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JP2837807B2 - Phase shift mask and phase shift mask blank - Google Patents

Phase shift mask and phase shift mask blank

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Publication number
JP2837807B2
JP2837807B2 JP14499494A JP14499494A JP2837807B2 JP 2837807 B2 JP2837807 B2 JP 2837807B2 JP 14499494 A JP14499494 A JP 14499494A JP 14499494 A JP14499494 A JP 14499494A JP 2837807 B2 JP2837807 B2 JP 2837807B2
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JP
Japan
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light
phase shift
shift mask
mask
etching
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JP14499494A
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Japanese (ja)
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勝 三井
英雄 小林
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HOOYA KK
Original Assignee
HOOYA KK
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Publication date
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マスクを通過する露光
光間に位相差を与えることにより、転写パターンの解像
度を向上できるようにした位相シフトマスク及びその素
材としての位相シフトマスクブランクに関し、特に、い
わゆるハーフトーン型の位相シフトマク及びその素材と
しての位相シフトマスクブランクに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase shift mask capable of improving the resolution of a transfer pattern by giving a phase difference between exposure lights passing through the mask, and a phase shift mask blank as its material. In particular, it relates to a so-called halftone type phase shift mask and a phase shift mask blank as its material.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体LSI製造の際等においては、微
細パターン転写のマスクたるフォトマスクの1つとして
位相シフトマスクが用いられる。この位相シフトマスク
は、マスクを通過する露光光間に位相差を与えることに
より、転写パターンの解像度を向上できるようにしたも
のである。この位相シフトマスクの1つに、特に、単一
のホール、ドット又はライン等の孤立したパターン転写
に適したものとして、特開平4ー136854号公報に
記載の位相シフトマスクが知られている。
2. Description of the Related Art A phase shift mask is used as one of photomasks as a mask for transferring a fine pattern when a semiconductor LSI is manufactured. This phase shift mask is designed to improve the resolution of a transfer pattern by giving a phase difference between exposure lights passing through the mask. As one of the phase shift masks, a phase shift mask described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-136854 is known as one which is particularly suitable for transferring an isolated pattern such as a single hole, dot, or line.

【0003】この公報記載の位相シフトマスクは、透明
基板上に形成するマスクパターンを、実質的に露光に寄
与する強度の光を透過させる光透過部と実質的に露光に
寄与しない強度の光を透過させる光半透過部とで構成
し、かつ、この光半透過部を通過する光の位相をシフト
させて該光半透過部を通過した光の位相が上記光透過部
を通過した光の位相に対して実質的に反転する関係にな
るようにすることにより、前記光透過部と光半透過部と
の境界部近傍を通過した光が互いに打ち消しあうように
して境界部のコントラストを良好に保持できるようにし
たものである。このタイプの位相シフトマスクは、いわ
ゆるハーフトーン型位相シフトマスクと俗称されてい
る。この位相シフトマスクは、光半透過部が、露光光を
実質的に遮断する遮光機能と光の位相をシフトさせる位
相シフト機能との2つの機能を兼ねることになるので、
遮光膜パターンと位相シフト膜パターンとを別々に形成
する必要がなく、構成が単純で製造も容易であるという
特徴も有している。
In the phase shift mask described in this publication, a mask pattern formed on a transparent substrate is formed by a light transmitting portion that transmits light having an intensity substantially contributing to exposure and light having an intensity not substantially contributing to exposure. A light transmissive portion, and a phase of light passing through the light transmissive portion is shifted by shifting a phase of light passing through the light semitransmissive portion. , The light passing near the boundary between the light transmitting portion and the light semi-transmitting portion cancels each other, thereby maintaining a good contrast at the boundary. It is made possible. This type of phase shift mask is commonly called a halftone type phase shift mask. In this phase shift mask, the light semi-transmissive portion has two functions of a light blocking function of substantially blocking exposure light and a phase shift function of shifting the phase of light.
There is no need to separately form the light-shielding film pattern and the phase shift film pattern, and the feature is that the configuration is simple and the manufacturing is easy.

【0004】ところで、上述のハーフトーン型位相シフ
トマスクにおける光半透過部は、光透過率及び位相シフ
ト性能の双方について、要求される最適な値を有してい
る必要がある。ここで、光半透過部を一種類の材料によ
って構成した場合には、その厚さを選ぶことによって双
方の条件を同時に満たすようにしなければならないが、
これまで、このような条件を十分に満たすことができる
適当な材料の開発はなされていない。
Incidentally, the light semi-transmissive portion in the above-described halftone type phase shift mask needs to have required optimum values for both light transmittance and phase shift performance. Here, when the light semi-transmissive portion is made of one type of material, both conditions must be satisfied simultaneously by selecting its thickness,
Until now, no suitable material has been developed that can sufficiently satisfy such conditions.

