JP3228354B2 - 位相シフトマスク及び位相シフトマスクブランク並びに位相シフトマスクブランクの製造方法 - Google Patents
位相シフトマスク及び位相シフトマスクブランク並びに位相シフトマスクブランクの製造方法Info
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- JP3228354B2 JP3228354B2 JP26973392A JP26973392A JP3228354B2 JP 3228354 B2 JP3228354 B2 JP 3228354B2 JP 26973392 A JP26973392 A JP 26973392A JP 26973392 A JP26973392 A JP 26973392A JP 3228354 B2 JP3228354 B2 JP 3228354B2
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩ等作製用の縮小
投影露光装置の原画として使用されるフォトマスクに係
り、詳しくは位相シフト層を有する位相シフトマスク及
びそのマスクブランク並びにその製造方法に関するもの
である。
投影露光装置の原画として使用されるフォトマスクに係
り、詳しくは位相シフト層を有する位相シフトマスク及
びそのマスクブランク並びにその製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来のフォトマスクでは、接近したパタ
ーンはマスクの透過部から漏れた光が干渉し合い、解像
不良を起こすという問題が生じていた。そこで、隣接し
ているパターンを透過する投影光の位相を 180度反転
し、微細パターンの解像性を向上させる位相シフト技術
を用いた位相シフトマスクが開発され注目されている。
すなわち、位相シフトマスクでは、隣接する開口部の片
側に位相シフト部を設けることにより、透過光が回折し
干渉し合う際、位相が反転しているために境界部の光強
度は逆に弱め合い、強度ゼロになり、その結果転写パタ
ーンは分離解像する。この関係は焦点の前後でも成り立
っているため、焦点が多少ずれていても解像度は従来法
よりも向上し、焦点裕度が改善される。
ーンはマスクの透過部から漏れた光が干渉し合い、解像
不良を起こすという問題が生じていた。そこで、隣接し
ているパターンを透過する投影光の位相を 180度反転
し、微細パターンの解像性を向上させる位相シフト技術
を用いた位相シフトマスクが開発され注目されている。
すなわち、位相シフトマスクでは、隣接する開口部の片
側に位相シフト部を設けることにより、透過光が回折し
干渉し合う際、位相が反転しているために境界部の光強
度は逆に弱め合い、強度ゼロになり、その結果転写パタ
ーンは分離解像する。この関係は焦点の前後でも成り立
っているため、焦点が多少ずれていても解像度は従来法
よりも向上し、焦点裕度が改善される。
【０００３】従来の位相シフトマスクとしては、透明ガ
ラス基板上に、エッチングストッパー層、位相シフト層
および遮光層を設けたものが知られているが、このエッ
チングストッパー層にはＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｎＯ2 等、位相
シフト層にはＳｉＯ2 ，ＳＯＧ等、遮光層にはクロム系
の材質がそれぞれ使用されていた。
ラス基板上に、エッチングストッパー層、位相シフト層
および遮光層を設けたものが知られているが、このエッ
チングストッパー層にはＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｎＯ2 等、位相
シフト層にはＳｉＯ2 ，ＳＯＧ等、遮光層にはクロム系
の材質がそれぞれ使用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
位相シフトマスクは、上述の如く、透明ガラス基板上に
設けた各層の材質が全く異なるため、膜の密着性が悪
く、洗浄等により膜剥れを起こす問題があった。
位相シフトマスクは、上述の如く、透明ガラス基板上に
設けた各層の材質が全く異なるため、膜の密着性が悪
く、洗浄等により膜剥れを起こす問題があった。
【０００５】また、従来の位相シフトマスクは、エッチ
ングストッパー層、位相シフト層および遮光層の材質が
異なるので、これらの各層を別々に成膜しなければなら
ず、そのため各成膜終了ごとに別のチャンバへ移すなど
の手間がかかり、生産性が低く、ゴミの付着等の問題も
生じていた。
ングストッパー層、位相シフト層および遮光層の材質が
異なるので、これらの各層を別々に成膜しなければなら
ず、そのため各成膜終了ごとに別のチャンバへ移すなど
の手間がかかり、生産性が低く、ゴミの付着等の問題も
生じていた。
【０００６】一方、このような位相シフトマスクを用い
てシリコンウェハー等に縮小投影露光を行なうための露
光装置（ステッパーなど）の光源として、従来はｇ線
（ 436nm）およびｉ線（ 365nm）が使用されていたが、
近年の半導体素子の著しい高密度化に伴なって、より一
層のパターンの微細化が要求されるようになり、露光装
置の光源も従来のものからより短波長の、例えばＫｒＦ
エキシマレーザ（波長 248nm）の使用が検討されてきて
いる。しかしながら、上述のクロム系を材質とする遮光
層は、ＫｒＦエキシマレーザのような短波長光に対する
遮光性が不十分であるうえ、照射損傷によりパターンが
劣化するという問題が生じる。したがって、上記従来の
位相シフトマスクではＫｒＦエキシマレーザ等を光源と
する露光装置には対応することが出来ない。
てシリコンウェハー等に縮小投影露光を行なうための露
光装置（ステッパーなど）の光源として、従来はｇ線
（ 436nm）およびｉ線（ 365nm）が使用されていたが、
近年の半導体素子の著しい高密度化に伴なって、より一
層のパターンの微細化が要求されるようになり、露光装
置の光源も従来のものからより短波長の、例えばＫｒＦ
エキシマレーザ（波長 248nm）の使用が検討されてきて
いる。しかしながら、上述のクロム系を材質とする遮光
層は、ＫｒＦエキシマレーザのような短波長光に対する
遮光性が不十分であるうえ、照射損傷によりパターンが
劣化するという問題が生じる。したがって、上記従来の
