60 W 로 설정하였다. 이 에칭 조건에서는 석영 기판이 2 nm 의 데미지를 받는 것을 사전의 평가로 확인하고 있다. 이 위상 시프트 마스크의 투과율과 위상차를 레이저텍사 제조 MPM193 으로 측정한 바, 추가의 드라이 에칭을 실시하지 않은 위상 시프트 마스크의 값으로부터 변동하고 있지 않은 것을 확인하였다.
본 발명에서는, 위상 시프트 마스크 블랭크의 조성 및 막두께 및 층 구조와, 이것을 사용한 위상 시프트 마스크의 제조 공정 및 조건을 적절한 범위에서 선택하였으므로, 28 nm 이하의 로직계 디바이스, 또는 30 nm 이하의 메모리계 디바이스 제조에 대응한, 미세한 패턴을 고정밀도로 형성한 위상 시프트 마스크를 제공할 수 있다.
10, 20 : 위상 시프트 마스크 블랭크
11, 21 : 기판 (노광 파장에 대해 투명한 기판)
12, 22 : 위상 시프트막
13, 23 : 차광막 또는 상층 차광막
14, 24 : 에칭 마스크막
15, 25 : 레지스트 패턴
16, 26 : 제 2 레지스트 패턴
13a : 잔류물 (상층 차광막의 잔류물)
14a : 잔류물 (에칭 마스크막의 잔류물)
18a : 잔류물 (하층 차광막의 잔류물)
17 : 레지스트 패턴
18, 28 : 하층 차광층
100, 200 : 위상 시프트 마스크
10' : 위상 시프트 마스크 블랭크
11' : 기판 (노광 파장에 대해 투명한 기판)
12' : 위상 시프트막
13' : 차광막 또는 상층 차광막
14' : 반사 방지막
15' : 에칭 마스크막
16' : 레지스트 패턴
17' : 제 2 레지스트 패턴
18' : 하층 차광층
100' : 위상 시프트 마스크
11, 21 : 기판 (노광 파장에 대해 투명한 기판)
12, 22 : 위상 시프트막
13, 23 : 차광막 또는 상층 차광막
14, 24 : 에칭 마스크막
15, 25 : 레지스트 패턴
16, 26 : 제 2 레지스트 패턴
13a : 잔류물 (상층 차광막의 잔류물)
14a : 잔류물 (에칭 마스크막의 잔류물)
18a : 잔류물 (하층 차광막의 잔류물)
17 : 레지스트 패턴
18, 28 : 하층 차광층
100, 200 : 위상 시프트 마스크
10' : 위상 시프트 마스크 블랭크
11' : 기판 (노광 파장에 대해 투명한 기판)
12' : 위상 시프트막
13' : 차광막 또는 상층 차광막
14' : 반사 방지막
15' : 에칭 마스크막
16' : 레지스트 패턴
17' : 제 2 레지스트 패턴
18' : 하층 차광층
100' : 위상 시프트 마스크
Claims (36)
- 노광 파장에 대해 투명한 기판 상에, 위상 시프트막과, 차광막과, 에칭 마스크막이 이 순서로 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크로서,
상기 위상 시프트막은, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 불소계 에칭 (F 계) 으로 에칭 가능하고,
상기 차광막은, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 으로 에칭 가능하고,
상기 에칭 마스크막은, 불소계 에칭 (F 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 에칭 가능하고,
상기 위상 시프트막과 상기 기판 사이에 에칭 스토퍼층을 가지지 않는,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 1 항에 있어서,
상기 차광막은, 규소를 함유하지 않는 탄탈 화합물로 이루어지고, 상기 규소를 함유하지 않는 탄탈 화합물은, 탄탈에 추가하여, 질소, 붕소, 산소 및 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 2 항에 있어서,
상기 차광막은, 질화탄탈을 주성분으로 하는,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 1 항에 있어서,
상기 에칭 마스크막은, 크롬 단체, 또는 크롬에 추가하여, 질소, 산소 및 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 1 항에 있어서,
상기 위상 시프트막은, 투과하는 노광광에 대해 소정량의 위상 변화를 부여하는 기능을 갖고, 규소를 함유하고, 또한 천이 금속, 질소, 산소 및 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하고,
상기 천이 금속은, 몰리브덴, 티탄, 바나듐, 코발트, 니켈, 지르코늄, 니오브, 하프늄에서 선택되는 1 종 이상인,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 1 항에 있어서,
상기 차광막과 상기 에칭 마스크막 사이에, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 불소계 에칭 (F 계) 으로 에칭 가능한 반사 방지막이 적층되어 있는,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 6 항에 있어서,
상기 반사 방지막은, 산화탄탈을 주성분으로 하는,
것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크 블랭크. - 노광 파장에 대해 투명한 기판 상에, 위상 시프트막과, 하층 차광막과, 상층 차광막과, 에칭 마스크막이 이 순서로 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크로서,
상기 위상 시프트막은, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 산소계 에칭 (O 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 불소계 에칭 (F 계) 으로 에칭 가능하고,
상기 하층 차광막은, 불소계 에칭 (F 계) 및 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 산소계 에칭 (O 계) 으로 에칭 가능하고,
상기 상층 차광막은, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 불소계 에칭 (F 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 의 양방, 또는 어느 일방으로 에칭 가능하고,
상기 에칭 마스크막은, 불소계 에칭 (F 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 산소계 에칭 (O 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 에칭 가능한,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 8 항에 있어서,
