KR20060120613A - 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크 및 포토 마스크 - Google Patents

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KR20060120613A
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우테 부트게라이트
귄터 헤스
올리버 괴츠베르거
프랑크 슈미트
프랑크 조벨
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Abstract

본 발명은, 300nm 이하의 노출 파장에 대한 리소그래피용의 매립된 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크와 이온 빔 증착에 의하여 그러한 마스크 블랭크를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 마스크 블랭크는 기판 및 박막 시스템을 포함하며, 이러한 박막 시스템은 투과 조절 하층 및 위상 편이 조절 하층을 을 포함한다. 투과 조절 하층은 Mg, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 산화물, 질화물, 붕소화물 및 탄화물과 이들의 금속 혼합물 및 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속 또는 금속 혼합물을 포함하고, 위상 편이 조절 하층은 Ge, Si 및/또는 Al의 붕소화물, 탄화물, 산화물 및/또는 질화물 또는 이들의 혼합물을 포함한다.

Description

감쇄 위상 편이 마스크 블랭크 및 포토 마스크 {ATTENUATED PHASE SHIFT MASK BLANK AND PHOTOMASK}
본 발명은 300nm 이하의 노출 파장에 대한 리소그래피용 위상 편이 마스크 블랭크(phase shift mask blanks) 및 그러한 마스크 블랭크를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 출원은 미국 특허 출원 번호 제 10/655,593 호, 유럽 특허 출원 번호 제 04001359.1 호 및 제 04008566.4 호의 우선권을 주장하는 출원이며, 이러한 문헌은 본 명세서에 참고로 포함된다.
일반적인 2원의 마스크 기술로는 달성하기에 곤란한 리소그래픽 도구의 깊이 초점 및 콘트라스트, 해상도를 향상시키기 위한 방안으로서 위상 편이 마스크가 상당한 관심을 받고 있다.
몇 개의 위상 편이 기구 가운데, 고체상 기술(Solid State Technology) 1월판 43페이지(1992년)에 제시된 Burn J, Lin의 감쇄된(매립된) 위상 편이 마스크는 제조 편이와 그에 따른 비용 절감으로 인하여 더욱 폭넓게 받아들여지고 있으며, 이 문헌은 본 명세서에 참고로 포함된다.
위상 편이 마스크의 다양한 변형 기술이 제안되었다. 첫 번째 기술로서, 기 판에는 예를 들면, 아주 얇은 크롬층과 같은 약간 투명한 층이 제공되며, 필요로 하는 위상 편이를 형성시키기 위하여 석영 기판에 에칭되어 결합된다[레빈슨(Levinson) 타입, 하드 타입, 혹은 교대 타입 위상 편이 마스크]. 이러한 방법에 따르면, 층 증착(deposition) 및 에칭 공정 모두에 있어 고도의 조절 작업이 요구된다.
다른 기술로서, 위상 편이 마스크는 위상 편이를 갖는 하나 이상의 층을 적용하고 상기 기판의 특성들을 감쇄시킴으로써 제공된다. 하나의 층이 입사광의 감소뿐만 아니라 180°위상 편이를 제공하는 단일 층 방안이 제안되었다. 또한, 이러한 단일 층 방안 이외에도, 이층 및 다층의 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크가 개시되어 있다.
포토 마스크(photomask)의 외부 크기 감소에 대한 필요성이 증가함에 따라, 증착된 층의 막 두께의 균일성이 마스크 블랭크의 제조 및 공정에 있어서 매우 중요하게 되었다. 소정의 위상 편이, 투과율 및/또는 반사율과 같은 소정의 광학적 특성들을 가지고서 층을 증착시키기 위해서는, 산출된 층 두께로부터의 국소 편차가 없어져야 하는데, 왜냐하면 이러한 국소 편차로 인해 마스크 블랭크의 직경을 가로지르는 비 균일한 광학적 특성의 결과가 발생하기 때문이다. 그러므로, 층 두께의 균일성 조절은 점차 중요해지고 있다.
부가적으로, 이러한 포토 마스크 블랭크는 실질적으로 결함이 없어야 한다. 포토 마스크 블랭크 상의 결함으로 인해 포토 마스크 내의 핀홀(pinhole)이 형성될 수 있어서 IC 장치 내에 결함이 생길 수 있다. 외부 크기의 감소로 인해, 마스크 블랭크 상의 결함을 없애는 방법에 대한 시도가 더욱 활발하게 진행되고 있다. 예를 들어, 65 및 45nm 노드(nodes)(즉, 웨이퍼에서의 크기가 각각 65nm 및 45nm)인 경우에, 포토 마스크는 100nm의 외부 크기를 갖는 구조로 패턴화되고 있으며, 따라서 0.5㎛이상의 입자 크기를 갖는 표면 결함이 제거되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은, 결합 없는 표면과 균일하게 증착된 층을 형성시킬 수 있으며, 필요로 하는 광학적 특성, 화학적 안정성을 가지면서 쉽고 안정되게 제조할 수 있는 300nm 이하의 노출 파장에 대한 신규한 마스크 블랭크를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 태양에 따르면, 매립된 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크를 제조하기 위한 이중 이온-빔 디포지션 공정에 직접 관련된 것으로서, 상기 마스크 블랭크는 기판 및 박막 시스템을 포함하고, 상기 마스크 브랭크는 300nm 이하의 파장을 갖는 노광에서 최소한 0.001%의 광학 투과 및 180°의 위상 편이를 갖는 포토 마스크를 제조할 수 있으며,
- Mg, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 산화물, 질화물, 붕소화물, 탄화물 및 이들의 금속 혼합물 및 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속 또는 이들의 금속 화합물을 포함하는 투과 조절 하층,
- Ge, Si 및/또는 Al의 붕소화물, 탄화물, 산화물 및/또는 질화물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 위상 편이 조절 하층.
여기서 상기 박막 시스템의 최소한 하나의 층은
(a) 제1의 이온 빔을 이용하여 기체의 그룹으로부터 이온화된 Si, Al, Mg, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb을 하나 이상 포함하는 혼합물, 합금 또는 화합물의 타켓으로부터 이온 빔 디포지션 단계, 및
(b) 기체의 그룹을 포함하는 보조 소스(assist source)로부터 제2의 이온 빔을 이용하여 기판에 충격을 가하는 단계에 의하여 증착된다.
본 발명의 제 2 태양에 따르면, 매립된 감쇄 위상 편이 포토 마스크 블랭크에 직접 관련되며, 상기 마스크 블랭크는 기판 및 박막 시스템을 포함하며, 상기 박막 시스템은,
- Mg, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 산화물, 질화물, 붕소화물, 탄화물 및 이들의 금속 혼합물 및 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속 및/또는 금속 화합물을 포함하는 투과 조절 하층,
- Ge, Si 및/또는 Al의 붕소화물, 탄화물, 산화물 및/또는 질화물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 위상 편이 조절 하층,
을 포함하며,
여기서, 상기의 투과 조절 하층 및/또는 위상 편이 조절 하층은 최대한 2%의 평균적인 균일한 막 두께를 가지며,
상기 마스크 블랭크는 300nm 이하의 파장을 갖는 노광에서 최소한 0.001%의 광 투과율 및 180°의 위상 편이를 갖는 포토 마스크를 제조할 수 있다.
본 발명의 제 3 태양에 따르면, 매립된 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크에 직접 관련되며, 상기 마스크 블랭크는 기판 및 박막 시스템을 포함하며, 상기 박막 시스템은,
- 최소한 90 원자%의 양으로 Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 질화물 및 이들의 금속 화합물 및 이들의 질화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속 및/또는 금속 질화물을 포함하는 투과 조절 하층,
- 최소한 90 원자%의 양으로 Ge, Si 및/또는 Al의 산화물 및/또는 옥시 나이트라이드(oxy nitrides) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 위상 편이 조절 하층
을 포함하며,
상기 위상 편이 마스크는 약 248nm 파장의 노광에서 최소한 0.001%의 광 투과율 및 180°의 위상 편이를 갖는 포토마스크를 제조할 수 있다.
본 발명의 제 4 태양에 따르면, 매립된 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크에 직접 관련되며, 기판 및 다음을 포함하는 박막 시스템으로서,
- 최소한 90 원자%의 양으로 Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 질화물 및 이들의 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속 및/또는 금속 질화물을 포함하는 투과 조절 하층,
- 최소한 90원자%의 양으로 된 하나 이상의 금속 산화물을 포함하는 콘트라스트 층으로, 여기서 상기 금속은 Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb 및 이들의 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되며,
- 최소한 90 원자%의 양으로 Ge, Si 및/또는 Al의 산화물 또는 질화물 및/또는 이들의 혼합물을 포함하는 위상 편이 조절 하층
을 포함하며,
상기 마스크 블랭크는 300nm 이하의 파장을 갖는 노광에서 최소한 0.001%의 광 투과율 및 180°의 위상 편이를 갖는 포토 마스크를 생산할 수 있다.
본 발명의 제 5 태양에 따르면, 매립된 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크에 직접 관련되며, 여기서 상기 마스크 블랭크는 기판 및 박막 시스템으로서, 박막 시스템은
- 최소한 90 원자%의 양으로 Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 질화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속 또는 금속 질화물을 포함하는 투과 조절 하층,
- Si 및/또는 Al을 포함하는 위상 편이 조절 하층,
- Mg, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 산화물, 질화물, 탄화물, 붕소화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 금속 또는 화합물을 포함하는 위상 편이 조절 하층에 제공된 최대한 5nm의 두께를 갖는 보호층을 포함하며,
상기 마스크 블랭크는 300nm 이하의 파장을 갖는 노광에서 최소한 0.001%의 광 투과율 및 180°위상 편이를 갖는 포토 마스크를 제조할 수 있다.
제 6 태양에 따르면, 매립된 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크에 관련되며, 여기서 상기 마스크 블랭크는 기판 및 박막 시스템을 포함하며, 상기 박막 시스템은
- 최소한 90 원자%의 양으로 하나 이상의 금속 산화물을 포함하는 투과 조절 하층으로; 여기서 상기 금속은 Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되고,
- 최소한 90 원자%의 양을 갖는 Si 및/또는 Al의 산화물 및/또는 옥시 나이트라이드 또는 이들의 혼합물을 포함하는 위상 편이 조절 하층
을 포함하고,
상기 위상 편이 마스크 블랭크는 300nm 이하의 파장을 갖는 노광에서 최소한 20%의 광 투과율 및 180°의 위상 편이를 갖는 포토 마스크를 제조할 수 있다.
이러한 본 발명의 태양들, 목적들 및 이점들과 여타 다른 태양들, 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부 도면을 참고로 한 이하의 상세한 설명으로부터 명확하게 파악할 수 있다.
앞서의 설명과 이하의 상세한 설명은 모두 본 발명을 예시적으로 기재한 것으로서, 청구된 발명의 본질 및 특성을 파악하기 위한 개관 또는 틀을 제공하기 위한 것이다.
도 1a 는 본 발명에 따른 마스크 블랭크를 제조하기 위한 바람직한 기구의 개략적인 다이아그램을 도시하며, 도 1b 는 보조 소스의 개략적인 다이아그램을 도시한다.
도 2 는 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크의 개략적인 단면도(도 2a) 및 본 발명의 실시예에 따른 마스크(도 2c)를 도시하며, 도 2d는 이 실시예에 따라 마스크 블랭크를 구성할 때 도입될 수 있는 드라이 에칭 공정을 도시한다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마스크 블랭크의 개략적인 단면도들로서, 콘트라스트 층을 갖는 마스크 블랭크(도 4a), 보호층을 갖는 마스크 블랭크(도 4b), 콘트라스트 층 및 보호층을 갖는 마스크 블랭크(도 4c) 및 네 개층의 위상 편이 시스템을 갖는 마스크 블랭크(도 4d)를 도시한다.
도 4 는 Ta 및 SiO2의 분산 커브를 도시한다.
