JPH04361259A - フォトマスクブランクおよび位相シフトマスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【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ブ
ランク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、隣接するパターンの
透過部から漏れた光は位相が１８０度異なるため、お互
いに弱め合う働きをして、従来よりも微細なパターンを
解像することができる。

【０００３】従来の位相シフトマスクの製造法を図３に
より説明すると、同図（ａ）に示すような透明基板１１
上にクロム等の遮光層１２を設置したマスクブランクに
、通常のリソグラフィー法によるパターニングを行なっ
て、遮光層１２を部分的に除去したパターン１２′を形
成し（同図（ｂ）参照）、ＳｉＯ２等の位相シフト層１
３をその上に形成（同図（ｃ）参照）した後、これにリ
ソグラフィー法による位相シフト層１３のパターニング
を行えば、同図（ｄ）に示すような位相シフトマスクが
出来上がる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来知
られている位相シフトマスクは、透明基板の上に直接位
相シフト層を設置した構造のものであり、位相シフト層
のパターニングの際、エッチング終了点が見極めにくい
ため、オーバーエッチングにより基板までがエッチング
されてしまいエッチング精度が極めて低いという問題が
あった。また、位相シフト層はＳｉＯ２等の導電性のな
い材料で構成されているため、パターニングの際の電子
線描画時に電子が基板内に滞留するチャージアップ現象
が発生してしまい、パターン自体が正確に描画されない
、正確な位置に描画されないという問題があった。

【０００５】本発明は、このような従来の問題に鑑みな
されたもので、その目的とするところは、位相シフト層
のパターニングの際の電子線描画時のチャージアップ現
象の発生を防止し、かつドライエッチング時のエッチン
グ量の制御が容易で、安定した高精度位相シフトマスク
パターンを形成することの可能なフォトマスクブランク
及び該マスクブランクを使用した位相シフトマスクを提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のフォトマスクブランクは、透明基板上に、
透明導電膜、エッチングストッパー層、位相シフト層お
よび遮光層を順に設けたことを特徴とする。

【０００７】また、本発明の位相シフトマスクは、上記
フォトマスクブランクの遮光層および位相シフト層をそ
れぞれパターン化したことを特徴とする。

【０００８】本発明の構成によると、位相シフト層の下
層側に設けられた透明導電膜により導通が取れて、位相
シフト層のパターニングの際に電子線描画時のチャージ
アップ現象が発生するのを防止するため、パターン描画
が正確に行われる。さらに位相シフト層の直ぐ下に設け
られたエッチングストッパー層により、位相シフト層を
ドライエッチングする際にその終点がわからず下地基板
までがエッチングされてしまうのを防止できるため、エ
ッチング量の制御がしやすく、エッチング精度が向上す
る。

【０００９】以下、添付図面を参照して本発明を更に詳
述する。

【００１０】図１は本発明のフォトマスクブランクの一
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、透明導電膜
２、エッチングストッパー層３、位相シフト層４および
遮光層５が順に積層されたものである。

【００１１】透明基板１は、従来からマスク基板として
使用されているソーダガラス、石英ガラス等の光学的に
透明な材料からなり、その厚さは本質的な制約はないが
、通常０．２〜６ｍｍ程度のものが用いられる。

【００１２】透明導電膜２としては、例えば酸化インジ
ウム・スズ合金（ＩＴＯ）、タンタル等の薄膜が使用で
き、その厚さは特に限定されるものではないけれども、
２０〜１００Å程度の厚さが好ましい。

【００１３】エッチングストッパー層３は、文字通り、
位相シフト層４のドライエッチングの際に下地の基板が
エッチングされるのを防止するためのもので、当然のこ
とながら位相シフト層４とのドライエッチング選択比が
大きく、かつ透明な材質のものが選択される。例えば、
位相シフト層４がＳｉＯ２で構成されるような場合には
、エッチングストッパー層３としては、アルミナ（Ａｌ
２Ｏ３）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、ジルコニア（
ＺｒＯ２）、マグネシアスピネル（ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３
）等の材質が使用される。エッチングストッパー層３の
厚さについては特に限定はないが、５０〜２００Å程度
の厚さが望ましい。

【００１４】位相シフト層４は透明材料であればよいが
、通常はＳｉＯ２、ＳＯＧ等が用いられる。位相シフト
層４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４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４の屈折率をｎ、露光光源波長をλ、位相
シフト層４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３６５ｎｍとすると、位相シフト層の膜厚は約
３９０ｎｍとなる。

【００１５】また、遮光層５としては、クロム等が代表
的であるが、これに酸化クロム等を積層して低反射防止
層とすることもできる。遮光性を有するためには一定の
光学濃度（一般には２．６〜３．０程度）が必要である
。遮光層５の膜厚は一定の光学濃度をもたせるために０
．０２〜０．２μｍ程度である。

【００１６】透明基板１上に、透明導電膜２、エッチン
グストッパー層３、位相シフト層４および遮光層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。

