KR20010051529A - 위상시프트 포토마스크 블랭크, 위상시프트 포토마스크 및반도체 장치의 제조방법 - Google Patents

위상시프트 포토마스크 블랭크, 위상시프트 포토마스크 및반도체 장치의 제조방법 Download PDF

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KR20010051529A
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아루박꾸세이마꾸가부시끼가이샤
다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시
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Abstract

위상시프트 포토마스크 블랭크는 하프톤 위상시프트막을 포함하는데, 여기서 하프톤 위상시프트막은 2 이상의 층으로 구성되고 2 층의 경우, 상기 막의 상층의 굴절률은 하층의 굴절률보다 작고, 3 층의 경우, 중간층의 굴절률은 상층 및 하층에 대하여 관찰된 것보다 더 작거나 상층의 굴절률이 중간층의 굴절률보다 더 작으며, 4 이상의 층의 경우에는, 최상층의 굴절률은 최상층 바로 아래의 층의 굴절률보다 더 작다. 포토마스크 블랭크는 노광파장에서 높은 투과율과 낮은 반사율을 갖고 또한 결함검사 파장에서 낮은 투과율을 갖는 위상시프트 포토마스크를 제조하는 것을 가능하게 한다. 포토마스크는 결과적으로 미세한 패턴을 갖는 반도체 장치의 제조를 가능하게 한다.

Description

위상시프트 포토마스크 블랭크, 위상시프트 포토마스크 및 반도체 장치의 제조방법{PHASE-SHIFT PHOTO MASK BLANK, PHASE-SHIFT PHOTO MASK AND METHOD FOR FABRICATING SEMICONDUCTOR DEVICES}
본 발명은 다층 위상시프트막으로 구성된 위상시프트 포토마스크 블랭크와 위상시프트 포토마스크 및 마스크를 이용하는 반도체 장치 제조방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 감쇠형(하프톤(half tone)) 위상시프트 포토마스크 및 포토마스크를 제작할 때 이용하기 위한 위상시프트 포토마스크 블랭크 및 마스크를 이용하는 반도체 장치를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
종래에는, 단층막을 구비하는 경우(예를 들면, 일본특개평 7-140635 호 참조)와 이중막을 구비하는 경우(예를 들면, 일본특개평 8-74031 호 참조)의 감쇠형 위상시프트 포토마스크가 제안되었다. 단층막을 구비하는 감쇠형 위상시프트 포토마스크의 막구성은 도 1 에 도시되고 이중막을 구비하는 포토마스크의 경우는 도 2 에 도시된다.
반도체 집적회로의 패턴들은 반도체 집적회로의 집적기술의 최근 발전에 따라 점차 미세해졌고 이것은 결과적으로 노광을 위해 사용되는 광선의 파장의 감소를 초래하였다. 이런 이유로, 소정의 파장을 갖는 노광 광선의 강도를 감소시키는, 감쇠형 위상시프트 포토마스크에 대하여 다음의 성능이 요구되었다.
(1) 위상차(PS)는 PS = 175 내지 180 도의 관계를 만족시켜야 하고,
(2) 노광광선의 파장(λexp)에서의 투과율(Texp)은 Texp= 2 내지 30 % 인 관계를 만족시켜야 하고,
(3) 검사파장(λinsp)에서의 투과율(Tinsp)은 Tinsp〈 약 40 내지 50 % (예를 들어, λexp= 193 nm 일 때 λinsp= 365 nm)의 관계를 만족시켜야 하고,
(4) 노광 파장에서의 반사율(Rexp)은 Rexp〈 약 20 % 인 관계를 만족시키는 것이 바람직하며,
(5) 막두께 d 는 얇은 것이 바람직하다.
상기 종래의 위상시프트막의 경우 노광파장(λexp)이 감소되면(예를 들어, ArF 엑시머 레이저를 이용하는 노광의 경우 λexp= 193 nm), 노광파장(λexp)에서의 투과율(Texp)은 상기 요구된 투과율보다 더 낮다. 이런 이유로, 만일 노광파장에서 요구 투과율을 확보하기 위하여 투과율(Texp)이 증가되면, 결함검사 파장에서의 투과율은 과도하게 높아진다. 예를 들어, 도 2 에서 도시된 것 같은 이층막의 경우와 상기 종래기술의 경우에, 노광파장에서의 투과율은, 공기(굴절률: n0)나 다른 가스들 같은 주위환경들과 접하는, 상부막의 굴절률(n1-ik1)이 하부막(n2-ik2)의 경우보다 더 크므로, 감소된다. 결과적으로, 예를 들면, ArF 엑시머 레이저의 파장에서의 임의의 만족스러운 투과율이 얻어질 수 없다. 한편, 노광파장에서의 투과율이 증가되면, 통상적으로 이용되는 위상시프트 포토마스크를 위한 결함검사 파장(예를 들면, λinsp= 365 nm)에서의 투과율은 과도하게 높게되어 결함검사를 불가능하게 만든다. 전술된 것처럼, 상기 종래기술은 반도체 집적회로의 제작을 위한 기술의 최근 급속한 발전에 대처할 수 없다.
