JP2003149788A - ドライエッチング方法およびハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法 - Google Patents
ドライエッチング方法およびハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法Info
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- JP2003149788A JP2003149788A JP2001351382A JP2001351382A JP2003149788A JP 2003149788 A JP2003149788 A JP 2003149788A JP 2001351382 A JP2001351382 A JP 2001351382A JP 2001351382 A JP2001351382 A JP 2001351382A JP 2003149788 A JP2003149788 A JP 2003149788A
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】位相差面内分布を向上させ、かつパターン線幅
および断面形状の制御ができる位相シフトマスクの製造
方法を提供することが望まれていたものである。 【解決手段】金属酸化物、半導体酸化物、金属酸窒化
物、半導体酸窒化物、金属窒化物および半導体窒化物か
らなる群から選ばれる物質からなる透明性膜と、金属、
金属酸窒化物、半導体酸窒化物、金属窒化物および半導
体窒化物からなる群から選ばれる物質からなる前記透明
性膜よりも遮光性が高い遮光性膜において、透明性膜と
遮光性膜とのエッチング選択比Ｓを１＜Ｓ＜３の範囲の
所定値にしてドライエッチングする方法を提供するもの
である。
および断面形状の制御ができる位相シフトマスクの製造
方法を提供することが望まれていたものである。 【解決手段】金属酸化物、半導体酸化物、金属酸窒化
物、半導体酸窒化物、金属窒化物および半導体窒化物か
らなる群から選ばれる物質からなる透明性膜と、金属、
金属酸窒化物、半導体酸窒化物、金属窒化物および半導
体窒化物からなる群から選ばれる物質からなる前記透明
性膜よりも遮光性が高い遮光性膜において、透明性膜と
遮光性膜とのエッチング選択比Ｓを１＜Ｓ＜３の範囲の
所定値にしてドライエッチングする方法を提供するもの
である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属、金属酸化
膜、半導体酸化膜、金属酸窒化物、半導体酸窒化物、金
属窒化膜、半導体窒化膜のドライエッチング方法に関
し、特に、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のうち、マ
スクを通過する露光光間に位相差を与えることにより、
転写パターンの解像度を向上させるようにしたハーフト
ーン型位相シフトマスクの製造方法に関するものであ
る。
膜、半導体酸化膜、金属酸窒化物、半導体酸窒化物、金
属窒化膜、半導体窒化膜のドライエッチング方法に関
し、特に、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のうち、マ
スクを通過する露光光間に位相差を与えることにより、
転写パターンの解像度を向上させるようにしたハーフト
ーン型位相シフトマスクの製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の製造工程においては、
Ｓｉウェハー上などに回路を構成する素子や配線の高集
積化およびパターンの微細化が進展している。フォトリ
ソグラフィ技術においては、微細パターンを形成するた
めのパターン露光の際のマスクとしてフォトマスクが用
いられる。このフォトマスクの一種に位相シフト法を用
いた位相シフトマスクがある。位相シフト法は、微細パ
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の位相差が１８０ｄｅｇ．となる
ように位相シフト部を設けることにより、透過光が回折
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。
Ｓｉウェハー上などに回路を構成する素子や配線の高集
積化およびパターンの微細化が進展している。フォトリ
ソグラフィ技術においては、微細パターンを形成するた
めのパターン露光の際のマスクとしてフォトマスクが用
いられる。このフォトマスクの一種に位相シフト法を用
いた位相シフトマスクがある。位相シフト法は、微細パ
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の位相差が１８０ｄｅｇ．となる