【0005】このため、光半透過部を、高透過率層と低
透過率層との複数種類の材料からなる複数層構造にし、
低透過率層により主として光透過率を所定の値に調整
し、高透過率層により主として位相シフト量を調整する
ようにすることによって、光透過率及び位相シフト量の
双方の値を最適な値に設定することを容易にすることが
考えられている。図3及び図4は光半透過部を複数層構
造にした位相シフトマスクの部分断面図を示すものであ
る。図3に示される例は、透明基板10にストッパー膜
11を形成し、このストッパー膜11の上に低透過率層
たるSOG(塗布ガラス;スピン・オン・グラス)膜1
2を形成し、さらにこのSOG膜12の上に高透過率層
たるクロム膜13を形成したものである。また、図4に
示される例は、透明基板10の上にクロム膜13を形成
し、このクロム膜13の上にSOG膜12を形成したも
のである。
[0005] For this reason, the light semi-transmissive portion has a multi-layer structure composed of a plurality of types of materials of a high transmittance layer and a low transmittance layer,
By adjusting the light transmittance to a predetermined value mainly by the low transmittance layer and adjusting the phase shift amount mainly by the high transmittance layer, the values of both the light transmittance and the phase shift amount are optimized. It is conceived to make it easy to set to. FIGS. 3 and 4 are partial cross-sectional views of a phase shift mask in which a light semi-transmissive portion has a multilayer structure. In the example shown in FIG. 3, a stopper film 11 is formed on a transparent substrate 10, and a low transmittance layer SOG (coated glass; spin-on-glass) film 1 is formed on the stopper film 11.
2 and a chromium film 13 as a high transmittance layer is formed on the SOG film 12. In the example shown in FIG. 4, a chromium film 13 is formed on a transparent substrate 10, and an SOG film 12 is formed on the chromium film 13.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の光半
透過部を複数層構造にしたものは、以下の問題点があっ
た。
However, the above-described light semi-transmissive portion having a multi-layer structure has the following problems.

【0007】すなわち、上記高透過率層を構成する材料
にSOGを用い、低透過率層を構成する材料にクロムを
用いていることから、マスクパターンを形成するための
エッチングを行う際、高透過率層たるSOG膜12をエ
ッチングするときと、低透過率層たるクロム膜13をエ
ッチングするときとで、異なる種類のエッチング媒質を
用いる必要があった。例えば、両者をサイドエッチング
を抑えるためにドライエッチングで行う場合には、SO
G膜12のエッチングを行うエッチングガスとして、C
4 、CHF3 、SF6 、C2 6 、NF3 、CF4
2 、CBrF3 等のフッ化物系のガスを用いる。これ
に対して、低透過率層たるクロム膜13をエッチングす
るときは、CCl4 、Cl2 等の塩素系ガスを用いる必
要がある。これらのエッチングを同一のエッチング装置
内で行うと、前のエッチングガスが後のエッチングガス
に混入してエッチング条件を乱すおそれがでてくる。ま
た、このおそれを防止するために別々のエッチング装置
でエッチングを行うにはエッチング装置を余分に用意す
る必要が生ずるとともに、基板を一方のエッチング装置
から他方のエッチング装置に移送する手間が必要にな
り、さらに、その移送の際に基板にゴミ等の異物が付着
してパターン欠陥の原因をつくるおそれもでてくるとい
う問題があった。しかも、屈折率の低いSOGを用いて
いるため、フォトマスクのパターン段差が大きく、洗浄
時の膜剥がれによるパターン破損、あるいは、異物除去
等の洗浄性の観点から不利であるという問題もあった。
That is, since SOG is used for the material forming the high transmittance layer and chromium is used for the material forming the low transmittance layer, high etching is performed when etching for forming a mask pattern. It is necessary to use different types of etching media when etching the SOG film 12 as the rate layer and when etching the chromium film 13 as the low transmittance layer. For example, when both are performed by dry etching to suppress side etching, SO 2
As an etching gas for etching the G film 12, C
F 4 , CHF 3 , SF 6 , C 2 F 6 , NF 3 , CF 4 +
A fluoride gas such as H 2 or CBrF 3 is used. On the other hand, when etching the chromium film 13 as the low transmittance layer, it is necessary to use a chlorine-based gas such as CCl 4 or Cl 2 . If these etchings are performed in the same etching apparatus, there is a possibility that a previous etching gas is mixed into a later etching gas and the etching conditions are disturbed. Further, in order to perform this etching with a separate etching apparatus to prevent this possibility, it is necessary to prepare an extra etching apparatus, and it is necessary to transfer a substrate from one etching apparatus to the other etching apparatus. In addition, there is a problem that foreign matter such as dust adheres to the substrate during the transfer, which may cause a pattern defect. In addition, since SOG having a low refractive index is used, there is a problem that the pattern difference of the photomask is large, and the pattern is disadvantageous from the viewpoint of pattern breakage due to film peeling during cleaning, or cleaning properties such as removal of foreign substances.

