JP2957000B2 - 位相シフトマスク - Google Patents
位相シフトマスクInfo
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- JP2957000B2 JP2957000B2 JP27470390A JP27470390A JP2957000B2 JP 2957000 B2 JP2957000 B2 JP 2957000B2 JP 27470390 A JP27470390 A JP 27470390A JP 27470390 A JP27470390 A JP 27470390A JP 2957000 B2 JP2957000 B2 JP 2957000B2
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- Japan
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- film
- shifter
- phase shift
- shift mask
- sio
- Prior art date
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、LSIの製造に用いられる位相シフトマス
クに関し、特にそのシフタの成膜に関するものである。
クに関し、特にそのシフタの成膜に関するものである。
位相シフトマスクは、ガラス基板上に所要のパターン
で形成した遮光膜の間に、光の位相をシフトするシフタ
を形成したもので、リソグラフィーの解像度を高めるう
えで有効であり、半導体プロセスをより一層微細化する
うえでの重要な手法の１つとして期待されている。
で形成した遮光膜の間に、光の位相をシフトするシフタ
を形成したもので、リソグラフィーの解像度を高めるう
えで有効であり、半導体プロセスをより一層微細化する
うえでの重要な手法の１つとして期待されている。
第１図は本発明の実施例による位相シフトマスクの製
造工程を示す図であるが、位相シフトマスクの代表的な
製造方法を示すものでもあるので、以下、この第１図を
用いて、従来の位相シフトマスクの製作方法を説明す
る。図において、１はマスクのガラス基板、２はCr,MoS
iなどの遮光膜パターン、３はシフタ、４は電子線など
のレジストパターン、５は位相シフタである。
造工程を示す図であるが、位相シフトマスクの代表的な
製造方法を示すものでもあるので、以下、この第１図を
用いて、従来の位相シフトマスクの製作方法を説明す
る。図において、１はマスクのガラス基板、２はCr,MoS
iなどの遮光膜パターン、３はシフタ、４は電子線など
のレジストパターン、５は位相シフタである。
まず、図中（ａ）に示すように通常のフォトマスクと
同様に、ガラス基板１上にCrまたはMoSiなどの遮光膜で
パターン２を形成する。
同様に、ガラス基板１上にCrまたはMoSiなどの遮光膜で
パターン２を形成する。
次に図中（ｂ）に示すようにSiO2や透明ポリマーなど
のシフタ膜３を遮光膜パターン上に形成する。次に図中
（ｃ）に示すように、電子ビーム露光などを用いて、シ
フタ膜上に所望のレジストパターン４を形成する。最後
に図中（ｄ）に示すように、レジストをマスクにシフタ
膜をエッチングし、レジストを除去して位相シフトマス
クが完成する。
のシフタ膜３を遮光膜パターン上に形成する。次に図中
（ｃ）に示すように、電子ビーム露光などを用いて、シ
フタ膜上に所望のレジストパターン４を形成する。最後
に図中（ｄ）に示すように、レジストをマスクにシフタ
膜をエッチングし、レジストを除去して位相シフトマス
クが完成する。
このような位相シフトマスクはその開発段階では、シ
フタ材料として透明ポリマーが使われてきた。ポリマー
はスピンコーティング法で形成できるため、プロセスも
簡易で、さらに低温処理のためマスクの歪みなどが小さ
いという利点がある。しかし、機械的強度が弱く、マス
クの洗浄の際にパターンがくずれるという問題があっ
た。
フタ材料として透明ポリマーが使われてきた。ポリマー
はスピンコーティング法で形成できるため、プロセスも
簡易で、さらに低温処理のためマスクの歪みなどが小さ
いという利点がある。しかし、機械的強度が弱く、マス
クの洗浄の際にパターンがくずれるという問題があっ
た。
これを解決するものとして、機械的強度が強いSiO2が
シフタ材料として検討され、その形成方法としてSOG
（スピンオブグラス）法やプラズマCVD法が検討されて
いる。
シフタ材料として検討され、その形成方法としてSOG
（スピンオブグラス）法やプラズマCVD法が検討されて
いる。
上述のように、SiO2シフタ膜形成方法としてSOG法や
プラズマCVD法が従来より検討されているが、下記のよ
うな問題点がある。