ように位相シフト部を設けることにより、透過光が回折
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マスクの一種とし
て、ハーフトーン型位相シフトマスクが開発されてい
る。ハーフトーン型位相シフトマスクは、透明基板上に
形成するマスクパターンを実質的に露光に寄与する強度
の光を透過させる透過部と実質的に露光に寄与しない半
透過部とで構成し、この半透過部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ことにより、前記透過部と半透過部
との境界部近傍を通過した光が互いに打ち消し合うよう
にして、光強度のエッジ形状を急峻にし、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る。
て、ハーフトーン型位相シフトマスクが開発されてい
る。ハーフトーン型位相シフトマスクは、透明基板上に
形成するマスクパターンを実質的に露光に寄与する強度
の光を透過させる透過部と実質的に露光に寄与しない半
透過部とで構成し、この半透過部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ことにより、前記透過部と半透過部
との境界部近傍を通過した光が互いに打ち消し合うよう
にして、光強度のエッジ形状を急峻にし、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る。
【０００４】ハーフトーン型位相シフトマスクには、前
記の位相反転作用および遮光性をもつ半透過部が単層お
よび二層以上の膜で構成されているものがこれまでに提
案されている。
記の位相反転作用および遮光性をもつ半透過部が単層お
よび二層以上の膜で構成されているものがこれまでに提
案されている。
【０００５】位相シフトマスクにおいては、位相シフト
部の位相変化量は、１８０ｄｅｇ．近傍の値をとること
が望ましい。この位相変化量は、例えば、ハーフトーン
型位相シフトマスクの場合、主に半透過部のエッチング
量に依存する。従って、露光用マスクの作成工程では、
所望の位相変化量を得るためには、ドライエッチングに
よるエッチング深さの制御が重要な課題となる。また、
マスク上でのパターン面積の増大およびマスク自体のサ
イズの大型化に対応するためには、マスク面内でのエッ
チング深さの均一性を確保することが極めて重要にな
る。
部の位相変化量は、１８０ｄｅｇ．近傍の値をとること
が望ましい。この位相変化量は、例えば、ハーフトーン
型位相シフトマスクの場合、主に半透過部のエッチング
量に依存する。従って、露光用マスクの作成工程では、
所望の位相変化量を得るためには、ドライエッチングに
よるエッチング深さの制御が重要な課題となる。また、
マスク上でのパターン面積の増大およびマスク自体のサ
イズの大型化に対応するためには、マスク面内でのエッ
チング深さの均一性を確保することが極めて重要にな
る。
【０００６】図２（ａ）〜（ｄ）は、透明基板上に形成
される半透過部が二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のドライエッチング方法による従来
の製造工程を示す説明図である。一般に、ドライエッチ
ングプロセスにおいては、エッチング速度分布は、被エ
ッチングサンプルの中心部を原点とする同心円状になる
と考えられる。石英基板などからなる透明基板１１上に
下層膜１２および上層膜１３が形成されたハーフトーン
型位相シフトマスクブランク（図２（ａ））にレジスト
パターン１４を形成し、（図２（ｂ））、ハーフトーン
型位相シフトマスクブランクの中心部と外周部でエッチ
ング速度が異なるドライエッチングで上層膜１３および
下層膜１２のドライエッチングを行っている状態を図２
（ｃ）、図２（ｄ）に示す。
される半透過部が二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のドライエッチング方法による従来
の製造工程を示す説明図である。一般に、ドライエッチ
ングプロセスにおいては、エッチング速度分布は、被エ
ッチングサンプルの中心部を原点とする同心円状になる
と考えられる。石英基板などからなる透明基板１１上に
下層膜１２および上層膜１３が形成されたハーフトーン
型位相シフトマスクブランク（図２（ａ））にレジスト
パターン１４を形成し、（図２（ｂ））、ハーフトーン
型位相シフトマスクブランクの中心部と外周部でエッチ
ング速度が異なるドライエッチングで上層膜１３および
下層膜１２のドライエッチングを行っている状態を図２
（ｃ）、図２（ｄ）に示す。
【０００７】上層膜のエッチングレートをＥ、上層膜１
３の中心部のエッチングレートをＥ A（ｍｉｎ）、上層
膜１３の外周部のエッチングレートをＥB（ｍａｘ）と
