JP2003066587A - Sputter target, and phase shift mask blank and phase shift mask manufacturing method using the sputter target - Google Patents
Sputter target, and phase shift mask blank and phase shift mask manufacturing method using the sputter targetInfo
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 位相シフトマスクの光半透過部を形成す
るために使用されるスパッタターゲットであって、前記
スパッタターゲットは少なくとも金属とホウ素ドープさ
れたシリコンとを主成分としてなることを特徴とするス
パッタターゲット。
【効果】 本発明によれば、位相シフト膜をスパッタリ
ングで製造する際、スパッタターゲットとして金属とホ
ウ素ドープしたシリコンとを主成分として構成されたも
のを用いることで、耐薬品性に非常に優れた位相シフト
マスクブランク及び位相シフトマスクを提供できる。
(57) Abstract: A sputter target used for forming a light translucent portion of a phase shift mask, wherein the sputter target contains at least a metal and boron-doped silicon as main components. A sputter target characterized in that: According to the present invention, when a phase shift film is produced by sputtering, a very high chemical resistance is obtained by using a target composed mainly of metal and boron-doped silicon as a sputter target. A phase shift mask blank and a phase shift mask can be provided.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路及
び高密度集積回路などの製造工程において使用されるフ
ォトマスクブランク及びフォトマスクを構成する光半透
明薄膜をスパッタリングにより形成するために使用され
るスパッタターゲット、並びにこのスパッタターゲット
を用いた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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used for forming, by sputtering, a photomask blank used in a manufacturing process of semiconductor integrated circuits, high-density integrated circuits and the like, and an optical semitransparent thin film constituting a photomask. The present invention relates to a sputter target, a phase shift mask blank using the sputter target, and a method for manufacturing a phase shift mask.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】LS
I、VLSI等の高密度半導体集積回路やCCD(電荷
結合素子)、LCD(液晶表示素子)用のカラーフィル
ター及び磁気ヘッド等の微細加工には、フォトマスクを
使ったフォトリソグラフィー技術が用いられ、このフォ
トマスクを制作するためにフォトマスクブランクが使用
されている。PRIOR ART AND PROBLEM TO BE SOLVED BY THE INVENTION LS
Photolithography technology using a photomask is used for microfabrication of high-density semiconductor integrated circuits such as I and VLSI, color filters for CCD (charge coupled device), LCD (liquid crystal display device), and magnetic head. A photomask blank is used to produce this photomask.
【0003】このフォトマスクブランクとしては、通
常、石英ガラス等の透光性基板上にクロムからなる遮光
膜を設けたものが使用されている。As this photomask blank, one having a light-shielding film made of chromium provided on a transparent substrate such as quartz glass is usually used.
【0004】しかし、近年の更なる微細化の要求に応え
る技術として位相シフトリソグラフィーが注目を集めて
いる。位相シフトリソグラフィーは光リソグラフィーの
解像度を上げる技術のひとつであり、フォトマスクを透
過する露光光間に位相差を与えることにより透過光相互
の干渉を利用して解像度を飛躍的に向上できるようにし
たものである。However, phase shift lithography has been attracting attention as a technique to meet the recent demand for further miniaturization. Phase shift lithography is one of the techniques to increase the resolution of photolithography, and it is possible to dramatically improve the resolution by using the mutual interference of transmitted light by giving a phase difference between the exposure light transmitted through the photomask. It is a thing.
【0005】位相シフトマスクには、レベンソン型、補
助パターン型、自己整合型などのタイプが知られてお
り、近年開発が活発に行われているが、この位相シフト
マスクのひとつとしていわゆるハーフトーン型位相シフ
トマスクと呼ばれる位相シフトマスクがあり、現在、最
も実用化の可能性が高い位相シフトマスクとなってい
る。Known types of phase shift masks are the Levenson type, auxiliary pattern type, self-aligned type and the like, which have been actively developed in recent years. One of the phase shift masks is the so-called halftone type. There is a phase shift mask called a phase shift mask, which is currently the most practically applicable phase shift mask.
