JPH09189990A - Mask for exposure - Google Patents
Mask for exposureInfo
- Publication number
- JPH09189990A JPH09189990A JP162696A JP162696A JPH09189990A JP H09189990 A JPH09189990 A JP H09189990A JP 162696 A JP162696 A JP 162696A JP 162696 A JP162696 A JP 162696A JP H09189990 A JPH09189990 A JP H09189990A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- phase shift
- substance
- exposure
- irradiation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体産業等で用
いられているリソグラフィ技術に係わり、特に位相シフ
ト膜を用いた露光用マスクの改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithography technique used in the semiconductor industry or the like, and more particularly to improvement of an exposure mask using a phase shift film.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、半導体産業ではＬＳＩの高集積化
に伴って、益々微細なパターンを作成していくことが要
求されている。これを実現するには、リソグラフィにお
ける分解能の向上が必要であり、その一手法として位相
シフト法が提案されている。2. Description of the Related Art Recently, in the semiconductor industry, with the high integration of LSIs, it is required to create finer patterns. In order to realize this, it is necessary to improve the resolution in lithography, and a phase shift method has been proposed as one of the methods.
【０００３】また、リソグラフィの分解能が波長に比例
するため、微細なパターンを形成していくために露光光
源波長をより短くしていく方向にある。１ＧビットＤＲ
ＡＭに対しては０．２μｍ、４ＧビットＤＲＡＭに対し
ては０．１μｍ程度の微細パターンが要求されており、
これらのパターンの実現にはＫｒＦ（２４８ｎｍ）或い
はそれ以下の波長の光源を露光の際に用いる必要があ
る。Since the resolution of lithography is proportional to the wavelength, the wavelength of the exposure light source tends to be shortened in order to form a fine pattern. 1G bit DR
A fine pattern of about 0.2 μm for AM and about 0.1 μm for 4 Gbit DRAM is required.
In order to realize these patterns, it is necessary to use a light source having a wavelength of KrF (248 nm) or shorter at the time of exposure.
【０００４】このような露光光源の短波長化により今後
は、より多大なエネルギーが位相シフトマスクに照射さ
れる。位相シフトマスクに大きなエネルギーが照射され
ると、マスク材料（位相シフト膜）に酸化反応等が生
じ、位相シフト膜の光学特性（屈折率，消衰係数）等が
変化する。位相シフト膜の光学特性が変化すると、透過
率，位相差が変化し、焦点深度の劣化を招く。つまり、
短波長光の照射により位相シフト膜の光学特性等が変化
し、露光前に設定された所望の透過率，位相差が変化
し、焦点深度の劣化を引き起こすことが問題となってい
る。Due to such shortening of the wavelength of the exposure light source, much more energy will be applied to the phase shift mask in the future. When the phase shift mask is irradiated with a large amount of energy, an oxidation reaction or the like occurs in the mask material (phase shift film), and the optical characteristics (refractive index, extinction coefficient) and the like of the phase shift film change. When the optical characteristics of the phase shift film change, the transmittance and the phase difference change, which causes the depth of focus to deteriorate. That is,
Irradiation with short-wavelength light changes the optical characteristics of the phase shift film, changes desired transmittance and phase difference set before exposure, and causes deterioration of the depth of focus.
【０００５】本発明者らは、露光時の光学特性の変化を
抑えるために光，熱，反応ガスを用いた処理を行い、位
相シフト膜を光学的に安定にする手法を提案してきた
（特開平７−１０４４５７号公報）。しかし、これらの
手法では、膜作成後に行うＵＶ光照射又は加熱処理で生
じる光学定数の変化を予め見込んで位相シフト膜を作成
する必要が生じる。このことは、最終的に所望の透過
率，位相差を持った膜であるかの判断を困難にしてい
る。また、膜作成後にＵＶ光照射を行うという新たな処
理が加わり、工程数が増加するという問題もあった。The present inventors have proposed a method of optically stabilizing a phase shift film by performing a treatment using light, heat, and a reaction gas in order to suppress a change in optical characteristics during exposure (special feature: Kaihei 7-104457). However, in these methods, it is necessary to prepare a phase shift film in consideration of changes in optical constants caused by UV light irradiation or heat treatment performed after film formation. This makes it difficult to finally determine whether the film has the desired transmittance and phase difference. In addition, there is a problem that a new process of irradiating UV light after forming the film is added and the number of steps is increased.
