JP2611734B2 - 位相シフトマスク - Google Patents
位相シフトマスクInfo
- Publication number
- JP2611734B2 JP2611734B2 JP32252193A JP32252193A JP2611734B2 JP 2611734 B2 JP2611734 B2 JP 2611734B2 JP 32252193 A JP32252193 A JP 32252193A JP 32252193 A JP32252193 A JP 32252193A JP 2611734 B2 JP2611734 B2 JP 2611734B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon oxide
- etching stopper
- film
- phase shift
- phase shifter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は位相シフトマスクに関す
るものである。
るものである。
【０００２】
【従来の技術】位相シフトマスクは超解像露光の一方式
としてメモリ等の高集積化に有望視されている。位相シ
フト量はシフタとなる薄膜の屈折率と膜厚の積で決定さ
れるため、精度良く計算値通りの膜厚を得ることが必要
である。したがって位相シフタのオーバーエッチングで
基板を侵食することは、確実に防ぐ必要がある。従来は
このような基板へのエッチングの侵食を避けるため、位
相シフタと基板の間に位相シフタとは素材が異なり、位
相シフタのエッチング速度に較べて、十分にエッチング
速度の小さいエッチングストッパ層を設けていた。しか
し露光波長が短波長化すると、これまで２４８ｎｍの露
光ではエッチングストッパとして用いられていたＡｌ2
Ｏ3 膜では吸収の影響が無視できず、長期の使用に耐え
ない。またエッチングストッパとして予めポリシリコン
層を形成し、最終工程でこれを酸化して紫外光吸収の小
さいシリコン酸化膜に改質するという方法が１９９２年
特開平４−２８４６１８号公報に布川により公開され
ているが、この方法では酸化の工数が増えるという欠点
がある。
としてメモリ等の高集積化に有望視されている。位相シ
フト量はシフタとなる薄膜の屈折率と膜厚の積で決定さ
れるため、精度良く計算値通りの膜厚を得ることが必要
である。したがって位相シフタのオーバーエッチングで
基板を侵食することは、確実に防ぐ必要がある。従来は
このような基板へのエッチングの侵食を避けるため、位
相シフタと基板の間に位相シフタとは素材が異なり、位
相シフタのエッチング速度に較べて、十分にエッチング
速度の小さいエッチングストッパ層を設けていた。しか
し露光波長が短波長化すると、これまで２４８ｎｍの露
光ではエッチングストッパとして用いられていたＡｌ2
Ｏ3 膜では吸収の影響が無視できず、長期の使用に耐え
ない。またエッチングストッパとして予めポリシリコン
層を形成し、最終工程でこれを酸化して紫外光吸収の小
さいシリコン酸化膜に改質するという方法が１９９２年
特開平４−２８４６１８号公報に布川により公開され
ているが、この方法では酸化の工数が増えるという欠点
がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の方法
では次世代の露光波長である１９３ｎｍより短波長での
露光において長期の使用に耐える位相シフトマスクを得
ることはできないという問題があった。本発明の目的は
このような従来方法の問題点を解決した位相シフトマス
クを得ることにある。
では次世代の露光波長である１９３ｎｍより短波長での
露光において長期の使用に耐える位相シフトマスクを得
ることはできないという問題があった。本発明の目的は
このような従来方法の問題点を解決した位相シフトマス
クを得ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の従来技
術の問題点を解消するために、半導体装置の製造工程に
おいて使用されるマスクであって、少なくても、位相シ
フタ層とエッチングストッパ層からなる位相シフトマス
クにおいて前記エッチングストッパ層がシリコンリッチ
な酸化シリコンであることを特徴とする。
術の問題点を解消するために、半導体装置の製造工程に
おいて使用されるマスクであって、少なくても、位相シ
フタ層とエッチングストッパ層からなる位相シフトマス
クにおいて前記エッチングストッパ層がシリコンリッチ
な酸化シリコンであることを特徴とする。
【０００５】マスク基板上に酸化シリコンからなるエッ
チングストッパ層と、該エッチングストッパ層上に、選
択的に開口部を持つ遮光膜と、該開口部に選択的に、該
エッチングストッパ層の酸化シリコンより酸素含有率の
高い酸化シリコンからなる、位相シフタ層を有すること
