JP2014160273A - フォトマスクブランクの製造方法およびフォトマスクの製造方法 - Google Patents

フォトマスクブランクの製造方法およびフォトマスクの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2014160273A
JP2014160273A JP2014086162A JP2014086162A JP2014160273A JP 2014160273 A JP2014160273 A JP 2014160273A JP 2014086162 A JP2014086162 A JP 2014086162A JP 2014086162 A JP2014086162 A JP 2014086162A JP 2014160273 A JP2014160273 A JP 2014160273A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
light shielding
light
layer
photomask blank
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
JP2014086162A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5829302B2 (ja
Inventor
Masahiro Hashimoto
雅広 橋本
Hiroyuki Iwashita
浩之 岩下
Atsushi Kominato
淳志 小湊
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.)
Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
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 Hoya Corp filed Critical Hoya Corp
Priority to JP2014086162A priority Critical patent/JP5829302B2/ja
Publication of JP2014160273A publication Critical patent/JP2014160273A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5829302B2 publication Critical patent/JP5829302B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

【課題】ArFエキシマレーザー露光用フォトマスクを作製するために用いられるフォト
マスクブランクに関し、半導体デザインルールにおけるDRAMハーフピッチ(hp)4
5nm以降の世代、特にhp32−22nm世代に必要な遮光層の薄膜化(ひいては遮光
膜、転写パターンの薄膜化)を目的とする。
【解決手段】透光性基板上に遮光膜とエッチングマスク膜が積層したフォトマスクブランクの製造方法であって、
前記遮光膜は、遮光層と反射防止層とからなり、
前記透光性基板上に、モリブデンシリサイドを含有する材料からなる前記遮光層を形成する工程と、
前記遮光層の表面に接して、酸素、窒素のうち少なくとも一方を含むモリブデンシリサイド化合物からなる前記反射防止層を形成する工程と、
前記反射防止層を形成した後であって、前記エッチングマスク膜を形成する前に、前記遮光膜に対して加熱処理を行う工程と、
前記反射防止層に接して、クロムを含有する材料からなる前記エッチングマスク膜を形成する工程と、
前記エッチングマスク膜を形成した後、前記遮光膜に対して行った加熱処理の温度よりも低い温度で加熱処理を行う工程と、
を有することを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、半導体デバイス等の製造において使用されるフォトマスクブランク、フォト
マスク及びその製造方法等に関する。
半導体デバイス等の微細化は、性能、機能の向上(高速動作や低消費電力化等)や低コ
スト化をもたらす利点があり、微細化はますます加速されている。この微細化を支えてい
るのがリソグラフィ技術であり、転写用マスクは、露光装置、レジスト材料とともにキー
技術となっている。
近年、半導体デバイスの設計仕様でいうハーフピッチ(hp)45nm〜32nm世代
の開発が進められている。これはArFエキシマレーザー露光光の波長193nmの1/
4〜1/6に相当している。特にhp45nm以降の世代では従来の位相シフト法、斜入
射照明法や瞳フィルター法などの超解像技術(Resolution Enhancement Technology:RET
)と光近接効果補正(Optical Proximity Correction : OPC)技術の適用だけでは不十分
となってきており、超高NA技術(液浸リソグラフィ)や二重露光法(ダブルパターニン
グ)が必要となってきている。
位相シフト法は、位相シフタ部を透過する露光光に対して所定の位相差を生じさせ、光
の干渉作用を利用して転写パターンの解像度を向上させる手法である。
位相シフト法により解像性を向上させたフォトマスクとしては、石英基板をエッチング
等により掘り込んでシフタ部を設ける基板掘り込みタイプと、基板上に形成した位相シフ
ト膜をパターニングしてシフタ部を設けるタイプとがある。
基板掘り込み(彫り込み)タイプのフォトマスクとして、レベンソン型位相シフトマス
ク、エンハンサー型位相シフトマスク、クロムレス位相シフトマスクなどがある。クロム
レス位相シフトマスクには、ライン上の遮光層を完全に除去したタイプと、ライン上の遮
光層をパターニングしたタイプ(いわゆるゼブラタイプ)とがある。レベンソン型位相シ
フトマスクやクロムレス位相シフトマスクの転写領域の遮光層を完全に除去したタイプは
、Alternative phase shifter とも称され、位相シフタを通過する露光光は100%透過
されるタイプの位相シフトマスクブランクである。エンハンサー型位相シフトマスクは遮
光部と、透過率制御部(位相360°反転=0°)、ガラスを掘り込んだ180°反転部
が設けられる。いずれのタイプにおいても、フォトマスク(レチクル)における四つの辺
に沿った周縁の領域(外周領域)には遮光帯を形成する必要がある。
基板上に形成した位相シフト膜をパターニングしてシフタ部を設けるタイプのフォトマ
スクとしては、ハーフトーン位相シフトマスク等がある。
上記のようなクロムレス位相シフトマスクマスクを製造するためのフォトマスクブラン
クは、例えば、透明基板上に、Crからなる遮光層とCrOからなる最表面の低反射層(
反射防止層)を積層したCrO/Cr遮光膜を有するものが知られておりであり、トータ
ルの膜厚は、70〜100nmである(例えば、特許文献1の[0005]欄参照)。ま
た、クロムレス位相シフトマスクの製造プロセスは、遮光膜パターンをエッチングマスク
にして基板の堀り込みを行うと共に、前記遮光膜パターンの形成に用いたレジストパター
ンを除去した後、再度レジストを塗布し、露光、現像を行って遮光膜を残す箇所を保護し
た後、不要な箇所の遮光膜をエッチングによって除去し、基板外周領域の遮光帯と、必要
に応じ転写領域の遮光パターンと、を有するフォトマスクを得る。つまり、遮光膜は、エ
ッチングマスク(ハードマスクともいう)としての機能と、遮光帯や遮光パターンを形成
するための遮光層としての機能と、を兼用する。
一般に、フォトマスクのCDパフォーマンスの改善には、遮光膜とそれを形成するため
のレジストの薄膜化が有効である。しかし、遮光膜を薄膜化すると、OD値(光学濃度)
が減少してしまう。上述のCrO/Cr遮光膜では、一般に必要とされているOD=3
を達成するために、60nm程度のトータルの膜厚が最低限必要であり、大幅な薄膜化は
困難である。また、遮光膜が薄膜化できないと、レジストとの選択比が原因でレジストも
薄膜化することができない。したがって、大きなCDの改善を望むことができない。
この対応策として、特許文献1の方法が提案されている。この方法は、基板/Cr系第
2エッチングマスク膜/MoSi系遮光膜/Cr系第1エッチングマスク膜(兼反射防止
膜)のブランクを用いる(同文献[0038]欄)。そして、膜厚の薄いCr系第2エッ
チングマスク膜を用いることによって、基板堀込の高精度化を図る(同文献[0039]
欄)。また、膜厚の薄いCr系第1エッチングマスク膜を用いることによって、レジスト
の薄膜化が可能となり、遮光膜のCD精度改善を図る(同文献[0049]、[0035
]欄)。これと共に、遮光膜のOD=3 を確保しようとするものである(同文献[00
46]欄)。
しかしながら、上記の方法は、遮光膜とエッチングマスク膜とを別材料で別の膜として
構成し、レジストよりもエッチング選択性を有し、かつ膜厚の大幅に薄いエッチングマス
ク膜が遮光膜のエッチングマスクとなることでCDの改善を図ろうとするものであり、遮
光膜自体を薄膜化しようとするものではない。
また、上記の方法は、遮光膜の熱処理耐性、遮光膜の耐薬品性(マスク洗浄耐性)、遮
光膜やエッチングマスク膜など各層の膜応力、フォトマスク作製前後の基板平坦度変化(
パターン位置精度)等に関し、これらの改善を図ろうとするものではない。
遮光膜自体の薄膜化や、上記の改善が図られないと、超高NA−ArFリソグラフィや
ダブルパターニングに適応できない。必要な解像性(hp45nmにて60nm、hp3
2nmにて42nmのSRAF解像性が必要。『ITRS2006より』)とCD精度を
得るためにはレジスト膜厚を200nm以下、好ましくは150nm以下で加工可能な遮
光膜が必要となるが、実用的な品質を有するフォトマスクブランク及びフォトマスクの提
供は難しい。
上記したことは、例えば、基板/MoSi系位相シフト膜/Cr系第2エッチングマス
ク膜/MoSi系遮光膜/Cr系第1エッチングマスク膜(兼反射防止膜)のフォトマス
クブランクを用いる場合においても同様である(特許文献2[0174]欄等参照)。
また、上記したことは、例えば、MoSi系材料の積層構造からなる遮光膜、例えば基
板側からMoSiN主遮光層/MoSiON反射防止層の積層構造からなる遮光膜等、を
備えるいわゆるバイナリ型フォトマスクの場合においても同様である(特許文献3)。
ところで、半導体デザインルールにおけるDRAMハーフピッチ(hp)45nm以降
の微細パターンの形成には、開口数がNA>1の超高NA露光方法、例えば液浸露光を利
用する必要がある。
液浸露光は、ウェハと露光装置の最下レンズとの間を液体で満たすことで、屈折率が1
の空気の場合に比べて、液体の屈折率倍にNAを高められるため、解像度を向上できる露
光方法である。開口数(NA:Numerical Aperture)は、NA=n×sinθで表される
。θは露光装置の最下レンズの最も外側に入る光線と光軸とがなす角度、nはウェハと露
光装置の最下レンズとの間における媒質の屈折率である。
しかし、開口数がNA>1の液浸露光方法を適用し、半導体デザインルールにおけるD
RAMハーフピッチ(hp)45nm以降の微細なパターンの形成を行おうとした場合、
期待した解像度やCD精度(リニアリティ含む)が得られない、という課題があることが
判明した。
その原因としては、マスクパターンのパターン幅を露光波長より小さくしていくと、フ
ォトマスクへの入射角度(基板の法線と入射光のなす角)が小さい場合(垂直入射に近い
場合)フォトマスクから射出する±1次回折光の射出角度が大きくなり±1次回折光が有
限の径のレンズに入射しなくなり解像しなくなる。これを避けるために、フォトマスクへ
の入射角度を大きくする(斜め入射にする)と、フォトマスクから射出する±1次回折光
の射出角度が小さくなり、±1次回折光が有限の径のレンズに入射し、解像するようにな
る。
しかし、このようにフォトマスクへの入射角度を大きくしていくと、遮蔽効果(シャド
ーイング)という問題が発生し、解像度に悪影響を及ぼすものとなる。具体的には図13
に示すように遮光パターンの側壁に対して露光光が斜め入射されると、遮光パターンの3
次元的構造(特に高さ)から影ができる。この影によって、フォトマスク上のサイズが正
確に転写されなくなり、また、光量が小さくなる(暗くなる)。
以上のように、ブランクから作製したフォトマスクを用いてウェハ等の転写対象物に対
して転写する際においてもパターンの細線化の結果、パターンの側壁高さに起因する解像
度の低下の課題が生じ、その解決手段として、転写パターンを薄膜化する必要性があり、
このため遮光膜の薄膜化が必要性となる。
しかしながら、上記の引用文献1〜3に記載の方法は、遮光層膜とエッチングマスク膜
とを別材料で別の膜として構成し、レジストよりもエッチング選択性を有し、かつ膜厚の
大幅に薄い遮光膜のエッチングマスクとしてエッチングマスク膜が遮光膜のエッチングマ
スクとなることでCDの改善を図ろうとするものであり、遮光膜自体を薄膜化しようとす
るものではない。このため、転写パターンの薄膜化は十分ではない。
したがって、半導体デザインルールにおけるDRAMハーフピッチ(hp)45nm以
降の世代、特にhp32−22nm世代に必要な遮光膜の薄膜化(ひいては転写パターン
の薄膜化)を達成可能なフォトマスクブランク及びフォトマスクの提供は難しい。
特開2007−241136号公報 特開2007−241065号公報 特開2006−78825号公報
本発明は、レジスト膜厚200nm以下(概ねhp45nm以降)、更にはレジスト膜
厚150nm以下(概ねhp32nm以降)をねらった世代の材料開発を目的とする。
また本発明は、半導体デザインルールにおけるDRAMハーフピッチ(hp)45nm
以降の世代、特にhp32−22nm世代に必要な超高NA技術やダブルパターニングに
対応できる遮光膜の薄膜化(ひいては転写パターンの薄膜化)を目的とする。
また本発明は、マスク上のパターンの解像性50nm以下を達成可能なフォトマスクブ
ランクの提供を目的とする。
本発明は、以下の構成を有する。
(構成1)
ArFエキシマレーザー露光用フォトマスクを作製するために用いられる透光性基板上に
遮光膜を備えたフォトマスクブランクであって、前記遮光膜は、モリブデンの含有量が2
0原子%超、40原子%以下であるモリブデンシリサイド金属からなり、層の厚さが40
nm未満である遮光層と、該遮光層の上に接して形成され、酸素、窒素のうち少なくとも
一方を含むモリブデンシリサイド化合物からなる反射防止層と、前記遮光層の下に接して
形成される低反射層とからなることを特徴とするフォトマスクブランク。
(構成2)
前記反射防止層は、モリブデンが0原子%超、10原子%以下含有していることを特徴と
する構成1記載のフォトマスクブランク。
(構成3)
前記遮光膜の上に接して形成される層であり、クロムを主成分とする材料からなるエッチ
ングマスク層を備える
ことを特徴とする構成1または2のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
(構成4)
前記エッチングマスク膜は、
窒化クロム、酸化クロム、窒化酸化クロム、酸化炭化窒化クロムのいずれかを主成分とす
る材料で形成されている
ことを特徴とする構成3に記載のフォトマスクブランク。
(構成5)
前記低反射層は、酸素、窒素のうちの少なくとも一方を含むモリブデンシリサイド化合物
からなる
ことを特徴とする構成1から4のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
(構成6)
透光性基板に、透過する露光光に対して所定の位相差を生じさせる位相シフト部を設けた
位相シフトマスクを作製するためのフォトマスクブランクであって、
前記位相シフト部は、位相シフト部を設けていない部分の透光性基板を透過する露光光に
対し、所定の位相差を生じさせる掘込深さで前記透光性基板の表面から掘り込んだ掘込部
であり、
前記低反射層は、透光性基板をドライエッチングで掘り込むときに使用するエッチングガ
スに対してエッチング選択性を有する材料からなり、前記透光性基板を掘り込む側の表面
に接して形成される
ことを特徴とする構成1から4のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
(構成7)
透光性基板に、透過する露光光に対して所定の位相差を生じさせる位相シフト部を設けた
位相シフトマスクを作製するためのフォトマスクブランクであって、
前記位相シフト部は、透過する露光光に対して所定量の位相変化を与える位相シフト膜で
あり、
前記低反射層は、前記位相シフト膜をドライエッチングするときに使用するエッチングガ
スに対してエッチング選択性を有する材料からなり、前記位相シフト膜の表面に接して形
成される
ことを特徴とする構成1から4のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
(構成8)
前記低反射層は、
クロム、窒化クロム、酸化クロム、窒化酸化クロム、酸化炭化窒化クロム、タンタル−ハ
フニウム、タンタル−ジルコニウムのいずれかを主成分とする材料で形成されている
ことを特徴とする構成6または7のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
(構成9)
構成1から8のいずれかに記載のフォトマスクブランクを用いて作製される
フォトマスク。
(構成10)
構成1から構成8のいずれかに記載のフォトマスクブランクを用いるフオトマスクの製造
方法。
本発明によれば、レジスト膜厚200nm以下、更にはレジスト膜厚150nm以下を
ねらった世代の実用的な品質を有するフォトマスクブランク及びフォトマスクを提供でき
る。
また本発明によれば、半導体デザインルールにおけるDRAMハーフピッチ(hp)4
5nm以降の世代、特にhp32−22nm世代に必要な超高NA技術やダブルパターニ
ングに対応できる主遮光膜の薄膜化(ひいては転写パターンの薄膜化)を達成可能なフォ
トマスクブランク及びフォトマスクを提供できる。
さらに本発明によれば、マスク上のパターンの解像性50nm以下を達成可能なフォト
マスクブランク及びフォトマスクを提供できる。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のフォトマスクブランクは、ArFエキシマレーザー露光用フォトマスクを作製
するために用いられる透光性基板上に遮光膜を備えたものであって、遮光膜は、モリブデ
ンの含有量が20原子%超、40原子%以下であるモリブデンシリサイド金属からなり、
層の厚さが40nm未満である遮光層と、遮光層の上に接して形成され、酸素、窒素のう
ち少なくとも一方を含むモリブデンシリサイド化合物からなる反射防止層と、前記遮光層
の下に接して形成される低反射層とからなることを特徴とする(構成1)。
本発明者は、モリブデンの含有量が20原子%超、40原子%以下であるモリブデンシ
リサイド金属からなる遮光層は、図14に示すとおり、この範囲外の組成(モリブデンの
含有量が20原子%以下、40原子%超)に対し、ArFエキシマレーザー露光光におけ
る遮光性が相対的に大きい遮光層が得られること、遮光層の厚さが40nm未満という従
来よりも大幅に薄い層の厚さでも所定の遮光性(光学濃度)が得られること、さらに従来
と同等の遮光性の反射防止層および低反射層と組み合わせることで、ArFエキシマレー
ザー露光用フォトマスクの遮光膜として十分な遮光性が得られることを見い出し、構成1
に係る発明を完成するに至った。
上記構成1に係る発明によれば、以下の作用効果が得られる。
(1)遮光膜の薄膜化(転写パターンの薄膜化)によって次の作用効果が得られる。
1)マスク洗浄時のマスクパターン倒れ防止が図られる。
2)遮光膜の薄膜化によって、マスクパターンの側壁高さも低くなることから、特に側壁
高さ方向のパターン精度が向上し、CD精度(特にリニアリティ)を高めることができる

