KR20080111119A - 포토마스크 블랭크 및 포토마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원하는 투과율을 가짐과 동시에 제로 부근의 위상 쉬프트량을 갖고, 비교적 얇은 막두께의 광반투과막을 구비한 포토마스크 블랭크 및 포토마스크를 제공한다. 투광성 기판 위에 형성된 광반투과막을 가지는 포토마스크 블랭크에 있어서, 상기 광반투과막은, 위상차 Δθ1, 굴절율 n1, 및 소쇠계수 k1가 Δθ1≤0, k1≥n1의 관계를 만족하는 위상차 저감층을 구비하고, 여기서 Δθ1은 위상차 저감층을 투과한 광의 위상으로부터 위상차 저감층이 없는 경우의 광의 위상을 감산한 값이며, 상기 광반투과막 전체의 위상차는 -30°~ +30°의 범위가 된다.

광반투과막, 포토마스크 블랭크, 위상차 저감층, 굴절률, 막두께, 소쇠계수

Description

포토마스크 블랭크 및 포토마스크{PHOTOMASK BLANK AND PHOTOMASK}

본 발명은, 위상차가 제로 부근의 광반투과막을 구비한 포토마스크 블랭크 및 포토마스크에 관한 것이다.

노광 빛을 부분적으로 투과하고, 또한 위상 쉬프트량이 제어된 광반투과막으로서는, 예를 들면 하프톤형 위상 쉬프트 마스크에 있어서의 광반투과막이 있다.

위상 쉬프트 마스크는, LSI제조 공정의 하나인 리소그래피 공정에 있어서, 포토마스크를 사용한 리소그래피 초해상 기술의 하나에 사용되는 포토마스크로서, 상기 포토마스크를 투과하는 빛의 일부에 대해서, 그 위상을 180°변화시키는 것으로, 간섭 효과(이하, 위상 쉬프트 효과)에 의해 패턴 콘트라스트의 향상을 꾀하는 것이다. 하프톤형 위상 쉬프트 마스크는, 위상 쉬프트 마스크의 일종이며, 어떤 치수의 개구부를 통과하는 노광 빛은 회절에 의해 그 치수보다 확대를 갖는 강도분포가 되지만, 이 확대된 부분의 광강도를, 인접하는 광반투과부를 통과하고, 위상이 180°쉬프트한 광(간섭광)과의 간섭 효과로 상쇄하므로, 양자의 경계부분의 콘트라스트를 향상시키고 있다.

이 하프톤형 위상 쉬프트 마스크는, 제조 프로세스가 비교적 용이하므로, 현 재 KrF, ArF리소그래피에 있어서의 위상 쉬프트 마스크의 주류를 차지하고 있다. 일반적인 하프톤형 위상 쉬프트 마스크에 있어서의 위상 쉬프트 막의 막재료에는 Mo-Si-N의 단층 박막을 사용할 수 있고, 투과율은 5∼15%, 막두께는 60㎚∼100㎚정도이다.

또한, 특허문헌1에는, LSI의 미세화에 대응한 패턴을 전사하기 위한 새로운 위상 쉬프트 마스크가 제안되어 있다. 이 위상 쉬프트 마스크에 있어서는, 노광 빛에 대하여 15%이하의 투과율을 가짐과 아울러, 투광부와의 사이에서 (-30+360×m)도 이상 (30+360×m)도 이하(단, m은 정수)의 위상차를 갖는 차광막(광반투과막)을 가지고, 상기 차광막에 설치된 개구부에 (150+360×m)도 이상 (210+360×m)도 이하(단,m은 정수)의 위상차를 보이는 위상 시프터를 배치한 위상 쉬프트 마스크가 개시되어 있다.

특허문헌1:일본국 공개특허공보 특개2003-21891호

종래의 위상 쉬프트 마스크에 있어서, 위상 쉬프트 막을 투과하는 빛의 위상θ와, 개구부를 통과하는 빛의 위상θ'과의 위상차 Δθ₀은, 2개의 빛이 통과해 온 광학적 거리의 차이 ΔL에 비례한다. 예를 들면, 상기의 현재 주류의 단층 하프톤형 위상 쉬프트 마스크의 경우, 마스크가 놓여 있는 분위기의 굴절률을 1, 위상 쉬프트 영역을 구성하는 단층막 재료의 굴절률 및 물리막 두께를 각각 n, d라고 한 경우에,

Δθ₀=(360/λ)×ΔL=(2π/λ)(nd-d)[rad]...(식1)

로서 구해진다. 따라서, Δθ＝π, 즉

d=λ/(2(n-1))...(식2)

이 되도록, 노광 파장λ에 따라 n, d를 설정하는 것이, 종래 단층 하프톤형 위상 쉬프트 마스크에 있어서의 위상 쉬프트 막의 설계 지침이다. 또한, 위상 쉬프트 영역이 복수의 재료층이 적층되는 경우에는, 각각의 재료의 굴절률을 순차적으로 nl, n2, ...nj로 하면,

Δθ₀＝(2π/λ)((nl+n2+...+nj)d-d)[rad]…(식3)

이 된다. 식1, 3은, 위상 쉬프트 영역을 빛이 진행함으로써 위상차가 생기고 있는 것을 의미한다.

그렇지만, 특허문헌1에 제안되어 있는 위상 쉬프트 마스크에 사용되는 광반 투과막을 상기와 같은 설계 사상으로 설계하면, (-30+360×m)도 이상 (30+360×m)도 이하(단,m은 정수)의 위상차에 있어서, m=0이라고 하는 경우에는, 막두께d를 얇게 할 필요가 있고, 투과율이 상승해버려, 특히 위상차 제로를 얻으려고 하면, 막두께d를 끝없이 제로에 가까이 하는 것이 필요해진다. 또한, m=1로 하는 경우에는, 막두께가 예를 들면 100㎚이상이 되어서 대단히 두꺼운 것이 되어 버려, 투과율이 낮아짐과 아울러, 위상 쉬프트 마스크의 마스크 패턴형성 때문에 행해지는 에칭의 치수 정밀도의 문제도 생겨버린다. 따라서, 특허문헌1과 같은, 제로 부근의 위상 쉬프트량을 갖는 광반투과막을 설계하기 위해서는, 새로운 설계 사상이 필요로 되고 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 감안해서 이루어진 것으로서, 제로 부근의 위상 쉬프트량을 가지고, 또 원하는 투과율을 갖는 비교적 얇은 막두께의 광반투과막을 얻는 것, 및 이 광반투과막의 설계 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 제로 부근의 위상 쉬프트량을 가지고, 또 원하는 투과율을 갖는 비교적 얇은 막두께의 광반투과막을 구비하는 것에 의해, 예를 들면 특허문헌1에 기재된 신규의 위상 쉬프트 마스크를 제조할 수 있는 포토마스크 블랭크를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 제로 부근의 위상 쉬프트량을 가지고, 또 원하는 투과율을 갖는 비교적 얇은 막두께의 광반투과막을 구비한 포토마스크 블랭크를 사용함으로써, 예를 들면 특허문헌1에 기재된 신규의 위상 쉬프트 마스크를 실제로 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위한 수단으로서 제1의 수단은, 투광성 기판 위에 형성된 광반투과막을 가지는 포토마스크 블랭크에 있어서, 상기 광반투과막은, 위상차 Δθ1, 굴절율 n1, 및 소쇠계수 k1가 Δθ1≤0, k1≥n1의 관계를 만족하는 위상차 저감층을 구비하고, 여기서, Δθ1은 위상차 저감층을 투과한 광의 위상으로부터 위상차 저감층이 없는 경우의 광의 위상을 감산한 값이며, 상기 광반투과막 전체의 위상차가 -30°~ +30°의 범위인 포토마스크 블랭크이다.

