KR20220037358A - 위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크의 제조 방법, 및 위상 시프트 마스크 - Google Patents

위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크의 제조 방법, 및 위상 시프트 마스크 Download PDF

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Abstract

[과제] 위상 제어성이 좋고, 염소 산소 가스를 사용한 에칭에 의한 패턴 형상이 뛰어난 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크를 제공한다.
[해결수단] 투명 기판, 및 투명 기판 상에 형성된 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크로서, 위상 시프트막은 파장 200㎚ 이하의 노광 파장에 있어서의 위상차가 160 내지 200°, 투과율이 3 내지 15%이고, 위상 시프트막은 투명 기판측부터 순서대로 하층과 상층을 포함하고, 상층은 전이 금속, 규소, 질소 및/또는 산소, 또는 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하고, 하층은 크롬, 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하고, 하층의 크롬과 규소의 합계에 대하여 규소의 함유율이 3% 이상 15% 미만, 또한 크롬과 규소의 합계 함유율에 대한 산소의 함유율의 비율이 1.7 미만이고, 또한 불소계의 건식 에칭에 있어서의 하층에 대한 상층의 에칭 선택비가 10 이상의 것인 위상 시프트 마스크 블랭크.

Description

위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크의 제조 방법, 및 위상 시프트 마스크{PHASE SHIFT MASK BLANK, MANUFACTURING METHOD OF PHASE SHIFT MASK, AND PHASE SHIFT MASK}
본 발명은 반도체 집적 회로 등의 제조 등에 사용되는 위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크의 제조 방법, 및 위상 시프트 마스크에 관한 것이다.
반도체 기술에서 사용되고 있는 포토리소그래피 기술에 있어서, 해상도 향상 기술 중 하나로서 위상 시프트법이 사용되고 있다. 위상 시프트법은 예를 들어 기판 상에 위상 시프트막을 형성한 포토마스크를 사용하는 방법이며, 포토마스크 기판인 노광광에 대하여 투명한 기판 상에, 위상 시프트막을 형성하지 않은 부분을 투과한 노광광, 즉 위상 시프트막의 두께와 동일한 길이의 공기를 통과한 노광광에 대한, 위상 시프트막을 투과한 광의 위상의 차가 대략 180°인 위상 시프트막 패턴을 형성하고, 광의 간섭을 이용해서 콘트라스트를 향상시키는 방법이다.
이것을 응용한 포토마스크 중 하나로서 하프톤 위상 시프트 마스크가 있다. 하프톤 위상 시프트 마스크는 석영 등의 노광광에 대하여 투명한 기판 상에, 위상 시프트막을 형성하지 않은 부분을 투과한 광과의 위상차를 대략 180°로 하여, 실질적으로 노광에 기여하지 않을 정도의 투과율을 갖는 하프톤 위상 시프트막의 마스크 패턴을 형성한 것이다. 지금까지 위상 시프트 마스크의 위상 시프트막으로서는, 몰리브덴 및 규소를 포함하는 막(MoSi계 위상 시프트막)이 주로 사용되고 있었다(특허문헌 1).
일본특허공개 평7-140635호 공보 일본특허공개 제2007-33469호 공보 일본특허공개 제2007-233179호 공보 일본특허공개 제2007-241065호 공보
일반적으로는 MoSi계 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크에 있어서는, 위상 시프트막을 패턴 가공할 때에 SF6이나 CF4 등의 불소를 포함하는 가스를 사용하는 불소계 가스에 의해 에칭이 이루어지지만, 그 때 약간 기판이 에칭된다. 그 때문에, 위상 시프트막이 있는 부분과 없는 부분의 위상차는 막 단독의 위상차와 다르다. 이 때문에, 위상차의 정확한 제어가 어려울뿐만 아니라, 패턴 결함이 발생했을 때의 수정이 어려운 등의 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서는, 위상 시프트막의 조성을 MoSi계 막 등의 규소를 포함하는 막의 기판측에 크롬막과 같은 에칭 특성이 다른 막을 형성한 것으로 한 위상 시프트 포토마스크가 생각된다. 규소를 포함하는 막 상에는 차광막 또는 위상 시프트막을 에칭할 때의 에칭 마스크가 되는 막인 크롬막이 일반적으로 형성되어 있고, 규소를 포함하는 막이 에칭되어 노출된 기판측의 크롬막은, 위상 시프트막 상(기판으로부터 이격되는 측)의 크롬 차광막 또는 크롬 에칭 마스크의 박리와 동시에 염소 가스와 산소 가스를 포함한 염소계 가스 등에 의해 에칭된다. 그러나 이때, 기판측의 크롬막에 사이드 에칭이 들어가기 쉬워, 패턴 도괴 등의 문제가 일어나기 쉽다. 특히, 크롬막의 투과율을 올리기 위해서, 산소나 질소의 양을 많게 했을 때는 더 사이드 에칭량이 커진다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 위상 제어성이 좋고, 염소계 가스를 사용한 에칭에 의한 패턴 형상이 우수한 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크 그리고 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에서는 투명 기판, 및 해당 투명 기판 상에 형성된 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크로서, 상기 위상 시프트막은 파장 200㎚ 이하의 노광 파장에 있어서의 위상차가 160 내지 200°, 투과율이 3 내지 15%이고, 상기 위상 시프트막은 상기 투명 기판측부터 순서대로 하층과 상층을 포함하고, 상기 상층은 전이 금속, 규소, 질소 및/또는 산소, 또는 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하고, 상기 하층은 크롬, 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하고, 상기 하층의 크롬과 규소의 합계에 대하여 규소의 함유율이 3% 이상 15% 미만, 또한 크롬과 규소의 합계 함유율에 대한 산소의 함유율의 비율이 1.7 미만이고, 또한 불소계의 건식 에칭에 있어서의 상기 하층에 대한 상기 상층의 에칭 선택비가 10 이상의 것인 위상 시프트 마스크 블랭크를 제공한다.
이러한 위상 시프트 마스크 블랭크이면, 위상 제어성이 좋고, 염소계 가스, 예를 들어 염소 가스와 산소 가스를 사용한 에칭에 의한 패턴 형상이 우수한 위상 시프트막을 형성할 수 있는 위상 시프트 마스크 블랭크로 할 수 있다.
또한, 상기 투명 기판이 석영을 포함하는 것임이 바람직하다.
투명 기판으로서는 이러한 것이 적합하게 사용된다.
또한, 상기 하층의 막 두께가 2 내지 10㎚ 및 상기 상층의 막 두께가 50 내지 80㎚인 것이 바람직하다.
이러한 구성으로 하면, 소정의 투과율을 얻기 쉬워진다.
또한, 상기 상층에 있어서, 상기 전이 금속이 몰리브덴(Mo)이며, 또한 규소(Si)와 몰리브덴(Mo)의 합계에 대한 몰리브덴(Mo)의 함유율이 20% 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 상층의 조성을 이러한 것으로 할 수 있다.
또한, 상기 위상 시프트막 상에 크롬을 함유하는 차광막을 갖고 있는 것이고, 또한 염소계의 건식 에칭에 있어서의 상기 하층에 대한 상기 차광막의 에칭 선택비가 1.2 이상 10.0 이하인 것이 바람직하다.
이러한 차광막이면, 하층과 함께 염소계의 건식 에칭으로 제거할 수 있으며, 또한 그 때에 하층이 사이드 에칭될 우려도 없다.
이때, 상기 차광막 상에, 추가로 규소, 산소 및/또는 질소를 포함하는 하드 마스크막을 갖는 것임이 바람직하다.
이러한 하드 마스크막이면, 크롬을 함유하는 차광막과 에칭 특성이 다르기 때문에, 해당 차광막의 패턴 형성에 있어서의 에칭 마스크로서 유용하다.
또한 본 발명에서는, 상기 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용해서 위상 시프트 마스크를 제조하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 제공한다.
이러한 위상 시프트 마스크의 제조 방법이면, 투명 기판의 파임이 없을뿐만 아니라, 양호한 패턴 형상을 갖는 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.
또한 본 발명에서는, 투명 기판, 및 해당 투명 기판 상에 패턴이 형성된 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크로서, 상기 위상 시프트막은 파장 200㎚ 이하의 노광 파장에 있어서의 위상차가 160 내지 200°, 투과율이 3 내지 15%이고, 상기 위상 시프트막은 상기 투명 기판측부터 순서대로 하층과 상층을 포함하고, 상기 상층은 전이 금속, 규소, 질소 및/또는 산소, 또는 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하고, 상기 하층은 크롬, 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하고, 상기 하층의 크롬과 규소의 합계에 대하여 규소의 함유율이 3% 이상 15% 미만, 또한 크롬과 규소의 합계 함유율에 대한 산소의 함유율의 비율이 1.7 미만이고, 또한 불소계의 건식 에칭에 있어서의 상기 하층에 대한 상기 상층의 에칭 선택비가 10 이상의 것인 위상 시프트 마스크를 제공한다.
이러한 위상 시프트 마스크는 투명 기판의 파임이 없을뿐만 아니라, 양호한 패턴 형상을 갖는 것이다.
또한, 상기 투명 기판이 석영을 포함하는 것임이 바람직하다.
