KR20030084781A - 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상시프트 마스크 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고정밀도의 CD 제어가 가능한 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 등을 제공한다. 위상 시프터막(5)을 갖는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크(1)에 있어서, 상기 위상 시프터막(5)은 주로 노광광의 위상을 제어하는 위상 조정층(4)과, 투명기판(2)과 위상 조정층(4) 사이에 형성된 주로 노광광의 투과율을 제어하는 기능을 갖는 투과율 조정층(3)을 가지며, 상기 투과율 조정층(3)의 막 두께가 90옹스트롬(Å) 이하인 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크, 하프톤형 위상 시프트 마스크 및 그 제조방법 등에 관한 것이며, 특히 차세대의 단파장 노광광원인 ArF 엑시머 레이저(193nm) 및 F2엑시머 레이저(157nm)에 사용하는데 적합한 하프톤형 위상 시프트 마스크 및 그 소재가 되는 블랭크 등에 관한 것이다.
DRAM은 현재 256Mbit의 양산체제가 확립되어 있고, 금후 Mbit급으로부터 Gbit급으로의 거듭되는 고집적화가 이루어지려 하고 있다. 이에 따라, 집적회로의 설계 룰도 점점 미세화되어, 선폭(하프피치) 0.10㎛ 이하의 미세 패턴이 요구되는 것도 시간 문제이다.
패턴의 미세화에 대응하기 위한 수단의 하나로서, 지금까지 노광광원의 단파장화에 의한 패턴의 고해상도화가 진행되어 왔다. 그 결과, 현재의 광 리소그라피법에서의 노광광원은 KrF 엑시머 레이저(248nm), ArF 엑시머 레이저(193nm)가 주로사용되고 있다.
그러나, 노광파장의 단파장화는 해상도를 개선하는 반면, 동시에 초점 심도가 감소되기 때문에, 렌즈를 비롯한 광학계 설계의 부담증대나, 공정의 안정성 저하라는 악영향을 초래한다.
이러한 문제에 대처하기 위해, 위상 시프트법이 이용되었다. 위상 시프트법에서는 미세 패턴을 전사하기 위한 마스크로서 위상 시프트 마스크가 사용된다.
위상 시프트 마스크는, 예를 들어 마스크 위의 패턴 부분을 형성하는 위상 시프터부와, 위상 시프터부가 존재하지 않는 비패턴부로 이루어지며, 양자를 투과한 빛의 위상을 180°시프트시킴으로써, 패턴 경계부분에서 빛의 상호 간섭을 일으킴으로써, 전사상(像)의 콘트라스트를 향상시킨다. 위상 시프터부를 통과하는 빛의 위상 시프트량(φ(rad))은 위상 시프터부의 복소 굴절률 실부(n)와 막 두께(d)에 의존하며, 하기 수식(1)의 관계가 성립되는 것이 알려져 있다.
φ= 2πd(n-1)/λ … (식 1)
여기서, λ는 노광광의 파장이다. 따라서, 위상을 180°시프트시키기 위해서는 막 두께(d)를
d= λ/{2(n-1)} … (식 2)
로 하면 된다. 이 위상 시프트 마스크에 의해, 필요한 해상도를 얻기 위한 초점 심도의 증대가 달성되어, 노광파장을 변화시키지 않고 해상도의 개선과 공정의 적용성을 동시에 향상시키는 것이 가능하게 된다.
위상 시프트 마스크는 마스크 패턴을 형성하는 위상 시프터부의 광 투과 특성에 의해 완전 투과형(레븐슨형) 위상 시프트 마스크와, 하프톤형 위상 시프트 마스크로 실용적으로 크게 나눌 수가 있다. 전자는 위상 시프터부의 광투과율이 비패턴부(광 투과부)와 동등하며, 노광파장에 대해 거의 투명한 마스크로서 일반적으로 라인 앤드 스페이스(Line & Space)의 전사에 유효한 것으로 알려져 있다. 한편, 후자의 하프톤형에서는 위상 시프터부(광 반투과부)의 광 투과율이 비패턴부(광 투과부)의 수%에서 수십%이며, 콘택홀(contact hole)이나 고립 패턴의 제작에 유효한 것으로 알려져 있다.
하프톤형 위상 시프트 마스크는 도 14에 나타낸 바와 같이, 투명기판(2) 위에 적어도 광투과부(7)와, 광 반투과성을 갖고 더불어 위상 시프트 기능을 갖는 하프톤 위상 시프터부(8)를 가지며, 하프톤 위상 시프터부(8)의 구성의 측면으로부터 단층형과 다층형으로 크게 구별할 수 있다. 단층형은 가공성이 용이하기 때문에 현재 주류가 되고 있으며, 하프톤 위상 시프터부가 MoSiN 또는 MoSiON으로 이루어진 단층막으로 구성되어 있는 것이 대부분이다. 한편, 다층형은 상기 하프톤 위상 시프터부가 주로 투과율을 제어하는 층과, 주로 위상 시프트량을 제어하는 층의 조합으로 이루어져, 투과율로 대표되는 분광 특성과, 위상 시프트량(위상각)의 제어를 독립하여 행하는 것이 가능하게 된다.
한편, LSI 패턴의 미세화에 따라, 노광광원의 파장(노광광 파장)은 현행의 KrF 엑시머 레이저(248nm)로부터 ArF 엑시머 레이저(193nm)로, 더욱이 장래적으로는 F2엑시머 레이저(157nm)로 단파장화가 진행될 것으로 예상된다. 이러한 노광광원의 단파장화에 따라, 소정의 투과율 및 위상 시프트량을 만족시키는 하프톤 위상 시프터부의 재료 선정의 폭이 좁아지는 경향에 있다. 또한, 노광광원의 단파장화에 따라, 종전의 파장의 경우에 광 투과성이 높은 재료가 필요하며, 그 결과 패턴 가공시에 석영기판과의 에칭 선택성이 작아지게 되는 문제가 있다. 다층형(2층막)의 하프톤 위상 시프터는 2층막의 조합으로 위상차 및 투과율을 제어할 수 있어 재료 선정이 용이하다는 이점, 및 상층의 에칭 스토퍼의 역할을 하는 재료를 하층으로 선택할 수 있다는 이점(일본국 특원 2001-174973)이 있기 때문에, 다층형(2층형)의 하프톤 위상 시프터에 대해 개발이 진행되고 있다.
한편, LSI 패턴의 미세화에 따라, 노광광원의 파장(노광광 파장)은 현행의 KrF 엑시머 레이저(248nm)으로부터 ArF 엑시머 레이저(193nm)로, 더욱이 장래적으로는 F2엑시머 레이저(157nm)로 단파장화가 진행될 것으로 예상된다. 또한, 현행의 하프톤형 위상 시프트 마스크에서는 하프톤 위상 시프터부의 노광광 투과율이 6% 부근이 되도록 막 설계가 되는 것이 주류이지만, 거듭되는 고해상화를 위해 투과율이 높은 것이 요구되면서, 장래적으로는 15% 이상의 투과율이 필요하다고도 말해지고 있다. 이러한 노광광원의 단파장화나 고투과율화에 따라, 소정의 투과율 및 위상 시프트량을 만족시키는 하프톤 위상 시프터부의 재료 선정의 폭이 좁아지는 경향에 있다. 또한, 투과율의 고투과율화에 따라 광 투과성이 높은 재료의 필요성, 또는 노광광원의 단파장화에 따라 종전의 파장의 경우에 광 투과성이 높은 재료의필요성에 의해, 패턴 가공시에 석영기판과의 에칭 선택성이 작게 되는 문제가 있다. 2층 이상의 다층형 하프톤 위상 시프터부는 다층막 또는 2층막의 조합으로 위상차 및 투과율을 제어할 수 있어 재료 선정이 용이하다는 이점, 및 상층의 에칭 스토퍼의 역할을 하는 재료를 하층으로 선택할 수 있다는 이점이 있다. 그러나, 다층으로 한 경우, 각각의 막에서 에칭 특성이 다르기 때문에, 고정밀도의 CD제어가 곤란하다고 하는 문제점이 있다.
더욱이, 제작된 위상 시프트 마스크는 노광광에서의 반사율을 어느 정도까지 저감할 필요가 있고, 더욱이 패턴 외관을 검사하는 공정에서는, 통상은 노광광 파장보다도 장파장의 빛을 검사광 파장으로서 이용하여, 투과형 결함 검사장치(예를 들어 KLA300 시리즈 등)를 이용한 검사가 행해지기 때문에, 검사 파장(예를 들어, 노광 파장이 KrF 엑시머 레이저(248nm)인 경우, 검사 파장은 488nm 또는 364nm)에 대한 투과율이 너무 높으면(예를 들면 40% 이상), 검사가 곤란하게 된다. 특히, 노광 파장의 단파장화에 따라 상술한 바와 같이 광투과성이 높은 하프톤 위상 시프터부가 필요하게 되는데, 광 투광성이 높은 재료는 파장의 장파장측으로의 변화에 대한 투과율의 증가율이 커지게 되는 경향이 있기 때문에, 단층의 하프톤 위상 시프터에서는 검사광 파장에 대한 광 투과율을 소정의 범위로 낮추는 것이 한층 어렵게 되었다. 더욱이, 결함 검사장치에서는 투과광과 반사광을 이용한 검사 방식이 새롭게 개발되어, 이 방식으로 검사를 행하는 경우의 검사파장에서의 투과율은 투과광만을 이용한 검사를 행하는 경우에 비해 약간 높아도 무방하지만(예를 들어 50 내지 60%), 검사 파장에서의 반사율이 투명기판과 어느 정도의 차(예를 들어 3% 이상)가 되도록 제어할 필요가 있다. 즉, 노광광 및 노광광과는 다른 파장(노광광보다도 긴 파장)에서의 반사율의 제어에 대해서도, 요구가 한층 엄격해지고 있는 것이 실정이다.
더욱이, 광 투과부, 광 반투과부, 및 광 반투과부 위에 차광부를 갖는 소위 트라이톤 마스크를 검사하는 경우에는 광 투과부/광 반투과부, 광 반투과부/차광부, 광 투과부/차광부 각각에 반사 콘트라스트가 필요하게 된다. 구체적으로는 광 투과부·광 반투과부·차광부의 광원 파장에서의 광 반사율을 각각 R1, R2, R3로 하였을 때, R1〈R2〈R3가 될 필요가 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 고정밀도의 CD 제어가 가능한 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 또는 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 소망하는 파장에서의 표면 반사율을 저감할 수 있는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 또는 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제공하는 것이다.
그런데, 포토마스크에서는 노광광에 대한 반사율을 어느 정도까지 억제하는 것이 요구되고 있다. 한편, 마스크 공정에서의 각종 평가·측정 장치 중, 마스크 블랭크 및 마스크의 결함·이물질 검사장치나 평탄도(flatness)·응력의 측정장치 등에서는 반사 광학계가 이용되기 때문에, 이 장치에서 검출·측정 가능하게 되는 반사율로 하는 것도 요구된다. 이러한 마스크 공정에서의 각종 평가·측정 장치에서는, 광원의 파장은 평가·측정 장치마다 다르고, 더욱이 이물질·결함 검사 등의검사 파장은 단파장화되는 방향으로 개발이 진행되기 때문에, 장치의 신구 등에 의해서도 변하게 된다. 대표적인 광원 파장의 예를 나타내면, 블랭크의 이물질·결함 검사 : 488nm, 364nm 등 마스크의 외관·이물질·결함검사 : 257nm, 266nm, 364nm 등 평탄도, 응력 : 633nm 등으로 되며, 진공 자외영역∼가시영역까지의 폭넓은 파장 범위의 광원이 이용된다고 할 수 있다. 그리고, 사용 파장은 사용자에 따라 다른 경우가 있는 것이 실정이다.
그러나, 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크(마스크)에서의 위상 시프터막의 표면 반사율은 파장에 대해 변동하여, 상기와 같은 복수의 파장에서 동시에 소망하는 범위의 반사율을 얻는 것이 곤란하였다. 그 결과, 평가 공정의 일부에서 정밀도 저하를 초래하였다.
특히, 상술한 바와 같은 상층에 위상 조정층, 하층에 투과율 조정층을 구비한 2층형 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크(마스크)에서의 위상 시프터막은 하층의 반사광과 상층의 반사광의 간섭에 의해, 위상 시프터막의 반사율이 파장에 대해 간섭파의 곡선(반사 스펙트럼)을 그리기 때문에 반사율의 변동이 크게 되어, 상기와 같은 넓은 파장 범위에서 동시에 소망하는 반사율을 얻는 것이 곤란하였다.
본 발명은 상술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 노광광의 파장∼700nm 이라는 광파장 범위에서 반사율의 변동을 억제함으로써, 소망하는 표면 반사율을 얻을 수 있는, 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크, 특히 진공 자외노광∼ArF(파장 140nm 내지 200nm) 대응의 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크에 있어서, 노광광보다도 장파장의 파장을 사용한 각종 측정, 평가 장치에 대하여, 적합하게 사용할 수 있는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.
위상 시프트 마스크와의 병용에 의해, 노광광의 단파장화도 진행되고 있으며, 최근에는 보다 단파장의 빛으로서 플루오르 아르곤(ArF)의 여기발광에 의한 ArF 엑시머 레이저광(193nm)의 사용이 검토되고 있다. 또한, 거듭되는 단파장광으로서 불소(F2) 엑시머 레이저광(157nm)의 사용도 제창되고 있다.
이러한 빛의 단파장화에 따라, 사용하는 파장영역은 심자외(深紫外)로, 더욱이는 진공 자외영역으로 이행된다고 하지만, 이것에 대응하는 위상 시프트 마스크 및 위상 시프트 마스크 블랭크에서는 노광광이 자외영역에 근접하게 되면 가시로부터 근자외 영역의 경우와는 다르며, 특히 파장이 250nm보다 짧은 영역에서는 많은 물질에서, 광흡수 정도가 현저히 크게 되기 때문에 소망하는 투과율의 제어가 어렵게 된다. 위상 시프터에서의 투과율의 설정은 패턴 전사에서 사용되는 레지스트의 감도나 마스크의 형식(투과형 또는 하프톤형)에도 의존하지만, 예를 들어 하프톤형 위상 시프트 마스크의 경우, 노광광의 위상을 소정의 각도 시프트시키는 위상 시프터 막 두께에 있어서 노광광의 투과율을 4%부터 20%의 범위에서 제어할 수 있는 것이 바람직한 것으로 된다.
