JP3262302B2 - Phase shift photomask, blank for phase shift photomask, and method of manufacturing the same - Google Patents
Phase shift photomask, blank for phase shift photomask, and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の
高密度集積回路等の製造に用いられる位相シフトフォト
マスク及びそれを製造するための位相シフトフォトマス
ク用ブランクスに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase shift photomask used for manufacturing high-density integrated circuits such as LSIs and VLSIs, and a blank for the phase shift photomask for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の半導体集積
回路は、酸化、ＣＶＤ、スパッタリング等の薄膜形成工
程と、シリコンウェーハ等の被加工基板上にフォトレジ
ストを塗布し、フォトマスクを用いた縮小投影ステッパ
等により所望のパタンを露光した後、現像、エッチング
を行う、いわゆるフォトリソグラフィ工程やイオン注入
等の拡散工程を繰り返すことにより製造されている。2. Description of the Related Art Semiconductor integrated circuits such as ICs, LSIs, and VLSIs employ a thin film forming process such as oxidation, CVD, and sputtering, a process in which a photoresist is applied on a substrate to be processed such as a silicon wafer, and a photomask is used. It is manufactured by repeating a so-called photolithography process or a diffusion process such as ion implantation, in which a desired pattern is exposed by a reduction projection stepper or the like, followed by development and etching.
【０００３】このようなフォトリソグラフィ工程により
形成されるフォトレジストパタンの最小図形サイズは、
半導体集積回路の高速化、高集積化に伴って益々微細化
が要求されてきており、通常のフォトマスクを用いた縮
小投影ステッパ露光方式では解像限界となり、この限界
を克服する技術として、例えば、特開昭５８−１７３７
４４号、特開平４−１３６８５４号公報に示されている
ような新しい構造を有する位相シフトフォトマスク及び
この位相シフトフォトマスクを用いた位相シフト露光法
が提案されている。The minimum figure size of a photoresist pattern formed by such a photolithography process is as follows:
Higher speeds and higher integration of semiconductor integrated circuits have required more and more miniaturization, and the reduction projection stepper exposure method using a normal photomask has reached the resolution limit. As a technique for overcoming this limit, for example, JP-A-58-1737
No. 44, JP-A-4-136854, and a phase shift photomask having a new structure and a phase shift exposure method using this phase shift photomask have been proposed.
【０００４】この位相シフト露光法は、フォトマスク上
に形成した位相シフトパタンを透過する露光光の位相を
操作することにより、解像力及び焦点深度を向上させる
技術である。The phase shift exposure method is a technique for improving the resolving power and the depth of focus by manipulating the phase of exposure light transmitted through a phase shift pattern formed on a photomask.
【０００５】このような位相シフトフォトマスクの中の
一つとして、特に、特開平４−１３６８５４号にハーフ
トーン位相シフトフォトマスクが提案されている。As one of such phase shift photomasks, in particular, a halftone phase shift photomask is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-136854.
【０００６】このハーフトーン位相シフトフォトマスク
（以下、ハーフトーンマスクと呼ぶ。）は、透明基板上
に露光光に対して半透明な領域と透明な領域を少なくと
も有し、この半透明な領域と透明な領域とを通過する光
の位相差が実質的に１８０°になる構成のものであり、
半導体素子のホール、ドット、スペース、ライン等にお
いて解像力が上がり、焦点深度が広がることが示されて
いる。このとき、半透明膜の膜厚をｄとし、露光波長を
λ、その露光波長での半透明膜の屈折率をｎとすると、 ｄ＝λ／｛２（ｎ−１）｝ の関係を満たすとき、最も効果がある。[0006] The halftone phase shift photomask (hereinafter, referred to as a halftone mask) has at least a translucent region and a translucent region for exposure light on a transparent substrate. The phase difference of light passing through the transparent region is substantially 180 °,
It is shown that the resolving power is increased in holes, dots, spaces, lines, and the like of the semiconductor element, and the depth of focus is increased. At this time, if the thickness of the translucent film is d, the exposure wavelength is λ, and the refractive index of the translucent film at the exposure wavelength is n, the relationship of d = λ / {2 (n−1)} is satisfied. Sometimes the most effective.
【０００７】このようなハーフトーンマスクの構造とし
ては、図８のような構造が提案されている。図中、１は
石英基板、２はクロム薄膜を示し、クロム薄膜２が半透
明な領域を形成し、クロム薄膜２がない領域が透明な領
域を形成している。このような構造のマスクにおいて
は、通常工程と同様な加工、検査、洗浄は可能である
が、欠陥の修正が困難であるという問題が生じる。As a structure of such a halftone mask, a structure as shown in FIG. 8 has been proposed. In the figure, 1 is a quartz substrate, 2 is a chromium thin film, the chromium thin film 2 forms a translucent area, and the area without the chromium thin film 2 forms a transparent area. In a mask having such a structure, processing, inspection, and cleaning can be performed in the same manner as in a normal process, but there is a problem that defect correction is difficult.
【０００８】また、通常の修正工程での修正可能な構造
としては、金属酸化物の単層膜が考えられる。金属酸化
物の一例として、図９に酸化クロムの２００ｎｍ〜８０
０ｎｍの分光透過率を示す。この膜の膜厚ｄは、ｄ＝λ
／｛２（ｎ−１）｝を満たすように調整されている。図
９からも明らかなように、ｉ線（３６５ｎｍ）等の露光
波長での透過率は十分に低いが、検査等に用いる可視域
の長波長の透過率は高いことが分かる。As a structure that can be repaired in a normal repairing process, a single-layer film of a metal oxide can be considered. As an example of the metal oxide, FIG.
It shows the spectral transmittance at 0 nm. The film thickness d of this film is d = λ
/ {2 (n-1)}. As is clear from FIG. 9, the transmittance at an exposure wavelength such as i-line (365 nm) is sufficiently low, but the transmittance at a long wavelength in the visible region used for inspection or the like is high.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上記のように、金属酸
化物の単層の位相シフターにおいては、露光波長での透
過率コントロールは可能であるが、長波長側での透過率
が上昇してしまう。長波長側、特に、超高圧水銀灯のｅ
線（５４６ｎｍ）は、フォトマスクの検査、寸法測定に
用いられているが、このような金属酸化物の単層の位相
シフターを有するマスクを検査する場合、ｅ線での透過
率が３０％を超えると、透過部と半透明部のコントラス
ト低下のため、検査、寸法測定ができないという問題が
生じていた。As described above, in a single-layer phase shifter made of a metal oxide, the transmittance can be controlled at the exposure wavelength, but the transmittance on the long wavelength side increases. I will. Long wavelength side, especially e
The line (546 nm) is used for inspection and dimension measurement of a photomask. When such a mask having a single-layer phase shifter of metal oxide is inspected, the transmittance at the e-line is 30%. If it exceeds, the contrast between the transmissive part and the translucent part is reduced, so that there has been a problem that inspection and dimension measurement cannot be performed.
【００１０】また、このような金属酸化物は導電性がな
く、電子線露光時にチャージアップし、レジストパター
ンの位置ズレが生じるという問題も生じていた。[0010] Further, such a metal oxide has no conductivity, and there is also a problem that the metal oxide is charged up at the time of electron beam exposure, thereby causing a displacement of a resist pattern.
【００１１】さらに、ハーフトーンマスクの透過率は、
転写条件、使用メーカーによって異なり、さまざまな透
過率が要求されている。成膜条件により位相差を変えず
に透過率のみが変化するように、屈折率、吸収係数を制
御することは困難であるという問題も生じていた。Furthermore, the transmittance of the halftone mask is
Various transmittances are required depending on transfer conditions and manufacturers. There has also been a problem that it is difficult to control the refractive index and the absorption coefficient so that only the transmittance changes without changing the phase difference depending on the film forming conditions.