し、上層膜１３の中心部に対する外周部のエッチングレ
ート比（ｒ1）をｒ1＝ＥB（ｍａｘ）／ＥA（ｍｉｎ）＞
１なる条件で上層膜１３をドライエッチングすると、下
層膜１２に対する上層膜１３のエッチング選択比が十分
でない場合、上層膜１３のパターンの断面形状および下
層膜１２の断面形状は図２（ｃ）のようになり、マスク
外周部では下層膜１２の一部がドライエッチングされた
状態になる。
３の中心部のエッチングレートをＥ A（ｍｉｎ）、上層
膜１３の外周部のエッチングレートをＥB（ｍａｘ）と
し、上層膜１３の中心部に対する外周部のエッチングレ
ート比（ｒ1）をｒ1＝ＥB（ｍａｘ）／ＥA（ｍｉｎ）＞
１なる条件で上層膜１３をドライエッチングすると、下
層膜１２に対する上層膜１３のエッチング選択比が十分
でない場合、上層膜１３のパターンの断面形状および下
層膜１２の断面形状は図２（ｃ）のようになり、マスク
外周部では下層膜１２の一部がドライエッチングされた
状態になる。
【０００８】さらに、下層膜のエッチングレートを
Ｅ'、下層膜１２の中心部のエッチングレートをＥ’
A（ｍｉｎ）、下層膜１２の外周部のエッチングレート
をＥ’B（ｍａｘ）とし、下層膜１２の中心部に対する
外周部のエッチングレート比（ｒ2）をｒ2＝Ｅ’B（ｍ
ａｘ）／Ｅ’A（ｍｉｎ）＞１なる条件で下層膜１２を
ドライエッチングすると、透明基板１１に対する下層膜
１２のエッチング選択比が十分でない場合、下層膜１２
のパターンの断面形状および透明基板１１の断面形状は
図２（ｄ）のようになり、マスク周辺部では透明基板１
１の一部がドライエッチングされた状態になる。
Ｅ'、下層膜１２の中心部のエッチングレートをＥ’
A（ｍｉｎ）、下層膜１２の外周部のエッチングレート
をＥ’B（ｍａｘ）とし、下層膜１２の中心部に対する
外周部のエッチングレート比（ｒ2）をｒ2＝Ｅ’B（ｍ
ａｘ）／Ｅ’A（ｍｉｎ）＞１なる条件で下層膜１２を
ドライエッチングすると、透明基板１１に対する下層膜
１２のエッチング選択比が十分でない場合、下層膜１２
のパターンの断面形状および透明基板１１の断面形状は
図２（ｄ）のようになり、マスク周辺部では透明基板１
１の一部がドライエッチングされた状態になる。
【０００９】これらの課題の解決策の１つとして、半透
過部を構成する上層膜および下層膜のドライエッチング
を自動的に停止するためにエッチングストッパーを用
い、半透過部の終点でドライエッチングを停止させる方
法がある。しかしながら、エッチングストッパーを用い
る場合は、エッチングストッパー層の成膜工程における
欠陥増加が避けられない。また、一方の解決策として、
下層膜に対する上層膜のエッチング選択比および透明基
板に対する下層膜のエッチング選択比が、十分に得られ
るように、上層膜および下層膜それぞれのドライエッチ
ングを行うのに異種のエッチングガスを選定する方法が
ある。しかしながら、例えば、フッ素系ガスと塩素系ガ
スを同一プロセス中に用いることによって、ガスの反応
物による汚染、欠陥増加がみられることが指摘されてい
る。また、下層膜に対する上層膜のエッチング選択比お
よび透明基板に対する下層膜の選択比が十分であって
も、その値が適切でない場合、ドライエッチング速度の
高い領域のパターンに極端なサイドエッチングが発生
し、ＣＤ線幅や断面形状の制御が難しくなる。
過部を構成する上層膜および下層膜のドライエッチング
を自動的に停止するためにエッチングストッパーを用
い、半透過部の終点でドライエッチングを停止させる方
法がある。しかしながら、エッチングストッパーを用い
る場合は、エッチングストッパー層の成膜工程における
欠陥増加が避けられない。また、一方の解決策として、
下層膜に対する上層膜のエッチング選択比および透明基
板に対する下層膜のエッチング選択比が、十分に得られ
るように、上層膜および下層膜それぞれのドライエッチ
ングを行うのに異種のエッチングガスを選定する方法が
ある。しかしながら、例えば、フッ素系ガスと塩素系ガ
スを同一プロセス中に用いることによって、ガスの反応
物による汚染、欠陥増加がみられることが指摘されてい
る。また、下層膜に対する上層膜のエッチング選択比お
よび透明基板に対する下層膜の選択比が十分であって
も、その値が適切でない場合、ドライエッチング速度の
高い領域のパターンに極端なサイドエッチングが発生
し、ＣＤ線幅や断面形状の制御が難しくなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な問題点に鑑みてなされたものであり、位相差面内分布
を向上させ、かつパターン線幅および断面形状の制御が
できるハーフトーン型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。
