JP4958149B2 - Method for manufacturing phase shift mask blank and method for manufacturing phase shift mask - Google Patents

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Description

本発明は、マスクを透過する露光光間に位相差を与えることにより、転写パターンの解像度を向上できるようにした位相シフトマスクに関し、特に、ハーフトーン型の位相シフトマスクとその原版である位相シフトマスクブランクに関する。   The present invention relates to a phase shift mask that can improve the resolution of a transfer pattern by providing a phase difference between exposure light that passes through the mask, and more particularly, to a halftone phase shift mask and a phase shift that is an original of the phase shift mask. It relates to mask blank.

半導体LSI製造等においては、微細パターン露光の際のマスクとしてフォトマスクが用いられる。このフォトマスクの一種として、マスクを透過する露光光間に位相差を与えることにより、転写パターンの解像度を向上できるようにした位相シフトマスクが用いられている。
近年、この位相シフトマスクの一つとして、ハーフトーン型位相シフトマスクと称される位相シフトマスクが開発されている。このハーフトーン型の位相シフトマスクは、透明基板上に形成するマスクパターンを、実質的に露光に寄与する強度の光を透過させる部分(以下、光透過部と称する。)と、実質的に露光に寄与しない強度の光を透過させる部分(以下、光半透過部と称する。)とで構成し、かつ、この光半透過部を通過する光の位相をシフトさせて、光半透過部を透過した光の位相が上記光透過部を透過した光の位相に対して実質的に反転する関係となるようにすることにより、光透過部と光半透過部との境界部近傍を透過した光が互いに打ち消しあうようにして境界部のコントラストを良好に保持できるようにしたものである。
In semiconductor LSI manufacturing or the like, a photomask is used as a mask for fine pattern exposure. As a kind of this photomask, a phase shift mask that can improve the resolution of a transfer pattern by giving a phase difference between exposure light passing through the mask is used.
In recent years, a phase shift mask called a halftone phase shift mask has been developed as one of the phase shift masks. In this halftone phase shift mask, the mask pattern formed on the transparent substrate is substantially exposed to a portion that transmits light having an intensity that contributes substantially to exposure (hereinafter referred to as a light transmitting portion). And a portion that transmits light having an intensity that does not contribute to light (hereinafter referred to as a light semi-transmissive portion), and the phase of light passing through the light semi-transmissive portion is shifted to transmit the light semi-transmissive portion. The light transmitted through the vicinity of the boundary between the light transmission part and the light semi-transmission part can be obtained by making the phase of the transmitted light substantially invert with respect to the phase of the light transmitted through the light transmission part. By contrasting each other, the contrast of the boundary portion can be maintained satisfactorily.

このようなハーフトーン型位相シフトマスクは、光半透過部が、露光光を実質的に遮断する遮光機能と、光の位相をシフトさせる位相シフト機能との二つの機能を兼ね備えることになるので、主に位相角を制御する透過率の高い位相シフト膜パターンと主に光半透過性を制御する透過率の低い遮光膜パターンとを別々に形成する必要がなく、構成が簡単で製造も容易であるという特徴を有している。   In such a halftone phase shift mask, the light semi-transmission part has both a light shielding function for substantially blocking exposure light and a phase shift function for shifting the phase of light, There is no need to separately form a phase shift film pattern with high transmittance that mainly controls the phase angle and a light shielding film pattern with low transmittance that mainly controls the light translucency, and the configuration is simple and easy to manufacture. It has the characteristic of being.

下記特許文献1には、所定の位相角及び透過率を有し、膜特性に優れた光半透過部が得られるように、窒素、金属及びシリコンを主たる構成要素とする光半透過膜を透明基板上に形成した後、該光半透過膜を熱処理するハーフトーン型位相シフトマスクブランクの製造方法が記載されている。   In Patent Document 1 below, a light semi-transmissive film containing nitrogen, metal, and silicon as main components is transparent so that a light semi-transmissive part having a predetermined phase angle and transmittance and excellent film characteristics can be obtained. A method of manufacturing a halftone phase shift mask blank in which the light semi-transmissive film is heat-treated after being formed on a substrate is described.

特開2002−162726号公報JP 2002-162726 A

近年、回路パターンの微細化にともない、露光波長の短波長化が進んでおり、露光波長が248nm(KrFエキシマレーザー)から193nm(ArFエキシマレーザー)へと変わりつつあるが、このように露光波長が短波長化した場合、以下の問題が顕著になる。
マスク製造工程やマスク使用時において、硫酸等の酸溶液や、アンモニア等のアルカリ溶液を使用した薬液処理(洗浄を含む)がなされるが、その酸溶液やアルカリ溶液により光半透過膜の膜厚変化が発生する。露光波長が短くなると薬液に対する同じ膜厚変化量であっても位相角のずれが大きくなるため、より薬液(酸やアルカリ)に対する耐久性(耐薬品性)を向上させる必要がある。つまり、耐薬品性(耐酸性、耐アルカリ性)についても、露光光源の短波長化にともない、その要求が一層厳しくなってきている。
In recent years, with the miniaturization of circuit patterns, the exposure wavelength has been shortened, and the exposure wavelength is changing from 248 nm (KrF excimer laser) to 193 nm (ArF excimer laser). When the wavelength is shortened, the following problems become significant.
In the mask manufacturing process and mask use, chemical treatment (including cleaning) using an acid solution such as sulfuric acid or an alkali solution such as ammonia is performed. The film thickness of the light translucent film is determined by the acid solution or alkali solution. Change occurs. When the exposure wavelength is shortened, the phase angle shift increases even with the same amount of change in film thickness with respect to the chemical solution, so that it is necessary to further improve the durability (chemical resistance) against the chemical solution (acid or alkali). In other words, chemical resistance (acid resistance, alkali resistance) is becoming more demanding as the exposure light source becomes shorter in wavelength.

また、露光に用いるレーザー光の波長が短波長化になることにより、レーザー光のエネルギーが大きくなるため、露光による光半透過膜へのダメージが大きくなり、位相シフトマスクに要求される使用寿命期限内に、設定した透過率及び位相差にずれが生じてしまうことが発生する。   In addition, as the wavelength of the laser light used for exposure is shortened, the energy of the laser light increases, so damage to the light semi-transmissive film due to exposure increases, and the service life limit required for the phase shift mask In some cases, a deviation occurs in the set transmittance and phase difference.

また、ハーフトーン型の位相シフトマスクや位相シフトマスクブランクにおける光半透過部や光半透過膜は、露光における焦点深度を確保するため、光半透過部や光半透過膜を形成した透明基板を変形させるような大きな内部応力を有していないことが必要である。特に、露光波長が193nm(ArFエキシマレーザー)用の位相シフトマスクや位相シフトマスクブランクにおいては、内部応力が小さいことが必要である。   In addition, the light semi-transmission part and the light semi-transmission film in the halftone phase shift mask and phase shift mask blank are made of a transparent substrate on which the light semi-transmission part and the light semi-transmission film are formed in order to ensure the depth of focus in exposure. It is necessary not to have a large internal stress that causes deformation. In particular, a phase shift mask or phase shift mask blank for an exposure wavelength of 193 nm (ArF excimer laser) needs to have a low internal stress.