【００１２】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、ハーフトーンマスクにおい
て、 検査等に用いる可視の超波長側での透過率を抑えて、
透過部と半透明部のコントラスト低下を防止し、検査、
測定を容易にすること、 位相シフター膜に導電性を持たせてチャージアップを
防止すること、 露光波長の位相差を１８０度に保ったまま透過率制御
を容易にすること、 表裏面の反射率を制御すること、 である。The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to suppress the transmittance on a visible super-wavelength side used for inspection or the like in a halftone mask,
Prevents the contrast between the transmissive part and the translucent part from lowering,
To facilitate measurement, to prevent charge-up by imparting conductivity to the phase shifter film, to facilitate transmittance control while maintaining the phase difference of the exposure wavelength at 180 degrees, and to reflect the front and back surfaces. To control.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題に鑑
みて実用的でかつ精度の高い位相シフトフォトマスクを
開発すべく研究の結果、ハーフトーンマスクの半透明膜
を多層構造、特に、窒化クロムと酸化窒化炭化クロムの
２層あるいは３層構造にすることにより、 長波長側での透過率を低く抑さえること、 半透明膜にチャージアップ抑止性を持たせること、 露光波長の位相差は変えずに透過率制御を容易にする
こと、 マスク表裏面の反射率を制御できること、 を見出して本発明を完成させたものである。In view of the above problems, the present invention has been studied to develop a practical and highly accurate phase shift photomask. As a result, the translucent film of the halftone mask has a multilayer structure, By using a two-layer or three-layer structure of chromium nitride and chromium oxynitride, the transmittance on the long wavelength side is suppressed low, the semi-transparent film has charge-up suppressing properties, and the phase difference of the exposure wavelength The present inventors have found that it is easy to control the transmittance without changing, and that the reflectance on the front and back surfaces of the mask can be controlled, thereby completing the present invention.
【００１４】すなわち、本発明は、透明基板上に露光光
に対して半透明な領域と透明な領域とを有し、透明領域
と半透明領域との位相差が実質的に１８０°になるよう
な構成の位相シフトフォトマスクにおいて、（１）半透
明領域を構成する半透明膜の構成が、図１に示すよう
に、透明基板１側より、酸化クロム、酸化窒化クロム、
酸化炭化クロム、酸化窒化炭化クロムの中の一の化合物
からなる一層膜３と、クロムあるいは窒化クロムの中の
どちらかからなる一層膜４との２層膜になっているこ
と、（２）上記の半透明膜の構成が、図２に示すよう
に、透明基板１側より、クロムあるいは窒化クロムの中
のどちらかからなる一層膜５と、酸化クロム、酸化窒化
クロム、酸化炭化クロム、酸化窒化炭化クロムの中の一
の化合物からなる一層膜６との２層膜になっているこ
と、（３）上記半透明膜の構成が、図３に示すように、
透明基板１側より、酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化
炭化クロム、酸化窒化炭化クロムの中の一の化合物から
なる一層膜７と、クロムあるいは窒化クロムの中のどち
らかからなる一層膜８と、酸化クロム、酸化窒化クロ
ム、酸化炭化クロム、酸化窒化炭化クロムの中の一の化
合物からなる一層膜９との３層膜になっていること、を
特徴とするものである。That is, the present invention has a translucent region and a translucent region with respect to exposure light on a transparent substrate, and the phase difference between the transparent region and the translucent region is substantially 180 °. In the phase shift photomask having such a configuration, (1) the configuration of the translucent film constituting the translucent region is such that chromium oxide, chromium oxynitride,
(2) a two-layer film consisting of a single-layer film 3 made of one of chromium oxycarbide and chromium oxynitride carbide and a single-layer film 4 made of either chromium or chromium nitride; As shown in FIG. 2, the translucent film has a single-layer film 5 made of either chromium or chromium nitride, a chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, (3) The structure of the translucent film is as shown in FIG.
From the transparent substrate 1 side, a single layer film 7 made of one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide; and a single layer film 8 made of either chromium or chromium nitride, It is characterized in that it is a three-layer film comprising a single film 9 made of one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide.
【００１５】また、本発明はこのような構成の位相シフ
トフォトマスクを作製するためのブランクス及びそれら
の製造方法を含むものである。上記のクロム、酸化クロ
ム、窒化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化クロム、酸
化窒化炭化クロムの膜の製法としては、通常、スパッタ
リングが用いられるが、蒸着、イオンプレーティング、
ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition) 等の方法を用いる
ことができる。Further, the present invention includes blanks for manufacturing a phase shift photomask having such a configuration and a method for manufacturing the same. As a method for producing the above-mentioned chromium, chromium oxide, chromium nitride, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide films, sputtering is usually used, but evaporation, ion plating,
A method such as CVD (Chemical Vapor Deposition) can be used.
【００１６】半透明膜を構成する多層膜の膜厚は、露光
波長をλ、半透明膜を構成するｉ番目の層の膜厚を
ｄi 、その層の露光波長での屈折率をｎi とすると、 ａλ＝Σi ｄi （ｎi −１） において、１／４≦ａ≦３／４となるように調整すれば
よい。ここで、Σi はｉについての総和を表す。The thickness of the multilayer film constituting the translucent film is λ for the exposure wavelength, the thickness of the i-th layer constituting the translucent film is d i , and the refractive index of the layer at the exposure wavelength is n i. When, aλ = Σ i d i in (n i -1), may be adjusted so that the 1/4 ≦ a ≦ 3/ 4. Here, Σ i represents the sum of i.
【００１７】これを別の形の表現にすると、半透明膜
を、透明基板上に以下で示す式により求まる同じ厚さの
空気層との間の位相差Φがｎπ±π／２ラジアン（ｎは
正の整数）の範囲となるように形成すればよい。 ここで、Φは透明基板に（ｍ−２）層の多層膜が構成さ
れているフォトマスクを垂直に透過する光の位相差であ
り、ｎk 、ｄk はｋ番目の層を構成する材料の屈折率と
膜厚、λは露光光の波長である。ただし、ｋ＝１の層は
透明基板、ｋ＝ｍ（ｍ＞３，ｍは整数）の層は空気とす
る。When this is expressed in another form, the phase difference Φ between the translucent film and the air layer of the same thickness obtained by the following equation on the transparent substrate is nπ ± π / 2 radians (n May be a positive integer). Here, [Phi is the phase difference of light passing through the photomask multilayer film of the transparent substrate (m-2) layers is formed vertically, n k, d k constitute the k-th layer material Is the wavelength of the exposure light. However, the layer of k = 1 is a transparent substrate, and the layer of k = m (m> 3, m is an integer) is air.
【００１８】次に、半透明膜の透過率については、透明
領域の透過率を１００％とした場合の半透明領域の透過
率は、１〜５０％、望ましくは３〜２０％に調節すれば
ハーフトーンマスクとしての効果がある。Next, regarding the transmittance of the translucent film, the transmittance of the translucent region is adjusted to 1 to 50%, preferably 3 to 20% when the transmittance of the transparent region is set to 100%. There is an effect as a halftone mask.
【００１９】図５に膜厚１４ｎｍの窒化クロムの２００
ｎｍ〜８００ｎｍの分光透過率を示す。このように、窒
化クロムは、３００ｎｍから８００ｎｍにかけてフラッ
トな分光特性を持っている。このため、窒化クロムを用
いることにより、長波長側の透過率を低く抑えることが
できる。FIG. 5 shows 200 nm of chromium nitride having a thickness of 14 nm.
2 shows the spectral transmittance from nm to 800 nm. Thus, chromium nitride has a flat spectral characteristic from 300 nm to 800 nm. Therefore, by using chromium nitride, the transmittance on the long wavelength side can be suppressed low.
【００２０】図４に本発明の窒化クロム、酸化クロムの
２層膜での２００ｎｍ〜８００ｎｍの分光透過率を示
す。図９の単層膜での分光透過率と比較すると、可視域
の長波長側での透過率が低くなっていることが分かる。
このことにより、通常の２つの半導体チップの比較検査
装置ＫＬＡ−２１９ｅ（ＫＬＡ社製）での検査が可能と
なる。FIG. 4 shows the spectral transmittance of the two-layered film of chromium nitride and chromium oxide of the present invention at 200 nm to 800 nm. Compared with the spectral transmittance of the single-layer film in FIG. 9, it is understood that the transmittance on the long wavelength side in the visible region is low.
As a result, it is possible to perform an inspection using two ordinary semiconductor chip comparison inspection apparatuses KLA-219e (manufactured by KLA).
