JP2004325835A - スパッタリングターゲット - Google Patents
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Abstract
【課題】検査波長域での分光透過率特性を改善し、ハーフトーン型位相シフトマスクの検査時にガラス基板とのコントラストを向上させ、導電性を高めることができるスパッタリングターゲットを提供することを目的とする。
【解決手段】スパッタリングにて、位相および透過率を制御した光学薄膜を形成するためのスパッタリングターゲットに於いて、前記スパッタリングターゲットが金属とシリコンと炭素からなり、前記金属がＺｒ（ジルコニウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｔｉ（チタン）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｃｒ（クロム）なる群から選ばれる少なくとも１種の金属であることを特徴とするスパッタリングターゲットである。
【選択図】なし
【解決手段】スパッタリングにて、位相および透過率を制御した光学薄膜を形成するためのスパッタリングターゲットに於いて、前記スパッタリングターゲットが金属とシリコンと炭素からなり、前記金属がＺｒ（ジルコニウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｔｉ（チタン）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｃｒ（クロム）なる群から選ばれる少なくとも１種の金属であることを特徴とするスパッタリングターゲットである。
【選択図】なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜作製時に用いられるスパッタリングターゲットに係るものであり、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フォトマスクを作製するためのフォトマスクブランクス製造に用いるスパッタリングターゲットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、微細なパターンの解像力を向上させるために位相シフト技術を使用した位相シフトマスクが開発されている。位相シフト法はシリコン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法はＩＢＭのＬｅｖｅｎｓｏｎらによって提唱され、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こと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する。
【０００４】
このハーフトーン型位相シフトマスクやハーフトーン型位相シフトマスクブランクに用いられる膜材料は、金属（Ｍｅ）とシリコン（Ｓｉ）との化合物で形成されたものが多く、金属シリサイド化合物を形成する材料を用いていることが大部分である。具体的な金属としてはＺｒやＭｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ等を用いたものが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−７３９１３
【特許文献２】
特開平１０−１８６６３２
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
半導体集積回路は集積度向上の目的から回路の微細化が進み、これに伴いマスクパターンをウエハ上に転写するステッパー（縮小投影露光装置）やスキャナーのリソグラフィー光源もｉ線（３６５ｎｍ）からＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）とより短波長領域に移行している。
【０００７】
しかしながらリソグラフィー光源の短波長化の動きに比べフォトマスク検査に用いられる光源の追従は遅れており、リソグラフィーに使用される光源に比べ波長の長い光を使用している。従って１９３ｎｍ等の露光波長で適性透過率（４〜１５％程度）で製造されたハーフトーン型位相シフトマスクが、２５７ｎｍや２６６ｎｍ等の検査波長域では透過率が高くなってしまい、この結果として検査時にガラス基板とのコントラストが不足するという問題があった。この問題は特に光の干渉を利用した分光透過率の制御が困難な、単層のハーフトーン型位相シフトマスク及びブランクにおいては大きな問題であった。
【０００８】
また他方でハーフトーン型位相シフトマスクブランクの膜を成膜するためのターゲットは、ＺｒやＭｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ等の金属とシリコンより成るシリサイドターゲットを用いてスパッタリングするが、リソグラフィー光源の短波長化の動きに合わせた傾向としては、紫外域光の透過性を高めるために金属元素の含有割合を減少させ、シリコン元素等の含有割合を増加させる傾向にある。しかしこの結果、ターゲットの導電性を低下させ成膜時の異常放電を引き起こすことに起因する膜欠陥が増加してしまうことも問題であった。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するために提案されたもので、検査波長域での分光透過率特性を改善し、ハーフトーン型位相シフトマスクの検査時にガラス基板とのコントラストを向上させ、導電性を高めることができるスパッタリングターゲットを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず、請求項１においては、スパッタリングにて、位相および透過率を制御した光学薄膜を形成するためのスパッタリングターゲットに於いて、前記スパッタリングターゲットが金属とシリコンと炭素からなることを特徴とするスパッタリングターゲットとしたものである。
【００１１】
