JP2004318084A - Phase shift mask blank, phase shift mask, method for manufacturing phase shift mask blank and method for manufacturing phase shift mask - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体集積回路等の製造などに用いられる位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスク並びに位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスクの製造方法に関し、特に、位相シフト多層膜によって露光波長の光を減衰させるハーフトーン型の位相シフトマスク及びそれに用いられる位相シフトマスクブランク並びにこれらの製造方法に関する。 The present invention relates to a phase shift mask blank and a phase shift mask used for manufacturing a semiconductor integrated circuit and the like, and a method of manufacturing the phase shift mask blank and the phase shift mask, and in particular, attenuates light having an exposure wavelength by a phase shift multilayer film. The present invention relates to a halftone type phase shift mask, a phase shift mask blank used therefor, and a method of manufacturing these.
IC、LSI、及びVLSI等の半導体集積回路の製造をはじめとして、広範囲な用途に用いられているフォトマスクは、基本的には透光性基板上にクロムを主成分とした遮光膜を有するフォトマスクブランクの該遮光膜に、フォトリソグラフィ法を応用して紫外線や電子線等を使用することにより、所定のパターンを形成したものである。近年では半導体集積回路の高集積化等の市場要求に伴ってパターンの微細化が急速に進み、これに対して露光波長の短波長化を図ることにより対応してきた。 Photomasks used for a wide range of applications, including the manufacture of semiconductor integrated circuits such as ICs, LSIs, and VLSIs, are basically photomasks having a light-shielding film containing chromium as a main component on a light-transmitting substrate. A predetermined pattern is formed on the light-shielding film of the mask blank by applying a photolithography method and using ultraviolet rays, electron beams, or the like. In recent years, pattern miniaturization has rapidly progressed in response to market demands for higher integration of semiconductor integrated circuits and the like, and this has been dealt with by shortening the exposure wavelength.
しかしながら、露光波長の短波長化は解像度を改善する反面、焦点深度の減少を招き、プロセスの安定性が低下し、製品の歩留まりに悪影響を及ぼすという問題があった。 However, while shortening the exposure wavelength improves resolution, it also causes a decrease in the depth of focus, resulting in a decrease in process stability and a negative effect on product yield.
このような問題に対して有効なパターン転写法の一つとして位相シフト法があり、微細パターンを転写するためのマスクとして位相シフトマスクが使用されている。 One effective pattern transfer method for such a problem is a phase shift method, and a phase shift mask is used as a mask for transferring a fine pattern.
この位相シフトマスク(ハーフトーン型位相シフトマスク)は、例えば、図9(A),(B)に示したように、基板1上に位相シフト膜2’が成膜された位相シフトマスク上のパターン部分を形成している位相シフター部2aと、位相シフターの存在しない基板が露出している基板露出部1aからなり、両者を透過してくる光の位相差を約180°とすることで、パターン境界部分の光の干渉により、干渉した部分で光強度はゼロとなり、転写像のコントラストを向上させることができるものである。また、位相シフト法を用いることにより、必要な解像度を得るための焦点深度を増大させることが可能となり、クロム膜等からなる一般的な遮光パターンを持つ通常のマスクを用いた場合に比べて、解像度の改善と露光プロセスのマージンを向上させることが可能なものである。
This phase shift mask (halftone type phase shift mask) is, for example, as shown in FIGS. 9A and 9B, on a phase shift mask having a
上記位相シフトマスクは、位相シフター部の光透過特性によって、完全透過型位相シフトマスクとハーフトーン型位相シフトマスクとに実用的には大別することができる。完全透過型位相シフトマスクは、位相シフター部の光透過率が基板露出部と同等であり、露光波長に対して透明なマスクである。ハーフトーン型位相シフトマスクは、位相シフター部の光透過率が基板露出部の数%〜数十%程度のものである。 The above-mentioned phase shift masks can be practically roughly classified into a complete transmission type phase shift mask and a halftone type phase shift mask depending on the light transmission characteristics of the phase shifter. The complete transmission type phase shift mask is a mask in which the light transmittance of the phase shifter portion is equivalent to that of the substrate exposed portion and which is transparent to the exposure wavelength. In the halftone phase shift mask, the light transmittance of the phase shifter is about several% to several tens% of the exposed part of the substrate.
図10にハーフトーン型位相シフトマスクブランク、図11にハーフトーン型位相シフトマスクの基本的な構造をそれぞれ示す。図10のハーフトーン型位相シフトマスクブランク50は透明基板1のほぼ全面にハーフトーン位相シフト膜2’を形成したものである。また、図11のハーフトーン型位相シフトマスク60は、上記位相シフト膜2’をパターン化したもので、基板1上のパターン部分を形成する位相シフター部2a、位相シフターの存在しない基板露出部1aから成る。ここで、位相シフター部2aを透過した光は基板露出部1aを通過した光に対し、位相シフトされ、位相シフター部2aの透過率は被転写基板上のレジストに対しては感光しない光強度に設定される。従って、露光光を実質的に遮断する遮光機能を有する。
FIG. 10 shows the basic structure of a halftone type phase shift mask blank, and FIG. 11 shows the basic structure of a halftone type phase shift mask. The halftone type phase shift mask blank 50 shown in FIG. 10 has a halftone
上記ハーフトーン型位相シフトマスクとしては、構造が簡単で製造が容易な単層型のハーフトーン型位相シフトマスクがある。この単層型のハーフトーン型位相シフトマスクとしては、MoSiO、MoSiON等のMoSi系の材料からなる位相シフターを有するものなどが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As the halftone type phase shift mask, there is a single layer type halftone type phase shift mask which has a simple structure and is easy to manufacture. As this single-layer halftone phase shift mask, one having a phase shifter made of a MoSi-based material such as MoSiO or MoSiON has been proposed (for example, see Patent Document 1).
このような位相シフトマスクに使用される位相シフトマスクブランクにおいて重要なことは、使用する露光波長における透過率、位相差、反射率、屈折率などの光学特性を満足しつつ、且つ薬品耐性などの耐久性および低欠陥を実現しなくてはならないことである。 What is important in the phase shift mask blank used for such a phase shift mask is that the transmittance at the exposure wavelength used, the phase difference, the reflectance, the optical properties such as the refractive index, etc. are satisfied, and the chemical resistance etc. That is, durability and low defects must be realized.
しかしながら、上記の単層型のハーフトーン型位相シフト膜は、光学特性を所望の値に設定すると膜組成が一義的に決まってしまうため、他の要求特性を満足した位相シフト膜を得ることが困難であった。 However, in the single-layer halftone phase shift film, when the optical characteristics are set to a desired value, the film composition is uniquely determined. Therefore, it is possible to obtain a phase shift film satisfying other required characteristics. It was difficult.
この問題を回避するために、光学的な特性を満足させるための層と薬品耐性等の他の特性を満足させるための層を複数設けた位相シフト多層膜を成膜することが考えられた。しかし、実際に光学的な特性を満足させつつ薬品耐性も満足する膜構造および膜組成は不明であった。 In order to avoid this problem, it has been considered to form a phase shift multilayer film having a plurality of layers for satisfying optical characteristics and a plurality of layers for satisfying other characteristics such as chemical resistance. However, the film structure and film composition that actually satisfy the optical characteristics and also satisfy the chemical resistance were unknown.
