JP2001027799A - 位相シフトマスクの製造方法 - Google Patents
位相シフトマスクの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 モリブデン−シリコンの酸窒化物のような位
相シフトマスク材料からなる被膜のエッチング終了後に
おける下地である石英基板表面のエッチングを低減して
表面荒れや凹凸の発生を抑制した位相シフトマスクの製
造方法を提供するものである。 【解決手段】 石英基板上にモリブデン−シリコンの酸
化物、モリブデン−シリコンの窒化物、モリブデン−シ
リコンの酸窒化物、シリコンの窒化物およびシリコンの
酸窒化物のいずれかからなる被膜を形成する工程と、前
記被膜を塩素ガスを含むエッチングガスを用いた反応性
イオンエッチングにより選択的にエッチング除去するこ
とにより位相シフトマスクパターンを形成する工程とを
具備したことを特徴とする。
相シフトマスク材料からなる被膜のエッチング終了後に
おける下地である石英基板表面のエッチングを低減して
表面荒れや凹凸の発生を抑制した位相シフトマスクの製
造方法を提供するものである。 【解決手段】 石英基板上にモリブデン−シリコンの酸
化物、モリブデン−シリコンの窒化物、モリブデン−シ
リコンの酸窒化物、シリコンの窒化物およびシリコンの
酸窒化物のいずれかからなる被膜を形成する工程と、前
記被膜を塩素ガスを含むエッチングガスを用いた反応性
イオンエッチングにより選択的にエッチング除去するこ
とにより位相シフトマスクパターンを形成する工程とを
具備したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、位相シフトマスク
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造におけるリソグラフィ
工程では、半導体装置の高集積化に伴って微細パターン
の形成が要求されている。リソグラフィ工程において、
パターン寸法が露光波長以下になると、解像度を向上さ
せる方法が必要になる。位相シフト露光方法は、解像度
の向上のための一手法であり、レベンソンマスクまたは
ハーフトーンマスクを用いる方法に大別される。ハーフ
トーン位相シフトマスクは、石英基板上のマスク遮蔽部
として露光波長に対して数％程度の透過率を有し、かつ
開口部に対して約１８０°の位相差を持つ位相シフト材
料が用いられる。このような位相シフト材料の使用によ
りマスク遮蔽部と開口部を透過した光の位相差を約１８
０°にしてパターン端での解像度の向上を図っている。
したがって、位相シフト法では位相シフト材料とその膜
厚の選定およびパターニングが重要になる。
工程では、半導体装置の高集積化に伴って微細パターン
の形成が要求されている。リソグラフィ工程において、
パターン寸法が露光波長以下になると、解像度を向上さ
せる方法が必要になる。位相シフト露光方法は、解像度
の向上のための一手法であり、レベンソンマスクまたは
ハーフトーンマスクを用いる方法に大別される。ハーフ
トーン位相シフトマスクは、石英基板上のマスク遮蔽部
として露光波長に対して数％程度の透過率を有し、かつ
開口部に対して約１８０°の位相差を持つ位相シフト材
料が用いられる。このような位相シフト材料の使用によ
りマスク遮蔽部と開口部を透過した光の位相差を約１８
０°にしてパターン端での解像度の向上を図っている。
したがって、位相シフト法では位相シフト材料とその膜
厚の選定およびパターニングが重要になる。
【０００３】位相シフト材料としては、モリブデン、シ
リコンの酸窒化物（ＭｏＳｉＯＮ）が知られている。こ
のＭｏＳｉＯＮ被膜は、光学定数にもよるが約１００ｎ
ｍの厚さで使用されている。このＭｏＳｉＯＮ被膜をパ
ターニングするには、従来より前記被覆上に微細なレジ
ストパターンを形成し、プラズマを利用したドライエッ
チングを行なう方法が採用されている。この時のエッチ
ングガスとしては、ＭｏやＳｉとの反応性が高く、かつ
反応性生成物の揮発性が高いＣＦ4のようなフッ素を含
む化合物ガスが用いられている。
リコンの酸窒化物（ＭｏＳｉＯＮ）が知られている。こ
のＭｏＳｉＯＮ被膜は、光学定数にもよるが約１００ｎ
ｍの厚さで使用されている。このＭｏＳｉＯＮ被膜をパ
ターニングするには、従来より前記被覆上に微細なレジ
ストパターンを形成し、プラズマを利用したドライエッ
チングを行なう方法が採用されている。この時のエッチ
ングガスとしては、ＭｏやＳｉとの反応性が高く、かつ
反応性生成物の揮発性が高いＣＦ4のようなフッ素を含
む化合物ガスが用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したＭｏＳｉＯＮ
被膜のドライエッチングでは、ＭｏＳｉＯＮ被膜のエッ
チング終了後、下地の石英基板がプラズマ中のイオンや
ラジカルに曝される。この時、反応ガスとしてＣＦ4の
ようなフッ素を含むガスを用いるとＭｏＳｉＯＮ被膜の
エッチング終了後のオーバーエッチング時にプラズマ中
のフッ素を含むイオンやラジカルが石英基板を若干エッ
ングする。その結果、石英基板の表面が削れるととも
に、石英基板の表面に凹凸が発生する。このような石英
基板表面の削り、凹凸発生は、得られた位相シフトマス
クの位相差のばらつきの原因になり、マスク面内での解
像度のばらつきを生じる。
被膜のドライエッチングでは、ＭｏＳｉＯＮ被膜のエッ
チング終了後、下地の石英基板がプラズマ中のイオンや
ラジカルに曝される。この時、反応ガスとしてＣＦ4の
ようなフッ素を含むガスを用いるとＭｏＳｉＯＮ被膜の
エッチング終了後のオーバーエッチング時にプラズマ中
のフッ素を含むイオンやラジカルが石英基板を若干エッ
ングする。その結果、石英基板の表面が削れるととも
に、石英基板の表面に凹凸が発生する。このような石英
基板表面の削り、凹凸発生は、得られた位相シフトマス
クの位相差のばらつきの原因になり、マスク面内での解
像度のばらつきを生じる。
【０００５】本発明は、モリブデン−シリコンの酸化
物、モリブデン−シリコンの窒化物、モリブデン−シリ
