JP2002229182A - ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びそれを用いたハーフトーン型位相シフトマスク - Google Patents
ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びそれを用いたハーフトーン型位相シフトマスクInfo
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
Landscapes
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】露光光の短波長化や高透過率に対応でき、検査
時のコントラストが得られるハーフトーン型位相シフト
マスクブランクおよびハーフトーン型位相シフトマスク
を提供する。 【解決手段】ガラス基板上に位相および透過率が制御さ
れた半透明膜層を備え、半透明膜層が、特定金属とシリ
コンを主要構成元素とする２層以上の多層膜で構成され
ているハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクに於
いて、前記多層膜が透明性の高い膜（消衰係数の低い
膜）と遮光性の高い膜（消衰係数の高い膜）を含み、前
記遮光性の高い膜のシリコンに対する前記特定金属の含
有比率が、前記透明性の高い膜の含有比率に比較して高
いことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクブ
ランク。
時のコントラストが得られるハーフトーン型位相シフト
マスクブランクおよびハーフトーン型位相シフトマスク
を提供する。 【解決手段】ガラス基板上に位相および透過率が制御さ
れた半透明膜層を備え、半透明膜層が、特定金属とシリ
コンを主要構成元素とする２層以上の多層膜で構成され
ているハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクに於
いて、前記多層膜が透明性の高い膜（消衰係数の低い
膜）と遮光性の高い膜（消衰係数の高い膜）を含み、前
記遮光性の高い膜のシリコンに対する前記特定金属の含
有比率が、前記透明性の高い膜の含有比率に比較して高
いことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクブ
ランク。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造プロセス
中のフォトリソグラフィ工程で使用される露光転写用の
フォトマスク及びこれを製造するためのフォトマスクブ
ランクに係るものであり、特にハーフトーン型位相シフ
トマスクまたはハーフトーン型位相シフトマスクブラン
クに関するものである。
中のフォトリソグラフィ工程で使用される露光転写用の
フォトマスク及びこれを製造するためのフォトマスクブ
ランクに係るものであり、特にハーフトーン型位相シフ
トマスクまたはハーフトーン型位相シフトマスクブラン
クに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】位相シフト法はＳｉウエハ上にパターン
を転写する際の解像度向上技術の１つであり、開発が盛
んに行われている。原理的にはマスク上の隣接する領域
に互いの透過光が１８０度となるように位相シフト部若
しくは堀り込み部を設けることにより、通常位相の透過
光と位相反転された透過光とが互いに回折し干渉し合う
際に境界部の光強度を弱め、その結果として転写パター
ンの解像度を向上させるものである。これにより通常の
フォトマスクに比べて飛躍的に優れた微細パターンの解
像度向上効果および焦点深度向上の効果を持つ。
を転写する際の解像度向上技術の１つであり、開発が盛
んに行われている。原理的にはマスク上の隣接する領域
に互いの透過光が１８０度となるように位相シフト部若
しくは堀り込み部を設けることにより、通常位相の透過
光と位相反転された透過光とが互いに回折し干渉し合う
際に境界部の光強度を弱め、その結果として転写パター
ンの解像度を向上させるものである。これにより通常の
フォトマスクに比べて飛躍的に優れた微細パターンの解
像度向上効果および焦点深度向上の効果を持つ。
【０００３】上記のような位相シフト法はＩＢＭのLeve
nsonらによって提唱され、特開昭58-173744号や、原理
では特公昭62-50811号に記載されており、レベンソン型
やハーフトーン型などが公知となっている。特にハーフ
トーン型位相シフトマスクは、半透明性膜に透過光の位
相反転作用および、パターン内部でレジストの感度以下
での遮光性の役割を持たせる事により透過光強度のエッ
ジ形状を急峻にして解像性や焦点深度特性を向上させる
と共にマスクパターンを忠実にウエハ上に転写する効果
を有したものであり、特にコンタクトホールパターンな
どに効果がある。
nsonらによって提唱され、特開昭58-173744号や、原理
では特公昭62-50811号に記載されており、レベンソン型
やハーフトーン型などが公知となっている。特にハーフ
トーン型位相シフトマスクは、半透明性膜に透過光の位
相反転作用および、パターン内部でレジストの感度以下
での遮光性の役割を持たせる事により透過光強度のエッ
ジ形状を急峻にして解像性や焦点深度特性を向上させる
