JPH0915831A - 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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- JPH0915831A JPH0915831A JP7165094A JP16509495A JPH0915831A JP H0915831 A JPH0915831 A JP H0915831A JP 7165094 A JP7165094 A JP 7165094A JP 16509495 A JP16509495 A JP 16509495A JP H0915831 A JPH0915831 A JP H0915831A
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Landscapes
- 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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 透明基板上に位相シフト膜を均一性良く形成
することができ、位相シフト膜による位相制御性の向上
に寄与できる。 【構成】 Ｓｉからなるターゲット１０２と透明基板１
０４とが対向配置されるチャンバ１０１内にＡｒガスと
Ｎ2 ガスを導入する機構と、ターゲット１０２と透明基
板１０４との間に電界を印加する電源１０６と、ターゲ
ット１０２と透明基板１０４との間を選択的に遮蔽する
シャッタ１０５とを備えたスパッタリング装置を用い、
透明基板１０４上にターゲット材料と反応ガスとの反応
生成物からなる位相シフト膜を成膜する工程と、位相シ
フト膜を所望パターンにパターニングする工程とを有す
る露光用マスクの製造方法において、スパッタリング装
置による位相シフト膜の成膜初期に、シャッタ１０５を
閉じてスパッタ粒子の基板１０４への飛程を遮る。
することができ、位相シフト膜による位相制御性の向上
に寄与できる。 【構成】 Ｓｉからなるターゲット１０２と透明基板１
０４とが対向配置されるチャンバ１０１内にＡｒガスと
Ｎ2 ガスを導入する機構と、ターゲット１０２と透明基
板１０４との間に電界を印加する電源１０６と、ターゲ
ット１０２と透明基板１０４との間を選択的に遮蔽する
シャッタ１０５とを備えたスパッタリング装置を用い、
透明基板１０４上にターゲット材料と反応ガスとの反応
生成物からなる位相シフト膜を成膜する工程と、位相シ
フト膜を所望パターンにパターニングする工程とを有す
る露光用マスクの製造方法において、スパッタリング装
置による位相シフト膜の成膜初期に、シャッタ１０５を
閉じてスパッタ粒子の基板１０４への飛程を遮る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体産業等で用いら
れるリソグラフィ技術に係わり、特に高分解能を実現す
ることのできる位相シフト効果を利用した露光用マスク
の製造方法に関する。
れるリソグラフィ技術に係わり、特に高分解能を実現す
ることのできる位相シフト効果を利用した露光用マスク
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、より微
細なパターンを作成していくことが要求されている。こ
れを実現するには、リソグラフィにおける分解能の向上
が必要であり、そのための手段として位相シフト法が提
唱されている。
細なパターンを作成していくことが要求されている。こ
れを実現するには、リソグラフィにおける分解能の向上
が必要であり、そのための手段として位相シフト法が提
唱されている。
【０００３】また、ＬＳＩの高集積化が進むにつれ、よ
り微細なパターン形成技術を達成していくために露光光
源波長をより短くしていく方向にある。それは、リソグ
ラフィの分解能が波長に比例することによる。１Ｇビッ
トＤＲＡＭに対しては０．２μｍ、４ＧビットＤＲＡＭ
に対して０．１μｍの微細パターンが要求されており、
これらのパターンを実現するにはＫｒＦ（２４８ｎｍ）
或いはそれ以下の波長の光源を露光の際に用いる必要が
ある。
り微細なパターン形成技術を達成していくために露光光
源波長をより短くしていく方向にある。それは、リソグ
ラフィの分解能が波長に比例することによる。１Ｇビッ
トＤＲＡＭに対しては０．２μｍ、４ＧビットＤＲＡＭ
に対して０．１μｍの微細パターンが要求されており、
これらのパターンを実現するにはＫｒＦ（２４８ｎｍ）
或いはそれ以下の波長の光源を露光の際に用いる必要が
ある。
【０００４】位相シフト効果を利用した位相シフトマス
ク、とりわけ半透明膜を用いたハーフトーン位相シフト
マスクには現在様々な材料が使用されており、位相シフ
ト膜は反応性ガス濃度の調節により比較的容易に所望の
光学定数を持つ膜を作成することの可能なＤＣ反応性ス
パッタリング法によって作成されている。ＤＣ反応性ス
パッタリング法で薄膜を形成する際には、ターゲットと
して導電体又は半導体の物質が用いられる。
ク、とりわけ半透明膜を用いたハーフトーン位相シフト
マスクには現在様々な材料が使用されており、位相シフ
ト膜は反応性ガス濃度の調節により比較的容易に所望の
光学定数を持つ膜を作成することの可能なＤＣ反応性ス
パッタリング法によって作成されている。ＤＣ反応性ス
