JP2020190737A - フォトマスクブランク - Google Patents
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Abstract
Description
請求項1:
透明基板上に、第1の膜を介して又は介さずに形成された遮光膜である第2の膜と、該第2の膜に接して形成されたハードマスク膜である第3の膜と、該第3の膜に接して形成された第4の膜とを有し、
上記第1の膜及び第3の膜が、塩素系ドライエッチングに対して耐性を有し、かつフッ素系ドライエッチングで除去可能な材料で構成され、
上記第2の膜及び第4の膜が、フッ素系ドライエッチングに対して耐性を有し、かつ塩素系ドライエッチングで除去可能な材料で構成され、
上記第2の膜及び第4の膜が、該第4の膜を一の条件で塩素系ドライエッチングしたときのエッチングクリアタイムが、上記第2の膜を上記一の条件で塩素系ドライエッチングしたときのエッチングクリアタイムより長くなるように構成されてなることを特徴とするフォトマスクブランク。
請求項2:
上記第2の膜の上記エッチングクリアタイムに対する上記第4の膜の上記エッチングクリアタイムの比率が5以下であることを特徴とする請求項1記載のフォトマスクブランク。
請求項3:
上記第1の膜を有し、上記第2の膜が上記第1の膜に接して形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載のフォトマスクブランク。
請求項4:
上記第1の膜が位相シフト膜であることを特徴とする請求項3記載のフォトマスクブランク。
請求項5:
上記第1の膜を有さず、上記第2の膜が上記透明基板に接して形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載のフォトマスクブランク。
請求項6:
上記第1の膜及び第3の膜、又は第3の膜が、ケイ素を含有する材料で形成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
請求項7:
上記第2の膜及び第4の膜が、クロムを含有し、ケイ素を含有しない材料で形成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
請求項8:
上記第2の膜の膜厚が30nm以上100nm以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
請求項9:
上記第3の膜の膜厚が1nm以上20nm以下であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
請求項10:
上記第3の膜が上記第4の膜より薄いことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
請求項11:
上記第3の膜の膜厚と上記第4の膜の膜厚との差が50nm以上であることを特徴とする請求項10記載のフォトマスクブランク。
請求項12:
上記第3の膜の膜厚が、上記第4の膜の1/6であることを特徴とする請求項10又は11記載のフォトマスクブランク。
請求項13:
上記第4の膜の膜厚が30nm以上120nm以下であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
また、本発明は、以下のフォトマスクブランクが関連する。
[1] 透明基板上に、第1の膜を介して又は介さずに形成された第2の膜と、該第2の膜に接して形成されたハードマスク膜である第3の膜と、該第3の膜に接して形成された第4の膜とを有し、
上記第1の膜及び第3の膜が、塩素系ドライエッチングに対して耐性を有し、かつフッ素系ドライエッチングで除去可能な材料で構成され、
上記第2の膜及び第4の膜が、フッ素系ドライエッチングに対して耐性を有し、かつ塩素系ドライエッチングで除去可能な材料で構成され、
上記第2の膜及び第4の膜を、該第4の膜を一の条件で塩素系ドライエッチングしたときのエッチングクリアタイムが、上記第2の膜を上記一の条件で塩素系ドライエッチングしたときのエッチングクリアタイムより長くなるように構成されてなることを特徴とするフォトマスクブランク。
[2] 上記第2の膜の上記エッチングクリアタイムに対する上記第4の膜の上記エッチングクリアタイムの比率が5以下であることを特徴とする[1]記載のフォトマスクブランク。
[3] 上記第1の膜を有し、上記第2の膜が上記第1の膜に接して形成されていることを特徴とする[1]又は[2]記載のフォトマスクブランク。
[4] 上記第1の膜が位相シフト膜であることを特徴とする[3]記載のフォトマスクブランク。
[5] 上記第1の膜を有さず、上記第2の膜が上記透明基板に接して形成されていることを特徴とする[1]又は[2]記載のフォトマスクブランク。
[6] 上記第1の膜及び第3の膜、又は第3の膜が、ケイ素を含有する材料で形成されていることを特徴とする[1]乃至[5]のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