【0008】本発明は、上述の背景のもとでなされたも
のであり、比較的単純な工程で微小欠陥の発生を押さえ
つつ製造でき、かつ、高解像度のパターン転写が可能な
位相シフトマスク及びその素材たる位相シフトマスクブ
ランクを提供することを目的としたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above background, and has a phase shift mask which can be manufactured in a relatively simple process while suppressing generation of minute defects, and which can transfer a pattern with high resolution. It is an object of the present invention to provide a phase shift mask blank as the material.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明にかかる位相シフトマスクは、 (構成1) 微細パターン露光を施すためのマスクであ
って、透明基板上に形成するマスクパターンを、実質的
に露光に寄与する強度の光を透過させる光透過部と実質
的に露光に寄与しない強度の光を透過させる光半透過部
とで構成し、かつ、この光半透過部を通過する光の位相
をシフトさせて該光半透過部を通過した光の位相と前記
光透過部を通過した光の位相とを異ならしめることによ
り、前記光透過部と光半透過部との境界部近傍を通過し
た光が互いに打ち消しあうようにして境界部のコントラ
ストを良好に保持できるようにした位相シフトマスクで
あって、前記光半透過部を酸素を含むクロム膜で構成
し、該酸素を含むクロム膜の酸素含有量を30〜60原
子%としたことを特徴とする構成とし、この構成1の態
様として、 (構成2) 構成1の位相シフトマスクにおいて、前記
光半透過部を構成する薄膜の膜厚を600〜2000オ
ングストロームとしたことを特徴とする構成、(構成3) 構成1又は2の位相シフトマスクにおい
て、 前記マスクパターンは、該マスクパターンをドライ
エッチングで形成する場合にはそのエッチングガスとし
てCCl 4 ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いて形成し
たものであることを特徴とする構成、 (構成4) 構成1又は2の位相シフトマスクにおい
て、 前記マスクパターンは、該マスクパターンをウエッ
トエッチングで形成する場合にはそのエッチング液とし
て硝酸第2セリウムアンモニウムと過塩素酸とを含むエ
ッチング液を用いて形成したものであることを特徴とす
る構成とした。
Means for Solving the Problems To solve the above-mentioned problems, a phase shift mask according to the present invention comprises: (Constitution 1) a mask for performing fine pattern exposure, which is a mask pattern formed on a transparent substrate; Comprises a light transmitting portion that transmits light having an intensity substantially contributing to exposure and a light semi-transmitting portion that transmits light having an intensity that does not substantially contribute to exposure, and passes through the light semi-transmitting portion. The phase of light passing through the light transmissive portion is shifted to make the phase of light passing through the light transmissive portion different from the phase of light passing through the light transmissive portion, so that the boundary between the light transmissive portion and the light semitransmissive portion is shifted. What is claimed is: 1. A phase shift mask in which light passing through the vicinity cancels each other to maintain a good contrast at a boundary portion, wherein the light semi-transmissive portion is formed of a chromium film containing oxygen and contains the oxygen. Chromium membrane oxygen As an aspect of the first aspect of the present invention, there is provided a phase shift mask according to the first aspect, wherein the thickness of the thin film constituting the light semi-transmissive portion is reduced. (Structure 3) The phase shift mask according to Structure 1 or 2,
The mask pattern is obtained by drying the mask pattern.
When forming by etching, use the etching gas
And formed using a mixed gas of CCl 4 gas and oxygen gas.
Structure, characterized in that those were, (Configuration 4) Configuration 1 or 2 of the phase shift mask odor
The mask pattern is formed by etching the mask pattern.
When forming by etching, use the etching solution
Containing ceric ammonium nitrate and perchloric acid
Characterized in that it is formed using a
Configuration.