3)特に高NA(液浸)世代で使用されるフォトマスクに関しては、シャドーイング対策
として、マスクパターンを薄くする(マスクパターンの側壁高さを低くする)必要がある
が、その要求に応えられる。
(2)遮光層のMo含有率が本発明の範囲であると、次の作用効果が得られる。
1)本発明の範囲外の組成に対して、相対的に、フッ素系ガスによるドライエッチングに
おけるエッチング速度が大きい。
本発明において、モリブデンシリサイド金属からなる遮光層とは、モリブデンとシリコ
ンとで実質的に構成される遮光層(酸素や窒素などを実質的に含まない金属性の膜)のこ
とをいう。この実質的に酸素や窒素を含まないとは、本発明の作用効果が得られる範囲(
酸素、窒素ともに遮光層中の成分の各5at%未満)で含まれることをいう。遮光性能の
観点からは、本来、遮光層中に含まないことが好ましい。しかし、成膜プロセスの段階や
フォトマスク製造プロセス等で不純物として混入することが多大にあるので、遮光性能の
低下に実質的な影響を与えない範囲で許容している。
また、本発明において、モリブデンシリサイド金属からなる遮光層には、上記の特性、
作用効果を損なわない範囲で、他の元素(炭素、ヘリウム、水素、アルゴン、キセノン等
)を含んでも良い。
本発明において、遮光層は、層の厚さが30nmから40nm未満であることが望まし
く、33nmから38nmであるとより望ましい。
本発明のフォトマスクブランクは、
反射防止層にモリブデンのが0原子%超、10原子%以下含有していることを特徴とする
(構成2)。
本発明者は、Mo含有率が相対的に高い遮光層と、Mo含有率が相対的に低い反射防止
層とを組み合わせることによって、光学特性においても耐薬品性においても要求を満たす
遮光膜の層構成が作れることを見い出し、構成2に係る発明を完成するに至った。
上記構成2に係る発明によれば、以下の作用効果が得られる。
(1)反射防止層のMo含有率が本発明の範囲であると、次の作用効果が得られる。
1)本発明の範囲外の組成に対して、相対的に、反射防止層の耐薬品性(洗浄耐性)に優
れる。
2)本発明の範囲外の組成に対して、相対的に、反射防止層の熱処理耐性に優れる。具体
的には、上記構成2に係る反射防止層は、加熱処理による白濁も生じず、表面反射率分布
の悪化も起こらない。
本発明において、酸素、窒素のうちの少なくとも一方を含むモリブデンシリサイド化合
物からなる反射防止層は、MoSiON、MoSiO、MoSiN、MoSiOC、Mo
SiOCN等が挙げられる。これらのうちでも、耐薬品性、耐熱性の観点からはMoSi
O、MoSiONが好ましく、ブランクス欠陥品質の観点からMoSiONが好ましい。
本発明において、反射防止層であるMoSiON、MoSiO、MoSiN、MoSi
OC、MoSiOCN等では、Mo多くすると耐洗浄性、特にアルカリ(アンモニア水等
)や温水に対する耐性が小さくなる。この観点からは、反射防止層であるMoSiON、
MoSiO、MoSiN、MoSiOC、MoSiOCN等では、Mo極力減らすことが
好ましい。
また、応力制御を目的として高温で加熱処理(アニール)する際、Moの含有率が高い
と膜の表面が白く曇る(白濁する)現象が生じることがわかった。これは、MoOが表面
に析出するためであると考えられる。このような現象を避ける観点からは、反射防止層で
あるMoSiON、MoSiO、MoSiN、MoSiOC、MoSiOCN等では、反
射防止層中のMoの含有率は10at%未満であることが好ましい。しかし、Mo含有率
が少なすぎる場合、DCスパッタリングの際の異常放電が顕著になり、欠陥発生頻度が高
まる。よって、Moは正常にスパッタできる範囲で含有していることが望ましい。他の成
膜技術によってはMoを含有せずに成膜可能な場合がある。
本発明において、反射防止層は、層の厚さが5nmから15nmであることが望ましく
、8nmから12nmであるとより望ましい。
本発明において、MoSi遮光層は、Arガス圧とHeガス圧、加熱処理によって引張
応力と圧縮応力を自在に制御可能である。例えば、MoSi遮光層の膜応力を引張応力と
なるよう制御することによって、反射防止層(例えばMoSiON)の圧縮応力と調和が
取れる。つまり、遮光膜を構成する各層の応力を相殺でき、遮光膜の膜応力を極力低減で
きる(実質的にゼロにできる)。
これに対し、遮光層がMoSiNであると、MoSiNの膜応力が圧縮側であり、遮光
層の応力調整が困難である。このため、反射防止層(例えばMoSiON)の圧縮応力と
調和も取ることが困難である。
本発明において、前記遮光膜の上に接して形成される膜であり、クロムを主成分とする
材料からなるエッチングマスク層を備えることが好ましい(構成3)。
レジストの薄膜化を図るためである。
本発明において、前記エッチングマスク膜は、窒化クロム、酸化クロム、窒化酸化クロ
ム、酸化炭化窒化クロムのいずれかを主成分とする材料で形成されていることが好ましい
(構成4)。
エッチングマスク膜の下に接して形成されるモリブデンシリサイド化合物からなる反射
防止層や遮光層等に対するエッチング選択性が高く、不要となったエッチングマスク膜を
他の層にダメージを与えず除去可能だからである。
本発明において、前記エッチングマスク膜は、例えば、クロム単体や、クロムに酸素、
窒素、炭素、水素からなる元素を少なくとも1種を含むもの(Crを含む材料)、などの
材料を用いることができる。エッチングマスク膜の膜構造としては、上記膜材料からなる
単層とすることが多いが、複数層構造とすることもできる。また、複数層構造では、異な
る組成で段階的に形成した複数層構造や、連続的に組成が変化した膜構造とすることがで
きる。
エッチングマスク層の材料としては、上記のうちでも、酸化炭化窒化クロム(CrOC
N)が、応力の制御性(低応力膜を形成可能)の観点から、好ましい。
本発明において、前記エッチングマスク膜は、膜厚が、5nmから30nmであること
が好ましい。
本発明において、前記低反射膜は、酸素、窒素のうちの少なくとも一方を含むモリブデ
ンシリサイド化合物からなる層である低反射層(裏面反射防止層)からなることを特徴と
している(構成5)。
このような構成によって、遮光性膜の裏面側(透光性基板側)の反射防止が図られる。
なお、低反射層と、遮光層は、MoとSiの含有比率が同じターゲットを用いて作製す
ると、作製が容易かつ低コストとなることのみならず、低反射層及び遮光層中のMoとS
iとの含有比率が同じとなり、これらの層のエッチング速度も同じになるため、遮光膜の
パターン側壁(断面)方向における精度向上の観点から好ましい。
本発明において、透光性基板に、透過する露光光に対して所定の位相差を生じさせる位
相シフト部を設けた位相シフトマスクを作製するためのフォトマスクブランクであって、
前記位相シフト部は、位相シフト部を設けていない部分の透光性基板を透過する露光光に
対し、所定の位相差を生じさせる掘込深さで前記透光性基板の表面から掘り込んだ掘込部
であり、
前記低反射層は、透光性基板をドライエッチングで掘り込むときに使用するエッチングガ
スに対してエッチング選択性を有する材料からなり、透光性基板を掘り込む側の表面に接
して形成されていることが好ましい(構成6)。
低反射層を、透光性基板をドライエッチングする際に使用するフッ素系ガス等のエッチ
ングガスに対してエッチング選択性を有する材料で形成することにより、透光性基板を掘
り込む際のエッチングマスクとしても機能することができる。
これにより、基板を掘り込んで形成される位相シフト部の加工精度の向上を図ることがで
きる。
上記構成6によれば、レジスト膜厚200nm以下、更にはレジスト膜厚150nm以
下をねらった世代の実用的な品質を有する、基板掘込タイプの位相シフト部を有するフォ
トマスクブランクを提供できる。
本発明において、透光性基板に、透過する露光光に対して所定の位相差を生じさせる位
相シフト部を設けた位相シフトマスクを作製するためのフォトマスクブランクであって、
前記位相シフト部は、透過する露光光に対して所定量の位相変化を与える位相シフト膜で
あり、前記低反射層は、前記位相シフト膜をドライエッチングするときに使用するエッチ
ングガスに対してエッチング選択性を有する材料からなり、前記位相シフト膜の表面に接
して形成されることが好ましい(構成7)。
低反射層を、透光性基板をドライエッチングする際に使用するフッ素系ガス等のエッチ
ングガスに対してエッチング選択性を有する材料で形成することにより、透光性基板を掘
り込む際のエッチングマスクとしても機能することができる。
これにより、基板を掘り込んで形成される位相シフト部の加工精度の向上を図ることがで
きる。
低反射層を、位相シフト膜をドライエッチングする際に使用するフッ素系ガス等のエッ
チングガスに対してエッチング選択性を有する材料で形成することにより、位相シフト膜
を加工して形成される位相シフト部の加工精度の向上を図るためである。
上記構成7によれば、レジスト膜厚200nm以下、更にはレジスト膜厚150nm以
下をねらった世代の実用的な品質を有する、位相シフト膜を加工して形成される位相シフ
ト部を有するフォトマスクブランクを提供できる。
本発明において、前記位相シフト膜は、モリブデンシリサイド、モリブデンシリサイド
の窒化物、モリブデンシリサイドの酸化物、モリブデンシリサイドの窒化酸化物、モリブ
デンシリサイドの窒化酸化炭化物のいずれかを主成分とする材料で形成されている態様と
することができる。
このような構成によれば、例えばArFエキシマレーザー露光光の波長193nm対す
る透過率が2%〜20%程度のハーフトーン位相シフトマスクが得られる。
本発明において、前記位相シフト膜は、位相調整層と、透過率調整層とを積層した態様
とすることができる。
このような構成によれば、例えば、基板堀り込み無しで、高透過率タイプのハーフトー
ン位相シフトマスクを得ることが可能となる。
ここで、透過率調整層の材料としては、金属及びシリコンのうちから選ばれる一種又は
二種以上からなる膜、あるいはそれらの酸化物、窒化物、酸窒化物、炭化物等を用いるこ
とができ、具体的には、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、ジルコニウム、ニ
オブ、モリブデン、ランタン、タンタル、タングステン、シリコン、ハフニウムから選ば
れる一種又は二種以上の材料からなる膜あるいはこれらの窒化物、酸化物、酸窒化物、炭
化物なとが挙げられる。また、位相調整層としては、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素な
ど珪素を母体とした薄膜が紫外領域での露光光に対して、比較的高い透過率を得やすいと
いう点から好ましい。
本発明において、前記位相シフト膜は、例えば、シリコン酸化物またはシリコン酸化窒
化物を主成分とする材料で形成される位相調整層と、タンタルまたはタンタル−ハフニウ
ム合金を主成分とする透過率調整層と、からなる態様とすることができる。
本発明において、前記低反射層は、クロム、窒化クロム、酸化クロム、窒化酸化クロム
、酸化炭化窒化クロム、タンタル−ハフニウム、タンタル−ジルコニウムのいずれかを主
成分とする材料で形成されていることが好ましい(構成8)。
加工精度に優れるためである。また、低反射層の上下に接して形成される層に対するエ
ッチング選択性が高く、不要となったエッチングマスク膜を他の層にダメージを与えず除
去可能だからである。
本発明において、前記低反射層は、例えば、クロム単体や、クロムに酸素、窒素、炭素
、水素からなる元素を少なくとも1種を含むもの(Crを含む材料)、などの材料を用い
ることができる。第2エッチングマスク層の膜構造としては、上記膜材料からなる単層と
することが多いが、複数層構造とすることもできる。また、複数層構造では、異なる組成
で段階的に形成した複数層構造や、連続的に組成が変化した膜構造とすることができる。
また、低反射層は、タンタル−ハフニウム、タンタル−ジルコニウムを主成分とする材
料を用いることもできる。これらの材料は、酸素を実質的に含まない塩素系ガスでドライ
エッチングされるが、フッ素系ガスで実質的にドライエッチングされない材料であり、フ
ッ素系ガスでドライエッチングされる反射防止層、遮光層、透光性基板に対して、エッチ
ング選択性を有する。
低反射層の材料としては、上記のうちでも、酸化炭化窒化クロム(CrOCN)が、応
力制御の観点から、特に好ましい。また、上層の遮光層や反射防止層との間で膜応力を容
易に相殺できるという観点では、窒化クロム(CrN)も好ましい。さらに、位相シフト
膜を有するフォトマスクブランクの場合においては、反射防止機能よりもエッチングマス
クとしての機能(エッチング選択性)が特に重要であり、この観点からは窒化クロム(C
rN)が特に好ましい。
本発明において、前記低反射層は、層の厚さが、10nmから30nmであることが好
ましい。
本発明のフォトマスクは、上記本発明に係るフォトマスクブランクを用いて作製される
(構成9)。
これにより、上記構成1〜8に記載したのと同様の効果が得られる。
本発明のフォトマスクの製造方法は、上記本発明に係るフォトマスクブランクを用いる
(構成10)。
これにより、上記構成1〜8に記載したのと同様の効果が得られる。
本発明において、クロム系薄膜のドライエッチングには、塩素系ガス、又は、塩素系ガ
スと酸素ガスとを含む混合ガスからなるドライエッチングガスを用いることが好ましい。
この理由は、クロムと酸素、窒素等の元素とを含む材料からなるクロム系薄膜に対しては
、上記のドライエッチングガスを用いてドライエッチングを行うことにより、ドライエッ
チング速度を高めることができ、ドライエッチング時間の短縮化を図ることができ、断面
形状の良好な遮光膜パターンを形成することができるからである。ドライエッチングガス
に用いる塩素系ガスとしては、例えば、Cl2、SiCl4、HCl、CCl、CHC
等が挙げられる。
本発明において、基板の堀り込みや、珪素を含む珪素含有膜や、金属シリサイド系薄膜
、のドライエッチングには、例えば、SF、CF、C、CHF等のフッ素系
ガス、これらとHe、H、N、Ar、C、O等の混合ガス、或いはCl
CHCl等の塩素系のガス又は、これらとHe、H、N、Ar、C等の混
合ガスを用いることができる。
本発明において、基板としては、合成石英基板、CaF基板、ソーダライムガラス基
板、無アルカリガラス基板、低熱膨張ガラス基板、アルミノシリケートガラス基板などが
挙げられる。
本発明において、フォトマスクブランクには、位相シフト効果を使用しないバイナリ型
フォトマスクブランク、位相シフトマスクブランクのほかに、インプリント用マスクブラ
ンク等も含まれる。また、フォトマスクブランクには、レジスト膜付きマスクブランク、
も含まれる。
本発明において、フォトマスクには、位相シフト効果を使用しないバイナリ型フォトマ
スク、位相シフトマスクが含まれる。フォトマスクにはレチクルが含まれる。位相シフト
マスクには、位相シフタが基板の堀り込みによって形成される場合を含む。
以下、本発明の実施例及び比較例を示す。なお、各実施例、比較例中の遮光膜やエッチ
ング膜、位相シフト膜等の各膜は、成膜法としてスパッタリング法で行われ、スパッタ装
置としてDCマグネトロンスパッタ装置を用いて成膜された。ただし、本発明を実施する
にあたっては、特にこの成膜法や成膜装置に限定されるわけではなく、RFマグネトロン
スパッタ装置等、他の方式のスパッタ装置を使用してもよい。
(実施例1)
(フォトマスクブランクの作製)
透光性基板1としてサイズ6インチ角、厚さ0.25インチの合成石英基板を用い、透
光性基板1上に、遮光性膜10として、MoSiON膜11(低反射層)、MoSi(遮
光層)12、MoSiON膜(反射防止層)13、をそれぞれ形成した(図1)。
詳しくは、Mo:Si=21:79(原子%比)のターゲットを用い、ArとOとN
とHeをスパッタリングガス圧0.2Pa(ガス流量比 Ar:O:N:He=5
:4:49:42)とし、DC電源の電力を3.0kWで、モリブデン、シリコン、酸素
、窒素からなる膜(MoSiON膜:膜中のMoとSiの原子%比は約21:79)を7
nmの膜厚で形成し、次いで、同じターゲットを用い、Arをスパッタリングガス圧0.
1Paとし、DC電源の電力を2.0kWで、モリブデン及びシリコンからなる膜(Mo
Si膜:膜中のMoとSiの原子%比は約21:79)を35nmの膜厚で形成し、次い
で、Mo:Si=4:96(原子%比)のターゲットを用い、ArとOとNとHeを
スパッタリングガス圧0.2Pa(ガス流量比 Ar:O:N:He=5:4:49
:42)とし、DC電源の電力を3.0kWで、モリブデン、シリコン、酸素、窒素から
なる膜(MoSiON膜:膜中のMoとSiの原子%比は約4:96)を10nmの膜厚
で形成した。遮光性膜10の合計膜厚は52nmとした。遮光性膜10の光学濃度(OD
)はArFエキシマレーザー露光光の波長193nmにおいて3であった。
次に、上記基板を400℃で30分間加熱処理(アニール処理)した。
次に、遮光膜10上に、エッチングマスク膜20を形成した(図1)。具体的には、ク
ロムターゲットを使用し、ArとCOとNとHeをスパッタリングガス圧0.2Pa
(ガス流量比 Ar:CO:N:He=21:37:11:31)とし、DC電源の
電力を
1.8kWで、CrOCNを15nmの膜厚で形成した。このときCrOCN膜を前記M
oSi遮光膜のアニール処理温度よりも低い温度でアニールすることにより、MoSi遮
光膜の膜応力に影響を与えずCrOCN膜の応力を極力低く(好ましくは膜応力が実質ゼ
ロ)なるよう調整した。
上記により、ArFエキシマレーザー露光用の遮光膜を形成したフォトマスクブランク
を得た。
(フォトマスクの作製)
フォトマスクブランクのエッチングマスク膜20の上に、電子線描画(露光)用化学増
幅型ポジレジスト50(PRL009:富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製
)をスピンコート法により膜厚が150nmとなるように塗布した(図1、図5(1))

