DE102009010854B4

DE102009010854B4 - Fotomaskenrohling, Fotomaske und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE102009010854B4
Application number: DE102009010854.8A
Authority: DE
Inventors: Osamu Nozawa
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2016-06-16
Anticipated expiration: 2029-02-28
Also published as: US8137868B2; TW201031999A; KR20110026462A; TWI406085B; KR101450946B1; US20090214961A1; DE102009010854A1; KR101070508B1; US20100173233A1; JP4465405B2; JP2009230113A; TW201001057A; TWI438563B; KR20090092725A; US8137867B2

Abstract

Fotomaskenrohling mit einer auf einem transparenten Substrat (1) ausgebildeten lichtabschirmenden Schicht (30), die mindestens zwei Lagen aufweist; wobei die lichtabschirmende Schicht (30) aufweist: eine lichtabschirmende Lage (2), die aus einem Material hergestellt ist, das Tantalnitrid enthält und außerdem Xenon enthält; und eine auf der lichtabschirmenden Lage (2) ausgebildete vorderseitige Antireflexionslage (3), wobei die vorderseitige Antireflexionslage (3) aus einem Material hergestellt ist, das Tantaloxid enthält und außerdem Argon enthält, wobei die lichtabschirmende Lage (2) eine Dicke hat, die dicker ist als die der vorderseitigen Antireflexionslage (3), und wobei die lichtabschirmende Lage (2) eine Druckspannung hat, während die vorderseitige Antireflexionslage (3) eine Zugspannung hat und sich die Druckspannung und die Zugspannung gegenseitig kompensieren, um die innere Spannung der lichtabschirmenden Schicht (30) insgesamt zu vermindern.