【０００６】位相シフトマスクにおいては露光光の透過
率，位相は非常に重要なパラメータである。透過率，位
相の経時変化は、位相シフトマスクの性能を劣化させ、
焦点深度の減少やパターン寸法の変動などデバイス作成
で大きな問題となっていた。このため、上記のＵＶ光照
射処理を行わずに透過率，位相差を確認でき、かつ露光
時の位相シフト膜の光学定数を補償できる方法が望まれ
ていた。In the phase shift mask, the transmittance and phase of exposure light are very important parameters. The change in transmittance and phase with time deteriorates the performance of the phase shift mask,
There have been major problems in device fabrication such as reduction of depth of focus and fluctuations in pattern dimensions. Therefore, there has been a demand for a method capable of confirming the transmittance and the phase difference without performing the UV light irradiation treatment and compensating the optical constant of the phase shift film at the time of exposure.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】このように従来、位相
シフト膜を用いた位相シフトマスクにおいては、露光時
に生じる酸化反応等により位相シフト膜の光学定数が変
化し、焦点深度の劣化やパターン寸法の変動等を招く問
題があった。As described above, in the conventional phase shift mask using the phase shift film, the optical constant of the phase shift film changes due to the oxidation reaction or the like that occurs at the time of exposure, resulting in deterioration of the depth of focus and pattern size. There was a problem of causing fluctuations in
【０００８】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、その目的とするところは、露光光照射に対する位
相シフト膜の透過率，位相差の変動を抑制することがで
き、焦点深度の劣化やパターン寸法の変動等を防止し得
る露光用マスクを提供することにある。The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is to suppress fluctuations in the transmittance and phase difference of a phase shift film with respect to exposure light irradiation, and to reduce the depth of focus. Another object of the present invention is to provide an exposure mask capable of preventing the deterioration of the pattern and the variation of the pattern dimension.
【０００９】[0009]
（構成）上記課題を解決するために本発明は、次のよう
な構成を採用している。即ち本発明は、透光性基板上に
少なくとも位相シフト膜からなるパターンを有する露光
用マスクにおいて、前記位相シフト膜は、露光光照射に
よって光学定数に変化が生じる第１の物質に、前記露光
光照射によって第１の物質とは異なる光学定数変化が生
じる第２の物質を添加又は混合して形成されてなること
を特徴とする。(Structure) In order to solve the above problem, the present invention employs the following structure. That is, the present invention relates to an exposure mask having a pattern composed of at least a phase shift film on a transparent substrate, wherein the phase shift film is the first substance whose optical constant changes due to exposure light irradiation. It is characterized in that it is formed by adding or mixing a second substance that causes a change in optical constant different from that of the first substance by irradiation.
【００１０】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (1) 第１の物質と第２の物質における光学定数の変化
は、前記露光光照射による屈折率，消衰係数に関する増
減が相反する方向であること。 (2) 第１の物質と第２の物質における光学定数の変化
は、光重合，光酸化又は光分解により引き起こされるも
のであること。 (3) 第１の物質はＳｉＮx 又はＳｉＮx Ｏy であり、第
２の物質はＴｉであること。 (4) 第１の物質に対する第２の物質の添加又は混合量
は、前記位相シフト膜の屈折率及び消衰係数の少なくと
も一方が露光光照射によっても変化しないように設定さ
れること。 （作用）まず、光のエネルギーについて説明する。光の
持つエネルギーＥは、その波長λと次のような関係があ
る。Here, preferred embodiments of the present invention include the following. (1) Changes in the optical constants of the first substance and the second substance should be such that the increase and decrease in the refractive index and the extinction coefficient due to the exposure light irradiation are in opposite directions. (2) Changes in the optical constants of the first substance and the second substance must be caused by photopolymerization, photooxidation or photolysis. (3) The first substance is SiNx or SiNxOy, and the second substance is Ti. (4) The addition amount or the mixing amount of the second substance with respect to the first substance should be set so that at least one of the refractive index and the extinction coefficient of the phase shift film does not change even when exposed to exposure light. (Operation) First, the energy of light will be described. The energy E of light has the following relationship with the wavelength λ.
【００１１】Ｅ＝ｈｃ／λ ｈ：プランク定数（６．６２６×10-26 Ｊ・sec ） ｃ：光速（２．９９８×１０10ｃｍ／ｓｅｃ） 例えば、波長３６５ｎｍの光のエネルギーは約７８ kca
l/mol であり、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ
では約１１５ kcal/mol 、波長１９３ｎｍでは約１４８
kcal/mol となる。このように現在又は将来ＬＳＩを作
成するために用いられる光源は非常に高いエネルギーを
有していることが分る。E = hc / λ h: Planck's constant (6.626 × 10 −26 J · sec) c: Speed of light (2.998 × 10 10 cm / sec) For example, the energy of light having a wavelength of 365 nm is about 78 kca.
l / mol, about 115 kcal / mol for a KrF excimer laser with a wavelength of 248 nm, and about 148 for a wavelength of 193 nm.
