(57)【要約】【課題】  ブランクフォトマスク及びそれを使用したフォトマスクの製造方法を提供する。【解決手段】  投光基板上にクロム遮光層が形成され、その上にクロラインガス及び酸素ガスを含むエッチングガスに対して前記クロム遮光層とのエッチング選択比が少なくとも３：１以上になる導電性物質よりなるハードマスク層が形成され、その上にレジスト層が形成されるブランクフォトマスクである。投光基板とクロム遮光層間に位相反転層がさらに形成されうる。ハードマスク層は、望ましくはＭｏまたはＭｏＳｉを使用する。【選択図】            図９
2005062884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投光基板と、
前記投光基板上に形成されたクロム遮光層と、
前記クロム遮光層上に形成され、クロラインガス及び酸素ガスを含むエッチングガスに対して前記クロム遮光層とのエッチング選択比が少なくとも３：１以上になる導電性物質よりなるハードマスク層と、
前記ハードマスク層上に形成されたレジスト層と、を含むブランクフォトマスク。
【請求項２】
前記クロム遮光層上にクロムオキシド層がさらに形成されたことを特徴とする請求項１に記載のブランクフォトマスク。
【請求項３】
前記ハードマスク層は、酸、アルカリ及びＨ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２を含む洗浄液に対して非溶解性の物質よりなることを特徴とする請求項１に記載のブランクフォトマスク。
【請求項４】
前記ハードマスク層は、Ｍｏ、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＯＮよりなる群から選択された何れか一つよりなることを特徴とする請求項１に記載のブランクフォトマスク。
【請求項５】
前記ハードマスク層は、ＨｆまたはＨｆ化合物よりなることを特徴とする請求項１に記載のブランクフォトマスク。
【請求項６】
前記ハードマスク層は、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｆｅ、ＮｉＳｉ、ＣｏＳｉ及びそれらの化合物よりなる群から選択された何れか一つよりなることを特徴とする請求項１に記載のブランクフォトマスク。
【請求項７】
前記ハードマスク層の厚さは、３０Åないし前記クロム遮光層の厚さで形成されたことを特徴とする請求項１に記載のブランクフォトマスク。
【請求項８】
前記ハードマスク層は、前記クロム遮光層とのエッチング選択比が３：１ないし２５：１の範囲内になる物質よりなることを特徴とする請求項１に記載のブランクフォトマスク。
【請求項９】
前記レジスト層の厚さは、１００Åないし４０００Åであることを特徴とする請求項１に記載のブランクフォトマスク。
【請求項１０】
投光基板と、
前記投光基板上に形成された位相反転層と、
前記位相反転層上に形成されたクロム遮光層と、
前記クロム遮光層上に形成され、クロラインガス及び酸素ガスを含むエッチングガスに対して前記クロム遮光層とのエッチング選択比が少なくとも３：１以上になる導電性物質よりなるハードマスク層と、
前記ハードマスク層上に形成されたレジスト層と、を含むブランクフォトマスク。
【請求項１１】
前記クロム遮光層と前記ハードマスク層との間にクロムオキシド層がさらに形成されたことを特徴とする請求項１０に記載のブランクフォトマスク。
【請求項１２】
前記位相反転層及び前記ハードマスク層は、同じエッチングガスによってエッチング可能な物質よりなることを特徴とする請求項１０に記載のブランクフォトマスク。
【請求項１３】
前記位相反転層は、ＭｏＳｉよりなることを特徴とする請求項１０に記載のブランクフォトマスク。
【請求項１４】
前記ハードマスク層は、Ｍｏ、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＯＮよりなる群から選択された何れか一つよりなることを特徴とする請求項１０に記載のブランクフォトマスク。
【請求項１５】
前記ハードマスク層は、ＨｆまたはＨｆ化合物よりなることを特徴とする請求項１０に記載のブランクフォトマスク。
【請求項１６】
