JP2018010081A - Phase shift mask blank, method for manufacturing phase shift mask using the same, and phase shift mask - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a phase shift mask blank for improving a resolution limit of a line assist pattern and a space assist pattern by a normal phase shift mask process.SOLUTION: The phase shift mask blank includes a phase shift film and an etching mask laminated in this order on a substrate. The etching mask is composed of two-layer films both containing chromium, oxygen and nitrogen, in which the underlay film in the two-layer films contains chromium by 30 atomic% or more and less than 40 atomic%, oxygen by 55 atomic% or more and nitrogen by less than 10 atomic %; and the overlay film in the two-layer films contains chromium by 30 atomic% or more and less than 40 atomic%, oxygen by less than 10 atomic% and nitrogen by 55 atomic% or more.SELECTED DRAWING: Figure 1

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位相シフトマスクブランク、及びそれを用いた位相シフトマスクの製造方法、並びに位相シフトマスクに関する。   The present invention relates to a phase shift mask blank used in the manufacture of semiconductor devices and the like, a method of manufacturing a phase shift mask using the same, and a phase shift mask.

近年、半導体素子の微細化に伴い、投影露光に高い解像性が求められている。そこで、フォトマスクの分野においては、転写パターンの解像性を向上させる手法として、位相シフト法が開発された。位相シフト法の原理は、開口部を通過した透過光の位相が開口部に隣接する部分を通過した透過光の位相と略180度反転するように調整することによって、透過光が干渉し合う際に境界部での光強度を弱め(位相シフト効果)、その結果として転写パターンの解像性及び焦点深度を向上させるものであり、この原理を用いたフォトマスクを総じて位相シフトマスクと呼ぶ。   In recent years, with the miniaturization of semiconductor elements, high resolution is required for projection exposure. Therefore, in the photomask field, a phase shift method has been developed as a technique for improving the resolution of a transfer pattern. The principle of the phase shift method is that the transmitted light interferes with each other by adjusting the phase of the transmitted light that has passed through the opening to be approximately 180 degrees reversed from the phase of the transmitted light that has passed through the portion adjacent to the opening. The light intensity at the boundary is weakened (phase shift effect), and as a result, the resolution and depth of focus of the transfer pattern are improved. Photomasks using this principle are generally called phase shift masks.

位相シフトマスクに使用される位相シフトマスクブランクは、ガラス基板等の透明性基板上に位相シフト膜と遮光膜を順次積層した構造が最も一般的である。位相シフト膜は、通常位相差175度〜180度、透過率6%程度であり、MoSi(モりブデンシリサイド)を主成分とする単層膜もしくは多層膜で形成されるのが主流である。また、遮光膜は、位相シフト膜と合わせた所望の透過率、膜厚となるように調整されており、Cr(クロム)を主成分とする膜で形成されるのが主流である。遮光膜は通常位相シフト膜をエッチングするためのエッチングマスクの機能を併せ持つ。   The phase shift mask blank used for the phase shift mask has the most general structure in which a phase shift film and a light shielding film are sequentially laminated on a transparent substrate such as a glass substrate. The phase shift film usually has a phase difference of 175 to 180 degrees and a transmittance of about 6%, and is mainly formed of a single layer film or a multilayer film containing MoSi (molybden silicide) as a main component. The light shielding film is adjusted to have a desired transmittance and film thickness combined with the phase shift film, and is mainly formed of a film containing Cr (chromium) as a main component. The light shielding film usually has an etching mask function for etching the phase shift film.

位相シフトマスクのパターン形成方法としては、位相シフトマスクブランクの遮光膜上にレジスト膜を形成し、このレジスト膜に光もしくは電子ビームによりパターンを描画し、これを現像してレジストパターンを形成し、この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膜パターンを形成する。さらに、この遮光膜パターンをエッチングマスクとして位相シフト膜をエッチングし、その後レジスト膜と遮光膜を除去して位相シフトパターンを形成する方法が一般的である。   As a pattern formation method of the phase shift mask, a resist film is formed on the light shielding film of the phase shift mask blank, a pattern is drawn on the resist film by light or an electron beam, and this is developed to form a resist pattern. Using the resist pattern as an etching mask, the light shielding film is etched to form a light shielding film pattern. Further, a general method is to form the phase shift pattern by etching the phase shift film using the light shielding film pattern as an etching mask and then removing the resist film and the light shielding film.

高精度なパターン形成が要求される位相シフトマスクでは、エッチングはガスプラズマを用いるドライエッチングが主流である。Crを主成分とする遮光膜のドライエッチングには、酸素を含有した塩素系エッチング(Cl/O系)、MoSiを主成分とする位相シフト膜のドライエッチングには、フッ素系エッチング(F系)が用いられる。   For phase shift masks that require highly accurate pattern formation, dry etching using gas plasma is the mainstream for etching. For dry etching of a light shielding film containing Cr as a main component, chlorine-based etching (Cl / O system) containing oxygen, and for dry etching of a phase shift film containing MoSi as a main component, fluorine-based etching (F system) Is used.

転写パターンの微細化に伴い、位相シフトマスクパターンにも微細に形成する技術が求められている。特に、位相シフトマスクのメインパターンの解像性を補助するアシストパターンは、露光の際にウェハ上に転写されないように、メインパターンよりも小さく形成する必要がある。ウェハ上で回路の最小線幅14nm世代の位相シフトマスクにおいては、アシストパターンの線幅は50nm以下が求められる。同時に逆トーン(白黒反転)となるスペースのアシストパターンに関しても70nm以下の線幅が求められる。   With the miniaturization of the transfer pattern, a technique for finely forming the phase shift mask pattern is also required. In particular, the assist pattern for assisting the resolution of the main pattern of the phase shift mask needs to be formed smaller than the main pattern so that it is not transferred onto the wafer during exposure. In a phase shift mask having a minimum circuit line width of 14 nm on a wafer, the assist pattern line width is required to be 50 nm or less. At the same time, a line width of 70 nm or less is also required for an assist pattern in a space that becomes a reverse tone (black and white inversion).

微細パターンを形成するための化学増幅型レジストは、ベース樹脂、酸発生剤などからなっており、露光により発生した酸が触媒として働くことにより多くの反応を起こすことができる。その結果、高感度化が可能であり、0.2μm以下の微細な位相シフトマスクパターンの形成を可能にしている。しかしながら、化学増幅型レジストは、現像工程における現像液の衝突によって微細なパターンが倒れ、解像限界に達する。   A chemically amplified resist for forming a fine pattern is composed of a base resin, an acid generator and the like, and can cause many reactions by the acid generated by exposure acting as a catalyst. As a result, high sensitivity can be achieved and a fine phase shift mask pattern of 0.2 μm or less can be formed. However, the chemically amplified resist reaches the resolution limit because the fine pattern collapses due to the collision of the developer in the development process.

