JP2003084418A - Halftone phase shifting mask and blank - Google Patents

Halftone phase shifting mask and blank

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JP2003084418A
JP2003084418A JP2001273232A JP2001273232A JP2003084418A JP 2003084418 A JP2003084418 A JP 2003084418A JP 2001273232 A JP2001273232 A JP 2001273232A JP 2001273232 A JP2001273232 A JP 2001273232A JP 2003084418 A JP2003084418 A JP 2003084418A
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Japan
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oxygen
halftone
mask
phase shift
film
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JP2001273232A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichiro Kanayama
浩一郎 金山
Tadashi Matsuo
正 松尾
Nobuhiko Fukuhara
信彦 福原
Takashi Haraguchi
崇 原口
Tsukasa Yamazaki
司 山嵜
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a halftone phase shifting mask having the objective transmittance and phase contrast, less liable to cause particle defects and having high chemical stability without using a metal silicide compound using Si atoms or a metal fluoride with respect to a halftone phase shifting mask having regions transparent to light for exposure and translucent regions comprising a monolayer translucent film 2 whose phase and transmittance have been controlled on a glass substrate 1 and to provide a halftone phase shifting mask blank for fabricating the halftone phase shifting mask. SOLUTION: Principal constituent elements comprised in the translucent film layer 2 are aluminum and oxygen and the ratio of the number of oxygen atoms is <=60%.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造プロセス
中のフォトリソグラフィ工程で使用される露光転写用の
フォトマスク及びこれを製造するためのフォトマスクブ
ランクに係るものであり、特にハーフトーン型位相シフ
トマスクまたはハーフトーン型位相シフトマスクブラン
クに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photomask for exposure transfer used in a photolithography process in a semiconductor manufacturing process and a photomask blank for manufacturing the same, and more particularly to a halftone type phase shift. The present invention relates to a mask or a halftone type phase shift mask blank.

【従来の技術】[Prior art]

【0002】ここ数年の半導体デバイスの急激な微細化
に伴い、Siウエハ上にマスクパターンを転写するリソ
グラフィ技術も同時に進歩を遂げてきた。縮小投影露光
装置(ステッパー)は解像性を向上させるために、i線
(波長365nm)以降ではKrFエキシマレーザー
(波長248nm),ArFエキシマレーザー(波長1
93nm)といった遠紫外線領域、さらにはF2レーザ
ー(波長157nm)の真空紫外線領域へと、短波長化
の一途を辿っている。
Along with the rapid miniaturization of semiconductor devices in recent years, the lithography technology for transferring a mask pattern onto a Si wafer has also advanced at the same time. In order to improve resolution, the reduction projection exposure apparatus (stepper) uses a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) and an ArF excimer laser (wavelength 1 after i-line (wavelength 365 nm).
The wavelength is steadily shortening to the deep ultraviolet region such as 93 nm) and further to the vacuum ultraviolet region of the F2 laser (wavelength 157 nm).

【0003】位相シフト法はリソグラフィ技術における
解像度向上技術の1つであり、開発が盛んに行われてい
る。原理的にはマスク上の隣接する領域に互いの透過光
が180度となるように位相シフト部を設けることによ
り、透過光が回折し干渉し合う際に境界部の光強度を弱
め、その結果として転写パターンの解像度を向上させる
ものである。これにより通常のフォトマスクに比べて飛
躍的に優れた微細パターンの解像度向上効果および焦点
深度向上の効果を持つ。
The phase shift method is one of the resolution improving techniques in the lithography technique, and has been actively developed. In principle, by providing a phase shift part in adjacent areas on the mask so that the transmitted light is 180 degrees, the light intensity at the boundary is weakened when the transmitted light is diffracted and interferes with each other. As to improve the resolution of the transfer pattern. As a result, it has the effect of improving the resolution and the depth of focus of a fine pattern, which are dramatically superior to those of a normal photomask.

