JP2000330257A - Phase shift mask and its production - Google Patents
Phase shift mask and its productionInfo
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、位相シフトマス
ク、特にハーフトーン位相シフトマスク、及びその製造
方法に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a phase shift mask, particularly a halftone phase shift mask, and a method of manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
ＬＳＩの高集積化と高速度化に伴い、パターンルールの
より微細化が求められているが、そのパターン形成に使
われるフォトマスクもより微細化することが求められて
いる。この要求に応えるために、種々の位相シフトマス
クが開発されてきたが、マスク作成が比較的容易なハー
フトーン位相マスクが実用化されている。このハーフト
ーン位相マスクの原理を説明すると、図４に示すよう
に、石英基板ａ上に光の位相を変化させるシフターｂを
設けることにより、シフターｂを通過して位相が変わっ
た光と、シフターｂを通過せずに位相の変わっていない
光との干渉を利用して、解像力を向上させるものである
が、位相は１８０度正確に変換させる必要がある。ま
た、マスク製造時にパーティクルや欠陥発生を抑え込ん
でいくことも必要である。これは、微細化されたパター
ンとパーティクルや欠陥が同じ大きさのものであれば、
所望するパターン上に欠陥に起因するパターンが描画さ
れることになり、マスク製造時の歩留まりを下げ、最終
的には半導体回路の製品歩留まりを低下させてしまう危
険性があるからである。2. Description of the Related Art In recent years,
As the integration and speed of LSIs increase, there is a demand for finer pattern rules, and there is also a demand for finer photomasks used for pattern formation. To meet this demand, various phase shift masks have been developed, but halftone phase masks that are relatively easy to make have been put to practical use. The principle of the half-tone phase mask will be described. As shown in FIG. 4, a shifter b for changing the phase of light is provided on a quartz substrate a so that light having passed through the shifter b and having a changed phase is shifted from the shifter b. The resolution is improved by utilizing the interference with light whose phase has not changed without passing through b, but the phase needs to be accurately converted by 180 degrees. It is also necessary to suppress the generation of particles and defects during mask production. This is because if the particles and defects are the same size as the miniaturized pattern,
This is because a pattern resulting from a defect is drawn on a desired pattern, and there is a risk that the yield at the time of manufacturing a mask may be reduced, and finally, the product yield of a semiconductor circuit may be reduced.
【０００３】従来、ハーフトーン位相シフトマスクとし
ては、モリブデンシリサイド系のものがシフター材料と
して実用化されているが、これには以下のような問題点
があった。Hitherto, as a halftone phase shift mask, a molybdenum silicide-based one has been put to practical use as a shifter material, but this has the following problems.
【０００４】従来使われてきたハーフトーン位相シフト
マスクにおいては、モリブデンシリサイド系のシフター
膜が非常に成膜し難い材料であったため、完成マスクに
する前の段階のフォトマスクブランクスの段階で、製造
歩留まりを極端に下げてしまっていた。In a halftone phase shift mask that has been used conventionally, a molybdenum silicide-based shifter film is a material that is very difficult to form. The yield has been extremely reduced.
【０００５】その原因はいくつか考えられるが、中でも
大きな要因は以下の２点である。 （１）反応性スパッターであるため ＭｏＳｉ系シフター材料は、ターゲットとしてＭｏＳｉ
x（但し、ｘは２〜３）のＭｏとＳｉの焼結体を用いる
場合がほとんどで、このスパッター時に、反応性ガスと
して酸素、窒素、メタン等を大量に流している。ところ
が、これらのガスは反応性が高く、ターゲット中心へガ
スが届くまでの間に膜中にガス成分が取り込まれ、ター
ゲット中心の方向に向かって膜質に大きな差が発生す
る。この膜質差は、シフター材料の膜質分布として屈折
率変化に大きく効いてくるばかりでなく、プラズマ内で
の気相中でのパーティクル成長の原因となって、シフタ
ー膜中に多くの欠陥を発生させてしまう。[0005] There are several possible causes, and the major ones are the following two points. (1) MoSi based shifter material is MoSi as target because it is reactive sputtering.
