JP2005292162A - ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク、ハーフトーン型位相シフトマスク及びパターン転写方法 - Google Patents
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Abstract
【効果】 F2レーザ等の短波長露光光による露光における位相差と透過率とを満足しつつ、ハーフトーン型位相シフトマスクの製造工程やそれを用いたパターン転写工程において問題となるエッチング特性及び速度、導電率(シート抵抗)、薬液耐性、検査波長における透過率などの諸特性について、その要求を実用上十分満足する。
【選択図】 図1
Description
請求項1:
露光光に対して透明な基板上に位相差及び透過率を調整したハーフトーン型位相シフト膜を設けたハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクであって、上記ハーフトーン型位相シフト膜が単層又は多層で構成されると共に、上記ハーフトーン型位相シフト膜を構成する層の少なくとも1層が、構成元素としてSiと複数種の金属とを含有し、上記Siと複数種の金属との合計に対するSiの含有比率が90atom%以上であることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。
請求項2:
上記複数種の金属がMoである第1金属成分と、Zr、Hf又はその両方である第2金属成分とからな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用ブランク。
請求項3:
上記第1金属成分と第2金属成分との原子比
第1金属成分/第2金属成分
が5以下であることを特徴とする請求項2記載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。
請求項4:
上記Siと第1金属成分と第2金属成分との合計に対するSi、第1金属成分及び第2金属成分の含有比率が、
Si=90〜99atom%、
第1金属成分≦8.3atom%、かつ
第2金属成分≧0.15atom%
(但し、Si、第1金属成分及び第2金属成分の合計は100atom%)
を満たす範囲内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用ブランク。
請求項5:
露光光に対して透明な基板上に位相差及び透過率を調整したハーフトーン型位相シフト膜を設けたハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクであって、上記ハーフトーン型位相シフト膜が単層又は多層で構成されると共に、上記ハーフトーン型位相シフト膜を構成する層の少なくとも1層が、構成元素としてSiと複数種の金属とを含有し、上記Siと複数種の金属との合計に対するSiの含有比率が95atom%以上であり、
上記複数種の金属がMoである第1金属成分と、Zr、Hf又はその両方である第2金属成分とからなり、かつ上記第1金属成分と第2金属成分との原子比
第1金属成分/第2金属成分
が6以下であることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。
請求項6:
上記Siと第1金属成分と第2金属成分との合計に対するSi、第1金属成分及び第2金属成分の含有比率が、
Si=95〜99atom%、
第1金属成分≦4.3atom%、かつ
第2金属成分≧0.15atom%
(但し、Si、第1金属成分及び第2金属成分の合計は100atom%)
を満たす範囲内であることを特徴とする請求項5記載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。
請求項7:
上記Siと複数種の金属とを含有する層が、構成元素として、更に水素、酸素、窒素、炭素及びハロゲンから選ばれる少なくとも1種以上を含有することを特徴とする請求項1乃至6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。
請求項8:
KrFエキシマレーザ、ArFエキシマレーザ又はF2レーザ露光用のハーフトーン型位相シフトマスクであって、請求項1乃至7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のハーフトーン型位相シフト膜をパターン形成してなることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。
請求項9:
請求項8記載のハーフトーン型位相シフトマスクを用いてフォトレジストにパターン露光を行うことを特徴とするパターン転写方法。
本発明のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクは、露光光に対して透明な基板上に位相差及び透過率を調整したハーフトーン型位相シフト膜を設けたハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクであり、ハーフトーン型位相シフト膜が単層又は多層で構成されると共に、ハーフトーン型位相シフト膜を構成する層の少なくとも1層が、構成元素としてSiと複数種の金属とを含有し、Siと複数種の金属との合計に対するSiの含有比率が90atom%以上であるものである。