位相シフトマスクではＫｒＦエキシマレーザ等を光源と
する露光装置には対応することが出来ない。
【０００７】また、最近ではフォトマスクに使用する透
明ガラス基板の厚さが0.09インチから0.18インチさらに
0.25インチへと傾向として厚いものにかわってきてお
り、これに伴ないフォトマスク製造の際のレジストベー
キング時の加熱効率が低下するという問題が生じてい
る。これは、レジストをベーキングする際には、フォト
マスクブランク上にレジストを塗布後、ホットプレート
に乗せるという作業を行なうが、特にクロム系の材質の
ものは熱線（赤外線）を通しにくいため、透明ガラス基
板を伝わってきた熱がクロム系の遮光性薄膜面で反射し
てしまって、その上のレジスト面まで熱が伝わりにくい
ことになる。
明ガラス基板の厚さが0.09インチから0.18インチさらに
0.25インチへと傾向として厚いものにかわってきてお
り、これに伴ないフォトマスク製造の際のレジストベー
キング時の加熱効率が低下するという問題が生じてい
る。これは、レジストをベーキングする際には、フォト
マスクブランク上にレジストを塗布後、ホットプレート
に乗せるという作業を行なうが、特にクロム系の材質の
ものは熱線（赤外線）を通しにくいため、透明ガラス基
板を伝わってきた熱がクロム系の遮光性薄膜面で反射し
てしまって、その上のレジスト面まで熱が伝わりにくい
ことになる。
【０００８】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
もので、基板上に形成された膜の密着性が良好で、かつ
生産性が高く、さらにＫｒＦエキシマレーザ等の短波長
光を光源とする露光装置に使用可能な位相シフトマスク
及び位相シフトマスクブランク並びに位相シフトマスク
ブランクの製造方法を提供することを目的とする。
もので、基板上に形成された膜の密着性が良好で、かつ
生産性が高く、さらにＫｒＦエキシマレーザ等の短波長
光を光源とする露光装置に使用可能な位相シフトマスク
及び位相シフトマスクブランク並びに位相シフトマスク
ブランクの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１は、透明基板上に、シリコンの窒化物又は
炭化物からなるエッチングストッパー層、シリコンの酸
化物からなる位相シフト層およびシリコンと酸素からな
る遮光層を順に設け、該遮光層のシリコンと酸素の含有
比（原子数比）Ｓｉ／Ｏは、１／０〜１／１．５であ
り、前記位相シフト層および遮光層をそれぞれパターン
化してなることを特徴とする位相シフトマスクである。
め、請求項１は、透明基板上に、シリコンの窒化物又は
炭化物からなるエッチングストッパー層、シリコンの酸
化物からなる位相シフト層およびシリコンと酸素からな
る遮光層を順に設け、該遮光層のシリコンと酸素の含有
比（原子数比）Ｓｉ／Ｏは、１／０〜１／１．５であ
り、前記位相シフト層および遮光層をそれぞれパターン
化してなることを特徴とする位相シフトマスクである。
【００１０】請求項２は、透明基板上に、シリコンの窒
化物又は炭化物からなるエッチングストッパー層を設
け、該エッチングストッパー層の上に、シリコンと酸素
からなる遮光層であって、該遮光層のシリコンと酸素の
含有比（原子数比）Ｓｉ／Ｏは１／０〜１／１．５であ
る、パターン化された遮光層を形成し、シリコンの酸化
物からなるパターン化された位相シフト層をその上に形
成してなることを特徴とする位相シフトマスクである。
化物又は炭化物からなるエッチングストッパー層を設
け、該エッチングストッパー層の上に、シリコンと酸素
からなる遮光層であって、該遮光層のシリコンと酸素の
含有比（原子数比）Ｓｉ／Ｏは１／０〜１／１．５であ
る、パターン化された遮光層を形成し、シリコンの酸化
物からなるパターン化された位相シフト層をその上に形
成してなることを特徴とする位相シフトマスクである。
【００１１】請求項３は、請求項１又は２の遮光層の表
面にシリコンの窒化物又は炭化物からなる反射防止層を
設けてなる位相シフトマスクである。
面にシリコンの窒化物又は炭化物からなる反射防止層を
設けてなる位相シフトマスクである。
【００１２】請求項４は、透明基板上に、シリコンの窒
化物又は炭化物からなるエッチングストッパー層、シリ
コンの酸化物からなる位相シフト層およびシリコンと酸
素からなる遮光層を順に設けてなり、該遮光層のシリコ
ンと酸素の含有比（原子数比）Ｓｉ／Ｏは、１／０〜１
／１．５であることを特徴とする位相シフトマスクブラ
ンクである。
化物又は炭化物からなるエッチングストッパー層、シリ
コンの酸化物からなる位相シフト層およびシリコンと酸
素からなる遮光層を順に設けてなり、該遮光層のシリコ
ンと酸素の含有比（原子数比）Ｓｉ／Ｏは、１／０〜１
／１．５であることを特徴とする位相シフトマスクブラ
ンクである。
【００１３】請求項５は、請求項４の遮光層の表面にシ
リコンの窒化物又は炭化物からなる反射防止層を設けて
なる位相シフトマスクブランクである。
リコンの窒化物又は炭化物からなる反射防止層を設けて
なる位相シフトマスクブランクである。
【００１４】請求項６は、透明基板上に、シリコンの窒
化物又は炭化物からなるエッチングストッパー層、シリ
コンの酸化物からなる位相シフト層およびシリコンと酸
素からなる遮光層であって、該遮光層のシリコンと酸素
の含有比（原子数比）Ｓｉ／Ｏは１／０〜１／１．５で
ある遮光層をスパッタリング等の薄膜形成方法により同
一チャンバ内で連続的に形成することを特徴とする位相
シフトマスクブランクの製造方法である。
化物又は炭化物からなるエッチングストッパー層、シリ
コンの酸化物からなる位相シフト層およびシリコンと酸
素からなる遮光層であって、該遮光層のシリコンと酸素
の含有比（原子数比）Ｓｉ／Ｏは１／０〜１／１．５で
ある遮光層をスパッタリング等の薄膜形成方法により同
一チャンバ内で連続的に形成することを特徴とする位相
シフトマスクブランクの製造方法である。
【００１５】請求項７は、請求項６において遮光層の上
にシリコンの窒化物又は炭化物からなる反射防止層を連
続的に形成する位相シフトマスクブランクの製造方法で
ある。
にシリコンの窒化物又は炭化物からなる反射防止層を連
続的に形成する位相シフトマスクブランクの製造方法で
ある。
【００１６】以下、添付図面を参照して本発明の構成を