【００１７】次に、以上のように構成された本発明のフ
ォトマスクブランクを用いて位相シフトマスクを製造す
る方法の一例を図２を参照して説明する。

【００１８】フォトマスクブランク（図１）に、通常の
電子線リソグラフィー法によるパターニングを行なって
、遮光層５を部分的に除去した遮光パターン５′を形成
する（図２（ａ）参照）。

【００１９】この上に、再度、電子線レジスト層６を塗
設し、所定のベーク処理後、電子線露光７によって所定
の重ね合わせパターン描画を行なう（同図（ｂ）参照）
。前述した如く、透明導電膜２の存在によりかかる電子
線描画時のチャージアップ現象の発生は防止され、パタ
ーン描画が正確に行われる。

【００２０】露光後、所定の現像を行なって、レジスト
パターン６′を形成する（同図（ｃ）参照）。

【００２１】次に、該レジストパターン６′をマスクと
して、ドライエッチングにより、位相シフト層４を部分
的に除去してパターン化４′し、最後にレジストパター
ン６′を除去して位相シフトマスクが完成する（同図（
ｄ）参照）。なお、位相シフト層４の下にエッチングス
トッパー層３があるため、エッチングの終点を検出でき
、下地基板はエッチングされないので、エッチング量の
制御がしやすい。

【００２２】

【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。

【００２３】洗浄済のガラス基板上に、透明導電膜とし
て５０Åのタンタル膜をスパッタリング法により形成し
、その上に、エッチングストッパー層として１００〜２
００ÅのＡｌ２Ｏ３膜を同様にスパッタリング法により
形成した。 その上に、位相シフト層として約３８５０ÅのＳｉＯ２
層をスパッタリング法により形成し、更にその上に遮光
層として１０００Åのクロム膜を形成して、フォトマス
クブランクを作製した。

【００２４】次に、作製したフォトマスクブランクの上
に、ポジ型電子線レジスト（チッソ（株）製，商品名Ｐ
ＢＳ）を約５０００Åの厚さに塗布し、所定のベーク処
理後、ラスタースキャン型電子線描画装置を使用して、
加速電圧１０ＫＶ、ドーズ量約２μＣ／ｃｍ２にて所定
のパターン描画を行ない、専用現像液にて現像処理して
レジストパターンを得た。所定のベーク、デスカム処理
後、硝酸セリウムアンモニウムと過塩素酸の水溶液にて
遮光層であるクロム膜のエッチングを行ない、レジスト
を剥離して遮光パターンを形成した。

【００２５】次に、ネガ型電子線レジスト（シプレイマ
イクロエレクトロニクス社製，商品名ＳＡＬ−６０１Ｅ
Ｒ７）を約１００００Åの厚さに塗布し、所定のベーク
処理後、前出電子線描画装置を使用して、加速電圧１０
ＫＶ、ドーズ量約２．５μＣ／ｃｍ２にて所定の重ね合
わせパターン描画を行なう。描画後、所定の現像、ベー
ク処理を行ない、レジストパターンを得た。

【００２６】続いて、上記レジストパターンをマスキン
グパターンとして、位相シフト層のドライエッチングを
、平行平板型リアクティブエッチング装置にてＣ２Ｆ６
とＨ２ガスを用いて行なった。ガス比はＣ２Ｆ６：Ｈ２
＝１０：１、パワー３００Ｗ、ガス圧０．０３Ｔｏｒｒ
とした。エッチング終了後、レジストパターンを剥離し
て、位相シフトマスクを完成した。完成した位相シフト
マスクは、正確な位相シフトマスクパターンが形成され
、位相シフト部位の厚みも設計値通りに制御されていた
。

【００２７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、位相シフト層の下層側に透明導電膜を設けたこと
により導通が取れて、位相シフト層のパターニングの際
に電子線描画時のチャージアップ現象の発生を防止でき
、重ね合わせパターン描画が正確に行われる。さらに、
位相シフト層の直ぐ下にエッチングストッパー層を設け
たことにより、位相シフト層をドライエッチングする際
その終点が検出できずに下地基板までがエッチングされ
てしまうのを防止できるので、エッチング量の制御がし
やすく、エッチング精度も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフォトマスクブランクの一実施例の構
成を示す断面図である。

【図２】（ａ）〜（ｄ）は本発明のフォトマスクブラン
クを使用して位相シフトマスクを製造する工程の一例を
示す断面図である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は従来の位相シフトマスクを製
造する工程を示す断面図である。

【符号の説明】

１　　透明基板 ２　　透明導電膜 ３　　エッチングストッパー層 ４　　位相シフト層 ５　　遮光層 ６　　レジスト層 ７　　電子線露光

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　透明基板上に、透明導電膜、エッチン
   グストッパー層、位相シフト層および遮光層を順に設け
   てなることを特徴とするフォトマスクブランク。
2. 【請求項２】　　請求項１のフォトマスクブランクの遮
   光層および位相シフト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。