【0010】また、本発明にかかる位相シフトマスクブ
ランクは、(構成5) 構成1ないし4のいずれか の位相シフトマ
スクの素材として用いられる位相シフトマスクブランク
であって、透明基板上に酸素を含むクロムの膜を形成
し、その酸素を含むクロムの膜の酸素含有量を30〜6
0原子%としたことを特徴とする構成とした。
Further, the phase shift mask blank according to the present invention is: (Structure 5) A phase shift mask blank used as a material of the phase shift mask according to any of Structures 1 to 4 , wherein the transparent substrate contains oxygen. A chromium film is formed, and the oxygen content of the chromium film containing oxygen is 30 to 6
The configuration is characterized by being 0 atomic%.

【0011】[0011]

【作用】上述の構成1によれば、光半透過部を酸素を含
むクロムの膜で構成し、該酸素を含むクロムの膜の酸素
含有量を30〜60原子%としたことにより、光半透過
部を1種類の材料からなる1層の膜で構成しても、光透
過率及び位相シフト性能の双方について要求される最適
な値を同時に満足させることが容易に可能になると共
に、酸素含有量をこの範囲に設定することにより、基板
に対する光半透過部の膜付着力を良好に保持することが
可能になり、洗浄時等における膜剥がれによるパターン
破損等を効果的に防止できるようになった。このよう
に、酸素含有量が30〜60原子%の酸素を含むクロム
の膜が光半透過部を構成する材料として適しているとい
う事実は本発明者等がみいだしたものである。また、1
層の膜で構成できるから、製造工程を極めて単純にでき
るとともに、屈折率が高い薄膜で構成するので膜厚を極
めて薄く形成でき、したがって、マスクのパターン段差
を小さくできるから、洗浄時のパターン破損、あるい
は、異物除去等の洗浄性の観点からもさらに有利とな
る。
According to the above configuration 1, the light semi-transmissive portion is formed of the chromium film containing oxygen, and the oxygen content of the chromium film containing oxygen is set to 30 to 60 atomic%, thereby providing the light semi-transmission portion. Even if the transmitting portion is formed of a single layer film made of one type of material, it is possible to easily satisfy the optimum values required for both the light transmittance and the phase shift performance at the same time. By setting the amount in this range, it is possible to maintain good film adhesion of the light semi-transmissive portion to the substrate, and effectively prevent pattern damage and the like due to film peeling during cleaning or the like. Was. Thus, the present inventors have found out that a chromium film containing oxygen having an oxygen content of 30 to 60 atomic% is suitable as a material constituting the light semi-transmissive portion. Also, 1
Since it can be composed of layer films, the manufacturing process can be extremely simplified, and because it is composed of a thin film having a high refractive index, it can be formed to be extremely thin. Or, it is further advantageous from the viewpoint of cleanability such as foreign matter removal.

【0012】ここで、酸素を含むクロム膜の酸素含有量
が30〜60原子%以外であると、光透過率及び位相シ
フト性能の双方について要求される最適な値を同時に満
足させることが困難であり、しかも、膜付着量を良好に
維持できなくなることが判った。すなわち、例えば、酸
素含有量が30原子%未満であると、光半透過部として
必要とされる光透過性能を確保しつつ位相シフト性能を
維持することが不利になり、一方、60原子%を越える
と、光半透過部として必要とされる遮光性能を確保しつ
つ位相シフト特性を維持することが不利になる。換言す
ると、酸素を含むクロム膜の酸素含有量を30〜60原
子%としたときにはじめて光半透過部として光透過率及
び位相シフト性能の双方について要求される最適な値を
同時に充分満足させることが可能で、しかも、膜付着力
も良好に維持できるという優れた利点を得ることができ
る。
Here, if the oxygen content of the chromium film containing oxygen is other than 30 to 60 atomic%, it is difficult to simultaneously satisfy the optimum values required for both the light transmittance and the phase shift performance. In addition, it was found that the film adhesion amount could not be maintained satisfactorily. That is, for example, when the oxygen content is less than 30 atomic%, it is disadvantageous to maintain the phase shift performance while securing the light transmission performance required for the light semi-transmissive portion. If it exceeds, it is disadvantageous to maintain the phase shift characteristic while securing the light shielding performance required for the light semi-transmissive portion. In other words, when the oxygen content of the chromium film containing oxygen is 30 to 60 atomic%, the optimum values required for both the light transmittance and the phase shift performance as the light semi-transmissive portion must be sufficiently satisfied at the same time. And it is possible to obtain an excellent advantage that the film adhesion can be maintained well.

【0013】構成2によれば、優れた特性の光半透過部
を得ることができる。
According to the configuration 2, it is possible to obtain a light semi-transmissive portion having excellent characteristics.

