DE60106186T2

DE60106186T2 - Photomaskenrohling und Photomaske

Info

Publication number: DE60106186T2
Application number: DE60106186T
Authority: DE
Inventors: Tetsushi Kubiki-mura Tsukamoto; Hideo Kubiki-mura Kaneko; Tomatsu Kubiki-mura Maruyama; Yukio Kubiki-mura Inazuki; Tsutomu Kubiki-mura Shinagawa; Satoshi Kubiki-mura Okazaki
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2021-12-22
Also published as: EP1220034B1; KR100619661B1; JP2002196475A; KR20020052982A; EP1220034A3; TW533334B; EP1220034A2; DE60106186D1; JP4088742B2; US6727027B2; US20020115003A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Photomaskenrohling und eine Photomaske zur Verwendung in der Herstellung von integrierten Halbleiterschaltungen und hochintegrierten Schaltungen.
Photolithographische Verfahren, umfassend die Verwendung von Photomasken, werden zur Herstellung von hochintegrierten Halbleiterschaltungen wie LSI- und VLSI-Chips, Farbfiltern für CCD-Elemente, Flüssigkristallanzeigen und Magnetköpfen eingesetzt.
Photomasken, die in der Mikrostrukturherstellung eingesetzt werden, werden ausgehend von einem Photomaskenrohling hergestellt, der sich aus einem transparenten Substrat wie Quarzglas oder Alumosilicatglas und einem lichtabschirmenden Film, typischerweise in Form eines Chromfilms, der durch ein Sputter- oder Vakuumsverdampfungsverfahren darauf aufgetragen wird, zusammensetzt. Die Photomaske wird durch Bilden einer spezifischen Struktur im lichtabschirmenden Film am Photomaskenrohling geschaffen.
Chrombasierte lichtabschirmende Filme haben eine starke Lichtreflexion. Um zu vermeiden, dass Licht, das vom Halbleitersubstrat, das bestrahlt wird, zurück reflektiert wird und die Projektionslinse durchdringt, wieder durch die Photomaske reflektiert wird und zum Halbleitersubstrat zurückkehrt, wird im Allgemeinen eine Antireflexbeschichtung an der Oberfläche oder sowohl an der Oberfläche als auch an der Rückseite des lichtabschirmenden Films gebildet.
Die Photomaskenrohlinge, aus denen die Photomasken gebildet werden, weisen im Allgemeinen eine Zwei- oder Dreischicht-Struktur auf. Die Photomaskenrohlinge mit Zweischicht-Struktur umfassen einen lichtabschirmenden Film, typischerweise in Form eines Chromfilms, der auf ein synthetisches Quarzsubstrat durch Sputtern oder Vakuumverdampfung aufgetragen wird, und einen Antireflexfilm, der auf die Oberfläche des Chromfilms aufgetragen wird, um zu verhindern, dass das Bestrahlungslicht, das durch den Siliciumwafer reflektiert wird, neuerlich reflektiert wird. Photomasken rohlinge mit Dreischicht-Struktur werden durch Bilden eines zusätzlichen Antireflexfilms auf der Substratseite erhalten.
Während eine Vielzahl an Photomaskenrohlingen auf dem Gebiet der Erfindung bekannt sind, offenbart die JP-B 62–37.385 einen Photomaskenrohling, der ein transparentes Substrat umfasst, auf dem nacheinander ein Chromcarbidnitridfilm, der Chromcarbid und Chromnitrid enthält, als eine Antireflexbeschichtung an der Unterseite, ein Chromfilm als lichtabschirmender Film und ein Chromoxidnitridfilm, der Chromoxid und Chromnitrid enthält, als eine Antireflex-Oberflächenbeschichtung gebildet wurden. Der Stand der Technik lehrt auch von der Verwendung von CrON (JP-B 61–46.821 und JP-B 62–27.387) und CrN (JP-B 62–27.386 und JP-B 62–27.387) als Antireflexbeschichtung. In der JP-B 4–1.339 wird auch ein einschichtiger Film aus Chromnitrid offenbart.