이것에 관하여, 검사를 위하여 사용되는 광선의 파장은 결함검사 장치의 제조자들의 노력으로 감소되는 경향이 있다. 따라서, 투과율이 검사파장(365 nm)에서 어느 정도 증가하더라도 문제가 발생하지 않을 수 있지만, 투과율의 상당한 증가와 연관된 문제들은 미래에 해결될 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래기술과 연관된 상기 문제들을 해결하고, 더 짧은 노광파장에 대하여 충분한 투과율을 확보함으로써 그런 더 짧은 노광파장의 사용을 허용하며, 결함검사 파장에 대하여 적절한 투과율을 가짐으로써 만족스러운 검사를 허용하는 위상시프트 포토마스크를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 그런 포토마스크를 제조하는데 사용하기 위한 위상시프트 포토마스크 블랭크를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 포토마스크를 이용하는, 반도체 장치 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1 는 단층 위상시프트막을 포함하는, 감쇠형의 종래 위상시프트 포토마스크를 도시하는 단면도.
도 2 는 2 층 위상시프트막을 포함하는, 감쇠형의 위상시프트 포토마스크를 도시하는 단면도.
도 3 는 3 층 위상시프트막을 포함하는, 감쇠형의 위상시프트 포토마스크를 도시하는 단면도.
도 4 는 2 층 위상시프트막을 구성하는 층들의 두께(d1, d2) 사이의 관계를 도시하는 그래프.
도 5 는 3 층 위상시프트막을 구성하는 층들의 두께(d1, d2, d3) 사이의 관계를 도시하는 그래프.
도 6 는 반응성 스퍼터링 단계에서 사용되는 반응성 가스 유량비(N2O/(Ar + N2O), vol%)와 광학계수(굴절률 n 및 감쇠계수 k) 사이의 관계를 도시하는 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
f: 위상시프트막 F: 위상시프트막을 통과하는 광
q: 위상시프트막의 개구부 Q: 위상시프트막의 개구부를 투과하는 광
n0: 공기의 굴절률 d1, d2, d3: 위상시프트막의 각층의 막두께
n1-ik1, n2-ik2, n3-ik3: 위상시프트막의 각층의 막의 복소굴절률
ns: 기판의 굴절률
k1, k2, k3: 위상시프트막의 각층의 막의 감쇠계수
본 발명의 발명자들은 종래기술들과 연관된 상기 문제들을 해결하기 위하여 다양한 연구를 수행하였고, 막 또는 층의 굴절률에 착안하여 다층 위상시프트막의 구성을 최적화시킴으로써 상기 문제들이 효과적으로 해결될 수 있다는 사실을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하프톤(half tone) 위상시프트막을 포함하는 위상시프트 포토마스크 블랭크가 제공되는데, 여기서 하프톤 위상시프트막은 2 층을 포함하고 막의 상층은 막의 하층보다 더 작은 굴절률을 갖는다. 포토마스크 블랭크는 노광파장에서의 투과율이 높고 반사율이 낮은 위상시프트 포토마스크의 제조를 허용한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 하프톤 위상시프트막을 포함하는 위상시프트 포토마스크 블랭크가 제공되는데, 여기서 하프톤 위상시프트막은 3 층을 포함하고 막의 중간층의 굴절률은 막의 상층 및 하층보다 더 작다. 따라서, 결과적인 위상시프트 포토마스크는 결함검사 파장에서 낮은 투과율을 갖고 이것은 결과적으로 검사를 허용한다. 3 층을 포함하는 위상시프트막의 경우에, 막은 예를 들어, 다음의 기본 구성: 공기나 다른 가스들/n1, k1, d1/n2, k2, d2/n3, k3, d3/투명기판(여기서 n1, n2및 n3는 각각 상층, 중간층 및 하층의 굴절률이고, k1, k2및 k3는 각각 상층, 중간층 및 하층의 감쇠계수이며, d1, d2및 d3는 각각 상층, 중간층 및 하층의 두께)을 가질 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 하프톤 위상시프트막이 3 층을 포함하면, 막의 상층의 굴절률을 그 중간층보다 더 낮은 레벨로 감소시킬 수도 있다. 이 경우, 포토 마스크 블랭크는 또한 노광파장에서의 굴절률이 높고 반사율이 낮은 위상시프트 포토마스크의 제조를 허용한다.
본 발명에 따른 하프톤 위상시프트 포토마스크 블랭크는 막의 최상층의 굴절률이 최상층의 바로 아래의 층보다 더 작은, 4 층 이상을 포함하는 하프톤 위상시프트막을 더 포함할 수 있다. 따라서, 포토마스크 블랭크는 노광파장에서의 투과율이 높은 위상시프트 포토마스크의 제조를 허용한다.