前記ハードマスク層は、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｆｅ、ＮｉＳｉ、ＣｏＳｉ及びそれらの化合物よりなる群から選択された何れか一つよりなることを特徴とする請求項１０に記載のブランクフォトマスク。
【請求項１７】
前記ハードマスク層の厚さは、３０Åないし前記クロム遮光層の厚さで形成されたことを特徴とする請求項１０に記載のブランクフォトマスク。
【請求項１８】
前記ハードマスク層は、前記クロム遮光層とのエッチング選択比が３：１ないし２５：１の範囲内になる物質よりなることを特徴とする請求項１０に記載のブランクフォトマスク。
【請求項１９】
前記レジスト層の厚さは、１００Åないし４０００Åであることを特徴とする請求項１０に記載のブランクフォトマスク。
【請求項２０】
請求項１のブランクフォトマスクを使用してフォトマスクを製造する方法において、
露光工程を通じて前記レジスト層の一部を除去してフォトレジストパターンを形成する段階と、
前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして前記ハードマスク層をエッチングしてハードマスクパターンを形成する段階と、
残留する前記フォトレジストパターンを除去する段階と、
前記ハードマスクパターンをエッチングマスクとして前記クロム遮光層をエッチングして遮光パターンを形成する段階と、
前記残留するハードマスクパターンを除去する段階と、を含むフォトマスクの製造方法。
【請求項２１】
前記ハードマスク層は、Ｍｏ、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＯＮよりなる群から選択された何れか一つよりなり、前記ハードマスク層をエッチングする段階は、ハロゲン元素を含むガスを使用して行うことを特徴とする請求項２０に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項２２】
前記ハードマスク層をエッチングする段階は、ＣＦ４、ＣＦ４／Ｏ２、ＣＨＦ３、ＣＨＦ３／Ｏ２、ＳＦ６、ＳＦ６／Ｏ２、Ｃｌ２ガスよりなる群から選択されたガスを主エッチングガスとして使用して行うことを特徴とする請求項２１に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項２３】
前記クロム遮光層をエッチングする段階は、Ｃｌ２及びＯ２ガスを主エッチングガスとして使用して行うことを特徴とする請求項２０に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項２４】
前記クロム遮光層をエッチングする段階で前記Ｃｌ２：Ｏ２ガスの比は、２：１ないし１０：１の範囲内で調節して行うことを特徴とする請求項２３に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項２５】
請求項１０のブランクフォトマスクを使用してフォトマスクを製造する方法において、
露光工程を通じて前記レジスト層の一部を除去してフォトレジストパターンを形成する段階と、
前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして前記ハードマスク層をエッチングしてハードマスクパターンを形成する段階と、
残留する前記フォトレジストパターンを除去する段階と、
前記ハードマスクパターンをエッチングマスクとして前記クロム遮光層及び前記位相反転層をエッチングして遮光パターンを形成する段階と、を含むフォトマスクの製造方法。
【請求項２６】
前記ハードマスク層は、Ｍｏ、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＯＮよりなる群から選択された何れか一つよりなり、前記ハードマスク層をエッチングする段階は、ハロゲン元素を含むガスを使用して行うことを特徴とする請求項２５に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項２７】
前記ハードマスク層をエッチングする段階は、ＣＦ４、ＣＦ４／Ｏ２、ＣＨＦ３、ＣＨＦ３／Ｏ２、ＳＦ６、ＳＦ６／Ｏ２、Ｃｌ２ガスよりなる群から選択されたガスを主エッチングガスとして使用して行うことを特徴とする請求項２６に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項２８】
