KR20040054805A - Halftone phase shift mask blank, halftone phase shift mask, and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR20040054805A
KR20040054805A KR10-2004-7007952A KR20047007952A KR20040054805A KR 20040054805 A KR20040054805 A KR 20040054805A KR 20047007952 A KR20047007952 A KR 20047007952A KR 20040054805 A KR20040054805 A KR 20040054805A
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Abstract

본 발명은, 투명기판 위에 노광 광을 투과시키는 광 투과부와, 노광 광의 일부를 투과시키는 동시에 투과된 광의 위상을 소정량 시프트시키는 위상 시프터부와, 위상 시프터부를 형성하기 위한 위상 시프터막을 가지며, 광 투과부와 위상 시프터부의 경계부 근방에서 각각을 투과한 광이 서로 상쇄되도록 광학특성을 지니며, 피 노광체 표면에 전사되는 노광패턴 경계부의 콘트라스트를 양호하게 유지, 개선할 수 있도록 한 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제조하기 위해 이용되는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크이다. 위상 시프터막은 규소, 산소 및 질소가 주된 구성요소인 막, 및 상기 막과 투명기판의 사이에 형성된 에칭 스토퍼막으로 이루어진다.The present invention includes a light transmitting portion for transmitting exposure light on a transparent substrate, a phase shifter portion for transmitting a portion of the exposure light and shifting a phase of the transmitted light by a predetermined amount, and a phase shifter film for forming the phase shifter portion. And a halftone phase shift mask having optical characteristics such that light transmitted through each of the boundary portions of the phase shifter portion cancels each other, and maintaining and improving the contrast of the exposure pattern boundary portion transferred to the surface of the object to be exposed. It is a halftone type phase shift mask blank used to make. The phase shifter film is composed of a film whose main components are silicon, oxygen and nitrogen, and an etching stopper film formed between the film and the transparent substrate.

Description

하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크, 하프톤형 위상 시프트 마스크 및 그 제조방법{HALFTONE PHASE SHIFT MASK BLANK, HALFTONE PHASE SHIFT MASK, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}Halftone phase shift mask blank, halftone phase shift mask and manufacturing method thereof {HALFTONE PHASE SHIFT MASK BLANK, HALFTONE PHASE SHIFT MASK, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

현재, DRAM(Daynamic Random Access Memory)은 256 Mbit의 양산체제가 확립되어 있으며, 앞으로 Mbit급에서 Gbit급으로 더욱 고집적화될 것이다. 이에 따라, 집적회로의 설계 룰도 점점 더 미세화되고 있으며, 선폭(하프 피치)이 0.10㎛ 이하인 미세 패턴이 요구되는 것도 시간 문제가 되었다.Currently, the DRAM (Daynamic Random Access Memory) has a mass production system of 256 Mbit, and will be more highly integrated from Mbit to Gbit in the future. Accordingly, the design rules of integrated circuits are also becoming more and more fine, and it is also a matter of time that fine patterns having a line width (half pitch) of 0.10 mu m or less are required.

패턴의 미세화에 대응하기 위한 수단의 하나로서, 지금까지 노광광원의 단파장화에 의한 패턴의 고해상도화가 진행되어 왔다. 그 결과, 현재의 광 리소그래피법의 노광광원으로는 KrF 엑시머레이저(248nm), ArF 엑시머레이저(193nm)가 주로 사용되고 있다.As one of means for responding to the miniaturization of a pattern, the resolution of the pattern has been advanced so far by shortening the exposure light source. As a result, KrF excimer laser (248 nm) and ArF excimer laser (193 nm) are mainly used as exposure light sources of the current optical lithography method.

그러나, 노광파장의 단파장화는 해상도를 개선시키지만, 동시에 초점 깊이는 감소된다. 이로 인해, 렌즈를 비롯한 광학시스템의 설계에 대한 부담이 증대되거나 프로세스 안정성이 저하된다는 악형향을 미친다.However, shortening the exposure wavelength improves the resolution, but at the same time the depth of focus decreases. This results in an adverse effect that the burden on the design of the optical system including the lens is increased or the process stability is lowered.

이와 같은 문제점에 대처하기 위해 위상 시프트법이 이용되었다. 위상 시프트법에서는 미세 패턴을 전사하기 위한 마스크로서 위상 시프트 마스크가 사용된다.In order to cope with such a problem, the phase shift method is used. In the phase shift method, a phase shift mask is used as a mask for transferring a fine pattern.

위상 시프트 마스크는 예컨대 마스크 위의 패턴부분을 형성하는 위상 시프터부와, 위상 시프터부가 존재하지 않는 비 패턴부로 이루어진다. 이러한 구성 하에서, 양자를 투과해오는 광의 위상을 180˚바꿈으로써, 패턴 경계부분에서 광의 상호간섭을 일으켜 전사 이미지의 콘트라스트(contrast)를 향상시킨다.The phase shift mask is composed of, for example, a phase shifter portion forming a pattern portion on the mask and a non-pattern portion in which the phase shifter portion does not exist. Under such a configuration, by changing the phase of the light passing through both of them by 180 °, the light is caused to interfere with each other at the pattern boundary to improve the contrast of the transferred image.

위상 시프터부를 통과하는 광의 위상 시프트량(φ;rad)은 위상 시프터부의 복소굴절율 실부(n)와 막두께(d)에 의존하며, 하기의 수학식(1)의 관계가 성립되는 것으로 알려져 있다.The phase shift amount? Of light passing through the phase shifter portion depends on the complex refractive index real portion n and the film thickness d of the phase shifter portion, and it is known that the relationship of the following equation (1) is established.

φ = 2πd(n-1)/λφ = 2πd (n-1) / λ

여기서 λ는 노광 광의 파장이다. 따라서, 위상을 180°바꾸려면 막두께(d)를Is the wavelength of the exposure light. Therefore, to change the phase 180 °, change the film thickness (d).

d = λ/{2(n-1)}d = λ / {2 (n-1)}

로 하면 된다. 이러한 위상 시프트 마스크에 의해 필요한 해상도를 얻기 위한 초점 깊이의 증대가 달성되어, 노광파장을 바꾸지 않고도 해상도의 개선과 프로세스의 적용성을 동시에 향상시킬 수 있게 된다.You can do The increase in the depth of focus for obtaining the required resolution is achieved by such a phase shift mask, thereby making it possible to simultaneously improve the resolution and the applicability of the process without changing the exposure wavelength.

위상 시프트 마스크는 마스크 패턴을 형성하는 위상 시프터부의 광 투과특성에 따라 실용상 크게, 완전 투과형(레벤슨형) 위상 시프트 마스크와 하프톤형 위상 시프트 마스크로 구별할 수 있다. 전자는 위상 시프터부의 광 투과율이 비 패턴부(광 투과부)와 동등하며 노광파장에 대해서 거의 투명한 마스크로서, 일반적으로 라인 앤드 스페이스의 전사에 효과적인 것으로 알려져 있다.The phase shift mask can be largely classified into a fully transmissive (Levisson type) phase shift mask and a halftone phase shift mask in practical terms depending on the light transmission characteristics of the phase shifter portion forming the mask pattern. The former is a mask having a light transmittance of the phase shifter portion equal to that of the non-pattern portion (light transmission portion) and being almost transparent to the exposure wavelength, and is generally known to be effective for transfer of line and space.

한편, 후자의 하프톤형은 위상 시프터부(광 반투과부)의 광 투과율이 비 패턴부(광 투과부)의 수∼수 십% 정도로, 컨택트 홀이나 고립 패턴의 작성에 효과적인 것으로 알려져 있다.On the other hand, in the latter halftone type, the light transmittance of the phase shifter (light semitransmissive part) is about several to several tens of percent of the non-patterned part (light transmissive part), and it is known that it is effective for creating contact holes or isolation patterns.

하프톤형 위상 시프트 마스크 중에는, 주로 투과율을 조정하는 층과 주로 위상을 조정하는 층으로 이루어지는 2층형의 하프톤형 위상 시프트 마스크나, 구조가 간단하고 제조가 용이한 단층형의 하프톤형 위상 시프트 마스크가 있다.Among the halftone phase shift masks, there are a two-layer halftone phase shift mask mainly consisting of a layer for adjusting transmittance and a layer for adjusting phase mainly, and a single-layer halftone phase shift mask having a simple structure and easy manufacturing. .

단층형은 가공성이 용이하여 현재 주류를 이루고 있으며, 하프톤 위상 시프터부가 MoSiN 또는 MoSiON으로 이루어지는 단층막으로 구성되어 있는 것이 대부분이다.The single layer type is easy to process and is currently mainstream, and most of the half-tone phase shifters are composed of a single layer film made of MoSiN or MoSiON.

한편, 2층형은 상기 하프톤 위상 시프터부가 주로 투과율을 제어하는 층과, 주로 위상 시프트량을 제어하는 층의 조합으로 이루어지며, 투과율로 대표되는 분광특성과 위상 시프트량(위상각)을 독립적으로 제어할 수 있다.On the other hand, the two-layer type is composed of a combination of a layer mainly controlling the transmittance and a layer mainly controlling the transmittance of the halftone phase shifter, and independently of the spectral characteristics represented by the transmittance and the phase shift amount (phase angle) Can be controlled.

한편, LSI 패턴의 미세화에 따라, 노광광원의 파장(노광 광 파장)은 현행의KrF 엑시머레이저(248nm)에서 ArF 엑시머레이저(193nm)로, 또한 장래적으로는 F2엑시머레이저(157nm)로 단파장화가 진행될 것으로 예상된다.On the other hand, as the LSI pattern becomes smaller, the wavelength of the exposure light source (exposure light wavelength) is shorter from the current KrF excimer laser (248 nm) to ArF excimer laser (193 nm), and in the future, to F 2 excimer laser (157 nm). The painter is expected to proceed.

또한, 현행의 하프톤형 위상 시프트 마스크에서는 주로 하프톤 위상 시프터부의 노광 광 투과율이 6% 부근이 되도록 막설계가 이루어지고 있다. 그러나, 고해상화를 위해 높은 투과율이 요구되고 있으며, 장래적으로는 15% 이상의 투과율이 필요하다고도 일컬어지고 있다.In the current halftone phase shift mask, the film design is mainly performed such that the exposure light transmittance of the halftone phase shifter portion is about 6%. However, high transmittance is required for high resolution, and in the future, it is also said that transmittance of 15% or more is required.

이와 같은 노광광원의 단파장화나 고투과율화에 따라, 소정의 투과율 및 위상 시프트량을 만족하는 하프톤 위상 시프터부의 재료선정의 폭은 좁아지는 경향이다. 또한, 투과율이 높아짐에 따라 광 투과성이 높은 재료가 필요해진다. 또한, 노광광원의 단파장화에 따라 종전의 파장으로 보았을 때 광 투과성이 높은 재료가 필요해진다. 이와 같은 필요성 때문에, 패턴 가공시에 석영기판과의 에칭 선택성이 작아진다는 문제점이 있다.With such shortening of wavelength and high transmittance of the exposure light source, the material selection width of the halftone phase shifter that satisfies the predetermined transmittance and phase shift amount tends to be narrowed. In addition, as the transmittance increases, a material having high light transmittance is required. In addition, with the shortening of the exposure light source, a material having high light transmittance is required when viewed at a conventional wavelength. Because of this necessity, there is a problem that the etching selectivity with the quartz substrate is reduced during pattern processing.

2층 이상의 다층형 하프톤 위상 시프터부에서는 다층막 또는 2층막의 조합으로 위상차 및 투과율을 컨트롤할 수 있어 재료 선정이 용이하다. 또한, 상층의 에칭 스토퍼 역할을 하는 재료를 하층으로서 선택할 수 있다.In the multilayered halftone phase shifter of two or more layers, the phase difference and the transmittance can be controlled by the combination of the multilayer film or the two-layer film, so that material selection is easy. Moreover, the material which functions as an etching stopper of an upper layer can be selected as a lower layer.

더욱이, 제작된 위상 시프트 마스크는 노광 광에서의 반사율을 어느 정도까지 저감시킬 필요가 있다. 또한, 패턴 외관을 검사하는 공정에서는 통상적으로 노광 광 파장보다 긴 파장의 광이 검사 광 파장으로서 이용되며, 통상 투과형 결함검사장치(예컨대, KLA 300 시리즈 등)를 이용한 검사가 이루어지고 있다. 이에 따라, 검사파장(예컨대, 노광파장이 KrF 엑시머레이저(248nm)일 경우, 검사파장은 488nm 또는 364nm)에 대한 투과율이 지나치게 높아지면(예컨대 40%이상) 검사가 어려워진다.Moreover, the produced phase shift mask needs to reduce the reflectance in exposure light to some extent. In the process of inspecting the pattern appearance, light of a wavelength longer than the exposure light wavelength is usually used as the inspection light wavelength, and inspection using a transmission defect inspection apparatus (for example, KLA 300 series or the like) is usually performed. As a result, when the transmittance of the inspection wavelength (for example, the exposure wavelength is KrF excimer laser (248 nm), the inspection wavelength is 488 nm or 364 nm) becomes too high (for example, 40% or more), the inspection becomes difficult.

특히, 노광파장의 단파장화에 따라 상술한 바와 같이 광 투과성이 높은 하프톤 위상 시프터부가 필요해진다. 그러나, 광 투과성이 높은 재료는 파장의 장파장측으로의 변화에 대한 투과율의 증가율이 커지는 경향이 있다. 이로 인해, 단층의 하프톤 위상 시프터에서는 검사 광 파장에 대한 광 투과율을 소정의 범위로 낮추기가 한층 어려워지고 있다.In particular, as described above, the short wavelength of the exposure wavelength requires a halftone phase shifter with high light transmittance. However, a material having high light transmittance tends to increase in transmittance with respect to a change in wavelength to the long wavelength side. For this reason, in the single-layer halftone phase shifter, it is more difficult to lower the light transmittance with respect to the inspection light wavelength to a predetermined range.

또한, 결함검사장치에서는 투과광과 반사광을 이용한 검사방식이 새롭게 개발되고 있다. 이러한 방식으로 검사할 경우, 검사파장에서의 투과율은 투과광만 이용하여 검사하는 경우에 비해 약간 높아도 무방하다(예컨대, 50~60%). 그러나, 검사파장에서의 반사율이 투명기판과 어느 정도의 차(예컨대, 3% 이상)가 되도록 제어할 필요가 있다.In addition, in the defect inspection apparatus, an inspection method using transmitted light and reflected light is newly developed. When inspected in this manner, the transmittance at the inspection wavelength may be slightly higher than that when inspected using only transmitted light (for example, 50 to 60%). However, it is necessary to control the reflectance at the inspection wavelength to be a difference (for example, 3% or more) from the transparent substrate.

이와 같은 상황 하에서 하프톤 위상 시프터부를 2층 이상의 다층형으로 함으로써 노광 광과 검사 광에서의 반사특성, 투과특성을 용이하게 제어할 수 있다.Under such a situation, by making the halftone phase shifter part into a multilayer of two or more layers, the reflection characteristics and the transmission characteristics of the exposure light and the inspection light can be easily controlled.

2층형의 하프톤형 위상 시프트 마스크로는, 가령 일본 특허공개공보 평4(1992)-140635호에 기재된 얇은 Cr과 도포유리의 2층 구조의 하프톤 위상 시프터부를 갖는 것이 있다.(종래예 1)As a two-layer halftone type phase shift mask, there exists a halftone phase shifter part of the 2-layer structure of thin Cr and coating glass of Unexamined-Japanese-Patent No. 4 (1992) -140635, for example. (Prior Example 1)

또한, 다층 구조이면서 동일한 장치로 작성할 수 있고, 동일한 에칭제로 에칭할 수 있는 하프톤 위상 시프터부로서, 일본 특허공개공보 평6(1994)-83034호에기재된 바와 같이 동일 원소를 포함하는 다층 구조(예컨대, Si층과 SiN층의 2층 구조)로 이루어진 하프톤 위상 시프터부를 갖는 것이 있다(종래예2).Further, as a halftone phase shifter portion which can be made with the same device and can be etched with the same etchant, a multilayer structure containing the same element as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6 (1994) -83034 ( For example, there exists a halftone phase shifter part which consists of a two-layer structure of a Si layer and a SiN layer) (conventional example 2).

또한, 검사 광 파장에 대한 투과율을 저감시키는 기술로서, 일본 특허공개공보 평7(1995)-168343호에 기재되어 있는 바와 같이, 단층형의 하프톤 위상 시프터로서 알려져 있는 MoSiO 또는 MoSiON과 같은 단층막과, 단층막과의 조합에 있어서 투과율의 파장 의존성이 작은 투과막을 포함하는 2층 구조로 함으로써, 노광 광(KrF 엑시머레이저)과 검사 광(488nm)의 양쪽에 대해 원하는 투과율을 얻을 수 있는 것이 있다(종래예3).Further, as a technique for reducing the transmittance with respect to the inspection light wavelength, a single layer film such as MoSiO or MoSiON, which is known as a single-layer halftone phase shifter, is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7 (1995) -168343. And a two-layer structure including a transmissive film having a small wavelength dependency of transmittance in combination with a single layer film, a desired transmittance can be obtained for both the exposure light (KrF excimer laser) and the inspection light (488 nm). (Prior Example 3).

또, 탄탈실리사이드계 재료에 주목한 다층 구조의 위상 시프터부로서, 일본 특허공개공보 제2001-174973호에 기재된 탄탈, 실리콘 및 산소를 주성분으로 하는 상층과, 탄탈을 주성분으로 하고 실리콘을 포함하지 않는 하층의 2층 구조로 구성된 하프톤형 위상 시프터부를 갖는 것이 있다(종래예4).Moreover, as a phase shifter part of the multilayered structure which pays attention to tantalum silicide type material, it is the upper layer which has tantalum, silicon, and oxygen as a main component of Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-174973, and does not contain a silicon which contains tantalum as a main component. There exists a halftone phase shifter part comprised by the lower two-layer structure (conventional example 4).

또한, 일본 특허공개공보 제2001-337436호에 기재된 탄탈, 실리콘 및 산소를 주성분으로 하는 상층과, 크롬 또는 크롬탄탈합금을 주성분으로 하는 하층의 2층 구조로 구성된 하프톤형 위상 시프터부를 갖는 것(종래예5)이 있다.Moreover, it has a halftone type phase shifter part which consists of the upper layer which has tantalum, silicon, and oxygen as a main component, and the lower layer which has a chromium or chromium tantalum alloy as a main component of Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-337436 (formerly Example 5).

그러나, 상기한 종래예에서는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the above-described conventional example has the following problems.

통상적으로 하프톤 위상 시프터막 위에는, 하프톤 위상 시프터막의 에칭 마스크층으로서 이용하는 동시에, 그 후에 마스크 위의 원하는 곳에 차광부를 형성하기 위해 차광 Cr층을 형성하는 것이 일반적이다.Usually, on the halftone phase shifter film, it is common to use it as an etching mask layer of a halftone phase shifter film, and to form a light-shielding Cr layer in order to form a light shielding part on a desired place on a mask after that.

종래예 1과 같은 도포유리/얇은 Cr층/유리기판에서는 도포유리 위에 차광 Cr층이 형성되게 된다. 이러한 경우, 패턴 가공시에 일반적으로 이용되는 레지스트 패턴을 전사한 차광 Cr층/도포유리/얇은 Cr층의 3층 구조의 마스크 패턴이 제작되며, 그 후 차광 Cr층이 통상의 습식 에칭에 의해 선택적으로 제거된다.In the coated glass / thin Cr layer / glass substrate as in Example 1, a light shielding Cr layer is formed on the coated glass. In this case, a mask pattern having a three-layer structure of a light-shielding Cr layer / coated glass / thin Cr layer, which transfers a resist pattern generally used in pattern processing, is produced, and then the light-shielding Cr layer is selectively selected by conventional wet etching. Is removed.

그러나, 차광 Cr층과 얇은 Cr층은 재질이 공통적이라는 점때문에, 차광 Cr층의 선택적 제거 프로세스에서 얇은 Cr층에 미치는 영향이 과제가 된다. 구체적으로는, 얇은 Cr층이 에칭되고 리프트 오프와 마찬가지의 원리로 패턴이 송두리째 제거되는 경우가 있으며, 얇은 Cr층이 사이드 에칭되면 패턴 엣지 부근의 투과율이 변화된다.However, since the light-shielding Cr layer and the thin Cr layer have a common material, the effect on the thin Cr layer in the selective removal process of the light-shielding Cr layer becomes a problem. Specifically, the thin Cr layer may be etched and the pattern may be removed entirely on the same principle as in lift-off. When the thin Cr layer is side etched, the transmittance near the pattern edge is changed.

다음으로, 종래예 2에서는, 예컨대 Si층과 SiN층은 동일한 스퍼터링 장치에 의해 동일한 Si를 타겟으로서 이용하여 연속적으로 막형성할 수 있다. 그러나, SiN층을 Si 타겟 및 질소를 포함하는 스퍼터링 분위기를 이용한 반응성 스퍼터링에 의해 막형성했을 경우, 반응성 스퍼터링에 의한 타겟의 포이즈닝이 발생하여 재현성을 얻을 수 없어 생산성에 문제가 있었다. 또한, SiN을 이용했을 경우에는 최근의 노광파장의 단파장화에 따라 투과율이 과도하게 저하된다.Next, in the conventional example 2, for example, the Si layer and the SiN layer can be formed into a film continuously using the same Si as a target by the same sputtering apparatus. However, when the SiN layer is formed by reactive sputtering using a sputtering atmosphere containing a Si target and nitrogen, poisoning of the target by reactive sputtering occurs, reproducibility cannot be obtained, and there is a problem in productivity. In addition, when SiN is used, the transmittance is excessively lowered in accordance with the recent shortening of the exposure wavelength.

