KR20220058436A - 위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크의 제조 방법, 및 위상 시프트 마스크 - Google Patents
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Abstract
[해결수단] 본 발명은 투광성 기판과 에칭 보호막과 위상 시프트막을 구비하고, ArF 엑시머 레이저광을 노광광으로 하고, 에칭 보호막이, 하프늄 및 산소, 또는 하프늄, 규소 및 산소를 함유하는 재료를 포함하고, 막 두께가 1 내지 30㎚이며, 또한 노광광에 대한 투과율이 85％ 이상이며, 위상 시프트막이, 규소를 함유하고, 하프늄을 함유하지 않는 재료를 포함하고, 또한 막 두께가 50 내지 90㎚인 위상 시프트 마스크 블랭크.
[효과] 에칭 보호막의 불소계 가스를 사용한 건식 에칭에 대한 특성이 위상 시프트막과 다르기 때문에, 위상 시프트막의 패턴을 형성할 때, 위상 시프트막의 에칭이 투광성 기판에 미치기 어려워 투광성 기판이 에칭되기 어렵기 때문에, 위상 시프트막의 위상차의 제어성이 좋고, 위상 시프트막이 형성되어 있지 않은 부분을 투과한 노광광에 대하여 필요한, 높은 투과율이 확보된 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.
[효과] 에칭 보호막의 불소계 가스를 사용한 건식 에칭에 대한 특성이 위상 시프트막과 다르기 때문에, 위상 시프트막의 패턴을 형성할 때, 위상 시프트막의 에칭이 투광성 기판에 미치기 어려워 투광성 기판이 에칭되기 어렵기 때문에, 위상 시프트막의 위상차의 제어성이 좋고, 위상 시프트막이 형성되어 있지 않은 부분을 투과한 노광광에 대하여 필요한, 높은 투과율이 확보된 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.
Description
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 기술의 하나로서 위상 시프트법이 사용되고 있다. 위상 시프트법은, 예를 들어 기판 상에 위상 시프트막을 형성한 포토마스크를 사용하는 방법으로, 노광광에 대하여 투명한 기판 상에, 위상 시프트막을 형성하고 있지 않은 부분을 투과한 노광광, 즉 위상 시프트막의 두께와 동일한 길이의 공기를 통과한 노광광에 대한, 위상 시프트막을 투과한 광의 위상의 차가 대략 180도인 위상 시프트막 패턴을 형성하고, 광의 간섭을 이용하여 콘트라스트를 향상시키는 방법이다.
이것을 응용한 포토마스크의 하나로서 하프톤 위상 시프트 마스크가 있다. 하프톤 위상 시프트 마스크는 석영 기판 등의 노광광에 대하여 투명한 기판 상에, 위상 시프트막을 형성하고 있지 않은 부분을 투과한 광과의 위상차를 대략 180도로 한, 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 있다(일본 특허 공개 평7-140635호 공보(특허문헌 1)).
MoSi계 위상 시프트막을 갖는 위상 시프트 마스크에 있어서 위상 시프트막의 패턴을 형성할 때에는, 일반적으로 불소계 가스에 의한 건식 에칭이 이루어지는데, MoSi계 위상 시프트막의 에칭이 투광성 기판에 도달하면, 투광성 기판도 불소계 가스에 의한 건식 에칭으로 약간 에칭되어버리기 때문에, 얻어진 위상 시프트 마스크의 위상 시프트막이 있는 부분과 없는 부분의 위상차는, 위상 시프트막에서 설정한 위상차와는 투광성 기판이 에칭된 정도에 따라서 오차가 발생한다. 그 때문에, 위상 시프트 마스크의 위상차의 정확한 제어가 어렵고, 또한 투광성 기판 상에 형성된 MoSi계 위상 시프트막은 위상 시프트막에 패턴 결함이 발생했을 때의 수정이 어렵다.
이러한 문제에 대응하는 위상 시프트 마스크 블랭크로서는, 예를 들어 규소를 포함하는 막인 MoSi계 위상 시프트막의 투광성 기판측에, 크롬계 막과 같은 규소를 포함하는 막과는 에칭 특성이 다른 막을 에칭 스토퍼막으로서 형성한 위상 시프트 마스크 블랭크가 생각된다. 이러한 에칭 스토퍼막을 사용한 위상 시프트 마스크 블랭크에서는, 일반적으로 MoSi계 위상 시프트막의 투광성 기판과 이격하는 측에, 차광막이나, MoSi계 위상 시프트막을 에칭할 때에 하드 마스크로서 기능하는 에칭 마스크막으로서 크롬계 막이 형성된다. 이 경우, 규소를 포함하는 막이 에칭되어서 노출된 투광성 기판측의 크롬계 막은, 위상 시프트막 상(기판으로부터 이격하는 측)의 크롬계 막의 박리와 동시에 산소를 함유하는 염소 가스 등의 염소계 가스에 의해 건식 에칭된다.
그러나, 에칭 스토퍼막을 크롬계 막으로 하면, 노광광에 대한 투과율을 높게 하는 것이 곤란해진다. 특히 위상 시프트 마스크에서는, 투광성 기판과 위상 시프트막의 패턴 사이에 남게 되는 에칭 스토퍼막의 투과율을 높일 필요가 있는데, 크롬계 막에서는 충분한 투과율을 얻는 것이 곤란하다. 또한, 크롬계 막의 투과율을 높일 경우, 크롬계 막에 포함되는 산소나 질소의 비율을 높이게 되는데, 이러한 크롬계 막은 에칭될 때에 사이드 에칭이 진행하기 쉽고, 사이드 에칭에 의해 에칭 스토퍼막 상에 형성된 위상 시프트막의 패턴이 무너지기 쉬워진다.
또한, 상기 문제에 대응하는 다른 방법으로서는, 투광성 기판 상에, 투광성 기판측으로부터 에칭 스토퍼막, 위상 시프트막으로서 규소를 포함하는 막, 차광막 또는 에칭 마스크막으로서 크롬계 막이 형성된 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서, 에칭 스토퍼막을, 규소를 포함하는 막의 에칭에 사용하는 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 대한 에칭 특성이 다르고, 크롬계 막의 에칭에 사용하는 염소계 가스에 의한 건식 에칭에는 내성을 갖는, 금속을 함유하는 재료의 막으로 한 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용하는 것이 생각된다.
이와 같이 하면, 위상 시프트막의 불소계 가스에 의한 건식 에칭 시에는 에칭 스토퍼막에 의해 투광성 기판이 에칭되는 것을 방지할 수 있고, 또한 위상 시프트막이 에칭되어 노출된 에칭 스토퍼막은, 차광막 또는 에칭 마스크막의 염소계 가스에 의한 건식 에칭 시에 크롬계 막의 에칭 스토퍼막과는 달리 동시에 에칭될 일은 없고, 사이드 에칭에 의한 위상 시프트막의 패턴 무너짐을 방지할 수 있다.
그러나 이 경우, 위상 시프트 마스크의 위상 시프트막이 없는 부분의 투광성 기판 상에도 에칭 스토퍼막이 남기 때문에, 에칭 스토퍼막이 노광광에 대하여 고투과율일 필요가 있다. 에칭 스토퍼막의 투과율이 낮은 경우, 위상 시프트 마스크를 사용한 노광 시에, 위상 시프트 마스크의 위상 시프트막이 없는 부분을 투과하는 광의 양이 불충분해지고, 위상 시프트 마스크의 기능인 콘트라스트가 향상되지 않게 된다. 또한, 에칭 스토퍼막의 투과율이 낮은 경우, 에칭 스토퍼막이 노광광을 많이 흡수하고, 흡수한 노광광의 열에 의해 위상 시프트 마스크의 열팽창이 발생한다. 열팽창은 위상 시프트 마스크의 패턴의 위치 정밀도를 악화시켜버린다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 규소를 포함하는 막으로 구성된 위상 시프트막의 불소계 가스에 의한 건식 에칭 시에 투광성 기판이 에칭되기 어렵고, 또한 위상 시프트 마스크로 했을 때, 위상 시프트막이 형성되어 있지 않은 부분에, 필요한 높은 투과율이 확보되는 위상 시프트 마스크 블랭크, 나아가서는 위상 시프트막 상에 크롬계 막 등의 염소계 가스에 의해 건식 에칭되는 막을 마련하고, 크롬계 막을 염소계 가스에 의해 건식 에칭하더라도, 위상 시프트막의 패턴 무너짐이 억제된 위상 시프트 마스크 블랭크를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 이러한 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법, 및 위상 시프트 마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토를 거듭한 결과, 투광성 기판 상에 막 두께가 50 내지 90㎚인 위상 시프트막을 형성한 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서, 위상 시프트막의 투광성 기판측에 접하여, 하프늄 및 산소, 또는 하프늄, 규소 및 산소를 함유하는 재료를 포함하고, 막 두께가 1 내지 30㎚, 노광광에 대한 투과율이 85％ 이상인 에칭 보호막을 마련함으로써, 규소를 포함하는 막으로 구성된 위상 시프트막의 불소계 가스에 의한 건식 에칭 시에 투광성 기판이 에칭되기 어렵고, 또한 위상 시프트 마스크로 했을 때, 위상 시프트막이 형성되어 있지 않은 부분에, 필요한 높은 투과율이 확보되고, 나아가서는 위상 시프트막 상에 크롬계 막 등의 염소계 가스에 의해 건식 에칭되는 막을 마련하고, 크롬계 막을 염소계 가스에 의해 건식 에칭하더라도, 위상 시프트막의 패턴이 무너지기 어려운 것을 알아내고, 본 발명을 이루기에 이르렀다.
따라서, 본 발명은 이하의 위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크의 제조 방법, 및 위상 시프트 마스크를 제공한다.