特許第5797812号公報Japanese Patent No. 5797812

麻蒔立男著「超微細加工の基礎−電子デバイスプロセス技術−第2版」、日刊工業新聞社、2001年9月28日発行、p.66−70Tatsuo Maya, “Fundamentals of Ultra-Fine Machining-Electronic Device Process Technology-Second Edition”, Nikkan Kogyo Shimbun, September 28, 2001, p. 66-70

そこで、特許文献1に記載の方法では、微細なアシストパターンを作製するため、レジスト薄膜化により現像工程におけるパターン倒れを減らしている。そのためにエッチングマスクであるCr膜に炭素を添加しエッチング速度の速いCr膜を開発した。それにより初期レジストを薄膜化し、現像工程におけるパターン倒れを改善させた。しかし、Cr膜がエッチングされやすくなったため、水平方向へも大きなサイドエッチングが発生し、それによりCr膜エッチング中にCr膜の一部が細り、または消失し、残ったCr膜をマスクとして位相シフト膜をエッチングした際、所望の寸法を得ることができずパターンの形状不良をもたらすようになった。   Therefore, in the method described in Patent Document 1, in order to produce a fine assist pattern, pattern collapse in the development process is reduced by forming a resist thin film. For this purpose, a Cr film having a high etching rate was developed by adding carbon to the Cr film as an etching mask. As a result, the initial resist was thinned to improve pattern collapse in the development process. However, since the Cr film is easily etched, a large side etching occurs in the horizontal direction, so that a part of the Cr film is thinned or disappeared during the etching of the Cr film, and the phase shift is performed using the remaining Cr film as a mask. When the film is etched, a desired dimension cannot be obtained, resulting in a defective pattern shape.

また、特許文献1に記載の炭素を含むCr膜は洗浄による膜減りが大きくなることが知られている。したがって、Cr膜エッチング後にレジスト剥膜を行い、次に位相シフト膜のエッチングを行う場合、レジスト剥膜においてCr膜の寸法が小さくなる。さらに、溶剤によりレジストを取り去った後、溶剤を除去するために純水でリンスを行うが、Crパターンに膜減りがある場合、Cr膜のパターン消失が引き起こされる。次に位相シフト膜のエッチングを行うと、所望のパターンを作製できないという問題が引き起こされる。   Further, it is known that the Cr film containing carbon described in Patent Document 1 has a large film loss due to cleaning. Therefore, when the resist film is removed after the Cr film is etched and then the phase shift film is etched, the size of the Cr film is reduced in the resist film. Further, after removing the resist with a solvent, rinsing with pure water is performed to remove the solvent. However, if the Cr pattern is thin, the pattern disappears from the Cr film. Next, when the phase shift film is etched, a problem that a desired pattern cannot be produced is caused.

位相シフトマスクでは回路パターンを含む有効エリアの外のマスク外周部において、一般に、位相シフト膜と遮光膜を合わせて0.1%以下の透過率を有する外周部パターンの形成を求められる。外周部パターンは、転写露光時の外部光や漏れ光を遮蔽し、1枚のウェハに多面付けで転写露光する場合の多重露光を防止するためのものである。遮光膜であるCr膜に炭素を添加すると、膜の透過率が上がるため、位相シフト膜と遮光膜を合わせて透過率を0.1%以下にするには、Cr膜を厚膜化する必要がある。その場合、スペースのアシストパターンの解像性を達成することが難しくなる。これはドライエッチング中のエッチャントがスペース部のCr膜底部まで届かずに抜け不良を引き起こすためである。   In the case of a phase shift mask, it is generally required to form an outer peripheral pattern having a transmittance of 0.1% or less in the outer peripheral portion of the mask outside the effective area including the circuit pattern, including the phase shift film and the light shielding film. The outer peripheral pattern is for shielding external light and leakage light at the time of transfer exposure, and preventing multiple exposure when performing transfer exposure on a single wafer with multiple surfaces. When carbon is added to the Cr film, which is a light shielding film, the transmittance of the film increases. Therefore, in order to reduce the transmittance to 0.1% or less by combining the phase shift film and the light shielding film, it is necessary to increase the thickness of the Cr film. There is. In this case, it becomes difficult to achieve the resolution of the space assist pattern. This is because the etchant during the dry etching does not reach the bottom of the Cr film in the space and causes a defect.

本発明は、以上のような不具合を解決するためになされたもので、特殊な現像プロセスやドライエッチングプロセスを必要としない通常の位相シフトマスクプロセスによって、ラインのアシストパターンとスペースのアシストパターンの解像限界を改善する位相シフトマスクブラン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 solves the line assist pattern and the space assist pattern by a normal phase shift mask process that does not require a special development process or dry etching process. It is an object to provide a phase shift mask blank that improves the image limit.

上記の課題を解決するための手段として、請求項1の発明は、基板上に、位相シフト膜とエッチングマスクとがこの順に積層された積層膜を備えた位相シフトマスクブランクであって、
前記エッチングマスクは、いずれもクロム、酸素、窒素を含有する2層膜からなり、
前記2層膜のうちの下層膜は、クロム含有量が30原子%以上40原子%未満、酸素含有量が55原子%以上、窒素含有量が10原子%未満の膜であり、
前記2層膜のうちの上層膜は、クロム含有量が30原子%以上40原子%未満、酸素含有量が10原子%未満、窒素含有量が55原子%以上の膜であることを特徴とする位相シフトマスクブランクとしたものである。
As means for solving the above problems, the invention of claim 1 is a phase shift mask blank comprising a laminated film in which a phase shift film and an etching mask are laminated in this order on a substrate,
Each of the etching masks consists of a two-layer film containing chromium, oxygen, and nitrogen,
The lower layer film of the two-layer film is a film having a chromium content of 30 atomic% or more and less than 40 atomic%, an oxygen content of 55 atomic% or more, and a nitrogen content of less than 10 atomic%,
The upper layer film of the two-layer film is a film having a chromium content of 30 atomic% or more and less than 40 atomic%, an oxygen content of less than 10 atomic%, and a nitrogen content of 55 atomic% or more. This is a phase shift mask blank.

請求項2の発明は、前記エッチングマスクは、前記2層膜の合計膜厚が30nm以上60nm以下であり、前記位相シフト膜は、露光光に対する透過率が6%以上20%以下であり膜厚が60nm以上90nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の位相シフトマスクブランクとしたものである。   According to a second aspect of the present invention, the etching mask has a total film thickness of the two-layer film of 30 nm to 60 nm, and the phase shift film has a transmittance of 6% to 20% for exposure light. The phase shift mask blank according to claim 1, wherein the phase shift mask blank is 60 nm or more and 90 nm or less.