以上のような耐薬品性、耐光性、内部応力の問題を解決するために、上記特許文献1では、基板上に形成した光半透過膜を熱処理している。上記の内部応力の緩和は例えば高くても250〜300℃での熱処理によって可能であるが、耐薬品性や耐光性は熱処理温度が高ければ高いほど向上するため、十分な耐薬品性や耐光性をもたせるためには少なくとも500℃前後の熱処理が必要である。しかしながら、基板上に形成した光半透過膜を500℃前後の高温で熱処理した場合、耐薬品性や耐光性は改善できたとしても、膜に欠陥が発生するおそれがあり、さらに膜の透過率等の光学特性変化が起こり、しかも光学特性の面内分布のばらつきも大きくなる。ハーフトーン型の位相シフトマスクの場合、光半透過膜の光学特性は厳密に制御されている必要があり、光学特性の面内分布がより高いことが求められている。また、あまり熱処理温度を高くすると、温度の上昇及び下降の時間が長くかかるため、生産性が低下するという問題もある。従って、特許文献1のように光半透過膜の成膜後の熱処理だけで、膜欠陥を発生させず、かつ、光学特性変化を生じさせることなく、耐薬品性や耐光性を十分に改善することには限界がある。   In order to solve the problems of chemical resistance, light resistance and internal stress as described above, in Patent Document 1, the light semi-transmissive film formed on the substrate is heat-treated. The above internal stress can be relaxed by, for example, heat treatment at 250 to 300 ° C. at the highest, but chemical resistance and light resistance are improved as the heat treatment temperature is increased. In order to have a heat treatment, a heat treatment of at least about 500 ° C. is required. However, when the light semi-transmissive film formed on the substrate is heat-treated at a high temperature of about 500 ° C., even if the chemical resistance and light resistance can be improved, there is a possibility that the film may be defective, and the film transmittance is further increased. Such a change in optical characteristics occurs, and the variation in the in-plane distribution of optical characteristics also increases. In the case of a halftone phase shift mask, the optical characteristics of the light semi-transmissive film must be strictly controlled, and a higher in-plane distribution of optical characteristics is required. Further, if the heat treatment temperature is increased too much, it takes a long time for the temperature to rise and fall, resulting in a problem that productivity is lowered. Therefore, as in Patent Document 1, the chemical resistance and light resistance are sufficiently improved without causing film defects and causing changes in optical properties only by heat treatment after the formation of the light semi-transmissive film. There are limits to this.

また、本発明者の検討によると、露光波長が短波長化した場合、次のような課題もあることが判明した。
例えばArFエキシマレーザーは短波長であるがゆえに、レーザー光のエネルギーは増大する。このため、レーザー照射によりマスク表面における化学反応が助長され、それにより、何かしらの析出物の形成が促進され、その析出物が異物としてマスク上に発生し付着するという問題がある。そのような析出物の一つとして、硫酸アンモニウムがあることが確認されている。マスクは、最終工程に硫酸系洗浄剤を用いた洗浄が行われるのが一般的である。その洗浄工程で使用される硫酸系洗浄剤に由来する硫酸又は硫酸イオンが洗浄後のマスクに残留していることが多いと考えられる。このため、この硫酸イオンと何かしらの原因で発生したアンモニウムイオンの反応が、レーザー照射によって促進されることが、析出物が生じる原因と考えられる。アンモニウムイオンの発生源は、大気中又はペリクル由来の物質もしくは付着物であると考えられる。ところが、本発明者の検討によると、上記したようにマスクに用いられる薄膜に窒素が含有された材料を用いるものについて調べた結果、薄膜に窒素を含むものは、窒素を含まない薄膜よりも、膜表面にアンモニウムイオンが多く存在することがわかった。従って、薄膜に窒素を含むものは、異物欠陥となり得る硫酸アンモニウムの析出を促進している可能性があると考えられる。
Further, according to the study of the present inventor, it has been found that there are the following problems when the exposure wavelength is shortened.
For example, since ArF excimer laser has a short wavelength, the energy of laser light increases. For this reason, the chemical reaction on the mask surface is promoted by the laser irradiation, whereby the formation of some precipitates is promoted, and there is a problem that the precipitates are generated and adhered as foreign matters on the mask. One such deposit has been identified as ammonium sulfate. The mask is generally cleaned using a sulfuric acid-based cleaning agent in the final process. It is thought that sulfuric acid or sulfate ions derived from the sulfuric acid-based cleaning agent used in the cleaning process often remain in the cleaned mask. For this reason, it is considered that the reaction of ammonium ions generated for some reason with this sulfate ion is promoted by laser irradiation, which is the cause of precipitates. The source of ammonium ions is considered to be substances or deposits derived from the atmosphere or pellicle. However, according to the study of the present inventor, as a result of investigating the use of a material containing nitrogen in the thin film used for the mask as described above, the thin film containing nitrogen is less than the thin film not containing nitrogen. It was found that many ammonium ions were present on the membrane surface. Therefore, it is considered that the thin film containing nitrogen may promote the precipitation of ammonium sulfate that can be a foreign matter defect.

このようなマスク使用時にマスク上に異物が析出する問題は、使用する露光光源波長がArFエキシマレーザーのような200nm以下の場合に顕在化する。すなわち、異物の析出自体が促進されることや、求められるパターンの微細化により、今までは問題とならなかったより小さいサイズの異物が欠陥となるからである。 Such a problem that foreign matters are deposited on the mask when the mask is used becomes apparent when the wavelength of the exposure light source used is 200 nm or less, such as an ArF excimer laser. That is, because the precipitation of foreign matter itself is promoted and the required pattern is miniaturized, a foreign matter having a smaller size that has not been a problem until now becomes a defect.

そこで、マスク洗浄工程で使用される硫酸系洗浄剤を確実に除去し、上述した異物の析出を低減する目的で、硫酸洗浄後に50〜60℃の温水洗浄を行ったところ、特許文献1に記載されているようなMoSiN膜は、温水に対する耐性が充分とは言えず、温水洗浄による膜表面のダメージ(厚さ方向への浸食)による光学特性(透過率及び位相差)変化や、パターン断面のダメージ(幅方向への浸食)による転写パターン寸法変化を引き起こすおそれがある。この場合、前述の耐薬品性や耐光性と同様、光半透過膜の熱処理により耐温水性を向上させることは可能であると考えられるが、光半透過膜の成膜後の熱処理だけで、光半透過膜の光学特性を少しも損わずに、耐温水性を十分に向上させることには限界がある。 Therefore, when the sulfuric acid-based cleaning agent used in the mask cleaning process is surely removed and the above-described foreign matter precipitation is reduced, hot water cleaning at 50 to 60 ° C. is performed after sulfuric acid cleaning. The MoSiN film as described above is not sufficiently resistant to hot water, and changes in optical characteristics (transmittance and phase difference) due to film surface damage (erosion in the thickness direction) due to hot water cleaning, pattern cross-section There is a risk of causing a change in dimension of the transfer pattern due to damage (erosion in the width direction). In this case, similar to the above-mentioned chemical resistance and light resistance, it is considered possible to improve the hot water resistance by heat treatment of the light semi-transmissive film, but only by the heat treatment after the film formation of the light semi-transmissive film, There is a limit to sufficiently improving the hot water resistance without impairing the optical properties of the light semi-transmissive film.

