JP2007241136A - クロムレス位相シフトマスク用フォトマスクブランク、クロムレス位相シフトマスク、及びクロムレス位相シフトマスクの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 露光光に対して透明な基板に掘り込み部を設け、透過する光の位相を制御したクロムレス位相シフトマスクにおいて、前記基板掘り込み部に隣接する部分又は基板周辺部に設けられた遮光膜が、フッ素系ガスを主体とするエッチングガスを用いたエッチングプロセスにおいてエッチング可能な材料からなる膜Aを含むことを特徴とするクロムレス位相シフトマスク。
【選択図】図2
Description
Crを含む第1の膜12の材質としては、Cr、CrN、CrO、若しくはCrONの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜が挙げられ、5nm〜10nmの膜厚を有することが好ましい。薄すぎるとエッチングストッパーとしての機能が得にくくなり、厚すぎる場合には高精度の加工が困難となる。
Crを含む第1の膜32の材質としては、Cr、CrO,CrN若しくはCrONの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜(を挙げることができる。Crを含む第1の膜32は、5〜10nmの膜厚を有することが好ましい。薄すぎるとエッチングストッパーとしての機能が得にくくなり、厚すぎる場合には高精度の加工が困難となる。
圧力:1.5Pa
放電電力:500W
塩素系ガスとしてはCl2とO2の混合ガスが使用され、必要に応じてHeなどの不活性ガスを混合することもできる。また、フッ素系ガスとしてはCF4が使用され、CF4以外に、C2F6やSF6を挙げることができ、必要に応じてHeなどの不活性ガスを混合することもできる。
図5(a)〜(i)は、図1に示すマスクブランクを用いて、図2(a)に示すクロムレスマスクを製造するプロセスを工程順に示す断面図である。
まず、石英基板51上に、第1の膜として膜厚10nmのCrN膜52、第2の膜として膜厚68nmのMoSiON/MoSi傾斜膜53、及び第3の膜として膜厚10nmのCr膜54を、例えば、スパッタリングにより順次成膜して、マスクブランクを作製した。
圧力:0.25Pa
放電電力:300W
MoSiON/MoSi傾斜膜53は、最初にSiターゲット及びMoターゲットを用い、或いはSiMoターゲットを用いてMoSi層を形成し、次いで酸素を含むガス及び窒素を含むガスを含むガスを、順次ガス流量を増加させて導入し、反応性スパッタリングを行うことにより成膜した。スパッタリング条件は、次の通りである。
圧力:0.25Pa
放電電力:1000W
また、Cr膜54は、Crをターゲットとして用いたスパッタリングにより成膜した。スパッタリング条件は、次の通りである。
圧力:0.25Pa
放電電力:300W
次に、以上のように作製されたマスクブランクに、膜厚200nmのポジ型レジストを塗布し、描画・現像し、図5(a)に示すように、第1のレジストパターン55を形成した。
図6及び図7は、図1に示すマスクブランクを用いて、図2(b)に示すクロムレスマスクを製造するプロセスを工程順に示す図である。なお、図6(a1)〜(e1)及び図7(a1)〜(e1)は断面図を、図6(a2)〜(e2)及び図7(a2)〜(e2)はそれぞれの断面図に対応する上面図を示す。
図8(a)〜(i)は、図1に示すマスクブランクを用いて、図4(a)に示すクロムレスマスクを製造するプロセスを工程順に示す断面図である。
まず、石英基板71上に、第1の膜として膜厚10nmのCrN膜72、第2の膜として膜厚48nmのMoSi膜73、及び第3の膜として膜厚18nmのCrO膜74を、例えば、スパッタリングにより順次成膜して、マスクブランクを作製した。
圧力:0.25Pa
放電電力:300W
MoSi膜73は、Siターゲット及びMoターゲット、或いはMoSiターゲットを用いたスパッタリングにより成膜した。スパッタリング条件は、次の通りである。
圧力:0.25Pa
放電電力:1000W
また、CrO膜74は、また、酸素を含むガスを流してCrをターゲットとして用いたスパッタリングにより成膜した。スパッタリング条件は、次の通りである。
圧力:0.25Pa
放電電力:300W
次に、以上のように作製されたマスクブランクに、膜厚400nmのポジ型レジストを塗布し、描画・現像し、図8(a)に示すように、第1のレジストパターン75を形成した。
図9〜図11は、図3に示すマスクブランクを用いて、図4(b)に示すクロムレスマスクを製造するプロセスを工程順に示す図である。なお、図9(a1)〜(e1)、図10(a1)〜(e1)、及び図11は(a1)〜(b1)は断面図を、図9(a2)〜(e2)、図10(a2)〜(e2)、及び図11(a2)〜(b2)はそれぞれの断面図に対応する上面図を示す。
Claims (27)
- 露光光に対して透明な基板に掘り込み部を設け、透過する光の位相を制御したクロムレス位相シフトマスクにおいて、前記基板掘り込み部に隣接する部分又は基板周辺部に設けられた遮光膜が、フッ素系ガスを主体とするエッチングガスを用いたエッチングプロセスにおいてエッチング可能な材料からなる膜Aを含むことを特徴とするクロムレス位相シフトマスク。
- 前記遮光膜が、前記膜Aと、フッ素系ガスを主体とするエッチングガスを用いたエッチングプロセスにおいて前記膜Aよりもエッチング速度の遅い膜Bを少なくとも有し、前記フッ素系ガスを主体とするエッチングガスを用いたエッチングプロセスとは異なるエッチング条件でエッチングしたときのエッチング速度が、前記膜Bの方が膜Aよりも速いことを特徴とする請求項1に記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 前記フッ素系ガスを主体とするエッチングガスを用いたエッチングプロセスとは異なるエッチング条件が、塩素系ガスを主体とするエッチングガスを用いるエッチングであることを特徴とする請求項2に記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 