KR20010070403A - 위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크 및 위상시프트 마스크의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 투명 기판상에 한층 이상의 위상 시프터를 형성하여 이루어지는 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서, 상기 위상 시프터를 불소 도핑된 금속 규화물을 주성분으로 하는 막으로 형성한 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크 및 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 단파장의 광원이라도 충분한 투과율과 경시 안정성을 갖고, 계속적인 반도체 집적 회로의 미세화, 고집적화에 충분히 대응할 수 있는 고성능의 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.
Description
본 발명은 신규한 위상 시프터 재료를 이용한 위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크 및 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 관한 것이다.
종래부터 하프톤형 위상 시프트 마스크로서는 규화몰리브덴계의 것이 시프터 재료로서 실용화되어 있다. 또한, 산화크롬계 재료 등도 사용되고 있다.
이 하프톤형 위상 시프트 마스크는 도 10(A) 및 (B)에 나타낸 바와 같이 석영 기판 (a)상에 광의 위상을 변화시키는 시프터 (b)를 설치함으로써, 시프터 (b)를 통과하여 위상이 변한 광과 시프터 (b)를 통과하지 않고 위상이 변하지 않은 광의 간섭 작용을 이용하여 해상력을 향상시키는 것이다.
최근, LSI의 고집적화와 고속도화에 따라 패턴 룰의 미세화가 더욱 요구되고 있으며, 그 패턴 형성에 사용되는 포토마스크에 대해서도 보다 미세화할 것이 요구되고 있다.
위상 시프트 마스크에 대해서도 이 요구에 부응하기 위하여 개발이 진행되고 있으며, 보다 미세화를 꾀하기 위해서는 마스크 제조시에 사용되는 광원의 노광 파장을 I선 (365 nm)에서 KrF 엑시머 레이저광 (248 nm)으로, 또한 ArF 엑시머 레이저광 (193 nm)으로, 더욱 장래에는 F2레이저광 (157 nm)으로 단파장화해 갈 필요가 있다.
이것은 리소그래피에서의 해상도는 하기 레일리 식으로 표시되는 바와 같이 노광 파장의 크기에 비례하기 때문이다.
레일리 식: R=kλ/NA
식 중, R은 해상력, k는 프로세스 계수, λ는 파장, NA는 렌즈의 개구수이다.
그러나, 이제까지 주로 사용된 규화몰리브덴계 시프터막에서는 ArF 엑시머 레이저광 (193 nm) 및 F2레이저광 (157 nm) 영역의 단파장광을 거의 투과할 수 없을 정도로 흡수 계수가 크기 때문에, 이들 노광 광원의 단파장화에 대응하지 못한다는 문제가 있었다.
또한, 크롬계 시프터막에 대해서는 크롬 금속만으로는 금속이기 때문에 투과율이 거의 없고, 크롬 금속에 산소, 질소, 탄소를 첨가한 경우에도 193 nm 이하의 단파장 영역에서의 위상 시프터 재료에 요구되는 충분한 투과율 (예를 들면 3 내지 40 %)을 얻기가 곤란하였다.
또한, 193 nm 이하의 단파장광은 종래 사용된 365 nm나 248 nm의 광과 비교하여 훨씬 고에너지를 갖기 때문에, 마스크 기판이나 렌즈 연삭재와 마찬가지로 위상 시프터 재료도 경시 열화를 일으키기 쉬워 고에너지 조사에 견딜 수 있는 소재 개발이 요구되고 있었다.
한편, 위상 시프터 재료로서는 시프터층을 통과한 광은 시프터층을 통과하지 않은 광에 대하여 180도 위상을 변환시킬 필요가 있지만, 시프터층 패턴의 토포그래피를 고려했을 경우, 시프터막의 두께는 하기 수학식 1에 나타낸 막 두께 D가 되도록 막이 형성되고, 굴절률이 높은 재료인 것이 180도 위상 변환에 필요한 막 두께 (단차)를 작게 할 수 있는 점에서 바람직하다.
식 중, D는 180도 위상 시프트을 위한 시프터막 두께, n은 시프터 재료의 굴절률, λ는 투과 파장이다.
그러나, 종래의 크롬계나 규화몰리브덴계의 시프터 재료로는 노광 파장의 단파장화, 즉 193 nm 이하의 단파장광에 대하여 높은 굴절률을 얻지 못하고, 이 때문에 막 두께가 커져 180도 위상 변환이 곤란하다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 종래의 하프톤형 위상 시프트 마스크가 갖고 있던 문제점을 해결할 수 있고, 계속적인 반도체 집적 회로의 미세화, 고집적화에 충분히 대응할 수 있는 위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크 및 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 관한 위상 시프트 마스크 블랭크의 단면도.
도 2는 상기 위상 시프트 마스크의 단면도.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 관한 Cr계 차광막을 설치한 위상 시프트 마스크 블랭크의 단면도.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 관한 Cr계 차광막 및 Cr계 반사 방지막을 설치한 위상 시프트 마스크 블랭크의 단면도.
도 5는 상기 별도의 위상 시프트 마스크 블랭크의 단면도.
도 6은 위상 시프트 마스크의 제조법을 나타내는 설명도이며, (A)는 레지스트막을 형성한 상태, (B)는 레지스트막을 패턴화한 상태, (C)는 드라이 에칭 또는 습식 에칭을 행한 상태, (D)는 레지스트막을 제거한 상태의 개략 단면도.
도 7은 위상 시프트 마스크의 다른 실시예를 나타내는 단면도.
도 8은 실시예에서 사용한 직류 스퍼터링 장치의 개략도.
도 9는 실시예에서 사용한 고주파 스퍼터링 장치의 개략도.
