JP2014010454A - ブランクマスク及びこれを用いるフォトマスクの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 遮光層及び反射防止層を含む遮光性膜及びハードマスク膜が備えられ、遮光層及び反射防止層を、MoSi化合物からなる層とMoTaSi化合物からなる層とを組み合わせて構成する。これによって、本発明によるブランクマスクは、遮光性膜を200Å〜700Åの薄い厚さに形成することができて32nm級以下パターンの解像度具現が可能であり、このような解像度に合うパターン正確度を持つフォトマスクを形成できる。また、193nm波長の露光波長で光学密度が2.0ないし4.0以内であり、耐薬品性、欠陥リペアの工程マージンの優秀な特性を持つ。それと同時に、ハードマスク膜を、スズ(Sn)及びクローム(Cr)を含む化合物で20Å〜50Åの厚さに形成して、ハードマスク膜のエッチング速度を短縮できることで、レジスト膜の薄膜化ができて高解像度の具現が可能である。
【選択図】 図1
Description
ハードマスク用ブランクマスク100の遮光性膜108及びハードマスク膜110は、DCマグネトロン反応性スパッタリング装置を用いて形成し、この時、スパッタリング工程は、アルゴン(Ar)、窒素(N)、一酸化窒素(NO)、二酸化炭素(CO2)、メタン(CH4)、ヘリウム(He)及び二酸化窒素(NO2)のうち少なくとも一つのガスを用いて行った。
図2ないし図4は、本発明の実施例によるフォトマスクの製造方法を説明するために示す断面図である。
本実施例1〜6は、遮光性膜を、MoSiターゲットを用いてMoSiNで形成し、ターゲット組成による遮光性膜の厚さ、耐薬品性、欠陥リペアマージン特性などを評価した。これは、MoSi物質基盤の遮光性膜に対して、耐薬品性、欠陥リペアマージンなどを満たす範囲で遮光性膜の厚さを最小化するための目的で行われた。また、評価は、2層からなる遮光性膜の下部遮光層に対して行い、これは、遮光層が遮光性膜内で、その厚さが相対的に反射防止層に比べて厚いからである。遮光層成膜工程は、前述したハードマスク用ブランクマスクに基づいてAr:N2=8sccm:2sccm割合の工程ガスを使って、0.6kWの工程パワーで初期光学密度193nmの露光波長で2.70〜2.72の範囲に設定し、表1のようにMoSiN薄膜で成膜した。
以下では、MoTaSiターゲットを用いて遮光性膜を形成して評価を行い、MoTaSi遮光性膜の成膜は、前述したMoSiターゲットを用いた成膜条件と同じ条件で行った。
本発明の実施例では、ハードマスク膜のエッチング速度を低めるために、各物質及び工程条件を異ならしてハードマスク膜を成膜し、これによるエッチング率(Etch rate)を、下記のようにTETRA−Xのドライエッチング装備を用い、EPD(End Point Detect)装置を用いてエッチング時間を評価し、これによるエッチング率を下表7のように評価した。
102 透明基板
104 遮光層
106 反射防止層
108 遮光性膜
110 ハードマスク膜
112 レジスト膜
Claims (19)
- 透明基板上に遮光性膜及びハードマスク膜が備えられたブランクマスクにおいて、
前記ハードマスク膜は、スズ(Sn)、クローム(Cr)及びタンタル(Ta)のうち少なくとも一つを含むブランクマスク。 - 前記ハードマスク膜は、酸素(O)、窒素(N)及び炭素(C)のうち一つ以上の物質をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のブランクマスク。
- 前記ハードマスク膜は、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Hf、W、Os、Ir、Pt及びAuから選択された1種以上の金属をさらに含み、選択的にシリコン(Si)、酸素(O)、窒素(N)及び炭素(C)のうち一つ以上の物質をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のブランクマスク。
- 前記ハードマスク膜は、SnCON、SnON、SnCN、SnCO、SnO、SnC、SnN、Cr、CrCON、CrON、CrCN、CrCO、CrC、CrN、CrO、CrSn、CrSnCON、CrSnON、CrSnCN、CrSnCO、CrSnC、CrSnN、CrSnO、TaSn、TaSnCON、TaSnON、TaSnCN、TaSnCO、TaSnC、TaSnN、TaSnO、CrTaSnCON、CrTaSnON、CrTaSnCN、CrTaSnCO、CrTaSnO、CrTaSnC及びCrTaSnNのうちいずれか一つからなることを特徴とする請求項1に記載のブランクマスク。
