JP2002189283A - 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及び位相シフトマスクの製造方法 - Google Patents
位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及び位相シフトマスクの製造方法Info
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- 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
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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
ターを形成してなる位相シフトマスクブランクにおい
て、上記位相シフターをフッ素ドープした金属シリサイ
ドを主成分とする膜で形成したことを特徴とする位相シ
フトマスクブランク、位相シフトマスク及び位相シフト
マスクの製造方法を提供する。 【効果】 本発明によれば、短波長の光源であっても十
分な透過率と経時安定性を有し、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高性能
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。
ターを形成してなる位相シフトマスクブランクにおい
て、上記位相シフターをフッ素ドープした金属シリサイ
ドを主成分とする膜で形成したことを特徴とする位相シ
フトマスクブランク、位相シフトマスク及び位相シフト
マスクの製造方法を提供する。 【効果】 本発明によれば、短波長の光源であっても十
分な透過率と経時安定性を有し、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高性能
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。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規な位相シフタ
ー材料を用いた位相シフトマスクブランク、位相シフト
マスク及び位相シフトマスクの製造方法に関する。
ー材料を用いた位相シフトマスクブランク、位相シフト
マスク及び位相シフトマスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
ハーフトーン型位相シフトマスクとしては、モリブデン
シリサイド系のものがシフター材料として実用化されて
いる。また、酸化クロム系の材料なども用いられてい
る。
ハーフトーン型位相シフトマスクとしては、モリブデン
シリサイド系のものがシフター材料として実用化されて
いる。また、酸化クロム系の材料なども用いられてい
る。
【０００３】このハーフトーン型位相シフトマスクは、
図１０（Ａ），（Ｂ）に示したように、石英基板ａ上に
光の位相を変化させるシフターｂを設けることにより、
シフターｂを通過して位相が変わった光と、シフターｂ
を通過せずに位相の変わっていない光との干渉作用を利
用して、解像力を向上させるものである。
図１０（Ａ），（Ｂ）に示したように、石英基板ａ上に
光の位相を変化させるシフターｂを設けることにより、
シフターｂを通過して位相が変わった光と、シフターｂ
を通過せずに位相の変わっていない光との干渉作用を利
用して、解像力を向上させるものである。
【０００４】近年、ＬＳＩの高集積化と高速度化に伴
い、パターンルールのより微細化が求められており、そ
のパターン形成に用いられるフォトマスクについてもよ
り微細化することが求められてきている。
い、パターンルールのより微細化が求められており、そ
のパターン形成に用いられるフォトマスクについてもよ
り微細化することが求められてきている。
【０００５】位相シフトマスクについてもこの要求に応
えるべく開発が進められており、より微細化を図るため
には、マスク製造時に用いる光源の露光波長をＩ線（３
６５ｎｍ）からＫｒＦエキシマレーザー光（２４８ｎ
ｍ）へ、更にＡｒＦエキシマレーザー光（１９３ｎｍ）
へ、もっと先にはＦ2レーザー光（１５７ｎｍ）へと短
波長化していく必要がある。
えるべく開発が進められており、より微細化を図るため
には、マスク製造時に用いる光源の露光波長をＩ線（３
６５ｎｍ）からＫｒＦエキシマレーザー光（２４８ｎ
ｍ）へ、更にＡｒＦエキシマレーザー光（１９３ｎｍ）
へ、もっと先にはＦ2レーザー光（１５７ｎｍ）へと短
波長化していく必要がある。
【０００６】これは、リソグラフィーにおける解像度
は、下記レイリーの式で表わされるように、露光波長の
大きさに比例するためである。 レイリーの式：Ｒ＝ｋλ／ＮＡ （但し、Ｒは解像力、ｋはプロセス係数、λは波長、Ｎ
Ａはレンズの開口数である。）
は、下記レイリーの式で表わされるように、露光波長の
大きさに比例するためである。 レイリーの式：Ｒ＝ｋλ／ＮＡ （但し、Ｒは解像力、ｋはプロセス係数、λは波長、Ｎ
Ａはレンズの開口数である。）
【０００７】しかしながら、これまで主に使われてきた
モリブデンシリサイド系のシフター膜では、ＡｒＦエキ
シマレーザー光（１９３ｎｍ）やＦ2レーザー光（１５
７ｎｍ）の領域の短波長の光をほとんど透過できない
程、吸収係数が大きいため、これらの露光光源の短波長
化に対応できないという問題があった。
モリブデンシリサイド系のシフター膜では、ＡｒＦエキ
シマレーザー光（１９３ｎｍ）やＦ2レーザー光（１５
７ｎｍ）の領域の短波長の光をほとんど透過できない
程、吸収係数が大きいため、これらの露光光源の短波長
化に対応できないという問題があった。
【０００８】また、クロム系のシフター膜については、
クロム金属だけでは金属であるため、透過率がほとんど
なく、クロム金属に酸素、窒素、炭素を添加した場合で
も１９３ｎｍ以下の短波長領域での位相シフター材に要
求される十分な透過率（例えば３〜４０％）を得ること
は困難であった。
クロム金属だけでは金属であるため、透過率がほとんど
なく、クロム金属に酸素、窒素、炭素を添加した場合で
も１９３ｎｍ以下の短波長領域での位相シフター材に要
求される十分な透過率（例えば３〜４０％）を得ること
は困難であった。
【０００９】更に、１９３ｎｍ以下の短波長の光は、従
来使われてきた３６５ｎｍや２４８ｎｍの光に比べて遥
かに高エネルギーであるため、マスクの基板やレンズ硝
材と同様に位相シフター材も経時劣化を起こしやすく、
高エネルギー照射に耐えうる素材の開発が望まれてい
た。
来使われてきた３６５ｎｍや２４８ｎｍの光に比べて遥
かに高エネルギーであるため、マスクの基板やレンズ硝
材と同様に位相シフター材も経時劣化を起こしやすく、
高エネルギー照射に耐えうる素材の開発が望まれてい
た。
【００１０】一方、位相シフター材としては、シフター
層を通過した光はシフター層を通過しない光に対して１
８０度位相を変換させる必要があるが、シフター層パタ
ーンのトポグラフィーを考慮した場合、シフター膜の厚
さは、式（１） Ｄ＝λ／２（ｎ−１） …（１） （但し、Ｄは１８０度位相シフトのためのシフター膜
厚、ｎはシフター材料の屈折率、λは透過波長であ
る。）に示した膜厚Ｄになるように成膜され、屈折率が
高い材料であった方が１８０度位相変換に必要な膜厚
（段差）を小さくできる点から好ましい。
層を通過した光はシフター層を通過しない光に対して１
８０度位相を変換させる必要があるが、シフター層パタ
ーンのトポグラフィーを考慮した場合、シフター膜の厚
さは、式（１） Ｄ＝λ／２（ｎ−１） …（１） （但し、Ｄは１８０度位相シフトのためのシフター膜
厚、ｎはシフター材料の屈折率、λは透過波長であ
る。）に示した膜厚Ｄになるように成膜され、屈折率が
高い材料であった方が１８０度位相変換に必要な膜厚
（段差）を小さくできる点から好ましい。
【００１１】しかしながら、従来のクロム系やモリブデ
ンシリサイド系のシフター材では、露光波長の短波長
化、即ち、１９３ｎｍ以下の短波長光に対し、高い屈折
率が得られず、このため膜厚が大きくなり、１８０度の
位相変換が困難であるという問題があった。
ンシリサイド系のシフター材では、露光波長の短波長
化、即ち、１９３ｎｍ以下の短波長光に対し、高い屈折
率が得られず、このため膜厚が大きくなり、１８０度の