本発明は上述した従来の種々の問題点に鑑みてなされたものであり、基板上に成膜した光半透過膜の光学特性およびその面内分布に影響を及ぼすことなく、また成膜した光半透過膜に膜欠陥を発生させることなく、耐薬品性、耐光性、耐温水性を向上させた位相シフトマスクブランク、及びこの位相シフトマスクブランクを用いて得られるハーフトーン型の位相シフトマスクを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the conventional problems described above, and does not affect the optical characteristics and in-plane distribution of the light semi-transmissive film formed on the substrate, and the formed light. A phase shift mask blank with improved chemical resistance, light resistance and hot water resistance without causing film defects in the semi-transmissive film, and a halftone type phase shift mask obtained using the phase shift mask blank The purpose is to provide.

上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
(構成1)透明基板上に、露光波長に対し所定の透過率を有し、窒素、金属及びシリコンを主たる構成要素とする光半透過膜が形成された位相シフトマスクブランクの製造方法であって、前記透明基板上に前記光半透過膜を成膜した後、該光半透過膜にオゾンガスを作用させることを特徴とする位相シフトマスクブランクの製造方法。
構成1にあるように、透明基板上に前記光半透過膜を成膜した後、該光半透過膜にオゾンガスを作用させることにより、光半透過膜の表面に酸化膜が形成され、光半透過膜の耐薬品性、耐光性、耐温水性を向上させることができる。しかも従来のような高温での熱処理を行わなくても済むので、高温熱処理による膜欠陥の発生や、光半透過膜の光学特性変化を生じることなく、耐薬品性、耐光性、耐温水性を向上させた位相シフトマスクブランクが得られる。従って、薬液処理によるパターンのダメージ、露光光によるパターンのダメージ、或いは温水洗浄によるパターンのダメージを十分に防止でき、露光光源波長が例えば200nm以下に短波長化しても、位相シフトマスクとしての機能が損われることがなく、本発明は特に好適である。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
(Configuration 1) A method of manufacturing a phase shift mask blank in which a light translucent film having a predetermined transmittance with respect to an exposure wavelength and having nitrogen, metal and silicon as main components is formed on a transparent substrate. A method of manufacturing a phase shift mask blank, comprising: forming the light semi-transmissive film on the transparent substrate; and causing ozone gas to act on the light semi-transmissive film.
As in Configuration 1, after forming the light semi-transmissive film on the transparent substrate, ozone gas is allowed to act on the light semi-transmissive film, thereby forming an oxide film on the surface of the light semi-transmissive film. The chemical resistance, light resistance and hot water resistance of the permeable membrane can be improved. Moreover, since it is not necessary to perform heat treatment at a high temperature as in the prior art, chemical resistance, light resistance, and warm water resistance can be achieved without causing film defects due to high temperature heat treatment or changing optical characteristics of the light semi-transmissive film. An improved phase shift mask blank is obtained. Therefore, pattern damage due to chemical treatment, pattern damage due to exposure light, or pattern damage due to hot water cleaning can be sufficiently prevented, and the function as a phase shift mask can be achieved even when the exposure light source wavelength is shortened to, for example, 200 nm or less. The present invention is particularly suitable without being damaged.

(構成2)前記オゾンガスの濃度が80体積%以上であることを特徴とする構成1に記載の位相シフトマスクブランクの製造方法。
構成2のように、構成1におけるオゾンガスの濃度を80体積%以上の高濃度で使用することにより、露光波長が200nm以下と短波長であっても十分な光半透過膜の耐薬品性、耐光性、耐温水性が得られる。
(Configuration 2) A method of manufacturing a phase shift mask blank according to Configuration 1, wherein the concentration of the ozone gas is 80% by volume or more.
As in Configuration 2, the ozone gas concentration in Configuration 1 is used at a high concentration of 80% by volume or more, so that even if the exposure wavelength is 200 nm or less and a short wavelength, sufficient chemical resistance and light resistance of the light translucent film are obtained. And hot water resistance can be obtained.

(構成3)前記光半透過膜を成膜した後、または、前記光半透過膜にオゾンガスを作用させた後、該光半透過膜を300℃以下で熱処理を行うことを特徴とする構成1又は2に記載の位相シフトマスクブランクの製造方法。
構成3にあるように、たとえば基板上に成膜した光半透過膜の膜応力を低減する(緩和する)目的で、膜応力の低減には十分な300℃以下の温度で熱処理を行うことができる。
(Structure 3) Structure 1 characterized in that after the light semi-transmissive film is formed or ozone gas is allowed to act on the light semi-transmissive film, the light semi-transmissive film is subjected to heat treatment at 300 ° C. or lower. Or the manufacturing method of the phase shift mask blank of 2.
As in Configuration 3, for example, for the purpose of reducing (relaxing) the film stress of the light-semitransmissive film formed on the substrate, heat treatment may be performed at a temperature of 300 ° C. or lower sufficient to reduce the film stress. it can.

(構成4)前記露光波長は、200nm以下であることを特徴とする構成1乃至3の何れか一に記載の位相シフトマスクブランクの製造方法。
露光光源の短波長化にともない、光半透過膜の耐薬品性、耐光性、耐温水性の必要性が特に高いので、露光波長が200nm以下のような短波長であってもこれらの耐性が十分に得られる本発明は、有用性が高い。
(Configuration 4) The method for producing a phase shift mask blank according to any one of Configurations 1 to 3, wherein the exposure wavelength is 200 nm or less.
As the exposure light source becomes shorter in wavelength, the need for chemical resistance, light resistance, and warm water resistance of the light translucent film is particularly high. Therefore, even if the exposure wavelength is as short as 200 nm or less, these resistances are maintained. The present invention that is sufficiently obtained has high utility.

(構成5)構成1乃至4の何れか一に記載の製造方法により得られる位相シフトマスクブランクの前記光半透過膜をパターニングして、透明基板上に、窒素、金属及びシリコンを主たる構成要素とする光半透過部を形成することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
構成1乃至4の何れか一に記載の位相シフトマスクブランクの光半透過膜をパターニングして、窒素、金属及びシリコンを主たる構成要素とする光半透過部を形成することにより、光半透過膜の耐薬品性、耐光性、耐温水性に優れた位相シフトマスクが得られる。
(Configuration 5) Patterning the light-semitransmissive film of the phase shift mask blank obtained by the manufacturing method according to any one of Configurations 1 to 4, and main components nitrogen, metal, and silicon on a transparent substrate; A method of manufacturing a phase shift mask, comprising forming a light semi-transmissive portion.
By patterning the light-semitransmissive film of the phase shift mask blank according to any one of the structures 1 to 4, a light-semitransmissive part including nitrogen, metal, and silicon as main components is formed. A phase shift mask having excellent chemical resistance, light resistance and hot water resistance can be obtained.

(構成6)前記透明基板上に形成された前記光半透過部を温水洗浄することを特徴とする構成5に記載の位相シフトマスクの製造方法。
本発明による光半透過膜は耐温水性に優れるため、光半透過膜のパターニングにより形成された光半透過部を温水洗浄してもパターンのダメージは生じない。したがって、温水洗浄により、露光波長が200nm以下のような短波長であっても前述のマスク上の異物欠陥の発生を効果的に抑制することができる。
(Structure 6) A method of manufacturing a phase shift mask according to Structure 5, wherein the light semi-transmissive portion formed on the transparent substrate is washed with warm water.
Since the light semi-transmissive film according to the present invention is excellent in hot water resistance, pattern damage does not occur even if the light semi-transmissive portion formed by patterning the light semi-transmissive film is washed with warm water. Therefore, by the hot water cleaning, it is possible to effectively suppress the occurrence of foreign matter defects on the mask even when the exposure wavelength is as short as 200 nm or less.