상기 하층 차광막은, 막두께가 2 nm 이상, 30 nm 이하이며, 루테늄 단체, 또는 루테늄 함유량이 50 원자％ 이상인 루테늄 화합물로 형성되어 있는,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 8 항에 있어서,
상기 상층 차광막은, 탄탈 화합물 또는 규소 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 10 항에 있어서,
상기 탄탈 화합물은, 탄탈과, 질소, 붕소, 규소, 산소 및 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 10 항에 있어서,
상기 규소 화합물은, 규소를 함유하고, 또한 몰리브덴, 티탄, 바나듐, 코발트, 니켈, 지르코늄, 니오브, 하프늄, 질소, 산소, 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 8 항에 있어서,
상기 에칭 마스크막은, 크롬 단체, 또는 크롬에 추가하여, 질소, 산소 및 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 8 항에 있어서,
상기 위상 시프트막은, 투과하는 노광광에 대해 소정량의 위상 변화를 부여하는 기능을 갖고, 규소를 함유하고, 또한 천이 금속, 질소, 산소 및 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하고,
상기 천이 금속은, 몰리브덴, 티탄, 바나듐, 코발트, 니켈, 지르코늄, 니오브, 하프늄에서 선택되는 1 종 이상인,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 8 항에 있어서,
상기 상층 차광막과 상기 에칭 마스크막 사이에, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 불소계 에칭 (F 계) 으로 에칭 가능한 반사 방지막이 적층되어 있는,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제 15 항에 있어서,
상기 반사 방지막은, 산화탄탈을 주성분으로 하는,
것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크 블랭크. - 노광 파장에 대해 투명한 기판 상에, 위상 시프트막과, 차광막과, 에칭 마스크막을 포함하는 복수의 막이 이 순서로 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크의, 상기 복수의 막의 일부 영역이 선택적으로 제거됨으로써 회로 패턴이 형성된 위상 시프트 마스크로서,
상기 위상 시프트막은, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 불소계 에칭 (F 계) 으로 에칭 가능하고,
상기 차광막은, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 으로 에칭 가능하고,
상기 에칭 마스크막은, 불소계 에칭 (F 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 에칭 가능하고,
상기 위상 시프트막과 상기 기판 사이에 에칭 스토퍼층을 가지지 않는,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제 17 항에 있어서,
상기 차광막은, 규소를 함유하지 않는 탄탈 화합물로 이루어지고, 상기 규소를 함유하지 않는 탄탈 화합물은, 탄탈에 추가하여, 질소, 붕소, 산소 및 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제 18 항에 있어서,
상기 차광막은, 질화탄탈을 주성분으로 하는,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제 17 항에 있어서,
상기 에칭 마스크막은, 크롬 단체, 또는 크롬에 추가하여, 질소, 산소 및 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제 17 항에 있어서,
상기 위상 시프트막은, 투과하는 노광광에 대해 소정량의 위상 변화를 부여하는 기능을 갖고, 규소를 함유하고, 또한 천이 금속, 질소, 산소 및 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하고,
상기 천이 금속은, 몰리브덴, 티탄, 바나듐, 코발트, 니켈, 지르코늄, 니오브, 하프늄에서 선택되는 1 종 이상인,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제 17 항에 있어서,
상기 차광막과 상기 에칭 마스크막 사이에, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 불소계 에칭 (F 계) 으로 에칭 가능한 반사 방지막이 적층되어 있는,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제 22 항에 있어서,
상기 반사 방지막은, 산화탄탈을 주성분으로 하는,
것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크. - 노광 파장에 대해 투명한 기판 상에, 위상 시프트막과, 하층 차광막과, 상층 차광막과, 에칭 마스크막이 이 순서로 적층된 위상 시프트 마스크 블랭크의, 상기 복수의 막의 일부 영역이 선택적으로 제거됨으로써 회로 패턴이 형성된 위상 시프트 마스크로서,
상기 위상 시프트막은, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 산소계 에칭 (O 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 불소계 에칭 (F 계) 으로 에칭 가능하고,
상기 하층 차광막은, 불소계 에칭 (F 계) 및 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 산소계 에칭 (O 계) 으로 에칭 가능하고,
상기 상층 차광막은, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 불소계 에칭 (F 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 의 양방, 또는 어느 일방으로 에칭 가능하고,