【0006】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4(A),(B)に示
したように、透明基板1上に位相シフト膜2をパターン
形成してなるもので、位相シフト膜の存在しない透明基
板露出部(第1の光透過部)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)2
aとにおいて、両者を透過してくる光の位相差を図4
(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はゼ
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 patterning a phase shift film 2 on a transparent substrate 1 as shown in FIGS. 4A and 4B, for example. Then, the transparent substrate exposed portion (first light transmitting portion) 1a where the phase shift film does not exist and the phase shifter portion (second light transmitting portion) 2 forming the pattern portion on the mask 2
Fig. 4 shows the phase difference between the light passing through both a and a.
By setting the angle to 180 degrees as shown in (B), the light intensity at the interference portion becomes zero due to the light interference at the pattern boundary portion, and the contrast of the transferred image can be improved. In addition, by using the phase shift method, it is possible to increase the depth of focus when obtaining the required resolution, compared to the case of using a normal mask having a general exposure pattern made of a chromium film, It is possible to improve the resolution and the margin of the exposure process.
【0007】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 mask can be roughly divided into a complete transmission type phase shift mask and a halftone type phase shift mask in practical use, depending on the light transmission characteristics of the phase shifter portion. The complete transmission type phase shift mask is a mask in which the light transmittance of the phase shifter portion is equivalent to that of the substrate and which is transparent to the exposure wavelength. On the other hand, in the halftone type phase shift mask, the light transmittance of the phase shifter portion is about several percent to several tens percent of the exposed portion of the substrate.
【0008】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であ
る透明基板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透明
基板露出部1aを形成したものである。FIG. 1 shows the basic structure of a halftone type phase shift mask blank, and FIG. 2 shows the basic structure of a halftone type phase shift mask. The halftone phase shift mask blank shown in FIG. 1 has a halftone phase shift film 2 formed on a transparent substrate 1 which is transparent to exposure light. In the halftone type phase shift mask shown in FIG. 2, the shift film 2 is patterned to form a pattern portion on the mask, and a halftone type phase shifter portion 2a and a transparent substrate exposed without a phase shift film are exposed. The part 1a is formed.
【0009】ここで、位相シフター部2aを透過した露
光光は透明基板露出部1aを透過した露光光に対して位
相がシフトされる(図4(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 portion 2a is phase-shifted with respect to the exposure light transmitted through the transparent substrate exposed portion 1a (see FIGS. 4A and 4B). Also,
The transmittance of the phase shifter portion 2a is set so that the exposure light transmitted through the phase shifter portion 2a has a light intensity that does not expose the resist on the transfer substrate. Therefore, the phase shifter portion 2a has a function of substantially blocking the exposure light.
【0010】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、モリブデンシリサイド
酸化物(MoSiO)、モリブデンシリサイド酸化窒化
物(MoSiON)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7−140635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, molybdenum silicide is used. A device having a phase shift film made of oxide (MoSiO) or molybdenum silicide oxynitride (MoSiON) has been proposed (JP-A-7-140635).
【0011】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 producing such a phase shift mask, a method of forming a pattern on a phase shift mask blank by a lithography method is used. In this lithography method, a resist is applied on a phase shift mask blank, a desired portion of the resist is exposed by an electron beam or an ultraviolet ray, and then developed to expose the phase shift film surface, and then the patterned resist film is used as a mask. The substrate is exposed by etching the desired portion of the phase shift film. After that, the resist film is peeled off to obtain the phase shift mask.
【0012】しかし、上述したような位相シフトマスク
は、その製造工程における洗浄及びマスク使用時の洗浄
等の前処理や一般に洗浄液として使用される硫酸、硫酸
過水等の酸に対する耐酸性が低いため、光半透過部の膜
質が変化し、洗浄後、必要な透過率、位相差が得られな
くなるという問題があった。However, the phase shift mask as described above has low acid resistance to pretreatments such as cleaning in the manufacturing process and cleaning when the mask is used, and acids such as sulfuric acid and sulfuric acid / hydrogen peroxide which are generally used as a cleaning liquid. However, there is a problem that the film quality of the light semi-transmissive part is changed and the required transmittance and phase difference cannot be obtained after cleaning.
【0013】このような低い耐酸性に対応するために、
マスクとして使用する前に酸で処理する、保護膜を形成
する等の処置がなされてはいるが、何れも必要とされる
十分な耐酸性を有しておらず、また工程が増える分、コ
ストや時間もかかるといった問題があった。In order to cope with such low acid resistance,
Although treatment with acid before use as a mask, formation of a protective film, etc. have been performed, none of them have sufficient acid resistance required, and the number of steps increases, cost is increased. There was a problem that it took time.
