KR20070043828A - 포토마스크 블랭크, 포토마스크 제조 방법 및 반도체장치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
차광막의 드라이 에칭 속도를 높임으로써, 드라이 에칭 시간을 단축할 수 있고, 레지스트 막의 막 감소를 저감한다. 그 결과, 레지스트 막의 박막화(300 nm 이하)가 가능해지고, 패턴의 해상성, 패턴 정밀도(CD 정밀도)를 향상할 수 있다. 또한, 드라이 에칭 시간의 단축화에 의해, 단면 형상이 양호한 차광막의 패턴을 형성할 수 있는 포토마스크 블랭크 및 포토마스크의 제조방법을 제공한다. 투광성 기판상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크에 있어서, 상기 포토마스크 블랭크는 상기 차광막 상에 형성되는 레지스트 패턴을 마스크로 하여 드라이 에칭 처리에 의해, 상기 차광막을 패터닝하는 포토마스크의 제조방법에 대응하는 드라이 에칭 처리용의 마스크 블랭크로서, 상기 차광막은 상기 드라이 에칭 처리에 있어서 상기 레지스트와의 선택비가 1을 초과하는 재료로 구성하였다.
Description
본 발명은 드라이 에칭용으로 차광막의 드라이 에칭 속도를 최적화시킨 포토마스크 블랭크 및 포토마스크의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 파장 200 nm 이하의 단파장의 노광(露光) 광을 노광 광원으로 하는 노광 장치에 이용되는 포토마스크를 제조하기 위한 포토마스크 블랭크 및 포토마스크의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치의 제조공정에서는, 포토리소그래피법을 이용하여 미세 패턴의 형성이 행해진다. 또한, 상기 미세 패턴의 형성에는 통상 몇 매의 포토마스크라 불리는 기판이 사용된다. 상기 포토마스크는, 일반적으로 투광성의 유리 기판 상에, 금속 박막 등으로 이루어진 차광성의 미세 패턴을 설치한 것이고, 상기 포토마스크의 제조에 있어서도 포토리소그래피법이 이용되고 있다.
포토리소그래피법에 의한 포토마스크의 제조에서, 유리 기판 등의 투광성(透光性) 기판상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크가 이용된다. 이러한 포토마스크 블랭크를 이용한 포토마스크의 제조는, 포토마스크 블랭크 상에 형성된 레지스트막 에 대해, 소망하는 패턴 노광을 행하는 노광 공정과, 소망하는 패턴 노광에 따라 상기 레지스트막을 현상(現像)하여 레지스트 패턴을 형성하는 현상 공정과, 레지스트 패턴에 따라서 상기 차광막을 에칭하는 에칭 공정과, 잔존한 레지스트 패턴을 박리제거하는 공정으로 행해진다. 상기 현상 공정에서는, 포토마스크 블랭크 상에 형성된 레지스트막에 대해 소망하는 패턴 노광을 행한 후에 현상액을 공급하여, 현상액에 가용성의 레지스트막의 부위를 용해하고, 레지스트 패턴을 형성한다. 또한, 상기 에칭 공정에서는, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 드라이 에칭 또는 웨트(wet) 에칭에 의해, 레지스트 패턴이 형성되지 않은 차광막이 노출한 부위를 용해하고, 이에 의해 소망하는 마스크 패턴을 투광성 기판상에 형성한다. 이와 같이 하여, 포토마스크가 완성된다.
반도체 장치의 패턴을 미세화하는 때에는, 포토마스크에 형성되는 마스크 패턴의 미세화에 더하여, 포토리소그래피에서 사용되는 노광 광원 파장의 단파장화가 필요하다. 반도체 장치 제조시의 노광 광원으로서는, 근래 KrF 엑시머 레이저(eximer laser)(파장 248 nm)로부터, ArF 엑시머 레이저(파장 193 nm), 또한 F2 엑시머 레이저(파장 157 nm)로 단파장화가 진행된다.
그 한편으로, 포토마스크나 포토마스크 블랭크에 있어서는, 포토마스크에 형성되는 마스크 패턴을 미세화하는 때에, 포토마스크 블랭크에서의 레지스트막의 박막화와, 포토마스크 제조시의 패터닝(patterning) 수법으로서, 드라이 에칭 가공이 필요하다.
그러나, 레지스트막의 박막화와 드라이 에칭 가공은, 이하에 나타내는 기술 적 문제가 발생한다.
문제점 중 하나는 포토마스크 블랭크의 레지스트막의 박막화를 진행시킬 때, 차광막의 가공 시간이 하나의 큰 제한 사항으로 되는 것이다. 차광막의 재료로서는, 일반적으로 크롬이 이용되고, 크롬의 드라이 에칭 가공에서는, 에칭 가스로 염소 가스와 산소 가스의 혼합 가스가 사용되고 있다. 레지스트 패턴을 마스크로 하여 차광막을 드라이 에칭으로 패터닝할 때, 레지스트는 유기막이고, 그 주성분은 탄소이기 때문에, 드라이 에칭 환경인 산소 플라즈마에 대해서는 매우 약하다. 차광막을 드라이 에칭으로 패터닝하는 동안, 상기 차광막 상에 형성되어 있는 레지스트 패턴은 충분한 막 두께로 남아있어야 한다. 하나의 지표로서, 마스크 패턴의 단면 형상을 양호하게 하기 위해, 저스트 에칭(just etching) 시간의 2배(100% 오버에칭(overetching)) 정도를 행해도 잔존하는 레지스트 막 두께로 해야 한다. 예를 들어, 일반적으로는, 차광막의 재료인 크롬과, 레지스트막과의 에칭 선택비는 1 이하로 되어 있기 때문에, 레지스트막의 막 두께는 차광막의 막 두께의 2배 이상의 막 두께가 필요하게 된다. 차광막의 가공 시간을 짧게 하는 방법으로서, 차광막의 박막화가 고려된다. 차광막의 박막화에 대해서는, 이하의 특허문헌 1에 제안되어 있다.
이하의 특허문헌 1에는, 포토마스크의 제조에 있어서, 투명 기판상의 크롬 차광막의 막 두께를 박막화함으로써, 에칭 시간을 짧게 할 수 있고, 크롬 패턴의 형상을 개선하는 것이 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 평성 10 - 69055호 공보
그러나, 차광막의 막 두께를 얇게 하려고 하면, 차광성이 불충분하게 되기 때문에, 이와 같은 포토마스크를 사용하여 패턴 전사를 행해도, 전사 패턴 불량이 발생하게 된다. 차광막은, 상기 차광성을 충분히 확보하기 위해서는, 소정의 광학 농도(통상 3.0 이상)가 필요하게 되기 때문에, 상기 특허문헌 1과 같이 차광막의 막 두께를 얇게 한다고 해도, 한계가 있다.
따라서 본 발명은, 종래의 문제점을 해결하고자 이루어진 것으로, 그 목적으로서는, 첫 번째로, 차광막의 드라이 에칭 속도를 높임으로써, 드라이 에칭 시간을 단축할 수 있고, 레지스트막의 막 감소를 저감한다. 그 결과, 레지스트막의 박막화(300 nm 이하)가 가능하게 되고, 해상성(解像性), 패턴 정밀도(CD 정밀도)를 향상할 수 있다. 또한, 드라이 에칭 시간의 단축화에 의해, 단면 형상의 양호한 차광막의 패턴을 형성할 수 있는 포토마스크 블랭크 및 포토마스크의 제조방법을 제공하는 것이다.
둘째로, 파장 200 nm 이항의 노광 광을 노광 광원으로 하는 노광 장치에 사용함으로써, 차광막에 필요한 차광성능을 갖으면서, 차광막의 박막화에 의해, 단면 형상의 양호한 차광막의 패턴을 형성할 수 있는 포토마스크 블랭크, 및 포토마스크의 제조방법을 제공하는 것이다.
셋째로, 차광막의 패턴 정밀도를 향상시키는 포토마스크 블랭크 및 포토마스크의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 갖는다.
(구성 1) 투광성 기판상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크에 있어서, 상기 포토마스크 블랭크는, 상기 차광막 상에 형성되는 레지스트 패턴을 마스크로 하여 드라이 에칭 처리함으로써, 상기 차광막을 패터닝하는 포토마스크의 제조방법에 대응하는 드라이 에칭 처리용 마스크 블랭크로서, 상기 차광막은 상기 드라이 에칭 처리에 있어서, 상기 레지스트의 선택비가 1을 초과하는 재료로 구성한 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.
(구성 2) 투광성 기판상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크에 있어서, 상기 포토마스크 블랭크는, 상기 차광막 상에 형성되는 레지스트 패턴을 마스크로 하여 드라이 에칭 처리함으로써, 상기 차광막을 패터닝하는 포토마스크의 제조방법에 대응하는 드라이 에칭 처리용의 마스크 블랭크로서, 상기 차광막은 상기 드라이 에칭 처리에 있어서, 상기 레지스트의 막 감소 속도보다 에칭 속도가 빠른 재료로 구성한 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.
(구성 3) 상기 레지스트막의 막 두께를 300 nm 이하로 하는 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재한 포토마스크 블랭크.
