KR20050026337A

KR20050026337A - 감쇠 위상편이 마스크 블랭크 및 포토마스크

Info

Publication number: KR20050026337A
Application number: KR1020040069953A
Authority: KR
Inventors: 한스벡커; 우테부트게라이트; 귄터헤스; 올리버괴츠베르거; 프랑크슈미트; 프랑크조벨; 마르쿠스레노; 에스제이체이
Original assignee: 쇼오트 아게; 인터내셔널 비즈니스 머신즈 코오퍼레이션
Priority date: 2003-09-05
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2005-03-15
Also published as: JP2005084682A; US20050053845A1; DE102004043430A1; CN1846171A; US7029803B2; TW200513789A; CN1603948A; JP2005084684A

Abstract

본 발명은 리소그래피에서의 이용을 위한 감쇠 위상편이 마스크 블랭크 및 이러한 마스크 블랭크의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

감쇠 위상편이 마스크 블랭크 및 포토마스크{ATTENUATING PHASE SHIFT MASK BLANK AND PHOTOMASK}

본 발명은 200 nm 또는 이보다 작은 노출파장으로의 리소그래피(lithography)에서의 이용을 위한 감쇠 위상편이 마스크 블랭크 및 이러한 마스크 블랭크를 제조하는 방법에 관한 것이다.

위상편이 마스크는, 통상적인 바이너리 마스크 기술로서 달성될 수 있는 정도를 능가하는, 해상도, 콘트라스트 및 리소그래픽 도구의 초점심도를 확장시키는 방법으로서 상당한 관심을 끌고 있다. 수개의 위상편이 방법들 중에서, Burn J.Lin 의 고체상태 기술, 1월판, 43 페이지(1992)에 (내장형) 감쇠 위상편이 마스크가 제안되는데, 이것의 요지는 참고로 여기에 포함되고, 이것은 그 제조의 용이성과 관련된 비용 절감으로 인하여 폭넓은 호평을 받고 있다.

감쇠 위상편이 마스크의 다양한 기술적인 변형예가 제안되어 왔다. 첫번째 변형예에서는, 기판에 약간 투명한 층, 즉, 요구되는 위상편이를 형성하기 위한 석영 기판에 식각으로 접합되는 매우 얇은 크롬층이 제공된다. 이러한 방법은 층 증착(layer deposition) 및 식각 공정의 높은 제어도가 요구된다. 다른 변형예에서는, 위상편이 마스크에 1 또는 그 이상의 층들을 도포함에 의해 기판상에 위상편이 및 감쇠 특성이 부여된다. 단일층 해법이 제안되어 왔는데, 여기서는 1 개의 층이 180°의 위상편이 뿐만 아니라 입사광의 감쇠를 부여한다. 이러한 단일층 해법은 예를 들면 US 5,942,356, US 5,635,3125, US 6,503,644, US 5,939,225, US 5,477,058 및 US 2002/0119378 A1 호에 기재된다. 단일층 해법은 그것들의 간단한 구조와, 그로 인한 그것들의 용이한 제조로 인하여 선택되어 왔다. 그러나, 단일층 해법은 투과율 및 위상편이의 독립적인 조정가능성의 견지에서 제약을 받는다. 특히, 193 nm 의 노출파장용의 높은 투과율 감쇠 위상편이 마스크 블랭크와 157 nm 의 노출파장용 위상편이 마스크 블랭크는 달성될 수 없다. 단일층 해법 이외에, 이중층 및 다층 감쇠 위상편이 마스크 블랭크가 또한 기술된다. 다층은 예를 들면, US 5,897,977 및 US 6,274,280 에 기재되었다. US 5,897,977 호는 금속 산화물, 금속 질화물 또는 알카리토 불화물과 같은 광학적으로 투명한 재료로 구성되는 특이한 교대층들과, 원소 금속, 금속 산화물 또는 금속 질화물과 같은 광학적인 흡수재료로 구성되는 층들을 포함하는, 400 nm 미만의 파장용 내장형 감쇠 위상편이 마스크 블랭크(EAPSM)에 관한 것이다. US 6,274,280 호는 Al 및 Si 의 산화물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 산화물로 본질적으로 구성되는 광학적 투명재료로 구성되는 특이한 교대 접촉층들과, Al 및 Si 의 질화물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 질화물로 본질적으로 구성되는 광학 흡수재료로 구성된 층을 포함하는 200 nm 미만의 노출파장용 EAPSM 을 기술한다. 160 nm 미만의 노출파장용 위상편이 마스크 블랭크에 대하 단일층 및 다층 해법들이 또한 US 6,395,433 호에 기술된다. 상기 위상편이 시스템은, 상기 위상편이 마스크 블랭크의 투과 특성을 감소시키기 위해, 적어도 실리콘, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물 및 흡수 금속 산화물 또는 질화물들을 갖는 적어도 하나의 재료를 포함한다. 상기 공보는 상기 다층의 각각의 층들은 유사 단일층(psuedo single layer)으로서 작용하는 다층으로 귀결도록 충분히 얇을것을 강조한다. 다층 해법들은 결함들이 회복될 수 없기 때문에 200 nm 미만의 노출파장용으로는 덜 선호된다.

다수의 공보들은 이중층 위상편이 마스크 블랭크를 언급한다: JP 04-068352 A 호는 용이하게 검사될 수 있고 교정될 수 있는 높은 정확성을 갖는 위상편이 마스크에 관한 것이다. US 2002/0122991 A1 호는 실리콘, 산소 및 질소로 구성되는 위상편이층을 포함하는 단일층 및 이중층 망판(halftone) 위상편이 마스크 블랭크를 기술한다. 선택적으로, 식각 정지층(etch stop layer)이 상기 기판과 위상편이층 사이에 제공된다. 상기 위상편이층의 투과율은 상기 위상편이층 내의 산소 및 질소의 비율을 변화시킴에 의해 조정된다. 상기 공보에 따르면, 상기 위상편이층 내의 질소의 범위가 5 원자% 미만이거나 또는 산소의 범위가 60 원자% 를 초과하는 경우, 상기 막의 투과율이 너무 높아서 상기 망판 위상편이층의 기능이 상실된다. US 5,482,799 호는 이중층 위상편이 마스크 블랭크에 관한 것으로, 여기서는, 상기 위상편이층이 대략적으로 균질인 재료로 구성된 단일층과, 상기 단일층 막과 함께 사용되는 경우 그 투과율이 파장에 덜 의존적인 투과성 필름을 포함한다. 위상편이 시스템의 또 다른 층으로부터 위상편이 시스템의 하나의 층의 광학적 특성에의 이러한 의존성은 상기 위상편이 및 투과율이 독립적으로 조정될 수 있다는 점에서 위상편이 시스템에 대해서는 불리하다. US 6,458,496 호는 이중층 위상편이 시스템을 갖는 위상편이 마스크 블랭크를 기술한다. 상기 마스크 블랭크는 상기 기판에 대한 식각 선택성 비율을 향상시킨다. TaSiO 는 상기 위상편이 마스크 블랭크에 위상편이를 부여하기 위한 바람직한 재료로서 기술된다.

이중층 해법에 관한 상기 인용된 공보들중 어느 것도 증착된 층들 내의 결함의 문제 또는 200 nm 또는 그 미만의 노출파장용 위상편이 마스크 블랭크 내의 상기 층들의 균일성에 대해서는 언급하지 않고 있다.

포토마스크의 최소 배선폭(feature size)을 감소시키는 것에 대한 요구가 증가함에 따라, 본질적으로 결함이 없는 포토마스크 블랭크가 더욱 더 중요하게 된다. 상기 포토마스크 블랭크 상의 결함들은 IC 장치에서의 결함으로 귀결되는 포토마스크의 핀홀과 같은 결함으로 나타날 수 있다. 마스크 블랭크 상의 결함을 방지하기 위한 작업은 상기 최소 배선폭의 감소로 인하여 더욱 어려워진다. 예를 들면, 65 nm 및 45 nm 노드(즉, 웨이퍼 상에서 각각 65 nm 및 45 nm 의 최소 배선폭)를 위해, 포토마스크는 100 nm 의 최소 배선폭을 갖는 구조로 패턴이 형성되고, 이에 따라 0.5 ㎛ 이상의 입자 크기를 갖는 표면 결함들이 없어져야 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 용이하고 안정적인 제조 가능성과 필수적인 광학적 특성들, 화학적 안정성, 그리고 결합없는 표면 및 균일하게 증착된 층들이 결합된 200 nm 또는 그 보다 작은 노출파장용 신규 위상편이 마스크 블랭크를 제공하는데 있다.

본 발명의 첫번째 관점은, 기판과, 상기 기판의 하나의 표면상에 박막 시스템을 포함하는 리소그래피에서의 이용을 위한 감쇠 위상편이 마스크인데; 상기 박막 시스템은 다음을 포함한다;

위상 편이 제어 부분층(sublayer)과 투과율 제어 부분층을 포함하는 위상편이층;

상기 위상편이 마스크는 대체로 180°의 위상편와 200 nm 또는 더 작은 파장을 갖는 노광(exposure light)에서 적어도 0.001% 의 광투과율을 갖는 포토마스크를 제조할 수 있고;

여기서 상기 박막 시스템은 0.5 ㎛ 또는 그 이상의 입자 크기를 갖는 결함들을 본질적으로 포함하지 않는다.