位相変換が困難であるという問題があった。
【００１２】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、従来のハーフトーン型位相シフトマスクが持ってい
た問題点を解決し得、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位相シフトマスクの製
造方法を提供することを目的とする。
で、従来のハーフトーン型位相シフトマスクが持ってい
た問題点を解決し得、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位相シフトマスクの製
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、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、フッ素ドープした金属シリサイドを主成分とする位
相シフター、特にフッ素ドープしたクロムシリサイド、
フッ素ドープしたモリブデンシリサイド、又はフッ素ド
ープしたガドリニウムガリウムシリサイドを主成分とす
る位相シフターを形成してなる位相シフトマスクブラン
ク及び位相シフトマスクが、従来の位相シフター材料と
して使われてきたクロム系やモリブデンシリサイド系で
は達成し得ないＡｒＦエキシマレーザー光やＦ2レーザ
ー光のような１９３ｎｍ以下の短波長で３〜４０％とい
う高い透過率を有すると共に、高エネルギー照射下での
耐久性に優れ、経時安定性を改善できること、更に、フ
ッ素ドープした金属シリサイド膜は、屈折率が高いた
め、比較的薄い膜厚で透過光を１８０度位相シフトさせ
ることができ、シフター膜厚による露光の影響（主に焦
点深度等）を極力抑えることができ、従来のハーフトー
ン型位相シフトマスクが持っていた問題点を効果的に解
決し得、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ことを見出し、本発明をなすに
至った。
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、フッ素ドープした金属シリサイドを主成分とする位
相シフター、特にフッ素ドープしたクロムシリサイド、
フッ素ドープしたモリブデンシリサイド、又はフッ素ド
ープしたガドリニウムガリウムシリサイドを主成分とす
る位相シフターを形成してなる位相シフトマスクブラン
ク及び位相シフトマスクが、従来の位相シフター材料と
して使われてきたクロム系やモリブデンシリサイド系で
は達成し得ないＡｒＦエキシマレーザー光やＦ2レーザ
ー光のような１９３ｎｍ以下の短波長で３〜４０％とい
う高い透過率を有すると共に、高エネルギー照射下での
耐久性に優れ、経時安定性を改善できること、更に、フ
ッ素ドープした金属シリサイド膜は、屈折率が高いた
め、比較的薄い膜厚で透過光を１８０度位相シフトさせ
ることができ、シフター膜厚による露光の影響（主に焦
点深度等）を極力抑えることができ、従来のハーフトー
ン型位相シフトマスクが持っていた問題点を効果的に解
決し得、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位相シフトマスクの製
造方法を提供する。 請求項１：透明基板上に少なくとも一層の位相シフター
を形成してなる位相シフトマスクブランクにおいて、上
記位相シフターをフッ素ドープした金属シリサイドを主
成分とする膜で形成したことを特徴とする位相シフトマ
スクブランク。 請求項２：透明基板上に少なくとも一層の位相シフター
を形成してなる位相シフトマスクブランクにおいて、上
記位相シフターをフッ素ドープした金属シリサイドを主
成分とする膜で形成すると共に、この位相シフター上に
少なくとも一層のＣｒ系膜を形成したことを特徴とする
位相シフトマスクブランク。 請求項３：Ｃｒ系膜が遮光膜もしくは反射防止膜又はこ
れら膜を積層したものである請求項２記載の位相シフト
マスクブランク。 請求項４：Ｃｒ系膜がＣｒＣ、ＣｒＣＯ、ＣｒＣＮもし
くはＣｒＣＯＮ膜又はこれらの膜を積層したものである
請求項２又は３記載の位相シフトマスクブランク。 請求項５：上記フッ素ドープした金属シリサイドが、フ
ッ素ドープしたクロムシリサイド、フッ素ドープしたモ
リブデンシリサイド、又はフッ素ドープしたガドリニウ
ムガリウムシリサイドである請求項１乃至４のいずれか
１項記載の位相シフトマスクブランク。 請求項６：上記フッ素ドープした金属シリサイドが、フ
ッ素ドープしたクロムシリサイド、フッ素ドープしたモ
リブデンシリサイド、又はフッ素ドープしたガドリニウ
ムガリウムシリサイドであり、かつ該シリサイドがＯ，
Ｎ，Ｃの１種又は２種以上の元素を含有しているもので
ある請求項１乃至４のいずれか１項記載の位相シフトマ
スクブランク。 請求項７：フッ素ドープした金属シリサイドを主成分と
する位相シフターが、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乃
至６のいずれか１項記載の位相シフトマスクブランク。 請求項８：請求項１乃至７のいずれか１項記載の位相シ
フトマスクブランクの位相シフターがパターン形成され
てなることを特徴とする位相シフトマスク。 請求項９：露光光を透過する基板上にフッ素ドープした
金属シリサイドを主成分とする位相シフターをスパッタ
リング法で形成する工程、この位相シフター上にリソグ
ラフィー法によりレジストパターンを形成する工程、及
びこのレジストパターンを用いてドライエッチング法又
はウエットエッチング法にて位相シフターをパターン形
成する工程を含むことを特徴とする位相シフトマスクの
製造方法。 請求項１０：露光光を透過する基板上にフッ素ドープし
た金属シリサイドを主成分とする位相シフターをスパッ
タリング法で形成する工程、この位相シフター上にＣｒ
系膜をスパッタリング法で形成する工程、このＣｒ系膜
の露光に必要な部分をエッチングにより除去して該部分
の位相シフターを表面に露呈し、この位相シフター上に
フォトリソグラフィー法によりレジストパターンを形成
する工程、及びこのレジストパターンを用いてドライエ
ッチング法又はウエットエッチング法にて位相シフター
をパターン形成する工程を含むことを特徴とする位相シ
フトマスクの製造方法。 請求項１１：上記フッ素ドープした金属シリサイドが、
フッ素ドープしたクロムシリサイド、フッ素ドープした
モリブデンシリサイド、又はフッ素ドープしたガドリニ
ウムガリウムシリサイドである請求項９又は１０記載の
位相シフトマスクの製造方法。 請求項１２：上記スパッタリングをクロム、モリブデ
ン、又はガドリニウムガリウムをターゲットとして用
い、かつ反応性ガスとしてＳｉＦ4を用いて行う請求項
９，１０又は１１記載の位相シフトマスクの製造方法。 請求項１３：上記スパッタリングをクロムシリサイド、
モリブデンシリサイド又はガドリニウムガリウムシリサ
イドをターゲットとして用い、かつ反応性ガスとしてＳ
ｉＦ 4、ＣＦ4及びＮＦ3から選ばれる１種以上を用いて
行う請求項９，１０又は１１記載の位相シフトマスクの
製造方法。 請求項１４：上記スパッタリング法が、酸素、窒素及び
炭素から選ばれる元素ソースガスを不活性ガス及び反応
性ガスと混合した混合ガスを用いる反応性スパッタリン
グ法である請求項９乃至１３のいずれか１項記載の位相
シフトマスクの製造方法。 請求項１５：元素ソースガスを元素比率が不活性ガスに
対し流量比で酸素１〜４０％、窒素１〜２０％、炭素１
〜１０％で用いる請求項１４記載の位相シフトマスクの
製造方法。 請求項１６：フッ素ドープした金属シリサイドを主成分
とする位相シフターが、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９
乃至１５のいずれか１項記載の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位相シフトマスクの製
造方法を提供する。 請求項１：透明基板上に少なくとも一層の位相シフター
を形成してなる位相シフトマスクブランクにおいて、上
記位相シフターをフッ素ドープした金属シリサイドを主
成分とする膜で形成したことを特徴とする位相シフトマ
スクブランク。 請求項２：透明基板上に少なくとも一層の位相シフター
を形成してなる位相シフトマスクブランクにおいて、上