투명 기판으로서는 이러한 것이 적합하게 사용된다.
또한, 상기 하층의 막 두께가 2 내지 10㎚ 및 상기 상층의 막 두께가 50 내지 80㎚인 것이 바람직하다.
이러한 구성으로 하면, 소정의 투과율을 얻기 쉬워진다.
또한, 상기 상층에 있어서, 상기 전이 금속이 몰리브덴(Mo)이고, 또한 규소(Si)와 몰리브덴(Mo)의 합계에 대한 몰리브덴(Mo)의 함유량이 20% 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 상층의 조성을 이러한 것으로 할 수 있다.
또한, 상기 위상 시프트막 상에 크롬을 함유하는 차광막을 갖고 있는 것이고, 또한 염소계의 건식 에칭에 있어서의 상기 하층에 대한 상기 차광막의 에칭 선택비가 1.2 이상 10.0 이하인 것이 바람직하다.
이러한 차광막이면, 하층과 함께 염소계의 건식 에칭으로 제거할 수 있고, 또한 그 때에 하층이 사이드 에칭될 우려도 없다.
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크에 의하면, 포토마스크 패턴의 가공에 있어서, 위상 시프트막을 가공할 때 기판을 파기 어려워지므로, 위상차의 조정이 용이하고, 또한 패턴 형상이 양호한 포토마스크(위상 시프트 마스크)를 제작할 수 있다.
도 1은 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 다른 일례를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 또 다른 일례를 나타내는 개략도이다.
도 4는 실시예 및 비교예에서 사용한 에칭 장치의 개략도이다.
상술한 바와 같이 위상 제어성이 좋고, 염소계 가스를 사용한 에칭에 의한 패턴 형상이 우수한 위상 시프트막을 형성할 수 있는 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크 그리고 위상 시프트 마스크의 제조 방법의 개발이 요구되고 있었다.
본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 거듭한 결과, 크롬, 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하는 층(하층)을 갖고, 추가로 그의 상층에 전이 금속, 규소, 질소 및/또는 산소, 또는 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하는 층을 갖는 위상 시프트막이며, 크롬, 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하는 하층의 규소 함유량을 3% 이상 15% 미만, 또한 크롬과 규소의 합계 함유율에 대한 산소의 함유율의 비율을 1.7 미만으로 함으로써, 위상 시프트막 상의 크롬 차광막 또는 크롬 에칭 마스크를 에칭하는 염소계 에칭 시의 상기 하층의 사이드 에칭을 억제하고, 양호한 패턴을 갖는 포토마스크를 제작할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 이루기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 투명 기판, 및 해당 투명 기판 상에 형성된 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크로서, 상기 위상 시프트막은 파장 200㎚ 이하의 노광 파장에 있어서의 위상차가 160 내지 200°, 투과율이 3 내지 15%이고, 상기 위상 시프트막은 상기 투명 기판측부터 순서대로 하층과 상층을 포함하고, 상기 상층은 전이 금속, 규소, 질소 및/또는 산소, 또는 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하고, 상기 하층은 크롬, 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하고, 상기 하층의 크롬과 규소의 합계에 대하여 규소의 함유율이 3% 이상 15% 미만, 또한 크롬과 규소의 합계 함유율에 대한 산소의 함유율의 비율이 1.7 미만이고, 또한 불소계의 건식 에칭에 있어서의 상기 하층에 대한 상기 상층의 에칭 선택비가 10 이상의 것인 위상 시프트 마스크 블랭크이다.
이하, 본 발명에 대해서 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
<위상 시프트 마스크 블랭크>
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크는 석영 기판 등의 투명 기판 상에 형성된 위상 시프트막을 갖는다. 또한, 후술하는 본 발명의 위상 시프트 마스크는, 석영 기판 등의 투명 기판 상에 형성된 위상 시프트막의 마스크 패턴(포토마스크 패턴)을 갖는다.
<투명 기판>
본 발명에 있어서 투명 기판으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어SEMI 규격에 있어서 규정되어 있는 한변이 6인치인 사각형, 두께 0.25인치의 6025 기판이라고 불리는 투명 기판이 적합하며, SI 단위계를 사용한 경우, 통상 한 변이 152㎜인 사각형, 두께 6.35㎜의 투명 기판으로 표기된다. 투명 기판으로서는 석영 기판이 바람직하다.
<위상 시프트막>
본 발명에 있어서의 위상 시프트막은 파장 200㎚ 이하의 노광 파장, 특히 193㎚(ArF)에 있어서 위상 시프트막 및 이것과 동일한 두께의 막이 없는 부분을 투과하는 광 사이의 위상차가 160 내지 200°이고, 투과율이 3 내지 15%이고, 투명 기판측부터 크롬, 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하는 하층과, 전이 금속(바람직하게는 크롬을 제외한 전이 금속), 규소, 질소 및/또는 산소, 또는 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하는 상층을 포함한다. 또한, 크롬, 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하는 하층의 해당 규소의 함유율이 크롬과 규소의 합계에 대하여 3% 이상 15% 미만이고, 또한 크롬과 규소의 합계 함유율에 대한 산소의 함유율의 비율이 1.7 미만이다. 또한, 불소계의 건식 에칭에 있어서의 상기 하층에 대한 상기 상층의 에칭 선택비는 10 이상이다.
이와 같이 함으로써, 불소계 가스로 건식 에칭했을 때에도 투명 기판에 파임을 발생시키지 않음과 함께, 염소계 가스(염소 산소계 가스)에서의 건식 에칭에 대해서도 사이드 에칭이 들어가기 어려운 위상 시프트막으로 할 수 있다. 여기서 불소계 가스는 SF6, CF4 등의 불소를 포함한 가스를 말하며, 염소계 가스는 Cl2와 O2를 포함하는 가스 등의 염소와 산소를 포함한 가스를 말하고, 이들은 추가로 He 등을 포함하고 있어도 된다. 또한, 여기서는 불소계 가스를 사용한 건식 에칭을 불소계의 건식 에칭이라 하고, 염소계 가스를 사용한 건식 에칭을 염소계의 건식 에칭이라 한다.
하층의 막은 크롬, 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하고, 하층의 크롬과 규소의 합계에 대하여 규소의 함유율이 3% 이상 15% 미만, 또한 크롬과 규소의 합계 함유율에 대한 산소의 함유율의 비율이 1.7 미만이다. 바람직하게는 하층의 크롬과 규소의 합계에 대하여 규소의 함유율이 3% 이상 14% 미만, 또한 크롬과 규소의 합계 함유율에 대한 산소의 함유율의 비율이 1.6 미만이고, 보다 바람직하게는 하층의 크롬과 규소의 합계에 대하여 규소의 함유율이 5% 이상 10% 미만, 또한 크롬과 규소의 합계 함유율에 대한 산소의 함유율의 비율이 1.1 미만이다. 또한, 하층에 있어서의 산소의 함유율이 60% 미만인 것이 바람직하고, 50% 미만인 것이 보다 바람직하고, 45% 미만인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 산소는 함유하고 있지 않아도 되지만, 산소 함유량이 높을수록 투과율이 높아지고 상층의 막을 박막화하기 쉽다는 등 조정하기 쉬워지기 때문에, 30% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 35% 이상, 더욱 바람직하게는 40% 이상이다. 질소의 함유량은 0% 이상 52% 이하인 것이 바람직하다. 여기서 규소, 산소, 질소의 함유율은 원자수의 비율이며, 예를 들어 XPS에 의한 측정에 의해 구할 수 있다.
또한, 하층의 막은 보다 바람직하게는 크롬, 규소, 질소 및 산소를 포함하는 막, 크롬, 규소 및 질소를 포함하는 막, 크롬, 규소 및 산소를 포함하는 막 중 어느 것이다. 이들은 또한 탄소, 수소 등 포함하고 있어도 된다.
상층의 막은 전이 금속, 규소, 질소 및/또는 산소, 또는 규소, 질소 및/또는 산소를 포함한다. 즉, 상층의 막은 보다 바람직하게는 전이 금속, 규소, 질소 및 산소를 포함하는 막, 전이 금속, 규소 및 질소를 포함하는 막, 전이 금속, 규소 및 산소를 포함하는 막, 규소, 질소 및 산소를 포함하는 막, 규소 및 질소를 포함하는 막, 규소 및 산소를 포함하는 막 중 어느 것이다. 이들은 또한 탄소, 수소 등 포함하고 있어도 된다.
전이 금속으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 몰리브덴, 지르코늄, 탄탈, 텅스텐, 크롬, 티타늄을 사용할 수 있고, 크롬을 제외한 전이 금속인 것이 바람직하고, 특히 몰리브덴이 바람직하다. 전이 금속은 전이 금속과 규소의 합계 조성에 대한 비율이 0% 이상 40% 이하인 것이 바람직하고, 산소는 0% 이상 70% 이하, 질소는 0% 이상 60% 이하인 것이 바람직하다. 여기서 전이 금속, 산소, 질소의 비율은 원자수의 비율이며, 예를 들어 XPS에 의한 측정에 의해 구할 수 있다.
