JP2002023342A - 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及びこれらの製造方法 - Google Patents
位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及びこれらの製造方法Info
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- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
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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
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 透明基板上に金属とシリコンとを主成分
とした位相シフト膜を少なくとも一層設けてなる位相シ
フトマスクブランクにおいて、上記位相シフトマスクブ
ランクにパターンを形成する際の反応性イオンエッチン
グにおける上記透明基板のエッチングレート（Ａ）に対
する位相シフト膜のエッチングレート（Ｂ）の比である
エッチング選択比（Ｂ／Ａ）が５．０以上であることを
特徴とする位相シフトマスクブランク及び位相シフトマ
スク。 【効果】 本発明によれば、位相シフトマスク製造時に
基板を過度にエッチングされにくく、パターン部の位相
差の制御性が良く、面内均一性が良く、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
位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及びこれ
らの製造方法を提供することができる。
とした位相シフト膜を少なくとも一層設けてなる位相シ
フトマスクブランクにおいて、上記位相シフトマスクブ
ランクにパターンを形成する際の反応性イオンエッチン
グにおける上記透明基板のエッチングレート（Ａ）に対
する位相シフト膜のエッチングレート（Ｂ）の比である
エッチング選択比（Ｂ／Ａ）が５．０以上であることを
特徴とする位相シフトマスクブランク及び位相シフトマ
スク。 【効果】 本発明によれば、位相シフトマスク製造時に
基板を過度にエッチングされにくく、パターン部の位相
差の制御性が良く、面内均一性が良く、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
位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及びこれ
らの製造方法を提供することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩ，ＶＬＳＩ
等の高密度半導体集積回路、ＣＣＤ（電化結合素子），
ＬＣＤ（液晶表示素子）用のカラーフィルター、磁気ヘ
ッドなどの微細加工に用いられる位相シフトマスクブラ
ンク、位相シフトマスク及びにこれらの製造方法に関
し、特に、位相シフト膜によって露光波長の光の強度を
減衰させることができるハーフトーン型の位相シフトマ
スクブランク、位相シフトマスク及びこれらの製造方法
に関するものである。
等の高密度半導体集積回路、ＣＣＤ（電化結合素子），
ＬＣＤ（液晶表示素子）用のカラーフィルター、磁気ヘ
ッドなどの微細加工に用いられる位相シフトマスクブラ
ンク、位相シフトマスク及びにこれらの製造方法に関
し、特に、位相シフト膜によって露光波長の光の強度を
減衰させることができるハーフトーン型の位相シフトマ
スクブランク、位相シフトマスク及びこれらの製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ＩＣ及
びＬＳＩ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所定の
パターンで形成したものである。近年では半導体集積回
路の高集積化など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。
びＬＳＩ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所定の
パターンで形成したものである。近年では半導体集積回
路の高集積化など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。
【０００３】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。
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。
【０００４】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。
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。
【０００５】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６に示したようにマス
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部分
１ａからなり、両者を透過してくる光の位相差を１８０
度とすることで、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際の
焦点深度を増大させることが可能となり、クロム膜等か
らなる一般的な露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。
相シフトマスク）は、例えば、図６に示したようにマス
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部分
１ａからなり、両者を透過してくる光の位相差を１８０
度とすることで、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際の
焦点深度を増大させることが可能となり、クロム膜等か
らなる一般的な露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。
【０００６】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と同等であり、露