다음으로, 종래예 3에서는 단층막(상층)의 재료로서 MoSiO 또는 MoSiON을 이용한다. 그러나, 금속을 함유하므로 투과율이 작아져 최근의 노광파장의 단파장화에 적합하지 않다. 또한, 금속 함유량을 작게 하면, 굴절율이 작아져 하프톤 위상 시프터의 막두께가 두꺼워지므로 미세 가공에 불리하다.Next, in the conventional example 3, MoSiO or MoSiON is used as a material of a single | mono layer film (upper layer). However, since the metal is contained, the transmittance is small, which is not suitable for shortening the recent exposure wavelength. In addition, when the metal content is made small, the refractive index becomes small and the film thickness of the halftone phase shifter becomes thick, which is disadvantageous for microfabrication.

또한, 종래예 4 및 종래예 5에서는 상층의 재료로서 TaSiO를 이용한다. 그러나, 금속을 함유하므로 투과율이 작아져 최근의 노광파장의 단파장화에 적합하지않다. 또한, 금속 함유량을 작게 하면, 굴절율이 작아져 하프톤 위상 시프터의 막두께가 두꺼워지므로 미세 가공에 불리하다.In addition, in Example 4 and Example 5, TaSiO is used as an upper layer material. However, since the metal is contained, the transmittance is small, which is not suitable for shortening the exposure wavelength in recent years. In addition, when the metal content is made small, the refractive index becomes small and the film thickness of the halftone phase shifter becomes thick, which is disadvantageous for microfabrication.

더욱이, 이들 종래예에서는 상층의 불소계 가스에 의한 드라이 에칭에 대하여 하층이 에칭 스토퍼의 역할을 하고, 그 후에 염소계 가스에 의한 드라이 에칭에 의해 하층이 에칭된다.Further, in these conventional examples, the lower layer serves as an etching stopper for dry etching with an upper fluorine-based gas, and the lower layer is then etched by dry etching with a chlorine-based gas.

그러나, 종래예 4의 탄탈로 이루어지는 하층에서는 상층의 불소계 드라이 에칭에 대한 에칭 선택비가 불충분하다. 종래예 5의 크롬탄탈합금에서는 염소계 가스에 의한 에칭레이트가 느려 고정밀도의 패턴을 얻을 수 없다.However, in the lower layer which consists of tantalum of the prior art 4, the etching selectivity with respect to the upper fluorine-type dry etching is inadequate. In the chromium tantalum alloy of the conventional example 5, the etching rate by chlorine-type gas is slow and a high precision pattern cannot be obtained.

본 발명은 상기와 같은 배경 하에 이루어진 것으로서, 하프톤 위상 시프터부를 형성하기 위한 에칭시의 미세가공성이 우수한 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a halftone phase shift mask blank and a halftone phase shift mask having excellent micromachinability during etching for forming a halftone phase shifter.

또한, 본 발명은 특히 노광원이 단파장화되었을 경우, 특히 140nm~200nm의 노광파장영역, 구체적으로는 F2엑시머레이저의 파장인 157nm 부근 및 ArF 엑시머레이저의 파장인 193nm 부근에서의 고투과율(투과율 8~30%) 하에서 사용할 수 있는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention particularly has a high transmittance (transmittance) in the exposure wavelength region of 140 nm to 200 nm, particularly in the vicinity of 157 nm, which is the wavelength of F 2 excimer laser, and 193 nm, which is the wavelength of ArF excimer laser, especially when the exposure source is shortened. It is an object to provide a halftone phase shift mask blank and a halftone phase shift mask that can be used under 8-30%).

본 발명은 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크, 하프톤형 위상 시프트 마스크 및 그 제조방법 등에 관한 것으로서, 특히 차세대 단파장 노광광원인 ArF 엑시머레이저(193nm) 및 F2엑시머레이저(157nm)에 사용하기에 적합한 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 등에 관한 것이다.The present invention relates to a halftone phase shift mask blank, a halftone phase shift mask, and a method for manufacturing the same, and is particularly suitable for use in ArF excimer laser (193 nm) and F 2 excimer laser (157 nm), which are next generation short wavelength exposure light sources. It relates to a phase shift mask blank and the like.

도 1은 본 발명의 실시예에 관한 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크의 단면도.1 is a cross-sectional view of a halftone phase shift mask blank and a halftone phase shift mask according to an embodiment of the present invention.

도 2는 실시예 2 및 5에서 제작된 시료의 광 반투과부(위상 시프터부)의 투과 스펙트럼을 나타내는 도면.FIG. 2 is a diagram showing a transmission spectrum of a light semitransmissive portion (phase shifter portion) of samples prepared in Examples 2 and 5. FIG.

도 3은 실시예 2 및 10에서 제작된 시료의 에칭 시간과 반사광 강도의 관계를 나타내는 도면.3 is a view showing a relationship between etching time and reflected light intensity of samples prepared in Examples 2 and 10;

도 4는 실시예 2의 각 층의 가공 순서를 설명하기 위한 모식도.4 is a schematic view for explaining a processing procedure of each layer of Example 2;

도 5는 실시예 3의 각 층의 가공 순서를 설명하기 위한 모식도.5 is a schematic diagram for explaining a processing procedure of each layer of Example 3. FIG.

도 6는 비교예 2의 각 층의 가공 순서를 설명하기 위한 모식도.6 is a schematic view for explaining a processing procedure of each layer of Comparative Example 2. FIG.

도 7은 실시예 11에 관계되는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조공정도.7 is a manufacturing process diagram of a halftone phase shift mask blank and a halftone type halftone phase shift mask according to the eleventh embodiment.

도 8은 실시예 11에 관계되는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 하프톤형 위상 시프트 마스크의 제조공정도(이어지는 도면).Fig. 8 is a manufacturing process chart of the halftone phase shift mask blank and the halftone type halftone phase shift mask according to the eleventh embodiment (the following figures).

도 9는 실시예 12에 관계되는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크의 광학 특성의 스펙트럼도.9 is a spectral diagram of optical characteristics of a halftone phase shift mask blank according to the twelfth embodiment;

도 10은 실시예 13에 관계되는 하프톤형 위상 시프프 마스크 블랭크의 광학특성의 스펙트럼도.10 is a spectrum diagram of optical characteristics of a halftone phase shift mask blank according to Example 13. FIG.

도 11은 본 발명의 실시예에 관계되는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크의 변형예를 나타내는 도면.11 is a diagram showing a modification of the halftone phase shift mask blank and the halftone phase shift mask according to the embodiment of the present invention.

본 발명은 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에서 위상 시프터막이 규소, 산소 및 질소가 주된 구성요소인 막, 및 상기 막과 투명기판의 사이에 형성된 에칭스토퍼막으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that in the halftone phase shift mask blank, the phase shifter film is composed of a film whose main components are silicon, oxygen and nitrogen, and an etching stopper film formed between the film and the transparent substrate.

본 발명에서는 투명기판 위에 형성된 하프톤 위상 시프터층에서 투명기판측의 막이 하층이 되고, 하층의 위에 형성되어 있는 막이 상층이 된다.In the present invention, in the halftone phase shifter layer formed on the transparent substrate, the film on the transparent substrate side becomes the lower layer, and the film formed on the lower layer becomes the upper layer.

본 발명자들은 SiNx는 Si-N 결합이 막의 매트릭스를 치밀하게 하기 때문에, 노광 광의 조사(照射)에 대한 내성이나 세정액 등의 약품에 대한 내성이 높고, 또한 SiOx는 단파장측에서도 비교적 높은 투과율을 가질 수 있다는 사실에 기초하여 이들 양 재료계의 이점을 살린 SiOxNy에 주목하였다.The inventors of the present invention found that SiN x has a high resistance to exposure to exposure to exposure to light and chemicals such as cleaning liquids because Si-N bonds densify the matrix of the film, and SiO x has a relatively high transmittance even on the short wavelength side. Based on the fact that it is possible to pay attention to SiO x N y taking advantage of both material systems.

또한, SiOxNy에서, 조성을 제어하면 단파장의 노광 광에 사용하기에 적합한 위상 시프터막이 얻어짐을 발견하였다. 그리고, 하프톤 위상 시프터막을 SiOxNy막(상층)과 에칭 스토퍼막(하층)의 2층 구조로 함으로써, 노광 광의 조사에 대한 내성과 약품에 대한 내성에 추가하여, 패턴의 가공성이 양호한 위상 시프터막을 실현할 수 있음을 발견하였다.In addition, it was found that, in SiO x N y , control of the composition yields a phase shifter film suitable for use in short wavelength exposure light. Then, the halftone phase shifter film has a two-layer structure of a SiO x N y film (upper layer) and an etching stopper film (lower layer), in addition to resistance to irradiation of exposure light and resistance to chemicals, a phase having good pattern workability. It has been found that the shifter film can be realized.

여기서, 에칭 스토퍼막이란, SiOxNy막의 에칭의 진행을 저지하는 기능을 갖는 재료로 이루어진 막, 또는 위상 시프터막의 에칭의 종점을 용이하게 검출할 수 있게 하는 기능, 또는 이러한 기능을 모두 갖는 재료로 이루어진 막이다.Here, the etching stopper film is a function to be able to easily detect the film, or a phase end point of the shifter film etching made of a material having a function for preventing the progression of etching SiO x N y film, or a material having all of these features It is made up of.

상층의 재료로서는, 실질적으로 규소, 산소 및 질소로 이루어지는 재료로 이루어진다. 즉, 상층은 규소, 산소 및 질소가 주요 구성요소인 막으로 이루어진다. 상기 재료는 노광 광이 단파장화되었을 경우에도 하층과의 조합에서 원하는 투과율및 위상차를 제어할 수 있으며, 또한 노광 광의 조사에 대한 내성이나 세정액 등의 약품에 대한 내성이 높다. 또한, 굴절율을 비교적 크게 할 수 있기 때문에, 원하는 위상차를 얻기 위한 하프톤 위상 시프터막 전체의 막두께를 억제할 수 있어 하프톤 위상 시프터막의 미세가공성이 우수하다.As a material of an upper layer, it consists of materials which consist substantially of silicon, oxygen, and nitrogen. That is, the upper layer consists of a film whose main components are silicon, oxygen and nitrogen. The material can control desired transmittance and retardation in combination with the lower layer even when the exposure light is shortened in wavelength, and also has high resistance to exposure to exposure light and chemicals such as cleaning liquids. Moreover, since the refractive index can be made relatively large, the film thickness of the whole halftone phase shifter film for obtaining a desired phase difference can be suppressed, and it is excellent in the fine workability of a halftone phase shifter film.

상기 상층재료에 대해서는 복소굴절율 실부(n)는 n1.7 범위로, 그리고 복소굴절율 허부(k)는 k0.450의 범위로 조정, 제어하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 노광 광의 단파장화에 따른 하프톤형 위상 시프트 마스크로서의 광학특성을 만족시키는 데 유리하다. 또, F2엑시머레이저용에서는 k0.40의 범위가 바람직하고, 0.07k0.35의 범위가 더욱 바람직하다.For the upper layer material, the complex refractive index portion n is n In the 1.7 range, and complex refractive index f (k) is k It is preferable to adjust and control to 0.450. This is advantageous in satisfying the optical characteristics as the halftone phase shift mask according to the shortening of the exposure light. Further, F 2 excimer laser for the k The range of 0.40 is preferred, and 0.07 k The range of 0.35 is more preferable.

ArF 엑시머레이저용에서는 0.10k0.45의 범위가 바람직하다. 또, F2엑시머레이저용에서는 n2.0의 범위가 바람직하며, n2.2의 범위가 더욱 바람직하다. ArF 엑시머레이저용에서는 n2.0의 범위가 바람직하고, n2.5의 범위가 더욱 바람직하다.0.10 for ArF excimer lasers k The range of 0.45 is preferred. In addition, for F 2 excimer laser, n A range of 2.0 is preferred, n The range of 2.2 is more preferred. N for ArF excimer lasers A range of 2.0 is preferred, and n The range of 2.5 is more preferable.

상기 광학특성을 얻기 위해 상기 구성원소의 조성범위는 규소 35~45 원자%, 산소 1~60 원자%, 질소 5~60 원자%로 하였다. 즉, 규소가 45%보다 많거나 또는 질소가 60%보다 많으면, 막의 광 투과율이 불충분해진다. 반대로, 질소가 5%미만이거나 또는 산소가 60%를 초과하면, 막의 광 투과율이 지나치게 높기 때문에, 하프톤형 위상 시프터막으로서의 기능이 상실된다. 또, 규소가 35%미만이거나 또는 질소가 60%를 상회하면 막의 구조가 물리적, 화학적으로 매우 불안정해진다.In order to obtain the optical properties, the composition range of the member element was 35 to 45 atomic% silicon, 1 to 60 atomic% oxygen, and 5 to 60 atomic% nitrogen. In other words, if the silicon content is more than 45% or the nitrogen content is more than 60%, the light transmittance of the film becomes insufficient. On the contrary, when nitrogen is less than 5% or oxygen is more than 60%, the light transmittance of the film is too high, so that the function as a halftone phase shifter film is lost. In addition, when silicon is less than 35% or nitrogen is more than 60%, the structure of the film becomes very unstable physically and chemically.

또, 상기와 같은 관점에서, F2엑시머레이저용에서는 상기 구성원소의 구성범위가 규소 35~40 원자%, 산소 25~60 원자%, 질소 5~35 원자%인 것이 바람직하다. 마찬가지로, ArF 엑시머레이저용에서는 상기 구성원소의 조성범위가 규소 38~45 원자%, 산소 1~40 원자%, 질소 30~60 원자%인 것이 바람직하다. 또, 상기한 조성 외에 미량의 불순물(금속, 탄소, 불소 등)을 포함해도 무방하다.In addition, it is preferable from the viewpoint as described above, for the F 2 excimer laser configured range of silicon 35 to 40 at% of the constituent elements 25 to 60 at.% Oxygen, nitrogen, 5 to 35 at%. Similarly, for ArF excimer laser, the composition range of the above-mentioned elemental elements is preferably 38 to 45 atomic% of silicon, 1 to 40 atomic% of oxygen, and 30 to 60 atomic% of nitrogen. In addition to the above composition, a small amount of impurities (metal, carbon, fluorine, etc.) may be included.

본 발명에 의한 상층은 실질적으로 실리콘으로 이루어지는 타겟을 이용하며, 희가스 및 질소 및 산소를 포함하는 반응성 가스를 이용한 스퍼터링 분위기에서 반응성 스퍼터링에 의해 막형성할 수 있다. 실질적으로 실리콘으로 이루어지는 타겟은, 금속 실리사이드와 같은 혼합 타켓을 이용했을 경우에 비해 수밀도(數密度)나 순도가 높은 안정된 타겟이 얻어진다. 이 때문에, 얻어진 막의 파티클 발생율이 적어진다는 이점이 있다.The upper layer according to the present invention uses a target substantially made of silicon, and can be formed by reactive sputtering in a sputtering atmosphere using a rare gas and a reactive gas containing nitrogen and oxygen. The target which consists of silicon substantially obtains a stable target with high water density and purity compared with the case where the mixed target like metal silicide is used. For this reason, there exists an advantage that the particle generation rate of the obtained film | membrane becomes small.

또한, 에칭 스토퍼층이란, SiOxNy막의 에칭의 진행을 저지하는 기능을 갖는 재료로 이루어진 막, 또는 위상 시프터막의 에칭의 종점을 용이하게 검출할 수 있게 하는 기능, 또는 이러한 기능을 모두 갖는 재료로 이루어진 막이다.Further, the etching stopper layer is, materials having all of the features, or such a function that enables to easily detect the film, or a phase end point of the shifter film etching made of a material having a function for preventing the progression of etching SiO x N y film It is made up of.

전자의 SiOxNy막의 에칭의 진행을 저지하는 기능을 갖는 막은, 위상 시프터층의 에칭에 대한 선택비가 낮은 재료, 즉 SiOxNy막의 에칭에 사용되는 에칭 매질에 대한 에칭 속도가 SiOxNy막보다 느린 재료로서, 구체적으로는 위상 시프터막에 대한 에칭 선택비가 0.7 이하, 바람직하게는 0.5 이하가 되는 재료로 이루어지는 막이다.A film having a function of inhibiting the progress of etching of the former SiO x N y film has a low selectivity to etching of the phase shifter layer, that is, the etching rate with respect to the etching medium used for etching the SiO x N y film is SiO x N A material that is slower than the y film, specifically, is a film made of a material whose etching selectivity with respect to the phase shifter film is 0.7 or less, preferably 0.5 or less.

또, 후자의 위상 시프터막의 에칭의 종점을 용이하게 검출할 수 있게 하는 기능을 갖는 에칭 스토퍼막은, 그 재료가 투명기판(예컨대, 합성석영기판)과 에칭 스토퍼의 에칭 종점 검출광(예컨대, 680nm)에 대한 반사율의 차가 투명기판과 SiOxNy막과의 차보다 커지는 막이다.In addition, the etching stopper film which has a function which makes it easy to detect the end point of the etching of the latter phase shifter film, The material of the etching stopper detection light (for example, 680 nm) of a transparent substrate (for example, synthetic quartz substrate) and an etching stopper The difference in reflectance with respect to the film is larger than the difference between the transparent substrate and the SiO x N y film.

그 재료는 SiOxNy막 및 투명기판보다 굴절율(복소굴절율 실부)이 높은 것이 바람직하다. 구체적으로는, SiOxNy막과 에칭 종점 검출광의 파장에서의 굴절율 차가 0.5 이상, 바람직하게는 1 이상이 되는 재료로 이루어지는 막이며, 투명기판과의 굴절율 차가 0.5 이상, 바람직하게는 1 이상이 되는 재료로 이루어지는 막이 다.It is preferable that the material has a higher refractive index (complex refractive index seal) than the SiO x N y film and the transparent substrate. Specifically, the film is made of a material whose refractive index difference between the SiO x N y film and the wavelength of the etching endpoint detection light is 0.5 or more, preferably 1 or more, and the refractive index difference with the transparent substrate is 0.5 or more, preferably 1 or more. It is a film made of a material.

에칭 스토퍼층으로서는 기판에 대한 에칭 선택비가 1.5 이상, 바람직하게는 2.0 이상인 것이 좋다. 즉, 에칭 스토퍼층을 제거할 수 없으면, 광 투과부에서의 광 투과율이 감소하여 패턴 전사시의 콘트라스트가 떨어진다. 제거할 수 있다 하더라도, 기판보다 에칭 레이트가 크지 않으면, 에칭의 종점 부근에서 기판도 에칭될 가능성이 있어 가공 정밀도가 악화된다.As an etching stopper layer, it is good that the etching selectivity with respect to a board | substrate is 1.5 or more, Preferably it is 2.0 or more. In other words, if the etching stopper layer cannot be removed, the light transmittance at the light transmitting portion is reduced and the contrast during pattern transfer is reduced. Even if it can remove, if an etching rate is not larger than a board | substrate, a board | substrate may also be etched near the end point of an etching, and processing precision will deteriorate.

이상의 사항을 고려할 때 적절한 재료로는 마그네슘, 알루미늄, 티탄, 바나듐, 크롬, 이트륨, 지르코늄, 니오브, 몰리브덴, 주석, 란탄, 탄탈, 텅스텐, 실리콘, 하프늄에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 재료나 또는 이들의 화합물(산화물, 질화물, 산질화물) 등을 들 수 있다.In view of the above, suitable materials include one or two or more materials selected from magnesium, aluminum, titanium, vanadium, chromium, yttrium, zirconium, niobium, molybdenum, tin, lanthanum, tantalum, tungsten, silicon, hafnium, or These compounds (oxide, nitride, oxynitride) etc. are mentioned.

에칭 스토퍼막의 막두께는 10~200 옹스트롬인 것이 바람직하다. 즉, 10 옹스트롬보다 작으면 에칭을 완전하게 저지할 수 없거나 의미있는 반사율 변화를 검출할 수 없기 때문에, 패턴 가공 정밀도가 악화될 가능성이 생긴다.It is preferable that the film thickness of an etching stopper film is 10-200 angstroms. In other words, if it is smaller than 10 angstroms, the etching cannot be completely prevented or a significant change in reflectance cannot be detected, so that the pattern processing accuracy may deteriorate.

한편, 등방적인 에칭의 진행에 의한 패턴의 확대는 에칭 프로세스에 따라 다르지만, 최대로 막두께의 2배 정도까지 진행된다. 따라서, 0.1㎛=1000 옹스트롬 이하의 패턴 선폭을 가공할 때, 막두께가 200 옹스트롬을 초과하면 40% 이상이나 되는 치수 오차를 일으키게 되어 마스크의 품질에 심각한 악영향을 미친다.On the other hand, the expansion of the pattern by the isotropic etching progresses depending on the etching process, but proceeds up to about twice the film thickness at the maximum. Therefore, when processing a pattern line width of 0.1 mu m = 1000 angstroms or less, if the film thickness exceeds 200 angstroms, a dimensional error of 40% or more is caused, which seriously affects the quality of the mask.