(구성 4) 투광성 기판상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크에 있어서, 상기 포토마스크 블랭크는, 상기 차광막 상에 형성되는 레지스트 패턴을 마스크로 하여 드라이 에칭 처리함으로써, 적어도 상기 차광막을 패터닝하는 포토마스크의 제조방법에 대응하는 드라이 에칭 처리용의 마스크 블랭크로서, 상기 레지스트의 막 두께를 300 nm 이하로 얇게 해도 상기 차광막을 패터닝한 후에 상기 차광막 상에 레지스트가 잔존하도록, 상기 차광막의 드라이 에칭 속도를 빠르게 한 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.
(구성 5) 상기 차광막은 크롬을 포함하는 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 구성 4 중 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크.
(구성 6) 상기 레지스트의 막 감소 속도보다 상기 차광막의 드라이 에칭 속도가 빠르게 되는 첨가 원소량이 제어되는 것을 특징으로 하는 구성 2 내지 구성 5 중 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크.
(구성 7) 투광성 기판상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크에 있어서, 상기 포토마스크 블랭크는 파장 200 nm 이하의 노광 광을 노광 광원으로 하는 노광 장치에 사용되는 포토마스크를 제조하기 위한 포토마스크 블랭크로서, 상기 차광막은 크롬과, 크롬 단일체보다 드라이 에칭 속도가 빠르게 되는 첨가 원소를 포함하는 재료로 이루어지고, 소망하는 차광성을 갖도록 차광막의 막 두께가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.
(구성 8) 상기 차광막 중에 포함되는 첨가 원소는 산소와 질소 중 적어도 하나의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 6 또는 구성 7에 기재된 포토마스크 블랭크.
(구성 9) 상기 차광막의 상층부에, 산소를 포함하는 반사 방지층을 갖는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 구성 8의 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크.
(구성 10) 상기 반사 방지층에는 또한 탄소가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 구성 9에 기재된 포토마스크 블랭크.
(구성 11) 상기 차광막 전체에 점유되는 반사 방지층의 비율을 0.45 이하로 하는 것을 특징으로 하는 구성 9 또는 구성 10에 기재된 포토마스크 블랭크.
(구성 12) 상기 드라이 에칭 처리는, 플라즈마 중에 처리되는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 구성 11의 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크.
(구성 13) 상기 차광막을 패터닝하는 때에 사용하는 드라이 에칭 가스는, 염소계 가스 또는 염소계 가스와 산소 가스를 포함하는 혼합 가스로 이루어진 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 구성 12 중 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크.
(구성 14) 상기 레지스트는 전자선 묘화(描畵)용 레지스트인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 구성 13 중 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크.
(구성 15) 상기 레지스트는 화학 증폭형 레지스트인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 구성 14 중 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크.
(구성 16) 상기 차광막의 막 두께는, 노광 광에 대해 광학 농도 3.0 이상이 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 구성 15 중 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크.
(구성 17) 상기 차광막의 막 두께가 90 nm 이하인 것을 특징으로 하는 구성 16에 기재된 포토마스크 블랭크.
(구성 18) 상기 투광성 기판과 상기 차광막과의 사이에, 하프톤(halftone)형 위상 시프터(shifter) 막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 구성 15 중 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크.
(구성 19) 상기 차광막은, 상기 하프톤형 위상 시프터 막과의 적층 구조에 있어서, 노광 광에 대해 광학 농도 3.0 이상이 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 구성 18에 기재된 포토마스크 블랭크.
(구성 20) 상기 차광막의 막 두께가 50 nm 이하인 것을 특징으로 하는 구성 19에 기재된 포토마스크 블랭크.
(구성 21) 구성 1 내지 구성 20 중 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크에서의 상기 차광막을, 드라이 에칭에 의해 패터닝하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조방법.
(구성 22) 상기 포토마스크 블랭크로서, 크롬에 적어도 산소를 포함하는 재료로 이루어진 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크를 이용하여, 상기 드라이 에칭에 염소계 가스와 산소 가스의 혼합가스로 이루어진 드라이 에칭 가스를 이용한 때에, 상기 포토마스크 블랭크의 차광막에 포함되는 산소의 함유량에 따라, 상기 드라이 에칭 가스 중의 산소의 함유량을 저감시킨 조건에서, 드라이 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 구성 21에 기재된 포토마스크의 제조방법.
(구성 23) 구성 21 또는 구성 22에 기재된 포토마스크의 제조방법에 의해 얻어지는 포토마스크를 사용하여, 포토리소그래피법에 의해 반도체 기판상에 회로 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
구성 1에 있는 바와 같이, 본 발명의 포토마스크 블랭크는, 투광성 기판상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크에 있어서, 상기 포토마스크 블랭크는, 상기 차광막 상에 형성되는 레지스트 패턴을 마스크로 하여 드라이 에칭 처리함으로써, 적어도 상기 차광막을 패터닝하는 포토마스크의 제조방법에 대응하는 드라이 에칭 처리용의 마스크 블랭크로서, 상기 차광막은 상기 드라이 에칭처리에 있어서, 상기 레지스트와의 선택비가 1을 초과하는 재료로 구성한다.
차광막을, 드라이 에칭처리에 있어서 레지스트와의 선택비가 1을 초과하는 재료로 하기 때문에, 드라이 에칭처리에 있어서, 레지스트보다 차광막 쪽이 빠른 드라이 에칭에 의해 제거되기 때문에, 차광막의 패터닝에 필요한 레지스트막의 막 두께를 얇게 할 수 있고, 차광막의 패턴 정밀도(CD 정밀도)가 양호하게 된다. 또한, 레지스트보다 차광막 쪽이 빠른 드라이 에칭에 의해 제거되기 때문에, 드라이 에칭 시간의 단축화에 의해, 단면 형상이 양호한 차광막의 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 구성 2에 있는 바와 같이, 본 발명의 포토마스크 블랭크는 투광성 기판상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크에 있어서, 상기 포토마스크 블랭크는, 상기 차광막 상에 형성되는 레지스트 패턴을 마스크로 하여 드라이 에칭 처리함으로써, 상기 차광막을 패터닝하는 포토마스크의 제조 방법에 대응하는 드라이 에칭처리용의 마스크 블랭크로서, 상기 차광막은 상기 드라이 에칭처리에 있어서, 상기 레지스트의 막 감소 속도보다 에칭 속도가 빠른 재료로 구성한다.
차광막을, 드라이 에칭처리에 있어서 레지스트의 에칭 속도보다 에칭 속도가 빠른 재료로 하기 때문에, 드라이 에칭처리에 있어서 레지스트보다 차광막 쪽이 빠른 드라이 에칭에 의해 제거되기 때문에, 차광막의 패터닝에 필요한 레지스트막의 막 두께를 얇게 할 수 있고, 차광막의 패턴 정밀도(CD 정밀도)가 양호하게 된다. 또한, 레지스트보다 차광막 쪽이 빠른 드라이 에칭에 의해 제거되기 때문에, 드라이 에칭 시간의 단축화에 의해, 단면 형상이 양호한 차광막의 패턴을 형성할 수 있다.
구성 3에 있는 바와 같이, 구성 1, 2에 있어서 레지스트막의 막 두께는 300 nm 이하로 하는 것이 가능하게 된다. 레지스트막의 막 두께를 300 nm 이하로 함으로써, 설계 치수에 대한 CD 시프트량의 변화가 작아지기 때문에, CD 선형성이 양호하게 된다. 또한, 레지스트막의 막 두께의 하한은 레지스트 패턴을 마스크로 하여 차광막을 드라이 에칭한 경우에, 레지스트막이 잔존하도록 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 구성 4에 있는 바와 같이, 본 발명의 포토마스크 블랭크는 투광성 기판상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크에 있어서, 상기 포토마스크 블랭크는, 상기 차광막 상에 형성되는 레지스트 패턴을 마스크로 하여 드라이 에칭 처리함으로써, 적어도 상기 차광막을 패터닝하는 포토마스크의 제조방법에 대응하는 드라이 에칭 처리용의 마스크 블랭크로서, 상기 레지스트의 막 두께를 300 nm 이하로 얇게 해도 상기 차광막을 패터닝한 후에 상기 차광막 상에 레지스트가 잔존하도록, 상기 차광막의 드라이 에칭 속도를 빠르게 한다.
차광막을 드라이 에칭처리에 의해 패터닝하는 때에 레지스트막의 막 감소가 발생해도, 차광막의 패터닝 종료 시점에서 레지스트막이 잔존하도록, 차광막의 드라이 에칭속도가 제어된다. 따라서, 설계대로의 소망하는 차광막 패턴을 형성할 수 있다. 즉, 차광막의 패턴 정밀도를 향상할 수 있다.
또한, 차광막의 드라이 에칭속도를 높임으로써, 레지스트막의 막 감소를 저감할 수 있기 때문에, 차광막의 패터닝에 필요한 레지스트막의 막 두께를 300 nm 이하로 얇게 할 수 있어, 차광막의 패턴 정밀도(CD 정밀도)가 더 양호해진다.
또한, 차광막의 드라이 에칭속도를 높임으로써, 드라이 에칭 시간의 단축화에 의해, 단면 형상의 양호한 차광막의 패턴을 형성할 수 있다.
구성 5에 있는 바와 같이, 본 발명에서 차광막은, 크롬을 포함하는 재료로 하는 것이 바람직하다.
