JP2002156742A - 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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- JP2002156742A JP2002156742A JP2000352340A JP2000352340A JP2002156742A JP 2002156742 A JP2002156742 A JP 2002156742A JP 2000352340 A JP2000352340 A JP 2000352340A JP 2000352340 A JP2000352340 A JP 2000352340A JP 2002156742 A JP2002156742 A JP 2002156742A
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 透明基板上に少なくとも一層の位相シフ
ト膜を設けてなる位相シフトマスクブランクにおいて、
上記位相シフト膜が金属とシリコンを主成分とすると共
に、この位相シフト膜が空気中又は酸素雰囲気中２５０
〜３５０℃で９０〜１５０分加熱処理することによって
得られたものであることを特徴とする位相シフトマスク
ブランク。 【効果】 本発明によれば、位相シフト膜に耐エキシマ
レーザー性が付与され、紫外又は遠紫外域のエキシマレ
ーザー光を長時間照射しても光学的特性が変化しない高
品質な位相シフトマスマスクブランク及び位相シフトマ
スクが得られる。
ト膜を設けてなる位相シフトマスクブランクにおいて、
上記位相シフト膜が金属とシリコンを主成分とすると共
に、この位相シフト膜が空気中又は酸素雰囲気中２５０
〜３５０℃で９０〜１５０分加熱処理することによって
得られたものであることを特徴とする位相シフトマスク
ブランク。 【効果】 本発明によれば、位相シフト膜に耐エキシマ
レーザー性が付与され、紫外又は遠紫外域のエキシマレ
ーザー光を長時間照射しても光学的特性が変化しない高
品質な位相シフトマスマスクブランク及び位相シフトマ
スクが得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路、
ＣＣＤ（電荷結合素子）、ＬＣＤ（液晶表示素子）用カ
ラーフィルター、及び磁気ヘッド等の微細加工を行うフ
ォトリソグラフィー工程に好適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。
ＣＣＤ（電荷結合素子）、ＬＣＤ（液晶表示素子）用カ
ラーフィルター、及び磁気ヘッド等の微細加工を行うフ
ォトリソグラフィー工程に好適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】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。
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（Ａ），（Ｂ）に示
したように、基板１上のパターン部分を形成している位
相シフター部２ａと、この位相シフター部２ａの存在し
ない基板露出部１ａとからなり、両者を透過してくる光
の位相差を図６（Ｂ）に示したように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（Ａ），（Ｂ）に示
したように、基板１上のパターン部分を形成している位
相シフター部２ａと、この位相シフター部２ａの存在し
ない基板露出部１ａとからなり、両者を透過してくる光
の位相差を図６（Ｂ）に示したように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
長に対し透明なマスクである。一方、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
長に対し透明なマスクである。一方、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
的な構造をそれぞれ示す。図１に示したハーフトーン型
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上にハーフトーン型位相シフト膜２を形成したもの
である。また、図２に示したハーフトーン型位相シフト
マスクは、上記シフト膜２をパターニングして、マスク
上のパターン部分を形成するハーフトーン型位相シフタ
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
的な構造をそれぞれ示す。図１に示したハーフトーン型
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上にハーフトーン型位相シフト膜２を形成したもの
である。また、図２に示したハーフトーン型位相シフト
マスクは、上記シフト膜２をパターニングして、マスク
上のパターン部分を形成するハーフトーン型位相シフタ
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（図６（Ａ），（Ｂ）参照）。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ている。従っ