前記クロム遮光層をエッチングする段階は、Ｃｌ２及びＯ２ガスを主エッチングガスとして使用して行うことを特徴とする請求項２５に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項２９】
前記クロム遮光層をエッチングする段階で、前記Ｃｌ２：Ｏ２ガスの比は２：１ないし１０：１の範囲内で調節して行うことを特徴とする請求項２８に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項３０】
前記位相反転層及び前記ハードマスク層は、同じエッチングガスによって除去可能な物質よりなることを特徴とする請求項２５に記載のフォトマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフォトマスクに係り、さらに詳細にはハードマスクを利用したブランクフォトマスク及びそれを使用したフォトマスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトマスクは、半導体分野でシリコンまたはガリウムアーセナイド（ＧａＡｓ）のような基板またはウェーハ上に半導体回路を定義する微細イメージパターンを伝達するために使われる。ウェーハ上に伝達しようとする半導体回路を定義するイメージパターンがまだ形成されていないフォトマスクをブランクフォトマスクといい、大きくバイナリマスクと位相反転マスク（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｍａｓｋ：ＰＳＭ）とに分類される。
【０００３】
従来の典型的なバイナリフォトマスクは、石英よりなる投光基板とその上に半導体回路の定義されたクロム層よりなる遮光パターンとを含む。前記クロム層上には反射防止層（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｌａｙｅｒ：ＡＲＬ）の役割を行うクロムオキシド層が形成される。一方、従来の典型的な位相反転フォトマスクは、石英基板とクロム層間に位相反転物質を挿入してマスク内で位相反転効果を現わすことによって、既存の露光装置の光源を変えずに高解像度を確保するためのものである。
【０００４】
図１は、従来のバイナリフォトマスクのための一般的なブランクフォトマスクを表す断面図である。図１を参照すれば、投光基板１２上に遮光層１６及びフォトレジスト層１８が順次に積層されている。投光基板１２は、投光性の石英よりなり、遮光層はクロムよりなる。
【０００５】
図２ないし図４は、図１のブランクフォトマスクを利用してフォトマスクを製造する過程を表す工程断面図である。
【０００６】
図２を参照すれば、レジスト層１８の一部をエッチングしてフォトマスクに実現しようとするフォトレジストパターン１８ａを形成する。この工程は、露光装置でブランクフォトマスクを横切ってラスター方式で電子ビームまたはレーザビームを走査することによって実現されうる。すなわち、電子ビームまたはレーザビームに露出されたフォトレジスト物質は溶解され、溶解されたフォトレジスト物質は公知の技術によって除去される。
【０００７】
図３を参照すれば、フォトレジストパターン１８ａをエッチングマスクとして遮光層１６をプラズマ乾式エッチングして遮光層パターン１６ａを形成する。クロム層及びクロム層の表面上に形成されるクロムオキシド層をエッチングするためのエッチングガスとしては典型的にＣｌ２及びＯ２の混合ガスを使用する。
【０００８】
図４を参照すれば、完成された位相反転フォトマスクの断面を表す。すなわち、図３から残留するフォトレジストパターン１８ａを除去することによって完成されうる。
【０００９】
次いで、完成されたフォトマスクで遮光層パターン１６ａのライン及び空間に対する臨界寸法（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ：ＣＤ）を測定し、測定されたＣＤが特定目標値との誤差範囲内に含まれるか否かを決定する。ＣＤは完成されたフォトマスクに対して複数の位置で測定された後、合算され、測定位置数に分けて平均ＣＤに求められる。求められた平均ＣＤは特定目標値と比較され、目標値との偏差が小さいことが望ましい。
【００１０】