또한, 에칭 스토퍼층은 투과율을 조정하는 기능을 갖는 것이 바람직하다. 에칭 스토퍼층 자체의 노광파장(파장 140~200nm 또는 157nm 부근 또는 193nm 부근)에 대한 투과율은 3~40%로 한다. 이에 따라, 위상 시프터부에서의 투과율을 유지하면서, 위상 시프터부의 하부에 형성된 에칭 스토퍼층에 의해(다른 재료의 적층에 의해) 노광파장보다 긴 검사파장의 투과율을 저감시킬 수 있게 된다.Moreover, it is preferable that an etching stopper layer has a function which adjusts a transmittance | permeability. The transmittance | permeability with respect to the exposure wavelength (wavelength 140-200 nm, 157 nm vicinity, or 193 nm vicinity) of the etching stopper layer itself shall be 3-40%. Accordingly, the transmittance of the inspection wavelength longer than the exposure wavelength can be reduced by the etching stopper layer formed under the phase shifter portion (by lamination of other materials) while maintaining the transmittance in the phase shifter portion.

즉, 제조 프로세스에서 현행의 마스크 검사는, 노광파장보다 긴 파장의 광을 이용하여 그 투과광 강도를 측정하는 방식을 취하고 있다. 현행 검사파장 200~300nm의 범위에서, 광 반부과부(위상 시프터부)의 광 투과율이 40% 이하가 되는 것이 바람직하다. 즉, 40% 이상이면, 광 투과부와의 콘트라스트가 얻어지지 않아 검사 정밀도가 악화된다. 에칭 스토퍼막이 차광 기능이 높은 재료일 경우, 재료로서는 알루미늄, 티탄, 바나듐, 크롬, 지르코늄, 니오브, 몰리브덴, 란탄, 탄탈, 텅스텐, 실리콘, 하프늄에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 재료로 이루어지는 막 또는 이들의 질화물 등을 들 수 있다.That is, the current mask inspection in the manufacturing process takes a method of measuring the transmitted light intensity using light having a wavelength longer than the exposure wavelength. It is preferable that the light transmittance of the light half excess part (phase shifter part) becomes 40% or less in the range of 200-300 nm of current inspection wavelengths. That is, if it is 40% or more, contrast with a light transmission part will not be obtained and inspection precision will deteriorate. When the etching stopper film is a material having high light shielding function, the material is a film made of one or two or more materials selected from aluminum, titanium, vanadium, chromium, zirconium, niobium, molybdenum, lanthanum, tantalum, tungsten, silicon, and hafnium or These nitrides etc. are mentioned.

또한, 이러한 에칭 스토퍼층의 막두께는 위상 시프터부보다 충분히 얇은 막두께로 도입하는 것이 바람직하며, 200 옹스트롬 이하의 막두께가 적당하다. 즉, 200 옹스트롬을 상회하면, 노광파장에서의 광 투과율이 3%를 하회할 가능성이 높다. 이러한 경우, SiOxNy막과 에칭 스토퍼막의 2층에서 위상각 및 투과율을 조정하게 된다.Moreover, it is preferable to introduce | transduce the film thickness of such an etching stopper layer into the film thickness sufficiently thinner than a phase shifter part, and the film thickness of 200 angstrom or less is suitable. That is, when it exceeds 200 angstroms, the light transmittance in exposure wavelength is likely to be less than 3%. In this case, the phase angle and transmittance are adjusted in two layers of the SiO x N y film and the etching stopper film.

구체적으로는, 에칭 스토퍼 자체의 노광파장(파장 140~200nm 또는 157nm 부근 또는 193nm 부근)에 대한 투과율은 3~40%이고, SiOxNy막과 적층했을 때의 투과율이 3~40%가 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 에칭 스토퍼층을 설치할 경우, 광 투과부에 상당하는 부분의 표면에 노출된 에칭 스토퍼층은 제거할 수 있어야 한다. 이는 에칭 스토퍼층이 광 투과부를 덮어버리면, 광 투과부의 투과율이 감소되기 때문이다.Specifically, the transmittance of the etching stopper itself with respect to the exposure wavelength (wavelength of 140 to 200 nm or around 157 nm or around 193 nm) is 3 to 40%, so that the transmittance when laminated with the SiO x N y film is 3 to 40%. It is desirable to adjust. When providing an etching stopper layer, the etching stopper layer exposed to the surface of the part corresponded to a light transmission part should be removable. This is because when the etching stopper layer covers the light transmitting portion, the transmittance of the light transmitting portion is reduced.

에칭 스토퍼막의 제거방법은, 에칭 스토퍼막이 SiOxNy막의 에칭의 진행을 저지하는 기능을 갖는 재료로 이루어진 막일 경우에는, SiOxNy막의 에칭방법과 다른 방법을 이용할 필요가 있다. 또한, 에칭 스토퍼막이 위상 시프터막의 에칭의 종점을 용이하게 검출할 수 있게 하는 기능을 갖는 재료로 이루어진 막일 경우에는, SiOxNy막과 에칭 스토퍼막의 에칭방법은 동일해도 되고 달라도 무방하다.An etching stopper film removal method, the etching stopper film when makil made of a material having a function for preventing the progression of etching SiO x N y film, it is necessary to use a SiO x N y film etching method and other methods. When the etching stopper film is a film made of a material having a function of easily detecting the end point of etching of the phase shifter film, the etching method of the SiO x N y film and the etching stopper film may be the same or different.

SiOxNy막으로 이루어지는 위상 시프터막의 에칭에는, 가령 CHF3이나 CF4, SF6, C2F6등의 불소계 가스 및 그 혼합가스에 의한 드라이 에칭(RIE : Reactive IonEtching)을 이용할 수 있다. 한편, 에칭 스토퍼막을 위상 시프터막과 다른 방법으로 에칭 제거할 경우에는, 위상 시프터막의 제거에 이용한 것과 다른 불소계 가스를 이용한 드라이 에칭, 또는 예컨대 (Cl2,Cl2+O2) 등의 염소계 가스를 이용한 드라이 에칭, 또는 산이나 알칼리 등에 의한 습식 에칭을 이용할 수가 있다.For etching the phase shifter film made of a SiO x N y film, dry etching (RIE: Reactive IonEtching) using a fluorine-based gas such as CHF 3 , CF 4 , SF 6 , C 2 F 6 , and a mixed gas thereof can be used. On the other hand, when the etching stopper film is etched away by a method different from the phase shifter film, dry etching using a fluorine-based gas different from that used for removing the phase shifter film, or a chlorine gas such as (Cl 2 , Cl 2 + O 2 ) may be used. Used dry etching or wet etching with an acid or an alkali can be used.

SiOxNy막으로 이루어지는 위상 시프터막의 에칭과 동일한 불소계의 드라이 에칭에 의해 제거할 수 있는 에칭 스토퍼막으로서는, 예컨대 실리콘, MoSix, TaSix, WSx, CrSix, ZrSix, HfSix등을 바람직한 재료로 들 수 있다.As the etching stopper film which can be removed by the same fluorine-based dry etching as the etching of the phase shifter film made of a SiO x N y film, for example, silicon, MoSi x , TaSi x , WS x , CrSi x , ZrSi x , HfSi x and the like are used. Preferred materials are mentioned.

이와 같이, SiOxNy막과 연속하여 에칭할 수 있는 에칭 스토퍼막을 설치했을 경우에는 프로세스 상의 이점이 크다. 또한, SiOxNy막으로 이루어진 위상 시프터막의 에칭과는 다른 방법으로 에칭할 수 있는 에칭 스토퍼막으로는, 예컨대 Cl2의 드라이 에칭으로 에칭할 수 있는 Ta 또는 Ta를 포함하는 박막, 가령 TaNx, TaZrx, TaCrx, TaHfx등이나, Zr, Hf, 또한 Cl2+O2의 드라이 에칭으로 에칭할 수 있는 Cr 등을 바람직한 재료로 들 수 있다.Thus, if the installation can be an etching stopper film in the etching continuously and SiO x N y film, the greater the advantage in the process. Further, as an etching stopper film which can be etched by a method different from the etching of a phase shifter film made of SiO x N y film, for example, a thin film containing Ta or Ta which can be etched by dry etching of Cl 2 , such as TaN x , TaZr x , TaCr x , TaHf x and the like, Zr, Hf, Cr which can be etched by dry etching of Cl 2 + O 2 , and the like are mentioned as preferred materials.

이와 같이, SiOxNy막과 연속하여 에칭할 수 있는 에칭 스토퍼막을 설치했을 경우에는 프로세스 상의 이점이 크다. 또한, SiOxNy막으로 이루어진 위상 시프터막의 에칭은 다른 방법으로 에칭 스토퍼막으로서는, 예컨대 Cl2의 드라이 에칭으로 에칭할 수 있는 Ta 또는 Ta를 포함하는 박막, 가령 TaZrx, TaCrx, TaHfx등이나, Zr, Hf, 또한 Cl+O2의 드라이 에칭으로 에칭할 수 있는 Cr 등을 바람직한 재료로 들 수 있다.Thus, if the installation can be an etching stopper film in the etching continuously and SiO x N y film, the greater the advantage in the process. In addition, the etching of the phase shifter film made of SiO x N y film may be performed by another method as the etching stopper film, for example, a thin film containing Ta or Ta which can be etched by dry etching of Cl 2 , such as TaZr x , TaCr x , TaHf x. and the like or, Zr, Hf, Cr, etc. also can be etched by dry etching in Cl + O 2 to a desired material.

또, 에칭 스토퍼막이 SiOxNy막의 에칭의 진행을 저지하는 기능을 갖는 재료로 이루어지는 막이고, 투과율이 높은 재료로 이루어질 경우에는, 상술한 단층구조의 하프톤형 위상 시프트 마스크의 투명기판과 광 반투과막의 사이에 에칭 스토퍼막을 설치하여, 광 투과부에 노출된 에칭 스토퍼를 제거하지 않는 구조로 할 수도 있다.In addition, when the etching stopper film is a film made of a material having a function of preventing the progress of etching of the SiO x N y film, and is made of a material having a high transmittance, the transparent substrate and the light half of the halftone phase shift mask of the single layer structure described above are used. It is also possible to provide a structure in which an etching stopper film is provided between the transmission films so as not to remove the etching stopper exposed to the light transmitting part.

에칭 스토퍼층은 SiOxNy막의 산소가 40 원자% 이상일 경우, 또는 투명기판과 굴절율 차가 0.5 이하, 바람직하게는 0.3 이하일 경우에 설치하면 특히 효과적이다.The etching stopper layer is particularly effective when oxygen of the SiO x N y film is 40 atomic% or more, or when the difference between the transparent substrate and the refractive index is 0.5 or less, preferably 0.3 or less.

또한, 본 발명자들은 상층이 불소계 가스에 의한 드라이 에칭을 이용하여 에칭되는 층일 경우에, 하층재료로서, 불소계 가스에 대해 내성을 가지면서 불소계 가스와는 다른 가스(예컨대, 염소계 가스)에 의한 드라이 에칭을 이용하여 에칭할 수 있는 소정의 재료를 발견하였다.In addition, the inventors of the present invention, when the upper layer is a layer that is etched using dry etching with a fluorine-based gas, dry etching with a gas different from the fluorine-based gas (for example, chlorine-based gas) while being resistant to the fluorine-based gas as a lower layer material. The predetermined material which can be etched using was discovered.

이와 같은 소정의 재료로는, 첫째, Al, Ga, Hf, Ti, V 및 Zr로 이루어지는 제 1 그룹에서 선택되는 단일체의 금속 또는 이들 금속을 2종 이상 포함하는 재료(합금외에 혼합체 등을 포함함. 이하 제 1 재료라 함)를 들 수 있다. 이들 제 1 그룹에서 선택되는 단일체의 금속 또는 제 1 재료는 불소계 가스에 대해 내성을 가지면서 불소계 가스와는 다른 가스(예컨대, 염소계 가스)에 의한 드라이 에칭을 이용하여 에칭할 수 있는 재료이다.Such predetermined materials include, firstly, a single metal selected from the first group consisting of Al, Ga, Hf, Ti, V, and Zr, or a material containing two or more of these metals (including alloys and the like). The first material hereinafter) may be mentioned. The monolithic metal or first material selected from these first groups is a material which is resistant to fluorine-based gas and which can be etched using dry etching with a gas different from the fluorine-based gas (for example, chlorine-based gas).

이들 제 1 그룹에서 선택되는 단일체의 금속 또는 재료는 불소계 가스를 이용한 드라이 에칭에서 에칭 내성이 높고, 불소계 가스와 다른 가스(예컨대, 염소계 가스, 브롬계 가스, 요오드계 가스 등)를 이용한 드라이 에칭으로 용이하게 에칭할 수 있는 재료이다.The monolithic metals or materials selected from these first groups have high etching resistance in dry etching using fluorine-based gas, and dry etching using fluorine-based gas and other gases (for example, chlorine-based gas, bromine-based gas and iodine-based gas). It is a material which can be easily etched.

하층은, 불소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 있어서 상층에 대한 에칭 정지층으로서의 효과를 얻을 수 있는 정도의 내성이 필요하며, 하층 재료의 에칭 레이트는 하층의 두께, 상층과의 에칭 레이트비(이후, 선택비라고 함)에 따라 다르지만, 0~수 십 옹스트롬/min 정도가 바람직하다. 또한, 염소계 가스를 이용한 하층의 드라이 에칭에서는, 원하는 에칭 프로세스에서 허용되는 정도로 에칭 제거가 가능하며, 기판재료와의 선택비로 5배 이상의 높은 에칭 레이트를 갖는 것이 바람직하고, 10배 이상의 에칭 레이트를 갖는 재료가 더욱 바람직하다.The lower layer needs resistance to the extent that the effect as an etch stop layer can be obtained with respect to the upper layer in dry etching using a fluorine-based gas, and the etching rate of the lower layer material is the thickness of the lower layer and the etching rate ratio with the upper layer (hereinafter selected). Ratio of 0 to several tens of angstroms / min is preferred. In the lower layer dry etching using the chlorine-based gas, the etching can be removed to an extent that is acceptable in the desired etching process, and it is preferable that the etching rate is 5 times higher than the substrate material, and the etching rate is 10 times higher. The material is more preferred.

제 1 그룹으로부터 선택되는 단일체의 금속에서, 약품에 대한 높은 내성의 관점에서는 Hf, Zr 등이 바람직하다. 스퍼터링용 타겟 제작의 용이성의 관점에서는 Al, Ti, V 등이 바람직하다.In monolithic metals selected from the first group, Hf, Zr and the like are preferable in view of high resistance to chemicals. Al, Ti, V, etc. are preferable from a viewpoint of the ease of preparation of the target for sputtering.

상기 소정의 재료로서는 둘째로, Cr, Ge, Pd, Si, Ta, Nb, Sb, Pt, Au, Po, Mo 및 W로 이루어지는 제 2 그룹에서 선택되는 1종의 금속에, 상기 제 1 그룹(Al, Ga, Hf, Ti, V 및 Zr)에서 선택되는 적어도 1종을 첨가한 재료(합금외에 혼합체 등을 포함함. 이하, 제 2 재료라 함)를 들 수 있다. 이들 재료는 제 1 그룹에서 선택되는 금속을 제 2 그룹에서 선택되는 금속에 첨가함으로써, 불소계 가스에 대한 내성을 충분히 발현하고, 게다가 불소계 가스와 다른 가스(예컨대, 염소계 가스, 브롬계 가스, 요오드계 가스 등)를 이용한 드라이 에칭으로 에칭할 수 있는 재료이다. 즉, 제 1 재료와 동일한 작용을 거둘 수 있는 재료이다.Secondly, as the predetermined material, the first group is formed of one metal selected from a second group consisting of Cr, Ge, Pd, Si, Ta, Nb, Sb, Pt, Au, Po, Mo, and W. The material which added at least 1 sort (s) chosen from Al, Ga, Hf, Ti, V, and Zr (The mixture contains a mixture etc. besides alloy. Hereafter, it is called 2nd material) is mentioned. These materials exhibit sufficient resistance to fluorine-based gases by adding a metal selected from the first group to a metal selected from the second group, and furthermore, gases other than fluorine-based gas (e.g., chlorine-based gas, bromine-based gas and iodine-based gas). It is a material which can be etched by dry etching using a gas). That is, it is a material which can achieve the same effect as a 1st material.

여기서, 제 2 그룹에 인용된 금속(단, Cr은 제외)은 제 1 그룹에 인용된 금속과 비교할 때 불소계 가스에 대한 내성이 떨어진다. 제 1 그룹에서 선택되는 금속을 첨가했을 경우에는 첨가하지 않은 경우에 비해, 불소계 가스에 대한 내성이 향상되며, 더욱이 제 1 그룹에서 선택되는 금속을 첨가했을 경우에 불소계 가스에 대해 원하는 내성을 충분히 발현하는 것이다. 또, Cr은 불소계 가스에 대해 제 1 그룹에 인용된 금속과 동일한 내성을 갖고 있다.Here, the metals quoted in the second group (except Cr) are less resistant to fluorine-based gases as compared to the metals quoted in the first group. When the metal selected from the first group is added, the resistance to the fluorine-based gas is improved compared to the case where no metal is added. Furthermore, when the metal selected from the first group is added, the desired resistance to the fluorine-based gas is sufficiently expressed. It is. In addition, Cr has the same resistance to fluorine-based gas as the metals cited in the first group.

또한, 제 2 그룹의 금속은 염소계 가스에 대한 에칭 레이트가, 제 1 그룹의 금속과 동등하거나 또는 제 1 그룹을 첨가하여 보충할 수 있을 정도로 약간 떨어지는 재료이다. 제 1 그룹에 인용된 금속은 상술한 바와 같이, 가령, 염소계 가스에 대해 용이하게 에칭할 수 있는 재료이므로, 제 2 그룹에 인용된 금속에 제 1 그룹에 인용된 금속을 첨가한 재료는 가령 염소계 가스에 대하여 에칭 특성을 유지 또는 향상시킨 재료가 된다.In addition, the metal of the second group is a material whose etching rate for the chlorine-based gas is equal to that of the metal of the first group or slightly deteriorated so that it can be supplemented by adding the first group. As the metal cited in the first group is a material which can be easily etched with respect to chlorine-based gas, as described above, the material in which the metal cited in the first group is added to the metal cited in the second group is, for example, chlorine-based. It becomes the material which maintained or improved the etching characteristic with respect to gas.

이와 같이, 본 발명자들은 제 2 그룹에서 선택되는 금속에 제 1 그룹에서 선택되는 금속을 소량 첨가함으로써, 염소계 가스에 대한 에칭 특성이 유지되면서, 불소계 가스에 대한 내성이 현저하게 향상되는 것을 발견하였다. 제 2 그룹에서 선택되는 금속에 대해 제 1 그룹에서 선택되는 금속을 첨가하는 양은 2% 이상으로한다. 첨가량이 그 이하이면 첨가재료의 특성이 충분히 나타나지 않고, 상술한 바와 같이 불소계 가스에 대해 내성이 향상되는 등의 효과를 충분히 얻을 수 없기 때문이다.As described above, the present inventors have found that by adding a small amount of the metal selected from the first group to the metal selected from the second group, the resistance to fluorine-based gas is significantly improved while the etching characteristics for the chlorine-based gas are maintained. The amount of adding the metal selected from the first group to the metal selected from the second group is 2% or more. This is because if the amount is less than that, the properties of the additive material do not appear sufficiently, and as described above, the effect of improving the resistance to the fluorine-based gas cannot be sufficiently obtained.

상기 소정의 재료로서는 세째로, 상기 단일체의 금속, 상기 제 1 재료 또는 상기 제 2 재료에 질소 및/또는 탄소를 함유시킨 재료를 들 수 있다. 질소 및/또는 탄소는 원하는 특성을 손상시키지 않는 범위에서 함유되는 것이 바람직하다.Third, examples of the predetermined material include a material in which nitrogen and / or carbon are contained in the metal, the first material, or the second material of the monolithic material. It is preferable that nitrogen and / or carbon are contained in the range which does not impair desired characteristic.

여기서, 불소계 가스로는 예컨대 CxFy(가령 CF4, C2F6), CHF3, 이들의 혼합가스 또는 이들에 첨가가스로서 O2, 희가스(He, Ar, Xe)를 포함하는 것 등을 들 수 있다.Here, the fluorine-based gas includes, for example, C x F y (for example, CF 4 , C 2 F 6 ), CHF 3 , a mixed gas thereof, or O 2 , rare gas (He, Ar, Xe) as an additive gas, and the like. Can be mentioned.

또한, 불소계 가스 이외의 가스로서는 불소 이외의 할로겐계 가스(염소계, 브롬계, 요오드계 또는 이들의 혼합가스)를 이용할 수 있다. 염소계 가스로서는 Cl2, BCl3, HCl, 이들의 혼합가스 또는 이들에 첨가가스로서 희가스(He, Ar, Xe)를 포함하는 것 등을 들 수 있다.As gases other than fluorine-based gas, halogen-based gases other than fluorine (chlorine-based, bromine-based, iodine-based or a mixture thereof) can be used. Examples of the chlorine-based gas include Cl 2 , BCl 3 , HCl, mixed gas thereof, and those containing rare gas (He, Ar, Xe) as additive gas.

브롬계 가스로서는 Br2, HBr, 이들의 혼합가스 또는 이들에 첨가가스로서 희가스(He, Ar, Xe)를 포함하는 것 등을 들 수 있다. 요오드계 가스로서는 I2, HI, 이들의 혼합가스 또는 이들에 첨가가스로서 희가스(He, Ar, Xe)를 포함하는 것 등을 들 수 있다.Examples of the bromine gas include Br 2 , HBr, mixed gas thereof, and those containing rare gas (He, Ar, Xe) as additive gas. Examples of the iodine-based gas include I 2 , HI, mixed gas thereof, and those containing rare gas (He, Ar, Xe) as additive gas.