구성 6에 있는 바와 같이, 차광막의 드라이 에칭 속도를 레지스트의 드라이 에칭 속도(막 감소 속도)보다 빠르게 되도록, 차광막 중에 드라이 에칭 속도가 빨라지는 첨가 원소를 첨가하고, 상기 첨가 원소의 함유량을 제어함으로써, 용이하게 본 발명의 효과가 얻어지기 때문에 바람직하다.
구성 7에 있는 바와 같이, 본 발명의 포토마스크 블랭크는, 투광성 기판상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크에 있어서, 상기 포토마스크 블랭크는 파장 200 nm 이하의 노광 광을 노광 광원으로 하는 노광 장치에 사용되는 포토마스크를 제조하기 위한 포토마스크 블랭크로서, 상기 차광막은 크롬과, 크롬 단일체보다 드라이 에칭 속도가 빨라지는 첨가 원소를 포함하는 재료로 이루어지고, 원하는 차광성을 갖도록 차광막의 막 두께가 설정되어 있다.
본 발명에 있어서는, 차광막의 막 두께를 가능한 한 얇게 한다는 종래의 사고방식이 아니고, 차광막의 재료를 드라이 에칭 속도가 빨라지는 재료로 변경함으로써, 드라이 에칭 시간을 짧게 할 수 있다. 그런데, 드라이 에칭 속도가 빠른 재료는 종래 노광 장치에서 사용되고 있는 파장인 i선(365nm)이나 KrF 엑시머 레이저(248nm)에 있어서는, 흡수계수가 작기 때문에, 소망하는 광학 농도를 얻기 위해 막 두께를 두껍게 할 필요가 있고, 드라이 에칭 시간의 단축은 기대하지 못했다. 본 발명자는 노광 파장이 200 nm 이하의, 예를 들어 ArF 엑시머 레이저(193nm)나 F2 엑시머 레이저(157 nm)에 있어서는, 드라이 에칭 속도가 빨라지는 재료에 있어서도, 어느 정도의 흡수 계수를 갖도록 되고, 막 두께를 특히 두껍게 하지 않아도 어느 정도의 박막으로 소망하는 광학 농도를 얻을 수 있는 것을 발견하였다.
즉, 본 발명에 있어서는, 파장 200 nm 이하의 노광 광을 노광 광원으로 하는 노광 장치에 사용되는 포토마스크를 제조하기 위한 포토마스크 블랭크로서, 차광막을 어느 정도의 박막으로, 또한 드라이 에칭 속도가 빠른 재료로 형성함으로써, 드라이 에칭 시간의 단축화를 도모한 것이다. 그리고, 상기 드라이 에칭 시간의 단축에 의해, 단면 형상이 양호한 차광막의 패턴을 형성할 수 있다.
본 발명에서는, 차광막은 크롬과, 크롬 단일체보다 드라이 에칭 속도가 빨라지는 첨가 원소를 포함하는 재료로 이루어진다.
구성 8에 있는 바와 같이, 상기 구성 6, 7에서의 차광막 중에 포함되는 드라이 에칭 속도를 빠르게 하는 상기 첨가 원소는, 산소와 질소 중 적어도 하나의 원소를 포함하는 것이다. 크롬과 이들의 첨가 원소를 포함하는 재료로 이루어지는 차광막은, 크롬 단일체로 이루어지는 차광막보다 드라이 에칭 속도가 빨라지고, 드라이 에칭 시간의 단축화를 도모할 수 있다. 또한, 이와 같은 크롬계 재료의 차광막은, 200 nm 이하의 노광 파장에 있어서는 막 두께를 특히 두껍게 하지 않아도 어느 정도의 박막으로 소망하는 광학 농도를 얻을 수 있다.
구성 9에 있는 바와 같이, 상기 차광막은 산소를 포함하는 반사 방지층을 구비할 수 있다. 이와 같은 반사 방지층을 구비함으로써, 노광 파장에서의 반사율을 저반사율로 억제할 수 있기 때문에, 포토마스크 사용시의 정재파(定在波)의 영향을 저감할 수 있다. 또한, 포토마스크 블랭크나 포토마스크의 결함 검사에 사용되는 파장(예를 들어, 257 nm, 364 nm, 488 nm 등)에 대한 반사율을 낮게 억제할 수 있기 때문에, 결함을 검출하는 정밀도가 향상한다.
구성 10에 있는 바와 같이, 상기 반사 방지층에는 또한 탄소가 포함됨으로써, 특히 결함 검사에 사용되는 검사 파장에 대한 반사율을 더 저감할 수 있다. 바람직하게는, 검사 파장에 대한 반사율이 20% 이하로 되는 정도, 반사 방지층에 탄소를 포함하는 것이 바람직하다.
반사 방지층에 탄소가 포함되는 경우, 드라이 에칭 속도가 저하하는 경향이 있기 때문에, 본 발명의 효과를 최대한으로 발휘하기 위해서는, 구성 11에 있는 바와 같이, 차광막 전체에 점유되는 반사 반지층의 비율을 0.45 이하로 하는 것이 바람직하다.
구성 12에 있는 바와 같이, 본 발명의 차광막은 드라이 에칭 처리로서, 플라즈마 중에서 처리되는 경우, 즉 레지스트 막이 플라즈마에서 제거되어 막 감소되는 환경에 있어서, 특히 효과가 발휘된다.
구성 13에 있는 바와 같이, 차광막을 패터닝하는 때에 사용하는 드라이 에칭 가스에는, 염소계 가스 또는 염소계 가스와 산소 가스를 포함하는 혼합 가스로 이루어지는 드라이 에칭 가스를 이용하는 것이 본 발명에서는 적합하다. 본 발명에서의 크롬과 산소, 질소 등의 원소를 포함하는 재료로 이루어지는 차광막에 대해서는, 상기의 드라이 에칭 가스를 이용하여 드라이 에칭을 행함으로써, 드라이 에칭 시간의 단축화를 도모할 수 있다.
구성 14에 있는 바와 같이, 본 발명에서 사용하는 레지스트는, 전자선 묘화용 레지스트로 함으로써, 레지스트 막의 박막화가 가능해지고, 차광막의 패턴 정밀도(CD 정밀도)를 향상할 수 있기 때문에 바람직하다.
구성 15에 있는 바와 같이, 상기 레지스트는 화학 증폭형 레지스트인 것이 바람직하다. 차광막 상에 형성하는 레지스트로서 화학 증폭형 레지스트로 함으로써, 고해상성이 얻어진다. 따라서, 반도체 디자인 룰에서 65 nm 노드(node)나 45 nm 노드로 행한 미세 패턴을 필요로 하는 용도에 충분히 대응할 수 있다. 또한, 화학 증폭형 레지스트는, 고분자형 레지스트에 비해 드라이 에칭 내성이 양호하기 때문에, 레지스트 막 두께를 더 박막화할 수 있다. 따라서, CD 선형성이 향상한다.
구성 16에 있는 바와 같이, 바이너리(binary) 마스크용 포토마스크 블랭크에 있어서는, 상기 차광막의 막 두께는 노광 광에 대해 광학 농도 3.0 이상이 되도록 설정된다. 구체적으로는, 구성 17에 있는 바와 같이, 차광막의 막 두께는 90 nm 이하인 것이 본 발명에는 적합하다. 차광막의 막 두께를 90 nm 이하로 함으로써, 드라이 에칭시의 글로벌 로딩(global loading) 현상 및 마이크로 로딩(micro loading) 현상(큰 패턴 부분에 비해, 미세한 패턴 부분의 에칭율이 작아지는 현상)에 의한 선 폭 에러를 저감할 수 있다. 또한, 본 발명에서의 차광막은, 200 nm 이하의 노광 파장에 있어서는 막 두께를 90 nm 이하의 박막으로 해도 소망하는 광학 농도를 얻을 수 있다. 또한, 차광막의 막 두께의 하한에 대해서는 특히 제약이 없다. 소망하는 광학 농도가 얻어지는 한, 차광막의 막 두께는 얇게 할 수 있다.
또한, 구성 18에 있는 바와 같이, 투광성 기판과 차광막과의 사이에 하프톤형 위상 시프터 막을 형성해도 된다. 그 경우, 구성 19에 있는 바와 같이, 차광막은 하프톤형 위상 시프터 막과의 적층 구조에 있어서, 노광 광에 대해 광학 농도 3.0 이상이 되도록 설정된다. 구체적으로는, 구성 20에 있는 바와 같이, 차광막의 막 두께를 50 nm 이하로 할 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같이 차광막의 막 두께를 50 nm 이하로 함으로써, 드라이 에칭시의 글로벌 로딩 현상 및 마이크로 로딩 현상(큰 패턴 부분에 비해, 미세한 패턴 부분의 에칭율이 작아지는 현상)에 의한 선 폭 에러를 더 저감할 수 있다.
구성 21에 있는 바와 같이, 구성 1 내지 17 중 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크에서의 차광막을 드라이 에칭을 이용하여 패터닝하는 공정을 갖는 포토마스크의 제조 방법에 의하면, 드라이 에칭 시간을 단축할 수 있고, 단면 형상이 양호한 차광막 패턴이 양호한 정밀도로 형성된 포토마스크를 얻을 수 있다.
