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JP2002341515A - Phase shifting mask blank, and method for producing phase shifting mask - Google Patents

Phase shifting mask blank, and method for producing phase shifting mask

Info

Publication number
JP2002341515A
JP2002341515A JP2001148751A JP2001148751A JP2002341515A JP 2002341515 A JP2002341515 A JP 2002341515A JP 2001148751 A JP2001148751 A JP 2001148751A JP 2001148751 A JP2001148751 A JP 2001148751A JP 2002341515 A JP2002341515 A JP 2002341515A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase shift
film
shift mask
silicon
mask blank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001148751A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Kaneko
英雄 金子
Sadaomi Inazuki
判臣 稲月
Tetsushi Tsukamoto
哲史 塚本
Tamotsu Maruyama
保 丸山
Masataka Watanabe
政孝 渡辺
Satoshi Okazaki
智 岡崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP2001148751A priority Critical patent/JP2002341515A/en
Publication of JP2002341515A publication Critical patent/JP2002341515A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a high quality phase shifting mask blank having high intrasurface uniformity of a phase shifting film and improved chemical resistance by using a target containing a metal, silicon and silicon oxide when the phase shifting film containing the metal, silicon, oxygen and nitrogen is produced by sputtering. SOLUTION: In the method for producing the phase shifting mask blank by disposing one or more phase shifting films containing a metal, silicon, oxygen and nitrogen on a transparent substrate, the phase shifting films are deposited by reactive sputtering in a nitrogen-containing atmosphere using a target containing the metal, silicon and silicon oxide.

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、半導体集積回路、
CCD(電荷結合素子)、LCD(液晶表示素子)用カ
ラーフィルター、及び磁気ヘッド等の微細加工に用いら
れる位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスクの
製造方法に関し、特に、位相シフト膜によって露光波長
の光の強度を減衰させることができるハーフトーン型の
位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスクの製造
方法に関するものである。
[0001] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit,
The present invention relates to a phase shift mask blank and a method of manufacturing a phase shift mask used for fine processing of a CCD (charge coupled device), an LCD (liquid crystal display device), a magnetic head, and the like. The present invention relates to a halftone type phase shift mask blank and a method of manufacturing a phase shift mask which can attenuate the intensity of the phase shift mask.

【0002】[0002]

【従来の技術】IC及びLSI等の半導体集積回路の製
造をはじめとして、広範囲な用途に用いられているフォ
トマスクは、基本的には透光性基板上にクロムを主成分
とした遮光膜を所定のパターンで形成したものである。
近年では半導体集積回路の高集積化などの市場要求に伴
ってパターンの微細化が急速に進み、これに対して露光
波長の短波長化を図ることにより対応してきた。
2. Description of the Related Art Photomasks used for a wide range of applications, including the manufacture of semiconductor integrated circuits such as ICs and LSIs, basically include a light-shielding film containing chromium as a main component on a light-transmitting substrate. It is formed in a predetermined pattern.
In recent years, pattern miniaturization has rapidly progressed in response to market requirements such as higher integration of semiconductor integrated circuits, and this has been responded to by shortening the exposure wavelength.

【0003】しかしながら、露光波長の短波長化は解像
度を改善する反面、焦点深度の減少を招き、プロセスの
安定性が低下し、製品の歩留まりに悪影響を及ぼすとい
う問題があった。
[0003] However, while shortening the exposure wavelength improves the resolution, it causes a decrease in the depth of focus, lowers the stability of the process, and adversely affects the product yield.

【0004】このような問題に対して、有効なパターン
転写法の一つとして、位相シフト法があり、微細パター
ンを転写するためのマスクとして位相シフトマスクが使
用されている。
In order to solve such a problem, there is a phase shift method as one of effective pattern transfer methods, and a phase shift mask is used as a mask for transferring a fine pattern.

【0005】この位相シフトマスク(ハーフトーン型位
相シフトマスク)は、例えば、図6(A),(B)に示
したように、基板1上の位相シフター部2をパターン形
成してなるもので、位相シフター膜が存在しない基板露
出部(第1光透過部)1aとマスク上のパターン部分を
形成している位相シフター部(第2光透過部)2aとに
おいて、両者を透過してくる光の位相差を図6(B)に
示したように180度とすることで、パターン境界部分
の光の干渉により、干渉した部分で光強度がゼロとな
り、転写像のコントラストを向上させることができるも
のである。また、位相シフト法を用いることにより、必
要な解像度を得る際の焦点深度を増大させることが可能
となり、クロム膜等からなる一般的な露光パターンを持
つ通常のマスクを用いた場合に比べて、解像度の改善と
露光プロセスのマージンを向上させることが可能なもの
である。
This phase shift mask (halftone type phase shift mask) is formed by pattern-forming a phase shifter 2 on a substrate 1 as shown in FIGS. 6A and 6B, for example. The light transmitted through both the substrate exposed portion (first light transmitting portion) 1a where no phase shifter film exists and the phase shifter portion (second light transmitting portion) 2a forming the pattern portion on the mask. By setting the phase difference to 180 degrees as shown in FIG. 6B, the light intensity at the interference portion becomes zero due to interference of light at the pattern boundary portion, and the contrast of the transferred image can be improved. Things. Also, by using the phase shift method, it is possible to increase the depth of focus when obtaining the required resolution, compared to the case where a normal mask having a general exposure pattern made of a chrome film or the like is used. It is possible to improve the resolution and the margin of the exposure process.