Die US 4.720.442 offenbart einen Photomaskenrohling, umfassend ein transparentes Substrat, eine Unterschicht, eine Chromabdeckschicht und eine Antireflexschicht. Die Unterschicht weist eine Dicke von 5 bis 30 nm auf und ist eine Stickstoff-hältige Chromschicht.
Da der Integrations- und Miniaturisierungsgrad von hochintegrierten Halbleiterschaltungen stets ansteigt, erfolgt das Verfahren zur Prüfung auf Defekte von Photomaskenrohlingen und Schaltungsstrukturen bei hoher Detektionsempfindlichkeit. Demgemäß ist für den lichtabschirmenden Film und den Antireflexfilm eine hohe Gleichförmigkeit der Beschaffenheit erforderlich.
Ein wichtiges Erfordernis bei Photomasken ist, dass das Substrat glatt ist, um sicherzustellen, dass die Struktur exakt übertragen wird. Wie glatt jedoch das verwendete Substrat auch sein mag, das Bilden eines lichtabschirmenden, chrombasierten Films am Substrat verschlechtert tendenziell den Zustand des Substrats, insbesondere in der Zweischicht-Struktur, da der lichtabschirmende Film durch das Entstehen von großen Körnern an der Substratsoberfläche gekennzeichnet ist. Während die derzei tigen Verfahren zur Prüfung von Defekten und von Schaltungsstrukturen im Allgemeinen Licht verwenden, das von der Oberfläche reflektiert oder durchgelassen wird, können fortgeschrittene Prüfungsverfahren bei hoher Detektionsempfindlichkeit einen beeinträchtigten Zustand der Filmoberfläche oder eine raue Oberfläche als Defekte nachweisen, was die unerwünschte Verhinderung von hochempfindlicher Prüfung nahe legt.
Ein Ziel der Erfindung ist es, einen hochleistungsfähigen Photomaskenrohling und eine Photomaske bereitzustellen, die eine ausreichend gleichförmige Filmbeschaffenheit aufweisen, um hochempfindliche Detektion zur Defektprüfung und Schaltungsstrukturprüfung zu ermöglichen, und in der Lage sind, eine erwünschte Mikrostruktur ohne Verformungen zu bilden.
Ziel der Erfindung ist ein Photomaskenrohling oder eine Photomaske, umfassend ein transparentes Substrat, zumindest eine Schicht eines lichtabschirmenden Films und zumindest eine Schicht eines Antireflexfilms, die sich beide am Substrat befinden. Es wurde herausgefunden, dass, wenn eine Keimkristallschicht zwischen dem transparenten Substrat und dem lichtabschirmenden Film oder dem Antireflexfilm gebildet wird, der lichtabschirmende Film oder der Antireflexfilm eine verbesserte Oberflächenglätte aufweist, wodurch ein Photomaskenrohling oder eine Photomaske mit gleichförmiger Filmbeschaffenheit erhalten wird.
Die Erfindung stellt einen Photomaskenrohling bereit, der ein transparentes Substrat, das Bestrahlungslicht durchlässt, zumindest eine Schicht lichtabschirmenden Film und zumindest eine Schicht Antireflexfilm, die sich beide am Substrat befinden, und eine Keimkristallschicht, die zwischen dem transparenten Substrat und dem lichtabschirmenden Film oder dem Antireflexfilm liegt, umfasst. Die Keimkristallschicht ist ein Chromoxidnitrid, ein Chromoxidcarbid oder ein Chromoxidnitridcarbid und weist eine Dicke von 0,5 bis 5 nm auf. Vorzugsweise wird der lichtabschirmende Film oder der Antireflexfilm aus einem Chrommaterial gebildet, das zumindest einen von Sau erstoff, Stickstoff und Kohlenstoff enthält. Der Photomaskenrohling weist wünschenswerterweise eine Oberflächenrauigkeit (RMS) von bis zu 0,9 nm auf.
Hierin auch eingeschlossen ist eine Photomaske, die durch lithographisches Strukturieren des Photomaskenrohlings hergestellt wird.
