JP5384106B2 - Resist film peeling method, mask blank manufacturing method, and transfer mask manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、転写パターン用薄膜上に形成されたレジスト膜を有するマスクブランクスから、レジスト膜を剥離するためのレジスト膜剥離方法、マスクブランクスの製造方法および転写マスクの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a resist film peeling method, a mask blank manufacturing method, and a transfer mask manufacturing method for peeling a resist film from a mask blank having a resist film formed on a transfer pattern thin film.
半導体デバイスや液晶デバイス等を製造する際、フォトリソグラフィ技術を用いて金属あるいは金属化合物からなる下地膜をパターニングする工程では、下地膜の表面にレジストを塗布した後、転写マスクを用いてレジストを露光し、次に、現像液を用いてレジストを現像してレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクにして下地膜をエッチングする。しかる後には、剥離液を用いてレジストパターンを除去する。 When manufacturing semiconductor devices, liquid crystal devices, etc., in the process of patterning a base film made of metal or a metal compound using photolithography technology, after applying a resist to the surface of the base film, the resist is exposed using a transfer mask. Next, the resist is developed using a developing solution to form a resist pattern, and the underlying film is etched using the resist pattern as a mask. After that, the resist pattern is removed using a stripping solution.
また、転写マスクを作製する際にも、基板上に、金属(例えば、クロム)あるいは金属化合物(例えば、クロムに、酸素、窒素、炭素の何れか一つを少なくとも含むクロム化合物)からなる転写パターン用薄膜(例えば、遮光膜)を形成した後、転写パターン用薄膜上にレジストを塗布してマスクブランクスを作製する。次に、電子線描画やレーザー描画などの手法を用いてレジストを露光した後、現像液を用いてレジストを現像してレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクにして転写パターン用薄膜をエッチングする。しかる後には、剥離液を用いてレジストパターンを除去する。 Further, when a transfer mask is produced, a transfer pattern made of a metal (for example, chromium) or a metal compound (for example, a chromium compound containing at least one of oxygen, nitrogen, and carbon in chromium) is also formed on the substrate. After forming a thin film for use (for example, a light-shielding film), a mask blank is produced by applying a resist on the transfer pattern thin film. Next, after exposing the resist using a technique such as electron beam drawing or laser drawing, the resist is developed using a developer to form a resist pattern, and the transfer pattern thin film is etched using this resist pattern as a mask. To do. After that, the resist pattern is removed using a stripping solution.
このようなマスクブランクスにおいて、マスクブランクスは、一定期間が経過するとレジスト膜の感度が変化してしまうため、マスクブランクスをある程度、常にストックする製造現場(例えば、マスクブランクス製造現場や転写マスク製造現場)では、レジスト膜の感度変化により使用不能になるマスクブランクスが発生する。また、転写パターン用薄膜上にレジストを塗布してマスクブランクスを作成する際、何らかの理由でレジスト膜表面に凸形状または凹形状の欠陥が発生する場合もある。このような場合、マスクブランクスからレジスト膜を剥離して基板、およびこの基板上に形成された転写パターン用薄膜を再利用できれば、製造コストを削減できる。 In such mask blanks, since the sensitivity of the resist film changes after a certain period of time, the mask blanks are always stocked to some extent at the manufacturing site (for example, mask blank manufacturing site and transfer mask manufacturing site). Then, mask blanks that cannot be used due to a change in sensitivity of the resist film are generated. Further, when a mask blank is formed by applying a resist on a transfer pattern thin film, a convex or concave defect may occur on the resist film surface for some reason. In such a case, if the resist film is peeled off from the mask blank and the substrate and the transfer pattern thin film formed on the substrate can be reused, the manufacturing cost can be reduced.
特に、マスクブランクスに用いられるレジスト膜としては、近年、化学増幅型レジスト膜が使われている。この化学増幅型レジスト膜は高感度である代わりに、感度変化が始まるまでの期間が従来の高分子型レジスト膜に比べて短いので、比較的短い期間でレジスト膜の感度変化が進行し、マスクブランクスが使用不能になってしまうことがある。そのため、このようなマスクブランクスからレジスト膜を剥離して基板、およびこの基板上に形成された転写パターン用薄膜を再利用できれば、製造コストを大幅に低減できる。 In particular, as a resist film used for mask blanks, a chemically amplified resist film has been used in recent years. This chemically amplified resist film has high sensitivity, but the period until the sensitivity change starts is shorter than the conventional polymer resist film, so the sensitivity change of the resist film progresses in a relatively short period of time, and the mask Blanks can become unusable. Therefore, if the resist film is peeled from such a mask blank and the substrate and the transfer pattern thin film formed on the substrate can be reused, the manufacturing cost can be greatly reduced.