一方、測定されたＣＤは、特定の均一度に対する要求を満足しなければならない。ＣＤの均一度は、典型的に範囲（最大値−最小値）と定義されるか、または測定集団の標準偏差と定義される。半導体集積回路の集積度が増加するにつれて半導体集積回路の製造過程でデザインルールはさらに減少し、極限の均一度が要求されている。
【００１１】
前記従来のフォトマスク製造過程で、フォトマスクのＣＤ均一度を決定する主要段階は、図３のようにフォトレジストパターン１８ａをエッチングマスクとしてクロム遮光層１６をエッチングする段階である。クロム層及びクロムオキシド層をエッチングするためには、必須的にクロラインガス及び酸素ガスが使われ、これらエッチングガスによってクロム層またはクロムオキシド層は反応生成物としてＣｒＯ２ｘＣｌ２ｘを生成し、クロラインガスだけで、または酸素ガスだけではクロム層及びクロムオキシド層をほとんどエッチングできない。一方、クロラインガス及び酸素ガスはそれぞれ、電子ビーム用フォトレジストの炭素成分と容易に反応してＣＯまたはＣＣｌ４を生成してレジスト層をエッチングする。すなわち、クロラインガス及び酸素ガスをエッチングガスとしてクロム層をエッチングする場合、クロム層とレジスト層とのエッチング選択比が約２：１以下に非常に小さくなる結果となって、クロム層を完全にエッチングするためにはレジスト層を非常に厚く形成しなければならない。相対的に厚く形成されるレジスト層によってフォトマスク製造で重要なローディング効果及び広域均一度の調節が非常に困難であり、薄膜のレジスト層が使用できないため、設計ＣＤと測定ＣＤ間の直線性の改善が非常に難しく、したがって、工程マージンが非常に少なくなるという問題点がある。
【００１２】
フォトマスクのＣＤ均一度の向上のために、クロム層のエッチング時にフォトレジストパターンの代りにハードマスクパターンを使用する方法が特許文献１及び２に開示されている。前記特許文献ではハードマスク物質としてシリコン（Ｓｉ）を望ましい例として開示しており、それ以外の物質として、Ｔｉ、ＴｉＷ、Ｗ、ＴｉＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２またはＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）を開示している。
【００１３】
しかし、前記ハードマスク物質のうちＳｉ、Ｔｉ及びその化合物、Ｗ及びその化合物はクロム層のエッチングガスのクロライン及び酸素ガスに対して反応性が非常に優秀でそれぞれＳｉＣｌ４、ＴｉＣｌ４、ＷＣｌ５、ＷＯＣｌ４などを容易に形成する。したがって、これらハードマスク物質は、クロム層のエッチング時にクロム層とのエッチング選択比が非常に低いため、ハードマスクの役割を行うことには非常に不適当である。Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２またはＳＯＧの場合には、導電性がないため、フォトレジストパターンのための電子ビームの走査時、電荷がフォトレジストパターンから容易に放電されないため、フォトレジストパターンの歪曲を招くという問題点がある。一方、これらハードマスク物質は、選別的に酸化性が強く、酸またはアルカリやＨ２０、Ｈ２Ｏ２などの洗浄液に対して溶解性が強く、クロライン及び酸素ガスによるエッチング選択比の調節が難しい。エッチングガスによる反応副産物の沸騰点がクロム層より低く、ハードマスク層の除去時に下部の露出層に対するダメージが発生する。また、このようなハードマスク物質は、有機ストリッパー溶液に耐性がない。結果的に、クロム層またはクロムオキシド層に対するハードマスクの役割を行わせるのには不適当である。
【００１４】
したがって、クロム層に対するエッチングマスクとしてフォトレジスト物質に代替できる望ましいマスク物質の開発が要求される。
【特許文献１】米国特許第６,４７２,１０７号公報
【特許文献２】米国特許公開第２００３／００１３０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明が解決しようとする目的は、フォトレジストに代えてフォトマスクの遮光層のエッチング時にエッチングマスクの役割を良好に行えるエッチングマスク物質を含むブランクフォトマスクを提供することである。
【００１６】
