JP3200984B2 - 位相シフト・マスクの製造方法 - Google Patents
位相シフト・マスクの製造方法Info
- Publication number
- JP3200984B2 JP3200984B2 JP19425992A JP19425992A JP3200984B2 JP 3200984 B2 JP3200984 B2 JP 3200984B2 JP 19425992 A JP19425992 A JP 19425992A JP 19425992 A JP19425992 A JP 19425992A JP 3200984 B2 JP3200984 B2 JP 3200984B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- transparent film
- stop layer
- phase shift
- sulfur
- 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 - Fee Related
Links
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】本発明は半導体装置の製造分野等
においてフォトリソグラフィー用のフォトマスク（レチ
クル）として使用される位相シフト・マスクの製造方法
に関し、特に透明基板上における位相シフタのエッチン
グを該透明基板に対して高選択比を確保しながら、しか
もドライ・エッチングで行うことを可能とする方法に関
する。
においてフォトリソグラフィー用のフォトマスク（レチ
クル）として使用される位相シフト・マスクの製造方法
に関し、特に透明基板上における位相シフタのエッチン
グを該透明基板に対して高選択比を確保しながら、しか
もドライ・エッチングで行うことを可能とする方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の分野においてはサブミ
クロン・レベルの加工が量産工場において既に実現さ
れ、今後のハーフミクロン・レベル、さらには６４Ｍビ
ットＤＲＡＭクラスで必須となるクォーターミクロン・
レベルの加工に関する研究が進められている。
クロン・レベルの加工が量産工場において既に実現さ
れ、今後のハーフミクロン・レベル、さらには６４Ｍビ
ットＤＲＡＭクラスで必須となるクォーターミクロン・
レベルの加工に関する研究が進められている。
【０００３】このような微細加工の進歩の鍵となった技
術はフォトリソグラフィであり、従来の進歩は主として
ステッパ（縮小投影露光装置）の光学系の改良により達
成されてきた。この光学系の限界解像度Ｒは、レイリー
（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）の式として知られる次式で表され
る。 Ｒ＝ｋ1 ×λ／ＮＡ ここで、ｋ1 はレジスト材料やプロセスにより決まる比
例定数、λは露光波長、ＮＡは縮小投影レンズの開口数
である。従来は、高圧水銀ランプのｉ線（３６５ｎｍ）
あるいはＫｒＦエキシマ・レーザ光（２４８ｎｍ）等の
遠紫外線の利用に代表される露光波長の短波長化、およ
びステッパ（縮小投影露光装置）の縮小投影レンズの高
開口数（ＮＡ）化に努力が注がれてきた。しかし、これ
らの改良は実用的にはほぼ限界に達している。また、短
波長化と高開口数化は焦点深度ＤＯＦ（＝ｋ2 ×λ／Ｎ
Ａ2 ：ｋ2 は比例定数）の低下につながるため、限界解
像度Ｒの追求にも限度がある。
術はフォトリソグラフィであり、従来の進歩は主として
ステッパ（縮小投影露光装置）の光学系の改良により達
成されてきた。この光学系の限界解像度Ｒは、レイリー
（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）の式として知られる次式で表され
る。 Ｒ＝ｋ1 ×λ／ＮＡ ここで、ｋ1 はレジスト材料やプロセスにより決まる比
例定数、λは露光波長、ＮＡは縮小投影レンズの開口数
である。従来は、高圧水銀ランプのｉ線（３６５ｎｍ）
あるいはＫｒＦエキシマ・レーザ光（２４８ｎｍ）等の
遠紫外線の利用に代表される露光波長の短波長化、およ
びステッパ（縮小投影露光装置）の縮小投影レンズの高
開口数（ＮＡ）化に努力が注がれてきた。しかし、これ
らの改良は実用的にはほぼ限界に達している。また、短
波長化と高開口数化は焦点深度ＤＯＦ（＝ｋ2 ×λ／Ｎ
Ａ2 ：ｋ2 は比例定数）の低下につながるため、限界解
像度Ｒの追求にも限度がある。
【０００４】かかる状況下で、開口数ＮＡを一定レベル
に抑え、実用レベルの焦点深度を確保した上で露光光の
高調波成分を利用して解像度を上昇させるいわゆる超解
像技術が注目されている。この超解像技術のひとつに、
位相シフト法がある。これは、フォトマスクを透過する
露光光に位相差を与えることにより、透過光相互の干渉
を利用して解像度の向上を図る方法である。この位相差
は、通常は１８０°、すなわち反転状態となるように設
定されている。
に抑え、実用レベルの焦点深度を確保した上で露光光の
高調波成分を利用して解像度を上昇させるいわゆる超解
像技術が注目されている。この超解像技術のひとつに、
位相シフト法がある。これは、フォトマスクを透過する
露光光に位相差を与えることにより、透過光相互の干渉
を利用して解像度の向上を図る方法である。この位相差
は、通常は１８０°、すなわち反転状態となるように設
定されている。
【０００５】位相シフト法による解像度向上の原理に
は、大別して空間周波数変調とエッジ強調とがあり、こ
れらの原理とマスク構造の組み合わせにより様々な種類
の位相シフト・マスクが提案されている。代表的なもの
としては、レベンソン（Ｌｅｖｅｎｓｏｎ）型位相シフ
ト・マスク、補助パターン付き位相シフト・マスク、自
己整合型位相シフト・マスク、透過型位相シフト・マス
ク等がある。
は、大別して空間周波数変調とエッジ強調とがあり、こ
れらの原理とマスク構造の組み合わせにより様々な種類
の位相シフト・マスクが提案されている。代表的なもの
としては、レベンソン（Ｌｅｖｅｎｓｏｎ）型位相シフ
ト・マスク、補助パターン付き位相シフト・マスク、自
己整合型位相シフト・マスク、透過型位相シフト・マス
ク等がある。
【０００６】位相シフト法では、位相差を発生させるた
めに、レチクルを構成するガラス基板上に位相シフタを
特定のパターンに形成することが必要である。この位相
シフタは、ガラス基板とは屈折率の異なるＳＯＧ（スピ
ン・オン・グラス）等の透明膜をパターニングして形成
するのが最も一般的である。他のタイプの位相シフタと
しては、ガラス基板そのものを所定のパターンにエッチ
ングして溝部を形成したものがある。この場合は、溝部
の深さ分だけがガラス基板とは屈折率の異なる空気層に
置き換わるために、溝部の透過光とその周辺の透過光と
の間に位相差が生ずる。ただし、溝部のエッチング深さ
の制御よりは、上述の透明膜の膜厚の制御の方が容易で
ある。
めに、レチクルを構成するガラス基板上に位相シフタを
特定のパターンに形成することが必要である。この位相
シフタは、ガラス基板とは屈折率の異なるＳＯＧ（スピ
ン・オン・グラス）等の透明膜をパターニングして形成
するのが最も一般的である。他のタイプの位相シフタと
しては、ガラス基板そのものを所定のパターンにエッチ
ングして溝部を形成したものがある。この場合は、溝部
の深さ分だけがガラス基板とは屈折率の異なる空気層に
置き換わるために、溝部の透過光とその周辺の透過光と
の間に位相差が生ずる。ただし、溝部のエッチング深さ
の制御よりは、上述の透明膜の膜厚の制御の方が容易で