ところで、半導体装置のパターンを微細化するに当たっては、フォトマスクに形成されるマスクパターンの微細化に加え、フォトリソグラフィで使用される露光光源波長の短波長化が必要となる。半導体装置を製造する際の露光光源としては、近年、KrFエキシマレーザー(波長248nm)から、ArFエキシマレーザー(波長193nm)、F2エキシマレーザー(波長157nm)、EUV(極端紫外光:波長13〜14nm)などへと短波長化が進んでいる。 By the way, in order to miniaturize the pattern of a semiconductor device, in addition to miniaturization of a mask pattern formed on a photomask, it is necessary to shorten the wavelength of an exposure light source used in photolithography. As an exposure light source for manufacturing a semiconductor device, in recent years, KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F2 excimer laser (wavelength 157 nm), EUV (extreme ultraviolet light: wavelength 13 to 14 nm) are used. The wavelength has been shortened.
また、フォトマスクを用いて微細なパターン転写を行なうには、レジスト膜剥離による転写パターン用薄膜のダメージが、レジスト膜形成前の転写パターン用薄膜の反射率に対してほとんど変化なく抑える必要がある。これは、マスクブランクスから転写マスクを作製して、該転写マスクを用いてリソグラフィー技術により微細なパターンを有する半導体デバイスや液晶デバイスなどを作製したときに、パターン欠陥がおきないようにする必要があるからである。 In addition, in order to perform fine pattern transfer using a photomask, it is necessary to suppress the damage of the transfer pattern thin film due to the resist film peeling with almost no change to the reflectance of the transfer pattern thin film before forming the resist film. . This is because it is necessary to prevent pattern defects when a transfer mask is produced from a mask blank and a semiconductor device or a liquid crystal device having a fine pattern is produced by lithography using the transfer mask. Because.
さらに、フォトマスクの製造プロセスの中で、フォトマスクに微細なパターンが形成されているか否かを検査するために、レジスト膜をマスクとしてパターニングされた層の表面と、前記パターニングされたレジストをマスクにして露出された層との表面反射率の差によって検査が行われている。このため、レジスト膜剥離によりダメージが生じてしまうと、転写パターン用薄膜や、後述するいわゆるハードマスクは表面反射率に変動を生じてしまうため、設計通りの微細なパターン形成がなされたか否かを精度良く検査することができないものとなる。 Further, in order to inspect whether a fine pattern is formed on the photomask during the photomask manufacturing process, the surface of the layer patterned using the resist film as a mask and the patterned resist as a mask The inspection is performed by the difference in the surface reflectance with the exposed layer. For this reason, if damage is caused by peeling off the resist film, the transfer pattern thin film and a so-called hard mask, which will be described later, cause fluctuations in the surface reflectance, so whether or not a fine pattern formation as designed has been made. The inspection cannot be performed with high accuracy.
従って、レジスト膜剥離による転写パターン用薄膜やハードマスクに対するダメージはできるだけないものにする必要がある。 Therefore, it is necessary to minimize damage to the transfer pattern thin film and the hard mask due to the resist film peeling.