さらに詳細に説明する。
さらに詳細に説明する。
【００１７】図１は本発明の位相シフトマスクの一実施
例の構成を示す断面図である。図１より明らかなよう
に、本実施例の構成は、透明基板１上に、エッチングス
トッパー層２、位相シフト層３′、遮光層４″および反
射防止層５″を順に有し、位相シフト層３′、遮光層
４″および反射防止層５″はそれぞれ部分的に除去され
所定のパターン状に形成されている。
例の構成を示す断面図である。図１より明らかなよう
に、本実施例の構成は、透明基板１上に、エッチングス
トッパー層２、位相シフト層３′、遮光層４″および反
射防止層５″を順に有し、位相シフト層３′、遮光層
４″および反射防止層５″はそれぞれ部分的に除去され
所定のパターン状に形成されている。
【００１８】図２は本発明の位相シフトマスクの別の実
施例の構成を示す断面図である。本実施例の構成は、透
明基板１上にエッチングストッパー層２を有し、その上
に遮光層４′および反射防止層５′を部分的に除去した
パターンが形成され、位相シフト層３′がその上にパタ
ーン状に形成されている。
施例の構成を示す断面図である。本実施例の構成は、透
明基板１上にエッチングストッパー層２を有し、その上
に遮光層４′および反射防止層５′を部分的に除去した
パターンが形成され、位相シフト層３′がその上にパタ
ーン状に形成されている。
【００１９】図３および図４はそれぞれ本発明の位相シ
フトマスクブランクの構成を示す断面図であるが、図３
のものは、透明基板１上に、エッチングストッパー層
２、位相シフト層３および遮光層４を順に積層したもの
で、図４は、遮光層４の上にさらに反射防止層５を設け
たものである。かかる位相シフトマスクブランクは、図
１に示す構成の位相シフトマスクの作製に使用される。
フトマスクブランクの構成を示す断面図であるが、図３
のものは、透明基板１上に、エッチングストッパー層
２、位相シフト層３および遮光層４を順に積層したもの
で、図４は、遮光層４の上にさらに反射防止層５を設け
たものである。かかる位相シフトマスクブランクは、図
１に示す構成の位相シフトマスクの作製に使用される。
【００２０】ここで、透明基板１は、例えば、石英ガラ
ス、ソーダライムガラス、硼硅酸ガラス、水晶、サファ
イヤ等、光学的に透明な任意材料からなり、その厚みに
は特に制約はないが、通常0.09インチ（約 2.3mm）〜0.
25インチ（6.35mm）程度のものが用いられる。
ス、ソーダライムガラス、硼硅酸ガラス、水晶、サファ
イヤ等、光学的に透明な任意材料からなり、その厚みに
は特に制約はないが、通常0.09インチ（約 2.3mm）〜0.
25インチ（6.35mm）程度のものが用いられる。
【００２１】エッチングストッパー層２は、文字通り、
位相シフト層３のエッチングの際に下地の基板１がエッ
チングされるのを防止するためのもので、シリコンの窒
化物又は炭化物が使用される。特にシリコンの炭化物は
導電性を有するので、位相シフトマスク製造の際の電子
線描画時のチャージアップ現象を防止できる。エッチン
グストッパー層２の厚さについては特に限定はないが、
薄すぎるとエッチングの進行を防止しにくくなる一方
で、出来るだけ薄い方が成膜時間が短くて済み且つ透明
性も高くなるという理由から、50〜 200Å程度の厚さが
望ましい。
位相シフト層３のエッチングの際に下地の基板１がエッ
チングされるのを防止するためのもので、シリコンの窒
化物又は炭化物が使用される。特にシリコンの炭化物は
導電性を有するので、位相シフトマスク製造の際の電子
線描画時のチャージアップ現象を防止できる。エッチン
グストッパー層２の厚さについては特に限定はないが、
薄すぎるとエッチングの進行を防止しにくくなる一方
で、出来るだけ薄い方が成膜時間が短くて済み且つ透明
性も高くなるという理由から、50〜 200Å程度の厚さが
望ましい。
【００２２】位相シフト層３は、シリコンの酸化物から
なる透明材料であればよいが、通常はＳｉＯ2 等が用い
られる。位相シフト層３は、前述の如く、透過光の位相
を 180度反転させるためのもので、そのためには、位相
シフト層３の膜厚は、透過光が基板１に対して 180度の
位相差を持つようにするべく設定する必要がある。この
ときの条件は、位相シフト層３の屈折率をｎ、露光光源
波長をλ、位相シフト層３の膜厚をｄとすると、ｄ＝λ
／｛２（ｎ−１）｝で表わされる。具体的に、ｎを1.47
（ＳｉＯ2 ）、λを 248nmとすると、位相シフト層の膜
厚は約 250nmとなる。
なる透明材料であればよいが、通常はＳｉＯ2 等が用い
られる。位相シフト層３は、前述の如く、透過光の位相
を 180度反転させるためのもので、そのためには、位相
シフト層３の膜厚は、透過光が基板１に対して 180度の
位相差を持つようにするべく設定する必要がある。この
ときの条件は、位相シフト層３の屈折率をｎ、露光光源
波長をλ、位相シフト層３の膜厚をｄとすると、ｄ＝λ
／｛２（ｎ−１）｝で表わされる。具体的に、ｎを1.47
（ＳｉＯ2 ）、λを 248nmとすると、位相シフト層の膜
厚は約 250nmとなる。
【００２３】遮光層４は、主にシリコンからなるが、主
成分であるシリコンに酸素が含まれていてもよい。この
場合、シリコンに対する酸素の含有比（原子数比）Ｓｉ
／Ｏは１／０〜１／1.5 であることが好ましく、特に１
／０〜１／1.35であることが好ましい。シリコンに対す
る酸素の含有比が１／1.5 よりも多くなると、ＫｒＦエ
キシマレーザの波長 248nmおよびｉ線の波長 365nmでの
透過率が増加し、十分な遮光性が得られなくなる。
成分であるシリコンに酸素が含まれていてもよい。この
場合、シリコンに対する酸素の含有比（原子数比）Ｓｉ
／Ｏは１／０〜１／1.5 であることが好ましく、特に１
／０〜１／1.35であることが好ましい。シリコンに対す
る酸素の含有比が１／1.5 よりも多くなると、ＫｒＦエ
キシマレーザの波長 248nmおよびｉ線の波長 365nmでの
透過率が増加し、十分な遮光性が得られなくなる。
【００２４】遮光層４の厚さは 500Å以上、好ましくは
800Å〜1500Å程度である。なお、厚さは必ずしもこの
範囲内に限られないが、通常は以下の理由で用いない。
すなわち、 500Åよりも薄いと、成膜時に厚さムラやピ
ンホール等の欠陥が発生しやすくなり、1500Åより厚い