【0006】上記位相シフトマスクは、位相シフター部
の光透過特性によって、完全透過型位相シフトマスク
と、ハーフトーン型位相シフトマスクとに実用的には大
別することができる。完全透過型位相シフトマスクは、
位相シフター部の光透過率が基板と同等であり、露光波
長に対し透明なマスクである。一方、ハーフトーン型位
相シフトマスクは、位相シフター部の光透過率が基板露
出部の数%〜数十%程度のものである。
The above-mentioned phase shift masks can be practically classified into a complete transmission type phase shift mask and a halftone type phase shift mask depending on the light transmission characteristics of the phase shifter. The perfect transmission type phase shift mask is
The light transmittance of the phase shifter is equivalent to that of the substrate, and the mask is transparent to the exposure wavelength. On the other hand, in a halftone phase shift mask, the light transmittance of the phase shifter is about several% to several tens% of the exposed part of the substrate.

【0007】図1にハーフトーン型位相シフトマスクブ
ランク、図2にハーフトーン型位相シフトマスクの基本
的な構造をそれぞれ示す。図1に示したハーフトーン型
位相シフトマスクブランクは、露光光に対して透明な基
板1上にハーフトーン型位相シフト膜2を形成したもの
である。また、図2に示したハーフトーン型位相シフト
マスクは、上記シフト膜2をパターニングして、マスク
上のパターン部分を形成するハーフトーン型位相シフタ
ー部2aと、位相シフト膜が存在しない基板露出部1a
を形成したものである。
FIG. 1 shows a basic structure of a halftone type phase shift mask blank, and FIG. 2 shows a basic structure of a halftone type phase shift mask. The halftone type phase shift mask blank shown in FIG. 1 has a halftone type phase shift film 2 formed on a substrate 1 transparent to exposure light. The halftone type phase shift mask shown in FIG. 2 has a halftone type phase shifter portion 2a for patterning the shift film 2 to form a pattern portion on the mask, and a substrate exposed portion having no phase shift film. 1a
Is formed.

【0008】ここで、位相シフター部2aを透過した露
光光は基板露出部1aを透過した露光光に対して位相が
シフトされる(図6(A),(B)参照)。また、位相
シフター部2aを透過した露光光が被転写基板上のレジ
ストに対しては感光しない程度の光強度になるように、
位相シフター部2aの透過率は設定されている。従っ
て、位相シフター部2aは露光光を実質的に遮光する機
能を有する。
Here, the exposure light transmitted through the phase shifter 2a is shifted in phase with respect to the exposure light transmitted through the substrate exposed portion 1a (see FIGS. 6A and 6B). Further, the exposure light transmitted through the phase shifter 2a has such a light intensity that the resist on the substrate to be transferred is not exposed to the resist.
The transmittance of the phase shifter 2a is set. Therefore, the phase shifter 2a has a function of substantially blocking the exposure light.

【0009】上記ハーフトーン型位相シフトマスクとし
ては、構造が簡単な単層型のハーフトーン型位相シフト
マスクが提案されており、このような単層型のハーフト
ーン型位相シフトマスクとして、タングステンシリサイ
ド、モリブデンシリサイド、タンタルシリサイド等の金
属と珪素の酸化物、酸化窒化物からなる位相シフト膜を
有するものなどが提案されている(特開平7−1406
35号公報等)。
As the halftone type phase shift mask, a single layer type halftone type phase shift mask having a simple structure has been proposed. As such a single layer type halftone type phase shift mask, tungsten silicide is used. And those having a phase shift film made of an oxide or oxynitride of metal and silicon such as molybdenum silicide and tantalum silicide (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-1406).
No. 35 gazette).