In most cases, a sintered body of x (where x is 2 to 3) of Mo and Si is used, and a large amount of oxygen, nitrogen, methane, or the like is supplied as a reactive gas during the sputtering. However, these gases have high reactivity, and gas components are taken into the film before the gas reaches the center of the target, causing a large difference in film quality toward the center of the target. This difference in the film quality not only greatly affects the change in the refractive index as the film quality distribution of the shifter material, but also causes the growth of particles in the gas phase in the plasma, causing many defects in the shifter film. Would.
【０００６】この反応性ガスの流量を減らせば、パーテ
ィクルや欠陥の発生は抑えることができるが、あまり減
らし過ぎると、所定の透過率にまで透過率を上げること
ができない。If the flow rate of the reactive gas is reduced, the generation of particles and defects can be suppressed, but if it is reduced too much, the transmittance cannot be increased to a predetermined transmittance.
【０００７】（２）ターゲット密度が充分に高くできな
いため 更に、従来のＭｏＳｉ系ハーフトーン位相シフトマスク
の欠点は、前記したように、Ｍｏ金属とＳｉ金属の焼結
体がターゲットとして用いられているため、緻密なター
ゲット材が作れず、本来の密度より低い嵩高のターゲッ
ト材になってしまう点にある。(2) The target density cannot be sufficiently increased. Further, a disadvantage of the conventional MoSi-based halftone phase shift mask is that, as described above, a sintered body of Mo metal and Si metal is used as the target. Therefore, a dense target material cannot be produced, and the target material has a bulkiness lower than the original density.
【０００８】このように、密度の低いターゲットでスパ
ッターした場合には、パーティクルや欠陥が発生しやす
く、また、ターゲット表面も反応性ガスで腐食・酸化さ
れやすくなっており、益々欠陥が発生しやすくなる方向
にある。As described above, when sputtering is performed with a low-density target, particles and defects are easily generated, and the surface of the target is also easily corroded and oxidized by a reactive gas. It is in the direction.
【０００９】これらはシフター膜の欠陥という観点から
の問題であるが、更に従来の位相シフトマスクには、膜
質分布が均一でないという大きな問題があった。These are problems from the viewpoint of the defect of the shifter film. However, the conventional phase shift mask has another serious problem that the film quality distribution is not uniform.
【００１０】この理由は、前記したように、反応性スパ
ッターで反応性ガスから多くの成分を膜中に取り込まな
ければならなかったためである。この膜質分布が悪い場
合には、下記式（１）で示す位相シフト角度がマスク基
板内で分布を持つということになり、精度の高い位相シ
フトマスクを作成することは非常に困難であった。This is because, as described above, many components have to be incorporated into the film from the reactive gas by the reactive sputtering. If the film quality distribution is poor, the phase shift angle represented by the following equation (1) has a distribution in the mask substrate, and it is very difficult to produce a highly accurate phase shift mask.
【００１１】 Ｄ＝λ／２（ｎ−１） （１） （但し、Ｄは１８０度位相シフトのためのシフター膜
厚、ｎはシフター材料の屈折率、λは透過波長であ
る。）D = λ / 2 (n−1) (1) (where D is the shifter film thickness for 180 ° phase shift, n is the refractive index of the shifter material, and λ is the transmission wavelength.)
【００１２】このように、従来技術では、シフター材料
を成膜する際に膜欠陥を引き起こすパーティクルの発生
があり、無欠陥のシフター膜を成膜することは非常に難
しかった。As described above, in the prior art, particles which cause a film defect when forming a shifter material are generated, and it is extremely difficult to form a defect-free shifter film.
【００１３】更に、反応性スパッターにより、大量の反
応性ガスを使用したため、パーティクル発生の原因にな
り、また反応性ガスの取り込まれ方がターゲットの中心
方向でばらつくため、基板全面で均質な膜を形成するた
めの制御性に難点があった。ターゲット材料がＭｏＳｉ
のような焼結体しか使えない点も、欠陥発生や膜質の均
一性の観点から大きな問題であった。In addition, a large amount of reactive gas is used by reactive sputtering, which causes particles to be generated. In addition, since the reactive gas is introduced in a direction toward the center of the target, a uniform film can be formed on the entire surface of the substrate. There was a difficulty in controllability for forming. The target material is MoSi
The point that only such a sintered body can be used is a major problem from the viewpoint of defect generation and uniformity of film quality.
