KR987001099A - 위상쉬프트마스크 및 그 제조방법(Phase Shift Mask and Method of Manufacturing the Same) - Google Patents

위상쉬프트마스크 및 그 제조방법(Phase Shift Mask and Method of Manufacturing the Same) Download PDF

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로이치 코바야시
노부유키 요시오카
야이치로 와타카베
준지 미야자키
코우이치로 나리마츠
시게노리 야마시타
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기다오까 다까시
미쓰비 뎅키 가부시끼가이샤
핫토리 하지메
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Abstract

위상쉬프트마스크200의 제 2의 광투과부4가, 위상자가 180° 가 되고 투과율이 2%이상 5%미만을 가지는 몰리브덴 실리사이드 산화질화막, 또는 몰리브덴 실리사이드 산화라4으로 구성되어 있다. 또, 이 제 2의 광투과부4의 제조공정에서는, 스퍼터링법을 이용하여 몰리브덴 실리사이드산화막, 또는, 몰리브덴 실리사이드 산화질화막을 형성하고 있다. 이것에 의해, 종래의 투과율이 5∼40%인 감쇠형 위상쉬프트 마스크에 대해서, 위상쉬 프트마스크의 해상력이 향상하고, 레지스트 패턴의 주위에 생기는 사이드로프의 반생에 의한 레지스트막의 패턴붕괴를 방지하는 일이 가능해진다.

Description

위상쉬프트마스크 및 그 제조방법(Phase Shift Mask and Method of Manufacturing the Same)
근년, 반도체 집적회로에서 고집적화 및 미세화에 눈부신 발전이 있었다. 그것에 따라, 반도체 기판(이하, 간단히 웨이퍼라고 한다)상에 형성된 회로 패턴의 미세화도 급속하게 진행하여 오고 있다 그중에서도, 포토 리소그래피기술이, 패턴형성에서 기본기술로 해서 넓게 인식되어 있는 바 입니다. 따라서, 금일까지 여러가지의 개발, 개량이 되어 왔다. 그러나, 패턴의 미세과는 멈출수 없는 과제로서 패턴의 해 상도향상에의 요구도 더강하게 되어 오고 있다.
이 요구를 실현하기 위한 포토마스크로해서 예를들면, 특개소 57-62057호 공보 및 특개소 58-173744호 공보에 의해 위상쉬프트마스크에 의한 위상쉬프트 노광법이 제안되어 있다.
그러나, 상기 공보에 개시된 위상쉬프트마스크에 있어서는 라인 · 앤드 ·스웨이스등의 주기적인 패턴에 대해서는 대단히 유효하나, 패턴이 복잡한 경우에는 위상쉬프트의 배치등이 매우 곤란하게 되어, 임의의 패턴에는 설정할 수 없다하는 문제가 있다.
그래서, 이 문제점을 해결하는 위상쉬프트마스크로해서 예를들면, 「JJAP Series 5 Broc. of 1991 Intern. Micro Process Conference pp, 3-9J 및 「특개평 4-136854호 공보」 에 개시된 감쇠형의 위상쉬프트마스크가 이용하게금 되어 있다. 그러나, 상기 공보에 개시된 감쇠형 위상쉬프트 마스크에서는 노광광의 위상 및 투과율 을 제어하는 광 투과부의 구성은 투과율을 제어하는 크롬막과 위상차를 제어하는 SiO2막과 2층구조로 되어 있다. 이 때문에, 크롬막을 형성하기 위한 장치 및 그 공정과 SiO2막을 형성하기 위한 장치 및 그공정이 필요로된다. 또, 크롬막과 SiO2막의 에칭시에 있어서도, 각각 별개의 에칭제를 이용해서 에칭을 행하지 않으면 않되므로, 포토마스크를 형성하기 위한 프로세스가 다공정으로 되어, 결합이 발생하는 확률과 패턴칫수의 가공오차를 포항하는 확률이 높게 된다하는 문제점을 가지고 있다.
또한, 위상쉬프트마스크의 패턴에 남는 결함(흑결함)과 핀흘결함(백결함)이 생긴 경우, 이들의 결함을 수정 하기 위해서 크롬막과 SiO2막의 각막에 적용가능한 수정방법이 필요로 된다. 그 때문에, 종래의 수정방법을 이용할 수 있다하는 문제점도 있다.
또한, 상술한 위상쉬프트마스크를 이용한 노광방법에 있어서는 위상쉬프트마스크의 광 투과부의 막두께는 3050Å∼4200Å정도로 비교적 두껍게 되어 있다. 따라서, 노장광원에서의 노광광중, 경사된 성분을 가지는 노광광은 위상쉬프트의 광투과부를 투과해서도, 확실하게는 위상차가 180℃ 변환되지 않고, 위상차가 다른 성분을 가지는 노광광이 생긴다하는 문제가 있다.
그래서, 이들 문제점을 해결하는 것으로 해서 특개평 7-140635호 공보에 개시된 감쇠형 위상쉬프트마스크이다. 이 공보에 개시된 감쇠형위상쉬프트마스크 및 그 제조 방법에 의하면, 위상쉬프트 패턴을 투명기판이 노출하는 제 1의 광투과부와, 투과하는 노장광의 위상과 투과율이 제 1의 광투과부를 노장광의 위상에 대해서 180℃ 변환하고, 또, 투과율이 5∼40% 이고, 금속의 산화물, 금속의 질 화산화물, 금속실리사이드의 산화물 또는 금속실리사이드의 산화질화물의 단일 재료로 되는 제 2의 광투과부를 가지고 있다.
상기 구조로 되는 감쇠형 위상쉬프트마스크에 있어서는 종래의 스퍼터링장치를 이용해서 위상쉬프트부를 형성 하는 것이 가능하고, 또, 에칭공정에 있어서도, 단일의 에칭제를 이용하는 것으로 위상쉬프트부를 에칭하는 것이 가능하다.
그 결과 종래에 비해, 그 제조공정이 위상쉬프트막의 형성공정 및 위상쉬프트막의 에칭공정이 각각 1회로 된다. 따라서, 결항 발생확률 및 패턴 칫수의 가공오차가 생기는 확률을 저하시키는 것이 가능하게 되고, 그 결과, 고품질의 위상쉬프트마스크를 제공하는 것이 가능하게 된다. 또, 결함부분의 수정도, 제 2광투과부가 단일재료의 막이기 때문에 종래의 수정방법을 이용해서 용이하게 행할 수 있다.
또한, 위상쉬프트마스크의 노광방법에 있어서는 제 1의 광 투과부가 단일재료의 막으로 되어 있기 때문에 제 2의 광 투과부의 막두께는 1500Å∼2000Å정도로 않게 형성 가능하게 되어 있다. 또, 노광광에 포함되는 경사성 분의 노광광에 대해서도, 180° 의 위상차를 주는 것이 가능하게 되고, 따라서, 위상쉬프트마스크의 제 2의 광투자부를 투과한 후의 노장장의 위상자가 균일하게 된다. 따라서, 노광불량의 발생을 방지하는 것이 가능하게 되고, 그결과, 반도체장치의 제조공정에서의 수율의 향상을 도모하는 것이 가능하게 되어 있다.
그러나, 상술한 감쇠형의 위상쉬프트마스크에 있어서는 투과율이 5∼40%로 설정되어 있다. 특히, 실제의 반도체 장치의 개발과 제조에는 투과율이 5∼15%의 감쇠형의 위상쉬프트마스크가 이용되고 있다.
여기서, 감쇠형의 위상쉬프트마스크의 해상력의 향상은 위상쉬프트막의 투과율에 의존하고 있다. 이 투과율 이 높으면, 해상력이 크게 향상된다. 따라서, 높은 투과율의 값을 가진 감쇠형 위상쉬프트마스크가 바람직 하게된다. 그러나, 투과율의 갈이 높게되면, 위상쉬프트막을 투과하는 광량이 중대된다. 그 결과, 위상쉬프터막을 투과하는 광에 의해 레지스트막이 예상 이상으로 노광되어 버린다. 이하, 이 현상을 호려진 노광(카부리 노광)이라한다.
이 흐려지는 노광에 의해서, 포지티브형 레지스트막의 경우, 본래 남아 있어야 할 레지스트막이 감쇄하는 문제가 발생한다. 그 결과, 레지스트막의 패턴이 파괴되어 버린다.
또, 이 흐려지는노광에 의한 영향은 레지스트막의 콘트라스트에 의존한다. 일반적으로, 반도체장치의 제조공정 에서 이용되고 있는 레지스트막을 이용하는 경우에 그영향이 미치지 않는 투과율 값의 상한은 15%로 되어 있다. 이 투과율의 상한 값은 레지스트막의 콘트라스트의 개선과 그외의 프로세스에 의해 향상 시킬수 있다.
여기서, 감쇠협의 위상쉬프트마스크의 실용화와 반도체장치의 제조공정에의 적용확대에 따라 새로운 문제가 발생하고 있다.