本発明によれば、基板上に成膜した光半透過膜の光学特性およびその面内分布に影響を及ぼすことなく、また成膜した光半透過膜に膜欠陥を発生させることなく、耐薬品性、耐光性、耐温水性を向上させた位相シフトマスクブランクが得られる。また、この位相シフトマスクブランクを用いることにより、耐薬品性、耐光性、耐温水性に優れ光半透過膜の光学特性変化が起こらない、特に波長が200nm以下の短波長露光光源を用いる場合に好適なハーフトーン型の位相シフトマスクが得られる。   According to the present invention, chemical resistance is achieved without affecting the optical characteristics and in-plane distribution of the light semi-transmissive film formed on the substrate, and without causing film defects in the formed light semi-transmissive film. A phase shift mask blank having improved properties, light resistance and warm water resistance is obtained. In addition, by using this phase shift mask blank, it is excellent in chemical resistance, light resistance, hot water resistance, and does not cause changes in the optical properties of the light translucent film, particularly when using a short wavelength exposure light source having a wavelength of 200 nm or less. A suitable halftone phase shift mask is obtained.

以下、本発明を実施の形態により詳細に説明する。
図1の(a)は本発明により得られる位相シフトマスクブランクの一実施の形態を示す断面図、同図の(b)は本発明により得られるハーフトーン型位相シフトマスクの一実施の形態を示す断面図である。
本発明により得られる位相シフトマスクブランクの一実施の形態は、図1(a)に示すように、透明基板1上に、光半透過膜2が形成された位相シフトマスクブランク10である。この光半透過膜2は、露光波長に対し所定の透過率を有し、窒素、金属及びシリコンを主たる構成要素とする材料からなる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail by embodiments.
1A is a sectional view showing an embodiment of a phase shift mask blank obtained by the present invention, and FIG. 1B is an embodiment of a halftone phase shift mask obtained by the present invention. It is sectional drawing shown.
One embodiment of the phase shift mask blank obtained by the present invention is a phase shift mask blank 10 in which a light semi-transmissive film 2 is formed on a transparent substrate 1 as shown in FIG. The light semi-transmissive film 2 has a predetermined transmittance with respect to the exposure wavelength, and is made of a material mainly composed of nitrogen, metal, and silicon.

本発明における光半透過膜2は、金属、シリコン及び窒素を主たる構成要素とする膜であるが、金属とシリコンに加えて、窒素を含むことにより、光半透過膜の光学特性(透過率、位相角)をコントロールすることができる。 The light semi-transmissive film 2 in the present invention is a film mainly composed of metal, silicon, and nitrogen. By containing nitrogen in addition to the metal and silicon, the optical properties of the light semi-transmissive film (transmittance, (Phase angle) can be controlled.

上記光半透過膜2の構成要素である金属としては、例えば、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、チタン(Ti)、クロム(Cr)等の金属が好ましく挙げられる。これらの金属とシリコンを含む材料は、波長が200nm以下の露光光に対して、屈折率が比較的高く、位相をシフト(望ましくは反転)させるための膜厚を薄くでき、またこの波長域においては露光光に対する光透過率(遮光性能)も良好な値とすることができるからである。 Preferred examples of the metal that is a constituent element of the light translucent film 2 include metals such as molybdenum (Mo), tantalum (Ta), tungsten (W), titanium (Ti), and chromium (Cr). These materials containing metal and silicon have a relatively high refractive index with respect to exposure light having a wavelength of 200 nm or less, and can reduce the film thickness for shifting (preferably reversing) the phase. This is because the light transmittance (light shielding performance) with respect to the exposure light can also be set to a good value.

なお、200nm以下の露光波長域における光学特性(透過率、位相角)を考慮すると、光半透過膜2の組成は、金属が2〜8原子%、シリコンが20〜50原子%、窒素が30〜70原子%とすることが好ましい。   In consideration of optical characteristics (transmittance, phase angle) in an exposure wavelength region of 200 nm or less, the composition of the light semi-transmissive film 2 is 2 to 8 atomic% for metal, 20 to 50 atomic% for silicon, and 30 for nitrogen. It is preferable to set it to -70 atomic%.

窒素、金属及びシリコンを主たる構成要素とする光半透過膜2の具体的な材料としては、例えば、窒化されたモリブデン及びシリコン(MoSiN系材料)、窒化されたタンタル及びシリコン(TaSiN系材料)、窒化されたタングステン及びシリコン(WSiN系材料)、窒化されたチタン及びシリコン(TiSiN系材料)、窒化されたクロム及びシリコン(CrSiN系材料)、等が挙げられる。これらの材料の中でも、金属をモリブデン(Mo)やタンタル(Ta)とする窒化されたモリブデン及びシリコンからなる材料(MoSiN系材料)、窒化されたタンタル及びシリコンからなる材料(TaSiN系材料)は、マスク製造工程における加工特性(パターン制御性)や、スパッタターゲット要因による欠陥発生防止の点で好ましい。 Specific materials of the light semi-transmissive film 2 mainly composed of nitrogen, metal, and silicon include, for example, nitrided molybdenum and silicon (MoSiN material), nitrided tantalum and silicon (TaSiN material), Examples include nitrided tungsten and silicon (WSiN-based material), nitrided titanium and silicon (TiSiN-based material), nitrided chromium and silicon (CrSiN-based material), and the like. Among these materials, a material made of nitrided molybdenum and silicon (MoSiN material) whose metal is molybdenum (Mo) or tantalum (Ta), a material made of nitrided tantalum and silicon (TaSiN material), This is preferable in terms of processing characteristics (pattern controllability) in the mask manufacturing process and prevention of defects due to a sputter target factor.

このような光半透過膜2は、例えば、低圧雰囲気中でスパッタリング成膜(DCスパッタリング、RFスパッタリング、イオンビームスパッタリングなど)することにより形成することができる。低圧雰囲気を使用することにより、緻密な膜が形成されやすく、耐薬品性の向上にも好ましいからである。 Such a translucent film 2 can be formed, for example, by sputtering film formation (DC sputtering, RF sputtering, ion beam sputtering, etc.) in a low-pressure atmosphere. This is because the use of a low-pressure atmosphere facilitates the formation of a dense film and is preferable for improving chemical resistance.

光半透過膜2は、露光光を実質的に遮断する遮光機能と、光の位相をシフトさせる位相シフト機能との二つの機能を兼ね備える。これらの機能の値は、マスク使用時の露光光源及びその波長に応じて異なるため、使用する露光光源及びその波長に対応して、その値を設計、選択する必要がある。 The light semitransmissive film 2 has two functions of a light shielding function that substantially blocks exposure light and a phase shift function that shifts the phase of light. Since the values of these functions differ depending on the exposure light source and its wavelength when the mask is used, it is necessary to design and select the values corresponding to the exposure light source to be used and its wavelength.

光半透過膜2の位相シフト量は、光半透過膜の膜組成及び膜厚を調整することで制御することが出来る。位相シフト量をφ、露光光の波長をλ、光半透過膜の屈折率をnとすると、光半透過膜の膜厚dは次の(1)式で決定できる。
d=(φ/360)×[λ/(n−1)] (1)
(1)式における位相シフト量φは、180度であることが解像度向上の観点から最も望ましいが、実用的には160度〜200度程度であってもよい。
The phase shift amount of the light semitransmissive film 2 can be controlled by adjusting the film composition and film thickness of the light semitransmissive film. When the phase shift amount is φ, the wavelength of the exposure light is λ, and the refractive index of the light semi-transmissive film is n, the film thickness d of the light semi-transmissive film can be determined by the following equation (1).
d = (φ / 360) × [λ / (n−1)] (1)
The phase shift amount φ in the equation (1) is most desirably 180 degrees from the viewpoint of improving the resolution, but may be practically about 160 degrees to 200 degrees.