パッタリング法で薄膜を形成する際には、ターゲットと
して導電体又は半導体の物質が用いられる。
【０００５】ところで、短波長で位相シフト膜として使
用できる物質には、光の透過性が高いことが要求される
ため絶縁体を用いる傾向にある。絶縁体ではターゲット
として機能しないので、導電体又は半導体のターゲット
からのスパッタ粒子と反応性ガスとを反応させ、この反
応生成物を位相シフト膜として成膜している。
用できる物質には、光の透過性が高いことが要求される
ため絶縁体を用いる傾向にある。絶縁体ではターゲット
として機能しないので、導電体又は半導体のターゲット
からのスパッタ粒子と反応性ガスとを反応させ、この反
応生成物を位相シフト膜として成膜している。
【０００６】しかしながら、この種の方法にあっては次
のような問題があった。即ち、スパッタ開始直後は基板
に到達するスパッタ粒子或いはその反応生成物が必ずし
も一定量ではなく、基板上に堆積される薄膜の組成が不
安定となる。位相シフトマスクでは位相シフト膜による
位相を厳密に制御する必要があり、このような膜組成の
不安定さは位相シフト膜による位相制御を困難にする。
のような問題があった。即ち、スパッタ開始直後は基板
に到達するスパッタ粒子或いはその反応生成物が必ずし
も一定量ではなく、基板上に堆積される薄膜の組成が不
安定となる。位相シフトマスクでは位相シフト膜による
位相を厳密に制御する必要があり、このような膜組成の
不安定さは位相シフト膜による位相制御を困難にする。
【０００７】一方、ＤＣ反応性スパッタリング法により
絶縁体である位相シフト膜を基板上に形成する際、この
絶縁物がターゲットに付着して放電を不安定にすること
が問題となるため、ダミー等によりターゲット表面に付
着した絶縁物を取り除く必要があった。しかし、このタ
ーゲットのクリーニングにより作成された膜は膜厚方向
に組成が不均一となることが問題となっている。また、
このような組成不均一の膜は、マスク作成の際のエッチ
ングレートが一定でないために時間による終点判別が困
難であった。さらに、膜の位相量を測定する際にも分光
エリプソ等で位相量を決定することは非常に困難であっ
た。
絶縁体である位相シフト膜を基板上に形成する際、この
絶縁物がターゲットに付着して放電を不安定にすること
が問題となるため、ダミー等によりターゲット表面に付
着した絶縁物を取り除く必要があった。しかし、このタ
ーゲットのクリーニングにより作成された膜は膜厚方向
に組成が不均一となることが問題となっている。また、
このような組成不均一の膜は、マスク作成の際のエッチ
ングレートが一定でないために時間による終点判別が困
難であった。さらに、膜の位相量を測定する際にも分光
エリプソ等で位相量を決定することは非常に困難であっ
た。
【０００８】前述したように位相シフトマスクでは、位
相シフト膜の透過率，位相は非常に重要なパラメータで
ある。透過率，位相のずれは、位相シフトマスク性能を
劣化させ、焦点深度の減少やパターン寸法の変動などデ
バイス作成で大きな問題となっていた。
相シフト膜の透過率，位相は非常に重要なパラメータで
ある。透過率，位相のずれは、位相シフトマスク性能を
劣化させ、焦点深度の減少やパターン寸法の変動などデ
バイス作成で大きな問題となっていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように従来、基板
上に位相シフト膜を形成するにはスパッタリング法が用
いられているが、この方法では位相シフト膜を均一性良
く形成することが困難であり、位相シフト膜による厳密
な位相制御が難しいという問題あった。
上に位相シフト膜を形成するにはスパッタリング法が用
いられているが、この方法では位相シフト膜を均一性良
く形成することが困難であり、位相シフト膜による厳密
な位相制御が難しいという問題あった。
【００１０】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、基板上に位相シフト膜
を均一性良く形成することができ、位相シフト膜による
位相制御性に優れた露光用マスクの製造方法を提供する
ことにある。
ので、その目的とするところは、基板上に位相シフト膜
を均一性良く形成することができ、位相シフト膜による
位相制御性に優れた露光用マスクの製造方法を提供する
ことにある。
【００１１】
【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。即ち本発
明は、基板上に位相シフト膜からなるパターンをスパッ
タリング法により形成する露光用マスクの製造方法にお
いて、前記位相シフト膜の成膜初期にスパッタ粒子の前
記基板への飛程を遮ることを特徴とする。
に本発明は、次のような構成を採用している。即ち本発
明は、基板上に位相シフト膜からなるパターンをスパッ
タリング法により形成する露光用マスクの製造方法にお
いて、前記位相シフト膜の成膜初期にスパッタ粒子の前
記基板への飛程を遮ることを特徴とする。
【００１２】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものが上げられる。 (1) 位相シフト膜を成膜した後に、この位相シフト膜を
所望パターンにパターニングすること。 (2) 位相シフト膜の成膜に用いるスパッタリング装置