하프톤 위상시프트막은 MoSiON 형 막이다. 또한, 위상시프트막은 마찬가지로 MoSiN 형 또는 MoSiO 형일 수 있다.
본 발명에 따른 위상시프트 포토마스크는, 웨이퍼 기판으로 전사될 패턴이 통상의 방법으로 형성되는 상기 위상시프트 포토마스크 블랭크를 포함한다. 미세한 패턴을 갖는 반도체 장치는 반도체 웨이퍼를 위상시프트 포토마스크를 통하여 광선에 노광시킴으로써 제조될 수 있다.
따라서, 본 발명은 또한, 상기 위상시프트 포토마스크 블랭크로부터 제조된 위상시프트 포토마스크를 통하여 웨이퍼 기판을 광선에 노광시키는 단계를 포함하는, 미세한 패턴을 갖는 반도체 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상층의 굴절률이 하층보다 더 작은 2 층 하프톤 위상시프트막, 중간층의 굴절률의 상층과 하층보다 더 작거나 상층의 굴절률이 중간층보다 더 작은 3 층 하프톤 위상시프트막, 또는 최상층의 굴절률이 최상층의 바로 아래에 있는 층보다 더 작은 4층 이상을 포함하는 다층 하프톤 위상시프트막으로 구성된 그룹으로부터 선택되고, 웨이퍼 기판으로 전사될 패턴이 형성되는 위상시프트 포토마스크를 포함하는 위상시프트 포토마스크를 통하여 웨이퍼 기판을 광선에 노광시키는 단계를 포함하는, 미세한 패턴을 갖는 반도체 장치를 제조하는 방법이 또한 제공된다.
웨이퍼를 광선에 노광시키는 단계는 F2레이저(λexp= 157 nm), KrF 엑시머 레이저(λexp= 248 nm)를 이용하여 수행될 수 있으며, 또한 ArF 엑시머 레이저(λexp= 193 nm)는 이미 전술되었다.
본 발명은 이하 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명되는 한편. 또한 비교하는 방식으로 종래기술을 설명한다. 다음의 실시예에서 공기(n0= 1)가 분위기 가스로서 사용된다.
실시예 1
본 실시예에서, 본 발명에 따른 2 층 및 3층 막의 구성에 대한 최적화가 도면(도 1 내지 5)을 참조하여 설명되고 종래기술과 비교할 것이다.
도 1 에서 도시된 것 같은 단층막의 경우, 위상시프트막 f 를 투과하는 광 F 과 위상시프트막의 개구 q 를 투과하는 광 Q 사이의 위상차(PS)는 다음의 식으로써 표시될 수 있다.
PS = 2π(n1-n0)d1/λ (1)
또한, PS 가 180 도(π)와 일치하는 막두께 d1 0가 다음의 관계로 주어진다.
d1 0= λexp/2(n1-n0) (2)
상기 식들에서, n1은 위상시프트막의 굴절률을 나타내고, n0는 공기(n0= 1)의 굴절률을 나타내고, d1은 위상시프트막의 두께이며 λexp는 노광파장이다.
도 2 에서 도시된 2층 막의 경우, 위상시프트막을 투과하는 광 F 과 위상시프트막의 개구를 투과하는 광 Q 사이의 위상차는 다음의 식으로 표시될 수 있는데,
PS = PS1+ PS2(3)
여기서, PS1과 PS2는 각각 다음의 관계들로 주어진다.
PS1= 2π(n1-n0)d1/λexp(4)
PS2= 2π(n2-n0)d2/λexp(5)
상기의 식 (3), (4) 및 (5)으로부터, PS = π인 관계를 만족시키기 위한 조건은 다음과 같은데,
d1/d1 0+ d2/d2 0= 1 (6)
여기서 d1 0와 d2 0는 각각 다음의 식들로 주어진다.
d1 0= λexp/2(n1-n0) (7)
d2 0= λexp/2(n2-n0) (8)
상기의 식에서, PS1및 PS2는 각각 막의 상층과 하층의 위상차이고, n1과 n2는 각각 막의 상층과 하층의 굴절률이고, d1과 d2는 각각 막의 상층과 하층의 두께이고, d1 0와 d2 0는 상층과 하층의 위상차가 180 도와 일치하는 막의 상층과 하층의 각각의 두께이며, λexp는 노광파장이다.
도 3 에서 도시된 것처럼 3 층 막의 경우, 위상시프트막을 투과하는 광 F 과 위상시프트막의 개구를 투과하는 광 Q 사이의 위상차(PS)는 다음의 식으로 표현될 수 있는데,
PS = PS1+ PS2+ PS3(9)
여기서 PS1, PS2및 PS3는 각각 다음의 관계들로 주어진다.