光波長に対しては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。
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と同等であり、露
光波長に対しては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。
【０００７】図１にハーフトーン型位相シフトマスクブ
ランク、図２にハーフトーン型位相シフトマスクの基本
的な構造を示す。図１のハーフトーン型位相シフトマス
クブランクは、露光光に対して透明な基板１上にハーフ
トーン位相シフト膜２を形成したものである。また、図
２のハーフトーン型位相シフトマスクは、マスク上のパ
ターン部分を形成するハーフトーン位相シフター部２ａ
と、位相シフト膜が存在しない基板露出部１ａを形成し
たものである。
ランク、図２にハーフトーン型位相シフトマスクの基本
的な構造を示す。図１のハーフトーン型位相シフトマス
クブランクは、露光光に対して透明な基板１上にハーフ
トーン位相シフト膜２を形成したものである。また、図
２のハーフトーン型位相シフトマスクは、マスク上のパ
ターン部分を形成するハーフトーン位相シフター部２ａ
と、位相シフト膜が存在しない基板露出部１ａを形成し
たものである。
【０００８】ここで、位相シフター部２ａを透過した露
光光は基板露出部１ａを透過した露光光に対して位相が
シフトされる。また、位相シフター部２ａを透過した露
光光が被転写基板上のレジストに対しては感光しない程
度の光強度になるように、位相シフター部２ａの透過率
は設定される。従って、露光光を実質的に遮光する機能
を有する。
光光は基板露出部１ａを透過した露光光に対して位相が
シフトされる。また、位相シフター部２ａを透過した露
光光が被転写基板上のレジストに対しては感光しない程
度の光強度になるように、位相シフター部２ａの透過率
は設定される。従って、露光光を実質的に遮光する機能
を有する。
【０００９】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。このような単層型のハーフトーン位相シ
フトマスクとして、モリブデンシリサイド酸化物（Ｍｏ
ＳｉＯ）、モリブデンシリサイド酸化窒化物（ＭｏＳｉ
ＯＮ）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（特開平７−１４０６３５号公報）。
ては、構造が簡単な単層型のハーフトーン型位相シフト
マスクがある。このような単層型のハーフトーン位相シ
フトマスクとして、モリブデンシリサイド酸化物（Ｍｏ
ＳｉＯ）、モリブデンシリサイド酸化窒化物（ＭｏＳｉ
ＯＮ）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（特開平７−１４０６３５号公報）。
【００１０】このような位相シフトマスクを作製する方
法としてはリソグラフィ法が用いられる。このリソグラ
フィ法の具体的な方法は、位相シフトマスクブランク上
にレジストを塗布し、電子線又は紫外線により所望の部
分のレジストを感光後に現像し、位相シフト膜表面を露
出させた後、パターンニングされたレジスト膜をマスク
として所望の部分の位相シフト膜をエッチングして基板
を露出させる。その後、レジスト膜を剥離することによ
り位相シフトマスクが得られる。エッチングする際に通
常用いられる方法は、フッ素系のガスを用いた反応性イ
オンエッチングであり、通常透明基板に用いられる材料
は石英である。
法としてはリソグラフィ法が用いられる。このリソグラ
フィ法の具体的な方法は、位相シフトマスクブランク上
にレジストを塗布し、電子線又は紫外線により所望の部
分のレジストを感光後に現像し、位相シフト膜表面を露
出させた後、パターンニングされたレジスト膜をマスク
として所望の部分の位相シフト膜をエッチングして基板
を露出させる。その後、レジスト膜を剥離することによ
り位相シフトマスクが得られる。エッチングする際に通
常用いられる方法は、フッ素系のガスを用いた反応性イ
オンエッチングであり、通常透明基板に用いられる材料
は石英である。
【００１１】この場合、フッ素系のガスを用いた反応性
イオンエッチングは基板である石英もエッチングしてし
まうため、位相シフト膜をエッチングする際にオーバー
エッチングすると、基板露出部の石英をエッチングして
しまう。その結果、基板露出部が位相シフター部の基板
の厚みより薄くなり、位相シフター部と基板露出部との
基板内での光路に差が生じ、位相シフト膜で設定した位
相シフト量より大きくなり、ずれが生じてしまうという
問題がある。
イオンエッチングは基板である石英もエッチングしてし
まうため、位相シフト膜をエッチングする際にオーバー
エッチングすると、基板露出部の石英をエッチングして
しまう。その結果、基板露出部が位相シフター部の基板
の厚みより薄くなり、位相シフター部と基板露出部との
基板内での光路に差が生じ、位相シフト膜で設定した位
相シフト量より大きくなり、ずれが生じてしまうという
問題がある。
【００１２】また、通常反応性イオンエッチングは基板
面内においてある程度のばらつきが発生するため、基板
を露出させたい部分の全域のエッチングが終了するまで
に、基板面内で先に基板表面が露出する部分と、後に基
板表面が露出する部分との間で位相シフト量が異なって
しまい、結果として、位相シフトマスクの基板面内での
位相差分布が悪化し、安定的に、位相差の面内均一性が
高い高品質な位相シフトマスクを製造することは困難で
あり、その改善が強く望まれていた。
面内においてある程度のばらつきが発生するため、基板
を露出させたい部分の全域のエッチングが終了するまで
に、基板面内で先に基板表面が露出する部分と、後に基
板表面が露出する部分との間で位相シフト量が異なって
しまい、結果として、位相シフトマスクの基板面内での
位相差分布が悪化し、安定的に、位相差の面内均一性が
高い高品質な位相シフトマスクを製造することは困難で
あり、その改善が強く望まれていた。
【００１３】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、基板よりエッチング選択比が大きく、位相シフトマ
スクブランクから位相シフトマスクを製造時に基板が過
度にエッチングされることのない、パターン部の位相差