コンの酸窒化物、シリコンの窒化物およびシリコンの酸
窒化物のいずれかからなる被膜のエッチング終了後にお
ける下地である石英基板表面のエッチングを低減して表
面荒れや凹凸の発生を抑制した位相シフトマスクの製造
方法を提供しようとするものである。
物、モリブデン−シリコンの窒化物、モリブデン−シリ
コンの酸窒化物、シリコンの窒化物およびシリコンの酸
窒化物のいずれかからなる被膜のエッチング終了後にお
ける下地である石英基板表面のエッチングを低減して表
面荒れや凹凸の発生を抑制した位相シフトマスクの製造
方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる位相シフ
トマスクの製造方法は、石英基板上にモリブデン−シリ
コンの酸化物、モリブデン−シリコンの窒化物、モリブ
デン−シリコンの酸窒化物、シリコンの窒化物およびシ
リコンの酸窒化物のいずれかからなる被膜を形成する工
程と、前記被膜を塩素ガスを含むエッチングガスを用い
た反応性イオンエッチングにより選択的にエッチング除
去することにより位相シフトマスクパターンを形成する
工程とを具備したことを特徴とするものである。
トマスクの製造方法は、石英基板上にモリブデン−シリ
コンの酸化物、モリブデン−シリコンの窒化物、モリブ
デン−シリコンの酸窒化物、シリコンの窒化物およびシ
リコンの酸窒化物のいずれかからなる被膜を形成する工
程と、前記被膜を塩素ガスを含むエッチングガスを用い
た反応性イオンエッチングにより選択的にエッチング除
去することにより位相シフトマスクパターンを形成する
工程とを具備したことを特徴とするものである。
【０００７】本発明に係わる別の位相シフトマスクの製
造方法は、石英基板上にモリブデン−シリコンの酸化
物、モリブデン−シリコンの窒化物、モリブデン−シリ
コンの酸窒化物、シリコンの窒化物およびシリコンの酸
窒化物のいずれかからなる被膜を形成する工程と、前記
被膜上にレジスト膜を形成し、レーザビーム描画および
現像処理によりレジストパターンを形成する工程と、前
記被膜を前記レジストパターンをエッチングマスクとし
て塩素ガスを含むエッチングガスを用いた反応性イオン
エッチングにより選択的にエッチング除去することによ
り位相シフトマスクパターンを形成する工程とを具備し
たことを特徴とするものである。
造方法は、石英基板上にモリブデン−シリコンの酸化
物、モリブデン−シリコンの窒化物、モリブデン−シリ
コンの酸窒化物、シリコンの窒化物およびシリコンの酸
窒化物のいずれかからなる被膜を形成する工程と、前記
被膜上にレジスト膜を形成し、レーザビーム描画および
現像処理によりレジストパターンを形成する工程と、前
記被膜を前記レジストパターンをエッチングマスクとし
て塩素ガスを含むエッチングガスを用いた反応性イオン
エッチングにより選択的にエッチング除去することによ
り位相シフトマスクパターンを形成する工程とを具備し
たことを特徴とするものである。
【０００８】本発明に係わる各位相シフトマスクの製造
方法において、前記エッチングガスは塩素ガス８０〜１
００容積％、酸素ガス０〜２０容積％からなることが好
ましい。
方法において、前記エッチングガスは塩素ガス８０〜１
００容積％、酸素ガス０〜２０容積％からなることが好
ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる位相シフト
マスクの製造方法を詳細に説明する。
マスクの製造方法を詳細に説明する。
【００１０】まず、石英基板上に例えばスパッタリング
法によりモリブデン−シリコンの酸化物、モリブデン−
シリコンの窒化物、モリブデン−シリコンの酸窒化物
（ＭｏＳｉＯＮ）、シリコンの窒化物およびシリコンの
酸窒化物のいずれかからなる被膜を形成する。つづい
て、この被膜上にレジスト膜を被覆した後、レーザビー
ム描画または電子ビーム露光による描画を行ない、さら
に現像処理を施すことによりレジストパターンを形成す
る。
法によりモリブデン−シリコンの酸化物、モリブデン−
シリコンの窒化物、モリブデン−シリコンの酸窒化物
（ＭｏＳｉＯＮ）、シリコンの窒化物およびシリコンの
酸窒化物のいずれかからなる被膜を形成する。つづい
て、この被膜上にレジスト膜を被覆した後、レーザビー
ム描画または電子ビーム露光による描画を行ない、さら
に現像処理を施すことによりレジストパターンを形成す
る。
【００１１】前記被膜の厚さは、６０〜１００ｎｍにす
ることが望ましい。
ることが望ましい。
【００１２】前記被膜の上には、さらにＣｒ被膜を被覆
することを許容する。
することを許容する。
【００１３】次いで、塩素ガスを含むエッチングガスを
用いた反応性イオンエッチングにより前記レジストパタ
ーンから露出するモリブデン−シリコンの酸化物、モリ
ブデン−シリコンの窒化物、モリブデン−シリコンの酸
窒化物（ＭｏＳｉＯＮ）、シリコンの窒化物およびシリ
コンの酸窒化物のいずれかからなる被膜を選択的にエッ
チング除去することにより石英基板上に位相シフトマス
クパターンを形成して位相シフトマスクを製造する。
用いた反応性イオンエッチングにより前記レジストパタ
ーンから露出するモリブデン−シリコンの酸化物、モリ
ブデン−シリコンの窒化物、モリブデン−シリコンの酸
窒化物（ＭｏＳｉＯＮ）、シリコンの窒化物およびシリ
コンの酸窒化物のいずれかからなる被膜を選択的にエッ
チング除去することにより石英基板上に位相シフトマス
クパターンを形成して位相シフトマスクを製造する。
【００１４】前記塩素ガスを含むエッチングガスとして
は、例えば塩素単独または塩素８０容積％以上、１００
容積％未満と酸素２０容積％以下（ゼロを含まず）の混
合ガスを用いることができる。
は、例えば塩素単独または塩素８０容積％以上、１００
容積％未満と酸素２０容積％以下（ゼロを含まず）の混
合ガスを用いることができる。
【００１５】特に、塩素単独のエッチングガスが好まし
い。
い。
【００１６】一方、前記被膜上にさらにＣｒ被膜を被覆
する場合には前記塩素と酸素の混合ガスをエッチングガ
スとして用いることによって、同一のエッチングガスで