は、ターゲット（陰極）と基板載置の電極（陽極）とが
対向配置されるチャンバ内に不活性ガスと反応性ガスを
導入する手段と、ターゲットと陽極との間に電界を印加
する手段と、ターゲットと基板との間を選択的に遮蔽す
るシャッタとを備えたものであり、ターゲットのスパッ
タリングによりターゲット材料と反応性ガスとの反応生
成物からなる薄膜を基板上に堆積するものである。 (3) 基板は、透光性基板であること。さらに、透光性基
板は、石英，ＭｇＦ2 ，ＣａＦ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 のいずれ
かであること。 (4) 基板は、高反射率基板であること。 (5) ターゲットは、半導体又は導電体であること。 (6) スパッタ粒子の基板への飛程を遮る手段として、シ
ャッタを用いること。 (7) スパッタリング法は、ＤＣマグネトロンスパッタリ
ング法又はＤＣ反応性スパッタリング法であること。 (8) 位相シフト膜は、ＳｉＮｘ，ＳｉＯｘ，ＳｉＮｘＯ
ｙ，ＭｏＳｉｘ，ＭｏＳｉＮｙ，ＭｏＳｉＯｘＮｙ，Ｗ
ＳｉＯｘ，ＷＳｉＮｘ，ＷＳｉＯｘＮｙ，ＣｒＯｘ，Ｃ
ｒＦｚ，ＣｒＯｘＦｚ，ＣｒＯｘＮｙ，ＡｌＯｘ，Ｈｆ
Ｏｘ（ｘ，ｙ，ｚは組成比で任意の実数）のいずれかで
あること。 (9) 位相シフト膜は、Ｓｉ，ＭｏＳｉ，ＷＳｉ，ＮｉＳ
ｉ，Ｃｒ，Ｃ，Ｈｆ，Ｔｉ，Ａｌの酸化物、窒化物、炭
化物、水素化物、ハロゲン化物又はこれらの混合物であ
ること。 (10)基板界面に生じる膜質不均一層を、位相シフト膜の
膜厚の７％以下にすること。
は、次のものが上げられる。 (1) 位相シフト膜を成膜した後に、この位相シフト膜を
所望パターンにパターニングすること。 (2) 位相シフト膜の成膜に用いるスパッタリング装置
は、ターゲット（陰極）と基板載置の電極（陽極）とが
対向配置されるチャンバ内に不活性ガスと反応性ガスを
導入する手段と、ターゲットと陽極との間に電界を印加
する手段と、ターゲットと基板との間を選択的に遮蔽す
るシャッタとを備えたものであり、ターゲットのスパッ
タリングによりターゲット材料と反応性ガスとの反応生
成物からなる薄膜を基板上に堆積するものである。 (3) 基板は、透光性基板であること。さらに、透光性基
板は、石英，ＭｇＦ2 ，ＣａＦ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 のいずれ
かであること。 (4) 基板は、高反射率基板であること。 (5) ターゲットは、半導体又は導電体であること。 (6) スパッタ粒子の基板への飛程を遮る手段として、シ
ャッタを用いること。 (7) スパッタリング法は、ＤＣマグネトロンスパッタリ
ング法又はＤＣ反応性スパッタリング法であること。 (8) 位相シフト膜は、ＳｉＮｘ，ＳｉＯｘ，ＳｉＮｘＯ
ｙ，ＭｏＳｉｘ，ＭｏＳｉＮｙ，ＭｏＳｉＯｘＮｙ，Ｗ
ＳｉＯｘ，ＷＳｉＮｘ，ＷＳｉＯｘＮｙ，ＣｒＯｘ，Ｃ
ｒＦｚ，ＣｒＯｘＦｚ，ＣｒＯｘＮｙ，ＡｌＯｘ，Ｈｆ
Ｏｘ（ｘ，ｙ，ｚは組成比で任意の実数）のいずれかで
あること。 (9) 位相シフト膜は、Ｓｉ，ＭｏＳｉ，ＷＳｉ，ＮｉＳ
ｉ，Ｃｒ，Ｃ，Ｈｆ，Ｔｉ，Ａｌの酸化物、窒化物、炭
化物、水素化物、ハロゲン化物又はこれらの混合物であ
ること。 (10)基板界面に生じる膜質不均一層を、位相シフト膜の
膜厚の７％以下にすること。
【００１３】
【作用】本発明によれば、成膜初期にスパッタ粒子の基
板への飛程を遮っているので、基板界面付近で位相シフ
ト膜の組成が不均一になるのを防止でき、基板界面から
組成の安定した位相シフト膜の形成が可能となる。従っ
て、位相シフト膜による位相制御を高精度に行うことが
でき、露光用マスクとしての性能を高めることができ
る。
板への飛程を遮っているので、基板界面付近で位相シフ
ト膜の組成が不均一になるのを防止でき、基板界面から
組成の安定した位相シフト膜の形成が可能となる。従っ
て、位相シフト膜による位相制御を高精度に行うことが
でき、露光用マスクとしての性能を高めることができ
る。
【００１４】ここで、スパッタリング法で絶縁体からな
る位相シフト膜を作成する場合について説明する。例と
してターゲットにＳｉを、位相シフト膜としてＳｉＮｘ
膜を用いた場合を示す。
る位相シフト膜を作成する場合について説明する。例と
してターゲットにＳｉを、位相シフト膜としてＳｉＮｘ
膜を用いた場合を示す。
【００１５】Ｓｉターゲットを用いて窒素を導入するこ
とで、基板に対してＳｉＮｘ位相シフト膜を作成する
と、図４（ａ）のようにスパッタリング直後に組成不均
一性が見られた。この場合、基板境界面付近、即ちスパ
ッタリング直後にＳｉ濃度の高い膜が形成されており、
その膜厚は８ｎｍ（位相シフト膜厚の７％）程度である
ことが分かった。この原因は、スパッタリング開始直後
はターゲット表面全体がＳｉであるために成膜レートが
速く、完全にＳｉが窒化しないまま基板に到達している
ために起こると考えられた。
とで、基板に対してＳｉＮｘ位相シフト膜を作成する
と、図４（ａ）のようにスパッタリング直後に組成不均
一性が見られた。この場合、基板境界面付近、即ちスパ
ッタリング直後にＳｉ濃度の高い膜が形成されており、
その膜厚は８ｎｍ（位相シフト膜厚の７％）程度である
ことが分かった。この原因は、スパッタリング開始直後
はターゲット表面全体がＳｉであるために成膜レートが
