JP3484548B2 - 上シフター型位相シフトフオトマスク用ブランクス及び上シフター型位相シフトフオトマスクとそれらの製造方法 - Google Patents

上シフター型位相シフトフオトマスク用ブランクス及び上シフター型位相シフトフオトマスクとそれらの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,LSI、超LSI、超
超LSI等の高密度集積回路の製造に用いられるフオト
マスクに係わり、特に、ウエーハ上に微細なパターンを
高密度に投影形成する、上シフタ型位相シフトフオトマ
スクおよび上シフタ型位相シフトフオトマスクブランク
スに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体集積回路の高集積化にとも
なって、この回路作製に用いられるレチクルにも、一層
の微細化が求められるようになってきた。現在では、1
6MのDRAM用の5倍レチクルから転写されるデバイ
スパターンの線幅は、0.6μmと微細なものである。
64MのDRAMのデバイスパターンの場合には、0.
35μm線幅の解像が必要となってきており、従来のス
テッパーを用いた光露光方式ではもはや限界にきてい
る。この為、光露光におけるレチクルから転写されるデ
バイスパターンの解像性を上げることができ、現状のス
テッパーにて使用できる方式の位相シフトフオトマスク
が注目されるようになってきた。位相シフトフオトマス
クについては、特開昭58−17344号、特公昭62
−59296号に、すでに、基本的な考え、原理は記載
されているが、現状の光露光のシステムをそのまま継続
できるメリットが見直され、各種タイプの位相シフトフ
オトマスクの開発が盛んに検討されるようになってき
た。透明基板上に少なくとも遮光層パターンを形成し、
その上にシフター層パターンを形成する上シフタ型の位
相シフトフオトマスクもその一つである。
【0003】この上シフター型の位相シフトフオトマス
クを用いウエーハ上に投影露光する場合の解像性につい
て、従来のシフター層のないフオトマスクを用いて投影
露光する場合を比較例として挙げ、図7(イ)、(ロ)
にもとづいて簡単に説明する。図7(イ)の(a)は上
シフター型の位相シフトフオトマスク701を用い露光
光により投影露光する場合の図を示し、この場合におけ
るマスクの出光側での光の振幅を(b)で、ウエーハ上
での光の振幅分布を(c)で、ウエーハ上での光の強度
分布を(d)で示す。又、図7(ロ)の(a)は従来の
フオトマスク701aを用い露光光により投影露光する
場合の図を示し、この場合におけるマスクの出光側での
光の振幅を(b)で、ウエーハ上での光の振幅分布を
(c)で、ウエーハ上での光の強度分布を(d)で示
す。図7(イ)(a)の上シフター型の位相シフトフオ
トマスク701は、透明基板702上に遮光膜703か
らなる所定幅、ピッチのラインアンドスペースパターン
と、該ラインアンドスペースパターンの一つおきの開口
部とこの開口部に隣接する遮光膜703上にかかるよう
にシフター層704を配設しており、図7(ロ)(a)
の従来のフオトマスク701aは、透明基板702a上
に、遮光膜703aからなる所定幅、ピッチのラインア
ンドスペースパターンを配設している。上シフター型の
位相シフトフオトマスク701に、露光光が入射された
場合、マスク出光側では、図7(イ)(b)のように、
シフター部704を透過した光の振幅は、シフターのな
い遮光膜703間を透過した光の振幅と位相がmπ(m
は奇数)ずれ、反転するように設定してある。このた
め、ウエーハ上ではこれらの光が互いに干渉しあい、図
(イ)(c)のような振幅分布となり、結果としてウエ
ーハ上での光強度は図(イ)(d)のようになる。これ
に対し、従来のフオトマスク701aを用いた場合に
は、フオトマスク出光側での振幅は、図7(ロ)(b)
のように各開口部の光は、互いに位相にずれがなく、互
いに干渉しあい、図7(ロ)(c)のような振幅分布と
なり、結果としてウエーハ上での光強度は図7(ロ)
(d)のようになる。図7(イ)(d)の場合は、光強
度分布の山間に光強度が零となる箇所があるのに対し、
図7(ロ)(d)の場合は、光強度分布の山が裾拡がり
の状態となっていることが分かる。即ち、ウエーハ上で
のレジストの解像性に関しては、図7(イ)(d)の光
強度分布の方が、図7(ロ)(d)の強度分布より優れ
ていることが分かる。上記において、シフター部704
の厚さを位相差がmπ(mは奇数)ずれるようにするの
が理想であり、最も位相シフト効果が大きいが、mπ−
π/3〜mπ+π/3(mは奇数)の範囲のときも、解
像性向上に効果がある。
【0004】上記のように、高い解像性をえる為には、
シフタがある開口部を透過する露光光とシフタがない開
口部を透過する露光光との位相が反転するよう、シフタ
での露光光の位相変化量を制御する必要があるが、この
位相変化量は、以下の(1)式で表されるφ〔ラジア
ン」となる。 φ=2π(n−1)d/λ (1) 但し、nはシフタ(位相シフト層)を形成する材料の露
光光波長での屈折率、dは位相シフト膜の膜厚、λは露