と共にマスクパターンを忠実にウエハ上に転写する効果
を有したものであり、特にコンタクトホールパターンな
どに効果がある。
【０００４】この中で特開平１１−１５１３２や特開平
１０−１８６６３２号ではハーフトーン型位相シフトマ
スクブランク（以下ハーフトーンブランクまたはブラン
クと記述）の膜材料として、分光特性など優れた点を有
することからジルコニウムやジルコニウムとシリコンの
化合物を使用したものを提案している。また、ハーフト
ーン型位相シフトマスクの半透明膜の膜材料としてモリ
ブデンおよびシリコンの化合物，チタンおよびシリコン
の化合物，タングステンおよびシリコンの化合物，クロ
ム化合物などが提案されている。尚、露光転写により形
成するパターン寸法を所定倍率に拡大して転写用パター
ンを形成してあるフォトマスクのことを従来よりレチク
ルと称しているが、本発明に係る位相シフトマスクの分
野に於いてもこれをレチクルと称し、位相シフトマスク
として定義された範疇に含まれるものであるとする。
１０−１８６６３２号ではハーフトーン型位相シフトマ
スクブランク（以下ハーフトーンブランクまたはブラン
クと記述）の膜材料として、分光特性など優れた点を有
することからジルコニウムやジルコニウムとシリコンの
化合物を使用したものを提案している。また、ハーフト
ーン型位相シフトマスクの半透明膜の膜材料としてモリ
ブデンおよびシリコンの化合物，チタンおよびシリコン
の化合物，タングステンおよびシリコンの化合物，クロ
ム化合物などが提案されている。尚、露光転写により形
成するパターン寸法を所定倍率に拡大して転写用パター
ンを形成してあるフォトマスクのことを従来よりレチク
ルと称しているが、本発明に係る位相シフトマスクの分
野に於いてもこれをレチクルと称し、位相シフトマスク
として定義された範疇に含まれるものであるとする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ここ数年の半導体の急
激な微細化に伴い、それを達成するためのリソグラフィ
技術も同時に進歩を遂げてきた。マスクパターンをウエ
ハ上に転写する縮小投影露光装置（ステッパー若しくは
スキャナー）は解像性を向上させるために短波長化が進
みｉ線以降ではＫｒＦエキシマレーザー、ＡｒＦエキシ
マレーザーといった紫外光領域光への変遷を辿ってい
る。また、ＡｒＦエキシマレーザーの次世代露光光源と
して、更に波長の短いＦ2エキシマレーザー露光の開発
が進められている。また近年ではウエハ上に転写される
パターンの解像性をより高めるために、シフター部（位
相シフト部）における光の透過率を高めた高透過率ハー
フトーンマスクも注目されている。高透過率ハーフトー
ンマスクはシフター膜部の透過率が高く、位相を反転し
て透過する光の強度も強くなる。このため通常透過光と
の干渉によるエッジ部での光振幅の打ち消し効果が高く
なり、Ｓｉウエハへのパターン転写時における解像性が
向上する。
激な微細化に伴い、それを達成するためのリソグラフィ
技術も同時に進歩を遂げてきた。マスクパターンをウエ
ハ上に転写する縮小投影露光装置（ステッパー若しくは
スキャナー）は解像性を向上させるために短波長化が進
みｉ線以降ではＫｒＦエキシマレーザー、ＡｒＦエキシ
マレーザーといった紫外光領域光への変遷を辿ってい
る。また、ＡｒＦエキシマレーザーの次世代露光光源と
して、更に波長の短いＦ2エキシマレーザー露光の開発
が進められている。また近年ではウエハ上に転写される
パターンの解像性をより高めるために、シフター部（位
相シフト部）における光の透過率を高めた高透過率ハー
フトーンマスクも注目されている。高透過率ハーフトー
ンマスクはシフター膜部の透過率が高く、位相を反転し
て透過する光の強度も強くなる。このため通常透過光と
の干渉によるエッジ部での光振幅の打ち消し効果が高く
なり、Ｓｉウエハへのパターン転写時における解像性が
向上する。
【０００６】これまで提案されているハーフトーンマス
クやブランクのシフターに用いられる膜材料の内、金属
（Ｍe）とシリコン（Ｓｉ）との化合物で形成されたも
のの多くは、上記のような露光光のより短波長化への移
行や高透過率化への対応を行おうとすると、従来の膜に
含まれる元素組成では位相差を１８０度としたとき、所
望の透過率を得ることが完全に不可能となってしまうな
どの問題が生じる。
クやブランクのシフターに用いられる膜材料の内、金属
（Ｍe）とシリコン（Ｓｉ）との化合物で形成されたも
のの多くは、上記のような露光光のより短波長化への移
行や高透過率化への対応を行おうとすると、従来の膜に
含まれる元素組成では位相差を１８０度としたとき、所
望の透過率を得ることが完全に不可能となってしまうな
どの問題が生じる。
【０００７】このような、金属とシリコンの化合物膜に
於いて、露光光の短波長化や高透過率化に対応する為に
最も効果的な効果的な方法はシリコンの比率を高めるこ
とであるが、場合によっては検査波長透過率が上昇する
事により、検査時のコントラストが得られなくなるな
ど、分光特性の悪化を招く場合もあった。本発明は、露
光光の短波長化や高透過率に対応でき、検査時のコント
ラストが得られるハーフトーン型位相シフトマスクブラ
ンクおよびハーフトーン型位相シフトマスクを提供する
ことを課題とする。
於いて、露光光の短波長化や高透過率化に対応する為に