を特徴とする位相シフトマスクという手段をとった。
チングストッパ層と、該エッチングストッパ層上に、選
択的に開口部を持つ遮光膜と、該開口部に選択的に、該
エッチングストッパ層の酸化シリコンより酸素含有率の
高い酸化シリコンからなる、位相シフタ層を有すること
を特徴とする位相シフトマスクという手段をとった。
【０００６】また本発明は上記の従来技術の問題点を解
消するために、半導体装置の製造工程において使用され
るマスクあって、マスク基板上に酸化シリコン膜からな
るエッチングストッパ層と、該エッチングストッパ層上
に選択的に、該エッチングストッパの酸化シリコンより
酸素含有率の高いシリコン酸化膜からなる位相シフタ層
と、該位相シフタ層の上に、選択的に遮光膜を有するこ
とを特徴とする位相シフトマスクという手段をとった。
消するために、半導体装置の製造工程において使用され
るマスクあって、マスク基板上に酸化シリコン膜からな
るエッチングストッパ層と、該エッチングストッパ層上
に選択的に、該エッチングストッパの酸化シリコンより
酸素含有率の高いシリコン酸化膜からなる位相シフタ層
と、該位相シフタ層の上に、選択的に遮光膜を有するこ
とを特徴とする位相シフトマスクという手段をとった。
【０００７】
【作用】酸化シリコン（ＳｉＯX ）膜を化学的気相堆積
（ＣＶＤ）方法によって形成する場合、シリコンと酸素
の組成比Ｘを決定する主なパラメータは、シリコン供給
用のガスの流量の酸素供給用ガスの流量に対する比であ
る。この比は高いほどシリコンリッチ（ｘ＜２）とな
り、膜の屈折率は高くなる。また低いほど組成はストイ
キオメトリック（ｘ＝２）に近づく。この際、弗素系エ
ッチャントを用いた場合のエッチングレートも変化する
ことが知られており、一般にシリコンリッチな酸化シリ
コンほどエッチングレートは低く、流量比を０．１から
１に上げることによってエッチングレートは約１００分
の１になる。シリコンリッチな膜はストイキオメトリッ
クな膜に較べ、紫外光の透過率は若干下がるが、１００
Ａ（オングストローム）程度の十分に薄い膜厚であれ
ば、ほとんど影響はない。本発明はこのことを利用して
位相シフトマスクにおけるシフタ部分をストイキオメト
リックな膜とし、エッチングストッパ部分をシリコンリ
ッチな膜として、エッチングストッパとシフタ部分との
エッチングレート差を稼ぐものである。エッチングスト
ッパとしては１００Ａ（オングストローム）程度の膜厚
があれば十分なので、エッチングストッパによる透過率
の低下はほとんど影響がない。また全体の工数も従来に
較べて増加することはない。
（ＣＶＤ）方法によって形成する場合、シリコンと酸素
の組成比Ｘを決定する主なパラメータは、シリコン供給
用のガスの流量の酸素供給用ガスの流量に対する比であ
る。この比は高いほどシリコンリッチ（ｘ＜２）とな
り、膜の屈折率は高くなる。また低いほど組成はストイ
キオメトリック（ｘ＝２）に近づく。この際、弗素系エ
ッチャントを用いた場合のエッチングレートも変化する
ことが知られており、一般にシリコンリッチな酸化シリ
コンほどエッチングレートは低く、流量比を０．１から
１に上げることによってエッチングレートは約１００分
の１になる。シリコンリッチな膜はストイキオメトリッ
クな膜に較べ、紫外光の透過率は若干下がるが、１００
Ａ（オングストローム）程度の十分に薄い膜厚であれ
ば、ほとんど影響はない。本発明はこのことを利用して
位相シフトマスクにおけるシフタ部分をストイキオメト
リックな膜とし、エッチングストッパ部分をシリコンリ
ッチな膜として、エッチングストッパとシフタ部分との
エッチングレート差を稼ぐものである。エッチングスト
ッパとしては１００Ａ（オングストローム）程度の膜厚
があれば十分なので、エッチングストッパによる透過率
の低下はほとんど影響がない。また全体の工数も従来に
較べて増加することはない。
【０００８】
【実施例】以下、本発明をＡｒＦ露光用のレベンソン型
位相シフトマスクに適用した実施例を図面を参照して詳
細に行う。
位相シフトマスクに適用した実施例を図面を参照して詳
細に行う。
【０００９】図１は本発明の実施例の各工程を表す模式
図である。
図である。
【００１０】マスク基板１上にＳｉＨ4 ガスのＮ2 Ｏガ
スに対する流量比を０．８以上に固定して基板温度２５
０℃でプラズマＣＶＤによりシリコンリッチ型シリコン
酸化膜２を１００Ａ（オングストローム）の膜厚で形成
する（ａ）。次にシリコンリッチ型シリコン酸化膜２の
上にクロム膜３をスパッタにより約１０００Ａ（オング
ストローム）の膜厚に形成する（ｂ）。次にクロム膜３
にレジストを塗布し、所望パターン形状に露光したの
ち、現像することで形成したレジストパターンをマスク
としてクロム膜３を塩素系ガスにてエッチングし、クロ
ム膜３のパターニングを行う（ｃ）。次に、ＳｉＨ4 ガ
スのＮ2 Ｏガスに対する流量比を０．１以下に固定して