請求項3の発明は、前記エッチングマスクは、前記2層膜の合計膜厚が30nm以上60nm以下であり、前記基板と前記位相シフト膜の層間に極端紫外線領域光に対する多層反射膜を備えることを特徴とする請求項1に記載の位相シフトマスクブランクとしたものである。   According to a third aspect of the present invention, the etching mask has a total film thickness of the two-layer film of 30 nm or more and 60 nm or less, and a multilayer reflection film for extreme ultraviolet region light between the substrate and the phase shift film. The phase shift mask blank according to claim 1 is characterized.

請求項4の発明は、前記上層膜上に膜厚が70nm以上125nm以下のレジスト膜を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の位相シフトマスクブランクとしたものである。   The invention according to claim 4 is the phase shift mask blank according to any one of claims 1 to 3, further comprising a resist film having a thickness of 70 nm to 125 nm on the upper layer film. is there.

請求項5の発明は、前記位相シフト膜及び前記エッチングマスクからなる前記積層膜のシート抵抗値が400Ω/□以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の位相シフトマスクブランクとしたものである。   The invention according to claim 5 is characterized in that a sheet resistance value of the laminated film composed of the phase shift film and the etching mask is 400Ω / □ or less. This is a shift mask blank.

請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の位相シフトマスクブランクを用いる位相シフトマスクの製造方法であって、
前記エッチングマスク上に形成されたレジストパターンをマスクとして、前記エッチングマスクに対して酸素を含む塩素系ガスを用いるドライエッチングを行うことにより、前記エッチングマスクにパターンを形成する工程と、
前記エッチングマスクに形成されたパターンをマスクとして、前記位相シフト膜にフッ素系ガスを用いるドライエッチングを行うことにより、前記位相シフト膜にパターンを形成する工程と、
前記位相シフト膜へのパターン形成後、酸素を含む塩素系ガスを用いるドライエッチングを行うことにより、前記エッチングマスクを除去する工程を含むことを特徴とする位相シフトマスクの製造方法としたものである。
Invention of Claim 6 is a manufacturing method of the phase shift mask using the phase shift mask blank as described in any one of Claims 1-5,
Forming a pattern on the etching mask by performing dry etching using a chlorine-based gas containing oxygen on the etching mask using the resist pattern formed on the etching mask as a mask;
Forming a pattern on the phase shift film by performing dry etching using a fluorine-based gas on the phase shift film using the pattern formed on the etching mask as a mask;
A method of manufacturing a phase shift mask comprising the step of removing the etching mask by performing dry etching using a chlorine-based gas containing oxygen after pattern formation on the phase shift film. .

請求項7の発明は、基板上に位相シフト膜からなる回路パターンを備えた位相シフトマスクであって、
前記回路パターンを含む有効エリアの外のマスク外周部に位相シフト膜とエッチングマスクとがこの順に積層された積層膜のパターンを備え、
前記積層膜のうちの基板からもっとも遠い最上層膜は、クロム含有量が30原子%以上40原子%未満、酸素含有量が10原子%未満、窒素含有量が55原子%以上の膜であり、
前記積層膜のうちの前記最上膜の次の膜は、クロム含有量が30原子%以上40原子%未満、酸素含有量が55原子%以上、窒素含有量が10原子%未満の膜であることを特徴とする位相シフトマスクとしたものである。
The invention of claim 7 is a phase shift mask comprising a circuit pattern made of a phase shift film on a substrate,
A pattern of a laminated film in which a phase shift film and an etching mask are laminated in this order on the outer periphery of the mask outside the effective area including the circuit pattern,
The uppermost layer film farthest from the substrate in the laminated film is a film having a chromium content of 30 atomic% or more and less than 40 atomic%, an oxygen content of less than 10 atomic%, and a nitrogen content of 55 atomic% or more.
The film following the uppermost film in the laminated film is a film having a chromium content of 30 atomic% or more and less than 40 atomic%, an oxygen content of 55 atomic% or more, and a nitrogen content of less than 10 atomic%. A phase shift mask characterized by the above.

本発明の位相シフトマスクブランクによれば、エッチングマスクを、窒素を多く含む酸窒化Cr膜と酸素を多く含む酸窒化Cr膜の2層膜とすることで、エッチングマスクのドライエッチング断面形状を良好に保つことが可能である。すなわち、寸法50nm以下のラインのアシストパターンに関して、エッチングマスクのドライエッチング中に水平方向へのサイドエッチングが発生せず、ドライエッチング膜の細りや消失を低減することができる。また、前記2層膜にすることで、エッチングマスクの膜厚を炭素含有Cr膜よりも薄くすることが可能である。これよって、エッチングマスクのドライエッチング中にエッ
チャントをスペース部の底部まで届けることが可能となり、抜け不良を改善することができる。結果として、スペースについてもアシストパターンの解像性が改善した位相シフトマスクを得ることができる。
According to the phase shift mask blank of the present invention, the etching mask is a two-layer film of a Cr-oxynitride film containing a lot of nitrogen and a Cr-oxynitride film containing a lot of oxygen, so that the dry etching cross-sectional shape of the etching mask is good It is possible to keep on. That is, with respect to the assist pattern of a line having a dimension of 50 nm or less, side etching in the horizontal direction does not occur during dry etching of the etching mask, and thinning and disappearance of the dry etching film can be reduced. Further, by using the two-layer film, the thickness of the etching mask can be made thinner than that of the carbon-containing Cr film. As a result, the etchant can be delivered to the bottom of the space part during dry etching of the etching mask, and the omission defect can be improved. As a result, a phase shift mask with improved resolution of the assist pattern can be obtained for the space.

本発明の(a)第1の実施形態、及び(b)第2の実施形態である、透過型位相シフトマスクブランクの構造を示す模式断面図。The schematic cross section which shows the structure of the transmission type phase shift mask blank which is (a) 1st Embodiment of this invention, and (b) 2nd Embodiment. 本発明の第3の実施形態である、反射型位相シフトマスクブランクの構造を示す模式断面図。The schematic cross section which shows the structure of the reflection type phase shift mask blank which is the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態である、透過型位相シフトマスクの構造を示す模式断面図。The schematic cross section which shows the structure of the transmission type phase shift mask which is the 4th Embodiment of this invention. 本発明の位相シフトマスク(透過型)の製造工程における、エッチングマスクのエッチング状況を説明するための模式断面図。The schematic cross section for demonstrating the etching condition of the etching mask in the manufacturing process of the phase shift mask (transmission type) of this invention. 本発明の位相シフトマスク(透過型)の製造工程を示す模式断面図。The schematic cross section which shows the manufacturing process of the phase shift mask (transmission type) of this invention. 一般的なドライエッチング装置のチャンバー内における、被エッチング膜のエッチング状況を説明するための模式断面図。The schematic cross section for demonstrating the etching condition of the to-be-etched film in the chamber of a general dry etching apparatus.