【００１４】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、これら従来のハーフトーン位相シフトマスクが持っ
ていた問題を解決し、更に、半導体集積回路が微細化、
高集積化しても対応できる位相シフトマスクとその製造
方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and solves the problems of these conventional halftone phase shift masks.
It is an object of the present invention to provide a phase shift mask that can cope with high integration and a manufacturing method thereof.
【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、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結
果、位相シフター膜をリチウムタンタレートにて形成す
ること、この場合、このリチウムタンタレート膜をター
ゲットとしてリチウムタンタレートの酸化物単結晶を用
いてスパッタリング法にて行うことが有効であることを
見出し、本発明をなすに至ったものである。Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention The present inventors have made intensive studies to achieve the above object, and as a result, have formed a phase shifter film of lithium tantalate. The present inventors have found that it is effective to perform the sputtering method using a lithium tantalate oxide single crystal with a lithium tantalate film as a target, and have accomplished the present invention.
【００１６】即ち、本発明は、下記位相シフトマスク及
びその製造方法を提供する。 請求項１：露光光が透過する基板上に第２光透過部の位
相シフターを形成してなる位相シフトマスクにおいて、
上記位相シフターをリチウムタンタレートにて形成した
ことを特徴とする位相シフトマスク。 請求項２：上記リチウムタンタレートからなる位相シフ
ターが、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％である請求項１記載の位相シフ
トマスク。 請求項３：露光光を透過する基板上にリチウムタンタレ
ート膜をスパッタリング法で形成する工程、このリチウ
ムタンタレート膜上にレジストパターンを形成する工
程、及びこのレジストパターンを用いてドライエッチン
グ法にてリチウムタンタレート膜をパターン形成する工
程を含むことを特徴とする位相シフトマスクの製造方
法。 請求項４：上記スパッタリングをリチウムタンタレート
の酸化物単結晶をターゲットに用いて行うようにした請
求項３記載の製造方法。 請求項５：上記スパッタリング法が酸素、窒素及び炭素
から選ばれる元素ソースガスを不活性ガスと混合した混
合ガスを用いる反応性スパッタリング法である請求項３
又は４記載の製造方法。 請求項６：元素ソースガスを元素比率が不活性ガスに対
し流量比で酸素１〜５０％、窒素１〜２０％又は炭素１
〜２０％で用いる請求項５記載の製造方法。 請求項７：リチウムタンタレート膜が、透過する露光光
の位相を１８０±５度変換し、３〜４０％の透過率を有
するものである請求項３乃至６のいずれか１項記載の製
造方法。That is, the present invention provides the following phase shift mask and its manufacturing method. Claim 1: A phase shift mask formed by forming a phase shifter of a second light transmitting portion on a substrate through which exposure light is transmitted,
A phase shift mask, wherein the phase shifter is formed of lithium tantalate. Claim 2: The phase shifter made of lithium tantalate converts the phase of the transmitted exposure light by 180 ± 5 degrees,
The phase shift mask according to claim 1, wherein the transmittance is 3 to 40%. Claim 3: A step of forming a lithium tantalate film on a substrate that transmits exposure light by a sputtering method, a step of forming a resist pattern on the lithium tantalate film, and a dry etching method using the resist pattern. A method for manufacturing a phase shift mask, comprising a step of patterning a lithium tantalate film. In a preferred embodiment, the sputtering is performed using a lithium tantalate oxide single crystal as a target. In a preferred embodiment, the sputtering method is a reactive sputtering method using a mixed gas obtained by mixing an inert gas with an element source gas selected from oxygen, nitrogen and carbon.
Or the manufacturing method of 4. In a preferred embodiment, the elemental source gas has an elemental ratio of 1 to 50% oxygen, 1 to 20% nitrogen or carbon 1 at a flow ratio to the inert gas.
The production method according to claim 5, which is used in an amount of up to 20%. [7] The method according to any one of [3] to [6], wherein the lithium tantalate film converts the phase of the transmitted exposure light by 180 ± 5 degrees and has a transmittance of 3 to 40%. .