速く、完全にＳｉが窒化しないまま基板に到達している
ために起こると考えられた。
【００１６】そこで本発明では、ターゲットクリーニン
グ後、マスク作成前にＳｉＮｘ位相シフト膜作成と同一
の条件で成膜し、その飛程中にシャッタを設け短時間遮
蔽を行い成膜レートが安定しターゲット表面がＳｉＮｘ
組成になった後、基板に対してＳｉＮｘ位相シフト膜の
作成を行った。この結果、図４（ｂ）に示すように基板
界面付近の組成不均一層が大幅に減少し、２ｎｍ（位相
シフト膜厚の２％）程度となり、ＳｉＮｘ位相シフト膜
の組成均一性が向上することが示された。また、この組
成不均一層の減少により、マスク加工時のエッチングに
ついてもエッチングレートの時間に対する均一性が向上
し、終点判別が容易になった。
グ後、マスク作成前にＳｉＮｘ位相シフト膜作成と同一
の条件で成膜し、その飛程中にシャッタを設け短時間遮
蔽を行い成膜レートが安定しターゲット表面がＳｉＮｘ
組成になった後、基板に対してＳｉＮｘ位相シフト膜の
作成を行った。この結果、図４（ｂ）に示すように基板
界面付近の組成不均一層が大幅に減少し、２ｎｍ（位相
シフト膜厚の２％）程度となり、ＳｉＮｘ位相シフト膜
の組成均一性が向上することが示された。また、この組
成不均一層の減少により、マスク加工時のエッチングに
ついてもエッチングレートの時間に対する均一性が向上
し、終点判別が容易になった。
【００１７】次に、組成が不均一な層が存在する場合
に、透過率，位相差を所望の値に調節することについて
説明する。ＤＣ反応性スパッタリング法では、ターゲッ
トに導電体又は半導体の物質を用い、Ａｒ等の不活性ガ
スに酸素，窒素，弗素，水素等の反応性ガスを添加して
作成する。このため、組成不安定な膜の光学定数はター
ゲットの光学定数と反応性スパッタリングにより最終的
に得られる物質の光学定数の間の値を用いて解析を行
う。
に、透過率，位相差を所望の値に調節することについて
説明する。ＤＣ反応性スパッタリング法では、ターゲッ
トに導電体又は半導体の物質を用い、Ａｒ等の不活性ガ
スに酸素，窒素，弗素，水素等の反応性ガスを添加して
作成する。このため、組成不安定な膜の光学定数はター
ゲットの光学定数と反応性スパッタリングにより最終的
に得られる物質の光学定数の間の値を用いて解析を行
う。
【００１８】例えば、上記のＳｉＮｘの場合、波長２４
８ｎｍでのＳｉターゲットの光学定数Ｎｉ＝２．０１９
−３．１２ｉと反応性ガスにＡｒと窒素を用いて最終的
に作成されるＳｉＮｘの光学定数Ｎｆ＝２．１５−０．
４５４ｉの間で取り得る値を用い、光学定数が連続又は
断続的に変化するように設定する。但し、位相シフト膜
の組成不均一層が厚いと上記の解析を行うにしても解析
のための演算処理が膨大となり、実質的に困難である。
本願のように、組成不均一層を薄くできると、上記の解
析が可能となるのである。
８ｎｍでのＳｉターゲットの光学定数Ｎｉ＝２．０１９
−３．１２ｉと反応性ガスにＡｒと窒素を用いて最終的
に作成されるＳｉＮｘの光学定数Ｎｆ＝２．１５−０．
４５４ｉの間で取り得る値を用い、光学定数が連続又は
断続的に変化するように設定する。但し、位相シフト膜
の組成不均一層が厚いと上記の解析を行うにしても解析
のための演算処理が膨大となり、実質的に困難である。
本願のように、組成不均一層を薄くできると、上記の解
析が可能となるのである。
【００１９】上記では、半透明位相シフト膜としてＳｉ
Ｎｘを例として取り上げたが、他にもＭｏ，Ｃｒ，Ａ
ｌ，Ｈｆなどの遷移元素又はこれらのシリサイドの酸化
物，窒化物，水素化物，炭化物，ハロゲン化物，及びこ
れらの混合物などに対しても上記手法により膜組成を膜
厚方向に均一に作成することが可能である。
Ｎｘを例として取り上げたが、他にもＭｏ，Ｃｒ，Ａ
ｌ，Ｈｆなどの遷移元素又はこれらのシリサイドの酸化
物，窒化物，水素化物，炭化物，ハロゲン化物，及びこ
れらの混合物などに対しても上記手法により膜組成を膜
厚方向に均一に作成することが可能である。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 （実施例１）図１は、本発明の第１の実施例方法に使用
したＤＣスパッタリング装置を示す概略構成図である。
する。 （実施例１）図１は、本発明の第１の実施例方法に使用
したＤＣスパッタリング装置を示す概略構成図である。
【００２１】真空チャンバ１０１内に、陰極としてのタ
ーゲット１０２と陽極１０３が対向配置されており、試
料基板１０４は陽極１０３上に載置される。ターゲット
１０２と陽極１０３との間には開閉可能なシャッタ１０
５が設けられている。チャンバ１０１内には、Ａｒ等の
不活性性ガスとＮ2 等の反応性ガスとの混合ガスが導入
される。ターゲット１０１と陽極１０３との間には直流
電源１０６により電圧が印加される。そして、Ａｒイオ
ンによりターゲット１０２がスパッタされ、ターゲット
１０２のスパッタ粒子が反応性ガスと反応し、その反応
生成物が基板１０４上に堆積されるものとなっている。
ーゲット１０２と陽極１０３が対向配置されており、試
料基板１０４は陽極１０３上に載置される。ターゲット
１０２と陽極１０３との間には開閉可能なシャッタ１０
５が設けられている。チャンバ１０１内には、Ａｒ等の
不活性性ガスとＮ2 等の反応性ガスとの混合ガスが導入