더욱이, 사용하는 노광 파장에서의 투과율 제어에 더하여, 블랭크 제조공정, 마스크 제조공정 및 웨이퍼로의 전사공정에서 사용되는 다양한 검사나 얼라이먼트광원으로 적용할 수 있는 것도 중요하다. 상술한 검사나 얼라이먼트 광원은, 통상은 노광광 파장보다도 장파장의 빛이 이용되며, 즉 1세대 또는 2세대 전의 노광 파장에 가까운 파장이 광원으로 이용된다. 예를 들면, 패턴 외관검사에서는 검사광 파장에 있어서, 투과형 결함 검사장치(예를 들어 KLA 300 시리즈 등)를 이용한 검사가 행해지기 때문에, 검사 파장(예를 들어, 노광 파장이 KrF 엑시머 레이저(248nm)의 경우, 검사 파장은 488nm 또는 364nm)에 대한 투과율이 너무 높으면(예를 들어 40% 이상), 검사가 곤란하게 된다. 많은 재료는 파장이 길게 됨에 따라 투과율이 증가되기 때문에, 위상 시프터막의 설계에서, 검사 파장 등의 노광광 파장보다도 장파장의 소망하는 빛의 투과율을 낮게 설정하고자 하면, 노광광에 대한 투과율도 낮게 되는 문제가 있다. 본 발명은 상기 배경하에서 이루어진 것으로, 특히 노광 파장의 단파장화(140nm 내지 200nm의 노광 파장범위)에 대응하여, 블랭크 제조공정, 마스크 제조공정 및 웨이퍼로의 전사 공정에서 사용되는 다양한 검사나 얼라이먼트 광원에 적용할 수 있는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제공하는 것도 목적으로 한다.
한편으로 또한, LSI 패턴의 미세화에 따라, 노광 광원의 파장(노광광 파장)은 현행의 KrF 엑시머 레이저(248nm)로부터 ArF 엑시머 레이저(193nm)로, 더욱이 장래적으로는 F2엑시머 레이저(157nm)로 단파장화가 진행될 것으로 예상된다. 또한, 현행의 하프톤형 위상 시프트 마스크에서는 하프톤 위상 시프터부의 노광광 투과율이 6% 부근이 되도록 막 설계가 되는 것이 주류이지만, 거듭되는 고해상화를위해 투과율이 높은 것이 요구되면서, 장래적으로는 15% 이상의 투과율이 필요하다고도 말해지고 있다. 이러한 노광 광원의 단파장화나 고투과율화에 따라, 소정의 투과율 및 위상 시프트량을 만족시키는 하프톤 위상 시프터부의 재료 선정의 폭이 좁아지는 경향에 있다. 또한, 투과율의 고투과율화에 따라 광 투과성이 높은 재료의 필요성, 또는 노광 광원의 단파장화에 따라 종전의 파장의 경우에 광 투과성이 높은 재료의 필요성에 의해, 패턴 가공시에 석영기판과의 에칭 선택성이 작게 되는 문제가 있다.
또한, 노광광원의 단파장화나 투과율의 고투과율화는 포토마스크의 개발·제작 자체에도 곤란함을 발생시키고 있다. 그 원인이 되는 문제점을 이하에 서술한다.
우선, 많은 고체재료에서, 파장이 단파장화됨에 따라 광흡수의 정도는 크게 되기 때문에, KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저용으로 이용된 광 투과막 재료나 광 반투과막 재료에서는 소정의 위상각을 갖기 위한 막 두께로 한 경우 투과율이 거의 0에 가까운 값으로 된다. 또한, 노광광의 흡수의 정도가 높은 것은 그만큼 위상 시프터부를 형성하는 막이 노광광에 의한 손상을 받기 쉽다는 것이기도 하다. 여기서 말하는 손상은 노광광을 흡수함으로써 위상 시프터부를 형성하는 막 내에 발생되는 결함이나 결합의 파괴 등에 의한, 막의 광학 특성(투과율, 굴절률 등)의 변화, 막두께 변화, 막질 열화 등을 의미한다.
그외, 가공 정밀도에 영향을 주는 위상 시프터막의 에칭 선택성이나, 제조공정의 세정 공정에서 사용하는 산이나 알칼리에 대한 내성 등은 위상 시프터부를 제작하는 막 재료로서 일반적으로 고려하지 않으면 안 되는 문제이다.
본 발명은 상기 배경하에서 이루어진 것으로, 특히 노광 파장의 단파장화(140nm 내지 200nm의 노광 파장 영역)나 노광광 투과율의 고투과율화(투과율 8 내지 30%)에 대응하여, 높은 가공 정밀도를 갖는 하프톤형 위상 시프트 마스크 및 그 소재가 되는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크의 제공을 목적으로 하는 것이기도 하다.
도 1a 및 1b는 본 발명의 실시예에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크의 단면도.
도 2a 내지 2d는 본 발명의 실시예에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 공정도.
도 3a 내지 3d는 본 발명의 실시예에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 공정도.
도 4는 사이드로브 상(像)의 문제를 설명하기 위한 도면.
도 5는 하프톤형 위상 시프트 마스크의 일형태를 설명하기 위한 모식도.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크의 광학 특성 스펙트럼도.
도 7은 본 발명의 비교예 1에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크의 광학 특성 스펙트럼도.
도 8은 실시예 3에서 작성한 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크의 투과·반사 스펙트럼을 보여주는 도면.
도 9는 비교예에서 작성한 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크의 투과·반사 스펙트럼을 보여주는 도면.
도 10은 실시예 4에서 작성한 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크의 투과·반사 스펙트럼을 보여주는 도면.
도 11은 실시예 5에서 작성한 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크의 투과·반사 스펙트럼을 보여주는 도면.
도 12a 내지 12d는 본 발명의 실시예에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 공정도.
도 13a 내지 13d는 본 발명의 실시예에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 공정도.
도 14는 하프톤형 위상 시프트 마스크의 일형태를 보여주는 모식적 단면도.
도 15는 본 실시예 1에 따른 탄소 도입 효과를 보여주는 위상 시프트막 재료의 투과율 특성의 변화를 보여주는 도면.
도 16은 실시예 6에서 작성한 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크의 투과·반사 스펙트럼을 보여주는 도면.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조 공정도.
도 18은 하프톤형 위상 시프트 마스크의 일형태를 보여주는 모식적 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크
1': 하프톤형 위상 시프트 마스크 2 : 투명기판
3 : 투과율 조정층4 : 위상 조정층
5, 5': 하프톤 위상 시프터막(하프톤 위상 시프터부)
6 : 광 반투과부7 : 광 투과부
9 : 차광막9a : 차광층
9b : 차광대
본 발명은 이하의 구성을 갖는다.
(구성 1) 투명기판 위에 노광광을 투과시키는 광 투과부와, 노광광의 일부를 투과시킴과 동시에 투과한 빛의 위상을 소정량 시프트시키는 위상 시프터부를 갖고, 상기 광 투과부와 위상 시프터부의 경계부 근방에서 각각을 투과한 빛이 서로 소멸하도록 광학 특성을 설계함으로써, 피노광체 표면에 전사되는 노광 패턴 경계부의 콘트라스트를 양호하게 유지, 개선할 수 있도록 한 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제조하기 위하여 이용하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크이며, 투명기판 위에 상기 하프톤 위상 시프터부를 형성하기 위한 위상 시프터막을 갖는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서,
상기 위상 시프트막은 주로 노광광의 위상을 제어하는 위상 조정층과, 상기 투명기판과 위상 조정층 사이에 형성되어 주로 노광광의 투과율을 제어하는 기능을 갖는 투과율 조정층을 가지며,
상기 투과율 조정층의 막 두께가 90Å 이하인 것을 특징으로 하는 하프톤형위상 시프트 마스크 블랭크.
(구성 2) 구성 1에 있어서, 상기 투광율 조정층은 투명기판에 대한 에칭 선택비가 5 이상인 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
(구성 3) 구성 1 또는 2에 있어서, 상기 투과율 조정층은 염소계 가스를 이용한 건식 에칭을 행할 때의 투명기판에 대한 에칭 선택비가 5 이상인 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
(구성 4) 구성 1 내지 3중 어느 한 구성에 기재된 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크를 이용하여 제조된 하프톤형 위상 시프트 마스크.
(구성 5) 투명기판 위에 노광광을 투과시키는 광 투과부와, 노광광의 일부를 투과시킴과 동시에 투과한 빛의 위상을 소정량 시프트시키는 위상 시프터부를 갖고, 상기 광투과부와 위상 시프터부의 경계부 근방에서 각각을 투과한 빛이 서로 소멸하도록 광학 특성을 설계함으로써, 피노광체 표면에 전사되는 노광 패턴 경계부의 콘트라스트를 양호하게 유지, 개선할 수 있도록 한 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제조하기 위하여 이용하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크이며, 투명기판 위에 상기 위상 시프터부를 형성하기 위한 위상 시프터막을 갖는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서,
상기 위상 시프터막의 표면 반사율의 변동폭이 노광광의 파장 내지 700nm에서 20% 이내인 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
(구성 6) 구성 5에 있어서, 상기 위상 시프터막은 주로 노광광의 위상을 제어하는 위상 조정층과, 상기 투명기판과 위상 조정층 사이에 형성되어 주로 노광광의 투과율을 제어하는 기능을 갖는 투과율 조정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
(구성 7) 구성 5 또는 6에 있어서, 상기 위상 시프터막은 최상층에 반사 조정층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
(구성 8) 구성 6에 있어서, 상기 위상 시프터막은 위상 조정층이 금속, 실리콘, 및 산소 및/또는 질소를 함유하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
(구성 9) 투명기판 위에 노광광을 투과시키는 광투과부와, 노광광의 일부를 투과시킴과 동시에 투과한 빛의 위상을 소정량 시프트시키는 위상 시프터부를 갖고, 상기 광투과부와 위상 시프터부의 경계부 근방에서 각각을 투과한 빛이 서로 소멸하도록 광학 특성을 설계함으로써, 피노광체 표면에 전사되는 노광 패턴 경계부의 콘트라스트를 양호하게 유지, 개선할 수 있도록 한 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제조하기 위하여 이용하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크이며, 투명기판 위에 상기 위상 시프터부를 형성하기 위한 위상 시프터막을 갖는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서,
상기 위상 시프터막은, 주로 노광광의 위상을 제어하는 위상 조정층과, 상기 투명기판과 위상 조정층 사이에 형성되어 주로 노광광의 투과율을 제어하는 기능을 갖는 투과율 조정층을 포함하고, 최상층에 반사 조정층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
(구성 10) 구성 5 내지 9중 어느 한 구성에 기재된 하프톤형 위상 마스크 블랭크를 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크.
(구성 11) 미세 패턴의 노광, 전사를 실시할 때에 이용하는 위상 시프트 마스크이며, 노광광을 투과시키는 광 투과 부분과, 상기 광투과 부분을 통과한 빛에 대해 빛의 위상을 소정량 시프트시키는 위상 시프터부를 갖고, 상기 광 투과부와 위상 시프터부의 경계부 근방에서 각각을 투과한 빛이 서로 소멸하도록 광학 특성을 설계함으로써, 피노광체 표면에 전사되는 패턴 경계부의 콘트라스트를 양호하게 유지, 개선하는 위상 시프트 마스크를 제조하기 위해 이용하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크이며, 투명기판 위에 상기 위상 시프터부를 형성하기 위한 위상 시프터막을 갖는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서,
상기 위상 시프터부는 주로 노광광의 투과율을 제어하는 기능을 갖는 적어도 한 층의 투과율 조정층과, 주로 노광광의 위상을 제어하는 적어도 한 층의 위상 조정층을 포함하고,
상기 위상 조정층은 적어도 탄소를 함유하는 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
(구성 12) 구성 11에 있어서, 상기 탄소를 함유하는 재료가 실리콘, 및 산소 및/또는 질소를 함유하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 쉬프트 마스크 블랭크.
(구성 13) 구성 12에 있어서, 상기 탄소를 함유하는 재료에 금속, 인, 붕소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
(구성 14) 구성 11 내지 13중 어느 한 구성에 기재된 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에서의 위상 시프터막을 소망하는 패턴으로 가공하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크.
(구성 15) 투명기판 위에 노광광을 투과시키는 광 투과부와, 노광광의 일부를 투과시킴과 동시에 투과한 빛의 위상을 소정량 시프트시키는 위상 시프터부를 갖고, 상기 광 투과부와 위상 시프터부의 경계부 근방에서 각각을 투과한 빛이 서로 소멸하도록 광학 특성을 설계함으로써, 피노광체 표면에 전사되는 노광 패턴 경계부의 콘트라스트를 양호하게 유지, 개선할 수 있도록 한 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제조하기 위해 이용하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크이며, 투명기판 위에 상기 위상 시프터부를 형성하기 위한 위상 시프터막을 갖는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서,
상기 위상 시프터막이 금속을 10 원자% 이하 함유하는, 금속, 실리콘, 산소 및 질소를 주구성 요소로 하는 막, 그리고 상기 막과 투명기판 사이에 형성된 에칭 스토퍼막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
(구성 16) 구성 15에 있어서, 상기 에칭 스토퍼막은 상기 금속, 실리콘, 산소 및 질소를 주구성 요소로 하는 막의 에칭과 상이한 에칭 매질로 에칭 가능한 재료인 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
(구성 17) 구성 15 또는 16에 있어서, 상기 에칭 스토퍼막은 상기 금속, 실리콘, 산소 및 질소를 주구성 요소로 하는 막의 에칭과 동일한 에칭 매질로 에칭 가능한 재료인 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
(구성 18) 구성 15 내지 17중 어느 한 구성에 있어서, 상기 위상 시프트 마스크가 140nm 내지 200nm의 노광광 파장범위에서 사용되는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
(구성 19) 구성 15 내지 18중 어느 한 구성에 기재된 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에서의 위상 시프터막을 소정의 패턴이 얻어지도록 선택적으로 제거하는 패터닝 처리를 실시함으로써 얻어진, 광 투과부와 위상 시프트부로 이루어진 마스크 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크.
(구성 20) 구성 19에 기재된 하프톤형 위상 시프트 마스크를 이용하여 패턴 전사를 행하는 것을 특징으로 하는 패턴 전사방법.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서, 위상 시프터막을 주로 노광광의 위상을 제어하는 적어도 한 층의 위상 조정층과, 상기 투명기판과 위상 조정층 사이에 형성되어 주로 노광광의 진폭 투과율을 제어하는 기능을 갖는 투과율 조정층을 갖는 것으로 하고, 상기 투과율 조정층의 막 두께가 90Å 이하로 된다(구성 1).