て、位相シフター部２ａは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（図６（Ａ），（Ｂ）参照）。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ている。従っ
て、位相シフター部２ａは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
マスクが提案されており、このような単層型のハーフト
ーン型位相シフトマスクとして、モリブデンシリサイド
酸化物（ＭｏＳｉＯ）、モリブデンシリサイド酸化窒化
物（ＭｏＳｉＯＮ）からなる位相シフト膜を有するもの
などが提案されている（特開平７−１４０６３５号公報
等）。
ては、構造が簡単な単層型のハーフトーン型位相シフト
マスクが提案されており、このような単層型のハーフト
ーン型位相シフトマスクとして、モリブデンシリサイド
酸化物（ＭｏＳｉＯ）、モリブデンシリサイド酸化窒化
物（ＭｏＳｉＯＮ）からなる位相シフト膜を有するもの
などが提案されている（特開平７−１４０６３５号公報
等）。
【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、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する方法が用いられる。このリソ
グラフィ法は、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ものである。
法としては、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する方法が用いられる。このリソ
グラフィ法は、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ものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、位相シ
フトマスクは透明基板上に位相シフトパターンを設け、
位相シフト領域で位相差及び透過率が適切な値でないと
十分な転写効果が得られない。通常位相シフト膜はスパ
ッタリング法により成膜し、所望の屈折率や消衰係数を
得るが、成膜後の位相シフト膜は概して中間的な組成、
即ち半結合状態である場合が多い。そのため回路パター
ンをウェハに転写する際使用される紫外及び遠紫外域の
エキシマレーザー光によって、位相シフト膜の光学的特
性、特に透過率が著しく低下し、パターンの転写精度に
悪影響を及ぼすことが問題点として挙げられる。
フトマスクは透明基板上に位相シフトパターンを設け、
位相シフト領域で位相差及び透過率が適切な値でないと
十分な転写効果が得られない。通常位相シフト膜はスパ
ッタリング法により成膜し、所望の屈折率や消衰係数を
得るが、成膜後の位相シフト膜は概して中間的な組成、
即ち半結合状態である場合が多い。そのため回路パター
ンをウェハに転写する際使用される紫外及び遠紫外域の
エキシマレーザー光によって、位相シフト膜の光学的特
性、特に透過率が著しく低下し、パターンの転写精度に
悪影響を及ぼすことが問題点として挙げられる。
【００１２】本発明は上記問題点を改善するためになさ
れたもので、位相シフト膜を成膜後、加熱処理すること
により、エキシマレーザー光を長時間照射しても光学特
性が変化しない高品質な位相シフトマスクブランク、位
相シフトマスクおよびこれらの製造方法を提供すること
を目的とする。
れたもので、位相シフト膜を成膜後、加熱処理すること
により、エキシマレーザー光を長時間照射しても光学特
性が変化しない高品質な位相シフトマスクブランク、位
相シフトマスクおよびこれらの製造方法を提供すること
を目的とする。
【００１３】
【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、露光波長に対して透明な基板上に少なくとも一層の
位相シフト膜を設けてなる位相シフトマスクブランクに
おいて、位相シフト膜を金属とシリコンを主成分とする
こと、特にモリブデンシリサイド酸化炭化物（ＭｏＳｉ
ＯＣ）又はモリブデンシリサイド酸化窒化炭化物（Ｍｏ
ＳｉＯＮＣ）にて形成すること、そしてこの位相シフト
膜を空気中もしくは酸素雰囲気中加熱処理することによ
り、耐エキシマレーザー光性が付与され、エキシマレー
ザー光を長時間照射しても光学的特性の劣化が少ない位
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。
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、露光波長に対して透明な基板上に少なくとも一層の
位相シフト膜を設けてなる位相シフトマスクブランクに
おいて、位相シフト膜を金属とシリコンを主成分とする
こと、特にモリブデンシリサイド酸化炭化物（ＭｏＳｉ
ＯＣ）又はモリブデンシリサイド酸化窒化炭化物（Ｍｏ
ＳｉＯＮＣ）にて形成すること、そしてこの位相シフト
膜を空気中もしくは酸素雰囲気中加熱処理することによ
り、耐エキシマレーザー光性が付与され、エキシマレー
ザー光を長時間照射しても光学的特性の劣化が少ない位
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。
【００１４】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。
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。
