JPH04149553A - 位相シフトマスク - Google Patents

位相シフトマスク

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JPH04149553A
JPH04149553A JP2274703A JP27470390A JPH04149553A JP H04149553 A JPH04149553 A JP H04149553A JP 2274703 A JP2274703 A JP 2274703A JP 27470390 A JP27470390 A JP 27470390A JP H04149553 A JPH04149553 A JP H04149553A
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phase shift
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信行 吉岡
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、LSIの製造に用いられる位相シフトマス
クに関し、特にそのシフタの成膜に関するものである。
〔従来の技術〕
位相シフトマスクは、ガラス基板上に所要のパターンで
形成した遮光膜の間に、光の位相をシフトするシフタを
形成したもので、リソグラフィーの解像度を高めうえで
有効であり、半導体プロセスをより一層微細化するうえ
での重要な手法の1つとして期待されている。
第1図は本発明の実施例による位相シフトマスクの製造
工程を示す図であるが、位相シフトマスクの代表的な製
造方法を示すものでもあるので、以下、この第1図を用
いて、従来の位相シフトマスクの製作方法を説明する。
図において、lはマスクのガラス基板、2はCr、Mo
Siなどの遮光膜パターン、3はシフタ、4は電子線な
どのレジストパターン、5は位相シフタである。
まず、図中(a)に示すように通常のフォトマスクと同
様に、ガラス基板l上にCrまたはMoSiなどの遮光
膜でパターン2を形成する。
次に図中(blに示すようにSfO□や透明ポリマーな
どのシフタ膜3を遮光膜パターン上に形成する。次に図
中fc)に示すように、電子ビーム露光などを用いて、
シフタ膜上に所望のレジストパターン4を形成する。最
後に図中(d)に示すように、レジストをマスクにシフ
タ膜をエツチングし、レジストを除去して位相シフトマ
スクか完成する。
このような位相シフトマスクはその開発段階では、シフ
タ材料として透明ポリマーか使われてきた。ポリマーは
スピンコーティング法で形成できるため、プロセスも簡
易で、さらに低温処理のためマスクの歪みなどが小さい
という利点かある。
しかし、機械的強度か弱く、マスクの洗浄の際にパター
ンがくずれるという問題があった。
これを解決するものとして、機械的強度か強いS 10
 tがシフタ材料として検討され、その形成方法として
SOG (スビンオブグラス)法やプラズマCVD法か
検討されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述のように、SiO2シフタ膜形成方法としてSOG
法やプラズマCVD法が従来より検討されているが、下
記のような問題点がある。
即ち、SOG法はスピンコーティング法で形成かでき、
簡易なプロセスで形成できるという特長かあるが、20
0〜300°Cの熱処理では完全な5iCLにならず、
レジストよりも強いかまた十分な機械的強度が得られな
いという問題かある。
一方、プラズマCVD法による5iCLシフタは、S 
i H< 十〇□ガスを原料とし、平行平板型電極にR
Fを印加するプラズマCVD方式を用いて形成している
。この方法では、基板温度を400〜500℃程度に加
熱しないと、バルクで示されるような光学物性値を持つ
5in2膜が得られず、高温処理になるため、マスクに
S iO2膜やCr膜などの熱膨張の差による歪みが生
じる問題がある。
一方、上記SOG法やプラズマCVD法では単一材料で
あるため屈折率なとの光学定数のコントロールも難しい
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、機械的強度か強くシフタとしての光学定数
に優れ、さらに定数のコントロールも可能で低温の処理
で成膜か可能な位相シフトマスクを得ることを目的とし
ている。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る位相シフトマスクは、基板を室温の状態
にしてECR−CVD法でシフタ膜を形成するようにし
たものである。
また、SiH4+CLの反応ガスにN2ガスを加え、そ
の混合比率を適宜変えることて、5iOfNY膜として
屈折率などの光学定数をコントロールするようにしたも
のである。
〔作用〕
この発明においては、シフタ膜を室温基板上にECR−
CVD法で形成するようにしており、このECR−CV
D法は低温処理であるため、マスクに生じる熱歪みが小
さく、低温であってもバルクのようなS 10 !膜が
得られる。
さらに、ECR−CVD法の反応ガスにN2ガスを加え
ることで、SjO,膜にNか混入する膜(sioXNY