도 10의 (A) 및 (B)는 하프톤형 위상 시프트 마스크의 원리를 설명하는 도면이고, (B)'는 (A)의 X부의 부분 확대도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 11, 21: 기판
2, 12: 불소 도핑된 금속 규화물막
3: 크롬계 막
1a: 제1 광투과부
2a: 제2 광투과부
13: 레지스트막
22: 타겟
본 발명자는 상기 목적을 달성하기 위하여 예의 검토를 거듭한 결과, 불소 도핑된 금속 규화물을 주성분으로 하는 위상 시프터, 특히 불소 도핑된 규화크롬, 불소 도핑된 규화몰리브덴, 또는 불소 도핑된 규화가돌리늄갈륨을 주성분으로 하는 위상 시프터를 형성하여 이루어지는 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크가, 종래의 위상 시프터 재료로서 사용된 크롬계나 규화몰리브덴계에서는 달성할 수 없는 ArF 엑시머 레이저광이나 F2레이저광과 같은 193 nm 이하의 단파장에서 3 내지 40 %라는 높은 투과율을 가짐과 동시에, 고에너지 조사하에서의 내구성이 우수하고, 경시 안정성을 개선할 수 있으며, 또한 불소 도핑된 금속 규화물막은 굴절률이 높기 때문에 비교적 얇은 막 두께로 투과광을 180도 위상 시프트시킬 수 있고, 시프터막 두께에 따른 노광 영향 (주로 초점 심도 등)을 적극적으로 억제할 수 있어, 종래의 하프톤형 위상 시프트 마스크가 갖고 있던 문제점을 효과적으로 해결할 수 있고, 계속적인 반도체 집적 회로의 미세화, 고집적화에 충분히 대응할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 하기의 위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크 및위상 시프트 마스크의 제조 방법을 제공한다.
청구항 1:
투명 기판상에 한층 이상의 위상 시프터를 형성하여 이루어지는 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서, 상기 위상 시프터를 불소 도핑된 금속 규화물을 주성분으로 하는 막으로 형성한 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
청구항 2:
투명 기판상에 한층 이상의 위상 시프터를 형성하여 이루어지는 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서, 상기 위상 시프터를 불소 도핑된 금속 규화물을 주성분으로 하는 막으로 형성함과 동시에, 상기 위상 시프터상에 한층 이상의 Cr계 막을 형성한 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
청구항 3:
제2항에 있어서, Cr계 막이 차광막 또는 반사 방지막, 또는 이들 막을 적층한 것인 위상 시프트 마스크 블랭크.
청구항 4:
제2항 또는 제3항에 있어서, Cr계 막이 CrC, CrCO, CrCN 또는 CrCON 막, 또는 이들 막을 적층한 것인 위상 시프트 마스크 블랭크.
청구항 5:
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불소 도핑된 금속 규화물이 불소 도핑된 규화크롬, 불소 도핑된 규화몰리브덴, 또는 불소 도핑된 규화가돌리늄갈륨인 위상 시프트 마스크 블랭크.
청구항 6:
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불소 도핑된 금속 규화물이 불소 도핑된 규화크롬, 불소 도핑된 규화몰리브덴, 또는 불소 도핑된 규화가돌리늄갈륨이고, 동시에 상기 규화물이 O, N, C 중 1종 또는 2종 이상의 원소를 함유하고 있는 것인 위상 시프트 마스크 블랭크.
청구항 7:
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 불소 도핑된 금속 규화물을 주성분으로 하는 위상 시프터가, 투과하는 노광광의 위상을 180±5도로 변환시키고, 동시에 투과율이 3 내지 40 %인 위상 시프트 마스크 블랭크.
청구항 8:
제1항 내지 제７항 중 어느 한 항에 기재한 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프터가 패턴 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
청구항 9:
노광광을 투과하는 기판상에 불소 도핑된 금속 규화물을 주성분으로 하는 위상 시프터를 스퍼터링법으로 형성하는 공정,
상기 위상 시프터상에 리소그래피법에 의해 레지스트 패턴을 형성하는 공정, 및
상기 레지스트 패턴을 이용하여 드라이 에칭법 또는 습식 에칭법으로 위상 시프터를 패턴 형성하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
청구항 10:
노광광을 투과하는 기판상에 불소 도핑된 금속 규화물을 주성분으로 하는 위상 시프터를 스퍼터링법으로 형성하는 공정,
상기 위상 시프터상에 Cr계 막을 스퍼터링법으로 형성하는 공정,
상기 Cr계 막의 노광에 필요한 부분을 에칭에 의해 제거하여 상기 부분의 위상 시프터를 표면에 노출시키고, 상기 위상 시프터상에 포토리소그래피법에 의해 레지스트 패턴을 형성하는 공정, 및
상기 레지스트 패턴을 이용하여 드라이 에칭법 또는 습식 에칭법으로 위상 시프터를 패턴 형성하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
청구항 11:
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 불소 도핑된 금속 규화물이 불소 도핑된 규화크롬, 불소 도핑된 규화몰리브덴, 또는 불소 도핑된 규화가돌리늄갈륨인 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
청구항 12:
제9항, 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 스퍼터링을 크롬, 몰리브덴, 또는 가돌리늄 갈륨을 타겟으로서 사용하고, 동시에 반응성 가스로서 SiF4를 사용하여 행하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
청구항 13:
제9항, 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 스퍼터링을 규화크롬, 몰리브덴 규화물 또는 규화가돌리늄갈륨을 타겟으로서 사용하고, 동시에 반응성 가스로서 SiF4, CF4및 NF3으로부터 선택되는 1종 이상을 사용하여 행하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
청구항 14:
제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스퍼터링법을 산소, 질소 및 탄소로부터 선택되는 원소 공급원 가스를 불활성 가스 및 반응성 가스와 혼합한 혼합 가스를 사용하여 행하는 반응성 스퍼터링법인 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
청구항 15:
제14항에 있어서, 원소 공급원 가스를 원소 비율이 불활성 가스에 대한 유량비로서 산소 1 내지 40 %, 질소 1 내지 20 %, 탄소 1 내지 10 %로 사용하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
청구항 16:
제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 불소 도핑된 금속 규화물을 주성분으로 하는 위상 시프터가, 투과하는 노광광의 위상을 180±5도로 변환시키고, 동시에 투과율이 3 내지 40 %인 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크는 도 1에 나타낸 바와 같이 석영,CaF2등의 노광광이 투과하는 기판 (1)의 거의 전면에 위상 시프터 (2)를 적층하여 이루어지는 것이고, 또한 위상 시프트 마스크는 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프터 (2)를 패턴 형성하여 이루어지며, 도 2에 나타낸 바와 같이 패턴화된 위상 시프터 (2') 및 (2') 사이가 제1 광투과부 (1a)로, 위상 시프터 (2')가 제2 광투과부 (2a)로 이루어지는 것인데, 본 발명은 이 위상 시프터 (2) (제2 광투광부의 위상 시프터 (2'))를 불소 도핑된 금속 규화물을 주성분으로 하는 막으로 형성한 것이다. 이 경우, 바람직하게는 노광 파장에서의 위상차 180±5도, 투과율 3 내지 40 %가 되는 두께로 형성한 것이다.
