JP4737426B2 - フォトマスクブランク - 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って、
遷移金属とケイ素と窒素とを含有する材料で構成された単層、又は遷移金属とケイ素と窒素とを含有する材料で構成された層を1層以上含む多層で構成された遮光膜と、1又は2以上のクロム系材料膜とを有し、上記遷移金属とケイ素と窒素とを含有する材料のケイ素と遷移金属との比が、ケイ素:遷移元素=1:1〜4未満:1(原子比)であり、かつ窒素含有量が5原子%以上40原子%以下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:
上記遷移金属とケイ素と窒素とを含有する材料で構成された層において、該層を構成する材料の遷移金属とケイ素の占める割合が、両元素の合計量として60原子%以上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:
上記クロム系材料膜が上記遮光膜に対して上記透明基板から離間する側に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:
上記クロム系材料膜が反射防止膜の一部又は全部を構成す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:
上記クロム系材料膜がエッチングマスク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6:
上記クロム系材料膜が上記透明基板と上記遮光膜との間に形成されていることを特徴とする請求項1又は2項記載のフォトマスクブランク。
請求項7:
上記クロム系材料膜がエッチングストッパー膜であることを特徴とする請求項6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、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、遷移金属とケイ素と窒素とを含有する材料で構成された単層、又は遷移金属とケイ素と窒素とを含有する材料で構成された層を1層以上含む多層で構成された遮光膜と、1又は2以上のクロム系材料膜とを有する。そして、遮光膜を構成する遷移金属とケイ素と窒素とを含有する材料のケイ素と遷移金属との比が、ケイ素:遷移元素=1:1〜4未満:1[1≦(ケイ素/遷移元素)<4](原子比)、窒素含有量が5原子%以上40原子%以下となっている。
エッチングストッパー膜の膜厚は2nm以上、特に5nm以上とすれば、その機能を発揮させることができる。なお、上限は通常20nm以下、特に15nm以下とすることができる。
モリブデンとケイ素のターゲットを各々用い、印加電力を調整すると共にアルゴン雰囲気又はアルゴンガスと窒素ガス雰囲気でスパッタリングを行い、石英製の透明基板上に表1のMoSi系材料膜1〜15(膜厚39nm)を形成した。これをアンモニア過水(アンモニア水:過酸化水素水:水=1:1:30(容量比))に1時間浸漬して膜厚変化(減少)量を測定した。膜厚変化量及び膜の光学濃度は下記のとおりであり、窒素含量が5原子%より低いものは化学耐性が不足し、窒素含量が40%より高いものは光学濃度が低く、遮光膜としては使用しにくいものであることが判明した。また、窒素含量が40%以下であれば、ケイ素/(ケイ素+遷移金属)を75%以下とすることでシート抵抗を1kΩ/□以下にできることが確認できた。
透明基板上に、エッチングストッパー膜としてクロムをターゲットとしてアルゴンガス及び窒素ガス雰囲気でスパッタリングを行いCrN膜(Cr:N=9:1(原子比) 膜厚10nm)を成膜し、その上に上記MoSi膜1,5〜10,12又は13を各々成膜し、更にその上に反射防止膜としてクロムをターゲットとしてアルゴンガス、窒素ガス及び酸素ガス雰囲気でスパッタリングを行い、CrON膜(Cr:O:N=4:5:1(原子比) 膜厚20nm)を成膜してフォトマスクブランクを得た。
図1(A)に示される膜構成のフォトマスクブランクを各々の膜をスパッタリングにより形成して作製した。各々の膜は以下のとおりである。
透明基板:石英基板
エッチングストッパー膜:CrN(Cr:N=9:1(原子比) 膜厚10nm)
遮光膜:MoSiN(Mo:Si:N=1:3:1.5(原子比) 膜厚41nm)
反射防止膜:MoSiN(遮光膜側の組成がMo:Si:N=1:3:1.5(原子比)、透明基板と離間する側(エッチングマスク膜側)の組成がMo:Si:N=1:5:5(原子比)であり、組成が厚さ方向において傾斜している 膜厚18nm)