It becomes kcal / mol. As described above, it can be seen that the light source used for producing the present or future LSI has very high energy.
【００１２】特に、短波長光による照射時は、雰囲気中
に酸素分子がある場合、この光により酸素分子が酸素ラ
ジカルＯ（ 1Ｄ）やＯ（ 3Ｐ）に分解される。また同時
に、２次元反応によりオゾン（Ｏ3 ）が生成されるた
め、酸化による位相シフト膜の物質変化が起きやすい。
この発生した酸素ラジカルＯ（ 1Ｄ）は、他の酸素ラジ
カルに対して活性であり、酸化反応に有効に働く。In particular, during irradiation with short-wavelength light, if oxygen molecules are present in the atmosphere, the light decomposes the oxygen molecules into oxygen radicals O ( 1 D) and O ( 3 P). At the same time, ozone (O 3 ) is generated by the two-dimensional reaction, so that the substance of the phase shift film is likely to change due to oxidation.
The generated oxygen radical O ( 1 D) is active with respect to other oxygen radicals and effectively acts on the oxidation reaction.
【００１３】次に、元素の化学結合エネルギーを、下記
の（表１）に示す。殆どの結合エネルギーはランプで放
出される光のエネルギー以下であるため、大半の弱い結
合について上記の光照射により解離され、より強い結合
状態へと再結合することが可能である。このため、光源
の短波長に伴い、酸化反応等による位相シフト膜の光学
定数変化が起こる。Next, the chemical bond energies of the elements are shown in the following (Table 1). Since most of the binding energy is less than the energy of the light emitted from the lamp, most of the weak bonds can be dissociated by the above light irradiation and can be recombined into a stronger bonding state. Therefore, the optical constant of the phase shift film changes due to the oxidation reaction or the like with the short wavelength of the light source.
【００１４】[0014]
【表１】 [Table 1]
【００１５】例えば、位相シフト膜の材料であるＳｉＮ
x 膜の場合、窒素の孤立電子対を酸素ラジカルが酸化し
新たな強い結合を作るために、短波長光での露光の最、
光学定数が変化する。このときの上記ＳｉＮx の酸化に
よる光学定数の変化は、ＫｒＦエキシマレーザ波長（２
４８ｎｍ）において屈折率，消衰係数共に酸化により減
少することが分っている。For example, SiN which is the material of the phase shift film
In the case of the x film, in order to oxidize the lone electron pair of nitrogen by the oxygen radical and form a new strong bond, at the time of exposure with short wavelength light,
The optical constant changes. At this time, the change of the optical constant due to the oxidation of SiNx is caused by the KrF excimer laser wavelength (2
It has been found that both the refractive index and the extinction coefficient at 48 nm) decrease due to oxidation.
【００１６】上記のような光学定数の変動を抑制するに
は、このような位相シフト膜の光学定数変化とは逆の変
化をするような物質を位相シフト膜中に添加又は混合し
て、全体としての光学定数の変化を補償すればよい。こ
のことを、図１に示す。この図では、互いに相殺しあう
２つの物質を第１の化合物、第２の化合物と称してい
る。このように、例えば波長２４８ｎｍで屈折率・消衰
係数が例えば酸化によって減少する物質（第１の化合
物）に、同じ波長で屈折率・消衰係数が例えば酸化によ
って増加するような物質（第２の化合物）を添加するこ
とで、露光時における透過率，位相差の変化を抑制する
ことが可能である。In order to suppress the fluctuation of the optical constants as described above, a substance that causes a change opposite to the change of the optical constants of the phase shift film is added or mixed into the phase shift film, and the whole is changed. It suffices to compensate for the change in the optical constant. This is shown in FIG. In this figure, two substances that cancel each other out are called a first compound and a second compound. Thus, for example, a substance whose refractive index / extinction coefficient decreases at a wavelength of 248 nm (first compound), for example, is added to a substance whose refractive index / extinction coefficient increases at the same wavelength, for example, by oxidation (second compound). It is possible to suppress changes in transmittance and retardation during exposure by adding the compound).
【００１７】また、互いに光学定数を相殺し合う組み合
わせを図２に示す。図２中の（ａ）は消衰係数ｋは一定
で屈折率ｎが変化する例、（ｂ）は消衰係数ｋは一定で
屈折率ｎが変化する例、（ｃ）（ｄ）は消衰係数ｋ及び
屈折率ｎが共に変化する例である。ここで、図１及び図
２では露光前後の光学定数変化を直線的に示したが、こ
れは曲線でもよく途中の経過は問わない。FIG. 2 shows a combination for canceling the optical constants. 2A shows an example in which the extinction coefficient k is constant and the refractive index n changes, FIG. 2B shows an example in which the extinction coefficient k is constant and the refractive index n changes, and FIGS. This is an example in which both the extinction coefficient k and the refractive index n change. Here, in FIGS. 1 and 2, the change in the optical constants before and after the exposure is shown linearly, but this may be a curve, and the course in the middle does not matter.