우선, 그 하나가 통상레지스트막의 막두께는 1㎛정도로 사용되고 있다. 그러나, 특정의 공정에서는 2㎛정도의 막두께의 레지스트막이 필요로 되어 있다. 포지티브형 레지스트막의 경우, 같은 감도를 가지는 레지스트막은 1㎛의 막두께와 2㎛의 막두께로 노광하면, 2㎛의 막두께를 가지는 레지스트막의 쪽이 패턴을 벗기는데 많은 노광량이 필요로 한다. 노광량이 많게되면, 상술한 바와 같이 위상쉬프트막을 투과하는 광에 의한 레지스트막의 흐려지는 노광이 밭생해 버린다.
제 2로, 도 34 및 도 35를 참조해서, 달 패턴을 가지는 광투과부 10을 투과한 광(a)의 사이드로브(b)(1차회절광)에 의하여 홀 패턴의 주위가 노광된다하는 문제에 대해 설명한다 이것은 도 36 및 도 37을 참조해서 예를 들면, 반도체 기판 100의 위에 형성된 레지스트막 110에 있어서, 본래 개공된 홀 110a의 주위에 불필요한 홀 110b가 형성되어 버린다. 감쇠형의 위상쉬프트마스크의 투과율은 5∼40%의 범위내로 가능한한 투과율을 내리면 좋으나, 5%에서도 상술한 흐려진 노광과 사이드로브등의 영향이 나타난다는 것이 명확하게 되어 있다.
예를들면, 도 38을 참조해서, 캐패시터의 스트레지 노드등을 형성하기 위해 빼낸 라인 패턴10을 가지는 감쇠형위상쉬프트를 이용한 경우에 다음의 문제점이 발생한다.
위상 쉬프터막의 투과율이 5%이상의 경우, 도 30에 도시한 바와 같은 마스크패턴을 가지고, 이 마스크패턴을 이용해서 레지스트막의 노장을 행하면, 도 39에 도시한 바와 같이 레지스트패턴 110의 중앙부에 우묵한 곳 또는 구멍 110b가 발생해 버린다. 이것은 상술한 바와 같이 레지스트패턴 110의 주위의 노광광에서 생기는 사이드로브에 의해 레지스트패턴 110의 중앙부에서 이 사이드로브가 서로 겹쳐짐으로서 레지킥트막을 노장하게 된다. 이 영향은 위상쉬프터의 투과율이 5%의 것이어도 정도가 적지만 발생한다.
그 결과, 이 레지스트막을 이용해서, 다음의 공정의 에칭을 행하면, 레지스트막의 패턴붕괴에 의해 에칭 불량이 발생하여, 가공칫수정도(精度)가 나쁘게 된다하는 문제가 발생한다.
본 발명은 위상쉬프트마스크에 연관된 기술에 관한 것으로 보다 특정적으로는 노광광원의 파장의 광을 감 쇠시키는 감쇠형의 위상쉬프트마스크 기술에 관한 것이다.
도 1은 시뮬레이숀에 의해 구해진 투과율 T(%)와 초점심도(DOF)와의 관계를 나타내는 도면, 도 2는 도 1에 나타난 시뮬레이숀에 의한 데이터에 의거해서 봉상의 포토마스크의 초점심도와, 1,3,5 %의 투과율을 가지는 위상쉬프트마스크의 초점심도를 비교한 경우의 결과를 나타내는 도면, 도 3은 본 발명에 따큰 실시예1에서 위상쉬프트마스크의 단면구조도. 도 4(A)∼(C)는 본 발명에 다른 위상쉬프트마스크롤 이용한 경우의 마스크상의 전장 및 웨이퍼상의 광강도를 나타내는 모식도, 도 5∼ 도 8은 본 발명에 따른 실시예 1에서위상쉬프트마스크의 제 1∼제 4의 제조공정을 나타내는 단면도. 도 9는 DC마그테트론 스퍼터링장치의 구성을 나타내는 모식도, 도 10은 KrF 레이겨에서 n값, k값 및 막두께 ds의 관계를 나타내는 도면, 도 11은 i선에서 n값, k값 및 막두께 ds의 관계를 나타내는 도면. 도 12는 g선에서 n값, k값 및 막두께 ds의 관계를 나타내는 도면, 도 13은 실시예1에서 위상쉬프터막 형성시의 혼합가스의 유량비를 각 케이스마다에 플룻한 도면, 도 14~도 17은 본 발명에 따른 실시예2에서 위상쉬프트마스런의 제 1∼71 4제조공정을 나타내는 단면도. 도 18은 KrF 레이져에서 n값, k값 및 막두께 ds의 관계를 나타내는 도면, 도 19는 i선에서 n값, k값 및 막두레 ds의 관제를 나타내는 도면. 도 20은 g선에서 n값, k값 및 막두께 ds의 관계를 나타내는 도면. 도 21은 실시예2에서 위상쉬프터막 형성시의 혼합가스의 유량비를 각 케이스마다에 플롯한 제 1도. 도 22는 실시예2에서 위상쉬프터막 형성시의 혼합가스의 유량비를 각 케이스마다플롯한 제 2도, 도 23은 실시예2에서 위상쉬프터막 형성시의 혼합가스의 유량비를 각 케이스마다플롯한 제 3도. 도 24∼도 27은 본 발명에 따른 실시예3에서 위상쉬프트마스크의 제조 방법의 제 1∼제 5제조공정을 나타내는 단면도, 도 29는 본 발명에 따른 위상쉬프트마스크의 결함수정방법을 나타내는 단면도, 도 30는 본 발명에 따른 위상쉬프트마스크를 이장한 노광방법의 상태를 나타내는 모식도, 도 31는 본 발명에 따른 위상쉬프트마스크를 이용한 경우의 노광방법에서 초점 어긋남과 콘택홀 사이즈와의 관계를 나타내는 도면. 도 32는 종래기술에서 포토마스크를 이장한 경우의 노광방법에서 초점어릇남과 콘택흘 사이즈와의 관계를 나타내는 도면, 도 33은 본 발명에 따른 위상쉬프트마스크를 이용한 노광방법자, 종래기술에서 위상쉬프트마스크를 이용한 노광방법과의 고히어런스와 초점심도와의 관계를 비교하는 도면, 도 34는 종래기술에서 감쇠형 위상쉬프트마스크의 구조를 나타내는 단면도, 도 35는 도 건에 나타난 감쇠형 위상쉬프트 마스크를 투과하는 광의 광강도를 나타내는 도면, 도 36은 도 32에 나타난 감쇠형 위상쉬프트마스크를 이장해서 형성된 레지스트막의 구조를 나타내는 단면도, 도 37은 도 34에 나타난 감쇠형 위상쉬프트마스크를 이용해서 형성된 레지스트막의 평면구조를 나타내는 도면, 도 길은 제 1의 광투과부가 라인 패턴을 가지는 감쇠형 위상쉬프트마스크의 평면도. 도 39는 도 38에 나타난 감쇠형 위상쉬프트 마스크를 이용해서 형성된 레지스트막의 구조를 나타내는 평면도.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 감쇠형 위상쉬프트마스크의 효과를 향상시킬수 있는 투과율을 가지는 위상쉬프트마스크 및 그 제조방법, 그 마스크를 이용한 노광방법, 위상쉬프터막, 및 그 제조방법, 위상쉬프트마스크장 브란크스 및 그 제조방법, 위상쉬프트마스크의 결함수정방법, 위상쉬프트마스크의 결함조사방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 의거한 위상쉬프트마스크에 있어서는 노광광을 투과하는 기판과, 이 기판의 주표면상에 형성된 위상쉬프트패턴온 구비하고 있다. 우선, 노광광을 투과하는 기판상에 부과하는 노광광의 위상을 180℃ 변환하고, 또, 2%이상 5%미만의 투과율을 가지며, 금속산화물, 금속산화질화물, 금속실리사이드의 산화물 및 금속실 리사이드의 산화질화물로 부터 되는 군에서 선택된 1종류의 재료로 부터 되는 소정 두께의 위상쉬프트 막이 스퍼터링법을 이용해서 형성된다. 그후, 이 위상쉬프터막상에 소정의 패턴을 가지는 레지스트막이 형성된다.
다음에 이 레지스트막을 마스크로해서 드라이에칭법에 의해, 상기 위상쉬프터막의 에칭이 행하여져, 상기 기판이 노출되게되는 제 1의 광투과부와 상기 위상쉬프터막에서 제 2의 광투과부가 형성된다.
다음에, 본 발명에 따른 위상쉬프트마스크를 이용한 노장방법에 있어서는 이하의 공정을 구비하고 있다. 우선, 패턴형성층상에 레지스트막이 도포된다. 그후, 상기 레지스트막을 노광광을 투과하는 기판상에 형성된 상기 기판이 노출하는 제 1의 광투과부와 투과하는 노광광의 위상과 투과율이 상기 제 1의 광투과부를 투과하는 노광광의 위상에 대해서 180° 변환하고, 또, 투과율이 2%이상 5%미만이며, 금속의 산화물, 금속의 산화질화물, 금속실리사이드의 산화물 및 금속실리사이드의 산화질화물로 되는 군에서 선택된 1종류의 재료로 형성 되어 있다.