【００２１】次に、半透明膜の加工用マスクとして用い
られる電子線レジストの電子線描画におけるチャージア
ップ抑止効果について説明する。通常の酸化窒化炭化ク
ロム膜に対し、上層、中間層、下層の何れかに導電性を
持つクロムあるいは窒化クロム膜を用いることにより、
電子線描画時に半透明膜上あるいは膜中に蓄積される電
荷がクロムあるいは窒化クロム膜を通ってアースされ、
チャージアップが防止できる。この防止効果に対して、
上記（１）の構造が最も効果が大きいが、（２）、
（３）の構造でも十分その効果が得られる。Next, the effect of suppressing charge-up in electron beam lithography of an electron beam resist used as a mask for processing a translucent film will be described. By using a conductive chromium or chromium nitride film for either the upper layer, the intermediate layer, or the lower layer,
Charges accumulated on or in the translucent film during electron beam drawing are grounded through the chromium or chromium nitride film,
Charge up can be prevented. For this prevention effect,
The structure (1) is most effective, but (2)
The effect can be sufficiently obtained with the structure (3).
【００２２】また、このような構造をとることにより、
露光波長での透過率制御性も向上する。屈折率と吸収係
数を成膜条件により独立に制御することは困難である。
透過率を例えば７、１０、１５％と変えるためには、単
層構造では、各透過率ごとに成膜条件を設定する必要が
ある。これに対して、多層構造では、透過率をクロムあ
るいは窒化クロムの膜厚で制御し、位相差を酸化窒化炭
化クロムの膜厚で制御できるので、透過率制御がやさし
くなる。これは、クロムあるいは窒化クロムの吸収係数
が大きいので、わずかな膜厚変化により透過率は大きく
変化するが、位相差の変化は少ない。一方、位相差の変
化に対しては、酸化窒化炭化クロム膜の膜厚で補正が可
能であるからである。Also, by adopting such a structure,
The transmittance controllability at the exposure wavelength is also improved. It is difficult to independently control the refractive index and the absorption coefficient depending on the film forming conditions.
In order to change the transmittance to 7, 10 or 15%, for example, in a single-layer structure, it is necessary to set a film forming condition for each transmittance. On the other hand, in the multilayer structure, the transmittance can be controlled by the thickness of chromium or chromium nitride, and the phase difference can be controlled by the thickness of chromium oxynitride carbide, so that the transmittance can be easily controlled. Since the absorption coefficient of chromium or chromium nitride is large, the transmittance greatly changes with a slight change in the film thickness, but the change in the phase difference is small. On the other hand, the change in the phase difference can be corrected by the thickness of the chromium oxynitride carbide film.
【００２３】ここで、吸収のある膜の透過率Ｔは、「Pr
inciple of Optics 」(928,Max Born and Emil Wolfs
著，草川徹・横田英嗣訳）によれば、 Ｔ＝(n3/n1) ×τ12 2 τ23 2exp(-2 ×k2×η)/｛1+ρ12 2 ρ23 2exp(-4 × k2×η)+2 ×ρ12ρ23exp(-2×k2×η) cos(φ12+ φ23+2×n2×η) ｝ ・・・（１） で与えられる。ここで、n2, k2は吸収膜の露光波長での
屈折率、消衰係数、n1,k1はこの吸収膜の入射側物質の
露光波長での屈折率、消衰係数、n3, k3はこの吸収膜の
出射側物質の露光波長での屈折率、消衰係数であり、以
下の式を満たす。Here, the transmittance T of the absorbing film is represented by “Pr
inciple of Optics '' (928, Max Born and Emil Wolfs
According to Toru Kusakawa and Eiji Yokota, T = (n 3 / n 1 ) × τ 12 2 τ 23 2 exp (-2 × k 2 × η) / ｛1 + ρ 12 2 ρ 23 2 exp (-4 × k 2 × η) +2 × ρ 12 ρ 23 exp (-2 × k 2 × η) cos (φ 12 + φ 23 + 2 × n 2 × η) 与 え given by (1) Can be Here, n 2 and k 2 are the refractive index and extinction coefficient at the exposure wavelength of the absorbing film, and n 1 and k 1 are the refractive index and extinction coefficient at the exposure wavelength of the incident side substance of this absorbing film, and n 3 , k 3 are the refractive index and extinction coefficient of the substance on the emission side of the absorption film at the exposure wavelength, and satisfy the following equations.
【００２４】ρ12×exp (i×φ12) ＝｛(n1+ i×k1)-(n
2+ i×k2) ｝／｛(n1+ i×k1)+(n2+ i×k2) ｝ τ12×exp (i×χ12) ＝｛2 ×(n1+ i×k1) ｝／｛(n1+
i×k1)+(n2+ i×k2) ｝ ρ23×exp (i×φ23) ＝｛(n2+ i×k2)-(n3+ i×k3) ｝
／｛(n2+ i×k2)+(n3+ i×k3) ｝ τ23×exp (i×χ23) ＝｛2 ×(n2+ i×k2) ｝／｛(n2+
i×k2)+(n3+ i×k3) ｝ η＝２π×h/λ ここで、ｈは吸収膜の膜厚、λは露光波長を表す。ま
た、垂直入射を仮定している。３層構造の場合、各層の
積で全体の透過率が計算できる。Ρ 12 × exp (i × φ 12 ) = ｛(n 1 + i × k 1 )-(n
2 + i × k 2 )｝ / ｛(n 1 + i × k 1 ) + (n 2 + i × k 2 )｝ τ 12 × exp (i × χ 12 ) = ｛2 × (n 1 + i × k 1 )｝ / ｛(n 1 +
i × k 1 ) + (n 2 + i × k 2 ) ρ ρ 23 × exp (i × φ 23 ) = ｛(n 2 + i × k 2 )-(n 3 + i × k 3 )｝
/ ｛(N 2 + i × k 2 ) + (n 3 + i × k 3 )｝ τ 23 × exp (i × χ 23 ) = ｛2 × (n 2 + i × k 2 )｝ / ｛(n 2 +
i × k 2 ) + (n 3 + i × k 3 )｝ η = 2π × h / λ where h is the thickness of the absorbing film, and λ is the exposure wavelength. Also, normal incidence is assumed. In the case of a three-layer structure, the total transmittance can be calculated by the product of each layer.
【００２５】次に、反射率制御は、前記の（３）の構造
を採るときに可能となる。このような構造では、上下層
の酸化窒化炭化クロム７、９の膜厚の割合を変えること
が可能である。クロムあるいは窒化クロムの分光反射率
は、波長による変化が少なく、高反射率となる。クロム
膜８上下に形成された酸化窒化炭化クロム７、９は、多
重干渉を利用した反射防止膜として働く。このため、膜
厚により干渉のピークが変化するので、露光波長での反
射率を制御できる。Next, the reflectance control becomes possible when the above-mentioned structure (3) is adopted. In such a structure, it is possible to change the ratio of the film thickness of the upper and lower chromium oxynitride carbides 7 and 9. The spectral reflectance of chromium or chromium nitride changes little with wavelength and is high. The chromium oxynitride carbides 7, 9 formed above and below the chromium film 8 function as antireflection films utilizing multiple interference. For this reason, since the peak of interference changes depending on the film thickness, the reflectance at the exposure wavelength can be controlled.
【００２６】図３の構造を仮定すると、反射率Ｒは、 Ｒ＝｛ρ12 2exp(2×k2×η)+ρ23 2exp (-2×k2×η)+ 2×ρ12×ρ23×cos (φ12+ φ23+2×n2×η) ｝／｛exp (2×k2×η)+ρ12 2 ρ23 2exp (-2 ×k2×η)+ 2×ρ12×ρ23×cos(φ12+ φ23+2×n2×η) ｝ ・・・（２） で与えられる。ここでn2, k2は吸収膜８の露光波長での
屈折率、消衰係数、n1,k1は入射側物質７又は９の露光
波長での屈折率、消衰係数、n3, k3は出射側物質９又は
７の露光波長での屈折率、消衰係数であり、以下の式を
満たす。Assuming the structure shown in FIG. 3, the reflectance R is given by: R = ｛ρ 12 2 exp (2 × k 2 × η) + ρ 23 2 exp (−2 × k 2 × η) + 2 × ρ 12 × ρ 23 × cos (φ 12 + φ 23 + 2 × n 2 × η)｝ / ｛exp (2 × k 2 × η) + ρ 12 2 ρ 23 2 exp (-2 × k 2 × η) + 2 × ρ 12 × ρ 23 × cos (φ 12 + φ 23 + 2 × n 2 × η) 与 え (2) Here n 2, k 2 is the refractive index at an exposure wavelength of the absorption film 8, the extinction coefficient, n 1, k 1 is the refractive index at an exposure wavelength of the incident-side material 7 or 9, the extinction coefficient, n 3, k 3 is the refractive index and extinction coefficient of the emission side substance 9 or 7 at the exposure wavelength, and satisfies the following equations.