次に、レジスト膜50に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン50aを形成した(図5(2))。
次に、レジストパターン50aをマスクとして、エッチングマスク膜20のドライエッ
チングを行った(図5(3))。ドライエッチングガスとして、ClとOの混合ガス
(Cl:O=4:1)を用いた。
次いで、残留したレジストパターン50aを薬液により剥離除去した。
次いで、エッチングマスク膜パターン20aをマスクにして、遮光膜10を、SF
Heの混合ガスを用い、ドライエッチングを行い、遮光膜パターン10aを形成した(図
5(4))。
次いで、エッチングマスク膜パターン20aを、それぞれ、ClとOの混合ガスで
ドライエッチングによって剥離し(図5(5))、所定の洗浄を施してフォトマスク10
0を得た。
このフォトマスクの作製例では、エッチングマスク膜パターン20aを形成後、レジス
トパターン50aを剥離除去したが、これは、その次のプロセスで遮光膜10に遮光膜パ
ターン10aを形成する際、マスクパターンの側壁高さ(=エッチングマスク膜パターン
20aの側壁高さ)が低い方が、CD精度をより高く、マイクロローディングをより小さ
くすることができ、より加工精度に優れるためである。なお、そこまでの加工精度が要求
されないフォトマスクを作製する場合やエッチングマスク膜にも露光光に対する反射防止
の役割を持たせたい場合においては、レジストパターン50aを遮光膜パターン10aが
形成された後に剥離除去するようにしてもよい。
(参考例1)
(フォトマスクブランクの作製)
透光性基板1としてサイズ6インチ角、厚さ0.25インチの合成石英基板を用い、透
光性基板1上に、遮光性膜10として、MoSiON膜11(低反射層)、MoSi膜(
遮光層)12、MoSiON膜(反射防止層)13、をそれぞれ形成した(図10)。
詳しくは、Mo:Si=21:79(原子%比)のターゲットを用い、ArとOとN
とHeをスパッタリングガス圧0.2Pa(ガス流量比 Ar:O:N:He=5
:4:49:42)とし、DC電源の電力を3.0kWで、モリブデン、シリコン、酸素
、窒素からなる膜(MoSiON膜:膜中のMoとSiの原子%比は約21:79)を7
nmの膜厚で形成し、次いで、同じターゲットを用い、Arをスパッタリングガス圧0.
1Paとし、DC電源の電力を2.0kWで、モリブデン及びシリコンからなる膜(Mo
Si膜:膜中のMoとSiの原子%比は約21:79)を35nmの膜厚で形成し、次い
で、同じターゲットを用い、ArとOとNとHeをスパッタリングガス圧0.2Pa
(ガス流量比 Ar:O:N:He=5:4:49:42)とし、DC電源の電力を
3.0kWで、モリブデン、シリコン、酸素、窒素からなる膜(MoSiON膜:膜中の
MoとSiの原子%比は約21:79)を10nmの膜厚で形成した。遮光性膜10の合
計膜厚は52nmとした。遮光性膜10の光学濃度(OD)はArFエキシマレーザー露
光光の波長193nmにおいて3であった。
次に、上記基板を400℃で30分間加熱処理(アニール処理)した。
次に、遮光膜10上に、エッチングマスク膜20を形成した(図10)。具体的には、
クロムターゲットを使用し、Nをスパッタリングガス圧0.2Paとし、DC電源の電
力を1.8kWで、CrNを15nmの膜厚で形成した。
上記により、ArFエキシマレーザー露光用の遮光膜を形成したフォトマスクブランク
を得た。
尚、図10に示す参考例1は、図1に示す実施例1において、MoSiON膜(反射防
止層)13中のMoとSiの原子%比を約4:96から21:79に変え、また、エッチ
ングマスク膜20をCrOCNからCrNに変えたこと、を除き実施例1と同様である。
(フォトマスクの作製)
実施例1の説明で用いた図5を代用して説明する。
フォトマスクブランクのエッチングマスク膜20の上に、電子線描画(露光)用化学増
幅型ポジレジスト50(PRL009:富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製
)をスピンコート法により膜厚が150nmとなるように塗布した(図9、図5(1))