상기와 같이, 막 두께를 얇게 함으로써, 표면 반사율 곡선을 상대적으로 저감하는 것이 가능하다. 또한, 투과율 조정층이 매우 얇아, 위상 시프터막의 대부분을 위상 조정층이 점유하기 때문에, 위상 조정층의 에칭에 의해 실질적인 CD 제어가 가능하게 된다. 그 결과, 고정밀도의 CD 제어를 행할 수 있다.
또한, 상기와 동일한 관점으로부터, 투과율 조정층의 막 두께는 80Å 이하, 보다 바람직하게는 70Å 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 투과율 조정층으로서의 기능을 얻기 위해서나, 위상 제어층의 에칭 스토퍼로서의 역할을 고려하면, 투과율 조정층의 하한은 5Å 이상, 보다 바람직하게는 20Å 이상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 위상 조정층은 주로 위상을 조정하는 기능을 갖지만, 투과율을 조정하는 기능도 갖는 것이다. 한편, 투과율 조정층은 주로 투과율을 조정하는 기능을 갖지만, 위상을 조정하는 기능도 갖는 것이다.
즉, 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크(하프톤형 위상 시프트 마스크)에서의 위상 시프터막으로서 요구되는 노광광의 위상 시프트각을 A(deg)로 한 경우, 위상 조정층에 의한 노광광의 위상 시프트량을 φ1, 투과율 조정층에 의한 노광광의 위상 시프트량을 φ2로 하면,
0<φ2<φ1<A(deg) …(식 1)
라는 관계로 된다.
또한, 상층이 주로 위상 시프트량을 조정하는 기능을 하는 층(위상 조정층)으로 하고, 하층이 주로 투과율을 조정하는 기능을 하는 층(투과율 조정층)이 되도록 하는 2층 구조로 하는 경우, 예를 들어 다음과 같이 막 설계가 행해진다.
즉, 상층(위상 조정층)을 통과하는, 파장(λ)의 노광광의 위상 시프트량(φ(deg))을 φ1로 하면, 위상 조정층의 막 두께(d)는
d = (φ1/360)×λ/(n-1) …(식 2)
로 표시된다. 여기서, n은 파장(λ)의 빛에 대한 위상 조정층의 굴절률이다.
하프톤 위상 시프터부의 위상 시프트량(Φ)은 하층(투과율 조정층)의 위상 시프트량을 φ2로 했을 때,
Φ = φ1+φ2=A(deg) … (식 3)
이 되도록 설계할 필요가 있다. φ2의 값은 대략 -20°≤φ2≤20°의 범위이다. 즉, 이 범위를 벗어나면 하층의 막두께가 너무 두껍게 되어, 노광광의 투과율을 크게 할 수가 없다. 따라서, 상층의 막 두께(d)는
0.44×λ/(n-1)≤d≤0.56×λ/(n-1) …(식 4)
의 범위로 설계된다.
또한, 하프톤 위상 시프터막의 위상 시프트량은, 이상적으로는 180°이지만, 실용상으로는 180°±5°의 범위에 들면 된다.
또한, 노광광의 투과율은 3 내지 20%, 바람직하게는 6 내지 20%, 노광광 반사율은 30%, 바람직하게는 20%로 하는 것이 패턴 전사상 바람직하다. 또한, 검사광 투과율은 40% 이하로 하는 것이 마스크의 투과광으로 이용한 결함 검사를 행하는데 바람직하며, 검사광 투과율을 60% 이하, 및 검사광 반사율을 12% 이상 30% 이하로 함으로써, 마스크의 투과광과 반사광을 이용한 결함 검사를 행하는데 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서는 검사 파장에서의 상층의 막의 굴절률이 하층의 막의 굴절률보다도 작게 됨으로써, 검사광에 대한 반사율을 조정 가능하게 할 수 있다. 또한 노광 파장에 있어서도 상층의 막의 굴절률이 하층의 막의 굴절률보다도 작게 된다. 이 때문에, 노광광에 대한 반사율도 요구치 이하가 되도록 조정 가능하게 할 수 있다.
투과율 조정층의 재료로서는 금속 및 실리콘 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상으로 이루어진 막, 또는 이들의 산화물, 질화물 등, 산질화물, 탄화물을 이용할 수 있으며, 구체적으로는 알루미늄, 티타늄, 바나듐, 크롬, 지르코늄, 니오븀, 몰리브덴, 란탄, 탄탈륨, 텅스텐, 실리콘, 하프늄으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 재료로 이루어진 막 또는 이들의 질화물, 산화물, 산질화물, 탄화물 등이 권장된다.
또한, 위상 조정층으로서는 탄화규소, 질화규소, 산질화규소 등 규소를 모체로한 박막이 자외영역에서의 노광광에 대해, 비교적 높은 투과율을 얻기 쉽다고 하는 점에서 바람직하다. 더욱이, 이들 재료는 굴절률의 제어도 용이하기 때문에, 위상 시프터의 요점인 위상 시프트각의 제어성에 있어서도 우수하다. 또한, 막 재료로서의 주골격이 산화규소나 질화규소이기 때문에, 화학적 내구성에도 우수하다. 구체적으로는 규소, 산소 및/또는 질소를 포함하는 재료, 또는 이들에 금속, 인, 붕소, 탄소로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하여도 무방하다. 금속으로서는 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈륨, 티타늄, 크롬, 또는 다른 천이금속이 권장된다.
이러한 위상 조정층은 통상 불소계 가스를 이용한 건식 에칭에 의해 에칭할수 있다. 불소계 가스로서는, 예를 들어 CxFy(예를 들어, CF4, C2F6, C3F8), CHF3, SF6, 이들의 혼합가스 또는 이들에 첨가가스로서 O2, 희석가스(He, Ar, Xe)를 포함하는 것 등이 권장된다.
또한, 투과율 조정층은 위상 조정층의 에칭시의 에칭 스토퍼로서 기능하는 막인 것이 바람직하다. 여기서 말하는 에칭 스토퍼는 위상 조정층의 에칭의 진행을 저지하는 기능을 갖는 재료로 이루어진 막, 또는 위상 시프터막의 에칭의 종점 검출을 용이하게 하는 기능, 또는 그 양쪽 기능을 모두 갖는 재료로 이루어진 막이다.
투과율 조정층을 전자와 같은 위상 조정층의 에칭의 진행을 저지하는 기능을 갖는 재료로 이루어진 막으로 한 경우는, 투과율 조정층은 불소계 가스에 대해 내성을 갖고 또한 상기 불소계 가스와 다른 가스를 이용하여 에칭 가능한 막으로 할 필요가 있다.
또한, 본 발명에 있어서는 투과율 조정층의 투명기판에 대한 에칭 선택비가 5 이상인 것이 위상 조정층의 에칭에 의해 실질적인 CD 제어를 가능하게 한다는 점에서 바람직하다. 즉, 하층의 에칭 속도를 빠르게 함으로써, 오버 에칭 시간을 짧게 할 수 있기 때문에, 하층의 에칭에 의한 위상 조정층으로의 영향을 강하게 억제할 수 있다.
불소 가스와 다른 가스로서는 염소계 가스를 이용하는 것이 투명기판으로의 손상을 작게 할 수 있다는 관점으로부터 바람직하다. 염소계 가스로서는 Cl2, BCl3,HCl, 이들의 혼합가스 또는 이들에 첨가가스로서 희석가스(He, Ar, Xe)를 포함하는 것 등이 권장된다. 또한, 불소와 불소 이외의 가스를 동시에 포함하는 가스를 이용할 수도 있지만, 그 경우는 플라즈마 중의 활성종에서의 여기종의 비율이 많은 쪽을 우위로 하여, 불소 여기종이 많은 경우는 불소계 가스로 규정하고, 염소 여기종이 많은 경우는 염소계 가스로 규정한다. 또한, 단체(單體) 가스 조성에 있어서 불소와 그 이외의 할로겐 원소를 포함하는 경우(예를 들어 CIF3등)에 대해서는 불소계 가스로 한다.
염소계 가스를 이용한 건식 에칭을 행할 때의, 투명기판에 대한 에칭 선택비를 5 이상으로 할 수 있는 재료로서는 상기 하층의 재료가 Al, Ga, Hf, Ti, V 및 Zr로 이루어진 제 1군으로부터 선택되는 금속 단체 또는 이들 금속을 2종 이상을 포함하는 재료(제 1 재료)로 이루어진, 또는 상기 하층의 재료가 Cr, Ge, Pd, Si, Ta, Nb, Sb, Pt, Au, Po, Mo 및 W로 이루어진 제 2군으로부터 선택되는 1종의 금속에 상기 제 1군으로부터 선택되는 적어도 1종을 첨가한 재료(제 2 재료)로 이루어진, 또는 상기 하층의 재료가 상기 금속 단체, 상기 제 1 재료 또는 상기 제 2 재료에 질소 및/또는 탄소를 함유시킨 재료를 권장할 수 있다.
특히, 염소가스에 대해서는 Zr, Hf, TaZr, TaHf, HfSi에 대해 에칭 선택비가 5 이상으로 되는 것이 확인된다.
또한, 본 발명에 의하면, 하프톤 위상 시프터부의 광 투과부와의 경계 근방을 제외한 소망하는 영역에 차광층이 형성됨으로써, 고정밀도의 패턴 전사가 가능한 소위 트라이톤 타입의 하프톤형 위상 시프트 마스크를 얻을 수가 있다. 보다 상세하게 설명하면, 하프톤형 위상 시프트 마스크에서의 하프톤 위상 시프터부에 있어서는 그 주위에 강한 광 강도 영역(사이드로브 상)이 발생하여(도 4), 피전사 기판 위의 레지스트가 노광되는 경우가 있다. 이것에 의해 발생되는 피전사 기판 위의 레지스트의 막 감소는 형성되는 패턴 정밀도의 악화로 이어진다. 특히, 최근에는 위상 시프트 효과를 충분히 얻기 위해 하프톤 위상 시프터부의 투과율이 크게 되는 경향에 있지만, 그 경우는 이 사이드로브 상이 특히 큰 문제가 된다. 따라서, 도 5에 나타난 바와 같이, 투명기판(2) 위의 하프톤 위상 시프터부(5)에서의 광투과부(7)와의 경계 근방(5a)을 제외한 소망하는 영역, 즉 사이드로브 상의 강도를 저감할 수 있는 영역에 차광층(9a)을 설치함으로써, 위상 시프트 효과가 충분히 얻어지고 또한 피전사 기판 위의 레지스트의 막 감소를 방지한, 고정밀도의 전사 패턴을 얻을 수 있다. 본 구성은 고투과율 제품인 하프톤 위상 시프터막의 투과율이 8 내지 30%, 바람직하게는 9 내지 25%의 하프톤형 위상 시프트 마스크에 대해 특히 유효하다.
또한, 하프톤형 위상 시프트 마스크로서는 도 5에 나타난 바와 같이 전사 영역(I)을 제외한 비전사 영역에 차광대(9b)를 갖는 것이 바람직하다. 이 차광대는 1장의 마스크를 이용하여 피전사 기판 위의 복수의 개소에 노광할 때, 노광 영역(area)이 중첩되는 부분에서 피전사물이 다중 노광됨으로써 피전사 기판 위의 레지스트가 막 감소를 일으키는 것을 방지하는 것이다.
또한, 본 발명에서의 투명기판으로서는 합성 석영기판 등을 이용할 수 있으며, 특히 F2엑시머 레이저를 노광광으로서 이용하는 경우는 F도프 합성 석영기판, 불화칼슘 기판 등을 이용할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 이용하여 본 발명을 상세하게 설명하겠지만, 본 발명은 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
도 1a는 상기 실시예 및 비교예에 의한 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크, 도 1b는 상기 실시예 및 비교예에 의한 하프톤형 위상 시프트 마스크의 모식적인 단면을 나타낸다.
도 1a에 있어서, 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크(1)는 투명기판(2)과, 그 위에 하층(3) 및 하층의 바로 위에 형성된 상층(4)으로 이루어진 하프톤 위상 시프터막(5)으로 구성된다.
도 1b에 있어서, 하프톤형 위상 시프트 마스크(1')는 투명기판(2) 위에, 하층부(3'), 및 하층부(3') 바로 위에 형성된 상층부(4')로 이루어진 하프톤 위상 시프터부(5')로 구성되고, 하프톤 위상 시프터부가 형성된 광 반투과부(6)와 하프톤 위상 시프터부가 형성되지 않은 광투과부(7)로 이루어진 마스크 패턴(8)이 형성된다. 하프톤 위상 시프터막(5) 및 하프톤 위상 시프터막(5')은 노광광에 대해 소망하는 투과율을 갖고, 또한 약 180도로 된다. 또한, 검사 파장에서의 투과율, 또는 투과율과 반사율이 소망하는 범위가 되도록 설계되어 있다.
(하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조)
다음으로, 도 2a 내지 2d를 참조하면서, 본 발명의 제조공정에 대해 설명한다.
우선, 합성 석영으로 이루어지는 투명기판(2) 위에, 탄탈륨과 하프늄으로 이루어진 타겟(Ta : Hf = 9 : 1(원자비)), 및 희석 가스(아르곤 가스)를 스퍼터링 가스로서 이용하고, DC 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여 TaHf로 이루어진 투과율 조정층(3)을 60Å의 것(실시예 1), 70Å의 것(실시예 2), 80Å의 것(실시예 3), 90Å의 것(실시예 4)을 성막(成膜)하였다.
다음으로, Si를 타겟으로 하고, Ar, O2, N2를 스퍼터 분위기 가스로 한 반응성 스퍼터링법에 의해 SiON막을 하층(3) 바로 위에 DC 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여 SiOxNy로 이루어진 위상 조정층(4)을 성막하였다(도 2a).
다음으로, 상기에서 얻어진 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크를 400℃에서 한시간 동안 열처리를 행하였다. 본 실시예에서는 투과율 조정층과 위상 조정층으로 이루어진 위상 시프터막은 F2엑시머 레이저의 파장인 157nm에 대해, 투과율 6%, 위상 시프트량 : 약 180°로 설계된다.
비교를 위해, 상기 실시예에서 투과율 조정층의 막 두께를 100Å으로 하고, 투과율 조정층과 위상 조정층으로 이루어진 위상 시프터막은 F2엑시머 레이저의 파장인 157nm에 대해, 투과율 6%, 위상 시프트량 : 약 180°로 설계한 것 이외에는 상기 실시예와 동일하게 하여 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다(비교예 1).
