JP5257256B2 - フォトマスクの製造方法 - Google Patents
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Description
請求項1:
透明基板と、遷移金属を含有するケイ素系材料からなる上層及び下層で構成され、該上下層のうち少なくとも上層が酸素及び/又は窒素を含有し、かつ上層の酸素と窒素の合計の含有量が下層よりも高い遮光膜とを有するフォトマスクブランクからフォトマスクを製造する方法であって、
上記上層を構成する材料の窒素及び酸素の合計の含有率C 1 (モル%)と、上記下層を構成する材料の窒素及び酸素の合計の含有率C 2 (モル%)との差(C 1 −C 2 )が5以上であるフォトマスクブランクを用い、
上記遮光膜を、第1段階のエッチング工程として、遮光膜上に形成したレジストパターンをエッチングマスクとして、フッ素系ドライエッチングガスによるドライエッチングを行い、上記下層の少なくとも透明基板側の一部が残存するように、上層全部のみ、又は上記上層全部と上記下層の上記透明基板から離間する側の一部を除去し、次いで
第2段階のエッチング工程として、酸素を含有する塩素系ドライエッチングガスによるドライエッチングを、塩素系ガスと酸素ガスとの比率(酸素ガス/塩素系ガス(モル比))を0.001〜1として行い、第1段階のエッチング工程で除去されなかった遮光膜の残部を除去することにより、遮光膜のパターンを加工する工程を含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
請求項2:
上記上層及び下層がスパッタリングにより成膜され、成膜時の反応性ガスを制御することにより、上層が下層よりも酸素と窒素の合計の含有量が高くなるように成膜されたものであることを特徴とする請求項1に記載のフォトマスクの製造方法。
請求項3:
上記上層が、遮光膜の表面側の一部を酸化処理することによって、残部である上記下層よりも酸素と窒素の合計の含有量が高くなるように形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載のフォトマスクの製造方法。
請求項4:
上記遷移金属を含有するケイ素系材料が、遷移金属と、ケイ素と、酸素及び/又は窒素とを含有する材料と、遷移金属と、ケイ素とを含有し、酸素及び窒素を含有しない材料とから選ばれるものであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のフォトマスクの製造方法。
請求項5:
上記遷移金属が、チタン、バナジウム、コバルト、ニッケル、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル及びタングステンから選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のフォトマスクの製造方法。
フォトマスクの製造では、透明基板上に成膜した遮光膜を加工するために、遮光膜上に芳香族骨格を備える樹脂のような、炭素含有量が比較的高い有機膜によるレジストパターンを形成し、それをエッチングマスクとして無機材料からなる遮光膜のエッチングを行う。特に現在求められているような微細パターンの遮光部を形成するためには、異方性ドライエッチングによる加工を用いる。
(1)クロム化合物は塩素系ドライエッチングにより有効なエッチング速度が得られるが、フッ素系ドライエッチングに対しては強いエッチング耐性を有する。
(2)タンタル化合物は、酸素を含まない塩素系ドライエッチングやフッ素系ドライエッチングにより有効なエッチング速度が得られるが、酸素を含有する塩素系ドライエッチングには強いエッチング耐性を有する。
(3)ケイ素化合物や遷移金属ケイ素化合物はフッ素系ドライエッチングにより有効なエッチング速度が得られるが、酸素を含有する塩素系ドライエッチングには強いエッチング耐性を有する。
石英基板上に形成した膜厚75nmのMoSiON(Mo:Si:O:N=1:4:1:4(モル比)、酸素と窒素の合計含有率は50モル%)よりなるケイ素系材料の膜を用い、塩素系ドライエッチング条件でのエッチングガス中の酸素量とエッチング速度を評価するため、下記条件に従い、酸素量を0〜10.0sccmの間で変化させ、波長675nmの検査光に対する反射率変化を経時的に測定した。得られた結果を図1に示した。なお、図3に、用いたエッチング装置の概略を示した。図3中、1はチャンバー、2はアース、3は下部電極、4はアンテナコイル、5は被処理基板、RF1,RF2は高周波電源である。
