KR20010112241A - 다층 감쇠 기능 위상 전이 마스크 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 200㎚ 미만의 특정 리소그래피 파장에서 0.001 이상의 광학적 투과율로 180°의 위상 전이를 이룰 수 있는, 감쇠 기능이 내장된 위상 전이 마스크에 관한 것이다. 이러한 마스크는, Al 및 Si의 옥사이드로 이루어진 군에서 선택된 옥사이드로 본질적으로 이루어진 광학적 투명 재료의 층과 Al 및 Si의 니트라이드로 이루어진 군에서 선택된 니트라이드로 본질적으로 이루어진 광학적 흡수 재료의 층의 상이한 연속적 교대층으로 이루어진다. 이러한 마스크는 통상적으로는 당해 분야에 감쇠 기능이 내장된 위상 전이 마스크 또는 하프-톤 위상 전이 마스크라고 알려져 있다.
Description
광학 리소그래피는 반도체 미세회로 제작에서 중요한 기술중 하나이다. 집적회로의 정밀한 미시적 이미지를 함유하는 고순도 석영 또는 유리 평판인 포토마스크는 정밀한 디자인 패턴을 실리콘 웨이퍼상에 옮기는데 사용되어 왔다. 증착(deposition) 및 에칭(etching) 기법을 사용하여 웨이퍼상에 실제 회로를 생성하고, 이어서 이를 절단하여 수백개의 개별적인 칩을 만든다. 마이크로프로세서와 같은 복합 칩을 만드는데에는 20개 이상의 층이 필요할 수 있다. 그리고 각 층은 상이하고 정밀하고 재사용가능한 마스크를 필요로 한다.
보다 성능이 우수하고 속도가 빠른 소자에 대한 요구가 증가함에 따라, 회로에 보다 미세한 패턴을 넣을 필요가 생겼고, 이는 광학 마이크로리소그래피를 점점 더 짧은 파장(248㎚→193㎚→157㎚)으로 수행하게 하는 추진력이 되었다. 이것은, 이미지화 광을 차단시키거나 투과시키는 전형적인 Cr 마스크로 달성되는 해상도는 광학 회절 효과에 의해서 제한되기 때문이다. 그러나, 위상 전이 마스크는 어떤 파장에서도 파장-부여된 회절 한계 너머로 해상도를 연장시킬 수 있다. 위상 전이 마스크는 광학적 상쇄 간섭을 이용하여 콘트라스트를 향상시킨다. 현재의 계획은 193㎚의 광을 사용하는 광학 리소그래피와 위상 전이 마스크를 사용하면 크기가 120㎚ 이상인 패턴을 디자인할 수 있으리라는 것이다. 그러나 100㎚ 이하의 패턴을 달성하려면, 광학 리소그래피를 사용하는 경우, 157㎚ 광의 사용 및 위상 전이가 필요할 것이다.