ある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、透明基板上
で透明膜のパターニングを行う場合、従来の一般的な方
法では、電子ビーム描画装置による直接描画と現像処理
により電子ビーム・レジスト材料からなるエッチング・
マスクを形成し、このマスクを介してエッチングを行
う。このときのエッチング方法としては、ウェット・エ
ッチングが主流であった。
で透明膜のパターニングを行う場合、従来の一般的な方
法では、電子ビーム描画装置による直接描画と現像処理
により電子ビーム・レジスト材料からなるエッチング・
マスクを形成し、このマスクを介してエッチングを行
う。このときのエッチング方法としては、ウェット・エ
ッチングが主流であった。
【０００８】しかし、今後、半導体装置のデザイン・ル
ールがより一層微細化されると、レチクル上のパターン
寸法も半導体ウェハ上のそれより５倍大きいとは言え、
従来よりも大幅に縮小される。このような場合、位相シ
フタのエッジ部における位相のシャープな反転を実現す
るために、位相シフタの断面形状を良好な異方性形状に
制御する必要が高まる。この観点からは、等方的なエッ
チング反応が進行するウェット・エッチングよりも、イ
オン・アシスト機構により異方性加工が達成できるドラ
イ・エッチングの方が有利である。
ールがより一層微細化されると、レチクル上のパターン
寸法も半導体ウェハ上のそれより５倍大きいとは言え、
従来よりも大幅に縮小される。このような場合、位相シ
フタのエッジ部における位相のシャープな反転を実現す
るために、位相シフタの断面形状を良好な異方性形状に
制御する必要が高まる。この観点からは、等方的なエッ
チング反応が進行するウェット・エッチングよりも、イ
オン・アシスト機構により異方性加工が達成できるドラ
イ・エッチングの方が有利である。
【０００９】また、レチクル上のパターンが微細になっ
てくると、ウェット・エッチングではエッチング液に透
明基板を浸漬した際に、Ｃｒ遮光膜と透明基板との間の
密着性の不足によりＣｒ遮光膜が剥離する虞れもあり、
この観点からもドライ・エッチングを検討する必要性が
高まっている。
てくると、ウェット・エッチングではエッチング液に透
明基板を浸漬した際に、Ｃｒ遮光膜と透明基板との間の
密着性の不足によりＣｒ遮光膜が剥離する虞れもあり、
この観点からもドライ・エッチングを検討する必要性が
高まっている。
【００１０】さらに、位相シフタのエッチングにおける
本質的な問題点として、透明基板と位相シフタとが同じ
系統の材料で構成されることが多いため、両者の間で十
分な選択性を確保しにくいことが挙げられる。この問題
に対処するため、透明基板と透明膜との間にＳｎＯ
2 （酸化スズ）等からなるエッチング停止層を介在させ
ることが提案されている。しかし、この技術によっても
未だ十分な選択性は達成されておらず、工程数の増大に
伴うコストの上昇に見合う程の成果が上がらないのが実
情である。
本質的な問題点として、透明基板と位相シフタとが同じ
系統の材料で構成されることが多いため、両者の間で十
分な選択性を確保しにくいことが挙げられる。この問題
に対処するため、透明基板と透明膜との間にＳｎＯ
2 （酸化スズ）等からなるエッチング停止層を介在させ
ることが提案されている。しかし、この技術によっても
未だ十分な選択性は達成されておらず、工程数の増大に
伴うコストの上昇に見合う程の成果が上がらないのが実
情である。
【００１１】そこで本発明は、ドライエッチングにより
透明基板に対して十分に大きな選択比を確保しながら、
透明膜をエッチングして位相シフタを形成することが可
能な位相シフト・マスクの製造方法を提供することを目
的とする。
透明基板に対して十分に大きな選択比を確保しながら、
透明膜をエッチングして位相シフタを形成することが可
能な位相シフト・マスクの製造方法を提供することを目
的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の位相シフト・マ
スクの製造方法は、上述の目的を達成するために提案さ
れるものであり、透明基板上で透明膜をエッチングして
所望のパターンを有する位相シフタを形成する際に、予
め前記透明基板と前記透明膜との間に窒素を構成元素と
して含有するエッチング停止層を設けておき、放電解離
条件下でプラズマ中に遊離のイオウを放出し得るイオウ
系化合物を含むエッチング・ガスを用いて前記透明膜の
エッチングを行い、このエッチングの終点近傍で前記エ
ッチング停止層の露出面上に窒化イオウ系化合物を堆積
させることを特徴とする。
スクの製造方法は、上述の目的を達成するために提案さ
れるものであり、透明基板上で透明膜をエッチングして
所望のパターンを有する位相シフタを形成する際に、予
め前記透明基板と前記透明膜との間に窒素を構成元素と
して含有するエッチング停止層を設けておき、放電解離
条件下でプラズマ中に遊離のイオウを放出し得るイオウ
系化合物を含むエッチング・ガスを用いて前記透明膜の
エッチングを行い、このエッチングの終点近傍で前記エ
ッチング停止層の露出面上に窒化イオウ系化合物を堆積
させることを特徴とする。
【００１３】本発明はまた、前記イオウ系化合物がＳ2
Ｆ2 ，ＳＦ2 ，ＳＦ4 ，Ｓ2 Ｆ10から選ばれる少なくと
も１種類のフッ化イオウであることを特徴とする。
Ｆ2 ，ＳＦ2 ，ＳＦ4 ，Ｓ2 Ｆ10から選ばれる少なくと
も１種類のフッ化イオウであることを特徴とする。
【００１４】本発明はまた、前記イオウ系化合物が、分
子中にチオカルボニル基とハロゲン原子とを有すること
を特徴とする。
子中にチオカルボニル基とハロゲン原子とを有すること
を特徴とする。
【００１５】本発明はまた、前記エッチング・ガスが、
Ｈ2 ，Ｈ2 Ｓ，シラン系化合物から選ばれる少なくとも
１種類のハロゲン・ラジカル消費性化合物を含むことを
特徴とする。
Ｈ2 ，Ｈ2 Ｓ，シラン系化合物から選ばれる少なくとも
１種類のハロゲン・ラジカル消費性化合物を含むことを
特徴とする。
【００１６】本発明はまた、前記透明基板と前記透明膜
は共にＳｉＯx 系材料より構成されることを特徴とす
る。
は共にＳｉＯx 系材料より構成されることを特徴とす
る。
【００１７】本発明はさらに、前記透明膜と前記エッチ
ング停止層とは屈折率が略一致され、該透明膜のエッチ
ング終了後、露出したエッチング停止層も除去すること
を特徴とする。
ング停止層とは屈折率が略一致され、該透明膜のエッチ
ング終了後、露出したエッチング停止層も除去すること
を特徴とする。
【００１８】
【作用】本発明は、透明基板、および位相シフタを得る
ための透明膜が従来どおり主としてＳｉＯx 系材料によ
り形成されることを想定し、放電解離条件下でプラズマ
中に遊離のイオウ（Ｓ）を放出できるイオウ系化合物を
含むエッチング・ガスを用いること、およびエッチング
停止層として窒素を構成元素として有する材料層を透明
基板と透明膜との間に設けること、の２点をポイントと
している。
ための透明膜が従来どおり主としてＳｉＯx 系材料によ
り形成されることを想定し、放電解離条件下でプラズマ
中に遊離のイオウ（Ｓ）を放出できるイオウ系化合物を
含むエッチング・ガスを用いること、およびエッチング
停止層として窒素を構成元素として有する材料層を透明
基板と透明膜との間に設けること、の２点をポイントと
している。
【００１９】Ｓは通常のエッチングが行われるような減
圧下では、おおよそ９０℃に加熱されれば何ら汚染を残
すことなく除去される昇華性物質であるが、基体がこれ
より低い温度、好ましくは室温以下に制御されていれ
ば、その表面へ堆積して表面保護を行う堆積性物質でも