1. 투광성 기판과, 해당 투광성 기판 상에 형성된 에칭 보호막과, 해당 에칭 보호막에 접하여 형성된 위상 시프트막을 구비하고, ArF 엑시머 레이저광을 노광광으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크로서,
상기 에칭 보호막이, 하프늄 및 산소, 또는 하프늄, 규소 및 산소를 함유하는 재료를 포함하고, 상기 에칭 보호막의 막 두께가 1 내지 30㎚이며, 또한 상기 에칭 보호막의 상기 노광광에 대한 투과율이 85％ 이상이며,
상기 위상 시프트막이, 규소를 함유하고, 하프늄을 함유하지 않는 재료를 포함하고, 또한 막 두께가 50 내지 90㎚인 것
을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
2. 상기 에칭 보호막의 하프늄 및 산소, 또는 하프늄, 규소 및 산소를 함유하는 재료에 함유되는 하프늄 및 규소의 합계에 대한 규소의 비율이 0.1 내지 99원자％인 것을 특징으로 하는 1에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크.
3. 상기 에칭 보호막 및 위상 시프트막이,
동일 조건의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 위상 시프트막 및 에칭 보호막의 에칭 레이트를 각각 Rps[㎚/sec] 및 Rep[㎚/sec], 에칭 보호막의 두께 1㎚당의 노광광에 대한 광학 농도를 ODs로 했을 때, 하기 식 (1)
ODs×Rep/Rps (1)
에 의해 산출되는 값이 0.002 이하인 것을 특징으로 하는 1 또는 2에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크.
4. 상기 투광성 기판이 석영 기판인 것을 특징으로 하는 1 내지 3 중 어느 것에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크.
5. 상기 에칭 보호막이 상기 투광성 기판에 접하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 1 내지 4 중 어느 것에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크.
6. 상기 에칭 보호막의 하프늄 및 산소, 또는 하프늄, 규소 및 산소를 함유하는 재료에 함유되는 산소의 함유율이 60원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 1 내지 5 중 어느 것에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크.
7. 동일 조건의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 상기 에칭 보호막에 대한 상기 위상 시프트막의 에칭 선택비가 1.5 이상인 것을 특징으로 하는 1 내지 6 중 어느 것에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크.
8. 상기 위상 시프트막의 상기 노광광에 대한 위상차가 150 내지 210도인 것을 특징으로 하는 1 내지 7 중 어느 것에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크.
9. 상기 위상 시프트막 상에, 크롬을 함유하는 재료를 더 포함하는 제3 막을 구비하고, 동일 조건의 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 상기 에칭 보호막에 대한 상기 제3 막의 에칭 선택비가 10 이상인 것을 특징으로 하는 1 내지 8 중 어느 것에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크.
10. 1 내지 8 중 어느 것에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용하여 위상 시프트 마스크를 제조하는 방법으로서,
상기 위상 시프트막을 불소계 가스에 의해 건식 에칭하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
11. 9에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용하여 위상 시프트 마스크를 제조하는 방법으로서,
상기 위상 시프트막을 불소계 가스에 의해 건식 에칭하는 공정, 및
상기 제3 막을 염소계 가스에 의해 건식 에칭하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법.
12. 투광성 기판과, 해당 투광성 기판 상에 형성된 에칭 보호막과, 해당 에칭 보호막에 접하여 형성된 위상 시프트막의 패턴을 구비하고, ArF 엑시머 레이저광을 노광광으로 하는 위상 시프트 마스크로서,
상기 에칭 보호막이, 하프늄 및 산소, 또는 하프늄, 규소 및 산소를 함유하는 재료를 포함하고, 상기 투광성 기판과, 상기 에칭 보호막의 상기 위상 시프트막의 패턴 사이의 막 두께가 1 내지 30㎚이며, 또한 상기 에칭 보호막의 상기 노광광에 대한 투과율이 85％ 이상이며,
상기 위상 시프트막의 패턴이, 규소를 함유하고, 하프늄을 함유하지 않는 재료를 포함하고, 또한 막 두께가 50 내지 90㎚인 것
을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
13. 상기 에칭 보호막의 하프늄 및 산소, 또는 하프늄, 규소 및 산소를 함유하는 재료에 함유되는 하프늄 및 규소의 합계에 대한 규소의 비율이 0.1 내지 99원자％인 것을 특징으로 하는 12에 기재된 위상 시프트 마스크.
14. 상기 에칭 보호막 및 위상 시프트막이,
동일 조건의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 위상 시프트막 및 에칭 보호막의 에칭 레이트를 각각 Rps[㎚/sec] 및 Rep[㎚/sec], 에칭 보호막의 두께 1㎚당의 노광광에 대한 광학 농도를 ODs로 했을 때, 하기 식 (1)
ODs×Rep/Rps (1)
에 의해 산출되는 값이 0.002 이하인 것을 특징으로 하는 12 또는 13에 기재된 위상 시프트 마스크.
15. 상기 투광성 기판이 석영 기판인 것을 특징으로 하는 12 내지 14 중 어느 것에 기재된 위상 시프트 마스크.
16. 상기 에칭 보호막이 상기 투광성 기판에 접하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 12 내지 15 중 어느 것에 기재된 위상 시프트 마스크.
17. 상기 에칭 보호막의 하프늄 및 산소, 또는 하프늄, 규소 및 산소를 함유하는 재료에 함유되는 산소의 함유율이 60원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 12 내지 16 중 어느 것에 기재된 위상 시프트 마스크.
18. 동일 조건의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 상기 에칭 보호막에 대한 상기 위상 시프트막의 에칭 선택비가 1.5 이상인 것을 특징으로 하는 12 내지 17 중 어느 것에 기재된 위상 시프트 마스크.
19. 상기 위상 시프트막의 상기 노광광에 대한 위상차가 150 내지 210도인 것을 특징으로 하는 12 내지 18 중 어느 것에 기재된 위상 시프트 마스크.
20. 상기 위상 시프트막 상에, 크롬을 함유하는 재료를 포함하는 제3 막의 패턴을 더 구비하고, 동일 조건의 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 상기 에칭 보호막에 대한 상기 제3 막의 에칭 선택비가 10 이상인 것을 특징으로 하는 12 내지 19 중 어느 것에 기재된 위상 시프트 마스크.
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크는 에칭 보호막의 불소계 가스를 사용한 건식 에칭에 대한 특성이 위상 시프트막과 다르기 때문에, 위상 시프트막의 패턴을 형성할 때 위상 시프트막의 에칭이 투광성 기판에 미치기 어려워 투광성 기판이 에칭되기 어렵기 때문에, 위상 시프트막의 위상차의 제어성이 좋고, 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크로부터는 위상 시프트막이 형성되어 있지 않은 부분을 투과한 노광광에 대하여 필요한, 높은 투과율이 확보된 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 에칭 보호막은 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 대하여 내성을 갖고 있으므로, 크롬계 막의 에칭 스토퍼막에 있어서 발생하는 사이드 에칭에 의한 위상 시프트막의 패턴의 무너짐을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제1 양태의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제2 양태의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제3 양태의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제4 양태의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 5는 실시예 및 비교예에서 사용한 에칭 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제2 양태의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제3 양태의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제4 양태의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 5는 실시예 및 비교예에서 사용한 에칭 장치의 개략도이다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
[위상 시프트 마스크 블랭크의 제1 양태]
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크는 투광성 기판과, 투광성 기판 상에 형성된 에칭 보호막과, 에칭 보호막 상에 형성된 위상 시프트막을 구비한다.
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크(제1 양태)로서 구체적으로는, 도 1에 도시되는 것을 들 수 있다. 도 1은, 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제1 양태의 일례를 도시하는 단면도이며, 이 위상 시프트 마스크 블랭크(1)는 투광성 기판(10)과, 투광성 기판(10) 상에 형성된 에칭 보호막(11)과, 에칭 보호막(11) 상에 형성된 위상 시프트막(12)을 구비한다.
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크는 ArF 엑시머 레이저광(파장 193㎚), F2 레이저광(파장 157㎚) 등의 파장 250㎚ 이하, 특히 파장 200㎚ 이하의 노광광으로 패턴을 전사하는 노광에 적합하며, 특히 노광광이 ArF 엑시머 레이저광일 경우에 특히 효과적이다.
<투광성 기판>
본 발명에 있어서 투광성 기판으로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 SEMI 규격에 있어서 규정되어 있는 한 변이 6인치인 사각형, 두께 0.25의치의 6025 기판이라고 불리는 것이 적합하며, SI 단위계를 사용한 경우, 통상적으로 한 변이 152㎜인 사각형, 두께 6.35㎜의 기판으로 표기된다. 투광성 기판으로서는, 석영 기판이 바람직하다.
<에칭 보호막 및 위상 시프트막>
에칭 보호막은 하프늄 및 산소, 또는 하프늄, 규소 및 산소를 함유하는 재료를 포함한다. 규소 및 산소를 함유하는 재료는 노광광, 특히 ArF 엑시머 레이저광에 대한 투과율이 높지만, 투광성 기판, 예를 들어 석영 기판과 같이 불소계 가스에 의한 건식 에칭으로 에칭되기 쉽다. 이에 반해, 본 발명의 에칭 보호막을 구성하는 하프늄 및 산소를 함유하는 재료, 및 하프늄, 규소 및 산소를 함유하는 재료는 모두 노광광에 대한 투과율이 높고, 불소계 가스에 의한 건식 에칭으로 다소 에칭은 되지만, 그 에칭 특성은 위상 시프트막과 다르기 때문에, 위상 시프트막의 에칭이 투광성 기판에 미치기 어렵다. 또한, 하프늄 및 산소, 또는 하프늄, 규소 및 산소를 함유하는 재료는 염소계 가스에 의한 건식 에칭에는 내성을 갖는다.
에칭 보호막은 투광성 기판에 접하여 형성되어 있는 것이 바람직하다. 에칭 보호막은 질소 및 탄소로부터 선택되는 1종 이상을 더 함유하고 있어도 되지만, 하프늄 및 산소, 또는 하프늄, 규소 및 산소만을 포함하는 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 에칭 보호막에 함유되는 하프늄의 함유율은 0.5원자％ 이상, 특히 10원자％ 이상인 것이 바람직하고, 또한 50원자％ 이하, 특히 40원자％ 이하인 것이 바람직하다.
