JPH11271958A - High resolution photomask and its production - Google Patents

High resolution photomask and its production

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JPH11271958A
JPH11271958A JP2580699A JP2580699A JPH11271958A JP H11271958 A JPH11271958 A JP H11271958A JP 2580699 A JP2580699 A JP 2580699A JP 2580699 A JP2580699 A JP 2580699A JP H11271958 A JPH11271958 A JP H11271958A
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JP
Japan
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layer
upper layer
film
lower layer
underlayer
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Withdrawn
Application number
JP2580699A
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Japanese (ja)
Inventor
John Adair William
ウィリアム・ジョン・アデール
E Bayvich Catherine
キャサリン・イー・ベイビッチ
Cesare Caregari Alessandro
アレッサンドロ・シーザー・カレガリ
Ray Carpenter Wareis
ワレイス・レイ・カーペンター
Marshall Mansfield Scott
スコット・マーシャル・マンズフィールド
Sampath Purushothaman
サンパス・プルショッサマン
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International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/32Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming a high-resolution photomask by decreasing the fluctuations in the critical dimensions(CD). SOLUTION: The decrease of the fluctuations in the CD may be embodied by using a thin conductive transfer layer 13 which may be patterned by electron beam lithography and dry or wet etching. The patterns are transferred to a lower layer film 12 by reactive ion etching. The lower layer film may be made opaque or partially transparent at 365, 248 and 193 nm. The thin conductive transfer layer 13 is formed of, for example, a thin Cr film and the opaque or partially transparent material may be formed of a carbon film, silicide metal or silicide oxy-nitride film.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路(IC)
を製作する上で有益なフォトマスク構造、特に、ライン
幅制御が大幅に改良されて、非常に大きな均一度と高い
作業速度でSiデバイスを製造可能なフォトマスクに関
する。
The present invention relates to an integrated circuit (IC).
In particular, the present invention relates to a photomask structure useful for fabricating a semiconductor device, and more particularly to a photomask capable of manufacturing a Si device with a very large uniformity and a high operation speed with greatly improved line width control.

【0002】[0002]

【従来の技術】フォトマスクの要件は、0.25μm以
下のフィーチャを有する次世代のギガビットDRAMメ
モリとマイクロプロセッサにとって、より厳しいものと
なるであろう。微細なラインのフィーチャとパターンを
フォトレジスト上に描画するために使用されるフォトマ
スクは、製造プロセスに対して大きなインパクトを与え
るであろう。今日使用されているバイナリ・マスクは、
臨界寸法(CD)の制御のために求められているような
仕様を満足させるリソグラフィック・フィーチャを描画
する上で十分ではなくなるであろう。今日使用されてい
るマスクの場合、CDの変動は、40nm(3σ)オー
ダーである。0.25μm以下のゲート長という将来の
要求に対しては、CDの変動が、石英マスク・プレート
全体にわたって±10nmを越えることは許されない。
これは、今日のフォトマスク製造に対して深刻な挑戦を
課するものである。
2. Description of the Related Art Photomask requirements will be more stringent for next generation gigabit DRAM memories and microprocessors with features below 0.25 .mu.m. Photomasks used to write fine line features and patterns on photoresist will have a significant impact on the manufacturing process. The binary mask used today is
It will not be sufficient to write lithographic features that meet specifications such as those required for critical dimension (CD) control. For the masks used today, the variation in CD is on the order of 40 nm (3σ). For future requirements of gate lengths of 0.25 μm or less, CD variations cannot be allowed to exceed ± 10 nm across the quartz mask plate.
This poses a serious challenge to today's photomask manufacturing.

【0003】現在、標準的なフォトマスク材料はCrで
ある。この不透明な材料は、深紫外線(DUV)波長で
高い透過率を有する石英板上にスパッタリングされる。
非常に微細なラインを実現するために、Crは電子ビー
ム・リソグラフィを使用してパターニングされる。フォ
トレジスト上にパターンが形成された後、保護マスクと
してフォトレジストを用いて、Crはウェット・エッチ
ングされる。図1〜5はマスク製造プロセスを示す。ま
ず、Cr膜が石英板上にスパッタリングされる(図
1)。フォトレジストが上部にスピン塗布され(図
2)、電子ビーム・リソグラフィを用いてパターニング
される(図3)。フォトレジストをエッチング・マスク
として使用することによって、Crは微細なリソグラフ
ィック・ラインにウェット・エッチングされる(図
4)。最後に、フォトレジストがCr上で除去される
(図5)。
At present, the standard photomask material is Cr. This opaque material is sputtered onto a quartz plate that has high transmission at deep ultraviolet (DUV) wavelengths.
To achieve very fine lines, Cr is patterned using electron beam lithography. After the pattern is formed on the photoresist, Cr is wet-etched using the photoresist as a protective mask. 1 to 5 show a mask manufacturing process. First, a Cr film is sputtered on a quartz plate (FIG. 1). Photoresist is spin-coated on top (FIG. 2) and patterned using e-beam lithography (FIG. 3). By using photoresist as an etching mask, Cr is wet etched into fine lithographic lines (FIG. 4). Finally, the photoresist is removed on Cr (FIG. 5).

【0004】図4は、Crのウェット・エッチングによ
って相当なメタル・アンダーカットが生じる様子を示
す。例えば、元のレジスト・ライン幅がl(図3)であ
れば、ウェット・エッチングの後にCrに転写されたラ
イン幅はl−2dとなる。典型的な1100ÅのCr膜
厚の場合、アンダーカットdは約1000Åのオーダと
なる。従って、正しいCrライン幅を得るには、メタル
のアンダーカットを考慮してフォトレジストの像を補償
すなわちバイアスする必要がある。
[0004] FIG. 4 shows how a substantial metal undercut is caused by wet etching of Cr. For example, if the original resist line width is 1 (FIG. 3), the line width transferred to Cr after wet etching will be 1-2d. For a typical Cr film thickness of 1100 °, the undercut d is on the order of 1000 °. Therefore, in order to obtain the correct Cr line width, it is necessary to compensate or bias the photoresist image in consideration of the metal undercut.

【0005】このため、DUVフォトマスクで実現可能
な最終的解像度が制約される。この問題に対する一つの
解決方法は、フォトレジストをマスクとして用いてCr
膜を反応性イオン・エッチングすることである。残念な
ことに、フォトマスクを製造するために使用される今日
の電子ビーム・レジストは、反応性イオン・エッチング
・プロセスに耐えることができない。もう一つの解決方
法は、Crの厚さを小さくして、アンダーカットを小さ
くすることである。マスクに使用されるCr膜は、フォ
トマスク要件を全て満たすために、光学的に均一な単一
の層ではなく、むしろ多層構造となっているために、C
rの厚さを小さくするとすれば、幾つかの問題が発生す
る。なお、これらのフォトマスク要件は、以下のものを
含む。 ・UVとDUV(365,248nm)で、2より大き
い光学濃度を有する不透明さを有すること。 ・反射率は、UVとDUVで、20%より小さくなけれ
ばならない。 ・膜エッチングは、非常に正確に制御されなければなら
ない。
[0005] This limits the ultimate resolution achievable with DUV photomasks. One solution to this problem is to use a photoresist as a mask to
Reactive ion etching of the membrane. Unfortunately, today's e-beam resists used to make photomasks cannot withstand a reactive ion etching process. Another solution is to reduce the undercut by reducing the thickness of Cr. The Cr film used for the mask is not an optically uniform single layer in order to satisfy all the photomask requirements, but rather has a multilayer structure.
If the thickness of r is reduced, several problems arise. Note that these photomask requirements include the following. Have opacity with optical density greater than 2 at UV and DUV (365, 248 nm); Reflectivity must be less than 20% for UV and DUV. The film etching must be very precisely controlled.

【0006】Crマスク構造の一例を図6に示す。図6
の暗色のCr層は、2より大きい光学濃度を実現するた
めに使用される。Crオキサイド層、またはCrオキシ
−ナイトライド層を使用して、ウェット酸エッチングの
下でのより良好な制御を実現する。暗色のCrだけでは
ウェット・エッチングを信頼性良く実行することは困難
であるかも知れず、また、高い反射率を有する可能性が
ある。上層は、多少のCrカーバイド化合物を含み、約
11〜14%の低い反射率を得ることが必要である。C
rオキサイド,Crオキシ−ナイトライド,Crカーバ
イドのみしか使用されなければ、膜はDUVで部分透明
となるような正しい光学濃度を有することはできない。
従って、薄いCr層(約400Å)を使用しなければな
らないとすれば、暗色のCrしか正しい不透明度を有し
ないと同時に、その反射率は余りに高すぎ(>30
%)、膜エッチングの制御が劣化する。フォトレジスト
の露光の際には、光がUV光学ステッパ内に反射するこ
とを阻止するために、低反射率が要求される。更に、反
射率が低いことによって、フォトレジストの電子ビーム
・パターニングも容易になる。
FIG. 6 shows an example of a Cr mask structure. FIG.
Is used to achieve optical densities greater than 2. A Cr oxide layer or a Cr oxy-nitride layer is used to achieve better control under wet acid etching. It may be difficult to perform a wet etch reliably with only dark Cr and may have high reflectivity. The upper layer contains some Cr carbide compounds and needs to obtain a low reflectivity of about 11-14%. C
If only r-oxide, Cr oxy-nitride, Cr carbide are used, the film cannot have the correct optical density to be partially transparent at DUV.
Therefore, if a thin Cr layer (approximately 400 °) must be used, only dark Cr has the correct opacity while its reflectivity is too high (> 30).
%), Control of film etching is deteriorated. When exposing the photoresist, low reflectivity is required to prevent light from being reflected into the UV optical stepper. In addition, the low reflectivity facilitates electron beam patterning of the photoresist.

【0007】上記議論から、約400Åの薄いCrを、
マスク・ライン幅の制御を改善するために使用できない
ことは明らかである。
From the above discussion, the thin Cr of about 400 °
Obviously, it cannot be used to improve the control of the mask line width.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、異な
る膜を吸収層として使用することによって、改良された
マスクを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an improved mask by using different films as the absorbing layer.

【0009】本発明の他の目的は、薄い導電転写層を利
用することによって形成された薄膜吸収体を有する改良
マスクを提供することにある。
It is another object of the present invention to provide an improved mask having a thin film absorber formed by utilizing a thin conductive transfer layer.

【0010】本発明の更に他の目的は、今日使用されて
いるCr膜と比較すると、CD変動が非常に小さくなっ
た薄い吸収体膜を有するフォトマスクを製造する方法を
提供することにある。
It is yet another object of the present invention to provide a method of manufacturing a photomask having a thin absorber film with very small CD variations as compared to Cr films used today.