Description

Die vorliegende Erfindung basiert auf und beansprucht die Prioritätsvorteile von der am 27. Februar 2008 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2008-046890 und der am 27. Januar 2009 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-015734 , auf deren Offenbarungen hierin in ihrer Gesamtheit durch Verweis Bezug genommen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fotomaskenrohling zur Verwendung als ein Zwischenprodukt bei der Herstellung einer Fotomaske, die beispielsweise als eine Maske zum Übertragen eines Feinmusters bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen verwendet wird, und eine Fotomaske und betrifft ferner Verfahren zu ihrer Herstellung.
Im Allgemeinen wird bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen oder ähnlichen Komponenten ein Feinmuster durch Fotolithografie ausgebildet, wobei in einem Feinmusterübertragungsprozess, in dem die Fotolithografie ausgeführt wird, eine Fotomaske als Maske verwendet wird. Die Fotomaske wird allgemein durch Ausbilden eines gewünschten Feinmusters in einer lichtabschirmenden Schicht oder einer ähnlichen Schicht eines als Zwischenprodukt dienenden Fotomaskenrohlings erhalten. Daher bestimmen die Eigenschaften der lichtabschirmenden Schicht oder einer ähnlichen Schicht des als Zwischenprodukt dienenden Fotomaskenrohlings nahezu exakt die Eigenschaften der erhaltenen Fotomaske. Herkömmlich ist im Allgemeinen Cr (Chrom) als Material für die lichtabschirmende Schicht des Fotomaskenrohlings verwendet worden.
Mittlerweile ist einhergehend mit der fortschreitenden Musterminiaturisierung in den letzten Jahren beispielsweise ein Problem dahingehend aufgetreten, dass bei der Dicke einer herkömmlichen Resistschicht ein Kollabieren der Resistschicht auftritt. Dies wird nachstehend erläutert. Im Fall einer lichtabschirmenden Schicht, die hauptsächlich Cr enthält, kann nach der Ausbildung eines Übertragungsmusters in einer Resistschicht durch einen Elektronenstrahl(EB)schreibprozess oder einen ähnlichen Prozess entweder Nassätzen oder Trockenätzen als Ätzverfahren ausgeführt werden. Beim Nassätzen schreitet der Ätzvorgang jedoch tendenziell isotropisch voran, so dass es schwierig geworden ist, die seit kurzem gewünschte Musterminiaturisierung zu erzielen, und der tendenziell anisotropische Trockenätzprozess dominant geworden ist.
Beim Trockenätzen einer lichtabschirmenden Schicht, die hauptsächlich Cr enthält, wird im Allgemeinen ein Mischgas aus einem Gas auf Chlorbasis und einem Sauerstoffgas als Ätzgas verwendet. Eine herkömmliche organische Resistschicht hat jedoch die Eigenschaft, dass sie durch das Sauerstoffgas leicht geätzt wird und ihre Ätzrate wesentlich höher ist als diejenige der lichtabschirmenden Schicht, die hauptsächlich Cr enthält. Weil die Resistschicht bis zum Abschluss des Strukturierungsprozesses der lichtabschirmenden Schicht, die hauptsächlich Cr enthält, durch Trockenätzen erhalten bleiben sollte, muss die Dicke der Resistschicht im Fall der lichtabschirmenden Schicht, die hauptsächlich Cr enthält, sehr groß sein (z. B. die dreifache Dicke der lichtabschirmenden Schicht haben, die hauptsächlich Cr enthält).
In den vergangenen Jahren ist die Musterminiaturisierung bedeutsam geworden, wobei Fälle aufgetreten sind, in denen in einer Resistschicht mit einem durch Elektronenstrahlschreiben oder einem ähnlichen Verfahren ausgebildeten Übertragungsmuster die Höhe oder Dicke der Resistschicht in einem Abschnitt davon, in dem das Muster dicht ist, wesentlich größer ist als seine Breite, so dass die Resistschicht aufgrund ihrer Instabilität während eines Entwicklungsprozesses oder eines ähnlichen Prozesses kollabiert oder abgestreift wird. Wenn dies auftritt, wird das Übertragungsmuster in einer lichtabschirmenden Schicht, die hauptsächlich Cr enthält, nicht korrekt ausgebildet, wodurch eine fehlerhafte Fotomaske erhalten wird. Daher stellte die Verminderung der Dicke der Resistschicht das Hauptproblem dar, das es zu lösen galt. Zum Vermindern der Dicke der Resistschicht im Fall einer lichtabschirmenden Schicht, die hauptsächlich Cr enthält, ist es erforderlich gewesen, die Dicke der lichtabschirmenden Schicht zu vermindern. Die Dicke der lichtabschirmenden Schicht, die hauptsächlich Cr enthält, hat jedoch bereits einen Grenzwert erreicht, bei dem die lichtabschirmende Eigenschaft unzureichend wird.
In der JP S57-161 857 A (Patentdokument 1) wird eine Metallschicht, die hauptsächlich Ta (Tantal) enthält, als eine lichtabschirmende Schicht vorgeschlagen, die an Stelle einer Cr enthaltenden lichtabschirmenden Schicht verwendet werden soll. Patentdokument 1 beschreibt einen Maskenrohling mit einer Struktur, gemäß der eine Ta-Metalllage und eine Mischlage aus Ta-Nitrid (Tantalnitrid) und Ta-Oxid (Tantaloxid) nacheinander stapelförmig auf einem lichtdurchlässigen Substrat angeordnet sind. Außerdem ist in der JP S58-31 336 A (Patentdokument 2) ein Maskenrohling mit einer Struktur beschrieben, bei der eine Mischlage aus einem Metalloxid mit einem niedrigen Oxidationsgrad und einem Metallnitrid mit einem niedrigen Nitriergrad und eine Mischlage aus einem Metalloxid mit einem hohen Oxidationsgrad und einem Metallnitrid mit einem hohen Nitriergrad nacheinander stapelförmig auf einem Substrat angeordnet sind, wobei Ta als eines der in dieser Struktur verwendbaren Metallkomponenten vorgeschlagen ist.
Andererseits ist bekannt, dass in einem Fotomaskenrohling mit einer lichtabschirmenden Schicht ein Glassubstrat aufgrund einer in der lichtabschirmenden Schicht erzeugten Schichtspannung verformt wird. Wenn der Fotomaskenrohling mit dem verformten Glassubstrat verwendet wird, wird, wenn eine Fotomaske durch Ausbilden eines Übertragungsmusters in der lichtabschirmenden Schicht hergestellt und in einer Belichtungsvorrichtung verwendet wird, eine optische Störung erzeugt, beispielsweise eine Defokussierung auf einem Wafer, auf den ein Muster übertragen wird. Wenn die Musterbreite relativ groß ist, liegt diese Defokussierung innerhalb eines vernachlässigbaren Bereichs. Einhergehend mit der Musterminiaturisierung in den letzten Jahren ist die Defokussierung jedoch zu einem Problem geworden, und es sind verschiedenartige Herstellungsverfahren mit dem Ziel vorgeschlagen worden, die Schichtspannung als Ursache der Defokussierung zu vermindern.
In der JP 2006-195 202 A (Patentdokument 3) ist ein Herstellungsverfahren vorgeschlagen, durch das in einem Fotomaskenrohling mit einer als lichtabschirmende Schicht dienenden, auf Cr basierenden Schicht eine durch die auf Cr-basierende Schicht erzeugte Zugspannung vermindert wird. Patentdokument 3 beschreibt, dass, wenn die auf Cr basierende Schicht durch Sputtern auf einem Glassubstrat ausgebildet wird, die einem Target pro Sputterflächeneinheit zugeführte Leistung auf 5 W/cm² oder mehr eingestellt wird.
Die Aufmerksamkeit hat sich neuerdings auf Ta als Material mit höherwertigen Lichtabschirmungseigenschaften als Cr bei einer Belichtung durch einen ArF-Excimerlaser (Wellenlänge 193 nm) (nachstehend als ”ArF-Belichtung” bezeichnet) gerichtet, das durch ein Ätzgas trockenätzbar ist, das im Wesentlichen keinen Sauerstoff enthält. Ta-Metall oder eine Ta-Verbindung, die von Ta-Oxid verschieden ist, hat den Vorteil, dass es/sie ausschließlich durch ein Gas auf Chlorbasis oder ein Gas auf Fluorbasis trockenätzbar ist. Auch im Fall von Ta-Oxid kann, obwohl durch ein Gas auf Chlorbasis kein wesentlicher Trockenätzvorgang erzielt werden kann, weil die Ätzrate sehr niedrig ist, ein wesentlicher Trockenätzvorgang durch ein Gas auf Fluorbasis erzielt werden. Weil Ta-Metall oder eine Ta-Verbindung durch ein Ätzgas trockenätzbar ist, das im Wesentlichen kein Sauerstoffgas enthält, kann die Verbrauchs- oder Schwundmenge einer Resistschicht während eines Trockenätzvorgangs wesentlich vermindert werden (der Trockenätzvorgang wird mit einer Resistschicht mit einer Dicke ermöglicht, die derjenigen der lichtabschirmenden Schicht auf Ta-Basis im Wesentlichen gleicht). Daher kann die Höhe oder Dicke der Resistschicht bezüglich ihrer Breite nach Ausbildung eines Übertragungsmusters durch Elektronenstrahl(EB)schreiben oder einen ähnlichen Prozess im Vergleich zum Fall einer Cr-Schicht erheblich vermindert werden, so dass das Problem, wie beispielsweise ein Kollabieren oder Abstreifen der Resistschicht, ebenfalls gelöst werden kann.
Ta-Metall ist jedoch ein Material, das in der Atmosphäre sehr leicht oxidiert, so dass, wenn es als Material der lichtabschirmenden Schicht verwendet wird, ein Problem auftritt. Wie vorstehend beschrieben wurde, kann Ta-Oxid ausschließlich durch ein Gas auf Fluorbasis geätzt werden, das Gas auf Fluorbasis hat jedoch die Eigenschaft, dass es auch ein Glasmaterial ätzt, wie beispielsweise Quarzglas. Daher tritt, wenn ein Fotomaskenrohling durch Ausbilden einer lichtabschirmenden Ta-Oxidschicht auf einem transparenten Substrat aus Quarzglas hergestellt wird, das für Fotomaskenrohlinge für eine ArF-Belichtung weit verbreitet verwendet wird, ein Problem dahingehend auf, dass, wenn eine Resistschicht auf die lichtabschirmende Schicht aufgebracht wird und dann ein Übertragungsmuster durch Elektronenstrahl(EB)schreiben oder einen ähnlichen Prozess in der Resistschicht ausgebildet wird, und anschließend die lichtabschirmende Ta-Oxidschicht durch ein Gas auf Fluorbasis trockengeätzt wird, wobei die strukturierte Resistschicht als Maske verwendet wird, ein Muster zwar exakt in die lichtabschirmende Ta-Oxidschicht übertragen wird, allerdings wird auch das transparente Substrat durch das Gas auf Fluorbasis trockengeätzt, oder die Oberfläche des transparenten Substrats wird durch das Gas auf Fluorbasis aufgerauht, wodurch die optischen Eigenschaften nachteilig beeinflusst werden.
Ta-Metall hat die Eigenschaft, dass, wenn es zu Ta-Nitrid nitriert wird, eine Oxidation unterdrückt wird. Es ist jedoch schwierig, die Oxidation ausschließlich durch Nitrieren vollständig zu unterdrücken. Andererseits sollte als für eine lichtabschirmende Schicht erforderliche Eigenschaft, wenn eine Fotomaske mit einem darin ausgebildeten Übertragungsmuster durch ArF-Belichtungslicht oder ähnliches Licht belichtet wird, das Reflexionsvermögen (vorderseitige Reflexionsvermögen) für Licht, das an einer vom transparenten Substrat abgewandten Oberfläche der lichtabschirmenden Schicht reflektiert wird, kleiner oder gleich einem vorgegebenen Wert sein (kleiner als 30%). Normalerweise wird im Fall einer lichtabschirmenden Cr-Schicht in einem lichtdurchlässigen Fotomaskenrohling eine als vorderseitige Antireflexionslage dienende Cr-Oxidlage als eine obere Lage auf einer als lichtabschirmende Lage mit einem hohen Lichtabschirmungsvermögen dienenden Cr-Lage aufgebracht. In den letzten Jahren ist begonnen worden, eine Hyper-NA-(numerische Apertur NA > 1)Belichtungstechnik zu verwenden, wie beispielsweise eine Immersionsbelichtungstechnik. Bei einer derartigen Hyper-NA-Belichtungstechnik wird bei der Belichtung einer Fotomaske der Einfallswinkel von ArF-Belichtungslicht auf der Rückseite eines transparenten Substrats (auf der Fläche des transparenten Substrats, auf der die lichtabschirmende Schicht nicht ausgebildet ist) groß, wobei der Einfallswinkel einen Winkel zwischen dem Licht und einer Senkrechten zur Rückseite des transparenten Substrats bezeichnet. Daher können, wenn das von der Rückseite des transparenten Substrats eintretende und an der Grenzfläche zwischen der Vorderfläche des transparenten Substrats und der hinteren Fläche der lichtabschirmenden Schicht reflektierte Licht an der hinteren Fläche des transparenten Substrats erneut reflektiert wird und dann aus der Vorderfläche des transparenten Substrats an Abschnitten austritt, an denen die lichtabschirmende Schicht entfernt ist, Reflexionslicht, Dosisfehler oder ähnliche Erscheinungen auftreten, wodurch die Musterübertragung auf ein Belichtungsobjekt, wie beispielsweise eine Resistschicht, nachteilig beeinflusst wird. Daher wird zwischen dem transparenten Substrat und der lichtabschirmenden Schicht häufig eine rückseitige Antireflexionslage bereitgestellt. Normalerweise muss das Reflexionsvermögen (rückseitige Reflexionsvermögen) für an der rückseitigen Antireflexionslage reflektiertes Licht auf weniger als 40% eingestellt werden. Im Fall einer lichtabschirmenden Cr-Schicht wird zwischen dem transparenten Substrat und der als die lichtabschirmende Lage dienenden Cr-Lage häufig eine Cr-Nitridlage als rückseitige Antireflexionslage angeordnet. Als Ergebnis von durch den vorliegenden. Erfinder hinsichtlich des vorstehenden Sachverhalts durchgeführten Untersuchungen hat sich gezeigt, dass im Fall einer lichtabschirmenden Ta-Schicht die Schicht vorzugsweise eine stapelförmige Struktur hat, in der eine Ta-Nitridlage, die sowohl als eine lichtabschirmende Lage mit einem hohen Lichtabschirmungsvermögen als auch als rückseitige Antireflexionslage dient, auf dem transparenten Substrat ausgebildet ist, und eine Ta-Oxidlage, die sowohl als eine vorderseitige Antireflexionslage als auch als eine Antioxidationslage für die Ta-Nitridlage dient, als obere Lage auf der Ta-Nitridlage ausgebildet ist.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, ist das Problem bekannt, das durch die Verformung des Glassubstrats aufgrund der Schichtspannung verursacht wird, die durch die lichtabschirmende Schicht im Fotomaskenrohling mit der lichtabschirmenden Schicht erzeugt wird, und dieses trifft auch auf den Fall der lichtabschirmenden Schicht zu, die hauptsächlich Ta enthält. In der Ta-Nitridlage wird die innere Druckspannung durch Stickstoff in einer interstitiellen Verbindung tendenziell hoch, und weil außerdem die kinetische Energie von Ta-Teilchen, die von einem Sputtertarget emittiert werden und auf die obere Fläche des transparenten Substrats auftreffen, um eine Schicht darauf auszubilden, groß ist, weil Ta schwerer ist (Ta-Atomgewicht: 180,9) als ein Element (Cr-Atomgewicht 52,00; Mo-Atomgewicht: 95,94), das herkömmlich als Material der lichtabschirmenden Schicht verwendet wird, besteht die Tendenz, dass die Druckspannung im Inneren der als die lichtabschirmende Lage ausgebildeten Ta-Nitridlage weiter zunimmt.