위상 시프트막에 있어서 크롬, 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하는 하층의 막 두께는 2 내지 10㎚이고, 그의 상층에 있는 전이 금속, 규소, 질소 및/또는 산소, 또는 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하는 층의 막 두께는 50 내지 80㎚인 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 소정의 투과율을 얻기 쉬워진다.
전이 금속, 규소, 질소 및/또는 산소, 또는 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하는 상층의 해당 전이 금속은 몰리브덴인 것이 바람직하고, 규소와 몰리브덴 합계에 대한 몰리브덴의 함유율은 20% 이하인 것이 바람직하다.
전이 금속, 규소, 질소 및/또는 산소, 또는 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하는 층(상층)은 불소계에서의 에칭이 가능하고, 불소계의 건식 에칭에 있어서의 하층에 대한 상층의 에칭 선택비는 10 이상인 것이 바람직하고, 나아가 15 이상인 것이 바람직하다.
여기서, 불소계의 건식 에칭에 있어서의 상기 에칭 선택비는, (에칭 선택비)=(상층의 에칭 레이트)/(하층의 에칭 레이트)이다.
또한, 위상 시프트막 상에 크롬을 함유하는 염소계에서의 에칭이 가능한 차광막을 갖고 있고, 해당 차광막의 투명 기판 상의 크롬, 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하는 층에 대한 염소계 에칭에서의 선택비가 1.2 이상 10.0 이하인 것이 바람직하다.
여기서, 염소계의 건식 에칭에 있어서의 상기 에칭 선택비는, (에칭 선택비)=(차광막의 에칭 레이트)/(하층의 에칭 레이트)이다.
또한, 차광막 상에 추가로 규소, 산소 및/또는 질소를 포함하는 하드 마스크막을 갖는 것이 바람직하다. 차광막이나 하드 마스크막에 관한 상세는 후술하는 바와 같다.
여기서, 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 일례에 대해서 도 1을 참조하여 설명한다. 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크(100)에 있어서, 투명 기판(10) 상에, 크롬, 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하는 층인 하층(11)이 형성되고, 하층(11) 상에 전이 금속, 규소, 질소 및/또는 산소, 또는 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하는 상층(12)이 형성되어 있다. 위상 시프트막(1)은 하층(11)과 상층(12)을 포함한다. 또한, 위상 시프트막(1) 상에 차광막(13)이 형성되어 있어도 된다.
상층(12)은 불소계 가스로 에칭되기 쉬운 막이다. 한편, 하층(11)은 상기 소정의 조성의 막이기 때문에, 불소계 가스로 에칭되기 어렵고, 염소계 가스에 의해 적당한 속도로 에칭되는 막으로 되어 있다. 이 때문에 위상 시프트 마스크 블랭크(100)로부터 위상 시프트 마스크를 제조함에 있어서, 불소계 가스에 의한 건식 에칭으로 위상 시프트막(1)의 상층(12)을 박리할 때에는, 하층(11)이 있기 때문에 투명 기판(10)이 건식 에칭되어 파이는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 차광막(13)의 불필요 부분을 염소계 가스에 의해 박리할 때 하층(11)도 동시에 박리되는데, 하층(11)이 소정의 조성을 갖기 때문에 하층(11)에는 사이드 에칭이 일어나지 않는다.
<위상 시프트막의 성막 방법>
본 발명에 있어서의 위상 시프트막은 공지된 성막 방법을 적용해서 성막할 수 있는데, 균질성이 우수한 막이 용이하게 얻어지는 스퍼터법에 의해 성막하는 것이 바람직하고, DC 스퍼터, RF 스퍼터 중 어느 것의 방법도 사용할 수 있지만, 마그네트론 스퍼터가 보다 바람직하다. 타깃과 스퍼터 가스는 층 구성이나 조성에 따라서 적절히 선택된다.
타깃으로서는, 하층의 크롬과 규소를 포함하는 막을 형성할 때는 크롬과 규소를 포함하는 타깃이나, 크롬 타깃과 규소 타깃을 사용하여 동시에 방전시키는 공동 스퍼터로 하거나, 크롬 타깃이나 규소 타깃 대신에 적어도 한쪽을 크롬과 규소를 포함하는 타깃을 사용해서 동시에 방전시키는 공동 스퍼터여도 되고, 크롬 타깃, 규소 타깃, 크롬과 규소를 포함하는 타깃을 사용해서 동시에 방전시키는 공동 스퍼터여도 된다.
상층의 막이 전이 금속을 포함하고 있지 않은 규소를 함유하는 막일 때에는 규소 타깃을 사용할 수 있다. 전이 금속을 포함하고 있는 규소를 함유하는 막을 형성할 때는 전이 금속과 규소를 포함하는 타깃이나, 전이 금속 타깃과 규소 타깃을 사용하여 동시에 방전시키는 공동 스퍼터로 하거나, 전이 금속 타깃이나 규소 타깃 대신에 적어도 한쪽을 전이 금속과 규소를 포함하는 타깃을 사용해서 동시에 방전시키는 공동 스퍼터, 전이 금속 타깃, 규소 타깃, 전이 금속과 규소를 포함하는 타깃을 사용해서 동시에 방전시키는 공동 스퍼터로 해도 된다.
또한 이들 타깃은 질소를 함유하고 있어도 되고, 질소를 함유하는 타깃과 질소를 함유하지 않는 타깃을 동시에 사용해도 된다.
상층 및 하층의 질소의 함유율이나 산소의 함유율은, 스퍼터 가스에 반응성 가스로서, 질소 가스나 산소 가스 또는 질소와 산소를 포함하는 산화질소 등을 사용하여, 도입량을 적절히 조정해서 반응성 스퍼터함으로써 조정할 수 있다. 또한, 스퍼터 가스에는 희가스로서, 헬륨 가스, 네온 가스, 아르곤 가스, 크립톤 가스, 크세논 가스 등을 사용할 수도 있다.
<제2 층>
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트막 상에는, 단층 또는 복수층을 포함하는 제2 층을 마련할 수 있다. 제2 층은 통상, 위상 시프트막에 인접해서 마련된다. 이 제2 층으로서 구체적으로는, 차광막, 차광막과 반사 방지막의 조합, 위상 시프트막의 패턴 형성에 있어서 하드 마스크로서 기능하는 가공 보조막(에칭 마스크막) 등을 들 수 있다. 또한, 후술하는 제3 층을 마련하는 경우, 이 제2 층을, 제3 층의 패턴 형성에 있어서 에칭 스토퍼로서 기능하는 가공 보조막(에칭 스토퍼막)으로서 이용할 수도 있다. 제2 층의 재료로서는, 크롬을 포함하는 재료가 적합하다.
차광막을 포함하는 제2 층을 마련함으로써, 위상 시프트 마스크에, 노광광을 완전히 차광하는 영역을 마련할 수 있다. 이 차광막 및 반사 방지막은 에칭에 있어서의 가공 보조막으로서도 이용 가능하다.
(제2 층으로서의 차광막 및 반사 방지막)
차광막 및 반사 방지막의 막 구성 및 재료에 대해서는 다수의 보고(예를 들어 특허문헌 2, 특허문헌 3 등)가 있지만, 바람직한 차광막과 반사 방지막의 조합의 막 구성으로서는, 예를 들어 크롬을 포함하는 재료의 차광막을 마련하고, 추가로 차광막으로부터의 반사를 저감시키는 Cr을 포함하는 재료의 반사 방지막을 마련한 것 등을 들 수 있다. 차광막 및 반사 방지막은 모두 단층으로 구성해도 되고, 복수층으로 구성해도 된다.
차광막이나 반사 방지막의 크롬을 포함하는 재료로서는, 크롬 단체, 크롬 산화물(CrO), 크롬 질화물(CrN), 크롬 탄화물(CrC), 크롬 산화질화물(CrON), 크롬 산화탄화물(CrOC), 크롬 질화탄화물(CrNC), 크롬 산화질화탄화물(CrONC) 등의 크롬 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 여기서 크롬을 포함하는 재료를 나타내는 화학식은 구성 원소를 나타내는 것이며, 구성 원소의 조성비를 의미하는 것은 아니다(이하의 크롬을 포함하는 재료에 있어서 동일하다.).
제2 층이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합인 경우, 차광막의 크롬 화합물 중의 크롬의 함유율은 40원자% 이상, 특히 60원자% 이상이고, 100원자% 미만, 특히 99원자% 이하, 특히 90원자% 이하인 것이 바람직하다. 산소의 함유율은 60원자% 이하, 특히 40원자% 이하인 것이 바람직하고, 1원자% 이상인 것이 보다 바람직하다. 질소의 함유율은 50원자% 이하, 특히 40원자% 이하인 것이 바람직하고, 1원자% 이상인 것이 보다 바람직하다. 탄소의 함유율은 20원자% 이하, 특히 10원자% 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는 1원자% 이상인 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 크롬, 산소, 질소 및 탄소의 합계 함유율은 95원자% 이상, 특히 99원자% 이상, 특히 100원자%인 것이 바람직하다.