ここで、レジスト膜(露光現像処理したレジスト膜)を除去・剥離するための技術としては、プラズマ等によるアッシング処理、硫酸(H2SO4)と過酸化水素水(H2O2)との混合液体(SPM)を用いた薬液処理、アンモニア(NH3)と過酸化水素水との混合液体(APM)を用いた薬液処理、オゾン水による処理等が提案されている(特許文献1、2参照)。
しかしながら、基板上に転写パターン用薄膜とレジスト膜とが形成されたマスクブランクスからレジスト膜を剥離する際に、従来のレジスト膜の剥離方法のように、硫酸と過酸化水素水との混合液体や、アンモニアと過酸化水素水との混合液体などの酸性あるいはアルカリ性の水溶液で処理すると、基板に微量の薬液成分が残留し、これが、マスク時まで残留した場合には、レーザー照射により化学反応が助長され異物となって転写パターン用薄膜に不具合を発生させるという問題が生じる。加えて、上記の水溶液は人体への危険性が高いという問題点がある。 However, when the resist film is peeled off from the mask blank having the transfer pattern thin film and the resist film formed on the substrate, a mixed liquid of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution or the like is used as in the conventional resist film peeling method. When treated with an acidic or alkaline aqueous solution such as a mixed liquid of ammonia and hydrogen peroxide, a trace amount of chemical components remain on the substrate, and if this remains until the mask, the chemical reaction is promoted by laser irradiation. As a result, there arises a problem that the transfer pattern thin film becomes defective as a foreign matter. In addition, the above aqueous solution has a problem of high danger to the human body.
さらに、特許文献2には、パターニング後にレジスト膜を除去するにあたって、オゾン水を用いることが提案されているが、ここに開示の技術では、パターニングに用いた後のレジスト膜を除去対象としており、現像前のレジスト膜を除去する技術ではない。このため、特許文献2には、低濃度のオゾン水ではレジスト膜を効率よく除去できないとして、高濃度のオゾン水と、オゾン分解触媒液とを各々基板上に供給することが提案されている。しかしながら、このような方法では、反応性が高いため、レジスト膜の下に形成されている下地膜を再利用できる状態で残しながらレジスト膜のみを除去することは不可能と考えられる。
Furthermore, in
特に上記の問題については、基板上に転写パターンとなる転写パターン用薄膜とレジスト膜とが形成されたマスクブランクスからレジスト膜を剥離する際に、下地である転写パターン用薄膜表面が損傷(ダメージ)を受け、光学特性(反射率や透過率)が変化してしまうと、該マスクブランクスを使って転写マスクを作製し、該転写マスクを使って、半導体デバイスや液晶デバイスを製造する際にパターン欠陥の原因となるので、より深刻な問題である。 In particular, with regard to the above problems, when the resist film is peeled off from the mask blank in which the transfer pattern thin film and the resist film to be the transfer pattern are formed on the substrate, the surface of the underlying transfer pattern thin film is damaged (damaged). When the optical characteristics (reflectance and transmittance) are changed, a transfer mask is manufactured using the mask blank, and pattern defects are produced when a semiconductor device or a liquid crystal device is manufactured using the transfer mask. This is a more serious problem.
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、基板上に転写パターンとなる転写パターン用薄膜とレジスト膜が形成されたマスクブランクスにおいて、レジスト膜のみを剥離して転写パターン用薄膜と基板とを再利用可能とするレジスト膜剥離方法、マスクブランクスの製造方法、および転写マスクの製造方法を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to remove only a resist film in a mask blank in which a transfer pattern thin film to be a transfer pattern and a resist film are formed on a substrate, and the transfer pattern thin film and the substrate. A resist film peeling method, a mask blank manufacturing method, and a transfer mask manufacturing method.
上記課題を解決するために、本発明では、以下の構成を採用する。 In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.
本発明では、基板と、該基板上に形成された転写パターンとなる転写パターン用薄膜と、前記転写パターン用薄膜上に形成されたレジスト膜と、を有するマスクブランクスから、前記レジスト膜を剥離するレジスト膜剥離方法であって、酸性あるいはアルカリ性の水溶液を前記レジスト膜に接触させて、前記レジスト膜の膜厚を薄膜化させる処理と、オゾンが溶解してなるオゾン水を薄膜化された前記レジスト膜に接触させて当該レジスト膜を溶解させるオゾン水処理を行うことを特徴とする。 In the present invention, the resist film is peeled from a mask blank having a substrate, a transfer pattern thin film to be a transfer pattern formed on the substrate, and a resist film formed on the transfer pattern thin film. A resist film peeling method, wherein an acid or alkaline aqueous solution is brought into contact with the resist film to reduce the thickness of the resist film, and the ozone water in which ozone is dissolved is thinned. Ozone water treatment is performed in which the resist film is dissolved in contact with the film.
