JP2000010255A - ハーフトーン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク及びハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法 - Google Patents
ハーフトーン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク及びハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法Info
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- JP2000010255A JP2000010255A JP17363198A JP17363198A JP2000010255A JP 2000010255 A JP2000010255 A JP 2000010255A JP 17363198 A JP17363198 A JP 17363198A JP 17363198 A JP17363198 A JP 17363198A JP 2000010255 A JP2000010255 A JP 2000010255A
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- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
Abstract
(57)【要約】
【課題】 短波長の露光光ＡｒＦ（波長＝１９３ｎｍ）
及び比較的波長の長い検査光（波長＝３６５ｎｍ）の両
方に対して良好な光学特性を持つことができるハーフト
ーン型位相シフトマスクを提供する。 【解決手段】 透明基材２の上に所定パターン状の半透
明位相シフト膜３ａを積層して成るハーフトーン型位相
シフトマスクにおいて、透明基材２はフッ化カルシウム
を主成分として形成され、半透明位相シフト膜３ａはジ
ルコニウムシリサイドを含んで形成される。短波長の露
光光に対する反射率を低減でき、比較的波長の長い検査
光に対する透過率を低減できる。
及び比較的波長の長い検査光（波長＝３６５ｎｍ）の両
方に対して良好な光学特性を持つことができるハーフト
ーン型位相シフトマスクを提供する。 【解決手段】 透明基材２の上に所定パターン状の半透
明位相シフト膜３ａを積層して成るハーフトーン型位相
シフトマスクにおいて、透明基材２はフッ化カルシウム
を主成分として形成され、半透明位相シフト膜３ａはジ
ルコニウムシリサイドを含んで形成される。短波長の露
光光に対する反射率を低減でき、比較的波長の長い検査
光に対する透過率を低減できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に投影露光装置
において使用されるパターンを備えたフォトマスクに関
し、特に、そのフォトマスクを通過する投影露光光に位
相差を与えて高解像度のパターン転写を可能にした位相
シフトマスクに関し、また特に、透明基材の上に希望パ
ターンのハーフトーン材料膜を形成して成るハーフトー
ン型位相シフトマスクに関する。
において使用されるパターンを備えたフォトマスクに関
し、特に、そのフォトマスクを通過する投影露光光に位
相差を与えて高解像度のパターン転写を可能にした位相
シフトマスクに関し、また特に、透明基材の上に希望パ
ターンのハーフトーン材料膜を形成して成るハーフトー
ン型位相シフトマスクに関する。
【０００２】また本発明は、そのようなハーフトーン型
位相シフトマスクの原材料であるブランクに関する。さ
らに本発明は、そのようなハーフトーン型位相シフトマ
スクを製造するための製造方法に関する。
位相シフトマスクの原材料であるブランクに関する。さ
らに本発明は、そのようなハーフトーン型位相シフトマ
スクを製造するための製造方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】ＬＳＩ、ＶＬＳＩ等といった半導体集積
回路の製造に代表されるような極めて微細なパターンを
形成する際には、一般に、フォトマスクを通して投影露
光装置によって露光対象物、例えばウエハを露光して、
その露光対象物上に所望の転写像を形成する。この場
合、基本的には、フォトマスクの透光部と遮光部とによ
って転写像を区画する。このようなフォトマスクにおい
て、それを透過する投影露光光に位相差を与えることに
よって高解像度のパターン転写を可能にしたフォトマス
ク、すなわち位相シフトマスクが知られている。
回路の製造に代表されるような極めて微細なパターンを
形成する際には、一般に、フォトマスクを通して投影露
光装置によって露光対象物、例えばウエハを露光して、
その露光対象物上に所望の転写像を形成する。この場
合、基本的には、フォトマスクの透光部と遮光部とによ
って転写像を区画する。このようなフォトマスクにおい
て、それを透過する投影露光光に位相差を与えることに
よって高解像度のパターン転写を可能にしたフォトマス
ク、すなわち位相シフトマスクが知られている。
【０００４】このような位相シフトマスクとしては、従
来から種々の構造のものが提案されている。例えば、マ
スク上の開口部の隣り合う一方に位相を反転させるよう
な透明膜を設けた構造のレベンソン型位相シフトマスク
や、形成すべきパターンの周辺部に解像限界以下の位相
シフト膜を形成した構造の補助パターン付き位相シフト
マスクや、基板上にクロムパターンを形成した後にオー
バーエッチングによって位相シフト膜のオーバーハング
を形成した構造の自己整合型位相シフトマスク等があ
る。
来から種々の構造のものが提案されている。例えば、マ
スク上の開口部の隣り合う一方に位相を反転させるよう
な透明膜を設けた構造のレベンソン型位相シフトマスク
や、形成すべきパターンの周辺部に解像限界以下の位相
シフト膜を形成した構造の補助パターン付き位相シフト
マスクや、基板上にクロムパターンを形成した後にオー
バーエッチングによって位相シフト膜のオーバーハング
を形成した構造の自己整合型位相シフトマスク等があ
る。
【０００５】以上の各構造の位相シフトマスクは、基板
上に遮光部としてのクロムパターンと透明な位相シフト
膜パターンを設けたものであるが、この構造とは別に、
位相シフト膜パターンのみによって形成された位相シフ
トマスクとして、ハーフトーン型位相シフトマスクが知