다음에, 본 발명에 의거한 위상쉬프터막의 제조방법에 있어서는 이하의 공정을 구비하고 있다. 우선, 스퍼터링법을 이용해서, 노광광을 투과하는 기판의 주표면상에 투과하는 노광광의 위상을 180℃ 변환하고, 또, 2% 이상 5%미만의 투과율을 가지고, 금속의 산화물, 금속의 산화질화물, 금속실리사이드의 산화물 및 금속실리사이드의 산화질화물로 되는 군에서 선택된 1종류의 재료로 되며, 소정 두께의 위상쉬프터막을 형성하는 공정을 구비하고 있다.
다음에, 본 발명에 의거한 위상쉬프트마스크용 브란크스에서는 노광광을 투과하는 기판과, 이 기판의 주표면상에 형성된 위상쉬프터막을 구비한 위상쉬프트미스펀용 브란크스에서, 상기 위상쉬프트막은 상기 위상쉬프트마스크용 브란크스를 투과하는 노장광의 위상과 투과율이, 상기 기판만을 투과하는 노장광의 위상에 대해서 180° 변환하고, 도, 투과율이 2%이상 5%미만이며, 금속의 산화물, 금속의 산화질화물, 금속실리사이드의 산화물 및 금속실리사이드의 산화질화물로 되는 군에서 선택된 1종류의 재료로 형성되어 있다.
다음에, 본 발명에 의거한 위상쉬프트아스크용 브란크스의 제조방법에 있어서는 스퍼터링법을 이용해서, 노광광을 투과하는 기판의 주표면상에 투과하는 노광광의 위상을 180° 변판하고, 또, 2%이상 5%미만의 투과율을 가지며, 금속의 산화물, 금속의 산화질화물, 금속실리사이드의 산화물 및 금속실리사이드의 산화질화물로 되는군에서 선택되는 1 종류의 재료로 되며, 소정 두께의 위상쉬프터막을 제조하는 공정을 포함하고 있다.
이상, 본 발명에 의거한 위상쉬프트마스크 및 그 제조방법, 위상쉬프트마스크를 이용한 노장방범, 위상쉬프터 및 그 제조방범, 위상쉬프트마스크용 브란크스 및 그 제조 방법에서는 제 2의 광투과부가, 제 1의 광투파부를 투과하는 노광광의 투과율에 대해 2%이상 5% 미만이 되도록 금속의 산화물, 금속의 산화질화물, 금속실리사 이드의 산화물 및 금속실리사이드의 산화질화물로 되는 군에서 선택된 1종류의 재료로 되는 막을 이용해서 구성되어 있다.
이와 같이, 투과율을 2%이상 5%미만으로 하는 것으로 위상쉬프트마스크의 노장광의 해상력이 향상하고, 종래기술에서 감쇠형위상쉬프트마스크에서 생긴 흐려진노광 및 사이드로브등의 영향을 해소하는 것이 가능하게 되고, 설계대로의 패턴을 레지스트막에 대해 노장하는 흐려지는것이 가능하게된다. 그 결과, 레지스트막의 패턴 붕괴가 없어지게 됨과 동시에 에칭불량이 없게되어, 가공칫수정도를 향상시키는 것이 가능하다.
1. 본 발명은 감쇠형 위상쉬프트마스크의 효과를 상승시킬수 있는 투과율을 가지는 위상쉬프트막과, 그 위상쉬프트막을 가지는 감쇠형의 위상쉬프트마스크를 얻도록하는 것이다.
상술한 종래기술에서 감쇠형위상쉬프트의 문제점에 대해, 위상쉬프트막의 투파율을 5%이하로 내리면, 급격하게 종래의 문제점이 감소하는 것이 판정되었다. 투과율이 5%미만으로, 그영향이 매우 적게퇴고, 특히 4%이하의 투과율에서는 종래의 문제가 전혀 생기지 않는 것을 안수 있다. 그러나, 위상쉬프트막의 투과율을 내리는 것은 통상의 포토마스크와 같게되어, 해상력의 개선효과가 적게되어 버린다.
이 점에 관해서, 감쇠형 위상쉬프트마스크의 투과율이 5%미만에서의 투과율과 해상력과의 관계를 시뮬레이숀에 의해 구해진 것을 도 1과 도 2에 나타나 있다. 양도면에 나타난 결과에 의해 감쇠형 위상쉬프터막의 투과율이 5%미만의 값에서, 해상력의 개선이 얻어지는 것은 투과율이 2%인것이 필요하다고 생각된다. 따라서, 상술한 종래의 문제점을 해결하면서, 또, 감쇠형 위상쉬프트마스크로 해서 효과가 얻어지는 투과율의 범위는 2%이상 5%미만인 것이 필요로 된다.
우선, 이 실시 예에서 위상쉬프트마스크의 구조에 대해서 설명한다. 이 위상쉬프트마스크 200은 도 3을 참조 해서 노광광을 투과하는 석영기판 1과, 이 성영기판 1의 주표면상에 형성된 위상쉬프트패턴 30을 구비하고 있다. 이 위상쉬프트패턴 30은 석영기판 1이 노출하는 제 1의 광투과부 10과, 투과하는 노광광의 위상과 투과율 이 제 1의 광투과율 10을 투과하는 노광광의 위상에 대해 180° 변환하고, 또, 투과율이 2%이상 5%미만이고, 단일 재료로 되는 제 2의 광투과부 4로 구성되어 있다.
다음에, 도 4(A),(B),(C)를 참조해서, 상기 구조에 의해 되는 위상쉬프트마스크 200을 통과하는 노장광의 마스크상의 전장 및 웨이퍼상의 광강도에 대해 설명한다.
우선, 도 4(A)는 상술한 위상쉬프트마스크 200의 단면도이다. 도 4(8)를 참조해서, 마스크상의 전장은 노장 패턴의 에지에서 위상이 반전하고 있기 때문에, 노광패턴의 에지부에서의 전장이 반드시 0 으로 된다. 따라서, 도 4(C)를 참조해서, 노광패턴의 광투과부 10과 위상 쉬프터부 4와의 웨이퍼상에서 전장의 차가 충분하계되어 높은 해상도를 얻는 것이 가능하게 된다.
2. 다음에, 실시예21로 해서. 상술한 위상쉬프트마스크 200의 제조 방법에 대하여, 위상쉬프트라으로 해서 몰리브덴 실리사이드산화막 또는 몰리브덴 실리사이드산화진하라을 이용한 경우에 대해 설명한다.
도 5 ∼도 8은 도 3에 나타내는 위상쉬프트마스크 200의 단면에 따른 제조공정을 나타내는 단면구조도이다.
우선, 도 5를 참조해서, 석영기판 1위에 스파터링법을 이용해서 몰리브덴실리사이드산화라 또는 몰리브덴 실리사이드 산화진화막으로 되는 위상쉬프터막 4를 형성한다. 이와같이, 석영기판 1상에 위상 쉬프터막 4가 형성된 것을 위상쉬프트 마스크용브란크스라고 부른다. 그후, 이 위상쉬프터막 4의 투과율을 안정시키기 위하여 크린오븐등을 이용해서 200℃이상의 가열처리를 행한다.
이것에 의해, 종래위상쉬프터막의 성막의 레지스트막 도포프로세스등의 가열처리(약 180℃)에 의해 투과율의 변동(0.5∼1.0%)을 방지할 수 있다. 다음에, 이위상쉬프터막 4의 위에 전자빔용 레지스트막 5(일본 제온제 ZEP-8IOS(등록상표))등을 막두께 약 5000Å형성한다. 그후, 몰리브덴실리사이드산화막 또는 몰리브덴산화질화 막은 도전성을 가지지 않기 때문에, 전자빔에 의한 노광시의 대전을 방지하기 위하여, 대전보호막6(소화전공 제 에스베사 100(등록상표))등을 약 100Å형성한다.
다음에, 도 6을 참조해서, 전자범용 레지스트막5에 전자빔을 노광하여, 대전방지막6을 수세해서 제거한다.
그후, 레지스트막5를 현상하는 것에 의해, 소정의 레지스트패턴을 가지는 레지스트막5를 형성한다. 다음에, 도 7을 참조해서, 상기 레지걱트막5를 마스크로해서 위상쉬프터막4의 에칭을 행한다. 이때 에칭장치는 평행평판형의 RF이온 에칭장치를 사용하여, 전극기판간 거리를 60mm. 작동압력 0.3 Terr, 반응가스 CF, + O2를 이용 해서, 각각의 유량을 95sccm 및 5sccm에 의해 에칭시간 약 11분에 의해 에칭을 행한다. 다음에 도 8을 참조해서, 레지스트막5를 제거한다. 이상에 의해, 이 실시예에서 위상쉬프트마스크가 환성된다.