光半透過膜2の露光光に対する光透過率(遮光性能)は、半導体素子等のパターン形成の際に用いるレジストの感度にもよるが、一般的には2〜20%程度が好ましい。この範囲内においては、光透過率は、透過率の高い方が位相効果が高いので、高い方が好ましい。但し、ラインアンドスペースパターンの場合は光透過率が低い方が好ましく、またホール、ドット系のパターンの場合は光透過率が高い方が好ましい。光半透過膜2の光透過率は、膜組成を調整することで制御することが出来る。   The light transmittance (light-shielding performance) of the light semi-transmissive film 2 with respect to the exposure light is generally about 2 to 20%, although it depends on the sensitivity of the resist used when forming a pattern such as a semiconductor element. Within this range, the light transmittance is preferably higher because the higher the transmittance, the higher the phase effect. However, in the case of a line and space pattern, it is preferable that the light transmittance is low, and in the case of a hole or dot pattern, it is preferable that the light transmittance is high. The light transmittance of the light semi-transmissive film 2 can be controlled by adjusting the film composition.

位相シフトマスクブランク10に用いる前記透明基板1としては、使用する露光波長に対して透明な基板であれば特に制限されない。透明基板1として例えば、石英基板、その他各種ガラス基板(例えばソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス等)などが挙げられる。特に、石英基板は、たとえばArFエキシマレーザー(波長193nm)又はそれより短い波長の露光光に対して透明性が高いので本発明に好適である。   The transparent substrate 1 used for the phase shift mask blank 10 is not particularly limited as long as it is a substrate transparent to the exposure wavelength to be used. Examples of the transparent substrate 1 include a quartz substrate and other various glass substrates (for example, soda lime glass, aluminosilicate glass, and the like). In particular, a quartz substrate is suitable for the present invention because it is highly transparent to, for example, ArF excimer laser (wavelength 193 nm) or exposure light having a shorter wavelength.

本発明の位相シフトマスクブランク10は、石英基板等の透明基板1上に、前述の公知の薄膜形成法を用いて、光半透過膜2を形成することによって製造される。
そして本発明においては、透明基板1上に上記光半透過膜2を成膜した後、この光半透過膜2の表面にオゾンガスを照射する、あるいは光半透過膜2を成膜した基板をオゾンガス中に晒すなどの方法で光半透過膜2表面にオゾンガスを作用させることにより、光半透過膜2の表面に酸化膜を形成する。この場合、オゾンガスの濃度を80体積%以上の高濃度とすることが好ましい。このような高濃度のオゾンガスを用いることにより、露光光源波長が200nm以下と短波長であっても、光半透過膜に要求される耐性を十分に満たす耐薬品性、耐光性、耐温水性が得られる。
The phase shift mask blank 10 of the present invention is manufactured by forming the light semi-transmissive film 2 on the transparent substrate 1 such as a quartz substrate using the above-mentioned known thin film forming method.
In the present invention, after the light semi-transmissive film 2 is formed on the transparent substrate 1, the surface of the light semi-transmissive film 2 is irradiated with ozone gas, or the substrate on which the light semi-transmissive film 2 is formed is treated with ozone gas. An oxide film is formed on the surface of the light semi-transmissive film 2 by allowing ozone gas to act on the surface of the light semi-transmissive film 2 by a method such as exposure to the inside. In this case, the concentration of ozone gas is preferably set to a high concentration of 80% by volume or more. By using such high-concentration ozone gas, even if the exposure light source wavelength is as short as 200 nm or less, the chemical resistance, light resistance, and warm water resistance sufficiently satisfy the resistance required for the light semi-transmissive film. can get.

なお、オゾンガスを作用させる時間(処理時間)、雰囲気温度等については特に制約する必要は無いが、例えば雰囲気温度が高いとオゾンガスによる酸化速度が速まるため、生産性を上げる観点からは、処理時間については、例えば5〜60分程度の範囲、雰囲気温度については、例えば室温〜300℃程度の範囲とすることが好適である。   In addition, there is no need to particularly limit the time (treatment time) for which ozone gas is applied, the ambient temperature, etc. However, for example, if the ambient temperature is high, the oxidation rate by ozone gas increases, so from the viewpoint of increasing productivity, the treatment time Is preferably in the range of, for example, about 5 to 60 minutes, and the ambient temperature is in the range of, for example, room temperature to about 300 ° C.

本発明によれば、以上のように透明基板1上に成膜した光半透過膜2にオゾンガスを作用させることにより、光半透過膜の表面に酸化膜が形成され、光半透過膜の耐薬品性、耐光性、耐温水性を向上させることができる。しかも従来のような高温での熱処理を行わなくても済むので、高温熱処理による膜欠陥の発生や、光半透過膜の光学特性変化を生じることなく、耐薬品性、耐光性、耐温水性を向上させることができる。従って、マスクブランク及びマスク製造工程における各種薬液処理によるパターンのダメージ、露光に用いるレーザー光のエネルギーによるパターンのダメージ、或いは、マスク洗浄工程で使用される硫酸系洗浄剤を除去し異物欠陥の発生を抑制するための硫酸洗浄後に行う温水洗浄によるパターンのダメージを十分に防止することができる。露光光源波長の短波長化にともない、これら光半透過膜の耐薬品性、耐光性、耐温水性に対する要求が特に高まっているので、露光波長が200nm以下のような短波長であってもこれらの耐性が十分に得られる本発明は特に有用性が高い。 According to the present invention, by applying ozone gas to the light semi-transmissive film 2 formed on the transparent substrate 1 as described above, an oxide film is formed on the surface of the light semi-transmissive film. Chemical properties, light resistance, and warm water resistance can be improved. Moreover, since it is not necessary to perform heat treatment at a high temperature as in the prior art, chemical resistance, light resistance, and warm water resistance can be achieved without causing film defects due to high temperature heat treatment or changing optical characteristics of the light semi-transmissive film. Can be improved. Therefore, pattern damage due to various chemical treatments in the mask blank and mask manufacturing process, pattern damage due to the energy of laser light used for exposure, or removal of sulfuric acid-based cleaning agent used in the mask cleaning process to generate foreign matter defects Pattern damage due to warm water cleaning performed after sulfuric acid cleaning for suppression can be sufficiently prevented. With the shortening of the exposure light source wavelength, the requirements for chemical resistance, light resistance, and warm water resistance of these light semi-transmissive films are particularly increasing, so even if the exposure wavelength is as short as 200 nm or less The present invention in which sufficient tolerance is obtained is particularly useful.

また、本発明においては、上記光半透過膜2を透明基板1上に成膜した後、または、成膜した光半透過膜2にオゾンガスを作用させた後、この光半透過膜2を300℃以下で熱処理を行ってもよい。これは、透明基板1上に成膜した光半透過膜2の膜応力を低減する(緩和する)目的で、膜応力の低減には十分な300℃以下の温度で熱処理を行うことができる。 In the present invention, after the light semi-transmissive film 2 is formed on the transparent substrate 1 or ozone gas is allowed to act on the formed light semi-transmissive film 2, the light semi-transmissive film 2 is changed to 300. Heat treatment may be performed at a temperature not higher than ° C. This is for the purpose of reducing (relaxing) the film stress of the light-semitransmissive film 2 formed on the transparent substrate 1, and heat treatment can be performed at a temperature of 300 ° C. or less sufficient to reduce the film stress.