次に、レジスト膜50に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン50aを形成した(図5(2))。
次に、レジストパターン50aをマスクとして、エッチングマスク膜20のドライエッ
チングを行った(図5(3))。ドライエッチングガスとして、ClとOの混合ガス
(Cl:O=4:1)を用いた。
次いで、残留したレジストパターン50aを薬液により剥離除去した。
次いで、エッチングマスク膜パターン20aをマスクにして、遮光膜10を、SFとH
eの混合ガスを用い、ドライエッチングを行い、遮光膜パターン10aを形成した(図5
(4))。
次いで、エッチングマスク膜パターン20aを、それぞれ、ClとOの混合ガスで
ドライエッチングによって剥離し(図5(5))、所定の洗浄を施してフォトマスク10
0を得た。
(比較例1)
(フォトマスクブランクの作製)
透光性基板1としてサイズ6インチ角、厚さ0.25インチの合成石英基板を用い、透
光性基板1上に、遮光性膜10として、MoSiON膜11(低反射層)、MoSi膜(
遮光層)12、MoSiON膜(反射防止層)13、をそれぞれ形成した(図12)。
詳しくは、Mo:Si=21:79(原子%比)のターゲットを用い、ArとOとN
とHeをスパッタリングガス圧0.2Pa(ガス流量比 Ar:O:N:He=5
:4:49:42)とし、DC電源の電力を3.0kWで、モリブデン、シリコン、酸素
、窒素からなる膜(MoSiON膜:膜中のMoとSiの原子%比は約21:79)を7
nmの膜厚で形成し、次いで、Mo:Si=10:90(原子%比)のターゲットを用い
、Arをスパッタリングガス圧0.2Paとし、DC電源の電力を2.0kWで、モリブ
デン及びシリコンからなる膜(MoSi膜:膜中のMoとSiの原子%比は10:90)
を44nmの膜厚で形成し、次いで、同じターゲットを用い、ArとOとN:Heを
スパッタリングガス圧0.2Pa(ガス流量比 Ar:O:N:He=5:4:49
:42)とし、DC電源の電力を3.0kWで、モリブデン、シリコン、酸素、窒素から
なる膜(MoSiON膜:膜中のMoとSiの原子%比は10:90)を10nmの膜厚
で形成した。遮光性膜10の合計膜厚は61nmとした。遮光性膜10の光学濃度(OD
)はArFエキシマレーザー露光光の波長193nmにおいて3であった。
次に、上記基板を400℃で30分間加熱処理(アニール処理)した。
次に、遮光膜10上に、エッチングマスク膜20を形成した(図12)。具体的には、
クロムターゲットを使用し、Nをスパッタリングガス圧0.2Paとし、DC電源の電
力を1.8kWで、CrNを15nmの膜厚で形成した。
上記により、ArFエキシマレーザー露光用の遮光性膜を形成したフォトマスクブラン
クを得た。
尚、図12に示す比較例1は、図1に示す実施例1において、MoSiON膜(反射防
止膜)13と遮光層12の各膜中のMoとSiの原子%比を約21:79から10:90
に変え、また、エッチングマスク膜20をCrOCNからCrNに変えたこと、を除き実
施例1と同様である。
(フォトマスクの作製)
実施例1の説明で用いた図5を代用して説明する。
フォトマスクブランクのエッチングマスク膜20の上に、電子線描画(露光)用化学増
幅型ポジレジスト50(PRL009:富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製
)をスピンコート法により膜厚が150nmとなるように塗布した(図12、図5(1)
)。
次に、レジスト膜50に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン50aを形成した(図5(2))。
次に、レジストパターン50aをマスクとして、エッチングマスク膜20のドライエッ
チングを行った(図5(3))。ドライエッチングガスとして、ClとOの混合ガス
(Cl:O=4:1)を用いた。
次いで、残留したレジストパターン50aを薬液により剥離除去した。
次いで、エッチングマスク膜パターン20aをマスクにして、遮光膜10を、SF
Heの混合ガスを用い、ドライエッチングを行い、遮光膜パターン10aを形成した(図
5(4))。
次いで、エッチングマスク膜パターン20aを、それぞれ、ClとOの混合ガスで
ドライエッチングによって剥離し(図5(5))、所定の洗浄を施してフォトマスク10
0を得た。
(実施例2)
(フォトマスクブランクの作製)
透光性基板1としてサイズ6インチ角、厚さ0.25インチの合成石英基板を用い、透
光性基板1上に、遮光膜10の低反射層であり、エッチングマスクとしても機能するCr
N膜30を形成した(図2)。具体的には、クロムターゲットを使用し、ArとNをス
パッタリングガス圧0.1Pa(ガス流量比 Ar:N=4:1)とし、DC電源の電
力を1.3kWで、CrNを20nmの膜厚で形成した。
次に、CrN膜(低反射層)30上に、遮光性膜10として、MoSi膜(遮光層)1
2、MoSiON膜(反射防止層)13、を形成した(図2)。
詳しくは、Mo:Si=21:79(原子%比)のターゲットを用い、Arをスパッタ
リングガス圧0.1Paとし、DC電源の電力を2.0kWで、モリブデン及びシリコン
からなる膜(MoSi膜:膜中のMoとSiの原子%比は約21:79)を25nmの膜
厚で形成し、次いで、Mo:Si=4:96(原子%比)のターゲットを用い、ArとO
とNとHeをスパッタリングガス圧0.2Pa(ガス流量比 Ar:O:N:H
e=5:4:49:42)とし、DC電源の電力を3.0kWで、モリブデン、シリコン
、酸素、窒素からなる膜(MoSiON膜:膜中のMoとSiの原子%比は約4:96)
を10nmの膜厚で形成した。遮光膜10の合計膜厚は55nmとした。
次に、上記基板を250℃で5分間加熱処理(アニール処理)した。
次に、遮光膜10上に、エッチングマスク膜20を形成した(図2)。具体的には、ク
ロムターゲットを使用し、COとNをスパッタリングガス圧0.2Pa(ガス流量比
CO:N=7:2)とし、DC電源の電力を1.8kWで、CrOCNを18nm
の膜厚で形成した。このときCrOCN膜の膜応力は極力低く(好ましくは膜応力が実質
ゼロ)となるよう調整した。
遮光性膜10の光学濃度(OD)はArFエキシマレーザー露光の波長193nmにお
いて3であった。
上記により、ArFエキシマレーザー露光用の遮光性膜を形成したフォトマスクブラン
クを得た。
(フォトマスクの作製)
フォトマスクブランクのエッチングマスク膜20の上に、電子線描画(露光)用化学増
幅型ポジレジスト50(PRL009:富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製
)をスピンコート法により膜厚が150nmとなるように塗布した(図2、図6(1))