上記構成によれば、マスクブランクスに形成された現像前のレジスト膜を剥離でき、かつ、転写パターン用薄膜表面へのダメージを極めて小さくすることができる。従って、転写パターン用薄膜上にレジスト膜を形成した状態で、レジスト膜の感度変化や、レジスト膜表面の欠陥、レジスト膜の塗布異常の原因等でマスクブランクスとしては不良、または使用不能と判断したものについては、レジスト膜のみを除去した後、再度、転写パターン用薄膜上に新たなレジスト膜を形成し、転写パターン用薄膜のパターニングとして使用できる。それゆえ、基板および転写パターン用薄膜の両方を再利用できるので、マスクブランクスの製造コストを低減することができる。 According to the said structure, the resist film before image development formed in the mask blank can be peeled, and the damage to the thin film for transfer patterns can be made very small. Therefore, with the resist film formed on the transfer pattern thin film, it was judged that the mask blank was defective or unusable due to changes in resist film sensitivity, resist film surface defects, resist film coating abnormalities, etc. With respect to the product, after removing only the resist film, a new resist film is formed again on the transfer pattern thin film, and can be used as a patterning of the transfer pattern thin film. Therefore, since both the substrate and the transfer pattern thin film can be reused, the manufacturing cost of the mask blanks can be reduced.
また、上記構成によれば、酸性あるいはアルカリ性の水溶液で前記レジスト膜の膜厚を薄膜化させた後、オゾン水処理を施すことにより、レジスト膜剥離後にレジスト膜残りがなく、レジスト膜を確実に剥離することができる。特に、基板の形状が四角形状のようなマスクブランクスの場合、基板の外周部などレジスト膜に膜厚が厚い領域が存在する場合があるが、該膜厚が厚い領域があっても確実にレジスト膜を剥離することができる。Further, according to the above configuration, after the resist film is thinned with an acidic or alkaline aqueous solution and then subjected to ozone water treatment, there is no resist film remaining after the resist film is peeled off, so that the resist film can be securely formed. Can be peeled off. In particular, in the case of a mask blank having a quadrangular shape, there may be a thick region in the resist film, such as the outer periphery of the substrate. The film can be peeled off.
そして、この場合に、基板の外周部のレジスト膜に対して酸性あるいはアルカリ性の水溶液が優先的に接触するように表面処理した後、下地膜または転写パターン用薄膜上に形成されているレジスト膜表面全体にオゾン水処理を行うのが好ましい。In this case, the surface of the resist film formed on the base film or the transfer pattern thin film is surface-treated so that an acidic or alkaline aqueous solution is preferentially brought into contact with the resist film on the outer peripheral portion of the substrate. It is preferable to perform ozone water treatment as a whole.
本発明において、前記転写パターン用薄膜は、例えば、クロムを含む材料からなることを特徴とする。 In the present invention, the transfer pattern thin film is made of, for example, a material containing chromium.
上記構成のように、本発明のレジスト膜剥離方法は、レジスト膜の下に形成されている転写パターン用薄膜がクロムを含む材料からなる場合に特に適している。 As described above , the resist film peeling method of the present invention is particularly suitable when the transfer pattern thin film formed under the resist film is made of a material containing chromium.
本発明において、前記転写パターン用薄膜は、上層に酸素および/または窒素を含む反射防止機能を有する反射防止層が設けられている構成を採用することができる。 In the present invention, the transfer pattern thin film may employ a configuration in which an antireflection layer having an antireflection function containing oxygen and / or nitrogen is provided as an upper layer.
上記構成によれば、転写パターン用薄膜の上層部に酸素および/または窒素を含むクロム酸化物、クロム窒化物、クロム酸窒化物などの反射防止層が設けられている場合には、レジスト膜剥離前における反射率に対して、レジスト膜剥離後の反射率の変動を実質的に変動がないレベルまで抑えることができる。従って、転写パターン用薄膜の光学特性を保証した極めて信頼性の高いマスクブランクスを提供することができる。 According to the above configuration , the resist film is peeled off when an antireflection layer such as chromium oxide, chromium nitride, or chromium oxynitride containing oxygen and / or nitrogen is provided on the upper layer of the transfer pattern thin film. With respect to the previous reflectance, the variation in reflectance after the resist film is peeled can be suppressed to a level that does not substantially vary. Therefore, it is possible to provide an extremely reliable mask blank that guarantees the optical characteristics of the transfer pattern thin film.