記位相シフターをフッ素ドープした金属シリサイドを主
成分とする膜で形成すると共に、この位相シフター上に
少なくとも一層のＣｒ系膜を形成したことを特徴とする
位相シフトマスクブランク。 請求項３：Ｃｒ系膜が遮光膜もしくは反射防止膜又はこ
れら膜を積層したものである請求項２記載の位相シフト
マスクブランク。 請求項４：Ｃｒ系膜がＣｒＣ、ＣｒＣＯ、ＣｒＣＮもし
くはＣｒＣＯＮ膜又はこれらの膜を積層したものである
請求項２又は３記載の位相シフトマスクブランク。 請求項５：上記フッ素ドープした金属シリサイドが、フ
ッ素ドープしたクロムシリサイド、フッ素ドープしたモ
リブデンシリサイド、又はフッ素ドープしたガドリニウ
ムガリウムシリサイドである請求項１乃至４のいずれか
１項記載の位相シフトマスクブランク。 請求項６：上記フッ素ドープした金属シリサイドが、フ
ッ素ドープしたクロムシリサイド、フッ素ドープしたモ
リブデンシリサイド、又はフッ素ドープしたガドリニウ
ムガリウムシリサイドであり、かつ該シリサイドがＯ，
Ｎ，Ｃの１種又は２種以上の元素を含有しているもので
ある請求項１乃至４のいずれか１項記載の位相シフトマ
スクブランク。 請求項７：フッ素ドープした金属シリサイドを主成分と
する位相シフターが、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乃
至６のいずれか１項記載の位相シフトマスクブランク。 請求項８：請求項１乃至７のいずれか１項記載の位相シ
フトマスクブランクの位相シフターがパターン形成され
てなることを特徴とする位相シフトマスク。 請求項９：露光光を透過する基板上にフッ素ドープした
金属シリサイドを主成分とする位相シフターをスパッタ
リング法で形成する工程、この位相シフター上にリソグ
ラフィー法によりレジストパターンを形成する工程、及
びこのレジストパターンを用いてドライエッチング法又
はウエットエッチング法にて位相シフターをパターン形
成する工程を含むことを特徴とする位相シフトマスクの
製造方法。 請求項１０：露光光を透過する基板上にフッ素ドープし
た金属シリサイドを主成分とする位相シフターをスパッ
タリング法で形成する工程、この位相シフター上にＣｒ
系膜をスパッタリング法で形成する工程、このＣｒ系膜
の露光に必要な部分をエッチングにより除去して該部分
の位相シフターを表面に露呈し、この位相シフター上に
フォトリソグラフィー法によりレジストパターンを形成
する工程、及びこのレジストパターンを用いてドライエ
ッチング法又はウエットエッチング法にて位相シフター
をパターン形成する工程を含むことを特徴とする位相シ
フトマスクの製造方法。 請求項１１：上記フッ素ドープした金属シリサイドが、
フッ素ドープしたクロムシリサイド、フッ素ドープした
モリブデンシリサイド、又はフッ素ドープしたガドリニ
ウムガリウムシリサイドである請求項９又は１０記載の
位相シフトマスクの製造方法。 請求項１２：上記スパッタリングをクロム、モリブデ
ン、又はガドリニウムガリウムをターゲットとして用
い、かつ反応性ガスとしてＳｉＦ4を用いて行う請求項
９，１０又は１１記載の位相シフトマスクの製造方法。 請求項１３：上記スパッタリングをクロムシリサイド、
モリブデンシリサイド又はガドリニウムガリウムシリサ
イドをターゲットとして用い、かつ反応性ガスとしてＳ
ｉＦ 4、ＣＦ4及びＮＦ3から選ばれる１種以上を用いて
行う請求項９，１０又は１１記載の位相シフトマスクの
製造方法。 請求項１４：上記スパッタリング法が、酸素、窒素及び
炭素から選ばれる元素ソースガスを不活性ガス及び反応
性ガスと混合した混合ガスを用いる反応性スパッタリン
グ法である請求項９乃至１３のいずれか１項記載の位相
シフトマスクの製造方法。 請求項１５：元素ソースガスを元素比率が不活性ガスに
対し流量比で酸素１〜４０％、窒素１〜２０％、炭素１
〜１０％で用いる請求項１４記載の位相シフトマスクの
製造方法。 請求項１６：フッ素ドープした金属シリサイドを主成分
とする位相シフターが、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９
乃至１５のいずれか１項記載の位相シフトマスクの製造
方法。
【００１５】以下、本発明につき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、石英、ＣａＦ2等の露光光が透過する基板１のほ
ぼ全面に、位相シフター２を積層してなるものであり、
また、位相シフトマスクは、位相シフトマスクブランク
の位相シフター２をパターン形成してなり、図２に示し
たように、パターン化された位相シフター２’，２’間
が第１光透過部１ａ、位相シフター２’が第２光透過部
２ａとなるものであるが、本発明は、この位相シフター
２（第２光透光部の位相シフター２’）をフッ素ドープ
した金属シリサイドを主成分とする膜で形成したもので
ある。この場合、好適には露光波長での位相差１８０±
５度、透過率３〜４０％となるような厚さに形成したも
のである。
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、石英、ＣａＦ2等の露光光が透過する基板１のほ
ぼ全面に、位相シフター２を積層してなるものであり、
また、位相シフトマスクは、位相シフトマスクブランク
の位相シフター２をパターン形成してなり、図２に示し
たように、パターン化された位相シフター２’，２’間
が第１光透過部１ａ、位相シフター２’が第２光透過部
２ａとなるものであるが、本発明は、この位相シフター
２（第２光透光部の位相シフター２’）をフッ素ドープ
した金属シリサイドを主成分とする膜で形成したもので
ある。この場合、好適には露光波長での位相差１８０±
５度、透過率３〜４０％となるような厚さに形成したも
のである。
【００１６】上記位相シフターを構成するフッ素ドープ
した金属シリサイドとしては、フッ素ドープしたクロム
シリサイド、フッ素ドープしたモリブデンシリサイド、
又はフッ素ドープしたガドリニウムガリウムシリサイド
を用いることが好ましい。
した金属シリサイドとしては、フッ素ドープしたクロム
シリサイド、フッ素ドープしたモリブデンシリサイド、
又はフッ素ドープしたガドリニウムガリウムシリサイド
を用いることが好ましい。
【００１７】このような位相シフターは、反応性スパッ
タリング法を用いて形成し得、フッ素ドープしたクロム
シリサイドの場合、クロム単体又はクロムシリサイドの
焼結体をターゲットに用いることが好ましい。フッ素ド
ープしたモリブデンシリサイドの場合、モリブデン単体
又はモリブデンシリサイドの焼結体をターゲットに用い
ることが好ましい。フッ素ドープしたガドリニウムガリ
ウムシリサイドの場合、ガドリニウムガリウム単体又は
ガドリニウムガリウムシリサイドの焼結体をターゲット
に用いることが好ましい。その理由は、比較的屈折率が
高く、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ光に対して
所定の透過率になるように反応性スパッタリングが行え
るからである。
タリング法を用いて形成し得、フッ素ドープしたクロム
シリサイドの場合、クロム単体又はクロムシリサイドの
焼結体をターゲットに用いることが好ましい。フッ素ド
ープしたモリブデンシリサイドの場合、モリブデン単体
又はモリブデンシリサイドの焼結体をターゲットに用い
ることが好ましい。フッ素ドープしたガドリニウムガリ
ウムシリサイドの場合、ガドリニウムガリウム単体又は
ガドリニウムガリウムシリサイドの焼結体をターゲット
に用いることが好ましい。その理由は、比較的屈折率が
高く、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ光に対して
所定の透過率になるように反応性スパッタリングが行え
るからである。
【００１８】スパッタリングターゲットとしてクロム単
体、モリブデン単体又はガドリニウムガリウム単体を用
いた場合には、反応性ガスとしてＳｉＦ4を用いること
が好ましい。このように金属単体をターゲットに使用し
ても、反応性ガスにＳｉＦ4を用いるため、成膜される
膜としては化学量論的には組成にばらつきがあるもの
の、金属シリサイドと呼べる膜となる。また、スパッタ
リングターゲットとしてクロムシリサイド、モリブデン
シリサイド又はガドリニウムガリウムシリサイドを用い
た場合には、反応性ガスとしてＳｉＦ4、ＣＦ4及びＮＦ
