KR20110101111A - 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법, 위상 시프트 마스크의 제조 방법, 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크 - Google Patents

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요시까와 히로끼
이나즈끼 유끼오
후꾸시마 노리야스
가네꼬 히데오
오까자끼 사또시
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신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 적어도, 스퍼터법에 의해 기판 위에 위상 시프트막을 1층 이상 성막하는 공정을 포함하고, 상기 스퍼터법에 의한 위상 시프트막의 성막은, 조성이 서로 다른 복수의 타겟을 동시에 방전시켜 성막하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법을 제공한다. 이에 의해, 간편하게 소망 조성, 소망 품질로, 특히 저결함의 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조할 수 있다.

Description

위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법, 위상 시프트 마스크의 제조 방법, 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크{METHOD OF PRODUCING PHASE SHIFT MASK BLANK, METHOD OF PRODUCING PHASE SHIFT MASK, PHASE SHIFT MASK BLANK, AND PHASE SHIFT MASK}
본 발명은 반도체 집적 회로의 제조 등에 이용되는 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크 그리고 이들의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 위상 시프트막에 의해서 노광 파장의 빛을 감쇠시키는 하프톤형의 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크 그리고 이들의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 미세화 기술이 진행됨에 따라서, 디바이스 제조 프로세스의 안정화 및 보다 미소한 파티클에 대한 대책이 중요한 사항으로 주목받아 오고 있다. 2002년의 ITRS(International Technology Roadmap for Semiconductors)의 로드 맵에서는, 2004년에는 0.09㎛의 라인 스페이스의 확립이 요구되고 있고, 포토마스크에서의 해상력도 그에 따라 무결함, 초해상성이 요구된다.
IC, LSI 및 VLSI 등의 반도체 집적 회로의 제조를 비롯하여 광범위한 용도로 이용되고 있는 포토마스크는, 기본적으로는 투광성 기판상에 크롬을 주성분으로 한 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크의 해당 차광막에, 포토리소그래피법을 응용하여 자외선이나 전자선 등을 사용함으로써, 소정의 패턴을 형성한 것이다. 최근에는 반도체 집적 회로의 고집적화 등의 시장 요구에 따라 패턴의 미세화가 급속히 진행되어, 이에 대해 노광 파장의 단파장화를 도모함으로써 대응하여 왔다.
그러나, 노광 파장의 단파장화는 해상도를 개선하는 반면, 초점 심도의 감소를 초래하고, 프로세스의 안정성이 저하되어, 제품의 수율에 악영향을 끼친다고 하는 문제가 있었다.
이러한 문제에 대하여 유효한 패턴 전사법의 하나로서 위상 시프트법이 있으며, 미세 패턴을 전사하기 위한 마스크로서 위상 시프트 마스크가 사용되고 있다.
또한, 이것에 광 근접 효과 보정 방법(Optical Proximity Correction; OPC)을 아울러 이용함으로써 해상력의 향상을 도모하고 있다.
이 위상 시프트 마스크(하프톤형 위상 시프트 마스크)는, 예를 들면 도 9의 (a)와 (b)에 도시한 바와 같이, 기판(1)상에 위상 시프트막(2)이 성막된 위상 시프트 마스크 상의 패턴 부분을 형성하고 있는 위상 시프터부(2a)와, 위상 시프터가 존재하지 않는 기판이 노출되어 있는 기판 노출부(1a)로 이루어지며, 양자를 투과하여 오는 빛의 위상차를 약 180°로 함으로써, 패턴 경계 부분의 빛의 간섭에 의해, 간섭한 부분에서 빛 강도는 제로가 되어, 전사상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 것이다. 또한, 위상 시프트법을 이용함으로써, 필요한 해상도를 얻기 위한 초점 심도를 증대시키는 것이 가능해져, 크롬막 등으로 이루어지는 일반적인 차광 패턴을 갖는 통상의 마스크를 이용한 경우에 비하여, 해상도의 개선과 노광 프로세스의 마진을 향상시키는 것이 가능한 것이다.
상기 위상 시프트 마스크는 위상 시프터부의 광 투과 특성에 의해서, 완전 투과형 위상 시프트 마스크와 하프톤형 위상 시프트 마스크로 실용적으로는 대별할 수 있다. 완전 투과형 위상 시프트 마스크는 위상 시프터부의 광 투과율이 기판 노출부와 동등하며, 노광 파장에 대하여 투명한 마스크이다. 하프톤형 위상 시프트 마스크는 위상 시프터부의 광 투과율이 기판 노출부의 수 % 내지 수 십 % 정도의 것이다.
도 3에 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크, 도 4에 하프톤형 위상 시프트 마스크의 기본적인 구조를 각각 도시한다. 도 3의 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크(5)는 투명 기판(1)의 거의 전면에 하프톤 위상 시프트막(2)을 형성한 것이다. 또한, 도 4의 하프톤형 위상 시프트 마스크(6)는 상기 위상 시프트막(2)을 패턴화한 것으로, 기판(1) 상의 패턴 부분을 형성하는 위상 시프터부(2a), 위상 시프터가 존재하지 않는 기판 노출부(1a)로 이루어진다. 여기서, 위상 시프터부(2a)를 투과한 빛은 기판 노출부(1a)를 통과한 빛에 대하여 위상 시프트되고, 위상 시프터부(2a)의 투과율은 피 전사 기판 상의 레지스트에 대해서는 감광하지 않는 빛 강도로 설정된다. 따라서, 노광 광을 실질적으로 차단하는 차광 기능을 갖는다.
상기 하프톤형 위상 시프트 마스크로서는 구조가 간단하고 제조가 용이한 단층형의 하프톤형 위상 시프트 마스크가 있다. 이 단층형의 하프톤형 위상 시프트 마스크로서는, MoSiO, MoSiON 등의 MoSi계의 재료로 이루어지는 위상 시프터를 갖는 것 등이 제안되어 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 평성7-140635호 공보 참조).
이와 같은 위상 시프트 마스크에 사용되는 위상 시프트 마스크 블랭크에서 중요한 것은, 사용하는 노광 파장에 있어서의 투과율, 위상차, 반사율, 굴절율 등의 광학 특성을 만족하면서, 또한 약품내성 등의 내구성 및 저결함을 실현하지 않으면 안 되는 것이다.
그러나, 상기 단층형의 하프톤형 위상 시프트막은, 광학 특성을 원하는 값으로 설정하면 막 조성이 일의적으로 반드시 결정되어 버리기 때문에, 다른 요구 특성을 만족한 위상 시프트막을 얻는 것이 곤란했다.
이 문제를 회피하기 위해서, 광학적인 특성을 만족시키기 위한 층과 약품내성 등의 다른 특성을 만족시키기 위한 층을 복수 마련한 복수 층의 위상 시프트막(위상 시프트 다층막)을 성막하는 것이 생각되었다. 그러나, 실제로 광학적인 특성을 만족시키면서 약품내성도 만족하는 막 구조 및 막 조성은 불명확하였다.
또한, 위상 시프트막은 통상 스퍼터링법에 의해서 성막되지만, 성막했을 때에 원하는 투과율이 얻어지도록 금속과 실리콘의 조성을 조정하고, 혼합, 소결한 금속 실리사이드 등의 타겟 하나를 사용하여 성막된다. 그러나, 이러한 방법으로 성막된 위상 시프트막은, 위상 시프트막 중의 금속과 실리콘의 비율이 타겟의 조성에 대응한 단일의 것밖에 성막할 수 없다.
이러한 상황에서, 위상 시프트막의 투과율을 높이기 위해서는, 위상 시프트막 중의 산소 함유량을 늘리는 방법과 실리콘 함유량을 늘리는 방법이 있다.
여기서, 위상 시프트막 중의 산소 함유량을 늘리는 방법을 이용하는 경우에는, 스퍼터 성막중에 흘려보내는 산소를 포함하는 가스 유량을 증가시킴으로써 산소 함유량을 늘릴 수 있지만, 막 중의 산소 함유량이 증가하면 막의 세정에 이용하는 세정액에 대한 약품내성이 열화되는 문제가 있다. 또한, 산소 함유량이 증가하면 막의 굴절율이 저하되어, 위상차를 180°로 하기 위한 막 두께가 두꺼워진다고 하는 문제가 있었다.
또한, 위상 시프트막 중의 실리콘 함유량을 늘리는 방법으로서, 스퍼터 타겟의 금속 실리사이드 타겟의 실리콘 비율을 높이는 방법이 있다. 그러나, 이 방법에서는 위상 시프트막의 투과율의 각각의 사양에 대응하여 타겟을 준비할 필요가 있다. 금속 실리사이드 타겟은 매우 비싸며, 이러한 것은 제조 비용 및 생산성을 고려하면 바람직하지 못하다.
또한, 타겟을 제작할 때, 타겟 중의 실리콘의 비율이 많은 영역에서는, 타겟 내에서 실리콘과 금속이 균일하게 분산되지 않고서 편중되는 분산 상태로 되기 쉽고, 이러한 조성의 분산이 발생한 타겟을 이용하여 스퍼터 성막을 행하면 이상 방전이 발생하기 쉽고, 성막되는 위상 시프트막에 결함이 발생하기 쉽다.
또한, 상술한 바와 같은 복수 층의 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조할 때에는, 스퍼터법에 의해 투명 기판 위에 각 층의 위상 시프트막을 순차 스퍼터링 성막하는 방법이 일반적이다. 이 경우, 스퍼터링 장치의 성막실내에, 각 층의 위상 시프트막을 성막하기 위한 다른 타겟을 복수 준비하고, 각 층마다 여러 가지의 타겟을 방전시켜 성막을 행한다.
그런데, 위상 시프트막의 층 수를 늘려감에 따라서, 위상 시프트막에 결함이나 파티클이 발생하기 쉽다고 하는 문제가 발생해 왔다. 그 때문에, 복수 층의 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조에 있어서, 저결함의 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조하는 것이 곤란하다고 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 투과율이 서로 다른 위상 시프트막을 성막할 때에 타겟을 다른 조성으로 변경하지 않고, 간편하게 원하는 투과율을 얻을 수 있고, 또한 약품내성이 좋은 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법 및 위상 시프트 마스크 블랭크, 그리고 위상 시프트 마스크의 제조 방법 및 위상 시프트 마스크를 제공하는 것을 제1 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 광학 특성을 만족하면서, 약품내성이 우수한 결함이 적은 위상 시프트 마스크 블랭크 및 그것을 이용한 위상 시프트 마스크, 및 이들의 제조 방법을 제공하는 것을 제2 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 복수의 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크이고, 위상 시프트막이 저결함의 것을 제조하는 방법을 제공하는 것을 제3 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 적어도, 스퍼터법에 의해 기판상에 위상 시프트막을 1층 이상 성막하는 공정을 포함하고, 상기 스퍼터법에 의한 위상 시프트막의 성막은 조성이 서로 다른 복수의 타겟을 동시에 방전시켜 성막하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법이다.
이와 같이, 스퍼터법에 의한 위상 시프트막의 성막을, 조성이 서로 다른 복수의 타겟을 동시에 방전시켜 행함으로써, 하나의 타겟을 다른 조성으로 일부러 변경하여 이용하는 일이 없기 때문에, 간편하게 소망 조성, 소망 품질의 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조할 수 있다. 또 특히, 복수 층의 위상 시프트막을 성막할 때에는, 복수의 타겟을 동시에 방전시켜 놓음으로써, 스퍼터링 성막의 방전을 안정시킬 수 있기 때문에, 저결함의 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조할 수 있다.
즉, 우선 본 발명의 제1 형태는, 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 적어도 기판 위에 위상 시프트막을 1층 이상 성막하는 공정을 포함하고, 상기 위상 시프트막의 성막은, 스퍼터법에 의해 적어도 1이상의 실리콘 타겟과, 금속 실리사이드, 금속 실리사이드 산화물, 금속 실리사이드 질화물, 금속 실리사이드 산화 질화물, 금속 실리사이드 산화 탄화물, 금속 실리사이드 질화 탄화물, 및 금속 실리사이드 산화 질화 탄화물 중에서 선택되는 1이상의 타겟을 동시에 방전시켜 성막하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법이다.
이와 같이 스퍼터법에 의해 위상 시프트막을 성막할 때에, 실리콘 타겟과 금속 실리사이드 등의 타겟을 동시에 방전시켜 성막하는 것에 의해, 타겟을 다른 조성의 것으로 변경하지 않더라도, 위상 시프트막 중의 금속과 실리콘을 임의의 조성비로 구성하여, 간단히 투과율을 변경·조정할 수 있다. 또, 특별히 위상 시프트막 중의 산소 함유량을 증가시킬 필요가 없기 때문에, 약품내성이 좋은 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조할 수 있다.
이 경우, 상기 각 타겟에 인가하는 전력을 조정하여, 막 중의 금속과 실리콘의 조성비를 변경하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명에서는 개개의 타겟에 투입하는 전력을 조정하는 것만으로, 성막되는 막 중의 조성을 변경할 수 있어, 소망 특성을 갖는 위상 시프트막을 간단히 얻을 수 있다.
이 경우, 상기 타겟의 금속 성분은 몰리브덴인 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 타겟의 금속 성분이 몰리브덴이면, 즉 타겟이 몰리브덴 실리사이드, 몰리브덴 실리사이드 산화물, 몰리브덴 실리사이드 질화물, 몰리브덴 실리사이드 산화 질화물, 몰리브덴 실리사이드 산화 탄화물, 몰리브덴 실리사이드 질화 탄화물, 및 몰리브덴 실리사이드 산화 질화 탄화물의 타겟이면, 이들의 타겟은 치밀하고 고순도의 것을 얻기 쉽기 때문에, 고품질의 위상 시프트막을 형성할 수 있으므로 바람직하다.
이 경우, 상기 스퍼터법에 의한 위상 시프트막의 성막 시에, 스퍼터링 가스로서, 산소, 질소 또는 탄소를 구성 원소로서 함유하는 가스를 이용할 수 있다.
이와 같이, 스퍼터법에 의한 위상 시프트막의 성막 시에, 미리 산소나 질소나 탄소를 첨가한 타겟을 이용하는 방법 외에, 스퍼터링 가스로서, 산소, 질소 또는 탄소를 구성 원소로서 함유하는 가스를 이용함으로써도, 위상 시프트막 중에 소망 량의 산소, 질소, 탄소를 함유시켜, 위상 시프트막의 투과율을 조정할 수 있다.
그리고 본 발명은 상기 본 발명의 제조 방법으로 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크이다.
이와 같이 본 발명의 제조 방법으로 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크는, 원하는 투과율을 갖고, 약품내성에도 우수한 것이 된다.
또한 본 발명은 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트막 상에, 리소그래피법에 의해 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법이다.
이와 같이 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트막 상에 리소그래피법으로 패턴을 형성하면, 본 발명의 제조 방법으로 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크는 원하는 투과율로 할 수 있고, 약품내성도 우수하기 때문에, 이것에 리소그래피법에 의해 패턴 형성을 할 때에 특성의 변동이 발생하는 일이 없어, 안정된 품질의 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.