또한, 제2 층이 차광막과 반사 방지막의 조합인 경우, 반사 방지막은 크롬 화합물인 것이 바람직하고, 크롬 화합물 중의 크롬의 함유율은 30원자% 이상, 특히 35원자% 이상이며, 70원자% 이하, 특히 50원자% 이하인 것이 바람직하다. 산소의 함유율은 60원자% 이하인 것이 바람직하고, 1원자% 이상, 특히 20원자% 이상인 것이 보다 바람직하다. 질소의 함유율은 50원자% 이하, 특히 30원자% 이하인 것이 바람직하고, 1원자% 이상, 특히 3원자% 이상인 것이 보다 바람직하다. 탄소의 함유율은 20원자% 이하, 특히 5원자% 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는 1원자% 이상인 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 크롬, 산소, 질소 및 탄소의 합계 함유율은 95원자% 이상, 특히 99원자% 이상, 특히 100원자%인 것이 바람직하다.
제2 층이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합인 경우, 제2 층의 막 두께는 통상 20 내지 100㎚, 바람직하게는 40 내지 70㎚이다. 또한, 파장 200㎚ 이하의 노광광에 대한 위상 시프트막과 제2 층의 합계의 광학 농도가 2.0 이상, 특히 2.5 이상, 특히 3.0 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
(제2 층으로서의 가공 보조막)
제2 층이 가공 보조막인 경우, 위상 시프트막의 패턴 형성에 있어서 하드 마스크로서 기능하는 가공 보조막(에칭 마스크막), 또는 제3 층의 패턴 형성에 있어서 에칭 스토퍼로서 기능하는 가공 보조막(에칭 스토퍼막)으로서 이용할 수도 있다.
가공 보조막의 예로서는, 특허문헌 4에서 나타난 바와 같은 크롬을 포함하는 재료로 구성된 막을 들 수 있다. 가공 보조막은 단층으로 구성해도 되고, 복수층으로 구성해도 된다.
가공 보조막의 크롬을 포함하는 재료로서는, 크롬 단체, 크롬 산화물(CrO), 크롬 질화물(CrN), 크롬 탄화물(CrC), 크롬 산화질화물(CrON), 크롬 산화탄화물(CrOC), 크롬 질화탄화물(CrNC), 크롬 산화질화탄화물(CrONC) 등의 크롬 화합물 등을 들 수 있다.
제2 층이 가공 보조막인 경우, 제2 층의 Cr 화합물 중의 Cr의 함유율은 40원자% 이상, 특히 50원자% 이상이며, 100원자% 이하, 특히 99원자% 이하, 특히 90원자% 이하인 것이 바람직하다. 산소의 함유율은 60원자% 이하, 특히 55원자% 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는 1원자% 이상인 것이 보다 바람직하다. 질소의 함유율은 50원자% 이하, 특히 40원자% 이하인 것이 바람직하고, 1원자% 이상인 것이 보다 바람직하다. 탄소의 함유율은 20원자% 이하, 특히 10원자% 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는 1원자% 이상인 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 크롬, 산소, 질소 및 탄소의 합계 함유율은 95원자% 이상, 특히 99원자% 이상, 특히 100원자%인 것이 바람직하다.
<제3 층>
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제2 층 상에는, 단층 또는 복수층을 포함하는 제3 층을 마련할 수 있다. 제3 층은 통상, 제2 층에 인접해서 마련된다. 이 제3 층으로서 구체적으로는, 가공 보조막, 차광막, 차광막과 반사 방지막의 조합 등을 들 수 있다. 제3 층의 재료로서는 규소를 포함하는 재료가 적합하고, 특히 크롬을 포함하지 않는 것이 바람직하다.
이러한 위상 시프트 마스크 블랭크로서 구체적으로는 도 2에 도시되는 것을 들 수 있다. 도 2는 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 일례를 나타내는 단면도이며, 이 위상 시프트 마스크 블랭크(100)는 투명 기판(10)과, 투명 기판(10) 상에 형성된 위상 시프트막(1)과, 위상 시프트막(1) 상에 형성된 제2 층(2)과, 제2 층(2) 상에 형성된 제3 층(3)을 구비한다.
(제3 층으로서의 가공 보조막)
제2 층이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합인 경우, 또는 상기 하프톤 위상 시프트막의 패턴 형성에 있어서 하드 마스크로서 기능하는 가공 보조막인 경우, 제3 층으로서, 제2 층의 패턴 형성에 있어서 하드 마스크로서 기능하는 가공 보조막(에칭 마스크막)을 마련할 수 있다. 또한, 후술하는 제4 층을 마련하는 경우, 이 제3 층을, 제4 층의 패턴 형성에 있어서 에칭 스토퍼로서 기능하는 가공 보조막(에칭 스토퍼막)으로서 이용할 수도 있다.
이 가공 보조막은 제2 층과 에칭 특성이 다른 재료, 예를 들어 크롬을 포함하는 재료의 에칭에 적용되는 염소계 건식 에칭에 내성을 갖는 재료, 구체적으로는 SF6이나 CF4 등의 불소계 가스로 에칭할 수 있는 규소를 포함하는 재료로 하는 것이 바람직하다.
규소를 포함하는 재료로서 구체적으로는, 규소 단체, 규소와, 질소 및 산소의 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 재료, 규소와 전이 금속을 포함하는 재료, 규소와, 질소 및 산소의 한쪽 또는 양쪽과, 전이 금속을 포함하는 재료 등의 규소 화합물 등을 들 수 있고, 전이 금속으로서는 몰리브덴, 탄탈, 지르코늄 등을 들 수 있다.
제3 층이 가공 보조막인 경우, 가공 보조막은 규소 화합물인 것이 바람직하고, 규소 화합물 중의 규소의 함유율은 20원자% 이상, 특히 33원자% 이상이며, 95원자% 이하, 특히 80원자% 이하인 것이 바람직하다. 질소의 함유율은 50원자% 이하, 특히 30원자% 이하인 것이 바람직하고, 1원자% 이상인 것이 보다 바람직하다. 산소의 함유율은 70원자% 이하, 특히 66원자% 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는 1원자% 이상인 것이 보다 바람직하고, 20원자% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 전이 금속은 함유하고 있어도 되고, 함유하고 있지 않아도 되지만, 전이 금속을 함유하는 경우, 그 함유율은 35원자% 이하, 특히 20원자% 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 규소, 산소, 질소 및 전이 금속의 합계 함유율은 95원자% 이상, 특히 99원자% 이상, 특히 100원자%인 것이 바람직하다.
제2 층이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합, 제3 층이 가공 보조막인 경우, 제2 층의 막 두께는 통상 20 내지 100㎚, 바람직하게는 40 내지 70㎚이고, 제3 층의 막 두께는 통상 1 내지 30㎚, 바람직하게는 2 내지 15㎚이다. 또한, 파장 200㎚ 이하의 노광광에 대한 위상 시프트막과 제2 층과 제3 층의 합계의 광학 농도가 2.0 이상, 특히 2.5 이상, 특히 3.0 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 제2 층이 가공 보조막, 제3 층이 가공 보조막인 경우, 제2 층의 막 두께는 통상 1 내지 20㎚, 바람직하게는 2 내지 10㎚이고, 제3 층의 막 두께는 통상 1 내지 20㎚, 바람직하게는 2 내지 10㎚이다.
(제3 층으로서의 차광막 및 반사 방지막)
또한, 제2 층이 가공 보조막인 경우, 제3 층으로서 차광막을 마련할 수 있다. 또한, 제3 층으로서, 차광막과 반사 방지막을 조합하여 마련할 수도 있다.
제3 층의 차광막 및 반사 방지막은 제2 층과 에칭 특성이 다른 재료, 예를 들어 크롬을 포함하는 재료의 에칭에 적용되는 염소계 건식 에칭에 내성을 갖는 재료, 구체적으로는 SF6이나 CF4 등의 불소계 가스로 에칭할 수 있는 규소를 포함하는 재료로 하는 것이 바람직하다.
규소를 포함하는 재료로서 구체적으로는, 규소 단체, 규소와, 질소 및 산소의 한쪽 또는 양쪽을 포함하는 재료, 규소와 전이 금속을 포함하는 재료, 규소와, 질소 및 산소의 한쪽 또는 양쪽과, 전이 금속을 포함하는 재료 등의 규소 화합물 등을 들 수 있고, 전이 금속으로서는 몰리브덴, 탄탈, 지르코늄 등을 들 수 있다.
제3 층이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합인 경우, 차광막 및 반사 방지막은 규소 화합물인 것이 바람직하고, 규소 화합물 중의 규소의 함유율은 10원자% 이상, 특히 30원자% 이상이며, 100원자% 미만, 특히 95원자% 이하인 것이 바람직하다. 질소의 함유율은 50원자% 이하, 특히 40원자% 이하, 특히 20원자% 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는 1원자% 이상인 것이 보다 바람직하다. 산소의 함유율은 60원자% 이하, 특히 30원자% 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는 1원자% 이상인 것이 바람직하다. 전이 금속의 함유율은 35원자% 이하, 특히 20원자% 이하인 것이 바람직하고, 1원자% 이상인 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 규소, 산소, 질소 및 전이 금속의 합계 함유율은 95원자% 이상, 특히 99원자% 이상, 특히 100원자%인 것이 바람직하다.