【００２７】ρ12×exp (i×φ12) ＝｛(n1+ i×k1)-(n
2+ i×k2) ｝／｛(n1+ i×k1)+(n2+ i×k2) ｝ ρ23×exp (i×φ23) ＝｛(n2+ i×k2)-(n3+ i×k3) ｝
／｛(n2+ i×k2)+(n3+ i×k3) ｝ η＝２π×h/λ ここで、ｈは吸収膜の膜厚、λは露光波長を表す。ま
た、垂直入射を仮定している。Ρ 12 × exp (i × φ 12 ) = ｛(n 1 + i × k 1 )-(n
2 + i × k 2 )｝ / ｛(n 1 + i × k 1 ) + (n 2 + i × k 2 ) ρ ρ 23 × exp (i × φ 23 ) = ｛(n 2 + i × k 2) )-(n 3 + i × k 3 )｝
/ ｛(N 2 + i × k 2 ) + (n 3 + i × k 3 )｝ η = 2π × h / λ where h represents the thickness of the absorbing film and λ represents the exposure wavelength. Also, normal incidence is assumed.
【００２８】このようなフォトマスクの加工には、通
常、Ｃｌ2 、ＣＨ2 Ｃｌ2 に酸素を加えた混合ガスによ
るドライエッチングが用いられる。ドライエッチングに
代えて、硝酸第二セリウムアンモンと過塩素酸の混合水
溶液を用いてもよい。For processing such a photomask, dry etching with a mixed gas obtained by adding oxygen to Cl 2 or CH 2 Cl 2 is usually used. Instead of dry etching, a mixed aqueous solution of ceric ammonium nitrate and perchloric acid may be used.
【００２９】このような多層構造を用いても、上層も下
層も同じクロム系の膜で構成していることより、多層膜
のエッチングは一工程で可能であり、多層化により加工
工程が増えることはない。Even when such a multilayer structure is used, since the upper layer and the lower layer are formed of the same chromium-based film, the etching of the multilayer film can be performed in one step, and the number of processing steps is increased by the multilayering. There is no.
【００３０】[0030]
【作用】本発明の位相シフトフォトマスク及びそのため
の位相シフトフォトマスク用ブランクスにおいては、ハ
ーフトーンマスクの半透明膜の膜構造が、酸化クロム、
酸化窒化クロム、酸化炭化クロム、又は、酸化窒化炭化
クロムの一つと、クロム又は窒化クロムとの多層膜にな
っているため、酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化
クロム、又は、酸化窒化炭化クロムがフォトマスクの検
査等に用いる長波長サイドで比較的透過率が高くても、
位相シフト作用を分担（位相シフト層としての役割）す
ることができ、一方、この長波長サイドの透過率を抑え
る作用はクロム又は窒化クロムに分担（透過率調整層と
しての役割）させることができ、そのため、露光光での
透過率はもちろんのこと、長波長側での透過率も自由に
制御できる。したがって、通常の検査、寸法測定に用い
られているｅ線での透過率も３０％以下に抑えることが
でき、通常の検査等が問題なく可能となる。In the phase shift photomask of the present invention and the blank for the phase shift photomask therefor, the film structure of the translucent film of the halftone mask is chromium oxide,
Chromium oxynitride, chromium oxycarbide, or a multi-layer film of chromium or chromium nitride with one of chromium oxynitride, chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, or chromium oxynitride Even if the transmittance is relatively high on the long wavelength side used for photomask inspection, etc.,
The phase shift function can be shared (the role of a phase shift layer), while the action of suppressing the transmittance on the long wavelength side can be shared by chromium or chromium nitride (the role of a transmittance adjustment layer). Therefore, the transmittance on the long wavelength side as well as the transmittance on the exposure light can be freely controlled. Therefore, the transmittance at e-line used for normal inspection and dimension measurement can be suppressed to 30% or less, and normal inspection and the like can be performed without any problem.
【００３１】また、多層構造中に導電膜を含んでいるた
め、電子線露光時のチャージアップ防止が可能となる。Further, since the multilayer structure includes a conductive film, it is possible to prevent charge-up during electron beam exposure.
【００３２】さらに、光学定数の異なるクロム化合物の
多層膜構造であるため、膜厚の組み合わせにより、透過
率と反射率を制御することができる。Furthermore, because of the multilayer structure of chromium compounds having different optical constants, transmittance and reflectance can be controlled by a combination of film thicknesses.
【００３３】[0033]
【実施例】以下、本発明に係る位相シフトフォトマスク
及び位相シフトフォトマスク用ブランクスの実施例につ
いて説明する。 実施例１ まず、光学研磨された基板上にＣｒＯx Ｎy Ｃz を膜厚
１２５ｎｍになるように成膜する。この膜のｉ線（３６
５ｎｍ）の透過率は１３％、ｅ線（５４６ｎｍ）での透
過率は４５％である。次に、この膜の上にＣｒＮ膜を９
ｎｍ成膜する。このＣｒＮ膜のｉ線の透過率は６０％、
ｅ線での透過率は５９％である。この２層積層膜での透
過率は、ｉ線の透過率は７．８％、ｅ線での透過率は２
６．６％になる。この時のＣｒＮ膜のｉ線での屈折率は
１．９、ＣｒＯx Ｎy Ｃz 膜の屈折率は２．４である。
通常、これらの膜の成膜にはスパッタリングが用いられ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a phase shift photomask and a blank for a phase shift photomask according to the present invention will be described below. Example 1 First, deposited such that the CrO x N y C z in the thickness 125nm optically polished substrate. The i-line (36
The transmittance at 5 nm is 13%, and the transmittance at e-line (546 nm) is 45%. Next, a CrN film is deposited on this
is formed to a thickness of nm The i-line transmittance of this CrN film is 60%,
The transmittance at e-line is 59%. The transmittance of this two-layer laminated film is 7.8% for i-line, and 2% for e-line.
6.6%. Refractive index of the i-line of the CrN film at this time 1.9, the refractive index of the CrO x N y C z film is 2.4.
Usually, sputtering is used to form these films.
【００３４】次に、このブランクス上にｉ線レジストＮ
ＰＲ−８９５ｉ（長瀬産業（株）製）をスピンコーティ
ングし、プリベイク処理をすることにより、厚さ０．１
μｍ〜２．０μｍのレジスト層を形成する。基板として
は、石英、高純度石英が望ましいが、低膨張ガラス、Ｍ
ｇＦ2 、ＣａＦ2 等を使用することもできる。レジスト
層の加熱処理は、レジストの種類にもよるが、通常、８
０℃〜１５０℃で５分〜６０分行う。Next, an i-line resist N is placed on the blanks.
PR-895i (manufactured by Nagase & Co., Ltd.) is spin-coated and subjected to a pre-bake treatment to give a thickness of 0.1.
A resist layer of μm to 2.0 μm is formed. As the substrate, quartz and high-purity quartz are desirable, but low expansion glass, M
gF 2 , CaF 2 or the like can also be used. Although the heat treatment of the resist layer depends on the type of the resist, it is usually 8 hours.
Perform at 0 ° C to 150 ° C for 5 to 60 minutes.
【００３５】次に、ＣＯＲＥ−２５６４等のレーザー露
光装置を用いて所定のパターンを露光し、ＴＭＡＨ（テ
トラメチルアンモニウムハイドライド）を主成分とする
現像液でレジスト層を現像後、水でリンスする。次に、
必要に応じて加熱処理及びディスカム処理してレジスト
パターンのレジストスカム等を除去した後に、レジスト
パターンの開口部より露出する被加工部の半透明膜をＣ
Ｈ2 Ｃｌ2 ＋Ｏ2 ガスを用いたエッチングプラズマによ
りドライエッチングし、遮光パターンを形成する。な
お、この遮光パターンの形成は、エッチングガスプラズ
マによるドライエッチングに代えて、ウェットエッチン
グにより行ってもよいことは明らかである。Next, a predetermined pattern is exposed using a laser exposure apparatus such as CORE-2564, and the resist layer is developed with a developer mainly containing TMAH (tetramethylammonium hydride), and then rinsed with water. next,
After removing the resist scum and the like of the resist pattern by performing a heat treatment and a descum treatment as necessary, the semi-transparent film of the processed portion exposed from the opening of the resist pattern is treated with C.