다음에, 상술한 스퍼터링법을 이용한 위상쉬프터막의 형성조건에 대해서, 이하 상술한다. 위상쉬프터막에 요구되는 조건으로 해서는 우선, 노광광에 대한 투과율이 2%이상 5%미마의 범위내인 것 및 노광광의 위상을 180° 변환시킬것이 요구된다. 따라서, 이들 조건을 만족하는 막으로 해서, 본실시예에서는 상술한 바와 같이 몰리브덴 실리사이드산화막 및 몰리브덴 실리사이드 산화질화물로되는 막을 이용했다. 우선, 도 9를 참조해서, 상기막을 형성하기위한 스퍼터링장치에 대해서 설명한다. 도 9에 나타난 스퍼터링장치는 DC마그네트른 스퍼터링장치 500의 구성을 나타내는 개략도이다. 이 DC마그네트론 스퍼터링장치500은 진공충, 506의 내부에 타게트 507과 마그네트 508로 되는 마그네트론 캐소드 509가 설치되어 있다.
또, 타게트507에, 소정의 거리를 띄워서 대향해서 애노드 510이 배치되며, 이 애노드 510의 타게트 507의 대향면상에 예를들면, 2.3mm두깨. 127mm각의 석영기판 1이 배치되어 있다. 또한, 배기판 512 및 가스 도입관 513이 진공층 506의 소정이 위치에 설치되어 있다. 막 형성시 에서는 타게를 해서 몰리브덴실리사이드를 이용 해서, 성형시의 석영기판 1의 온도는 도시하지 않는 히터 및 온도제어장치에 의해 60℃∼150℃로 유지되고 있다.
이와 갈은 상태에 있어서, 가스도입관 513에서 스퍼터가스로 해서 알곤과 반응가스로 해서 산소 및 질소와의 혼합가스를 소정의 비율로 도입하여, 진공충 506내의 압력을 소정값으로 보지해서, 양전극간에 직류전압을 인가한다.
본 실시 예에서는 이 위상쉬프터막의 성막에서 여러가지 케이스의 몰리브덴실리사이드산화진화물로 되는 위상쉬프터막을 형성했다.
표 1은 상기 스퍼터조건을 기초로 혼합가스의 유량비를 여러가지 설정한 경우의 각 케이스에서 진공층 506내의 압력, 추적속도 및 막질을 나타내는 것이고, 케이스M-1∼M-7, M-14∼M-15는 몰리브덴 실리사이드 산화질화물의 위상쉬프터막이고, 케이스 M-8∼M-13, M-16∼M-17은 몰리브덴 실리사이드산화물의 위상 처프터 이다.
또, 표2∼표4는 노광광으로 해서 이용되는 KrF 레이걱(λ=248nm), i선(λ=365nm) 및 g선(λ =436nm)에 대한 각 케이스에서 투과율, 광학정수(n-i k)의 n값과 k 값 및 위상을 180˚ 변환시키기 위한 막두게d3를 나타내는 그래프이다.
상기 표 2∼표 4중에 있어서. 막뚜께ds*,는 노장광의 파장 λ 및 광학승수의 n값에서. 4, = λ/2(n-1)‥‥(1)의 관계식에서 구할 수 있다.
다음에, 도 10∼도 12는 표 2∼표 4에 나타난 각 케이스의 데이터를 그래프로 표현한 것 이고, 각각 횡축에 광학정수의 n값 우종축에 막두께 ds가 나타나 있다. 또, 도 10∼도 12중에는 투과율T를 나타내는 그래프를 동시에 기재하고 있다 우선, 도 10 및 표 2를 참조해서, 노광광이 KrF레이져의 경우, 위상쉬프터막으로 해서 요구되는 투과율이 2%이상 5%미만의 범위내에 있는 것은 M-2, M-3, M-7, M-9, M-14∼M-16인 것을 알수 있다.
다음에, 도 11 및 표 3을 참조해서, 노광광이 i선의 경우, 위상쉬프터막으로 해서 요구되는 투과율이 2%이상 5%미만의 범위내에 있는 것은 M-4∼M-6 인 것을 알수 있다.
다음에, 도 12 및 표 4를 참조해서, 노광광이 g선의 경우, 위상쉬프터막으로 해서 요구되는 투과율이 2%이상 5%미만의 범위내에 있는 것은 M-4∼M-6인 것을 알수 있다.
이상의 결과, 투과율T가 2%이상5%미만의 위상쉬프터로 해서 이용할 수 있는 것은 M-2∼M-7, M-9, M-14∼ M-16 인것을 알수 있다.
다음에, 상기 각 케이스를 가스유량비의 관계에 따라 그래프로 한것이 도 13이다. 도 13에 나나난 그래프는 케이스M-1∼케이스려-17에서 알곤, 산소 및 질소의 비율을 그래프로 한 것이다.
3각형의 저변이 알곤의 유량비(%), 3각형의 좌측경사변이 산소의 유량비(%), 3각형의 우측경사변이 질소의 유량비(%)를 나타내고, 각 케이스의 혼합가스의 포인트를 플롯한 것이다. 또, 도 10∼도 12 및 표2∼표4의 상기 결과에서투과율T가 2%이상 5%미만의 위상쉬프터막으로 이용될수 있는 것은 o, 투과율이 2%이상 5%미만의 위상쉬프터막으로 해서 이용할 수 없는 것을 ×로 나타내고 있다.
이 도면 13 및 표1에서 알수 있는 바와 같이, 투과율T가 2%이상 5%미만의 위상 쉬프터막으로 해서 이용할 수 있는 경우의 혼합가스의 각 성분이 점하는 체적백분율은 몰리브덴실리사이드 산화막의 경우는,
알곤이 73%∼76%
산소가 24%∼27%
인 것을 알수 있다.
또, 모리브덴실리사이드 질화산화막의 경우는
알곤이 57%∼79%
산소가 7%-18%
질소가 4%∼32%
인 것을 알수 있다.
이상, 상술한 조건에서, 위상쉬프트마스크를 형성한 경우, 제 2의 광투과확인 위상쉬프터막은 2%이상 5%미만의 투과율을 가지는 몰리브덴실리사이드산화물 또는 몰리브덴 실리사이드산화물로 되는 막으로 구성되어 있다.
또, 그 제조공정에 있어서는 상술한 몰리브덴 실리사이드산화물로 되는 막을 스퍼터링법을 이용해서 소정의 막두께로 형성하고, 그후, 소정의 에칭을 행하는 것에 의해 제 2의 광투과부를 형성하고 있다.
그 결과, 종래의 스퍼터링장치를 이용해서, 위상쉬프터막으로 해서 막을 형성하고 또, 에칭공정도 1회로 되며, 결함이 발생하는 확률 및 가공수치의 오차가 생기는 확률을 저하시킬수 있다.
3. 다음에, 실시예3으로 해서, 위상쉬프터막으로 해서, 크롬산화 막 또는 크롬산화질화막 또는 크롬산화질화탄화막을 이용하는경우에대해서상기위상쉬프트 마스크 200의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 14∼ 도 17은 도 3에 나타난위상쉬프트마스크 200의 단면에 따른제조공정을 나타내는 단면구조도이다.
우선, 도 14를 참조해서, 석영기판1 위에 스퍼터링법을 이용해서, 크롬산화 막 도는 크롬산파질화막 도는 크롬산화질화탄화물로 되는 위상쉬프터막 4를 형성한다. 다음에 이 위상쉬프터막 4의 투과율을 안정시키기 위하여, 크린오픈등을 이용해서 약 200℃이상의 가열처리를 행한다. 이것에 의해, 종래 위상쉬프터막의 성장후의 레지스트도포 프로세스에서 가열처리(약 180℃)에 의한 투과율의 변동(0.5∼1.0%)을 방지할 수 있다.
다음에, 이위상쉬프터막 4위에 레지스트막5를 막두께 약 5000Å을 형성한다. 다음에, 도 15를 참조해서, 레지 스트막5에 i선을 노광하고, 레지스트막5를 현상하는 것에 의해 소정의 레지스트 패턴을 가지는레지스트막 5를 형성한다. 다음에, 도 16을 참조하여, 상기 레지스트막 5를 마스크로 해서, 위상쉬프터막 4의 에칭을 행한다.
이 때의 에칭장치는 평행평판형의 RF이온 에칭장치를 이용하고, 전극기판간거리를 100mm, 작동압력 0.3Torr, 반응가스 CH2Cn2+ O2를 이용해서 각각의 유량을 25 socm 및 75 sccm에 의해 에칭시간 약 4분으로서 에칭을 행한다. 이상에 의해 본 실시 예에서 위상쉬프트마스크가 완성된다.
다음에 상술한 스퍼터링법을 이용한 위상쉬프트마스크의 형성조건에 대해 이하 상술한다. 위상쉬프터막에 요구되는 조건으로 해서는 상술한 바와 같이, 우선 노광광에 대한 투과율이 2%이상 5%미만의 범위내인 것 및 노장광의 위상을 180° 변환시키는 것이 요구된다.