광학 리소그래피를 위한 위상 전이 마스크, 및 특히 감쇠 기능 위상 전이 마스크는 수많은 문헌, 예를 들면 마크 디 레벤슨(Marc D. Levenson)의 문헌["Wavefront engineering for photolithography", Physics Today, 28, July 1993] 및 와이 씨 쿠(Y.-C.Ku), 이 에이치 앤더슨(E.H.Anderson), 엠 샤텐버그(M.Schattenburg) 및 에이치 아이 스미쓰(H.I.Smith)의 문헌["Use of pi-phase shifting x-ray mask to increase intensity slope at feature edges",J.Vac.Sci.Technol.B6(1)150(1988)]에서 다뤄졌다. 거의 모든 종래 기술의 감쇠 기능 위상 전이 마스크는 다음 두 부류로 분류된다: (1) 비-화학양론적 재료, 즉 타당한 화합물이 되기 위한 하나 이상의 원소가 화학적으로 결핍된 재료, (2) 하나의 "흡수층"과 하나의 "위상 전이층"으로 이루어진 이층. 통상적으로 양도된, 동시계류중인 미국 특허 출원 제 08/797,443 호(1997년 2월 10일 출원)는 감쇠 기능 위상 전이 마스크를 체계적으로 디자인하기 위한 새로운 방안으로서 광학적 다층 구조물을 개시한다. 이는 작동 광 파장에서, 매우 얇은(10㎚ 미만), 광학적으로 투명한 재료로 된 층과, 광학적으로 흡수성인 재료로 된 층이 교대로 다중적층된 것이다. 광학적 투명층 및 흡수층 둘다는 안정한 화합물일 수 있다. SiNX과 같은 비-화학양론적 재료(케이 케이 시(K.K.Shih) 및 디 비 도브(D.B.Dove)의 문헌["Thin film materials for the preparation of attenuating phase shift masks", J.Vac.Sci.Technol.B 12(1) 32(1994)]을 참조)는 합성 조건에 지나치게 의존하는 그의 광학 성질 때문에 덜 바람직한데, 예를 들면 스퍼터링(sputtering) 동안에 반응 기체 농도의 부분압이 약간 변동해도 투과율 뿐만 아니라 위상 전이와 같은 광학 성질이 크게 변할 수 있다. 비-화학양론적 재료는 또한 상응하는 화학양론적 화합물보다 덜 안정하고 특히 열적으로 덜 안정한 경향이 있다.
이층은 통상적으로, 임의적으로는 흡수성인 Cr과 같은 얇은 금속과 SiO2와 같은 투명층으로 이루어진다. 이러한 구조물의 단점중 하나는, 각 층은 매우 상이한 합성 조건을 필요로 하므로, 제조 공정을 일시 정지시킬 필요가 있다는 것이다.실제로, 부분적으로 제조된 마스크 블랭크를 개별적인 증착 챔버로 옮길 필요가 있을 수 있다. 또한 각 층에 대해서 서로 상이한 에칭 공정이 필요하고, 각 층의 열적, 기계적 및 화학적 성질이 현저하게 다르기 때문에 개개의 층들로 분리가 일어날 수 있는 잠재적 문제점을 안고 있기 때문에, 마스크-제조 공정이 어려워진다.
대조적으로, 광학적 다층의 광학 성질은 층 두께에 의해 조절되는데, 층 두께는 스퍼터링 공정, 통상적으로 바람직하게는 제조 공정 동안에 정밀하게 조절될 수 있다. 또한, 층은 광학 리소그래피 파장에 비해서 매우 얇기 때문에, 그 광학 성질은 계면 조도에 덜 민감하고, 따라서 각 층들을 균일하게 에칭할 수 있게 된다. 또한, 다층의 두 층은 안정한 니트라이드 또는 옥사이드 화합물인 것으로 선택될 수 있다. 따라서, 층 두께를 조절함으로써 광학 성질(예를 들면 화학)을 체계적으로 짜맞출 수 있고, 이러한 방법을 여러 광 파장에 대해 변화시켜 적용할 수 있다. 또한 기본 스퍼터링 과녁(target)이 단순하기 때문에, 스퍼터링 조건을 넓은 공정 범위로 선택할 수 있다. 화학적으로 안정한 층들을 바람직한 에칭 성질을 갖도록 선택할 수 있다. 층들은 또한 얇아서, 균일한 건식 에칭이 가능하고, 방사 안정성이 개선된다.