Gemäß der Erfindung weist die Keimkristallschicht auf dem transparenten Substrat Wachstumskerne für den lichtabschirmenden Film oder den Antireflexfilm auf, sodass der Film auf der Keimkristallschicht wächst, wobei er feine Körnchen ausbildet. So wird der Photomaskenrohling oder die Photomaske durch das Einfügen der Keimkristallschicht mit einer reduzierten Oberflächenrauigkeit ausgestattet.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die zuvor genannten und auch andere Ziele, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden Dank der folgenden Beschreibungen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlicher werden.
1 ist ein Querschnitt eines Photomaskenrohlings gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 ist ein Querschnitt einer Photomaske, die aus dem in 1 dargestellten Photomaskenrohling gebildet wird.
3 ist ein Querschnitt eines Photomaskenrohlings gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
4 ist ein Querschnitt einer Photomaske, die aus dem in 3 dargestellten Photomaskenrohling gebildet wird.
5 ist eine Serie schematischer Querschnitte, die ein Verfahren zur Herstellung von Photomasken illustriert, wie sie in Verbindung mit der Erfindung verwendet wer den könnten. 5A zeigt einen Photomaskenrohling, auf dem ein Resistfilm gebildet wurde, 5B zeigt den Rohling, nachdem der Resistfilm strukturiert wurde, 5C zeigt den Rohling nach dem Trockenätzen oder Nassätzen, und 5D zeigt die vollständige Photomaske, nachdem der Resistfilm entfernt wurde.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In den 1 und 3 umfasst der Photomaskenrohling der Erfindung ein transparentes Substrat 1, das das Bestrahlungslicht durchlässt, zumindest eine Schicht lichtabschirmenden Film 2 und zumindest eine Schicht Antireflexfilm 4 auf dem Substrat 1. Eine Keimkristallschicht 3 liegt zwischen dem transparenten Substrat 1 und dem lichtabschirmenden Film 2 oder dem Antireflexfilm 4. Die Keimkristallschicht 3 wird aus einem Chromoxidnitrid, einem Chromoxidcarbid oder einem Chromoxidnitridcar bid gebildet. Die Oberflächenglätte des Photomaskenrohlings ist verbessert.
Im Fall einer Dreischicht-Struktur, umfassend die Keimkristallschicht, eine lichtabschirmende Filmschicht und eine Antireflexfilmschicht, werden die Schichten vorzugsweise so angeordnet, dass, wie in 1 dargestellt, die Keimkristallschicht 3 auf dem Substrat 1, der lichtabschirmende Film 2 auf der Keimkristallschicht 3 und der Antireflexfilm 4 auf dem lichtabschirmenden Film 2 liegt.
Im Fall einer Vierschicht-Struktur, umfassend die Keimkristallschicht, eine lichtabschirmende Filmschicht und zwei Antireflexfilmschichten, werden die Schichten vorzugsweise so angeordnet, dass, wie in 3 dargestellt, die Keimkristallschicht 3 auf dem Substrat 1, ein erster Antireflexfilm 4 auf der Keimkristallschicht 3, der lichtabschirmende Film 2 auf dem ersten Antireflexfilm 4 und ein zweiter Antireflexfilm 4 auf dem lichtabschirmenden Film 2 liegt.
Das Substrat, auf das die Filme aufgebracht werden, ist aus jedem beliebigen Substrat hergestellt, das für Bestrahlungslicht transparent ist, vorzugsweise z.B. aus Quarz, Alumosilicatglas, Calciumfluorid oder Magnesiumfluorid.
Gemäß der Erfindung wird die Keimkristallschicht auf dem Substrat gebildet. Die Keimkristallschicht ist Chromoxynitrid, Chromoxycarbid oder Chromoxidnitridcarbid, wobei Chromoxycarbid und Chromoxidnitridcarbid bevorzugt sind.