【0014】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、耐酸性に優れた光半透過部を有する位
相シフトマスクブランク及び位相シフトマスクの製造に
関して、前記光半透過部の成膜工程において使用される
スパッタターゲット、及び前記スパッタターゲットを用
いてスパッタリングすることで、前記耐酸性の優れた光
半透過部を有する位相シフトマスクブランク及び位相シ
フトマスクを製造する方法を提供することを目的とす
る。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and relates to the manufacture of a phase shift mask blank and a phase shift mask having a light-semitransmissive portion having excellent acid resistance, the formation of the light-semitransmissive portion. A sputter target used in a film process, and a method for manufacturing a phase shift mask blank having a light-semitransmissive portion having excellent acid resistance and a method for manufacturing a phase shift mask by sputtering using the sputter target. To aim.
【0015】[0015]
【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に鋭意検討を重ねた
結果、位相シフトマスクの光半透過膜をスパッタリング
法により形成するためのスパッタターゲットとして金属
とホウ素をドープしたシリコンとを主成分とするものを
用い、不活性ガス雰囲気下又はこれに窒素元素及び/又
は酸素元素を含むガスを添加した雰囲気中でスパッタリ
ングすることにより、位相シフトマスクに要求される遮
光機能、位相シフト機能を満たすだけでなく、これまで
問題であった耐薬品性に優れた位相シフトマスクブラン
ク及び位相シフトマスク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 light semitransmissive film for a phase shift mask is formed by a sputtering method. A sputtering target containing a metal and boron-doped silicon as a main component is used, and sputtering is performed in an inert gas atmosphere or in an atmosphere in which a gas containing a nitrogen element and / or an oxygen element is added to the phase. In addition to satisfying the light-shielding function and the phase-shifting function required for the shift mask, it has been found that a phase-shifting mask blank and a phase-shifting mask excellent in chemical resistance, which has been a problem so far, can be obtained, and the present invention is made. I arrived.
【0016】即ち、本発明は下記のスパッタターゲッ
ト、並びに該スパッタターゲットを用いた位相シフトマ
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:位相シフトマスクの光半透過部を形成するた
めに使用されるスパッタターゲットであって、前記スパ
ッタターゲットは少なくとも金属とホウ素ドープされた
シリコンとを主成分としてなることを特徴とするスパッ
タターゲット。
請求項2:前記スパッタターゲット中の金属とホウ素ド
ープされたシリコンとの組成比がモル比で1:0.5〜
1:9である請求項1記載のスパッタターゲット。
請求項3:前記金属が、モリブデン、チタン、タンタ
ル、タングステン、クロム、ジルコニウム、ゲルマニウ
ムのうちから選ばれる一つ以上の金属である請求項1又
は2記載のスパッタターゲット。
請求項4:前記スパッタターゲットに更にシリコン及び
/又は金属シリサイドを添加してなる請求項1乃至3の
いずれか1項に記載のスパッタターゲット。
請求項5:請求項1乃至4のいずれか1項に記載のスパ
ッタターゲットを用いて不活性ガス雰囲気中でスパッタ
リングすることにより、光半透過膜を形成することを特
徴とする位相シフトマスクブランクの製造方法。
請求項6:前記不活性ガスに反応性ガスとして窒素元素
及び/又は酸素元素を含むガスを添加した雰囲気中でス
パッタリングすることにより、光半透過膜を形成する請
求項5記載の位相シフトマスクブランクの製造方法。
請求項7:請求項5又は6記載の製造方法によって得ら
れる位相シフトマスクブランクをリソグラフィ法により
パターン形成してな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 sputter target, a phase shift mask blank using the sputter target, and a method for manufacturing a phase shift mask. A sputter target used for forming a light-semitransmissive portion of a phase shift mask, wherein the sputter target is mainly composed of at least a metal and boron-doped silicon. target. Claim 2: The composition ratio of the metal in the sputter target to the boron-doped silicon is 1: 0.5 to a molar ratio.