Dry etching is performed by etching plasma using H 2 Cl 2 + O 2 gas to form a light shielding pattern. It is obvious that the formation of the light-shielding pattern may be performed by wet etching instead of dry etching by etching gas plasma.
【００３６】このようにしてエッチングした後に、残存
するレジストを酸素プラスマにより除去してハーフトー
ンマスクが完成する。このマスクの透過率は、ｉ線（３
６５ｎｍ）で１０％、ｅ線で２９％であり、比較検査装
置ＫＬＡ−２１９ＨＲＬ−ＰＳ（ＫＬＡ社製）を用いて
問題なく検査可能であった。また、透過型寸法測定装置
ＭＰＡ−３（ニコン（株）製）を用いた寸法測定も問題
は生じなかった。このようにして完成したハーフトーン
マスクをホールパターンに適用した場合、その時の露光
において焦点深度が５０％向上していることが確認され
た。After etching as described above, the remaining resist is removed by oxygen plasma to complete a halftone mask. The transmittance of this mask is i-line (3
It was 10% at 65 nm) and 29% at e-line, and could be inspected without any problem using the comparative inspection apparatus KLA-219HRL-PS (manufactured by KLA). Also, there was no problem in dimension measurement using the transmission type dimension measuring device MPA-3 (manufactured by Nikon Corporation). When the halftone mask thus completed was applied to the hole pattern, it was confirmed that the exposure at that time had a 50% improvement in the depth of focus.
【００３７】実施例２ 半透明膜の層構成として、図３の３層構造を用いる。露
光波長は３６５ｎｍとする。基板１の屈折率は１．４７
５、膜７、膜９を酸化窒化炭化クロム、膜８を窒化クロ
ムとすると、n0：１．４７５，n1：２．４６，k1：０．
２９，n2：１．９４，k2：３．１５，n3：２．４６，
k3：０．２９，n4：１となる。また、膜７の厚さをh1、
膜８の厚さをh2、膜９の厚さをh3とする。このとき、h1
＝７０ｎｍ、h2＝５ｎｍ、h3＝５４．９ｎｍとすると、
膜形成部と未形成部の位相差Φは、界面位相差を考慮す
ると、Φ＝１７１°となる。このとき、h2＝（２．４６
／１．９４）×h3の関係を満たすように膜厚を変化させ
ても、位相差は変化しない。この関係を満たすように、
h2，h3を変化させた場合の透過率変化を図６に示す。透
過率は、式（１）と上記の各膜の光学定数より計算し
た。Embodiment 2 The three-layer structure shown in FIG. 3 is used as the layer structure of the translucent film. The exposure wavelength is 365 nm. The refractive index of the substrate 1 is 1.47
5, film 7 and film 9 are made of chromium oxynitride, and film 8 is made of chromium nitride, n 0 : 1.475, n 1 : 2.46, k 1 : 0.
29, n 2: 1.94, k 2: 3.15, n 3: 2.46,
k 3 : 0.29 and n 4 : 1. Further, the thickness of the film 7 is defined as h 1 ,
The thickness of the film 8 is h 2 , and the thickness of the film 9 is h 3 . At this time, h 1
= 70 nm, h 2 = 5 nm, h 3 = 54.9 nm,
The phase difference Φ between the film-formed portion and the unformed portion is Φ = 171 ° in consideration of the interface phase difference. At this time, h 2 = (2.46
The phase difference does not change even if the film thickness is changed so as to satisfy the relationship of (1.94) × h 3 . To satisfy this relationship,
FIG. 6 shows a change in transmittance when h 2 and h 3 are changed. The transmittance was calculated from equation (1) and the optical constants of each of the above films.
【００３８】この図６より、図３のような３層構造をと
ることにより、膜質を変えることなく、位相差を保った
まま、膜厚変化のみで透過率が制御できることが分か
る。また、膜７、膜９には酸化窒化炭化クロムを用いて
いるが、この代わりに、膜７には、酸化クロム、酸化窒
化クロム、酸化炭化クロム、酸化窒化炭化クロムの中の
１種、膜８には、クロム、窒化クロムの中の１種、膜９
には、酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化クロム、
酸化窒化炭化クロムの中の１種を用いることができる。
また、膜７と膜９は同じ材質でなくてもよい。この実施
例では、図３のような３層構造を用いて説明したが、図
２のような２層構造でも、同様な制御が可能である。It can be seen from FIG. 6 that the transmittance can be controlled only by changing the film thickness while maintaining the phase difference without changing the film quality by adopting the three-layer structure as shown in FIG. The film 7 and the film 9 are made of chromium oxynitride carbide. Instead, the film 7 is made of one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide. 8 is one of chromium and chromium nitride, film 9
Includes chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide,
One of chromium oxynitride carbides can be used.
Further, the film 7 and the film 9 may not be made of the same material. Although this embodiment has been described using a three-layer structure as shown in FIG. 3, similar control is possible with a two-layer structure as shown in FIG.
【００３９】実施例３ 半透明膜の層構成として、図３の３層構造を用いる。露
光波長は３６５ｎｍとする。基板１の屈折率は１．４７
５、膜７、膜９を酸化窒化炭化クロム、膜８を窒化クロ
ムとすると、n0：１．４７５，n1：２．４６，k1：０．
２９，n2：１．９４，k2：３．１５，n3：２．４６，
k3：０．２９，n4：１となる。また、膜７の厚さをh1、
膜８の厚さをh2、膜９の厚さをh3とする。このとき、h1
＝８ｎｍ、h2＝１０ｎｍ、h3＝１２０ｎｍとすると、膜
形成部と未形成部の位相差Φは、界面位相差を考慮する
と、Φ＝１８１°となる。このとき、h1＋h3＝１２８の
関係を満たすように膜７、膜９の膜厚h1、h3を変化させ
ても、位相差は変化しない。この関係を満たすように、
h1、h3を変化させた場合のマスク表面、マスク裏面の反
射率変化を図７に示す。反射率は、式（２）と上記の各
膜の光学定数より計算した。Embodiment 3 The three-layer structure shown in FIG. 3 is used as the layer constitution of the translucent film. The exposure wavelength is 365 nm. The refractive index of the substrate 1 is 1.47
5, film 7 and film 9 are made of chromium oxynitride, and film 8 is made of chromium nitride, n 0 : 1.475, n 1 : 2.46, k 1 : 0.
29, n 2: 1.94, k 2: 3.15, n 3: 2.46,
k 3 : 0.29 and n 4 : 1. Further, the thickness of the film 7 is defined as h 1 ,
The thickness of the film 8 is h 2 , and the thickness of the film 9 is h 3 . At this time, h 1
= 8 nm, h 2 = 10 nm, and h 3 = 120 nm, the phase difference Φ between the film-formed portion and the unformed portion is Φ = 181 ° in consideration of the interface phase difference. At this time, even if the film thicknesses h 1 and h 3 of the films 7 and 9 are changed so as to satisfy the relationship of h 1 + h 3 = 128, the phase difference does not change. To satisfy this relationship,
FIG. 7 shows the change in the reflectance on the mask front surface and the mask back surface when h 1 and h 3 are changed. The reflectance was calculated from the equation (2) and the optical constants of each of the above films.