Der Chromgehalt der Keimkristallschicht beläuft sich vorzugsweise auf 25 bis 60 Atom-%, und insbesondere auf 30 bis 50 Atom-%. Besonders weist Chromoxidnitrid vorzugsweise einen Stickstoffgehalt von 2 bis 50 Atom-% auf, insbesondere 10 bis 30 Atom-%, und einen Sauerstoffgehalt von 5 bis 60 Atom-%, insbesondere 20 bis 50 Atom-%. Chromoxidcarbid weist vorzugsweise einen Kohlenstoffgehalt von 2 bis 50 Atom-% auf, insbesondere 5 bis 25 Atom-%, und einen Sauerstoffgehalt von 5 bis 60 Atom-%, insbesondere 20 bis 50 Atom-%. Chromcarbidnitridoxid weist vorzugsweise einen Stickstoffgehalt von 2 bis 50 Atom-% auf, insbesondere 5 bis 25 Atom-%, einen Kohlenstoffgehalt von 2 bis 50 Atom-%, insbesondere von 5 bis 25 Atom-%, und einen Sauerstoffgehalt von 5 bis 60 Atom-%, insbesondere 20 bis 50 Atom-%.
Bezüglich der Dicke der Keimkristallschicht gilt festzuhalten, dass die notwendige Mindestdicke, um als anfängliche Wachstumskerne zu dienen, im Bereich von 0,5 bis 5 nm liegt. Eine Keimkristallschicht mit weniger als 0,5 nm Dicke ist möglicherweise für die Verbesserung der Oberflächenrauigkeit unwirksam. Eine Keimkristallschicht mit mehr als 10 nm Dicke kann keine zusätzliche Verbesserung erzielen und kann außerdem mehr Zeit für das Auftragen benötigen, was zu geringer Produktivität führt.
Die Keimkristallschicht kann durch ein reaktives Sputterverfahren unter Verwendung von Chrom als Target auf der Substratsoberfläche gebildet werden.
Das Sputterverfahren kann unter Einsatz von Gleichstromspannung (Gleichstromsputtern) oder Hochfrequenzspannung (RF-Sputtern) erfolgen. Es kann entweder ein Magnetron-Sputtersystem oder ein herkömmliches Sputtersystem verwendet werden. Das Gleichstromsputtern weist den Vorteil auf, dass der eingebundene Mechanismus einfach ist, und das Magnetron-Sputtersystem wird bevorzugt, da die Filmbildung rascher erfolgt, was zu Produktivitätssteigerung führt. Das filmbildende System kann entweder ein kontinuierliches In-line-System oder ein Einzelstück-Verarbeitungssystem sein.
Wird ein Chromoxidnitrid- (CrCO-) Film als Keimkristallschicht abgeschieden, so können die in die Sputterkammer eingeführten Sputtergase beispielsweise eines von Kohlenstoff-hältigen Gasen (z.B. CH₄, CO₂ und CO) und Sauerstoff-hältigen Gasen (z.B. CO₂ und O₂) sein. Alternativ dazu kann ein Gasgemisch verwendet werden, dass durch Vermischen dieser Gase mit einem Inertgas (z.B. Ar, Ne und Kr) erhalten wird. Die Verwendung von CO₂-Gas oder einem Gemisch von CO₂ und einem Inertgas als Sputtergas ist besonders vorteilhaft, teilweise aus Sicherheitsgründen, teilweise für die Gleichförmigkeit der Qualität des abgeschiedenen CrCO-Films, da das CO₂-Gas aufgrund seiner geringeren Reaktivität als Sauerstoff oder andere geeignete Gase umfassender und gleichförmiger in der Kammer ausgebreitet werden kann. Jedes der Sputtergase kann getrennt voneinander in die Sputterkammer eingeführt werden.