구성 22에 있는 바와 같이, 포토마스크 블랭크로서 크롬에 적어도 산소를 포함하는 재료로 이루어진 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크를 이용하여, 드라이 에칭을 위해 염소계 가스와 산소 가스의 혼합 가스로 이루어진 드라이 에칭 가스를 이용한 때에, 포토마스크 블랭크의 차광막에 포함되는 산소의 함유량에 따라, 드라이 에칭 가스 중의 산소의 함유량을 저감시킨 조건에서, 드라이 에칭을 행함으로써, 드라이 에칭시의 레지스트 패턴으로의 데미지(damage)를 방지할 수 있기 때문에, 차광막의 패턴 정밀도가 향상한 포토마스크가 얻어진다.
크롬계 재료로 이루어진 차광막의 드라이 에칭에 있어서는, 가장 일반적으로는 염소계 가스를 이용하여 염화 크로밀(CrCl2O2)을 생성함으로써 행해지기 때문에 기본적으로 에칭 가스에는 산소가 필요하고, 통상은 염소계 가스에 산소 가스를 혼합한 드라이 에칭 가스가 이용된다. 그러나, 에칭 가스 중의 산소는 레지스트 패턴에 데미지(damage)를 주는 것이 알려져 있고, 그 때문에, 형성되는 차광막의 패턴 정밀도에 악영향을 미친다. 그래서, 포토마스크 블랭크로서 크롬에 적어도 산소를 포함하는 재료로 이루어진 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크를 이용한 경우, 차광막 중의 산소와 크롬과 염소계 가스와의 반응에 의해 염화 크로밀이 생성되기 때문에, 드라이 에칭 가스 중의 산소량을 저감 또는 제로로 할 수 있다. 그 결과, 레지스트 패턴에 악영향을 주는 산소량을 저감할 수 있기 때문에, 드라이 에칭에 의해 형성되는 차광막의 패턴 정밀도가 향상된다. 따라서, 특히 서브미크론(submicron) 레벨의 패턴 사이즈의 미세 패턴이 고정밀도로 형성된 포토마스크를 얻을 수 있게 된다.
구성 23에 있는 바와 같이, 구성 21 또는 22에 의해 얻어지는 포토마스크를 사용하여, 포토리소그래피법에 의해 반도체 기판상에 패턴 정밀도가 양호한 회로 패턴을 형성한 반도체 장치가 얻어진다.
본 발명에 의하면, 차광막의 드라이 에칭 속도를 높임으로써, 드라이 에칭시간을 단축할 수 있고, 레지스트 막의 막 감소를 저감할 수 있다. 그 결과, 레지스트 막의 박막화(300 nm 이하)가 가능해지고, 패턴의 해상성, 패턴 정밀도(CD 정밀도)를 향상할 수 있다. 또한, 드라이 에칭 시간의 단축화에 의해, 단면 형상이 양호한 차광막 패턴을 형성할 수 있는 포토마스크 블랭크를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 파장 200 nm 이하의 노광 광을 노광 광원으로 하는 노광 장치에 사용함으로써, 차광막에 필요한 차광 성능을 갖으면서, 차광막의 박막화에 의해 단면 형상이 양호한 차광막의 패턴을 형성할 수 있는 포토마스크 블랭크, 포토마스크의 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 드라이 에칭시의 레지스트 패턴으로의 데미지를 방지하고, 차광막의 패턴 정밀도를 향상시키는 포토마스크 블랭크, 포토마스크의 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 본 발명으로부터 얻어지는 포토마스크를 사용하여, 포토리소그래피법에 의해 반도체 기판상에 패턴 정밀도가 양호한 회로 패턴을 형성한 반도체 장치가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 포토마스크 블랭크의 일 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 포토마스크 블랭크를 이용한 포토마스크의 제조 공정을 나타내는 단면도이다.
도 3은 각 실시예의 차광막의 분광 커브를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시예 12에 관련된 포토마스크 블랭크 및 상기 포토마스크 블랭크를 이용한 포토마스크의 제조 공정을 나타내는 단면도이다.
도 5는 실시예 12의 차광막의 표면 반사율 커브(curve)를 나타내는 도면이 다.
도면부호의 설명
1 투광성 기판
2 차광막
3 레지스트 막
4 하프톤형 위상 시프터 막
5 차광층
6 반사 방지층
2a 차광막의 패턴
3a 레지스트 패턴
10, 30 포토마스크 블랭크
20, 40 포토마스크
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상술한다.
도 1은 본 발명의 포토마스크 블랭크의 제 1 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 1의 포토마스크 블랭크(10)는, 투광성 기판(1) 상에 차광막(2)을 갖는 형태이다. 여기서, 투광성 기판(1)으로서는 유리 기판이 일반적이다. 유리 기판은, 평탄도 및 평활도가 우수하기 때문에, 포토마스크를 사용하여 반도체 기판상으로의 패턴 전사(轉寫)를 행하는 경우, 전사 패턴의 왜곡 등이 발생하지 않아 고 정밀도 의 패턴 전사를 행할 수 있다.
상기 차광막(2)은, 그 위에 형성되는 레지스트 패턴을 마스크로 하여 드라이 에칭에 의해 패터닝할 때에 레지스트 막의 막 감소가 발생해도, 차광막의 패터닝 종료시점에서 레지스트 막이 잔존하도록, 레지스트 막의 막 두께와 차광막의 드라이 에칭 속도가 제어된다. 구체적인 차광막(2)의 재료로서는, 크롬, 크롬 단일체보다 드라이 에칭 속도가 빨라지는 첨가 원소를 포함하는 재료로 이루어진다. 이와 같은 크롬 단일체보다 드라이 에칭 속도가 빨라지는 첨가 원소로서는, 산소 및/또는 질소를 적어도 포함하는 것이 바람직하다. 차광막(2) 중에 산소를 포함하는 경우의 산소의 함유량은, 5 ~ 80 원자%의 범위가 적합하다. 산소의 함유량이 5 원자% 미만이면, 크롬 단일체보다 드라이 에칭 속도가 빨라지는 효과가 얻어지기 어렵다. 한편, 산소의 함유량이 80 원자%를 초과하면, 파장 200 nm 이하의 예를 들어, ArF 엑시머 레이저(파장 193 nm)에 있어서의 흡수 계수가 작아지기 때문에, 소망하는 광학 농도를 얻기 위해서는 막 두께를 두껍게 할 필요가 있다. 또한, 드라이 에칭 가스 중의 산소량을 저감한다는 관점으로부터는, 차광막(2) 중의 산소의 함유량을 특히 60 ~ 80 원자% 범위로 하는 것이 바람직하다.
또한, 차광막(2) 중에 질소를 포함하는 경우의 질소 함유량은, 20 ~ 80 원자% 범위가 적합하다. 질소의 함유량이 20 원자% 미만이면, 크롬 단일체보다 드라이 에칭 속도가 빨라지는 효과가 얻어지기 어렵다. 또한, 질소의 함유량이 80 원자%를 초과하면, 파장 200 nm 이하의 예를 들어, ArF 엑시머 레이저(파장 193 nm)에서의 흡수 계수가 작아지기 때문에, 소망하는 광학 농도를 얻기 위해서는 막 두께를 두껍게 할 필요가 생긴다.
또한, 차광막(2) 중에 산소와 질소 양측을 포함해도 된다. 그 경우의 함유량은, 산소와 질소의 합계가 10 ~80 원자%의 범위로 하는 것이 적합하다. 또한, 차광막(2) 중에 산소와 질소 양측을 포함하는 경우의 산소와 질소의 함유비는, 특히 제약되지 않고, 흡수 계수 등이 균형을 맞추어 적절하게 결정된다.
또한, 산소 및/또는 질소를 포함하는 차광막(2)은, 기타의 탄소, 수소 등의 원소를 포함해도 된다.
상기 차광막(2)의 형성방법은, 특히 제약할 필요는 없지만, 그 중에서도 스퍼터링(sputtering) 막 형성법을 예로 들 수 있다. 스퍼터링 막 형성법에 의하면, 균일하게 막 두께가 일정한 막을 형성할 수 있기 때문에, 본 발명에 적합하다. 투광성 기판(1) 상에, 스퍼터링 막 형성법에 의해 상기 차광막(2)을 막 형성하는 경우, 스퍼터 타겟으로서 크롬(Cr) 타겟을 이용하고, 챔버 내에 도입하는 스퍼터 가스는 아르곤 가스에 산소, 질소 또는 이산화탄소 등의 가스를 혼합한 것을 이용한다. 아르곤 가스에 산소 가스 또는 이산화탄소 등의 가스를 혼합한 스퍼터 가스를 이용하면, 크롬에 산소를 포함하는 차광막을 형성할 수 있고, 아르곤 가스에 질소 가스를 혼합한 스퍼터 가스를 이용하면, 크롬에 질소를 포함하는 차광막을 형성할 수 있다.