PS1= 2π(n1-n0)d1/λexp(10)
PS2= 2π(n2-n0)d2/λexp(11)
PS3= 2π(n3-n0)d3/λexp(12)
상기의 식 (9) 내지 (12)로부터, PS = π의 관계를 만족시키기 위한 조건은 다음과 같은데,
d1/d1 0+ d2/d2 0+ d3/d3 0= 1 (13)
여기서 d1 0, d2 0및 d3 0은 각각 다음의 식들로 주어진다.
d1 0= λexp/2(n1-n0) (14)
d2 0= λexp/2(n2-n0) (15)
d3 0= λexp/2(n3-n0) (16)
상기 식들에서 PS1, PS2및 PS3는 각각 막의 상층, 중간층 및 하층의 위상차이고, n1, n2및 n3는 각각 막의 상층, 중간층 및 하층의 굴절률이고, n0는 공기의 굴절률이고(n0= 1), d1, d2및 d3는 각각 막의 상층, 중간층 및 하층의 두께이고, d1 0, d2 0및 d3 0는, 이 층들의 위상차가 180 도와 동일한, 막의 상층, 중간층 및 하층의 각각의 두께이며, λexp는 노광파장이다.
도 1 내지 3 에서 제시되는 부호 ns는 기판의 굴절률을 나타낸다. 도 1 에서 제시되는 부호 k1는 위상시프트막의 상층의 감쇠계수를 의미한다. 도 2 에 제시된 부호 k1과 k2는 각각 막의 상층과 하층의 감쇠계수를 나타낸다. 또한, 도 3 에서 제시되는 k1, k2및 k3는 각각 막의 상층, 중간층 및 하층의 감쇠계수를 나타낸다.
이하 주어진 표 1 및 2 에서, RR 은 알루미늄 진공증착막에 대하여 관찰된 것과 연관된 막의 반사율(reflectance)(상대반사율)을 나타내고, PS0 는 막에 의한 어떠한 흡수도 무시할 때 막의 위상차를 의미하며, PS 는 막의 흡수를 고려할 때 막의 위상차를 의미한다.
따라서 단층, 2 층 및 3 층 막의 경우에, 위상차(PS) = π를 만족시키기 위하여 요구되는 조건들이 설명되었다. 이제 이하에서는 2 층 및 3 층 막의 구성의 최적화를 설명한다.
첫 째, 2 층 위상시프트막의 최적화를 설명할 것이다. 상기의 식 (6) 은 도 4 에서 도시된 것처럼, 위상차 π를 생성하는, 위상시프트막을 구성하는 각층의 두께들(옹스트롬, Å) d1과 d2사이의 선형관계를 나타낸다. 직선을 따른 지점 F11, F12, F21내지 F27에서 막의 광학특성이 계산되고 그 얻어진 결과들이 다음의 표 1 에서 열거된다. 이것에 관하여는, 표 4 에서 도시된, MoSiON 스퍼터막(350℃에서 3시간동안 어닐링됨)에 대하여 관찰된 값, Q:11, Q:13 이 위상시프트막의 광학계수로서 이용된다. 표 1 에서는, f1는, 막의 상층의 굴절률이 그 하층보다 더 높은 구성을 갖는 위상시프트막(종래기술의 막)이다. 또한, f2는, 막의 상층의 굴절률이 그 하층보다 더 낮은 구성을 갖는 위상시프트막(본 발명의 막)이다. 표 1 에서 열거된 데이터는 193 nm의 노광파장에서 f2의 투과율 T193은 f1의 경우보다 더 높다는 것을 명백히 나타낸다. 또한, 193 nm 의 노광파장에서 f2의 투과율 RR193은 f1의 경우보다 더 낮다. 이 경향은 위상시프트막에 대하여 매우 바람직하다.
따라서, f1(종래의 막)같이, 그 상층의 굴절률이 하층의 굴절률보다 더 높은 위상시프트막보다는 상층의 굴절률이 하층의 굴절률보다 더 작은 위상시프트막이 우수하다.
이제 3 층 위상시프트막 구성의 최적화를 이하에서 설명한다. 위상차 π를 제공할 수 있는 3 층 위상시프트막의 3 층의 두께들(옹스트롬, Å) d1, d2및 d3은 도 5 에서 도시된 것처럼 3 지점 F11, F12및 F13에 의해서 형성된 평면상의 지점들로서 주어진다. 위상시프트막의 광학특성은 평면상의 지점 F31, F32, F33및 F34에서 결정되고 그렇게 얻어진 결과들은 이하의 표 2 에서 요약된다. 표 2 는 또한 비교의 목적으로 단층 위상시프트막에 대하여 지점 F11, F12및 F13에서 계산된 광학특성과 2층 위상시프트막에 대하여 지점 F21, F22및 F23에서 계산된 광학특성을 포함한다. 표 2 에 열거된 위상시프트막 f1내지 f6과 기본 구성 F3j(j = 1∼4)의 세부사항은 표 3 에서 도시된다. 이에 관련하여, 표 4 에서 도시된, MoSiON 스퍼터막에 대하여 관찰된 값들, Q:11, Q:25, Q13 은 위상시프트막의 광학계수로서 이용된다.