さらに、複数の膜で構成された位相シフト多層膜は、図13に示すように、例えば基板1上に表層膜2s,下層膜2dから成る位相シフト多層膜2が成膜されている場合に、位相シフト多層膜2にパターンを形成して位相シフトマスクとすると、エッチングパターン側面に段差14が生じ易いという問題があった。
Further, as shown in FIG. 13, a phase shift multilayer film composed of a plurality of films is formed, for example, when a phase
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、光学特性を満足しつつ、薬品耐性に優れ、且つパターンを形成したときにエッチングパターン側面の段差が十分に小さな位相シフトマスクブランクおよびそれを用いた位相シフトマスク、並びにこれらの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above problems, and while satisfying optical characteristics, has excellent chemical resistance, and a phase shift mask blank having a sufficiently small step on the side of an etching pattern when a pattern is formed. It is an object of the present invention to provide a phase shift mask using the same and a method for manufacturing the same.
上記目的を達成するための本発明は、位相シフトマスクブランクであって、少なくとも、基板上に2層以上の膜で構成された位相シフト多層膜を具備し、前記位相シフト多層膜は、モリブデンシリサイド化合物を主成分とする膜とジルコニウムシリサイド化合物を主成分とする膜で構成され、かつ、前記位相シフト多層膜の最表層の膜はジルコニウムシリサイド化合物を主成分とする膜であることを特徴とする位相シフトマスクブランクである(請求項1)。 The present invention for achieving the above object is a phase shift mask blank, comprising at least a phase shift multilayer film composed of two or more films on a substrate, wherein the phase shift multilayer film is formed of molybdenum silicide. The phase shift multilayer film is composed of a film mainly composed of a compound and a film mainly composed of a zirconium silicide compound, and the film of the outermost layer is a film mainly composed of a zirconium silicide compound. It is a phase shift mask blank (Claim 1).
このように、基板上に位相シフト多層膜が形成された位相シフトマスクブランクにおいて、位相シフト多層膜がモリブデンシリサイド化合物を主成分とする膜とジルコニウムシリサイド化合物を主成分とする膜で構成され、かつ、位相シフト多層膜の最表層の膜はジルコニウムシリサイド化合物を主成分とする膜であれば、所望の光学特性を満足しつつ、薬品耐性に優れ、さらにパターンを形成したときにエッチングパターン側面の段差が十分に小さな位相シフトマスクブランクとすることができる。 As described above, in the phase shift mask blank in which the phase shift multilayer film is formed on the substrate, the phase shift multilayer film includes a film mainly containing a molybdenum silicide compound and a film mainly containing a zirconium silicide compound, and If the film on the outermost layer of the phase shift multilayer film is a film containing a zirconium silicide compound as a main component, while satisfying desired optical characteristics, it is excellent in chemical resistance, and furthermore, when a pattern is formed, a step on an etching pattern side surface is formed. Can be a sufficiently small phase shift mask blank.
この場合、前記モリブデンシリサイド化合物は、モリブデンシリサイドと酸素および/または窒素の化合物であり、前記ジルコニウムシリサイド化合物は、ジルコニウムシリサイドと酸素および/または窒素の化合物であることが好ましい(請求項2)。
このように、位相シフト多層膜の各層の主成分となるモリブデンシリサイド化合物やジルコニウムシリサイド化合物が、それぞれ酸素や窒素との化合物であれば、位相シフト多層膜の各層が所望の透過率、薬品耐性等の特性を有する位相シフトマスクブランクとすることができる。
In this case, it is preferable that the molybdenum silicide compound is a compound of molybdenum silicide and oxygen and / or nitrogen, and the zirconium silicide compound is a compound of zirconium silicide and oxygen and / or nitrogen (claim 2).
As described above, when the molybdenum silicide compound and the zirconium silicide compound that are the main components of each layer of the phase shift multilayer film are compounds with oxygen and nitrogen, respectively, each layer of the phase shift multilayer film has a desired transmittance, chemical resistance, and the like. A phase shift mask blank having the following characteristics can be obtained.
この場合、前記位相シフト多層膜上に、クロム系遮光膜および/またはクロム系反射防止膜が形成されたものとできる(請求項3)。
このように、位相シフト多層膜上に、クロム系遮光膜および/またはクロム系反射防止膜が形成されていることにより、より精密なパターンニングが可能となり、更なる半導体集積回路の微細化、高集積化に十分対応することができるものとなる。
In this case, a chromium-based light-shielding film and / or a chromium-based antireflection film can be formed on the phase shift multilayer film.
As described above, by forming the chromium-based light-shielding film and / or the chromium-based antireflection film on the phase shift multilayer film, more precise patterning becomes possible, and further miniaturization of the semiconductor integrated circuit, higher It is possible to sufficiently cope with integration.
そして本発明は、本発明の位相シフトマスクブランクの位相シフト多層膜にパターンが形成されたものであることを特徴とする位相シフトマスクである(請求項4)。
本発明の位相シフトマスクブランクは、その位相シフト多層膜が所望の光学特性を有し、薬品耐性に優れ、さらに位相シフト多層膜にパターンを形成したときにエッチングパターン側面に段差が生じにくいため、これにパターンを形成した位相シフトマスクは高品質なものとなる。
The present invention is a phase shift mask characterized in that a pattern is formed on a phase shift multilayer film of the phase shift mask blank of the present invention (claim 4).
The phase shift mask blank of the present invention has a desired optical property of the phase shift multilayer film, is excellent in chemical resistance, and further, when a pattern is formed on the phase shift multilayer film, a step is hardly generated on a side surface of the etching pattern. The phase shift mask having the pattern formed thereon has high quality.
また本発明は、位相シフトマスクブランクの製造方法であって、少なくとも、基板上に2層以上の膜で構成された位相シフト多層膜をスパッタリング成膜する工程を含み、前記スパッタリング成膜は、少なくともモリブデンシリサイドを構成成分として含むターゲットとジルコニウムシリサイドを構成成分として含むターゲットを用い、少なくとも酸素または窒素を含むスパッタガスを用いて行ない、前記各ターゲットに印加する電力を変えることにより、前記位相シフト多層膜としてモリブデンシリサイド化合物を主成分とする膜とジルコニウムシリサイド化合物を主成分とする膜を成膜し、かつ前記位相シフト多層膜の最表層の膜としてジルコニウムシリサイド化合物を主成分とする膜を成膜することを特徴とする位相シフトマスクブランクの製造方法である(請求項5)。 Further, the present invention is a method for manufacturing a phase shift mask blank, at least including a step of sputtering a phase shift multilayer film composed of two or more layers on a substrate, wherein the sputtering film formation is at least By using a target containing molybdenum silicide as a component and a target containing zirconium silicide as a component, using a sputtering gas containing at least oxygen or nitrogen, and changing the power applied to each of the targets, the phase shift multilayer film A film mainly composed of a molybdenum silicide compound and a film mainly composed of a zirconium silicide compound are formed, and a film mainly composed of a zirconium silicide compound is formed as a film of the outermost layer of the phase shift multilayer film. Phase shift mask bra A click method for producing (claim 5).