光光の波長である。すなわち、シフタ(位相シフト層)
の膜厚は露光光の波長とシフタ材(位相シフト材)の屈
折率とによって決定されるが、シフタ(位相シフト層)
の膜厚のコントロールが位相角を制御する上で重要なこ
ととなる。ここで露光光をi線(365nm)とし、シ
フタ材を二酸化珪素とした場合、シフタ材の屈折率は約
1.5なので、位相を180度ずらすのに必要な膜厚は
400nm弱になる。尚、二酸化珪素は、成膜法によら
ず屈折率は1.5程度である。又、遮光膜は通常クロム
膜で形成され、多くの場合、膜の両側に反射防止膜を設
けた3層構造であるが、十分な遮光効果を得るためには
100nm程度の膜厚が必要である。パターン寸法とし
ては、64MDRAM用途の5倍レチクルの場合、およ
そ1.0〜1.5μmである。
【0005】このように、上シフター型位相シフトフオ
トマスクの場合、厚さ100nmの遮光膜パターン上に
厚さ400nmの位相シフト膜を形成することとなる
為、図5に示す従来の製造工程においては、シフタ(位
相シフト層)の表面は下地の遮光膜パターンの凹凸の影
響を受け、図6(a)に断面を示すような断面になり、
同一光透過部内で位相の乱れを生じ、位相角を正確に制
御できなくなるという問題があった。また、位相シフト
角が受ける影響はパターンの間隔や、位相シフト膜の成
膜法、成膜条件によって大きく異なるものであり、これ
も問題であった。位相の乱れを抑えるためのシフタの理
想の断面形状は図6(b)または(c)に示す形状であ
る。
【0006】シフタ部の断面形状をよくするためには、
シフタ層を遮光膜上に平坦状に形成できれば良いという
発想から、特開平5−297569号に示されるよう
な、塗布ガラス(スピンオングラス;SOG)を平坦化
膜として使用するという提案がなされた。しかしなが
ら、この方法の場合、1.0〜1.5μm幅で高さが約
100nmの凹凸のある遮光層上に、凹部上の厚さが4
00nmとなるような平坦化膜をSOGで得ることは非
常に困難であり、結果的にシフタは図6(a)に示すよ
うな断面形状となってしまい、同一光透過部内で位相の
乱れを生じ、位相角を正確に制御できなかった。又、S
OGを数層に分けて塗布するという方法も提案されてい
たが、この場合でも、ある程度の平坦化は達成できるも
のの、シフタの理想の断面形状を得るのは困難であっ
た。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、上シフ
ター型位相シフトフオトマスクにおいては、シフタ材
は、下地の遮光膜パターンの凹凸の影響を受け、所望の
断面形状をえることができず、シフタ材の同一光透過部
内で位相の乱れを生じ、位相角を正確に制御できないた
め、これに対する対応が求められていた。本発明は、こ
のような状況のもと、フオトマスクの微細化、高集積度
化に伴い、対応できる高い品質の上シフタ型位相シフト
フオトマスクを提供使用とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の上シフタ型位相
シフトフオトマスクの製造方法は、透明基板上に、少な
くとも遮光層パターン、又は、シフター層のエッチング
ストッパー層と遮光層パターンとを形成し、その上にシ
フター層を全面に形成した後に、シフター層パターンを
形成する、上シフター型位相シフトフオトマスクの製造
方法であって、遮光層パターンによる段差によって生じ
るシフター層表面の凹凸を化学的機械研磨にて除去する
ことにより平坦化する工程を含むもので、前記平坦化す
る工程は、化学機械研磨の終点検出を、化学機械研磨装
置のパッドの電気容量をモニターすることにより、ある
いは化学機械研磨装置のパッドの電気容量および回転駆
動部の回転トルクの変化をモニターすることにより行う
ものであることを特徴とするものである。又、本発明の
上シフタ型位相シフトフオトマスクの製造方法は、透明
基板上に、少なくとも遮光層パターン、又は、シフター
層のエッチングストッパー層と遮光層パターンとを形成
し、該遮光層パターン形成面上に平坦化層を全面に形成
し、次いで該平坦化層上にシフター層を全面形成した後
に、シフター層パターンを形成する、もしくは、透明基
板上に、少なくとも遮光層パターンを形成し、該遮光層
パターン形成面上に平坦化層を全面に形成し、次いで該
平坦化層上にシフター層のエッチングストッパー層を全
面に形成し、次いで該エッチングストッパー層上にシフ
ター層を全面形成した後に、シフター層パターンを形成
する、上シフター型位相シフトフオトマスクの製造方法
であって、平坦化の為の層を全面に塗布した後に、遮光
層パターンによる段差によって生じる該層表面の凹凸を
化学的機械研磨にて除去することにより平坦化して平坦
化層とする工程を含むもので、前記平坦化する工程は、
化学機械研磨の終点検出を、化学機械研磨装置のパッド
の電気容量をモニターすることにより、あるいは化学機
械研磨装置のパッドの電気容量および回転駆動部の回転
トルクの変化をモニターすることにより行うものである
ことを特徴とするものである。そしてまた、本発明の上
シフタ型位相シフトフオトマスクの製造方法は、透明基
板上に、少なくとも遮光層パターン、又は、シフター層
