JP4407815B2 - フォトマスクブランク及びフォトマスク - Google Patents
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Description
請求項1:
透明基板上に露光光に対して透明な領域と実効的に不透明な領域とを有するマスクパターンを設けたフォトマスクの素材となるフォトマスクブランクであり、
透明基板上に、位相シフト膜を含む他の膜(A)を介して1層又は2層以上の遮光膜が形成され、更に反射防止膜が積層されたハーフトーン位相シフトマスクブランクであって、
前記遮光膜を構成する層の少なくとも1層(B)が主成分としてケイ素と遷移金属とを含み、かつケイ素と遷移金属とのモル比がケイ素:金属=4〜15:1(原子比)であり、
露光光に対する光学濃度が、位相シフト膜と遮光膜と反射防止膜とを合わせて2.5以上であることを特徴とするフォトマスクブランク。
請求項2:
前記遷移金属がモリブデン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:
前記遮光膜を構成する層の少なくとも1層(B)が、更に、酸素、窒素及び炭素から選ばれる1種以上を含有す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:
前記遮光膜の膜厚が20〜50nmであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
請求項5:
前記反射防止膜が遷移金属シリサイド酸化物、遷移金属シリサイド窒化物、遷移金属シリサイド酸窒化物、遷移金属シリサイド酸化炭化物、遷移金属シリサイド窒化炭化物又は遷移金属シリサイド酸窒化炭化物を主成分とすることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
請求項6:
前記反射防止膜の遷移金属シリサイドがモリブデンシリサイドであることを特徴とする請求項5記載のフォトマスクブランク。
請求項7:
前記反射防止膜がクロム酸化物、クロム窒化物、クロム酸窒化物、クロム酸化炭化物、クロム窒化炭化物又はクロム酸窒化炭化物を主成分とすることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
請求項8:
前記反射防止膜の膜厚が15〜30nm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:
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を用いて透明基板上に露光光に対して透明な領域と実効的に不透明な領域とを有するマスクパターンを形成してなることを特徴とするフォトマスク。
本発明のフォトマスクブランクは、透明基板上に露光光に対して透明な領域と実効的に、即ち、フォトマスクとしてパターン露光に使用したときに実用上の遮光性を与える程度に不透明な領域とを有するマスクパターンを設けたフォトマスクの素材となるフォトマスクブランクであり、透明基板上に、他の膜を介して又は介さずに1層又は2層以上の遮光膜が形成され、前記遮光膜を構成する層の少なくとも1層が主成分としてケイ素と遷移金属とを含み、かつケイ素と遷移金属のモル比とがケイ素:金属=4〜15:1(原子比)であるものである。
以下に示す方法により、基板上に遮光膜を成膜したフォトマスクブランクを作製した。
図1に示されるような2つのターゲットを設けた直流スパッタ装置を用いて、石英基板上にケイ素とモリブデンとからなる遮光膜を成膜した。なお、図1中、1は基板、101はチャンバー、102a,102bはターゲット、103はスパッタガス導入口、104は排気口、105は基板回転台、106a,106bは電源である。
遮光膜を39nmの膜厚で成膜したものをアンモニア過水(アンモニア水:過酸化水素水:水=1:1:30(容量比))又は硫酸過水(硫酸:過酸化水素水=4:1(容量比))にそれぞれ1時間浸漬した場合の膜厚変化量を測定した。結果を表2に示す。
遮光膜を39nmの膜厚で成膜したものにより、遮光膜の導電性を三菱化学社製 4端針シート抵抗測定器 MCP−T600を用いて測定した。結果を表2に示す。
表3に示される各膜厚で遮光膜を上記条件で成膜したものについて、分光光度計により、光を透明基板側から入射させた場合の遮光膜の光学濃度を分光光度計にて測定した。結果を表3に示す。また、参考例1の遮光膜の波長248nm及び193nmの光に対する光学濃度の膜厚依存性を図2に、参考例1並びに比較例1及び2の遮光膜の波長193nmの光に対する光学濃度の膜厚依存性を図3に、更に、参考として金属Cr膜の光学濃度及びその膜厚依存性を表3及び図4に各々示す。
以下に示す方法により、基板上に遮光膜と反射防止膜とを成膜したフォトマスクブランク(バイナリーマスクブランク)を作製した。
まず、参考例1と同様の条件で、膜厚25nmの遮光膜(Si:Mo=9:1(原子比))を成膜した。
まず、参考例1と同様の条件で、膜厚39nmの遮光膜(Si:Mo=9:1(原子比))を成膜した。