本発明において、前記反射防止層における酸素および/または窒素の含有量が40原子%以上であることが好ましい。 In the present invention, the oxygen and / or nitrogen content in the antireflection layer is preferably 40 atomic% or more .
上記構成によれば、反射防止層の光学特性(反射率や透過率)を実質的に変化させることがないので特に良い。光学特性をより変化させないという観点からすると、前記反射防止層における酸素および/または窒素の含有量が50原子%以上が好ましく、さらに好ましくは60%原子以上である。 According to the above configuration, the optical characteristics (reflectance and transmittance) of the antireflection layer are not substantially changed, which is particularly good. From the viewpoint of not changing the optical characteristics more, the content of oxygen and / or nitrogen in the antireflection layer is preferably 50 atom% or more, more preferably 60% atom or more.
本発明において、前記オゾン水処理により前記レジスト膜を剥離した後、さらにガス溶解水によるガス溶解水処理を行うことが好ましい。 In the present invention, after the resist film is peeled off by the ozone water treatment, it is preferable to perform a gas dissolved water treatment with a gas dissolved water.
上記構成によれば、オゾン水処理によりレジスト膜を剥離した後、さらにガス溶解水によるガス溶解水処理を行うことにより、レジスト膜剥離後の下地膜表面または転写パターン用薄膜表面に残滓している異物を確実に除去することができるので好ましい。 According to the above configuration, after the resist film is removed by the ozone water treatment, the residue is left on the surface of the base film or the transfer pattern thin film after the resist film is removed by performing the gas-dissolved water treatment with the gas-dissolved water. This is preferable because foreign substances can be removed reliably.
本発明において、前記オゾン水処理は、オゾンが25〜110ppm溶解してなるオゾン水を用いることが好ましい。 In the present invention, the ozone water treatment is preferably performed using ozone water in which ozone is dissolved in an amount of 25 to 110 ppm.
上記構成によれば、転写パターン用薄膜に対してのダメージを抑えつつ、レジスト膜剥離効率が良好になるので好ましい。オゾン水処理における処理温度や処理時間は、転写パターン用薄膜に対してダメージを抑える範囲で適宜設定する。処理温度の好ましい温度範囲は、20℃〜35℃である。また、処理時間は、1〜20分が好ましい。 According to the said structure, since the resist film peeling efficiency becomes favorable, suppressing the damage with respect to the thin film for transcription | transfer patterns, it is preferable. The treatment temperature and treatment time in the ozone water treatment are appropriately set within a range that suppresses damage to the transfer pattern thin film. A preferable temperature range of the processing temperature is 20 ° C to 35 ° C. The treatment time is preferably 1 to 20 minutes.
本発明に係るレジスト膜剥離方法を用いたマスクブランクスの製造方法では、前記転写パターン用薄膜上に形成された前記レジスト膜を剥離した後、前記転写パターン用薄膜上に新たなレジスト膜を形成することを特徴とする。 In the mask blank manufacturing method using the resist film peeling method according to the present invention, after the resist film formed on the transfer pattern thin film is peeled off, a new resist film is formed on the transfer pattern thin film. It is characterized by that.
上記構成によれば、本発明を適用したレジスト膜剥離方法を用いることで、転写パターン用薄膜付き基板の状態で基板を有効利用することができるので、マスクブランクスの製造コストを低減することができる。 According to the above configuration, by using the resist film peeling method to which the present invention is applied, the substrate can be effectively used in the state of the substrate with the transfer pattern thin film, and thus the manufacturing cost of mask blanks can be reduced. .
本発明において、前記マスクブランクスは、例えば、KrFエキシマレーザー露光用マスクブランクス、ArFエキシマレーザー露光用マスクブランクス、F2エキシマレーザー露光用マスクブランクス、またはEUV露光用マスクブランクスである。 In the present invention, the mask blank is, for example, a mask blank for KrF excimer laser exposure, a mask blank for ArF excimer laser exposure, a mask blank for F2 excimer laser exposure, or a mask blank for EUV exposure.