또한 본 발명은 위상 시프트 마스크 패턴에 있어서, 기판 위에 위상 시프트막이 적어도 1층 마련되고, 상기 위상 시프트막은 구성 원소로서 적어도 금속 및 실리콘을 포함하고, 상기 위상 시프트막은, 스퍼터법에 의해 적어도 1이상의 실리콘 타겟과, 금속 실리사이드, 금속 실리사이드 산화물, 금속 실리사이드 질화물, 금속 실리사이드 산화 질화물, 금속 실리사이드 산화 탄화물, 금속 실리사이드 질화 탄화물, 및 금속 실리사이드 산화 질화 탄화물 중에서 선택되는 1이상의 타겟을 동시에 방전시켜 성막된 것인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크이다.
이와 같이 위상 시프트막이, 스퍼터법에 의해 적어도 1이상의 실리콘 타겟과, 금속 실리사이드, 금속 실리사이드 산화물, 금속 실리사이드 질화물, 금속 실리사이드 산화 질화물, 금속 실리사이드 산화 탄화물, 금속 실리사이드 질화 탄화물, 및 금속 실리사이드 산화 질화 탄화물 중에서 선택되는 1이상의 타겟을 동시에 방전시켜 성막된 것이면, 위상 시프트막은 원하는 투과율을 갖는 것이고, 약품내성에도 우수한 것이 된다.
이 경우, 상기 위상 시프트막은, 금속 실리사이드, 금속 실리사이드 산화물, 금속 실리사이드 질화물, 금속 실리사이드 산화 질화물, 금속 실리사이드 산화 탄화물, 금속 실리사이드 질화 탄화물, 및 금속 실리사이드 산화 질화 탄화물 중 어느 하나로 이루어지는 것으로 할 수 있다.
이와 같이 위상 시프트막이, 금속 실리사이드, 금속 실리사이드 산화물, 금속 실리사이드 질화물, 금속 실리사이드 산화 질화물, 금속 실리사이드 산화 탄화물, 금속 실리사이드 질화 탄화물, 및 금속 실리사이드 산화 질화 탄화물 중 어느 하나로 이루어지는 것으로 하면, 위상 시프트막을 원하는 투과율로 할 수 있다.
이 경우, 상기 위상 시프트막의 금속 성분은 몰리브덴인 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 위상 시프트막의 금속 성분이 몰리브덴이면, 즉, 몰리브덴 실리사이드, 몰리브덴 실리사이드 산화물, 몰리브덴 실리사이드 질화물, 몰리브덴 실리사이드 산화 질화물, 몰리브덴 실리사이드 산화 탄화물, 몰리브덴 실리사이드 질화 탄화물, 및 몰리브덴 실리사이드 산화 질화 탄화물 중 어느 하나로 이루어지는 것이면, 이들 몰리브덴을 포함하는 위상 시프트막을 스퍼터 성막하기 위한 몰리브덴 실리사이드 타겟 등은, 치밀하고 고순도의 것을 얻어 쉽기 때문에, 고품질의 위상 시프트막이 된다.
이 경우, 상기 위상 시프트막의 노광에 사용하는 빛의 파장에 있어서의 위상차의 면내 분포의 중심치가 180±10도이고, 또한 투과율의 면내 분포의 중심치가 3 내지 40%인 것이 바람직하다.
이와 같이 상기 위상 시프트막의 노광에 사용하는 빛의 파장에 있어서의 위상차의 면내 분포의 중심치가 180±10도이고, 또한 투과율의 면내 분포의 중심치가 3 내지 40%이면, 노광 광을 실질적으로 차단하는 차광 기능을 갖는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크로 할 수 있다.
이 경우, 상기 위상 시프트막의 노광에 사용하는 빛의 파장에 있어서의 위상차의 면내 분포가 ±1.5도 이내이고, 또한 투과율의 면내 분포가 ±0.15% 이내인 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명에서는 위상 시프트막의 위상차의 면내 분포가 ±1.5도 이내이고, 또한 투과율의 면내 분포가 ±0.15% 이내인 것을 얻을 수 있기 때문에, 위상 시프트막 전면에서 특성의 편차가 적은 위상 시프트 마스크 블랭크로 되어, 안정된 특성을 갖게 된다.
그리고 본 발명은 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트막에 패턴 형성이 된 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크이다.
이와 같이, 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트막 상에 패턴 형성이 된 위상 시프트 마스크는, 원하는 투과율로 할 수 있고 약품내성도 우수하기 때문에, 위상 시프트 마스크의 패턴 형성 시에서의 세정 등에 의해 특성이 변동하는 일이 없어, 안정된 품질의 위상 시프트 블랭크가 된다.
다음에, 본 발명의 제2 형태는 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서, 적어도, 기판 위에 2층 이상의 막으로 구성된 위상 시프트 다층막을 구비하고, 상기 위상 시프트 다층막은 금속 실리사이드 화합물로 이루어지며, 상기 위상 시프트 다층막의 최표층의 막의 금속 함유량이, 상기 위상 시프트 다층막 중에서 가장 많이 금속을 함유하는 막의 금속 함유량의 1/20 내지 1/3(mol비)인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크이다.
이와 같이, 기판 위에 위상 시프트 다층막이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서, 위상 시프트 다층막을 금속 실리사이드 화합물로 이루어지는 것으로 하고, 위상 시프트 다층막의 최표층의 막의 금속 함유량이, 위상 시프트 다층막 중에서 가장 많이 금속을 함유하는 막의 금속 함유량의 1/20 내지 1/3(mol비)이면, 광학 특성을 만족하면서, 약품내성이 우수한 결함이 적은 위상 시프트 마스크 블랭크로 된다.
이 경우, 상기 금속 실리사이드 화합물은 금속 실리사이드와 산소 및 /또는 질소의 화합물로 이루어지는 것이 바람직하다.
이와 같이, 위상 시프트 다층막을 구성하는 금속 실리사이드 화합물이, 금속 실리사이드와 산소 및 /또는 질소의 화합물로 이루어지는 것이면, 위상 시프트 다층막의 각 층이 원하는 투과율, 약품내성 등의 특성을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크로 할 수 있다.
이 경우, 상기 금속 실리사이드 화합물은 몰리브덴 실리사이드의 화합물로 이루어지는 것이 바람직하다.
이와 같이 위상 시프트 다층막을 구성하는 금속 실리사이드 화합물이 몰리브덴 실리사이드의 화합물로 이루어지는 것이면, 예를 들면 몰리브덴을 포함하는 위상 시프트 다층막을 스퍼터 성막하기 위한 몰리브덴 실리사이드 타겟은, 치밀하고 고순도의 것을 얻기 쉽기 때문에, 고품질의 위상 시프트 다층막을 형성할 수 있어서 바람직하다.
이 경우, 상기 위상 시프트 다층막 상에 크롬계 차광막 및 /또는 크롬계 반사 방지막이 형성된 것으로 할 수 있다.
이와 같이, 위상 시프트 다층막 상에 크롬계 차광막 및 /또는 크롬계 반사 방지막이 형성되어 있는 것에 의해, 보다 정밀한 패터닝이 가능해져, 또 다른 반도체 집적 회로의 미세화, 고집적화에 충분히 대응할 수 있는 것으로 된다.
그리고, 본 발명은 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트 다층막에 패턴이 형성된 것인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크이다.
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크는, 위상 시프트 다층막이 원하는 광학 특성을 갖고, 약품내성이 우수하고, 결함도 적기 때문에, 이것에 패턴이 형성된 위상 시프트 마스크는 고품질의 것으로 할 수 있다.
또한 본 발명은, 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 적어도, 기판 위에 금속 실리사이드 화합물로 이루어지는 2층 이상의 막으로 구성된 위상 시프트 다층막을 스퍼터링 성막하는 공정을 포함하고, 상기 스퍼터링 성막은, 구성 성분 중의 금속과 실리콘의 비가 서로 다른 복수의 타겟을 이용하고, 적어도 산소 또는 질소를 포함하는 스퍼터 가스를 이용하여 행하며, 상기 복수의 타겟에 인가하는 전력의 조합을 바꾸는 것에 의해, 상기 위상 시프트 다층막의 최표층의 막의 금속 함유량을, 상기 위상 시프트 다층막 중에서 가장 많이 금속을 함유하는 막의 금속 함유량의 1/20 내지 1/3(mo1비)으로 되도록 하여 성막하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법이다.
이와 같이, 기판 위에 복수 층으로 이루어지는 위상 시프트 다층막을 스퍼터 성막할 때에, 금속과 실리콘의 비가 서로 다른 복수의 타겟을 이용하여, 복수의 타겟에 인가하는 전력의 조합을 바꾸는 것에 의해, 위상 시프트 다층막의 최표층의 막의 금속 함유량을, 위상 시프트 다층막 중에서 가장 많이 금속을 함유하는 막의 금속 함유량의 1/20 내지 1/3(mo1비)으로 되도록 하여 성막함으로써, 원하는 광학 특성을 갖고, 결함이 적으며 약품내성도 우수한 위상 시프트 다층막을 성막할 수 있다.
이 경우, 상기 복수의 타겟에 적어도 1이상의 금속 실리사이드 타겟 및 1이상의 실리콘 타겟을 이용하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 복수의 타겟에 적어도 1이상의 금속 실리사이드 타겟 및 1이상의 실리콘 타겟을 이용함으로써, 각 층의 위상 시프트 다층막 중의 금속과 실리콘을 임의의 조성비로 구성하여, 간단히 위상 시프트 다층막 각 층의 투과율, 약품내성 등의 특성을 변경·조정할 수 있다.
이 경우, 상기 금속 실리사이드 타겟의 금속 성분은 몰리브덴을 포함하는 것으로 하는 것이 바람직하다.
몰리브덴을 포함하는 몰리브덴 실리사이드 타겟은, 치밀하고 고순도의 것을 얻기 쉽기 때문에, 고품질의 위상 시프트 다층막을 형성할 수 있으므로 바람직하다.
이 경우, 상기 복수의 타겟을 이용하여 위상 시프트 다층막을 스퍼터링 성막할 때에, 어느 하나의 층의 위상 시프트 다층막의 성막에 이용하는 타겟을 그 층의 성막에 필요한 소정 출력으로 방전시키고, 다른 층을 성막할 때에는 출력을 상기 소정 출력의 1/20 이상이 되도록 낮추어 성막에 이용하는 모든 타겟을 위상 시프트 다층막의 성막중에 방전을 정지하는 일없이 계속하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 위상 시프트 다층막의 모든 층에 있어서, 한번이라도 사용하는 타겟은, 다른 층을 성막하는 경우에도, 통상 방전 시의 1/20 이상의 출력이 되도록 출력을 낮추어 계속 방전함으로써, 상기 스퍼터링 성막의 개시·종료 시의 방전 불안정을 해결하여, 파티클의 발생을 방지하고, 위상 시프트 다층막에 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
그리고 본 발명은, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트 다층막 상에 리소그래피법에 의해 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법이다.
이와 같이, 본 발명의 제조 방법으로 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크는, 위상 시프트 다층막이 원하는 광학 특성을 갖고, 약품내성이 우수하며, 결함도 적기 때문에, 이것에 리소그래피법에 의해 패턴을 형성하여 위상 시프트 마스크를 제조함으로써, 고품질의 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제3 형태는, 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 적어도, 스퍼터법에 의해 2이상의 타겟을 이용하여 각각 조성이 서로 다른 2층 이상의 위상 시프트막을 기판 위에 순차 성막하는 공정을 포함하고, 상기 각 층의 위상 시프트막을 성막하는 공정은, 어느 하나의 층의 위상 시프트막의 성막에 이용하는 타겟 전체를, 다른 층의 위상 시프트막을 성막할 때에도 방전을 정지하는 일없이 계속 방전하여, 각 층의 위상 시프트막을 성막하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법이다.
이와 같이 스퍼터법에 의해 2이상의 타겟을 이용하여 조성이 서로 다른 복수의 위상 시프트막을 기판 위에 순차 성막하는 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 위상 시프트막의 모든 층에서 한번이라도 사용하는 타겟은, 다른 층을 성막하는 경우에도 계속 방전함으로써, 스퍼터링 성막의 방전을 안정시켜, 저결함의 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조할 수 있다.
이 경우, 상기 각 층의 위상 시프트막을 성막하는 공정은, 어느 하나의 층의 위상 시프트막의 성막에 이용하는 타겟을 그 층의 위상 시프트막을 성막할 때에는 성막에 필요한 소정 출력으로 방전시키고, 다른 층의 위상 시프트막을 성막할 때에는 출력을 낮추어 계속 방전시키는 것이 바람직하다.
이와 같이, 위상 시프트막의 성막 시에, 어느 하나의 층의 위상 시프트막의 성막에 이용하는 타겟을 그 층의 위상 시프트막을 성막할 때에는 성막에 필요한 소정 출력으로 방전시키고, 다른 층의 위상 시프트막을 성막할 때에는 출력을 낮추어 계속 방전시킴으로써, 각 층의 위상 시프트막의 조성을 원하는 것으로 할 수 있다.
이 경우, 상기 위상 시프트막의 성막은, 위상 시프트막의 구성 원소를 금속 원소, Si, N, O로 이루어지는 것으로 하여 행할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 방법에 의해, 각 층의 위상 시프트막의 구성 원소를 금속 원소, Si, N, O로 이루어지는 것으로 하여 성막을 행함으로써, 결함이 적고, 원하는 광학적 특성 및 약품내성 등을 갖는 위상 시프트막을 형성할 수 있다.
이 경우, 위상 시프트막의 구성 원소인 금속 원소를 Mo로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 위상 시프트막 구성 원소 중의 금속 원소를 Mo로 한 경우에는, 예를 들면 Mo를 포함하는 위상 시프트막을 스퍼터 성막하기 위한 몰리브덴 실리사이드 타겟은, 치밀하고 고순도의 것을 얻기 쉽기 때문에, 고품질의 위상 시프트막을 형성할 수 있으므로 바람직하다.
그리고 본 발명은 상기 본 발명의 제조 방법으로 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크이다.
이와 같이 본 발명의 제조 방법으로 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크는, 위상 시프트막의 스퍼터 성막 시에 타겟의 방전이 안정되어 있었기 때문에, 저결함의 것으로 된다.
또한 본 발명은, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트막 상에 리소그래피법으로 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법이다.
이와 같이 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트막 상에 패턴을 형성하여 위상 시프트 마스크를 제조하면, 위상 시프트막의 결함이 적은 고품질의 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.
그리고, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크는, 예를 들면, 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서, 기판 위에 조성이 서로 다른 2층 이상의 위상 시프트막을 구비하고, 상기 2층 이상의 위상 시프트막은 각각 인접하는 위상 시프트막의 조성을 1 내지 10% 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크이다.
이와 같이, 기판 위에 조성이 서로 다른 복수의 위상 시프트막을 구비하고, 위상 시프트막이 각각 인접하는 위상 시프트막의 조성을 1 내지 10% 포함하는 위상 시프트 마스크 블랭크는, 성막에 이용하는 타겟의 방전을 정지하는 일없이, 각 층의 위상 시프트막의 성막에 있어서의 스퍼터 방전이 안정적으로 성막된 것이기 때문에, 각 층의 위상 시프트막의 결함이 적은 고품질의 것으로 된다.
