KR20230157956A - 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크 및 반도체 디바이스의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
요구되는 세정 내성 및 내약성을 충분히 충족시켜, 광학적인 성능이 양호한 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있는 마스크 블랭크를 제공한다. 투광성 기판 상에 위상 시프트막을 구비한 마스크 블랭크이며, 위상 시프트막은, 하층 및 상층을 포함하고, 상층은, 상기 하층의 상기 투광성 기판과는 반대측의 표면에 접하여 마련되고, 하층은, 규소와 산소를 함유하고, 상층은, 하프늄과 산소를 함유하고, 상층의 두께는 5㎚ 이상이며, 위상 시프트막의 두께는 90㎚ 이하이다.
Description
본 발명은, 위상 시프트 마스크용의 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크 및 반도체 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 공정에서는, 포토리소그래피법을 사용하여 미세 패턴의 형성이 행해지고 있다. 또한, 이 미세 패턴의 형성에는 통상 수매나 되는 전사용 마스크가 사용된다. 반도체 디바이스의 패턴을 미세화하는 데 있어서는, 전사용 마스크에 형성되는 마스크 패턴의 미세화에 더하여, 포토리소그래피에서 사용되는 노광 광원의 파장의 단파장화가 필요로 된다.
이와 같은 포토마스크로서, 특허문헌 1에는, 레이저광을 투과 가능한 투광성 기판(1)과, 투광성 기판(1)의 표면에 적층되며 레이저광에 대하여 고반사율을 갖는 금속막(17)과, 이 금속막(17) 상에 각각 굴절률이 다른 제1 및 제2 유전체 부재(2, 3)를 교대로 적층하여 형성되는 유전체 다층 박막(4)과, 이 유전체 다층 박막(4) 및 금속막(17)을 관통하여 형성되며 소정의 패턴으로 배치된 복수의 개구(18)를 구비하는 유전체 마스크가 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 자외광에 대하여 투명한 유리 기판(3)의 자외광 입사측과는 반대측의 면 상에, 광로 길이가 사용 자외광의 1/4 파장의 막 두께를 갖는 제1 유전체층(1)과, 제1 유전체층 상에 동일하게 광로 길이가 1/4 파장이며 또한 제1 유전체층의 굴절률보다 소인 제2 유전체층(2)을 겹쳐서 이루어지는 2층 막의 조합을 반복하여 성막한 유전체 다층막의 최상층에 상기 유리 기판의 굴절률보다 큰 굴절률을 가짐과 함께 그 광로 길이가 사용 자외선의 1/4 파장이 되는 제3 유전체층(1')을 갖고, 최상층에 금속막(4)을 갖는 구조로 한 엑시머 레이저 가공용 마스크가 개시되어 있다.
이들 특허문헌 1, 2에 있어서는, 반도체 장치를 제조할 때의 노광 광원에 KrF 엑시머 레이저(파장 248㎚)가 주로 적용되고 있다. 그러나, 근년, 반도체 장치를 제조할 때의 노광 광원에 ArF 엑시머 레이저(파장 193㎚)가 적용되는 것이 증가되고 있다.
전사용 마스크의 1종에, 하프톤형 위상 시프트 마스크가 있다. 하프톤형 위상 시프트 마스크의 마스크 블랭크로서, 투광성 기판 상에 규소 및 질소를 함유하는 재료로 구성되는 위상 시프트막, 크롬계 재료로 구성되는 차광막, 무기계 재료로 구성되는 에칭 마스크막(하드마스크막)이 적층된 구조를 갖는 마스크 블랭크가 이전부터 알려져 있다. 이 마스크 블랭크를 사용하여 하프톤형 위상 시프트 마스크를 제조하는 경우, 우선, 마스크 블랭크의 표면에 형성한 레지스트 패턴을 마스크로 하여 불소계 가스에 의한 드라이 에칭으로 에칭 마스크막을 패터닝하고, 다음으로 에칭 마스크막을 마스크로 하여 염소와 산소의 혼합 가스에 의한 드라이 에칭으로 차광막을 패터닝하고, 또한 차광막의 패턴을 마스크로 하여 불소계 가스에 의한 드라이 에칭으로 위상 시프트막을 패터닝한다.
근년에 있어서의, 패턴의 미세화, 복잡화에 수반하여, 보다 고해상의 패턴 전사를 가능하게 할 것이 요구되고 있다. 이와 같은 고해상의 패턴 전사를 실현하기 위해, 위상 시프트막의 투과율을 높이는 것이 유효하다. 그리고, 이와 같은 위상 시프트막으로서, 하프늄, 규소, 산소를 함유하는 구성으로 하는 것이 검토되고 있다.
위상 시프트막에 전사 패턴을 형성할 때에 있어서, 산이나 알칼리를 사용한 세정 처리가 행해진다. 그러나, 하프늄, 규소, 산소를 함유하는 위상 시프트막에 있어서는, 산이나 알칼리에 대한 세정 내성(내약성)이 충분하지 않은 경우가 있음이 판명되었다.
본 발명은, 종래의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 요구되는 세정 내성 및 내약성을 충분히 충족시켜, 광학적인 성능이 양호한 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있는 마스크 블랭크를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 또한, 본 발명은, 요구되는 세정 내성 및 내약성을 충분히 충족시켜, 광학적인 성능이 양호한 위상 시프트 마스크를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 그리고, 본 발명은, 이와 같은 위상 시프트 마스크를 사용한 반도체 디바이스의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하는 수단으로서, 이하의 구성을 갖는다.
(구성 1)
투광성 기판 상에 위상 시프트막을 구비한 마스크 블랭크이며,
상기 위상 시프트막은, 하층 및 상층을 포함하고,
상기 상층은, 상기 하층의 상기 투광성 기판과는 반대측의 표면에 접하여 마련되고,
상기 하층은, 규소와 산소를 함유하고,
상기 상층은, 하프늄과 산소를 함유하고,
상기 상층의 두께는 5㎚ 이상이며,
상기 위상 시프트막의 두께는 90㎚ 이하인
것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
(구성 2)
상기 상층에 있어서의 하프늄과 산소의 합계 함유량은, 90원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 마스크 블랭크.
(구성 3)
상기 하층에 있어서의 규소와 산소의 합계 함유량은, 90원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재된 마스크 블랭크.
(구성 4)
상기 하층 및 상기 상층의 각각에 있어서의 산소의 함유량은, 50원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 3 중 어느 것에 기재된 마스크 블랭크.
(구성 5)
상기 위상 시프트막은, 상기 투광성 기판과 상기 하층 사이에 최하층을 갖고,
상기 최하층은, 상기 하층의 상기 투광성 기판측의 표면에 접하여 마련되고,
상기 최하층은, 하프늄과 산소를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 4 중 어느 것에 기재된 마스크 블랭크.
(구성 6)
상기 최하층의 두께는 5㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 구성 5에 기재된 마스크 블랭크.
(구성 7)
상기 최하층에 있어서의 하프늄과 산소의 합계 함유량은, 90원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 구성 5 또는 6에 기재된 마스크 블랭크.
(구성 8)
상기 최하층에 있어서의 산소의 함유량은, 50원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 구성 5 내지 7 중 어느 것에 기재된 마스크 블랭크.
(구성 9)
상기 하층의 두께는, 5㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 8 중 어느 것에 기재된 마스크 블랭크.
(구성 10)
상기 위상 시프트막은, ArF 엑시머 레이저의 노광광을 20％ 이상의 투과율로 투과시키는 기능과, 상기 위상 시프트막을 투과한 상기 노광광에 대하여 상기 위상 시프트막의 두께와 동일한 거리만큼 공기 중을 통과한 상기 노광광과의 사이에서 150도 이상 210도 이하의 위상차를 발생시키는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 9 중 어느 것에 기재된 마스크 블랭크.
(구성 11)
상기 위상 시프트막 상에, 차광막을 구비하는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 10 중 어느 것에 기재된 마스크 블랭크.
(구성 12)
투광성 기판 상에 전사 패턴이 형성된 위상 시프트막을 구비하는 위상 시프트 마스크이며,
상기 위상 시프트막은, 하층 및 상층을 포함하고,
상기 상층은, 상기 하층의 상기 투광성 기판과는 반대측의 표면에 접하여 마련되고,
상기 하층은, 규소와 산소를 함유하고,
상기 상층은, 하프늄과 산소를 함유하고,
상기 상층의 두께는 5㎚ 이상이며,
상기 위상 시프트막의 두께는 90㎚ 이하인
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크.
(구성 13)
상기 상층에 있어서의 하프늄과 산소의 합계 함유량은, 90원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 구성 12에 기재된 위상 시프트 마스크.
(구성 14)
상기 하층에 있어서의 규소와 산소의 합계 함유량은, 90원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 구성 12 또는 13에 기재된 위상 시프트 마스크.
(구성 15)
상기 하층 및 상기 상층의 각각에 있어서의 산소의 함유량은, 50원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 구성 12 내지 14 중 어느 것에 기재된 위상 시프트 마스크.
(구성 16)
상기 위상 시프트막은, 상기 투광성 기판과 상기 하층 사이에 최하층을 갖고,
상기 최하층은, 상기 하층의 상기 투광성 기판측의 표면에 접하여 마련되고,
상기 최하층은, 하프늄과 산소를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 구성 12 내지 15 중 중 어느 것에 기재된 위상 시프트 마스크.