と、成膜時間やエッチング時間が長くなり、さらにはエ
ッチングの際にパターニングを施しにくくなる。
800Å〜1500Å程度である。なお、厚さは必ずしもこの
範囲内に限られないが、通常は以下の理由で用いない。
すなわち、 500Åよりも薄いと、成膜時に厚さムラやピ
ンホール等の欠陥が発生しやすくなり、1500Åより厚い
と、成膜時間やエッチング時間が長くなり、さらにはエ
ッチングの際にパターニングを施しにくくなる。
【００２５】図６は、一例としてスパッタリング法によ
り形成された遮光層の分光透過率曲線を示すもので、同
図中、Ａは形成された膜のシリコンに対する酸素の含有
比（原子数比）Ｓｉ／Ｏが１／０の場合を示し、Ｂはこ
の含有比が１／1.3 の場合を示している。
り形成された遮光層の分光透過率曲線を示すもので、同
図中、Ａは形成された膜のシリコンに対する酸素の含有
比（原子数比）Ｓｉ／Ｏが１／０の場合を示し、Ｂはこ
の含有比が１／1.3 の場合を示している。
【００２６】Ａ及びＢの曲線から明らかなように、波長
248nmでは完全な遮光性が得られ、また波長 365nmにお
いても十分な遮光性が得られる。したがって、現状のｉ
線（365nm）を光源とする露光装置に使用できるのは勿
論のこと、短波長光であるＫｒＦエキシマレーザ（ 248
nm）を光源とする露光装置にも使用可能である。さらに
は、ＫｒＦエキシマレーザよりも短波長の光源、例えば
ＡｒＦレーザ（ 193nm）を使用する場合にも対応可能で
ある。
248nmでは完全な遮光性が得られ、また波長 365nmにお
いても十分な遮光性が得られる。したがって、現状のｉ
線（365nm）を光源とする露光装置に使用できるのは勿
論のこと、短波長光であるＫｒＦエキシマレーザ（ 248
nm）を光源とする露光装置にも使用可能である。さらに
は、ＫｒＦエキシマレーザよりも短波長の光源、例えば
ＡｒＦレーザ（ 193nm）を使用する場合にも対応可能で
ある。
【００２７】一方、反射防止層５は、表面反射率を低下
させるためのもので、必要に応じて設けられる。材質と
してはシリコンの窒化物又は炭化物が使用される。反射
防止層５の厚さについては特に限定はないが、通常50〜
200Å程度の厚さが望ましい。また、図示はしていない
が、遮光層４の下面（位相シフト層３との間）にも反射
防止層を設ける、つまり遮光層の上下両面にそれぞれ反
射防止層を設ける構成にしてもよい。
させるためのもので、必要に応じて設けられる。材質と
してはシリコンの窒化物又は炭化物が使用される。反射
防止層５の厚さについては特に限定はないが、通常50〜
200Å程度の厚さが望ましい。また、図示はしていない
が、遮光層４の下面（位相シフト層３との間）にも反射
防止層を設ける、つまり遮光層の上下両面にそれぞれ反
射防止層を設ける構成にしてもよい。
【００２８】透明基板１上に、エッチングストッパー層
２、位相シフト層３、遮光層４および反射防止層５の各
薄膜を形成する方法としては、スパッタリング法、イオ
ンプレーティング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の従来公
知の方法を任意に採用することが出来る。
２、位相シフト層３、遮光層４および反射防止層５の各
薄膜を形成する方法としては、スパッタリング法、イオ
ンプレーティング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の従来公
知の方法を任意に採用することが出来る。
【００２９】上述のように、エッチングストッパー層
２、位相シフト層３、遮光層４及び反射防止層５はいず
れもシリコン系の材質で構成されているため、例えばス
パッタリング法を採用して成膜する場合、基本的には注
入ガスを変更するだけで同一チャンバ内にて連続的に成
膜することが出来る。したがって、成膜するごとに別の
チャンバへ移す必要がなくなり、この際のゴミの付着も
無くなり、生産性が高まる。また、膜同志の密着性及び
膜と透明基板１との密着性がいずれも良好である。
２、位相シフト層３、遮光層４及び反射防止層５はいず
れもシリコン系の材質で構成されているため、例えばス
パッタリング法を採用して成膜する場合、基本的には注
入ガスを変更するだけで同一チャンバ内にて連続的に成
膜することが出来る。したがって、成膜するごとに別の
チャンバへ移す必要がなくなり、この際のゴミの付着も
無くなり、生産性が高まる。また、膜同志の密着性及び
膜と透明基板１との密着性がいずれも良好である。
【００３０】次に、図４に示す構成の位相シフトマスク
ブランクを用いて図１に示す位相シフトマスクを製造す
る方法の一例を、図５（ａ）〜（ｈ）に基いて述べる。
ブランクを用いて図１に示す位相シフトマスクを製造す
る方法の一例を、図５（ａ）〜（ｈ）に基いて述べる。
【００３１】フォトマスクブランクの表面に必要な洗浄
を行なった後、感光性樹脂を塗布してレジスト層６と
し、ベーク処理後、所定のパターンを露光７する（図５
（ａ）参照）。なお、本発明の位相シフトマスクブラン
クのエッチングストッパー層２、位相シフト層３、遮光
層４及び反射防止層５はいずれもシリコン系の材質であ
り、熱線（赤外線）を通しやすく、従来のようにベーキ
ング時の加熱効率の低下を生じることはない。また、パ
ターン露光７は電子線露光により行なうことができる
が、勿論その場合には上記感光性樹脂として感電子線レ
ジスト樹脂を使用する。
を行なった後、感光性樹脂を塗布してレジスト層６と
し、ベーク処理後、所定のパターンを露光７する（図５
（ａ）参照）。なお、本発明の位相シフトマスクブラン
クのエッチングストッパー層２、位相シフト層３、遮光
層４及び反射防止層５はいずれもシリコン系の材質であ
り、熱線（赤外線）を通しやすく、従来のようにベーキ
ング時の加熱効率の低下を生じることはない。また、パ
ターン露光７は電子線露光により行なうことができる
が、勿論その場合には上記感光性樹脂として感電子線レ
ジスト樹脂を使用する。
【００３２】露光後、所定の現像処理を行なって露光部
のレジスト層を除去（ここではポジ型感材の場合を示し
ている）し、パターン化されたレジスト層６′を形成す
る（同（ｂ）参照）。
のレジスト層を除去（ここではポジ型感材の場合を示し
ている）し、パターン化されたレジスト層６′を形成す