도 6 및 도 7은 각각 실시예 2 및 비교예 1에서의 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크의 투과율 및 표면 반사율을 나타낸다. 이 도면으로부터 명확한 바와 같이, 투과율 조정층이 100Å인 경우에 비해, 투과율 조정층이 70Å인 경우가, 반사율 커브의 진폭이 작다. 그 결과, 투과율 조정층이 70Å인 경우는 광범위한 파장영역에서, 반사율을 30% 이하로 할 수 있었다. 또한, 실시예 1, 실시예 3, 실시예 4의 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에 대해서도, 광범위한 파장영역에서, 반사율을 30% 이하로 할 수 있었다. 한편, 비교예 1의 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에서는 반사율이 30% 이하로 되는 파장 영역이 좁아, 예를 들어 검사 파장으로서 257nm가 이용되는 경우, 반사율이 너무 높아진다.
(하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조)
다음으로, 도 2a에 나타낸 실시예 1 내지 4, 및 비교예 1에서 얻어진 2층막 위에 크롬을 주성분으로 하는 차광막(9), 전자선 묘화 레지스트(10)를 차례대로 적층하였다(도 2b). 그리고, 레지스트 위에 전자선에 의한 패턴 묘화를 행한 후, 침지법에 의한 현상 및 베이크를 행함으로써, 레지스트 패턴(10')을 형성하였다(도 2c). 계속해서, 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여, Cl2+O2가스로의 건식 에칭에 의해, 차광대 막 패턴(9') 형성을 행하였다. 더욱이, 가스를 변경하여, 위상 시프터부의 패턴 형성을 행하였다. 이 때, 위상 조정층(4)의 에칭에는 CF4+O2, 투과율 조정층(3)의 에칭에는 Cl2가스를 이용하였다(도 2d). 또한, TaHf로 이루어진 투과율 조정층의 투명기판에 대한 에칭 선택비는 5 이하였다.
다음으로, 형성된 패턴 위의 레지스트를 박리하고(도 3a), 다시 전면(全面)에 레지스트(11)를 도포(도 3b)한 후, 레이저 묘화·현상 공정을 거쳐, 레지스트 패턴(11')을 형성하였다(도 3c). 그리고, 습식 에칭에 의해, 전사 영역(I)을 제외한 비전사 영역에 차광대(12)를 형성하였다. 계속해서, 레지스트 패턴을 박리하여, 하프톤형 위상 시프트 마스크를 얻었다(도 3d).
실시예 1 내지 4에서의 위상 시프터부는 비교예 1에 비해, CD 제어성이 우수하였다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 위상 시프트 블랭크에 있어서의 위상 시프터막의 표면 반사율의 변동폭이 노광광의 파장∼700nm에서 20% 이내인 것을 특징으로 하는 것이다. 따라서, 노광광의 파장이 157nm인 경우는 157nm 내지 700nm, 노광광의 파장이 193nm인 경우는 193nm 내지 700nm가 된다. 700nm으로 한 이유는 대부분의 평가·검사장치에서 700nm 이하의 파장이 이용되고 있기 때문이다.
이러한 변동폭으로 함으로써, 노광광, 검사광 및 평탄도, 응력 등 다른 검사에 이용되는 광, 얼라이먼트 광 등, 복수의 조사광에 대해 적응 범위로 되는 반사율을 얻을 수 있다.
또한, 위상 시프터막의 노광광의 파장∼700nm의 범위에서의 최저 반사율은 5% 이상, 보다 바람직하게는 8% 이상으로 하는 것이 반사광의 검출 감도라는 관점에서 바람직하다. 또한, 기판과의 콘트라스트를 고려하면, 최저 반사율은 10% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 반사율이 너무 높아도 검출 감도가 너무 높아 바람직하지 않으며, 동일한 파장범위에서의 최대 반사율은 실용성의 관점으로부터 40 이하, 보다 바람직하게는 30% 이하인 것이 바람직하다. 즉, 노광광의 파장∼700nm의 범위에서, 반사율이 8 내지 40%의 범위에 있는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 10 내지 30% 범위 내에 있는 것이다.
또한, 투과광을 이용한 검사를 고려하면, 투과광은 노광 파장∼400nm에서 40% 이하인 것이 바람직하며, 특히 마스크의 외관·이물질·결함 검사의 파장을 포함하는 200nm 내지 370nm의 범위에서 40% 이하로 되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는, 위상 시프터막은 주로 노광광의 위상을 제어하는 위상 조정층과, 상기 투명기판과 위상 조정층 사이에 형성되어 주로 노광광의 투과율을 제어하는 기능을 갖는 투과율 조정층을 갖는 것이, 단파장화(140nm 내지 200nm), 구체적으로는 ArF 엑시머 레이저의 파장인 193nm, 및 F2 엑시머 레이저의 파장인 157nm에 적합하게 이용되는 블랭크를 얻는데 바람직하다.
또한, 위상 조정층은 주로 위상을 조정하는 기능을 갖지만, 투과율을 조정하는 기능도 갖는 것이다. 한편, 투과율 조정층은 주로 투과율을 조정하는 기능을 갖지만, 위상을 조정하는 기능도 갖는 것이다.
즉, 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크(하프톤형 위상 시프트 마스크)에서의 위상 시프터막으로서 요구되는 노광광의 위상 시프트각을 A(deg)로 한 경우, 위상 조정층에 의한 노광광의 위상 시프트량을 φ1, 투과율 조정층에 의한 노광광의 위상 시프트량을 φ2로 하면,
0<φ2<φ1<A(deg) …(식 1)
라는 관계로 된다.
또한, 상층이 주로 위상 시프트량을 조정하는 기능을 하는 층(위상 조정층)으로 하고, 하층이 주로 투과율을 조정하는 기능을 하는 층(투과율 조정층)이 되도록 하는 2층 구조로 하는 경우, 예를 들어 다음과 같이 막 설계가 행해진다.
즉, 상층(위상 조정층)을 통과하는, 파장(λ)의 노광광의 위상 시프트량(φ(deg))을 φ1로 하면, 위상 조정층의 막 두께(d)는
d = (φ1/360)×λ/(n-1) …(식 2)
로 표시된다. 여기서, n은 파장(λ)의 빛에 대한 위상 조정층의 굴절률이다.
하프톤 위상 시프터부의 위상 시프트량(Φ)은 하층(투과율 조정층)의 위상 시프트량을 φ2로 했을 때,
Φ = φ1+φ2=A(deg) …(식 3)
이 되도록 설계할 필요가 있다. φ2의 값은 대략 -20°≤φ2≤20°의 범위이다. 즉, 이 범위를 벗어나면 하층의 막 두께가 너무 두껍게 되어, 노광광의 투과율을 크게 할 수가 없다. 따라서, 상층의 막 두께(d)는
0.44×λ/(n-1)≤d≤0.56×λ/(n-1) …(식 4)
의 범위로 설계된다.
또한, 하프톤 위상 시프터막의 위상 시프트량은, 이상적으로는 180°이지만, 실용상으로는 180°±5°의 범위에 들면 된다.
또한, 노광광의 투과율은 3 내지 20%, 바람직하게는 6 내지 20%, 노광광 반사율은 30%, 바람직하게는 20%로 하는 것이 패턴 전사상 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 검사 파장에서의 상층의 막의 굴절률을 하층의 막의 굴절률보다도 작게 함으로써, 검사광에 대한 반사율을 조정할 수 있다. 또한, 노광 파장에 있어서도, 상층의 막의 굴절률이 하층의 막의 굴절률보다도 작게 된다. 이 때문에, 노광광에 대한 반사율도 요구치 이하가 되도록 조정할 수 있다.
투과율 조정층의 재료로서는 금속 및 실리콘 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상으로 이루어진 막, 또는 이들의 산화물, 질화물, 산질화물, 탄화물 등을 이용할 수 있으며, 구체적으로는 알루미늄, 티타늄, 바나듐, 크롬, 지르코늄, 니오븀, 몰리브덴, 란탄, 탄탈륨, 텅스텐, 실리콘, 하프늄으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 재료로 이루어진 막 또는 이들의 질화물, 산화물, 산질화물, 탄화물 등이 권장된다.
또한, 위상 조정층으로서는 탄화규소, 질화규소, 산질화규소 등 규소를 모체로한 박막이 자외영역에서의 노광광에 대해, 비교적 높은 투과율을 얻기 쉽다는 점에서 바람직하다. 더욱이, 이들 재료는 굴절률의 제어도 용이하기 때문에, 위상 시프터의 요점인 위상 시프트각의 제어성에 있어서도 우수하다. 또한, 막 재료로서의 주골격이 산화규소나 질화규소이기 때문에, 화학적 내구성도 우수하다. 구체적으로는 규소, 산소 및/또는 질소를 포함하는 재료, 또는 이들에 인, 붕소, 탄소로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하여도 무방하다.
이러한 위상 조정층은 통상 불소계 가스를 이용한 건식 에칭에 의해 에칭할수 있다. 불소계 가스로서는, 예를 들어 CxFy(예를 들어, CF4, C2F6, C3F8), CHF3, SF6, 이들의 혼합가스 또는 이들에 첨가가스로서 O2, 희석가스(He, Ar, Xe)를 포함하는 것 등이 권장된다.
또한, 투과율 조정층은 위상 조정층의 에칭시의 에칭 스토퍼로서 기능하는 막인 것이 바람직하다. 여기서 말하는 에칭 스토퍼는 위상 조정층의 에칭의 진행을 저지하는 기능을 갖는 재료로 이루어진 막, 또는 위상 시프터막의 에칭의 종점 검출을 용이하게 하는 기능, 또는 그 양쪽 기능을 갖는 재료로 이루어진 막이다.
투과율 조정층을 전자와 같은 위상 조정층의 에칭의 진행을 저지하는 기능을 갖는 재료로 이루어진 막으로 한 경우, 투과율 조정층은 불소계 가스에 대해 내성을 갖고 또한 상기 불소계 가스와 다른 가스를 이용하여 에칭할 수 있는 막으로 할 필요가 있다.
불소 가스와 다른 가스로서는 염소계 가스를 이용하는 것이 투명기판에서의 손상을 작게 할 수 있다는 관점에서 바람직하다. 염소계 가스로서는 Cl2, BCl3, HCl, 이들의 혼합가스 또는 이들에 첨가가스로서 희석가스(He, Ar, Xe)를 포함하는 것 등이 권장된다. 또한, 불소와 불소 이외의 가스를 동시에 포함하는 가스를 이용할 수도 있지만, 그 경우에는 플라즈마 중의 활성종에서의 여기종의 비율이 많은 쪽을 우위로 하여, 불소 여기종이 많은 경우는 불소계 가스로 규정하고, 염소 여기종이 많은 경우는 염소계 가스로 규정한다. 또한, 단체 가스 조성에 있어서 불소와 그 이외의 할로겐 원소를 포함하는 경우(예를 들면 CIF3 등)에 대해서는 불소계 가스로 한다.
또한, 투과율 조정층의 투명기판에 대한 에칭 선택비가 5 이상인 것이 위상 조정층의 에칭에 의해 실질적인 CD 제어를 가능하게 한다는 점에서 바람직하다. 즉, 하층의 에칭 속도를 빠르게 함으로써, 오버 에칭 시간을 짧게 할 수 있기 때문에, 하층의 에칭에 의한 위상 조정층으로의 영향을 강하게 억제할 수 있다.
염소계 가스를 이용한 건식 에칭을 행할 때의, 투명기판에 대한 에칭 선택비를 5 이상으로 할 수 있는 재료로서는 상기 하층의 재료가 Al, Ga, Hf, Ti, V 및 Zr로 이루어진 제 1군으로부터 선택되는 금속 단체 또는 이들 금속을 2종 이상을 포함하는 재료(제 1 재료)로 이루어진, 또는 상기 하층의 재료가 Cr, Ge, Pd, Si, Ta, Nb, Sb, Pt, Au, Po, Mo 및 W로 이루어진 제 2군으로부터 선택되는 1종의 금속에 상기 제 1군으로부터 선택되는 적어도 1종을 첨가한 재료(제 2 재료)로 이루어진, 또는 상기 하층의 재료가 상기 금속 단체, 상기 제 1 재료 또는 상기 제 2 재료에 질소 및/또는 탄소를 함유시킨 재료를 권장할 수 있다.
특히, 염소가스에 대해서는, Zr, Hf, TaZr, TaHf, HfSi에 대해 에칭 선택비가 5 이상으로 되기 때문에, 오버 에칭 시간을 짧게 줄일 수 있다는 점에서 바람직하다.
본 발명에서는 위상 시프터막을, 주로 노광광의 위상을 제어하는 위상 조정층과, 상기 투명기판과 위상 조정층 사이에 형성되어 주로 노광광의 투과율을 제어하는 기능을 갖는 투과율 조정층으로 하고, 더욱이 최상층에 반사 조정층을 설치하는 형태를 포함하는 것이다(형태 1). 이러한 구성으로 함으로써, 위상 시프터막의반사 스펙트럼을 브로드화(평탄화)할 수 있다.
여기서, 반사 조정층은 위상을 조정하는 기능 및 투과율을 조정하는 기능도 담당하는 것이다. 즉, 반사 조정층의 위상차를 φ3으로 하면, 식 3은
Φ = φ1+φ2+φ3=A(deg) …(식 5)
으로 변경된다.
또한, 반사 조정층의 투과율도 고려하여 막 설계를 행한다.
반사 조정층의 재료로서는 금속 및 실리콘 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원소로 이루어진 재료, 또는 그 산화물, 질화물이 권장되며, 구체적으로는 크롬, 탄탈륨, 실리콘 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원소로 이루어진 재료, 또는 그 산화물, 질화물이 권장된다. 또한, 가공 공정의 번잡화를 방지하기 위해, 재료 선정은, 예를 들어 위상 조정층과 함께 에칭 가능한, 위상 시프터막 위에 통상 형성되는 차광막과 함께 에칭 가능한 등의 에칭 특성을 고려하여 선정하는 것이 바람직하다.
반사 조정층의 막 두께는 10 내지 100Å으로 하는 것이 바람직하다. 10Å보다 얇으면, 반사 스펙트럼의 브로드화 효과가 충분히 얻어지지 않고, 100Å보다 두꺼우면, 반사율이 너무 높아진다.