Ｃｒ被膜およびモリブデン−シリコンの酸化物、モリブ
デン−シリコンの窒化物、モリブデン−シリコンの酸窒
化物（ＭｏＳｉＯＮ）、シリコンの窒化物およびシリコ
ンの酸窒化物のいずれかからなる被膜をエッチングで
き、エッチングガスの変更等によるクロスコンタミの発
生を防止できる。このような混合ガスからなるエッチン
グガスにおいて、酸素量が２０容積％を超えるとモリブ
デン−シリコンの酸窒化物（ＭｏＳｉＯＮ）のような被
膜のエッチング速度が低下するばかりか、前記被膜上に
形成されたマスクパターンとしてのレジストパターンの
エッチング速度が高くなって、前記被膜とレジストとの
エッチング選択比が小さくなる恐れがある。
する場合には前記塩素と酸素の混合ガスをエッチングガ
スとして用いることによって、同一のエッチングガスで
Ｃｒ被膜およびモリブデン−シリコンの酸化物、モリブ
デン−シリコンの窒化物、モリブデン−シリコンの酸窒
化物（ＭｏＳｉＯＮ）、シリコンの窒化物およびシリコ
ンの酸窒化物のいずれかからなる被膜をエッチングで
き、エッチングガスの変更等によるクロスコンタミの発
生を防止できる。このような混合ガスからなるエッチン
グガスにおいて、酸素量が２０容積％を超えるとモリブ
デン−シリコンの酸窒化物（ＭｏＳｉＯＮ）のような被
膜のエッチング速度が低下するばかりか、前記被膜上に
形成されたマスクパターンとしてのレジストパターンの
エッチング速度が高くなって、前記被膜とレジストとの
エッチング選択比が小さくなる恐れがある。
【００１７】以上説明した本発明によれば、石英基板上
にモリブデン−シリコンの酸化物、モリブデン−シリコ
ンの窒化物、モリブデン−シリコンの酸窒化物（ＭｏＳ
ｉＯＮ）、シリコンの窒化物およびシリコンの酸窒化物
のいずれかからなる被膜を形成し、この被膜を反応性イ
オンエッチングにより選択的にエッチング除去する際、
塩素ガスを含むエッチングガスを用いることによって、
オーバーエッチングに伴って下地である石英基板の露出
表面がエッチングされるのを低減し、削れ、凹凸の発生
を抑制することができる。その結果、位相差のばらつ
き、面内での解像度のばらつきが改善され、かつ開口部
での透過率が向上された位相シフトマスクを製造するこ
とができる。
にモリブデン−シリコンの酸化物、モリブデン−シリコ
ンの窒化物、モリブデン−シリコンの酸窒化物（ＭｏＳ
ｉＯＮ）、シリコンの窒化物およびシリコンの酸窒化物
のいずれかからなる被膜を形成し、この被膜を反応性イ
オンエッチングにより選択的にエッチング除去する際、
塩素ガスを含むエッチングガスを用いることによって、
オーバーエッチングに伴って下地である石英基板の露出
表面がエッチングされるのを低減し、削れ、凹凸の発生
を抑制することができる。その結果、位相差のばらつ
き、面内での解像度のばらつきが改善され、かつ開口部
での透過率が向上された位相シフトマスクを製造するこ
とができる。
【００１８】このように本発明は、下地である石英基板
のエッチングを抑制するために主たるエッチングガスと
してＳｉＯとの低反応性、Ｓｉとの反応生成物の低揮発
性の塩素を用いることを特徴とするものである。
のエッチングを抑制するために主たるエッチングガスと
してＳｉＯとの低反応性、Ｓｉとの反応生成物の低揮発
性の塩素を用いることを特徴とするものである。
【００１９】すなわち、ＳｉとＯの２原子間、Ｓｉと他
のハロゲン元素であるＦの２原子間、およびＳｉとＣｌ
の２原子間の結合エネルギーはＳｉ−Ｏ；１９２ｋｃａ
ｌ／ｍｏｌ、Ｓｉ−Ｆ；１３０ｋｃａｌ／ｍｏｌ，Ｓｉ
−Ｃｌ；７７ｋｃａｌ／ｍｏｌであり、石英基板表面で
のエッチング反応においてＣｌはＦに比べて起こり難い
ことが推定される。これらハロゲン化珪素の反応生成物
の大気下での沸点は、ＳｉＦ；−８６℃、ＳｉＣｌ；５
８℃である。したがって、Ｆを含まず、Ｃｌを含むガス
をエッチングガスとして用いる本発明の方法であれば、
前述したオーバーエッチングに伴って下地である石英基
板の露出表面がエッチングされるのを低減し、削れ、凹
凸の発生を抑制することができる効果が得られる。
のハロゲン元素であるＦの２原子間、およびＳｉとＣｌ
の２原子間の結合エネルギーはＳｉ−Ｏ；１９２ｋｃａ
ｌ／ｍｏｌ、Ｓｉ−Ｆ；１３０ｋｃａｌ／ｍｏｌ，Ｓｉ
−Ｃｌ；７７ｋｃａｌ／ｍｏｌであり、石英基板表面で
のエッチング反応においてＣｌはＦに比べて起こり難い
ことが推定される。これらハロゲン化珪素の反応生成物
の大気下での沸点は、ＳｉＦ；−８６℃、ＳｉＣｌ；５
８℃である。したがって、Ｆを含まず、Ｃｌを含むガス
をエッチングガスとして用いる本発明の方法であれば、
前述したオーバーエッチングに伴って下地である石英基
板の露出表面がエッチングされるのを低減し、削れ、凹
凸の発生を抑制することができる効果が得られる。
【００２０】なお、Ｃｌ，Ｆ以外のハロゲン、つまり臭
素（Ｂｒ），ヨウ素（Ｉ）でも石英基板表面のエッチン
グを抑制できると考えられる。しかしながら、これらハ
ロゲンのＳｉとの化合物の大気下での沸点はＳｉＢｒ；
１５４℃、ＳｉＩ；２８７．５℃と高く、モリブデン−
シリコンの酸窒化物（ＭｏＳｉＯＮ）のようなエッチン
グ対象のエッチング速度が低下することが予想されるた
め、エッチングガスとして適切ではない。
素（Ｂｒ），ヨウ素（Ｉ）でも石英基板表面のエッチン
グを抑制できると考えられる。しかしながら、これらハ
ロゲンのＳｉとの化合物の大気下での沸点はＳｉＢｒ；
１５４℃、ＳｉＩ；２８７．５℃と高く、モリブデン−
シリコンの酸窒化物（ＭｏＳｉＯＮ）のようなエッチン
グ対象のエッチング速度が低下することが予想されるた
め、エッチングガスとして適切ではない。
【００２１】また、本発明に係わる別の方法によれば、
石英基板上に前述した被膜を形成し、この被膜をレーザ
ビーム描画および現像処理により形成されたレジストパ
ターンをエッチングマスクとして反応性イオンエッチン
グにより選択的にエッチング除去することによって、よ
り微細な位相シフトマスクパターンを有し、位相差のば
らつき、面内での解像度のばらつきが改善され、かつ開
口部での透過率が向上された位相シフトマスクを製造す