【００１７】本発明において、位相シフター材料として
は、従来使われてきたＭｏＳｉのような嵩高い焼結体を
ターゲット材料にするのではなく、原子レベルで均一な
組成の酸化物単結晶をターゲット材料としてスパッタリ
ングを行うことで、ターゲットからのパーティクル発生
をできる限り抑制し、しかも基板全面に均質な膜を形成
することができる。更に、ターゲット組成に酸素を定量
的に含有しているため、反応性ガスからスパッター膜に
取り込ませる酸素成分は限られており、透過率や位相シ
フト角を微調整するためだけに、ごく僅か流すだけで済
む。そのため、シフター材料の組成制御を容易に行うこ
とができ、またプラズマ中の気相でのパーティクル成長
の影響が少ないため、欠陥のないシフター膜を形成する
ことができる。In the present invention, as a phase shifter material, an oxide single crystal having a uniform composition at an atomic level is used as a target material, instead of a conventionally used bulky sintered body such as MoSi as a target material. By performing sputtering as above, it is possible to suppress generation of particles from the target as much as possible and to form a uniform film over the entire surface of the substrate. Furthermore, since oxygen is quantitatively contained in the target composition, the oxygen component taken into the sputter film from the reactive gas is limited, and only a slight flow is required to finely adjust the transmittance and the phase shift angle. It only needs to. Therefore, the composition of the shifter material can be easily controlled, and the influence of particle growth in the gas phase of plasma is small, so that a shifter film without defects can be formed.
【００１８】また、上記式（１）からもわかるように、
リチウムタンタレート膜は屈折率も高いため、比較的薄
い膜厚で透過光を１８０度位相シフトさせることもで
き、これによりシフター膜厚による露光時の影響（主に
焦点深度等）を極力抑えることができる。As can be seen from the above equation (1),
Since the lithium tantalate film has a high refractive index, the transmitted light can be phase-shifted by 180 degrees with a relatively thin film thickness, thereby minimizing the influence of the shifter film thickness upon exposure (mainly the depth of focus, etc.). Can be.
【００１９】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の位相シフトマスクは、図１に示したように、石
英、ＣａＦ2等の露光光が透過する基板１上に、シフタ
ー膜２をパターン形成してなるものであり、シフター膜
間が第１光透過部１ａ、シフター膜２が第２光透過部２
ａとなるものであるが、本発明は、この第２光透過部の
シフターをリチウムタンタレートにて形成したものであ
り、この場合、好適には位相差１８０±５度、透過率３
〜４０％となるような厚さに形成したものである。Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
As shown in FIG. 1, the phase shift mask of the present invention is formed by patterning a shifter film 2 on a substrate 1 through which exposure light such as quartz or CaF 2 is transmitted. The first light transmitting portion 1a and the shifter film 2 are the second light transmitting portion 2
According to the present invention, the shifter of the second light transmitting portion is formed of lithium tantalate. In this case, preferably, the phase difference is 180 ± 5 degrees, and the transmittance is 3
It is formed to have a thickness of about 40%.
【００２０】このような位相シフトマスクのリチウムタ
ンタレート膜は、スパッタリング法を用いて形成し得、
この場合、より好ましくはリチウムタンタレートの酸化
物単結晶をターゲットに用いることが有効であり、この
ようにリチウムタンタレートをターゲット材に用いる理
由は、比較的屈折率が高く、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、
１５７ｎｍ光に対して所定の透過率になるようにリアク
ティブスパッターが行えるからであり、特に酸化物単結
晶は、非常に緻密なターゲット材料であるため、反応性
ガスを流してスパッターしても、パーティクル発生が少
なく膜欠陥を発生し難いためである。The lithium tantalate film of such a phase shift mask can be formed by using a sputtering method.
In this case, it is more effective to use an oxide single crystal of lithium tantalate for the target more preferably. The reason for using lithium tantalate as the target material is that the refractive index is relatively high, and the refractive index is high, such as 248 nm, 193 nm,
This is because reactive sputtering can be performed so as to have a predetermined transmittance with respect to 157 nm light. In particular, since an oxide single crystal is a very dense target material, even if sputtering is performed by flowing a reactive gas, This is because particles are less generated and film defects are hardly generated.