- 前記遮光性膜は、1種以上の金属及びシリコン(Si)を含み、前記金属は、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Hf、Ta、W、Os、Ir、Pt、Au、Al、Mg、Li及びSeから選択された1種以上を含み、選択的に酸素(O)、窒素(N)及び炭素(C)のうち一つ以上の物質をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のブランクマスク。
- 前記遮光性膜は、単層膜の形態を持つか、または遮光層及び反射防止層を含む2層以上の複数層膜または連続膜の形態を持つことを特徴とする請求項5に記載のブランクマスク。
- 前記遮光性膜は、MoSi化合物、MoTaSi化合物またはその組み合わせからなることを特徴とする請求項6に記載のブランクマスク。
- 前記MoSi化合物は、MoSi、MoSiCON、MoSiON、MoSiCN、MoSiCO、MoSiO、MoSiC及びMoSiNのうちいずれか一つ以上を含み、前記MoTaSi化合物は、MoTaSi、MoTaSiCON、MoTaSiON、MoTaSiCN、MoTaSiCO、MoTaSiC、MoTaSiN及びMoTaSiOのうちいずれか一つ以上を含むことを特徴とする請求項7に記載のブランクマスク。
- 前記MoTaSi化合物は、Moが1〜40at%、Taが1〜40at%、Siが30〜80at%、窒素が0〜50at%、酸素が0〜20at%、炭素が0〜20at%の組成比を持ち、前記MoSi化合物は、Moが1〜40at%、Siが40〜80at%、窒素が0〜50at%、酸素が0〜20at%、炭素が0〜20at%の組成比を持つことを特徴とする請求項7に記載のブランクマスク。
- 前記ハードマスク膜は、Crが30〜99at%、Snが1〜30at%、酸素が0〜50at%、窒素が0〜50at%、炭素が0〜20at%の組成比を持つことを特徴とする請求項1に記載のブランクマスク。
- 前記ハードマスク膜は、Crターゲット及びSnターゲットを用いて形成するか、またはCrSnターゲットを用いて形成し、前記CrSnターゲットのCr:Snの組成比は、99at%〜60at%:1at%〜40at%であることを特徴とする請求項1に記載のブランクマスク。
- 前記ハードマスク膜は、10Å〜100Åの厚さを持ち、エッチング速度は、0.6Å/sec以上であることを特徴とする請求項1に記載のブランクマスク。
- 前記MoTaSi化合物を形成するスパッタリングターゲットは、Mo:Ta:Si=2〜40at%:2〜40at%:20〜96at%の組成比を持ち、前記MoSi化合物を形成するスパッタリングターゲットは、Mo:Si=5〜40at%:60〜95at%の組成比を持つことを特徴とする請求項7に記載のブランクマスク。
- 前記遮光性膜は、200Å〜700Åの厚さを持ち、光学密度は、露光波長に対して2.0〜4.0であり、表面反射率は、露光波長に対して50%以内であり、平坦度の変化は、前記透明基板対比その変化値が0.3μm以内であることを特徴とする請求項1に記載のブランクマスク。
- 前記遮光性膜の組成比のうちシリコン(Si)の相対比であるSi/(Mo+Ta+N)が5.0以下であり、Si/(Mo+N)の相対比が5.0以下であることを特徴とする請求項5に記載のブランクマスク。
- 前記ハードマスク膜上に備えられたレジスト膜をさらに含み、前記レジスト膜は、300Å〜1,500Åの厚さを持つことを特徴とする請求項1に記載のブランクマスク。
- 前記透明基板と遮光性膜との間に備えられたエッチング阻止膜をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のブランクマスク。
- 前記遮光性膜は、200〜500℃の温度で熱処理されたことを特徴とする請求項1に記載のブランクマスク。
- 請求項1に記載のブランクマスクを用意する段階と、
前記ハードマスク膜上にレジスト膜を形成し、前記レジスト膜を露光及び現像してレジスト膜パターンを形成する段階と、
前記レジスト膜パターンをマスクとして前記ハードマスク膜をエッチングする段階と、
前記エッチングされたハードマスク膜をマスクとして前記遮光性膜をエッチングする段階と、を含む請求項1に記載のフォトマスクの製造方法。
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