される。ターゲット１０１と陽極１０３との間には直流
電源１０６により電圧が印加される。そして、Ａｒイオ
ンによりターゲット１０２がスパッタされ、ターゲット
１０２のスパッタ粒子が反応性ガスと反応し、その反応
生成物が基板１０４上に堆積されるものとなっている。
【００２２】図２は、本実施例方法に係わる露光用マス
クの製造工程を示す断面図である。本実施例は、ＡｒＦ
エキシマレーザ露光に用いるＳｉＮｘ位相シフト膜の形
成法に関する。
クの製造工程を示す断面図である。本実施例は、ＡｒＦ
エキシマレーザ露光に用いるＳｉＮｘ位相シフト膜の形
成法に関する。
【００２３】まず、図２（ａ）に示すように、石英等か
らなる透明基板２０１を前記スパッタリング装置のチャ
ンバ内に導入する。次いで、パワー０．６ｋＷ、Ａｒガ
ス流量５０ｓｃｃｍにて遮蔽板（シャッタ）に対してス
パッタリングを行った後、窒素ガスを１０ｓｃｃｍ導入
し、ＳｉＮｘ位相シフト膜作成と同一条件で遮蔽板に対
し１分間スパッタリングを行った。その後、遮蔽板を取
り除き、透明基板２０１に対して膜厚が８７ｎｍとなる
ように膜厚方向の組成均一性の良好なＳｉＮｘ膜位相シ
フト膜２０２を形成した。このとき、位相シフト膜の振
幅透過率は１９３ｎｍで２４．５％であった。
らなる透明基板２０１を前記スパッタリング装置のチャ
ンバ内に導入する。次いで、パワー０．６ｋＷ、Ａｒガ
ス流量５０ｓｃｃｍにて遮蔽板（シャッタ）に対してス
パッタリングを行った後、窒素ガスを１０ｓｃｃｍ導入
し、ＳｉＮｘ位相シフト膜作成と同一条件で遮蔽板に対
し１分間スパッタリングを行った。その後、遮蔽板を取
り除き、透明基板２０１に対して膜厚が８７ｎｍとなる
ように膜厚方向の組成均一性の良好なＳｉＮｘ膜位相シ
フト膜２０２を形成した。このとき、位相シフト膜の振
幅透過率は１９３ｎｍで２４．５％であった。
【００２４】次いで、図２（ｂ）に示すように、ＳｉＮ
ｘ膜２０２上に電子ビームレジスト２０３を塗布し、さ
らに電子ビーム描画時に生じるチャージアップを防止す
るために導電性の膜２０４をレジスト２０３上に形成し
た。その後、図２（ｃ）に示すように、電子ビーム描画
により所望のレジストパターンを形成した。
ｘ膜２０２上に電子ビームレジスト２０３を塗布し、さ
らに電子ビーム描画時に生じるチャージアップを防止す
るために導電性の膜２０４をレジスト２０３上に形成し
た。その後、図２（ｃ）に示すように、電子ビーム描画
により所望のレジストパターンを形成した。
【００２５】次いで、図２（ｄ）に示すように、レジス
ト２０３のパターンをマスクとしてＳｉＮｘ膜２０２を
選択エッチングすることにより、ＳｉＮｘ膜２０２のパ
ターニングを行った。このときのエッチングには、等方
性ドライエッチング等を用いれば良い。その後、図２
（ｅ）に示すように、レジストパターンを除去すること
で、ＳｉＮｘ半透明位相シフトパターンを得た。
ト２０３のパターンをマスクとしてＳｉＮｘ膜２０２を
選択エッチングすることにより、ＳｉＮｘ膜２０２のパ
ターニングを行った。このときのエッチングには、等方
性ドライエッチング等を用いれば良い。その後、図２
（ｅ）に示すように、レジストパターンを除去すること
で、ＳｉＮｘ半透明位相シフトパターンを得た。
【００２６】このように本実施例方法によれば、スパッ
タリングによる成膜初期時にシャッタを閉じ、スパッタ
粒子の基板への飛程を遮っているので、成膜初期時にお
けるＳｉＮｘ膜の不安定な成膜を防止することができ
る。このため、前記図４（ｂ）に示すように、基板界面
付近の組成不均一層が大幅に減少し、ＳｉＮｘ位相シフ
ト膜の組成均一性を向上させることができる。
タリングによる成膜初期時にシャッタを閉じ、スパッタ
粒子の基板への飛程を遮っているので、成膜初期時にお
けるＳｉＮｘ膜の不安定な成膜を防止することができ
る。このため、前記図４（ｂ）に示すように、基板界面
付近の組成不均一層が大幅に減少し、ＳｉＮｘ位相シフ
ト膜の組成均一性を向上させることができる。
【００２７】従って、絶縁膜の光学定数を再現性良く作
成することが可能となり、かつ膜厚方向の組成均一性が
向上したために、エッチングの際の加工精度が向上し、
さらにエッチング終点判別を単純に時間で管理すること
ができるので、高価な装置を必要とせず工程が簡易とな
る。以上のことからパターン転写特性の安定したマスク
を低コストで作成することが可能となる。さらに、熱膨
脹係数の違いによりターゲットから発生するダストを減
少させることができるため、生産性を向上させることが
可能となった。
成することが可能となり、かつ膜厚方向の組成均一性が
向上したために、エッチングの際の加工精度が向上し、
さらにエッチング終点判別を単純に時間で管理すること
ができるので、高価な装置を必要とせず工程が簡易とな
る。以上のことからパターン転写特性の安定したマスク
を低コストで作成することが可能となる。さらに、熱膨
脹係数の違いによりターゲットから発生するダストを減
少させることができるため、生産性を向上させることが
可能となった。
【００２８】なお、本実施例ではスパッタリング法とし
てＤＣ反応性スパッタリング法を用いたが、これに限ら
ずＤＣマグネトロンスパッタリング法でもよく、他の方
式でもよい。但し、ターゲットそのものではなく、ター
ゲットと反応性ガスとの反応生成物を堆積するものに有
効である。 （実施例２）第１の実施例に記載の製造装置並びに製造