상기 차광막(2)의 막 두께는, 90 nm 이하인 것이 바람직하다. 그 이유는, 최근의 서브미크론 레벨의 패턴 사이즈로의 패턴의 미세화에 대응하기 위해서는, 막 두께가 90 nm를 초과하면, 드라이 에칭시의 패턴의 마이크로 로딩 현상 등에 의 해, 미세 패턴의 형성이 곤란해지는 경우가 고려되기 때문이다. 막 두께를 어느 정도 얇게 함으로써, 패턴의 어스펙트(aspect) 비(패턴 폭에 대한 패턴 깊이의 비)의 저감을 도모할 수 있고, 글로벌 로딩 현상 및 마이크로 로딩 현상에 의한 선 폭 에러를 저감할 수 있다. 더욱이, 막 두께를 어느 정도 얇게 함으로써, 특히 서브미크론 레벨의 패턴 사이즈의 패턴에 대해, 패턴으로의 데미지(도괴(倒壞) 등)를 방지할 수 있게 된다. 본 발명에서의 차광막(2)은, 200 nm 이하의 노광 파장에 있어서는, 막 두께를 90 nm 이하의 박막으로 해도 소망하는 광학 농도(통상 3.0 이상)를 얻을 수 있다. 차광막(2)의 막 두께의 하한에 대해서는, 소망하는 광학 농도가 얻어지는 한, 얇게 할 수 있다.
또한, 상기 차광막(2)은 단층인 것에 제한되지 않고, 다층이어도 되지만, 어느 막이어도 산소 및/또는 질소를 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 차광막(2)은 표층부(상층부)에 반사 방지층을 포함하는 것이어도 된다. 그 경우, 반사 방지층으로서는 예를 들어, CrO, CrCO, CrNO, CrCON 등의 재질을 바람직한 예로 들 수 있다. 반사 방지층을 설치함으로써, 노광 파장에서의 반사율을 예를 들어 20% 이하, 바람직하게는 15% 이하로 억제하는 것이, 포토마스크 사용시의 정재파의 영향을 저감하는데 있어서 바람직하다. 또한, 포토마스크 블랭크나 포토마스크의 결함 검사에 이용되는 파장(예를 들어, 257 nm, 364 nm, 488 nm 등)에 대한 반사율을 예를 들어, 30% 이하로 하는 것이, 결함을 고 정밀도로 검출하는데 있어서 바람직하다. 특히, 반사 방지층으로서 탄소를 포함하는 막으로 함으로써, 노광 파장에 대한 반사율을 저감시키고, 또한 상기 검사 파장(특히 257 nm)에 대한 반사율이 20% 이하로 할 수 있기 때문에 바람직하다. 구체적으로는, 탄소의 함유량은 5 ~ 20 원자%로 하는 것이 바람직하다. 탄소의 함유량이 5 원자% 미만인 경우, 반사율을 저감시키는 효과가 작아지고, 또한 탄소의 함유량이 20 원자%를 초과하는 경우, 드라이 에칭 속도가 저하하고, 차광막을 드라이 에칭에 의해 패터닝하는 때에 필요한 드라이 에칭 시간이 길어지고, 레지스트 막을 박막화하는 것이 곤란하게 되기 때문에 바람직하지 않다. 다만, 반사 방지층으로서 탄소를 포함하는 경우, 드라이 에칭 속도가 저하하는 경향이 있기 때문에, 본 발명의 효과를 최대한으로 발휘하기 위해서는, 차광막 전체에 점유되는 반사 방지층의 비율을 0.45 이하, 더 바람직하게는 0.30 이하, 더 바람직하게는 0.20 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 반사 방지층은 이면(유리면) 측에 설치되어도 된다. 또한, 차광막(2)은, 표층부의 반사 방지층과, 그 이외의 층에서 단계적, 또는 연속적으로 조성 경사진 조성 경사막으로 해도 된다.
또한, 상기 차광막(2) 위에 비크롬계 반사 방지막을 설치해도 된다. 이와 같은 반사 방지막으로서는, 예를 들어 SiO2, SiON, MSiO, MSiON(M은 몰리브덴 등의 비크롬 금속) 등의 재질이 있을 수 있다.
또한, 포토마스크 블랭크로서는, 후술하는 도 2(a)에 있는 바와 같이 상기 차광막(2) 위에, 레지스트 막(3)을 형성한 형태이어도 된다. 레지스트 막(3)의 막 두께는, 차광막의 패턴 정밀도(CD 정밀도)를 양호하게 하기 위해서는, 가능한 한 얇은 것이 바람직하다. 본 실시형태와 같은 소위 바이너리 마스크용 포토마스크 블랭크의 경우, 구체적으로는 레지스트 막(3)의 막 두께는, 300 nm 이하가 바람직하다. 더 바람직하게는, 200 nm 이하 더 바람직하게는 150 nm 이하로 하는 것이 바람직하다. 레지스트 막의 막 두께의 하한은, 레지스트 패턴을 마스크로 하여 차광막을 드라이 에칭한 경우에, 레지스트 막이 잔존하도록 설정된다. 또한, 높은 해상도를 얻기 위해, 레지스트 막(3)의 재료는 레지스트 감도가 높은 화학 증폭형 레지스트가 바람직하다. 또한, 화학 증폭형 레지스트는 종래 EB 묘화로 일반적으로 사용된 고분자형 레지스트에 비해 드라이 에칭 내성이 양호하고, 레지스트 막 두께를 더 박막화할 수 있다. 따라서, CD 선형성이 향상한다. 또한, 고분자형 레지스트의 평균 분자량은 10만 이상으로, 이와 같은 고분자량이 큰 레지스트는, 일반적으로 드라이 에칭 중에 분자량이 작아지는 비율이 많기 때문에, 드라이 에칭 내성이 좋지 않다. 따라서, 레지스트의 평균 분자량이 10만 미만, 바람직하게는 5만 미만의 레지스트로 하는 것이 드라이 에칭 내성을 양호하게 할 수 있기 때문에 바람직하다.
또한, 본 발명의 차광막은 드라이 에칭 처리에 있어서, 레지스트와의 선택비가 1을 초과하는 재료로 한다. 선택비는, 드라이 에칭 처리에 대한 레지스트의 막 감소량과 차광막의 막 감소량의 비(= 차광막의 막 감소량/레지스트의 막 감소량)로 표시된다. 바람직하게는, 차광막 패턴의 단면 형상의 악화 방지나, 글로벌 로딩 현상을 억제하는 점으로부터, 차광막은 레지스트와의 선택비가 1을 초과하고 10 이하, 더 바람직하게는, 1을 초과하고 5 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 동일하게 본 발명의 차광막은, 드라이 에칭 처리에 있어서, 레지스트 의 막 감소 속도보다 차광막의 에칭 속도가 빠른 재료로 한다. 레지스트의 막 감소 속도와, 차광막의 에칭 속도의 비(레지스트의 막 감소 속도: 차광막의 에칭 속도)는 차광막 패턴의 단면 형상의 악화 방지나, 글로벌 로딩 현상을 억제하는 점으로부터, 1:1을 초과하고 1:10 이하, 더 바람직하게는 1:1을 초과하고 1:5 이하로 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 1에 나타낸 포토마스크 블랭크(10)를 이용한 포토마스크의 제조방법을 설명한다.
상기 포토마스크 블랭크(10)를 이용한 포토마스크의 제조방법은, 포토마스크 블랭크(10)의 차광막(2)을, 드라이 에칭을 이용하여 패터닝하는 공정을 구비하고, 구체적으로는 포토마스크 블랭크(10) 상에 형성된 레지스트 막에 대해, 소망하는 패턴 노광을 행하는 노광 공정과, 소망하는 패턴 노광에 따라 상기 레지스트 막을 현상하여 레지스트 패턴을 형성하는 현상 공정과, 레지스트 패턴에 따라 상기 차광막을 에칭하는 에칭 공정과, 잔존한 레지스트 패턴을 박리 제거하는 공정을 구비한다.
도 2는, 포토마스크 블랭크(10)를 이용한 포토마스크의 제조 공정을 순서대로 나타내는 단면도이다.
도 2(a)는, 도 1의 포토마스크 블랭크(10)의 차광막(2) 상에 레지스트 막(3)을 형성한 상태를 나타낸다. 또한, 레지스트 재료로서는 포지티브(positive)형 레지스트 재료도, 네거티브(negative)형 레지스트 재료도 사용될 수 있다.
다음으로, 도 2(b)는 포토마스크 블랭크(10) 상에 형성된 레지스트 막(3)에 대해, 소망하는 패턴 노광을 행하는 노광 공정을 나타낸다. 패턴 노광은, 전자선 묘화 장치 또는 레이저 묘화 장치 등을 이용하여 행해진다. 상술한 레지스트 재료는, 전자선 또는 레이저에 대응하는 감광성을 갖는 것이 사용된다.
다음으로, 도 2(c)는 소망하는 패턴 노광에 따라 레지스트 막(3)을 현상하여 레지스트 패턴(3a)을 형성하는 현상 공정을 나타낸다. 상기 현상 공정에서는, 포토마스크 블랭크(10) 상에 형성한 레지스트 막(3)에 대해 소망하는 패턴 노광을 행한 후에 현상액을 공급하여, 현상액에 가용한 레지스트 막의 부위를 용해하고, 레지스트 패턴(3a)을 형성한다.
이어서, 도 2(d)는 상기 레지스트 패턴(3a)에 따라 차광막(2)을 에칭하는 에칭 공정을 나타낸다. 본 발명에서는 드라이 에칭을 이용하는 것이 적합하다. 상기 에칭 공정에서는, 상기 레지스트 패턴(3a)을 마스크로 하여, 드라이 에칭에 의해 레지스트 패턴(3a)이 형성되지 않는 차광막(2)이 노출한 부위를 용해하고, 이에 의해 원하는 차광막 패턴(2a)(마스크 패턴)을 투광성 기판(1) 상에 형성한다.
