JP6264238B2 - ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク、ハーフトーン位相シフト型フォトマスク及びパターン露光方法 - Google Patents
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Description
請求項1:
透明基板上に、ケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなるハーフトーン位相シフト膜を有し、
該ハーフトーン位相シフト膜が、波長200nm以下の光に対し、透過率が10%以上、位相差が150〜200°であり、かつ
膜厚が70nm以下であると共に、
ケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなり、該酸素の含有量が窒素の含有量の1/3(原子比)以下であり、屈折率が2.4以上、吸収係数が0.3以上0.54以下の層の単層、又はケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなり、該酸素の含有量が窒素の含有量の1/3(原子比)以下であり、屈折率が2.4以上、吸収係数が0.3以上0.54以下の層を1層以上含む多層で構成されていることを特徴とするハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。
請求項2:
上記ハーフトーン位相シフト膜が、ケイ素と窒素とからなることを特徴とする請求項1記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。
請求項3:
上記ハーフトーン位相シフト膜が、ケイ素と窒素とからなる層を1層以上と、ケイ素と窒素と酸素とからなる層を1層以上とを含む多層からなることを特徴とする請求項1記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。
請求項4:
被加工基板にハーフピッチ50nm以下のパターンを形成するためのフォトリソグラフィにおいて、被加工基板上に形成したフォトレジスト膜に、波長200nm以下の露光光で上記パターンを転写するパターン露光に用いるフォトマスク用であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。
請求項5:
透明基板上に、ケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなるハーフトーン位相シフト膜のフォトマスクパターンを有し、
該ハーフトーン位相シフト膜が、波長200nm以下の光に対し、透過率が10%以上、位相差が150〜200°であり、かつ
膜厚が70nm以下であると共に、
ケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなり、該酸素の含有量が窒素の含有量の1/3(原子比)以下であり、屈折率が2.4以上、吸収係数が0.3以上0.54以下の層の単層、又はケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなり、該酸素の含有量が窒素の含有量の1/3(原子比)以下であり、屈折率が2.4以上、吸収係数が0.3以上0.54以下の層を1層以上含む多層で構成されていることを特徴とするハーフトーン位相シフト型フォトマスク。
請求項6:
上記ハーフトーン位相シフト膜が、ケイ素と窒素とからなることを特徴とする請求項5記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスク。
請求項7:
上記ハーフトーン位相シフト膜が、ケイ素と窒素とからなる層を1層以上と、ケイ素と窒素と酸素とからなる層を1層以上とを含む多層からなることを特徴とする請求項5記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスク。
請求項8:
被加工基板にハーフピッチ50nm以下のパターンを形成するためのフォトリソグラフィにおいて、被加工基板上に形成したフォトレジスト膜に、波長200nm以下の露光光で上記パターンを転写するパターン露光用であることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスク。
請求項9:
被加工基板にハーフピッチ50nm以下のパターンを形成するためのフォトリソグラフィにおいて、被加工基板上に形成したフォトレジスト膜に、波長200nm以下の露光光で上記パターンを転写するパターン露光方法であって、
透明基板上に、ケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなるハーフトーン位相シフト膜のフォトマスクパターンを有し、
該ハーフトーン位相シフト膜が、上記露光光に対し、透過率が10%以上、位相差が150〜200°であり、かつ
膜厚が70nm以下であると共に、
ケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなり、該酸素の含有量が窒素の含有量の1/3(原子比)以下であり、屈折率が2.4以上、吸収係数が0.3以上0.54以下の層の単層、又はケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなり、該酸素の含有量が窒素の含有量の1/3(原子比)以下であり、屈折率が2.4以上、吸収係数が0.3以上0.54以下の層を1層以上含む多層で構成されているハーフトーン位相シフト型フォトマスクを用いることを特徴とするパターン露光方法。
請求項10:
上記ハーフトーン位相シフト膜が、ケイ素と窒素とからなることを特徴とする請求項9記載のパターン露光方法。
請求項11:
上記ハーフトーン位相シフト膜が、ケイ素と窒素とからなる層を1層以上と、ケイ素と窒素と酸素とからなる層を1層以上とを含む多層からなることを特徴とする請求項9記載のパターン露光方法。
本発明のハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランクは、石英基板などの透明基板上に形成されたケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなるケイ素系材料の膜を有し、本発明のハーフトーン位相シフト型フォトマスクは、このケイ素系材料の膜のマスクパターン(フォトマスクパターン)を有する。ケイ素系材料の膜は、ハーフトーン位相シフト膜として形成されるものであり、所定の膜厚(70nm以下)において、波長200nm以下の光、例えば、ハーフトーン位相シフト型フォトマスクを用いたフォトリソグラフィにおいて用いられるArFエキシマレーザ(193nm)、F2レーザ(157nm)などの露光光に対して、所定の透過率(10%以上)と、所定の位相差(150〜200°)を与える膜である。
152mm角、厚さ6.35mmの石英基板に、スパッタターゲットとしてケイ素ターゲットを用い、スパッタガスとして窒素ガスとアルゴンガスを用いて、SiNのハーフトーン位相シフト膜を成膜した。この膜の波長193nmの光(ArFエキシマレーザ、以下同じ)での位相差が178°となるように成膜時間を調節して成膜したところ、波長193nmの光での透過率が19%で、膜厚が59nmであった。
152mm角、厚さ6.35mmの石英基板に、スパッタターゲットとしてケイ素ターゲットを用い、スパッタガスとして酸素ガスと窒素ガスとアルゴンガスを用いて、SiONのハーフトーン位相シフト膜を成膜した。この膜の波長193nmの光での位相差が178°となるように成膜時間を調節して成膜したところ、波長193nmの光での透過率が24%で、膜厚が63nmであった。
152mm角、厚さ6.35mmの石英基板に、スパッタターゲットとしてケイ素ターゲットを用い、スパッタガスとして酸素ガスと窒素ガスとアルゴンガスを用いて、SiONのハーフトーン位相シフト膜を成膜した。この膜の波長193nmの光での位相差が176°となるように成膜時間を調節して成膜したところ、波長193nmの光での透過率が28%で、膜厚が66nmであった。
152mm角、厚さ6.35mmの石英基板に、スパッタターゲットとしてケイ素ターゲットを用い、スパッタガスとして窒素ガスとアルゴンガスを用いて、SiNの層を形成し、その上に、スパッタターゲットとしてケイ素ターゲットを用い、スパッタガスとして酸素ガスと窒素ガスとアルゴンガスを用いて、SiONの層を形成して、SiN層とSiON層の2層からなるハーフトーン位相シフト膜を成膜した。SiN層は、厚さが45nmとなるように成膜時間を調節し、SiON層は、ハーフトーン位相シフト膜全体で波長193nmの光での位相差が180°となるように成膜時間を調節して成膜したところ、SiON層の厚さは21nmとなり、ハーフトーン位相シフト膜全体で、波長193nmの光での透過率が29%で、膜厚が66nmであった。
152mm角、厚さ6.35mmの石英基板に、スパッタターゲットとしてモリブデンとケイ素を、原子比でモリブデン:ケイ素=1:2の比率で含有するターゲットと、ケイ素ターゲットとを用い、スパッタガスとして酸素ガスと窒素ガスとアルゴンガスを用いて、MoSiONのハーフトーン位相シフト膜を成膜した。この膜の波長193nmの光での位相差が177°となるように成膜時間を調節して成膜したところ、膜厚が74nmであった。
152mm角、厚さ6.35mmの石英基板に、スパッタターゲットとしてモリブデンとケイ素を、原子比でモリブデン:ケイ素=1:2の比率で含有するターゲットと、ケイ素ターゲットとを用い、スパッタガスとして酸素ガスと窒素ガスとアルゴンガスを用いて、MoSiONのハーフトーン位相シフト膜を成膜した。この膜の位相差が177°となるように成膜時間を調節して成膜したところ、波長193nmの光での透過率が33%で、膜厚が92nmと厚くなった。
Claims (11)
- 透明基板上に、ケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなるハーフトーン位相シフト膜を有し、
該ハーフトーン位相シフト膜が、波長200nm以下の光に対し、透過率が10%以上、位相差が150〜200°であり、かつ
膜厚が70nm以下であると共に、
ケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなり、該酸素の含有量が窒素の含有量の1/3(原子比)以下であり、屈折率が2.4以上、吸収係数が0.3以上0.54以下の層の単層、又はケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなり、該酸素の含有量が窒素の含有量の1/3(原子比)以下であり、屈折率が2.4以上、吸収係数が0.3以上0.54以下の層を1層以上含む多層で構成されていることを特徴とするハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。 - 上記ハーフトーン位相シフト膜が、ケイ素と窒素とからなることを特徴とする請求項1記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。
- 上記ハーフトーン位相シフト膜が、ケイ素と窒素とからなる層を1層以上と、ケイ素と窒素と酸素とからなる層を1層以上とを含む多層からなることを特徴とする請求項1記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。
- 被加工基板にハーフピッチ50nm以下のパターンを形成するためのフォトリソグラフィにおいて、被加工基板上に形成したフォトレジスト膜に、波長200nm以下の露光光で上記パターンを転写するパターン露光に用いるフォトマスク用であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。
- 透明基板上に、ケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなるハーフトーン位相シフト膜のフォトマスクパターンを有し、
該ハーフトーン位相シフト膜が、波長200nm以下の光に対し、透過率が10%以上、位相差が150〜200°であり、かつ
膜厚が70nm以下であると共に、
ケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなり、該酸素の含有量が窒素の含有量の1/3(原子比)以下であり、屈折率が2.4以上、吸収係数が0.3以上0.54以下の層の単層、又はケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなり、該酸素の含有量が窒素の含有量の1/3(原子比)以下であり、屈折率が2.4以上、吸収係数が0.3以上0.54以下の層を1層以上含む多層で構成されていることを特徴とするハーフトーン位相シフト型フォトマスク。 - 上記ハーフトーン位相シフト膜が、ケイ素と窒素とからなることを特徴とする請求項5記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスク。
- 上記ハーフトーン位相シフト膜が、ケイ素と窒素とからなる層を1層以上と、ケイ素と窒素と酸素とからなる層を1層以上とを含む多層からなることを特徴とする請求項5記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスク。
- 被加工基板にハーフピッチ50nm以下のパターンを形成するためのフォトリソグラフィにおいて、被加工基板上に形成したフォトレジスト膜に、波長200nm以下の露光光で上記パターンを転写するパターン露光用であることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスク。
- 被加工基板にハーフピッチ50nm以下のパターンを形成するためのフォトリソグラフィにおいて、被加工基板上に形成したフォトレジスト膜に、波長200nm以下の露光光で上記パターンを転写するパターン露光方法であって、
透明基板上に、ケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなるハーフトーン位相シフト膜のフォトマスクパターンを有し、
該ハーフトーン位相シフト膜が、上記露光光に対し、透過率が10%以上、位相差が150〜200°であり、かつ
膜厚が70nm以下であると共に、
ケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなり、該酸素の含有量が窒素の含有量の1/3(原子比)以下であり、屈折率が2.4以上、吸収係数が0.3以上0.54以下の層の単層、又はケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなり、該酸素の含有量が窒素の含有量の1/3(原子比)以下であり、屈折率が2.4以上、吸収係数が0.3以上0.54以下の層を1層以上含む多層で構成されているハーフトーン位相シフト型フォトマスクを用いることを特徴とするパターン露光方法。 - 上記ハーフトーン位相シフト膜が、ケイ素と窒素とからなることを特徴とする請求項9記載のパターン露光方法。
- 上記ハーフトーン位相シフト膜が、ケイ素と窒素とからなる層を1層以上と、ケイ素と窒素と酸素とからなる層を1層以上とを含む多層からなることを特徴とする請求項9記載のパターン露光方法。
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