바람직하게는 상기 박막 시스템은 0.3 내지 0.5 ㎛ 의 입자 크기를 갖는, 최대 50 개의 결함을 가지며, 더욱 바람직하게는 최대 20 개의 결함을 갖는다.

바람직하게는, 상기 위상편이 제어 부분층은 대체로 상기 위상편이층의 투과율을 저하시키지 않으며, 바람직하게는 Si 의 산화물들 및 Si 의 옥시나이트라이드들(oxinitrides) 및 그것들의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나의 재료를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 상기 위상편이 제어층은 본질적으로 SiO₂로 구성된다.

바람직하게는, 상기 투과율 제어 부분층은 대체로 상기 위상편이층의 위상편이를 변화시키지 않으며, 바람직하게는 Mg, Si, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 그것들의 질화물 그리고 이러한 금속들 또는 질화물들의 2 또는 그 이상의 혼합물들로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나의 재료를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투과율 제어 부분층은 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W 또는 그것의 질화물로 부터 선택되는 하나의 재료로 본질적으로 구성된다.

본 발명의 두번째 관점은 리소그래피에서의 이용을 위한 감쇠 위상편이 마스크의 제조 방법인데, 여기서 상기 위상편이 마스크는 기판과, 상기 기판의 일 표면상에 박막 시스템을 포함하고; 상기 박막 시스템은 위상편이 제어 부분층 및 투과율 제어 부분층을 포함하는 위상편이층을 포함하며; 여기서 상기 박막 시스템은 0.5 ㎛ 또는 그 이상의 입자 크기를 갖는 결합들이 본질적으로 존재하지 않고; 상기 위상편이 마스크는 대체로 180°의 위상편이와, 200 nm 또는 보다 작은 파장을 갖는 노광에서 적어도 0.001% 의 광투과율을 갖는 포토마스크를 제조할 수 있으며;

상기 방법은 다음 단계들을 포함한다:

기판을 제공하는 단계; 그리고

박막 시스템을 제공하는 단계;

여기서, 박막 시스템을 제공하는 단계는 다음 단계들을 포함한다

- 상기 기판에 투과율 제어 부분층을 형성하는 단계;

- 상기 기판에 위상편이 제어 부분층을 형성하는 단계.

바람직하게는, 상기 투과율 제어 부분층 및/또는 상기 위상편이 제어 부분층은 이중 이온 빔 스퍼터링, 이온 빔 보조 증착, 이온 빔 스퍼터 증착, 임피던스 정합기(RF matching network), DC 마그네트론, AC 마그네트론, 및 RF 다이오드로 구성되는 그룹으로부터 선택된 기술을 이용한 스퍼터 증착에 의해 형성된다. 바람직하게는, 크세논이 스퍼터링 기체로서 사용된다.

본 발명의 세번째 관점은 리소그래피에서의 이용을 위한 감쇠 위상편이 마스크인데, 이것은 기판과 상기 기판의 일 표면상에 박막 시스템을 포함하고; 상기 박막 시스템은 다음을 포함한다:

위상편이 제어 부분층 및 투과율 제어 부분층을 포함하는 위상편이층;

상기 위상편이 마스크는 대체로 180°의 위상편이와 200 nm 또는 보다 작은 파장을 갖는 노광에서 적어도 0.001% 의 광투과율을 갖는 포토마스크를 제조할 수 있으며;

여기서, 상기 위상편이 마스크의 위상편이는 평균값으로부터 최대 약 ±5°의 편차를 가지며, 상기 위상편이 마스크의 투과율은 평균 투과율 값으로부터 최대 약 ±5% 의 편차를 갖는다.

바람직하게는, 상기 위상편이 제어 부분층은 대체로 상기 위상편이층의 투과율을 저하시키지 않으며, 바람직하게는 Si 의 산화물들 및 Si 의 옥시나이트라이드들, 그리고 그것들의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나의 재료를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 상기 위상편이 제어층은 본질적으로 SiO₂로 구성된다.

본 발명의 네번째 관점은 리소그래피에서의 이용을 위한 감쇠 위상편이 마스크의 제조 방법인데, 여기서 상기 위상편이 마스크는 기판과 사기 기판의 일 표면상의 박막 시스템을 포함하고; 상기 박막 시스템은 위상편이 제어 부분층 및 투과율 제어 부분층을 포함하는 위상편이층을 포함하며; 여기서 상기 위상편이 마스크의 위상편이는 평균값으로부터 최대 약 ±5°의 편차를 가지며, 상기 위상편이 마스크의 투과율은 평균 투과율 값으로부터 최대 약 ±5% 의 편차를 가지며; 상기 위상편이 마스크는 대체로 180°의 위상편이와, 200 nm 또는 보다 작은 파장을 갖는 노광에서 적어도 0.001% 의 광투과율을 갖는 포토마스크를 제조할 수 있으며;

상기 방법은 다음 단계들을 포함하며:

기판을 제공하는 단계; 그리고

박막 시스템을 제공하는 단계;

여기서, 박막 시스템을 제공하는 단계는 상기 기판에 투과율 제어 부분층을 형성하는 단계와, 상기 기판에 위상편이 제어 부분층을 형성하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 투과율 제어 부분층 및/또는 상기 위상편이 제어 부분층은 이중 이온 빔 스퍼터링, 이온 빔 보조 증착, 이온 빔 스퍼터 증착, 임피던스 정합기, DC 마그네트론, AC 마그네트론, 및 RF 다이오드로 구성되는 그룹으로부터 선택된 기술을 이용한 스퍼터 증착에 의해 형성된다. 바람직하게는, 크세논이 스퍼터링 기체로서 사용된다.

본 발명의 이러한 목적들 및 다른 목적들, 특징들 및 장점들은 이하 상세한 설명 및 도면과 관련하여 알 수 있는 본 발명의 고려를 통하여 명확해질 것이다.

상술한 통상적인 설명과 이하 상세한 설명들은 모두 단지 본 발명의 예시에 불과하고, 청구된 본 발명의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 및 골격을 제공하는 의도로 이해되어야 할것이다.

당해 기술분야에서 공지된 바와 같이, "포토마스크 블랭크" 또는 "마스크 블랭크" 는 "포토마스크" 또는 "마스크" 와 구별되는데, 이는 후자의 용어는 그것이 구조화되거나 또는 패턴 형성되거나 또는 이미징된 후의 포토마스크 블랭크를 설명하느데 이용된다는 점에서 그러하다. 여기서는 이러한 관례를 따르려고 노력하였는바, 본 발명의 재료적인 관점이 아닌것에서의 차이점을 식별할 수 있을 것이다. 따라서, 상기 "포토마스크 블랭크" 또는 "마스크 블랭크" 라는 용어는 여기서는 이미징된 포토마스크 블랭크 및 이미징되지 않은 포토마스크 블랭크 모두를 포함하는 넓은 개념으로 사용되는 것으로 이해되어야 한다.

"대체로 180°의 위상편이를 갖는다" 는 표현은 상기 위상편이 마스크 블랭크가 구조의 경계부에서 빛을 상쇄시키는데 충분한 입사광의 위상편이를 제공하고, 이에 따라 상기 경계부에서의 콘트라스트를 증가시킨다는 것을 의미한다. 바람직하게는, 160°내지 190°의 위상편이, 더욱 바람직하게는 170°내지 185°의 위상편이가 제공된다.

본 발명의 마스크 블랭크는 200 nm 미만의 파장을 갖는 노광에서, 적어도 0.001%, 바람직하게는 적어도 0.5% 의 투과율을 갖는다.

본 발명의 위상편이 마스크 또는 마스크 블랭크는 기판과 상기 기판의 일 표면상에 제공된 박막 시스템을 포함한다. 상기 박막 시스템은 위에서 상술한 바와 같이 적어도 하나의 위상편이층을 포함하지만, 반사방지층 또는 흡수층과 같은 또 다른 층들을 포함할 수도 있다. 이러한 흡수층으로서, 예를 들면, 크롬 또는 TaN 층이 본 발명의 위상편이 마스크 블랭크의 위상편이층에 제공될 수 있다.

본 발명은 적어도 하나의 이중층 위상편이층을 갖는 감쇠 위상편이 마스크 블랭크에 관한 것이다. 상기 위상편이층은 기본적으로 적어도 하나의 투명 제어 부분층과 위상편이 제어 부분층으로 구분된다. 종래 기술에서, 이중층 및 다층 시스템에서도, 적어도 하나의 층이 대체로 상기 위상편이층의 위상편이 기능 및 감쇠 기능 모두에 기여하였다. 그러나, 본 발명의 발명자들은 상기 위상편이 기능 및 감쇠 기능을 적어도 2 개의 독립적인 부분층으로 본질적으로 분리하는 것이 200 nm 미만의 노출파장용 감쇠 위상편이 마스크 블랭크에 대해 특히 유리한 것을 발견하였다. 이러한 감쇠 위상편이 마스크 블랭크는 상기 부분층들의 조성 변화의 필요없이 상기 투과율 제어 부분층의 두께의 변화에 의해 간단하게 상기 마스크 블랭크의 투과율에 대하여 용이하게 조정될 수 있다. 상기 마스크 블랭크의 위상편이는 대체로 상기 마스크 블랭크의 투과율의 변화없이 상기 위상편이 부분층의 두께를 변화시킴에 의해 용이하게 조정될 수 있다. 마스크 블랭크의 위상편이의 조정은 상기 마스크 블랭크를 식각 공정에 적합화시키는데 필수적이다. 이러한 식각 공정 동안에, 상기 기판은 종종 한정된 깊이로 식각되고, 이에 따라 상기 위상편이 시스템에 추가적인 위상편이를 부가한다. 상기 마스크 블랭크를 마스크 블랭크로 이렇게 식각하기 적합하게 만들기 위해, 상기 위상편이를 정확히 180°로 설정하지 않고 상기 식각 공정에 따라 약 175°내지 180°위상편이 값으로 설정하는 것이 필요할 수 있다.