따라서, 이들의 조건을 만족하는 막으로 해서, 본실시 예에서는 상술한 바와 같이, 크롬산화 막 및 크롬산화질화물 또는 크롬산화친화탄화물로 되는 막을 이용하고 있다.
또한, 상술한 위상쉬프터막을 형성하기위한 스퍼터링장치의 구조에 대해서는 도 9에 나타난 스퍼터링장치와 같기 때문에 여기서는 설명은 생략한다.
본 실시 예에서는 이 위상쉬프터막의 성장에서 각각의 케이스의 크롬산화 막 및 크롬산화질화자 또는 크롬산화질화탄화막으로 되는 위상쉬프트마스크를 형성했다.
표5는 혼합가스의 유량비를 설정한 경우의 각케이스에서 진공층내의 압력, 추진속도 및 막진을 나타내는 것이고, 케이스 C-1∼C-13은 크롬산화물의 위상 쉬프터 막이고, 케이스 C-14∼C-26은 크롬산화질화물의 위상쉬 프터막이며, 케이스 C-27∼C-30은 크롬산화 질화탄화물의 위상쉬프터막이다.
또, 표 6∼표 8은 노광광으로 해서 이용되는 KrF레이져(λ=248nm), i선(λ=365nm) 및 9선(λ=436nm)에 대한 각 케이스에서 투과율, 광학정수(n-i k)의 n간 과 k간 및 위상을 180° 변환시키기 위한 막두께 ds을 나타내는 그래프이다.
상기 표6∼표8중에서, 막두께ds는, 노황광의 파장λ 및 광학정수의 n치에서, ds= λ / 2 (n - 1) ‥‥(1)의 관계식을 구할 수가 있다.
다음에, 도 18∼도 20은 표6∼표8에 나타난 각 케이스의 데이터를 그래프로 나타낸 것이고, 각각 가로축에 광학승수의 n치, 왼쪽 세로축에 광학승수의 k치, 오른쪽 세로축에 ds가 나타나 있다. 또, 도 18∼도 20중에는, 투과율 T를 나타내는 그래프를 동시에 기재하고 있다.
먼저, 도 18 및 표6을 참조해서, 노광광은 KrF 레이저의 경우, 위상시프터자으로서 요구되는 투과율 T가 2%이상 5%미만의 범위내에 있는 것은, C-13 및 C-25인 것을 알 수 있다. 다음에 도 19 및 표7을 참조해서, 노광장이 i선인 경우 위상 시프터막으로서 요구되는 투과율 T가 2%이상 5%미만의 범위내에 있는 것은, C-17 및 C-29인 것을 알 수 있다. 다음에 도 20 및 표7을 참조해서, 노광광이 g선인 경우 위상 시프터막으로서 요구되는 투과율 T가 2%이상 5%미만의 범위내에 있는 것은, C-21, C-23 및 C-26인 것을 알 수 있다.
이상의 결과, 투과율 T가 2%이상 5%미만의 위상시프터라으로서 이용할 수 있는 것은, 상술한 케이스 C-13, C-17, C2l, C23, C-25, C-26, C-29인 것을 알 수 있다.
다음에, 상기 각 케이스의 혼합가스가 Ar+O2, Ar+O2+N2, Ar+NO, Ar+O2+CH6의 가스유량비의 관계에 의거해서 그래프에 표시된 것이 도 21∼도 23이다. 도 21에 나타나는 그래프는, 케이스C-1∼C-18에서의 아르곤, 산소 및 질소의 비율을 그래프로 만든 것이다.
삼각형의 밑변이 아르곤의 유량비(%), 삼각형의 좌측경사변이 산소의 유량비, 삼각형의 우측경사변이 질소의 유량비(%)를 나타내고, 각 케이스의 혼합가스의 포인트를 플롯한 것이다.
또, 도 18∼도 20 및 표5의 결과에서, 투과율 T가 2%이상 5%미만의 위상 시프터막으로서 이용할 수 있는 것은 0, 위상시프터막으로서 이용할 수 없는 것은 X로 나타내고 있다. 도 21의 그래프에서도 알 수 있듯이, 투과율 T가 2%이상 5%미만의 위상시프터막으로서 이용할 수가 있는 경우의 혼합가스의 각 성분이 차지하는 체적백분율은, 크롬산화 막의 경우는,
아르곤이 95%∼96%
산소가 4%-5%
인 것을 알 수 있다. 또, 크롬산화질화막의 경우는,
아르곤이 82%∼83%
산소가 4%-5%
질소가 12%∼13%
인 것을 알 수 있다.
다음에 도 22에 나타나는 그래프는, 케이스 C-19 ∼ C-26에서의 아르곤 및 NO의 비율을 그래프로 나타낸 것이다. 도 18과 도 20 및 표5의 결과에서,투과율 T가 2%이상 5%미만의 위상 시프터막으로서 이용할 수가 있는 것은 0, 위상시프터막으로서 이용할 수 없는 것은 X로 나타내고 있다. 또 도 23에 나타나는 그래프는, 케이스 C-27 ∼ 케이스 C-30에서의 아르곤, 질소 및 메탄(8%∼10%)의 비율을 그래프로 한 것이다.
삼각형의 및 변이 아르곤의 유량비(%), 삼각형의 좌측경사변이 산소의 유량비(%), 삼각형의 우측경사변이 메탄의 유량비(%)를 나타내고, 각 케이스의 혼합가스의 포인트를 플롯한 것이다.
또, 도 18∼도 20 및 표5의 결과에서, 위상시프터막으로서 이용할 수 있는 것은 0, 위상시프터막으로서 이용 할 수 없는 것을 X로 나타내고 있다. 도 21∼도 23의 그래프 및 표5에서 만 수 있듯이, 위상시프터막으로서 이용할 수 있는 경우의 혼합가스의 각 성분이 차지하는 체적백분율은, 크롬산화진화물의 경우는
아르곤이 75%∼87%
일산화질소가 13%-25%
인 것을 알 수 있다. 또 크롬산화질화탄화막의 경우는,
아르곤이 78%-79%
산소가 12%∼14%
질소가 12%∼14%
메탄이 8%-9%
인 것을 알 수 있다.
이상, 이 실시 예에서의 위상시프터막에서는, 제 2의 광투과부가 2%이상 5%미만의 투과율을 가지는 크롬산 화막, 크롬산화질화막 또는 크롬산화질화 탄화막으로 이루어지는 막만으로 구성되어 있다. 또 상술한 막을 스퍼터링법을 이용하여 소정의 막두께로 형성해서, 그 다음에 소정의 에칭을 행함으로써 제 2의 광투과부를 형성할 수가 있다. 이것에 의해, 종래의 스퍼터링장치를 이용해서 위상시프터막으로서의 막을 형성하고, 또 에칭 공정도 1회가 되기 때문에, 결함이 발생하는 확률 및 노장치수의 오차가 생길 확률을 저하시킬 수가 있게 된다.
또한, 상기에서, 제 2의 광투과부로서 몰리브덴 실리사이드산화막, 몰리브덴 실리사이드 산화질화막, 크롬산 화막 크롬산화질화막 또는 크롬산화질화 탄화막만으로 이루어지는 약으로 하고 있으나, 이것들에 한정되는 것은 아니고, 금속의 산화막, 금속의 질화막, 금속실리사이드의 질화막 및 금속실리사이드의 산화질화막 등을 이용해도 상관없다.
4. 다음에 이 발명에 의거한 실시예 4에 관해서 설명한다.
이 실시예는 위상쉬프트마스크의 제조공정에 있어서, 위상시프터자의 위에 전자빔 또는 레이저광에 의한 노광시의 대전(帶電)방지를 위한 금속막을 형성하도록 한 것이다. 이하, 도 24∼도 28을 참조해서 위상시프터막 제조공정에 관해서 설명한다.
도 24∼도 28은, 도 3에 나타나는 위상쉬프트마스크의 단면구조에 대응하는 단면구조도이다. 먼저, 도 24를 참조해서, 석영기판 1의 위에 실시예2 또는 실시예3과 마찬가지로, 투과하는 노광광에 180˚ 의 위상차를 주고, 투과율이 2%이상 5%미만인 몰리브덴 실리사이드의 산화막, 몰리브덴 실리사이드의 산화질화막, 크롬산화막, 크롬산화질화막, 또는 크롬산화질화한화막으로 이루어지는 위상시프터라4을 형성한다.
다음에, 이 위상시프터4의 위에, 막두께 약100∼500Å정도의 대전방지막6을 형성한다. 이 대전방지막6치 막질로서는, 위상시프터막의 막질이 Mo계인 경우는 몰리브덴막을 형성한다. 또, 위상시프터막4의 약진이 Cr계인 경우에는 크롬막을 형성한다.
이것은, 상술한 방법에 의해 형성되는 모리브덴 실리사이드의 산화라, 몰리브덴 실리사이드의 산화질화막, 크롬산화막, 크롬산화질화막, 크롬산화진화 탄화막으로 이루어지는 위상 시프터막4은 도전성을 가지지 않기 때문이다.