方法により得られた振幅透過率２４．５％、位相差１８
０°のハーフトーン型位相シフトマスクを用い、露光光
源にＡｒＦレーザを用いて０．１５μｍのホールパター
ンを形成したところ、寸法変動±５％を満たす１．２μ
ｍの焦点深度を得ることができた。一方、従来法で作成
したマスクではエッチングによるパターン形状が悪く、
このため焦点深度が０．２μｍとマスク作成時の性能を
大幅に劣化させていることが分かった。
てＤＣ反応性スパッタリング法を用いたが、これに限ら
ずＤＣマグネトロンスパッタリング法でもよく、他の方
式でもよい。但し、ターゲットそのものではなく、ター
ゲットと反応性ガスとの反応生成物を堆積するものに有
効である。 （実施例２）第１の実施例に記載の製造装置並びに製造
方法により得られた振幅透過率２４．５％、位相差１８
０°のハーフトーン型位相シフトマスクを用い、露光光
源にＡｒＦレーザを用いて０．１５μｍのホールパター
ンを形成したところ、寸法変動±５％を満たす１．２μ
ｍの焦点深度を得ることができた。一方、従来法で作成
したマスクではエッチングによるパターン形状が悪く、
このため焦点深度が０．２μｍとマスク作成時の性能を
大幅に劣化させていることが分かった。
【００２９】この結果、実施例記載の製造装置並びに製
造方法により作成されたハーフトーン型位相シフトマス
クを用いることで、良好な寸法制御性を得ることが可能
となり、電気的特性の安定したデバイスを作成すること
ができた。このデバイスの応答速度は大変優れ、これを
用いた計算機等についても高い動作信頼性を得ることが
できた。 （実施例３）本実施例は、波長２４８ｎｍのＫｒＦ位相
シフトマスクの透過率，位相差の解析手法に関する。位
相シフト膜はＳｉＮｘ膜で、ターゲットにＳｉを用いて
ＤＣ反応性スパッタリング法により作成した。ここで、
第１の実施例と同様に成膜初期にスパッタ粒子の基板へ
の飛程を遮ることにより、組成不均一層を２ｎｍ程度に
薄くすることができた。
造方法により作成されたハーフトーン型位相シフトマス
クを用いることで、良好な寸法制御性を得ることが可能
となり、電気的特性の安定したデバイスを作成すること
ができた。このデバイスの応答速度は大変優れ、これを
用いた計算機等についても高い動作信頼性を得ることが
できた。 （実施例３）本実施例は、波長２４８ｎｍのＫｒＦ位相
シフトマスクの透過率，位相差の解析手法に関する。位
相シフト膜はＳｉＮｘ膜で、ターゲットにＳｉを用いて
ＤＣ反応性スパッタリング法により作成した。ここで、
第１の実施例と同様に成膜初期にスパッタ粒子の基板へ
の飛程を遮ることにより、組成不均一層を２ｎｍ程度に
薄くすることができた。
【００３０】このときの透過率と位相差を求めるため、
組成不安定層の膜厚と光学定数を、図３に示すように厚
さ０．２ｎｍの層を１０層用い、その光学定数をＳｉが
ＳｉＮｘに滑らかに変化させた構造により解析を行っ
た。このとき、波長２４８ｎｍでのＳｉターゲットの光
学定数Ｎｉ＝２．０１９−３．１２ｉ、最終的に作成さ
れるＳｉＮｘの光学定数Ｎｆ＝２．１５−０．４５４ｉ
として行った。
組成不安定層の膜厚と光学定数を、図３に示すように厚
さ０．２ｎｍの層を１０層用い、その光学定数をＳｉが
ＳｉＮｘに滑らかに変化させた構造により解析を行っ
た。このとき、波長２４８ｎｍでのＳｉターゲットの光
学定数Ｎｉ＝２．０１９−３．１２ｉ、最終的に作成さ
れるＳｉＮｘの光学定数Ｎｆ＝２．１５−０．４５４ｉ
として行った。
【００３１】この結果、２ｎｍ程度の組成不均一層があ
った場合でも所望の透過率６％，位相差１８０°の位相
シフトマスクを得ることが可能であることが分かった。
本実施例ではＳｉからＳｉＮｘに光学定数が変化してい
るとしているが、Ｓｉからでなく中間組成ＳｉＮｙ（０
＜ｙ＜ｘ）であってもよい。また、今回は透過率６％、
位相差１８０°となるように調節したが、これに限らず
透過率は５〜１５％、位相差では１６０〜２００°の範
囲であるように調節されていてもよい。
った場合でも所望の透過率６％，位相差１８０°の位相
シフトマスクを得ることが可能であることが分かった。
本実施例ではＳｉからＳｉＮｘに光学定数が変化してい
るとしているが、Ｓｉからでなく中間組成ＳｉＮｙ（０
＜ｙ＜ｘ）であってもよい。また、今回は透過率６％、
位相差１８０°となるように調節したが、これに限らず
透過率は５〜１５％、位相差では１６０〜２００°の範
囲であるように調節されていてもよい。
【００３２】なお、従来のように８μｍもの組成不均一
層がある場合、解析を行うにしてもデータ量が格段に増
え、上記手法により透過率，位相差を制御することは極
めて困難である。つまり、本発明により組成不均一層が
極めて薄くなって初めて、本実施例のように解析により
所望の透過率，位相差の位相シフトマスクを得ることが
可能となるのである。
層がある場合、解析を行うにしてもデータ量が格段に増
え、上記手法により透過率，位相差を制御することは極
めて困難である。つまり、本発明により組成不均一層が
極めて薄くなって初めて、本実施例のように解析により
所望の透過率，位相差の位相シフトマスクを得ることが
可能となるのである。
【００３３】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。位相シフト膜の形成に用いるスパッ