【００１５】請求項１：透明基板上に少なくとも一層の
位相シフト膜を設けてなる位相シフトマスクブランクに
おいて、上記位相シフト膜が金属とシリコンを主成分と
すると共に、この位相シフト膜が空気中又は酸素雰囲気
中２５０〜３５０℃で９０〜１５０分加熱処理すること
によって得られたものであることを特徴とする位相シフ
トマスクブランク。
位相シフト膜を設けてなる位相シフトマスクブランクに
おいて、上記位相シフト膜が金属とシリコンを主成分と
すると共に、この位相シフト膜が空気中又は酸素雰囲気
中２５０〜３５０℃で９０〜１５０分加熱処理すること
によって得られたものであることを特徴とする位相シフ
トマスクブランク。
【００１６】請求項２：上記位相シフト膜が、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
窒化炭化物で形成された請求項１記載の位相シフトマス
クブランク。
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
窒化炭化物で形成された請求項１記載の位相シフトマス
クブランク。
【００１７】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°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。
露光光の位相を１８０±５°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。
【００１８】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にパターニングを行う
ことによって得られた位相シフトマスク。
記載の位相シフトマスクブランクにパターニングを行う
ことによって得られた位相シフトマスク。
【００１９】請求項５：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製造する方法におい
て、モリブデン及びシリコンを主成分として含むターゲ
ットを用いると共に、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により位相シフト膜を
成膜後、空気中又は酸素雰囲気中２５０〜３５０℃で９
０〜１５０分加熱処理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。
記載の位相シフトマスクブランクを製造する方法におい
て、モリブデン及びシリコンを主成分として含むターゲ
ットを用いると共に、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により位相シフト膜を
成膜後、空気中又は酸素雰囲気中２５０〜３５０℃で９
０〜１５０分加熱処理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。
【００２０】請求項６：上記炭素を含むスパッタガスと
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記載の位相シフトマスクブランクの製造方法。
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記載の位相シフトマスクブランクの製造方法。
【００２１】請求項７：請求項５又は６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。
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。
【００２２】本発明によれば、位相シフトマスクブラン
ク及び位相シフトマスクにおける位相シフト膜の耐エキ
シマレーザー性が付与される。その結果、紫外及び遠紫
外エキシマレーザー光を長時間照射しても光学的特性の
変化を小さくすることができ、高品質な位相シフトマス
クが得られ、露光プロセスの安定性が向上し、所望とす
る微細な幅のパターンを正確に形成することができ、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。
ク及び位相シフトマスクにおける位相シフト膜の耐エキ
シマレーザー性が付与される。その結果、紫外及び遠紫
外エキシマレーザー光を長時間照射しても光学的特性の
変化を小さくすることができ、高品質な位相シフトマス
クが得られ、露光プロセスの安定性が向上し、所望とす
る微細な幅のパターンを正確に形成することができ、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。
【００２３】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。
る。
【００２４】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た位相シフト膜２を成膜したも
のであり、この位相シフト膜２を空気中もしくは酸素雰
囲気中において２５０〜３５０℃で９０〜１５０分加熱
処理することを特徴とし、これにより耐エキシマレーザ
ー性が付与され、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を得ることができるものである。
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た位相シフト膜２を成膜したも