[7] 上記第2の膜及び第4の膜が、クロムを含有し、ケイ素を含有しない材料で形成されていることを特徴とする[1]乃至[6]のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
[8] 上記第2の膜が遮光膜であることを特徴とする[1]乃至[7]のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
[9] 上記第2の膜の膜厚が15nm以上100nm以下であることを特徴とする[8]記載のフォトマスクブランク。
[10] 上記第3の膜の膜厚が1nm以上20nm以下であることを特徴とする[1]乃至[9]のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
[11] 上記第3の膜が上記第2の膜より薄いことを特徴とする[1]乃至[10]のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
[12] 上記第3の膜が上記第4の膜より薄いことを特徴とする[1]乃至[11]のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
[13] 上記第4の膜の膜厚が30nm以上120nm以下であることを特徴とする[1]乃至[12]のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
本発明のフォトマスクブランクは、石英基板などの透明基板(露光光に対して透明な基板)と、透明基板上に形成された膜として、第2の膜、第3の膜及び第4の膜を有する。透明基板と第2の膜との間には第1の膜を設けてもよく、第2の膜は、透明基板上に、第1の膜を介して又は介さずに形成される。一方、第3の膜及び第4の膜は、各々、第2の膜及び第3の膜に接して形成される。第1の膜、第2の膜、第3の膜及び第4の膜は、各々、単層で構成しても、後述する各々のエッチング特性を満たす複数(2以上で、通常5以下)の層で構成してもよい。
(1)第1の態様のフォトマスクブランク11を準備する工程(図3(A))、
(2)第4の膜4上に第1のレジスト膜51を形成する工程(図3(B))、
(3)第1のレジスト膜51から、外枠パターンを形成する部分に第1のレジストパターン511を形成する工程(図3(C))、
(4)塩素系ドライエッチングにより、第1のレジストパターン511をエッチングマスクとして第1のレジストパターン511非被覆部分の第4の膜4を除去して、第4の膜の外枠パターン4Fを形成する工程(図3(D))、
(5)第1のレジストパターン511を除去する工程(図3(E))、
(6)第4の膜の外枠パターン4F及び露出した第3の膜3上に、第2のレジスト膜52を形成する工程(図3(F))、
(7)第2のレジスト膜52から、フォトマスクパターンを形成する部分に第2のレジストパターン521を形成する工程(図4(A))、
(8)フッ素系ドライエッチングにより、第2のレジストパターン521をエッチングマスクとして第2のレジストパターン521非被覆部分の第3の膜3を除去して、第3の膜のマスクパターン31を形成する工程(図4(B))、
(9)塩素系ドライエッチングにより、第3の膜のマスクパターン31をエッチングマスクとして第3のマスクパターン31非被覆部分の第2の膜2を除去して、第2の膜のマスクパターン21を形成すると共に、第4の膜の外枠パターン4Fが露出している場合は、第4の膜の外枠パターン4Fが残存する範囲でその高さを減じる工程(図4(C))、
(10)フッ素系ドライエッチングにより、第4の外枠パターン4Fをエッチングマスクとして第4の膜の外枠パターン4F非被覆部分の第3の膜3を除去して、第3の膜の外枠パターン3Fを形成すると共に、第2の膜のマスクパターン21をエッチングマスクとして、第2のフォトマスクパターン21非被覆部分の第1の膜1を除去して、第1の膜のフォトマスクパターン1Pを形成する工程(図4(D))、及び
(11)塩素系ドライエッチングにより、第3の外枠パターン3Fをエッチングマスクとして第3の膜の外枠パターン3F非被覆部分の第2の膜のマスクパターン21を除去して、第2の膜3の外枠パターン2Fを形成すると共に、第4の膜の外枠パターン4Fが露出している場合は、第4の膜の外枠パターン4Fが残存する範囲でその高さを減じる工程(図4(E))
を含む方法(第1の方法)で製造することができる。
(12)第2のレジストパターン521を除去する工程
を含むことができる。なお、図4(B)、図4(C)、図4(D)及び図4(E)においては、第2のレジストパターン521がない状態を示しているが、第2のレジストパターン521が残存していてもよい。また、図4(B)、図4(C)、図4(D)及び図4(E)における第2のレジストパターン521がない状態は、工程(12)によって除去されたものであっても、また、塩素系ドライエッチング又はフッ素系ドライエッチングに曝されることにより、第2のレジストパターン521も膜厚が徐々に減少するため、その結果として第2のレジストパターン521がない状態に至ったものであってもよい。