상기 드라이 에칭에는, 염소계 가스 또는 염소계 가스와 산소 가스를 포함하는 혼합 가스로 이루어지는 드라이 에칭 가스를 이용하는 것이 본 발명에서는 적합하다. 본 발명에서의 크롬과 산소, 질소 등의 원소를 포함하는 재료로 이루어진 차광막(2)에 대해서는, 상기 드라이 에칭 가스를 이용하여 드라이 에칭을 행함으로써, 드라이 에칭 속도를 높일 수 있고, 드라이 에칭 시간의 단축화를 도모할 수 있으며, 단면 형상이 양호한 차광막 패턴을 형성할 수 있다. 드라이 에칭 가스에 이 용하는 염소계 가스로서는, 예를 들어 Cl2, SiCl4, HCl, CCl4, CHCl3 등을 예로 들 수 있다.
크롬에 적어도 산소를 포함하는 재료로 이루어진 차광막의 경우, 차광막 중의 산소와 크롬과 염소계 가스와의 반응에 의해 염화 크로밀이 생성되기 때문에, 드라이 에칭에 염소계 가스와 산소 가스의 혼합 가스로 이루어지는 드라이 에칭 가스를 이용하는 경우, 차광막에 포함되는 산소의 함유량에 따라, 드라이 에칭 가스 중의 산소의 함유량을 저감시킬 수 있다. 이와 같이 산소량을 저감시킨 드라이 에칭 가스를 이용하여 드라이 에칭을 행함으로써, 레지스트 패턴에 악영향을 주는 산소량을 저감할 수 있고, 드라이 에칭 시의 레지스트 패턴으로의 데미지를 방지할 수 있기 때문에, 차광막의 패턴 정밀도가 향상된 포토마스크가 얻어진다. 또한, 차광막에 포함되는 산소의 함유량에 따라서는, 드라이 에칭 가스 중의 산소량을 제로로 한 산소를 포함하지 않는 드라이 에칭 가스를 이용할 수도 있다.
도 2(e)는 잔존한 레지스트 패턴(3a)을 박리 제거함으로써 얻어진 포토마스크(20)를 나타낸다. 이와 같이 하여, 단면 형상이 양호한 차광막 패턴이 양호한 정밀도로 형성된 포토마스크가 완성된다.
또한, 본 발명은 이상 설명한 실시형태에 한정되지 않는다. 즉, 투광성 기판상에 차광막을 형성한, 소위 바이너리 마스크용 포토마스크 블랭크에 한하지 않고, 예를 들어 하프톤형 위상 시프트 마스크 또는 레벤슨(Levenson)형 위상 시프트 마스크의 제조에 이용하기 위한 포토마스크 블랭크이어도 된다. 이 경우 후술하는 제 2 실시형태에 나타낸 바와 같이, 투광성 기판상의 하프톤 위상 시프트 막 상에 차광막이 형성되는 구조로 되고, 하프톤 위상 시프트 막과 차광막을 합하여 소망하는 광학 농도(바람직하게는 3.0 이상)가 얻어지면 되기 때문에, 차광막 자체의 광학 농도는 예를 들어, 3.0보다 작은 값으로 할 수도 있다.
다음으로, 도 4(a)를 이용하여 본 발명의 포토마스크 블랭크의 제 2 실시형태를 설명한다.
도 4(a)의 포토마스크 블랭크(30)는, 투광성 기판(1) 상에 하프톤형 위상 시프터 막(4)과 그 위의 차광층(5)과 반사 방지층(6)으로 이루어진 차광막(2)을 갖는 형태이다. 투광성 기판(1), 차광막(2)에 대해서는, 상기 제 1 실시형태에서 설명하였기 때문에 생략한다.
상기 하프톤형 위상 시프터 막(4)은, 실질적으로 노광에 기여하지 않는 강도의 광(예를 들어, 노광 파장에 대해 1% ~ 20%)을 투과시키는 것으로서, 소정의 위상차를 갖는 것이다. 상기 하프톤형 위상 시프터 막(4)은, 상기 하프톤형 위상 시프터 막(4)을 패터닝한 광 반투과부와, 하프톤형 위상 시프터 막(4)이 형성되지 않은 실질적으로 노광에 기여하는 강도의 광을 투과시키는 광 투과부에 의해, 광 반투과부를 투과하여 광의 위상이 광 투과부를 투과한 광의 위상에 대해 실질적으로 반전한 관계로 되도록 함으로써, 광 반투과부와 광 투과부와의 경계부 근접을 통과하고 회절 현상에 의해 서로 상대의 영역에 회입(回入)한 광이 서로 상쇄하도록 하고, 경계부에서의 광 강도를 거의 제로로 하는 경계부의 콘트라스트(contrast), 즉 해상도를 향상시키는 것이다.
상기 하프톤형 위상 시프터 막(4)은, 그 위에 형성되는 차광막(2)과 에칭 특성이 다른 재료로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 하프톤형 위상 시프터 막(4)으로서는, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈 등의 금속, 실리콘, 산소 및/또는 질소를 주된 구성요소로 하는 재료를 예로 들 수 있다. 또한, 하프톤형 위상 시프터 막(4)은 단층이어도 복수 층이어도 상관없다.
상기 제 2 실시형태에서의 상기 차광막(2)은, 하프톤형 위상 시프트막과 차광막을 합한 적층 구조에 있어서, 노광 광에 대해 광학 농도가 3.0 이상이 되도록 설정한다. 그와 같이 설정되는 차광막(2)의 막 두께는, 50 nm 이하인 것이 바람직하다. 그 이유는, 상기 제 1 실시형태와 동일하게, 드라이 에칭시의 패턴의 마이크로 로딩 현상 등에 의해, 미세 패턴의 형성이 곤란해지는 경우가 고려되기 때문이다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 상기 반사 방지층(6) 상에 형성하는 레지스트막의 막 두께는, 250 nm 이하가 바람직하다. 더 바람직하게는, 200 nm 이하, 더 바람직하게는 150 nm 이하로 하는 것이 바람직하다. 레지스트 막의 막 두께의 하한은, 레지스트 패턴을 마스크로 하여 차광막을 드라이 에칭한 경우에 레지스트 막이 잔존하도록 설정된다. 또한, 전술한 실시형태의 경우와 동일하게, 높은 해상도를 얻기 위해 레지스트 막의 재료는 레지스트 감도가 높은 화학 증폭형 레지스트가 바람직하다.
이하, 실시예로부터 본 발명의 실시형태를 더 궤적으로 설명한다. 아울러, 실시예에 대한 비교예에 대해서도 설명한다.
(실시예 1 ~ 10, 비교예 1)
석영 유리 기판상에, 매엽(枚葉)식 스퍼터 장치를 이용하여 차광막을 형성하였다. 스퍼터 타겟은 크롬 타겟을 사용하고, 스퍼터 가스의 조성은 표 1의 가스 유량비와 같이 변경하였다. 이와 같이 하여, 조성이 다른 차광막을 각각 형성한 포토마스크 블랭크(실시예 1 ~ 10, 비교예 1)를 획득하였다. 또한, 획득한 포토마스크 블랭크의 차광막의 조성은 표 1에 나타낸 대로이다. 또한, 차광막의 막 두께에 대해서도 표 1에 나타내었지만, 파장 193 nm에 있어서 광학 농도(OD: Optical Density)가 3.0이 되는 막 두께로 하였다.
다음으로, 각 포토마스크 블랭크 상에, 화학 증폭형 레지스트인 전자선 레지스트 막(후지필름 마치(FFA)사 제품 CAR-FEP171)을 형성하였다. 레지스트 막의 형성은 스피너(spinner)(회전 도포 장치)를 이용하여 회전 도포하였다. 또한, 상기 레지스트 막을 도포 후, 가열 건조 장치를 이용하여 소정의 가열 건조 처리를 행하였다.
다음으로, 포토마스크 블랭크 상에 형성된 레지스트 막에 대해, 전자선 묘화 장치를 이용하여 원하는 패턴의 묘화를 행한 후, 소정의 현상액으로 현상하여 레지스트 패턴을 형성하였다.
다음으로, 각 포토마스크 블랭크 상에 형성한 레지스트 패턴에 따라, 차광막의 드라이 에칭을 행하였다. 드라이 에칭 가스로서, Cl2와 O2의 혼합 가스(Cl2:O2 = 4:1)를 이용하였다. 이 경우의 저스트 에칭(just etching) 시간(에칭이 기판에 도달한 시간)을 표 1에 나타내었다.
표 1의 결과로부터, 실시예의 차광막은 어느 것도, 비교예의 차광막과 비교하면 막 두께가 동등하거나 두꺼운데도 불구하고, 에칭 시간이 짧게 끝나, 에칭 시간을 단축할 수 있음을 알게 된다.
또한, 차광막 상에 형성되어 있는 레지스트 막의 막 감소 속도는, 2.1Å/초이고, 실시예 1 ~ 10의 차광막의 드라이 에칭 속도 쪽이 빠르다. 즉, 레지스트와의 선택비는 1을 초과한다.