以下、本発明の実施形態に係る位相シフトマスクブランクの構造、及び位相シフトマスクの製造方法と構造について図面を用いて説明する。尚、同一の構成要素については便宜上の理由がない限り同一の符号を付け、重複する説明は省略する。また、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と必ずしも同じではない。   Hereinafter, a structure of a phase shift mask blank according to an embodiment of the present invention, and a manufacturing method and structure of the phase shift mask will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same component unless there is a reason for convenience, and the overlapping description is abbreviate | omitted. Further, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, the portions that become the features may be shown in an enlarged manner, and the dimensional ratios of the respective components are not necessarily the same as the actual ones.

図1は、本発明の(a)第1の実施形態、及び(b)第2の実施形態である、透過型位相シフトマスクブランクの構造を示す模式断面図である。本発明の第1の実施形態の位相シフトマスクブランク200は、透明性基板103上に、マスク化後位相シフト効果をもたらす位相シフト膜102と、位相シフト膜102に接して形成されるエッチングマスク(上層膜100、下層膜101の2層膜)を備えている。第2の実施形態の位相シフトマスクブランク250は、第1の実施形態の位相シフトマスクブランク200上に、さらにレジスト104を備える。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a transmission type phase shift mask blank that is (a) the first embodiment and (b) the second embodiment of the present invention. The phase shift mask blank 200 according to the first embodiment of the present invention includes a phase shift film 102 that provides a post-mask phase shift effect on a transparent substrate 103, and an etching mask (in contact with the phase shift film 102). 2 layers of an upper layer film 100 and a lower layer film 101). The phase shift mask blank 250 of the second embodiment further includes a resist 104 on the phase shift mask blank 200 of the first embodiment.

エッチングマスクの上層膜100は、Cr含有量が30原子%以上40原子%未満であり、酸素含有量10原子%未満、窒素含有量55原子%以上の膜であり、エッチングマスクの下層膜101はCr含有量が30原子%以上40原子%未満であり、酸素含有量55原子%以上、窒素含有量10原子%未満の膜である。従って、本発明の位相シフトマスクブランクにおけるエッチングマスクは上下層ともにCr系からなる2層膜である。エッチングマスクの上層膜100、下層膜101の組成比を前記のように規定する理由は後述する。   The upper layer film 100 of the etching mask is a film having a Cr content of 30 atomic% or more and less than 40 atomic%, an oxygen content of less than 10 atomic%, and a nitrogen content of 55 atomic% or more. The film has a Cr content of 30 atomic% or more and less than 40 atomic%, an oxygen content of 55 atomic% or more, and a nitrogen content of less than 10 atomic%. Therefore, the etching mask in the phase shift mask blank of the present invention is a two-layer film made of Cr based on both upper and lower layers. The reason why the composition ratio of the upper layer film 100 and the lower layer film 101 of the etching mask is defined as described above will be described later.

第2の実施形態の位相シフトマスクブランク250において、レジスト104の膜厚は70nm以上125nm以下であることが、微細パターン形成時にレジストパターン倒れを発生させないために好ましい。   In the phase shift mask blank 250 of the second embodiment, the film thickness of the resist 104 is preferably 70 nm or more and 125 nm or less in order to prevent the resist pattern from collapsing when forming a fine pattern.

エッチングマスクは、上層膜と下層膜の2層膜の合計膜厚が30nm以上60nm以下であることが好ましい。合計膜厚が30nmよりも小さいと位相シフト膜のエッチング中に消失するリスクが高くなるとともに、外周部パターンの透過率を0.1%以下に抑えることが難しくなる。また、60nmよりも大きいと前記の好適なレジスト膜厚(70nm〜125nm)に対して、抜け不良が発生しやすく、形状、寸法が良好なエッチングマスクパターンを形成することが難しくなる。   The etching mask preferably has a total film thickness of two layers of an upper layer film and a lower layer film of 30 nm or more and 60 nm or less. If the total film thickness is less than 30 nm, the risk of disappearing during the etching of the phase shift film increases, and it becomes difficult to suppress the transmittance of the outer peripheral pattern to 0.1% or less. On the other hand, if the thickness is larger than 60 nm, the omission defect is likely to occur with respect to the preferable resist film thickness (70 nm to 125 nm), and it becomes difficult to form an etching mask pattern having a good shape and size.

本発明の位相シフトマスクブランクでは、上述のように、エッチングマスクの上層膜100を窒素含有量の多いCr膜とし、エッチングマスクの下層膜101を酸素含有量の多いCr膜とする。エッチングマスクの下層膜101を酸素含有量の多い膜とする理由は、後述するが、エッチング時にサイドエッチングが生じやすい部分の酸化成分を増やしサイドエッチングを抑えるためである。しかしながら酸化成分が増えると膜の透明性が上昇し外周部パターンの透過率を0.1%以下に抑えることが難しくなる。このため、エッチングマスクの上層膜100を窒素含有量の多いCr膜として透過率上昇を抑える。   In the phase shift mask blank of the present invention, as described above, the upper layer film 100 of the etching mask is a Cr film having a high nitrogen content, and the lower layer film 101 of the etching mask is a Cr film having a high oxygen content. The reason why the lower layer film 101 of the etching mask is a film having a high oxygen content is that, as will be described later, the oxidation component in a portion where side etching is likely to occur during etching is increased to suppress side etching. However, when the oxidation component increases, the transparency of the film increases and it becomes difficult to suppress the transmittance of the outer peripheral pattern to 0.1% or less. For this reason, the upper layer film 100 of the etching mask is made a Cr film having a high nitrogen content, thereby suppressing an increase in transmittance.

エッチングマスクを窒素含有量の多いCr膜(上層膜)と、酸素含有量の多いCr膜(下層膜)の2層構成とし、2層の合計膜厚を上述のように30nm以上60nm以下とし、位相シフト膜とエッチングマスクの積層膜からなる外周部パターンの透過率を0.1%以下にするためには、上層膜100をCr含有量が30原子%以上40原子%未満であり、酸素含有量10原子%未満、窒素含有量55原子%以上の組成比の膜とし、下層膜101をCr含有量が30原子%以上40原子%未満であり、酸素含有量55原子%以上、窒素含有量10原子%未満の組成比の膜とすることが好適である。   The etching mask has a two-layer structure of a Cr film (upper layer film) with a high nitrogen content and a Cr film (lower layer film) with a high oxygen content, and the total film thickness of the two layers is 30 nm to 60 nm as described above. In order to reduce the transmittance of the outer peripheral pattern composed of the laminated film of the phase shift film and the etching mask to 0.1% or less, the upper layer film 100 has a Cr content of 30 atomic% or more and less than 40 atomic% and contains oxygen The film has a composition ratio of less than 10 atomic% and a nitrogen content of 55 atomic% or more, and the lower layer film 101 has a Cr content of 30 atomic% or more and less than 40 atomic%, an oxygen content of 55 atomic% or more, and a nitrogen content. A film having a composition ratio of less than 10 atomic% is preferable.