【0010】このような位相シフトマスクを作製する方
法としては、位相シフトマスクブランクをリソグラフィ
法によりパターン形成する方法が用いられる。このリソ
グラフィ法は、位相シフトマスクブランク上にレジスト
を塗布し、電子線又は紫外線により所望の部分のレジス
トを感光後に現像し、位相シフト膜表面を露出させた
後、パターニングされたレジスト膜をマスクとして所望
の部分の位相シフト膜をエッチングして基板を露出させ
る。その後、レジスト膜を剥離することにより位相シフ
トマスクが得られるものである。
As a method of manufacturing such a phase shift mask, a method of patterning a phase shift mask blank by lithography is used. In this lithography method, a resist is applied on a phase shift mask blank, a desired portion of the resist is developed by exposure to an electron beam or ultraviolet light and then developed, and after exposing the phase shift film surface, the patterned resist film is used as a mask. A desired portion of the phase shift film is etched to expose the substrate. Thereafter, the resist film is peeled off to obtain a phase shift mask.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな位相シフト膜において、透過率を上げるために、酸
化物を含む位相シフト膜を形成するが、その成膜方法と
しては、金属と珪素からなるターゲットを用いて、スパ
ッタリングガスとして酸素を用いる反応性スパッタリン
グによって行っている。しかしながら、スパッタリング
ガスに酸素を用いると、酸素の反応性が高いために酸素
とターゲット又はシールド上に成膜された膜が反応した
り、酸素ガスの導入口付近の酸素ガス濃度が高くなり、
雰囲気酸素濃度に応じた酸素が膜中に取り込まれるた
め、面内で酸素含有量に分布が生じ、酸素含有量が多い
部分ほど透過率が高くなり、かつ、屈折率の低い膜とな
り、光学特性の均一性が低下するという問題がある。更
に、マスク製造工程における洗浄等に前処理又は洗浄液
として使用される硫酸等の酸に弱く、耐薬品性が十分で
はないという問題もある。
By the way, in the above-mentioned phase shift film, a phase shift film containing an oxide is formed in order to increase the transmittance. It is performed by reactive sputtering using oxygen as a sputtering gas using a target. However, when oxygen is used for the sputtering gas, the oxygen reacts with the film formed on the target or the shield due to high reactivity of oxygen, or the oxygen gas concentration near the oxygen gas inlet increases,
Since oxygen according to the atmospheric oxygen concentration is taken into the film, the oxygen content is distributed in the plane, and the higher the oxygen content, the higher the transmittance and the lower the refractive index of the film. However, there is a problem that the uniformity of the film decreases. Further, there is also a problem that it is susceptible to an acid such as sulfuric acid used as a pretreatment or a cleaning liquid in cleaning or the like in a mask manufacturing process, and has insufficient chemical resistance.

【0012】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、光学特性の面内均一性及び耐薬品性を有す
る位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスクの製
造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a phase shift mask blank having in-plane uniformity of optical characteristics and chemical resistance, and a method of manufacturing the phase shift mask. I do.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結
果、透明基板上に金属、珪素、酸素及び窒素を含む位相
シフト膜を一層以上設けてなる位相シフトマスクブラン
クの製造方法において、ターゲットとして金属、珪素及
び酸化珪素を含むターゲットを用い、窒素を含む雰囲気
中で反応性スパッタリングを行うことによって、位相シ
フト膜の面内の光学的特性が均一で、耐薬品性を有する
位相シフト膜が得られることを見出し、本発明をなすに
至った。
Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that a phase shift film containing metal, silicon, oxygen and nitrogen is formed on a transparent substrate. In a method for manufacturing a phase shift mask blank comprising one or more layers, a target containing a metal, silicon and silicon oxide is used as a target, and reactive sputtering is performed in an atmosphere containing nitrogen, so that an optical in-plane of the phase shift film is formed. It has been found that a phase shift film having uniform chemical properties and chemical resistance can be obtained, and the present invention has been accomplished.

【0014】即ち、本発明は、下記の位相シフトマスク
ブランク及び位相シフトマスクの製造方法を提供する。 請求項1:透明基板上に金属、珪素、酸素及び窒素を含
む位相シフト膜を一層以上設けてなる位相シフトマスク
ブランクの製造方法において、位相シフト膜を金属、珪
素及び酸化珪素を含むターゲットを用い、窒素を含む雰
囲気中で反応性スパッタリングすることにより成膜する
ことを特徴する位相シフトマスクブランクの製造方法。 請求項2:前記金属がモリブデンである請求項1記載の
位相シフトマスクブランクの製造方法。 請求項3:前記ターゲット中の酸化珪素の含有量がモル
比で3〜20%である請求項1又は2記載の位相シフト
マスクブランクの製造方法。 請求項4:前記ターゲット中の珪素と酸化珪素の合計が
モル比で60〜90%である請求項1乃至3のいずれか
1項記載の位相シフトマスクブランクの製造方法。 請求項5:上記位相シフト膜が、透過する露光光の位相
を180±5度変換し、かつ透過率が3〜40%のもの
である請求項1乃至4のいずれか1項記載の位相シフト
マスクブランクの製造方法。 請求項6:請求項1乃至5のいずれか1項記載の方法に
よって得られた位相シフトマスクブランクをリソグラフ
ィ法によりパターン形成することを特徴とする位相シフ
トマスクの製造方法。
That is, the present invention provides the following method for manufacturing a phase shift mask blank and a phase shift mask. Claim 1: A method for manufacturing a phase shift mask blank comprising one or more phase shift films containing metal, silicon, oxygen and nitrogen on a transparent substrate, wherein the phase shift film uses a target containing metal, silicon and silicon oxide. And forming a film by reactive sputtering in an atmosphere containing nitrogen. In a preferred embodiment, the metal is molybdenum. In a preferred embodiment, the content of the silicon oxide in the target is 3 to 20% in a molar ratio. In a preferred embodiment, the total of silicon and silicon oxide in the target is in a molar ratio of 60 to 90%, and the method of manufacturing a phase shift mask blank according to any one of claims 1 to 3. Preferably, the phase shift film converts the phase of the transmitted exposure light by 180 ± 5 degrees and has a transmittance of 3 to 40%. Manufacturing method of mask blank. (6) A method for manufacturing a phase shift mask, wherein the phase shift mask blank obtained by the method according to any one of (1) to (5) is patterned by lithography.