이 경우, 상기 위상 시프트막은, 그 구성 원소가 금속 원소, Si, N, O로 이루어지는 것으로 할 수 있으며, 금속 원소가 Mo인 것으로 할 수 있다.
이와 같이, 각 층의 위상 시프트막의 구성 원소를 금속 원소, Si, N, O로 이루어지는 것이면, 원하는 광학적 특성 및 약품내성 등을 갖는 위상 시프트막으로 된다. 특히, 구성 원소 중의 금속 원소를 Mo인 경우에는, Mo를 포함하는 위상 시프트막을 스퍼터 성막하기 위한 몰리브덴 실리사이드 타겟은, 치밀하고 고순도의 것을 얻어 쉽기 때문에, 고품질의 위상 시프트막이 된다.
또한, 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트막에 패턴 형성이 된 위상 시프트 마스크는, 복수 층의 위상 시프트막이 형성되어 있음에도 불구하고 각 층의 결함이 적기 때문에, 고품질의 위상 시프트 마스크로 할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 투과율이 서로 다른 위상 시프트막을 성막할 때에도, 타겟을 다른 조성으로 변경하지 않고서, 간편하게 원하는 투과율을 얻을 수 있고, 또한 약품내성이 좋은 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 기판 위에 복수 층으로 구성된 위상 시프트 다층막을 마련하여 이루어지는 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서, 원하는 광학 특성을 갖음과 동시에 약품내성이 우수하고 또한 결함이 적은 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크를 얻는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 의해, 복수 층의 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크에 있어서, 각 층의 위상 시프트막의 결함이 현저하게 적은 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크를 제공할 수 있다.
도 1의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 제1 형태의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법을 나타내는 도면.
도 2의 (a), (b)는 종래의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법을 나타내는 도면.
도 3은 위상 시프트 마스크 블랭크의 구조를 도시하는 도면.
도 4는 위상 시프트 마스크의 구조를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 제1 형태의 Cr계 차광막을 마련한 위상 시프트 마스크 블랭크의 구조를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 제1 형태의 Cr계 차광막 및 Cr계 반사 방지막을 마련한 위상 시프트 마스크 블랭크의 구조를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 제1 형태의 다른 위상 시프트 마스크 블랭크의 구조를 도시하는 도면.
도 8은 위상 시프트 마스크의 제조법을 도시한 설명도이며, (a)는 레지스트막을 형성한 상태, (b)는 레지스트막을 패터닝한 상태, (c)는 위상 시프트막의 에칭을 행한 상태, (d)는 레지스트막을 제거한 상태의 개략 단면도.
도 9의 (a), (b)는 하프톤형 위상 시프트 마스크의 원리를 설명하는 도면으로, (b)는 (a)의 X부의 부분 확대도.
도 10은 본 발명의 제1 형태의 다른 위상 시프트 마스크의 구조를 도시하는 도면.
도 11은 본 발명의 제2 형태의 위상 시프트 마스크 블랭크의 구조를 도시하는 도면.
도 12는 본 발명의 제2 형태의 위상 시프트 마스크의 구조를 도시하는 도면.
도 13의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 제2 형태의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법의 일례를 나타내는 도면.
도 14는 본 발명의 제2 형태의 크롬계 차광막을 마련한 위상 시프트 마스크 블랭크의 구조를 도시하는 도면.
도 15는 본 발명의 제2 형태의 크롬계 차광막 및 크롬계 반사 방지막을 마련한 위상 시프트 마스크 블랭크의 구조를 도시하는 도면.
도 16은 본 발명의 제2 형태의 다른 위상 시프트 마스크 블랭크의 구조를 도시하는 도면.
도 17은 위상 시프트 마스크의 나타낸 설명도이며, (a)는 레지스트막을 형성한 상태, (b)는 레지스트막을 패터닝한 상태, (c)는 에칭을 행한 상태, (d)는 레지스트막을 제거한 상태를 나타내는 도면.
도 18은 본 발명의 제2 형태의 다른 위상 시프트 마스크의 구조를 도시하는 도면.
도 19는 실시예 3 내지 7, 비교예 2 내지 5에서 이용한 직류 스퍼터 장치의 개략도.
도 20의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 제3 형태의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법을 도시하는 흐름도.
도 21의 (a) 내지 (c)는 종래의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법을 나타내는 흐름도.
도 22는 실시예 8의 타겟의 성막 출력의 변화를 나타낸 그래프.
도 23은 비교예 6의 타겟의 성막 출력의 변화를 나타낸 그래프.
도 24의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 제3 형태의 위상 시프트 마스크가 제조된 모습을 나타내는 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>
1 : 기판
2 : 위상 시프트막
10 : 스퍼터 장치
11 : 챔버
12 : 타겟
13 : 실리콘 타겟
14 : 스퍼터 가스 도입구
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 적어도, 스퍼터법에 의해 기판 위에 위상 시프트막을 1층 이상 성막하는 공정을 포함하고, 상기 스퍼터법에 의한 위상 시프트막의 성막은, 조성이 서로 다른 복수의 타겟을 동시에 방전시켜 성막하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법이다.
이와 같이, 스퍼터법에 의한 위상 시프트막의 성막을, 조성이 서로 다른 복수의 타겟을 동시에 방전시켜 행함으로써, 하나의 타겟을 다른 조성으로 일부러 변경하여 이용하는 일이 없기 때문에, 간편하게 소망 조성, 소망 품질의 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조할 수 있다. 또 특히, 복수 층의 위상 시프트막을 성막할 때에는, 복수의 타겟을 동시에 방전시켜 놓음으로써, 스퍼터링 성막의 방전을 안정시킬 수 있기 때문에, 저결함의 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조할 수 있다.
우선, 이러한 본 발명의 제1 형태에 대하여 설명한다.
본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 스퍼터법에 의해 위상 시프트막을 성막할 때에, 실리콘 타겟과, 금속 실리사이드 타겟 등을 동시에 방전시키도록 하여 스퍼터 성막함으로써, 타겟의 조성을 변경하는 일없이, 위상 시프트막 중의 금속과 실리콘을 임의의 조성비로 구성하여 투과율을 간편하게 조정할 수 있음을 발견했다. 또한 이 방법에서는, 위상 시프트막 중의 산소 함유량을 늘릴 필요가 없기 때문에, 약품내성이 좋은 고품질의 위상 시프트 마스크가 얻어진다는 것을 찾아내어, 본 발명을 이루기에 이르렀다.
종래의 제조 방법은 도 2에 도시한 바와 같이, 원하는 투과율이 얻어지도록 금속과 실리콘의 조성을 조정하고, 혼합, 소결한 금속 실리사이드 등으로 이루어지는 타겟(12)을 하나(도 2의 (a)), 또는 1종류의 복수의 금속 실리사이드 등의 타겟(12)을 스퍼터 장치(10)의 챔버(11) 내에 배치하여(도 2의 (b)), 위상 시프트막의 성막을 행하고 있었다. 이러한 방법에서는, 타겟의 조성에 대응한 위상 시프트막 중의 금속과 실리콘의 비율이 단일의 것밖에 성막할 수 없어, 위상 시프트막의 투과율을 간단히 조절하는 것이 불가능하다.
여기서, 스퍼터 가스 도입구(14)에서 도입하는 스퍼터링 가스 중의 산소 함유량을 증감하여 투과율을 조절하는 방법에서는, 위상 시프트막(2)의 약품내성이 열화되고 굴절율이 저하하기 때문에, 막 두께가 두꺼워진다고 하는 결점이 있다. 또한, 타겟(12) 중의 실리콘 비율을 증감하는 방법에서는, 위상 시프트막의 투과율의 사양에 따라 고가의 금속 실리사이드 타겟을 준비하여 교환할 필요가 있어, 제조 비용면에서 바람직하지 못하다고 하는 결점이 있다. 또한, 실리콘의 함유율이 많은 타겟(12)을 이용하면, 이상 방전에 의해 위상 시프트막에 결함이 발생하기 쉽다고 하는 결점이 있다.
그래서 본 발명자들은 실리콘 타겟과 금속 실리사이드 타겟 등의 타겟을 동시에 방전시켜 성막하는 것을 생각해 냈다. 이러한 금속 실리사이드 타겟 등으로 스퍼터 성막을 행할 때에, 동시에 실리콘 타겟도 방전시켜 성막을 행한다고 하는 발상은 종래 없던 것이다. 이와 같이 하면, 타겟의 조성을 변경하지 않더라도, 각각의 금속 실리사이드 타겟과 실리콘 타겟에의 인가 전력을 개개로 조정함으로써, 성막되는 위상 시프트막 중의 금속과 실리콘의 비를 원하는 투과율에 맞추어 간단히 조정할 수 있다.
이 경우, 위상 시프트막 중의 실리콘 함유율을 크게 하는 것에 의해, 위상 시프트막의 투과율을, 특히 단파장의 빛에 대하여 높일 수 있다. 그리고, 투과율을 높이기 위해서 실리콘의 함유율이 많은 타겟을 사용할 필요는 없기 때문에, 이상 방전의 문제도 발생하지 않는다. 또한 이 방법에서는, 위상 시프트막 중의 산소 함유량을 높게 하지 않더라도 원하는 투과율을 얻을 수 있기 때문에, 약품내성이 우수한 위상 시프트막을 성막할 수 있다.
이하, 본 발명의 제1 형태에 대하여 도면을 참조하면서 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니다.
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 기본 구성은 도 3에 도시한 바와 같이, 석영, CaF2 등의 노광 광이 투과하는 기판(1)상에, 스퍼터 장치를 이용하여 위상 시프트막(2)을 적어도 1층 성막한 것이다. 그리고, 예를 들면, 기판면내(즉, 노광 광이 투과하는 각 위치)의 위상차(즉, 입사한 노광 광과 위상 시프트막에 의해 변환된 광의 위상차)의 분포가 ±1.5도 이내이고, 기판면 내의 투과율의 분포가 ±0.1% 이내인 것으로 할 수 있는데, 이러한 위상 시프트 마스크 블랭크이면, 면내의 특성 변동이 작기 때문에, 안정된 특성을 갖는 것으로 된다.
여기서, 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크(5)는, 위상 시프트막(2)이, 스퍼터법에 의해 적어도 1이상의 실리콘 타겟과, 금속 실리사이드 등의 타겟을 동시에 방전시켜 성막된 것이다. 이 때문에, 높은 투과율을 갖는 위상 시프트막(2)이더라도, 산소 함유량을 극단적으로 늘린 것이 아니기 때문에, 적절한 굴절율을 갖고, 막 두께도 얇은 것으로 된다. 또, 우수한 약품내성을 갖게 할 수 있다. 또한 성막 시에는, 투과율을 높이기 위해서, 실리콘의 함유율이 많은 금속 실리사이드 타겟을 사용하고 있지 않기 때문에, 이상 방전에 의한 위상 시프트막의 결함도 발생하기 어렵다.
위상 시프트막(2)에 관해서는 구성 원소로서 적어도 금속 및 실리콘을 포함하고, 공지의 금속 실리사이드, 금속 실리사이드 산화물, 금속 실리사이드 질화물, 금속 실리사이드 산화 질화물, 금속 실리사이드 산화 탄화물, 금속 실리사이드 질화 탄화물, 또는 금속 실리사이드 산화 질화 탄화물, 특히, 몰리브덴 실리사이드, 몰리브덴 실리사이드 산화물(MoSiO), 몰리브덴 실리사이드 질화물(MoSiN), 몰리브덴 실리사이드 산화 질화물(MoSiON), 몰리브덴 실리사이드 산화 탄화물(MoSiOC), 몰리브덴 실리사이드 질화 탄화물(MoSiNC), 또는 몰리브덴 실리사이드 산화 질화 탄화물(MoSiONC)로 형성하는 것이 바람직하다. 이들 몰리브덴을 포함하는 위상 시프트막을 스퍼터 성막하기 위한 몰리브덴 실리사이드 타겟 등은, 치밀하고 고순도의 것을 얻어 쉽기 때문에, 고품질의 위상 시프트막이 되기 때문이다.
또한 위상 시프트막(2)은, 위상차의 분포의 중심치가 180±10도이고, 투과율의 분포의 중심치가 수 % 내지 수 십 %(특히 3 내지 40%인 것이 바람직함)인 것이 바람직하다. 이러한 특성이면, 노광 광을 실질적으로 차단하는 차광 기능을 갖는 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 위상 시프트 마스크의 기본 구성은, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트막을 패턴 형성하여 이루어지는 것으로, 패턴화된 위상 시프터부(2a)가 제2광 투과부가 되고, 위상 시프트막(2)이 존재하지 않는 기판(1)의 기판 노출부(1a)가 제1광 투과부가 된다.
이하, 본 발명의 제1 형태에 따른 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조하는 구체적 방법에 대하여 설명한다.
위상 시프트막은 동시에 방전할 수 있는 적어도 1이상의 실리콘 타겟과 금속 실리사이드 등의 1이상의 타겟을 갖는 캐소드, 및 기판을 자전시키는 기구를 갖는 스퍼터 장치에 의해 성막할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 이 스퍼터 장치(10)에서는, 스퍼터 가스 도입구(14)로부터 소정의 스퍼터 가스를 도입시켜, 금속 실리사이드 등의 타겟(12)과 실리콘 타겟(13)을 이용하여 개개로 투입 전력이 설정 가능하고, 1매의 기판(1)상에 위상 시프트막(2)을 성막할 때에 상기 금속 실리사이드 등의 타겟(12)과 실리콘 타겟(13)을 이용함으로써, 원하는 투과율이 얻어지는 막 중의 금속과 실리콘의 조성비로 되도록 각 타겟(12) 및 실리콘 타겟(13)에의 투입 전력이 설정된다(도 1의 (a)). 즉, 위상 시프트막(2)의 투과율을 높이고 싶은 경우에는, 실리콘 타겟(13)의 투입 전력을 올린다든지, 혹은 금속 실리사이드 등의 타겟(12)의 투입 전력을 내림으로써, 위상 시프트막(2) 중의 금속에 대한 실리콘의 비율을 증가시킬 수 있어, 결과적으로 투과율을 높일 수 있다(도 1의 (b)). 마찬가지로 위상 시프트막(2)의 투과율을 낮추고 싶은 경우에는, 실리콘 타겟(13)의 투입 전력을 내린다든지, 혹은 금속 실리사이드 등의 타겟(12)의 투입 전력을 올림으로써, 위상 시프트막 중의 금속에 대한 실리콘의 비율을 감소시킬 수 있어, 결과적으로 투과율을 낮출 수 있다(도 1의 (c)).
또, 타겟 및 실리콘 타겟의 수는 적절하게 선정되며, 금속 실리사이드 등의 타겟 하나, 실리콘 타겟 하나라도 상관없지만, 각 타겟 및 실리콘 타겟의 성막 레이트나 필요한 투과율의 값에 대응하여 어느 하나가 복수개 혹은 각각이 복수개라도 상관없다.