ることができる。
石英基板上に前述した被膜を形成し、この被膜をレーザ
ビーム描画および現像処理により形成されたレジストパ
ターンをエッチングマスクとして反応性イオンエッチン
グにより選択的にエッチング除去することによって、よ
り微細な位相シフトマスクパターンを有し、位相差のば
らつき、面内での解像度のばらつきが改善され、かつ開
口部での透過率が向上された位相シフトマスクを製造す
ることができる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例を前述した図面を参照
して詳細に説明する。
して詳細に説明する。
【００２３】図１は、本実施例の反応性イオンエッチン
グに用いられるマグネトロン型反応性イオンエッチング
装置を示す概略図である。
グに用いられるマグネトロン型反応性イオンエッチング
装置を示す概略図である。
【００２４】上下面で封じられた円筒型の真空容器１内
には、エッチング対象物が設置される電極２を配置して
いる。高周波電源（ＲＦ電源）３は、図示しないマッチ
ングボックスを通して前記電極２に接続されている。上
部にガス供給管４が連結された中空状で下部に複数のノ
ズルを持つガス噴出部材５は、前記電極２上方の前記真
空容器１内に配置されている。前記ガス噴射部材５は、
接地されている。円筒状シールド６は、前記真空容器１
内に前記電極２およびガス噴射部材５を囲むように配置
されている。環状の電磁石コイル７は、前記真空容器１
の外周側面に配置されている。排気管８は、前記真空容
器１の下部側壁に連結されている。この排気管８の他端
は、図示しない真空ポンプのような排気装置に連結され
ている。
には、エッチング対象物が設置される電極２を配置して
いる。高周波電源（ＲＦ電源）３は、図示しないマッチ
ングボックスを通して前記電極２に接続されている。上
部にガス供給管４が連結された中空状で下部に複数のノ
ズルを持つガス噴出部材５は、前記電極２上方の前記真
空容器１内に配置されている。前記ガス噴射部材５は、
接地されている。円筒状シールド６は、前記真空容器１
内に前記電極２およびガス噴射部材５を囲むように配置
されている。環状の電磁石コイル７は、前記真空容器１
の外周側面に配置されている。排気管８は、前記真空容
器１の下部側壁に連結されている。この排気管８の他端
は、図示しない真空ポンプのような排気装置に連結され
ている。
【００２５】次に、前述した図１に示すマグネトロン型
反応性イオンンエッチング装置を用いて位相シフトマス
クの製造方法を説明する。
反応性イオンンエッチング装置を用いて位相シフトマス
クの製造方法を説明する。
【００２６】（実施例１）まず、６インチ角サイズの石
英基板上にスパッタリング法により厚さ９０ｎｍのＭｏ
ＳｉＯＮ被膜を形成した。つづいて、このＭｏＳｉＯＮ
被膜付き石英基板９を前述した図１に示す真空容器１内
の電極２上に設置した。Ｃｌ2 ガスをガス供給管４を通
してガス噴射部材５に１００ｓｃｃｍの流量で供給し、
このガス噴射部材５からＣｌ2 ガスを前記真空容器１内
に供給しながら、図示しない真空ポンプを作動して真空
容器１内のガスを排気することにより前記真空容器１内
の圧力を３．４Ｐａに調整した。つづいて、ＲＦ電源３
から１３．５６Ｈｚの高周波電力をマッチングボックス
を通して前記電極２に供給するとともに、電磁石コイル
７から６０ガウスの磁力を真空容器１内に印加して前記
真空容器１内にプラズマを生成し、導入されたＣｌ2 ガ
スを活性化することにより前記石英基板９上のＭｏＳｉ
ＯＮ被膜に対して反応性イオンエッチングを行なった。
この時、前記ＲＦ電源３からの高周波電力を変化させる
ことによりＭｏＳｉＯＮ被膜のエッチング速度を測定し
た。その結果を図２に示す。
英基板上にスパッタリング法により厚さ９０ｎｍのＭｏ
ＳｉＯＮ被膜を形成した。つづいて、このＭｏＳｉＯＮ
被膜付き石英基板９を前述した図１に示す真空容器１内
の電極２上に設置した。Ｃｌ2 ガスをガス供給管４を通
してガス噴射部材５に１００ｓｃｃｍの流量で供給し、
このガス噴射部材５からＣｌ2 ガスを前記真空容器１内
に供給しながら、図示しない真空ポンプを作動して真空
容器１内のガスを排気することにより前記真空容器１内
の圧力を３．４Ｐａに調整した。つづいて、ＲＦ電源３
から１３．５６Ｈｚの高周波電力をマッチングボックス
を通して前記電極２に供給するとともに、電磁石コイル
７から６０ガウスの磁力を真空容器１内に印加して前記
真空容器１内にプラズマを生成し、導入されたＣｌ2 ガ
スを活性化することにより前記石英基板９上のＭｏＳｉ
ＯＮ被膜に対して反応性イオンエッチングを行なった。
この時、前記ＲＦ電源３からの高周波電力を変化させる
ことによりＭｏＳｉＯＮ被膜のエッチング速度を測定し
た。その結果を図２に示す。
【００２７】図２から明らかなようにＣｌ2 ガスをエッ
チングガスとして用いてＭｏＳｉＯＮ被膜を反応性イオ
ンエッチングする際、高周波電力を１３０Ｗ以上にする
ことにより十分な速度でエッチングできることがわか
る。
チングガスとして用いてＭｏＳｉＯＮ被膜を反応性イオ
ンエッチングする際、高周波電力を１３０Ｗ以上にする
ことにより十分な速度でエッチングできることがわか
る。
【００２８】（実施例２）まず、６インチ角サイズの石
英基板上にスパッタリング法により厚さ９０ｎｍのＭｏ
ＳｉＯＮ被膜を形成した。つづいて、この石英基板のＭ
ｏＳｉＯＮ被膜上にフォトレジスト（東京応化社製商品
名；ＩＰ３５００）を塗布し、乾燥してレジスト膜を形
成した後、レーザビーム描画を行ない、さらに現像処理
を施すことによりレジストパターンを形成した。
英基板上にスパッタリング法により厚さ９０ｎｍのＭｏ
ＳｉＯＮ被膜を形成した。つづいて、この石英基板のＭ
ｏＳｉＯＮ被膜上にフォトレジスト（東京応化社製商品
名；ＩＰ３５００）を塗布し、乾燥してレジスト膜を形
成した後、レーザビーム描画を行ない、さらに現像処理
を施すことによりレジストパターンを形成した。
【００２９】次いで、レジストパターンを有するＭｏＳ
ｉＯＮ被膜付き石英基板９を前述した図１に示す真空容