상기 위상 시프터를 구성하는 불소 도핑된 금속 규화물로서는 불소 도핑된 규화크롬, 불소 도핑된 규화몰리브덴, 또는 불소 도핑된 규화가돌리늄갈륨을 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 위상 시프터는 반응성 스퍼터링법을 사용하여 형성할 수 있고, 불소 도핑된 규화크롬의 경우, 크롬 단체 또는 규화크롬의 소결체를 타겟으로 사용하는 것이 바람직하다. 불소 도핑된 규화몰리브덴의 경우, 몰리브덴 단체 또는 규화몰리브덴의 소결체를 타겟으로 사용하는 것이 바람직하다. 불소 도핑된 규화가돌리늄갈륨의 경우, 가돌리늄 갈륨 단체 또는 규화가돌리늄갈륨의 소결체를 타겟으로 사용하는 것이 바람직하다. 그 이유는 비교적 굴절률이 높고, 248 nm, 193 nm, 157 nm 광에 대하여 소정의 투과율이 되도록 반응성 스퍼터링을 행할 수 있기 때문이다.
스퍼터링 타겟으로서 크롬 단체, 몰리브덴 단체 또는 가돌리늄 갈륨 단체를 사용한 경우에는 반응성 가스로서 SiF4를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 금속 단체를 타겟으로 사용해도 반응성 가스로 SiF4를 사용하기 때문에, 제조되는 막은 화학량론적으로 조성이 불균일하기는 하지만, 금속 규화물이라고 불릴 수 있는 막이 된다. 또한, 스퍼터링 타겟으로서 규화크롬, 규화몰리브덴 또는 규화가돌리늄갈륨을 사용한 경우에는 반응성 가스로서 SiF4, CF4및 NF3에서 선택되는 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 금속 단체 또는 금속 규화물을 타겟 재료로서 사용하고, 동시에 반응성 가스로서 SiF4등을 사용하여 스퍼터링을 행함으로써, F 원자가 막 중에 잔존하고 193 nm 이하의 단파장에 대하여 충분한 투과율과 고에너지 조사에도 내구성을 가진 경시 변화가 적은 불소 도핑된 금속 규화물막을 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 스퍼터링 방법은 직류 전원을 사용한 것이거나 고주파 전원을 사용한 것일 수도 있고, 또한 마그네트론 스퍼터링 방식이거나 컨벤셔널 방식일 수 있다. 또한, 막 형성 장치는 통과형 또는 매엽식일 수도 있다.
스퍼터링 가스로서는 아르곤, 크세논 등의 불활성 가스를 사용하여 행할 수 있지만, 또한 산소, 질소, 탄소의 공급원이 되는 각종 원소 공급원 가스, 예를 들면 산소 가스, 질소 가스, 메탄 가스, 일산화질소 가스, 이산화질소 가스 등을 Ar 등의 불활성 가스 및 SiF4등의 반응성 가스와 혼합한 혼합 가스를 사용하여 반응성스퍼터링을 행하는 것이 바람직하다. 혼합 가스를 사용하여 반응성 스퍼터링을 행하는 이유는 제조되는 불소 도핑된 금속 규화물막의 굴절률이나 투과율을 변화시켜 시프터 재료로서 최적의 막 물성을 얻기 위해서이다. 단, 이 반응성 스퍼터링을 행하는 경우에도, 그다지 대량의 원소 공급원 가스를 사용할 필요는 없으며, 막질 개량에 사용하는 정도이기 때문에 타겟 중심부로 향한 막질 균일성은 열화되지 않는다. 또한, 종래의 규화몰리브덴 하프톤 마스크와 같이 MoSix(단, x는 2 내지 3임) 타겟으로부터 산소, 질소, 메탄 등의 원소 공급원 가스를 대량으로 사용하여 반응성 스퍼터링으로 막 형성하는 경우 등과 비교하여 원소 공급원 가스의 비율이 적기 때문에 미립자 발생도 생기지 않는다.
이와 같이, 불소 도핑된 금속 규화물로부터 형성되는 위상 시프터막의 광투과율이나 굴절률을 미세 조정하여 바꾸고 싶은 경우에는 반응성 스퍼터링을 행하여 Ar 등의 스퍼터 가스 및 SiF4등의 반응성 가스 중에 산소, 질소, 메탄, 아산화질소, 일산화탄소, 이산화탄소 등의 산소, 질소, 탄소 원소 공급원이 되는 가스를 혼합하여 혼합 가스로 사용할 수 있지만, 특히 이들 원소 공급원 가스는 목적에 따라 나누어 사용하는 것이 가능하며, 광투과율이 필요한 경우에는 산소나 질소 가스를 도입하고, 광투과율을 낮출 필요가 있는 경우에는 탄소 성분을 도입함으로써 소정의 막 특성으로 조정할 수 있다.
또한, 이들 원소 공급원 가스의 비율을 변화시킴으로써 굴절률도 1.8 내지 2.5 정도의 넓은 범위로 변화시킬 수 있다. 이와 같이 굴절률을 변화시킴으로써동일한 막 두께라도 위상 시프트각을 변화시킬 수 있고, 위상 시프트량의 미세한 조정이 가능하다.
이 경우, 이들 원소 공급원 가스는 원소 비율이 불활성 가스에 대한 유량비로서 산소; 1 내지 40 %, 질소; 1 내지 20 %, 탄소; 1 내지 10 %가 되는 범위에서 사용할 수 있고, 반응성 스퍼터링에서 사용하는 가스량은 비교적 소량으로 시프터막의 굴절률을 변화시킬 수 있다.
이와 같이 하여 막 형성되는 금속 규화물막의 조성은 불소 도핑된 규화크롬의 경우, Cr: 20 내지 80 원자%, Si: 5 내지 40 원자%, F: 1 내지 20 원자%이고, 불소 도핑된 규화몰리브덴의 경우, Mo: 10 내지 50 원자%, Si: 10 내지 70 원자%, F: 1 내지 30 원자%이고, 불소 도핑된 규화가돌리늄갈륨의 경우, 가돌리늄: 5 내지 40 원자%, 갈륨: 5 내지 40 원자%, Si: 5 내지 30 원자%, F: 5 내지 30 원자%인 것이 바람직하다.