【0014】また、構成3によれば、構成又は2の位相
シフトマスクの素材として用いることができる位相シフ
トマスクブランクを得ることができる。
According to the third aspect, a phase shift mask blank which can be used as a material of the phase shift mask of the second aspect can be obtained.

【0015】[0015]

【実施例】図1は一実施例にかかる位相シフトマスクを
示す部分断面図、図2は一実施例にかかる位相シフトマ
スクブランクを示す部分断面図である。以下、これらの
図を参照にしながら一実施例にかかる位相シフトマスク
及び位相シフトマスクブランクを説明する。
FIG. 1 is a partial sectional view showing a phase shift mask according to one embodiment, and FIG. 2 is a partial sectional view showing a phase shift mask blank according to one embodiment. Hereinafter, a phase shift mask and a phase shift mask blank according to one embodiment will be described with reference to these drawings.

【0016】図1において、符号1は透明基板、符号2
はこの透明基板1の上に形成された光半透過部、符号4
は光透過部である。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a transparent substrate, and reference numeral 2 denotes a transparent substrate.
Denotes a light semi-transmissive portion formed on the transparent substrate 1;
Is a light transmitting portion.

【0017】透明基板1は、主表面を鏡面研磨した石英
ガラス基板で構成されている。
The transparent substrate 1 is made of a quartz glass substrate whose main surface is mirror-polished.

【0018】光半透過部2は、酸素を含むクロム膜で構
成されている。この実施例では、露光光として水銀ラン
プのi線(波長λ=365nm)を用いることとし、こ
の露光光に対して光半透過部2が所定の位相シフト量と
所定の遮光性能とを同時に得られるようにするため、酸
素含有率を45原子%、膜厚dを約1350オングスト
ローム、光透過率を約7%(屈折率;約2.35)とし
た。
The light semi-transmissive portion 2 is composed of a chromium film containing oxygen. In this embodiment, the i-line (wavelength λ = 365 nm) of a mercury lamp is used as the exposure light, and the light semi-transmissive part 2 simultaneously obtains a predetermined phase shift amount and a predetermined light shielding performance with respect to the exposure light. For this purpose, the oxygen content was 45 atomic%, the film thickness d was about 1350 Å, and the light transmittance was about 7% (refractive index; about 2.35).

【0019】この場合、位相シフト量をφ、屈折率を
n、露光光の波長をλとすると、膜厚dは次の(1) 式で
決定される。
In this case, assuming that the phase shift amount is φ, the refractive index is n, and the wavelength of the exposure light is λ, the film thickness d is determined by the following equation (1).

【0020】 d=(φ/360)×{λ/(n−1)}……(1) (1) 式において、位相シフト量φは、180°であるこ
とが望ましいが、実用的には160°≦φ≦200°で
あればよい。また、光半透過部2の露光光に対する光透
過率は、パターン形成の際に用いるレジストの感度にも
よるが、一般的には2〜20%程度であればよいが、5
〜15%とすることが望ましい。この光半透過部2の光
透過率は、クロムに対する酸素含有率を選定することに
よって選ぶことができる。上記光半透過部2について、
酸素含有率を変えた場合の波長365nmの光に対する
透過率は以下の通りである。
D = (φ / 360) × {λ / (n−1)} (1) In the equation (1), the phase shift amount φ is desirably 180 °, but practically, It is sufficient that 160 ° ≦ φ ≦ 200 °. The light transmittance of the light semi-transmissive portion 2 to the exposure light depends on the sensitivity of the resist used in pattern formation, but generally may be about 2 to 20%.
It is desirable to set it to 15%. The light transmittance of the light semi-transmissive portion 2 can be selected by selecting the oxygen content of chromium. Regarding the light semi-transmissive part 2,
The transmittance for light having a wavelength of 365 nm when the oxygen content is changed is as follows.

【0021】 酸素含有率(原子%) 365nmでの光透過率(%) 55 15 50 10 45 7 40 5 35 4 なお、この場合、酸素含有率を低くして光透過率を低く
すると屈折率も低くなるので、酸素含有率を決定したら
そのときの屈折率を求めて(1) 式にしたがって、膜厚d
を決定する。なお、酸素含有量によって膜付着力も変わ
るので、その点も考慮に入れる必要がある。
Oxygen content (atomic%) Light transmittance at 365 nm (%) 55 15 50 10 45 7 40 5 354 4 In this case, when the oxygen content is reduced to lower the light transmittance, the refractive index also increases. When the oxygen content is determined, the refractive index at that time is determined, and the film thickness d is calculated according to the equation (1).
To determine. It should be noted that the adhesive strength of the film also changes depending on the oxygen content.