な問題点に鑑みてなされたものであり、位相差面内分布
を向上させ、かつパターン線幅および断面形状の制御が
できるハーフトーン型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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決するために、金属酸化物、半導体酸化物、金属酸窒
化物、半導体酸窒化物、金属窒化物および半導体窒化物
からなる群から選ばれる物質からなる透明性膜と、金
属、金属酸窒化物、半導体酸窒化物、金属窒化物および
半導体窒化物からなる群から選ばれる物質からなる前記
透明性膜よりも遮光性が高い遮光性膜において、透明性
膜と遮光性膜とのエッチング選択比Ｓを１＜Ｓ＜３の範
囲の所定値にしてドライエッチングすることを特徴とす
るドライエッチング方を提供する。
解決するために、金属酸化物、半導体酸化物、金属酸窒
化物、半導体酸窒化物、金属窒化物および半導体窒化物
からなる群から選ばれる物質からなる透明性膜と、金
属、金属酸窒化物、半導体酸窒化物、金属窒化物および
半導体窒化物からなる群から選ばれる物質からなる前記
透明性膜よりも遮光性が高い遮光性膜において、透明性
膜と遮光性膜とのエッチング選択比Ｓを１＜Ｓ＜３の範
囲の所定値にしてドライエッチングすることを特徴とす
るドライエッチング方を提供する。
【００１２】また、本発明は、透明基板上に前記透明性
膜と遮光性膜の二層構造をもつハーフトーン型位相シフ
トマスクブランク対してパターン形成処理をしてハーフ
トーン型位相シフトマスクを製造する際に、透明性膜と
遮光性膜および遮光性膜と透明基板のエッチング選択比
Ｓを１＜Ｓ＜３の範囲の所定値にするようなドライエッ
チングを行うことを特徴とするハーフトーン型位相シフ
トマスクの製造方法を提供する。
膜と遮光性膜の二層構造をもつハーフトーン型位相シフ
トマスクブランク対してパターン形成処理をしてハーフ
トーン型位相シフトマスクを製造する際に、透明性膜と
遮光性膜および遮光性膜と透明基板のエッチング選択比
Ｓを１＜Ｓ＜３の範囲の所定値にするようなドライエッ
チングを行うことを特徴とするハーフトーン型位相シフ
トマスクの製造方法を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を示す。
図１（ａ）〜（ｄ）に、本発明のハーフトーン型位相シ
フトマスクの製造工程の実施例を示す。本発明のハーフ
トーン型位相シフトマスクの製造方法は、透明性膜と遮
光性膜のドライエッチングを行う際に遮光性膜に対する
透明性膜のエッチング選択比および透明基板に対する遮
光性膜のエッチング選択比を所定値に定めることによ
り、得られたハーフトーン型位相シフトマスクの最終位
相差レンジを小さくし、かつ線幅精度および断面形状を
制御できるような発明である。
図１（ａ）〜（ｄ）に、本発明のハーフトーン型位相シ
フトマスクの製造工程の実施例を示す。本発明のハーフ
トーン型位相シフトマスクの製造方法は、透明性膜と遮
光性膜のドライエッチングを行う際に遮光性膜に対する
透明性膜のエッチング選択比および透明基板に対する遮
光性膜のエッチング選択比を所定値に定めることによ
り、得られたハーフトーン型位相シフトマスクの最終位
相差レンジを小さくし、かつ線幅精度および断面形状を
制御できるような発明である。
【００１４】二層膜からなるハーフトーン型位相シフト
マスクの位相差面内レンジ（ＰＳＲ）は、上層膜の膜厚
をｄt、中心部に対する外周部のエッチングレート比
（ＥB／ＥA）をｒ1、下層膜の膜厚をｄa、中心部に対す
る外周部のエッチングレート比（Ｅ’B／Ｅ’A）を
ｒ2、下層膜に対する上層膜のエッチング選択比をＳ1、
透明基板に対する下層膜のエッチング選択比をＳ2、透
明基板の屈折率をｎq、露光波長をλとすると、 ＰＳＲ［ｄｅｇ．］＝３６０×（ｎq−１）×［ｄa−
｛ｄa−ｄt×ｒ1／Ｓ1（１−１／ｒ1）｝／ｒ2］×ｒ2
／（λ×Ｓ2）（特願２０００−３７７０２８参照） であらわされる。ここでｄa＞０、ｄt＞０であり、かつ
一般に装置の特性から、ｒ1＞０、ｒ2＞０であるから、
位相差面内レンジ（ＰＳＲ）を小さくするためには、Ｓ
1およびＳ2をなるべく大きな値とする必要がある。
マスクの位相差面内レンジ（ＰＳＲ）は、上層膜の膜厚
をｄt、中心部に対する外周部のエッチングレート比
（ＥB／ＥA）をｒ1、下層膜の膜厚をｄa、中心部に対す
る外周部のエッチングレート比（Ｅ’B／Ｅ’A）を
ｒ2、下層膜に対する上層膜のエッチング選択比をＳ1、
透明基板に対する下層膜のエッチング選択比をＳ2、透
明基板の屈折率をｎq、露光波長をλとすると、 ＰＳＲ［ｄｅｇ．］＝３６０×（ｎq−１）×［ｄa−
｛ｄa−ｄt×ｒ1／Ｓ1（１−１／ｒ1）｝／ｒ2］×ｒ2