종래기술에 따라, 층의 조성이 예를 들면 상기 마스크 블랭크의 투과율과, 상기 장치 및/또는 단계들로의 기체 유동과 같은 제조 파라미터들을 조정하기 위해 변화되어야 하는 경우, 상기 층들의 증착 동안에 타겟(target)은 상기 증착 공정의 반복적인 최적화를 요구하며, 이에 따라 추가적인 비용을 수반한다.

따라서, 본 발명의 감쇠 위상편이 마스크 블랭크는 기판과 위상편이층을 포함하고, 여기서 상기 위상편이층은 상기 마스크 블랭크의 투과율을 대체로 저하시키지 않는 위상편이 제어 부분층과, 상기 마스크 블랭크의 위상편이를 대체로 변화시키지 않는 투과율 제어 부분층으로 구성된다.

"상기 마스크 블랭크의 위상편이를 대체로 변화시키지 않는다" 는 표현은, 상기 마스크 블랭크의 위상편이가 전체 위상편이의 최대 15°, 바람직하게는 최대 약 10°, 가장 바람직하게는 최대 약 5°정도로 변화된다는 것을 의미한다.

종래 기술에서, 위상편이 기능을 갖는 대부분의 층들은 상당한 양의 흡수 요소들을 포함하고, 이에 따라 이러한 층들은 또한 상기 위상편이 마스크 블랭크의 투과율을 저하시킨다. 본 발명에 따르면, "상기 마스크 블랭크의 투과율을 저하시키지 않는다" 는 표현에 의해, 상기 위상편이 제어 부분층이 상기 마스크 블랭크의 투과율을 상기 투과율의 최대 약 10%, 바람직하게는 최대 약 5% 값으로 저하시킨다는 것을 의미하는 것으로 이해된다.

이하, 본 발명에 따른 감쇠 위상편이 마스크 블랭크 및 감쇠 위상편이 마스크의 바람직한 구성이 설명된다.

도 1a 를 참조로 하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 상기 마스크 블랭크는 기판(1)을 포함하며, 그 위에는 위상편이층(2)이 제공된다. 상기 위상편이층(2)은 투과율 제어 부분층(3)과 위상편이 제어 부분층(4)으로 구성된다. 바람직하게는, 상기 투과율 제어 부분층(3)은 상기 기판(1) 상의 위상편이층의 제 1 부분층으로서 제공되고, 상기 위상편이 제어 부분층(4)은 도 1a 에 역시 도시된 바와 같이 상기 위상편이층의 제 2 부분층으로서 상기 투과율 제어 부분층 위에 제공된다. 그러나, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 위상편이 제어 부분층은 상기 기판에서 위상편이층의 제 1 부분층으로서 제공될 수 있고, 상기 투과율 제어 부분층은 상기 위상편이 제어 부분층 위에서 상기 위상편이층의 제 2 부분층으로서 제공될 수 있다.

도 1a 에 도시된 위상편이 마스크 블랭크를 도 1c 에 도시된 바와같이 이미징되거나 또는 패턴이 형성되거나 또는 구조화된 포토마스크로 변형시키기 위해, 바람직하게는 2 단계 공정이 선호된다. 상기 마스크 블랭크 상에 포토레지스트를 제공하고 상기 포토레지스트를 구조화하는 것과 같은, 종래 기술에서 공지된 이미징 기술을 이용하면, 먼저, 상기 위상편이층의 제 1 부분층, 바람직하게는 위상편이 제어 부분층이 제 1 식각제(etching agent)를 이용하여 패턴 형성된다. 두번째 단계에서, 상기 위상편이층의 제 2 부분층, 바람직하게는 상기 투과율 제어 부분층이 바람직하게는 제 2 식각제를 이용하여 패턴 형성된다.

상기 위상편이 제어 부분층은 바람직하게는 Si 의 산화물들 및 옥시나이트라이드들 및 그것들의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 1 개의 재료를 포함한다.

상기 위상편이 제어 부분층에 질소를 첨가함에 의해, 상기 위상편이 제어 부분층의 굴절률은 순수한 실리콘 이산화물층에 대한 것 보다 더 높아진다. 그러나, 상기 실리콘 이산화물층으로의 질소의 첨가가 상기 위상편이 제어 부분층의 화학적 안정성을 손상시킬 수 있기 때문에, 바람직하게는 질소는 최대 약 10 at%, 더욱 바람직하게는 최대 약 5 at% 의 양으로 첨가된다.

상기 위상편이 제어 부분층은 또한 Mg, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb 및 이것들의 혼합물들로 구성되는 그룹으로부터 선택된 소량의 금속들을 또한 포함한다. 그러나, 이러한 금속들의 첨가는 상기 위상편이 제어 부분층의 투과율을 저하시키는 경향이 있기 대문에, 이러한 금속들은 단지 최대 5 at% 의 양으로 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 위상편이 제어 부분층은 이러한 금속들을 포함하지 않는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 언급한 금속들을 포함하고, 특히 5 at% 이상의 양으로 포함하는 위상편이 제어 부분층들은 더 높은 결함 레벨을 갖는 마스크 블랭크로 귀결되기 쉽다. 이러한 금속들의 첨가, 특히 5 at% 이상의 양으로의 첨가는 따라서, 상기 위상편이 마스크 블랭크의 박막 시스템의 낮은 결함 레벨의 견지에서도 바람직하지 못하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 위상편이 제어 부분층은 본질적으로 SiO₂로 구성된다.

상기 위상편이 제어 부분층은 200 nm 또는 보다 적은 범위의 노광 파장에서 약 180°의 위상편이를 제공하도록 조정된 두께를 갖는다.

결정된 위상편이를 달성하기에 필요한 상기 위상편이 제어 부분층의 두께는 상기 귤절률 또는 굴절률 n 과, 상기 위상편이 부분층을 형성하는 상기 재료의 소광계수(extinction coefficient) k 에 의존한다. 대체로, 더 높은 굴절률을 갖는 재료는 더 낮은 귤절률을 갖는 재료 보다 상기 위상편이 부분층의 증착된 두께당 더 큰 위상편이를 야기한다.

상기 위상편이 제어 부분층이 본질적으로 SiO₂로 구성되는 경우, 상기 위상편이 제어층은 바람직하게는 적어도 약 130 nm, 더욱 바람직하게는 적어도 약 145 nm 의 두께를 가지며, 그리고, 높은 투과율을 갖는 감쇠된 193 nm 위상편이 마스크 블랭크가 제조될 경우, 최대 180 nm, 더욱 바람직하게는 최대 약 160 nm 의 두께를 가진다. 감쇠된 157 nm 위상편이 마스크 블랭크가 제조될 경우, 상기 위상편이 제어층은 바람직하게는 적어도 약 90 nm, 더욱 바람직하게는 적어도 100 nm, 그리고 최대 120 nm, 더욱 바람직하게는 최대 약 110 nm 의 두께를 갖는다.

상기 투과율 제어 부분층은 높은 불투명도를 가지며, 바람직하게는 Mg, Si, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이것들의 질화물 및 이들 금속들의 2 또는 그 이상의 혼합물 또는 질화물들로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 1 개의 재료를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 상기 투과율 제어층은 Ta, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Cr, Mo 및 W 으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 1 개의 재료를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투과율 제어 부분층은 Nb, Ta, Ti, Cr, Mo, W, V, Nb, Zn, Zr, Hf, Si, Ge, Sn, Pb, Mn, Fe, Co, Ni, La, Mg, 및 이러한 금속들의 2 또는 그 이상의 질화물 및 혼합물 또는 그것들의 질화물들로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료들로 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 하나의 재료는 예를 들면 Ti, Ta 또는 Hf 와 같은 하나의 원소 금속, 또는 TaN, TiN 또는 HfN 과 같은 하나의 금속 질화물을 의미한다.

