JP2008070799A - マスクブランク及び転写マスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体デザインルール（ＤＲＡＭ ｈｐ６５ｎｍ以下）の転写用マスクを作製する際、レジストパターンの消失を防止し、パターン欠陥を防止できるマスクブランク、及びマスクを提供する。
【解決手段】基板上に成膜されたマスクパターンを形成するための薄膜と、この薄膜の上方に成膜されたレジスト膜を備えるマスクブランクであって、
前記薄膜と前記レジスト膜とに接合した付着層を介挿することにより、前記レジスト膜をパターン形成する際の現像に際し、パターン形成されたレジスト膜の倒れを防止することを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、半導体デバイスや表示デバイス（表示パネル）等の製造において使用されるマスクブランク及び転写マスク等に関する。

近年、半導体デバイスにおける回路パターンの微細化が進み、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）６５ｎｍ以下のフォトリソグラフィーに使用されるマスクブランク、マスクが求められている。
通常、半導体デバイスを微細加工する際のフォトリソグラフィーは縮小投影露光で行われるため、転写用マスクに形成されるパターンサイズは、半導体基板上に転写されるパターンサイズの４倍程度の大きさとされている。しかし、上記の半導体デザインルール（ＤＲＡＭ ｈｐ６５ｎｍ以下）でのフォトリソグラフィーにおいては、半導体基板上に転写される回路パターンのサイズは、露光光の波長よりもかなり小さくなってきているため、回路パターンをそのまま４倍程度に拡大した転写パターンが形成された転写用マスクを使用して縮小投影露光すると、露光光の干渉などの影響で、転写パターン通りの形状を半導体基板上のレジスト膜に転写することができなくなる。
そこで、超解像マスクとして、光近接効果補正（Optical Proximity Effect Correction：OPC）を行うことで、転写特性を劣化させる光近接効果の補正技術を適用したＯＰＣマスクや、ライン状などの遮光パターンの中心部に位相シフターを設ける構造（マスクエンハンサー）によって、マスクパターンの遮光性を強調してラインパターンの解像度を向上させる位相シフトマスク（エンハンサーマスク）等が用いられている。例えば、ＯＰＣマスクには回路パターンの１／２以下サイズのＯＰＣパターン（例えば、１００ｎｍ未満の線幅のアシストバーやハンマーヘッド等）を形成する必要がある。また、エンハンサーマスクにおける遮光パターンや位相シフターの線幅も非常に細い線幅のパターンが必要となる。
尚、エンハンサーマスクは、遮光パターン周辺から遮光パターンの裏側に回りこむ光の強度と、位相シフターを通過する光の強度とが丁度釣り合うように、パターン幅と位相シフター幅とを調整すると、マスクエンハンサーを通過した光の振幅強度は、マスクエンハンサーの中心と対応する位置で０になるような分布を持ち、マスクエンハンサーを透過した光の強度（振幅強度の２乗）も、マスクエンハンサーの中心と対応する位置で０になるような分布を持つマスクである。

しかしながら、上記半導体デザインルール（ＤＲＡＭ ｈｐ６５ｎｍ以下）の転写用マスクを、解像性の高い化学増幅型レジスト付きマスクブランクを用いて作製した場合、パターン状のレジスト膜を形成する過程において、密着性が不十分であるがゆえに現像処理中にレジストパターンが消失し、パターン欠陥が発生するという問題が発生した。
そこで本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、半導体デザインルール（ＤＲＡＭ ｈｐ６５ｎｍ以下）の転写用マスクを作製する際、レジストパターンの消失を防止し、パターン欠陥を防止できるマスクブランク、及び転写マスクを提供することを目的とする。