도 5a 및 5b 는 투과 조절 하층의 두께 및 위상 편이 조절 하층의 함수로서 본 발명의 하나의 실시예에 따른 마스크 블랭크 투과율의 시뮬레이션을 도시한다.
도 6a 및 도 6b 는 위상 편이 조절 하층 및 투과 조절 하층의 두께 함수로서 본 발명의 하나의 실시예에 따른 마스크 블랭크의 위상 편이 시뮬레이션을 도시한다.
도 7a 내지 도 7e 는 157, 193 및 248nm 의 노출 파장에서 사용하기 위한 위상 편이 조절 하층 및 투과 조절 하층의 두께에 따라 본 발명의 실시예에 따른 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크 실시예의 투과율 변화의 시뮬레이션을 도시한다.
도 8 은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 블랭크의 파장에 따른 광학 밀도를 도시한다(진동선).
도 9a 및 9b 는 본 발명의 특정 실시예에 따른 마스크 블랭크용 분광형 반사 율 및 투과율 곡선을 도시한다.
도 10a 및 10b 는 비교예 1(도10a) 및 실시예 1(도10b)에 따른 157nm 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크의 투과 균일성을 도시한다.
도 10c 및 10d 는 비교예 1(도10c) 및 실시예 1(도10d)에 따른 157nm 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크의 Ta 층의 두께의 균일성을 도시한다.
도 11a 및 11b 는 비교예 1(도11a) 및 실시예(도11b)에 따른 157nm 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크의 SiO2 층의 두께 균일성을 도시한다.
도 12a, 12b 및 12c 는 비교예 1(도12a), 비교예 2(도12b) 및 실시예(도 12c)에 따른 157nm 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크의 SiO2 막에 AFM 측정된 표면을 도시한다.
도 13a 및 13b 는 실시예1에 따르는 157nm 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크의 결함 맵을 도시한다.
도 14a 및 14b 는 예를 들면, 예1에 따르는 157nm 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크의 결함 레벨인 입자의 분석을 도시한다.
도 15a 및 15b 는 타겟 부식에 의한 Ta 및 SiO2 의 긴 간격의 막 두께 경향을 도시한다.
도 16 은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 에칭된 마스크 블랭크의 SEM 사진을 도시한다.
도 17a 및 17b 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에칭된 마스크 블랭크의 SEM 사진을 도시한다.
도 18a 및 18b 는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 블랭크 상에 콘트라스트 층의 영향에 관한 측정을 도시한다.
도 19 는 Ta 층의 레이져 내구성을 도시한다.
도 20 은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 마스크 블랭크의 화학적 내구성을 도시한다.
도 21 은 본 발명의 실시예에 따른 보호층을 갖는 마스크 블랭크의 크롬(chrome) 흡수재 드라이 에칭의 전후 GIXR 및 n&k 곡선의 비교를 도시한다.
도 22 는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 블랭크의 256nm 검사 파장에서 반사율 및 투과율을 도시한다.
공지된 바와 같이, "포토 마스크 블랭크" 또는 "마스크 블랭크"라는 용어는 그것이 구조화 또는 패턴화 또는 이미지화된 후에 포토 마스크 블랭크를 기술하기 위하여 사용된다는 점에서 "포토 마스크" 또는 "마스크"와 다르다. 여기서 이러한 관습에 따른 모든 시도가 이루어지는 동안, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자들은 본 발명의 물질적 측면에서가 아닌 특성을 높이 평가할 것이다. 그러므로, "포토 마스크 블랭크" 또는 "마스크 블랭크"라는 용어는 여기서 이미지화된 포토 마스크 블랭크 및 이미지화되지 않은 포토 마스크 블랭크를 모두 포함하는 의미로 넓게 사용될 것으로 이해된다.
"대체로 180°의 위상 편이를 갖는다"는 표현은 위상 편이 마스크 블랭크가 구조의 경계부 내에서 빛을 제거하고 경계에서 콘트라스트를 증가시키기에 충분한 입사광의 위상 편이를 제공한다는 의미이다. 바람직하게는, 160° 내지 190°의 위상 편이, 더욱 바람직하게는 170° 내지 185°의 위상 편이가 제공된다.
본 발명에 따르면, 상기 마스크 블랭크의 층 시스템에서 첫 번째 층에 대한 두번째 층의 상대적인 위치를 기술하기 위하여 사용할 때 "아래의(under)" 및 "위에(on)"는 다음의 의미를 갖는다 : "아래의"는 상기 첫 번째 층이 두 번째 층보다 상기 마스크 블랭크의 기판에 가까이 제공된 것을 의미하며, "위에"의 표현은 상기 첫 번째 층이 상기 두 번째 층보다 기판으로부터 먼 쪽에 제공된 것을 의미한다.
또한, 만약 정확하게 다른 것이 언급되지 않았다면, "아래의(under)" 또는 "위에(on)"의 표현은 "아래, 그러나 최소한 하나의 부가 층이 상기 두 층 사이에 제공된다" 뿐만 아니라 "직접적으로 아래에"를 의미할 수 있으며, 또는 "위에, 그러나 최소한 하나의 부가 층이 상기 두 층 사이에 제공된다" 뿐만 아니라 "직접적으로 위에"를 의미할 수 있다.
본 발명의 마스크 블랭크는 300nm 이하의 파장을 갖는 노광에서 최소한 0.001%의 투과율을 가지며, 바람직하게는 최소한 0.5%의 투과율을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따르는 이온 빔 스퍼터링(IBS) 또는 이온 빔 증착(IBD)에 의한 포토 마스크 블랭크의 제조를 위한 증착 기구(10)의 실시예 기구를 개략적으로 도시한다. 상기 기구(10)는 펌프 시스템에 의하여 진공 상태가 될 수 있는 진공실(12)을 포함한다.
증착 입자 소스(source) 또는 더욱 구체적으로 이온 증착 소스(20)는 제1의 입자 또는 이온빔(22)을 생산한다. 상기 증착 이온 소스(20)는 높은 빈도(HF)의 이온 소스이지만, 그러나 이온 소스의 또 다른 형태도 이용될 수 있다. 상기 스퍼터 기체(24)는 입구(26)에서 증착 이온 소스(20)로 이어지며 유도적으로 결합된 전자기장에 의해 가속화된 전자로 원자 충돌에 의해 증착 이온 소스(20) 내부를 이온화한다. 바람직하게는 구부러진 세 개의 그리드(grid) 이온 적출 어셈블리(28)는 최초의 이온을 가속화하기 위해 이용되며, 제1이온 빔(22)으로 구성되며 타겟(40) 쪽으로 이들을 집중시키도록 이용된다.
상기 첫 번째 이온들은 증착 이온 소스(20)로부터 추출되며 타켓 또는 스퍼터 타겟(40)을 치며, 이로 인하여 원자 충돌 및 타켓 원자의 반응이 발생한다. 상기 타겟을 스퍼터링(sputtering)하거나 증기화(vaporizing)하는 이러한 과정을 스퍼터 공정(sputter process)이라 한다. 상기 스퍼터 타겟(40)은 증착된 층에 따라, 이하에 언급된 탄탈륨, 티타늄, 실리콘, 크롬 또는 또 다른 금속이나 화합물을 포함하거나 이들로 이루어진 타겟(target)이다. 상기 증착 기구는 진공 상태를 방해할 필요 없이 상기 스퍼터링 공정이 또 다른 타겟으로 변환될 수 있는 방식으로 화학적 조성과 관련하여 상이한 다수의 스퍼터 타겟으로 설치될 수 있다. 바람직하게는, 스퍼터링 공정 및 층의 증착은 적절한 진공상태에서 발생한다.
운동량은 타겟 원자가 최대가 되는 쪽으로 이행되는데, 이는 상기 첫 번째 이온의 질량이 타겟 원자의 질량과 동일하게 될 때이다. 영족 가스(noble gas)가 조절하기 쉬워지면, 바람직하게는 헬륨, 아르곤 또는 크세논이 스퍼터 기체(24)로서 이용된다. 스퍼터링 공정시 크세논을 이용하면 증착된 층 두께의 균일성을 증가 시키기 때문에, 크세논은 스퍼터 기체로 바람직하다.
적어도 스퍼터링 된 이온(42)의 일부는 타겟(40)으로부터 기판(50) 방향으로 나온다. 상기 스퍼터링 된 이온(42)은 종래의 증착, 디포지션 또는 상기 기판(50) 상에 증가하는 매우 높은 안정성 및 높은 밀도의 층 또는 막 보다 훨씬 더 높은 에너지로 상기 기판(50)에 부딪힌다.
특히, 예를 들면 금속원자와 같은 스퍼터링 된 원자의 평균 에너지는 제1이온 빔(22)의 입사각 및/또는 에너지에 의해 조절 또는 제한된다. 타겟의 표준 선(44)과 관련된 상기 제1이온 빔(22)의 입사각은 상기 타겟(40)을 선회함으로써 조절된다.
상기 기판(50)은 3개 축 회전 장치 내에 회전 가능하게 장착된다. 상기 기판(50)의 표준 선(54)과 관련한 스퍼터링 이온의 평균 입사각α는 제1축 주위의 기판(50)을 선회하면서 조절된다. 상기 입사각을 균일하게 조절함으로써, 내부 막 구조 및 기계적인 파라미터, 특히 필름 강도가 조절될 수 있으며 결과적으로 개선될 수 있다.
또한, 상기 기판(50)은 증착의 균일성을 더욱 개선하기 위하여 제 2 회전축을 나타내는 표준 선(54)에 수직하게 회전할 수 있다.
상기 기판은 부가적으로 제 3 축 주위를 회전하거나 선회할 수 있으며, 예를들어 증착 전에 즉시 상기 기판(50)을 세척할 수 있도록 빔 밖으로 기판을 이동하도록 한다.
또한, 상기 장치(10)는 보조 입자 소스 또는 보조 이온 소스(60)를 포함한 다. 작동 원리는 증착 소스(20)와 동일하다. 제2입자 또는 이온 빔(62)은, 예를 들면 상기 기판(50) 및/또는 상기 기판(50)에 증착된 막의 평탄화, 조절, 도핑 및/또는 또 다른 처리를 위하여, 기판(50) 방향으로 향한다. 또한 활성 및/또는 비활성 기체(64)는 가스 입구(66)로 들어간다.
제 2 이온 빔(62)은 일직선으로 된 세 개의 그리드 추출 시스템(68)에 의하여 바람직하게 가속화된다.
도 1b는 보조 소스의 개략적인 도면을 도시한다. 상기 증착 소스처럼, 상기 보조 소스는 이른바 액셀 그리드(Accel grid)(68a), 이른바 디셀 그리드(Decel grid)(68b), 이르바 그라운드(Ground)(68c)로 이루어진 세 개의 그리드를 포함한다. 액셀 그리드(68a) 및 디셀 그리드(68b) 사이에서 이온은 가속화되고 그라운드(68c)로 통하는 이들 통로의 두번째 영역에서 감속된다. 이는 상기 이온 빔의 분기에 영향을 준다.
바람직하게, 보조 소스(60)는 상기 시스템으로 산소 및 질소와 같은 활성 기체를 주입하게 된다.
제 2 이온 빔(62)은 상기 기판 영역 전체에 균일한 이온 분포 또는 처리를 얻기 위하여 전체 기판(50)을 대부분 커버한다. 도1에서 보이는 바와 같이, 상기 기판(50)은 제 2 이온 빔(62)의 축(65)에 대하여 각b 정도로 기울어진다.
종래 기술에 있어서, 특히 제2이온 빔(62)은,
- 산소, 질소, 탄소 및/또는 다른 이온들로 막을 도핑하는 단계와,
- 증착 전에, 예를 들면 산소 플라즈마로 기판을 세정하는 단계와,
- 막을 평탄화하여 막의 경계면 질을 개선하는 단계에 이용된다.