또한, 상기 각 금속 규화물은 상기 원소에 추가로 O, N 및 C 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원소를 더 함유시킬 수 있는데, 이 경우 O, N 또는 C의 함유량은 O: 0 내지 50 원자%, 특히 1 내지 40 원자%, N: 0 내지 30 원자%, 특히 1 내지 20 원자%, C: 0 내지 30 원자%, 특히 1 내지 20 원자%로 사용하는 것이 바람직하다.
여기에서, 시프터막의 두께는 하기 수학식 1에 나타낸 막 두께 D가 되도록 제조된다.
<수학식 1>
D=λ/2(n-1)
식 중, D는 180도 위상 시프트을 위한 시프터막 두께, n은 시프터 재료의 굴절률, λ는 투과 파장이다.
불소 도핑된 금속 규화물막의 경우, 굴절률이 약 1.8 내지 2.5 정도이고, 사용하는 광원의 파장 λ에 따라 목표로 하는 막 두께가 변화한다. 180도의 위상 시프트각을 달성하는 목표 막 두께를 표 1에 나타내었다.
| 파장 (λ) | 목표 막 두께 (nm) | |
| KrF | 248 nm | 95.3 |
| ArF | 193 nm | 74.2 |
| F2 | 157 nm | 60.4 |
단, 실제는 단파장이 되면 굴절률이 작아질 수 있기 때문에, 막 두께는 통상 이보다 두껍게 할 필요가 있다. 또한, 실제의 막 두께는 기판면 내에서 분포가 있으면 이보다 약간 한쪽으로 쏠리기 때문에, 막 형성시에 목표로 하는 막 두께로 균일하게 막을 부착할 것이 요구되며, 또한 위상 시프트 마스크에 허용되는 위상 각도의 오차는 통상 180±5도 이내이기 때문에, 막질 분포, 막 두께 분포에 주의할 것이 요구된다.
또한, 위상 시프트 마스크용 시프터막은 레지스트의 노광 임계치를 넘지 않는 수준 정도의 광투과율 (약 5 % 정도)을 필요로 하기 때문에, 각각의 파장에 대하여 5 % 정도의 투과율을 갖는 재료로 조정할 것이 요구되며, 그 경우에는 상술한바와 같이 산소, 질소, 탄소 등의 공급원이 되는 가스를 스퍼터링시에 혼합 가스로서 사용하여 투과율을 조정할 수 있다. 즉, 각각의 파장에서의 투과율이 부족한 경우에는 주로 산소·질소의 성분비를 늘려 시프터막 중에 산소·질소 성분을 많이 삽입하고, 반대로 각각의 파장에서의 투과율이 지나치게 높은 경우에는 탄소 성분을 막 중에 많이 삽입할 수 있도록 메탄 등의 가스 성분을 늘린다.
이 투과율은 약 5 % 정도가 적당하지만, 3 내지 40 % 정도이면 대부분의 경우 레지스트의 노광 임계치를 넘지 않고 유용한 시프터 재료로서 사용할 수 있다.
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크는 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 불소 도핑된 금속 규화물을 주성분으로 하는 위상 시프터 (2)상에 한층 이상의 Cr계 막 (3)을 더 형성할 수 있다. 이 경우, 크롬계막은 차광막 또는 반사 방지막, 또는 이들 막을 적층한 것이 바람직하고, 이에 따라 노광 패턴 영역 밖에서 누설되는 산란광을 방지할 수 있고, 또한 반사 방지막을 설치한 경우에는 Cr계 차광막으로부터의 반사를 저감시키는 것도 가능해져, 더욱 정밀한 패턴화이 가능해진다.
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크는 위상 시프터를 2층 이상의 복수층으로 형성할 수도 있다. 또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 불소 도핑된 금속 규화물을 주성분으로 하는 위상 시프터 (2)상에 Cr계 차광막 (3)을 설치하고, 이 Cr계 차광막 (3)상에 Cr계 차광막 (3)으로부터의 반사를 감소시키는 Cr계 반사 방지막 (4)를 형성할 수도 있다. 또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 기판 (1) 측에서 위상 시프터 (2), 제1 Cr계 반사 방지막 (4), Cr계 차광막 (3), 제2의 Cr계 반사 방지막 (4')의 순으로 형성할 수도 있다.
이 경우, Cr계 차광막 및 Cr계 반사 방지막으로서는 CrC, CrCO, CrCN, CrCON 또는 이들을 적층한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이들 중에서도 CrCO, CrCON 및 CrCON을 2층 이상 적층한 것이 바람직하다.
이러한 Cr계 차광막 및 Cr계 반사 방지막은 크롬 단체 또는 크롬에 산소, 질소, 탄소 중 어느 하나, 또는 이들을 조합시킨 것을 첨가한 타겟을 사용하고, 아르곤, 크립톤 등의 불활성 가스에 탄소원으로서 이산화탄소 가스를 첨가한 스퍼터 가스를 이용하여 반응성 스퍼터링을 행함으로써 제조할 수 있다.
구체적으로는, CrCON 막을 제조하는 경우에는 스퍼터 가스로서 CH4, CO2, CO 등의 탄소를 포함하는 가스와, NO, NO2, N2등의 질소를 포함하는 가스와, CO2, NO, O2등의 산소를 포함하는 가스를 각각 1종 이상 도입하거나, 여기에 Ar, Ne, Kr 등의 불활성 가스를 혼합한 가스를 사용할 수도 있다. 특히, 탄소원 및 산소원 가스로서 CO2가스를 사용하는 것이 기판면내의 균일성, 제조시 제어성 측면에서 바람직하다. 도입 방법으로서는 각종 스퍼터 가스를 각각 챔버 내에 도입할 수도 있고, 몇가지 가스를 모아 또는 모든 가스를 혼합하여 도입할 수도 있다.