상기 투과율 제어층은 상기 위상편이층의 투과율을 요구되는 값으로 조정하기에 충분한 두께를 가지며, 이것의 두께는 본질적으로 상기 투과율 제어층의 재료에 의존한다. 상기 두께는 다음 식에 의해 계산될 수 있다:

d_Tc= - 1/α×ln(T/100)

여기서, T 는 요구되는 투과율(%), α_λ는 노출파장 λ에서의 흡광계수, d_Tc는 상기 투과율 제어층의 계산된 두께이다. 상기 흡광계수 α는 다음 식에 따라 소광계수 k 와 관련된다:

α= 4πk_λ/λ

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 투과율 제어층은 상기 기판상에 직접적으로 제공되고, 또한 식각 정지 기능을 제공하는데, 즉, 석영 기판과 상이한 식각 선택성을 갖는다. 따라서, 상기 위상편이 마스크의 석영 기판으로의 지나친 식각이 용이하게 방지될 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예에 따르면, 상기 투과율 제어 부분층은 바람직하게는 적어도 약 8 nm, 가장 바람직하게는 적어도 약 10 nm 의 두께를 갖는다. 상기 두께가 약 8 nm 보다 더 작은 경우, 상기 투과율 제어 부분층의 식각 정지 기능은 충분하지 않다.

본 발명의 이러한 실시예에 따르면, 상기 투과율 제어 부분층은 상기 위상편이 제어 부분층과 상이한 식각 선택성을 갖는 것이 바람직하다. 상기 위상편이 제어층이 플루오르 함유 성분을 이용하여 식각되는 경우, 상기 투과율 제어층은 Cl₂, Cl₂+ O₂, CCl₄, CH₂Cl₂ 와 같은 염소계 기체를 이용한 건식 식각법에 의해 식각되고, 또는 산, 알카리 또는 이와 유사한것을 이용하는 습식 식각법에 의해 식각되는 것이 바람직하다. 그러나, 건식 식각법이 선호된다. 플루오르 함유 성분을 이용한 식각법으로서, CHF₃, CF₄, SF₆, C₂F₆ 및 이것들의 혼합물들과 같은 플루오르 기체들을 이용한 반응성 이온 식각(RIE)이 선호된다.

본 발명의 첫번째 관점에 따르면, 위상편이 마스크 또는 마스크 블랭크의 박막 시스템은 0.5 ㎛ 또는 그 이상의 입자크기를 갖는 결함을 포함하지 않는다. 바람직하게는, 상기 박막 시스템은 0.3 ㎛ 내지 0.5 ㎛ 의 입자크기를 갖는 최대 50 개의 결함을 가지며, 더욱 바람직하게는 최대 20 개의 결함을 가진다. 포토마스크 상의 최소 배선폭이 감소됨에 따라, 500 nm 또는 그 이상의 크기를 갖는 결함들이 문제점을 나타낼 것이며, 따라서 주어져서는 안된다. 0.3 내지 0.5 ㎛ 의 입자크기를 갖는 결함들과 관련하여, 마스크 블랭크당 50 개 까지의 제한된 양이 많은 적용예에 대하여 허용가능하다.

본 발명의 세번째 관점에 따르면, 본 발명의 상기 위상편이 마스크 블랭크는 상기 마스크 블랭크의 모든 위치에서 위상편이 및 투과율 면에서 높은 균일성을 갖는다. 특히, 상기 위상편이 마스크 블랭크의 위상편이는 위상편이 평균값으로부터 최대 약 ±5°의 편차를 가지며, 상기 위상편이 마스크 블랭크의 투과율은 평균 투과율 값으로부터 최대 약 ±5 % 의 편차를 갖는다.

본 발명에 따른 상기 위상편이 마스크에 대한 기판 재료는 고순도 용융 실리카, 플루오르 혼입된 용융 실리카(F-SiO₂), 칼슘 플로라이드, 및 이와 유사한것으로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 또한 리소그래피에서의 이용을 위한 감쇠 위상편이 마스크에 관한 것으로, 이것은 기판과 상기 기판의 일 표면상에 박막 시스템을 포함하고; 상기 박막 시스템은 다음을 포함한다:

상기 위상편이 마스크는 대체로 180°의 위상편이와 200 nm 또는 보다 작은 파장을 갖는 노광에서 적어도 0.001% 의 광투과율을 갖는 포토마스크를 제조할 수 있으며,

여기서 상기 위상편이 제어 부분층은 본질적으로 SiO₂로 구성되고, 상기 투과율 제어 부분층은 본질적으로 Ta, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Cr, Mo 및 W 로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 1 개의 금속으로 구성되며; 그리고

여기서, 상기 위상편이 제어 부분층의 두께 및 투과율 제어 부분층의 두께는 200 nm 또는 그 미만의 노출파장에서 효율적인 성능을 위해 선택된다. 상기 금속은 Ta 인 것이 바람직하다. 상기 노출파장은 157 nm 또는 193 nm 인 것이 바람직하다.

200 nm 또는 그 미만, 바람직하게는 157 nm 또는 193 nm 의 노출파장을 이용한 리소그래피 방법이 또한 제공되는데, 이것은 기판과 상기 기판이 일 표면상에 박막 시스템을 포함하는 마스크 블랭크 및/또는 포토마스크를 이용하는 단계를 포함하고; 상기 박막 시스템은 다음을 포함한다:

상기 위상편이 마스크는 대체로 180°위상편이와 200 nm 또는 그 미만의 파장을 갖는 노광에서 적어도 0.001 % 의 광투과율을 갖는 포토마스크의 제조가 가능하며,

여기서, 상기 위상편이 제어 부분층은 본질적으로 SiO₂로 구성되고, 상기 투과율 제어 부분층은 본질적으로 Ta, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Cr, Mo 및 W 로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 1 개의 금속으로 구성된다.

바람직하게는, 상기 위상편이 제어 부분층의 두께 및 투과율 제어 부분층의 두께는 200 nm 또는 그 미만, 특히 193 nm 또는 157 nm 의 노출파장에서 효율적인 성능을 위해 선택된다. 상기 금속은 Ta 인 것이 바람직하다.

본 발명은 또한 리소그래피에서의 이용을 위한 신규한 위상편이 마스크 또는 마스크 블랭크를 제조하는 방법에 관한 것으로, 이는 다음 단계를 포함한다:

기판 및 상기 기판의 일 표면상에 박막 시스템을 제공하는 단계;

여기서 상기 박막 시스템을 제공하는 단계는 다음 단계들을 포함한다:

- 상기 기판상에 투과율 제어 부분층의 층을 형성하는 단계;

- 상기 기판상에 위상편이 부분층의 층을 형성하는 단계;

상기 마스크 블랭크는 대체로 180°위상편이와 200 nm 또는 그 미만의 선택된 파장에서 적어도 0.001 % 의 광투과율을 갖는 포토마스크 블랭크를 제조할 수 있다.

바람직하게는, 상기 투과율 제어 부분층 및/또는 위상편이 제어층 및 또는 1 또는 그 이상의 또다른 층들이 이중 이온빔 스퍼터링, 이온빔 보조 증착, 이온빔 스퍼터 증착, 임피던스 정합기, DC 마그네트론, AC 마그네트론, 및 RF 다이오드로 구성되는 그룹으로부터 선택된 기술을 이용한 스퍼터 증착에 의해 형성된다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 위상편이층의 부분층과 선택적인 추가적인 층들 모두는 초 고진공의 중단없이 증착 장치의 단일 챔버 내에서 층착된다. 상기 위상편이층의 양 층들은 진공의 중단없이 증착되는 것이 특히 바람직하다. 따라서, 표면 결함을 갖는 마스크 블랭크의 오염 제거가 필요없게 되고, 대체로 결함들을 포함하지 않는 위상편이 마스크 블랭크가 달성될 수 있다. 이러한 스퍼터링 기술은 예를 들면, 다수의 타겟으로부터의 스퍼터링을 가능케하는 스퍼터 장치를 이용함에 의해 실현될 수 있다. 따라서, 낮은 결함 밀도 및/또는 상기 층들의 두께에 대하여 매우 균일한 층들을 갖는 고품질 위상편이 마스크가 달성될 수 있다.

상기 스퍼터링 타겟으로서, 타겟들을 포함하는 원소들 또는 타겟들을 포함하는 성분들이 이용될 수 있다. 상기 증착된 층이 금속 또는 반금속(semimetal)의 산화물, 질화물 또는 옥시나이트라이드를 포함하는 경우, 상기 타겟 재료로서 이러한 금속 또는 반금속의 산화물, 질화물 또는 옥시나이트라이드를 이용하는 것이 가능하다. 그러나, 금속 또는 반금속 타겟을 이용하는 것 또한 가능하며, 활성 스퍼터링 기체로서 산소 및/또는 질소를 도입하는 것도 가능하다. SiO₂의 증착의 경우에, Si 타켓을 이용하고, 활성 기체로서 산소를 도입하는 것이 선호된다. 상기 증착된 층이 질소를 포함하는 경우에는, 활성 스퍼터링 기체로서 질소를 도입하는 것이 바람직하다.

상기 스퍼터링 기체로서, 헬륨, 아르곤 또는 크세논과 같은 비활성 기체를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 비활성 기체들은 산소, 질소, 일산화질소, 이산화질소 및 산화이질소 또는 그것들의 혼합물과 같은 활성 기체들과 합성될 수 있다. 활성 기체들은 스퍼터링된 이온들과 반응할 수 있으며, 이에 따라 상기 증착된 층의 일부가 될 수 있는 기체들이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 위상편이 제어층의 스퍼터링 동안에, 비활성 기체 및 산소의 혼합물이 추가적인 스퍼터링 기체로서 이용된다. 균일성이 높은 층 두께 및 이에 따른 위상편이 및/또는 투과율을 갖는 위상편이 마스크 블랭크가 제공되는 경우, 비활성 스퍼터링 기체로서 크세논을 이용하는 것이 바람직하다. 스퍼터링 기체로서의 Xe 는 높은 균일성을 갖는 스퍼터링된 층으로 귀결된다.