그러나, 본 발명에 따르면 제2의 또는 두 번째 이온 빔은 증착된 층 두께의 균일성을 개선하기 위하여 유리하게 이용될 수 있다. 특히, Si, Al, Mg 및 Ge와 같은 경금속을 스퍼터링할 때 또는 상기 보조 소스가 상기 금속의 산화물, 질화물 또는 옥시 나이트라이드를 제조하기 위하여 스퍼터링된 금속층을 산소 및/또는 질소와 같은 원소와 도핑하여 이용되도록 할 때, 타겟 각을 변화하거나 스퍼터 기체들을 변화하는 것과 같이 균일성을 증가하는 일반적인 방법을 사용하여 매우 균일한 두께를 갖는 층을 스퍼터링 하는 것이 어렵거나 심지어는 불가능한 것으로 판명되었다. 일반적으로, 스퍼터링된 금속 원자가 마스크 블랭크의 중앙으로 더욱 많이 증착될수록, 보다 적은 원자가 마스크 블랭크의 양 옆 방향으로 또는 양 옆 부분에 증착되므로, 상기 마스크 블랭크의 양 옆 부분에 비하여 중앙 부분에 더욱 두꺼운 증착층을 갖게 된다. 그러나, 또한 이러한 효과를 보충하기 위한 방법으로 보조 소스의 이온 빔을 조절하는 것이 가능하다고 밝혀졌다. 보조 소스의 이온 빔을 사용하여 미리 제한된 방식으로 스퍼터링된 층을 에칭하는 것이 가능한데, 예를 들면 최종층이 마스크 블랭크의 전체 표면에 걸쳐 매우 균일한 층 두께를 가질 때까지 마스크 블랭크의 중앙 부분을 마스크 블랭크의 양 옆 부분보다 강하게 에칭하도록 한다.
이러한 효과를 달성하기 위하여, 증착을 위해 사용된 제1의 또는 첫 번째 이온 빔을 생산하기 위한 파라미터들 및 보조 소소의 제2의 또는 두 번째 이온 빔을 생산하기 위한 파라미터들을 조절하는 것이 필요하다. 이러한 조절은 기하학적 통 계 분포에 영향을 주며, 즉, 이온 빔의 "기하학적 형상" 및 이온 빔의 에너지를 보완하는 효과를 이끈다.
몇몇 파라미터들은 제1 및 제2의 이온 빔을 조절하기 위하여 조절되어야 한다.
무엇보다도, 증착율 대 에칭율은 보완 효과에 대하여 중요하다. 증착 소스의 이온 빔에 의한 증착율은 무엇보다도 증착 소스 IB()의 이온 흐름에 의하여 결정되며, 보조 소스의 이온 빔에 의한 에칭율은 보조 소스 IA의 이온 흐름에 의하여 결정된다.
또한, 이온 빔의 형태는, 즉 스퍼터링 된 이온의 통계적 분포는 다음 파라미터들에 의하여 결정된다. 즉,
- 첫 번째 이온의 질량과,
- 상기 기판에 대한 제 1 및 제 2 이온 빔 α 및 β의 입사각과,
- 증착 소스 및 보조 소스의 액셀 그리드에 적용된 전압 및 전류와,
- 증착 소스 및 보조 소스의 디셀 그리드에 적용된 전압.
증착 소스로부터 타겟에 첫 번째 이온의 충격을 가하여 발생된 원자 빔은 밀도, 순도 및 타겟의 형태에 의하여 더욱 영향을 받는다. 반복된 스퍼터링 공정시 스퍼터된 원자들의 붕괴는 타겟 형태의 변화를 가져온다. 도 15a 및 15b에 도시된 바와 같이, 반복된 스퍼터링 실험에 대한 측정시 Si 및 Ta 층의 두께는 초기값으로부터 작은 변화를 나타낸다. 이러한 변화는 타겟 붕괴에 기여한다. 그러므로 스퍼 터링된 20개의 마스크 블랭크를 갖게 된 후처럼, 특정의 많은 스퍼터링 실험이 수행된 후에 측정을 반복하는 것이 바람직하다. 그러나, 이러한 수는 증착된 층의 두께에 의존하고 있다.
증착 소스의 이온 빔 및 보조 소스의 이온 빔을 조절하기 위한 파라미터를 결정하기 위하여, 바람직하게는 DOE(실험의 고안) 방법이 이용된다. 이러한 DOE 방법 및 이들을 수행하는 소프트웨어는 상업적으로 유용하며 본 발명의 기술 분야에 잘 알려져 있다. DOE를 수행하기 위하여 이용되는 상기 파라미터에 대한 범위 및 일련의 파라미터들이 적절하게 선택되어야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 다음의 파라미터들 및 범위를 DOE에 이용하는 것이 바람직하다. 즉,
- 증착 소스의 전류(IBD), 바람직하게는 100 내지 500mA이며 더욱 바람직하게는 200 내지 300mA.
- 보조 소스의 전류(IBA), 바람직하게는 50 내지 300mA, 더욱 바람직하게는 80 내지 200mA.
- 증착 소스의 전압(UBD), 바람직하게는 500 내지 1500V, 더욱 바람직하게는 1000 내지 1500V.
- 보조 소스의 전압(UBA), 바람직하게는 50 내지 150V.
- 증착 소스의 억제 전압(디셀 그리드, 분기)(USD), 바람직하게는 100 내지 300V.
- 보조 소스의 억제 전압(USA), 바람직하게는 100 내지 500V, 더욱 바람직하 게는 150 내지 300V.
상기 DOE를 위하여 바람직하게는 35 내지 50°의 고정된 타겟각 및 45 내지 60°의 고정된 고정각을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 증착된 층의 에칭은 증착 공정과 동시에 또는 층의 증착이 완성된 후에 수행될 수 있다. 증착 마무리 후에 에칭이 수행되는 경우, 보조 소스로 영족 가스와 같은 활성 기체를 이용하는 것이 바람직하다.
만일 증착 공정 동안 에칭이 수행되고, 금속 또는 반금속(semimetal)의 산화물 또는 질화물이 스퍼터링되는 경우, 원소의 금속 또는 반금속 타겟을 이용하거나 보조 소스의 입구를 통하여 산소 및/또는 질소를 도입하는 것이 바람직하다.
이러한 경우 원소의 금속 또는 반금속 또는 이들의 혼합물은 이러한 원소의 금속 또는 반금속의 타겟을 스퍼터링하고 또 상기 보조 소스로 아르곤 또는 크세논과 같은 영족 기체를 이용하여야 한다.
스퍼터링 타겟으로, 원소를 포함하는 타겟 또는 성분을 포함하는 타겟이 이용될 수 있다. 증착된 층이 금속 또는 반금속의 산화물, 질화물 또는 옥시 나이트라이드을 포함하는 경우, 타겟 재료로서 금속 또는 반금속의 산화물, 질화물 또는 옥시 나이트라이드을 이용하는 것이 가능하다. 그러나, 또한 금속 또는 반금속의 타겟을 이용하는 것이 가능하며 활성 스퍼터링 기체로서 산소 및/또는 질소를 도입하는 것도 가능하다. SiO2 증착의 경우, Si 타겟을 이용하고 활성 스퍼터링 기체로 산소를 도입하는 것이 바람직하다. 증착된 층이 질소를 포함할 경우, 활성 스퍼터 링 기체로 질소를 도입하는 것이 바람직하다.
스퍼터링 기체로, 헬륨, 아르곤, 크세논과 같은 비활성 기체를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 비활성 기체는 산소, 질소, 일산화질소, 이산화질소 및 일산화이질소 또는 이들의 혼합물과 같은 활성 기체와 혼합될 수 있다. 활성 기체는 스퍼터링된 이온과 반응할 수 있는 기체이며, 증착된 층의 부분이 될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 위상 편이 조절층의 스퍼터링시, 비활성 기체 및 산소의 혼합물이 부가적인 스퍼터링 기체로 이용된다.
이중층 또는 다층 마스크 블랭크가 제조되는 경우, 초고도의 진공을 방해하지 않고 증착 기구의 단일 챔버 내에서 모든 층을 증착시키는 것이 바람직하다. 특히 이중층 또는 다층 위상 편이 마스크 블랭크가 제조되는 경우, 진공을 방해하지 않고 위상 편이 층들을 증착하는 것이 바람직하다. 그러므로, 표면 결함을 갖는 마스크 블랭크의 오염 제거를 피할 수 있으며, 대체로 결함이 없는 마스크 블랭크가 제조될 수 있다. 이러한 스퍼터링 기술은 몇 개의 타겟으로부터 스퍼터링을 허용하는 스퍼터 기구를 이용하여 실현될 수 있다. 그러므로, 낮은 결함 밀도를 갖는 양질의 위상 편이 마스크 및/또는 층의 두께와 관련하여 매우 단일한 층들이 만들어질 수 있다.
또한, 300nm 이하의 리소그래피 파장용 매립된 감쇄 마스크 블랭크가 제공되는데, 여기서 상기 마스크 블랭크는 기판 및 상기 기판에 제공된 박막 시스템을 포함한다.
본 발명에 따른 마스크 블랭크용 기판 재료는 고순도의 융해된 이산화규소, 융해된 이산화규로로 도핑된 플루오르(FSiO2), 플루오르화 칼슘 및 그 밖의 것들로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 위상 편이 시스템 이외에, 상기 박막 시스템은 하나 이상의 역 반사층, 장벽 또는 보호층, 검사 조절(inspection control) 또는 콘트라스트층(contrast layer) 및/또는 흡수하는 층 또는 흡수층과 같은 층들을 포함한다. 예를 들면, 크롬 또는 TaN 과 같은 층이 흡수층으로 제공될 것이다. "크롬" 흡수층은 크롬에 산소 및/또는 질소를 포함한다.
마스크 블랭크의 박막 시스템은 0.5㎛ 이상의 입자 크기를 갖는 결함이 없게될 것이다. 바람직하게, 상기 박막 시스템은 0.3㎛ 내지 0.5㎛의 입자 크기를 갖는 최대 50 개의 결함을 가지며, 더 바람직하게는 최대 20 개의 결함을 갖는다. 포토 마스크 상에 형상의 크기가 감소함에 따라, 500nm 이상의 크기를 갖는 결함이 문제를 드러낼 것이며 따라서 존재하지 않게 될 것이다. 0.3㎛ 내지 0.5㎛의 입자 크기를 갖는 결함과 관련하여, 마스크 블랭크당 50 개의 결함부까지의 제한된 양이 많은 예에 허용된다.
또한, 상기 마스크 블랭크는 본 발명의 특정예에 따르면 최대한 5Å의 표면 조도(RMS)를 갖게 될 것이다. 본 발명에 따른 보조 소스의 이용은 특히 SiO2층의 표면 조도를 개선한다. 도 12a 내지 12c 는 보조 소스를 이용하지 않은 비교예(12a 및 12b) 및 실시예(12c)에 따른 SiO2 층의 측정된 표면 조도 AFM을 도시한다.
본 발명의 제 2 태양에 따르면, 하나, 몇 개 또는 모든 층들 및 박막 시스템 의 하층은 최대한 2%의 균일한 평균 박막 두께를 가지며, 바람직하게는 최대 1%, 더욱 바람직하게는 최대 0.5%의 두께를 갖는다. 매우 균일한 층 두께를 갖는 위상 편이 시스템을 제공하는 것은 마스크 블랭크의 모든 위치에서 위상 편이 및 투과율의 관점에서 높은 균일성을 갖는 위상 편이 마스크 블랭크를 제조할 수 있다. 특히, 상기 위상 편이 마스크 블랭크의 위상 편이는 최대한 약 ±2°, 더욱 바람직하게는 최대 ±1.5°의 위상 편이의 평균치로부터 편차를 갖게 될 것이며, 상기 위상 편이 마스크 블랭크의 투과율은 최대 약 ±0.5%의 평균 투과율의 편차를 갖게 될 것이다.
상기 위상 편이 마스크 블랭크는 이중층 또는 다층 위상 편이 시스템을 포함하는 위상 편이 시스템을 포함하며, 여기서 "다층"의 표현은 최소한 세 개의 층으로부터 시작하는 다수의 층을 포함한다. 일반적으로 위상 편이 시스템의 층들(또는 하층들)은 다른 기능 또는 기능성을 포함할 것이다.