Andererseits wird die innere Zugspannung der Ta-Oxidlage tendenziell hoch. Weil die kinetische Energie von Ta-Teilchen, die vom Sputtertarget emittiert werden und auf die obere Fläche des transparenten Substrats auftreffen, um eine Schicht darauf auszubilden, ebenfalls groß ist, wird eine Kraft in die Druckrichtung auf die als vorderseitige Antireflexionslage ausgebildete Ta-Oxidlage ausgeübt, so dass die Zugspannung im Inneren der Ta-Oxidlage tendenziell abnimmt. Normalerweise wird, wenn eine Metalloxidlage mit einer inneren Zugspannung als obere Lage auf eine Metallnitridlage mit einer inneren Druckspannung aufgebracht wird, durch einen Ausgleich zwischen der Druckspannung und der Zugspannung eine Spannungskompensation erhalten, beispielsweise werden die Spannungen durch Einstellen des Drucks in einer Sputtervorrichtung beim Ausbilden der einzelnen Lagen oder durch Einstellen der einer Sputtervorrichtung zugeführten Leistung kompensiert, wie in Patentdokument 2 beschrieben ist, wodurch das Verformungsmaß eines transparenten Substrats minimiert wird.
Im Fall der lichtabschirmenden Schicht mit der stapelförmigen Struktur aus der Ta-Nitridlage und der Ta-Oxidlage ist jedoch die innere Druckspannung der Ta-Nitridlage wesentlich größer als die innere Zugspannung der Ta-Oxidlage, so dass es schwierig ist, die inneren Spannungen der gesamten lichtabschirmenden Schicht durch herkömmliche Verfahren zu kompensieren, was ein Problem darstellt.
Die Druckschrift KR 10 2007 0 114 025 A beschreibt einen Maskenrohling und ein Herstellungsverfahren dafür zur Herstellung eines binären Maskenrohlings und eine Phasenverschiebungsmaske unter Verwendung eines dünnen Fotoresists.
Die US 2005/0 208 389 A1 beschreibt einen reflektierenden Maskenrohling mit einem Substrat, auf dem eine reflektierende Schicht zum Reflektieren von auftreffendem Licht in einem Bereich kurzer Wellenlängen, einschließlich der extremen ultravioletten Region, und eine Absorptionsschicht zum Absorbieren des eingestrahlten Lichts nacheinander gebildet werden.
Die US 2006/0 008 749 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Maskenrohlings für EUV-Fotolithographie und einen Maskenrohling.
Durch die vorliegende Erfindung wird das Problem gelöst, dass eine optische Störung auftritt, wie beispielsweise eine Defokussierung, wenn eine Fotomaske durch Ausbilden eines Übertragungsmusters in einem Fotomaskenrohling hergestellt wird, das ein Glassubstrat aufweist, das aufgrund unausgeglichener innerer Spannungen verformt wird, die durch eine lichtabschirmende Schicht erzeugt werden, die hauptsächlich Ta enthält, und auf einem Musterübertragungsobjekt, wie beispielsweise einem Wafer, belichtet wird, und es ist Aufgabe der Erfindung, einen Fotomaskenrohling bereitzustellen, durch den ein extrem feines Muster mit hoher Genauigkeit ausgebildet werden kann, und eine Fotomaske, die durch Ausbilden des feinen Musters im Fotomaskenrohling erhalten wird.
Die vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Erfindungsgemäß ist das Gas auf Fluorbasis, das keinen Sauerstoff enthält, ein sogenanntes Gas auf Fluorbasis, das im Wesentlichen keinen Sauerstoff enthält, d. h., das Sauerstoff in einer Menge enthält, gemäß der die Resistschicht und andere Schichten während eines Trockenätzvorgangs nicht beeinflusst werden. Außerdem ist das Gas auf Chlorbasis, das keinen Sauerstoff enthält, ein sogenanntes Gas auf Chlorbasis, das im Wesentlichen keinen Sauerstoff enthält, d. h., das Sauerstoff in einer Menge enthält, gemäß der die Resistschicht und andere Schichten während eines Trockenätzvorgangs nicht beeinflusst werden.
Erfindungsgemäß wird bei der Herstellung eines Fotomaskenrohlings, der auf einem transparenten Substrat eine lichtabschirmende Schicht, die eine lichtabschirmende Lage, die hauptsächlich Ta-Nitrid enthält, und eine vorderseitige Antireflexionslage aufweist, die hauptsächlich Ta-Oxid enthält, ein Mischgas aus einem Xe-Gas und einem Gas auf N-Basis (Gas auf Stickstoffbasis) als Atmosphärengas in einer Sputtervorrichtung verwendet, wenn die lichtabschirmende Lage, die hauptsächlich Ta-Nitrid enthält, auf dem transparenten Substrat ausgebildet wird, so dass von einem Sputtertarget aus Ta-Metall oder einer Ta-Verbindung in der Sputtervorrichtung emittierte Ta-Teilchen mit Xe-Atomen kollidieren, die ein hohes Atomgewicht haben, wodurch die Ta-Teilchen kinetische Energie verlieren und daher in einem abgebremsten Zustand auf das transparente Substrat auftreffen. Dadurch kann eine Druckkraft vermindert werden, die auf die lichtabschirmende Lage, die hauptsächlich Ta-Nitrid enthält, beim Auftreffen der Ta-Partikel ausgeübt wird, wodurch die Druckspannung im Inneren der lichtabschirmenden Lage erheblich vermindert werden kann.
Andererseits wird zum Ausbilden der vorderseitigen Antireflexionslage, die hauptsächlich Ta-Oxid enthält, auf der lichtabschirmenden Lage ein Mischgas aus einem Ar-Gas, das beim Sputtern weit verbreitet als Edelgas verwendet wird und ein Atomgewicht hat, das niedriger ist als dasjenige von Xe-Gas, und einem Gas auf O-Basis (Gas auf Sauerstoffbasis) als ein Atmosphärengas in der Sputtervorrichtung verwendet, so dass, auch wenn vom Sputtertarget aus Ta-Metall oder einer Ta-Verbindung in der Sputtervorrichtung emittierte Ta-Teilchen mit Ar-Atomen mit dem niedrigen Atomgewicht kollidieren, der Verlust der kinetischen Energie wesentlich kleiner ist als im Fall einer Kollision mit den Xe-Atomen, so dass die Ta-Teilchen in einem Zustand auf das transparente Substrat auftreffen können, in dem ihre Geschwindigkeit nicht so stark vermindert ist. Daher kann beim Auftreffen der Ta-Teilchen eine große Druckkraft auf die vorderseitige Antireflexionslage ausgeübt werden, die hauptsächlich Ta-Oxid enthält, wodurch die Zugspannung im Inneren der vorderseitigen Antireflexionslage vermindert wird.
Mit der stapelförmigen Struktur aus der lichtabschirmenden Lage, die hauptsächlich Ta-Nitrid enthält und eine wesentlich verminderte Druckspannung aufweist, und der vorderseitigen Antireflexionslage, die hauptsächlich Ta-Oxid enthält und eine im Vergleich zu einer herkömmlichen Metalloxidlage verminderte Zugspannung aufweist, tritt die Wirkung auf, dass die Spannungen der beiden Lagen sich gegenseitig geeignet kompensieren, wodurch die innere Spannung der lichtabschirmenden Schicht insgesamt wesentlich vermindert wird, während die lichtabschirmende Schicht herkömmlich insgesamt eine große innere Druckspannung aufweist. Daher kann das Auftreten einer optischen Störung, z. B. eine Defokussierung, verhindert werden, die ansonsten auftritt, wenn eine Fotomaske durch Ausbilden eines Übertragungsmusters in einem Fotomaskenrohling mit einem verformten Glassubstrat hergestellt und auf einem Übertragungsobjekt, z. B. einem Wafer, belichtet wird, so dass ein Fotomaskenrohling bereitgestellt werden kann, der die für eine Feinmusterbelichtung in den letzten Jahren geforderte Genauigkeit erfüllt.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben; es zeigen:
1 eine Querschnittansicht der Struktur einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fotomaskenrohlings;
2 eine Querschnittansicht der Struktur einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fotomaske;
3A bis 3G Querschnittansichten zum Darstellen von Prozessen zum Herstellen der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fotomaskenrohlings und der erfindungsgemäßen Fotomaske;
4 eine Querschnittansicht der Struktur eines erfindungsgemäßen Fotomaskenrohlings gemäß Beispiel 2; und
5 eine Querschnittansicht der Struktur eines erfindungsgemäßen reflektiven Fotomaskenrohlings gemäß Beispiel 3.
1 zeigt eine Querschnittansicht der Struktur einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fotomaskenrohlings, 2 zeigt eine Querschnittansicht der Struktur einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fotomaske, und die 3A bis 3G zeigen Querschnittansichten zum Darstellen von Prozessen zum Herstellen der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fotomaskenrohlings und der erfindungsgemäßen Fotomaske. Nachstehend werden die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fotomaskenrohlings und der erfindungsgemäßen Fotomaske unter Bezug auf diese Figuren beschrieben.
Wie in 1 dargestellt ist, ist diese Ausführungsform des Fotomaskenrohlings derart konfiguriert, dass eine Ta-Nitridlage 2, die hauptsächlich Ta-Nitrid enthält und eine Dicke von 44,9 nm aufweist, als lichtabschirmende Lage auf einem aus synthetischem Quarz hergestellten Glassubstrat 1 ausgebildet ist, und eine Ta-Oxidlage 3, die hauptsächlich Ta-Oxid enthält und eine Dicke von 13 nm hat, als eine vorderseitige Antireflexionslage auf der Ta-Nitridlage 2 ausgebildet ist. Die Ta-Nitridlage 2 und die Ta-Oxidlage 3 bilden eine lichtabschirmende Schicht 30. Der N-Anteil der Ta-Nitridlage 2 beträgt 31 Atom-%, und der O-Anteil der Ta-Oxidlage 3 beträgt 58 Atom Mit dieser Konfiguration der lichtabschirmenden Schicht 30 kann das vorderseitige Reflexionsvermögen auf weniger als 30% und das rückseitige Reflexionsvermögen auf weniger als 40% bezüglich ArF-Belichtungslicht eingestellt werden. Wie in 2 dargestellt ist, ist diese Ausführungsform der Fotomaske derart konfiguriert, dass in der lichtabschirmenden Schicht 30 des in 1 dargestellten Fotomaskenrohlings ein Feinmuster mit Abschnitten 30a, in denen die lichtabschirmende Schicht 30 erhalten bleibt, und Abschnitten 30b ausgebildet ist, in denen die lichtabschirmende Schicht 30 entfernt ist.
Nachstehend wird unter Bezug auf die 3A bis 3G ein Beispiel zum Herstellen dieser Ausführungsform des Fotomaskenrohlings und der Fotomaske beschrieben.
Beispiel 1
Ein Substrat 1 aus synthetischem Quarz mit einer quadratischen Größe von etwa 152 mm × 152 mm und mit einer Dicke von 6,35 mm wurde in eine DC-Magnetron-Sputtervorrichtung eingebracht. Nachdem der Innenraum der Sputtervorrichtung auf einen Druck von 2 × 10^–5 Pa oder weniger evakuiert war, wurde ein Mischgas (Sputtergas) aus Xe und N₂ in die Sputtervorrichtung eingeleitet. In diesem Fall wurden die Durchflussrate von Xe und die Durchflussrate von N₂ auf 11 sccm bzw. 15 sccm eingestellt. Als Sputtertarget wurde Ta verwendet. Nachdem sich die Gasdurchflussraten stabilisiert hatten, wurde die Leistung einer DC-Leistungsversorgung auf 1,5 kW eingestellt, wodurch eine Ta-Nitridlage 2 mit einer Dicke von 44,9 nm auf dem Substrat 1 ausgebildet wurde (vergl. 3A).
Dann wurde, während das Substrat 1, auf dem die Ta-Nitridlage 2 ausgebildet war, in der Sputtervorrichtung verblieb, ein Mischgas (Sputtergas), das ein Ar-Gas mit einer Durchflussrate von 58 sccm und ein O₂-Gas mit einer Durchflussrate von 32,5 sccm enthielt, in die Sputtervorrichtung eingeleitet, woraufhin die Leistung der DC-Leistungsversorgung auf 0,7 kW eingestellt wurde, um eine Ta-Oxidlage 3 mit einer Dicke von 13 nm auf die Ta-Nitridlage 2 aufzubringen (vergl. 3B). Wenn die Ta-Oxidlage 3 durch DC-Magnetron-Sputtern ausgebildet wird, kann es vorkommen, dass sich eine Oxidschicht auf dem Sputtertarget anlagert, wodurch die Schichtausbildungsrate abnimmt. Zum Unterdrücken der Abnahme der Schichtausbildungsrate ist eine DC-Pulseinheit zweckdienlich. Im vorliegenden Beispiel wurde eine Vorrichtung des Typs Sparc-LE V (Handelsbezeichnung), hergestellt von Advanced Energy Industries, Inc., verwendet.
Das Reflexionsvermögen (vorderseitige Reflexionsvermögen) einer vom Substrat 1 abgewandten Oberfläche einer derart ausgebildeten lichtabschirmenden Schicht 30 eines Fotomaskenrohlings betrug für ArF-Belichtungslicht (Wellenlänge 193 nm) 19,5%. Das Reflexionsvermögen (rückseitige Reflexionsvermögen) einer Oberfläche, auf der die lichtabschirmende Schicht 30 nicht ausgebildet war, des Substrats 1 betrug für ArF-Belichtungslicht 30,3%. Außerdem betrug der Lichtdurchlassgrad für ArF-Belichtungslicht 0,1%. Die Werte für den Brechungsindex n und den Extinktionskoeffizient k wurden unter Verwendung einer Vorrichtung zum Messen optischer Eigenschaften dünner Schichten des Typs n&k 1280 (Handelsbezeichnung), hergestellt von n&k Technology, Inc., berechnet, wobei der Brechungsindex n und der Extinktionskoeffizient k der Ta-Nitridlage 2 2,16 bzw. 2,02 betrugen, und der Brechungsindex n und der Extinktionskoeffizient k der Ta-Oxidlage 3 betrugen 2,23 bzw. 1,09. Außerdem wurde eine XPS-(Röntgenfotoelektronenspektroskopie) Analyse für eine auf die gleiche Weise hergestellte lichtabschirmende Schicht 30 ausgeführt, wobei ermittelt wurde, dass der N-Anteil und der Xe-Anteil der Ta-Nitridschicht 2 31 Atom-% bzw. etwa 0,4 Atom-% und der O-Anteil der Ta-Oxidlage 3 58 Atom-% betrugen. Außerdem wurde eine RBS-(Rutherford-Rückstreuspektrometrie) Analyse ausgeführt, wobei ermittelt wurde, dass der Ar-Anteil in der Ta-Oxidlage 3 etwa 2 Atom-% betrug. Außerdem wurde die Oberflächenrauigkeit der lichtabschirmenden Schicht 30 in einem Bereich von 1 μm² unter Verwendung eines Rasterkraftmikroskops (AFM) gemessen, wobei festgestellt wurde, dass der Rms-Wert 0,49 nm betrug. Außerdem wurde eine Defektprüfung unter Verwendung einer Defektprüfvorrichtung des Typs M1350 (Handelsbezeichnung), hergestellt von Lasertec Corporation, ausgeführt und bestätigt, dass Defekte normal identifizierbar sind.

