JP3339716B2 - 露光用マスクの製造方法 - Google Patents
露光用マスクの製造方法Info
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光リソグラフィ技術に
用いられる露光用マスクに係わり、特に半透明膜パタ―
ンからなる位相シフタを形成した露光用マスク、露光マ
スク用基板、及び露光用マスクの製造方法に関する。
用いられる露光用マスクに係わり、特に半透明膜パタ―
ンからなる位相シフタを形成した露光用マスク、露光マ
スク用基板、及び露光用マスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路は、高集積化、微
細化の一途を辿っている、このような半導体集積回路の
製造に際し、リソグラフィ技術は加工の要として特に重
要である。
細化の一途を辿っている、このような半導体集積回路の
製造に際し、リソグラフィ技術は加工の要として特に重
要である。
【０００３】現在のリソグラフィ技術では、マスクパタ
―ンを縮小光学系を介してＬＳＩ基板上に投影露光する
方法が主に用いられているが、高圧水銀ランプを光源と
するなら最小線幅０．５μｍ程度が限度である。０．５
μｍ以下のパタ―ン寸法にはＫｒＦエキシマレ―ザ或い
は電子線を用いた直接描画技術や、Ｘ線等倍露光技術の
開発が進められているが、量産性、プロセスの多用性等
の理由から、光リソグラフィに対する期待は非常に大き
くなっている。
―ンを縮小光学系を介してＬＳＩ基板上に投影露光する
方法が主に用いられているが、高圧水銀ランプを光源と
するなら最小線幅０．５μｍ程度が限度である。０．５
μｍ以下のパタ―ン寸法にはＫｒＦエキシマレ―ザ或い
は電子線を用いた直接描画技術や、Ｘ線等倍露光技術の
開発が進められているが、量産性、プロセスの多用性等
の理由から、光リソグラフィに対する期待は非常に大き
くなっている。
【０００４】このような状況の中で光源に対しては、ｇ
線，ｉ線，エキシマレ―ザ，Ｘ線等種々の光源の採用が
検討されており、またレジストに対しても新レジストの
開発やＲＥＬのような新レジスト処理が検討され、さら
には多層レジストプロセス，ＣＥＬ，イメ―ジリバ―ス
法等も研究が進められている。
線，ｉ線，エキシマレ―ザ，Ｘ線等種々の光源の採用が
検討されており、またレジストに対しても新レジストの
開発やＲＥＬのような新レジスト処理が検討され、さら
には多層レジストプロセス，ＣＥＬ，イメ―ジリバ―ス
法等も研究が進められている。
【０００５】一方、最近では露光光源を変えずに微細化
をはかる試みがなされている。その１つの手法として、
位相シフト法がある。位相シフト法とは、光透過部に位
相反転層を設け隣接するパタ―ンからの光の回折の影響
を除去し、パタ―ン精度の向上をはかるものである。
をはかる試みがなされている。その１つの手法として、
位相シフト法がある。位相シフト法とは、光透過部に位
相反転層を設け隣接するパタ―ンからの光の回折の影響
を除去し、パタ―ン精度の向上をはかるものである。
【０００６】この位相シフト法の中でも、隣接する２つ
の光透過部に対し交互に１８０度の位相差を設けるよう
にしたレベンソン型位相シフトマスクがある。この方法
では３つ以上のパタ―ンが隣接する場合に効果を発揮す
るのは難しい。即ち、２つのパタ―ンの光位相差を１８
０度とした場合、もう１つのパタ―ンは先の２つのパタ
―ンのうち一方と同位相となる。その結果、位相差１８
０度のパタ―ン同士は解像するが、位相差０度のパタ―
ン同士では非解像となるという問題がある。この問題を
解決するためには、デバイス設計を根本から見直す必要
があり、直ちに、実用化するにはかなりの困難を有す
る。
の光透過部に対し交互に１８０度の位相差を設けるよう
にしたレベンソン型位相シフトマスクがある。この方法
では３つ以上のパタ―ンが隣接する場合に効果を発揮す
るのは難しい。即ち、２つのパタ―ンの光位相差を１８
０度とした場合、もう１つのパタ―ンは先の２つのパタ
―ンのうち一方と同位相となる。その結果、位相差１８
０度のパタ―ン同士は解像するが、位相差０度のパタ―
ン同士では非解像となるという問題がある。この問題を
解決するためには、デバイス設計を根本から見直す必要
があり、直ちに、実用化するにはかなりの困難を有す
る。
【０００７】そこで位相シフト法を用い、かつデバイス
設計変更を必要としない手法としてハ―フト―ン型位相
シフトマスクがある。この位相シフト法の効果を最大限
に生かすには、透明部分と光半透過膜を透過した光の位
相差と両者の振幅透過率比を最適化することが重要であ
る。この位相差と振幅透過率比は、これらの膜の光学定
数（複素屈折率ｎ−ｉｋ：ここではｉは単位虚数）と膜
厚により一意的に決まる。つまり、所望の位相差と振幅
透過率比とを得るためには光学定数と膜厚とがある関係
を満足する必要がある。しかしながら、光学定数は物質
に固有の値であるため、所望の条件を単層膜で満足させ
ることは難しい。
設計変更を必要としない手法としてハ―フト―ン型位相
シフトマスクがある。この位相シフト法の効果を最大限
に生かすには、透明部分と光半透過膜を透過した光の位
相差と両者の振幅透過率比を最適化することが重要であ
る。この位相差と振幅透過率比は、これらの膜の光学定
数（複素屈折率ｎ−ｉｋ：ここではｉは単位虚数）と膜
厚により一意的に決まる。つまり、所望の位相差と振幅
透過率比とを得るためには光学定数と膜厚とがある関係
を満足する必要がある。しかしながら、光学定数は物質
に固有の値であるため、所望の条件を単層膜で満足させ
ることは難しい。
【０００８】図１９は理想的なハ―フト―ン位相シフト
膜の構造を示したものである。この手法で形成されたマ
スクは、透光性基板１上に光透過部１ａと光半透過膜１
ｂとを形成してなり、光半透明膜１ｂを光透過部１ａに
対する振幅透過率１０〜４０％で形成し、かつここを透
過する光の位相を光透過部に対し１８０度変化させるも
のである。これらの目的を満足させるための第１の層２
と第１の層２により生じた位相差を併せて１８０度とな
るように調整する第２の層３との２層構造によって光半
透過膜１ｂを構成している。
膜の構造を示したものである。この手法で形成されたマ
スクは、透光性基板１上に光透過部１ａと光半透過膜１
ｂとを形成してなり、光半透明膜１ｂを光透過部１ａに
対する振幅透過率１０〜４０％で形成し、かつここを透
過する光の位相を光透過部に対し１８０度変化させるも
のである。これらの目的を満足させるための第１の層２
と第１の層２により生じた位相差を併せて１８０度とな
るように調整する第２の層３との２層構造によって光半
透過膜１ｂを構成している。
【０００９】このように従来のハ―フト―ン型位相シフ
トマスクでは、ハ―フト―ン部を２層構造とし第１の層
２で振幅透過率を調整し、第２の層３で第１の層２によ
って生じた位相差と併せて１８０℃となるように調整し
ているが、これらの層に用いる材料として従来は第１の
層にＣｒ、ＭｏＳｉ等を用い、第２の層にＳｉＯ2 、Ｍ
ｇＦ2 、ＣａＦ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等を用いている。従っ
て、ハ―フト―ン部を形成するために、２種類の異なっ
た環境により膜形成を行う必要がある。例えば、第１の
膜作成のためにスパッタ装置を用いてＣｒを成膜し、第
２の膜作成のためにＣＶＤ法を用いてＳｉＯ2 を成膜す
る方法などである。
トマスクでは、ハ―フト―ン部を２層構造とし第１の層
２で振幅透過率を調整し、第２の層３で第１の層２によ
って生じた位相差と併せて１８０℃となるように調整し
ているが、これらの層に用いる材料として従来は第１の
層にＣｒ、ＭｏＳｉ等を用い、第２の層にＳｉＯ2 、Ｍ
ｇＦ2 、ＣａＦ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等を用いている。従っ
て、ハ―フト―ン部を形成するために、２種類の異なっ
た環境により膜形成を行う必要がある。例えば、第１の
膜作成のためにスパッタ装置を用いてＣｒを成膜し、第
２の膜作成のためにＣＶＤ法を用いてＳｉＯ2 を成膜す
る方法などである。
【００１０】しかしながら、この種の方法では成膜を２
回に別けて行うため、搬送時のごみの付着等が生じ、欠
陥が増大するなどの問題が生じる。また、加工に際して
も、加工する元素が異なるため複数種の異質のガス（例
えばＣｒ／ＳｉＯ2 膜で半透明膜が構成されている場
合、Ｃｒを塩素系のガスで、ＳｉＯ2 を弗素系のガスで
加工する）を用いてエッチングを行わなくてはならない
等の問題がある。また、第２の層に透明膜を用いている
が、透明膜は屈折率が小さいため位相シフタの膜厚は厚
くなる。このため、加工精度が悪いという問題もある。
回に別けて行うため、搬送時のごみの付着等が生じ、欠
陥が増大するなどの問題が生じる。また、加工に際して
も、加工する元素が異なるため複数種の異質のガス（例
えばＣｒ／ＳｉＯ2 膜で半透明膜が構成されている場
合、Ｃｒを塩素系のガスで、ＳｉＯ2 を弗素系のガスで
加工する）を用いてエッチングを行わなくてはならない
等の問題がある。また、第２の層に透明膜を用いている
が、透明膜は屈折率が小さいため位相シフタの膜厚は厚
くなる。このため、加工精度が悪いという問題もある。
【００１１】また、露光工程ではマスク上のパターン領
域以外に存在するアライメント用あるいは検査用マーク
から露光光が漏れるのを防ぐため、ブラインドが投影露
光装置に設けられ、パターン領域外の光をカットしてい
る。なおブラインドの像はウェハ上で１００μm 程度の
像のぼやけを生じるため、ウェハ上でパターン領域を区
切る役割はない。このため従来は図２０(a) に示すよう
にマスク上でパターン領域外周辺を覆うように遮光パタ
ーン１０１を形成していた。しかしながら半透明膜のみ