／（λ×Ｓ2）（特願２０００−３７７０２８参照） であらわされる。ここでｄa＞０、ｄt＞０であり、かつ
一般に装置の特性から、ｒ1＞０、ｒ2＞０であるから、
位相差面内レンジ（ＰＳＲ）を小さくするためには、Ｓ
1およびＳ2をなるべく大きな値とする必要がある。
【００１５】二層膜からなるハーフトーン型位相シフト
マスクブランクにおいては、上層膜を透明性膜、下層膜
を遮光性膜とした場合、一般に上層膜より下層膜の膜厚
が薄くなる。したがって、下層膜に対する上層膜のエッ
チング選択比Ｓ1が１より小さくなると、上層膜のドラ
イエッチングを行う際に下層膜のドライエッチングが進
行し、エッチング深さの面内均一性がわるくなる。一
方、Ｓ1が３より大きくなると、パターン部のサイドエ
ッチングが進み、寸法精度が悪化する。また、透明基板
に対する下層膜のエッチング選択比Ｓ2が１より小さく
なると、位相差の面内制御が困難になる。一方、Ｓ2が
３より大きくなると、サイドエッチングが進行し、寸法
の面内均一性を制御するのが困難になる。したがって、
ドライエッチングの透明性膜と遮光性膜のドライエッチ
ングには、ドライエッチング装置、例えばＩＣＰ装置を
用い、エッチングガスやエッチングパラメータなどを変
化させることによって、エッチング選択比を最適化す
る。
マスクブランクにおいては、上層膜を透明性膜、下層膜
を遮光性膜とした場合、一般に上層膜より下層膜の膜厚
が薄くなる。したがって、下層膜に対する上層膜のエッ
チング選択比Ｓ1が１より小さくなると、上層膜のドラ
イエッチングを行う際に下層膜のドライエッチングが進
行し、エッチング深さの面内均一性がわるくなる。一
方、Ｓ1が３より大きくなると、パターン部のサイドエ
ッチングが進み、寸法精度が悪化する。また、透明基板
に対する下層膜のエッチング選択比Ｓ2が１より小さく
なると、位相差の面内制御が困難になる。一方、Ｓ2が
３より大きくなると、サイドエッチングが進行し、寸法
の面内均一性を制御するのが困難になる。したがって、
ドライエッチングの透明性膜と遮光性膜のドライエッチ
ングには、ドライエッチング装置、例えばＩＣＰ装置を
用い、エッチングガスやエッチングパラメータなどを変
化させることによって、エッチング選択比を最適化す
る。
【００１６】
【実施例】以下、実施例により、図１（ａ）〜（ｅ）を
用いて本発明を詳細に説明する。まず、合成石英基板
（ＱＺ）（信越化学株式会社製）からなる透明基板１上
にＡｒとＮ2Ｏガス［Ｎ2Ｏ／（Ａｒ＋Ｎ2Ｏ）＝１０
％］を用いた反応性スパッタにより膜厚４５０ÅのＺｒ
ＳｉＮ化合物薄膜からなる下層膜を形成し、さらに、Ａ
ｒとＯ2ガス［Ｏ2／（Ａｒ＋Ｏ2）＝２０％］を用いた
膜厚７８０ÅのＺｒＳｉＯ化合物薄膜からなる上層膜を
形成し、ハーフトーン型位相シフトマスクブランク１０
を作製した（図１（ａ）参照）。
用いて本発明を詳細に説明する。まず、合成石英基板
（ＱＺ）（信越化学株式会社製）からなる透明基板１上
にＡｒとＮ2Ｏガス［Ｎ2Ｏ／（Ａｒ＋Ｎ2Ｏ）＝１０
％］を用いた反応性スパッタにより膜厚４５０ÅのＺｒ
ＳｉＮ化合物薄膜からなる下層膜を形成し、さらに、Ａ
ｒとＯ2ガス［Ｏ2／（Ａｒ＋Ｏ2）＝２０％］を用いた
膜厚７８０ÅのＺｒＳｉＯ化合物薄膜からなる上層膜を
形成し、ハーフトーン型位相シフトマスクブランク１０
を作製した（図１（ａ）参照）。
【００１７】次にハーフトーン型位相シフトマスクブラ
ンク１０上にレジスト（日本ゼオン株式会社製：製品名
ＺＥＰ５２０）を塗布し、その後、電子線描画、現像
（日本ゼオン株式会社製：製品名ＺＥＰ−Ｎ５０）など
の一連のパターニング処理を行って、レジストパターン
４形成した（図１（ｂ）参照）。
ンク１０上にレジスト（日本ゼオン株式会社製：製品名
ＺＥＰ５２０）を塗布し、その後、電子線描画、現像
（日本ゼオン株式会社製：製品名ＺＥＰ−Ｎ５０）など
の一連のパターニング処理を行って、レジストパターン
４形成した（図１（ｂ）参照）。
【００１８】次に、レジストパターン４をマスクにして
誘導結合プラズマ型エッチング（略称ＩＣＰ）装置を用
いたドライエッチングにより、上層膜３をドライエッチ
ングして、マスクパターン３ａを形成した（図１（ｃ）
参照）。上層膜３のドライエッチングを行う際のエッチ
ング条件は、以下のとおりである。 エッチングガス：ＢＣｌ3 圧力 ：３７．５ｍＴ ＲＩＥ電力 ：２００Ｗ ＩＣＰ電力 ：５００Ｗ このエッチング条件では、上層膜３のエッチングレート
は、９２．３３Å／ｍｉｎとなり、このときの下層膜２
に対する上層膜３のエッチング選択比は１．５３とな
る。
誘導結合プラズマ型エッチング（略称ＩＣＰ）装置を用
いたドライエッチングにより、上層膜３をドライエッチ
ングして、マスクパターン３ａを形成した（図１（ｃ）
参照）。上層膜３のドライエッチングを行う際のエッチ