本発明に係るマスクブランクスを用いた転写マスクの製造方法では、前記新たなレジスト膜に対して選択的に露光、現像してレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをマスクにして前記転写パターン用薄膜をパターニングして転写パターンを形成してなることを特徴とする。 In the transfer mask manufacturing method using the mask blank according to the present invention, the new resist film is selectively exposed and developed to form a resist pattern, and then the resist pattern is used as a mask for the transfer pattern. It is characterized by forming a transfer pattern by patterning a thin film.
本発明を適用したマスクブランクスは、前記新たなレジスト膜を選択的に露光、現像してレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをマスクにして前記転写パターン用薄膜をパターニングして転写パターンを形成し、転写マスクを製造することができる。 In the mask blanks to which the present invention is applied, after the new resist film is selectively exposed and developed to form a resist pattern, the transfer pattern is formed by patterning the transfer pattern thin film using the resist pattern as a mask. Thus, a transfer mask can be manufactured.
1 マスクブランクス
10 転写マスク
11 基板
12 遮光膜(転写パターン用薄膜)
14 レジスト膜1
14 Resist film
図面を参照して、本発明を適用したレジスト膜剥離方法、マスクブランクスの製造方法、および転写マスクの製造方法を説明する。 A resist film peeling method, a mask blank manufacturing method, and a transfer mask manufacturing method to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
(マスクブランクス、および転写マスクの製造方法)
図1は、マスクブランクスを作製する様子、および、このマスクブランクスを用いて転写マスクを作製する様子を模式的に示す工程断面図である。(Mask blanks and transfer mask manufacturing method)
FIG. 1 is a process cross-sectional view schematically showing how a mask blank is manufactured and how a transfer mask is manufactured using the mask blank.
転写マスクを作製するには、まず、図1(a)に示すように、合成石英ガラス(ArFエキシマレーザー露光用)、フッ素ドープ石英ガラスやフッ化カルシウム(F2エキシマレーザー露光用)、SiO2−TiO2などの低膨張ガラス(EUV露光用)などからなる材料の基板表面を鏡面研磨した後、洗浄して所定寸法(例えば、152.4mm×152.4mm×6.35mm)の基板11を準備する。To produce a transfer mask, first, as shown in FIG. 1A, synthetic quartz glass (for ArF excimer laser exposure), fluorine-doped quartz glass or calcium fluoride (for F2 excimer laser exposure), SiO 2 − A substrate surface of a material made of a low expansion glass (for EUV exposure) such as TiO 2 is mirror-polished and then cleaned to prepare a
次に、図1(b)に示すように、スパッタリング法や真空蒸着法などにより、基板11の主表面上に転写パターン用薄膜である遮光膜12を形成する。遮光膜12の膜厚は、例えば、40nm〜120nmであり、露光光の波長に対して所望の光学特性(例えば、透過率(光学濃度)や反射率等)が得られるように適宜調整される。遮光膜12の材料としては、クロムや、クロムに、酸素、窒素、炭素の少なくとも1つを含むクロム化合物を用いることができ、露光光の波長に対する光学特性や、パターン断面特性などに応じて適宜選定される。なお、遮光膜12の上層部に、反射防止機能を有する反射防止層を形成していてもかまわない。このような反射防止層は、例えば、クロムに、酸素および/または窒素を含む材料で形成される。反射防止層における酸素、窒素の含有量は、露光光の波長に対する反射率、パターン断面特性に応じて適宜設定される。
Next, as shown in FIG. 1B, a light-shielding
また、基板11と遮光膜12の間に他の膜を形成してもかまわない。他の膜としては、例えば、露光光に対して所望の位相差をもつ位相シフト膜(ハーフトーン膜を含む)や、エッチングストッパー層、導電膜などが挙げられる。また、遮光膜12上に他の膜を形成してもかまわない。例えば遮光膜をパターニングする際にマスク層として機能する遮光膜のエッチャントに対して耐性を有する無機材料からなるハードマスク、例えば珪素を含む材料などが挙げられる。