器１内の電極２上に設置した。Ｃｌ2 ガスをガス供給管
４を通してガス噴射部材５に１００ｓｃｃｍの流量で供
給し、このガス噴射部材５からＣｌ2 ガスを前記真空容
器１内に供給しながら、図示しない真空ポンプを作動し
て真空容器１内のガスを排気することにより前記真空容
器１内の圧力を３．４Ｐａに調整した。つづいて、ＲＦ
電源３から１３．５６Ｈｚ、１４０Ｗの高周波電力をマ
ッチングボックスを通して前記電極２に供給するととも
に、電磁石コイル７から６０ガウスの磁力を真空容器１
内に印加して前記真空容器１内にプラズマを生成し、導
入されたＣｌ2 ガスを活性化することにより前記レジス
トパターンから露出したＭｏＳｉＯＮ被膜を選択的に反
応性イオンエッチングを行なって位相シフトマイクパタ
ーンを形成し、位相シフトマスクを製造した。この時、
露出した下地である石英基板をオーバーエッチングし
た。
ｉＯＮ被膜付き石英基板９を前述した図１に示す真空容
器１内の電極２上に設置した。Ｃｌ2 ガスをガス供給管
４を通してガス噴射部材５に１００ｓｃｃｍの流量で供
給し、このガス噴射部材５からＣｌ2 ガスを前記真空容
器１内に供給しながら、図示しない真空ポンプを作動し
て真空容器１内のガスを排気することにより前記真空容
器１内の圧力を３．４Ｐａに調整した。つづいて、ＲＦ
電源３から１３．５６Ｈｚ、１４０Ｗの高周波電力をマ
ッチングボックスを通して前記電極２に供給するととも
に、電磁石コイル７から６０ガウスの磁力を真空容器１
内に印加して前記真空容器１内にプラズマを生成し、導
入されたＣｌ2 ガスを活性化することにより前記レジス
トパターンから露出したＭｏＳｉＯＮ被膜を選択的に反
応性イオンエッチングを行なって位相シフトマイクパタ
ーンを形成し、位相シフトマスクを製造した。この時、
露出した下地である石英基板をオーバーエッチングし
た。
【００３０】（比較例１）反応性イオンエッチングを下
記の条件で行なった以外、実施例２と同様な反応性イオ
ンエッチングを行なって位相シフトマスクを製造した。
記の条件で行なった以外、実施例２と同様な反応性イオ
ンエッチングを行なって位相シフトマスクを製造した。
【００３１】＜エッチング条件＞ エッチングガス；ＣＦ4、 エッチングガス流量；１００ｓｃｃｍ、 真空容器内の圧力；３．４Ｐａ、 高周波電力；８０Ｗ、 電磁石コイルからの磁力；８０ガウス。
【００３２】得られた実施例２および比較例１のレジス
トパターン除去後の位相シフトマスクについて、２０万
倍の電子顕微鏡で位相シフトマスクパターンを含む開口
部（オーバーエッチング部）を観察した。その結果、図
３に示す比較例１の位相シフトマスクの電子顕微鏡写
真、図４に示す実施例２の位相シフトマスクの電子顕微
鏡写真を得た。
トパターン除去後の位相シフトマスクについて、２０万
倍の電子顕微鏡で位相シフトマスクパターンを含む開口
部（オーバーエッチング部）を観察した。その結果、図
３に示す比較例１の位相シフトマスクの電子顕微鏡写
真、図４に示す実施例２の位相シフトマスクの電子顕微
鏡写真を得た。
【００３３】これらの図３、図４から明らかなようにエ
ッチングガスとしてＣＦ4を用いた比較例１の位相シフ
トマスク（図３）は、下地である石英基板表面が荒れて
凹凸の激しい開口面が見られる。これに対し、エッチン
グガスとしてＣｌ2を用いた実施例２の位相シフトマス
ク（図４）は、下地である石英基板表面の荒れや凹凸が
認められず、平滑な開口面を有することがわかる。
ッチングガスとしてＣＦ4を用いた比較例１の位相シフ
トマスク（図３）は、下地である石英基板表面が荒れて
凹凸の激しい開口面が見られる。これに対し、エッチン
グガスとしてＣｌ2を用いた実施例２の位相シフトマス
ク（図４）は、下地である石英基板表面の荒れや凹凸が
認められず、平滑な開口面を有することがわかる。
【００３４】（実施例３）まず、６インチ角サイズの石
英基板上にスパッタリング法により厚さ９０ｎｍのＭｏ
ＳｉＯＮ被膜を形成した。つづいて、この石英基板のＭ
ｏＳｉＯＮ被膜上にフォトレジスト（東京応化社製商品
名；ＩＰ３５００）を塗布し、乾燥してレジスト膜を形
成した後、レーザビーム描画を行ない、さらに現像処理
を施すことによりレジストパターンを形成した。
英基板上にスパッタリング法により厚さ９０ｎｍのＭｏ
ＳｉＯＮ被膜を形成した。つづいて、この石英基板のＭ
ｏＳｉＯＮ被膜上にフォトレジスト（東京応化社製商品
名；ＩＰ３５００）を塗布し、乾燥してレジスト膜を形
成した後、レーザビーム描画を行ない、さらに現像処理
を施すことによりレジストパターンを形成した。
【００３５】次いで、レジストパターンを有するＭｏＳ
ｉＯＮ被膜付き石英基板を１／１５の大きさにし、この
試料を前述した図１に示す真空容器１内の電極２上に設
置した。Ｃｌ2 単独またはＣｌ2 とＯ2を所望の比率で
混合した混合ガス（エッチングガス）をガス供給管４を
通してガス噴射部材５に１００ｓｃｃｍの流量で供給
し、このガス噴射部材５から前記混合ガスを前記真空容
器１内に供給しながら、図示しない真空ポンプを作動し
て真空容器１内のガスを排気することにより前記真空容
器１内の圧力を３．４Ｐａに調整した。つづいて、ＲＦ
電源３から１３．５６Ｈｚ、１４０Ｗの高周波電力をマ
ッチングボックスを通して前記電極２に供給するととも
に、電磁石コイル７から６０ガウスの磁力を真空容器１
内に印加して前記真空容器１内にプラズマを生成し、導
入されたエッチングガスを活性化することにより前記レ
ジストパターンから露出したＭｏＳｉＯＮ被膜を３分間
選択的に反応性イオンエッチングを行なった。
ｉＯＮ被膜付き石英基板を１／１５の大きさにし、この
試料を前述した図１に示す真空容器１内の電極２上に設
置した。Ｃｌ2 単独またはＣｌ2 とＯ2を所望の比率で
混合した混合ガス（エッチングガス）をガス供給管４を
通してガス噴射部材５に１００ｓｃｃｍの流量で供給
し、このガス噴射部材５から前記混合ガスを前記真空容
器１内に供給しながら、図示しない真空ポンプを作動し
て真空容器１内のガスを排気することにより前記真空容