【００４０】この図より、図３のような３層構造を用い
ると、マスク表面、マスク裏面の反射率を膜厚を変える
ことにより制御できることが分かる。また、膜７、膜９
には酸化窒化炭化クロムを用いているが、この代わり
に、膜７には、酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化
クロム、酸化窒化炭化クロムの中の１種、膜８には、ク
ロム、窒化クロムの中の１種、膜９には、酸化クロム、
酸化窒化クロム、酸化炭化クロム、酸化窒化炭化クロム
の中の１種を用いることができる。また、膜７と膜９は
同じ材質でなくてもよい。 実施例４ 光学研磨された石英基板上に、ターゲットにクロム、ス
パッタガスとして窒素と炭酸ガスの混合ガスを用いた反
応性スパッタリングを用い、ガス流量比を制御すること
により、ｉ線屈折率２．５０、ｉ線消衰係数０．２７の
酸化窒化炭化クロムを膜厚１１６ｎｍになるように成膜
する。次に、アルゴンと窒素を用いた反応性スパッタリ
ングを用い、ガス流量比を制御することにより、ｉ線屈
折率１．９３、ｉ線消衰係数３．１５の窒化クロムを膜
厚１０ｎｍになるように成膜する。この膜のシート抵抗
は２６Ω／□である。この時のｉ線透過率は７．０％に
なる。From this figure, it can be seen that when the three-layer structure as shown in FIG. 3 is used, the reflectance on the mask front surface and the mask back surface can be controlled by changing the film thickness. Further, the film 7, the film 9
Is made of chromium oxynitride carbide, but instead of this, the film 7 is one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide. One of the chromium, the film 9 has chromium oxide,
One of chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride can be used. Further, the film 7 and the film 9 may not be made of the same material. Example 4 On an optically polished quartz substrate, the i-line refractive index was controlled by controlling the gas flow ratio by using reactive sputtering using chromium as a target and a mixed gas of nitrogen and carbon dioxide as a sputtering gas. Chromium oxynitride carbide having a 50 and i-line extinction coefficient of 0.27 is formed to a thickness of 116 nm. Next, chromium nitride having an i-line refractive index of 1.93 and an i-line extinction coefficient of 3.15 is formed to a thickness of 10 nm by controlling the gas flow ratio using reactive sputtering using argon and nitrogen. Is formed. The sheet resistance of this film is 26Ω / □. At this time, the i-line transmittance becomes 7.0%.
【００４１】次に、このブランク上に電子線レジストＥ
ＢＲ−９００（東レ（株）製）をスピンコーティング
し、１１０℃でプリベーク処理をすることにより、厚さ
５００ｎｍのレジスト層を形成する。次に、電子線露光
装置ＭＥＢＥＳＩＶ（Ｅｔｅｃ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎ
ｃ．製）により所定のパターンを露光する。この時、最
上層に導電性の窒化クロムを用いることにより、露光時
のチャージアップは防止され、レジストパターンの位置
ズレは発生しない。Next, an electron beam resist E is formed on the blank.
BR-900 (manufactured by Toray Industries, Inc.) is spin-coated and prebaked at 110 ° C. to form a 500-nm-thick resist layer. Next, an electron beam exposure apparatus MEBESIV (Etec Systems In
c. A predetermined pattern is exposed. At this time, by using conductive chromium nitride for the uppermost layer, charge-up at the time of exposure is prevented, and no displacement of the resist pattern occurs.
【００４２】次に、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウ
ムハイドライド）を主成分とする現像液により現像、純
水リンスすることにより、レジストパターンを形成す
る。Next, a resist pattern is formed by developing with a developing solution containing TMAH (tetramethylammonium hydride) as a main component and rinsing with pure water.
【００４３】次に、必要に応じて加熱処理及びディスカ
ム処理してレジストのスカム等を除去した後に、レジス
トパターンの開口部より露出する被加工部の半透明膜を
ジクロロメタンと酸素の混合ガスによるドライエッチン
グにより加工し、半透明パターンを形成する。このよう
にしてエッチングした後に、残存するレジストを酸素プ
ラズマにより除去し、洗浄、検査、修正することによ
り、良好なハーフトーンマスクが完成する。Next, if necessary, a scum or the like of the resist is removed by a heat treatment and a descum treatment, and then the semi-transparent film of the portion to be processed exposed from the opening of the resist pattern is dried by a mixed gas of dichloromethane and oxygen. Processing by etching to form a translucent pattern. After the etching in this manner, the remaining resist is removed by oxygen plasma, and is cleaned, inspected, and corrected, whereby a favorable halftone mask is completed.
【００４４】この実施例では、図１のような２層構造を
用いて説明したが、図３のような３４層構造でも、同様
な制御が可能である。Although this embodiment has been described using a two-layer structure as shown in FIG. 1, the same control can be performed with a 34-layer structure as shown in FIG.
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の位相シフトフォトマスク及び位相シフトフォトマスク
用ブランクスによると、通常のフォトマスクと同じプロ
セス、同じ検査工程、同じ修正工程が可能となる。その
ため、従来、工程増加、欠陥修正不可能により、歩留ま
りが低下し、コスト高となっていたハーフトーンマスク
を通常のフォトマスクとほぼ同じコストで生産可能とな
った。また、電子線露光時のチャージアップ防止が可能
となり、さらに、膜厚の組み合わせにより、透過率と反
射率を制御することが可能になった。As is apparent from the above description, according to the phase shift photomask and the blank for the phase shift photomask of the present invention, the same process, the same inspection process, and the same repair process as those of a normal photomask can be performed. . For this reason, the yield has been reduced due to the increase in the number of steps and the defect cannot be corrected, and the halftone mask, which has been expensive, can now be produced at almost the same cost as a normal photomask. In addition, charge-up during electron beam exposure can be prevented, and the transmittance and the reflectance can be controlled by a combination of film thicknesses.
【図１】本発明のハーフトーンマスクの一形態を模式的
に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of a halftone mask of the present invention.
【図２】他の形態を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment.
【図３】もう１つの形態を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view schematically showing another embodiment.
【図４】本発明の窒化クロム、酸化クロムの２層膜の分
光透過率を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the spectral transmittance of a two-layer film of chromium nitride and chromium oxide of the present invention.
【図５】窒化クロムの分光透過率を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the spectral transmittance of chromium nitride.
【図６】図３の層構成の場合の遮光層膜厚に対する透過
率変化を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a change in transmittance with respect to a light-shielding layer thickness in the case of the layer configuration of FIG. 3;
【図７】図３の層構成の場合の入射側層膜厚に対する反
射率変化を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a change in reflectance with respect to the incident-side layer thickness in the case of the layer configuration of FIG. 3;
【図８】従来のハーフトーンマスクの構造を示す断面図
である。FIG. 8 is a sectional view showing a structure of a conventional halftone mask.
【図９】酸化クロムの分光透過率を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the spectral transmittance of chromium oxide.
１…透明基板 ３、６、７、９…酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭
化クロム、又は、酸化窒化炭化クロムの一層膜 ４、５、８…クロム又は窒化クロムの一層膜DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transparent substrate 3, 6, 7, 9 ... One layer of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, or chromium oxynitride carbide 4, 5, 8 ... One layer of chromium or chromium nitride
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 毛利 弘 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 高橋正泰 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 宮下裕之 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 飯村幸夫 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−289589（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 1/00 - 1/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Hiroshi Mohri 1-1-1, Ichigaya-Kaga-cho, Shinjuku-ku, Tokyo Inside Dai Nippon Printing Co., Ltd. (72) Masayasu Takahashi 1-1-1-1, Ichigaga-cho, Shinjuku-ku, Tokyo No. 1 Dai Nippon Printing Co., Ltd. (72) Hiroyuki Miyashita 1-1, Ichigaya Kagamachi, Shinjuku-ku, Tokyo 1-1-1 Within Dai Nippon Printing Co., Ltd. (72) Yukio Iimura, Ichigaya Machiichi, Shinjuku-ku, Tokyo Chome 1-1 Dai Nippon Printing Co., Ltd. (56) References JP-A-6-289589 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G03F 1/00-1 / 16
Claims (22)
域と透明な領域とを有し、該透明領域と該半透明領域と
の位相差が実質的に１８０°になるような構成の位相シ
フトフォトマスクにおいて、半透明領域がクロムあるい
はクロム化合物の多層膜からなる半透明膜により構成さ
れていることを特徴とする位相シフトフォトマスク。1. A structure in which a transparent substrate has a translucent region and a translucent region with respect to exposure light, and a phase difference between the transparent region and the translucent region is substantially 180 °. Chrome or semi-transparent area
Is composed of a translucent film composed of a multilayered chromium compound film.
A phase shift photomask, which is characterized in that:
り、酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化クロム、酸
化窒化炭化クロムの中の一の化合物からなる一層膜と、
クロムあるいは窒化クロムの中のどちらかからなる一層
膜との２層膜からなることを特徴とする請求項１記載の
位相シフトフォトマスク。2. A single-layer film made of one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide, wherein the translucent film has a constitution from the transparent substrate side,
2. The phase shift photomask according to claim 1, comprising a two-layer film including one of chromium and chromium nitride.