또한, CrC막은 Cr이 60 내지 99 원자%, 특히 70 내지 95 원자%이고, 나머지가 C인 것이 바람직하고, CrCO막은 Cr이 20 내지 95 원자%, 특히 30 내지 85 원자%, C가 1 내지 30 원자%, 특히 5 내지 20 원자%, O가 1 내지 60 원자%, 특히 5 내지 50 원자%인 것이 바람직하고, CrCN막은 Cr이 20 내지 95 원자%, 특히 50 내지 85 원자%, C가 1 내지 30 원자%, 특히 5 내지 20 원자%, N이 1 내지 60 원자%, 특히 5 내지 30 원자%인 것이 바람직하다. 또한, CrCON막은 Cr이 20 내지 95 원자%, 특히 30 내지 80 원자%, C가 1 내지 20 원자%, 특히 2 내지 15 원자%, O가 1 내지 60 원자%, 특히 5 내지 50 원자%, N이 1 내지 30 원자%, 특히 3 내지 20 원자%인 것이 바람직하다.
본 발명의 위상 시프트 마스크는 상기한 바와 같이 하여 얻어지는 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프터가 패턴 형성되어 이루어지는 것이다.
구체적으로는, 본 발명의 위상 시프트 마스크를 제조하는 경우에는 도 6(A)에 나타낸 바와 같이, 상기와 같이 하여 기판 (11)상에 불소 도핑된 금속 규화물막 (12)를 형성한 후, 레지스트막 (13)을 형성하고, 도 6(B)에 나타낸 바와 같이 레지스트막 (13)을 패턴화하고, 또한 도 6(C)에 나타낸 바와 같이 불소 도핑된 금속 규화물막 (12)을 드라이 에칭 또는 습식 에칭한 후, 도 6(D)에 나타낸 바와 같이, 레지스트막 (13)을 박리하는 방법을 채용하여 얻을 수 있다. 이 경우, 레지스트막의 도포, 패턴화 (노광, 현상), 에칭, 레지스트막의 제거는 공지된 방법에 따라 행할 수 있다.
또한, 불소 도핑된 금속 규화물 막상에 Cr계 막을 형성하는 경우에는 노광에 필요한 영역의 Cr계 막을 에칭에 의해 제거하고, 위상 시프터를 표면에 노출시킨 후, 상기와 마찬가지로 위상 시프터를 패턴화함으로써 도 7에 나타낸 바와 같은 기판 외주연측에 Cr계 막 (3)이 남은 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다. 또한, Cr계 막 위에 레지스트를 도포하고 패턴화하여 Cr계 막과 위상 시프터를 드라이 에칭 또는 습식 에칭으로 패턴화하고, 또한 노광에 필요한 영역의 Cr계 막만을 선택 에칭에 의해 제거하여 위상 시프트 패턴을 표면에 노출시켜 위상 시프트 마스크를 얻을 수도 있다.
<실시예>
이하, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예로 제한되는 것은 아니다.
<실시예 1>
도 8에 나타낸 직류 스퍼터링 장치를 사용하여 석영 기판상에 불소 도핑된 규화크롬막을 제조하였다. 또한, 도 8에 있어서, (20)은 직류 스퍼터링 본체, (21)은 석영 기판, (22)는 타겟이고, 이 타겟으로서는 Cr를 사용하고, 스퍼터 가스로서 아르곤을 30 sccm, 반응성 가스로서 SiF4를 10 sccm 사용하고, 이 혼합 가스 (Ar/SiF4혼합 가스)를 도 8에 나타낸 바와 같이 샤워 방식으로 흘려보내 반응성 스퍼터링을 행하고, 78.O nm의 시프터막을 얻었다.
스퍼터링 조건을 표 2에 나타내었다. 또한, 얻어진 막의 특성 (막 두께, 굴절률, 투과율)을 소프라사 제조 분광 엘립소 GESP-5로 측정하고, 결과를 표 3에 나타내었다. 또한, 막 조성을 ESCA로 분석하고, 결과를 표 6에 나타내었다.
| 스퍼터 가스 | 반응 가스 | 파워 밀도 | 기판 온도 | 스퍼터 압 | TS간 거리 | 타겟 | |
| 실시예 1 | Ar30 sccm | SiF410 sccm | 15 w/cm2 | 130℃ | 0.5 Pa | 70 mm | Cr |
| 막 두께 | 굴절률 | 투과율 | |||
| 248 nm | 193 nm | 248 nm | 193 nm | ||
| 실시예 1 | 78.0 nm | 2.12 | 1.93 | 13% | 7% |
<실시예 2 내지 4>
스퍼터링 조건을 표 4에 나타낸 조건으로 변경한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 시프터막을 제작하였다. 그 막 특성을 표 5에 나타내었다. 또한, 막 조성을 ESCA로 분석하고, 결과를 표 6에 나타내었다.
| 혼합 가스 조성 | 파워 밀도(w/cm2) | 기판 온도 (℃) | 스퍼터 압 (Pa) | TS간 거리(mm) | 타겟 | ||||
| Ar | SiF4 | O2 | N2 | ||||||
| 실시예 2 | 30 | 10 | 1 | - | 15 | 130 | 0.7 | 70 | Cr |
| 실시예 3 | 40 | 1 | - | 1 | 10 | 130 | 0.4 | 50 | CrSi |
| 실시예 4 | 50 | 2 | 10 | 3 | 10 | 130 | 0.5 | 50 | CrSi |
| 막 두께 | 굴절률 | 투과율 | |||
| 248 nm | 193 nm | 248 nm | 193 nm | ||
| 실시예 2 | 80.3 nm | 2.23 | 2.02 | 17% | 8% |
| 실시예 3 | 84.6 nm | 2.36 | 2.10 | 25% | 11% |
| 실시예 4 | 82.8 nm | 2.32 | 2.18 | 34% | 17% |
| 막 조성 (원자%) | |||||
| Cr | Si | F | O | N | |
| 실시예 1 | 55 | 29 | 12 | 2*1 | 2*2 |
| 실시예 2 | 53 | 28 | 12 | 5 | 2*2 |
| 실시예 3 | 80 | 8 | 3 | 3*1 | 6 |
| 실시예 4 | 43 | 11 | 6 | 32 | 8 |
| *1 : 백 그라운드 (O)*2 : 백 그라운드 (N) |
<실시예 5>
실시예 1에서 얻어진 불소 도핑된 규화크롬 막상에 Cr를 타겟으로 하여 Ar를 30 sccm, CO2를 10 sccm, N2를 3 sccm 흘려보내 방전 중의 가스압 0.3 Pa, 500 W,막 형성 온도 120 ℃의 조건으로 DC 마그네트론 스퍼터법으로 CrCON막을 막 두께 85 nm로 제조하였다.