このように、基板上に複数層から成る位相シフト多層膜をスパッタ成膜する際に、モリブデンシリサイドを構成成分として含むターゲットとジルコニウムシリサイドを構成成分として含むターゲットを用い、各ターゲットに印加する電力を変えることにより、位相シフト多層膜としてモリブデンシリサイド化合物の膜とジルコニウムシリサイド化合物の膜を成膜し、かつ最表層の膜としてジルコニウムシリサイド化合物の膜を成膜することにより、所望の光学特性を満足しつつ、薬品耐性に優れ、さらにパターンを形成したときにエッチングパターン側面の段差が十分に小さな位相シフトマスクブランクを製造することができる。 As described above, when a phase shift multilayer film composed of a plurality of layers is formed on a substrate by sputtering, a target containing molybdenum silicide as a component and a target containing zirconium silicide as a component are used, and the power applied to each target is reduced. By changing, a film of a molybdenum silicide compound and a film of a zirconium silicide compound are formed as a phase shift multilayer film, and a film of a zirconium silicide compound is formed as a film of the outermost layer, thereby satisfying desired optical characteristics. In addition, it is possible to manufacture a phase shift mask blank excellent in chemical resistance and having a sufficiently small step on the side of the etching pattern when a pattern is formed.
そして本発明は、本発明の製造方法により製造された位相シフトマスクブランクの位相シフト多層膜上にリソグラフィー法にてパターンを形成することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法である(請求項6)。
このように、本発明の製造方法で製造された位相シフトマスクブランクは、位相シフト多層膜が所望の光学特性を有し、薬品耐性に優れ、さらにパターンを形成した場合にエッチングパターン側面に段差が生じにくいため、これにリソグラフィー法によりパターンを形成して位相シフトマスクを製造することにより、高品質の位相シフトマスクを製造できる。
The present invention is a method for manufacturing a phase shift mask, wherein a pattern is formed by a lithography method on a phase shift multilayer film of a phase shift mask blank manufactured by the manufacturing method of the present invention. ).
Thus, in the phase shift mask blank manufactured by the manufacturing method of the present invention, the phase shift multilayer film has desired optical characteristics, is excellent in chemical resistance, and further, when a pattern is formed, there is a step on the side of the etching pattern. Since a phase shift mask is unlikely to occur, a high-quality phase shift mask can be manufactured by forming a pattern thereon by a lithography method and manufacturing a phase shift mask.
以上説明したように、本発明によれば、基板上に複数層で構成された位相シフト多層膜を設けてなる位相シフトマスクブランクにおいて、所望の光学特性を有するとともに薬品耐性に優れ、且つパターンを形成したときにエッチングパターン側面の段差が十分に小さな位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクを得ることが可能となる。 As described above, according to the present invention, in a phase shift mask blank in which a phase shift multilayer film composed of a plurality of layers is provided on a substrate, the phase shift mask blank has desired optical properties, is excellent in chemical resistance, and has a pattern. It becomes possible to obtain a phase shift mask blank and a phase shift mask in which the step on the side of the etching pattern is sufficiently small when formed.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明者は、前記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、透明基板上に少なくとも2層以上で構成された位相シフト多層膜を設けて成る位相シフトマスクブランクにおいて、前記位相シフト多層膜をモリブデンシリサイド化合物膜とジルコニウムシリサイド化合物膜で構成し、且つ、上記位相シフト多層膜の最表層の膜をジルコニウムシリサイド化合物膜とすることで、光学特性を満足しつつ、薬品耐性に優れ、且つ、エッチングパターン形状の優れた位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスクが得られることを見出し、本発明をなすに至った。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
The inventor of the present invention has made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, in a phase shift mask blank comprising a transparent substrate and a phase shift multilayer film composed of at least two layers, the phase shift multilayer film A molybdenum silicide compound film and a zirconium silicide compound film, and the outermost layer of the phase shift multilayer film is made of a zirconium silicide compound film, thereby satisfying optical characteristics, excellent chemical resistance, and etching. The present inventors have found that a phase shift mask blank and a phase shift mask having excellent pattern shapes can be obtained, and have accomplished the present invention.
更に、本発明は、位相シフト膜を上記位相シフト多層膜で形成すると共に、この位相シフト膜上にクロム系遮光膜若しくはクロム系反射防止膜、又はこれらを各々1層以上積層した複数層膜を形成することにより、これらが相俟って、より精密なパターンニングが可能となり、更なる半導体集積回路の微細化、高集積化に十分対応することができるものである。 Further, the present invention provides a phase shift film formed of the above-mentioned phase shift multilayer film, and a chromium-based light-shielding film or a chromium-based antireflection film, or a multilayer film obtained by laminating one or more of each of these on the phase shift film. By forming them, these elements can be combined to perform more precise patterning, and can sufficiently cope with further miniaturization and higher integration of a semiconductor integrated circuit.
以下、本発明について更に詳しく説明する。
図1に示したように、本発明の位相シフトマスクブランク5は、石英、CaF2等の露光光が透過する基板1上に、2層以上の膜で構成された位相シフト多層膜2を成膜してなるものである。
また、図2に示したように、本発明の位相シフトマスク6は、図1の本発明の位相シフトマスクブランク5の位相シフト多層膜2をパターン形成してなり、パターン化された位相シフター部2aとその間の基板露出部1aが設けられているものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
As shown in FIG. 1, a phase shift mask blank 5 according to the present invention comprises a phase
Further, as shown in FIG. 2, the
位相シフト多層膜2は、少なくとも酸素または窒素を含むスパッタガスを用いた反応性スパッタ法等により成膜され、例えば、露光光における透過率が数%〜数十%(特に3〜40%であることが好ましい)になるようにされている。そして、図2に示すような位相シフトマスク6としたときは、位相シフター部2aを透過した光の位相が基板露出部1aを透過した光に対し、例えば、180度±5度の位相差を有するようにされている。位相シフト多層膜2は、例えば、金属シリサイドの酸化物、窒化物、酸化窒化物から形成されている。
The phase
図1に示すように本発明の位相シフトマスクブランク5では、位相シフト多層膜2は、モリブデンシリサイド化合物を主成分とするモリブデンシリサイド化合物膜2Mと、最表層のジルコニウムシリサイド化合物を主成分とするジルコニウムシリサイド化合物膜2Zから成る。
As shown in FIG. 1, in the phase
本発明者らは、位相シフト多層膜の薬品耐性を向上させるために、薬品耐性に優れた金属含有量の少ない金属シリサイド化合物膜を位相シフト多層膜の最表層に配置する方法について検討した。しかし、本発明者らは、同一の金属元素から成る金属シリサイド化合物の位相シフト多層膜においては、パターン形成時にエッチパターン側面に生じる段差は、各層の膜中に含有される金属量の違いが原因で生じることを発見した。すなわち、図13に示すように、基板1上に形成した位相シフト多層膜2の薬品耐性を向上させるために、金属含有量の少ない金属シリサイド化合物膜を表層膜2sとして最表層に配置すると、パターン形成時のドライエッチ工程で、金属含有量の少ない表層膜2sと金属含有量の多い下層膜2dとのドライエッチ速度が大きく異なるため、その結果、其々の膜の界面付近に段差14が生じてしまうことが判った。