シリコン酸化膜４を１７００Ａ（オングストローム）の
膜厚に形成する（ｄ）。次にシリコン酸化膜４の上にレ
ジストを塗布し、位相シフタ形成部分のみを残す形状に
レジストをパターニングする。しかるのち、基板を弗素
系のエッチャントガスにてエッチングし、位相シフタを
形成する（ｅ）。
スに対する流量比を０．８以上に固定して基板温度２５
０℃でプラズマＣＶＤによりシリコンリッチ型シリコン
酸化膜２を１００Ａ（オングストローム）の膜厚で形成
する（ａ）。次にシリコンリッチ型シリコン酸化膜２の
上にクロム膜３をスパッタにより約１０００Ａ（オング
ストローム）の膜厚に形成する（ｂ）。次にクロム膜３
にレジストを塗布し、所望パターン形状に露光したの
ち、現像することで形成したレジストパターンをマスク
としてクロム膜３を塩素系ガスにてエッチングし、クロ
ム膜３のパターニングを行う（ｃ）。次に、ＳｉＨ4 ガ
スのＮ2 Ｏガスに対する流量比を０．１以下に固定して
シリコン酸化膜４を１７００Ａ（オングストローム）の
膜厚に形成する（ｄ）。次にシリコン酸化膜４の上にレ
ジストを塗布し、位相シフタ形成部分のみを残す形状に
レジストをパターニングする。しかるのち、基板を弗素
系のエッチャントガスにてエッチングし、位相シフタを
形成する（ｅ）。
【００１１】このエッチングにおいて位相シフタ層であ
るシリコン酸化膜４のエッチング速度は３０００Ａ（オ
ングストローム）／ｍｉｎであるのに対し、エッチング
ストッパとなるシリコンリッチ型シリコ酸化膜２のエッ
チング速度はわずか３０Ａ（オングストローム）／ｍｉ
ｎであり、エッチングを容易に制御できる。
るシリコン酸化膜４のエッチング速度は３０００Ａ（オ
ングストローム）／ｍｉｎであるのに対し、エッチング
ストッパとなるシリコンリッチ型シリコ酸化膜２のエッ
チング速度はわずか３０Ａ（オングストローム）／ｍｉ
ｎであり、エッチングを容易に制御できる。
【００１２】また長期間使用した後も、クロム膜３で遮
光された部分以外のＡｒＦレーザ光の透過率は十分に高
く、シリコンリッチ型シリコン酸化膜２による吸収の影
響はほとんどなかった。
光された部分以外のＡｒＦレーザ光の透過率は十分に高
く、シリコンリッチ型シリコン酸化膜２による吸収の影
響はほとんどなかった。
【００１３】本発明において原料ガスとして必ずしもＳ
ｉＨ4 、Ｎ2 Ｏを用いる必要はなくＳｉ2 Ｈ6 、Ｏ2 を
用いてもよい。また本発明においては、シフタ、及びエ
ッチングストッパの形成にプラズマＣＶＤを用いている
が、紫外光による光ＣＶＤでも構わない。また本実施例
ではシフタであるシリコン酸化膜４をクロム膜３の上に
配置する場合についてのみ説明したが、シフタをクロム
膜３の下に配置する場合にも適応できる。この場合
（ａ）の後、引き続いてシリコン酸化膜４、クロム膜３
の成膜を行い、クロム膜３のパターニングの後、シフタ
形成部分をレジストで覆い、その他の部分をクロム膜３
をマスクとしてエッチングし、図２の最終形状を得る。
ｉＨ4 、Ｎ2 Ｏを用いる必要はなくＳｉ2 Ｈ6 、Ｏ2 を
用いてもよい。また本発明においては、シフタ、及びエ
ッチングストッパの形成にプラズマＣＶＤを用いている
が、紫外光による光ＣＶＤでも構わない。また本実施例
ではシフタであるシリコン酸化膜４をクロム膜３の上に
配置する場合についてのみ説明したが、シフタをクロム
膜３の下に配置する場合にも適応できる。この場合
（ａ）の後、引き続いてシリコン酸化膜４、クロム膜３
の成膜を行い、クロム膜３のパターニングの後、シフタ
形成部分をレジストで覆い、その他の部分をクロム膜３
をマスクとしてエッチングし、図２の最終形状を得る。
【００１４】本発明においてはシリコン酸化膜の形成に
必ずしもプラズマＣＶＤを用いる必要はなく、紫外光に
よる光ＣＶＤ、スパッタでもよい。スパッタを用いる場
合はターゲットに酸化シリコンを用いて、酸素ガスを流
しながら放電を起こさせ、酸素ガスの流量調節によって
組成を制御する。その他、本発明の趣旨を越えない範囲
で種々の変形実施を行うことができる。
必ずしもプラズマＣＶＤを用いる必要はなく、紫外光に
よる光ＣＶＤ、スパッタでもよい。スパッタを用いる場
合はターゲットに酸化シリコンを用いて、酸素ガスを流
しながら放電を起こさせ、酸素ガスの流量調節によって
組成を制御する。その他、本発明の趣旨を越えない範囲
で種々の変形実施を行うことができる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明の方法によれ
ば、吸収による損傷が少なく、長期使用にも耐える位相
シフトマスクを従来の工程数で作成することができる。
ば、吸収による損傷が少なく、長期使用にも耐える位相
シフトマスクを従来の工程数で作成することができる。
【図１】本発明を適用した実施例を示す模式図である。
【図２】本発明を適用した実施例を示す模式図である。