(구성 17)
상기 최하층의 두께는 5㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 구성 16에 기재된 위상 시프트 마스크.
(구성 18)
상기 최하층에 있어서의 하프늄과 산소의 합계 함유량은, 90원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 구성 16 또는 17에 기재된 위상 시프트 마스크.
(구성 19)
상기 최하층에 있어서의 산소의 함유량은, 50원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 구성 16 내지 18 중 어느 것에 기재된 위상 시프트 마스크.
(구성 20)
상기 하층의 두께는, 5㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 구성 12 내지 19 중 어느 것에 기재된 위상 시프트 마스크.
(구성 21)
상기 위상 시프트막은, ArF 엑시머 레이저의 노광광을 20％ 이상의 투과율로 투과시키는 기능과, 상기 위상 시프트막을 투과한 상기 노광광에 대하여 상기 위상 시프트막의 두께와 동일한 거리만큼 공기 중을 통과한 상기 노광광과의 사이에서 150도 이상 210도 이하의 위상차를 발생시키는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 구성 12 내지 20 중 어느 것에 기재된 위상 시프트 마스크.
(구성 22)
상기 위상 시프트막 상에, 차광 패턴이 형성된 차광막을 구비하는 것을 특징으로 하는 구성 12 내지 21 중 어느 것에 기재된 위상 시프트 마스크.
(구성 23)
구성 12 내지 22 중 어느 것에 기재된 위상 시프트 마스크를 사용하여, 반도체 기판 상의 레지스트막에 상기 전사 패턴을 노광 전사하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 제조 방법.
이상의 구성을 갖는 본 발명의 마스크 블랭크는, 투광성 기판 상에 위상 시프트막을 구비한 마스크 블랭크이며, 상기 위상 시프트막은, 하층 및 상층을 포함하고, 상기 상층은, 상기 하층의 상기 투광성 기판과는 반대측의 표면에 접하여 마련되고, 상기 하층은, 규소와 산소를 함유하고, 상기 상층은, 하프늄과 산소를 함유하고, 상기 상층의 두께는 5㎚ 이상이며, 상기 위상 시프트막의 두께는 90㎚ 이하인 것을 특징으로 한다. 이 때문에, 요구되는 세정 내성 및 내약성을 충분히 충족시켜, 광학적인 성능이 양호한 위상 시프트 마스크를 제조할 수 있다. 또한, 이 위상 시프트 마스크를 사용한 반도체 디바이스의 제조에 있어서, 반도체 디바이스 상의 레지스트막 등에 양호한 정밀도로 패턴을 전사하는 것이 가능해진다.
도 1은 제1 실시 형태의 마스크 블랭크의 단면 개략도이다.
도 2는 제1 실시 형태의 위상 시프트 마스크의 제조 공정을 도시하는 단면 개략도이다.
도 2는 제1 실시 형태의 위상 시프트 마스크의 제조 공정을 도시하는 단면 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 본원 발명자들은, 하프늄, 규소, 산소를 함유하는 위상 시프트막에 있어서, ArF 엑시머 레이저의 노광광(이하, 간단히 노광광이라 하는 경우도 있음)에 대한 투과율을 일정 이상(예를 들어, 20％ 이상)으로 높게 하여 위상 시프트 효과를 높일 수 있음과 함께, 위상 시프트막의 막 두께를 일정 이하(예를 들어, 90㎚ 이하)로 억제할 수 있어, 광학적인 성능이 양호해지는 구성에 대하여, 예의 연구를 행하였다.
위상 시프트막은, 노광광을 소정의 투과율로 투과시키는 기능과, 그 위상 시프트막 내를 투과하는 노광광에 대하여 그 위상 시프트막의 두께와 동일한 거리만큼 공기 중을 통과하는 노광광과의 사이에서 소정의 위상차를 발생시키는 기능을 겸비할 필요가 있다. 위상 시프트막의 막 두께를 일정 이하로 억제하고자 하면, 원하는 위상차를 확보하는 것이 곤란해진다. 단층 구조의 위상 시프트막은 설계 자유도가 낮다고 하는 문제가 있었다.
따라서, 본원 발명자는, 위상 시프트막을, 적어도 2층 구조로 하는 것을 검토하였다. 게다가, 위상 시프트막에 대하여, 투광성 기판측으로부터, 하층 및 상층을 포함하는 구성으로 하였을 때, 상층은 하프늄과 산소를 함유하고, 하층은 규소와 산소를 함유하는 구성으로 함으로써, 원하는 위상차의 확보 및 막 두께를 억제할 수 있음을 알아냈다. 하프늄과 산소를 함유하는 박막은, 노광광에 대한 굴절률 n이 대폭 크지만 소쇠 계수 k가 비교적 작은 광학 특성을 갖는다. 또한, 규소와 산소를 함유하는 박막은, 노광광에 대한 굴절률 n은 비교적 작지만 소쇠 계수 k가 대폭 작은 광학 특성을 갖는다. 그러나, 이 조건만으로는, 산이나 알칼리에 대한 세정 내성 및 내약성이 충분하지 않은 경우가 있음이 판명되었다. 하프늄과 산소를 함유하는 재료 자체는 세정 내성 및 내약성이 높은 재료라고 생각되며, 이 하프늄과 산소를 함유하는 재료로 상층을 구성함으로써, 충분한 세정 내성 및 내약성이 얻어질 것으로 당초에는 생각하였다.
본 발명자는 더 검토를 행한바, 요구되는 세정 내성 및 내약성을 충분히 충족시키기 위해서는, 상술한 상층의 두께가 중요한 것을 알아냈다. 즉, 요구되는 세정 내성 및 내약성을 충분히 충족시키기 위해서는, 상술한 상층의 두께가 5㎚ 이상인 것이 필요한 것을 알아냈다.
이 이유에 대하여, 본 발명자는, 이하와 같이 추찰하고 있다.
위상 시프트 마스크 블랭크를 제조함에 있어서, 위상 시프트막은, 스퍼터링법에 의해 투광성 기판 상에 성막된다. 스퍼터링법을 사용하는 경우, 화학 양론적으로 안정된 금속 산화물로 박막을 형성하는 것은 어렵다. 즉, 하층의 타깃에 SiO2 타깃을 사용하고, 상술한 상층의 타깃에 HfO2 타깃을 사용한 경우라도, 스퍼터링법에 의해 성막된 각각의 층을 화학 양론적으로 안정된 SiO2나 HfO2로 형성하는 것은 어렵다. 이 때문에, 하층 및 상층 모두 화학 양론적으로 안정된 산소 함유량보다도 적은 상태로, 즉 산소 결손이 발생한 상태로 되기 쉽다. 그리고, 이들 산소 결손에 기인하여 상층 및 하층의 일부의 원자가 이동하기 쉬워져, 상층 및 하층의 계면 근방에서 상호 확산이 발생하여, 하프늄과 산소를 함유하는 상층에 규소가 일부 침입한 것으로 추찰된다.
또한, 스퍼터링법으로 성막된 박막에는, 어느 정도의 내부 응력이 발생한다. 박막의 내부 응력이 높으면, 그 박막에 패턴을 형성하였을 때 위치 어긋남이 발생하는 경우가 있다. 이 때문에, 성막 후의 박막에 대하여 어닐 처리를 행하는 경우가 많다. 이 어닐 처리에 의해 내부 응력을 저감할 수 있는 한편, 상술한 상층 및 하층간에 있어서의 상호 확산은 촉진되어 버린다고 생각된다.
이들의 것으로부터, 하프늄과 산소를 포함하는 상층의 두께가 5㎚ 미만이면, 상층의 표층 영역에까지 규소가 침입해 버려, 상층 전체에 있어서 하프늄과 산소, 규소를 함유한 상태로 되어 버린다. 이에 의해, 세정 내성 및 내약성을 현저하게 저하시키는 것으로 추측된다. 즉, 이와 같은 상태를 방지하기 위해서는, 상층의 두께가 5㎚ 이상인 것이 필요한 것으로 추찰된다.
본 발명은, 이상과 같은 지견에 기초하여 이루어진 것이다. 또한, 이 추찰은, 본 발명자의 현시점의 지견에 기초하는 것이며, 본 발명의 권리 범위를 전혀 한정하는 것은 아니다.
이하, 도면에 기초하여, 상술한 본 발명의 상세한 구성을 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 마찬가지의 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 행한다.
<제1 실시 형태>
도 1에, 제1 실시 형태의 마스크 블랭크의 개략 구성을 도시한다. 도 1에 도시한 마스크 블랭크(100)는, 투광성 기판(1)에 있어서의 한쪽의 주표면 상에, 위상 시프트막(2), 차광막(3), 및, 하드마스크막(4)이 이 순으로 적층된 구성이다. 마스크 블랭크(100)는, 필요에 따라서 하드마스크막(4)을 마련하지 않는 구성이어도 된다. 또한, 마스크 블랭크(100)는, 하드마스크막(4) 상에, 필요에 따라서 레지스트막을 적층시킨 구성이어도 된다. 이하, 마스크 블랭크(100)의 주요 구성부의 상세를 설명한다.