3から選ばれる１種以上を用いることが好ましい。
体、モリブデン単体又はガドリニウムガリウム単体を用
いた場合には、反応性ガスとしてＳｉＦ4を用いること
が好ましい。このように金属単体をターゲットに使用し
ても、反応性ガスにＳｉＦ4を用いるため、成膜される
膜としては化学量論的には組成にばらつきがあるもの
の、金属シリサイドと呼べる膜となる。また、スパッタ
リングターゲットとしてクロムシリサイド、モリブデン
シリサイド又はガドリニウムガリウムシリサイドを用い
た場合には、反応性ガスとしてＳｉＦ4、ＣＦ4及びＮＦ
3から選ばれる１種以上を用いることが好ましい。
【００１９】本発明では、金属単体又は金属シリサイド
をターゲット材として使用し、かつ反応性ガスとしてＳ
ｉＦ4等を用いてスパッタリングを行うことにより、Ｆ
原子が膜中に残存した１９３ｎｍ以下の短波長に対し十
分な透過率と高エネルギー照射にも耐久性を持った経時
変化の少ないフッ素ドープした金属シリサイド膜が得ら
れる。
をターゲット材として使用し、かつ反応性ガスとしてＳ
ｉＦ4等を用いてスパッタリングを行うことにより、Ｆ
原子が膜中に残存した１９３ｎｍ以下の短波長に対し十
分な透過率と高エネルギー照射にも耐久性を持った経時
変化の少ないフッ素ドープした金属シリサイド膜が得ら
れる。
【００２０】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。
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。
【００２１】スパッタリングガスとしては、アルゴン、
キセノン等の不活性ガスを用いて行うことができるが、
更に酸素、窒素、炭素のソースとなる各種元素ソースガ
ス、例えば酸素ガス、窒素ガス、メタンガス、一酸化窒
素ガス、二酸化窒素ガス等をＡｒ等の不活性ガス及びＳ
ｉＦ4等の反応性ガスと混合した混合ガスを用い、反応
性スパッタリングを行うことが好ましい。混合ガスを流
して反応性スパッタリングを行う理由は、成膜されるフ
ッ素ドープした金属シリサイド膜の屈折率や透過率を変
化させ、シフター材料として最適な膜物性を得るためで
ある。但し、この反応性スパッタリングを行う場合で
も、それ程大量の元素ソースガスを流す必要はなく、膜
質の改良に流す程度であるため、ターゲット中心部に向
かっての膜質均一性は劣化しない。また、従来のモリブ
デンシリサイドハーフトーンマスクのように、ＭｏＳｉ
x（但し、ｘは２〜３）ターゲットから酸素、窒素、メ
タン等の元素ソースガスを大量に流して反応性スパッタ
リングで成膜する場合等と比べて、元素ソースガスの割
合が少ないため、パーティクル発生も起こりにくい。
キセノン等の不活性ガスを用いて行うことができるが、
更に酸素、窒素、炭素のソースとなる各種元素ソースガ
ス、例えば酸素ガス、窒素ガス、メタンガス、一酸化窒
素ガス、二酸化窒素ガス等をＡｒ等の不活性ガス及びＳ
ｉＦ4等の反応性ガスと混合した混合ガスを用い、反応
性スパッタリングを行うことが好ましい。混合ガスを流
して反応性スパッタリングを行う理由は、成膜されるフ
ッ素ドープした金属シリサイド膜の屈折率や透過率を変
化させ、シフター材料として最適な膜物性を得るためで
ある。但し、この反応性スパッタリングを行う場合で
も、それ程大量の元素ソースガスを流す必要はなく、膜
質の改良に流す程度であるため、ターゲット中心部に向
かっての膜質均一性は劣化しない。また、従来のモリブ
デンシリサイドハーフトーンマスクのように、ＭｏＳｉ
x（但し、ｘは２〜３）ターゲットから酸素、窒素、メ
タン等の元素ソースガスを大量に流して反応性スパッタ
リングで成膜する場合等と比べて、元素ソースガスの割
合が少ないため、パーティクル発生も起こりにくい。
【００２２】このように、フッ素ドープした金属シリサ
イドから形成される位相シフター膜の光透過率や屈折率
を微調整して変えたい場合には、反応性スパッタリング
にして、Ａｒ等のスパッターガス及びＳｉＦ4等の反応
性ガス中に酸素、窒素、メタン、亜酸化窒素、一酸化炭
素、二酸化炭素等の酸素、窒素、炭素元素ソースとなる
ガスを混合して混合ガスとすることができるが、特にこ
れらの元素ソースガスは、目的に応じて使い分けること
が可能で、光透過率が必要な場合には酸素や窒素ガスを
導入し、光透過率を下げる必要がある場合には炭素成分
を導入することで所定の膜特性に調整することができ
る。
イドから形成される位相シフター膜の光透過率や屈折率
を微調整して変えたい場合には、反応性スパッタリング
にして、Ａｒ等のスパッターガス及びＳｉＦ4等の反応
性ガス中に酸素、窒素、メタン、亜酸化窒素、一酸化炭
素、二酸化炭素等の酸素、窒素、炭素元素ソースとなる
ガスを混合して混合ガスとすることができるが、特にこ
れらの元素ソースガスは、目的に応じて使い分けること
が可能で、光透過率が必要な場合には酸素や窒素ガスを
導入し、光透過率を下げる必要がある場合には炭素成分
を導入することで所定の膜特性に調整することができ
る。
【００２３】また、これらの元素ソースガスの割合を変
化させることで、屈折率も１．８〜２．５程度の広い範
囲で変化させることができる。このように屈折率を変え
ることにより、同じ膜厚でも位相シフト角を変えること
ができ、位相シフト量の微妙な調整ができる。
化させることで、屈折率も１．８〜２．５程度の広い範
囲で変化させることができる。このように屈折率を変え
ることにより、同じ膜厚でも位相シフト角を変えること
ができ、位相シフト量の微妙な調整ができる。
【００２４】この場合、これらの元素ソースガスは、元
素比率が不活性ガスに対して流量比で酸素；１〜４０
％、窒素；１〜２０％、炭素；１〜１０％となる範囲で
用いることができ、反応性スパッタリングで用いるガス
量としては、比較的少量でシフター膜の屈折率を変化さ
せることができる。
素比率が不活性ガスに対して流量比で酸素；１〜４０
％、窒素；１〜２０％、炭素；１〜１０％となる範囲で
用いることができ、反応性スパッタリングで用いるガス
量としては、比較的少量でシフター膜の屈折率を変化さ
せることができる。
【００２５】このようにして成膜される金属シリサイド
膜の組成は、フッ素ドープしたクロムシリサイドの場
合、 Ｃｒ：２０〜８０原子％ Ｓｉ： ５〜４０原子％ Ｆ ： １〜２０原子％ であり、フッ素ドープしたモリブデンシリサイドの場
合、 Ｍｏ：１０〜５０原子％ Ｓｉ：１０〜７０原子％ Ｆ ： １〜３０原子％ であり、フッ素ドープしたガドリニウムガリウムシリサ
イドの場合、 ガドリニウム：５〜４０原子％ ガリウム ：５〜４０原子％ Ｓｉ ：５〜３０原子％ Ｆ ：５〜３０原子％ であることが好ましい。
膜の組成は、フッ素ドープしたクロムシリサイドの場
合、 Ｃｒ：２０〜８０原子％ Ｓｉ： ５〜４０原子％ Ｆ ： １〜２０原子％ であり、フッ素ドープしたモリブデンシリサイドの場
合、 Ｍｏ：１０〜５０原子％ Ｓｉ：１０〜７０原子％ Ｆ ： １〜３０原子％ であり、フッ素ドープしたガドリニウムガリウムシリサ
イドの場合、 ガドリニウム：５〜４０原子％ ガリウム ：５〜４０原子％ Ｓｉ ：５〜３０原子％ Ｆ ：５〜３０原子％ であることが好ましい。
【００２６】また、上記各金属シリサイドは、上記元素
に加え、更にＯ，Ｎ，Ｃから選ばれる１種又は２種以上
の元素を含有させることができるが、この場合、Ｏ，
Ｎ，Ｃの含有量は、 Ｏ：０〜５０原子％、特に１〜４０原子％ Ｎ：０〜３０原子％、特に１〜２０原子％ Ｃ：０〜３０原子％、特に１〜２０原子％ とすることが好ましい。
に加え、更にＯ，Ｎ，Ｃから選ばれる１種又は２種以上
の元素を含有させることができるが、この場合、Ｏ，
Ｎ，Ｃの含有量は、 Ｏ：０〜５０原子％、特に１〜４０原子％ Ｎ：０〜３０原子％、特に１〜２０原子％ Ｃ：０〜３０原子％、特に１〜２０原子％ とすることが好ましい。
【００２７】ここで、シフター膜の厚さは、式（１） Ｄ＝λ／２（ｎ−１） …（１） （但し、Ｄは１８０度位相シフトのためのシフター膜
厚、ｎはシフター材料の屈折率、λは透過波長であ
る。）に示した膜厚Ｄになるように成膜される。
厚、ｎはシフター材料の屈折率、λは透過波長であ
る。）に示した膜厚Ｄになるように成膜される。
【００２８】フッ素ドープした金属シリサイド膜の場
合、屈折率が約１．８〜２．５程度であり、使用する光
源の波長λによって目標とする膜厚が変化する。１８０