られている。このハーフトーン型位相シフトマスクとい
うのは、投影露光光に対して部分透過性を有する、いわ
ゆる半透明な位相シフト膜パターンを基板上に形成し
て、その位相シフト膜パターンの境界部に形成される光
強度がゼロの部分でパターン解像度を向上するようにし
た位相シフトマスクである。このハーフトーン型位相シ
フトマスクは、その構造が非常に単純であるため、製造
工程が容易であり、しかもマスク上の欠陥も少ないとい
う長所を有している。
上に遮光部としてのクロムパターンと透明な位相シフト
膜パターンを設けたものであるが、この構造とは別に、
位相シフト膜パターンのみによって形成された位相シフ
トマスクとして、ハーフトーン型位相シフトマスクが知
られている。このハーフトーン型位相シフトマスクとい
うのは、投影露光光に対して部分透過性を有する、いわ
ゆる半透明な位相シフト膜パターンを基板上に形成し
て、その位相シフト膜パターンの境界部に形成される光
強度がゼロの部分でパターン解像度を向上するようにし
た位相シフトマスクである。このハーフトーン型位相シ
フトマスクは、その構造が非常に単純であるため、製造
工程が容易であり、しかもマスク上の欠陥も少ないとい
う長所を有している。
【０００６】位相シフト膜を用いることなく、例えばク
ロム等といった遮光膜によって所望のパターンを形成し
た従来型のフォトマスクでは、線幅の狭いパターンをウ
エハ等といった露光対象物の上に正確に転写できない。
つまり、解像度が悪い。露光光の波長をｇ線（波長＝４
３６ｎｍ）、ｉ線（波長＝３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシ
マレーザ（波長＝２４８ｎｍ）の順のように徐々に短く
して行けば、上記従来のフォトマスクに関しても、解像
度を向上させることができるのであるが、その場合でも
やはり限界がある。この限界を打破するために開発され
たものがハーフトーン型位相シフトマスクであり、この
ハーフトーン型位相シフトマスクでは、位相を反転する
ことなく光透過パターンを通過した露光光と、位相シフ
ト膜を通過して位相が反転した露光光との間で光を干渉
させることにより、高解像度の転写パターンを得るよう
にしている。
ロム等といった遮光膜によって所望のパターンを形成し
た従来型のフォトマスクでは、線幅の狭いパターンをウ
エハ等といった露光対象物の上に正確に転写できない。
つまり、解像度が悪い。露光光の波長をｇ線（波長＝４
３６ｎｍ）、ｉ線（波長＝３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシ
マレーザ（波長＝２４８ｎｍ）の順のように徐々に短く
して行けば、上記従来のフォトマスクに関しても、解像
度を向上させることができるのであるが、その場合でも
やはり限界がある。この限界を打破するために開発され
たものがハーフトーン型位相シフトマスクであり、この
ハーフトーン型位相シフトマスクでは、位相を反転する
ことなく光透過パターンを通過した露光光と、位相シフ
ト膜を通過して位相が反転した露光光との間で光を干渉
させることにより、高解像度の転写パターンを得るよう
にしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のハーフトーン型
位相シフトマスクにおいては、透明基材として合成石英
ガラスを用い、半透明位相シフト膜としてモリブデンシ
リサイドを用いるのが一般的であった。具体的には、モ
リブデンシリサイトを酸素及び窒素と反応させることに
よって合成石英ガラス製の透明基材上に半透明位相シフ
ト膜を成膜していた。
位相シフトマスクにおいては、透明基材として合成石英
ガラスを用い、半透明位相シフト膜としてモリブデンシ
リサイドを用いるのが一般的であった。具体的には、モ
リブデンシリサイトを酸素及び窒素と反応させることに
よって合成石英ガラス製の透明基材上に半透明位相シフ
ト膜を成膜していた。
【０００８】ところで、ハーフトーン型位相シフトマス
クに関しては、従来から、所定の光学特性を満足するこ
とが要求される。具体的には、露光光に対して所定範
囲の透過率、例えば２〜５０％程度の透過率を有するこ
と、露光光に対して反射率を所定値以下、例えば２５
％以下に抑えること、そして原則的に１８０°の位相
差を実現できることである。
クに関しては、従来から、所定の光学特性を満足するこ
とが要求される。具体的には、露光光に対して所定範
囲の透過率、例えば２〜５０％程度の透過率を有するこ
と、露光光に対して反射率を所定値以下、例えば２５
％以下に抑えること、そして原則的に１８０°の位相
差を実現できることである。
【０００９】さらに、フォトマスクとして備えることが
要求される光学特性として、例えば波長＝３６５ｎｍの
検査光に対して透過率を所定値、例えば３０％以下に抑
えることが考えられる。この検査光というのは、作製さ
れたフォトマスクの良否を検査する際に、検査対象であ
るフォトマスクに照射される光のことであり、この検査
光に対してフォトマスクの遮光部の透過率が高過ぎる
と、フォトマスクのパターンを区画形成している透光部
と遮光部とを判別することができなくなるため、フォト
マスクとしては検査光に対して遮光部の透過率が所定値
以下であることが要求される。
要求される光学特性として、例えば波長＝３６５ｎｍの
検査光に対して透過率を所定値、例えば３０％以下に抑
えることが考えられる。この検査光というのは、作製さ
れたフォトマスクの良否を検査する際に、検査対象であ
るフォトマスクに照射される光のことであり、この検査
光に対してフォトマスクの遮光部の透過率が高過ぎる
と、フォトマスクのパターンを区画形成している透光部
と遮光部とを判別することができなくなるため、フォト
マスクとしては検査光に対して遮光部の透過率が所定値
以下であることが要求される。
【００１０】透明基材として合成石英ガラスを用い、半
透明位相シフト膜としてモリブデンシリサイドを用いる
従来構造のハーフトーン型位相シフトマスクに関して
は、露光光としてｉ線及びＫｒＦエキシマレーザ等とい
った、現段階では比較的波長が短いと考えられている露
光光に対しては上記の光学特性として実用上十分な特性
を得ることができる。
透明位相シフト膜としてモリブデンシリサイドを用いる
従来構造のハーフトーン型位相シフトマスクに関して
は、露光光としてｉ線及びＫｒＦエキシマレーザ等とい
った、現段階では比較的波長が短いと考えられている露