[투광성 기판]
투광성 기판(1)은, 리소그래피에 있어서의 노광 공정에서 사용되는 노광광에 대하여 투과성이 양호한 재료로 구성되어 있다. 이와 같은 재료로서는, 합성 석영 유리, 알루미노실리케이트 유리, 소다석회 유리, 저열팽창 유리(SiO2-TiO2 유리 등), 그 밖에 각종 유리 기판을 사용할 수 있다. 특히, 합성 석영 유리를 사용한 기판은, ArF 엑시머 레이저광(파장: 약 193㎚)에 대한 투과성이 높으므로, 마스크 블랭크(100)의 투광성 기판(1)으로서 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 여기서 말하는 리소그래피에 있어서의 노광 공정이란, 이 마스크 블랭크(100)를 사용하여 제작된 위상 시프트 마스크를 사용한 리소그래피에 있어서의 노광 공정이며, 노광광이란, 특별히 언급이 없는 한, ArF 엑시머 레이저광(파장: 193㎚)을 가리키는 것으로 한다.
투광성 기판(1)을 형성하는 재료의 노광광에 있어서의 굴절률은, 1.5 이상 1.6 이하인 것이 바람직하고, 1.52 이상 1.59 이하이면 보다 바람직하고, 1.54 이상 1.58 이하이면 더욱 바람직하다.
[위상 시프트막]
위상 시프트막(2)은, 적절한 위상 시프트 효과를 얻기 위해, 이 위상 시프트막(2)을 투과한 노광광에 대해, 이 위상 시프트막(2)의 두께와 동일한 거리만큼 공기 중을 통과한 노광광과의 사이에서 150도 이상 210도 이하의 위상차를 발생시키는 기능을 갖도록 조정되어 있는 것이 바람직하다. 위상 시프트막(2)에 있어서의 상기 위상차는, 155도 이상인 것이 보다 바람직하고, 160도 이상이면 더욱 바람직하다. 한편, 위상 시프트막(2)에 있어서의 위상차는, 195도 이하인 것이 보다 바람직하고, 190도 이하이면 더욱 바람직하다.
위상 시프트막(2)의 내부를 투과한 노광광과 공기 중을 투과한 노광광 사이에서 충분한 위상 시프트 효과를 발생시키기 위해, 어느 정도 높은 투과율을 갖고 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 위상 시프트막(2)은, 노광광을 20％ 이상의 투과율로 투과시키는 기능을 갖고 있는 것이 바람직하고, 30％ 이상이면 보다 바람직하다. 위상 시프트막(2)의 내부를 투과한 노광광과 공기 중을 투과한 노광광 사이에서 충분한 위상 시프트 효과를 발생시키기 위해서이다. 또한, 위상 시프트막(2)의 노광광에 대한 투과율은, 60％ 이하이면 바람직하고, 50％ 이하이면 보다 바람직하다. 위상 시프트막(2)의 막 두께를, 광학적인 성능을 확보할 수 있는 적정한 범위로 억제하기 위해서이다.
본 실시 형태에 있어서의 위상 시프트막(2)은, 투광성 기판(1) 측으로부터, 최하층(21), 하층(22), 상층(23)이 적층된 구조를 갖는다.
위상 시프트막(2)의 막 두께는, 광학적인 성능을 확보하기 위해, 90㎚ 이하인 것이 바람직하고, 80㎚ 이하이면 바람직하고, 70㎚ 이하이면 보다 바람직하다. 또한, 위상 시프트막(2)의 막 두께는, 원하는 위상차를 발생시키는 기능을 확보하기 위해, 45㎚ 이상인 것이 바람직하고, 50㎚ 이상이면 보다 바람직하다.
상층(23)은, 하프늄과 산소를 함유하는 것이 바람직하고, 하프늄과 산소로 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 여기서, 하프늄 및 산소로 이루어진다란, 이들 구성 원소 외에, 스퍼터법으로 성막할 때, 상층(23)에 함유되는 것이 불가피한 원소(헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr) 및 크세논(Xe) 등의 귀가스, 수소(H), 탄소(C) 등)만을 함유하는 재료를 말한다(후술하는 하층(22)에 있어서의, 규소와 산소로 이루어진다라는 기재에 대해서도 마찬가지이다). 상층(23) 중에 하프늄과 결합하는 다른 원소의 존재를 극소로 함으로써, 상층(23) 중에 있어서의 하프늄 및 산소의 결합의 비율을 대폭 높일 수 있다.
이 때문에, 상층(23)에 있어서의 하프늄과 산소의 합계 함유량은 90원자％ 이상인 것이 바람직하고, 95원자％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 98원자％ 이상인 것이 보다 한층 더 바람직하고, 99원자％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상층(23)에 있어서의 산소의 함유량은, 50원자％ 이상인 것이 바람직하고, 55원자％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 60원자％ 이상인 것이 보다 한층 더 바람직하다. 또한, 상층(23)에 있어서의 산소의 함유량은, 에칭 레이트의 관점에서, 산소 결손이 발생하고 있는 66원자％ 이하이면 바람직하고, 65원자％ 이하이면 보다 바람직하다.
또한, 상층(23)에 함유되는 것이 불가피한 상기 원소(귀가스, 수소, 탄소 등)에 있어서도 합계 함유량은 3원자％ 이하가 바람직하다.
상층(23)은, 노광광에 대한 굴절률 n이 3.1 이하이면 바람직하고, 3.0 이하이면 보다 바람직하다. 상층(23)은, 굴절률 n이 2.5 이상이면 바람직하고, 2.6 이상이면 보다 바람직하다. 한편, 상층(23)은, 노광광에 대한 소쇠 계수 k가 0.4 이하이면 바람직하다. 위상 시프트막(2)의 노광광에 대한 투과율을 높게 하기 위해서이다. 상층(23)은, 소쇠 계수 k가 0.05 이상이면 바람직하고, 0.1 이상이면 보다 바람직하고, 0.2 이상이면 더욱 바람직하다.
상층(23)의 두께는, 내약성, 내세정성의 관점에서, 5㎚ 이상인 것이 바람직하고, 6㎚ 이상인 것이 보다 바람직하다. 그리고, 광학 특성의 관점에서, 30㎚ 이하인 것이 바람직하고, 20㎚ 이하인 것이 보다 바람직하고, 15㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상술한 바와 같이, 하프늄과 산소를 함유하는 상층(23)의 두께가 5㎚ 미만인 경우, 규소와 산소를 함유하는 하층과의 계면에서 발생하는 상호 확산이 상층(23)의 전체에 파급되기 쉬워진다. 하프늄, 규소 및 산소를 함유하는 박막은, 내약성, 내세정성이 낮다. 전체가 상호 확산된 상층(23)은, 내약성, 내세정성이 저하된다. 상층(23)의 두께가 5㎚ 이상이면, 상층(23)의 전체가 상호 확산되는 것을 억제할 수 있어, 상층(23)의 내약성, 내세정성의 저하를 억제할 수 있다.
하층(22)은, 규소와 산소를 함유하는 것이 바람직하고, 규소와 산소로 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 하층(22) 중에 규소와 결합하는 다른 원소의 존재를 극소로 함으로써, 하층(22) 중에 있어서의 규소 및 산소의 결합의 비율을 대폭 높일 수 있다.
이 때문에, 하층(22)에 있어서의 규소와 산소의 합계 함유량은 90원자％ 이상인 것이 바람직하고, 95원자％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 98원자％ 이상인 것이 보다 한층 더 바람직하다. 또한, 하층(22)에 있어서의 산소의 함유량은, 상층(23)으로의 규소의 확산을 억제할 수 있는 것 등의 관점에서, 50원자％ 이상인 것이 바람직하고, 55원자％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 60원자％ 이상인 것이 보다 한층 더 바람직하다. 또한, 하층(22)에 함유되는 것이 불가피한 상기 원소(귀가스, 수소, 탄소 등)에 있어서도 합계 함유량은 3원자％ 이하가 바람직하다.
하층(22)은, 노광광에 대한 굴절률 n이 2.0 이하이면 바람직하고, 1.8 이하이면 보다 바람직하다. 하층(22)은, 굴절률 n이 1.5 이상이면 바람직하고, 1.52 이상이면 보다 바람직하다. 한편, 하층(22)은, 노광광에 대한 소쇠 계수 k가 최하층(21) 및 상층(23)보다도 작을 것이 요구되고, 0.05 미만이면 바람직하고, 0.02 이하이면 보다 바람직하다. 위상 시프트막(2)의 노광광에 대한 투과율을 높게 하기 위해서이다.
하층(22)의 두께는, 형성되는 패턴 측벽에 대한 내약성, 내세정성의 관점에서, 5㎚ 이상인 것이 바람직하고, 7㎚ 이상인 것이 보다 바람직하다. 그리고, 위상 시프트막(2)의 막 두께를 억제하기 위해, 30㎚ 이하인 것이 바람직하고, 20㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서의 최하층(21)은, 상층(23)과 마찬가지로, 하프늄과 산소를 함유하는 것이 바람직하고, 하프늄과 산소로 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 최하층(21)을 하프늄과 산소를 함유하는 구성으로 한 경우, 바람직한 하프늄과 산소의 합계 함유량, 바람직한 산소 함유량, 노광광에 대한 굴절률 n, 노광광에 대한 소쇠 계수 k에 관한 구체적인 사항에 대해서는, 상층(23)과 마찬가지이다.