上層膜100、下層膜101は、前記の組成比内であれば、必ずしも一定の組成比である必要はない。すなわち、前記の組成比内で組成比が連続的に変化する組成比傾斜膜であってもよい。このような組成比傾斜膜は、例えば、スパッタリング成膜時のAr/Oガス流量比やAr/Nガス流量比が連続的に変化するよう制御することで作製することができる。 The upper layer film 100 and the lower layer film 101 do not necessarily have a constant composition ratio as long as they are within the above composition ratio. That is, a composition ratio gradient film in which the composition ratio continuously changes within the above composition ratio may be used. Such a composition ratio gradient film can be produced, for example, by controlling the Ar / O 2 gas flow rate ratio or Ar / N 2 gas flow rate ratio during sputtering film formation to change continuously.

位相シフト膜は、露光光に対する透過率が6%以上20%以下であると、露光条件に応じた位相シフト効果による転写パターンの解像性及び焦点深度を向上が得られるため好ましい。さらに位相シフト膜の膜厚は60nm以上90nm以下であることが、略180度の位相差と前記透過率を得るために好ましい。尚、位相シフト膜は、前記条件を満たすものであれば、単層膜であっても多層膜であってもよい。   The phase shift film preferably has a transmittance with respect to exposure light of 6% or more and 20% or less because the resolution of the transfer pattern and the depth of focus can be improved by the phase shift effect according to the exposure conditions. Further, the thickness of the phase shift film is preferably 60 nm or more and 90 nm or less in order to obtain a phase difference of about 180 degrees and the transmittance. The phase shift film may be a single layer film or a multilayer film as long as the above conditions are satisfied.

図2は、本発明の第3の実施形態である、反射型位相シフトマスクブランク300の構造を示す模式断面図である。第3の実施形態では、エッチングマスクは2層膜(310、311)の合計膜厚が30nm以上60nm以下であり、基板313と位相シフト膜312の層間に極端紫外線領域光に対する多層反射膜314を備えている。ここで、極端紫外線領域光の波長は13nm〜14nmとする。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a reflective phase shift mask blank 300 according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the total thickness of the two-layer films (310, 311) is 30 nm or more and 60 nm or less, and the multilayer reflective film 314 for extreme ultraviolet region light is provided between the substrate 313 and the phase shift film 312 in the etching mask. I have. Here, the wavelength of the extreme ultraviolet light is 13 nm to 14 nm.

第1〜第3の実施形態の位相シフトマスクブランクにおいて、位相シフト膜とエッチングマスクからなる積層膜の導電性は、前記積層膜を非導電性基板に形成したときのシート抵抗値が400Ω/□以下であることが好ましい。シート抵抗が400Ω/□よりも大きいと、電子線描画時にチャージアップが発生し描画パターンの位置ずれが起きやすくなる。エッチングマスクを酸素含有量の多い下層膜のみではなく、窒素含有量の多い上層膜の2層構成とすることは、前記シート抵抗値を400Ω/□以下とするためにも好ましい。   In the phase shift mask blanks of the first to third embodiments, the conductivity of the laminated film composed of the phase shift film and the etching mask is 400 Ω / □ when the laminated film is formed on a non-conductive substrate. The following is preferable. When the sheet resistance is larger than 400Ω / □, charge-up occurs during electron beam drawing, and the drawing pattern is liable to be displaced. It is preferable that the etching mask has a two-layer structure of not only a lower layer film having a high oxygen content but also an upper layer film having a high nitrogen content so that the sheet resistance value is 400 Ω / □ or less.

図3は、本発明の第4の実施形態である、透過型位相シフトマスクの構造を示す模式断面図である。第1、第2の実施形態の位相シフトマスクブランクを用いて作製される。第4の実施形態では、位相シフト膜パターン102aからなる回路パターンを備えており、前記回路パターンを含む有効エリアの外のマスク外周部に、位相シフト膜パターン102a、エッチングマスク(上層膜)パターン100a、同じく下層膜パターン101aが積層された外周部パターン106を備えている。ここで、基板103からもっとも遠い前記上層膜は、クロム含有量が30原子%以上40原子%未満、酸素含有量が10原子%未満、窒素含有量が55原子%以上の膜であり、前記下層膜は、クロム含有量が30原子%以上40原子%未満、酸素含有量が55原子%以上、窒素含有量が10原子%未満の膜である。外周部パターン106の露光光に対する透過率は0.1%以下であることが好ましい。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a transmission type phase shift mask according to the fourth embodiment of the present invention. It is manufactured using the phase shift mask blank of the first and second embodiments. In the fourth embodiment, a circuit pattern including the phase shift film pattern 102a is provided, and the phase shift film pattern 102a and the etching mask (upper layer film) pattern 100a are provided on the outer periphery of the mask outside the effective area including the circuit pattern. Similarly, an outer peripheral pattern 106 in which the lower layer film pattern 101a is laminated is provided. Here, the upper layer film farthest from the substrate 103 is a film having a chromium content of 30 atomic% to less than 40 atomic%, an oxygen content of less than 10 atomic%, and a nitrogen content of 55 atomic% or more. The film is a film having a chromium content of 30 atomic% or more and less than 40 atomic%, an oxygen content of 55 atomic% or more, and a nitrogen content of less than 10 atomic%. The transmittance of the outer peripheral pattern 106 with respect to the exposure light is preferably 0.1% or less.

図2に示す第3の実施形態である反射型位相シフトマスクブランクを用いることで、同様に位相シフト膜パターンからなる回路パターンと、前記回路パターンを含む有効エリアの外のマスク外周部に積層膜からなる外周部パターンを備えた反射型位相シフトマスクを作製することができるが、図示を省略する。外周部パターンの露光光に対する反射率は0.1%以下であることが望ましい。   By using the reflective phase shift mask blank according to the third embodiment shown in FIG. 2, a laminated film is formed on the outer periphery of the mask similarly outside the effective area including the circuit pattern and the circuit pattern formed of the phase shift film pattern. Although a reflection type phase shift mask having an outer peripheral pattern made of can be produced, illustration is omitted. The reflectance of the outer peripheral pattern with respect to the exposure light is desirably 0.1% or less.

以下、本発明の位相シフトマスクブランクでは、エッチングマスクのエッチング時にサイドエッチングが生じず、微細なマスクパターンが得られる理由について説明する。都合上、先に従来の位相シフトマスクブランクの状況について説明し、比較して本発明の位相シフトマスクブランクについて説明する。   Hereinafter, in the phase shift mask blank of the present invention, the reason why a fine mask pattern can be obtained without side etching during etching of the etching mask will be described. For convenience, the situation of the conventional phase shift mask blank will be described first, and the phase shift mask blank of the present invention will be described in comparison.