The sputter target according to claim 1, which is 1: 9. Claim 3: The sputter target according to claim 1 or 2, wherein the metal is one or more metals selected from molybdenum, titanium, tantalum, tungsten, chromium, zirconium, and germanium. Claim 4: The sputter target according to any one of claims 1 to 3, wherein silicon and / or metal silicide is further added to the sputter target. [Claim 5] A light-semitransmissive film is formed by performing sputtering in an inert gas atmosphere using the sputtering target according to any one of claims 1 to 4, thereby forming a phase shift mask blank. Production method. [6] The phase shift mask blank according to [5], wherein the semi-transmissive film is formed by sputtering in an atmosphere in which a gas containing a nitrogen element and / or an oxygen element is added as a reactive gas to the inert gas. Manufacturing method. (7) A method for manufacturing a phase shift mask, which comprises pattern-forming a phase shift mask blank obtained by the manufacturing method according to (5) or (6) by a lithography method.
【0017】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明のスパッタターゲットは、金属とホウ素をドープ
したシリコン、又はこれにシリコン及び/又は金属シリ
サイドを添加したものから構成される。ホウ素の化学的
性質は珪素に類似しており、ホウ素を添加したケイ酸ガ
ラスは、耐薬品性、耐熱性に非常に優れた理化学用ガラ
スとして広く一般に用いられている。例えば、ターゲッ
トを作製するには金属、ホウ素をドープしたシリコンの
粉末を所定の組成になるように混合し、焼結する。ま
た、金属、シリコン及びホウ素をドープしたシリコン粉
末;金属、ホウ素をドープしたシリコン粉末及び金属シ
リサイド;又は金属、ホウ素をドープしたシリコン粉
末、シリコン及び金属シリサイド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。The present invention will be described in more detail below.
The sputter target of the present invention is composed of silicon doped with metal and boron, or silicon and / or metal silicide added thereto. The chemical property of boron is similar to that of silicon, and silicate glass to which boron is added is widely and generally used as a glass for physics and chemistry, which has excellent chemical resistance and heat resistance. For example, in order to manufacture a target, powders of silicon doped with metal and boron are mixed so as to have a predetermined composition and sintered. Further, silicon powder doped with metal, silicon and boron; silicon powder doped with metal, boron and metal silicide; or silicon powder doped with metal, boron, silicon and metal silicide are mixed so as to have a predetermined composition, It may be produced by sintering with a hot press or HIP.
【0018】なお、スパッタターゲット中の金属として
は、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、ク
ロム、ジルコニウム、ゲルマニウムなどが挙げられる
が、特に、モリブデン、チタン、ジルコニウムが好まし
い。As the metal in the sputter target, molybdenum, titanium, tantalum, tungsten, chromium, zirconium, germanium and the like can be mentioned, but molybdenum, titanium and zirconium are particularly preferable.
【0019】また、金属シリサイドとしては、上記金属
のシリサイドが好適に用いられる。As the metal silicide, a silicide of the above metal is preferably used.
【0020】前記ターゲット中の金属とホウ素をドープ
したシリコンとの組成比は、モル比で1:0.5〜1:
9、特に1:2〜1:8、更には1:3〜1:7とする
ことが好ましい。そのモル比が1:0.5未満である
と、形成された膜は位相シフト膜として機能するための
透過率を確保できなく、1:9を超えると、DCスパッ
タリングにおいて放電が不安定になり、膜の欠陥が発生
したり、また形成された膜の導電性が低下する問題があ
る。The composition ratio of the metal in the target to the silicon doped with boron is 1: 0.5 to 1: 1 by molar ratio.
It is preferable that the ratio is 9, particularly 1: 2 to 1: 8, and more preferably 1: 3 to 1: 7. When the molar ratio is less than 1: 0.5, the formed film cannot secure the transmittance for functioning as a phase shift film, and when it exceeds 1: 9, the discharge becomes unstable in DC sputtering. However, there is a problem that a film defect occurs or the conductivity of the formed film decreases.
【0021】この場合、ホウ素をドープしたシリコンに
おいて、ホウ素のドープ量は1×1016個/cm3〜1
×1020個/cm3であることが好ましく、ホウ素ドー
プ量が少なすぎると、導電率が低下し、放電が不安定に
なる。ホウ素ドープ量が多すぎると、不安定な膜になり
欠陥が発生する。In this case, in the boron-doped silicon, the doping amount of boron is 1 × 10 16 pieces / cm 3 -1.