のであり、この位相シフト膜２を空気中もしくは酸素雰
囲気中において２５０〜３５０℃で９０〜１５０分加熱
処理することを特徴とし、これにより耐エキシマレーザ
ー性が付与され、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を得ることができるものである。
【００２５】具体的には、位相シフト膜としては、金属
とシリコンを主成分とするもの、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）で形成したもの
が好ましい。
とシリコンを主成分とするもの、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）で形成したもの
が好ましい。
【００２６】また、上記位相シフト膜は、透過する露光
光の位相を１８０±５°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、合成
石英ガラス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°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、合成
石英ガラス又は二酸化珪素を主成分とするものが好まし
い。
【００２７】本発明において、位相シフト膜は単層のみ
ではなく、図３，４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ブランク及び位相
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，ＣｒＣＯＮ等のＣｒ系
膜を用いることが好ましい。
ではなく、図３，４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ブランク及び位相
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，ＣｒＣＯＮ等のＣｒ系
膜を用いることが好ましい。
【００２８】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とが好適である。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、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃ
ｏ、Ｃｒ又はＮｉなどが挙げられるが、これらの中でも
モリブデン（Ｍｏ）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とが好適である。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、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃ
ｏ、Ｃｒ又はＮｉなどが挙げられるが、これらの中でも
モリブデン（Ｍｏ）が好ましい。
【００２９】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。
【００３０】位相シフト膜を成膜する際のスパッタガス
の組成は、アルゴン等の不活性ガスに酸素ガス、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及び
膜応力を持つように、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は、
メタン等の各種炭化水素ガス、一酸化炭素、二酸化炭素
の酸化炭素ガスなどが挙げられるが、二酸化炭素は炭素
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。
の組成は、アルゴン等の不活性ガスに酸素ガス、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及び
膜応力を持つように、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は、
メタン等の各種炭化水素ガス、一酸化炭素、二酸化炭素
の酸化炭素ガスなどが挙げられるが、二酸化炭素は炭素
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。
【００３１】ＭｏＳｉＯＣ又はＭｏＳｉＯＮＣを成膜す
る際のスパッタガスの組成は、アルゴン等の不活性ガス
に炭素を含む混合ガスが好適に用いられるが、これら以
外にも酸素ガス、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及び膜応力を持つよう
に、適宜添加することができる。
る際のスパッタガスの組成は、アルゴン等の不活性ガス
に炭素を含む混合ガスが好適に用いられるが、これら以
外にも酸素ガス、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及び膜応力を持つよう
に、適宜添加することができる。
【００３２】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とを
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。また、ＭｏＳｉＯＮＣ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、アルゴ