る（同（ｂ）参照）。
【００３３】次に、ベーク処理後、レジスト層６′をマ
スクとして、エッチングにより、まず反射防止層５及び
遮光層４を部分的に除去してパターン化５′，４′し、
続けて位相シフト層３を部分的に除去してパターン化
３′する（同（ｃ），（ｄ）参照）。位相シフト層３の
下にエッチングストッパー層２があるため、位相シフト
層３のエッチングの終点を検出できる。なお、このエッ
チング方法としてはウェットエッチング法、ドライエッ
チング法のいずれを採用してもかまわないが、高精度化
の点ではドライエッチング法が望ましい。
スクとして、エッチングにより、まず反射防止層５及び
遮光層４を部分的に除去してパターン化５′，４′し、
続けて位相シフト層３を部分的に除去してパターン化
３′する（同（ｃ），（ｄ）参照）。位相シフト層３の
下にエッチングストッパー層２があるため、位相シフト
層３のエッチングの終点を検出できる。なお、このエッ
チング方法としてはウェットエッチング法、ドライエッ
チング法のいずれを採用してもかまわないが、高精度化
の点ではドライエッチング法が望ましい。
【００３４】しかる後、残存していたレジスト層６′を
除去する（同（ｅ）参照）。
除去する（同（ｅ）参照）。
【００３５】次に、再度、レジスト層を塗設し、ベーク
処理後、所定の重ね合わせパターン露光を行ない、所定
の現像処理を行なって、レジストパターン６″を形成す
る（同（ｆ）参照）。
処理後、所定の重ね合わせパターン露光を行ない、所定
の現像処理を行なって、レジストパターン６″を形成す
る（同（ｆ）参照）。
【００３６】ベーク処理後、レジストパターン６″をマ
スクとして、エッチングを行ない、反射防止層５′及び
遮光層４′を部分的に除去してパターン化５″，４″し
（同（ｇ）参照）、最後に残存レジストパターン６″を
除去して、位相シフトマスクが完成する（同（ｈ）参
照）。
スクとして、エッチングを行ない、反射防止層５′及び
遮光層４′を部分的に除去してパターン化５″，４″し
（同（ｇ）参照）、最後に残存レジストパターン６″を
除去して、位相シフトマスクが完成する（同（ｈ）参
照）。
【００３７】以上、図１に示す位相シフトマスクの製造
方法について説明したが、次に図２に示す構成の位相シ
フトマスクの製造方法について述べると、まず透明基板
１上に、エッチングストッパー層２、遮光層４及び反射
防止層５を順に成膜し、上記と同様、リソグラフィー法
によるパターニングを行なって、反射防止層及び遮光層
を部分的に除去したパターン５′，４′を形成する。次
いで、位相シフト層３をその上に形成した後、これに同
じくリソグラフィー法による位相シフト層３のパターニ
ングを行えば、図２に示すような位相シフトマスクが出
来上がる。
方法について説明したが、次に図２に示す構成の位相シ
フトマスクの製造方法について述べると、まず透明基板
１上に、エッチングストッパー層２、遮光層４及び反射
防止層５を順に成膜し、上記と同様、リソグラフィー法
によるパターニングを行なって、反射防止層及び遮光層
を部分的に除去したパターン５′，４′を形成する。次
いで、位相シフト層３をその上に形成した後、これに同
じくリソグラフィー法による位相シフト層３のパターニ
ングを行えば、図２に示すような位相シフトマスクが出
来上がる。
【００３８】
【作用】本発明によると、前述したように、その遮光パ
ターン部分がＫｒＦエキシマレーザの波長 248nmおよび
それより短波長の領域において完全な遮光性を有する。
またｉ線すなわち 365nmにおいても遮光性を有する。ま
た遮光層、反射防止層、エッチングストッパー層および
位相シフト層の各薄膜がいずれもシリコン系の材質で構
成されているため、同一チャンバ内での連続的な製膜が
行なえ、生産性の向上、工程中のゴミの付着の低減、膜
同士および基板との密着性の向上を図ることが出来る。
また、遮光層、反射防止層、エッチングストッパー層お
よび位相シフト層の各薄膜がいずれもシリコン系の材質
で構成されているため、熱線（赤外線）を通しやすく、
ベーキング時の加熱効率の向上が図れる。
ターン部分がＫｒＦエキシマレーザの波長 248nmおよび
それより短波長の領域において完全な遮光性を有する。
またｉ線すなわち 365nmにおいても遮光性を有する。ま
た遮光層、反射防止層、エッチングストッパー層および
位相シフト層の各薄膜がいずれもシリコン系の材質で構
成されているため、同一チャンバ内での連続的な製膜が
行なえ、生産性の向上、工程中のゴミの付着の低減、膜
同士および基板との密着性の向上を図ることが出来る。
また、遮光層、反射防止層、エッチングストッパー層お
よび位相シフト層の各薄膜がいずれもシリコン系の材質
で構成されているため、熱線（赤外線）を通しやすく、
ベーキング時の加熱効率の向上が図れる。
【００３９】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明する。
明する。
【００４０】洗浄済の６インチ角、0.25インチ厚の石英
ガラス基板上に、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置
にて、シリコンターゲットを用い、ＣＨ4 ガスを20ＳＣ
ＣＭ流し、パワー 100Ｗで数分間スパッタリングを行な
い、エッチングストッパー層として約 100Å厚のシリコ
ンの炭化膜を形成した。このときの背圧は 2.0×10-4Ｐ
ａ、スパッタ圧は 2.0×10-1Ｐａであった。続いて、シ
ャッタを閉じ、アルゴンガスを20ＳＣＣＭ流し、パワー
100Ｗで充分プレスパッタリングを行なった後、アルゴ
ンガスを止め、シャッタを開き、酸素ガスを20ＳＣＣＭ
流し、パワー１ＫＷで約１時間スパッタリングを行な
い、位相シフト層として約2500Å厚のＳｉＯ2 膜を上記
エッチングストッパー層の上に形成した。このときのス
パッタ圧は2.0×10-1Ｐａであった。
ガラス基板上に、ＲＦマグネトロンスパッタリング装置
にて、シリコンターゲットを用い、ＣＨ4 ガスを20ＳＣ
ＣＭ流し、パワー 100Ｗで数分間スパッタリングを行な
い、エッチングストッパー層として約 100Å厚のシリコ
ンの炭化膜を形成した。このときの背圧は 2.0×10-4Ｐ
ａ、スパッタ圧は 2.0×10-1Ｐａであった。続いて、シ
ャッタを閉じ、アルゴンガスを20ＳＣＣＭ流し、パワー