ある。
圧下では、おおよそ９０℃に加熱されれば何ら汚染を残
すことなく除去される昇華性物質であるが、基体がこれ
より低い温度、好ましくは室温以下に制御されていれ
ば、その表面へ堆積して表面保護を行う堆積性物質でも
ある。
【００２０】ここで、基体の表面のうちＳが堆積し得る
部位は、イオンの垂直入射が起こらないか、もしくはエ
ッチングに伴って酸素（Ｏ）原子が大量に供給されない
部位である。これらの部位とは、本発明の位相シフト・
マスクの製造工程を考えた場合、パターン側壁面、レジ
スト・マスクの上表面および側壁面、エッチング停止層
の露出面等である。かかるＳの堆積により、位相シフタ
の異方性形状が達成され、レジスト・マスクに対して高
い選択性が確保される。
部位は、イオンの垂直入射が起こらないか、もしくはエ
ッチングに伴って酸素（Ｏ）原子が大量に供給されない
部位である。これらの部位とは、本発明の位相シフト・
マスクの製造工程を考えた場合、パターン側壁面、レジ
スト・マスクの上表面および側壁面、エッチング停止層
の露出面等である。かかるＳの堆積により、位相シフタ
の異方性形状が達成され、レジスト・マスクに対して高
い選択性が確保される。
【００２１】逆に、Ｓが堆積できない部位は、エッチン
グに伴ってＯ原子を大量に放出するＳｉＯx 系材料層の
イオン垂直入射面である。すなわち、この部位ではＳは
スパッタ・アウトされたＯ原子と結合してＳＯx を生成
し、燃焼除去される。したがって、ＳｉＯx 系材料層の
エッチングは円滑に進行する。Ｓは、エッチング終了
後、レジスト・マスクを除去するためのアッシング工程
において容易に燃焼除去することができる。したがっ
て、Ｓは何らパーティクル汚染の原因とはならない。
グに伴ってＯ原子を大量に放出するＳｉＯx 系材料層の
イオン垂直入射面である。すなわち、この部位ではＳは
スパッタ・アウトされたＯ原子と結合してＳＯx を生成
し、燃焼除去される。したがって、ＳｉＯx 系材料層の
エッチングは円滑に進行する。Ｓは、エッチング終了
後、レジスト・マスクを除去するためのアッシング工程
において容易に燃焼除去することができる。したがっ
て、Ｓは何らパーティクル汚染の原因とはならない。
【００２２】さらにエッチングが進行し、窒素を構成元
素として有するエッチング停止層が露出し始めると、そ
の表面には窒化イオウ系化合物が形成される。窒化イオ
ウ系化合物をエッチング中の基体の表面保護に用いるこ
とについては、本願出願人が先に特願平３−１５５４５
４号明細書において初めて提案し、詳述したとおりであ
る。
素として有するエッチング停止層が露出し始めると、そ
の表面には窒化イオウ系化合物が形成される。窒化イオ
ウ系化合物をエッチング中の基体の表面保護に用いるこ
とについては、本願出願人が先に特願平３−１５５４５
４号明細書において初めて提案し、詳述したとおりであ
る。
【００２３】本発明において特に側壁保護効果を期待さ
れる代表的な窒化イオウ系化合物は、ポリチアジル（Ｓ
Ｎ）x である。このポリマーは、結晶状態ではＳ−Ｎ−
Ｓ−Ｎ−…の繰り返し構造を有する共有結合鎖が平行に
配向した構造をとり、単体のＳよりもエッチング種の攻
撃に対して高い耐性を示す。なお、プラズマ中にＦ* が
存在する系では上記（ＳＮ）x のＳ原子上にハロゲン原
子が結合したフッ化チアジルが、また、Ｈ* が存在する
系ではチアジル水素が生成し得る。
れる代表的な窒化イオウ系化合物は、ポリチアジル（Ｓ
Ｎ）x である。このポリマーは、結晶状態ではＳ−Ｎ−
Ｓ−Ｎ−…の繰り返し構造を有する共有結合鎖が平行に
配向した構造をとり、単体のＳよりもエッチング種の攻
撃に対して高い耐性を示す。なお、プラズマ中にＦ* が
存在する系では上記（ＳＮ）x のＳ原子上にハロゲン原
子が結合したフッ化チアジルが、また、Ｈ* が存在する
系ではチアジル水素が生成し得る。
【００２４】さらに、条件によっては分子内のＳ原子数
とＮ原子数が不均衡な環状窒化イオウ化合物、あるいは
これら環状窒化イオウ化合物のＮ原子上にＨ原子が結合
したイミド型の化合物等も生成可能である。
とＮ原子数が不均衡な環状窒化イオウ化合物、あるいは
これら環状窒化イオウ化合物のＮ原子上にＨ原子が結合
したイミド型の化合物等も生成可能である。
【００２５】上記窒化イオウ系化合物は、条件にもよる
が、基体がおおよそ１３０℃よりも低い温度に維持され
ていれば、その表面へ堆積することができる。しかも、
エッチング終了後に行われる通常のアッシング工程にお
いて容易に昇華、分解、燃焼等の機構により除去される
ため、何らパーティクル汚染の原因とはならない。
が、基体がおおよそ１３０℃よりも低い温度に維持され
ていれば、その表面へ堆積することができる。しかも、
エッチング終了後に行われる通常のアッシング工程にお
いて容易に昇華、分解、燃焼等の機構により除去される
ため、何らパーティクル汚染の原因とはならない。
【００２６】Ｓおよび窒化イオウ系化合物の堆積につい
ては上述のとおりであるが、ＳｉＯ x 系の透明膜の一方
の構成元素であるＳｉを除去するためには、ハロゲン・
ラジカル、特にＳｉ原子との間にエネルギーの高い結合
を生成し得るＦ* がエッチング反応系に存在していると
好都合である。本発明で使用するＳ2 Ｆ2 ，ＳＦ2 ，Ｓ
Ｆ4 ，Ｓ2 Ｆ10の４種類のフッ化イオウは、このような
観点から選択された化合物であり、本願出願人が先に特
開平４−８４４２７号公報において提案している。これ
らのフッ化イオウから生成するＦ* は、ＳｉＯx 中のＳ
ｉ原子をＳｉＦx の形で揮発除去する。
ては上述のとおりであるが、ＳｉＯ x 系の透明膜の一方
の構成元素であるＳｉを除去するためには、ハロゲン・
ラジカル、特にＳｉ原子との間にエネルギーの高い結合
を生成し得るＦ* がエッチング反応系に存在していると
好都合である。本発明で使用するＳ2 Ｆ2 ，ＳＦ2 ，Ｓ
Ｆ4 ，Ｓ2 Ｆ10の４種類のフッ化イオウは、このような
観点から選択された化合物であり、本願出願人が先に特
開平４−８４４２７号公報において提案している。これ
らのフッ化イオウから生成するＦ* は、ＳｉＯx 中のＳ
ｉ原子をＳｉＦx の形で揮発除去する。
【００２７】本発明で提案するイオウ系化合物のもう一
方は、分子中にチオカルボニル基（＞Ｃ＝Ｓ）とＦ原子
とを有する化合物である。この化合物は、堆積性物質と
して上述のＳの他、炭素系ポリマーも生成することがで
きる。この炭素系ポリマーは、従来のドライエッチング
において側壁保護の役目を果たしていたフルオロカーボ
ン系ポリマーよりも遙かにエッチング耐性が高い。これ
は、原子間結合エネルギーの比較においてＣ−Ｆ結合
（５３６ｋＪ／ｍｏｌ）よりも大きいＣ−Ｓ結合（６９
９ｋＪ／ｍｏｌ）が分子構造中に取り込まれること、ま
た、双極子を有するチオカルボニルが分子構造中に取り
込まれることにより、エッチング中に負に帯電している
基体に対する静電吸着力が上昇していること、等の理由
による。
方は、分子中にチオカルボニル基（＞Ｃ＝Ｓ）とＦ原子
とを有する化合物である。この化合物は、堆積性物質と
して上述のＳの他、炭素系ポリマーも生成することがで
きる。この炭素系ポリマーは、従来のドライエッチング
において側壁保護の役目を果たしていたフルオロカーボ
ン系ポリマーよりも遙かにエッチング耐性が高い。これ
は、原子間結合エネルギーの比較においてＣ−Ｆ結合
（５３６ｋＪ／ｍｏｌ）よりも大きいＣ−Ｓ結合（６９
９ｋＪ／ｍｏｌ）が分子構造中に取り込まれること、ま
た、双極子を有するチオカルボニルが分子構造中に取り
込まれることにより、エッチング中に負に帯電している
基体に対する静電吸着力が上昇していること、等の理由