器１内の圧力を３．４Ｐａに調整した。つづいて、ＲＦ
電源３から１３．５６Ｈｚ、１４０Ｗの高周波電力をマ
ッチングボックスを通して前記電極２に供給するととも
に、電磁石コイル７から６０ガウスの磁力を真空容器１
内に印加して前記真空容器１内にプラズマを生成し、導
入されたエッチングガスを活性化することにより前記レ
ジストパターンから露出したＭｏＳｉＯＮ被膜を３分間
選択的に反応性イオンエッチングを行なった。
【００３６】このようなエッチングにおけるＣｌ2 ／Ｏ
2ガス流量比を変えた時のＭｏＳｉＯＮのエッチング速
度を調べた。その結果を図５に示す。
2ガス流量比を変えた時のＭｏＳｉＯＮのエッチング速
度を調べた。その結果を図５に示す。
【００３７】また、Ｃｌ2 ／Ｏ2ガス流量比を変えた時
のレジストのエッチング速度およびエッチング選択比
（ＭｏＳｉＯＮのエッチング速度／レジストのエッチン
グ速度）を調べた。これらの結果を図６および図７にそ
れぞれ示す。
のレジストのエッチング速度およびエッチング選択比
（ＭｏＳｉＯＮのエッチング速度／レジストのエッチン
グ速度）を調べた。これらの結果を図６および図７にそ
れぞれ示す。
【００３８】これら図５〜図７より明らかなように１０
０容積％のＣｌ2ガスをエッチングガスとして用いた時
にＭｏＳｉＯＮのエッチング速度が最大になり、一方レ
ジストのエッチング速度が最小となるため、エッチング
選択比が最大になることがわかる。混合ガス中のＣｌ2
ガス量が８０容積％の条件では、エッチング選択比が約
０．２になり、実用上の最低値と考えられる。このよう
にＣｌ2 とＯ2を混合した混合ガスをエッチングガスと
して用いる場合には、Ｏ2ガス量を２０容積％以下にす
ることが好ましいことがわかる。
０容積％のＣｌ2ガスをエッチングガスとして用いた時
にＭｏＳｉＯＮのエッチング速度が最大になり、一方レ
ジストのエッチング速度が最小となるため、エッチング
選択比が最大になることがわかる。混合ガス中のＣｌ2
ガス量が８０容積％の条件では、エッチング選択比が約
０．２になり、実用上の最低値と考えられる。このよう
にＣｌ2 とＯ2を混合した混合ガスをエッチングガスと
して用いる場合には、Ｏ2ガス量を２０容積％以下にす
ることが好ましいことがわかる。
【００３９】さらに、６インチ角サイズの石英基板上に
厚さ９０ｎｍのＭｏＳｉＯＮ被膜を形成した後、図１に
示す真空容器１内の電極２上に設置し、Ａｒを５ｓｃｃ
ｍ真空容器内に導入した以外、前述した条件で反応性イ
オンエッチングを行なった。この時、Ｃｌ2 ／Ｏ2ガス
流量比を変えた時のプラズマ中のＣｌラジカル量をアク
チノメトリー法により測定した。この測定において、Ｃ
ｌ（Ｉ）７７２ｎｍとＡｒ（Ｉ）７５０ｎｍの発光強度
比を用いた。その結果を図８に示す。
厚さ９０ｎｍのＭｏＳｉＯＮ被膜を形成した後、図１に
示す真空容器１内の電極２上に設置し、Ａｒを５ｓｃｃ
ｍ真空容器内に導入した以外、前述した条件で反応性イ
オンエッチングを行なった。この時、Ｃｌ2 ／Ｏ2ガス
流量比を変えた時のプラズマ中のＣｌラジカル量をアク
チノメトリー法により測定した。この測定において、Ｃ
ｌ（Ｉ）７７２ｎｍとＡｒ（Ｉ）７５０ｎｍの発光強度
比を用いた。その結果を図８に示す。
【００４０】この図８から明らかなようにＣｌ2 とＯ2
を混合した混合ガスをエッチングガスとして用いる場合
には、Ｏ2ガス量が２０容積％を超えるとＣｌラジカル
が減少し、前述したＭｏＳｉＯＮのエッチング速度を示
す図５の傾向と一致することがわかる。
を混合した混合ガスをエッチングガスとして用いる場合
には、Ｏ2ガス量が２０容積％を超えるとＣｌラジカル
が減少し、前述したＭｏＳｉＯＮのエッチング速度を示
す図５の傾向と一致することがわかる。
【００４１】なお、前記実施例ではＭｏＳｉＯＮからな
る被膜を位相シフトマスク材料を用いたが、モリブデン
−シリコンの酸化物、モリブデン−シリコンの窒化物、
シリコンの窒化物およびシリコンの酸窒化物のいずかか
らなる被膜を位相シフトマスク材料として用いた場合で
も実施例と同様な優れた位相シフトマスクを製造でき
た。
る被膜を位相シフトマスク材料を用いたが、モリブデン
−シリコンの酸化物、モリブデン−シリコンの窒化物、
シリコンの窒化物およびシリコンの酸窒化物のいずかか
らなる被膜を位相シフトマスク材料として用いた場合で
も実施例と同様な優れた位相シフトマスクを製造でき
た。
【００４２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば石
英基板上のモリブデン、シリコンの酸窒化物からなる被
膜のエッチング終了後のオーバーエッング時に下地の露
出した石英基板表面のエッチングを低減して削れ、凹凸
発生を抑制することができ、ひいては位相差のばらつ
き、面内での解像度のばらつきを改善し、かつ開口部で
の透過率を向上した位相シフトマスクの製造方法を提供
することができる。
英基板上のモリブデン、シリコンの酸窒化物からなる被
膜のエッチング終了後のオーバーエッング時に下地の露
出した石英基板表面のエッチングを低減して削れ、凹凸
発生を抑制することができ、ひいては位相差のばらつ
き、面内での解像度のばらつきを改善し、かつ開口部で
の透過率を向上した位相シフトマスクの製造方法を提供
することができる。
【図１】本発明の実施例に用いたマグネトロン型反応性
イオンエッチング装置を示す概略図。
イオンエッチング装置を示す概略図。
【図２】本発明の実施例１においてＭｏＳｉＯＮ被膜を
マグネトロン反応性イオンエッチングを行なった時の高
周波電力（ＲＦ電力）とＭｏＳｉＯＮ被膜のエッチング
速度との関係を示す特性図。
マグネトロン反応性イオンエッチングを行なった時の高
周波電力（ＲＦ電力）とＭｏＳｉＯＮ被膜のエッチング
速度との関係を示す特性図。
【図３】比較例１により製造された位相シフトマスクの
電子顕微鏡写真。
電子顕微鏡写真。
【図４】実施例２により製造された位相シフトマスクの
電子顕微鏡写真。
電子顕微鏡写真。
【図５】実施例３におけるＣｌ2 ／Ｏ2ガス流量比を変
えた時のＭｏＳｉＯＮのエッチング速度の変化を示す特