막 조성을 ESCA로 분석한 결과, Cr: 59 원자%, C: 12 원자%, O: 26 원자%, N: 3 원자%가 포함되어 있었다.
<실시예 6>
도 8에 나타낸 직류 스퍼터링 장치를 사용하여 석영 기판상에 불소 도핑된 규화몰리브덴막을 제조하였다. 또한, 타겟으로서는 Mo를 사용하고, 스퍼터 가스로서 아르곤을 30 sccm, 반응성 가스로서 SiF4를 15 sccm 사용하고, 이 혼합 가스 (Ar/SiF4혼합 가스)를 도 8에 나타낸 바와 같이 샤워 방식으로 흘려보내, 반응성 스퍼터링을 행하고 79.6 nm의 시프터막을 얻었다.
스퍼터링 조건을 표 7에 나타내었다. 또한, 얻어진 막의 특성 (막 두께, 굴절률, 투과율)을 소프라사 제조 분광 엘립소 GESP-5로 측정하고, 결과를 표 8에 나타내었다. 또한, 막 조성을 ESCA로 분석하고, 결과를 표 11에 나타내었다.
| 스퍼터 가스 | 반응 가스 | 파워 밀도 | 기판 온도 | 스퍼터 압 | TS간 거리 | 타겟 | |
| 실시예 6 | Ar30 sccm | SiF415 sccm | 13 w/cm2 | 130℃ | 0.8 Pa | 70 mm | Mo |
| 막 두께 | 굴절률 | 투과율 | |||
| 248 nm | 193 nm | 248 nm | 193 nm | ||
| 실시예 6 | 79.6 nm | 2.02 | 1.93 | 8% | 4% |
<실시예 7 내지 9>
스퍼터링 조건을 표 9에 나타낸 조건으로 변경한 것 이외는 실시예 6과 동일하게 하여 시프터막을 제작하였다. 그 막 특성을 표 10에 나타내었다. 또한, 막 조성을 ESCA로 분석하고, 결과를 표 11에 나타내었다.
| 혼합 가스 조성 (sccm) | 파워 밀도 (w/cm2) | 기판 온도 (℃) | 스퍼터 압 (Pa) | TS간 거리 (mm) | 타겟 | ||||
| Ar | SiF4 | O2 | N2 | ||||||
| 실시예 7 | 30 | 10 | 3 | - | 8 | 130 | 0.9 | 70 | Mo |
| 실시예 8 | 40 | 1 | - | 1 | 13 | 130 | 0.6 | 50 | MoSi2.0 |
| 실시예 9 | 40 | 2 | 10 | 3 | 13 | 130 | 0.6 | 50 | MoSi2.0 |
| 막 두께 | 굴절률 | 투과율 | |||
| 248 nm | 193 nm | 248 nm | 193 nm | ||
| 실시예 7 | 82.5 nm | 2.23 | 2.02 | 11% | 6% |
| 실시예 8 | 80.3 nm | 2.36 | 2.10 | 17% | 9% |
| 실시예 9 | 79.3 nm | 2.32 | 2.18 | 19% | 10% |
| 막조성 (원자%) | |||||
| Mo | Si | F | O | N | |
| 실시예 6 | 31 | 39 | 25 | 3*1 | 2*2 |
| 실시예 7 | 37 | 34 | 18 | 9 | 2*2 |
| 실시예 8 | 26 | 61 | 4 | 3*1 | 6 |
| 실시예 9 | 18 | 38 | 7 | 25 | 12 |
| *1 : 백 그라운드 (O)*2 : 백 그라운드 (N) |
<실시예 10>
실시예 6에서 얻어진 불소 도핑된 규화몰리브덴 막상에 Cr를 타겟으로 하여 Ar를 30 sccm, CO2를 10 sccm, N2를 3 sccm 흘려보내 방전 중의 가스압 0.3 Pa, 500 W, 막 형성 온도 120 ℃의 조건으로 DC 마그네트론 스퍼터법으로 CrCON막을 막 두께 85 nm로 제조하였다.
막 조성을 ESCA로 분석한 결과, Cr: 59 원자%, C: 12 원자%, O: 26 원자%, N: 3 원자%가 포함되어 있었다.
<실시예 11>
도 9에 나타낸 고주파 스퍼터링 장치를 사용하여 석영 기판상에 불소 도핑된 규화가돌리늄갈륨 막을 제조하였다. 또한, 도 9에서 (20)은 고주파 스퍼터링 본체, (21)은 석영 기판, (22)는 타겟이고, 이 타겟으로서는 가돌리늄 갈륨 가넷 (GGG)을 사용하고, 스퍼터 가스로서 아르곤을 30 sccm, 반응성 가스로서 SiF4를 1O sccm 사용하고, 이 혼합 가스 (Ar/SiF4혼합 가스)를 도 9에 나타낸 바와 같이 샤워 방식으로 흘려보내 반응성 스퍼터링을 행하고, 82.4 nm의 시프터막을 얻었다.
스퍼터링 조건을 표 12에 나타내었다. 또한, 얻어진 막의 특성 (막 두께, 굴절률, 투과율)을 소프라사 제조 분광 엘립소 GESP-5로 측정하고, 결과를 표 13에 나타내었다. 또한, 막 조성을 ESCA로 분석하고, 결과를 표 16에 나타내었다.
| 스퍼터 가스 | 반응 가스 | 파워 밀도 | 기판 온도 | 스퍼터 압 | TS간 거리 | 타겟 | |
| 실시예 11 | Ar30 sccm | SiF410 sccm | 10 w/cm2 | 130℃ | 0.8 Pa | 70 mm | GGG |
| 막 두께 | 굴절률 | 투과율 | |||
| 248 nm | 193 nm | 248 nm | 193 nm | ||
| 실시예 11 | 82.4 nm | 2.32 | 2.18 | 12% | 7% |
<실시예 12 내지 14>
스퍼터링 조건을 표 14에 나타낸 조건으로 변경한 것 이외는 실시예 11과 동일하게 하여 시프터막을 제작하였다. 그 막 특성을 표 15에 나타내었다. 또한, 막 조성을 ESCA로 분석하고, 결과를 표 16에 나타내었다.