제2 층이 가공 보조막, 제3 층이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합인 경우, 제2 층의 막 두께는 통상 1 내지 20㎚, 바람직하게는 2 내지 10㎚이고, 제3 층의 막 두께는 통상 20 내지 100㎚, 바람직하게는 30 내지 70㎚이다. 또한, 파장 200㎚ 이하의 노광광에 대한 위상 시프트막과 제2 층과 제3 층의 합계의 광학 농도가 2.0 이상, 특히 2.5 이상, 특히 3.0 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
<제4 층>
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제3 층 상에는, 단층 또는 복수층을 포함하는 제4 층을 마련할 수 있다. 제4 층은 통상, 제3 층에 인접해서 마련된다. 이 제4 층으로서 구체적으로는, 제3 층의 패턴 형성에 있어서 하드 마스크로서 기능하는 가공 보조막 등을 들 수 있다. 제4 층의 재료로서는, 크롬을 포함하는 재료가 적합하다.
이러한 위상 시프트 마스크 블랭크로서 구체적으로는 도 3에 도시되는 것을 들 수 있다. 도 3은 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 일례를 나타내는 단면도이며, 이 위상 시프트 마스크 블랭크(100)는 투명 기판(10)과, 투명 기판(10) 상에 형성된 위상 시프트막(1)과, 위상 시프트막(1) 상에 형성된 제2 층(2)과, 제2 층(2) 상에 형성된 제3 층(3)과, 제3 층(3) 상에 형성된 제4 층(4)을 구비한다.
(제4 층으로서의 가공 보조막)
제3 층이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합인 경우, 제4 층으로서, 제3 층의 패턴 형성에 있어서 하드 마스크로서 기능하는 가공 보조막(에칭 마스크막)을 마련할 수 있다.
이 가공 보조막은 제3 층과 에칭 특성이 다른 재료, 예를 들어 규소를 포함하는 재료의 에칭에 적용되는 불소계 건식 에칭에 내성을 갖는 재료, 구체적으로는 산소를 함유하는 염소계 가스로 에칭할 수 있는 크롬을 포함하는 재료로 하는 것이 바람직하다.
크롬을 포함하는 재료로서 구체적으로는, 크롬 단체, 크롬 산화물(CrO), 크롬 질화물(CrN), 크롬 탄화물(CrC), 크롬 산화질화물(CrON), 크롬 산화탄화물(CrOC), 크롬 질화탄화물(CrNC), 크롬 산화질화탄화물(CrONC) 등의 크롬 화합물 등을 들 수 있다.
제4 층이 가공 보조막인 경우, 제4 층 중의 크롬의 함유율은 30원자% 이상, 특히 40원자% 이상이며, 100원자% 이하, 특히 99원자% 이하, 특히 90원자% 이하인 것이 바람직하다. 산소의 함유율은 60원자% 이하, 특히 40원자% 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는 1원자% 이상인 것이 보다 바람직하다. 질소의 함유율은 50원자% 이하, 특히 40원자% 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는 1원자% 이상인 것이 보다 바람직하다. 탄소의 함유율은 20원자% 이하, 특히 10원자% 이하인 것이 바람직하고, 에칭 속도를 조정할 필요가 있는 경우에는 1원자% 이상인 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 크롬, 산소, 질소 및 탄소의 합계 함유율은 95원자% 이상, 특히 99원자% 이상, 특히 100원자%인 것이 바람직하다.
제2 층이 가공 보조막, 제3 층이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합, 제4 층이 가공 보조막인 경우, 제2 층의 막 두께는 통상 1 내지 20㎚, 바람직하게는 2 내지 10㎚이고, 제3 층의 막 두께는 통상 20 내지 100㎚, 바람직하게는 30 내지 70㎚이고, 제4 층의 막 두께는 통상 1 내지 30㎚, 바람직하게는 2 내지 20㎚이다. 또한, 파장 200㎚ 이하의 노광광에 대한 위상 시프트막과 제2 층과 제3 층과 제4 층의 합계의 광학 농도가 2.0 이상, 특히 2.5 이상, 특히 3.0 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
<제2 내지 제4 층의 성막 방법>
제2 층 및 제4 층의 크롬을 포함하는 재료로 구성된 막은 크롬 타깃, 크롬에 산소, 질소 및 탄소에서 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상을 첨가한 타깃 등을 사용하고, Ar, He, Ne 등의 희가스에, 성막하는 막의 조성에 따라 산소 함유 가스, 질소 함유 가스, 탄소 함유 가스 등에서 선택되는 반응성 가스를 적절히 첨가한 스퍼터 가스를 사용한 반응성 스퍼터에 의해 성막할 수 있다.
한편, 제3 층의 규소를 포함하는 재료로 구성된 막은 규소 타깃, 질화규소 타깃, 규소와 질화규소의 양쪽을 포함하는 타깃, 전이 금속 타깃, 규소와 전이 금속의 복합 타깃 등을 사용하고, Ar, He, Ne 등의 희가스에, 성막하는 막의 조성에 따라 산소 함유 가스, 질소 함유 가스, 탄소 함유 가스 등에서 선택되는 반응성 가스를 적절히 첨가한 스퍼터 가스를 사용한 반응성 스퍼터에 의해 성막할 수 있다.
<위상 시프트 마스크의 제조 방법>
또한 본 발명에서는, 상술한 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용해서 위상 시프트 마스크를 제조하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 위상 시프트 마스크는 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크로부터, 통상의 방법에 의해 제조할 수 있다. 이하에, 본 발명의 위상 시프트 마스크의 제조 방법의 구체예를 나타낸다.
구체예 1
위상 시프트막 상에, 제2 층으로서 크롬을 포함하는 재료의 막이 형성되어 있는 위상 시프트 마스크 블랭크에서는, 예를 들어 하기의 공정으로 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.
먼저, 위상 시프트 마스크 블랭크의 제2 층 상에 전자선 레지스트막을 성막하고, 전자선에 의한 패턴 묘화를 행한 후, 소정의 현상 조작에 의해 레지스트 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하고, 산소를 함유하는 염소계 건식 에칭에 의해 제2 층에 레지스트 패턴을 전사하여, 제2 층의 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 제2 층의 패턴을 에칭 마스크로 하고, 불소계 건식 에칭에 의해 위상 시프트막의 상층에 제2 층의 패턴을 전사하여, 위상 시프트막 패턴을 얻는다. 그 후, 제2 층과 노출된 위상 시프트막의 하층을 산소를 함유하는 염소계 건식 에칭에 의해 제거하여, 위상 시프트 마스크를 얻는다. 여기서, 제2 층의 일부를 남길 필요가 있는 경우에는, 그 부분을 보호하는 레지스트 패턴을 제2 층 상에 형성한 후, 산소를 함유하는 염소계 건식 에칭에 의해, 레지스트 패턴으로 보호되어 있지 않은 부분의 제2 층, 및 노출된 위상 시프트막의 하층을 제거한다. 그리고, 레지스트 패턴을 통상의 방법에 의해 제거하여, 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.
구체예 2
또한, 위상 시프트막 상에, 제2 층으로서 크롬을 포함하는 재료의 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합이 형성되고, 제2 층 상에 제3 층으로서, 규소를 포함하는 재료의 가공 보조막이 형성되어 있는 위상 시프트 마스크 블랭크에서는, 예를 들어 하기의 공정으로 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.
먼저, 위상 시프트 마스크 블랭크의 제3 층 상에 전자선 레지스트막을 성막하고, 전자선에 의한 패턴 묘화를 행한 후, 소정의 현상 조작에 의해 레지스트 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하고, 불소계 건식 에칭에 의해 제3 층에 레지스트 패턴을 전사하여, 제3 층의 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 제3 층의 패턴을 에칭 마스크로 하고, 산소를 함유하는 염소계 건식 에칭에 의해 제2 층에 제3 층의 패턴을 전사하여, 제2 층의 패턴을 얻는다. 이어서, 레지스트 패턴을 제거한 후, 얻어진 제2 층의 패턴을 에칭 마스크로 하고, 불소계 건식 에칭에 의해 위상 시프트막의 상층에 제2 층의 패턴을 전사하여, 위상 시프트막 패턴을 얻음과 동시에 제3 층의 패턴을 제거한다. 이어서, 제2 층을 남기는 부분을 보호하는 레지스트 패턴을 제2 층 상에 형성한 후, 산소를 함유하는 염소계 건식 에칭에 의해, 레지스트 패턴으로 보호되어 있지 않은 부분의 제2 층 및 노출된 위상 시프트막의 하층을 제거한다. 그리고, 레지스트 패턴을 통상의 방법에 의해 제거하여, 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.
구체예 3
한편, 위상 시프트막 상에, 제2 층으로서 크롬을 포함하는 재료의 가공 보조막이 형성되고, 제2 층 상에 제3 층으로서, 규소를 포함하는 재료의 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합이 형성되어 있는 위상 시프트 마스크 블랭크에서는, 예를 들어 하기의 공정으로 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.