또한, 본 발명에서는 위상 시프터막을, 주로 노광광의 위상을 제어하는 위상 조정층과, 상기 투명기판과 위상 조정층 사이에 형성되어 주로 노광광의 투과율을 제어하는 기능을 갖는 투과율 조정층으로 하고, 위상 조정층이 금속, 실리콘, 및 산소 및/또는 질소를 함유하는 형태를 포함하는 것이다(형태 2). 이러한 구성으로함으로써, 위상 시프터막의 반사 스펙트럼을 브로드화(평탄화)할 수 있다.
금속으로서는 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈륨, 티타늄, 크롬 또는 다른 천이금속이 권장된다. 또한, 금속의 함유량은 1 원자% 이상 7 원자% 미만, 보다 바람직하게는 2 원자% 이상 5 원자% 미만으로 하는 것이 바람직하다. 상기 하한을 벗어나면, 반사 스펙트럼의 브로드화 효과가 충분히 얻어지지 않고, 상한을 초과하면, 투과율이 저하되어 노광광의 투과율 제어가 곤란하게 된다.
또한, 본 발명은 상기 형태 1 및 형태 2로 한정되지 않고, 예를 들어 투과율 조정층과 위상 조정층의 막 두께나 재료 등을 조정함으로써, 위상 시프터막의 표면 반사율의 변동폭이 노광광의 파장∼700nm에서 20% 이내가 되는 것은 본 발명에 포함되는 것이다.
또한, 본 발명에서의 투명기판으로서는 합성 석영기판 등을 이용할 수 있으며, 특히 F2엑시머 레이저를 노광광으로 이용하는 경우는 F도프 합성 석영기판, 불화칼슘 기판 등을 이용할 수 있다.
이하, 실시예를 이용하여, 본 발명을 상세하게 설명한다.
(실시예 3)
본 실시예에서는 본 발명에서의 하프톤 위상 시프트 마스크 중, F2엑시머 레이저 노광에 대응한 마스크의 제작 방법을 나타낸다.
불소 도프 석영기판(CaF2기판도 가능) 위에, Ta-Hf 합금 타겟(Ta : Hf = 9: 1(원자비))을 이용하고, Ar을 스퍼터 가스로 하여, Ta-Hf를 35Å 두께로 성막한다. 다음으로, Si 타겟을 이용하고, Ar, O2, N2를 스퍼터 가스로 하여, 파장 157nm에서의 굴절률 n=2.0, 흡광계수(消衰係數: extinction coefficient) k=0.25로 되도록 가스 유량을 조절하여 제작한 SiON막을 780Å 두께로 성막한다. 마지막으로, Ta 타겟을 이용하고, Ar을 스퍼터 가스로 하여, Ta를 35Å 두께로 성막하여, 위상 시프터막을 얻는다.
상기 성막 방법에 의해 형성된 위상 시프터막의 투과, 반사 스펙트럼을 도 8에 나타낸다. 140nm 내지 800nm의 넓은 파장범위에서 반사율이 10 내지 30%의 범위에 있는 것이 확인되기 때문에, 당연히 157nm 내지 700nm의 범위에서 반사율이 10 내지 30%의 범위에 있는 것이 확인된다. 또한, F2엑시머 레이저의 파장 157.6nm에서의 광 투과율은 6.1%이었다.
상기 위상 시프터막에 대해, 광원 488nm에서의 결함·이물질 검사를 행한 결과, 양호한 측정감도 및 측정 재현성이 얻어졌다.
다음으로, 도 12a에 나타낸 바와 같이, 불소 도프 석영기판으로 이루어진 투명기판(2) 위에, Ta-Hf로 이루어진 투과율 조정층(3), SiON으로 이루어진 위상 조정층(4), 및 Ta로 이루어진 반사율 조정층(5)으로 구성되는 위상 시프터막(6) 위에, 크롬을 주성분으로 하는 차광대 막(9), 전자선 묘화 레지스트(10)를 차례대로 적층한다(도 12b).
그리고, 레지스트(10) 위에 전자선에 의한 패턴 묘화를 행한 후, 현상액 침지 및 베이크를 행함으로써, 레지스트 패턴(10')을 형성한다(도 12c). 계속해서, 레지스트 패턴(10')을 마스크로 하여, Cl2+O2가스 등으로의 건식 에칭에 의해 차광대 막(9)의 패턴 형성을 행한다. 또한, 가스를 변경하고, 차광대 막(9)을 마스크로 하여 위상 시프터막(6)의 패턴 형성을 행한다(도 12d). 본 실시예에서는 우선 반사율 조정층(5) 및 위상 조정층(4)의 에칭을 CF4+O2로 행하고, 계속해서 투과율 조정층(3)의 에칭을 Cl2가스로 행하였다. 에칭의 종점 검출은 반사광학식으로 행하고, 각 층의 종점은 반사광 강도 프로필의 변곡점으로 판별하였다. 패터닝된 위상 시프터막에 대해 단면 형상을 관찰한 결과, 수직의 단면이 관찰되었다.
다음으로, 형성된 패턴 위의 레지스트를 박리하고(도 13a), 다시 전면에 레지스트(11)를 도포한 후(도 13b), 묘화·현상 공정을 거쳐, 마스크 패턴 둘레에 레지스트 패턴(11')을 형성한다(도 13c). 그리고, 습식 에칭 또는 건식 에칭에 의해 레지스트 패턴(11')의 하부를 제외한 Cr을 제거하고, 전사 영역(I)을 제외한 비전사 영역에 차광대(12)를 형성하여, 하프톤형 위상 시프트 마스크를 얻는다(도 13d). 이 마스크의 광 투과부와 하프톤 위상 시프터부의 위상차를, 위상차계(位相差計)를 이용하여 측정한 결과, 노광파장에서 180°이었다.
실시예 3에서 얻어진 하프톤 위상 시프트 마스크에 대해, 광원파장 257nm, 364nm에서의 결함·이물질 검사(Starlight, Terascan 등), 광원파장 633nm에서의 평탄도 측정(TROPEL)을 실시한 결과, 모두 양호한 측정감도 및 측정 재현성이 얻어졌다.
(비교예)
실시예 3에서의 반사율 조정층이 없고, 또한 투과율 조정층의 막 두께를 70 Å으로 한 경우의 위상 시프터막의 투과·반사 스펙트럼을 도 9에 나타낸다. F2엑시머 레이저의 파장 157.6nm에서의 투과율 및 위상각은 변경되지 않았지만, 반사율의 파장 변동은 크게 되어, 488nm에서의 반사율은 불과 1.5%이었다. 상기 위상 시프터막에 대해, 광원 488nm에서의 결함·이물질 검사를 복수회 행한 결과, 검출감도가 충분히 얻어지지 않고, 입자크기의 분포에 재현성이 나타나지 않았다.
(실시예 4)
본 실시예에서는 본 발명에서의 하프톤 위상 시프트 마스크 중, ArF 엑시머 레이저 노광에 대응한 마스크의 제작방법을 나타낸다.
합성 석영기판 위에, 실시예 3과 동일한 Ta-Hf 합금 타겟을 이용하고, Ar을 스퍼터 가스로 하여, Ta-Hf를 35Å 두께로 성막한다. 다음으로, Si 타겟을 이용하고, Ar, O2, N2를 스퍼터 가스로 하여, 파장 193nm에서의 굴절률 n=2.1, 흡광계수 k=0.12로 되도록 가스 유량을 조절하여 제작한 SiON막을 840Å 두께로 성막한다. 마지막으로, Ta 타겟을 이용하고, Ar을 스퍼터 가스로 하여, Ta를 30Å 두께로 성막하여, 위상 시프터막을 얻는다.
상기 성막 방법에 의해 형성된 위상 시프터막의 투과· 반사 스펙트럼을 도10에 나타낸다. 140nm 내지 800nm의 넓은 파장범위에서 반사율이 10 내지 30%의 범위에 있는 것이 확인되기 때문에, 당연히 193nm 내지 700nm의 범위에서 반사율이 10 내지 30%의 범위에 있는 것이 확인된다. 또한, ArF 엑시머 레이저의 파장 193nm에서의 광투과율은 15.2%이었다.
그 후, 실시예 1과 동일한 마스크 패턴 형성 및 차광대 형성을 행하여, 하프톤 위상 시프트 마스크를 얻는다. 이 마스크의 광 투과부와 하프톤 위상 시프터부의 위상차를, 위상차계를 이용하여 측정한 결과, 노광파장에서 180°이었다.
실시예 4에서 얻어진 하프톤 위상 시프트 마스크에 대해, 광원 파장 257nm, 364nm에서의 결함·이물질 검사(Starlight, Terascan 등), 광원 파장 633nm에서의 평탄도 측정(TROPEL)을 실시한 결과, 모두 양호한 측정감도 및 측정 재현성이 얻어졌다.
(실시예 5)
본 실시예에서는 본 발명에서의 하프톤 위상 시프트 마스크 중, ArF 엑시머 레이저 노광에 대응한 마스크의 제조방법을 나타낸다.
합성 석영기판 위에, Ta-Hf 합금 타겟을 이용하고, Ar을 스퍼터 가스로 하여, Ta-Hf를 35Å 두께로 성막한다. 다음으로, MoSi타겟(Mo : Si = 8 : 92(원자비))을 이용하고, Ar, O2, N2를 스퍼터 가스로 하여, 파장 193nm에서의 굴절률 n=2.04, 흡광계수 k=0.29로 되도록 가스 유량을 조절하여 제작한 MoSiON막을900Å 두께로 성막한다. 이 때의 MoSiON막의 막 조성은 ESCA의 분석에 의하면, Mo : 4.6 원자%, Si : 29.9 원자%, O : 39.5%, N : 26.0%이었다.
상기 성막 방법에 의해 형성된 위상 시프터막의 투과·반사 스펙트럼을 도 11에 나타낸다. 180nm 내지 900nm의 넓은 파장범위에서 반사율의 변동률이 20% 이내에 있는 것이 확인되기 때문에, 당연히 193nm 내지 700nm의 범위에서 반사율의 변동률이 20% 이내에 있는 것이 확인된다. 또한, ArF 엑시머 레이저의 파장 193nm에서의 광 투과율은 15.2%이었다.
그 후, 실시예 1과 동일한 마스크 패턴 형성 및 차광대 형성을 행하여, 하프톤 위상 시프트 마스크를 얻는다. 이 마스크의 광 투과부와 하프톤 위상 시프터부의 위상차를, 위상차계를 이용하여 측정한 결과, 노광 파장에서 180°이었다.
실시예 10에서 얻어진 하프톤 위상 시프트 마스크에 대해, 광원 파장 257nm, 364nm에서의 결함·이물질 검사(Starlight, Terascan 등), 광원 파장 633nm에서의 평탄도 측정(TROPEL)을 실시한 결과, 모두 양호한 측정 감도 및 측정 재현성이 얻어졌다.
본 발명의 구성에서는 주로 노광광의 투과율의 강도를 제어하는 기능을 갖는 적어도 한 층의 투과율 조정층과, 주로 노광광의 위상을 제어하는 적어도 한 층의 위상 조정층을 갖는 위상 시프터부에 있어서, 위상 조정층으로서 이용되는 박막 재료에 대해 소망하는 양의 탄소를 막 조성 중에 도입함으로써, 투과율 조정층과의 적층 구조에 있어서, 노광 파장 및 노광 파장보다도 긴 파장의 검사광, 얼라이먼트광의 투과율의 제어를 행할 때, 노광 파장에서의 투과율 감소를 경미하게 억제하면서, 특히 240nm에서 650nm의 파장범위에서의 상기 위상 조정층의 투과율을 효과적으로 감쇠, 또는 파장에 대한 투과율 변동의 의존성을 경감할 수 있다. 그 결과, 140nm 내지 200nm의 범위의 파장의 노광광에 대한 투과율 및 노광파장보다도 긴 파장의 검사광, 얼라이먼트광의 투과율의 제어가 가능하게 된다.
또한, 위상 조정층은 주로 위상을 조정하는 기능을 갖지만, 투과율을 조정하는 기능도 갖는 것이다. 한편, 투과율 조정층은 주로 투과율을 조정하는 기능을 갖지만, 위상을 조정하는 기능도 갖는 것이다.
즉, 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크(하프톤형 위상 시프트 마스크)에서의 위상 시프터막으로서 요구되는 노광광의 위상 시프트각을 A(deg)로 한 경우, 위상 조정층에 의한 노광광의 위상 시프트량을 φ1, 투과율 조정층에 의한 노광광의 위상 시프트량을 φ2로 하면,
0<φ2<φ1<A(deg)
라는 관계가 된다.
또한, 상층이 주로 위상 시프트량을 조정하는 기능을 하는 층(위상 조정층)으로 하고, 하층이 주로 투과율을 조정하는 기능을 하는 층(투과율 조정층)이 되도록 하는 2층 구조로 하는 경우, 예를 들어 다음과 같이 막 설계가 행해진다.
즉, 상층(위상 조정층)을 통과하는, 파장(λ)의 노광광의 위상 시프트량(φ(deg))을 φ1로 하면, 위상 조정층의 막 두께(d)는
d = (φ1/360)×λ/(n-1) …(식 3)
로 표시된다. 여기서, n은 파장(λ)의 광에 대한 위상 조정층의 굴절률이다.
하프톤 위상 시프터부의 위상 시프트량(Φ)은 하층(투과율 조정층)의 위상 시프트량을 φ2로 하였을 때,
Φ = φ1+φ2=A(deg)
로 되도록 설계할 필요가 있다. φ2의 값은 대략 -20°≤φ2≤20°의 범위이다. 즉, 이 범위를 벗어나면 하층의 막두께가 너무 두껍게 되어, 노광광의 투과율을 크게 할 수가 없다. 따라서, 상층의 막 두께(d)는
0.44×λ/(n-1)≤d≤0.56×λ/(n-1) …(식 4)
의 범위로 설계되는 관계가 된다.
또한, 위상 시프터막으로서 요구되는 노광광의 위상 시프트각 A(deg)은, 이상적으로는 180°이지만, 실용상으로는 180°±5°의 범위에 들면 된다.