Die Schichtstruktur, die Herstellungsbedingungen, usw. des Fotomaskenrohlings gemäß Beispiel 1 sind in Tabelle 1 zusammengefasst dargestellt. Tabelle 1

Konfiguration von Beispiel 1	Material	Dicke (nm)	Während des Sputterns eingeleitetes Gas
Konfiguration von Beispiel 1	Material	Dicke (nm)	Xe (sccm)	Ar (sccm)	N₂ (sccm)	O₂ (sccm)
Vorderseitige Antireflexionslage	Ta-O	13	0	58	0	32,5
Lichtabschirmende Lage	Ta-N	44,9	11	0	15	0

Außerdem sind die optischen und andere Eigenschaften des Fotomaskenrohlings von Beispiel 2 zusammengefasst in Tabelle 2 dargestellt.
Tabelle 2
Bezüglich des derart hergestellten Fotomaskenrohlings wurde das Verformungsmaß des Substrats 1 in der Querschnittsrichtung vor und nach der Ausbildung der lichtabschirmenden Schicht 30 gemessen. Die Messung des Verformungsmaßes des Substrats 1 wurde in einem 142 mm × 142 mm-Bereich ausgeführt, wobei der Außenumfangsabschnitt des 152 mm × 152 mm-Substrats ausgenommen wurde. Dabei ergab sich, dass die obere Fläche des Substrats aufgrund der Ausbildung der lichtabschirmenden Schicht 30 um 0,02 μm in eine konvexe Richtung verformt wurde.
Dann wurde ein Elektronenstrahlresist 4 in einer Dicke von 150 nm auf die Ta-Oxidlage 3 der auf dem Substrat 1 ausgebildeten lichtabschirmenden Schicht 30 aufgebracht (vergl. 3C), und dann wurden ein Elektronenstrahl(EB)schreibprozess und ein Entwicklungsprozess ausgeführt, wodurch ein Resistmuster ausgebildet wurde (vergl. 3D). In 3D bezeichnen die Bezugszeichen 4a und 4b Abschnitte, in denen das Resistmaterial nach dem Entwicklungsprozess erhalten bleibt, bzw. Abschnitte, in denen das Resistmaterial nach dem Entwicklungsprozess entfernt ist, wobei das Resistmuster durch die Abschnitte 4a, in denen das Resistmaterial erhalten bleibt, und die Abschnitte 4b gebildet wird, in denen das Resistmaterial entfernt ist.
Dann wurde ein Trockenätzprozess unter Verwendung eines CHF₃-Gases ausgeführt, um ein Muster in der Ta-Oxidlage 3 auszubilden (vergl. 3E). In 3E bezeichnet Bezugszeichen 3a Abschnitte im Muster der Ta-Oxidlage 3, in denen die Ta-Oxidlage erhalten bleibt. Anschließend wurde ein Trockenätzprozess unter Verwendung eines Cl₂-Gases ausgeführt, wodurch ein Muster in der Ta-Nitridlage 2 ausgebildet wurde. Außerdem wurde ein zusätzlicher 30%-Ätzvorgang ausgeführt, um ein lichtabschirmendes Schichtmuster auf dem Substrat 1 auszubilden (vergl. 3F). In 3F bezeichnet Bezugszeichen 2a Abschnitte im Muster der Ta-Nitridlage 2, in denen die Ta-Nitridlage erhalten bleibt. Für das derart ausgebildete lichtabschirmende Schichtmuster wurde eine SEM-Querschnittbeobachtung ausgeführt, wobei festgestellt wurde, dass das Elektronenstrahlresistmaterial mit einer Dicke von 80 nm erhalten blieb. Dann wurde das Resistmaterial auf dem lichtabschirmenden Schichtmuster entfernt, wodurch ein lichtabschirmendes Schichtmuster als Fotomaskenmuster erhalten wurde (vergl. 3G). Eine derart hergestellte Fotomaske wurde in einer Belichtungsvorrichtung angeordnet, um eine Musterübertragung auf einen mit einem Resist beschichteten Wafer auszuführen. Hierbei erfüllte ein aufgrund einer Defokussierung oder einer ähnlichen Ursache bewirktes Versatzmaß des übertragenen Musters bezüglich eines Designmusters auf dem Resist des Wafers die Genauigkeit, die für eine Feinmusterbelichtung für eine Strukturbreite (Half Pitch) von 32 nm oder weniger erforderlich ist. Daher hat sich gezeigt, dass der Fotomaskenrohling von Beispiel 1 eine ausreichende Leistungsfähigkeit hinsichtlich einer Feinmusterbelichtung für eine Strukturbreite von 32 nm oder weniger hat.
Vergleichsbeispiel 1
Eine lichtabschirmende Schicht wurde auf die gleiche Weise ausgebildet wie in Beispiel 1, außer dass zum Bestätigen der Wirkung der Verwendung des Mischgases aus Xe und N₂ als Sputtergas beim Sputtern der Ta-Nitridlage 2 in Beispiel 1 eine Ta-Nitridlage 2 unter Verwendung eines Mischgases aus Ar und N₂ als Sputtergas aufgesputtert wurde, was einem herkömmlichen Herstellungsverfahren entspricht.
Nachdem der Innenraum der Sputtervorrichtung auf einen Druck von 2 × 10^–5 Pa oder weniger evakuiert war, wurde ein Mischgas (Sputtergas) aus Ar und N₂ in die Sputtervorrichtung eingeleitet. In diesem Fall wurden die Durchflussrate von Ar und die Durchflussrate von N₂ auf 30 sccm bzw. 20 sccm eingestellt. Als Sputtertarget wurde Ta verwendet. Nachdem sich die Gasdurchflussraten stabilisiert hatten, wurde die Leistung einer DC-Leistungsversorgung auf 1,5 kW eingestellt, wodurch eine Ta-Nitridlage 2 mit einer Dicke von 44,2 nm auf einem Substrat 1 ausgebildet wurde. Dann wurde, während das Substrat 1, auf dem die Ta-Nitridlage 2 ausgebildet war, in der Sputtervorrichtung verblieb, unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 eine Ta-Oxidlage 3 mit einer Dicke von 13 nm auf die Ta-Nitridlage 2 aufgebracht.