の制御性が良好で、位相差分布の面内均一性が高い高品
質な位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及び
これらの製造方法を提供することを目的とする。
で、基板よりエッチング選択比が大きく、位相シフトマ
スクブランクから位相シフトマスクを製造時に基板が過
度にエッチングされることのない、パターン部の位相差
の制御性が良好で、位相差分布の面内均一性が高い高品
質な位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及び
これらの製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結
果、透明基板上に金属とシリコンとを主成分とした位相
シフト膜を少なくとも一層設けてなる位相シフトマスク
ブランクにおいて、基板よりエッチング選択比の大きい
位相シフト膜を用いること、特にモリブデンシリサイド
酸化炭化物（ＭｏＳｉＯＣ）又はモリブデンシリサイド
酸化窒化炭化物（ＭｏＳｉＯＮＣ）で形成した位相シフ
ト膜を用いることにより、位相シフトマスクブランクか
ら位相シフトマスクをパターン形成する際に基板が過度
にエッチングされることを防止し得、パターン部の位相
差の制御性が良く、位相差分布の面内均一性が高い位相
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。
発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結
果、透明基板上に金属とシリコンとを主成分とした位相
シフト膜を少なくとも一層設けてなる位相シフトマスク
ブランクにおいて、基板よりエッチング選択比の大きい
位相シフト膜を用いること、特にモリブデンシリサイド
酸化炭化物（ＭｏＳｉＯＣ）又はモリブデンシリサイド
酸化窒化炭化物（ＭｏＳｉＯＮＣ）で形成した位相シフ
ト膜を用いることにより、位相シフトマスクブランクか
ら位相シフトマスクをパターン形成する際に基板が過度
にエッチングされることを防止し得、パターン部の位相
差の制御性が良く、位相差分布の面内均一性が高い位相
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。
【００１５】即ち、本発明は、下記の位相シフトマスク
ブランク、位相シフトマスク及びこれらの製造方法を提
供する。 請求項１：透明基板上に金属とシリコンとを主成分とし
た位相シフト膜を少なくとも一層設けてなる位相シフト
マスクブランクにおいて、上記位相シフトマスクブラン
クにパターンを形成する際の反応性イオンエッチングに
おける上記透明基板のエッチングレート（Ａ）に対する
位相シフト膜のエッチングレート（Ｂ）の比であるエッ
チング選択比（Ｂ／Ａ）が５．０以上であることを特徴
とする位相シフトマスクブランク。 請求項２：上記位相シフト膜をモリブデンシリサイド酸
化炭化物又はモリブデンシリサイド酸化窒化炭化物で形
成した請求項１記載の位相シフトマスクブランク。 請求項３：上記位相シフト膜が、透過する露光光の位相
を１８０±５度変換し、かつ透過率が３〜４０％である
請求項１又は２記載の位相シフトマスクブランク。 請求項４：請求項１乃至３のいずれか１項記載の位相シ
フトマスクブランクをリソグラフィ法によりパターン形
成して得られることを特徴とする位相シフトマスク。 請求項５：透明基板上に金属とシリコンを主成分とした
位相シフト膜を少なくとも一層設けてなる位相シフトマ
スクブランクの製造方法において、ターゲットとしてモ
リブデン及びシリコンを含むターゲットを用い、スパッ
タガスとして炭素を含むスパッタガスを用いて反応性ス
パッタリングを行う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。 請求項６：上記位相シフトマスクブランクにパターンを
形成する際の反応性イオンエッチングにおける上記透明
基板のエッチングレート（Ａ）に対する位相シフト膜の
エッチングレート（Ｂ）の比であるエッチング選択比
（Ｂ／Ａ）が５．０以上である請求項５記載の位相シフ
トマスクブランクの製造方法。 請求項７：上記炭素を含むガスとして二酸化炭素を用い
て反応性スパッタリングを行う請求項５又は６記載の位
相シフトマスクブランクの製造方法。 請求項８：上記位相シフト膜が、透過する露光光の位相
を１８０±５度変換し、かつ透過率が３〜４０％である
請求項５，６又は７記載の位相シフトマスクブランクの
製造方法。 請求項９：請求項５乃至８のいずれか１項記載の方法に
より製造された位相シフトマスクブランクに対してリソ
グラフィ法によりパターニングを行うことを特徴とする
位相シフトマスクの製造方法。
ブランク、位相シフトマスク及びこれらの製造方法を提
供する。 請求項１：透明基板上に金属とシリコンとを主成分とし
た位相シフト膜を少なくとも一層設けてなる位相シフト
マスクブランクにおいて、上記位相シフトマスクブラン
クにパターンを形成する際の反応性イオンエッチングに
おける上記透明基板のエッチングレート（Ａ）に対する
位相シフト膜のエッチングレート（Ｂ）の比であるエッ
チング選択比（Ｂ／Ａ）が５．０以上であることを特徴
とする位相シフトマスクブランク。 請求項２：上記位相シフト膜をモリブデンシリサイド酸
化炭化物又はモリブデンシリサイド酸化窒化炭化物で形
成した請求項１記載の位相シフトマスクブランク。 請求項３：上記位相シフト膜が、透過する露光光の位相
を１８０±５度変換し、かつ透過率が３〜４０％である
請求項１又は２記載の位相シフトマスクブランク。 請求項４：請求項１乃至３のいずれか１項記載の位相シ
フトマスクブランクをリソグラフィ法によりパターン形
成して得られることを特徴とする位相シフトマスク。 請求項５：透明基板上に金属とシリコンを主成分とした
位相シフト膜を少なくとも一層設けてなる位相シフトマ
スクブランクの製造方法において、ターゲットとしてモ
リブデン及びシリコンを含むターゲットを用い、スパッ
タガスとして炭素を含むスパッタガスを用いて反応性ス
パッタリングを行う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。 請求項６：上記位相シフトマスクブランクにパターンを
形成する際の反応性イオンエッチングにおける上記透明
基板のエッチングレート（Ａ）に対する位相シフト膜の
エッチングレート（Ｂ）の比であるエッチング選択比