光光に対しては上記の光学特性として実用上十分な特性
を得ることができる。
【００１１】しかしながら、より一層の高解像度を必要
とする微細なパターンを形成するために、より一層波長
の短い露光光、例えばＡｒＦエキシマレーザ（波長＝１
９３ｎｍ）等を用いるとき、希望する高解像度の転写像
が得られないことがわかった。
とする微細なパターンを形成するために、より一層波長
の短い露光光、例えばＡｒＦエキシマレーザ（波長＝１
９３ｎｍ）等を用いるとき、希望する高解像度の転写像
が得られないことがわかった。
【００１２】このような現象が生じる理由として次のよ
うなことが考えられる。まず第１に、透明基材として用
いられる石英ガラスがＡｒＦエキシマレーザ等といった
短波長の光に対して透明性が低いということである。第
２に、モリブデンシリサイドを用いて半透明位相シフト
膜を成膜する際、酸素や窒素ガスを混ぜて反応性スパッ
タリングを実行するからである。
うなことが考えられる。まず第１に、透明基材として用
いられる石英ガラスがＡｒＦエキシマレーザ等といった
短波長の光に対して透明性が低いということである。第
２に、モリブデンシリサイドを用いて半透明位相シフト
膜を成膜する際、酸素や窒素ガスを混ぜて反応性スパッ
タリングを実行するからである。
【００１３】上記第２の理由をより詳しく説明すれば、
次の通りである。窒素ガスは、本来、モリブデンシリサ
イドの光学条件を微調整するために使用されるのである
が、この窒素ガスがモリブデンシリサイドに混ざると露
光光が短波長になったときにモリブデンシリサイドによ
る光の吸収が大きくなって、すなわち消衰係数が大きく
なって、その透明性が低下するからである。
次の通りである。窒素ガスは、本来、モリブデンシリサ
イドの光学条件を微調整するために使用されるのである
が、この窒素ガスがモリブデンシリサイドに混ざると露
光光が短波長になったときにモリブデンシリサイドによ
る光の吸収が大きくなって、すなわち消衰係数が大きく
なって、その透明性が低下するからである。
【００１４】さらに、酸素ガスは、本来、短波長に対す
る透明性を向上するために使用されるのであるが、この
酸素ガスを多く入れ過ぎると、その酸素がモリブデンよ
りもシリコンと化合して酸化ケイ素膜になって行く傾向
があり、その酸化ケイ素膜はガラス状のものであるため
屈折率が変化して希望の位相差を得ることができなくな
るからである。
る透明性を向上するために使用されるのであるが、この
酸素ガスを多く入れ過ぎると、その酸素がモリブデンよ
りもシリコンと化合して酸化ケイ素膜になって行く傾向
があり、その酸化ケイ素膜はガラス状のものであるため
屈折率が変化して希望の位相差を得ることができなくな
るからである。
【００１５】また、酸素を多量に使うスパッタリングは
成膜安定上から見ても好ましくなく、さらにスパッタリ
ングのための装置に対しても悪影響を及ぼすという、別
の問題点もある。
成膜安定上から見ても好ましくなく、さらにスパッタリ
ングのための装置に対しても悪影響を及ぼすという、別
の問題点もある。
【００１６】本発明は、上記の問題点に鑑みて成された
ものであって、ＡｒＦエキシマレーザ（波長＝１９３ｎ
ｍ）及びそれよりも波長の短い露光光に対して良好な光
学特性を持つことができ、しかも比較的波長の長い検査
光、例えば、波長＝３６５ｎｍ程度の光に対しても良好
な光学特性を持つことができるハーフトーン型位相シフ
トマスクを提供することを目的とする。
ものであって、ＡｒＦエキシマレーザ（波長＝１９３ｎ
ｍ）及びそれよりも波長の短い露光光に対して良好な光
学特性を持つことができ、しかも比較的波長の長い検査
光、例えば、波長＝３６５ｎｍ程度の光に対しても良好
な光学特性を持つことができるハーフトーン型位相シフ
トマスクを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】（１） 上記の目的を達
成するため、本発明に係るハーフトーン型位相シフトマ
スクは、透明基材の上に所定パターン状の半透明位相シ
フト膜を積層して成るハーフトーン型位相シフトマスク
において、前記透明基材はフッ化カルシウムを主成分と
して形成され、前記半透明位相シフト膜はジルコニウム
シリサイドを含んで形成されることを特徴とする。
成するため、本発明に係るハーフトーン型位相シフトマ
スクは、透明基材の上に所定パターン状の半透明位相シ
フト膜を積層して成るハーフトーン型位相シフトマスク
において、前記透明基材はフッ化カルシウムを主成分と
して形成され、前記半透明位相シフト膜はジルコニウム
シリサイドを含んで形成されることを特徴とする。
【００１８】この位相シフトマスクに対して種々の波長
の光を照射すると、図６に示すような分光分布特性が得
られた。この図から明らかなように、ＡｒＦエキシマレ
ーザ（波長＝１９３ｎｍ）に相当する短波長域では、例
えば２〜５０％程度の所定範囲の透過率を持つことがで
き、同時に、反射率を例えば２５％の所定値以下に抑え
ることができる。しかも、一般的な検査光が有する波長
である３６５ｎｍ程度の波長に対しては、透過率を所定
値、例えば３０％以下に抑えることができる。
の光を照射すると、図６に示すような分光分布特性が得
られた。この図から明らかなように、ＡｒＦエキシマレ
ーザ（波長＝１９３ｎｍ）に相当する短波長域では、例
えば２〜５０％程度の所定範囲の透過率を持つことがで
き、同時に、反射率を例えば２５％の所定値以下に抑え
ることができる。しかも、一般的な検査光が有する波長
である３６５ｎｍ程度の波長に対しては、透過率を所定
値、例えば３０％以下に抑えることができる。
【００１９】以上の結果、本発明に係るハーフトーン型
位相シフトマスクによれば、ＡｒＦエキシマレーザ（波
長＝１９３ｎｍ）及びそれよりも波長の短い露光光に対
して良好な光学特性を持つことができ、しかも比較的波
長の長い検査光、例えば、波長＝３６５ｎｍ程度の光に
対しても良好な光学特性を持つことができる。
位相シフトマスクによれば、ＡｒＦエキシマレーザ（波
長＝１９３ｎｍ）及びそれよりも波長の短い露光光に対
して良好な光学特性を持つことができ、しかも比較的波
長の長い検査光、例えば、波長＝３６５ｎｍ程度の光に
対しても良好な光学特性を持つことができる。
【００２０】（２） 上記構成の位相シフトマスクにお
いて、前記透明基材と前記半透明位相シフト膜との間に
透明膜を設けることができ、しかも、その透明膜は、半