여기서, 불소계 가스는와는 다른 가스로서는, 에칭 레이트가 브롬계 가스나요오드계 가스보다 빠를 수 있다는 점에서 염소계 가스를 이용하는 것이 바람직하다. 또, 불소와 불소 이외의 가스를 동시에 포함하는 가스를 이용할 수도 있다. 이러한 경우, 플라즈마 중의 활성종에서 여기종(勵起種)의 비율이 많은 것을 우위에 있다.Here, as the gas different from the fluorine-based gas, it is preferable to use a chlorine-based gas because the etching rate can be faster than that of the bromine-based gas or the iodine-based gas. Moreover, the gas containing both fluorine and gases other than fluorine can also be used. In this case, there is an advantage in that the ratio of the excitable species to the active species in the plasma is large.

불소 여기종이 많을 경우에는 불소계 가스로 규정한다. 불소계 가스 이외의 가스의 여기종(예컨대, 염소)이 많을 경우에는 그 불소계 이외의 가스(예컨대, 염소계 가스)로 규정한다. 또한, 단일체의 가스 조성에서 불소와 그 이외의 할로겐 원소를 포함하는 경우(예컨대, ClF3등)에 대해서는 불소계 가스로 한다.When there are many fluorine excitation species, it is defined as fluorine-based gas. When there are many excitation species (for example, chlorine) of gas other than a fluorine-type gas, it is prescribed | regulated as gas other than the fluorine-type gas (for example, chlorine gas). With respect to the case containing fluorine as a halogen element other than that in the gas composition of the monolith (e.g., ClF 3, etc.) with a fluorine gas.

불소계 가스 이외의 가스로서는, 첨가가스로서 산소는 넣지 않는 것이 바람직하다. 그 이유는, 산소를 넣으면 표면산화에 의해 에칭 레이트의 저하가 고려되기 때문이다. 또한, 예컨대, Cr의 에칭에 통상적으로 이용되는 에칭가스 Cl2+O2는 반응이 복잡하고 에칭 분포가 발생하기 쉽기 때문에, 예컨대, Cl2와 같은 단일 가스로 드라이 에칭하는 것이 고정밀도의 패턴을 얻는 데 바람직하다.As gas other than fluorine-type gas, it is preferable that oxygen is not added as addition gas. This is because, when oxygen is added, the lowering of the etching rate is considered by surface oxidation. In addition, for example, the etching gas Cl 2 + O 2 commonly used for etching of Cr has a complicated reaction and is liable to generate an etch distribution. Therefore, dry etching with a single gas such as Cl 2 may result in a highly accurate pattern. It is preferable to obtain.

다음으로, 상기 요건을 만족하는 각 층의 작용을 설명한다.Next, the operation of each layer that satisfies the above requirements will be described.

하층이 불소계 가스에 대한 내성을 가지기 때문에, 상층을 불소계 가스에 의해 드라이 에칭 가공시켜 하층 표면이 노출되어도 하층의 막 감소가 느리다. 이 때문에, 패턴의 소밀(疏密) 차 등에서 생기는 에칭 분포로 인해 발생하는 상층의 잔막(殘膜)의 제거를 고려하여 상층의 오버 에칭 시간을 충분히 설정할 수 있다. 그 결과, 마스크 패턴에 충실한 패턴의 형성이 가능해지고 치수 정밀도의 향상이기대된다.Since the lower layer is resistant to the fluorine-based gas, even if the upper layer is dry-etched with the fluorine-based gas and the surface of the lower layer is exposed, the film reduction of the lower layer is slow. For this reason, the over-etching time of an upper layer can fully be set in consideration of the removal of the residual film of the upper layer which arises from the etching distribution which arises from the difference of the roughness of a pattern, etc .. As a result, formation of a pattern faithful to the mask pattern becomes possible and improvement of the dimensional accuracy is expected.

하층이 불소계 가스와 다른 가스(예컨대, 염소계 가스)에 의한 드라이 에칭을 이용하여 에칭할 수 있는(염소계 가스에 대해 어느 정도의 에칭 레이트를 갖는) 재료이기 때문에, 하층을 가령 염소계 가스를 이용하여 드라이 에칭 가공해 간다. 투명기판 표면이 노출되어도 투명기판 표층의 캐비티가 거의 없다. 따라서, 기판표층의 캐비티로 인한 위상차 변동 및 에칭 불균형에 의한 면내 위상차의 편차를 회피할 수 있어 높은 위상차 제어성을 얻을 수 있다. 왜냐하면, 위상 시프트 마스크의 기판으로서 많이 이용되는 석영기판은 하층재료에 비해 하층 제거의 드라이 에칭에 대해 에칭 레이트가 작기 때문이다.Since the lower layer is a material which can be etched using dry etching with a fluorine-based gas and another gas (for example, chlorine-based gas) (having a certain etching rate with respect to the chlorine-based gas), the lower layer is dried using, for example, chlorine-based gas. I etch it. Even when the surface of the transparent substrate is exposed, there is almost no cavity in the surface of the transparent substrate. Accordingly, variations in the in-plane retardation due to phase difference fluctuations due to the cavity of the substrate surface layer and etching imbalance can be avoided, and high phase difference controllability can be obtained. This is because the quartz substrate, which is often used as the substrate for the phase shift mask, has a smaller etching rate for dry etching of underlayer removal than the underlayer material.

염소계 가스에 대한 하층의 에칭 레이트는 높을수록 바람직하며, CD 치수 정밀도 요구값이나 에칭조건에 따라서도 다소 다르지만, 2500 옹스트롬/min 이상, 3000 옹스트롬/min 이상, 4000 옹스트롬/mim 이상인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 위상 시프트 마스크의 하층은 통상적으로 100 옹스트롬 이하이다. 하층은 에칭 레이트가 높기 때문에, 하층의 에칭은 몇 초만에 종료된다. 오버 에칭 시간도 매우 짧게 끝나며, 에칭 레이트가 360 옹스트롬/min이어도 1초동안에는 6 옹스트롬/sec으로, 에칭량(캐비티량)이 매우 적기 때문이다.The higher the etching rate of the lower layer with respect to the chlorine-based gas, the more preferable. Although it is somewhat different depending on the CD dimensional accuracy request value and etching conditions, the etching rate is preferably 2500 angstroms / min or more, 3000 angstroms / min or more and 4000 angstroms / mim or more. Specifically, the lower layer of the phase shift mask is usually 100 angstroms or less. Since the lower layer has a high etching rate, etching of the lower layer is completed in a few seconds. This is because the over-etching time is also very short, and the etching rate (cavity amount) is very small at 6 angstroms / sec for 1 second even if the etching rate is 360 angstroms / min.

또한, 종래 기술에서 설명한 차광 Cr층/도포유리/얇은 Cr층/투명기판의 구성과 달리, 본 발명의 차광 Cr층/상층/하층/투명기판의 구성에서는 차광 Cr층과 하층 재료가 다른 재료로 이루어지기 때문에, 차광 Cr층의 제거 프로세스에서 선택적으로 취급할 수 있게 된다. 이러한 제거 프로세스는 일반적으로 이용되고 있는 초산세륨 제 2 암모늄액을 주체로 한 습식 프로세스에 한하지 않고, 드라이 에칭을 이용하여도 대응이 가능하다. 즉, 습식 에칭인지 드라이 에칭인지에 관계없이, 차광 Cr층의 선택적 제거 프로세스에서 하층이 에칭됨에 따른 악영향을 회피할 수 있게 된다. 즉, 이러한 프로세스에 대한 적합성을 갖는다.In addition, unlike the structure of the light-shielding Cr layer / coating glass / thin Cr layer / transparent substrate described in the prior art, in the configuration of the light-shielding Cr layer / upper layer / lower layer / transparent substrate of the present invention, the light-shielding Cr layer and the lower layer material are different materials. Since it is made, it becomes possible to selectively handle in the removal process of a light-shielding Cr layer. Such a removal process is not limited to the wet process which mainly uses the cerium acetate diammonium liquid generally used, It can respond also by using dry etching. That is, irrespective of whether it is wet etching or dry etching, it is possible to avoid the adverse effects of the underlying layer being etched in the selective removal process of the light shielding Cr layer. That is, suitability for such a process.

또, 하층 및 상층을 막형성함에 있어, 이들의 막구조를 비결정구조 또는 입계가 매우 작은 구조가 되도록 막형성함으로써 패턴 정밀도의 향상에 기여할 수도 있다. 이는 이들의 막구조가 기둥형상구조나 결정구조로 되어 있을 경우, 에칭가공했을 때의 패턴 측벽에 요철(까칠까칠함)이 생기지만, 이들의 막구조가 비결정구조이거나 또는 입계가 매우 작은 구조이면, 에칭 가공했을 때의 패턴 측벽이 대략 평면(대략 직선)이 되기 때문이다.In forming the lower layer and the upper layer, it is possible to contribute to the improvement of pattern accuracy by forming the film structure such that the film structure is formed to have an amorphous structure or a very small grain boundary. This means that when these film structures are columnar or crystalline, unevenness (roughness) occurs on the sidewalls of the pattern during etching, but if these film structures are amorphous or have very small grain boundaries, This is because the pattern side wall at the time of etching processing becomes substantially flat (approximately straight line).

또한, 이들의 막구조가 기둥형상구조나 결정구조로 되어 있을 경우, 막 응력이 발생하여 문제가 되는 경우가 있다. 그러나, 이들 막구조가 비결정구조이거나 또는 입계가 매우 작은 구조이면 막 응력을 제어하기가 용이해진다.In addition, when these film structures have a columnar structure or a crystal structure, film stress may occur and become a problem. However, it is easy to control the film stress if these film structures are amorphous or have very small grain boundaries.

또한, 위상 시프터막의 상층이 SiOx, SiNx, SiOxNy, SiCx, SiCxNy, SiCxOyN2또는 이들에 금속(예컨대, M : Mo, Ta, W, Cr, Zr, Hf의 1종 또는 2종 이상)을 바람직하게는 M/(Si+H)×100이 10원자% 이하가 되도록 함유한 재료로 이루어질 경우, 불소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 의해 용이하게 가공할 수 있으며, 염소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 대하여 높은 내성을 가지므로 바람직하다. 또한, 상층이 이러한 재료로 이루어질 경우, 노광파장이 ArF 엑시머레이저(193nm)나 F2엑시머레이저(157nm)로 단파장화되었을 경우에도, 소정의 투과율 및 위상 시프트량을 만족시킬 수 있어 단파장화에 대응할 수가 있다.In addition, the upper layer of the phase shifter film is SiO x , SiN x , SiO x N y , SiC x , SiC x N y , SiC x O y N 2 or metals such as M (Mo: Ta, W, Cr, Zr). , One or two or more kinds of Hf), preferably made of M / (Si + H) × 100 of 10 atomic% or less, which can be easily processed by dry etching with a fluorine-based gas. It is preferable because it has high resistance to dry etching using a chlorine-based gas. In addition, when the upper layer is made of such a material, even if the exposure wavelength is shortened by the ArF excimer laser (193 nm) or the F 2 excimer laser (157 nm), the predetermined transmittance and phase shift amount can be satisfied to meet the shorter wavelength. There is a number.

위상 시프트 마스크 블랭크는, 예컨대 SiOx및 SiOxNy층/상기 소정의 재료로 이루어지는 하층(상기 에칭특성을 갖는 층)/투명기판으로 이루어지는 구성을 갖는다. 이러한 구성 하에서, SiOx및 SiOxNx층을 불소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 의해 패턴가공하고, 하층에 닿는 부분을 염소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 의해 가공함으로써, 베이스에 대한 손상을 저감시킬 수 있도록 한다.The phase shift mask blank has, for example, a structure consisting of a SiO x and SiO x N y layer / lower layer (layer having the above etching characteristics) / transparent substrate made of the predetermined material. Under such a configuration, the SiO x and SiO x N x layers are patterned by dry etching using a fluorine-based gas, and the parts touching the lower layer by dry etching using a chlorine-based gas, so that damage to the base can be reduced. do.

이러한 구성의 블랭크를 이용함으로써, 단파장화가 진행된 세대에서도 광학특성을 제어할 수 있으며 위상 시프트 효과가 얻어진다. 구체적으로는, 상층인 SiOx및 SiOxNy층의 두께나 조성 등에 의해 주로 위상 시프트량을 제어하고, 상기 소정의 재료로 이루어지는 하층의 두께 등에 의해 주로 투과율을 제어한다. 이로써, 광학특성을 제어할 수가 있다.By using the blank of such a structure, an optical characteristic can be controlled even in the generation to which short wavelength advanced, and a phase shift effect is acquired. Specifically, the phase shift amount is mainly controlled by the thickness, composition, etc. of the upper layers SiO x and SiO x N y layers, and the transmittance is mainly controlled by the thickness of the lower layer made of the predetermined material. As a result, the optical characteristics can be controlled.

또한, 하층을 염소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 의해 가공함으로써, 베이스인 투명기판에 대한 손상을 회피할 수 있다. 투명기판의 캐비티에 의한 위상 시프트량의 변화를 회피할 수 있어 상술한 광학특성의 제어가 가능하기 때문에, 소정의 위상 시프트 효과를 얻을 수 있다.Further, by processing the lower layer by dry etching using a chlorine-based gas, damage to the transparent substrate serving as the base can be avoided. Since the change of the phase shift amount by the cavity of the transparent substrate can be avoided and the above-described optical characteristics can be controlled, a predetermined phase shift effect can be obtained.

또, 본 발명에서는 위상 시프트 마스크 블랭크 위에 차광 Cr층을 가지며, 차광 Cr층 위에 레지스트 패턴을 형성하여 차광 Cr층 패턴을 형성하고, 레지스트 패턴과 차광 Cr 패턴, 또는 차광 Cr 패턴만을 마스크로 하여 위상 시프터막을 에칭하는 것이 바람직하다. 위상 시프터막의 에칭 후에는 차광 Cr 패턴은 위상 시프트 마스크의 비 전사영역의 차광대(遮光帶) 부분을 남긴다. 또는 이와 더불어, 전사영역 안밖의 얼라인먼트 마크 형성부 혹은 패턴의 경계 근방을 제외한 원하는 영역을 제외하고 제거한다. 또, 차광 Cr층은 Cr 또는 Cr에 산소, 탄소, 질소 등을 포함하는 단층 또는 다층막으로 할 수 있다.In the present invention, a light shielding Cr layer is formed on the phase shift mask blank, a resist pattern is formed on the light shielding Cr layer to form a light shielding Cr layer pattern, and a phase shifter is formed by using only a resist pattern, a light shielding Cr pattern, or a light shielding Cr pattern as a mask. It is preferable to etch the film. After the etching of the phase shifter film, the light shielding Cr pattern leaves the light shielding band portion of the non-transfer region of the phase shift mask. Or, in addition, the desired region is removed except the alignment mark forming portion inside or outside the transfer region or near the boundary of the pattern. The light shielding Cr layer may be a single layer or a multilayer film containing Cr, Cr, or the like containing oxygen, carbon, nitrogen, or the like.

본 발명에서는 검사파장에서의 상층막의 굴절율을 하층의 굴절율보다 작게 함으로써 검사 광에 대한 반사율을 조정할 수 있다. 또한, 노광파장에서도 상층막의 굴절율을 하층막의 굴절율보다 작게 함으로써, 노광 광에 대한 반사율도 요구값 이하가 되도록 조정할 수 있다.In the present invention, the reflectance with respect to the inspection light can be adjusted by making the refractive index of the upper layer film at the inspection wavelength smaller than that of the lower layer. In addition, in the exposure wavelength, by making the refractive index of the upper layer film smaller than the refractive index of the lower layer film, the reflectance with respect to the exposure light can also be adjusted to be less than or equal to the required value.

구체적으로는, 노광 광의 투과율은 3~20%, 바람직하게는 6~20%이고, 노광 광 반사율은 30%, 바람직하게는 20%인 것이 패턴을 전사하는 데 바람직하다. 또한, 검사 광 투과율은 40% 이하인 것이 마스크의 투과광을 이용한 결함 검사를 하는 데 바람직하다. 검사 광 투과율을 60% 이하로 하고 검사 광 반사율을 12% 이상으로 하는 것이, 마스크의 투과광과 반사광을 이용한 결함 검사를 하는 데 바람직하다.Specifically, the transmittance of the exposure light is 3 to 20%, preferably 6 to 20%, and the exposure light reflectance is 30%, preferably 20%, which is preferable for transferring the pattern. In addition, the inspection light transmittance of 40% or less is preferable for performing defect inspection using the transmitted light of the mask. The inspection light transmittance of 60% or less and the inspection light reflectance of 12% or more are preferable for defect inspection using the transmitted light and the reflected light of the mask.

본 발명의 하프톤형 위상 시프트 마스크를 이용할 때의 노광 광으로서는 특히 140nm~200nm의 노광파장영역, 구체적으로는, F2엑시머레이저의 파장인 157nm 부근 및 ArF 엑시머레이저의 파장인 193nm 부근을 이용할 수 있다. 하프톤 위상 시프터부를 고투과율로 설정(투과율 8~30%)한 고투과율품도 제작할 수 있다.As the exposure light when using the halftone phase shift mask of the present invention, particularly the exposure wavelength range of 140nm ~ 200nm, specifically, an F 2 near the wavelength of 157nm of the excimer laser and ArF wavelength of 193nm near the excimer laser can be used . It is also possible to produce high-transmittance products in which the halftone phase shifter is set at high transmittance (transmittance of 8 to 30%).

또한, 본 발명에서는 상층이 주로 위상 시프트량을 조정하는 기능을 하는 층(위상 조정층)이 되고, 하층이 주로 투과율을 조정하는 기능을 하는 층(투과율 조정층)이 되도록 막설계가 이루어진다.In addition, in this invention, a membrane design is made so that an upper layer may become a layer (phase adjustment layer) which mainly functions to adjust a phase shift amount, and a lower layer becomes a layer (transmittance adjustment layer) which mainly functions to adjust transmittance.

즉, 상층(위상 조정층)을 통과하는, 파장(λ)의 노광 광의 위상 시프트량(φ;deg)를 φ로 하면, 위상 조정층의 막두께(d)는That is, when the phase shift amount φ; deg of the exposure light of wavelength λ passing through the upper layer (phase adjustment layer) is φ, the film thickness d of the phase adjustment layer is

d = (φ/360)×λ/(n-1)d = (φ / 360) × λ / (n-1)

로 표시된다. 여기서, n은 파장(λ)의 광에 대한 위상 조정층의 굴절율이다.Is displayed. Here, n is the refractive index of the phase adjustment layer with respect to light of wavelength (lambda).

하프톤 위상 시프터부의 위상 시프트량(Φ)은 하층(투과율 조정층)의 위상 시프트량을 φ'로 했을 때,When the phase shift amount Φ of the halftone phase shifter portion is the phase shift amount of the lower layer (transmittance adjustment layer) as φ ',

Φ = φ+φ' = 180°Φ = φ + φ '= 180 °

가 되도록 설계할 필요가 있다. φ'의 값은 대략 -20°φ'20°의 범위이다. 즉, 상기한 범위 밖이면 하층의 막두께가 너무 두꺼워져 노광 광의 투과율을 크게 할 수가 없다. 따라서, 상층의 막두께(d)는It needs to be designed to be. The value of φ 'is approximately -20 ° φ ' It is in the range of 20 °. That is, if it is outside the above-mentioned range, the film thickness of the lower layer becomes too thick and the transmittance of the exposure light cannot be increased. Therefore, the film thickness d of the upper layer is

d 0.56×λ/(n-1) d 0.56 × λ / (n-1)

의 범위에서 설계된다.Is designed in the range of.

구체적으로는, 하층의 막두께는 1~20nm으로 할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1~15nm으로 할 수 있다. 그 결과, 하프톤 위상 시프터막의 층막두께를 120nm 이하, 더욱 바람직하게는 100nm 이하로 억제할 수 있다.Specifically, the film thickness of the lower layer can be 1 to 20 nm, more preferably 1 to 15 nm. As a result, the layer film thickness of the halftone phase shifter film can be suppressed to 120 nm or less, more preferably 100 nm or less.

또, 하프톤 위상 시프터막의 위상 시프트량은 이상적으로는 180°이지만, 실용상으로는 180°±5°의 범위에 들면 무방하다.The amount of phase shift of the halftone phase shifter film is ideally 180 °, but may be in the range of 180 ° ± 5 ° in practical use.

또한, 본 발명의 투명기판으로는 합성석영기판 등을 이용할 수 있으며, 특히 F2엑시머레이저를 노광 광으로서 이용할 경우애는, F 도프 합성석영기판, 플루오르화 칼슘 기판 등을 이용할 수 있다.In addition, a synthetic quartz substrate or the like can be used as the transparent substrate of the present invention. In particular, an F-doped synthetic quartz substrate, a calcium fluoride substrate, or the like can be used when the F 2 excimer laser is used as the exposure light.

하층의 재료로서는, 특히 실질적으로 탄탈 및 하프늄으로 이루어지는 재료로 이루어지거나, 또는 실질적으로 규소 및 하프늄으로 이루어지는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 하층 재료는 불소계 드라이 에칭 가스에 대해 내성을 가지며, 염소계 드라이 에칭 가스에 의해 제거할 수 있는 것이다. 이에 따라, 하프톤 위상 시프트막의 가공방법(에칭방법)으로서, 상층을 불소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 의해 에칭하고, 하층을 염소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 의해 실시할 수 있다.The material of the lower layer is particularly preferably made of a material substantially composed of tantalum and hafnium or made of a material substantially composed of silicon and hafnium. The underlayer material is resistant to the fluorine-based dry etching gas and can be removed by the chlorine-based dry etching gas. Thereby, as a processing method (etching method) of a halftone phase shift film, an upper layer can be etched by dry etching using a fluorine gas, and a lower layer can be performed by dry etching using a chlorine gas.