ング条件は、以下のとおりである。 エッチングガス：ＢＣｌ3 圧力 ：３７．５ｍＴ ＲＩＥ電力 ：２００Ｗ ＩＣＰ電力 ：５００Ｗ このエッチング条件では、上層膜３のエッチングレート
は、９２．３３Å／ｍｉｎとなり、このときの下層膜２
に対する上層膜３のエッチング選択比は１．５３とな
る。
【００１９】次に、レジストパターン４をマスクにして
平行平板型反応性イオンエッチング（略称ＲＩＥ）装置
を用いたドライエッチングにより、下層膜２をドライエ
ッチングして、マスクパターン２ａを形成した（図１
（ｄ）参照）。下層膜２のドライエッチングを行う際の
エッチング条件は、以下のとおりである。 エッチングガス：ＢＣｌ3＋Ｃｌ2［Ｃｌ2／（Ｃｌ2＋Ｂ
Ｃｌ3）＝８０％］ 圧力 ：３７．５ｍＴ ＲＩＥ電力 ：２００Ｗ ＩＣＰ電力 ：５００Ｗ このエッチング条件では、下層膜２のエッチングレート
は、３９５．３３Å／ｍｉｎであった。このときの透明
性膜に対する下層膜２のエッチング選択比は２．７６と
なる。このようにして、作製した位相シフト型ハーフト
ーンマスクの位相差の面内分布は、０に近くなった。ま
た、このときの面内の寸法制御は、０．１３μｍの線幅
寸法に対し面内均一性３σ＜１０ｎｍとなり、要求され
る精度を満たしている。
平行平板型反応性イオンエッチング（略称ＲＩＥ）装置
を用いたドライエッチングにより、下層膜２をドライエ
ッチングして、マスクパターン２ａを形成した（図１
（ｄ）参照）。下層膜２のドライエッチングを行う際の
エッチング条件は、以下のとおりである。 エッチングガス：ＢＣｌ3＋Ｃｌ2［Ｃｌ2／（Ｃｌ2＋Ｂ
Ｃｌ3）＝８０％］ 圧力 ：３７．５ｍＴ ＲＩＥ電力 ：２００Ｗ ＩＣＰ電力 ：５００Ｗ このエッチング条件では、下層膜２のエッチングレート
は、３９５．３３Å／ｍｉｎであった。このときの透明
性膜に対する下層膜２のエッチング選択比は２．７６と
なる。このようにして、作製した位相シフト型ハーフト
ーンマスクの位相差の面内分布は、０に近くなった。ま
た、このときの面内の寸法制御は、０．１３μｍの線幅
寸法に対し面内均一性３σ＜１０ｎｍとなり、要求され
る精度を満たしている。
【００２０】次に、レジストパターン４を剥離処理し
て、ハーフトーン型位相シフトマスクを得た（図１
（ｅ）参照）。
て、ハーフトーン型位相シフトマスクを得た（図１
（ｅ）参照）。
【００２１】このようにして、作製した位相シフト型ハ
ーフトーンマスクの位相差の面内分布は、０に近くなっ
た。また、このときの面内の寸法制御は、０．１３μｍ
の線幅寸法に対し面内均一性３σ＜１０ｎｍとなり、要
求される精度を満たしている。
ーフトーンマスクの位相差の面内分布は、０に近くなっ
た。また、このときの面内の寸法制御は、０．１３μｍ
の線幅寸法に対し面内均一性３σ＜１０ｎｍとなり、要
求される精度を満たしている。
【００２２】以上のことから、最終位相差レンジを０ｄ
ｅｇ．に近くするための下層膜２に対する上層膜３のエ
ッチング選択比Ｓ1および、透明基板に対する下層膜の
エッチング選択比をＳ2は、前記の上層膜３のドライエ
ッチング条件と下層膜２のドライエッチング条件を用い
ることにより、１＜Ｓ1＜３および１＜Ｓ2＜３となり、
最終的な位相差面内レンジは、０ｄｅｇ．に極めて近く
なる。また、このときの面内均一性に優れた線幅寸法の
分布が達成される。
ｅｇ．に近くするための下層膜２に対する上層膜３のエ
ッチング選択比Ｓ1および、透明基板に対する下層膜の
エッチング選択比をＳ2は、前記の上層膜３のドライエ
ッチング条件と下層膜２のドライエッチング条件を用い
ることにより、１＜Ｓ1＜３および１＜Ｓ2＜３となり、
最終的な位相差面内レンジは、０ｄｅｇ．に極めて近く
なる。また、このときの面内均一性に優れた線幅寸法の
分布が達成される。
【００２３】本実施例では、ＢＣｌ3およびＣｌ2を用い
てドライエッチングを行ったが、位相差の制御および寸
法精度を満たすためには、下層膜２に対する上層膜３の
選択比Ｓ1および透明基板に対する下層膜のエッチング
選択比をＳ2は、エッチングレートの面内分布によって
変更させなければならない。表１および図３、図４に示
すように、透明基板（ＱＺ）に対する遮光性膜（ＺｒＳ
ｉＯＮおよびＺｒＳｉＮ）のエッチング選択比（Ｓｅｌ
ｅｃｔｉｖｉｔｙ）および遮光性膜（ＺｒＳｉＯＮおよ
びＺｒＳｉＮ）に対する透明性膜（ＺｒＳｉＯ）のエッ
チング選択比（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）は、ＢＣｌ3
／Ｃｌ2流量比［Ｃｌ2／（Ｃｌ2＋ＢＣｌ3）］ならびに
エッチングレート（Ｒａｔｅ［Å／ｍｉｎ］）を変化さ
せることにより制御が可能である。
てドライエッチングを行ったが、位相差の制御および寸
法精度を満たすためには、下層膜２に対する上層膜３の