プラズマCVD法が従来より検討されているが、下記のよ
うな問題点がある。
即ち、SOG法はスピンコーティング法で形成ができ、
簡易なプロセスで形成できるという特長があるが、200
〜300℃の熱処理では完全なSiO2にならず、レジストよ
りも強いがまだ十分な機械的強度が得られないという問
題がある。
簡易なプロセスで形成できるという特長があるが、200
〜300℃の熱処理では完全なSiO2にならず、レジストよ
りも強いがまだ十分な機械的強度が得られないという問
題がある。
一方、プラズマCVD法によるSiO2シフタは、SiH4＋O2
ガスを原料とし、平行平板型電極にRFを印加するプラズ
マCVD方式を用いて形成している。この方法では、基板
温度を400〜500℃程度に加熱しないと、バルクで示され
るような光学物性値を持つSiO2膜が得られず、高温処理
になるため、マスクにSiO2膜やCr膜などの熱膨張の差に
よる歪みが生じる問題がある。
ガスを原料とし、平行平板型電極にRFを印加するプラズ
マCVD方式を用いて形成している。この方法では、基板
温度を400〜500℃程度に加熱しないと、バルクで示され
るような光学物性値を持つSiO2膜が得られず、高温処理
になるため、マスクにSiO2膜やCr膜などの熱膨張の差に
よる歪みが生じる問題がある。
一方、上記SOG法やプラズマCVD法では単一材料である
ため屈折率などの光学定数のコントロールも難しい。
ため屈折率などの光学定数のコントロールも難しい。
この発明は、上記のような問題点を解消するためにな
されたもので、機械的強度が強くシフタとしての光学定
数に優れ、さらに定数のコントロールも可能で低温の処
理で成膜が可能な位相シフトマスクを得ることを目的と
している。
されたもので、機械的強度が強くシフタとしての光学定
数に優れ、さらに定数のコントロールも可能で低温の処
理で成膜が可能な位相シフトマスクを得ることを目的と
している。
この発明に係る位相シフトマスクは、無機膜をシフタ
として使用する位相シフトマスクにおいて、上記無機膜
は、マスク基板の温度を低温にしたECR−CVD法を用い
て、SiO2の形成反応ガス、N2をその混入量をコントロー
ルしながら加えて形成したものである。
として使用する位相シフトマスクにおいて、上記無機膜
は、マスク基板の温度を低温にしたECR−CVD法を用い
て、SiO2の形成反応ガス、N2をその混入量をコントロー
ルしながら加えて形成したものである。
この発明に係る位相シフトマスクにおいては、無機膜
をシフタとして使用する位相シフトマスクにおいて、上
記無機膜は、マスク基板の温度を低温にしたECR−CVD法
を用いて、SiO2の形成反応ガスに、N2をその混入量をコ
ントロールしながら加えて形成するものとしたので、シ
フタ膜としてマスクに生じる熱歪みが小さく、バルクの
ようなSiOXNY膜（Ｘ≫Ｙ）が得られ、かつ当該シフタ膜
の屈折率等の光学定数をＮの混入量によりコントロール
することができる。
をシフタとして使用する位相シフトマスクにおいて、上
記無機膜は、マスク基板の温度を低温にしたECR−CVD法
を用いて、SiO2の形成反応ガスに、N2をその混入量をコ
ントロールしながら加えて形成するものとしたので、シ
フタ膜としてマスクに生じる熱歪みが小さく、バルクの
ようなSiOXNY膜（Ｘ≫Ｙ）が得られ、かつ当該シフタ膜
の屈折率等の光学定数をＮの混入量によりコントロール
することができる。
以下、この発明の実施例を図について説明する。
この発明の実施例は、第１図（ｂ）に示す，シフタ膜
を成膜する工程において、ECR−CVD法を用いるようにし
たものである。
を成膜する工程において、ECR−CVD法を用いるようにし
たものである。
第２図はそのシフタ膜の形成に用いるECR−CVD装置の
断面構造を示す。図において、10は磁気コイル、11aは
プラズマを発生するためのチャンバ、11bは基板を収容
する、真空引きされたチャンバ、12aおよび12bはそれぞ
れ反応ガスとしてのSiO4およびN2,O2、13はマイクロ
波、14は基板である。
断面構造を示す。図において、10は磁気コイル、11aは
プラズマを発生するためのチャンバ、11bは基板を収容
する、真空引きされたチャンバ、12aおよび12bはそれぞ
れ反応ガスとしてのSiO4およびN2,O2、13はマイクロ
波、14は基板である。
第３図は反応ガスとしてSiH4,O2,N2を用いたECR−CVD
法で成膜されたSiOXNY膜の屈折率と反応ガス中のN2濃度
の関係を示す。
法で成膜されたSiOXNY膜の屈折率と反応ガス中のN2濃度
の関係を示す。
まず、第２図に示す構造のECR−CVD装置を用いて、室
温基板（ガラス）上にSiO2シフタ膜15を形成した。この
ECR−CVD装置は、チャンバ11内に反応ガス12を導入して