Das Reflexionsvermögen (vorderseitige Reflexionsvermögen) einer vom Substrat 1 abgewandten Oberfläche einer derart ausgebildeten lichtabschirmenden Schicht 30 eines Fotomaskenrohlings betrug für ArF-Belichtungslicht 19,6%. Das Reflexionsvermögen (rückseitige Reflexionsvermögen) einer Oberfläche, auf der die lichtabschirmende Schicht 30 nicht ausgebildet war, des Substrats 1 betrug für ArF-Belichtungslicht 30,4%. Außerdem betrug der Lichtdurchlassgrad für ArF-Belichtungslicht 0,1%. Die Werte für den Brechungsindex n und den Extinktionskoeffizient k wurden unter Verwendung einer Vorrichtung des Typs n&k 1280 (Handelsbezeichnung), hergestellt von n&k Technology, Inc., berechnet, wobei der Brechungsindex n und der Extinktionskoeffizient k der Ta-Nitridlage 2 2,20 bzw. 2,05 betrugen, und der Brechungsindex n und der Extinktionskoeffizient k der Ta-Oxidlage 3 betrugen 2,23 bzw. 1,09. Außerdem wurde eine XPS-Analyse für eine auf die gleiche Weise hergestellte lichtabschirmende Schicht 30 ausgeführt, wobei ermittelt wurde, dass der N-Anteil der Ta-Nitridlage 2 32 Atom-% und der O-Anteil der Ta-Oxidlage 3 58 Atom-% betrugen. Außerdem wurde die Oberflächenrauigkeit der lichtabschirmenden Schicht 30 in einem Bereich von 1 μm² unter Verwendung eines Rasterkraftmikroskops (AFM) gemessen, wobei festgestellt wurde, dass der Rms-Wert 0,28 nm betrug. Außerdem wurde eine Defektprüfung unter Verwendung einer Defektprüfvorrichtung des Typs M1350 (Handelsbezeichnung), hergestellt von Lasertec Corporation, ausgeführt und bestätigt, dass Defekte normal identifizierbar sind. Die Herstellungsbedingungen und andere Parameter von Vergleichsbeispiel 1 sind zusammengefasst in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3

Konfiguration von Vergleichsbeispiel	Material	Dicke (nm)	Während des Sputterns eingeleitetes Gas
Konfiguration von Vergleichsbeispiel	Material	Dicke (nm)	Ar (sccm)	N₂ (sccm)	O₂ (sccm)
Vorderseitige Antireflexionslage	Ta-O	13	58	0	32,5
Lichtabschirmende Lage	Ta-N	44,2	30	20	0

Außerdem sind die optischen und andere Eigenschaften des Fotomaskenrohlings von Vergleichsbeispiel 1 zusammengefasst in Tabelle 4 dargestellt. Tabelle 4
Bezüglich des derart hergestellten Fotomaskenrohlings wurde das Verformungsmaß des Substrats 1 in der Querschnittsrichtung vor und nach der Ausbildung der lichtabschirmenden Schicht 30 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Dabei ergab sich, dass die obere Fläche des Substrats 1 aufgrund der Ausbildung der lichtabschirmenden Schicht 30 um 0,56 μm und damit wesentlich in eine konvexe Richtung verformt wurde.
Dann wurde ein lichtabschirmendes Schichtmuster auf die gleiche Weise ausgebildet wie in Beispiel 1, um eine Fotomaske zu erhalten. Die derart erhaltene Fotomaske wurde in der Belichtungsvorrichtung angeordnet, um eine Musterübertragung auf einen mit einem Resist beschichteten Wafer auszuführen. Hierbei war ein übertragenes Muster aufgrund einer Defokussierung oder einer ähnlichen Ursache, die durch die starke Verformung des Substrats bewirkt wurde, bezüglich eines Designmusters auf dem Resist des Wafers wesentlich versetzt, so dass die Genauigkeit, die für eine Feinmusterbelichtung für eine Strukturbreite (Half Pitch) von 32 nm oder weniger erforderlich ist, nicht erfüllt werden konnte.
Es ist allgemein bekannt, dass die Schichtspannung sich auch in Abhängigkeit vom Druck in der Sputtervorrichtung während des Sputterprozesses ändert. Daher wurde die Durchflussrate eines beim Sputtern der Ta-Nitridlage als Edelgas eingeleiteten Gases geändert (wodurch veranlasst wird, dass sich der Druck in der Sputtervorrichtung ändert), um die Beziehung zwischen dem Druck in der Sputtervorrichtung und dem Verformungsmaß eines Glassubstrats (eines aus dem gleichen Material wie in Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 hergestellten Quarzsubstrats) für die Fälle zu verifizieren, in denen als Edelgas Ar-Gas verwendet wurde, und in denen als Edelgas Xe-Gas verwendet wurde. Weil diese Verifizierung im Wesentlichen das Ziel hat, den Einfluss der Schichtspannung einer Ta-Nitridlage auf ein Glassubstrat zu untersuchen, wurde nur die Ta-Nitridlage auf dem Glassubstrat ausgebildet, d. h., die Ta-Oxidlage wurde nicht ausgebildet.

Zunächst wurde die Verifizierung für den Fall ausgeführt, in dem ein Mischgas (Sputtergas) aus Ar und N₂ beim Sputtern der Ta-Nitridlage von Vergleichsbeispiel 1 verwendet wurde. Außer dass die Durchflussrate des eingeleiteten Ar-Gases geändert wurde, wurden die Ta-Nitridlagen unter den gleichen Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 1 aufgesputtert (die Durchflussrate des eingeleiteten N₂-Gases wurde konstant bei 20 sccm gehalten). Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt. Tabelle 5

Ar-Gasdurchflussrate (sccm)	Substratverformungsrichtung	Substratverformungsmaß (μm)	Dicke (nm)	Substratverformungsmaß pro Dickeneinheit (um/nm)	Schichtausbildungsdruck (Pa)
20	konvex	0,66	39,78	0,0166	0,06
30	konvex	0,65	44,20	0,0147	0,10
60	konvex	0,63	46,41	0,0136	0,19
100	konvex	0,58	48,62	0,0119	0,32

Die Substratverformungsrichtung in Tabelle 5 ist bezüglich der oberen Fläche des Substrats ”konkav oder konvex”. Weil es hinsichtlich der Spezifikation der Sputtervorrichtung schwierig ist, eine konstante Dicke der Ta-Nitridlagen zu erhalten, ist die Beziehung zwischen dem Substratverformungsmaß und dem Schichtausbildungsdruck (dem während der Schichtausbildung in der Sputtervorrichtung vorherrschenden Druck) durch Umwandeln eines Substratverformungsmaßes in ein Substratverformungsmaß pro Dickeneinheit dargestellt, das durch Teilen des Substratverformungsmaßes durch die Dicke erhalten wird. Die Schichtausbildungsbedingung einer Ar-Gasdurchflussrate von 30 sccm in Tabelle 5 ist die gleiche wie in Vergleichsbeispiel 1. D. h., dass in Vergleichsbeispiel 1 die Ta-Nitridlage eine Druckspannung aufwies, die dazu geeignet ist, das Glassubstrat um 0,65 μm in die konvexe Richtung zu verformen. In Vergleichsbeispiel 1 wurde das Glassubstrat als Ergebnis der stapelförmigen Anordnung der Ta-Oxidlage auf der Ta-Nitridlage um 0,56 μm in die konvexe Richtung verformt, so dass die unter den Schichtausbildungsbedingungen von Vergleichsbeispiel 1 ausgebildete Ta-Oxidlage mit der Dicke von 13 nm eine Zugspannung aufwies, die dazu geeignet ist, das Glassubstrat um 0,09 μm (Substratverformungsmaß pro Dickeneinheit: 0,0069 μm/nm) gegen die Druckspannung der Ta-Nitridlage in die konkave Richtung zurückzuversetzen. Als Ergebnis dieser Verifizierung hat sich gezeigt, dass es auch durch Einstellen der Durchflussrate des in die Sputtervorrichtung eingeleiteten Ar-Gases schwierig ist, zu erreichen, dass die Zugspannung der Ta-Oxidlage die Druckspannung der Ta-Nitridlage derart kompensiert, dass das Verformungsmaß des Glassubstrats so vermindert wird, dass die für eine Feinmusterbelichtung für eine Strukturbreite von 32 nm oder weniger erforderliche Genauigkeit erfüllt wird.