膜、X>Y)が得られ、その混入量をコントロールする
ことで、屈折率等の光学定数をコントロールすることか
できる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図について説明する。
この発明の実施例は、第1図(b)に示す、工程におい
て、ECR−CVD法を用いてシフタ膜を成膜するよう
にしたものである。
第2図はそのシフタ膜の形成に用いるECR−CVD装
置の断面構造を示す。図において、10は磁気コイル、
Ilaはプラズマを発生するだめのチャンバ、llbは
基板を収容する、真空引きされたチャンバ、12aおよ
び12bはそれぞれ反応ガスとしてのSiO4およびN
 2.0 !、13はマイクロ波、14は基板である。
第3図は反応ガスとしてS i H4、CL 、Ntを
用いたECR−CVD法で成膜されたS iOxNY膜
の屈折率と反応ガス中のN、濃度の関係を示す。
まず、第2図に示す構造のECR−CVD装置を用いて
、室温基板(ガラス)上に5iC)zシフタ膜15を形
成した。このECR−CVD装置は、チャンバ1)内に
反応ガス12を導入してマイクロ波13を印加すること
により、プラズマを生成し、磁気コイル10て発生する
直流磁場が発散しているために、このプラズマがチャン
バ14a側からチャ〕/バllb側に引き出され、基板
14上にシフタ膜の堆積が行なわれるものである。
そして、その際、反応ガスとして、SiH,ガスと02
ガスを用いたのがこの発明の第1の実施例であり、その
比率をl : 2 (SiH4:02)、ガス圧力をI
 X 10−3torrとし、かつマイクロ波パワーを
800Wの条件で成膜を行った。
成膜した膜15の屈折率を測定したところn=1.47
になり、Siの熱酸化膜の屈折率n=1゜46とほぼ同
じであった。
一方、膜の緻密さを示すフッ酸によるエッチレートを測
定したところ熱酸化膜と同等(約500人/m1n)で
あった。
このように本実施例によれば、基板が低温でもバルクの
ガラスのようなS i O2膜が得られている。
これに対し、この発明の第2の実施例ではN2を反応ガ
スに加えるようにしており、これによりシフタ膜として
5iOXNY膜が形成された。
第3図はSiOxNy膜の屈折率とN2濃度の関係を示
す図で、N2濃度が高くなると共に屈折率か高くなるが
、この膜もSin、膜と同様に緻密な膜かできているこ
とが確認された。この関係を用いれば、シフタ膜の屈折
率のコントロールが可能である。なお、他の光学定数と
して透過率のコントロールも可能である。
なお、低温プラズマで成膜する従来の平行平板型電極、
RF放電型のプラズマCVD法でも反応ガスにN、を混
入してSiO工NY膜を形成することは可能であるが、
低温プラズマであるため成膜される膜の構造は不安定で
、光照射や熱などで光学定数が変化する膜になってしま
う。これに対し本発明ではこうした問題は生じないもの
である。
なお、上記実施例では反応ガスとしてS I H4。
0□IN2などを用いたか、位相シフタとして機能する
膜かできるのであれば、5icz!F(2゜NO,HN
、などの反応ガスを用いることもてきる。
また、成膜の際の基板温度として室温(20〜30°C
)にしたが、CVDとしては低温領域と呼ばれる200
°Cまでの温度であってもよい。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明に係る位相シフトマスクによれ
ば、シフタの製作に基板温度か低温でも優れた膜が得ら
れるECR−CVD法を適用したので、機械的強度が強
く、熱歪みが小さい位相シフトマスクのシフタが得られ
る効果がある。
また、反応ガスとしてN2を加えるようにしたので、屈
折率をコントロールでき、所要の光学定数を持つシフタ
膜が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来およびこの本発明の第1.第2の実施例に
よる位相シフトマスクの製作工程を示す断面図、第2図
は本発明の第1.第2の実施例で用いたECR−CVD
装置の構造を示す断面図、第3図は本発明の第2の実施
例によるECR−CVD法で成膜したSiOxNy膜の
屈折率と反応ガス中のN2濃度との関係を示す図である
。 図において、1はガラス基板、2はCrまたはMoSi
などの遮光パターン、3はシフタ膜、4はレジスト、5
は位相シフタ、10は磁気コイル、1)a、1)bはチ
ャンバ 12a、12bは反応ガス、13はマイクロ波
、14は基板、15はシフタ膜である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)無機膜をシフタとして使用する位相シフトマスク
    において、 基板温度を低温にしたECR−CVD法を用いて形成し
    たシフタ膜を有することを特徴とする位相シフトマスク
  2. (2)上記無機膜は、ECR−CVD法でSiO_2の
    形成反応ガスにN_2を加えて形成したSiO_xN_
    y膜であり、 その際、N_2の混入量をコントロールすることで所要
    の屈折率のシフタ膜を得ることを特徴とする請求項1記
    載の位相シフトマスク。
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