【0015】本発明によれば、位相シフト膜をスパッタ
リング法により作成するに当り、ターゲットとして金
属、珪素及び酸化珪素を含むものを用い、スパッタリン
グガスとして窒素を用い、無酸素、又は酸素が殆どない
雰囲気下で成膜することにより、反応性の高い酸素ガス
を成膜に用いなくてもハーフトーン型位相シフトマスク
として機能するに十分な透過率を得ることができ、更に
位相シフトマスクブランクの光学的特性が面内で均一に
なり、かつ、耐薬品性を改善することができるものであ
る。
According to the present invention, when a phase shift film is formed by a sputtering method, a target containing a metal, silicon and silicon oxide is used as a target, nitrogen is used as a sputtering gas, and oxygen-free or almost no oxygen is used. By forming a film in an atmosphere, it is possible to obtain a transmittance sufficient to function as a halftone type phase shift mask without using a highly reactive oxygen gas for film formation. In addition, the chemical properties can be uniform in the plane and the chemical resistance can be improved.

【0016】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。本発明の位相シフトマスクブランクは、図1に示し
たように、石英、CaF2等の露光光が透過する透明基
板1上に、金属、珪素、酸素及び窒素を含む位相シフト
膜を一層以上設けてなる位相シフトマスクブランクの製
造方法において、ターゲットとして金属、珪素及び酸化
珪素を含むものを用い、スッパタリングガスとして窒素
を用いて反応性スパッタリングにより位相シフト膜2を
成膜したものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. In the phase shift mask blank of the present invention, as shown in FIG. 1, one or more phase shift films containing metal, silicon, oxygen and nitrogen are provided on a transparent substrate 1 through which exposure light such as quartz or CaF 2 is transmitted. In the method for manufacturing a phase shift mask blank, a phase shift film 2 is formed by reactive sputtering using a target containing metal, silicon and silicon oxide as a target and using nitrogen as a sputtering gas.

【0017】ここで、本発明に係る金属、珪素、酸素及
び窒素を含む位相シフトにおいて、金属としては、W、
Mo、Ti、Ta、Zr、Hf、Nb、V、Co、Cr
又はNiなどが挙げられるが、これらの中でモリブデン
(Mo)が好ましい。
Here, in the phase shift including the metal, silicon, oxygen and nitrogen according to the present invention, the metals include W,
Mo, Ti, Ta, Zr, Hf, Nb, V, Co, Cr
Or Ni, etc., of which molybdenum (Mo) is preferable.

【0018】本発明の位相シフト膜の組成は、モリブデ
ン等の金属5〜25原子%、特に5〜20原子%、シリ
コン10〜50原子%、特に20〜50原子%、酸素1
〜70原子%、特に3〜30原子%、窒素5〜70原子
%、特に20〜60原子%含むことが好ましい。
The composition of the phase shift film of the present invention is 5 to 25 atomic%, particularly 5 to 20 atomic%, metal such as molybdenum, 10 to 50 atomic%, particularly 20 to 50 atomic%, and 1% oxygen.
It is preferable that the content of the nitrogen atom is 70 to 70 atomic%, particularly 3 to 30 atomic%, nitrogen is 5 to 70 atomic%, particularly 20 to 60 atomic%.

【0019】更に、本発明に係る位相シフト膜は、透明
基板上に、ターゲットとして少なくとも金属、珪素及び
酸化珪素を用いて反応性スパッタリングにより成膜さ
れ、露光光における透過率が数%〜数十%(特に3〜4
0%であることが好ましい)を有し、位相シフター部を
透過した光の位相が透明基板のみを透過した光に対し1
80度±5度の位相差を有することが好ましい。
Further, the phase shift film according to the present invention is formed on a transparent substrate by reactive sputtering using at least a metal, silicon and silicon oxide as a target, and has a transmittance of several percent to several tens of exposure light. % (Especially 3-4
0%), and the phase of the light transmitted through the phase shifter is 1% of the light transmitted only through the transparent substrate.
It is preferable to have a phase difference of 80 ± 5 degrees.

【0020】本発明の位相シフト膜の成膜方法として
は、このように反応性スパッタリング法が好ましく、こ
の際のターゲットとしては、金属、珪素及び酸化珪素を
含むものであればよく、金属と珪素は一部又は全てが金
属シリサイドになっているもの、特に珪素と金属シリサ
イドが好ましく、これに酸化珪素を含むものである。例
えば、焼結法でターゲットを作製するには金属、珪素及
び酸化珪素を所定の組成になるように混合し焼結する。
また金属シリサイドと酸化珪素、又は金属シリサイドと
珪素と酸化珪素を所定の組成になるように混合し、ホッ
トプレス又はHIPで焼結させて作製してもよい。
As a method of forming the phase shift film of the present invention, the reactive sputtering method is preferable as described above. In this case, a target containing metal, silicon and silicon oxide may be used. Is partially or entirely metal silicide, particularly preferably silicon and metal silicide, which contains silicon oxide. For example, to produce a target by a sintering method, metal, silicon, and silicon oxide are mixed and sintered so as to have a predetermined composition.
Alternatively, a metal silicide and silicon oxide, or a metal silicide, silicon, and silicon oxide may be mixed so as to have a predetermined composition and sintered by hot pressing or HIP.