エッチングマスク膜:CrN(Cr:N=9:1(原子比) 膜厚10nm)
第1のレジスト膜及び第2のレジスト膜としては、ヒドロキシスチレン系の樹脂、架橋剤、酸発生剤を主成分とする化学増幅形ネガ型レジスト膜を用い、膜厚は各々250nmとし、電子線リソグラフィーによりパターンを形成した。また、透明基板に形成した位相シフト部の深さは位相が約180°シフトする深さである172nmとした。
図1(A)に示される膜構成のフォトマスクブランクを各々の膜をスパッタリングにより形成して作製した。各々の膜は以下のとおりである。
透明基板:石英基板
エッチングストッパー膜:CrN(Cr:N=9:1(原子比) 膜厚10nm)
遮光膜:MoSiN(Mo:Si:N=1:3:1.5(原子比) 膜厚41nm)
反射防止膜:MoSiN(遮光膜側の組成がMo:Si:N=1:3:1.5(原子比)、透明基板と離間する側(エッチングマスク膜側)の組成がMo:Si:N=1:5:5(原子比)であり、組成が厚さ方向において傾斜している 膜厚18nm)
エッチングマスク膜:CrN(Cr:N=9:1(原子比) 膜厚10nm)
第1のレジスト膜及び第2のレジスト膜としては、ヒドロキシスチレン系の樹脂、架橋剤、酸発生剤を主成分とする化学増幅形ネガ型レジスト膜を用い、膜厚は各々200nmとし、電子線リソグラフィーによりパターンを形成した。また、透明基板に形成した位相シフト部の深さは位相が約180°シフトする深さである172nmとした。
図1(B)に示される膜構成のフォトマスクブランクを各々の膜をスパッタリングにより形成して作製した。各々の膜は以下のとおりである。
透明基板:石英基板
ハーフトーン位相シフト膜:MoSiON膜(Mo:Si:O:N=1:4:1:4(原子比) 膜厚75nm)
エッチングストッパー膜:CrN(Cr:N=9:1(原子比) 膜厚10nm)
遮光膜:MoSiN(Mo:Si:N=1:3:1.5(原子比) 膜厚41nm)
反射防止膜:MoSiN(遮光膜側の組成がMo:Si:N=1:3:1.5(原子比)、透明基板と離間する側(エッチングマスク膜側)の組成がMo:Si:N=1:5:5(原子比)であり、組成が厚さ方向において傾斜している 膜厚18nm)
エッチングマスク膜:CrN(Cr:N=4:1(原子比) 膜厚10nm)
第1のレジスト膜及び第2のレジスト膜としては、ヒドロキシスチレン系の樹脂、架橋剤、酸発生剤を主成分とする化学増幅形ネガ型レジスト膜を用い、膜厚は各々250nmとし、電子線リソグラフィーによりパターンを形成した。
2 エッチングストッパー膜
3 遮光膜
4 反射防止膜
5 エッチングマスク膜
6 第1のレジスト膜
7 第2のレジスト膜
8 位相シフト膜
Claims (7)
- 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って、
遷移金属とケイ素と窒素とを含有する材料で構成された単層、又は遷移金属とケイ素と窒素とを含有する材料で構成された層を1層以上含む多層で構成された遮光膜と、1又は2以上のクロム系材料膜とを有し、上記遷移金属とケイ素と窒素とを含有する材料のケイ素と遷移金属との比が、ケイ素:遷移元素=1:1〜4未満:1(原子比)であり、かつ窒素含有量が5原子%以上40原子%以下であることを特徴とするフォトマスクブランク。 - 上記遷移金属とケイ素と窒素とを含有する材料で構成された層において、該層を構成する材料の遷移金属とケイ素の占める割合が、両元素の合計量として60原子%以上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。
- 上記クロム系材料膜が上記遮光膜に対して上記透明基板から離間する側に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。
- 上記クロム系材料膜が反射防止膜の一部又は全部を構成す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。
- 上記クロム系材料膜がエッチングマスク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。
- 上記クロム系材料膜が上記透明基板と上記遮光膜との間に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。
- 上記クロム系材料膜がエッチングストッパー膜であることを特徴とする請求項6記載のフォトマスクブランク。
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