【0011】本発明の更に他の目的は、次のようなフォ
トマスクを製造する方法を提供することにある。すなわ
ち、この製造方法では、薄いカーボン膜、またはMoS
iやMoSiオキシ−ナイトライド(MoSiON)の
ような他のドライ・エッチング可能な材料を、文献“A
ttenuated phase shift mas
k blanks with oxide or ox
y−nitirideof Cr or MoSi a
bsorptive shifter”byY.Sai
to et al.,Photomask Japan
‘94,Kanagawa Science Par
k,Kanagawa,Japanに見られるような吸
収体として、また、非常に薄いCrオキシ−ナイトライ
ド―カーバイド導電層をパターン転写体として使用す
る、フォトマスクを製造する方法を提供することにある
(上記文献の教示内容は、本明細書の内容として引用さ
れる)。Crオキシ−ナイトライド−カーバイドのパタ
ーニングと反応性イオン・エッチングに電子ビーム・リ
ソグラフィを用い、Crオキシ−ナイトライド−カーバ
イドをエッチング・マスクとして使用して吸収体膜へパ
ターンを転写させることによって、非常に微細なライン
パターンが形成される。米国特許第5,506,080
号明細書は、Cr層を転写層として使用する欠陥のない
マスクを製造する方法を開示している。我々の出願に記
載されているように、Cr層は、次世代のフォトマスク
に必要とされるCD制御を実現するためには適切ではな
い。前述したように、純Cr層はウェット・エッチング
には不適切であり、制御不能な過大なアンダーカットを
生成し、CD制御を厳しく制限することになる。更に、
前述したように、純Crの反射率が高いことは、フォト
レジストの紫外線露光の際には不適切である。
It is still another object of the present invention to provide a method for manufacturing a photomask as described below. That is, in this manufacturing method, a thin carbon film or MoS
i and other dry-etchable materials, such as MoSi oxy-nitride (MoSiON), are described in reference "A.
ttenated phase shift mass
k blanks with oxide or ox
y-nitirideof Cr or MoSia
bsorbtive shifter "byY.Sai
to et al. , Photomask Japan
'94, Kanagawa Science Par
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a photomask using an absorber as found in K. Kanagawa, Japan and a very thin Cr oxy-nitride-carbide conductive layer as a pattern transfer body (see above). The teaching content of the literature is cited as the content of this specification). Using electron beam lithography for patterning and reactive ion etching of Cr oxy-nitride-carbide and transferring the pattern to the absorber film using Cr oxy-nitride-carbide as an etching mask. , A fine line pattern is formed. US Patent 5,506,080
The specification discloses a method for producing a defect-free mask using a Cr layer as a transfer layer. As described in our application, a Cr layer is not appropriate to achieve the CD control required for next generation photomasks. As mentioned above, a pure Cr layer is unsuitable for wet etching, which creates an uncontrollable excessive undercut and severely limits CD control. Furthermore,
As described above, the high reflectivity of pure Cr is inappropriate when the photoresist is exposed to ultraviolet light.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の一般的な態様
は、高解像度フォトマスクとその製造方法である。
SUMMARY OF THE INVENTION A general aspect of the present invention is a high resolution photomask and a method of manufacturing the same.

【0013】本発明の特定の態様は、UVおよびDUV
カーボン・フォトマスクであり、および非常に薄い導電
性Cr転写エッチング層を使用することによる製造方法
である。
[0013] Particular embodiments of the invention include UV and DUV
A manufacturing method by using a carbon photomask and a very thin conductive Cr transfer etching layer.

【0014】本発明による方法と構造の他の特定の態様
は、米国出願第08/664,729号明細書(199
6年6月17日出願)と第08/781,080号明細
書(1997年1月9日出願)に記載の不透明または部
分透明な(365,248,193nmで)カーボン膜
を石英基板上に付着させ、その後、酸素,窒素,カーボ
ンおよび微量水蒸気のような原子種を含むことのできる
約400Åの薄いCr膜を付着させることである。な
お、上記2つの米国特許出願明細書の内容は、本明細書
の内容として引用される。
Another specific embodiment of the method and structure according to the present invention is described in US application Ser. No. 08 / 664,729 (199).
An opaque or partially transparent (at 365, 248, 193 nm) carbon film as described in U.S. Pat. And then depositing a thin Cr film of about 400 ° which can contain atomic species such as oxygen, nitrogen, carbon and trace water vapor. The contents of the above two U.S. patent application specifications are cited as the contents of this specification.

【0015】本発明の方法と構造の更に他の態様は、先
に挙げたMoSiONのようなドライ・エッチング可能
な不透明または部分透明な金属、またはメタル・オキシ
−ナイトライドを吸収体膜として付着させることであ
る。他のシリサイド材料は、可変量の酸素と窒素を含む
WSi,TaSi,TiSi,ZrSiを含むことがで
きる。
Yet another aspect of the method and structure of the present invention is to deposit a dry-etchable opaque or partially transparent metal, such as MoSiON, or a metal oxy-nitride as an absorber film. That is. Other silicide materials may include WSi, TaSi, TiSi, ZrSi with variable amounts of oxygen and nitrogen.

【0016】更に他の特定の態様は、大幅に改善された
CD制御を有するフォトマスクの製造プロセスである。
このプロセスは、石英基板上に不透明または部分透明な
吸収体膜を形成する工程と、吸収体膜の上部に、約40
0Å以下の薄いCr,またはCrリッチな合金の膜を形
成する工程と、電子ビーム放射に感応する薄いCr合金
の上部にフォトレジスト層を形成する工程と、フォトレ
ジストを電子ビームに露光させてマスクパターンを形成
する工程と、フォトレジストをマスクとして使用し、C
r合金のアンダーカットを注意深く制御して、薄いCr
合金をエッチングする工程と、フォトレジストを除去す
る工程と、Cr合金をエッチング・マスクとして使用し
て、吸収体膜をプラズマ中で異方性ドライ・エッチング
し、選択により吸収体膜上のCr合金層を除去する工程
とを含む。
Yet another specific aspect is a process for manufacturing a photomask having greatly improved CD control.
This process involves forming an opaque or partially transparent absorber film on a quartz substrate, and about 40 Å on top of the absorber film.
Forming a thin Cr or Cr-rich alloy film of 0 ° or less, forming a photoresist layer on the thin Cr alloy sensitive to electron beam radiation, exposing the photoresist to an electron beam, and masking the photoresist Forming a pattern, using photoresist as a mask,
Carefully control the undercut of the r-alloy,
Etching the alloy, removing the photoresist, anisotropically dry-etching the absorber film in plasma using the Cr alloy as an etching mask, and optionally Cr alloy on the absorber film Removing the layer.

【0017】この方法を使用することによって、マスク
・ライン幅の優れた制御を得ることができる。特に、石
英プレートにわたるライン幅の変動は、今日の最新技術
によるCrフォトマスクに典型的な約±40nmから±
10nmへ減らすことができる。このため、より高度の
均一性とスピードを示す非常に優れたSiデバイス臨界
寸法制御が可能になる。
By using this method, excellent control of the mask line width can be obtained. In particular, variations in line width across the quartz plate can vary from about ± 40 nm typical of today's state-of-the-art
It can be reduced to 10 nm. Therefore, it is possible to control the critical dimension of the Si device, which exhibits a higher degree of uniformity and speed, and is excellent.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明は、フォトマスク構造とそ
の製造方法に関する。マスク構造は、薄いカーボン膜、
またはMoSiONのようなメタル・オキシ−ナイトラ
イドを付着させた後に、薄いCrオキシ−ナイトライド
膜、またはCrオキシ−ナイトライド・カーバイド膜を
上部に付着させることによって製造される。この薄いC
r含有膜を電子ビーム・リソグラフィを使用してパター
ニングし、薄いCrオキシ−ナイトライド、またはCr
オキシ−ナイトライド・カーバイドをエッチング・マス
クとして使用して、下側の吸収(下部)膜を反応性イオ
ンエッチングすることによって、非常に微細なライン・
フィーチャを形成することができる。例えば、吸収体膜
がカーボンである場合には、酸素反応性イオンエッチン
グを使用することができる。本発明により製造されるマ
スクは、0.25ミクロンより小さいライン・フィーチ
ャを描画する必要がある場合には、標準的なフォトマス
クに比べて著しく優れたCD制御を有する。これは、以
下の詳細な説明から明らかになるであろう。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a photomask structure and a method for manufacturing the same. The mask structure is a thin carbon film,
Alternatively, it is manufactured by depositing a metal oxy-nitride such as MoSiON and then depositing a thin Cr oxy-nitride film or Cr oxy-nitride carbide film on top. This thin C
The r-containing film is patterned using electron beam lithography to form a thin Cr oxy-nitride or Cr
Using oxy-nitride carbide as an etching mask, reactive ion etching of the lower absorbing (lower) film results in very fine lines.
Features can be formed. For example, when the absorber film is carbon, oxygen reactive ion etching can be used. Masks made in accordance with the present invention have significantly better CD control than standard photomasks when it is necessary to write line features smaller than 0.25 microns. This will be apparent from the detailed description below.

【0019】以下に示す例は、カーボン・レチクルに関
する。他の材料であっても、MoSiONのようなドラ
イ・エッチング可能で、UVおよびDUV波長で不透
明、または半透明にすることのできるものならば、わず
かな分析修正を加えて同じように等しく使用することが
できる。
The following examples relate to carbon reticles. Other materials that are dry-etchable, such as MoSiON, and can be made opaque or translucent at UV and DUV wavelengths should be used equally equally with minor analytical modifications. be able to.

【0020】クロム・オン・ガラス・レチクルに対する
カーボン膜のリソグラフィ性能を分析するために、我々
はネストされたライン・スペース・パタンおよびアイソ
レートされたライン・スペース・パターンについてプロ
セス・ウインドウを見ることができる。プロセス・ウイ
ンドウは、プロセスが一定量の露光ドーズ量変動を有す
るとした場合、どれほどの焦点変動がリソグラフィ・プ
ロセスで許容できるかを示す尺度である。従って、プロ
セス・ウインドウは、リソグラフィ・プロセスにおい
て、臨界フィーチャをそれら所望サイズの一定許容範囲
内、すなわち臨界寸法(CD)内に維持するための焦点
深度(DOF)と露光寛容度(EL)の尺度である。プ
ロセス・ウインドウは、典型的には、そのプロセスのD
OF対ELとしてグラフィックに表示されるか、また
は、10%の露光寛容度での焦点深度のように、単一の
良さの指数にまで縮小することができる。もう一つの有
益な良さの指数は、トータル・ウインドウと呼ぶDOF
対ELの曲線下の面積である。
To analyze the lithographic performance of a carbon film on a chrome-on-glass reticle, we look at the process window for nested line space patterns and isolated line space patterns. it can. The process window is a measure of how much focus variation is acceptable in a lithographic process, given that the process has a certain amount of exposure dose variation. Thus, the process window is a measure of the depth of focus (DOF) and exposure latitude (EL) in the lithographic process to keep critical features within a certain tolerance of their desired size, ie, within the critical dimension (CD). It is. The process window is typically the D
It can be displayed graphically as OF vs. EL or reduced to a single index of goodness, such as depth of focus at 10% exposure latitude. Another useful index of goodness is the DOF called the total window
The area under the curve versus the EL.