透明位相シフト膜の無い部分の透明基材をエッチングに
よって掘ることによって形成できる。半透明位相シフト
膜のみによって正確な１８０°の位相差を形成すること
は難しいが、半透明位相シフト膜によって概ね１８０°
に近い位相差を形成しておいて、さらにこの透明膜を設
けることによって位相差を正確に１８０°に調節でき
る。
いて、前記透明基材と前記半透明位相シフト膜との間に
透明膜を設けることができ、しかも、その透明膜は、半
透明位相シフト膜の無い部分の透明基材をエッチングに
よって掘ることによって形成できる。半透明位相シフト
膜のみによって正確な１８０°の位相差を形成すること
は難しいが、半透明位相シフト膜によって概ね１８０°
に近い位相差を形成しておいて、さらにこの透明膜を設
けることによって位相差を正確に１８０°に調節でき
る。
【００２１】また、この透明膜を透明基材と同じ材料、
すなわちフッ化カルシウムを含む材料によって形成すれ
ば、１９３ｎｍ以下の短波長の光に対して十分な透明性
を確保できる。
すなわちフッ化カルシウムを含む材料によって形成すれ
ば、１９３ｎｍ以下の短波長の光に対して十分な透明性
を確保できる。
【００２２】（３） 次に、本発明に係るハーフトーン
型位相シフトマスク用ブランクは、透明基材の上に均一
な厚さの半透明位相シフト膜を積層してなるハーフトー
ン型位相シフトマスク用ブランクにおいて、前記透明基
材はフッ化カルシウムを主成分として形成され、前記半
透明位相シフト膜はジルコニウムシリサイドを含んで形
成されることを特徴とする。
型位相シフトマスク用ブランクは、透明基材の上に均一
な厚さの半透明位相シフト膜を積層してなるハーフトー
ン型位相シフトマスク用ブランクにおいて、前記透明基
材はフッ化カルシウムを主成分として形成され、前記半
透明位相シフト膜はジルコニウムシリサイドを含んで形
成されることを特徴とする。
【００２３】このブランクを原材料として位相シフトマ
スクを作製すれば、例えば図６に示す特性を持った位相
シフトマスク、すなわち、ＡｒＦエキシマレーザ（波長
＝１９３ｎｍ）及びそれよりも波長の短い露光光に対し
て良好な光学特性を持ち、しかも比較的波長の長い検査
光、例えば、波長＝３６５ｎｍ程度の光に対しても良好
な光学特性を持つことができる位相シフトマスクが得ら
れる。
スクを作製すれば、例えば図６に示す特性を持った位相
シフトマスク、すなわち、ＡｒＦエキシマレーザ（波長
＝１９３ｎｍ）及びそれよりも波長の短い露光光に対し
て良好な光学特性を持ち、しかも比較的波長の長い検査
光、例えば、波長＝３６５ｎｍ程度の光に対しても良好
な光学特性を持つことができる位相シフトマスクが得ら
れる。
【００２４】（４） 上記構成のブランクにおいて、前
記透明基材と前記半透明位相シフト膜との間に透明膜を
設けることができる。この透明膜を設けることにより、
当該ブランクを透過する光とそれ以外の光との間の位相
差を正確に１８０°に調節できる。
記透明基材と前記半透明位相シフト膜との間に透明膜を
設けることができる。この透明膜を設けることにより、
当該ブランクを透過する光とそれ以外の光との間の位相
差を正確に１８０°に調節できる。
【００２５】（５） 次に、本発明に係るハーフトーン
型位相シフトマスクの製造方法は、透明基材の上に均一
な厚さの半透明位相シフト膜を形成する工程と、その半
透明位相シフト膜を所定パターンにパターニングする工
程とを有するハーフトーン型位相シフトマスクの製造方
法において、前記透明基材はフッ化カルシウムを主成分
として形成され、前記半透明位相シフト膜はジルコニウ
ムシリサイドを含んで形成されることを特徴とする。
型位相シフトマスクの製造方法は、透明基材の上に均一
な厚さの半透明位相シフト膜を形成する工程と、その半
透明位相シフト膜を所定パターンにパターニングする工
程とを有するハーフトーン型位相シフトマスクの製造方
法において、前記透明基材はフッ化カルシウムを主成分
として形成され、前記半透明位相シフト膜はジルコニウ
ムシリサイドを含んで形成されることを特徴とする。
【００２６】この製造方法を用いて位相シフトマスクを
製造すれば、例えば図６に示す特性を持った位相シフト
マスク、すなわち、ＡｒＦエキシマレーザ（波長＝１９
３ｎｍ）及びそれよりも波長の短い露光光に対して良好
な光学特性を持ち、しかも比較的波長の長い検査光、例
えば、波長＝３６５ｎｍ程度の光に対しても良好な光学
特性を持つことができる位相シフトマスクが得られる。
製造すれば、例えば図６に示す特性を持った位相シフト
マスク、すなわち、ＡｒＦエキシマレーザ（波長＝１９
３ｎｍ）及びそれよりも波長の短い露光光に対して良好
な光学特性を持ち、しかも比較的波長の長い検査光、例
えば、波長＝３６５ｎｍ程度の光に対しても良好な光学
特性を持つことができる位相シフトマスクが得られる。
【００２７】（６） 上記構成の位相シフトマスクの製
造方法に関しては、前記透明基材と前記半透明位相シフ
ト膜との間に透明膜を形成する工程を設けることができ
る。この製造方法を用いれば、製造された位相シフトマ
スクにおいて半透明位相シフト膜と透明基材との間に透
明膜を設けることができ、そしてこの透明膜の働きによ
り、当該位相シフト膜を透過する光とそれ以外の光との
間の位相差を正確に１８０°に調節できる。
造方法に関しては、前記透明基材と前記半透明位相シフ
ト膜との間に透明膜を形成する工程を設けることができ
る。この製造方法を用いれば、製造された位相シフトマ
スクにおいて半透明位相シフト膜と透明基材との間に透
明膜を設けることができ、そしてこの透明膜の働きによ
り、当該位相シフト膜を透過する光とそれ以外の光との
間の位相差を正確に１８０°に調節できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るハーフトー
ン型位相シフトマスク用ブランクの一実施形態を示して
いる。このブランク１は、透明基材２と、その透明基材
２の表面に積層された半透明位相シフト膜３とによって
構成される。半透明位相シフト膜３は、透明基材２の表
面に均一な厚さで一様に形成される。
ン型位相シフトマスク用ブランクの一実施形態を示して
いる。このブランク１は、透明基材２と、その透明基材
２の表面に積層された半透明位相シフト膜３とによって
構成される。半透明位相シフト膜３は、透明基材２の表
面に均一な厚さで一様に形成される。
【００２９】本実施形態の透明基材２は、フッ化カルシ