구체적으로, 탄탈 또는 규소는 단일체라도 투명기판에 대해 손상을 주지않는 염소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 의해 에칭할 수 있는 재료이다. 그러나, 상층의 불소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 대한 내성은 그다지 우수하지 않다.Specifically, tantalum or silicon is a material that can be etched by dry etching using a chlorine-based gas that does not damage a transparent substrate even in a single body. However, the resistance to dry etching using the fluorine-based gas of the upper layer is not so excellent.

한편, 단일체의 하프늄은 상층의 불소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 대한 내성이 우수하고, 염소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 의해 에칭할 수 있는 재료이다. 탄탈 또는 규소에 하프늄을 첨가함으로써, 첨가하기 전보다 불소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 대한 내성을 향상시킬 수 있고, 또 염소계 가스에 대해 에칭특성이 유지 또는 향상된 재료가 된다. 탄탈 또는 규소에 대한 하프늄의 첨가량은 2 원자% 이상인 것이 불소계 드라이 에칭 가스에 대한 내성을 얻을 수 있다는 관점에서 바람직하다.On the other hand, a single hafnium is a material that is excellent in resistance to dry etching using an fluorine-based gas of the upper layer and can be etched by dry etching using a chlorine-based gas. By adding hafnium to tantalum or silicon, the resistance to dry etching using a fluorine-based gas can be improved than before addition, and the material is maintained or improved for chlorine-based gas. The addition amount of hafnium to tantalum or silicon is preferably 2 atomic% or more from the viewpoint of obtaining resistance to fluorine-based dry etching gas.

하층이 실질적으로 탄탈 및 하프늄, 또는 규소 및 하프늄으로 이루어지는 재료로 이루어질 경우, 하층에 포함되는 하프늄의 첨가량은 50 원자% 이하인 것이 바람직하다. 그 이유는, 탄탈 또는 규소로 이루어지는 광 반투과막은 노광파장에서의 광 투과율과 검사파장에서의 투과율간의 차가 별로 없기 때문이다. 또는, 노광파장에서의 투과율보다 검사파장에서의 투과율이 크고, 광학특성(노광 광과 검사 광의 투과율 및/또는 반사율)을 설계하는 데 적합하여, 탄탈 또는 규소를 충분히 포함시킴으로써 광학특성을 쉽게 설계할 수 있기 때문이다.When the lower layer is made of a material consisting substantially of tantalum and hafnium, or silicon and hafnium, the amount of hafnium added in the lower layer is preferably 50 atomic% or less. The reason is that the light semitransmissive film made of tantalum or silicon has little difference between the light transmittance at the exposure wavelength and the transmittance at the inspection wavelength. Alternatively, the transmittance at the inspection wavelength is greater than the transmittance at the exposure wavelength, and is suitable for designing the optical characteristics (transmittance and / or reflectance of the exposure light and the inspection light), so that the optical characteristics can be easily designed by sufficiently including tantalum or silicon. Because it can.

본 발명의 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크에서는, 하프톤 위상 시프터막의 막형성 후에 열처리 또는 레이저 어닐을 실시한 것이어도 무방하다. 열처리를 함으로써 막 응력의 완화, 약품에 대한 내성 및 조사에 대한 내성의 향상, 투과율의 미세조정 등의 효과를 얻을 수 있다. 열처리 온도는 200℃ 이상이며, 380℃ 이상인 것이 바람직하다.In the halftone phase shift mask blank and the halftone phase shift mask of the present invention, heat treatment or laser annealing may be performed after film formation of the halftone phase shifter film. By heat treatment, effects such as relaxation of film stress, resistance to chemicals and resistance to irradiation, and fine adjustment of transmittance can be obtained. Heat processing temperature is 200 degreeC or more, and it is preferable that it is 380 degreeC or more.

또한, 본 발명에서는 하프톤 위상 시프터막 위에 크롬을 주성분으로 하는 차광막을 형성할 수 있다. 상기 차광막은 하프톤 위상 시프터막의 에칭 마스크층으로서 이용하고 그 후에 선택적으로 제거함으로써, 하프톤형 위상 시프트 마스크 위의 원하는 장소 또는 영역에 차광부를 형성할 수 있다. 크롬을 주성분으로 하는 차광막으로서는 크롬, 크롬 외에 산소, 질소, 탄소, 불소 등을 함유하는 1층 또는다층(연속적인 조성 경사(傾斜)가 있는 막을 포함) 구조의 막을 들 수 있다. 또, 표층부에 산소를 포함하는 반사방지막(노광파장에서의 반사방지)을 형성하는 것이 바람직하다.In the present invention, a light shielding film mainly composed of chromium can be formed on the halftone phase shifter film. The light shielding film can be used as an etching mask layer of the halftone phase shifter film and then selectively removed to form a light shielding portion at a desired place or region on the halftone phase shift mask. Examples of the light-shielding film containing chromium as a main component include a film having a single layer or a multi layer structure (including a film having a continuous composition gradient) containing oxygen, nitrogen, carbon, fluorine, etc. in addition to chromium and chromium. In addition, it is preferable to form an antireflection film (antireflection in exposure wavelength) containing oxygen in the surface layer portion.

하프톤형 위상 시프트 마스크의 하프톤 위상 시프터막 위에 크롬을 주성분으로 하는 차광막을 형성할 경우, 전사영역의 외주에 차광대로서 형성된 차광막을 형성할 수 있다. 또는 얼라인먼트 마크 등의 콘트라스트를 증대시키기 위해 마크의 형성 장소에 형성된 차광막을 형성할 수 있다. 또는 위상 시프트 효과를 얻고 사이드로브 광을 저감시키기 위해, 광 반투과부의 경계 근방을 제외한 영역에 형성된 차광막을 형성할 수 있다.When a light shielding film containing chromium as a main component is formed on the halftone phase shifter film of the halftone phase shift mask, a light shielding film formed as a light shielding band can be formed on the outer circumference of the transfer region. Alternatively, a light shielding film formed at the place where the mark is formed may be formed to increase the contrast such as the alignment mark. Alternatively, in order to obtain a phase shift effect and reduce side lobe light, a light shielding film formed in a region except for the vicinity of the boundary of the light semitransmissive portion can be formed.

또한, 본 발명에서는 상술한 상층 및 하층의 드라이 에칭 특성을 살려 상하관계의 한정 및 용도 한정을 제외한 양태를 포함한다. 이에 따라, 에칭 마스크 재료에 대한 적용, 에칭 스토퍼 재료로서의 이용 등의 분야에서 드라이 에칭용 적층재료(드라이 에칭 가공 전의 적층체 재료)로서 활용할 수 있도록 하였다.Moreover, this invention includes the aspect except the limitation of a top-down relationship, and a use limitation based on the dry etching characteristic of the upper layer and the lower layer mentioned above. This makes it possible to utilize as a laminate material for dry etching (laminate material before dry etching processing) in fields such as application to an etching mask material and use as an etching stopper material.

드라이 에칭 특성이 우수한 재료에 대한 요구는, 상술한 위상 시프트를 이용한 포토마스크에 한정되지 않으며, 베이스층의 보호를 목적으로 하는 에칭 스토퍼층(에칭 정지층), 높은 선택성이나 패턴의 미세화에 따른 박막화가 요구되는 에칭 마스크 재료에 대한 적용 등 넓은 이용범위에 미치는 것이다.The demand for a material having excellent dry etching characteristics is not limited to the photomask using the above-described phase shift, but an etching stopper layer (etching stop layer) for protecting the base layer, thinning due to high selectivity and finer pattern Is applicable to a wide range of applications, such as the application to the etching mask material required.

상기 양태에서, 제 2 층 재료는 불소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 있어서 에칭 내성이 높고, 염소계 가스를 이용한 조건에서 용이하게 에칭을 할 수 있는 재료(이하 소정의 작용을 나타내는 재료)이다. 이러한 제 2 층 재료는 Al, Ga, Hf,Ti, V, Zr 중 어느 하나 이상을 포함하는 것으로서, 이들 단일체의 원소로 이루어지는 막 및 타금속에 이들 원소를 첨가함으로써 상기한 소정의 작용이 얻어지는 막이다. 타금속에 대한 첨가량은 2% 이상으로 한다. 그 이하의 첨가량으로는 첨가재료의 특성이 충분히 나타나지 않아 에칭에서 상기 소정의 작용이 얻어지지 않기 때문이다. 여기서 타금속은 염소계 가스에 대하여 에칭이 가능한 재료이다. 타금속의 예로서, Cr, Ge, Pd, Si, Ta, Nb, Sb, Pt, Au, Po, Mo, W 등을 들 수 있다.In the above aspect, the second layer material is a material having high etching resistance in dry etching using a fluorine-based gas and which can be easily etched under the conditions using a chlorine-based gas (hereinafter, a material exhibiting a predetermined action). Such a second layer material includes any one or more of Al, Ga, Hf, Ti, V, and Zr, and the film obtained by adding these elements to a film composed of these monolithic elements and other metals is obtained. to be. The addition amount with respect to other metal shall be 2% or more. It is because the characteristic of an additive material does not fully appear by the addition amount below that, and the said predetermined | prescribed action is not acquired by etching. The other metal is a material which can be etched with respect to the chlorine-based gas. Examples of other metals include Cr, Ge, Pd, Si, Ta, Nb, Sb, Pt, Au, Po, Mo, W and the like.

이들 재료를 이용함으로써, 가스 종류에 따른 드라이 에칭 특성의 차를 이용하여 높은 선택비로 에칭할 수 있게 된다. 이러한 효과는 구성층의 박막화(예컨대, 에칭 마스크층의 박막화)에도 기여하며 미세패턴의 정밀도의 향상으로 이어진다.By using these materials, it becomes possible to etch with a high selectivity using the difference of the dry etching characteristic according to a gas kind. This effect also contributes to the thinning of the constituent layer (eg, thinning of the etching mask layer) and leads to an improvement in the precision of the fine pattern.

더욱이, 제 1 층 재료 및 제 2 층 재료를 막형성함에 있어, 이들의 막구조를 비결정 구조 또는 입계가 매우 작은 구조가 되도록 막형성함으로써 패턴 정밀도의 향상에 기여할 수도 있다. 이는, 이들의 막구조가 기둥형상구조나 결정구조로 되어 있을 경우, 에칭 가공하였을 때의 패턴측벽에 요철(까칠까칠함)이 생기지만, 이들의 막구조가 비결정구조 또는 입계가 매우 작은 구조이면, 에칭 가공했을 때의 패턴측벽이 대략 평면(대략 직선)이 되기 때문이다. 또한, 이들의 막구조가 기둥형상구조나 결정구조로 되어 있을 경우, 막 응력이 발생하여 문제가 되는 경우가 있다. 그러나, 이들 막구조가 비결정구조 또는 입계가 매우 작은 구조이면 막 응력을 제어하기가 용이해진다.Furthermore, in forming the first layer material and the second layer material, it is possible to contribute to the improvement of pattern precision by forming the film structure such that the film structure becomes an amorphous structure or a structure having a very small grain boundary. This means that when these film structures are columnar or crystalline, unevenness (roughness) occurs on the pattern side walls during etching, but if these film structures are amorphous or have very small grain boundaries, This is because the pattern side wall at the time of etching processing becomes substantially flat (approximately straight line). In addition, when these film structures have a columnar structure or a crystal structure, film stress may occur and become a problem. However, if these film structures are amorphous or have very small grain boundaries, film stress can be easily controlled.

상기한 양태의 제 1 층에는, 기판의 상층부가 제 1 층에 상당하는 경우도 포함된다. 즉, 제 2 층을 에칭 마스크층으로 하고, 기판표층부에 캐비티 패턴을 형성하는 경우를 포함한다. 또한, 상기 양태의 적층체에는 제 2 층과 기판(상층부가 제 1 층에 상당함)과의 적층체가 포함된다.The upper layer part of a board | substrate is also included in the 1st layer of the above-mentioned aspect. That is, the case where a 2nd layer is used as an etching mask layer and a cavity pattern is formed in a board | substrate surface layer part is included. Moreover, the laminated body of the said aspect contains the laminated body of a 2nd layer and a board | substrate (an upper layer part corresponds to a 1st layer).

이하, 실시예 및 비교예를 나타내며 본 발명을 구체적으로 설명하겠지만, 본 발명은 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to the following Example.

도 1의 (1)은 상기 실시예 및 비교예에 의한 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크의 단면을 나타내고, 도 1의 (2)는 상기 실시예 및 비교예에 의한 하프톤형 위상 시프트 마스크의 단면을 나타낸다.Fig. 1 (1) shows a cross section of the halftone phase shift mask blank according to the embodiment and comparative example, and Fig. 1 (2) shows a cross section of the halftone phase shift mask according to the embodiment and comparative example. .

도 1의 (1)에서, 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크(1)는 투명기판(2)과, 그 위에 하층(3) 및 하층의 바로 위에 형성된 상층(4)으로 이루어지는 하프톤 위상 시프터막(5)으로 구성되어 있다.In Fig. 1 (1), the halftone phase shift mask blank 1 is a halftone phase shifter film 5 composed of a transparent substrate 2 and a lower layer 3 thereon and an upper layer 4 formed just above the lower layer. )

도 1의 (2)에서, 하프톤형 위상 시프트 마스크(1')는 투명기판(2) 위에, 하층부(3') 및 하층부(3')의 바로 위에 형성된 상층부(4')로 이루어지는 하프톤 위상 시프터부(5')로 구성되어 있다. 이와 같은 구성 하에서 하프톤 위상 시프터부가 형성되어 있는 광 반투과부(6)와 하프톤 위상 시프터부가 형성되지 않은 광 투과부(7)로 이루어지는 마스크 패턴(8)이 형성되어 있다. 하프톤 위상 시프터막(5) 및 하프톤 위상 시프터막(5')은 노광 광에 대해 원하는 투과율을 가지며, 위상 시프트각이 대략 180도로 되어 있다. 또한, 검사파장에서의 투과율 또는 투과율과 반사율이 원하는 범위가 되도록 설계되어 있다.In Fig. 1 (2), the halftone phase shift mask 1 'is a halftone phase composed of an upper layer portion 4' formed on the transparent substrate 2 and immediately above the lower layer portion 3 'and the lower layer portion 3'. It is comprised by the shifter part 5 '. Under such a configuration, a mask pattern 8 including a light transflective portion 6 in which the halftone phase shifter is formed and a light transmissive portion 7 in which the halftone phase shifter is not formed are formed. The halftone phase shifter film 5 and the halftone phase shifter film 5 'have a desired transmittance with respect to the exposure light, and the phase shift angle is approximately 180 degrees. Moreover, it is designed so that the transmittance | permeability in an inspection wavelength or a transmittance | permeability and a reflectance may become a desired range.

(실시예 1~8)(Examples 1-8)

실시예 1~8은 F2엑시머레이저 노광에 대응된 하프톤형 위상 시프트 마스크의 구체예로서, 모두 기판으로 합성석영기판을 사용하고, 기판과 SiOxNy층의 사이에 에칭 스토퍼층을 설치한다.Examples 1 to 8 are examples of halftone phase shift masks corresponding to F 2 excimer laser exposure, all of which use a synthetic quartz substrate as a substrate, and an etching stopper layer is provided between the substrate and the SiO x N y layer. .

(막형성)(Film formation)

먼저, 합성석영기판 위에 에칭 스토퍼층인 층 A 및 SiOxNy로 이루어진 층 B를 순서대로 적층한다. 본 실시예에서는 스퍼터링법에 의해 제작하였다. 2층막의 층 A, B의 기본 조성 및 타겟이나 스퍼터 가스의 종류 등의 조건, 그리고 각 층의 막두께는 각 실시예마다 표 1에 나타내는 바와 같다. 또, 층 A, B 각각의 막두께는 각 층의 위상 시프트량의 총합이 파장 157nm에서 180°가 되도록 상술한 수학식(1)을 이용하여 조정되어 있다.First, a layer A consisting of an etching stopper layer and a layer B composed of SiO x N y is laminated on the synthetic quartz substrate in order. In the present Example, it produced by the sputtering method. The conditions, such as the basic composition of layers A and B of a two-layer film, the kind of target and sputter gas, and the film thickness of each layer are as showing in Table 1 for every Example. In addition, the film thickness of each layer A and B is adjusted using Formula (1) mentioned above so that the sum total of the phase shift amount of each layer may be 180 degrees at wavelength 157nm.

(광학특성)(Optical characteristics)

제작된 2층막의 투과율을 진공 자외광 광도계를 이용하여 측정한 바, F2엑시머레이저의 파장 157nm에서의 투과율은 표 2와 같았고, 에칭 스토퍼층을 설치했을 경우에도, 하프톤 위상 시프트 마스크로서 필요충분한 3~40% 범위의 광 투과율이 얻어졌다.The transmittance of the produced two-layer film was measured using a vacuum ultraviolet photometer. The transmittance at the wavelength of 157 nm of the F 2 excimer laser was as shown in Table 2, and even when an etching stopper layer was provided, it was necessary as a halftone phase shift mask. A sufficient light transmittance in the range of 3-40% was obtained.

타겟target 기판Board 가스비율(%)Gas ratio (%) 막두께(nm)Film thickness (nm) 아르곤argon 질소nitrogen 산소Oxygen 실시예 1Example 1 층 A:Al2O3 Layer A: Al 2 O 3 합성석영Synthetic Quartz 100.0100.0 0.000.00 0.000.00 1515 층 B:SiLayer B: Si 40.040.0 59.0059.00 1.001.00 7575 실시예 2Example 2 층 A:TaLayer A: Ta 합성석영Synthetic Quartz 40.040.0 60.0060.00 0.000.00 1010 층 B:SiLayer B: Si 40.040.0 59.0059.00 1.001.00 7272 실시예 3Example 3 층 A:Ta-ZrLayer A: Ta-Zr 합성석영Synthetic Quartz 100.0100.0 0.000.00 0.000.00 88 층 B:SiLayer B: Si 40.040.0 59.0059.00 1.001.00 7878 실시예 4Example 4 층 A:Ta-HfLayer A: Ta-Hf 합성석영Synthetic Quartz 100.0100.0 0.000.00 0.000.00 88 층 B:SiLayer B: Si 40.040.0 59.0059.00 1.001.00 7878 실시예 5Example 5 층 A:ZrLayer A: Zr 합성석영Synthetic Quartz 100.0100.0 0.000.00 0.000.00 55 층 B:SiLayer B: Si 40.040.0 59.0059.00 1.001.00 8080 실시예 6Example 6 층 A:HfLayer A: Hf 합성석영Synthetic Quartz 100.0100.0 0.000.00 0.000.00 55 층 B:SiLayer B: Si 40.040.0 59.0059.00 1.001.00 8080 실시예 7Example 7 층 A:SiLayer A: Si 합성석영Synthetic Quartz 100.0100.0 0.000.00 0.000.00 44 층 B:SiLayer B: Si 40.040.0 59.0059.00 1.001.00 8080 실시예 8Example 8 층 A:MoSix Layer A: MoSi x 합성석영Synthetic Quartz 100.0100.0 0.000.00 0.000.00 88 층 B:SiLayer B: Si 10.010.0 60.0060.00 30.0030.00 8686

광 투과율(%)(157nm)% Light transmittance (157 nm) 실시예 1Example 1 13.113.1 실시예 2Example 2 7.6.7.6. 실시예 3Example 3 6.66.6 실시예 4Example 4 5.85.8 실시예 5Example 5 15.715.7 실시예 6Example 6 14.214.2 실시예 7Example 7 9.89.8 실시예 8Example 8 10.110.1

또한, 실시예 2의 투과 스펙트럼을 도 2에 나타낸다. F2엑시머레이저 노광용 하프톤형 위상 시프트 마스크의 검사파장은 250nm 전후로 되어 있지만, 이 범위에서의 투과율은 40% 이하로 되어 있기 때문에, 충분한 검사 정밀도의 획득을 기대할 수 있다. 또, 실시예 1, 3 내지 7에 대해서도 마찬가지로 250nm 전후의 투과율은 40% 이하가 되었다.In addition, the transmission spectrum of Example 2 is shown in FIG. Since F 2 test wavelength of the excimer laser for exposure halftone phase shift mask, but is around 250nm, the transmittance in this range, it is less than 40%, it can be expected to acquire a sufficient inspection accuracy. Moreover, also about Example 1, 3-7, the transmittance | permeability before and after 250 nm became 40% or less.

실시예 1 내지 6에서는 제작된 2층막 위에 레지스트를 도포하고 노광·현상공정을 거쳐 레지스트 패턴을 형성한다. 그 후, 그 레지스트 패턴을 마스크로 하여 드라이 에칭법에 의해 2층막의 상층(B ; SiOxNy막)을 에칭한다. 본 실시예에서는 CF4가스를 사용하며, 에칭 시간은 SiOxNy층의 막두께를 대략 에칭할 수 있는 시간보다 30% 긴 시간으로 설정하였다. 그 결과, SiOxNy막은 레지스트 패턴에 기초하여 페터닝되며, 에칭의 진행은 하층의 에칭 스토퍼막에서 정지하였다.In Examples 1-6, a resist is apply | coated on the produced 2-layer film, and a resist pattern is formed through an exposure and image development process. Thereafter, the upper layer (B; SiO x N y film) of the two-layer film is etched by the dry etching method using the resist pattern as a mask. In the present embodiment, CF 4 gas was used, and the etching time was set to 30% longer than the time capable of roughly etching the film thickness of the SiO x N y layer. As a result, the SiO x N y film was patterned based on the resist pattern, and the progress of etching was stopped in the underlying etching stopper film.