また、請求項２においては、前記金属がＺｒ（ジルコニウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｔｉ（チタン）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｃｒ（クロム）なる群から選ばれる少なくとも１種の金属であることを特徴とするスパッタリングターゲットとしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明はフォトマスク、特にハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクをスパッタリングにて製造するために用いるスパッタリングターゲットの組成を規定したもので、スパッタリングターゲットは金属とシリコンと炭素からなる化合物で構成されており、金属としてジルコニウム、モリブデン、タングステン、タンタル、チタン、ハフニウム、クロムから選ばれる少なくとも１種である。
炭素を添加することにより、ハーフトーン型位相シフトマスクやブランクに用いられる薄膜の光学特性を改善することが可能となるとともに、炭素を含有したターゲットの導電性が向上するため、スパッタリング成膜時の異常放電を抑制するとともに、それに伴い成膜された薄膜の膜欠陥を抑制することが可能となる。
【００１３】
本発明のスパッタリングターゲットは、金属とシリコンと炭素を主要構成元素として成るものであるが、このときのシリコンの含有形態としては、Ｃ若しくはＳｉＣ、または上記列挙した金属の炭化物として含まれているものとし、具体的には、Ｃ、ＳｉＣ、ＺｒＣ、ＭｏＣ、Ｍｏ２Ｃ、ＷＣ、Ｗ２Ｃ、ＴａＣ、ＴｉＣ、ＨｆＣ、Ｃｒ３Ｃ２等とする。またこれらシリコンや所望の金属に対する炭化物を使用することで、安定したターゲットを比較的容易に作製することができる。
【００１４】
【実施例】
以下実施例により本発明を詳細に説明する。
まず、製造原料としては各々１００メッシュ以下に調整された粉体を所定の割合で混合し、ジルコニウム粉末とシリコン粉末を所定の割合で混合し、十分に混合・分散させた。ここでの混合比は重量比においてＺｒ：Ｓｉ＝１：４とした。この比率は成膜後のハーフトーンブランク膜としての膜特性を鑑みた混合比である。さらに、この段階で炭素粉末をシリコン１に対して炭素０．２の割合で添加し、更に混合・分散を行った後、仮焼結を行い、この仮焼結材料を再び粉砕し、ＨＰ（ホットプレス）もしくはＨＩＰ（熱静水圧プレス）にて５００Ｋｇｆ／ｃｍ２以上の圧力でプレス加工し、本発明のスパッタリングターゲットを得た。
上記の炭素含有スパッタリングターゲットは、ターゲットの電気抵抗が０．０２μΩｍであった。尚、スパッタリングターゲットの厚み・形状等は任意である。また、適宜工程中で還元や焼成等の工程を加えることも可能である。また、各種粉末を組成比に基づき混合を行い、仮焼結を行わずプレス加工にて成形したターゲットでも良い。
【００１５】
上記スパッタリングターゲットを用いてアルゴン、窒素の混合雰囲気中でスパッタリング成膜を行い、光学特性の目標値として、波長１９３ｎｍで位相差１８０度、透過率８０％に成るように成膜し、マスク用ブランクを得た。
上記マスク用ブランクは、検査波長（２４８、２５７、２６６ｎｍ）での透過率は２０〜４０％を示し、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）露光光に対応したハーフトーン型位相シフトマスクのシフター膜として用いるに十分な光学定数を有することが確認された。また、使用したスパッタリングターゲットは導電性が向上しているため、ブランク成膜時に生ずる欠陥数においても大幅な改善が見られた。
【００１６】
さらに、上記マスク用ブランクを用いて、電子線レジスト塗布、電子線描画、現像、ドライエッチング等のパターニングプロセスを経てハーフトーン型位相シフトマスクを得た。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ＩＣＰドライエッチング装置を使用し、エッチングガスとしてはＣ２Ｆ６を使用した。
エッチング装置：ＩＣＰ装置
エッチングガス：Ｃ２Ｆ６ガス
圧力：１．０Ｐａ
電力 ：３００Ｗ
【００１７】
上記の結果より、本発明のスパッタリングターゲットを用いてマスク用ブランクを作製し、ハーフトーン型位相シフトマスクを作製した結果、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）露光光に対応したハーフトーン型位相シフトマスクとして十分な光学特性を得ることができる。また、検査波長（２４８、２５７、２６６ｎｍ）での透過率も低下しているため、マスク検査での十分なコントラストが得られることが確認できた。
【００１８】
【発明の効果】
上記したように、金属、シリコン、炭素からなる本発明のスパッタリングターゲットを用いてマスク用ブランクを作製し、ハーフトーン型位相シフトマスクを作製することにより、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）露光光に対応したハーフトーン型位相シフトマスクとして十分な光学特性を有するシフター膜を得ることができる。また、検査波長（２４８、２５７、２６６ｎｍ）での分光透過率特性を改善できるため、ハーフトーン型位相シフトマスクの検査時にガラス基板とのコントラストを向上させることが可能となる。
また、スパッタリングターゲットの導電性を高めることで、成膜時の膜欠陥を低減することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜作製時に用いられるスパッタリングターゲットに係るものであり、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フォトマスクを作製するためのフォトマスクブランクス製造に用いるスパッタリングターゲットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、微細なパターンの解像力を向上させるために位相シフト技術を使用した位相シフトマスクが開発されている。位相シフト法はシリコン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法はＩＢＭのＬｅｖｅｎｓｏｎらによって提唱され、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こと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する。