본 발명에 따른 상기 위상 편이 마스크 블랭크의 최소한 이중층 위상 편이 시스템은 투과 조절 하층 및 위상 편이 조절 하층을 포함한다.
대체로 위상 편이 기능의 분리 및 최소한 두 개의 분리된 하층으로 기능을 감소시키는 것은 300nm 이하의 노출 파장용 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크에 특히 바람직하다. 이러한 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크는 하층의 구성을 변화할 필요없이 단순히 투과 조절 하층의 두께를 변화시킴에 따라 마스크 블랭크의 투과와 관련하여 쉽게 조절될 수 있다. 마스크 블랭크의 위상 편이는 마스크 블랭크의 투과율을 변화시키지 않고 위상 편이 하층 두께를 변화시킴으로써 쉽게 조절할 수 있다. 마스크 블랭크의 위상 편이 조절은 종종 마스크 블랭크를 에칭 공정에 적합하게 할 필요가 있다. 이러한 에칭 공정시, 기판은 종종 제한된 깊이로 에칭되므로 부가적인 위상 편이를 상기 위상 편이 시스템에 추가한다. 상기 마스크 블랭크를 마스크 블랭크 속으로 에칭을 적용하기 위하여, 위상 편이를 정확히 180°가 아닌 에칭 공정에 따라 대략 175°내지 180°의 값으로 조절하는 것이 필요할 것이다.
그러므로, 상기 위상 편이 마스크 블랭크는 기판 및 위상 편이 시스템을 포함하는데, 여기서 상기 위상 편이 시스템은 사실상 마스크 블랭크의 투과율을 더욱 낮추지 않는 위상 편이 조절 하층 및/또는 마스크 블랭크의 위상 편이를 변화시키지 않는 투과 조절 하층을 포함한다.
"마스크 블랭크의 위상 편이를 변화시키지 않는"이라는 말은 상기 마스크 블랭크의 위상 편이가 전체 위상 편이의 최대 15°정도, 바람직하게는 최대 약 10°, 가장 바람직하게는 최대 약 5°정도 변화시킨다는 것을 의미한다.
본 발명에 따르면, "마스크 블랭크의 투과율을 낮추지 않는"이라는 말은 위상 편이 조절 하층이 투과율의 최대 약 10%, 바람직하게는 최대 약 5% 정도로 마스크 블랭크의 투과율을 낮춘다는 것을 의미한다.
도 2a 에 의하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 마스크 블랭크는 위상 편이 시스템(2)이 제공된 기판(1)을 포함한다. 상기 위상 편이 시스템(2)은 투과 조절 하층(3) 및 위상 편이 조절 하층(4)으로 이루어진다. 바람직하게, 투과 조절 하층(3)은 기판(1)에 위상 편이 층의 첫 번째 하층으로 제공되며, 위상 편이 조절 하층(4)은 도 2a에 도시된 바와 같이 위상 편이층의 두 번째 하층으로써 투과 조절 하층에 제공된다. 그러나, 또 다른 실시예에 따르면, 상기 위상 편이 조절 하층은 기판에 위상 편이 층의 첫 번째 하층으로써 제공될 수 있으며, 투과 조절 하층은 위상 편이 조절 하층에 위상 편이 층의 두 번째 하층으로써 제공된다. 위상 편이 시스템에는, 일반적으로 흡수층(6)이 제공된다. 도 2a에 도시된 위상 편이 마스크 블랭크를 도 2c에 도시된 이미지화 또는 패턴화 또는 구조화된 포토 마스크로 변형시키기 위하여, 바람직하게는 상기 위상 편이 시스템의 두 단계 에칭 공정이 바람직하다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 우선 상기 흡수층(6)은 예를 들면 염소 및 산소의 조합을 이용한 드라이 에칭 공정과 같은 첫 번째 에칭 공정을 이용하여 에칭될 수 있다. 그리고 나서, 상기 위상 편이 시스템(2)의 첫 번째 하층(4)은 예를 들면, 플루오르를 기초로 한 드라이 에칭제와 같은 두 번째 에칭제를 이용하여 상기 위상 편이 조절 하층이 패턴화되는 것이 바람직하다. 마지막 단계로, 상기 위상 편이 시스템(2)의 두 번째 하층(3)은 염소 드라이 에칭제와 같은 또 다른 에칭제를 이용하여 투과 조절 하층이 패턴화되는 것이 바람직하다. 첫 번째 에칭제는 마지막 에칭제와 같거나 다를 수 있다.
상기 위상 편이 조절 하층은 Ge, Si 및/또는 Al의 붕소화물, 탄화물, 산화물 및/또는 이들의 질화물 또는 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 포함한다. 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 위상 편이 조절 하층은 Ge, Si 및/또는 Al 의 붕소화물, 탄화물, 산화물 및/또는 질화물 또는 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 최소한 90 원자%, 바람직하게는 최소한 95 원자%의 양으로 포함한다.
하나의 실시예에 따르면, 위상 편이 층은 필수적으로 노광 파장에서 0.3 이하, 또는 더욱 바람직하게 약 0.05 이하의 소광 계수 k에 대한 값을 갖는 하나 이상의 재료 또는 재료의 혼합물로 이루어진다.
또한 위상 편이 조절 하층은 Mg, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Sn, Pb 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속의 소량을 포함한다. 그러나, 이러한 금속의 결합은 위상 편이 조절 하층의 투과율을 낮추는 경향이 있기 때문에, 이러한 금속들은 오직 최대 5 원자%의 양으로 결합되는 것이 바람직하다. 특정 실시예에 따르면, 상기 위상 편이 조절 하층은 이러한 메탈이 없는 것이 필수적이다. 또한, 앞서 언급한 금속을 포함하는 위상 편이 조절 하층 및 특히 5 원자% 이상의 양은 보다 높은 결함도를 갖는 마스크 블랭크를 만들어내기 쉽다. 특히 5 원자% 이상의 양으로 이러한 금속을 결합하는 것은 위상 편이 마스크 블랭크의 박막 시스템의 낮은 결함도의 관점에서 바람직하지 않다.
하나의 실시예에 따르면, 위상 편이 조절 하층은 최소한 90 원자%, 바람직하게는 최소한 95 원자%의 양으로 Si, Al 및/또는 Ge의 산화물 및/또는 옥시 나이트라이드 및/또는 이들 혼합물을 포함한다. 또 다른 실시예에 따르면, 상기 위상 편이 조절 하층에 첨가된 질소는 오직 최대 약 10 원자%, 더욱 바람직하게는 최대 약 5 원자%의 양으로 존재한다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 상기 위상 편이 조절 하층은 필수적으로 SiO2로 구성된다.
상기 위상 편이 조절 하층은 300nm 이하의 범위 또는 다른 요구되는 위상 편위의 노광 파장에서 약 180°의 위상 편이를 제공하기 위하여 조절된 두께를 갖는다.
소정의 위상 편이를 형성시키기 위하여 필요한 위상 편이 조절 하층의 두께는 위상 편이 하층을 구성하는 재료의 굴절률 또는 굴절률 n 및 소광 계수 k에 의존한다. 일반적으로, 높은 굴절률을 갖는 재료는 낮은 굴절률을 갖는 재료에 비해 위상 편이 하층의 증착 두께당 위상 편이가 크다.
투과 조절 하층은, Mg, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 산화물, 질화물, 붕소화물 및 탄화물 및 이러한 금속의 혼합물 및 이들의 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속 또는 금속 혼합물을 포함한다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 투과 조절 하층은 비교적 높은 불투명도를 갖는 최소한 하나의 금속을 포함하며, Mg, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 질화물 및 이러한 금속이나 질화물의 두 개 이상의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 포함한다. 특정 실시예에 따르면, 투과 조절 층은 Ta, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Cr, Mo, 및 W로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속을 포함한다. 바람직하게는, 투과 조절 하층은 앞서 언급한 금속 및 최소 90 원자%의 양, 더욱 바람직하게는 최소 95 원자%의 양이 포함된 화합물을 포함한다. 또 다른 실시예에 따르면, 상기 투과 조절 하층은 Nb, Ta ,Ti, Cr, Mo, W, V, Nb, Zn, Zr, Hf, Si, Ge, Sn, Pb, Mn, Fe, Co, Ni, La, Mg, 및 질화물 및 이들 금속 또는 질화물의 두 개 이상의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 최소한 하나의 재료로 구성된다. 이러한 관계에 있어서, 하나의 재료는 예를 들면 TaN, TiN 또는 HfN 과 같은 하나의 금속 질화물 또는 Ti, Ta 또는 Hf 층과 같은 하나의 원자 금속을 의미한다.
상기 투과 조절 하층은 원하는 값으로 위상 편이 시스템 투과율을 조절하기에 충분한 두께를 가지며, 이러한 두께는 필수적으로 투과 조절 하층의 재료에 의존한다. 상기 두께는 다음 식으로 계산될 수 있다 :
dTc = -1/αλ × ln(T/100)
여기서, T는 원하는 투과율로서 % 단위이며, αλ 는 노출 파장 λ에서의 흡광 계수 이며, dTc는 투과 조절 하층의 계산된 두께이다. 상기 흡광 계수α는 다음 식에 따르는 소광 계수 k에 관련된다.
α= 4∏kλ/λ
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 투과 조절 층은 직접 기판에 제공되며 또한 에칭 정지 기능을 제공하는데, 예를 들면 석영 기판에 높은 에칭 선택성을 갖는다. 그러므로, 상기 석영 기판에 위상 편이 마스크를 과다 에칭하는 것이 쉽게 보호된다. 본 발명의 이러한 실시예에 따르면, 투과 조절 하층은 최소 약 8nm의 두께를 갖는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 최소 약 10nm의 두께를 갖는다. 만약 두께가 약 8nm 이하라면, 상기 투과 조절 하층의 에칭 정지 기능은 충분하지 않다.
본 발명의 이러한 실시예에 따르면, 상기 투과 조절 하층은 상기 위상 편이 조절 하층과 다른 에칭 선택성을 갖는다. 만약 상기 위상 편이 조절 층이 플루오르 함유 성분을 사용하여 에칭된다면, 상기 투과 조절 층은 Cl2, Cl2+O2, CCl4, CH2Cl2,와 같은 염소계 기체를 사용한 드라이 에칭 방법이나 산, 알칼리 등과 같은 것을 이용한 습식 에칭 방법을 이용하여 에칭하는 것이 바람직하다. 그러나, 드라이 에칭 방법이 바람직하다. 플루오르를 함유하는 성분을 이용한 에칭 방법으로서, CHF3, CF4, SF6, C2F6 및 이들의 혼합물과 같은 플루오르 기체를 이용한 반응성 이온 에칭(RIE)이 바람직하다.
본 발명의 제 4 태양에 따르면, "검사 조절 층" 또는 "콘트라스트 층"을 포함하는 위상 편이 마스크 블랭크가 제공된다. 본 태양의 하나의 실시예는 개략적으로 도 3a 및 3c에 도시되는데, 여기서 콘트라스트 층(8)은 투과 조절 하층(3)에 위치한다.
마스크 블랭크는 조명 파장보다 긴 파장에서 검사 과정으로 들어간다. 예를 들면 193nm 리소그래피용 마스크 블랭크는 일반적으로 257nm 및 356nm의 검사 파장에서 조사될 것이다. 이러한 파장에서 검사를 가능하게 하기 위하여, 193nm 리소그래피용 마스크 블랭크는 노출 파장에서 투과율 및 위상 편이를 필요로 할 뿐만 아니라, 검사 파장에서 특정한 최대 투과율 및 반사율을 따라야 한다.