별도의 실험을 통해 구한 본 실시예의 합성석영기판, 층 A, 층 B(SiOxNy)의 에칭 레이트를 표 3에 나타낸다.Table 3 shows the etching rates of the synthetic quartz substrate, the layer A, and the layer B (SiO x N y ) of the present embodiment obtained through separate experiments.

CF4에칭 레이트(Å/min)CF 4 etch rate (µs / min) 선택비(A/B)Selection ratio (A / B) 선택비(대 기판)Selection ratio (to board) 석영기판Quartz substrate 118.83118.83 층 B(SiOxNy)Layer B (SiO x N y ) 148.7148.7 1.251.25 층 A(AlOx)Layer A (AlO x ) N.D.*1ND * 1 < < 0.1<<0.1 < < 0.1<<0.1 층 A(TaNx)Layer A (TaN x ) 1515 0.1010.101 0.130.13 층 A(Ta-Zr)Layer A (Ta-Zr) 1010 0.0670.067 0.080.08 층 A(Ta-Hf)Layer A (Ta-Hf) 2020 0.1340.134 0.170.17 층 A(Zr)Layer A (Zr) N.D.N.D. < < 0.1<<0.1 < < 0.1<<0.1 층 A(Hf)Layer A (Hf) 88 0.0540.054 0.070.07

[*1:N.D.(not detected);측정할 수 없을 정도로 작은 것을 나타냄][ * 1: ND (not detected); indicates that it is too small to measure]

층 B에 대하여, 층 A의 에칭 레이트는 1/5 이하까지 감소하고 있으며, 실시예 1, 2의 층 A가 「SiOxNy막의 에칭의 진행을 저지하는 기능을 갖는」에칭 스토퍼막임을 확인할 수 있다.With respect to the layer B, the etching rate of the layer A is reduced to 1/5 or less, confirming that the layer A of Examples 1 and 2 is an etching stopper film "having a function of preventing the progress of etching of the SiO x N y film". Can be.

이어서, 표면에 노출된 층 A를 에칭에 의해 제거하였다. 에칭제로서, 실시예 4에서는 과수황산을, 실시예 2 내지 6에서는 Cl2가스를 이용하였더니 모두 양호한 패턴형상이 얻어졌다. 별도의 실험을 통해 구한 합성석영기판, 층 A의 에칭 레이트를 표 4에 나타낸다. 합성석영기판에 대해 층 A의 에칭 레이트는 5배 이상이며, 실시예 1, 2의 층 A가 「제거 가능한」층임을 확인할 수 있다.The layer A exposed on the surface was then removed by etching. As an etchant, when persulfuric acid was used in Example 4 and Cl 2 gas was used in Examples 2 to 6, good pattern shapes were all obtained. Table 4 shows the etching rates of the synthetic quartz substrate and the layer A obtained through separate experiments. The etching rate of the layer A with respect to the synthetic quartz substrate is 5 times or more, and it can be confirmed that the layer A of Examples 1 and 2 is a "removable" layer.

Cl2에칭 레이트(Å/min)Cl 2 etch rate (µs / min) 선택비(대 기판)Selection ratio (to board) 과수황산에칭 레이트(Å/min)Persulfate Etching Rate (Å / min) 선택비(대 기판)Selection ratio (to board) 석영기판Quartz substrate 269.8269.8 00 층 B(SiOxNy)Layer B (SiO x N y ) 415.9415.9 1.541.54 00 층 A(AlOx)Layer A (AlO x ) 101101 0.370.37 순식간에 용해Dissolve instantly > > 10>> 10 층 A(TaNx)Layer A (TaN x ) 2039.62039.6 7.567.56 층 A(Ta-Zr)Layer A (Ta-Zr) 40204020 14.9014.90 층 A(Ta-Hf)Layer A (Ta-Hf) 30003000 11.1211.12 층 A(Zr)Layer A (Zr) 33003300 12.2312.23 층 A(Hf)Layer A (Hf) 28002800 10.3810.38

실시예 7, 8에서는 제작된 2층막위에 레지스트를 도포하고 노광·현상 공정을 거쳐 레지스트 패턴을 형성한다. 그 후, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 CF4가스에 의해 2층막의 상층(B;SiOxNy) 및 하층(A)을 에칭한다. 이 때의 에칭 시간과, 파장 678nm 광에 대한 피 에칭부분의 반사광 강도의 관계를 구조화한 바, 실시예 7에 관해서는 도 2와 같이 되어 어느 시간에서 반사광 강도가 급격히 감소하는 것으로 확인되었다.In Examples 7 and 8, a resist is applied onto the produced two-layer film, and a resist pattern is formed through an exposure and development process. Thereafter, using the resist pattern as a mask, the upper layer B (SiO x N y ) and the lower layer A of the two-layer film are etched with CF 4 gas. The relationship between the etching time at this time and the reflected light intensity of the portion to be etched with respect to the light of wavelength 678 nm was structured. As for the seventh embodiment, it was confirmed that the reflected light intensity suddenly decreased at a certain time.

그 시점에서 에칭을 정지했더니, 층 A, B 모두 레지스트 패턴에 기초한 양호한 패턴 형상이 얻어졌다. 즉, 실시예 10의 층 A가 「SiOxNy막의 에칭의 종점을 용이하게 검출할 수 있게 하는 기능을 갖는」에칭 스토퍼막이며, 또한 「제거 가능한」막임을 확인할 수 있다. 또, 파장 678nm 에서의 합성석영기판, 층 A, 층 B의 굴절율(복소굴절율 실부)은 각각 1.47, 4.70, 1.67 이다. 이와 같이, 층 B의 굴절율이 합성석영기판, 층 A에 비해 1 이상 클 경우에는, 층 B의 에칭에 전후하여 도 3과 같은 반사광 강도의 급격한 변화를 얻을 수 있기 때문에 종점의 검출이 용이해진다. 이러한 반사광 강도의 변화는 실시예 8의 경우에서도 마찬가지로 얻어졌다.When the etching was stopped at that point, a good pattern shape based on the resist pattern was obtained for both the layers A and B. That is, it can be confirmed that the layer A of Example 10 is an "etching stopper film" having a function of making it possible to easily detect the end point of etching of the SiO x N y film and a "removable" film. In addition, the refractive index (complex refractive index real part) of the synthetic quartz substrate, the layer A, and the layer B in wavelength 678nm is 1.47, 4.70, and 1.67, respectively. As described above, when the refractive index of the layer B is greater than or equal to that of the synthetic quartz substrate and the layer A, the end point is easily detected because a sudden change in the reflected light intensity as shown in FIG. 3 can be obtained before and after the etching of the layer B. This change in the reflected light intensity was similarly obtained in the case of Example 8.

또, SiON층 단층의 예에 대해서도 에칭 시간과 반사광 강도의 관계를 구조화하여 도 3에 함께 나타내었다. SiON층 단층의 경우에도 종점은 검출할 수 있지만, 실시예 7에서 종점이 보다 명확해진다.In addition, the relationship between the etching time and the reflected light intensity was also structured and shown in FIG. Even in the case of a SiON layer monolayer, the end point can be detected, but in Example 7, the end point becomes clearer.

(실시예 9)(Example 9)

본 실시예에서는 하층 재료를 검토하였다. 표 5는 불소계 및 염소계 가스를 이용해 드라이 에칭하였을 때의 TaZrx(Ta와 Zr을 포함하는 재료임을 나타내며, Ta와 Zr의 조성비를 나타내는 것은 아님. 이하 동일), Zr의 에칭 특성을 확인한 결과이다. 표 6은 불소계 및 염소계 가스를 이용하여 드라이 에칭했을 때의 TaAl, TaHf의 에칭 특성을 확인한 결과이다. 즉, 본 실시예에서는 주로 Ta를 주재료로 하고, 본 건의 효과에 관계되는 것으로 생각되는 재료(Al, Hf, Zr)를 첨가한 막의 드라이 에칭 특성을 중심으로 확인하였다.In this example, the underlayer material was examined. Table 5 shows TaZr x (a material containing Ta and Zr, and does not indicate the composition ratio of Ta and Zr when dry-etched using fluorine-based and chlorine-based gases. Table 6 shows the results of confirming the etching characteristics of TaAl and TaHf when dry etching using fluorine-based and chlorine-based gases. That is, in the present Example, mainly confirmed the dry etching characteristic of the film which mainly uses Ta and added the material (Al, Hf, Zr) considered to be related to the effect of this case.

Zr 함유율(%)Zr content rate (%) 에칭 가스Etching gas 에칭 레이트(Å/min)Etch Rate (µs / min) 선택비( /QZ)Selection ratio (/ QZ) TaZrx TaZr x Cl2 Cl 2 40204020 11.211.2 ZrZr 100100 Cl2 Cl 2 33703370 9.49.4 QZQZ 00 Cl2 Cl 2 360360 -- TaZrx TaZr x 1.81.8 C2F6 C 2 F 6 4040 0.30.3 TaZrx TaZr x 2.62.6 C2F6 C 2 F 6 4040 0.30.3 TaZrx TaZr x 4.34.3 C2F6 C 2 F 6 1010 0.10.1 ZrZr 100100 C2F6 C 2 F 6 77 0.10.1 QzQz 00 C2F6 C 2 F 6 120120 --

각 막재료는 스퍼터링법을 이용하여 막형성한 것이다. 재료 첨가에 대해서는 Ta 타겟 위에 대상 재료의 금속조각을 올려놓고 막형성하였다. 막 속으로의 첨가의 유무에 대해서는 X선 광전자 분광법(XPS)을 이용하여 첨가의 유무를 확인하였다. 드라이 에칭에는 표 6에 나타낸 가스를 이용하였다. 또, 본 실시예에서는 유도결합형 플라즈마 소스를 이용한 고밀도 플라즈마에 의해 에칭하였다.Each film material is formed into a film by sputtering. For material addition, a metal piece of the target material was placed on the Ta target to form a film. The presence or absence of the addition into the film was confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The gas shown in Table 6 was used for dry etching. In this embodiment, etching was performed by high density plasma using an inductively coupled plasma source.

에칭 가스Etching gas 에칭 레이트(Å/min)Etch Rate (µs / min) 선택비( /QZ)Selection ratio (/ QZ) TaAlTaAl Cl2 Cl 2 28802880 11.511.5 TaHfTaHf Cl2 Cl 2 29802980 11.011.0 QZQZ Cl2 Cl 2 260260 -- TaAlTaAl C2F6 C 2 F 6 7070 0.60.6 TaHfTaHf C2F6 C 2 F 6 2020 0.20.2 QZQZ C2F6 C 2 F 6 110110 --

실험 결과, 본 건에 관한 재료(Al, Hf, Zr)를 소량 첨가함으로써 염소계 특성을 유지하면서 불소계 가스에 대한 내성이 향상되는 것으로 확인되었다. 또한, 본 건에 관한 단일체의 Zr 금속막은 불소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 있어서 에칭 내성이 높고(에칭 레이트가 낮다), 염소계 가스를 이용한 드라이 에칭에서 용이하게 에칭할 수 있는(에칭 레이트가 높다) 재료임이 확인되었다.As a result of the experiment, it was confirmed that by adding a small amount of the material (Al, Hf, Zr) of the present case, the resistance to fluorine-based gas was improved while maintaining the chlorine-based characteristics. In addition, the monolithic Zr metal film according to the present invention has a high etching resistance (low etching rate) in dry etching using a fluorine-based gas, and a material which can be easily etched (high etching rate) in dry etching using a chlorine-based gas. Was confirmed.

(참고예 1)(Reference Example 1)

실시예 9의 첨가 효과를 확인하기 위해, 비교예로서 상기 재료를 첨가하지 않은 단일체의 Ta 금속막에 관한 드라이 에칭 특성을 확인하였다. 표 7에 나타내는 바와 같이 단일체의 Ta 금속막은, 불소계 가스에 관해 석영기판과의 선택성이 불충분하였다. 또, 본 비교예의 에칭 조건은 실시예 9에 준하여 실시하는 것이다.In order to confirm the addition effect of Example 9, as a comparative example, the dry etching characteristic regarding the Ta metal film of the single body which did not add the said material was confirmed. As shown in Table 7, the monolithic Ta metal film had insufficient selectivity with a quartz substrate with respect to fluorine-based gas. In addition, the etching conditions of this comparative example are performed according to Example 9.

에칭가스Etching gas 에칭 레이트(Å/min)Etch Rate (µs / min) 선택비( /QZ)Selection ratio (/ QZ) TaTa Cl2 Cl 2 29002900 8.18.1 QZQZ Cl2 Cl 2 360360 -- TaTa C2F6 C 2 F 6 110110 0.90.9 QZQZ C2F6 C 2 F 6 120120 --

(실시예 10)(Example 10)

본 실시예에서는 Zr막을 에칭 마스크로 하여 SiON층의 가공을 시도하였다.In this embodiment, the SiON layer was processed using the Zr film as an etching mask.

막 구성을 레지스트/Zr/SiON으로 하고(도 4의 (a)), Si기판 위에 막형성된 각 층을 가공하여 에칭 마스크 재료로서의 효과를 확인하였다. 본 실시예에서 각 층의 막두께는 Zr층 200 옹스트롬, SiON층 800 옹스트롬으로 하였다. 레지스트 패턴을 마스크로 하여 Zr층을 염소가스로 가공한 후에(도 4의 (b)) SiON층의 가공 후 Zr층의 잔막을 측정한 결과, 60% 이상의 잔막이 확인되어 에칭 마스크 재료로서 충분한 드라이 에칭 내성을 나타내는 것으로 판명되었다.The film structure was made resist / Zr / SiON (FIG. 4 (a)), and each layer formed on the Si substrate was processed to confirm the effect as an etching mask material. In the present Example, the film thickness of each layer was set to Zr layer 200 angstrom and SiON layer 800 angstrom. After the Zr layer was processed with chlorine gas using the resist pattern as a mask (FIG. 4B), the residual film of the Zr layer was measured after the SiON layer was processed. It was found to exhibit etch resistance.

(실시예 11)(Example 11)

본 실시예에서는 위상 시프트 효과를 갖는 포토마스크의 제작을 시도하였다. 여기서는 재료간 선택비를 고려하여, SiON/TaZr/QZ 기판의 구성으로 이루어지는 블랭크의 미세가공을 실시하였다.In this embodiment, the fabrication of a photomask having a phase shift effect was attempted. Here, in consideration of the selectivity between materials, the micromachining of the blank which consists of a structure of a SiON / TaZr / QZ board | substrate was performed.

QZ 기판 위의 2층막은 RF 마그네트론 스퍼터를 이용하여 SiON층 약 800 옹스트롬, TaZr층 약 60 옹스트롬을 막형성하였다. 패턴가공(또는 차광 Cr층 형성)을 위해, SiON층 위에 Cr막 약 500 옹스트롬을 막형성한 후에 전자선용 ZEP 레지스트를 도포하고, 전자선 리소그래피(描畵) 및 현상공정을 거쳐 0.5㎛ 폭의 테스트 패턴을 형성하였다(도 5의 (a)).The two-layer film on the QZ substrate was formed by forming an SiON layer of about 800 angstroms and a TaZr layer of about 60 angstroms using an RF magnetron sputter. For pattern processing (or shading Cr layer formation), a film of about 500 angstroms of Cr is formed on the SiON layer, and then ZEP resist for electron beam is applied, and is subjected to electron beam lithography and development process, and has a width of 0.5 μm. Was formed (FIG. 5 (a)).

여기서, 각 층의 막두께는 마스크 투과광의 위상차를 고려하여 설정하였다.Here, the film thickness of each layer was set in consideration of the phase difference of the mask transmitted light.

상기 레지스트 패턴을 바탕으로 염소 + 산소의 혼합가스(산소비 약 20%)에 의해 Cr 가공을 실시하였다(도 5의 (b)).Based on the resist pattern, Cr processing was performed using a mixed gas of chlorine + oxygen (oxygen consumption of about 20%) (FIG. 5B).

그 후, SiON층을 C2F6가스를 이용하여 가공하였다(도 5의 (c)). 그 후에 TaZr층을 염소가스에 의해 에칭하고(도 5의 (d)), 초산세륨 제 2 암모늄액을 주체로 한 습식 프로세스에 의해 Cr층(레지스트막을 포함함)을 제거(또는 차광대부를 남기고 선택적으로 제거)하여(도 5의 (e)) 원하는 테스트 패턴을 형성하였다.Thereafter, the SiON layer was processed using a C 2 F 6 gas (FIG. 5C). Thereafter, the TaZr layer is etched with chlorine gas (Fig. 5 (d)), and the Cr layer (including the resist film) is removed (or leaving a light shielding portion) by a wet process mainly composed of cerium acetate ammonium acetate. Selectively removed) (FIG. 5 (e)) to form the desired test pattern.

패턴가공에는 유도결합형 플라즈마 소스를 이용한 고밀도 플라즈마 에칭장치를 이용하였다. 가공 후의 패턴형상의 단면을 SEM(주사형 전자 현미경)을 이용하여 관찰한 결과, QZ 기판에 대한 캐비티가 거의 없는 양호한 패턴이 형성됨을 확인할 수 있었다.For pattern processing, a high density plasma etching apparatus using an inductively coupled plasma source was used. As a result of observing the cross section of the pattern shape after processing using SEM (scanning electron microscope), it was confirmed that a good pattern with little cavity for the QZ substrate was formed.

또, SiON층의 가공에서 가공 처리를 멈춘 샘플에 대해 동일한 패턴 관찰을 시도한 결과, TaZr층의 막 감소가 거의 없음을 확인하였다. 소정의 드라이 에칭 시간에 분포를 고려한 오버 에칭 시간을 마련함으로써, SiON층의 잔막이 없는 패턴 형성을 실현하였다. 또한, Cr층의 제거에 따른 TaZr층의 사이드 에칭도 찾아 볼 수 없었다.Moreover, when the same pattern observation was attempted about the sample which stopped processing by the processing of a SiON layer, it confirmed that there was almost no film reduction of a TaZr layer. By providing the over etching time which considered distribution in predetermined dry etching time, pattern formation without the residual film of a SiON layer was implement | achieved. Also, side etching of the TaZr layer due to the removal of the Cr layer was not found.

(참고예 2)(Reference Example 2)

본 비교예에서는 실시예 10의 TaZr층을 불소계 가스에 의한 에칭 내성이 SiON층에 가까운 TaN으로 한 것이다. QZ 기판 위의 재료를 바꾼 것 이외에는 실시예 3과 동일하게 처리하였다. 또, TaN막에 대해서는 아르곤+질소의 혼합가스에 의한 반응성 스퍼터링에 의해 막형성하였다. 구체적으로는, 레지스트 패턴을 바탕으로 Cr 가공을 실시하고(도 6의 (a), (b)), 그 후에 SiON층을 C2F6가스를 이용하여 가공하였다(도 6의 (c)). 그 후, TaN층을 염소가스에 의해 에칭하고(도 6의 (d)), 초산세륨 제 2 암모늄액을 주체로 한 습식 프로세스로 Cr층(레지스트막을 포함)을 제거하여(도 6의 (e)) 소정의 테스트 패턴을 형성하였다.In this comparative example, the TaZr layer of Example 10 was made TaN whose etching resistance by fluorine-type gas was close to a SiON layer. The same process as in Example 3 was carried out except that the material on the QZ substrate was changed. In addition, the TaN film was formed by reactive sputtering with a mixed gas of argon + nitrogen. Specifically, Cr processing was performed based on the resist pattern (FIGS. 6A and 6B), and then the SiON layer was processed using C 2 F 6 gas (FIG. 6C). . Thereafter, the TaN layer is etched with chlorine gas (FIG. 6 (d)), and the Cr layer (including the resist film) is removed by a wet process mainly composed of cerium acetate ammonium acetate (FIG. 6E). )) A predetermined test pattern was formed.

실시예 10과 마찬가지로, 0.5㎛ 테스트 패턴을 형성한 결과, 패턴형상에 대해서는 상술한 것과 마찬가지로 양호한 형상을 나타내도록 가공할 수 있었지만, 베이스인 QZ 기판에 대한 캐비티가 확인되었다. 또, 불소계 가스에 의한 TaN막의 에칭 레이트는 QZ와 거의 동등하였다.As in Example 10, as a result of forming a 0.5 µm test pattern, the pattern shape could be processed to exhibit a good shape as described above, but the cavity for the QZ substrate serving as the base was confirmed. Moreover, the etching rate of the TaN film by fluorine-type gas was almost equivalent to QZ.

(실시예 12)(Example 12)

본 비교예에서는 실시예 10에 기재된 TaZr층을 Hf층, Zr층으로 바꾼 점 이외에는 동일하게 처리하였다.In this comparative example, it processed similarly except having changed the TaZr layer described in Example 10 into an Hf layer and a Zr layer.

동일한 처리로 미세 패턴을 형성하고 패턴형상을 SEM에 의해 관찰한 결과, 실시예 3과 동일한 정도의 패턴이 형성되었음이 확인되었다. QZ 기판에 대한 손상에 대해서는 차이가 거의 보이지 않아 양호한 패턴 형성이 이루어졌음이 확인되었다.A fine pattern was formed by the same treatment and the pattern shape was observed by SEM. As a result, it was confirmed that the same pattern as in Example 3 was formed. As for the damage to the QZ substrate, almost no difference was observed, and it was confirmed that good pattern formation was achieved.