100Ｗで充分プレスパッタリングを行なった後、アルゴ
ンガスを止め、シャッタを開き、酸素ガスを20ＳＣＣＭ
流し、パワー１ＫＷで約１時間スパッタリングを行な
い、位相シフト層として約2500Å厚のＳｉＯ2 膜を上記
エッチングストッパー層の上に形成した。このときのス
パッタ圧は2.0×10-1Ｐａであった。
【００４１】次に、シャッタを閉じ、アルゴンガスを20
ＳＣＣＭ流し、パワー 100Ｗで充分プレスパッタリング
を行なった後、シャッタを開き、パワー 100Ｗで約40分
間スパッタリングを行ない、遮光層として約1500Å厚の
シリコン膜を上記位相シフト層の上に形成した。このと
きのスパッタ圧は 2.0×10-1Ｐａであった。形成された
シリコン遮光膜の分光透過率曲線は図６に示すＡ曲線で
ある。
ＳＣＣＭ流し、パワー 100Ｗで充分プレスパッタリング
を行なった後、シャッタを開き、パワー 100Ｗで約40分
間スパッタリングを行ない、遮光層として約1500Å厚の
シリコン膜を上記位相シフト層の上に形成した。このと
きのスパッタ圧は 2.0×10-1Ｐａであった。形成された
シリコン遮光膜の分光透過率曲線は図６に示すＡ曲線で
ある。
【００４２】続いて、今度は窒素ガスを20ＳＣＣＭ流
し、パワー 100Ｗで数分間スパッタリングを行ない、反
射防止層として約 100Å厚のシリコンの窒化膜を上記遮
光層の上に形成した。このときのスパッタ圧は約 2.0×
10-1Ｐａであった。
し、パワー 100Ｗで数分間スパッタリングを行ない、反
射防止層として約 100Å厚のシリコンの窒化膜を上記遮
光層の上に形成した。このときのスパッタ圧は約 2.0×
10-1Ｐａであった。
【００４３】以上のようにして作製した位相シフトマス
クブランクの表面に、ポリメタクリル酸メタクリレート
（ＰＭＭＡ）（東京応化工業（株）製 電子線レジスト
ＯＥＢＲ−1000）を約5000Å厚にスピンナー塗布し、 1
70℃に設定したホットプレートで約10分間プリベークを
行なった。なお、本発明の位相シフトマスクブランクは
シリコン系の材質で熱線（赤外線）を通しやすく、透明
基板１を伝わってきた熱が十分にレジスト層に伝わるた
め、加熱効率が良く、ベーキング処理を短時間で均一に
行えた。
クブランクの表面に、ポリメタクリル酸メタクリレート
（ＰＭＭＡ）（東京応化工業（株）製 電子線レジスト
ＯＥＢＲ−1000）を約5000Å厚にスピンナー塗布し、 1
70℃に設定したホットプレートで約10分間プリベークを
行なった。なお、本発明の位相シフトマスクブランクは
シリコン系の材質で熱線（赤外線）を通しやすく、透明
基板１を伝わってきた熱が十分にレジスト層に伝わるた
め、加熱効率が良く、ベーキング処理を短時間で均一に
行えた。
【００４４】次に、電子線描画装置ＨＬ７００Ｓ（日立
製作所（株）製）を使用して、加速電圧20ＫＶ、ドーズ
量約４×10-5Ｃ／cm2 にて所定のパターン描画を行なっ
た。この際、エッチングストッパー層に導電性があるた
め、チャージアップ現象は起きなかった。
製作所（株）製）を使用して、加速電圧20ＫＶ、ドーズ
量約４×10-5Ｃ／cm2 にて所定のパターン描画を行なっ
た。この際、エッチングストッパー層に導電性があるた
め、チャージアップ現象は起きなかった。
【００４５】描画後、所定の現像処理を行ない、露光部
のレジスト層を除去してレジストパターンを得、 170℃
に設定したホットプレートで約10分間ポストベークを行
なった。
のレジスト層を除去してレジストパターンを得、 170℃
に設定したホットプレートで約10分間ポストベークを行
なった。
【００４６】次に、このレジストパターンを形成したマ
スクブランクを平行平板型反応性イオンエッチング装置
（以下ＲＩＥと略記する）にセットし、ＣＣｌ4 ガスを
50ＳＣＣＭ流し、ガス圧約４Ｐａ、パワー 300Ｗで数分
間、シリコン遮光膜のエッチングを行なった。また、シ
リコン遮光膜の上のシリコン窒化膜は薄いため、物理的
なエネルギーで一緒にエッチングされてしまう。この
際、ＲＩＥのエンドポイントモニターには、初め窒素の
ピークが出て、シリコン遮光膜のエッチングが終了する
とモニターにはピークが出なくなった。続いて、上記Ｃ
Ｃｌ4 ガスを止め、今度はＣＦ4 ガスを50ＳＣＣＭ、お
よびＨ2 ガスを５ＳＣＣＭ流し、ガス圧約４Ｐａ、パワ
ー 300Ｗで数分間、位相シフト層のエッチングを行なっ
た。この際、位相シフト層のエッチングが終了した時点
でＲＩＥのモニターに炭素のピークが出始めたので、Ｒ
ＩＥを止め、チャンバーから基板を取り出した。
スクブランクを平行平板型反応性イオンエッチング装置
（以下ＲＩＥと略記する）にセットし、ＣＣｌ4 ガスを
50ＳＣＣＭ流し、ガス圧約４Ｐａ、パワー 300Ｗで数分
間、シリコン遮光膜のエッチングを行なった。また、シ
リコン遮光膜の上のシリコン窒化膜は薄いため、物理的
なエネルギーで一緒にエッチングされてしまう。この
際、ＲＩＥのエンドポイントモニターには、初め窒素の
ピークが出て、シリコン遮光膜のエッチングが終了する
とモニターにはピークが出なくなった。続いて、上記Ｃ
Ｃｌ4 ガスを止め、今度はＣＦ4 ガスを50ＳＣＣＭ、お
よびＨ2 ガスを５ＳＣＣＭ流し、ガス圧約４Ｐａ、パワ
ー 300Ｗで数分間、位相シフト層のエッチングを行なっ
た。この際、位相シフト層のエッチングが終了した時点
でＲＩＥのモニターに炭素のピークが出始めたので、Ｒ
ＩＥを止め、チャンバーから基板を取り出した。
【００４７】残存しているレジストを溶剤で除去し、洗
浄および乾燥を行なってから、再度、前記の電子線レジ
ストを表面に塗布し、ベーク処理を行なった。次いで、
前記電子線描画装置により、所定の重ね合わせパターン
描画を行ない、現像、ポストベーク処理後、前記と同様
にして、上層のシリコン窒化膜およびシリコン遮光膜の
エッチングを行なった。
浄および乾燥を行なってから、再度、前記の電子線レジ
ストを表面に塗布し、ベーク処理を行なった。次いで、
前記電子線描画装置により、所定の重ね合わせパターン
描画を行ない、現像、ポストベーク処理後、前記と同様
にして、上層のシリコン窒化膜およびシリコン遮光膜の
エッチングを行なった。
【００４８】エッチング終了後、残存しているレジスト
層を溶剤で除去し、洗浄および乾燥を行なって、図１に