ンガスと二酸化炭素ガスと窒素ガスとを含むスパッタガ
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とを
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。また、ＭｏＳｉＯＮＣ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、アルゴ
ンガスと二酸化炭素ガスと窒素ガスとを含むスパッタガ
スで反応性スパッタリングを行うことが好ましい。
【００３３】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。
【００３４】ここで、ＭｏＳｉＯＣ膜の組成は特に制限
されないが、Ｍｏ ５〜２５原子％、Ｓｉ １５〜４０
原子％、Ｏ ４０〜７０原子％、Ｃ １〜２０原子％と
することが好ましく、ＭｏＳｉＯＮＣ膜の組成は、Ｍｏ
５〜２５原子％、Ｓｉ １５〜４０原子％、Ｏ ４０
〜７０原子％、Ｎ ５〜３０原子％、Ｃ １〜２０原子
％とすることが好ましい。
されないが、Ｍｏ ５〜２５原子％、Ｓｉ １５〜４０
原子％、Ｏ ４０〜７０原子％、Ｃ １〜２０原子％と
することが好ましく、ＭｏＳｉＯＮＣ膜の組成は、Ｍｏ
５〜２５原子％、Ｓｉ １５〜４０原子％、Ｏ ４０
〜７０原子％、Ｎ ５〜３０原子％、Ｃ １〜２０原子
％とすることが好ましい。
【００３５】上記方法により、透明基板上に形成された
位相シフト膜を空気中又は酸素雰囲気中で、オーブン又
はホットプレートにて加熱処理する。図７に加熱処理後
の位相差および透過率の変化量、図８に加熱処理後のエ
キシマレーザー光の照射前後での位相差および透過率の
変化量を示す。
位相シフト膜を空気中又は酸素雰囲気中で、オーブン又
はホットプレートにて加熱処理する。図７に加熱処理後
の位相差および透過率の変化量、図８に加熱処理後のエ
キシマレーザー光の照射前後での位相差および透過率の
変化量を示す。
【００３６】加熱処理温度は２５０〜３５０℃、好まし
くは２８０〜３２０℃である。加熱処理温度が２５０℃
未満では、図８に示すようにエキシマレーザー光照射後
で光学的特性が大きく変化している。また、加熱処理温
度が３５０℃を超えると光学的特性が大きく変化する。
この結果から、加熱処理温度は２８０〜３２０℃が好ま
しい。図１０にレーザー照射前後における深さ方向での
酸素の濃度分布を示す。図７に示すように加熱温度が高
くなると透過率も高くなるのは、ＭｏＯ2がＭｏＯ3と酸
化されるためである。これは図１０に示すように加熱温
度が高くなると膜内の酸素濃度が高くなることで実証さ
れる。加熱温度が十分でないと膜内のＭｏＯ2全量の酸
化が不十分なため膜内にはまだＭｏＯ2が大量に存在す
る。そこでレーザーを照射するとＭｏＯ2が酸化するに
は十分なエネルギーが与えられるため、膜内の一部のＭ
ｏＯ2が酸化されるため透過率が高くなる。レーザーエ
ネルギーと同等の加熱エネルギーを与えるとそれ以上Ｍ
ｏＯ2は酸化されなくなるため、レーザーを照射しても
透過率が変化しなくなる。また、図９は加熱処理時間と
加熱処理後でエキシマレーザー光照射した前後での光学
的特性の変化を示す。加熱処理時間が９０分を超えると
エキシマレーザー光照射前後の光学的特性の変化が極め
て小さくなる。この結果から、加熱処理時間は９０〜１
５０分、好ましくは１２０〜１５０分である。
くは２８０〜３２０℃である。加熱処理温度が２５０℃
未満では、図８に示すようにエキシマレーザー光照射後
で光学的特性が大きく変化している。また、加熱処理温
度が３５０℃を超えると光学的特性が大きく変化する。
この結果から、加熱処理温度は２８０〜３２０℃が好ま
しい。図１０にレーザー照射前後における深さ方向での
酸素の濃度分布を示す。図７に示すように加熱温度が高
くなると透過率も高くなるのは、ＭｏＯ2がＭｏＯ3と酸
化されるためである。これは図１０に示すように加熱温
度が高くなると膜内の酸素濃度が高くなることで実証さ
れる。加熱温度が十分でないと膜内のＭｏＯ2全量の酸
化が不十分なため膜内にはまだＭｏＯ2が大量に存在す
る。そこでレーザーを照射するとＭｏＯ2が酸化するに
は十分なエネルギーが与えられるため、膜内の一部のＭ
ｏＯ2が酸化されるため透過率が高くなる。レーザーエ
ネルギーと同等の加熱エネルギーを与えるとそれ以上Ｍ
ｏＯ2は酸化されなくなるため、レーザーを照射しても
透過率が変化しなくなる。また、図９は加熱処理時間と
加熱処理後でエキシマレーザー光照射した前後での光学
的特性の変化を示す。加熱処理時間が９０分を超えると
エキシマレーザー光照射前後の光学的特性の変化が極め
て小さくなる。この結果から、加熱処理時間は９０〜１
５０分、好ましくは１２０〜１５０分である。
【００３７】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、空気雰囲気中で、オ
ーブンにて位相シフト膜１２を加熱処理し、この加熱処
理された位相シフト膜上にレジスト膜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をドライエッチング又はウェットエッチングした
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）、レジスト膜の除去及びエ