次に、レジスト膜50に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン50aを形成した(図6(2))。
次に、レジストパターン50aをマスクとして、エッチングマスク膜20のドライエッ
チングを行った(図6(3))。ドライエッチングガスとして、ClとOの混合ガス
(Cl:O=4:1)を用いた。
次いで、残留したレジストパターン50aを薬液により剥離除去した。
次いで、エッチングマスク膜パターン20aをマスクにして、MoSi膜(遮光層)1
2およびMoSiON膜(反射防止層)13を、SFとHeの混合ガスを用い、ドライ
エッチングを行い、膜パターン12a,13aを形成した(図6(4))。
次に、膜パターン12a,13a等をマスクとして、CrN膜(低反射層)30のドラ
イエッチングを行い、膜パターン30aを形成した。このとき、同時にCrOCNからな
るエッチングマスク膜パターン20aもエッチング除去される(図6(5))。ドライエ
ッチングガスとして、ClとOの混合ガス(Cl:O=4:1)を用いた。
次いで、再度、電子線描画(露光)用化学増幅型ポジレジスト51(FEP171:富
士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)をスピンコート法により膜厚が300n
mとなるように塗布した(図6(6))。
次に、レジスト膜51に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン51aを形成した(図6(7))。ここで
、レジストパターン51aは、基板の外周領域に遮光帯を形成する目的や、大面積の遮光
部パッチ、透過率制御を行うためのゼブラパターンを形成する目的で形成される。
次に、レジストパターン51aをマスクとして、膜パターン12a,13aをドライエ
ッチングによって剥離した(図6(8))。このときドライエッチングガスとして、比較
的モリブデンシリサイドを主成分とする膜パターン12a,13aと透光性基板1との間
で選択比が得られるSFとHeの混合ガスを用いた。
次に、レジストパターン51aと膜パターン30aをマスクにして、透光性基板1を、
CHFとHeの混合ガスを用い、ドライエッチングを行い、基板堀込タイプの位相シフ
トパターンを形成した(図6(9))。このとき、180°の位相差が得られる深さ(約
170nm)に基板を堀込んだ。
次に、レジストパターン51aをマスクとして、膜パターン30aをドライエッチング
によって剥離した(図6(10))。ドライエッチングガスとして、ClとOの混合
ガス(Cl:O=4:1)を用いた。
次いで、薄く残ったレジストパターン51aの剥離し(図6(11))、所定の洗浄を
施してフォトマスク100を得た。
このフォトマスクの作製例では、エッチングマスク膜パターン20aを全て除去してい
るが、エッチングマスク膜パターン20aを遮光膜10の反射防止層13とともにあるい
はエッチングマスク膜パターン20a単独で露光光に対する反射防止の役割を持たせるた
めにその該当部分をフォトマスクに残存させたい場合においては、エッチングマスク膜パ
ターン20aを形成後(図6(3)のプロセスと(4)のプロセスの間)、レジストパタ
ーン50aを剥離せずに残した状態で膜パターン30aを形成するよい。ただし、この場
合、レジストパターン51aを形成後、塩素と酸素の混合ガスによるドライエッチングで
レジストパターン51aに保護されている部分以外のエッチングマスク膜パターン20a
を除去するプロセスを追加(図6(7)のプロセスと(8)のプロセスの間)する必要が
ある。
(参考例2)
(フォトマスクブランクの作製)
透光性基板1としてサイズ6インチ角、厚さ0.25インチの合成石英基板を用い、透
光性基板1上に、遮光膜10の低反射層であり、エッチングマスクとしても機能するCr
N膜30を形成した(図11)。具体的には、クロムターゲットを使用し、ArとN
スパッタリングガス(ガス流量比 Ar:N=4:1)とし、DC電源の電力を1.3
kWで、CrNを20nmの膜厚で形成した。
次に、CrN膜(低反射層)30上に、遮光性膜10として、MoSi膜(遮光層)1
2、MoSiON膜(反射防止層)13、をそれぞれ形成した(図11)。
詳しくは、Mo:Si=21:79(原子%比)のターゲットを用い、Arをスパッタ
リングガス圧0.1Paとし、DC電源の電力を2.0kWで、モリブデン及びシリコン
からなる膜(MoSi膜:膜中のMoとSiの原子%比は約21:79)を25nmの膜
厚で形成し、次いで、同じターゲットを用い、ArとOとNとHeをスパッタリング
ガス圧0.2Pa(ガス流量比 Ar:O:N:He=5:4:49:42)とし、
DC電源の電力を3.0kWで、モリブデン、シリコン、酸素、窒素からなる膜(MoS
iON膜:膜中のMoとSiの原子%比は約21:79)を10nmの膜厚で形成した。
遮光膜10の合計膜厚は55nmとした。
次に、上記基板を250℃で5分間加熱処理(アニール処理)した。
次に、遮光膜10上に、エッチングマスク膜20を形成した(図11)。具体的には、
クロムターゲットを使用し、Nをスパッタリングガス圧0.2Paとし、DC電源の電
力を1.8kWで、CrNを18nmの膜厚で形成した。
遮光性膜10の積層膜の光学濃度(OD)はArFエキシマレーザー露光光の波長1
93nmにおいて3であった。
上記により、ArFエキシマレーザー露光用の遮光性膜を形成したフォトマスクブラン
クを得た。
尚、図11に示す参考例2は、図2に示す実施例2において、MoSiON膜(反射防
止膜)13中のMoとSiの原子%比を約4:96から21:79に変え、また、エッチ
ングマスク膜20をCrOCNからCrNに変えたこと、を除き実施例2と同様である。
(フォトマスクの作製)
実施例2の説明で用いた図6を代用して説明する。
フォトマスクブランクのエッチングマスク膜20の上に、電子線描画(露光)用化学増
幅型ポジレジスト50(PRL009:富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製
)をスピンコート法により膜厚が150nmとなるように塗布した(図11、図6(1)
)。
次に、レジスト膜50に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン50aを形成した(図6(2))。
次に、レジストパターン50aをマスクとして、エッチングマスク膜20のドライエッ
チングを行った(図6(3))。ドライエッチングガスとして、ClとOの混合ガス
(Cl:O=4:1)を用いた。
次いで、残留したレジストパターン50aを薬液により剥離除去した。
次いで、エッチングマスク膜パターン20aをマスクにして、MoSi膜(遮光層)1
2およびMoSiON膜(反射防止層)13を、SFとHeの混合ガスを用い、ドライ
エッチングを行い、膜パターン12a,13aを形成した(図6(4))。
次に、膜パターン12a,13a等をマスクとして、CrN膜(低反射層)30のドラ
イエッチングを行い、膜パターン30aを形成した。このとき、同時にCrNからなるエ
ッチングマスク膜パターン20aもエッチング除去される(図6(5))。ドライエッチ
ングガスとして、ClとOの混合ガス(Cl:O=4:1)を用いた。
次いで、再度、電子線描画(露光)用化学増幅型ポジレジスト51(FEP171:富
士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)をスピンコート法により膜厚が300n
mとなるように塗布した(図6(6))。
次に、レジスト膜51に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン51aを形成した(図6(7))。ここで
、レジストパターン51aは、基板の外周領域に遮光帯を形成する目的や、大面積の遮光
部パッチ、透過率制御を行うためのゼブラパターンを形成する目的で形成される。
次に、レジストパターン51aをマスクとして、膜パターン12a,13aをドライエ
ッチングによって剥離した(図6(8))。このときドライエッチングガスとして、比較
的モリブデンシリサイドを主成分とする膜パターン12a,13aと透光性基板1との間
で選択比が得られるSFとHeの混合ガスを用いた。
次に、レジストパターン51aをマスクにして、透光性基板1を、CHFとHeの混
合ガスを用い、ドライエッチングを行い、基板堀込タイプの位相シフトパターンを形成し
た(図6(9))。このとき、180°の位相差が得られる深さ(約170nm)に基板
を堀込んだ。
次に、レジストパターン51aをマスクとして、膜パターン30aをドライエッチング
によって剥離した(図6(10))。ドライエッチングガスとして、ClとOの混合
ガス(Cl:O=4:1)を用いた。
次いで、薄く残ったレジストパターン51aの剥離し(図6(11))、所定の洗浄を
施してフォトマスク100を得た。
(実施例3)
(フォトマスクブランクの作製)
透光性基板1としてサイズ6インチ角、厚さ0.25インチの合成石英基板を用い、透
光性基板1上に、MoSiN系のハーフトーン位相シフト膜40を形成した。具体的には
、Mo:Si=10:90(原子%比)のターゲットを用い、アルゴン(Ar)と窒素(
)をスパッタリングガス圧0.2Pa(ガス流量比 Ar:N=10:90)とし
、DC電源の電力を3.0kWで、膜厚69[nm]のMoSiN系の半透光性の位相シ
フト膜40を成膜した(図3)。このとき、ハーフトーン位相シフト膜40の厚さは、露
光波長193nmに対して180°の位相差が得られる厚さとした。ハーフトーン位相シ
フト膜40の透過率は、露光波長193nmに対して6%であった。
次に、ハーフトーン位相シフト膜40上にCrN膜(低反射層)30を形成した(図3
)。具体的には、クロムターゲットを使用し、ArとNをスパッタリングガス(ガス流
量比 Ar:N=4:1)とし、DC電源の電力を1.3kWで、CrNを15nmの
膜厚で形成した。
次に、CrN膜30上に、遮光性膜10として、MoSi膜(遮光層)12、MoSi
ON膜(反射防止層)13、をそれぞれ形成した(図3)。
詳しくは、Mo:Si=21:79(原子%比)のターゲットを用い、Arをスパッタ
リングガス圧0.1Paとし、DC電源の電力を2.0kWで、モリブデン及びシリコン
からなる膜(MoSi膜:膜中のMoとSiの原子%比は約21:79)を11nmの膜
厚で形成し、次いで、Mo:Si=4:96(原子%比)のターゲットを用い、ArとO
とN:Heをスパッタリングガス圧0.2Pa(ガス流量比 Ar:O:N:H
e=5:4:49:42)とし、DC電源の電力を3.0kWで、モリブデン、シリコン
、酸素、窒素からなる膜(MoSiON膜:膜中のMoとSiの原子%比は約4:96)
を10nmの膜厚で形成した。遮光膜10の合計膜厚は36nmとした。
次に、上記基板を250℃で5分間加熱処理(アニール処理)した。
次に、遮光膜10上に、エッチングマスク膜20を形成した(図3)。具体的には、ク
ロムターゲットを使用し、COとNをスパッタリングガス(ガス流量比 CO:N
=7:2)とし、DC電源の電力を1.8kWで、CrOCNを15nmの膜厚で形成
した。このときCrOCN膜の膜応力は極力低く(好ましくは膜応力が実質ゼロ)となる
よう調整した。
ハーフトーン位相シフト膜40、遮光性膜10の積層膜の光学濃度(OD)は、Ar
Fエキシマレーザー露光光の波長193nmにおいて3であった。
上記により、ArFエキシマレーザー露光用の遮光性膜を形成したフォトマスクブラン
クを得た。
(フォトマスクの作製)
フォトマスクブランクのエッチングマスク膜20の上に、電子線描画(露光)用化学増
幅型ポジレジスト50(PRL009:富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製
)をスピンコート法により膜厚が150nmとなるように塗布した(図3、図7(1))