【００１８】上記の一例は、ＳｉＮx 中にＴｉを均一に
添加することで達成される。具体的な光学定数の変化を
図３に示す。ＳｉＮx 膜中におけるＳｉの光酸化で生じ
るＳｉＯ2 への光学定数の変化は図中丸印で示すよう
に、消衰係数ｋ，屈折率ｎ共に減少する方向であるが、
Ｔｉの光酸化で生じるＴｉＯへの光学定数の変化は図中
三角印で示すように、消衰係数ｋ，屈折率ｎ共に増加す
る方向である。従って、ＳｉＮx 中にＴｉを添加するこ
とにより、露光前後における光学定数（屈折率，消衰係
数）の変動が抑制される。ＳｉＮx の代わりにＳｉＮx
Ｏy を用いても同様である。The above example is achieved by uniformly adding Ti into SiNx. A concrete change of the optical constant is shown in FIG. As shown by the circles in the figure, changes in the optical constants of SiO 2 caused by the photooxidation of Si in the SiNx film tend to decrease both the extinction coefficient k and the refractive index n.
The change of the optical constant to TiO caused by the photooxidation of Ti is such that both the extinction coefficient k and the refractive index n increase as indicated by the triangle marks in the figure. Therefore, by adding Ti to SiNx, fluctuations in optical constants (refractive index, extinction coefficient) before and after exposure are suppressed. SiNx instead of SiNx
The same applies when Oy is used.
【００１９】例えば、ＳｉＮx にＴｉを１１％（θ＝
０．１１）ドープして作成したＳｉＮx Ｏy Ｔｉz 膜
（ｘ＝０．８７，ｙ＝０．０１，ｚ＝０．１１）では、
波長２４８ｎｍの光照射前後での光学定数は以下のよう
になった。但し、膜厚は１０４．７ｎｍで作成した。即
ち、 照射前：２．２１３−０．５８５ｉ 照射後：２．２１２−０．５５７ｉ このとき、光照射前後での透過率変化は３．９４％から
４．５９％、位相の変化は１７９．９度から１８０．０
度であった。For example, 11% of Ti is added to SiNx (θ =
0.11) In the SiNx Oy Tiz film (x = 0.87, y = 0.01, z = 0.11) formed by doping,
The optical constants before and after irradiation with light having a wavelength of 248 nm are as follows. However, the film thickness was 104.7 nm. That is, before irradiation: 2.213-0.585i After irradiation: 2.212-0.557i At this time, the transmittance change before and after the light irradiation was 3.94% to 4.59%, and the phase change was 179. 9 degrees to 180.0
Degree.
【００２０】一方、Ｔｉを添加しないＳｉＮx Ｏy （ｘ
＝０．５７，ｙ＝０．２５）の場合、照射前後での屈折
率，消衰係数は以下のようになった。但し、膜厚は１０
１．７ｎｍで作成した。即ち、 照射前：２．２５−０．６０ｉ 照射後：２．１５−０．４５ｉ これにより、ＳｉＮx Ｏy では照射前に透過率３．９５
％、位相差１８０度であったものが、照射後に透過率
８．７８％、位相差１６６．１度と大きく変化してい
た。従って、ＳｉＮx Ｏy にＴｉをドープすることによ
り、光照射前後での透過率，位相差の変動を大幅に小さ
くすることができた。On the other hand, SiNx Oy (x
= 0.57, y = 0.25), the refractive index and extinction coefficient before and after irradiation were as follows. However, the film thickness is 10
It was created at 1.7 nm. That is, before irradiation: 2.25-0.60i After irradiation: 2.15-0.45i Therefore, the transmittance of SiNx Oy before irradiation is 3.95.
%, The phase difference was 180 degrees, but the transmittance was 8.78% and the phase difference was 166.1 degrees after irradiation. Therefore, by doping SiNxOy with Ti, it was possible to greatly reduce the fluctuations in the transmittance and the phase difference before and after the light irradiation.
【００２１】また、上記ではＳｉＮx Ｏy を例として取
り上げたが、他にもＭｏ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｈｆ等の遷移元
素又はこれらのシリサイドの酸化物，窒化物，水素化
物，炭化物，ハロゲン化物，及びこれらの混合物などに
対しても上記手法により露光時の透過率，位相差の変動
を抑制することが可能である。Although SiNx Oy is taken as an example in the above, other transition elements such as Mo, Cr, Fe and Hf or oxides, nitrides, hydrides, carbides, halides of these silicides, and With respect to these mixtures and the like, it is possible to suppress the fluctuation of the transmittance and the phase difference at the time of exposure by the above method.