度の位相シフト角を達成する目標膜厚を表１に示す。
合、屈折率が約１．８〜２．５程度であり、使用する光
源の波長λによって目標とする膜厚が変化する。１８０
度の位相シフト角を達成する目標膜厚を表１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】但し、実際は、短波長になれば屈折率が小
さくなる場合があるので、膜厚は通常これより厚くする
必要がある。また実際の膜厚は、基板面内で分布がある
とこれより若干振れるので、成膜時に目標の膜厚で均一
に膜付けすることが望まれ、更に、位相シフトマスクに
許容される位相角度のズレは通常１８０±５度以内であ
るので、膜質分布、膜厚分布に注意することが望まれ
る。
さくなる場合があるので、膜厚は通常これより厚くする
必要がある。また実際の膜厚は、基板面内で分布がある
とこれより若干振れるので、成膜時に目標の膜厚で均一
に膜付けすることが望まれ、更に、位相シフトマスクに
許容される位相角度のズレは通常１８０±５度以内であ
るので、膜質分布、膜厚分布に注意することが望まれ
る。
【００３１】また、位相シフトマスク用のシフター膜
は、レジストの露光閾値を越えないレベルである程度の
光透過率（約５％程度）を必要とするため、各々の波長
に対して５％程度の透過率を有する材料に調整すること
が望まれ、その場合には、上述したように、酸素、窒
素、炭素等のソースとなるガスをスパッタリング時に混
合ガスとして用いて、透過率を調整できる。即ち、各々
の波長での透過率が不足している場合には、主に酸素・
窒素の成分比を多くしてシフター膜中に酸素・窒素成分
を多く取り込ませ、逆に各々の波長での透過率が高すぎ
る場合には、炭素成分を膜中に多く取り込ませるように
メタン等のガス成分を多くする。
は、レジストの露光閾値を越えないレベルである程度の
光透過率（約５％程度）を必要とするため、各々の波長
に対して５％程度の透過率を有する材料に調整すること
が望まれ、その場合には、上述したように、酸素、窒
素、炭素等のソースとなるガスをスパッタリング時に混
合ガスとして用いて、透過率を調整できる。即ち、各々
の波長での透過率が不足している場合には、主に酸素・
窒素の成分比を多くしてシフター膜中に酸素・窒素成分
を多く取り込ませ、逆に各々の波長での透過率が高すぎ
る場合には、炭素成分を膜中に多く取り込ませるように
メタン等のガス成分を多くする。
【００３２】この透過率は、約５％程度が適当である
が、３〜４０％程度であれば、多くの場合にレジストの
露光閾値を越えずに有用なシフター材として使用し得
る。
が、３〜４０％程度であれば、多くの場合にレジストの
露光閾値を越えずに有用なシフター材として使用し得
る。
【００３３】本発明の位相シフトマスクブランクは、図
３に示したように、上記フッ素ドープした金属シリサイ
ドを主成分とする位相シフター２上に、更に、少なくと
も一層のＣｒ系膜３を形成することができる。この場
合、クロム系膜は遮光膜もしくは反射防止膜又はこれら
膜を積層したものであることが好ましく、これにより、
露光パターン領域外から漏れてくる迷光を防止でき、ま
た反射防止膜を設けた場合にはＣｒ系遮光膜からの反射
を低減させることも可能となり、更に精密なパターンニ
ングが可能となるものである。
３に示したように、上記フッ素ドープした金属シリサイ
ドを主成分とする位相シフター２上に、更に、少なくと
も一層のＣｒ系膜３を形成することができる。この場
合、クロム系膜は遮光膜もしくは反射防止膜又はこれら
膜を積層したものであることが好ましく、これにより、
露光パターン領域外から漏れてくる迷光を防止でき、ま
た反射防止膜を設けた場合にはＣｒ系遮光膜からの反射
を低減させることも可能となり、更に精密なパターンニ
ングが可能となるものである。
【００３４】本発明の位相シフトマスクブランクは、位
相シフターを２層以上の複数層に形成することもでき
る。また、図４に示したように、フッ素ドープした金属
シリサイドを主成分とする位相シフター２上に、Ｃｒ系
遮光膜３を設け、このＣｒ系遮光膜３上にＣｒ系遮光膜
３からの反射を低減させるＣｒ系反射防止膜４を形成す
ることもできる。更に、図５に示したように、基板１側
から位相シフター２、第１のＣｒ系反射防止膜４、Ｃｒ
系遮光膜３、第２のＣｒ系反射防止膜４’の順に形成す
ることもできる。
相シフターを２層以上の複数層に形成することもでき
る。また、図４に示したように、フッ素ドープした金属
シリサイドを主成分とする位相シフター２上に、Ｃｒ系
遮光膜３を設け、このＣｒ系遮光膜３上にＣｒ系遮光膜
３からの反射を低減させるＣｒ系反射防止膜４を形成す
ることもできる。更に、図５に示したように、基板１側
から位相シフター２、第１のＣｒ系反射防止膜４、Ｃｒ
系遮光膜３、第２のＣｒ系反射防止膜４’の順に形成す
ることもできる。
【００３５】この場合、Ｃｒ系遮光膜及びＣｒ系反射防
止膜としてはＣｒＣ、ＣｒＣＯ、ＣｒＣＮ、ＣｒＣＯＮ
又はこれらを積層したものを用いることが好ましい。こ
れらの中でもＣｒＣＯ、ＣｒＣＯＮ、及びＣｒＣＯＮを
２層以上積層したものが好ましい。
止膜としてはＣｒＣ、ＣｒＣＯ、ＣｒＣＮ、ＣｒＣＯＮ
又はこれらを積層したものを用いることが好ましい。こ
れらの中でもＣｒＣＯ、ＣｒＣＯＮ、及びＣｒＣＯＮを
２層以上積層したものが好ましい。
【００３６】このようなＣｒ系遮光膜及びＣｒ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。
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。
【００３７】具体的には、ＣｒＣＯＮ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をそれぞれ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。
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をそれぞれ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。
【００３８】なお、ＣｒＣ膜は、Ｃｒが６０〜９９原子
％、特に７０〜９５原子％であり、残部がＣであること
が好ましく、ＣｒＣＯ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、ＣｒＣＮ膜は、Ｃｒが２０
〜９５原子％、特に５０〜８５原子％、Ｃが１〜３０原
子％、特に５〜２０原子％、Ｎが１〜６０原子％、特に
５〜３０原子％であることが好ましい。また、ＣｒＣＯ
Ｎ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。
％、特に７０〜９５原子％であり、残部がＣであること
が好ましく、ＣｒＣＯ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、ＣｒＣＮ膜は、Ｃｒが２０
〜９５原子％、特に５０〜８５原子％、Ｃが１〜３０原
子％、特に５〜２０原子％、Ｎが１〜６０原子％、特に
５〜３０原子％であることが好ましい。また、ＣｒＣＯ
Ｎ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。
【００３９】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タ
ーがパターン形成されてなるものである。
にして得られる位相シフトマスクブランクの位相シフタ
ーがパターン形成されてなるものである。
【００４０】具体的には、本発明の位相シフトマスクを
製造する場合は、図６（Ａ）に示したように、上記のよ
うにして基板１１上にフッ素ドープした金属シリサイド
膜１２を形成した後、レジスト膜１３を形成し、図６
（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６（Ｃ）に示したように、フッ素ドープし
た金属シリサイド膜１２をドライエッチング又はウエッ
トエッチングした後、図６（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）、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。
製造する場合は、図６（Ａ）に示したように、上記のよ