Further, another film may be formed between the
また、転写パターン用薄膜は、遮光膜に限らない。例えば、マスクブランクスとして、基板11上に多層反射膜を形成し、さらに多層反射膜上に転写パターン用薄膜である吸収体膜とレジスト膜とを形成した反射型マスクブランクスからレジスト膜を剥離する場合においても適用できる。この場合に、吸収体膜の材料としては、クロムを含む材料やタンタルを含む材料などが挙げられる。
Further, the transfer pattern thin film is not limited to the light shielding film. For example, when a resist film is peeled from a reflective mask blank in which a multilayer reflective film is formed on the
次に、図1(c)に示すように、回転塗布法などにより、遮光膜12上にレジスト液を塗布した後、加熱・冷却し、例えば、膜厚が50nm〜500nmのレジスト膜14を形成する。その結果、基板11上に遮光膜12、およびレジスト膜14がこの順に積層されたマスクブランクス1が得られる。
Next, as shown in FIG. 1C, a resist solution is applied onto the
このように構成したマスクブランクス1を用いて転写マスクを作製する場合には、まず、レジスト膜14に対して、電子ビーム描画装置によって電子線描画(選択露光)を行い、次に、アミン類などを含有する現像液を用いて現像処理する。その結果、図1(d)に示すレジストパターン140が形成される。
When a transfer mask is manufactured using the mask blank 1 configured as described above, first, electron beam drawing (selective exposure) is performed on the resist
次に、図1(d)に示すレジストパターン140をマスクとして、遮光膜12に対して塩素系ガスを含むエッチングガスを用いてドライエッチングを行う。
Next, dry etching is performed on the
次に、レジストパターン140を過酸化水素水(H2O2)と硫酸(H2SO4)との混合溶液などからなるレジスト剥離液により、レジストパターン140を剥離することにより、図1(e)に示す転写パターン120を形成した転写マスク10が得られる。Next, the resist
(レジスト膜14の剥離方法1)
上記のマスクブランクスにおけるレジスト膜14の剥離方法においては、図1(c)に示すように、マスクブランクス1を作製した際、レジスト膜14に欠陥が見つかった場合、あるいはマスクブランクス1の状態で長期間保存しておいたためレジスト膜14の感度が大きく変化した場合などには、オゾンが溶解してなるオゾン水にマスクブランクス1を浸漬する方法や、レジスト膜が形成されている表面にオゾン水を供給するなどの方法により、レジスト膜14をオゾン水と接触させることで、レジスト膜14を剥離する(オゾン水処理)。
(
In the method of peeling the resist
そして、レジスト膜14のみを剥離した後、再度、遮光膜12上に新たなレジスト膜14を形成し、マスクブランクス1を作製する。
Then, after removing only the resist
ここで、オゾン水は、ばっ気法や溶融膜処理法などによって精製されるが、レジスト膜14を効果的に剥離するためには、溶融膜処理法等で精製されたオゾン水を用いることが好ましい。ばっ気法で精製されたオゾン水のオゾン濃度は、20ppm程度が限界であり、このような低濃度のオゾン水では、レジスト膜14を溶解させる溶解速度が極めて遅い。一方、溶融膜処理法等で精製されたオゾン水のオゾン濃度は、25ppm〜110ppm程度の高濃度であって、レジスト膜14を溶解させる溶解速度が適度に速く、確実に遮光膜12からレジスト膜14を剥離することができる。
Here, the ozone water is purified by an aeration method, a molten film processing method, or the like, but in order to effectively remove the resist
上記のレジスト膜剥離方法によれば、現像前のレジスト膜14であればオゾン水によって効率よく剥離でき、かつ、遮光膜12表面へのダメージが極めて小さい。
According to the above resist film peeling method, the resist
また、転写パターン用薄膜の上層に、酸素および/または窒素を含む反射防止機能を有する反射防止層が設けられ、前記反射防止層における酸素および/または窒素の含有量が40原子%以上であると、遮光膜12の光学特性(反射率や透過率)を実質的に変化させることがないので特に良い。さらに光学特性をより変化させないという観点から50原子%以上が好ましく、さらに好ましくは60原子%以上である。
Further, an antireflection layer having an antireflection function containing oxygen and / or nitrogen is provided on the upper layer of the transfer pattern thin film, and the content of oxygen and / or nitrogen in the antireflection layer is 40 atomic% or more. This is particularly preferable because the optical characteristics (reflectance and transmittance) of the