次に、レジスト膜50に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン50aを形成した(図7(2))。
次に、レジストパターン50aをマスクとして、エッチングマスク膜20のドライエッ
チングを行った(図7(3))。ドライエッチングガスとして、ClとOの混合ガス
(Cl:O=4:1)を用いた。
次いで、残留したレジストパターン50aを薬液により剥離除去した。
次いで、エッチングマスク膜パターン20aをマスクにして、MoSi膜(遮光層)1
2およびMoSiON膜(反射防止層)13を、SFとHeの混合ガスを用い、ドライ
エッチングを行い、膜パターン12a,13aを形成した(図7(4))。
次に、膜パターン12a,13a等をマスクとして、CrN膜(低反射層)30のドラ
イエッチングを行い、膜パターン30aを形成した。このとき、同時にCrOCNからな
るエッチングマスク膜パターン20aもエッチング除去される(図7(5))。ドライエ
ッチングガスとして、ClとOの混合ガス(Cl:O=4:1)を用いた。
次いで、再度、電子線描画(露光)用化学増幅型ポジレジスト51(FEP171:富
士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)をスピンコート法により膜厚が300n
mとなるように塗布した(図7(6))。
次に、レジスト膜51に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン51aを形成した(図7(7))。ここで
、レジストパターン51aは、基板の外周領域に遮光帯を形成する目的で形成される。
次に、膜パターン30aをマスクにして、ハーフトーン位相シフト膜40を、SF
とHeの混合ガスを用いたドライエッチングを行い、ハーフトーン位相シフト膜パターン
40aを形成した。このとき、同時にMoSiおよびMoSiONからなる膜パターン1
2a,13aがエッチング除去される(図7(8))。
次に、レジストパターン51aをマスクとして、膜パターン30aをドライエッチング
によって剥離した(図7(9))。ドライエッチングガスとして、ClとOの混合ガ
ス(Cl:O=4:1)を用いた。
次いで、薄く残ったレジストパターン51aの剥離し(図7(10))、所定の洗浄を
施してフォトマスク100を得た。
このフォトマスクの作製例では、エッチングマスク膜パターン20aを全て除去してい
るが、エッチングマスク膜パターン20aを遮光膜10の反射防止層13とともにあるい
はエッチングマスク膜パターン20a単独で露光光に対する反射防止の役割を持たせるた
めにその該当部分をフォトマスクに残存させたい場合においては、エッチングマスク膜パ
ターン20aを形成後(図7(3)のプロセスと(4)のプロセスの間)、レジストパタ
ーン50aを剥離せずに残した状態で膜パターン30aを形成するよい。ただし、この場
合、レジストパターン51aを形成後、塩素と酸素の混合ガスによるドライエッチングで
レジストパターン51aに保護されている部分以外のエッチングマスク膜パターン20a
を除去するプロセスを追加(図6(7)のプロセスと(8)のプロセスの間)する必要が
ある。
(実施例4)
(フォトマスクブランクの作製)
透光性基板1としてサイズ6インチ角、厚さ0.25インチの合成石英基板を用い、透
光性基板1上に、TaHfからなる透過率調整層41とSiONからなる位相調整層42
の積層膜からなる高透過率タイプのハーフトーン位相シフト膜40を形成した。具体的に
は、Ta:Hf=80:20(原子%比)のターゲットを用い、Arをスパッタリングガ
スとして、TaHf膜(透過率調整層:膜中のTaとHfの原子%比は約80:20)4
1を12nmの膜厚で形成し、次いで、Siターゲットを用い、アルゴン(Ar)と一酸
化窒素(NO)をスパッタガス(ガス流量比 Ar:N=20:80)とし、DC電源
の電力を2.0kWで、膜厚112nmのSiON膜(位相調整層)42を成膜した(図
4)。このとき、ハーフトーン位相シフト膜40は、露光波長193nmに対して180
°の位相差が得られるように、各層の厚さを調整した。ハーフトーン位相シフト膜40の
透過率は、ArFエキシマレーザー露光光の波長193nmに対して20%で高透過率で
あった。
次に、SiON膜42上にCrN膜(低反射層)30を形成した(図4)。具体的には
、クロムターゲットを使用し、ArとNをスパッタリングガス圧0.1Pa(ガス流量
比 Ar:N=4:1)とし、DC電源の電力を1.3kWで、CrNを20nmの膜
厚で形成した。
次に、CrN膜(低反射層)30上に、遮光性膜10として、MoSi膜(遮光層)1
2、MoSiON膜(反射防止層)13、をそれぞれ形成した(図4)。
詳しくは、Mo:Si=21:79(原子%比)のターゲットを用い、Arをスパッタ
リングガス圧0.1Paとし、DC電源の電力を2.0kWで、モリブデン及びシリコン
からなる膜(MoSi膜:膜中のMoとSiの原子%比は約21:79)を14nmの膜
厚で形成し、次いで、Mo:Si=4:96(原子%比)のターゲットを用い、ArとO
とN:Heをスパッタリングガス圧0.2Pa(ガス流量比 Ar:O:N:H
e=5:4:49:42)とし、DC電源の電力を3.0kWで、モリブデン、シリコン
、酸素、窒素からなる膜(MoSiON膜:膜中のMoとSiの原子%比は約4:96)
を10nmの膜厚で形成した。遮光性10の合計膜厚は44nmとした。
次に、上記基板を250℃で5分間加熱処理(アニール処理)した。
次に、遮光膜10上に、エッチングマスク膜20を形成した(図4)。具体的には、ク
ロムターゲットを使用し、COとNをスパッタリングガス圧0.2Pa(ガス流量比
CO:N=7:2)とし、DC電源の電力を1.8kWで、CrOCNを18nm
の膜厚で形成した。このときCrOCN膜の膜応力は極力低く(好ましくは膜応力が実質
ゼロ)となるよう調整した。
ハーフトーン位相シフト膜40、遮光性膜10の積層膜の光学濃度(OD)はArF
エキシマレーザー露光光の波長193nmにおいて3.0であった。
上記により、ArFエキシマレーザー露光用の遮光性膜を形成したフォトマスクブラン
クを得た。
(フォトマスクの作製)
フォトマスクブランクのエッチングマスク膜20の上に、電子線描画(露光)用化学増
幅型ポジレジスト50(PRL009:富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製
)をスピンコート法により膜厚が150nmとなるように塗布した(図4、図8(1))

次に、レジスト膜50に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン50aを形成した(図8(2))。
次に、レジストパターン50aをマスクとして、エッチングマスク膜20のドライエッ
チングを行った(図8(3))。ドライエッチングガスとして、ClとOの混合ガス
(Cl:O=4:1)を用いた。
次いで、残留したレジストパターン50aを薬液により剥離除去した。
次いで、エッチングマスク膜パターン20aをマスクにして、MoSi膜(遮光層)1
2およびMoSiON膜(反射防止層)13を、SFとHeの混合ガスを用い、ドライ
エッチングを行い、膜パターン12a,13aを形成した(図8(4))。
次に、膜パターン12a,13a等をマスクとして、CrN膜(低反射膜)30のドラ
イエッチングを行い、膜パターン30aを形成した。このとき、同時にCrOCNからな
るエッチングマスク膜パターン20aもエッチング除去される(図8(5))。ドライエ
ッチングガスとして、ClとOの混合ガス(Cl:O=4:1)を用いた。
次いで、再度、電子線描画(露光)用化学増幅型ポジレジスト51(FEP171:富
士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)をスピンコート法により膜厚が300n
mとなるように塗布した(図8(6))。
次に、レジスト膜51に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン51aを形成した(図8(7))。ここで
、レジストパターン51aは、基板の外周領域に遮光帯を形成する目的で形成される。
次に、レジストパターン51aをマスクとして、膜パターン12a,13aをドライエ
ッチングによって剥離した(図8(8))。ドライエッチングガスとして、SFとHe
の混合ガスを用いた。
次に、膜パターン30aをマスクにして、SiON膜(位相調整層)42をフッ素系ガ
ス(CHFとHeの混合ガス)でドライエッチングし、膜パターン42aを形成した(
図8(9))。
次に、膜パターン30a、42aをマスクにして、TaHf膜(透過率調整層)41を
酸素を実質的に含まない塩素系ガス(Clガス)でドライエッチングし、膜パターン4
1aを形成した(図8(10))。
次に、レジストパターン51aをマスクとして、膜パターン30aをドライエッチング
によって剥離した(図8(11))。ドライエッチングガスとして、ClとOの混合
ガス(Cl:O=4:1)を用いた。
次いで、薄く残ったレジストパターン51aの剥離し(図8(12))、所定の洗浄を
施してフォトマスク100を得た。
このフォトマスクの作製例では、エッチングマスク膜パターン20aを全て除去してい
るが、エッチングマスク膜パターン20aを遮光膜10の反射防止層13とともにあるい
はエッチングマスク膜パターン20a単独で露光光に対する反射防止の役割を持たせるた
めにその該当部分をフォトマスクに残存させたい場合においては、エッチングマスク膜パ
ターン20aを形成後(図8(3)のプロセスと(4)のプロセスの間)、レジストパタ
ーン50aを剥離せずに残した状態で膜パターン30aを形成するよい。ただし、この場
合、レジストパターン51aを形成後、塩素と酸素の混合ガスによるドライエッチングで
レジストパターン51aに保護されている部分以外のエッチングマスク膜パターン20a
を除去するプロセスを追加(図8(7)のプロセスと(8)のプロセスの間)する必要が
ある。
また、このフォトマスクの作製例では、SFとHeの混合ガスでMoSiおよびMo
SiONからなる膜パターン12a,13aをドライエッチングを行い(図8(8))、
さらに、SiON膜(位相調整層)42をCHFとHeの混合ガスでドライエッチング
を行い、膜パターン42aを形成したが(図8(9))、CHFとHeの混合ガスでS
iON膜(位相調整層)42とMoSiおよびMoSiONからなる膜パターン12a,
13aを同時にドライエッチングするようにしてもよい。
(実施例5)
(フォトマスクブランクの作製)
実施例3の説明で用いた図3を代用して説明する。
透光性基板1としてサイズ6インチ角、厚さ0.25インチの合成石英基板を用い、透
光性基板1上に、MoSiN系のハーフトーン位相シフト膜40を形成した。具体的には
、Mo:Si=10:90(原子%比)のターゲットを用い、アルゴン(Ar)と窒素(
)とヘリウム(He)をスパッタリングガス圧0.2Pa(ガス流量比 Ar:N
:He=5:50:45)とし、DC電源の電力を3.0kWで、膜厚40[nm]のM
oSiN系の半透光性の位相シフト膜40を成膜した(図3)。透過率が20%になるよ
うに調整した。
次に、CrN膜(低反射膜)30を形成した(図3)。具体的には、クロムターゲット
を使用し、ArとNをスパッタリングガス圧0.1Pa(ガス流量比 Ar:N=4
:1)とし、DC電源の電力を1.3kWで、CrNを20nmの膜厚で形成した。
次に、CrN膜(低反射膜)30上に、遮光性膜10として、MoSi膜(遮光層)1
2、MoSiON膜(反射防止層)13、をそれぞれ形成した(図3)。
詳しくは、Mo:Si=21:79(原子%比)のターゲットを用い、Arをスパッタ
リングガス圧0.1Paとし、DC電源の電力を2.0kWで、モリブデン及びシリコン
からなる膜(MoSi膜:膜中のMoとSiの原子%比は約21:79)を14nmの膜
厚で形成し、次いで、Mo:Si=4:96(原子%比)のターゲットを用い、ArとO
とN:Heをスパッタリングガス圧0.2Pa(ガス流量比 Ar:O:N:H
e=5:4:49:42)とし、DC電源の電力を2.0kWで、モリブデン、シリコン
、酸素、窒素からなる膜(MoSiON膜:膜中のMoとSiの原子%比は約4:96)
を10nmの膜厚で形成した。遮光膜10の合計膜厚は44nmとした。
次に、上記基板を250℃で5分間加熱処理(アニール処理)した。
次に、遮光膜10上に、エッチングマスク膜20を形成した(図3)。具体的には、ク
ロムターゲットを使用し、COとNをスパッタリングガス圧0.2Pa(ガス流量比
CO:N=7:2)とし、DC電源の電力を1.8kWで、CrOCNを15nmの
膜厚で形成した。このときCrOCN膜の膜応力は極力低く(好ましくは膜応力が実質ゼ
ロ)となるよう調整した。
ハーフトーン位相シフト膜40、遮光性膜10、エッチングマスク膜20の積層膜の
光学濃度(OD)はArFエキシマレーザー露光光の波長193nmにおいて3であった