ウムそのもの又はフッ化カルシウムを主成分とする材料
等によって形成される。また、半透明位相シフト膜３は
ジルコニウムシリサイドそのもの、ジルコニウムシリサ
イドを主成分とする材料、あるいはジルコニウムシリサ
イドを一部の構成物質として含む材料等によって形成さ
れる。
ウムそのもの又はフッ化カルシウムを主成分とする材料
等によって形成される。また、半透明位相シフト膜３は
ジルコニウムシリサイドそのもの、ジルコニウムシリサ
イドを主成分とする材料、あるいはジルコニウムシリサ
イドを一部の構成物質として含む材料等によって形成さ
れる。
【００３０】図２は、本発明に係るハーフトーン型位相
シフトマスクの一実施形態を示している。この位相シフ
トマスク４は、図１に示すブランク１を原材料として作
製されたものであり、所定パターン状の透明膜部分６ａ
を備えた透明基材２と、その透明膜部分６ａの上に積層
された所定パターン状の半透明位相シフト膜３ａとによ
って構成される。
シフトマスクの一実施形態を示している。この位相シフ
トマスク４は、図１に示すブランク１を原材料として作
製されたものであり、所定パターン状の透明膜部分６ａ
を備えた透明基材２と、その透明膜部分６ａの上に積層
された所定パターン状の半透明位相シフト膜３ａとによ
って構成される。
【００３１】この位相シフトマスク４は、図１に示すブ
ランク１を原材料として製造されるので、透明基材２は
フッ化カルシウムそのもの又はフッ化カルシウムを主成
分とする材料等によって形成される。また、パターン状
の半透明位相シフト膜３ａはジルコニウムシリサイドそ
のもの、ジルコニウムシリサイドを主成分とする材料、
あるいはジルコニウムシリサイドを一部の構成物質とし
て含む材料等によって形成される。
ランク１を原材料として製造されるので、透明基材２は
フッ化カルシウムそのもの又はフッ化カルシウムを主成
分とする材料等によって形成される。また、パターン状
の半透明位相シフト膜３ａはジルコニウムシリサイドそ
のもの、ジルコニウムシリサイドを主成分とする材料、
あるいはジルコニウムシリサイドを一部の構成物質とし
て含む材料等によって形成される。
【００３２】このハーフトーン型位相シフトマスク４を
用いて露光対象物、例えば半導体ウエハを露光する場合
には、図３に示すように、透明基材２の側から位相シフ
トマスク４へ露光光Ｒを照射する。位相シフトマスク４
を透過した露光光Ｒの露光対象物上での光振幅分布は
（Ａ）のようになり、そして露光対象物上での光強度分
布は（Ｂ）のようになる。図から明らかなように、半透
明位相シフト膜３ａと透明基材２との境界部、すなわち
遮光部と透光部との境界は半透明位相シフト膜３ａの本
来の働きである位相反転作用により、図３（Ｂ）のよう
に明確に区分けされる。
用いて露光対象物、例えば半導体ウエハを露光する場合
には、図３に示すように、透明基材２の側から位相シフ
トマスク４へ露光光Ｒを照射する。位相シフトマスク４
を透過した露光光Ｒの露光対象物上での光振幅分布は
（Ａ）のようになり、そして露光対象物上での光強度分
布は（Ｂ）のようになる。図から明らかなように、半透
明位相シフト膜３ａと透明基材２との境界部、すなわち
遮光部と透光部との境界は半透明位相シフト膜３ａの本
来の働きである位相反転作用により、図３（Ｂ）のよう
に明確に区分けされる。
【００３３】
【実施例】（第１実施例）以下、図１に示すブランク１
及び図２に示すハーフトーン型位相シフトマスク４の製
造方法を図４に示す工程図を参照しつつ説明する。図４
の工程ａにおいて、フッ化カルシウムを主成分として６
インチ×６インチのサイズで厚さ０．２５インチの透明
基材２を形成し、さらにその透明基材２の表面に半透明
位相シフト膜３として酸化ジルコニウムシリサイド膜を
反応性スパッタリングによってを均一な厚さで一様に形
成、すなわち成膜して、ブランク１を作製した。この場
合の成膜条件は、４００ワットの電力で、Ａｒ／Ｏ2 ＝
１４／１の比率でガス導入した。
及び図２に示すハーフトーン型位相シフトマスク４の製
造方法を図４に示す工程図を参照しつつ説明する。図４
の工程ａにおいて、フッ化カルシウムを主成分として６
インチ×６インチのサイズで厚さ０．２５インチの透明
基材２を形成し、さらにその透明基材２の表面に半透明
位相シフト膜３として酸化ジルコニウムシリサイド膜を
反応性スパッタリングによってを均一な厚さで一様に形
成、すなわち成膜して、ブランク１を作製した。この場
合の成膜条件は、４００ワットの電力で、Ａｒ／Ｏ2 ＝
１４／１の比率でガス導入した。
【００３４】上記の条件で成膜したブランク１に関して
は、露光波長１９３ｎｍにおいて透過率５．０３％、反
射率１５．５１％であった。また、酸化ジルコニウムシ
リサイド膜３の膜厚は５１４Åで、位相差量に換算する
と７８．６°であった。１８０°の目標位相差量に足り
ない分は、後工程において透明基材２を掘り下げること
によって補足する。
は、露光波長１９３ｎｍにおいて透過率５．０３％、反
射率１５．５１％であった。また、酸化ジルコニウムシ
リサイド膜３の膜厚は５１４Åで、位相差量に換算する
と７８．６°であった。１８０°の目標位相差量に足り
ない分は、後工程において透明基材２を掘り下げること
によって補足する。
【００３５】次に、図４の工程ｂにおいてレジスト７を
塗布し、さらに、電子線露光等によって所望パターンを
潜像として形成し（工程ｃ）、さらに、現像処理を施し
てレジスト７を所望パターンに形成する（工程ｄ）。そ
の後、エッチング処理を施して厚さ一様な半透明位相シ
フト膜３から所望パターンの半透明位相シフト膜３ａを
形成する（工程ｅ）。
塗布し、さらに、電子線露光等によって所望パターンを
潜像として形成し（工程ｃ）、さらに、現像処理を施し
てレジスト７を所望パターンに形成する（工程ｄ）。そ
の後、エッチング処理を施して厚さ一様な半透明位相シ
フト膜３から所望パターンの半透明位相シフト膜３ａを
形成する（工程ｅ）。
【００３６】その後、レジスト７及びパターン状位相シ
フト膜３ａをマスクとしてエッチングを行って透明基材
２を所定パターンで深さｄだけ掘り下げてパターン状透
明膜６ａを形成し（工程ｆ）、さらにその後、Ｏ2 プラ
ズマアッシング等によってレジスト７を剥離して、図２
に示すハーフトーン型位相シフトマスク４が完成する
（工程ｇ）。上記透明基材２に関する掘り下げ深さｄ
は、パターン状半透明位相シフト膜３ａによる位相差だ