또한, 각 타겟 및 실리콘 타겟에 대한 투입 전력도 적절하게 선정되고, 특별히 제한되지 않지만, 금속 실리사이드 등의 타겟 및 실리콘 타겟이 안정적으로 방전할 수 있는 범위이면 되며, 단위 면적 부근의 투입 전력으로서 0.2 내지 20W/㎠인 것이 바람직하다.
금속 실리사이드의 타겟의 조성비는 특별히 제한은 없지만, 화학적인 양론 조성에서 안정적으로 제조할 수 있는 금속과 실리콘의 비가 몰비로 1:5 정도가 바람직하다. 실리콘 타겟과 동시에 사용하고, 각각의 타겟 및 실리콘 타겟에의 투입 전력을 적절하게 선택·조정함으로써, 금속 실리사이드의 타겟 자체가 실리콘을 많이 포함하는 조성의 타겟을 사용한 경우와 등가의 조성의 위상 시프트막을 얻을 수 있다.
위상 시프트막은 면내에서의 조성 분포가 균일하게 되도록 기판을 자전시켜 성막하는 것이 바람직하며, 성막 시의 기판 자전 수는 5 내지 50 rpm으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 위상 시프트막의 성막 방법으로서는, 상기와 같은 방법을 이용하는 것 이외에는 공지의 방법을 채용하여 행할 수 있다. 특히 반응성스퍼터법에 의해 행하는 것이 바람직하며, 이 때의 스퍼터링 타겟에는, 금속 실리사이드, 금속 실리사이드 산화물, 금속 실리사이드 질화물, 금속 실리사이드 산화 질화물, 금속 실리사이드 산화 탄화물, 금속 실리사이드 질화 탄화물, 또는 금속 실리사이드 산화 질화 탄화물로 이루어지는 위상 시프트막을 성막하는 경우에는 그 금속이 포함되는 타겟과 실리콘 타겟을 이용한다. 특히, 몰리브덴 실리사이드, 몰리브덴 실리사이드 산화물, 몰리브덴 실리사이드 질화물, 몰리브덴 실리사이드 산화 질화물, 몰리브덴 실리사이드 산화 탄화물, 몰리브덴 실리사이드 질화 탄화물, 또는 몰리브덴 실리사이드 산화 질화 탄화물을 성막하는 경우에는, 타겟의 금속 성분이 몰리브덴인 타겟과 실리콘 타겟을 이용한다. 또한, 막의 조성을 일정하게 유지하기 위해서 산소, 질소, 탄소 중 어느 하나, 또는 이들을 조합하여 첨가한, 상기 성막하는 위상 시프트막과 동일한 조성의 타겟을 이용하여도 좋다.
본 발명에 있어서, 스퍼터링 장치는 직류 전원을 이용한 것이어도 고주파 전원을 이용한 것이어도 되고, 또한 마그네트론 스퍼터링 방식이어도, 컨벤셔널 방식 혹은 그 밖의 방식이어도 된다.
스퍼터링 가스의 조성은, 아르곤, 크세논 등의 불활성 가스와 질소 가스나 산소 가스, 각종 산화질소 가스, 일산화탄소 가스나 이산화탄소 가스 등을, 성막되는 위상 시프트막이 원하는 조성을 갖도록, 적당히 첨가되고, 이에 의해서 성막되는 막 중에 산소, 질소, 탄소를 함유시킬 수 있다.
이 경우, 성막되는 위상 시프트막의 투과율을 높이고 싶을 때에는, 막 중에 산소 및 질소가 많이 들어가도록 스퍼터링 가스에 첨가하는 산소나 질소를 포함하는 가스의 량을 늘리는 방법, 스퍼터링 타겟에 미리 산소나 질소나 탄소를 많이 첨가한 금속 실리사이드를 이용하는 방법 등에 의해 조제할 수 있다. 단, 산소를 지나치게 넣으면, 성막되는 위상 시프트막의 약품내성이 저하하거나, 굴절율이 떨어져 위상을 180° 바꾸기 위한 막 두께가 두꺼워지는 등의 악영향이 발생하기 때문에, 산소를 넣는 량은 적절한 량에서 바꾸지 않고서, 상대적으로 실리콘 타겟에의 투입 전력을 증가시킴으로써 투과율을 올리는 것이 바람직하다.
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크는 성막 조건을 바꿈으로써 위상 시프트막을 2층 이상의 복수 층에 형성할 수도 있다.
또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 기판(1) 상의 위상 시프트막(2)상에, Cr계 차광막(3)을 마련한다든지, 또는 도 6에 도시한 바와 같이, 기판(1) 상의 위상 시프트막(2)상에 Cr계 차광막(3)을 마련한 다음, Cr계 차광막(3)으로부터의 반사를 저감시키는 Cr계 반사 방지막(4)을 Cr계 차광막(3)상에 더 형성할 수도 있다. 또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 기판(1)측부터 위상 시프트막(2), 제1 Cr계 반사 방지막(4), Cr계 차광막(3), 제2 Cr계 반사 방지막(4')의 순으로 형성할 수도 있다.
이 경우, Cr계 차광막 또는 Cr계 반사 방지막으로서는 크롬 산화 탄화물(CrOC) 또는 크롬 산화 질화 탄화물(CrONC) 혹은 이들을 적층한 것을 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 Cr계 차광막 또는 Cr계 반사 방지막은, 크롬 단체 또는 크롬에 산소, 질소, 탄소 중 어느 하나, 또는 이들을 조합한 것을 첨가한 타겟을 이용하여, 아르곤, 크립톤 등의 불활성 가스에 탄소원으로서 이산화탄소 가스를 첨가한 스퍼터 가스를 이용한 반응성 스퍼터링에 의해 성막할 수 있다.
구체적으로는, CrONC막을 성막하는 경우에는 스퍼터 가스로서는 CH4, CO2, CO 등의 탄소를 포함하는 가스와, NO, NO2, N2 등의 질소를 포함하는 가스와, CO2, NO, O2 등의 산소를 포함하는 가스를 각각 1종 이상을 도입한다든지, 이들에 Ar, Ne, Kr 등의 불활성 가스를 혼합한 가스를 이용할 수 있다. 특히, 탄소원 및 산소원 가스로서 CO2 가스를 이용하는 것이 기판면내 균일성, 제조 시의 제어성의 점에서 바람직하다. 도입 방법으로서는 각종 스퍼터 가스를 별도로 챔버 내에 도입해도 좋고, 몇 개의 가스를 통합하여 또는 모든 가스를 혼합하여 도입해도 된다.
본 발명의 제1 형태의 위상 시프트 마스크는, 상기 한 바와 같이 하여 얻어지는 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트막에 패턴 형성되어 이루어지는 것이다.
구체적으로는, 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이, 상기와 같이 해서 기판(1)상에 위상 시프트막(2)을 형성한 후 레지스트막(7)을 더 형성하고, 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이, 레지스트막(7)을 리소그래피법에 의해 패터닝하고, 또한 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이, 위상 시프트막(2)을 에칭한 후, 도 8의 (d)에 도시한 바와 같이, 레지스트막(7)을 박리하여 위상 시프트 마스크(6)를 제조하는 방법을 채용할 수 있다. 이 경우, 레지스트막의 도포, 패터닝(노광, 현상), 에칭, 레지스트막의 제거는 공지의 방법에 의해서 행할 수 있다.
또, 위상 시프트막 상에 Cr계 차광막 및/또는 Cr계 반사 방지막(Cr 계막)을 형성한 경우에는, 노광에 필요한 영역의 차광막 및/또는 반사 방지막을 에칭에 의해 제거하고, 위상 시프트막을 표면에 노출시킨 후, 상기 마찬가지로 위상 시프트막을 패터닝하는 것에 의해, 도 1O에 도시한 바와 같은 기판 외주연측에 Cr계 막(3)이 남은 위상 시프트 마스크(6)를 얻을 수 있다. 또한, Cr계 막의 위에 레지스트를 도포하고, 패터닝을 행하고, Cr계 막과 위상 시프트막을 에칭으로 패터닝하고, 또 노광에 필요한 영역의 Cr계 막만을 선택 에칭에 의해 제거하여, 위상 시프트 패턴을 표면에 노출시켜, 위상 시프트 마스크를 얻는 것도 가능하다.
다음에, 본 발명의 제2 형태에 대하여 설명한다.
이하, 본 발명의 제2 형태에 대하여 도면을 참조하면서 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니다.
본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 거듭한 결과, 기판 위에 위상 시프트 다층막을 마련한 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서, 위상 시프트 다층막을 금속 실리사이드 화합물로 형성하고, 위상 시프트 다층막의 최표층의 막의 금속 함유량이, 위상 시프트 다층막 중에서 가장 많이 금속을 함유하는 막의 금속 함유량의 1/20 내지 1/3(mol비)으로 함으로써, 광학 특성을 만족하면서도, 약품내성이 우수하고, 결함이 적은 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크가 얻어지는 것을 발견하여, 본 발명을 이루기에 이르렀다.
즉, 최표층의 막의 금속 함유량을, 위상 시프트 다층막 중에서 가장 많이 금속을 함유하는 막의 금속 함유량의 1/3(mol비) 이하로 함으로써, 위상 시프트 다층막의 표면에 화학 안정성이 뛰어난 막을 배치할 수 있어, 약품내성이 우수한 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크가 얻어지는 것이다.
또한, 최표층의 막의 금속 함유량을, 위상 시프트 다층막 중에서 가장 많이 금속을 함유하는 막의 금속 함유량의 1/20(mol비) 이상으로 함으로써, 스퍼터 성막중에 파티클 등이 원인으로 발생하는 결함의 발생을 억제할 수 있어, 결함이 적은 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크가 얻어지는 것이다.
또한, 위상 시프트막을 상기 위상 시프트 다층막으로 형성함과 함께, 이 위상 시프트막 상에 크롬계 차광막 혹은 크롬계 반사 방지막, 또는 이들을 각각 1층 이상 적층한 복수 층막을 형성하는 것에 의해, 이들이 모두 보다 정밀한 패터닝이 가능해져, 또 다른 반도체 집적 회로의 미세화, 고집적화에 충분히 대응 할 수 있는 것이다.
이하, 본 발명의 제2 형태에 대하여 더욱 자세히 설명한다.
도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크(105)는, 석영, CaF2 등의 노광 광이 투과하는 기판(101)상에, 금속 실리사이드 화합물로 이루어지는 2층 이상의 막으로 구성된 위상 시프트 다층막(102)을 성막하여 이루어지는 것이다.
또한, 도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명의 위상 시프트 마스크(106)는, 도 11의 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크(105)의 위상 시프트 다층막(102)을 패턴 형성하여 이루어지며, 패턴화된 위상 시프터부(102a)와 그 사이의 기판 노출부(101a)가 마련되어 있는 것이다.
위상 시프트 다층막(102)은, 적어도 산소 및 /또는 질소를 포함하는 스퍼터 가스를 이용한 반응성 스퍼터법 등에 의해 성막되고, 예를 들면, 노광 광에 있어서의 투과율이 수 % 내지 수 십 %(특히 3 내지 40%인 것이 바람직함)로 되도록 되어 있다. 그리고, 도 12에 도시한 바와 같은 위상 시프트 마스크(106)로 했을 때는, 위상 시프터부(102a)를 투과한 빛의 위상이 기판 노출부(101a)를 투과한 빛에 대하여, 예를 들면, 180±5도의 위상차를 갖도록 되어 있다. 위상 시프트 다층막(102)은 예를 들면, 금속 실리사이드의 산화물, 질화물, 산화 질화물로 형성되어 있다.
도 11에 도시한 바와 같이 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크(105)에서는, 위상 시프트 다층막(102)은, 위상 시프트 다층막(102)중에서 가장 많이 금속을 함유하는 광학 특성막(102M)과, 최표층의 저금속 함유막(102S)으로 이루어진다. 광학 특성막(102M)은 원하는 광학 특성을 만족할 수 있는 금속 함유량의 막이다. 한편, 최표층의 저금속 함유막(102S)은 광학 특성막(102M)의 1/20 내지 1/3(mo1비)의 금속 함유량이기 때문에, 화학적 안정성이 우수하고, 약품내성이 우수한 것이다.
본 발명은 금속 실리사이드 화합물막의 약품내성을 좌우하는 파라미터의 하나로서, 막 중에 함유하는 금속의 량에 주목한 것이다. 즉, 본 발명자들은, 금속 실리사이드 화합물막의 약품내성은 막 중의 금속 함유량이 적어질수록 향상되며, 광학 특성을 만족하도록 단층막으로 금속 실리사이드 화합물막을 구성한 경우의 금속 함유량을 1로 한 경우, 금속 함유량을 1/3 이하로 설정하면, 약품내성을 향상시키는 효과가 현저히 나타나는 것을 발견했다.
그러나, 이러한 금속 함유량이 적은 금속 실리사이드 화합물막인 저금속 함유막만으로는, 원하는 광학 특성을 만족한 위상 시프트막을 구성할 수 없다. 그래서, 광학 특성을 만족하는 금속 함유량의 금속 실리사이드 화합물막인 광학 특성막과, 약품내성이 우수한 저금속 함유막을 조합함으로써, 광학 특성을 만족하면서 약품내성이 우수한 위상 시프트 다층막을 구성하는 것을 생각해 냈다.
여기서, 저금속 함유막은 약품내성을 높이기 위해서 위상 시프트 다층막의 최외측 표면에 배치한다. 또한, 저금속 함유막의 두께는 10Å 이상이면 되고, 바람직하게는 50 내지 400Å이다. 또한, 상기 위상 시프트 다층막은 2층에 한정되는 것이 아니라, 3층 이상으로 구성되어 있더라도 무방하다.
본 발명에서는 위상 시프트 다층막의 저결함화에 대하여도 대책을 강구하고 있다. 상기와 같은 위상 시프트 다층막을 성막하는 경우, 금속 함유량이 서로 다른 타겟을 아래의 층부터 순차 사용하여 각 층을 스퍼터링 성막하는 방법이 일반적이다. 그러나, 막의 층 수를 늘려감에 따라서, 막의 결함량이 증가한다는 것을 알았다. 이 원인을 탐구한 결과, 각 층에서의 스퍼터링 성막의 개시·종료 시에 타겟으로부터의 방전이 불안정해져 파티클의 비산이나 막에의 손상이 발생하고 있는 것이 원인이라는 것이 판명되었다.
또한, 다수의 타겟을 세트한 성막 장치에서는 미 방전의 타겟에 다른 타겟으로부터 발생한 성막 성분이 부착하는 일이 있다. 이 부착물이 절연성인 경우, 재차 방전을 개시했을 때에 아크의 발생 원인이 된다. 이와 같은 아크의 발생이 치명적인 결함의 원인이 된다는 것도 본 발명자들은 발견했다.
이들 문제를 해결하기 위해서, 본 발명자들은 이하의 제조 방법이 유효하다는 것을 찾아내었다.