It is preferably × 10 20 pieces / cm 3 , and if the amount of doped boron is too small, the electrical conductivity decreases and the discharge becomes unstable. If the boron doping amount is too large, the film becomes unstable and defects occur.
【0022】上記金属とホウ素をドープしたシリコンと
を用いて構成されるターゲットは、導電性を帯びている
ので、DCスパッタリングの際に放電が安定し、形成さ
れた光半透過膜(位相シフト膜)は均一で耐薬品性に非
常に優れた特性を有し、更に導電性も併せ持つことから
EB露光時におけるチャージアップを防止でき良好な描
画を行うことができる。Since the target composed of the above metal and silicon doped with boron has conductivity, the discharge is stable during DC sputtering, and the formed light semi-transmissive film (phase shift film). (2) has uniform properties and is extremely excellent in chemical resistance, and also has conductivity, so that charge-up during EB exposure can be prevented and good drawing can be performed.
【0023】本発明によれば、選択した金属とホウ素を
ドープしたシリコンで構成されたスパッタターゲットを
用い、不活性ガス雰囲気中でスパッタリングにより光半
透過膜(位相シフト膜)が形成される。成膜された光半
透過膜の屈折率は、その膜厚から要求される屈折率より
も低い場合が多い。その場合には、上記スパッタターゲ
ットに適当な量のシリコン及び/又は金属シリサイドを
添加したスパッタターゲットを用い、不活性ガスと反応
性ガスとして窒素を含む混合ガスの雰囲気中でスパッタ
リングすることにより、薄膜中に窒化ケイ素成分が含有
されるようになり、屈折率の向上が図られ、所望とする
屈折率に調整することができる。According to the present invention, a light semi-transmissive film (phase shift film) is formed by sputtering in an inert gas atmosphere using a sputter target composed of a selected metal and silicon doped with boron. The refractive index of the formed light semi-transmissive film is often lower than the refractive index required from the film thickness. In that case, a thin film can be obtained by sputtering in a mixed gas atmosphere containing an inert gas and nitrogen as a reactive gas, using a sputter target in which an appropriate amount of silicon and / or metal silicide is added to the sputter target. Since the silicon nitride component is contained in the composition, the refractive index is improved, and the desired refractive index can be adjusted.
【0024】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) is used.
A power source may be used, a high 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 passage type or a single wafer type.
【0025】本発明に係る位相シフト膜は、透明基板上
に、スパッタターゲットとして少なくとも金属とホウ素
をドープしたシリコンとを主成分とするものを用いてス
パッタリング法により成膜され、露光光における透過率
が数%〜数十%(特に3%〜40%であることが好まし
い)を有し、光半透過部(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て180±
5度の位相差を有することが好ましい。なお、透明基板
は、使用する露光波長に対して透明な基板であれば特に
制限はない。透明基板としては石英基板、蛍石、その他
各種ガラス基板(例えば、ソーダライムガラス、アルミ
ノシリケートガラス等)等が挙げられる。The phase shift film according to the present invention is formed on a transparent substrate by a sputtering method using a sputtering target containing at least a metal and silicon doped with boron as main components, and has a transmittance for exposure light. Is several% to several tens% (particularly preferably 3% to 40%), and the phase of light transmitted through the light semi-transmissive portion (phase shifter portion) is relative to light transmitted through only the transparent substrate. 180 ±
It is preferable to have a phase difference of 5 degrees. The transparent substrate is not particularly limited as long as it is a substrate transparent to the exposure wavelength used. Examples of the transparent substrate include a quartz substrate, fluorite, and various other glass substrates (eg, soda lime glass, aluminosilicate glass, etc.).
【0026】位相シフト膜を成膜する際に用いるスパッ
タリングガスの組成は、アルゴン等の不活性ガスに酸素
ガスや窒素ガス、各種酸化窒素ガス、各種酸化炭素ガス
等の炭素を含むガスなどを成膜される位相シフト膜が所
望の組成を持つように、適宜添加することにより成膜す
ることができる。なお、成膜される位相シフト膜の透過
率を上げたいときには、膜中に酸素及び窒素が多く取り
込まれるように、スパッタリングガスに添加する酸素や
窒素を含むガス量を増やす方法で調整することができ
る。The composition of the sputtering gas used for forming the phase shift film is a gas containing carbon such as oxygen gas, nitrogen gas, various nitrogen oxide gases, various carbon oxide gases, etc. in an inert gas such as argon. The phase shift film to be formed can be formed by adding appropriately so that it has a desired composition. Note that, when it is desired to increase the transmittance of the formed phase shift film, it is possible to adjust the amount of gas containing oxygen and nitrogen added to the sputtering gas by increasing the amount of oxygen and nitrogen so that the oxygen and nitrogen are incorporated into the film. it can.