에이 서러(A.Scherer), 엠 왈터(M.Walther), 엘 엠 시아본(L.M.Schiavone), 비 피 반 데르 가그(B.P.Van der Gaag) 및 이 디 비비(E.D.Beebe)의 문헌["High reflectivity dielectric mirror deposition by reactive magnetron sputtering", J.Vac.Sci.Technol.A 10(5)3305(1992)] 및 디 제이 스테펜스(D.J.Stephens), 에스 에스 헤(S.S.He), 지 루코브스키(G.Lucovsky), 에이치 미켈센(H.Mikkelsen), 케이레오(K.Leo) 및 에이치 쿠르즈(H.Kurz)의 문헌["Effects of thin film deposition rates, and process-induced interfacial layers on the optical properties of plasma-deposited SiO2/Si3N4Bragg reflectors", J.Vac.Sci.Technol. A 11(4) 893(1993)]에, "유전 거울" 또는 동등하게 "브라그 리플렉터(Bragg reflector)"로 사용하기 위한 SiO2/Si3N4다층이 개시되어 있기는 하지만, 작동 파장에서의 그의 구조 및 성질은 200㎚ 미만의 파장에서의 위상 전이 마스크에 요구되는 것과는 매우 다르다. 다층 스택(stack)을 유전 거울로서 사용하는 것은 문헌["The Materials Science of Thin Films", M.Ohring, Academic Press, San Diego 1992, Chapter 11, pp. 534-536]에 개시되어 있다. 그 요건중 하나는 스택중 한 재료가 다른 재료보다 큰 굴절률을 가져야 한다는 것이다. 그리고 스택내 각 층은 리플렉터에서 또는 작동 파장에서 파장의 4분의 1의 두께를 가져야 한다는 것이다. 두 층은 최대 반사율을 위한 리플렉터 파장에서 투명하다는 것, 즉 무시해도 좋을 만한 흡광계수를 갖는 것이 바람직하다. 이와 비교해서, 위상 전이 마스크로서 사용될 때에는 각 층들이, 굴절률 차를 가질 수도 있겠지만, 굳이 그럴 필요는 없다. 그러나, 감쇠 기능 위상 전이 마스크로서 사용되기 위해서는, 스택의 광학적 투과율이 두 층의 두께 비에 의해 조절될 수 있도록, 한 층이 흡수성이어야 한다. 더욱이, 유전 거울의 경우에는 각 층이 파장의 4분의 1에 상응하는 두께를 가져야 한다는 층 두께에 대한 제한이 있지만, 위상 전이 마스크의 경우에는 이러한 층 두께의 제한이 없다. 실제로, 작동 파장보다 훨씬 작은 층 두께는 위상 전이 마스크 용도에서 바람직하다. 유전 거울에 대한 광학적 디자인은 감쇠 기능 위상 전이 마스크에 대한 디자인 조건과 무관하며, 이들 디자인 공식은 매우 상이하다. 따라서, 특정 다층 스택을, 단지 유전 거울로서의 성능이 우수하다는 것만을 보고, 우수한 감쇠 기능 위상 전이 마스크로서 디자인할 수 있으리라고 기대할수는 없다.
통상적으로 양도된, 동시계류중인 미국 특허 출원 제 08/797,443 호(1997년 2월 10일자로 출원됨)은 모든 광 파장에서, 특히 400㎚ 미만의 파장에서 사용가능한, 가장 응용이 자유롭고 통상적인 형태의 위상 전이 마스크인, 감쇠 기능 위상 전이 마스크를 디자인하기 위한 광학적 다층 구조물을 포함하는 신규한 체계적 재료를 개시한다. 이 다층은 광학적으로 투명한 재료로 된 매우 얇은(10㎚ 미만) 층이 광학적 흡수층(예를 들면 각각 Si3N4및 TiN)과 교대로 적층된 것이다. 이 출원에 개시된 다층 구조물이 매우 광범위한 용도를 갖기는 하지만, 제조가 보다 용이한 보다 단순한 다층 시스템에 대한 요구는 여전히 남아있다.