도 13은 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법의 일례를 나타낸 도면이다. 우선, 스퍼터 장치(120)의 스퍼터 챔버(121) 내에 각종 금속 함유량의 금속 실리사이드 타겟(광학 특성막용 타겟)(122a) 혹은 실리콘 타겟(저금속 함유막용 타겟)(122b)을 복수 부착한다(도 13의 (a)). 스퍼터 가스 도입구(123)로부터 소정의 스퍼터 가스를 도입하면서, 복수의 타겟(122a, 122b)을 동시에 방전하여 스퍼터링을 행하고, 각각의 타겟(122a, 122b)에서 비산하는 막 성분을 합성하면서 성막한다. 이 때, 기판(101)은 각각의 타겟으로부터의 막 성분이 균일하게 혼합되도록 회전시켜 놓는 것이 바람직하다. 일반적으로 성막 속도는 타겟에 인가되는 전력에 비례하기 때문에, 각 타겟에 인가하는 방전 전력의 조합을 조정함으로써 원하는 막 조성이 얻어진다.
예를 들면, 도 11에 도시한 바와 같은 위상 시프트 마스크 블랭크(105)를 제조하는 경우에는, 광학 특성막(102M)을 성막할 때에는, 금속 실리사이드 타겟(122a)에 인가하는 전력을 증가시키고, 실리콘 타겟(122b)에 인가하는 전력을 감소시켜, 금속 함유량이 많은 광학 특성막(102M)을 성막한다(도 13의 (b)). 한편, 저금속 함유막(102S)을 성막할 때에는, 금속 실리사이드 타겟(122a)에 인가하는 전력을 감소시키고, 실리콘 타겟(122b)에 인가하는 전력을 증가시켜, 금속 함유량이 적은 저금속 함유막(102S)을 성막한다(도 13의 (c)).
이러한 성막 방법에 의해 위상 시프트 다층막을 성막하는데, 위상 시프트 다층막의 모든 층에서 한번이라도 사용하는 타겟은, 다른 층을 성막하는 경우에도 계속 방전함으로써, 스퍼터링 성막의 개시·종료 시의 방전의 불안정을 해결할 수 있다(도 13의 (b), (c)). 광학 특성을 만족하는 금속 실리사이드 화합물막을 성막하기 위한 광학 특성막용 타겟은, 금속 함유량이 많기 때문에, 항상, 고출력으로 방전되고 있으면 저금속 함유막과 같은 금속 함유량이 적은 막을 성막하는 경우에 문제점이 발생한다. 그래서, 본 발명자들은 각 타겟에의 방전 전력을 낮추어 간 경우의 불안정 방전에 의한 막 결함 증가에 대하여 조사했다. 그 결과, 통상 방전 시의 1/20 이상의 방전 전력이 인가되고 있으면, 막 결함의 증가가 인정되지 않는다는 것을 확인할 수 있었다.
즉, 저금속 함유막은 위상 시프트 다층막 중 가장 금속 함유량이 많아지는 막을 성막하기 위해서 주로 사용되는 타겟에 인가되는 전력을 통상의 1/20까지 내린 상태에서 성막하도록 한다.
상술한 바와 같이, 일반적으로 성막 속도는 타겟에 인가되는 전력에 비례하기 때문에, 저금속 함유막은 위상 시프트 다층막 중 가장 금속 함유량이 많아지는 막의 1/20까지 금속 함유량을 저감하는 것이 가능하게 된다.
여기서, 저금속 함유막의 금속 함유량을 가능한 한 적게 하기 위해서는, 실리콘 타겟과 금속 실리사이드 타겟(광학 특성막용 타겟)을 조합하는 것이 유효하다.
금속 실리사이드 타겟으로서는 치밀하고 고순도의 타겟이 얻어지기 쉬운 몰리브덴 실리사이드를 이용하는 것이 바람직하다. 마찬가지로 상기 위상 시프트 다층막이 몰리브덴 실리사이드의 화합물을 주성분으로 하는 막으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 스퍼터링 방법은 직류 전원을 이용한 것이어도 고주파 전원을 이용한 것이어도 좋고, 또한 마그네트론 스퍼터링 방식이어도, 컨벤셔널 방식 혹은 그 밖의 방식이어도 된다.
스퍼터링 가스의 조성은 아르곤, 크세논 등의 불활성 가스와 질소 가스나 산소 가스, 각종 산화질소 가스, 산화탄소 가스 등을, 성막되는 위상 시프트 다층막이 원하는 조성을 갖도록 적당히 첨가함으로써 성막된다.
이 경우, 성막되는 위상 시프트막의 투과율을 높이고 싶을 때에는, 막 중에 산소 및 질소가 많이 들어가도록 스퍼터링 가스에 첨가하는 산소나 질소를 포함하는 가스의 량을 늘리는 방법이나, 스퍼터링 타겟에 미리 산소나 질소를 많이 첨가한 몰리브덴 실리사이드를 이용하는 방법 등에 의해 조정·변경할 수 있다.
구체적으로는, 예를 들면, MoSiON을 성막하는 경우에는, 타겟으로서 몰리브덴 실리사이드를 이용하고, 스퍼터 가스로서 아르곤 가스와 질소 가스와 산소 가스를 포함하는 스퍼터 가스로 반응성 스퍼터링하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하여 성막되는 MoSiO막의 조성은, Mo:0.2 내지 25 원자%, Si:10 내지 42 원자%, O:30 내지 60 원자%인 것이 바람직하다. 몰리브덴 실리사이드 산화 질화물(MoSiON)막의 조성은, Mo:0.2 내지 25 원자%, Si:10 내지 57 원자%, O:2 내지 20 원자%, N:5 내지 57 원자%인 것이 바람직하다.
또한, 도 14에 도시한 바와 같이, 위상 시프트 다층막(102)상에 크롬계 차광막(103)을 마련한다든지, 또는 도 15에 도시한 바와 같이, 크롬계 차광막(103)으로부터의 반사를 저감시키는 크롬(Cr)계 반사 방지막(104)을 크롬계 차광막(103)상에 형성할 수도 있다. 또한, 도 16에 도시한 바와 같이, 기판(101)측부터 위상 시프트 다층막(102), 제1 크롬계 반사 방지막(104), 크롬계 차광막(103), 제2 크롬계 반사 방지막(104')의 순으로 형성할 수도 있다.
이 경우, 크롬계 차광막 또는 크롬계 반사 방지막으로서는 크롬 산화 탄화물(CrOC) 또는 크롬 산화 질화 탄화물(CrONC) 혹은 이들을 적층한 것을 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 크롬계 차광막 또는 크롬계 반사 방지막은, 크롬 단체 또는 크롬에 산소, 질소, 탄소 중 어느 하나, 또는 이들을 조합한 것을 첨가한 타겟을 이용하여, 아르곤, 크립톤 등의 불활성 가스에 탄소원으로서 이산화탄소 가스를 첨가한 스퍼터 가스를 이용한 반응성 스퍼터링에 의해 성막할 수 있다.
구체적으로는, CrONC막을 성막하는 경우에는 스퍼터 가스로서는 CH4, CO2, CO 등의 탄소를 포함하는 가스와, NO, NO2, N2 등의 질소를 포함하는 가스와, CO2, NO, O2 등의 산소를 포함하는 가스의 각각 1종 이상을 도입하거나, 이들에 Ar, Ne, Kr 등의 불활성 가스를 혼합한 가스를 이용하는 것도 가능하다. 특히, 탄소원 및 산소원 가스로서 CO2 가스를 이용하는 것이 기판면내 균일성, 제조 시의 제어성의 점에서 바람직하다. 도입 방법으로서는 각종 스퍼터 가스를 따로따로 챔버 내에 도입해도 좋고, 몇 개의 가스를 통합하여 또는 모든 가스를 혼합하여 도입해도 된다.
또 CrOC막은, Cr이 20 내지 95 원자%, 특히 30 내지 85 원자%, C가 1 내지 30 원자%, 특히 5 내지 20 원자%, O가 1 내지 60 원자%, 특히 5 내지 50 원자%인 것이 바람직하고, 또한 CrONC막은, Cr이 20 내지 95 원자%, 특히 30 내지 80 원자%, C가 1 내지 20 원자%, 특히 2 내지 15 원자%, O가 1 내지 60 원자%, 특히 5 내지 50 원자%, N이 1 내지 30 원자%, 특히 3 내지 20 원자%인 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 형태의 위상 시프트 마스크는 상기와 같이 하여 얻어지는 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트막이 패턴 형성되어 이루어지는 것이다.
구체적으로는, 도 12에 도시한 바와 같은 위상 시프트 마스크(106)를 제조하는 경우에는, 도 17의 (a)에 도시한 바와 같이, 상기와 같이 해서 기판(101)상에 위상 시프트 다층막(102)을 형성한 후, 레지스트막(107)을 형성하고, 도 17의 (b)에 도시한 바와 같이, 레지스트막(107)을 리소그래피법에 의해 패터닝하고, 또한 도 17의 (c)에 도시한 바와 같이, 위상 시프트 다층막(102)을 에칭한 후, 도 17의 (d)에 도시한 바와 같이, 레지스트막(107)을 박리하는 방법을 채용할 수 있다. 이 경우, 레지스트막의 도포, 패터닝(노광, 현상), 에칭, 레지스트막의 제거는 공지의 방법에 의해서 행할 수 있다.
또, 위상 시프트 다층막 상에 크롬계 차광막 및/또는 크롬계 반사 방지막(Cr계 막)을 형성한 경우에는, 노광에 필요한 영역의 차광막 및/또는 반사 방지막을 에칭에 의해 제거하여, 위상 시프트막을 표면에 노출시킨 후, 상기와 마찬가지로 위상 시프트막을 패터닝하는 것에 의해, 도 18에 도시한 바와 같은 기판 외주연측에 크롬계막(103)이 남은 위상 시프트 마스크(106)를 얻을 수 있다. 또한, 크롬계막의 위에 레지스트를 도포하고, 패터닝을 행하고, 크롬계막과 위상 시프트 다층막을 에칭으로 패터닝하고, 또한 노광에 필요한 영역의 크롬계막만을 선택 에칭에 의해 제거하여, 위상 시프트 패턴을 표면에 노출시켜, 위상 시프트 마스크를 얻는 것도 가능하다.
다음에, 본 발명의 제3 형태에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이 복수 층의 위상 시프트막을 투명 기판 위에 성막하는 경우, 금속 함유량이 서로 다른 타겟을 사용하여 각 층을 스퍼터링 성막하는 방법이 일반적이다. 그러나, 위상 시프트막의 층 수를 늘려감에 따라서, 위상 시프트막의 결함량이 증가하는 것을 알았다.
그래서 본 발명자들이 그 원인을 조사한 결과, 각 층에서의 스퍼터링 성막의 개시·종료 시에 타겟으로부터의 방전이 불안정해져서, 파티클의 비산이나 막에의 손상이 발생하고 있는 것이 원인이라는 것이 판명되었다.
즉 종래의 방법에서는, 도 21에 도시한 바와 같이, 스퍼터링 장치(210)를 이용하여 투명 기판(201)상에 복수 층의 위상 시프트막(202, 202')을 형성하는 경우, 하나의 성막실(211) 내에 각 층의 위상 시프트막(202, 202')을 성막하기 위한 각종 금속 함유량의 금속 실리사이드 타겟(212, 212') 또는 실리콘 타겟(213, 213')을 복수 부착하고, 스퍼터링 가스 도입구(214)로부터 스퍼터링 가스를 도입한다(도 21의 (a)).
그리고 준비한 타겟(212, 212', 213, 213') 중, 그 층의 위상 시프트막(202)의 성막에 이용하는 타겟(212, 213)만에 대하여 방전을 개시하여, 그 층의 성막을 행한다(도 21의 (b)). 그 층의 성막이 종료되면, 일단 그 층의 성막에 이용하고 있었던 타겟(212, 213)의 방전을 정지하고, 다음 층의 위상 시프트막(202')의 성막에 이용하는 타겟(212', 213')의 방전을 개시하여, 그 층의 위상 시프트막(202')의 성막을 행하고, 위상 시프트 마스크 블랭크(204)를 제조한다(도 21의 (c)).
그런데, 이와 같이 타겟의 방전의 개시·종료를 반복하면 타겟의 방전이 불안정해져, 위상 시프트막에 결함이 발생한다는 것이 판명되었다.
또한, 다수의 타겟을 세트한 스퍼터링 장치에서는, 미 방전의 타겟에 다른 타겟으로부터 발생한 성막 성분이 부착되는 경우가 있다. 이 부착물이 절연성인 경우, 재차 방전을 개시했을 때에 아크의 발생 원인이 된다. 이러한 아크의 발생이 치명적인 결함의 원인이 된다는 것도 본 발명자들은 발견했다.
그래서 본 발명자들은, 복수 층의 위상 시프트막 중 어느 한 층에 있어서, 성막에 한번이라도 사용하는 타겟은, 다른 층을 성막하는 경우에도 계속 방전하는 방법을 생각해 냈다. 이와 같이 하면, 스퍼터링 성막의 개시·종료 시의 방전 불안정을 해결할 수 있어, 미 방전의 타겟에 다른 타겟으로부터 발생한 성막 성분이 부착하는 것도 방지할 수 있다.
본 발명자들은 각 타겟에의 방전 전력을 낮추어 간 경우의 불안정 방전에 의한 막 결함 증가에 대하여 조사했다. 그 결과, 적어도 통상 방전 시의 1/20(5%)의 방전 전력이 인가되고 있으면, 막 결함의 증가가 인정되지 않는다는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 어느 하나의 층의 위상 시프트막의 성막에 이용하는 타겟을 그 층의 위상 시프트막을 성막할 때에는 성막에 필요한 소정 출력으로 방전시키고, 다른 층의 위상 시프트막을 성막할 때에는 출력을 낮추어 계속 방전하도록 하면 되어, 각 층의 조성도 원하는 것으로 할 수 있다.
이 경우, 각 타겟에 적어도 상기 방전 전력을 계속 인가하여 위상 시프트막의 성막을 행한 경우, 각 층의 위상 시프트막은 각각 인접하는 위상 시프트막의 조성을 1 내지 10% 포함하는 것으로 된다. 이러한 위상 시프트 마스크 블랭크는, 각 층의 위상 시프트막을 성막할 때에, 각 타겟의 방전을 정지시키지 않고서 안정적으로 방전시킨 것이기 때문에, 위상 시프트막의 결함을 적게 할 수 있다. 또한, 각 층에 포함되는 다른 층의 조성이 이 정도의 량이면, 각 층의 광학 특성 등에 큰 영향을 미치게 하는 일도 없다.
이하, 본 발명의 제3 형태에 대하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니다.
본 발명에 있어서, 스퍼터링 방법은 직류 전원을 이용한 것이어도 고주파 전원을 이용한 것이어도 좋고, 또한 마그네트론 스퍼터링 방식이더라도, 컨벤셔널 방식 혹은 그 밖의 방식이어도 좋다.
스퍼터링 가스의 조성은, 아르곤, 크세논 등의 불활성 가스와 질소 가스나 산소 가스, 각종 산화질소 가스, 산화탄소 가스 등을, 성막되는 위상 시프트막이 원하는 조성을 갖도록 적당히 첨가함으로써 성막된다.