【0022】上述の構成の位相シフトマスクの製造手順
を図2を参照にしながら説明する。
A procedure for manufacturing the phase shift mask having the above-described structure will be described with reference to FIG.

【0023】図2に示されるように、まず、透明基板1
の表面に膜厚1350オングストロームの酸素を含むク
ロム膜からなる光半透過膜2aを形成して位相シフトマ
スクブランクを得る。この光半透過膜2aの形成は、ア
ルゴンガスおよび酸素ガス雰囲気中でクロムをターゲッ
トとしたスパッタリングにより行う。この場合、スパッ
タ雰囲気中の酸素の比率を変えることにより、クロム中
の酸素の含有率を変えることができる。また、これ以外
にも、例えば、酸化クロム(Cr2 3 )をターゲット
としたスパッタリングでもよく、またクロムあるいは酸
化クロムを用いた抵抗加熱あるいは電子銃加熱による酸
素雰囲気中の蒸着による成膜でもよいことは勿論であ
る。
As shown in FIG. 2, first, the transparent substrate 1
A light transmissive film 2a made of a chromium film containing oxygen having a thickness of 1350 Å is formed on the surface of the substrate to obtain a phase shift mask blank. The formation of the light semi-transmissive film 2a is performed by sputtering using chromium as a target in an atmosphere of argon gas and oxygen gas. In this case, by changing the ratio of oxygen in the sputtering atmosphere, the oxygen content in chromium can be changed. Other than this, for example, sputtering using chromium oxide (Cr 2 O 3 ) as a target may be used, or film formation by vapor deposition in an oxygen atmosphere by resistance heating or electron gun heating using chromium or chromium oxide may be used. Of course.

【0024】次に、こうして得た位相シフトマスクブラ
ンクの光半透過膜2aの上にレジスト膜を形成し、パタ
ーン露光、現像、エッチング、洗浄等の一連の周知のパ
ターン形成処理を施して、光半透過部2aの一部を除去
し、光透過部4と光半透過部2とでホールあるいはドッ
ト等のパターンを形成した位相シフトマスクを得る。な
お、この場合、酸素を含むクロム膜のエッチングは、ド
ライエッチングによる場合はエッチングガスとして、C
Cl4 +O2 混合ガスを用い、ウエットエッチングによ
る場合は、エッチング液として、硝酸第2セリウムアン
モニウム165gと過塩素酸(70%)42mlとに純
水を加えて1000mlにして得たエッチング液を用い
ればよい。
Next, a resist film is formed on the light translucent film 2a of the phase shift mask blank thus obtained, and a series of well-known pattern forming processes such as pattern exposure, development, etching, and cleaning are performed. A part of the semi-transmissive portion 2a is removed to obtain a phase shift mask in which the light transmissive portion 4 and the light semi-transmissive portion 2 form a pattern such as a hole or a dot. In this case, the etching of the chromium film containing oxygen is performed by using C as an etching gas when dry etching is performed.
In the case of wet etching using a mixed gas of Cl 4 + O 2 , an etching solution obtained by adding pure water to 165 g of ceric ammonium nitrate and 42 ml of perchloric acid (70%) to make 1000 ml is used as an etching solution. I just need.

【0025】この位相シフトマスクは、図1に示される
ように、露光光L0 が照射された場合、この露光光L0
は、光半透過部2を通過して図示しない非転写体に達す
る光L1 と光透過部4を通過して非転写体に達する光L
2 とに分かれる。この場合、光半透過部2を通過した光
L1 の強度は、実質的に露光に寄与しない程度の弱い光
である。一方、光透過部4を通過した光L2 は実質的に
露光に寄与する強い光である。したがって、これによ
り、パターン露光が行われる。その際、回折現象によっ
て光半透過部2と光透過部4との境界部を通過する光が
互いに相手の領域に回り込むが、両者の光の位相がほぼ
反転した関係にあるので、互いに相殺される。これによ
って境界領域での非転写体上における光強度はほぼ0に
なる。したがって、境界が極めて明確になり、解像度が
向上する。
As shown in FIG. 1, when the exposure light L0 is applied to the phase shift mask, the exposure light L0
Are the light L1 passing through the light semi-transmissive portion 2 and reaching the non-transfer member (not shown) and the light L1 passing through the light transmitting portion 4 and reaching the non-transfer member.
Divided into two. In this case, the intensity of the light L1 that has passed through the light semi-transmissive portion 2 is weak light that does not substantially contribute to exposure. On the other hand, the light L2 that has passed through the light transmitting portion 4 is strong light substantially contributing to exposure. Accordingly, the pattern exposure is thereby performed. At this time, the light passing through the boundary between the light semi-transmissive portion 2 and the light transmissive portion 4 wraps around each other due to the diffraction phenomenon. However, since the phases of the two lights are almost reversed, they are canceled each other. You. As a result, the light intensity on the non-transfer member in the boundary region becomes almost zero. Therefore, the boundaries are very clear and the resolution is improved.