Wird ein Chromoxidnitridcarbid- (CrCON-) Film auf die Keimkristallschicht aufgebracht, so können die in die Sputterkammer eingeführten Sputtergase eines von Kohlenstoff-hältigen Gasen (z.B. CH₄, CO₂ und CO), Sauerstoff-hältigen Gasen (z.B. CO₂ und O₂) und Stickstoff-hältigen Gasen (z.B. NO und N₂) sein. Alternativ dazu kann ein Gasgemisch, das durch Vermischen dieser Gase mit einem Inertgas (z.B. Ar, Ne und Kr) erhalten wird, verwendet werden. Die Verwendung eines Gemischs von CO₂ und N₂ oder eines Gemischs von CO₂, N₂ und einem Inertgas ist besonders vorteilhaft, teils aus Sicherheitsgründen, teils aufgrund der gleichförmigen Qualität des abgeschiedenen CrCON-Films, da das CO₂-Gas aufgrund seiner geringeren Re aktivität als Sauerstoff oder andere geeignete Gase umfassender und gleichförmiger in der Kammer ausgebreitet werden kann. Jedes der Sputtergase kann getrennt voneinander in die Sputterkammer eingeführt werden.
Die Sputter-Targets müssen nicht zur Gänze aus Chrom zusammengesetzt sein, solange Chrom die Hauptkomponente darstellt. Beispiele für geeignete Targets umfassen Chromtargets, die Sauerstoff, Stickstoff oder Kohlenstoff enthalten, und Chromtargets, denen eine Kombination aus Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff zugesetzt wurde.
Beim Bilden der Keimkristallschicht wird Sputtern wünschenswerterweise unter geringem Druck und hoher Leistung durchgeführt. Unter diesen Bedingungen (hohe Leistung, geringer Druck) weisen gesputterte Teilchen mehr Energie auf, sodass der Anteil gesputterter Teilchen, die schräg am Substrat landen, reduziert wird. Dies unterdrückt die Schattenwirkung und stellt sicher, dass eine Keimkristallschicht mit einer minimierten Oberflächenrauigkeit aufgetragen wird. Bevorzugte Bedingungen umfassen einen Druck von 0,1 bis 1,0 Pa, insbesondere von 0,25 bis 0,32 Pa, und eine Leistung von 3,9 bis 11,0 W/cm², insbesondere von 7,0 bis 9,0 W/cm².
Für den lichtabschirmenden Film und den Antireflexfilm sind Chrommaterialien, die zumindest einen von Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff enthalten, geeignet. Beispiele umfassen Chromoxid, Chromnitrid, Chromoxynitrid, Chromoxycarbid und Chromoxidnitridcarbid, wobei Chromoxycarbid und Chromoxidnitridcarbid bevorzugt sind. Diese Materialien können bekannte Zusammensetzungen aufweisen.
Vorzugsweise ist der lichtabschirmende Film 10 bis 150 nm dick, insbesondere 50 bis 80 nm, und der Antireflexfilm ist 10 bis 100 nm dick, insbesondere 20 bis 40 nm.
Die Filmstruktur im Photomaskenrohling der Erfindung ist nicht nur auf eine chrombasierte Zweischicht- oder Dreischicht-Filmstruktur eingeschränkt. Beispielsweise kann der Photomaskenrohling auch eine Vierschicht-Filmstruktur aufweisen. Die Filmstruktur kann weiters einen Phasenreglerfilm einschließen, der die Lichtphase bei Bestrahlungslichtwellenlänge verändert. Der Photomaskenrohling der Erfindung kann nicht nur an die Herstellung von Masken vom Transmissionstyp, sondern auch vom Reflexionstyp angepasst werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Photomaskenrohling, der die Keimkristallschicht, den lichtabschirmenden Film und den Antireflexfilm auf sich übereinander angeordnet hat, eine Oberflächenrauigkeit (RMS) von 0,9 nm oder weniger, und insbesondere von 0,7 nm oder weniger, auf. Solch eine Oberflächenrauigkeit kann durch Dazwischenlegen der Keimkristallschicht auf die zuvor beschriebene Weise erreicht werden.
Der wie oben beschrieben angeordnete Photomaskenrohling der Erfindung wird dann durch ein lithographisches Verfahren strukturiert, um eine Photomaske der Drei- oder Vierschicht-Struktur, die die Keimkristallschicht, den lichtabschirmenden Film und den Antireflexfilm, wie in den 2 oder 4 gezeigt, umfasst, zu bilden.