본 발명에 따르면, 특히 "검사 조절(inspection control)" 또는 "콘트라스트"층은 예를 들면 257nm 및/또는 356nm 과 같은 검사 파장에서 개선된 콘트라스트를 제공한다. 이는 반사를 개선할 것이다. 예를 들면, 검사 파장 및/또는 노출 파 장에서 역반사 요소를 상기 위상 편이 마스크 블랭크로 나누어 주거나, 이미 결정된 범위 내에서 검사 파장에서 투과를 조절하도록 도울 것이다.
일반적으로 이러한 콘트라스트 층은 노출 파장에서 투과 및/또는 위상 편이 시스템의 위상 편이를 변화시키기 때문에, 위상 편이 조절 하층의 두께 및/또는 투과 조절 하층의 두께는 노출 파장에서 요구되는 위상 편이 및 투과율을 보장하기 위하여 적용되어야 한다. 예를 들면, 위상 편이 조절 하층의 두께는 상기 위상 편이에 부과된 콘트라스트 층의 양에 의해 감소되어야 하며 그리고/또는 투과 조절 하층의 두께는 투과에 부과된 콘트라스트 층의 양에 의해 감소되어야 한다.
하나의 실시예에 따르면, 상기 투과 조절 하층이 기판에 제공되며, 그리고 상기 위상 편이 조절 하층이 투과 조절 하층에 제공되고 상기 콘트라스트 층은 위상 편이 조절 하층에 제공된다. 또 다른 실시예에 따르면, 투과 조절 하층이 기판에 제공되는데, 상기 콘트라스트 층은 투과 조절 층에 제공되고, 그리고 상기 위상 편이 조절 하층은 상기 콘트라스트 층에 제공된다.
콘트라스트 층은 Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 금속으로서, 최소 90 원자%의 양으로 하나 이상의 금속 산화물을 포함하는 것이 바람직하다. 구체적인 실시예에 따르면, 투과 조절 층은 Ta, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Cr, Mo 및 W 로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속을 포함한다.
본 발명의 제 4 태양에 따르면, 투과 조절 하층은 최소 90 원자%의 양으로 Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 질화 물 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속 및/또는 금속 질화물을 포함하는 것이 바람직하며, 위상 편이 조절 하층은 Ge, Si 및/또는 Al의 산화물 또는 질화물 및/또는 이들의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하고, 최소 90 원자%의 양을 갖는다.
특정 실시예에 따르면, 상기 투과 조절 하층은 앞서 언급한 금속을 포함하며, 예를 들면 최소한 90 원자%, 바람직하게는 최소한 95 원자%의 Ta를 포함한다. 이러한 경우, 상기 콘트라스트 층은 Ta2O5와 같은 투과 조절 하층으로 사용된 것과 동일한 금속의 산화물을 최소한 90 원자%, 더욱 바람직하게는 최소한 95 원자%를 포함하는 것이 바람직하다. 그러나, Cr2O3와 같은 다른 금속 산화물을 사용하는 것도 또한 가능하다.
실시예에 따르면, 상기 위상 편이 조절 하층은 최소한 95 원자%의 SiO2을 포함하며, 그리고/또는 상기 투과 조절 하층은 Ta 및/또는 Ta 질화물을 최소한 95 원자% 포함하고, 그리고/또는 상기 콘트라스트 층은 최소한 95 원자%의 Ta2O5를 포함한다.
또 다른 구체적인 실시예에 따르면, 상기 콘트라스트 층은 투과 조절 하층 및/또는 위상 편이 조절 하층과 동일한 에칭 선택성을 포함한다. 그러므로, 많은 에칭 단계들은 콘트라스트 층의 삽입에 의하여 증가되지 않는 것이 바람직하다.
특정 실시예에 따르면, 본 발명의 마스크 블랭크는 하나 이상의 검사 파장에서 최대 50% 의 투과율을 가지며 그리고/또는 하나 이상의 검사 파장에서 최대 20% 반사율을 갖는다.
상기 콘트라스트 층은 바람직하게는 최대 30nm의 두께, 더욱 바람직하게는 최대 20nm의 두께를 갖는다.
본 발명의 제 5 태양에 따르면, 상기 마스크 블랭크는 "장벽층" 또는 "보호층을 포함하며, 상기 보호층은 최대 5nm의 두께를 갖는다. 이러한 태양의 하나의 실시예는 개략적으로 도 3b 및 도 3c에 도시되며, 여기서 보호층(8)은 위상 편이 조절 하층(4)에 위치한다.
상기 위상 편이 조절 하층이 Si 및/또는 Al을 포함하는 경우, 알칼리성, 산성 또는 다른 침습성 세정제에 노출될 때 상기 위상 편이 조절 하층은 분해되기 쉬울 것이다. 그러나, 상기 위상 편이 조절 하층의 두께가 이러한 세정 과정에 의해 감소되는 경우, 이는 위상 편이 마스크 블랭크의 위상 편이를 변화할 수 있으며 그러므로 바람직하지 못하다. 이러한 태양에 따르면, 투과 조절 하층은 일반적으로 기판에 제공되며, 위상 편이 조절 하층은 투과 조절 하층에 제공된다. 상기 보호층은 습식 에칭 공정 동안 부가적으로 Si 및/또는 Al 함유층을 보호할 것이다.
또한, 상기 보호층은 포토 마스크 세정시 결정의 생성에 의하여 발생할 것이라고 생각되는 193nm 리소그래피에서 사용하기 위하여 포토 마스크에서 발생하는 소위 "흐림(haze)"현상을 피하도록 도울 수 있다. Si 및/또는 Al을 포함하는 층에 침착된 보호층으로 인하여, Si 및/또는 Al을 포함하는 층에 결정의 침전을 피할 수 있다.
특정 실시예에 따르면, 상기 보호층은 최대한 4nm의 두께, 바람직하게는 최 대한 2nm의 두께를 갖는다. 일반적으로, 보호층에 대하여 최소한 0.2nm 의 두께는 층 시스템에 대하여 알칼리성, 산성 및/또는 침습성 세정제 쪽으로 보호 기능을 분배하기에 충분하지만, 본 발명의 특정 실시예에 따르면, 상기 보호층은 예를 들면, 도입되는 알칼리 세정제의 침습에 따라 최소한 0.5nm 또는 심지어 최소한 0.7nm의 두께를 갖게 된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 보호층은 제조될 마스크 블랭크 및 포토 마스크의 광학적 특성을 본질적으로 변화시키지 않는다. 광학적 특성은 예를 들면 마스크 블랭크의 위상 편이, 투과율 및 반사율을 의미한다.
상기 보호층은 직접적으로 상기 보호층에 층의 에칭 선택성과는 다른 에칭 선택성을 갖게 될 것이다. 이러한 경우, 많은 필수적인 에칭 공정이 증가하지 않도록 하기 위하여, 상기 보호층은 Si 및/또는 Al을 포함하는 층에 남아 있으며 Si 및/또는 Al을 포함하는 층과 동일한 에칭 선택성을 가져야 한다. 또한 상기 보호층은 상기 보호층 상에 직접 연결되는 층과 동일한 에칭 선택성을 갖게 될 것이다.
보호층은 Si 및/또는 Al을 포함하는 위상 편이 조절 하층 및/또는 Si 및/또는 Al을 포함하는 또 다른 층에 제공될 것이며, Mg, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 산화물, 질화물, 탄화물, 붕소화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 및/또는 화합물을 포함할 것이다. 구체적인 실시예에 따르면, 상기 투과 조절 층은 Ta, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Cr, Mo, 및 W로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속을 포함한다. 바람직하게는, 상기 보호층은 최소한 90 원자%의 양으로 금속의 산화물 또는 옥시 나이 트라이드를 포함하며, 여기서 상기 금속은 Mg, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
본 발명의 제 5 태양에 따르면, 투과 조절 하층은 Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 질화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 또는 금속 질화물을 최소한 90 원자%의 양으로 포함한다. 상기 위상 편이 조절 하층은 최소한 90 원자%의 양으로 Si의 산화물 및/또는 질화물을 포함할 것이다.
본 발명의 제 6 태양에 따르면, 300nm 이하의 파장을 갖는 노광에서 최소한 20%의 광 투과율을 제공하는 고 투과 마스크 블랭크와 관련된다. 특정 실시예에 따르면, 이러한 제 6 태양에 따른 마스크 블랭크의 투과율은 최소한 30%, 바람직하게는 최소한 40%, 더욱 바람직하게는 최소한 50%가 될 것이다. 그러나, 20%의 투과율을 갖는 마스크 블랭크가 제조되는 경우조차도, 박막 시스템의 전체 두께가 위상 편이 시스템의 감소된 두께 때문에 감소되므로, 본 발명의 제 6 태양에 따른 마스크 블랭크가 바람직하다.
이러한 태양에 따르면, 투과 조절 하층은 최소한 90 원자%의 금속 산화물을 포함하는 것이 바람직한데, 여기서 상기 금속은 Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
이러한 태양에 따르면, 위상 편이 조절 하층은 Si 및/또는 Al의 산화물 및/ 또는 옥시 나이트라이드 또는 이들의 혼합물을 최소한 90 원자%의 양으로 포함한다.
본 발명의 이러한 태양의 하나의 실시예에 따르면, 반사율이 개선된 고 투과 마스크 블랭크는 교대로 상기 기판에 제공되며 다음을 포함한다. 즉,
- Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 금속의 산화물을 최소한 90 원자%의 양으로 포함하는 투과 조절 하층과,
- 최소한 90 원자%의 양으로 Si 및/또는 Al의 산화물 및/또는 옥시 나이트라이드 또는 이들의 혼합물을 포함하는 위상 편이 조절 하층과,
- Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 금속 산화물을 최소한 90 원자%의 양으로 포함하는 투과 조절 하층과,
- 최소한 90 원자%의 양으로 Si 및/또는 Al의 산화물 및/또는 옥시 나이트라이드 또는 이들의 혼합물을 포함하는 위상 편이 조절 하층.
본 발명의 다른 태양들은 적절한 하나 이상의 보호층과 서로 결합될 수 있으며, 그리고/또는 콘트라스트 층은 본 발명의 또 다른 태양의 마스크 블랭크 내에 나타날 수 있다. 또한, 제 6 태양의 하나의 실시예의 개요처럼, 본 발명은 오직 하나의 위상 편이 조절 하층을 갖는 위상 편이 시스템에 제한되는 것이 아니며, 그리고/또는 오직 하나의 투과 조절 하층을 갖는 위상 편이 시스템에 제한되는 것이 아니다. 두 개 이상의 투과 조절 하층 및/또는 위상 편이 조절 하층은 본 발명에 따 른 마스크 블랭크 내에 나타날 것이다. 이러한 두 개 이상의 투과 조절 하층 및/또는 위상 편이 조절 하층은 동일한 물질 또는 상이한 물질을 포함할 것이다. 또한, 상기 층들은 균질한 재료로 형성되거나 또는 기판으로부터 다른 거리 내에서 조성의 점진적인 변화를 갖게 될 것이다.
또한 본 발명은 앞서 언급한 마스크 블랭크를 구조화하여 제조된 구조화된 포토 마스크 및 이러한 포토 마스크의 제조 방법에 관련된다.
실험
앞서 언급하고 다음에 나올 실험예에서, 모든 온도는 보정되지 않은 섭씨 온도로 나타난다. 위와 아래에서 언급한 모든 출원, 특허 및 공보의 전문은 본 명세서에 참고로 포함된다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마스크 블랭크의 설계 및 제조에 관하여 설명한다.
예시적인 박막 설계 및 투과 조정
상기 n 및 k 값은 Woollam VASE 분광기 모델을 이용하여 타원계(ellipsometer)로부터 157 및 193 nm 에서 얻을 수 있다. 전형적으로, 분광 스캔은 55도 및 65도를 얻을 수 있다. 투과 데이터는 모델 조정을 개선하도록 될 수 있다.
도 4는 Ta 및 SiO2의 분산 곡선을 도시한다. 도 4의 컬럼은 왼쪽에서 오른쪽 으로 Ta 및 SiO2의 측정된 단일 층 분산 곡선을 도시한다. 윗줄은 반사율 n을 도시하며 아랫줄은 소광 계수 k를 도시한다.