또 크롬산화 막에 있어서, 실시예3중에서 설명한 케이스 C-1 ∼ C-3에 의해 형성되는 크롬산화 막은 도전성을 가지기 때문에, 이 경우에는 상기 대전방지 막을 형성할 필요는 없다. 다음에, 이 대전방지막6의 위에 전자선용 레지스트막을 막두께 약 5000Å로 형성한다. 다음에 도 25를 참조해서, 전자빔용 레지스트막5의 소정의 개소에 전자빔을 노광해서 현상함으로써, 소정의 레지스트 패턴을 가지는 레지스트막 5을 형성한다.
다음에 도 26을 참조해서, 대전방지막6이 Mo계의 경우에는, 전자빔용 레지스트막5을 마스크로 해서, 대전방 지막5 및 위상시프터막4을 CF4+O2를 이용하여 드라이에칭에 의해 연속적으로 에칭한다. 다음에 도 27을 참조해서, 02플라스마 등을 이용하여 레지스트막5을 제거한다. 그 다음에 도 28을 참조해서, 에칭액(초산제 2
세륨암모늄/과염소산혼합액) 등을 이용하여, 대전방지막6을 에칭해서 제거한다. 이것에 의해 위상쉬프트마스크가 완성된다.
한편, 다시 도 25을 참조해서, 대전방지막6이 Cr계인 경우에는, 전자빔용 레지스트막5을 마스크로 해서, 대전방지막6 및 위상시프터막4을 CH2C12+02가스 또는 Cl2+O2가스 또는 Cl2가스를 이용해서 드라이에칭에 의해 연속적 으로 에칭한다.
다음에 도 27dmf 참조해서, O2플라스마 등을 이용하여 레지스트라5을 제거한다. 그 다음에 도 28을 참조해서, 유산등을 이용하여 대전방지막6을 에칭제거한다. 이것에 의해 위상쉬프트마스크가 완성된다. 또한, 상기 위상 쉬프트마스크의 에칭에서, 위상쉬프트마스크가 Mo계의 경우에는 모리브덴막으로 이루어지는 대전방지막을 형성하고, 위상쉬프트마스크가 Cr계의 경우에는 크롬막으로 이루어지는 대전방지 막을 형성하도록 하고 있으나 이것에 한정되는 것은 아니고, 위상쉬프트마스크가 Cr계에 대해서 대전방지 막으로서 Mo막을 이용해도 상관없 으며, 또한 Mo계의 위상 시프터막에 대해서, Cr계의 대전방지 막을 이용하도록 해도 마찬가지의 작용효과를 얻을 수가 있다.
이상 설명한 바와 같이, 위상쉬프트마스크의 제조공정시에 몰리브덴막을 설치함으로써, 전자선노광시의 대전방지를 꾀할 수 있게 되고, 또한 광학식 위치검출기의 빛 반사 막으로서 역할을 하는것도 가능해진다.
또 상술한 실시예4에서는 위상쉬프트마스크의 제조공정시에 몰리르덴막을 설치함으로써, 전자선 노장시의 대전방지를 꾀할 수 있게 되고, 또 광학식 위치검출기의 광반사막으로서의 역할을 하는 일도 가능해진다.
또한, 상술한 실시예4에서는 대전방지 막으로서 몰리브덴막 또는 크롬막을 이용했으나, 같은 효과가 얻어지는 금속막, 예를들면 W, Ta, Ti, Si, Al등이나, 그것들의 합금으로 이루어지는 막이라도 상관없다.
5. 다음에 실시예1∼실시예3에서 형성된 위상쉬프트마스크에 있어서, 도 27에 나타나는 바와 같이 남는 결함(흑결함)50이나 핀흘결함(백결함)51이 생긴 경우의 결함검사방법 및 결함수정방법에 관해서 설명한다.
먼저, 제작한 위상쉬프트마스크에 대해서, 광투과형 결함검사장치(KLA사제(社製) 239HR형)을 이용하여 칩비교방식의 결함검사를 행한다. 이 결함검사장치는 수은램프를 광원으로 하는 빛이 검사를 행한다 검사결과, 패턴이 에칭되어야 할 곳에 위상시프터막이 남는 나머지 결함과, 위상시프터막이 남아야 할 곳이 핀흘이나 귀떨어진 형상으로 없어져버리는 핀흘결함을 검출한다.
다음에, 이러한 결함은 수정한다. 나머지 결함에 대해서는, 종래의 포토마스크에서 이용되고 있는 YAG레이 저에 의한 레이저플로수정장치를 이용해서 행한다. 또 다른 방법으로서, FIB에 의한 스패터엣지의 가스도입에 의한 어시스트 엣지에 대해서도 제거할 수가 있다. 다음에 핀흘결함에 대해서는, 종래의 포토마스크로 이용되고 있는 FIB 어시스트디포지션 방법에 의한 카본계막52의 디포지션으로 핀흘결함부분을 메우는 수정을 행한다.
이와 같이 해서 수정된 위상쉬브트마스크를 세정한 경우에도, 카본계라52이 벗겨지는 것은 아니고, 양호한 위상쉬프트마스크를 얻을 수가 있다.
6. 다음에 상술한 위상쉬프트마스크를 이용한 노광방법에 관해서 설명한다. 이 위상쉬프트마스크를 이용한 경우, 위상시크터막의 막두께는 표2∼표4, 표6∼표8의 막두께 치수(ds)에 나타나는 바와 같이. 약 1500Å~2000Å정도의 막두께로 형성되어 있다. 이 때문에 종래의 위상시프터막의 막두께의 약 절반정도로 형성될 수 있도록 하기 위해, 도 30에 나타나는 바와 같이, 노광광에 포함되는 경사성분의 노광광에 대해서도 180° 의 위상차를 부여하는 일이 가능해진다.
그 결과, 도 31에 나타나는 바와 같이, 예를 들면 0.4㎛의 콘택흘을 개공하려고 하는 경우, 1.2㎛의 초점이 벗어나는 것을 허용하는 일이 가능해진다. 또 종래 이용되고 있는 포토마스크의 경우, 도 32에 나타나는 바와 같이, 같은 0.4㎛의 콘택흘을 개공하는 경우에는,0.6㎛의 초점이 벗어나는 것밖에 허용할 수가 없었다.
또한, 커피레인지가 0.3∼0.7, 바람직하게는 0.5∼0.6의 노광장치에서는, 도 33에 나타나는 바와같이 초점심도를 종래의 포토마스크에 비해서 크게 향상시키는 일이 가능해진다.
또한, 도 31∼도 33은, 본 발명에 의거한 위상쉬프트마스크를 5 : 1의 축소투영 노광장치에 이용한 경우의 실험결과를 나타내고 있으나, 축소배율이 4 : 1, 2.5 1인 축소투영 노장장치나 1 : 1의 투영노광장치를 이용 해도 마찬가지의 작용효과를 얻을 수가 있다. 또 투영노광장치에 한정되지 않고, 밀착노광, 플로키시미티노광을 이용해도 같은 효과를 얻을 수가 있다. 또한, 상기 노광방법은, g선, i선, KrF레이저를 이용해도 같은 작용 효과를 얻을 수가 있다.
이상 본 실시 예에서의 위상쉬프트마스크를 이용한 노광방법에 의하면 노광불량의 발생을 방지할 수가 있기 때문에, 반도체장치의 제조공정에서의 수율향상을 꾀하는 일이 가능해진다. 이 노광방법은 4M, 16M, 64M, 2S6M의 DRAM, SRAM, 플래시메모리, ASIC, 마이콤, GaAs 등의 반도체장치의 제조공정에서 유효하게 이용할 수가 있고, 나아가서는 단체의 반도체디바이스나 액정 디스플레이의 제조공정에서도 충분히 이용할 수가 있게 된다.
이상, 이번에 개시한 실시예는 모든점에서 예시일 뿐이고 그것에 한정되는 것은 아니라고 생각해야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니고 특허청구의 범위에 의해 나타나며, 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
본 발명은 노광파장의 빛을 감쇠시키는 감쇠형의 위상쉬프트마스크의 기술에 유효하게 적장될 수 있다.

Claims (57)

  1. 노광광을 투과하는 기판과, 이 기판의 주표면상에 형성된 위상쉬프트 패턴을 구비하고, 상기 위상쉬프트 패턴은, 상기 기판이 노출하는 제 1의 광투과부와, 투과하는 노광광의 위상과 투과율이, 상기 제 1의 광투과부를 투과하는 노광광의 위상에 대해서 180° 변환하고, 또한 투과율이 2%이상 5%미만이며, 금속의 산화라, 금속의 산화질화막, 금속실리사이드와 산화막 및 금속실리사이드와 산화질화라으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종류의 재료의 막으로 이루어지는 제 2의 광투과부널 가지는 위상쉬프트마스크.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2의 광투과부는, 크롬산화 막, 크롬산화진화라, 크롬 산화질화탄화자, 몰리브덴 실리사이드 산화막 및 , 몰리브덴 실리사이드 산화질화막으로 이루어지는 군중에서 선택되는 1종류의 재료의 막으로 이루어지는 위상쉬프트마스크.