最も効果的な効果的な方法はシリコンの比率を高めるこ
とであるが、場合によっては検査波長透過率が上昇する
事により、検査時のコントラストが得られなくなるな
ど、分光特性の悪化を招く場合もあった。本発明は、露
光光の短波長化や高透過率に対応でき、検査時のコント
ラストが得られるハーフトーン型位相シフトマスクブラ
ンクおよびハーフトーン型位相シフトマスクを提供する
ことを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が提供するものは、ハーフトーン型位相シフト
マスクおよびハーフトーン型位相シフトマスクブランク
の半透明性シフター膜において、金属元素とシリコン元
素の比率を光学特性等の関わりから鑑みて特定するもの
である。
に本発明が提供するものは、ハーフトーン型位相シフト
マスクおよびハーフトーン型位相シフトマスクブランク
の半透明性シフター膜において、金属元素とシリコン元
素の比率を光学特性等の関わりから鑑みて特定するもの
である。
【０００９】具体的には上記で挙げたような問題点を解
決するために、ガラス基板上に２層膜構成以上の半透明
性膜を形成したハーフトーン型位相シフトマスクおよび
この製造に係るマスクブランクに於いて、金属元素とシ
リコン元素の比率の関係を規定するものであり、これに
よって上記問題点に列挙した事柄を解決することが出来
るものである。
決するために、ガラス基板上に２層膜構成以上の半透明
性膜を形成したハーフトーン型位相シフトマスクおよび
この製造に係るマスクブランクに於いて、金属元素とシ
リコン元素の比率の関係を規定するものであり、これに
よって上記問題点に列挙した事柄を解決することが出来
るものである。
【００１０】本発明ではこのような上記記載の方法によ
って問題解決をはかるもので、以下にその手段を列挙す
る。
って問題解決をはかるもので、以下にその手段を列挙す
る。
【００１１】本発明の請求項１の発明は、ガラス基板上
に位相および透過率が制御された半透明膜層を備え、半
透明膜層が、特定金属とシリコンを主要構成元素とする
２層以上の多層膜で構成されているハーフトーン型位相
シフトマスク用ブランクに於いて、前記多層膜が透明性
の高い膜と遮光性の高い膜を含み、前記遮光性の高い膜
のシリコンに対する前記特定金属の含有比率が、前記透
明性の高い膜の含有比率に比較して高いことを特徴とす
るハーフトーン型位相シフトマスクブランクとしたもの
である。
に位相および透過率が制御された半透明膜層を備え、半
透明膜層が、特定金属とシリコンを主要構成元素とする
２層以上の多層膜で構成されているハーフトーン型位相
シフトマスク用ブランクに於いて、前記多層膜が透明性
の高い膜と遮光性の高い膜を含み、前記遮光性の高い膜
のシリコンに対する前記特定金属の含有比率が、前記透
明性の高い膜の含有比率に比較して高いことを特徴とす
るハーフトーン型位相シフトマスクブランクとしたもの
である。
【００１２】本発明の請求項２の発明は、前記透明性の
高い膜の金属／シリコンの比率に対する前記遮光性の高
い膜の金属／シリコンの比率の値が１．５以上であるこ
とを特徴とする請求項１記載のハーフトーン型位相シフ
トマスクブランクとしたものである。
高い膜の金属／シリコンの比率に対する前記遮光性の高
い膜の金属／シリコンの比率の値が１．５以上であるこ
とを特徴とする請求項１記載のハーフトーン型位相シフ
トマスクブランクとしたものである。
【００１３】本発明の請求項３の発明は、前記特定金属
が遷移金属であることを特徴とする請求項１または請求
項２記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランクと
したものである。
が遷移金属であることを特徴とする請求項１または請求
項２記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランクと
したものである。
【００１４】本発明の請求項４の発明は、前記遷移金属
がジルコニウムであることを特徴とする請求項３記載の
ハーフトーン型位相シフトマスクブランクとしたもので
ある。
がジルコニウムであることを特徴とする請求項３記載の
ハーフトーン型位相シフトマスクブランクとしたもので
ある。
【００１５】本発明の請求項５の発明は、請求項１乃至
請求項４のいずれか１項記載のハーフトーン型位相シフ
トマスク用ブランクを用いたことを特徴とするハーフト
ーン型位相シフトマスクとしたものである。
請求項４のいずれか１項記載のハーフトーン型位相シフ
トマスク用ブランクを用いたことを特徴とするハーフト
ーン型位相シフトマスクとしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明に係るフォトマスク、特に
ハーフトーン型位相シフトマスクおよびハーフトーン型
位相シフトマスクブランクは、合成石英等の透明基板上
に２層膜以上の半透明性膜シフターを設けたものである
が、分光等の特性を損ねることなく露光光源の短波長化
や高透過率ハーフトーンに対応可能とさせるために、各
層における元素含有比の関係を定めたものである。
ハーフトーン型位相シフトマスクおよびハーフトーン型
位相シフトマスクブランクは、合成石英等の透明基板上
に２層膜以上の半透明性膜シフターを設けたものである
が、分光等の特性を損ねることなく露光光源の短波長化