최하층(21)의 두께는, 형성되는 패턴 측벽에 대한 내약성, 내세정성의 관점에서, 5㎚ 이상인 것이 바람직하고, 6㎚ 이상인 것이 보다 바람직하다. 그리고, 50㎚ 이하인 것이 바람직하고, 40㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한, 최하층(21)의 재료는, 상술한 재료에 한정되는 것은 아니고, 하프늄 및 산소에 더하여, 또는 이들 대신에, 다른 재료(예를 들어, 전이 금속 실리사이드계 재료, SiN계 재료, 크롬계 재료, 탄탈계 재료 등)로 구성하도록 해도 된다.
위상 시프트막(2)은, 최하층(21)의 두께의 쪽이 상층(23)의 두께보다도 두꺼운 구성인 것이 보다 바람직하다. 위상 시프트막(2)에 대한 패터닝 시, 형성되는 패턴 측벽의 수직성을 높이기 위해서 등의 이유로부터, 위상 시프트막(2)에 대한 에칭이 투광성 기판(1)의 표면까지 도달한 후에도 드라이 에칭을 계속하는 것, 소위 오버 에칭이 행해진다. 오버 에칭에서는, 위상 시프트막(2)에 형성되어 있는 패턴 측벽의 투광성 기판(1) 측을 주로 에칭하는 것이 행해진다. 하층(22)은 규소와 산소를 함유하고 있어, 최하층(21)에 비해 드라이 에칭에 대한 에칭 레이트는 느리다. 최하층(21)의 두께가 두꺼운 경우, 위상 시프트막(2)의 패턴 측벽의 투광성 기판(1) 측은 최하층(21)의 비율이 상대적으로 높아진다. 그 경우, 오버 에칭으로 위상 시프트막(2)의 패턴 측벽의 수직성을 제어하기 쉬워진다.
위상 시프트막(2)을 포함하는 박막의 굴절률 n과 소쇠 계수 k는, 그 박막의 조성만으로 결정되는 것은 아니다. 그 박막의 막 밀도나 결정 상태 등도 굴절률 n이나 소쇠 계수 k를 좌우하는 요소이다. 이 때문에, 반응성 스퍼터링으로 박막을 성막할 때의 여러 조건을 조정하여, 그 박막이 원하는 굴절률 n 및 소쇠 계수 k가 되도록 성막한다. 위상 시프트막(2)을, 상기 굴절률 n과 소쇠 계수 k의 범위로 하기 위해서는, 반응성 스퍼터링으로 성막할 때, 귀가스와 반응성 가스(산소 가스, 질소 가스 등)의 혼합 가스의 비율을 조정하는 것에만 한하지 않는다. 반응성 스퍼터링으로 성막할 때에 있어서의 성막실 내의 압력, 스퍼터링 타깃에 인가하는 전력, 타깃과 투광성 기판(1) 사이의 거리 등의 위치 관계 등 여러 방면에 걸친다. 이들 성막 조건은 성막 장치에 고유의 것이며, 형성되는 박막이 원하는 굴절률 n 및 소쇠 계수 k가 되도록 적절히 조정되는 것이다.
[차광막]
마스크 블랭크(100)는, 위상 시프트막(2) 상에 차광막(3)을 구비한다. 일반적으로, 위상 시프트 마스크에서는, 전사 패턴이 형성되는 영역(전사 패턴 형성 영역)의 외주 영역은, 노광 장치를 사용하여 반도체 웨이퍼 상의 레지스트막에 노광 전사하였을 때 외주 영역을 투과한 노광광에 의한 영향을 레지스트막이 받지 않도록, 소정값 이상의 광학 농도(OD)를 확보할 것이 요구되고 있다. 위상 시프트 마스크의 외주 영역은, OD가 2.8 이상이면 바람직하고, 3.0 이상이면 보다 바람직하다. 상술한 바와 같이, 위상 시프트막(2)은 소정의 투과율로 노광광을 투과하는 기능을 갖고 있어, 위상 시프트막(2)만으로는 소정값의 광학 농도를 확보하는 것은 곤란하다. 이 때문에, 마스크 블랭크(100)를 제조하는 단계에서 위상 시프트막(2) 상에, 부족한 광학 농도를 확보하기 위해 차광막(3)을 적층해 두는 것이 필요로 된다. 이와 같은 마스크 블랭크(100)의 구성으로 함으로써, 위상 시프트 마스크(200)(도 2 참조)를 제조하는 도상에서, 위상 시프트 효과를 사용하는 영역(기본적으로 전사 패턴 형성 영역)의 차광막(3)을 제거하면, 외주 영역에 소정값의 광학 농도가 확보된 위상 시프트 마스크(200)를 제조할 수 있다.
차광막(3)은, 단층 구조 및 2층 이상의 적층 구조 모두 적용 가능하다. 또한, 단층 구조의 차광막(3) 및 2층 이상의 적층 구조의 차광막(3)의 각 층은, 막 또는 층의 두께 방향에서 거의 동일한 조성인 구성이어도, 층의 두께 방향에서 조성 경사한 구성이어도 된다.
도 1에 기재된 형태에 있어서의 마스크 블랭크(100)는, 위상 시프트막(2) 상에, 다른 막을 개재시키지 않고 차광막(3)을 적층한 구성으로 하고 있다. 이 구성의 경우의 차광막(3)은, 위상 시프트막(2)에 패턴을 형성할 때 사용되는 에칭 가스에 대하여 충분한 에칭 선택성을 갖는 재료를 적용할 필요가 있다. 이 경우의 차광막(3)은, 크롬을 함유하는 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 차광막(3)을 형성하는 크롬을 함유하는 재료로서는, 크롬 금속 외에, 크롬에 산소, 질소, 탄소, 붕소 및 불소로부터 선택되는 1 이상의 원소를 함유하는 재료를 들 수 있다.
일반적으로, 크롬계 재료는, 염소계 가스와 산소 가스의 혼합 가스로 에칭되지만, 크롬 금속은 이 에칭 가스에 대한 에칭 레이트가 그다지 높지 않다. 염소계 가스와 산소 가스의 혼합 가스의 에칭 가스에 대한 에칭 레이트를 높이는 점을 고려하면, 차광막(3)을 형성하는 재료로서는, 크롬에 산소, 질소, 탄소, 붕소 및 불소로부터 선택되는 1 이상의 원소를 함유하는 재료가 바람직하다. 또한, 차광막(3)을 형성하는 크롬을 함유하는 재료에 몰리브덴, 인듐 및 주석 중 1 이상의 원소를 함유시켜도 된다. 몰리브덴, 인듐 및 주석 중 1 이상의 원소를 함유시킴으로써, 염소계 가스와 산소 가스의 혼합 가스에 대한 에칭 레이트를 보다 빠르게 할 수 있다.
또한, 차광막(3) 상에, 후술하는 하드마스크막(4)을 크롬을 함유하는 재료로 형성하는 것이면, 규소를 함유하는 재료로 차광막(3)을 형성해도 된다. 특히, 전이 금속과 규소를 함유하는 재료는 차광 성능이 높아, 차광막(3)의 두께를 얇게 하는 것이 가능하다. 차광막(3)에 함유시키는 전이 금속으로서는, 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 바나듐(V), 지르코늄(Zr), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 아연(Zn), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd) 등 중 어느 하나의 금속 또는 이들 금속의 합금을 들 수 있다. 차광막(3)에 함유시키는 전이 금속 원소 이외의 금속 원소로서는, 알루미늄(Al), 인듐(In), 주석(Sn) 및 갈륨(Ga) 등을 들 수 있다.
한편, 차광막(3)은, 위상 시프트막(2) 측으로부터, 크롬을 함유하는 층과 전이 금속과 규소를 함유하는 층을 이 순으로 적층된 구조를 구비해도 된다. 이 경우에 있어서의 크롬을 함유하는 층 및 전이 금속과 규소를 함유하는 층의 재료의 구체적인 사항에 대해서는, 상기 차광막(3)의 경우와 마찬가지이다.
[하드마스크막]
하드마스크막(4)은, 차광막(3)의 표면에 접하여 마련되어 있다. 하드마스크막(4)은, 차광막(3)을 에칭할 때 사용되는 에칭 가스에 대하여 에칭 내성을 갖는 재료로 형성된 막이다. 이 하드마스크막(4)은, 차광막(3)에 패턴을 형성하기 위한 드라이 에칭이 끝날 때까지의 동안, 에칭 마스크로서 기능할 수 있을 만큼의 막의 두께가 있으면 충분하고, 기본적으로 광학 특성의 제한을 받지 않는다. 이 때문에, 하드마스크막(4)의 두께는 차광막(3)의 두께에 비해 대폭 얇게 할 수 있다.
이 하드마스크막(4)은, 차광막(3)이 크롬을 함유하는 재료로 형성되어 있는 경우에는, 규소를 함유하는 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 이 경우의 하드마스크막(4)은, 유기계 재료의 레지스트막과의 밀착성이 낮은 경향이 있기 때문에, 하드마스크막(4)의 표면을 HMDS(Hexamethyldisilazane) 처리를 실시하여, 표면의 밀착성을 향상시키는 것이 바람직하다. 또한, 이 경우의 하드마스크막(4)은, SiO2, SiN, SiON 등으로 형성되면 보다 바람직하다.