에칭 보호막은 하프늄, 규소 및 산소를 함유하는 재료로 함으로써 막 표면의 평활성을 높게 할 수 있는 것으로부터, 에칭 보호막은 규소를 함유하고 있는 것이 바람직하고, 그 경우, 에칭 보호막에 함유되는 하프늄 및 규소의 합계에 대한 규소의 비율은 0.1원자％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, 에칭 보호막의 불소계 가스에 의한 건식 에칭 특성을 위상 시프트막과 크게 다르게 하기 위해서는, 에칭 보호막에 함유되는 하프늄 및 규소의 합계에 대한 규소의 비율은 99원자％ 이하인 것이 바람직하고, 65원자％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 에칭 보호막에 함유되는 산소의 함유율은 60원자％ 이상인 것이 바람직하다. 에칭 보호막에 함유되는 산소의 함유율은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로 80원자％ 이하이다. 또한, 본 발명에 있어서, 투광성 기판 상에 형성되는 각종 막의 조성은 예를 들어 XPS(X선 광전 분광)에 의해 측정할 수 있다.
에칭 보호막의 막 두께는 1㎚ 이상인 것이 바람직하고, 또한 30㎚ 이하, 특히 10㎚ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 후술하는 바와 같이 위상 시프트막을 불소계 가스에 의해 건식 에칭할 때에는, 통상적으로 에칭 클리어 타임의 10％ 이상, 일반적으로는 10 내지 50％ 정도 긴 시간을 에칭 처리 시간으로서 설정하기(즉, 오버 에칭을 실시하기) 때문에, 에칭 보호막은 오버 에칭 시간분의 불소계 가스의 건식 에칭에 노출된다. 그 때문에, 에칭 보호막은 불소계 가스에 의한 위상 시프트막의 건식 에칭 시에, 위상 시프트막의 에칭 클리어 타임의 10％ 이상, 특히 30％ 이상, 특히 50％ 이상의 오버 에칭 실시 후에도 에칭 보호막이 잔존하는 막 두께인 것이 바람직하다. 에칭 보호막은 노광광, 특히 ArF 엑시머 레이저광에 대하여 투과율이 85％ 이상, 특히 90％ 이상인 것이 바람직하다. 투과율의 상한은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로 100％ 미만이다. 또한, 이 투과율로서, 투광성 기판을 투과한 노광광에 대한 투광성 기판 및 에칭 보호막을 투과한 노광광의 비율을 적용할 수 있다.
위상 시프트막은, 규소를 함유하고, 하프늄을 함유하지 않는 재료를 포함한다. 에칭 보호막은 불소계 가스에 의한 건식 에칭으로 에칭되는데, 염소계 가스에 의한 건식 에칭에는 내성을 갖는다. 위상 시프트막은 에칭 보호막에 접하여 형성되어 있는 것이 바람직하다. 위상 시프트막은 전이 금속(단, 하프늄을 제외하고, 바람직하게는 하프늄 및 크롬을 제외한다)(Me), 산소(O), 질소(N) 및 탄소(C)로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 규소 화합물을 더 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 것으로서는, 전이 금속 규소산화물(MeSiO), 전이 금속 규소질화물(MeSiN), 전이 금속 규소탄화물(MeSiC), 전이 금속 규소산화질화물(MeSiON), 전이 금속 규소산화탄화물(MeSiOC), 전이 금속 규소질화탄화물(MeSiNC), 전이 금속 규소산화질화탄화물(MeSiONC) 등을 들 수 있다. 또한, 여기서 규소 화합물을 나타내는 화학식은 구성 원소를 나타내는 것이며, 구성 원소의 조성비를 의미하는 것은 아니다(이하의 규소 화합물에 있어서 동일하다.). 전이 금속(Me)으로서는, 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta), 지르코늄(Zr) 등으로부터 선택되는 1종 이상이 바람직하고, 몰리브덴이 특히 바람직하다.
위상 시프트막의 막 두께는 50㎚ 이상, 특히 60㎚ 이상인 것이 바람직하고, 또한 90㎚ 이하, 특히 80㎚ 이하인 것이 바람직하다. 위상 시프트막의 노광광에 대한 위상차는 150도 이상, 특히 165도 이상, 특히 175도 이상인 것이 바람직하고, 210도 이하, 특히 195도 이하, 특히 185도 이하인 것이 바람직하고, 대략 180도인 것이 특히 바람직하다. 여기서 위상차란, 위상 시프트막을 투과한 노광광과, 위상 시프트막의 두께와 동일한 거리만큼 공기 중을 통과한 노광광 간에서 발생하는 노광광의 위상의 차이이다. 또한, 위상 시프트막의 노광광에 대한 투과율은 5％ 이상, 특히 9％ 이상인 것이 바람직하고, 40％ 이하, 특히 30％ 이하인 것이 바람직하다. 본 발명의 위상 시프트막, 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크는 각각 하프톤 위상 시프트막, 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크로 할 수 있다.
위상 시프트막의 불소계 가스의 건식 에칭에 있어서 투광성 기판의 파임을 방지하기 위해서는, 에칭 보호막의 에칭 레이트(Rep)는 위상 시프트막의 에칭 레이트(Rps)보다 충분히 낮을 것이 요구된다. 한편, 위상 시프트막의 에칭 후, 위상 시프트막의 패턴을 형성하고 있지 않은 부분, 즉 에칭 보호막이 노출되어 있는 부분에서는, 에칭 보호막이 그 후의 에칭(예를 들어, 제3 막에 대한 염소계 가스에 의해 건식 에칭)에 대한 내성을 갖고 있는 경우, 투광성 기판 상에 남기 때문에, 노광광에 대하여 고투과율일 것이 요구된다.
위상 시프트막을 불소계 가스의 건식 에칭에 의해 에칭하여 패턴을 형성할 때, 일반적으로 에칭 클리어 타임의 10 내지 50％ 정도 긴 시간을 에칭 처리 시간으로서 설정한다(즉, 오버 에칭을 실시한다). 이것은 위상 시프트막의 패턴을 형성하지 않는 부분에 위상 시프트막이 남지 않도록 하기 위해서인데, 반면 투광성 기판 상에 직접 위상 시프트막이 형성되어 있으면, 오버 에칭에 의해 투광성 기판이 파여서 위상 시프트막에 설정한 위상차와의 차이가 발생해버린다. 이것을 회피하기 위해서, 본 발명에 있어서는 위상 시프트막과 불소계 가스의 건식 에칭 특성이 다른 에칭 보호막을 위상 시프트막과 투광성 기판 사이에 마련하는데, 에칭 보호막이 위상 시프트막의 오버 에칭에 의해 불소계 가스에 의한 건식 에칭으로 에칭될 때, 건식 에칭의 면 내 분포에서 기인하여 에칭 보호막의 면 내에서 에칭양에 차가 발생하는 경우가 있다. 특히, 에칭 보호막의 단위 막 두께당의 광학 농도가 큰 경우, 에칭 보호막의 에칭양의 면 내에서의 차에 의해, 에칭 보호막의 면 내에서의 투과율의 균일성이 악화될 우려가 있다.
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크에 있어서 에칭 보호막의 노광광에 대한 투과율을 충분히 높게, 또한 위상 시프트막의 불소계 가스의 건식 에칭에 있어서 위상 시프트막의 오버 에칭에 의해, 에칭 보호막에 발생하는 면 내에서의 투과율의 균일성 악화, 예를 들어 에칭 장치에서 기인하는 에칭 보호막의 에칭양의 변동이나, 기판 중앙부의 에칭 보호막과, 기판 모퉁이부의 에칭 보호막의 에칭양의 차나, 로딩 효과에 의한 에칭 보호막의 에칭양의 차에 의한 에칭 보호막의 면 내에서의 투과율의 균일성 악화를 방지하기 위해서는, 에칭 보호막 및 위상 시프트막은, 동일 조건의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 위상 시프트막 및 에칭 보호막의 에칭 레이트를 각각 Rps[㎚/sec] 및 Rep[㎚/sec], 에칭 보호막의 두께 1㎚당의 노광광에 대한 광학 농도를 ODs로 했을 때, 하기 식 (1)
ODs×Rep/Rps (1)
에 의해 산출되는 값이 0.002 이하인 것이 유효하다. 상기 식 (1)에 의해 산출되는 값은, 에칭 보호막이 위상 시프트막이 막 두께 1㎚분 에칭되는 시간 에칭되었을 때에, 에칭 보호막에 있어서 에칭에 의해 감소하는 광학 농도에 상당한다. 상기 식 (1)에 의해 산출되는 값이 작을수록, 에칭 보호막의 면 내에서의 투과율의 분포를 균일하게 할 수 있다. 상기 식 (1)에 의해 산출되는 값은 바람직하게는 0.002 미만, 보다 바람직하게는 0.0015 이하이다.
에칭 보호막 및 위상 시프트막은 위상 시프트막을 오버 에칭했을 때의 에칭 보호막의 에칭 내성을 확보하는 관점에서, 동일 조건의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 보호막에 대한 위상 시프트막의 에칭 선택비가 1.5 이상, 특히 5 이상, 특히 10 이상인 것이 바람직하다. 이 에칭 선택비의 상한은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로 30 이하이다. 또한, 이 에칭 선택비는 에칭 보호막의 에칭 레이트에 대한 위상 시프트막의 에칭 레이트의 비율이다.
<에칭 보호막 및 위상 시프트막의 성막 방법>
본 발명에 있어서의 에칭 보호막 및 위상 시프트막은 위상 시프트 마스크 블랭크의 제조에 있어서의 공지된 성막 방법을 적용하여 성막할 수 있는데, 균질성이 우수한 막이 용이하게 얻어지는 스퍼터법에 의해 성막하는 것이 바람직하고, DC 스퍼터, RF 스퍼터 중 어느 방법이든 사용할 수 있지만, 마그네트론 스퍼터가 보다 바람직하다. 타깃과 스퍼터 가스는 층 구성이나 조성에 따라서 적절히 선택된다.
에칭 보호막은 하프늄 타깃을 사용해도 되고, 하프늄 및 규소를 포함하는 타깃을 사용해도 되고, 하프늄 타깃과 규소 타깃을 사용하여 동시에 방전시키는 코스퍼터로 해도 되고, 하프늄 타깃 및/또는 규소 타깃과, 하프늄 및 규소를 포함하는 타깃을 사용하여 동시에 방전시키는 코스퍼터로 해도 된다.