や高透過率ハーフトーンに対応可能とさせるために、各
層における元素含有比の関係を定めたものである。
【００１７】本発明で有効としている特定金属としては
主に従来技術に記述したようなジルコニウムやモリブデ
ン，チタン，タングステン、ハフニウムその他の遷移金
属であり、半透明性膜中にこれらの金属とシリコンが含
まれている場合である。
主に従来技術に記述したようなジルコニウムやモリブデ
ン，チタン，タングステン、ハフニウムその他の遷移金
属であり、半透明性膜中にこれらの金属とシリコンが含
まれている場合である。
【００１８】より具体的には、主として位相差を確保す
るための透明性膜（消衰係数の低い膜）と、透過率を調
整するための遮光性膜（消衰係数の高い膜）で構成され
た２層膜以上のシフター層において、 透明性膜の（Me／Si）比 ＜ 遮光性膜の（Me／Si）比 という関係であることとするものである。また更には前
記後者である遮光性膜の（Me／Si）比の値が、前者透明
性膜の（Me／Si）比の値の１．５倍以上とすることで様
々な問題点を解決することが可能となるものである。
るための透明性膜（消衰係数の低い膜）と、透過率を調
整するための遮光性膜（消衰係数の高い膜）で構成され
た２層膜以上のシフター層において、 透明性膜の（Me／Si）比 ＜ 遮光性膜の（Me／Si）比 という関係であることとするものである。また更には前
記後者である遮光性膜の（Me／Si）比の値が、前者透明
性膜の（Me／Si）比の値の１．５倍以上とすることで様
々な問題点を解決することが可能となるものである。
【００１９】
【実施例】本発明のハーフトーン型位相シフトマスクの
実施形態を実施例により説明する。尚、本実施例では一
例としてＺｒとＳｉを膜の主要構成材料とした場合につ
いて示す。Ｚｒ−Ｓｉの化合物で、最もＳｉ含有率が高
い化学量論比はＺｒＳｉ2である。下記の実施例で、ス
パッタリングターゲットとして、ＺｒＳｉ3、ＺｒＳｉ4
という表記がでてくるが、そのような割合でＺｒとＳｉ
が混合されたものであり、ＺｒＳｉ2とＳｉが存在して
いる状態と推定される。
実施形態を実施例により説明する。尚、本実施例では一
例としてＺｒとＳｉを膜の主要構成材料とした場合につ
いて示す。Ｚｒ−Ｓｉの化合物で、最もＳｉ含有率が高
い化学量論比はＺｒＳｉ2である。下記の実施例で、ス
パッタリングターゲットとして、ＺｒＳｉ3、ＺｒＳｉ4
という表記がでてくるが、そのような割合でＺｒとＳｉ
が混合されたものであり、ＺｒＳｉ2とＳｉが存在して
いる状態と推定される。
【００２０】＜実施例１＞本実施例１では、ガラス基板
上に設けた２層膜半透明シフターの各層を異なる組成の
ターゲットから成膜したものである。すなわち透明性の
高い膜の成膜の場合には遮光性の高い膜の場合よりもＳ
ｉ含有率の高いターゲットを予め使用した。これにより
本発明のハーフトーン型位相シフトマスクおよびブラン
クの作製を実施した。
上に設けた２層膜半透明シフターの各層を異なる組成の
ターゲットから成膜したものである。すなわち透明性の
高い膜の成膜の場合には遮光性の高い膜の場合よりもＳ
ｉ含有率の高いターゲットを予め使用した。これにより
本発明のハーフトーン型位相シフトマスクおよびブラン
クの作製を実施した。
【００２１】成膜はスパッタリング法を用いて行った。
スパッタリング装置にはマグネトロンスパッタリング装
置を使用し、ＡｒおよびＯ2ガスの雰囲気中での反応性
成膜とした。本実施例では上記のようなガス条件の下で
酸化膜を形成したが，この他にも窒化物や酸化窒化膜・
ハロゲン化物等、特にこれに限らず有効である。まず、
遮光性の高い膜であるZrSi2を成膜し、次に透明性の高
い膜であるZrSi3を成膜した。成膜条件は概ね以下の条
件にて行った。 ターゲット ：ZrSi2（遮光性膜成膜時）、ZrSi3（透明
性膜成膜時） 膜厚 ：ZrSi2 ７５オングストローム、ZrSi3
７６２オングストローム 成膜雰囲気 ：Ar+O2=40[SCCM]（反応性スパッタリン
グ） O2=１[SCCM]以下 （遮光性膜成膜時） O2=７乃至１０[SCCM] （透明性膜成膜時） Pressure ：0.25[Pa] Power ：DC300[W] Anneal ：250℃，1h （Oven） （尚、ZrSi3ターゲットとはZrSi2にSiを加え、Zr:Si=1:
3の組成比としたターゲットである。）
スパッタリング装置にはマグネトロンスパッタリング装
置を使用し、ＡｒおよびＯ2ガスの雰囲気中での反応性
成膜とした。本実施例では上記のようなガス条件の下で
酸化膜を形成したが，この他にも窒化物や酸化窒化膜・
ハロゲン化物等、特にこれに限らず有効である。まず、
遮光性の高い膜であるZrSi2を成膜し、次に透明性の高
い膜であるZrSi3を成膜した。成膜条件は概ね以下の条
件にて行った。 ターゲット ：ZrSi2（遮光性膜成膜時）、ZrSi3（透明
性膜成膜時） 膜厚 ：ZrSi2 ７５オングストローム、ZrSi3
７６２オングストローム 成膜雰囲気 ：Ar+O2=40[SCCM]（反応性スパッタリン
グ） O2=１[SCCM]以下 （遮光性膜成膜時） O2=７乃至１０[SCCM] （透明性膜成膜時） Pressure ：0.25[Pa] Power ：DC300[W] Anneal ：250℃，1h （Oven） （尚、ZrSi3ターゲットとはZrSi2にSiを加え、Zr:Si=1:
3の組成比としたターゲットである。）
【００２２】成膜されたブランクは次にレジスト塗布を
行い，露光，現像等のレジストプロセスを経てパターン
を形成した。レジストにはポジ型電子線レジスト（ZEP9
00：日本ゼオン）を用い、膜厚5000Aにて塗布を行っ
た。ドライエッチング条件は以下の通りである。ドライ
エッチング装置にはＲＩＥ装置を使用した。エッチング
ガスは、本実施例ではＢＣｌ3を用いてエッチング行っ
た。このときのエッチング圧力は１Ｐａおよび１０Ｐａ
の２条件エッチング、印加電力はＲＦ２００Ｗとした。
以上のようにしてマスクを作成した。
行い，露光，現像等のレジストプロセスを経てパターン
を形成した。レジストにはポジ型電子線レジスト（ZEP9
00：日本ゼオン）を用い、膜厚5000Aにて塗布を行っ
た。ドライエッチング条件は以下の通りである。ドライ
エッチング装置にはＲＩＥ装置を使用した。エッチング
ガスは、本実施例ではＢＣｌ3を用いてエッチング行っ
た。このときのエッチング圧力は１Ｐａおよび１０Ｐａ
の２条件エッチング、印加電力はＲＦ２００Ｗとした。
以上のようにしてマスクを作成した。
【００２３】なお比較例として、以下の条件でブランク
を作成した。成膜条件は概ね以下の条件にて行った。 ターゲット ：ZrSi2（遮光性膜成膜時及び透明性膜成
膜時） 膜厚 ：ZrSi2 １０９４オングストローム（遮
光性膜成膜）、１２８オングストローム（透明性膜成
膜） 成膜雰囲気 ：Ar+O2=40[SCCM]（反応性スパッタリン
グ） O2=１[SCCM]以下 （遮光性膜成膜時） O2=７乃至１０[SCCM] （透明性膜成膜時） Pressure ：0.25[Pa] Power ：DC300[W] Anneal ：250℃，1h （Oven） このブランクを用いて、上記実施例と同じ条件でマスク
を作成した。
を作成した。成膜条件は概ね以下の条件にて行った。 ターゲット ：ZrSi2（遮光性膜成膜時及び透明性膜成
膜時） 膜厚 ：ZrSi2 １０９４オングストローム（遮
光性膜成膜）、１２８オングストローム（透明性膜成
膜） 成膜雰囲気 ：Ar+O2=40[SCCM]（反応性スパッタリン
グ） O2=１[SCCM]以下 （遮光性膜成膜時） O2=７乃至１０[SCCM] （透明性膜成膜時） Pressure ：0.25[Pa] Power ：DC300[W] Anneal ：250℃，1h （Oven） このブランクを用いて、上記実施例と同じ条件でマスク
を作成した。
【００２４】以下にこのハーフトーン型位相シフトマス
クブランクの分光特性を示す。図１に示した分光特性は
ＡｒＦエキシマレーザ露光用の上記実施例及び比較例の
分光特性であり、マスク透過率は１９３ｎｍにおいて高
透過率である１６．８％（分光（１）・・・・実施
例），１６．３％（分光（２）・・・・比較例）であ
る。
クブランクの分光特性を示す。図１に示した分光特性は
ＡｒＦエキシマレーザ露光用の上記実施例及び比較例の
分光特性であり、マスク透過率は１９３ｎｍにおいて高
透過率である１６．８％（分光（１）・・・・実施
例），１６．３％（分光（２）・・・・比較例）であ
る。
【００２５】成膜後の膜を組成定量分析（XPS）にて膜
定常層までエッチングし分析した結果、図中の分光特性
（２）における透明性の高い膜でのＭｅ／Ｓｉ比は０．
５４、遮光性の高い膜でのＭｅ／Ｓｉ比は０．４５であ
った。分光特性（１）においては透明性の高い膜が同
０．２９，遮光性の高い膜が同０．４５であり、この場
合には本明細書で示す範囲、すなわち 透明性膜の（Me／Si）比 ＜ 遮光性膜の（Me／Si）比 の条件を満足する。また、０．４５／０．２９＝１．５
５（実施例）、０．４５／０．５４＝０．８３（比較
例）となり、１．５以上であれば、従来例に比べ有効で
ある。（尚、この場合のＭｅ＝Ｚｒとした。）
定常層までエッチングし分析した結果、図中の分光特性
（２）における透明性の高い膜でのＭｅ／Ｓｉ比は０．
５４、遮光性の高い膜でのＭｅ／Ｓｉ比は０．４５であ
った。分光特性（１）においては透明性の高い膜が同
０．２９，遮光性の高い膜が同０．４５であり、この場
合には本明細書で示す範囲、すなわち 透明性膜の（Me／Si）比 ＜ 遮光性膜の（Me／Si）比 の条件を満足する。また、０．４５／０．２９＝１．５
５（実施例）、０．４５／０．５４＝０．８３（比較
例）となり、１．５以上であれば、従来例に比べ有効で
ある。（尚、この場合のＭｅ＝Ｚｒとした。）
【００２６】以上のような分光特性を得られた結果検査
波長域での分光透過率特性は表１のようになり、本発明
を適用した場合には、表１−分光特性（１）に示す値に
改善され、検査時のコントラストが充分に得られた。な
お、検査に用いられる波長は、露光波長より長い波長で
あることが一般的である。この例のように、ＡｒＦエキ
シマレーザ（波長１９３ｎｍ）露光用の場合は、３６５
ｎｍあるいは、２５７ｎｍ、４８８ｎｍ程度の波長の光
が検査波長として用いられる。露光波長より長い波長が
用いられる理由は、短い波長の光を発生させるのは、設
備がおおがかりとなり、コストがかかるため、検査波長
に露光波長と同程度の波長を用いることは検査コストが
上昇するためである。
波長域での分光透過率特性は表１のようになり、本発明
を適用した場合には、表１−分光特性（１）に示す値に