표 2 에서 열거된 데이터로부터, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있는데, 즉 이 막 f1내지 f6가운데, 막 f2, f4및 f6은 193 nm 의 노광파장에서 높은 투과율 T193을 갖고 막 f3및 f5은 결함검사 파장 365 nm 에서 낮은 투과율 T365을 갖는다. 더욱이, 노광파장 193 nm 에서의 막 f1및 f3의 반사율 RR193은 막 f2, f4, f5및 f6에 대하여 관찰된 것보다 더 높다.
따라서, 193 nm 의 광선에 노광될 위상시프트막의 경우 노광파장에서의 투과율을 증가시키기 위하여, 막 f2, f4및 f6을 선택하거나 막의 상층의 굴절률이 그 중간층의 굴절률보다 더 작은 것이 바람직하다. 더욱이, 결함검사 파장에서의 투과율을 감소시키기 위하여, 막 f3및 f5을 선택하거나 막의 중간층의 굴절률이 그 상층과 하층의 굴절률보다 더 작은 것이 바람직하다.
상기 실시예에서, 2 층 및 3 층 막 구성의 최적화를 설명하였다. 4 개의 층 이상을 포함하는 다층 하프톤 위상시프트막의 구성은, 막의 최상층의 굴절률이 최상층 바로 아래의 층의 굴절률보다 더 작게 되는 방식으로 위상시프트막이 설계되면 최적화될 수 있다. 따라서, 전술된 것처럼, 노광파장에서 높은 투과율을 갖는 위상시프트막이 얻어질 수 있다.
표 1
표 2
표 2(계속)
표 3
표 4
실시예 2(위상시프트 포토마스크 블랭크 제조)
일본특개평 6-220627 호와 8-127870 및 참고로 제시된 N. Motegi, Y. Kashimoto, K. Nagatani et al., J. Vacuum Sci. Technol., 1995, Vol. B13(4), pp. 1906-1909 에서 이용되고 개시된 것 같은 소위 LTS(Long Throw Sputtering)기술에 따라 평판형 DC 마그네트론 스퍼터링 장치를 사용하여 투명기판상에 몰리브덴 실리사이드 산화질화막이 형성된다. 특히, 장치 내부에 MoSi2타겟이 위치되고 0.0533 내지 0.107 Pa(4∼8×10-4Torr)의 압력에서, Ar 가스와 N2O 가스를 표 4 에서 특정된 유량 및 유량비로 이용하는 반응성 스퍼터링에 따라서 사방 6 in(152.4 mm) 의 크기와 0.25 in(6.35 mm)의 두께를 갖는 6025 석영기판상에 MoSiON 막이 증착되었다. 막증착의 종료후, 증착된 막은 350℃ 에서 3 시간동안 열처리되어, 위상시프트막으로서 2층 및 3 층 MoSiON 막을 포함하는 위상시프트 포토마스크 블랭크를 제작한다. 각각의 결과적인 막은 표 1 또는 2 에서 도시된 것 같이 본 발명에 따른 구성을 갖는다. 반응가스 유량비(N2O(Ar + N2O), vol%)와 제조된 MoSiON 형 스퍼터막에 대하여 관찰된 광학계수들 사이의 관계는 표 4 에 열거되고 도 6 에서 도시된다. 표 4 와 도 6 에서 열거되거나 도시된 데이터로부터 알 수 있는 것처럼, 반응가스 유량비가 클수록, 굴절률 n 과 감쇠계수 k 가 작아진다. 즉, MoSiON 막의 산질화도가 높을수록, 굴절률 n 과 감쇠계수 k 는 작아진다.
위상시프트막으로서 MoSiON 형 스퍼터막이 MoSiN 형 및 MoSiO 형 스퍼터막으로 대체될 때 동일한 경향이 관찰된다.
실시예 3(위상시프트 포토마스크의 제조)
실시예 2 에서 제조된 위상시프트 포토마스크 블랭크상에 전자빔용 레지스트(예를 들면 Nippon Zeon Co., Ltd.의 ZEP-810S)가 도포되어 약 5000Å의 두께를 갖는 레지스트막을 형성한다. 그리고 나서 레지스트막은, 패턴노광, 현상, 건식에칭 및 세정같은 일련의 공지된 패턴 형성절차를 거쳐 에칭을 통하여 위상시프트막의 일부를 제거하여 홀 및 위상시프트막으로 구성되거나, 홀 또는 도트로 패턴이 형성되는 위상시프트 포토마스크를 형성한다. 이와 관련하여, 건식에칭 단계는 평행평판 RF 이온 에칭장치를 사용하여 수행되는데 이 장치에서 전극간의 거리는 60 mm 로 설정되고, 작동압력은 40 Pa(0.3 Torr)이며, 혼합가스(CF4+ O2; 각각의 유량비는 약 95 용량% 및 5 용량%임)를 사용한다. 따라서, 미세한 패턴을 갖는 포토마스크가 제조될 수 있다.