위상 시프트막이 전이 금속을 포함하고 있지 않은 규소를 함유하는 막일 때에는, 규소 타깃을 사용할 수 있다. 전이 금속을 포함하고 있는 규소를 함유하는 막을 형성할 때는, 전이 금속 및 규소를 포함하는 타깃을 사용해도 되고, 전이 금속 타깃과 규소 타깃을 사용하여 동시에 방전시키는 코스퍼터로 해도 되고, 전이 금속 타깃 및/또는 규소 타깃과, 전이 금속 및 규소를 포함하는 타깃을 사용하여 동시에 방전시키는 코스퍼터로 해도 된다. 또한, 이들 타깃은 질소를 함유하고 있어도 되고, 질소를 함유하는 타깃과 질소를 함유하지 않는 타깃을 동시에 사용해도 된다.
에칭 보호막 및 위상 시프트막의 산소, 질소, 탄소 등의 함유율은, 스퍼터 가스에 반응성 가스로서, 산소 가스 등의 산소 함유 가스, 질소 가스 등의 질소 함유 가스, 아산화질소 가스, 산화질소 가스, 이산화질소 가스 등의 산소질소 함유 가스, 일산화탄소 가스, 이산화탄소 가스, 메탄 가스 등의 탄화수소 가스 등의 탄소 함유 가스 등을 사용하고, 스퍼터 챔버에 대한 도입량을 적절히 조정하여 반응성 스퍼터함으로써 조정할 수 있다. 또한, 스퍼터 가스에는 희가스로서, 헬륨 가스, 네온 가스, 아르곤 가스, 크립톤 가스, 크세논 가스 등을 사용할 수도 있다.
[위상 시프트 마스크 블랭크의 다른 양태]
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트막 상에는, 위상 시프트막측부터 순서대로 제3 막, 제4 막 및 제5 막을 형성해도 된다. 위상 시프트막 상에 제3 막을 마련한 위상 시프트 마스크 블랭크(제2 양태)로서 구체적으로는, 도 2에 도시되는 것을 들 수 있다. 도 2는, 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제2 양태의 일례를 도시하는 단면도이며, 이 위상 시프트 마스크 블랭크(1)는 투광성 기판(10)과, 투광성 기판(10) 상에 형성된 에칭 보호막(11)과, 에칭 보호막(11) 상에 형성된 위상 시프트막(12)과, 위상 시프트막(12) 상에 형성된 제3 막(13)을 구비한다.
또한, 위상 시프트막 상에 제3 막 및 제4 막을 마련한 위상 시프트 마스크 블랭크(제3 양태)로서 구체적으로는, 도 3에 도시되는 것을 들 수 있다. 도 3은, 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제3 양태의 일례를 도시하는 단면도이며, 이 위상 시프트 마스크 블랭크(1)는 투광성 기판(10)과, 투광성 기판(10) 상에 형성된 에칭 보호막(11)과, 에칭 보호막(11) 상에 형성된 위상 시프트막(12)과, 위상 시프트막(12) 상에 형성된 제3 막(13)과, 제3 막(13) 상에 형성된 제4 막(14)을 구비한다.
또한, 위상 시프트막 상에 제3 막, 제4 막 및 제5 막을 마련한 위상 시프트 마스크 블랭크(제4 양태)로서 구체적으로는, 도 4에 도시되는 것을 들 수 있다. 도 4는, 본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제4 양태의 일례를 도시하는 단면도이며, 이 위상 시프트 마스크 블랭크(1)는 투광성 기판(10)과, 투광성 기판(10) 상에 형성된 에칭 보호막(11)과, 에칭 보호막(11) 상에 형성된 위상 시프트막(12)과, 위상 시프트막(12) 상에 형성된 제3 막(13)과, 제3 막(13) 상에 형성된 제4 막(14)과, 제4 막(14) 상에 형성된 제5 막(15)을 구비한다.
<제3 막>
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트막 상에는, 단층 또는 복수층을 포함하는 제3 막을 마련할 수 있다. 제3 막은 통상적으로 위상 시프트막에 인접하여 마련된다. 이 제3 막으로서 구체적으로는, 차광막, 차광막과 반사 방지막의 조합, 위상 시프트막의 패턴 형성에 있어서 하드 마스크로서 기능하는 가공 보조막(에칭 마스크막) 등을 들 수 있다. 또한, 제4 막을 마련하는 경우, 이 제3 막을, 제4 막의 패턴 형성에 있어서 에칭 스토퍼로서 기능하는 가공 보조막(에칭 스토퍼막)으로서 이용할 수도 있다. 제3 막의 재료로서는, 크롬을 포함하는 재료가 적합하다.
본 발명의 에칭 보호막은 염소계 가스(예를 들어 산소를 함유하는 염소 가스, 구체적으로는 염소 가스(Cl2)와 산소 가스(O2)의 혼합 가스(이하 동일함))에 의해 건식 에칭되기 어려운 막으로 되어 있다. 그 때문에, 위상 시프트막을 박리하여 위상 시프트막의 패턴을 형성하고 있지 않은 부분, 즉 에칭 보호막이 노출되어 있는 부분은, 그 후 제3 막을 염소계 가스에 의해 건식 에칭할 때의 에칭 내성을 갖고 있다.
에칭 보호막 및 제3 막(특히, 차광막, 차광막과 반사 방지막의 조합)은 제3 막을 에칭했을 때의 에칭 보호막의 에칭 내성을 확보하는 관점에서, 동일 조건의 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 보호막에 대한 제3 막의 에칭 선택비가 10 이상, 특히 15 이상, 특히 20 이상인 것이 바람직하다. 이 에칭 선택비의 상한은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로 30 이하이다. 또한, 이 에칭 선택비는 에칭 보호막의 에칭 레이트에 대한 제3 막의 에칭 레이트의 비율이다.
(제3 막으로서의 차광막 및 반사 방지막)
차광막을 포함하는 제3 막을 마련함으로써, 위상 시프트 마스크에 노광광을 완전히 차광하는 영역을 마련할 수 있다. 이 차광막을 포함하는 제3 막은 에칭에 있어서의 가공 보조막으로서 이용할 수도 있다.
차광막 및 반사 방지막의 막 구성 및 재료에 대해서는 다수의 예(예를 들어, 일본 특허 공개 제2007-33469호 공보(특허문헌 2), 일본 특허 공개 제2007-233179호 공보(특허문헌 3) 등)가 있는데, 바람직한 차광막과 반사 방지막의 조합의 막 구성으로서는, 예를 들어 크롬을 포함하는 재료의 차광막을 마련하고, 또한 차광막으로부터의 반사를 저감시키는 크롬을 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, 크롬산화물(CrO), 크롬질화물(CrN), 크롬탄화물(CrC), 크롬산화질화물(CrON), 크롬산화탄화물(CrOC), 크롬질화탄화물(CrNC), 크롬산화질화탄화물(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.).
제3 막이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합일 경우, 차광막의 크롬 화합물 중의 크롬의 함유율은 40원자％ 이상, 특히 60원자％ 이상이며, 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 합계의 함유율은 95원자％ 이상, 특히 99원자％ 이상, 특히 100원자％인 것이 바람직하다.
또한, 제3 막이 차광막과 반사 방지막의 조합일 경우, 반사 방지막은 크롬 화합물인 것이 바람직하고, 크롬 화합물 중의 크롬의 함유율은 30원자％ 이상, 특히 35원자％ 이상이고, 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 합계의 함유율은 95원자％ 이상, 특히 99원자％ 이상, 특히 100원자％인 것이 바람직하다.
제3 막이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합일 경우, 제3 막의 막 두께는 바람직하게는 20㎚ 이상, 특히 40㎚ 이상이고, 바람직하게는 100㎚ 이하, 특히 70㎚ 이하이다. 또한, 파장 200㎚ 이하의 노광광, 특히 ArF 엑시머 레이저(파장 193㎚)에 대한 위상 시프트막과 제3 막의 합계의 광학 농도가 2 이상, 특히 2.5 이상, 특히 3 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
(제3 막으로서의 가공 보조막)
제3 막이 가공 보조막일 경우, 위상 시프트막의 패턴 형성에 있어서 하드 마스크로서 기능하는 가공 보조막(에칭 마스크막)으로서 이용할 수 있고, 또한 제4 막의 패턴 형성에 있어서 에칭 스토퍼로서 기능하는 가공 보조막(에칭 스토퍼막)으로서 이용할 수도 있다.
가공 보조막의 예로서는, 일본 특허 공개 제2007-241065호 공보(특허문헌 4)에 나타나 있는 크롬을 포함하는 재료로 구성된 막을 들 수 있다. 가공 보조막은 단층으로 구성해도 되고, 복수층으로 구성해도 된다.
가공 보조막의 크롬을 포함하는 재료로서는, 크롬 단체, 크롬산화물(CrO), 크롬질화물(CrN), 크롬탄화물(CrC), 크롬산화질화물(CrON), 크롬산화탄화물(CrOC), 크롬질화탄화물(CrNC), 크롬산화질화탄화물(CrONC) 등의 크롬 화합물 등을 들 수 있다.
제3 막이 가공 보조막일 경우, 제3 막의 크롬 화합물 중의 크롬의 함유율은 40원자％ 이상, 특히 50원자％ 이상이고, 100원자％ 미만, 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 합계의 함유율은 95원자％ 이상, 특히 99원자％ 이상, 특히 100원자％인 것이 바람직하다.
제3 막이 가공 보조막일 경우, 제3 막의 막 두께는 바람직하게는 2㎚ 이상, 특히 5㎚ 이상이며, 바람직하게는 20㎚ 이하, 특히 15㎚ 이하이다.
<제4 막>
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제3 막 상에는, 단층 또는 복수층을 포함하는 제4 막을 마련할 수 있다. 제4 막은 통상적으로 제3 막에 인접하여 마련된다. 이 제4 막으로서 구체적으로는, 가공 보조막, 차광막, 차광막과 반사 방지막의 조합 등을 들 수 있다. 제4 막의 재료로서는 규소를 포함하는 재료가 적합하며, 특히 크롬을 포함하지 않는 것이 바람직하다.