改善され、検査時のコントラストが充分に得られた。な
お、検査に用いられる波長は、露光波長より長い波長で
あることが一般的である。この例のように、ＡｒＦエキ
シマレーザ（波長１９３ｎｍ）露光用の場合は、３６５
ｎｍあるいは、２５７ｎｍ、４８８ｎｍ程度の波長の光
が検査波長として用いられる。露光波長より長い波長が
用いられる理由は、短い波長の光を発生させるのは、設
備がおおがかりとなり、コストがかかるため、検査波長
に露光波長と同程度の波長を用いることは検査コストが
上昇するためである。
【００２７】
【表１】
【００２８】＜実施例２＞実施例２では、同一組成ター
ゲットを用いて２層膜の半透明シフター層を形成した場
合について示す。同一の組成のターゲットから成膜を行
う場合に於いても、膜の透明性を高めて行ったときにＭ
ｅ／Ｓｉの比率が小さくなるターゲット若しくはスパッ
タリング条件を選ぶことで本発明の実施が可能である。
本実施例ではターゲットとしてＺｒＳｉ2にＳｉを加え
て製造したＺｒＳｉ4のターゲットを用いて２層膜半透
明シフターの成膜を行った。（但し、本ターゲットはＺ
ｒＳｉ2にＳｉを加え、全体の組成比をZr:Si=1:4とした
ものである。）成膜条件は以下に示す。 ターゲット ：ZrSi4， 合計膜厚 ：1393A 成膜雰囲気 ：Ar+O2=40[SCCM]（反応性スパッタリン
グ） O2=１[SCCM]以下 （遮光性膜成膜時） O2=7[SCCM] （透明性膜成膜時） Pressure ：0.25[Pa] Power ：DC300[W] Anneal ：250℃，1h （Oven） マスク作製プロセスは実施例１と同様にレジスト塗布を
行い，露光，現像等のレジストプロセスを経てパターン
を形成した。その後ＲＩＥ装置を用いたドライエッチン
グを行いマスクパターン形成した。エッチング条件はＢ
Ｃｌ3ガスを用い、圧力は１Ｐａおよび１０Ｐａ、印加
電力はＲＦ２００Ｗとした。なお比較例としてターゲッ
トとして上記のZrSi4に代えてZrSi2を用い、上記と同じ
条件でブランク及びマスクを作成した。
ゲットを用いて２層膜の半透明シフター層を形成した場
合について示す。同一の組成のターゲットから成膜を行
う場合に於いても、膜の透明性を高めて行ったときにＭ
ｅ／Ｓｉの比率が小さくなるターゲット若しくはスパッ
タリング条件を選ぶことで本発明の実施が可能である。
本実施例ではターゲットとしてＺｒＳｉ2にＳｉを加え
て製造したＺｒＳｉ4のターゲットを用いて２層膜半透
明シフターの成膜を行った。（但し、本ターゲットはＺ
ｒＳｉ2にＳｉを加え、全体の組成比をZr:Si=1:4とした
ものである。）成膜条件は以下に示す。 ターゲット ：ZrSi4， 合計膜厚 ：1393A 成膜雰囲気 ：Ar+O2=40[SCCM]（反応性スパッタリン
グ） O2=１[SCCM]以下 （遮光性膜成膜時） O2=7[SCCM] （透明性膜成膜時） Pressure ：0.25[Pa] Power ：DC300[W] Anneal ：250℃，1h （Oven） マスク作製プロセスは実施例１と同様にレジスト塗布を
行い，露光，現像等のレジストプロセスを経てパターン
を形成した。その後ＲＩＥ装置を用いたドライエッチン
グを行いマスクパターン形成した。エッチング条件はＢ
Ｃｌ3ガスを用い、圧力は１Ｐａおよび１０Ｐａ、印加
電力はＲＦ２００Ｗとした。なお比較例としてターゲッ
トとして上記のZrSi4に代えてZrSi2を用い、上記と同じ
条件でブランク及びマスクを作成した。
【００２９】このようにして得られたハーフトーン型位
相シフトマスクおよびブランクの膜を組成分析した結
果、透明性の高い膜での組成比はＭｅ／Ｓｉ比＝０．１
３，遮光性の高い膜でのＭｅ／Ｓｉ比＝０．３０とな
り、 透明性膜の（Me／Si）比 ＜ 遮光性膜の（Me／Si）比 の条件を満足する。（Ｍｅ＝Ｚｒ） また、０．３０／０．１３＝２．３１であるので１．５
以上となり、分光特性の改善に寄与する。尚、成膜した
膜の光学定数から光学シミュレーションを行うと、１９
３ｎｍでの分光透過率を一定（２０％）とした場合、本
発明の実施例・比較例での検査波長（３６５ｎｍ）にお
ける分光透過率はそれぞれ以下の様になり、約２５％低
減することが可能であった。
相シフトマスクおよびブランクの膜を組成分析した結
果、透明性の高い膜での組成比はＭｅ／Ｓｉ比＝０．１
３，遮光性の高い膜でのＭｅ／Ｓｉ比＝０．３０とな
り、 透明性膜の（Me／Si）比 ＜ 遮光性膜の（Me／Si）比 の条件を満足する。（Ｍｅ＝Ｚｒ） また、０．３０／０．１３＝２．３１であるので１．５
以上となり、分光特性の改善に寄与する。尚、成膜した
膜の光学定数から光学シミュレーションを行うと、１９
３ｎｍでの分光透過率を一定（２０％）とした場合、本
発明の実施例・比較例での検査波長（３６５ｎｍ）にお
ける分光透過率はそれぞれ以下の様になり、約２５％低
減することが可能であった。
【００３０】
【表２】
【００３１】この結果から、同一組成ターゲットを用い
て２層膜の半透明シフター層を形成した場合についても
本発明を実施することは可能である。
て２層膜の半透明シフター層を形成した場合についても
本発明を実施することは可能である。
【００３２】以上実施例では一例として、膜主要構成材
料としてＺｒとＳｉの化合物を用いたが、金属元素はＭ
ｏ，Ｔｉ，Ｈｆ等の金属でも実施可能であった。他の金