【0004】上記のような位相シフト法はIBMのLe
vensonらによって提唱され、特開昭58−173
744号公報や、原理では特公昭62−50811号公
報に記載されており、レベンソン型やハーフトーン型な
どが公知となっている。特にハーフトーン型位相シフト
マスク(以下ハーフトーンマスクと記す)は、半透明膜
に透過光の位相反転作用および、パターン内部でレジス
トの感度以下での遮光性の役割を持たせる事により透過
光強度のエッジ形状を急峻にして解像性や焦点深度特性
を向上させると共にマスクパターンを忠実にウエハ上に
転写する効果を有したものであり、特に孤立パターンの
解像度向上に有効である。
The phase shift method as described above is based on IBM's Le.
Proposed by Venson et al., JP-A-58-173
No. 744, and Japanese Patent Publication No. 62-50811 in principle, Levenson type and halftone type are known. In particular, the halftone phase shift mask (hereinafter referred to as the halftone mask) has a function of reversing the phase of the transmitted light in the semitransparent film and a light shielding property below the sensitivity of the resist inside the pattern, and thus the transmitted light intensity. It has the effect of making the edge shape steep and improving the resolution and depth of focus characteristics and faithfully transferring the mask pattern onto the wafer, and is particularly effective in improving the resolution of the isolated pattern.

【0005】ハーフトーンマスクには、位相差と透過率
を与える半透明層が、一種類の薄膜材料で構成された単
層型ハーフトーンマスクと、位相差と透過率を与える半
透明層が二種類以上の薄膜材料から構成された多層型ハ
ーフトーンマスクとがある。多層型ハーフトーンマスク
のうちもっとも簡単な構造は、位相差と透過率を別々に
一種類ずつの薄膜材料で制御する2層型ハーフトーンマ
スクである。
In the halftone mask, a semi-transparent layer that gives a phase difference and a transmittance is a single-layer halftone mask made of one kind of thin film material and a semi-transparent layer that gives a phase difference and a transmittance. There are multilayer halftone masks composed of more than one kind of thin film material. The simplest structure of the multi-layer type halftone mask is a two-layer type halftone mask in which the phase difference and the transmittance are separately controlled by one kind of thin film material.

【0006】ハーフトーンマスク(以下、マスク用ブラ
ンクを含む)においては、露光波長である紫外線の透過
率が一般的には5から15%、同じく反射率は25%以
下、検査波長での透過率が40%以下という分光学的条
件を満足しなければならない。この理由として、露光波
長での反射率が高いと、投影転写を行う際にマスクとウ
ェハーとの間の多重反射によって露光精度が低下してし
まう。また、マスクの検査・寸法測定では主に365n
m(i線)の可視光や257nmの紫外線が用いられる
が、この検査波長に対する透過率が40%を超えると、
透過部(ガラス基板)と半透明膜部のコントラストが低
下し、検査・寸法測定が困難になるという問題が生じて
しまうからである。
In a halftone mask (including mask blanks hereinafter), the transmittance of ultraviolet rays, which is the exposure wavelength, is generally 5 to 15%, the reflectance is 25% or less, and the transmittance at the inspection wavelength is Must be 40% or less. The reason for this is that if the reflectance at the exposure wavelength is high, the exposure accuracy will be reduced due to multiple reflection between the mask and the wafer during projection transfer. In addition, the mask inspection and dimension measurement are mainly 365n.
Visible light of m (i line) or ultraviolet ray of 257 nm is used, but if the transmittance for this inspection wavelength exceeds 40%,
This is because the contrast between the transmissive portion (glass substrate) and the semi-transparent film portion is lowered, which causes a problem that inspection / dimension measurement becomes difficult.

【0007】上記のような必要条件、すなわち波長の短
い紫外線領域での透過性、および可視光域までの平坦な
分光特性を実現するための方策として、ハーフトーンマ
スクのための半透明膜材料としては、MoSiなどの金
属シリサイドやCrFなどの金属弗化物が提案され、i
線露光やKrF露光において使用されてきた。
As a measure for realizing the above-mentioned necessary conditions, that is, transparency in the ultraviolet region having a short wavelength and flat spectral characteristics up to the visible light region, as a semitransparent film material for a halftone mask. Is proposed as a metal silicide such as MoSi or a metal fluoride such as CrF.
It has been used in line exposure and KrF exposure.