タリング装置の構成は、前記図１に示す構成に何等限定
されるものではなく、仕様に応じて適宜変更可能であ
る。さらに、ＤＣスパッタリング装置に限るものではな
く、マグネトロンスパッタリング装置，ＲＦスパッタリ
ング装置，バイアススパッタ装置などの他のスパッタリ
ング装置を用いることができる。本発明はターゲットそ
のものではなく、ターゲットと反応性ガスとの反応生成
物を堆積する場合に特に有効である。
れるものではない。位相シフト膜の形成に用いるスパッ
タリング装置の構成は、前記図１に示す構成に何等限定
されるものではなく、仕様に応じて適宜変更可能であ
る。さらに、ＤＣスパッタリング装置に限るものではな
く、マグネトロンスパッタリング装置，ＲＦスパッタリ
ング装置，バイアススパッタ装置などの他のスパッタリ
ング装置を用いることができる。本発明はターゲットそ
のものではなく、ターゲットと反応性ガスとの反応生成
物を堆積する場合に特に有効である。
【００３４】また、実施例では位相シフト膜としてＳｉ
Ｎｘ膜、ターゲットにＳｉを用いたが、これらに限らず
他の材料、例えばＳｉ，Ｃｒ，Ｇｅ，Ｔｉ，Ｔａ，Ａ
ｌ，Ｓｎ，Ｈｆなどの金属やＡｌＳｉ，ＭｏＳｉ，ＷＳ
ｉ，ＮｉＳｉ，ＡｌＣｕＳｉなどの金属シリサイド膜、
カーボン或いはこれらの酸化物，窒化物，水素化物，ハ
ロゲン化物の単体又はこれらの混合物を用いても同様の
効果が得られる。
Ｎｘ膜、ターゲットにＳｉを用いたが、これらに限らず
他の材料、例えばＳｉ，Ｃｒ，Ｇｅ，Ｔｉ，Ｔａ，Ａ
ｌ，Ｓｎ，Ｈｆなどの金属やＡｌＳｉ，ＭｏＳｉ，ＷＳ
ｉ，ＮｉＳｉ，ＡｌＣｕＳｉなどの金属シリサイド膜、
カーボン或いはこれらの酸化物，窒化物，水素化物，ハ
ロゲン化物の単体又はこれらの混合物を用いても同様の
効果が得られる。
【００３５】また、基板は石英に限るものではなく、Ｍ
ｇＦ2 ，ＣａＦ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 等の透明基板を用いるこ
ともできる。さらに、透明基板の代わりに、高反射率基
板を用いることも可能である。さらに、反応ガスとして
はＡｒと窒素を用いたが、これに限らず酸素，弗素，水
素などを用いてもよい。
ｇＦ2 ，ＣａＦ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 等の透明基板を用いるこ
ともできる。さらに、透明基板の代わりに、高反射率基
板を用いることも可能である。さらに、反応ガスとして
はＡｒと窒素を用いたが、これに限らず酸素，弗素，水
素などを用いてもよい。
【００３６】また、この手法はＫｒＦエキシマレーザ波
長，ｇ線，ｉ線等の各波長に対する露光用位相シフト膜
に適用可能である。さらに、位相シフト膜の膜厚は、し
ように応じて適宜変更可能である。また、導電性膜を位
相シフト膜上に形成する代わりに、基板上に予め帯電防
止の役割をする膜が形成されているものを用いてもよ
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。
長，ｇ線，ｉ線等の各波長に対する露光用位相シフト膜
に適用可能である。さらに、位相シフト膜の膜厚は、し
ように応じて適宜変更可能である。また、導電性膜を位
相シフト膜上に形成する代わりに、基板上に予め帯電防
止の役割をする膜が形成されているものを用いてもよ
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。
【００３７】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ス
パッタリング法で位相シフト膜を形成する際に、成膜初
期のスパッタ粒子の基板への飛程を遮蔽板等を用いて遮
ることにより、スパッタリング初期に基板上に形成され
る組成不安定層の形成を防止でき、膜厚方向の膜組成を
均一にすることができる。これにより、位相シフト膜に
よる位相制御性に優れた露光用マスクを製造することが
可能となる。
パッタリング法で位相シフト膜を形成する際に、成膜初
期のスパッタ粒子の基板への飛程を遮蔽板等を用いて遮
ることにより、スパッタリング初期に基板上に形成され
る組成不安定層の形成を防止でき、膜厚方向の膜組成を
均一にすることができる。これにより、位相シフト膜に
よる位相制御性に優れた露光用マスクを製造することが
可能となる。
【図１】本発明の実施例に用いるＤＣスパッタリング装
置を示す概略構成図。
置を示す概略構成図。
【図２】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。
を示す断面図。
【図３】第２の実施例を説明するためのもので、波長２
４８ｎｍにおける組成不均一層の光学定数変化を考慮
し、透過率，位相差を調節した時の光学定数を示す図。
４８ｎｍにおける組成不均一層の光学定数変化を考慮
し、透過率，位相差を調節した時の光学定数を示す図。
【図４】ＳｉＮｘのラザフォードバックスキャッタリン
グ分析による膜厚方向組成分析結果を示す図。
グ分析による膜厚方向組成分析結果を示す図。
１０１…真空チャンバ １０２…ターゲット（陰極） １０３…陽極 １０４…基板 １０５…シャッタ（遮蔽板） １０６…電源 ２０１…透明基板 ２０２…ＳｉＮ膜（位相シフト膜） ２０３…電子ビームレジスト ２０４…導電性膜
Claims (3)