り、クロムあるいは窒化クロムの中のどちらかからなる
一層膜と、酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化クロ
ム、酸化窒化炭化クロムの中の一の化合物からなる一層
膜との２層膜からなることを特徴とする請求項１記載の
位相シフトフォトマスク。3. The structure of the translucent film includes a single-layer film made of either chromium or chromium nitride and a chromium oxide, a chromium oxynitride, a chromium oxycarbide, or a chromium oxynitride carbide. 2. The phase shift photomask according to claim 1, comprising a two-layer film including a single-layer film made of one compound.
り、酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化クロム、酸
化窒化炭化クロムの中の一の化合物からなる一層膜と、
クロムあるいは窒化クロムの中のどちらかからなる一層
膜と、酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化クロム、
酸化窒化炭化クロムの中の一の化合物からなる一層膜と
の３層膜からなることを特徴とする請求項１記載の位相
シフトフォトマスク。4. A single-layer film made of one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide, wherein the translucent film has a configuration from the transparent substrate side,
A single layer of either chromium or chromium nitride, chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide,
2. The phase shift photomask according to claim 1, comprising a three-layer film comprising a single film of one of chromium oxynitride carbide.
電性クロム化合物からなる一層膜と、酸化クロム、酸化
窒化クロム、酸化炭化クロム、酸化窒化炭化クロムの中
の一の化合物からなる一層膜との２層膜からなることを
特徴とする請求項１記載の位相シフトフォトマスク。5. The method according to claim 1, wherein the semi-transparent region is a layer of a conductive chromium compound and a layer of one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide. 2. The phase shift photomask according to claim 1, comprising a two-layer film.
化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化クロム、酸化窒化
炭化クロムの中の一の化合物からなる一層膜と、導電性
クロム化合物からなる一層膜との２層膜からなることを
特徴とする請求項１記載の位相シフトフォトマスク。6. A single-layer film comprising one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide, wherein the translucent region is formed from a transparent substrate side and a layer comprising a conductive chromium compound. 2. The phase shift photomask according to claim 1, comprising a two-layer film.
化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化クロム、酸化窒化
炭化クロムの中の一の化合物からなる一層膜と、導電性
クロム化合物からなる一層膜と、酸化クロム、酸化窒化
クロム、酸化炭化クロム、酸化窒化炭化クロムの中の一
の化合物からなる一層膜との３層膜からなることを特徴
とする請求項１記載の位相シフトフォトマスク。7. A single-layer film made of one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide, wherein the translucent region is formed from a transparent substrate side and a layer made of a conductive chromium compound. 2. The phase shift photomask according to claim 1, comprising a three-layer film consisting of a film and a single film made of one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide and chromium oxynitride carbide.
示す式により求まる前記半透明領域と前記透明領域の間
の位相差Φがｎπ±π／２ラジアン（ｎは正の整数）の
範囲となるように形成されていることを特徴とする請求
項１から７の何れか１項記載の位相シフトフォトマス
ク。 ここで、Φは前記透明基板に（ｍ−２）層の多層膜が構
成されているフォトマスクを垂直に透過する光の位相差
であり、ｎk 、ｄk はｋ番目の層を構成する材料の屈折
率と膜厚、λは露光光の波長である。ただし、ｋ＝１の
層は前記透明基板、ｋ＝ｍ（ｍ＞３，ｍは整数）の層は
空気とする。8. The phase difference Φ between the translucent region and the transparent region, which is determined by the following formula on a transparent substrate, is nπ ± π / 2 radians (n is a positive integer). The phase shift photomask according to claim 1, wherein the phase shift photomask is formed to have a range. Here, [Phi is the phase difference of light transmitted vertically photomask multilayer film of the transparent substrate (m-2) layer is formed, n k, d k constitute the k th layer The refractive index and film thickness of the material, and λ is the wavelength of the exposure light. Here, the layer where k = 1 is the transparent substrate, and the layer where k = m (m> 3, m is an integer) is air.
が１から５０％になるように形成されていることを特徴
とする請求項１から８の何れか１項記載の位相シフトフ
ォトマスク。9. The phase shift photomask according to claim 1, wherein the translucent area has a transmittance of 1 to 50% with respect to exposure light.
領域と透明な領域とを有し、該透明領域と該半透明領域
との位相差が実質的に１８０°になるような構成の位相
シフトフォトマスクであって、前記半透明領域が、透明
基板側より、酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化ク
ロム、酸化窒化炭化クロムの中の一の化合物からなる一
層膜と、導電性クロム化合物からなる一層膜と、酸化ク
ロム、酸化窒化クロム、酸化炭化クロム、酸化窒化炭化
クロムの中の一の化合物からなる一層膜との３層膜から
なる位相シフトフォトマスクの製造方法において、透明
基板側の酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化クロ
ム、酸化窒化炭化クロムの中の一の化合物からなる一層
膜、最外層の酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化ク
ロム、酸化窒化炭化クロムの中の一の化合物からなる一
層膜の何れかあるいは両方の膜厚と前記の導電性クロム
化合物からなる一層膜の膜厚を変えることにより前記半
透明領域の透過率を制御することを特徴とする位相シフ
トフォトマスクの製造方法。10. A structure having a translucent region and a translucent region with respect to exposure light on a transparent substrate, wherein a phase difference between the transparent region and the translucent region is substantially 180 °. A phase shift photomask, wherein the semi-transparent region is a layer of one of the following compounds from the transparent substrate side: chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide; A method for manufacturing a phase shift photomask comprising a three-layer film of a single layer film of a compound and a single layer film of one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide One layer of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, or one of chromium oxynitride carbide, and the outermost layer of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, The transmittance of the translucent region is controlled by changing the thickness of one or both of the single-layer films made of one of the compounds and the thickness of the single-layer film made of the conductive chromium compound. A method for manufacturing a phase shift photomask.
領域と透明な領域とを有し、該透明領域と該半透明領域
との位相差が実質的に１８０°になるような構成の位相
シフトフォトマスクであって、前記半透明領域が、透明
基板側より、酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化ク
ロム、酸化窒化炭化クロムの中の一の化合物からなる一
層膜と、導電性クロム化合物からなる一層膜と、酸化ク
ロム、酸化窒化クロム、酸化炭化クロム、酸化窒化炭化
クロムの中の一の化合物からなる一層膜との３層膜から
なる位相シフトフォトマスクの製造方法において、透明
基板側の酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化クロ
ム、酸化窒化炭化クロムの中の一の化合物からなる一層
膜と、最外層の酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化
クロム、酸化窒化炭化クロムの中の一の化合物からなる
一層膜との膜厚の割合を変えることにより、マスク表面
あるいは裏面の反射率を制御することを特徴とする位相
シフトフォトマスクの製造方法。11. A structure in which a transparent substrate has a translucent area and a translucent area with respect to exposure light, and a phase difference between the transparent area and the translucent area is substantially 180 °. A phase shift photomask, wherein the semi-transparent region is a layer of one of the following compounds from the transparent substrate side: chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide; A method for manufacturing a phase shift photomask comprising a three-layer film of a single layer film of a compound and a single layer film of one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide One layer of one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide, and the outermost layer of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and carbonitride By varying the ratio of thickness of the further layer composed of one of the compounds in the ROM, method of manufacturing a phase shift photomask and controlling the reflectivity of the back surface or the mask surface.
領域と透明な領域とを有し、該透明領域と該半透明領域
との位相差が実質的に１８０°になるような構成の位相
シフトフォトマスクを作製するためのブランクスにおい
て、半透明領域がクロムあるいはクロム化合物の多層膜
からなる半透明膜により構成されていることを特徴とす
る位相シフトフォトマスク用ブランクス。12. A structure in which a transparent substrate has a translucent region and a translucent region with respect to exposure light, and a phase difference between the transparent region and the translucent region is substantially 180 °. For the manufacture of a phase shift photomask, the semi-transparent region of which is chromium or a chromium compound multilayer film
A blank for a phase shift photomask, comprising a translucent film made of:
り、酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化クロム、酸
化窒化炭化クロムの中の一の化合物からなる一層膜と、
クロムあるいは窒化クロムの中のどちらかからなる一層
膜との２層膜からなることを特徴とする請求項１２記載
の位相シフトフォトマスク用ブランクス。13. A single-layer film composed of one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide, wherein the translucent film has a constitution from the transparent substrate side,
13. The phase shift photomask blank according to claim 12, comprising a two-layer film including one of chromium and chromium nitride.