本発明が解決しようとする他の目的は、フォトレジストに代えてフォトマスクの遮光層のエッチング時にエッチングマスクの役割を良好に行えるエッチングマスク物質を含むブランクフォトマスクを利用したフォトマスクの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するための本発明の第１形態によるブランクフォトマスクは、投光基板上にクロム遮光層が形成され、その上にクロラインガス及び酸素ガスを含むエッチングガスに対して前記クロム遮光層とのエッチング選択比が少なくとも３：１以上になる導電性物質よりなるハードマスク層が形成され、その上にレジスト層が形成される。
【００１８】
前記目的を達成するための本発明の第２形態によるブランクフォトマスクは、投光基板上に位相反転層が形成され、位相反転層上にクロム遮光層が形成され、クロム遮光層上にクロラインガス及び酸素ガスを含むエッチングガスに対して前記クロム遮光層とのエッチング選択比が少なくとも３：１以上になる導電性物質よりなるハードマスク層が形成され、前記ハードマスク層上にレジスト層が形成される。
【００１９】
前記他の目的を達成するための本発明の第３形態によるフォトマスクの製造方法は、前述した本発明の第１形態によるブランクフォトマスクを使用してフォトマスクを製造する方法において、露光工程を通じて前記レジスト層の一部を除去してフォトレジストパターンを形成し、前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして前記ハードマスク層をエッチングしてハードマスクパターンを形成し、残留する前記フォトレジストパターンを除去し、前記ハードマスクパターンをエッチングマスクとして前記クロム遮光層をエッチングして遮光パターンを形成し、前記残留するハードマスクパターンを除去して完成する。
【００２０】
前記他の目的を達成するための本発明の第４形態によるフォトマスクの製造方法は、前述した本発明の第２形態によるブランクフォトマスクを使用してフォトマスクを製造する方法において、露光工程を通じて前記レジスト層の一部を除去してフォトレジストパターンを形成し、前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして前記ハードマスク層をエッチングしてハードマスクパターンを形成し、残留する前記フォトレジストパターンを除去し、前記ハードマスクパターンをエッチングマスクとして前記クロム遮光層及び前記位相反転層をエッチングして遮光パターンを形成する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、遮光層パターンのためのエッチングマスクとしてフォトレジストパターンの代りにハードマスクパターンを使用するため、超薄膜のフォトレジストの使用が可能であり、したがって、超薄膜のフォトレジストパターンのイメージが転写されたハードマスクパターンのＣＤ均一度が最大限良好になりうる。
【００２２】
また、本発明によれば、クロム遮光層のためのエッチングマスクとしてエッチング選択比が優秀であり、厚さがクロム遮光層より薄いハードマスクを使用するため、クロム遮光層パターンのＣＤ均一度を非常に良好にでき、クロム層のエッチング工程の工程マージンを十分に確保でき、ローディング効果の制御を効果的に行え、低アスペクト比の構造であるため、ＣＤの直線性が非常に良好になりうる。
【００２３】
また、本発明によれば、クロム層のエッチングのためのエッチングマスクとしてフォトレジストパターンを使用しないため、エッチングチャンバー内で炭素成分を最小化して清浄な工程を行える。
【００２４】
また、本発明によれば、位相反転層であるＭｏＳｉエッチング時に発生するＡＲＬの腐蝕を最小化しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明は多くの相異なる形態に具現でき、ここで、説明される実施形態に限定されると解釈されてはならず、このような実施形態は、その開示内容を完全にし、かつ発明の思想を当業者に十分に伝達するために提供されるものである。図面で、層及び領域の厚さは明瞭性のために誇張されている。同じ参照番号は全体的に同じ要素を指す。
【００２６】
図５は、本発明の第１実施形態によるバイナリフォトマスク用のブランクフォトマスクを表す断面図である。
【００２７】