選択比Ｓ1および透明基板に対する下層膜のエッチング
選択比をＳ2は、エッチングレートの面内分布によって
変更させなければならない。表１および図３、図４に示
すように、透明基板（ＱＺ）に対する遮光性膜（ＺｒＳ
ｉＯＮおよびＺｒＳｉＮ）のエッチング選択比（Ｓｅｌ
ｅｃｔｉｖｉｔｙ）および遮光性膜（ＺｒＳｉＯＮおよ
びＺｒＳｉＮ）に対する透明性膜（ＺｒＳｉＯ）のエッ
チング選択比（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）は、ＢＣｌ3
／Ｃｌ2流量比［Ｃｌ2／（Ｃｌ2＋ＢＣｌ3）］ならびに
エッチングレート（Ｒａｔｅ［Å／ｍｉｎ］）を変化さ
せることにより制御が可能である。
【００２４】
【表１】
【００２５】なお、表１はＢＣｌ3／Ｃｌ2流量比を変化
させた場合の酸化膜（ＺｒＳｉＯ）、酸窒化膜（ＺｒＳ
ｉＯＮ）、窒化膜（ＺｒＳｉＮ）、および透明基板（Ｑ
Ｚ）のエッチングレート（Ｒａｔｅ［Å／ｍｉｎ］）、
エッチング選択比（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）を示す表
である。
させた場合の酸化膜（ＺｒＳｉＯ）、酸窒化膜（ＺｒＳ
ｉＯＮ）、窒化膜（ＺｒＳｉＮ）、および透明基板（Ｑ
Ｚ）のエッチングレート（Ｒａｔｅ［Å／ｍｉｎ］）、
エッチング選択比（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）を示す表
である。
【００２６】
【発明の効果】本発明のハーフトーン型位相シフトマス
クの製造方法では、透明基板上に二層構造をもつハーフ
トーン型位相シフトマスクにおいて、下層膜に対する上
層膜のエッチング選択比および透明基板に対するエッチ
ング選択比を制御することにより、位相差面内レンジを
小さくすることができ、かつ面内の寸法均一性に優れた
ハーフトーン型位相シフトマスクを得ることができ、ハ
ーフトーン型位相シフトマスクの品質を飛躍的に向上さ
せることができる。
クの製造方法では、透明基板上に二層構造をもつハーフ
トーン型位相シフトマスクにおいて、下層膜に対する上
層膜のエッチング選択比および透明基板に対するエッチ
ング選択比を制御することにより、位相差面内レンジを
小さくすることができ、かつ面内の寸法均一性に優れた
ハーフトーン型位相シフトマスクを得ることができ、ハ
ーフトーン型位相シフトマスクの品質を飛躍的に向上さ
せることができる。
【図１】（ａ）〜（ｅ）は、本発明のハーフトーン型位
相シフトマスクの製造方法の一実施例を工程毎に示す構
成模式断面図である。
相シフトマスクの製造方法の一実施例を工程毎に示す構
成模式断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、従来のハーフトーン型位相
シフトマスクの製造方法の一例を工程毎に示す構造模式
断面図である。
シフトマスクの製造方法の一例を工程毎に示す構造模式
断面図である。
【図３】ＢＣｌ3／Ｃｌ2流量比を変化させた場合の合成
石英基板（ＱＺ）に対する遮光性膜（ＺｒＳｉＯＮおよ
びＺｒＳｉＮ）のエッチング選択比（Ｓｅｌｅｃｔｉｖ
ｉｔｙ）のグラフである。
石英基板（ＱＺ）に対する遮光性膜（ＺｒＳｉＯＮおよ
びＺｒＳｉＮ）のエッチング選択比（Ｓｅｌｅｃｔｉｖ
ｉｔｙ）のグラフである。
【図４】ＢＣｌ3／Ｃｌ2流量比を変化させた場合の遮光
性膜（ＺｒＳｉＯＮおよびＺｒＳｉＮ）に対する透明性
膜（ＺｒＳｉＯ）のエッチング選択比（Ｓｅｌｅｃｔｉ
ｖｉｔｙ）のグラフである。
性膜（ＺｒＳｉＯＮおよびＺｒＳｉＮ）に対する透明性
膜（ＺｒＳｉＯ）のエッチング選択比（Ｓｅｌｅｃｔｉ
ｖｉｔｙ）のグラフである。
１、１１…透明基板
２、１２…下層膜
２ａ、１２ａ…位相シフトパターン（下層膜）
３、１３…上層膜
３ａ、１３ａ…位相シフトパターン（上層膜）
４、１４…レジストパターン
１０…ハーフトーン型位相シフトマスクブランク
１００…ハーフトーン型位相シフトマスク
Claims (2)
- 【請求項１】金属酸化物、半導体酸化物、金属酸窒化
物、半導体酸窒化物、金属窒化物および半導体窒化物か
らなる群から選ばれる物質からなる透明性膜と、金属、
金属酸窒化物、半導体酸窒化物、金属窒化物および半導
体窒化物からなる群から選ばれる物質からなる前記透明
性膜よりも遮光性が高い遮光性膜において、透明性膜と
遮光性膜とのエッチング選択比Ｓを１＜Ｓ＜３の範囲の
所定値にしてドライエッチングすることを特徴とするド
ライエッチング方法。 - 【請求項２】透明基板上に前記透明性膜と遮光性膜の二
層構造をもつハーフトーン型位相シフトマスクブランク
対してパターン形成処理をしてハーフトーン型位相シフ
トマスクを製造方法する際に、透明性膜と遮光性膜およ
び遮光性膜と透明基板のエッチング選択比Ｓを１＜Ｓ＜