で露光用マスクを形成した場合、従来、パターン領域を
区切ることを目的としていた、パターン領域外周辺部に
存在する遮光パターンの代わりに図２０(b) に示すよう
に半透明パターン２０１を用いることになる。このとき
パターン領域境界に存在する半透明膜を通過した光は、
ウェハ上で隣接するパターンに対し半透明膜の透過率×
露光量だけ照射することになる。このため図２１に示す
ように照射領域では、実質的に露光量が過剰となりパタ
ーン領域の細りが生じたり、さらには焦点深度が不足す
るという問題が生じていた。
域以外に存在するアライメント用あるいは検査用マーク
から露光光が漏れるのを防ぐため、ブラインドが投影露
光装置に設けられ、パターン領域外の光をカットしてい
る。なおブラインドの像はウェハ上で１００μm 程度の
像のぼやけを生じるため、ウェハ上でパターン領域を区
切る役割はない。このため従来は図２０(a) に示すよう
にマスク上でパターン領域外周辺を覆うように遮光パタ
ーン１０１を形成していた。しかしながら半透明膜のみ
で露光用マスクを形成した場合、従来、パターン領域を
区切ることを目的としていた、パターン領域外周辺部に
存在する遮光パターンの代わりに図２０(b) に示すよう
に半透明パターン２０１を用いることになる。このとき
パターン領域境界に存在する半透明膜を通過した光は、
ウェハ上で隣接するパターンに対し半透明膜の透過率×
露光量だけ照射することになる。このため図２１に示す
ように照射領域では、実質的に露光量が過剰となりパタ
ーン領域の細りが生じたり、さらには焦点深度が不足す
るという問題が生じていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】このように従来、ハ―
フト―ン型位相シフトマスクにおいては、半透明膜の形
成に際して工程数が多くなると共に、ごみの付着、欠陥
の発生が生じるという問題があり、位相シフト効果を最
大限に発揮させることは困難であった。
フト―ン型位相シフトマスクにおいては、半透明膜の形
成に際して工程数が多くなると共に、ごみの付着、欠陥
の発生が生じるという問題があり、位相シフト効果を最
大限に発揮させることは困難であった。
【００１３】また、半透明膜のみで露光用マスクを形成
した場合、従来パターン領域を区切ることを目的として
いたパターン領域外周辺分でも半透明パターンを用いる
ことになるため、パターン領域境界に存在する半透明膜
を通過した光は、ウェハ上で隣接するパターンに対し半
透明膜の透過率×露光量だけ照射することになる。この
ため照射領域では、実質的に露光量が過剰となりパター
ン領域の細りが生じたり、さらには焦点深度が不足する
という問題があった。
した場合、従来パターン領域を区切ることを目的として
いたパターン領域外周辺分でも半透明パターンを用いる
ことになるため、パターン領域境界に存在する半透明膜
を通過した光は、ウェハ上で隣接するパターンに対し半
透明膜の透過率×露光量だけ照射することになる。この
ため照射領域では、実質的に露光量が過剰となりパター
ン領域の細りが生じたり、さらには焦点深度が不足する
という問題があった。
【００１４】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、ごみの付着や欠陥の発生
を招くことなく複数層の半透明膜を容易に積層すること
ができ、工程の簡略化をはかり得て、かつ位相シフト効
果を最大限に発揮させることのできる露光マスク及びそ
の製造方法を提供することにある。
で、その目的とするところは、ごみの付着や欠陥の発生
を招くことなく複数層の半透明膜を容易に積層すること
ができ、工程の簡略化をはかり得て、かつ位相シフト効
果を最大限に発揮させることのできる露光マスク及びそ
の製造方法を提供することにある。
【００１５】また本発明では、半透明膜のみで露光用マ
スクを形成した場合にも、パターン領域の細りが生じた
り、さらには焦点深度が不足するというような問題のな
い露光マスクを提供することを目的とする。
スクを形成した場合にも、パターン領域の細りが生じた
り、さらには焦点深度が不足するというような問題のな
い露光マスクを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は次のような構成を採用している。
に本発明は次のような構成を採用している。
【００１７】即ち本発明の第１は、透光性基板上にマス
クパタ―ンを形成した露光用マスクにおいて、マスクパ
タ―ンは、露光光に対する光路長が前記透光性基板の透
明部分とは所定量だけ異なるように構成された半透明膜
パタ―ンを含むものであり、半透明膜パタ―ンは同一の
元素を含む組成の異なる層を積層して形成したことを特
徴とする。
クパタ―ンを形成した露光用マスクにおいて、マスクパ
タ―ンは、露光光に対する光路長が前記透光性基板の透
明部分とは所定量だけ異なるように構成された半透明膜
パタ―ンを含むものであり、半透明膜パタ―ンは同一の
元素を含む組成の異なる層を積層して形成したことを特
徴とする。
【００１８】また本発明の第２は、透光性基板上に露光
光に対する光路長が透明部分とは所定量だけ異なるよう
に構成された半透明膜を含むマスクパタ―ンを形成した
露光用マスクの製造方法において、半透明膜として、同
一の元素を含む組成の異なる層を順次積層することを特
徴とする。ここで同一の元素を含む組成の異なる層を順
次積層するに際しては、ターゲットを用いたスパッタリ
ング法、蒸着法、同一元素を含む異なるガスを順次切り
替えることによって形成するＣＶＤ法等を用いて形成さ
れる。
光に対する光路長が透明部分とは所定量だけ異なるよう
に構成された半透明膜を含むマスクパタ―ンを形成した
露光用マスクの製造方法において、半透明膜として、同
一の元素を含む組成の異なる層を順次積層することを特
徴とする。ここで同一の元素を含む組成の異なる層を順
次積層するに際しては、ターゲットを用いたスパッタリ
ング法、蒸着法、同一元素を含む異なるガスを順次切り
替えることによって形成するＣＶＤ法等を用いて形成さ
れる。
【００１９】また、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。
は、次のものがあげられる。
【００２０】(1) 半透明膜は、シリコン，シリコン化合
物，シリコンを含む混合物、ゲルマニウム，ゲルマニウ
ム化合物，ゲルマニウムを含む混合物、又はＣｒ，Ａ
ｌ，Ｔｉ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｃｄ或いは他の金属元素、金属
化合物及びこれらの酸化物、窒化物、水素化物、炭化
物、ハロゲン化物のうち、少なくとも１種類以上を含む
混合物の組成比を制御した複数の層からなること。
物，シリコンを含む混合物、ゲルマニウム，ゲルマニウ
ム化合物，ゲルマニウムを含む混合物、又はＣｒ，Ａ
ｌ，Ｔｉ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｃｄ或いは他の金属元素、金属
化合物及びこれらの酸化物、窒化物、水素化物、炭化
物、ハロゲン化物のうち、少なくとも１種類以上を含む
混合物の組成比を制御した複数の層からなること。
【００２１】(2) 複数層の半透明膜のうち少なくとも１
つの層を、スパッタリングにより作成し、その雰囲気中
に窒素ガス、酸素ガス、水素ガス、アセチレン等のガス
又はハロゲン元素を含むガスを混入させて、窒素、酸素
又はハロゲン元素の組成比を制御することにより、振幅
透過率を調整しつつ他の層を成膜すること。
つの層を、スパッタリングにより作成し、その雰囲気中
に窒素ガス、酸素ガス、水素ガス、アセチレン等のガス
又はハロゲン元素を含むガスを混入させて、窒素、酸素
又はハロゲン元素の組成比を制御することにより、振幅
透過率を調整しつつ他の層を成膜すること。
【００２２】(3) 成膜された半透明膜パタ―ン表面にさ
らにイオン注入を行う工程や熱処理工程によって結晶状
態を変化させることにより、振幅透過率を微調整する改
質工程を含むこと。
らにイオン注入を行う工程や熱処理工程によって結晶状
態を変化させることにより、振幅透過率を微調整する改
質工程を含むこと。
【００２３】本発明の第３では、透光性基板上に露光光
に対する光路長が透明部分とは所定量だけ異なるように
構成された半透明膜を含むマスクパターンを形成した露
光用マスクの製造方法において、半透明膜として、シリ
コンを共通元素としたシリコンと窒素の組成の異なる層
を積層して成された半透明膜を用い、積層された半透明
膜の加工をＣＦ４と酸素の混合ガスを用いた反応性イオ
ンエッチングにより順次行うことを特徴とする。
に対する光路長が透明部分とは所定量だけ異なるように
構成された半透明膜を含むマスクパターンを形成した露
光用マスクの製造方法において、半透明膜として、シリ
コンを共通元素としたシリコンと窒素の組成の異なる層
を積層して成された半透明膜を用い、積層された半透明
膜の加工をＣＦ４と酸素の混合ガスを用いた反応性イオ
ンエッチングにより順次行うことを特徴とする。
【００２４】本発明の第４では、透光性基板上に露光光
に対する光路長が透明部分とは所定量だけ異なるように
構成された半透明膜を含むマスクパターンを形成した露
光用マスクの製造方法において、半透明膜として、クロ
ムを共通元素としたクロムと酸素の組成の異なる層を積
層して成された半透明膜、もしくは、アルミニウムを共
通元素としたアルミニウムと酸素の組成の異なる層を積
層して成された半透明膜を用い、積層された半透明膜の
加工を塩素と酸素の混合ガスを用いた反応性イオンエッ
チングにより順次行うことを特徴とする。
に対する光路長が透明部分とは所定量だけ異なるように
構成された半透明膜を含むマスクパターンを形成した露
光用マスクの製造方法において、半透明膜として、クロ
ムを共通元素としたクロムと酸素の組成の異なる層を積