(제4 막으로서의 가공 보조막)
제3 막이 차광막, 혹은 차광막과 반사 방지막의 조합일 경우, 또는 위상 시프트막의 패턴 형성에 있어서 하드 마스크로서 기능하는 가공 보조막일 경우, 제4 막으로서, 제3 막의 패턴 형성에 있어서 하드 마스크로서 기능하는 가공 보조막(에칭 마스크막)을 마련할 수 있다. 또한, 제5 막을 마련하는 경우, 이 제4 막을, 제5 막의 패턴 형성에 있어서 에칭 스토퍼로서 기능하는 가공 보조막(에칭 스토퍼막)으로서 이용할 수도 있다.
이 가공 보조막은 제3 막과 에칭 특성이 다른 재료, 예를 들어 크롬을 포함하는 재료의 에칭에 적용되는 염소계 가스(특히, 산소를 함유하는 염소 가스)에 의한 건식 에칭에 내성을 갖는 재료, 구체적으로는 SF6이나 CF4 등의 불소계 가스로 건식 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.
제4 막이 가공 보조막일 경우, 가공 보조막은 규소 화합물인 것이 바람직하고, 규소 화합물 중의 규소의 함유율은 20원자％ 이상, 특히 33원자％ 이상이고, 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 합계의 함유율은 95원자％ 이상, 특히 99원자％ 이상, 특히 100원자％인 것이 바람직하다.
제3 막이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합, 제4 막이 가공 보조막일 경우, 제3 막의 막 두께는 바람직하게는 20㎚ 이상, 특히 40㎚ 이상이며, 바람직하게는 100㎚ 이하, 특히 70㎚ 이하이고, 제4 막의 막 두께는 바람직하게는 1㎚ 이상, 특히 2㎚ 이상이고, 30㎚ 이하, 특히 15㎚ 이하이다. 또한, 파장 200㎚ 이하의 노광광, 특히 ArF 엑시머 레이저(파장 193㎚)에 대한 위상 시프트막과 제3 막과 제4 막의 합계의 광학 농도가 2 이상, 특히 2.5 이상, 특히 3 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 제3 막이 가공 보조막, 제4 막이 가공 보조막일 경우, 제3 막의 막 두께는 바람직하게는 1㎚ 이상, 특히 2㎚ 이상이고, 20㎚ 이하, 특히 10㎚ 이하이고, 제4 막의 막 두께는 바람직하게는 1㎚ 이상, 특히 2㎚ 이상이고, 20㎚ 이하, 특히 10㎚ 이하이다.
(제4 막으로서의 차광막 및 반사 방지막)
제3 막이 가공 보조막일 경우, 제4 막으로서 차광막을 마련할 수 있다. 또한, 제4 막으로서, 차광막과 반사 방지막을 조합하여 마련할 수도 있다.
제4 막의 차광막 및 반사 방지막은 제3 막과 에칭 특성이 다른 재료, 예를 들어 크롬을 포함하는 재료의 에칭에 적용되는 염소계 가스(특히, 산소를 함유하는 염소 가스)에 의한 건식 에칭에 내성을 갖는 재료, 구체적으로는 SF6이나 CF4 등의 불소계 가스로 건식 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.
제4 막이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합일 경우, 차광막 및 반사 방지막은 규소 화합물인 것이 바람직하고, 규소 화합물 중의 규소의 함유율은 10원자％ 이상, 특히 30원자％ 이상이고, 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 합계의 함유율은 95원자％ 이상, 특히 99원자％ 이상, 특히 100원자％인 것이 바람직하다.
제3 막이 가공 보조막, 제4 막이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합일 경우, 제3 막의 막 두께는 바람직하게는 1㎚ 이상, 특히 2㎚ 이상이고, 20㎚ 이하, 특히 10㎚ 이하이고, 제4 막의 막 두께는 바람직하게는 20㎚ 이상, 특히 30㎚ 이상이며, 바람직하게는 100㎚ 이하, 특히 70㎚ 이하이다. 또한, 파장 200㎚ 이하의 노광광, 특히 ArF 엑시머 레이저(파장 193㎚)에 대한 위상 시프트막과 제3 막과 제4 막의 합계의 광학 농도가 2 이상, 특히 2.5 이상, 특히 3 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
<제5 막>
본 발명의 위상 시프트 마스크 블랭크의 제4 막 상에는, 단층 또는 복수층을 포함하는 제5 막을 마련할 수 있다. 제5 막은 통상적으로 제4 막에 인접하여 마련된다. 이 제5 막으로서 구체적으로는, 제4 막의 패턴 형성에 있어서 하드 마스크로서 기능하는 가공 보조막 등을 들 수 있다. 제5 막의 재료로서는, 크롬을 포함하는 재료가 적합하다.
(제5 막으로서의 가공 보조막)
제4 막이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합일 경우, 제5 막으로서, 제4 막의 패턴 형성에 있어서 하드 마스크로서 기능하는 가공 보조막(에칭 마스크막)을 마련할 수 있다.
이 가공 보조막은 제4 막과 에칭 특성이 다른 재료, 예를 들어 규소를 포함하는 재료의 에칭에 적용되는 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 내성을 갖는 재료, 구체적으로는 염소계 가스(특히, 산소를 함유하는 염소 가스)로 건식 에칭할 수 있는 크롬을 포함하는 재료로 하는 것이 바람직하다.
크롬을 포함하는 재료로서 구체적으로는, 크롬 단체, 크롬산화물(CrO), 크롬질화물(CrN), 크롬탄화물(CrC), 크롬산화질화물(CrON), 크롬산화탄화물(CrOC), 크롬질화탄화물(CrNC), 크롬산화질화탄화물(CrONC) 등의 크롬 화합물 등을 들 수 있다.
제5 막이 가공 보조막일 경우, 제5 막의 크롬 화합물 중의 크롬의 함유율은 30원자％ 이상, 특히 40원자％ 이상이고, 100원자％ 미만, 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 합계의 함유율은 95원자％ 이상, 특히 99원자％ 이상, 특히 100원자％인 것이 바람직하다.
제3 막이 가공 보조막, 제4 막이 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합, 제5 막이 가공 보조막일 경우, 제3 막의 막 두께는 바람직하게는 1㎚ 이상, 특히 2㎚ 이상이고, 20㎚ 이하, 특히 10㎚ 이하이고, 제4 막의 막 두께는 바람직하게는 20㎚ 이상, 특히 30㎚ 이상이며, 바람직하게는 100㎚ 이하, 특히 70㎚ 이하이고, 제5 막의 막 두께는 바람직하게는 1㎚ 이상, 특히 2㎚ 이상이고, 30㎚ 이하, 특히 20㎚ 이하이다. 또한, 파장 200㎚ 이하의 노광광, 특히 ArF 엑시머 레이저(파장 193㎚)에 대한 위상 시프트막과 제3 막과 제4 막과 제5 막의 합계의 광학 농도가 2 이상, 특히 2.5 이상, 특히 3 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
<제3 내지 5의 막의 성막 방법>
제3 막 및 제5 막의 크롬을 포함하는 재료로 구성된 막은 크롬 타깃, 크롬에 산소, 질소 및 탄소로부터 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상을 첨가한 타깃 등을 사용하고, 헬륨 가스, 네온 가스, 아르곤 가스, 크립톤 가스, 크세논 가스 등의 희가스에, 성막할 막의 조성에 따라 산소 함유 가스, 질소 함유 가스, 탄소 함유 가스 등으로부터 선택되는 반응성 가스를 적절히 첨가한 스퍼터 가스를 사용한 반응성 스퍼터에 의해 성막할 수 있다.
한편, 제4 막의 규소를 포함하는 재료로 구성된 막은 규소 타깃, 질화규소 타깃, 규소와 질화규소의 양쪽을 포함하는 타깃, 전이 금속 타깃, 규소와 전이 금속의 복합 타깃 등을 사용하고, 헬륨 가스, 네온 가스, 아르곤 가스, 크립톤 가스, 크세논 가스 등의 희가스에, 성막할 막의 조성에 따라 산소 함유 가스, 질소 함유 가스, 탄소 함유 가스 등으로부터 선택되는 반응성 가스를 적절히 첨가한 스퍼터 가스를 사용한 반응성 스퍼터에 의해 성막할 수 있다.
<위상 시프트 마스크의 제조 방법>
위상 시프트 마스크 블랭크로부터, 통상의 방법에 의해 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다. 본 발명의 위상 시프트 마스크는 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용하여, 위상 시프트막을 불소계 가스에 의해 건식 에칭하는 공정을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다. 특히, 제3 막을 구비하는 제2 내지 제4 양태의 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용하는 경우에는, 위상 시프트막을 불소계 가스에 의해 건식 에칭하는 공정과, 제3 막을 염소계 가스에 의해 건식 에칭하는 공정을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다. 이하에, 위상 시프트 마스크의 제조 방법의 구체예를 나타낸다.
(구체예 1)
제1 양태의 위상 시프트 마스크 블랭크로부터 위상 시프트 마스크를 제조하는 예로서는, 투명 기판 상에 에칭 보호막 및 위상 시프트막이 이 순으로 형성되어 있는 위상 시프트 마스크 블랭크에서는, 예를 들어 하기의 공정으로 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.
먼저, 위상 시프트 마스크 블랭크의 위상 시프트막 상에 전자선 레지스트막을 성막하고, 전자선에 의한 패턴 묘화를 행한 후, 소정의 현상 조작에 의해 레지스트 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여, 불소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해 위상 시프트막에 레지스트 패턴을 전사하여, 위상 시프트막의 패턴을 얻어 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다. 이때 에칭 보호막의 존재에 의해, 불소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해 투명 기판이 파이는 일은 없다.
(구체예 2)
제2 양태의 위상 시프트 마스크 블랭크로부터 위상 시프트 마스크를 제조하는 예로서는, 투명 기판 상에 에칭 보호막, 위상 시프트막 및 제3 막이 이 순으로 형성되어 있고, 제3 막이, 크롬을 포함하는 재료의 막인 위상 시프트 마스크 블랭크에서는, 예를 들어 하기의 공정으로 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.