上記フォトマスクブランクについて、分光光度計により、光を透明基板側から入射させた場合の遮光膜の光学濃度を分光光度計にて測定した。結果を表5に示す。反射防止膜の膜厚が23nm(遮光膜と合わせて48nm)で波長193nmの光における光学濃度が3.0程度となり、クロム系遮光膜を用いた場合、光学濃度3.0を得るのに通常56nm程度のトータル膜厚が必要であることから、本発明のフォトマスクブランクが遮光膜と反射防止膜とを積層した場合においても薄膜化が可能であることがわかる。
参考例6〜12のフォトマスクブランクについて、分光光度計により、光を膜面側から入射させた場合の反射率の波長依存性を測定した。結果を表5及び図6に示す。表5及び図6に示されるように、反射防止膜が19〜37nmであれば257nm又は365nmの波長で10〜20%の反射率が得られ、一般に市販されている欠陥検査装置で検査が可能であることが確認された。
上記フォトマスクブランクについて、アンモニア過水(アンモニア水:過酸化水素水:水=1:1:30(容量比))又は硫酸過水(硫酸:過酸化水素水=4:1(容量比))にそれぞれ1時間浸漬した場合の反射率変化量を島津製作所社製 分光光度計 UV−2400PCにて測定した。その結果、いずれの条件においても波長365nmにおける反射率変化が1%以下であり、実用上問題がないことが確認された。
参考例6のフォトマスクブランクを用い、化学増幅型レジスト(膜厚180nm)による電子線リソグラフィーでレジストパターンを形成し、これをエッチングマスクとして、CF4によるドライエッチング(CF4=80sccm 60W 2Pa)を行い、その断面を走査型電子顕微鏡で観察した。その結果、エッチング断面形状は良好であり、遮光膜と反射防止膜との間に段差は確認されず、フッ素系ドライエッチングによって、遮光膜と反射防止膜とを一操作でパターニング可能であることが確認できた。
以下のように、ハーフトーン位相シフトマスクブランクを作製し、ハーフトーン位相シフトマスクへ加工した。
まず、スパッタリングターゲットとしてMoZrSi4焼結体とSi単結晶を使用し、MoZrSi4ターゲットに560W、Siターゲットに1000Wの放電電力を印加して、基板を30rpmで回転させながらスパッタ成膜を行い、6インチ角の石英基板上に厚み10nmの第1層を成膜した。このときスパッタガスとして、8sccmのAr、20sccmのN2及び5sccmのO2の混合ガスを導入した。また、スパッタ時のガス圧力は0.15Paになるように設定した。
実施例1と同様の方法で石英基板上にハーフトーン位相シフト膜を成膜し、このハーフトーン位相シフト膜上に参考例10と同様のモリブデンシリサイドの遮光膜とクロム酸化窒化物の反射防止膜を、参考例10と同様の方法により、遮光膜の膜厚を10nm、反射防止膜の膜厚を20nmとして積層し、遮光膜及び反射防止膜を積層したハーフトーン位相シフトマスクブランクを得た。
Claims (9)
- 透明基板上に露光光に対して透明な領域と実効的に不透明な領域とを有するマスクパターンを設けたフォトマスクの素材となるフォトマスクブランクであり、
透明基板上に、位相シフト膜を含む他の膜(A)を介して1層又は2層以上の遮光膜が形成され、更に反射防止膜が積層されたハーフトーン位相シフトマスクブランクであって、
前記遮光膜を構成する層の少なくとも1層(B)が主成分としてケイ素と遷移金属とを含み、かつケイ素と遷移金属とのモル比がケイ素:金属=4〜15:1(原子比)であり、
露光光に対する光学濃度が、位相シフト膜と遮光膜と反射防止膜とを合わせて2.5以上であることを特徴とするフォトマスクブランク。 - 前記遷移金属がモリブデン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。
- 前記遮光膜を構成する層の少なくとも1層(B)が、更に、酸素、窒素及び炭素から選ばれる1種以上を含有す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。
- 前記遮光膜の膜厚が20〜50nmであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
- 前記反射防止膜が遷移金属シリサイド酸化物、遷移金属シリサイド窒化物、遷移金属シリサイド酸窒化物、遷移金属シリサイド酸化炭化物、遷移金属シリサイド窒化炭化物又は遷移金属シリサイド酸窒化炭化物を主成分とすることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
- 前記反射防止膜の遷移金属シリサイドがモリブデンシリサイドであることを特徴とする請求項5記載のフォトマスクブランク。
- 前記反射防止膜がクロム酸化物、クロム窒化物、クロム酸窒化物、クロム酸化炭化物、クロム窒化炭化物又はクロム酸窒化炭化物を主成分とすることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
- 前記反射防止膜の膜厚が15〜30nm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1乃至8のいずれか1項記載のフォトマスクブランクを用いて透明基板上に露光光に対して透明な領域と実効的に不透明な領域とを有するマスクパターンを形成してなることを特徴とするフォトマスク。
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