図6は、一般的なドライエッチング装置のチャンバー内における、被エッチング膜のエッチング中の状況を説明するための模式断面図である。ガスプラズマを利用するドライエッチング装置は数種方式があるが、ここではもっとも一般的に使用されるRIE(Reactive ion etching=反応性イオンエッチング)方式を示している。   FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a situation during etching of a film to be etched in a chamber of a general dry etching apparatus. There are several types of dry etching apparatuses using gas plasma. Here, the most commonly used RIE (Reactive ion etching) system is shown.

プラズマ中では、導入ガスが電子と衝突し、中性粒子とともに種々の形に解離した反応性イオンや活性ラジカルが発生しておりエッチングを引き起こすが、RIE方式では特に、被エッチング膜が置かれた電極側に発生したイオンシースがつくる電界を利用する。すなわち、被エッチング表面に吸着したラジカルを、イオンシースがつくる電界(被エッチング表面に近づくほど低電位となる)によって加速された陽イオンが衝撃することでエッチングが進行する。   In the plasma, the introduced gas collides with electrons, and reactive ions and active radicals dissociated into various forms are generated together with neutral particles, which causes etching. In the RIE method, a film to be etched was placed. The electric field generated by the ion sheath generated on the electrode side is used. That is, etching progresses when the cations accelerated by the electric field created by the ion sheath (lower potential becomes closer to the surface to be etched) bombard the radicals adsorbed on the surface to be etched.

ここで、図6(a)に示すように、前記電界はレジストパターン504aによって歪むとともに(図では開口部以下の電気力線を省略している)、レジストパターン504aが帯電するために加速軌道が曲がる陽イオンが生まれ、中性粒子との衝突(図示せず)によって散乱した陽イオンとともに被エッチング膜の側壁を衝撃する。被エッチング膜がSiなどの場合は、被エッチング膜の側壁には、導入ガスやエッチング生成物から生成した側壁保護膜501aが形成され、側壁のエッチングを防止するため、サイドエッチングは発生しない(例えば非特許文献1参照)。   Here, as shown in FIG. 6A, the electric field is distorted by the resist pattern 504a (in the figure, the lines of electric force below the opening are omitted), and the resist pattern 504a is charged so that an acceleration trajectory is formed. Bending cations are born and bombard the sidewalls of the film to be etched together with cations scattered by collision with neutral particles (not shown). In the case where the film to be etched is Si or the like, a side wall protective film 501a generated from the introduced gas or etching product is formed on the side wall of the film to be etched, and side etching does not occur in order to prevent side wall etching (for example, Non-patent document 1).

Crのドライエッチングの場合は、Clガスのみでは進行しないため、Cl/O系ガスが使われ、蒸気圧の高いCrOClを生成してエッチングが進行する。しかしながらこの反応は、ラジカル主体のエッチングであり、しかも側壁保護膜を形成することができない。従って、図6(b)に示すように、ラジカル反応とイオン衝撃によって側壁がエッチングされ、Crパターンの断面形状は中央が細いボーイング形状や下部が細る逆テーパー状になりやすく、Siのエッチングのような垂直形状が得られない。 In the case of Cr dry etching, since Cl 2 gas alone does not proceed, a Cl / O-based gas is used, and etching proceeds by generating CrO 2 Cl 2 having a high vapor pressure. However, this reaction is radical-based etching, and a sidewall protective film cannot be formed. Therefore, as shown in FIG. 6B, the side wall is etched by radical reaction and ion bombardment, and the cross-sectional shape of the Cr pattern tends to be a bow shape with a narrow center or a reverse taper shape with a narrow bottom, like etching of Si A vertical shape cannot be obtained.

図4は、本発明の位相シフトマスクの製造工程における、エッチングマスクのエッチング中の状況を説明するための模式断面図である。本発明の位相シフトマスクブランクでは、エッチングマスクをCr系の2層膜とし、下層膜を酸素を多く含む酸窒化Cr膜としているので、導電性が低下しており、エッチング途中の下層膜101bの側面では、従来のCr系膜よりも帯電しやすくなっている。このため、側壁を衝撃する陽イオンのエネルギーが緩和されるとともに、被エッチング表面に対して垂直方向へ進むイオンの数が増加する。また、Crの酸化成分が多くなることで不動態化が起こり、ラジカルによるエッチングも抑えられる。このようにして、本発明の位相シフトマスクブランクでは、サイドエッチングの発生が抑えられる。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining a situation during etching of the etching mask in the manufacturing process of the phase shift mask of the present invention. In the phase shift mask blank of the present invention, the etching mask is a Cr-based two-layer film, and the lower layer film is an oxygen-rich Cr-oxynitride film. On the side, it is easier to charge than conventional Cr-based films. For this reason, the energy of the cation impacting the side wall is relaxed, and the number of ions traveling in the direction perpendicular to the surface to be etched increases. In addition, the increase in the oxidation component of Cr causes passivation and suppresses etching by radicals. In this way, in the phase shift mask blank of the present invention, the occurrence of side etching is suppressed.

図5は、本発明の位相シフトマスクブランクを用いた位相シフトマスクの製造工程を、レジスト104を形成した第2の実施形態の位相シフトマスクブランク250の形態から示すフロー図である。具体的な内容は、実施例において説明する。   FIG. 5 is a flowchart showing a phase shift mask manufacturing process using the phase shift mask blank of the present invention from the form of the phase shift mask blank 250 of the second embodiment in which the resist 104 is formed. Specific contents will be described in Examples.

実施例では、本発明の位相シフトマスクブランク、及びそれを用いた位相シフトマスクの製造方法の有効性を検証するため、ライン及びスペースのアシストパターンに相当する
微細パターンの解像限界を調べることとした。
In the embodiment, in order to verify the effectiveness of the phase shift mask blank of the present invention and the method of manufacturing the phase shift mask using the same, the resolution limit of the fine pattern corresponding to the line and space assist pattern is examined. did.

本発明の第1の実施形態の位相シフトマスクブランク200を準備した。ここで、位相シフト膜、Cr系の2層膜は下記のものとした。   A phase shift mask blank 200 according to the first embodiment of the present invention was prepared. Here, the phase shift film and the Cr-based two-layer film were as follows.