표 A는 이러한 재료 및 SiO2 기판의 157, 193 및 248 nm 의 리소그래피 파장에서 분산치를 나열한다.
표 A
157nm n k 193nm n k 248nm n k
기판 Ta2O5 Ta SiO2 1.66 0 1.79 1.11 1.50 2.11 1.75 0.028 1.56 0 2.14 1.28 1.92 2.50 1.62 0.005 1.5 0 3.05 0.64 2.20 2.66 1.56 0.002
상기 표 A의 분산 데이터는 다음의 계산을 수행하기 위하여 이용된다. 모든 실험은 숫자 계산을 위한 매트랩(Matlap)을 이용한 박막에 대하여, Bristol, Adam Hilger의 A. Macleod "박막 광학 필터" 1986년 2판에 기술된, 널리 이용되는 매트릭스 알고리즘을 기초로 한다. 이러한 실험의 결과는 도 5 내지 도 7에 도시되었다.
도 5a는 감쇄된 157nm(6% 투과율) 설계 및 고 투과율 193nm(20% 투과율) 위상 편이 마스크 블랭크에 대한 설계를 도시하며, 도 5b는 감쇄된(6% 투과율) 설계 및 고 투과율 248nm(20% 투과율) 위상 편이 마스크 블랭크에 대한 설계를 도시한다. 도 5a에서, 실선은 157nm 파장에 대한 위상 편이 하층의 막 두께에 대한 투과율과 관련하여 대응되며, 점선은 193nm 위상 편이 마스크 블랭크의 파장에 대한 위 상 편이 하층의 막 두께의 함수로서 투과율에 대응된다. 도 5b에서, 위의 그래프는 고 투과율을 위한 위상 편이 하층의 막 두께의 함수로서 투과율에 대응되며, 아래 그래프는 248nm 파장에 대한 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크에 대한 것이다. 도 5a 및 도 5b에서, 막 두께 0은 코팅되지 않은 기판에 대응한다. 상기 기판에는, Ta층이 제공된다. 상기 그래프는 투과 조절 하층으로 기능하는 탄탈륨 층의 막 두께의 증가에 따른 급격한 투과율 감소를 나타낸다. Ta 층에는, 위상 편이 조절 하층으로써 SiO2층이 제공된다. 상기 위상 편이 조절 하층에 대한 투과 조절 하층의 접점은 도 5a 및 도 5b 각각의 그래프에 가는 수직선으로 나타난다. 유전체 SiO2층은 접점에 의한 평균 투과율 주위에서 전형적인 진동을 나타낸다. 최종 접점에서 원하는 투과율이 나타난다. 이러한 위상 편이 조절 하층은 사실상 위상 편이 마스크 블랭크의 투과율을 변화시키는 것이 아니라, 나타나는 투과율에 오직 약간의 기여를 한다. 막 두께가 0인 경우의 투과율이 1인데, 이는 보다 나은 결과를 위하여 감소된다.
도 6a 및 6b는 막 두께의 함수로서 위상 편이를 나타낸다. 막 두께 0은 위상 편이 0에 대응된다. 도 6a에서, 탄탈륨 층의 위상 편이는 우선 약간 마이너스이며, 그리고나서 약간 올라가고 접점에서 다시 0에 가까워진다. 그러므로, 이것은 상기 위상 편이 마스크 블랭크의 전체 위상 편이에 무시할만한 기여를 한다. 도 6b에서, 탄탈륨 층은 248nm 위상 편이 마스크 블랭크에 작은 플러스 위상 편이를 야기한다. 그러나, 이산화 규소층의 큰 위상 편위와 비교할 때, 탄탈륨 투과 조절층에 의해 야기된 위상 편이는 작다. 그러므로, 첫 번째 근사치에서 유전체 층은 간섭 효과에 의해 겹쳐진 막 두께의 증가에 따른 위상각의 직선형 증가를 가져온다. 최종 접점에서 180°의 요구되는 위상각이 얻어진다.
도 5 및 6은 157nm, 193nm 및 248nm에 대한 위상 편이 마스크 블랭크가 널리 투과율 및 위상각의 독립적인 조절을 허용한다는 것을 도시한다. 상이한 파장 및 투과 조건에 대한 조절은 개별적인 하층의 두께를 각각 조절함으로써 가능하다.
도 7a 내지 7e는 다섯 개의 위상 편이 시스템에 대한 투과율의 조절을 도시한다. x-축에는 SiO2의 막 두께가 제공되며, y-축에는 Ta 및 Ta2O5의 막 두께가 각각 제공된다. 대략 수직의 실선은 180°의 위상 편이를 가져오는 SiO2층 및 Ta 또는 Ta2O5층 막 두께의 모든 혼합물을 도시한다. 대략 수평 그래프는 상이한 하층 두께에 대응하는 상이한 투과율과 대응한다. 진동하는 선들은 간섭 효과에 의한 것이다. 이러한 진동 효과는 투과율을 상당량 변화시킬 수 있으나, 이는 사실상 위상 편이 조절 하층의 투과율을 보다 낮게 하는 것이 아니라, 대체로 보다 높은 투과율을 가져온다. 300nm 이하의 노출 파장에서 대부분의 재료는 매우 낮은 투과율을 갖기 때문에, 보다 높은 투과율을 가져오는 상기한 진동과 같은 효과가 다소 바람직하다.
도 7a 내지 도 7e에서, 수평 진동 선은 상이한 투과율에 대하여 Ta, Ta2O5 및 SiO2 의 가능한 막 두께를 갖는 혼합물들을 나타낸다. 상기 수평선을 가로지르는 수직선은 180°의 위상 편이를 가져오는 Ta, Ta2O5 및 SiO2의 혼합물들이다. 수직선이 수평선을 가로지르는 탄탈륨 층의 특정 층 두께 및 SiO2 층의 특정 층 두께를 나타내는 지점에서, 주어진 투과율에 대하여 180°의 위상 편이를 갖는 위상 편이 시스템이 만들어질 수 있다. 최소한 10nm의 Ta 또는 Ta2O5 층 두께인 경우, 투과율은 157nm 시스템(도6a)에서 28%까지 조절될 수 있으며, 193nm 시스템(도6b)에서 28% 이며 248nm 시스템(도6c)에서 30% 까지 조절될 수 있다. Ta2O5를 이용한 고 투과율 시스템(도 7d 및 7e)에서, 50%까지의 투과율에 도달할 수 있다. 모든 경우에 감쇄된 파장 및 고 투과 위상 편이 마스크 블랭크가 제조될 수 있다.
증착 실험
(A) 증착 기구
모든 층들은 도1에 개략적으로 도시된 이중 이온 빔 스퍼터링 기구를 이용하여 증착된다. 특히, Veeco Nexus LDD 이온 빔 증착 기구가 모든 증착에 대하여 사용된다.
(B) 증착 파라미터
정확한 증착 파라미터는 미국의 북부 캐롤라이나 27513, 캐리(Cary), SAS 캠퍼스 드라이브에 소재한 SAS 협회의 소프트 웨어 JMP, 릴리즈 5.0.1a로 이용하는 DOE에 의해 결정된다. IBD, TW 및 FW는 고정된 파라미터에 의해 도입되며, UBD, USD, IBA, UBA 및 USA는 변수로 사용된다.
표 A는 실시예 및 비교예에 따라 이용되는 재료의 스퍼터링에 대한 일반적인 증착 파라미터를 나타낸다.
표 B : 일반적인 증착 파라미터
Ta SiO2
증착 소스( Deposition Source )
가스 유동 15sccm 10sccm
U-빔 1500V 800V
I-빔 400mA 200mA
기타
타겟 재료 Ta(99.95%) Si(99.999%)
증착률 0.57Å/s 0.29Å/s
주위 압력 <3*10e-8 Torr <3*10e-8 Torr
증착 압력 ~2*10e-4 Torr ~2*10e-4 Torr
표 C : SiO2 스퍼터링에 대한 파라미터
비교예 1 비교예 2 실시예 1
증착 소스
스퍼터 가스 아르곤 크세논 크세논
가스 유동 38 sccm 38 sccm 6 sccm
U-빔(UBD) 1000 V 1000 V 1000 V
디셀 그리드(USD) -150 V -150 V -150 V
I-빔(IBD) 250 mA 250 mA 250 mA
보조소스
스퍼터 가스 O2-중성 O2-이온화 O2-제거
가스 유동 30 sccm 30 sccm 30 sccm
U-빔(UBA) --- --- 150 V
디셀 그리드(USA) --- --- -300 V
I-빔(IBA) --- --- 100mA
최적 균일성 1.6% 1.0% 0.2%
표 D : Ta 및 Ta2O5 스퍼터링에 대한 파라미터
Ta Ta2O5
증착소스
스퍼터 가스 아르곤 크세논
가스 유동 38 sccm 38 sccm
U-빔 1500 V ---
디셀 그리드
I-빔 400 mA ---
보조 소스 스위치 꺼짐
스퍼터 가스 --- O2-제거
가스 유동
U-빔 --- ---
디셀 그리드 --- ---
I-빔 --- ---
최적 균일성 0.2% 0.2%
실시예 1 및 비교예 1 (157 nm 에 대한 PSM )
도 2에 개략적으로 도시된 위상 편이 마스크 블랭크는 상기에 기술된 표준 증착 파라미터를 사용하고 석영 기판에 Ta 투과 조절 하층을 위치시키고 투과 조절 하층에는 SiO2의 위상 편이 조절 하층을 위치시켜 제조한다. 증착된 층의 두께는 표1에 기술하였다. 상기 위상 편이 조절 하층에 표준 크롬 흡수층(두께:50nm)이 증착된다.
표 1 :
실시예 1a 실시예 1b
위상 편이 마스크 블랭크
노출 파장 157nm 157nm
노출 파장에서 투과율 6% 20%
위상 편이 180° 180°
기판 F-석영 F-석영
투과 조절 하층
재료 Ta Ta
두께 20 nm 12.5 nm
위상 편이 조절 하층
재료 SiO2 SiO2
두께 106nm 109nm
위상 편이 시스템의 총두께 121.5 nm
256nm에서 반사율(검사) ~28%
256nm에서 투과율(검사) ~10%
실시예 1 및 비교예들은 반복적으로 수행된다.
실시예 2(193 nm 에 대한 PSM )
도 2에 개략적으로 도시된 위상 편이 마스크 블랭크는 앞서 언급된 표준 증착 파라미터를 사용하고 석영 기판에 Ta 투과 조절 하층을 위치시키고 투과 조절 하층에 SiO2 위상 편이 조절 하층을 위치시켜 생산된다. 상기 증착 층의 두께는 표2에 도시된다. 상기 위상 편이 조절 하층에 표준 크롬 흡수층(두께: 50nm)이 증착된다.
표 2 :
실시예 2a 실시예 2b
위상 편이 마스크 블랭크
노출 파장 193nm 193nm
노출 파장에서의 투과율 6% 20%
위상 편이 180° 180°
기판 석영 석영
투과 조절 하층
재료 Ta Ta
두께 21nm 13nm
위상 편이 조절 하층
재료 SiO2 SiO2
두께 144nm 150nm
위상 편이 시스템의 총두께 163nm
256nm에서의 반사율(검사) ~37%
256nm에서의 투과율(검사) ~16%
실시예3(248 nm 에 대한 PSM , 도2 )
도 2에 개략적으로 도시된 위상 편이 마스크 블랭크는 상기에서 기술된 표준 증착 파라미터를 이용하고 석영 기판에 Ta의 투과 조절 하층을 위치시키며 투과 조절 하층에 SiO2의 위상 편이 조절 하층을 위치시켜 생산된다. 상기 증착된 층의 두께는 표3에 기술되었다. 상기 위상 편이 조절 하층에 표준 크롬 흡수층(두께 : 50nm)이 증착된다.