【0021】ここで、我々は、露光装置が、248nm
の露光波長と、0.5の開口数と、0.6のパーシャル
・コヒーレンスを使用する4倍系であるようなリソグラ
フィック・プロセスについて考える。なお、これらの値
は、0.25ミクロンDUVリソグラフィ装置に典型的
なものである。我々は、ウエハ上に0.25ミクロン
(1倍)で描画される公称1.00ミクロン(4倍)の
フィーチャを含むフォトマスクのリソグラフィック性能
を検討することにする。我々は、アイソレートされたラ
インと、完全にネストされたライン・スペース・パター
ンとのケースを検討する。更に、我々は、フォトマスク
が臨界フィーチャのサイズに小さな誤差を含むと仮定す
る。標準的なクロム・オン・ガラス型のマスクについ
て、我々は、これら誤差が±0.040ミクロン(4
倍)であって、カーボン膜レチクルの場合、その誤差を
±0.010〜±0.040ミクロンの範囲の値にまで
減少させることができると仮定する。カーボン膜レチク
ルの場合、CD誤差の他に、我々はレチクルにわたる膜
内の位相と透過率の変動の影響も考慮する必要がある。
このため、我々は膜厚を約±3%の変動にまで維持する
ことができると仮定し、これらの膜厚変動に基づいて、
位相と透過率の変動を計算する。これら値の全ては、現
在のマスク製造能力に相応している。
Here, we assume that the exposure apparatus is 248 nm
Consider a lithographic process that is a quadruple system using an exposure wavelength of 0.5, a numerical aperture of 0.5, and a partial coherence of 0.6. Note that these values are typical for a 0.25 micron DUV lithography apparatus. We will consider the lithographic performance of a photomask that includes nominally 1.00 micron (4x) features written at 0.25 micron (1x) on the wafer. We consider the case of isolated lines and a completely nested line space pattern. Further, we assume that the photomask contains small errors in the size of critical features. For a standard chrome-on-glass type mask, we estimate that these errors are ± 0.040 microns (4
It is assumed that the error can be reduced to a value in the range of ± 0.010 to ± 0.040 microns for carbon film reticles. In the case of a carbon film reticle, in addition to the CD error, we need to consider the effects of phase and transmittance variations in the film across the reticle.
For this reason, we assume that the film thickness can be maintained to about ± 3% variation, and based on these film thickness variations,
Calculate phase and transmittance variations. All of these values correspond to current mask manufacturing capabilities.

【0022】これらの制約が与えられると、我々は、標
準のクロム・オン・ガラスに対するカーボン・ベースの
レチクルの相対的な利益を評価することができる。我々
はこの分析を、1%および2%の透過率と、透明な石英
領域に対して0°,90°,180°位相とを有するカ
ーボン膜について行う。参考に、7%の膜透過率を有す
る標準的な減衰位相シフトマスク(PSK)をも分析す
る。0°と90°の位相シフトを有する暗色膜を作るこ
とは困難であるから、我々は、それぞれ等価的な360
°と270°の位相シフトを有する膜を作成する。図7
は、248nmの光に対して180°位相シフトを生成
する膜について、%透過率対屈折率(n)と吸収係数
(k)とを示す。この場合、nとkの選択範囲は1%透
過率膜を考慮していないが、点301は2%透過率膜を
生成するnとkの値を表す。図8は、270°の位相シ
フトを有する膜に対する同様な曲線を示し、この場合、
点302は1%透過率膜を、点303は2%透過率膜を
表す。参考として、点304も2%透過率膜を生成する
が、点303とは異なるnとkの値を有する膜を生成す
る。図9は、360°の位相シフトを有する膜と同様な
曲線であり、この場合、点305は1%透過率膜で、点
306は2%透過率膜である。
Given these constraints, we can evaluate the relative benefits of carbon-based reticles over standard chrome-on-glass. We perform this analysis on carbon films having 1% and 2% transmission and 0 °, 90 °, 180 ° phase with respect to the transparent quartz area. For reference, a standard attenuated phase shift mask (PSK) with 7% membrane transmission is also analyzed. Because it is difficult to make dark films with 0 ° and 90 ° phase shifts, we have equivalent 360
Create films with phase shifts of ° and 270 °. FIG.
Shows% transmittance versus refractive index (n) and absorption coefficient (k) for a film that produces a 180 ° phase shift for 248 nm light. In this case, the selection range of n and k does not take into account the 1% transmittance film, but point 301 represents the values of n and k that produce a 2% transmittance film. FIG. 8 shows a similar curve for a film with a 270 ° phase shift, in which case
Point 302 represents a 1% transmittance film, and point 303 represents a 2% transmittance film. For reference, point 304 also produces a 2% transmittance film, but produces a film with different values of n and k than point 303. FIG. 9 is a curve similar to a film with a 360 ° phase shift, where point 305 is a 1% transmittance film and point 306 is a 2% transmittance film.

【0023】180°の位相シフトを有する膜の場合、
±3%の膜厚変動は、ほぼ5°の位相変動に対応する。
270°の位相シフトを有する膜の場合、これは約7.
5°の位相変動であり、360°の位相シフトを有する
膜の場合、これは10°の位相変動である。0.01
(1%)の透過率膜の場合、厚さの変動は、約±0.0
013の透過率の変動を生じる。2%透過率膜の場合、
この変動は±0.0022であり、7%透過率膜の場
合、それは±0.005である。カーボン・ベースのレ
チクルの性能は、レチクルにわたって独立に変化するC
D,位相,透過率に基づいて評価された。これは最悪の
場合のシナリオであって、実際には起こり得ないであろ
う(なぜならば、透過率は、膜厚の増加により、正の位
相誤差と共に増加するのではなく、ほぼ間違いなく減少
するからである)。
In the case of a film having a phase shift of 180 °,
A thickness variation of ± 3% corresponds to a phase variation of approximately 5 °.
For a film with a 270 ° phase shift, this is about 7.
For a film with a phase shift of 5 ° and a phase shift of 360 °, this is a phase shift of 10 °. 0.01
For a (1%) transmittance membrane, the thickness variation is about ± 0.0
A change in transmittance of 013 occurs. For a 2% transmittance membrane,
This variation is ± 0.0022, which is ± 0.005 for a 7% transmittance membrane. The performance of carbon-based reticles varies independently across the reticle.
The evaluation was based on D, phase, and transmittance. This is a worst case scenario and may not be possible in practice (because the transmittance will almost certainly decrease with increasing film thickness, rather than increasing with a positive phase error) Because).

【0024】図10において、我々は、以上述べた条件
の下で、アイソレートされた250nmラインのトータ
ル・ウインドウをプロットした。それぞれの曲線は、異
なる量のマスクCD誤差(4倍またはレチクル寸法で与
えられる)を表す。参考として、標準的なクロム・オン
・ガラス(COG)レチクルの性能を、それぞれの曲線
について、最も左側の点として与える。これらの点の各
々を通って、点線が引かれている。COGレチクルは、
典型的に、±40nmのCD変動を持つと仮定した場
合、点402を通る最も下側の点線401は、カーボン
・マスクと比較するための基線を表す。点403〜40
5を見ると、位相を180°近くに維持することが、一
般に有益であることが判るが、許容可能な性能は、十分
小さいCD変動を有する限り、透過率の低い0°(点4
06)と90°(点407)の位相膜で達成できること
が判る。アイソレートされたラインの場合、位相が18
0°に近いとき、透過率が異なっても性能に殆ど相違が
ないことを明らかに理解することができる。しかし、位
相が180°と異なる場合、点408と406を比較す
ることによって判る通り、より暗い膜を使用した方が良
い。点403と点409〜411は、マスクCDの誤差
が小さくなったときのプロセス・ウインドウの改善を示
す。一例として、±10nmCD誤差のプロセス・ウイ
ンドウの場合、点410対点402によって示されるよ
うに、180°位相シフトのカーボン・マスクの改善度
は、100%程度の大きさとすることができる。位相外
れカーボン・マスクの場合、Crマスクに比べての改善
度は、点412対点402によって示されるように、約
50%である。同様な結果は、図11で判るように、ネ
ストされた線についてもあてはまる。
In FIG. 10, we plot the total window of the isolated 250 nm line under the conditions described above. Each curve represents a different amount of mask CD error (given by a factor of four or reticle size). For reference, the performance of a standard chrome-on-glass (COG) reticle is given for each curve as the left-most point. A dotted line is drawn through each of these points. COG reticles are
Typically, assuming a CD variation of ± 40 nm, the lowest dotted line 401 through point 402 represents the baseline for comparison with the carbon mask. Points 403-40
5, it can be seen that maintaining the phase close to 180 ° is generally beneficial, but acceptable performance can be achieved with low transmission 0 ° (point 4) as long as the CD variation is small enough.
06) and 90 ° (point 407). For an isolated line, the phase is 18
When it is close to 0 ° it can clearly be seen that there is little difference in performance with different transmittances. However, if the phase differs from 180 °, it is better to use a darker film, as can be seen by comparing points 408 and 406. Points 403 and points 409-411 show the improvement of the process window when the error of the mask CD is reduced. As an example, for a process window of ± 10 nm CD error, the improvement of a 180 ° phase shift carbon mask, as shown by points 410 vs. 402, can be as large as 100%. For the out-of-phase carbon mask, the improvement over the Cr mask is about 50%, as shown by point 412 versus point 402. Similar results apply for nested lines, as seen in FIG.

【0025】250nmより小さなフィーチャの場合、
カーボン・レチクルの相対的な利益は、より大きい。こ
れは、リソグラフィ描画プロセス中のマスク誤差の拡大
によるものである。このため、CDM*MEF/Mag
に等しいウェハレベルでCD値の拡がりが生じる。但
し、CDMはレチクル上のマスク誤差の拡がりであり、
MEFはマスク誤差拡大係数、Magは露光機の倍率で
ある。理想的には、MEFは1に近いが、所望CDが開
口数の2倍で割った露光機の波長(この場合、250n
m)に対して小さくなるにつれて、MEFは3よりも大
きくなる。このため、トータル・プロセス・ウインドウ
は、CD誤差とともに効果的に急速に小さくなり、図1
0,11の曲線を展開する。この効果によって、カーボ
ン・レチクルは、最も進んだ基本ルールで使用する上で
より適切になる。
For features smaller than 250 nm,
The relative benefits of carbon reticles are greater. This is due to an increase in mask error during the lithography drawing process. Therefore, CDM * MEF / Mag
At the wafer level equal to However, CDM is the spread of mask error on the reticle,
MEF is a mask error expansion coefficient, and Mag is a magnification of an exposure machine. Ideally, the MEF is close to 1, but the desired CD is the wavelength of the exposure machine divided by twice the numerical aperture (in this case, 250n
As it gets smaller for m), the MEF becomes larger than 3. Thus, the total process window effectively and rapidly shrinks with the CD error.
Develop the curves 0,11. This effect makes the carbon reticle more suitable for use with the most advanced basic rules.