이와 같이 하여, 드라이 에칭에 의해 기판상에 차광막의 패턴을 형성하고, 잔존하는 레지스트 패턴은 뜨거운 진한 황산(熱濃硫酸)을 이용하여 박리 제거하여, 각 포토마스크를 획득하였다.
또한, 참고로서, 각 실시예의 차광막의 분광 커브를 도 3에 통합하여 나타내었다. 횡축은 파장, 종축은 흡수 계수이다. 파장이 예를 들어, KrF 엑시머 레이저(248 nm)보다 길게 되면, 흡수 계수가 작아지는 것이 나타나 있다. 따라서, 상기 파장 영역에서는 동일한 광학 농도(예를 들어, 3.0)로 하기 위한 막 두께가 두꺼워지게 되는 것이 추측된다.
(실시예 11)
실시예 2와 동일한 포토마스크 블랭크에 대해, 레지스트 패턴 형성 후, 드라이 에칭 가스로서, Cl2와 O2의 혼합 가스(Cl2:O2 = 20:1)를 이용한 것 이외에는 동일한 형태로 하여 드라이 에칭을 행하였다.
그 결과, 에칭 시간은 실시예 2와 동등하였지만, 형성한 차광막의 패턴의 CD 로스(loss)(CD 에러)(설계 선 폭에 대한 실측 선 폭의 어긋남)가 20 nm로, 실시예 2에서 형성한 패턴의 CD 로스(CD 에러)가 80 nm 이었던 것에 대해, 대폭으로 저감할 수 있었다. 즉, CD 선형성이 향상하였다. 이것은, 드라이 에칭 가스 중의 산소량을 저감함으로써, 레지스트 패턴의 데미지를 작게 할 수 있었던 것에 의한 것으로 생각된다.
(실시예 12)
도 4는, 실시예 12에 관한 포토마스크 블랭크 및 상기 포토마스크 블랭크를 이용한 포토마스크의 제조 공정을 나타내는 단면도이다. 본 실시예의 포토마스크 블랭크(30)는, 도 4a에 나타낸 바와 같이, 투광성 기판(1)상에, 하프톤형 위상 시프터 막(4)과 그 위의 차광층(5) 및 반사 방지층(6)으로 이루어진 차광막(2)으로 이루어진다.
상기 포토마스크 블랭크(30)는, 다음과 같은 방법으로 제조할 수 있다.
석영 유리로 이루어진 투광성 기판상에, 매엽식 스퍼터 장치를 이용하여 스퍼터 타겟에 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si)과의 혼합 타겟(Mo:Si=8:92mol%)을 이용하여, 아르곤(Ar)과 질소(N2)와의 혼합 가스 분위기(Ar:N2 = 10 체적%:90 체적%)에서, 반응성 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의해, 몰리브덴, 실리콘 및 질소를 주된 구성요소로 하는 단층으로 구성된 ArF 엑시머 레이저(파장 193 nm)용 하프톤형 위상 시프터 막을 형성하였다. 또한, 상기 하프톤 위상 시프터 막은 ArF 엑시머 레이저(파장 193 nm)에 있어서, 투과율은 각각 5.5%, 위상 시프트량이 약 180˚로 되어 있다.
다음으로, 인라인(inline)형 스퍼터 장치를 이용하여 스퍼터 타겟에 크롬 타겟을 사용하고, 아르곤과 질소의 혼합 가스 분위기(Ar: 50 체적%, N2: 50 체적%) 중에서 반응성 스퍼터링을 행하고, 다음으로 아르곤과 메탄(Ar: 89 체적%, CH4: 11 체적%) 중에서 반응성 스퍼터링을 행함으로써, 막 두께 39 nm의 차광층을 형성하였다. 계속해서, 아르곤과 일산화질소의 혼합 분위기(Ar: 86 체적%, NO = 3 체적%) 중에서 반응성 스퍼터링을 행함으로써, 막 두께 7 nm의 반사 방지층을 형성하였다. 또한, 상기 메탄을 이용한 반응성 스퍼터링과, 상기 일산화질소를 이용한 반응성 스퍼터링은 동일 챔버에서 행해졌기 때문에, 그들 분위기의 체적%는, Ar+N2+NO로 100%가 된다. 여기서, 차광층은 크롬, 질소 및 탄소, 및 반사 방지층의 형성에 이용된 산소가 약간 혼입한 조성 경사막으로 되었다. 또한, 반사 방지층은, 크롬, 질소 및 산호, 및 차광층 형성시에 사용한 탄소가 약간 혼입한 조성 경사막으로 되었다. 이와 같이하여, 총 막 두께가 46 nm의 차광층 및 반사 방지층으로 이루어진 차광막이 형성되었다. 또한, 차광막의 총 막 두께에서 차지하는 반사 방지층의 막 두께의 비율은, 0.15였다. 또한, 상기 차광막은 하프톤 위상 시프터 막과의 적층 구조에 있어서 광학 농도(O.D.)가 3.0이었다. 또한, 도 5는 차광막의 표면 반사율 커브를 나타낸다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 노광 파장 193 nm에서의 반사율을 13.5%로 낮게 억제할 수 있었다. 또한, 포토마스크의 결함 검사 파장인 257 nm 또는 364 nm에 대해서는, 각각 19.9%, 19.7%로 되고, 검사한 후에도 문제가 되지 않는 반사율로 되었다.
다음으로, 상기 포토마스크 블랭크(30) 상에, 화학 증폭형 레지스트인 전자선 레지스트 막(후지필름 마치사 제품 CAR-FEP171)을 형성하였다. 레지스트 막의 형성은, 스피너(회전 도포 장치)를 이용하여, 회전 도포하였다. 또한, 상기 레지스트 막을 도포한 후, 가열 건조 장치를 이용하여 소정의 가열 건조 처리를 행하였다.
다음으로 포토마스크 블랭크(30) 상에 형성된 레지스트 막에 대해, 전자선 묘화 장치를 이용하여 소망하는 패턴 묘화를 행한 후, 소정의 현상액으로 현상하여 레지스트 패턴(7)을 형성하였다(도 4(b) 참조).
다음으로, 상기 레지스트 패턴(7)에 따라, 차광층(5)과 반사 방지층(6)으로 이루어진 차광막(2)의 드라이 에칭을 행하여 차광막 패턴(2a)을 형성하였다(도 4(c) 참조). 드라이 에칭 가스로서, Cl2와 O2의 혼합 가스(Cl2:O2 = 4:1)를 사용하였다. 이 경우의 저스트 에칭 시간은 129초, 에칭 속도는 차광막의 총 막 두께/에칭 시간에서 3.6 Å/초이고, 대단히 빨랐다. 또한, 상기 실시예 1 ~ 10과 동일하게, 레지스트 막의 막 감소 속도는 2.1 Å/초이고, 레지스트의 막 감소 속도: 차광막의 드라이 에칭 속도 = 1:1.7이었다. 또한, 차광막의 레지스트와의 선택비는 1.7이었다. 이와 같이, 차광막의 레지스트와의 선택비가 1을 초과함으로써(레지스트의 막 감소 속도보다 차광막의 에칭 속도가 빠르고, 차광막(2)은 막 두께가 얇은데다 에칭 속도가 빠름으로써), 에칭 시간도 빠르기 때문에, 차광막 패턴(2a)의 단면 형상도 수직 형상이 되어 양호하였다. 또한, 차광막 패턴(2a) 상에는 레지스트 막이 잔존하고 있었다.
다음으로, 상술한 차광막 패턴(2a) 및 레지스트 패턴(7)을 마스크로, 하프톤형 위상 시프터 막(4)의 에칭을 행하여 하프톤형 위상 시프터 막 패턴(4a)을 형성하였다(도 4d 참조). 상기 하프톤형 위상 시프터 막(4)의 에칭에 있어서는, 상기 차광막 패턴(2a)의 단면 형상이 영향을 받기 때문에, 차광막 패턴(2a)의 단면 형상이 양호하게 되어, 하프톤형 위상 시프터 막 패턴(4a)의 단면 형상도 양호해졌다.
다음으로, 잔존하는 레지스트 패턴(7)을 박리한 후, 다시 레지스트 막(8)을 도포하고, 전사 영역 내의 불필요한 차광막 패턴을 제거하기 위한 패턴 노광을 행한 후, 상기 레지스트 막(8)을 현상하여 레지스트 패턴(8a)을 형성하였다(도 4(e), 도 4(f) 참조). 다음으로, 웨트 에칭을 사용하여 불필요한 차광막 패턴을 제거하고, 잔존하는 레지스트 패턴을 박리하여, 포토마스크(40)를 획득하였다(도 4(g) 참조).
또한, 본 실시예에서는 차광층(5)에 주로 질소를 많이 포함함으로써, 차광막(2) 전체의 에칭 속도를 빠르게 하도록 하였다. 또한, 상기 차광층(5) 및 반사 방지층(6)에 포함된 탄소는, 반사율을 낮추는 효과, 막 응력을 저감시키는 효과, 또는 불필요한 차광막 패턴을 제거하는 때에 웨트 에칭에 대한 에칭 속도를 높이는 효과 등이 고려된다.