또한, 차광막(3)이 크롬을 함유하는 재료로 형성되어 있는 경우에 있어서의 하드마스크막(4)의 재료로서, 상기 외에, 탄탈을 함유하는 재료도 적용 가능하다. 이 경우에 있어서의 탄탈을 함유하는 재료로서는, 탄탈 금속 외에, 탄탈에 질소, 산소, 붕소 및 탄소로부터 선택되는 1 이상의 원소를 함유시킨 재료 등을 들 수 있다. 예를 들어, Ta, TaN, TaO, TaON, TaBN, TaBO, TaBON, TaCN, TaCO, TaCON, TaBCN, TaBOCN 등을 들 수 있다. 또한, 하드마스크막(4)은, 차광막(3)이 규소를 함유하는 재료로 형성되어 있는 경우, 상기 크롬을 함유하는 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
마스크 블랭크(100)에 있어서, 하드마스크막(4)의 표면에 접하여, 유기계 재료의 레지스트막이 100㎚ 이하의 막 두께로 형성되어 있는 것이 바람직하다. DRAM hp32㎚ 세대에 대응하는 미세 패턴의 경우, 하드마스크막(4)에 형성해야 할 전사 패턴(위상 시프트 패턴)에, 선 폭이 40㎚인 SRAF(Sub-Resolution Assist Feature)가 마련되는 경우가 있다. 그러나, 이 경우라도, 레지스트 패턴의 단면 애스펙트비를 1:2.5로 낮게 할 수 있으므로, 레지스트막의 현상 시, 린스 시 등에 레지스트 패턴이 도괴나 탈리되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 레지스트막은, 막 두께가 80㎚ 이하이면 보다 바람직하다.
[레지스트막]
마스크 블랭크(100)에 있어서, 하드마스크막(4)의 표면에 접하여, 유기계 재료의 레지스트막이 100㎚ 이하의 막 두께로 형성되어 있는 것이 바람직하다. DRAM hp32㎚ 세대에 대응하는 미세 패턴의 경우, 차광막(3)에 형성해야 할 차광 패턴에, 선 폭이 40㎚인 SRAF(Sub-Resolution Assist Feature)가 마련되는 경우가 있다. 그러나, 이 경우라도 상술한 바와 같이 하드마스크막(4)을 마련함으로써 레지스트막의 막 두께를 억제할 수 있고, 이에 의해 이 레지스트막으로 구성된 레지스트 패턴의 단면 애스펙트비를 1:2.5로 낮게 할 수 있다. 따라서, 레지스트막의 현상 시, 린스 시 등에 레지스트 패턴이 도괴나 탈리되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 레지스트막은, 막 두께가 80㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다. 레지스트막은, 전자선 묘화 노광용의 레지스트이면 바람직하고, 또한 그 레지스트가 화학 증폭형이면 보다 바람직하다.
제1 실시 형태의 마스크 블랭크(100)에 있어서의 위상 시프트막(2)은, 염소계 가스, 및 불소계 가스를 사용한 다단계의 드라이 에칭 처리에 의해 패터닝이 가능하다. 최하층(21) 및 상층(23)에 대해서는 염소계 가스, 하층(22)에 대해서는 불소계 가스를 사용한 드라이 에칭에 의해 패터닝을 행하는 것이 바람직하다. 최하층(21)과 하층(22) 사이, 하층(22)과 상층(23) 사이에 있어서, 에칭 선택성이 매우 높다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 이상의 특성을 갖는 위상 시프트막(2)에 대해, 다단계로 분할하여 에칭 처리를 행함으로써, 사이드 에칭의 영향을 억제하여, 양호한 패턴 단면 형상을 얻을 수 있다.
일반적으로, 드라이 에칭으로 박막에 패턴을 형성할 때, 그 박막에 형성되는 패턴의 측벽의 수직성을 높이기 위한 추가 에칭(소위 오버 에칭)이 행해진다. 또한, 오버 에칭은, 박막의 하면에까지 에칭이 도달한 시간, 소위 저스트 에칭 타임을 기준으로 설정하는 경우가 많다. 상기와 같이, 위상 시프트막(2)의 패터닝에 다단계로 분할한 에칭 처리를 적용함으로써, 오버 에칭 타임의 기준으로 하는 시간을, 위상 시프트막(2)의 최하층(21)의 저스트 에칭 타임으로 할 수 있다. 이에 의해, 오버 에칭 타임을 짧게 할 수 있어, 양호한 에칭 깊이 균일성을 얻을 수 있다. 여기서, 염소계 가스로서는, 붕소를 함유하는 염소계 가스이면 바람직하고, BCl3 가스이면 보다 바람직하고, BCl3 가스와 Cl2 가스의 혼합 가스이면 더욱 바람직하다.
또한, 제1 실시 형태에 있어서 3층 구조의 위상 시프트막(2)에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 내용은 이들에 한정되는 것은 아니다. 상술한 상층(23) 및 하층(22)을 갖고, 위상 시프트막으로서 원하는 투과율, 위상차, 막 두께를 충족시키는 것이면, 2층 구조여도 되고, 4층 이상의 구조여도 된다.
또한, 실시 형태 1에 있어서의 마스크 블랭크(100)는, 투광성 기판(1)의 표면에 접하여 위상 시프트막(2)을 형성하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 위상 시프트막(2)을 상층(23) 및 하층(22)의 2층으로 구성한 경우에, 투광성 기판(1)과 위상 시프트막(2) 사이에, 에칭 스토퍼막을 마련해도 된다. 이 경우에 있어서, 에칭 스토퍼막은, 알루미늄 및 하프늄, 크롬, 규소로부터 선택되는 1 이상의 원소와 산소를 함유하는 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 에칭 스토퍼막의 재료로서는, 알루미늄과 규소와 산소를 함유하는 재료, 알루미늄과 하프늄과 산소를 함유하는 재료 등을 들 수 있다. 특히, 에칭 스토퍼막은, 알루미늄과 하프늄과 산소를 함유하는 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
[마스크 블랭크의 제조 수순]
이상의 구성의 마스크 블랭크(100)는, 다음과 같은 수순으로 제조한다. 우선, 투광성 기판(1)을 준비한다. 이 투광성 기판(1)은, 단부면 및 주표면이 소정의 표면 조도(예를 들어, 한 변이 1㎛인 사각형의 내측 영역 내에 있어서 제곱 평균 평방근 조도 Sq가 0.2㎚ 이하)로 연마되고, 그 후, 소정의 세정 처리 및 건조 처리가 실시된 것이다.
다음으로, 이 투광성 기판(1) 상에, 스퍼터링법에 의해 위상 시프트막(2)을 최하층(21)으로부터 순서대로, 하층(22), 상층(23)을 각각 상술한 원하는 두께가 되도록 성막한다. 위상 시프트막(2)에 있어서의 최하층(21), 하층(22), 상층(23)은, 스퍼터링에 의해 형성되지만, DC 스퍼터링, RF 스퍼터링 및 이온빔 스퍼터링 등 중 어느 스퍼터링도 적용 가능하다. 성막 레이트를 고려하면, DC 스퍼터링을 적용하는 것이 바람직하다. 도전성이 낮은 타깃을 사용하는 경우에 있어서는, RF 스퍼터링이나 이온빔 스퍼터링을 적용하는 것이 바람직하지만, 성막 레이트를 고려하면, RF 스퍼터링을 적용하면 보다 바람직하다.
위상 시프트막(2)의 최하층(21) 및 상층(23)에 대해서는, 하프늄을 함유하는 스퍼터링 타깃, 하프늄 및 산소를 함유하는 스퍼터링 타깃 모두 적용할 수 있다.
또한, 위상 시프트막(2)의 하층(22)에 대해서는, 규소를 함유하는 스퍼터링 타깃, 규소 및 산소를 함유하는 스퍼터링 타깃 모두 적용할 수 있다.
위상 시프트막(2)을 성막한 후에는, 소정의 가열 온도에서의 어닐 처리를 적절히 행한다. 다음으로, 위상 시프트막(2) 상에, 스퍼터링법에 의해 상기 차광막(3)을 성막한다. 그리고, 차광막(3) 상에 스퍼터링법에 의해, 상기 하드마스크막(4)을 성막한다. 스퍼터링법에 의한 성막에 있어서는, 상기 각 막을 구성하는 재료를 소정의 조성비로 함유하는 스퍼터링 타깃 및 스퍼터링 가스를 사용하고, 또한 필요에 따라서 상술한 귀가스와 반응성 가스의 혼합 가스를 스퍼터링 가스로서 사용한 성막을 행한다. 이후, 이 마스크 블랭크(100)가 레지스트막을 갖는 것인 경우에는, 필요에 따라서 하드마스크막(4)의 표면에 대하여 HMDS(Hexamethyldisilazane) 처리를 실시한다. 그리고, HMDS 처리가 된 하드마스크막(4)의 표면 상에, 스핀 코트법 등의 도포법에 의해 레지스트막을 형성하여, 마스크 블랭크(100)를 완성시킨다.
이와 같이, 제1 실시 형태의 마스크 블랭크(100)에 의하면, 요구되는 세정 내성 및 내약성을 충분히 충족시켜, 광학적인 성능이 양호한 위상 시프트 마스크(200)를 제조할 수 있다.