RF1(RIE:リアクティブイオンエッチング):パルス 700V
RF2(ICP:誘導結合プラズマ):CW(連続放電) 400W
圧力:6mTorr
Cl2:185sccm
O2:0〜10.0sccm
He:9.25sccm
膜を、膜厚46nmのMoSiN(Mo:Si:N=1:3:1.5(モル比)、酸素と窒素の合計の含有率は27モル%)からなるケイ素系材料の膜として、実験例1と同様にして反射率変化を経時的に測定した。得られた結果を図2に示した。
石英基板上に、膜厚50nmのMoSiN(Mo:Si:N=1:3:1.5(モル比))からなる下層が成膜され、その上に、膜厚10nmのMoSiON(Mo:Si:O:N=1:4:1:4(モル比))からなる上層が形成された上層及び下層からなる遮光膜を有するフォトマスクブランクを準備し、その上にスピンコーターを用いて膜厚150nmのEB露光用化学増幅型レジスト膜を形成した。このレジスト膜に、EB露光装置で線幅400nmのパターン描画後、現像し、遮光膜を残す部位を保護するレジストパターンを形成した。
〔エッチング条件1〕
RF1(RIE):CW 54V
RF2(ICP):CW 325W
圧力:5mTorr
SF6:18sccm
O2:45sccm
エッチング時間:10秒
〔エッチング条件2〕
RF1(RIE):パルス 700V
RF2(ICP):CW 400W
圧力:6mTorr
Cl2:185sccm
O2:2sccm
He:9.25 sccm
エッチング時間:15分
2 アース
3 下部電極
4 アンテナコイル
5 被処理基板
RF1,RF2 高周波電源
Claims (5)
- 透明基板と、遷移金属を含有するケイ素系材料からなる上層及び下層で構成され、該上下層のうち少なくとも上層が酸素及び/又は窒素を含有し、かつ上層の酸素と窒素の合計の含有量が下層よりも高い遮光膜とを有するフォトマスクブランクからフォトマスクを製造する方法であって、
上記上層を構成する材料の窒素及び酸素の合計の含有率C 1 (モル%)と、上記下層を構成する材料の窒素及び酸素の合計の含有率C 2 (モル%)との差(C 1 −C 2 )が5以上であるフォトマスクブランクを用い、
上記遮光膜を、第1段階のエッチング工程として、遮光膜上に形成したレジストパターンをエッチングマスクとして、フッ素系ドライエッチングガスによるドライエッチングを行い、上記下層の少なくとも透明基板側の一部が残存するように、上層全部のみ、又は上記上層全部と上記下層の上記透明基板から離間する側の一部を除去し、次いで
第2段階のエッチング工程として、酸素を含有する塩素系ドライエッチングガスによるドライエッチングを、塩素系ガスと酸素ガスとの比率(酸素ガス/塩素系ガス(モル比))を0.001〜1として行い、第1段階のエッチング工程で除去されなかった遮光膜の残部を除去することにより、遮光膜のパターンを加工する工程を含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。 - 上記上層及び下層がスパッタリングにより成膜され、成膜時の反応性ガスを制御することにより、上層が下層よりも酸素と窒素の合計の含有量が高くなるように成膜されたものであることを特徴とする請求項1に記載のフォトマスクの製造方法。
- 上記上層が、遮光膜の表面側の一部を酸化処理することによって、残部である上記下層よりも酸素と窒素の合計の含有量が高くなるように形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載のフォトマスクの製造方法。
- 上記遷移金属を含有するケイ素系材料が、遷移金属と、ケイ素と、酸素及び/又は窒素とを含有する材料と、遷移金属と、ケイ素とを含有し、酸素及び窒素を含有しない材料とから選ばれるものであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のフォトマスクの製造方法。
- 上記遷移金属が、チタン、バナジウム、コバルト、ニッケル、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル及びタングステンから選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のフォトマスクの製造方法。
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