属元素とＳｉを主要な構成元素とする化合物でも問題は
ないが、できれば前出に代表される遷移金属とＳｉを主
要な構成元素とすることが効果の面で好ましい。成膜時
の導入ガスについてもＡｒ＋Ｏ2以外のガス条件でも何
ら問題はなく、成膜後の膜は酸化膜、窒化膜，弗化膜ま
たはこれらの複合の状態等、膜の種類に依らない。
料としてＺｒとＳｉの化合物を用いたが、金属元素はＭ
ｏ，Ｔｉ，Ｈｆ等の金属でも実施可能であった。他の金
属元素とＳｉを主要な構成元素とする化合物でも問題は
ないが、できれば前出に代表される遷移金属とＳｉを主
要な構成元素とすることが効果の面で好ましい。成膜時
の導入ガスについてもＡｒ＋Ｏ2以外のガス条件でも何
ら問題はなく、成膜後の膜は酸化膜、窒化膜，弗化膜ま
たはこれらの複合の状態等、膜の種類に依らない。
【００３３】
【発明の効果】本発明は、現在の金属およびシリコンが
含有されているハーフトーン型位相シフトマスクに適用
可能なものである。また本発明は特に今後の半導体の微
細化に対応したマスクの品質向上等には有効な手段とな
るものである。その方法としてはハーフトン型位相シフ
トマスクおよびブランクがガラス基板上に２層膜もしく
はそれ以上で設けられた場合に、各層間での膜中に含ま
れる金属とＳｉの比率を規定するものである。
含有されているハーフトーン型位相シフトマスクに適用
可能なものである。また本発明は特に今後の半導体の微
細化に対応したマスクの品質向上等には有効な手段とな
るものである。その方法としてはハーフトン型位相シフ
トマスクおよびブランクがガラス基板上に２層膜もしく
はそれ以上で設けられた場合に、各層間での膜中に含ま
れる金属とＳｉの比率を規定するものである。
【００３４】すなわち、ハーフトーン型位相シフトマス
クおよびこの製造に係るマスクブランクのガラス基板上
に設けられた半透明性膜が主として位相差を確保するた
めの透明性膜と、透過率を調整するための遮光性膜で構
成された２層膜以上で形成された場合に透明性の高い膜
におけるＳｉの比率を遮光性の高い膜のそれと比較して
高めるものである。これにより透明性膜における透明性
の確保が容易になり、今後の更なる短波長露光や、高透
過率のマスクにも対応させることができる。また本発明
に依ると、前記のような短波長化や高透過率化に対応さ
せたときにも分光特性を改善する事ができ、検査時のコ
ントラスト低下を防ぐことが可能となる。
クおよびこの製造に係るマスクブランクのガラス基板上
に設けられた半透明性膜が主として位相差を確保するた
めの透明性膜と、透過率を調整するための遮光性膜で構
成された２層膜以上で形成された場合に透明性の高い膜
におけるＳｉの比率を遮光性の高い膜のそれと比較して
高めるものである。これにより透明性膜における透明性
の確保が容易になり、今後の更なる短波長露光や、高透
過率のマスクにも対応させることができる。また本発明
に依ると、前記のような短波長化や高透過率化に対応さ
せたときにも分光特性を改善する事ができ、検査時のコ
ントラスト低下を防ぐことが可能となる。
【図１】本発明の一実施例の分光透過率を示す図であ
る。
る。
（１）…実施例の分光透過率曲線 （２）…比較例の分光透過率曲線
Claims (5)
- 【請求項１】ガラス基板上に位相および透過率が制御さ
れた半透明膜層を備え、半透明膜層が、特定金属とシリ
コンを主要構成元素とする２層以上の多層膜で構成され
ているハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクに於
いて、前記多層膜が透明性の高い膜と遮光性の高い膜を
含み、前記遮光性の高い膜のシリコンに対する前記特定
金属の含有比率が、前記透明性の高い膜の含有比率に比
較して高いことを特徴とするハーフトーン型位相シフト
マスクブランク。 - 【請求項２】前記透明性の高い膜の金属／シリコンの比
率に対する前記遮光性の高い膜の金属／シリコンの比率
の値が１．５以上であることを特徴とする請求項１記載
のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。 - 【請求項３】前記特定金属が遷移金属であることを特徴
とする請求項１または請求項２記載のハーフトーン型位
相シフトマスクブランク。 - 【請求項４】前記遷移金属がジルコニウムであることを
特徴とする請求項３記載のハーフトーン型位相シフトマ
スクブランク。 - 【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載
のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクを用いた
ことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001023276A JP2002229182A (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びそれを用いたハーフトーン型位相シフトマスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001023276A JP2002229182A (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びそれを用いたハーフトーン型位相シフトマスク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002229182A true JP2002229182A (ja) | 2002-08-14 |