도 13 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 이온빔 스퍼터링(IBS) 또는 이온빔 증착(IBD)에 의한 포토 마스크 블랭크의 제조를 위한 증착장치(10)의 구성을 개략적으로 도시한다. 상기 장치(10)는 펌프 시스템에 의해 흡입될 수 있는 진공챔버(12)를 포함한다.

증착 입자 소스 또는 더욱 구체적으로 이온 증착 소스(20)는 제 1 입자 또는이온빔(22)을 형성한다. 상기 증착 이온 소스(20)는 고주파(HF) 이온 소스이지만, 다른 유형의 이온 소스가 또한 이용될 수 있다. 상기 스퍼터 기체(24)는 입구(26)에서 상기 증착 이온 소스(20)로 안내되고 유도 결합된 전자기장에 의해 가속되는 전자들과의 원자 충돌에 의해 상기 증착 이온 소스(20) 내부에서 이온화된다. 만곡된 3 격자 이온 추출 어셈블리(28)가 제 1 이온빔(22) 내에 포함된 1차 이온들을 가속시키기고, 그것들을 상기 타겟(40)을 향하여 포커싱하기 위해 사용된다.

상기 1차 이온들은 상기 증착 이온 소스(20)로부터 추출되고, 타겟 또는 스퍼터 타겟(40)을 때리고, 이에 따라 원자 충돌의 캐스케이드를 야기하고 타겟 원자들은 타버린다. 상기 타겟의 이러한 스퍼터링 또는 증발 공정은 스퍼터 공정이라 불리운다. 상기 스퍼터 타겟(40)은 예를 들면 탄탈럼, 티타늄, 실리콘, 크롬 또는 상기 언급한 바와 같은 또 다른 금속들을 포함하거나 또는 구성되는 타겟이며, 증착될 층에 의존한다. 상기 증착 장치는 상기 스퍼터링 공정이 진공을 중단시킬 필요없이 또 다른 타겟으로 변화될 수 있도록 화학적 조성에 있어서 상이한 다수의 다른 스퍼터 타겟들을 구비하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 상기 스퍼터 공정 및 상기 층들의 증착은 적합한 진공에서 수행된다.

상기 레이저 품질을 최적화하기 위해 제 1 차 이온과 타겟 원자들 사이의 운동량 전달 기능에 영향을 미치도록 수개의 파라미터들이 조정될 수 있다. 이러한 방법 파라미터들은 다음과 같다:

- 1 차 이온의 질량,

- 초당 상기 1 차 이온의 수(즉, 이온 전류)

- 가속 전압에 의해 한정되는, 제 1 이온빔(22)의 에너지

- 타겟 법선(normal line; 44)에 대한 제 1 이온빔의 입사각

- 타겟의 밀도 및 순도

상기 타겟 원자들로의 운동량 전달은, 상기 1 차 이온이 상기 타겟 원자의 질량과 동일한 경우에 최대이다. 비활성 기체가 취급하기 용이하며, 바람직하게는 헬륨, 아르곤 또는 크세논이 스퍼터 기체(24)로서 이용된다. 스퍼터링 동안에 크세논을 이용하면 상기 증착된 층들의 두께의 균일성이 증가되기 때문에 스퍼터 기체로서 크세논이 선호된다.

스퍼터링 공정에서 운동량 전달의 결과로서 상기 타겟을 떠나는 스퍼터된 이온들(42)의 구조 및 에너지의 통계학적 분포는 상술한 파라미터들 중 적어도 하나에 조정되거나 또는 제어된다.

특히, 상기 스퍼터된 원자들의 평균 에너지, 여기서는 크롬 원자들은 상기 에너지 및/또는 상기 제 1 이온빔(22)의 입사각에 의해 조정되거나 또는 제어된다. 상기 타겟 법선(44)에 대한 제 1 이온빔(22)의 입사각은 상기 타겟(40)을 피봇시킴에 의해 조정된다.

상기 스퍼터 이온(42)의 적어도 일부는 상기 타겟(40)으로부터 기판(50) 방향으로 올라간다. 상기 스퍼터된 이온(42)은 종래의 증착에서 보다 더 높은 에너지로 상기 기판(50)을 때리며, 상기 기판(50) 상에 증착층 또는 매우 안정하고 밀도가 높은 층들 또는 막들이 형성된다.

상기 기판(50)은 3 개축 회전 장치에서 회전가능하게 장착된다. 상기 기판(50)의 법선에 대한 상기 스퍼터된 이온들의 평균 입사각(α)은 상기 기판(50)을 제 1 축 둘레로 피봇시킴에 의해 조정된다. 상기 입사각을 조정함에 의해, 균일성, 내부 막 구조 및 기계적인 파라미터들, 특히 막 응력이 제어될 수 있고, 결과적으로 개선된다.

또한, 상기 기판(50)은 상기 증착의 균일성을 개선하기 위해, 제 2 회전축으로 표현되는 법선(54)에 수직하게 회전될 수 있다.

상기 기판은 제 3 축 둘레로 추가적으로 회전가능하거나 또는 피봇가능하며, 이는 예를 들면 증착 직전에 상기 기판(50)의 정제를 가능케 하기 위해 상기 빔으로부터 기판을 이동시킬 수 있도록 한다.

또한, 상기 장치(10)는 보조 입자소스 또는 보조 이온소스(60)을 포함한다. 작동 원리는 상기 증착 소스(20)과 동일하다. 제 2 입자 또는 이온빔(62)은 예를 들면 상기 기판(50) 및/또는 상기 기판(50) 상에 증착된 막들의 편평화, 컨디셔닝, 혼입 및/또는 또 다른 처리를 위해, 상기 기판(50)을 향하는 방향으로 정렬된다. 또 다른 활성 및/또는 비활성 기체(64)가 기체 입구(66)를 통하여 도입될 수 있다.

상기 제 2 이온빔(62)은 곧은 3 격자 추출 시스템(68)에 의해 가속된다.

상기 제 2 이온빔(62)은 상기 기판 영역 전체에 걸쳐 균일한 이온 분포 또는 처리를 얻기 위해 전체 기판(50)을 대체로 덮는다. 상기 제 2 이온빔(62)은 특히

- 산소, 질소, 탄소 및/또는 다른 이온들로 상기 막들의 혼입,

- 증착전, 예를 들면, 산소 플라즈마로 상기 기판의 정제,

- 상기 막들의 편평화에 의한 상기 막들의 계면 품질의 개선에 이용된다.

바람직하게는, 보조 소스(60)가 상기 시스템에 산소 및 질소와 같은 활성 기체들을 도입하기 위해 이용된다.

특별한 처리에 따라, 상기 제 2 이온빔(62)으로 상기 기판(50) 및/또는 상기 기판(50) 상에 증착된 막들의 조사는 상기 기판(50) 상에 막들의 증착전, 그와 동시에, 및/또는 그 후에 일어날 수 있다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 상기 기판(50)은 상기 제 2 이온빔(62)의 축(65)에 대해 각(β) 만큼 틸트된다.

상술한 실시예들 및 이하 실시예들에서, 모든 온도들이 섭씨 온도로 수정되지 않고 설명된다.

위에서, 그리고 이하 언급되는 모든 적용예들, 특허들 및 공보들은 여기서 참조된다.

실 험

이하, 본 발명에 따른 마스크 블랭크의 구성 및 제조가 설명된다.

증착 장치 및 파라미터

모든 층들은 도 13 에 개략적으로 도시된 바와 같은 이중 이온빔 스퍼터링 장치를 이용하여 증착되었다. 특히, Veeco Nexus LDD 이온빔 증착 장치가 모든 증착에 사용되었다.

표 A 는 실시예 및 비교예에 따라 이용된 재료들의 스퍼터링에 대한 일반적인 증착 파라미터들을 보여준다:

표 A

	Ta	SiO₂	SiTiO
증착 소스
기체	Ar(99.9999%)	Ar(99.9999%)	Ar(99.9999%)
기체 유동	15 sccm	10 sccm	10 sccm
U-빔	1500 V	800 V	800 V
I-빔	400 mA	200 mA	200 mA

보조 소스
혼입 기체	---	O₂(99.9995%)	O₂(99.9995%)
기체 유동	0	38 sccm	38 sccm

기타
타겟 재료	Ta(99.95%)	Si(99.999%)	SiTi 복합체(95% Si; 5% Ti)
증착 속도	0.57 Å/s	0.29 Å/s	0.23 Å/s
배경 압력	< 3^*10e-8 Torr	< 3^*10e-8 Torr	< 3^*10e-8 Torr
증착 압력	~ 2^*10e-4 Torr	~ 2^*10e-4 Torr	~ 2^*10e-4 Torr

1) 증착후 GIXR 에 의해 측정된 막 두께

타원계(Ellipsometer) 분산 데이터

Woollam VASE 스펙트로스코픽 타원계 모델을 이용한 타원계 측정으로부터 n 및 k 값이 157 및 193 nm 에서 얻어졌다. 전형적으로, 상기 스펙트로스코픽 스캔이 55 및 65 정도에서 수행되었다. 투과율 데이터는 상기 모델 적합화를 개선하기 위해 취해졌다.