Spezifischer kann unter Verwendung des Photomaskenrohlings aus 1 die Photomaske aus 2 mittels eines Verfahrens, wie in 5 dargestellt, hergestellt werden. Nachdem Keimkristallschicht 12, lichtabschirmender Film 13 und Antireflexfilm 14 nacheinander auf dem transparenten Substrat 11 gebildet wurden, wird ein Resistfilm 15 auf dem Antireflexfilm 14 gebildet (5A). Der Resistfilm 15 wird dann strukturiert (5B). Danach werden der Antireflexfilm 14, der lichtabschirmende Film 13 und die Keimkristallschicht 12 durch Öffnungen im strukturierten Resistfilm 15 trockengeätzt oder nassgeätzt (5C). Der Resistfilm 15 wird in weiterer Folge abgezogen (5D). Bei diesem Arbeitsablauf können das Anbringen des Resistfilms, das Strukturieren (Bestrahlung und Entwicklung), das Trocken- oder Nassätzen und das Entfernen des Resistfilms mittels bekannter Verfahren durchgeführt werden.
Es wurde ein Photomaskenrohling mit signifikant verbesserter Oberflächenglätte beschrieben, der geeignet ist, hochempfindliche Detektion zur Prüfung von Defekten und von Schaltungsstrukturen anzunehmen, und fähig ist, eine erwünschte Mikrostruktur exakt auszubilden. Die resultierende Photomaske kann höhere Integration bei integrierten Halbleiterschaltungen und damit verbundenen Vorrichtungen aufnehmen.
BEISPIELE
Beispiele für die Erfindung werden nachstehend als Veranschaulichung und nicht als Einschränkung der Erfindung gegeben.
Beispiel 1
Auf einem 6-Zoll-Quarzsubstrat wurde ein CrCON-Film mit 3 nm Dicke als Keimkristallschicht durch Gleichstromsputtern aufgetragen. Metallisches Chrom wurde als Target verwendet, und die durch das System durchgeleiteten Gase waren Ar (32 Ncm³) als Sputtergas und CO₂ (1,0 Ncm³) und N₂ (18 Ncm³) als reaktives Sputtergas. Andere Sputterbedingungen umfassten einen Gasdruck während der Abgabe von 0,3 Pa und eine Leistung von 7,1 W/cm². Die Zusammensetzung des CrCON-Films lautete 48 Atom-% Chrom, 9 Atom-% Kohlenstoff, 17 Atom-% Sauerstoff und 26 Atom-% Stickstoff, wie durch Photoelektronenspektroskopie (ESCA) bestimmt wurde.
Anschließend wurde ein weiterer CrCON-Film mit einer Dicke von 70 nm auf der Keimkristallschicht (CrCON-Film) durch Gleichstromsputtern aufgetragen. Chrom wurde als Target verwendet, und die durch das System durchgeleiteten Gase waren Ar (32 Ncm³), CO₂ (0,7 Ncm³) und N₂ (1 Ncm³). Andere Sputterbedingungen umfassten einen Gasdruck während der Abgabe von 0,3 Pa und eine Leistung von 6,6 W/cm². Die Zusammensetzung des CrCON-Films lautete 63 Atom-% Chrom, 8 Atom-% Kohlenstoff, 20 Atom-% Sauerstoff und 9 Atom-% Stickstoff, wie durch ESCA bestimmt wurde.
Ein weiterer CrCON-Film wurde auf dem CrCON-Film durch Gleichstromsputtern mit einer Dicke von 25 nm aufgetragen. Chrom wurde als Target verwendet, und die durch das System durchgeleiteten Gase waren Ar (32 Ncm³), CO₂ (14 Ncm³) und N₂ (10 Ncm³). Andere Sputterbedingungen umfassten einen Gasdruck während der Abgabe von 0,3 Pa, eine Leistung von 6,6 W/cm² und eine Temperatur von 120 °C. Die Zusammensetzung des CrCON-Films lautete 42 Atom-% Chrom, 5 Atom-% Kohlenstoff, 43 Atom-% Sauerstoff und 10 Atom-% Stickstoff, wie durch ESCA bestimmt wurde.