<위상 시프트 마스크 및 그 제조 방법>
도 2에, 상기 실시 형태의 마스크 블랭크(100)로부터 제조되는 본 발명의 실시 형태에 관한 위상 시프트 마스크(200)와 그 제조 공정을 도시한다. 도 2의 (g)에 도시된 바와 같이, 위상 시프트 마스크(200)는, 마스크 블랭크(100)의 위상 시프트막(2)에 전사 패턴인 위상 시프트 패턴(2a)이 형성되고, 차광막(3)에 차광대를 포함하는 패턴을 갖는 차광 패턴(3b)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 이 위상 시프트 마스크(200)는, 마스크 블랭크(100)와 마찬가지의 기술적 특징을 갖고 있다. 위상 시프트 마스크(200)에 있어서의 투광성 기판(1), 위상 시프트막(2)의 최하층(21), 하층(22), 상층(23), 차광막(3)에 관한 사항에 대해서는, 마스크 블랭크(100)와 마찬가지이다. 이 위상 시프트 마스크(200)의 제작 도상에서 하드마스크막(4)은 제거된다.
본 발명의 실시 형태에 관한 위상 시프트 마스크(200)의 제조 방법은, 상기한 마스크 블랭크(100)를 사용하는 것이며, 드라이 에칭에 의해 차광막(3)에 전사 패턴을 형성하는 공정과, 전사 패턴을 갖는 차광막(3)을 마스크로 하는 드라이 에칭에 의해 위상 시프트막(2)에 전사 패턴을 형성하는 공정과, 차광 패턴을 갖는 레지스트막(레지스트 패턴(6b))을 마스크로 하는 드라이 에칭에 의해 차광막(3)에 차광 패턴(3b)을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다. 이하, 도 2에 도시한 제조 공정에 따라서, 본 발명의 위상 시프트 마스크(200)의 제조 방법을 설명한다. 또한, 여기에서는, 차광막(3) 상에 하드마스크막(4)이 적층된 마스크 블랭크(100)를 사용한 위상 시프트 마스크(200)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 또한, 차광막(3)에는 크롬을 함유하는 재료를 적용하고, 하드마스크막(4)에는 규소를 함유하는 재료를 적용한 경우에 대하여 설명한다.
먼저, 마스크 블랭크(100)에 있어서의 하드마스크막(4)에 접하여, 레지스트막을 스핀 도포법에 의해 형성한다. 다음으로, 레지스트막에 대하여, 위상 시프트막(2)에 형성해야 할 전사 패턴(위상 시프트 패턴)인 제1 패턴을 전자선으로 노광 묘화하고, 또한 현상 처리 등의 소정의 처리를 행하여, 위상 시프트 패턴을 갖는 제1 레지스트 패턴(5a)을 형성한다(도 2의 (a) 참조). 계속해서, 제1 레지스트 패턴(5a)을 마스크로 하여, 불소계 가스를 사용한 드라이 에칭을 행하여, 하드마스크막(4)에 제1 패턴(하드마스크 패턴(4a))을 형성한다(도 2의 (b) 참조).
다음으로, 레지스트 패턴(5a)을 제거하고 나서, 산이나 알칼리를 사용한 세정 등의 소정의 처리를 거쳐, 하드마스크 패턴(4a)을 마스크로 하여, 염소계 가스와 산소 가스의 혼합 가스를 사용한 드라이 에칭을 행하여, 차광막(3)에 제1 패턴(차광 패턴(3a))을 형성한다(도 2의 (c) 참조). 계속해서, 차광 패턴(3a)을 마스크로 하여, 염소계 가스를 사용한 드라이 에칭 및 불소계 가스를 사용한 드라이 에칭을 교대로 3회 행하여, 위상 시프트막(2)에 제1 패턴(위상 시프트 패턴(2a))을 형성하고, 또한 하드마스크 패턴(4a)을 제거한다(도 2의 (d) 참조). 보다 구체적으로는, 최하층(21) 및 상층(23)에 대해서는 염소계 가스를 사용한 드라이 에칭을 행하고, 하층(22)에 대해서는 불소계 가스를 사용한 드라이 에칭을 행한다.
다음으로, 마스크 블랭크(100) 상에 레지스트막을 스핀 도포법에 의해 형성하였다. 다음으로, 레지스트막에 대하여, 차광막(3)에 형성해야 할 패턴(차광 패턴)인 제2 패턴을 전자선으로 노광 묘화하고, 또한 현상 처리 등의 소정의 처리를 행하여, 차광 패턴을 갖는 제2 레지스트 패턴(6b)을 형성한다(도 2의 (e) 참조). 계속해서, 제2 레지스트 패턴(6b)을 마스크로 하여, 염소계 가스와 산소 가스의 혼합 가스를 사용한 드라이 에칭을 행하여, 차광막(3)에 제2 패턴(차광 패턴(3b))을 형성한다(도 2의 (f) 참조). 또한, 제2 레지스트 패턴(6b)을 제거하고, 산이나 알칼리를 사용한 세정 등의 소정의 처리를 거쳐, 위상 시프트 마스크(200)가 얻어진다(도 2의 (g) 참조).
상기 드라이 에칭에서 사용되는 염소계 가스로서는, Cl이 포함되어 있으면 특별히 제한은 없다. 예를 들어, Cl2, SiCl2, CHCl3, CH2Cl2, CCl4, BCl3 등을 들 수 있다. 또한, 상기 최하층(21) 및 상층(23)에 대한 드라이 에칭에서 사용되는 염소계 가스로서는, 붕소를 함유하는 것이면 바람직하고, BCl3를 함유하고 있으면 보다 바람직하다. 특히, BCl3 가스와 Cl2 가스의 혼합 가스는, 하프늄에 대한 에칭 레이트가 비교적 높기 때문에, 바람직하다.
도 2에 도시한 제조 방법에 의해 제조된 위상 시프트 마스크(200)는, 투광성 기판(1) 상에, 전사 패턴을 갖는 위상 시프트막(2)(위상 시프트 패턴(2a))을 구비한 위상 시프트 마스크이다.
이와 같이 위상 시프트 마스크(200)를 제조함으로써, 요구되는 세정 내성 및 내약성을 충분히 충족시켜, 광학적인 성능이 양호한 위상 시프트 마스크(200)를 얻을 수 있다.
그리고, 이 위상 시프트막을 구비하는 위상 시프트 마스크(200)를 노광 장치에 세트하여 전사 대상물(반도체 기판 상의 레지스트막 등)에 대하여 노광 전사할 때, 노광 마진을 확보할 수 있다.
한편, 상술한 위상 시프트 마스크의 제조 방법에서 사용되고 있는 에칭 프로세스는, 본 발명의 마스크 블랭크에 대해서만 적용 가능한 것은 아니고, 보다 광범위한 용도로 사용할 수 있다. 적어도, 기판 상에, 산소 및 규소를 함유하는 층과, 하프늄 및 산소를 함유하는 층이, 이 순으로 적층된 구조를 포함하는 패턴 형성용 박막을 구비한 마스크 블랭크에 있어서, 패턴 형성용 박막에 전사 패턴을 형성할 때도 적용하는 것이 가능하다. 상술한 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 응용한 형태인 전사용 마스크의 제조 방법은, 이하의 구성을 구비하는 것이 바람직하다.
즉, 기판 상에 패턴 형성용 박막을 구비하는 마스크 블랭크를 사용한 전사용 마스크의 제조 방법이며,
상기 패턴 형성용 박막은, 상기 기판측으로부터 규소 및 산소를 함유하는 하층과, 하프늄 및 산소를 함유하는 상층이 이 순으로 적층된 구조를 포함하고,
붕소 함유 염소계 가스를 사용한 드라이 에칭을 행하여, 상기 상층에 전사 패턴을 형성하는 공정과,
상기 전사 패턴이 형성된 상기 상층을 마스크로 하여, 불소계 가스를 사용한 드라이 에칭을 행하여, 상기 하층에 전사 패턴을 형성하는 공정
을 갖는 것을 특징으로 하는 전사용 마스크의 제조 방법이다.
또한, 본 발명의 반도체 디바이스의 제조 방법은, 상기 위상 시프트 마스크(200)를 사용하여, 반도체 기판 상의 레지스트막에 전사 패턴을 노광 전사하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 위상 시프트 마스크(200)나 마스크 블랭크(100)는, 상기와 같은 효과를 갖기 때문에, ArF 엑시머 레이저를 노광광으로 하는 노광 장치의 마스크 스테이지에 위상 시프트 마스크(200)를 세트하고, 반도체 디바이스 상의 레지스트막에 전사 패턴을 노광 전사할 때, 반도체 디바이스 상의 레지스트막에, 높은 CD 면내 균일성(CD Uniformity)으로 전사 패턴을 전사할 수 있다. 이 때문에, 이 레지스트막의 패턴을 마스크로 하여, 그 하층막을 드라이 에칭하여 회로 패턴을 형성한 경우, CD 면내 균일성의 저하에 기인하는 배선 단락이나 단선이 없는 고정밀도의 회로 패턴을 형성할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 실시 형태를 더욱 구체적으로 설명하기 위한, 실시예 1 및 비교예 1에 대하여 설명한다.
<실시예 1>
[마스크 블랭크의 제조]
도 1을 참조하여, 주표면의 치수가 약 152㎜×약 152㎜이며, 두께가 약 6.35㎜인 합성 석영 유리로 구성되는 투광성 기판(1)을 준비하였다. 이 투광성 기판(1)은, 단부면 및 주표면이 소정의 표면 조도(Sq로 0.2㎚ 이하)로 연마되고, 그 후, 소정의 세정 처리 및 건조 처리가 실시되어 있다. 분광 엘립소미터(J. A. Woollam사제 M-2000D)를 사용하여 투광성 기판(1)의 각 광학 특성을 측정한바, 파장 193㎚의 광에 있어서의 굴절률은 1.556, 소쇠 계수는 0.000이었다.