| 혼합 가스 조성 (sccm) | 파워 밀도(w/cm2) | 기판 온도 (℃) | 스퍼터 압 (Pa) | TS간 거리 (mm) | 타겟 | ||||
| Ar | SiF4 | O2 | N2 | ||||||
| 실시예 12 | 30 | 10 | 3 | - | 18 | 130 | 0.8 | 70 | GGG |
| 실시예 13 | 40 | 15 | - | 1 | 13 | 130 | 1.2 | 70 | GGG |
| 실시예 14 | 40 | 20 | 5 | 3 | 18 | 130 | 1.2 | 70 | GGG |
| 막 두께 | 굴절률 | 투과율 | |||
| 248 nm | 193 nm | 248 nm | 193 nm | ||
| 실시예 12 | 78.5 nm | 2.33 | 2.02 | 15% | 8% |
| 실시예 13 | 81.3 nm | 2.36 | 2.10 | 13% | 6% |
| 실시예 14 | 79.0 nm | 2.42 | 2.18 | 22% | 12% |
| 막 조성 (원자%) | ||||||
| 가돌리늄 | 갈륨 | Si | F | O | N | |
| 실시예 11 | 28 | 24 | 12 | 10 | 24 | 2*1 |
| 실시예 12 | 26 | 22 | 12 | 10 | 28 | 2*1 |
| 실시예 13 | 24 | 22 | 17 | 14 | 18 | 5 |
| 실시예 14 | 13 | 10 | 20 | 18 | 31 | 8 |
| *1 : 백 그라운드 (N) |
<실시예 15>
실시예 11에서 얻어진 불소 도핑된 규화가돌리늄갈륨 막상에 Cr를 타겟으로 하여 Ar를 30 sccm, CO2를 10 sccm, N2를 3 sccm 흘려보내 방전 중의 가스압 0.3 Pa, 500 W, 막 형성 온도 120 ℃의 조건으로 DC 마그네트론 스퍼터법으로 CrCON 막을 막 두께 85 nm로 제조하였다.
막 조성을 ESCA로 분석한 결과, Cr: 59 원자%, C: 12 원자%, O: 26 원자%,N: 3 원자%가 포함되어 있었다.
본 발명에 따르면, ArF 엑시머 레이저광이나 F2레이저광과 같은 193 nm 이하의 단파장 광원이라도 충분한 투과율과 경시 안정성을 갖고, 계속적인 반도체 집적 회로의 미세화, 고집적화에 충분히 대응할 수 있는 고성능의 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.
Claims (16)
- 투명 기판상에 한층 이상의 위상 시프터를 형성하여 이루어지는 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서, 상기 위상 시프터를 불소 도핑된 금속 규화물을 주성분으로 하는 막으로 형성한 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 투명 기판상에 한층 이상의 위상 시프터를 형성하여 이루어지는 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서, 상기 위상 시프터를 불소 도핑된 금속 규화물을 주성분으로 하는 막으로 형성함과 동시에, 상기 위상 시프터상에 한층 이상의 Cr계 막을 형성한 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제2항에 있어서, Cr계 막이 차광막 또는 반사 방지막, 또는 이들 막을 적층한 것인 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, Cr계 막이 CrC, CrCO, CrCN 또는 CrCON 막, 또는 이들 막을 적층한 것인 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불소 도핑된 금속 규화물이 불소 도핑된 규화크롬, 불소 도핑된 규화몰리브덴, 또는 불소 도핑된 규화가돌리늄갈륨인 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불소 도핑된 금속 규화물이 불소 도핑된 규화크롬, 불소 도핑된 규화몰리브덴, 또는 불소 도핑된 규화가돌리늄갈륨이고, 동시에 상기 규화물이 O, N, C 중 1종 또는 2종 이상의 원소를 함유하고 있는 것인 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 불소 도핑된 금속 규화물을 주성분으로 하는 위상 시프터가, 투과하는 노광광의 위상을 180±5도로 변환시키고, 동시에 투과율이 3 내지 40 %인 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제1항 내지 제７항 중 어느 한 항에 기재한 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프터가 패턴 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
- 노광광을 투과하는 기판상에 불소 도핑된 금속 규화물을 주성분으로 하는 위상 시프터를 스퍼터링법으로 형성하는 공정,상기 위상 시프터상에 리소그래피법에 의해 레지스트 패턴을 형성하는 공정, 및상기 레지스트 패턴을 이용하여 드라이 에칭법 또는 습식 에칭법으로 위상 시프터를 패턴 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
- 노광광을 투과하는 기판상에 불소 도핑된 금속 규화물을 주성분으로 하는 위상 시프터를 스퍼터링법으로 형성하는 공정,상기 위상 시프터상에 Cr계 막을 스퍼터링법으로 형성하는 공정,상기 Cr계 막의 노광에 필요한 부분을 에칭에 의해 제거하여 상기 부분의 위상 시프터를 표면에 노출시키고, 상기 위상 시프터상에 포토리소그래피법에 의해 레지스트 패턴을 형성하는 공정, 및상기 레지스트 패턴을 이용하여 드라이 에칭법 또는 습식 에칭법으로 위상 시프터를 패턴 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
- 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 불소 도핑된 금속 규화물이 불소 도핑된 규화크롬, 불소 도핑된 규화몰리브덴, 또는 불소 도핑된 규화가돌리늄갈륨인 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
- 제9항, 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 스퍼터링을 크롬, 몰리브덴, 또는 가돌리늄 갈륨을 타겟으로서 사용하고, 동시에 반응성 가스로서 SiF4를 사용하여 행하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
- 제9항, 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 스퍼터링을 규화크롬, 규화몰리브덴 또는 규화가돌리늄갈륨을 타겟으로서 사용하고, 동시에 반응성 가스로서 SiF4, CF4및 NF3으로부터 선택되는 1종 이상을 사용하여 행하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
- 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스퍼터링법을 산소, 질소 및 탄소로부터 선택되는 원소 공급원 가스를 불활성 가스 및 반응성 가스와 혼합한 혼합 가스를 사용하여 행하는 반응성 스퍼터링법인 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
- 제14항에 있어서, 원소 공급원 가스를 원소 비율이 불활성 가스에 대한 유량비로서 산소 1 내지 40 %, 질소 1 내지 20 %, 탄소 1 내지 10 %로 사용하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
- 제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 불소 도핑된 금속 규화물을 주성분으로 하는 위상 시프터가, 투과하는 노광광의 위상을 180±5도로 변환시키고, 동시에 투과율이 3 내지 40 %인 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100494442B1 (ko) * | 2002-10-22 | 2005-06-13 | 주식회사 에스앤에스텍 | 하프톤 위상 시프트 블랭크 마스크 및 포토 마스크의제조방법 |
| KR100499303B1 (ko) * | 2000-02-24 | 2005-07-04 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 위상 시프트 마스크 및 그의 제조 방법 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6511788B1 (en) * | 1999-02-12 | 2003-01-28 | Sony Corporation | Multi-layered optical disc |
| JP2001305713A (ja) * | 2000-04-25 | 2001-11-02 | Shin Etsu Chem Co Ltd | フォトマスク用ブランクス及びフォトマスク |