うにして基板１１上にフッ素ドープした金属シリサイド
膜１２を形成した後、レジスト膜１３を形成し、図６
（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６（Ｃ）に示したように、フッ素ドープし
た金属シリサイド膜１２をドライエッチング又はウエッ
トエッチングした後、図６（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）、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。
【００４１】なお、フッ素ドープした金属シリサイド膜
上にＣｒ系膜を形成している場合には、露光に必要な領
域のＣｒ系膜をエッチングにより除去し、位相シフター
を表面に露出させた後、上記と同様に位相シフターをパ
ターニングすることにより、図７に示すような基板外周
縁側にＣｒ系膜３が残った位相シフトマスクを得ること
ができる。また、Ｃｒ系膜の上にレジストを塗布し、パ
ターニングを行い、Ｃｒ系膜と位相シフターをドライエ
ッチング又はウエットエッチングでパターニングし、更
に露光に必要な領域のＣｒ系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。
上にＣｒ系膜を形成している場合には、露光に必要な領
域のＣｒ系膜をエッチングにより除去し、位相シフター
を表面に露出させた後、上記と同様に位相シフターをパ
ターニングすることにより、図７に示すような基板外周
縁側にＣｒ系膜３が残った位相シフトマスクを得ること
ができる。また、Ｃｒ系膜の上にレジストを塗布し、パ
ターニングを行い、Ｃｒ系膜と位相シフターをドライエ
ッチング又はウエットエッチングでパターニングし、更
に露光に必要な領域のＣｒ系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。
【００４２】
【実施例】以下、実施例を示し、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。
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。
【００４３】〔実施例１〕図８に示した直流スパッタリ
ング装置を用いて、石英基板上にフッ素ドープしたクロ
ムシリサイド膜を成膜した。なお、図８において、２０
は直流スパッタリング本体、２１は石英基板、２２はタ
ーゲットであり、このターゲットとしてはＣｒを用い、
スパッターガスとしてアルゴンを３０ｓｃｃｍ、反応性
ガスとしてＳｉＦ4を１０ｓｃｃｍ用い、この混合ガス
（Ａｒ／ＳｉＦ4混合ガス）を図８に示すようにシャワ
ー方式で流して、リアクティブスパッタリングを行っ
て、７８．０ｎｍのシフター膜を得た。スパッタリング
条件を表２に示す。また、得られた膜の特性（膜厚、屈
折率、透過率）をソープラ社製分光エリプソＧＥＳＰ−
５で測定した。結果を表３に示す。更に、膜組成をＥＳ
ＣＡで分析した。結果を表６に示す。
ング装置を用いて、石英基板上にフッ素ドープしたクロ
ムシリサイド膜を成膜した。なお、図８において、２０
は直流スパッタリング本体、２１は石英基板、２２はタ
ーゲットであり、このターゲットとしてはＣｒを用い、
スパッターガスとしてアルゴンを３０ｓｃｃｍ、反応性
ガスとしてＳｉＦ4を１０ｓｃｃｍ用い、この混合ガス
（Ａｒ／ＳｉＦ4混合ガス）を図８に示すようにシャワ
ー方式で流して、リアクティブスパッタリングを行っ
て、７８．０ｎｍのシフター膜を得た。スパッタリング
条件を表２に示す。また、得られた膜の特性（膜厚、屈
折率、透過率）をソープラ社製分光エリプソＧＥＳＰ−
５で測定した。結果を表３に示す。更に、膜組成をＥＳ
ＣＡで分析した。結果を表６に示す。
【００４４】
【表２】
【００４５】
【表３】
【００４６】〔実施例２〜４〕スパッタリング条件を表
４に示す条件とした以外は実施例１と同様にしてシフタ
ー膜を作成した。その膜特性を表５に示す。また、膜組
成をＥＳＣＡで分析した。結果を表６に示す。
４に示す条件とした以外は実施例１と同様にしてシフタ
ー膜を作成した。その膜特性を表５に示す。また、膜組
成をＥＳＣＡで分析した。結果を表６に示す。
【００４７】
【表４】
【００４８】
【表５】
【００４９】
【表６】 ＊１：バックグランド（Ｏ） ＊２：バックグランド（Ｎ）
【００５０】〔実施例５〕実施例１で得られたフッ素ド
ープしたクロムシリサイド膜上に、Ｃｒをターゲットに
してＡｒを３０ｓｃｃｍ，ＣＯ2を１０ｓｃｃｍ，Ｎ2を
３ｓｃｃｍ流して放電中のガス圧０．３Ｐａ、５００
Ｗ、成膜温度１２０℃の条件でＤＣマグネトロンスパッ
タ法にてＣｒＣＯＮ膜を膜厚８５ｎｍに成膜した。膜組
成をＥＳＣＡで分析した結果、Ｃｒ：５９原子％、Ｃ：
１２原子％、Ｏ：２６原子％、Ｎ：３原子％が含まれて
いた。
ープしたクロムシリサイド膜上に、Ｃｒをターゲットに
してＡｒを３０ｓｃｃｍ，ＣＯ2を１０ｓｃｃｍ，Ｎ2を
３ｓｃｃｍ流して放電中のガス圧０．３Ｐａ、５００
Ｗ、成膜温度１２０℃の条件でＤＣマグネトロンスパッ
タ法にてＣｒＣＯＮ膜を膜厚８５ｎｍに成膜した。膜組
成をＥＳＣＡで分析した結果、Ｃｒ：５９原子％、Ｃ：
１２原子％、Ｏ：２６原子％、Ｎ：３原子％が含まれて
いた。
【００５１】〔実施例６〕図８に示した直流スパッタリ
ング装置を用いて、石英基板上にフッ素ドープしたモリ
ブデンシリサイド膜を成膜した。なお、ターゲットとし
てはＭｏを用い、スパッターガスとしてアルゴンを３０
ｓｃｃｍ、反応性ガスとしてＳｉＦ4を１５ｓｃｃｍ用
い、この混合ガス（Ａｒ／ＳｉＦ4混合ガス）を図８に
示すようにシャワー方式で流して、リアクティブスパッ
タリングを行って、７９．６ｎｍのシフター膜を得た。
スパッタリング条件を表７に示す。また、得られた膜の
特性（膜厚、屈折率、透過率）をソープラ社製分光エリ
プソＧＥＳＰ−５で測定した。結果を表８に示す。更
に、膜組成をＥＳＣＡで分析した。結果を表１１に示
す。
ング装置を用いて、石英基板上にフッ素ドープしたモリ
ブデンシリサイド膜を成膜した。なお、ターゲットとし
てはＭｏを用い、スパッターガスとしてアルゴンを３０
ｓｃｃｍ、反応性ガスとしてＳｉＦ4を１５ｓｃｃｍ用
い、この混合ガス（Ａｒ／ＳｉＦ4混合ガス）を図８に
示すようにシャワー方式で流して、リアクティブスパッ
タリングを行って、７９．６ｎｍのシフター膜を得た。
スパッタリング条件を表７に示す。また、得られた膜の
特性（膜厚、屈折率、透過率）をソープラ社製分光エリ
プソＧＥＳＰ−５で測定した。結果を表８に示す。更
に、膜組成をＥＳＣＡで分析した。結果を表１１に示
す。
【００５２】
【表７】
【００５３】
【表８】
【００５４】〔実施例７〜９〕スパッタリング条件を表
９に示す条件とした以外は実施例６と同様にしてシフタ
ー膜を作成した。その膜特性を表１０に示す。また、膜
組成をＥＳＣＡで分析した。結果を表１１に示す。
９に示す条件とした以外は実施例６と同様にしてシフタ
ー膜を作成した。その膜特性を表１０に示す。また、膜
組成をＥＳＣＡで分析した。結果を表１１に示す。
【００５５】
【表９】
【００５６】
【表１０】
【００５７】
【表１１】 ＊１：バックグランド（Ｏ） ＊２：バックグランド（Ｎ）
【００５８】〔実施例１０〕実施例６で得られたフッ素
ドープしたモリブデンシリサイド膜上に、Ｃｒをターゲ
ットにしてＡｒを３０ｓｃｃｍ，ＣＯ2を１０ｓｃｃ
ｍ，Ｎ2を３ｓｃｃｍ流して放電中のガス圧０．３Ｐ
ａ、５００Ｗ、成膜温度１２０℃の条件でＤＣマグネト
ロンスパッタ法にてＣｒＣＯＮ膜を膜厚８５ｎｍに成膜
した。膜組成をＥＳＣＡで分析した結果、Ｃｒ：５９原
子％、Ｃ：１２原子％、Ｏ：２６原子％、Ｎ：３原子％
が含まれていた。
ドープしたモリブデンシリサイド膜上に、Ｃｒをターゲ
ットにしてＡｒを３０ｓｃｃｍ，ＣＯ2を１０ｓｃｃ
ｍ，Ｎ2を３ｓｃｃｍ流して放電中のガス圧０．３Ｐ
ａ、５００Ｗ、成膜温度１２０℃の条件でＤＣマグネト
ロンスパッタ法にてＣｒＣＯＮ膜を膜厚８５ｎｍに成膜
した。膜組成をＥＳＣＡで分析した結果、Ｃｒ：５９原
子％、Ｃ：１２原子％、Ｏ：２６原子％、Ｎ：３原子％
が含まれていた。
【００５９】〔実施例１１〕図９に示した高周波スパッ
タリング装置を用いて、石英基板上にフッ素ドープした
ガドリニウムガリウムシリサイド膜を成膜した。なお、
図９において、２０は高周波スパッタリング本体、２１