（Ｂ／Ａ）が５．０以上である請求項５記載の位相シフ
トマスクブランクの製造方法。 請求項７：上記炭素を含むガスとして二酸化炭素を用い
て反応性スパッタリングを行う請求項５又は６記載の位
相シフトマスクブランクの製造方法。 請求項８：上記位相シフト膜が、透過する露光光の位相
を１８０±５度変換し、かつ透過率が３〜４０％である
請求項５，６又は７記載の位相シフトマスクブランクの
製造方法。 請求項９：請求項５乃至８のいずれか１項記載の方法に
より製造された位相シフトマスクブランクに対してリソ
グラフィ法によりパターニングを行うことを特徴とする
位相シフトマスクの製造方法。
【００１６】本発明によれば、ハーフトーン型位相シフ
トマスクブランクの位相シフト膜のエッチングレートを
高め、基板とのエッチングレートの差を大きくすること
により、基板のオーバーエッチングによる位相差の設定
値からのずれを少なくすることができ、基板面内での位
相差分布が均一な高品質の位相シフトマスクを制御性良
く安定的に製造することができ、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。
トマスクブランクの位相シフト膜のエッチングレートを
高め、基板とのエッチングレートの差を大きくすること
により、基板のオーバーエッチングによる位相差の設定
値からのずれを少なくすることができ、基板面内での位
相差分布が均一な高品質の位相シフトマスクを制御性良
く安定的に製造することができ、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。
【００１７】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。本発明の位相シフトマスクブランクは、図１に示し
たように、露光光が透過する基板１上に、金属とシリコ
ンを主成分として含む位相シフト膜２を成膜したもので
あり、上記位相シフトマスクブランクにパターンを形成
する際の反応性イオンエッチングにおける上記透明基板
のエッチングレート（Ａ）に対する位相シフト膜のエッ
チングレート（Ｂ）の比であるエッチング選択比（Ｂ／
Ａ）が５．０以上であることを特徴とし、これにより、
基板が過度にエッチングされることを防止でき、パター
ン部の位相差の制御性が良く、面内均一性が高い位相シ
フトマスクが得られるものである。
る。本発明の位相シフトマスクブランクは、図１に示し
たように、露光光が透過する基板１上に、金属とシリコ
ンを主成分として含む位相シフト膜２を成膜したもので
あり、上記位相シフトマスクブランクにパターンを形成
する際の反応性イオンエッチングにおける上記透明基板
のエッチングレート（Ａ）に対する位相シフト膜のエッ
チングレート（Ｂ）の比であるエッチング選択比（Ｂ／
Ａ）が５．０以上であることを特徴とし、これにより、
基板が過度にエッチングされることを防止でき、パター
ン部の位相差の制御性が良く、面内均一性が高い位相シ
フトマスクが得られるものである。
【００１８】上記のようなエッチング選択比を５．０以
上とする手段としては、位相シフト膜の組成を調整する
ことにより達成することができる。具体的には、位相シ
フト膜中のエッチングレートを遅くする成分とエッチン
グレートを速くする成分の割合を調節することにより行
うことができる。
上とする手段としては、位相シフト膜の組成を調整する
ことにより達成することができる。具体的には、位相シ
フト膜中のエッチングレートを遅くする成分とエッチン
グレートを速くする成分の割合を調節することにより行
うことができる。
【００１９】上記位相シフト膜は、金属とシリコンを主
成分として含み、特にモリブデンシリサイド酸化炭化物
（ＭｏＳｉＯＣ）又はモリブデンシリサイド酸化窒化炭
化物（ＭｏＳｉＯＮＣ）であることが好ましい。この場
合、上記エッチング選択比５．０以上を達成するため、
モリブデンシリサイド酸化炭化物（ＭｏＳｉＯＣ）膜の
組成はＭｏ：５〜２５原子％、Ｓｉ：１０〜３５原子
％、Ｏ：３０〜７０原子％、Ｃ：３〜２０原子％である
ことが好ましい。モリブデンシリサイド酸化窒化炭化物
（ＭｏＳｉＯＮＣ）膜の組成はＭｏ：５〜２５原子％、
Ｓｉ：１０〜３５原子％、Ｏ：３０〜６０原子％、Ｎ：
５〜３０原子％、Ｃ：３〜２０原子％であることが好ま
しい。
成分として含み、特にモリブデンシリサイド酸化炭化物
（ＭｏＳｉＯＣ）又はモリブデンシリサイド酸化窒化炭
化物（ＭｏＳｉＯＮＣ）であることが好ましい。この場
合、上記エッチング選択比５．０以上を達成するため、
モリブデンシリサイド酸化炭化物（ＭｏＳｉＯＣ）膜の
組成はＭｏ：５〜２５原子％、Ｓｉ：１０〜３５原子
％、Ｏ：３０〜７０原子％、Ｃ：３〜２０原子％である
ことが好ましい。モリブデンシリサイド酸化窒化炭化物
（ＭｏＳｉＯＮＣ）膜の組成はＭｏ：５〜２５原子％、
Ｓｉ：１０〜３５原子％、Ｏ：３０〜６０原子％、Ｎ：
５〜３０原子％、Ｃ：３〜２０原子％であることが好ま
しい。
【００２０】また、上記位相シフト膜は、透過する露光
光の位相を１８０±５度変換し、かつ透過率が３〜４０
％であることが好ましい。なお、上記透明基板は石英、
又は二酸化珪素を主成分とするものが好ましい。
光の位相を１８０±５度変換し、かつ透過率が３〜４０
％であることが好ましい。なお、上記透明基板は石英、
又は二酸化珪素を主成分とするものが好ましい。
【００２１】本発明において位相シフト膜は単層のみで
はなく、図３に示したように位相シフト膜２上に遮光膜
４を形成した位相シフトマスクとしても構わない。この
場合、遮光膜としてはＣｒＯ，ＣｒＮ，ＣｒＯＮ，Ｃｒ
ＣＯＮ等のＣｒ系膜を用いることが好ましい。
はなく、図３に示したように位相シフト膜２上に遮光膜
４を形成した位相シフトマスクとしても構わない。この
場合、遮光膜としてはＣｒＯ，ＣｒＮ，ＣｒＯＮ，Ｃｒ
ＣＯＮ等のＣｒ系膜を用いることが好ましい。
【００２２】また、基板とのエッチング選択比が大きい
ことが必要な領域は基板と位相シフト膜の界面付近のみ
であることから、図４に示したように、基板側にエッチ
ング選択比が５．０以上である位相シフト膜２を形成
し、この位相シフト膜２の上に基板とのエッチング選択
比が５．０以下である位相シフト膜５を形成して表面側
から透明基板側に向かってエッチングレートが連続的又
は段階的に大きくなる複数層構造の位相シフト膜とする
こともできる。また、同様の考え方で、基板側のエッチ
ング選択比が５．０以上となるように、位相シフト膜の