【0021】前記ターゲット中の酸化珪素の含有量が少
なすぎると位相シフト膜の所定の透過率が得られず、多
すぎると発塵量が多くパーティクルが発生するという問
題があり、酸化珪素の含有量はモル比で3〜20%、特
に3〜15%とすることが好ましい。また、ターゲット
中の珪素と酸化珪素の合計がモル比で60〜90%、特
に75〜90%とすることが好ましい。60%未満であ
ると位相シフト膜の所定の透過率が得られなくなり、ま
た90%を超えると成膜中に発塵し易くなり、欠陥を発
生する要因となる。なお、金属の種類としては、W、M
o、Ti、Ta、Zr、Hf、Nb、V、Co、Cr又
はNiなどが挙げられるが、これらの中でも耐エッチン
グ性、耐薬品性の点からモリブデン(Mo)が好まし
い。
If the content of silicon oxide in the target is too small, a predetermined transmittance of the phase shift film cannot be obtained. If the content is too large, there is a problem that a large amount of dust is generated and particles are generated. The amount is preferably 3 to 20%, especially 3 to 15% by molar ratio. Further, it is preferable that the total of silicon and silicon oxide in the target be 60 to 90%, particularly 75 to 90% by mole ratio. If it is less than 60%, a predetermined transmittance of the phase shift film cannot be obtained, and if it exceeds 90%, dust is easily generated during the film formation, which causes a defect. The types of metals are W, M
o, Ti, Ta, Zr, Hf, Nb, V, Co, Cr or Ni, among which molybdenum (Mo) is preferable from the viewpoint of etching resistance and chemical resistance.

【0022】スパッタリング法としては、直流(DC)
電源を用いたものでも、高周波(RF)電源を用いたも
のでもよく、またマグネトロンスパッタリング方式であ
っても、コンベンショナル方式であってもよい。なお、
成膜装置は通過型でも枚葉型でも構わない。
As the sputtering method, direct current (DC)
A power source or a radio frequency (RF) power source may be used, and a magnetron sputtering method or a conventional method may be used. In addition,
The film forming apparatus may be a passing type or a single-wafer type.

【0023】位相シフト膜を成膜する際に用いるスパッ
タリングガスは、窒素を含んだスパッタリングガス、特
に実質的に酸素を含まない窒素を含んだスパッタリング
ガスで成膜するのが好ましい。導入方法としては、窒素
単独又は窒素とアルゴン等の不活性ガスとの混合ガスを
成膜室に導入してもよい。また窒素とアルゴン等の不活
性ガスの場合、両ガスを予め混合してから成膜室に導入
してもよいし、又はアルゴンガス及び窒素ガスをターゲ
ット近傍に別々に導入してもよい。この場合、スパッタ
リング条件としては、上記スパッタリング膜(位相シフ
ト膜)を形成し得れば、いずれの条件でもよいが、ガス
圧は0.05〜10Paとすることが好ましい。
The sputtering gas used for forming the phase shift film is preferably a sputtering gas containing nitrogen, particularly a sputtering gas containing nitrogen substantially containing no oxygen. As an introduction method, nitrogen alone or a mixed gas of nitrogen and an inert gas such as argon may be introduced into the film formation chamber. In the case of an inert gas such as nitrogen and argon, both gases may be mixed beforehand and then introduced into the film formation chamber, or argon gas and nitrogen gas may be separately introduced near the target. In this case, as the sputtering conditions, any conditions may be used as long as the sputtering film (phase shift film) can be formed, but the gas pressure is preferably 0.05 to 10 Pa.

【0024】なお、本発明の位相シフトマスクブランク
は、位相シフト膜を2層以上の複数層に形成することも
できる。
In the phase shift mask blank of the present invention, the phase shift film may be formed in two or more layers.

【0025】また、図3に示したように、位相シフト膜
2の上に、Cr系遮光膜3を設けるか、又は図4に示し
たように、Cr系遮光膜から反射を低減させるCr系反
射防止膜4をCr系遮光膜3の上に形成することもでき
る。この場合、遮光膜又は反射防止膜としてはCrO、
CrN、CrON、CrCON等のCr系膜を用いるこ
とが好ましい。
Further, as shown in FIG. 3, a Cr-based light-shielding film 3 is provided on the phase shift film 2, or as shown in FIG. The anti-reflection film 4 can be formed on the Cr-based light-shielding film 3. In this case, CrO,
It is preferable to use a Cr-based film such as CrN, CrON, or CrCON.