上記により、ArFエキシマレーザー露光用の遮光性膜を形成したフォトマスクブラン
クを得た。
(フォトマスクの作製)
フォトマスクブランクのエッチングマスク膜20の上に、電子線描画(露光)用化学増
幅型ポジレジスト50(PRL009:富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製
)をスピンコート法により膜厚が150nmとなるように塗布した(図3、図9(1))

次に、レジスト膜50に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン50aを形成した(図9(2))。
次に、レジストパターン50aをマスクとして、エッチングマスク膜20のドライエッ
チングを行った(図9(3))。ドライエッチングガスとして、ClとOの混合ガス
(Cl:O=4:1)を用いた。
次いで、残留したレジストパターン50aを薬液により剥離除去した。
次いで、エッチングマスク膜パターン20aをマスクにして、MoSi膜(遮光層)1
2およびMoSiON膜(反射防止層)13を、SFとHeの混合ガスを用い、ドライ
エッチングを行い、膜パターン12a,13aを形成した(図9(4))。
次に、膜パターン12a,13a等をマスクとして、CrN膜(低反射層)30のドラ
イエッチングを行い、膜パターン30aを形成した。このとき、同時にCrOCNからな
るエッチングマスク膜パターン20aもエッチング除去される(図9(5))。ドライエ
ッチングガスとして、ClとOの混合ガス(Cl:O=4:1)を用いた。
次いで、再度、電子線描画(露光)用化学増幅型ポジレジスト51(FEP171:富
士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)をスピンコート法により膜厚が300n
mとなるように塗布した(図9(6))。
次に、レジスト膜51に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン51aを形成した(図9(7))。ここで
、レジストパターン51aは、大面積の遮光部パッチ、透過率調整パターン、基板の外周
領域に遮光帯を形成する目的で形成される。
次に、をマスクとして、膜パターン12a,13aをドライエッチングによって剥離し
た(図9(9))。ドライエッチングガスとして、SFとHeの混合ガスを用いた。
次に、膜パターン30aをマスクにして、ハーフトーン位相シフト膜40、並びに、透
光性基板1を、CHFとHeの混合ガスを用い、順次、ドライエッチングを行い、ハー
フトーン位相シフト膜パターン40a、並びに、基板堀込タイプの位相シフトパターンを
形成した(図9(8))。このとき、ハーフトーン位相シフト膜パターン40aと基板堀
込とを合わせて180°の位相差が得られる深さ(透光性基板1の掘り込み深さが約70
nm)に基板を堀込んだ。また、このとき、同時にMoSiおよびMoSiONからなる
膜パターン12a,13aがエッチング除去される。
次に、レジストパターン51aをマスクとして、膜パターン30aをドライエッチング
によって剥離した(図9(9))。ドライエッチングガスとして、ClとOの混合ガ
ス(Cl:O=4:1)を用いた。
次いで、薄く残ったレジストパターン51aの剥離し(図9(12))、所定の洗浄を
施してフォトマスク100を得た。
このフォトマスクの作製例では、エッチングマスク膜パターン20aを全て除去してい
るが、エッチングマスク膜パターン20aを遮光膜10の反射防止層13とともにあるい
はエッチングマスク膜パターン20a単独で露光光に対する反射防止の役割を持たせるた
めにその該当部分をフォトマスクに残存させたい場合においては、エッチングマスク膜パ
ターン20aを形成後(図9(3)のプロセスと(4)のプロセスの間)、レジストパタ
ーン50aを剥離せずに残した状態で膜パターン30aを形成するよい。ただし、この場
合、レジストパターン51aを形成後、塩素と酸素の混合ガスによるドライエッチングで
レジストパターン51aに保護されている部分以外のエッチングマスク膜パターン20a
を除去するプロセスを追加(図9(7)のプロセスと(8)のプロセスの間)する必要が
ある。
また、このフォトマスクの作製例では、CHFとHeの混合ガスで、ハーフトーン位
相シフト膜パターン40a、基板堀込タイプの位相シフトパターンを形成、並びにMoS
iおよびMoSiONからなる膜パターン12a,13aの除去を順次行ったが、ハーフ
トーン位相シフト膜パターン40aの形成や膜パターン12a,13aの除去をSF
Heの混合ガスによるドライエッチングで同時にあるいは順番に行ってもよい。
(評価)
上記で得られたフォトマスクを評価した。その結果を以下に示す。
(薄膜化) 主に、位相シフト効果を使用しないバイナリ型フォトマスクの作製に使用さ
れるタイプのフォトマスクブランクである実施例1、参考例1および比較例1のフォトマ
スクブランクについて最初に比較する。
比較例1のフォトマスクブランクでは、遮光膜10の膜厚がOD3以上を達成するため
に60nm以上必要であった。また、遮光層12の厚さは44nm以上必要であった。
これに対し、実施例1や参考例1のフォトマスクブランクでは、遮光膜10の膜厚を5
5nm以下にできる(具体的には52nmにできている)。また、遮光層12の厚さにつ
いても40nm未満にできる(具体的には35nmにできている)。
次に、主に、基板掘り込み型の位相シフトマスクの作製に使用されるタイプのフォトマ
スクブランクである実施例2、参考例2のフォトマスクブランクと比較例1のフォトマス
クブランクと比較する。
(加熱処理耐性改善)
遮光膜10を成膜後に加熱処理を行うが、この加熱処理に対する遮光膜10の耐性につ
いて比較を行った。具体的には、反射防止膜13のモリブデン含有比率が異なる以外は、
同条件の遮光膜10である、実施例1と参考例1のフォトマスクブランクの比較、実施例
2と参考例2のフォトマスクブランクの比較を行った。
図15に、実施例1のフォトマスクに対して加熱処理を行った後における遮光膜の表面
反射率分布を示す(実施例2の遮光膜は、実施例1の遮光膜と同じ構成であるのでこれに
代える。)。また、図16に、参考例1のフォトマスクに対して加熱処理を行った後にお
ける遮光膜の表面反射率分布を示す(参考例2の遮光膜は、実施例1の遮光膜と同じ構成
であるのでこれに代える。)。
参考例1、2のフォトマスクブランクの遮光膜10は、いずれも加熱処理によって表面
にMoOが析出し、白濁してしまっていた。
さらに、図15に示すとおり、これに起因する表面反射率分布の悪化を引き起こしてい
る。(表面反射率の最も高い部分と最も低い部分との差が2.2%)
これに対し、実施例1、2のフォトマスクブランクの遮光膜10では、いずれも加熱処
理による白濁はなく、表面反射率分布の悪化も起きていない(表面反射率の最も高い部分
と最も低い部分との差が0.86%と許容範囲内)。
(マスク洗浄耐性)
フォトマスクブランクから作製したフォトマスクに対して薬品洗浄や温水洗浄を行った
場合における遮光膜10の洗浄耐性について比較を行った。具体的には、反射防止膜13
のモリブデン含有比率が異なる以外は、同条件の遮光膜10である、実施例1と参考例1
のフォトマスクブランクの比較、実施例2と参考例2のフォトマスクブランクの比較を行
った。なお、薬品洗浄に対する比較では、アンモニア過水(薬液混合比<体積比> NH
OH:H:HO=1:1:5)を用いて洗浄し、温水洗浄に対する比較では、9
0℃の温水を用いて洗浄を行った。
参考例1、2では、薬品洗浄、温水洗浄のいずれの場合でも、モリブデン含有比率が多
いことに起因して、マスク洗浄によって、表面反射防止層が溶解し、光学特性変化、CD
変化、断面形状変化の許容範囲を超える悪化が見られた。
これに対し、実施例1、2では、モリブデン含有比率を最小限としたことから、薬品洗
浄、温水洗浄のいずれの場合でも、マスク洗浄による表面反射防止層の溶解は、最小限に
抑えられ、光学特性変化、CD変化、断面形状変化のいずれも許容範囲内であった。
(位置精度改善)
遮光膜10の上面に形成されるエッチングマスク膜20の膜組成によるフォトマスク作
製後の位置精度の違いについて、比較を行った。具体的には、エッチングマスク膜20の
膜組成が異なる以外は、概ね同条件である実施例1と参考例1のフォトマスクブランクの
比較、実施例2と参考例2のフォトマスクブランクの比較を行った。
参考例1、2のフォトマスクブランクでは、CrNからなるエッチングマスク膜20の
膜応力(引張)が比較的大きいため、フォトマスク作製後、エッチングマスク膜20を剥
離することによって基板平坦度の変化がおよそ0.1μm発生し、hp45nm以降のダ
ブルパターンで要求される位置精度の達成が困難であることがわかった。
これに対し、実施例1、2では、CrOCNからなるエッチングマスク膜の膜応力はCr
Nに比べて大幅に小さくすることができるため、フォトマスク作製後、CrOCN層20
を剥離することによる基板平坦度変化は0.05μm程度に抑制できており、hp45n
m以降のダブルパターンで要求される位置精度を達成できている。
(膜応力調整)
反射防止層13、遮光層12および低反射層11からなる遮光膜10の各層間での膜応
力調整の容易性について、比較を行った。具体的には、実施例1と参考例1のフォトマス
クブランクの比較、実施例2と参考例2のフォトマスクブランクで比較を行った。
MoSiONからなる反射防止層13や低反射層11は、圧縮側の応力を有している。
比較例1のフォトマスクブランクは、遮光層12がMoSiNからなり、膜応力が圧縮側
であることから、圧縮側の反射防止層13や低反射層11とは、圧縮応力同士となり、遮
光膜内の応力の調整が困難である。
これに対し、実施例1のフォトマスクブランクでは、遮光層12がMoSiからなり、
の膜応力が引張側であるため、圧縮側の応力を有する反射防止層13や低反射層11との
間で応力の相殺が比較的容易であり、遮光膜10全体での膜応力の大幅な低減が図れた。
また、MoSiからなる遮光層12は、スパッタ成膜時のArガス圧とHeガス圧の調
整や、成膜後の加熱処理の調整によって引張応力と圧縮応力を自由に制御可能である。
以上のことから、本発明によれば、hp45nm世代、更にはhp32−22nm世代
に適した高品質のフォトマスクが得られた。
また、マスク上に形成される転写パターンの解像性に関しては、50nmの転写パター
ンの解像が可能となった。
以上、本発明を実施例を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記実施例に記載
の範囲には限定されない。上記実施例に、多様な変更又は改良を加えることが可能である
ことは、当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範
囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
本発明の実施例1に係るフォトマスクブランクの一例を示す模式的断面である。 本発明の実施例2に係るフォトマスクブランクの他の例を示す模式的断面である。 本発明の実施例3に係るフォトマスクブランクの一例を示す模式的断面である。 本発明の実施例4に係るフォトマスクブランクの他の例を示す模式的断面である。 本発明の実施例1に係るフォトマスクの製造工程を説明するための模式的断面である。 本発明の実施例2に係るフォトマスクの製造工程を説明するための模式的断面である。 本発明の実施例3に係るフォトマスクの製造工程を説明するための模式的断面である。 本発明の実施例4に係るフォトマスクの製造工程を説明するための模式的断面である。 本発明の実施例5に係るフォトマスクの製造工程を説明するための模式的断面である。 本発明の参考例1に係るフォトマスクブランクの一例を示す模式的断面である。 本発明の参考例2に係るフォトマスクブランクの他の例を示す模式的断面である。 本発明の比較例1に係るフォトマスクブランクの他の例を示す模式的断面である。 シャドーイングの問題を説明するための模式的断面である。 モリブデンシリサイド金属からなる薄膜におけるモリブデン含有比率と単位膜厚当たりの光学濃度との関係を示す図である。 実施例1のフォトマスクへの加熱処理後における遮光膜の表面反射率分布に関する図である。 参考例1のフォトマスクへの加熱処理後における遮光膜の表面反射率分布に関する図である。
1 透光性基板
10 遮光膜
11 低反射層
12 遮光層
13 反射防止層
20 エッチングマスク膜
30 低反射層
40 位相シフト膜
50 レジスト膜
100 フォトマスク