【0026】図12,13は、より進んだ基本ルールの
場合のカーボンとCOGレチクルの相対的な性能を示
す。図13において、420nmピッチでの150nm
ラインのトータル・ウインドウが、種々の膜についてプ
ロットされている。この場合、ステッパの状態は、開口
数0.6と、内側シグマ0.5および外側シグマ0.7
5の環状光とに相当する。この分析の場合、膜は1%だ
け変化すると考えられる。この場合、基線COGプロセ
ス・ウインドウは、点502を通るライン501によっ
て与えられる。更に、最高の性能は、点509が基線5
01に対して大きな利点(約10倍)を示す180°位
相膜の場合に見ることができる。90°位相膜の場合、
点508によって示されるように、±10nmのCD誤
差に対して7.5の改善度を達成することができる。図
12,13の曲線を図10,11のそれと比較すると、
2つのことが明らかである。(1)図12,13に示し
た、より進んだ基本ルールの方が、プロセス・ウインド
ウは一般にかなり小さい。(2)相対的に、各CD変動
の曲線は、図12、13における方が大きく拡がり、よ
り大きなMEFを示す。また、図13のネストされたラ
インの曲線の方が、図12のアイソレートされたライン
の曲線よりも大きな拡がりを有することが明らかであ
る。このことは、よりネストされたラインのほうがME
Fは大きいことを示している。
FIGS. 12 and 13 show the relative performance of carbon and COG reticles for the more advanced basic rules. In FIG. 13, 150 nm at a 420 nm pitch
The total window of the lines is plotted for the various films. In this case, the state of the stepper is a numerical aperture of 0.6, an inner sigma of 0.5 and an outer sigma of 0.7.
5 ring light. For this analysis, the membrane is expected to change by 1%. In this case, the baseline COG process window is given by line 501 passing through point 502. Furthermore, the best performance is that point 509 is at baseline 5
This can be seen in the case of a 180 ° phase film showing a great advantage (about 10 times) over 01. In the case of a 90 ° phase film,
As shown by point 508, an improvement of 7.5 for a CD error of ± 10 nm can be achieved. Comparing the curves of FIGS. 12 and 13 with those of FIGS.
Two things are clear. (1) The process window is generally much smaller for the more advanced basic rules shown in FIGS. (2) In comparison, the curves of the respective CD fluctuations are wider in FIGS. 12 and 13 and show a larger MEF. It is also clear that the nested line curve of FIG. 13 has a greater spread than the isolated line curve of FIG. This means that more nested lines have ME
F indicates that it is large.

【0027】上記議論から、フォトマスク上に拡がるC
Dを減らせば、プロセス・ウインドウ(トータル・ウイ
ンドウ)は相当大きくなることが明らかである。現在使
用されているCrフォトマスク・プロセスの場合、CD
誤差は約±40nmで、小さくすることは困難である。
というのは、前述したように、Cr層は、適切な光学的
特性を満たすには均一ではなく、従って、より大きな均
一度でエッチングすることは困難であるからである。更
に、基本ルールとCD均一度レベルを拡大するために反
応性イオン・エッチング可能な信頼できる電子ビーム・
レジストは存在しない。
From the above discussion, it can be seen that C spreading on the photomask
It is clear that if D is reduced, the process window (total window) becomes considerably larger. For the currently used Cr photomask process, CD
The error is about ± 40 nm, which is difficult to reduce.
This is because, as mentioned above, the Cr layer is not uniform to meet the appropriate optical properties, and is therefore difficult to etch with greater uniformity. Furthermore, a reliable electron beam that can be etched with reactive ions to expand the basic rules and CD uniformity level.
There is no resist.

【0028】次に、本発明の特定の実施例について詳細
に説明する。適用可能な代替的な実施例も簡潔に説明す
る。
Next, a specific embodiment of the present invention will be described in detail. Applicable alternative embodiments are also briefly described.

【0029】本発明の構造の一例として二重層マスク系
を説明する。この二重層マスクでは、上層は良好なCD
制御と低いCD変動範囲を容易にする選択的犠牲層であ
る。上部犠牲層は、ウェット・エッチングまたはドライ
・エッチングできる材料であれば、いかなるものであっ
てもよい。本発明において、上層は薄いCrオキシ−ナ
イトライド/カーバイド[CrON(C)]層であるこ
とが望ましい。下層は、ブランケット付着させたカーボ
ン層、または他の部分透過性の膜で、その例は、メタル
・オキサイド,メタル・ナイトライド,メタル・フルオ
ライド,メタル・シリコン・オキサイド,メタル・シリ
サイド・ナイトライド,メタル・シリサイド・オキシ−
ナイトライドであるが、これらに限られない。基本的な
コンセプトは、電子ビーム・リソグラフィやエッチング
のような一般に使用されるパターニング技術を用いて、
上層(例えば、CrON(C)層)をパターニングし
て、その下に存在する吸収体膜を反応性イオン・エッチ
ングによってパターニングするために、この上層をドラ
イ・エッチング・マスクとして使用することである。ウ
ェット・エッチング可能な薄いCrON(C)層を使用
することによって、ウェット・エッチングによるアンダ
ーカットを最小限にし、カーボン膜が使用される場合、
CrON(C)を腐食しない酸素反応性イオン・エッチ
ングを使用することによって、垂直側壁を得ることがで
きる。吸収体としてメタル・シリサイド・オキシ−ナイ
トライド膜が使用される場合には、フッ素化学物質に基
づいた反応性イオン・エッチングを使用することが望ま
しい。これらの条件は、マスク・ライン幅を極めて良好
に制御することができ、Siウェハ上の優れたCD制御
を実現することができる。これはまた、広範囲なトータ
ル・プロセス・ウインドウを実現して、サブミクロン・
フィーチャの進歩したリソグラフィを可能にする。
A double-layer mask system will be described as an example of the structure of the present invention. In this double layer mask, the top layer is a good CD
A selective sacrificial layer that facilitates control and low CD variation. The upper sacrificial layer may be any material that can be wet-etched or dry-etched. In the present invention, the upper layer is preferably a thin Cr oxy-nitride / carbide [CrON (C)] layer. The lower layer is a blanket deposited carbon layer or other partially permeable membrane, such as metal oxides, metal nitrides, metal fluorides, metal silicon oxides, metal silicide nitrides, Metal silicide oxy
It is a night ride, but not limited to these. The basic concept is to use commonly used patterning techniques like e-beam lithography and etching,
The use of this upper layer as a dry etching mask to pattern an upper layer (eg, a CrON (C) layer) and pattern the underlying absorber film by reactive ion etching. By using a wet-etchable thin CrON (C) layer, the undercut due to wet etching is minimized and when a carbon film is used,
Vertical sidewalls can be obtained by using an oxygen-reactive ion etch that does not attack CrON (C). If a metal silicide oxy-nitride film is used as the absorber, it is desirable to use reactive ion etching based on fluorine chemicals. Under these conditions, the mask line width can be controlled extremely well, and excellent CD control on the Si wafer can be realized. It also provides a wide total process window, sub-micron
Enables advanced lithography of features.

【0030】本発明の好適な実施例を製造するプロセス
例を以下に説明する。以下の例は、本発明の範囲を説明
するために示したものである。この例は説明だけのため
に示されたものであるので、本発明は、この例に限定さ
れるものではない。
An example of a process for manufacturing the preferred embodiment of the present invention will now be described. The following examples are provided to illustrate the scope of the present invention. The present invention is not limited to this example, as this example is provided for illustrative purposes only.

【0031】以下の例は、アモルファス・カーボン膜を
吸収体として使用する。プロセス変動が僅かであれば、
前述したように、MoSiON,TaSiON,WSi
ON,PtSiONのような他の吸収体膜を用いること
もできる。
The following example uses an amorphous carbon film as the absorber. If the process variation is small,
As described above, MoSiON, TaSiON, WSi
Other absorber films such as ON, PtSiON can also be used.

【0032】例1 先ず、前記引用された米国特許出願明細書に記載された
カーボン膜12を、ブランケット膜として、石英プレー
ト10上に付着させる。不透明なカーボン膜を付着させ
るには、水素含有量を最小限にするか、水素を排除する
必要がある。膜の不透明度を大きくするために、少量の
窒素を含有させることができる。カーボン膜の厚さは、
365,248,193nmで十分に不透明であれば、
200〜3000Åの範囲とするのが望ましい。カーボ
ン膜が部分透明(>1%、しかし365,248,19
3nmで<10%)であれば、膜厚は、前記引用された
米国特許出願明細書に記載された減衰位相マスクの条
件、特に問題となっている波長での180°位相シフト
の条件を満たすことが望ましいが、必ずしもその必要は
ない。
Example 1 First, the carbon film 12 described in the above-cited US Patent Application is deposited on a quartz plate 10 as a blanket film. In order to deposit an opaque carbon film, it is necessary to minimize the hydrogen content or exclude hydrogen. A small amount of nitrogen can be included to increase the opacity of the film. The thickness of the carbon film is
If it is sufficiently opaque at 365, 248, 193 nm,
It is desirable to set it in the range of 200 to 3000 °. The carbon film is partially transparent (> 1%, but 365,248,19)
(<10% at 3 nm), the film thickness satisfies the requirements of the attenuated phase mask described in the cited U.S. patent application, particularly the 180 ° phase shift at the wavelengths in question. It is desirable, but not necessary.

【0033】薄いCrON(C)膜13が、カーボン膜
12の上部にブランケット付着される(図14)。Cr
ON(C)膜の厚さは、20〜2000Åの範囲、望ま
しくは400Åとすることができる。CrON(C)膜
は、種々の量の酸素,カーボン,および窒素を含むこと
ができる。これは、膜パターニングに必要とされる30
%以下に膜反射率を維持し、および膜を酸エッチングに
対して耐性を持たせる上で役立つ。膜内の少量のカーボ
ンは、酸エッチングに対するその耐性を大きくし、その
結果、以下に示すように、より制御可能なCrON
(C)膜のアンダーカットを生じる。
A thin CrON (C) film 13 is blanket deposited over the carbon film 12 (FIG. 14). Cr
The thickness of the ON (C) film can be in the range of 20-2000 °, preferably 400 °. CrON (C) films can include various amounts of oxygen, carbon, and nitrogen. This is the 30 required for film patterning.
% And helps to keep the film reflectivity below 10% and make the film resistant to acid etching. The small amount of carbon in the film increases its resistance to acid etching, resulting in a more controllable CrON
(C) An undercut of the film occurs.

【0034】CrON(C)層13の上部に、フォトレ
ジスト14がスピン塗布される。フォトレジストは、電
子ビーム放射に対してレジスト感応性があることが望ま
しい。レジスト厚は、約1000Åであることが望まし
い(図15)。
A photoresist 14 is spin-coated on the CrON (C) layer 13. Desirably, the photoresist is resist sensitive to electron beam radiation. Desirably, the resist thickness is about 1000 ° (FIG. 15).

【0035】通常のリソグラフィを使用して、フォトレ
ジスト14がパターニングされる(図16)。
The photoresist 14 is patterned using normal lithography (FIG. 16).