【0026】次に、本発明の位相シフトマスクブランク
を用いて図2に示したような位相シフトマスクを製造す
る場合は、図5(A)に示したように、透明基板1上に
位相シフト膜2を形成した後、位相シフト膜上にレジス
ト膜5を形成し、図5(B)に示したように、レジスト
膜5をパターニングし、更に、図5(C)に示したよう
に、位相シフト膜2をドライエッチング又はウェットエ
ッチングした後、図5(D)に示したように、レジスト
膜5を剥離する方法が採用し得る。この場合、レジスト
膜の塗布、パターニング(露光、現像)、レジスト膜の
除去及びエッチングは、公知の方法により行うことがで
きる。
Next, when a phase shift mask as shown in FIG. 2 is manufactured using the phase shift mask blank of the present invention, the phase shift mask is formed on the transparent substrate 1 as shown in FIG. After the film 2 is formed, a resist film 5 is formed on the phase shift film, the resist film 5 is patterned as shown in FIG. 5B, and further, as shown in FIG. After the phase shift film 2 is dry-etched or wet-etched, a method of stripping the resist film 5 as shown in FIG. In this case, the application, patterning (exposure, and development) of the resist film, and the removal and etching of the resist film can be performed by a known method.

【0027】[0027]

【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。
EXAMPLES The present invention will be described below in detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

【0028】[実施例1]6"の角形石英基板上に3"の
MoSi3(SiO20.5のターゲットを用いて、スパ
ッタリングガスとしてアルゴンと窒素を流量比1:20
の混合ガスを用い、放電中のガス圧0.3Pa、200
W、成膜温度120℃でスパッタリング法にてMoSi
ON膜を成膜した。
Example 1 Using a 3 ″ MoSi 3 (SiO 2 ) 0.5 target on a 6 ″ square quartz substrate, argon and nitrogen were used as sputtering gases at a flow ratio of 1:20.
Gas pressure during discharge 0.3 Pa, 200
W, MoSi by sputtering at a film formation temperature of 120 ° C
An ON film was formed.

【0029】得られたサンプルの248nmにおける透
過率は5.8%、位相差は179度であった。面内均一
性を248nmの波長でレーザテック社製 MPM−2
48を用いて測定すると、透過率のばらつきは0.15
%、位相差のばらつきは1.9%であった。なお、ばら
つきの算出式は以下の通りである。 透過率又は位相差のばらつき(%)={(max−mi
n)/(max+min)}×100 [式中、maxは透過率、又は位相差の面内での最大
値、minは透過率、又は位相差の面内での最小値を示
す。]
The transmittance of the obtained sample at 248 nm was 5.8%, and the phase difference was 179 degrees. Laser Tech MPM-2 with in-plane uniformity at 248 nm wavelength
48, the variation in transmittance was 0.15.
% And the variation of the phase difference were 1.9%. The formula for calculating the variation is as follows. Variation in transmittance or phase difference (%) = {(max−mi)
n) / (max + min)} × 100 [where, max represents the maximum value of the transmittance or the phase difference in the plane, and min represents the minimum value of the transmittance or the phase difference in the plane. ]

【0030】作製された位相シフトマスクブランクを8
0℃の硫酸と過酸化水素水の混合液(混合比率1:4)
に1時間浸漬し、浸漬前後の透過率を測定し、その変化
量から耐薬品性の評価をした。その透過率の変化量は
0.08%であった。この膜の組成をX線光電子分光計
(XPS)により分析した結果、モリブデンが13原子
%、珪素が34原子%、酸素が11原子%、窒素が42
原子%含まれていた。結果を表1に示す。
The prepared phase shift mask blank was
Mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide at 0 ° C (mixing ratio 1: 4)
For 1 hour, the transmittance before and after the immersion was measured, and the chemical resistance was evaluated from the change. The change in the transmittance was 0.08%. As a result of analyzing the composition of this film by an X-ray photoelectron spectrometer (XPS), 13 atomic% of molybdenum, 34 atomic% of silicon, 11 atomic% of oxygen and 42 atomic% of nitrogen were obtained.
Atomic% was contained. Table 1 shows the results.

【0031】[実施例2]ターゲットをMoSi3(S
iO20.8に変えた以外、実施例1と同条件でMoSi
ON膜を成膜した。得られたサンプルの248nmにお
ける透過率は5.9%、位相差は180度であった。実
施例1と同じ方法により面内のばらつきを測定したとこ
ろ、透過率は0.13%、位相差は1.6%であった。
また、実施例1と同様に耐薬品性を評価したところ、浸
漬前後の透過率の変化量は0.09%であった。この膜
の組成をX線光電子分光計(XPS)により分析した結
果、モリブデンが11原子%、珪素が35原子%、酸素
が14原子%、窒素が40原子%含まれていた。結果を
表1に示す。
Example 2 The target was MoSi 3 (S
It was replaced with iO 2) 0.8, MoSi under the same conditions as in Example 1
An ON film was formed. The transmittance of the obtained sample at 248 nm was 5.9%, and the phase difference was 180 degrees. When the in-plane variation was measured by the same method as in Example 1, the transmittance was 0.13% and the phase difference was 1.6%.
When the chemical resistance was evaluated in the same manner as in Example 1, the change in transmittance before and after immersion was 0.09%. As a result of analyzing the composition of this film by an X-ray photoelectron spectrometer (XPS), it was found that molybdenum was contained at 11 at%, silicon at 35 at%, oxygen at 14 at%, and nitrogen at 40 at%. Table 1 shows the results.