【００２１】本発明において、スパッタリング方法は、
直流で電源を用いたものでも高周波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
もよく、特に限定されるものではないが、ターゲットが
絶縁性のため、好ましくはＲＦマグネトロンスパッタリ
ング方式である。In the present invention, the sputtering method comprises:
A DC power supply may be used, or a high-frequency power supply may be used, or a magnetron sputtering method may be used.Although the target is not limited, it is preferably an RF magnetron sputtering method. is there.
【００２２】また、スパッタリングガスとしては、アル
ゴン、キセノン等の不活性ガスを用いて行うことができ
るが、更に酸素、窒素、炭素のソースとなる各種反応性
ガス、例えば酸素ガス、窒素ガス、メタンガス、一酸化
窒素ガス、二酸化窒素ガス等を不活性ガスと混合して用
い、反応性スパッタリングを行うことが好ましい。反応
性ガスを流してリアクティブスパッターを行う理由は、
成膜されるリチウムタンタレートの屈折率や透過率を変
化させ、シフター材料として最適な膜物性を得るためで
ある。但し、このリアクティブスパッターを行う場合で
も、ターゲット中に既に酸素原子が定量的に存在してい
るため、それ程大量の反応性ガスを流す必要はなく、膜
質の改良に流す程度であるため、ターゲット中心部に向
かっての膜質均一性は劣化しない。また、ＭｏＳｉハー
フトーンマスクのように、ＭｏＳｉターゲットから反応
性スパッターで成膜する場合等と比べて、反応性ガスの
割合が少ないため、パーティクル発生も起こりにくい。As the sputtering gas, an inert gas such as argon or xenon can be used. In addition, various reactive gases serving as sources of oxygen, nitrogen and carbon, for example, oxygen gas, nitrogen gas, methane gas It is preferable to perform reactive sputtering using a mixture of an inert gas, a nitrogen monoxide gas, a nitrogen dioxide gas and the like. The reason for performing reactive sputtering by flowing a reactive gas is that
This is because the refractive index and the transmittance of the lithium tantalate to be formed are changed to obtain optimum film properties as a shifter material. However, even when performing this reactive sputtering, since oxygen atoms are already quantitatively present in the target, it is not necessary to flow a large amount of the reactive gas. The film quality uniformity toward the center does not deteriorate. Further, as compared with a case where a film is formed from a MoSi target by reactive sputtering, such as a MoSi halftone mask, the ratio of a reactive gas is small, so that particles are less likely to be generated.
【００２３】このように、リチウムタンタレート酸化物
単結晶をターゲットとして用いてスパッタリングした位
相シフター膜の光透過率や屈折率を微調整して変えたい
場合には、反応性スパッタリングにして、Ａｒスパッタ
ーガス中に酸素、窒素、メタン、亜酸化窒素、一酸化炭
素、二酸化炭素等の酸素、窒素、炭素ソースとなるガス
を混合ガスとして導入することができるが、特にこれら
の反応性ガスは、目的に応じて使い分けることが可能
で、光透過率が必要な場合には酸素や窒素ガスを導入
し、光透過率を下げる必要がある場合には炭素成分を導
入することで所定の膜特性に調整することができる。As described above, when it is desired to finely change and change the light transmittance and the refractive index of a phase shifter film sputtered using a lithium tantalate oxide single crystal as a target, reactive sputtering is used and Ar sputtering is performed. Oxygen, nitrogen, methane, nitrous oxide, carbon monoxide, carbon dioxide, and other oxygen, nitrogen, and carbon source gases can be introduced into the gas as a mixed gas. It is possible to adjust the film characteristics to a certain value by introducing oxygen or nitrogen gas when light transmittance is required, and by introducing carbon component when light transmittance is required to reduce light transmittance. can do.