【0008】ハーフトーンマスクに限らず、フォトマス
クブランク材料の成膜方法としては、一般にガラス基板
への付着力に優れたスパッタリング法が用いられる。今
後のArF露光、さらにはF2露光においても同様の分
光特性を実現しようとすると、さらに短波長領域におけ
る透過性を上げる必要が出てくる。このため金属シリサ
イドによるハーフトーンにおいては、Si(シリコン)
の組成比を大きくし、吸収の小さいSiO2やSiN成
分を大きくする方法が取られる。しかしながら、Siは
導電性が低いため、Siの組成比を大きくしたスパッタ
リング成膜を行うと、膜中の粒子欠陥が急激に増加す
る、という問題が生じてくる。
Not only the halftone mask but also a photomask blank material is formed by a sputtering method which is excellent in adhesion to a glass substrate. In order to realize similar spectral characteristics in future ArF exposure and further F2 exposure, it becomes necessary to increase the transmittance in the shorter wavelength region. Therefore, in the halftone due to the metal silicide, Si (silicon)
A method of increasing the composition ratio of SiO 2 and increasing the small absorption of SiO 2 and SiN components is adopted. However, since Si has low conductivity, there is a problem in that the number of particle defects in the film rapidly increases when sputtering film formation is performed with a large Si composition ratio.

【0009】また、CrFなどの金属弗化物はもともと
化学的安定性が十分でなく、すでにArF露光において
照射耐性が十分でないことが報告されており、よりエネ
ルギーの高いF2露光において使用することはさらに困
難になる。
[0009] Further, it has been reported that metal fluorides such as CrF and the like are originally insufficient in chemical stability and have insufficient irradiation resistance in ArF exposure, and it is further used in F2 exposure having higher energy. It will be difficult.

【発明が解決しようとする課題】本発明は、Siを用い
る金属シリサイド化合物や、金属弗化物を用いることな
く、目標とする透過率、位相差を持ち、なおかつ粒子欠
陥が発生しにくく、化学的安定性が高いハーフトーンマ
スク、およびそれを作製するためのハーフトーンマスク
ブランクを提供する事を課題とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has a target transmittance and a phase difference without using a metal silicide compound using Si or a metal fluoride, and is less likely to cause particle defects, and is chemically An object is to provide a halftone mask having high stability and a halftone mask blank for manufacturing the halftone mask.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

【0010】上記課題を解決するために本発明が提供す
るものは、ハーフトーンマスクおよびハーフトーンマス
クブランクにおいて、半透明膜を構成する元素の種類を
光学特性や粒子欠陥等の膜特性の関わりから鑑みて定め
るものである。以下にその手段を列挙する。
In order to solve the above problems, the present invention provides a halftone mask and a halftone mask blank in which the kind of elements constituting the semitransparent film is related to the film properties such as optical properties and particle defects. It is decided in consideration. The means are listed below.

【0011】本発明の請求項1の発明は、ガラス基板上
に露光光に対して透明な領域と、位相および透過率が制
御された単層の半透明膜からなる半透明な領域を有する
ハーフトーン型位相シフトマスクにおいて、該半透明膜
層に含まれる主要構成元素がアルミニウムおよび酸素で
あり、酸素の原子数比が60%以下であることを特徴と
するハーフトーン型位相シフトマスクとしたものであ
る。
The invention according to claim 1 of the present invention comprises a half having a transparent region for exposure light and a semi-transparent region consisting of a single-layer semi-transparent film whose phase and transmittance are controlled, on a glass substrate. A tone type phase shift mask, wherein the main constituent elements contained in the semitransparent film layer are aluminum and oxygen, and the atomic ratio of oxygen is 60% or less. Is.

【0012】本発明の請求項2の発明は、前記半透明膜
層を構成する主要元素が、アルミニウム、および酸素で
あることを特徴とする請求項1記載のハーフトーン型位
相シフトマスクを作成するためのハーフトーン型位相シ
フトマスクブランクとしたものである。
According to a second aspect of the present invention, the main elements constituting the semitransparent film layer are aluminum and oxygen, and the halftone type phase shift mask according to the first aspect is produced. For this purpose, a halftone type phase shift mask blank is used.