【0032】[実施例3]ターゲットをMoSi3(S
iO20.2に変えた以外、実施例1と同条件でMoSi
ON膜を成膜した。得られたサンプルの248nmにお
ける透過率は5.5%、位相差は179度であった。実
施例1と同じ方法により面内のばらつきを測定したとこ
ろ、透過率は0.19%、位相差は1.8%であった。
また、実施例1と同様に耐薬品性を評価したところ、浸
漬前後の透過率の変化量は0.08%であった。この膜
の組成をX線光電子分光計(XPS)により分析した結
果、モリブデンが14原子%、珪素が32原子%、酸素
が6原子%、窒素が48原子%含まれていた。結果を表
1に示す。
Example 3 The target was MoSi 3 (S
iO 2 ) MoSi under the same conditions as in Example 1 except that it was changed to 0.2.
An ON film was formed. The transmittance of the obtained sample at 248 nm was 5.5%, and the phase difference was 179 degrees. When the in-plane variation was measured by the same method as in Example 1, the transmittance was 0.19% and the phase difference was 1.8%.
When the chemical resistance was evaluated in the same manner as in Example 1, the change in transmittance before and after immersion was 0.08%. As a result of analyzing the composition of this film by an X-ray photoelectron spectrometer (XPS), it was found that 14 atomic% of molybdenum, 32 atomic% of silicon, 6 atomic% of oxygen, and 48 atomic% of nitrogen were contained. Table 1 shows the results.

【0033】[実施例4]ターゲットをMoSi
2.3(SiO20.5に変えた以外、実施例1と同条件で
MoSiON膜を成膜した。得られたサンプルの248
nmにおける透過率は5.1%、位相差は181度であ
った。実施例1と同じ方法により面内のばらつきを測定
したところ、透過率は0.21%、位相差は2.2%で
あった。また、実施例1と同様に耐薬品性を評価したと
ころ、浸漬前後の透過率の変化量は0.11%であっ
た。この膜の組成をX線光電子分光計(XPS)により
分析した結果、モリブデンが14原子%、珪素が29原
子%、酸素が12原子%、窒素が45原子%含まれてい
た。結果を表1に示す。
Example 4 The target was MoSi
A MoSiON film was formed under the same conditions as in Example 1 except that 2.3 (SiO 2 ) was changed to 0.5 . 248 of the sample obtained
The transmittance in nm was 5.1%, and the phase difference was 181 degrees. When the in-plane variation was measured by the same method as in Example 1, the transmittance was 0.21% and the phase difference was 2.2%. When the chemical resistance was evaluated in the same manner as in Example 1, the change in transmittance before and after immersion was 0.11%. As a result of analyzing the composition of this film by an X-ray photoelectron spectrometer (XPS), it was found that 14 atomic% of molybdenum, 29 atomic% of silicon, 12 atomic% of oxygen, and 45 atomic% of nitrogen were contained. Table 1 shows the results.

【0034】[比較例1]6"の角形石英基板上に3"の
MoSi3.5のターゲットを用いて、スパッタリングガ
スとしてアルゴンと窒素と酸素の混合ガスを用い、アル
ゴンガスと窒素ガスを流量比1:20、酸素ガスは位相
差が180度の時の透過率が6%程度になるように流量
を調節し、実施例1と同条件、方法でMoSiON膜を
成膜した。得られたサンプルの248nmにおける透過
率は5.8%、位相差は180度であった。実施例1と
同じ方法により面内のばらつきを測定したところ、透過
率は0.42%、位相差は3.1%であった。また、実
施例1と同様に耐薬品性を評価したところ、浸漬前後の
透過率の変化量は0.32%であった。この膜の組成を
X線光電子分光計(XPS)により分析した結果、モリ
ブデンが14原子%、珪素が37原子%、酸素が10原
子%、窒素が39原子%含まれていた。結果を表1に示
す。
Comparative Example 1 Using a 3 ″ MoSi 3.5 target on a 6 ″ square quartz substrate, a mixed gas of argon, nitrogen and oxygen was used as a sputtering gas, and a flow ratio of argon gas and nitrogen gas was 1 : 20, the flow rate of oxygen gas was adjusted so that the transmittance when the phase difference was 180 degrees was about 6%, and a MoSiON film was formed under the same conditions and method as in Example 1. The transmittance of the obtained sample at 248 nm was 5.8%, and the phase difference was 180 degrees. When the in-plane variation was measured by the same method as in Example 1, the transmittance was 0.42% and the phase difference was 3.1%. When the chemical resistance was evaluated in the same manner as in Example 1, the change in transmittance before and after immersion was 0.32%. As a result of analyzing the composition of this film by an X-ray photoelectron spectrometer (XPS), it was found that 14 atomic% of molybdenum, 37 atomic% of silicon, 10 atomic% of oxygen, and 39 atomic% of nitrogen were contained. Table 1 shows the results.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明によれば、金属、珪素、酸素と窒
素を含む位相シフト膜をスパッタリング法で製造する際
に、ターゲットに金属と珪素と酸化珪素を含むものを用
いることで、該位相シフト膜の面内均一性が高く、か
つ、耐薬品性が改良された高品質の位相シフトマスクブ
ランクの製造方法を提供することができる。
According to the present invention, when a phase shift film containing metal, silicon, oxygen and nitrogen is produced by a sputtering method, a target containing a metal, silicon and silicon oxide is used as a target, so A method of manufacturing a high-quality phase shift mask blank with high in-plane uniformity of the shift film and improved chemical resistance can be provided.