エッチングレートを連続的又は段階的に変化させるよう
な膜構造とすることができる。
ことが必要な領域は基板と位相シフト膜の界面付近のみ
であることから、図４に示したように、基板側にエッチ
ング選択比が５．０以上である位相シフト膜２を形成
し、この位相シフト膜２の上に基板とのエッチング選択
比が５．０以下である位相シフト膜５を形成して表面側
から透明基板側に向かってエッチングレートが連続的又
は段階的に大きくなる複数層構造の位相シフト膜とする
こともできる。また、同様の考え方で、基板側のエッチ
ング選択比が５．０以上となるように、位相シフト膜の
エッチングレートを連続的又は段階的に変化させるよう
な膜構造とすることができる。
【００２３】本発明の位相シフト膜の成膜方法として
は、反応性スパッタ法が好ましい。この際のスパッタリ
ングターゲットとしては金属とシリコンとを主成分とす
るものを用いる。この場合、ターゲットは金属とシリコ
ンのみからなるものでも良く、膜の組成を面内で一定に
保つために、金属に酸素、窒素、炭素のいずれか、又は
これらを組み合わせて添加したターゲットを用いても構
わない。なお、金属の種類としてはモリブデンが好まし
い。
は、反応性スパッタ法が好ましい。この際のスパッタリ
ングターゲットとしては金属とシリコンとを主成分とす
るものを用いる。この場合、ターゲットは金属とシリコ
ンのみからなるものでも良く、膜の組成を面内で一定に
保つために、金属に酸素、窒素、炭素のいずれか、又は
これらを組み合わせて添加したターゲットを用いても構
わない。なお、金属の種類としてはモリブデンが好まし
い。
【００２４】スパッタリング方法としては、直流（Ｄ
Ｃ）電源を用いたものでも、高周波（ＲＦ）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であってもよい。な
お、成膜装置は通過型でも枚葉型でも構わない。
Ｃ）電源を用いたものでも、高周波（ＲＦ）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であってもよい。な
お、成膜装置は通過型でも枚葉型でも構わない。
【００２５】位相シフト膜を成膜する際のスパッタリン
グガスの組成は、アルゴン等の不活性ガスに酸素ガスや
窒素ガス、各種酸化窒素ガス、各種酸化炭素ガス等の炭
素を含むガスなどを成膜される位相シフト膜が所望の組
成を持つように、適宜に添加することにより成膜するこ
とができる。この場合、炭素を含むガスとして、メタン
等の各種炭化水素ガス、一酸化炭素や二酸化炭素の酸化
炭素ガス等が挙げられるが、二酸化炭素を用いると炭素
源及び酸素源として使用できると共に、反応性が低く安
定なガスであることから特に好ましい。
グガスの組成は、アルゴン等の不活性ガスに酸素ガスや
窒素ガス、各種酸化窒素ガス、各種酸化炭素ガス等の炭
素を含むガスなどを成膜される位相シフト膜が所望の組
成を持つように、適宜に添加することにより成膜するこ
とができる。この場合、炭素を含むガスとして、メタン
等の各種炭化水素ガス、一酸化炭素や二酸化炭素の酸化
炭素ガス等が挙げられるが、二酸化炭素を用いると炭素
源及び酸素源として使用できると共に、反応性が低く安
定なガスであることから特に好ましい。
【００２６】ＭｏＳｉＯＣ又はＭｏＳｉＯＮＣを成膜す
る際のスパッタリングガスの組成は、アルゴン等の不活
性ガスに炭素源になる炭素を含む混合ガスからなるが、
これら以外に酸素ガスや窒素ガス、各種酸化窒素ガス等
を成膜される位相シフト膜が所望の組成を持つように、
適宜添加することができる。
る際のスパッタリングガスの組成は、アルゴン等の不活
性ガスに炭素源になる炭素を含む混合ガスからなるが、
これら以外に酸素ガスや窒素ガス、各種酸化窒素ガス等
を成膜される位相シフト膜が所望の組成を持つように、
適宜添加することができる。
【００２７】具体的には、ＭｏＳｉＯＣ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二酸化炭素ガスで反
応性スパッタリングすることが好ましい。また、ＭｏＳ
ｉＯＮＣ膜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
ガスと二酸化炭素ガスと窒素ガスで反応性スパッタリン
グを行うことが好ましい。
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二酸化炭素ガスで反
応性スパッタリングすることが好ましい。また、ＭｏＳ
ｉＯＮＣ膜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
ガスと二酸化炭素ガスと窒素ガスで反応性スパッタリン
グを行うことが好ましい。
【００２８】なお、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り込まれ
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、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金属シリサイドを用いる
方法などにより調整することができる。
上げたい時には、膜中に酸素及び窒素が多く取り込まれ
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、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金属シリサイドを用いる
方法などにより調整することができる。
【００２９】次に、本発明の位相シフトマスクブランク
を用いて図２に示したような位相シフトマスクを製造す
る場合は、図５（Ａ）に示したように、透明基板１１上
に位相シフト膜１２を形成した後、位相シフト膜１２上
にレジスト膜１３を形成し、図５（Ｂ）に示したよう
に、レジスト膜１３をパターニングし、更に、図５
（Ｃ）に示したように、位相シフト膜１２をエッチング
した後、図５（Ｄ）に示したように、レジスト膜１３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、パターニング（露光、現像）、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。
を用いて図２に示したような位相シフトマスクを製造す
る場合は、図５（Ａ）に示したように、透明基板１１上
に位相シフト膜１２を形成した後、位相シフト膜１２上