【００２２】また、上記では酸化に伴う位相シフト膜の
光学定数変化を相殺するよう調整したが、これに限らず
他のガス等による光学定数変化を相殺するように添加す
る材料を選択することも可能である。以下に、第１の化
合物と第２の化合物の具体的な組み合わせについて示
す。Further, in the above, the adjustment was made so as to cancel the change in the optical constant of the phase shift film due to the oxidation, but the present invention is not limited to this, and a material to be added may be selected so as to cancel the change in the optical constant due to another gas or the like. It is possible. The specific combinations of the first compound and the second compound are shown below.
【００２３】第１の化合物としては、ＳｉＮx ，ＳｉＯ
x ，ＳｉＮx Ｏy ，ＭｏＳｉＯx ，ＭｏＳｉＮx ，Ｍｏ
ＳｉＮx Ｏy ，ＣｒＯx ，ＣｒＦx ，ＣｒＮx ，ＣｒＮ
x Ｏy があり、第２の化合物としてはＴｉ若しくはＴｉ
を含む化合物がある。As the first compound, SiNx, SiO
x, SiNx Oy, MoSiOx, MoSiNx, Mo
SiNx Oy, CrOx, CrFx, CrNx, CrN
x Oy, and the second compound is Ti or Ti
There are compounds containing.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。本実施形態では、ＫｒＦエキシ
マレーザ露光に用いるＳｉＮx Ｏy Ｔｉz 位相シフト膜
について説明する。図４は、本発明の一実施形態に係わ
る露光用マスクの製造工程を示す断面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. In this embodiment, a SiNx Oy Tiz phase shift film used for KrF excimer laser exposure will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the exposure mask according to the embodiment of the present invention.
【００２５】図４（ａ）に示すように、石英等からなる
透明基板（透光性基板）４０１をスパッタ装置のチャン
バ内に導入し、ＳｉにＴｉを１２％ドープしたターゲッ
トを用いて、ＡｒとＮ2 ガス中で反応性スパッタリング
法により、基板上４０１に膜厚が１０２．４ｎｍのＳｉ
Ｎx （ＴｉＮ）z 膜４０２（位相シフト膜：ｘ＝０．８
８，ｚ＝０．１２）を形成した。このとき、位相シフト
膜の透過率，位相差は、波長２４８ｎｍで５．２３％，
１７９．８度であった。As shown in FIG. 4A, a transparent substrate (translucent substrate) 401 made of quartz or the like is introduced into the chamber of the sputtering apparatus, and a target in which Si is doped with 12% of Ti is used. And a Si film having a thickness of 102.4 nm on the substrate 401 by the reactive sputtering method in N 2 gas.
Nx (TiN) z film 402 (phase shift film: x = 0.8
8, z = 0.12) was formed. At this time, the transmittance and phase difference of the phase shift film are 5.23% at a wavelength of 248 nm,
It was 179.8 degrees.
【００２６】なお、本実施形態における位相シフト膜
は、第１の物質としてのＳｉＮに第２の物質としてのＴ
ｉＮを添加したものであるが、実質的にはＳｉＮにＴｉ
を添加したものである。また、成膜時のＳｉＮx （Ｔｉ
Ｎ）z 膜４０２の屈折率，消衰係数，及び膜厚は露光時
の酸化反応等により所望の透過率，位相差になるよう
に、予め屈折率，消衰係数の変化量を見込んで設定し
た。The phase shift film according to the present embodiment uses SiN as the first substance and T as the second substance.
Although iN is added, it is essentially TiN to SiN.
Is added. In addition, SiNx (Ti
N) The z film 402 has a refractive index, an extinction coefficient, and a film thickness which are set in advance in consideration of the change amounts of the refractive index and the extinction coefficient so as to have desired transmittance and phase difference due to an oxidation reaction during exposure. did.