(1)第1の態様のフォトマスクブランク11を準備する工程(図5(A))、
(2)第4の膜4上に第1のレジスト膜51を形成する工程(図5(B))、
(3)第1のレジスト膜51から、外枠パターンを形成する部分に第1のレジストパターン511を形成する工程(図5(C))、
(4A)塩素系ドライエッチングにより、第1のレジストパターン511をエッチングマスクとして第1のレジストパターン511非被覆部分の第4の膜4を除去して、第4の膜のマスクパターン41を形成する工程(図5(D))、
(5)第1のレジストパターン511を除去する工程(図5(E))、
(6A)第4の膜のマスクパターン41及び露出した第3の膜3上に、第2のレジスト膜52を形成する工程(図5(F))、
(7)第2のレジスト膜52から、フォトマスクパターンを形成する部分に第2のレジストパターン521を形成する工程(図6(A))、
(8)フッ素系ドライエッチングにより、第2のレジストパターン521をエッチングマスクとして第2のレジストパターン521非被覆部分の第3の膜3を除去して、第3の膜のマスクパターン31を形成する工程(図6(B))、
(9A)塩素系ドライエッチングにより、第3の膜のマスクパターン31をエッチングマスクとして第3のマスクパターン31非被覆部分の第2の膜2を除去して、第2の膜2のマスクパターン21を形成すると共に、第4の膜のマスクパターン41が露出している場合は、第4の膜のマスクパターン41が残存する範囲でその高さを減じる工程(図6(C))、
(10A)フッ素系ドライエッチングにより、第4のマスクパターン41をエッチングマスクとして第4の膜のマスクパターン41非被覆部分の第3の膜のマスクパターン31を除去して、第3の膜の外枠パターン3Fを形成すると共に、第2の膜のマスクパターン21をエッチングマスクとして、第2のマスクパターン21非被覆部分の第1の膜1を除去して、第1の膜のフォトマスクパターン1Pを形成する工程(図6(D))、及び
(11A)塩素系ドライエッチングにより、第4のマスクパターン41を完全に除去すると共に、第3の膜の外枠パターン3F非被覆部分の第2の膜のマスクパターン21を除去して、第2の膜の外枠パターン2Fを形成する工程(図6(E))
を含む方法(第2の方法)で製造することができる。
(12)第2のレジストパターン521を除去する工程
を含むことができる。なお、図6(B)、図6(C)及び図6(D)においては、第2のレジストパターン521がない状態を示しているが、第2のレジストパターン521が残存していてもよい。また、図6(B)、図6(C)及び図6(D)における第2のレジストパターン521がない状態は、工程(12)によって除去されたものであっても、また、塩素系ドライエッチング又はフッ素系ドライエッチングに曝されることにより、第2のレジストパターン521も膜厚が徐々に減少するため、その結果として第2のレジストパターン521がない状態に至ったものであってもよい。
(1A)第2の態様のフォトマスクブランク12を準備する工程(図7(A))、
(2)第4の膜4上に第1のレジスト膜51を形成する工程(図7(B))、
(3)第1のレジスト膜51から、外枠パターンを形成する部分に第1のレジストパターン511を形成する工程(図7(C))、
(4)塩素系ドライエッチングにより、第1のレジストパターン511をエッチングマスクとして第1のレジストパターン511非被覆部分の第4の膜4を除去して、第4の膜の外枠パターン4Fを形成する工程(図7(D))、
(5)第1のレジストパターン511を除去する工程(図7(E))、
(6)第4の膜の外枠パターン4F及び露出した第3の膜3上に、第2のレジスト膜52を形成する工程(図7(F))、
(7)第2のレジスト膜52から、フォトマスクパターンを形成する部分に第2のレジストパターン521を形成する工程(図8(A))、
(8A)フッ素系ドライエッチングにより、第2のレジストパターン521をエッチングマスクとして第2のレジストパターン521非被覆部分の第3の膜3を除去して、第3の膜のフォトマスクパターン3Pを形成する工程(図8(B))、及び
(9B)塩素系ドライエッチングにより、第3の膜のフォトマスクパターン3Pをエッチングマスクとして第3のフォトマスクパターン3P非被覆部分の第2の膜2を除去して、第2の膜のフォトマスクパターン2Pを形成すると共に、第4の膜の外枠パターン4Fが露出している場合は、第4の膜の外枠パターン4Fが残存する範囲でその高さを減じる工程(図8(C))
を含む方法(第3の方法)で製造することができる。
(12)第2のレジストパターン521を除去する工程