本発明は、以下の構成を有する。
（構成１）基板上に成膜されたマスクパターンを形成するための薄膜と、この薄膜の上方に成膜されたレジスト膜を備えるマスクブランクであって、
前記薄膜と前記レジスト膜とに接合した付着層を介挿することにより、前記レジスト膜をパターン形成する際の現像に際し、パターン形成されたレジスト膜の倒れを防止することを特徴とするマスクブランク。
（構成２）前記付着層は、現像の際に使用する現像液に対して耐性を有する樹脂膜であることを特徴とする構成１記載のマスクブランク。
（構成３）前記レジスト膜を形成する側の前記付着層表面が清浄化処理されていることを特徴とする構成１又は２記載のマスクブランク。
（構成４）前記付着層は、前記薄膜のパターニング処理により除去されるように構成したことを特徴とする構成１乃至３の何れか一に記載のマスクブランク。
（構成５）前記薄膜は金属膜であることを特徴とする構成１乃至４の何れか一に記載のマスクブランク。
（構成６）前記薄膜は珪素を含む珪素含有膜であることを特徴とする構成１乃至５の何れか一に記載のマスクブランク。
（構成７）構成１乃至６の何れか一に記載のマスクブランクにおける前記薄膜をパターニングし、前記基板上に転写パターンを形成することを特徴とする転写マスクの製造方法。
（構成８）薄膜が形成された基板上にレジスト膜を有するマスクブランクであって、
前記レジスト膜から形成されるレジストパターンの倒壊を防止するための中間層が、前記薄膜と前記レジスト膜との間に介在していることを特徴とするマスクブランク。
（構成９）前記レジスト膜に形成されるレジストパターンには、１００ｎｍ未満の線幅のパターンが含まれることを特徴とする構成８に記載のマスクブランク。
（構成１０）前記レジスト膜に形成されるレジストパターンには、アスペクト比が３以上のパターンが含まれることを特徴とする構成８又は構成９に記載のマスクブランク
（構成１１）構成８乃至構成１０の何れか１項に記載のマスクブランクであって、
前記中間層は、前記レジスト膜にレジストパターンを形成するための現像液に不溶性であることを特徴とするマスクブランク。
（構成１２）構成８乃至構成１１の何れか１項に記載のマスクブランクであって、
前記レジストパターンをマスクとして前記薄膜をパターニング処理する際に、前記中間層がパターニングされるよう構成したことを特徴とするマスクブランク。
（構成１３）構成８乃至構成ｌ２の何れか１項に記載のマスクブランクであって、
前記基板上からレジストパターンを剥離処理する際に、前記中間層が剥離されるよう構成したことを特徴とするマスクブランク。
（構成１４）構成８乃至構成１３の何れか１項に記載のマスクブランクであって、
前記薄膜は、クロムを含有する膜又は珪素を含有する膜であることを特微とするマスクブランク。
（構成１５）マスクパターンを形成するための薄膜と、この薄膜の少なくともマスクパターンが形成される領域を被覆する中間層と、この中間層の上に形成されたレジストパターンを有するマスクブランクを準備し、
前記レジストパターンをマスクとし、前記中間層と前記薄膜を順次パターニングすることを特徴とする転写マスクの製造方法。
（構成１６）構成１５に記載の転写マスクの製造方法であって、
前記中間層と前記薄膜をパターニング処理した後、前記レジストパターンと前記中間層を順次剥離することを特徴とする転写マスクの製造方法。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のマスクブランクは、基板上に成膜されたマスクパターンを形成するための薄膜と、この薄膜の上方に成膜されたレジスト膜を備えるマスクブランクであって、
前記薄膜と前記レジスト膜とに接合した付着層を介挿することにより、前記レジスト膜をパターン形成する際の現像に際し、パターン形成されたレジスト膜の倒れを防止することを特徴とする（構成１）。
構成１に係る発明では、マスクパターンを形成するための薄膜とレジスト膜とに接合した付着層を介挿するので、半導体デザインルール（ＤＲＡＭ ｈｐ６５ｎｍ以下）の転写用マスクを作製する場合においても、レジスト膜をパターン形成する際の現像に際し、パターン形成されたレジスト膜の倒れを防止することができる。従って、レジストパターン倒れによるパターン欠陥を防止するマスクブランクを提供することができる。

構成２に係る発明では、付着層は、現像の際に使用する現像液に対して耐性を有する樹脂膜とすることにより、レジスト膜との密着性が更に向上する。
構成３に係る発明では、レジスト膜を形成する側の付着層表面が清浄化処理されていることにより、更にレジスト膜との密着性が向上すると共に、レジスト膜の機能を阻害する物質が、レジスト膜の底部からレジスト膜内へ移動することを防止することができる。特に、レジストが化学増幅型レジストの場合、レジスト膜の底部からの化学増幅機能を阻害する物質のレジスト膜への移動を阻止することができるので、パターン精度を向上することができる。
本発明において、マスクブランクには、フォトマスクブランク、位相シフトマスクブランク、反射型マスクブランク、インプリント用転写プレート基板も含まれる。また、マスクブランクには、レジスト膜付きマスクブランク、レジスト膜形成前のマスクブランクが含まれる。レジスト膜形成前のマスクブランクには、マスクパターンを形成するための薄膜上に本発明に係る付着層が形成されたマスクブランクも含まれる。位相シフトマスクブランクには、ハーフトーン膜上にクロム系材料等の遮光性膜が形成される場合を含む。尚、この場合、マスクパターンを形成するための薄膜は、ハーフトーン膜や遮光性膜を指す。また、反射型マスクブランクの場合は、多層反射膜上、又は多層反射膜上に設けられたバッファ層上に、転写パターンとなるタンタル系材料やクロム系材料の吸収体膜が形成される構成、インプリント用転写プレートの場合には、転写プレートとなる基材上にクロム系材料等の転写パターン形成用薄膜が形成される構成を含む。マスクには、フォトマスク、位相シフトマスク、反射型マスク、インプリント用転写プレートが含まれる。マスクにはレチクルが含まれる。
本発明において、マスクパターンを形成するための薄膜としては、露光光等を遮断する遮光膜、露光光等の透過量を調整・制御する半透光性膜、露光光等の反射率を調整・制御する反射率制御膜（反射防止膜を含む）、露光光等に対する位相を変化させる位相シフト膜、遮光機能と位相シフト機能を有するハーフトーン膜等が含まれる。
また、本発明のマスクブランクは、前記付着層が、前記薄膜のパターニング処理において除去されるように構成することにより（構成４）、マスクブランク上に形成された化学増幅型レジスト膜のパターンを前記薄膜に忠実に転写することができる。即ち、前記付着層により得られたマスクブランク上の化学増幅型レジスト膜の解像性を、そのまま維持するように薄膜に転写することができ、薄膜をパターニングして得られる転写用パターンの解像性も良好となり、パターン精度も良好である。

本発明のマスクブランクは、前記マスクパターンを形成するための薄膜が、金属膜である場合に特に効果的である（構成５）。金属膜としては、クロム、タンタル、モリブデン、チタン、ハフニウム、タングステンや、これらの元素を含む合金、又は上記元素や上記合金を含む材料からなる膜が挙げられる。

また、本発明のマスクブランクは、前記マスクパターンを形成するための薄膜が珪素を含む珪素含有膜である場合に特に効果的である（構成６）。珪素含有膜としては、珪素膜や、珪素とクロム、タンタル、モリブデン、チタン、ハフニウム、タングステンの金属を含む金属シリサイド膜、さらに、珪素膜や金属シリサイド膜に、酸素、窒素、炭素の少なくとも一つを含む膜とすることができる。

また本発明のマスクブランクは、レジスト膜が化学増幅型レジスト膜である場合に有用で、更に該レジスト膜が、５０ｋｅＶ以上の加速電圧で加速された電子線によってパターン露光（描画）され、レジストパターンが形成されるものである場合に特に有用である。
本願発明は、５０ｋｅＶ対応ＥＢリソグラフィーを適用した場合において、マスクブランク上に形成される化学増幅型レジストパターンの解像性の更なる向上を意図しているためである。
尚、本発明における化学増幅型レジスト膜には、例えば、露光によりレジスト膜中に生成される触媒物質の酸が、引き続き行われる熱処理工程においてポリマーの溶解性を制御する官能基或いは官能物質と反応することによりレジスト機能を発現するレジスト膜が含まれる。ここで、レジスト機能の発現は、例えば、官能基等を外すことによってアルカリに溶解するようになることをいう。

本発明のマスクブランクは、マスクブランク上に１００ｎｍ未満の線幅のレジストパターンを形成するために用いられるものである場合に特に有効である。このようなマスクブランクとしては、ＯＰＣマスクやマスクエンハンサー構造を有するマスク（エンハンサーマスク）が挙げられる。これらのマスク（ＯＰＣマスクやエンハンサーマスク）では、本パターンの解像性を向上させる目的で本パターンの周囲に設けられる補助パターンの幅が最も狭いため、これらのパターンを有するマスクの製造に、特に有用である。

本発明の転写用マスク及びその製造方法は、上記本発明に係るマスクブランクにおける前記薄膜をパターニングして形成された転写パターンを基板上に形成することを特徴とする（構成７）。
上記本発明の転写用マスクは、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ６５ｎｍ以下で対応する転写用マスクで要求されるパターン精度を満足しうる。

本発明のマスクブランクは、薄膜が形成された基板上にレジスト膜を有するマスクブランクであって、
前記レジスト膜から形成されるレジストパターンの倒壊を防止するための中間層が、前記薄膜と前記レジスト膜との間に介在していることを特徴とする（構成８）。
構成８に係る発明では、レジスト膜から形成されるレジストパターンの倒壊を防止するための中間層が、前記薄膜と前記レジスト膜との間に介在しているので、レジスト膜からレジストパターンを形成する工程中又はレジストパターン形成後において、レジストパターンの倒壊を防止できる。
構成８に係る発明では、薄膜が形成された基板（通常、相対的に硬い地盤に相当する）上に、レジストパターンの倒壊を防止するための中間層（前記地盤及びレジストパターンに対しベタ基礎に相当する、及び／又は、通常相対的に軟らかく、レジストパターン（柱状構造物）に対して制振性や免震性を付与する層に相当する）を形成しているので、レジスト膜からレジストパターンを形成する工程中又は形成後において、レジストパターンの倒壊を防止できる。

構成９に係る発明においては、レジスト膜から形成されるレジストパターンが、１００ｎｍ未満の線幅のパターンを含む場合においては、レジスト膜からレジストパターンを形成する工程中又はレジストパターン形成後において、レジストパターンの倒壊が起こりやすいが、構成９に係る発明では、これを防止できる。

構成１０に係る発明においては、レジスト膜から形成されるレジストパターンが、アスペクト比が３以上のパターンが含む場合においては、レジストパターン（柱状構造物）の安定性が悪いため、レジスト膜からレジストパターンを形成する工程中又はレジストパターン形成後において、レジストパターンの倒壊が起こりやすいが、構成１０に係る発明では、これを防止できる。

構成１１に係る発明は、上記本発明に係るマスクブランクであって、前記中間層は、前記レジスト膜にレジストパターンを形成するための現像液に不溶性であることを特徴とする。
構成１１に係る発明では、レジストパターンの倒壊を防止するための中間層（前記地盤及びレジストパターンに対しベタ基礎に相当する、及び／又は、通常相対的に軟らかく、レジストパターン（柱状構造物）に対して制振性や免震性を付与する層に相当する）が、現像液で浸食されるのを防くことができ、この結果レジストパターンの倒壊がより一層起こりにくくすることができる。

構成１２に係る発明は、上記本発明に係るマスクブランクであって、前記レジストパターンをマスクとして前記薄膜をパターニング処理する際に、前記中間層がパターニングされるよう構成したことを特徴とする。
構成１２に係る発明では、例えば、前記レジストパターンをマスクとして前記薄膜をパターニング処理する際に使用するエッチャントによって、前記中間層がパターニングされるよう構成することによって、工程が簡略化できると共に、レジストパターンをマスクとして形成される転写パターンの解像性の向上に有利である。

構成１３に係る発明は、上記本発明に係るマスクブランクであって、前記基板上からレジストパターンを剥離処理する際に、前記中間層が剥離されるよう構成したことを特徴とするマスクブランク。
構成１３に係る発明では、例えば、前記基板上からレジストパターンを剥離処理する際に使用する剥離液又は剥離手段によって、前記中間層が剥離されるよう構成することによって、工程が簡略化できる。

本発明のマスクブランクは、前記薄膜は、クロムを含有する膜又は珪素を含有する膜である場合に特に効果的である（構成１４）。尚、クロムを含有する膜又は珪素を含有する膜については、例えば、上記で掲げた材料が挙げられる。

構成１５に係る転写マスクの製造方法の発明は、マスクパターンを形成するための薄膜と、この薄膜の少なくともマスクパターンが形成される領域を被覆する中間層と、この中間層の上に形成されたレジストパターンを有するマスクブランクを準備し、
前記レジストパターンをマスクとし、前記中間層と前記薄膜を順次パターニングすることを特徴とする。
構成１５に係る発明では、マスクパターンを形成するための薄膜のうち少なくともマスクパターンが形成される領域を被覆する中間層を設けることによって、例えば、溶媒を使用してパターニングする際も、効果的にレジストパターンの倒壊を防止できる。

構成１６に係る発明は、上記本発明に係る転写マスクの製造方法であって、
前記中間層と前記薄膜をパターニング処理した後、前記レジストパターンと前記中間層を順次剥離することを特徴とする。
転写マスクにおける不必要層を除去するためである。
尚、順次剥離とは、同一の剥離液又は剥離手段によって同時に剥離する場合を含む。

尚、上述した構成１〜８で掲げた事項は、上記構成９〜１６においても同様に適用できる。

本発明において、基板としては、合成石英基板、ソーダライムガラス基板、無アルカリガラス基板、低熱膨張ガラス基板などが挙げられる。

本発明によれば、半導体デザインルール（ＤＲＡＭ ｈｐ６５ｎｍ以下）の転写用マスクを作製する際、レジストパターンの消失を防止し、パターン欠陥を防止できるマスクブランク、及びマスクを提供することができる。

以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るマスクブランク１０の一例を示す。本例において、マスクブランク１０は、バイナリマスク用のマスクブランクであり、透明基板１２、遮光性膜１３（遮光層１４と、反射防止層１６との積層膜）、付着層（中間層）１８、及び化学増幅型レジスト膜２０を備える。
透明基板１２は、例えば、合成石英基板、ソーダライムガラス等の材料からなる。遮光性膜１３は、遮光層１４と反射防止層１６との積層膜である。
遮光層１４は、透明基板１２上に、例えば、窒化クロム膜２２及び炭化窒化クロム膜２４をこの順で有する。窒化クロム膜２２は、窒化クロム（ＣｒＮ）を主成分とする層であり、例えば１０〜２０ｎｍの膜厚を有する。炭化窒化クロム膜２４は、炭化窒化クロム（ＣｒＣＮ）を主成分とする層であり、例えば２５〜６０ｎｍの膜厚を有する。
反射防止層１６は、例えば、クロムに酸素及び窒素が含有されている膜（ＣｒＯＮ膜）であり、炭化窒化クロム膜２４上に形成される。反射防止層１６の膜厚は、例えば、１５〜３０ｎｍである。
これら遮光層１４、反射防止層１６は、クロムをスパッタリングターゲットとし、反応性ガス（例えば、酸素ガス、窒素ガス、一酸化窒素ガス、炭酸ガス、炭化水素系ガス、又はこれらの混合ガス）雰囲気中での反応性スパッタリング法により成膜することができる。

尚、遮光性膜１３は、上記のように、透明基板１２側から窒化クロム膜２２、炭化窒化クロム膜２４、酸化窒化クロム膜の材料で構成され、遮光性膜１３の膜厚方向の略全域にクロム及び、酸素及び窒素の少なくとも一方の元素が含まれることによって、あるいは更に各層について主に窒素を多く含めることによって、塩素系ガスを用いたドライエッチング時のドライエッチング速度を高めることができる。
また、遮光性膜１３の材料としては、クロム単体や、クロムに酸素、窒素、炭素、水素からなる元素を少なくとも１種を含むもの（Ｃｒを含む材料）、などが挙げられる。遮光性膜１３の膜構造としては、上記膜材料からなる単層、複数層構造とすることができる。また、異なる組成においては、段階的に形成した複数層構造や、連続的に組成が変化した膜構造とすることができる。
上記遮光性膜１３としては、ドライエッチング速度を高めた薄膜とすることが、転写用パターンの微細化、パターン精度向上の点で好ましい。具体的には、遮光性膜１３の膜厚方向の全体又は略全体にドライエッチング速度を高める添加元素を添加する。ドライエッチング速度を高める添加元素としては、酸素及び／又は窒素が上げられる。
遮光性膜がクロムを含む薄膜の場合、以下の材料を選定することができる。
クロムを含む薄膜に酸素を含む場合の酸素の含有量は、５〜８０原子％の範囲が好適である。酸素の含有量が５原子％未満であると、ドライエッチング速度を高める効果が得られにくい。一方、酸素の含有量が８０原子％を超えると、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ６５ｎｍ以下で適用される露光光の波長（２００ｎｍ以下）の例えば、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）においての吸収係数が小さくなるため、所望の光学濃度を得るために膜厚を厚くする必要が生じてしまい、パターン精度の向上が図れなくなるので好ましくない。
また、クロムを含む薄膜に窒素を含む場合の窒素の含有量は、２０〜８０原子％の範囲が好適である。窒素の含有量が２０原子％未満であると、ドライエッチング速度を高める効果が得られにくい。一方、窒素の含有量が８０原子％を超えると、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭハーフピッチ６５ｎｍ以下で適用される露光光の波長（２００ｎｍ以下）の例えば、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）においての吸収係数が小さくなるため、所望の光学濃度を得るために膜厚を厚くする必要が生じてしまい、パターン精度の向上が図れなくなるので好ましくない。
また、クロムを含む薄膜中に酸素と窒素の両方を含んでもよい。その場合の含有量は、酸素と窒素の合計が１０〜８０原子％の範囲とするのが好適である。また、クロムを含む薄膜中に酸素と窒素の両方を含む場合の酸素と窒素の含有比は、特に制約はされず、吸収係数等の兼ね合いで適宜決定される。
尚、酸素及び／又は窒素を含むクロム薄膜は、他に炭素、水素、ヘリウムなどの元素を含んでもよい。
尚、ドライエッチングガス中の酸素の量を低減するという観点からは、酸素を含まないドライエッチングガスを用いることも可能である。
クロム系薄膜は、ドライエッチングによってエッチング（パターニング）することが、クロム系薄膜のパターン精度の向上の観点から好ましい。
クロム系薄膜のドライエッチングには、塩素系ガス、又は、塩素系ガスと酸素ガスとを含む混合ガスからなるドライエッチングガスを用いることが好ましい。この理由は、クロムと酸素、窒素等の元素とを含む材料からなるクロム系薄膜に対しては、上記のドライエッチングガスを用いてドライエッチングを行うことにより、ドライエッチング速度を高めることができ、ドライエッチング時間の短縮化を図ることができ、断面形状の良好な遮光膜パターンを形成することができるからである。ドライエッチングガスに用いる塩素系ガスとしては、例えば、Ｃｌ_２、ＳｉＣｌ_４、ＨＣｌ、ＣＣｌ_４、ＣＨＣｌ_３等が挙げられる。
付着層１８は、パターン状のレジスト膜を形成する過程において、密着性が不十分であるがゆえに現像処理中又は現像処理後のリンスにおいてレジストパターンが消失し、パターン欠陥が発生するのを防止するための層であり、遮光性膜１３上に形成される。

尚、付着層１８は、化学増幅型レジスト膜２０に対してレジストパターンを形成する際に使用する現像液に対して耐性を有し、更にはレジストパターンをマスクにして遮光性膜１３をエッチングする際に使用するエッチャントでエッチング可能であることが好ましい。
具体的には、所定の分子量を有する有機材料からなる樹脂膜（例えば、アクリル系樹脂など）とすることができる。
また、付着層１８の膜厚は、１ｎｍ以上が好ましい。好ましくは、膜厚が２ｎｍ以上２５ｎｍ以下、更に好ましくは、膜厚が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下、更に好ましくは、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下とすることが望ましい。これにより、マスクブランク上に形成されるレジストおよびレジストパターンをマスクとして形成される転写パターンの解像性の更なる向上を確実に実現できる。具体的には、半導体デザインルールでＤＲＡＭハーフピッチが６５ｎｍ以下の微細パターン形成用マスクに要求されるパターン精度を満足することができるマスクブランクを確実に実現できる。

尚、本実施形態の変形例において、マスクブランク１０は、位相シフトマスク用のマスクブランクであっても良い。この場合、マスクブランク１０は、例えば、透明基板１２と遮光性膜１３との間に、位相シフト膜を更に備える。位相シフト膜としては、例えば、クロム系（ＣｒＯ、ＣｒＦ等）、モリブデン系（ＭｏＳｉＯＮ、ＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＯ等）、タングステン系（ＷＳｉＯＮ、ＷＳｉＮ、ＷＳｉＯ等）、シリコン系（ＳｉＮ、ＳｉＯＮ等）の各種公知のハーフトーン膜を用いることができる。位相シフトマスク用のマスクブランク１０は、位相シフト膜を、遮光性膜１３上に備えても良い。

図１（ｂ）は、露光・現像処理により化学増幅型レジスト膜２０がパターニングされた状態を示す。このようにパターニングされた化学増幅型レジスト膜２０をマスクとして、付着層１８及び遮光性膜１３をエッチングすることにより、遮光性膜１３をパターニングし、最後に化学増幅型レジスト膜２０及び付着層１８を除去して、転写パターンとなる遮光性膜パターンが透明基板１２上に形成されたフォトマスクが製造できる。

以下、本発明の実施例及び比較例を示す。
（実施例１）
透明基板１２としてサイズ６インチ角、厚さ０．２５インチの合成石英基板を用い、透明基板１２上に、遮光層１４として、窒化クロム膜２２及び炭化窒化クロム膜２４をそれぞれスパッタリング法で形成した。続いて、反射防止層１６として、酸化窒化クロム膜を形成した。遮光性膜１３は、膜厚方向の略全域に窒素を含むものであった。遮光性膜１３の膜厚は６８ｎｍとした。
更に、付着層（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製：ＦＫＢ−１５Ｂ）を回転塗布法で３０ｎｍ塗布して、付着層１８を形成した。その後、ホットプレートで２００℃で１０分熱処理して、付着層１８を乾燥させた。さらに、レジストを塗布する前に、２００℃の熱処理して付着層１８の表面に付着された有機物等の汚染物質を除去し清浄化した。次に、化学増幅型レジスト膜２０として、電子線露光用化学増幅型ポジレジスト（ＦＥＰ１７１：富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）を回転塗布法で厚さ３００ｎｍ塗布し、その後、ホットプレートで１３０℃で１０分熱処理して、化学増幅型レジスト膜２０を乾燥させ、ＡｒＦエキシマレーザー露光用のレジスト膜付きフォトマスクブランクであるマスクブランク１０を得た。
（比較例１）
付着層１８を形成しなかった以外は実施例１と同様にして、比較例１に係るマスクブランクを得た。

実施例１、及び比較例１に係るマスクブランクについて、解像性の違いを比較するために、レジストパターンを形成し、更にレジストパターンをマスクにして遮光性膜のパターニングを行った。最初に、各マスクブランクを電子線露光装置で露光し、その後、露光後のベーク処理及び現像処理をして、レジストパターンを形成した。この露光は、５０ｋｅＶ以上の加速電圧で加速された電子線によって行った。尚、レジストパターンは、８０ｎｍのラインアンドスペースパターンを形成した。
形成されたレジストパターンを確認したところ、実施例１においては、付着層１８によって化学増幅型レジスト膜２０と遮光性膜１３との密着性が良好であり、そのため、８０ｎｍのラインアンドスペースパターンがしっかりと形成されていることが確認された。
一方、比較例１においては、化学増幅型レジスト膜２０と遮光性膜１３との密着性が不十分であり、現像処理後のリンス処理中にレジストパターンの消失が生じた。
続いて、レジストパターンをマスクとし、塩素ガスと酸素ガスとを含むエッチングガスを用いたドライエッチングにより、付着層１８及び遮光性膜１３をパターニングし、最後に化学増幅型レジスト膜２０及び付着層１８を除去してＡｒＦエキシマレーザー露光用のマスクを作製した。
実施例１においては、遮光性膜からなる８０ｎｍのラインアンドスペースパターンの遮光膜パターンが形成され、また遮光性膜パターンの裾部分に裾引き状の突起部が形成されていないことが確認された。また、パターン精度も、半導体デザインルールＤＲＡＭハーフピッチ６５ｎｍにおけるリニアリティー１０ｎｍ以下を満足するものであった。
一方、比較例１においては、現像処理後のリンス処理中にレジストパターンが消失したことによるパターン欠陥が確認されるとともに、形成された遮光性膜パターンの裾部分に裾引き状の突起部が形成されていることが確認できた。また、８０ｎｍのラインアンドスペースパターンは形成されておらず、２００ｎｍのラインアンドスペースパターンが解像しているにとどまった。

図２は、本発明の第２の実施形態に係るマスクブランク１０の一例を示す。
尚、以下に説明する点を除き、図２において、図１と同一又は同様の構成については、図１と同じ符号を付して説明を省略する。本例において、マスクブランク１０は、透明基板１２、遮光性膜１３（遮光層１４と、反射防止層１６との積層膜）、珪素含有膜３２（珪素を含む膜）、樹脂（有機）材料からなる付着層（中間層）３４、及び化学増幅型レジスト膜２０を備える。
珪素含有膜３２は、遮光性膜１３をパターニングする際に使用するハードマスク用の珪素を含む膜であり、遮光性膜１３上に形成される。珪素含有膜３２の膜厚は、例えば３０ｎｍ（例えば２５〜３５ｎｍ）である。珪素含有膜３２は、例えば、ＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＮ、又はＭｏＳｉＯＮ等の、ＭｏＳｉを含む膜であってよい。珪素含有膜３２は、ＴａＳｉＯ、ＴａＳｉＮ、ＴａＳｉＯＮ、ＴａＢＯ、ＴａＢＮ、ＴａＢＯＮ、ＷＳｉＯ、ＷＳｉＮ、ＷＳｉＯＮ、ＳｉＯ、ＳｉＮ、又はＳｉＯＮ等の膜であってもよい。尚、ハードマスクとして用いられる珪素含有膜３２は、転写パターンを形成するための薄膜の一例である。
付着層３４は、パターン状のレジスト膜を形成する過程において、密着性が不十分であるがゆえに現像処理中又は現像処理後のリンスにおいてレジストパターンが消失し、パターン欠陥が発生するのを防止するための層であり、珪素含有膜３２と化学増幅型レジスト膜２０との密着性を改善するための層（有機材料からなる樹脂膜）であり、珪素含有膜３２上に形成される。珪素含有膜３２に対する樹脂（有機）材料からなる付着層３４の密着性は、珪素含有膜３２上に化学増幅型レジスト膜２０を形成した場合の珪素含有膜３２に対する化学増幅型レジスト膜２０の密着性よりも高い。
また、本例において、付着層３４の膜厚は、例えば、１ｎｍ以上が好ましい。好ましくは、膜厚が２ｎｍ以上２５ｎｍ以下、更に好ましくは、膜厚が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下、更に好ましくは、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下とすることが望ましい。尚、通常マスクブランクとしては、付着層３４上には、化学増幅型レジスト膜２０が形成される。
図２（ｂ）は、電子線リソグラフィー法により化学増幅型レジスト膜２０がパターニングされた状態を示す。このようにパターニングされた化学増幅型レジスト膜２０をマスクとして、付着層３４及び珪素含有膜３２がエッチングされる。また、珪素含有膜３２をマスク（ハードマスク）として、遮光性膜１３がエッチングされる。これにより、遮光性膜１３をパターニングしたフォトマスクが製造できる。

以下、本発明の第２の実施形態の実施例及び比較例を示す。
（実施例２）
実施例１と同様の透明基板１２を用い、実施例１と同様に遮光性膜１３を形成した。更に、珪素含有膜３２として、ＭｏＳｉＯＮ膜を形成した。珪素含有膜３２の膜厚は３０ｎｍとした。
次に、実施例１と同じ材料の有機材料からなる樹脂膜（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製：ＦＫＢ-１５Ｂ）を回転塗布法で３０ｎｍ塗布して、付着層３４を形成した。その後、ホットプレートで２００℃で１０分熱処理して、付着層３４を乾燥させた。次に、実施例１と同様に化学増幅型レジスト膜２０を形成し、レジスト膜付きフォトマスクブランクスであるマスクブランク１０を得た。
（比較例２）
付着層３４を形成しなかった以外は実施例２と同様にして、比較例２に係るマスクブランクを得た。

実施例２、及び比較例２に係るマスクブランクについて、化学増幅型レジスト膜と珪素含有膜との密着性の違いを比較するために、化学増幅型レジスト膜のパターニングを行った。最初に、各マスクブランクを電子線露光装置で露光し、その後、露光後のベーク処理及び現像処理して、レジストパターンを形成した。この露光は、５０ｋｅＶ以上の加速電圧で加速された電子線によって行った。尚、レジストパターンは、８０ｎｍのラインアンドスペースパターンを形成した。
形成されたレジストパターンを確認したところ、実施例２においては、付着層３４によって化学増幅型レジスト膜２０と珪素含有膜３２との密着性が良好であり、そのため、８０ｎｍのライン＆スペースパターンがしっかりと形成されていることが確認された。
一方、比較例２においては、化学増幅型レジスト膜と珪素含有膜との密着性が不十分であり、現像処理後のリンス処理中にレジストパターンの消失が生じた。
続いて、レジストパターンをマスクとし、弗素系ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチングにより、付着層３４及び珪素含有膜３２をパターニングした。さらに、パターニングされた珪素含有膜３２をマスクとして、塩素ガスと酸素ガスとを含むエッチングガスを用いたドライエッチングにより、遮光性膜１３をパターニングした。最後に化学増幅型レジスト膜２０、付着層３４及び珪素含有膜３２を除去してＡｒＦエキシマレーザー露光用のマスクを作製した。
実施例２においては、遮光性膜からなる８０ｎｍのラインアンドスペースパターンの遮光膜パターンが形成され、また遮光性膜パターンの裾部分に裾引き状の突起部が形成されていないことが確認された。また、パターン精度も、半導体デザインルールＤＲＡＭハーフピッチ６５ｎｍにおけるリニアリティー１０ｎｍ以下を満足するものであった。
一方、比較例２においては、現像処理後のリンス処理中にレジストパターンが消失したことによるパターン欠陥が確認されるとともに、形成された遮光性膜パターンの裾部分に裾引き状の突起部が形成されていることが確認できた。また、８０ｎｍのラインアンドスペースパターンは形成されておらず、２００ｎｍのラインアンドスペースパターンが解像しているにとどまった。