は石英基板、２２はターゲットであり、このターゲット
としてはガドリニウムガリウムガーネット（ＧＧＧ）を
用い、スパッターガスとしてアルゴンを３０ｓｃｃｍ、
反応性ガスとしてＳｉＦ4を１０ｓｃｃｍを用い、この
混合ガス（Ａｒ／ＳｉＦ4混合ガス）を図９に示すよう
にシャワー方式で流して、リアクティブスパッタリング
を行って、８２．４ｎｍのシフター膜を得た。スパッタ
リング条件を表１２に示す。また、得られた膜の特性
（膜厚、屈折率、透過率）をソープラ社製分光エリプソ
ＧＥＳＰ−５で測定した。結果を表１３に示す。更に、
膜組成をＥＳＣＡで分析した。結果を表１６に示す。
タリング装置を用いて、石英基板上にフッ素ドープした
ガドリニウムガリウムシリサイド膜を成膜した。なお、
図９において、２０は高周波スパッタリング本体、２１
は石英基板、２２はターゲットであり、このターゲット
としてはガドリニウムガリウムガーネット（ＧＧＧ）を
用い、スパッターガスとしてアルゴンを３０ｓｃｃｍ、
反応性ガスとしてＳｉＦ4を１０ｓｃｃｍを用い、この
混合ガス（Ａｒ／ＳｉＦ4混合ガス）を図９に示すよう
にシャワー方式で流して、リアクティブスパッタリング
を行って、８２．４ｎｍのシフター膜を得た。スパッタ
リング条件を表１２に示す。また、得られた膜の特性
（膜厚、屈折率、透過率）をソープラ社製分光エリプソ
ＧＥＳＰ−５で測定した。結果を表１３に示す。更に、
膜組成をＥＳＣＡで分析した。結果を表１６に示す。
【００６０】
【表１２】
【００６１】
【表１３】
【００６２】〔実施例１２〜１４〕スパッタリング条件
を表１４に示す条件とした以外は実施例１１と同様にし
てシフター膜を作成した。その膜特性を表１５に示す。
また、膜組成をＥＳＣＡで分析した。結果を表１６に示
す。
を表１４に示す条件とした以外は実施例１１と同様にし
てシフター膜を作成した。その膜特性を表１５に示す。
また、膜組成をＥＳＣＡで分析した。結果を表１６に示
す。
【００６３】
【表１４】
【００６４】
【表１５】
【００６５】
【表１６】 ＊１：バックグランド（Ｎ）
【００６６】〔実施例１５〕実施例１１で得られたフッ
素ドープしたガドリニウムガリウムシリサイド膜上に、
ＣｒをターゲットにしてＡｒを３０ｓｃｃｍ，ＣＯ2を
１０ｓｃｃｍ，Ｎ2を３ｓｃｃｍ流して放電中のガス圧
０．３Ｐａ、５００Ｗ、成膜温度１２０℃の条件でＤＣ
マグネトロンスパッタ法にてＣｒＣＯＮ膜を膜厚８５ｎ
ｍに成膜した。膜組成をＥＳＣＡで分析した結果、Ｃ
ｒ：５９原子％、Ｃ：１２原子％、Ｏ：２６原子％、
Ｎ：３原子％が含まれていた。
素ドープしたガドリニウムガリウムシリサイド膜上に、
ＣｒをターゲットにしてＡｒを３０ｓｃｃｍ，ＣＯ2を
１０ｓｃｃｍ，Ｎ2を３ｓｃｃｍ流して放電中のガス圧
０．３Ｐａ、５００Ｗ、成膜温度１２０℃の条件でＤＣ
マグネトロンスパッタ法にてＣｒＣＯＮ膜を膜厚８５ｎ
ｍに成膜した。膜組成をＥＳＣＡで分析した結果、Ｃ
ｒ：５９原子％、Ｃ：１２原子％、Ｏ：２６原子％、
Ｎ：３原子％が含まれていた。
【００６７】
【発明の効果】本発明によれば、ＡｒＦエキシマレーザ
ー光やＦ2レーザー光のような１９３ｎｍ以下の短波長
の光源であっても十分な透過率と経時安定性を有し、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
ことができる高性能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。
ー光やＦ2レーザー光のような１９３ｎｍ以下の短波長
の光源であっても十分な透過率と経時安定性を有し、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
ことができる高性能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。
【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】本発明の一実施例に係るＣｒ系遮光膜を設けた
位相シフトマスクブランクの断面図である。
位相シフトマスクブランクの断面図である。
【図４】本発明の一実施例に係るＣｒ系遮光膜及びＣｒ
系反射防止膜を設けた位相シフトマスクブランクの断面
図である。
系反射防止膜を設けた位相シフトマスクブランクの断面
図である。
【図５】同別の位相シフトマスクブランクの断面図であ
る。
る。
【図６】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）はドライエッチ
ング又はウェット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）はドライエッチ
ング又はウェット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７】位相シフトマスクの他の実施例を示す断面図で
ある。
ある。
【図８】実施例で用いた直流スパッタリング装置の概略
図である。
図である。
【図９】実施例で用いた高周波スパッタリング装置の概
略図である。
略図である。
【図１０】（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。
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。
１，１１，２１ 基板 ２，１２ フッ素ドープした金属シリサイド膜 ３ クロム系膜 １ａ 第１光透過部 ２ａ 第２光透過部 １３ レジスト膜 ２２ ターゲット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願2000−309453(P2000−309453) (32)優先日 平成12年10月10日(2000．10．10) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 森谷 二郎 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 鈴木 雅之 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 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 Ｆターム(参考） 2H095 BB03 BB14 BB25 BC08 BC14 4K029 AA08 AA09 BA02 BA07 BA11 BA35 BA43 BA52 BA54 BA55 BB02 CA06 DC03 DC34 DC39
Claims (16)
- 【請求項１】 透明基板上に少なくとも一層の位相シフ
ターを形成してなる位相シフトマスクブランクにおい
て、上記位相シフターをフッ素ドープした金属シリサイ
ドを主成分とする膜で形成したことを特徴とする位相シ
フトマスクブランク。 - 【請求項２】 透明基板上に少なくとも一層の位相シフ
ターを形成してなる位相シフトマスクブランクにおい
て、上記位相シフターをフッ素ドープした金属シリサイ
ドを主成分とする膜で形成すると共に、この位相シフタ
ー上に少なくとも一層のＣｒ系膜を形成したことを特徴
とする位相シフトマスクブランク。 - 【請求項３】 Ｃｒ系膜が遮光膜もしくは反射防止膜又
はこれら膜を積層したものである請求項２記載の位相シ
フトマスクブランク。 - 【請求項４】 Ｃｒ系膜がＣｒＣ、ＣｒＣＯ、ＣｒＣＮ
もしくはＣｒＣＯＮ膜又はこれらの膜を積層したもので
ある請求項２又は３記載の位相シフトマスクブランク。 - 【請求項５】 上記フッ素ドープした金属シリサイド
が、フッ素ドープしたクロムシリサイド、フッ素ドープ
したモリブデンシリサイド、又はフッ素ドープしたガド
リニウムガリウムシリサイドである請求項１乃至４のい
ずれか１項記載の位相シフトマスクブランク。 - 【請求項６】 上記フッ素ドープした金属シリサイド
が、フッ素ドープしたクロムシリサイド、フッ素ドープ
したモリブデンシリサイド、又はフッ素ドープしたガド
リニウムガリウムシリサイドであり、かつ該シリサイド
がＯ，Ｎ，Ｃの１種又は２種以上の元素を含有している
ものである請求項１乃至４のいずれか１項記載の位相シ
フトマスクブランク。 - 【請求項７】 フッ素ドープした金属シリサイドを主成
分とする位相シフターが、透過する露光光の位相を１８
０±５度変換し、かつ透過率が３〜４０％である請求項