먼저, 위상 시프트 마스크 블랭크의 제3 막 상에 전자선 레지스트막을 성막하고, 전자선에 의한 패턴 묘화를 행한 후, 소정의 현상 조작에 의해 레지스트 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여, 염소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해 제3 막에 레지스트 패턴을 전사하여, 제3 막의 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 제3 막의 패턴을 에칭 마스크로 하여, 불소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해 위상 시프트막에 제3 막의 패턴을 전사하여, 위상 시프트막의 패턴을 얻는다. 이때 에칭 보호막의 존재에 의해, 불소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해 투명 기판이 파이는 일은 없다. 이어서 제3 막을, 염소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해 제거하여 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다. 이때, 위상 시프트막의 패턴이 존재하고 있지 않은 부분에서 노출되어 있는 에칭 보호막은, 염소계 가스를 사용한 건식 에칭으로는 에칭되지 않는다. 여기서 제3 막의 일부를 남길 필요가 있는 경우에는, 그 부분을 보호하는 레지스트 패턴을 제3 막 상에 형성한 후, 염소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해, 레지스트 패턴으로 보호되어 있지 않은 부분의 제3 막을 제거한다. 그리고, 레지스트 패턴을 통상의 방법에 의해 제거하여 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.
(구체예 3)
제3 양태의 위상 시프트 마스크 블랭크로부터 위상 시프트 마스크를 제조하는 예로서는, 투명 기판 상에 에칭 보호막, 위상 시프트막, 제3 막 및 제4 막이 이 순으로 형성되어 있고, 제3 막이, 크롬을 포함하는 재료의 차광막, 또는 크롬을 포함하는 재료의 차광막과 반사 방지막의 조합, 제4 막이, 규소를 포함하는 재료의 가공 보조막인 위상 시프트 마스크 블랭크에서는, 예를 들어 하기의 공정으로 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.
먼저, 위상 시프트 마스크 블랭크의 제4 막 상에 전자선 레지스트막을 성막하고, 전자선에 의한 패턴 묘화를 행한 후, 소정의 현상 조작에 의해 레지스트 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여, 불소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해 제4 막에 레지스트 패턴을 전사하여, 제4 막의 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 제4 막의 패턴을 에칭 마스크로 하여, 염소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해 제3 막에 제4 막의 패턴을 전사하여, 제3 막의 패턴을 얻는다. 이어서 레지스트 패턴을 제거한 후, 얻어진 제3 막의 패턴을 에칭 마스크로 하여, 불소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해 위상 시프트막에 제3 막의 패턴을 전사하여, 위상 시프트막의 패턴을 얻음과 동시에, 제4 막의 패턴을 제거한다. 이때 에칭 보호막의 존재에 의해, 불소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해 투명 기판이 파이는 일은 없다. 이어서, 제3 막을 남기는 부분을 보호하는 레지스트 패턴을 제3 막 상에 형성한 후, 염소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해, 레지스트 패턴으로 보호되어 있지 않은 부분의 제3 막을 제거한다. 그리고, 레지스트 패턴을 통상의 방법에 의해 제거하여, 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다.
(구체예 4)
제3 양태의 위상 시프트 마스크 블랭크로부터 위상 시프트 마스크를 제조하는 다른 예로서는, 투명 기판 상에 에칭 보호막, 위상 시프트막, 제3 막 및 제4 막이 이 순으로 형성되어 있고, 제3 막이, 크롬을 포함하는 재료의 가공 보조막, 제4 막이, 규소를 포함하는 재료의 차광막, 또는 규소를 포함하는 재료의 차광막과 반사 방지막의 조합인 위상 시프트 마스크 블랭크에서는, 예를 들어 하기의 공정으로 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.
먼저, 위상 시프트 마스크 블랭크의 제4 막 상에 전자선 레지스트막을 성막하고, 전자선에 의한 패턴 묘화를 행한 후, 소정의 현상 조작에 의해 레지스트 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여, 불소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해 제4 막에 레지스트 패턴을 전사하여, 제4 막의 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 제4 막의 패턴을 에칭 마스크로 하여, 염소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해 제3 막에 제4 막의 패턴을 전사하여, 위상 시프트막을 제거하는 부분의 제3 막이 제거된 제3 막의 패턴을 얻는다. 이어서 레지스트 패턴을 제거하고, 제4 막을 남기는 부분을 보호하는 레지스트 패턴을 제4 막 상에 형성한 후, 얻어진 제3 막의 패턴을 에칭 마스크로 하여, 불소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해 위상 시프트막에 제3 막의 패턴을 전사하여, 위상 시프트막의 패턴을 얻음과 동시에, 레지스트 패턴으로 보호되어 있지 않은 부분의 제4 막의 패턴을 제거한다. 이때 에칭 보호막의 존재에 의해, 불소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해 투명 기판이 파이는 일은 없다. 이어서, 레지스트 패턴을 통상의 방법에 의해 제거한다. 그리고 염소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해, 제4 막이 제거된 부분의 제3 막을 제거하여 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다. 이때, 위상 시프트막의 패턴이 존재하고 있지 않은 부분에서 노출되어 있는 에칭 보호막은, 염소계 가스를 사용한 건식 에칭으로는 에칭되지 않는다.
(구체예 5)
제4 양태의 위상 시프트 마스크 블랭크로부터 위상 시프트 마스크를 제조하는 예로서는, 투명 기판 상에 에칭 보호막, 위상 시프트막, 제3 막, 제4 막 및 제5 막이 이 순으로 형성되어 있고, 제3 막이, 크롬을 포함하는 재료의 가공 보조막, 제4 막이, 규소를 포함하는 재료의 차광막, 또는 규소를 포함하는 재료의 차광막과 반사 방지막의 조합, 제5 막이, 크롬을 포함하는 재료의 가공 보조막인 위상 시프트 마스크 블랭크에서는, 예를 들어 하기의 공정으로 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다.
먼저, 위상 시프트 마스크 블랭크의 제5 막 상에 전자선 레지스트막을 성막하고, 전자선에 의한 패턴 묘화를 행한 후, 소정의 현상 조작에 의해 레지스트 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여, 염소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해 제5 막에 레지스트 패턴을 전사하여, 제5 막의 패턴을 얻는다. 이어서, 얻어진 제5 막의 패턴을 에칭 마스크로 하여, 불소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해 제4 막에 제5 막의 패턴을 전사하여, 제4 막의 패턴을 얻는다. 이어서 레지스트 패턴을 제거하고, 제4 막을 남기는 부분을 보호하는 레지스트 패턴을 제5 막 상에 형성한 후, 얻어진 제4 막의 패턴을 에칭 마스크로 하여, 염소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해 제3 막에 제4 막의 패턴을 전사하여 제3 막의 패턴을 얻음과 동시에, 레지스트 패턴으로 보호되어 있지 않은 부분의 제5 막을 제거한다. 이어서, 제3 막의 패턴을 에칭 마스크로 하여, 불소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해 위상 시프트막에 제3 막의 패턴을 전사하여, 위상 시프트막의 패턴을 얻음과 동시에, 레지스트 패턴으로 보호되어 있지 않은 부분의 제4 막의 패턴을 제거한다. 이어서, 레지스트 패턴을 통상의 방법에 의해 제거한다. 그리고 염소계 가스를 사용한 건식 에칭에 의해, 제4 막이 제거된 부분의 제3 막과, 레지스트 패턴이 제거된 부분의 제5 막을 제거하여 위상 시프트 마스크를 얻을 수 있다. 이때, 위상 시프트막의 패턴이 존재하고 있지 않은 부분에서 노출되어 있는 에칭 보호막은, 염소계 가스를 사용한 건식 에칭으로는 에칭되지 않는다.
<위상 시프트 마스크>
위상 시프트 마스크는 투광성 기판 상에, 마스크 패턴(포토마스크 패턴)을 구비한다. 본 발명의 위상 시프트 마스크는 투광성 기판과, 투광성 기판 상에 바람직하게는 투광성 기판에 접하여 형성된 에칭 보호막과, 에칭 보호막에 접하여 형성된 위상 시프트막의 패턴을 구비한다. 위상 시프트 마스크는 위상 시프트막의 패턴 상에는, 제3 막(특히 차광막, 또는 차광막과 반사 방지막의 조합)의 패턴을 구비하고 있어도 되고, 또한 제4 막의 패턴, 또는 제4 막의 패턴 및 제5 막의 패턴을 구비하고 있어도 된다.
투광성 기판, 에칭 보호막, 위상 시프트막, 제3 막, 제4 막 및 제5 막은 위상 시프트 마스크 블랭크와 마찬가지의 것이면 된다. 위상 시프트 마스크의 위상 시프트막이 없는 부분(위상 시프트막의 패턴 이외의 부분)의 에칭 보호막은, 위상 시프트 마스크 블랭크로부터 위상 시프트 마스크를 제조할 때의 건식 에칭에 노출되기 때문에, 위상 시프트 마스크 블랭크에 형성되어 있었던 것보다 얇게 되어 있다(예를 들어, 10 내지 50％ 정도 얇게 되어 있다.). 위상 시프트 마스크의 위상 시프트막이 없는 부분에 에칭 보호막은 존재하고 있지 않아도 되지만, 위상 시프트막이 없는 부분에도 에칭 보호막이 형성되어 있는(잔존하고 있는) 것이 바람직하다.
본 발명의 위상 시프트 마스크는 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 적합하며, 특히 노광광이 ArF 엑시머 레이저광일 경우에 특히 효과적이다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예를 나타내서 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예에 제한되는 것은 아니다.
[실시예 1]
스퍼터 장치의 챔버 내에, 한 변이 152㎜인 사각형, 두께 6.35㎜의 6025 석영 기판을 설치하고, 스퍼터 타깃으로서 Hf 타깃, 스퍼터 가스로서 아르곤 가스 및 산소 가스를 사용하여, 석영 기판 상에, HfO를 포함하는 에칭 보호막을 2.0㎚의 막 두께로 성막하였다. 석영 기판 상에 에칭 보호막을 성막한 상태에서, 파장 193㎚의 광에 대한 투과율(투광성 기판을 투과한 노광광에 대한, 투광성 기판 및 에칭 보호막을 투과한 노광광의 비율)을 측정한 바, 95.3％(광학 농도는 0.021)였다. 한편, 에칭 보호막 자체의, 두께 1㎚당의 노광광에 대한 광학 농도(ODs)는 0.0105였다. 또한, 에칭 보호막의 조성을 XPS로 측정한 바, Hf가 36.2원자％, O가 63.8원자％였다. 이 경우, Hf와 Si의 합계에 대한 Si의 비율은 0원자％이다.