なお、基板周縁部における光半透過膜の膜剥れによるパーティクル発生を防止するために、透明基板の主表面上の周縁部を除く領域に光半透過膜を形成するようにしても良い。また、上記実施の形態では、光半透過膜が単一層である場合を示したが、単一層構造の光半透過膜を二層以上積層させた多層構造の光半透過膜とすることもできる。   In order to prevent generation of particles due to film peeling of the light semi-transmissive film at the peripheral edge of the substrate, a light semi-transmissive film may be formed in a region excluding the peripheral edge on the main surface of the transparent substrate. Moreover, although the case where the light semi-transmissive film is a single layer has been described in the above embodiment, a light semi-transmissive film having a multilayer structure in which two or more light semi-transmissive films having a single layer structure are stacked may be used. .

図1(b)は、上述の位相シフトマスクブランク10の光半透過膜2をパターニングして、透明基板1上に窒素、金属及びシリコンを主たる構成要素とする光半透過部2aと光透過部3とが形成されたハーフトーン型位相シフトマスク20を示す。
図2は、本発明による位相シフトマスクブランクを用いたハーフトーン型位相シフトマスクの製造工程の一例を示したものである。
これによると、先ず、位相シフトマスクブランク10の光半透過膜2上にレジスト膜4(例えば電子線用ポジ型レジスト膜)を形成する(同図(a)、(b)参照)。次いで、レジスト膜4に対して電子線描画機を用いて所定のパターン描画を行い、現像処理してレジストパターン4aを形成する(同図(c)参照)。
FIG. 1B shows a light semi-transmissive portion 2a and a light transmissive portion having nitrogen, metal and silicon as main components on the transparent substrate 1 by patterning the light semi-transmissive film 2 of the phase shift mask blank 10 described above. 3 shows a halftone phase shift mask 20 formed with 3.
FIG. 2 shows an example of a manufacturing process of a halftone phase shift mask using the phase shift mask blank according to the present invention.
According to this, first, a resist film 4 (for example, a positive resist film for electron beams) is formed on the light semi-transmissive film 2 of the phase shift mask blank 10 (see FIGS. 1A and 1B). Next, a predetermined pattern is drawn on the resist film 4 using an electron beam drawing machine, and development processing is performed to form a resist pattern 4a (see FIG. 5C).

次に、上記レジストパターン4aをマスクにして、光半透過膜2をエッチングして光半透過膜パターン(光半透過部2a)を形成する(同図(d)参照)。そして、残存する上記レジストパターン4aは酸素アッシング等により除去する。
以上のようにして、透明基板1上に、パターン状の光半透過膜からなる光半透過部2aと光透過部3が形成されたハーフトーン型位相シフトマスク20を得ることができる(同図(e)参照)。
Next, using the resist pattern 4a as a mask, the light semi-transmissive film 2 is etched to form a light semi-transmissive film pattern (light semi-transmissive portion 2a) (see FIG. 4D). The remaining resist pattern 4a is removed by oxygen ashing or the like.
As described above, the halftone phase shift mask 20 in which the light semi-transmissive portion 2a and the light transmissive portion 3 formed of a patterned light semi-transmissive film are formed on the transparent substrate 1 can be obtained (see FIG. (See (e)).

以上のように、本発明による位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスクは、とくに露光波長が200nm以下、例えばArFエキシマレーザー(波長193nm)又はそれより短い波長の露光光を露光光源とする場合に好適である。すなわち、露光光源の短波長化に伴って、位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスクにおける光半透過膜に要求される耐性のレベルも高まっており、本発明によれば各種薬液処理によるパターンのダメージや、露光に用いるレーザー光のエネルギーによるパターンのダメージを十分に防止することができ、露光波長が200nm以下のような短波長で、しかもエネルギーの大きなレーザー光を露光光源とする場合にあっても、要求されるこれらの耐性が十分に得られる。また、本発明による光半透過膜は耐温水性にも優れるため、光半透過膜のパターニングにより形成された光半透過部を温水洗浄してもパターンのダメージは生じない。したがって、温水洗浄によりマスク洗浄工程で使用された残留する硫酸系洗浄剤を十分に除去して、露光波長が200nm以下のような短波長であってもマスク上の異物欠陥の発生を効果的に抑制することができる。 As described above, the phase shift mask blank and the phase shift mask according to the present invention are particularly suitable when exposure light having an exposure wavelength of 200 nm or less, for example, ArF excimer laser (wavelength 193 nm) or shorter wavelength is used as the exposure light source. is there. That is, with the shortening of the wavelength of the exposure light source, the level of resistance required for the light semi-transmissive film in the phase shift mask blank and the phase shift mask is also increased. According to the present invention, pattern damage due to various chemical treatments and Even if the pattern can be sufficiently prevented from being damaged by the energy of the laser beam used for the exposure, the exposure wavelength is a short wavelength such as 200 nm or less, and a laser beam having a large energy is used as the exposure light source, These required resistances are fully obtained. In addition, since the light semi-transmissive film according to the present invention is excellent in hot water resistance, pattern damage does not occur even if the light semi-transmissive portion formed by patterning the light semi-transmissive film is washed with warm water. Therefore, the remaining sulfuric acid-based cleaning agent used in the mask cleaning process is sufficiently removed by hot water cleaning, and the generation of foreign matter defects on the mask is effectively achieved even when the exposure wavelength is as short as 200 nm or less. Can be suppressed.

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する。
(実施例1)
モリブデン(Mo)とシリコン(Si)との混合ターゲット(Mo:Si=8mol%:92mol%)を用い、アルゴン(Ar)と窒素(N)の混合ガス雰囲気(Ar:N=20体積%:80体積%、圧力0.1Pa)で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、合成石英ガラス基板上に、窒化されたモリブデン及びシリコン(MoSiN)の光半透過膜(膜厚:67nm)を形成した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
Example 1
Using a mixed target (Mo: Si = 8 mol%: 92 mol%) of molybdenum (Mo) and silicon (Si), a mixed gas atmosphere (Ar: N 2 = 20 vol%) of argon (Ar) and nitrogen (N 2 ). : A light translucent film (film thickness: 67 nm) of nitrided molybdenum and silicon (MoSiN) is formed on a synthetic quartz glass substrate by reactive sputtering (DC sputtering) at 80 volume% and pressure 0.1 Pa). did.

次に、上記のように形成した光半透過膜にオゾンガスを照射した。この場合のオゾンガス濃度は80体積%とし、雰囲気温度は250℃とし、照射時間は30分間とした。次いで、大気中で250℃、15分間熱処理した後、光半透過膜表面を純水にてスクラブ洗浄を行って、ArFエキシマレーザー露光用ハーフトーン型位相シフトマスクブランクを作製した。 Next, ozone gas was irradiated to the light semi-transmissive film formed as described above. In this case, the ozone gas concentration was 80% by volume, the ambient temperature was 250 ° C., and the irradiation time was 30 minutes. Subsequently, after heat-treating in the atmosphere at 250 ° C. for 15 minutes, the surface of the light translucent film was scrubbed with pure water to produce a halftone phase shift mask blank for ArF excimer laser exposure.