による。
【００２８】本発明ではさらに選択性を向上させる方法
として、前記エッチング・ガスにＨ 2 ，Ｈ2 Ｓ，シラン
系化合物から選ばれる少なくとも１種類のＦ* を添加し
て、Ｓまたは窒化イオウ系化合物の生成効率を向上させ
ることを提案する。これらのＦ* 消費性化合物から放出
されるＨ* および／またはＳｉ* は、Ｆ* を捕捉し、揮
発性の高い化合物に変化させてエッチング反応系から除
去する役割を果たす。したがって、エッチング反応系の
見掛け上のＳ／Ｆ比（Ｓ原子数とＦ原子数の比）が上昇
し、表面保護効果を高めることができるわけである。
として、前記エッチング・ガスにＨ 2 ，Ｈ2 Ｓ，シラン
系化合物から選ばれる少なくとも１種類のＦ* を添加し
て、Ｓまたは窒化イオウ系化合物の生成効率を向上させ
ることを提案する。これらのＦ* 消費性化合物から放出
されるＨ* および／またはＳｉ* は、Ｆ* を捕捉し、揮
発性の高い化合物に変化させてエッチング反応系から除
去する役割を果たす。したがって、エッチング反応系の
見掛け上のＳ／Ｆ比（Ｓ原子数とＦ原子数の比）が上昇
し、表面保護効果を高めることができるわけである。
【００２９】ところで、本発明で形成される位相シフタ
は、透明膜のみから構成されるのではなく、その下のエ
ッチング停止層も同様にパターニングされてその一部を
なしている。一般に、位相シフト・マスクにおいて位相
を１８０°反転させるのに必要な位相シフタの膜厚ｄ
は、ｄ＝λ／２（ｎ−１）（λは露光波長、１は空気の
屈折率）で表される。つまり、膜厚ｄは屈折率ｎに依存
する。エッチング停止層は一般には薄い層であるが、た
とえばＣｒ遮光膜を被覆して形成されると、フォトマス
ク基板に対して垂直な方向でみた場合の膜厚が局部的に
変動する。このような場合、エッチング停止層と透明膜
の屈折率が互いに異なっていると、両者の膜厚の設計が
極めて困難となり、位相シフト・マスクの製造そのもの
が実用的でなくなる虞れが大きい。
は、透明膜のみから構成されるのではなく、その下のエ
ッチング停止層も同様にパターニングされてその一部を
なしている。一般に、位相シフト・マスクにおいて位相
を１８０°反転させるのに必要な位相シフタの膜厚ｄ
は、ｄ＝λ／２（ｎ−１）（λは露光波長、１は空気の
屈折率）で表される。つまり、膜厚ｄは屈折率ｎに依存
する。エッチング停止層は一般には薄い層であるが、た
とえばＣｒ遮光膜を被覆して形成されると、フォトマス
ク基板に対して垂直な方向でみた場合の膜厚が局部的に
変動する。このような場合、エッチング停止層と透明膜
の屈折率が互いに異なっていると、両者の膜厚の設計が
極めて困難となり、位相シフト・マスクの製造そのもの
が実用的でなくなる虞れが大きい。
【００３０】そこで、実用的なプロセスとして、エッチ
ング停止層と透明膜の屈折率を略一致させることを提案
する。このようにしておけば、これら両方の材料層を単
一の材料層として取り扱うことができ、両者の膜厚の合
計を常に一定とすることにより容易に位相シフタが設計
できる。つまり、製造過程では透明膜の成膜時に、この
透明膜で基体の表面を平坦化すれば良いのである。
ング停止層と透明膜の屈折率を略一致させることを提案
する。このようにしておけば、これら両方の材料層を単
一の材料層として取り扱うことができ、両者の膜厚の合
計を常に一定とすることにより容易に位相シフタが設計
できる。つまり、製造過程では透明膜の成膜時に、この
透明膜で基体の表面を平坦化すれば良いのである。
【００３１】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について、実
験結果にもとづいて説明する。
験結果にもとづいて説明する。
【００３２】実施例１ 本実施例は、レベンソン型位相シフト・マスクの作製過
程において、ガラス基板上にＳｉＯx Ｎy 停止層を介し
て形成されたＳｉＯx 透明膜を、Ｓ2 Ｆ2 を用いてエッ
チングした例である。このプロセスを、図１を参照しな
がら説明する。本実施例においてエッチング・サンプル
として使用したマスク基板を、図１（ａ）に示す。この
マスク基板は、ガラス基板１上に互いに開口部２ａを隔
てて所定のパターンに形成されたＣｒ遮光膜２を有し、
さらに基体の全面が薄くＳｉＯ x Ｎy 停止層３に被覆さ
れ、さらにその全面がＳｉＯx 透明膜４により平坦化さ
れ、該ＳｉＯx 透明膜４上にエッチング・マスクとして
レジスト・マスク５が所定のパターンに形成されてなる
ものである。
程において、ガラス基板上にＳｉＯx Ｎy 停止層を介し
て形成されたＳｉＯx 透明膜を、Ｓ2 Ｆ2 を用いてエッ
チングした例である。このプロセスを、図１を参照しな
がら説明する。本実施例においてエッチング・サンプル
として使用したマスク基板を、図１（ａ）に示す。この
マスク基板は、ガラス基板１上に互いに開口部２ａを隔
てて所定のパターンに形成されたＣｒ遮光膜２を有し、
さらに基体の全面が薄くＳｉＯ x Ｎy 停止層３に被覆さ
れ、さらにその全面がＳｉＯx 透明膜４により平坦化さ
れ、該ＳｉＯx 透明膜４上にエッチング・マスクとして
レジスト・マスク５が所定のパターンに形成されてなる
ものである。
【００３３】ここで、上記ＳｉＯx Ｎy 停止層３は、一
例として下記の条件でプラズマＣＶＤを行うことにより
形成されたものである。 ＳｉＨ4 流量 ３５０ＳＣＣＭ ＮＨ3 流量 １０〜５０ＳＣＣＭ Ｏ2 流量 １００〜２００ＳＣＣＭ ガス圧 １０００Ｐａ ＲＦパワー密度 ３．１Ｗ／ｃｍ2 （１３．５６
ＭＨｚ） 基板温度 ３００℃ このプロセスで形成されたＳｉＯx Ｎy 停止層３の屈折
率ｎは、約１．４５であった。
例として下記の条件でプラズマＣＶＤを行うことにより
形成されたものである。 ＳｉＨ4 流量 ３５０ＳＣＣＭ ＮＨ3 流量 １０〜５０ＳＣＣＭ Ｏ2 流量 １００〜２００ＳＣＣＭ ガス圧 １０００Ｐａ ＲＦパワー密度 ３．１Ｗ／ｃｍ2 （１３．５６
ＭＨｚ） 基板温度 ３００℃ このプロセスで形成されたＳｉＯx Ｎy 停止層３の屈折
率ｎは、約１．４５であった。
【００３４】一方、上記ＳｉＯx 透明膜４は、一例とし
て下記の条件でＥＣＲ−ＣＶＤを行うことにより形成さ
れたものである。 ＳｉＨ4 流量 １０ＳＣＣＭ Ｏ2 流量 ２０ＳＣＣＭ Ａｒ流量 １０ＳＣＣＭ ガス圧 ０．１Ｐａ マイクロ波パワー ８００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） 基板温度 ３００℃ このプロセスで形成されたＳｉＯx 透明膜４の屈折率ｎ
も約１．４５であり、ＳｉＯx Ｎy 停止層３の屈折率ｎ
と合致させることができた。
て下記の条件でＥＣＲ−ＣＶＤを行うことにより形成さ
れたものである。 ＳｉＨ4 流量 １０ＳＣＣＭ Ｏ2 流量 ２０ＳＣＣＭ Ａｒ流量 １０ＳＣＣＭ ガス圧 ０．１Ｐａ マイクロ波パワー ８００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） 基板温度 ３００℃ このプロセスで形成されたＳｉＯx 透明膜４の屈折率ｎ
も約１．４５であり、ＳｉＯx Ｎy 停止層３の屈折率ｎ
と合致させることができた。
【００３５】ここで、上述のようにＳｉＯx Ｎy 停止層
３とＳｉＯx 透明膜４の屈折率を合致させる必要がある
のは、このＳｉＯx Ｎy 停止層３も最終的に位相シフタ
６〔図１（ｃ）参照。〕の一部を構成するからである。
もし屈折率が一致していないと、開口部２ａの縁部（す
なわち、Ｃｒ遮光膜２に接する部位）においてガラス基
板１に対して垂直な方向でみたＳｉＯx Ｎy 停止層３の
層厚が大きくなっているので、この部分において位相の