다음으로, 매엽식 RF 스퍼터링 장치 내에 투광성 기판(1)을 설치하고, HfO2 타깃과 SiO2 타깃을 교대로 사용하여, 아르곤(Ar) 가스를 스퍼터링 가스로 하는 스퍼터링(RF 스퍼터링)에 의해, 투광성 기판(1) 상에, 하프늄 및 산소로 구성되는 최하층(21), 규소 및 산소로 구성되는 하층(22), 하프늄 및 산소로 구성되는 상층(23)으로 이루어지는 위상 시프트막(2)을 형성하였다. 최하층(21)의 두께 D1은 38㎚, 하층(22)의 두께는 16㎚, 상층(23)의 두께는 5㎚이며, 모두 5㎚ 이상이었다. 위상 시프트막(2)의 두께는 59㎚이며, 90㎚ 이하였다.
다음으로, 이 위상 시프트막(2)이 형성된 투광성 기판(1)에 대하여, 위상 시프트막(2)의 막 응력을 저감하기 위한 가열 처리를 행하였다. 위상 시프트량 측정 장치(레이저텍사제 MPM193)를 사용하여, 가열 처리 후의 위상 시프트막(2)의 파장 193㎚의 광에 대한 투과율과 위상차를 측정한바, 투과율이 40.9％, 위상차가 177.2도(deg)였다. 또한, 분광 엘립소미터(J. A. Woollam사제 M-2000D)를 사용하여 위상 시프트막(2)의 각 광학 특성을 측정한바, 파장 193㎚의 광에 있어서의 최하층(21) 및 상층(23)의 굴절률 n은 2.93, 소쇠 계수 k는 0.24이며, 하층(22)의 굴절률 n은 1.56, 소쇠 계수 k는 0.00이었다.
또한, 이 위상 시프트막(2)의 상층(23)의 산소 함유량은 66원자％ 이하이며, 산소 결손이 발생하였다.
다음으로, 매엽식 RF 스퍼터링 장치 내에 위상 시프트막(2)이 형성된 투광성 기판(1)을 설치하고, 크롬(Cr) 타깃을 사용하여, 아르곤(Ar), 이산화탄소(CO2) 및 헬륨(He)의 혼합 가스 분위기에서의 반응성 스퍼터링(RF 스퍼터링)을 행하였다. 이에 의해, 위상 시프트막(2)에 접하여, 크롬, 산소 및 탄소로 구성되는 차광막(CrOC막)(3)을 53㎚의 막 두께로 형성하였다.
다음으로, 상기 차광막(CrOC막)(3)이 형성된 투광성 기판(1)에 대하여, 가열 처리를 실시하였다. 가열 처리 후, 위상 시프트막(2) 및 차광막(3)이 적층된 투광성 기판(1)에 대해, 분광 광도계(애질런트 테크놀로지사제 Cary4000)를 사용하여, 위상 시프트막(2)과 차광막(3)의 적층 구조의 ArF 엑시머 레이저의 광의 파장(약 193㎚)에 있어서의 광학 농도를 측정한바, 3.0 이상인 것을 확인할 수 있었다.
다음으로, 매엽식 RF 스퍼터링 장치 내에, 위상 시프트막(2) 및 차광막(3)이 적층된 투광성 기판(1)을 설치하고, 이산화규소(SiO2) 타깃을 사용하고, 아르곤(Ar) 가스를 스퍼터링 가스로 하여, RF 스퍼터링에 의해 차광막(3) 상에, 규소 및 산소로 구성되는 하드마스크막(4)을 12㎚의 두께로 형성하였다. 또한 소정의 세정 처리를 실시하여, 실시예 1의 마스크 블랭크(100)를 제조하였다.
[세정 시험(내약 시험)]
또한, 다른 투광성 기판 상에 실시예 1의 위상 시프트막을 성막하고, 원하는 어닐 처리를 실시한 후에, 세정 시험(내약 시험)을 행하였다. 구체적으로는, 다른 투광성 기판에 실시예 1의 위상 시프트막을 성막하고, 500도에서 30분간 어닐 처리를 행하였다. 그리고, 실시예 1에 있어서의 위상 시프트막의 전체면(표면 및 측면)에 대해, SC-1 세정(암모니아 과산화수소수 세정)과, SPM 세정(황산과수 세정)을 소정 시간에서 각 5회 행하였다. SC-1 세정과 SPM 세정 사이에는, 순수에 의한 린스 처리를 행하였다.
이 세정 시험을 행한 후에, 실시예 1에 있어서의 위상 시프트막의 표면 및 측면에 대해 막 감소의 유무를 관찰한바, 표면 및 측면 중 어느 것에 있어서도 막 감소는 거의 보이지 않았다.
[위상 시프트 마스크의 제조]
다음으로, 이 실시예 1의 마스크 블랭크(100)를 사용하여, 이하의 수순으로 실시예 1의 하프톤형 위상 시프트 마스크(200)를 제조하였다. 처음에, 하드마스크막(4)의 표면에 HMDS 처리를 실시하였다. 계속해서, 스핀 도포법에 의해, 하드마스크막(4)의 표면에 접하여, 전자선 묘화용 화학 증폭형 레지스트로 구성되는 레지스트막을 막 두께 80㎚로 형성하였다. 다음으로, 이 레지스트막에 대하여, 위상 시프트막(2)에 형성해야 할 위상 시프트 패턴인 제1 패턴을 전자선 묘화하고, 소정의 현상 처리 및 산이나 알칼리를 사용한 세정 처리를 행하여, 제1 패턴을 갖는 레지스트 패턴(5a)을 형성하였다(도 2의 (a) 참조).
다음으로, 레지스트 패턴(5a)을 마스크로 하여, CF4 가스를 사용한 드라이 에칭을 행하여, 하드마스크막(4)에 제1 패턴(하드마스크 패턴(4a))을 형성하였다(도 2의 (b) 참조).
다음으로, 레지스트 패턴(5a)을 제거하였다. 계속해서, 산이나 알칼리를 사용한 세정 처리를 행한 후, 하드마스크 패턴(4a)을 마스크로 하여, 염소 가스(Cl2)와 산소 가스(O2)의 혼합 가스를 사용한 드라이 에칭을 행하여, 차광막(3)에 제1 패턴(차광 패턴(3a))을 형성하였다(도 2의 (c) 참조).
다음으로, 차광 패턴(3a)을 마스크로 하여, 드라이 에칭을 행하여, 위상 시프트막(2)에 제1 패턴(위상 시프트 패턴(2a))을 형성하고, 또한 동시에 하드마스크 패턴(4a)을 제거하였다(도 2의 (d) 참조). 이때, 최하층(21) 및 상층(23)에 대해서는, BCl3 가스와 Cl2 가스의 혼합 가스로 드라이 에칭을 행하고, 하층(22)에 대해서는, 불소계 가스(SF6와 He의 혼합 가스)를 사용한 드라이 에칭을 사용하여 드라이 에칭을 행하였다.
다음으로, 차광 패턴(3a) 상에, 스핀 도포법에 의해, 전자선 묘화용 화학 증폭형 레지스트로 구성되는 레지스트막을 막 두께 150㎚로 형성하였다. 다음으로, 레지스트막에 대하여, 차광막에 형성해야 할 패턴(차광대 패턴을 포함하는 패턴)인 제2 패턴을 노광 묘화하고, 또한 현상 처리 등의 소정의 처리를 행하여, 차광 패턴을 갖는 레지스트 패턴(6b)을 형성하였다(도 2의 (e) 참조). 계속해서, 레지스트 패턴(6b)을 마스크로 하여, 염소 가스(Cl2)와 산소 가스(O2)의 혼합 가스를 사용한 드라이 에칭을 행하여, 차광막(3)에 제2 패턴(차광 패턴(3b))을 형성하였다(도 2의 (f) 참조). 또한, 레지스트 패턴(6b)을 제거하고, 산이나 알칼리를 사용한 세정 등의 소정의 처리를 거쳐, 위상 시프트 마스크(200)를 얻었다(도 2의 (g) 참조).
실시예 1의 위상 시프트 마스크(200)에 있어서의 위상 시프트 패턴(2a)의 단면에 대하여 관찰한바, 위상 시프트 패턴(2a)의 표면 및 측면 중 어느 것에도 막 감소는 보이지 않고, 양호한 위상 시프트 패턴(2a)으로 되었다.
[패턴 전사 성능의 평가]
이상의 수순을 거쳐 제작된 위상 시프트 마스크(200)에 대해, AIMS193(Carl Zeiss사제)을 사용하여, 파장 193㎚의 노광광으로 반도체 디바이스 상의 레지스트막에 노광 전사하였을 때에 있어서의 전사상의 시뮬레이션을 행하였다. 이 시뮬레이션의 노광 전사상을 검증한바, CD 면내 균일성이 높고, 설계 사양을 충분히 충족시키고 있었다. 이 결과로부터, 이 실시예 1의 위상 시프트 마스크(200)를 노광 장치의 마스크 스테이지에 세트하고, 반도체 디바이스 상의 레지스트막에 노광 전사하였다고 해도, 최종적으로 반도체 디바이스 상에 형성되는 회로 패턴은 고정밀도로서 형성할 수 있다고 할 수 있다.