【００２４】また、これらの元素ソースガスの割合を変
化させることで、屈折率も１．７〜２．４程度の広い範
囲で変化させることができる。このように屈折率を変え
ることにより、同じ膜厚でも位相シフト角を変えること
ができ、位相シフト量の微妙な調整ができる。By changing the ratio of these element source gases, the refractive index can be changed in a wide range of about 1.7 to 2.4. By changing the refractive index in this way, the phase shift angle can be changed even with the same film thickness, and the phase shift amount can be finely adjusted.
【００２５】この場合、これらの元素ソースガスは、元
素比率が不活性ガスに対して流量比で酸素；１〜５０
％、窒素；１〜２０％、炭素；１〜２０％となる範囲で
用いることができ、反応性スパッターで用いるガス量と
しては、比較的少量でシフター膜屈折率を変化させるこ
とができる。In this case, these element source gases have an element ratio of oxygen to an inert gas in a flow ratio of oxygen;
%, Nitrogen; 1 to 20%, and carbon: 1 to 20%. The amount of gas used in the reactive sputtering can be relatively small to change the refractive index of the shifter film.
【００２６】ここで、シフター膜の厚さは、式（１） Ｄ＝λ／２（ｎ−１） （１） （但し、Ｄは１８０度位相シフトのためのシフター膜
厚、ｎはシフター材料の屈折率、λは透過波長であ
る。）に示した膜厚Ｄになるように成膜される。リチウ
ムタンタレート膜の場合、屈折率が約２．４であり、ｎ
＝２．４０の場合には、使用する光源の波長λによって
目標とする膜厚が変化する。１８０度の位相シフト角を
達成する目標膜厚を表１に示す。Here, the thickness of the shifter film is expressed by the following equation (1): D = λ / 2 (n−1) (1) (where D is the shifter film thickness for 180 ° phase shift, and n is the shifter material) Is a transmission wavelength.). In the case of a lithium tantalate film, the refractive index is about 2.4, and n
In the case of = 2.40, the target film thickness changes depending on the wavelength λ of the light source used. Table 1 shows target film thicknesses for achieving a phase shift angle of 180 degrees.
【００２７】[0027]
【表１】 [Table 1]
【００２８】但し、実際は、短波長になれば屈折率が小
さくなるので、膜厚は通常これより厚くする必要があ
る。また実際の膜厚は、基板面内で分布があるとこれよ
り若干振れるので、成膜時に目標の膜厚で均一に膜付け
することが望まれ、更に、位相シフトマスクに許容され
る位相角度のズレは通常１８０±５度以内であるので、
膜質分布、膜厚分布に注意することが望まれる。However, in practice, the shorter the wavelength is, the smaller the refractive index becomes. Therefore, the film thickness usually needs to be larger. In addition, the actual film thickness slightly fluctuates when there is a distribution in the substrate surface. Therefore, it is desired that the film is uniformly formed with a target film thickness at the time of film formation. Is usually within 180 ± 5 degrees,
It is desired to pay attention to the film quality distribution and the film thickness distribution.
【００２９】また、位相シフトマスク用のシフター膜
は、レジストの露光閾値を越えないレベルである程度の
光透過率（約５％程度）を必要とするため、各々の波長
に対して５％程度の透過率を有する材料に調整すること
が望まれ、その場合には、上述したように、酸素、窒
素、炭素等のソースとなるガスをスパッタリング時に混
合ガスとして用いて、透過率を調整できる。即ち、各々
の波長での透過率が不足している場合には、主に酸素・
窒素の成分比を多くしてスパッター膜中に酸素・窒素成
分を多く取り込ませ、逆に各々の波長での透過率が高す
ぎる場合には、炭素成分を膜中に多く取り込ませるよう
にメタン等のガス成分を多くする。Further, the shifter film for the phase shift mask needs a certain light transmittance (about 5%) at a level not exceeding the exposure threshold value of the resist, so that about 5% for each wavelength. It is desired to adjust the material to have a transmittance. In this case, as described above, the transmittance can be adjusted by using a gas serving as a source such as oxygen, nitrogen, or carbon as a mixed gas at the time of sputtering. That is, when the transmittance at each wavelength is insufficient, mainly oxygen and
Increasing the nitrogen component ratio to incorporate a large amount of oxygen and nitrogen components into the sputtered film. Conversely, if the transmittance at each wavelength is too high, methane or the like is incorporated so that a large amount of the carbon component is incorporated into the film. To increase the gas component.