シフト量が狂ってしまうのである。
３とＳｉＯx 透明膜４の屈折率を合致させる必要がある
のは、このＳｉＯx Ｎy 停止層３も最終的に位相シフタ
６〔図１（ｃ）参照。〕の一部を構成するからである。
もし屈折率が一致していないと、開口部２ａの縁部（す
なわち、Ｃｒ遮光膜２に接する部位）においてガラス基
板１に対して垂直な方向でみたＳｉＯx Ｎy 停止層３の
層厚が大きくなっているので、この部分において位相の
シフト量が狂ってしまうのである。
【００３６】本実施例の場合、上記位相シフタ６の膜厚
ｄは、開口部２ａにおけるＳｉＯxＮy 停止層３とＳｉ
Ｏx 透明膜４の膜厚の合計と考えれば良い。ここでは、
作製される位相シフト・マスクをｉ線ステッパ（λ＝３
６５ｎｍ）に搭載することを想定し、前述の式ｄ＝λ／
２（ｎ−１）より、両者の膜厚の合計を４０５ｎｍとし
た。
ｄは、開口部２ａにおけるＳｉＯxＮy 停止層３とＳｉ
Ｏx 透明膜４の膜厚の合計と考えれば良い。ここでは、
作製される位相シフト・マスクをｉ線ステッパ（λ＝３
６５ｎｍ）に搭載することを想定し、前述の式ｄ＝λ／
２（ｎ−１）より、両者の膜厚の合計を４０５ｎｍとし
た。
【００３７】上記レジスト・マスク４は、隣接するＣｒ
遮光膜２間の開口部２ａをひとつ置きに被覆するように
形成されている。これは、ライン・アンド・スペースの
ごとく周期的パターンにおいて、微細な隣接パターン間
で透過光の位相を１８０°反転させるというレベンソン
型マスクの目的を達するためである。
遮光膜２間の開口部２ａをひとつ置きに被覆するように
形成されている。これは、ライン・アンド・スペースの
ごとく周期的パターンにおいて、微細な隣接パターン間
で透過光の位相を１８０°反転させるというレベンソン
型マスクの目的を達するためである。
【００３８】次に、上記のマスク基板をＲＦバイアス印
加型の有磁場マイクロ波プラズマ・エッチング装置にセ
ットし、一例として下記の条件でＳｉＯx 透明膜４をエ
ッチングした。 Ｓ2 Ｆ2 流量 ３０ＳＣＣＭ ガス圧 １Ｐａ マイクロ波パワー ８００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０Ｗ（２ＭＨｚ） 基板温度 −１０℃（エタノール系冷媒
使用） この過程では、Ｓ2 Ｆ2 から解離生成したＳＦx + 等の
イオンの寄与によるイオン・モード・エッチングによ
り、ＳｉＯx 透明膜４がＳｉＦx ，ＳＯx 等の形で選択
的に除去された。また、Ｓ2 Ｆ2 からはＳも放出され
た。
加型の有磁場マイクロ波プラズマ・エッチング装置にセ
ットし、一例として下記の条件でＳｉＯx 透明膜４をエ
ッチングした。 Ｓ2 Ｆ2 流量 ３０ＳＣＣＭ ガス圧 １Ｐａ マイクロ波パワー ８００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０Ｗ（２ＭＨｚ） 基板温度 −１０℃（エタノール系冷媒
使用） この過程では、Ｓ2 Ｆ2 から解離生成したＳＦx + 等の
イオンの寄与によるイオン・モード・エッチングによ
り、ＳｉＯx 透明膜４がＳｉＦx ，ＳＯx 等の形で選択
的に除去された。また、Ｓ2 Ｆ2 からはＳも放出され
た。
【００３９】このＳの挙動を、図１（ｂ）および図２を
参照しながら説明する。図２は、図１（ｂ）の被エッチ
ング領域の一部を拡大し、模式的に示したものである。
Ｓは、冷却されたマスク基板上のパターン側壁面上に堆
積して側壁保護膜７を形成し、異方性加工に寄与した。
一方、ＳｉＯx 透明膜４のイオン垂直入射面では、入射
イオンのスパッタ作用によりこの膜からＯ原子が放出さ
れるので、この部分に吸着されたＳが直ちにＳＯx に変
化し、燃焼除去された。したがって、この露出面ではＳ
は堆積せず、エッチングが円滑に進行した。さらに、レ
ジスト・マスク５のイオン垂直入射面では、Ｓの堆積と
スパッタ除去とが競合し、レジスト・マスク５に対する
高選択比が確保された。
参照しながら説明する。図２は、図１（ｂ）の被エッチ
ング領域の一部を拡大し、模式的に示したものである。
Ｓは、冷却されたマスク基板上のパターン側壁面上に堆
積して側壁保護膜７を形成し、異方性加工に寄与した。
一方、ＳｉＯx 透明膜４のイオン垂直入射面では、入射
イオンのスパッタ作用によりこの膜からＯ原子が放出さ
れるので、この部分に吸着されたＳが直ちにＳＯx に変
化し、燃焼除去された。したがって、この露出面ではＳ
は堆積せず、エッチングが円滑に進行した。さらに、レ
ジスト・マスク５のイオン垂直入射面では、Ｓの堆積と
スパッタ除去とが競合し、レジスト・マスク５に対する
高選択比が確保された。
【００４０】この結果、異方性形状を有するＳｉＯx 透
明膜パターン４ａが形成された。
明膜パターン４ａが形成された。
【００４１】ＳｉＯx 透明膜４のエッチングがほぼ終了
して下地のＳｉＯx Ｎy 停止層３が露出すると、プラズ
マ中のＦ* によりその表層部からＳｉ原子が引き抜か
れ、生成したＮ原子のダングリング・ボンドに直ちに遊
離のＳが結合した。この結果、ＳｉＯx Ｎy 停止層３の
表面は、（ＳＮ）x を主体とする窒化イオウ系化合物の
表面保護膜８に被覆され、エッチング種の攻撃から保護
された。
して下地のＳｉＯx Ｎy 停止層３が露出すると、プラズ
マ中のＦ* によりその表層部からＳｉ原子が引き抜か
れ、生成したＮ原子のダングリング・ボンドに直ちに遊
離のＳが結合した。この結果、ＳｉＯx Ｎy 停止層３の
表面は、（ＳＮ）x を主体とする窒化イオウ系化合物の
表面保護膜８に被覆され、エッチング種の攻撃から保護
された。
【００４２】次に、マスク基板を１３０℃以上に加熱す
るか、もしくは軽くＯ2 プラズマ・アッシングを行うこ
とにより上記の側壁保護膜７および表面保護膜８を除去
した。さらに、ＳｉＯx Ｎy 停止層３の露出部を、一例
として下記の条件で選択的にエッチングした。
るか、もしくは軽くＯ2 プラズマ・アッシングを行うこ
とにより上記の側壁保護膜７および表面保護膜８を除去
した。さらに、ＳｉＯx Ｎy 停止層３の露出部を、一例
として下記の条件で選択的にエッチングした。
【００４３】 ＣＨ2 Ｆ2 流量 ２０ＳＣＣＭ ＣＯ2 流量 ２０ＳＣＣＭ ガス圧 １Ｐａ マイクロ波パワー ８００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ３０Ｗ（２ＭＨｚ） 基板温度 −１０℃（エタノール系冷媒
使用）
使用）
【００４４】上記ガス組成は、ＳｉＯx 系材料層上でＳ
ｉx Ｎy 系材料層を選択的にエッチングすることを目的
とし、本願出願人が先に特開昭６１−１４２７４４号公
報に開示した技術にもとづいている。すなわち、ＣＨ2
Ｆ2 のようなＦ／Ｃ比（分子中のＦ原子数とＣ原子数の
比）が小さいガスに、上述のようにＣＯを比較的大量に
添加すると、Ｆ* の一部がＣＯＦの形で除去され、ＣＦ
2 + 等のイオンにＦ*が再結合することによるＣＦ3 +
の発生が抑制される。ＣＦ3 + はガラス基板１の主エッ
チング種であるから、このイオンの減少はガラス基板１
のエッチング速度の低下につながる。一方、ＳｉＯx Ｎ
y 停止層３のエッチングは、ＣＦ3 + 以外のイオンやＦ
* 等により十分に進行する。
ｉx Ｎy 系材料層を選択的にエッチングすることを目的
とし、本願出願人が先に特開昭６１−１４２７４４号公
報に開示した技術にもとづいている。すなわち、ＣＨ2
Ｆ2 のようなＦ／Ｃ比（分子中のＦ原子数とＣ原子数の
比）が小さいガスに、上述のようにＣＯを比較的大量に
添加すると、Ｆ* の一部がＣＯＦの形で除去され、ＣＦ
2 + 等のイオンにＦ*が再結合することによるＣＦ3 +