실시예 4(반도체 장치의 제조)
포토레지스트막이 도포된 웨이퍼는 실시예 3 에서 제조된 위상시프트 포토마스크를 통하여 ArF 엑시머 레이저빔에 노광되어 포토마스크의 소정의 패턴을 웨이퍼기판으로 전사한다. 그리고 나서 포토레지스트막은 현상을 통하여 제거되어 웨이퍼상에 소정의 패턴을 형성한다. 그 후, 웨이퍼는 통상적인 반도체 장치 제조공정에 따라서 처리되어 반도체 장치를 제조한다. 이렇게 제조된 반도체 장치는 미세한 패턴을 갖는다.
전술된 것과 같이, 본 발명에 따른 감쇠형(하프톤) 위상시프트막은 2 층 구조를 갖고 막의 상층의 굴절률이 그 하층의 굴절률보다 더 작게 되도록 설계된다. 따라서, 막으로부터 준비된 위상시프트 포토마스크는 노광파장에서 높은 투과율을 갖고 낮은 반사율을 갖는다.
본 발명에 따르면, 감쇠형 위상시프트막은 또한 3 층 구조를 갖고 막의 중간층의 굴절률이 그 상층 및 하층에 대하여 관찰된 굴절률보다 더 작게 되도록 설계된다. 이런 이유로, 결과적인 위상시프트 포토마스크는 결함검사파장에서 낮은 투과율을 가지므로 마스크는 어떠한 결함이 존재하여도 검사될 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 위상시프트막은 3 층 이상을 포함하는 다층 구조를 하고 막의 최상층의 굴절률은 최상층의 바로 아래 층에 대하여 관찰된 굴절률보다 더 작게 되는 방식으로 유사하게 설계된다. 따라서, 막으로부터 제조된 위상시프트 포토마스크는 노광파장에서 높은 투과율을 갖고 낮은 반사율을 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 위상시프트 포토마스크 블랭크는 ArF 엑시머 레이저빔에 노광될 위상시프트 포토마스크를 제조하는데 매우 유용하다. 결과적인 포토마스크는 매우 미세한 패턴을 갖는 반도체 장치의 제조를 가능하게 한다.

Claims (17)

  1. 하프톤 위상시프트막을 포함하는 위상시프트 포토마스크 블랭크로서, 상기 하프톤 위상시프트막은 2 층으로 구성되고 상기 막의 상층의 굴절률이 하층의 굴절률보다 더 작은 것을 특징으로 하는 위상시프트 포토마스크 블랭크.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 하프톤 위상시프트막은 MoSiON 형 막인 것을 특징으로 하는 위상시프트 포토마스크 블랭크.
  3. 하프톤 위상시프트막을 포함하는 위상시프트 포토마스크 블랭크로서, 상기 하프톤 위상시프트막은 3 층으로 구성되고 상기 막의 중간층의 굴절률은 상층과 하층에 대하여 관찰된 것보다 더 작은 것을 특징으로 하는 위상시프트 포토마스크 블랭크.
  4. 제 3 항에 있어서, 하프톤 위상시프트막은 MoSiON 형 막인 것을 특징으로 하는 위상시프트 포토마스크 블랭크.
  5. 하프톤 위상시프트막을 포함하는 위상시프트 포토마스크 블랭크로서, 상기 하프톤 위상시프트막은 3 층으로 구성되고 상기 막의 상층의 굴절률은 중간층의 굴절률보다 더 작은 것을 특징으로 하는 위상시프트 포토마스크 블랭크.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 하프톤 위상시프트막은 MoSiON 형 막인 것을 특징으로 하는 위상시프트 포토마스크 블랭크.
  7. 하프톤 위상시프트막을 포함하는 위상시프트 포토마스크 블랭크로서, 상기 하프톤 위상시프트막은 4 층 이상으로 구성되고 상기 막의 최상층의 굴절률은 상기 최상층 바로 아래의 층의 굴절률보다 더 작은 것을 특징으로 하는 위상시프트 포토마스크 블랭크.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 하프톤 위상시프트막은 MoSiON 형 막인 것을 특징으로 하는 위상시프트 포토마스크 블랭크.
  9. 웨이퍼 기판으로 전사될 패턴이 형성되는, 제 1 항에 따른 위상시프트 포토마스크 블랭크를 포함하는 위상시프트 포토마스크.
  10. 웨이퍼 기판으로 전사될 패턴이 형성되는, 제 3 항에 따른 위상시프트 포토마스크 블랭크를 포함하는 위상시프트 포토마스크.
  11. 웨이퍼 기판으로 전사될 패턴이 형성되는, 제 5 항에 따른 위상시프트 포토마스크 블랭크를 포함하는 위상시프트 포토마스크.
  12. 웨이퍼 기판으로 전사될 패턴이 형성되는, 제 7 항에 따른 위상시프트 포토마스크 블랭크를 포함하는 위상시프트 포토마스크.
  13. 제 9 항에 기재된 위상시프트 포토마스크를 통하여 웨이퍼 기판을 광선에 노광시켜 미세한 패턴을 갖는 반도체 장치를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치를 제조하는 방법.