Anschließend wurde eine Verifizierung für den Fall ausgeführt, in dem ein Mischgas (Sputtergas) aus Xe und N₂ beim Sputtern der Ta-Nitridlage von Beispiel 1 verwendet wurde. Außer dass die Durchflussrate des eingeleiteten Xe-Gases geändert wurde, wurden Ta-Nitridlagen unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 aufgesputtert (die Durchflussrate des eingeleiteten N₂-Gases wurde konstant bei 15 sccm gehalten). Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt. Tabelle 6

Xe-Gasdurchflussrate (sccm)	Substratverformungsrichtung	Substratverformungsmaß (μm)	Dicke (nm)	Substratverformungsmaß pro Dickeneinheit (μm/nm)	Schichtausbildungsdruck (Pa)
9	konvex	0,20	40,86	0,0049	0,06
11	konvex	0,11	44,90	0,0024	0,07
20	konkav	0,26	46,70	0,0056	0,14
40	konkav	0,07	48,49	0,0014	0,29

Die Schichtausbildungsbedingung einer Xe-Gasdurchflussrate von 11 sccm in Tabelle 6 ist die gleiche wie in Beispiel 1. Anhand eines Vergleichs mit den Ergebnissen von Tabelle 5 ist ersichtlich, dass die Druckspannung der Ta-Nitridlage, die das Glassubstrat verformt, durch die Verwendung von Xe-Gas wesentlich vermindert werden kann. Außerdem ist ersichtlich, dass in Beispiel 1 die Ta-Nitridlage eine Druckspannung aufwies, die dazu geeignet ist, das Glassubstrat um 0,11 μm in die konvexe Richtung zu verformen. In Beispiel 1 wurde das Glassubstrat durch das Aufbringen der Ta-Oxidlage auf die Ta-Nitridlage um 0,02 μm in die konvexe Richtung verformt, so dass die unter den Schichtausbildungsbedingungen von Beispiel 1 ausgebildete Ta-Oxidlage mit der Dicke von 13 nm eine Zugspannung aufwies, die dazu geeignet ist, das Glassubstrat gegen die Druckspannung der Ta-Nitridlage um 0,09 μm (Substratverformungsmaß pro Dickeneinheit: 0,0069 μm/nm) in die konkave Richtung zurückzuversetzen. Als Ergebnis dieser Verifizierung hat sich gezeigt, dass durch die Verwendung des Xe-Gases als ein Edelgas des Sputtergases (des während des Sputterns zugeführten Gases) die Zugspannung der Ta-Nitridlage wesentlich vermindert werden kann, und außerdem kann durch Einstellen der Durchflussrate des in die Sputtervorrichtung eingeleiteten Xe-Gases zum Erzielen eines Ausgleichs mit der Zugspannung der Ta-Oxidlage das Verformungsmaß des Glassubstrats weiter vermindert werden, so dass ein Maskenrohling hergestellt werden kann, der die für eine Feinmusterbelichtung für eine Strukturbreite von 32 nm oder weniger erforderliche Genauigkeit erfüllt.
Beispiel 2
4 zeigt eine Querschnittansicht der Struktur eines Fotomaskenrohlings gemäß Beispiel 2. Wie in 4 dargestellt ist, ist der Fotomaskenrohling gemäß Beispiel 2 derart konfiguriert, dass eine Ta-B-N-Lage 21 mit einer Dicke von 46,7 nm als eine lichtabschirmende Lage auf einem aus synthetischem Quarz hergestellten Glassubstrat 1 ausgebildet ist und eine Ta-B-O-Lage 31 mit einer Dicke von 10 nm als vorderseitige Antireflexionslage auf der Ta-B-N-Lage 21 ausgebildet ist. Die Ta-B-N-Lage 21 und die Ta-B-O-Lage 31 bilden eine lichtabschirmende Schicht 33. Hierbei betragen der N-Anteil der Ta-B-N-Lage 21 15 Atom-% und der O-Anteil der Ta-B-O-Lage 31 56 Atom-%.
Der Fotomaskenrohling gemäß Beispiel 2 wird folgendermaßen hergestellt. Wie in Beispiel 1 wurde ein Substrat 1 aus synthetischem Quarz mit einer quadratischen Größe von etwa 152 mm × 152 mm und mit einer Dicke von 6,35 mm in eine DC-Magnetron-Sputtervorrichtung eingebracht. Nachdem der Innenraum der Sputtervorrichtung auf einen Druck von 2 × 10^–5 Pa oder weniger evakuiert war, wurde ein Mischgas (Sputtergas) aus Xe und N₂ in die Sputtervorrichtung eingeleitet. In diesem Fall wurden die Durchflussrate von Xe und die Durchflussrate von N₂ auf 12,9 sccm bzw. 6 sccm eingestellt. Als Sputtertarget wurde eine Ta-B-Legierung (Atomverhältnis Ta:B = 80:20) verwendet. Nachdem sich die Gasdurchflussraten stabilisiert hatten, wurde die Leistung einer DC-Leistungsversorgung auf 1,5 kW eingestellt, wodurch eine Ta-B-N-Lage 21 mit einer Dicke von 46,7 nm auf dem Substrat 1 ausgebildet wurde.
Dann wurde, während das Substrat 1, auf dem die Ta-B-N-Lage 21 ausgebildet war, in der Sputtervorrichtung verblieb, ein Mischgas (Sputtergas), das Ar mit einer Durchflussrate von 58 sccm und O₂ mit einer Durchflussrate von 32,5 sccm enthielt, in die Sputtervorrichtung eingeleitet, woraufhin die DC-Leistungsversorgung auf 0,7 kW eingestellt wurde, um eine Ta-B-O-Lage 31 mit einer Dicke von 10 nm auf die Ta-B-N-Lage 21 aufzubringen. Wenn die Ta-B-O-Lage 31 durch DC-Magnetron-Sputtern ausgebildet wird, kann es wie im Fall der Ta-Oxidlage 3 vorkommen, dass sich eine Oxidschicht auf dem Sputtertarget anlagert, wodurch die Schichtausbildungsrate abnimmt. Zum Unterdrücken der Abnahme der Schichtausbildungsrate ist eine DC-Pulseinheit zweckdienlich. Auch im vorliegenden Beispiel wurde eine Vorrichtung des Typs Sparc-LE V (Handelsbezeichnung), hergestellt von Advanced Energy Industries, Inc., verwendet.
Das Reflexionsvermögen (vorderseitige Reflexionsvermögen) einer vom Substrat 1 abgewandten Oberfläche einer derart ausgebildeten lichtabschirmenden Schicht 33 betrug für ArF-Belichtungslicht 18,1%. Das Reflexionsvermögen (rückseitige Reflexionsvermögen) einer Oberfläche, auf der die lichtabschirmende Schicht 33 nicht ausgebildet war, des Substrats 1 betrug für ArF-Belichtungslicht 33,7%. Außerdem betrug der Lichtdurchlassgrad für ArF-Belichtungslicht 0,1%. Außerdem wurde eine XPS-Analyse für eine auf die gleiche Weise hergestellte lichtabschirmende Schicht 33 ausgeführt, wobei ermittelt wurde, dass der N-Anteil und der Xe-Anteil der Ta-B-N-Lage 21 15 Atom bzw. etwa 0,3 Atom und der O-Anteil der Ta-B-O-Lage 31 58 Atom betrugen. Außerdem wurde eine RBS-Analyse ausgeführt, wobei festgestellt wurde, dass der Ar-Anteil in der Ta-B-O-Lage 31 etwa 1 Atom betrug. Außerdem wurde die Oberflächenrauigkeit der lichtabschirmenden Schicht in einem Bereich von 1 μm² unter Verwendung eines Rasterkraftmikroskops (AFM) gemessen, wobei festgestellt wurde, dass der Rms-Wert 0,42 nm betrug.

Die Herstellungsbedingungen und andere Parameter von Beispiel 2 sind in Tabelle 7 zusammengefasst dargestellt. Tabelle 7

Konfiguration von Beispiel 2	Material	Dicke (nm)	Während des Spulterns eingeleitetes Gas
Konfiguration von Beispiel 2	Material	Dicke (nm)	Xe (sccm)	Ar (sccm)	N₂ (sccm)	O₂ (sccm)
Vorderseitige Antireflexionslage	Ta-B-O	10	0	58	0	32,5
Lichtabschirmende Lage	Ta-B-N	46,7	12,9	0	6	0