【0036】エッチング・プロセスを使用して、フォト
レジストをエッチング・マスクとして用いて、CrON
(C)層13がパターニングされる。本発明では、ドラ
イとウェットの両エッチングを使用することができる。
標準的なCr(ON)(C)ウェット・エッチングを用
いるのが望ましい。上述したように、CrON(C)が
薄いため、最小限のアンダーカットが得られる(図1
7)。この小さなアンダーカットは、マスク上のCD制
御をかなり改善するので、これらマスクを使用する場合
には、リソグラフィック・プロセス・ウィンドウをかな
り改善することができる。
Using an etching process, the photoresist is used as an etching mask, and the CrON
(C) The layer 13 is patterned. In the present invention, both dry and wet etching can be used.
It is desirable to use a standard Cr (ON) (C) wet etch. As described above, since CrON (C) is thin, a minimum undercut can be obtained (FIG. 1).
7). This small undercut significantly improves CD control on the mask, so that the lithographic process window can be significantly improved when using these masks.

【0037】フォトレジスト14は、その後、通常のウ
ェット・プロセスを用いて除去される(図18)。
The photoresist 14 is then removed using a conventional wet process (FIG. 18).

【0038】パターニングされたCrON(C)をエッ
チングマスクとして使用することによって、カーボン膜
を、酸素プラズマ中で、異方性的に反応性イオン・エッ
チングする。垂直側壁がカーボン膜について得られる。
更に、石英は、酸素プラズマ中でエッチングされないの
で、エッチング・ストッパとなる(図19)。
The carbon film is anisotropically reactive ion etched in oxygen plasma by using the patterned CrON (C) as an etching mask. Vertical sidewalls are obtained for the carbon film.
Further, since quartz is not etched in oxygen plasma, it serves as an etching stopper (FIG. 19).

【0039】最後に、CrON(C)膜を、選択的に、
通常の酸エッチングによって除去することができる(図
20)。このようにして、マスクの製造が完了する。
Finally, the CrON (C) film is selectively
It can be removed by ordinary acid etching (FIG. 20). Thus, the manufacture of the mask is completed.

【0040】以上、本発明を特にその好適な実施例につ
いて説明したが、発明の趣旨と範囲から逸脱することな
く、構成と細部において上記およびその他の変更を施す
ことができることが当業者には理解されるであろう。
While the present invention has been described with particular reference to preferred embodiments thereof, those skilled in the art will recognize that these and other changes may be made in configuration and detail without departing from the spirit and scope of the invention. Will be done.