マイクロ波13を印加することにより、プラズマを生成
し、磁気コイル10で発生する直流磁場が発散しているた
めに、このプラズマがチャンバ11a側からチャンバ11b側
に引き出され、基板14上にシフタ膜の堆積が行なわれる
ものである。
温基板（ガラス）上にSiO2シフタ膜15を形成した。この
ECR−CVD装置は、チャンバ11内に反応ガス12を導入して
マイクロ波13を印加することにより、プラズマを生成
し、磁気コイル10で発生する直流磁場が発散しているた
めに、このプラズマがチャンバ11a側からチャンバ11b側
に引き出され、基板14上にシフタ膜の堆積が行なわれる
ものである。
そして、その際、反応ガスとして、SiH4ガスとO2ガス
を用いたのがこの発明の第１の実施例であり、その比率
を1:2（SiH4:O2）、ガス圧力を１×10-3torrとし、かつ
マイクロ波パワーを800Wの条件で成膜を行った。
を用いたのがこの発明の第１の実施例であり、その比率
を1:2（SiH4:O2）、ガス圧力を１×10-3torrとし、かつ
マイクロ波パワーを800Wの条件で成膜を行った。
成膜した膜15の屈折率を測定したところｎ＝1.47にな
り、Siの熱酸化膜の屈折率ｎ＝1.46とほぼ同じであっ
た。
り、Siの熱酸化膜の屈折率ｎ＝1.46とほぼ同じであっ
た。
一方、膜の緻密さを示すフッ酸によるエッチレートを
測定したところ熱酸化膜と同等（約500Å/min）であっ
た。
測定したところ熱酸化膜と同等（約500Å/min）であっ
た。
このように本実施例によれば、基板が低温でもバルク
のガラスのようなSiO2膜が得られている。
のガラスのようなSiO2膜が得られている。
これに対し、この発明の第２の実施例ではN2を反応ガ
スに加えるようにしており、これによりシフタ膜として
SiOXNY膜が形成された。
スに加えるようにしており、これによりシフタ膜として
SiOXNY膜が形成された。
第３図はSiOXNY膜の屈折率とN2濃度の関係を示す図
で、N2濃度が高くなると共に屈折率が高くなるが、この
膜もSiO2膜と同様に緻密な膜ができていることが確認さ
れた。この関係を用いれば、シフタ膜の屈折率のコント
ロールが可能である。なお、他の光学定数として透過率
のコントロールも可能である。
で、N2濃度が高くなると共に屈折率が高くなるが、この
膜もSiO2膜と同様に緻密な膜ができていることが確認さ
れた。この関係を用いれば、シフタ膜の屈折率のコント
ロールが可能である。なお、他の光学定数として透過率
のコントロールも可能である。
なお、低温プラズマで成膜する従来の平行平板型電
極,RF放電型のプラズマCVD法でも反応ガスにN2を混入し
てSiOXNY膜を形成することは可能であるが、低温プラズ
マであるため成膜される膜の構造は不安定で、光照射や
熱などで光学定数が変化する膜になってしまう。これに
対し本発明ではこうした問題は生じないものである。
極,RF放電型のプラズマCVD法でも反応ガスにN2を混入し
てSiOXNY膜を形成することは可能であるが、低温プラズ
マであるため成膜される膜の構造は不安定で、光照射や
熱などで光学定数が変化する膜になってしまう。これに
対し本発明ではこうした問題は生じないものである。
なお、上記実施例では反応ガスとしてSiH4,O2,N2など
を用いたが、位相シフタとして機能する膜ができるので
あれば、SiCl2H2,NO,HN3などの反応ガスを用いることも
できる。
を用いたが、位相シフタとして機能する膜ができるので
あれば、SiCl2H2,NO,HN3などの反応ガスを用いることも
できる。
また、成膜の際の基板温度として室温（20〜30℃）に
したが、CVDとしては低温領域と呼ばれる200℃までの温
度であってもよい。
したが、CVDとしては低温領域と呼ばれる200℃までの温
度であってもよい。
以上のように、この発明に係る位相シフトマスクによ
れば、無機膜をシフタとして使用する位相シフトマスク
において、上記無機膜は、基板温度を低温にしたECR−C
VD法を用いて、SiO2の形成反応ガスに、N2をその混入量
をコントロールしながら加えて形成したものとしたの
で、機械的強度が強くて熱歪みが小さいシフタ膜であっ
て、その屈折率をコントロールでき、所要の光学定数を
有するものを得ることができる効果がある。
れば、無機膜をシフタとして使用する位相シフトマスク
において、上記無機膜は、基板温度を低温にしたECR−C
VD法を用いて、SiO2の形成反応ガスに、N2をその混入量
をコントロールしながら加えて形成したものとしたの
で、機械的強度が強くて熱歪みが小さいシフタ膜であっ
て、その屈折率をコントロールでき、所要の光学定数を
有するものを得ることができる効果がある。
第１図は従来およびこの本発明の第1,第２の実施例によ
る位相シフトマスクの製作工程を示す断面図、第２図は