層して成された半透明膜、もしくは、アルミニウムを共
通元素としたアルミニウムと酸素の組成の異なる層を積
層して成された半透明膜を用い、積層された半透明膜の
加工を塩素と酸素の混合ガスを用いた反応性イオンエッ
チングにより順次行うことを特徴とする。
【００２５】本発明の第５では、透光性基板上に露光光
に対する光路長が透明部分とは所定量だけ異なるように
構成された半透明膜を含むマスクパターンを形成した露
光用マスクの製造方法において、半透明膜として、チタ
ンを共通元素としたチタンと酸素の組成の異なる層を積
層して成された半透明膜を用い、積層された半透明膜の
加工をフッ素系の混合ガスを用いた反応性イオンエッチ
ングにより順次行うことを特徴とする。
に対する光路長が透明部分とは所定量だけ異なるように
構成された半透明膜を含むマスクパターンを形成した露
光用マスクの製造方法において、半透明膜として、チタ
ンを共通元素としたチタンと酸素の組成の異なる層を積
層して成された半透明膜を用い、積層された半透明膜の
加工をフッ素系の混合ガスを用いた反応性イオンエッチ
ングにより順次行うことを特徴とする。
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【作用】本発明によれば、半透明膜を少なくとも２層で
形成し、各層の一部の元素を共通にしているので、半透
明膜を同一の装置で作成することができ、さらにそのパ
タ―ニングに際しても同種のエッチャントでエッチング
することができる。従って、半透明膜を形成するための
工程の簡略化をはかることが可能となる。また、半透明
膜として所望の振幅透過率と位相差を得る単一層の組成
が分かったとしても、その組成の物質を実現するのは難
しい場合がある。このとき、上記単一層の組成と、一部
組成が異なる複数の層の全体としての組成が等しくなる
ように設定すれば、作り易い安定な複数の層で結果とし
て単一層と等価な層を形成することができる。つまり、
本発明のように同一元素を含む複数種の層で半透明膜を
形成することにより、製造工程の簡略化をはかることが
できると共に、位相シフト効果を最大限に発揮させるこ
とが可能となる。
形成し、各層の一部の元素を共通にしているので、半透
明膜を同一の装置で作成することができ、さらにそのパ
タ―ニングに際しても同種のエッチャントでエッチング
することができる。従って、半透明膜を形成するための
工程の簡略化をはかることが可能となる。また、半透明
膜として所望の振幅透過率と位相差を得る単一層の組成
が分かったとしても、その組成の物質を実現するのは難
しい場合がある。このとき、上記単一層の組成と、一部
組成が異なる複数の層の全体としての組成が等しくなる
ように設定すれば、作り易い安定な複数の層で結果とし
て単一層と等価な層を形成することができる。つまり、
本発明のように同一元素を含む複数種の層で半透明膜を
形成することにより、製造工程の簡略化をはかることが
できると共に、位相シフト効果を最大限に発揮させるこ
とが可能となる。
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【実施例】まず、実施例を説明する前に、本発明の基本
原理について説明する。
原理について説明する。
【００４０】半透明膜を単層で用いようとした場合、半
透明膜を透過する光の位相を透明な部分を透過する光の
位相に対し１８０度±１０％で制御することが必要で、
かつ半透明膜の透過率を所望の値にすることが必要であ
る。この±１０％という値はシミュレ―ションにより位
相差を１８０度からずらしていき、その場合の焦点深度
の劣化が１０％以内に収まる範囲は、１８０度±１０％
程度であることから定めたものである。
透明膜を透過する光の位相を透明な部分を透過する光の
位相に対し１８０度±１０％で制御することが必要で、
かつ半透明膜の透過率を所望の値にすることが必要であ
る。この±１０％という値はシミュレ―ションにより位
相差を１８０度からずらしていき、その場合の焦点深度
の劣化が１０％以内に収まる範囲は、１８０度±１０％
程度であることから定めたものである。
【００４１】半透明膜の位相シフトマスクで最大の解像
度を得るためには、半透明膜の光学定数は次の条件を満
たす必要がある。入射光の複素電界ベクトルをＥＯ、透
明領域を透過した光の複素電界ベクトルをＥ１とし、半
透明膜領域を透過した光の複素電界ベクトルをＥ２とす
ると、それらの関係は、 Ｅ１＝ｔ１・Ｅ０……(1) Ｅ２＝ｔ２・Ｅ０……(2) となる。但し、ｔ１、ｔ２は振幅透過率とする。
度を得るためには、半透明膜の光学定数は次の条件を満
たす必要がある。入射光の複素電界ベクトルをＥＯ、透
明領域を透過した光の複素電界ベクトルをＥ１とし、半
透明膜領域を透過した光の複素電界ベクトルをＥ２とす
ると、それらの関係は、 Ｅ１＝ｔ１・Ｅ０……(1) Ｅ２＝ｔ２・Ｅ０……(2) となる。但し、ｔ１、ｔ２は振幅透過率とする。
【００４２】また、位相シフトマスクで最大の効果を得
るためには、透過光の振幅透過率比及び位相差の間の関
係は、下記の(3) 式及び(4) 式で表され、 ０．１≦｜Ｅ１｜／｜Ｅ２｜≦０．４ ……(3) １７０度≦｜δ１−δ２｜≦１９０度 ……(4) となる。但し、 Ｅ１＝｜Ｅ１｜ｅｘｐ（δ１） Ｅ２＝｜Ｅ２｜ｅｘｐ（δ２） である。(1) ，(2) 式における半透明膜領域及び透過領
域の光の振幅透過率ｔ１、ｔ２は、これらの領域を構成
する物質と他の媒体との界面における反射率、透過率及
び膜の吸光度を考慮した該物質の膜厚Ｔにおける多重反
射を考えることで容易に求めることができる。物質の反
射率、透過率は、屈折率ｎ及び消衰係数ｋより求められ
る。また、膜の吸光度は消衰係数ｋより求めることがで
きる。
るためには、透過光の振幅透過率比及び位相差の間の関
係は、下記の(3) 式及び(4) 式で表され、 ０．１≦｜Ｅ１｜／｜Ｅ２｜≦０．４ ……(3) １７０度≦｜δ１−δ２｜≦１９０度 ……(4) となる。但し、 Ｅ１＝｜Ｅ１｜ｅｘｐ（δ１） Ｅ２＝｜Ｅ２｜ｅｘｐ（δ２） である。(1) ，(2) 式における半透明膜領域及び透過領
域の光の振幅透過率ｔ１、ｔ２は、これらの領域を構成
する物質と他の媒体との界面における反射率、透過率及
び膜の吸光度を考慮した該物質の膜厚Ｔにおける多重反
射を考えることで容易に求めることができる。物質の反
射率、透過率は、屈折率ｎ及び消衰係数ｋより求められ
る。また、膜の吸光度は消衰係数ｋより求めることがで
きる。
【００４３】ところで、今問題とする半透明膜は位相シ
フタ層であるので開孔部に対し位相差１８０度を考慮す
ると、膜厚Ｔは物質の屈折率ｎより Ｔ＝λ／２（ｎ−１） ……(5) となる。以上の変数から実測値として得られる透過率ｔ
は、 ｔ＝Ｆ（ｎ１，ｋ１，ｎ０，ｋ０，Ｔ） ……(6) により得られる。ここでｎ０，ｋ０は媒体の屈折率、消
衰係数を示しており特定の値であるから、(6) 式をｎ
１，ｋ１の関係として振幅透過率ｔを一意的に求めるこ
とができる。
フタ層であるので開孔部に対し位相差１８０度を考慮す
ると、膜厚Ｔは物質の屈折率ｎより Ｔ＝λ／２（ｎ−１） ……(5) となる。以上の変数から実測値として得られる透過率ｔ
は、 ｔ＝Ｆ（ｎ１，ｋ１，ｎ０，ｋ０，Ｔ） ……(6) により得られる。ここでｎ０，ｋ０は媒体の屈折率、消
衰係数を示しており特定の値であるから、(6) 式をｎ
１，ｋ１の関係として振幅透過率ｔを一意的に求めるこ
とができる。
【００４４】前述の考え方に基づき、例えば波長４３６
ｎｍのｇ線露光を想定して、位相を１８０±１０°、振
幅透過率を１５±５％とし、屈折率ｎを変化させて、対
応するｋを求めると図１２中に実線及び破線で示すカ―
ブが描ける。図５において、縦軸は消衰係数ｋ、横軸は
屈折率ｎを示し、破線（ａ）は振幅透過率１０％、位相
１７０度の時のｋとｎの関係を示す曲線、破線（ｂ）は
振幅透過率２０％、位相１９０度の時のｋとｎの関係を
示す曲線、破線（ｃ）は振幅透過率１５％、位相１８０
度の時のｋとｎ関係を示す曲線である。破線（ａ）及び
（ｂ）の間の領域がこの時の許容範囲となり、ある物質
の屈折率ｎ及び消衰係数ｋで定まる点が破線に挟まれた
範囲内であれば、その物質は単層膜でハ―フト―ン型位
相シフト膜の機能を持つことになる。
ｎｍのｇ線露光を想定して、位相を１８０±１０°、振
幅透過率を１５±５％とし、屈折率ｎを変化させて、対
応するｋを求めると図１２中に実線及び破線で示すカ―
ブが描ける。図５において、縦軸は消衰係数ｋ、横軸は
屈折率ｎを示し、破線（ａ）は振幅透過率１０％、位相
１７０度の時のｋとｎの関係を示す曲線、破線（ｂ）は
振幅透過率２０％、位相１９０度の時のｋとｎの関係を
示す曲線、破線（ｃ）は振幅透過率１５％、位相１８０
度の時のｋとｎ関係を示す曲線である。破線（ａ）及び
（ｂ）の間の領域がこの時の許容範囲となり、ある物質
の屈折率ｎ及び消衰係数ｋで定まる点が破線に挟まれた
範囲内であれば、その物質は単層膜でハ―フト―ン型位
相シフト膜の機能を持つことになる。
【００４５】ｇ線の場合この条件を満たす膜として図１
２中にポイントで示したアモルファスＳｉがある。しか
し、波長３６５ｎｍのｉ線露光を考えた場合、図１３に
示すように、アモルファスＳｉ（Ｎ２ガス０％のポイン
ト）は許容範囲外の値を取る。従って、ｉ線露光ではア
モルファスＳｉを用いた単層ハ―フト―ン位相シフト膜
の形成が不可能であることが分かる。
２中にポイントで示したアモルファスＳｉがある。しか
し、波長３６５ｎｍのｉ線露光を考えた場合、図１３に
示すように、アモルファスＳｉ（Ｎ２ガス０％のポイン
ト）は許容範囲外の値を取る。従って、ｉ線露光ではア
モルファスＳｉを用いた単層ハ―フト―ン位相シフト膜
の形成が不可能であることが分かる。
【００４６】ところで、ＳｉをＮ2 化したＳｉ3 Ｎ
4 （Ｎ2 ガス８０％のポイント）について同様の検討を