제2의 수단은, 상기 위상차 저감층의 소쇠계수 k1가 k1≥1.5인 포토마스크 블랭크이다.

제3의 수단은, 상기 광반투과막의 투과율은 15%이하인 포토마스크 블랭크이다.

제4의 수단은, 상기 광반투과막의 막두께는 1∼50㎚의 범위인 포토마스크 블랭크이다.

제5의 수단은, 상기 위상차 저감층은 Ta, Hf, Si, Cr, Ag, Au, Cu, Al, 또는 Mo 중의 어느 하나가 일종 이상 포함된 재료로 이루어지는 포토마스크 블랭크이다.

제6의 수단은, 상기 광반투과막은, 위상차 Δθ2, 굴절율 n2, 및 소쇠계수 k2가 Δθ2＞0, k2＜n2의 관계를 만족하는, 상기 위상차 저감층과는 다른 다른 층을 구비하고, 여기서, Δθ2는 상기 다른 층을 투과한 광의 위상으로부터 상기 다른 층이 없는 경우의 광의 위상을 감산한 값인 포토마스크 블랭크이다.

제7의 수단은, 상기 광반투과막은, 위상차 Δθ2, 굴절율 n2, 및 소쇠계수 k2가 Δθ2＞0, k2＜n2의 관계를 만족하는 다른 층을 구비하고, 여기서, Δθ2는 다른 층을 투과한 광의 위상으로부터 다른 층이 없는 경우의 광의 위상을 감산한 값이고, 상기 위상차 저감층은 MoSi을 포함하는 재료로 이루어지며, 상기 다른 층은 MoSiN, MoSiO, MoSiON, SiN, SiO, SiON으로 이루어지는 포토마스크 블랭크이다.

제8의 수단은, 상기 위상차 저감층의 Mo 함유량은 30% 미만인 포토마스크 블랭크이다.

제9의 수단은, 상기 위상차 저감층은 Mo과 Si의 비율이 0:100 ∼ 30:70의 타겟을 사용하여 형성되는 포토마스크 블랭크이다.

제10의 수단은, 상기 광반투과막 위에 형성된 차광막을 더 구비하는 포토마스크 블랭크이다.

제11의 수단은, 상기 광반투과막이 금속 및 Si를 포함한 재료로 이루어지고, 상기 차광막이 Cr를 포함한 재료로 이루어진 포토마스크 블랭크이다.

제12의 수단은, 상기 광반투과막은 상기 투광성 기판에 접하여 형성되는 포토마스크 블랭크이다.

제13의 수단은, 상기 투광성 기판과 상기 광반투과막의 사이, 또는 상기 광반투과막 위에 형성된 위상 쉬프트 막을 더 구비하는 포토마스크 블랭크이다.

제14의 수단은, 제1의 수단 내지 제7의 수단 중 어느 하나에 따른 포토마스크 블랭크를 사용하여 제조되는 포토마스크이다.

본 발명에 의하면, 상기 광반투과막은, 0 <d≤λ/(2(n-1))를 만족시키는 굴 절률n 및 막두께d를 가지고, 위상차Δθ이, 광학적 거리의 차이로부터 산출되는 위상차Δθ₀보다 0도 작아지는 위상차 저감층을 적어도 한층가지므로, 제로 부근의 위상 쉬프트 양을 가지고, 또 원하는 투과율을 갖는 비교적 얇은 막두께의 광반투과막을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 상기 광반투과막을 구비한 포토마스크 블랭크로 함으로써, 예를 들면 특허문헌1에 기재된 신규의 위상 쉬프트 마스크를 제조할 수 있는 포토마스크 블랭크를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 상기 포토마스크 블랭크를 사용해서 포토마스크를 제조함으로써, 예를 들면 특허문헌1에 기재된 신규의 위상 쉬프트 마스크를 실제로 얻을 수 있다.

본 실시형태에 따른 광반투과막은, 투광성 기판 위에 형성된 것이며, 원하는 파장 λ의 빛의 일부를 투과함과 아울러, 통과하는 빛의 위상을 소정량 쉬프트시키는 기능을 가지므로, 위상 쉬프트 마스크나 그 소재인 위상 쉬프트 마스크 블랭크에 이용되는 것이다. 그리고, 이 광반투과막은, 이하의 기능을 갖는 위상차 저감층을 갖는 것을 특징으로 한다. 이하, 이 위상차 저감층을 중심으로 본 발명에 따른 광반투과막을 설명한다.

우선, 상기 위상차 저감층은, 0 <d≤λ/(2(n-1))을 만족시키는 굴절률n 및 막두께d를 갖는 층을 1층 이상 가진다. 또한, 이 층을 통과한 빛(이하, 층투과광이 라고 부른다)의 위상으로부터 층이 없을 경우의 빛(이하, 층참조광이라고 부른다)의 위상을 감산한 값Δθ(이하, 위상차Δθ(단위:도)이라고 부른다)이, 층투과광과 층참조광의 광학적 거리의 차이로부터 산출되는 값Δθ₀＝360/λ)×(n-1)×d(이하, 위상차Δθ₀(단위:도)이라고 부른다), 즉, 전술한 식1에서 산출되는 값보다도 작아지도록 하고 있다. 또한, 그 막두께d를, 종래 위상차가 180°가 되는 전술한 식2에서 나타낸 막두께 이하가 되도록 하고 있다. 상기 막두께 영역에 있어서, (식1)에서도 산출되는 상기 위상차Δθ₀보다도 작은 위상차를 얻기 위해서, 본 실시형태에서는 2개의 매질계면을 빛이 투과할 때에 생기는 불연속 위상변화를 이용하고 있다. 이 불연속 위상변화는, 2개의 매질 중 적어도 한쪽이 투과하는 빛에 대하여 투명하지 않을 경우에 일어난다.