실시예 12~14, 17 및 참고예 3~5는 노출 광으로 F2엑시머레이저(파장 157nm)를 이용하고, 검사 광으로 파장 257nm의 광을 이용하여 작성한 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크이다. 실시예 15 및 16은 노광 광으로 ArF 엑시머레이저(파장 193nm)를 이용하고, 검사 광으로 파장 364nm의 광을 이용하여 제작한 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크이다.Examples 12 to 14, 17 and Reference Example 3-5 is a F 2 excimer laser (wavelength: 157nm) to use, and the phase shift mask blank created using light with a wavelength of 257nm as the inspection light, and phase shift mask with exposure light. Examples 15 and 16 are phase shift mask blanks and phase shift masks produced using ArF excimer laser (wavelength 193 nm) as exposure light and light having a wavelength of 364 nm as inspection light.

다음으로 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 제조공정에 대해 설명한다.Next, the manufacturing process of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8.

먼저, 합성석영형의 투명기판(2) 위에, 표 1에 나타낸 조성의 타겟(단, 참고예 3 및 5에 대해서는 각각 단일체의 탄탈 및 규소) 및 희가스(아르곤가스)를 스퍼터링 가스로서 이용하고, DC 마그네트론 스퍼터링장치를 이용하여 하층(3)을 막형성하였다.First, on the synthetic quartz-type transparent substrate 2, targets of the composition shown in Table 1 (but, for reference examples 3 and 5, respectively) and rare gas (argon gas) are used as sputtering gas. The lower layer 3 was formed into a film using the DC magnetron sputtering apparatus.

다음으로 Si를 타겟으로 하고, Ar, O2, N2를 스퍼터 가스로 한 반응성 스퍼터링법에 의해 SiON막을 하층(3)의 바로 위에 DC 마그네트론 스퍼터링장치를 이용하여 상층(4)을 막형성하였다(도 7의 (1)).Next, the upper layer 4 was formed into a film by using a DC magnetron sputtering apparatus immediately above the lower layer 3 by a reactive sputtering method using Si as a target and Ar, O 2 , N 2 as a sputtering gas ( (1) of FIG. 7).

다음으로, 상기에서 얻은 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크를 400℃에서 1시간동안 열처리하였다.Next, the halftone phase shift mask blank obtained above was heat-treated at 400 ° C. for 1 hour.

다음으로, 상기 2층막 위에 크롬을 주성분으로 하는 차광막(9), 전자선 리소그래피 레지스트(10)를 순서대로 적층하였다(도 7의 (2)). 그리고, 레지스트 위에 전자선으로 패턴 리소그래피한 후, 침지법에 의한 현상 및 베이킹을 실시하여 레지스트 패턴(10')을 형성하였다(도 7의 (3)).Next, a light shielding film 9 containing chromium as a main component and an electron beam lithography resist 10 were laminated in this order on the two-layer film (Fig. 7 (2)). Then, after pattern lithography on the resist with an electron beam, development and baking were performed by dipping to form a resist pattern 10 '(Fig. 7 (3)).

이어서, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여, Cl2+O2가스에 의한 드라이 에칭으로 차광대 막 패턴(9')을 형성하였다. 또한, 가스를 바꾸어 하프톤 위상 시프터부의 패턴을 형성하였다. 이 때, 상층(4)의 에칭에는 CH4+O2, 하층(3)의 에칭에는 Cl2가스를 이용하였다(도 7의 (4)). 단, 비교예 3은 하층도 CH4+O2로 에칭되었기 때문에, Cl2가스를 이용한 에칭은 실시하지 않았다.Subsequently, using the resist pattern as a mask, the light shielding band film pattern 9 'was formed by dry etching with Cl 2 + O 2 gas. Further, the gas was changed to form a pattern of the halftone phase shifter portion. At this time, CH 4 + O 2 was used for etching the upper layer 4, and Cl 2 gas was used for etching the lower layer 3 (FIG. 7 (4)). However, in Comparative Example 3, since the lower layer was also etched with CH 4 + O 2 , etching with Cl 2 gas was not performed.

다음으로, 형성된 패턴 위의 레지스트를 박리하고(도 8의 (1)), 다시 전면(全面)에 레지스트(11)를 도포(도 8의 (2))한 후, 레이저 리소그래피·현상 프로세스를 거쳐 레지스트 패턴(11')을 형성하였다(도 8의 (3)). 그리고, 습식 에칭에 의해 전사영역(Ⅰ)을 제외한 비 전사영역에 차광대(12)를 형성하였다. 다음으로, 레지스트 패턴을 박리하여 하프톤형 위상 시프트 마스크를 얻었다(도 8의 (4)).Next, the resist on the formed pattern is peeled off (Fig. 8 (1)), and the resist 11 is applied to the entire surface again (Fig. 8 (2)), followed by a laser lithography and developing process. The resist pattern 11 'was formed (FIG. 8 (3)). Then, the light shielding band 12 was formed in the non-transfer region except for the transfer region I by wet etching. Next, the resist pattern was peeled off to obtain a halftone phase shift mask (Fig. 8 (4)).

또, 투명기판재료, 상층의 조성, 막두께, 노광 광 및 검사 광의 광학특성, 에칭특성 등에 대해서는 표 8 내지 표 11에 나타내는 바와 같다. 또, 하층의 조성은 타겟의 조성과 실질적으로 동일하다.The transparent substrate material, the composition of the upper layer, the film thickness, the optical characteristics of the exposure light and the inspection light, the etching characteristics, and the like are shown in Tables 8 to 11. In addition, the composition of the lower layer is substantially the same as the composition of the target.

투명기판Transparent substrate 상층재료Upper layer material 상층막두께(Å)Upper layer thickness 하층재료Underlayer Materials 하층막두께(Å)Lower layer thickness 노광파장(nm)Exposure wavelength (nm) 노광파장투과율(%)Exposure wavelength transmittance (%) 노광파장반사율(%)Exposure wavelength reflectance (%) 검사파장(nm)Inspection wavelength (nm) 검사파장투과율(%)Inspection Wavelength Transmittance (%) 검사파장반사율(%)Inspection wavelength reflectance (%) 실시예 12Example 12 F도프합성석영F-doped synthetic quartz SiON①SiON① 790790 Ta-Hf①Ta-Hf① 100100 157157 6.206.20 15.6015.60 257257 19.9119.91 32.7932.79 실시예 13Example 13 CaF2 CaF 2 SiON①SiON① 800800 Ta-Hf①Ta-Hf① 6565 157157 9.149.14 13.5513.55 257257 32.3932.39 24.7824.78 실시예14Example 14 F도프합성석영F-doped synthetic quartz SiON①SiON① 810810 Ta-Hf②Ta-Hf② 3535 157157 14.014.0 12.0012.00 257257 49.3049.30 16.8016.80 실시예 15Example 15 합성석영Synthetic Quartz SiON②SiON② 740740 Ta-Hf①Ta-Hf① 7575 193193 15.115.1 17.0017.00 364364 30.4030.40 21.5021.50 실시예 16Example 16 합성석영Synthetic Quartz SiON④SiON④ 960960 Hf-SiHf-Si 100100 193193 15.8315.83 18.5818.58 364364 19.619.6 38.8938.89 실시예17Example 17 CaF2 CaF 2 SiON③SiON③ 920920 Hf-SiHf-Si 4040 157157 11.3511.35 9.289.28 257257 46.5846.58 17.8317.83 참고예 3Reference Example 3 F도프합성석영F-doped synthetic quartz SiON④SiON④ 770770 TaTa 6060 157157 7.337.33 14.3714.37 257257 35.435.4 24.0624.06 참고예4Reference Example 4 F도프합성석영F-doped synthetic quartz SiON③SiON③ 807807 TaCrTaCr 8080 157157 6.306.30 18.2018.20 257257 29.4029.40 25.1325.13 참고예5Reference Example 5 F도프합성석영F-doped synthetic quartz SiON④SiON④ 790790 SiSi 4040 157157 9.769.76 11.9511.95 257257 43.443.4 16.9316.93

157nm157nm 193nm193 nm 조성(원자 %)Composition (atomic%) SiON①SiON① nn kk nn kk SiSi OO NN 2.002.00 0.200.20 -- -- 3636 4848 1616 SiON②SiON② -- -- 2.222.22 0.180.18 4040 2727 3333 SiON③SiON③ 2.052.05 0.220.22 -- -- 3636 4646 1818 SiON④SiON④ 2.172.17 0.300.30 2.052.05 0.100.10 3838 3838 2424

TaTa HfHf SiSi CrCr ZrZr Ta-Hf①Ta-Hf① 9090 1010 Ta-Hf②Ta-Hf② 8080 2020 Hf-SiHf-Si 1717 8383 Ta-CrTa-Cr 9696 44

상층에 대한 하층의에칭 선택비(SF6+He)Etch selectivity of lower layer to upper layer (SF 6 + He) 기판에 대한 하층의에칭 선택비(Cl2)Etch selectivity of the underlying layer to the substrate (Cl 2 ) 실시예 12Example 12 0.250.25 >5> 5 실시예 13Example 13 0.250.25 >5> 5 실시예 14Example 14 0.080.08 >5> 5 실시예 15Example 15 0.250.25 >5> 5 실시예 16Example 16 0.170.17 >5> 5 실시예 17Example 17 0.170.17 >5> 5 참고예 3Reference Example 3 0.670.67 >5> 5 참고예 4Reference Example 4 0.250.25 2.502.50 참고예 5Reference Example 5 8.088.08 --

도 9 및 도 10은 각각 실시예 12 및 13의 파장에 대한 투과율 곡선 및 반사율 곡선을 나타내는 것이다. 실시예 12, 13에서는 노광 광(F2엑시머레이저)에 대한 투과율로서 각각 표준품(6%) 부근 및 고투과율품(9% 부근)을 실현한 것이다. 노광 광의 반사율이 낮아 요구범위(20% 이하)를 만족하는 것이었다. 또한, 검사 광의 투과율도 요구값의 상한보다 낮아(40% 이하) 검사에 충분히 대응할 수 있는 것이었다.9 and 10 show transmittance and reflectance curves for the wavelengths of Examples 12 and 13, respectively. In Examples 12 and 13, the transmittance with respect to the exposure light (F 2 excimer laser) was realized near a standard product (6%) and a high transmittance product (around 9%), respectively. The reflectance of the exposure light was low to satisfy the required range (20% or less). In addition, the transmittance of the inspection light was also lower than the upper limit of the required value (40% or less) to sufficiently cope with the inspection.

또한, 실시예 14에서는, 노광 광(F2엑시머레이저)에 대한 고투과율(15% 부근)을 실현한 것이다. 노광파장의 반사율이 낮아 요구범위(20% 이하)를 만족하는 것이었다. 또한, 검사파장의 투과율은 약간 높았다. 그러나, 투과광과 반사광을 이용하여 검사하기 위한 요구값(투과율 60% 이하, 반사율 10% 이상)을 만족하기 때문에, 투과광과 반사광을 이용한 검사에는 충분히 대응할 수 있는 것이었다.In addition, in Example 14, high transmittance (around 15%) with respect to exposure light (F 2 excimer laser) is realized. The reflectance of the exposure wavelength was low to satisfy the required range (20% or less). In addition, the transmittance of the inspection wavelength was slightly high. However, since it satisfies the required values (transmittance of 60% or less and reflectance of 10% or more) for inspection using the transmitted light and the reflected light, it was possible to sufficiently cope with the inspection using the transmitted light and the reflected light.

또한, 실시예 15에서는 노광율(15% 부근)을 실현한 것이다. 노광파장의 반사율이 낮아 요구범위(20% 이하)를 만족하는 것이었다. 또한, 검사 광의 투과율도 요구값의 상한보다 낮아(40% 이하) 검사에 충분히 대응할 수 있는 것이었다.In Example 15, the exposure rate (around 15%) was realized. The reflectance of the exposure wavelength was low to satisfy the required range (20% or less). In addition, the transmittance of the inspection light was also lower than the upper limit of the required value (40% or less) to sufficiently cope with the inspection.

또한, 실시예 16 및 실시예 17은 하층의 재료를 상기 실시예 12 내지 15의 TaHf가 아니라, HfSi로 한 것이다. 실시예 16은 노광 광(ArF 엑시머레이저)에 대한 고투과율(15% 부근), 실시예 17은 노광 광(F2엑시머레이저)에 대한 고투과율품(11% 부근)을 실현하였다. 노광파장의 반사율이 낮아 요구범위(30% 이하)를 만족하는 것이었다. 또한, 검사 광의 투과율도 요구값의 상한보다 낮아(40% 이하) 검사에 충분히 대응할 수 있는 것이었다.In addition, in Example 16 and Example 17, the material of a lower layer was made into HfSi instead of TaHf of Examples 12-15. Example 16 was realized the exposing light (ArF excimer laser) and the transmittance (15% vicinity), Example 17 has high transmittance product (near 11%) of the exposing light (F 2 excimer laser) for. The reflectance of the exposure wavelength was low to satisfy the required range (30% or less). In addition, the transmittance of the inspection light was also lower than the upper limit of the required value (40% or less) to sufficiently cope with the inspection.

또한, 상기 실시예 12 내지 17에서는 하층이 상층에 대하여 SF6+He 드라이 에칭 가스에 대한 에칭 선택비가 작다. 더욱이, 상층의 에칭에 대해 하층이 충분한 내성을 가지며, 하층은 투명기판에 대해 Cl2드라이 에칭 가스에 대한 에칭 선택비가 크다. 이에 따라, 하층의 제거시에 투명기판에 대한 손상이 적기 때문에, 단면형상이 매우 양호하면서 투명기판의 오버에칭에 의한 광학특성의 변화가 극력히 억제된 하프톤형 위상 시프트 마스크를 형성할 수 있었다.Further, in Examples 12 to 17, the etching selectivity with respect to SF 6 + He dry etching gas is small with respect to the upper layer in the lower layer. Moreover, the lower layer has sufficient resistance to the etching of the upper layer, and the lower layer has a large etching selectivity with respect to the Cl 2 dry etching gas with respect to the transparent substrate. As a result, since there is little damage to the transparent substrate at the time of removing the lower layer, it is possible to form a halftone phase shift mask having a very good cross-sectional shape and extremely suppressing a change in optical characteristics due to overetching of the transparent substrate.

한편, 참고예 3 및 참고예 5는 각각 하층 재료가 하프늄을 포함하지 않는 단일체의 탄탈 및 규소일 경우의 예이다. 이들 비교예에서 하층은 상층에 대해 CH4+O2드라이 에칭 가스에 대한 에칭 선택비가 크다. 또한, 상층을 불소계 가스를 이용해 드라이 에칭 가공함으로써 하층 표면이 노출되어도 하층의 막 감소가 빠르다. 그 결과, 패턴의 소밀(疏密) 차 등에서 생기는 에칭 분포로 인해 발생하는 상층의 잔막의 제거를 고려한 충분한 오버 에칭 시간을 설정하기가 곤란하다.On the other hand, Reference Example 3 and Reference Example 5 are examples of the case where the lower layer materials are tantalum and silicon of a single body not containing hafnium, respectively. In these comparative examples, the lower layer has a high etching selectivity with respect to the CH 4 + O 2 dry etching gas with respect to the upper layer. In addition, when the upper layer is dry-etched using a fluorine-based gas, even if the lower layer surface is exposed, film reduction of the lower layer is quick. As a result, it is difficult to set a sufficient over-etching time in consideration of the removal of the residual film of the upper layer generated due to the etching distribution caused by the difference in the roughness of the pattern and the like.

즉, 충분히 오버 에칭하지 않을 경우에는 양호한 단면형상의 패턴을 형성할 수 없고, 충분히 오버 에칭했을 경우에는 하층도 에칭되고 투명기판도 깊이 패여 광학특성이 변화되고 만다.In other words, if it is not sufficiently overetched, a good cross-sectional pattern cannot be formed, and if it is sufficiently overetched, the lower layer is also etched and the transparent substrate is also deeply dug to change the optical characteristics.

비교예 1에서는 상층을 충분히 오버 에칭하지 않았기 때문에, 그 결과, 양호한 단면형상의 패턴이 얻어지지 않았다. 비교예 3에서는 상층에 대하여 하층의 CH4+O2드라이 에칭 가스에 대한 에칭 선택비가 매우 크다. 상층을 충분히 오버 에칭한 결과, 투명기판도 깊이 패이고 위상 시프트량이 변화하였다.In Comparative Example 1, since the upper layer was not sufficiently overetched, a good cross-sectional pattern was not obtained as a result. Comparative Example 3 In the lower layer CH 4 + O 2 etching gas for the dry etching selection ratio is very large with respect to the upper layer. As a result of sufficiently overetching the upper layer, the transparent substrate was also deeply dug and the amount of phase shift was changed.

또한, 비교예 2는 Cl2드라이 에칭 가스에 대한 에칭 선택비가 작기 때문에, 하층 제거시의 기판에 대한 손상이 컸으며 광학특성이 변화되었다.In addition, in Comparative Example 2, since the etching selectivity with respect to the Cl 2 dry etching gas was small, the damage to the substrate at the time of removing the lower layer was large and the optical properties were changed.

하프톤형 위상 시프트 마스크의 하프톤 위상 시프터부 위에 차광막을 형성한 다른 예로는, 도 11에 나타내는 바와 같이 광 반투과부(6)와 광 투과부(7)의 경계 근방을 제외한 원하는 영역에 차광층(13)을 형성한 것이 있다. 이와 같이 차광막(13)을 형성함으로써, 위상 시프트 효과를 얻는 동시에 사이드로브 광을 저감시킬 수 있다. 하프톤 위상 시프터부의 투과율이 높을 경우에 사이드로브 광의 영향이 우려되기 때문에, 이 구조는 특히 고투과율 제품(하프톤 위상 시프터부의 투과율이 8~30%)의 경우에 효과적이다.As another example in which a light shielding film is formed on the halftone phase shifter portion of the halftone type phase shift mask, as shown in FIG. 11, the light shielding layer 13 is disposed in a desired region except for the vicinity of the boundary between the light semitransmissive portion 6 and the light transmissive portion 7. ) Is formed. By forming the light shielding film 13 in this manner, the phase shift effect can be obtained and the side lobe light can be reduced. Since the influence of side lobe light is concerned when the halftone phase shifter portion has a high transmittance, this structure is particularly effective in the case of a high transmittance product (the transmittance of the halftone phase shifter portion is 8 to 30%).

본 발명에 의하면, 하프톤 위상 시프터부를 형성하기 위한 에칭시의 미세가공성이 우수한 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.According to the present invention, it is possible to obtain a halftone phase shift mask blank and a halftone phase shift mask excellent in micromachinability at the time of etching for forming a halftone phase shifter portion.

또한, 특히 하프톤 위상 시프터부를 형성하기 위한 에칭시의 미세가공성이 우수하다.In addition, the micromachinability at the time of etching for forming a halftone phase shifter part is excellent.

또한, 특히 노광광원이 단파장화되었을 경우, 특히 140nm~200nm의 노광파장 영역에는 F2엑시머레이저의 파장인 157nm 부근 및 ArF 엑시머레이저의 파장인 193nm 부근의 고투과율품(투과율 8~30%)에서 사용할 수 있다.In particular, when the exposure light source is shortened, especially in the exposure wavelength region of 140 nm to 200 nm, a high-transmittance product (transmittance of 8 to 30%) near 157 nm, which is the wavelength of the F 2 excimer laser, and 193 nm, which is the wavelength of the ArF excimer laser, is also used. Can be used

그 결과, 본 발명의 하프톤형 위상 시프트 마스크를 이용함으로써 고정밀도의 전사 패턴을 전사할 수 있게 된다.As a result, it is possible to transfer a high-precision transfer pattern by using the halftone phase shift mask of the present invention.