또한, 위상 조정층으로서는 산화규소, 질화규소, 산질화규소 등 규소를 모체로한 박막이 자외영역에서의 노광광에 대해, 비교적 높은 투과율을 얻기 쉽다는 점에서 바람직하다. 더욱이, 이들 재료는 굴절률의 제어도 용이하기 때문에, 위상 시프터의 요점인 위상 시프트각의 제어성에 있어서도 우수하다. 또한, 막 재료로서의 주골격이 산화규소나 질화규소이기 때문에, 화학적 내구성도 우수하다. 그런데, 원래 산화규소, 질화규소, 산질화규소 자체가 갖는 광학 특성으로서는 250nm 부근에서 급격히 흡광계수가 감소하여, 투과율이 향상되기 때문에, 예를 들어 ArF 엑시머 레이저의 파장인 193.4nm에서 소망하는 노광광 투과율을 설계한 경우, 그 이상의 파장인 257nm이나 364nm, 또는 488nm이나 633nm이라는 마스크 공정이나 전사공정에서 사용되는 대표적인 파장에 있어서, 투과율이 너무 높거나, 또는 파장간의 투과율 차이가 너무 크게 되는 문제가 발생되어, 제조공정에서의 적용성이 만족되지 않는 경우가 발생된다. 그래서, 상기와 같은 산화규소, 질화규소, 산질화규소 등 규소를 모체로 한 박막(규소, 및 산소 및/또는 질소를 함유하는 박막)에 탄소를 포함시킴으로써, 노광 파장에서의 투과율 감소를 경미하게 억제하면서, 특히 240nm에서부터 650nm의 파장범위에서의 상기 위상 조정층의 투과율을 효과적으로 감쇠, 또는 파장에 대한 투과율 변동의 의존성을 경감할 수 있다.
규소, 및 산소 및/또는 질소, 및 탄소를 함유하는 박막은 규소, 탄소, 질소 및 산소의 함유량이 각각 원자 백분율에서, 규소를 10% 내지 60%, 탄소를 5% 내지 70%, 질소를 0% 내지 80%, 산소를 0% 내지 60%로 규정하는 범위에서 함유하고, 또한 이들의 합량(合量)이 적어도 하프톤형 위상 시프터 부분을 구성하는 조성 전체의 80% 이상인 것이 바람직하다. 즉, 규소가 10% 미만인 경우, 규소와 탄소, 질소, 산소 등의 결합이 적어, 막의 치밀함을 향상시킬 수가 없고, 또한 60%보다 많으면, 규소 그 자체에 의한 흡광계수가 현재화(顯在化)되어 충분한 투과율을 얻기 어렵다. 또한, 탄소가 5% 미만인 경우, 규소와 탄소의 결합이 적게 되어, 화학적 내구성이 떨어지고, 또한 70%보다 많으면, 탄소의 특성이 우위로 되어, 예를 들어 진공자외에서의 노광(ArF : 193nm)으로 발생되는 오존 등에 의한 막질(膜質)의 열화가 현저하게 된다. 한편, 질소와 산소에 대해서는 투과율을 얻기 위해 상보적으로 이용할 필요가 있어, 한쪽이 0%인 경우 다른 쪽을 첨가하여 보충할 필요가 있다.
이상적으로는, 질소에 대해서는 10%를 하한으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 질소가 80%보다 많으면, 막의 골격을 형성하는 규소의 비율이 적게 되어, 치밀한 조성이 얻어지지 않게 된다. 산소 및 질소 중 적어도 한 쪽을 함유하는 경우, 산소가 60%보다 많으면, 성막시의 안정성이 충분하지 않기 때문에, 결함 품질이 양호한 막이 얻어지지 않는다.
또한, 상기의 규소, 및 산소 및/또는 질소, 및 탄소를 함유하는 박막에 금속, 인, 붕소로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 더 함유하여도 무방하다. 금속으로서는 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈륨, 티타늄, 크롬 또는 다른 천이금속이 권장된다. 금속, 인, 붕소로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유함으로써, 위상 조정층 그 자체의 흡광계수를 제어할 수 있기 때문에, 특히 흡광계수를 증가시킬 수 있다. 또한, 함유량으로서는 원자 백분율로 20% 이하가 바람직하다. 이보다 많으면, 단파장 영역에서의 투과율을 확보하는 것이 곤란하게 됨과 더불어, 내약품성이 악화될 우려가 있다. 동일한 이유로, 상기 함유량은 10% 이하로 하는 것이 바람직하며, 5% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
위상 조정층의 성막방법에 대해서는 일반적인 성막방법으로서, 스퍼터 성막법, 열 또는 플라즈마를 이용한 화학 증착법(CVD), 이온빔 증착법, (전자선) 증착법 등을 사용할 수 있다. 어떤 성막방법을 채용할 것인가는 기본적으로, 재료의 종류나 성상(性狀), 또는 소망하는 막질에 의해 적절하게 선택하면 되지만, 막질 제어성의 범위나 양산성을 고려한 경우, 현재의 상황에서는 스퍼터법이 가장 적합하다. 스퍼터 성막법의 경우, 타겟과 스퍼터 가스의 조합에 의해, 실질적인 막성분을 정할 수 있다. 그 조합은 다양하지만, 예를 들어 본 발명에 있는 막을 제작하는 경우에는, 스퍼터 타겟으로서 규소 또는 규소를 포함하는 타겟(예를 들어 박막에 금속을 포함하는 경우는 규소와 금속)을 이용하고, 스퍼터 가스로서 탄소를 포함하는 가스, 예를 들어 메탄, 에탄, 프로판, 에틸렌, 아세틸렌 등과, 질소를 포함하는 가스, 예를 들어 질소, 일산질소, 이산화질소, 일산화이질소, 소기(笑氣) 가스, 암모니아 가스 등, 또는 탄소와 산소를 동시에 포함하는 일산화탄소, 이산화탄소를 이용하고, 더욱이 아르곤, 크세논, 헬륨, 혹은 이들을 포함하는 가스를 적절하게 혼합하여 이용할 수 있다. 또한, 스퍼터 타겟으로서 탄소를 포함하는 타겟이나 질화규소를 포함하는 타겟, 또는 탄화규소를 포함하는 타겟, 더욱이 이들 소재의 복합 타겟을 이용하는 것도 가능하며, 그 때의 가스로는서는 스퍼터 효율과 최종적으로 목적으로 하는 막 조성에 적합한 성분을 첨가할 수 있는 가스 종류를 선택, 혼합하여 이용하면 된다.
또한, 스퍼터시의 전력 인가 방식, 스퍼터 출력, 가스압, 기판가열의 유무 등에 관해서는 이용하는 재료계, 목적의 막특성에 따라 적절하게 선택하면 된다.
또한, 본 발명에서의 투과율 조정층으로서는 크롬, 몰리브덴, 탄탈륨, 티타늄, 텅스텐, 하프늄, 지르코늄 등의 1종 또는 2종 이상의 합금으로 이루어진 금속막, 또는 이들 금속 또는 합금의 산화물, 질화물, 산질화물, 실리사이드 등으로 이루어진 재료를 권장할 수 있다.
또한, 위상 조정층은 질소를 포함함으로써 굴절률이 크게 되어, 막 두께를 얇게 할 수 있어 미세 가공성에 유리한 관점, 및 산소를 함유함으로써 고투과성을 얻어지는 관점으로부터, 규소, 산소, 질소, 탄소를 포함하는 막으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이산화탄소 가스를 이용한 반응성 스퍼터링에 의해 성막하는 것이성막 안정성이나 막 응력 저감의 관점에서 바람직하다고 사료된다.
또한, 본 발명에서는, 위상 시프터막은 투과율 조정층과 위상 조정층의 2층 구조로 한정되지 않고, 예를 들어 투과율 조정층과 위상 조정층을 교대로 적층한 다층 구조도 포함된다.
또한, 본 발명에서의 투명기판으로서는 합성 석영기판 등을 이용할 수 있으며, 특히 F2엑시머 레이저를 노광광으로서 이용하는 경우는 F도프 합성 석영기판, 불화칼슘 기판 등을 이용할 수 있다.
이하, 탄소 도입의 효과를 명확하게 하기 위해 행한 실험에 기초하여, 본 실시예를 설명한다.
(실시예 6)
실시예 6에서는 질화규소를 모체로 하는 막에 탄소를 도입하는 검토를 실시하였다.
직류 반응성 스퍼터링에서 타겟으로는 Si와 C가 1 대 1의 소결 SiC 타겟을 사용하고, 막 조성을 적절하게 변화시킬 목적으로, 타겟의 피(被)스퍼터 영역에 규소 또는 탄소의 단체 원소로 이루어진 소편(칩)을 배치하며, 면적비를 변화시켜 막 조성을 변화시켰다. 스퍼터링 가스로는 질소를 40sccm으로 하여 도입하였다. 이 때의 장치의 베이스 압력은 1×10-4Pa 이하이며, 스퍼터 중의 압력은 4×10-1Pa로 하였다.
도 15에 작성한 각종 탄소 도입 질화규소막의 투과율 특성을 나타낸다. 비교를 위해, 각 샘플의 막 두께는 대략 80nm으로 통일하였다. 결과로부터도 명확한 바와 같이, 막 중의 규소가 많은 막에서, 특히 250nm 근방에서부터 500nm 근방의 영역에 걸쳐 높은 투과율이 얻어지는 것을 알 수 있다. 이것에 대해, 막 중의 탄소의 함유량을 증가시킴에 따라, 특히 300nm 내지 350nm 부근을 중심으로 투과율이 감쇠되기 시작하여, 250nm 부근에서부터의 투과율 상승 구배도 억제되는 것이 나타난다. 이들 샘플에서의 193nm에서의 투과율 감쇠는 약 5% 정도이었만, 특히 300nm 근방에서의 투과율 감쇠는 30% 이상이었다. 따라서, 노광 파장(140nm 내지 200nm)에서의 투과율의 감소를 억제하면서, 검사 등에 이용되는 파장(240nm 내지 650nm)에서의 투과율을 효과적으로 감소할 수 있다는 것을 알 수 있다.
또한, 노광광을 193nm으로 하고, 검사 등에 사용되는 빛을 257nm 또는 365nm으로 한 경우에서도, 투과율 감쇠를 낮은 정도로 억제하면서, 투과율을 효과적으로 감쇠시키는 것이 가능하다.
또한, 막 중에 실질적으로 탄소를 도입함으로써 막의 굴절률이 변화하여, 위상 시프터막으로서 요구되는 위상각을 얻기 위한 막 두께가 변화한다. 따라서, 하프톤형 위상 시프트 마스크에서의 위상 시프터막의 위상 조정층으로서, 상기와 같은 규소, 질소 및 탄소로 실질적으로 이루어진 박막을 이용하기 위해서는 투과율 조정층과 맞추어 그 투과율 및 위상차가 위상 시프터막에 요구되는 소망하는 값이 되도록 조정함으로써, 하프톤형 위상 시프트 마스크에서의 위상 시프터막으로서의 기능을 달성할 수 있다.
(실시예 7)
본 실시예 7에서는 산화규소를 모체로 하는 막에 탄소를 도입하는 검토를 실시하였다.
산화규소에 탄소를 도입한 막을 얻는 방법으로서는 규소의 타겟을 이용하고, 직류 반응성 스퍼터링에서 스퍼터 가스로서 질소 10sccm으로 고정하고, 이산화탄소와 일산화탄소의 합량을 30sccm으로 하며, 혼합비를 변화시켜 검토하였다. 이 때의 장치의 베이스 압력은 1×10-4Pa 이하이며, 스퍼터 중의 압력은 4×10-1Pa로 하였다.
실시예 2에서 얻어진 막에 대해서도, 성막시의 가스 분압에서의 탄소비가 상승함에 따라, 효과적으로 250 내지 650nm 부근의 투과율을 감쇠시키는 것이 가능하였다. 이 외에 동일한 효과를 검증하는 방법으로서, 산화규소의 타겟을 이용한 RF 반응성 스퍼터에서, 타겟 위에 탄소의 단체 원소로 이루어진 소편(칩)을 배치하고, 질소 가스를 스퍼터 가스로서 도입하는 방법에 있어서도, 동등한 효과를 확인하였다.
또한, 본 실시예 7에서도, 하프톤형 위상 시프트 마스크에서의 위상 시프터막의 위상 조정층으로서, 상기와 같은 규소, 산소 및 탄소로 실질적으로 이루어진 박막을 이용하기 위해서는 투과율 조정층과 맞추어 그 투과율 및 위상차가 위상 시프터막에 요구되는 소망하는 값이 되도록 조정함으로써, 하프톤형 위상 시프트 마스크에서의 위상 시프터막으로서의 기능을 달성할 수 있다.
이상에 의해, 본 실시예에서도 실시예 1과 마찬가지로 막 중에 탄소를 도입한 위상 조정층을 작성함으로써 목적으로 한 투과율 제어가 가능하다.
(실시예 8)
본 실시예 8에서는 금속 원소를 포함하는 규소, 질소 및 산소를 모체로 하는 막에 탄소를 도입하는 검토를 실시하였다.
성막 방법으로서는 10atm%의 탄탈륨을 포함하는 규소의 타겟을 이용하고, 직류 반응성 스퍼터링에서 스퍼터 가스로서 질소 10sccm으로 고정하고, 이산화탄소와 일산화탄소의 합량을 30sccm으로 하며, 혼합비를 변화시켜 검토하였다. 이 때의 장치의 베이스 압력은 1×10-4Pa 이하이며, 스퍼터 중의 압력은 4×10-1Pa로 하였다.
본 실시예에서 얻어진 막에 대해서도, 성막시의 가스 분압에서의 탄소비가 상승함에 따라, 효과적으로 250 내지 650nm 부근의 투과율을 감쇠시키는 것이 가능하였다.
또한, 본 실시예 8에서도, 하프톤형 위상 시프트 마스크에서의 위상 시프터막의 위상 조정층으로서, 상기와 같은 탄탈륨, 규소, 산소 및 탄소로 실질적으로 이루어진 박막을 이용하기 위해서는 투과율 조정층과 맞추어 그 투과율 및 위상차가 위상 시프터막에 요구되는 소망하는 값이 되도록 조정함으로써, 하프톤형 위상 시프트 마스크에서의 위상 시프터막으로서의 기능을 달성할 수 있다.
이상에 의해, 본 실시예에서도 실시예 1과 마찬가지로 막 중에 탄소를 도입한 위상 조정층을 작성함으로써, 목적으로 한 투과율 제어가 가능하였다.
또한, 상기 실시예에서, 성막에 관해서도 방법에 한정되지 않고, 성막 방식이나 타겟 및 가스의 조성, 다른 성막 조건을 적절하게 설정하면 된다.