Family
ID=18888579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001023276A Pending JP2002229182A (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びそれを用いたハーフトーン型位相シフトマスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002229182A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004302024A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスク並びに位相シフト膜の成膜方法 |
| JP2004318085A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-11-11 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスク並びに位相シフトマスクブランクの製造方法および位相シフトマスクの製造方法 |
| JP2005128278A (ja) * | 2003-10-24 | 2005-05-19 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及びパターン転写方法 |
| JP2005234209A (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Shin Etsu Chem Co Ltd | ハーフトーン位相シフトマスクブランクの製造方法、ハーフトーン位相シフトマスクブランク、ハーフトーン位相シフトマスク及びパターン転写方法 |
| US7329474B2 (en) | 2003-03-31 | 2008-02-12 | Shin-Estu Chemical Co., Ltd. | Photomask blank, photomask, and method of manufacture |
| JP2012018198A (ja) * | 2010-07-06 | 2012-01-26 | Shin Etsu Chem Co Ltd | パターン形成方法 |
-
2001
- 2001-01-31 JP JP2001023276A patent/JP2002229182A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004302024A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスク並びに位相シフト膜の成膜方法 |
| JP2004318085A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-11-11 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスク並びに位相シフトマスクブランクの製造方法および位相シフトマスクの製造方法 |
| US7329474B2 (en) | 2003-03-31 | 2008-02-12 | Shin-Estu Chemical Co., Ltd. | Photomask blank, photomask, and method of manufacture |
| US7736824B2 (en) | 2003-03-31 | 2010-06-15 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Photomask blank, photomask, and method of manufacture |
| JP2005128278A (ja) * | 2003-10-24 | 2005-05-19 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及びパターン転写方法 |
| JP4525893B2 (ja) * | 2003-10-24 | 2010-08-18 | 信越化学工業株式会社 | 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及びパターン転写方法 |
| JP2005234209A (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Shin Etsu Chem Co Ltd | ハーフトーン位相シフトマスクブランクの製造方法、ハーフトーン位相シフトマスクブランク、ハーフトーン位相シフトマスク及びパターン転写方法 |
| JP2012018198A (ja) * | 2010-07-06 | 2012-01-26 | Shin Etsu Chem Co Ltd | パターン形成方法 |
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