得られたハーフトーン型位相シフトマスクブランクは、ArFエキシマレーザー(波長193nm)において、透過率は6.0%、位相角が180°であった。なお、透過率は、分光光度計(島津製作所社製:UV2400)を用いて測定し、位相角は、位相差測定機(レーザーテック社製:MPM−193)を用いて測定した。 The obtained halftone phase shift mask blank had an transmittance of 6.0% and a phase angle of 180 ° in an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm). The transmittance was measured using a spectrophotometer (manufactured by Shimadzu Corporation: UV2400), and the phase angle was measured using a phase difference measuring machine (manufactured by Lasertec: MPM-193).

次に、光半透過膜の耐光性について調べた。すなわち、ArFエキシマレーザー(波長193nm)を8mJ/cm/pulseのエネルギー、200Hzで、累積エネルギー量50kJ/cmを照射し、照射による透過率変化、位相角変化の評価を行った。位相角変化が負の値は位相角が減少したことを示す。その結果、照射後の透過率変化は+0.1%、位相角変化は−0.1°と殆ど変化がなく優れた耐光性を有していた。 Next, the light resistance of the light semi-transmissive film was examined. That is, an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm) was irradiated with an energy of 8 mJ / cm 2 / pulse at 200 Hz and an accumulated energy amount of 50 kJ / cm 2, and evaluation of transmittance change and phase angle change due to irradiation was performed. A negative phase angle change indicates that the phase angle has decreased. As a result, the transmittance change after irradiation was + 0.1%, and the phase angle change was −0.1 °, showing almost no change and excellent light resistance.

次に、このハーフトーン型位相シフトマスクブランクを用いて、以下の方法によりハーフトーン型位相シフトマスクを作製した。
すなわち、上記ハーフトーン型位相シフトマスクブランクの光半透過膜上に、電子線描画用ポジ型レジスト膜を塗布形成した後、電子線描画機により所定のパターン描画を行い、現像処理してレジストパターンを形成した。
次に、このレジストパターンをマスクにして、SFガスとHeガスの混合ガスによるドライエッチングにより、窒化されたモリブデン及びシリコンからなる光半透過膜の露出部分を除去し、光半透過膜のパターン(ホール、ドット等)を得た。
次に、残存しているレジストパターンを剥離除去した後、100℃の98%硫酸(HSO)に30分間浸漬して硫酸洗浄し、その後、80℃、60分間温水洗浄して、ArFエキシマレーザー露光用ハーフトーン型位相シフトマスクを得た。
Next, using this halftone phase shift mask blank, a halftone phase shift mask was produced by the following method.
That is, after applying and forming a positive resist film for electron beam drawing on the light semi-transmissive film of the halftone phase shift mask blank, a predetermined pattern is drawn by an electron beam drawing machine, and development processing is performed to form a resist pattern. Formed.
Next, by using this resist pattern as a mask, the exposed portion of the light semi-transmissive film made of nitrided molybdenum and silicon is removed by dry etching with a mixed gas of SF 6 gas and He gas, and the pattern of the light semi-transmissive film is obtained. (Holes, dots, etc.) were obtained.
Next, after removing the remaining resist pattern, it was immersed in 98% sulfuric acid (H 2 SO 4 ) at 100 ° C. for 30 minutes and washed with sulfuric acid, and then washed with warm water at 80 ° C. for 60 minutes to obtain ArF. A halftone phase shift mask for excimer laser exposure was obtained.

得られた位相シフトマスクの光半透過部の透過率、位相角を測定し、マスクブランクにおける値との変化を調べたところ、透過率変化は+0%、位相角変化は−0.2°と変化は非常に小さく、優れた耐薬品性、耐温水性を有していた。また、パターン(光半透過部)の断面は、温水によるダメージは見られず良好であった。   When the transmittance and phase angle of the light semi-transmissive portion of the obtained phase shift mask were measured and the change from the value in the mask blank was examined, the transmittance change was + 0% and the phase angle change was -0.2 °. The change was very small and had excellent chemical resistance and hot water resistance. Further, the cross section of the pattern (light semi-transmissive portion) was good without any damage caused by hot water.

以下、上記実施例に対する比較例を説明する。
(比較例)
上述の実施例1において、光半透過膜を形成後、オゾンガスの照射は行わずに、大気中で500℃、15分間熱処理を行ったこと以外は、実施例1と同様にして、ArFエキシマレーザー露光用ハーフトーン型位相シフトマスクブランクを作製した。
Hereinafter, a comparative example with respect to the above embodiment will be described.
(Comparative example)
An ArF excimer laser was formed in the same manner as in Example 1 except that after the light-semitransmissive film was formed, heat treatment was performed in the air at 500 ° C. for 15 minutes without irradiation with ozone gas. A halftone phase shift mask blank for exposure was prepared.

得られたハーフトーン型位相シフトマスクブランクは、ArFエキシマレーザー(波長193nm)において、透過率は6.0%、位相角が180°であったが、上述の熱処理により透過率が熱処理前よりも1.7%変化しており、しかも面内での透過率のばらつきも大きかった。したがって、光半透過膜の光学特性は設計値とずれが生じてしまった。また、熱処理後の光半透過膜には表面欠陥が発生していた。
得られた光半透過膜の耐光性を実施例1と同様にして評価した結果、照射後の透過率変化は+0.2%、位相角変化は+0.5°であり、実施例1と比べると耐光性はやや劣っていた。
The obtained halftone phase shift mask blank had an transmittance of 6.0% and a phase angle of 180 ° in an ArF excimer laser (wavelength: 193 nm). The variation was 1.7%, and the in-plane transmittance variation was large. Therefore, the optical characteristics of the light semi-transmissive film have deviated from the design values. Further, surface defects occurred in the light semi-transmissive film after the heat treatment.
As a result of evaluating the light resistance of the obtained light semi-transmissive film in the same manner as in Example 1, the transmittance change after irradiation was + 0.2%, and the phase angle change was + 0.5 °, which was compared with Example 1. And the light resistance was slightly inferior.

次に、このハーフトーン型位相シフトマスクブランクを用いて、実施例1と同様にパターニングを行い、硫酸洗浄、温水洗浄を行って、ハーフトーン型位相シフトマスクを作製した。
得られた位相シフトマスクの光半透過部の透過率、位相角を測定し、マスクブランクにおける値との変化を調べたところ、透過率変化は+0.1%、位相角変化は−0.4°とやや変化が大きく、実施例1と比べると耐薬品性、耐温水性はやや劣っていた。
Next, using this halftone phase shift mask blank, patterning was performed in the same manner as in Example 1, and sulfuric acid cleaning and hot water cleaning were performed to prepare a halftone phase shift mask.
When the transmittance and phase angle of the light semi-transmissive portion of the obtained phase shift mask were measured and the change from the value in the mask blank was examined, the transmittance change was + 0.1%, and the phase angle change was -0.4. The change was somewhat large, and the chemical resistance and hot water resistance were slightly inferior to those of Example 1.