표3 :
실시예 3a 실시예 3b
위상 편이 마스크 블랭크
노출 파장 248nm 248nm
노출 파장에서의 투과율 6% 20%
위상 편이 180° 180°
기판 석영 석영
투과 조절 하층
재료 Ta Ta
두께 25nm 14nm
위상 편이 조절 하층
재료 SiO2 SiO2
두께 190 206
실시예 4 ( 콘트라스트층을 갖는 193 nm 에서의 PSM )
도 3a에 개략적으로 도시된 위상 편이 마스크 블랭크는 상기에서 앞서 설명한 표준 증착 파라미터를 이용하며, 석영 기판에 Ta 투과 조절 하층을 위치시키고, 투과 조절 하층에 Ta2O5의 콘트라스트 층을 위치시키며, 상기 콘트라스트 층에 SiO2의 위상 편이 조절 하층을 위치시켜 생산한다. 증착된 층의 두께는 표 4에 나타난다. 상기 위상 편이 조절 하층에 표준 크롬 흡수층(두께 : 50nm)이 증착된다.
표 4 :
실시예 4a 실시예 4b
위상 편이 마스크 블랭크
노출 파장 193nm 193nm
노출 파장에서의 투과율 6% 20%
길이
위상 편이 180° 180°
기판 석영 석영
투과 조절 하층
재료 Ta Ta
두께 19nm 12nm
콘트라스트층
재료 Ta2O5 Ta2O5
두께 8.5nm 5nm
위상 편이 조절 하층
재료 SiO2 SiO2
두께 140 148
도 9a 및 9b는 콘트라스트 층 없는 마스크 블랭크(실시예 2a 및 2b)와 비교하여, 콘트라스트 층을 포함하는 예시적인 마스크 블랭크(실시예 4a 및 4b)의 검사력에 있어 개선점을 보여준다. 도 9a는 193nm에서 6%의 투과율을 갖는 193nm의 노출 파장용 마스크 블랭크의 반사율 및 투과율을 보여준다. 도 9b는 193nm에서 20%의 투과율을 갖는 193nm의 노출 파장용 마스크 블랭크의 반사율 및 투과율을 보여준다. 두 가지 경우, 콘트라스트 층(실선들)을 포함하는 마스크 블랭크의 반사율 및 투과율은 이러한 콘트라스트 층(점선들)이 없는 마스크 블랭크에 비하여 개선되었다. 또한 193nm에서 반사율은 콘트라스트 층에 의해 개선된다.
도 18a 및 18b는 노출 파장 및 검사 파장에서 반사율과 관련하여 실시예 4a 및 4b에 따른 콘트라스트 층의 두께에 대한 영향을 나타낸다. 10nm 이하의 두께를 갖는 콘트라스트 층은 필수적으로 요구되는 반사력을 갖기에 충분하다. 두께 0은 콘트라스트 층이 없는 위상 편이 시스템에 부합하는데, 예를 들면, 위상 편이 조절 하층 및 투과 조절 하층을 갖는 위상 편이 시스템이다.
도 17a 및 17b는 실시예 4a(SEM 사진)에 따르는 마스크 블랭크 상에 드라이 에칭 실험의 결과를 나타낸다. 피치(pitch) 크기는 500nm(도 17a) 및 200nm(도 17b)이다. 고립선, 고립 공간 및 밀집선 및 밀집 공간에 대한 결과가 도시되어 있다. 오직 100nm의 형상 크기일지라도, 측벽의 각도 및 에칭 정지력은 매우 좋다. 상기 콘트라스트 층은 위상 편이 조절 하층으로서 동일한 드라이 에칭 공정에 의해 에칭되는데, 예를 들면 에칭제로 플루오르를 이용한 드라이 에칭 공정이다. 그러므로, 콘트라스트 층의 부가는 많은 에칭 단계를 증가시키지 않는다.
실시예 5 (보호층을 갖는 193 nm 에 대한 PSM )
도 3c에 개략적으로 도시된 위상 편이 마스크 블랭크는 상기 언급한 표준 증착 파라미터를 이용하며, 석영 기판에 Ta의 투과 조절 하층을 증착시키고, 투과 조절 하층에는 Ta2O5의 콘트라스트 층을, 콘트라스트 층에는 SiO2의 위상 편이 조절 하층을, 그리고 위상 편이 조절 하층에는 Ta2O5의 보호층(두께 : 1nm)을 증착시켜 생산한다. 다른 층의 두께는 실시예 4a의 층들과 일치한다. 위상 편이 조절 하층에는 표준 크롬 흡수층(두께 : 50nm)이 증착된다.
실시예 4에 따른 마스크 블랭크의 SiO2층 상에는, 크롬 흡수층을 증착시키기 전에 앞서 언급한 증착 파라미터를 이용하여 층이 증착된다. 그리고나서 상기 마스크 블랭크는 크롬 드라이 에칭 공정(Cl+O2)으로 이어진다.
도 21a 및 도 21b는 크롬층 증착 전에 실시예 4에 따른 마스크 블랭크와 비교하여 크롬 드라이 에칭 공정 후에 실시예 4에 따르는 마스크 블랭크의 광학적 특성을 보여준다. 크롬 증착 전 및 크롬 제거 후에 마스크 블랭크의 스침 입사 X-ray 반사 커브(GIXR, 도 21a) 및 분광 커브(n&k, 도21a)는 동일하다. 이러한 결과는 얇은 보호층이 크롬 드라이 에칭 공정에 의해 제거되지 않는다는 것을 보여준다.
실시예 6 (157 및 193에 대한 고투과 PSM )
도 2에 개략적으로 도시된 위상 편이 마스크 블랭크는 상기 언급한 표준 증착 파라미터를 이용하며 석영 기판에 Ta2O5의 투과 조절 하층을 증착시키고 투과 조절 하층에는 SiO2의 위상 편이 조절 하층을 증착시킨다. 증착된 층의 두께는 표 6에 도시된다. 위상 편이 조절 하층에 표준 크롬 흡수층(두께:50nm)이 증착된다.
표 6 :
실시예 6a 실시예 6b
위상 편이 마스크 블랭크
노출 파장 157nm 193nm
노출 파장에서의 투과율 20% 20%
위상 편이 180° 180°
기판 F-석영 석영
투과 조절 하층
재료 Ta2O5 Ta2O5
두께 64nm 35nm
위상 편이 조절 하층
재료 SiO2 SiO2
두께 15nm 100nm
위상 편이 시스템의 총두께 79nm 135nm
256nm에서의 반사(조사) 25% 10%
256nm에서의 투과(조사) 30% 55%
실시예 1b(위상 편이 시스템 125nm에서의 총두께) 및 2b(위상 편이 시스템 163nm에서의 총두께)를 비교할 때, 이러한 위상 편이 마스크 블랭크는 20%의 투과율을 제공하지만, 박막 시스템의 총 두께는 보다 얇은 위상 편이 시스템에 의하여 감소될 수 있다.
실시예 7 (193 nm 에 대한 PSM , 20% 투과율)
도 3d에 개략적으로 기술된 위상 편이 마스크 블랭크는 상기 언급된 표준 증착 파라미터를 이용하며, 석영 기판에 Ta2O5의 제 1 투과 조절 하층을 증착시키며(두께:12nm), 제 1 투과 조절 하층에 SiO2의 제1 위상 편이 조절 하층(두께:12nm)을, 제 1 위상 편이 조절 하층에는 Ta2O5의 제 2 투과 조절 하층(두께:22nm)을, 제 2 투 과 조절 하층에는 SiO2의 제 2 위상 편이 조절 하층(두께:92nm)을 증착시켜 제조된다. 상기 제 2 위상 편이 조절 하층에는 표준 크롬 흡수층(두께:50nm)이 증착된다.
실시예 6b의 마스크 블랭크와 비교할 때, 실시예 7에 따르는 마스크 블랭크는 실시예 2b(163nm)의 위상 편이 시스템 총 두께와 비교했을 때 여전히 감소된 위상 편이 시스템(138nm)의 총 두께를 갖는다. 그러나, 실시예 7에 따르는 마스크 블랭크는 193nm(<4%)의 노출 파장에서 매우 낮은 반사율을 가지며, 256nm의 검사 파장에서 충분히 낮은 반사율(<20%) 및 충분히 낮은 투과율(<50%)을 갖는다. 도 22a 및 도 22b는 실시예 7에 따르는 마스크 블랭크의 반사율 및 투과율을 나타낸다.
위상 편이의 균일성 및 투과율
상기 실시예들은 N&K 포토 분광계를 이용한 두께 치수를 이용하여 분석한다. 고정된 분산 수치를 이용하여 분광계는 측정된 반사율 및 투과율 데이터의 박막 두께를 계산한다. 일반적으로 이러한 방법은 금속층 보다 유전층에 대해 더욱 정확하다. 금속층에 대한 크기 질을 개선하기 위하여 분산값들은 스쳐가는 입사 x-ray 반사계에 의하기 전에 측정된 고정된 막 두께를 이용하여 수행된다.
도 10a 내지 10d는 탄탈륨 층에 대한 실시예 1 및 비교예 1에 따른 마스크 블랭크의 결과를 나타낸다.
도 11a는 140mm×140mm 면적에서 측정된 탄탈륨 층 두께의 외부 도면을 나타 낸다. 모서리를 포함한 범위/평균 균일값은 5.4%이다. 모서리 영역을 제외하면 그 값은 2.9%이다.
도 11b는 SiO2 층에 대한 외부 도면을 도시한다. 여기서 모서리를 포함한 범위/평균 균일치는 6.5%이다. 모서리를 영역을 제외하면 그 값은 3.2%이다.
결함율의 측정
결함율은 고해상도 레이져 스캐너 결함 검사 기구를 이용하여 측정된다. 상기 블랭크의 양 표면은 레이져 빔에 의하여 나란히 스캔된다. 반사되거나 투과되어 빗겨간 광선은 두 개의 포토 승산기에 의해 감지된다. 상기 소프트웨어는 네 개의 측정된 신호 밖으로 입자의 분류, 위치 및 크기를 측정한다. 그 결과는 위치 지도 및 크기 히스토그램으로 표시된다. 상기 지도에서 입자 크기는 세 개의 분류, 약 0.2 내지 0.5㎛의 입자, 0.5㎛ 및 1㎛ 사이의 입자 및 1㎛ 이상의 입자로 감소된다. 점들은 약 0.2 내지 0.5㎛의 입자를 표시하며, 원 및 사각형은 보다 큰 크기의 입자를 나타낸다.
도 13a 및 13b는 실시예에 따르는 독자적인 위상 편이 마스크 블랭크의 입자 레벨을 도시한다. 도 13a는 위상 편이 층의 입자 지도를 나타내며, 도 13b는 흡수 크롬층으로 도포된 위상 편이 층의 입자 지도를 나타낸다. 도 14a 및 도 14b는 일련의 실시예에 대한 입자 레벨의 세정 단계에 대한 효과를 나타낸다.
화학적 내구력 테스트
상이한 세정제에 대한 실시예에 따른 마스크 블랭크의 화학적 내구력은 상업적 위상 편이 마스크 블랭크와 시험되어 비교되었다.
도 20a 내지 도 20c는 이러한 테스트의 결과를 나타낸다. 각각 도면의 각각의 상위 차트는 세정제로 처리 후의 마스크 블랭크 위상 편이의 변화를 보여주며, 하위 차트는 세정제로 처리 후 마스크 블랭크의 투과 변화를 나타낸다.
도 20a는 산성 세정제(90℃에서의 H2SO4/H2O2)로 여러 번 세정 단계를 거치기 전과 후에 실시예1에 따른 마스크 블랭크의 투과 변화 및 위상 변화를 나타낸다. 비록 각각의 세정 단계 후에 투과율 및 위상 편이가 약간 변화하더라도, 이러한 변화는 여전히 위상 편이 마스크 블랭크에 대해 요구되는 명세서 범위 내에 있다. 실시예 2 및 3에 따른 위상 편이 마스크 블랭크가 동일한 산성 세정제에 노출될 때에도 동일한 결과가 얻어진다. 그러므로, 본 발명의 위상 편이 마스크 블랭크는 산성 세정제에 대하여 뛰어난 화학적 내구력을 나타낸다.