The present inventors have studied a method of arranging a metal silicide compound film having excellent chemical resistance and low metal content on the outermost layer of the phase shift multilayer film in order to improve the chemical resistance of the phase shift multilayer film. However, the present inventors have found that, in a phase shift multilayer film of a metal silicide compound composed of the same metal element, a step formed on a side surface of an etch pattern at the time of pattern formation is caused by a difference in the amount of metal contained in each layer film. Found to occur in. That is, as shown in FIG. 13, in order to improve the chemical resistance of the phase
そこで本発明者らは、これを解決するために、ドライエッチ工程でのエッチ速度がほぼ等しく、且つ、薬品耐性の優れた膜の組み合わせを探索した。その結果、薬品耐性向上のために表層に設ける膜として、ジルコニウムシリサイド化合物膜を設け、光学特性を調整するためにその下に設ける膜として、モリブデンシリサイド化合物膜を設けることによって前記問題を解決することが可能となることを見出した。すなわち、ジルコニウムシリサイド化合物はモリブデンシリサイド化合物とドライエッチ工程でのエッチ速度がほぼ等しく、薬品耐性にも優れるため、このジルコニウムシリサイド化合物膜を最表層の膜とすることにより、エッチパターンに段差が生じることを防ぐことができる。そして、その下にモリブデンシリサイド化合物膜を設けることにより、所望の光学特性を得ることができる。 In order to solve this problem, the present inventors have searched for a combination of films having substantially equal etch rates in the dry etch process and excellent chemical resistance. As a result, the above problem is solved by providing a zirconium silicide compound film as a film provided on a surface layer for improving chemical resistance, and providing a molybdenum silicide compound film as a film provided thereunder for adjusting optical characteristics. Was found to be possible. That is, since the zirconium silicide compound has substantially the same etching rate in the dry etching step as the molybdenum silicide compound and has excellent chemical resistance, a step is generated in the etch pattern by using the zirconium silicide compound film as the outermost layer film. Can be prevented. By providing a molybdenum silicide compound film thereunder, desired optical characteristics can be obtained.
ここで、ジルコニウムシリサイド化合物としては、ジルコニウムの酸化物、窒化物、酸化窒化物であることが望ましい。同様に、モリブデンシリサイド化合物としては、モリブデンシリサイドの酸化物、窒化物、酸化窒化物であることが望ましい。 Here, the zirconium silicide compound is desirably an oxide, nitride or oxynitride of zirconium. Similarly, the molybdenum silicide compound is desirably an oxide, nitride, or oxynitride of molybdenum silicide.
また、ジルコニウムシリサイド化合物膜のジルコニウム濃度(mol濃度)とモリブデンシリサイド化合物膜のモリブデン濃度(mol濃度)は、ほぼ等しい方がドライエッチ工程でのエッチ速度がほぼ等しくなり、エッチパターンの段差が解消されやすい。
ここで、最表層の膜中のジルコニウム濃度[Zr]と下層の膜中のモリブデン濃度[Mo]の比[Zr]/[Mo]は、0.7〜1.3の範囲にあることが望ましい。
Further, when the zirconium concentration (mol concentration) of the zirconium silicide compound film and the molybdenum concentration (mol concentration) of the molybdenum silicide compound film are substantially equal, the etching speed in the dry etching step becomes substantially equal, and the step in the etching pattern is eliminated. Cheap.
Here, the ratio [Zr] / [Mo] of the zirconium concentration [Zr] in the outermost layer film and the molybdenum concentration [Mo] in the lower layer film is desirably in the range of 0.7 to 1.3. .
なお、図1に示す位相シフトマスクブランク5は、位相シフト多層膜2がモリブデンシリサイド化合物膜2Mとジルコニウムシリサイド化合物膜2Zの2層から構成されているが、最表層の膜がジルコニウムシリサイド化合物を主成分とする膜で構成されていれば、2層に限定するものではなく、3層以上で構成されていても良い。
また、各層の膜の組成は、上記成分を主成分とするものであれば、他の成分を含んでいても良い。例えば、他の層の膜組成を含むものであっても良い。
In the phase shift mask blank 5 shown in FIG. 1, the phase
Further, the composition of the film of each layer may include other components as long as the components are the main components. For example, it may include a film composition of another layer.
次に、上記の位相シフト多層膜を有する位相シフトマスクブランクの製造方法について説明する。
図3は本発明の位相シフトマスクブランクの製造方法の一例を説明する図である。まず、スパッタ装置20のスパッタチャンバ21内に、モリブデンシリサイドターゲット22Mとジルコニウムシリサイドターゲット22Zを、単数あるいは複数取り付ける(図3(a))。図3では、これらに加えて、シリコンターゲット22Sが配置されている。
Next, a method for manufacturing a phase shift mask blank having the above-described phase shift multilayer film will be described.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing a phase shift mask blank according to the present invention. First, one or a plurality of molybdenum silicide targets 22M and
スパッタガス導入口23から所定のスパッタガスを導入しつつ、複数のターゲット22M,22Z,22Sを同時に放電しスパッタリングを行い、夫々のターゲット22M,22Z,22Sから飛散する膜成分を合成しながら成膜する。このとき、基板1は、夫々のターゲットからの膜成分が均一に混合されるように、回転させておくことが望ましい。一般に成膜速度はターゲットに印加される電力に比例するので、各ターゲットに印加する放電電力を調整することで所望の膜組成が得られる。
A plurality of
例えば、図1に示すような位相シフトマスクブランク5を製造する場合には、モリブデンシリサイド化合物膜2Mを成膜する際には、モリブデンシリサイドターゲット22Mに印加する電力を増加し、ジルコニウムシリサイドターゲット22Zに印加する電力を停止するか、減少させて、モリブデンシリサイド化合物を主成分とする膜2Mを成膜する(図3(b))。一方、ジルコニウムシリサイド化合物膜2Zを成膜する際には、モリブデンシリサイドターゲット22Mに印加する電力を停止するか、減少させ、ジルコニウムシリサイドターゲット22Zに印加する電力を増加させて、ジルコニウムシリサイド化合物を主成分とする膜2Zを成膜する(図3(c))。
For example, when manufacturing the phase shift mask blank 5 as shown in FIG. 1, when forming the molybdenum
各層の成膜において、モリブデンシリサイドターゲット22Mとシリコンターゲット22Sに印加する電力の組合せ、あるいはジルコニウムシリサイドターゲット22Zとシリコンターゲット22Sに印加する電力の組合せを変化させることによって、各層の金属とシリコンの比率等の膜組成を簡単に変更・調整させることができる。
In the formation of each layer, the ratio of metal to silicon in each layer is changed by changing the combination of power applied to the
なお、各層の成膜において、その層の成膜に主に用いないターゲットは放電を完全に停止させても良い。しかし、主に用いないターゲットも安定に放電する最小限の電力で放電を続けさせておけば、各ターゲットの放電の開始・終了時に放電が不安定となりパーティクルが発生したり、放電させていないターゲットに放電中のターゲットの成分が付着して、次にそのターゲットを放電させるときにアークが発生し、膜に欠陥が生じることを防ぐことができる。この場合、各層の膜組成に当該層以外の膜の組成も含まれることになるが、最小限の放電電力で混入する量であれば、各層の特性に大きな影響を与えるものとはならない。 Note that in the deposition of each layer, a target not mainly used for the deposition of the layer may completely stop the discharge. However, if the target that is not mainly used is continuously discharged with the minimum power that discharges stably, the discharge becomes unstable at the start and end of the discharge of each target, causing particles to be generated or the target not discharging It is possible to prevent a component of the target being discharged from adhering to the substrate and to generate an arc when the target is discharged next, thereby preventing the film from being defective. In this case, the film composition of each layer includes the composition of a film other than the layer. However, if the amount is mixed with the minimum discharge power, the characteristics of each layer are not significantly affected.