にレジスト膜１３を形成し、図５（Ｂ）に示したよう
に、レジスト膜１３をパターニングし、更に、図５
（Ｃ）に示したように、位相シフト膜１２をエッチング
した後、図５（Ｄ）に示したように、レジスト膜１３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、パターニング（露光、現像）、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。
【００３０】上記エッチング方法としては、ドライエッ
チング、特に反応性イオンエッチング〔ＲＩＥ（Ｒｅａ
ｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）〕が好ましい。
この反応性イオンエッチングは、反応性イオンエッチン
グ装置を用いて行うことができ、エッチングガスとして
はＣＦ4等のフッ素系ガスやこれにアルゴン、ヘリウ
ム、又は酸素を添加したものを用いることが好ましい。
チング、特に反応性イオンエッチング〔ＲＩＥ（Ｒｅａ
ｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）〕が好ましい。
この反応性イオンエッチングは、反応性イオンエッチン
グ装置を用いて行うことができ、エッチングガスとして
はＣＦ4等のフッ素系ガスやこれにアルゴン、ヘリウ
ム、又は酸素を添加したものを用いることが好ましい。
【００３１】このようにして得られる本発明の位相シフ
トマスクは、基板のオーバーエッチングによる位相差の
設定値からのずれが少なく、基板面内での位相差分布が
均一であり、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。
トマスクは、基板のオーバーエッチングによる位相差の
設定値からのずれが少なく、基板面内での位相差分布が
均一であり、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。
【００３２】
【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。
【００３３】〔実施例１〕スパッタリング装置を用い
て、石英基板上にＭｏＳｉＯＮＣ膜を１４０ｎｍの膜厚
に成膜した。具体的には、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
二酸化炭素ガスと窒素ガスを流量比で５：３：３の混合
ガスを用い、反応性スパッタを行った。
て、石英基板上にＭｏＳｉＯＮＣ膜を１４０ｎｍの膜厚
に成膜した。具体的には、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
二酸化炭素ガスと窒素ガスを流量比で５：３：３の混合
ガスを用い、反応性スパッタを行った。
【００３４】このようにして作製したサンプルの２４８
ｎｍでの光学的特性として位相差と透過率を測定した結
果、位相差１８２度、透過率８．３％の位相シフト膜を
得た。得られた位相シフト膜の組成をＸ線光電子分光法
（ＸＰＳ）により分析した結果、モリブデンが１４原子
％、シリコンが２３原子％、酸素が４６原子％、窒素が
１０原子％、炭素が８原子％含まれていた。
ｎｍでの光学的特性として位相差と透過率を測定した結
果、位相差１８２度、透過率８．３％の位相シフト膜を
得た。得られた位相シフト膜の組成をＸ線光電子分光法
（ＸＰＳ）により分析した結果、モリブデンが１４原子
％、シリコンが２３原子％、酸素が４６原子％、窒素が
１０原子％、炭素が８原子％含まれていた。
【００３５】得られた位相シフトマスクブランクを反応
性イオンエッチング装置で５０Ｗ、２０Ｐａ、ＣＦ4：
５０ｓｃｃｍ、Ｏ2：３ｓｃｃｍの条件でエッチングし
たところ、位相シフト膜のエッチングレートは３５．０
ｎｍ／ｍｉｎであった。一方、同条件での石英基板のエ
ッチングレートは６．２ｎｍ／ｍｉｎであった。従っ
て、エッチング選択比は５．６となる。結果を表１に示
す。
性イオンエッチング装置で５０Ｗ、２０Ｐａ、ＣＦ4：
５０ｓｃｃｍ、Ｏ2：３ｓｃｃｍの条件でエッチングし
たところ、位相シフト膜のエッチングレートは３５．０
ｎｍ／ｍｉｎであった。一方、同条件での石英基板のエ
ッチングレートは６．２ｎｍ／ｍｉｎであった。従っ
て、エッチング選択比は５．６となる。結果を表１に示
す。
【００３６】〔比較例１〕二酸化炭素ガスの代わりに酸
素ガスを用いた以外は実施例１と同様にしてＭｏＳｉＯ
Ｎ膜を１３０ｎｍの膜厚で成膜することにより、２４８
ｎｍでの位相差が１８２度、透過率が７．０％の位相シ
フト膜を得た。得られた位相シフト膜の組成をＸ線光電
子分光法（ＸＰＳ）により分析した結果、モリブデンが
１３原子％、シリコンが２６原子％、酸素が４７原子
％、窒素が１４原子％、炭素が定量下限値以下含まれて
いた。
素ガスを用いた以外は実施例１と同様にしてＭｏＳｉＯ
Ｎ膜を１３０ｎｍの膜厚で成膜することにより、２４８
ｎｍでの位相差が１８２度、透過率が７．０％の位相シ
フト膜を得た。得られた位相シフト膜の組成をＸ線光電
子分光法（ＸＰＳ）により分析した結果、モリブデンが
１３原子％、シリコンが２６原子％、酸素が４７原子
％、窒素が１４原子％、炭素が定量下限値以下含まれて
いた。
【００３７】得られた位相シフトマスクブランクについ
て、実施例１と同条件の反応性イオンエッチング行った
ところ、位相シフト膜のエッチングレートは２８．７ｎ
ｍ／ｍｉｎであった。一方、同条件での石英基板のエッ
チングレートは６．２ｎｍ／ｍｉｎであった。従って、
エッチング選択比は４．６となる。結果を表１に示す。
て、実施例１と同条件の反応性イオンエッチング行った
ところ、位相シフト膜のエッチングレートは２８．７ｎ
ｍ／ｍｉｎであった。一方、同条件での石英基板のエッ
チングレートは６．２ｎｍ／ｍｉｎであった。従って、
エッチング選択比は４．６となる。結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】表１の結果から、実施例１のＭｏＳｉＯＮ
Ｃ膜は比較例１のＭｏＳｉＯＮ膜に比べてエッチングレ
ートが高く、位相シフトマスク製造時の反応性イオンエ
ッチング工程での基板のオーバーエッチングによる位相
差の設定値からのずれが小さくなり、位相差の面内均一
性を向上させることができるものである。
Ｃ膜は比較例１のＭｏＳｉＯＮ膜に比べてエッチングレ
ートが高く、位相シフトマスク製造時の反応性イオンエ