を含むことができる。なお、図8(B)、図8(C)においては、第2のレジストパターン521がない状態を示しているが、第2のレジストパターン521が残存していてもよい。また、図8(B)、図8(C)における第2のレジストパターン521がない状態は、工程(12)によって除去されたものであっても、また、塩素系ドライエッチング又はフッ素系ドライエッチングに曝されることにより、第2のレジストパターン521も膜厚が徐々に減少するため、その結果として第2のレジストパターン521がない状態に至ったものであってもよい。
(1A)第2の態様のフォトマスクブランク12を準備する工程(図9(A))、
(2)第4の膜4上に第1のレジスト膜51を形成する工程(図9(B))、
(3)第1のレジスト膜51から、外枠パターンを形成する部分に第1のレジストパターン511を形成する工程(図9(C))、
(4)塩素系ドライエッチングにより、第1のレジストパターン511をエッチングマスクとして第1のレジストパターン511非被覆部分の第4の膜4を除去して、第4の膜の外枠パターン4Fを形成する工程(図9(D))、
(5)第1のレジストパターン511を除去する工程(図9(E))、
(6)第4の膜の外枠パターン4F及び露出した第3の膜3上に、第2のレジスト膜52を形成する工程(図9(F))、
(7)第2のレジスト膜52から、フォトマスクパターンを形成する部分に第2のレジストパターン521を形成する工程(図10(A))、
(8)フッ素系ドライエッチングにより、第2のレジストパターン521をエッチングマスクとして第2のレジストパターン521非被覆部分の第3の膜3を除去して、第3の膜のマスクパターン31を形成する工程(図10(B))、
(9)塩素系ドライエッチングにより、第3の膜のマスクパターン31をエッチングマスクとして第3のマスクパターン31非被覆部分の第2の膜2を除去して、第2の膜のフォトマスクパターン2Pを形成すると共に、第4の膜の外枠パターン4Fが露出している場合は、第4の膜の外枠パターン4Fが残存する範囲でその高さを減じる工程(図10(C))、及び
(10B)フッ素系ドライエッチングにより、第4の外枠パターン4Fをエッチングマスクとして第4の膜の外枠パターン4F非被覆部分の第3の膜のマスクパターン31を除去して、第3の膜の外枠パターン3Fを形成する工程(図10(D))
を含む方法(第4の方法)で製造することができる。
(12)第2のレジストパターン521を除去する工程
を含むことができる。なお、図10(B)、10(C)及び図10(D)においては、第2のレジストパターン521がない状態を示しているが、第2のレジストパターン521が残存していてもよい。また、図10(B)、図10(C)及び図10(D)における第2のレジストパターン521がない状態は、工程(12)によって除去されたものであっても、また、塩素系ドライエッチング又はフッ素系ドライエッチングに曝されることにより、第2のレジストパターン521も膜厚が徐々に減少するため、その結果として第2のレジストパターン521がない状態に至ったものであってもよい。
図1(A)に示されるような第1の態様のフォトマスクブランクとして、DCスパッタリング装置にて、6025石英基板上に、ArFエキシマレーザー光での位相差が177°、透過率が6.0%、光学濃度が1.2のハーフトーン位相シフト膜であるMoSiON膜(膜厚75nm)を第1の膜として成膜し、ArFエキシマレーザー光での光学濃度が1.8の遮光膜であるCrON膜(膜厚44nm)を第2の膜として成膜し、ArFエキシマレーザー光での光学濃度が0.5のハードマスク膜であるSiO膜(膜厚10nm)を第3の膜として成膜し、更に、CrN膜(膜厚60nm)を第4の膜として成膜してフォトマスクブランクを得た。この場合、第1の膜、第2の膜及び第3の膜を合わせたArFエキシマレーザー光での光学濃度は3.5である。また、同一のエッチング条件において、第2の膜の塩素系ドライエッチングによるエッチングクリアタイムは125sec、第4の膜の塩素系ドライエッチングによるエッチングクリアタイムは255secである。
実施例1と同様にしてフォトマスクブランクを得、このフォトマスクブランクから、図1(C)に示されるような第2の態様のフォトマスクを、上述した第2の方法で製造した。第1のレジスト膜の厚さは、工程(4)が終了するまでに、塩素系ドライエッチングで第1のレジストパターンが消失しない程度の厚さとした。また、第2のレジスト膜の厚さは、工程(8)が終了するまでに、フッ素系ドライエッチングで第2のレジストパターンが消失しない程度の厚さとして、工程(8)が終了した後、工程(9A)の前に除去した。その結果、第4の膜が残存しない第2の態様のフォトマスクを製造することができた。
図2(A)に示されるような第2の態様のフォトマスクブランクとして、DCスパッタリング装置にて、6025石英基板上に、ArFエキシマレーザー光での光学濃度が3.0の遮光膜であるCrON膜(膜厚75nm)を第2の膜として成膜し、ArFエキシマレーザー光での光学濃度が0.5のハードマスク膜であるSiO膜(膜厚10nm)を第3の膜として成膜し、更に、CrN膜(膜厚110nm)を第4の膜として成膜してフォトマスクブランクを得た。この場合、第2の膜及び第3の膜を合わせたArFエキシマレーザー光での光学濃度は3.5である。また、同一のエッチング条件において、第2の膜の塩素系ドライエッチングによるエッチングクリアタイムは215sec、第4の膜の塩素系ドライエッチングによるエッチングクリアタイムは505secである。