の発生が抑制される。ＣＦ3 + はガラス基板１の主エッ
チング種であるから、このイオンの減少はガラス基板１
のエッチング速度の低下につながる。一方、ＳｉＯx Ｎ
y 停止層３のエッチングは、ＣＦ3 + 以外のイオンやＦ
* 等により十分に進行する。
【００４５】この結果、図１（ｃ）に示されるように、
ＳｉＯx Ｎy 停止層３をガラス基板１にダメージを与え
ることなく選択的に除去し、ＳｉＯx Ｎy 停止層パター
ン３ａを形成することができた。このＳｉＯx Ｎy 停止
層パターン３ａは、上述のＳｉＯx 透明膜パターン４ａ
と共に、位相シフタ６として機能する。
ＳｉＯx Ｎy 停止層３をガラス基板１にダメージを与え
ることなく選択的に除去し、ＳｉＯx Ｎy 停止層パター
ン３ａを形成することができた。このＳｉＯx Ｎy 停止
層パターン３ａは、上述のＳｉＯx 透明膜パターン４ａ
と共に、位相シフタ６として機能する。
【００４６】この後、マスク基板をアッシング装置に移
設し、通常のＯ2 プラズマ・アッシングを行った。この
結果、図１（ｄ）に示されるようにレジスト・マスク５
が除去された。場合によっては、このアッシングにより
マスク基板上に残存していた微量のＳや窒化イオウ系化
合物も完全に除去された。このようにして形成された位
相シフト・マスクをｉ線ステッパに搭載し、ｉ線（ｈ
ν）を入射させると、Ｃｒ遮光膜２に開口された隣合う
開口部２ａの間で透過光の位相が互いに反転してその境
界部における光強度が０となり、空間周波数変調の原理
にもとづき微細なパターンを分離することができる。
設し、通常のＯ2 プラズマ・アッシングを行った。この
結果、図１（ｄ）に示されるようにレジスト・マスク５
が除去された。場合によっては、このアッシングにより
マスク基板上に残存していた微量のＳや窒化イオウ系化
合物も完全に除去された。このようにして形成された位
相シフト・マスクをｉ線ステッパに搭載し、ｉ線（ｈ
ν）を入射させると、Ｃｒ遮光膜２に開口された隣合う
開口部２ａの間で透過光の位相が互いに反転してその境
界部における光強度が０となり、空間周波数変調の原理
にもとづき微細なパターンを分離することができる。
【００４７】実施例２ 本実施例は、実施例１で使用したＳ2 Ｆ2 にＦ* 消費性
化合物としてＨ2 を添加したエッチング・ガスを用い、
Ｓの生成効率を高めて選択性を向上させた例である。本
実施例で使用したマスク基板は、実施例１と同じであ
る。このマスク基板を有磁場マイクロ波プラズマ・エッ
チング装置にセットし、一例として下記の条件でＳｉＯ
x 透明膜４をエッチングした。
化合物としてＨ2 を添加したエッチング・ガスを用い、
Ｓの生成効率を高めて選択性を向上させた例である。本
実施例で使用したマスク基板は、実施例１と同じであ
る。このマスク基板を有磁場マイクロ波プラズマ・エッ
チング装置にセットし、一例として下記の条件でＳｉＯ
x 透明膜４をエッチングした。
【００４８】 Ｓ2 Ｆ2 流量 ２５ＳＣＣＭ Ｈ2 流量 １０ＳＣＣＭ ガス圧 １Ｐａ マイクロ波パワー ８００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ２５Ｗ（２ＭＨｚ） 基板温度 −１０℃（エタノール系冷媒
使用） 上記のガス系では、Ｓ2 Ｆ2 から生成するＦ* の一部が
Ｈ2 から生成するＨ*に捕捉されてＨＦ（フッ化水素）
の形で除去されるので、エッチング反応系の見掛け上の
Ｓ／Ｆ比が上昇した。この結果、Ｓによる側壁保護膜７
の形成や、窒化イオウ系化合物による表面保護膜８の形
成が効率良く行われ、実施例１に比べて選択性がさらに
向上した。
使用） 上記のガス系では、Ｓ2 Ｆ2 から生成するＦ* の一部が
Ｈ2 から生成するＨ*に捕捉されてＨＦ（フッ化水素）
の形で除去されるので、エッチング反応系の見掛け上の
Ｓ／Ｆ比が上昇した。この結果、Ｓによる側壁保護膜７
の形成や、窒化イオウ系化合物による表面保護膜８の形
成が効率良く行われ、実施例１に比べて選択性がさらに
向上した。
【００４９】この後のＳｉＯx Ｎy 停止層３のエッチン
グ方法は、実施例１と同様である。
グ方法は、実施例１と同様である。
【００５０】実施例３ 本実施例では、ＳｉＯx 透明膜４のエッチング・ガスと
してＣＳＦ2 （フッ化チオカルボニル）を用いた例であ
る。エッチング条件の一例を、以下に示す。 ＣＳＦ2 流量 ３０ＳＣＣＭ ガス圧 １Ｐａ マイクロ波パワー ８００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ２５Ｗ（２ＭＨｚ） 基板温度 −１０℃（エタノール系冷媒
使用） このエッチング過程では、ＳｉＯx 透明膜４の露出面上
において、ＣＳＦ2 から解離生成したＦ* によるラジカ
ル反応が、同じくＣＳＦ2 から生成したＣＦx + ，ＣＳ
+ ，ＳＦx + 等のイオンの入射エネルギーにアシストさ
れる機構でエッチングが進行した。このとき、ＣＳＦ2
からは同時に炭素系ポリマーやＳも生成した。これらの
堆積性物質は、パターン側壁面上では側壁保護膜７を形
成し、ＳｉＯx 透明膜４のイオン垂直入射面上ではＳＯ
x ，ＣＯx 等の形で燃焼除去された。
してＣＳＦ2 （フッ化チオカルボニル）を用いた例であ
る。エッチング条件の一例を、以下に示す。 ＣＳＦ2 流量 ３０ＳＣＣＭ ガス圧 １Ｐａ マイクロ波パワー ８００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ２５Ｗ（２ＭＨｚ） 基板温度 −１０℃（エタノール系冷媒
使用） このエッチング過程では、ＳｉＯx 透明膜４の露出面上
において、ＣＳＦ2 から解離生成したＦ* によるラジカ
ル反応が、同じくＣＳＦ2 から生成したＣＦx + ，ＣＳ
+ ，ＳＦx + 等のイオンの入射エネルギーにアシストさ
れる機構でエッチングが進行した。このとき、ＣＳＦ2
からは同時に炭素系ポリマーやＳも生成した。これらの
堆積性物質は、パターン側壁面上では側壁保護膜７を形
成し、ＳｉＯx 透明膜４のイオン垂直入射面上ではＳＯ
x ，ＣＯx 等の形で燃焼除去された。
【００５１】本実施例においても、良好な高選択・異方
性エッチングが実現された。
性エッチングが実現された。
【００５２】実施例４ 本実施例では、実施例３で使用したＣＳＦ2 にＦ* 消費
性化合物としてＨ2 を添加したエッチング・ガスを用
い、Ｓの堆積効率を高めて選択性を向上させた例であ
る。図１（ａ）に示したマスク基板を用い、一例として
下記の条件でＳｉＯx 透明膜４をエッチングした。
性化合物としてＨ2 を添加したエッチング・ガスを用
い、Ｓの堆積効率を高めて選択性を向上させた例であ
る。図１（ａ）に示したマスク基板を用い、一例として
下記の条件でＳｉＯx 透明膜４をエッチングした。
【００５３】 ＣＳＦ2 流量 ２５ＳＣＣＭ Ｈ2 流量 ５ＳＣＣＭ ガス圧 １Ｐａ マイクロ波パワー ８００Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ２５Ｗ（２ＭＨｚ） 基板温度 −１０℃（エタノール系冷媒
使用） 上記のガス系では、ＣＳＦ2 から生成するＦ* の一部が
Ｈ* により消費され、エッチング反応系の見掛け上のＳ
／Ｆ比が上昇することにより、実施例３に比べて選択性
がさらに向上した。
使用） 上記のガス系では、ＣＳＦ2 から生成するＦ* の一部が
Ｈ* により消費され、エッチング反応系の見掛け上のＳ
／Ｆ比が上昇することにより、実施例３に比べて選択性
がさらに向上した。
【００５４】以上、本発明を４例の実施例にもとづいて