Die Oberflächenrauigkeit (RMS) des so erhaltenen Rohlings wurde über eine Fläche von 1 μm × 1 μm unter Verwendung eines Rasterkraftmikroskops (NanoScope IIIa von Digital Instrument) bestimmt. Die Oberflächenrauigkeit betrug 0,395 nm.
Beispiel 2
Auf einem 6-Zoll-Quarzsubstrat wurde ein CrCON-Film mit 3 nm Dicke als Keimkristallschicht durch Gleichstromsputtern aufgetragen. Metallisches Chrom wurde als Target verwendet, und die durch das System durchgeleiteten Gase waren Ar (32 Ncm³) als Sputtergas und CO₂ (1,0 Ncm³) und N₂ (18 Ncm³) als reaktives Sputtergas. Andere Sputterbedingungen umfassten einen Gasdruck während der Abgabe von 0,3 Pa und eine Leistung von 7,1 W/cm². Die Zusammensetzung des CrCON-Films lautete 48 Atom-% Chrom, 9 Atom-% Kohlenstoff, 17 Atom-% Sauerstoff und 26 Atom-% Stickstoff, wie durch ESCA bestimmt wurde.
Anschließend wurde ein weiterer CrCON-Film auf der Keimkristallschicht (CrCON-Film) durch Gleichstromsputtern mit einer Dicke von 25 nm aufgetragen. Chrom wurde als Target verwendet, und die durch das System durchgeleiteten Gase waren Ar (32 Ncm³), CO₂ (14 Ncm³) und N₂ (10 Ncm³). Andere Sputterbedingungen umfassten einen Gasdruck während der Abgabe von 0,3 Pa und eine Leistung von 6,6 W/cm². Die Zusammensetzung des CrCON-Films lautete 42 Atom-% Chrom, 5 Atom-% Kohlenstoff, 43 Atom-% Sauerstoff und 10 Atom-% Stickstoff, wie durch ESCA bestimmt wurde.
Anschließend wurde ein CrCO-Film auf den CrCON-Film durch Gleichstromsputtern mit einer Dicke von 70 nm aufgetragen. Chrom wurde als Target verwendet, und die durch das System durchgeleiteten Gase waren Ar (32 Ncm³) und CO₂ (0,7 Ncm³). Andere Sputterbedingungen umfassten einen Gasdruck während der Abgabe von 0,3 Pa und eine Leistung von 6,6 W/cm². Die Zusammensetzung des CrCO-Films lautete 69 Atom-% Chrom, 13 Atom-% Kohlenstoff und 18 Atom-% Sauerstoff, wie durch ESCA bestimmt wurde.
Ein weiterer CrCON-Film wurde auf den CrCO-Film durch Gleichstromsputtern mit einer Dicke von 25 nm aufgetragen, wodurch ein chrombasierter Dreischicht-Film entstand. Chrom wurde als Target verwendet, und die durch das Systemdurchgeleiteten Gase waren Ar (32 Ncm³), CO₂ (14 Ncm³) und N₂ (10 Ncm³). Andere Sputterbedingungen umfassten einen Gasdruck während der Abgabe von 0,3 Pa und eine Leistung von 6,6 W/cm². Die Zusammensetzung des CrCON-Films lautete 42 Atom-Chrom, 5 Atom-% Kohlenstoff, 43 Atom-% Sauerstoff und 10 Atom-% Stickstoff, wie durch ESCA bestimmt wurde.
Die Oberflächenrauigkeit des Rohlings wurde ähnlich auf einen Wert von 0,382 nm bestimmt.
Vergleichsbeispiel 1
Filme wurden wie in Beispiel 1 unter Auslassung der Keimkristallschicht aufgetragen. Der Rohling wies eine Oberflächenrauigkeit von 1,446 nm auf.
Vergleichsbeispiel 2
Filme wurden wie in Beispiel 2 unter Auslassung der Keimkristallschicht aufgetragen. Der Rohling wies eine Oberflächenrauigkeit von 1,440 nm auf.