| TW541605B (en) * | 2000-07-07 | 2003-07-11 | Hitachi Ltd | Fabrication method of semiconductor integrated circuit device |
| JP2004029081A (ja) * | 2002-06-21 | 2004-01-29 | Canon Inc | 位相シフトマスク、該位相シフトマスクを用いたパタン形成法、該パタン形成法による固体素子 |
| JP4049372B2 (ja) * | 2002-10-23 | 2008-02-20 | Ｈｏｙａ株式会社 | ハーフトーン型位相シフトマスクブランクスの製造方法 |
| US6875546B2 (en) * | 2003-03-03 | 2005-04-05 | Freescale Semiconductor, Inc. | Method of patterning photoresist on a wafer using an attenuated phase shift mask |
| US7026076B2 (en) | 2003-03-03 | 2006-04-11 | Freescale Semiconductor, Inc. | Method of patterning photoresist on a wafer using a reflective mask with a multi-layer ARC |
| TWI477890B (zh) * | 2004-06-22 | 2015-03-21 | Hoya Corp | Grayscale masking, grayscale mask, grayscale masking manufacturing method, manufacturing method of gray scale mask, and manufacturing method of liquid crystal display device |
| JP4867152B2 (ja) * | 2004-10-20 | 2012-02-01 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子 |
| US7906252B2 (en) * | 2006-03-06 | 2011-03-15 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Multiple resist layer phase shift mask (PSM) blank and PSM formation method |
| JP4509050B2 (ja) * | 2006-03-10 | 2010-07-21 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク及びフォトマスク |
| JP4883278B2 (ja) * | 2006-03-10 | 2012-02-22 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法 |
| US8615663B2 (en) * | 2006-04-17 | 2013-12-24 | Broadcom Corporation | System and method for secure remote biometric authentication |
| JP4737426B2 (ja) | 2006-04-21 | 2011-08-03 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05323571A (ja) * | 1992-03-24 | 1993-12-07 | Toshiba Corp | 位相シフトマスクおよびマスクの修正方法 |
| JPH07110572A (ja) * | 1993-08-17 | 1995-04-25 | Dainippon Printing Co Ltd | ハーフトーン位相シフトフォトマスク及びハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス |
| JPH07295203A (ja) * | 1994-04-27 | 1995-11-10 | Dainippon Printing Co Ltd | ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスの製造方法 |
| KR970022525A (ko) * | 1995-10-25 | 1997-05-30 | 김주용 | 하프톤 위상반전마스크 제조방법 |
| 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 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5631109A (en) * | 1992-07-17 | 1997-05-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Exposure mask comprising transparent and translucent phase shift patterns |
| KR100311704B1 (ko) | 1993-08-17 | 2001-12-15 | 기타오카 다카시 | 하프톤위상쉬프트포토마스크,하프톤위상쉬프트포토마스크용블랭크스및그블랭크스의제조방법 |
| 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 |
| JP2904170B2 (ja) | 1996-12-27 | 1999-06-14 | 日本電気株式会社 | ハーフトーン位相シフトマスク及びハーフトーン位相シフトマスクの欠陥修正方法 |
| JPH11184067A (ja) | 1997-12-19 | 1999-07-09 | Hoya Corp | 位相シフトマスク及び位相シフトマスクブランク |
| JPH11184063A (ja) | 1997-12-25 | 1999-07-09 | Ulvac Seimaku Kk | 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の製造方法並びにサイドエッチング量の制御方法 |
-
2001
- 2001-01-04 KR KR1020010000305A patent/KR20010070403A/ko not_active Application Discontinuation
- 2001-01-04 US US09/753,517 patent/US6511778B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-01-05 AT AT01300097T patent/ATE262689T1/de not_active IP Right Cessation
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- 2001-01-05 EP EP01300097A patent/EP1116999B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-01-05 TW TW090100303A patent/TW497006B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05323571A (ja) * | 1992-03-24 | 1993-12-07 | Toshiba Corp | 位相シフトマスクおよびマスクの修正方法 |
| JPH07110572A (ja) * | 1993-08-17 | 1995-04-25 | Dainippon Printing Co Ltd | ハーフトーン位相シフトフォトマスク及びハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス |
| JPH07295203A (ja) * | 1994-04-27 | 1995-11-10 | Dainippon Printing Co Ltd | ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスの製造方法 |
| KR970022525A (ko) * | 1995-10-25 | 1997-05-30 | 김주용 | 하프톤 위상반전마스크 제조방법 |
| 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 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100499303B1 (ko) * | 2000-02-24 | 2005-07-04 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 위상 시프트 마스크 및 그의 제조 방법 |
| KR100494442B1 (ko) * | 2002-10-22 | 2005-06-13 | 주식회사 에스앤에스텍 | 하프톤 위상 시프트 블랭크 마스크 및 포토 마스크의제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1116999B1 (en) | 2004-03-24 |
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| US20010006754A1 (en) | 2001-07-05 |
| DE60102397T2 (de) | 2005-02-24 |
| US6511778B2 (en) | 2003-01-28 |
| TW497006B (en) | 2002-08-01 |
| DE60102397D1 (de) | 2004-04-29 |
| EP1116999A1 (en) | 2001-07-18 |
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