行うとやはり許容範囲外となる。しかし、アモルファス
ＳｉとＳｉ3 Ｎ4 の２点を任意の曲線で結んだ場合、必
ず破線間に挟まれた領域を得ることが分かる。即ち、ア
モルファスＳｉとＳｉ3 Ｎ4 の中間的な物性を持つ物質
が在れば許容範囲内に入ることになる。この膜の作成に
ついては、ＳｉとＮ2 による反応性スパッタが有効であ
る。このとき、Ｎ2 の反応比を変えることで任意の物性
の膜を得ることができる。このときの物性値を黒丸で示
す。また、黒丸を通る曲線を描くと破線間の領域を通
り、ここで得られた最適条件は、スパッタリング時の窒
素ガスの流量が１５％の時のｎ＝３．３０，ｋ＝１．１
９であり、膜厚をＳ３．５ｎｍにすることにより振幅透
過率比が０．１４２，位相差が１８０度となる。このよ
うに反応比を変えたＳｉ3 Ｎ4 膜を形成することで、所
望の単層ハ―フト―ン型位相シフト膜を形成することが
できる。
4 （Ｎ2 ガス８０％のポイント）について同様の検討を
行うとやはり許容範囲外となる。しかし、アモルファス
ＳｉとＳｉ3 Ｎ4 の２点を任意の曲線で結んだ場合、必
ず破線間に挟まれた領域を得ることが分かる。即ち、ア
モルファスＳｉとＳｉ3 Ｎ4 の中間的な物性を持つ物質
が在れば許容範囲内に入ることになる。この膜の作成に
ついては、ＳｉとＮ2 による反応性スパッタが有効であ
る。このとき、Ｎ2 の反応比を変えることで任意の物性
の膜を得ることができる。このときの物性値を黒丸で示
す。また、黒丸を通る曲線を描くと破線間の領域を通
り、ここで得られた最適条件は、スパッタリング時の窒
素ガスの流量が１５％の時のｎ＝３．３０，ｋ＝１．１
９であり、膜厚をＳ３．５ｎｍにすることにより振幅透
過率比が０．１４２，位相差が１８０度となる。このよ
うに反応比を変えたＳｉ3 Ｎ4 膜を形成することで、所
望の単層ハ―フト―ン型位相シフト膜を形成することが
できる。
【００４７】また、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレ
―ザによる露光を考えた場合、ｉ線露光の場合と同様
に、図１４に示すように、アモルファスＳｉ及びＳｉ3
Ｎ4 の物性値は、許容範囲外となるが、これらの中間的
な物性をもつ物質は許容範囲内に入ることが分かった。
―ザによる露光を考えた場合、ｉ線露光の場合と同様
に、図１４に示すように、アモルファスＳｉ及びＳｉ3
Ｎ4 の物性値は、許容範囲外となるが、これらの中間的
な物性をもつ物質は許容範囲内に入ることが分かった。
【００４８】なお、境界条件の設定は位相を１８０度に
固定し、振幅透過率に余裕を持たせて設定したり、振幅
透過率を固定し位相に余裕を持たせて設定することも可
能である。また、許容とされる数値もレジストプロセス
等への影響及び効果を考え、本説明で述べた値を変更し
ても構わない。
固定し、振幅透過率に余裕を持たせて設定したり、振幅
透過率を固定し位相に余裕を持たせて設定することも可
能である。また、許容とされる数値もレジストプロセス
等への影響及び効果を考え、本説明で述べた値を変更し
ても構わない。
【００４９】上記の条件を満たす材料として我々が鋭意
研究を行った結果、シリコン，シリコンを含む混合物、
シリコンを含む混合物、ゲルマニウム，ゲルマニウムを
含む化合物，ゲルマニウムを含む混合物のいずれか１種
或いは２種以上の混合物で形成される物質、又はＣｒ，
Ａｌ，Ｔｉ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｃｏ或いは他の金属元素、金
属化合物及びこれらの酸化物、窒化物、水素化物、炭化
物、ハロゲン化物のうちいずれか１種或いは２種以上の
混合物で形成される物質について上述の２条件を満たす
ことが分かった。とりわけシリコンについてはｇ線領
域、ＳｉＮはｉ線，ＫｒＦ領域で非常に有効な半透明膜
であるといえる。これらの物質の特性について表１に示
す。
研究を行った結果、シリコン，シリコンを含む混合物、
シリコンを含む混合物、ゲルマニウム，ゲルマニウムを
含む化合物，ゲルマニウムを含む混合物のいずれか１種
或いは２種以上の混合物で形成される物質、又はＣｒ，
Ａｌ，Ｔｉ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｃｏ或いは他の金属元素、金
属化合物及びこれらの酸化物、窒化物、水素化物、炭化
物、ハロゲン化物のうちいずれか１種或いは２種以上の
混合物で形成される物質について上述の２条件を満たす
ことが分かった。とりわけシリコンについてはｇ線領
域、ＳｉＮはｉ線，ＫｒＦ領域で非常に有効な半透明膜
であるといえる。これらの物質の特性について表１に示
す。
【００５０】 なお、半透明膜に対し、Ａｓ，Ｐ，Ｂなどのイオンを注
入することにより、形成された膜質の若干の調整、例え
ば光学定数の調整をはかることができる。
入することにより、形成された膜質の若干の調整、例え
ば光学定数の調整をはかることができる。
【００５１】また、シリコンに対しては５００℃以上に
加熱することにより、アモルファス状態を多結晶へ、ま
た多結晶から単結晶へと連続的或いは断続的に変化させ
ることができ、所望の物性状態が得られる。
加熱することにより、アモルファス状態を多結晶へ、ま
た多結晶から単結晶へと連続的或いは断続的に変化させ
ることができ、所望の物性状態が得られる。
【００５２】さて、今までは単一の半透明膜作成のため
の基本概念について述べたが、単一の半透明膜を作成し
ようとした場合、膜によっては化合物の組成比が難しい
場合もある。例えば、ｉ線単層半透明膜をシリコンと窒
素の組成比を調整して作成する場合、位相差と透過率が
最適とされる屈折率ｎと消衰係数ｋを満たすときのシリ
コンと窒素の組成比は、シリコン：窒素＝１：０．６０
程度でなくてはならない。これは、通常シリコンを窒素
化して得られるＳｉ3 Ｎ4 膜の組成比（シリコン：窒素
＝１：１．３３）と比べ窒素の割合が小さく窒素流量の
微調整が必要となってくる。
の基本概念について述べたが、単一の半透明膜を作成し
ようとした場合、膜によっては化合物の組成比が難しい
場合もある。例えば、ｉ線単層半透明膜をシリコンと窒
素の組成比を調整して作成する場合、位相差と透過率が
最適とされる屈折率ｎと消衰係数ｋを満たすときのシリ
コンと窒素の組成比は、シリコン：窒素＝１：０．６０
程度でなくてはならない。これは、通常シリコンを窒素
化して得られるＳｉ3 Ｎ4 膜の組成比（シリコン：窒素
＝１：１．３３）と比べ窒素の割合が小さく窒素流量の
微調整が必要となってくる。
【００５３】このように微調整が必要な場合、単層の半
透明膜を作成するよりも２つの組成比を変化させた２種
以上の半透明膜、例えばＳｉ（シリコン：窒素＝１：
０）とＳｉ3 Ｎ4 （シリコン：窒素＝１：１．３３）を
用いた多層膜で形成した方が望ましい。このとき、Ｓｉ
分子のスパッタ量１に対するＳｉ3 Ｎ4 分子のスパッタ
量を求めると０．０４２が得られ、この条件下でスパッ
タを２回に別けて行えば多層の場合と同等の所望の半透
明位相シフト膜が得られる。また、ＫｒＦ用半透明膜を
ｉ線と同様にＳｉ3 Ｎ4 膜に別けて行うと、シリコン：
窒素＝１：０．９とすることが必要で、そのためにはＳ
ｉ分子のスパッタ量１に対してＳｉ3 Ｎ4分子のスパッ
タ量０．７４とすることで、ＳｉとＳｉ3 Ｎ4 膜からな
る２種の半透明膜により所望の半透明膜位相シフトを得
ることができる。
透明膜を作成するよりも２つの組成比を変化させた２種
以上の半透明膜、例えばＳｉ（シリコン：窒素＝１：
０）とＳｉ3 Ｎ4 （シリコン：窒素＝１：１．３３）を
用いた多層膜で形成した方が望ましい。このとき、Ｓｉ
分子のスパッタ量１に対するＳｉ3 Ｎ4 分子のスパッタ
量を求めると０．０４２が得られ、この条件下でスパッ
タを２回に別けて行えば多層の場合と同等の所望の半透
明位相シフト膜が得られる。また、ＫｒＦ用半透明膜を
ｉ線と同様にＳｉ3 Ｎ4 膜に別けて行うと、シリコン：
窒素＝１：０．９とすることが必要で、そのためにはＳ
ｉ分子のスパッタ量１に対してＳｉ3 Ｎ4分子のスパッ
タ量０．７４とすることで、ＳｉとＳｉ3 Ｎ4 膜からな
る２種の半透明膜により所望の半透明膜位相シフトを得
ることができる。
【００５４】なお、これらの膜ではＳｉを共通元素と考
えて成膜しており、タ―ゲットにシリコンを用い、これ
をスパッタした後、窒素を流しながらシリコンをスパッ
タすることでＳｉ3 Ｎ4 膜を堆積している。このスパッ
タの工程ではタ―ゲットを１種類に固定しているため、
同一の装置を使用でき、また加工の際も共通元素Ｓｉに
対する加工のみで済むため、弗素系のガスを用いた反応
エッチングにより一度に加工することが可能である。Ｃ
ｒとＳｉＯ2 という異なった元素からなる２層半透明位
相シフト膜と比べ、成膜、加工のそれぞれにおいて工程
の省略化ができる。
えて成膜しており、タ―ゲットにシリコンを用い、これ
をスパッタした後、窒素を流しながらシリコンをスパッ
タすることでＳｉ3 Ｎ4 膜を堆積している。このスパッ
タの工程ではタ―ゲットを１種類に固定しているため、
同一の装置を使用でき、また加工の際も共通元素Ｓｉに
対する加工のみで済むため、弗素系のガスを用いた反応
エッチングにより一度に加工することが可能である。Ｃ
ｒとＳｉＯ2 という異なった元素からなる２層半透明位
相シフト膜と比べ、成膜、加工のそれぞれにおいて工程
の省略化ができる。
【００５５】また、半透明膜を形成する材料としてはＳ
ｉとＳｉ3 Ｎ4 に限るものではなく、種々の材料を選択
して使用することができる。図１５〜図１８に、各種材
料における屈折率と消衰係数との関係を示す。図１５は
Ｃｒ−ＣｒＯ2 、図１６はＡｌ−Ａｌ2 Ｏ3 、図１７は
Ｔｉ−ＴｉＯ、図１８はＧａＡｓ−ＧａＡｓＯである。
また、これらの図において、上図はｉ線（波長３６５ｎ
ｍ）、下図はＫｒＦ線（波長２４８ｎｍ）の場合を示し