けでは１８０°に足りない分の位相差を与えるだけの深
さに相当する。このときの掘り下げ深さｄは次のように
して設定する。
フト膜３ａをマスクとしてエッチングを行って透明基材
２を所定パターンで深さｄだけ掘り下げてパターン状透
明膜６ａを形成し（工程ｆ）、さらにその後、Ｏ2 プラ
ズマアッシング等によってレジスト７を剥離して、図２
に示すハーフトーン型位相シフトマスク４が完成する
（工程ｇ）。上記透明基材２に関する掘り下げ深さｄ
は、パターン状半透明位相シフト膜３ａによる位相差だ
けでは１８０°に足りない分の位相差を与えるだけの深
さに相当する。このときの掘り下げ深さｄは次のように
して設定する。
【００３７】今回成膜した酸化ジルコニウムシリサイド
膜３による位相差は既述の通り７８．６°であった。こ
のため、位相差を１８０°にするためには、 １８０°−７８．６°＝１０１．４° の位相差を補足することが必要となる。波長１９３ｎｍ
においてフッ化カルシウム基材の屈折率は１．５である
ので、残りの位相差を獲得するのに必要となる透明膜６
ａの膜厚ｄは ｄ＝λ・Φ／２π（ｎ−１）＝１０８７Å 但し、λ：透過光の波長、Φ：位相差、ｎ：屈折率 となる。
膜３による位相差は既述の通り７８．６°であった。こ
のため、位相差を１８０°にするためには、 １８０°−７８．６°＝１０１．４° の位相差を補足することが必要となる。波長１９３ｎｍ
においてフッ化カルシウム基材の屈折率は１．５である
ので、残りの位相差を獲得するのに必要となる透明膜６
ａの膜厚ｄは ｄ＝λ・Φ／２π（ｎ−１）＝１０８７Å 但し、λ：透過光の波長、Φ：位相差、ｎ：屈折率 となる。
【００３８】図４の工程ａにおいて作製されるブランク
１に関して透過率及び反射率の分光分布特性を調べたと
ころ、図６に示す結果が得られた。このグラフにおい
て、検査光の波長に相当する３６５ｎｍに対する透過率
は２２．７３％であった。このグラフからわかる通り、
本実施形態のブランク１従って本実施形態の位相シフト
マスク４によれば、ＡｒＦエキシマレーザ（波長＝１９
３ｎｍ）及びそれよりも波長の短い露光光に対して良好
な光学特性を持ち、しかも比較的波長の長い検査光、例
えば、波長＝３６５ｎｍ程度の光に対しても良好な光学
特性を持つことができる。
１に関して透過率及び反射率の分光分布特性を調べたと
ころ、図６に示す結果が得られた。このグラフにおい
て、検査光の波長に相当する３６５ｎｍに対する透過率
は２２．７３％であった。このグラフからわかる通り、
本実施形態のブランク１従って本実施形態の位相シフト
マスク４によれば、ＡｒＦエキシマレーザ（波長＝１９
３ｎｍ）及びそれよりも波長の短い露光光に対して良好
な光学特性を持ち、しかも比較的波長の長い検査光、例
えば、波長＝３６５ｎｍ程度の光に対しても良好な光学
特性を持つことができる。
【００３９】（第２実施例）図５において、フッ化カル
シウムを主成分として透明基材２を形成した。この透明
基材２のサイズは６インチ×６インチとし、その厚さは
０．２５インチとした。この透明基材２の表面に透明膜
の酸化ジルコニウムシリサイド膜６を一様な厚さに成膜
し、さらにその上に半透明膜の酸化ジルコニウムシリサ
イド膜３を一様な厚さに成膜し、これにより、ブランク
１１を形成した（工程ａ）。酸化ジルコニウムシリサイ
ド膜を透明にするか又は半透明にするかについては、ス
パッタリング等といった成膜処理の条件を適宜に変更す
ることによって実現できる。
シウムを主成分として透明基材２を形成した。この透明
基材２のサイズは６インチ×６インチとし、その厚さは
０．２５インチとした。この透明基材２の表面に透明膜
の酸化ジルコニウムシリサイド膜６を一様な厚さに成膜
し、さらにその上に半透明膜の酸化ジルコニウムシリサ
イド膜３を一様な厚さに成膜し、これにより、ブランク
１１を形成した（工程ａ）。酸化ジルコニウムシリサイ
ド膜を透明にするか又は半透明にするかについては、ス
パッタリング等といった成膜処理の条件を適宜に変更す
ることによって実現できる。
【００４０】このブランク１１において、透明膜６の膜
厚を９４１．６Å、半透明位相シフト膜３の膜厚を５１
０．８Åとしたときに、露光波長１９３ｎｍでは透過率
は５．００％、反射率は１５．６５％、位相差は１７
９．９９°であった。
厚を９４１．６Å、半透明位相シフト膜３の膜厚を５１
０．８Åとしたときに、露光波長１９３ｎｍでは透過率
は５．００％、反射率は１５．６５％、位相差は１７
９．９９°であった。
【００４１】次に、ブランク１１の表面にレジスト７を
塗布し（工程ｂ）、さらに、電子線露光等によって所望
パターンを潜像として形成し（工程ｃ）、さらに、現像
処理を施してレジスト７を所望パターンに形成する（工
程ｄ）。その後、エッチング処理を施して厚さ一様な半
透明位相シフト膜３から所望パターンの半透明位相シフ
ト膜３ａを形成する（工程ｅ）。
塗布し（工程ｂ）、さらに、電子線露光等によって所望
パターンを潜像として形成し（工程ｃ）、さらに、現像
処理を施してレジスト７を所望パターンに形成する（工
程ｄ）。その後、エッチング処理を施して厚さ一様な半
透明位相シフト膜３から所望パターンの半透明位相シフ
ト膜３ａを形成する（工程ｅ）。
【００４２】その後、工程ｆに示すように、レジストパ
ターン７及びパターン状位相シフト膜３ａをマスクとし
てエッチングを行って、透明膜６を所定パターン状の透
明膜６ａに形成し、さらにその後、Ｏ2 プラズマアッシ
ング等によってレジスト７を剥離して、希望するハーフ
トーン型位相シフトマスク１４が完成する（工程ｇ）。
ターン７及びパターン状位相シフト膜３ａをマスクとし
てエッチングを行って、透明膜６を所定パターン状の透
明膜６ａに形成し、さらにその後、Ｏ2 プラズマアッシ
ング等によってレジスト７を剥離して、希望するハーフ
トーン型位相シフトマスク１４が完成する（工程ｇ）。
【００４３】図５の工程ａにおいて作製されるブランク
１１に関して透過率及び反射率の分光分布特性を調べた
ところ、図７に示す結果が得られた。このグラフにおい
て、検査光の波長に相当する３６５ｎｍに対する透過率
は２２．８９％であった。このグラフからわかる通り、
本実施形態のブランク１１従って本実施形態の位相シフ
トマスク１４によれば、ＡｒＦエキシマレーザ（波長＝
１９３ｎｍ）及びそれよりも波長の短い露光光に対して
良好な光学特性を持ち、しかも比較的波長の長い検査