도 2 는 Ta, SiO₂및 SiTiO 의 분산 곡선을 도시한다. 도 2 의 열(column)들은 좌로부터 우로 Ta, SiO₂및 SiTiO 의 측정된 단일층 분산 곡선을 도시한다. 윗줄은 굴절률 n, 그리고 아래줄은 소광계수 k 를 도시한다.

표 1 은 이러한 재료들 및 F-SiO₂기판의 리소그래피 파장 193 nm 및 157 nm 에서의 분산값들을 열거한다.

표 1

SiO₂	157 nm	193 nm	SiTiO	157 nm	193 nm
n	1.71	1.61	n	1.72	1.63
k	0.008	0.002	k	0.08	0.05

기판	157 nm	193 nm	Ta	157 nm	193 nm
n	1.65	1.56	n	1.50	1.92
k	0	0	k	2.11	2.50

이러한 값들은 193 nm 및 157 nm 에 대한 위상편이 마스크 블랭크의 다음 막 구조에 사용되었다.

막 구성 및 투과율 조정

상기 표 1 의 분산 데이터는 다음 계산을 수행하기 위해 이용되었다. 모든 시뮬레이션은 숫자 계산을 위한 매트랩(Matlap)을 이용한 박막에 대한, A. Macleo, "박막 광학 필터(Thin-film optical filters)", 제 2 판, 1986, Bristol, Adam Hilger에 기술된바와 같은 광범위하게 사용되는 매트릭스 알고리즘을 기초로 한다. 이러한 시뮬레이션의 결과는 도 4 에 도시된다.

도 4 는 감쇠된 157 nm(6% 투과율) 및 높은(20%) 투과율을 갖는 193 nm 위상편이 마스크 블랭크의 구조를 도시한다. 실선은 157 nm 의 파장에 대한 위상편이 부분층의 막 두께에 대한 투과율의 관계에 해당한다. 파선은 193 nm 파장의 위상편이 마스크 블랭크용 위상편이 부분층의 막 두께의 함수로서의 투과율에 해당한다. 0(Zero) 막 두께는 코팅되지 않은 기판에 해당한다. 상기 기판상에는, 얇은 Ta 층(193 nm 마스크 브랭크의 경우 11 nm, 157 nm 마스크 블랭크의 경우 20 nm)이 제공된다. 상기 그래프는 상기 위상편이 마스크 블랭크의 투과율 제어 부분층으로서 작용하는 탄탈럼 층의 막 두께를 증가시킴에 따른 투과율의 지수적인 감소를 보여준다. 상기 Ta 박층에는, SiO₂층이 위상편이 제어 부분층으로서 제공된다(193 nm 위상편이 마스크 블랭크의 경우 152 nm, 157 nm 마스크 블랭크의 경우 106 nm). 상기 위상편이 제어 부분층에 대한 투과율 제어 부분층의 계면은 얇은 수직선으로 표시된다. 상기 유전성 SiO₂층은 간섭에 의해 야기되는 평균 투과율값 둘레에서의 전형적인 진동을 보여준다. 공기에 대한 최종 계면에서, 요구되는 투과율값이 달성된다. 이러한 위상편이 제어 부분층은 상기 위상편이 마스크 블랭크의 투과율을 대체로 변화시키지 않고, 결과적인 투과율값에 단지 미소하게 기여한다. O 막 두께에 대한 투과율값은 1 이고, 이것은 더욱 우수한 해상도에 대해서는 잘려졌다.

도 5 는 막 두께의 함수로서의 위상편이를 도시한다. 0 막 두께는 0 위상편이에 상응한다. 상기 탄탈럼 층의 위상편이는 먼저 약간 음(negative)이고, 그 다음 약간 상승하며, 계면에서 다시 0 에 가까워진다. 따라서, 이것은 상기 위상편이 마스크 블랭크의 전체 위상편이에 대한 기여도는 무시할만 하다. 첫번째 근사법에서, 상기 유전층은 간섭 효과에 의해 중첩되는 막 두께의 증가에 따라 위상각의 선형 증가가 형성된다. 공기에 대한 최종 계면에서 180°의 요구되는 위상각이 달성된다.

도 4 및 도 5 는 위상편이 마스크 블랭크가 투과율과 위상각의 광범위하게 독립적인 제어를 가능하게 한다. 상이한 파장 및 투과율 조건에 대한 적합화는 개별적인 부분층들의 두께를 독립적으로 조정함에 의해 가능하다.

도 6a 및 도 6b 는 2 개의 위상편이 시스템에 대한 투과율의 조정가능성을 도시한다. x-축에는, SiO₂의 막 두께가 제공되고, y-층에는 탄탈럼의 막 두께가 제공된다. 대략적으로 수직인 실선은 180°의 위상편이로 귀결되는 상기 SiO₂-층 및 Ta 층으로 구성되는 막 두께의 모든 조합을 지시한다. 대략적으로 수평인 그래프는 상이한 부분층 두께에 상응하는 상이한 투과율값에 상응한다. 선의 진동은 간섭 효과에 의해 야기된다. 이러한 진동 효과는 상기 투과율을 상당한 양으로 변화시킬 수 있지만, 그것들은 상기 위상편이 제어 부분층의 투과율을 대체로 저하시키지 않고 기껏해야 상당하게 더 높은 투과율로 귀결시킨다. 200 nm 또는 그 미만의 노출파장에서는, 대부분의 재료들이 매우 낮은 투과율을 가지기 때문에, 더 높은 투과율로 귀결될 수 있는 상기 기술된 진동과 같은 효과가 다소 유리하다.

좌측의 그래프는 각각 193 nm 마스크 블랭크 시스템용의 상이한 막 두께에 대한 투과율 및 위상편이의 관계를 보여준다. 10 nm 의 최소 탄탈럼 층 두께가 신뢰할만한 식각 정지자로서 작용하도록 부여된다. 이러한 조건하에서, 투과율은 22% 까지 조정된다. 우측 그래프는 각각 157 nm 마스크 블랭크 시스템용의 상이한 막 두께에 대한 투과율과 위상편이의 관계를 보여준다. 28% 의 투과율값이 달성될 수 있다. 양 파장에 대해서, 감쇠된 높은 투과율 위상편이 마스크 블랭크가 제조될 수 있다.

실시예 및 비교예

마스크 블랭크는 193 nm 의 노출파장용 고 투과율 감쇠 위상편이 마스크 블랭크 및 157 nm 의 노출파장용 감쇠 위상편이 마스크 블랭크에 대한 상기 기술된 구성을 이용하여 제조되었다. 표 2 는 상기 마스크 블랭크의 구조 및 결과들을 도시한다.

표 2 :

	실시예 1	실시예 2	비교예
기판	석영	F-석영	F-석영
투과율 제어 부분층
재료	Ta	Ta	Ta
두께	11 nm	20 nm	17 nm
투과율

위상편이 제어 부분층
재료	SiO₂	SiO₂	SiTiO
두께	152	106	105

위상편이 마스크 블랭크
노출파장	193 nm	157 nm	157 nm
노출파장에서의투과율	20 %	6 %	6 %
위상편이	180°	180°	180°

레이저 내구성

레이저 내구성 시험이 157 nm 적용예를 위해, 노바튜브(Novatube)를 갖는 람다 피직(Lambda Physik) LPX120 에 의해 수행되었다. 상기 시험동안 반복율은 펄스당 약 2 mJ/㎠ 의 에너지밀도에서 50 Hz 였다. 상기 실험 챔버는 스테인레스강으로 구성되었고 99.999 N₂ 기체로 정제되었고 조사동안에 1.0 ppm 미만의 O₂레벨로 유지되었다. 상기 투과율 측정 방법은 빔스플리터(beam splitter)를 갖는 이중 빔 측정장치(메인 빔 및 참조빔)을 배치한다. 상기 레이저 펄스를 모니터링하는 에너지 탐식자들은 스타 테크 인스트루먼트(Star Tech Instrument; 모델 PV16C)에 의해 형성되었다. 결과는 상기 조사전 및 후에 Woollam 타원계에 의해 수행된 투과율 측정 보다 더 우수하다.

도 3 은 F-SiO₂기판, Ta 및 SiO₂단일층 및 완전한 Ta-SiO₂위상편이 마스크 블랭크의 인-시튜(in-situ) 투과율 측정을 도시한다. 투과율 변화의 대부분은 조사가 시작된 직후에 발생한다. 이것은 표면 오염 제거에 기인하는듯 하다. 상기 인-시튜 투과율 측정은 또한 상당한 노이즈를 나타낸다. 따라서, Woollam 타원계를 이용한 투과율 측정은 상기 투과율 변화와 이에 따른 샘플들의 레이저 안정성을 결정하기 위해 수행되었다. 결과는 표 3 에 도시된다.