本発明の第1,第２の実施例で用いたECR−CVD装置の構造
を示す断面図、第３図は本発明の第２の実施例によるEC
R−CVD法で成膜したSiOXNY膜の屈折率と反応ガス中のN2
濃度との関係を示す図である。 図において、１はガラス基板、２はCrまたはMoSiなどの
遮光パターン、３はシフタ膜、４はレジスト、５は位相
シフタ、10は磁気コイル、11a,11bはチャンバ、12a,12b
は反応ガス、13はマイクロ波、14は基板、15はシフタ膜
である。 なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
る位相シフトマスクの製作工程を示す断面図、第２図は
本発明の第1,第２の実施例で用いたECR−CVD装置の構造
を示す断面図、第３図は本発明の第２の実施例によるEC
R−CVD法で成膜したSiOXNY膜の屈折率と反応ガス中のN2
濃度との関係を示す図である。 図において、１はガラス基板、２はCrまたはMoSiなどの
遮光パターン、３はシフタ膜、４はレジスト、５は位相
シフタ、10は磁気コイル、11a,11bはチャンバ、12a,12b
は反応ガス、13はマイクロ波、14は基板、15はシフタ膜
である。 なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G03F 1/08
Claims (1)
- 【請求項１】無機膜をシフタとして使用する位相シフト
マスクにおいて、 上記無機膜は、マスク基板の温度を低温にしたECR−CVD
法を用いて、SiO2の形成反応ガスに、N2をその混入量を
コントロールしながら加えて形成したものであることを
特徴とする位相シフトマスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27470390A JP2957000B2 (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | 位相シフトマスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27470390A JP2957000B2 (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | 位相シフトマスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04149553A JPH04149553A (ja) | 1992-05-22 |
| JP2957000B2 true JP2957000B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=17545385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27470390A Expired - Lifetime JP2957000B2 (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | 位相シフトマスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2957000B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2671816B2 (ja) * | 1994-09-06 | 1997-11-05 | 日本電気株式会社 | 位相シフトマスクの作製方法 |
| WO1997013245A1 (en) * | 1995-10-03 | 1997-04-10 | Asahi Glass Company Ltd. | Optical head device and production method thereof |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63249337A (ja) * | 1987-04-06 | 1988-10-17 | Fujitsu Ltd | Ｘ線マスクの製造方法 |
| JPH02211450A (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-22 | Fujitsu Ltd | 位相シフトマスクおよびその製造方法 |
-
1990
- 1990-10-12 JP JP27470390A patent/JP2957000B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04149553A (ja) | 1992-05-22 |
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