먼저, 위상 시프트 마스크 블랭크의 제3 층 상에 전자선 레지스트막을 성막하고, 전자선에 의한 패턴 묘화를 행한 후, 소정의 현상 조작에 의해 레지스트 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하고, 불소계 건식 에칭에 의해 제3 층에 레지스트 패턴을 전사하여, 제3 층의 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 제3 층의 패턴을 에칭 마스크로 하고, 산소를 함유하는 염소계 건식 에칭에 의해 제2 층에 제3 층의 패턴을 전사하여, 위상 시프트막을 제거하는 부분의 제2 층이 제거된 제2 층의 패턴을 얻는다. 이어서, 레지스트 패턴을 제거하고, 제3 층을 남기는 부분을 보호하는 레지스트 패턴을 제3 층 상에 형성한 후, 얻어진 제2 층의 패턴을 에칭 마스크로 하고, 불소계 건식 에칭에 의해 위상 시프트막의 상층에 제2 층의 패턴을 전사하여, 위상 시프트막 패턴을 얻음과 동시에, 레지스트 패턴으로 보호되어 있지 않은 부분의 제3 층을 제거한다. 이어서, 레지스트 패턴을 통상의 방법에 의해 제거한다. 그리고, 산소를 함유하는 염소계 건식 에칭에 의해, 제3 층이 제거된 부분의 제2 층, 및 노출된 위상 시프트막의 하층을 제거하여, 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.
구체예 4
또한, 위상 시프트막 상에, 제2 층으로서 크롬을 포함하는 재료의 가공 보조막이 형성되고, 제2 층 상에 제3 층으로서, 규소를 포함하는 재료의 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합이 형성되고, 또한 제3 층 상에 제4 층으로서, 크롬을 포함하는 재료의 가공 보조막이 형성되어 있는 위상 시프트 마스크 블랭크에서는, 예를 들어 하기의 공정으로 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.
먼저, 위상 시프트 마스크 블랭크의 제4 층 상에 전자선 레지스트막을 성막하고, 전자선에 의한 패턴 묘화를 행한 후, 소정의 현상 조작에 의해 레지스트 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하고, 산소를 함유하는 염소계 건식 에칭에 의해 제4 층에 레지스트 패턴을 전사하여, 제4 층의 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 제4 층의 패턴을 에칭 마스크로 하고, 불소계 건식 에칭에 의해 제3 층에 제4 층의 패턴을 전사하여, 제3 층의 패턴을 얻는다. 이어서, 레지스트 패턴을 제거하고, 제3 층을 남기는 부분을 보호하는 레지스트 패턴을 제4 층 상에 형성한 후, 얻어진 제3 층의 패턴을 에칭 마스크로 하고, 산소를 함유하는 염소계 건식 에칭에 의해, 제2 층에 제3 층의 패턴을 전사해서 제2 층의 패턴을 얻음과 동시에, 레지스트 패턴으로 보호되어 있지 않은 부분의 제4 층을 제거한다. 이어서, 제2 층의 패턴을 에칭 마스크로 하고, 불소계 건식 에칭에 의해 위상 시프트막의 상층에 제2 층의 패턴을 전사하여, 위상 시프트막 패턴을 얻음과 동시에, 레지스트 패턴으로 보호되어 있지 않은 부분의 제3 층을 제거한다. 이어서, 레지스트 패턴을 통상의 방법에 의해 제거한다. 그리고, 산소를 함유하는 염소계 건식 에칭에 의해, 제3 층이 제거된 부분의 제2 층과, 레지스트 패턴이 제거된 부분의 제4 층과, 노출된 위상 시프트막의 하층을 제거하여, 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.
<위상 시프트 마스크>
또한 본 발명에서는, 위상 시프트 마스크를 제공한다. 본 발명의 위상 시프트 마스크는 투명 기판, 및 해당 투명 기판 상에 패턴이 형성된 위상 시프트막을 갖는 것이며, 투명 기판과 위상 시프트막에 대해서는 상술한 바와 같다. 또한, 위상 시프트막 상에 크롬을 함유하는 차광막을 마련한 것으로 할 수도 있다.
본 발명의 위상 시프트 마스크(하프톤 위상 시프트형 포토마스크)는 피가공 기판에 하프 피치 50㎚ 이하, 특히 30㎚ 이하, 특히 20㎚ 이하의 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피에 있어서, 피가공 기판 상에 형성한 포토레지스트막에, ArF 엑시머 레이저광(파장 193㎚), F2 레이저광(파장 157㎚) 등의 파장 250㎚ 이하, 특히 파장 200㎚ 이하의 노광광으로 패턴을 전사하는 노광에 있어서 특히 유효하다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예를 사용해서 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
스퍼터 장치의 챔버 내에, 한 변이 152㎜인 사각형, 두께 6.35㎜의 6025 석영 기판을 설치하고, 스퍼터 타깃으로서 크롬 타깃과 규소 타깃, 스퍼터 가스로서 아르곤 가스, 질소 가스, 산소 가스를 사용하여, CrSiON을 포함하는 층을 5㎚의 막 두께로 성막했다. 다음에 다른 스퍼터 장치의 챔버 내에 상기 CrSiON을 성막한 기판을 설치하고, 스퍼터 타깃으로서 MoSi 타깃과 규소 타깃, 스퍼터 가스로서 아르곤 가스, 질소 가스 및 산소 가스를 사용하여, MoSiON을 포함하는 층을 71㎚의 막 두께로 성막했다. 이 CrSiON과 MoSiON을 포함하는 2층분의 위상차와 투과율을 측정한 바, 위상차는 180deg, 투과율은 6.0%였다.
다음에 각 층의 조성을 XPS로 측정한 바, CrSiON층은 크롬이 41%, 규소가 2%, 질소가 13%, 산소가 44%이고, MoSiON층은 몰리브덴이 7%, 규소가 38%, 질소가 40%, 산소가 15%였다. 즉, 하층의 크롬과 규소의 합계에 대한 규소의 함유율은 5%, 크롬과 규소의 합계 함유율에 대한 산소의 함유율의 비율이 1.0이었다.
다음에 CrSiON층과 MoSiON층의 2층을 포함하는 위상 시프트막 상에 193㎚의 노광광에서의 OD가 3 이상이 되도록 CrON을 포함하는 차광막을 스퍼터 장치 내에서 48㎚의 막 두께로 성막했다.
이어서, 건식 에칭 장치 내에서 얻어진 포토마스크 블랭크의 각 층에 대하여 Cl계에서의 에칭, F계에서의 에칭을 실시하고, 각 층의 에칭 레이트를 산출하여 각 층의 선택비를 확인했다. 석영 기판 상에 있는 CrSiON층과 MoSiON층의 F계 건식 에칭의 선택비는 30이고, CrSiON층과 CrON 차광층의 Cl계 건식 에칭의 선택비는 3.5였다.
도 4에 사용한 건식 에칭 장치의 개략을 나타낸다. 건식 에칭 장치(1000)는, 챔버(101), 접지(102), 하부 전극(103), 안테나 코일(104), 고주파 전원(RF1, RF2)을 포함하고, 하부 전극(103) 상에 피처리 기판(105)이 놓인다.
다음에 얻어진 포토마스크 블랭크를 사용하여, 레지스트를 도포해서 패턴 묘화를 행하고, 레지스트 박리, 각 층의 불소계 또는 Cl계 건식 에칭 공정을 얻어, 선 폭 200㎚의 라인 앤 스페이스 패턴을 갖는 포토마스크를 얻었다. 얻어진 패턴부를 할단하고 패턴부의 단면의 형상을 주사형 현미경으로 관찰하여 확인한 바, 석영 기판 상의 CrSiON층의 사이드 에칭량은 적고, 양호한 형상을 유지하였다.
<불소계 건식 에칭 조건>
RF1(RIE: 리액티브 이온 에칭): CW(연속 방전) 54W
RF2(ICP: 유도 결합 플라스마): CW(연속 방전) 325W
압력: 5mTorr
SF6: 18sccm
O2: 45sccm
<Cl계 건식 에칭 조건>
RF1(RIE: 리액티브 이온 에칭): CW(연속 방전) 700V
RF2(ICP: 유도 결합 플라스마): CW(연속 방전) 400W
압력: 6mTorr
Cl2: 185sccm
O2: 55sccm
He: 9.25sccm
[실시예 2]
스퍼터 장치의 챔버 내에, 한 변이 152㎜인 사각형, 두께 6.35㎜의 6025 석영 기판을 설치하고, Cr 타깃과 Si 타깃에 가하는 인가 전력 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, CrSiON을 포함하는 층을 5㎚의 막 두께로 성막했다. 이어서, 실시예 1과 마찬가지로 MoSiON을 포함하는 층을 70㎚의 막 두께로 성막했다. 이 CrSiON과 MoSiON을 포함하는 2층분의 위상차와 투과율을 측정한 바, 위상차는 180deg, 투과율은 6.0%였다.
다음에 각 층의 조성을 XPS로 측정한 바, CrSiON층은 크롬이 42.5%, 규소가 1.5%, 질소가 14%, 산소가 42%이고, MoSiON층은 Mo가 7%, Si가 38%, 질소가 40%, 산소가 15%였다. 즉, 하층의 크롬과 규소의 합계에 대한 규소의 함유율은 3%, 크롬과 규소의 합계 함유율에 대한 산소의 함유율의 비율이 1.0이었다.