１ マスク基板 ２ シリコンリッチ型シリコン酸化膜 ３ クロム膜 ４ シリコン酸化膜
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくとも位相シフタ層とエッチングス
トッパ層を有する位相シフタにおいて、前記エッチング
ストッパ層がシリコンリッチな酸化シリコンであること
を特徴とする位相シフタ。 - 【請求項２】 マスク基板上に酸化シリコンからなるエ
ッチングストッパ層と、該エッチングストッパ層上に、
選択的に開口部を持つ遮光膜と、該開口部に選択的に、
該エッチングストッパ層の酸化シリコンより酸素含有率
の高い酸化シリコンからなる位相シフタ層を有すること
を特徴とする位相シフトマスク。 - 【請求項３】 マスク基板上に酸化シリコン膜からなる
エッチングストッパ層と、該エッチングストッパ層上に
選択的に、該エッチングストッパの酸化シリコンより酸
素含有率の高い酸化シリコンからなる位相シフタ層と、
該位相シフタ層の上に、選択的に遮光膜を有することを
特徴とする位相シフトマスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32252193A JP2611734B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 位相シフトマスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32252193A JP2611734B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 位相シフトマスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07175203A JPH07175203A (ja) | 1995-07-14 |
| JP2611734B2 true JP2611734B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=18144593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32252193A Expired - Lifetime JP2611734B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 位相シフトマスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2611734B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5897977A (en) * | 1996-05-20 | 1999-04-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Attenuating embedded phase shift photomask blanks |
| US5897976A (en) * | 1996-05-20 | 1999-04-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Attenuating embedded phase shift photomask blanks |
| US7678512B2 (en) * | 2007-01-24 | 2010-03-16 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Method of making a grayscale reticle using step-over lithography for shaping microlenses |
| US7838174B2 (en) * | 2007-01-24 | 2010-11-23 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Method of fabricating grayscale mask using smart cut® wafer bonding process |
| JP6900872B2 (ja) * | 2016-12-26 | 2021-07-07 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-12-21 JP JP32252193A patent/JP2611734B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07175203A (ja) | 1995-07-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970107 |