본 발명은 두 가지의 특별히 단순한 광학적 다층 마스크, 구체적으로는 실리콘 니트라이드와 다중적층된 실리콘 옥사이드 및 알루미늄 니트라이드와 다중적층된 알루미늄 옥사이드를 제공한다. 본 발명에 의해 제공된 이들 마스크는, 193㎚에서의 광학 리소그래피에 대해 기술하는, 티 엠 블룸스테인(T.M.Bloomstein), 엠 더블유 혼(M.W.Horn), 엠 로쓰차일드(M.Rothschild), 알 알 쿤즈(R.R.Kunz), 에스 티 팔마치(S.T.Palmacci) 및 알 비 굿맨(R.B.Goodman)의 문헌["Lithography with 157nm lasers", J.Vac.Sci.Technol.B15(6)2112, 1997)] 및 티 엠 블룸스테인, 엠로쓰차일드, 알 알 쿤즈, 디 이 하디(D.E.Hardy), 알 비 굿맨 및 에스 티 팔마치의 문헌["Critical issues in 157nm lithography", J.Vac.Sci.Technol.B16(6)3154, 1998[1,2]]에서 기술된 바와 같이, 200㎚ 미만의 파장, 특히는 약 157㎚의 파장에서 사용이 가능한 위상 전이 마스크로서 매력적인 성질을 갖는다.
발명의 개요
본 발명은 Al 및 Si의 옥사이드로 이루어진 군에서 선택된 옥사이드로 본질적으로 이루어진 광학적 투명 재료의 층과 Al 및 Si의 니트라이드로 이루어진 군에서 선택된 니트라이드로 본질적으로 이루어진 광학적 흡수 재료의 층의 상이한 연속적 교대층을 포함하는, 200㎚ 미만의 특정 리소그래피 파장에서 0.001 이상의 광학적 투과율로 180°의 위상 전이를 이룰 수 있는, 감쇠 기능이 내장된 위상 전이 마스크를 제공한다. 제조를 용이하게 하기 위해서는, 상기 상이한 층들이 동일한 양이온을 함유하는 것이 바람직한데, 즉 실리콘 니트라이드상의 실리콘 옥사이드 또는 알루미늄 니트라이드상의 알루미늄 옥사이드가 바람직하다.
본원에서 사용된 "마스크(mask)"란 용어는 포토마스크 블랭크, 즉 이미지화 방사(imaging radiation)에 이미지지향(imagewise) 노출시키기 전의 패턴화되지 않은 포토마스크와, 패턴화된 포토마스크, 즉 이미지화 방사에 이미지지향 노출시킴으로써 얻은 이미지지향 패턴을 함유하는 포토마스크 둘다를 포함하는 것이다.
본 발명은 단파장(즉 200㎚ 미만)광을 이용하는 광학 리소그래피에서, 위상 전이 마스크(phase shift mask), 특히는 포토마스크 블랭크(photomask blank) 및 이로부터 제조된 패턴화된 포토마스크에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 본 발명은 투과된 광의 위상을, 공기중 동일한 경로 길이로 퍼지는 광에 대해서 180°까지 감쇠및 변조시키는 위상 전이 마스크에 관한 것이다. 이러한 마스크는 당해 분야에 통상적으로는 감쇠 기능(이 내장된)(attenuating(embedded)) 위상 전이 마스크 또는 하프-톤(half-tone) 위상 전이 마스크라고도 알려져 있다. 더욱 더 특히는 본 발명은, 매우 얇은 자외선(UV) 투과층과 매우 얇은 자외선 흡수층을 다중적층시킴으로써(multilayering) 모든 파장에서 그 광학 성질을 조절할 수 있는, 신규한 감쇠 기능이 내장된 위상 전이 마스크를 개시한다.
도 1은 SiO2/Si3N4다층의 Si3N4의 분율(f)에 대한, 157㎚에서의 굴절률(n)의의존성을 보여주는 그래프이다.
도 2는 SiO2/Si3N4다층의 Si3N4의 분율(f)에 대한, 157㎚에서의 흡광계수(k)의 의존성을 보여주는 그래프이다.
도 3은 Al2O3/AlN 다층의 AlN의 분율(f)에 대한, 157㎚에서의 굴절률(n)의 의존성을 보여주는 그래프이다.
도 4는 Al2O3/AlN 다층의 AlN의 분율(f)에 대한, 157㎚에서의 흡광계수(k)의 의존성을 보여주는 그래프이다.
도 5는 180°위상 전이를 이루는 SiO2/Si3N4다층의 Si3N4의 분율(f)에 대한 광학적 투과율(T)의 의존성을 보여주는 그래프이다.