이 경우, 성막되는 위상 시프트막의 투과율을 높이고 싶을 때에는, 막 중에 산소 및 질소가 많이 들어가도록 스퍼터링 가스에 첨가하는 산소나 질소를 포함하는 가스의 량을 늘리는 방법이나, 스퍼터링 타겟에 미리 산소나 질소를 많이 첨가한 몰리브덴 실리사이드를 이용하는 방법 등에 의해 조정할 수 있다.
구체적으로 Mo, Si, O, N을 구성 원소로 하는 위상 시프트막을 성막하는 경우에는, 예를 들면, 타겟으로서 몰리브덴 실리사이드를 이용하고, 스퍼터 가스로서 아르곤 가스와 질소 가스와 산소 가스를 포함하는 스퍼터 가스로 반응성 스퍼터링하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하여 성막되는 MoSiON막의 조성은, 예를 들면, Mo:0.2 내지 25 원자%, Si:10 내지 57 원자%, O:2 내지 20 원자%, N:5 내지 57 원자%인 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명의 방법에 의해 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조하는 경우에는, 우선, 도 20에 도시한 바와 같이, 스퍼터링 장치(210)의 성막실(211) 내에 석영 등으로 이루어지는 투명 기판(201)을 배치하고, 성막실(211) 내에 각 층의 위상 시프트막(202, 202')을 성막하기 위한 각종 금속 함유량의 금속 실리사이드 타겟(212, 212') 또는 실리콘 타겟(213, 213')을 복수 부착하여, 스퍼터링 가스 도입구(214)로부터 상술한 바와 같은 스퍼터링 가스를 도입한다(도 20의 (a)).
그리고 준비한 타겟(212, 212', 213, 213') 중 위상 시프트막(202)의 성막에 주로 이용하는 타겟(212, 213)에 소정의 전력을 인가하고, 방전을 개시하여, 위상 시프트막(202)의 성막을 행한다. 이 때, 이 층의 위상 시프트막(202)의 성막에는 주로 이용하지 않는 타겟(212', 213')에 대해서도, 안정적으로 방전할 수 있는 최소의 출력 정도로 방전시킨다(도 20의 (b)).
이 층의 위상 시프트막(202)의 성막이 종료되면, 다음 층의 위상 시프트막(202')의 성막에 주로 이용하는 타겟(212', 213')에 인가하는 전력을, 성막에 필요한 소정의 전력까지 올려, 위상 시프트막(202')의 성막을 행한다. 이 때, 이전 층의 위상 시프트막(202)의 성막에서 주로 이용하고 있었던 타겟(212, 213)에 대해서도, 방전을 정지하지 않고, 안정적으로 방전할 수 있는 최소의 출력 정도로 출력을 내려 계속 방전시킨다. 이와 같이 하여, 투명 기판(201)상에 위상 시프트막(202, 202')을 성막하여, 위상 시프트 마스크 블랭크(204)를 제조한다(도 20의 (c)).
이와 같이, 각 타겟은 위상 시프트막의 성막중 항상 계속 방전하기 때문에, 방전은 안정된 것으로 되어, 위상 시프트막에 결함이나 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 미 방전의 타겟에 다른 타겟으로부터 발생한 성막 성분이 부착하는 일도 방지할 수 있고, 아크가 발생하는 것도 방지할 수 있다.
또, 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크는 투명 기판 위에 복수 층의 위상 시프트막만을 성막한 것에 한정되지 않고, 예를 들면, 본 발명의 방법으로 성막한 위상 시프트막 상에 Cr계 차광막을 마련하거나, 또한 그 Cr계 차광막 상에, Cr계 차광막으로부터의 반사를 저감시키는 Cr계 반사 방지막을 형성할 수도 있다. 기판의 종류도 특별히 한정되지 않는다.
또한, 본 발명의 제3 형태의 위상 시프트 마스크는, 상기와 같이 하여 얻어지는 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트막 상에 리소그래피법에 의해, 패턴 형성되어 이루어지는 것이다.
구체적으로 위상 시프트 마스크를 제조하는 경우에는, 도 24의 (a)에 도시하는 바와 같이, 상기와 같이 해서 투명 기판(201)상에 위상 시프트막(202, 202')을 형성하여, 위상 시프트 마스크 블랭크(204)를 제조한 후, 위상 시프트막(202')상에 레지스트막(203)을 형성하고, 도 24의 (b)에 도시한 바와 같이, 노광, 현상함으로써 레지스트막(203)을 패터닝하고, 또한 도 24의 (c)에 도시한 바와 같이, 위상 시프트막(202, 202')을 에칭한 후, 도 24의 (d)에 도시하는 바와 같이, 레지스트막(203)을 박리하여, 위상 시프트 마스크(205)를 제조하는 방법을 채용할 수 있다. 이 경우, 레지스트막의 도포, 패터닝(노광, 현상), 에칭, 레지스트막의 제거는 공지의 방법에 의해서 행할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 도시하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니다.
(실시예 1)
타겟을 복수(5개) 배치할 수 있는 캐소드 구조를 갖고, 기판을 자전시키는 회전 기구를 갖는 스퍼터링 장치에 의해, 몰리브덴 실리사이드(MoSi3.66)의 타겟 3개와 실리콘 타겟을 2개 이용하고, 스퍼터 가스로 Ar, N2, N2O를 이용하여, 각각 5, 30, 0.6sccm의 유량으로 챔버 내에 도입하고, 1변 152㎜의 정방형 형상의 석영 기판 위에, 각 타겟의 투입 전력을 표 1에 나타낸 바와 같이 조정하여, 기판을 회전시키면서 몰리브덴 실리사이드 산화 질화물의 위상 시프트막을 성막했다.
No. 1 2 3 4 5
타겟 조성 MoSi3.66 MoSi3.66 MoSi3.66 Si Si
투입 전력 90W 85W 60W 200W 200W
성막 후의 위상 시프트막의 외주부를 제외한 142㎜×142㎜의 범위 내의 파장 193㎚에서의 위상 시프트량 및 투과율을 측정한 바, 위상 시프트량의 분포는 179.77±1.24°, 투과율의 분포는 6.00±0.02%이고, 위상 시프트막의 위상 시프트량 분포는 ±1.5° 이내, 투과율 분포는 ±0.1% 이내였다. 또한, 이 때의 막 두께는 695Å이었다.
또, 위상차 및 투과율의 측정은 레자테크사제 MPM-193으로 측정했다.
성막된 이 위상 시프트막의 조성을 XPS(X선 광전자 분광: X-Ray Photoelectron Spectroscopy)로 조사한 바, 이하의 조성이었다.
Mo Si O N C
7% 42% 6% 45% 0%
이 막의 암모니아 과수 세정액에 의한 위상차 변화량과 투과율 변화량은, 각각 -2.1°, +0.2%이었다. 이와 같이, 세정 후에도 거의 특성이 변화하지 않고, 우수한 약품내성을 갖는다는 것을 알 수 있다.
(실시예 2)
타겟을 복수(5개) 배치할 수 있는 캐소드 구조를 갖고, 기판을 자전시키는 회전 기구를 갖는 스퍼터링 장치에 의해, 몰리브덴 실리사이드(MoSi3.66)의 타겟을 2개와 실리콘 타겟을 3개 이용하고, 스퍼터 가스로 Ar, N2, N2O를 이용하여, 각각 5, 30, 0.4sccm의 유량으로 챔버 내에 도입하고, 1변 152㎜의 정방형 형상의 석영 기판 위에, 각 타겟의 투입 전력을 표 3에 나타낸 바와 같이 조정하여, 기판을 회전시키면서 몰리브덴 실리사이드 산화 질화물의 위상 시프트막을 성막하였다.
No. 1 2 3 4 5
타겟 조성 MoSi3.66 MoSi3.66 Si Si Si
투입 전력 35W 38W 200W 200W 250W
성막 후의 위상 시프트막의 외주부를 제외한 142㎜×142㎜의 범위 내의 파장 193㎚에서의 위상 시프트량 및 투과율을 측정한 바, 위상 시프트량의 분포는 179.50±0.84°, 투과율의 분포는 10.10±0.06%이고, 위상 시프트막의 위상 시프트량 분포는 ±1.5° 이내, 투과율 분포는 ±0.1% 이내였다. 또한, 이 때의 막 두께는 670Å이었다.
또, 위상차 및 투과율의 측정은 레자테크사제 MPM-193으로 측정했다.
성막된 이 위상 시프트막의 조성을 XPS로 조사한 바, 이하의 조성이었다.
Mo Si O N C
5% 44% 6% 45% 0%
실시예 1과 실시예 2를 비교하면, 금속 실리사이드(몰리브덴 실리사이드) 타겟과 실리콘 타겟의 투입 전력비를 바꿈으로써, 사용하는 타겟의 조성을 바꾸는 일없이 위상 시프트막의 조성을 변경하여 투과율을 바꿀 수 있다는 것을 알 수 있다.
(비교예 1)
타겟을 복수(3개) 갖는 캐소드 구조를 갖고, 기판을 자전시키는 회전 기구를 갖는 스퍼터링 장치에 의해, 타겟에 몰리브덴 실리사이드(MoSi3.66)의 타겟을 3개 이용하고, 스퍼터 가스에 Ar, N2, N2O를 이용하여, 각각 4, 30, 5sccm의 유량으로 챔버 내에 도입하고, 1변 152㎜의 정방형 형상의 석영 기판 위에, 각 타겟의 투입 전력을 표 5에 나타낸 바와 같이 조정하여, 기판을 회전시키면서 몰리브덴 실리사이드 산화 질화물의 위상 시프트막을 성막하였다.
No. 1 2 3
타겟 조성 MoSi3.66 MoSi3.66 MoSi3.66
투입 전력 230W 70W 60W
성막 후의 위상 시프트막의 외주부를 제외한 142㎜×142㎜의 범위 내의 파장 193㎚에서의 위상 시프트량 및 투과율을 측정한 바, 위상 시프트량은 180°, 투과율은 5.5%이었다. 또한, 이 때의 막 두께는 1400Å이었다.
성막된 이 위상 시프트막의 조성을 XPS로 조사한 바, 이하의 조성이었다.
Mo Si O N C
14% 32% 38% 16% 0%
이 막의 암모니아 과수 세정액에 의한 위상차 변화량과 투과율 변화량은 각각 -5.0°, +0.8%이었다. 이와 같이, 세정에 의해 특성이 크게 변화하여 약품내성이 뒤떨어지는 것을 알 수 있다.
실시예 1과 비교예 1을 비교하면, 금속 실리사이드(몰리브덴 실리사이드) 타겟만을 이용하여 성막하고, 산소 함유량을 증가시킨 비교예 1에서는, 위상차 180°에서의 막 두께가 두껍게 되어 있다. 이것은 굴절율이 작다는 것을 보여주고 있다. 또, 막 두께는 얇은 쪽이 바람직하다.
또한, 세정약액내성을 비교해도 산소 함유량을 증가시킨 샘플에서는 약액에 의한 변화량이 크고, 금속에 대하여 실리콘을 증가시킨 본 발명의 실시예에 의한 결과 쪽이 약품내성이 양호하다.
(실시예 3)
위상 시프트 다층막의 성막에는 도 19에 도시한 바와 같은 2개의 타겟을 마련한 직류 스퍼터 장치(120)를 이용하였다. 광학 특성막용 타겟(122a)으로서 MoSi2를 사용하고, 또 한쪽의 타겟(122b)으로서 Si 타겟을 사용했다.
석영 기판 위에, 우선 MoSi2 타겟(122a)에 1000W, Si 타겟(122b)에 1000W의 방전 전력을 인가하여, 기판을 30rpm으로 회전시키면서 스퍼터 성막을 행하여 두께 500Å의 제1층째 막을 마련했다. 이 때의 스퍼터 가스로서, Ar=20㎤/min, N2=100㎤/min, O2=5㎤/min의 혼합 가스를 도입했다. 또한, 스퍼터 시의 가스 압력은 0.2Pa가 되도록 설정했다.
계속하여, 스퍼터 방전을 멈추는 일없이 방전 전력을 MoSi2 타겟(122a)이 26W, Si 타겟(122b)이 1000W로 되도록 변경하여 두께 100Å의 제2층째 막을 성막하였다. 이 때, 다른 성막 조건은 제1층째와 동일하게 했다.
또한, 제1층째 막과 제2층째 막의 Mo의 함유량을 스퍼터 시의 방전 전력으로부터 견적하여, 다음 식으로 Mo 함유비를 구하였더니 0.051이었다.
Mo 함유비=제2층째 막의 Mo 농도/ 제1층째 막의 Mo 농도
이상의 성막을 계속하여 5매의 기판에 대하여 실시하고, 다음의 평가를 행하였다.
·결함 수의 증가량
성막의 전후에서 얼마만큼 결함 수가 증가했는지를 평가했다. 사이즈 0.2㎛ 이상의 결함 증가 수는 5개였다.
·약품내성
암모니아수: 과산화수소수: 물이 1:1:10의 조정액(23℃)에 1시간 침지했을 때의 투과율 변화를 측정했다. 약품내성이 우수한 것은 약액 침지 전후의 투과율 변화가 적어진다고 생각된다. 또한, 측정 파장은 193㎚를 사용하였다. 약액 침지 전후의 투과율의 변화율은 0.012였다.
(실시예 4)
위상 시프트 다층막의 성막에는, 도 19에 도시한 바와 같은 2개의 타겟을 마련한 직류 스퍼터 장치(120)를 이용하였다. 광학 특성막용 타겟(122a)으로서 MoSi2를 사용하고, 또 한쪽의 타겟(122b)으로서 Si 타겟을 사용했다.
석영 기판 위에, 우선 MoSi2 타겟(122a)에 1000W, Si 타겟(122b)에 1000W의 방전 전력을 인가하여, 기판을 30rpm으로 회전시키면서 스퍼터 성막을 행하여 두께 500Å의 제1층째 막을 마련했다. 이 때의 스퍼터 가스로서, Ar=20㎤/min, N2=100㎤/min, O2=5㎤/min의 혼합 가스를 도입했다. 또한, 스퍼터 시의 가스 압력은 O.2Pa가 되도록 설정했다.
계속하여, 스퍼터 방전을 멈추는 일없이 방전 전력을 MoSi2 타겟(122a)이 50W, Si 타겟(122b)이 1000W로 되도록 변경하여 두께 100Å의 제2층째 막을 성막하였다. 이 때, 다른 성막 조건은 제1층째와 동일하게 했다.
또한, 제1층째 막과 제2층째 막의 Mo의 함유량을 스퍼터 시의 방전 전력으로부터 견적하고, 다음 식으로 Mo 함유비를 구한 바 0.095였다.
Mo 함유비=제2층째 막의 Mo 농도/ 제1층째 막의 Mo 농도
이상의 성막을 계속하여 5매의 기판에 대하여 실시하고, 다음의 평가를 행하였다.
·결함 수의 증가량
성막의 전후에서 얼마만큼 결함 수가 증가하였는지를 평가하였다. 사이즈 0.2㎛ 이상의 결함 증가 수는 2개였다.