【0026】上述の一実施例によれば、光半透過部2を
酸素を適量含むクロム膜で構成したことにより、光半透
過部2を複数層構造とすることなく1層の膜で構成して
も、光透過率及び位相シフト性能の双方について要求さ
れる最適な値を同時に満足させるとと共に、膜付着力を
良好に維持することが可能になった。また、1層の膜で
構成しているから、製造工程を極めて単純にできるとと
もに、屈折率が高い薄膜で構成するので膜厚を極めて薄
く形成でき、したがって、マスクのパターン段差を従来
のSOG膜とクロム膜との2層構造にした場合の約1/
3以下に小さくできるから、洗浄時の膜剥がれ等による
パターン破損、あるいは、異物除去等の洗浄性の観点か
らも有利となる。しかも、酸素を適量含むクロム膜は、
通常のスパッタリングや蒸着等の一般の成膜技術で容易
に形成でき、しかも、酸素含有量を調整することにより
光透過率を制御できるので、所望の特性の半透過部を得
ることが可能である。
According to the above-described embodiment, since the light semi-transmissive portion 2 is formed of a chromium film containing an appropriate amount of oxygen, the light semi-transmissive portion 2 is formed of a single film without having a multilayer structure. However, it has become possible to simultaneously satisfy the optimum values required for both the light transmittance and the phase shift performance, and to maintain the film adhesion well. In addition, since a single-layer film is used, the manufacturing process can be extremely simplified, and the thin film having a high refractive index can be formed to have a very small film thickness. Of a two-layer structure of
Since it can be reduced to 3 or less, it is advantageous from the viewpoint of pattern breakage due to film peeling or the like at the time of cleaning, or cleanability such as removal of foreign matter. Moreover, a chromium film containing an appropriate amount of oxygen
It can be easily formed by a general film forming technique such as normal sputtering or vapor deposition, and furthermore, since the light transmittance can be controlled by adjusting the oxygen content, it is possible to obtain a semi-transmissive portion having desired characteristics. .

【0027】なお、一実施例では、露光光として水銀ラ
ンプのi線(365nm)を用い例を掲げたが、本発明
は、露光光として、他の波長のもの、例えば、g線(4
36nm)、KrFエキシマレーザー光(248nm)
等を用いた場合にも適用できることは勿論である。この
時は、それぞれの露光波長に対する酸化金属を含む薄膜
の屈折率や吸収率を検討して、酸素の含有率、膜厚を調
整すればよい。
In the embodiment, an example is described in which i-line (365 nm) of a mercury lamp is used as the exposure light. However, the present invention uses another wavelength such as a g-line (4
36 nm), KrF excimer laser light (248 nm)
Needless to say, the present invention can be applied to the case where the above is used. In this case, the oxygen content and the film thickness may be adjusted by examining the refractive index and the absorptance of the thin film containing the metal oxide for each exposure wavelength.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
光半透過部を酸素を含むクロムの膜で構成し、該酸素を
含むクロムの膜の酸素含有量を30〜60原子%とした
ことにより、光半透過部を1種類の材料からなる1層の
膜で構成しても、光透過率及び位相シフト性能の双方に
ついて要求される最適な値を同時に満足させることが容
易に可能になった。また、1層の膜で構成できるから、
製造工程を極めて単純にできるとともに、屈折率が高い
薄膜で構成するので膜厚を極めて薄く形成でき、したが
って、マスクのパターン段差を小さくできるから、洗浄
時のパターン破損、あるいは、異物除去等の洗浄性の観
点からも有利であるという効果を得ている。
As described in detail above, according to the present invention,
The light semi-transmissive portion is made of a chromium film containing oxygen, and the oxygen-containing chromium film has an oxygen content of 30 to 60 atomic%. It is easily possible to satisfy the required optimum values for both the light transmittance and the phase shift performance at the same time, even if the film is formed of the above film. Also, since it can be composed of a single layer film,
The manufacturing process can be extremely simplified, and the thin film having a high refractive index can be formed to a very thin film thickness, so that the pattern step of the mask can be reduced. This is advantageous from the viewpoint of sex.