のエッチングストッパー層と遮光層パターンとを形成
し、該遮光層パターン形成面上に平坦化層を全面に形成
し、次いで該平坦化層上にシフター層を全面形成した後
に、シフター層パターンを形成する、上シフター型の位
相シフトフオトマスクの製造方法であって、平坦化の為
の層を全面に塗布した後に、遮光層パターンによる段差
によって生じる該層表面の凹凸を化学的機械研磨にて除
去することにより平坦化して平坦化層とする工程を含
、前記平坦化する工程は、化学機械研磨の終点検出
を、化学機械研磨装置のパッドの電気容量をモニターす
ることにより、あるいは化学機械研磨装置のパッドの電
気容量および回転駆動部の回転トルクの変化をモニター
することにより行うもので、シフター層パターンを形成
した後に、平坦化層をシフター層と同一のパターンに加
工することを特徴とするものである。
【0009】本発明の上シフタ型位相シフトフオトマス
ク用ブランクスの製造方法は、透明基板上に、少なくと
も遮光層パターン、又は、シフター層のエッチングスト
ッパー層と遮光層パターンとを形成し、その上にシフタ
ー層を全面に形成する、上シフター型位相シフトフオト
マスク用ブランクスの製造方法において、遮光層パター
ンによる段差によって生じるシフター層表面の凹凸を化
学的機械研磨にて除去することにより平坦化する工程を
含むもので、前記平坦化する工程は、化学機械研磨の終
点検出を、化学機械研磨装置のパッドの電気容量をモニ
ターすることにより、あるいは化学機械研磨装置のパッ
ドの電気容量および回転駆動部の回転トルクの変化をモ
ニターすることにより行うものであることを特徴とする
ものである。又、本発明の上シフタ型位相シフトフオト
マスク用ブランクスの製造方法は、透明基板上に、少な
くとも遮光層パターン、又は、シフター層のエッチング
ストッパー層と遮光層パターンとを形成し、その上に、
平坦化層を全面に形成し、該平坦化層上にシフター層を
全面形成する、もしくは、透明基板上に、少なくとも遮
光層パターンを形成し、この遮光層パターン形成面上に
平坦化層を全面に形成し、次いで該平坦化層上にシフタ
ー層のエッチングストッパー層を全面に形成し、次いで
該エッチングストッパー層上にシフター層を全面形成す
る、上シフター型位相シフトマスク用ブランクスの製造
方法であって、平坦化の為の層を全面に塗布した後に、
遮光層パターンによる段差によって生じる該層表面の凹
凸を化学的機械研磨にて除去することにより平坦化して
平坦化層とする工程を含むもので、前記平坦化する工程
は、化学機械研磨の終点検出を、化学機械研磨装置のパ
ッドの電気容量をモニターすることにより、あるいは化
学機械研磨装置のパッドの電気容量および回転駆動部の
回転トルクの変化をモニターすることにより行うもので
あることを特徴とするものである。
【0010】本発明の上シフタ型位相シフトフオトマス
クは、透明基板上に、少なくとも遮光層パターン、又
は、シフター層のエッチングストッパー層と遮光層パタ
ーンとを設け、その上にシフター層パターンを有する、
上シフター型位相シフトフオトマスクであって、シフタ
ー層パターンが、その終点検出を、化学機械研磨装置の
パッドの電気容量をモニターすることにより、あるいは
化学機械研磨装置のパッドの電気容量および回転駆動部
の回転トルクの変化をモニターすることにより行う化学
的機械研磨により平坦化されていることを特徴とするも
のである。又、本発明の上シフタ型位相シフトフオトマ
スクは、透明基板上に、透明基板上に、少なくとも遮光
層パターン、又は、シフター層のエッチングストッパー
層と遮光層パターンとを設け、その上に順次、平坦化層
と、シフター層パターンを有する、もしくは透明基板上
に、順次、遮光層パターンと、平坦化層と、シフター層
のエッチングストッパー層と、シフター層パターンとを
有する、上シフター型位相シフトフオトマスクであっ
て、該平坦化層が、その終点検出を、化学機械研磨装置
のパッドの電気容量をモニターすることにより、あるい
は化学機械研磨装置のパッドの電気容量および回転駆動
部の回転トルクの変化をモニターすることにより行う
学的機械研磨により平坦化されていることを特徴とする
ものである。そしてまた、本発明の上シフタ型位相シフ
トフオトマスクは、透明基板上に、少なくとも遮光層パ
ターン、又は、シフター層のエッチングストッパー層と
遮光層パターンとを設け、その上に順次、平坦化層と、
シフター層パターンを有する、上シフター型位相シフト
フオトマスクで、該平坦化層が、その終点検出を、化学
機械研磨装置のパッドの電気容量をモニターすることに
より、あるいは化学機械研磨装置のパッドの電気容量お
よび回転駆動部の回転トルクの変化をモニターすること
により行う化学的機械研磨により平坦化されている上シ
フター型位相シフトフオトマスクであって、平坦化層が
シフター層と同一のパターンに加工され、両層からなる
積層パターンを透過した露光光と、積層パターンがない
領域を透過した露光光との位相差φは、mπ−π/3<
φ < mπ+π/3 (mは奇数)の範囲である
ことを特徴とするものである。
【0011】本発明の上シフタ型位相シフトフオトマス
ク用ブランクスは、透明基板上に、少なくとも遮光層パ