ている。これらの図において、上側の破線と下側の破線
との間の領域（許容範囲）に入るように各材料組成を決
定すればよい。ここで得られる組成は、本発明の場合だ
けでなく組成比を反応条件によりコントロ―ルして単層
の半透明膜形成する場合に適用できる。
ｉとＳｉ3 Ｎ4 に限るものではなく、種々の材料を選択
して使用することができる。図１５〜図１８に、各種材
料における屈折率と消衰係数との関係を示す。図１５は
Ｃｒ−ＣｒＯ2 、図１６はＡｌ−Ａｌ2 Ｏ3 、図１７は
Ｔｉ−ＴｉＯ、図１８はＧａＡｓ−ＧａＡｓＯである。
また、これらの図において、上図はｉ線（波長３６５ｎ
ｍ）、下図はＫｒＦ線（波長２４８ｎｍ）の場合を示し
ている。これらの図において、上側の破線と下側の破線
との間の領域（許容範囲）に入るように各材料組成を決
定すればよい。ここで得られる組成は、本発明の場合だ
けでなく組成比を反応条件によりコントロ―ルして単層
の半透明膜形成する場合に適用できる。
【００５６】ここで、例えばＫｒＦ露光条件のＴｉ−Ｔ
ｉＯ遷移に見られるように、許容範囲と交わらない場合
には、本発明によるハ―フト―ン位相シフト膜を形成で
きないことも考えられる。また、ｉ線露光条件のＣｒ−
ＣｒＯ遷移に見られるように許容範囲内境界に終点物質
が存在する場合、露光時に振幅透過率２０％、位相差１
９０度を許容範囲と見なすことが可能であれば、終点物
質をそのまま使用することができる。
ｉＯ遷移に見られるように、許容範囲と交わらない場合
には、本発明によるハ―フト―ン位相シフト膜を形成で
きないことも考えられる。また、ｉ線露光条件のＣｒ−
ＣｒＯ遷移に見られるように許容範囲内境界に終点物質
が存在する場合、露光時に振幅透過率２０％、位相差１
９０度を許容範囲と見なすことが可能であれば、終点物
質をそのまま使用することができる。
【００５７】実施例１ 図１は、本発明の第１の実施例に係わる露光用マスクの
製造工程を示す断面図である。この露光用マスクは、半
透明膜パタ―ンとしてスパッタリング法で形成したＳ
ｉ，Ｓｉ3 Ｎ4 の２層の半透明膜からなるパタ―ンを用
いたことを特徴とし、ｉ線投影露光用マスクとして用い
られるものである。
製造工程を示す断面図である。この露光用マスクは、半
透明膜パタ―ンとしてスパッタリング法で形成したＳ
ｉ，Ｓｉ3 Ｎ4 の２層の半透明膜からなるパタ―ンを用
いたことを特徴とし、ｉ線投影露光用マスクとして用い
られるものである。
【００５８】まず、図１(a) に示すように、酸化シリコ
ン基板１０上にスパッタリング法により膜厚７１ｎｍの
シリコン膜１１を作成する。引き続き窒素ガスを導入し
ながらＳｉ3 Ｎ4 膜１２を１９ｎｍ作成した。このと
き、２層からなる半透明位相シフト膜は、酸化シリコン
基板１０に対する位相差１８０度、振幅透過率２２．４
％であった。
ン基板１０上にスパッタリング法により膜厚７１ｎｍの
シリコン膜１１を作成する。引き続き窒素ガスを導入し
ながらＳｉ3 Ｎ4 膜１２を１９ｎｍ作成した。このと
き、２層からなる半透明位相シフト膜は、酸化シリコン
基板１０に対する位相差１８０度、振幅透過率２２．４
％であった。
【００５９】次いで、図１(b) に示すように、電子線用
レジスト１３を膜厚０．５μｍで堆積した後、さらに導
電性膜１４を０．２μｍ程度に形成する。
レジスト１３を膜厚０．５μｍで堆積した後、さらに導
電性膜１４を０．２μｍ程度に形成する。
【００６０】次いで、図１(c) に示すように、導電性膜
１４上から電子線により３μＣ／ｃｍ2 で描画し、さら
に現像を行ってレジスト１３のパタ―ンを形成する。こ
こで、導電性膜１４を形成するのはレジスト１３が絶縁
性であるとき電子線のチャ―ジアップを防ぐためであ
る。
１４上から電子線により３μＣ／ｃｍ2 で描画し、さら
に現像を行ってレジスト１３のパタ―ンを形成する。こ
こで、導電性膜１４を形成するのはレジスト１３が絶縁
性であるとき電子線のチャ―ジアップを防ぐためであ
る。
【００６１】次いで、図１(d) に示すように、レジスト
パタ―ンをマスクとしてＣＦ4 とＯ2 との混合ガスによ
る反応性イオンエッチングにより、レジストパタ―ンか
ら露出するＳｉ3 Ｎ4 膜１２及びシリコン膜１１を順次
除去する。そして、最後にレジストパタ―ンを除去する
ことにより、図１（ｅ）に示すように、Ｓｉ3 Ｎ4 膜１
２とシリコン膜１１からなる位相シフタを得ることがで
きる。
パタ―ンをマスクとしてＣＦ4 とＯ2 との混合ガスによ
る反応性イオンエッチングにより、レジストパタ―ンか
ら露出するＳｉ3 Ｎ4 膜１２及びシリコン膜１１を順次
除去する。そして、最後にレジストパタ―ンを除去する
ことにより、図１（ｅ）に示すように、Ｓｉ3 Ｎ4 膜１
２とシリコン膜１１からなる位相シフタを得ることがで
きる。
【００６２】なお、この例ではシリコン膜及びＳｉ3 Ｎ
4 膜の形成をスパッタリングにより行ったが、ＣＶＤ法
によりそれぞれの膜を作成してもよい。さらに、シリコ
ン膜及びＳｉ3 Ｎ4 膜の加工をＣＤＥ（ケミカルドライ
エッチング）、ウェツトエッチングにより行っても構わ
ない。
4 膜の形成をスパッタリングにより行ったが、ＣＶＤ法
によりそれぞれの膜を作成してもよい。さらに、シリコ
ン膜及びＳｉ3 Ｎ4 膜の加工をＣＤＥ（ケミカルドライ
エッチング）、ウェツトエッチングにより行っても構わ
ない。
【００６３】このようにして形成された露光用マスクを
介して、ＰＦＲ７７５０（日本合成ゴム製）と称されて
いるレジストを１．５４μｍ塗布した基板に、ｇ線で１
／５縮小露光（ＮＡ＝０．５４，σ＝０．５）を行って
パタ―ンを形成した。このときの露光量は３００ｍＪ／
ｃｍ2 であった。従来０．４５μｍパタ―ンでフォ―カ
スマ―ジン０μｍで解像していたものを、本実施例のマ
スクを用いることにより０．７μｍで解像することがで
きた。
介して、ＰＦＲ７７５０（日本合成ゴム製）と称されて
いるレジストを１．５４μｍ塗布した基板に、ｇ線で１
／５縮小露光（ＮＡ＝０．５４，σ＝０．５）を行って
パタ―ンを形成した。このときの露光量は３００ｍＪ／
ｃｍ2 であった。従来０．４５μｍパタ―ンでフォ―カ
スマ―ジン０μｍで解像していたものを、本実施例のマ
スクを用いることにより０．７μｍで解像することがで
きた。
【００６４】コンタクトホ―ルパタ―ン関しても従来の
露光で解像されなかった０．５０μｍパタ―ンがフォ―
カスマ―ジン１．５μｍで解像することが確認された。
また、このマスクを用いて転写し形成されたレジストパ
タ―ンをマスクとして基板の加工を行うことにより、よ
り良好な加工形状を得ることが可能となる。
露光で解像されなかった０．５０μｍパタ―ンがフォ―
カスマ―ジン１．５μｍで解像することが確認された。
また、このマスクを用いて転写し形成されたレジストパ
タ―ンをマスクとして基板の加工を行うことにより、よ
り良好な加工形状を得ることが可能となる。
【００６５】実施例２ 次に、第２の実施例について説明する。
【００６６】この露光用マスクは、半透明膜パタ―ンと
してスパッタリング法により形成したシリコンとＳｉ3
Ｎ4 膜からなるパタ―ンを用いたことを特徴とし、Ｋｒ
Ｆ用のマスクとして用いられるものである。ここでは、
酸化シリコン基板上１０に膜厚７４ｎｍのシリコン膜１
１を作成する。引き続き窒素ガスを導入しながらＳｉ3
Ｎ4 膜１２を７０ｎｍ作成した。このときの２層からな
る半透明位相シフト膜は、酸化シリコン基板１０に対す
る位相差１８０度、振幅透過率２１．５％であった。
してスパッタリング法により形成したシリコンとＳｉ3
Ｎ4 膜からなるパタ―ンを用いたことを特徴とし、Ｋｒ
Ｆ用のマスクとして用いられるものである。ここでは、
酸化シリコン基板上１０に膜厚７４ｎｍのシリコン膜１
１を作成する。引き続き窒素ガスを導入しながらＳｉ3
Ｎ4 膜１２を７０ｎｍ作成した。このときの２層からな
る半透明位相シフト膜は、酸化シリコン基板１０に対す
る位相差１８０度、振幅透過率２１．５％であった。
【００６７】そして、第１の実施例と同様にして電子線
用レジスト１３を膜厚１．５μｍで堆積した後、さらに
導電性膜１４を０．２μｍ程度に形成する。この導電性
膜上から電子線により６μＣ／ｃｍ2 で描画し、さらに
現像を行ってレジストパタ―とする。
用レジスト１３を膜厚１．５μｍで堆積した後、さらに
導電性膜１４を０．２μｍ程度に形成する。この導電性
膜上から電子線により６μＣ／ｃｍ2 で描画し、さらに
現像を行ってレジストパタ―とする。
【００６８】このレジストパタ―ンをマスクとしてＣＦ
4 とＯ2 との混合ガスによる反応性イオンエッチングに
よりレジストパタ―ンから露出するＳｉ3 Ｎ4 膜１２及
びシリコン膜１１を順次除去する。そして、最後にレジ
ストパタ―ンを除去しＳｉ3Ｎ4 膜１２とシリコン膜１
１からなる位相シフタを得ることができる。
4 とＯ2 との混合ガスによる反応性イオンエッチングに
よりレジストパタ―ンから露出するＳｉ3 Ｎ4 膜１２及
びシリコン膜１１を順次除去する。そして、最後にレジ
ストパタ―ンを除去しＳｉ3Ｎ4 膜１２とシリコン膜１
１からなる位相シフタを得ることができる。
【００６９】このようにして形成された露光用マスクを
介して、ＸＰ８８４３（シプレ―社製）と称されている
ＫｒＦ用レジストを１．０μｍ塗布した基板に、ＫｒＦ
エキシマレ―ザで１／５縮小露光（ＮＡ＝０．４，σ＝
０．５）を行ってパタ―ンを形成した。このときの露光
量は４０ｍＪ／ｃｍ2 であった。従来０．３０μｍパタ
―ンでフォ―カスマ―ジン＝０μｍで解像していたもの
を、本実施例のマスクを用いることにより０．７μｍで
解像することができた。コンタクトホ―ルパタ―ンに関
しても従来の露光で解像されなかった０．３０μｍパタ
―ンがフォ―カスマ―ジン−１．２μｍで解像すること
が確認された。
介して、ＸＰ８８４３（シプレ―社製）と称されている