【００２７】ここで、マスク完成後の実際の露光時の酸
化反応によりＳｉＮx （ＴｉＮ）zは、ＳｉＮx Ｏy Ｔ
ｉz （ｘ＝０．８８，ｙ＝０．０１，ｚ＝０．１２）と
変化した。波長２４８ｎｍでの照射前後における光学定
数の変化は以下のようになっていた。このとき、最終的
な透過率は６．０９％、位相差は１８０度となってい
た。即ち、 照射前（ＳｉＮx （ＴｉＮ）z ）：２．２１−０．５３
２ｉ 照射後（ＳｉＮx Ｏy Ｔｉz ）：２．２１−０．５０４
ｉ マスク作成工程は、図４（ｂ）に示すように、位相シフ
ト膜であるＳｉＮx （ＴｉＮ）z 膜４０２上にＥＢレジ
スト４０３を塗布し、さらにＥＢ描画時に生じるチャー
ジアップを防止するために、導電性の膜４０４をＥＢレ
ジスト４０３上に形成した。その後、図４（ｃ）に示す
ように、ＥＢ描画により所望のレジストパターンを形成
した。Here, SiNx (TiN) z is converted to SiNx Oy T by the oxidation reaction during the actual exposure after the mask is completed.
It changed to iz (x = 0.88, y = 0.01, z = 0.12). The change in the optical constant before and after the irradiation at the wavelength of 248 nm was as follows. At this time, the final transmittance was 6.09% and the phase difference was 180 degrees. That is, before irradiation (SiNx (TiN) z): 2.21-0.53
After 2i irradiation (SiNx Oy Tiz): 2.21-0.504
In the i mask making process, as shown in FIG. 4B, an EB resist 403 is applied on the SiNx (TiN) z film 402 which is a phase shift film, and in order to prevent charge-up that occurs during EB writing, A conductive film 404 was formed on the EB resist 403. After that, as shown in FIG. 4C, a desired resist pattern was formed by EB drawing.
【００２８】次いで、図４（ｄ）に示すように、レジス
ト４０３のパターンをマスクとしてＳｉＮx （ＴｉＮ）
z 膜４０２を選択エッチングすることにより、ＳｉＮx
（ＴｉＮ）z 膜４０２のパターニングを行った。このと
きのエッチングにはＣＤＥ（Chemical Dry Etching）や
ＲＩＥ等を用いればよい。Then, as shown in FIG. 4D, SiNx (TiN) is used with the pattern of the resist 403 as a mask.
By selectively etching the z film 402, SiNx
The (TiN) z film 402 was patterned. For this etching, CDE (Chemical Dry Etching), RIE, or the like may be used.
【００２９】その後、レジスト４０３のパターンを除去
することで、図４（ｅ）に示すようなＳｉＮx Ｔｉz 半
透明位相シフトパターンを得た。このように本実施形態
によれば、露光光照射で生じる位相シフト膜の光学定数
変化を抑制し安定した光学性能を維持できるため、パタ
ーン転写精度の向上に寄与することができる。After that, the pattern of the resist 403 was removed to obtain a SiNx Tiz semitransparent phase shift pattern as shown in FIG. 4 (e). As described above, according to the present embodiment, since it is possible to suppress the change in the optical constant of the phase shift film caused by the irradiation of the exposure light and maintain the stable optical performance, it is possible to contribute to the improvement of the pattern transfer accuracy.
【００３０】本実施形態の製造装置並びに製造方法によ
り得られた透過率６．０９％、位相差１８０度のハーフ
トーン型位相シフトマスクを使用し、露光光源にＫｒＦ
エキシマレーザを用いて０．３μｍのホールパターンの
転写結果を評価したところ、１．５μｍの焦点深度を得
ることができた。また、同一マスクを５００ロット照射
した時点で再度転写結果を評価したところ、焦点深度は
１．５μｍとマスク作成時の性能をそのまま維持するこ
とでできた。A halftone phase shift mask having a transmittance of 6.09% and a phase difference of 180 degrees obtained by the manufacturing apparatus and the manufacturing method of this embodiment is used, and KrF is used as an exposure light source.
When the transfer result of the 0.3 μm hole pattern was evaluated using an excimer laser, a focal depth of 1.5 μm could be obtained. Further, when the transfer result was evaluated again when the same mask was irradiated for 500 lots, the depth of focus was 1.5 μm and it was possible to maintain the performance at the time of mask production as it was.
【００３１】一方、ＴｉをドープしないＳｉＮx のみで
作成したマスクは５００ロット照射後の０．３μｍのホ
ールパターンの転写評価で焦点深度が０．８μｍとマス
ク作成時の性能を大幅に劣化させていることが分った。On the other hand, the mask made of only SiNx not doped with Ti has a depth of focus of 0.8 μm in transfer evaluation of a hole pattern of 0.3 μm after irradiation of 500 lots, which significantly deteriorates the performance at the time of mask making. I found out.