ッチングは、公知の方法により行うことができる。
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、空気雰囲気中で、オ
ーブンにて位相シフト膜１２を加熱処理し、この加熱処
理された位相シフト膜上にレジスト膜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をドライエッチング又はウェットエッチングした
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）、レジスト膜の除去及びエ
ッチングは、公知の方法により行うことができる。
【００３８】このようにして得られる本発明の位相シフ
トマスクは、紫外又は遠紫外域のエキシマレーザー光を
照射しても位相シフト膜の光学的特性の劣化が小さく、
露光プロセスの安定性が向上し、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、紫外又は遠紫外域のエキシマレーザー光を
照射しても位相シフト膜の光学的特性の劣化が小さく、
露光プロセスの安定性が向上し、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。
【００３９】
【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。
【００４０】［実施例１］スパッタリング装置を用い
て、石英基板上にＭｏＳｉＯＮＣ膜を膜厚１４０ｎｍに
成膜した。この際、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との混合ガスを用いて、反応性スパ
ッタを行った。得られた位相シフト膜を空気雰囲気下の
オーブン（ＢＡＲＮＳＴＥＡＤ／ＴＨＥＲＭＯＬＹＮＥ
社製 ＨＰＡ１９１４Ｂ）中に置き、３００℃で１２０
分加熱した。自然冷却後、光学特性を測定した。その
後、ＫｒＦエキシマレーザー光（２４８ｎｍ）８ｋＪ／
ｃｍ2のエネルギーを１時間４４分照射した。次いで、
光学的特性を測定（レーザーテック（株）社製 ＭＰＭ
−２４８）し、ＫｒＦエキシマレーザー光照射前後で光
学特性を比較したところ、位相差が１７９．８３°から
１７９．８５°、透過率が７．２０％から７．３１％と
ほぼ同等の特性値が得られた。
て、石英基板上にＭｏＳｉＯＮＣ膜を膜厚１４０ｎｍに
成膜した。この際、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との混合ガスを用いて、反応性スパ
ッタを行った。得られた位相シフト膜を空気雰囲気下の
オーブン（ＢＡＲＮＳＴＥＡＤ／ＴＨＥＲＭＯＬＹＮＥ
社製 ＨＰＡ１９１４Ｂ）中に置き、３００℃で１２０
分加熱した。自然冷却後、光学特性を測定した。その
後、ＫｒＦエキシマレーザー光（２４８ｎｍ）８ｋＪ／
ｃｍ2のエネルギーを１時間４４分照射した。次いで、
光学的特性を測定（レーザーテック（株）社製 ＭＰＭ
−２４８）し、ＫｒＦエキシマレーザー光照射前後で光
学特性を比較したところ、位相差が１７９．８３°から
１７９．８５°、透過率が７．２０％から７．３１％と
ほぼ同等の特性値が得られた。
【００４１】[実施例２]実施例１と同じように位相シフ
ト膜を成膜後、得られた位相シフト膜を空気雰囲気下の
オーブン（ＢＡＲＮＳＴＥＡＤ／ＴＨＥＲＭＯＬＹＮＥ
社製ＨＰＡ１９１４Ｂ）中に置き、３２０℃で１２０分
加熱した以外は実施例１と同条件で行った。ＫｒＦエキ
シマレーザー光照射前後で光学特性を比較したところ、
位相差が１７９．８６°から１８０．０１°、透過率が
７．１８％から７．１１％とほぼ同等の特性値が得られ
た。
ト膜を成膜後、得られた位相シフト膜を空気雰囲気下の
オーブン（ＢＡＲＮＳＴＥＡＤ／ＴＨＥＲＭＯＬＹＮＥ
社製ＨＰＡ１９１４Ｂ）中に置き、３２０℃で１２０分
加熱した以外は実施例１と同条件で行った。ＫｒＦエキ
シマレーザー光照射前後で光学特性を比較したところ、
位相差が１７９．８６°から１８０．０１°、透過率が
７．１８％から７．１１％とほぼ同等の特性値が得られ
た。
【００４２】［比較例１］実施例１と同じように位相シ
フト膜を成膜した後、光学特性を測定した。その後、Ｋ
ｒＦエキシマレーザー光（２４８ｎｍ）８ｋＪ／ｃｍ2
のエネルギーを１時間４４分照射した。次いで、光学特
性を測定し、エキシマレーザー光照射前後で光学的特性
を比較したところ、位相差が１７９．８３°から１７
８．７２°、透過率が７．２０％から７．６６％の特性
値が得られた。
フト膜を成膜した後、光学特性を測定した。その後、Ｋ
ｒＦエキシマレーザー光（２４８ｎｍ）８ｋＪ／ｃｍ2
のエネルギーを１時間４４分照射した。次いで、光学特
性を測定し、エキシマレーザー光照射前後で光学的特性
を比較したところ、位相差が１７９．８３°から１７
８．７２°、透過率が７．２０％から７．６６％の特性
値が得られた。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、位相シフト膜に耐エキ
シマレーザー性が付与され、紫外又は遠紫外域のエキシ
マレーザー光を長時間照射しても光学的特性が変化しな
い高品質な位相シフトマスマスクブランク及び位相シフ
トマスクが得られる。
シマレーザー性が付与され、紫外又は遠紫外域のエキシ
マレーザー光を長時間照射しても光学的特性が変化しな
い高品質な位相シフトマス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かかる位相シフトマスクブ