光、例えば、波長＝３６５ｎｍ程度の光に対しても良好
な光学特性を持つことができる。
１１に関して透過率及び反射率の分光分布特性を調べた
ところ、図７に示す結果が得られた。このグラフにおい
て、検査光の波長に相当する３６５ｎｍに対する透過率
は２２．８９％であった。このグラフからわかる通り、
本実施形態のブランク１１従って本実施形態の位相シフ
トマスク１４によれば、ＡｒＦエキシマレーザ（波長＝
１９３ｎｍ）及びそれよりも波長の短い露光光に対して
良好な光学特性を持ち、しかも比較的波長の長い検査
光、例えば、波長＝３６５ｎｍ程度の光に対しても良好
な光学特性を持つことができる。
【００４４】
【発明の効果】本発明に係る位相シフトマスクによれ
ば、透明基材はフッ化カルシウムを含む材料によって形
成されるので、この透明基材は１９３ｎｍ以下の短波長
の光に対して十分な透明性を持つ。また、半透明位相シ
フト膜はジルコニウムシリサイドを含む材料によって形
成されるので、１９３ｎｍ以下の短波長の光に対して反
射率を低減でき、検査波長域の光、例えば３６５ｎｍ程
度の光に対して透過率を低減できる。
ば、透明基材はフッ化カルシウムを含む材料によって形
成されるので、この透明基材は１９３ｎｍ以下の短波長
の光に対して十分な透明性を持つ。また、半透明位相シ
フト膜はジルコニウムシリサイドを含む材料によって形
成されるので、１９３ｎｍ以下の短波長の光に対して反
射率を低減でき、検査波長域の光、例えば３６５ｎｍ程
度の光に対して透過率を低減できる。
【図１】本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスク
用ブランクの一実施形態を示す断面図である。
用ブランクの一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスク
の一実施形態を示す断面図である。
の一実施形態を示す断面図である。
【図３】図２のハーフトーン型位相シフトマスクの光透
過状態を模式的に示す図である。
過状態を模式的に示す図である。
【図４】本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスク
の製造方法の一実施形態を模式的に示す工程図である。
の製造方法の一実施形態を模式的に示す工程図である。
【図５】本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスク
の製造方法の他の実施形態を模式的に示す工程図であ
る。
の製造方法の他の実施形態を模式的に示す工程図であ
る。
【図６】本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスク
の分光特性の一例を示すグラフである。
の分光特性の一例を示すグラフである。
【図７】本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスク
の分光特性の他の一例を示すグラフである。
の分光特性の他の一例を示すグラフである。
１ ブランク ２ 透明基材 ３ 半透明位相シフト膜 ３ａ パターン状の半透明位相シフト膜 ４ ハーフトーン型位相シフトマスク ６ 透明膜 ６ａ パターン状の透明膜 ７ レジスト １１ ブランク Ｒ 露光光
Claims (6)
- 【請求項１】 透明基材の上に所定パターン状の半透明
位相シフト膜を積層して成るハーフトーン型位相シフト
マスクにおいて、 前記透明基材はフッ化カルシウムを主成分として形成さ
れ、前記半透明位相シフト膜はジルコニウムシリサイド
を含んで形成されることを特徴とするハーフトーン型位
相シフトマスク。 - 【請求項２】 請求項１において、前記透明基材と前記
半透明位相シフト膜との間に透明膜を設け、その透明膜
は、半透明位相シフト膜の無い部分の透明基材をエッチ
ングして掘ることにより形成されることを特徴とするハ
ーフトーン型位相シフトマスク。 - 【請求項３】 透明基材の上に均一な厚さの半透明位相
シフト膜を積層してなるハーフトーン型位相シフトマス
ク用ブランクにおいて、 前記透明基材はフッ化カルシウムを主成分として形成さ
れ、前記半透明位相シフト膜はジルコニウムシリサイド
を含んで形成されることを特徴とするハーフトーン型位
相シフトマスク用ブランク。 - 【請求項４】 請求項３において、前記透明基材と前記
半透明位相シフト膜との間に透明膜を有することを特徴
とするハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。 - 【請求項５】 透明基材の上に均一な厚さの半透明位相
シフト膜を形成する工程と、その半透明位相シフト膜を
所定パターンにパターニングする工程とを有するハーフ
トーン型位相シフトマスクの製造方法において、 前記透明基材はフッ化カルシウムを主成分として形成さ
れ、前記半透明位相シフト膜はジルコニウムシリサイド
を含んで形成されることを特徴とするハーフトーン型位
相シフトマスクの製造方法。 - 【請求項６】 請求項５において、前記透明基材と前記
半透明位相シフト膜との間に透明膜を形成する工程を有
することを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17363198A JP2000010255A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | ハーフトーン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク及びハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17363198A JP2000010255A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | ハーフトーン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク及びハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000010255A true JP2000010255A (ja) | 2000-01-14 |
Family