(실시예 13)
상기 실시예 12에 있어서, 화학 증폭형 레지스트인 전자선 레지스트의 막 두께를 300 nm, 250 nm, 200 nm로 변화시켜 차광막의 패턴을 형성하였다. 또한, 본 발명의 차광막을 채용함으로써, 차광막 상의 레지스트 패턴을 마스크로 하여 차광막의 패턴을 형성해도, 형성된 차광막의 패턴 상에 레지스트 막을 잔존시킬 수 있고, 차광막의 패턴 정밀도(CD 정밀도)를 양호하게 할 수 있다. 또한, CD 선형성의 평가를 위해, 마스크 패턴은 1:1의 라인 언더 스페이스 패턴(line under space pattern)(1:1 L/S), 1:1의 컨택트 홀 패턴(contact hole pattern)(1:1 C/H)을 형성하였다. 또한, 1:1 L/S, 1:1 C/H는 400 nmL/S, 400 nmC/H 패턴으로 평가하였다. 그 결과, 설계 치수에 대한 CD 시프트량을 평가하였더니, 1:1 L/S에 있어서는 300 nm에서 CD 시프트량은 23 nm, 250 nm에 있어서 CD 시프트량은 17 nm, 200 nm에 있어서 CD 시프트량은 12 nm였다. 또한, 1:1 C/H에 있어서는, 300 nm에 있어서 CD 시프트량은 23 nm, 250 nm에 있어서 CD 시프트량은 21 nm, 200 nm에 있어서 CD 시프트량은 19 nm였다. 이상과 같이, 본 발명의 차광막과의 조합에 의해, 레지스트 막 두께의 박막화가 가능해지고, 대폭으로 CD 선형성이 개선하는 것을 알 수 있다. 또한, 레지스트 막 두께가 200 nm에 있어서, 반도체 디자인 룰 65 nm로 요구되는 80 nm의 라인 언더 스페이스 패턴(80 nmL/S), 300 nm의 컨택트 홀 패턴(300 nmC/H)은 정확히 해상(解像)되어 있고, 패턴 단면 형상도 양호하였다. 따라서, 차광막 패턴의 단면 형상이 양호하기 때문에, 차광막 패턴을 마스크로 하여 형성된 하프톤형 위상 시프터 막 패턴의 단면 형상도 양호하게 되었다.
(실시예 14)
상기 실시예 12에 있어서, 차광막(2)의 광학 특성은 유지시킨 상태로 차광막(2) 전체에 차지되는 반사 방지층(6)의 비율과, 차광막(2) 상에 형성하는 레지스트 막의 막 두께를 변화시켜 포토마스크를 제조하였다.
차광막(2) 전체를 차지하는 반사 방지층(6)의 비율(반사 방지층의 막 두께/차광막의 막 두께)을, 0.45, 0.30, 0.20의 2종류의 포토마스크 블랭크에 대해 차광막(2) 상에 레지스트 막 두께가 300 nm, 250 nm, 200 nm로 다른 레지스트 막을 형성하여, 레지스트 패턴을 마스크로 하여 차광막을 드라이 에칭에 의해 패터닝한 경우에, 차광막 상에 잔존하는 레지스트 막을 관찰하였다.
그 결과, 차광막 전체를 차지하는 반사 방지층의 비율이 0.45인 경우, 차광막의 패턴을 형성한 후에도, 차광막 패턴 상에 레지스트 막을 잔존시켜 반도체 디자인 룰 65 nm 노드로 요구되는 차광막의 패턴 정밀도를 달성하기 위해, 최저한도로 필요한 레지스트 막의 막 두께는 250 nm인 것을 알게 되었다. 또한, 차광막 전체를 차지하는 반사 방지층의 비율이 0.30, 0.20인 경우, 레지스트 막의 막 두께가 200 nm이어도, 차광막 패턴 상에 레지스트 막이 잔존되어 반도체 디자인 룰 65 nm 노드로 요구되는 차광막의 패턴 정밀도를 달성할 수 있었다.
차광막 전체를 차지하는 반사 방지층의 비율이 0.45인 경우, 레지스트 막의 막 두께가 200 nm인 경우, 요구되는 패턴 정밀도가 달성할 수 없었던 것은, 반사 방지층에 탄소가 포함되는 경우, 드라이 에칭 속도가 저하되는 경향이 있기 때문에, 차광막을 패터닝하는데 필요한 에칭 시간이 길어지게 되어, 레지스트 막의 막 감소가 진행하였기 때문이라 생각된다.
또한, 상기 실시예 1 ~ 11에서는, 차광막의 표층에 반사 방지 기능을 갖는 반사 방지층을 형성하지 않았지만, 차광막의 표층에 포함되는 산소 등의 함유량을 조정하여 표층에 반사 방지층을 설계한 차광막으로 해도 된다.
Claims (23)
- 투광성 기판상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크에 있어서,상기 포토마스크 블랭크는, 상기 차광막 상에 형성되는 레지스트 패턴을 마스크로 하여 드라이 에칭 처리에 의해, 상기 차광막을 패터닝하는 포토마스크의 제조 방법에 대응하는 드라이 에칭 처리용 마스크 블랭크로서,상기 차광막은, 상기 드라이 에칭 처리에 있어서, 상기 레지스트와의 선택비가 1을 초과하는 재료로 구성한 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
- 투광성 기판상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크에 있어서,상기 포토마스크 블랭크는 상기 차광막 상에 형성되는 레지스트 패턴을 마스크로 하여 드라이 에칭 처리에 의해, 상기 차광막을 패터닝하는 포토마스크의 제조 방법에 대응하는 드라이 에칭 처리용 마스크 블랭크로서,상기 차광막은, 상기 드라이 에칭 처리에 있어서, 상기 레지스트의 막 감소 속도보다 에칭 속도가 빠른 재료로 구성한 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 레지스트 막의 막 두께를 300 nm 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
- 투광성 기판상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크에 있어서,상기 포토마스크 블랭크는, 상기 차광막 상에 형성되는 레지스트 패턴을 마스크로 하여 드라이 에칭 처리에 의해, 적어도 상기 차광막을 패터닝하는 포토마스크의 제조 방법에 대응하는 드라이 에칭 처리용 마스크 블랭크로서,상기 레지스트의 막 두께를 300 nm 이하로 얇게 해도 상기 차광막을 패터닝한 후에 상기 차광막 상에 레지스트가 잔존하도록, 상기 차광막의 드라이 에칭 속도를 빠르게 한 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 차광막은 크롬을 포함하는 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
- 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 레지스트의 막 감소 속도보다 상기 차광막의 드라이 에칭 속도가 빨라지는 첨가 원소의 양이 제어되는 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
- 투광성 기판상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크에 있어서,상기 포토마스크 블랭크는, 파장 200 nm 이하의 노광 광을 노광 광원으로 하는 노광 장치에 사용되는 포토마스크를 제조하기 위한 포토마스크 블랭크로서,상기 차광막은, 크롬과 크롬 단일체보다 드라이 에칭 속도가 빨라지는 첨가 원소를 포함하는 재료로 이루어지고, 원하는 차광성을 갖도록 차광막의 막 두께가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
- 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,상기 차광막 중에 포함되는 첨가원소는, 산소와 질소 중 적어도 일방의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 차광막의 상층부에, 산소를 포함하는 반사 방지층을 갖는 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
- 제 9 항에 있어서,상기 반사 방지층에는 탄소가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
- 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,상기 차광막 전체를 차지하는 반사 방지층의 비율을 0.45 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
- 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 드라이 에칭 처리는, 플라즈마 중에서 처리되는 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
- 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 차광막을 패터닝할 때에 사용하는 드라이 에칭가스는, 염소계 가스, 또는 염소계 가스와 산소 가스를 포함하는 혼합 가스로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
- 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 레지스트는 전자선 묘화(描畵)용 레지스트인 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
- 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 레지스트는 화학 증폭형 레지스트인 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
- 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 차광막의 막 두께는, 노광 광에 대해 광학 농도 3.0 이상이 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
- 제 16 항에 있어서,상기 차광막의 막 두께가 90 nm 이하인 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
- 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 투광성 기판과 상기 차광막과의 사이에, 하프톤형 위상 시프터 막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
- 제 18 항에 있어서,상기 차광막은, 상기 하프톤형 위상 시프터 막과의 적층 구조에 있어서 노광 광에 대해 광학 농도 3.0 이상이 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
- 제 19 항에 있어서,상기 차광막의 막 두께가 50 nm 이하인 것을 특징으로 하는, 포토마스크 블랭크.
- 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 기재된 포토마스크 블랭크에서의 상기 차광막을, 드라이 에칭에 의해 패터닝하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하 는,포토마스크의 제조 방법.
- 제 21 항에 있어서,상기 포토마스크 블랭크로서, 크롬에 적어도 산소를 포함하는 재료로 이루어진 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크를 이용하여, 상기 드라이 에칭에 염소계 가스와 산소 가스의 혼합 가스로 이루어진 드라이 에칭 가스를 이용한 때에, 상기 포토마스크 블랭크의 차광막에 포함되는 산소의 함유량에 따라, 상기 드라이 에칭 가스 중의 산소의 함유량을 저감시킨 조건에 있어서, 드라이 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크의 제조 방법.
- 제 21 항 또는 제 22 항에 기재된 포토마스크의 제조 방법에 의해 얻어지는 포토마스크를 사용하여, 포토리소그래피법에 의해 반도체 기판상에 회로 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는, 반도체 장치의 제조 방법.
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