図５を参照すれば、投光基板３２上に遮光層３６、ハードマスク層３７及びレジスト層３８が順次に積層されている。投光基板３２は、投光性の石英よりなり、例えば２５ｍｍの厚さであって、横×縦の長さがそれぞれ６×６インチである正方形に形成される。遮光層３６は、一般的にクロムよりなり、約７００Åの厚さに形成され、その表面上にはクロムオキシド層（図示せず）がＡＲＬとしてさらに形成される。
【００２８】
前記ハードマスク層３７は、クロム層に対する良好なエッチングマスクの役割を行うために、次のような条件を満足させることが望ましい。
【００２９】
第一に、導電性を有する。図６に関して、後述するように露光装置内でブランクフォトマスクの最上層であるレジスト層３８に対して電子ビームを既設計された半導体回路に対応するイメージ形態に走査してフォトレジスト物質を溶解した後に除去することによってフォトレジストパターン３８ａを形成する。この時、電子ビームの走査によってハードマスク層３７の表面には多くの電荷が蓄積され、このような電荷が適切に放電されなければ、フォトレジストパターン３８ａのプロファイル歪曲を発生させる恐れがある。したがって、ハードマスク層３７を導電性物質より形成して電気的通路にすることによって、フォトレジストパターン３８ａのプロファイルを良好に形成できる。
【００３０】
第二に、耐酸化性を有する。ハードマスク物質の酸化性が強ければ、ハードマスクの表面に酸化膜が形成され、これは、ハードマスク層３７に対するエッチング後の露出面に形成された酸化膜によってＣＤの変化をもたらして後続するハードマスクパターンをエッチングマスクとしてエッチングする場合、クロム遮光層３６に対する正確なエッチングを妨害する。
【００３１】
第三に、粒子が小さくなければならない。ハードマスク物質の粒子サイズが大きい場合、ハードマスクパターンの側壁のプロファイルが不良になってハードマスクパターンをエッチングマスクとしてクロム遮光層３６をエッチングする場合、イメージ転写が不良になる。
【００３２】
第四に、酸またはアルカリ溶液、Ｈ２ＯまたはＨ２Ｏ２を含む洗浄液、有機ストリッパー溶液に対して非溶解性でなければならない。フォトレジストを除去するためのストリップ工程や洗浄工程時に使われる各種酸、アルカリ溶液にハードマスク物質が容易に溶解されてしまうならば、正確なハードマスクパターンを形成できない。
【００３３】
第五に、クロム層のエッチング時にクロム層とのエッチング選択比が大きい。レジスト層をクロム層に対するエッチングマスクとする場合、レジスト層とクロム層間のエッチング選択比が２：１以下と非常に小さいため、レジスト層を過度に厚く形成しなければならないという短所があるので、ハードマスク層とクロム層とのエッチング選択比は、少なくとも３：１以上、望ましくは５：１ないし２５：１の範囲内にすることが望ましい。
【００３４】
第六に、クロラインガス及び酸素ガスに対してクロム層に対するエッチング選択比が高くなければならない。クロム層に対するエッチングガスがクロラインガス及び酸素ガスの混合ガスと制限されるため、これらエッチングガスを使用してエッチング工程を行う時にハードマスク層とクロム層とのエッチング選択比が大きくなければならない。
【００３５】
第七に、クロラインガス及び酸素ガスによる反応副産物の沸騰点が非常に高くなければならない。クロム層とクロラインガス及び酸素ガスによる反応副産物であるＣｒＯ２Ｃｌ２の沸騰点が約１１７℃である点を考慮して、これらエッチングガス及びハードマスク層の反応副産物の沸騰点が非常に高いために、低揮発性でなければハードマスクの役割を果せない。
【００３６】
第八に、遮光層のパターンが形成された後、残留するハードマスク層を除去する時に露出された投光基板の表面にダメージを与えてはならない。すなわち、ハードマスク層は、投光基板である石英と反応性のないエッチングガスによって除去されうる物質であることが望ましい。
【００３７】
本実施形態では、前記条件を満足させるハードマスク物質として、ＭｏまたはＭｏＳｉを使用したが、それ以外にもＭｏＳｉＯＮのようなＭｏを含有する物質、ＨｆまたはＨｆ化合物、またはＺｒ、Ｓｎ、Ｆｅ、ＮｉＳｉ、ＣｏＳｉ及びこれらの化合物から選択的に使用できる。
【００３８】
一方、前記ハードマスク層３７の厚さは少なくとも約３０Å以上になり、前記クロム遮光層３６の厚さ以下で形成されることが望ましい。ハードマスク層３７の厚さが約３０Å以下になれば、前記クロム遮光層３６とのエッチング選択比を考慮してエッチングマスクとしての役割を十分に行えず、ハードマスク層３７の厚さがクロム遮光層３６の厚さ以上になれば、クロム遮光層３６に対するハードマスクとしての意味がなくなるためである。