이어서, 다른 스퍼터 장치의 챔버 내에, 에칭 보호막을 성막한 석영 기판을 설치하고, 스퍼터 타깃으로서 MoSi 타깃 및 Si 타깃, 스퍼터 가스로서 아르곤 가스, 산소 가스 및 질소 가스를 사용하여, 에칭 보호막 상에, MoSiON을 포함하고, 파장 193㎚의 광에 대한 위상차가 177도, 투과율이 9％인 위상 시프트막을 75㎚의 막 두께로 성막하였다. 위상 시프트막의 조성을 XPS로 측정한 바, Mo가 6.8원자％, Si가 38.3원자％, O가 14.2원자％, N가 40.7원자％였다.
이어서, 또 다른 스퍼터 장치의 챔버 내에, 에칭 보호막 및 위상 시프트막을 성막한 석영 기판을 설치하고, 스퍼터 타깃으로서 Cr 타깃, 스퍼터 가스로서 아르곤 가스, 산소 가스 및 질소 가스를 사용하여, 위상 시프트막 상에, CrON을 포함하는 차광막을 48㎚의 막 두께로 성막하여 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다. 차광막의 조성을 XPS로 측정한 바, Cr이 45.7원자％, O가 37.3원자％, N가 17.0원자％였다. 이 경우, 위상 시프트막과 차광막을 합친 파장 193㎚의 노광광에서의 OD는 3.0이었다.
얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크를 도 5에 도시되는 건식 에칭 장치 내에 설치하고, 위상 시프트 마스크 블랭크의 차광막, 위상 시프트막 및 에칭 보호막의 각각에 대하여, 염소계 가스를 사용한 건식 에칭(염소계 건식 에칭), 불소계 가스를 사용한 건식 에칭(불소계 건식 에칭)을 실시하고, 각각의 막의 에칭 레이트를 산출하였다. 도 5는 건식 에칭 장치의 개략을 도시하는 도면이며, 건식 에칭 장치(100)는 챔버(101), 접지(102), 하부 전극(103), 안테나 코일(104), 고주파 전원(RF1, RF2)을 구비한다. 이 경우, 하부 전극(103) 상에 피처리 기판(위상 시프트 마스크 블랭크)(105)이 놓여 있다.
그 결과, 에칭 보호막(HfO막)의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트(Rep)는 0.054[㎚/sec], 위상 시프트막(MoSiON막)의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트(Rps)는 1.15[㎚/sec]이며, 에칭 보호막에 대한 위상 시프트막의 에칭 선택비는 21이었다. 또한, 에칭 보호막의 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트는 0.16[㎚/sec], 차광막(CrON막)의 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트는 3.61[㎚/sec]이며, 에칭 보호막에 대한 차광막의 에칭 선택비는 23이었다.
또한, 위상 시프트막의 에칭 레이트(Rps=1.15㎚/sec), 에칭 보호막의 에칭 레이트(Rep=0.054㎚/sec), 및 에칭 보호막의 두께 1㎚당의 노광광에 대한 광학 농도(ODs=0.0105)로부터, 하기 식 (1)
ODs×Rep/Rps (1)
에 의해 산출되는 값은 0.00049였다.
<염소계 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
<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
[실시예 2]
스퍼터 장치의 챔버 내에, 한 변이 152㎜인 사각형, 두께 6.35㎜의 6025 석영 기판을 설치하고, 스퍼터 타깃으로서 Hf 타깃 및 Si 타깃, 스퍼터 가스로서 아르곤 가스 및 산소 가스를 사용하여, 석영 기판 상에, HfSiO를 포함하는 에칭 보호막을 7.3㎚의 막 두께로 성막하였다. 석영 기판 상에 에칭 보호막을 성막한 상태에서, 파장 193㎚의 광에 대한 투과율(투광성 기판을 투과한 노광광에 대한, 투광성 기판 및 에칭 보호막을 투과한 노광광의 비율)을 측정한 바, 96.2％(광학 농도는 0.017)였다. 한편, 에칭 보호막 자체의, 두께 1㎚당의 노광광에 대한 광학 농도(ODs)는 0.0023이었다. 또한, 에칭 보호막의 조성을 XPS로 측정한 바, Hf가 13.2원자％, Si가 21.4원자％, O가 65.4원자％였다. 이 경우, Hf와 Si의 합계에 대한 Si의 비율은 61.8원자％이다.
이어서 실시예 1과 동일한 방법으로, 에칭 보호막 상에, MoSiON을 포함하는 위상 시프트막을 75㎚의 막 두께로 성막하고, 또한 위상 시프트막 상에, CrON을 포함하는 차광막을 48㎚의 막 두께로 성막하여 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크에 대해서, 실시예 1과 동일한 방법으로 에칭 레이트를 산출하였다. 그 결과, 에칭 보호막(HfSiO막)의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트(Rep)는 0.22[㎚/sec], 위상 시프트막(MoSiON막)의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트(Rps)는 1.15[㎚/sec]이며, 에칭 보호막에 대한 위상 시프트막의 에칭 선택비는 5.2였다. 또한, 에칭 보호막의 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트는 0.16[㎚/sec], 차광막(CrON막)의 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트는 3.61[㎚/sec]이며, 에칭 보호막에 대한 차광막의 에칭 선택비는 23이었다.
또한, 위상 시프트막의 에칭 레이트(Rps=1.15㎚/sec), 에칭 보호막의 에칭 레이트(Rep=0.22㎚/sec), 및 에칭 보호막의 두께 1㎚당의 노광광에 대한 광학 농도(ODs=0.0023)로부터, 상기 식 (1)에 의해 산출되는 값은 0.00044였다.
[실시예 3]
Hf 타깃 및 Si 타깃의 인가 전력을 변경한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 하여, 석영 기판 상에, HfSiO를 포함하는 에칭 보호막을 21㎚의 막 두께로 성막하였다. 석영 기판 상에 에칭 보호막을 성막한 상태에서, 파장 193㎚의 광에 대한 투과율(투광성 기판을 투과한 노광광에 대한, 투광성 기판 및 에칭 보호막을 투과한 노광광의 비율)을 측정한 바, 89.3％(광학 농도는 0.049)였다. 한편, 에칭 보호막 자체의, 두께 1㎚당의 노광광에 대한 광학 농도(ODs)는 0.0023이었다. 또한, 에칭 보호막의 조성을 XPS로 측정한 바, Hf가 3.4원자％, Si가 30.8원자％, O가 65.8원자％였다. 이 경우, Hf와 Si의 합계에 대한 Si의 비율은 90.1원자％이다.
이어서 실시예 1과 동일한 방법으로, 에칭 보호막 상에, MoSiON을 포함하는 위상 시프트막을 75㎚의 막 두께로 성막하고, 또한 위상 시프트막 상에, CrON을 포함하는 차광막을 48㎚의 막 두께로 성막하여 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크에 대해서, 실시예 1과 동일한 방법으로 에칭 레이트를 산출하였다. 그 결과, 에칭 보호막(HfSiO막)의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트(Rep)는 0.64[㎚/sec], 위상 시프트막(MoSiON막)의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트(Rps)는 1.15[㎚/sec]이며, 에칭 보호막에 대한 위상 시프트막의 에칭 선택비는 1.8이었다. 또한, 에칭 보호막의 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트는 0.18[㎚/sec], 차광막(CrON막)의 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트는 3.61[㎚/sec]이며, 에칭 보호막에 대한 차광막의 에칭 선택비는 20이었다.
또한, 위상 시프트막의 에칭 레이트(Rps=1.15㎚/sec), 에칭 보호막의 에칭 레이트(Rep=0.64㎚/sec), 및 에칭 보호막의 두께 1㎚당의 노광광에 대한 광학 농도(ODs=0.0023)로부터, 상기 식 (1)에 의해 산출되는 값은 0.00128이었다.
[실시예 4]
Hf 타깃 및 Si 타깃의 인가 전력을 변경한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 하여, 석영 기판 상에, HfSiO를 포함하는 에칭 보호막을 24㎚의 막 두께로 성막하였다. 석영 기판 상에 에칭 보호막을 성막한 상태에서, 파장 193㎚의 광에 대한 투과율(투광성 기판을 투과한 노광광에 대한, 투광성 기판 및 에칭 보호막을 투과한 노광광의 비율)을 측정한 바, 88.6％(광학 농도는 0.053)였다. 한편, 에칭 보호막 자체의, 두께 1㎚당의 노광광에 대한 광학 농도(ODs)는 0.0022였다. 또한, 에칭 보호막의 조성을 XPS로 측정한 바, Hf가 2.0원자％, Si가 32.1원자％, O가 65.9원자％였다. 이 경우, Hf와 Si의 합계에 대한 Si의 비율은 94.1원자％이다.
이어서 실시예 1과 동일한 방법으로, 에칭 보호막 상에, MoSiON을 포함하는 위상 시프트막을 75㎚의 막 두께로 성막하고, 또한 위상 시프트막 상에, CrON을 포함하는 차광막을 48㎚의 막 두께로 성막하여 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크에 대해서, 실시예 1과 동일한 방법으로 에칭 레이트를 산출하였다. 그 결과, 에칭 보호막(HfSiO막)의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트(Rep)는 0.73[㎚/sec], 위상 시프트막(MoSiON막)의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트(Rps)는 1.15[㎚/sec]이며, 에칭 보호막에 대한 위상 시프트막의 에칭 선택비는 1.6이었다. 또한, 에칭 보호막의 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트는 0.18[㎚/sec], 차광막(CrON막)의 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트는 3.61[㎚/sec]이며, 에칭 보호막에 대한 차광막의 에칭 선택비는 20이었다.
또한, 위상 시프트막의 에칭 레이트(Rps=1.15㎚/sec), 에칭 보호막의 에칭 레이트(Rep=0.73㎚/sec), 및 에칭 보호막의 두께 1㎚당의 노광광에 대한 광학 농도(ODs=0.0022)로부터, 상기 식 (1)에 의해 산출되는 값은 0.00140이었다.