【0027】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3(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2上にレジ
スト膜3を形成し、図3(B)に示したように、レジス
ト膜3をパターニングし、更に、図3(C)に示したよ
うに、位相シフト膜2をエッチングした後、図3(D)
に示したように、レジスト膜3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)、レジスト膜の除去は、公知の方法によって
行うことができる。Next, when the phase shift mask blank of the present invention is used to manufacture the phase shift mask shown in FIG. 2, the phase shift is performed on the transparent substrate 1 as shown in FIG. After forming the film 2, a resist film 3 is formed on the phase shift film 2, the resist film 3 is patterned as shown in FIG. 3 (B), and further, as shown in FIG. 3 (C). , FIG. 3D after etching the phase shift film 2.
As shown in, the method of peeling the resist film 3 can be adopted. In this case, application of the resist film, patterning (exposure, development), and removal of the resist film can be performed by known methods.
【0028】このようにして得られる位相シフト膜は、
位相シフト膜としての機能(透過率、屈折率等の光学特
性)を有するだけでなく、これまで問題であった耐薬品
性に優れた特性を有する。更に導電性を有することから
良好なEB描画を行うことができる。The phase shift film thus obtained is
Not only does it have a function as a phase shift film (optical characteristics such as transmittance and refractive index), but also has excellent chemical resistance, which has been a problem so far. Further, since it has conductivity, good EB drawing can be performed.
【0029】[0029]
【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、本発明は下記実施例に制限されるも
のではない。EXAMPLES The present invention will be specifically described below by showing Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
【0030】[実施例1]モリブデンとホウ素ドープ
(ホウ素ドープ量1×1018個/cm3)したシリコン
ウェハとの粉末をモル比で1:2.3になるように混合
したものを焼結してターゲットを作製し、これを用いて
光半透過膜を形成した。具体的には、6’’の角形石英
基板上に上記ターゲットを用い、アルゴンと窒素と酸素
の流量比が1:5:2である混合ガスを流して、放電中
のガス圧0.25Pa、200W、成膜温度120℃で
DCマグネトロンスパッタリング法により主にMoSi
BNOから成る位相シフト膜(膜厚125nm)を得
た。なお、膜厚は位相差が180度になるように調整し
た。このサンプルの膜組成をX線光電子計(XPS)に
より分析した結果、モリブデン13原子%、シリコン2
3原子%、ホウ素1原子%、窒素42原子%、酸素21
原子%が含まれていた。上記MoSiBNOから成る薄
膜上にレジスト膜を形成し、パターン露光、現像により
レジスト膜を形成した。次に、フッ素系ガスを用いたド
ライエッチングにより、薄膜部分を除去し、MoSiB
NOから成る薄膜のL&Sパターンを得た。レジストを
剥離後、80℃の濃硫酸に15分間浸漬して洗浄、純水
でリンスして位相シフトマスクを得た。得られた位相シ
フトマスクを80℃の硫酸過水(H2SO4:H2O2=
4:1)に2時間浸漬し、浸漬前後の位相差、透過率を
測定し、その変化量から耐薬品性を評価した。その位相
差の変化量は1.9度、透過率の変化量は0.8%であ
った。結果を表1に示す。位相差及び透過率の測定は波
長248nmでレーザーテック社製、MPM−248で
測定した。Example 1 Molybdenum and boron-doped (boron-doped amount 1 × 10 18 pieces / cm 3 ) powders of a silicon wafer were mixed at a molar ratio of 1: 2.3 and sintered. Then, a target was produced, and a light semi-transmissive film was formed using this. Specifically, using the above target on a 6 ″ square quartz substrate, a mixed gas having a flow ratio of argon, nitrogen, and oxygen of 1: 5: 2 was caused to flow, and the gas pressure during discharge was 0.25 Pa. Mainly MoSi by DC magnetron sputtering method at 200 W, film formation temperature 120 ° C.