F2レーザ(波長157nm)に対して十分に透明な6インチ角形の合成石英基板上に、2層で構成されたハーフトーン型位相シフト膜を成膜してハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクを得た。
第1層
Mo5Zr1Si20ターゲット=200[W],Siターゲット=800[W]
第2層
Mo5Zr1Si20ターゲット=100[W],Siターゲット=900[W]
第1層
Ar=20.0SCCM,N2=10.0SCCM,O2=4.0SCCM
第2層
Ar=5.0SCCM,N2=50.0SCCM,O2=4.0SCCM
第1層:
Si=94.6atom%,Mo=4.5atom%,Zr=0.9atom%
(Mo+Zr)/Si=3.5/61.4=0.057
Mo/Zr=2.9/0.6=4.8
第2層:
Si=98.7atom%,Mo=1.0atom%,Zr=0.3atom%
(Mo+Zr)/Si=0.5/37.8=0.013
Mo/Zr=0.4/0.1=4.0
第1層:(O+N)/(Si+Mo+Zr+O+N)=0.351
第2層:(O+N)/(Si+Mo+Zr+O+N)=0.617
レジスト:FEP171(富士フィルムアーチ社製)
レジスト膜厚:2,500Å
エッチングガス:C2F6/O2/He=5/5/40SCCM
圧力:3mTorr(0.4Pa)
印加電力:RIE=50W、ICP=100W
ドライエッチング条件(塩素ガス条件)
レジスト:FEP171(富士フィルムアーチ社製)
レジスト膜厚:2,500Å
エッチングガス:Cl2/He=40/65SCCM
圧力:5mTorr(0.67Pa)
印加電力:RIE=40W、ICP=500W
F2レーザ(波長157nm)に対して十分に透明な6インチ角形の合成石英基板上に、2層で構成されたハーフトーン型位相シフト膜を成膜してハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクを得た。
第1層
Mo5Zr1Si20ターゲット=200[W],Siターゲット=800[W]
第2層
Mo5Zr1Si20ターゲット=200[W],Siターゲット=800[W]
第1層
Ar=20.0SCCM,N2=15.0SCCM
第2層
Ar=5.0SCCM,N2=50.0SCCM,O2=5.0SCCM
第1層:
Si=94.3atom%,Mo=4.7atom%,Zr=1.0atom%
(Mo+Zr)/Si=4.7/78.4=0.060
Mo/Zr=3.9/0.8=4.9
第2層:
Si=95.7atom%,Mo=3.5atom%,Zr=0.8atom%
(Mo+Zr)/Si=1.6/35.5=0.045
Mo/Zr=1.3/0.3=4.3
第1層:(O+N)/(Si+Mo+Zr+O+N)=0.169
第2層:(O+N)/(Si+Mo+Zr+O+N)=0.629
シリコン(Si)と金属を構成元素として含むハーフトーン型位相シフト膜のSi及び金属の合計に対するSiの比率(シリコン比率)を変化させたときのドライエッチングレートへの影響を評価した。
エッチングガス:C2F6=50SCCM
圧力:5mTorr(0.67Pa)
印加電力:RIE=150W、ICP=300W
シリコン(Si),モリブデン(Mo)及びジルコニウム(Zr)を構成元素として含むハーフトーン型位相シフト膜のSi、Mo及びZrの合計に対するSiの比率(シリコン比率)を変化させたときのシート抵抗への影響を評価した。
F2レーザ(波長157nm)に対して十分に透明な6インチ角形の合成石英基板上に、2層で構成されたハーフトーン型位相シフト膜を成膜してハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクを得た。
第1層
Ar=30.0SCCM,N2=5.0SCCM,O2=0.3〜0.5SCCM
第2層
Ar=20.0SCCM,N2=20.0SCCM,O2=2.0〜2.5SCCM
条件(A) SPM(硫酸過水溶液)
硫酸:過酸化水素水=1:4(体積比)に80℃で1時間浸漬
条件(B) APM(アンモニア過水溶液)
アンモニア水:過酸化水素水:純水=1:3:15(体積比)に35℃で1時間浸
漬
F2レーザ(波長157nm)に対して十分に透明な6インチ角形の合成石英基板上に、2層で構成されたハーフトーン型位相シフト膜を成膜してハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクを得た。
第1層
Mo1Si9ターゲット=150[W],Zr1Si9=150[W]
第2層
Siターゲット=250[W]
第1層
Ar=30.0SCCM,N2=8.0SCCM
第2層
Ar=5.0SCCM,N2=20.0SCCM,O2=0.5SCCM
第1層:
Si=90.0atom%,Mo=5.0atom%,Zr=5.0atom%
(Mo+Zr)/Si=10.0/90.0=0.1
Mo/Zr=5.0/5.0=1
F2レーザ(波長157nm)に対して十分に透明な6インチ角形の合成石英基板上に、2層で構成されたハーフトーン型位相シフト膜を成膜してハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクを得た。
第1層
Mo5Zr1Si20ターゲット=200[W],Siターゲット=800[W]
第2層
Siターゲット=1000[W]
第1層
Ar=20.0SCCM,N2=10.0SCCM,O2=4.0SCCM
第2層
Ar=5.0SCCM,N2=20.0SCCM,O2=0.5SCCM
第1層:
Si=93.7atom%,Mo=5.2atom%,Zr=1.1atom%