このように本比較例により得られた位相シフトマスクは、特に露光波長200nm以下で使用する場合、耐薬品性、耐光性、耐温水性が十分ではない。仮に、これらの耐性をさらに向上させるために、前述の光半透過膜成膜後の熱処理をさらに高温で、長時間行った場合、光半透過膜の光学特性に与える影響が更に大きくなるものと考えられる。 Thus, the phase shift mask obtained by this comparative example is not sufficient in chemical resistance, light resistance, and warm water resistance especially when used at an exposure wavelength of 200 nm or less. If the heat treatment after the light semi-transmissive film is formed at a higher temperature for a long time in order to further improve these resistances, the effect on the optical characteristics of the light semi-transmissive film will be further increased. Conceivable.

(a)は本発明の位相シフトマスクブランクの一実施の形態を示す断面図、(b)は本発明のハーフトーン型位相シフトマスクの一実施の形態を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows one Embodiment of the phase shift mask blank of this invention, (b) is sectional drawing which shows one Embodiment of the halftone type | mold phase shift mask of this invention. (a)乃至(e)は本発明の位相シフトマスクブランクを用いたハーフトーン型位相シフトマスクの製造工程を順に示す断面図である。(A) thru | or (e) is sectional drawing which shows the manufacturing process of the halftone type phase shift mask using the phase shift mask blank of this invention in order.

符号の説明Explanation of symbols

1 透明基板
2 光半透過膜
2a 光半透過部
3 光透過部
4 レジスト膜
10 位相シフトマスクブランク
20 ハーフトーン型位相シフトマスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent substrate 2 Light semi-transmissive film 2a Light semi-transmissive part 3 Light transmissive part 4 Resist film 10 Phase shift mask blank 20 Halftone type phase shift mask

Claims (6)

透明基板上に、露光波長に対し所定の透過率を有し、窒素、金属及びシリコンを主たる構成要素とする光半透過膜が形成された位相シフトマスクブランクの製造方法において、
前記透明基板上に前記光半透過膜を成膜した後、該光半透過膜にオゾンガスを作用させ
前記オゾンガスの濃度が80体積%以上であり、
前記光半透過膜を成膜した後、または、前記光半透過膜にオゾンガスを作用させた後、該光半透過膜を大気中で熱処理を行うことを特徴とする位相シフトマスクブランクの製造方法。
In a method of manufacturing a phase shift mask blank having a predetermined transmittance with respect to an exposure wavelength on a transparent substrate, and a light semi-transmissive film having nitrogen, metal, and silicon as main components, is formed.
After forming the light semi-transmissive film on the transparent substrate, ozone gas is allowed to act on the light semi-transmissive film ,
The concentration of the ozone gas is 80% by volume or more;
A method of manufacturing a phase shift mask blank, characterized in that after the light semi-transmissive film is formed or ozone gas is allowed to act on the light semi-transmissive film, the light semi-transmissive film is heat-treated in the atmosphere. .
前記オゾンガスを作用させるときの雰囲気温度が室温〜300℃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の製造方法。The manufacturing method of the phase shift mask blank according to claim 1, wherein an atmospheric temperature when the ozone gas is allowed to act is room temperature to 300 ° C. 前記熱処理は、300℃以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の位相シフトマスクブランクの製造方法。 The heat treatment, a method of manufacturing a phase shift mask blank according to claim 1 or 2, characterized in that at 300 ° C. or less. 前記オゾンガスは、前記光半透過膜の表面に照射されることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一に記載の位相シフトマスクブランクの製造方法。The method of manufacturing a phase shift mask blank according to any one of claims 1 to 3, wherein the ozone gas is applied to a surface of the light semi-transmissive film. 請求項1乃至4の何れか一に記載の製造方法により得られる位相シフトマスクブランクの前記光半透過膜をパターニングして、透明基板上に、窒素、金属及びシリコンを主たる構成要素とする光半透過部を形成することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。   An optical half comprising nitrogen, metal and silicon as main components on a transparent substrate by patterning the light semitransmissive film of the phase shift mask blank obtained by the manufacturing method according to claim 1. A method of manufacturing a phase shift mask, comprising forming a transmission part. 前記透明基板上に形成された前記光半透過部を温水洗浄することを特徴とする請求項5に記載の位相シフトマスクの製造方法。   6. The method of manufacturing a phase shift mask according to claim 5, wherein the light semi-transmissive portion formed on the transparent substrate is washed with warm water.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5009590B2 (en) * 2006-11-01 2012-08-22 Hoya株式会社 Mask blank manufacturing method and mask manufacturing method
JP5356784B2 (en) 2008-11-19 2013-12-04 Hoya株式会社 Photomask blank manufacturing method and photomask manufacturing method
JP5497288B2 (en) * 2008-12-29 2014-05-21 Hoya株式会社 Photomask blank manufacturing method and photomask manufacturing method
JP5602412B2 (en) * 2009-10-27 2014-10-08 Hoya株式会社 Mask blank, transfer mask, transfer mask set, and semiconductor device manufacturing method
JP5409298B2 (en) * 2009-11-26 2014-02-05 Hoya株式会社 Mask blank, transfer mask, and manufacturing method thereof
US8435704B2 (en) * 2010-03-30 2013-05-07 Hoya Corporation Mask blank, transfer mask, and methods of manufacturing the same
KR102071721B1 (en) * 2010-04-09 2020-01-30 호야 가부시키가이샤 Phase shift mask blank, manufacturing method thereof, and phase shift mask
US9091934B2 (en) 2010-12-24 2015-07-28 Hoya Corporation Mask blank, method of manufacturing the same, transfer mask, and method of manufacturing the same
JP6012984B2 (en) * 2012-02-28 2016-10-25 Hoya株式会社 Method for manufacturing transfer mask and method for manufacturing mask blank
JP2012159855A (en) * 2012-04-23 2012-08-23 Hoya Corp Mask blank manufacturing method and mask manufacturing method
JP5670502B2 (en) * 2012-04-30 2015-02-18 株式会社エスアンドエス テック Phase reversal blank mask and manufacturing method thereof
KR101439879B1 (en) 2013-10-04 2014-09-12 주식회사 에스앤에스텍 Phase shift blankmask and method for fabricating the same
JP5802294B2 (en) * 2014-03-06 2015-10-28 Hoya株式会社 Photomask blank manufacturing method and photomask manufacturing method

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3253783B2 (en) * 1993-08-13 2002-02-04 株式会社東芝 Halftone phase shift mask and method of manufacturing the same
JP3286103B2 (en) * 1995-02-15 2002-05-27 株式会社東芝 Method and apparatus for manufacturing exposure mask
JP3722029B2 (en) * 2000-09-12 2005-11-30 Hoya株式会社 Phase shift mask blank manufacturing method and phase shift mask manufacturing method
JP2002156742A (en) * 2000-11-20 2002-05-31 Shin Etsu Chem Co Ltd Phase shift mask blank, phase shift mask and method for manufacturing the same
JP4054951B2 (en) * 2001-08-06 2008-03-05 信越化学工業株式会社 Method for manufacturing phase shift mask blank and method for manufacturing phase shift mask
JP4650608B2 (en) * 2004-05-18 2011-03-16 信越化学工業株式会社 Photomask blank and photomask manufacturing method
JP4475510B2 (en) * 2004-06-25 2010-06-09 Hoya株式会社 Lithographic mask manufacturing method, lithography mask, and lithography mask exposure method
JP4766507B2 (en) * 2005-03-30 2011-09-07 Hoya株式会社 Phase shift mask blank and method of manufacturing phase shift mask
JP5009590B2 (en) * 2006-11-01 2012-08-22 Hoya株式会社 Mask blank manufacturing method and mask manufacturing method

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