A phase shift film (film thickness 125 nm) made of BNO was obtained. The film thickness was adjusted so that the phase difference was 180 degrees. The film composition of this sample was analyzed by an X-ray photoelectron meter (XPS).
3 atomic%, 1 atomic% boron, 42 atomic% nitrogen, 21 oxygen
It contained atomic%. A resist film was formed on the MoSiBNO thin film, and the resist film was formed by pattern exposure and development. Next, the thin film portion is removed by dry etching using a fluorine-based gas, and MoSiB
An L & S pattern of a thin film of NO was obtained. After removing the resist, it was immersed in concentrated sulfuric acid at 80 ° C. for 15 minutes for cleaning, and rinsed with pure water to obtain a phase shift mask. The obtained phase shift mask was treated with sulfuric acid / hydrogen peroxide mixture at 80 ° C. (H 2 SO 4 : H 2 O 2 =
It was immersed in 4: 1) for 2 hours, the phase difference and the transmittance before and after the immersion were measured, and the chemical resistance was evaluated from the amount of change. The amount of change in the phase difference was 1.9 degrees, and the amount of change in the transmittance was 0.8%. The results are shown in Table 1. The retardation and the transmittance were measured with MPM-248 manufactured by Lasertec Co. at a wavelength of 248 nm.
【0031】[比較例1]ターゲットにMo:Siのモ
ル比が1:2.3になるようにモリブデンとシリコンと
の粉末を焼結したターゲットを作製し、上記実施例1と
同様の手法、条件でMoSiNOから成る位相シフト膜
(膜厚122nm)を得た。なお、膜厚は位相差が18
0度になるように調整した。上記実施例1と同様に膜組
成を分析した結果、モリブデン13原子%、シリコン2
4原子%、窒素42原子%、酸素21原子%が含まれて
いた。上記実施例1と同様の手法でレジストパターンを
得た後、これを剥離し、位相シフトマスクを作製した。
得られた位相シフトマスクを上記実施例1と同様に耐薬
品性の評価をした。その位相差の変化量は5度、透過率
の変化量は2%であった。結果を表1に示す。尚、位相
差及び透過率は上記実施例1と同様に測定した。[Comparative Example 1] A target was prepared by sintering a powder of molybdenum and silicon so that the Mo: Si molar ratio was 1: 2.3, and the same method as in Example 1 was used. Under the conditions, a phase shift film (film thickness 122 nm) made of MoSiNO was obtained. The film thickness has a phase difference of 18
Adjusted to 0 degree. As a result of analyzing the film composition in the same manner as in Example 1, molybdenum was 13 atom%, and silicon was 2
It contained 4 atom%, 42 atom% of nitrogen, and 21 atom% of oxygen. After obtaining a resist pattern in the same manner as in Example 1 above, this was peeled off to produce a phase shift mask.
The obtained phase shift mask was evaluated for chemical resistance in the same manner as in Example 1 above. The amount of change in the phase difference was 5 degrees, and the amount of change in the transmittance was 2%. The results are shown in Table 1. The phase difference and the transmittance were measured in the same manner as in Example 1 above.
【0032】[0032]
【表1】 [Table 1]
【0033】[0033]
【発明の効果】本発明によれば、位相シフト膜をスパッ
タリングで製造する際、スパッタターゲットとして金属
とホウ素ドープしたシリコンとを主成分として構成され
たものを用いることで、耐薬品性に非常に優れた位相シ
フトマスクブランク及び位相シフトマスクを提供でき
る。According to the present invention, when a phase shift film is manufactured by sputtering, by using a sputtering target composed mainly of metal and boron-doped silicon, the chemical resistance is greatly improved. An excellent phase shift mask blank and phase shift mask can be provided.
【図1】本発明の一実施例に係るフォトマスクブランク
の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a photomask blank according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例に係るフォトマスクの断面図
である。FIG. 2 is a sectional view of a photomask according to an embodiment of the present invention.