  14. 제 10 항에 기재된 위상시프트 포토마스크를 통하여 웨이퍼 기판을 광선에 노광시켜 미세한 패턴을 갖는 반도체 장치를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치를 제조하는 방법.
  15. 제 11 항에 기재된 위상시프트 포토마스크를 통하여 웨이퍼 기판을 광선에 노광시켜 미세한 패턴을 갖는 반도체 장치를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치를 제조하는 방법.
  16. 제 12 항에 기재된 위상시프트 포토마스크를 통하여 웨이퍼 기판을 광선에 노광시켜 미세한 패턴을 갖는 반도체 장치를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치를 제조하는 방법.
  17. 상층의 굴절률이 하층의 굴절률보다 더 작은 2 층 하프톤 위상시프트막, 중간층의 굴절률이 상층 및 하층의 굴절률보다 더 작거나 상층의 굴절률이 중간층의 굴절률보다 더 작은 3 층 하프톤 위상시프트막, 또는 최상층의 굴절률이 상기 최상층 바로 아래 층의 굴절률보다 더 작은 4 이상의 층을 포함하는 다층 하프톤 위상시프트막으로 구성된 그룹으로부터 선택되고, 웨이퍼 기판으로 전사될 패턴이 형성되는 위상시프트 포토마스크 블랭크를 포함하는 위상시프트 포토마스크를 통하여, 웨이퍼 기판을 광선에 노광시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세한 패턴을 갖는 반도체 장치를 제조하는 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1286217A2 (en) 2001-06-26 2003-02-26 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Phase shift mask blanks, their manufacture and use

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4163331B2 (ja) * 1999-07-14 2008-10-08 アルバック成膜株式会社 位相シフタ膜の製造方法、位相シフトマスク用ブランクスの製造方法、および、位相シフトマスクの製造方法
JP4951813B2 (ja) * 2001-01-30 2012-06-13 凸版印刷株式会社 ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク
DE10307545A1 (de) * 2002-02-22 2003-11-06 Hoya Corp Zuschnitt für halbtonartige Phasenverschiebungsmaske und zugehörige Phasenverschiebungsmaske
US20050026053A1 (en) * 2002-08-27 2005-02-03 Martin Patrick M. Photomask having an internal substantially transparent etch stop layer
US6855463B2 (en) * 2002-08-27 2005-02-15 Photronics, Inc. Photomask having an intermediate inspection film layer
JP4325175B2 (ja) * 2002-11-07 2009-09-02 凸版印刷株式会社 ハーフトーン型位相シフトマスクブランク、ハーフトーン型位相シフトマスク、半導体装置の製造方法、およびハーフトーン型位相シフトマスクの修正方法
KR100960193B1 (ko) * 2003-02-03 2010-05-27 호야 가부시키가이샤 포토마스크 블랭크, 포토마스크 및 포토마스크를 이용한패턴 전사 방법
US7344806B2 (en) * 2003-03-31 2008-03-18 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method of producing phase shift mask blank, method of producing phase shift mask, phase shift mask blank, and phase shift mask
US7521000B2 (en) * 2003-08-28 2009-04-21 Applied Materials, Inc. Process for etching photomasks
EP1668413A2 (en) * 2003-09-05 2006-06-14 Schott AG Phase shift mask blank with increased uniformity
US20050219578A1 (en) * 2004-01-13 2005-10-06 Yasushi Hiraoka Image processing apparatus, image processing method, and computer program product
JP2006078953A (ja) * 2004-09-13 2006-03-23 Ulvac Seimaku Kk ハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造法
US7879510B2 (en) 2005-01-08 2011-02-01 Applied Materials, Inc. Method for quartz photomask plasma etching
US7790334B2 (en) * 2005-01-27 2010-09-07 Applied Materials, Inc. Method for photomask plasma etching using a protected mask
US8293430B2 (en) * 2005-01-27 2012-10-23 Applied Materials, Inc. Method for etching a molybdenum layer suitable for photomask fabrication
US7829243B2 (en) 2005-01-27 2010-11-09 Applied Materials, Inc. Method for plasma etching a chromium layer suitable for photomask fabrication
US7432184B2 (en) * 2005-08-26 2008-10-07 Applied Materials, Inc. Integrated PVD system using designated PVD chambers
US20070048451A1 (en) * 2005-08-26 2007-03-01 Applied Materials, Inc. Substrate movement and process chamber scheduling
US7786019B2 (en) * 2006-12-18 2010-08-31 Applied Materials, Inc. Multi-step photomask etching with chlorine for uniformity control
JP5702920B2 (ja) * 2008-06-25 2015-04-15 Hoya株式会社 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスクおよび位相シフトマスクブランクの製造方法