<비교예 1>
[마스크 블랭크의 제조]
비교예 1의 마스크 블랭크는, 위상 시프트막의 막 두께 이외에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지의 수순으로 제조하였다. 이 비교예 1의 위상 시프트막은, 실시예 1의 위상 시프트막(2)과는 성막 조건을 변경하였다. 구체적으로는, 매엽식 RF 스퍼터링 장치 내에 투광성 기판을 설치하고, HfO2 타깃과 SiO2 타깃을 교대로 사용하고, 아르곤(Ar) 가스를 스퍼터링 가스로 하는 스퍼터링(RF 스퍼터링)에 의해, 투광성 기판 상에, 하프늄 및 산소로 구성되는 최하층, 규소 및 산소로 구성되는 하층, 하프늄 및 산소로 구성되는 상층으로 이루어지는 위상 시프트막을 형성하였다. 최하층의 두께는 42㎚, 하층의 두께는 11㎚, 상층의 두께는 4㎚이며, 위상 시프트막의 두께는 57㎚였다. 이와 같이, 비교예 1의 위상 시프트막의 상층의 두께는, 5㎚ 미만이었다.
위상 시프트량 측정 장치(레이저텍사제 MPM193)를 사용하여, 위상 시프트막의 파장 193㎚의 광에 대한 투과율과 위상차를 측정한바, 투과율이 40.9％, 위상차가 177.2도(deg)였다. 또한, 분광 엘립소미터(J. A. Woollam사제 M-2000D)를 사용하여 위상 시프트막의 각 광학 특성을 측정한바, 파장 193㎚의 광에 있어서의 최하층 및 상층의 굴절률 n은 2.93, 소쇠 계수 k는 0.24이며, 하층의 굴절률 n은 1.56, 소쇠 계수 k는 0.00이었다.
또한, 이 위상 시프트막의 상층의 산소 함유량은 66원자％ 이하이며, 산소 결손이 발생하였다.
다음으로, 실시예 1과 마찬가지의 수순으로, 위상 시프트막에 접하여, 크롬, 산소 및 탄소로 구성되는 차광막(CrOC막)을 53㎚의 막 두께로 형성하였다. 비교예 1의 위상 시프트막 및 차광막이 적층된 투광성 기판에 대해, 분광 광도계(애질런트 테크놀로지사제 Cary4000)를 사용하여, 위상 시프트막과 차광막의 적층 구조의 ArF 엑시머 레이저의 광 파장(약 193㎚)에 있어서의 광학 농도를 측정한바, 3.0 이상인 것을 확인할 수 있었다.
[세정 시험(내약 시험)]
또한, 다른 투광성 기판 상에 비교예 1의 위상 시프트막을 성막하고, 원하는 어닐 처리를 실시한 후에, 세정 시험(내약 시험)을 행하였다. 구체적으로는, 다른 투광성 기판에 비교예 1의 위상 시프트막을 성막하고, 500도에서 30분간 어닐 처리를 행하였다. 그리고, 비교예 1에 있어서의 위상 시프트막의 전체면(표면 및 측면)에 대해, SC-1 세정(암모니아 과산화수소수 세정)과, SPM 세정(황산과수 세정)을 소정 시간에서 각 5회 행하였다. SC-1 세정과 SPM 세정 사이에는, 순수에 의한 린스 처리를 행하였다.
이 세정 시험을 행한 후에, 비교예 1에 있어서의 위상 시프트막의 표면 및 측면에 대해 막 감소의 유무를 관찰한바, 위상 시프트막의 상층 부분에 있어서의 표면 및 측면에 있어서 대폭적인 막 감소가 발생하였다.
[위상 시프트 마스크의 제조와 평가]
다음으로, 이 비교예 1의 마스크 블랭크를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지의 수순으로, 비교예 1의 위상 시프트 마스크의 제조 처리를 행한바, 전사 패턴 형성 시에 있어서 위상 시프트막에 대폭적인 막 감소가 발생해 버려, 원하는 특성을 갖는 위상 시프트 마스크를 제조할 수 없었다.
1: 투광성 기판
2: 위상 시프트막
21: 최하층
22: 하층
23: 상층
2a: 위상 시프트 패턴
3: 차광막
3a, 3b: 차광 패턴
4: 하드마스크막
4a: 하드마스크 패턴
5a: 레지스트 패턴
6b: 레지스트 패턴
100: 마스크 블랭크
200: 위상 시프트 마스크
2: 위상 시프트막
21: 최하층
22: 하층
23: 상층
2a: 위상 시프트 패턴
3: 차광막
3a, 3b: 차광 패턴
4: 하드마스크막
4a: 하드마스크 패턴
5a: 레지스트 패턴
6b: 레지스트 패턴
100: 마스크 블랭크
200: 위상 시프트 마스크
Claims (23)
- 투광성 기판 상에 위상 시프트막을 구비한 마스크 블랭크이며,
상기 위상 시프트막은, 하층 및 상층을 포함하고,
상기 상층은, 상기 하층의 상기 투광성 기판과는 반대측의 표면에 접하여 마련되고,
상기 하층은, 규소와 산소를 함유하고,
상기 상층은, 하프늄과 산소를 함유하고,
상기 상층의 두께는 5㎚ 이상이며,
상기 위상 시프트막의 두께는 90㎚ 이하인
것을 특징으로 하는 마스크 블랭크. - 제1항에 있어서,
상기 상층에 있어서의 하프늄과 산소의 합계 함유량은, 90원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 하층에 있어서의 규소와 산소의 합계 함유량은, 90원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하층 및 상기 상층의 각각에 있어서의 산소의 함유량은, 50원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위상 시프트막은, 상기 투광성 기판과 상기 하층 사이에 최하층을 갖고,
상기 최하층은, 상기 하층의 상기 투광성 기판측의 표면에 접하여 마련되고,
상기 최하층은, 하프늄과 산소를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크. - 제5항에 있어서,
상기 최하층의 두께는 5㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크. - 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 최하층에 있어서의 하프늄과 산소의 합계 함유량은, 90원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크. - 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 최하층에 있어서의 산소의 함유량은, 50원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하층의 두께는, 5㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위상 시프트막은, ArF 엑시머 레이저의 노광광을 20％ 이상의 투과율로 투과시키는 기능과, 상기 위상 시프트막을 투과한 상기 노광광에 대하여 상기 위상 시프트막의 두께와 동일한 거리만큼 공기 중을 통과한 상기 노광광과의 사이에서 150도 이상 210도 이하의 위상차를 발생시키는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위상 시프트막 상에, 차광막을 구비하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크. - 투광성 기판 상에 전사 패턴이 형성된 위상 시프트막을 구비하는 위상 시프트 마스크이며,
상기 위상 시프트막은, 하층 및 상층을 포함하고,
상기 상층은, 상기 하층의 상기 투광성 기판과는 반대측의 표면에 접하여 마련되고,
상기 하층은, 규소와 산소를 함유하고,
상기 상층은, 하프늄과 산소를 함유하고,
상기 상층의 두께는 5㎚ 이상이며,
상기 위상 시프트막의 두께는 90㎚ 이하인
것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제12항에 있어서,
상기 상층에 있어서의 하프늄과 산소의 합계 함유량은, 90원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 하층에 있어서의 규소와 산소의 합계 함유량은, 90원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하층 및 상기 상층의 각각에 있어서의 산소의 함유량은, 50원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위상 시프트막은, 상기 투광성 기판과 상기 하층 사이에 최하층을 갖고,
상기 최하층은, 상기 하층의 상기 투광성 기판측의 표면에 접하여 마련되고,
상기 최하층은, 하프늄과 산소를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제16항에 있어서,
상기 최하층의 두께는 5㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제16항 또는 제17항에 있어서,
상기 최하층에 있어서의 하프늄과 산소의 합계 함유량은, 90원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 최하층에 있어서의 산소의 함유량은, 50원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하층의 두께는, 5㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제12항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위상 시프트막은, ArF 엑시머 레이저의 노광광을 20％ 이상의 투과율로 투과시키는 기능과, 상기 위상 시프트막을 투과한 상기 노광광에 대하여 상기 위상 시프트막의 두께와 동일한 거리만큼 공기 중을 통과한 상기 노광광과의 사이에서 150도 이상 210도 이하의 위상차를 발생시키는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제12항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위상 시프트막 상에, 차광 패턴이 형성된 차광막을 구비하는 것을 특징으로 하는 위상 시프트 마스크. - 제12항 내지 제22항 중 어느 한 항에 기재된 위상 시프트 마스크를 사용하여, 반도체 기판 상의 레지스트막에 상기 전사 패턴을 노광 전사하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 제조 방법.
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2022
- 2022-01-21 WO PCT/JP2022/002156 patent/WO2022201816A1/ja active Application Filing
- 2022-01-21 KR KR1020237030073A patent/KR20230157956A/ko unknown
- 2022-03-03 TW TW111107656A patent/TW202303261A/zh unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07325384A (ja) | 1994-05-31 | 1995-12-12 | Mitsubishi Electric Corp | 誘電体マスク並びに該マスクの製造方法および製造装置 |
| JPH08171197A (ja) | 1994-12-19 | 1996-07-02 | Hitachi Ltd | エキシマレーザー加工用マスクとその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022201816A1 (ja) | 2022-09-29 |
| TW202303261A (zh) | 2023-01-16 |
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