【0041】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。 (1)紫外線および深紫外線の波長で高解像度フォトマ
スクを形成する方法において、上層と下層を有する2層
膜構造を、石英ブランク・プレート上に付着させる工程
と、前記上層を、リソグラフィとエッチングによりパタ
ーニングする工程と、前記上層をパターン転写層として
使用して、前記下層をエッチングする工程と、を含むこ
とを特徴とする方法。 (2)前記紫外線および深紫外線の波長は、それぞれ3
65,248,および193nmよりなるグループから
選択されることを特徴とする上記(1)に記載の方法。 (3)前記上層はCrを含有し、前記下層はカーボンを
含有することを特徴とする上記(1)に記載の方法。 (4)前記上層は、Crからなることを特徴とする上記
(3)に記載の方法。 (5)前記上層は、Crオキサイド,Crナイトライ
ド,Crカーバイド,およびそれらの組み合わせよりな
るグループから選択されることを特徴とする上記(3)
に記載の方法。 (6)前記下層は、カーボンであることを特徴とする上
記(3)に記載の方法。 (7)前記カーボン膜は、ダイアモンド・ライク・カー
ボン膜(DLC),窒素化ダイアモンド・ライク膜(N
DLC),およびフッ素化ダイアモンド・ライク膜(F
DLC)から選択されることを特徴とする上記(6)に
記載の方法。 (8)前記カーボン膜は、水素化されることを特徴とす
る上記(6)に記載の方法。 (9)前記下層は、メタル/シリサイドであることを特
徴とする上記(1)に記載の方法。 (10)前記シリサイド中のメタルは、W,Mo,T
i,Pt,Zr,およびTaから選択されることを特徴
とする上記(9)に記載の方法。 (11)前記メタル/シリサイドは、酸素化,窒素化,
またはオキシ−窒素化されることを特徴とする上記(1
0)に記載の方法。 (12)前記上層は、50Å〜2000Å厚であること
を特徴とする上記(3)に記載の方法。 (13)前記上層は、約200Å〜約600Å厚である
ことを特徴とする上記(12)に記載の方法。 (14)前記上層は、400Å厚であることを特徴とす
る上記(13)に記載の方法。 (15)前記上層は、25%より小さい反射率を有する
ことを特徴とする上記(3)に記載の方法。 (16)前記下層は、200Å〜2000Å厚であるこ
とを特徴とする上記(3)に記載の方法。 (17) 前記下層は、800〜1400Å厚であるこ
とを特徴とする上記(16)に記載の方法。 (18)前記下層は、前記波長で不透明であることを特
徴とする上記(3)に記載の方法。 (19)前記下層は、前記波長で5%より小さい透過率
を有することを特徴とする上記(18)に記載の方法。 (20)前記下層は、前記波長で180°の位相シフト
を生成することを特徴とする上記(19)に記載の方
法。 (21)前記下層は、前記波長で2より大きい光学濃度
を有することを特徴とする上記(18)に記載の方法。 (22)前記下層は、前記波長で25%より小さい反射
率を有することを特徴とする上記(3)に記載の方法。 (23)前記下層は、前記波長で19%より小さい反射
率を有することを特徴とする上記(3)に記載の方法。 (24)前記下層は、前記波長で11%以下の反射率を
有することを特徴とする上記(3)に記載の方法。 (25)前記上層は、電子ビーム・リソグラフィを使用
してパターニングされることを特徴とする上記(1)に
記載の方法。 (26)前記上層は、ウェット化学エッチングされるこ
とを特徴とする上記(1)に記載の方法。 (27)前記上層は、パターニングされたレジストを使
用してパターニングされ、前記レジストの下には約5〜
約100nmの範囲のアンダーカットが存在することを
特徴とする上記(26)に記載の方法。 (28)前記上層のアンダーカットは、約20〜約40
nmの範囲にあることを特徴とする上記(27)に記載
の方法。 (29)前記下層の膜は、酸素,フルオロカーボン,6
フッ化イオウ,およびそれらの組み合わせからなるグル
ープから選択される種を含むプラズマ中で、前記上層を
パターン転写層として使用して、反応性イオン・エッチ
ングされることを特徴とする上記(1)に記載の方法。 (30)前記上層は、パターン転写の完了後、ウェット
またはドライ化学的に除去されることを特徴とする上記
(29)に記載の方法。 (31)前記上層は、スパッタリング,反応性スパッタ
リング,イオンビーム付着,および熱蒸発からなるグル
ープから選択されるプロセスにより付着されることを特
徴とする上記(1)に記載の方法。 (32)前記下層は、ターゲットからの反応性スパッタ
リング,プラズマ強化化学蒸着,および反応性イオンビ
ーム付着からなるグループから選択されるプロセスによ
り付着されることを特徴とする上記(1)に記載の方
法。 (33)前記上層は除去されることを特徴とする上記
(1)に記載の方法。 (34)紫外線および深紫外線の波長で高解像度のフォ
トマスクを形成する方法において、上層と下層とを有す
る2層膜構造を石英ブランク・プレート上に付着させる
工程と、前記上層をリソグラフィとエッチングによりパ
ターニングする工程と、前記上層をパターン転写層とし
て使用して前記下層をエッチングする工程と、前記上層
を除去する工程とを含み、前記紫外線および深紫外線の
波長は、365,248,および193nmからなるグ
ループから選択され、前記上層は、Crオキサイド,C
rナイトライド,Crカーバイド,およびそれらの組み
合わせからなるグループから選択される材料であり、前
記下層は、カーボンとシリサイドからなるグループから
選択される材料であり、前記上層は50〜2000Å厚
であり、前記上層は25%より小さい反射率を有し、前
記下層は200〜2000Å厚であり、前記下層は2よ
り大きい光学濃度を有し、前記下層は5%より小さい透
過率を有し、前記下層は365,248,および193
nmで不透明であることを特徴とする方法。 (35)紫外線および深紫外線の波長での高解像度フォ
トマスクの構造において、石英ブランク・プレート上に
2層膜構造を備え、この2層膜構造は、上層と下層を有
し、前記上層はパターニングされ、前記下層は対応する
パターンを有することを特徴とする構造。 (36)前記紫外線および遠赤外線の波長は、365,
248,および193nmであることを特徴とする上記
(35)に記載の構造。 (37)前記2層構造は、主にCrを含有する上層と、
主にカーボンを含有する下層とによってそれぞれ形成さ
れることを特徴とする上記(35)に記載の構造。 (38)前記上層は、Crオキサイド,Crナイトライ
ド,Crカーバイド,またはそれらの組み合わせである
ことを特報とする上記(37)に記載の構造。 (39)前記下層は、カーボンであることを特徴とする
上記(38)に記載の構造。 (40)前記カーボン膜は、ダイアモンド・ライク・カ
ーボン膜(DLC),窒素化ダイアモンド・ライク膜
(NDLC),およびフッ素化ダイアモンド・ライク膜
(FDLC)から選択されることを特徴とする上記(3
7)に記載の構造。 (41)カーボン膜は、水素化されることを特徴とする
上記(37)に記載の構造。 (42)前記下層は、メタル/シリサイドであることを
特徴とする上記(35)に記載の構造。 (43)前記シリサイド中のメタルは、W,MO,T
i,Pt,Zr,およびTaから選択されることを特徴
とする上記(43)に記載の構造。 (44)前記メタル/シリサイドは、酸素化,窒素化,
もしくはオキシ−窒素化されることを特徴とする上記
(43)に記載の構造。 (45)前記上層は、50〜2000Å厚であることを
特徴とする上記(35)に記載の構造。 (46)前記上層は、好ましくは200〜600Å厚で
あることを特徴とする上記(45)に記載の構造。 (47)前記上層は、400Å厚であることを特徴とす
る上記(46)に記載の構造。 (48)前記上層は、前記波長で25%より小さい反射
率を有することを特徴とする上記(35)に記載の構
造。 (49)前記下層は、200〜2000Å厚である上記
(35)に記載の構造。 (50)前記下層は、800〜1400Å厚であること
を特徴とする上記(49)に記載の構造。 (51)前記下層は、前記紫外線および深紫外線の波長
で不透明であることを特徴とする上記(35)に記載の
構造。 (52)前記下層は、前記波長で5%より小さい透過率
を有することを特徴とする上記(51)に記載の構造。 (53)前記下層は、前記紫外線および深紫外線の波長
で、180°の位相シフトを生成することを特徴とする
上記(52)に記載の構造。 (54)前記下層は、前記波長で2より大きい光学濃度
を有することを特徴とする上記(52)に記載の構造。 (55)前記下層は、前記波長で25%より小さい反射
率を有することを特徴とする上記(35)に記載の構
造。 (56)前記下層は、前記波長で19%より小さい反射
率を有することを特徴とする上記(35)に記載の構
造。 (57)前記下層は、前記波長で約11%の反射率を有
することを特報とする上記(35)に記載の構造。 (58)上層は、電子ビーム・リソグラフィを使用して
パターニングされることを特徴とする上記(35)に記
載の構造。 (59)前記上層は、ウェット化学エッチングされるこ
とを特徴とする上記(35)に記載の構造。 (60)前記フォトレジストの下側の上層アンダーカッ
トは、約5〜100nmの範囲にあることを特徴とする
上記(59)に記載の構造。 (61)前記上層アンダーカットは、約20〜40nm
の範囲にあることを特徴とする上記(60)に記載の構
造。 (62)前記下層の膜は、酸素と、選択的にフルオロカ
ーボン,または6フッ化イオウとを含むプラズマ中で、
Crリッチの層をパターン転写層として使用して、反応
性イオン・エッチングされることを特徴とする上記(3
5)に記載の構造。 (63)前記上層は、パターン転写の完了後に、ウェッ
トまたはドライ化学的に除去されることを特徴とする上
記(62)に記載の構造。 (64)前記上層は、スパッタリング,イオン・ビーム
付着および熱蒸発からなるグループから選択されるプロ
セスによって付着されることを特徴とする上記(35)
に記載の構造。 (65)前記下層は、ターゲットからの反応性スパッタ
リング,プラズマ強化化学蒸着,およびイオン・ビーム
付着からなるグループから選択されるプロセスによって
付着されることを特徴とする上記(35)に記載の構
造。
In summary, the following matters are disclosed regarding the configuration of the present invention. (1) In a method of forming a high-resolution photomask at wavelengths of ultraviolet light and deep ultraviolet light, a step of adhering a two-layer film structure having an upper layer and a lower layer on a quartz blank plate, and lithography and etching of the upper layer. Patterning; and etching the lower layer using the upper layer as a pattern transfer layer. (2) The wavelengths of the ultraviolet light and the deep ultraviolet light are each 3
The method according to (1), wherein the method is selected from the group consisting of 65, 248, and 193 nm. (3) The method according to the above (1), wherein the upper layer contains Cr and the lower layer contains carbon. (4) The method according to the above (3), wherein the upper layer is made of Cr. (5) The upper layer is selected from the group consisting of Cr oxide, Cr nitride, Cr carbide, and a combination thereof.
The method described in. (6) The method according to the above (3), wherein the lower layer is made of carbon. (7) The carbon film is a diamond-like carbon film (DLC), a nitrogen-like diamond-like film (N
DLC) and fluorinated diamond-like film (F
The method according to (6), wherein the method is selected from DLC). (8) The method according to (6), wherein the carbon film is hydrogenated. (9) The method according to the above (1), wherein the lower layer is metal / silicide. (10) The metal in the silicide is W, Mo, T
The method according to (9), wherein the method is selected from i, Pt, Zr, and Ta. (11) The metal / silicide is oxygenated, nitrogenated,
Or (1) characterized in that it is oxy-nitrogenated.
The method according to 0). (12) The method according to the above (3), wherein the upper layer has a thickness of 50 to 2000 mm. (13) The method according to (12), wherein the upper layer has a thickness of about 200 ° to about 600 °. (14) The method according to the above (13), wherein the upper layer has a thickness of 400 °. (15) The method according to the above (3), wherein the upper layer has a reflectance of less than 25%. (16) The method according to the above (3), wherein the lower layer has a thickness of 200 to 2000 mm. (17) The method according to the above (16), wherein the lower layer has a thickness of 800 to 1400 °. (18) The method according to the above (3), wherein the lower layer is opaque at the wavelength. (19) The method according to (18), wherein the lower layer has a transmittance of less than 5% at the wavelength. (20) The method according to the above (19), wherein the lower layer generates a phase shift of 180 ° at the wavelength. (21) The method according to the above (18), wherein the lower layer has an optical density greater than 2 at the wavelength. (22) The method according to the above (3), wherein the lower layer has a reflectance of less than 25% at the wavelength. (23) The method according to (3), wherein the lower layer has a reflectance of less than 19% at the wavelength. (24) The method according to (3), wherein the lower layer has a reflectance of 11% or less at the wavelength. (25) The method according to the above (1), wherein the upper layer is patterned using electron beam lithography. (26) The method according to the above (1), wherein the upper layer is subjected to wet chemical etching. (27) The upper layer is patterned using a patterned resist, and about 5 to 5
The method of claim 26, wherein there is an undercut in the range of about 100 nm. (28) The undercut of the upper layer is about 20 to about 40
(27) The method according to the above (27), which is in the range of nm. (29) The lower film is made of oxygen, fluorocarbon, 6
The method according to (1), wherein the upper layer is used as a pattern transfer layer in a plasma containing a species selected from the group consisting of sulfur fluoride and a combination thereof, and reactive ion etching is performed. The described method. (30) The method according to the above (29), wherein the upper layer is wet or dry chemically removed after the completion of the pattern transfer. (31) The method according to (1), wherein the upper layer is deposited by a process selected from the group consisting of sputtering, reactive sputtering, ion beam deposition, and thermal evaporation. (32) The method of (1) above, wherein the underlayer is deposited by a process selected from the group consisting of reactive sputtering from a target, plasma enhanced chemical vapor deposition, and reactive ion beam deposition. . (33) The method according to the above (1), wherein the upper layer is removed. (34) In a method for forming a high-resolution photomask at wavelengths of ultraviolet light and deep ultraviolet light, a step of attaching a two-layer film structure having an upper layer and a lower layer on a quartz blank plate, and lithography and etching of the upper layer. Patterning, etching the lower layer using the upper layer as a pattern transfer layer, and removing the upper layer, wherein the wavelengths of the ultraviolet light and the deep ultraviolet light are 365, 248, and 193 nm. Selected from the group consisting of Cr oxide, C
a material selected from the group consisting of r-nitride, Cr carbide, and a combination thereof, wherein the lower layer is a material selected from the group consisting of carbon and silicide, and the upper layer is 50 to 2000 mm thick; The upper layer has a reflectivity of less than 25%, the lower layer has a thickness of 200 to 2000 mm, the lower layer has an optical density of greater than 2, the lower layer has a transmittance of less than 5%, Are 365, 248, and 193
A method characterized by being opaque in nm. (35) The structure of a high-resolution photomask at ultraviolet and deep ultraviolet wavelengths, comprising a two-layer film structure on a quartz blank plate, wherein the two-layer film structure has an upper layer and a lower layer, and the upper layer is patterned. Wherein the lower layer has a corresponding pattern. (36) The wavelengths of the ultraviolet rays and far infrared rays are 365,
The structure according to (35), wherein the structure is 248 nm or 193 nm. (37) The two-layer structure includes an upper layer mainly containing Cr,
The structure according to the above (35), wherein the structure is formed by a lower layer mainly containing carbon. (38) The structure according to the above (37), wherein the upper layer is made of Cr oxide, Cr nitride, Cr carbide, or a combination thereof. (39) The structure according to the above (38), wherein the lower layer is made of carbon. (40) The method according to (3), wherein the carbon film is selected from a diamond-like carbon film (DLC), a nitrogenated diamond-like film (NDLC), and a fluorinated diamond-like film (FDLC).
The structure according to 7). (41) The structure according to the above (37), wherein the carbon film is hydrogenated. (42) The structure according to the above (35), wherein the lower layer is metal / silicide. (43) The metal in the silicide is W, MO, T
The structure according to (43), wherein the structure is selected from i, Pt, Zr, and Ta. (44) The metal / silicide is oxygenated, nitrogenated,
Alternatively, the structure according to the above (43), wherein the structure is oxy-nitrogenated. (45) The structure according to (35), wherein the upper layer has a thickness of 50 to 2000 mm. (46) The structure according to the above (45), wherein the upper layer is preferably 200 to 600 ° thick. (47) The structure according to the above (46), wherein the upper layer has a thickness of 400 °. (48) The structure according to the above (35), wherein the upper layer has a reflectance of less than 25% at the wavelength. (49) The structure according to the above (35), wherein the lower layer has a thickness of 200 to 2000 mm. (50) The structure according to (49), wherein the lower layer has a thickness of 800 to 1400 °. (51) The structure according to (35), wherein the lower layer is opaque at the wavelengths of the ultraviolet light and the deep ultraviolet light. (52) The structure according to (51), wherein the lower layer has a transmittance of less than 5% at the wavelength. (53) The structure according to the above (52), wherein the lower layer generates a phase shift of 180 ° at the wavelengths of the ultraviolet light and the deep ultraviolet light. (54) The structure according to (52), wherein the lower layer has an optical density greater than 2 at the wavelength. (55) The structure according to (35), wherein the lower layer has a reflectance of less than 25% at the wavelength. (56) The structure according to (35), wherein the lower layer has a reflectance of less than 19% at the wavelength. (57) The structure according to (35), wherein the lower layer has a reflectance of about 11% at the wavelength. (58) The structure according to (35), wherein the upper layer is patterned using electron beam lithography. (59) The structure according to the above (35), wherein the upper layer is subjected to wet chemical etching. (60) The structure according to (59), wherein the upper undercut under the photoresist is in a range of about 5 to 100 nm. (61) The upper layer undercut is about 20 to 40 nm
The structure according to the above (60), wherein: (62) The lower film is formed in a plasma containing oxygen and optionally fluorocarbon or sulfur hexafluoride,
The above (3), wherein the reactive ion etching is performed using a Cr-rich layer as a pattern transfer layer.
The structure according to 5). (63) The structure according to the above (62), wherein the upper layer is wet or dry chemically removed after the completion of the pattern transfer. (64) wherein said upper layer is deposited by a process selected from the group consisting of sputtering, ion beam deposition and thermal evaporation.
Structure described in. (65) The structure of (35), wherein the underlayer is deposited by a process selected from the group consisting of reactive sputtering from a target, plasma enhanced chemical vapor deposition, and ion beam deposition.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】現在実施されているマスク製造プロセスを示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing a mask manufacturing process currently being implemented.

【図2】現在実施されているマスク製造プロセスを示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a mask manufacturing process currently being implemented.

【図3】現在実施されているマスク製造プロセスを示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing a mask manufacturing process currently being performed.

【図4】現在実施されているマスク製造プロセスを示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a mask manufacturing process currently being performed.

【図5】現在実施されているマスク製造プロセスを示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a mask manufacturing process currently being performed.

【図6】マスク製造のために現在使用されるCrマスク
構造の一例を示す図である。
FIG. 6 illustrates an example of a Cr mask structure currently used for mask fabrication.

【図7】180°の位相シフトを与えるように透過率が
設定されるときの、吸収係数の種々の値に対する、透過
率対屈折率を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing transmittance versus refractive index for various values of the absorption coefficient when the transmittance is set to give a 180 ° phase shift.

【図8】270°(90゜)の位相シフトを与えるよう
に透過率が設定されるときの、吸収係数の種々の値に対
する、透過率対屈折率を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing transmittance versus refractive index for various values of the absorption coefficient when the transmittance is set to give a phase shift of 270 ° (90 °).

【図9】360°(0゜)の位相シフトを与えるように
透過率が設定されるときの、吸収係数の種々の値に対す
る、透過率対屈折率を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing transmittance versus refractive index for various values of the absorption coefficient when the transmittance is set to give a phase shift of 360 ° (0 °).