示すような構造の位相シフトマスク（レチクル）が得ら
れた。
層を溶剤で除去し、洗浄および乾燥を行なって、図１に
示すような構造の位相シフトマスク（レチクル）が得ら
れた。
【００４９】この得られた位相シフトマスク（レチク
ル）を用いて、ＫｒＦエキシマレーザを光源とするステ
ッパーによりシリコンウェハー上に縮小投影露光を行な
ったところ、シリコンウェハー上に高精度微細パターン
を形成出来た。
ル）を用いて、ＫｒＦエキシマレーザを光源とするステ
ッパーによりシリコンウェハー上に縮小投影露光を行な
ったところ、シリコンウェハー上に高精度微細パターン
を形成出来た。
【００５０】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の位
相シフトマスクによれば、透明基板上に形成された遮光
層がｉ線（ 365nm）およびＫｒＦエキシマレーザの波長
248nmにて十分な遮光性を有するため、現在のｉ線を光
源とするステッパー等の露光装置に使用できるのは勿論
のこと、これよりも短波長光のＫｒＦエキシマレーザを
光源とする露光装置対応の位相シフトマスクとして使用
することが可能になった。また、 248nmよりも短い波長
領域においても十分な遮光性を有するため、ＫｒＦエキ
シマレーザよりも短波長光を光源とする露光装置にも対
応でき、現在のみならず将来にわたって広く利用が可能
で、これにより、より一層の高精度微細パターンの形成
が可能になった。
相シフトマスクによれば、透明基板上に形成された遮光
層がｉ線（ 365nm）およびＫｒＦエキシマレーザの波長
248nmにて十分な遮光性を有するため、現在のｉ線を光
源とするステッパー等の露光装置に使用できるのは勿論
のこと、これよりも短波長光のＫｒＦエキシマレーザを
光源とする露光装置対応の位相シフトマスクとして使用
することが可能になった。また、 248nmよりも短い波長
領域においても十分な遮光性を有するため、ＫｒＦエキ
シマレーザよりも短波長光を光源とする露光装置にも対
応でき、現在のみならず将来にわたって広く利用が可能
で、これにより、より一層の高精度微細パターンの形成
が可能になった。
【００５１】また、本発明の位相シフトマスクによれ
ば、透明基板上に形成された各層の薄膜がいずれもシリ
コン系の材質で構成されているため、膜の密着性が良好
で、洗浄等による膜剥れなどの不都合は生じない。
ば、透明基板上に形成された各層の薄膜がいずれもシリ
コン系の材質で構成されているため、膜の密着性が良好
で、洗浄等による膜剥れなどの不都合は生じない。
【００５２】また、本発明の位相シフトマスクブランク
は、スパッタリング法等により同一チャンバ内で連続的
に成膜して製造することが出来るため、生産性を高める
ことが可能である。
は、スパッタリング法等により同一チャンバ内で連続的
に成膜して製造することが出来るため、生産性を高める
ことが可能である。
【００５３】また、本発明の位相シフトマスクブランク
は、シリコン系の材質で構成され、熱線（赤外線）を通
しやすく、ベーキング加熱した熱が最上層のレジスト層
に十分伝わるため、ベーキング時の加熱効率が良くなっ
た。
は、シリコン系の材質で構成され、熱線（赤外線）を通
しやすく、ベーキング加熱した熱が最上層のレジスト層
に十分伝わるため、ベーキング時の加熱効率が良くなっ
た。
【図１】本発明の位相シフトマスクの一実施例の構成を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】本発明の位相シフトマスクの別の実施例の構成
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図３】本発明の位相シフトマスクブランクの一構成例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図４】本発明の位相シフトマスクブランクの別の構成
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図５】本発明の位相シフトマスクの製造方法の一例を
工程順に示す断面図である。
工程順に示す断面図である。
【図６】本発明の位相シフトマスクの遮光層の分光透過
率曲線を示す図である。
率曲線を示す図である。
【符号の説明】 １ 透明基板 ２ エッチングストッパー層 ３ 位相シフト層 ４ 遮光層 ５ 反射防止層 ６ レジスト層 ７ 電子線露光
Claims (7)
- 【請求項１】 透明基板上に、シリコンの窒化物又は炭
化物からなるエッチングストッパー層、シリコンの酸化
物からなる位相シフト層およびシリコンと酸素からなる
遮光層を順に設け、該遮光層のシリコンと酸素の含有比
（原子数比）Ｓｉ／Ｏは、１／０〜１／１．５であり、
前記位相シフト層および遮光層をそれぞれパターン化し
てなることを特徴とする位相シフトマスク。 - 【請求項２】 透明基板上に、シリコンの窒化物又は炭
化物からなるエッチングストッパー層を設け、該エッチ
ングストッパー層の上に、シリコンと酸素からなる遮光
層であって、該遮光層のシリコンと酸素の含有比（原子
数比）Ｓｉ／Ｏは１／０〜１／１．５である、パターン
化された遮光層を形成し、シリコンの酸化物からなるパ
ターン化された位相シフト層をその上に形成してなるこ
とを特徴とする位相シフトマスク。 - 【請求項３】 前記遮光層の表面にシリコンの窒化物又
は炭化物からなる反射防止層を設けてなる請求項１又は
２記載の位相シフトマスク。 - 【請求項４】 透明基板上に、シリコンの窒化物又は炭
化物からなるエッチングストッパー層、シリコンの酸化
物からなる位相シフト層およびシリコンと酸素からなる
遮光層を順に設けてなり、該遮光層のシリコンと酸素の
含有比（原子数比）Ｓｉ／Ｏは、１／０〜１／１．５で
あることを特徴とする位相シフトマスクブランク。 - 【請求項５】 前記遮光層の表面にシリコンの窒化物又
は炭化物からなる反射防止層を設けてなる請求項４記載
の位相シフトマスクブランク。 - 【請求項６】 透明基板上に、シリコンの窒化物又は炭
化物からなるエッチングストッパー層、シリコンの酸化
物からなる位相シフト層およびシリコンと酸素からなる
遮光層であって、該遮光層のシリコンと酸素の含有比
（原子数比）Ｓｉ／Ｏは１／０〜１／１．５である遮光