(Mo+Zr)/Si=3.4/50.3=0.068
Mo/Zr=2.8/0.6=4.7
第1層:(O+N)/(Si+Mo+Zr+O+N)=0.463
第2層:(O+N)/(Si+O+N)=0.499
F2レーザ(波長157nm)に対して十分に透明な6インチ角形の合成石英基板上に、2層で構成されたハーフトーン型位相シフト膜を成膜してハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクを得た。
第1層
Mo5Hf1Si20ターゲット=200[W],Siターゲット=800[W]
第2層
Mo5Hf1Si20ターゲット=100[W],Siターゲット=900[W]
第1層
Ar=20.0SCCM,N2=15.0SCCM
第2層
Ar=5.0SCCM,N2=50.0SCCM,O2=4.0SCCM
第1層:
Si=94.3atom%,Mo=4.7atom%,Hf=1.0atom%
(Mo+Hf)/Si=4.7/78.4=0.060
Mo/Hf=3.9/0.8=4.9
第2層:
Si=98.6atom%,Mo=1.1atom%,Hf=0.3atom%
(Mo+Hf)/Si=0.5/35.3=0.014
Mo/Hf=0.4/0.1=4.0
第1層:(O+N)/(Si+Mo+Hf+O+N)=0.169
第2層:(O+N)/(Si+Mo+Hf+O+N)=0.576
1a 透明領域
2 ハーフトーン型位相シフト膜
2a 半透明領域
21 第1層
22 第2層
3 レジスト膜
Claims (9)
- 露光光に対して透明な基板上に位相差及び透過率を調整したハーフトーン型位相シフト膜を設けたハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクであって、上記ハーフトーン型位相シフト膜が単層又は多層で構成されると共に、上記ハーフトーン型位相シフト膜を構成する層の少なくとも1層が、構成元素としてSiと複数種の金属とを含有し、上記Siと複数種の金属との合計に対するSiの含有比率が90atom%以上であることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。
- 上記複数種の金属がMoである第1金属成分と、Zr、Hf又はその両方である第2金属成分とからな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用ブランク。
- 上記第1金属成分と第2金属成分との原子比
第1金属成分/第2金属成分
が5以下であることを特徴とする請求項2記載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。 - 上記Siと第1金属成分と第2金属成分との合計に対するSi、第1金属成分及び第2金属成分の含有比率が、
Si=90〜99atom%、
第1金属成分≦8.3atom%、かつ
第2金属成分≧0.15atom%
(但し、Si、第1金属成分及び第2金属成分の合計は100atom%)
を満たす範囲内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用ブランク。 - 露光光に対して透明な基板上に位相差及び透過率を調整したハーフトーン型位相シフト膜を設けたハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクであって、上記ハーフトーン型位相シフト膜が単層又は多層で構成されると共に、上記ハーフトーン型位相シフト膜を構成する層の少なくとも1層が、構成元素としてSiと複数種の金属とを含有し、上記Siと複数種の金属との合計に対するSiの含有比率が95atom%以上であり、
上記複数種の金属がMoである第1金属成分と、Zr、Hf又はその両方である第2金属成分とからなり、かつ上記第1金属成分と第2金属成分との原子比
第1金属成分/第2金属成分
が6以下であることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。 - 上記Siと第1金属成分と第2金属成分との合計に対するSi、第1金属成分及び第2金属成分の含有比率が、
Si=95〜99atom%、
第1金属成分≦4.3atom%、かつ
第2金属成分≧0.15atom%
(但し、Si、第1金属成分及び第2金属成分の合計は100atom%)
を満たす範囲内であることを特徴とする請求項5記載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。 - 上記Siと複数種の金属とを含有する層が、構成元素として、更に水素、酸素、窒素、炭素及びハロゲンから選ばれる少なくとも1種以上を含有することを特徴とする請求項1乃至6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。
- KrFエキシマレーザ、ArFエキシマレーザ又はF2レーザ露光用のハーフトーン型位相シフトマスクであって、請求項1乃至7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のハーフトーン型位相シフト膜をパターン形成してなることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。
- 請求項8記載のハーフトーン型位相シフトマスクを用いてフォトレジストにパターン露光を行うことを特徴とするパターン転写方法。
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