ＫｒＦ用レジストを１．０μｍ塗布した基板に、ＫｒＦ
エキシマレ―ザで１／５縮小露光（ＮＡ＝０．４，σ＝
０．５）を行ってパタ―ンを形成した。このときの露光
量は４０ｍＪ／ｃｍ2 であった。従来０．３０μｍパタ
―ンでフォ―カスマ―ジン＝０μｍで解像していたもの
を、本実施例のマスクを用いることにより０．７μｍで
解像することができた。コンタクトホ―ルパタ―ンに関
しても従来の露光で解像されなかった０．３０μｍパタ
―ンがフォ―カスマ―ジン−１．２μｍで解像すること
が確認された。
【００７０】なお、この例では位相シフタとしての窒化
シリコン膜の形成をタ―ゲットとして、シリコンを用い
窒素ガス量を制御しながらスパッタリングにより行った
が、シリコンと窒化シリコンのモザイクタ―ゲットを用
いたスパッタリンク或いはガス比を制御したＣＶＤ法等
を用いてもよい。また、膜厚を本発明の趣旨を逸脱しな
い範囲において適当な厚さにしてもよい。さらに、屈折
率と振幅透過率との微調整を行うためにイオン注入や熱
処理を行い、表面の改質を行うようにしてもよい。
シリコン膜の形成をタ―ゲットとして、シリコンを用い
窒素ガス量を制御しながらスパッタリングにより行った
が、シリコンと窒化シリコンのモザイクタ―ゲットを用
いたスパッタリンク或いはガス比を制御したＣＶＤ法等
を用いてもよい。また、膜厚を本発明の趣旨を逸脱しな
い範囲において適当な厚さにしてもよい。さらに、屈折
率と振幅透過率との微調整を行うためにイオン注入や熱
処理を行い、表面の改質を行うようにしてもよい。
【００７１】実施例３ 次に、第３の実施例について説明する。
【００７２】この実施例は、ＣｒとＣｒＯ2 を用いて作
成したｉ線露光用マスクに関する。Ｃｒを反応性スパッ
タにより単層の半透明膜で作成する場合、Ｃｒ元素に対
し酸素元素の組成比を約１．８とする環境となるように
酸素ガスの流量を調整すれば所望の半透明位相シフト膜
が得られることを確認した。
成したｉ線露光用マスクに関する。Ｃｒを反応性スパッ
タにより単層の半透明膜で作成する場合、Ｃｒ元素に対
し酸素元素の組成比を約１．８とする環境となるように
酸素ガスの流量を調整すれば所望の半透明位相シフト膜
が得られることを確認した。
【００７３】次いで、この条件をＣｒとＣｒＯ2 の２層
膜で作成することを考えると、それぞれの分子組成比を
Ｃｒ：ＣｒＯ2 ＝１：０．５６７とすることで酸化シリ
コン基板に対し位相差１８０度、振幅透過率１８％を得
ることができる。
膜で作成することを考えると、それぞれの分子組成比を
Ｃｒ：ＣｒＯ2 ＝１：０．５６７とすることで酸化シリ
コン基板に対し位相差１８０度、振幅透過率１８％を得
ることができる。
【００７４】まず、図２(a) に示すように、酸化シリコ
ン基板１０上にスパッタリング法により膜厚７０ｎｍの
Ｃｒ膜２１を作成する。引き続き酸素ガスを導入しなが
らＣｒＯ2 膜２２を４２ｎｍ作成した。
ン基板１０上にスパッタリング法により膜厚７０ｎｍの
Ｃｒ膜２１を作成する。引き続き酸素ガスを導入しなが
らＣｒＯ2 膜２２を４２ｎｍ作成した。
【００７５】次いで、第１の実施例と同様に、電子線レ
ジストを膜厚１．０μｍで形成し、電子線により６μＣ
／ｃｍ2 で描画し、さらに現像を行いレジストパタ―ン
とする。
ジストを膜厚１．０μｍで形成し、電子線により６μＣ
／ｃｍ2 で描画し、さらに現像を行いレジストパタ―ン
とする。
【００７６】このレジストパタ―ンをマスクとしてＣｌ
2 とＯ2 との混合ガスによる反応性イオンエッチングに
より、レジストパタ―ンから露出するＣｒ膜２１及びＣ
ｒＯ2 膜２２を順次除去する。そして、最後にレジスト
パタ―ンを除去することにより、図２(b) に示すような
Ｃｒ膜２１とＣｒＯ2 膜２２からなる位相シフタを得る
ことができる。
2 とＯ2 との混合ガスによる反応性イオンエッチングに
より、レジストパタ―ンから露出するＣｒ膜２１及びＣ
ｒＯ2 膜２２を順次除去する。そして、最後にレジスト
パタ―ンを除去することにより、図２(b) に示すような
Ｃｒ膜２１とＣｒＯ2 膜２２からなる位相シフタを得る
ことができる。
【００７７】なお、本実施例において所望の振幅透過率
が２６％程度である場合にはＣｒＯ2 膜を単層膜で用
い、膜厚１３０ｎｍに制御すればＣｒＯ2 膜のみからな
る位相シフタを得ることもできる。
が２６％程度である場合にはＣｒＯ2 膜を単層膜で用
い、膜厚１３０ｎｍに制御すればＣｒＯ2 膜のみからな
る位相シフタを得ることもできる。
【００７８】ｉ線用レジスト（ＰＦＲＩＸ５００（日本
合成ゴム社製））を１．３μｍの厚さに塗布した基板
に、本実施例により作成した投影露光用マスクを介して
水銀ランプのｉ線で１／５縮小露光（ＮＡ＝０．５、σ
＝０．６）を行ってパタ―ンを形成した。このときに要
した露光量は３００ｍＪ／ｃｍ2 であった。ライン＆ス
ペ―スパタ―ンに関しては、従来の露光において０．３
５μｍパタ―ンでフォ―カスマ―ジン＝０μｍで解像し
ていたものが、本実施例のマスクによりフォ―カスマ―
ジン＝０．９μｍで解像することが可能になった。
合成ゴム社製））を１．３μｍの厚さに塗布した基板
に、本実施例により作成した投影露光用マスクを介して
水銀ランプのｉ線で１／５縮小露光（ＮＡ＝０．５、σ
＝０．６）を行ってパタ―ンを形成した。このときに要
した露光量は３００ｍＪ／ｃｍ2 であった。ライン＆ス
ペ―スパタ―ンに関しては、従来の露光において０．３
５μｍパタ―ンでフォ―カスマ―ジン＝０μｍで解像し
ていたものが、本実施例のマスクによりフォ―カスマ―
ジン＝０．９μｍで解像することが可能になった。
【００７９】コンタクトホ―ルパタ―ン関しても、従来
の露光で解像されなかった０．４０μｍパタ―ンがフォ
―カスマ―ジン１．５μｍで解像することが確認され
た。また、このマスクを用いて転写し、形成されたレジ
ストパタ―ンをマスクとし基板の加工を行うことで、よ
り良好な加工形状を得ることが可能である。
の露光で解像されなかった０．４０μｍパタ―ンがフォ
―カスマ―ジン１．５μｍで解像することが確認され
た。また、このマスクを用いて転写し、形成されたレジ
ストパタ―ンをマスクとし基板の加工を行うことで、よ
り良好な加工形状を得ることが可能である。
【００８０】本実施例において、ＣｒＯx からなるシフ
タ膜の形成を雰囲気ガスの組成比を制御したＣＶＤ等に
より成膜してもよい。また、本実施例でＣｒ及びＣｒＯ
2 のエッチングをケミカルエッチング（ＣＤＥ）又はウ
ェットエッチング（硝酸第２セリウムアンモニウム溶液
を使用）を用いても構わない。
タ膜の形成を雰囲気ガスの組成比を制御したＣＶＤ等に
より成膜してもよい。また、本実施例でＣｒ及びＣｒＯ
2 のエッチングをケミカルエッチング（ＣＤＥ）又はウ
ェットエッチング（硝酸第２セリウムアンモニウム溶液
を使用）を用いても構わない。
【００８１】実施例４ 次に、第４の実施例について説明する。
【００８２】本実施例は、ＡｌとＡｌ2 Ｏ3 を用いて作
成したｉ線露光用マスクに関する。Ａｌを反応性スパッ
タにより単層の半透明膜で作成する場合、Ａｌ元素に対
し酸素元素の組成比を約１．４０とする環境となるよう
に酸素ガスの流量を調整すれば所望の半透明位相シフト
膜が得られることを確認した。
成したｉ線露光用マスクに関する。Ａｌを反応性スパッ
タにより単層の半透明膜で作成する場合、Ａｌ元素に対
し酸素元素の組成比を約１．４０とする環境となるよう
に酸素ガスの流量を調整すれば所望の半透明位相シフト
膜が得られることを確認した。
【００８３】次いで、この条件をＡｌとＡｌ2 Ｏ3 の２
層膜で形成することを考えると、それぞれの分子組成比
をＡｌ：Ａｌ2 Ｏ3 ＝１：１８．３とすることで酸化シ
リコン基板に対し位相差１８０度、振幅透過率１５％を
得ることができる。
層膜で形成することを考えると、それぞれの分子組成比
をＡｌ：Ａｌ2 Ｏ3 ＝１：１８．３とすることで酸化シ
リコン基板に対し位相差１８０度、振幅透過率１５％を
得ることができる。
【００８４】まず、図３(a) に示すように、酸化シリコ
ン基板１０上にスパッタリング法により膜厚２３ｎｍの
Ａｌ膜３１を作成する。引き続き酸素ガスを導入しなが
らＡｌ2 Ｏ3 膜３２を２４８ｎｍ作成した。
ン基板１０上にスパッタリング法により膜厚２３ｎｍの
Ａｌ膜３１を作成する。引き続き酸素ガスを導入しなが
らＡｌ2 Ｏ3 膜３２を２４８ｎｍ作成した。
【００８５】次いで、第１の実施例と同様に電子線レジ
ストを膜圧１．０μｍで形成し、電子線により６μＣ／
ｃｍ2 で描画し、さらに現像を行ってレジストパタ―ン
とする。
ストを膜圧１．０μｍで形成し、電子線により６μＣ／
ｃｍ2 で描画し、さらに現像を行ってレジストパタ―ン
とする。
【００８６】このレジストパタ―ンをマスクとしてＣｌ
2 とＯ2 との混合ガスによる反応性イオンエッチングに
より、レジストパタ―ンから露出するＡｌ及びＡｌ2 Ｏ
3 膜を順次除去する。そして、最後にレジストパタ―ン
を除去することにより、図３(b) に示すようなＡｌ膜３
１とＡｌ2 Ｏ3 膜３２からなる位相シフタを得ることが
できる。
2 とＯ2 との混合ガスによる反応性イオンエッチングに
より、レジストパタ―ンから露出するＡｌ及びＡｌ2 Ｏ
3 膜を順次除去する。そして、最後にレジストパタ―ン
を除去することにより、図３(b) に示すようなＡｌ膜３
１とＡｌ2 Ｏ3 膜３２からなる位相シフタを得ることが
できる。
【００８７】ｉ線用レジスト（ＰＥＲＩＸ５００（日本
合成ゴム社製））を１．３μｍの厚さに塗布した基板
に、本実施例により作成した投影露光用マスクを介して
水銀ランプのｉ線で１／５縮小露光（ＮＡ＝０．５，σ
＝０．６）を行ってパタ―ンを形成した。このときに要
した露光量は３００ｍＪ／ｘｍ2 であった。
合成ゴム社製））を１．３μｍの厚さに塗布した基板
に、本実施例により作成した投影露光用マスクを介して