JP5670502B2 (ja) * 2012-04-30 2015-02-18 株式会社エスアンドエス テック 位相反転ブランクマスク及びその製造方法
US10146123B2 (en) 2014-12-26 2018-12-04 Hoya Corporation Mask blank, phase shift mask, method for manufacturing phase shift mask, and method for manufacturing semiconductor device
JP6058757B1 (ja) * 2015-07-15 2017-01-11 Hoya株式会社 マスクブランク、位相シフトマスク、位相シフトマスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法
JP6087401B2 (ja) 2015-08-14 2017-03-01 Hoya株式会社 マスクブランク、位相シフトマスクおよび半導体デバイスの製造方法
TWI720752B (zh) 2015-09-30 2021-03-01 日商Ｈｏｙａ股份有限公司 空白遮罩、相位移轉遮罩及半導體元件之製造方法
JP6730141B2 (ja) * 2016-09-06 2020-07-29 アルバック成膜株式会社 位相シフタ膜の製造方法、位相シフトマスクブランクの製造方法、及び、位相シフトマスクの製造方法
JP6271780B2 (ja) * 2017-02-01 2018-01-31 Hoya株式会社 マスクブランク、位相シフトマスクおよび半導体デバイスの製造方法
CN111344633B (zh) * 2017-11-24 2023-02-03 Hoya株式会社 掩模坯料、相移掩模及制造方法、半导体器件的制造方法
JP6938428B2 (ja) * 2018-05-30 2021-09-22 Hoya株式会社 マスクブランク、位相シフトマスクおよび半導体デバイスの製造方法
JP6896694B2 (ja) * 2018-12-25 2021-06-30 Hoya株式会社 マスクブランク、位相シフトマスク、位相シフトマスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法
JP7066881B2 (ja) * 2019-02-13 2022-05-13 Hoya株式会社 マスクブランク、位相シフトマスク、位相シフトマスクの製造方法及び半導体デバイスの製造方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3231900B2 (ja) * 1992-10-28 2001-11-26 株式会社アルバック 成膜装置
JP3064769B2 (ja) * 1992-11-21 2000-07-12 アルバック成膜株式会社 位相シフトマスクおよびその製造方法ならびにその位相シフトマスクを用いた露光方法
WO1994017449A1 (en) * 1993-01-21 1994-08-04 Sematech, Inc. Phase shifting mask structure with multilayer optical coating for improved transmission
JP3262302B2 (ja) * 1993-04-09 2002-03-04 大日本印刷株式会社 位相シフトフォトマスク、位相シフトフォトマスク用ブランクス及びそれらの製造方法
JP3115185B2 (ja) * 1993-05-25 2000-12-04 株式会社東芝 露光用マスクとパターン形成方法
US5514499A (en) * 1993-05-25 1996-05-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Phase shifting mask comprising a multilayer structure and method of forming a pattern using the same
JPH07253655A (ja) * 1994-03-15 1995-10-03 Fujitsu Ltd 露光マスク
JP3594659B2 (ja) * 1994-09-08 2004-12-02 アルバック成膜株式会社 位相シフトフォトマスクブランクス製造方法、位相シフトフォトマスクブランクス、及び位相シフトフォトマスク
JPH08123010A (ja) * 1994-10-28 1996-05-17 Toppan Printing Co Ltd 位相シフトマスクおよびそれに用いるマスクブランク
JP3615801B2 (ja) * 1994-11-01 2005-02-02 株式会社アルバック 窒化チタン薄膜成膜方法
JP3397933B2 (ja) * 1995-03-24 2003-04-21 アルバック成膜株式会社 位相シフトフォトマスクブランクス、位相シフトフォトマスク、及びそれらの製造方法。
JP2658966B2 (ja) * 1995-04-20 1997-09-30 日本電気株式会社 フォトマスク及びその製造方法
KR970048985A (ko) * 1995-12-26 1997-07-29 김광호 더미 패턴을 가지는 하프톤형 위상 반전 마스크 및 그 제조 방법
JPH09304912A (ja) * 1996-05-15 1997-11-28 Mitsubishi Electric Corp 位相シフトマスク、位相シフトマスク用ブランクスおよび位相シフトマスクの製造方法
JPH10186632A (ja) * 1996-10-24 1998-07-14 Toppan Printing Co Ltd ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク
US5935735A (en) * 1996-10-24 1999-08-10 Toppan Printing Co., Ltd. Halftone phase shift mask, blank for the same, and methods of manufacturing these
JP3478067B2 (ja) * 1997-06-25 2003-12-10 凸版印刷株式会社 ハーフトーン型位相シフトマスク及びハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1286217A2 (en) 2001-06-26 2003-02-26 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Phase shift mask blanks, their manufacture and use
EP1286217A3 (en) * 2001-06-26 2003-05-07 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Phase shift mask blanks, their manufacture and use

Also Published As

Publication number Publication date
KR100669871B1 (ko) 2007-01-17
US6569577B1 (en) 2003-05-27
DE10055280B4 (de) 2011-05-05
JP2001201842A (ja) 2001-07-27
TW460746B (en) 2001-10-21
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