【００３０】この透過率は、約５％程度が適当である
が、３〜４０％程度であれば、多くの場合にレジストの
露光閾値を越えずに有用なシフター材として使用し得
る。The transmittance is suitably about 5%, but if it is about 3-40%, it can be used as a useful shifter material without exceeding the exposure threshold value of the resist in many cases.
【００３１】本発明の位相シフトマスクを製造する場合
は、図２（Ａ）に示したように、上記のようにして基板
１１上にスパッタリングによりリチウムタンタレート膜
１２を形成した後、レジスト膜１３を形成し、図２
（Ｂ）に示したように、レジスト膜１３をパターニング
し、更に、図２（Ｃ）に示したように、リチウムタンタ
レート膜１２をドライエッチングした後、図２（Ｄ）に
示したように、レジスト膜１３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）、ドライエッチング、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。When manufacturing the phase shift mask of the present invention, as shown in FIG. 2A, after forming the lithium tantalate film 12 on the substrate 11 by sputtering as described above, Figure 2
As shown in FIG. 2B, the resist film 13 is patterned, and further, as shown in FIG. 2C, the lithium tantalate film 12 is dry-etched. Then, as shown in FIG. Alternatively, a method of removing the resist film 13 can be adopted. In this case, the application of the resist film, patterning (exposure and development), dry etching, and removal of the resist film
It can be performed by a known method.
【００３２】[0032]
【実施例】以下、実施例を示し、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。The present invention will be described below in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
【００３３】〔実施例１〕図３に示す高周波スパッタリ
ング装置を用いて、石英基板上にリチウムタンタレート
膜を成膜した。なお、図３において、２０は高周波スパ
ッタリング本体、２１は石英基板、２２はターゲットで
あり、ターゲットとしてはリチウムタンタレート単結晶
を用い、スパッターガスとしてアルゴンを３０ｓｃｃ
ｍ、反応性ガスとしてメタンを１ｓｃｃｍで用い、その
混合ガス（Ａｒ混合ガス）を図３に示すようにシャワー
方式で流して、リアクティブスパッタリングを行って、
９５４Åのシフター膜を得た。スパッタリング条件を表
２に、得られた膜特性を表３に示す。Example 1 A lithium tantalate film was formed on a quartz substrate using the high frequency sputtering apparatus shown in FIG. In FIG. 3, reference numeral 20 denotes a high-frequency sputtering main body, reference numeral 21 denotes a quartz substrate, reference numeral 22 denotes a target, and a lithium tantalate single crystal is used as a target, and argon is used as a sputtering gas at 30 scc.
m, methane is used as a reactive gas at 1 sccm, and a mixed gas (Ar mixed gas) is flowed by a shower method as shown in FIG. 3 to perform reactive sputtering.
A 954 ° shifter membrane was obtained. Table 2 shows the sputtering conditions, and Table 3 shows the obtained film properties.
【００３４】[0034]
【表２】 [Table 2]
【００３５】[0035]
【表３】 [Table 3]
【００３６】〔実施例２〜４〕スパッタリング条件を表
４に示す条件とした以外は実施例１と同様にしてシフタ
ー膜を作成した。その膜特性を表５に示す。[Examples 2 to 4] A shifter film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the sputtering conditions shown in Table 4 were used. Table 5 shows the film properties.
【００３７】[0037]
【表４】 [Table 4]
【００３８】[0038]
【表５】 [Table 5]
【００３９】[0039]
【発明の効果】本発明によれば、膜欠陥を引き起こすパ
ーティクルの発生が抑制され、均質なシフター膜を有す
る高精度の位相シフトマスクを提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a high-precision phase shift mask having a uniform shifter film in which generation of particles causing film defects is suppressed.
【図１】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. 1 is a sectional view of a phase shift mask according to one embodiment of the present invention.
【図２】位相シフトマスクの製造法の説明図で、（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を行っ
た状態、（Ｄ）はレジスト膜を除去した状態の断面図で
ある。FIG. 2 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a phase shift mask, and FIG.