水銀ランプのｉ線で１／５縮小露光（ＮＡ＝０．５，σ
＝０．６）を行ってパタ―ンを形成した。このときに要
した露光量は３００ｍＪ／ｘｍ2 であった。
【００８８】ライン＆スペ―スパタ―ンに関しては、従
来の露光において０．３５μｍパタ―ンでフォ―カスマ
―ジン０μｍで解像していたものが、本実施例のマスク
によりフォ―カスマ―ジン０．９μｍで解像することが
可能になった。コンタクトホ―ルパタ―ンに関しても、
従来の露光で解像されなかった０．４０μｍパタ―ンが
フォ―カスマ―ジン１．５μｍで解像することが確認さ
れた。また、このマスクを用いて転写し、形成されたレ
ジストパタ―ンをマスクとし基板の加工を行うことで、
より良好な加工形状を得ることが可能である。
来の露光において０．３５μｍパタ―ンでフォ―カスマ
―ジン０μｍで解像していたものが、本実施例のマスク
によりフォ―カスマ―ジン０．９μｍで解像することが
可能になった。コンタクトホ―ルパタ―ンに関しても、
従来の露光で解像されなかった０．４０μｍパタ―ンが
フォ―カスマ―ジン１．５μｍで解像することが確認さ
れた。また、このマスクを用いて転写し、形成されたレ
ジストパタ―ンをマスクとし基板の加工を行うことで、
より良好な加工形状を得ることが可能である。
【００８９】実施例５ 次に、第５の実施例について説明する。
【００９０】本実施例は、ＡｌとＡｌ2 Ｏ3 を用いて作
成したＫｒＦ線露光用マスクに関する。Ａｌを反応性ス
パッタにより単層の半透明で形成する場合、Ａｌ元素に
対し酸素元素の組成比を約１．４３とする環境となるよ
うに酸素ガスの流量を調整すれば所望の半透明位相シフ
ト膜が得られることを確認した。
成したＫｒＦ線露光用マスクに関する。Ａｌを反応性ス
パッタにより単層の半透明で形成する場合、Ａｌ元素に
対し酸素元素の組成比を約１．４３とする環境となるよ
うに酸素ガスの流量を調整すれば所望の半透明位相シフ
ト膜が得られることを確認した。
【００９１】この条件をＡｌとＡｌ2 Ｏ3 の２層膜で作
成することを考えると、それぞれの分子組成比をＡｌ：
Ａｌ2 Ｏ3 ＝１：１０とすることで酸化シリコン基板に
対し位相差１８０度、振幅透過率１５％を得ることがで
きる。
成することを考えると、それぞれの分子組成比をＡｌ：
Ａｌ2 Ｏ3 ＝１：１０とすることで酸化シリコン基板に
対し位相差１８０度、振幅透過率１５％を得ることがで
きる。
【００９２】まず、酸化シリコン基板上１０にスパッタ
リング法により膜厚１４ｎｍのＡｌ膜３１を作成する。
引き続き酸素ガスを導入しながらＡｌ2 Ｏ3 膜３２を１
６１ｎｍ作成した。次いで、電子線レジストを膜厚１．
０μｍ形成し、電子線により６μＣ／ｃｍ2 で描画し、
さらに現像を行いレジストパタ―ンとする。
リング法により膜厚１４ｎｍのＡｌ膜３１を作成する。
引き続き酸素ガスを導入しながらＡｌ2 Ｏ3 膜３２を１
６１ｎｍ作成した。次いで、電子線レジストを膜厚１．
０μｍ形成し、電子線により６μＣ／ｃｍ2 で描画し、
さらに現像を行いレジストパタ―ンとする。
【００９３】このレジストパタ―ンをマスクとしてＣｌ
2 とＯ2 との混合ガスによる反応性イオンエッチングに
よりレジストパタ―ンから露出するＡｌ膜３１及びＡｌ
2 Ｏ3 膜３２を順次除去する。そして、最後にレジスト
パタ―ンを除去しＡｌ膜３１とＡｌ2 Ｏ3 膜３２からな
る位相シフタを得ることができる。
2 とＯ2 との混合ガスによる反応性イオンエッチングに
よりレジストパタ―ンから露出するＡｌ膜３１及びＡｌ
2 Ｏ3 膜３２を順次除去する。そして、最後にレジスト
パタ―ンを除去しＡｌ膜３１とＡｌ2 Ｏ3 膜３２からな
る位相シフタを得ることができる。
【００９４】このようにして形成された露光用マスクを
介して、ＸＰ８８４３（シプレ―社製）と称されている
ＫｒＦ用レジストを１．０μｍ塗布した基板に、ＫｒＦ
エキシマレ―ザ１／５縮小露光（ＮＡ＝０．４，σ＝
０．５）を行ってパタ―ンを形成した。このときの露光
量は４０ｍＪ／ｃｍ2 であった。そして、従来０．３０
μｍパタ―ンでフォ―カスマ―ジン＝０μｍで解像して
いたものを、本実施例のマスクを用いることにより、フ
ォ―カスマ―ジン＝０．７μｍで解像することができ
た。
介して、ＸＰ８８４３（シプレ―社製）と称されている
ＫｒＦ用レジストを１．０μｍ塗布した基板に、ＫｒＦ
エキシマレ―ザ１／５縮小露光（ＮＡ＝０．４，σ＝
０．５）を行ってパタ―ンを形成した。このときの露光
量は４０ｍＪ／ｃｍ2 であった。そして、従来０．３０
μｍパタ―ンでフォ―カスマ―ジン＝０μｍで解像して
いたものを、本実施例のマスクを用いることにより、フ
ォ―カスマ―ジン＝０．７μｍで解像することができ
た。
【００９５】また、コンタクトホ―ルパタ―ンに関して
も、従来の露光で解像されなかった０．３０μｍパタ―
ンが、フォ―カスマ―ジン＝１．２μｍで解像すること
が確認された。
も、従来の露光で解像されなかった０．３０μｍパタ―
ンが、フォ―カスマ―ジン＝１．２μｍで解像すること
が確認された。
【００９６】実施例６ 次に、第６の実施例について説明する。
【００９７】本実施例は、ＴｉとＴｉＯ2 を用いて作成
したｉ線露光用マスクに関する。Ｔｉを反応性スパッタ
により単層の半透明膜で作成する場合、Ｔｉ元素に対し
酸素元素の組成比を約０．６１とする環境となるように
酸素ガスの流量を調整すれば所望の半透明位相シフト膜
が得られることを確認した。
したｉ線露光用マスクに関する。Ｔｉを反応性スパッタ
により単層の半透明膜で作成する場合、Ｔｉ元素に対し
酸素元素の組成比を約０．６１とする環境となるように
酸素ガスの流量を調整すれば所望の半透明位相シフト膜
が得られることを確認した。
【００９８】この条件をＴｉとＴｉＯ2 の２層膜で作成
することを考えると、それぞれの分子組成比をＴｉ：Ｔ
ｉＯ2 ＝１：０．４３とすることで酸化シリコン基板に
対し位相差１８０度、振幅透過率１５．４％を得ること
ができる。
することを考えると、それぞれの分子組成比をＴｉ：Ｔ
ｉＯ2 ＝１：０．４３とすることで酸化シリコン基板に
対し位相差１８０度、振幅透過率１５．４％を得ること
ができる。
【００９９】まず、図４(a) に示すように、酸化シリコ
ン基板１０上にスパッタリング法により膜厚１９６ｎｍ
のＴｉ膜４１を作成する。引き続き酸素ガスを導入しな
がらＴｉＯ2 膜４２を８４ｎｍ作成した。
ン基板１０上にスパッタリング法により膜厚１９６ｎｍ
のＴｉ膜４１を作成する。引き続き酸素ガスを導入しな
がらＴｉＯ2 膜４２を８４ｎｍ作成した。
【０１００】次いで、電子線レジストを膜厚１．０μｍ
で形成し、電子線により６μＣ／ｃｍ2 で描画し、さら
に現像を行いレジストパタ―ンとする。このレジストパ
タ―ンをマスクとして弗素系のガスによる反応性イオン
エッチングにより、レジストパタ―ンから露出するＴｉ
膜４１及びＴｉＯ2 膜４２を順次除去する。
で形成し、電子線により６μＣ／ｃｍ2 で描画し、さら
に現像を行いレジストパタ―ンとする。このレジストパ
タ―ンをマスクとして弗素系のガスによる反応性イオン
エッチングにより、レジストパタ―ンから露出するＴｉ
膜４１及びＴｉＯ2 膜４２を順次除去する。
【０１０１】そして、最後にレジストパタ―ンを除去す
ることにより、図４(b) に示すようなＴｉ膜４１とＴｉ
Ｏ2 膜４２からなる位相シフトを得ることができる。
ることにより、図４(b) に示すようなＴｉ膜４１とＴｉ
Ｏ2 膜４２からなる位相シフトを得ることができる。
【０１０２】ｉ線用レジスト（ＰＦＲＩＸ５００（日本
合成ゴム社製））を１．３μｍの厚さに塗布した基板
に、本実施例により作成した投影露光用マスクを介して
水銀ランプのｉ線で１／５縮小露光（ＮＡ＝０．５，σ
＝０．６）を行ってパタ―ンを形成した。このときに要
した露光量は３００ｍＪ／ｃｍ2 であった。
合成ゴム社製））を１．３μｍの厚さに塗布した基板
に、本実施例により作成した投影露光用マスクを介して
水銀ランプのｉ線で１／５縮小露光（ＮＡ＝０．５，σ
＝０．６）を行ってパタ―ンを形成した。このときに要
した露光量は３００ｍＪ／ｃｍ2 であった。
【０１０３】ライン＆スペ―スパタ―ンに関しては、従
来の露光において０．３５μｍパタ―ンでフォ―カスマ
―ジン＝０μｍで解像していたものが、本実施例のマス
クによりフォ―カスマ―ジン＝０．９μｍで解像するこ
とが可能になった。コンタクトホ―ルパタ―ンに関して
も、従来の露光で解像されなかった０．４０μｍパタ―
ンがフォ―カスマ―ジン１．５μｍで解像することが確
認された。また、このマスクを用いて転写し、形成され
たレジストパタ―ンをマスクとし基板の加工を行うこと
で、より良好な加工形状を得ることが可能である。
来の露光において０．３５μｍパタ―ンでフォ―カスマ
―ジン＝０μｍで解像していたものが、本実施例のマス
クによりフォ―カスマ―ジン＝０．９μｍで解像するこ
とが可能になった。コンタクトホ―ルパタ―ンに関して
も、従来の露光で解像されなかった０．４０μｍパタ―
ンがフォ―カスマ―ジン１．５μｍで解像することが確
認された。また、このマスクを用いて転写し、形成され
たレジストパタ―ンをマスクとし基板の加工を行うこと
で、より良好な加工形状を得ることが可能である。
【０１０４】なお、本発明は上述した各実施例に限定さ
れるものではない。例えば、各実施例において、第１の
半透明膜と第２の半透明膜の材料を入れ替えても構わな
い。また、実施例では２種類の半透明膜を用いている
が、３種類以上の半透明膜を用いてもよい。さらに、同
一の半透明膜（２種類以上）を複数回積層するようにし
てもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、
種々変形して実施することができる。
れるものではない。例えば、各実施例において、第１の
半透明膜と第２の半透明膜の材料を入れ替えても構わな
