JP2016035559A - ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】透明基板上に、ケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなるハーフトーン位相シフト膜を有し、ハーフトーン位相シフト膜が、波長200nm以下の光に対する位相差が150〜200°であり、かつ式(1)2×O/Si+3×N/Si≧3.5(式中、Siはケイ素の含有率(原子%)、Nは窒素の含有率(原子%)、Oは酸素の含有率(原子%)を表す。)を満たす単層、又は式(1)を満たす層を1層以上含む多層で構成されている。
【選択図】なし
Description
2×O/Si+3×N/Si≧3.5 (1)
(式中、Siはケイ素の含有率(原子%)、Nは窒素の含有率(原子%)、Oは酸素の含有率(原子%)を表す。)
を満たす単層、又は上記式(1)を満たす層を1層以上含む多層で構成されているハーフトーン位相シフト膜を透明基板上に形成すれば、酸素や窒素の添加量の多い、遷移金属を含有しないケイ素系材料の層を有効に適用し、所定の位相差を確保した上で、耐薬品性、光学特性の面内均一性の良好なハーフトーン位相シフト膜を有するハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランクとなることを見出し、本発明をなすに至った。
請求項1:
透明基板上に、ケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなるハーフトーン位相シフト膜を有し、
該ハーフトーン位相シフト膜が、波長200nm以下の光に対する位相差が150〜200°であり、かつ下記式(1)
2×O/Si+3×N/Si≧3.5 (1)
(式中、Siはケイ素の含有率(原子%)、Nは窒素の含有率(原子%)、Oは酸素の含有率(原子%)を表す。)
を満たす単層、又は上記式(1)を満たす層を1層以上含む多層で構成されていることを特徴とするハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。
請求項2:
上記ハーフトーン位相シフト膜の上記式(1)を満たす層の酸素の含有率が、窒素の含有率の1/3(原子比)以下であることを特徴とする請求項1記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。
請求項3:
上記ハーフトーン位相シフト膜が多層で構成され、該多層が、ケイ素及び窒素からなる層を1層以上と、ケイ素、窒素及び酸素からなる層を1層以上とを含むことを特徴とする請求項1又は2記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。
請求項4:
透明基板上に、ケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなり、波長200nm以下の光に対する位相差が150〜200°であるハーフトーン位相シフト膜を有するハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランクを製造する方法であって、
上記ハーフトーン位相シフト膜を、下記式(1)
2×O/Si+3×N/Si≧3.5 (1)
(式中、Siはケイ素の含有率(原子%)、Nは窒素の含有率(原子%)、Oは酸素の含有率(原子%)を表す。)
を満たす単層、又は上記式(1)を満たす層を1層以上含む多層となるように、窒素又は窒素及び酸素の含有率を調整して成膜することを特徴とするハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランクの製造方法。
本発明のハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランクは、石英基板などの透明基板上に形成された、ケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなるケイ素系材料の層を有する。ケイ素系材料の層は、ハーフトーン位相シフト膜として形成されるものでありハーフトーン位相シフト膜は、波長200nm以下の光、例えば、ハーフトーン位相シフト型フォトマスクを用いたフォトリソグラフィにおいて用いられるArFエキシマレーザ(193nm)、F2レーザ(157nm)などの露光光に対して、所定の透過率(例えば、10%以上40%以下)と、所定の位相差(150〜200°)を与える膜である。
2×O/Si+3×N/Si≧3.5 (1)
(式中、Siはケイ素の含有率(原子%)、Nは窒素の含有率(原子%)、Oは酸素の含有率(原子%)を表す。)
を満たすものである。上記式(1)を満たす場合、ハーフトーン位相シフト膜の面内の均一性、特に、光学濃度OD又は透過率の面内均一性が良好となる。上記式(1)を満たす単層、又は上記式(1)を満たす層を1層以上含む多層となるように、窒素又は窒素及び酸素の含有率を調整してハーフトーン位相シフト膜を成膜することにより、品質のばらつきが小さい、高透過率のハーフトーン位相シフト膜を得ることができる。
152mm角、厚さ6.35mmの石英基板上に、スパッタターゲットとしてケイ素ターゲット、スパッタガスとして窒素ガス及びアルゴンガスを用いてSiNの層を、又はスパッタターゲットとしてケイ素ターゲット、スパッタガスとして酸素ガス、窒素ガス及びアルゴンガスを用いてSiONの層を、各々、位相差が175°程度となる膜厚に成膜して単層のハーフトーン位相シフト膜を有するハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランクを得た。
A=2×O/Si+3×N/Si (1−1)
(式中、Siはケイ素の含有率(原子%)、Nは窒素の含有率(原子%)、Oは酸素の含有率(原子%)を表す。)
により求められるA値を表1に示す。
(Tmax−Tmin)/(Tmax+Tmin) (2)
(式中、Tmaxは透過率(%)の最大値、Tminは透過率(%)の最小値を表す。)
により求められる値を透過率のばらつきとした。結果を、表1に示す。
152mm角、厚さ6.35mmの石英基板上に、スパッタターゲットとしてケイ素ターゲットを用い、スパッタガスとして窒素ガス及びアルゴンガスを用いてSiNの層を成膜し、その上に、スパッタターゲットとしてケイ素ターゲットを用い、スパッタガスとして酸素ガス、窒素ガス及びアルゴンガスを用いてSiONの層を成膜して、SiN層とSiON層の2層からなるハーフトーン位相シフト膜を有するハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランクを得た。SiN層は、厚さが45nmとなるように成膜時間を調節し、SiON層は、ハーフトーン位相シフト膜全体で位相差が180°となるように成膜時間を調節して成膜したところ、SiON層の厚さは21nmとなり、ハーフトーン位相シフト膜全体で、膜厚が66nmとなった。
Claims (4)
- 透明基板上に、ケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなるハーフトーン位相シフト膜を有し、
該ハーフトーン位相シフト膜が、波長200nm以下の光に対する位相差が150〜200°であり、かつ下記式(1)
2×O/Si+3×N/Si≧3.5 (1)
(式中、Siはケイ素の含有率(原子%)、Nは窒素の含有率(原子%)、Oは酸素の含有率(原子%)を表す。)
を満たす単層、又は上記式(1)を満たす層を1層以上含む多層で構成されていることを特徴とするハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。 - 上記ハーフトーン位相シフト膜の上記式(1)を満たす層の酸素の含有率が、窒素の含有率の1/3(原子比)以下であることを特徴とする請求項1記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。
- 上記ハーフトーン位相シフト膜が多層で構成され、該多層が、ケイ素及び窒素からなる層を1層以上と、ケイ素、窒素及び酸素からなる層を1層以上とを含むことを特徴とする請求項1又は2記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。
- 透明基板上に、ケイ素及び窒素、又はケイ素、窒素及び酸素からなり、波長200nm以下の光に対する位相差が150〜200°であるハーフトーン位相シフト膜を有するハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランクを製造する方法であって、
上記ハーフトーン位相シフト膜を、下記式(1)
2×O/Si+3×N/Si≧3.5 (1)
(式中、Siはケイ素の含有率(原子%)、Nは窒素の含有率(原子%)、Oは酸素の含有率(原子%)を表す。)
を満たす単層、又は上記式(1)を満たす層を1層以上含む多層となるように、窒素又は窒素及び酸素の含有率を調整して成膜することを特徴とするハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランクの製造方法。
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