3B is a cross-sectional view of a state in which a resist film is formed, FIG. 4B is a cross-sectional view of a state in which the resist film is patterned, FIG. 4C is a cross-sectional view of a state in which dry etching is performed, and FIG.
【図３】実施例で用いた高周波スパッタリング装置の概
略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a high-frequency sputtering device used in an example.
【図４】（Ａ），（Ｂ）はハーフトーン位相シフトマス
クの原理を説明する図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸ部の
部分拡大図である。FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining the principle of a halftone phase shift mask, and FIG. 4B is a partially enlarged view of a portion X in FIG. 4A;
１，１１，２１ 基板 ２，１２ リチウムタンタレート膜 １ａ 第１光透過部 ２ａ 第２光透過部 ２２ リチウムタンタレートターゲット 1,11,21 Substrate 2,12 Lithium tantalate film 1a First light transmitting part 2a Second light transmitting part 22 Lithium tantalate target
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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合成技術研究所内 (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合成技術研究所内 Ｆターム(参考） 2H095 BA01 BA07 BB03 BB14 BB18 BB25 BC01 BC05 BC08 5F046 AA07 AA25 BA08 CA08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Tamotsu Maruyama 28-1 Nishifukushima, Kazagi-mura, Nakakubijo-gun, Niigata Prefecture Within Synthetic Research Laboratory, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 28-1 Nishifukushima, Nishifukushima, Shinjuku-mura F-term (reference) in Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 2H095 BA01 BA07 BB03 BB14 BB18 BB25 BC01 BC05 BC08 5F046 AA07 AA25 BA08 CA08
Claims (7)
の位相シフターを形成してなる位相シフトマスクにおい
て、上記位相シフターをリチウムタンタレートにて形成
したことを特徴とする位相シフトマスク。1. A phase shift mask comprising a phase shifter of a second light transmitting portion formed on a substrate through which exposure light is transmitted, wherein the phase shifter is formed of lithium tantalate. .
シフターが、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％である請求項１記載の位相
シフトマスク。2. The phase shift mask according to claim 1, wherein the phase shifter made of lithium tantalate converts the phase of the transmitted exposure light by 180 ± 5 degrees and has a transmittance of 3 to 40%.
タレート膜をスパッタリング法で形成する工程、 このリチウムタンタレート膜上にレジストパターンを形
成する工程、及びこのレジストパターンを用いてドライ
エッチング法にてリチウムタンタレート膜をパターン形
成する工程を含むことを特徴とする位相シフトマスクの
製造方法。3. A step of forming a lithium tantalate film on a substrate that transmits exposure light by a sputtering method, a step of forming a resist pattern on the lithium tantalate film, and a dry etching method using the resist pattern. Forming a pattern of a lithium tantalate film by using a method for manufacturing a phase shift mask.
ートの酸化物単結晶をターゲットに用いて行うようにし
た請求項３記載の製造方法。4. The method according to claim 3, wherein said sputtering is performed using a single crystal of lithium tantalate as a target.
炭素から選ばれる元素ソースガスを不活性ガスと混合し
た混合ガスを用いる反応性スパッタリング法である請求
項３又は４記載の製造方法。5. The method according to claim 3, wherein the sputtering method is a reactive sputtering method using a mixed gas obtained by mixing an elemental gas selected from oxygen, nitrogen and carbon with an inert gas.
に対し流量比で酸素１〜５０％、窒素１〜２０％又は炭
素１〜２０％で用いる請求項５記載の製造方法。6. The method according to claim 5, wherein the elemental source gas is used in a flow rate ratio of 1 to 50% of oxygen, 1 to 20% of nitrogen, or 1 to 20% of carbon with respect to the inert gas.
光光の位相を１８０±５度変換し、３〜４０％の透過率
を有するものである請求項３乃至６のいずれか１項記載
の製造方法。7. The manufacturing method according to claim 3, wherein the lithium tantalate film has a transmittance of 3 to 40% by changing the phase of the transmitted exposure light by 180 ± 5 degrees. Method.
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1999
- 1999-05-20 JP JP13959899A patent/JP4132400B2/en not_active Expired - Fee Related
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