·약품내성
암모니아수: 과산화수소수: 물이 1:1:10의 조정액(25℃)에 1시간 침지했을 때의 투과율 변화를 측정했다. 약품내성이 우수한 것은 약액 침지 전후의 투과율 변화가 적어진다고 생각된다. 또한, 측정 파장은 193㎚를 사용했다. 약액 침지 전후의 투과율의 변화율은 0.018이었다.
(실시예 5)
위상 시프트 다층막의 성막에는, 도 19에 도시한 바와 같은 2개의 타겟을 마련한 직류 스퍼터 장치(120)를 이용했다. 광학 특성막용 타겟(122a)으로서 MoSi2를 사용하고, 또 한쪽의 타겟(122b)으로서 Si 타겟을 사용했다.
석영 기판 위에, 우선 MoSi2 타겟(122a)에 1000W, Si 타겟(122b)에 1000W의 방전 전력을 인가하여, 기판을 30rpm으로 회전시키면서 스퍼터 성막을 행하여 두께 500Å의 제1층째 막을 마련하였다. 이 때의 스퍼터 가스로서, Ar=20㎤/min, N2=100㎤/min, O2=5㎤/min의 혼합 가스를 도입했다. 또한, 스퍼터 시의 가스 압력은 0.2Pa가 되도록 설정하였다.
계속하여, 스퍼터 방전을 멈추는 일없이 방전 전력을 MoSi2 타겟(122a)이 100W, Si 타겟(122b)이 1000W로 되도록 변경하여 두께 100Å의 제2층째 막을 성막했다. 이 때, 다른 성막 조건은 제1층째와 동일하게 했다.
또한, 제1층째 막과 제2층째 막의 Mo의 함유량을 스퍼터 시의 방전 전력으로부터 견적하고, 다음 식으로 Mo 함유비를 구한 바, 0.182였다.
Mo 함유비=제2층째 막의 Mo 농도/ 제1층째 막의 Mo 농도
이상의 성막을 계속하여 5매의 기판에 대하여 실시하고, 다음의 평가를 행하였다.
·결함 수의 증가량
성막의 전후에서 얼마만큼 결함 수가 증가하였는지를 평가하였다. 사이즈 0.2㎛ 이상의 결함 증가 수는 4개였다.
·약품내성
암모니아수: 과산화수소수: 물이 1:1:10의 조정액(25℃)에 1시간 침지했을 때의 투과율 변화를 측정했다. 약품내성이 우수한 것은 약액 침지 전후의 투과율 변화가 적어진다고 생각된다. 또한, 측정 파장은 193㎚를 사용했다. 약액 침지 전후의 투과율의 변화율은 0.022였다.
(실시예 6)
위상 시프트 다층막의 성막에는 도 19에 도시한 바와 같은 2개의 타겟을 마련한 직류 스퍼터 장치(120)를 이용했다. 광학 특성막용 타겟(122a)으로서 MoSi2를 사용하고, 또 한쪽의 타겟(122b)으로서 Si 타겟을 사용하였다.
석영 기판 위에, 우선 MoSi2 타겟(122a)에 1000W, Si 타겟(122b)에 1000W의 방전 전력을 인가하여, 기판을 30rpm으로 회전시키면서 스퍼터 성막을 행하여 두께 500Å의 제1층째 막을 마련했다. 이 때의 스퍼터 가스로서, Ar=20㎤/min, N2=100㎤/min, O2=5㎤/min의 혼합 가스를 도입했다. 또한, 스퍼터 시의 가스 압력은 0.2Pa가 되도록 설정했다.
계속하여, 스퍼터 방전을 멈추는 일없이 방전 전력을 MoSi2 타겟(122a)이 200W, Si 타겟(122b)이 1000W로 되도록 변경하여 두께 100Å의 제2층째 막을 성막했다. 이 때, 다른 성막 조건은, 제1층째와 동일하게 했다.
또한, 제1층째 막과 제2층째 막의 Mo의 함유량을 스퍼터 시의 방전 전력으로부터 견적하고, 다음 식으로 Mo 함유비를 구한 바, 0.333이었다.
Mo 함유비=제2층째 막의 Mo 농도/ 제1층째 막의 Mo 농도
이상의 성막을 계속하여 5매의 기판에 대하여 실시하고, 다음의 평가를 행하였다.
·결함 수의 증가량
성막의 전후에서 얼마만큼 결함 수가 증가했는지를 평가했다. 사이즈 0.2㎛ 이상의 결함 증가 수는 5개였다.
·약품내성
암모니아수: 과산화수소수: 물이 1:1:10의 조정액(25℃)에 1시간 침지했을 때의 투과율 변화를 측정했다. 약품내성이 우수한 것은 약액 침지 전후의 투과율 변화가 적어진다고 생각된다. 또한, 측정 파장은 193㎚를 사용했다. 약액 침지 전후의 투과율의 변화율은 0.025였다.
(비교예 2)
위상 시프트 다층막의 성막에는 도 19에 도시한 바와 같은 2개의 타겟을 마련한 직류 스퍼터 장치(120)를 이용했다. 광학 특성막용 타겟(122a)으로서 MoSi2를 사용하고, 또 한쪽의 타겟(122b)으로서 Si 타겟을 사용하였다.
석영 기판 위에, 우선 MoSi2 타겟(122a)에 1000W, Si 타겟(122b)에 1000W의 방전 전력을 인가하여, 기판을 30rpm으로 회전시키면서 스퍼터 성막을 행하여 두께 500Å의 제1층째 막을 마련했다. 이 때의 스퍼터 가스로서, Ar=20㎤/min, N2=100㎤/min, O2=5㎤/min의 혼합 가스를 도입하였다. 또한, 스퍼터 시의 가스 압력은 0.2 Pa가 되도록 설정했다.
계속하여, 스퍼터 방전을 멈추는 일없이 방전 전력을 MoSi2 타겟(122a)이 400W, Si 타겟(122b)이 1000W로 되도록 변경하여 두께 100Å의 제2층째 막을 성막했다. 이 때, 다른 성막 조건은 제1층째와 동일하게 했다.
또한, 제1층째 막과 제2층째 막의 Mo의 함유량을 스퍼터 시의 방전 전력으로부터 견적하고, 다음 식으로 Mo 함유비를 구한 바, 0.571이었다.
Mo 함유비=제2층째 막의 Mo 농도/ 제1층째 막의 Mo 농도
이상의 성막을 계속하여 5매의 기판에 대하여 실시하고, 다음의 평가를 행하였다.
·결함 수의 증가량
성막의 전후에서 얼마만큼 결함 수가 증가했는지를 평가하였다. 사이즈 0.2㎛ 이상의 결함 증가 수는 3개였다.
·약품내성
암모니아수: 과산화수소수: 물이 1:1:10의 조정액(25℃)에 1시간 침지했을 때의 투과율 변화를 측정했다. 약품내성이 우수한 것은 약액 침지 전후의 투과율 변화가 적어진다고 생각된다. 또한, 측정 파장은 193㎚를 사용했다. 약액 침지 전후의 투과율의 변화율은 0.081이었다.
(비교예 3)
위상 시프트 다층막의 성막에는 도 19에 도시한 바와 같은 2개의 타겟을 마련한 직류 스퍼터 장치(120)를 이용했다. 광학 특성막용 타겟(122a)으로서 MoSi2를 사용하고, 또 한쪽의 타겟(122b)으로서 Si 타겟을 사용했다.
석영 기판 위에, 우선 MoSi2 타겟(122a)에 1000W, Si 타겟(122b)에 1000W의 방전 전력을 인가하여, 기판을 30rpm으로 회전시키면서 스퍼터 성막을 행하여 두께 500Å의 제1층째 막을 마련했다. 이 때의 스퍼터 가스로서, Ar=20㎤/min, N2=100㎤/min, O2=5㎤/min의 혼합 가스를 도입했다. 또한, 스퍼터 시의 가스 압력은 0.2Pa가 되도록 설정했다.
계속하여, 스퍼터 방전을 멈추는 일없이 방전 전력을 1층째와 동일하게, MoSi2 타겟(122a)이 1000W, Si 타겟(122b)이 1000W로 되도록 하여 두께 100Å의 제2층째 막을 성막했다. 이 때, 다른 성막 조건은 제1층째와 동일하게 했다.
또한, 제1층째 막과 제2층째 막의 Mo의 함유량을 스퍼터 시의 방전 전력으로부터 견적하고, 다음 식으로 Mo 함유비를 구한 바, 1.000이었다.
Mo 함유비=제2층째 막의 Mo 농도/ 제1층째 막의 Mo 농도
이상의 성막을 계속하여 5매의 기판에 대하여 실시하고, 다음의 평가를 행하였다.
·결함 수의 증가량
성막의 전후에서 얼마만큼 결함 수가 증가했는지를 평가했다. 사이즈 0.2㎛ 이상의 결함 증가 수는 3개였다.
·약품내성
암모니아수: 과산화수소수: 물이 1:1:10의 조정액(25℃)에 1시간 침지했을 때의 투과율 변화를 측정했다. 약품내성이 우수한 것은 약액 침지 전후의 투과율 변화가 적어진다고 생각된다. 또한, 측정 파장은 193㎚를 사용했다. 약액 침지 전후의 투과율의 변화율은 0.115이었다.
(비교예 4)
위상 시프트 다층막의 성막에는 도 19에 도시한 바와 같은 2개의 타겟을 마련한 직류 스퍼터 장치(120)를 이용했다. 광학 특성막용 타겟(122a)으로서 MoSi2를 사용하고, 또 한쪽의 타겟(122b)으로서 Si 타겟을 사용했다.
석영 기판 위에, 우선 MoSi2 타겟(122a)에 1000W, Si 타겟(122b)에 1000W의 방전 전력을 인가하여, 기판을 30rpm으로 회전시키면서 스퍼터 성막을 행하여 두께 500Å의 제1층째 막을 마련하였다. 이 때의 스퍼터 가스로서, Ar=20㎤/min, N2=100㎤/min, O2=5㎤/min의 혼합 가스를 도입했다. 또한, 스퍼터 시의 가스 압력은 0.2 Pa가 되도록 설정했다.
계속하여, 스퍼터 방전을 멈추는 일없이 방전 전력을 MoSi2 타겟(122a)이 10W, Si 타겟(122b)이 1000W로 되도록 변경하여 두께 100Å의 제2층째 막을 성막하였다. 이 때, 다른 성막 조건은 제1층째와 동일하게 했다.
또한, 제1층째 막과 제2층째 막의 Mo의 함유량을 스퍼터 시의 방전 전력으로부터 견적하고, 다음 식으로 Mo 함유비를 구한 바, 0.02였다.
Mo 함유비=제2층째 막의 Mo 농도/ 제1층째 막의 Mo 농도
이상의 성막을 계속하여 5매의 기판에 대하여 실시하고, 다음의 평가를 행하였다.
·결함 수의 증가량
성막의 전후에서 얼마만큼 결함 수가 증가하였는지를 평가했다. 사이즈 0.2㎛ 이상의 결함 증가 수는 32개였다.
·약품내성
암모니아수: 과산화수소수: 물이 1:1:10의 조정액(25℃)에 1시간 침지했을 때의 투과율 변화를 측정했다. 약품내성이 우수한 것은 약액 침지 전후의 투과율 변화가 적어진다고 생각된다. 또한, 측정 파장은 193㎚를 사용하였다. 약액 침지 전후의 투과율의 변화율은 0.011이었다.
(실시예 7)
위상 시프트 다층막의 성막에는 도 19에 도시한 바와 같은 2개의 타겟을 마련한 직류 스퍼터 장치(120)를 이용하였다. 광학 특성막용 타겟(122a)으로서 MoSi4를 사용하고, 또 한쪽의 타겟(122b)으로서 MoSi40 타겟을 사용했다.
석영 기판 위에, 우선 MoSi4 타겟(122a)에 1000W, MoSi40 타겟(122b)에 50W의 방전 전력을 인가하여, 기판을 30rpm으로 회전시키면서 스퍼터 성막을 행하여 두께 500Å의 제1층째 막을 마련했다. 이 때의 스퍼터 가스로서, Ar=20㎤/min, N2=100㎤/min, O2=5㎤/min의 혼합 가스를 도입했다. 또한, 스퍼터 시의 가스 압력은 0.2 Pa가 되도록 설정했다.
계속하여, 스퍼터 방전을 멈추는 일없이 방전 전력을 MoSi4 타겟(122a)이 50W, MoSi40 타겟(122b)이 1000W로 되도록 변경하여 두께 100Å의 제2층째 막을 성막했다. 이 때, 다른 성막 조건은 제1층째와 동일하게 했다.
또한, 제1층째 막과 제2층째 막의 Mo의 함유량을 스퍼터 시의 방전 전력으로부터 견적하고, 다음 식으로 Mo 함유비를 구한 바, 0.171이었다.
Mo 함유비=제2층째 막의 Mo 농도/ 제1층째 막의 Mo 농도
이상의 성막을 계속하여 5매의 기판에 대하여 실시하고, 다음의 평가를 행하였다.
·결함 수의 증가량
성막의 전후에서 얼마만큼 결함 수가 증가했는지를 평가했다. 사이즈 0.2㎛ 이상의 결함 증가 수는 5개였다.
·약품내성
암모니아수: 과산화수소수: 물이 1:1:10의 조정액(25℃)에 1시간 침지했을 때의 투과율 변화를 측정했다. 약품내성이 우수한 것은 약액 침지 전후의 투과율 변화가 적어진다고 생각된다. 또한, 측정 파장은 193㎚를 사용했다. 약액 침지 전후의 투과율의 변화율은 0.024였다.
(비교예 5)
위상 시프트 다층막의 성막에는 도 19에 도시한 바와 같은 2개의 타겟을 마련한 직류 스퍼터 장치(120)를 이용했다. 그러나, 광학 특성막용 타겟(122a)으로서 MoSi4만을 사용하고, 또 한쪽의 타겟(122b)은 사용하지 않았다.
석영 기판 위에, 우선 MoSi4 타겟(122a)에 1000W의 방전 전력을 인가하여, 기판을 30rpm으로 회전시키면서 스퍼터 성막을 행하여 두께 500Å의 제1층째 막을 마련했다. 이 때의 스퍼터 가스로서, Ar=20㎤/min, N2=100㎤/min, O2=5㎤/min의 혼합 가스를 도입하였다. 또한, 스퍼터 시의 가스 압력은 0.2Pa가 되도록 설정하였다.
다음에, MoSi4 타겟의 방전을 일단 종료하고, 재차 MoSi4 타겟(122a)에서 1000W의 방전을 행하여, 두께 100Å의 제2층째 막을 성막했다. 이 때, 다른 성막 조건은 제1층째와 동일하게 하였다.
또한, 제1층째 막과 제2층째 막의 Mo의 함유량을 스퍼터 시의 방전 전력으로부터 견적하고, 다음 식으로 Mo 함유비를 구한 바, 1.000이었다.
Mo 함유비=제2층째 막의 Mo 농도/ 제1층째 막의 Mo 농도
이상의 성막을 계속하여 5매의 기판에 대하여 실시하고, 다음의 평가를 행하였다.