実施例3と同様にしてフォトマスクブランクを得、このフォトマスクブランクから、図2(C)に示されるような第4の態様のフォトマスクを、上述した第4の方法で製造した。第1のレジスト膜の厚さは、工程(4)が終了するまでに、塩素系ドライエッチングで第1のレジストパターンが消失しない程度の厚さとした。また、第2のレジスト膜の厚さは、工程(8)が終了するまでに、フッ素系ドライエッチングで第2のレジストパターンが消失しない程度の厚さとして、工程(8)が終了した後、工程(9)の前に除去した。その結果、第4の膜の外枠パターンが残存する第4の態様のフォトマスクを製造することができた。
1 第1の膜
1P 第1の膜のフォトマスクパターン
2 第2の膜
21 第2の膜のマスクパターン
2F 第2の膜の外枠パターン
2P 第2の膜のフォトマスクパターン
3 第3の膜
31 第3の膜のマスクパターン
3F 第3の膜の外枠パターン
3P 第3の膜のフォトマスクパターン
4 第4の膜
41 第4の膜のマスクパターン
4F 第4の膜の外枠パターン
11、12 フォトマスクブランク
111、112、121、122 フォトマスク
51 第1のレジスト膜
511 第1のレジストパターン
52 第2のレジスト膜
521 第2のレジストパターン
6 位相シフト膜
61 位相シフト膜パターン
7 遮光膜
71 遮光膜パターン
711 遮光膜の外枠パターン
8 ハードマスク膜
81 ハードマスク膜パターン
9 フォトマスクブランク
91 フォトマスク
Claims (13)
- 透明基板上に、第1の膜を介して又は介さずに形成された遮光膜である第2の膜と、該第2の膜に接して形成されたハードマスク膜である第3の膜と、該第3の膜に接して形成された第4の膜とを有し、
上記第1の膜及び第3の膜が、塩素系ドライエッチングに対して耐性を有し、かつフッ素系ドライエッチングで除去可能な材料で構成され、
上記第2の膜及び第4の膜が、フッ素系ドライエッチングに対して耐性を有し、かつ塩素系ドライエッチングで除去可能な材料で構成され、
上記第2の膜及び第4の膜が、該第4の膜を一の条件で塩素系ドライエッチングしたときのエッチングクリアタイムが、上記第2の膜を上記一の条件で塩素系ドライエッチングしたときのエッチングクリアタイムより長くなるように構成されてなることを特徴とするフォトマスクブランク。 - 上記第2の膜の上記エッチングクリアタイムに対する上記第4の膜の上記エッチングクリアタイムの比率が5以下であることを特徴とする請求項1記載のフォトマスクブランク。
- 上記第1の膜を有し、上記第2の膜が上記第1の膜に接して形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載のフォトマスクブランク。
- 上記第1の膜が位相シフト膜であることを特徴とする請求項3記載のフォトマスクブランク。
- 上記第1の膜を有さず、上記第2の膜が上記透明基板に接して形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載のフォトマスクブランク。
- 上記第1の膜及び第3の膜、又は第3の膜が、ケイ素を含有する材料で形成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
- 上記第2の膜及び第4の膜が、クロムを含有し、ケイ素を含有しない材料で形成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
- 上記第2の膜の膜厚が30nm以上100nm以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
- 上記第3の膜の膜厚が1nm以上20nm以下であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
- 上記第3の膜が上記第4の膜より薄いことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
- 上記第3の膜の膜厚と上記第4の膜の膜厚との差が50nm以上であることを特徴とする請求項10記載のフォトマスクブランク。
- 上記第3の膜の膜厚が、上記第4の膜の1/6であることを特徴とする請求項10又は11記載のフォトマスクブランク。
- 上記第4の膜の膜厚が30nm以上120nm以下であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
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