도 1은, 예로서, 2개의 매질을 진행하는 빛의 위상변화를 간이적으로 나타내는 도면이고, 도 1(a)은, 매질1, 매질2 모두 투명한 경우, 도 1(b)은, 매질1이 투명, 매질2가 불투명한 경우다. 도 1(a)에 나타나 있는 바와 같이, 매질1, 매질2가 모두 투명한 경우에는, 양쪽 매질내 및 매질간의 계면에 있어서 연속적인 위상변화가 되지만, 도 1(b)와 같이 매질2가 불투명일 경우에는, 매질간의 계면에 있어서 불연속 위상변화가 일어난다. 도 1(b)와 같이, 불연속 위상변화에 의해 위상이 지연되는 경우를 부의 위상변화라고 칭한다.

이하, 상기의 불연속 위상변화가 발생하는 원인에 대해서, 자세하게 설명한다.

도 2에 나타나 있는 바와 같이, 2매질 계면을 빛이 반사, 투과하는 과정을 생각한다. 매질1의 굴절률을 n₁, 그 소쇠계수를 k₁, 매질2의 굴절률을 n₂, 그 소쇠계수를 k₂라고 했을 때,

매질1의 복소 굴절률을 N₁=n₁-ik₁,

매질2의 복소 굴절률을 N₂=n₂-ik₂,

반사광r의 1-2계면에 있어서의 진폭을 A_r>0, 위상을 φ_r,

투과광t의 1-2계면에 있어서의 진폭을 A_t>0, 위상을 φ_t로

표현하고, 또한, 매질1로부터 매질2에 입사하는 빛의 1-2계면에 있어서의 진폭을 1, 위상을 0으로 규정하면, 수직입사의 경우, Fresnel의 법칙으로부터,

r=A_rexp(-iφ_r）＝A_r(cosφ_r－isinφ_r）＝（N1-N2)/(N1+N2)...(식4）

t=A_texp(-iφ_t）＝A_t(cosφ_t－isinφ_t）＝2N1/(N1+N2)… (식5)

가 된다. 매질1, 2가 모두 투명매질일 경우, 즉 k₁=k₂=0인 경우에는 반사광r, 투과광t는 실수가 된다. 따라서, 식4, 5로부터

sinφ_r＝ sinφ_t＝ O

A_rcosφ_r＝(n₁-n₂)/(n₁+n₂）→φ_r＝-π,π(n₁<n₂)0(n₁>n₂)

A_tcosφ_t＝2n₁/(n₁+n₂)>0→φ_t＝0

이 되고, 입사광과 투과광의 위상이 같아지므로, 매질1-2 계면을 빛이 통과할 때, 계면에서의 불연속 위상의 변화는 일어나지 않는다. 그런데, 매질1, 2중 어느 하나가 흡수를 갖는 매질에서는 반사광r, 투과광t는 복소수가 된다. 따라서, sinφ_t은 0으로는 되지 않고, 매질1-2 계면을 빛이 통과할 때, 계면에서 위상이 불연속으로 변화하게 된다.

매질1의 굴절률n₁, 소쇠계수k₁을 각각 n₁=1, k₁=0(공기 혹은 진공)로 하고, (식2)를 바탕으로, 매질2의 굴절률n₂, 소쇠계수k₂이 변화되었을 때에 매질1로부터 매질2에 투과하는 빛의 위상변화φ_t을 구하고, 등고선을 도시하면 도 3(a)과 같이 된다(가로축이 굴절률n, 세로축이 소쇠계수k). 또한. 같은 이론으로부터, 매질2로부터 매질1에 빛이 투과할 때의 위상변화φ_t'는 도 3(b)와 같이 된다(가로축이 굴절률n, 세로축이 소쇠계수k).

도 3(a) 및 (b)로부터 알 수 있듯이, 빛의 위상은 2매질 계면에서의 반사, 투과에 의해 불연속으로 변화한다. 구체적으로는,

·매질1로부터 매질2에 빛이 투과할 때, 소쇠계수k가 k>0의 영역에서 부의 위상변화가 되고,

·매질2로부터 매질1에 빛이 투과할 때, 소쇠계수k가 k>0의 영역에서 정의 위상변화가 되고,

·매질1과 매질2의 계면에 있어서의 위상의 변화는 굴절률n뿐만 아니라, 소 쇠계수k에도 의존하고,

·굴절률n이 작아지고, 소쇠계수k가 큰 매질쪽이, 매질1로부터 매질2에 빛이 투과할 때의 계면에서의 부의 위상변화가 부로 커진다.

본 실시형태에서는, 광반투과막이 단층의 위상차 저감층으로 이루어진 경우, 매질1을 투광성 기판, 매질2을 위상차 저감층에 해당시킬 수 있다.

종래의 하프톤형 위상 쉬프트 마스크에서는, 매질2에 해당하는 위상 쉬프트 영역을 구성하는 재료는 모두, 노광 파장에 있어서의 소쇠계수k이 굴절률n에 비교하여 충분히 작게 0에 가까운 값을 취하므로, 매질1에 해당하는 투광성 기판와의 계면에서의 부의 위상변화나, 분위기(공기)와의 계면에서의 정의 위상변화는 작아지고, 도 1(a)에 나타나 있는 바와 같은 연속적인 위상변화로 간주할 수 있다. 한편, 소쇠계수k이 굴절률n에 대하여 n≤k정도까지 크고, 흡수가 있는 재료에서는, 계면에서의 불연속 위상변화와, 종래의 (식1, 3)으로 표시되는 위상차와의 양쪽을 고려할 필요가 있다.

도 4에 나타나 있는 바와 같이, 투광성 기판상의 일부가 복소 굴절률N=n-ik로 이루어진 위상차 저감층을 막두께d로 적층하고, 상기 기판의 이면(위상차 저감층이 없는 면)측에서 수직하게 파장λ의 빛을 입사시킬 때에, 위상차 저감층의 층투과광t의 위상θ_t과, 층참조광t’의 위상θ_t'을 산출한다. 분위기중의 복소 굴절률을 1-Oi, 투광성 기판의 복소 굴절률을 N_s=n_s-Oi로 하고, 전술의 Fresnel의 법칙에 더해, 매질중의 빛의 다중반사를 고려하면, 투과광t, t’은,

t=(t_s x t₁ x exp(-iδ))／(1+r_s x r₁ x exp(-2iδ）·‥（식6）

t’＝2n_s/(n_s+1)exp(-iδ’）‥·（식7）

단,

t_s= 2n_s/(n_s+N)t₁=2N/(N+1）

r_s=(n_s-N)/(n_s+N)r₁=(n_s-1)/(n_s+1）

δ＝(2π/λ)Nd

δ’＝( 2 π/λ)d로

표현된다. 여기에서, 위상θ_t’은 δ’에 해당한다. 또한, 위상θ_t은 식6을 t=Aexp（-ix)의 형태로 변형하므로, x＝θ_t로부터 구해진다(A는 실정수).