다음에 CrSiON층과 MoSiON층의 2층을 포함하는 위상 시프트막 상에 193㎚의 노광광에서의 OD가 3 이상이 되도록 CrON을 포함하는 차광막을 스퍼터 장치 내에서 48㎚의 막 두께로 성막했다.
이어서, 건식 에칭 장치 내에서 얻어진 포토마스크 블랭크의 각 층에 대하여 Cl계에서의 에칭, F계에서의 에칭을 실시하고, 각 층의 에칭 레이트를 산출하여 각 층의 선택비를 확인했다. 석영 기판 상에 있는 CrSiON층과 MoSiON층의 F계 건식 에칭의 선택비는 32이고, CrSiON층과 CrON 차광층의 Cl계 건식 에칭의 선택비는 2.0이었다.
실시예 1과 마찬가지로 선 폭 200㎚의 라인 앤 스페이스 패턴을 제작하고, 패턴부의 단면 형상을 확인한 바, 패턴부는 양호했다.
[실시예 3]
스퍼터 장치의 챔버 내에, 한 변이 152㎜인 사각형, 두께 6.35㎜의 6025 석영 기판을 설치하고, 실시예 1과 마찬가지로 하여, CrSiON을 포함하는 층을 5㎚의 막 두께로 성막했다. 다음에 스퍼터 장치의 챔버 내에 Si 타깃을 설치하고, 스퍼터 가스로서 아르곤 가스, 질소 가스를 사용하여, SiN을 포함하는 층을 63㎚의 막 두께로 성막했다. 이 CrSiON과 SiN을 포함하는 2층분의 위상차와 투과율을 측정한 바, 위상차는 180deg, 투과율은 6.0%였다.
다음에 각 층의 조성을 XPS로 측정한 바, CrSiON층은 크롬이 42.5%, 규소가 1.5%, 질소가 14%, 산소가 42%이고, SiN층은 규소가 45%, 질소가 55%였다. 즉, 하층의 크롬과 규소의 합계에 대한 규소의 함유율은 3%, 크롬과 규소의 합계 함유율에 대한 산소의 함유율의 비율이 1.0이었다.
다음에 CrSiON층과 SiN층의 2층을 포함하는 위상 시프트막 상에 193㎚의 노광광에서의 OD가 3 이상이 되도록 CrON을 포함하는 차광막을 스퍼터 장치 내에서 48㎚의 막 두께로 성막했다.
이어서, 건식 에칭 장치 내에서 얻어진 포토마스크 블랭크의 각 층에 대하여 Cl계에서의 에칭, F계에서의 에칭을 실시하고, 각 층의 에칭 레이트를 산출하여 각 층의 선택비를 확인했다. 석영 기판 상에 있는 CrSiON층과 SiN층의 F계 건식 에칭의 선택비는 12이고, CrSiON층과 CrON 차광층의 Cl계 건식 에칭의 선택비는 2.0이었다.
실시예 1과 마찬가지로 선 폭 200㎚의 라인 앤 스페이스 패턴을 제작하고, 패턴부의 단면 형상을 확인한 바, 패턴부는 양호했다.
[실시예 4]
스퍼터 장치의 챔버 내에, 한 변이 152㎜인 사각형, 두께 6.35㎜의 6025 석영 기판을 설치하고, 크롬 타깃을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, CrSiON을 포함하는 층을 5㎚의 막 두께로 성막했다. 이어서, 실시예 1과 마찬가지로 MoSiON을 포함하는 층을 73㎚의 막 두께로 성막했다. 이 CrSiON과 MoSiON을 포함하는 2층분의 위상차와 투과율을 측정한 바, 위상차는 180deg, 투과율은 6.0%였다.
다음에 각 층의 조성을 XPS로 측정한 바, CrSiON층은 크롬이 35.5%, 규소가 5.5%, 질소가 10%, 산소가 49%이고, MoSiON층은 Mo가 7%, Si가 38%, 질소가 40%, 산소가 15%였다. 즉, 하층의 크롬과 규소의 합계에 대한 규소의 함유율은 13%, 크롬과 규소의 합계 함유율에 대한 산소의 함유율의 비율이 1.2였다.
다음에 CrSiON층과 MoSiON층의 2층을 포함하는 위상 시프트막 상에 193㎚의 노광광에서의 OD가 3 이상이 되도록 CrON을 포함하는 차광막을 스퍼터 장치 내에서 48㎚의 막 두께로 성막했다.
이어서, 건식 에칭 장치 내에서 얻어진 포토마스크 블랭크의 각 층에 대하여 Cl계에서의 에칭, F계에서의 에칭을 실시하고, 각 층의 에칭 레이트를 산출하여 각 층의 선택비를 확인했다. 석영 기판 상에 있는 CrSiON층과 MoSiON층의 F계 건식 에칭의 선택비는 28이고, CrSiON층과 CrON 차광층의 Cl계 건식 에칭의 선택비는 10이었다.
실시예 1과 마찬가지로 선 폭 200㎚의 라인 앤 스페이스 패턴을 제작하고, 패턴부의 단면 형상을 확인한 바, 패턴부는 양호했다.
[실시예 5]
스퍼터 장치의 챔버 내에, 한 변이 152㎜인 사각형, 두께 6.35㎜의 6025 석영 기판을 설치하고, 크롬 타깃을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, CrSiON을 포함하는 층을 5㎚의 막 두께로 성막했다. 이어서, 실시예 1과 마찬가지로 MoSiON을 포함하는 층을 73㎚의 막 두께로 성막했다. 이 CrSiON과 MoSiON을 포함하는 2층분의 위상차와 투과율을 측정한 바, 위상차는 180deg, 투과율은 6.0%였다.
다음에 각 층의 조성을 XPS로 측정한 바, CrSiON층은 크롬이 36%, 규소가 3%, 질소가 2%, 산소가 59%이고, MoSiON층은 Mo가 7%, Si가 38%, 질소가 40%, 산소가 15%였다. 즉, 하층의 크롬과 규소의 합계에 대한 규소의 함유율은 8%, 크롬과 규소의 합계 함유율에 대한 산소의 함유율의 비율이 1.5였다.
다음에 CrSiON층과 MoSiON층의 2층을 포함하는 위상 시프트막 상에 193㎚의 노광광에서의 OD가 3 이상이 되도록 CrON을 포함하는 차광막을 스퍼터 장치 내에서 48㎚의 막 두께로 성막했다.
이어서, 건식 에칭 장치 내에서 얻어진 포토마스크 블랭크의 각 층에 대하여 Cl계에서의 에칭, F계에서의 에칭을 실시하고, 각 층의 에칭 레이트를 산출하여 각 층의 선택비를 확인했다. 석영 기판 상에 있는 CrSiON층과 MoSiON층의 F계 건식 에칭의 선택비는 10이고, CrSiON층과 CrON 차광층의 Cl계 건식 에칭의 선택비는 5였다.
실시예 1과 마찬가지로 선 폭 200㎚의 라인 앤 스페이스 패턴을 제작하고, 패턴부의 단면 형상을 확인한 바, 패턴부는 양호했다. 이 막의 F계 에칭의 선택비는 10이고, 이것보다 많이 산소가 들어가면 F계의 내성이 너무 낮아지고, 스토퍼로서의 기능이 떨어진다.
[비교예 1]
스퍼터 장치의 챔버 내에, 한 변이 152㎜인 사각형, 두께 6.35㎜의 6025 석영 기판을 설치하고, 크롬 타깃을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, CrON을 포함하는 층을 5㎚의 막 두께로 성막했다. 이어서, 실시예 1과 마찬가지로 MoSiON을 포함하는 층을 73㎚의 막 두께로 성막했다. 이 CrON과 MoSiON을 포함하는 2층분의 위상차와 투과율을 측정한 바, 위상차는 180deg, 투과율은 6.0%였다.
다음에 각 층의 조성을 XPS로 측정한 바, CrON층은 크롬이 43%, 질소가 14.5%, 산소가 42.5%이고, MoSiON층은 Mo가 7%, Si가 38%, 질소가 40%, 산소가 15%였다. 즉, 하층의 크롬과 규소의 합계에 대한 규소의 함유율은 0%, 크롬과 규소의 합계 함유율에 대한 산소의 함유율의 비율이 1.0이었다.
다음에 CrON층과 MoSiON층의 2층을 포함하는 위상 시프트막 상에 193㎚의 노광광에서의 OD가 3 이상이 되도록 CrON을 포함하는 차광막을 스퍼터 장치 내에서 48㎚의 막 두께로 성막했다.
이어서, 건식 에칭 장치 내에서 얻어진 포토마스크 블랭크의 각 층에 대하여 Cl계에서의 에칭, F계에서의 에칭을 실시하고, 각 층의 에칭 레이트를 산출하여 각 층의 선택비를 확인했다. 석영 기판 상에 있는 CrON층과 MoSiON층의 F계 건식 에칭의 선택비는 33이고, CrON층과 CrON 차광층의 Cl계 건식 에칭의 선택비는 1.0이었다.