尚、上述の実施例１、２において、付着層１８、３４を遮光性膜１３のエッチングガスや、珪素含有膜３２のエッチングガスにより除去する例を示したが、これに限らない。レジストパターンを形成した後、付着層１８、３４のみをアッシングなどにより除去した後、付着層及びレジスト膜からなるパターンをマスクとして、遮光性膜１３や珪素含有膜３２をエッチングしてパターニングしてもかまわない。

以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることは、当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明の第１の実施形態に係るマスクブランク１０の一例を示す図である。図１（ａ）は、マスクブランク１０の構成の一例を示す。 図１（ｂ）は、露光・現像処理により化学増幅型レジスト膜２０がパターニングされた状態を示す。 本発明の第２の実施形態に係るマスクブランク１０一例を示す図である。図２（ａ）は、マスクブランク１０の構成の一例を示す。 図２（ｂ）は、電子線リソグラフィー法により化学増幅型レジスト膜２０がパターニングされた状態を示す。

符号の説明

１０・・マスクブランク、１２・・透明基板、１３・・遮光性膜、１４・・遮光層、１６・・反射防止層、１８・・付着層、２０・・化学増幅型レジスト膜、２２・・窒化クロム膜、２４・・炭化窒化クロム膜、３２・・珪素含有膜、３４・・付着層

Claims (16)

1. 基板上に成膜されたマスクパターンを形成するための薄膜と、この薄膜の上方に成膜されたレジスト膜を備えるマスクブランクであって、
   前記薄膜と前記レジスト膜とに接合した付着層を介挿することにより、前記レジスト膜をパターン形成する際の現像に際し、パターン形成されたレジスト膜の倒れを防止することを特徴とするマスクブランク。
2. 前記付着層は、現像の際に使用する現像液に対して耐性を有する樹脂膜であることを特徴とする請求項１記載のマスクブランク。
3. 前記レジスト膜を形成する側の前記付着層表面が清浄化処理されていることを特徴とする請求項１又は２記載のマスクブランク。
4. 前記付着層は、前記薄膜のパターニング処理により除去されるように構成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載のマスクブランク。
5. 前記薄膜は金属膜であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一に記載のマスクブランク。
6. 前記薄膜は珪素を含む珪素含有膜であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一に記載のマスクブランク。
7. 請求項１乃至６の何れか一に記載のマスクブランクにおける前記薄膜をパターニングし、前記基板上に転写パターンを形成することを特徴とする転写マスクの製造方法。
8. 薄膜が形成された基板上にレジスト膜を有するマスクブランクであって、
   前記レジスト膜から形成されるレジストパターンの倒壊を防止するための中間層が、前記薄膜と前記レジスト膜との間に介在していることを特徴とするマスクブランク。
9. 前記レジスト膜に形成されるレジストパターンには、１００ｎｍ未満の線幅のパターンが含まれることを特徴とする請求項８に記載のマスクブランク。
10. 前記レジスト膜に形成されるレジストパターンには、アスペクト比が３以上のパターンが含まれることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のマスクブランク
11. 請求項８乃至請求項１０の何れか１項に記載のマスクブランクであって、
    前記中間層は、前記レジスト膜にレジストパターンを形成するための現像液に不溶性であることを特徴とするマスクブランク。
12. 請求項８乃至請求項１１の何れか１項に記載のマスクブランクであって、
    前記レジストパターンをマスクとして前記薄膜をパターニング処理する際に、前記中間層がパターニングされるよう構成したことを特徴とするマスクブランク。
13. 請求項８乃至請求項ｌ２の何れか１項に記載のマスクブランクであって、
    前記基板上からレジストパターンを剥離処理する際に、前記中間層が剥離されるよう構成したことを特徴とするマスクブランク。
14. 請求項８乃至請求項１３の何れか１項に記載のマスクブランクであって、
    前記薄膜は、クロムを含有する膜又は珪素を含有する膜であることを特微とするマスクブランク。
15. マスクパターンを形成するための薄膜と、この薄膜の少なくともマスクパターンが形成される領域を被覆する中間層と、この中間層の上に形成されたレジストパターンを有するマスクブランクを準備し、
    前記レジストパターンをマスクとし、前記中間層と前記薄膜を順次パターニングすることを特徴とする転写マスクの製造方法。
16. 請求項１５に記載の転写マスクの製造方法であって、
    前記中間層と前記薄膜をパターニング処理した後、前記レジストパターンと前記中間層を順次剥離することを特徴とする転写マスクの製造方法。

Images