상기 에칭 마스크막은, 불소계 에칭 (F 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 산소계 에칭 (O 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 에칭 가능한,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제 24 항에 있어서,
상기 하층 차광막은, 막두께가 2 nm 이상, 30 nm 이하이며, 루테늄 단체, 또는 루테늄 함유량이 50 원자％ 이상인 루테늄 화합물로 형성되어 있는,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제 24 항에 있어서,
상기 상층 차광막은, 탄탈 화합물 또는 규소 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제 26 항에 있어서,
상기 탄탈 화합물은, 탄탈과, 질소, 붕소, 규소, 산소 및 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제 26 항에 있어서,
상기 규소 화합물은, 규소를 함유하고, 또한 몰리브덴, 티탄, 바나듐, 코발트, 니켈, 지르코늄, 니오브, 하프늄, 질소, 산소, 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제 24 항에 있어서,
상기 에칭 마스크막은, 크롬 단체, 또는 크롬에 추가하여, 질소, 산소 및 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제 24 항에 있어서,
상기 위상 시프트막은, 투과하는 노광광에 대해 소정량의 위상 변화를 부여하는 기능을 갖고, 규소를 함유하고, 또한 천이 금속, 질소, 산소 및 탄소에서 선택되는 1 종 이상을 함유하고,
상기 천이 금속은, 몰리브덴, 티탄, 바나듐, 코발트, 니켈, 지르코늄, 니오브, 하프늄에서 선택되는 1 종 이상인,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제 24 항에 있어서,
상기 상층 차광막과 상기 에칭 마스크막 사이에, 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 과 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 에 대해 내성을 갖고, 또한 불소계 에칭 (F 계) 으로 에칭 가능한 반사 방지막이 적층되어 있는,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제 31 항에 있어서,
상기 반사 방지막은, 산화탄탈을 주성분으로 하는,
것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법으로서,
상기 에칭 마스크막 상에 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 상기 에칭 마스크막에 패턴을 형성하는 공정과,
비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 불소계 에칭 (F 계) 의 양방, 또는 어느 일방으로 상기 차광막에 패턴을 형성하는 공정과,
불소계 에칭 (F 계) 으로 상기 위상 시프트막에 패턴을 형성하는 공정과,
상기 차광막에 형성된 패턴 상으로부터 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 상기 에칭 마스크막을 제거하는 공정과,
상기 위상 시프트막에 형성된 패턴 상으로부터, 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 또는 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 불소계 에칭 (F 계) 의 양방으로 상기 차광막을 제거하는 공정을 포함하는,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법. - 제 33 항에 있어서,
상기 차광막 상에 발생한 상기 에칭 마스크막의 잔류물만을 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 제거하는 수정 공정과, 상기 위상 시프트막 상에 발생한 상기 차광막의 잔류물만을 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 으로 제거하는 수정 공정 중 어느 것을 포함하는,
것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크의 제조 방법. - 제 8 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법으로서,
상기 에칭 마스크막 상에 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 상기 에칭 마스크막에 패턴을 형성하는 공정과,
비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 불소계 에칭 (F 계) 의 양방, 또는 어느 일방으로 상기 상층 차광막에 패턴을 형성하는 공정과,
산소계 에칭 (O 계) 으로 상기 하층 차광막에 패턴을 형성하는 공정과,
불소계 에칭 (F 계) 으로 상기 위상 시프트막에 패턴을 형성하는 공정과,
상기 상층 차광막에 형성된 패턴 상으로부터 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 상기 에칭 마스크막을 제거하는 공정과,
상기 하층 차광막에 형성된 패턴 상으로부터 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 과 불소계 에칭 (F 계) 의 양방, 또는 어느 일방으로 상기 상층 차광막을 제거하는 공정과,
상기 위상 시프트막에 형성된 패턴 상으로부터, 산소계 에칭 (O 계) 으로 상기 하층 차광막을 제거하는 공정을 포함하는,
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법. - 제 35 항에 있어서,
상기 상층 차광막 상에 발생한 상기 에칭 마스크막의 잔류물만을 산소 함유 염소계 에칭 (Cl/O 계) 으로 제거하는 수정 공정과, 상기 하층 차광막 상에 발생한 상기 상층 차광막의 잔류물만을 비산소 함유 염소계 에칭 (Cl 계) 으로 제거하는 수정 공정과, 상기 위상 시프트막 상에 발생한 상기 하층 차광막의 잔류물만을 산소계 에칭 (O 계) 으로 제거하는 수정 공정 중 어느 것을 포함하는,
것을 특징으로 하는, 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
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