  3. 노광광을 투과하는 기판의 주표면상에, 투과하는 노광광의 위상을 180° 변환하고, 또한, 2%이상 5%미만의 투과율을 가지며, 금 속의 산화막, 금속의 산화질화막, 금속 실리사이드의 산화막 및 금속실리사이드의 산화질화막으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종류의 재료의 막으로 이루어지고, 소정두께의 위상시프터막을 스퍼터링법을 이용해서 형성하는 공정과, 이 위상시프터막의 위에, 소정의 패턴을 가지는 레지스트막을 형성하는 공정과, 이 레지스트막을 마스크로 해서, 드라이에칭법에 의해 상기 위상시프터라의 에칭을 행하고, 상기 기판이 노출해서 이루어지는 제 2의 광투과부를 형성하는 공정을 구비한 위상쉬프트마걱크의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서 상기 위상시프터막을 형성하는 공정은, 몰리브덴 실리사이드의 타케트를 이강하고, 아르곤과 산소의 혼합가스 분위기중에서, 몰리브덴 실리사이드 산화막을 형성하는 공정을 포함하는 위상쉬프트 마스크의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 혼합가스의 각 성분이 차지하는 체적백분율의 범위는, 아르곤이 73%∼76%의 범위이고, 나머지가 산소인 위상쉬프트마스크의 제조방법.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 위상시프터막을 형성하는 공정은, 몰리브덴 실리사이드의 타케트를 이용하여, 아르곤, 산소 및 질소의 혼합가스 분위기중에서 몰리브덴 실리사이드 산화질화막을 형성하는 공정을 포함하는 위 상쉬프트마스크의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 혼합가스의 각 성분을 차지하는 체적백분율의 범위는, 아르곤이 57%∼79%, 산소가 7%∼18%, 질소가 4%∼30%인 위상쉬프트마스크의 제조방법.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 위상시프터막을 형성하는 공정은, 크롬의 타케트를 이용하여, 아르곤과 산소의 혼합가스분위기중에서 크롬산화 막을 형성하는 공정을 포함하는 위상쉬프트마스크의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 혼합가스의 각 성분이 차지하는 체적백분율의 범위는, 아르곤이 95%∼96%의 범위이고, 나머지가 산소인 위상쉬프트마스크의 제조방법.
  10. 제 3 항에 있어서, 상기 위상시프터막을 형성하는 공정은, 크롬의 타케트를 이용하여, 아르곤, 산소 및 질소의 혼합가스분위기중에서 크롬산화질화막을 형성하는 공정을 포함하는 위상쉬프트마스크의 제조방법.
    고, 또한 2%이상 5%미만의 투과율을 가지는 소정두께의 위상시프터막을 형성하는 위상시프터막의 제조방법에 있어서, 몰리브덴 실리사이드의 하케트를 이용하여. 아르곤과 산소의 혼함가스분위기중에서 몰리브덴 실리 사이드 산화 막으로 된 위상시프터막을 형성하는 위상시프터막의 제조방법.
  11. 내용 없음.
  12. 내용 없음.
  13. 내용 없음.
  14. 내용 없음.
  15. 내용 없음.
  16. 내용 없음.
  17. 내용 없음.
  18. 내용 없음.
  19. 내용 없음.
  20. 내용 없음.
  21. 내용 없음.
  22. 내용 없음.
  23. 내용 없음.
  24. 내용 없음.
  25. 고, 또한 2%이상 5%미만의 투과율을 가지는 소정두께의 위상시프터막을 형성하는 위상시프터막의 제조방법에 있어서, 몰리브덴 실리사이드의 타케트를 이용하여, 아르곤과 산소의 혼합가스분위기중에서 몰리브덴 실리사이드 산화막으로 된 위상시프터막을 형성하는 위상시프터막의 제조방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 혼합가스의 각 성분이 차지하는 체적백분율의 범위는, 아르곤이 73%∼76%의 범위이고, 나머지가 산소인 위상시프터막의 제조방법.
  27. 스퍼터링법을 이용하여, 노광광을 투과하는 기판의 주표면상에 투과하는 노광광의 위상을 180° 변환하고, 또한, 2%이상 5%미만의 투과율을 가지는 소정두께의 위상시프터막을 형성하는 위상시프터막의 제조방법에 있어서, 몰리브덴 실리사이드의 타케트를 이용하여, 아르곤, 산소 및 질소의 혼합가스분위기중에서 몰리브덴 실리사이드 산화질화막으로 된 위상시프터막을 형성하는 위상시프터막의 제조방법.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 혼합가스의 각 성분이 차지하는 체적백분율의 범위는, 아르곤이 ,57%∼79%, 산소가 17%∼18%, 질소가 4%∼30%인 위상시프터막의 제조방법.
  29. 스퍼터링법을 이용하여, 노광광을 투과하는 기판의 주표면상에, 투과하는 노광광의 위상을 180° 변환하고, 또한 2%이상 5%미만의 투과율을 가진 소정두께의 위상시프터막을 형성하는 위상시프터라의 제조방법으로서, 크롬의 하케트를 이용하여, 아르곤과 산소의 혼합가스된위기중에서 크롬산화만으로 이루어지는 위상시 프터막을 형성하는 위상시프터막의 제조방법.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 혼합가스의 각 성분이 차지하는 체적백분율의 범위는, 아르곤이 95%∼96%의 범위이고, 나머지가 산소인 위상시프터막의 제조방법.
  31. 스퍼터링법을 이용하여, 노광광을 투과하는 기판의 주표면상에 투과하는 노광광외 위상을 180° 변환하고, 또한 2%이상 5%미만의 투과율을 가지는 소정두께의 위상시프터의 제조방법에 있어서, 크롬의 타케트를 이용하여, 아르곤, 산소 및 질소의 혼합가스된위기중에서, 크롬산화질화막으로 이루어지는 위상시프터막을 형성하는 위상시프터막의 제조방법.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 혼합가스의 각 성분을 차지하는 체적백분율의 범위는, 아르곤이 82%∼83%, 산소가 4%-5%, 질소가 12%-13%인 위상시프터자의 제조방법.
  33. 스퍼터링법을 이용하여, 노광광을 투과하는 기판의 주표면상에, 투과하는 노광광의 위상을 180° 변환하고 있어서, 크롬의 타케트를 이용하여, 아르곤과 일산화질소의 혼합가스환위기중에서 크롬산화질화막으로 된 위상쉬프트막을 형성하는 위상시프터막의 제조방법.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 혼합가스의 각 성분을 차지하는 체적백분율의 범위는, 아르곤이 75%∼87%의 범위이고, 나머지가 일 산화질소인 위상시프터막의 제조방법.
  35. 스퍼터링법을 이용하여, 노광광을 투과하는 기판의 주표면상에 투과하는 노광광의 위상을 180° 변환하고, 또한 2%이상 5%미만의 투과율을 가진 소정두께의 위상시프터막을 형성하는 위상시프터라의 제조방법에 있어서, 크롬의 타케트를 이용하여, 아르곤, 산소, 진소 및 메탄의 단합가스 분위기중에서 크롬산화진화탄화라으로 된 위상시프터막을 형성하는, 위상시프터막의 제조방법.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 혼합가스의 각 성분이 차지하는 체적백분율의 범위는, 아르곤이 78%∼79%, 산소가 12%∼14%, 메탄이 8%∼9%이고 나머지가 짙소가스인 위상쉬프트막의 제조방법.
  37. 노광광을 투과하는 기판과, 이 기판의 주표면상에 형성된 위상시프터막을 구비한 위상쉬프트마스크용 브랜크스에 있어서, 상기 위상시프터자은, 상기 위상쉬프트마스크용 브랜크스를 투과하는 노광광의 위상과, 투과율이 상기 기판만을 투과하는 노광광의 위상에 대해서 180° 변환하고, 또한 투과율이 2%이상 5%미만이며, 금속의 산화막, 금속의 산화질화막, 금속실리사이드의 산화라 및 금속실리사이드의 산화진화막으로 된 군에서 선택되는 1종류의 재료로 이루어지는 위상쉬프트마스크장 브랜크스.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 1종류의 재료는, 크롬의 산화막, 크롬의 산화질화라, 크롬의 산화진화탄화막, 몰리브덴 실리사이드의 산화막 및, 몰리브덴 실리사이드의 산화질화막으로 이루어지는 군에서 선택되는 재료인 위상쉬프트마스크용 브랜크스.
  39. 제 37 항 또는 제 38 항에 있어서, 상기 위상쉬프트마스크용 브랜크스는, 상기 기판의 위에 금속막을 더 구비하는 위상쉬프트마스크용 브랜크스.
  40. 제 39 항에 있어서, 상기 금속막은 크롬막 또는 몰리브덴인 위상쉬프트마스크용 브랜크스.