【図10】異なる透過率と位相角について250nmの
アイソレートされたラインのトータル・プロセス・ウィ
ンドウを種々のCD誤差の関数として示す図である。
FIG. 10 shows the total process window of a 250 nm isolated line for different transmittances and phase angles as a function of various CD errors.

【図11】異なる透過率と位相角について250nmの
ネストされたラインのトータル・プロセス・ウィンドウ
を種々のCD誤差の関数として示す図である。
FIG. 11 shows the total process window of a 250 nm nested line for different transmittances and phase angles as a function of various CD errors.

【図12】異なる透過率と位相角について150nmの
アイソレートされたラインのトータル・プロセス・ウィ
ンドウを種々のCD誤差の関数として示す図である。
FIG. 12 shows the total process window of a 150 nm isolated line for different transmittances and phase angles as a function of various CD errors.

【図13】異なる透過率と位相角について150nmの
ネストされたラインのトータル・プロセス・ウィンドウ
を種々のCD誤差の関数として示す図である。
FIG. 13 shows the total process window of a 150 nm nested line for different transmission and phase angles as a function of various CD errors.

【図14】Crを薄い転写エッチング層として使用する
マスク製造プロセスを示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a mask manufacturing process using Cr as a thin transfer etching layer.

【図15】Crを薄い転写エッチング層として使用する
マスク製造プロセスを示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a mask manufacturing process using Cr as a thin transfer etching layer.

【図16】Crを薄い転写エッチング層として使用する
マスク製造プロセスを示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a mask manufacturing process using Cr as a thin transfer etching layer.

【図17】Crを薄い転写エッチング層として使用する
マスク製造プロセスを示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a mask manufacturing process using Cr as a thin transfer etching layer.

【図18】Crを薄い転写エッチング層として使用する
マスク製造プロセスを示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing a mask manufacturing process using Cr as a thin transfer etching layer.

【図19】Crを薄い転写エッチング層として使用する
マスク製造プロセスを示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a mask manufacturing process using Cr as a thin transfer etching layer.

【図20】Crを薄い転写エッチング層として使用する
マスク製造プロセスを示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing a mask manufacturing process using Cr as a thin transfer etching layer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 石英プレート 12 カーボン膜 13 CrON(C)膜 14 フォトレジスト Reference Signs List 10 quartz plate 12 carbon film 13 CrON (C) film 14 photoresist

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キャサリン・イー・ベイビッチ アメリカ合衆国 10514 ニューヨーク州 チャッパカ バーチウッド クローズ 153 (72)発明者 アレッサンドロ・シーザー・カレガリ アメリカ合衆国 10598 ニューヨーク州 ヨークタウン ハイツ ハノーヴァー ストリート 756 (72)発明者 ワレイス・レイ・カーペンター アメリカ合衆国 05495 バーモント州 ウィリストン パドック レーン 4 (72)発明者 スコット・マーシャル・マンズフィールド アメリカ合衆国 12533 ニューヨーク州 ホープウェル ジャンクション ストー ムヴィル ロード 159 (72)発明者 サンパス・プルショッサマン アメリカ合衆国 10598 ニューヨーク州 ヨークタウン ハイツ ラヴォイエ コ ート 2075 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Katherine E. Bayvic United States 10514 New York, Cappaca Birchwood Close 153 (72) Inventor Alessandro Caesar Calegari United States 10598 Yorktown Heights, New York Hanover Street 756 (72) Inventor Wallace Ray Carpenter United States 05495 Williston Paddock Lane, Vermont 4 (72) Inventor Scott Marshall Mansfield United States 12533 New York Hopewell Junction Stormville Road 159 (72) Inventor Sampath Prussissaman United States 10598 New York State York Un Heights Ravoie co-over door 2075