실시예 1과 마찬가지로 선 폭 200㎚의 라인 앤 스페이스 패턴을 제작하고, 패턴부의 단면 형상을 확인한 바, 석영 기판 상의 CrON층의 패턴부에 사이드 에칭이 들어가 단면 형상이 양호하지 않았다. 이것은 위상 시프트막의 하층이 규소를 함유하지 않았기 때문에, 하층의 Cl계에서의 에칭 레이트가 너무 높아진 것에 의한 결과이다.
[비교예 2]
스퍼터 장치의 챔버 내에, 한 변이 152㎜인 사각형, 두께 6.35㎜의 6025 석영 기판을 설치하고, 챔버 내 도입하는 산소 가스 유량을 증가시킨 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, CrSiON을 포함하는 층을 5㎚의 막 두께로 성막했다. 이어서, 실시예 1과 마찬가지로 MoSiON을 포함하는 층을 69㎚의 막 두께로 성막했다. 이 CrSiON과 MoSiON을 포함하는 2층분의 위상차와 투과율을 측정한 바, 위상차는 180deg, 투과율은 6.0%였다.
다음에 각 층의 조성을 XPS로 측정한 바, CrSiON층은 크롬이 33%, 규소가 4%, 질소가 1%, 산소가 62%이고, MoSiON층은 몰리브덴이 7%, 규소가 38%, 질소가 40%, 산소가 15%였다. 즉, 하층의 크롬과 규소의 합계에 대한 규소의 함유율은 11%, 크롬과 규소의 합계 함유율에 대한 산소의 함유율의 비율이 1.7이었다.
다음에 CrSiON층과 MoSiON층의 2층을 포함하는 위상 시프트막 상에 193㎚의 노광광에서의 OD가 3 이상이 되도록 CrON을 포함하는 차광막을 스퍼터 장치 내에서 48㎚의 막 두께로 성막했다.
이어서, 건식 에칭 장치 내에서 얻어진 포토마스크 블랭크의 각 층에 대하여 Cl계에서의 에칭, F계에서의 에칭을 실시하고, 각 층의 에칭 레이트를 산출하여 각 층의 선택비를 확인했다. 석영 기판 상에 있는 CrSiON층과 MoSiON층의 F계 건식 에칭의 선택비는 0.5 이하이고, CrSiON층과 CrON 차광층의 Cl계 건식 에칭의 선택비는 3.0이었다.
실시예 1과 마찬가지로 선 폭 200㎚의 라인 앤 스페이스 패턴을 제작하고, 패턴부의 단면 형상을 확인한 바, 석영 기판에 파임이 발생하였다. 산소 함유량이 많은 CrSiON막(하층)에서는 F계 에칭에서의 에칭 레이트가 너무 빨라져서, 석영부까지 에칭이 진행되어 버린다.
[비교예 3]
스퍼터 장치의 챔버 내에, 한 변이 152㎜인 사각형, 두께 6.35㎜의 6025 석영 기판을 설치하고, Cr 타깃과 Si 타깃에 가하는 인가 전력 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, CrSiON을 포함하는 층을 5㎚의 막 두께로 성막했다. 이어서, 실시예 1과 마찬가지로 MoSiON을 포함하는 층을 69㎚의 막 두께로 성막했다. 이 CrSiON과 MoSiON을 포함하는 2층분의 위상차와 투과율을 측정한 바, 위상차는 180deg, 투과율은 6.0%였다.
다음에 각 층의 조성을 XPS로 측정한 바, CrSiON층은 크롬이 32%, 규소가 7%, 질소가 4%, 산소가 57%이고, MoSiON층은 몰리브덴이 7%, 규소가 38%, 질소가 40%, 산소가 15%였다. 즉, 하층의 크롬과 규소의 합계에 대한 규소의 함유율은 18%, 크롬과 규소의 합계 함유율에 대한 산소의 함유율의 비율이 1.5였다.
다음에 CrSiON층과 MoSiON층의 2층을 포함하는 위상 시프트막 상에 193㎚의 노광광에서의 OD가 3 이상이 되도록 CrON을 포함하는 차광막을 스퍼터 장치 내에서 48㎚의 막 두께로 성막했다.
이어서, 건식 에칭 장치 내에서 얻어진 포토마스크 블랭크의 각 층에 대하여 Cl계에서의 에칭, F계에서의 에칭을 실시하고, 각 층의 에칭 레이트를 산출하여 각 층의 선택비를 확인했다. 석영 기판 상에 있는 CrSiON층과 MoSiON층의 F계 건식 에칭의 선택비는 12이고, CrSiON층과 CrON 차광층의 Cl계 건식 에칭에 대해서는, Si 함유량이 많은 CrSiON막(하층)에서는 염소계 에칭으로는 박리할 수 없고 선택비를 산출할 수 없었다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태는 예시이며, 본 발명의 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 마찬가지 작용 효과를 발휘하는 것은, 어떠한 것이든 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
1 : 위상 시프트막
2 : 제2 층
3 : 제3 층
4 : 제4 층
10 : 투명 기판
11 : 하층
12 : 상층
13 : 차광막
100 : 위상 시프트 마스크 블랭크
101 : 챔버
102 : 접지
103 : 하부 전극
104 : 안테나 코일
105 : 피처리 기판
1000 : 건식 에칭 장치
RF1, RF2 : 고주파 전원

Claims (14)

  1. 투명 기판, 및 해당 투명 기판 상에 형성된 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크 블랭크로서,
    상기 위상 시프트막은 파장 200㎚ 이하의 노광 파장에 있어서의 위상차가 160 내지 200°, 투과율이 3 내지 15%이고,
    상기 위상 시프트막은 상기 투명 기판측부터 순서대로 하층과 상층을 포함하고,
    상기 상층은 전이 금속, 규소, 질소 및/또는 산소, 또는 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하고,
    상기 하층은 크롬, 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하고, 상기 하층의 크롬과 규소의 합계에 대하여 규소의 함유율이 3% 이상 15% 미만, 또한 크롬과 규소의 합계 함유율에 대한 산소의 함유율의 비율이 1.7 미만이고, 또한
    불소계의 건식 에칭에 있어서의 상기 하층에 대한 상기 상층의 에칭 선택비가 10 이상의 것임을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투명 기판이 석영을 포함하는 것임을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하층의 막 두께가 2 내지 10㎚ 및 상기 상층의 막 두께가 50 내지 80㎚인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상층에 있어서, 상기 전이 금속이 몰리브덴(Mo)이며, 또한 규소(Si)와 몰리브덴(Mo)의 합계에 대한 몰리브덴(Mo)의 함유율이 20% 이하인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상 시프트막 상에 크롬을 함유하는 차광막을 갖고 있는 것이고, 또한 염소계의 건식 에칭에 있어서의 상기 하층에 대한 상기 차광막의 에칭 선택비가 1.2 이상 10.0 이하인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
  6. 제5항에 있어서, 상기 차광막 상에, 추가로 규소, 산소 및/또는 질소를 포함하는 하드 마스크막을 갖는 것임을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용해서 위상 시프트 마스크를 제조하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
  8. 투명 기판, 및 해당 투명 기판 상에 패턴이 형성된 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크로서,
    상기 위상 시프트막은 파장 200㎚ 이하의 노광 파장에 있어서의 위상차가 160 내지 200°, 투과율이 3 내지 15%이고,
    상기 위상 시프트막은 상기 투명 기판측부터 순서대로 하층과 상층을 포함하고,
    상기 상층은 전이 금속, 규소, 질소 및/또는 산소, 또는 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하고,
    상기 하층은 크롬, 규소, 질소 및/또는 산소를 함유하고, 상기 하층의 크롬과 규소의 합계에 대하여 규소의 함유율이 3% 이상 15% 미만, 또한 크롬과 규소의 합계 함유율에 대한 산소의 함유율의 비율이 1.7 미만이고, 또한
    불소계의 건식 에칭에 있어서의 상기 하층에 대한 상기 상층의 에칭 선택비가 10 이상의 것임을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
  9. 제8항에 있어서, 상기 투명 기판이 석영을 포함하는 것임을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
  10. 제8항에 있어서, 상기 하층의 막 두께가 2 내지 10㎚ 및 상기 상층의 막 두께가 50 내지 80㎚인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상층에 있어서, 상기 전이 금속이 몰리브덴(Mo)이며, 또한 규소(Si)와 몰리브덴(Mo)의 합계에 대한 몰리브덴(Mo)의 함유량이 20% 이하인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
  12. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상 시프트막 상에 크롬을 함유하는 차광막을 갖고 있는 것이고, 또한 염소계의 건식 에칭에 있어서의 상기 하층에 대한 상기 차광막의 에칭 선택비가 1.2 이상 10.0 이하인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
  13. 제4항에 있어서, 상기 위상 시프트막 상에 크롬을 함유하는 차광막을 갖고 있는 것이고, 또한 염소계의 건식 에칭에 있어서의 상기 하층에 대한 상기 차광막의 에칭 선택비가 1.2 이상 10.0 이하인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
  14. 제11항에 있어서, 상기 위상 시프트막 상에 크롬을 함유하는 차광막을 갖고 있는 것이고, 또한 염소계의 건식 에칭에 있어서의 상기 하층에 대한 상기 차광막의 에칭 선택비가 1.2 이상 10.0 이하인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
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