도 5는 도 4에 있어서의 n_s, n, λ의 각각을 n_s=1.56, n=2.0, λ=193.4(㎚)로 하고, k= 0.6(점선), k=2.0(일점쇄선), k=2.5(파선)일 때의 각각의 위상차Δθ_t=(θ_t－θ_t’）을, 막두께d [d(Å)의 함수로서 도시한 것이다. 또한, 도면 중에는, 종래의 단층 위상 쉬프트 마스크에 있어서의 위상차의 산출식1로부터 얻어진 위상차Δθ₀과 막두께d의 관계도 나타냈다(실선).

도 5로부터 알 수 있듯이, k=0.6 즉, 소쇠계수k이 굴절률n보다도 작은 막의 위상차와 막두께의 관계는 (식1)의 관계와 유사하지만, k =2.0 및 k=2.5, 즉 흡수가 있는 막의 경우에는(식1)의 관계로부터 크게 괴리하고, 위상차가 저감하고 있 다. 그리고, n<k=2.5일 때에는 Δθ＜0이 되는 막두께영역이 생기고 있다. 이것은, 소쇠계수k이 굴절률n보다도 큰 것에 의해, 투광성 기판와 위상차 저감층의 계면에서 생기는 부의 위상변화의 영향이 생겼기 때문이다.

이와 같이, 본 실시형태의 광반투과막에 있어서의 위상차 저감층은, 흡수가 있는 막, 즉 소쇠계수k이 비교적 큰 흡수가 있는 재료로 이루어지므로, 이 위상차 저감층에 인접하는 상기 투광성 기판, 다른 층, 또는 분위기로부터 선택되는 매질과의 계면에 있어서 불연속부의 위상변화가 생기고, 기판와 광반투과막의 계면에 있어서 종래 무시할 수 있을 만큼 작았던 부의 위상변화를 크게 할 수 있다. 그 결과, 위상차Δθ을 (식1)로 산출한 Δθ₀보다도 작게 할 수 있고, 유한한 막두께(실용적으로는, 예를 들면 1㎚이상)를 가지면서, 0°근방의 위상차Δθ, 예를 들면 0±30°이 되는 위상차Δθ을 갖는 위상차 저감층을 얻을 수 있다. 또한, 부의 위상변화를 보다 크게 하면, (식2)에서 산출되도록 위상차Δθ₀이 Δθ=180°가 되는 막두께보다도 얇은 막두께 영역에 있어서, 위상차Δθ이 엄밀하게 0°, 또는 부가 되는 광반투과막(위상차 저감층)을 형성할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 부의 값의 위상차Δθ는, 위상차를 ±180°의 범위에서 표기했을 때에 부의 값이 될 경우를 가리키고, 이 경우에는, 예를 들면 360도의 위상차는 0도로 표기된다.

본 실시형태에 있어서는, 위상차 저감층의 막두께 조정은, (식1)을 바탕으로 행하는 것이 아니고, 예를 들면 도 5로 나타낸 바와 같은 막두께와 위상차의 관계를 미리 (식6, 7)으로부터 도출하고, 원하는 위상차를 공급하는 막두께가 되도록 설정한다. 특히, 도 5에서 나타낸 k=2.0이나 k=2.5와 같이, 막두께d와 위상차Δθ을 변화시켰을 경우, d=0일 때의 Δθ＝0으로부터, 막두께의 증가와 함께 Δθ<0, Δθ＝0, Δθ>0으로 순차 변화되는 관계를 갖는 재료의 경우, 위상차로서는, 위상차가 부로부터 정으로 변화될 때에 통과하는 제로 점을 선택하면, 위상차가 엄밀하게 제로의 위상차 저감층을 얻을 수 있다. 단, 위상차 저감층에게 요구되는 투과율과 허용되는 위상차를 맞추어서, 위상차를 0±30°, 0±10°, 0±5°등의 범위에서 조정가능한 막두께로 함으로써, 투과율을 조정할 수 있다.

또한, 광반투과막의 투과율 및 위상차는, 광반투과막의 용도에 따른 설계에 의해 적당하게 결정되는 것이다. 다시 말해, 용도에 따른 투과율의 요구 값 및 위상차의 요구 값을 만족하는 막두께가 되도록, 원하는 소쇠계수k 및 굴절률n을 갖는 막재료를 선정한다. 또한, 광반투과막의 세정, 열처리 등의 처리에 따르는 투과율이나 위상차의 변동을 예측하고, 광반투과막 성막시에 원래 필요한 투과율 및 위상차와 다른 투과율 및 위상차가 되도록 설계해도 된다. 또한, 광반투과막의 세정, 열처리 등의 처리에 따르는 투과율 변화와 반사율 변화와의 밸런스를 이용하여, 상기 세정, 열처리 등의 처리를 실시해도 투과율이 그다지 변화되지 않도록 하거나, 혹은 그 세정, 열처리 등의 처리에 의한 투과율의 증감을 컨트롤 하는 것도 가능하다.

또한, 위상차Δθ과 위상차Δθ₀과의 차이가, 예를 들면 10도 이상으로 커지는 정도, 막두께에 대한 위상차Δθ의 관계가 브로드한 곡선을 그리게 되고, 막두 께에 따라 변동하는 투과율의 조정이 하기 쉬워진다. 위상차 저감층이 단층의 광반투과막의 경우에는, 위상차 저감층의 위상차 및 투과율을 조정함으로써, 광반투과막의 위상차 및 투과율의 조정을 행할 수 있다.

광반투과막은, 위상차 저감층이 단층의 경우뿐만 아니라, 위상차 저감층(동일 특성 또는 다른 특성)을 2층 이상의 다층 구비해도 되고, 또한 다른 층과 조합한 다층이어도 된다.

광반투과막을 다층으로 한 예로서, 위상차Δθ이 부가 되는 위상차 저감층을 적어도 한층과, 위상차Δθ이 정이 되는 층을 적어도 한층 포함한 다층구조를 가지고, 상기 광반투과막 전체의 위상차가, 상기 부의 위상차와 정의 위상차가 상쇄되어서 원하는 위상차를 갖는 광반투과막을 들 수 있다.

예를 들면, 위상차 저감층만으로는 노광 빛의 반사율이 높은 경우에, 위상차 저감층 위에 반사 방지층을 설치할 수 있다. 다시 말해, 반사방지막은 통상, 소쇠계수가 작은 재료가 아니면 그 기능을 충분히 발휘할 수 없기 때문에, 위상차가 정이 된다. 따라서, 위상차 저감층에 있어서의 위상차를 부로 하고, 정의 위상차를 갖는 반사방지막의 위상차와 상쇄함에 의해, 반사 방지 기능을 갖춘 후에, 전체의 광반투과막의 위상차를 제로 근방으로 조정하는 것이 가능하다.

본 실시형태에 의하면, 비교적 얇은 광반투과막을 얻을 수 있다. 그 때문에, 위상차 저감층은, 1∼50㎚의 범위, 더 바람직하게는 1∼30㎚으로부터 선택된 막두께인 것이 바람직하고, 광반투과막 전체에서도 1∼50㎚, 더 바람직하게는 1∼30㎚로 하는 것이 바람직하다. 이렇게, 비교적 얇은 막으로 함으로써, 포토마스크에 사 용한 경우 등과 같이 광반투과막의 패턴 가공이 필요한 경우에, 미세한 패턴 치수의 가공이 가능해진다.