【０００４】
このハーフトーン型位相シフトマスクやハーフトーン型位相シフトマスクブランクに用いられる膜材料は、金属（Ｍｅ）とシリコン（Ｓｉ）との化合物で形成されたものが多く、金属シリサイド化合物を形成する材料を用いていることが大部分である。具体的な金属としてはＺｒやＭｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ等を用いたものが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−７３９１３
【特許文献２】
特開平１０−１８６６３２
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
半導体集積回路は集積度向上の目的から回路の微細化が進み、これに伴いマスクパターンをウエハ上に転写するステッパー（縮小投影露光装置）やスキャナーのリソグラフィー光源もｉ線（３６５ｎｍ）からＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）とより短波長領域に移行している。
【０００７】
しかしながらリソグラフィー光源の短波長化の動きに比べフォトマスク検査に用いられる光源の追従は遅れており、リソグラフィーに使用される光源に比べ波長の長い光を使用している。従って１９３ｎｍ等の露光波長で適性透過率（４〜１５％程度）で製造されたハーフトーン型位相シフトマスクが、２５７ｎｍや２６６ｎｍ等の検査波長域では透過率が高くなってしまい、この結果として検査時にガラス基板とのコントラストが不足するという問題があった。この問題は特に光の干渉を利用した分光透過率の制御が困難な、単層のハーフトーン型位相シフトマスク及びブランクにおいては大きな問題であった。
【０００８】
また他方でハーフトーン型位相シフトマスクブランクの膜を成膜するためのターゲットは、ＺｒやＭｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ等の金属とシリコンより成るシリサイドターゲットを用いてスパッタリングするが、リソグラフィー光源の短波長化の動きに合わせた傾向としては、紫外域光の透過性を高めるために金属元素の含有割合を減少させ、シリコン元素等の含有割合を増加させる傾向にある。しかしこの結果、ターゲットの導電性を低下させ成膜時の異常放電を引き起こすことに起因する膜欠陥が増加してしまうことも問題であった。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するために提案されたもので、検査波長域での分光透過率特性を改善し、ハーフトーン型位相シフトマスクの検査時にガラス基板とのコントラストを向上させ、導電性を高めることができるスパッタリングターゲットを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず、請求項１においては、スパッタリングにて、位相および透過率を制御した光学薄膜を形成するためのスパッタリングターゲットに於いて、前記スパッタリングターゲットが金属とシリコンと炭素からなることを特徴とするスパッタリングターゲットとしたものである。
【００１１】
また、請求項２においては、前記金属がＺｒ（ジルコニウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｔｉ（チタン）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｃｒ（クロム）なる群から選ばれる少なくとも１種の金属であることを特徴とするスパッタリングターゲットとしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明はフォトマスク、特にハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクをスパッタリングにて製造するために用いるスパッタリングターゲットの組成を規定したもので、スパッタリングターゲットは金属とシリコンと炭素からなる化合物で構成されており、金属としてジルコニウム、モリブデン、タングステン、タンタル、チタン、ハフニウム、クロムから選ばれる少なくとも１種である。
炭素を添加することにより、ハーフトーン型位相シフトマスクやブランクに用いられる薄膜の光学特性を改善することが可能となるとともに、炭素を含有したターゲットの導電性が向上するため、スパッタリング成膜時の異常放電を抑制するとともに、それに伴い成膜された薄膜の膜欠陥を抑制することが可能となる。
【００１３】
本発明のスパッタリングターゲットは、金属とシリコンと炭素を主要構成元素として成るものであるが、このときのシリコンの含有形態としては、Ｃ若しくはＳｉＣ、または上記列挙した金属の炭化物として含まれているものとし、具体的には、Ｃ、ＳｉＣ、ＺｒＣ、ＭｏＣ、Ｍｏ２Ｃ、ＷＣ、Ｗ２Ｃ、ＴａＣ、ＴｉＣ、ＨｆＣ、Ｃｒ３Ｃ２等とする。またこれらシリコンや所望の金属に対する炭化物を使用することで、安定したターゲットを比較的容易に作製することができる。
【００１４】
【実施例】
以下実施例により本発明を詳細に説明する。
まず、製造原料としては各々１００メッシュ以下に調整された粉体を所定の割合で混合し、ジルコニウム粉末とシリコン粉末を所定の割合で混合し、十分に混合・分散させた。ここでの混合比は重量比においてＺｒ：Ｓｉ＝１：４とした。この比率は成膜後のハーフトーンブランク膜としての膜特性を鑑みた混合比である。さらに、この段階で炭素粉末をシリコン１に対して炭素０．２の割合で添加し、更に混合・分散を行った後、仮焼結を行い、この仮焼結材料を再び粉砕し、ＨＰ（ホットプレス）もしくはＨＩＰ（熱静水圧プレス）にて５００Ｋｇｆ／ｃｍ２以上の圧力でプレス加工し、本発明のスパッタリングターゲットを得た。
上記の炭素含有スパッタリングターゲットは、ターゲットの電気抵抗が０．０２μΩｍであった。尚、スパッタリングターゲットの厚み・形状等は任意である。また、適宜工程中で還元や焼成等の工程を加えることも可能である。また、各種粉末を組成比に基づき混合を行い、仮焼結を行わずプレス加工にて成形したターゲットでも良い。