표 3

	레이저 전	레이저 후
F-SiO₂	83.8 %	84.4 %
Ta	3.83 %	3.92 %
SiO₂	74.3 %	80.9 %
Ta-SiO₂	6.32 %	6.51 %

표 3 은 조사전 및 조사후에 타원계에 의해 측정된 투과율을 도시한다. 플루오르가 혼입된 용융 실리카 기판(F-SiO₂)의 값은 상기 측정의 유효성을 확인하는데 이용되었다. Woollam 에 의한 조사전 값은 인-시튜 투과율값(84.8%)과 우수하게 일치하는 83.8% 를 제공하고, 반면, 6 kJ/㎠ 투사후의 Woollam 투과율은 상기 인-시튜 투과율값(86.7%) 보다 매우 더 작은 값인 84.4% 를 제공한다. 그러나, 상기 레이저에 의해 유도된 상기 투과율 변화의 대부분은 표면 오염 제거(주로 물)에 기인한 것이기 때문에, 상기 샘플들이 통상의 연구실 환경에 노출되자마자 상기 표면은 조사전의 투과율과 비교할만한 값을 제공하면서 재오염된다는 것이 설득력이 있다.

도 3 에 도시된 Ta 및 Ta-SiO₂막에 대한 상기 인-시튜 투과율값은 상당한 노이즈를 나타낸다. 이것은 상기 장치의 동적 범위의 한계로 인해 작은 투과율 범위에서 우리의 장치에 대해서 전형적으로 관찰된다. 그러나, 상기 Ta-SiO₂의 레이저 안정성은 표에 나타난 바와 같이 매우 우수하고, 투과율은 5.8 kJ/㎠ 투사 후에 6.32 % 로부터 6.51 % 로 변화된다.

화학적 내구성

상기 투과성 및 위상편이에 대한 정제 효과는 어떠한 감쇠 위상편이 마스크 블랭크의 중요한 특징이다. 상기 마스크의 정제는 상기 위상편이 또는 투과율을 상당히 변화시켜서는 안된다. 본 실시예에 따른 위상편이 마스크 블랭크의 정제 효과를 시험하기 위해, 패턴이 형성된 Ta-SiO₂위상편이 마스크 블랭크(실시예 2) 및 패턴이 형성된 Ta-SiTiO 위상편이 마스크 블랭크(비교예 1)가 반복적인 정제 사이클에 제공되었다. 각각의 판은 90℃ 에서 과산화황산을 이용하여 정제되었고, 묽은 암모니아 세척액으로 헹구어졌다. 상기 위상편이 및 투과율은 그 다음 MPM 193 을 이용하여 측정되었다. 잠재적인 자연적 산화 효과를 최소화하기 위해 다음 정제 사이클 전에 최소한 하루가 경과되도록 하였다. 상기 특징 시험의 이러한 부분을 위해 각각의 마스크는 4 회의 정제 사이클을 거친다. 도 7a 및 7b 는 이러한 실험들의 결과들을 보여준다.

도 7a 및 도 7b 에 도시된 반복적인 정제 시험의 결과들은 다수회의 정제의 효과가 상기 위상편이에 최소의 영향을 미치며(정제당 ~ 0.25°손실), 투과율을 약간 증가시킨다(정제당 ~ 0.08% 포인트 증가)는 것을 보여준다. 양 위상편이 마스크 블랭크들은 정제 관점으로부터 받아들일 수 있다.

위상편이 및 투과율의 균일성

상기 실시예들은 2 개의 상이한 방법들을 이용하여 분석되었다. 첫번째 방법은 N&K 포토 스펙트로미터를 이용한 두께 맞춤이다. 고정된 분산값들을 이용하여, 상기 스펙트로미터는 상기 측정된 반사율 및 투과율 데이터로부터 상기 막 두께를 계산한다. 일반적으로, 이러한 방법은 금속층들에 대해서 보다 유전층들에 대해 더욱 정확하다. 금속층에 대한 맞춤 품질을 개선하기 위해 분산 맞춤이 그레이징 입사 x-레이 반사광측정법에 의해 이전에 측정된 고정된 막 두께를 이용하여 수행되었다. 도 8a 및 도 8b 는 실시예 2 에 따른 마스크 블랭크의 결과를 도시하며, 여기서 상기 위상편이층은 스퍼터링 기체로서 아르곤을 이용하여 증착되었다.

도 8a 는 140 mm ×140 mm 넓이에서 측정된 상기 탄탈럼 층 두께의 윤곽 플롯을 도시한다. 상기 코너를 포함하는 범위/평균 균일성값은 5.4 % 이다. 상기 코너 지점을 제외하면 상기 값은 2.9 % 이다.

도 8b 는 상기 SiO₂층에 대한 윤곽 플롯을 도시한다. 여기서, 상기 코너를 포함하는 상기 범위/평균 균일성값은 6.5 % 이다. 상기 코너 지점을 제외하면 상기 값은 3.2 % 이다.

MPM193 에 의한 측정에 대한 상기 마스크 블랭크의 구조화후에, 투과율 및 위상편이 균일성이 MPM193 에 의해 측정되었다. 도 9a 및 도 9b 는 그 결과을 보여준다. 도 9a 는 상기 측정된 투과율 균일성을 도시한다. 평균값은 4.3 % 이고, 3 개의 시그마는 0.6 % 이다. 도 9b 는 상기 측정된 위상각의 균일성을 도시하며, 평균값은 137.5°이고 3 개의 시그마는 3.6°이다. 도 9a 및 도 9b 는 도 8a 및 도 8b 의 윤곽 플롯들과 동일한 회전 대칭 분포를 보여준다. 투과율 및 위상편이의 불균일성은 상기 막 두께 불균일성에 의해 설명된다.

상기 막 균일성은 크세논으로의 스퍼터링에 의해 개선될 수 있다. 도 10 은 실시예 2 에 따라 이렇게 개선된 마스크 블랭크의 윤곽 플롯을 보여준다. 상기 SiO₂층의 두께 불균일성은 4 배만큼 향상되었다. 상기 코너를 포함하는 범위/평균값은 이제 단지 1.4 % 이다. 이것은 이미 ±1.3°의 위상편이 균일성을 산출할 것이다.

결함 레벨의 측정

고 해상도 레이저 스캐너 결함 검사 장치를 이용하여 결함 레벨이 측정되었다. 상기 블랭크의 양 표면은 레이저 빔에 의해 줄줄이 스캔되었다. 상기 반사되고 투과된 미광(stray light)은 2 개의 포토 증폭기에 의해 감지되었다. 상기 소프트웨어는 4 개의 측정 신호들로부터 상기 입자들의 클래스, 위치 및 크기를 계산한다. 결과는 위치 맵 및 크기 히스토그램으로 표시된다. 상기 맵에서는, 입자크기가 3 개의 클래스, 즉, 약 0.2 내지 0.5 ㎛ 입자, 0.5 ㎛ 내지 1 ㎛ 사이의 입자들, 그리고 1 ㎛ 이상의 입자들로 정리된다. 점들은 0.2 내지 0.5 ㎛ 입자들을 나타내고, 원형 및 정사각형은 더 큰 입자크기를 갖는 입자들을 나타낸다.

도 11 및 도 12 는 실시예 2 에 따른 신규한 위상편이 마스크 블랭크의 입자 레벨을 도시한다. 도 11 은 상기 입자 맵을 도시하고, 도 12 는 상기 크기 분포 히스토그램을 도시한다. 0.3 내지 0.5 ㎛ 의 입자크기를 갖는 입자의 전체 갯수는 단지 14 이며, 0.5 ㎛ 이상의 입자크기를 갖는 입자들은 검출되지 않았다.

비교예에 따른 위상편이 마스크 블랭크는 0.5 내지 1 ㎛ 및 1 ㎛ 이상의 입자크기를 갖는 입자들을 도시한다. 상기 매트릭스 내의 티타늄 원자들은 입자들의 시드(seed)로서 작용한다.

상기 실시예들은 상기 실시예들에서 이용된 것들에 대한 본 발명의 일반적이거나 또는 특정하게 기술된 반응물들 및 실시 조건들을 대체함에 의해 유사한 성공율로 반복될 수 있다.

지금까지의 설명으로부터, 당업자는 본 발명의 본질적인 특징을 용이하게 알 수 있으며, 본 발명의 사상 및 권리범위를 벗어나지 않고, 다양한 사용 및 조건들에 적용시키기 위해 본 발명의 다양한 변형 및 수정을 가할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 용이하고 안정적인 제조 가능성과 필수적인 광학적 특성들, 화학적 안정성, 그리고 결합없는 표면 및 균일하게 증착된 층들이 결합된 200 nm 또는 그 보다 작은 노출파장용 신규 위상편이 마스크 블랭크를 제공할 수 있는 탁월한 효과를 갖는다.