<位相シフト膜>
MoSi単層膜、膜厚65nm
<Phase shift film>
MoSi single layer film, film thickness 65nm

<Cr系上層膜>
Cr含有量:35atm%、酸素含有量:5atm%、窒素含有量:60atm%、
膜厚:15nm
<Cr-based upper layer film>
Cr content: 35 atm%, oxygen content: 5 atm%, nitrogen content: 60 atm%,
Film thickness: 15nm

<Cr系下層膜>
Cr含有量:35atm%、酸素含有量:60atm%、窒素含有量:5atm%、
膜厚:15nm
前記位相シフトマスクブランク200上に、ネガ型化学増幅型電子線レジストSEBN3015(信越化学工業製)を膜厚1500Åにスピンコートしてレジスト膜を形成し、第2の実施形態の位相シフトマスクブランク250とした(図5<S−1>)。
<Cr-based underlayer>
Cr content: 35 atm%, oxygen content: 60 atm%, nitrogen content: 5 atm%,
Film thickness: 15nm
On the phase shift mask blank 200, a negative type chemically amplified electron beam resist SEBN3015 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is spin-coated to a thickness of 1500 mm to form a resist film, and the phase shift mask blank 250 of the second embodiment is used. (FIG. 5 <S-1>).

次に、ドーズ量35μC/cmで、各々ライン及びスペースのアシストパターンに相当するように、パターンサイズ30nmから80nmまで2nmずつ孤立ラインパターンと孤立スペースパターンの短辺寸法を変化させ、長辺寸法を120nmとして、それぞれの線幅(短辺寸法)で5万本ずつ電子線描画した。その後、熱処理装置にて110℃で10分間熱処理(PEB=Post exposure bake)を行った。次に、パドル現像で90秒間現像を行い、レジストパターン104aを形成した(図5<S−2>)。 Next, the short side dimension of the isolated line pattern and the isolated space pattern is changed by 2 nm from the pattern size of 30 nm to 80 nm so as to correspond to the assist pattern of the line and space at a dose of 35 μC / cm 2 , respectively. Was set to 120 nm, and 50,000 electron beams were drawn with respective line widths (short side dimensions). Thereafter, heat treatment (PEB = Post exposure bake) was performed at 110 ° C. for 10 minutes using a heat treatment apparatus. Next, development was performed for 90 seconds by paddle development to form a resist pattern 104a (FIG. 5 <S-2>).

次に、Cr系の2層膜からなるエッチングマスクに対して酸素を含む塩素系ガスを用いて下記の条件でドライエッチングを行った(図5<S−3>)。このとき、エッチングの抜け不良は発生しなかった。   Next, dry etching was performed on the etching mask composed of a Cr-based two-layer film using a chlorine-based gas containing oxygen under the following conditions (FIG. 5 <S-3>). At this time, no omission of etching occurred.

<Cr系2層膜のドライエッチング条件>
装置:ICP(Inductively Coupled Plasma=誘導結合プラズマ)方式
ガス:Cl+O+He、ガス圧力:6mTorr
ICP電力:400W
<Dry etching conditions for Cr-based two-layer film>
Apparatus: ICP (Inductively Coupled Plasma = inductively coupled plasma) System gas: Cl 2 + O 2 + He, gas pressure: 6 mTorr
ICP power: 400W

次に、位相シフト膜に対してフッ素系ガスを用いて下記の条件でドライエッチングを行った(図5<S−4>)。 Next, dry etching was performed on the phase shift film using a fluorine-based gas under the following conditions (FIG. 5 <S-4>).

<MoSi位相シフト膜のドライエッチング条件>
装置:ICP
ガス:SF+O、ガス圧力:5mTorr
ICP電力:325W
<MoSi phase shift film dry etching conditions>
Device: ICP
Gas: SF 6 + O 2 , Gas pressure: 5 mTorr
ICP power: 325W

次に、レジストパターン104aを硫酸加水洗浄によって剥膜し(図5<S−5>)、エッチングマスクパターン100a、101aを、酸素を含む塩素系ガスによってドライエッチングを行って剥膜し、本発明の位相シフトマスクブランクを用いた位相シフトマスク400を作製した(図5<S−6>)。   Next, the resist pattern 104a is stripped by washing with sulfuric acid (FIG. 5 <S-5>), and the etching mask patterns 100a and 101a are stripped by performing dry etching with a chlorine-based gas containing oxygen, thereby forming the present invention. The phase shift mask 400 using the phase shift mask blank was prepared (FIG. 5 <S-6>).

<評価>
外観検査装置を用いて、微細パターンの解像限界を評価した。設計上のパターンサイズを30nmから80nmまで2nmずつ短辺寸法を変化させた孤立ラインパターンと孤立スペースパターン(各々5万本)について、検査機がパターン消失かパターン形状不良を1本以上検出した場合は欠陥とし、検査機が欠陥を検出しない最小寸法を解像限界とした。表1に結果を示す。比較例としてCr系単層膜をエッチングマスクとする従来の位相シフトマスクブランクを用いて位相シフトマスクを作製した結果を示す。
<Evaluation>
The resolution limit of the fine pattern was evaluated using an appearance inspection apparatus. When the inspection machine detects one or more pattern disappearances or pattern defects in isolated line patterns and isolated space patterns (50,000 each) with the short side dimension changed by 2 nm from 30 nm to 80 nm in design. Was defined as the defect, and the minimum dimension at which the inspection machine did not detect the defect was defined as the resolution limit. Table 1 shows the results. As a comparative example, the result of producing a phase shift mask using a conventional phase shift mask blank using a Cr-based single layer film as an etching mask is shown.

Figure 2018010081
Figure 2018010081

表1に示すように、本発明の位相シフトマスクブランクを用いると、従来ブランクに比べ解像限界はより微細な線幅まで達し、解像性の改善が確認された。これは、本発明の位相シフトマスクブランクでは、エッチングマスクのドライエッチング断面に水平方向へのサイドエッチングが発生しないエッチングマスクを用いたためである。このように、特殊な現像プロセスやドライエッチングプロセスを必要としない通常の位相シフトマスクプロセスによって、ラインのアシストパターンとスペースのアシストパターンの解像限界を改善する位相シフトマスクブランクが得られた。   As shown in Table 1, when the phase shift mask blank of the present invention was used, the resolution limit reached a finer line width as compared with the conventional blank, and it was confirmed that the resolution was improved. This is because the phase shift mask blank of the present invention uses an etching mask that does not cause side etching in the horizontal direction in the dry etching section of the etching mask. Thus, a phase shift mask blank that improves the resolution limit of the line assist pattern and the space assist pattern was obtained by a normal phase shift mask process that does not require a special development process or dry etching process.

本発明の位相シフトマスクブランク及びそれを用いた位相シフトマスクの製造方法は、微細アシストパターンなどの微細なマスクパターンを有する位相シフトマスクを作製するための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として適用可能である。   A phase shift mask blank of the present invention and a method of manufacturing a phase shift mask using the same include a phase shift mask blank for manufacturing a phase shift mask having a fine mask pattern such as a fine assist pattern, and manufacture of the phase shift mask. It is applicable as a method.