性図。
えた時のＭｏＳｉＯＮのエッチング速度の変化を示す特
性図。
【図６】実施例３におけるＣｌ2 ／Ｏ2ガス流量比を変
えた時のレジストのエッチング速度の変化を示す特性
図。
えた時のレジストのエッチング速度の変化を示す特性
図。
【図７】実施例３におけるＣｌ2 ／Ｏ2ガス流量比を変
えた時のエッチング選択比（ＭｏＳｉＯＮのエッチング
速度／レジストのエッチング速度）を示す特性図。
えた時のエッチング選択比（ＭｏＳｉＯＮのエッチング
速度／レジストのエッチング速度）を示す特性図。
【図８】Ｃｌ2 ／Ｏ2ガス流量比を変えた時のプラズマ
中のＣｌラジカル量（Ａｒに対する強度比）を示す特性
図。
中のＣｌラジカル量（Ａｒに対する強度比）を示す特性
図。
１…真空容器、 ２…電極、 ３…ＲＦ電源、 ５…ガス噴射部材、 ７…電磁石コイル、 ９…ＭｏＳｉＯＮ被膜付き石英基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村野 宏治 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン ター内 Ｆターム(参考） 2H095 BB03 BB16
Claims (3)
- 【請求項１】 石英基板上にモリブデン−シリコンの酸
化物、モリブデン−シリコンの窒化物、モリブデン−シ
リコンの酸窒化物、シリコンの窒化物およびシリコンの
酸窒化物のいずれかからなる被膜を形成する工程と、 前記被膜を塩素ガスを含むエッチングガスを用いた反応
性イオンエッチングにより選択的にエッチング除去する
ことにより位相シフトマスクパターンを形成する工程と
を具備したことを特徴とする位相シフトマスクの製造方
法。 - 【請求項２】 石英基板上にモリブデン−シリコンの酸
化物、モリブデン−シリコンの窒化物、モリブデン−シ
リコンの酸窒化物、シリコンの窒化物およびシリコンの
酸窒化物のいずれかからなる被膜を形成する工程と、 前記被膜上にレジスト膜を形成し、レーザビーム描画お
よび現像処理によりレジストパターンを形成する工程
と、 前記被膜を前記レジストパターンをエッチングマスクと
して塩素ガスを含むエッチングガスを用いた反応性イオ
ンエッチングにより選択的にエッチング除去することに
より位相シフトマスクパターンを形成する工程とを具備
したことを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。 - 【請求項３】 前記エッチングガスは、塩素ガス８０〜
１００容積％、酸素ガス０〜２０容積％からなることを
特徴とする請求項１または２記載の位相シフトマスクの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34354499A JP2001027799A (ja) | 1999-05-12 | 1999-12-02 | 位相シフトマスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-131477 | 1999-05-12 | ||
| JP13147799 | 1999-05-12 | ||
| JP34354499A JP2001027799A (ja) | 1999-05-12 | 1999-12-02 | 位相シフトマスクの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001027799A true JP2001027799A (ja) | 2001-01-30 |
Family
ID=26466310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34354499A Pending JP2001027799A (ja) | 1999-05-12 | 1999-12-02 | 位相シフトマスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001027799A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007171520A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Hoya Corp | マスクブランク及びマスク |
| EP2209048A2 (en) | 2009-01-15 | 2010-07-21 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method for manufacturing a photomask, photomask blank and dry etching method |
| JP2010164777A (ja) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | フォトマスクの製造方法及びフォトマスクブランク |
| JP2010164779A (ja) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | ドライエッチング方法 |
| EP2251741A2 (en) | 2009-05-15 | 2010-11-17 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Etching method and photomask blank processing method |
| EP2261736A2 (en) | 2009-06-11 | 2010-12-15 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method of manufacturing a photomask |
| JP2012018344A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Shin Etsu Chem Co Ltd | ドライエッチング方法 |