Claims (65)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】紫外線および深紫外線の波長で高解像度フ
ォトマスクを形成する方法において、 上層と下層を有する2層膜構造を、石英ブランク・プレ
ート上に付着させる工程と、 前記上層を、リソグラフィとエッチングによりパターニ
ングする工程と、 前記上層をパターン転写層として使用して、前記下層を
エッチングする工程と、を含むことを特徴とする方法。
1. A method for forming a high resolution photomask at ultraviolet and deep ultraviolet wavelengths, comprising: depositing a two-layer film structure having an upper layer and a lower layer on a quartz blank plate; Patterning by etching; and etching the lower layer using the upper layer as a pattern transfer layer.
【請求項2】前記紫外線および深紫外線の波長は、それ
ぞれ365,248,および193nmよりなるグルー
プから選択されることを特徴とする請求項1記載の方
法。
2. The method of claim 1, wherein said ultraviolet and deep ultraviolet wavelengths are selected from the group consisting of 365, 248, and 193 nm, respectively.
【請求項3】前記上層はCrを含有し、前記下層はカー
ボンを含有することを特徴とする請求項1記載の方法。
3. The method of claim 1 wherein said upper layer contains Cr and said lower layer contains carbon.
【請求項4】前記上層は、Crからなることを特徴とす
る請求項3記載の方法。
4. The method according to claim 3, wherein said upper layer is made of Cr.
【請求項5】前記上層は、Crオキサイド,Crナイト
ライド,Crカーバイド,およびそれらの組み合わせよ
りなるグループから選択されることを特徴とする請求項
3記載の方法。
5. The method of claim 3 wherein said upper layer is selected from the group consisting of Cr oxide, Cr nitride, Cr carbide, and combinations thereof.
【請求項6】前記下層は、カーボンであることを特徴と
する請求項3記載の方法。
6. The method of claim 3, wherein said lower layer is carbon.
【請求項7】前記カーボン膜は、ダイアモンド・ライク
・カーボン膜(DLC),窒素化ダイアモンド・ライク
膜(NDLC),およびフッ素化ダイアモンド・ライク
膜(FDLC)から選択されることを特徴とする請求項
6記載の方法。
7. The method according to claim 1, wherein the carbon film is selected from a diamond-like carbon film (DLC), a nitrogenated diamond-like film (NDLC), and a fluorinated diamond-like film (FDLC). Item 7. The method according to Item 6.
【請求項8】前記カーボン膜は、水素化されることを特
徴とする請求項6記載の方法。
8. The method of claim 6, wherein said carbon film is hydrogenated.
【請求項9】前記下層は、メタル/シリサイドであるこ
とを特徴とする請求項1記載の方法。
9. The method of claim 1, wherein said underlayer is metal / silicide.
【請求項10】前記シリサイド中のメタルは、W,M
o,Ti,Pt,Zr,およびTaから選択されること
を特徴とする請求項9記載の方法。
10. The metal in said silicide is W, M
10. The method of claim 9, wherein the method is selected from o, Ti, Pt, Zr, and Ta.
【請求項11】前記メタル/シリサイドは、酸素化,窒
素化,またはオキシ−窒素化されることを特徴とする請
求項10記載の方法。
11. The method of claim 10, wherein said metal / silicide is oxygenated, nitrided, or oxy-nitrided.
【請求項12】前記上層は、50Å〜2000Å厚であ
ることを特徴とする請求項3記載の方法。
12. The method of claim 3, wherein said top layer is between 50 and 2000 degrees thick.
【請求項13】前記上層は、約200Å〜約600Å厚
であることを特徴とする請求項12記載の方法。
13. The method of claim 12, wherein said top layer is between about 200 ° and about 600 ° thick.
【請求項14】前記上層は、400Å厚であることを特
徴とする請求項13記載の方法。
14. The method of claim 13, wherein said top layer is 400 ° thick.
【請求項15】前記上層は、25%より小さい反射率を
有することを特徴とする請求項3記載の方法。
15. The method of claim 3, wherein said upper layer has a reflectivity of less than 25%.
【請求項16】前記下層は、200Å〜2000Å厚で
あることを特徴とする請求項3記載の方法。
16. The method of claim 3, wherein said underlayer is between 200 ° and 2000 ° thick.
【請求項17】前記下層は、800〜1400Å厚であ
ることを特徴とする請求項16記載の方法。
17. The method of claim 16, wherein said underlayer is between 800 and 1400 degrees thick.
【請求項18】前記下層は、前記波長で不透明であるこ
とを特徴とする請求項3記載の方法。
18. The method of claim 3, wherein said underlayer is opaque at said wavelength.
【請求項19】前記下層は、前記波長で5%より小さい
透過率を有することを特徴とする請求項18記載の方
法。
19. The method of claim 18, wherein said underlayer has a transmission of less than 5% at said wavelength.
【請求項20】前記下層は、前記波長で180°の位相
シフトを生成することを特徴とする請求項19記載の方
法。
20. The method of claim 19, wherein said underlayer produces a 180 ° phase shift at said wavelength.
【請求項21】前記下層は、前記波長で2より大きい光
学濃度を有することを特徴とする請求項18記載の方
法。
21. The method of claim 18, wherein said underlayer has an optical density greater than 2 at said wavelength.
【請求項22】前記下層は、前記波長で25%より小さ
い反射率を有することを特徴とする請求項3記載の方
法。
22. The method of claim 3, wherein said underlayer has a reflectivity of less than 25% at said wavelength.
【請求項23】前記下層は、前記波長で19%より小さ
い反射率を有することを特徴とする請求項3記載の方
法。
23. The method of claim 3, wherein said underlayer has a reflectivity of less than 19% at said wavelength.
【請求項24】前記下層は、前記波長で11%以下の反
射率を有することを特徴とする請求項3記載の方法。
24. The method of claim 3, wherein said lower layer has a reflectance of less than 11% at said wavelength.
【請求項25】前記上層は、電子ビーム・リソグラフィ
を使用してパターニングされることを特徴とする請求項
1記載の方法。
25. The method of claim 1, wherein said upper layer is patterned using electron beam lithography.
【請求項26】前記上層は、ウェット化学エッチングさ
れることを特徴とする請求項1記載の方法。
26. The method of claim 1, wherein said upper layer is wet-chemically etched.
【請求項27】前記上層は、パターニングされたレジス
トを使用してパターニングされ、前記レジストの下には
約5〜約100nmの範囲のアンダーカットが存在する
ことを特徴とする請求項26記載の方法。
27. The method according to claim 26, wherein said upper layer is patterned using a patterned resist, and there is an undercut in the range of about 5 to about 100 nm below said resist. .
【請求項28】前記上層のアンダーカットは、約20〜
約40nmの範囲にあることを特徴とする請求項27記
載の方法。
28. The undercut of the upper layer is approximately 20 to
28. The method of claim 27, wherein the method is in the range of about 40nm.
【請求項29】前記下層の膜は、酸素,フルオロカーボ
ン,6フッ化イオウ,およびそれらの組み合わせからな
るグループから選択される種を含むプラズマ中で、前記
上層をパターン転写層として使用して、反応性イオン・
エッチングされることを特徴とする請求項1記載の方
法。
29. The method according to claim 29, wherein the lower layer is formed by reacting the upper layer as a pattern transfer layer in a plasma containing a species selected from the group consisting of oxygen, fluorocarbon, sulfur hexafluoride, and a combination thereof. Sex ion
The method of claim 1 wherein the method is etched.
【請求項30】前記上層は、パターン転写の完了後、ウ
ェットまたはドライ化学的に除去されることを特徴とす
る請求項29記載の方法。
30. The method according to claim 29, wherein said upper layer is wet or dry chemically removed after pattern transfer is completed.
【請求項31】前記上層は、スパッタリング,反応性ス
パッタリング,イオンビーム付着,および熱蒸発からな
るグループから選択されるプロセスにより付着されるこ
とを特徴とする請求項1記載の方法。
31. The method of claim 1, wherein said top layer is deposited by a process selected from the group consisting of sputtering, reactive sputtering, ion beam deposition, and thermal evaporation.
【請求項32】前記下層は、ターゲットからの反応性ス
パッタリング,プラズマ強化化学蒸着,および反応性イ
オンビーム付着からなるグループから選択されるプロセ
スにより付着されることを特徴とする請求項1記載の方
法。
32. The method of claim 1, wherein said underlayer is deposited by a process selected from the group consisting of reactive sputtering from a target, plasma enhanced chemical vapor deposition, and reactive ion beam deposition. .
【請求項33】前記上層は除去されることを特徴とする
請求項1記載の方法。
33. The method of claim 1, wherein said top layer is removed.
【請求項34】紫外線および深紫外線の波長で高解像度
のフォトマスクを形成する方法において、 上層と下層とを有する2層膜構造を石英ブランク・プレ
ート上に付着させる工程と、前記上層をリソグラフィと
エッチングによりパターニングする工程と、前記上層を
パターン転写層として使用して前記下層をエッチングす
る工程と、前記上層を除去する工程とを含み、前記紫外
線および深紫外線の波長は、365,248,および1
93nmからなるグループから選択され、前記上層は、
Crオキサイド,Crナイトライド,Crカーバイド,
およびそれらの組み合わせからなるグループから選択さ
れる材料であり、前記下層は、カーボンとシリサイドか
らなるグループから選択される材料であり、前記上層は
50〜2000Å厚であり、前記上層は25%より小さ
い反射率を有し、前記下層は200〜2000Å厚であ
り、前記下層は2より大きい光学濃度を有し、前記下層
は5%より小さい透過率を有し、前記下層は365,2
48,および193nmで不透明であることを特徴とす
る方法。
34. A method for forming a high-resolution photomask at ultraviolet and deep ultraviolet wavelengths, comprising: depositing a two-layer structure having an upper layer and a lower layer on a quartz blank plate; Patterning by etching, etching the lower layer using the upper layer as a pattern transfer layer, and removing the upper layer, wherein the wavelengths of the ultraviolet light and the deep ultraviolet light are 365, 248, and 1
Selected from the group consisting of 93 nm, wherein said upper layer comprises:
Cr oxide, Cr nitride, Cr carbide,
And the lower layer is a material selected from the group consisting of carbon and silicide, the upper layer is 50-2000 mm thick, and the upper layer is less than 25%. The lower layer has an optical density of greater than 2, the lower layer has a transmittance of less than 5%, and the lower layer has a reflectance of
A method characterized by being opaque at 48, and 193 nm.
【請求項35】紫外線および深紫外線の波長での高解像
度フォトマスクの構造において、 石英ブランク・プレート上に2層膜構造を備え、この2
層膜構造は、上層と下層を有し、前記上層はパターニン
グされ、前記下層は対応するパターンを有することを特
徴とする構造。
35. The structure of a high-resolution photomask at ultraviolet and deep ultraviolet wavelengths, comprising a two-layer film structure on a quartz blank plate.
The layered film structure has an upper layer and a lower layer, wherein the upper layer is patterned, and the lower layer has a corresponding pattern.
【請求項36】前記紫外線および遠赤外線の波長は、3
65,248,および193nmであることを特徴とす
る請求項35記載の構造。
36. The wavelength of the ultraviolet ray and the far infrared ray is 3
The structure of claim 35, wherein the structures are 65, 248, and 193 nm.
【請求項37】前記2層構造は、主にCrを含有する上
層と、主にカーボンを含有する下層とによってそれぞれ
形成されることを特徴とする請求項35記載の構造。
37. The structure according to claim 35, wherein said two-layer structure is formed by an upper layer mainly containing Cr and a lower layer mainly containing carbon.
【請求項38】前記上層は、Crオキサイド,Crナイ
トライド,Crカーバイド,またはそれらの組み合わせ
であることを特報とする請求項37記載の構造。
38. The structure of claim 37, wherein said upper layer is Cr oxide, Cr nitride, Cr carbide, or a combination thereof.
【請求項39】前記下層は、カーボンであることを特徴
とする請求項38記載の構造。
39. The structure according to claim 38, wherein said lower layer is made of carbon.
【請求項40】前記カーボン膜は、ダイアモンド・ライ
ク・カーボン膜(DLC),窒素化ダイアモンド・ライ
ク膜(NDLC),およびフッ素化ダイアモンド・ライ
ク膜(FDLC)から選択されることを特徴とする請求
項37記載の構造。
40. The carbon film is selected from a diamond-like carbon film (DLC), a nitrogenated diamond-like film (NDLC), and a fluorinated diamond-like film (FDLC). Item 38. The structure according to Item 37.
【請求項41】カーボン膜は、水素化されることを特徴
とする請求項37記載の構造。
41. The structure according to claim 37, wherein the carbon film is hydrogenated.
【請求項42】前記下層は、メタル/シリサイドである
ことを特徴とする請求項35記載の構造。
42. The structure according to claim 35, wherein said lower layer is metal / silicide.
【請求項43】前記シリサイド中のメタルは、W,M
O,Ti,Pt,Zr,およびTaから選択されること
を特徴とする請求項43記載の構造。
43. The metal in the silicide is W, M
The structure of claim 43, wherein the structure is selected from O, Ti, Pt, Zr, and Ta.
【請求項44】前記メタル/シリサイドは、酸素化,窒
素化,もしくはオキシ−窒素化されることを特徴とする
請求項43記載の構造。
44. The structure of claim 43, wherein said metal / silicide is oxygenated, nitrided, or oxy-nitrided.
【請求項45】前記上層は、50〜2000Å厚である
ことを特徴とする請求項35記載の構造。
45. The structure of claim 35, wherein said upper layer is 50-2000 mm thick.
【請求項46】前記上層は、好ましくは200〜600
Å厚であることを特徴とする請求項45記載の構造。
46. The upper layer is preferably 200-600.
46. The structure of claim 45, wherein the structure is thick.
【請求項47】前記上層は、400Å厚であることを特
徴とする請求項46記載の構造。
47. The structure of claim 46, wherein said upper layer is 400 ° thick.
【請求項48】前記上層は、前記波長で25%より小さ
い反射率を有することを特徴とする請求項35記載の構
造。
48. The structure of claim 35, wherein said upper layer has a reflectance of less than 25% at said wavelength.
【請求項49】前記下層は、200〜2000Å厚であ
る請求項35記載の構造。
49. The structure of claim 35, wherein said underlayer is 200-2000 mm thick.
【請求項50】前記下層は、800〜1400Å厚であ
ることを特徴とする請求項49記載の構造。
50. The structure of claim 49, wherein said lower layer is between 800 and 1400 degrees thick.
【請求項51】前記下層は、前記紫外線および深紫外線
の波長で不透明であることを特徴とする請求項35記載
の構造。
51. The structure of claim 35, wherein said underlayer is opaque at said ultraviolet and deep ultraviolet wavelengths.
【請求項52】前記下層は、前記波長で5%より小さい
透過率を有することを特徴とする請求項51記載の構
造。
52. The structure according to claim 51, wherein said lower layer has a transmittance of less than 5% at said wavelength.
【請求項53】前記下層は、前記紫外線および深紫外線
の波長で、180°の位相シフトを生成することを特徴
とする請求項52記載の構造。
53. The structure of claim 52, wherein said underlayer produces a 180 ° phase shift at the ultraviolet and deep ultraviolet wavelengths.
【請求項54】前記下層は、前記波長で2より大きい光
学濃度を有することを特徴とする請求項52記載の構
造。
54. The structure of claim 52, wherein said lower layer has an optical density greater than 2 at said wavelength.
【請求項55】前記下層は、前記波長で25%より小さ
い反射率を有することを特徴とする請求項35記載の構
造。
55. The structure of claim 35, wherein said lower layer has a reflectivity of less than 25% at said wavelength.
【請求項56】前記下層は、前記波長で19%より小さ
い反射率を有することを特徴とする請求項35記載の構
造。
56. The structure of claim 35, wherein said lower layer has a reflectivity of less than 19% at said wavelength.
【請求項57】前記下層は、前記波長で約11%の反射
率を有することを特報とする請求項35記載の構造。
57. The structure of claim 35, wherein said underlayer has a reflectivity of about 11% at said wavelength.
【請求項58】上層は、電子ビーム・リソグラフィを使
用してパターニングされることを特徴とする請求項35
記載の構造。
58. The method according to claim 35, wherein the upper layer is patterned using electron beam lithography.
The described structure.
【請求項59】前記上層は、ウェット化学エッチングさ
れることを特徴とする請求項35に記載の構造。
59. The structure of claim 35, wherein said upper layer is wet chemically etched.
【請求項60】前記フォトレジストの下側の上層アンダ
ーカットは、約5〜100nmの範囲にあることを特徴
とする請求項59記載の構造。
60. The structure of claim 59, wherein the upper undercut under the photoresist is in the range of about 5-100 nm.
【請求項61】前記上層アンダーカットは、約20〜4
0nmの範囲にあることを特徴とする請求項60記載の
構造。
61. The upper layer undercut is about 20 to 4
61. The structure of claim 60, wherein said structure is in the range of 0 nm.
【請求項62】前記下層の膜は、酸素と、選択的にフル
オロカーボン,または6フッ化イオウとを含むプラズマ
中で、Crリッチの層をパターン転写層として使用し
て、反応性イオン・エッチングされることを特徴とする
請求項35記載の構造。
62. The underlayer film is reactive ion etched in a plasma containing oxygen and optionally fluorocarbon or sulfur hexafluoride using a Cr-rich layer as a pattern transfer layer. 36. The structure of claim 35, wherein:
【請求項63】前記上層は、パターン転写の完了後に、
ウェットまたはドライ化学的に除去されることを特徴と
する請求項62記載の構造。
63. The method according to claim 63, further comprising:
63. The structure of claim 62, wherein the structure is removed wet or dry.
【請求項64】前記上層は、スパッタリング,イオン・
ビーム付着および熱蒸発からなるグループから選択され
るプロセスによって付着されることを特徴とする請求項
35記載の構造。
64. The upper layer is formed by sputtering, ion
The structure of claim 35, wherein the structure is deposited by a process selected from the group consisting of beam deposition and thermal evaporation.
【請求項65】前記下層は、ターゲットからの反応性ス
パッタリング,プラズマ強化化学蒸着,およびイオン・
ビーム付着からなるグループから選択されるプロセスに
よって付着されることを特徴とする請求項35記載の構
造。
65. The method according to claim 65, wherein the underlayer comprises reactive sputtering from a target, plasma enhanced chemical vapor deposition, and ion
The structure of claim 35, wherein the structure is deposited by a process selected from the group consisting of beam deposition.
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