ターン、又は、シフター層のエッチングストッパー層と
遮光層パターンとを設け、その上に、シフター層を全面
に有する、上シフター型位相シフトフオトマスク用ブラ
ンクスであって、該シフター層が、その終点検出を、化
学機械研磨装置のパッドの電気容量をモニターすること
により、あるいは化学機械研磨装置のパッドの電気容量
および回転駆動部の回転トルクの変化をモニターするこ
とにより行う化学的機械研磨により平坦化されているこ
とを特徴とするものである。又、本発明の上シフタ型位
相シフトフオトマスク用ブランクスは、透明基板上に、
少なくとも遮光層パターン、又は、シフター層のエッチ
ングストッパー層と遮光層パターンとを設け、その上に
順次、平坦化層と、シフター層とを有する、もしくは、
透明基板上に、順次、遮光層パターンと、平坦化層と、
シフター層のエッチングストッパー層とシフター層とを
有する、上シフター型位相シフトフオマスクブランクス
であって、該平坦化層が、その終点検出を、化学機械研
磨装置のパッドの電気容量をモニターすることにより、
あるいは化学機械研磨装置のパッドの電気容量および回
転駆動部の回転トルクの変化をモニターすることにより
行う化学的機械研磨により平坦化されていることを特徴
とするものである。そして、本発明の上シフタ型位相シ
フトフオトマスク用ブランクスは、透明基板上に、少な
くとも遮光層パターン、又は、シフター層のエッチング
ストッパー層と遮光層パターンとを設け、その上に順
次、平坦化層と、シフター層とを有する、上シフター型
位相シフトフオマスクブランクスで、該平坦化層が、そ
の終点検出を、化学機械研磨装置のパッドの電気容量を
モニターすることにより、あるいは化学機械研磨装置の
パッドの電気容量および回転駆動部の回転トルクの変化
をモニターすることにより行う化学的機械研磨により平
坦化されている、上シフター型位相シフトフオマスク用
ブランクスであって、平坦化層とシフター層との積層を
透過する露光光と、同一光路長の空気を通過する露光光
との位相差φは、mπ−π/3< φ < mπ+π/
3 (mは奇数)の範囲であることを特徴とするもの
である。
【0012】
【0013】
【作用】本発明の上シフター型位相シフトフオトマスク
は、このような構成にすることにより、シフター層は、
下地の遮光膜パターンによる段差の影響を受けずに、平
坦に形成されることを可能としている。この為、シフタ
ーパターンのシフター層厚が同一の光透過部内(開口部
内)で均一であり、これにより、ウエーハへの投影露光
時に同一の光透過部内(開口部内)で位相の乱れを生じ
なくしている。結果として、位相角の制御が正確にでき
る上シフター型位相シフトフオトマスクの提供を可能と
している。又、本発明の上シフター型位相シフトフオト
マスク用ブランクスは、このような構成にすることによ
り、上記のような、位相角制御が正確にできる上シフタ
型位相シフトフオトマスク作製用のブランクスの提供を
可能するものである。
【0014】そして、本発明の上シフター型位相シフト
フオトマスクの製造方法は、上記の位相角の制御が正確
にできる本発明の上シフター型位相シフトフオトマスク
の製造を可能にするものであり、本発明の上シフター型
位相シフトフオトマスク用ブランクスの製造方法は、上
記の本発明の上シフター型位相シフトフオトマスク用ブ
ランクスの製造を可能にするものである。詳しくは、請
求項1、3の製造方法は、このような構成にすることに
より、工程数も少なく、結果として容易に実施できるも
のとしており、請求項5、7の製造方法は、平坦化層形
成後に平坦化層上にエッチングストッパー層を設けてい
ることにより、研磨によって平坦化層の膜厚自体に変動
が生じても、平坦性が保たれていれば、位相シフト量の
均一性は損なわれない利点があり、研磨の終点を正確に
検出する必要もない。
【0015】又、請求項10、11におけるフオトマス
ク、ブランクスは、平坦化層の上にはエッチングストッ
パー層を設けていない為、比較的簡単な構造となってい
る。そして、本発明においては、CMP(Chemic
al Mechanical Polishing)
による研磨のため、電気容量をモニターすることによ
り、回転駆動部のトルクの変化をモニターすることによ
り、研磨の終点検出ができ、精度よく厚さを制御でき、
また、パーテックルの発生ない平坦化研磨を可能として
いる。
【0016】
【実施例】本発明の実施例1を以下、図1にそって説明
する。図1は実施例1のi線露光用の上シフター型位相
シフトフオトマスクの作製工程を説明するための図であ
る。フオトマスク用合成石英基板101上に、以下の条
件で、エッチングストッパー層である酸化ハフニウム膜
102を20nmの厚さにスパッタ成膜した。スパッタ
条件は、以下の通りであった。 方式 : RFマグネトロンスパッター ターゲット : 酸化ハフニウム ガス及び圧力 : アルゴン、3Pa 成膜速度 : 約0.5nm/min この上にクロム遮光膜の両面に酸化窒化膜からなる低反
射層を配設した、遮光膜を形成し、従来のリソグラフイ
ー技術によりこれを選択的にエッチングすることにより