【００３２】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではない。実施形態では、位相シフト膜として
ＳｉＮx Ｏy Ｔｉz 膜を用いたが、これに限らず他の薄
膜、例えばＳｉ，Ｃｒ，Ｇｅ，Ｔｉ，Ｔａ，Ａｌ，Ｓ
ｎ，Ｈｆなどの金属やＡｌＳｉ，ＭｏＳｉ，ＷＳｉ，Ｎ
ｉＳｉ，ＡｌＣｕＳｉなどの金属シリサイド膜、カーボ
ン、或いはこれらの酸化物，窒化物，炭化物，水素化
物，ハロゲン化物の単体又はこれらの混合物を用いても
同様の効果が得られる。The present invention is not limited to the above embodiment. In the embodiment, the SiNx Oy Tiz film is used as the phase shift film, but the present invention is not limited to this, and other thin films such as Si, Cr, Ge, Ti, Ta, Al and S are used.
Metals such as n and Hf, AlSi, MoSi, WSi, N
Similar effects can be obtained by using metal silicide films such as iSi and AlCuSi, carbon, or oxides, nitrides, carbides, hydrides or halides thereof or a mixture thereof.
【００３３】また、他の露光光源、例えば水銀ランプの
ｉ線やＫｒＦ，ＡｒＦエキシマレーザ光などを対象とし
た位相シフト膜に対しても適用可能である。また、膜形
成にはスパッタリング法を用いたが、これに限らずＣＶ
Ｄ法、光励起ＣＶＤ法、蒸着法、など他の成膜法によっ
て膜形成を行ってもよい。また、酸素濃度が膜内で勾配
を持つように成膜条件，改質条件を調整してもよい。Further, the present invention can be applied to other exposure light sources such as a phase shift film for an i-line of a mercury lamp or KrF or ArF excimer laser light. Further, although the sputtering method was used for the film formation, the present invention is not limited to this, and the
The film may be formed by another film forming method such as the D method, the photoexcited CVD method, or the vapor deposition method. Further, the film forming condition and the modifying condition may be adjusted so that the oxygen concentration has a gradient in the film.
【００３４】また、本実施形態は酸化に伴う位相シフト
膜の光学定数変化を相殺するように調整したが、これに
限らず他の反応による光学定数変化を相殺するように添
加する材料を選択してもよい。また、位相シフト膜の膜
厚を本発明の要旨を逸脱しない範囲において適当な厚さ
にしてもよい。また、導電性膜を位相シフト膜上に形成
する代わりに、基板に予め帯電防止の役割を果たす膜が
形成されたものを用いてもよい。Further, although the present embodiment is adjusted so as to cancel the change in the optical constant of the phase shift film due to the oxidation, the material to be added is selected so as to cancel the change in the optical constant due to other reactions. May be. Further, the film thickness of the phase shift film may be set to an appropriate thickness without departing from the scope of the present invention. Further, instead of forming the conductive film on the phase shift film, a substrate on which a film that plays a role of antistatic is formed in advance may be used.
【００３５】また、本発明は透明基板上に位相シフト膜
を形成した位相シフトマスクに限らず、これ以外に遮光
膜を形成したレベンソン型にも適用できる。その他、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施する
ことができる。The present invention is not limited to the phase shift mask in which the phase shift film is formed on the transparent substrate, but can be applied to a Levenson type in which a light shielding film is formed in addition to this. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、位
相シフト膜中に露光時に生じる酸化反応等による光学定
数変化を相殺するように適当な元素を添加することで、
露光光照射に対する位相シフト膜の透過率，位相差の変
動を抑制することが可能となった。これにより、マスク
作成が容易になると共に、マスク特性変化を抑えること
ができた。As described above in detail, according to the present invention, by adding an appropriate element in the phase shift film so as to offset the change in optical constant due to the oxidation reaction or the like that occurs during exposure,
It has become possible to suppress variations in the transmittance and phase difference of the phase shift film due to exposure light irradiation. As a result, it was possible to easily make a mask and suppress changes in mask characteristics.
【図１】露光前後おける第１，第２の化合物の光学定数
変化を示す図。FIG. 1 is a diagram showing changes in optical constants of first and second compounds before and after exposure.
【図２】露光前後での透過率，位相差変化を相殺するよ
うな光学定数変化の組み合わせを示す図。FIG. 2 is a diagram showing a combination of changes in optical constants that cancel changes in transmittance and phase difference before and after exposure.
【図３】波長２４８ｎｍでのＳｉＮx とＴｉの酸化によ
る光学定数変化を示す図。FIG. 3 is a diagram showing changes in optical constants due to oxidation of SiNx and Ti at a wavelength of 248 nm.
【図４】第１の実施形態に係わる露光用マスクの製造工
程を示す図。FIG. 4 is a view showing a manufacturing process of the exposure mask according to the first embodiment.