다음에, 본 실시형태의 포토마스크 블랭크 및 포토마스크에 관하여 설명한다.

본 실시형태의 포토마스크 블랭크는, 예를 들면 특허문헌1에 기재된 포토마스크를 얻기 위한 것이다.

특허문헌1에 기재된 포토마스크(1)는, 도 6에 나타나 있는 바와 같이, 예를 들면 차광부(광반투광부)(2)에 설치된 개구부(3)에, 위상 시프터로서 투광성 기판(4)을 파 넣는 것에 의해 180°의 위상차를 설정하고, 상기 차광부(2)로서는 본 실시형태의 광반투과막(22)(도 7)에 의해, 위상차가 0±30°, 투과율이 15%이하로 조정된 것을 사용한 것이다. 따라서, 본 실시형태의 포토마스크 블랭크(10)는, 도 7에 나타나 있는 바와 같이, 투광성 기판(4) 위에 광반투과막(22)을 구비한 구조를 가진다.

이 포토마스크의 제조 방법으로서는, 예를 들면 도 8에 나타내는 다음의 방법을 들 수 있다.

다시 말해, 도 7에 나타내는 포토마스크 블랭크(10)에, 레지스트 막(11)을 형성하고, 상기 레지스트 막(11)에, 전자선 또는 레이저에 의한 묘화로 패턴 묘화를 실행한다(도 8(a)). 다음에, 레지스트 막(11)의 현상, 광반투과막(22)의 에칭, 및 투광성 기판(4)을 180°의 위상차가 되는 깊이의 파 넣기 에칭을 행한다(도 8(b)). 다음에, 레지스트 막(11)을 박리한다(도 8(c)). 이어서, 레지스트 막(12)을 전체면에 도포하고, 전자선 묘화로 패턴 묘화를 실행한다(도 8(d)). 다음에, 레지스트 막(12)의 현상, 광반투과막(22)의 에칭을 행한다(도 8(e)). 최후에, 레지스트 막(12)을 박리하고, 차광부(광반투과부)(2)를 구비한 포토마스크(1)를 얻을 수 있다(도 8(f)).

또한, 본 실시형태의 포토마스크(1)는, 차광대 첨부 포토마스크로 할 수도 있다. 또한, 차광대란, 적어도 패턴 영역 주변부에 형성하는 예를 들면 크롬계 재료로 이루어진 차광막으로서, 포토마스크 사용시에 패턴 영역 주변부의 투과광에 의한 전사 패턴 결함의 발생을 방지하기 위해서 설치하는 것이다.

도 9에, 상기 차광대 첨부 포토마스크의 제조 공정도의 일 예를 나타낸다.

우선, 도 7에 나타내는 포토마스크 블랭크(10)에, 차광대용의 차광막(13)을 형성하고, 그 위에, 레지스트 막(11)을 형성하고, 상기 레지스트 막(11)에, 전자선 또는 레이저에 의한 묘화로 패턴 묘화를 실행한다(도 9(a)). 다음에, 레지스트 막(11)의 현상, 차광막(13)의 에칭, 광반투과막(22)의 에칭, 및 투광성 기판(4)에 180°의 위상차가 되는 깊이의 파 넣기 에칭을 행한다(도 9(b)). 다음에, 레지스트 막(11)을 박리한다(도 9(c)). 이어서, 레지스트 막(12)을 전체면에 도포해(도 9(d)), 전자선 묘화로 패턴 묘화를 실행하고, 다음에, 레지스트 막(12)의 현상, 차광막(13)의 에칭, 및 광반투과막(22)의 에칭을 행한다(도 9(e)). 다음에, 레지스트 막(12)을 제거해(도 9(f)), 다시 레지스트 막(14)을 전체면에 도포하고(도 9(g)), 차광대를 형성하는 영역만이 남도록 레지스트 패턴을 형성 후(도 9(h)), 전사 영역 내의 크롬을 에칭하고(도 9(i)), 잔존한 레지스트 막(14)을 박리하여, 차광대(33) 구비 포토마스크(15)를 얻을 수 있다(도 9(j)).

또한, 포토마스크(1)에 있어서의 패턴 배치나, 제조 공정은, 상기의 예에 한정하는 것이 아니다. 예를 들면, 제조 공정에 있어서는, 상기의 방법과 같이, 투광성 기판(4)의 파 넣기 에칭을 행한 후에 광반투과막(22)으로 이루어진 차광부(2)의 형성을 행하는 것이 아니고, 광반투과막(22)으로 이루어진 차광부(2)를 형성한 후에, 투광성 기판(4)의 파 넣기 에칭을 행해도 된다.

또한, 개구부(3)에 형성된 위상 시프터는, 위상을 쉬프트시키는 막 이어도 된다. 그 경우는, 포토마스크 블랭크(10)로서는, 투광성 기판(4)과 광반투과막(22)과의 사이 또는 광반투과막(22) 위에, 위상 시프터용 막을 구비한 것이 된다.

또한, 광반투과막(22)은 단층 막 혹은 2층 이상의 막으로 구성되어도 되고, 2층 이상일 경우는 그 중의 적어도 1층이, 계면에서의 부의 위상변화를 보이는 위상차 저감층이면 좋다. 예를 들면, 위상차 저감층만으로는 노광 빛의 반사율이 높은 경우에, 위상차 저감층 위에 반사 방지층을 설치할 수 있다. 다시 말해, 반사방지막은 통상, 소쇠계수가 작은 재료가 아니면 그 기능을 충분히 발휘할 수 없기 때문에, 위상차가 정이 된다. 따라서, 위상차 저감층에 있어서의 위상차를 부로 하고, 정의 위상차를 갖는 반사방지막의 위상차와 상쇄함에 의해, 반사 방지 기능을 갖춘 후에, 전체의 광반투과막의 위상차를 제로 근방으로 조정하는 것이 가능하다. 반사방지막은, 포토마스크 블랭크의 표면반사율을 저감하고 싶은 경우에는, 위상차 저감층 위(포토마스크 블랭크의 표면측)에 설치하고, 이면 반사율을 저감하고 싶은 경우에는, 위상차 저감층 아래(투광성 기판과 위상차 저감층의 사이)에 설치하고, 표면 이면 양쪽을 저감하고 싶은 경우에는, 위상차 저감층의 양측의 면에 설치할 수 있다. 반사율은, 막 설계에 의해, 일층의 경우 또는 다층의 경우의 위상차 및 투과율을 고려한 후에 조정가능한 범위에 있어서, 원하는 면에서, 원하는 파장의 허용값 이하의 반사율이 얻어지도록 조정된다.