い。また、実施例では２種類の半透明膜を用いている
が、３種類以上の半透明膜を用いてもよい。さらに、同
一の半透明膜（２種類以上）を複数回積層するようにし
てもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、
種々変形して実施することができる。
【０１０５】
【０１０６】
【０１０７】
【０１０８】
【０１０９】
【０１１０】
【０１１１】
【０１１２】
【０１１３】
【０１１４】
【０１１５】
【０１１６】
【０１１７】
【０１１８】
【０１１９】
【０１２０】
【０１２１】
【０１２２】
【０１２３】
【０１２４】
【０１２５】
【０１２６】
【０１２７】
【０１２８】
【０１２９】
【０１３０】
【０１３１】
【０１３２】
【０１３３】
【０１３４】
【０１３５】
【０１３６】
【０１３７】
【０１３８】
【０１３９】
【０１４０】
【０１４１】
【０１４２】
【０１４３】
【０１４４】
【０１４５】
【０１４６】
【０１４７】
【０１４８】
【０１４９】
【０１５０】
【０１５１】
【０１５２】
【０１５３】
【０１５４】
【０１５５】
【０１５６】
【０１５７】
【０１５８】
【０１５９】
【０１６０】
【０１６１】
【０１６２】
【０１６３】
【０１６４】
【０１６５】
【０１６６】
【０１６７】
【０１６８】
【０１６９】
【０１７０】
【０１７１】
【０１７２】
【０１７３】
【０１７４】
【０１７５】
【０１７６】
【０１７７】
【０１７８】
【０１７９】
【０１８０】
【０１８１】
【０１８２】
【０１８３】
【０１８４】
【０１８５】
【０１８６】
【０１８７】
【０１８８】
【０１８９】
【０１９０】
【０１９１】
【０１９２】
【０１９３】
【０１９４】
【０１９５】
【０１９６】
【０１９７】なお、本発明は上述した各実施例に限定さ
れるものではない。また、実施例では２種類の半透明膜
を用いているが、３種類以上の半透明膜を用いてもよ
い。さらに、同一の半透明膜（２種類以上）を複数回積
層するようにしてもよい。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々変形して実施することができる。
れるものではない。また、実施例では２種類の半透明膜
を用いているが、３種類以上の半透明膜を用いてもよ
い。さらに、同一の半透明膜（２種類以上）を複数回積
層するようにしてもよい。その他、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【０１９８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
露光用マスクに用いられる複数の半透明膜からなるパタ
―ンについて、少なくとも１種類の同一元素を各々の膜
に含ませることで、工程の簡略化をはかり且つ位相シフ
ト効果を最大限に発揮することのできる露光用マスクを
実現することがて可能となる。
露光用マスクに用いられる複数の半透明膜からなるパタ
―ンについて、少なくとも１種類の同一元素を各々の膜
に含ませることで、工程の簡略化をはかり且つ位相シフ
ト効果を最大限に発揮することのできる露光用マスクを
実現することがて可能となる。
【０１９９】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の露光用マスクの製造工程を示す
断面図、
断面図、
【図２】第３の実施例の露光用マスクの製造工程を示す
断面図、
断面図、
【図３】第４の実施例の露光用マスクの製造工程を示す
断面図、
断面図、
【図４】第６の実施例の露光用マスクの製造工程を示す
断面図、
断面図、
【図１２】半透明膜パタ―ン単層膜で形成する際に満足
すべき光学定数の範囲及び光学定数の実測値を示す特性
図、
すべき光学定数の範囲及び光学定数の実測値を示す特性
図、
【図１３】半透明膜パタ―ン単層膜で形成する際に満足
すべき光学定数の範囲及び光学定数の実測値を示す特性
図、
すべき光学定数の範囲及び光学定数の実測値を示す特性
図、
【図１４】半透明膜パタ―ン単層膜で形成する際に満足
すべき光学定数の範囲及び光学定数の実測値を示す特性
図、
すべき光学定数の範囲及び光学定数の実測値を示す特性
図、
【図１５】Ｃｒ−ＣｒＯ2 における屈折率と消衰係数と
の関係を示す特性図、
の関係を示す特性図、
【図１６】Ａｌ−Ａｌ2 Ｏ3 における屈折率と消衰係数
との関係を示す特性図、
との関係を示す特性図、
【図１７】Ｔｉ−ＴｉＯにおける屈折率と消衰係数との
関係を示す特性図、
関係を示す特性図、
【図１８】ＧａＡｓ−ＧａＡｓＯにおける屈折率と消衰
係数との関係を示す特性図、
係数との関係を示す特性図、
【図１９】理想的なハ―フト―ン位相シフト膜の構造を
示す断面図、
示す断面図、
【図２０】従来例のハ―フト―ン位相シフト膜を用いて
露光を行う場合のパターン領域外のパターンおよび露光
状態を示す図
露光を行う場合のパターン領域外のパターンおよび露光
状態を示す図
【図２１】従来例のハ―フト―ン位相シフト膜を用いて
露光を行った場合の露光後のパターン領域の状態を示す
図
露光を行った場合の露光後のパターン領域の状態を示す
図
１０…透光性基板、 １１…シリコン膜、 １２…Ｓｉ3 Ｎ4 膜、 １３…レジスト、 １４…導電性膜、 ２１…Ｃｒ膜、 ２２…ＣｒＯ2 膜、 ３１…Ａｌ膜、 ３２…Ａｌ2 Ｏ3 膜、 ４１…Ｔｉ膜、 ４２…ＴｉＯ膜、 ６０ 石英基板 ６１ アモルファスシリコン膜 ６２ 酸化シリコン膜 ６３ 第２のアモルファスシリコン膜 ６４ レジスト ６５ 塗布性導電膜 ６６ 電子線レジスト ６７ 塗布性導電膜 ７０ 石英基板 ７１ Ｃｒ膜 ７２ 塗布硝子層 ７３ Ｃｒ膜 ７４ 電子線レジスト
Claims (5)
- 【請求項１】 透光性基板上に露光光に対する光路長が
透明部分とは所定量だけ異なるように構成された半透明
膜を含むマスクパターンを形成した露光用マスクの製造
方法において、 前記半透明膜をシリコン、シリコンを含む混合物、クロ
ム、アルミニウム、チタン、の少なくとも一つをターゲ
ットに、窒素ガス、酸素ガス、水素ガス、アセチレンガ
ス、ハロゲンガスのうち順次ガスを切換えて反応性スパ
ッタリングにより作成するものであって、該シリコン、
シリコンを含む混合物、クロム、アルミニウム、チタン
の少なくとも一つを共通元素とした窒化物、酸化物、水
素化物、炭化物、ハロゲン化物の組成の異なる層を積層
することで形成されたことを特徴とする露光用マスクの
製造方法。 - 【請求項２】 透光性基板上に露光光に対する光路長が
透明部分とは所定量だけ異なるように構成された半透明
膜を含むマスクパターンを形成した露光用マスクの製造
方法において、 前記半透明膜をシリコン、シリコンを含む混合物、クロ
ム、アルミニウム、チタン、の少なくとも一つを共通元
素としたガスを用い、雰囲気ガスの組成を制御してＣＶ
Ｄを行い作成するものであって、該シリコン、シリコン
を含む混合物、クロム、アルミニウム、チタンの少なく
とも一つを共通元素とした窒化物、酸化物、水素化物、
炭化物、ハロゲン化物の組成の異なる層を積層すること
で形成されたことを特徴とする露光用マスクの製造方
法。 - 【請求項３】 透光性基板上に露光光に対する光路長が
透明部分とは所定量だけ異なるように構成された半透明
膜を含むマスクパターンを形成した露光用マスクの製造
方法において、 前記半透明膜として、シリコンを共通元素としたシリコ
ンと窒素の組成の異なる層を積層して成された半透明膜
を用い、 前記積層された半透明膜の加工をＣＦ４と酸素の混合ガ
スを用いた反応性イオンエッチングにより順次行うこと
を特徴とする露光用マスクの製造方法。 - 【請求項４】 透光性基板上に露光光に対する光路長が
透明部分とは所定量だけ異なるように構成された半透明
膜を含むマスクパターンを形成した露光用マスクの製造
方法において、 前記半透明膜として、クロムを共通元素としたクロムと
酸素の組成の異なる層を積層して成された半透明膜、も
しくは、アルミニウムを共通元素としたアルミニウムと
酸素の組成の異なる層を積層して成された半透明膜を用
い、 前記積層された半透明膜の加工を塩素と酸素の混合ガス
を用いた反応性イオンエッチングにより順次行うことを
特徴とする露光用マスクの製造方法。 - 【請求項５】 透光性基板上に露光光に対する光路長が
透明部分とは所定量だけ異なるように構成された半透明
膜を含むマスクパターンを形成した露光用マスクの製造
方法において、 前記半透明膜として、チタンを共通元素としたチタンと
酸素の組成の異なる層を積層して成された半透明膜を用
い、 前記積層された半透明膜の加工をフッ素系の混合ガスを
用いた反応性イオンエッチングにより順次行うことを特
徴とする露光用マスクの製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP4830193A JP3339716B2 (ja) | 1992-07-17 | 1993-03-09 | 露光用マスクの製造方法 |
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-
1993
- 1993-03-09 JP JP4830193A patent/JP3339716B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| EP3196698A1 (en) * | 2016-01-22 | 2017-07-26 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Halftone phase shift photomask blank and making method |
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