도 6은 180°위상 전이를 이루는 SiO2/Si3N4다층의 Si3N4의 분율(f)에 대한 총 막 두께(d)의 의존성을 보여주는 그래프이다.
도 7은 180°위상 전이를 이루는 Al2O3/AlN 다층의 AlN의 분율(f)에 대한 광학적 투과율(T)의 의존성을 보여주는 그래프이다.
도 8은 180°위상 전이를 이루는 Al2O3/AlN 다층의 AlN의 분율(f)에 대한 총 막 두께(d)의 의존성을 보여주는 그래프이다.
본 발명은 200㎚ 미만의 파장에서 광학 리소그래피에 사용하기 위한, 신규한 Si-기재 및 Al-기재의 광학적 다층 구조물을 기재로 하는 감쇠 기능 위상 전이 마스크에 관한 것이다. 바람직하게는, 위상 전이 마스크는 Si-옥사이드로 적층된 Si-니트라이드 또는 Al-니트라이드로 적층된 Al-옥사이드로 이루어진다. 약 200㎚ 미만의 파장에서, Si-옥사이드는 Si-니트라이드보다 더 투명하며, Al-옥사이드는 Al-니트라이드보다 더 투명하다. 차세대 광학 리소그래피의 유망 파장인 약 157㎚에서, 두께가 200㎚ 미만인 Al-옥사이드 및 Si-옥사이드 막은, 포토마스크로서의 용도에서 무시해도 좋을만한 광학적 흡수성을 갖는다. 동일한 파장에서, Al-니트라이드와 Si-니트라이드는 약 1(1.0)미만의 흡광계수의 광학적 흡수성을 갖기 때문에, 옥사이드 대 니트라이드의 두께 비에 대해 다층 광학 성질이 점증적인 의존성을 나타내게 된다. Al-니트라이드와 Al-옥사이드를 적층시키거나 Si-니트라이드와 Si-옥사이드를 적층시킴으로써, 상응하는 다층 구조물의 광학 성질 및 위상 전이를 정밀하게 짜맞출 수 있다.
구조물내의 각 층은 Si 또는 Al로 이루어지기 때문에, 그 합성이 매우 단순하며, 이를 당해 분야에 잘 공지된 방법으로 수행할 수 있다. 스퍼터링의 경우, Si 또는 Al, 단지 하나의 과녁만 필요하다. 스퍼터링은 탁월한 제어능 및 재생성을 갖기 때문에, 통상적으로 리소그래피 마스크의 제조에 바람직하다. 스퍼터링의 경우, 옥사이드층으로부터 니트라이드층으로의 이동 또는 그 반대의 이동을, 반응 기체를 산소에서 질소로 바꿈으로써 달성할 수 있다. 예를 들면, Si-옥사이드/Si-니트라이드의 다층의 경우, Si 과녁으로부터 Si 이온을 스퍼터링하기 위한 이온총, 및 기판을 산소 이온 및 이어서 질소 이온으로 교대로 충격시키기 위한 또다른 이온총을 사용하여 Si-옥사이드 및 Si-니트라이드의 교대층을 형성시키는 이온-빔 스퍼터링 방법으로 이를 제조할 수 있다. 물론, 화학적 기상 증착 분야의 숙련자들에게 잘 공지된, 각 층에 대해 적당한 개별적인 전구체 화학물질을 사용한 화학적 기상 증착 방법으로도 옥사이드와 니트라이드의 교대층을 제조할 수 있다. 예를 들면, Si-니트라이드 층을 실란과 암모니아의 조합(SiH4+NH3)으로부터 합성하거나, Si-옥사이드 층을 헥사메틸디실록산(C6H18Si2O)으로부터 성장시킬 수도 있다.
포토마스크 블랭크라고 알려져 있는, 패턴화되지 않은 포토마스크로부터 패턴화된 포토마스크를 제조하는 방법은 잘 공지되어 있고 이를 수행하는 다양한 기법이 엘 에프 톰슨(L.F.Thompson) 등의 문헌["Introduction to Microlithography", Second Edition, ACS Professional Reference Book, American Chemical Society, Washington, DC, 1994]에 전부 기술되어 있다. 전형적으로, 본 발명의 Si-옥사이드/Si-니트라이드 또는 Al-옥사이드/Al-니트라이드 다층으로 만들어진 포토마스크 블랭크를 패턴화시키는데에는 건식 에칭 방법이 바람직하다. Al-기재의 다층 및 Si-기재의 다층 둘 다의 경우, 그 층 화학이 유사하기 때문에(예를 들면 Si-옥사이드와 Si-니트라이드), 두 층들에 동일한 건식 에칭 프로토콜을 사용할 수 있어서, 다층을 화학적으로 균질한 재료로서 효과적으로 에칭시킬 수 있다. 예를 들면 CF4를 사용하여 Si-옥사이드 및 Si-니트라이드 층을 건식 에칭시킬 수 있다.
Si 및 Al의 옥사이드와 니트라이드의 굴절률과 흡광계수를 알면, 특정 파장에서 특정 광학적 투과율을 갖고 180°전이를 이루는 다층 구조물내의 개개의 옥사이드 층 및 니트라이드 층의 두께를 계산할 수 있다. 광 파장 λ에서 광학 계수 ns및 ks, 및 총 두께 ds를 갖는 다층 막에 있어서, 위상 전이 광학적 투과율(Ts)과 관련된 공식은 다음과 같다(케이 케이 시 및 디 비 도브의 문헌[J.Vac.Sci.Technol.B 12(1), Jan/Feb 1994, pp.32-38]을 참조):
여기서, R은 다층 막의 반사율이다. R을 ns및 ks로부터 계산할 수 있다(오 에스 헤븐스(O.S.Heavens)의 문헌[Optical Properties of Thin Solid Films, Dover, New York, 1991, Chapter 4, pp 46-95]을 참조).
옥사이드 층 및 니트라이드 층이 광 파장보다 얇은 경우(즉 da, db<<1/10λ), 다층의 광학 계수를, 효과적인 중간 근사법을 사용하여 개개의 옥사이드 층 및 니트라이드 층의 계수(a 및 b)로부터 계산할 수 있다(오 훈데리(O.Hunderi) 및 케이 조하네센(K.Johannessen)의 문헌[Superlattices and Microstructures, Vol.3, No.2, 1987, pp.193-198]을 참조).
상기 식에서, f는 금속의 분율이고, 유전계수 e는 다음 식에서와 같이, 상응하는 광학 계수와 관련된다;
상기 수학식에서, f는 다층 구조물내의 흡수성 니트라이드 층의 두께 분율이고, 따라서 (1-f)는 보다 광학적으로 투명한 옥사이드 층의 두께 분율이다.
약 157㎚에서, SiO2의 굴절률 n은 1.69이고 흡광계수 k는 1×10-5이고, Si3N4의 굴절률 n은 2.65이고 흡광계수 k는 0.962이다(문헌[Handbook of Optical Constants of Solids, ed.E.Palik, Academic Press, Orlando, 1985, pp.719-763]을 참조). 수학식 3 및 4를 사용하여, Si-옥사이드/Si-니트라이드 다층의 광학 계수를 니트라이드 두께 분율의 함수로서 계산할 수 있다. 이러한 Si-옥사이드/Si-니트라이드 다층의 광학 계수의 의존성이 도 1 및 도 2에 나타나 있다.
약 157㎚에서 n이 2.09이고 k가 0인 Al2O3(문헌[Handbook of Optical Constants of Solids II, ed. E.Palik, Academic Press, San Diego, 1991, pp.719-763]을 참조) 및 동일 파장에서 n이 3.02이고 k가 0.81인 AlN(문헌[Handbook of Optical Constants of Solids II, ed. E.Palik, Academic Press, San Diego, 1998, pp.373-401]을 참조)의 경우, Al-옥사이드/Al-니트라이드 다층의 광학 계수의 의존성은 도 3 및 도 4에 나타나 있다.
상기 니트라이드 두께 분율에 대한 광학 계수의 의존성을 고려하여, Si-옥사이드/Si-니트라이드 및 Al-옥사이드/Al-니트라이드 다층 둘다에 있어서, 수학식 1 및 2를 사용하여, 180°위상 전이를 이루는 다층의 두께 및 광학적 투과율을 니트라이드 두께 분율에 대해 그래프를 작성할 수 있다. 이 그래프는 Si-옥사이드/Si-니트라이드 다층에 대해서는 도 5 및 도 6에, Al-옥사이드/Al-니트라이드 다층에 대해서는 도 7 및 도 8에 나타나 있다. 도 5 및 도 6을 보면, 5 내지 15%의 광학적 투과율을 갖고 180°위상 전이를 이루는 감쇠 기능 위상 전이 마스크를 디자인하는데에는 Si-니트라이드 두께 분율이 약 0.37 내지 0.17이고, 다층 막 두께가 약 74㎚ 내지 91㎚일 것이 요구됨을 알 수 있다. 5 내지 15%의 광학적 투과율을 갖고 180°위상 전이를 이루는 Al-옥사이드/Al-니트라이드 다층을 디자인하는데에는 약 0.2 내지 0.1의 Al-니트라이드 두께 분율, 및 약 58㎚ 내지 65㎚의 다층 막 두께가 요구된다. 이어서, Si-옥사이드/Si-니트라이드에 대한 도 5 및 도 6, 및 Al-옥사이드/Al-니트라이드에 대한 도 7 및 도 8을 사용하여, 감쇠 기능 위상 전이 마스크를 위한 다층 디자인의 구체적인 실례를 개발해보기로 한다.
실시예 1
157㎚에서 T가 15%인 Si-옥사이드/Si-니트라이드 다층 위상 전이 마스크
도 5 및 도 6을 보면, T가 15%가 되려면 Si-니트라이드 두께 분율이 0.169이어야 하고, 180°위상 전이를 이루려면 상기 니트라이드 두께 분율에서 다층 두께가 91.3㎚이어야 한다. 157㎚의 광 파장보다 훨씬 작은, 7.6㎚의 주기를 갖는 다층 구조물을 선택할 경우, 이러한 다층 구조물은 두께가 각각 1.284㎚인 12층의Si-니트라이드와, 이것과 교대하는, 두께가 각각 6.316㎚인 12층의 Si-옥사이드로 이루어질 것이다. 이는 12×(1.284㎚Si3N4+6.316㎚SiO2)로 표현될 수 있다.
실시예 2
157㎚에서 T가 10%인 Si-옥사이드/Si-니트라이드 다층 위상 전이 마스크
도 5 및 도 6을 보면, T가 10%가 되려면 Si-니트라이드 두께 분율이 0.230이어야 하고, 180°위상 전이를 이루려면 상기 니트라이드 두께 분율에서 다층 두께가 85㎚이어야 한다. 157㎚의 광 파장보다 훨씬 작은, 8.5㎚의 주기를 갖는 다층 구조물을 선택할 경우, 이러한 다층 구조물은 두께가 각각 1.96㎚인 10층의 Si-니트라이드와, 이것과 교대하는, 두께가 각각 6.54㎚인 10층의 Si-옥사이드로 이루어질 것이다. 이는 10×(1.96㎚Si3N4+6.54㎚SiO2)로 표현될 수 있다.
실시예 3
157㎚에서 T가 5%인 Si-옥사이드/Si-니트라이드 다층 위상 전이 마스크
도 5 및 도 6을 보면, T가 5%가 되려면 Si-니트라이드 두께 분율이 0.37이어야 하고, 180°위상 전이를 이루려면 상기 니트라이드 두께 분율에서 다층 두께가 73.7㎚이어야 한다. 157㎚의 광 파장보다 훨씬 작은, 6.7㎚의 주기를 갖는 다층 구조물을 선택할 경우, 이러한 다층 구조물은 두께가 각각 2.48㎚인 11층의 Si-니트라이드와, 이것과 교대하는, 두께가 각각 4.22㎚인 11층의 Si-옥사이드로 이루어질 것이다. 이는 11×(2.48㎚Si3N4+4.22㎚SiO2)로 표현될 수 있다.
실시예 4
157㎚에서 T가 15.3%인 Al-옥사이드/Al-니트라이드 다층 위상 전이 마스크
도 7 및 도 8을 보면, T가 15.3%가 되려면 Al-니트라이드 두께 분율이 0.105이어야 하고, 180°위상 전이를 이루려면 상기 니트라이드 두께 분율에서 다층 두께가 64.8㎚이어야 한다. 157㎚의 광 파장보다 훨씬 작은, 7.2㎚의 주기를 갖는 다층 구조물을 선택할 경우, 이러한 다층 구조물은 두께가 각각 0.76㎚인 9층의 Al-니트라이드와, 이것과 교대하는, 두께가 각각 6.44㎚인 9층의 Al-옥사이드로 이루어질 것이다. 이는 9×(0.76㎚AlN+4.22㎚Al2O3)로 표현될 수 있다.
실시예 5
157㎚에서 T가 10.4%인 Al-옥사이드/Al-니트라이드 다층 위상 전이 마스크
도 7 및 도 8을 보면, T가 10.4%가 되려면 Al-니트라이드 두께 분율이 0.136이어야 하고, 180°위상 전이를 이루려면 상기 니트라이드 두께 분율에서 다층 두께가 62.7㎚이어야 한다. 157㎚의 광 파장보다 훨씬 작은, 5.7㎚의 주기를 갖는 다층 구조물을 선택할 경우, 이러한 다층 구조물은 두께가 각각 0.775㎚인 11층의 Al-니트라이드와, 이것과 교대하는, 두께가 각각 4.925㎚인 11층의 Al-옥사이드로 이루어질 것이다. 이는 11×(0.775㎚AlN+4.925㎚Al2O3)로 표현될 수 있다.
실시예 6
157㎚에서 T가 5.3%인 Al-옥사이드/Al-니트라이드 다층 위상 전이 마스크
도 7 및 도 8을 보면, T가 5.3%가 되려면 Al-니트라이드 두께 분율이 0.20이어야 하고, 180°위상 전이를 이루려면 상기 니트라이드 두께 분율에서 다층 두께가 58.6㎚이어야 한다. 157㎚의 광 파장보다 훨씬 작은, 5.86㎚의 주기를 갖는 다층 구조물을 선택할 경우, 이러한 다층 구조물은 두께가 각각 1.17㎚인 10층의 Al-니트라이드와, 이것과 교대하는, 두께가 각각 4.69㎚인 10층의 Al-옥사이드로 이루어질 것이다. 이는 10×(1.17㎚AlN+4.69㎚Al2O3)로 표현될 수 있다.
Claims (3)
- Al 및 Si의 옥사이드로 이루어진 군에서 선택된 옥사이드로 본질적으로 이루어진 광학적 투명 재료의 층과 Al 및 Si의 니트라이드로 이루어진 군에서 선택된 니트라이드로 본질적으로 이루어진 광학적 흡수 재료의 층의 상이한 연속적 교대층을 포함하는, 200㎚ 미만의 특정 리소그래피 파장에서 0.001 이상의 광학적 투과율로 180°의 위상 전이를 이룰 수 있는, 감쇠 기능이 내장된 위상 전이 마스크(attenuating embedded phase shift mask).
- 제 1 항에 있어서, 광학적 투명 재료가 본질적으로 Si의 옥사이드로 이루어지고, 광학적 흡수 재료가 본질적으로 Si의 니트라이드로 이루어진 마스크.
- 제 1 항에 있어서, 광학적 투명 재료가 본질적으로 Al의 옥사이드로 이루어지고, 광학적 흡수 재료가 본질적으로 Al의 니트라이드로 이루어진 마스크.
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