Claims (13)

  1. 透光性基板上に遮光膜とエッチングマスク膜が積層したフォトマスクブランクの製造方法であって、
    前記遮光膜は、遮光層と反射防止層とからなり、
    前記透光性基板上に、モリブデンシリサイドを含有する材料からなる前記遮光層を形成する工程と、
    前記遮光層の表面に接して、酸素、窒素のうち少なくとも一方を含むモリブデンシリサイド化合物からなる前記反射防止層を形成する工程と、
    前記反射防止層を形成した後であって、前記エッチングマスク膜を形成する前に、前記遮光膜に対して加熱処理を行う工程と、
    前記反射防止層に接して、クロムを含有する材料からなる前記エッチングマスク膜を形成する工程と、
    前記エッチングマスク膜を形成した後、前記遮光膜に対して行った加熱処理の温度よりも低い温度で加熱処理を行う工程と、
    を有することを特徴とするフォトマスクブランクの製造方法。
  2. 前記反射防止層の全体におけるモリブデンの含有量が0原子%超、10原子%未満であることを特徴とする請求項1記載のフォトマスクブランクの製造方法。
  3. 前記遮光層は、前記反射防止層に比べて層内のモリブデンの含有量が相対的に高いことを特徴とする請求項1または2に記載のフォトマスクブランクの製造方法。
  4. 前記反射防止層は、厚さが15nm以下であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のフォトマスクブランクの製造方法。
  5. 前記エッチングマスク膜は、膜厚が5nm以上30nm以下であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のフォトマスクブランクの製造方法。
  6. 前記遮光層は、モリブデンの含有量が20原子%超、40原子%以下であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のフォトマスクブランクの製造方法。
  7. 前記遮光層は、厚さが40nm未満であることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のフォトマスクブランクの製造方法。
  8. 前記エッチングマスク膜に対する加熱処理後、前記エッチングマスク膜上に厚さが200nm以下であるレジスト膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のフォトマスクブランクの製造方法。
  9. 前記遮光層を形成する工程の前に、前記透光性基板上に、透過する露光光に対して所定量の位相変化を与える位相シフト膜を形成する工程と、
    前記位相シフト膜をドライエッチングするときに使用するエッチングガスに対してエッチング選択性を有する材料からなる層を、前記位相シフト膜の表面に接して形成する工程と、
    を有することを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のフォトマスクブランクの製造方法。
  10. 前記位相シフト膜は、モリブデンシリサイド、モリブデンシリサイドの窒化物、モリブデンシリサイドの酸化物、モリブデンシリサイドの窒化酸化物のいずれかを主成分とする材料で形成されていることを特徴とする請求項9記載のフォトマスクブランクの製造方法。
  11. 前記遮光層を形成する工程の前に、前期透光性基板をドライエッチングで掘り込むときに使用するエッチングガスに対してエッチング選択性を有する材料からなる層を、前記透光性基板を掘り込む側の表面に接して形成する工程を有することを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のフォトマスクブランクの製造方法。
  12. 前記透光性基板または位相シフト膜をドライエッチングするときに使用するエッチングガスに対してエッチング選択性を有する材料からなる層は、クロム、窒化クロム、酸化クロム、窒化酸化クロム、酸化炭化窒化クロム、タンタル−ハフニウム、タンタル−ジルコニウムのいずれかを主成分とする材料で形成されていることを特徴とする請求項9から11のいずれかに記載のフォトマスクブランクの製造方法。
  13. 請求項1から12のいずれかに記載のフォトマスクブランクの製造方法により製造されたフォトマスクブランクを用いてフォトマスクを製造することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
JP2014086162A 2014-04-18 2014-04-18 フォトマスクブランクの製造方法およびフォトマスクの製造方法 Active JP5829302B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014086162A JP5829302B2 (ja) 2014-04-18 2014-04-18 フォトマスクブランクの製造方法およびフォトマスクの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014086162A JP5829302B2 (ja) 2014-04-18 2014-04-18 フォトマスクブランクの製造方法およびフォトマスクの製造方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008093517A Division JP5530075B2 (ja) 2008-03-31 2008-03-31 フォトマスクブランク、フォトマスク及びこれらの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014160273A true JP2014160273A (ja) 2014-09-04
JP5829302B2 JP5829302B2 (ja) 2015-12-09

Family

ID=51611946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014086162A Active JP5829302B2 (ja) 2014-04-18 2014-04-18 フォトマスクブランクの製造方法およびフォトマスクの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5829302B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020177048A (ja) * 2019-04-15 2020-10-29 アルバック成膜株式会社 マスクブランクスおよび位相シフトマスク、その製造方法
CN113311660A (zh) * 2021-06-03 2021-08-27 上海传芯半导体有限公司 掩模基版的制作方法及具有等离子体加热装置的涂胶设备

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6252551A (ja) * 1985-08-30 1987-03-07 Mitsubishi Electric Corp フオトマスク材料
JP2001102363A (ja) * 1999-09-30 2001-04-13 Toshiba Corp 露光マスクのエッチング方法及びエッチング装置
JP2001143994A (ja) * 1999-11-12 2001-05-25 Mitsubishi Electric Corp メンブレンマスク及びその製造方法
JP2002229183A (ja) * 2000-12-01 2002-08-14 Hoya Corp リソグラフィーマスクブランク及びその製造方法
JP2004336066A (ja) * 2004-06-17 2004-11-25 Mitsubishi Electric Corp X線マスクの製造方法
JP2005316512A (ja) * 2000-09-12 2005-11-10 Hoya Corp 位相シフトマスクブランクの製造方法、位相シフトマスクの製造方法、及びパターン転写方法
JP2005331554A (ja) * 2004-05-18 2005-12-02 Shin Etsu Chem Co Ltd フォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法
JP2006146152A (ja) * 2004-10-22 2006-06-08 Shin Etsu Chem Co Ltd フォトマスクブランクおよびフォトマスクならびにこれらの製造方法
JP2007094435A (ja) * 2006-12-22 2007-04-12 Hoya Corp フォトマスクブランクの製造方法
JP2007241065A (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Shin Etsu Chem Co Ltd フォトマスクブランク及びフォトマスク
JP2007241135A (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Toppan Printing Co Ltd レベンソン型位相シフトマスク及びその製造方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6252551A (ja) * 1985-08-30 1987-03-07 Mitsubishi Electric Corp フオトマスク材料
JP2001102363A (ja) * 1999-09-30 2001-04-13 Toshiba Corp 露光マスクのエッチング方法及びエッチング装置
JP2001143994A (ja) * 1999-11-12 2001-05-25 Mitsubishi Electric Corp メンブレンマスク及びその製造方法
JP2005316512A (ja) * 2000-09-12 2005-11-10 Hoya Corp 位相シフトマスクブランクの製造方法、位相シフトマスクの製造方法、及びパターン転写方法
JP2002229183A (ja) * 2000-12-01 2002-08-14 Hoya Corp リソグラフィーマスクブランク及びその製造方法
JP2005331554A (ja) * 2004-05-18 2005-12-02 Shin Etsu Chem Co Ltd フォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法
JP2004336066A (ja) * 2004-06-17 2004-11-25 Mitsubishi Electric Corp X線マスクの製造方法
JP2006146152A (ja) * 2004-10-22 2006-06-08 Shin Etsu Chem Co Ltd フォトマスクブランクおよびフォトマスクならびにこれらの製造方法
JP2007241065A (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Shin Etsu Chem Co Ltd フォトマスクブランク及びフォトマスク
JP2007241135A (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Toppan Printing Co Ltd レベンソン型位相シフトマスク及びその製造方法
JP2007094435A (ja) * 2006-12-22 2007-04-12 Hoya Corp フォトマスクブランクの製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020177048A (ja) * 2019-04-15 2020-10-29 アルバック成膜株式会社 マスクブランクスおよび位相シフトマスク、その製造方法
JP7254599B2 (ja) 2019-04-15 2023-04-10 アルバック成膜株式会社 マスクブランクスの製造方法および位相シフトマスクの製造方法
CN113311660A (zh) * 2021-06-03 2021-08-27 上海传芯半导体有限公司 掩模基版的制作方法及具有等离子体加热装置的涂胶设备

Also Published As

Publication number Publication date
JP5829302B2 (ja) 2015-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5530075B2 (ja) フォトマスクブランク、フォトマスク及びこれらの製造方法
JP5554239B2 (ja) フォトマスクブランク、フォトマスク及びその製造方法
JP5345333B2 (ja) フォトマスクブランク、フォトマスク及びその製造方法
KR101511926B1 (ko) 포토 마스크의 제조방법 및 포토 마스크 블랭크
KR101780068B1 (ko) 마스크 블랭크 및 전사용 마스크의 제조 방법
TWI467316B (zh) 光罩之製造方法
JP5323526B2 (ja) 位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスクの製造方法
JP5510947B2 (ja) フォトマスクの製造方法およびフォトマスク
WO2010113474A1 (ja) マスクブランクおよび転写用マスク
JP2010008868A (ja) フォトマスクブランク、フォトマスク及びその製造方法
JP5281362B2 (ja) フォトマスクブランク、フォトマスク及びその製造方法
JP5829302B2 (ja) フォトマスクブランクの製造方法およびフォトマスクの製造方法
JP2010008604A (ja) マスクブランク及び転写用マスク
JP5701946B2 (ja) 位相シフトマスクの製造方法
JP5596111B2 (ja) 半導体デバイスの製造方法
JP5362388B2 (ja) フォトマスクの製造方法及びパターン転写方法
WO2021059890A1 (ja) マスクブランク、位相シフトマスク及び半導体デバイスの製造方法
JP2015007788A (ja) マスクブランク、転写用マスク、転写用マスクの製造方法、および半導体デバイスの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150128

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150204

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150402

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150812

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150819

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: 20151007

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151021

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5829302

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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