Diese Daten sind nachstehend tabellarisch dargestellt.
Tabelle 1
Es ist eindeutig, dass die Rohlinge, die auf der Keimkristallschicht einen lichtabschirmenden Film und einen Antireflexfilm gebildet haben, eine signifikant reduzierte Oberflächenrauigkeit aufweisen. Eine Oberflächenbeobachtung unter Rasterkraftmikroskopie (AFM) zeigte, dass der Film auf der Keimkristallschicht aus Körnchen gleichförmiger Größe bestand.
Da ein lichtabschirmender Film und ein Antireflexfilm auf einer Keimkristallschicht auf einem transparenten Substrat gemäß der Erfindung gebildet wurden und sich jeder beliebige Film auf der Keimkristallschicht unter feinkörnigem Wachstum ausbildet, weist der resultierende Photomaskenrohling eine reduzierte Oberflächenrauigkeit auf. Somit ist hochempfindliche Detektion im Verfahren zur Prüfungen der Defekte und der Schaltungsstruktur möglich. Die resultierende, hochqualitative Photomaske kann weitere Miniaturisierung und höhere Integration von integrierten Halbleiterschaltungen aufnehmen.
Die japanische Patentanmeldung Nr. 2000–396.138 ist hierin durch Verweis aufgenommen.
Obwohl manche bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurden, können zahlreiche Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehren durchgeführt werden. Daher kann die Erfindung selbstverständlich auf andere Weise als hierin spezifisch beschrieben durchgeführt werden, ohne den Schutzumfang der beiliegenden Patentansprüche zu überschreiten.

Claims

Photomaskenrohling, umfassend (a) ein transparentes Substrat (1), das Bestrahlungslicht durchlässt; (b) eine Keimkristallschicht (3) mit einer Dicke von 0,5 bis 5 nm, die auf dem transparenten Substrat ausgebildet ist; (c) eine Schicht aus einem lichtabschirmenden Film (2) und eine Schicht aus einem Antireflexfilm (4), wovon eine auf der Keimkristallschicht (3) ausgebildet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Keimkristallschicht (3) ein Chromoxidnitrid, ein Chromoxidcarbid oder ein Chromoxidnitridcarbid ist.
Photomaskenrohling nach Anspruch 1, worin der lichtabschirmende Film (2) auf der Keimkristallschicht (3) ausgebildet ist und der Antireflexfilm (4) auf dem lichtabschirmenden Film (2) ausgebildet ist.
Photomaskenrohling nach Anspruch 1, worin der Antireflexfilm (4) auf der Keimkristallschicht (3) ausgebildet ist, der lichtabschirmende Film (2) auf dem Antireflexfilm (4) ausgebildet ist, und der außerdem eine zweite Schicht eines Antireflexfilms (4) auf dem lichtabschirmenden Film (2) umfasst.
Photomaskenrohling nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Oberflächenrauigkeit (RMS) von bis zu 0,9 nm.
Photomaske, hergestellt durch lithographisches Strukturieren eines Photomaskenrohlings nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
Photomaskenrohling nach Anspruch 1, worin die Keimkristallschicht ein Chromoxidnitrid mit einem Chromgehalt von 25 bis 60 Atom-%, einem Stickstoffgehalt von 2 bis 50 Atom-% und einem Sauerstoffgehalt von 5 bis 60 Atom-% ist.
Photomaskenrohling nach Anspruch 1, worin die Keimkristallschicht ein Chromoxidnitridcarbid mit einem Chromgehalt von 25 bis 60 Atom-%, einem Stickstoffgehalt von 2 bis 50 Atom-%, einem Kohlenstoffgehalt von 2 bis 50 Atom-% und einem Sauerstoffgehalt von 5 bis 60 Atom-% ist.
Photomaskenrohling nach Anspruch 1, worin die Keimkristallschicht ein Chromoxidcarbid mit einem Chromgehalt von 25 bis 60 Atom-%, einem Kohlenstoffgehalt von 2 bis 50 Atom-% und einem Sauerstoffgehalt von 5 bis 60 Atom-% ist.