| JP2012068314A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Shin Etsu Chem Co Ltd | フォトマスクブランク及びその加工方法 |
| CN102439522A (zh) * | 2009-07-23 | 2012-05-02 | 道康宁公司 | 用于反向图案化的方法和材料 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59162276A (ja) * | 1983-03-07 | 1984-09-13 | Toshiba Corp | 反応性イオンエツチング方法 |
| JPH1069064A (ja) * | 1997-07-07 | 1998-03-10 | Hoya Corp | ハーフトーン位相シフトマスクの製造方法 |
-
1999
- 1999-12-02 JP JP34354499A patent/JP2001027799A/ja active Pending
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| JPS59162276A (ja) * | 1983-03-07 | 1984-09-13 | Toshiba Corp | 反応性イオンエツチング方法 |
| JPH1069064A (ja) * | 1997-07-07 | 1998-03-10 | Hoya Corp | ハーフトーン位相シフトマスクの製造方法 |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP2209048A2 (en) | 2009-01-15 | 2010-07-21 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method for manufacturing a photomask, photomask blank and dry etching method |
| JP2010164777A (ja) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | フォトマスクの製造方法及びフォトマスクブランク |
| JP2010164779A (ja) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | ドライエッチング方法 |
| US9164374B2 (en) | 2009-01-15 | 2015-10-20 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Photomask making method, photomask blank and dry etching method |
| EP2251741A2 (en) | 2009-05-15 | 2010-11-17 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Etching method and photomask blank processing method |
| US8920666B2 (en) | 2009-05-15 | 2014-12-30 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Etching method and photomask blank processing method |
| US8309277B2 (en) | 2009-06-11 | 2012-11-13 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Photomask making method |
| CN101950125A (zh) * | 2009-06-11 | 2011-01-19 | 信越化学工业株式会社 | 光掩模制造方法 |
| CN101950125B (zh) * | 2009-06-11 | 2013-09-04 | 信越化学工业株式会社 | 光掩模制造方法 |
| JP2010286665A (ja) * | 2009-06-11 | 2010-12-24 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | フォトマスクの製造方法 |
| KR101553080B1 (ko) | 2009-06-11 | 2015-09-14 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 포토마스크의 제조 방법 |
| EP2261736A2 (en) | 2009-06-11 | 2010-12-15 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method of manufacturing a photomask |
| CN102439522A (zh) * | 2009-07-23 | 2012-05-02 | 道康宁公司 | 用于反向图案化的方法和材料 |
| US8785113B2 (en) | 2009-07-23 | 2014-07-22 | Dow Corning Corporation | Method and materials for reverse patterning |
| JP2012018344A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Shin Etsu Chem Co Ltd | ドライエッチング方法 |
| JP2012068314A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Shin Etsu Chem Co Ltd | フォトマスクブランク及びその加工方法 |
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