Außerdem sind die optischen und andere Eigenschaften des Fotomaskenrohlings von Beispiel 2 zusammengefasst in Tabelle 8 dargestellt. Tabelle 8
Bezüglich des derart hergestellten Fotomaskenrohlings wurde das Verformungsmaß des Substrats 1 in der Querschnittsrichtung vor und nach der Ausbildung der lichtabschirmenden Schicht 33 gemessen. Die Messung des Verformungsmaßes des Substrats 1 wurde in einem quadratischen 142 mm × 142 mm-Bereich ausgeführt, wobei der Außenumfangsabschnitt des quadratischen 152 mm × 152 mm-Substrats ausgenommen wurde. Dabei ergab sich, dass die obere Fläche des Substrats aufgrund der Ausbildung der lichtabschirmenden Schicht 33 um 0,01 μm in die konvexe Richtung verformt wurde.
Dann wurde ein lichtabschirmendes Schichtmuster auf die gleiche Weise ausgebildet wie in Beispiel 1, wodurch eine Fotomaske erhalten wurde. Die derart erhaltene Fotomaske wurde in einer Belichtungsvorrichtung angeordnet, um eine Musterübertragung auf einen mit einem Resist beschichteten Wafer auszuführen. Hierbei erfüllte ein aufgrund einer Defokussierung oder aus ähnlichen Gründen verursachtes Versatzmaß des übertragenen Musters bezüglich eines Designmusters auf dem Resist des Wafers die für eine Feinmusterbelichtung für eine Strukturbreite (Half Pitch) von 32 nm oder weniger erforderliche Genauigkeit. Daher hat sich gezeigt, dass der Fotomaskenrohling von Beispiel 2 eine ausreichende Leistungsfähigkeit hinsichtlich einer Feinmusterbelichtung für eine Strukturbreite von 32 nm oder weniger hat.
Beispiel 3
5 zeigt eine Querschnittansicht der Struktur eines reflektiven Fotomaskenrohlings gemäß Beispiel 3. Der reflektive Fotomaskenrohling ist ein Fotomaskenrohling zum Herstellen einer reflektiven Fotomaske insbesondere zur Verwendung in einer EUV-(extremes Ultraviolett)Lithografie unter Verwendung von EUV-Licht (Wellenlänge etwa 13 nm). Der reflektive Fotomaskenrohling wird ausgebildet durch stapelförmiges aufeinanderfolgendes Anordnen einer mehrlagigen reflektiven Schicht 11, einer Zwischenschicht 12 und einer Absorptionsschicht (lichtabschirmenden Schicht) 13 auf einem Substrat 10. Die mehrlagige Schicht 11 ist dazu geeignet, EUV-Licht mit einem hohen Reflexionsvermögen zu reflektieren und hat normalerweise eine Struktur, gemäß der ein Material mit einem relativ hohen Brechungsindex und ein Material mit einem relativ niedrigen Brechungsindex in einer Dicke von mehreren nm alternierend angeordnet sind. Als mehrlagige reflektive Schicht 11 wird weit verbreitet eine mehrlagige reflektive Schicht mit zyklischen Mo/Si-Lagen verwendet, in der Mo und Si in etwa 40 Zyklen alternierend angeordnet sind. Beispiele anderer mehrlagiger reflektiver Schichten sind eine mehrlagige reflektive Schicht mit zyklischen Ru/Si-Lagen, eine mehrlagige reflektive Schicht mit zyklischen Mo/Be-Lagen, eine mehrlagige reflektive Schicht mit zyklischen Mo-Verbindungs-/Si-Verbindungslagen, eine mehrlagige reflektive Schicht mit zyklischen Si/Nb-Lagen, eine mehrlagige reflektive Schicht mit zyklischen Si/Mo/Ru-Lagen, eine mehrlagige reflektive Schicht mit zyklischen Si/Mo/Ru/Mo-Lagen, eine mehrlagige reflektive Schicht mit zyklischen Si/Ru/Mo/Ru-Lagen, usw.
Die Zwischenschicht 12 dient als Ätzstoppschicht beim Ätzen eines Übertragungsmusters in der Absorptionsschicht 13 und ist allgemein eine Schicht aus einem Material, das als eine Hauptmetallkomponente Cr enthält. Insbesondere ist CrN bevorzugt, weil es eine amorphe Kristallstruktur hat, so dass beim Ätzen des Übertragungsmusters eine geringe Randrauigkeit erhalten werden kann. Eine Schutzschicht, die hauptsächlich Ru enthält und beim Ätzen des Übertragungsmusters in der Absorptionsschicht 13 eine Ätzstoppfunktion hat, kann an Stelle der Zwischenschicht 12 oder zwischen der mehrlagigen reflektiven Schicht 11 und der Zwischenschicht 12 bereitgestellt werden. Diese Schutzschicht hat einen hohen Lichtdurchlassgrad für EUV-Licht, so dass, anders als bei der Zwischenschicht 12, das Übertragungsmuster nicht unbedingt darin geätzt werden muss. Als für diese Schutzschicht verwendbares Material ist ein Ru-Metall, eine RuNb-Legierung, eine RuZr-Legierung, Verbindungen davon, usw. geeignet. Die Absorptionsschicht 13 dient dazu, EUV-Licht zu absorbieren, und ist häufig aus einem Material hergestellt, das als eine Hauptmetallkomponente Ta enthält. Durch Ausbilden des Übertragungsmusters in der Absorptionsschicht 13 und der Zwischenschicht 12 des reflektiven Fotomaskenrohlings mit der vorstehend erwähnten Struktur durch Trockenätzen unter Verwendung eines Resistmusters als Maske wird eine reflektive Fotomaske mit dem Übertragungsmuster hergestellt. Dann wird, indem diese reflektive Fotomaske an einer vorgegebenen Position in einer EUV-Belichtungsvorrichtung angeordnet und mit EUV-Licht bestrahlt wird, das EUV-Licht an einem Abschnitt reflektiert, wo die mehrlagige reflektive Schicht 11 durch das Ätzen der Absorptionsschicht 13 und der Zwischenschicht 12 freigelegt ist, während das EUV-Licht an einem Abschnitt, an dem die Absorptionsschicht 13 erhalten bleibt, absorbiert wird, so dass das Übertragungsmuster auf ein Belichtungsobjekt, wie beispielsweise ein Resist auf einem Wafer, übertragen wird.
Im Allgemeinen wird nach der Herstellung der reflektiven Fotomaske durch Ausbilden des Übertragungsmusters in der Absorptionsschicht 13 und der Zwischenschicht 12 des reflektiven Fotomaskenrohlings ein Prüfvorgang zum Untersuchen der Genauigkeit des Übertragungsmusters ausgeführt. Dieser Prüfvorgang wird durch Aufstrahlen von Licht im tiefen Ultraviolett mit einer Wellenlänge von etwa 190 nm bis 260 nm auf die reflektive Fotomaske und Beobachten des Reflexionskontrasts ausgeführt. Wenn das Oberflächenreflexionsvermögen der Absorptionsschicht 13 groß ist, wird der Unterschied des Reflexionskontrasts zwischen der Oberfläche der mehrlagigen reflektiven Schicht 11 und der Oberfläche der Absorptionsschicht 13 so klein, dass der Prüfvorgang nicht zufriedenstellend ausgeführt werden kann. Daher weist die Absorptionsschicht 13 eine zweilagige Struktur auf, die betrachtet von der Seite der Zwischenschicht 12 eine Absorptionslage (lichtabschirmende Lage) 14, die aus einem Material mit einem hohen Absorptionsvermögen für EUV-Licht hergestellt ist, und eine Oberflächen-Antireflexionslage 15 aufweist, die aus einem Material mit einem niedrigen Reflexionsvermögen für Prüflicht (Licht im tiefen Ultraviolett) hergestellt ist. Wenn ein Material, das als eine Hauptmetallkomponente Ta enthält, für die Absorptionslage 14 verwendet wird, ist Ta-Nitrid als Material der Absorptionslage 14 bevorzugt, und Ta-Oxid ist als Material der Oberflächen-Antireflexionslage 15 bevorzugt.
Auch im Fall des reflektiven Fotomaskenrohlings tritt wie im Fall des herkömmlichen Fotomaskenrohlings zur Verwendung in einem ArF-Belichtungsprozess ein Problem dahingehend auf, dass die Schichtspannung in der zweilagigen Struktur, die die Ta-Nitrid-Absorptionslage 14 und die Ta-Oxid-Oberflächen-Antireflexionslage 15 der Absorptionsschicht 13 aufweist, die Verformung der mehrlagigen reflektiven Schicht 11 und des Substrats 10 beeinflusst. Die technische Idee der vorliegenden Erfindung ist auch auf die Absorptionsschicht 13 des reflektiven Fotomaskenrohlings anwendbar.
Nachstehend wird unter Bezug auf 5 ein Herstellungsverfahren des reflektiven Fotomaskenrohlings gemäß Beispiel 3 beschrieben. Bei dem reflektiven Fotomaskenrohling gemäß Beispiel 3 wurde ein SiO₂-TiO₂-Glas mit einer quadratischen Größe von etwa 152 mm × 152 mm und mit einer Dicke von 6,35 mm als ein Substrat 10 verwendet. Zunächst wurde eine mehrlagige reflektive Schicht 11 durch Ionenstrahlsputtern auf dem Substrat 10 aufgebracht. Das Substrat 10 wurde in einer Ionenstrahlsputtervorrichtung angeordnet, in der ein Si-Target und ein Mo-Target bereitgestellt wurden, woraufhin ein Ionenstrahl abwechselnd auf das Si-Target und das Mo-Target aufgestrahlt wurde, um 40 Zyklen von Si- und Mo-Lagen auszubilden, wobei in jedem Zyklus eine Si-Lage mit einer Dicke von 4,2 nm und eine Mo-Lage mit einer Dicke von 2,8 nm ausgebildet wurde, und schließlich wurde eine Si-Lage mit einer Dicke von 4,2 nm ausgebildet, wodurch die mehrlagige reflektive Schicht 11 ausgebildet wurde. Dann wurde eine Zwischenschicht 12 aus Cr-Nitrid mit einer Dicke von 15 nm in einer DC-Magnetron-Sputtervorrichtung auf der Oberfläche der mehrlagigen reflektiven Schicht 11 ausgebildet. Die Schichtausbildung wurde unter Verwendung eines Cr-Targets und Ar mit einem Zusatz von 10 Atom N als Sputtergas ausgeführt.
Dann wurde eine Absorptionslage 14 aus Ta-B-N (Nitrid einer Tantal-Bor-Legierung) in der DC-Magnetron-Sputtervorrichtung auf einer oberen Fläche der Zwischenschicht 12 ausgebildet. Nachdem der Innenraum der Sputtervorrichtung auf einen Druck von 2 × 10^–5 Pa oder weniger evakuiert war, wurde ein Mischgas (Sputtergas) aus Xe und N₂ in die Sputtervorrichtung eingeleitet. In diesem Fall wurden die Durchflussrate von Xe und die Durchflussrate von N₂ auf 12,9 sccm bzw. 6 sccm eingestellt. Als Sputtertarget wurde eine Ta-B-Legierung (Atomverhältnis Ta:B = 80:20) verwendet. Nachdem sich die Gasdurchflussraten stabilisiert hatten, wurde die Leistung einer DC-Leistungsversorgung auf 1,5 kW eingestellt, wodurch eine Ta-B-N-Lage 14 mit einer Dicke von 50 nm auf der oberen Fläche der Zwischenschicht 12 ausgebildet wurde.
Dann wurde, während das Substrat 10 in der Sputtervorrichtung verblieb, ein Mischgas (Sputtergas), das Ar mit einer Durchflussrate von 58 sccm und O₂ mit einer Durchflussrate von 32,5 sccm enthielt, in die Sputtervorrichtung eingeleitet, woraufhin die Leistung der DC-Leistungsversorgung auf 0,7 kW eingestellt wurde, um eine Oberflächen-Antireflexionslage 15 aus Ta-B-O (Oxid einer Tantal-Bor-Legierung) mit einer Dicke von 15 nm auf der Absorptionslage 14 auszubilden. Wenn die Ta-B-O-Oberflächen-Antireflexionslage 15 durch DC-Magnetron-Sputtern ausgebildet wird, kann es vorkommen, dass sich eine Oxidschicht auf dem Sputtertarget anlagert, wodurch die Schichtausbildungsrate abnimmt. Zum Unterdrücken der Abnahme der Schichtausbildungsrate ist eine DC-Pulseinheit zweckdienlich. Auch im vorliegenden Beispiel wurde eine Vorrichtung des Typs Sparc-LE V (Handelsbezeichnung), hergestellt von Advanced Energy Industries, Inc., verwendet.
Im derart hergestellten reflektiven Fotomaskenrohling befanden sich sowohl die Absorptionslage 14 als auch die Oberflächen-Antireflexionslage 15 in einem amorphen Kristallzustand. Außerdem wurde eine XPS-Analyse für eine Absorptionsschicht 13 ausgeführt, wobei der N-Anteil und der Xe-Anteil der Ta-B-N-Lage 14 15 Atom-% bzw. etwa 0,3 Atom-% betrugen und der O-Anteil der Ta-B-O-Oberflächen-Antireflexionslage 15 56 Atom-% betrug. Außerdem wurde eine RBS-Analyse ausgeführt, wobei ermittelt wurde, dass der Ar-Anteil in der Ta-B-O-Oberflächen-Antireflexionslage 15 etwa 0,1 Atom-% betrug. Außerdem wurde die Oberflächenrauigkeit der Absorptionsschicht 13 in einem 1 μm²-Bereich unter Verwendung eines Rasterkraftmikroskops (AFM) gemessen, wobei ein Rms-Wert von 0,42 nm ermittelt wurde.