【００３９】
一方、前記レジスト層３８の厚さは、前記ハードマスク層３７の厚さ及びエッチング選択比を考慮して可能な限り薄く形成することが望ましい。本実施形態では、前記レジスト層３８の厚さは１００Åないし４０００Å、望ましくは３０００Åないし４０００Åほどに形成した。
【００４０】
図６ないし図８は、図５のブランクフォトマスクを利用してフォトマスクを製造する過程を表す工程断面図である。図６を参照すれば、レジスト層３８の一部をエッチングしてフォトマスクとして実現しようとするイメージに対応するフォトレジストパターン３８ａを形成する。この工程は、露光装置でブランクフォトマスクを横切ってラスター方式またはベクトル方式で電子ビームまたはレーザビームを走査することによって実現されうる。すなわち、電子ビームまたはレーザビームが走査されたフォトレジスト物質は溶解され、溶解されたフォトレジスト物質は、特殊化工薬品である現像液などを使用して公知の技術によって除去される。
【００４１】
図７を参照すれば、フォトレジストパターン３８ａをエッチングマスクとしてハードマスク層３７をエッチングしてハードマスクパターン３７ａを形成した後、ハードマスクパターン３７ａをエッチングマスクとしてクロム遮光層３６をエッチングして遮光層パターン３６ａを形成した段階を表す。まず、ハードマスクパターン３７ａを形成する段階では、ハードマスク物質の種類によって多様なエッチングガスを使用できる。本実施形態で、前記ハードマスク層３７をＭｏ、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＯＮよりなる群から選択された何れか一つより形成する場合、前記ハードマスク層３７をエッチングする段階は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉなどのハロゲン元素を含むガスを使用して行える。さらに具体的に、ハードマスク層３７をＭｏＳｉより形成した場合、エッチングガスはＣＦ４、ＣＦ４／Ｏ２、ＣＨＦ３、ＣＨＦ３／Ｏ２、ＳＦ６、ＳＦ６／Ｏ２、Ｃｌ２ガスよりなる群から選択されたガスを主エッチングガスとして使用して行える。
【００４２】
次いで、前記ハードマスクパターン３７ａをエッチングマスクとして前記クロム遮光層パターン３６ａを形成する段階では、Ｃｌ２及びＯ２ガスを主エッチングガスとして使用してプラズマ乾式エッチング工程を行う。Ｃｌ２及びＯ２ガスと共にヘリウムまたはアルゴンのような不活性ガスをさらに添加でき、Ｃｌ２及びＯ２ガスの混合比、例えば、Ｃｌ２：Ｏ２ガスの比を２：１ないし１０：１の範囲内で所望のエッチング選択比によって調節して使用できる。一方、クロム遮光層３６の表面上に形成されるクロムオキシド層（図示せず）をエッチングするためのエッチングガスとしても典型的にＣｌ２及びＯ２の混合ガスを使用する。
【００４３】
図８を参照すれば、残留するハードマスクパターン３７ａを前述したエッチングガスを使用して除去してフォトマスクを完成させる。
【００４４】
図９は、本発明の第２実施形態によるＰＳＭのためのブランクフォトマスクを表す断面図である。図５で、バイナリマスクのためのブランクフォトマスクと同じ構成要素は同じ参照番号を使用し、ここでその詳細な説明は省略する。
【００４５】
図９を参照すれば、図５と違って、投光基板３２上に位相反転層３４がクロム遮光層３６との間にさらに形成されている。位相反転層３４は、石英製の投光基板３２とクロム遮光層３６間に挿入されて、マスク内で位相反転効果を表す物質としてＭｏＳｉ系列またはＣｒＦ系列の物質が使われ、本実施形態ではＭｏＳｉを使用した。
【００４６】
前記クロム遮光層３６上にはハードマスク層３７及びレジスト層３８が順次に積層されており、その特性及び寸法については、図５で説明したものと同じである。
【００４７】
図１０ないし図１２は、図９のブランクフォトマスクを利用して位相反転フォトマスクを製造する過程を表す工程断面図である。
【００４８】
図１０を参照すれば、レジスト層３８の一部をエッチングしてフォトマスクに実現しようとするイメージに対応するフォトレジストパターン３８ａを形成する。この工程は、露光装置でブランクフォトマスクを横切ってラスター方式またはベクトル方式で電子ビームまたはレーザビームを走査することによって実現されるということは、前記の通りである。
【００４９】
図１１を参照すれば、フォトレジストパターン３８ａをエッチングマスクとしてハードマスク層３７をエッチングしてハードマスクパターン３７ａを形成した後、ハードマスクパターン３７ａをエッチングマスクとしてクロム遮光層３６をエッチングして遮光層パターン３６ａを形成する段階を表す。各エッチング段階は、図７についての説明で詳細に説明した通りである。
【００５０】
図１２を参照すれば、前記ハードマスクパターン３７ａ及び遮光層パターン３６ａをエッチングマスクとして露出された位相反転層３４をエッチングする。一方、前記ハードマスクパターン３７ａをまず除去した後、遮光層パターン３６ａだけをエッチングマスクとして露出された位相反転層３４を除去して位相反転層パターン３４ａが形成でき、位相反転層パターン３４ａを形成した後、ハードマスクパターン３７ａだけを除去することもある。
【００５１】
一方、ハードマスク物質の種類によって位相反転層３４を除去すると同時に、前記ハードマスクパターン３７ａを除去することもある。例えば、本実施形態のように位相反転層３４とハードマスク層３７とを全てＭｏＳｉより形成する場合には、同じエッチングガスによって同時に除去されうる。前記位相反転層３４をＭｏＳｉまたはＭｏＳｉＯＮより形成する場合、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉなどのハロゲン元素を含むガスを使用して行える。さらに具体的に、エッチングガスは、ＣＦ４、ＣＦ４／Ｏ２、ＣＨＦ３、ＣＨＦ３／Ｏ２、ＳＦ６、ＳＦ６／Ｏ２、Ｃｌ２ガスよりなる群から選択されたガスを主エッチングガスとして使用して行える。
【００５２】
以上、本発明の望ましい実施形態について具体的に説明したが、本発明は前記実施形態の形態に限定されず、本発明の技術的思想を外れない範囲内で当業者の技術レベルによって多様に変更されうる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、半導体分野でシリコンまたはＧａＡｓのような基板またはウェーハ上に半導体回路を定義する微細イメージパターンを伝達するために使われるフォトマスクに適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】従来のブランクフォトマスクを表す断面図である。
【図２】図１の従来のブランクフォトマスクを利用してフォトマスクを製造する過程を表す工程断面図である。
【図３】図１の従来のブランクフォトマスクを利用してフォトマスクを製造する過程を表す工程断面図である。
【図４】図１の従来のブランクフォトマスクを利用してフォトマスクを製造する過程を表す工程断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態によるブランクフォトマスクを表す断面図である。
【図６】図５のブランクフォトマスクを利用してフォトマスクを製造する過程を表す工程断面図である。
【図７】図５のブランクフォトマスクを利用してフォトマスクを製造する過程を表す工程断面図である。
【図８】図５のブランクフォトマスクを利用してフォトマスクを製造する過程を表す工程断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態によるブランクフォトマスクを表す断面図である。
【図１０】図９のブランクフォトマスクを利用してフォトマスクを製造する過程を表す工程断面図である。
【図１１】図９のブランクフォトマスクを利用してフォトマスクを製造する過程を表す工程断面図である。
【図１２】図９のブランクフォトマスクを利用してフォトマスクを製造する過程を表す工程断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
３２    投光基板、
３４    位相反転層、
３６    クロム遮光層、
３７    ハードマスク層、
３８    レジスト層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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