[실시예 5]
Hf 타깃 및 Si 타깃의 인가 전력을 변경한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 하여, 석영 기판 상에, HfSiO를 포함하는 에칭 보호막을 25㎚의 막 두께로 성막하였다. 석영 기판 상에 에칭 보호막을 성막한 상태에서, 파장 193㎚의 광에 대한 투과율(투광성 기판을 투과한 노광광에 대한, 투광성 기판 및 에칭 보호막을 투과한 노광광의 비율)을 측정한 바, 88.0％(광학 농도는 0.056)였다. 한편, 에칭 보호막 자체의, 두께 1㎚당의 노광광에 대한 광학 농도(ODs)는 0.0022였다. 또한, 에칭 보호막의 조성을 XPS로 측정한 바, Hf가 0.6원자％, Si가 33.4원자％, O가 66.0원자％였다. 이 경우, Hf와 Si의 합계에 대한 Si의 비율은 98.2원자％이다.
이어서 실시예 1과 동일한 방법으로, 에칭 보호막 상에, MoSiON을 포함하는 위상 시프트막을 75㎚의 막 두께로 성막하고, 또한 위상 시프트막 상에, CrON을 포함하는 차광막을 48㎚의 막 두께로 성막하여 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크에 대해서, 실시예 1과 동일한 방법으로 에칭 레이트를 산출하였다. 그 결과, 에칭 보호막(HfSiO막)의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트(Rep)는 0.76[㎚/sec], 위상 시프트막(MoSiON막)의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트(Rps)는 1.15[㎚/sec]이며, 에칭 보호막에 대한 위상 시프트막의 에칭 선택비는 1.51이었다. 또한, 에칭 보호막의 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트는 0.19[㎚/sec], 차광막(CrON막)의 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트는 3.61[㎚/sec]이며, 에칭 보호막에 대한 차광막의 에칭 선택비는 19였다.
또한, 위상 시프트막의 에칭 레이트(Rps=1.15㎚/sec), 에칭 보호막의 에칭 레이트(Rep=0.76㎚/sec), 및 에칭 보호막의 두께 1㎚당의 노광광에 대한 광학 농도(ODs=0.0022)로부터, 상기 식 (1)에 의해 산출되는 값은 0.00145였다.
[비교예 1]
스퍼터 장치의 챔버 내에, 한 변이 152㎜인 사각형, 두께 6.35㎜의 6025 석영 기판을 설치하고, 스퍼터 타깃으로서 Cr 타깃 및 Si 타깃, 스퍼터 가스로서 아르곤 가스, 산소 가스 및 질소 가스를 사용하여, 석영 기판 상에, CrSiON을 포함하는 에칭 보호막을 3.4㎚의 막 두께로 성막하였다. 석영 기판 상에 에칭 보호막을 성막한 상태에서, 파장 193㎚의 광에 대한 투과율(투광성 기판을 투과한 노광광에 대한, 투광성 기판 및 에칭 보호막을 투과한 노광광의 비율)을 측정한 바, 79.6％(광학 농도는 0.099)였다. 한편, 에칭 보호막 자체의, 두께 1㎚당의 노광광에 대한 광학 농도(ODs)는 0.0291이었다. 또한, 에칭 보호막의 조성을 XPS로 측정한 바, Cr이 43원자％, Si가 7원자％, O가 20원자％, N이 30원자％였다.
이어서 실시예 1과 동일한 방법으로, 에칭 보호막 상에, MoSiON을 포함하는 위상 시프트막을 75㎚의 막 두께로 성막하고, 또한 위상 시프트막 상에, CrON을 포함하는 차광막을 48㎚의 막 두께로 성막하여 위상 시프트 마스크 블랭크를 얻었다.
얻어진 위상 시프트 마스크 블랭크에 대해서, 실시예 1과 동일한 방법으로 에칭 레이트를 산출하였다. 그 결과, 에칭 보호막(CrSiON막)의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트(Rep)는 0.10[㎚/sec], 위상 시프트막(MoSiON막)의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트(Rps)는 1.15[㎚/sec]이며, 에칭 보호막에 대한 위상 시프트막의 에칭 선택비는 12였다. 또한, 에칭 보호막의 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트는 0.16[㎚/sec], 차광막(CrON막)의 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 에칭 레이트는 3.61[㎚/sec]이며, 에칭 보호막에 대한 차광막의 에칭 선택비는 23이었다.
또한, 위상 시프트막의 에칭 레이트(Rps=1.15㎚/sec), 에칭 보호막의 에칭 레이트(Rep=0.10㎚/sec), 및 에칭 보호막의 두께 1㎚당의 노광광에 대한 광학 농도(ODs=0.0291)로부터, 상기 식 (1)에 의해 산출되는 값은 0.0025였다.
1: 위상 시프트 마스크 블랭크
10: 투광성 기판
11: 에칭 보호막
12: 위상 시프트막
13: 제3 막
14: 제4 막
15: 제5 막
100: 건식 에칭 장치
101: 챔버
102: 접지
103: 하부 전극
104: 안테나 코일
105: 피처리 기판(위상 시프트 마스크 블랭크)
RF1, RF2: 고주파 전원
10: 투광성 기판
11: 에칭 보호막
12: 위상 시프트막
13: 제3 막
14: 제4 막
15: 제5 막
100: 건식 에칭 장치
101: 챔버
102: 접지
103: 하부 전극
104: 안테나 코일
105: 피처리 기판(위상 시프트 마스크 블랭크)
RF1, RF2: 고주파 전원
Claims (20)
- 투광성 기판과, 해당 투광성 기판 상에 형성된 에칭 보호막과, 해당 에칭 보호막에 접하여 형성된 위상 시프트막을 구비하고, ArF 엑시머 레이저광을 노광광으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크로서,
상기 에칭 보호막이, 하프늄 및 산소, 또는 하프늄, 규소 및 산소를 함유하는 재료를 포함하고, 상기 에칭 보호막의 막 두께가 1 내지 30㎚이며, 또한 상기 에칭 보호막의 상기 노광광에 대한 투과율이 85％ 이상이며,
상기 위상 시프트막이, 규소를 함유하고, 하프늄을 함유하지 않는 재료를 포함하고, 또한 막 두께가 50 내지 90㎚인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제1항에 있어서, 상기 에칭 보호막의 하프늄 및 산소, 또는 하프늄, 규소 및 산소를 함유하는 재료에 함유되는 하프늄 및 규소의 합계에 대한 규소의 비율이 0.1 내지 99원자％인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제1항에 있어서, 상기 에칭 보호막 및 위상 시프트막이,
동일 조건의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 위상 시프트막 및 에칭 보호막의 에칭 레이트를 각각 Rps[㎚/sec] 및 Rep[㎚/sec], 에칭 보호막의 두께 1㎚당의 노광광에 대한 광학 농도를 ODs로 했을 때, 하기 식 (1)
ODs×Rep/Rps (1)
에 의해 산출되는 값이 0.002 이하인 것
을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투광성 기판이 석영 기판인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에칭 보호막이 상기 투광성 기판에 접하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에칭 보호막의 하프늄 및 산소, 또는 하프늄, 규소 및 산소를 함유하는 재료에 함유되는 산소의 함유율이 60원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 동일 조건의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 상기 에칭 보호막에 대한 상기 위상 시프트막의 에칭 선택비가 1.5 이상인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상 시프트막의 상기 노광광에 대한 위상차가 150 내지 210도인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상 시프트막 상에, 크롬을 함유하는 재료를 포함하는 제3 막을 더 구비하고, 동일 조건의 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 상기 에칭 보호막에 대한 상기 제3 막의 에칭 선택비가 10 이상인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크 블랭크.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용하여 위상 시프트 마스크를 제조하는 방법으로서,
상기 위상 시프트막을 불소계 가스에 의해 건식 에칭하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법. - 제9항에 기재된 위상 시프트 마스크 블랭크를 사용하여 위상 시프트 마스크를 제조하는 방법으로서,
상기 위상 시프트막을 불소계 가스에 의해 건식 에칭하는 공정, 및
상기 제3 막을 염소계 가스에 의해 건식 에칭하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크의 제조 방법. - 투광성 기판과, 해당 투광성 기판 상에 형성된 에칭 보호막과, 해당 에칭 보호막에 접하여 형성된 위상 시프트막의 패턴을 구비하고, ArF 엑시머 레이저광을 노광광으로 하는 위상 시프트 마스크로서,
상기 에칭 보호막이, 하프늄 및 산소, 또는 하프늄, 규소 및 산소를 함유하는 재료를 포함하고, 상기 투광성 기판과, 상기 에칭 보호막의 상기 위상 시프트막의 패턴 사이의 막 두께가 1 내지 30㎚이며, 또한 상기 에칭 보호막의 상기 노광광에 대한 투과율이 85％ 이상이며,
상기 위상 시프트막의 패턴이, 규소를 함유하고, 하프늄을 함유하지 않는 재료를 포함하고, 또한 막 두께가 50 내지 90㎚인 것
을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제12항에 있어서, 상기 에칭 보호막의 하프늄 및 산소, 또는 하프늄, 규소 및 산소를 함유하는 재료에 함유되는 하프늄 및 규소의 합계에 대한 규소의 비율이 0.1 내지 99원자％인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
- 제12항에 있어서, 상기 에칭 보호막 및 위상 시프트막이,
동일 조건의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 위상 시프트막 및 에칭 보호막의 에칭 레이트를 각각 Rps[㎚/sec] 및 Rep[㎚/sec], 에칭 보호막의 두께 1㎚당의 노광광에 대한 광학 농도를 ODs로 했을 때, 하기 식 (1)
ODs×Rep/Rps (1)
에 의해 산출되는 값이 0.002 이하인 것
을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투광성 기판이 석영 기판인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
- 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에칭 보호막이 상기 투광성 기판에 접하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
- 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에칭 보호막의 하프늄 및 산소, 또는 하프늄, 규소 및 산소를 함유하는 재료에 함유되는 산소의 함유율이 60원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
- 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 동일 조건의 불소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 상기 에칭 보호막에 대한 상기 위상 시프트막의 에칭 선택비가 1.5 이상인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
- 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상 시프트막의 상기 노광광에 대한 위상차가 150 내지 210도인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
- 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상 시프트막 상에, 크롬을 함유하는 재료를 포함하는 제3 막의 패턴을 더 구비하고, 동일 조건의 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 있어서의 상기 에칭 보호막에 대한 상기 제3 막의 에칭 선택비가 10 이상인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
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