ッチング工程での基板のオーバーエッチングによる位相
差の設定値からのずれが小さくなり、位相差の面内均一
性を向上させることができるものである。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、基板よりエッチング選
択比が大きい位相シフト膜、好ましくはＭｏＳｉＯＣ又
はＭｏＳｉＯＮＣを用いることにより、マスク作成時の
反応性イオンエッチング工程でのオーバーエッチングに
よる位相差の設定値からのずれが小さく、位相差の面内
均一性が向上した高品質な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。
択比が大きい位相シフト膜、好ましくはＭｏＳｉＯＣ又
はＭｏＳｉＯＮＣを用いることにより、マスク作成時の
反応性イオンエッチング工程でのオーバーエッチングに
よる位相差の設定値からのずれが小さく、位相差の面内
均一性が向上した高品質な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。
【図１】本発明の一実施例に係る位相シフトマスクブラ
ンクの断面図である。
ンクの断面図である。
【図２】同位相シフトマスクの断面図である。
【図３】同別の位相シフトマスクの断面図である。
【図４】同別の位相シフトマスクブランクの断面図であ
る。
る。
【図５】位相シフトマスクの製造法を示した説明図であ
り、（Ａ）はレジスト膜を形成した状態、（Ｂ）はレジ
スト膜をパターニングした状態、（Ｃ）はエッチングを
行った状態、（Ｄ）はレジスト膜を除去した状態の概略
断面図である。
り、（Ａ）はレジスト膜を形成した状態、（Ｂ）はレジ
スト膜をパターニングした状態、（Ｃ）はエッチングを
行った状態、（Ｄ）はレジスト膜を除去した状態の概略
断面図である。
【図６】（Ａ），（Ｂ）はハーフトーン型位相シフトマ
スクの原理を説明する図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸ部
の部分拡大図である。
スクの原理を説明する図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸ部
の部分拡大図である。
１ １１ 基板 １ａ 基板露出部 ２ １２ 位相シフト膜 ２ａ 位相シフター部 １３ レジスト層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 幹夫 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−１ 信越化学工業株式会社精密機能材料研究所 内 (72)発明者 金子 英雄 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−１ 信越化学工業株式会社精密機能材料研究所 内 (72)発明者 渡邉 政孝 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−１ 信越化学工業株式会社精密機能材料研究所 内 (72)発明者 岡崎 智 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−１ 信越化学工業株式会社精密機能材料研究所 内 Ｆターム(参考） 2H095 BA01 BB03 BB16
Claims (9)
- 【請求項１】 透明基板上に金属とシリコンとを主成分
とした位相シフト膜を少なくとも一層設けてなる位相シ
フトマスクブランクにおいて、上記位相シフトマスクブ
ランクにパターンを形成する際の反応性イオンエッチン
グにおける上記透明基板のエッチングレート（Ａ）に対
する位相シフト膜のエッチングレート（Ｂ）の比である
エッチング選択比（Ｂ／Ａ）が５．０以上であることを
特徴とする位相シフトマスクブランク。 - 【請求項２】 上記位相シフト膜をモリブデンシリサイ
ド酸化炭化物又はモリブデンシリサイド酸化窒化炭化物
で形成した請求項１記載の位相シフトマスクブランク。 - 【請求項３】 上記位相シフト膜が、透過する露光光の
位相を１８０±５度変換し、かつ透過率が３〜４０％で
ある請求項１又は２記載の位相シフトマスクブランク。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項記載の位
相シフトマスクブランクをリソグラフィ法によりパター
ン形成して得られることを特徴とする位相シフトマス
ク。 - 【請求項５】 透明基板上に金属とシリコンを主成分と
した位相シフト膜を少なくとも一層設けてなる位相シフ
トマスクブランクの製造方法において、ターゲットとし
てモリブデン及びシリコンを含むターゲットを用い、ス
パッタガスとして炭素を含むスパッタガスを用いて反応
性スパッタリングを行う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。 - 【請求項６】 上記位相シフトマスクブランクにパター
ンを形成する際の反応性イオンエッチングにおける上記
透明基板のエッチングレート（Ａ）に対する位相シフト
膜のエッチングレート（Ｂ）の比であるエッチング選択
比（Ｂ／Ａ）が５．０以上である請求項５記載の位相シ
フトマスクブランクの製造方法。 - 【請求項７】 上記炭素を含むガスとして二酸化炭素を
用いて反応性スパッタリングを行う請求項５又は６記載
の位相シフトマスクブランクの製造方法。 - 【請求項８】 上記位相シフト膜が、透過する露光光の
位相を１８０±５度変換し、かつ透過率が３〜４０％で
ある請求項５，６又は７記載の位相シフトマスクブラン
クの製造方法。 - 【請求項９】 請求項５乃至８のいずれか１項記載の方
法により製造された位相シフトマスクブランクに対して
リソグラフィ法によりパターニングを行うことを特徴と
する位相シフトマスクの製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000212782A JP2002023342A (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及びこれらの製造方法 |
| EP01305979A EP1172692B1 (en) | 2000-07-13 | 2001-07-11 | Phase shift mask blank, phase shift mask, and methods of manufacture |