ID=15964199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17363198A Pending JP2000010255A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | ハーフトーン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク及びハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000010255A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001337436A (ja) * | 2000-05-25 | 2001-12-07 | Dainippon Printing Co Ltd | ハーフトーン位相シフトフォトマスク及びハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス |
| WO2002091079A1 (en) * | 2001-05-01 | 2002-11-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Photo mask, production method of the same, pattern forming method using the photo mask |
| US6855463B2 (en) | 2002-08-27 | 2005-02-15 | Photronics, Inc. | Photomask having an intermediate inspection film layer |
| US7648804B2 (en) | 2005-12-30 | 2010-01-19 | Au Optronics Corp. | Mask and fabrication method thereof and application thereof |
| US7704647B2 (en) | 2005-09-09 | 2010-04-27 | Au Optronics Corp. | Mask and manufacturing method thereof |
| JP2010197799A (ja) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Hoya Corp | フォトマスクの製造方法及びパターン転写方法 |
| JP2015200719A (ja) * | 2014-04-04 | 2015-11-12 | 大日本印刷株式会社 | 位相シフトマスクおよびその製造方法 |
-
1998
- 1998-06-19 JP JP17363198A patent/JP2000010255A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001337436A (ja) * | 2000-05-25 | 2001-12-07 | Dainippon Printing Co Ltd | ハーフトーン位相シフトフォトマスク及びハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス |
| JP4641086B2 (ja) * | 2000-05-25 | 2011-03-02 | 大日本印刷株式会社 | ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス、及びハーフトーン位相シフトフォトマスクとその製造方法 |
| WO2002091079A1 (en) * | 2001-05-01 | 2002-11-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Photo mask, production method of the same, pattern forming method using the photo mask |
| US7060395B2 (en) | 2001-05-01 | 2006-06-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Photomask, method for forming the same,and method for designing mask pattern |
| US7361436B2 (en) | 2001-05-01 | 2008-04-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pattern formation method |
| US7364822B2 (en) | 2001-05-01 | 2008-04-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Photomask, method for forming the same, and method for forming pattern using the photomask |
| US6855463B2 (en) | 2002-08-27 | 2005-02-15 | Photronics, Inc. | Photomask having an intermediate inspection film layer |
| US7704647B2 (en) | 2005-09-09 | 2010-04-27 | Au Optronics Corp. | Mask and manufacturing method thereof |
| US7648804B2 (en) | 2005-12-30 | 2010-01-19 | Au Optronics Corp. | Mask and fabrication method thereof and application thereof |
| JP2010197799A (ja) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Hoya Corp | フォトマスクの製造方法及びパターン転写方法 |
| JP2015200719A (ja) * | 2014-04-04 | 2015-11-12 | 大日本印刷株式会社 | 位相シフトマスクおよびその製造方法 |
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