  41. 제 37항∼제 40항의 어느 1항에 있어서, 상기 위상쉬프트마스크용 브랜크스는, 상기 기판상에 레지스트 막을 더 구비하는 위상쉬프트마스크용 브랜크스.
  42. 스퍼터링법을 이용하여, 노광광을 투과하는 기판의 주표면상에 투과하는 노광광의 위상을 180° 변환하고, 또한 2%이상 5%미만의 투과율을 가지는 소정두께의 위상시프터막을 경성하는 위상쉬프트마스크의 제조 방법에 있어서, 몰리브덴 실리사이드의 타케트를 이용하여, 아르곤과 산소의 혼합가스 분위기중에서 몰리브덴 실리사이드 산화막으로 이루어지는 위상시프터막을 형성하는 위상쉬프트마스크용 브랜크스의 제조방법.
  43. 제 42 항에 있어서, 상기 혼합가스의 각 성분이 차지하는 체적백분율의 범위는 아르곤이 73%∼76%의 범위이고, 나머지가 산소인 위상쉬프트마스크용 브랜크스의 제조방법.
  44. 스퍼터링법을 이용하여, 노광광을 투과하는 기판의 주표면상에 투과하는 노광광의 위상을 180° 변환하고, 또한 2%이상 5%미만의 투과율을 가지는 소청두께의 위상시프터막을 형성하는 위상쉬프트마스크용 브랜크스의 제조방법에 있어서, 몰리브덴 실리사이드의 타케트를 이용하여, 아르곤, 산소 및 질소의 혼합가스분위 기중에서, 몰리브덴 실리사이드 산화질화막으로 이루어지는 위상시프터막을 형성하는 위상쉬프트마스크용 브랜크스의 제조방법.
  45. 제 44 항에 있어서 상기 혼합가스의 각 성분이 차지하는 체적백분율의 범위는, 아르곤이 57%∼79%, 산소가 17%∼18%, 질소가 4%∼30% 위상쉬프트마스크웅 브랜크스의 제조방법.
  46. 스퍼터링법을 이용하여, 노광광을 투과하는 기판의 주표면상에, 투과하는 노광광의 위상은 180° 변환하고, 또한 2%이상 5%미만의 투과율을 가지는 소정두께의 위상시프터막을 형성하는 위상쉬프트마스크용 브랜크스의 제조방법에 있어서, 크롬의 타케트를 이용하여, 아르곤과 산소의 혼합가스 분위기중에서, 크롬산화막으로 된 위상시프터막을 형성하는 위상쉬프트마스크용 브랜크스의 제조방법.
  47. 제 46 항에 있어서, 상기 혼합가스의 각 성분이 차지하는 체적백분율의 범위는, 아르곤이 95%∼96%의 범위이고, 나머지가 산소인 위상쉬프트마스크용 브랜크스의 제조방법.
  48. 스퍼터링법을 이용하여, 노광광을 투과하는 기판의 주표면상에, 투과하는 노광광의 위상을 180°변환하고, 또한 2%이상 5%미만의 투과율을 가지는 소청두께의 위상쉬프트마스크용 브랜크스의 제조방법에 있어서, 크롬의 타케트를 이용하여, 아르곤, 산소 및 질소의 혼합가스 분위기중에서 크롬산화질화막으로 이루어지는 위상시프터막을 형성하는 위상쉬프트마스크용 브랜크스의 제조방법.
  49. 제 48 항에 있어서, 상기 혼합가스의 각 성분을 차지하는 체적백분율의 범위는, 아르곤이 82%∼83%, 산소가 4%∼5%, 질소가 12%∼13%인 위상쉬프트마스크웅 브랜크스의 제조방법.
  50. 스퍼터링법을 이용하여, 노광광을 투과하는 기판의 주표면상에 투과하는 노광광의 위상을 180° 변환하고, 또한 2%이상 5%미만의 투과율을 가진 소정두게의 위상시프터막을 형성하는 위상쉬프트마스크장 브랜크스의 제조방법에 있어서, 크롬의 타케트를 이용하여, 아르곤과 일산화진소의 혼합가스분위기중에서 크롬산화질화막으로 이루어지는 위상시프터막을 형성하는, 위상쉬프트마스크용 브랜크스의 제조방법.
  51. 제 50 항에 있어서, 상기 혼합가스의 각 성분이 차지하는 체적백분율의 범위는, 아르곤이 75%∼87%의 범위이고 나머지가 일산화질소인 위상시프터막을 형성하는, 위상쉬프트마스크용 브랜크스의 제조방법.
  52. 스퍼터링법을 이용하여, 노광광을 투과하는 기판의 주표면상에, 투과하는 노장광의 위상을 180° 변환하고, 또한 2%이상 5%미만의 투과율을 가지는 소정두께의 위상시프터막을 형성하는 위상쉬프트마스크용 브랜크스의 제조방법에 있어서, 크롬의 타케트를 이용하여, 아르관, 산소, 질소 및 메한의 혼합가스분위기중에서 크롬산화질화탄화막으로 된 위상시프터막온 정성하는, 위상쉬프트마스크용 브랜크스의 제조방럽.
  53. 제 52 항에 있어서, 상기 혼합가스의 각 성분이 차지하는 체적백분율의 범위는, 아르곤이 78%∼79%, 산소가 12%∼14%, 메탄이 8%∼9%이고 나머지가 질소가스인 위상쉬프트마스크용 브랜크스의 제조방법.
  54. 제 42 항∼제 53 항에 있어서, 상기 위상쉬프트마스크장 브랜크스를 형성하는 공정은, 상기 위상 시프터막은 스퍼터링럽을 이용하여 형성한 후에, 200℃ 이상의 열처리를 행하는 공정을 포함하는 위상쉬프트마스크용 브랜크스의 제조방법.
  55. 노광광을 투과하는 기판과, 이 기판의 주표면상에 형성된 위상쉬프트 패턴을 구비하고, 상기 위상쉬프트패턴은, 상기 기판이 노출하는 제 1의 광투과부와 투과하는 노장광의 위상 및, 투과율이 상기 제 1의 광투과 부를 투과하는 노광광의 위상에 대해서 180° 변환하고, 또한 투과율이 2%이상 5%미만이며, 금속의 산화막, 금속의 산화질화막, 금속실리사이드의 산화막 및, 금속실리사이드의 산화질화막으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종류의 막으로 된 제 2의 광투과부를 가지는 위상쉬프트마스크에 있어서, 상기 제 2의 광투과부에 남은 결함(흑결함) 또는 핀를결함(백결함)이 생긴 경우의 위상쉬프트마스크의 결함검사방법에 있어서, 상기 위상쉬 프트마스크에 대해서, 수은램프를 광원으로 하는 빛을 이웅해서, 칩비교방식에 의해 결함검사를 행하는 위상 쉬프트마스크의 결함검사방법.
  56. 노광광을 투과하는 기판과, 그 기판의 주표면상에 형성된 위상쉬프트패턴을 구비하고, 상기 위상쉬프트 패턴은, 기판이 노출하는 제 1와 광투과부와, 투과하는 노광광의 위상 및 투과율이 제 1의 광투과부를 투과하는 노광광의 위상에 대해서 180° 변환하고, 또한 투과율이 2%이상 5%미만이며, 금속의 산화라, 금속의 산화질화막, 금속실리사이드의 산화막 및 금속실리사이드의 산화질화막으로 되는 군에서 선택되는 1종류의 약으로 이루어지는 제 2의 광투과부를 가지는 위상쉬프트마스크에 있어서, 상기 제 2의 광투과부에 남은 결함(흑결함)이 생긴 경우의 위상쉬프트마스크의 결함수정방법에 있어서, 상기 제 2 광투과부에 생긴 남은 결함(흑결함)에 대해서 YAG레이저 또는 FIB에 의한 스페터에칭에 의해 남은 결함의 제거를 행하는 위상쉬프트마스크의 결함수정방법 .
  57. 노광광을 투과하는 기판과, 그 기판의 주표면상에 형성된 위상쉬프트괘턴을 구비하고, 상기 위상쉬프트패턴은, 기판이 노출하는 제 1의 광투긱부와, 투과하는 노장광의 위상 및 투과율이 제 1의 광투과부를 투과하는 노장광의 위상에 대해서 180° 변환하고, 또한 투과율이 2%이상 5%미만이며, 금속의 산화막, 금속의 산화질화막, 금속실리사이드의 산화막 및 금속실리사이드의 산화짙화막으로 되는 군에서 선택되는 1종류의 막으로 이루어지는 제 2의 광루과부를 가지는 위상쉬프트마스크에 있어서, 상기케 2의 광투과부에 핀흘결함(백결함)이 생긴 경우의 위상쉬프트마스크의 결함수정방법에 있어서 상기 제 2 광투과부에 생긴 핀흘결함(백결함)에 대해서, FIB 어시스트디포지션 방법에 의한 카본계막의 디포지션에 의해 핀흘결함부분을 메워서 수정을 행하는 위상쉬프트마스크의 결함수정방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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