所望の遮光膜パターン103を得た。(a) 尚、遮光膜の成膜条件や遮光膜パターン103作製のリ
ソグラフイープロセスは従来の石英基板とクロム遮光層
とだけからなるフオトマスクの場合と全く同じで行っ
た。 この遮光膜パターン103の厚さを触針式表面粗
さ計により測定したところ約120nmであった。次
に、この遮光膜パターン103面上に、全面に市販のS
OG(アライドシグナル社製アキュグラス211S)
を、スピンコート法により、塗布し、窒素雰囲気中30
0度で1時間焼成し、焼成後膜厚が約250nmである
SOG膜104を得た。(b) その後、図4に模式的に示すCMP(Chemical
Mechanical Polishing)装置に
より遮光膜パターンが研磨パッドに接するまでSOGを
研磨し、遮光膜の開口部に120nmの平坦なSOG膜
104aを作製した。(c) 尚、図4に示すCMP装置について、以下簡単に説明し
ておく。図4中、401が基板であり、基板ホルダー4
02によって基板回転台403に取り付けられている。
この基板回転台の下面409はダイヤフラムになってお
り、バルブ404を通して基板回転台403内に圧空を
導入することによって、基板401を均一な圧力で実験
台408上に固定された研磨パッド406に押さえつけ
ることができる。また、研磨中に所定の薬液をチューブ
407を通じて供給できる。回転台は支持棒405によ
って適当な荷重がかけられており、図に示すようにパッ
ド上を自公転する。この研磨の終点は、パッドの容量を
モニターすることにより検知する。これにより、405
を得る。尚、研磨の終点検出には、回転駆動部のトルク
の変化をモニターする方法を上記パッド容量モニター方
法と兼用しても良い。
【0017】一方、このSOGの焼成後のi線波長(3
65nm)での屈折率を分光エリプソメトリーにより求
めたところ、1.45であった。したがって、(1)式
より、位相を反転するに必要な膜厚は約410nmであ
るので、SOG膜104a上にさらに290nmのSO
Gを塗布焼成して作製し、本発明の上シフター型位相シ
フトフオトマスク用ブランクス10Aを得た。(d) このブランクスは従来の研磨工程を含まない、上シフタ
ー型ブランクスとは異なり、表面は平坦であった。
【0018】更に、常法のリソグラフイー法により、こ
のSOG膜を製版して、所望のパターンからなるシフタ
ーパターン部105aを作製した。このSOG膜からな
るシフターパターン部105aのエッチングは、以下の
条件でドライエッチングにて行った。 方式 : RF反応製イオンエッチング ガス及び圧力 : CHF3 :O2 =10:1、5Pa 電力 : 100W これにより、本発明の上シフター型位相シフトフオトマ
スク10Bを得た。(e) この位相シフトフオトマスク10Bは、位相シフトパタ
ーン部105aの断面形状が、図6(b)に示す断面形
状をしており、図5に示す、従来の製造方法で作製され
た、上シフタ型位相シフトフオトマスクで見られた図6
(a)の断面形状をしておらず、同一開口部内の位相シ
フト膜厚の分布の不均一はなく、SOGシフターの膜厚
は均一であった。本実施例1においては、研磨されたS
OG膜104aとパターンニングされたSOG膜105
aとでシフター層を形成するものであり、研磨されたS
OG膜104aが平坦化層としての役割を果たしてい
る。本実施例においては、平坦化層としての104aと
SOG膜を同一の材質としているが、別々の材質の組合
せでシフター層を形成しても良い。又、本実施例におい
て、研磨されたSOG膜104aの膜厚を遮光層103
の膜厚と同じとしているのは、上記のCMP装置により
遮光膜パターンが研磨パッドと接する方が確実に膜厚を
制御できるからである。尚、平坦化層としてのSOG膜
104aとSOG膜105aの両層からなる積層パター
ンを透過した露光光と、積層パターンがない領域を透過
した露光光との位相差φは、 mπ−π/3< φ < mπ+π/3 (mは奇
数) の範囲であれば、ウエーハへの投影露光の際の解像性向
上には効果がある。
【0019】次いで、実施例2を挙げる。本発明の実施
例2を以下、図2にそって説明する。図2は実施例2の
i線露光用の上シフター型位相シフトフオトマスクの作
製工程を説明するための図である。実施例1と同様にし
て、フオトマスク用合成石英基板201上に、酸化ハフ
ニウム膜202を20nmの厚さにスパッタ成膜し、こ
の上に両面に酸化窒化膜からなる低反射層を配設した、
遮光膜パターン203を形成した(a)後、この遮光膜
パターン203面上に焼成後膜厚が約560nmである
SOG膜204を形成した。(b) 次いで、このSOG膜204を実施例1で用いたCMP
(ChemicalMechanical Polis
hing)装置を用い、平坦化して膜厚が410nmの
SOG膜からなる平坦化層205を作製し、上シフター
型位相シフトフオトマスク用ブランクス20Aを形成し
た。(c)
【0020】更に、この上シフター型位相シフトフオト
マスク用ブランクス20Aを用い、実施例1と同様にし
て、SOG膜205を製版して所望のパターンからなる
シフターパターン部205aを作製し、本発明の上シフ