１乃至６のいずれか１項記載の位相シフトマスクブラン
ク。 - 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれか１項記載の位
相シフトマスクブランクの位相シフターがパターン形成
されてなることを特徴とする位相シフトマスク。 - 【請求項９】 露光光を透過する基板上にフッ素ドープ
した金属シリサイドを主成分とする位相シフターをスパ
ッタリング法で形成する工程、 この位相シフター上にリソグラフィー法によりレジスト
パターンを形成する工程、及びこのレジストパターンを
用いてドライエッチング法又はウエットエッチング法に
て位相シフターをパターン形成する工程を含むことを特
徴とする位相シフトマスクの製造方法。 - 【請求項１０】 露光光を透過する基板上にフッ素ドー
プした金属シリサイドを主成分とする位相シフターをス
パッタリング法で形成する工程、 この位相シフター上にＣｒ系膜をスパッタリング法で形
成する工程、 このＣｒ系膜の露光に必要な部分をエッチングにより除
去して該部分の位相シフターを表面に露呈し、この位相
シフター上にフォトリソグラフィー法によりレジストパ
ターンを形成する工程、及びこのレジストパターンを用
いてドライエッチング法又はウエットエッチング法にて
位相シフターをパターン形成する工程を含むことを特徴
とする位相シフトマスクの製造方法。 - 【請求項１１】 上記フッ素ドープした金属シリサイド
が、フッ素ドープしたクロムシリサイド、フッ素ドープ
したモリブデンシリサイド、又はフッ素ドープしたガド
リニウムガリウムシリサイドである請求項９又は１０記
載の位相シフトマスクの製造方法。 - 【請求項１２】 上記スパッタリングをクロム、モリブ
デン、又はガドリニウムガリウムをターゲットとして用
い、かつ反応性ガスとしてＳｉＦ4を用いて行う請求項
９，１０又は１１記載の位相シフトマスクの製造方法。 - 【請求項１３】 上記スパッタリングをクロムシリサイ
ド、モリブデンシリサイド又はガドリニウムガリウムシ
リサイドをターゲットとして用い、かつ反応性ガスとし
てＳｉＦ4、ＣＦ4及びＮＦ3から選ばれる１種以上を用
いて行う請求項９，１０又は１１記載の位相シフトマス
クの製造方法。 - 【請求項１４】 上記スパッタリング法が、酸素、窒素
及び炭素から選ばれる元素ソースガスを不活性ガス及び
反応性ガスと混合した混合ガスを用いる反応性スパッタ
リング法である請求項９乃至１３のいずれか１項記載の
位相シフトマスクの製造方法。 - 【請求項１５】 元素ソースガスを元素比率が不活性ガ
スに対し流量比で酸素１〜４０％、窒素１〜２０％、炭
素１〜１０％で用いる請求項１４記載の位相シフトマス
クの製造方法。 - 【請求項１６】 フッ素ドープした金属シリサイドを主
成分とする位相シフターが、透過する露光光の位相を１
８０±５度変換し、かつ透過率が３〜４０％である請求
項９乃至１５のいずれか１項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 |
|---|---|---|---|
| JP2000394991A JP4450137B2 (ja) | 2000-01-05 | 2000-12-26 | 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及び位相シフトマスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000000332 | 2000-01-05 | ||
| JP2000000333 | 2000-01-05 | ||
| JP2000000336 | 2000-01-05 | ||
| JP2000309453 | 2000-10-10 | ||
| JP2000-332 | 2000-10-10 | ||
| JP2000-333 | 2000-10-10 | ||
| JP2000-309453 | 2000-10-10 | ||
| JP2000-336 | 2000-10-10 | ||
| JP2000394991A JP4450137B2 (ja) | 2000-01-05 | 2000-12-26 | 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及び位相シフトマスクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002189283A true JP2002189283A (ja) | 2002-07-05 |
| JP4450137B2 JP4450137B2 (ja) | 2010-04-14 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000394991A Expired - Fee Related JP4450137B2 (ja) | 2000-01-05 | 2000-12-26 | 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及び位相シフトマスクの製造方法 |
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|---|---|
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005148320A (ja) * | 2003-11-13 | 2005-06-09 | Htl:Kk | 参照画像の生成方法及び位相シフトフォトマスク検査装置 |
| JP2007178498A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Hoya Corp | フォトマスクブランクの製造方法及びフォトマスクの製造方法 |
| JP2007271774A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Hoya Corp | マスクブランク及びフォトマスク |
| US7601468B2 (en) | 2002-10-23 | 2009-10-13 | Hoya Corporation | Process for manufacturing half-tone phase shifting mask blanks |
| JP2009294681A (ja) * | 2009-09-24 | 2009-12-17 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | フォトマスクブランク及びフォトマスク |
| JP2010009038A (ja) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Hoya Corp | 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスクおよび位相シフトマスクブランクの製造方法 |
| JP2018173644A (ja) * | 2018-05-31 | 2018-11-08 | Hoya株式会社 | 位相シフトマスクブランク及びこれを用いた位相シフトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法 |
-
2000
- 2000-12-26 JP JP2000394991A patent/JP4450137B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JP2007178498A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Hoya Corp | フォトマスクブランクの製造方法及びフォトマスクの製造方法 |
| JP4614877B2 (ja) * | 2005-12-27 | 2011-01-19 | Ｈｏｙａ株式会社 | フォトマスクブランクの製造方法及びフォトマスクの製造方法 |
| JP2007271774A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Hoya Corp | マスクブランク及びフォトマスク |
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