４０１…石英製透明基板（透光性基板） ４０２…Ｔｉ添加のＳｉＮ膜（位相シフト膜） ４０３…ＥＢレジスト ４０４…導電膜 401 ... Quartz transparent substrate (translucent substrate) 402 ... Ti-added SiN film (phase shift film) 403 ... EB resist 404 ... Conductive film
Claims (4)
らなるパターンを有する露光用マスクにおいて、 前記位相シフト膜は、露光光照射によって光学定数に変
化が生じる第１の物質に、前記露光光照射によって第１
の物質とは異なる光学定数変化が生じる第２の物質を添
加又は混合して形成されてなることを特徴とする露光用
マスク。1. An exposure mask having a pattern composed of at least a phase shift film on a light-transmissive substrate, wherein the phase shift film is a first substance whose optical constant is changed by irradiation of exposure light. First by irradiation
An exposure mask formed by adding or mixing a second substance that causes a change in optical constant different from that of the above substance.
の変化は、前記露光光照射による屈折率，消衰係数に関
する増減が相反する方向であることを特徴とする請求項
１記載の露光用マスク。2. The change in the optical constants of the first substance and the second substance is such that the increase and decrease in the refractive index and the extinction coefficient due to the irradiation of the exposure light are in opposite directions. Exposure mask.
の変化は、光重合，光酸化又は光分解により引き起こさ
れるものであることを特徴とする請求項１記載の露光用
マスク。3. The exposure mask according to claim 1, wherein the change of the optical constants of the first substance and the second substance is caused by photopolymerization, photooxidation or photolysis.
あり、第２の物質はＴｉであることを特徴とする請求項
１又は２記載の露光用マスク。4. The exposure mask according to claim 1, wherein the first substance is SiNx or SiNxOy and the second substance is Ti.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP162696A JPH09189990A (en) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | Mask for exposure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP162696A JPH09189990A (en) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | Mask for exposure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09189990A true JPH09189990A (en) | 1997-07-22 |
Family
ID=11506755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP162696A Pending JPH09189990A (en) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | Mask for exposure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09189990A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005292164A (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Toppan Printing Co Ltd | Halftone phase shift mask blank, halftone phase shift mask and pattern transfer method |
-
1996
- 1996-01-09 JP JP162696A patent/JPH09189990A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005292164A (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Toppan Printing Co Ltd | Halftone phase shift mask blank, halftone phase shift mask and pattern transfer method |
| JP4535241B2 (en) * | 2004-03-31 | 2010-09-01 | 凸版印刷株式会社 | Halftone phase shift mask blank, halftone phase shift mask, and pattern transfer method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3286103B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing exposure mask | |
| US9436079B2 (en) | Phase shift mask blank, method of manufacturing the same, and phase shift mask | |
| US6087047A (en) | Phase shift mask and phase shift mask blank | |
| JP3253783B2 (en) | Halftone phase shift mask and method of manufacturing the same | |
| US20090057143A1 (en) | Film-depositing target and preparation of phase shift mask blank | |
| TW200537240A (en) | Halftone phase shift mask blank, halftone phase shift mask and their preparation | |
| US6503668B2 (en) | Phase shift mask blank, phase shift mask, and method of manufacture | |
| EP1116999B1 (en) | Phase shift mask blank, phase shift mask and method of manufacture | |
| JP3339716B2 (en) | Manufacturing method of exposure mask | |
| JP3472528B2 (en) | Phase shift mask and phase shift mask blank | |
| JP3696320B2 (en) | Phase shift mask, phase shift mask blank, and manufacturing method thereof | |
| TW544549B (en) | Half-tone type phase shift mask blank, process for prodncing half-tone type phase shift mask, pattern transfer method, laminate and method of forming pattern | |
| JP2996613B2 (en) | Phase shift mask blank and method of manufacturing phase shift mask | |
| JP2002062638A (en) | Mask blank, photomask, pattern forming method and method for producing semiconductor device | |
| JP2005062894A (en) | Phase shift mask blank and phase shift mask | |
| US6514642B2 (en) | Phase shift mask and method of manufacture | |
| JPH09189990A (en) | Mask for exposure | |
| JP2002040625A (en) | Mask for exposure, resist pattern forming method and method for producing substrate for the mask | |
| JP2002189283A (en) | Phase shift mask blank, phase shift mask and method for producing phase shift mask | |
| JP2002189284A (en) | Phase shift mask blank, phase shift mask and method for producing these | |
| JPH0675359A (en) | Mask for exposure and its production | |
| JPH08272074A (en) | Halftone phase shift photomask and blank for halftone phase shift photomask | |
| JPH04125643A (en) | Photomask and photomask blank | |
| JP3951704B2 (en) | Halftone phase shift mask, blank thereof, and manufacturing method thereof | |
| JPH07248609A (en) | Phase shift mask blank and phase shift mask |