- 【請求項１】基板上に位相シフト膜からなるパターンを
スパッタリング法により形成する露光用マスクの製造方
法において、 前記位相シフト膜の成膜初期にスパッタ粒子の前記基板
への飛程を遮ることを特徴とする露光用マスクの製造方
法。 - 【請求項２】スパッタリング法を用いて、ターゲット材
料と反応性ガスとの反応生成物からなる位相シフト膜を
基板上に所定厚さに成膜した後、この位相シフト膜を所
望パターンにパターニングする露光用マスクの製造方法
において、 前記位相シフト膜の成膜初期に、前記ターゲットからの
スパッタ粒子の前記基板への飛程を遮ることを特徴とす
る露光用マスクの製造方法。 - 【請求項３】導電体又は半導体からなるターゲットと透
明基板とが対向配置されるチャンバ内に不活性ガスと反
応性ガスを導入する手段と、ターゲットと透明基板との
間に電界を印加する手段と、ターゲットと透明基板との
間を選択的に遮蔽するシャッタとを備えたスパッタリン
グ装置を用い、透明基板上にターゲット材料と反応性ガ
スとの反応生成物からなる位相シフト膜を所定厚さに成
膜する工程と、前記位相シフト膜を所望パターンにパタ
ーニングする工程とを有する露光用マスクの製造方法に
おいて、 前記スパッタリング装置による位相シフト膜の成膜初期
に前記シャッタを閉じて、前記ターゲットからのスパッ
タ粒子の前記基板への飛程を遮ることを特徴とする露光
用マスクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7165094A JPH0915831A (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 露光用マスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7165094A JPH0915831A (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 露光用マスクの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0915831A true JPH0915831A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=15805778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7165094A Pending JPH0915831A (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 露光用マスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0915831A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11237726A (ja) * | 1997-12-19 | 1999-08-31 | Hoya Corp | 位相シフトマスク及び位相シフトマスクブランク |
| JP2002169265A (ja) * | 2000-12-01 | 2002-06-14 | Hoya Corp | フォトマスクブランクス及びフォトマスクブランクスの製造方法 |
| US6762000B2 (en) | 2000-09-12 | 2004-07-13 | Hoya Corporation | Phase shift mask blank, photo mask blank and manufacturing apparatus and method of blanks |
| JP2015111246A (ja) * | 2013-11-06 | 2015-06-18 | 信越化学工業株式会社 | 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 |
-
1995
- 1995-06-30 JP JP7165094A patent/JPH0915831A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11237726A (ja) * | 1997-12-19 | 1999-08-31 | Hoya Corp | 位相シフトマスク及び位相シフトマスクブランク |
| US6762000B2 (en) | 2000-09-12 | 2004-07-13 | Hoya Corporation | Phase shift mask blank, photo mask blank and manufacturing apparatus and method of blanks |
| JP2002169265A (ja) * | 2000-12-01 | 2002-06-14 | Hoya Corp | フォトマスクブランクス及びフォトマスクブランクスの製造方法 |
| JP2015111246A (ja) * | 2013-11-06 | 2015-06-18 | 信越化学工業株式会社 | 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 |
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