層をスパッタリング等の薄膜形成方法により同一チャン
バ内で連続的に形成することを特徴とする位相シフトマ
スクブランクの製造方法。 - 【請求項７】 前記遮光層の上にシリコンの窒化物又は
炭化物からなる反射防止層を連続的に形成する請求項６
記載の位相シフトマスクブランクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26973392A JP3228354B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 位相シフトマスク及び位相シフトマスクブランク並びに位相シフトマスクブランクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26973392A JP3228354B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 位相シフトマスク及び位相シフトマスクブランク並びに位相シフトマスクブランクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0695358A JPH0695358A (ja) | 1994-04-08 |
| JP3228354B2 true JP3228354B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=17476411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26973392A Expired - Fee Related JP3228354B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 位相シフトマスク及び位相シフトマスクブランク並びに位相シフトマスクブランクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3228354B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
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|---|---|---|---|---|
| JPH09304912A (ja) * | 1996-05-15 | 1997-11-28 | Mitsubishi Electric Corp | 位相シフトマスク、位相シフトマスク用ブランクスおよび位相シフトマスクの製造方法 |
| KR100322537B1 (ko) | 1999-07-02 | 2002-03-25 | 윤종용 | 블랭크 마스크 및 이를 이용한 위상 반전 마스크 제조방법 |
| KR20030001561A (ko) * | 2001-06-27 | 2003-01-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | 위상반전 마스크의 제조방법 |
| EP2189842B1 (en) | 2002-04-11 | 2017-08-23 | Hoya Corporation | Reflective mask blank, reflective mask and methods of producing the mask blank and the mask |
| US7659039B2 (en) | 2005-06-08 | 2010-02-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Near-field exposure mask, method of producing that mask, near-field exposure apparatus having that mask, and resist pattern forming method |
| JP4883278B2 (ja) * | 2006-03-10 | 2012-02-22 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法 |
| JP4509050B2 (ja) | 2006-03-10 | 2010-07-21 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク及びフォトマスク |
| JP4737426B2 (ja) | 2006-04-21 | 2011-08-03 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク |
| KR101096248B1 (ko) | 2009-05-26 | 2011-12-22 | 주식회사 하이닉스반도체 | 극자외선 위상반전마스크의 제조 방법 |
| JP4697495B2 (ja) * | 2010-05-28 | 2011-06-08 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法 |
| JP2013029786A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Hoya Corp | 位相シフトマスクの製造方法及びパターン転写方法 |
| JP4930736B2 (ja) * | 2011-09-21 | 2012-05-16 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクの製造方法及びフォトマスク |
| JP4930737B2 (ja) * | 2011-09-21 | 2012-05-16 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク及びバイナリーマスクの製造方法 |
-
1992
- 1992-09-11 JP JP26973392A patent/JP3228354B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH0695358A (ja) | 1994-04-08 |
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