【0013】本発明の請求項3の発明は、前記半透明膜
層を構成する主要元素であるアルミニウムと酸素をあわ
せた原子数比に対する酸素の原子数比が40%〜50%
であることを特徴とする請求項1記載のハーフトーン型
位相シフトマスクとしたものである。
According to a third aspect of the present invention, the atomic ratio of oxygen is 40% to 50% with respect to the total atomic ratio of aluminum and oxygen which are the main elements constituting the semitransparent film layer.
The halftone phase shift mask according to claim 1, wherein

【0014】本発明の請求項4の発明は、前記半透明膜
層を構成する主要元素であるアルミニウムと酸素をあわ
せた原子数比に対する酸素の原子数比が40%〜50%
であることを特徴とする請求項2記載のハーフトーン型
位相シフトマスクブランクとしたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, the atomic ratio of oxygen is 40% to 50% with respect to the atomic ratio of aluminum and oxygen, which are the main elements constituting the semitransparent film layer.
The halftone phase shift mask blank according to claim 2, wherein

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】シリコンは、いわゆる半導体物質
であり、絶縁性の高い物質である。このため帯電現象が
起こりやすく、これを利用したスパッタリングの際に
は、異常放電を誘発しやすい。これにより欠陥が増加す
る。本願発明では、アルミニウムを利用することによ
り、これが導電体であるため、上記のような膜中の粒子
欠陥を減少出来る。また、アルミニウムの酸化物を利用
するので、金属弗化物と異なり、アルミナ(Al23
の安定構造が得られることから、露光における照射耐性
も高い。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Silicon is a so-called semiconductor material and has a high insulating property. For this reason, a charging phenomenon is likely to occur, and abnormal sputtering is likely to occur during sputtering using this phenomenon. This increases defects. In the present invention, the use of aluminum makes it possible to reduce the above-mentioned particle defects in the film because it is a conductor. Also, since aluminum oxide is used, unlike metal fluoride, alumina (Al 2 O 3 )
Therefore, the irradiation resistance in exposure is also high.

【0016】図3は各種材料の波長157nmにおける
光学定数(n:屈折率、k:消衰係数)をプロットした
ものである。ここで、均質な薄膜で、界面の荒れもない
と仮定すれば、一般に薄膜の透過率(T)、反射率
(R)は、薄膜の光学定数(n,k)と膜厚(d)、お
よび透明基板の屈折率(ns)により一意に定まり、次
式で表される(垂直入射を仮定する。λは波長)。 T=t・t*・ns×100 …… R=r・r*×100 …… t=2/(m1+m2・ns+m3+m4・ns) t*はt、r*はrの複素共役の意味。 r=(m1+m2・ns−m3−m4・ns)/(m1
+m2・ns+m3+m4・ns) m1=cosδ m2=sinδ/(n−k・I)・I m3=sinδ・(n−k・I)・I m4=cosδ δ=2π(n−k・I)d/λ Iは虚数単位をあらわす。 さらにハーフトーンマスクでは位相差が重要な量である
が、位相差PS(度)は次の一次式で近似することがで
きる。 PS=360x(n−1)xd/λ ……
FIG. 3 is a plot of optical constants (n: refractive index, k: extinction coefficient) of various materials at a wavelength of 157 nm. Here, assuming that the film is a homogeneous thin film and the interface is not roughened, the transmittance (T) and reflectance (R) of the thin film are generally the optical constant (n, k) and the film thickness (d) of the thin film, And is uniquely determined by the refractive index (ns) of the transparent substrate and expressed by the following equation (normal incidence is assumed, λ is the wavelength). T = t * t ** ns * 100 ... R = r * r ** 100 ... t = 2 / (m1 + m2 * ns + m3 + m4 * ns) t * is t and r * is the complex conjugate of r. r = (m1 + m2.ns-m3-m4.ns) / (m1
+ M2 · ns + m3 + m4 · ns) m1 = cos δ m2 = sin δ / (n−k · I) · I m3 = sin δ · (n−k · I) · I m4 = cos δ = 2π (n−k · I) d / λ I represents an imaginary unit. Further, in the halftone mask, the phase difference is an important amount, but the phase difference PS (degree) can be approximated by the following linear expression. PS = 360x (n-1) xd / λ ...

【0017】式から分かるように、ハーフトーンマス
クで望ましい位相差180度を得るための膜厚dをなる
べく小さくするためには、屈折率nの大きい薄膜材料を
使うことが望ましい。さらに消衰係数kは主として透過
率を左右する量であり、薄膜による光の吸収係数μと次
式の関係がある。 μ=4πk/λ
As can be seen from the formula, it is desirable to use a thin film material having a large refractive index n in order to reduce the film thickness d for obtaining the desired phase difference of 180 degrees in the halftone mask. Further, the extinction coefficient k is an amount that mainly affects the transmittance, and has the following equation with the absorption coefficient μ of light by the thin film. μ = 4πk / λ

【0018】図3、4はそれぞれ波長157nm、波長
193nmにおける各種材料の光学定数をプロットした
ものである。実線はそれぞれ単層膜で位相差180度を
持つとき、透過率5%および15%となるためのn,k
条件を結んだ線であり、従ってこの実線内にある材料は
単層型ハーフトーンマスクの薄膜材料となることができ
る。しかし図からも分かるように、単体の金属薄膜はこ
の範囲に入ることは難しい。このため、酸化物、窒化物
としてkを小さく(おおよそk=0.5前後)するとと
もに、酸素および窒素の含有量を最適化する必要があ
る。
3 and 4 are plots of optical constants of various materials at wavelengths of 157 nm and 193 nm, respectively. The solid lines are n and k for the transmittances of 5% and 15%, respectively, when the phase difference is 180 degrees in a single layer film.
It is a line connecting the conditions, and therefore, the material within this solid line can be the thin film material of the single-layer halftone mask. However, as can be seen from the figure, it is difficult for a single metal thin film to fall within this range. Therefore, it is necessary to reduce k as an oxide or a nitride (approximately k = about 0.5) and optimize the contents of oxygen and nitrogen.

【0019】従来はMoSiなどの金属シリサイドの酸
窒化物や、CrFなどの金属弗化物を利用することでk
の小さい材料を使用してきた。すなわち図3、4からも
分かるように、金属弗化物はもともとkが非常に小さ
い。さらに金属シリサイドの酸窒化物薄膜は一般にSi
2やSiNの成分が含まれる分だけkを小さくするこ
とが出来る。しかしこれらの膜ではSiの組成比を大き
くするとSiは導電性が低い為、スパッタリング成膜時
の異常放電誘発に伴い、膜中の粒子欠陥が急激に増加す
るという問題点がある。
Conventionally, by using an oxynitride of a metal silicide such as MoSi or a metal fluoride such as CrF, k
I've been using small materials. That is, as can be seen from FIGS. 3 and 4, metal fluoride originally has very small k. Furthermore, oxynitride thin films of metal silicide are generally made of Si.
It is possible to reduce k by the amount including the components of O 2 and SiN. However, in these films, when the composition ratio of Si is increased, Si has low conductivity, and therefore, there is a problem that particle defects in the film rapidly increase due to induction of abnormal discharge during sputtering film formation.

【0020】そこで本発明では、Siを用いる代わり
に、Al23やAlNのkが小さいことに着目してAl
の酸窒化物を利用する。このうち、Al23はもともと
kが低いのでO(酸素)組成比を減らすことにより、波
長157nm,193nmの双方で、単層ハーフトーン
としての使用が可能である。したがって、O2の原子数
比を60%以下とすることで、ハーフトーンとしての使
用が可能である。一方、AlNでは、N(窒素)組成比
を減らすことにより波長157nmにおいて単層ハーフ
トーンとしての使用が可能となり、N(窒素)組成比を
増やすことによって波長193nmでの使用が可能とな
る。
Therefore, in the present invention, instead of using Si, attention is paid to the fact that k of Al 2 O 3 and AlN is small, and Al
Oxynitride is used. Of these, Al 2 O 3 originally has a low k, so that it can be used as a single-layer halftone at both wavelengths of 157 nm and 193 nm by reducing the O (oxygen) composition ratio. Therefore, by setting the atomic ratio of O 2 to 60% or less, it can be used as a halftone. On the other hand, AlN can be used as a single-layer halftone at a wavelength of 157 nm by decreasing the N (nitrogen) composition ratio, and can be used at a wavelength of 193 nm by increasing the N (nitrogen) composition ratio.

【0021】このようにAlの酸窒化物を選択すること
で、Al23やAlNを主たる要因としたkを小さくす
る効果が得られるが、このうち本発明では特に酸素の含
有量を規定することにする。窒素でなく酸素とする理由
は、Al23に比べAlNは酸やアルカリの洗浄液に対
する耐性が劣るため、窒素は可能な限り含まれないこと
が望ましいからである。
By selecting the oxynitride of Al as described above, the effect of reducing k, which is mainly caused by Al 2 O 3 and AlN, can be obtained. Among them, in the present invention, the oxygen content is particularly specified. I will do it. The reason why oxygen is used instead of nitrogen is that AlN is inferior to Al 2 O 3 in resistance to an acid or alkali cleaning liquid, and therefore it is desirable that nitrogen is not contained as much as possible.

【0022】図1は本発明のハーフトーンマスクの構造
を断面で示す模式図である。図1は単層型ハーフトーン
マスクであり、ガラス基板上1に、一種類の本発明の請
求項1または請求項3で規定する半透明膜層2のマスク
パターンが形成されている。
FIG. 1 is a schematic view showing the structure of the halftone mask of the present invention in cross section. FIG. 1 shows a single-layer type halftone mask, in which a kind of mask pattern of a semitransparent film layer 2 defined in claim 1 or 3 of the present invention is formed on a glass substrate 1.

【0023】図2は本発明のハーフトーンマスクブラン
クの構造を断面で示す模式図である。これは請求項2ま
たは4で規定する本発明のハーフトーンマスクを作製す
るためのマスクブランクであり、この後、レジスト塗
布、電子線やレーザによる描画、ドライエッチングなど
の工程を経て、図1のハーフトーンマスクとなる。な
お、図2の後、レジストを塗布した形態や、3色型のた
めにハーフトーン膜の上に遮光膜を付けた形態もマスク
ブランクという場合もあるが、本発明の主旨に影響しな
い付属的な事柄であるので、本発明の範囲に含めるもの
とする。
FIG. 2 is a schematic view showing the structure of the halftone mask blank of the present invention in cross section. This is a mask blank for producing the halftone mask of the present invention defined in claim 2 or 4, and after this, steps of resist coating, electron beam or laser drawing, dry etching, etc. It becomes a halftone mask. Note that after FIG. 2, a form in which a resist is applied or a form in which a light-shielding film is provided on a halftone film for a three-color type may be referred to as a mask blank, but it does not affect the gist of the present invention. However, it is included in the scope of the present invention.

【実施例】【Example】

【0024】ここでは本発明のハーフトーンマスクのう
ち、主要元素がアルミニウムと酸素である半透明膜層を
用いて、F2(波長157nm)露光用の単層型ハーフ
トーンマスクを作製した実施例について説明する。
Here, of the halftone masks of the present invention, an example in which a single layer type halftone mask for F2 (wavelength 157 nm) exposure was prepared using a semitransparent film layer whose main elements are aluminum and oxygen. explain.

【0025】初めに、Alターゲットをカソードとし、
ArにO2ガスを加えた、反応性スパッタリング成膜実
験を行い、組成比の変化したAlxy膜を数種類成膜し
た。組成比はO2/Ar流量比により変化させた。さら
に成膜した膜の光学定数(n,k)をエリプソメータで
調べた。 ターゲット :Al 成膜雰囲気 :Ar+O2=40[SCCM](反応性スパッタリング) O2=3.0、5.0[SCCM] (O2/(Ar+O2)×100=7.5%〜12.5%) Pressure:0.25[Pa] Power :DC300[W] ターゲット−基板間距離 :200[mm]
First, using an Al target as a cathode,
A reactive sputtering film formation experiment was carried out in which O 2 gas was added to Ar, and several Al x O y films having different composition ratios were formed. The composition ratio was changed by the O 2 / Ar flow rate ratio. Further, the optical constant (n, k) of the formed film was examined by an ellipsometer. Target: Al Film forming atmosphere: Ar + O 2 = 40 [SCCM] (reactive sputtering) O 2 = 3.0, 5.0 [SCCM] (O 2 / (Ar + O 2 ) × 100 = 7.5% to 12. 5%) Pressure: 0.25 [Pa] Power: DC300 [W] Target-substrate distance: 200 [mm]

【0026】上記のように作製した膜の波長157nm
における光学定数(n,k)をエリプソメータで測定し
た。膜の透過性、すなわちkの大きさはOの含有量に大
きく左右されるが、酸素流量5[SCCM]の膜につい
ては、波長365nm や、248nmといったマスク
の検査・寸法測定に用いられる露光波長域でのkが0.
005〜0.008とほぼ0に近く、検査域波長での透
過率が極端に高くなる為単層での使用は困難である。そ
こで、酸素流量3[SCCM]の膜を使用して単層ハー
フトーン膜を作製することにした。なお、上記酸素流量
3の膜は、X線光電子分光法で分析した結果、酸素が原
子数比47%、アルミニウムが53%であった。
The wavelength of the film produced as described above is 157 nm.
The optical constants (n, k) at were measured with an ellipsometer. The permeability of the film, that is, the magnitude of k is greatly affected by the O content, but for a film with an oxygen flow rate of 5 [SCCM], the exposure wavelength used for mask inspection and size measurement such as wavelengths of 365 nm and 248 nm. K in the range is 0.
It is close to 0, which is 005 to 0.008, and the transmittance at the wavelength of the inspection region is extremely high, so it is difficult to use it in a single layer. Therefore, it was decided to use a film with an oxygen flow rate of 3 [SCCM] to form a single-layer halftone film. As a result of analysis by X-ray photoelectron spectroscopy, the film with an oxygen flow rate of 3 was found to have 47% oxygen and 53% aluminum.

【0027】単層型ハーフトーンマスクをつくるための
薄膜としては酸素流量3[SCCM]の膜を選定した。
まず透明な合成石英基板上にこの膜を1030Åの厚さ
に成膜し、単層膜ブランクを作製した。さらにこの単層
膜ブランク上に電子線レジストを塗布し、ベーキングを
行った。然る後に、通常の電子線描画を行い、現像して
レジストパターンを作製した。その後、このレジストパ
ターンをマスクにして、BCl3ガスによるRIE(反
応性イオンエッチング)を行った後、レジストを剥離し
て、本発明のハーフトーンマスクが完成した。このよう
に作製した単層型ハーフトーンマスクの透過率は7%、
位相差は179度であり、目標値をクリアした。また、
作成した単層ハーフトーン膜においてAlとOを合わせ
た原子数に対するOの原子数比は46.9%であり本発
明の範囲内であった。
A film having an oxygen flow rate of 3 [SCCM] was selected as a thin film for forming a single-layer halftone mask.
First, this film was formed to a thickness of 1030Å on a transparent synthetic quartz substrate to prepare a single-layer film blank. Further, an electron beam resist was applied on this single-layer film blank and baked. After that, ordinary electron beam drawing was performed and development was performed to form a resist pattern. Then, using this resist pattern as a mask, RIE (reactive ion etching) with BCl 3 gas was performed, and then the resist was peeled off to complete the halftone mask of the present invention. The transmittance of the single-layer halftone mask thus manufactured is 7%,
The phase difference was 179 degrees, which cleared the target value. Also,
The ratio of the number of O atoms to the total number of atoms of Al and O in the formed single-layer halftone film was 46.9%, which was within the range of the present invention.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のハ
ーフトーン型位相シフトマスクおよびブランクによれ
ば、Si原子を用いる金属シリサイド化合物や、金属弗
化物を用いることなく、目標とする透過率、位相差を持
ち、なおかつ粒子欠陥が発生しにくく、化学的安定性が
高いハーフトーンマスク、およびそれを作製するための
ハーフトーンマスクブランクを得ることができる。
As described in detail above, according to the halftone type phase shift mask and blank of the present invention, the target transmittance can be obtained without using a metal silicide compound using Si atoms or a metal fluoride. It is possible to obtain a halftone mask that has a phase difference, is less likely to cause particle defects, and has high chemical stability, and a halftone mask blank for producing the halftone mask.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のハーフトーンマスクの実施例を断面で
示した部分模式図である。
FIG. 1 is a partial schematic view showing a cross section of an embodiment of a halftone mask of the present invention.

【図2】本発明のハーフトーンマスクブランクの実施例
を断面で示した部分模式図である。
FIG. 2 is a partial schematic view showing a cross section of an embodiment of a halftone mask blank of the present invention.

【図3】各種材料の波長157nmにおける光学定数を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing optical constants of various materials at a wavelength of 157 nm.

【図4】各種材料の波長193nmにおける光学定数を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing optical constants of various materials at a wavelength of 193 nm.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ガラス基板 2…半透明膜層 1 ... Glass substrate 2 ... Semi-transparent film layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原口 崇 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 山嵜 司 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 Fターム(参考) 2H095 BB03 BC05    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Takashi Haraguchi             1-5-1 Taito, Taito-ku, Tokyo Toppan stamp             Imprint Co., Ltd. (72) Inventor Tsukasa Yamazaki             1-5-1 Taito, Taito-ku, Tokyo Toppan stamp             Imprint Co., Ltd. F-term (reference) 2H095 BB03 BC05

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ガラス基板上に露光光に対して透明な領域
と、位相および透過率が制御された単層の半透明膜から
なる半透明な領域を有するハーフトーン型位相シフトマ
スクにおいて、該半透明膜層に含まれる主要構成元素が
アルミニウムおよび酸素であり、酸素の原子数比が60
%以下であることを特徴とするハーフトーン型位相シフ
トマスク。
1. A halftone phase shift mask having a region transparent to exposure light on a glass substrate and a semitransparent region composed of a single-layer semitransparent film whose phase and transmittance are controlled. The main constituent elements contained in the semitransparent film layer are aluminum and oxygen, and the atomic ratio of oxygen is 60.
% Or less, a halftone type phase shift mask.
【請求項2】前記半透明膜層を構成する主要元素が、ア
ルミニウム、および酸素であることを特徴とする請求項
1記載のハーフトーン型位相シフトマスクを作成するた
めのハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
2. A halftone type phase shift mask for producing a halftone type phase shift mask according to claim 1, wherein the main elements constituting the semitransparent film layer are aluminum and oxygen. blank.
【請求項3】前記半透明膜層を構成する主要元素である
アルミニウムと酸素をあわせた原子数比に対する酸素の
原子数比が40%〜50%であることを特徴とする請求
項1記載のハーフトーン型位相シフトマスク。
3. The atomic number ratio of oxygen is 40% to 50% with respect to the atomic ratio of aluminum and oxygen which are the main elements constituting the semitransparent film layer. Halftone type phase shift mask.
【請求項4】前記半透明膜層を構成する主要元素である
アルミニウムと酸素をあわせた原子数比に対する酸素の
原子数比が40%〜50%であることを特徴とする請求
項2記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
4. The atomic number ratio of oxygen is 40% to 50% with respect to the atomic ratio of the total of aluminum and oxygen which are the main elements constituting the semitransparent film layer. Halftone type phase shift mask blank.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008010548A1 (en) * 2006-07-21 2008-01-24 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Photo mask

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0675361A (en) * 1991-11-13 1994-03-18 Toshiba Corp Mask for exposing, production of mask for exposing and exposing method using this mask for exposing
JPH07104457A (en) * 1993-08-13 1995-04-21 Toshiba Corp Exposure mask and manufacturing method and device therefor
JPH10123696A (en) * 1996-10-16 1998-05-15 Samsung Electron Co Ltd Phase shift mask and its manufacture
JPH10268504A (en) * 1997-01-10 1998-10-09 Toshiba Corp Halftone phase shift mask and its production
JP2001056545A (en) * 1999-06-11 2001-02-27 Hoya Corp Phase shift mask and phase shift mask blank
JP2002062638A (en) * 2000-08-21 2002-02-28 Semiconductor Leading Edge Technologies Inc Mask blank, photomask, pattern forming method and method for producing semiconductor device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0675361A (en) * 1991-11-13 1994-03-18 Toshiba Corp Mask for exposing, production of mask for exposing and exposing method using this mask for exposing
JPH07104457A (en) * 1993-08-13 1995-04-21 Toshiba Corp Exposure mask and manufacturing method and device therefor
JPH10123696A (en) * 1996-10-16 1998-05-15 Samsung Electron Co Ltd Phase shift mask and its manufacture
JPH10268504A (en) * 1997-01-10 1998-10-09 Toshiba Corp Halftone phase shift mask and its production
JP2001056545A (en) * 1999-06-11 2001-02-27 Hoya Corp Phase shift mask and phase shift mask blank
JP2002062638A (en) * 2000-08-21 2002-02-28 Semiconductor Leading Edge Technologies Inc Mask blank, photomask, pattern forming method and method for producing semiconductor device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008010548A1 (en) * 2006-07-21 2008-01-24 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Photo mask
JP2008026627A (en) * 2006-07-21 2008-02-07 Dainippon Printing Co Ltd Photomask
US7968255B2 (en) 2006-07-21 2011-06-28 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Photomask

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