ランクの断面図である。
ランクの断面図である。
【図２】本発明の一実施例にかかる位相シフトマスクの
断面図である。
断面図である。
【図３】本発明の他の実施例にかかる位相シフトマスク
ブランクの断面図である。
ブランクの断面図である。
【図４】本発明の他の実施例にかかる位相シフトマスク
の断面図である。
の断面図である。
【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。
【図７】所望の加熱温度処理後の２４８ｎｍにおける位
相差および透過率特性の変化量を示したグラフである。
相差および透過率特性の変化量を示したグラフである。
【図８】所望の加熱温度で１２０分処理後の２４８ｎｍ
における位相差および透過率特性の変化量を示したグラ
フである。
における位相差および透過率特性の変化量を示したグラ
フである。
【図９】加熱温度３００℃における所望の加熱時間処理
後の２４８ｎｍにおける位相差および透過率特性値の変
化を示したグラフである。
後の２４８ｎｍにおける位相差および透過率特性値の変
化を示したグラフである。
【図１０】所望の加熱温度で１２０分処理後の位相シフ
ト膜厚方向での酸素濃度の分布を示したグラフである。
ト膜厚方向での酸素濃度の分布を示したグラフである。
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 ４ 遮光膜 １３ レジスト膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 保 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 渡辺 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
Claims (7)
- 【請求項１】 透明基板上に少なくとも一層の位相シフ
ト膜を設けてなる位相シフトマスクブランクにおいて、
上記位相シフト膜が金属とシリコンを主成分とすると共
に、この位相シフト膜が空気中又は酸素雰囲気中２５０
〜３５０℃で９０〜１５０分加熱処理することによって
得られたもの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】 上記位相シフト膜が、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
物で形成された請求項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°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にパターニングを行うことによ
って得られた位相シフトマスク。 - 【請求項５】 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製造する方法において、モリ
ブデン及びシリコンを主成分として含むターゲットを用
いると共に、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により位相シフト膜を成膜後、
空気中又は酸素雰囲気中２５０〜３５０℃で９０〜１５
０分加熱処理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。 - 【請求項６】 上記炭素を含むスパッタガスとして二酸
化炭素を用いて反応性スパッタリングを行う請求項５記
載の位相シフトマスクブランクの製造方法。 - 【請求項７】 請求項５又は６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 (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000352340A JP2002156742A (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000352340A JP2002156742A (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 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 |
|---|---|
| JP2002156742A true JP2002156742A (ja) | 2002-05-31 |
Family
ID=18825256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000352340A Pending JP2002156742A (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 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 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002156742A (ja) |
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-
2000
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