Die Herstellungsbedingungen und andere Parameter der Absorptionsschicht 13 von Beispiel 3 sind in Tabelle 9 zusammengefasst dargestellt. Tabelle 9

Konfiguration von Beispiel 3	Material	Dicke (nm)	Während des Sputterns eingeleitetes Gas
Konfiguration von Beispiel 3	Material	Dicke (nm)	Xe (sccm)	Ar (sccm)	N₂ (sccm)	O₂ (sccm)
Vorderseitige Antireflexionslage	Ta-B-O	15	0	58	0	32,5
Lichtabschirmende Lage	Ta-B-N	50	12,9	0	6	0

Bezüglich des derart hergestellten Fotomaskenrohlings wurde das Verformungsmaß des Substrats 10 in der Querschnittsrichtung vor und nach der Ausbildung der Absorptionsschicht 13 gemessen. Die Messung des Verformungsmaßes des Substrats 10 wurde in einem quadratischen 142 mm × 142 mm-Bereich ausgeführt, wobei der Außenumfangsabschnitt des quadratischen 152 mm × 152 mm-Substrats 10 ausgenommen wurde. Dabei ergab sich, dass die obere Fläche des Substrats 10 aufgrund der Ausbildung der Absorptionsschicht 13 um 0,01 μm in eine konvexe Richtung verformt wurde.
Dann wurde ein Elektronenstrahlresist in einer Dicke von 150 nm auf der Oberflächen-Antireflexionslage 15 der auf dem Substrat 10 ausgebildeten Absorptionsschicht 13 aufgebracht, woraufhin durch den gleichen Ätzvorgang wie in Beispiel 1 ein Muster in die Absorptionsschicht 13 übertragen wurde. Anschließend wurde das Muster durch Trockenätzen unter Verwendung eines Mischgases aus Cl₂-Gas und O₂-Gas in die Cr-Nitrid-Zwischenschicht 12 übertragen, wodurch eine reflektive Fotomaske erhalten wird. Die derart erhaltene reflektive Fotomaske wurde in einer EUV-Belichtungsvorrichtung angeordnet, um eine Musterübertragung auf einen mit einem Resist beschichteten Wafer auszuführen. Dabei ergab sich, dass das durch eine Defokussierung oder aus anderen Gründen verursachte Versatzmaß des übertragenen Musters bezüglich eines Designmusters auf dem Resist des Wafers die für eine Feinmusterbelichtung für eine Strukturbreite (Half Pitch) von 32 nm oder weniger erforderliche Genauigkeit erfüllte. Daher hat sich gezeigt, dass der reflektive Fotomaskenrohling von Beispiel 3 eine ausreichende Leistungsfähigkeit hinsichtlich einer Feinmusterbelichtung für eine Strukturbreite von 32 nm oder weniger hat. Wenn an Stelle der Zwischenschicht 12 die Schutzschicht, z. B. aus einer RuNb-Legierung, bereitgestellt wird, kann die Schutzschicht unter Verwendung eines RuNb-Targets in einer Dicke von 2,5 nm ausgebildet werden.
In einem Fotomaskenrohling für ArF-Belichtungslicht kann, um das rückseitige Reflexionsvermögen zu vermindern, während die Gesamtdicke einer lichtabschirmenden Schicht weiter vermindert wird, die lichtabschirmende Schicht eine dreilagige Struktur haben, bei der außerdem eine rückseitige Antireflexionslage zwischen einer lichtabschirmenden Lage und einem transparenten Substrat angeordnet ist. In diesem Fall enthält die rückseitige Antireflexionslage vorzugsweise Tantalnitrid (TaN) als eine Hauptkomponente. Daher hat die lichtabschirmende Schicht eine dreilagige Struktur mit einer vorderseitigen Antireflexionslage, die hauptsächlich TaO enthält und eine Zugspannung aufweist, einer lichtabschirmenden Lage, die hauptsächlich TaN enthält und eine Druckspannung aufweist, und einer rückseitigen Antireflexionslage, die hauptsächlich TaN enthält und eine Druckspannung aufweist. Daher ist es bevorzugt, zum Sputtern der beiden Lagen, die hauptsächlich TaN enthalten, ein Xe-Gas als Edelgas zu verwenden und die Schichtspannungen der drei Lagen durch Einstellen der Schichtausbildungsbedingungen einzustellen, um zu veranlassen, dass das Substratverformungsmaß des hergestellten Fotomaskenrohlings innerhalb eines zulässigen oder Toleranzbereichs fällt.
Eine erfindungsgemäße Fotomaske kann beispielsweise als Maske zum Ausbilden eines Feinmusters durch Fotolithografie bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen verwendet werden, und ein erfindungsgemäßer Fotomaskenrohling kann als Fotomaskenrohling verwendet werden, der als Zwischenprodukt dient, das durch Anwenden bestimmter Behandlungen darauf zu einer Fotomaske ausgebildet werden kann.

Claims

Fotomaskenrohling mit einer auf einem transparenten Substrat (1) ausgebildeten lichtabschirmenden Schicht (30), die mindestens zwei Lagen aufweist; wobei die lichtabschirmende Schicht (30) aufweist: eine lichtabschirmende Lage (2), die aus einem Material hergestellt ist, das Tantalnitrid enthält und außerdem Xenon enthält; und eine auf der lichtabschirmenden Lage (2) ausgebildete vorderseitige Antireflexionslage (3), wobei die vorderseitige Antireflexionslage (3) aus einem Material hergestellt ist, das Tantaloxid enthält und außerdem Argon enthält, wobei die lichtabschirmende Lage (2) eine Dicke hat, die dicker ist als die der vorderseitigen Antireflexionslage (3), und wobei die lichtabschirmende Lage (2) eine Druckspannung hat, während die vorderseitige Antireflexionslage (3) eine Zugspannung hat und sich die Druckspannung und die Zugspannung gegenseitig kompensieren, um die innere Spannung der lichtabschirmenden Schicht (30) insgesamt zu vermindern.
Fotomaskenrohling nach Anspruch 1, wobei die lichtabschirmende Lage (2) oder die vorderseitige Antireflexionslage (3) aus einem Material hergestellt ist, das Bor enthält.
Fotomaske, wobei ein Übertragungsmuster in der lichtabschirmenden Schicht (30) des Fotomaskenrohlings nach Anspruch 1 oder 2 ausgebildet ist.
Verfahren zum Herstellen eines Fotomaskenrohlings mit den Schritten: Ausbilden einer lichtabschirmenden Lage (2), die aus einem Material hergestellt ist, das Tantalnitrid enthält, auf einer Oberfläche eines transparenten Substrats (1) durch Sputtern unter Verwendung eines Sputtertargets, das aus Tantal oder aus einem Material hergestellt ist, das Tantal enthält, und unter Verwendung eines Mischgases aus einem Xe-Gas und einem Gas auf Stickstoffbasis als ein Sputtergas; und Ausbilden einer vorderseitigen Antireflexionslage (3), die aus einem Material hergestellt ist, das Tantaloxid enthält, auf der lichtabschirmenden Lage (2) durch Sputtern unter Verwendung eines Sputtertargets, das aus Tantal oder aus einem Material hergestellt ist, das Tantal enthält, und unter Verwendung eines Mischgases aus Argongas und einem Gas auf Sauerstoffbasis als ein Sputtergas, wobei die lichtabschirmende Lage (2) eine Dicke hat, die dicker ist als die der vorderseitigen Antireflexionslage (3), und wobei die lichtabschirmende Lage (2) eine Druckspannung hat, während die vorderseitige Antireflexionslage (3) eine Zugspannung hat und sich die Druckspannung und die Zugspannung gegenseitig kompensieren, um die innere Spannung der lichtabschirmenden Schicht (30) insgesamt zu vermindern.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Sputtertarget, das aus einem Material hergestellt ist, das Tantal enthält, ein Sinterkörper aus Tantal und Bor ist.
Verfahren zum Herstellen einer Fotomaske, bei der in der lichtabschirmenden Schicht (30) des Fotomaskenrohlings nach einem Anspruch 1 oder 2 ein Übertragungsmuster ausgebildet ist, mit den Schritten: Trockenätzen der vorderseitigen Antireflexionslage (3) durch ein Gas auf Fluorbasis, das keinen Sauerstoff enthält, wobei als eine Ätzmaske eine Resistschicht verwendet wird, die das Übertragungsmuster aufweist; und Trockenätzen der lichtabschirmenden Lage (2) durch ein Gas auf Chlorbasis, das keinen Sauerstoff enthält, nach dem Trockenätzen der vorderseitigen Antireflexionslage (3), wobei als Ätzmaske die Resistschicht und/oder die vorderseitige Antireflexionslage verwendet wird.