前記膜Aが、フッ素系ガスを主体とするエッチングガスを用いたエッチングプロセスにおいてエッチング可能であるとともに、塩素系ガスを主体とするエッチングガスを用いたエッチングプロセスに対し耐性を有し、前記膜Bが、フッ素系ガスを主体とするエッチングガスを用いたエッチングプロセスに耐性を有し、塩素系ガスを主体とするエッチングガスを用いたエッチングプロセスにおいてエッチング可能であることを特徴とする請求項3に記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 前記膜Aが、Mo及び/又はSiを主な材料とする膜からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 前記Mo及び/又はSiを主な材料とする膜が、MoSi又はMoSi化合物を主な材料とする膜であることを特徴とする請求項5に記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 前記膜Aが、MoSi又はMoSi化合物を主な材料とする膜からなり、前記膜Bが、Cr又はCr化合物を主な材料とする膜からなることを特徴とする請求項5に記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 前記化合物が、酸化物、窒化物又は酸窒化物であることを特徴とする請求項6又は8に記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 前記遮光膜は、Crを含む第1の層、MoSiを主体とする第2の層、及びCrを含む第3の層が順次積層されていることを特徴とする請求項5〜8のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 前記Crを含む第1の層は、Cr、CrN、CrO、若しくはCrONの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜であり、2nm〜20nmの膜厚を有することを特徴とする請求項9に記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 前記MoSiを主体とする第2の層は、20nm〜60nmの膜厚を有することを特徴とする請求項9に記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 前記Crを含む第3の層は、CrO,CrN若しくはCrONの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜であり、2nm〜30nmの膜厚を有することを特徴とする請求項9記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 前記第1の膜、第2の膜、及び第3の膜のトータルの露光光に対する光学濃度は3.0〜4.0であり、表面反射率は30%以下であることを特徴とする請求項9に記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 前記遮光膜は、Crを含む第1の層及びMoSiを主体とする第2の層が順次積層されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 前記Crを含む第1の層は、Cr、CrN、CrO、若しくはCrONの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜であり、2nm〜20nmの膜厚を有することを特徴とする請求項11に記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 前記MoSiを主体とする第2の層は、MoSi、MoSiN、MoSiO、若しくはMoSiONの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜であり、30nm〜80nmの膜厚を有することを特徴とする請求項14に記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 前記第1の膜及び第2の膜のトータルの露光光に対する光学濃度は3.0〜4.0であり、表面反射率は20%以下であることを特徴とする請求項14に記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 請求項1〜17のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、前記基板掘り込み部に隣接する部分又は基板周辺部に設けられた遮光膜を加工する工程は、塩素系ガスを主体として用いるエッチングプロセス及びフッ素系ガスを主体として用いるエッチングプロセスの両方を含むことを特徴とするクロムレス位相シフトマスクの製造方法。
- 請求項1〜17のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、前記基板掘り込み部に隣接する部分又は基板周辺部に設けられた遮光膜を加工する工程で、塩素系ガスを主体として用いるエッチングプロセス及びフッ素系ガスを主体として用いるエッチングプロセスを交互に使用することを特徴とするクロムレス位相シフトマスクの製造方法。
- 表面に前記膜Bを有するマスクブランクを用いるか、又は前記基板表面に前記膜Bと同様のエッチング特性を有する膜Cを形成する工程を具備することを特徴とする請求項18又は19に記載のクロムレス位相シフトマスクの製造方法。
- 前記膜Cを除去する工程を具備することを特徴とする請求項20に記載のクロムレス位相シフトマスクの製造方法。
- 前記膜Aと基板を同時にエッチングする工程を具備することを特徴とする請求項18〜21のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクの製造方法。
- 前記膜Bを複数層有するマスクブランクを用い、前記膜Bを複数層同時にエッチングする工程を具備することを特徴とする請求項18〜22のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクの製造方法。
- 請求項9〜13のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、
前記第3の膜上に第1のレジストパターンを形成する工程、
前記第1のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第3の膜をパターニングする工程、