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

【図1】本発明の一実施例に係る位相シフトマスクブラ
ンクの断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a phase shift mask blank according to one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例に係る位相シフトマスクの断
面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a phase shift mask according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施例に係る位相シフトマスクブ
ランクの断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a phase shift mask blank according to another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の別の実施例に係る位相シフトマスクブ
ランクの断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a phase shift mask blank according to another embodiment of the present invention.

【図5】位相シフトマスクブランクより位相シフトマス
クを製造する工程を説明するもので、(A)は位相シフ
トマスクブランクの位相シフト膜上にレジスト膜を形成
した状態、(B)はレジスト膜をパターニングした状
態、(C)は位相シフト膜をエッチングによりパターニ
ングした状態、(D)はレジスト膜を除去して位相シフ
トマスクを形成した状態を示す断面図である。
5A and 5B illustrate a process of manufacturing a phase shift mask from a phase shift mask blank, wherein FIG. 5A shows a state in which a resist film is formed on the phase shift film of the phase shift mask blank, and FIG. FIG. 4C is a cross-sectional view showing a state in which the phase shift film is patterned by etching, and FIG. 4D is a cross-sectional view showing a state in which the phase shift mask is formed by removing the resist film.

【図6】(A),(B)はハーフトーン型位相シフトマ
スクの原理を説明する図であり、(B)はX部の拡大図
である。
6A and 6B are diagrams for explaining the principle of a halftone type phase shift mask, and FIG. 6B is an enlarged view of a portion X.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 1a 基板露出部 2 位相シフト膜 2a 位相シフター部 3 遮光膜 4 反射防止膜 5 レジスト膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 1a Substrate exposed part 2 Phase shift film 2a Phase shifter part 3 Light shielding film 4 Antireflection film 5 Resist film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚本 哲史 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社精密機能材料研究所 内 (72)発明者 丸山 保 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社精密機能材料研究所 内 (72)発明者 渡辺 政孝 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社精密機能材料研究所 内 (72)発明者 岡崎 智 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社精密機能材料研究所 内 Fターム(参考) 2H095 BB03 BB25 BC24  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tetsushi Tsukamoto 28-1 Nishifukushima, Kazagi-mura, Nakakushiro-gun, Niigata Pref. 28-1 Nishi-Fukushima, Kushiro-mura, Japan Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. (72) Inventor Satoshi Okazaki 28-1 Nishifukushima, Kazagusuku-mura, Nakakubijo-gun, Niigata Prefecture F-term in Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Precision Functional Materials Laboratory 2H095 BB03 BB25 BC24

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明基板上に金属、珪素、酸素及び窒素
を含む位相シフト膜を一層以上設けてなる位相シフトマ
スクブランクの製造方法において、位相シフト膜を金
属、珪素及び酸化珪素を含むターゲットを用い、窒素を
含む雰囲気中で反応性スパッタリングすることにより成
膜することを特徴する位相シフトマスクブランクの製造
方法。
1. A method for manufacturing a phase shift mask blank comprising a transparent substrate provided with one or more phase shift films containing metal, silicon, oxygen and nitrogen, wherein the phase shift film is formed of a target containing metal, silicon and silicon oxide. A method for producing a phase shift mask blank, comprising forming a film by reactive sputtering in an atmosphere containing nitrogen.
【請求項2】 前記金属がモリブデンである請求項1記
載の位相シフトマスクブランクの製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the metal is molybdenum.
【請求項3】 前記ターゲット中の酸化珪素の含有量が
モル比で3〜20%である請求項1又は2記載の位相シ
フトマスクブランクの製造方法。
3. The method for producing a phase shift mask blank according to claim 1, wherein the content of silicon oxide in the target is 3 to 20% in a molar ratio.
【請求項4】 前記ターゲット中の珪素と酸化珪素の合
計がモル比で60〜90%である請求項1乃至3のいず
れか1項記載の位相シフトマスクブランクの製造方法。
4. The method for manufacturing a phase shift mask blank according to claim 1, wherein the total of silicon and silicon oxide in said target is 60 to 90% by mole ratio.
【請求項5】 上記位相シフト膜が、透過する露光光の
位相を180±5度変換し、かつ透過率が3〜40%の
ものである請求項1乃至4のいずれか1項記載の位相シ
フトマスクブランクの製造方法。
5. The phase according to claim 1, wherein the phase shift film changes the phase of the transmitted exposure light by 180 ± 5 degrees and has a transmittance of 3 to 40%. Manufacturing method of shift mask blank.
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか1項記載の方
法によって得られた位相シフトマスクブランクをリソグ
ラフィ法によりパターン形成することを特徴とする位相
シフトマスクの製造方法。
6. A method for manufacturing a phase shift mask, comprising patterning a phase shift mask blank obtained by the method according to claim 1 by lithography.
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