【００１５】
上記スパッタリングターゲットを用いてアルゴン、窒素の混合雰囲気中でスパッタリング成膜を行い、光学特性の目標値として、波長１９３ｎｍで位相差１８０度、透過率８０％に成るように成膜し、マスク用ブランクを得た。
上記マスク用ブランクは、検査波長（２４８、２５７、２６６ｎｍ）での透過率は２０〜４０％を示し、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）露光光に対応したハーフトーン型位相シフトマスクのシフター膜として用いるに十分な光学定数を有することが確認された。また、使用したスパッタリングターゲットは導電性が向上しているため、ブランク成膜時に生ずる欠陥数においても大幅な改善が見られた。
【００１６】
さらに、上記マスク用ブランクを用いて、電子線レジスト塗布、電子線描画、現像、ドライエッチング等のパターニングプロセスを経てハーフトーン型位相シフトマスクを得た。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ＩＣＰドライエッチング装置を使用し、エッチングガスとしてはＣ２Ｆ６を使用した。
エッチング装置：ＩＣＰ装置
エッチングガス：Ｃ２Ｆ６ガス
圧力：１．０Ｐａ
電力 ：３００Ｗ
【００１７】
上記の結果より、本発明のスパッタリングターゲットを用いてマスク用ブランクを作製し、ハーフトーン型位相シフトマスクを作製した結果、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）露光光に対応したハーフトーン型位相シフトマスクとして十分な光学特性を得ることができる。また、検査波長（２４８、２５７、２６６ｎｍ）での透過率も低下しているため、マスク検査での十分なコントラストが得られることが確認できた。
【００１８】
【発明の効果】
上記したように、金属、シリコン、炭素からなる本発明のスパッタリングターゲットを用いてマスク用ブランクを作製し、ハーフトーン型位相シフトマスクを作製することにより、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）露光光に対応したハーフトーン型位相シフトマスクとして十分な光学特性を有するシフター膜を得ることができる。また、検査波長（２４８、２５７、２６６ｎｍ）での分光透過率特性を改善できるため、ハーフトーン型位相シフトマスクの検査時にガラス基板とのコントラストを向上させることが可能となる。
また、スパッタリングターゲットの導電性を高めることで、成膜時の膜欠陥を低減することができる。
Claims (2)
- スパッタリングにて、位相および透過率を制御した光学薄膜を形成するためのスパッタリングターゲットに於いて、前記スパッタリングターゲットが金属とシリコンと炭素からなることを特徴とするスパッタリングターゲット。
- 前記金属がＺｒ（ジルコニウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｔｉ（チタン）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｃｒ（クロム）なる群から選ばれる少なくとも１種の金属であることを特徴とするスパッタリングターゲット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003121111A JP2004325835A (ja) | 2003-04-25 | 2003-04-25 | スパッタリングターゲット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003121111A JP2004325835A (ja) | 2003-04-25 | 2003-04-25 | スパッタリングターゲット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004325835A true JP2004325835A (ja) | 2004-11-18 |
Family
ID=33499774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003121111A Pending JP2004325835A (ja) | 2003-04-25 | 2003-04-25 | スパッタリングターゲット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004325835A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022025033A1 (ja) * | 2020-07-31 | 2022-02-03 | 東ソー株式会社 | Ｃｒ－Ｓｉ－Ｃ系焼結体 |
-
2003
- 2003-04-25 JP JP2003121111A patent/JP2004325835A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022025033A1 (ja) * | 2020-07-31 | 2022-02-03 | 東ソー株式会社 | Ｃｒ－Ｓｉ－Ｃ系焼結体 |
| CN115667182A (zh) * | 2020-07-31 | 2023-01-31 | 东曹株式会社 | Cr-Si-C系烧结体 |
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Legal Events
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| A621 | Written request for application examination |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090422 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090519 |