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。たとえば、フッ化イオウとしてはＳ2 Ｆ
2 を例として説明したが、本発明で限定される他のフッ
化イオウを用いても、基本的には同様の結果が得られ
る。Ｆ* 消費性化合物としてはＨ2 を例として説明した
が、本発明で限定される他のＨ2 Ｓやシラン系化合物を
用いても、同様の結果が得られる。Ｈ2 Ｓは、自身がＳ
の供給源でもあるため、エッチング反応系のＳ／Ｆ比の
上昇効果が大きい。また、シラン系化合物は、Ｈ* に加
えてＳｉ* もＦ* の捕捉に寄与するので、やはりＳ／Ｆ
比の上昇効果が大きい。
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではない。たとえば、フッ化イオウとしてはＳ2 Ｆ
2 を例として説明したが、本発明で限定される他のフッ
化イオウを用いても、基本的には同様の結果が得られ
る。Ｆ* 消費性化合物としてはＨ2 を例として説明した
が、本発明で限定される他のＨ2 Ｓやシラン系化合物を
用いても、同様の結果が得られる。Ｈ2 Ｓは、自身がＳ
の供給源でもあるため、エッチング反応系のＳ／Ｆ比の
上昇効果が大きい。また、シラン系化合物は、Ｈ* に加
えてＳｉ* もＦ* の捕捉に寄与するので、やはりＳ／Ｆ
比の上昇効果が大きい。
【００５５】本発明で使用されるエッチング・ガスに
は、エッチング特性を変化させる目的で各種の添加ガス
を用いても良い。たとえば、Ｎ2 等の窒素系化合物を添
加すれば、パターン側壁面にも窒化イオウ系化合物を堆
積させることができるようになる。また、Ｈｅ，Ａｒ等
の希ガスを添加して冷却効果、希釈効果、スパッタリン
グ効果を得ることもできる。
は、エッチング特性を変化させる目的で各種の添加ガス
を用いても良い。たとえば、Ｎ2 等の窒素系化合物を添
加すれば、パターン側壁面にも窒化イオウ系化合物を堆
積させることができるようになる。また、Ｈｅ，Ａｒ等
の希ガスを添加して冷却効果、希釈効果、スパッタリン
グ効果を得ることもできる。
【００５６】また、上述の各実施例では空間周波数変調
の原理にもとづくレベンソン型マスクの作製について述
べたが、本発明が適用可能な他のタイプの位相シフト・
マスクとしては、Ｃｒ遮光膜を持たず空間周波数変調の
原理にもとづく透過型位相シフト・マスク、エッジ強調
の原理にもとづく補助パターン付きマスク、同じく自己
整合型マスク等がある。
の原理にもとづくレベンソン型マスクの作製について述
べたが、本発明が適用可能な他のタイプの位相シフト・
マスクとしては、Ｃｒ遮光膜を持たず空間周波数変調の
原理にもとづく透過型位相シフト・マスク、エッジ強調
の原理にもとづく補助パターン付きマスク、同じく自己
整合型マスク等がある。
【００５７】特に、Ｃｒ遮光膜を持たない透過型位相シ
フト・マスクの場合には、エッチング停止層は平坦な透
明基板上に形成され、膜厚が均一であるため、その上で
透明膜をエッチングした後もそのまま残しておいて構わ
ない。しかも、このエッチング停止層を基板の一部と考
えるならば、特に屈折率を透明膜と一致させる必要もな
い。
フト・マスクの場合には、エッチング停止層は平坦な透
明基板上に形成され、膜厚が均一であるため、その上で
透明膜をエッチングした後もそのまま残しておいて構わ
ない。しかも、このエッチング停止層を基板の一部と考
えるならば、特に屈折率を透明膜と一致させる必要もな
い。
【００５８】さらに、ＳｉＯx Ｎy 停止層と透明膜とＳ
ｉの成膜条件や膜厚、露光波長、エッチング条件等が適
宜変更可能であることは、言うまでもない。
ｉの成膜条件や膜厚、露光波長、エッチング条件等が適
宜変更可能であることは、言うまでもない。
【００５９】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明を適用すれば、従来は主としてウェット・エッチング
により行われていた位相シフタのエッチングを、ドライ
・エッチングにより行うことが可能となる。したがっ
て、今後の半導体装置のデザイン・ルールの縮小に対応
して、透明基板に対して高選択性を維持しながら、微細
なパターンを有する位相シフタを異方的に加工すること
ができ、信頼性の高い位相シフト・マスクを製造するこ
とが可能となる。
明を適用すれば、従来は主としてウェット・エッチング
により行われていた位相シフタのエッチングを、ドライ
・エッチングにより行うことが可能となる。したがっ
て、今後の半導体装置のデザイン・ルールの縮小に対応
して、透明基板に対して高選択性を維持しながら、微細
なパターンを有する位相シフタを異方的に加工すること
ができ、信頼性の高い位相シフト・マスクを製造するこ
とが可能となる。
【００６０】本発明は、ｉ線リソグラフィの延命策とし
て極めて有望であり、これにより０．３５〜０．４μｍ
が主なパターン・ルールとなる６４ＭビットＤＲＡＭも
しくは１６ＭビットＳＲＡＭ等の半導体装置を高い信頼
性をもって製造することが可能となる。
て極めて有望であり、これにより０．３５〜０．４μｍ
が主なパターン・ルールとなる６４ＭビットＤＲＡＭも
しくは１６ＭビットＳＲＡＭ等の半導体装置を高い信頼
性をもって製造することが可能となる。
【図１】本発明をレベンソン型位相シフト・マスクの作
製に適用したプロセス例をその工程順にしたがって示す
概略断面図であり、（ａ）はガラス基板上にＣｒ遮光
膜、ＳｉＯx Ｎy 停止層、ＳｉＯx 透明膜、レジスト・
マスクが順次形成された状態、（ｂ）はＳｉＯx 透明膜
のエッチングが終了した状態、（ｃ）はＳｉＯx Ｎ y 停
止層のエッチングが終了した状態、（ｄ）はアッシング
によりレジスト・マスクが除去された状態をそれぞれ表
す。
製に適用したプロセス例をその工程順にしたがって示す
概略断面図であり、（ａ）はガラス基板上にＣｒ遮光
膜、ＳｉＯx Ｎy 停止層、ＳｉＯx 透明膜、レジスト・
マスクが順次形成された状態、（ｂ）はＳｉＯx 透明膜
のエッチングが終了した状態、（ｃ）はＳｉＯx Ｎ y 停
止層のエッチングが終了した状態、（ｄ）はアッシング
によりレジスト・マスクが除去された状態をそれぞれ表
す。
【図２】図１（ｂ）の被エッチング領域の一部を拡大し
て示す模式的断面図である。
て示す模式的断面図である。
１・・・ガラス基板 ２・・・Ｃｒ遮光膜 ３・・・ＳｉＯx Ｎy 停止層 ４・・・ＳｉＯx 透明膜 ５・・・レジスト・マスク ６・・・位相シフタ ７・・・側壁保護膜（Ｓ） ８・・・表面保護膜（窒化イオウ系化合物）
Claims (6)
- 【請求項１】 透明基板上に積層された透明膜をエッチ
ングして、露光光の位相をシフトさせるための位相シフ
タを所望のパターンに形成する位相シフト・マスクの製
造方法において、 前記透明基板と前記透明膜との間に窒素を構成元素とし
て含有するエッチング停止層を設け、放電解離条件下で
プラズマ中に遊離のイオウを放出し得るイオウ系化合物
を含むエッチング・ガスを用いて前記透明膜のエッチン
グを行い、このエッチングの終点近傍では前記エッチン
グ停止層の露出面上に窒化イオウ系化合物を堆積させる
ことを特徴とする位相シフト・マスクの製造方法。 - 【請求項２】 前記イオウ系化合物がＳ2 Ｆ2 ，Ｓ
Ｆ2 ，ＳＦ4 ，Ｓ2 Ｆ10から選ばれる少なくとも１種類
のフッ化イオウであることを特徴とする請求項１記載の
位相シフト・マスクの製造方法。 - 【請求項３】 前記イオウ系化合物が、分子中にチオカ
ルボニル基とフッ素原子とを有することを特徴とする請
求項１記載の位相シフト・マスクの製造方法。 - 【請求項４】 前記エッチング・ガスが、Ｈ2 ，Ｈ
2 Ｓ，シラン系化合物から選ばれる少なくとも１種類の