本発明において、スパッタリング方法は、直流電源を用いたものでも高周波電源を用いたものでもよく、また、マグネトロンスパッタリング方式であっても、コンベンショナル方式、あるいはその他の方式であってもよい。 In the present invention, the sputtering method may be a method using a DC power supply or a high-frequency power supply, and may be a magnetron sputtering method, a conventional method, or another method.
スパッタリングガスの組成は、アルゴン、キセノン等の不活性ガスと窒素ガスや酸素ガス、各種酸化窒素ガス、酸化炭素ガス等を、成膜される位相シフト多層膜が所望の組成を持つように、適宜に添加することで成膜される。 The composition of the sputtering gas is appropriately adjusted such that an inert gas such as argon or xenon and nitrogen gas or oxygen gas, various types of nitrogen oxide gas, carbon oxide gas, etc. are formed so that the phase-shifted multilayer film to be formed has a desired composition. To form a film.
この場合、成膜される位相シフト膜の透過率を上げたい時には、膜中に酸素及び窒素が多く取込まれるようにスパッタリングガスに添加する酸素や窒素を含むガスの量を増やす方法や、スパッタリングターゲットに予め酸素や窒素を多く添加したモリブデンシリサイドまたはジルコニウムシリサイドを用いる方法などにより調整・変更することができる。 In this case, when it is desired to increase the transmittance of the formed phase shift film, a method of increasing the amount of a gas containing oxygen or nitrogen to be added to the sputtering gas so that a large amount of oxygen and nitrogen is taken into the film, or a method of sputtering It can be adjusted or changed by a method using molybdenum silicide or zirconium silicide to which a large amount of oxygen or nitrogen is added in advance to the target.
具体的には、例えば、MoSiONを成膜する場合には、ターゲットとしてモリブデンシリサイドを用い、スパッタガスとしてアルゴンガスと窒素ガスと酸素ガスを含むスパッタガスで反応性スパッタリングすることが好ましい。 Specifically, for example, when a MoSiON film is formed, it is preferable to use molybdenum silicide as a target and perform reactive sputtering with a sputtering gas containing an argon gas, a nitrogen gas, and an oxygen gas as a sputtering gas.
本発明において成膜されるMoSiO膜の組成は、Mo:0.2〜25原子%、Si:10〜42原子%、O:30〜60原子%であることが好ましい。また、モリブデンシリサイド酸化窒化物(MoSiON)膜の組成としては、Mo:0.2〜25原子%、Si:10〜57原子%、O:2〜20原子%、N:5〜57原子%であることが好ましい。 The composition of the MoSiO film formed in the present invention is preferably Mo: 0.2 to 25 atomic%, Si: 10 to 42 atomic%, and O: 30 to 60 atomic%. The composition of the molybdenum silicide oxynitride (MoSiON) film is as follows: Mo: 0.2 to 25 at%, Si: 10 to 57 at%, O: 2 to 20 at%, N: 5 to 57 at%. Preferably, there is.
また、図4に示したように、位相シフト多層膜2上に、クロム系遮光膜3を設けるか、又は図5に示したように、クロム系遮光膜3からの反射を低減させるクロム(Cr)系反射防止膜4をクロム系遮光膜3上に形成することもできる。更に、図6に示したように、基板1側から位相シフト多層膜2、第1のクロム系反射防止膜4、クロム系遮光膜3、第2のクロム系反射防止膜4’の順に形成することもできる。
In addition, as shown in FIG. 4, a chromium-based light-shielding
この場合、クロム系遮光膜又はクロム系反射防止膜としてはクロム酸化炭化物(CrOC)又はクロム酸化窒化炭化物(CrONC)若しくはこれらを積層したものを用いることが好ましい。 In this case, it is preferable to use chromium oxycarbide (CrOC), chromium oxynitride carbide (CrONC), or a laminate thereof as the chromium-based light-shielding film or chromium-based antireflection film.
このようなクロム系遮光膜又はクロム系反射防止膜は、クロム単体又はクロムに酸素、窒素、炭素のいずれか、又はこれらを組み合わせたものを添加したターゲットを用い、アルゴン、クリプトン等の不活性ガスに炭素源として二酸化炭素ガスを添加したスパッタガスを用いた反応性スパッタリングにより成膜することができる。 Such a chromium-based light-shielding film or chromium-based antireflection film is formed by using a target obtained by adding chromium alone or chromium to any of oxygen, nitrogen, and carbon, or a combination thereof, and using an inert gas such as argon or krypton. The film can be formed by reactive sputtering using a sputtering gas obtained by adding a carbon dioxide gas as a carbon source to a gas.
具体的には、CrONC膜を成膜する場合にはスパッタガスとしてはCH4,CO2,CO等の炭素を含むガスと、NO,NO2,N2等の窒素を含むガスと、CO2,NO,O2等の酸素を含むガスのそれぞれ1種以上を導入するか、これらにAr,Ne,Kr等の不活性ガスを混合したガスを用いることもできる。特に、炭素源及び酸素源ガスとしてCO2ガスを用いることが基板面内均一性、製造時の制御性の点から好ましい。導入方法としては各種スパッタガスを別々にチャンバー内に導入してもよいし、いくつかのガスをまとめて又は全てのガスを混合して導入してもよい。 Specifically, when a CrONC film is formed, as a sputtering gas, a gas containing carbon such as CH 4 , CO 2 , CO, a gas containing nitrogen such as NO, NO 2 , N 2 , and CO 2 We can NO, or introducing one or more kinds of gas containing oxygen such as O 2, also possible to use them in Ar, Ne, a mixed gas of inert gas Kr like. In particular, it is preferable to use a CO 2 gas as a carbon source gas and an oxygen source gas from the viewpoint of uniformity in the substrate surface and controllability during production. As an introduction method, various sputtering gases may be separately introduced into the chamber, or several gases may be introduced together or all gases may be mixed and introduced.
なお、CrOC膜は、Crが20〜95原子%、特に30〜85原子%、Cが1〜30原子%、特に5〜20原子%、Oが1〜60原子%、特に5〜50原子%であることが好ましく、また、CrONC膜は、Crが20〜95原子%、特に30〜80原子%、Cが1〜20原子%、特に2〜15原子%、Oが1〜60原子%、特に5〜50原子%、Nが1〜30原子%、特に3〜20原子%であることが好ましい。 In the CrOC film, Cr is 20 to 95 atomic%, particularly 30 to 85 atomic%, C is 1 to 30 atomic%, particularly 5 to 20 atomic%, O is 1 to 60 atomic%, particularly 5 to 50 atomic%. It is preferable that the CrONC film has a Cr content of 20 to 95 at%, particularly 30 to 80 at%, C of 1 to 20 at%, particularly 2 to 15 at%, O of 1 to 60 at%, It is particularly preferred that 5 to 50 atomic% and N be 1 to 30 atomic%, particularly 3 to 20 atomic%.
本発明の位相シフトマスクは、上記のようにして得られる位相シフトマスクブランクの位相シフト膜にパターン形成されてなるものである。
具体的には、図2に示したような位相シフトマスク6を製造する場合は、図7(A)に示したように、上記のようにして基板1上に位相シフト多層膜2を形成した後、レジスト膜7を形成し、図7(B)に示したように、レジスト膜7をリソグラフィー法によりパターンニングし、更に、図7(C)に示したように、位相シフト多層膜2をエッチングした後、図7(D)に示したように、レジスト膜7を剥離する方法が採用し得る。この場合、レジスト膜の塗布、パターンニング(露光、現像)、エッチング、レジスト膜の除去は、公知の方法によって行うことができる。
The phase shift mask of the present invention is obtained by forming a pattern on the phase shift film of the phase shift mask blank obtained as described above.
Specifically, when manufacturing the
なお、位相シフト多層膜上にクロム系遮光膜及び/又はクロム系反射防止膜(Cr系膜)を形成した場合には、露光に必要な領域の遮光膜及び/又は反射防止膜をエッチングにより除去し、位相シフト膜を表面に露出させた後、上記同様に位相シフト膜をパターンニングすることにより、図8に示すような基板外周縁側にクロム系遮光膜3が残った位相シフトマスク6を得ることができる。また、クロム系遮光膜の上にレジストを塗布し、パターンニングを行い、クロム系遮光膜と位相シフト多層膜をエッチングでパターンニングし、更に露光に必要な領域のクロム系遮光膜のみを選択エッチングにより除去し、位相シフトパターンを表面に露出させて、位相シフトマスクを得ることもできる。
When a chromium-based light-shielding film and / or a chromium-based antireflection film (Cr-based film) is formed on the phase shift multilayer film, the light-shielding film and / or the antireflection film in a region necessary for exposure are removed by etching. Then, after the phase shift film is exposed on the surface, the phase shift film is patterned in the same manner as described above to obtain the
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例1)
位相シフト多層膜の成膜には、図12に示すような2つのターゲットを設けた直流スパッタリング装置20を用いた。モリブデンシリサイド化合物膜用ターゲット22MとしてMoSi4を使用し、ジルコニウムシリサイド化合物膜用ターゲット22ZとしてZrSi5ターゲットを使用した。
石英基板上に、まずMoSi4ターゲットに1000Wの放電電力を印加して、基板を30rpmで回転させながらスパッタ成膜を行い厚み500Åの第1層目膜を設けた。このときのスパッタガスとして、Ar=20cm3/min、N2=100cm3/min、O2=5cm3/minの混合ガスをスパッタガス導入口23よりチャンバ21内へ導入した。また、スパッタ時のガス圧力は0.2Paになるように設定した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
(Example 1)
For the formation of the phase shift multilayer film, a
On a quartz substrate, first, a discharge power of 1000 W was applied to a MoSi 4 target, and a sputter deposition was performed while rotating the substrate at 30 rpm to provide a first layer film having a thickness of 500 °. As a sputtering gas at this time, a mixed gas of Ar = 20 cm 3 / min, N 2 = 100 cm 3 / min, and O 2 = 5 cm 3 / min was introduced into the
次に、MoSi4ターゲットの放電を停止し、ZrSi5ターゲットに1000Wの放電電力を印加して厚み100Åの第2層目膜を成膜した。このとき、他の成膜条件は、第1層目と同一とした。
尚、第1層目膜のMo濃度および第2層目膜のZr濃度のおおよその目安として、MoSi4ターゲット中のMo濃度[Mo]およびZrSi5ターゲット中のZr濃度[Zr]で比較することとした。本実験条件においては、[Zr]/[Mo]=0.833となる。
以上の成膜を行った後、次の評価を行った。
Next, the discharge of the MoSi 4 target was stopped, and a discharge power of 1000 W was applied to the ZrSi 5 target to form a second layer film having a thickness of 100 °. At this time, other film forming conditions were the same as those of the first layer.
As an approximate guide of the Mo concentration of the first layer film and the Zr concentration of the second layer film, comparison is made between the Mo concentration [Mo] in the MoSi 4 target and the Zr concentration [Zr] in the ZrSi 5 target. And Under the experimental conditions, [Zr] / [Mo] = 0.833.
After performing the above film formation, the following evaluation was performed.
・薬品耐性
アンモニア水:過酸化水素水:水が1:1:10の調整液(23℃)に1時間浸漬したときの透過率変化を測定した。薬品耐性に優れるものは、薬液浸漬前後の透過率変化が少なくなると考えられる。尚、測定波長は、193nmを使用した。薬液浸漬前後の透過率の変化率は、0.012であった。
・エッチパターンの段差
上記条件で得られた位相シフト多層膜上に、図7(A)で示したように、レジスト膜7を形成し、図7(B)に示したように、レジスト膜7をパターニングし、更に、図7(C)に示したように、位相シフト多層膜2をドライエッチングした後、図7(D)に示したように、レジスト膜7を剥離した。尚、ドライエッチングには、CF4を主成分としたガスを使用した。
得られたパターンの断面を観察し、図13で示すような位相シフト多層膜2の表層膜2sと位相シフト多層膜の下層膜2dの界面で生じるエッチパターンの段差14を測定したところ、8nmと問題の無い値であった。
-Chemical resistance A change in transmittance when immersed in an aqueous solution of ammonia water: hydrogen peroxide solution: water for 1 hour (23 ° C.) at 1: 1: 10 was measured. Those with excellent chemical resistance are considered to have less change in transmittance before and after immersion in the chemical solution. The measurement wavelength was 193 nm. The rate of change in transmittance before and after immersion in the chemical solution was 0.012.
Step of Etch Pattern A resist film 7 is formed on the phase shift multilayer film obtained under the above conditions as shown in FIG. 7A, and the resist film 7 is formed as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 7C, the phase
The cross section of the obtained pattern was observed, and the
(実施例2)
位相シフト多層膜の成膜に、実施例1と同じ直流スパッタリング装置を用いた。モリブデンシリサイド化合物膜用ターゲットとしてMoSi4を使用し、ジルコニウムシリサイド化合物膜用ターゲットとしてZrSi4ターゲットを使用した。
石英基板上に、まずMoSi4ターゲットに1000Wの放電電力を印加して、基板を30rpmで回転させながらスパッタ成膜を行い厚み500Åの第1層目膜を設けた。このときのスパッタガスとして、Ar=20cm3/min、N2=100cm3/min、O2=5cm3/minの混合ガスを導入した。また、スパッタ時のガス圧力は0.2Paになるように設定した。
(Example 2)
The same DC sputtering apparatus as in Example 1 was used for forming the phase shift multilayer film. MoSi 4 was used as a target for the molybdenum silicide compound film, and a ZrSi 4 target was used as a target for the zirconium silicide compound film.
On a quartz substrate, first, a discharge power of 1000 W was applied to a MoSi 4 target, and a sputter deposition was performed while rotating the substrate at 30 rpm to provide a first layer film having a thickness of 500 °. As a sputtering gas at this time, a mixed gas of Ar = 20 cm 3 / min, N 2 = 100 cm 3 / min, and O 2 = 5 cm 3 / min was introduced. The gas pressure during sputtering was set to be 0.2 Pa.
次に、MoSi4ターゲットの放電を停止し、ZrSi4ターゲットに1000Wの放電電力を印加して厚み100Åの第2層目膜を成膜した。このとき、他の成膜条件は、第1層目と同一とした。
尚、第1層目膜のMo濃度および第2層目膜のZr濃度のおおよその目安として、MoSi4ターゲット中のMo濃度[Mo]およびZrSi4ターゲット中のZr濃度[Zr]で比較することとした。本実験条件においては、[Zr]/[Mo]=1となる。
以上の成膜を行った後、次の評価を行った。
Next, the discharge of the MoSi 4 target was stopped, and a discharge power of 1000 W was applied to the ZrSi 4 target to form a second layer having a thickness of 100 °. At this time, other film forming conditions were the same as those of the first layer.
As a rough guide of the Mo concentration of the first layer film and the Zr concentration of the second layer film, comparison is made between the Mo concentration [Mo] in the MoSi 4 target and the Zr concentration [Zr] in the ZrSi 4 target. And Under the experimental conditions, [Zr] / [Mo] = 1.
After performing the above film formation, the following evaluation was performed.
・薬品耐性
実施例1と同様にして、アンモニア水:過酸化水素水:水が1:1:10の調整液(23℃)に1時間浸漬したときの透過率変化を測定した。薬液浸漬前後の透過率の変化率は、0.017であった。
・エッチパターンの段差
実施例1と同様にして、位相シフト多層膜上にパターンを形成した。
得られたパターンの断面を観察し、図13に示すような位相シフト多層膜2の表層膜2sと位相シフト多層膜の下層膜2dの界面で生じるエッチパターンの段差14を測定したところ、4nmと問題の無い値であった。
-Chemical resistance In the same manner as in Example 1, the change in transmittance when immersed in an aqueous solution of ammonia water: hydrogen peroxide solution: water at 1: 1: 10 (23 ° C.) for 1 hour was measured. The change rate of the transmittance before and after the immersion in the chemical solution was 0.017.
-Step of Etch Pattern In the same manner as in Example 1, a pattern was formed on the phase shift multilayer film.
Observing the cross section of the obtained pattern and measuring the
(実施例3)
位相シフト多層膜の成膜に、実施例1と同じ直流スパッタリング装置を用いた。モリブデンシリサイド化合物膜用ターゲットとしてMoSi4を使用し、ジルコニウムシリサイド化合物膜用ターゲットとしてZrSi3ターゲットを使用した。
石英基板上に、まずMoSi4ターゲットに1000Wの放電電力を印加して、基板を30rpmで回転させながらスパッタ成膜を行い厚み500Åの第1層目膜を設けた。このときのスパッタガスとして、Ar=20cm3/min、N2=100cm3/min、O2=5cm3/minの混合ガスを導入した。また、スパッタ時のガス圧力は0.2Paになるように設定した。
(Example 3)
The same DC sputtering apparatus as in Example 1 was used for forming the phase shift multilayer film. MoSi 4 was used as a target for the molybdenum silicide compound film, and a ZrSi 3 target was used as a target for the zirconium silicide compound film.
On a quartz substrate, first, a discharge power of 1000 W was applied to a MoSi 4 target, and a sputter deposition was performed while rotating the substrate at 30 rpm to provide a first layer film having a thickness of 500 °. As a sputtering gas at this time, a mixed gas of Ar = 20 cm 3 / min, N 2 = 100 cm 3 / min, and O 2 = 5 cm 3 / min was introduced. The gas pressure during sputtering was set to be 0.2 Pa.
次に、MoSi4ターゲットの放電を停止し、ZrSi3ターゲットに1000Wの放電電力を印加して厚み100Åの第2層目膜を成膜した。このとき、他の成膜条件は、第1層目と同一とした。
尚、第1層目膜のMo濃度および第2層目膜のZr濃度のおおよその目安として、MoSi4ターゲット中のMo濃度[Mo]およびZrSi3ターゲット中のZr濃度[Zr]で比較することとした。本実験条件においては、[Zr]/[Mo]=1.25となる。
以上の成膜を行った後、次の評価を行った。
Next, the discharge of the MoSi 4 target was stopped, and a discharge power of 1000 W was applied to the ZrSi 3 target to form a second layer having a thickness of 100 °. At this time, other film forming conditions were the same as those of the first layer.
As an approximate guide of the Mo concentration of the first layer film and the Zr concentration of the second layer film, the Mo concentration in the MoSi 4 target [Mo] and the Zr concentration in the ZrSi 3 target [Zr] are compared. And Under the experimental conditions, [Zr] / [Mo] = 1.25.
After performing the above film formation, the following evaluation was performed.
・薬品耐性
実施例1と同様にして、アンモニア水:過酸化水素水:水が1:1:10の調整液(23℃)に1時間浸漬したときの透過率変化を測定した。薬液浸漬前後の透過率の変化率は、0.022であった。
・エッチパターンの段差
実施例1と同様にして、位相シフト多層膜上にパターンを形成した。
得られたパターンの断面を観察し、図13に示すような位相シフト多層膜2の表層膜2sと位相シフト多層膜の下層膜2dの界面で生じるエッチパターンの段差14を測定したところ、6nmと問題の無い値であった。
-Chemical resistance In the same manner as in Example 1, the change in transmittance when immersed in an aqueous solution of ammonia water: hydrogen peroxide solution: water at 1: 1: 10 (23 ° C.) for 1 hour was measured. The rate of change of the transmittance before and after immersion in the chemical solution was 0.022.
-Step of Etch Pattern In the same manner as in Example 1, a pattern was formed on the phase shift multilayer film.
The cross section of the obtained pattern was observed, and the
(比較例1)
位相シフト多層膜の成膜に、実施例1と同じ直流スパッタリング装置を用いた。本比較例1では、モリブデンシリサイド化合物膜用ターゲットとしてMoSi4のみを使用した。
石英基板上に、MoSi4ターゲットに1000Wの放電電力を印加して、基板を30rpmで回転させながらスパッタ成膜を行い厚み500Åの第1層目膜のみを設けた。このときのスパッタガスとして、Ar=20cm3/min、N2=100cm3/min、O2=5cm3/minの混合ガスを導入した。また、スパッタ時のガス圧力は0.2Paになるように設定した。
以上の成膜を行った後、次の評価を行った。
(Comparative Example 1)
The same DC sputtering apparatus as in Example 1 was used for forming the phase shift multilayer film. In Comparative Example 1, only MoSi 4 was used as the target for the molybdenum silicide compound film.
On a quartz substrate, a discharge power of 1000 W was applied to a MoSi 4 target, and sputter deposition was performed while rotating the substrate at 30 rpm to provide only a first-layer film having a thickness of 500 °. As a sputtering gas at this time, a mixed gas of Ar = 20 cm 3 / min, N 2 = 100 cm 3 / min, and O 2 = 5 cm 3 / min was introduced. The gas pressure during sputtering was set to be 0.2 Pa.
After performing the above film formation, the following evaluation was performed.
・薬品耐性
実施例1と同様にして、アンモニア水:過酸化水素水:水が1:1:10の調整液(23℃)に1時間浸漬したときの透過率変化を測定した。薬液浸漬前後の透過率の変化率は、0.110であり、十分な薬品耐性であるとは言えない値であった。
・エッチパターンの段差
実施例1と同様にして、位相シフト多層膜上にパターンを形成した。
本比較例1では、モリブデンシリサイド単層膜であるので、特に問題となる段差は、認められなかった。
-Chemical resistance In the same manner as in Example 1, the change in transmittance when immersed in an aqueous solution of ammonia water: hydrogen peroxide solution: water at 1: 1: 10 (23 ° C.) for 1 hour was measured. The rate of change of the transmittance before and after the immersion in the chemical solution was 0.110, which was not a value that indicates sufficient chemical resistance.
-Step of Etch Pattern In the same manner as in Example 1, a pattern was formed on the phase shift multilayer film.
In Comparative Example 1, no particular problematic step was observed because the film was a molybdenum silicide single-layer film.
(比較例2)
位相シフト多層膜の成膜に、実施例1と同じ直流スパッタリング装置を用いた。モリブデンシリサイド化合物膜用ターゲットとしてMoSi4を使用し、薬品耐性向上用のモリブデンシリサイド化合物膜用のターゲットとしてMoSi15ターゲットを使用した。
石英基板上に、まずMoSi4ターゲットに1000Wの放電電力を印加して、基板を30rpmで回転させながらスパッタ成膜を行い厚み500Åの第1層目膜を設けた。このときのスパッタガスとして、Ar=20cm3/min、N2=100cm3/min、O2=5cm3/minの混合ガスを導入した。また、スパッタ時のガス圧力は0.2Paになるように設定した。
次に、MoSi4ターゲットの放電を停止し、MoSi15ターゲットに1000Wの放電電力を印加して厚み100Åの第2層目膜を成膜した。このとき、他の成膜条件は、第1層目と同一とした。
以上の成膜を行った後、次の評価を行った。
(Comparative Example 2)
The same DC sputtering apparatus as in Example 1 was used for forming the phase shift multilayer film. MoSi 4 was used as a molybdenum silicide compound film target, and a MoSi 15 target was used as a molybdenum silicide compound film target for improving chemical resistance.
On a quartz substrate, first, a discharge power of 1000 W was applied to a MoSi 4 target, and a sputter deposition was performed while rotating the substrate at 30 rpm to provide a first layer film having a thickness of 500 °. As a sputtering gas at this time, a mixed gas of Ar = 20 cm 3 / min, N 2 = 100 cm 3 / min, and O 2 = 5 cm 3 / min was introduced. The gas pressure during sputtering was set to be 0.2 Pa.
Next, the discharge of the MoSi 4 target was stopped, and a discharge power of 1000 W was applied to the MoSi 15 target to form a second layer having a thickness of 100 °. At this time, other film forming conditions were the same as those of the first layer.
After performing the above film formation, the following evaluation was performed.
・薬品耐性
実施例1と同様にして、アンモニア水:過酸化水素水:水が1:1:10の調整液(23℃)に1時間浸漬したときの透過率変化を測定した。薬液浸漬前後の透過率の変化率は、0.014であった。
・エッチパターンの段差
実施例1と同様にして、位相シフト多層膜上にパターンを形成した。
得られたパターンの断面を観察し、図13に示すような位相シフト多層膜2の表層膜2sと位相シフト多層膜の下層膜2dの界面で生じるエッチパターンの段差14を測定したところ、16nmと大きな値となった。
-Chemical resistance In the same manner as in Example 1, the change in transmittance when immersed in an aqueous solution of ammonia water: hydrogen peroxide solution: water at 1: 1: 10 (23 ° C.) for 1 hour was measured. The rate of change of the transmittance before and after immersion in the chemical solution was 0.014.
-Step of Etch Pattern In the same manner as in Example 1, a pattern was formed on the phase shift multilayer film.
Observing the cross section of the obtained pattern and measuring the
以上の結果を表1にまとめた。
これらの結果から明らかなように、基板上に少なくとも2層以上で構成された位相シフト多層膜を設けてなる位相シフトマスクブランクにおいて、上記位相シフト多層膜をモリブデンシリサイド化合物膜とジルコニウムシリサイド化合物膜で形成し、ジルコニウムシリサイド化合物膜を表層膜とすることで、薬品耐性に優れ且つエッチパターン側面の段差の小さい位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクを得ることが可能となることが確認できた。
Table 1 summarizes the above results.
As is clear from these results, in a phase shift mask blank in which a phase shift multilayer film composed of at least two layers or more is provided on a substrate, the phase shift multilayer film is formed of a molybdenum silicide compound film and a zirconium silicide compound film. It was confirmed that by forming and using a zirconium silicide compound film as a surface layer film, it becomes possible to obtain a phase shift mask blank and a phase shift mask which are excellent in chemical resistance and have a small step on the side surface of the etch pattern.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 Note that the present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is merely an example, and any embodiment having substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and having the same function and effect will be described. It is included in the technical scope of the invention.
1…基板、 1a…基板露出部、 2…位相シフト多層膜、 2’…位相シフト膜、
2a…位相シフター部、 2s…表層膜、 2d…下層膜、
2M…モリブデンシリサイド化合物膜、 2Z…ジルコニウムシリサイド化合物膜、
3…クロム系遮光膜、 4,4’…クロム系反射防止膜、
5,50…位相シフトマスクブランク、 6,60…位相シフトマスク、
7…レジスト膜、 14…段差、
20…スパッタ装置、 21…チャンバ、
22M…モリブデンシリサイドターゲット、
22Z…ジルコニウムシリサイドターゲット、
22S…シリコンターゲット、 23…スパッタガス導入口。
DESCRIPTION OF
2a: phase shifter part, 2s: surface film, 2d: lower film,
2M: molybdenum silicide compound film, 2Z: zirconium silicide compound film,
3: chrome-based light-shielding film, 4, 4 ': chrome-based antireflection film,
5,50 ... Phase shift mask blank, 6,60 ... Phase shift mask,
7: resist film, 14: step,
20: sputtering apparatus, 21: chamber,
22M: molybdenum silicide target,
22Z: zirconium silicide target,
22S: silicon target, 23: sputter gas inlet.
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