본 발명에서는 위상 시프터 막이 금속을 10 원자% 이하 함유하는, 금속, 규소, 산소 및 질소를 주 구성요소로 하는 막(상층)(이하 적의 소정의 MSiOxNy막이라 한다), 및 상기 막과 투명기판 사이에 형성된 에칭 스토퍼막(하층)으로 이루어진다. 여기서, 금속, 규소, 산소 및 질소를 주 구성요소로 하는 막에 있어서, SiNx는 Si-N 결합이 막의 매트릭스를 치밀하게 하기 때문에, 노광광에 대한 조사내성이나 세정액 등에 대한 내약품성이 높고, 또한 SiOx는 단파장측에 있어서도 비교적 높은 투과율을 가질 수 있으며, 더욱이 질소 및 금속을 함유함으로써 굴절률을 크게 할 수가 있기 때문에, 막 두께를 얇게 할 수 있어, 패턴 가공성이 우수하다. 여기서, 금속의 함유량은 막 전체의 10 원자% 이하로 한다. 10 원자%보다도 많으면, 투과성이 높은 막이 얻어지지 않고, 파장 140 내지 200nm의 범위에서 소망하는 투과율을 얻는 것이 곤란하게 된다. 보다 투과성이 높은 막을 얻기 위해서는 6 원자% 이하가 바람직하며, 보다 바람직하게는 5 원자% 이하이다. 또한, 금속을 함유하는 막은 금속을 함유시킨 타겟을 사용하여 성막할 수 있으며, 규소와 금속으로 이루어진 타겟의 도전성을 높힐 수 있기 때문에, DC 스퍼터링을 행하였을 때에 성막 안정성을 용이하게 확보하는 것이 입자 발생의 저감으로도 이어진다. 또한, 금속을 함유하는막은 금속을 함유함으로써, 위상 시프터막의 파장에 대한 반사 스펙트럼을 브로드화(평탄화)할 수 있기 때문에, 넓은 파장영역에서 소정 범위의 반사율을 얻을 필요가 있는 경우에는 유리하다. 이러한 관점으로부터, 막 중의 금속 함유량은 1 원자% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금속, 규소, 산소 및 질소를 주성분 요소로 하는 막에서의 금속으로는 천이금속으로 하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈륨, 티타늄, 크롬 또는 다른 천이금속이 권장된다.
본 발명에서의 하프톤형 위상 시프트 마스크 및 블랭크에서는 주로 산소와 질소의 조성비를 변화시킴으로써, 투과율과 위상 시프트량의 제어를 동시에 행할 수 있다. 산소를 많게 함으로써 투과율을 증대시킬 수 있으며, 질소, 금속을 많게 함으로써 굴절률을 증대시킬 수 있다. 또한, 금속을 증가시키면 투과율이 저감되지만, 질소는 투과율을 그다지 저하시키지 않고 굴절률을 증대시킬 수 있다.
또한, 실리콘, 질소, 산소의 조성범위는 실리콘, 질소 및 산소의 합계를 100으로 한 경우, 규소에 대해서는 25 내지 45 원자%, 산소에 대해서는 1 내지 60 원자%, 질소에 대해서는 5 내지 60 원자%로 하는 것이 바람직하다. 즉, 규소가 45%보다 많거나, 또는 질소가 60%보다 많으면, 막의 광 투과율이 불충분해지고, 반대로 질소가 5% 미만, 또는 산소가 60%를 초과하면, 막의 광 투과율이 너무 높기 때문에, 하프톤형 위상 시프터막으로서의 기능을 잃는다. 또한, 규소가 25% 미만, 또는 질소가 60%를 상회하면, 막의 구조가 물리적, 화학적으로 상당히 불안정하게 된다.
금속, 규소, 산소 및 질소를 주 구성요소로 하는 막은 금속과 실리콘을 함유하는 스퍼터링 타겟을 아르곤, 헬륨 등의 스퍼터링 가스와 산소 및 질소를 함유하는 반응성 가스를 포함하는 스퍼터링 분위기 중에서 스퍼터링함으로써 성막할 수 있다. 금속과 실리콘을 함유하는 스퍼터링 타겟을 이용함으로써, 타겟의 도전성을 확보할 수 있기 때문에, DC 스퍼터링법에서, 입자 발생을 저감할 수 있으며, 또한 성막 안정성도 얻어진다.
그런데, 위상 시프트 마스크의 에칭으로 충분한 가공 정밀도를 얻기 위해서는 적어도 깊이 방향으로 이방성이 있는 에칭이 필요하며, 이 때문에 건식 에칭이 사용된다. 그 중에서도, 선술한 소정의 MSiOxNy막(상층)(M : 금속, 이하 동일)은 CHF3나 CF4, SF6, C2F6등의 불화물 가스 및 그 혼합가스에 의한 RIE(반응성 이온 식각(Reactive Ion Etching))가 일반적이다.
한편, 현행 마스크 기판의 대부분은 합성 석영기판이지만, 불화물 가스에 대한 합성 석영의 에칭 속도는 비교적 크다. 따라서, 만약 선술한 소정의 MSiOxNy막으로 이루어진 단층의 위상 시프터막을 투명기판 위에 갖는 단층 구조의 위상 시프트 마스크를 제조하고자 한 경우, 위상 시프터막의 에칭 완료 후에도 에칭이 계속된 경우에는 기판이 에칭되어, 위상차는 180°보다도 크게 되기 때문에, 위상 시프트에 의한 해상도의 향상이 얻어지지 않는다.
이것을 방지하기 위해, 위상 시프트 마스크의 에칭 공정시에는 그 종점을 판별할 수 있어야만 하는데, 판별 방법은 몇 가지 고안되어 있다. 그 중에서도 가장일반적이며 유효한 방법은 피에칭부에 특정 파장(예를 들어 680nm)의 빛을 조사하여, 그 반사광 강도의 경시변화(經時變化)를 검출함으로써, 종점을 판별하는 방법이다.
그런데, 선술한 소정의 MSiOxNy막은 금속의 함유량을 상기한 범위로 한 경우, 합성 석영기판과 조성이나 굴절률이 유사하기 때문에, 피에칭부의 에칭이 진행되어도 반사강도의 변화가 충분히 얻어지지 않을 가능성이 있다. 이것은 위상 시프터막의 깊이 방향의 가공 정밀도에 문제가 발생되는 원인이 될 수 있다.
이 때문에, 본 발명의 위상 시프트 마스크 및 마스크 블랭크에서는 선술한 소정의 MSiOxNy막과 합성 석영기판 사이에 에칭 스토퍼 막을 설치한다. 이 경우, 위상 시프터막은 소정의 MSiOxNy막과 에칭 스토퍼막의 2층 구조가 되고, 소정의 위상각 및 투과율은 이 2층 구조로 함으로써 조정된다.
여기서, 에칭 스토퍼층은 소정의 MSiOxNy막의 에칭의 진행을 저지하는 기능을 갖는 재료로 이루어진 막, 또는 위상 시프터막의 에칭의 종점 검출을 용이하게 하는 기능, 또는 그 양쪽 기능을 갖는 재료로 이루어진 막이다.
전자의 소정의 MSiOxNy막의 에칭의 진행을 저지하는 기능을 갖는 막에 관해서는 소정의 MSiOxNy막의 에칭에 대한 선택비가 낮은 재료, 즉 소정의 MSiOxNy막의 에칭에 사용되는 에칭 매질에 대한 에칭 속도가 소정의 MSiOxNy막보다도 늦은 재료이며, 구체적으로는 소정의 MSiOxNy막의 에칭의 진행을 저지하는 기능을 갖는 막은소정의 MSiOxNy막에 대한 에칭 선택비가 0.7 이하, 바람직하게는 0.5 이하가 되는 재료로 이루어진 막인 것이 바람직하다. 또한, 후자의 위상 시프터막의 에칭의 종점 검출을 용이하게 하는 기능을 갖는 에칭 스토퍼막에 관해서는 그 재료가, 투명기판(예를 들어 합성 석영기판)과 에칭 스토퍼의 에칭 종점 검출광(예를 들어 680nm)에 대한 반사율의 차가 투명기판과 소정의 MSiOxNy막의 차보다도 크게 되는 막이며, 바람직하게는 소정의 MSiOxNy막 및 투명기판보다도 굴절률(복소 굴절률 실부)이 높은 재료이고, 구체적으로는 소정의 MSiOxNy막과 에칭 종점 검출광의 파장에서의 굴절률차가 0.5 이상, 바람직하게는 1 이상이 되는 재료로 이루어진 막이 바람직하며, 투명기판과의 굴절률차가 0.5 이상, 바람직하게는 1 이상이 되는 재료로 이루어진 막이 바람직하다.
에칭 스토퍼층으로서는, 기판에 대한 에칭 선택비는 1.5 이상, 바람직하게는 2.0 이상으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 에칭 스토퍼층을 제거할 수 없으면, 광 투과부에서의 광투과율이 감소되어, 패턴 전사시의 콘트라스트가 열화되는 것은 물론, 제거할 수 있다 하더라도 기판보다도 에칭 속도가 크지 않으면 에칭의 종점 부근에서 기판도 에칭될 가능성이 있어, 가공 정밀도가 악화된다.
이상의 점을 고려한 적합한 재료로서는 마그네슘, 알루미늄, 티타늄, 바나듐, 크롬, 이트륨, 지르코륨, 니오븀, 몰리브덴, 주석, 란탄, 탄탈륨, 텅스텐, 실리콘, 하프늄 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 재료 또는 이들의 화합물(산화물, 질화물, 산질화물) 등이 권장된다.
에칭 스토퍼막의 막 두께는 5 내지 200Å인 것이 바람직하다. 즉, 5Å보다 작으면 에칭을 완전히 저지할 수 없게 되거나, 유의(留意)한 반사율 변화를 검출할 수 없기 때문에, 패턴 가공 정밀도가 악화될 가능성이 발생된다. 한편, 등방적인 에칭의 진행에 의한 패턴의 확대는 에칭 공정에도 의존하지만, 최대로 막 두께의 2배 정도까지 진행한다. 따라서, 0.1㎛=1000Å 이하의 패턴 선폭을 가공할 때에, 막두께가 200Å을 초과하는 것은 40% 이상의 치수 오차를 발생시키게 되어, 마스크의 품질에 심각한 악영향을 미친다.
더욱이, 에칭 스토퍼층은 투과율을 조정하는 기능을 갖는 것이 바람직하다. 에칭 스토퍼층 자체의 노광 파장(파장 140 내지 200nm, 또는 157nm 부근, 또는 193nm 부근)에 대한 투과율은 3 내지 40%로 함으로써, 위상 시프터부에서의 투과율을 유지하면서, 위상 시프터부의 하부에 형성된 에칭 스토퍼층에 의해(다른 재료의 적층에 의해), 노광 파장보다도 긴 검사 파장의 투과율을 저감하는 것이 가능하게 된다. 즉, 제조 공정에서의 마스크의 검사는, 현행에서는 노광 파장보다도 장파장의 빛을 이용하여, 그 투과광 강도를 측정하는 방식을 취하고 있으며, 현행의 검사 파장 200 내지 300nm의 범위에서, 광 반투과부(위상 시프터부)의 광 투과율이 40% 이하가 되는 것이 바람직하다. 즉, 40% 이상이면 광 투과부와의 콘트라스트가 취해지지 않아, 검사 정밀도가 악화된다. 에칭 스토퍼막을 차광 기능이 높은 재료로 하는 경우, 재료로서는 알루미늄, 티타늄, 바나듐, 크롬, 지르코늄, 니오븀, 몰리브덴, 란탄, 탄탈륨, 텅스텐, 실리콘, 하프늄 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 재료로 이루어진 막 또는 이들의 질화물 등이 권장된다. 또한, 이러한 에칭스토퍼층의 막 두께는 위상 시프터부보다도 충분히 얇은 막 두께로 도입하는 것이 바람직하며, 200Å 이하의 막 두께가 적당하다. 즉, 200Å을 상회하면, 노광 파장에서의 광 투과율이 3%를 하회할 가능성이 높다. 에칭 스토퍼층이 투과율을 조정하는 기능을 갖는 경우에는 상술한 소정의 MSiOxNy막과 에칭 스토퍼막의 2층으로 위상각 및 투과율을 조정하게 된다. 구체적으로는, 에칭 스토퍼 자체의 노광 파장(파장 140 내지 200nm, 또는 157nm 부근, 또는 193nm 부근)에 대한 투과율은 3 내지 40%로 하고, MSiOxNy막과 적층했을 때의 투과율이 3 내지 40%가 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 에칭 스토퍼층을 설치한 경우, 광투과부에 상응하는 부분의 표면에 노출된 에칭 스토퍼층은 제거가능해야 한다. 이것은 에칭 스토퍼층이 광 투과부를 덮으면, 광투과부의 투과율 감소가 일어나기 때문이다. 에칭 스토퍼막의 제거 방법은 에칭 스토퍼막이 소정의 MSiOxNy막의 에칭의 진행을 저지하는 기능을 갖는 재료로 이루어진 막의 경우에는, 소정의 MSiOxNy막의 에칭 방법과 다른 방법을 이용할 필요가 있다. 또한, 에칭 스토퍼막이 위상 시프터막의 에칭 종점 검출을 용이하게 하는 기능을 갖는 재료로 이루어진 막인 경우에는, 소정의 MSiOxNy막과 에칭 스토퍼막의 에칭 방법은 동일하여도 무방하고, 상이하여도 무방하다. 소정의 MSiOxNy막의 에칭에는, 예를 들어 CHF3나 CF4, SF6, C2F6등의 불소계 가스 및 그 혼합가스에 의한 건식 에칭(RIE : Reactive Ion Etching)으로 행할 수 있다. 한편, 에칭 스토퍼막을 소정의 MSiOxNy막과 다른 방법으로 에칭 제거하는 경우에는, 소정의 MSiOxNy막을 제거하는데 이용한 것과 다른 불소계 가스를 이용한 건식 에칭, 또는 예를 들어(Cl2, Cl2+O2) 등의 염소계 가스를 이용한 건식 에칭, 또는 산이나 알칼리 등에 의한 습식 에칭을 이용할 수 있다.
소정의 MSiOxNy막의 에칭과 동일한 불소계 건식 에칭으로 제거 가능한 에칭 스토퍼막으로서는, 예를 들어 실리콘, MoSix, TaSix등이 바람직한 재료로서 권장된다. 이와 같이, 소정의 MSiOxNy막과 연속하여 에칭 가능한 에칭 스토퍼막을 설치한 경우에는 공정상의 매리트가 크다. 또한, 소정의 MSiOxNy막의 에칭과는 다른 방법으로 에칭 가능한 에칭 스토퍼막으로서는, 예를 들어 Cl2의 건식 에칭으로 에칭 가능한 Ta 또는 Ta를 포함하는 박막, 예를 들어 TaNx, TaZrx, TaCrx, TaHfx등이나, Zr, Hf, 또는 Cl2+O2의 건식 에칭으로 에칭 가능한 Cr 등이 바람직한 재료로서 권장된다.