フッ素ラジカル消費性化合物を含むことを特徴とする請
求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の位相シフ
ト・マスクの製造方法。 - 【請求項５】 前記透明基板と前記透明膜は共にＳｉＯ
x 系材料より構成されることを特徴とする請求項１ない
し請求項４のいずれか１項に記載の位相シフト・マスク
の製造方法。 - 【請求項６】 前記透明膜と前記エッチング停止層とは
屈折率が略一致されてなり、該透明膜のエッチング終了
後、露出したエッチング停止層も除去することを特徴と
する請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の位
相シフト・マスクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19425992A JP3200984B2 (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 位相シフト・マスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19425992A JP3200984B2 (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 位相シフト・マスクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258816A JPH06258816A (ja) | 1994-09-16 |
| JP3200984B2 true JP3200984B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=16321651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19425992A Expired - Fee Related JP3200984B2 (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 位相シフト・マスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3200984B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100642951B1 (ko) * | 1995-10-03 | 2006-11-10 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 광헤드 장치 및 이의 제조 방법 |
| US6127262A (en) * | 1996-06-28 | 2000-10-03 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for depositing an etch stop layer |
-
1992
- 1992-07-21 JP JP19425992A patent/JP3200984B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06258816A (ja) | 1994-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6913706B2 (en) | Double-metal EUV mask absorber | |
| US8293430B2 (en) | Method for etching a molybdenum layer suitable for photomask fabrication | |
| TW548706B (en) | Method for forming anti-reflective coating using hydrocarbon based gas and method for applying the same | |
| US6720118B2 (en) | Enhanced inspection of extreme ultraviolet mask | |
| JP4953825B2 (ja) | 取外し可能ハードマスクを用いたレチクル製造 | |
| US7078351B2 (en) | Photoresist intensive patterning and processing | |
| US8071261B2 (en) | Lithography masks and methods of manufacture thereof | |
| KR100322537B1 (ko) | 블랭크 마스크 및 이를 이용한 위상 반전 마스크 제조방법 | |
| KR100822276B1 (ko) | 보호 마스크를 이용하는 포토마스크 플라즈마 에칭 방법 | |
| KR102532238B1 (ko) | Euv 레지스트 및 하드 마스크 선택도를 개선하기 위한 패터닝 방식 | |
| US20040072081A1 (en) | Methods for etching photolithographic reticles | |
| JP5798286B2 (ja) | 炭素質ハードマスクによる二重露光パターニング | |
| JPH1092740A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US5876877A (en) | Patterned mask having a transparent etching stopper layer | |
| US20080254376A1 (en) | Phase-shifting mask and method of fabricating same | |
| JP2924791B2 (ja) | フォトマスク及びフォトマスクの製造方法 | |
| KR20060117287A (ko) | 하프톤형 위상반전 블랭크 마스크 및 그 제조방법 | |
| JP4478568B2 (ja) | 改良されたレチクルの製造のためにアモルファスカーボン層を使用する方法 | |
| JP3200984B2 (ja) | 位相シフト・マスクの製造方法 | |
| US20240069431A1 (en) | Method of manufacturing photo masks | |
| JP3230284B2 (ja) | 位相シフト・マスクの製造方法 | |
| JP3416973B2 (ja) | 位相シフト・マスクの製造方法 | |
| US10126643B2 (en) | Anti-ESD photomask and method of forming the same | |
| US6797638B2 (en) | Plasma-etching process for molybdenum silicon nitride layers on half-tone phase masks based on gas mixtures containing monofluoromethane and oxygen | |
| TWI712850B (zh) | 遮罩基底、轉印用遮罩、轉印用遮罩之製造方法及半導體裝置之製造方法 |
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: 20010522 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |