JP2012003287A - Method for manufacturing photo mask, and photo mask - Google Patents

Method for manufacturing photo mask, and photo mask Download PDF

Info

Publication number
JP2012003287A
JP2012003287A JP2011205807A JP2011205807A JP2012003287A JP 2012003287 A JP2012003287 A JP 2012003287A JP 2011205807 A JP2011205807 A JP 2011205807A JP 2011205807 A JP2011205807 A JP 2011205807A JP 2012003287 A JP2012003287 A JP 2012003287A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
atomic
silicon
photomask
transition metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011205807A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4930736B2 (en
Inventor
Hiroki Yoshikawa
博樹 吉川
Sadaomi Inazuki
判臣 稲月
Satoshi Okazaki
智 岡崎
Takashi Haraguchi
崇 原口
Tadashi Saga
匡 佐賀
Yosuke Kojima
洋介 小嶋
Kazuaki Chiba
和明 千葉
Yuichi Fukushima
祐一 福島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Toppan Inc
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd, Toppan Printing Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP2011205807A priority Critical patent/JP4930736B2/en
Publication of JP2012003287A publication Critical patent/JP2012003287A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4930736B2 publication Critical patent/JP4930736B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a photo mask with higher accuracy compared with the case that a photomask blank having a conventional light shielding film is used in an etching process of a light shielding film, by reducing pattern size variance caused by density dependency of patterns to be formed.SOLUTION: A photo mask is manufactured from a photomask blank having a light shielding film laminated with or without another film on a transparent substrate and composed of a metal or a metallic compound capable of being etched by fluorine-based dry etching; an anti-reflection film formed on the light shielding film and composed of a metal or a metallic compound capable of being etched by fluorine-based dry etching; and an etching mask film with a film thickness of 2 to 30 nm formed on the anti-reflection film and composed of a metal or a metallic compound which has resistance to the fluorine-based dry etching. A manufacturing method of the photomask includes resist patterning, chlorine-based dry etching, and fluorine-based dry etching.

Description

本発明は、半導体集積回路、CCD(電荷結合素子)、LCD(液晶表示素子)用カラーフィルター、磁気ヘッド等の微細加工に用いられるフォトマスクの製造方法及びフォトマスクに関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a photomask used for microfabrication of a semiconductor integrated circuit, a CCD (charge coupled device), a color filter for an LCD (liquid crystal display device), a magnetic head, and the like, and a photomask.

近年、半導体加工においては、特に大規模集積回路の高集積化により、回路パターンの微細化がますます必要になってきており、回路を構成する配線パターンの細線化や、セルを構成する層間の配線のためのコンタクトホールパターンの微細化技術への要求がますます高まってきている。そのため、これら配線パターンやコンタクトホールパターンを形成する光リソグラフィーで用いられる、回路パターンが書き込まれたフォトマスクの製造においても、上記微細化に伴い、より微細かつ正確に回路パターンを書き込むことができる技術が求められている。   In recent years, in semiconductor processing, circuit pattern miniaturization has become more and more necessary, especially due to high integration of large-scale integrated circuits. There is an increasing demand for miniaturization technology of contact hole patterns for wiring. For this reason, even in the manufacture of photomasks with circuit patterns written thereon, which are used in photolithography to form these wiring patterns and contact hole patterns, a technique capable of writing circuit patterns more finely and accurately along with the above-mentioned miniaturization. Is required.

より精度の高いフォトマスクパターンをフォトマスク基板上に形成するためには、まず、フォトマスクブランク上に高精度のレジストパターンを形成することが必要になる。実際の半導体基板を加工する際の光リソグラフィーは縮小投影を行うため、フォトマスクパターンは実際に必要なパターンサイズの4倍程度の大きさであるが、それだけ精度が緩くなるというわけではなく、むしろ、原版であるフォトマスクには露光後のパターン精度に求められるものよりも高い精度が求められる。   In order to form a photomask pattern with higher accuracy on the photomask substrate, it is first necessary to form a high-precision resist pattern on the photomask blank. Since optical lithography when processing an actual semiconductor substrate performs reduction projection, the photomask pattern is about four times as large as the actually required pattern size. The photomask that is the original plate is required to have higher accuracy than that required for pattern accuracy after exposure.

更に、既に現在行われているリソグラフィーでは、描画しようとしている回路パターンは使用する光の波長をかなり下回るサイズになっており、回路の形状をそのまま4倍にしたフォトマスクパターンを使用すると、実際の光リソグラフィーを行う際に生じる光の干渉等の影響で、レジスト膜にフォトマスクパターン通りの形状は転写されない。そこでこれらの影響を減じるため、フォトマスクパターンは実際の回路パターンより複雑な形状(いわゆるOPC:Optical Proximity Correction(光学近接効果補正)などを適用した形状)に加工する必要が生じる場合もある。そのため、フォトマスクパターンを得るためのリソグラフィー技術においても、現在、更に高精度な加工方法が求められている。リソグラフィー性能については限界解像度で表現されることがあるが、この解像限界としては、フォトマスクを使用した半導体加工工程で使用される光リソグラフィーに必要な解像限界と同等程度、あるいはそれ以上の限界解像精度がフォトマスク加工工程のリソグラフィー技術に求められている。   Furthermore, in the lithography that is currently being performed, the circuit pattern to be drawn is a size that is considerably smaller than the wavelength of the light to be used. If a photomask pattern in which the circuit shape is four times as it is is used, The shape according to the photomask pattern is not transferred to the resist film due to the influence of light interference or the like that occurs during photolithography. Therefore, in order to reduce these influences, it may be necessary to process the photomask pattern into a more complicated shape than an actual circuit pattern (a shape to which so-called OPC: Optical Proximity Correction (optical proximity effect correction) or the like is applied). Therefore, even in lithography technology for obtaining a photomask pattern, a highly accurate processing method is currently required. Lithography performance may be expressed with a limit resolution, but this resolution limit is equivalent to or higher than the resolution limit required for optical lithography used in semiconductor processing processes using photomasks. Limiting resolution accuracy is required for the lithography technique in the photomask processing process.

フォトマスクパターンの形成においては、通常、透明基板上に遮光膜を有するフォトマスクブランク上にフォトレジスト膜を形成し、電子線によるパターンの描画を行い、現像を経てレジストパターンを得、そして、得られたレジストパターンをエッチングマスクとして、遮光膜をエッチングして遮光パターンへと加工するが、遮光パターンを微細化する場合にレジスト膜の膜厚を微細化前と同じように維持したままで加工しようとすると、パターンに対する膜厚の比、いわゆるアスペクト比が大きくなって、レジストのパターン形状が劣化してパターン転写がうまく行かなくなったり、場合によってはレジストパターンが倒れや剥れを起こしたりしてしまう。そのため、微細化に伴いレジスト膜厚を薄くする必要がある。   In the formation of a photomask pattern, a photoresist film is usually formed on a photomask blank having a light shielding film on a transparent substrate, a pattern is drawn with an electron beam, a resist pattern is obtained through development, and Using the resist pattern as an etching mask, the light-shielding film is etched to be processed into a light-shielding pattern. However, when miniaturizing the light-shielding pattern, keep the film thickness of the resist film as it was before miniaturization. If so, the ratio of film thickness to the pattern, the so-called aspect ratio, becomes large, the pattern shape of the resist deteriorates, and pattern transfer does not work well, and in some cases the resist pattern collapses or peels off. . Therefore, it is necessary to reduce the resist film thickness with miniaturization.

一方、レジストをエッチングマスクとしてエッチングを行う遮光膜材料については、これまで多くのものが提案されてきたが、エッチングに対する知見が多く、標準加工工程として確立されていることから、実用上、常にクロム化合物膜が用いられてきた。このようなものとして、例えば、ArFエキシマレーザ露光用のフォトマスクブランクに必要な遮光膜をクロム化合物で構成したものとしては、特開2003−195479号公報(特許文献1)、特開2003−195483号公報(特許文献2)、特許第3093632号公報(特許文献3)に膜厚50〜77nmのクロム化合物膜が報告されている。   On the other hand, many light-shielding film materials that have been etched using a resist as an etching mask have been proposed so far. Compound films have been used. As such a thing, as what comprised the light shielding film required for the photomask blank for ArF excimer laser exposure with a chromium compound, for example, Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-195479 (patent document 1), Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-195383 No. (Patent Document 2) and Japanese Patent No. 3093632 (Patent Document 3) report a chromium compound film having a thickness of 50 to 77 nm.

しかしながら、クロム化合物膜等のクロム系膜の一般的なドライエッチング条件である酸素を含む塩素系ドライエッチングは、有機膜に対してもある程度エッチングする性質をもつことが多く、薄いレジスト膜でエッチングを行った場合、レジストパターンを正確に転写することが難しく、高解像性と高精度のエッチング加工が可能なエッチング耐性を同時にレジストに求めることはかなり困難な問題となっている。このため、高解像性と高精度を達成するために、レジスト性能のみに依存する方法から、遮光膜の性能も向上させる方法へと転換すべく、遮光膜材料の再検討が必要になる。   However, chlorine-containing dry etching containing oxygen, which is a general dry etching condition for chromium-based films such as chromium compound films, often has a property of etching to an organic film to some extent, and etching is performed with a thin resist film. When it is performed, it is difficult to accurately transfer the resist pattern, and it is quite difficult to obtain a resist having high resolution and etching resistance capable of high-precision etching at the same time. For this reason, in order to achieve high resolution and high accuracy, it is necessary to reexamine the light shielding film material in order to switch from a method that depends only on resist performance to a method that also improves the performance of the light shielding film.

また、クロム系以外の遮光膜材料についても、既に多くの検討がなされてきているが、最近のものとしては、ArFエキシマレーザ露光用の遮光膜として、タンタルを使用した例がある(特許文献4:特開2001−312043号公報)。   Further, many studies have already been made on light-shielding film materials other than chromium-based materials, but recently, there is an example in which tantalum is used as a light-shielding film for ArF excimer laser exposure (Patent Document 4). : JP-A-2001-312043).

一方、ドライエッチング時のレジストへの負担を減らすために、ハードマスクを使用するという方法は古くより試みられており、例えば、特開昭63−85553号公報(特許文献5)では、MoSi2上にSiO2膜を形成し、これを、塩素を含むガスを用いてMoSi2をドライエッチングする際のエッチングマスクとして使用することが報告されており、また、SiO2膜が反射防止膜としても機能し得ることが記述されている。 On the other hand, in order to reduce the burden on the resist at the time of dry etching, a method of using a hard mask has been tried for a long time. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-85553 (Patent Document 5), MoSi 2 is used. It has been reported that an SiO 2 film is formed on the substrate, and this is used as an etching mask when MoSi 2 is dry etched using a gas containing chlorine, and the SiO 2 film also functions as an antireflection film. It is described that it can.

また、金属シリサイド膜、特に、モリブデンシリサイド膜は、かなり古くから検討されており、例えば、特開昭63−85553号公報(特許文献5)、特開平1−142637号公報(特許文献6)、特開平3−116147号公報(特許文献7)に報告されているが、いずれも基本的にはケイ素:モリブデン=2:1の膜を使っており、また、特開平4−246649号公報(特許文献8)においても金属シリサイド膜が報告されているが、実際の製造工程では、従来用いられてきたクロム系遮光膜の改良により、微細化に対応している。   Further, metal silicide films, particularly molybdenum silicide films, have been studied for a long time. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-85553 (Patent Document 5), Japanese Patent Laid-Open No. 1-142637 (Patent Document 6), As reported in JP-A-3-116147 (Patent Document 7), all of them basically use a film of silicon: molybdenum = 2: 1, and JP-A-4-246649 (Patent Document). Although a metal silicide film is also reported in the literature 8), the actual manufacturing process copes with miniaturization by improving a conventionally used chromium-based light shielding film.

一方、ハーフトーン位相シフトマスク、レベンソン型位相シフトマスクのような超解像技術を用いるマスクでは、マスク加工の際、光の位相を変化させる部分の遮光膜の除去時に下層膜あるいは基板と遮光膜との間で選択エッチングできる必要があり、その意味では従来用いられてきたクロム系材料が優れていたため、広くクロム系材料が用いられてきた。   On the other hand, in a mask using a super-resolution technique such as a halftone phase shift mask or a Levenson type phase shift mask, the lower layer film or the substrate and the light shielding film are removed when removing the light shielding film at the portion where the light phase is changed during mask processing. In this sense, the chromium-based material conventionally used has been excellent, and thus the chromium-based material has been widely used.

特開2003−195479号公報JP 2003-195479 A 特開2003−195483号公報JP 2003-195483 A 特許第3093632号公報Japanese Patent No. 3093632 特開2001−312043号公報JP 2001-312043 A 特開昭63−85553号公報JP-A 63-85553 特開平1−142637号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-142637 特開平3−116147号公報JP-A-3-116147 特開平4−246649号公報JP-A-4-246649 特開平7−140635号公報JP-A-7-140635

本発明者らは、より微細なマスクパターンを高精度で形成するための材料及び方法の検討を行ってきたが、多くの場合、従来用いられてきたクロム系材料を用い、レジストパターンをクロム膜に転写する際、塩素と酸素を含有するドライエッチング条件を使用してきた。この方法では、まずクロム系材料の遮光膜をもったフォトマスクブランク上にフォトレジストを塗布し、例えば電子線露光とそれに続くレジスト膜の現像によりレジストパターンを形成し、そのレジスト膜をエッチングマスクとしてクロム系材料膜をエッチングしてレジストパターンをクロム膜に転写する。   The inventors of the present invention have studied materials and methods for forming a finer mask pattern with high accuracy. In many cases, a chromium-based material that has been conventionally used is used, and a resist pattern is formed on a chromium film. Dry transfer conditions containing chlorine and oxygen have been used in the transfer. In this method, a photoresist is first applied on a photomask blank having a light shielding film of a chromium-based material, a resist pattern is formed by, for example, electron beam exposure and subsequent development of the resist film, and the resist film is used as an etching mask. The resist pattern is transferred to the chromium film by etching the chromium-based material film.

しかしこの方法で、パターン幅が微細になると、例えば、パターンモデルとして0.4μm以下の直線のレジストパターンをクロム遮光膜に転写すると、粗密依存性が極めて強く現れ、フォトマスクブランク上に形成したレジストパターンに対して誤差の大きいパターンが得られるケースがある。即ち、周囲に残した膜パターンが少ない孤立パターンと、周囲に残した膜パターンが多い孤立スペースとでは、レジストパターンに対する転写特性が大きく異なってきてしまい、これにより高精度のマスクを作ることが極めて困難になる。   However, when the pattern width is reduced by this method, for example, when a linear resist pattern of 0.4 μm or less is transferred as a pattern model to the chromium light-shielding film, the dependence on density is very strong, and the resist formed on the photomask blank There are cases where a pattern with a large error can be obtained. In other words, the transfer characteristics with respect to the resist pattern are greatly different between an isolated pattern with few film patterns left around and an isolated space with many film patterns left in the surroundings, which makes it extremely difficult to make a highly accurate mask. It becomes difficult.

この問題は0.4μm以上のレジストパターンを用いた場合には大きな問題とはならなかった現象であり、フォトマスクを製造する際、0.3μm程度のレジストパターンを露光するためのものであれば、それほど大きな問題とはならなかったが、0.1μm以下のレジストパターンを形成するためのフォトマスクを製造する際には大きな問題となる。   This problem is a phenomenon that does not become a big problem when a resist pattern of 0.4 μm or more is used. If a resist pattern of about 0.3 μm is exposed when manufacturing a photomask, Although not a big problem, it becomes a big problem when manufacturing a photomask for forming a resist pattern of 0.1 μm or less.

一方、上記問題を、遮光膜にクロム材料を用いない方法により解決することを検討する場合、透明基板やケイ素含有位相シフト材料をエッチング加工する際に利用していたクロム遮光膜によるハードマスク機能をどのように付与するかという問題も生じる。   On the other hand, when considering solving the above problem by a method that does not use a chromium material for the light shielding film, the hard mask function by the chromium light shielding film used when etching a transparent substrate or a silicon-containing phase shift material is used. There is also a problem of how to grant.

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、より微細なフォトマスクパターン、特に、ArFエキシマレーザなどの250nm以下の露光波長の光を用いて露光するフォトリソグラフィーにおいて必要とされる、より微細なフォトマスクパターンを形成するため、これに用いるフォトマスクにおける高解像性と高精度なエッチング加工との両立が可能なフォトマスクブランク、即ち、エッチング加工時においてパターンの粗密依存性が低い十分な加工精度を得ることができるフォトマスクブランクを用いたフォトマスクの製造方法及びフォトマスクを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is required for photolithography using a finer photomask pattern, in particular, light having an exposure wavelength of 250 nm or less, such as an ArF excimer laser. In order to form a finer photomask pattern, the photomask blank that can achieve both high resolution and high-precision etching processing in the photomask used for this, that is, the pattern density dependency during etching processing It is an object of the present invention to provide a photomask manufacturing method and a photomask using a photomask blank capable of obtaining low sufficient processing accuracy.

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、フッ素系のドライエッチングで加工できる膜は、酸素を含む塩素系のドライエッチングを行うクロム系膜の場合と比べ、フッ素系ドライエッチング時の粗密依存性が小さいことを知見した。そこで、フッ素系のドライエッチングで加工できる膜について検討した結果、遷移金属とケイ素とを含有する膜が好適であることを見出した。一方、クロム系材料の膜でも非常に薄い膜であれば粗密依存性を小さくできることを見出したが、そのような膜厚のクロム系材料の膜では十分な遮光性が得られないことを知見した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that a film that can be processed by fluorine-based dry etching is more fluorine-based dry than a chromium-based film that performs chlorine-based dry etching containing oxygen. It was found that the density dependency during etching was small. Therefore, as a result of examining a film that can be processed by fluorine-based dry etching, it was found that a film containing a transition metal and silicon is suitable. On the other hand, it was found that the dependency on the density can be reduced if the film of the chromium-based material is very thin, but it has been found that the film of the chromium-based material having such a film thickness cannot provide sufficient light shielding properties. .

そこで、上記知見をもとに更に検討した結果、遮光膜をフッ素系ドライエッチングでエッチング可能な金属又は金属化合物、特に、遷移金属とケイ素とを含有する材料で構成し、この遮光膜の上にフッ素系ドライエッチングに耐性を有する金属又は金属化合物からなるエッチングマスク膜を形成したフォトマスクブランク、好ましくは
遮光膜の上に反射防止膜、特に、遷移金属とケイ素と窒素とを含有する反射防止膜と、この反射防止膜上にエッチングマスク膜、特に、クロムを含有し、かつケイ素を含有しないエッチングマスク膜、若しくはタンタルを含有し、かつケイ素を含有しないエッチングマスク膜を形成したフォトマスクブランク、又は
遮光膜の上にエッチングマスク膜、特に、クロムを含有し、該クロムの含有率が50原子%以上であるエッチングマスク膜と、このエッチングマスク膜上に反射防止膜、特に、クロムと酸素とを含有し、該クロムの含有率が50原子%未満である反射防止膜を形成したフォトマスクブランクが、遮光膜をパターンの粗密にかかわらず高精度に加工できること、更に、遮光膜のパターン形成を行った後、位相シフト膜や基板をエッチング加工する場合であっても、位相シフト膜や基板に高精度にパターンを転写できることを見出し、本発明をなすに至った。
Therefore, as a result of further investigation based on the above knowledge, the light shielding film is made of a metal or metal compound that can be etched by fluorine-based dry etching, in particular, a material containing a transition metal and silicon, and on the light shielding film. Photomask blank in which an etching mask film made of a metal or metal compound having resistance to fluorine-based dry etching is formed, preferably an antireflection film on a light shielding film, particularly an antireflection film containing a transition metal, silicon and nitrogen And an etching mask film, in particular, an etching mask film containing chromium and not containing silicon, or a photomask blank containing an etching mask film containing tantalum and not containing silicon on the antireflection film, or An etching mask film, particularly chromium, is contained on the light shielding film, and the chromium content is 50 atomic% or more. An etching mask film, and an antireflection film on the etching mask film, particularly a photomask blank containing an antireflection film containing chromium and oxygen and having a chromium content of less than 50 atomic%, The light-shielding film can be processed with high accuracy regardless of the density of the pattern, and even if the phase-shift film or substrate is etched after the light-shielding film pattern is formed, the phase-shift film or substrate is highly accurate. Thus, the inventors have found that a pattern can be transferred to the present invention and have made the present invention.

即ち、本発明は、下記フォトマスクの製造方法及びフォトマスクを提供する。
請求項1:
透明基板上に露光光に対して透明な領域と実効的に不透明な領域とを有するマスクパターンを設けた250nm以下の露光波長の光を用いて0.1μm以下のレジストパターンを形成するフォトリソグラフィーにおいて用いるフォトマスクの製造方法であって、
透明基板上に他の膜を介して又は介さずに積層されたフッ素系ドライエッチングでエッチング可能な金属又は金属化合物からなる遮光膜と、
該遮光膜上に形成されたフッ素系ドライエッチングでエッチング可能な金属又は金属化合物からなる反射防止膜と、
該反射防止膜上に形成されたフッ素系ドライエッチングに耐性を有する金属又は金属化合物からなるエッチングマスク膜とを有し、
該エッチングマスク膜の膜厚が2〜30nmであるフォトマスクブランクを用い、
該フォトマスクブランクに、レジストを塗布し、該レジストをパターニングした後、塩素系ドライエッチングを施して上記エッチングマスク膜をパターニングし、
エッチングマスク膜をマスクとして、上記反射防止膜と遮光膜とにフッ素系ドライエッチングを施してパターニングし、
上記レジストを剥離し、
上記エッチングマスク膜を塩素系ドライエッチングで除去することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
請求項2:
上記遮光膜が遷移金属とケイ素とを含有し、遷移金属とケイ素の比(原子比)が遷移金属:ケイ素=1:4〜1:15であり、かつ遷移金属含有率が1原子%以上20原子%以下であることを特徴とする請求項1記載のフォトマスクの製造方法。
請求項3:
上記遮光膜が遷移金属とケイ素と窒素とを含有し、窒素含有率が5原子%以上40原子%以下の遷移金属ケイ素化合物であることを特徴とする請求項1記載のフォトマスクの製造方法。
請求項4:
上記遷移金属ケイ素化合物が、遷移金属とケイ素の比(原子比)が遷移金属:ケイ素=1:1〜1:10であり、かつ遷移金属含有率が1原子%以上20原子%以下であることを特徴とする請求項3記載のフォトマスクの製造方法。
請求項5:
上記遮光膜を構成する遷移金属ケイ素化合物が、遷移金属ケイ素窒化物、遷移金属ケイ素酸窒化物、遷移金属ケイ素窒化炭化物及び遷移金属ケイ素酸窒化炭化物から選ばれることを特徴とする請求項3又は4記載のフォトマスクの製造方法。
請求項6:
上記遮光膜の膜厚が10〜80nmであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載のフォトマスクの製造方法。
請求項7:
上記反射防止膜が上記遮光膜に含まれる金属と同一の金属を含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載のフォトマスクの製造方法。
請求項8:
上記反射防止膜が、遷移金属と、ケイ素と、酸素、窒素及び炭素から選ばれる1種以上とを含有する遷移金属ケイ素化合物からなることを特徴とする請求項7記載のフォトマスクの製造方法。
請求項9:
上記反射防止膜を構成する遷移金属ケイ素化合物の組成が、ケイ素が10原子%以上50原子%以下、酸素が0原子%以上60原子%以下、窒素が20原子%以上50原子%以下、炭素が0原子%以上20原子%以下、遷移金属が1原子%以上35原子%以下であることを特徴とする請求項8記載のフォトマスクの製造方法。
請求項10:
上記エッチングマスク膜に対する上記遮光膜のフッ素系ドライエッチング選択比が2以上であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項記載のフォトマスクの製造方法。
請求項11:
上記エッチングマスク膜がクロム単体、又はクロムと、酸素、窒素及び炭素から選ばれる1種以上とを含有するクロム化合物からなることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項記載のフォトマスクの製造方法。
請求項12:
上記クロム化合物のクロム含有率が50原子%以上であることを特徴とする請求項11記載のフォトマスクの製造方法。
請求項13:
上記エッチングマスク膜がタンタル単体、又はタンタルを含有し、かつケイ素を含有しないタンタル化合物からなることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項記載のフォトマスクの製造方法。
請求項14:
上記エッチングマスク膜が、クロムを含有し、かつケイ素を含有しない膜、又はタンタルを含有し、かつケイ素を含有しない膜であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項記載のフォトマスクの製造方法。
請求項15:
上記遷移金属がチタン、バナジウム、コバルト、ニッケル、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル及びタングステンから選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項記載のフォトマスクの製造方法。
請求項16:
上記遷移金属がモリブデンであることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項記載のフォトマスクの製造方法。
請求項17:
上記他の膜として位相シフト膜を介して積層されていることを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項記載のフォトマスクの製造方法。
請求項18:
上記位相シフト膜がハーフトーン位相シフト膜であることを特徴とする請求項17記載のフォトマスクの製造方法。
請求項19:
請求項1乃至18のいずれか1項記載の製造方法により得られたフォトマスク。
That is, the present invention provides the following photomask manufacturing method and photomask.
Claim 1:
In photolithography for forming a resist pattern of 0.1 μm or less using light having an exposure wavelength of 250 nm or less provided with a mask pattern having a region transparent to exposure light and an effective opaque region on a transparent substrate A method of manufacturing a photomask to be used,
A light-shielding film made of a metal or a metal compound, which can be etched by fluorine-based dry etching, laminated on a transparent substrate with or without another film;
An antireflection film made of a metal or a metal compound that can be etched by fluorine-based dry etching formed on the light shielding film;
An etching mask film made of a metal or a metal compound having resistance to fluorine-based dry etching formed on the antireflection film;
Using a photomask blank in which the thickness of the etching mask film is 2 to 30 nm,
After applying a resist to the photomask blank and patterning the resist, the etching mask film is patterned by performing chlorine-based dry etching,
Using the etching mask film as a mask, the antireflection film and the light shielding film are subjected to fluorine-based dry etching and patterned,
Strip the resist,
A method for manufacturing a photomask, comprising removing the etching mask film by chlorine-based dry etching.
Claim 2:
The light shielding film contains a transition metal and silicon, the ratio of transition metal to silicon (atomic ratio) is transition metal: silicon = 1: 4 to 1:15, and the transition metal content is 1 atom% or more and 20 The method for producing a photomask according to claim 1, wherein the amount is at most atomic%.
Claim 3:
2. The method for producing a photomask according to claim 1, wherein the light-shielding film is a transition metal silicon compound containing a transition metal, silicon, and nitrogen and having a nitrogen content of 5 atomic% to 40 atomic%.
Claim 4:
The transition metal silicon compound has a transition metal / silicon ratio (atomic ratio) of transition metal: silicon = 1: 1 to 1:10 and a transition metal content of 1 atomic% to 20 atomic%. The method of manufacturing a photomask according to claim 3.
Claim 5:
The transition metal silicon compound constituting the light shielding film is selected from transition metal silicon nitride, transition metal silicon oxynitride, transition metal silicon oxynitride carbide, and transition metal silicon oxynitride carbide. The manufacturing method of the photomask as described.
Claim 6:
6. The method of manufacturing a photomask according to claim 1, wherein the light shielding film has a thickness of 10 to 80 nm.
Claim 7:
7. The method of manufacturing a photomask according to claim 1, wherein the antireflection film contains the same metal as that contained in the light shielding film.
Claim 8:
8. The method for producing a photomask according to claim 7, wherein the antireflection film comprises a transition metal silicon compound containing a transition metal, silicon, and one or more selected from oxygen, nitrogen, and carbon.
Claim 9:
The composition of the transition metal silicon compound that constitutes the antireflection film is such that silicon is 10 atomic% to 50 atomic%, oxygen is 0 atomic% to 60 atomic%, nitrogen is 20 atomic% to 50 atomic%, and carbon is 9. The method for producing a photomask according to claim 8, wherein the atomic ratio is 0 atomic% to 20 atomic%, and the transition metal is 1 atomic% to 35 atomic%.
Claim 10:
The photomask manufacturing method according to any one of claims 1 to 9, wherein a fluorine-based dry etching selection ratio of the light shielding film to the etching mask film is 2 or more.
Claim 11:
11. The photomask according to claim 1, wherein the etching mask film is made of chromium alone, or a chromium compound containing chromium and at least one selected from oxygen, nitrogen, and carbon. Manufacturing method.
Claim 12:
12. The method of manufacturing a photomask according to claim 11, wherein the chromium compound has a chromium content of 50 atomic% or more.
Claim 13:
11. The method of manufacturing a photomask according to claim 1, wherein the etching mask film is made of tantalum alone or a tantalum compound containing tantalum and not containing silicon.
Claim 14:
11. The photo according to claim 1, wherein the etching mask film is a film containing chromium and not containing silicon, or a film containing tantalum and containing no silicon. Mask manufacturing method.
Claim 15:
The photomask according to claim 1, wherein the transition metal is at least one selected from titanium, vanadium, cobalt, nickel, zirconium, niobium, molybdenum, hafnium, tantalum, and tungsten. Manufacturing method.
Claim 16:
The method of manufacturing a photomask according to claim 1, wherein the transition metal is molybdenum.
Claim 17:
The photomask manufacturing method according to any one of claims 1 to 16, wherein the other film is stacked via a phase shift film.
Claim 18:
18. The method of manufacturing a photomask according to claim 17, wherein the phase shift film is a halftone phase shift film.
Claim 19:
The photomask obtained by the manufacturing method of any one of Claims 1 thru | or 18.

本発明のフォトマスクブランクを用いることにより、遮光膜のドライエッチング加工時において、従来の遮光膜をもつフォトマスクブランクを用いた場合と比較して、形成するパターンの粗密依存性により生じるパターンサイズ変動を小さくすることができ、より高精度のマスクを製造することが可能になる。更に、本発明のフォトマスクブランクを、ハーフトーン位相シフトマスク、CPL(Chromeless Phase Lithography)マスク、レベンソン型マスクに適用した場合、高精度な超解像露光用フォトマスクの製造を可能にする。   By using the photomask blank of the present invention, the pattern size variation caused by the density dependency of the pattern to be formed in the dry etching process of the light shielding film, compared with the case of using the conventional photomask blank having the light shielding film Can be made smaller, and a mask with higher accuracy can be manufactured. Furthermore, when the photomask blank of the present invention is applied to a halftone phase shift mask, a CPL (Chromeless Phase Lithography) mask, and a Levenson-type mask, a highly accurate super-resolution photomask can be manufactured.

本発明によれば、サイドエッチング量が少なく、制御性のよいフッ素系のドライエッチングで遮光膜をパターン形成でき、レジスト膜を薄くすることもできるため、微細なフォトマスクパターンを高精度で形成することが可能となる。また、位相シフト膜をもつ構成とした場合、エッチングマスク膜を利用して位相シフト膜をエッチングすることができるが、このエッチングマスク膜の膜厚は、この位相シフト膜のエッチングに際して必要な最小限の膜厚に設定することができる。更に、透明基板をエッチングしてパターニングする、レベンソン型マスクやCPLマスクにおいても、エッチングマスク膜の膜厚を上記同様に最小限に設定することができるため、微細なフォトマスクパターンを高精度で形成することが可能となる。   According to the present invention, a light-shielding film can be formed by fluorine dry etching with a small amount of side etching and good controllability, and the resist film can be thinned, so that a fine photomask pattern can be formed with high accuracy. It becomes possible. Further, in the case of the configuration having the phase shift film, the phase shift film can be etched using the etching mask film, but the film thickness of the etching mask film is the minimum necessary for etching the phase shift film. The film thickness can be set. In addition, even with a Levenson-type mask or CPL mask that is patterned by etching a transparent substrate, the thickness of the etching mask film can be set to the minimum as described above, so a fine photomask pattern can be formed with high accuracy. It becomes possible to do.

本発明のフォトマスクブランクの一例(第1の態様の一例)を示す図であり、(A)は、遮光膜が透明基板上に直接積層されたもの、(B)は、遮光膜が透明基板上に位相シフト膜を介して積層されたものを示す断面図である。It is a figure which shows an example (example of a 1st aspect) of the photomask blank of this invention, (A) is what laminated | stacked the light shielding film directly on the transparent substrate, (B) is a light shielding film transparent substrate It is sectional drawing which shows what was laminated | stacked through the phase shift film | membrane on the top. 本発明のフォトマスクブランクの一例(第2の態様の一例)を示す図であり、(A)は、遮光膜が透明基板上に直接積層されたもの、(B)は、遮光膜が透明基板上に位相シフト膜を介して積層されたものを示す断面図である。It is a figure which shows an example (example of a 2nd aspect) of the photomask blank of this invention, (A) is what laminated | stacked the light shielding film directly on the transparent substrate, (B) is a light shielding film transparent substrate It is sectional drawing which shows what was laminated | stacked through the phase shift film | membrane on the top. 本発明のフォトマスクの製造方法の工程を説明する図であり、第1の態様のフォトマスクブランクを用いてエッチングマスク膜を除去したバイナリーマスクを製造する工程を示す断面図である。It is a figure explaining the process of the manufacturing method of the photomask of this invention, and is sectional drawing which shows the process of manufacturing the binary mask which removed the etching mask film | membrane using the photomask blank of a 1st aspect. 本発明のフォトマスクの製造方法の工程を説明する図であり、第2の態様のフォトマスクブランクを用いてエッチングマスク膜を残したバイナリーマスクを製造する工程を示す断面図である。It is a figure explaining the process of the manufacturing method of the photomask of this invention, and is sectional drawing which shows the process of manufacturing the binary mask which left the etching mask film | membrane using the photomask blank of a 2nd aspect. 本発明のフォトマスクの製造方法の工程を説明する図であり、第1の態様のフォトマスクブランクを用いてエッチングマスク膜を除去したハーフトーン位相シフトマスクを製造する工程を示す断面図である。It is a figure explaining the process of the manufacturing method of the photomask of this invention, and is sectional drawing which shows the process of manufacturing the halftone phase shift mask which removed the etching mask film | membrane using the photomask blank of a 1st aspect. 本発明のフォトマスクの製造方法の工程を説明する図であり、第2の態様のフォトマスクブランクを用いてエッチングマスク膜を残したハーフトーン位相シフトマスクを製造する工程を示す断面図である。It is a figure explaining the process of the manufacturing method of the photomask of this invention, and is sectional drawing which shows the process of manufacturing the halftone phase shift mask which left the etching mask film | membrane using the photomask blank of a 2nd aspect. 本発明のフォトマスクの製造方法の工程を説明する図であり、第1の態様のフォトマスクブランクを用いてエッチングマスク膜を除去したレベンソン型マスクを製造する工程を示す断面図である。It is a figure explaining the process of the manufacturing method of the photomask of this invention, and is sectional drawing which shows the process of manufacturing the Levenson type mask which removed the etching mask film | membrane using the photomask blank of a 1st aspect. 本発明のフォトマスクの製造方法の工程を説明する図であり、第2の態様のフォトマスクブランクを用いてエッチングマスク膜を残したレベンソン型マスクを製造する工程を示す断面図である。It is a figure explaining the process of the manufacturing method of the photomask of this invention, and is sectional drawing which shows the process of manufacturing the Levenson type mask which left the etching mask film | membrane using the photomask blank of a 2nd aspect. 本発明のフォトマスクの製造方法の工程を説明する図であり、第1の態様のフォトマスクブランクを用いてエッチングマスク膜を除去したクロムレスマスクを製造する工程を示す断面図である。It is a figure explaining the process of the manufacturing method of the photomask of this invention, and is sectional drawing which shows the process of manufacturing the chromeless mask which removed the etching mask film | membrane using the photomask blank of a 1st aspect. 本発明のフォトマスクの製造方法の工程を説明する図であり、第2の態様のフォトマスクブランクを用いてエッチングマスク膜を残したクロムレスマスクを製造する工程を示す断面図である。It is a figure explaining the process of the manufacturing method of the photomask of this invention, and is sectional drawing which shows the process of manufacturing the chromeless mask which left the etching mask film | membrane using the photomask blank of a 2nd aspect. 実験例2において測定したクロム系材料膜中の塩素ガスによるドライエッチング速度を、クロム系材料膜中のクロム含有量に対してプロットしたグラフである。It is the graph which plotted the dry etching rate by the chlorine gas in the chromium-type material film | membrane measured in Experimental example 2 with respect to the chromium content in a chromium-type material film | membrane.

以下、本発明について更に詳しく説明する。
本発明のフォトマスクブランクは、透明基板上に露光光に対して透明な領域と実効的に不透明な領域とを有するマスクパターンを設けたフォトマスクの素材となるフォトマスクブランクであり、透明基板上に他の膜を介して又は介さずに積層されたフッ素系ドライエッチングでエッチング可能な金属又は金属化合物からなる遮光膜と、遮光膜上に形成されたフッ素系ドライエッチングに耐性を有する金属又は金属化合物からなるエッチングマスク膜とを有する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The photomask blank of the present invention is a photomask blank serving as a photomask material provided with a mask pattern having a transparent region and an effectively opaque region with respect to exposure light on a transparent substrate. A light-shielding film made of a metal or a metal compound that can be etched by fluorine-based dry etching laminated with or without another film, and a metal or metal having resistance to fluorine-based dry etching formed on the light-shielding film And an etching mask film made of a compound.

本発明のフォトマスクブランクの好適な態様としては、以下に示す2つの態様が挙げられる。   As preferred embodiments of the photomask blank of the present invention, there are the following two embodiments.

第1の態様は、透明基板上に他の膜を介して又は介さずに積層されたフッ素系ドライエッチングでエッチング可能な金属又は金属化合物からなる遮光膜と、遮光膜上に形成された反射防止膜と、反射防止膜上に形成されたフッ素系ドライエッチングに耐性を有する金属又は金属化合物からなるエッチングマスク膜とを有するものである。   The first aspect is a light-shielding film made of a metal or a metal compound that can be etched by fluorine-based dry etching, laminated on a transparent substrate with or without another film, and an antireflection film formed on the light-shielding film. A film and an etching mask film made of a metal or a metal compound having resistance to fluorine-based dry etching formed on the antireflection film.

具体的には、透明基板上に他の膜を介さずに遮光膜が積層されたものとしては、例えば、図1(A)に示されるような、透明基板1に直接遮光膜2が積層され、この遮光膜2上に反射防止膜3及びエッチングマスク膜4が順に互いに接して積層されたものが挙げられる。また、透明基板上に他の膜を介して遮光膜が積層されたものとしては、この他の膜として位相シフト膜を介して積層されたものが挙げられ、例えば、図1(B)に示されるような、透明基板1に位相シフト膜8を介して遮光膜2が積層され、この遮光膜2上に反射防止膜3及びエッチングマスク膜4が順に互いに接して積層されたものが挙げられる。この第1の態様の場合、反射防止膜が遮光膜に含まれる金属と同一の金属を含むことが好ましい。   Specifically, the light shielding film is laminated on the transparent substrate without any other film. For example, the light shielding film 2 is directly laminated on the transparent substrate 1 as shown in FIG. The antireflection film 3 and the etching mask film 4 are sequentially stacked on the light shielding film 2 in contact with each other. Moreover, as what laminated | stacked the light shielding film through the other film | membrane on the transparent substrate, what was laminated | stacked through the phase shift film as this other film | membrane is mentioned, for example, it shows in FIG.1 (B). The light shielding film 2 is laminated | stacked on the transparent substrate 1 through the phase shift film 8, and the antireflection film 3 and the etching mask film | membrane 4 were laminated | stacked on this light shielding film 2 in contact with each other in order. In the case of the first aspect, it is preferable that the antireflection film contains the same metal as that contained in the light shielding film.

また、第2の態様は、透明基板上に他の膜を介して又は介さずに積層されたフッ素系ドライエッチングでエッチング可能な金属又は金属化合物からなる遮光膜と、遮光膜上に形成されたフッ素系ドライエッチングに耐性を有する金属又は金属化合物からなるエッチングマスク膜と、エッチングマスク膜上に形成された反射防止膜とを有するものである。   Further, the second aspect is formed on the light-shielding film and a light-shielding film made of a metal or a metal compound that can be etched by fluorine-based dry etching, which is laminated on the transparent substrate with or without another film. It has an etching mask film made of a metal or a metal compound resistant to fluorine-based dry etching, and an antireflection film formed on the etching mask film.

具体的には、透明基板上に他の膜を介さずに遮光膜が積層されたものとしては、例えば、図2(A)に示されるような、透明基板1に直接遮光膜2が積層され、この遮光膜2上にエッチングマスク膜4及び反射防止膜3が順に互いに接して積層されたものが挙げられる。また、透明基板上に他の膜を介して遮光膜が積層されたものとしては、この他の膜として位相シフト膜を介して積層されたものが挙げられ、例えば、図2(B)に示されるような、透明基板1に位相シフト膜8を介して遮光膜2が積層され、この遮光膜2上にエッチングマスク膜4及び反射防止膜3が順に互いに接して積層されたものが挙げられる。この第2の態様の場合、反射防止膜がエッチングマスク膜に含まれる金属と同一の金属を含むことが好ましい。   Specifically, the light shielding film is laminated on the transparent substrate without any other film. For example, the light shielding film 2 is directly laminated on the transparent substrate 1 as shown in FIG. In this case, an etching mask film 4 and an antireflection film 3 are sequentially stacked on the light shielding film 2 in contact with each other. Moreover, as what laminated | stacked the light shielding film through the other film | membrane on the transparent substrate, what was laminated | stacked through the phase shift film as this other film | membrane is mentioned, for example, it shows in FIG.2 (B). The light shielding film 2 is laminated on the transparent substrate 1 via the phase shift film 8, and the etching mask film 4 and the antireflection film 3 are sequentially laminated on the light shielding film 2. In the case of the second aspect, it is preferable that the antireflection film contains the same metal as that contained in the etching mask film.

なお、いずれの態様においても、反射防止膜とエッチングマスク膜とは、互いに構成元素が異なる又は構成元素が同一で組成比が異なるもので構成される。   In any of the embodiments, the antireflection film and the etching mask film are composed of different constituent elements or the same constituent elements and different composition ratios.

ここでエッチングマスク膜は、遮光膜などのフッ素系ドライエッチングにおいて、エッチングマスク機能を主に担う膜であり、遮光膜は、露光光に対する遮光機能を主に担う膜であり、反射防止膜は、フォトマスクとしたとき露光光や検査光に対して、反射防止機能、つまり反射率を低減する機能を主に担う膜である。また、本発明において、単に「金属」と称した場合、この場合の金属にはケイ素が含まれる。   Here, the etching mask film is a film mainly responsible for the etching mask function in fluorine-based dry etching such as a light shielding film, the light shielding film is a film mainly responsible for the light shielding function for exposure light, and the antireflection film is When a photomask is used, it is a film mainly responsible for the antireflection function, that is, the function of reducing the reflectance with respect to exposure light and inspection light. Further, in the present invention, when simply referred to as “metal”, the metal in this case includes silicon.

フォトマスクブランクをこのような構成とすることによって、表面反射率が良好に制御でき、遮光膜のドライエッチング加工時において、微細パターンが精度よく形成でき、かつ形成するパターンの粗密依存性により生じるパターンサイズ変動を小さくすることができ、より高精度のフォトマスクを製造することが可能になる。   With such a configuration of the photomask blank, the surface reflectance can be controlled well, a fine pattern can be accurately formed during dry etching of the light shielding film, and the pattern generated by the density dependency of the pattern to be formed The size variation can be reduced, and a highly accurate photomask can be manufactured.

つまり、遮光膜をフッ素系ドライエッチングでエッチング可能な金属又は金属化合物、好ましくはケイ素単体、金属としてケイ素を含有する合金又は金属としてケイ素を含有する金属化合物(以下、これらを総称してケイ素含有材料ということがある。)とすることで、一般に用いられているクロム系の遮光膜に比べて、ドライエッチングにおける粗密依存性を改善できる。また、ケイ素は短波長の光に対して、従来用いられているクロム系材料と比べて吸収係数が大きいので、ケイ素含有材料は、薄い膜で十分大きな遮光性能を与えることができ、したがって、遮光膜の膜厚を薄くすることも可能である。   That is, a metal or a metal compound capable of etching the light shielding film by fluorine-based dry etching, preferably silicon alone, an alloy containing silicon as a metal, or a metal compound containing silicon as a metal (hereinafter collectively referred to as silicon-containing materials) In other words, the density dependency in dry etching can be improved as compared with a commonly used chromium-based light shielding film. In addition, silicon has a large absorption coefficient for short-wavelength light compared to conventionally used chromium-based materials, so that a silicon-containing material can provide a sufficiently large light-shielding performance with a thin film. It is also possible to reduce the film thickness.

また、この上に遮光膜のエッチングで用いるフッ素系ガスに対して耐性のあるエッチングマスク膜を形成することによって、エッチングマスク膜がフッ素系ドライエッチングにおけるエッチングマスクとして機能する。この場合、レジストはエッチングマスク膜のパターニングのときのみエッチングマスクとして機能すればよいので、レジスト膜を薄くすることが可能となり、したがって、微細なレジストパターンを形成しやすくなる。更に、エッチングマスク膜によりドライエッチング中のレジスト膜の細りによるパターン断面形状の悪化を防止することも可能である。   Further, by forming an etching mask film resistant to the fluorine-based gas used for etching the light shielding film on this, the etching mask film functions as an etching mask in fluorine-based dry etching. In this case, since the resist only needs to function as an etching mask when patterning the etching mask film, the resist film can be thinned, and thus a fine resist pattern can be easily formed. Further, the etching mask film can prevent the pattern cross-sectional shape from being deteriorated due to the thinning of the resist film during dry etching.

一方、反射防止膜によって表面反射率を低減できるので、フォトマスク表面での露光光の反射を防止することができる。   On the other hand, since the surface reflectance can be reduced by the antireflection film, reflection of exposure light on the photomask surface can be prevented.

フッ素系ドライエッチングは、フッ素を含むガスを用いたドライエッチングであり、フッ素を含むガスとは、フッ素元素を含むガスであればよく、フッ素ガス、CF4、C26のような炭素とフッ素を含むガス、SF6のような硫黄とフッ素を含むガス、更にはヘリウムなどのフッ素を含まないガスとフッ素を含むガスとの混合ガスでもよい。また、必要に応じて酸素などのガスを添加してもよい。 Fluorine-based dry etching is dry etching using a gas containing fluorine. The gas containing fluorine may be a gas containing elemental fluorine, such as fluorine gas, carbon such as CF 4 , C 2 F 6 , and the like. A gas containing fluorine, a gas containing sulfur and fluorine such as SF 6 , or a mixed gas of a gas not containing fluorine such as helium and a gas containing fluorine may be used. Moreover, you may add gas, such as oxygen, as needed.

現在使用されているハーフトーン位相シフトマスク、クロムレスマスク、レベンソン型マスク等の超解像フォトマスクは、いずれも位相の異なる光の干渉効果を利用してリソグラフィーにおける光のコントラストを上げようとするものであり、マスクを通過する光の位相は、マスクに形成された位相シフト部の材料と膜厚によって制御される。現在通常行われている位相シフト効果を利用する超解像フォトマスクの製造では、フォトマスクブランクとして遮光膜が成膜されたものを用い、まず位相シフト膜又は透明基板上に形成された遮光膜のパターン加工を行い、次いで位相シフト膜又は透明基板にパターンの転写を行うという方法で位相シフト部のパターンが形成される。したがって、まず遮光膜のパターンが精密に加工されることが非常に重要である。   Currently used super-resolution photomasks such as halftone phase shift masks, chromeless masks, Levenson-type masks, etc., try to increase the light contrast in lithography using the interference effect of light with different phases. The phase of light passing through the mask is controlled by the material and film thickness of the phase shift portion formed on the mask. In the production of a super-resolution photomask that normally uses the phase shift effect, a photomask blank having a light shielding film formed thereon is used. First, the light shielding film formed on the phase shift film or the transparent substrate is used. The pattern of the phase shift portion is formed by the method of performing the pattern processing and then transferring the pattern to the phase shift film or the transparent substrate. Therefore, first, it is very important that the pattern of the light shielding film is precisely processed.

位相シフトマスクに使用される通常の位相シフト膜は、ハーフトーン位相シフトマスクでは遷移金属シリサイドに酸素及び/又は窒素を加えた材料であり、クロムレスマスクやレベンソン型マスクでは透明基板自体や積層された酸化ケイ素等であり、いずれにしても加工を行う際にはフッ素系のドライエッチングを用いる材料である。そのため、従来遮光膜材料としてはクロム系材料が用いられてきた。このクロム系材料は、フッ素系のドライエッチング条件に対して耐性を有し、フッ素系のドライエッチングにおいて良好なエッチングマスクとすることができると共に、ケイ素が含まれる材料が傷つかない塩素を含有するドライエッチング条件、例えば塩素と酸素を含有するエッチングガスを用いるドライエッチングに代表される塩素系ドライエッチングにより除去することができる好ましい遮光膜材料であった。   A normal phase shift film used for a phase shift mask is a material obtained by adding oxygen and / or nitrogen to a transition metal silicide in a halftone phase shift mask, and a transparent substrate itself or a laminated layer in a chromeless mask or a Levenson type mask. In any case, it is a material that uses fluorine-based dry etching when processing. Therefore, a chromium-based material has been conventionally used as the light shielding film material. This chromium-based material is resistant to fluorine-based dry etching conditions, can be used as a good etching mask in fluorine-based dry etching, and is a dry material containing chlorine that does not damage silicon-containing materials. It was a preferable light shielding film material that can be removed by etching conditions, for example, chlorine-based dry etching represented by dry etching using an etching gas containing chlorine and oxygen.

しかし、本発明においては、遮光膜はフッ素系ドライエッチングでエッチング可能な膜であるから、フッ素系ドライエッチングでエッチングされる位相シフト膜や透明基板のエッチングマスクとしては機能しない。そこで、エッチングマスク膜としてフッ素によるドライエッチングに耐性をもつ膜を別に形成することによって、エッチングマスク膜を位相シフト膜や透明基板のエッチングマスクとして機能させる。   However, in the present invention, since the light shielding film is a film that can be etched by fluorine-based dry etching, it does not function as a phase shift film etched by fluorine-based dry etching or an etching mask for a transparent substrate. Therefore, by separately forming a film resistant to dry etching with fluorine as an etching mask film, the etching mask film functions as a phase shift film or an etching mask for a transparent substrate.

一方、従来のクロム系遮光膜材料の加工時のパターンの粗密依存性による加工精度低下の問題は0.1μm以下のパターンを露光するためのフォトマスクを製造する際には極めて重大な問題となるため、本発明のフォトマスクブランクでは、位相シフト膜や透明基板材料と同様に、フッ素系ドライエッチングにより加工し得る例えばケイ素含有材料を遮光膜の少なくとも一部、好ましくは全部に使用して加工精度の問題を解決する。   On the other hand, the problem of reduced processing accuracy due to pattern density dependency during processing of a conventional chromium-based light-shielding film material becomes a very serious problem when manufacturing a photomask for exposing a pattern of 0.1 μm or less. Therefore, in the photomask blank of the present invention, as with the phase shift film and the transparent substrate material, for example, a silicon-containing material that can be processed by fluorine-based dry etching is used for at least a part, preferably all of the light shielding film. To solve the problem.

フォトマスクブランクの具体的な膜構成としては、大別して、エッチングマスク膜がフォトマスク製造の工程において最終的に除去される場合と除去されずに残る場合とに分けられる。   The specific film configuration of the photomask blank is roughly divided into a case where the etching mask film is finally removed in the photomask manufacturing process and a case where it remains without being removed.

上述した第1の態様のフォトマスクブランクは、マスク製造の工程において最終的にエッチングマスク膜が除去される場合のフォトマスクブランクとして用いることができる。このような膜構成とすることによって、エッチングマスク膜を剥離したときに、フォトマスクの最表面側に反射防止膜が存在する状態となり、フォトマスクの反射率を十分低く抑えることができる。この場合、反射防止膜は遮光膜のエッチングと同様の条件にてエッチングできることが好ましく、そのため、反射防止膜を遮光膜に含まれる金属と同一の金属を含むものとすることがより好ましく、遮光膜よりも酸素及び窒素を多く含有する金属化合物で構成することが更に好ましい。   The photomask blank of the first aspect described above can be used as a photomask blank when the etching mask film is finally removed in the mask manufacturing process. With such a film structure, when the etching mask film is peeled off, an antireflection film is present on the outermost surface side of the photomask, and the reflectance of the photomask can be suppressed sufficiently low. In this case, it is preferable that the antireflection film can be etched under the same conditions as the etching of the light shielding film. Therefore, it is more preferable that the antireflection film contains the same metal as that contained in the light shielding film. More preferably, it is composed of a metal compound containing a large amount of oxygen and nitrogen.

遮光膜と同一の金属を含む反射防止膜は、遮光膜と一緒にエッチングすることが可能である。つまり、エッチングマスク膜をマスクとして、遮光膜と反射防止膜を1回のドライエッチングで一緒にエッチングすることが可能となる。また、反射防止膜をケイ素含有材料とすると、露光波長がArFエキシマレーザのような場合であっても容易に低反射率を得ることが可能となるため好ましい。   The antireflection film containing the same metal as the light shielding film can be etched together with the light shielding film. That is, the light shielding film and the antireflection film can be etched together by one dry etching using the etching mask film as a mask. In addition, it is preferable to use a silicon-containing material as the antireflection film because a low reflectance can be easily obtained even when the exposure wavelength is an ArF excimer laser.

また、第1の態様の場合、フォトマスクブランクとして、又はフォトマスク製造プロセスにおいて、エッチングマスク膜がフォトマスクブランク又はフォトマスクの最表面部に存在する状態で欠陥検査を行う場合などにおいて、エッチングマスク膜の反射率を調節する必要があるときは、エッチングマスク膜の上に、反射防止機能を有する膜を更に形成してもよい。この場合、エッチングマスク膜の上に設けた反射防止機能を有する膜は、最終的にエッチングマスク膜と共に除去することができる。   Further, in the case of the first aspect, as a photomask blank or in a photomask manufacturing process, an etching mask is used when a defect inspection is performed in a state where the etching mask film is present on the outermost surface portion of the photomask blank or the photomask. When it is necessary to adjust the reflectance of the film, a film having an antireflection function may be further formed on the etching mask film. In this case, the film having the antireflection function provided on the etching mask film can be finally removed together with the etching mask film.

上記第1の態様のフォトマスクブランクは、エッチングマスク膜をマスク製造後にマスクの一部として残す場合にも用いることができる。つまり、エッチングマスク膜に反射防止膜の補助的な反射防止機能を担わせる場合や、洗浄等に用いる薬品に対しての保護膜として機能させる場合などがこの場合に相当する。   The photomask blank of the first aspect can also be used when the etching mask film is left as a part of the mask after manufacturing the mask. That is, this case corresponds to the case where the etching mask film has an auxiliary antireflection function of the antireflection film, or the case where the etching mask film functions as a protective film against chemicals used for cleaning or the like.

エッチングマスク膜は、エッチングマスク膜としての機能と反射防止膜としての機能とを一つの膜に担わせる構造でもよいが、エッチングマスク膜は反射防止膜と機能を分離することによって、エッチングマスクとして機能する最小限の膜厚にすることも可能になる。また、エッチングマスク機能と反射防止機能とを一つの膜に担わせる場合、膜質を調整して光減衰率を低く設定するとエッチングマスクとしての機能が低下してしまうが、エッチングマスク膜と反射防止膜とを独立して設けたものでは、低光減衰率と高エッチング耐性の両立が可能である。   The etching mask film may have a structure in which the function as the etching mask film and the function as the antireflection film are assigned to one film, but the etching mask film functions as an etching mask by separating the function from the antireflection film. It is also possible to achieve a minimum film thickness. In addition, when the etching mask function and the antireflection function are assigned to one film, adjusting the film quality and setting the light attenuation factor to a low value will deteriorate the function as an etching mask, but the etching mask film and the antireflection film Are independently provided, it is possible to achieve both low light attenuation and high etching resistance.

なお、反射防止膜はエッチングマスク膜と構成元素が異なる又は構成元素が同一で組成比が異なるものであるが、第1の態様においては、反射防止膜は、フッ素系ドライエッチングでエッチング可能な金属又は金属化合物からなることが好ましく、例えば、ケイ素含有材料が挙げられる。ケイ素含有材料としては、金属としてケイ素のみを含有するものとして、ケイ素単体、ケイ素と、酸素、窒素及び炭素から選ばれる1種以上とを含有するケイ素化合物が挙げられる。このケイ素化合物としてより具体的には、ケイ素酸化物、ケイ素窒化物、ケイ素酸窒化物、ケイ素酸化炭化物、ケイ素窒化炭化物、ケイ素酸窒化炭化物などを挙げることができる。   The antireflection film has a different constituent element from the etching mask film or has the same constituent element and a different composition ratio. In the first aspect, the antireflection film is a metal that can be etched by fluorine-based dry etching. Or it is preferable to consist of a metal compound, for example, a silicon containing material is mentioned. Examples of the silicon-containing material include a silicon compound containing only silicon as a metal, and a silicon compound containing silicon alone, silicon, and one or more selected from oxygen, nitrogen, and carbon. More specific examples of the silicon compound include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon oxycarbide, silicon oxycarbide, and silicon oxynitride carbide.

また、金属として、ケイ素とケイ素以外の金属とを含有するものとして、遷移金属とケイ素との合金、遷移金属と、ケイ素と、酸素、窒素及び炭素から選ばれる1種以上とを含有する遷移金属ケイ素化合物も好適である。この遷移金属ケイ素化合物としてより具体的には、遷移金属ケイ素酸化物、遷移金属ケイ素窒化物、遷移金属ケイ素酸窒化物、遷移金属ケイ素酸化炭化物、遷移金属ケイ素窒化炭化物、遷移金属ケイ素酸窒化炭化物などを挙げることができる。   Further, as a metal containing silicon and a metal other than silicon, an alloy of transition metal and silicon, a transition metal, and a transition metal containing silicon and one or more selected from oxygen, nitrogen and carbon Silicon compounds are also suitable. More specifically, as the transition metal silicon compound, transition metal silicon oxide, transition metal silicon nitride, transition metal silicon oxynitride, transition metal silicon oxycarbide, transition metal silicon oxynitride, transition metal silicon oxynitride carbide, etc. Can be mentioned.

遷移金属としては、チタン、バナジウム、コバルト、ニッケル、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル及びタングステンから選ばれる1種以上が好適な材料であるが、特に、ドライエッチング加工性の点からモリブデンであることが好ましい。   As the transition metal, at least one selected from titanium, vanadium, cobalt, nickel, zirconium, niobium, molybdenum, hafnium, tantalum and tungsten is a suitable material, and in particular, molybdenum from the viewpoint of dry etching processability. It is preferable.

この第1の態様のフォトマスクブランクの反射防止膜のケイ素含有材料は、フッ素系ドライエッチングでエッチング可能であるが、組成を選ぶことにより酸素を含まない塩素ガスによりエッチングすることも可能である。   The silicon-containing material of the antireflection film of the photomask blank of the first embodiment can be etched by fluorine-based dry etching, but can also be etched by chlorine gas not containing oxygen by selecting the composition.

この反射防止膜の組成は、ケイ素が10原子%以上80原子%以下、特に30原子%以上50原子%以下、酸素が0原子%以上60原子%以下、特に0原子%以上40原子%以下、窒素が0原子%以上57原子%以下、特に20原子%以上50原子%以下、炭素が0原子%以上20原子%以下、特に0原子%以上5原子%以下、遷移金属が0原子%以上35原子%以下、特に1原子%以上20原子%以下であることが好ましい。   The composition of this antireflection film is 10 atomic% or more and 80 atomic% or less of silicon, particularly 30 atomic% or more and 50 atomic% or less, and oxygen is 0 atomic% or more and 60 atomic% or less, particularly 0 atomic% or more and 40 atomic% or less. Nitrogen is 0 atom% to 57 atom%, particularly 20 atom% to 50 atom%, carbon is 0 atom% to 20 atom%, particularly 0 atom% to 5 atom%, transition metal is 0 atom% to 35 atom%. It is preferably at most 1 atom%, particularly at least 1 atom% and at most 20 atom%.

本発明の反射防止膜は単層構造とすることも多層構造とすることもできる。単層構造とすることで、膜構成やこれを反映したプロセスを単純化することができる。   The antireflection film of the present invention may have a single layer structure or a multilayer structure. By adopting a single layer structure, the film configuration and the process reflecting this can be simplified.

反射防止膜と遮光膜、エッチングマスク膜等との間の密着性が低く、パターン欠陥等を起こしやすい場合や、フォトマスク製造時において、反射防止膜の上に直接レジスト膜を形成したときに、レジストパターンのすそ引きやくびれが生じて断面形状が悪くなる場合などは、反射防止膜が遮光膜、エッチングマスク膜等と接している部分、又はレジスト膜が接する部分、即ち、単層構造の場合は、反射防止膜の厚さ方向両端面部の一方又は双方、多層構造の場合は、反射防止膜の厚さ方向両端に位置する層の一方又は双方を、例えば窒素及び/又は酸素を含有する材料とし、この窒素及び/又は酸素の含有率を調整することにより、密着性を改善することができる。また、反射防止膜をその厚さ方向において連続的又は段階的に組成が傾斜するように形成することでエッチングパターンの断面形状の垂直性を向上させることが可能である。これらの構造は、反応性スパッタリングのスパッタリング条件のコントロールにより容易に形成することができる。   When the adhesion between the antireflection film and the light shielding film, the etching mask film, etc. is low, and pattern defects are likely to occur, or when a resist film is formed directly on the antireflection film during photomask manufacturing, When the resist pattern is squeezed or constricted and the cross-sectional shape is deteriorated, the part where the anti-reflection film is in contact with the light-shielding film, the etching mask film, etc. Is a material containing nitrogen and / or oxygen, for example, one or both of both end surfaces in the thickness direction of the antireflection film, or in the case of a multilayer structure, one or both of the layers located at both ends in the thickness direction of the antireflection film. The adhesion can be improved by adjusting the nitrogen and / or oxygen content. Further, it is possible to improve the perpendicularity of the cross-sectional shape of the etching pattern by forming the antireflection film so that the composition inclines continuously or stepwise in the thickness direction. These structures can be easily formed by controlling the sputtering conditions of reactive sputtering.

第1の態様フォトマスクブランクの場合、厚さ方向の組成を傾斜させた反射防止膜の組成は、ケイ素が0原子%以上90原子%以下、特に10原子%以上90原子%以下、酸素が0原子%以上67原子%以下、特に5原子%以上67原子%以下、窒素が0原子%以上57原子%以下、特に5原子%以上50原子%以下、炭素が0原子%以上20原子%以下、特に0原子%以上5原子%以下、遷移金属が0原子%以上95原子%以下、特に1原子%以上20原子%以下であることが好ましい。   In the case of the first aspect photomask blank, the composition of the antireflection film having a tilted composition in the thickness direction is 0 atomic% or more and 90 atomic% or less, particularly 10 atomic% or more and 90 atomic% or less, and oxygen is 0. Atom% to 67 atom%, especially 5 atom% to 67 atom%, nitrogen is 0 atom% to 57 atom%, particularly 5 atom% to 50 atom%, carbon is 0 atom% to 20 atom%, Particularly, it is preferable that the content is 0 atomic% to 5 atomic%, and the transition metal is 0 atomic% to 95 atomic%, particularly 1 atomic% to 20 atomic%.

また、エッチングマスク膜がフォトマスク製造の工程において最終的に除去されずに残される場合には、上述した第2の態様のフォトマスクブランクを用いることもできる。この場合、反射防止膜は遮光膜のエッチングに対して耐性を有することが好ましい。   When the etching mask film is left without being finally removed in the photomask manufacturing process, the photomask blank of the second aspect described above can also be used. In this case, the antireflection film preferably has resistance to etching of the light shielding film.

この場合、反射防止膜はエッチングマスク膜に含まれる金属と同一の金属を含むものとすることが好ましく、反射防止膜上に、更に別の膜、例えば、レジストとの密着性を改善するために設ける膜等を形成する場合は、この別の膜もエッチングマスク膜に含まれる金属と同一の金属を含むものとすることが好ましい。このように構成することで、反射防止膜はエッチングマスク膜と同一のプロセスで除去でき、更には上記別の膜もエッチングマスク膜と同一のプロセスで除去できる。また、この反射防止膜に、エッチングマスク膜の補助的なマスク機能を担わせることもできる。   In this case, the antireflection film preferably contains the same metal as that contained in the etching mask film, and is provided on the antireflection film to improve adhesion to another film, for example, a resist. For example, the other film preferably contains the same metal as that contained in the etching mask film. With this configuration, the antireflection film can be removed by the same process as the etching mask film, and the other film can be removed by the same process as the etching mask film. The antireflection film can also have an auxiliary mask function of the etching mask film.

なお、反射防止膜はエッチングマスク膜と構成元素が異なる又は構成元素が同一で組成比が異なるものであるが、第2の態様においては、反射防止膜は、クロム単体、又はクロムと、酸素、窒素及び炭素から選ばれる1種以上とを含有するクロム化合物が挙げられ、ケイ素を含有しないものが好ましい。このクロム化合物としてより具体的には、クロム酸化物、クロム窒化物、クロム酸窒化物、クロム酸化炭化物、クロム窒化炭化物、クロム酸窒化炭化物などを挙げることができる。   The antireflection film has a different constituent element from the etching mask film or has the same constituent element and a different composition ratio. In the second aspect, the antireflection film is made of chromium alone, or chromium and oxygen, The chromium compound containing 1 or more types chosen from nitrogen and carbon is mentioned, The thing which does not contain silicon is preferable. More specific examples of the chromium compound include chromium oxide, chromium nitride, chromium oxynitride, chromium oxide carbide, chromium nitride carbide, and chromium oxynitride carbide.

この反射防止膜の組成は、クロムが30原子%以上100原子%以下、特に30原子%以上70原子%以下、とりわけ35原子%以上50原子%以下、酸素が0原子%以上60原子%以下、特に20原子%以上60原子%以下、窒素が0原子%以上50原子%以下、特に3原子%以上30原子%以下、炭素が0原子%以上20原子%以下、特に0原子%以上5原子%以下であることが好ましい。   The composition of this antireflection film is such that chromium is 30 atomic% to 100 atomic%, especially 30 atomic% to 70 atomic%, especially 35 atomic% to 50 atomic%, oxygen is 0 atomic% to 60 atomic%, In particular, 20 atomic% to 60 atomic%, nitrogen is 0 atomic% to 50 atomic%, especially 3 atomic% to 30 atomic%, carbon is 0 atomic% to 20 atomic%, especially 0 atomic% to 5 atomic%. The following is preferable.

第2の態様フォトマスクブランクの場合、厚さ方向の組成を傾斜させた反射防止膜の組成は、クロムが30原子%以上100原子%以下、特に35原子%以上90原子%以下、酸素が0原子%以上60原子%以下、特に3原子%以上60原子%以下、窒素が0原子%以上50原子%以下、特に3原子%以上50原子%以下、炭素が0原子%以上30原子%以下、特に0原子%以上20原子%以下であることが好ましい。   In the case of the photomask blank of the second aspect, the composition of the antireflection film in which the composition in the thickness direction is inclined has a chromium content of 30 atomic% to 100 atomic%, particularly 35 atomic% to 90 atomic%, and oxygen of 0. Atom% to 60 atom%, especially 3 atom% to 60 atom%, nitrogen is 0 atom% to 50 atom%, particularly 3 atom% to 50 atom%, carbon is 0 atom% to 30 atom%, In particular, it is preferably 0 atom% or more and 20 atom% or less.

本発明において、遮光膜は、フッ素系ドライエッチングでエッチング可能な金属又は金属化合物からなり、例えば、ケイ素含有材料が挙げられる。ケイ素含有材料としては、ケイ素単体、ケイ素と、酸素、窒素及び炭素から選ばれる1種以上とを含有するケイ素化合物が挙げられる。このケイ素化合物としてより具体的には、ケイ素酸化物、ケイ素窒化物、ケイ素酸窒化物、ケイ素酸化炭化物、ケイ素窒化炭化物、ケイ素酸窒化炭化物などを挙げることができる。   In the present invention, the light shielding film is made of a metal or a metal compound that can be etched by fluorine-based dry etching, and examples thereof include a silicon-containing material. Examples of the silicon-containing material include silicon compounds containing silicon alone, silicon, and one or more selected from oxygen, nitrogen, and carbon. More specific examples of the silicon compound include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon oxycarbide, silicon oxycarbide, and silicon oxynitride carbide.

また、遷移金属とケイ素との合金、遷移金属と、ケイ素と、酸素、窒素及び炭素から選ばれる1種以上とを含有する遷移金属ケイ素化合物も好適である。この遷移金属ケイ素化合物としてより具体的には、遷移金属ケイ素酸化物、遷移金属ケイ素窒化物、遷移金属ケイ素酸窒化物、遷移金属ケイ素酸化炭化物、遷移金属ケイ素窒化炭化物、遷移金属ケイ素酸窒化炭化物などを挙げることができる。   A transition metal silicon compound containing an alloy of a transition metal and silicon, a transition metal, silicon, and one or more selected from oxygen, nitrogen, and carbon is also suitable. More specifically, as the transition metal silicon compound, transition metal silicon oxide, transition metal silicon nitride, transition metal silicon oxynitride, transition metal silicon oxycarbide, transition metal silicon oxynitride, transition metal silicon oxynitride carbide, etc. Can be mentioned.

遷移金属としては、チタン、バナジウム、コバルト、ニッケル、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル及びタングステンから選ばれる1種以上が好適な材料であるが、特に、ドライエッチング加工性の点からモリブデンであることが好ましい。   As the transition metal, at least one selected from titanium, vanadium, cobalt, nickel, zirconium, niobium, molybdenum, hafnium, tantalum and tungsten is a suitable material, and in particular, molybdenum from the viewpoint of dry etching processability. It is preferable.

この遮光膜のケイ素含有材料は、フッ素系ドライエッチングでエッチング可能であるが、組成を選ぶことにより酸素を含まない塩素ガスによりエッチングすることも可能である。   The silicon-containing material of this light-shielding film can be etched by fluorine-based dry etching, but can also be etched by chlorine gas not containing oxygen by selecting the composition.

遮光膜の組成は、ケイ素が10原子%以上95原子%以下、特に30原子%以上95原子%以下、酸素が0原子%以上50原子%以下、特に0原子%以上30原子%以下、窒素が0原子%以上40原子%以下、特に0原子%以上20原子%以下、炭素が0原子%以上20原子%以下、特に0原子%以上5原子%以下、遷移金属が0原子%以上35原子%以下、特に1原子%以上20原子%以下であることが好ましい。   The composition of the light-shielding film is as follows: silicon is 10 atomic% to 95 atomic%, particularly 30 atomic% to 95 atomic%, oxygen is 0 atomic% to 50 atomic%, particularly 0 atomic% to 30 atomic%, and nitrogen is included. 0 atom% to 40 atom%, particularly 0 atom% to 20 atom%, carbon is 0 atom% to 20 atom%, particularly 0 atom% to 5 atom%, transition metal is 0 atom% to 35 atom% In particular, the content is particularly preferably 1 atomic percent or more and 20 atomic percent or less.

本発明の遮光膜は単層構造とすることも多層構造とすることもできる。単層構造とすることで、膜構成やこれを反映したプロセスを単純化することができる。   The light shielding film of the present invention may have a single layer structure or a multilayer structure. By adopting a single layer structure, the film configuration and the process reflecting this can be simplified.

遮光膜とエッチングマスク膜、反射防止膜、透明基板、位相シフト膜等との間の密着性が低く、パターン欠陥等を起こしやすい場合などは、遮光膜がエッチングマスク膜、反射防止膜、透明基板、位相シフト膜等と接している部分、即ち、単層構造の場合は、遮光膜の厚さ方向両端面部の一方又は双方、多層構造の場合は、遮光膜の厚さ方向両端に位置する層の一方又は双方を、例えば窒素及び/又は酸素を含有する材料とし、この窒素及び/又は酸素の含有率を調整することにより、密着性を改善することができる。また、遮光膜をその厚さ方向において連続的又は段階的に組成が傾斜するように形成することでエッチングパターンの断面形状の垂直性を向上させることが可能である。これらの構造は、反応性スパッタリングのスパッタリング条件のコントロールにより容易に形成することができる。   When the adhesion between the light shielding film and the etching mask film, the antireflection film, the transparent substrate, the phase shift film, etc. is low and the pattern defect is likely to occur, the light shielding film is the etching mask film, the antireflection film, or the transparent substrate. In the case of a single layer structure, one or both of the both end surfaces in the thickness direction of the light shielding film, and in the case of a multilayer structure, the layers located at both ends in the thickness direction of the light shielding film. Adhesion can be improved by using one or both of the materials, for example, as a material containing nitrogen and / or oxygen and adjusting the content of nitrogen and / or oxygen. Further, it is possible to improve the perpendicularity of the cross-sectional shape of the etching pattern by forming the light shielding film so that the composition inclines continuously or stepwise in the thickness direction. These structures can be easily formed by controlling the sputtering conditions of reactive sputtering.

厚さ方向の組成を傾斜させた遮光膜の組成は、ケイ素が10原子%以上95原子%以下、特に15原子%以上95原子%以下、酸素が0原子%以上60原子%以下、特に0原子%以上30原子%以下、窒素が0原子%以上57原子%以下、特に0原子%以上40原子%以下、炭素が0原子%以上30原子%以下、特に0原子%以上20原子%以下、遷移金属が0原子%以上35原子%以下、特に1原子%以上20原子%以下であることが好ましい。   The composition of the light-shielding film in which the composition in the thickness direction is inclined is 10 atomic% or more and 95 atomic% or less, particularly 15 atomic% or more and 95 atomic% or less, and oxygen is 0 atomic% or more and 60 atomic% or less, particularly 0 atom. % To 30 atomic%, nitrogen is 0 atomic% to 57 atomic%, especially 0 atomic% to 40 atomic%, carbon is 0 atomic% to 30 atomic%, especially 0 atomic% to 20 atomic%, transition It is preferable that the metal content is 0 atom% or more and 35 atom% or less, particularly 1 atom% or more and 20 atom% or less.

更に、ケイ素含有材料が、遷移金属とケイ素とを含むとき、種々の組成比を選択することができるが、例えば、遷移金属とケイ素との組成比を、遷移金属:ケイ素=1:4〜1:15(原子比)とすることで、洗浄等に用いる化学薬品に対して安定性が増すため好適である。また、遷移金属とケイ素との組成比が上記範囲以外であっても、窒素を含ませることによって、特に、窒素含有率を5原子%以上40原子%以下とすることによって必要な化学安定性を得ることができ、特にエッチングマスク膜などに用いられるCr膜をエッチングするときの酸素を含む塩素系ガスのドライエッチングのときのダメージを軽減するのに有効である。このとき、遷移金属とケイ素の比は、例えば、遷移金属:ケイ素=1:1〜1:10(原子比)とすることができる。   Furthermore, when the silicon-containing material includes a transition metal and silicon, various composition ratios can be selected. For example, the composition ratio of the transition metal to silicon is set to transition metal: silicon = 1: 4 to 1. : 15 (atomic ratio) is preferable because stability is increased with respect to chemicals used for cleaning and the like. Moreover, even if the composition ratio of the transition metal and silicon is outside the above range, the necessary chemical stability can be obtained by including nitrogen, particularly by setting the nitrogen content to 5 atom% or more and 40 atom% or less. In particular, it is effective for reducing damage during dry etching of a chlorine-based gas containing oxygen when etching a Cr film used for an etching mask film or the like. At this time, the ratio of transition metal to silicon can be, for example, transition metal: silicon = 1: 1 to 1:10 (atomic ratio).

遮光膜の膜厚は10〜80nmであることが好ましい。膜厚が10nm未満では十分な遮光効果が得られない場合があり、80nmを超えると厚さ250nm以下の薄いレジストで高精度の加工が困難になったり、膜応力により基板の反りの原因になったりするおそれがある。   The thickness of the light shielding film is preferably 10 to 80 nm. If the film thickness is less than 10 nm, a sufficient light-shielding effect may not be obtained. If it exceeds 80 nm, high-precision processing becomes difficult with a thin resist having a thickness of 250 nm or less, or the film stress causes warping of the substrate. There is a risk of

なお、本発明において、遮光膜は、フォトマスク使用時の露光光に対する遮光性を与える膜であり、特に限定されるものではないが、フォトマスクとしたときに、この遮光膜がフォトマスクの遮光性を主に担う膜構成のもの、例えば、図1(A)や図2(A)に示されるような透明基板上に遮光膜が直接積層されたフォトマスクブランクや、図1(B)や図2(B)に示されるような透明基板上に遮光膜が位相シフト膜を介して積層されたフォトマスクブランクであって、位相シフト膜が完全透過型の位相シフト膜の場合、遮光膜の露光光における光学濃度が1〜4となるように膜組成や膜厚を調整することが好ましい。この場合の遮光膜の好適な膜厚は例えば20〜80nmである。   In the present invention, the light-shielding film is a film that provides a light-shielding property against exposure light when using a photomask, and is not particularly limited. For example, a photomask blank in which a light-shielding film is directly laminated on a transparent substrate as shown in FIG. 1A or FIG. 2A, or FIG. In the case of a photomask blank in which a light shielding film is laminated on a transparent substrate as shown in FIG. 2B via a phase shift film, and the phase shift film is a complete transmission type phase shift film, It is preferable to adjust the film composition and film thickness so that the optical density in exposure light is 1 to 4. A suitable thickness of the light shielding film in this case is, for example, 20 to 80 nm.

一方、この遮光膜以外にフォトマスクの遮光性を主に担う膜が併存する構成のもの、例えば、図1(B)や図2(B)に示されるような透明基板上に遮光膜が位相シフト膜を介して積層されたフォトマスクブランクであって、位相シフト膜が、例えば露光光の透過率が5〜30%程度のハーフトーン位相シフト膜の場合、遮光膜の露光光における光学濃度が0.2〜4となるように膜組成や膜厚を調整することが好ましい。この場合の遮光膜の好適な膜厚は例えば10〜70nmである。   On the other hand, in addition to this light-shielding film, a film mainly having a light-shielding property of a photomask coexists, for example, a light-shielding film is formed on a transparent substrate as shown in FIGS. 1B and 2B. When the phase shift film is a halftone phase shift film having a transmittance of, for example, about 5 to 30%, the optical density of the light shielding film in the exposure light is a photomask blank laminated through the shift film. It is preferable to adjust the film composition and film thickness so as to be 0.2-4. In this case, a suitable thickness of the light shielding film is, for example, 10 to 70 nm.

本発明において、反射防止膜の膜厚は、フォトマスクを用いた露光における露光光の波長、フォトマスクの作製又は使用時に必要な検査に用いる光の波長、反射防止膜の組成によっても異なるが、通常8〜30nmの膜厚とすることにより反射防止効果が得られ、特にArFエキシマレーザ露光用としては8〜25nmであることが好ましい。   In the present invention, the film thickness of the antireflection film varies depending on the wavelength of exposure light in exposure using a photomask, the wavelength of light used for inspection required when producing or using a photomask, and the composition of the antireflection film, Usually, an antireflection effect is obtained by setting the film thickness to 8 to 30 nm, and it is preferably 8 to 25 nm particularly for ArF excimer laser exposure.

特に、第1の態様のフォトマスクブランクにおける反射防止膜として好適なケイ素含有材料の場合、その膜厚は10〜30nmが好適である。一方、第2の態様のフォトマスクブランクにおける反射防止膜として好適なクロム単体又はクロム化合物の場合、その膜厚は8〜30nmが好適である。   In particular, in the case of a silicon-containing material suitable as an antireflection film in the photomask blank of the first aspect, the film thickness is preferably 10 to 30 nm. On the other hand, in the case of chromium alone or a chromium compound suitable as an antireflection film in the photomask blank of the second aspect, the film thickness is preferably 8 to 30 nm.

フッ素系ドライエッチングに対し耐性を有するエッチングマスク膜は、遮光膜を構成するケイ素含有材料をエッチング加工する際にエッチングマスクとして機能して、この膜をエッチング加工する際の精度を上げることに寄与する。また、遮光膜の下方に位置する透明基板や位相シフト膜をフッ素系ドライエッチングする場合のエッチングマスクとしても機能する。   The etching mask film having resistance to fluorine-based dry etching functions as an etching mask when etching the silicon-containing material constituting the light-shielding film, and contributes to increasing the accuracy when etching this film. . Also, it functions as an etching mask when a fluorine-based dry etching is performed on a transparent substrate or a phase shift film located below the light shielding film.

本発明におけるエッチングマスク膜は、フッ素系ドライエッチングに耐性を有するものである必要がある。このために、エッチングマスク膜はフッ素系ドライエッチングにおいて、遮光膜とのエッチング選択比(エッチングマスク膜に対する遮光膜のフッ素系ドライエッチング選択比)が2以上であると、パターンのサイドエッチング量が抑えられ、より微細なパターン形成が可能なフォトマスクブランクとすることができるので好ましい。   The etching mask film in the present invention needs to be resistant to fluorine-based dry etching. For this reason, when the etching mask film has an etching selectivity with the light shielding film (fluorine dry etching selectivity of the light shielding film with respect to the etching mask film) of 2 or more in fluorine-based dry etching, the side etching amount of the pattern is suppressed. And a photomask blank capable of forming a finer pattern is preferable.

また、エッチングマスク膜と透明基板とのフッ素系ドライエッチングでのエッチング選択比(エッチングマスク膜に対する透明基板のフッ素系ドライエッチング選択比)を10以上とすることにより、透明基板をエッチングしてフォトマスクを形成するレベンソン型や、CPL型のフォトマスクの製造により適したフォトマスクブランクとすることができる。   Further, the etching selectivity in the fluorine-based dry etching between the etching mask film and the transparent substrate (fluorine-based dry etching selectivity of the transparent substrate with respect to the etching mask film) is set to 10 or more, so that the transparent substrate is etched and the photomask is etched. A photomask blank more suitable for manufacturing a Levenson-type or CPL-type photomask that forms the film.

このようなエッチングマスク膜としては、クロム系材料や、タンタルを含み、ケイ素を含まない材料などを用いることができる。   As such an etching mask film, a chromium-based material, a material containing tantalum and not containing silicon, or the like can be used.

クロム系材料としては、クロム単体、又はクロムと、酸素、窒素及び炭素から選ばれる1種以上とを含有するクロム化合物が挙げられ、ケイ素を含有しないものが好ましい。このクロム化合物としてより具体的には、クロム酸化物、クロム窒化物、クロム酸窒化物、クロム酸化炭化物、クロム窒化炭化物又はクロム酸窒化炭化物を挙げることができる。これらの材料は、フッ素系ドライエッチングに対し高い耐性を有する。   Examples of the chromium-based material include chromium alone or a chromium compound containing chromium and one or more selected from oxygen, nitrogen, and carbon, and those not containing silicon are preferable. More specific examples of the chromium compound include chromium oxide, chromium nitride, chromium oxynitride, chromium oxide carbide, chromium nitride carbide, and chromium oxynitride carbide. These materials have high resistance to fluorine-based dry etching.

特に、クロム含有率が50原子%以上、特に60原子%以上であると、フッ素系ドライエッチング耐性がよく、遮光膜及び/又は透明基板に十分なエッチング選択性を与えることができると同時に、エッチングマスク膜を、塩素と酸素とを含有するドライエッチング条件でドライエッチングして、パターンを形成することができるため好ましい。   In particular, when the chromium content is 50 atomic% or more, particularly 60 atomic% or more, the fluorine-based dry etching resistance is good, and sufficient etching selectivity can be given to the light-shielding film and / or the transparent substrate. The mask film is preferable because a pattern can be formed by dry etching under dry etching conditions containing chlorine and oxygen.

クロム系材料としては、例えば、クロムが50原子%以上100原子%以下、特に60原子%以上100原子%以下、酸素が0原子%以上50原子%以下、特に0原子%以上40原子%以下、窒素が0原子%以上50原子%以下、特に0原子%以上40原子%以下、炭素が0原子%以上20原子%以下、特に0原子%以上10原子%以下とすることで、エッチングマスク膜として、遮光膜及び/又は透明基板に十分なエッチング選択性を与える膜とすることができる。   As the chromium-based material, for example, chromium is 50 atomic% to 100 atomic%, particularly 60 atomic% to 100 atomic%, oxygen is 0 atomic% to 50 atomic%, particularly 0 atomic% to 40 atomic%, Nitrogen is 0 atomic% or more and 50 atomic% or less, particularly 0 atomic% or more and 40 atomic% or less, and carbon is 0 atomic% or more and 20 atomic% or less, particularly 0 atomic% or more and 10 atomic% or less, thereby forming an etching mask film. In addition, a light-shielding film and / or a film that gives sufficient etching selectivity to the transparent substrate can be obtained.

本発明のエッチングマスク膜は単層構造とすることも多層構造とすることもできる。単層構造とすれば、膜構成やこれを反映したプロセスを単純化することができる。   The etching mask film of the present invention can have a single layer structure or a multilayer structure. If a single-layer structure is used, the film configuration and the process reflecting this can be simplified.

エッチングマスク膜と遮光膜、反射防止膜等との間の密着性が低く、パターン欠陥等を起こしやすい場合や、フォトマスク製造時において、エッチングマスク膜の上に直接レジスト膜を形成したときに、レジストパターンのすそ引きやくびれが生じて断面形状が悪くなる場合などは、エッチングマスク膜が遮光膜、反射防止膜等と接している部分、又はレジスト膜が接する部分、即ち、単層構造の場合は、エッチングマスク膜の厚さ方向両端面部の一方又は双方、多層構造の場合は、エッチングマスク膜の厚さ方向両端に位置する層の一方又は双方を、例えば窒素及び/又は酸素を含有する材料とし、この窒素及び/又は酸素の含有率を調整することにより、密着性を改善することができる。また、エッチングマスク膜をその厚さ方向において連続的又は段階的に組成が傾斜するように形成することでエッチングパターンの断面形状の垂直性を向上させることが可能である。これらの構造は、反応性スパッタリングのスパッタリング条件のコントロールにより容易に形成することができる。   When the adhesion between the etching mask film and the light shielding film, the antireflection film, etc. is low and pattern defects are likely to occur, or when a resist film is formed directly on the etching mask film during photomask manufacturing, When the resist pattern is squeezed or constricted and the cross-sectional shape deteriorates, the etching mask film is in contact with the light shielding film, antireflection film, etc., or the resist film is in contact, that is, in the case of a single layer structure Is a material containing, for example, nitrogen and / or oxygen in one or both of both end surfaces in the thickness direction of the etching mask film, or in the case of a multilayer structure, one or both of the layers positioned at both ends in the thickness direction of the etching mask film The adhesion can be improved by adjusting the nitrogen and / or oxygen content. Further, it is possible to improve the perpendicularity of the cross-sectional shape of the etching pattern by forming the etching mask film so that the composition inclines continuously or stepwise in the thickness direction. These structures can be easily formed by controlling the sputtering conditions of reactive sputtering.

厚さ方向の組成を傾斜させたエッチングマスク膜の組成は、クロムが50原子%以上100原子%以下、特に60原子%以上100原子%以下、酸素が0原子%以上60原子%以下、特に0原子%以上50原子%以下、窒素が0原子%以上50原子%以下、特に0原子%以上40原子%以下、炭素が0原子%以上20原子%以下、特に0原子%以上10原子%以下であることが好ましい。   The composition of the etching mask film in which the composition in the thickness direction is inclined is such that chromium is 50 atomic% to 100 atomic%, particularly 60 atomic% to 100 atomic%, and oxygen is 0 atomic% to 60 atomic%, particularly 0. Atomic% to 50 atomic%, nitrogen is 0 atomic% to 50 atomic%, particularly 0 atomic% to 40 atomic%, carbon is 0 atomic% to 20 atomic%, especially 0 atomic% to 10 atomic% Preferably there is.

一方、タンタルを含有する材料は、ケイ素を含むとフッ素系ドライエッチングに対するエッチング耐性が失われてしまうが、ケイ素を含まない場合、例えば、タンタル単体は、ケイ素含有材料と選択エッチングができる程度のエッチング耐性があり、また、タンタルを含有し、かつケイ素を含有しないタンタル化合物、例えば、タンタル・ジルコニウム、タンタル・ハフニウム等を主成分とする材料はケイ素含有材料に良好なエッチング選択比を与えることができる。なお、これらの材料はクロム系材料の場合と異なり、酸素を含まない塩素系ドライエッチングを行うことにより、ドライエッチングできる。   On the other hand, a material containing tantalum loses etching resistance against fluorine-based dry etching when silicon is included. However, when silicon is not included, for example, tantalum alone is etched to the extent that it can be selectively etched with a silicon-containing material. A tantalum compound that is resistant and contains tantalum and does not contain silicon, such as tantalum-zirconium, tantalum-hafnium, and the like, can give good etching selectivity to silicon-containing materials. . Note that these materials can be dry-etched by performing chlorine-based dry etching not containing oxygen, unlike the case of chromium-based materials.

なお、フッ素系ドライエッチングに対しエッチング耐性をもつエッチングマスク膜は、ドライエッチング時に転写パターンの粗密依存性の問題が生じないように、膜厚を十分に薄いものとし、これによりエッチングマスク膜の粗密依存性の問題が回避される。本発明は、遮光膜にフッ素系ドライエッチングでエッチング加工できない膜を用いた従来のフォトマスクブランクと比較して、転写パターンの粗密依存性は明らかに低いものとなる。   Note that the etching mask film having etching resistance to fluorine-based dry etching has a sufficiently thin film thickness so that the problem of dependency on the density of the transfer pattern during dry etching does not occur. Dependency issues are avoided. In the present invention, the density dependency of the transfer pattern is clearly lower than that of a conventional photomask blank using a film that cannot be etched by fluorine-based dry etching as a light shielding film.

エッチングマスク膜の膜厚は、膜構成に応じて適宜選ぶことができる。通常、遮光膜のケイ素含有材料をエッチングするため、また、遮光膜と共に位相シフト膜や透明基板をエッチングするためには2〜55nmとすることで十分なエッチングマスク機能が得られるが、エッチングマスク膜の粗密依存性がより低いものとするためには、特に2〜30nmとすることが好ましい。   The thickness of the etching mask film can be appropriately selected according to the film configuration. Usually, in order to etch the silicon-containing material of the light shielding film, and to etch the phase shift film and the transparent substrate together with the light shielding film, a sufficient etching mask function can be obtained by setting the thickness to 2 to 55 nm. In particular, in order to achieve a lower density dependency, the thickness is preferably 2 to 30 nm.

本発明のフォトマスクブランクにおいて、透明基板上に成膜された遮光性を有する膜(膜構成によっても異なるが、遮光膜の他、補助的に遮光性を与える反射防止膜(反射防止膜の種類によっては補助的に遮光性を与える場合がある)、フォトマスクとしたときにエッチングマスク膜が残される場合には補助的に遮光性を与えるエッチングマスク膜(エッチングマスク膜の種類によっては補助的に遮光性を与える場合がある)、ハーフトーン位相シフト膜などがこれに相当する。)が、全体として十分な遮光性を備えるものとして機能するためには、フォトマスクとしたときの上記遮光性を有する膜全体のフォトマスク使用時の露光光における光学濃度ODが1〜4であることが望ましい。   In the photomask blank of the present invention, a light-shielding film formed on a transparent substrate (which differs depending on the film configuration, but in addition to the light-shielding film, an auxiliary anti-reflection film that gives light-shielding properties (type of anti-reflection film) Depending on the type of the etching mask film, there may be an auxiliary light shielding property. In the case where an etching mask film is left when a photomask is used, an auxiliary etching mask film is provided. In order to function as a material having sufficient light shielding properties as a whole, the above light shielding properties when used as a photomask are provided. It is desirable that the optical density OD in the exposure light when the photomask of the entire film is used is 1 to 4.

フォトマスクがエッチングマスク膜を除去して使用されるものであるときには、遮光膜と反射防止膜とを合わせた光学濃度OD、更に、ハーフトーン位相シフト膜を併せて用いる場合は、遮光膜と反射防止膜とハーフトーン位相シフト膜とを合わせた光学濃度ODが2.5以上、特に2.8以上、とりわけ3.0以上であることが好ましい。   When the photomask is used after removing the etching mask film, the optical density OD is a combination of the light shielding film and the antireflection film. Further, when the halftone phase shift film is used together, the light shielding film and the reflection are used. It is preferable that the optical density OD of the prevention film and the halftone phase shift film is 2.5 or more, particularly 2.8 or more, particularly 3.0 or more.

また、フォトマスクがエッチングマスク膜を除去しないで使用されるものであるときには、エッチングマスク膜と遮光膜と反射防止膜とを合わせた光学濃度OD、更に、ハーフトーン位相シフト膜とを併せて用いる場合は、エッチングマスク膜と遮光膜と反射防止膜とハーフトーン位相シフト膜とを合わせた光学濃度ODが2.5以上、特に2.8以上、とりわけ3.0以上であることが好ましい。   When the photomask is used without removing the etching mask film, an optical density OD that combines the etching mask film, the light shielding film, and the antireflection film, and a halftone phase shift film are used together. In this case, the optical density OD of the etching mask film, the light shielding film, the antireflection film, and the halftone phase shift film is preferably 2.5 or more, particularly 2.8 or more, particularly 3.0 or more.

そのため、特に、遮光膜が酸素、窒素、炭素等の軽元素を含有する場合、軽元素を一定量以上含有すると十分な遮光性が得られなくなる場合があるため、例えば、本発明のフォトマスクブランクが特に好ましく適用される波長193nm以下の光による露光用、例えば、波長193nmのArFエキシマレーザ露光用、波長153nmのF2レーザ露光用等のフォトマスクブランクとしては、窒素の含有率を40原子%以下、炭素の含有率を20原子%以下、酸素の含有率を10原子%以下、特に窒素、炭素及び酸素の合計を40原子%以下とすることが好ましく、遮光膜の少なくとも一部、特に全部をこのような組成とすることで良好な遮光性能が得られる。 Therefore, particularly when the light shielding film contains light elements such as oxygen, nitrogen, and carbon, if the light elements are contained in a certain amount or more, sufficient light shielding properties may not be obtained. For example, the photomask blank of the present invention exposure are particularly preferably by an applied wavelength 193nm or less of the light, for example, for an ArF excimer laser exposure wavelength 193nm, as the photomask blank of F such for 2 laser exposure wavelength 153 nm, the content of nitrogen 40 atom% Hereinafter, it is preferable that the carbon content is 20 atomic% or less, the oxygen content is 10 atomic% or less, particularly the total of nitrogen, carbon, and oxygen is 40 atomic% or less, and at least a part, particularly all, of the light shielding film. With such a composition, good light shielding performance can be obtained.

本発明のフォトマスクブランクとして特に好適な態様は、以下の2つの態様である。
第1の態様のフォトマスクブランクとしては、特に、透明基板上に他の膜を介して又は介さずに積層されたフッ素系ドライエッチングでエッチング可能な遷移金属とケイ素とを含有する遮光膜と、遮光膜に接して積層された遷移金属とケイ素と窒素とを含有する反射防止膜と、反射防止膜に接して積層されたクロムを含有し、かつケイ素を含有しないエッチングマスク膜、又はタンタルを含有し、かつケイ素を含有しないエッチングマスク膜とを有するフォトマスクブランクが好適である。
The following two aspects are particularly preferable as the photomask blank of the present invention.
As a photomask blank of the first aspect, in particular, a light-shielding film containing transition metal and silicon that can be etched by fluorine-based dry etching laminated on a transparent substrate with or without another film, An antireflection film containing transition metal, silicon, and nitrogen laminated in contact with the light shielding film, and an etching mask film containing no chromium and containing chrome laminated on the antireflection film, or containing tantalum And a photomask blank having an etching mask film containing no silicon.

また、第2の態様のフォトマスクブランクとしては、特に、透明基板上に他の膜を介して又は介さずに積層されたフッ素系ドライエッチングでエッチング可能な遷移金属とケイ素とを含有する遮光膜と、遮光膜に接して積層されたクロムを含有し、クロムの含有率が50原子%以上、好ましくは60原子%以上であるエッチングマスク膜と、エッチングマスク膜に接して積層されたクロムと酸素とを含有し、クロムの含有率が50原子%未満、好ましくは45原子%以下である反射防止膜とを有するフォトマスクブランクが好適である。   In addition, as the photomask blank of the second aspect, in particular, a light-shielding film containing a transition metal and silicon that can be etched by fluorine-based dry etching, laminated on a transparent substrate with or without another film And an etching mask film containing chromium laminated in contact with the light-shielding film and having a chromium content of 50 atomic% or more, preferably 60 atomic% or more, and chromium and oxygen laminated in contact with the etching mask film. And an antireflection film having a chromium content of less than 50 atomic%, preferably 45 atomic% or less, is suitable.

透明基板としては、石英基板等の酸化ケイ素を主成分とする基板が好適である。一方、位相シフト膜を用いる場合、完全透過型位相シフト膜もハーフトーン位相シフト膜、例えば透過率が5〜30%のハーフトーン位相シフト膜も適用することができる。ここで位相シフト膜はフッ素系ドライエッチングでエッチング可能である膜であることが好ましい。位相シフト膜の材質としてはケイ素含有材料、特に遷移金属と、ケイ素と、酸素、窒素及び炭素から選ばれる1種以上とを含有する遷移金属ケイ素化合物、とりわけ遷移金属と、ケイ素と、少なくとも窒素と酸素の一方とを含有するものがよい。このケイ素含有材料として具体的には、遮光膜のケイ素含有化合物として例示したものが挙げられ、また、遷移金属としては、遮光膜の遷移金属として例示したものが同様に挙げられる。位相シフト膜の膜厚は、フォトマスク使用時の露光光に対して位相を所定量、通常180°シフトさせる厚さに設定される。   As the transparent substrate, a substrate mainly composed of silicon oxide such as a quartz substrate is suitable. On the other hand, when a phase shift film is used, a perfect transmission phase shift film or a halftone phase shift film, for example, a halftone phase shift film having a transmittance of 5 to 30% can be applied. Here, the phase shift film is preferably a film that can be etched by fluorine-based dry etching. The material of the phase shift film is a silicon-containing material, particularly a transition metal, a transition metal silicon compound containing silicon, and one or more selected from oxygen, nitrogen and carbon, especially a transition metal, silicon, and at least nitrogen. Those containing one of oxygen are preferable. Specific examples of the silicon-containing material include those exemplified as the silicon-containing compound of the light-shielding film, and examples of the transition metal include those exemplified as the transition metal of the light-shielding film. The film thickness of the phase shift film is set to a thickness that shifts the phase by a predetermined amount, usually 180 °, with respect to the exposure light when using the photomask.

この位相シフト膜のケイ素含有材料は、フッ素系ドライエッチングでエッチング可能であるが、組成を選ぶことにより酸素を含まない塩素ガスによりエッチングされないものとすることができ、第1の態様のフォトマスクブランクにおいては遮光膜及び反射防止膜、第2のフォトマスクブランクにおいては遮光膜を、酸素を含まない塩素ガスによりエッチングされるケイ素含有材料で構成すれば、酸素を含まない塩素ガスによるエッチングにより、位相シフト膜と遮光膜及び反射防止膜(第1の態様)、又は位相シフト膜と遮光膜(第2の態様)との間で選択エッチングすることも可能である。   The silicon-containing material of this phase shift film can be etched by fluorine-based dry etching, but it can be made not to be etched by chlorine gas not containing oxygen by selecting the composition, and the photomask blank of the first aspect In the second photomask blank, the light shielding film and the light shielding film in the second photomask blank are made of a silicon-containing material that is etched with chlorine gas that does not contain oxygen. It is also possible to perform selective etching between the shift film and the light shielding film and the antireflection film (first aspect) or between the phase shift film and the light shielding film (second aspect).

エッチングマスク膜、遮光膜、反射防止膜、位相シフト膜は、いずれも公知の方法により成膜することができるが、最も容易に均質性に優れた膜を得る方法としてスパッタリングによる方法を用いることが好ましく、DCスパッタリング、RFスパッタリング等のいずれの方法も用いることができる。   The etching mask film, the light-shielding film, the antireflection film, and the phase shift film can all be formed by known methods, but the method using sputtering is the easiest way to obtain a film with excellent uniformity. Preferably, any method such as DC sputtering or RF sputtering can be used.

ターゲットとスパッタガスは膜組成によって選択される。例えば、クロム系材料による成膜は、従来のクロム系の膜と同様の方法により成膜することができ、常用される方法としては、クロムターゲットを用い、アルゴンガスのみ、窒素等の反応性ガスのみ、又は窒素等の反応性ガスとアルゴン等の不活性ガスとの混合ガス中で反応性スパッタリングを行う方法(例えば、特許文献9:特開平7−140635号公報参照)を挙げることができる。スパッタガスの流量は膜特性に合わせて調整すればよく、成膜中一定としてもよいし、酸素量や窒素量を膜の厚み方向に変化させたいときは、目的とする組成に応じて変化させてもよい。   The target and sputtering gas are selected depending on the film composition. For example, the film formation using a chromium-based material can be performed by the same method as a conventional chromium-based film. As a commonly used method, a chromium target is used, and only an argon gas or a reactive gas such as nitrogen is used. Or a method of performing reactive sputtering in a mixed gas of a reactive gas such as nitrogen and an inert gas such as argon (see, for example, Patent Document 9: JP-A-7-140635). The flow rate of the sputtering gas may be adjusted according to the film characteristics, and may be constant during film formation. When the amount of oxygen or nitrogen is to be changed in the thickness direction of the film, it is changed according to the target composition. May be.

遷移金属とケイ素とを含有する膜とするときは、ターゲットとして、ケイ素と遷移金属の含有比を調整したターゲットを単独で使用してもよいし、ケイ素ターゲット、遷移金属ターゲット、及びケイ素と遷移金属とからなるターゲット(遷移金属シリサイドターゲット)から適宜選択して、ターゲットのスパッタリング面積、又は複数のターゲットを用いてスパッタリングを行いターゲットに対する印加電力を調整することによりケイ素と遷移金属の比を調整してもよい。なお、酸素、窒素、炭素等の軽元素を含有させる場合は、スパッタリングガスに反応性ガスとして、酸素を含むガス、窒素を含むガス、炭素を含むガスを適宜導入して反応性スパッタリングにより成膜することが可能である。   When a film containing a transition metal and silicon is used, a target in which the content ratio of silicon and transition metal is adjusted may be used alone, or a silicon target, a transition metal target, and silicon and a transition metal. The ratio of silicon and transition metal is adjusted by appropriately selecting the target (transition metal silicide target) consisting of and adjusting the sputtering area of the target or sputtering using a plurality of targets and adjusting the power applied to the target. Also good. In addition, when light elements such as oxygen, nitrogen, and carbon are included, a film containing oxygen, a gas containing nitrogen, and a gas containing carbon are appropriately introduced as a reactive gas into the sputtering gas, and the film is formed by reactive sputtering. Is possible.

タンタルを含み、ケイ素を含まない膜とするときは、タンタルを含むターゲットを用い、ケイ素を含むターゲットを用いないで、上記遷移金属とケイ素とを含有する膜と同様の方法で成膜すればよい。   When a film containing tantalum and not containing silicon is used, a target containing tantalum is used, and a target containing silicon is not used, and the film may be formed by the same method as the film containing the transition metal and silicon. .

本発明においてフォトマスクは上述したフォトマスクブランクが有する各々の膜を所望のパターンにパターニングして、透明基板上に露光光に対して透明な領域と実効的に不透明な領域とを有するマスクパターンを形成することにより得られる。   In the present invention, the photomask is formed by patterning each film of the above-described photomask blank into a desired pattern to form a mask pattern having a transparent area and an opaque area on the transparent substrate with respect to the exposure light. It is obtained by forming.

そして、本発明のフォトマスクブランクは、エッチングマスク膜をエッチングマスクとして遮光膜をフッ素系ドライエッチングすることができ、また、エッチングマスク膜をエッチングマスクとして透明基板をフッ素系ドライエッチングすることができる。   In the photomask blank of the present invention, the light shielding film can be subjected to fluorine-based dry etching using the etching mask film as an etching mask, and the transparent substrate can be subjected to fluorine-based dry etching using the etching mask film as an etching mask.

フォトマスクの製造工程の具体例を、図を示して以下に詳述する。
(1)フォトマスク製造過程においてエッチングマスク膜を除去する場合(バイナリーマスク)
透明基板1の上に、遮光膜2、反射防止膜3、エッチングマスク膜4の順に形成した第1の態様のフォトマスクブランク(図3(A))に、レジスト5を塗布し、その後、レジスト5をパターニングした後(図3(B))に塩素系のドライエッチングを施してエッチングマスク膜4をパターニングする(図3(C))。次にレジスト5とエッチングマスク膜4とをマスクとして、反射防止膜3と遮光膜2とにフッ素系のドライエッチングを施してパターニングする(図3(D))。その後にレジスト5を剥離し(図3(E))、エッチングマスク膜4を塩素系ドライエッチングで除去することにより、フォトマスクの表面に反射防止膜3が現われ、フォトマスク(図3(F))が完成する。
A specific example of the photomask manufacturing process will be described in detail below with reference to the drawings.
(1) When removing the etching mask film in the photomask manufacturing process (binary mask)
A resist 5 is applied to the photomask blank (FIG. 3A) of the first embodiment formed on the transparent substrate 1 in the order of the light shielding film 2, the antireflection film 3, and the etching mask film 4, and then the resist After patterning 5 (FIG. 3B), chlorine-based dry etching is performed to pattern the etching mask film 4 (FIG. 3C). Next, using the resist 5 and the etching mask film 4 as a mask, the antireflection film 3 and the light shielding film 2 are subjected to fluorine dry etching and patterned (FIG. 3D). Thereafter, the resist 5 is peeled off (FIG. 3E), and the etching mask film 4 is removed by chlorine dry etching, whereby the antireflection film 3 appears on the surface of the photomask, and the photomask (FIG. 3F). ) Is completed.

(2)フォトマスク製造過程においてエッチングマスク膜を除去しない場合(バイナリーマスク)
透明基板1の上に、遮光膜2、エッチングマスク膜4、反射防止膜3の順に形成した第2の態様のフォトマスクブランク(図4(A))に、レジスト5を塗布し、その後、レジスト5をパターニングし(図4(B))、塩素系のドライエッチングを施し、反射防止膜3とエッチングマスク膜4とをパターニングする(図4(C))。次にレジスト5と反射防止膜3とエッチングマスク膜4とをマスクとして、遮光膜2にフッ素系のドライエッチングを施す(図4(D))。その後にレジスト5を剥離し、フォトマスク(図4(E))が完成する。
(2) When the etching mask film is not removed in the photomask manufacturing process (binary mask)
A resist 5 is applied to the photomask blank (FIG. 4A) of the second embodiment formed on the transparent substrate 1 in the order of the light shielding film 2, the etching mask film 4, and the antireflection film 3, and then the resist 5 is patterned (FIG. 4B), chlorine-based dry etching is performed, and the antireflection film 3 and the etching mask film 4 are patterned (FIG. 4C). Next, using the resist 5, the antireflection film 3, and the etching mask film 4 as a mask, the light shielding film 2 is subjected to fluorine-based dry etching (FIG. 4D). Thereafter, the resist 5 is peeled off to complete a photomask (FIG. 4E).

(3)フォトマスク製造過程においてエッチングマスク膜を除去する場合(ハーフトーン位相シフトマスク)
透明基板1の上に、ハーフトーン位相シフト膜8を形成し、更に、遮光膜2、反射防止膜3、エッチングマスク膜4の順に形成した第1の態様のフォトマスクブランク(図5(A))に、第1のレジスト6を塗布し、その後、第1のレジスト6をパターニングした後(図5(B))に塩素系のドライエッチングを施してエッチングマスク膜4をパターニングする(図5(C))。次に第1のレジスト6とエッチングマスク膜4とをマスクとして、反射防止膜3と遮光膜2とハーフトーン位相シフト膜8とにフッ素系のドライエッチングを施してパターニングする(図5(D))。その後に第1のレジスト6を剥離し(図5(E))、エッチングマスク膜4を塩素系ドライエッチングで除去する(図5(F))。次に、第2のレジスト7を塗布し、遮光膜2を残す部分のみレジストを残して(図5(G))、第2のレジスト7をマスクとして、酸素を含まない塩素ガスによるドライエッチングにて反射防止膜3と遮光膜2を除去する(図5(H))。その後に第2のレジスト7を除去することによりフォトマスク(図5(I))が完成する。
(3) When removing the etching mask film in the photomask manufacturing process (halftone phase shift mask)
A halftone phase shift film 8 is formed on a transparent substrate 1, and a light mask film 2, an antireflection film 3, and an etching mask film 4 are formed in this order, and a photomask blank of the first aspect (FIG. 5A) ), After applying the first resist 6 and then patterning the first resist 6 (FIG. 5B), chlorine-based dry etching is performed to pattern the etching mask film 4 (FIG. 5B). C)). Next, using the first resist 6 and the etching mask film 4 as a mask, the antireflection film 3, the light shielding film 2, and the halftone phase shift film 8 are subjected to fluorine dry etching and patterned (FIG. 5D). ). Thereafter, the first resist 6 is peeled off (FIG. 5E), and the etching mask film 4 is removed by chlorine dry etching (FIG. 5F). Next, the second resist 7 is applied, the resist is left only in the portion where the light shielding film 2 is left (FIG. 5G), and the second resist 7 is used as a mask for dry etching with chlorine gas not containing oxygen. Then, the antireflection film 3 and the light shielding film 2 are removed (FIG. 5H). Thereafter, the second resist 7 is removed to complete the photomask (FIG. 5I).

(4)フォトマスク製造過程においてエッチングマスク膜を除去しない場合(ハーフトーン位相シフトマスク)
透明基板1の上に、ハーフトーン位相シフト膜8を形成し、更に、遮光膜2、エッチングマスク膜4、反射防止膜3の順に形成した第2の態様のフォトマスクブランク(図6(A))に、第1のレジスト6を塗布し、その後、第1のレジスト6をパターニングし(図6(B))、塩素系のドライエッチングを施し、反射防止膜3とエッチングマスク膜4とをパターニングする(図6(C))。次に第1のレジスト6と反射防止膜3とエッチングマスク膜4とをマスクとして、遮光膜2とハーフトーン位相シフト膜8とにフッ素系のドライエッチングを施す(図6(D))。その後に第1のレジスト6を剥離する(図6(E))。次に、第2のレジスト7を塗布し、遮光膜2を残す部分のみレジストを残して(図6(F))、第2のレジスト7をマスクとして、塩素系ドライエッチングで反射防止膜3とエッチングマスク膜4を除去し(図6(G))、次に、酸素を含まない塩素ガスによるドライエッチングにて遮光膜2を除去する(図6(H))。その後に第2のレジスト7を除去することによりフォトマスク(図6(I))が完成する。
(4) When the etching mask film is not removed in the photomask manufacturing process (halftone phase shift mask)
A halftone phase shift film 8 is formed on the transparent substrate 1, and a light mask film 2, an etching mask film 4, and an antireflection film 3 are formed in this order, and a photomask blank of the second mode (FIG. 6A). ), A first resist 6 is applied, and then the first resist 6 is patterned (FIG. 6B), chlorine-based dry etching is performed, and the antireflection film 3 and the etching mask film 4 are patterned. (FIG. 6C). Next, using the first resist 6, the antireflection film 3 and the etching mask film 4 as a mask, the light shielding film 2 and the halftone phase shift film 8 are subjected to fluorine-based dry etching (FIG. 6D). Thereafter, the first resist 6 is removed (FIG. 6E). Next, the second resist 7 is applied, leaving the resist only in the portion where the light-shielding film 2 is left (FIG. 6F), and using the second resist 7 as a mask, the anti-reflection film 3 is formed by chlorine dry etching. The etching mask film 4 is removed (FIG. 6G), and then the light shielding film 2 is removed by dry etching with chlorine gas not containing oxygen (FIG. 6H). Thereafter, the second resist 7 is removed to complete the photomask (FIG. 6I).

(5)フォトマスク製造過程においてエッチングマスク膜を除去する場合(レベンソン型マスク)
透明基板1の上に、必要に応じて位相シフト膜を形成し(図7は位相シフト膜を設けない場合を示す)、遮光膜2、反射防止膜3、エッチングマスク膜4の順に形成した第1の態様のフォトマスクブランク(図7(A))に、第1のレジスト6を塗布し、その後、第1のレジスト6をパターニングした後(図7(B))に塩素系のドライエッチングを施し、エッチングマスク膜4をパターニング(図7(C))する。次に第1のレジスト6とエッチングマスク膜4とをマスクとして、反射防止膜3と遮光膜2とに(位相シフト膜を設けた場合は、これらと共に位相シフト膜も併せて)フッ素系のドライエッチングを施してパターニングする(図7(D))。その後に第1のレジスト6を剥離する(図7(E))。次に第2のレジスト7を塗布し、第2のレジスト7を、透明基板1をエッチングする部分が取り除かれたパターンにパターニングする(図7(F))。その次に第2のレジスト7とエッチングマスク膜4とをマスクとして、透明基板1にフッ素系のドライエッチングを施し、パターニングする(図7(G))。その後に第2のレジスト7を除去し(図7(H))、次にエッチングマスク膜4を塩素系ドライエッチングで除去することにより、フォトマスクの表面に反射防止膜3が現われ、フォトマスク(図7(I))が完成する。
(5) When removing the etching mask film in the photomask manufacturing process (Levenson type mask)
A phase shift film is formed on the transparent substrate 1 as necessary (FIG. 7 shows a case where no phase shift film is provided), and a light shielding film 2, an antireflection film 3, and an etching mask film 4 are formed in this order. After applying the first resist 6 to the photomask blank of FIG. 1 (FIG. 7A) and then patterning the first resist 6 (FIG. 7B), chlorine-based dry etching is performed. Then, the etching mask film 4 is patterned (FIG. 7C). Next, using the first resist 6 and the etching mask film 4 as a mask, the anti-reflection film 3 and the light-shielding film 2 (in the case where a phase shift film is provided, together with the phase shift film), a fluorine-based dry Etching is performed for patterning (FIG. 7D). Thereafter, the first resist 6 is peeled off (FIG. 7E). Next, the 2nd resist 7 is apply | coated and the 2nd resist 7 is patterned into the pattern from which the part which etches the transparent substrate 1 was removed (FIG.7 (F)). Next, using the second resist 7 and the etching mask film 4 as a mask, the transparent substrate 1 is subjected to fluorine-based dry etching and patterned (FIG. 7G). Thereafter, the second resist 7 is removed (FIG. 7H), and then the etching mask film 4 is removed by chlorine-based dry etching, whereby the antireflection film 3 appears on the surface of the photomask, and the photomask ( FIG. 7 (I)) is completed.

(6)フォトマスク製造後にエッチングマスク膜を除去しない場合(レベンソン型マスク)
透明基板1の上に、必要に応じて位相シフト膜を形成し(図8は位相シフト膜を設けない場合を示す)、遮光膜2、エッチングマスク4、反射防止膜3の順に形成した第2の態様のフォトマスクブランク(図8(A))に、第1のレジスト6を塗布し、その後、第1のレジスト6をパターニングした後(図8(B))に塩素系のドライエッチングを施し、反射防止膜3とエッチングマスク膜4とをパターニングする(図8(C))。次に第1のレジスト6と反射防止膜3とエッチングマスク膜4とをマスクとして、遮光膜2に(位相シフト膜を設けた場合は、これらと共に位相シフト膜も併せて)フッ素系のドライエッチングを施してパターニングする(図8(D))。その後に第1のレジスト6を剥離する(図8(E))。次に第2のレジスト7を塗布し、第2のレジスト7を、透明基板1をエッチングする部分が取り除かれたパターンにパターニングする(図8(F))。その次に第2のレジスト7と反射防止膜3とエッチングマスク膜4とをマスクとして、透明基板1にフッ素系のドライエッチングを施し、パターニングする(図8(G))。その後に第2のレジスト7を除去し、フォトマスク(図8(H))が完成する。
(6) When the etching mask film is not removed after manufacturing the photomask (Levenson type mask)
A phase shift film is formed on the transparent substrate 1 as necessary (FIG. 8 shows a case where no phase shift film is provided), and a light shielding film 2, an etching mask 4, and an antireflection film 3 are formed in this order. The first resist 6 is applied to the photomask blank (FIG. 8A) of the embodiment, and then the first resist 6 is patterned (FIG. 8B), and then chlorine-based dry etching is performed. Then, the antireflection film 3 and the etching mask film 4 are patterned (FIG. 8C). Next, using the first resist 6, the antireflection film 3 and the etching mask film 4 as a mask, the fluorine-based dry etching is performed on the light shielding film 2 (in the case where a phase shift film is provided, together with the phase shift film). Then, patterning is performed (FIG. 8D). After that, the first resist 6 is peeled off (FIG. 8E). Next, the 2nd resist 7 is apply | coated and the 2nd resist 7 is patterned to the pattern from which the part which etches the transparent substrate 1 was removed (FIG.8 (F)). Next, using the second resist 7, the antireflection film 3 and the etching mask film 4 as a mask, the transparent substrate 1 is subjected to fluorine-based dry etching and patterned (FIG. 8G). After that, the second resist 7 is removed, and a photomask (FIG. 8H) is completed.

(7)フォトマスク製造過程においてエッチングマスク膜を除去する場合(クロムレスマスク)
透明基板1の上に、遮光膜2、反射防止膜3、エッチングマスク膜4の順に形成した第1の態様のフォトマスクブランク(図9(A))に、第1のレジスト6を塗布し、その後、第1のレジスト6をパターニングした後(図9(B))に塩素系のドライエッチングを施し、エッチングマスク膜4をパターニング(図9(C))する。次に第1のレジスト6とエッチングマスク膜4とをマスクとして、反射防止膜3と遮光膜2とにフッ素系のドライエッチングを施してパターニングし(図9(D))、更に透明基板1をフッ素系のドライエッチングでエッチングする(図9(E))。その後に第1のレジスト6を剥離し(図9(F))、エッチングマスク膜4を塩素系ドライエッチングで除去する(図9(G))。次に、第2のレジスト7を塗布し、遮光膜2を残す部分のみレジストを残して(図9(H))、第2のレジスト7をマスクとして、酸素を含まない塩素ガスによるドライエッチングにて反射防止膜3と遮光膜2を除去する(図9(I))。その後に第2のレジスト7を除去することによりフォトマスク(図9(J))が完成する。
(7) When removing the etching mask film in the photomask manufacturing process (chromeless mask)
A first resist 6 is applied to the photomask blank (FIG. 9A) of the first embodiment formed on the transparent substrate 1 in the order of the light shielding film 2, the antireflection film 3, and the etching mask film 4. Thereafter, after patterning the first resist 6 (FIG. 9B), chlorine-based dry etching is performed to pattern the etching mask film 4 (FIG. 9C). Next, using the first resist 6 and the etching mask film 4 as a mask, the antireflection film 3 and the light shielding film 2 are subjected to fluorine-based dry etching and patterned (FIG. 9D), and the transparent substrate 1 is further formed. Etching is performed by fluorine-based dry etching (FIG. 9E). Thereafter, the first resist 6 is peeled off (FIG. 9F), and the etching mask film 4 is removed by chlorine-based dry etching (FIG. 9G). Next, the second resist 7 is applied, and only the portion where the light shielding film 2 is left is left (FIG. 9H), and the second resist 7 is used as a mask for dry etching with chlorine gas not containing oxygen. Then, the antireflection film 3 and the light shielding film 2 are removed (FIG. 9I). Thereafter, the second resist 7 is removed to complete the photomask (FIG. 9J).

(8)フォトマスク製造後にエッチングマスク膜を除去しない場合(クロムレスマスク)
透明基板1の上に、必要に応じて位相シフト膜を形成し、遮光膜2、エッチングマスク4、反射防止膜3の順に形成した第2の態様のフォトマスクブランク(図10(A))に、第1のレジスト6を塗布し、その後、第1のレジスト6をパターニングした後(図10(B))に塩素系のドライエッチングを施し、反射防止膜3とエッチングマスク膜4とをパターニングする(図10(C))。次に第1のレジスト6と反射防止膜3とエッチングマスク膜4とをマスクとして、遮光膜2にフッ素系のドライエッチングを施してパターニングし(図10(D))、更に透明基板1をフッ素系のドライエッチングでエッチングする(図10(E))。その後に第1のレジスト6を剥離する(図10(F))。次に、第2のレジスト7を塗布し、遮光膜2を残す部分のみレジストを残して(図10(G))、第2のレジスト7をマスクとして、塩素系ドライエッチングで反射防止膜3とエッチングマスク膜4を除去し(図10(H))、次に、酸素を含まない塩素ガスによるドライエッチングにて遮光膜2を除去する(図10(I))。その後に第2のレジスト7を除去することによりフォトマスク(図10(J))が完成する。
(8) When the etching mask film is not removed after manufacturing the photomask (chromeless mask)
A phase shift film is formed on the transparent substrate 1 as necessary, and the photomask blank (FIG. 10 (A)) of the second mode in which the light shielding film 2, the etching mask 4, and the antireflection film 3 are formed in this order. Then, after applying the first resist 6 and then patterning the first resist 6 (FIG. 10B), chlorine-based dry etching is performed to pattern the antireflection film 3 and the etching mask film 4. (FIG. 10C). Next, using the first resist 6, the antireflection film 3 and the etching mask film 4 as a mask, the light shielding film 2 is subjected to fluorine-based dry etching and patterned (FIG. 10D), and the transparent substrate 1 is further treated with fluorine. Etching is performed by system dry etching (FIG. 10E). After that, the first resist 6 is peeled off (FIG. 10F). Next, the second resist 7 is applied, leaving the resist only in the portion where the light shielding film 2 is left (FIG. 10G), and using the second resist 7 as a mask, the antireflective film 3 is formed by chlorine dry etching. The etching mask film 4 is removed (FIG. 10H), and then the light-shielding film 2 is removed by dry etching with chlorine gas not containing oxygen (FIG. 10I). Thereafter, the second resist 7 is removed to complete the photomask (FIG. 10J).

以下、実験例及び実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an experiment example and an Example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example.

[実験例1]
典型的なArF露光マスク用フォトマスクブランクモデルとして、透明基板上に膜厚26nmのCrN遮光膜(Cr:N=9:1(原子比))、膜厚20nmのCrON反射防止膜(Cr:O:N=4:5:1(原子比))を形成したフォトマスクブランクを用意し、このフォトマスクブランク上に1.6μmから0.1μmおきに0.2μmまでのライン幅をもつパターンを粗密のモデルとして、1:9のラインアンドスペース(アイソパターンモデル)と9:1のラインアンドスペース(アイソスペースモデル)とを塩素と酸素によるドライエッチング(エッチング条件:Cl2=20sccm、O2=9sccm、He=80sccm、チャンバ内圧力=2Pa)にて形成した。
[Experimental Example 1]
As a typical photomask blank model for an ArF exposure mask, a CrN light-shielding film (Cr: N = 9: 1 (atomic ratio)) with a thickness of 26 nm and a CrON antireflection film (Cr: O with a thickness of 20 nm) on a transparent substrate. : N = 4: 5: 1 (atomic ratio)) is prepared, and a pattern having a line width from 1.6 μm to 0.2 μm every 0.1 μm is coarsely and densely formed on this photomask blank. As a model, 1: 9 line and space (iso pattern model) and 9: 1 line and space (iso space model) are dry-etched with chlorine and oxygen (etching conditions: Cl 2 = 20 sccm, O 2 = 9 sccm). , He = 80 sccm, chamber internal pressure = 2 Pa).

その結果、アイソスペースでは1.6μmから0.2μmの間でのサイズ誤差が最小値と最大値の間の幅で5.3nmであるのに対し、アイソパターンでは1.6μmから0.5nmまでは幅が3.8nmであるが、1.6μmから0.2μmでは13.8nmとなり、0.4μm以下の微細なアイソパターンではエッチング速度が大きく異なってくる(太く仕上がる)現象が観測された。   As a result, in the isospace, the size error between 1.6 μm and 0.2 μm is 5.3 nm in the width between the minimum value and the maximum value, whereas in the isopattern, from 1.6 μm to 0.5 nm. Although the width is 3.8 nm, it is 13.8 nm from 1.6 μm to 0.2 μm, and a phenomenon in which the etching rate is greatly different (finished thicker) is observed in a fine isopattern of 0.4 μm or less.

一方、この粗密依存性はエッチング条件に強く相関するものであると予想し、異なるエッチング条件で加工可能な遮光膜として、遷移金属シリサイド遮光膜についてテストを行った。ArF露光用マスク用フォトマスクブランクモデルとして、透明基板上に膜厚23nmのMoSiN遮光膜(Mo:Si:N=1:3:1.5(原子比))、膜厚18nmのMoSiN反射防止膜(遮光膜側の組成がMo:Si:N=1:3:1.5(原子比)、透明基板から離間する側の組成がMo:Si:N=1:5:5(原子比)であり、組成が厚さ方向において傾斜している)を形成したフォトマスクブランクを用意し、このフォトマスクブランク上に1.6μmから0.1μmおきに0.2μmまでのライン幅をもつパターンを、粗密のモデルとして、1:9のラインアンドスペース(アイソパターンモデル)と9:1のラインアンドスペース(アイソスペースモデル)とをフッ素系ドライエッチングにて形成した。   On the other hand, it was predicted that this density dependence strongly correlated with the etching conditions, and a transition metal silicide light shielding film was tested as a light shielding film that can be processed under different etching conditions. As a photomask blank model for an ArF exposure mask, a MoSiN light-shielding film (Mo: Si: N = 1: 3: 1.5 (atomic ratio)) having a film thickness of 23 nm and a MoSiN antireflection film having a film thickness of 18 nm on a transparent substrate. (The composition on the light shielding film side is Mo: Si: N = 1: 3: 1.5 (atomic ratio), and the composition on the side away from the transparent substrate is Mo: Si: N = 1: 5: 5 (atomic ratio). And a pattern having a line width from 1.6 μm to 0.2 μm every 0.1 μm is prepared on the photomask blank, and the composition is inclined in the thickness direction). As a dense model, a 1: 9 line and space (iso pattern model) and a 9: 1 line and space (iso space model) were formed by fluorine-based dry etching.

その結果、アイソスペースでは1.6μmから0.2μmの間でのサイズ誤差が最小値と最大値の間の幅で2.3nmであるのに対し、アイソパターンでは1.6μmから0.2μm間での幅が9.0nmとなり、粗密依存性の問題が大幅に改善された。   As a result, in the isospace, the size error between 1.6 μm and 0.2 μm is 2.3 nm in the width between the minimum value and the maximum value, whereas in the isopattern, it is between 1.6 μm and 0.2 μm. The width at 9.0 was 9.0 nm, and the problem of dependence on density was greatly improved.

[実験例2] クロム系材料におけるクロム量とエッチング耐性
クロム系材料のエッチング耐性を調べるためにターゲットに金属クロムを用い、スパッタガスにアルゴンと窒素と酸素ガスとを用いて窒素ガスと酸素ガスの流量を変えることで、クロムと酸素と窒素の比を変えたクロム系材料膜を基板上に形成した。このクロム系材料膜を塩素ガスでドライエッチングすることによって、膜中のクロム量とエッチング速度の関係を調べたところ、図11に示される結果となった。これより、クロム系材料膜中のクロム量が50原子%以上であれば、エッチング耐性がよいことがわかった。
[Experimental Example 2] Chromium content and etching resistance in chromium-based materials In order to investigate the etching resistance of chromium-based materials, metallic chromium was used as a target, argon, nitrogen, and oxygen gas were used as sputtering gases. By changing the flow rate, a chromium-based material film in which the ratio of chromium, oxygen, and nitrogen was changed was formed on the substrate. When this chromium-based material film was dry-etched with chlorine gas to examine the relationship between the amount of chromium in the film and the etching rate, the result shown in FIG. 11 was obtained. From this, it was found that if the chromium content in the chromium-based material film is 50 atomic% or more, the etching resistance is good.

[実施例1] CrN/MoSiN/MoSiN/基板
石英基板の上に2つのターゲットを設けた直流スパッタ装置を用いて、モリブデンとケイ素と窒素とからなる遮光膜(膜厚41nm)を成膜した。スパッタガスとしてはArと窒素を用い、チャンバ内のガス圧が0.05Paになるように調整した。ターゲットとしては、遷移金属源としてMoターゲット、ケイ素源としてSi(単結晶)ターゲットの2種を用い、基板を30rpmで回転させながら成膜した。この遮光膜の組成をESCAで調べたところMo:Si:N=1:3:1.5(原子比)であった。
Example 1 CrN / MoSiN / MoSiN / Substrate A light-shielding film (41 nm thick) made of molybdenum, silicon, and nitrogen was formed using a DC sputtering apparatus in which two targets were provided on a quartz substrate. Ar and nitrogen were used as the sputtering gas, and the gas pressure in the chamber was adjusted to 0.05 Pa. As the target, two kinds of targets were used, a Mo target as the transition metal source and a Si (single crystal) target as the silicon source, and the film was formed while rotating the substrate at 30 rpm. When the composition of this light shielding film was examined by ESCA, it was Mo: Si: N = 1: 3: 1.5 (atomic ratio).

この遮光膜の上に2つのターゲットを設けた直流スパッタ装置を用いて、モリブデンとケイ素と窒素とからなる厚さ方向において組成が傾斜した反射防止膜(膜厚18nm)を成膜した。スパッタガスとしてはArと窒素を用い、チャンバ内のガス圧が0.05Paになるように調整した。ターゲットとしては、遷移金属源としてMoターゲット、ケイ素源としてSi(単結晶)ターゲットの2種を用い、基板を30rpmで回転させながら成膜した。この反射防止膜の組成をESCAで調べたところ遮光膜側の組成はMo:Si:N=1:3:1.5(原子比)、透明基板から離間する側(エッチングマスク膜側)の組成はMo:Si:N=1:5:5(原子比)であった。   An antireflection film (film thickness: 18 nm) having a composition gradient in the thickness direction composed of molybdenum, silicon, and nitrogen was formed using a DC sputtering apparatus in which two targets were provided on the light shielding film. Ar and nitrogen were used as the sputtering gas, and the gas pressure in the chamber was adjusted to 0.05 Pa. As the target, two kinds of targets were used, a Mo target as the transition metal source and a Si (single crystal) target as the silicon source, and the film was formed while rotating the substrate at 30 rpm. When the composition of the antireflection film was examined by ESCA, the composition on the light shielding film side was Mo: Si: N = 1: 3: 1.5 (atomic ratio), and the composition on the side away from the transparent substrate (etching mask film side). Was Mo: Si: N = 1: 5: 5 (atomic ratio).

この反射防止膜の上に直流スパッタ装置を用いて、CrNからなるエッチングマスク膜(膜厚10nm)を成膜した。スパッタガスとしてはArと窒素を用い、チャンバ内のガス圧が0.05Paになるように調整した。ターゲットとしては、Crを用い、基板を30rpmで回転させながら成膜した。このエッチングマスク膜の組成をESCAで調べたところCr:N=9:1(原子比)であった。   An etching mask film (thickness 10 nm) made of CrN was formed on the antireflection film by using a DC sputtering apparatus. Ar and nitrogen were used as the sputtering gas, and the gas pressure in the chamber was adjusted to 0.05 Pa. As a target, Cr was used, and the film was formed while rotating the substrate at 30 rpm. When the composition of this etching mask film was examined by ESCA, it was Cr: N = 9: 1 (atomic ratio).

このようにして、石英基板の上にMoSiNからなる遮光膜、MoSiNからなる反射防止膜、CrNからなるエッチングマスク膜が積層されたフォトマスクブランクを得た。   Thus, a photomask blank was obtained in which a light shielding film made of MoSiN, an antireflection film made of MoSiN, and an etching mask film made of CrN were laminated on a quartz substrate.

次に、レジストとしてEBレジストをエッチングマスク膜上に塗布し、露光、現像を行うことによって、レジストをパターニングした。次にレジストをマスクとして、塩素と酸素の混合ガスをエッチングガスとして、ドライエッチングを施し、エッチングマスク膜をパターニングした。次にレジストとエッチングマスク膜とをマスクとして、反射防止膜と遮光膜にフッ素系のドライエッチングを施しパターニングした。その後にレジストを剥離し、エッチングマスク膜を塩素と酸素の混合ガスによってドライエッチングで除去することにより、エッチングマスク膜を除去したフォトマスクが完成した。その結果、設定したパターンサイズがパターンの粗密にかかわらず良好に反映されたフォトマスクが得られ、このフォトマスクブランクは粗密依存性の小さいものであることがわかった。   Next, an EB resist was applied as a resist on the etching mask film, and the resist was patterned by exposure and development. Next, dry etching was performed using a resist as a mask and a mixed gas of chlorine and oxygen as an etching gas, and the etching mask film was patterned. Next, using the resist and the etching mask film as a mask, the antireflection film and the light shielding film were subjected to fluorine-based dry etching and patterned. Thereafter, the resist was peeled off, and the etching mask film was removed by dry etching with a mixed gas of chlorine and oxygen, thereby completing a photomask from which the etching mask film was removed. As a result, a photomask in which the set pattern size was reflected well regardless of the density of the pattern was obtained, and it was found that this photomask blank had a small density dependency.

[実施例2] CrON/CrN/MoSiN/基板
石英基板の上に2つのターゲットを設けた直流スパッタ装置を用いて、モリブデンとケイ素と窒素とからなる遮光膜(膜厚30nm)を成膜した。スパッタガスとしてはArと窒素を用い、チャンバ内のガス圧が0.05Paになるように調整した。ターゲットとしては、遷移金属源としてMoターゲット、ケイ素源としてSi(単結晶)ターゲットの2種を用い、基板を30rpmで回転させながら成膜した。この遮光膜の組成をESCAで調べたところMo:Si:N=1:3:1.5(原子比)であった。
Example 2 CrON / CrN / MoSiN / Substrate A light-shielding film (thickness 30 nm) made of molybdenum, silicon, and nitrogen was formed using a DC sputtering apparatus in which two targets were provided on a quartz substrate. Ar and nitrogen were used as the sputtering gas, and the gas pressure in the chamber was adjusted to 0.05 Pa. As the target, two kinds of targets were used, a Mo target as the transition metal source and a Si (single crystal) target as the silicon source, and the film was formed while rotating the substrate at 30 rpm. When the composition of this light shielding film was examined by ESCA, it was Mo: Si: N = 1: 3: 1.5 (atomic ratio).

この遮光膜の上に直流スパッタ装置を用いて、CrNからなるエッチングマスク膜(膜厚10nm)を成膜した。スパッタガスとしてはArと窒素を用い、チャンバ内のガス圧が0.05Paになるように調整した。ターゲットとしては、Crを用い、基板を30rpmで回転させながら成膜した。このエッチングマスク膜の組成をESCAで調べたところCr:N=9:1(原子比)であった。   An etching mask film (thickness 10 nm) made of CrN was formed on the light shielding film using a DC sputtering apparatus. Ar and nitrogen were used as the sputtering gas, and the gas pressure in the chamber was adjusted to 0.05 Pa. As a target, Cr was used, and the film was formed while rotating the substrate at 30 rpm. When the composition of this etching mask film was examined by ESCA, it was Cr: N = 9: 1 (atomic ratio).

このエッチングマスク膜の上に直流スパッタ装置を用いて、CrONからなる反射防止膜(膜厚20nm)を成膜した。スパッタガスとしてはArと酸素と窒素を用い、チャンバ内のガス圧が0.05Paになるように調整した。ターゲットとしては、Crを用い、基板を30rpmで回転させながら成膜した。この反射防止膜の組成をESCAで調べたところCr:O:N=4:5:1(原子比)であった。   An antireflection film (thickness 20 nm) made of CrON was formed on the etching mask film using a DC sputtering apparatus. Ar, oxygen, and nitrogen were used as the sputtering gas, and the gas pressure in the chamber was adjusted to 0.05 Pa. As a target, Cr was used, and the film was formed while rotating the substrate at 30 rpm. When the composition of this antireflection film was examined by ESCA, it was Cr: O: N = 4: 5: 1 (atomic ratio).

このようにして、石英基板の上にMoSiNからなる遮光膜、CrNからなるエッチングマスク膜、CrONからなる反射防止膜が積層されたフォトマスクブランクを得た。   Thus, a photomask blank was obtained in which a light shielding film made of MoSiN, an etching mask film made of CrN, and an antireflection film made of CrON were laminated on a quartz substrate.

次に、レジストとしてEBレジストを反射防止膜上に塗布し、露光、現像を行うことによって、レジストをパターニングした。次にレジストをマスクとして、塩素と酸素の混合ガスをエッチングガスとして、ドライエッチングを施し、反射防止膜とエッチングマスク膜とをパターニングした。次にレジストと反射防止膜とエッチングマスク膜とをマスクとして、遮光膜にフッ素系のドライエッチングを施しパターニングした。その後にレジストを剥離することにより、エッチングマスク膜が残存したフォトマスクが完成した。その結果、設定したパターンサイズがパターンの粗密にかかわらず良好に反映されたフォトマスクが得られ、このフォトマスクブランクは粗密依存性の小さいものであることがわかった。   Next, an EB resist was applied as a resist on the antireflection film, and the resist was patterned by exposure and development. Next, dry etching was performed using a resist as a mask and a mixed gas of chlorine and oxygen as an etching gas, and the antireflection film and the etching mask film were patterned. Next, using the resist, the antireflection film, and the etching mask film as a mask, the light shielding film was subjected to fluorine-based dry etching and patterned. Thereafter, the resist was peeled off to complete a photomask in which the etching mask film remained. As a result, a photomask in which the set pattern size was reflected well regardless of the density of the pattern was obtained, and it was found that this photomask blank had a small density dependency.

[実施例3] CrON/MoSiN/MoSiN/基板
石英基板の上に2つのターゲットを設けた直流スパッタ装置を用いて、モリブデンとケイ素と窒素とからなる遮光膜(膜厚41nm)を成膜した。スパッタガスとしてはArと窒素を用い、チャンバ内のガス圧が0.05Paになるように調整した。ターゲットとしては、遷移金属源としてMoターゲット、ケイ素源としてSi(単結晶)ターゲットの2種を用い、基板を30rpmで回転させながら成膜した。この遮光膜の組成をESCAで調べたところMo:Si:N=1:3:1.5(原子比)であった。
Example 3 CrON / MoSiN / MoSiN / Substrate Using a DC sputtering apparatus in which two targets were provided on a quartz substrate, a light-shielding film (thickness 41 nm) made of molybdenum, silicon, and nitrogen was formed. Ar and nitrogen were used as the sputtering gas, and the gas pressure in the chamber was adjusted to 0.05 Pa. As the target, two kinds of targets were used, a Mo target as the transition metal source and a Si (single crystal) target as the silicon source, and the film was formed while rotating the substrate at 30 rpm. When the composition of this light shielding film was examined by ESCA, it was Mo: Si: N = 1: 3: 1.5 (atomic ratio).

この遮光膜の上に2つのターゲットを設けた直流スパッタ装置を用いて、モリブデンとケイ素と窒素とからなる反射防止膜(膜厚10nm)を成膜した。スパッタガスとしてはArと窒素を用い、チャンバ内のガス圧が0.05Paになるように調整した。ターゲットとしては、遷移金属源としてMoターゲット、ケイ素源としてSi(単結晶)ターゲットの2種を用い、基板を30rpmで回転させながら成膜した。この反射防止膜の組成をESCAで調べたところMo:Si:N=1:4:3(原子比)であった。   An antireflection film (film thickness: 10 nm) made of molybdenum, silicon, and nitrogen was formed using a DC sputtering apparatus in which two targets were provided on the light shielding film. Ar and nitrogen were used as the sputtering gas, and the gas pressure in the chamber was adjusted to 0.05 Pa. As the target, two kinds of targets were used, a Mo target as the transition metal source and a Si (single crystal) target as the silicon source, and the film was formed while rotating the substrate at 30 rpm. When the composition of this antireflection film was examined by ESCA, it was Mo: Si: N = 1: 4: 3 (atomic ratio).

この反射防止膜の上に直流スパッタ装置を用いて、CrONからなるエッチングマスク膜(膜厚10nm)を成膜した。スパッタガスとしてはArと酸素と窒素を用い、チャンバ内のガス圧が0.05Paになるように調整した。ターゲットとしては、Crを用い、基板を30rpmで回転させながら成膜した。このエッチングマスク膜の組成をESCAで調べたところCr:O:N=4:5:1(原子比)であった。   An etching mask film (thickness: 10 nm) made of CrON was formed on the antireflection film using a direct current sputtering apparatus. Ar, oxygen, and nitrogen were used as the sputtering gas, and the gas pressure in the chamber was adjusted to 0.05 Pa. As a target, Cr was used, and the film was formed while rotating the substrate at 30 rpm. When the composition of this etching mask film was examined by ESCA, it was Cr: O: N = 4: 5: 1 (atomic ratio).

このようにして、石英基板の上にMoSiNからなる遮光膜、MoSiNからなる反射防止膜、CrONからなるエッチングマスク膜が積層されたフォトマスクブランクを得た。   Thus, a photomask blank was obtained in which a light shielding film made of MoSiN, an antireflection film made of MoSiN, and an etching mask film made of CrON were laminated on a quartz substrate.

次に、レジストとしてEBレジストをエッチングマスク膜上に塗布し、露光、現像を行うことによって、レジストをパターニングした。次にレジストをマスクとして、塩素と酸素の混合ガスをエッチングガスとして、ドライエッチングを施し、エッチングマスク膜をパターニングした。次にレジストとエッチングマスク膜とをマスクとして、反射防止膜と遮光膜にフッ素系のドライエッチングを施しパターニングした。その後にレジストを剥離し、エッチングマスク膜を除去したフォトマスクが完成した。その結果、設定したパターンサイズがパターンの粗密にかかわらず良好に反映されたフォトマスクが得られ、このフォトマスクブランクは粗密依存性の小さいものであることがわかった。   Next, an EB resist was applied as a resist on the etching mask film, and the resist was patterned by exposure and development. Next, dry etching was performed using a resist as a mask and a mixed gas of chlorine and oxygen as an etching gas, and the etching mask film was patterned. Next, using the resist and the etching mask film as a mask, the antireflection film and the light shielding film were subjected to fluorine-based dry etching and patterned. Thereafter, the resist was removed, and a photomask from which the etching mask film was removed was completed. As a result, a photomask in which the set pattern size was reflected well regardless of the density of the pattern was obtained, and it was found that this photomask blank had a small density dependency.

[実施例4] Ta/MoSiN/MoSiN/基板
石英基板の上に2つのターゲットを設けた直流スパッタ装置を用いて、モリブデンとケイ素と窒素とからなる遮光膜(膜厚41nm)を成膜した。スパッタガスとしてはArと窒素を用い、チャンバ内のガス圧が0.05Paになるように調整した。ターゲットとしては、遷移金属源としてMoターゲット、ケイ素源としてSi(単結晶)ターゲットの2種を用い、基板を30rpmで回転させながら成膜した。この遮光膜の組成をESCAで調べたところMo:Si:N=1:3:1.5(原子比)であった。
Example 4 Ta / MoSiN / MoSiN / Substrate A light-shielding film (thickness: 41 nm) made of molybdenum, silicon, and nitrogen was formed using a DC sputtering apparatus in which two targets were provided on a quartz substrate. Ar and nitrogen were used as the sputtering gas, and the gas pressure in the chamber was adjusted to 0.05 Pa. As the target, two kinds of targets were used, a Mo target as the transition metal source and a Si (single crystal) target as the silicon source, and the film was formed while rotating the substrate at 30 rpm. When the composition of this light shielding film was examined by ESCA, it was Mo: Si: N = 1: 3: 1.5 (atomic ratio).

この遮光膜の上に2つのターゲットを設けた直流スパッタ装置を用いて、モリブデンとケイ素と窒素とからなる厚さ方向において組成が傾斜した反射防止膜(膜厚18nm)を成膜した。スパッタガスとしてはArと窒素を用い、チャンバ内のガス圧が0.05Paになるように調整した。ターゲットとしては、遷移金属源としてMoターゲット、ケイ素源としてSi(単結晶)ターゲットの2種を用い、基板を30rpmで回転させながら成膜した。この反射防止膜の組成をESCAで調べたところ遮光膜側の組成はMo:Si:N=1:3:1.5(原子比)、透明基板から離間する側(エッチングマスク膜側)の組成はMo:Si:N=1:5:5(原子比)であった。   An antireflection film (film thickness: 18 nm) having a composition gradient in the thickness direction composed of molybdenum, silicon, and nitrogen was formed using a DC sputtering apparatus in which two targets were provided on the light shielding film. Ar and nitrogen were used as the sputtering gas, and the gas pressure in the chamber was adjusted to 0.05 Pa. As the target, two kinds of targets were used, a Mo target as the transition metal source and a Si (single crystal) target as the silicon source, and the film was formed while rotating the substrate at 30 rpm. When the composition of the antireflection film was examined by ESCA, the composition on the light shielding film side was Mo: Si: N = 1: 3: 1.5 (atomic ratio), and the composition on the side away from the transparent substrate (etching mask film side). Was Mo: Si: N = 1: 5: 5 (atomic ratio).

この反射防止膜の上に直流スパッタ装置を用いて、Taからなるエッチングマスク膜(膜厚15nm)を成膜した。スパッタガスとしてはArを用い、チャンバ内のガス圧が0.05Paになるように調整した。ターゲットとしては、Taを用い、基板を30rpmで回転させながら成膜した。   An etching mask film (thickness: 15 nm) made of Ta was formed on the antireflection film using a DC sputtering apparatus. Ar was used as the sputtering gas, and the gas pressure in the chamber was adjusted to 0.05 Pa. Ta was used as a target, and the film was formed while rotating the substrate at 30 rpm.

このようにして、石英基板の上にMoSiNからなる遮光膜、MoSiNからなる反射防止膜、Taからなるエッチングマスク膜が積層されたフォトマスクブランクを得た。   Thus, a photomask blank was obtained in which a light shielding film made of MoSiN, an antireflection film made of MoSiN, and an etching mask film made of Ta were laminated on a quartz substrate.

次に、レジストとしてEBレジストをエッチングマスク膜上に塗布し、露光、現像を行うことによって、レジストをパターニングした。次にレジストをマスクとして、塩素と酸素の混合ガスをエッチングガスとして、ドライエッチングを施し、エッチングマスク膜をパターニングした。次にレジストとエッチングマスク膜とをマスクとして、反射防止膜と遮光膜にフッ素系のドライエッチングを施しパターニングした。その後にレジストを剥離し、エッチングマスク膜を塩素と酸素の混合ガスによってドライエッチングで除去することにより、エッチングマスク膜を除去したフォトマスクが完成した。その結果、設定したパターンサイズがパターンの粗密にかかわらず良好に反映されたフォトマスクが得られ、このフォトマスクブランクは粗密依存性の小さいものであることがわかった。   Next, an EB resist was applied as a resist on the etching mask film, and the resist was patterned by exposure and development. Next, dry etching was performed using a resist as a mask and a mixed gas of chlorine and oxygen as an etching gas, and the etching mask film was patterned. Next, using the resist and the etching mask film as a mask, the antireflection film and the light shielding film were subjected to fluorine-based dry etching and patterned. Thereafter, the resist was peeled off, and the etching mask film was removed by dry etching with a mixed gas of chlorine and oxygen, thereby completing a photomask from which the etching mask film was removed. As a result, a photomask in which the set pattern size was reflected well regardless of the density of the pattern was obtained, and it was found that this photomask blank had a small density dependency.

[実施例5] CrON/CrN/MoSiN/基板 レベンソン型マスク
実施例2と同様にして、石英基板の上にMoSiNからなる遮光膜、CrNからなるエッチングマスク膜、CrONからなる反射防止膜が積層されたフォトマスクブランクを得た。
[Example 5] CrON / CrN / MoSiN / substrate Levenson-type mask In the same manner as in Example 2, a light shielding film made of MoSiN, an etching mask film made of CrN, and an antireflection film made of CrON were laminated on a quartz substrate. A photomask blank was obtained.

このフォトマスクブランクの反射防止膜上に第1のレジストとしてEBレジストを塗布し、露光、現像を行うことによって、第1のレジストをパターニングした。次に第1のレジストをマスクとして、塩素と酸素の混合ガスをエッチングガスとして、ドライエッチングを施し、反射防止膜とエッチングマスク膜とをパターニングした。次に第1のレジストと反射防止膜とエッチングマスク膜とをマスクとして、遮光膜にフッ素系のドライエッチングを施しパターニングした後に、第1のレジストを剥離した。次に第2のレジストとしてEBレジストを塗布し、露光、現像を行うことによって、石英基板をエッチングする部分が取り除かれた第2のレジストのパターンを形成した。この第2のレジストと反射防止膜とエッチングマスク膜とをマスクとして、石英基板をフッ素ガスによってドライエッチングした。その後に第2のレジストを剥離して、エッチングマスク膜が残存したレベンソン型マスクが完成した。その結果、設定したパターンサイズがパターンの粗密にかかわらず良好に反映されたフォトマスクが得られ、このフォトマスクブランクは粗密依存性の小さいものであることがわかった。   An EB resist was applied as a first resist on the antireflection film of the photomask blank, and the first resist was patterned by performing exposure and development. Next, dry etching was performed using the first resist as a mask and a mixed gas of chlorine and oxygen as an etching gas, and the antireflection film and the etching mask film were patterned. Next, using the first resist, the antireflection film, and the etching mask film as a mask, the light shielding film was subjected to fluorine-based dry etching and patterned, and then the first resist was peeled off. Next, an EB resist was applied as a second resist, and exposure and development were performed to form a second resist pattern from which a portion for etching the quartz substrate was removed. The quartz substrate was dry-etched with fluorine gas using the second resist, the antireflection film, and the etching mask film as a mask. Thereafter, the second resist was peeled off to complete a Levenson-type mask with an etching mask film remaining. As a result, a photomask in which the set pattern size was reflected well regardless of the density of the pattern was obtained, and it was found that this photomask blank had a small density dependency.

[実施例6] (CrON/CrN)/MoSiN/MoSiN/基板 レベンソン型マスク
石英基板の上に2つのターゲットを設けた直流スパッタ装置を用いて、モリブデンとケイ素と窒素とからなる遮光膜(膜厚41nm)を成膜した。スパッタガスとしてはArと窒素を用い、チャンバ内のガス圧が0.05Paになるように調整した。ターゲットとしては、遷移金属源としてMoターゲット、ケイ素源としてSi(単結晶)ターゲットの2種を用い、基板を30rpmで回転させながら成膜した。この遮光膜の組成をESCAで調べたところMo:Si:N=1:3:1.5(原子比)であった。
[Example 6] (CrON / CrN) / MoSiN / MoSiN / substrate Levenson-type mask Using a DC sputtering apparatus in which two targets are provided on a quartz substrate, a light-shielding film (film thickness) made of molybdenum, silicon, and nitrogen 41 nm) was deposited. Ar and nitrogen were used as the sputtering gas, and the gas pressure in the chamber was adjusted to 0.05 Pa. As the target, two kinds of targets were used, a Mo target as the transition metal source and a Si (single crystal) target as the silicon source, and the film was formed while rotating the substrate at 30 rpm. When the composition of this light shielding film was examined by ESCA, it was Mo: Si: N = 1: 3: 1.5 (atomic ratio).

この遮光膜の上に2つのターゲットを設けた直流スパッタ装置を用いて、モリブデンとケイ素と窒素とからなる厚さ方向において組成が傾斜した反射防止膜(膜厚18nm)を成膜した。スパッタガスとしてはArと窒素を用い、チャンバ内のガス圧が0.05Paになるように調整した。ターゲットとしては、遷移金属源としてMoターゲット、ケイ素源としてSi(単結晶)ターゲットの2種を用い、基板を30rpmで回転させながら成膜した。この反射防止膜の組成をESCAで調べたところ遮光膜側の組成はMo:Si:N=1:3:1.5(原子比)、透明基板から離間する側(エッチングマスク膜側)の組成はMo:Si:N=1:5:5(原子比)であった。   An antireflection film (film thickness: 18 nm) having a composition gradient in the thickness direction composed of molybdenum, silicon, and nitrogen was formed using a DC sputtering apparatus in which two targets were provided on the light shielding film. Ar and nitrogen were used as the sputtering gas, and the gas pressure in the chamber was adjusted to 0.05 Pa. As the target, two kinds of targets were used, a Mo target as the transition metal source and a Si (single crystal) target as the silicon source, and the film was formed while rotating the substrate at 30 rpm. When the composition of the antireflection film was examined by ESCA, the composition on the light shielding film side was Mo: Si: N = 1: 3: 1.5 (atomic ratio), and the composition on the side away from the transparent substrate (etching mask film side). Was Mo: Si: N = 1: 5: 5 (atomic ratio).

この反射防止膜の上に直流スパッタ装置を用いて、CrNからなる内側層とCrONからなる表側層とからなるエッチングマスク膜(膜厚15nm(CrN内側層10nm、CrON表側層5nm)を成膜した。スパッタガスとしては内側層の形成ではArと窒素、表側層の形成ではArと酸素と窒素を用い、チャンバ内のガス圧が0.05Paになるように調整した。ターゲットとしては、Crを用い、基板を30rpmで回転させながら成膜した。このエッチングマスク膜の組成をESCAで調べたところ内側層はCr:N=9:1(原子比)、表側層はCr:O:N=4:5:1(原子比)であった。   On this antireflection film, an etching mask film (thickness 15 nm (CrN inner layer 10 nm, CrON front layer 5 nm) consisting of an inner layer made of CrN and a front side layer made of CrON was formed using a DC sputtering apparatus. As the sputtering gas, Ar and nitrogen were used for forming the inner layer, Ar, oxygen and nitrogen were used for forming the front side layer, and the gas pressure in the chamber was adjusted to 0.05 Pa. Cr was used as the target. When the composition of the etching mask film was examined by ESCA, the inner layer was Cr: N = 9: 1 (atomic ratio), and the front layer was Cr: O: N = 4: It was 5: 1 (atomic ratio).

このようにして、石英基板の上にMoSiNからなる遮光膜、MoSiNからなる反射防止膜、CrONとCrNとの2層からなるエッチングマスク膜が積層されたフォトマスクブランクを得た。   Thus, a photomask blank was obtained in which a light shielding film made of MoSiN, an antireflection film made of MoSiN, and an etching mask film made of two layers of CrON and CrN were laminated on a quartz substrate.

このフォトマスクブランクのエッチングマスク膜上に第1のレジストとしてEBレジストを塗布し、露光、現像を行うことによって、第1のレジストをパターニングした。次に第1のレジストをマスクとして、塩素と酸素の混合ガスをエッチングガスとして、ドライエッチングを施し、CrONからなる表側層とCrNからなる内側層とからなるエッチングマスク膜をパターニングした。次に第1のレジストとエッチングマスク膜とをマスクとして、反射防止膜と遮光膜とにフッ素系のドライエッチングを施しパターニングした後に第1のレジストを剥離した。次に第2のレジストとしてEBレジストを塗布し、露光、現像を行うことによって、石英基板をエッチングする部分が取り除かれた第2のレジストパターンを形成した。この第2のレジストとエッチングマスク膜とをマスクとして、石英基板をフッ素ガスによってドライエッチングした。その後に第2のレジストを剥離、エッチングマスク膜を塩素ガスを用いたドライエッチングによって剥離することによって、エッチングマスク膜を除去したレベンソン型マスクが完成した。その結果、設定したパターンサイズがパターンの粗密にかかわらず良好に反映されたフォトマスクが得られ、このフォトマスクブランクは粗密依存性の小さいものであることがわかった。   An EB resist was applied as a first resist on the etching mask film of the photomask blank, and the first resist was patterned by performing exposure and development. Next, using the first resist as a mask, dry etching was performed using a mixed gas of chlorine and oxygen as an etching gas, and an etching mask film composed of a front side layer made of CrON and an inner layer made of CrN was patterned. Next, using the first resist and the etching mask film as a mask, the antireflection film and the light shielding film were subjected to fluorine-based dry etching and patterned, and then the first resist was peeled off. Next, an EB resist was applied as a second resist, and exposure and development were performed to form a second resist pattern from which a portion for etching the quartz substrate was removed. Using this second resist and the etching mask film as a mask, the quartz substrate was dry-etched with fluorine gas. After that, the second resist was peeled off, and the etching mask film was peeled off by dry etching using chlorine gas, thereby completing a Levenson type mask from which the etching mask film was removed. As a result, a photomask in which the set pattern size was reflected well regardless of the density of the pattern was obtained, and it was found that this photomask blank had a small density dependency.

[実施例7] CrN/MoSiN/MoSi/MoSiON/基板 ハーフトーン位相シフトマスク
石英基板の上に2つのターゲットを設けた直流スパッタ装置を用いて、モリブデンとケイ素と酸素と窒素とからなるハーフトーン位相シフト膜(膜厚75nm)を形成した。スパッタガスとしてはArと酸素と窒素を用い、チャンバ内のガス圧が0.05Paになるように調整した。ターゲットとしては、遷移金属源としてMoターゲット、ケイ素源としてSi(単結晶)ターゲットの2種を用い、基板を30rpmで回転させながら成膜した。このハーフトーン位相シフト膜の組成をESCAで調べたところMo:Si:O:N=1:4:1:4(原子比)であった。
Example 7 CrN / MoSiN / MoSi / MoSiON / Substrate Halftone Phase Shift Mask Halftone phase consisting of molybdenum, silicon, oxygen, and nitrogen using a DC sputtering apparatus having two targets on a quartz substrate. A shift film (film thickness 75 nm) was formed. Ar, oxygen, and nitrogen were used as the sputtering gas, and the gas pressure in the chamber was adjusted to 0.05 Pa. As the target, two kinds of targets were used, a Mo target as the transition metal source and a Si (single crystal) target as the silicon source, and the film was formed while rotating the substrate at 30 rpm. When the composition of this halftone phase shift film was examined by ESCA, it was Mo: Si: O: N = 1: 4: 1: 4 (atomic ratio).

このハーフトーン位相シフト膜の上に2つのターゲットを設けた直流スパッタ装置を用いて、モリブデンとケイ素とからなる遮光膜(膜厚23nm)を成膜した。スパッタガスとしてはArを用い、チャンバ内のガス圧が0.05Paになるように調整した。ターゲットとしては、遷移金属源としてMoターゲット、ケイ素源としてSi(単結晶)ターゲットの2種を用い、基板を30rpmで回転させながら成膜した。この遮光膜の組成をESCAで調べたところMo:Si=1:5(原子比)であった。   A light-shielding film (thickness: 23 nm) made of molybdenum and silicon was formed using a DC sputtering apparatus in which two targets were provided on the halftone phase shift film. Ar was used as the sputtering gas, and the gas pressure in the chamber was adjusted to 0.05 Pa. As the target, two kinds of targets were used, a Mo target as the transition metal source and a Si (single crystal) target as the silicon source, and the film was formed while rotating the substrate at 30 rpm. When the composition of this light shielding film was examined by ESCA, it was Mo: Si = 1: 5 (atomic ratio).

この遮光膜の上に2つのターゲットを設けた直流スパッタ装置を用いて、モリブデンとケイ素と窒素とからなる反射防止膜(膜厚13nm)を成膜した。スパッタガスとしてはArと窒素を用い、チャンバ内のガス圧が0.05Paになるように調整した。ターゲットとしては、遷移金属源としてMoターゲット、ケイ素源としてSi(単結晶)ターゲットの2種を用い、基板を30rpmで回転させながら成膜した。この反射防止膜の組成をESCAで調べたところMo:Si:N=1:1:2(原子比)であった。   An antireflection film (thickness 13 nm) made of molybdenum, silicon, and nitrogen was formed using a DC sputtering apparatus in which two targets were provided on the light shielding film. Ar and nitrogen were used as the sputtering gas, and the gas pressure in the chamber was adjusted to 0.05 Pa. As the target, two kinds of targets were used, a Mo target as the transition metal source and a Si (single crystal) target as the silicon source, and the film was formed while rotating the substrate at 30 rpm. When the composition of this antireflection film was examined by ESCA, it was Mo: Si: N = 1: 1: 2 (atomic ratio).

この反射防止膜の上に直流スパッタ装置を用いて、CrNからなるエッチングマスク膜(膜厚10nm)を成膜した。スパッタガスとしてはArと窒素を用い、チャンバ内のガス圧が0.05Paになるように調整した。ターゲットとしては、Crを用い、基板を30rpmで回転させながら成膜した。このエッチングマスク膜の組成をESCAで調べたところCr:N=9:1(原子比)であった。   An etching mask film (thickness 10 nm) made of CrN was formed on the antireflection film by using a DC sputtering apparatus. Ar and nitrogen were used as the sputtering gas, and the gas pressure in the chamber was adjusted to 0.05 Pa. As a target, Cr was used, and the film was formed while rotating the substrate at 30 rpm. When the composition of this etching mask film was examined by ESCA, it was Cr: N = 9: 1 (atomic ratio).

このようにして、石英基板の上にMoSiONからなるハーフトーン位相シフト膜、MoSiからなる遮光膜、MoSiNからなる反射防止膜、CrNからなるエッチングマスク膜が積層されたフォトマスクブランクを得た。   Thus, a photomask blank was obtained in which a halftone phase shift film made of MoSiON, a light shielding film made of MoSi, an antireflection film made of MoSiN, and an etching mask film made of CrN were laminated on a quartz substrate.

次に、レジストとしてヒドロキシスチレン系の樹脂、架橋剤、酸発生剤を主成分とする化学増幅形ネガ型レジストを250nmの膜厚に塗布し、露光、現像を行うことによって、レジストをパターニングした。次にレジストをマスクとして、塩素と酸素の混合ガスをエッチングガスとして、ドライエッチングを施し、エッチングマスク膜をパターニングした。次にレジストとエッチングマスク膜とをマスクとして、反射防止膜と遮光膜とハーフトーン位相シフト膜にフッ素系のドライエッチングを施しパターニングした。その後にレジストを剥離し、エッチングマスク膜を塩素と酸素の混合ガスによってドライエッチングで除去することにより、エッチングマスク膜を除去した。更に、遮光膜の不要部分を除去するため、遮光膜を残す部分を保護するレジストパターンを形成し、酸素を含まない塩素ガスによってドライエッチングを行い、反射防止膜と遮光膜を除去した後に、レジストを剥離することにより、ハーフトーン位相シフトマスクが完成した。その結果、パターンの細りがなく、設定したパターンサイズがパターンの粗密にかかわらず良好に反映されたフォトマスクが得られ、このフォトマスクブランクは粗密依存性の小さいものであることがわかった。   Next, a resist was patterned by applying a chemically amplified negative resist mainly composed of a hydroxystyrene-based resin, a crosslinking agent, and an acid generator as a resist to a film thickness of 250 nm, and performing exposure and development. Next, dry etching was performed using a resist as a mask and a mixed gas of chlorine and oxygen as an etching gas, and the etching mask film was patterned. Next, using the resist and the etching mask film as a mask, the antireflection film, the light shielding film, and the halftone phase shift film were subjected to fluorine-type dry etching and patterned. Thereafter, the resist was peeled off, and the etching mask film was removed by dry etching with a mixed gas of chlorine and oxygen to remove the etching mask film. Further, in order to remove unnecessary portions of the light shielding film, a resist pattern for protecting the portion where the light shielding film remains is formed, dry etching is performed with chlorine gas not containing oxygen, and after removing the antireflection film and the light shielding film, the resist is removed. Was removed to complete a halftone phase shift mask. As a result, there was obtained a photomask in which the pattern was not thinned and the set pattern size was reflected well regardless of the pattern density, and it was found that this photomask blank had a small density dependency.

1 透明基板
2 遮光膜
3 反射防止膜
4 エッチングマスク膜
5 レジスト
6 第1のレジスト
7 第2のレジスト
8 位相シフト膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent substrate 2 Light-shielding film 3 Antireflection film 4 Etching mask film 5 Resist 6 First resist 7 Second resist 8 Phase shift film

Claims (19)

透明基板上に露光光に対して透明な領域と実効的に不透明な領域とを有するマスクパターンを設けた250nm以下の露光波長の光を用いて0.1μm以下のレジストパターンを形成するフォトリソグラフィーにおいて用いるフォトマスクの製造方法であって、
透明基板上に他の膜を介して又は介さずに積層されたフッ素系ドライエッチングでエッチング可能な金属又は金属化合物からなる遮光膜と、
該遮光膜上に形成されたフッ素系ドライエッチングでエッチング可能な金属又は金属化合物からなる反射防止膜と、
該反射防止膜上に形成されたフッ素系ドライエッチングに耐性を有する金属又は金属化合物からなるエッチングマスク膜とを有し、
該エッチングマスク膜の膜厚が2〜30nmであるフォトマスクブランクを用い、
該フォトマスクブランクに、レジストを塗布し、該レジストをパターニングした後、塩素系ドライエッチングを施して上記エッチングマスク膜をパターニングし、
エッチングマスク膜をマスクとして、上記反射防止膜と遮光膜とにフッ素系ドライエッチングを施してパターニングし、
上記レジストを剥離し、
上記エッチングマスク膜を塩素系ドライエッチングで除去することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
In photolithography for forming a resist pattern of 0.1 μm or less using light having an exposure wavelength of 250 nm or less provided with a mask pattern having a region transparent to exposure light and an effective opaque region on a transparent substrate A method of manufacturing a photomask to be used,
A light-shielding film made of a metal or a metal compound, which can be etched by fluorine-based dry etching, laminated on a transparent substrate with or without another film;
An antireflection film made of a metal or a metal compound that can be etched by fluorine-based dry etching formed on the light shielding film;
An etching mask film made of a metal or a metal compound having resistance to fluorine-based dry etching formed on the antireflection film;
Using a photomask blank in which the thickness of the etching mask film is 2 to 30 nm,
After applying a resist to the photomask blank and patterning the resist, the etching mask film is patterned by performing chlorine-based dry etching,
Using the etching mask film as a mask, the antireflection film and the light shielding film are subjected to fluorine-based dry etching and patterned,
Strip the resist,
A method for manufacturing a photomask, comprising removing the etching mask film by chlorine-based dry etching.
上記遮光膜が遷移金属とケイ素とを含有し、遷移金属とケイ素の比(原子比)が遷移金属:ケイ素=1:4〜1:15であり、かつ遷移金属含有率が1原子%以上20原子%以下であることを特徴とする請求項1記載のフォトマスクの製造方法。   The light shielding film contains a transition metal and silicon, the ratio of transition metal to silicon (atomic ratio) is transition metal: silicon = 1: 4 to 1:15, and the transition metal content is 1 atom% or more and 20 The method for producing a photomask according to claim 1, wherein the amount is at most atomic%. 上記遮光膜が遷移金属とケイ素と窒素とを含有し、窒素含有率が5原子%以上40原子%以下の遷移金属ケイ素化合物であることを特徴とする請求項1記載のフォトマスクの製造方法。   2. The method for producing a photomask according to claim 1, wherein the light-shielding film is a transition metal silicon compound containing a transition metal, silicon, and nitrogen and having a nitrogen content of 5 atomic% to 40 atomic%. 上記遷移金属ケイ素化合物が、遷移金属とケイ素の比(原子比)が遷移金属:ケイ素=1:1〜1:10であり、かつ遷移金属含有率が1原子%以上20原子%以下であることを特徴とする請求項3記載のフォトマスクの製造方法。   The transition metal silicon compound has a transition metal / silicon ratio (atomic ratio) of transition metal: silicon = 1: 1 to 1:10 and a transition metal content of 1 atomic% to 20 atomic%. The method of manufacturing a photomask according to claim 3. 上記遮光膜を構成する遷移金属ケイ素化合物が、遷移金属ケイ素窒化物、遷移金属ケイ素酸窒化物、遷移金属ケイ素窒化炭化物及び遷移金属ケイ素酸窒化炭化物から選ばれることを特徴とする請求項3又は4記載のフォトマスクの製造方法。   The transition metal silicon compound constituting the light shielding film is selected from transition metal silicon nitride, transition metal silicon oxynitride, transition metal silicon oxynitride carbide, and transition metal silicon oxynitride carbide. The manufacturing method of the photomask as described. 上記遮光膜の膜厚が10〜80nmであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載のフォトマスクの製造方法。   6. The method of manufacturing a photomask according to claim 1, wherein the light shielding film has a thickness of 10 to 80 nm. 上記反射防止膜が上記遮光膜に含まれる金属と同一の金属を含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載のフォトマスクの製造方法。   7. The method of manufacturing a photomask according to claim 1, wherein the antireflection film contains the same metal as that contained in the light shielding film. 上記反射防止膜が、遷移金属と、ケイ素と、酸素、窒素及び炭素から選ばれる1種以上とを含有する遷移金属ケイ素化合物からなることを特徴とする請求項7記載のフォトマスクの製造方法。   8. The method for producing a photomask according to claim 7, wherein the antireflection film comprises a transition metal silicon compound containing a transition metal, silicon, and one or more selected from oxygen, nitrogen, and carbon. 上記反射防止膜を構成する遷移金属ケイ素化合物の組成が、ケイ素が10原子%以上50原子%以下、酸素が0原子%以上60原子%以下、窒素が20原子%以上50原子%以下、炭素が0原子%以上20原子%以下、遷移金属が1原子%以上35原子%以下であることを特徴とする請求項8記載のフォトマスクの製造方法。   The composition of the transition metal silicon compound that constitutes the antireflection film is such that silicon is 10 atomic% to 50 atomic%, oxygen is 0 atomic% to 60 atomic%, nitrogen is 20 atomic% to 50 atomic%, and carbon is 9. The method for producing a photomask according to claim 8, wherein the atomic ratio is 0 atomic% to 20 atomic%, and the transition metal is 1 atomic% to 35 atomic%. 上記エッチングマスク膜に対する上記遮光膜のフッ素系ドライエッチング選択比が2以上であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項記載のフォトマスクの製造方法。   The photomask manufacturing method according to any one of claims 1 to 9, wherein a fluorine-based dry etching selection ratio of the light shielding film to the etching mask film is 2 or more. 上記エッチングマスク膜がクロム単体、又はクロムと、酸素、窒素及び炭素から選ばれる1種以上とを含有するクロム化合物からなることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項記載のフォトマスクの製造方法。   11. The photomask according to claim 1, wherein the etching mask film is made of chromium alone, or a chromium compound containing chromium and at least one selected from oxygen, nitrogen, and carbon. Manufacturing method. 上記クロム化合物のクロム含有率が50原子%以上であることを特徴とする請求項11記載のフォトマスクの製造方法。   12. The method of manufacturing a photomask according to claim 11, wherein the chromium compound has a chromium content of 50 atomic% or more. 上記エッチングマスク膜がタンタル単体、又はタンタルを含有し、かつケイ素を含有しないタンタル化合物からなることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項記載のフォトマスクの製造方法。   11. The method of manufacturing a photomask according to claim 1, wherein the etching mask film is made of tantalum alone or a tantalum compound containing tantalum and not containing silicon. 上記エッチングマスク膜が、クロムを含有し、かつケイ素を含有しない膜、又はタンタルを含有し、かつケイ素を含有しない膜であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項記載のフォトマスクの製造方法。   11. The photo according to claim 1, wherein the etching mask film is a film containing chromium and not containing silicon, or a film containing tantalum and containing no silicon. Mask manufacturing method. 上記遷移金属がチタン、バナジウム、コバルト、ニッケル、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル及びタングステンから選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項記載のフォトマスクの製造方法。   The photomask according to claim 1, wherein the transition metal is at least one selected from titanium, vanadium, cobalt, nickel, zirconium, niobium, molybdenum, hafnium, tantalum, and tungsten. Manufacturing method. 上記遷移金属がモリブデンであることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項記載のフォトマスクの製造方法。   The method of manufacturing a photomask according to claim 1, wherein the transition metal is molybdenum. 上記他の膜として位相シフト膜を介して積層されていることを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項記載のフォトマスクの製造方法。   The photomask manufacturing method according to any one of claims 1 to 16, wherein the other film is stacked via a phase shift film. 上記位相シフト膜がハーフトーン位相シフト膜であることを特徴とする請求項17記載のフォトマスクの製造方法。   18. The method of manufacturing a photomask according to claim 17, wherein the phase shift film is a halftone phase shift film. 請求項1乃至18のいずれか1項記載の製造方法により得られたフォトマスク。   The photomask obtained by the manufacturing method of any one of Claims 1 thru | or 18.
JP2011205807A 2011-09-21 2011-09-21 Photomask manufacturing method and photomask Active JP4930736B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011205807A JP4930736B2 (en) 2011-09-21 2011-09-21 Photomask manufacturing method and photomask

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011205807A JP4930736B2 (en) 2011-09-21 2011-09-21 Photomask manufacturing method and photomask

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006065763A Division JP4883278B2 (en) 2006-03-10 2006-03-10 Photomask blank and photomask manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012003287A true JP2012003287A (en) 2012-01-05
JP4930736B2 JP4930736B2 (en) 2012-05-16

Family

ID=45535232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011205807A Active JP4930736B2 (en) 2011-09-21 2011-09-21 Photomask manufacturing method and photomask

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4930736B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014010408A1 (en) * 2012-07-13 2014-01-16 Hoya株式会社 Mask blank and method for manufacturing phase-shift mask
JP2015062049A (en) * 2013-08-20 2015-04-02 大日本印刷株式会社 Mask blank, phase shift mask and method for manufacturing the same
KR20160141720A (en) * 2014-04-08 2016-12-09 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 Mask blank, phase shift mask, and phase-shift mask manufacturing method
CN108572510A (en) * 2017-03-10 2018-09-25 信越化学工业株式会社 Half-tone phase shift photomask blank

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102624985B1 (en) 2016-07-26 2024-01-16 삼성전자주식회사 Mask blank, phase shift mask and method of fabricating the same

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61138256A (en) * 1984-12-10 1986-06-25 Toshiba Corp Formation of mask pattern
JPS6385553A (en) * 1986-09-30 1988-04-16 Toshiba Corp Mask substrate and mask pattern forming method
JPH0475059A (en) * 1990-07-18 1992-03-10 Toppan Printing Co Ltd Photomask blank and photomask and manufacture of photomask
JPH04246649A (en) * 1991-01-31 1992-09-02 Hoya Corp Photomask blank, production thereof, photomask and production thereof
JPH0695358A (en) * 1992-09-11 1994-04-08 Toppan Printing Co Ltd Phase shift mask and phase shift mask blanks as well as production of phase shift mask blank
JPH0695363A (en) * 1992-09-11 1994-04-08 Toppan Printing Co Ltd Photomask blank, its production and photomask
JPH11184067A (en) * 1997-12-19 1999-07-09 Hoya Corp Phase shift mask and phase shift mask blank
WO2003046659A1 (en) * 2001-11-27 2003-06-05 Hoya Corporation Halftone phase shift mask blank, halftone phase shift mask, and manufacturing method thereof
JP2004038154A (en) * 2002-05-14 2004-02-05 Applied Materials Inc Method for etching photolithographic reticle
WO2004090635A1 (en) * 2003-04-09 2004-10-21 Hoya Corporation Method of producing photomask and photomask blank
JP2005062571A (en) * 2003-08-15 2005-03-10 Hoya Corp Method for manufacturing phase shift mask
JP2005062884A (en) * 2003-08-18 2005-03-10 Samsung Electronics Co Ltd Blank photomask and method for manufacturing photomask using the same
WO2005076081A2 (en) * 2004-01-30 2005-08-18 Applied Materials, Inc. Reticle fabrication using a removable hard mask
JP2005345737A (en) * 2004-06-02 2005-12-15 Hoya Corp Mask blank, method for manufacturing phase shift mask, and method for manufacturing template
JP2006078807A (en) * 2004-09-10 2006-03-23 Shin Etsu Chem Co Ltd Photomask blank and photomask
JP2006078825A (en) * 2004-09-10 2006-03-23 Shin Etsu Chem Co Ltd Photomask blank, photomask and method for manufacturing same
JP2007241065A (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Shin Etsu Chem Co Ltd Photomask blank and photomask

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61138256A (en) * 1984-12-10 1986-06-25 Toshiba Corp Formation of mask pattern
JPS6385553A (en) * 1986-09-30 1988-04-16 Toshiba Corp Mask substrate and mask pattern forming method
JPH0475059A (en) * 1990-07-18 1992-03-10 Toppan Printing Co Ltd Photomask blank and photomask and manufacture of photomask
JPH04246649A (en) * 1991-01-31 1992-09-02 Hoya Corp Photomask blank, production thereof, photomask and production thereof
JPH0695358A (en) * 1992-09-11 1994-04-08 Toppan Printing Co Ltd Phase shift mask and phase shift mask blanks as well as production of phase shift mask blank
JPH0695363A (en) * 1992-09-11 1994-04-08 Toppan Printing Co Ltd Photomask blank, its production and photomask
JPH11184067A (en) * 1997-12-19 1999-07-09 Hoya Corp Phase shift mask and phase shift mask blank
WO2003046659A1 (en) * 2001-11-27 2003-06-05 Hoya Corporation Halftone phase shift mask blank, halftone phase shift mask, and manufacturing method thereof
JP2004038154A (en) * 2002-05-14 2004-02-05 Applied Materials Inc Method for etching photolithographic reticle
WO2004090635A1 (en) * 2003-04-09 2004-10-21 Hoya Corporation Method of producing photomask and photomask blank
JP2005062571A (en) * 2003-08-15 2005-03-10 Hoya Corp Method for manufacturing phase shift mask
JP2005062884A (en) * 2003-08-18 2005-03-10 Samsung Electronics Co Ltd Blank photomask and method for manufacturing photomask using the same
WO2005076081A2 (en) * 2004-01-30 2005-08-18 Applied Materials, Inc. Reticle fabrication using a removable hard mask
JP2005345737A (en) * 2004-06-02 2005-12-15 Hoya Corp Mask blank, method for manufacturing phase shift mask, and method for manufacturing template
JP2006078807A (en) * 2004-09-10 2006-03-23 Shin Etsu Chem Co Ltd Photomask blank and photomask
JP2006078825A (en) * 2004-09-10 2006-03-23 Shin Etsu Chem Co Ltd Photomask blank, photomask and method for manufacturing same
JP2007241065A (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Shin Etsu Chem Co Ltd Photomask blank and photomask

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9952497B2 (en) 2012-07-13 2018-04-24 Hoya Corporation Mask blank and method of manufacturing phase shift mask
JP5690023B2 (en) * 2012-07-13 2015-03-25 Hoya株式会社 Manufacturing method of mask blank and phase shift mask
JPWO2014010408A1 (en) * 2012-07-13 2016-06-23 Hoya株式会社 Manufacturing method of mask blank and phase shift mask
US9494852B2 (en) 2012-07-13 2016-11-15 Hoya Corporation Mask blank and method of manufacturing phase shift mask
WO2014010408A1 (en) * 2012-07-13 2014-01-16 Hoya株式会社 Mask blank and method for manufacturing phase-shift mask
JP2015062049A (en) * 2013-08-20 2015-04-02 大日本印刷株式会社 Mask blank, phase shift mask and method for manufacturing the same
JP2015092281A (en) * 2013-08-20 2015-05-14 大日本印刷株式会社 Mask blank, phase shift mask and production method of the phase shift mask
WO2015156016A1 (en) * 2013-08-20 2015-10-15 大日本印刷株式会社 Mask blank, phase shift mask, and phase-shift mask manufacturing method
TWI575305B (en) * 2013-08-20 2017-03-21 大日本印刷股份有限公司 Mask blanks, phase shift mask, and manufacturing method of phase shift mask
US9971238B2 (en) * 2013-08-20 2018-05-15 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Mask blank, phase shift mask, and production method thereof
KR20160141720A (en) * 2014-04-08 2016-12-09 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 Mask blank, phase shift mask, and phase-shift mask manufacturing method
KR102260188B1 (en) 2014-04-08 2021-06-04 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 Mask blank, phase shift mask, and phase-shift mask manufacturing method
CN108572510A (en) * 2017-03-10 2018-09-25 信越化学工业株式会社 Half-tone phase shift photomask blank

Also Published As

Publication number Publication date
JP4930736B2 (en) 2012-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4883278B2 (en) Photomask blank and photomask manufacturing method
JP4509050B2 (en) Photomask blank and photomask
JP4930737B2 (en) Photomask blank and binary mask manufacturing method
US8323858B2 (en) Photomask blank, photomask, and methods of manufacturing the same
JP4764214B2 (en) Halftone phase shift mask and manufacturing method thereof
KR101383470B1 (en) Photomask making method, photomask blank and dry etching method
JP4930736B2 (en) Photomask manufacturing method and photomask
JP4697495B2 (en) Photomask blank and photomask manufacturing method
JP4826843B2 (en) Dry etching method
JP4826842B2 (en) Photomask manufacturing method and photomask blank
JP2020020868A (en) Phase shift mask blank, phase shift mask and method for manufacturing phase shift mask
JP2007241135A (en) Levenson type phase shift mask and method for manufacturing same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111017

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120118

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120131

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4930736

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150224

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250