·결함 수의 증가량
성막의 전후에서 얼마만큼 결함 수가 증가했는지를 평가했다. 사이즈 0.2㎛ 이상의 결함 증가 수는 143개였다.
·약품내성
암모니아수: 과산화수소수: 물이 1:1:10의 조정액(25℃)에 1시간 침지했을 때의 투과율 변화를 측정했다. 약품내성이 우수한 것은 약액 침지 전후의 투과율 변화가 적어진다고 생각된다. 또한, 측정 파장은 193㎚를 사용했다. 약액 침지 전후의 투과율의 변화율은 0.120이었다.
이상의 결과를 표 7 및 표 8에 정리했다.
이들 결과로부터 분명한 바와 같이, 투명 기판 위에 적어도 2층 이상으로 구성된 위상 시프트 다층막을 마련하여 이루어지는 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서, 상기 위상 시프트 다층막을 금속 실리사이드 화합물(금속 실리사이드의 산화막 또는 질화막 또는 산화 질화막)로 형성하고, 상기 위상 시프트 다층막의 최표층의 막의 금속 함유량이, 상기 위상 시프트 다층막 중에서 가장 금속을 함유하는 막의 금속 함유량의 1/20 내지 1/3(mol비)으로 함으로써, 약품내성이 우수하고 또한 결함이 적은 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크를 얻는 것이 가능하게 됨을 확인할 수 있었다.

No		 제1층째 제2층째 Mo함유비
2층째/
1층째		 성막시
파티클
0.2㎛이상		 약품내성
(투과율
변화율)
방전 전력(W) 막 두께
Å		 방전 전력(W) 막 두께
Å
MoSi2 Si MoSi2 Si
실시예3 1000 1000 500 26 1000 100 0.051 5 0.012
실시예4 1000 1000 500 50 1000 100 0.095 2 0.018
실시예5 1000 1000 500 100 1000 100 0.182 4 0.022
실시예6 1000 1000 500 200 1000 100 0.333 5 0.025
비교예2 1000 1000 500 400 1000 100 0.571 3 0.081
비교예3 1000 1000 500 1000 1000 100 1.000 3 0.115
비교예4 1000 1000 500 10 1000 100 0.020 32 0.011
동일 조건으로 5매 성막하고, 그 평균값을 기재


No		 제1층째 제2층째 Mo함유비
2층째/
1층째		 성막시
파티클
0.2㎛이상		 약품내성
(투과율
변화율)
방전 전력(W) 막 두께
Å		 방전 전력(W) 막 두께
Å
MoSi4 MoSi40 MoSi4 MoSi40
실시예3 1000 50 500 50 1000 100 0.171 5 0.024
비교예5 1000 0
미방전		 500 1000 0
미방전		 100 1.000 143 0.120
동일 조건으로 5매 성막하고, 그 평균값을 기재
(실시예 8)
반응성 스퍼터링 장치를 이용하여, 석영으로 이루어지는 기판에 2층의 위상 시프트막을 성막했다. 우선, 반응성 스퍼터링 장치의 동일한 성막실에 석영 기판에 대향하는 타겟을 배치하였다. 본 실시예에서는 타겟으로서, 조성이 서로 다른 MoSi 타겟1, MoSi 타겟2의 MoSi 타겟 2개와, Si 타겟1, Si 타겟2의 Si 타겟 2개를 배치했다.
우선, MoSi 타겟1과 Si 타겟1에 의해 막 조성1의 MoSiON으로 이루어지는 위상 시프트막을 성막했다. 스퍼터링 가스로서는, 반응성 가스로서 N2O를 이용하고, 불활성 가스로서는 Ar를 이용했다. 이와 같이 하여, 막 조성1의 위상 시프트막을 300Å 적층한 후에, MoSi 타겟2와 Si 타겟2에 의해 막 조성2의 MoSiON으로 이루어지는 위상 시프트막을 성막했다.
또, 본 실시예에서는 도 22에 도시한 바와 같이, 각각의 타겟의 방전을 완전하게 정지하지 않고, 막 조성1의 위상 시프트막을 성막중에, 막 조성2의 위상 시프트막의 성막에 관한 타겟의 출력을 방전이 안정되는 최소의 출력으로 방전시켰다. 마찬가지로 막 조성2의 위상 시프트막을 성막중에 막 조성1의 성막에 관한 타겟의 출력을 방전이 안정되는 최소의 출력으로 방전시켰다. 이와 같이 하여, 시료용의 2개의 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조했다.
이와 같이 하여 제조한 2개의 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트막의 0.2㎛ 이상의 파티클 총량을 검사하였다. 결함 검사기는 (주)히타치 데코제 GM-1000을 이용하여 측정하였다. 또, 파티클의 측정은 성막 기인의 파티클을 정확하게 측정하기 때문에, 우선 성막 후, 세정을 하지 않고서 파티클을 측정하고, 다음에 세정한 후에 파티클을 측정하였다. 그리고, 세정 전후에서 존재하는 결함에서 동일한 것을 성막 기인의 파티클로서 카운트했다. 결과를 표 9에 나타낸다.
결함 사이즈(㎛)
0.2∼0.5 0.5∼1.0 1.0∼2.0 2 이상 결함수 계
시료1 0 1 1 0 2
시료2 1 1 0 0 2
상기와 같이, 본 발명의 방법으로 성막한 위상 시프트막에는, 어느 하나의 시료용의 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서도, 0.2㎛ 이상의 파티클이 2개밖에 존재하지 않는다는 것을 알 수 있다. 이것은 각 타겟의 방전을 정지시키지 않고 계속 방전시킴으로써, 방전이 안정된 것이 원인이라고 생각된다.
또 본 실시예에서는, 각 층의 위상 시프트막의 성막에 주로 이용하지 않는 타겟도 계속 방전하였기 때문에, 각 층의 위상 시프트막에는 인접하는 층의 막 조성도 1 내지 10% 함유되어 있는 것이 확인되었다. 그러나, 이 정도의 량이면, 각 층의 광학 특성 등에 큰 영향을 주는 일은 없다.
(비교예 6)
실시예 8과 동일한 반응성 스퍼터링 장치에 동일한 타겟을 배치하고, 석영 기판에 2층의 위상 시프트막을 성막했다. 실시예 8과 마찬가지로, MoSi 타겟1과 Si 타겟1에 의해 막 조성1의 MoSiON으로 이루어지는 위상 시프트 마스크를 성막하여, 막 조성1을 300Å 적층한 후에, MoSi 타겟2와 Si 타겟2에 의해 막 조성2의 MoSiON으로 이루어지는 위상 시프트막을 성막했다.
여기서, 본 비교예에서는 도 23에 도시한 바와 같이, 막 조성1의 위상 시프트막을 형성할 때에는, MoSi 타겟1 및 Si 타겟1만을 방전시키고, MoSi 타겟2 및 Si 타겟2의 방전은 완전하게 정지하며, 다음에 막 조성2의 위상 시프트막을 형성할 때에는, MoSi 타겟2 및 Si 타겟2만을 방전시키고, MoSi 타겟1 및 Si 타겟1의 방전은 완전하게 정지했다. 이와 같이 하여, 시료용의 2개의 위상 시프트 마스크 블랭크를 제조했다.
이와 같이 하여 성막한 위상 시프트막의 0.2㎛ 이상의 파티클 총량을 실시예 8과 마찬가지로 검사했다. 결과를 표 10에 나타낸다. 표 10으로부터, 비교예의 위상 시프트막은 어느 시료에서도 0.2㎛ 이상의 파티클이 많이 존재한다는 것을 알 수 있다. 이것은 타겟의 방전 개시·종료 시에 방전이 불안정해져, 파티클의 비산 등이 발생한 것이 원인이라고 생각된다.
결함 사이즈(㎛)
0.2∼0.5 0.5∼1.0 1.0∼2.0 2 이상 결함수 계
시료3 1 3 0 6 10
시료4 2 4 0 4 10
또, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시 형태는 단순한 예시이며, 본 발명의 특허 청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 마찬가지의 작용 효과를 발휘하는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
예를 들면, 상기 제1 형태에서는 석영 기판 위에 1층의 위상 시프트막을 형성하는 경우를 중심으로 설명했지만, 본 발명은 그것에 한정되는 것이 아니고, 2층 이상의 위상 시프트막을 갖는 복층형의 위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크의 제조에 적용할 수 있는 것이다.
또, 상기 제3 형태에서는, 석영 기판 위에 2층의 위상 시프트막을 형성하는 경우를 중심으로 설명했지만, 본 발명은 그것에 한정되는 것이 아니며, 3층 이상의 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크의 제조에 적용할 수 있는 것이다.
[발명의 효과]
이상과 같이 본 발명에 따르면, 투과율이 서로 다른 위상 시프트막을 성막할 때에 타겟을 다른 조성으로 변경하지 않고, 간편하게 원하는 투과율을 얻을 수 있고, 또한 약품내성이 좋은 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법 및 위상 시프트 마스크 블랭크, 그리고 위상 시프트 마스크의 제조 방법 및 위상 시프트 마스크를 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 적어도, 스퍼터법에 의해 2 이상의 타겟을 이용하여 각각 조성이 서로 다른 2층 이상의 위상 시프트막을 기판 위에 순차 성막하는 공정을 포함하고, 상기 2층 이상의 위상 시프트막을 성막하는 공정은, 어느 하나의 층의 위상 시프트막의 성막에 이용하는 타겟 전체를, 다른 층의 위상 시프트막을 성막할 때에도 방전을 정지하는 일없이 계속 방전하여, 각 층의 위상 시프트막을 성막하는 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조 방법에 의해 제조된 위상 시프트 마스크 블랭크이며,
    상기 2층 이상의 위상 시프트막을 구성하는 원소는 각각 금속 원소, Si, N, 및 O로 이루어지고, 상기 2층 이상의 위상 시프트막의 조성은 각각 인접하는 위상 시프트막의 성막에 사용하는 타겟의 조성을 1 내지 10% 포함하는 것인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 위상 시프트막을 성막하는 공정은 어느 하나의 층의 위상 시프트막의 성막에 이용하는 타겟 전체를, 다른 층의 위상 시프트막을 성막할 때에도 통상 방전 시의 1/20(5%) 이상의 출력으로 함으로써 성막을 행하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
  3. 제1항에 있어서, 상기 위상 시프트막은, 그 구성 원소가, 금속 원소는 0.2 내지 25 원자%, Si는 10 내지 57 원자%, N은 5 내지 57 원자%, O는 2 내지 20 원자%로 이루어지는 것인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
  4. 제3항에 있어서, 상기 금속 원소가 Mo인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트막에 패턴 형성이 된 것인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101439879B1 (ko) * 2013-10-04 2014-09-12 주식회사 에스앤에스텍 위상반전 블랭크 마스크 및 그의 제조 방법
KR20180035147A (ko) * 2016-09-28 2018-04-05 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 하프톤 위상 시프트형 포토마스크 블랭크, 그의 제조 방법 및 하프톤 위상 시프트형 포토마스크

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4600629B2 (ja) * 2001-06-26 2010-12-15 信越化学工業株式会社 位相シフトマスクブランク及びその製造方法
JP2006317665A (ja) * 2005-05-12 2006-11-24 Shin Etsu Chem Co Ltd 位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクならびにこれらの製造方法
JP5057834B2 (ja) 2007-04-25 2012-10-24 株式会社東芝 ランタノイドアルミネート膜の製造方法
JP5348866B2 (ja) * 2007-09-14 2013-11-20 Ｈｏｙａ株式会社 マスクの製造方法
JP4853685B2 (ja) * 2009-03-31 2012-01-11 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク又はその製造中間体の検査方法及び良否判定方法
KR101155415B1 (ko) * 2010-05-19 2012-06-14 주식회사 에스앤에스텍 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 그 제조방법
DE102010053751A1 (de) * 2010-10-28 2012-05-03 Oerlikon Trading Ag, Trübbach Molybdänmonoxidschichten und deren Herstellung mittels PVD
JP5670502B2 (ja) * 2012-04-30 2015-02-18 株式会社エスアンドエス テック 位相反転ブランクマスク及びその製造方法
KR102564650B1 (ko) 2015-03-24 2023-08-08 호야 가부시키가이샤 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크, 위상 시프트 마스크의 제조방법 및 반도체 디바이스의 제조방법
JP6500791B2 (ja) 2016-01-22 2019-04-17 信越化学工業株式会社 ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク及びその製造方法
CN105824189B (zh) 2016-06-08 2020-01-07 京东方科技集团股份有限公司 掩模板和基板间隔柱及其制备方法、显示面板
JP6558326B2 (ja) 2016-08-23 2019-08-14 信越化学工業株式会社 ハーフトーン位相シフトマスクブランクの製造方法、ハーフトーン位相シフトマスクブランク、ハーフトーン位相シフトマスク及びフォトマスクブランク用薄膜形成装置
JP6716629B2 (ja) * 2017-05-18 2020-07-01 エスアンドエス テック カンパニー リミテッド 位相反転ブランクマスク及びその製造方法
JP7280296B2 (ja) * 2021-02-03 2023-05-23 アルバック成膜株式会社 マスクブランクス及びフォトマスク
JP7280297B2 (ja) * 2021-02-03 2023-05-23 アルバック成膜株式会社 マスクブランクス及びフォトマスク
JP2022118976A (ja) * 2021-02-03 2022-08-16 アルバック成膜株式会社 マスクブランクス及びフォトマスク

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3064769B2 (ja) 1992-11-21 2000-07-12 アルバック成膜株式会社 位相シフトマスクおよびその製造方法ならびにその位相シフトマスクを用いた露光方法
JP3431313B2 (ja) 1994-11-08 2003-07-28 株式会社東芝 露光用基板と露光用マスク及び露光用基板の製造方法
US5942356A (en) * 1996-03-30 1999-08-24 Hoya Corporation Phase shift mask and phase shift mask blank
JPH11282150A (ja) 1998-03-26 1999-10-15 Toppan Printing Co Ltd ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びその製造方法
JP2001201842A (ja) * 1999-11-09 2001-07-27 Ulvac Seimaku Kk 位相シフトフォトマスクブランクス及び位相シフトフォトマスク並びに半導体装置の製造方法
JP4458216B2 (ja) 2000-09-01 2010-04-28 信越化学工業株式会社 フォトマスク用ブランクス及びフォトマスクの製造方法
US6635155B2 (en) * 2000-10-20 2003-10-21 Asahi Glass Company, Limited Method for preparing an optical thin film
US6653027B2 (en) * 2001-02-26 2003-11-25 International Business Machines Corporation Attenuated embedded phase shift photomask blanks
JP4600629B2 (ja) 2001-06-26 2010-12-15 信越化学工業株式会社 位相シフトマスクブランク及びその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101439879B1 (ko) * 2013-10-04 2014-09-12 주식회사 에스앤에스텍 위상반전 블랭크 마스크 및 그의 제조 방법
KR20180035147A (ko) * 2016-09-28 2018-04-05 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 하프톤 위상 시프트형 포토마스크 블랭크, 그의 제조 방법 및 하프톤 위상 시프트형 포토마스크

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US20040191646A1 (en) 2004-09-30

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