り、クロムあるいは窒化クロムの中のどちらかからなる
一層膜と、酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化クロ
ム、酸化窒化炭化クロムの中の一の化合物からなる一層
膜との２層膜からなることを特徴とする請求項１２記載
の位相シフトフォトマスク用ブランクス。14. The semi-transparent film comprises a single-layer film made of either chromium or chromium nitride and a chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, or chromium oxynitride carbide from the transparent substrate side. 13. The blank for a phase shift photomask according to claim 12, comprising a two-layer film consisting of a single layer of one compound.
り、酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化クロム、酸
化窒化炭化クロムの中の一の化合物からなる一層膜と、
クロムあるいは窒化クロムの中のどちらかからなる一層
膜と、酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化クロム、
酸化窒化炭化クロムの中の一の化合物からなる一層膜と
の３層膜からなることを特徴とする請求項１２記載の位
相シフトフォトマスク用ブランクス。15. A single-layer film composed of one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide, wherein the translucent film is formed from a transparent substrate side.
A single layer of either chromium or chromium nitride, chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide,
13. The blank for a phase shift photomask according to claim 12, comprising a three-layered film including a single-layered film made of one of the compounds of chromium oxynitride.
り、導電性クロム化合物からなる一層膜と、酸化クロ
ム、酸化窒化クロム、酸化炭化クロム、酸化窒化炭化ク
ロムの中の一の化合物からなる一層膜との２層膜からな
ることを特徴とする請求項１２記載の位相シフトフォト
マスク用ブランクス。16. The composition of the semi-transparent film includes a single-layer film made of a conductive chromium compound and one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide from the transparent substrate side. 13. The blank for a phase shift photomask according to claim 12, comprising a two-layer film including a single-layer film.
り、酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化クロム、酸
化窒化炭化クロムの中の一の化合物からなる一層膜と、
導電性クロム化合物からなる一層膜との２層膜からなる
ことを特徴とする請求項１２記載の位相シフトフォトマ
スク用ブランクス。17. A single-layer film made of one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide, wherein the translucent film has a constitution from the transparent substrate side,
13. The phase shift photomask blank according to claim 12, comprising a two-layer film including a single-layer film made of a conductive chromium compound.
り、酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化炭化クロム、酸
化窒化炭化クロムの中の一の化合物からなる一層膜と、
導電性クロム化合物からなる一層膜と、酸化クロム、酸
化窒化クロム、酸化炭化クロム、酸化窒化炭化クロムの
中の一の化合物からなる一層膜との３層膜からなること
を特徴とする請求項１２記載の位相シフトフォトマスク
用ブランクス。18. A single-layer film made of one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide, wherein the translucent film has a configuration from the transparent substrate side,
13. A three-layer film comprising a single-layer film made of a conductive chromium compound and a single-layer film made of one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide. The blank for the phase shift photomask according to the above.
示す式により求まる前記半透明領域と前記透明領域の間
の位相差Φがｎπ±π／２ラジアン（ｎは正の整数）の
範囲となるように形成されていることを特徴とする請求
項１２から１８の何れか１項記載の位相シフトフォトマ
スク用ブランクス。 ここで、Φは前記透明基板に（ｍ−２）層の多層膜が構
成されているフォトマスクを垂直に透過する光の位相差
であり、ｎk 、ｄk はｋ番目の層を構成する材料の屈折
率と膜厚、λは露光光の波長である。ただし、ｋ＝１の
層は前記透明基板、ｋ＝ｍ（ｍ＞３，ｍは整数）の層は
空気とする。19. The translucent film, wherein the phase difference Φ between the translucent region and the transparent region determined on the transparent substrate by the following equation is nπ ± π / 2 radians (n is a positive integer). The blank for a phase shift photomask according to any one of claims 12 to 18, wherein the blank is formed to have a range. Here, [Phi is the phase difference of light transmitted vertically photomask multilayer film of the transparent substrate (m-2) layer is formed, n k, d k constitute the k th layer The refractive index and film thickness of the material, and λ is the wavelength of the exposure light. Here, the layer where k = 1 is the transparent substrate, and the layer where k = m (m> 3, m is an integer) is air.
率が１から５０％になるように形成されていることを特
徴とする請求項１２から１９の何れか１項記載の位相シ
フトフォトマスク用ブランクス。20. The phase shift photomask according to claim 12, wherein the translucent region has a transmittance of 1 to 50% with respect to exposure light. Blanks.
領域と透明な領域とを有し、該透明領域と該半透明領域
との位相差が実質的に１８０°になるような構成の位相
シフトフォトマスクを作製するための位相シフトフォト
マスク用ブランクスであって、前記半透明領域を構成す
る半透明膜の構成が、透明基板側より、酸化クロム、酸
化窒化クロム、酸化炭化クロム、酸化窒化炭化クロムの
中の一の化合物からなる一層膜と、導電性クロム化合物
からなる一層膜と、酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化
炭化クロム、酸化窒化炭化クロムの中の一の化合物から
なる一層膜との３層膜からなる位相シフトフォトマスク
用ブランクスにおいて、透明基板側の酸化クロム、酸化
窒化クロム、酸化炭化クロム、酸化窒化炭化クロムの中
の一の化合物からなる一層膜、最外層の酸化クロム、酸
化窒化クロム、酸化炭化クロム、酸化窒化炭化クロムの
中の一の化合物からなる一層膜の何れかあるいは両方の
膜厚と前記の導電性クロム化合物からなる一層膜の膜厚
を変えることにより前記半透明領域の透過率を制御する
ことを特徴とする位相シフトフォトマスク用ブランクス
の製造方法。21. A structure in which a transparent substrate has a translucent region and a transparent region with respect to exposure light, and a phase difference between the transparent region and the translucent region is substantially 180 °. A phase shift photomask blank for producing a phase shift photomask, wherein the configuration of the translucent film constituting the translucent region is, from the transparent substrate side, chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, A single layer of one of chromium oxynitride carbide, a single layer of conductive chromium compound, and a single layer of one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide In a blank for a phase shift photomask consisting of a three-layer film and a film, one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide and chromium oxynitride carbide on the transparent substrate side is used. A single-layer film, the outermost layer of one or both of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and one compound of chromium oxynitride carbide, and a single-layer film of the conductive chromium compound Controlling the transmittance of the translucent region by changing the film thickness of the blank for a phase shift photomask.
領域と透明な領域とを有し、該透明領域と該半透明領域
との位相差が実質的に１８０°になるような構成の位相
シフトフォトマスクを作製するための位相シフトフォト
マスク用ブランクスであって、前記半透明領域を構成す
る半透明膜の構成が、透明基板側より、酸化クロム、酸
化窒化クロム、酸化炭化クロム、酸化窒化炭化クロムの
中の一の化合物からなる一層膜と、導電性クロム化合物
からなる一層膜と、酸化クロム、酸化窒化クロム、酸化
炭化クロム、酸化窒化炭化クロムの中の一の化合物から
なる一層膜との３層膜からなる位相シフトフォトマスク
用ブランクスにおいて、透明基板側の酸化クロム、酸化
窒化クロム、酸化炭化クロム、酸化窒化炭化クロムの中
の一の化合物からなる一層膜と、最外層の酸化クロム、
酸化窒化クロム、酸化炭化クロム、酸化窒化炭化クロム
の中の一の化合物からなる一層膜との膜厚の割合を変え
ることにより、マスク表面あるいは裏面の反射率を制御
することを特徴とする位相シフトフォトマスク用ブラン
クスの製造方法。22. A structure in which a transparent substrate has a translucent region and a translucent region with respect to exposure light, and a phase difference between the transparent region and the translucent region is substantially 180 °. A phase shift photomask blank for producing a phase shift photomask, wherein the configuration of the translucent film constituting the translucent region is, from the transparent substrate side, chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, A single layer of one of chromium oxynitride carbide, a single layer of conductive chromium compound, and a single layer of one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide In a blank for a phase shift photomask consisting of a three-layer film and a film, one of chromium oxide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide and chromium oxynitride carbide on the transparent substrate side is used. And more film, the outermost layer of chromium oxide,
Phase shift characterized by controlling the reflectivity of the mask front or back surface by changing the ratio of the film thickness to a single film made of one of chromium oxynitride, chromium oxycarbide, and chromium oxynitride carbide A method for manufacturing photomask blanks.
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