100、310・・・・エッチングマスク(上層膜)
100a・・・エッチングマスク(上層膜)パターン
101、311・・・・エッチングマスク(下層膜)
101a・・・エッチングマスク(下層膜)パターン
101b・・・エッチング途中のエッチングマスク(下層膜)
102、312、502・・・・位相シフト膜
102a・・・位相シフト膜パターン
103、503・・・・透明性基板
104、504・・・・レジスト
104a、504a・・・レジストパターン
105・・・・有効エリア
106・・・・外周部パターン
200、250・・・・位相シフトマスクブランク(透過型)
300・・・・位相シフトマスクブランク(反射型)
313・・・・基板
314・・・・多層反射膜
400、450・・・・位相シフトマスク(透過型)
501、601・・・・エッチング途中の被エッチング膜
501a・・・側壁保護膜
100, 310 .... Etching mask (upper layer film)
100a ... Etching mask (upper layer film) pattern 101, 311, ... Etching mask (lower layer film)
101a ... Etching mask (lower layer film) pattern 101b ... Etching mask (lower layer film) during etching
102, 312, 502 ... Phase shift film 102a ... Phase shift film pattern 103, 503 ... Transparent substrate 104, 504 ... Resist 104a, 504a ... Resist pattern 105 ...・ Effective area 106 ・ ・ ・ ・ Peripheral pattern 200, 250 ・ ・ ・ ・ Phase shift mask blank (transmission type)
300 ・ ・ ・ ・ Phase shift mask blank (reflection type)
313 ... substrate 314 ... multilayer reflective film 400, 450 ... phase shift mask (transmission type)
501, 601... Etched film during etching 501 a.

Claims (7)

基板上に、位相シフト膜とエッチングマスクとがこの順に積層された積層膜を備えた位相シフトマスクブランクであって、
前記エッチングマスクは、いずれもクロム、酸素、窒素を含有する2層膜からなり、
前記2層膜のうちの下層膜は、クロム含有量が30原子%以上40原子%未満、酸素含有量が55原子%以上、窒素含有量が10原子%未満の膜であり、
前記2層膜のうちの上層膜は、クロム含有量が30原子%以上40原子%未満、酸素含有量が10原子%未満、窒素含有量が55原子%以上の膜であることを特徴とする位相シフトマスクブランク。
A phase shift mask blank comprising a laminated film in which a phase shift film and an etching mask are laminated in this order on a substrate,
Each of the etching masks consists of a two-layer film containing chromium, oxygen, and nitrogen,
The lower layer film of the two-layer film is a film having a chromium content of 30 atomic% or more and less than 40 atomic%, an oxygen content of 55 atomic% or more, and a nitrogen content of less than 10 atomic%,
The upper layer film of the two-layer film is a film having a chromium content of 30 atomic% or more and less than 40 atomic%, an oxygen content of less than 10 atomic%, and a nitrogen content of 55 atomic% or more. Phase shift mask blank.
前記エッチングマスクは、前記2層膜の合計膜厚が30nm以上60nm以下であり、前記位相シフト膜は、露光光に対する透過率が6%以上20%以下であり膜厚が60nm以上90nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の位相シフトマスクブランク。   The etching mask has a total thickness of the two-layer film of 30 nm to 60 nm, and the phase shift film has a transmittance of 6% to 20% for exposure light and a thickness of 60 nm to 90 nm. The phase shift mask blank according to claim 1. 前記エッチングマスクは、前記2層膜の合計膜厚が30nm以上60nm以下であり、前記基板と前記位相シフト膜の層間に極端紫外線領域光に対する多層反射膜を備えることを特徴とする請求項1に記載の位相シフトマスクブランク。   2. The etching mask according to claim 1, wherein the total thickness of the two-layer film is 30 nm or more and 60 nm or less, and a multilayer reflection film for extreme ultraviolet region light is provided between the substrate and the phase shift film. The described phase shift mask blank. 前記上層膜上に膜厚が70nm以上125nm以下のレジスト膜を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の位相シフトマスクブランク。   The phase shift mask blank according to claim 1, further comprising a resist film having a thickness of 70 nm to 125 nm on the upper layer film. 前記位相シフト膜及び前記エッチングマスクからなる前記積層膜のシート抵抗値が400Ω/□以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の位相シフトマスクブランク。   The phase shift mask blank according to any one of claims 1 to 4, wherein a sheet resistance value of the laminated film including the phase shift film and the etching mask is 400 Ω / □ or less. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の位相シフトマスクブランクを用いる位相シフトマスクの製造方法であって、
前記エッチングマスク上に形成されたレジストパターンをマスクとして、前記エッチングマスクに対して酸素を含む塩素系ガスを用いるドライエッチングを行うことにより、前記エッチングマスクにパターンを形成する工程と、
前記エッチングマスクに形成されたパターンをマスクとして、前記位相シフト膜にフッ素系ガスを用いるドライエッチングを行うことにより、前記位相シフト膜にパターンを形成する工程と、
前記位相シフト膜へのパターン形成後、酸素を含む塩素系ガスを用いるドライエッチングを行うことにより、前記エッチングマスクを除去する工程を含むことを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
It is a manufacturing method of a phase shift mask using the phase shift mask blank according to any one of claims 1 to 5,
Forming a pattern on the etching mask by performing dry etching using a chlorine-based gas containing oxygen on the etching mask using the resist pattern formed on the etching mask as a mask;
Forming a pattern on the phase shift film by performing dry etching using a fluorine-based gas on the phase shift film using the pattern formed on the etching mask as a mask;
A method of manufacturing a phase shift mask, comprising the step of removing the etching mask by performing dry etching using a chlorine-based gas containing oxygen after pattern formation on the phase shift film.
基板上に位相シフト膜からなる回路パターンを備えた位相シフトマスクであって、
前記回路パターンを含む有効エリアの外のマスク外周部に位相シフト膜とエッチングマスクとがこの順に積層された積層膜のパターンを備え、
前記積層膜のうちの基板からもっとも遠い最上層膜は、クロム含有量が30原子%以上40原子%未満、酸素含有量が10原子%未満、窒素含有量が55原子%以上の膜であり、
前記積層膜のうちの前記最上膜の次の膜は、クロム含有量が30原子%以上40原子%未満、酸素含有量が55原子%以上、窒素含有量が10原子%未満の膜であることを特徴とする位相シフトマスク。
A phase shift mask having a circuit pattern made of a phase shift film on a substrate,
A pattern of a laminated film in which a phase shift film and an etching mask are laminated in this order on the outer periphery of the mask outside the effective area including the circuit pattern,
The uppermost layer film farthest from the substrate in the laminated film is a film having a chromium content of 30 atomic% or more and less than 40 atomic%, an oxygen content of less than 10 atomic%, and a nitrogen content of 55 atomic% or more.
The film following the uppermost film in the laminated film is a film having a chromium content of 30 atomic% or more and less than 40 atomic%, an oxygen content of 55 atomic% or more, and a nitrogen content of less than 10 atomic%. A phase shift mask characterized by
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