Claims (29)

투명기판 위에, 노광 광을 투과시키는 광 투과부와, 노광 광의 일부를 투과시키는 동시에 투과된 광의 위상을 소정량 시프트시키는 위상 시프터부와, 상기 위상 시프터부를 형성하기 위한 위상 시프터막을 가지며,A light transmitting portion for transmitting the exposure light, a phase shifter portion for transmitting a portion of the exposure light and shifting a phase of the transmitted light by a predetermined amount, and a phase shifter film for forming the phase shifter portion, 상기 광 투과부와 위상 시프터부의 경계부 근방에서 각각을 투과한 광이 서로 상쇄되도록 광학 특성을 지니며, 피 노광체 표면에 전사되는 노광패턴 경계부의 콘트라스트를 양호하게 유지, 개선할 수 있도록 한 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제조하기 위하여 이용되는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서,Halftone phases having optical characteristics such that light transmitted through each of the light transmitting portion and the phase shifter portion boundary cancel each other, and maintaining and improving the contrast of the exposure pattern boundary portion transferred to the surface of the object to be exposed. In the halftone phase shift mask blank used for manufacturing a shift mask, 상기 위상 시프터막이 규소, 산소 및 질소가 주된 구성요소인 막, 및 상기 막과 투명기판의 사이에 형성된 에칭 스토퍼막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.A halftone phase shift mask blank, characterized in that the phase shifter film is composed of a film whose main components are silicon, oxygen, and nitrogen, and an etching stopper film formed between the film and the transparent substrate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 에칭 스토퍼막은 투과율을 조정하는 기능을 가짐을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.And the etching stopper film has a function of adjusting transmittance. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 에칭 스토퍼막은 상기 규소, 산소 및 질소가 주된 구성요소인 막의 에칭과 다른 에칭 매질로 에칭할 수 있는 재료임을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.And the etching stopper film is a material which can be etched with an etching medium different from that of the film whose silicon, oxygen and nitrogen are the main components. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 에칭 스토퍼막은 상기 규소, 산소 및 질소가 주된 구성요소인 막의 에칭과 동일한 에칭 매질로 에칭할 수 있는 재료임을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.And the etching stopper film is a material which can be etched with the same etching medium as that of the film whose silicon, oxygen and nitrogen are the main components. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 위상 시프트 마스크가 140nm 내지 200nm의 노광 광 파장 범위에서 사용되는 것임을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.A halftone phase shift mask blank, wherein the phase shift mask is used in an exposure light wavelength range of 140 nm to 200 nm. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 규소, 산소 및 질소가 주된 구성요소인 막은 각각 원자 백분율로 규소 30∼45%, 산소 1∼60%, 질소 5∼60%를 함유하며, 이들의 합량이 상기 막을 구성하는 조성 전체의 적어도 90% 이상을 차지함을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.The membranes of which silicon, oxygen and nitrogen are the major constituents each contain 30 to 45% silicon, 1 to 60% oxygen and 5 to 60% nitrogen in atomic percentages, each of which contains at least 90 of the total composition constituting the film. Halftone phase shift mask blank characterized by occupying more than%. 상기 규소, 산소 및 질소가 주된 구성요소인 막은, 불활성가스, 산소가스 및 질소가스를 스퍼터링 가스로서 이용한 반응성 스퍼터링법을 이용하고, 상기 스퍼터링 가스 중의 산소의 비율을 0.2∼30%로 하여 형성한 것임을 특징으로 하는, 청구항 3에 기재된 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조하는 방법.The film in which the silicon, oxygen, and nitrogen are the main components is formed by using a reactive sputtering method using an inert gas, oxygen gas, and nitrogen gas as a sputtering gas, with the ratio of oxygen in the sputtering gas being 0.2 to 30%. A method for producing the halftone phase shift mask blank according to claim 3. 투명기판 위에, 노광 광을 투과시키는 광 투과부와, 노광 광의 일부를 투과시키는 동시에 투과된 광의 위상을 소정량 시프트시키는 위상 시프터부와, 상기 위상 시프터부를 에칭 가공에 의해 형성하기 위한 위상 시프터막을 가지며,A transparent substrate having a light transmitting portion for transmitting exposure light, a phase shifter portion for transmitting a portion of the exposure light and shifting a phase of the transmitted light by a predetermined amount, and a phase shifter film for forming the phase shifter portion by etching processing, 상기 광 투과부와 위상 시프터부의 경계부 근방에서 각각을 투과한 광이 서로 상쇄되도록 광학특성을 지니며, 피 노광체 표면에 전사되는 노광패턴 경계부의 콘트라스트를 양호하게 유지, 개선할 수 있도록 한 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제조하기 위하여 이용되는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서,The halftone phase has optical characteristics such that light transmitted through each of the light transmitting portion and the phase shifter boundary is canceled with each other, and maintains and improves the contrast of the exposure pattern boundary transferred to the surface of the object to be exposed. In the halftone phase shift mask blank used for manufacturing a shift mask, 상기 위상 시프터막이 투명기판 위에 순차적으로 형성된 제 1 층 및 제 2 층을 가지며,The phase shifter film has a first layer and a second layer sequentially formed on the transparent substrate, 상기 제 1 층과 제 2 층은 동일한 에칭 매질로 연속적으로 에칭할 수 있으며,The first layer and the second layer can be continuously etched with the same etching medium, 상기 제 2 층은 투명기판에 대한 에칭 종점의 검출이 실질적으로 어렵거나 또는 불가능한 재료이고,The second layer is a material that is difficult or impossible to detect the etching end point for the transparent substrate, 상기 제 1 층은 투명기판에 대한 에칭 종점의 검출이 실질적으로 가능한 재료임을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.The first layer is a halftone phase shift mask blank, characterized in that the material is substantially capable of detecting the etching end point for the transparent substrate. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제 2 층과 투명기판간의 에칭 종점 검출 광에서의 굴절율 차가 0.5이하이고,The difference in refractive index in the etching endpoint detection light between the second layer and the transparent substrate is 0.5 or less, 상기 제 1 층과 투명기판간의 에칭 종점 검출 광에서의 굴절율 차는 상기 제 2 층과 투명기판간의 에칭 종점 검출 광에서의 굴절율 차보다 큰 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.A halftone phase shift mask blank, wherein the difference in refractive index in the etching end point detection light between the first layer and the transparent substrate is greater than the difference in refractive index in the etching end point detection light between the second layer and the transparent substrate. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,The method according to claim 8 or 9, 상기 위상 시프터 막은 투명기판 위에 순차적으로 형성된 제 1 층 및 제 2 층의 2층 구조이며,The phase shifter film has a two-layer structure of a first layer and a second layer sequentially formed on a transparent substrate, 상기 제 1 층은 주로 투과율을 조정하는 층이고,The first layer is mainly a layer for adjusting the transmittance, 상기 제 2 층은 주로 위상을 조정하는 층임을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.The second layer is a halftone phase shift mask blank, characterized in that the layer is mainly for adjusting the phase. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,The method according to claim 8 or 9, 상기 제 1 층이 Si, MSix(M:Mo, Ta, W, Cr, Zr, Hf의 1종 또는 2종 이상)로부터 선택되는 1종의 재료로 이루어지며,The first layer is made of one kind of material selected from Si, MSix (M or Mo, Ta, W, Cr, Zr, Hf, or two or more), 상기 제 2 층은 SiOx, SiOxNy또는 이들에 (M:Mo, Ta, W, Cr, Zr, Hf의 1종 또는 2종 이상)을, M/(Si+M)×100이 10원자% 이하가 되는 범위에서 함유시킨 재료로 이루어짐을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.The second layer is composed of SiO x , SiO x N y or (M: Mo, Ta, W, Cr, Zr, Hf, one or two or more), and M / (Si + M) × 100 is 10 A halftone phase shift mask blank comprising a material contained in an atomic% or less range. 투명기판 위에, 노광 광을 투과시키는 광 투과부와, 노광 광의 일부를 투과시키는 동시에 투과된 광의 위상을 소정량 시프트시키는 위상 시프터부와, 상기 위상 시프터부를 형성하기 위한 위상 시프터막을 가지며,A light transmitting portion for transmitting the exposure light, a phase shifter portion for transmitting a portion of the exposure light and shifting a phase of the transmitted light by a predetermined amount, and a phase shifter film for forming the phase shifter portion, 상기 광 투과부와 위상 시프터부의 경계부 근방에서 각각을 투과한 광이 서로 상쇄되도록 광학특성을 지니며, 피 노광체 표면에 전사되는 노광패턴 경계부의 콘트라스트를 양호하게 유지, 개선할 수 있도록 한 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제조하기 위하여 이용되는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서,The halftone phase has optical characteristics such that light transmitted through each of the light transmitting portion and the phase shifter boundary is canceled with each other, and maintains and improves the contrast of the exposure pattern boundary transferred to the surface of the object to be exposed. In the halftone phase shift mask blank used for manufacturing a shift mask, 상기 위상 시프터막은, 불소계 가스를 이용한 드라이에칭에 의해 에칭되는 상층과, 상기 상층과 투명기판의 사이에 형성되며 상기 불소계 가스에 대하여 내성을 지니고 상기 불소계 가스와는 다른 가스를 이용한 드라이 에칭에 의해 에칭할 수 있는 하층을 적어도 구비하고,The phase shifter film is formed between an upper layer etched by dry etching using a fluorine-based gas and between the upper layer and the transparent substrate and is resistant to the fluorine-based gas and etched by dry etching using a gas different from the fluorine-based gas. At least the lower layer which can be provided, 상기 하층의 재료가 Al, Ga, Hf, Ti, V 및 Zr로 이루어지는 제 1 그룹에서 선택되는 단일체의 금속 또는 이들 금속을 2종 이상 함유하는 재료(제 1 재료)로 이루어지거나,The material of the lower layer is made of a single metal selected from the first group consisting of Al, Ga, Hf, Ti, V and Zr or a material containing two or more of these metals (first material), 혹은, 상기 하층의 재료가 Cr, Ge, Pd, Si, Ta, Nb, Sb, Pt, Au, Po, Mo 및 W로 이루어지는 제 2 그룹에서 선택되는 1종의 금속에 상기 제 1 그룹에서 선택되는 적어도 1종을 첨가한 재료(제 2 재료)로 이루어지거나,Alternatively, the material of the lower layer is selected from the first group on one metal selected from the second group consisting of Cr, Ge, Pd, Si, Ta, Nb, Sb, Pt, Au, Po, Mo, and W. It is made of a material (second material) to which at least one kind is added, 혹은, 상기 하층의 재료가 상기 단일체의 금속, 상기 제 1 재료 또는 상기 제 2 재료에 질소 및/또는 탄소를 함유시킨 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.Or the lower layer material consists of the metal of the said monolith, the said 1st material, or the said 2nd material containing nitrogen and / or carbon, The halftone type phase shift mask blank characterized by the above-mentioned. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 상층의 재료가 SiOx, SiNx, SiOxNy, SiCx, SiCxNy, SiCxOy또는 이들에 금속을 함유시킨 재료로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.The material of the upper layer is selected from SiO x , SiN x , SiO x N y , SiC x , SiC x N y , SiC x O y or a material containing a metal therein. 상층을, 원하는 레지스트 패턴을 마스크로 하여 불소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 의해 에칭하는 공정과,Etching the upper layer by dry etching using a fluorine-based gas using a desired resist pattern as a mask; 이어서 하층을 염소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 의해 에칭하는 공정과,Then etching the lower layer by dry etching using a chlorine-based gas, 상기 레지스트 패턴을 제거하는 공정을 적어도 가짐을 특징으로 하는, 청구항 12 또는 13에 기재된 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크를 이용하여 위상 시프트 마스크를 제조하는 방법.The method of manufacturing a phase shift mask using the halftone type phase shift mask blank of Claim 12 or 13 which has at least the process of removing the said resist pattern. 청구항 14에 기재된 방법을 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크.It is manufactured using the method of Claim 14. The halftone type phase shift mask characterized by the above-mentioned. 투명기판 위에, 노광 광을 투과시키는 광 투과부와, 노광 광의 일부를 투과시키는 동시에 투과된 광의 위상을 소정량 시프트시키는 위상 시프터부와, 상기 위상 시프터부를 형성하기 위한 위상 시프터막을 가지며,A light transmitting portion for transmitting the exposure light, a phase shifter portion for transmitting a portion of the exposure light and shifting a phase of the transmitted light by a predetermined amount, and a phase shifter film for forming the phase shifter portion, 상기 광 투과부와 위상 시프터부의 경계부 근방에서 각각을 투과한 광이 서로 상쇄되도록 광학특성을 지니며, 피 노광체 표면에 전사되는 노광패턴 경계부의 콘트라스트를 양호하게 유지, 개선할 수 있도록 한 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제조하기 위하여 이용되는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서,The halftone phase has optical characteristics such that light transmitted through each of the light transmitting portion and the phase shifter boundary is canceled with each other, and maintains and improves the contrast of the exposure pattern boundary transferred to the surface of the object to be exposed. In the halftone phase shift mask blank used for manufacturing a shift mask, 상기 하프톤 위상 시프터막이 실질적으로 규소, 산소 및 질소로 이루어지는 재료로 이루어지는 상층과, 실질적으로 탄탈 및 하프늄으로 이루어지는 재료로 이루어지는 하층으로 이루어짐을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.A halftone phase shift mask blank, wherein said halftone phase shifter film is composed of an upper layer made of a material substantially made of silicon, oxygen, and nitrogen, and a lower layer made of a material made substantially of tantalum and hafnium. 투명기판 위에, 노광 광을 투과시키는 광 투과부와, 노광 광의 일부를 투과시키는 동시에 투과된 광의 위상을 소정량 시프트시키는 위상 시프터부와, 상기 위상 시프터부를 형성하기 위한 위상 시프터막을 가지며,A light transmitting portion for transmitting the exposure light, a phase shifter portion for transmitting a portion of the exposure light and shifting a phase of the transmitted light by a predetermined amount, and a phase shifter film for forming the phase shifter portion, 상기 광 투과부와 위상 시프터부의 경계부 근방에서 각각을 투과한 광이 서로 상쇄되도록 광학특성을 지니며, 피 노광체 표면에 전사되는 노광패턴 경계부의 콘트라스트를 양호하게 유지, 개선할 수 있도록 한 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제조하기 위하여 이용되는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서,The halftone phase has optical characteristics such that light transmitted through each of the light transmitting portion and the phase shifter boundary is canceled with each other, and maintains and improves the contrast of the exposure pattern boundary transferred to the surface of the object to be exposed. In the halftone phase shift mask blank used for manufacturing a shift mask, 상기 하프톤 위상 시프터막이 실질적으로 규소, 산소 및 질소로 이루어지는 재료로 이루어지는 상층과, 실질적으로 규소 및 하프늄으로 이루어지는 재료로 이루어지는 하층으로 이루어짐을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.A halftone phase shift mask blank, wherein said halftone phase shifter film is composed of an upper layer made of a material substantially made of silicon, oxygen, and nitrogen, and a lower layer made of a material made substantially of silicon and hafnium. 제 16항 또는 제 17항에 있어서,The method according to claim 16 or 17, 상기 하층에서 하프늄의 함유량은 2∼50원자% 이상임을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.A halftone phase shift mask blank, wherein the content of hafnium in the lower layer is 2 to 50 atomic% or more. 제 16항 또는 제 17항 중 어느 항에 있어서,The method according to claim 16 or 17, wherein 상기 실질적으로 규소, 산소 및 질소로 이루어지는 재료로 이루어지는 상층은 각각 원자 백분율로 규소 35∼45%, 산소 1∼60%, 질소 5∼60%를 함유함을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.The halftone phase shift mask blank, wherein the upper layer, which is substantially composed of silicon, oxygen, and nitrogen, contains 35 to 45% silicon, 1 to 60% oxygen, and 5 to 60% nitrogen in atomic percentages, respectively. 제 1, 8, 11, 16, 17항 중 어느 항에 있어서,The method according to any one of claims 1, 8, 11, 16, 17, 상기 위상 시프터막 위에 크롬을 주성분으로 하는 차광막이 형성되어 있음을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크.A halftone phase shift mask blank, wherein a light shielding film containing chromium as a main component is formed on the phase shifter film. 청구항 16 또는 17 중 어느 항에 기재된 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크의 하프톤 위상 시프터막에 에칭가공을 실시함으로써, 투명기판 위에 광 투과부와 광 반투과부로 이루어지는 마스크 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크.The halftone phase shifter film of the halftone phase shift mask blank according to claim 16 or 17 is etched to form a mask pattern comprising a light transmitting portion and a light semitransmissive portion on a transparent substrate. Shift mask. 상기 상층을 불소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 의해 에칭하고, 하층을 염소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 의해 에칭하는 하프톤 위상 시프터막 에칭가공공정을 포함함을 특징으로 하는, 청구항 21에 기재된 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제조하는 방법.The halftone phase shifter etching process of Claim 21 including the halftone phase shifter film etching process of etching the said upper layer by dry etching using a fluorine-type gas, and etching the lower layer by dry etching using a chlorine-based gas. How to make a mask. 청구항 1, 8, 11, 16, 17 중 어느 항에 기재된 위상 시프터막을 소정의 패턴이 얻어지도록 선택적으로 제거하는 패터닝 처리를 하여 얻은, 광 투과부와 위상 시프터부로 이루어지는 마스크 패턴을 가짐을 특징으로 하는 하프톤형 위상 시프트 마스크.Half having the mask pattern which consists of a light transmission part and a phase shifter part obtained by the patterning process which selectively removes the phase shifter film in any one of Claims 1, 8, 11, 16, 17 so that a predetermined | prescribed pattern may be obtained. Tone phase shift mask. 청구항 23에 기재된 하프톤형 위상 시프트 마스크를 이용하여 패턴을 전사함을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.The pattern transfer method characterized by transferring a pattern using the halftone type phase shift mask of Claim 23. 적층의 상하관계를 불문하고, 불소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 의해 가공할 수 있는 제 1 층과, 염소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 의해 가공할 수 있으며 상기 불소계 가스에 대하여 내성을 지닌 제 2 층을 적어도 갖는 적층체에 있어서,Regardless of the vertical relationship between the laminates, at least a first layer that can be processed by dry etching using a fluorine-based gas and a second layer that can be processed by dry etching using a chlorine-based gas and which are resistant to the fluorine-based gas are at least. In the laminate having, 상기 제 2 층의 재료가 Al, Ga, Hf, Ti, V 및 Zr로 이루어지는 제 1 그룹에서 선택되는 단일체의 금속 또는 이들 금속을 2종 이상 함유하는 재료(제 1 재료)로 이루어지거나,The material of the second layer is made of a single metal selected from the first group consisting of Al, Ga, Hf, Ti, V and Zr or a material containing two or more of these metals (first material), 혹은, 상기 제 2 층의 재료가 Cr, Ge, Pd, Si, Ta, Nb, Sb, Pt, Au, Po, Mo 및 W로 이루어지는 제 2 그룹에서 선택되는 1종의 금속에 상기 제 1 그룹에서 선택되는 적어도 1종을 첨가한 재료(제 2 재료)로 이루어지거나,Alternatively, in the first group, the material of the second layer is one metal selected from the second group consisting of Cr, Ge, Pd, Si, Ta, Nb, Sb, Pt, Au, Po, Mo, and W. Consists of a material (second material) to which at least one selected is added, or 혹은, 상기 제 2 층의 재료가 상기 단일체의 금속, 상기 제 1 재료 또는 상기 제 2 재료에 질소 및/또는 탄소를 함유시킨 재료로 이루어짐을 특징으로 하는 적층체.Or the material of the said second layer consists of the metal of the said monolith, the said 1st material, or the said 2nd material containing nitrogen and / or carbon. 제 25항에 있어서,The method of claim 25, 상기 제 1 층의 재료가 SiOx, SiNx, SiOxNy, SiCx, SiCxNy, SiCxOy또는 이들에 금속을 함유시킨 재료로부터 선택됨을 특징으로 하는 적층체.And the material of the first layer is selected from SiO x , SiN x , SiO x N y , SiC x , SiC x N y , SiC x O y or a material containing a metal therein. 제 25항 또는 제 26항에 있어서,The method of claim 25 or 26, 상기 제 2 층이 상기 제 1층의 위에 형성되며,The second layer is formed on the first layer, 상기 제 2 층이 상기 제 1 층의 에칭 마스크층으로서 이용됨을 특징으로 하는 적층체.And the second layer is used as an etching mask layer of the first layer. 제 25항 또는 제 26항에 있어서,The method of claim 25 or 26, 상기 제 2 층이 상기 제 1 층의 아래에 형성되며,The second layer is formed below the first layer, 상기 제 2 층이 상기 제 1 층의 에칭 스토퍼로서 이용됨을 특징으로 하는 적층체.And the second layer is used as an etching stopper of the first layer. 적층의 상하관계를 불문하고, 불소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 의해 가공할 수 있는 제 1 층과, 염소계 가스를 이용한 드라이 에칭에 의해 가공할 수 있으며 상기 불소계 가스에 대하여 내성을 지닌 제 2 층을 적어도 가지는 패턴을, 상기 제 1 층의 불소계 가스를 이용한 드라이 에칭과 상기 제 2 층의 염소계 가스를 이용한 드라이 에칭을 적층 순서에 따라 각각 실시함으로써 형성하는 패턴형성방법에 있어서,Regardless of the vertical relationship between the laminates, at least a first layer that can be processed by dry etching using a fluorine-based gas and a second layer that can be processed by dry etching using a chlorine-based gas and which are resistant to the fluorine-based gas are at least. In the pattern formation method which forms by having a pattern which has a pattern which has a dry etching using the fluorine-type gas of a said 1st layer, and a dry etching using the chlorine-based gas of a said 2nd layer according to a lamination order, 상기 제 2 층의 재료가 Al, Ga, Hf, Ti, V 및 Zr로 이루어지는 제 1 그룹에서 선택되는 단일체의 금속 또는 이들 금속을 2종 이상 함유하는 재료(제 1 재료)로 이루어지거나,The material of the second layer is made of a single metal selected from the first group consisting of Al, Ga, Hf, Ti, V and Zr or a material containing two or more of these metals (first material), 또는, 제 2 층의 재료가 Cr, Ge, Pd, Si, Ta, Nb, Sb, Pt, Au, Po, Mo 및 W로 이루어지는 제 2 그룹에서 선택되는 1종의 금속에 상기 제 1 그룹에서 선택되는 적어도 1종을 첨가한 재료(제 2 재료)로 이루어지거나,Alternatively, the material of the second layer is selected from the first group on one metal selected from the second group consisting of Cr, Ge, Pd, Si, Ta, Nb, Sb, Pt, Au, Po, Mo and W. Made of a material (second material) added at least one 혹은, 상기 제 2 층의 재료가 상기 단일체의 금속, 상기 제 1 재료 또는 상기 제 2 재료에 질소 및/또는 탄소를 함유시킨 재료로 이루어짐을 특징으로 하는 패턴형성방법.Or the material of the second layer is made of a metal of the monolith, a material containing nitrogen and / or carbon in the first material or the second material.
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