도 1 은 본 발명에 따른 마스크 블랭크의 개략적인 단면도(도 1a) 및 마스크의 단면도(도 1c)를 도시하며,

도 2 는 Ta, SiO₂및 SiTiO 의 분산 곡선을 도시하고,

도 3 은 F-SiO₂기판, F-SiO₂상의Ta 단일층, F-SiO₂기판 상의 SiO₂단일층 및 본 발명에 따른 예시적인 위상편이 마스크 블랭크의 레이저 내구성 측정 결과를 도시하며,

도 4 는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 투과율 제어 부분층 및 위상편이 제어 부분층의 두께의 함수로서의 본 발명에 따른 예시적인 마스크 블랭크의 투과율 시뮬레이션을 도시하고,

도 5 는 상기 위상편이 제어 부분층 및 투과율 제어 부분층의 두께의 함수로서의 본 발명에 따른 2 개의 예시적인 마스크 블랭크의 위상편이 시뮬레이션을 도시하며,

도 6a 는 193 nm 의 노출파장에서의 이용을 위한 투과율 제어 부분층 및 위상편이 제어 부분층의 두께에 의존하는 본 발명에 따른 2 개의 예시적인 마스크 블랭크 투과율의 변화 시뮬레이션을 도시하고,

도 6b 는 157 nm 의 노출파장에서의 이용을 위한 투과율 제어 부분층 및 위상편이 제어층의 두께에 의존하는 본 발명에 따른 1 개의 예시적인 마스크 블랭크 투과율의 변화 시뮬레이션을 도시하며,

도 7a 는 반복된 정제 사이클 동안 본 발명에 따른 1 개의 예시적인 마스크 블랭크의 투과율 변화를 도시하고,

도 7b 는 반복된 정제 사이클 동안 본 발명에 따른 1 개의 예시적인 마스크 블랭크의 위상편이 변화를 도시하며,

도 8a 는 본 발명에 따른 1 개의 예시적인 마스크 블랭크의 투과율 제어 부분층의 두께의 균일성을 도시하고,

도 8b 는 본 발명에 따른 1 개의 예시적인 마스크 블랭크의 위상편이 제어 부분층의 두께의 균일성을 도시하며,

도 9a 는 본 발명에 따른 1 개의 예시적인 위상편이 마스크 블랭크의 투과율의 균일성을 도시하고,

도 9b 는 본 발명에 따른 1 개의 예시적인 위상편이 마스크 블랭크의 위상편이의 균일성을 도시하며,

도 10 은 본 발명에 따른 또 다른 예시적인 마스크 블랭크의 위상편이 제어층의 두께의 균일성을 도시하고,

도 11 은 본 발명에 따른 1 개의 예시적인 마스크 블랭크의 결함 맵(map)을 도시하며, 도 12 는 상기 마스크 블랭크의 입자 크기 히스토그램을 도시하고,

도 13 은 본 발명에 따른 마스크 블랭크를 제조하는 바람직한 장치의 개략적인 다이어그램을 도시한다.

Claims

기판과, 상기 기판의 하나의 표면상에 박막 시스템을 포함하는 리소그래피에서의 이용을 위한 감쇠 위상편이 마스크로서, 상기 박막 시스템은:

위상 편이 제어 부분층(sublayer)과 투과율 제어 부분층을 포함하는 위상편이층을 포함하며;

상기 위상편이 마스크는 대체로 180°의 위상편위와 200 nm 또는 그 미만의 파장을 갖는 노광에서 적어도 0.001% 의 광투과율을 갖는 포토마스크를 제조할 수 있고;

여기서 상기 박막 시스템은 0.5 ㎛ 또는 그 이상의 입자 크기를 갖는 결함들을 본질적으로 포함하지 않는것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크.
제 1 항에 있어서,

상기 박막 시스템은 0.3 내지 0.5 ㎛ 의 입자크기를 갖는 최대 50 개의 결함들을 갖는 것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크.
제 1 항에 있어서,

상기 박막 시스템은 0.3 내지 0.5 ㎛ 의 입자크기를 갖는 최대 20 개의 결함들을 갖는 것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크.
제 1 항에 있어서,

상기 위상편이 제어 부분층은 대체로 상기 위상편이 마스크의 투과율을 변화시키지 않는 것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크.
제 1 항에 있어서,

상기 위상편이 제어 부분층은 Si 의 산화물 및 옥시나이트라이드들로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크.
제 1 항에 있어서,

상기 위상편이 제어층은 본질적으로 SiO₂로 구성되는 것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크.
제 1 항에 있어서,

상기 투과율 제어 부분층은 대체로 상기 위상편이 마스크의 위상편이를 변화시키지 않는 것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크.
제 1 항에 있어서,

상기 투과율 제어 부분층은 Mg, Si, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 그것들의 질화물 그리고 이러한 금속들 또는 질화물들의 2 또는 그 이상의 혼합물들로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크.
제 8 항에 있어서,

상기 투과율 제어 부분층은 본질적으로 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W 또는 그것의 질화물로 부터 선택되는 하나의 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크.
리소그래피에서의 이용을 위한 감쇠 위상편이 마스크의 제조 방법으로서, 상기 위상편이 마스크는 기판과, 상기 기판의 일 표면상에 박막 시스템을 포함하고; 상기 박막 시스템은 위상편이 제어 부분층 및 투과율 제어 부분층을 포함하는 위상편이층을 포함하며; 여기서 상기 박막 시스템은 0.5 ㎛ 또는 그 이상의 입자 크기를 갖는 결합들이 본질적으로 존재하지 않고; 상기 위상편이 마스크는 대체로 180°의 위상편이와, 200 nm 또는 보다 작은 파장을 갖는 노광에서 적어도 0.001% 의 광투과율을 갖는 포토마스크를 제조할 수 있으며;

상기 방법은 다음 단계들을 포함하며:

기판을 제공하는 단계; 그리고

박막 시스템을 제공하는 단계;

여기서, 박막 시스템을 제공하는 단계는,

- 상기 기판에 투과율 제어 부분층을 형성하는 단계;

- 상기 기판에 위상편이 제어 부분층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크의 제조 방법.
리소그래피에서의 이용을 위한 감쇠 위상편이 마스크로서, 기판과, 상기 기판의 일 표면상에 박막 시스템을 포함하고; 상기 박막 시스템은:

위상편이 제어 부분층 및 투과율 제어 부분층을 포함하는 위상편이층을 포함하고;

상기 위상편이 마스크는 대체로 180°의 위상편이와 200 nm 또는 보다 작은 파장을 갖는 노광에서 적어도 0.001% 의 광투과율을 갖는 포토마스크를 제조할 수 있으며;

여기서, 상기 위상편이 마스크의 위상편이는 평균값으로부터 최대 약 ±5°의 편차를 가지며, 상기 위상편이 마스크의 투과율은 평균 투과율 값으로부터 최대 약 ±5% 의 편차를 갖는것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크.
제 11 항에 있어서,

상기 위상편이 제어 부분층은 대체로 상기 위상편이 마스크의 투과율을 변화시키지 않는 것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크.
제 11 항에 있어서,

상기 위상편이 제어 부분층은 Si 의 산화물 및 옥시나이트라이드들로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크.
제 11 항에 있어서,

상기 위상편이 제어층은 본질적으로 SiO₂를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크.
제 11 항에 있어서,

상기 투과율 제어 부분층은 대체로 상기 위상편이 마스크의 위상편이를 변화시키지 않는 것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크.
제 11 항에 있어서,

상기 투과율 제어 부분층은 Mg, Si, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 그것들의 질화물 그리고 이러한 금속들 또는 질화물들의 2 또는 그 이상의 혼합물들로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크.
제 16 항에 있어서,

상기 투과율 제어 부분층은 본질적으로 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W 또는 그것의 질화물로 부터 선택되는 하나의 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크.
리소그래피에서의 이용을 위한 감쇠 위상편이 마스크의 제조 방법으로서, 상기 위상편이 마스크는 기판과 상기 기판의 일 표면상에 박막 시스템을 포함하고; 상기 박막 시스템은 위상편이 제어 부분층 및 투과율 제어 부분층을 포함하는 위상편이층을 포함하며; 여기서 상기 위상편이 마스크의 위상편이는 평균값으로부터 최대 약 ±5°의 편차를 가지며, 상기 위상편이 마스크의 투과율은 평균 투과율 값으로부터 최대 약 ±5% 의 편차를 가지며; 상기 위상편이 마스크는 대체로 180°의 위상편이와, 200 nm 또는 보다 작은 파장을 갖는 노광에서 적어도 0.001% 의 광투과율을 갖는 포토마스크를 제조할 수 있으며;

상기 방법은 다음 단계들을 포함하며:

기판을 제공하는 단계; 그리고

박막 시스템을 제공하는 단계;

여기서, 박막 시스템을 제공하는 단계는 상기 기판에 투과율 제어 부분층을 형성하는 단계와, 상기 기판에 위상편이 제어 부분층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크의 제조 방법..
제 18 항에 있어서,

상기 투과율 제어 부분층은 이중 이온 빔 스퍼터링, 이온 빔 보조 증착, 이온 빔 스퍼터 증착, 임피던스 정합기, DC 마그네트론, AC 마그네트론, 및 RF 다이오드로 구성되는 그룹으로부터 선택된 기술을 이용한 스퍼터 증착에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크의 제조 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 위상편이 제어 부분층은 이중 이온 빔 스퍼터링, 이온 빔 보조 증착, 이온 빔 스퍼터 증착, 임피던스 정합기, DC 마그네트론, AC 마그네트론, 및 RF 다이오드로 구성되는 그룹으로부터 선택된 기술을 이용한 스퍼터 증착에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크의 제조 방법.
제 18 항에 있어서,

스퍼터링 기체로서 크세논이 사용되는 것을 특징으로 하는 감쇠 위상편이 마스크의 제조 방법.