ター型位相シフトフオトマスク20Bを得た。(d) この位相シフトフオトマスク20Bはシフターパターン
部205aの表面が平坦であり、従来の上シフタ型位相
シフトフオトマスクで見られるように、同一開口部内の
位相シフト膜厚の分布の不均一はなく、SOGシフター
の膜厚は均一であった。
【0021】次いで、実施例3を挙げる。本発明の実施
例3を以下、図3にそって説明する。図3は実施例3の
i線露光用の上シフター型位相シフトフオトマスクの作
製工程を説明するための図である。実施例1と同様にし
て、フオトマスク用合成石英基板301上に、両面に酸
化窒化膜からなる低反射層を配設した、遮光膜パターン
303を形成した後(a)、この遮光膜パターン303
面上に焼成後膜厚が約350nmであるSOG膜を形成
した。(b) 次いで、このSOG膜を実施例1で用いたCMP(Ch
emical Mechanical Polishi
ng)装置を用い、平坦化して膜厚が250nmのSO
G膜からなる平坦化層を304を作製した。(c) 次いで、この平坦化層304上に酸化ハフニウムからな
るエッチングストッパー層305を20nmの厚さに設
けた(d)。このエッチングストッパー層305の形成
方法および条件は実施例1と同様であった。形成された
エッチングストッパー層305上にSOG膜を上記と同
様にして塗布し、焼成した後、SOGからなるシフター
層306を410nmの厚さに形成し、上シフター型位
相シフトフオトマスク用ブランクス30Aを形成した。
(e)
【0022】更に、この上シフター型位相シフトフオト
マスク用ブランクス30Aを用い、実施例1と同様にし
て、SOG膜306を所望のパターン306aに製版し
て、本発明の上シフター型位相シフトフオトマスク30
Bを得た。(f) この位相シフトフオトマスクもSOGシフター部306
aの表面が平坦であり、従来の上シフタ型位相シフトフ
オトマスクで見られるように、同一開口部内の位相シフ
ト膜厚の分布の不均一はなく、SOGシフターの膜厚は
均一であり、ウエーハへの投影露光に際し、位相の乱れ
がないものであった。
【0023】
【発明の効果】本発明の上シフター型位相シフトフオト
マスクおよびブランクス及びそれらの製造方法により、
LSI、超LSI、超超LSI等の微細化、高集積度化
要求対応できる上シフター型位相シフトフオトマスクの
提供を可能としている。詳しくは、位相角の制御が正確
にでき、ウエーハへの微細パターンの転写ができる上シ
フタ型位相シフトフオトマスクの提供を可能としてい
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1を説明するための工程概略図
【図2】本発明の実施例2を説明するための工程概略図
【図3】本発明の実施例3を説明するための工程概略図
【図4】本発明の実施例で用いたCMP装置を説明する
ための図
【図5】従来の上シフター型位相シフトフオトマスクの
製造工程概略図
【図6】上シフター型位相シフトフオトマスクにおける
シフターパターン部断面形状を説明するための図
【図7】上シフター型位相シフトフオトマスクを用いウ
エーハ上に投影露光する際の解像性を説明するための図
【符号の説明】
10A 上シフター型位相シフトフオトマス
ク用ブランクス 10B 上シフター型位相シフトフオトマス
ク 101 透明基板(合成石英基板) 102 シフター層のエッチングストッパー
層 103 遮光層パターン 104 SOG膜 104a 平坦化されたSOG膜 105 SOG膜 105a パターンニングされたSOG膜 20A 上シフター型位相シフトフオトマス
ク用ブランクス 20B 上シフター型位相シフトフオトマス
ク 201 透明基板(合成石英基板) 202 シフター層のエッチングストッパー
層 203 遮光層パターン 204 SOG膜 205 平坦化されたSOG膜 205a パターンニングされたSOG膜 30A 上シフター型位相シフトフオトマス
ク用ブランクス 30B 上シフター型位相シフトフオトマス
ク 301 透明基板(合成石英基板) 303 遮光層パターン 304 平坦化されたSOG膜 305 シフター層のエッチングストッパー
層 306 SOG膜 306a パターンニングされたSOG膜 401 基板 402 基板ホルダー 403 基板回転台 404 バルブ 405 支持棒 406 研磨パッド 407 チューブ 408 実験台 409 基板回転台の下面
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03F 1/00 - 1/16

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板上に、少なくとも遮光層パター
    ン、又は、シフター層のエッチングストッパー層と遮光
    層パターンとを形成し、その上にシフター層を全面に形
    成した後に、シフター層パターンを形成する、上シフタ
    ー型位相シフトフオトマスクの製造方法であって、遮光
    層パターンによる段差によって生じるシフター層表面の
    凹凸を化学的機械研磨にて除去することにより平坦化す
    る工程を含むもので、前記平坦化する工程は、化学機械