３の範囲の所定値にするようなドライエッチングを行う
ことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001351382A JP2003149788A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | ドライエッチング方法およびハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001351382A JP2003149788A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | ドライエッチング方法およびハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003149788A true JP2003149788A (ja) | 2003-05-21 |
Family
ID=19163701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001351382A Pending JP2003149788A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | ドライエッチング方法およびハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003149788A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004059384A1 (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-15 | Hoya Corporation | リソグラフィーマスクブランク |
| JP2006268035A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-10-05 | Hoya Corp | グレートーンマスクの製造方法及びグレートーンマスク、並びにグレートーンマスクブランク |
| JP2007241065A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Shin Etsu Chem Co Ltd | フォトマスクブランク及びフォトマスク |
| TWI424261B (zh) * | 2007-03-30 | 2014-01-21 | Hoya Corp | 光罩基底及光罩 |
-
2001
- 2001-11-16 JP JP2001351382A patent/JP2003149788A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004059384A1 (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-15 | Hoya Corporation | リソグラフィーマスクブランク |
| US7781125B2 (en) | 2002-12-26 | 2010-08-24 | Hoya Corporation | Lithography mask blank |
| DE10393095B4 (de) * | 2002-12-26 | 2011-07-07 | Hoya Corp. | Lithografiemaskenrohling |
| JP2006268035A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-10-05 | Hoya Corp | グレートーンマスクの製造方法及びグレートーンマスク、並びにグレートーンマスクブランク |
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| JP4509050B2 (ja) * | 2006-03-10 | 2010-07-21 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク及びフォトマスク |
| CN102621802A (zh) * | 2006-03-10 | 2012-08-01 | 信越化学工业株式会社 | 光掩模基板和光掩模 |
| CN102621802B (zh) * | 2006-03-10 | 2014-09-17 | 信越化学工业株式会社 | 光掩模基板和光掩模 |
| TWI424261B (zh) * | 2007-03-30 | 2014-01-21 | Hoya Corp | 光罩基底及光罩 |
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