JP2009092823A - Photomask blank and photomask - Google Patents

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Toshiaki Motonaga
稔明 本永
Shiho Sasaki
志保 佐々木
Gouya Shimomura
剛哉 下村
Masaaki Kurihara
栗原  正彰
Takashi Adachi
俊 安達
Naoko Nakada
尚子 中田
Tsukasa Abe
司 安部
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photomask blank which can reduce the film thickness of a resist to effectively enhance the resolution of a mask pattern, can reduce a loading effect during dry etching, can reduce a shift amount of the mask dimension from the resist dimension, and can reduce the number of mask manufacturing processes, and to provide a photomask manufactured by using the blank. <P>SOLUTION: The photomask blank has a thin film of a single layer or two or more layers formed on a transparent substrate and is characterized in that: at least one layer in the thin film of a single layer or two or more layers is a light-shielding film; and the light-shielding film essentially comprises a material that can be dry-etched with a chlorine-based gas containing no oxygen but cannot be substantially dry-etched with a fluorine-based gas. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、LSI、超LSI等の高密度集積回路の製造に用いられるフォトマスクおよびそのフォトマスクを製造するためのフォトマスクブランクスに関し、さらに詳しくは、高NA露光装置を使用し、露光波長とほぼ同程度のサイズのマスクパターンをウェハ上に転写するとき、ウェハ上のパターンのハーフピッチが45nm以降の先端リソグラフィ技術に用いられるフォトマスクおよびフォトマスクブランクスに関する。   The present invention relates to a photomask used for manufacturing high-density integrated circuits such as LSI and VLSI, and a photomask blank for manufacturing the photomask, and more specifically, using a high NA exposure apparatus, The present invention relates to a photomask and a photomask blank that are used in advanced lithography technology in which a half pitch of a pattern on a wafer is 45 nm or later when a mask pattern having substantially the same size is transferred onto the wafer.

IC、LSI、超LSIなどの半導体集積回路は、フォトマスクを使用したいわゆるリソグラフィ工程を繰り返すことによって製造される。パターニング前のフォトマスク基板はフォトマスクブランクス(以下、ブランクスとも称する)として知られており、光を通過させる部分と遮光する部分で構成されたバイナリ型フォトマスクのブランクスとしては、透明基板上のクロム(Cr)を主成分とする遮光膜からなる構造が実用化されている。高精度な半導体集積回路を実現するために、フォトマスクブランクスは低欠陥、ドライエッチング制御性を向上させるための膜組成・膜構造、低応力、並びに露光波長に対する低反射率化といった性能が要求される。これらの要求を満たすためにクロムを主成分とするフォトマスクブランクスにおいては、各種の膜組成、層構造、並びに成膜方法が提案され実用化されている(例えば、特許文献1〜特許文献5参照)。   Semiconductor integrated circuits such as ICs, LSIs, and VLSIs are manufactured by repeating a so-called lithography process using a photomask. The photomask substrate before patterning is known as photomask blanks (hereinafter also referred to as “blanks”). As a binary photomask blank composed of a light transmitting portion and a light shielding portion, chromium on a transparent substrate is used. A structure composed of a light shielding film containing (Cr) as a main component has been put into practical use. In order to realize a high-precision semiconductor integrated circuit, photomask blanks are required to have performance such as low defects, film composition / film structure for improving dry etching controllability, low stress, and low reflectivity for exposure wavelength. The In order to satisfy these demands, various film compositions, layer structures, and film formation methods have been proposed and put into practical use in photomask blanks mainly composed of chromium (for example, see Patent Documents 1 to 5). ).

しかしながらフォトマスクに要求されるスペックは年々厳しくなってきており、例えばITRSロードマップ2006年アップデートによると(非特許文献1参照)、DRAM65nmハーフピッチで要求されるマスクパターンのCD(Critical Dimension) ユニフォーミティ、リニアリティはそれぞれ3nm、10nmとなっており、高精度フォトマスクの製造技術の開発は困難を極めている。   However, the specifications required for photomasks are becoming stricter year by year. For example, according to the ITRS roadmap 2006 update (see Non-Patent Document 1), a CD (Critical Dimension) uniformity of a mask pattern required at a DRAM 65 nm half pitch. The linearity is 3 nm and 10 nm, respectively, and it is extremely difficult to develop a high-precision photomask manufacturing technique.

上記の高精度フォトマスクの開発が難しい要因の一つとして、フォトマスク材料がクロムであることが挙げられている。レジストパターンから露出したクロム系材料をドライエッチングしてパターン形成するためには、エッチングガスとして酸素含有塩素ガス系を使用する必要がある。しかし、エッチングガスが酸素を含有するために有機系材料を主成分とするレジストに損傷を与えてしまい、ドライエッチングレートの対レジスト選択比の向上が根本的に困難となり、結果的にレジスト高解像化の有力な一つの手法であるレジストの薄膜化も適用することが難しい。またエッチング生成物として塩化クロミル(CrO2Cl2)が生じるこのラジカル主体のドライエッチングプロセスはローディング効果も大きく、さらにエッチング進行の方向性の制御が難しく、レジスト寸法に対するマスク寸法のシフト量も許容しがたいレベルになってきている。ローディング効果とは、ドライエッチングする被エッチング膜のエッチング面積の大小により、エッチングレートや選択比などのエッチング特性が変化し、その結果、マスク面内の寸法シフト量が変化してCD精度にばらつきを生じる現象である。 One of the factors that make it difficult to develop the above high-precision photomask is that the photomask material is chromium. In order to form a pattern by dry etching the chromium-based material exposed from the resist pattern, it is necessary to use an oxygen-containing chlorine gas system as an etching gas. However, since the etching gas contains oxygen, the resist mainly composed of organic materials is damaged, and it is fundamentally difficult to improve the dry etching rate to resist selectivity, resulting in high resist resolution. It is difficult to apply resist thinning, which is one of the leading techniques for imaging. In addition, this radical-based dry etching process, in which chromyl chloride (CrO 2 Cl 2 ) is generated as an etching product, has a large loading effect, and it is difficult to control the direction of etching progress, and the shift of the mask dimension relative to the resist dimension is allowed. It has become a difficult level. The loading effect means that the etching characteristics such as the etching rate and the selection ratio change depending on the size of the etching area of the film to be dry etched. As a result, the dimensional shift amount in the mask surface changes and the CD accuracy varies. It is a phenomenon that occurs.

上記の問題に対応すべく、近年いくつか手法が提案されている。例えば、クロム系膜のドライエッチングに対して耐性のある無機系材料からなるエッチングマスクをクロム系膜上に設け、クロム系膜並びにクロム系膜下の位相シフト層を順次ドライエッチングし、寸法制御性を向上させたフォトマスクの製造方法およびブランクスが提案されている(特許文献6参照)。   In recent years, several methods have been proposed to deal with the above problems. For example, an etching mask made of an inorganic material that is resistant to dry etching of a chromium-based film is provided on the chromium-based film, and the chromium-based film and the phase shift layer under the chromium-based film are sequentially dry-etched, thereby enabling dimension controllability. A photomask manufacturing method and blanks with improved characteristics have been proposed (see Patent Document 6).

あるいは、クロムを主成分とする第一遮光膜の上に、フッ素系ガスでドライエッチングが可能な珪素含有化合物を主成分とする第二遮光膜を積層し、第二遮光膜はエッチングレートの対レジスト選択比並びに寸法制御性がよいため、第一遮光膜を含めた全体のマスク寸法制御も向上させたフォトマスクブランクスおよびフォトマスクが提案されている(特許文献7参照)。この遮光膜はハーフトーン位相シフトマスク用遮光膜としても用いることができ、特許文献7には、上記遮光膜をフッ素系ガスでドライエッチング可能な位相シフト層上に形成させた時の製造工程も記載されている。
特開昭61−272746号公報 特開平2−242252号公報 特開平4−9847号公報 特開平5−297570号公報 特許第3276954号公報 WO2004/090635 特開2006−146152号公報 International Technology Roadmap For Semiconductors 2006 Update,Lithography,p.9,半導体技術ロードマップ専門委員会(2006)
Alternatively, a second light-shielding film mainly comprising a silicon-containing compound that can be dry-etched with a fluorine-based gas is laminated on the first light-shielding film containing chromium as a main component, and the second light-shielding film is a pair of etching rates. Photomask blanks and photomasks have also been proposed in which the overall mask dimension control including the first light-shielding film is improved because the resist selectivity and the dimension controllability are good (see Patent Document 7). This light-shielding film can also be used as a light-shielding film for a halftone phase shift mask. Patent Document 7 discloses a manufacturing process when the light-shielding film is formed on a phase shift layer that can be dry-etched with a fluorine-based gas. Are listed.
JP-A 61-272746 JP-A-2-242252 JP-A-4-9847 JP-A-5-297570 Japanese Patent No. 3276954 WO2004 / 090635 JP 2006-146152 A International Technology Roadmap For Semiconductors 2006 Update, Lithography, p. 9. Semiconductor Technology Roadmap Technical Committee (2006)

しかしながら、ウェハ上のパターンがハーフピッチ65nmから45nmへと進展するに伴い、クロム系材料を遮光膜に用いたフォトマスク製造においては、ドライエッチング時のローディング効果の問題や寸法シフトが許容しがたいレベルになりつつあり、さらに上記のように、クロム系材料は酸素含有塩素ガスでドライエッチングするために、高解像に有効なレジストの薄膜化が困難であるという問題がある。またそれらの問題に対応すべく提案されている上記の特許文献6あるいは特許文献7に示される発明は、エッチングマスクあるいは第二遮光膜というエッチング用の薄膜層を設けているために、エッチングを主としたマスク製造工程数の増加並びにそれに伴うマスクの製造コストの上昇という新たな問題を生じている。   However, as the pattern on the wafer progresses from a half pitch of 65 nm to 45 nm, in the photomask manufacturing using a chromium-based material as a light shielding film, it is difficult to tolerate a loading effect problem or a dimensional shift during dry etching. Further, as described above, since the chromium-based material is dry-etched with oxygen-containing chlorine gas, there is a problem that it is difficult to make a resist thin film effective for high resolution. Further, the invention disclosed in Patent Document 6 or Patent Document 7 proposed to cope with these problems is provided with an etching thin film layer called an etching mask or a second light-shielding film. As a result, there is a new problem of increasing the number of mask manufacturing processes and the accompanying increase in mask manufacturing costs.

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、マスクパターンの高解像度化に効果的なレジストの薄膜化が可能で、ドライエッチング時のローディング効果が低減され、レジスト寸法からのマスク寸法のシフト量が低減され、マスク製造工程数の削減が図れるフォトマスクブランクスおよびそのブランクスを用いて製造したフォトマスクを提供することである。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems. That is, an object of the present invention is to enable resist thinning effective for increasing the resolution of a mask pattern, to reduce the loading effect during dry etching, to reduce the shift amount of the mask dimension from the resist dimension, and to A photomask blank capable of reducing the number of manufacturing steps and a photomask manufactured using the blank are provided.

上記の課題を解決するために、請求項1の発明に係るフォトマスクブランクスは、透明基板上に単層もしくは2層以上の薄膜が形成されたフォトマスクブランクスにおいて、前記単層もしくは2層以上の薄膜のうち、少なくとも1層が遮光膜であり、該遮光膜が酸素非含有塩素系ガスでドライエッチング可能で、かつフッ素系ガスでは実質的にドライエッチングされない材料を主成分とすることを特徴とするものである。   In order to solve the above problems, a photomask blank according to the invention of claim 1 is a photomask blank in which a single layer or two or more thin films are formed on a transparent substrate. Among the thin films, at least one layer is a light-shielding film, and the light-shielding film is mainly composed of a material that can be dry-etched with an oxygen-free chlorine-based gas and is not substantially dry-etched with a fluorine-based gas. To do.

請求項2の発明に係るフォトマスクブランクスは、請求項1に記載のフォトマスクブランクスにおいて、前記遮光膜が、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ガリウム(Ga)、スズ(Sn)、ジルコニウム(Zr)から選択された金属元素のいずれか1種を主成分とすることを特徴とするものである。   The photomask blank according to a second aspect of the present invention is the photomask blank according to the first aspect, wherein the light shielding film is made of aluminum (Al), titanium (Ti), gallium (Ga), tin (Sn), zirconium ( One of the metal elements selected from Zr) is a main component.

請求項3の発明に係るフォトマスクブランクスは、請求項2または請求項3に記載のフォトマスクブランクスにおいて、前記遮光膜が、前記金属元素の窒化物、酸化物、または酸化窒化物のいずれかであることを特徴とするものである。   A photomask blank according to a third aspect of the present invention is the photomask blank according to the second or third aspect, wherein the light shielding film is any one of the nitride, oxide, or oxynitride of the metal element. It is characterized by being.

請求項4の発明に係るフォトマスクは、透明基板上の単層もしくは2層以上の薄膜をパターン化したフォトマスクにおいて、前記単層もしくは2層以上の薄膜のうち、少なくとも1層が遮光膜であり、該遮光膜が酸素非含有塩素系ガスでドライエッチング可能で、かつフッ素系ガスでは実質的にドライエッチングされない材料を主成分とすることを特徴とするものである。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a photomask obtained by patterning a single layer or two or more thin films on a transparent substrate, wherein at least one of the single layer or the two or more thin films is a light shielding film. In addition, the light-shielding film is characterized by comprising as a main component a material that can be dry-etched with an oxygen-free chlorine-based gas and that is not substantially dry-etched with a fluorine-based gas.

請求項5の発明に係るフォトマスクは、請求項4に記載のフォトマスクにおいて、前記遮光膜が、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ガリウム(Ga)、スズ(Sn)、ジルコニウム(Zr)から選択された金属元素のいずれか1種を主成分とすることを特徴とするものである。   A photomask according to a fifth aspect of the present invention is the photomask according to the fourth aspect, wherein the light shielding film is made of aluminum (Al), titanium (Ti), gallium (Ga), tin (Sn), zirconium (Zr). The main component is any one of metal elements selected from the group consisting of:

請求項6の発明に係るフォトマスクは、請求項4または請求項5に記載のフォトマスクにおいて、前記遮光膜が、前記金属元素の窒化物、酸化物、または酸化窒化物のいずれかであることを特徴とするものである。   A photomask according to a sixth aspect of the present invention is the photomask according to the fourth or fifth aspect, wherein the light shielding film is any one of a nitride, an oxide, or an oxynitride of the metal element. It is characterized by.

本発明のフォトマスクブランクスによれば、遮光膜を酸素非含有塩素系ガスでエッチング可能でかつフッ素系ガスで実質的にエッチングされないアルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ガリウム(Ga)、スズ(Sn)、ジルコニウム(Zr)のいずれか1種を主成分とする材料を用いることにより、ドライエッチング時に酸素を必要としないため、クロム系材料と比較して、レジスト高解像度化に効果的なレジストの薄膜化が可能となり、ローディング効果が低減し、レジスト寸法からのマスク寸法のシフト量の低減が図れ、寸法制御性の良い高精度バイナリーマスクあるいは位相シフトマスクを作成することが可能となる。また本発明のフォトマスクブランクスは、従来のエッチングマスクあるいは第二遮光膜というエッチング用の薄膜層を設けたマスクブランクスと比較した場合、マスク製造工程数の低減並びにそれに伴うマスクの製造コストを低減したフォトマスクを提供することが可能となる。   According to the photomask blank of the present invention, the light shielding film can be etched with an oxygen-free chlorine-based gas and is not substantially etched with a fluorine-based gas, such as aluminum (Al), titanium (Ti), gallium (Ga), tin ( By using a material mainly composed of any one of Sn) and zirconium (Zr), oxygen is not required at the time of dry etching, so that the resist is effective in increasing the resolution of the resist as compared with the chromium-based material. Therefore, the loading effect is reduced, the shift amount of the mask dimension from the resist dimension can be reduced, and a high-precision binary mask or phase shift mask with good dimensional controllability can be produced. In addition, the photomask blank of the present invention reduces the number of mask manufacturing steps and the mask manufacturing cost associated therewith when compared with a mask blank provided with a conventional etching mask or a thin film layer for etching called a second light shielding film. A photomask can be provided.

本発明のフォトマスクによれば、寸法制御性が良く高解像の微細パターンを有し製造コストを低減したフォトマスクを用いることにより、微細な高集積度の半導体集積回路を作製することが容易になる。   According to the photomask of the present invention, it is easy to fabricate a fine highly integrated semiconductor integrated circuit by using a photomask having a high dimensional controllability and a high resolution fine pattern with reduced manufacturing costs. become.

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係るフォトマスクブランクスおよびフォトマスクについて詳細に説明する。   Hereinafter, a photomask blank and a photomask according to an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings.

(第1の実施形態)
本実施形態は、バイナリ型フォトマスクブランクスおよびバイナリ型フォトマスクの例である。図1は、本実施形態のフォトマスクブランクス(図1(a))およびそれを用いて製造された本実施形態のフォトマスク(図1(b))の一例を示す断面模式図である。図1(a)に示すように、本実施形態のフォトマスクブランクス10は、透明基板11とその上に設けられた遮光膜12からなる。遮光膜12は、酸素非含有塩素系ガスでエッチング可能で、かつフッ素系ガスで実質的にエッチングされない材料からなる。図1(a)では遮光膜12が単層の場合を例示しているが、遮光膜は2層以上の薄膜で形成されていてもよい。
(First embodiment)
The present embodiment is an example of a binary photomask blank and a binary photomask. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the photomask blank of the present embodiment (FIG. 1A) and the photomask of the present embodiment manufactured using the same (FIG. 1B). As shown in FIG. 1A, the photomask blank 10 of this embodiment includes a transparent substrate 11 and a light shielding film 12 provided thereon. The light shielding film 12 is made of a material that can be etched with an oxygen-free chlorine-based gas and is not substantially etched with a fluorine-based gas. Although FIG. 1A illustrates a case where the light shielding film 12 is a single layer, the light shielding film may be formed of two or more thin films.

本実施形態の遮光膜12は、遮光膜のドライエッチング時に酸素ガスを必要とせずに酸素非含有塩素系ガスでエッチングするために、ドライエッチング時のレジスト膜減り量が低減でき、結果的にレジストの薄膜化による微細レジストパターン形成が可能となり、それに伴う遮光膜の微細パターン形成が可能となる。また遮光膜は酸素非含有塩素系ガスでエッチングするため、透明基板11が合成石英の場合、合成石英はエッチングされず、図1(b)に示すように、良好な断面形状の高い寸法精度の微細パターンを有するフォトマスク15を得ることができる。本実施形態のフォトマスクを用いることにより、高解像のウェハ転写画像を形成することができる。 Since the light shielding film 12 of this embodiment is etched with an oxygen-free chlorine-based gas without the need for oxygen gas during dry etching of the light shielding film, the amount of resist film reduction during dry etching can be reduced, and as a result Therefore, it is possible to form a fine resist pattern by thinning the film, and to form a fine pattern of the light shielding film. Further, since the light shielding film is etched with a chlorine-free oxygen-containing gas, when the transparent substrate 11 is made of synthetic quartz, the synthetic quartz is not etched. As shown in FIG. A photomask 15 having a fine pattern can be obtained. By using the photomask of this embodiment, a high-resolution wafer transfer image can be formed.

(第2の実施形態)
本実施形態は、ハーフトーン型位相シフトマスクブランクスおよびハーフトーン型位相シフトマスクの例である。図2は、本実施形態のハーフトーン型位相シフトマスクブランクス(図2(a))およびそれを用いて製造された本実施形態のハーフトーン型位相シフトマスク(図2(b))の一例を示す断面模式図である。図2(a)に示すように、本実施形態のブランクス20は、透明基板21上に順にハーフトーン型位相シフト膜23、遮光膜22が積層されてなる。
(Second Embodiment)
The present embodiment is an example of a halftone phase shift mask blank and a halftone phase shift mask. FIG. 2 shows an example of the halftone phase shift mask blank (FIG. 2A) of the present embodiment and the halftone phase shift mask of the present embodiment (FIG. 2B) manufactured using the same. It is a cross-sectional schematic diagram shown. As shown in FIG. 2A, the blanks 20 of the present embodiment is formed by laminating a halftone phase shift film 23 and a light shielding film 22 in order on a transparent substrate 21.

本実施形態のハーフトーン型位相シフトマスク25は、以下の工程で得ることができる。図4は、図2(b)に示す位相シフトマスク25を得るための製造工程の一例を示す断面模式図である。図4(a)に示すように、ブランクス20の遮光膜22上に第1のレジスト膜41を形成し、次に、位相シフト膜23のパターンに合わせた第1のレジストパターン42を形成する(図4(b))。   The halftone phase shift mask 25 of this embodiment can be obtained by the following process. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a manufacturing process for obtaining the phase shift mask 25 shown in FIG. As shown in FIG. 4A, a first resist film 41 is formed on the light shielding film 22 of the blanks 20, and then a first resist pattern 42 is formed in accordance with the pattern of the phase shift film 23 (see FIG. 4A). FIG. 4 (b)).

次いで、レジストパターン42を耐エッチングマスクとして酸素を含まない塩素系のガスを用いて遮光膜22をドライエッチングし、遮光膜パターン43を形成する(図4(c))。この段階の遮光膜パターン43は、位相シフト膜のエッチングマスク用としてのパターン形状である。遮光膜のエッチングに酸素ガスを必要としないため、ドライエッチング時のレジスト膜減り量が低減でき、結果的にレジストの薄膜化による微細レジストパターン形成が可能となり、それに伴う遮光膜の微細パターン形成が可能となる。   Next, the light shielding film 22 is dry-etched using a chlorine-based gas not containing oxygen using the resist pattern 42 as an etching resistant mask to form a light shielding film pattern 43 (FIG. 4C). The light shielding film pattern 43 at this stage has a pattern shape for an etching mask for the phase shift film. Since oxygen gas is not required for etching the light-shielding film, the amount of resist film reduction during dry etching can be reduced, and as a result, a fine resist pattern can be formed by thinning the resist. It becomes possible.

次に、図4(d)に示すように、レジストパターン42を除去し、続いてフッ素系ガスで位相シフト膜23のドライエッチングを行ない、位相シフト膜パターン26を形成する(図4(e))。上記の図4(d)の工程は、遮光膜パターン43がエッチングマスクとして機能するため、必ずしも必要な工程ではない。   Next, as shown in FIG. 4D, the resist pattern 42 is removed, and then the phase shift film 23 is dry-etched with a fluorine-based gas to form the phase shift film pattern 26 (FIG. 4E). ). The step shown in FIG. 4D is not necessarily required because the light shielding film pattern 43 functions as an etching mask.

次に、遮光膜パターン形成用のレジストを塗布し第2のレジスト膜45を形成し(図4(f))、遮光膜パターンに合せた開口を有する第2のレジストパターン46を形成し(図4(g))、これを耐エッチングマスクとして、酸素を含有しない塩素系のガスを用いて遮光膜パターン43をドライエッチングし、最終的な遮光膜パターン24を形成する(図4(h))。尚、位相シフト膜にダメージがなければ本工程はウェットエッチングでも良い。最後に第2のレジスト膜46を剥離し、図2(b)の構造の良好な断面形状の高い寸法精度の微細パターンを有する位相シフトマスク25を得ることができる。本実施形態の位相シフトマスクを用いることにより、高解像のウェハ転写画像を形成することができる。   Next, a resist for forming a light-shielding film pattern is applied to form a second resist film 45 (FIG. 4F), and a second resist pattern 46 having an opening corresponding to the light-shielding film pattern is formed (FIG. 4). 4 (g)), using this as an anti-etching mask, the light-shielding film pattern 43 is dry-etched using a chlorine-based gas not containing oxygen to form the final light-shielding film pattern 24 (FIG. 4 (h)). . If the phase shift film is not damaged, this step may be wet etching. Finally, the second resist film 46 is peeled off, and the phase shift mask 25 having a fine pattern with a high cross-sectional shape with a good structure shown in FIG. By using the phase shift mask of this embodiment, a high resolution wafer transfer image can be formed.

(第3の実施形態)
本実施形態は、基板掘り込み型位相シフトマスクブランクスおよび基板掘り込み型位相シフトマスクの例である。図3は、本実施形態の遮光膜を設けた基板掘り込み型位相シフトマスクブランクス(図3(a))および基板掘り込み型位相シフトマス(図3(b))の一例を示す断面模式図である。図3(a)に示すように、本実施形態のブランクス30は、透明基板31とその上に設けられた遮光膜32からなり、ブランクスの形態はバイナリー型マスクブランクと同じである。
(Third embodiment)
This embodiment is an example of a substrate digging type phase shift mask blank and a substrate digging type phase shift mask. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a substrate digging-type phase shift mask blank (FIG. 3A) and a substrate digging-type phase shift mass (FIG. 3B) provided with a light-shielding film according to this embodiment. is there. As shown in FIG. 3A, the blank 30 of the present embodiment includes a transparent substrate 31 and a light shielding film 32 provided thereon, and the form of the blank is the same as that of the binary mask blank.

本実施形態の基板掘り込み型位相シフトマスク35は、以下の工程で得ることができる。図5は、図3(b)に示す位相シフトマスク35を得るための製造工程の一例を示す断面模式図である。図5(a)に示すように、ブランクス30の遮光膜32上に第1のレジスト膜51を形成し、次に、遮光膜のパターンに合わせた第1のレジストパターン52を形成する(図5(b))。次いで、レジストパターン52を耐エッチングマスクとして塩素系のガスを用いて遮光膜32をドライエッチングし、遮光膜パターン34を形成する(図5(c))。上記の他の実施形態と同様に、遮光膜のエッチングに酸素ガスを必要としないため、ドライエッチング時のレジスト膜減り量が低減でき、結果的にレジストの薄膜化による微細レジストパターン形成が可能となり、それに伴う遮光膜の微細パターン形成が可能となる。   The substrate digging phase shift mask 35 of this embodiment can be obtained by the following steps. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a manufacturing process for obtaining the phase shift mask 35 shown in FIG. As shown in FIG. 5A, a first resist film 51 is formed on the light shielding film 32 of the blanks 30, and then a first resist pattern 52 that matches the pattern of the light shielding film is formed (FIG. 5). (B)). Next, the light shielding film 32 is dry-etched using chlorine-based gas with the resist pattern 52 as an etching resistant mask to form the light shielding film pattern 34 (FIG. 5C). As in the other embodiments described above, since oxygen gas is not required for etching the light shielding film, the amount of resist film reduction during dry etching can be reduced, and as a result, a fine resist pattern can be formed by thinning the resist. As a result, a fine pattern of the light shielding film can be formed.

次に、レジスト剥離後(図5(d))、位相シフトパターンを形成させるための第2のレジストを塗布し第2のレジスト膜55を形成し(図5(e))、次いで位相シフトパターンに合わせた第2のレジストパターン56を形成する(図5(f))。図5(f)に示すように、透明基板31が合成石英のようなフッ素系ガスでエッチングできる材質の場合、基板掘り込み型の位相シフトパターンは遮光膜がエッチングマスクとして機能するため、第2のレジストパターン56は、位相シフトパターンを形成する上のレジストが除去され、かつ位相シフト部でない遮光膜開口部がレジストで覆われてさえいればよく、遮光膜パターン形成用レジストパターン52と比較して寸法精度及び位置精度は緩くてよい。 Next, after removing the resist (FIG. 5D), a second resist for forming a phase shift pattern is applied to form a second resist film 55 (FIG. 5E), and then the phase shift pattern A second resist pattern 56 is formed in accordance with (FIG. 5F). As shown in FIG. 5 (f), when the transparent substrate 31 is made of a material that can be etched with a fluorine-based gas such as synthetic quartz, the substrate digging-type phase shift pattern has a second function because the light shielding film functions as an etching mask. The resist pattern 56 only needs to be removed from the resist on which the phase shift pattern is formed and the opening of the light shielding film that is not the phase shift part is covered with the resist, and is compared with the resist pattern 52 for forming the light shielding film pattern. Therefore, the dimensional accuracy and position accuracy may be loose.

次に、位相シフト部の基板を必要な深さまでドライエッチングして掘り込んで基板掘り込み型位相シフトパターン36を形成し(図5(g))、次いで、レジストを除去し、図3(b)の構造の良好な断面形状の高い寸法精度の微細パターンを有する位相シフトマスク35を得ることができる(図5(h))。本実施形態の位相シフトマスクを用いることにより、高解像のウェハ転写画像を形成することができる。 Next, the substrate of the phase shift portion is dry-etched to a required depth and dug to form a substrate dug type phase shift pattern 36 (FIG. 5G), and then the resist is removed, and FIG. It is possible to obtain a phase shift mask 35 having a fine cross-sectional shape with a good structure and a fine pattern with high dimensional accuracy (FIG. 5H). By using the phase shift mask of this embodiment, a high resolution wafer transfer image can be formed.

(ブランクス構成要素)
次に、本発明の第1の実施形態、第2の実施形態および第3の実施形態のフォトマスクブランクスを構成する各要素について述べる。
(Blanks component)
Next, each element constituting the photomask blanks of the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment of the present invention will be described.

(透明基板)
本発明のフォトマスクブランクスにおいて、透明基板11、21、31としては、露光光を高透過率で透過する光学研磨された合成石英ガラス、蛍石、フッ化カルシウムなどを用いることができるが、通常、多用されており品質が安定し、短波長の露光光の透過率の高い合成石英ガラスがより好ましい。
(Transparent substrate)
In the photomask blank of the present invention, as the transparent substrates 11, 21, 31, optically polished synthetic quartz glass, fluorite, calcium fluoride, etc. that transmit exposure light with high transmittance can be used. Synthetic quartz glass, which is frequently used, has stable quality, and has a high transmittance for exposure light having a short wavelength, is more preferable.

(遮光膜)
本発明のフォトマスクブランクスにおいて、遮光膜12、22、32は、酸素非含有塩素系ガスでドライエッチング可能で、かつフッ素系ガスでは実質的にドライエッチングされない材料を主成分とするものである。本発明において、上記の実質的にドライエッチングされないという意味は、フッ素系ガスにより遮光膜以外の薄膜をドライエッチング加工した時に、遮光膜にはほとんどダメージを与えないで加工し得る状態を意味するものである。
(Light shielding film)
In the photomask blank of the present invention, the light shielding films 12, 22, and 32 are mainly composed of a material that can be dry-etched with an oxygen-free chlorine-based gas and substantially not dry-etched with a fluorine-based gas. In the present invention, the meaning that the dry etching is not substantially performed means that the thin film other than the light-shielding film can be processed with little damage to the light-shielding film when a thin film other than the light-shielding film is dry-etched with a fluorine-based gas. It is.

上記の本発明の遮光膜としては、具体的にはアルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ガリウム(Ga)、スズ(Sn)、ジルコニウム(Zr)から選択された金属元素のいずれか1種を主成分とするものである。さらに、本発明の遮光膜としては、上記の金属元素の窒化物、酸化物、または酸化窒化物のいずれかであることが好ましい。   Specifically, as the light-shielding film of the present invention, any one of metal elements selected from aluminum (Al), titanium (Ti), gallium (Ga), tin (Sn), and zirconium (Zr) is used. The main component. Further, the light-shielding film of the present invention is preferably any one of the above-described metal element nitrides, oxides, or oxynitrides.

遮光膜は、上記の材料から選ばれた単層膜もしくは2層以上の薄膜として形成され、その膜厚は、40nm〜200nm程度の範囲の膜厚で用いられるが、微細パターンを形成するためには膜厚は小さい方が好ましく、遮光性を高くするには膜厚は大きい方が好ましい。ウェハへのマスクパターン転写時に露光光の多重反射を低減し、ウェハ転写画像の解像力を向上させるために、2層以上の薄膜からなる遮光膜の場合には、最表面層を低反射膜とするのがより好ましい。   The light-shielding film is formed as a single-layer film selected from the above materials or as a thin film of two or more layers, and the film thickness is used in the range of about 40 nm to 200 nm. In order to form a fine pattern The film thickness is preferably small, and the film thickness is preferably large to increase the light shielding property. In order to reduce the multiple reflection of exposure light during mask pattern transfer to the wafer and improve the resolution of the wafer transfer image, in the case of a light-shielding film consisting of two or more thin films, the outermost layer is a low reflection film Is more preferable.

(位相シフト膜)
本発明の第2の実施形態で示したハーフトーン型位相シフト膜23としては、所望のハーフトーン特性が得やすく、フッ素系ガスによりドライエッチングできる化合物を主成分とし、ドライエッチング加工特性に優れ、遮光膜22とのエッチング選択比が大きい薄膜が好ましい。例えば、モリブデンシリサイド化合物を主成分とするハーフトーン型位相シフト膜23として、モリブデンシリサイド酸化膜(MoSiO)、モリブデンシリサイド窒化膜(MoSiN)、モリブデンシリサイド酸化窒化膜(MoSiON)などの光半透過膜が挙げられる。また本発明においては、ハーフトーン型位相シフト膜23として、例えば、下層のタンタルハフニウム膜を透過率調整層とし、上層の酸化窒化シリコン(SiON)を位相調整層とする2層構成などの多層構成の位相シフト膜も挙げることができる。上記の例では、遮光膜を酸素非含有塩素系ガスでドライエッチングする時に、露出している下層のタンタルハフニウム膜を同時にエッチング除去することができる。
(Phase shift film)
As the halftone phase shift film 23 shown in the second embodiment of the present invention, a desired halftone characteristic is easily obtained, a compound that can be dry etched with a fluorine-based gas as a main component, and excellent in dry etching processing characteristics, A thin film having a large etching selectivity with respect to the light shielding film 22 is preferable. For example, as the halftone phase shift film 23 mainly composed of a molybdenum silicide compound, a light semi-transmissive film such as a molybdenum silicide oxide film (MoSiO), a molybdenum silicide nitride film (MoSiN), a molybdenum silicide oxynitride film (MoSiON), or the like is used. Can be mentioned. In the present invention, as the halftone phase shift film 23, for example, a multilayer structure such as a two-layer structure in which a lower tantalum hafnium film is used as a transmittance adjusting layer and an upper silicon oxynitride (SiON) is used as a phase adjusting layer. The phase shift film can also be mentioned. In the above example, when the light shielding film is dry-etched with an oxygen-free chlorine-based gas, the exposed lower tantalum hafnium film can be simultaneously etched away.

ハーフトーン型位相シフト膜23の膜厚は、例えば、モリブデンシリサイド化合物を用いた場合には、60nm〜100nm程度の範囲の膜厚で用いられ、より好ましくは、露光光がKrFエキシマレーザの場合には、80nm〜90nm程度の範囲の膜厚、ArFエキシマレーザの場合には、70nm程度の膜厚が用いられる。   The film thickness of the halftone phase shift film 23 is, for example, a film thickness in the range of about 60 nm to 100 nm when a molybdenum silicide compound is used. More preferably, the exposure light is a KrF excimer laser. In the case of an ArF excimer laser, a film thickness of about 70 nm is used.

本発明の第3の実施形態で示した基板掘り込み型位相シフトマスクブランクスは透明基板そのものを掘り込んで位相シフト部として用いる。   The substrate excavation type phase shift mask blanks shown in the third embodiment of the present invention excavate the transparent substrate itself and use it as a phase shift portion.

(実施例1)
光学研磨した6インチ角、0.25インチ厚の透明な合成石英基板を洗浄し、その一主面上にアルミニウム(Al)を主成分とし、低反射膜としてAlNを設けた2層構造の遮光膜(Al/AlN)を有するバイナリ型フォトマスクブランクスを以下の条件で形成した。遮光膜の膜厚は、石英基板側の第1層のAlが80nm、その上の第2層のAlNが8nmの2層構造からなり、193nmの波長で光学濃度(OD)3、表面反射率12%であった。
Example 1
A 6-inch square, 0.25-inch thick transparent synthetic quartz substrate that has been optically polished is cleaned, and light shielding of a two-layer structure in which aluminum (Al) is the main component on one main surface and AlN is provided as a low-reflection film. A binary type photomask blank having a film (Al / AlN) was formed under the following conditions. The light-shielding film has a two-layer structure in which the first layer of Al on the quartz substrate side is 80 nm and the second layer of AlN is 8 nm, and has an optical density (OD) of 3 and a surface reflectance at a wavelength of 193 nm. It was 12%.

<遮光膜のスパッタリング成膜条件>
装置: 平行平板型DCマグネトロンスパッタリング装置
第1層(Al)
スパッタターゲット:アルミニウム(Al)
ガスおよび流量:Ar 40sccm
圧力:5mTorr
カソードパワー:1.5kW
第2層(AlN)
スパッタターゲット:アルミニウム
ガス及び流量:Ar/N2 10/30sccm
圧力:5mTorr
カソードパワー:0.5kW
<Sputtering deposition conditions for light shielding film>
Apparatus: Parallel plate type DC magnetron sputtering apparatus first layer (Al)
Sputter target: Aluminum (Al)
Gas and flow rate: Ar 40sccm
Pressure: 5mTorr
Cathode power: 1.5 kW
Second layer (AlN)
Sputtering target: Aluminum gas and flow rate: Ar / N 2 10/30 sccm
Pressure: 5mTorr
Cathode power: 0.5kW

次に、上記のブランクス上に日本ゼオン(株)製電子線レジストZEP520Aを膜厚100nmで塗布し、プリベーク後、電子線描画装置にてパターン露光し、日本ゼオン製ZEN−N50により現像し、所望形状のレジストパターンを形成した。   Next, an electron beam resist ZEP520A manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. is applied to the blanks at a film thickness of 100 nm. After pre-baking, pattern exposure is performed with an electron beam drawing apparatus, and development is performed with ZEN-N50 manufactured by Nippon Zeon. A resist pattern having a shape was formed.

次に、上記のレジストパターンをマスクとして、ドライエッチング装置によりレジストパターンから露出している2層の遮光膜を下記条件により順にドライエッチングし、パターニングした。酸素非含有塩素系ガスでドライエッチングを行ったため、遮光膜のエッチングレートがレジストのエッチングレートと比較して3倍早く、100nmのレジスト膜厚で問題なく遮光膜のパターニングができた。最後にレジストをO2プラズマでアッシングして除去し、第1の実施形態のフォトマスクを得た。 Next, using the resist pattern as a mask, the two layers of the light shielding film exposed from the resist pattern were sequentially dry-etched under the following conditions and patterned by a dry etching apparatus. Since dry etching was performed with an oxygen-free chlorine-based gas, the light-shielding film etching rate was three times faster than the resist etching rate, and the light-shielding film could be patterned without any problem with a resist film thickness of 100 nm. Finally, the resist was removed by ashing with O 2 plasma to obtain the photomask of the first embodiment.

<遮光膜のドライエッチング条件>
装置:高密度プラズマドライエッチング装置
エッチングガス:BCl3/Cl2 50/10sccm
圧力:3mTorr
ICPパワー:950W
バイアスパワー:30W
<Dry etching conditions for light shielding film>
Equipment: High density plasma dry etching equipment Etching gas: BCl 3 / Cl 2 50/10 sccm
Pressure: 3mTorr
ICP power: 950W
Bias power: 30W

(実施例2)
光学研磨した6インチ角、0.25インチ厚の透明な合成石英基板を洗浄し、その一主面上にハーフトーン型位相シフト膜としてモリブデンシリサイド化合物を主成分とし、窒素、酸素を含むモリブデンシリサイド酸化窒化膜(MoSiON)を以下の条件で形成した。成膜前に基板上にレジスト塗布した部位上の位相シフト層をレジスト剥膜することにより除去して段差を形成させ、レーザーテック社製MPM193で測定したところ、膜厚70nm、波長193nmで位相差176度、透過率5.8%を有する位相シフト膜であった。
(Example 2)
A 6-inch square, 0.25-inch thick transparent synthetic quartz substrate that has been optically polished is washed, and a molybdenum silicide compound containing nitrogen and oxygen as a main component of a molybdenum silicide compound as a halftone phase shift film on one main surface thereof. An oxynitride film (MoSiON) was formed under the following conditions. The phase shift layer on the portion where the resist was coated on the substrate before film formation was removed by stripping the resist to form a step, which was measured with an MPM 193 manufactured by Lasertec Corporation. The film thickness was 70 nm, the phase difference was 176 at a wavelength of 193 nm. The phase shift film had a transmittance of 5.8%.

<ハーフトーン型位相シフト膜のスパッタリング成膜条件>
装置:平行平板型DCマグネトロンスパッタリング装置
スパッタターゲット:Mo/Si 1/4(原子比)
ガス及び流量:Ar/N2/O2 20/20/10sccm
圧力:5mTorr
カソードパワー:1.5kW
<Sputtering conditions for halftone phase shift film>
Equipment: Parallel plate type DC magnetron sputtering equipment Sputter target: Mo / Si 1/4 (atomic ratio)
Gas and flow rate: Ar / N 2 / O 2 20/20/10 sccm
Pressure: 5mTorr
Cathode power: 1.5 kW

続いて、実施例1と同様の下記の条件で上記の位相シフト膜上に遮光膜としてアルミニウム(Al)を膜厚80nm成膜し、ハーフトーン型位相シフトマスクブランクスを形成した。   Subsequently, an aluminum (Al) film having a thickness of 80 nm was formed as a light-shielding film on the above-described phase shift film under the same conditions as in Example 1 to form a halftone phase shift mask blank.

<遮光膜のスパッタリング成膜条件>
装置:平行平板型DCマグネトロンスパッタリング装置
第1層(Al)
スパッタターゲット:アルミニウム(Al)
ガスおよび流量:Ar 40sccm
圧力:5mTorr
カソードパワー:1.5kW
<Sputtering deposition conditions for light shielding film>
Apparatus: Parallel plate type DC magnetron sputtering apparatus first layer (Al)
Sputter target: Aluminum (Al)
Gas and flow rate: Ar 40sccm
Pressure: 5mTorr
Cathode power: 1.5 kW

次に、実施例1と同様に、上記のブランクス上に電子線レジストを膜厚100nmで塗布し、プリベーク後、電子線描画装置にてパターン露光し、現像し、所望形状のレジストパターンを形成した。   Next, in the same manner as in Example 1, an electron beam resist was applied to the blanks with a film thickness of 100 nm, pre-baked, and then subjected to pattern exposure with an electron beam drawing apparatus and developed to form a resist pattern having a desired shape. .

次いで、実施例1と同様の下記の条件で、レジストパターンをマスクとして遮光膜(Al)をドライエッチングし、遮光膜パターンを形成した。酸素非含有塩素系ガスでドライエッチングを行ったため、遮光膜のエッチングレートがレジストのエッチングレートと比較して3倍早く、本実施例の場合にも100nmのレジスト膜厚で問題なく遮光膜のパターニングができた。次いで、レジストをO2プラズマでアッシングし除去した。 Subsequently, the light shielding film (Al) was dry-etched using the resist pattern as a mask under the same conditions as in Example 1 to form a light shielding film pattern. Since dry etching was performed with an oxygen-free chlorine-based gas, the etching rate of the light shielding film was three times faster than the etching rate of the resist. I was able to. Next, the resist was removed by ashing with O 2 plasma.

<遮光膜のドライエッチング条件>
装置:高密度プラズマドライエッチング装置
エッチングガス:BCl3/Cl2 50/10sccm
圧力:3mTorr
ICPパワー:950W
バイアスパワー:30W
<Dry etching conditions for light shielding film>
Equipment: High density plasma dry etching equipment Etching gas: BCl 3 / Cl 2 50/10 sccm
Pressure: 3mTorr
ICP power: 950W
Bias power: 30W

次に、上記の遮光膜パターンをマスクとして露出しているハーフトーン型位相シフト膜を下記の条件でドライエッチングによりパターニングして位相シフトパターンを形成した。エッチング断面形状は略垂直であり、きわめて微細なマスクパターンが形成された。   Next, the halftone phase shift film exposed using the light shielding film pattern as a mask was patterned by dry etching under the following conditions to form a phase shift pattern. The etched cross-sectional shape was substantially vertical, and a very fine mask pattern was formed.

<位相シフト膜ドライエッチング>
装置:高密度プラズマドライエッチング装置
エッチングガス:CF4 50sccm
圧力:10mTorr
ICPパワー:500W
バイアスパワー:100W
<Phase shift film dry etching>
Equipment: High-density plasma dry etching equipment Etching gas: CF 4 50 sccm
Pressure: 10mTorr
ICP power: 500W
Bias power: 100W

<遮光パターン形成>
次に、上記の工程を行った基板上に、電子線レジストを塗布し、電子線描画し現像して、遮光膜から露出させたい領域のみを開口したレジストパターン膜を形成した後、下記のエッチング液でウエットエッチングを行い、遮光膜を選択的に除去し、最後にレジストをO2プラズマでアッシングし除去し、ハーフトーン型位相シフトマスクを得た。本実施例によるハーフトーン型位相シフトマスクは、合成石英基板上にモリブデンシリサイド化合物を主成分とするハーフトーン位相シフト層によりマスクパターンが形成され、さらにその一部にクロム遮光膜が積層された構成をなすものである。
<Shading pattern formation>
Next, an electron beam resist is applied on the substrate subjected to the above steps, electron beam drawing and development are performed to form a resist pattern film in which only a region desired to be exposed from the light shielding film is formed, and then the following etching is performed. Wet etching was performed with a liquid to selectively remove the light shielding film, and finally the resist was removed by ashing with O 2 plasma to obtain a halftone phase shift mask. The halftone phase shift mask according to the present embodiment has a structure in which a mask pattern is formed by a halftone phase shift layer mainly composed of a molybdenum silicide compound on a synthetic quartz substrate, and a chromium light-shielding film is laminated on a part thereof. It is what makes.

<遮光膜エッチング>
エッチング液: リン酸:硝酸:酢酸:水=16:1:2:1の混合液
エッチング温度:25℃
<Light-shielding film etching>
Etching solution: phosphoric acid: nitric acid: acetic acid: water = 16: 1: 2: 1 mixture etching temperature: 25 ° C.

(実施例3)
実施例1と同様の形態のブランクスを基板掘り込み型位相シフトマスクブランクスとした。すなわち、光学研磨した6インチ角、0.25インチ厚の透明な合成石英基板上に、低反射膜としてAlNを設けた2層構造の遮光膜(Al/AlN)を有し、遮光膜の膜厚は、石英基板側の第1層のAlが80nm、その上の第2層のAlNが8nmの2層構造からなり、193nmの波長で光学濃度(OD)3、表面反射率12%のブランクスを得た。
(Example 3)
Blanks having the same form as in Example 1 were used as substrate dug type phase shift mask blanks. That is, a light-shielding film (Al / AlN) having a two-layer structure in which AlN is provided as a low-reflection film on a 6-inch square, 0.25-inch thick transparent synthetic quartz substrate that has been optically polished, The thickness is a two-layer structure in which the first layer Al on the quartz substrate side is 80 nm, and the second layer AlN is 8 nm, blanks having an optical density (OD) of 3 at a wavelength of 193 nm and a surface reflectance of 12%. Got.

次に、実施例1と同様にして、2層の遮光膜を順に酸素非含有塩素系ガスでドライエッチングし、合成石英基板上に2層構造の遮光膜(Al/AlN)パターンを形成した。次に、位相シフトパターンを形成させるために再度電子線レジストを塗布し、電子線描画して位相シフトパターンに合わせたレジストパターンを形成した。続いて、位相シフト部とする石英基板を下記の条件で所定の深さまでフッ素系ガスで171nmの深さまでドライエッチングし、基板掘り込み型位相シフトパターンを形成し、最後にレジストをO2プラズマでアッシングし除去し、基板掘り込み型位相シフトマスクを得た。 Next, in the same manner as in Example 1, the two light shielding films were sequentially dry-etched with an oxygen-free chlorine gas to form a two-layer light shielding film (Al / AlN) pattern on the synthetic quartz substrate. Next, in order to form a phase shift pattern, an electron beam resist was applied again, and an electron beam was drawn to form a resist pattern in accordance with the phase shift pattern. Subsequently, the quartz substrate serving as the phase shift portion is dry-etched to a predetermined depth with a fluorine-based gas to a depth of 171 nm under the following conditions to form a substrate digging phase shift pattern, and finally the resist is formed with O 2 plasma. Ashing and removal were performed to obtain a substrate digging type phase shift mask.

<石英基板掘り込みエッチング>
装置:高密度プラズマドライエッチング装置
エッチングガス:CF4 50sccm
圧力:10mTorr
ICPパワー:950W
バイアスパワー:50W
<Quartz substrate digging etching>
Equipment: High-density plasma dry etching equipment Etching gas: CF 4 50 sccm
Pressure: 10mTorr
ICP power: 950W
Bias power: 50W

本発明の遮光膜を設けた単層のバイナリ型フォトマスクブランクス(図1(a))およびバイナリ型フォトマスク(図1(b))の一例を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows an example of the single layer binary type photomask blank (FIG. 1 (a)) provided with the light shielding film of this invention, and a binary type photomask (FIG.1 (b)). 本発明の遮光膜を設けたハーフトーン型位相シフトマスクブランクス(図2(a))およびハーフトーン型位相シフトマスク(図2(b))の一例を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows an example of the halftone type | mold phase shift mask blanks (FIG. 2 (a)) provided with the light shielding film of this invention, and a halftone type | mold phase shift mask (FIG.2 (b)). 本発明の遮光膜を設けた基板掘り込み型位相シフトマスクブランクス(図3(a))および基板掘り込み型位相シフトマス(図3(b))の一例を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows an example of the substrate digging type | mold phase shift mask blanks (FIG. 3 (a)) provided with the light shielding film of this invention, and a substrate digging type | mold phase shift mass (FIG.3 (b)). 図2に示すハーフトーン型位相シフトマスクを得るための一実施形態を示す製造工程の断面模式図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a manufacturing process showing an embodiment for obtaining the halftone phase shift mask shown in FIG. 2. 図3に示す基板掘り込み型位相シフトマスクを得るための一実施形態を示す製造工程の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of a manufacturing process showing an embodiment for obtaining the substrate digging type phase shift mask shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 バイナリ型フォトマスクブランクス
11、21、31 透明基板
12、22、32 遮光膜
14、24、34 遮光膜パターン
15 バイナリ型フォトマスク
20 ハーフトーン型位相シフトマスクブランクス
23 ハーフトーン型位相シフト膜
25 ハーフトーン型位相シフトマスク
26 ハーフトーン型位相シフト膜パターン
30 基板掘り込み型位相シフトマスクブランクス
36 基板掘り込み型位相シフトパターン
41、51 第1のレジスト膜
42、52 第1のレジストパターン
43 遮光膜パターン(エッチングマスク用)
45、55 第2のレジスト膜
46、56 第2のレジストパターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Binary type photomask blanks 11, 21, 31 Transparent substrate 12, 22, 32 Shielding film 14, 24, 34 Shielding film pattern 15 Binary type photomask 20 Halftone phase shift mask blanks 23 Halftone phase shift film 25 Half Tone type phase shift mask 26 Halftone type phase shift film pattern 30 Substrate digging type phase shift mask blanks 36 Substrate digging type phase shift pattern 41, 51 First resist film 42, 52 First resist pattern 43 Light shielding film pattern (For etching mask)
45, 55 Second resist film 46, 56 Second resist pattern

Claims (6)

透明基板上に単層もしくは2層以上の薄膜が形成されたフォトマスクブランクスにおいて、
前記単層もしくは2層以上の薄膜のうち、少なくとも1層が遮光膜であり、該遮光膜が酸素非含有塩素系ガスでドライエッチング可能で、かつフッ素系ガスでは実質的にドライエッチングされない材料を主成分とすることを特徴とするフォトマスクブランクス。
In photomask blanks in which a single layer or two or more thin films are formed on a transparent substrate,
Of the single layer or two or more thin films, at least one layer is a light-shielding film, and the light-shielding film can be dry-etched with an oxygen-free chlorine-based gas and is not substantially dry-etched with a fluorine-based gas. Photomask blanks characterized by having a main component.
前記遮光膜が、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ガリウム(Ga)、スズ(Sn)、ジルコニウム(Zr)から選択された金属元素のいずれか1種を主成分とすることを特徴とする請求項1に記載のフォトマスクブランクス。   The light-shielding film is mainly composed of any one of metal elements selected from aluminum (Al), titanium (Ti), gallium (Ga), tin (Sn), and zirconium (Zr). The photomask blank according to claim 1. 前記遮光膜が、前記金属元素の窒化物、酸化物、または酸化窒化物のいずれかであることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のフォトマスクブランクス。   4. The photomask blank according to claim 2, wherein the light shielding film is any one of a nitride, an oxide, or an oxynitride of the metal element. 透明基板上の単層もしくは2層以上の薄膜をパターン化したフォトマスクにおいて、
前記単層もしくは2層以上の薄膜のうち、少なくとも1層が遮光膜であり、該遮光膜が酸素非含有塩素系ガスでドライエッチング可能で、かつフッ素系ガスでは実質的にドライエッチングされない材料を主成分とすることを特徴とするフォトマスク。
In a photomask patterned with a single layer or two or more layers on a transparent substrate,
Of the single layer or two or more thin films, at least one layer is a light-shielding film, and the light-shielding film can be dry-etched with an oxygen-free chlorine-based gas and is not substantially dry-etched with a fluorine-based gas. A photomask characterized by comprising a main component.
前記遮光膜が、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ガリウム(Ga)、スズ(Sn)、ジルコニウム(Zr)から選択された金属元素のいずれか1種を主成分とすることを特徴とする請求項4に記載のフォトマスク。   The light-shielding film is mainly composed of any one of metal elements selected from aluminum (Al), titanium (Ti), gallium (Ga), tin (Sn), and zirconium (Zr). The photomask according to claim 4. 前記遮光膜が、前記金属元素の窒化物、酸化物、または酸化窒化物のいずれかであることを特徴とする請求項4または請求項5に記載のフォトマスク。   6. The photomask according to claim 4, wherein the light shielding film is any one of a nitride, an oxide, or an oxynitride of the metal element.
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