    研磨の終点検出を、化学機械研磨装置のパッドの電気容
    量をモニターすることにより、あるいは化学機械研磨装
    置のパッドの電気容量および回転駆動部の回転トルクの
    変化をモニターすることにより行うものであることを特
    徴とする上シフター型位相シフトフオトマスクの製造方
    法。
  2. 【請求項2】 透明基板上に、少なくとも遮光層パター
    ン、又は、シフター層のエッチングストッパー層と遮光
    層パターンとを設け、その上にシフター層パターンを有
    する、上シフター型位相シフトフオトマスクであって、
    シフター層パターンが、その終点検出を、化学機械研磨
    装置のパッドの電気容量をモニターすることにより、あ
    るいは化学機械研磨装置のパッドの電気容量および回転
    駆動部の回転トルクの変化をモニターすることにより行
    化学的機械研磨により平坦化されていることを特徴と
    する上シフター型位相シフトフオトマスク。
  3. 【請求項3】 透明基板上に、少なくとも遮光層パター
    ン、又は、シフター層のエッチングストッパー層と遮光
    層パターンとを形成し、その上にシフター層を全面に形
    成する、上シフター型位相シフトフオトマスク用ブラン
    クスの製造方法において、遮光層パターンによる段差に
    よって生じるシフター層表面の凹凸を化学的機械研磨に
    て除去することにより平坦化する工程を含むもので、前
    記平坦化する工程は、化学機械研磨の終点検出を、化学
    機械研磨装置のパッドの電気容量をモニターすることに
    より、あるいは化学機械研磨装置のパッドの電気容量お
    よび回転駆動部の回転トルクの変化をモニターすること
    により行うものであることを特徴とする上シフター型位
    相シフトフオトマスク用ブランクスの製造方法。
  4. 【請求項4】 透明基板上に、少なくとも遮光層パター
    ン、又は、シフター層のエッチングストッパー層と遮光
    層パターンとを設け、その上に、シフター層を全面に有
    する、上シフター型位相シフトフオトマスク用ブランク
    スであって、該シフター層が、その終点検出を、化学機
    械研磨装置のパッドの電気容量をモニターすることによ
    り、あるいは化学機械研磨装置のパッドの電気容量およ
    び回転駆動部の回転トルクの変化をモニターすることに
    より行う化学的機械研磨により平坦化されていることを
    特徴とする上シフ型位相シフトマスク用ブランクス。
  5. 【請求項5】 透明基板上に、少なくとも遮光層パター
    ン、又は、シフター層のエッチングストッパー層と遮光
    層パターンとを形成し、該遮光層パターン形成面上に平
    坦化層を全面に形成し、次いで該平坦化層上にシフター
    層を全面形成した後に、シフター層パターンを形成す
    る、もしくは、透明基板上に、少なくとも遮光層パター
    ンを形成し、該遮光層パターン形成面上に平坦化層を全
    面に形成し、次いで該平坦化層上にシフター層のエッチ
    ングストッパー層を全面に形成し、次いで該エッチング
    ストッパー層上にシフター層を全面形成した後に、シフ
    ター層パターンを形成する、上シフター型位相シフトフ
    オトマスクの製造方法であって、平坦化の為の層を全面
    に塗布した後に、遮光層パターンによる段差によって生
    じる該層表面の凹凸を化学的機械研磨にて除去すること
    により平坦化して平坦化層とする工程を含むもので、前
    記平坦化する工程は、化学機械研磨の終点検出を、化学
    機械研磨装置のパッドの電気容量をモニターすることに
    より、あるいは化学機械研磨装置のパッドの電気容量お
    よび回転駆動部の回転トルクの変化をモニターすること
    により行うものであることを特徴とする上シフター型位
    相シフトフオトマスクの製造方法。
  6. 【請求項6】 透明基板上に、少なくとも遮光層パター
    ン、又は、シフター層のエッチングストッパー層と遮光
    層パターンとを設け、その上に順次、平坦化層と、シフ
    ター層パターンを有する、もしくは透明基板上に、順
    次、遮光層パターンと、平坦化層と、シフター層のエッ
    チングストッパー層と、シフター層パターンとを有す
    る、上シフター型位相シフトフオトマスクであって、該
    平坦化層が、その終点検出を、化学機械研磨装置のパッ
    ドの電気容量をモニターすることにより、あるいは化学
    機械研磨装置のパッドの電気容量および回転駆動部の回
    転トルクの変化をモニターすることにより行う化学的機
    械研磨により平坦化されていることを特徴とする上シフ
    ター型位相シフトフオトマスク。
  7. 【請求項7】 透明基板上に、少なくとも遮光層パター
    ン、又は、シフター層のエッチングストッパー層と遮光
    層パターンとを形成し、その上に、平坦化層を全面に形
    成し、該平坦化層上にシフター層を全面形成する、もし