또한, 상기 광반투과막(22)은, 성막 후의 열 프로세스 등에 의한 특성변동의 방지나, 세정 등의 약액처리에 의한 광학특성의 변동을 방지하기 위해서, 예를 들면 150∼500℃ 정도, 바람직하게는 250∼500℃정도의 열처리, 자외선이나 레이저에 의한 조사 처리 등을 실행한 막이어도 된다.

또한, 본 실시형태의 광반투과막(22)을 포토마스크 블랭크(10)로서 사용하는 경우, 포토마스크(1)가 사용되는 노광 장치의 노광 파장에 대하여 광학특성(투과율, 반사율, 위상차)을 맞출 필요가 있다. 포토마스크(1)의 노광 파장으로서는, KrF엑시머레이저 광(파장 248㎚), ArF엑시머레이저 광(파장 193㎚), F₂엑시머레이저 광(파장 157㎚)을 포함한 150㎚∼250㎚의 범위의 노광 파장을 고려하는 것이 바람직하고, 특히, 차세대의 노광 파장인 ArF엑시머레이저 광(파장 193㎚), F₂엑시머레이저 광(파장 157㎚)을 포함한 150㎚∼200㎚의 범위의 노광 파장을 고려하는 것이 바람직하다. 또한, 포토마스크 블랭크의 표면(막면측)의 반사율에 대해서는, 상기 노광 파장에 있어서, 30%이하로 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 포토마스크 블랭크의 이면에 있어서도, 30%이하로 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 포토마스크(1)나 포토마스크 블랭크(10)의 검사 파장에서도 반사율은 40%이하 정도로 억제하는 것이 바람직하다. 검사 파장으로서는, 예를 들면 257㎚, 266㎚, 364㎚, 488㎚, 633㎚등이 있다.

또한, 광반투과막(22)의 세정액에 대한 내성이나, 패턴 가공성 등에 관해서도 고려하지 않으면 안 되는 사항이다.

[실시예]

이하, 실시예 및 비교예로서, 포토마스크 블랭크 및 포토마스크를 예로 들어서 본 발명을 더 구체적으로 설명한다.

(실시예1)

합성 석영유리로 이루어진 투광성 기판 위에, 질화크롬으로 이루어진 단층의 위상차 저감층을 구비한 광반투과막을 형성하고, 도 7에 나타내는 구조의 포토마스크 블랭크를 얻었다. 다시 말해, 투광성 기판 위에, 크롬 타겟을, 아르곤과 질소의 분위기중에서 스퍼터링함으로써 광반투과막을 형성했다.

도 10의 도표에, 포토마스크를 사용할 때의 노광 파장인 ArF엑시머레이저의 파장 193㎚에 있어서의 광반투과막의 투과율 및 위상차를 나타낸다. 또한, 투과율의 측정은 분광 광도계를 사용해서 행하고, 위상차의 측정은 위상차 측정 장치(레이저텍사제 MPM-193)를 사용해갔다. 한편, 본 실시예에서는, 투과율을 5∼15%의 범위에 포함되도록 하고 있다.

본 실시예에서는, 비교적 얇은 막두께로, 위상차를 0°부근으로 억제하면서, 5∼15%의 투과율 범위에 포함될 수 있었다.

(실시예2)

합성 석영유리로 이루어진 투광성 기판 위에, 탄탈하프늄으로 이루어진 단층의 위상차 저감층을 구비한 광반투과막을 형성하고, 도 7에 나타내는 포토마스크 블랭크를 얻었다. 다시 말해, 투광성 기판 위에, 탄탈하프늄(Ta:Hf=8:2)타겟을, 아르곤 분위기중에서 스퍼터링하여 광반투과막을 형성했다.

도 10의 도표에, 포토마스크를 사용할 때의 노광 파장인 ArF엑시머레이저의 파장 193㎚에 있어서의 광반투과막의 투과율 및 위상차를, 실시예1와 마찬가지의 측정 수단으로 측정한 결과를 나타낸다. 또한, 본 실시예에서는, 투과율을 5∼15%의 범위에 포함되도록 하고 있다.

본 실시예에서는, 비교적 얇은 막두께로 위상차를 0°부근으로 억제하면서, 5∼15%의 투과율 범위에 포함될 수 있었다.

(실시예3)

합성 석영유리로 이루어진 투광성 기판 위에, 실리콘으로 이루어진 단층의 위상차 저감층을 구비한 광반투과막을 형성하고, 도 7에 나타내는 포토마스크 블랭크를 얻었다. 다시 말해, 투광성 기판 위에, 실리콘 타겟을, 아르곤 분위기중에서 스퍼터링하여 광반투과막을 형성했다.

도 10의 도표에, 포토마스크를 사용할 때의 노광 파장인 ArF엑시머레이저의 파장 193㎚에 있어서의 광반투과막의 투과율 및 위상차를, 실시예1과 마찬가지의 측정 수단으로 측정한 결과를 나타낸다. 또한, 본 실시예에서는, 투과율을 5∼15%의 범위에 포함되도록 하고 있다.

본 실시예에서는, 비교적 얇은 막두께로 위상차를 0°부근으로 억제하면서, 5∼15%의 투과율 범위에 포함될 수 있었다.

(비교예1, 2)

합성 석영유리로 이루어진 투광성 기판 위에, 종래의 하프톤 위상 쉬프트 마스크에 있어서도, 광반투과부에 사용되는 MoSin막의 광반투과막을 형성한 도 7에 나타낸 포토마스크 블랭크를 얻었다. 다시 말해, Mo와 Si의 혼합 타겟(Mo:Si=1:9원자비)을 아르곤과 질소의 분위기중에서 스퍼터링하여 광반투과막을 형성했다.

한편, MoSin은, 위상차가 180°가 되는 최소막 두께보다도 얇은 막두께 영역에 있어서 위상차가 0°이하로 되는 막두께 영역을 갖지 않는다. 따라서, 비교예1에서는, 막두께가 비교적 얇은 영역에서 위상차를 아주 작게 했지만, 투과율이 지나치게 높아버렸다. 또한, 비교예2에서는, 위상차를 제로의 유한한 막두께를 조정한 것이지만, 광반투과부의 막두께가 100㎚ 이상으로 대단히 두꺼워져버려, 미세한 패턴 가공에 적합하지 않은 것이었다.

(실시예4∼6)

실시예1∼3의 포토마스크 블랭크를 사용하여, 상기 도 8에 나타낸 공정에 의해 포토마스크를 형성했다.

한편, 실시예1의 광반투과막 Cr-N의 에칭은 Cl₂+0₂, 실시예2의 TaHf의 에칭은 Cl₂, 실시예3의 Si의 에칭은 CF₄를 각각 에칭 가스로서 사용한 드라이에칭으로 행했다. 또한, 투광성 기판의 에칭은, CF₄+0₄을 에칭가스로서 사용한 드라이에칭으 로 행했다. 한편, 광반투과막의 에칭에 대하여, 투광성 기판은 충분한 내성을 가진다.