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

【図1】本発明の一実施例にかかる位相シフトマスクの
構成を示す部分断面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a phase shift mask according to one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例にかかる位相シフトマスクブ
ランクの構成を示す部分断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a phase shift mask blank according to one embodiment of the present invention.

【図3】2層構造の位相シフトマスクの構成を示す部分
断面図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of a phase shift mask having a two-layer structure.

【図4】2層構造の位相シフトマスクの構成を示す部分
断面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a phase shift mask having a two-layer structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…透明基板、2…光半透過部、2a…光半透過膜、4
…光透過部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transparent substrate, 2 ... Semi-transmissive part, 2a ... Semi-transmissive film, 4
... light transmitting part.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 微細パターン露光を施すためのマスクで
あって、透明基板上に形成するマスクパターンを、実質
的に露光に寄与する強度の光を透過させる光透過部と実
質的に露光に寄与しない強度の光を透過させる光半透過
部とで構成し、かつ、この光半透過部を通過する光の位
相をシフトさせて該光半透過部を通過した光の位相と前
記光透過部を通過した光の位相とを異ならしめることに
より、前記光透過部と光半透過部との境界部近傍を通過
した光が互いに打ち消しあうようにして境界部のコント
ラストを良好に保持できるようにした位相シフトマスク
であって、前記光半透過部を酸素を含むクロム膜で構成
し、該酸素を含むクロム膜の酸素含有量を30〜60原
子%としたことを特徴とする位相シフトマスク。
1. A mask for performing fine pattern exposure, comprising: a mask pattern formed on a transparent substrate, a light transmitting portion that transmits light having an intensity substantially contributing to exposure, and a mask that substantially contributes to exposure. And a light transmissive portion that transmits light of an intensity that does not occur, and shifts the phase of light passing through the light semitransmissive portion to shift the phase of light passing through the light semitransmissive portion and the light transmissive portion. By making the phase of the transmitted light different from that of the light transmitting part and the light semi-transmitting part, the light that has passed near the boundary between the light transmitting part and the light semi-transmitting part cancels each other, and the phase of the boundary part can be maintained well. A phase shift mask, wherein the light semi-transmissive portion is formed of a chromium film containing oxygen, and the oxygen content of the chromium film containing oxygen is 30 to 60 atomic%.
【請求項2】 請求項1に記載の位相シフトマスクにお
いて、 前記光半透過部を構成する薄膜の膜厚を600〜200
0オングストロームとしたことを特徴とする位相シフト
マスク。
2. The phase shift mask according to claim 1, wherein the thickness of the thin film forming the light semi-transmissive portion is from 600 to 200.
A phase shift mask having a thickness of 0 Å.
【請求項3】 請求項1又は2に記載の位相シフトマス3. The phase shift mass according to claim 1, wherein:
クにおいて、In the 前記マスクパターンは、該マスクパターンをドライエッThe mask pattern is obtained by dry etching the mask pattern.
チングで形成する場合にはそのエッチングガスとしてCWhen forming by etching, the etching gas is C
ClCl 4 Four ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いて形成したもFormed using a mixed gas of gas and oxygen gas
のであることを特徴とする位相シフトマスク。A phase shift mask, characterized in that:
【請求項4】 請求項1又は2に記載の位相シフトマス4. The phase shift mass according to claim 1, wherein
クにおいて、In the 前記マスクパターンは、該マスクパターンをウエットエThe mask pattern is obtained by wet etching the mask pattern.
ッチングで形成する場合にはそのエッチング液として硝When forming by etching, use nitric acid as the etchant.
酸第2セリウムアンモニウムと過塩素酸とを含むエッチEtch containing ceric ammonium diacid and perchloric acid
ング液を用いて形成したものであることを特徴とする位Characterized by being formed using a plating solution
相シフトマスク。Phase shift mask.
【請求項5】 請求項1ないし4のいずれか に記載の位
相シフトマスクの素材として用いられる位相シフトマス
クブランクであって、透明基板上に酸素を含むクロムの
膜を形成し、その酸素を含むクロムの膜の酸素含有量を
30〜60原子%としたことを特徴とする位相シフトマ
スクブランク。
5. A phase shift mask blank used as a material of the phase shift mask according to claim 1 , wherein a chromium film containing oxygen is formed on a transparent substrate, and the chromium film contains the oxygen. A phase shift mask blank, wherein the chromium film has an oxygen content of 30 to 60 atomic%.
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