도 20b는 실시예 2(도:PSM 193-6)에 따른 마스크 블랭크, 실시예 4(도:PSM 193-6P)에 따른 마스크 블랭크 및 표준 알칼리 세정제(NH4/H2O2)로 여러 번 세정 단계를 거치기 전후에 상업용 몰리브덴 규소 화합물 위상 편이 마스크 블랭크(193nm에서, 도:MoSi에서의 6% 투과율)의 위상 변화 및 투과율 변화를 도시한다. 반면 MoSi 마스크 블랭크의 위상 편이 및 투과율은 세정으로 인하여 변화하며, 어떠한 변화도 실시예 2 및 4에 따르는 마스크 블랭크의 경우에 도시될 수 없다. 실시예1,3 및 5에 따른 마스크 블랭크가 동일한 세정 단계로 처리될 때 동일한 결과(위상 편이 및 투과율의 변화 없음)가 얻어진다. 그러므로, 본 발명의 위상 편이 마스크 블랭크는 표준 알칼리 세정제에 대하여 뛰어난 화학적 내구력을 보여준다.
도 20은 또 다른 알칼리 세정제(50℃에서 KOH, pH12)로 여러 번 세정 단계를 거치기 전 및 후에 실시예 4(도:PSM 193-6P)에 따른 마스크 블랭크 및 실시예 2(도:PSM 193-6)에 따른 마스크 블랭크의 위상 변화 및 투과율 변화를 나타낸다.
반면에 실시예 2에 따른 마스크 블랭크의 위상 편이 및 투과율은 세정에 따라 약간 변화하며, 어떠한 변화도 실시예 4에 따른 마스크 블랭크의 경우에는 도시될 수 없다. 그러므로, 알칼리 세정제에 대한 본 발명의 마스크 블랭크의 뛰어난 화학적 내구력은 이미 SiO2 층에 보호층을 제공함으로써 더욱 개선될 수 있다.
앞선 예들은 일반적이거나 특별하게 기술된 반응물을 대체하고 그리고/또는 앞선 실시예에 사용된 것에 대한 본 발명의 조건들을 조절함으로써 유사한 결과를 반복할 수 있다.
앞서의 설명으로부터 본 발명의 당업자는 용이하게 본 발명의 필수적인 특징들을 확인할 수 있을 것이며, 이들의 개념 및 범위를 벗어나지 않고서 이것을 다양한 용도 및 조건에 적용하도록 본 발명을 다양하게 변형시키고 수정할 수 있을 것이다.
본 발명은 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크 및 포토 마스크에 이용될 수 있다.

Claims (27)

  1. 기판 및 박막 시스템을 포함하고 180°위상 편이를 갖는 포토 마스크를 제조할 수 있으며 300nm 이하의 파장을 갖는 노광에서 최소한 0.001%의 광 투과율을 갖는 매립된 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크를 제조하기 위한 이중 이온 빔 증착 방법으로서,
    - Mg, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 산화물, 질화물, 붕소화물 및 탄화물과 이들의 금속 혼합물 및 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속 또는 금속 화합물을 포함하는 투과율 조절 하층과,
    - Ge, Si 및/또는 Al의 붕소화물, 탄화물, 산화물 및/또는 질화물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 위상 편이 조절 하층을 기판에 증착하는 단계를 포함하며,
    상기 박막 시스템의 최소한 하나의 층은,
    (c) 제 1 이온 빔을 이용한 기체 그룹으로부터 이온화된 하나 이상의 Si, Al, Mg, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb를 포함하는 혼합물, 합금 또는 화합물의 타겟으로부터의 이온 빔 증착과,
    (d) 기체 그룹을 포함하는 보조 소스로부터 제 2 이온 빔을 이용하여 기판에 충격을 가함으로써 증착되는 것을 특징으로 하는 이중 이온 빔 증착 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    최대한 2%의 평균 균일한 층 두께를 제공하기 위하여 상기 제 1 이온 빔 및 상기 제 2 이온 빔에 대한 파라미터가 조절되는 것을 특징으로 하는 이중 이온 빔 증착 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 이온 빔을 이용한 기체 그룹으로부터 이온화된 하나 이상의 Si, Al, Mg, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb의 혼합물, 합금 또는 화합물의 타겟으로부터 이온 빔 증착에 의해 박막 시스템의 최소한 두 개의 층이 증착되는 것을 특징으로 하는 이중 이온 빔 증착 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기체 그룹을 포함하는 보조 소스로부터 제 2 이온 빔을 이용하여 기판에 충격을 가함으로써 박막 시스템의 최소한 두 개의 층이 증착되는 것을 특징으로 하는 이중 이온 빔 증착 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 박막 시스템의 최소한 두 개의 층은 증착 공정 동안 진공 상태를 방해하지 않고 증착되는 것을 특징으로 하는 이중 이온 빔 증착 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판에, Mg, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 산화물 및 질화물과 이들의 금속 혼합물 및 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 금속 및/또는 금속 화합물을 최소한 90 원자%의 양으로 포함하는 투과 조절 하층을 증착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 이온 빔 증착 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판에, Ta, 그의 산화물, 그의 질화물 및/또는 그의 혼합물을 포함하는 투과 조절 하층을 증착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 이온 빔 증착 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판에, 최소한 90 원자%의 양으로 Ge, Si 및/또는 Al의 산화물 또는 옥시 나이트라이드 또는 이들의 혼합물을 포함하는 위상 편이 조절 하층을 증착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 이온 빔 증착 방법.
  9. 기판 및 박막 시스템을 포함하며,
    상기 박막 시스템은, 매립된 감쇄 위상 편이 포토 마스크 블랭크로서,
    - Mg, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 산화물, 질화물, 붕소화물 및 탄화물과 이들의 금속 혼합물 및 화 합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 및/또는 금속 화합물을 포함하는 투과 조절 하층과,
    - Ge, Si 및/또는 Al의 붕소화물, 탄화물, 산화물 및/또는 질화물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 위상 편이 조절 하층을 포함하고,
    여기서 상기 투과 조절 하층 및/또는 위상 편이 조절 하층은 최대한 2%의 평균 균일한 막 두께를 가지며,
    180°위상 편이 및 300nm 이하의 파장을 갖는 노광에서 최소한 0.001%의 광 투과율을 갖는 포토 마스크를 제조할 수 있는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 투과 조절 하층 및 위상 편이 조절 하층은 최대한 1%의 평균 균일한 막 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  11. 제 9 항에 있어서,
    기판 및 박막 시스템을 포함하며, 상기 박막 시스템은,
    - Mg, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 산화물, 질화물, 붕소화물 및 탄화물과 이들의 금속 혼합물 및 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 및/또는 금속 화합물을 필수적으로 구성하고 있는 층과,
    - 최소한 95 원자%의 양으로 Ge, Si 및/또는 Al로 이루어진 붕소화물, 탄화 물, 산화물 및/또는 질화물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  12. 제 9 항에 있어서,
    157nm, 193nm 또는 248nm의 파장에서 5% 내지 30%의 투과율을 갖는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  13. 기판 및 박막 시스템을 포함하는 매립된 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크로서,
    상기 박막 시스템은,
    - 최소한 90 원자%의 양으로 Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 질화물 및 이들의 금속 혼합물과 이들의 질화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속 및/또는 금속 질화물을 포함하는 투과 조절 하층과,
    - 최소한 90 원자%의 양으로 Ge, Si 및/또는 Al의 산화물 및/또는 옥시 나이트라이드 또는 이들의 혼합물을 포함하는 위상 편이 조절 하층을 포함하며,
    180°의 위상 편이 및 약 248nm의 파장을 갖는 노광에서 최소한 0.001%의 광 투과율을 갖는 포토 마스크를 제조할 수 있는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 위상 편이 조절 하층은 최소한 95 원자%의 양으로 SiO2를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 투과 조절 하층은 최소한 95 원자%의 양으로 Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 질화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 또는 금속 질화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  16. 기판 및 박막 시스템을 포함하는 매립된 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크로서, 상기 박막 시스템은,
    - 최소한 90 원자%의 양으로 Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 질화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속 및/또는 금속 질화물을 포함하는 투과 조절 하층과,
    - Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 금속의 산화물 중 하나 이상을 최소한 90 원자%의 양으로 포함하는 콘트라스트 층과,
    - 최소한 90 원자%의 양으로 Ge, Si 및/또는 Al의 산화물 또는 질화물 및/또 는 이들의 혼합물을 포함하는 위상 편이 조절 하층을 포함하며,
    180°위상 편이 및 300nm 이하의 파장을 갖는 노광에서 최소한 0.001%의 광 투과율을 갖는 포토 마스크를 제조할 수 있는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 투과 조절 하층은 기판에 제공되며, 콘트라스트 층은 투과 조절 층에 제공되고, 위상 편이 조절 하층은 콘트라스트 층에 제공되는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 투과 조절 하층은 기판에 제공되며, 위상 편이 조절 하층은 투과 조절 하층에 제공되고, 콘트라스트 층은 위상 편이 조절 하층에 제공되는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 위상 편이 조절 하층은 최소한 95 원자%의 양으로 SiO2를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 투과 조절 하층은 최소한 95 원자%의 양으로 Ta 및/또는 Ta 질화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 콘트라스트 층은 최소한 95 원자%의 양으로 Ta2O5를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  22. 기판 및 박막 시스템을 포함하는 매립된 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크로서,
    상기 박막 시스템은
    - 최소한 90 원자%의 양으로 Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 질화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속 또는 금속 질화물을 포함하는 투과 조절 하층과,
    - Si 및/또는 Al을 포함하는 위상 편이 조절 하층과,
    - 상기 위상 편이 조절 하층에 제공되고, Mg, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 이들의 산화물, 질화물, 탄화물, 붕소화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 및/또는 화합물을 포함하며, 최대 두께 5nm을 갖는, 보호층을 포함하며,
    180°위상 편이 및 300nm 이하의 파장을 갖는 노광에서 최소한 0.001%의 광 투과율을 갖는 포토 마스크를 제조할 수 있는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 투과 조절 하층은 기판에 제공되며, 투과 조절 하층에는 위상 편이 조절 하층이 제공되는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 위상 편이 조절 하층은 최소한 90 원자%의 양으로 Si의 산화물 및/또는 질화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 보호층은 최소한 90 원자%의 양으로 금속의 산화물을 포함하며, 상기 금속은 Al, Mg, Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  26. 기판 및 박막을 포함하는 매립된 감쇄 위상 편이 마스크 블랭크로서, 상기 박막 시스템은,
    - Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속의 산화물 중 하나 이상은 최소한 90 원자%의 양으로 포함하는 투과 조절 하층과,
    - 최소한 90 원자%의 양으로 Si 및/또는 Al의 산화물 및/또는 옥시 나이트라이드 또는 이들의 혼합물을 포함하는 위상 편이 조절 하층을 포함하며,
    180°의 위상 편이 및 300nm 이하의 파장을 갖는 노광에서 최소한 20%의 광 투과율을 갖는 포토 마스크를 제조할 수 있는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 박막 시스템은,
    - Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 금속의 산화물 중 하나 이상을 최소한 90 원자%의 양으로 포함하는 제 1 투과 조절 하층과,
    - 최소한 90 원자%의 양으로 Si 및/또는 Al의 산화물 및/또는 옥시 나이트라이드 또는 이들의 혼합물을 포함하는 제 1 위상 편이 조절 하층과,
    - Y, La, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ge, Sn, Pb, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 금속의 산화물 중 하나 이상은 최소한 90 원자%의 양으로 포함하는 제 2 투과 조절 하층과,
    - 최소한 90 원자%의 양으로 Si 및/또는 Al의 산화물 및/또는 옥시 나이트라이드 또는 이들의 혼합물을 포함하는 제 2 위상 편이 조절 하층을 교대로 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
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