| DE60105904T DE60105904T2 (de) | 2000-07-13 | 2001-07-11 | Rohling für Phasenschiebermaske, Phasenschiebermaske und Verfahren zu deren Herstellung |
| US09/902,645 US6641958B2 (en) | 2000-07-13 | 2001-07-12 | Phase shift mask blank, phase shift mask, and methods of manufacture |
| TW090117115A TW520462B (en) | 2000-07-13 | 2001-07-12 | Phase shift mask blank, phase shift mask, and methods of manufacturing the same |
| KR1020010041873A KR100552876B1 (ko) | 2000-07-13 | 2001-07-12 | 위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크 및이들의 제조 방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000212782A JP2002023342A (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及びこれらの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=18708650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000212782A Pending JP2002023342A (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及びこれらの製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2002023342A (ja) |
| KR (1) | KR100552876B1 (ja) |
| DE (1) | DE60105904T2 (ja) |
| TW (1) | TW520462B (ja) |
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| JP2011164566A (ja) * | 2010-02-12 | 2011-08-25 | S&S Tech Corp | ハーフトーン型位相反転ブランクマスク、ハーフトーン型位相反転フォトマスク及びその製造方法 |
| JP2011232725A (ja) * | 2010-04-23 | 2011-11-17 | Sandos Tech Co Ltd | ブランクマスク、フォトマスク及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100669862B1 (ko) * | 2000-11-13 | 2007-01-17 | 삼성전자주식회사 | 반도체 장치의 미세패턴 형성방법 |
| JP4600629B2 (ja) * | 2001-06-26 | 2010-12-15 | 信越化学工業株式会社 | 位相シフトマスクブランク及びその製造方法 |
| US7011910B2 (en) * | 2002-04-26 | 2006-03-14 | Hoya Corporation | Halftone-type phase-shift mask blank, and halftone-type phase-shift mask |
| WO2004088421A1 (ja) | 2003-03-31 | 2004-10-14 | Hoya Corporation | マスクブランクス、マスクブランクスの製造方法、転写マスクの製造方法及び半導体装置の製造方法 |
| KR100546365B1 (ko) * | 2003-08-18 | 2006-01-26 | 삼성전자주식회사 | 블랭크 포토마스크 및 이를 사용한 포토마스크의 제조방법 |
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| JP3397933B2 (ja) * | 1995-03-24 | 2003-04-21 | アルバック成膜株式会社 | 位相シフトフォトマスクブランクス、位相シフトフォトマスク、及びそれらの製造方法。 |
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| US5942356A (en) * | 1996-03-30 | 1999-08-24 | Hoya Corporation | Phase shift mask and phase shift mask blank |
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-
2000
- 2000-07-13 JP JP2000212782A patent/JP2002023342A/ja active Pending
-
2001
- 2001-07-11 DE DE60105904T patent/DE60105904T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-07-11 EP EP01305979A patent/EP1172692B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-07-12 TW TW090117115A patent/TW520462B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-07-12 KR KR1020010041873A patent/KR100552876B1/ko active IP Right Review Request
- 2001-07-12 US US09/902,645 patent/US6641958B2/en not_active Expired - Lifetime
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