【図3】フォトマスクの製造方法を示した説明図であ
り、(A)は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)はドライエッチ
ング又はウェットエッチングを行った状態、(D)はレ
ジスト膜を除去した状態の概略断面図である。3A and 3B are explanatory views showing a method for manufacturing a photomask, in which (A) shows a state where a resist film is formed, (B) shows a state where the resist film is patterned, and (C) shows dry etching or wet etching. 3D is a schematic cross-sectional view in a state where the resist film is removed.
【図4】(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部の部分拡
大図である。4A and 4B are diagrams illustrating the principle of a halftone type phase shift mask, and FIG. 4B is a partially enlarged view of an X portion.
1 透明基板 1a 透明基板露出部 2 位相シフト膜 2a 位相シフター部 3 レジスト膜 1 transparent substrate 1a Transparent substrate exposed part 2 Phase shift film 2a Phase shifter section 3 Resist film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 品川 勉 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新機能材料技術研究 所内 (72)発明者 稲月 判臣 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新機能材料技術研究 所内 (72)発明者 金子 英雄 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新機能材料技術研究 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新機能材料技術研究 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新機能材料技術研究 所内 Fターム(参考) 2H095 BB03 4K029 BD00 BD01 DC05 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Tsutomu Shinagawa 28-1 Nishifukushima, Kubiki Village, Nakakubiki District, Niigata Prefecture Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.Research on new functional materials technology In-house (72) Inventor Jinomi Inazuki 28-1 Nishifukushima, Kubiki Village, Nakakubiki District, Niigata Prefecture Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.Research on new functional materials technology In-house (72) Inventor Hideo Kaneko 28-1 Nishifukushima, Kubiki Village, Nakakubiki District, Niigata Prefecture Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.Research on new functional materials technology In-house (72) Inventor Masataka Watanabe 28-1 Nishifukushima, Kubiki Village, Nakakubiki District, Niigata Prefecture Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.Research on new functional materials technology In-house (72) Inventor Satoshi Okazaki 28-1 Nishifukushima, Kubiki Village, Nakakubiki District, Niigata Prefecture Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.Research on new functional materials technology In-house F term (reference) 2H095 BB03 4K029 BD00 BD01 DC05
Claims (7)
るために使用されるスパッタターゲットであって、前記
スパッタターゲットは少なくとも金属とホウ素ドープさ
れたシリコンとを主成分としてなることを特徴とするス
パッタターゲット。1. A sputter target used for forming a light-semitransmissive portion of a phase shift mask, wherein the sputter target is mainly composed of at least a metal and boron-doped silicon. Sputter target.
素ドープされたシリコンとの組成比がモル比で1:0.
5〜1:9である請求項1記載のスパッタターゲット。2. The composition ratio of the metal in the sputter target to the boron-doped silicon is 1: 0.
The sputter target according to claim 1, having a ratio of 5 to 1: 9.
タル、タングステン、クロム、ジルコニウム、ゲルマニ
ウムのうちから選ばれる一つ以上の金属である請求項1
又は2記載のスパッタターゲット。3. The metal is one or more selected from molybdenum, titanium, tantalum, tungsten, chromium, zirconium, and germanium.
Or the sputter target according to 2.
及び/又は金属シリサイドを添加してなる請求項1乃至
3のいずれか1項に記載のスパッタターゲット。4. The sputter target according to claim 1, further comprising silicon and / or metal silicide added to the sputter target.
スパッタターゲットを用いて不活性ガス雰囲気中でスパ
ッタリングすることにより、光半透過膜を形成すること
を特徴とする位相シフトマスクブランクの製造方法。5. A phase shift mask blank, comprising forming a light semitransmissive film by sputtering in an inert gas atmosphere using the sputtering target according to claim 1. Description: Manufacturing method.
元素及び/又は酸素元素を含むガスを添加した雰囲気中
でスパッタリングすることにより、光半透過膜を形成す
る請求項5記載の位相シフトマスクブランクの製造方
法。6. The phase shift mask according to claim 5, wherein the light semitransmissive film is formed by sputtering in an atmosphere in which a gas containing a nitrogen element and / or an oxygen element is added as a reactive gas to the inert gas. Blank manufacturing method.
得られる位相シフトマスクブランクをリソグラフィ法に
よりパターン形成してなることを特徴とする位相シフト
マスクの製造方法。7. A method of manufacturing a phase shift mask, which comprises patterning a phase shift mask blank obtained by the method of claim 5 or 6 by a lithography method.
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