또한, 에칭 스토퍼막이 소정의 MSiOxNy막의 에칭의 진행을 저지하는 기능을 갖는 재료로 이루어진 막이며, 또한 투과율이 높은 재료로 이루어진 경우에는 상술한 소정의 MSiOxNy막으로 이루어진 단층 구조의 하프톤형 위상 시프트 마스크의 투명기판과 광 반투과막 사이에 에칭 스토퍼막을 설치하여, 광투과부에 노출된 에칭 스토퍼를 제거하지 않은 구조로 할 수도 있다.
또한, 본 발명에서의 투명기판으로서는 합성 석영기판 등을 이용할 수 있으며, 특히 F2엑시머 레이저를 노광광으로서 이용하는 경우에는 F도프 합성 석영기판, 불화 칼슘 기판 등을 이용할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예 9에 대하여 설명한다.
(실시예 9)
본 실시예에서는 본 발명에서의 하프톤 위상 시프트 마스크 중, ArF 엑시머 레이저 노광에 대응한 마스크의 제작 방법을 나타낸다.
합성 석영기판 위에, Ta-Hf 합금 타겟(Ta : Hf = 9 : 1(원자비))을 이용하고, Ar을 스퍼터 가스로 하여, Ta-Hf막(하층)을 35Å 두께로 성막한다. 다음으로, MoSi 타겟(Mo : Si = 8 : 92(원자비))을 이용하고, Ar, O2, N2를 스퍼터 가스로 하여, 파장 193nm에서의 굴절률 n=2.04, 흡광계수 k=0.29가 되도록 가스 유량을 조절하여, MoSiON막(상층)을 900Å 두께로 성막한다. 이 때의 MoSiON막(상층)의 막조성은, ESCA의 분석에 따르면, Mo : 4.6 원자%, Si : 29.9 원자%, O : 39.5%, N : 26.0%이었다.
상기 성막 방법에 의해 형성된 위상 시프터막의 투과·반사 스펙스럼을 도 16에 나타낸다. ArF 엑시머 레이저의 파장 193nm에서의 광 투과율은 15.2%이었다. 또한, 검사 파장(257nm)에서의 투과율은 27%이었다.
상기 샘플을, 과수황산(H2SO4+ H2O2) 및 암모니아가수(NH3aq + H2O2)에 각각 1시간 침지한 결과, 분광광도계에 의한 투과율의 변화가 발견되지 않았기 때문에,제작한 샘플의 내약품성이 충분히 높은 것이 확인되었다.
다음으로, 도 17a에 나타낸 바와 같이, 합성 석영기판으로 이루어진 투명기판(2) 위에, Ta-Hf로 이루어진 하층(3), 및 MoSiON으로 이루어진 상층(4)으로 구성되는 상기에서 얻어진 위상 시프터막(5) 위에 크롬을 주성분으로 하는 차광대 막(9), 전자선 묘화 레지스트(10)를 차례대로 적층한다(도 17b). 그리고, 레지스트(10) 위에 전자선에 의한 패턴 묘화를 행한 후, 현상액 침지 및 베이크를 행함으로써, 레지스트 패턴(10')을 형성한다(도 17c). 계속해서, 레지스트 패턴(10')을 마스크로 하여, Cl2+ O2가스 등으로의 건식 에칭에 의해, 차광대 막(9)의 패턴 형성을 행한다(도 17d). 더욱이, 가스를 변경하여, 차광대 막을 마스크로 하여 위상 시프터막의 패턴 형성을 행한다(도 17d). 본 실시예에서는 상층(4)의 에칭을 CF4+ O2로 행하고, 계속해서 하층(3)의 에칭을 Cl2가스로 행하였다. 에칭의 종점 검출은 반사 광학식으로 행하고, 각 층의 종점은 반사광 강도 프로필의 변곡점으로 판별하였다. 패터닝된 위상 시프터막에 대해 단면 형상을 관찰한 결과, 수직의 단면이 관찰되었다.
다음으로, 형성된 패턴 위의 레지스트를 박리하고, 다시 전면에 레지스트를 도포한 후, 묘화·현상 공정을 거쳐, 마스크 패턴 둘레에 차광대 패턴(9b) 및 하프톤 위상 시프터부(5)의 광 투과부(7)와의 경계 근방을 제외한 소망하는 영역에 차광층(9a)이 형성되도록 레지스트 패턴(도시하지 않음)을 형성한다(도 18 참조). 그리고, 습식 에칭 또는 건식 에칭에 의해, 상기 차광대 패턴(9b) 및 차광층(9a) 이외의 Cr을 제거하여, 하프톤형 위상 시프트 마스크를 얻는다(도 18 참조). 이 마스크의 광 투과부와 하프톤 위상 시프터부의 위상차를, 위상차계를 이용하여 측정한 결과, 노광 파장에서 180°이었다.
또한, 상기 실시예에서는 ArF 엑시머 레이저용 고투과율 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 마스크를 제조하였지만, F2엑시머 레이저용 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 마스크에 대해서도 제조할 수 있다.
본 발명은 투과율 조정층의 막 두께를 90Å 이하로 함으로써, 고정밀도의 CD 제어가 가능한 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 또는 하프톤형 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 투과율 조정층의 막 두께를 90Å 이하로 함으로써, 소망하는 파장에서의 표면 반사율을 저감할 수 있는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 또는 하프톤형 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 노광광의 파장∼700nm이라는 광파장 범위에서 반사율의 변동을 억제함으로써, 소망하는 표면 반사율을 얻을 수 있는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있으며, 특히 ArF∼진공 자외노광(파장 140nm 내지 200nm) 대응의 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크에 있어서, 노광광보다도 장파장의 복수의 파장을 사용한 장치에 대해, 적합하게 사용할 수 있는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.
또한, 이상 상술한 바와 같이, 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크에서의 위상 시프터층의 위상 조정층에 탄소를 포함시킴으로써, 투과율 조정층과의 적층 구조에 있어서, 노광 파장 및 노광 파장보다도 긴 파장의 검사광, 얼라이먼트광의 투과율의 제어를 수행할 때에, 노광 파장에서의 투과율 감소를 경미하게 억제하면서, 특히 240nm에서부터 650nm의 파장범위에서의 상기 위상 조정층의 투과율을 효과적으로 감쇠, 또는 파장에 대한 투과율 변동의 의존성을 경감할 수 있다. 그 결과, 특히 노광 파장의 단파장화(140nm 내지 200nm의 노광 파장범위)에 대응하여, 블랭크 제조공정, 마스크 제조공정, 더욱이 웨이퍼로의 전사공정에서 사용되는 다양한 검사나 얼라이먼트 광원으로 적용할 수 있는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제공하는 것이 가능하게 되었다.
또한, 본 발명에 의하면, 노광 파장의 단파장화(140nm 내지 200nm의 노광 파장 영역)나 노광광 투과율의 고투과율화(투과율 8 내지 30%)에 대응하여, 높은 가공 정밀도를 갖는 하프톤형 위상 시프트 마스크 및 그 소재로 되는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크를 제공할 수 있다.
Claims (20)
- 투명기판 위에 노광광을 투과시키는 광 투과부와, 노광광의 일부를 투과시킴과 동시에 투과한 빛의 위상을 소정량 시프트시키는 위상 시프터부를 갖고, 상기 광 투과부와 위상 시프터부의 경계부 근방에서 각각을 투과한 빛이 서로 소멸하도록 광학 특성을 설계함으로써, 피노광체 표면에 전사되는 노광 패턴 경계부의 콘트라스트를 양호하게 유지, 개선할 수 있도록 한 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제조하기 위하여 이용하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크이며, 투명기판 위에 상기 하프톤 위상 시프터부를 형성하기 위한 위상 시프터막을 갖는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서,상기 위상 시프트막은 주로 노광광의 위상을 제어하는 위상 조정층과, 상기 투명기판과 위상 조정층 사이에 형성되어 주로 노광광의 투과율을 제어하는 기능을 갖는 투과율 조정층을 가지며,상기 투과율 조정층의 막 두께가 90Å 이하인 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제 1항에 있어서, 상기 투광율 조정층은 투명기판에 대한 에칭 선택비가 5 이상인 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제 1항에 있어서, 상기 투과율 조정층은 염소계 가스를 이용한 드라이 에칭을 행할 때의 투명기판에 대한 에칭 선택비가 5 이상인 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제 1 내지 3항 중 어느 한 항에 기재된 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크를 이용하여 제조된 하프톤형 위상 시프트 마스크.
- 투명기판 위에 노광광을 투과시키는 광 투과부와, 노광광의 일부를 투과시킴과 동시에 투과한 빛의 위상을 소정량 시프트시키는 위상 시프터부를 갖고, 상기 광투과부와 위상 시프터부의 경계부 근방에서 각각을 투과한 빛이 서로 소멸하도록 광학 특성을 설계함으로써, 피노광체 표면에 전사되는 노광 패턴 경계부의 콘트라스트를 양호하게 유지, 개선할 수 있도록 한 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제조하기 위하여 이용하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크이며, 투명기판 위에 상기 위상 시프터부를 형성하기 위한 위상 시프터막을 갖는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서,상기 위상 시프터막의 표면 반사율의 변동폭이 노광광의 파장 내지 700nm에 서 20% 이내인 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제 5항에 있어서, 상기 위상 시프터막은 주로 노광광의 위상을 제어하는 위상 조정층과, 상기 투명기판과 위상 조정층 사이에 형성되어 주로 노광광의 투과율을 제어하는 기능을 갖는 투과율 조정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제 5항에 있어서, 상기 위상 시프터막은 최상층에 반사 조정층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제 6항에 있어서, 상기 위상 시프터막은 위상 조정층이 금속, 실리콘, 및 산소 및/또는 질소를 함유하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 투명기판 위에 노광광을 투과시키는 광투과부와, 노광광의 일부를 투과시킴과 동시에 투과한 빛의 위상을 소정량 시프트시키는 위상 시프터부를 갖고, 상기 광투과부와 위상 시프터부의 경계부 근방에서 각각을 투과한 빛이 서로 소멸하도록 광학 특성을 설계함으로써, 피노광체 표면에 전사되는 노광 패턴 경계부의 콘트라스트를 양호하게 유지, 개선할 수 있도록 한 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제조하기 위하여 이용하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크이며, 투명기판 위에 상기 위상 시프터부를 형성하기 위한 위상 시프터막을 갖는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서,상기 위상 시프터막은, 주로 노광광의 위상을 제어하는 위상 조정층과, 상기 투명기판과 위상 조정층 사이에 형성되어 주로 노광광의 투과율을 제어하는 기능을 갖는 투과율 조정층을 포함하고, 최상층에 반사 조정층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제 5 내지 9항 중 어느 한 항에 기재된 하프톤형 위상 마스크 블랭크를 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크.
- 미세 패턴의 노광, 전사를 실시할 때에 이용하는 위상 시프트 마스크이며, 노광광을 투과시키는 광 투과 부분과, 상기 광투과 부분을 통과한 빛에 대해 빛의 위상을 소정량 시프트시키는 위상 시프터부를 갖고, 상기 광 투과부와 위상 시프터부의 경계부 근방에서 각각을 투과한 빛이 서로 소멸하도록 광학 특성을 설계함으로써, 피노광체 표면에 전사되는 패턴 경계부의 콘트라스트를 양호하게 유지, 개선하는 위상 시프트 마스크를 제조하기 위해 이용하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크이며, 투명기판 위에 상기 위상 시프터부를 형성하기 위한 위상 시프터막을 갖는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서,상기 위상 시프터부는 주로 노광광의 투과율을 제어하는 기능을 갖는 적어도 한 층의 투과율 조정층과, 주로 노광광의 위상을 제어하는 적어도 한 층의 위상 조정층을 포함하고,상기 위상 조정층은 적어도 탄소를 함유하는 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제 11항에 있어서, 상기 탄소를 함유하는 재료가 실리콘, 및 산소 및/또는질소를 함유하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 쉬프트 마스크 블랭크.
- 제 12항에 있어서, 상기 탄소를 함유하는 재료에 금속, 인, 붕소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제 11 내지 13항중 어느 한 항에 기재된 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에서의 위상 시프터막을 소망하는 패턴으로 가공하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크.
- 투명기판 위에 노광광을 투과시키는 광 투과부와, 노광광의 일부를 투과시킴과 동시에 투과한 빛의 위상을 소정량 시프트시키는 위상 시프터부를 갖고, 상기 광 투과부와 위상 시프터부의 경계부 근방에서 각각을 투과한 빛이 서로 소멸하도록 광학 특성을 설계함으로써, 피노광체 표면에 전사되는 노광 패턴 경계부의 콘트라스트를 양호하게 유지, 개선할 수 있도록 한 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제조하기 위해 이용하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크이며, 투명기판 위에 상기 위상 시프터부를 형성하기 위한 위상 시프터막을 갖는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서,상기 위상 시프터막이 금속을 10 원자% 이하 함유하는, 금속, 실리콘, 산소 및 질소를 주구성 요소로 하는 막, 그리고 상기 막과 투명기판 사이에 형성된 에칭스토퍼막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제 15항에 있어서, 상기 에칭 스토퍼막은 상기 금속, 실리콘, 산소 및 질소를 주구성 요소로 하는 막의 에칭과 상이한 에칭 매질로 에칭 가능한 재료인 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제 15항에 있어서, 상기 에칭 스토퍼막은 상기 금속, 실리콘, 산소 및 질소를 주구성 요소로 하는 막의 에칭과 동일한 에칭 매질로 에칭 가능한 재료인 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제 15항에 있어서, 상기 위상 시프트 마스크가 140nm 내지 200nm의 노광광 파장범위에서 사용되는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제 15 내지 18항 중 어느 한 항에 기재된 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에서의 위상 시프터막을 소정의 패턴이 얻어지도록 선택적으로 제거하는 패터닝 처리를 실시함으로써 얻어진, 광 투과부와 위상 시프트부로 이루어진 마스크 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크.
- 제 19항에 기재된 하프톤형 위상 시프트 마스크를 이용하여 패턴 전사를 행하는 것을 특징으로 하는 패턴 전사방법.
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