실시예1∼3에 대응한 실시예4∼6의 각 포토마스크에 있어서는, 미소 패턴에 대하여 치수 오차가 작은, 양호한 패턴 형상을 얻을 수 있었다.

(실시예7, 8)

본 실시예는, 실시예2 및 실시예3의 포토마스크 블랭크를 사용하고, 차광대 첨부의 포토마스크를 제조한 예다.

실시예2 및 실시예3의 포토마스크 블랭크를 사용하여, 도 9에 나타낸 공정에 의해 포토마스크를 형성했다. 한편, 차광대용의 차광막은, 크롬계 재료막을 사용하고, 에칭에는 , Cl₂+0₂을 에칭 가스로서 사용한 드라이에칭으로 행했다. 실시예2 및 실시예3의 에칭은, 실시예5 및 실시예6과 마찬가지로 행했다. 이것들 광반투과막의 에칭과 차광막의 에칭은 서로 에칭 선택성이 높기 때문에, 선택 에칭이 가능해서, 차광막을 마스크에 광반투과막의 에칭을 행하는 것에 의해, 한층 더 치수오차가 작은 양호한 패턴 형상을 얻을 수 있었다.

한편, 실시예1의 포토마스크 블랭크는, 광반투과막의 재료로서 차광대용의 차광막과 같은 크롬계 재료를 사용하고 있기 때문에, 선택 에칭을 행하는 것은 곤란하다.

(실시예9∼11)

도11에 나타나 있는 바와 같이, 합성 석영유리로 이루어진 투광성 기판(4) 위에, 몰리브덴과 실리콘으로 이루어진 위상차 저감층(16)과, 몰리브덴, 실리콘, 및 질소로 이루어진 반사방지층(17)을 적층시켜서 광반투과막(22)으로 한 포토마스크 블랭크(18)를 얻었다. 다시 말해, 투광성 기판(4) 위에, 몰리브덴과 실리콘으로 이루어진 타겟(Mo:Si=1:9원자비)을 아르곤 등의 불활성가스 분위기중에서 스퍼터링하여 위상차 저감층(16)을 형성하고, 이어서 몰리브덴과 실리콘(Mo:Si=1:9원자비)을 아르곤과 질소를 포함한 분위기중에서 스퍼터링하여 MoSiN반사방지층(17)을 형성함으로써, 2층 구조의 광반투과막(22)을 형성했다.

도 12의 도표에, 각 실시예9∼11의 막 특성을 나타낸다. 한편, 굴절률, 소쇠계수, 투과율, 반사율 및 위상차는, 포토마스크를 사용할 때의 노광 파장인 ArF엑시머레이저의 파장 193㎚에 있어서의 값이다. 한편, 투과율 및 반사율의 측정은, 분광 광도계를 사용해서 행하고, 위상차의 측정은 위상차 측정 장치(레이저텍사제 MPM-193)를 사용하여 행했다. 한편, 본 실시예에서는, 투과율을 5∼15%의 범위에 포함되도록 하고 있다.

또한, 도 13은, 본 실시예9∼11에서 사용한 반사 방지층의 재료에 있어서의 막두께와 위상차의 관계를 나타낸 것이다. 이 도면으로부터, 반사 방지층을 위상차 저감층에 적층시키므로, 광반투과막의 위상차를 마이너스측으로 조정 가능한 것을 알 수 있다.

또한, 도 14는, 본 실시예9∼11에서 사용한 포토마스크 블랭크 표면의 반사 스펙트럼을 도시한 도면이다.

본 실시예9∼11에 있어서는, 도 12에 나타나 있는 바와 같이, 비교적 얇은 막두께로, 위상차를 0°부근으로 억제하면서, 5∼15%의 투과율 범위에 포함될 수 있었다. 또한, 노광 파장에 있어서의 반사율도 30%이하로 비교적 낮은 값이 되고, 실시예11에서는, 도 14에 나타나 있는 바와 같이 포토마스크의 검사 파장인 266㎚에 있어서 반사율을 40%이하로 억제하는 것이 가능했다.

또한, 본 실시예9∼11은, 광반투과막에 MoSi계의 재료를 사용하고 있으므로, 실시예7, 8과 마찬가지로 차광대 첨부 포토마스크를 제조할 때에, 광반투과막의 에칭과 차광막의 에칭은 서로 에칭 선택성이 높기 때문에, 선택 에칭이 가능하고, 차광막을 마스크에 광반투과막의 에칭을 행함으로써, 치수오차가 작은 양호한 패턴 형상을 얻을 수 있다.

또한, 실시예9∼11에 있어서는, 스퍼터링 타겟에 몰리브덴과 실리콘으로 이루어진 타겟을 사용해서 MoSiN반사 방지층을 형성했지만, 실리콘 타겟을 사용해서 SiN반사방지층으로 해도 된다. 또한, 성막 분위기중에 산소를 첨가하고, MoSiO, SiO, MoSiON, SiON 등의 반사 방지층으로 해도 된다. 또한, 반사 방지층 및/또는 위상차 저감층의 몰리브덴의 함유량은 30%미만으로 하거나, 또는 스퍼터링 타겟으로서의 몰리부덴과 실리콘의 비율을 0:100∼30:70으로 하는 것이, 알칼리 및 산세정액에 대한 내성을 고려한 점에서 바람직하다.

(참고예1)

위상차 저감층만으로 반사방지막을 갖지 않는 포토마스크 블랭크를 작성했다(도 12의 도표참조). 그 결과, 위상차는 ±30°, 투과율은 5∼15%의 범위에 들어갔지만, 반사율이 대단히 높은 값이 되어버렸다.

(비교예3)

위상차 저감층으로서, 굴절률n과 소쇠계수k가 n>k가 되는 재료의 막을 형성하고, 그 위에 반사 방지층을 형성했다(도 12의 도표참조). 그 결과, 투과율은 5∼15％의 범위에 들어가고, 반사율도 저감할 수 있었지만, 위상차가 대단히 큰 막으로 되어 버렸다.

또한, 본 발명은, 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

상기 실시예에 있어서는, 포토마스크 블랭크 및 포토마스크의 예를 게시했지만, 제로 부근의 위상차를 필요로 하는 광반투과막의 모든 용도에 사용하는 것이 가능하다.

또한, 상기 실시예에 있어서는, 투과율을 5∼15%의 범위에 들어가도록 설계했지만, 포토마스크 사용시의 전사 패턴의 설계에 따라 투과율의 설계값도 변경할 수 있다. 투과율의 설계값으로서는, 예를 들면 40%이하의 범위에서 선택된 값으로 할 수 있다.

아울러, 위상차 저감층의 재료는, 상기 재료에 한하지 않고, 상기 광반투과막과 상기 투광성 기판와의 계면 및/또는 상기 광반투과막이 노출하는 분위기와의 계면에서의 노광 빛의 투과 및/또는 반사에 의한 부의 위상변화가 생기는 재료로 이루어진 것이면 좋다. 구체적으로는, 위상차 저감층의 재료는, Ta, Hf, Si, Cr, Ag, Au, Cu, Al, Mo 등의 재료를 일종 또는 이종 이상 포함할 수 있다.