    くは、透明基板上に、少なくとも遮光層パターンを形成
    し、この遮光層パターン形成面上に平坦化層を全面に形
    成し、次いで該平坦化層上にシフター層のエッチングス
    トッパー層を全面に形成し、次いで該エッチングストッ
    パー層上にシフター層を全面形成する、上シフター型位
    相シフトマスク用ブランクスの製造方法であって、平坦
    化の為の層を全面に塗布した後に、遮光層パターンによ
    る段差によって生じる該層表面の凹凸を化学的機械研磨
    にて除去することにより平坦化して平坦化層とする工程
    を含むもので、前記平坦化する工程は、化学機械研磨の
    終点検出を、化学機械研磨装置のパッドの電気容量をモ
    ニターすることにより、あるいは化学機械研磨装置のパ
    ッドの電気容量および回転駆動部の回転トルクの変化を
    モニターすることにより行うものであることを特徴とす
    る上シフター型位相シフトフオトマスクブランクスの製
    造方法。
  8. 【請求項8】 透明基板上に、少なくとも遮光層パター
    ン、又は、シフター層のエッチングストッパー層と遮光
    層パターンとを設け、その上に順次、平坦化層と、シフ
    ター層とを有する、もしくは、透明基板上に、順次、遮
    光層パターンと、平坦化層と、シフター層のエッチング
    ストッパー層とシフター層とを有する、上シフター型位
    相シフトフオマスクブランクスであって、該平坦化層
    、その終点検出を、化学機械研磨装置のパッドの電気
    容量をモニターすることにより、あるいは化学機械研磨
    装置のパッドの電気容量および回転駆動部の回転トルク
    の変化をモニターすることにより行う化学的機械研磨に
    より平坦化されていることを特徴とする上シフター型位
    相シフトフオマスク用ブランクス。
  9. 【請求項9】 透明基板上に、少なくとも遮光層パター
    ン、又は、シフター層のエッチングストッパー層と遮光
    層パターンとを形成し、該遮光層パターン形成面上に平
    坦化層を全面に形成し、次いで該平坦化層上にシフター
    層を全面形成した後に、シフター層パターンを形成す
    る、上シフター型の位相シフトフオトマスクの製造方法
    であって、平坦化の為の層を全面に塗布した後に、遮光
    層パターンによる段差によって生じる該層表面の凹凸を
    化学的機械研磨にて除去することにより平坦化して平坦
    化層とする工程を含み、前記平坦化する工程は、化学機
    械研磨の終点検出を、化学機械研磨装置のパッドの電気
    容量をモニターすることにより、あるいは化学機械研磨
    装置のパッドの電気容量および回転駆動部の回転トルク
    の変化をモニターすることにより行うもので、シフター
    層パターンを形成した後に、平坦化層をシフター層と同
    一のパターンに加工することを特徴とする上シフター型
    位相シフトフオトマスクの製造方法。
  10. 【請求項10】 透明基板上に、少なくとも遮光層パタ
    ーン、又は、シフター層のエッチングストッパー層と遮
    光層パターンとを設け、その上に順次、平坦化層と、シ
    フター層パターンを有する、上シフター型位相シフトフ
    オトマスクで、該平坦化層が、その終点検出を、化学機
    械研磨装置のパッドの電気容量をモニターすることによ
    り、あるいは化学機械研磨装置のパッドの電気容量およ
    び回転駆動部の回転トルクの変化をモニターすることに
    より行う化学的機械研磨により平坦化されている上シフ
    ター型位相シフトフオトマスクであって、平坦化層がシ
    フター層と同一のパターンに加工され、両層からなる積
    層パターンを透過した露光光と、積層パターンがない領
    域を透過した露光光との位相差φは、 mπ−π/3< φ < mπ+π/3 (mは奇数) の範囲であることを特徴とする上シフター型位相シフト
    フオトマスク。
  11. 【請求項11】 透明基板上に、少なくとも遮光層パタ
    ーン、又は、シフター層のエッチングストッパー層と遮
    光層パターンとを設け、その上に順次、平坦化層と、シ
    フター層とを有する、上シフター型位相シフトフオマス
    クブランクスで、該平坦化層が、その終点検出を、化学
    機械研磨装置のパッドの電気容量をモニターすることに
    より、あるいは化学機械研磨装置のパッドの電気容量お
    よび回転駆動部の回転トルクの変化をモニターすること
    により行う化学的機械研磨により平坦化されている、上
    シフター型位相シフトフオマスク用ブランクスであっ
    て、平坦化層とシフター層との積層を透過する露光光
    と、同一光路長の空気を通過する露光光との位相差φ
    は、 mπ−π/3< φ < mπ+π/3 (mは奇数) の範囲であることを特徴とする上シフター型位相シフト
    フオトマスクブランクス。
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