前記第1のレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第2の膜をパターニングする工程、
前記第1のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第1の膜をパターニングする工程、
前記第1のレジストパターンを除去する工程、
前記第3の膜上に、遮光領域の一部を覆い、位相シフトパターン領域を覆わないように、第2のレジストパターンを形成する工程、
前記第2のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第3の膜の露出する部分をエッチングする工程、
フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第2の膜の露出する部分を除去し、かつ透明基板の露出する部分を掘り込む工程、
塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第1の膜の露出する部分を除去する工程、及び
前記第2のレジストパターンを除去する工程
を具備することを特徴とするクロムレス位相シフトマスクの製造方法。 - 請求項9〜13のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、
前記第3の膜上に第1のレジストパターンを形成する工程、
前記第1のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第3の膜をパターニングする工程、
前記第1のレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第2の膜をパターニングする工程、
前記第1のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第1の膜をパターニングする工程、
前記第1のレジストパターンを除去する工程、
前記第3の膜上に、遮光領域の一部を覆い、位相シフトパターン領域をパターン状に覆うように、第2のレジストパターンを形成する工程、
前記第2のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第3の膜の露出する部分を除去する工程、
前記第2のレジストパターンを除去する工程、及び
前記第3の膜上に、遮光領域の一部を覆うように、第3のレジストパターンを形成する工程、
フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第2の膜の露出する部分を除去し、かつ透明基板の露出する部分を掘り込む工程、
塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第3の膜及び第1の膜のそれぞれ露出する部分を除去する工程、及び
前記第3のレジストパターンを除去する工程
を具備することを特徴とするクロムレス位相シフトマスクの製造方法。 - 請求項14〜17のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、
前記第2の膜上にCrを主な材料とする膜厚2nm〜30nmの第3の膜を形成する工程、
前記第3の膜上に第1のレジストパターン形成する工程、
前記マスクブランクの前記第3の膜上に第1のレジストパターンを形成する工程、
前記第1のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第3の膜をパターニングする工程、
前記第1のレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第2の膜をパターニングする工程、
前記第1のレジストパターンを除去する工程、
塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第3の膜及び第1の膜の露出する部分をエッチングする工程、
前記第2の膜上に、遮光領域の一部を覆い、位相シフトパターン領域を覆わないように、第2のレジストパターンを形成する工程、
前記第2のレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第2の膜の露出する部分を除去し、かつ透明基板の露出する部分を掘り込む工程、
塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第1の膜の露出する部分を除去する工程、及び
前記第2のレジストパターンを除去する工程
を具備することを特徴とするクロムレス位相シフトマスクの製造方法。 - 請求項14〜17のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、
前記第2の膜上にCrを主な材料とする膜厚2nm〜30nmの第3の膜を形成する工程、
前記第3の膜上に第1のレジストパターンを形成する工程、
前記第1のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第3の膜をパターニングする工程、
前記第1のレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第2の膜をパターニングする工程、
前記第1のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第1の膜をパターニングする工程、
前記第1のレジストパターンを除去する工程、
前記第3の膜上に、遮光領域の一部を覆い、位相シフトパターン領域をパターン状に覆うように、第2のレジストパターンを形成する工程、
前記第2のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第3の膜の露出する部分を除去する工程、
前記第2のレジストパターンを除去する工程、及び
フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第2の膜の露出する部分を除去し、かつ透明基板の露出する部分を掘り込む工程、及び
前記第3の膜及び第1の膜の露出する部分を除去する工程
を具備することを特徴とするクロムレス位相シフトマスクの製造方法。
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