예를 들면, 광반투과막을 포토마스크 블랭크에 사용한 경우에는, 상기 광반투과막의 재료는, 자외영역에 있어서 위상차 저감 효과를 갖고, 알칼리 세정액 및 산 세정액에 대한 내성을 가지며, 패턴 가공성이 뛰어난 것이 바람직하고, 그러한 관점에서, 금속과 실리콘을 포함한 재료(금속:Mo, Ta, W, Cr, Zr, Hf등) 또는 실리콘으로 하는 것이 바람직하다. 아울러, 광반투과막의 재료는, 포토마스크로 했을 때에 차광대가 되는 크롬 차광막과의 에칭 선택비가 큰 재료로 하는 것이 마스크 제조의 관점에서 바람직하고, 예를 들면 투광성 기판의 에칭 가공시에, 광반투과막이 에칭되지 않는 재료를 포함한 것에 의해, 투광성 기판 부분의 치수 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 예를 들면, 위상차 저감층과 반사 방지층을 포함한 다층구조의 광반투과막을 패턴 가공하는 경우에는, 각각의 층이, 같은 에칭 매질에서 에칭 가공할 수 있는 재료로 하는 것이, 마스크 제조 공정의 간략화를 고려한 점에서 바람직하다.

도 1은 2개의 매질을 진행하는 빛의 위상변화를 모식적으로 도시한 도면이다.

도 2는 2매질 계면의 투과광 및 반사광을 도시한 도면이다.

도 3은 2매질간을 투과하는 빛의 위상변화를 도시한 도면이다.

도 4는 투광성 기판과 위상차 저감층의 계면의 투과광 및 반사광을 도시한 도면이다.

도 5는 위상차와 막두께의 관계를 도시한 도면이다.

도 6은 본 발명의 포토마스크의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.

도 7은 본 발명의 포토마스크 블랭크의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.

도 8은 본 발명의 포토마스크를 제조하는 방법의 일 실시예를 나타내는 제조 공정도이다.

도 9는 본 발명의 포토마스크를 제조하는 방법의 다른 실시예를 나타내는 제조 공정도이다.

도 10은 본 발명의 실시예1∼3을 나타내는 도표다.

도 11은 본 발명의 실시예9∼11에 있어서의 포토마스크 블랭크를 나타내는 단면도이다.

도 12는 본 발명의 실시예9∼11을 나타내는 도표이다.

도 13은 본 발명의 실시예9∼11에 있어서의 포토마스크 블랭크의 위상차와 막두께의 관계를 도시한 도면이다.

도 14는 본 발명의 실시예9∼11에 있어서의 포토마스크 블랭크의 반사 스펙트럼이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

1: 포토마스크 2: 차광부

3: 개구부 4: 투광성 기판

10: 포토마스크 블랭크 11, 12, 14: 레지스트 막

13: 차광막 15: 차광대 첨부 포토마스크

16: 위상차 저감층 17: 반사 방지층

18: 포토마스크 블랭크 22: 광반투과막

33: 차광대

Claims (14)

1. 투광성 기판 위에 형성된 광반투과막을 가지는 포토마스크 블랭크에 있어서,

   상기 광반투과막은,

   위상차 Δθ1, 굴절율 n1, 및 소쇠계수 k1가 Δθ1≤0, k1≥n1의 관계를 만족하는 위상차 저감층을 구비하고,

   여기서, Δθ1은 위상차 저감층을 투과한 광의 위상으로부터 위상차 저감층이 없는 경우의 광의 위상을 감산한 값이며,

   상기 광반투과막 전체의 위상차가 -30°~ +30°의 범위인 포토마스크 블랭크.
2. 제1항에 있어서,

   상기 위상차 저감층의 소쇠계수 k1가 k1≥1.5인 포토마스크 블랭크.
3. 제1항에 있어서,

   상기 광반투과막의 투과율은 15%이하인 포토마스크 블랭크.
4. 제1항에 있어서,

   상기 광반투과막의 막두께는 1∼50㎚의 범위인 포토마스크 블랭크.
5. 제1항에 있어서,

   상기 위상차 저감층은 Ta, Hf, Si, Cr, Ag, Au, Cu, Al, 또는 Mo 중의 어느 하나가 일종 이상 포함된 재료로 이루어지는 포토마스크 블랭크.
6. 제1항에 있어서,

   상기 광반투과막은, 위상차 Δθ2, 굴절율 n2, 및 소쇠계수 k2가 Δθ2＞0, k2＜n2의 관계를 만족하는, 상기 위상차 저감층과는 다른 다른 층을 구비하고,

   여기서, Δθ2는 상기 다른 층을 투과한 광의 위상으로부터 상기 다른 층이 없는 경우의 광의 위상을 감산한 값인 포토마스크 블랭크.
7. 제1항에 있어서,

   상기 광반투과막은, 위상차 Δθ2, 굴절율 n2, 및 소쇠계수 k2가 Δθ2＞0, k2＜n2의 관계를 만족하는 다른 층을 구비하고,

   여기서, Δθ2는 다른 층을 투과한 광의 위상으로부터 다른 층이 없는 경우의 광의 위상을 감산한 값이고,

   상기 위상차 저감층은 MoSi을 포함하는 재료로 이루어지며,

   상기 다른 층은 MoSiN, MoSiO, MoSiON, SiN, SiO, SiON으로 이루어지는 포토마스크 블랭크.
8. 제5항 또는 제7항에 있어서,

   상기 위상차 저감층의 Mo 함유량은 30% 미만인 포토마스크 블랭크.
9. 제5항 또는 제7항에 있어서,

   상기 위상차 저감층은 Mo과 Si의 비율이 0:100 ∼ 30:70의 타겟을 사용하여 형성되는 포토마스크 블랭크.
10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한항에 있어서,

    상기 광반투과막 위에 형성된 차광막을 더 구비하는 포토마스크 블랭크.
11. 제10항에 있어서,

    상기 광반투과막이 금속 및 Si를 포함한 재료로 이루어지고,

    상기 차광막이 Cr를 포함한 재료로 이루어진 포토마스크 블랭크.
12. 제1항 내지 제7항 중 어느 한항에 있어서,

    상기 광반투과막은 상기 투광성 기판에 접하여 형성되는 포토마스크 블랭크.
13. 제1항 내지 제7항 중 어느 한항에 있어서,

    상기 투광성 기판과 상기 광반투과막의 사이, 또는 상기 광반투과막 위에 형성된 위상 쉬프트 막을 더 구비하는 포토마스크 블랭크.
14. 제1항 내지 제7항 중 어느 한항에 따른 포토마스크 블랭크를 사용하여 제조되는 포토마스크.

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