従って、遮光膜12の光学特性(反射率や透過率)を実質的に変化させることがないので、その後、レジスト膜14のみを除去した後、再度、遮光膜12の上に新たなレジスト膜14を形成してマスクブランクス1を作製した場合でも、遮光膜12の光学特性が保証され、信頼性の高いマスクブランクス1を作製することができる。また、基板11および遮光膜12の双方を再利用することができるので、マスクブランクス1の製造コストを低減することができる。
Therefore, the optical characteristics (reflectance and transmittance) of the
(レジスト膜14の剥離方法2)
本実施の形態を適用したレジスト膜の剥離方法は、図2に示すように、図1(c)に示すように製造したマスクブランクス1の外周部では、転写パターンが形成される中央領域と比較してレジスト膜14の膜厚が厚く形成された場合に適した方法であり、以下の処理
第1の処理:酸性あるいはアルカリ性の水溶液による処理(膜厚低減処理)
第2の処理:オゾン水処理
第3の処理:ガス溶解水処理(異物残滓除去処理)
を行う。即ち、オゾン水処理の前に、硫酸(H2SO4)と過酸化水塩水(H2O2)との混合液体(SPM)からなる薬液、アンモニア(NH3)と過酸化水素水との混合液体(APM)からなる薬液、アミンなどを含む現像液などにより、レジスト膜14の膜厚を低減させる。また、オゾン水処理の後には、水素水(水素ガス溶解水)などのガス溶解水により、レジスト膜14を剥離した後に、遮光膜12表面に残滓している異物を除去するガス溶解水処理を行う。第1の処理は、基板の外周部におけるレジスト膜14の膜厚が厚い領域に対して優先的に、酸性あるいはアルカリ性の水溶液が接触するようにした方が好ましい。(
As shown in FIG. 2, the resist film peeling method to which the present embodiment is applied is compared with the central region where the transfer pattern is formed in the outer periphery of the mask blank 1 manufactured as shown in FIG. Thus, this method is suitable for the case where the resist
Second treatment: Ozone water treatment Third treatment: Gas dissolved water treatment (foreign matter residue removal treatment)
I do. That is, before the ozone water treatment, a chemical solution composed of a mixed liquid (SPM) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and hydrogen peroxide water (H 2 O 2 ), ammonia (NH 3 ) and hydrogen peroxide water The film thickness of the resist
ここで、上記の酸性あるいはアルカリ性の水溶液による処理、ガス溶解水処理は、基板全体をこれらの水溶液やガス溶解水に浸漬してもよいが、レジスト膜14に対してこれらの水溶液やガス溶解水を供給してもかまわない。 Here, in the treatment with the above acidic or alkaline aqueous solution or the gas-dissolved water treatment, the entire substrate may be immersed in these aqueous solution or gas-dissolved water. May be supplied.
そして、レジスト膜14のみを剥離した後、再度、遮光膜12上に新たなレジスト膜14を形成し、マスクブランクス1を作製する。
Then, after removing only the resist
このように本実施の形態では、基板11の外周部のレジスト膜14に膜厚が厚い領域が存在する場合には、酸素あるいはアルカリ性の水溶液を用いた処理により、基板11の外周部のレジスト膜14の膜厚を優先的に低減させつつ、遮光膜12の表面全面におけるレジスト膜14の膜厚を低減させてから、オゾン水処理を行うため、レジスト膜14を短時間で確実に除去することができる。しかも、この場合、酸性あるいはアルカリ性処理は、レジスト膜剥離方法における比較的最初の段階で行われるので、遮光膜12の表面を損傷(ダメージ)することがなく、かつ、上記水溶液の残留によって遮光膜12が損傷することもない。また、オゾン水処理の後に行うガス溶解水処理では、遮光膜12表面に酸やアルカリが残ることがなく、かつ、遮光膜12を損傷することもない。
As described above, in the present embodiment, when there is a thick region in the resist
また、酸性あるいはアルカリ性の水溶液による処理後に行うオゾン水処理では、現像前のレジスト膜14であれば十分な溶解速度でもってレジスト膜14を除去・剥離でき、かつ、遮光膜12へのダメージが極めて小さい。従って、遮光膜12上にレジスト膜14を形成した状態で使用不要となった場合などについては、レジスト膜14のみを除去した後、再度、遮光膜12上に新たなレジスト膜14を形成し、遮光膜のパターニングに使用できる。それゆえ、基板および遮光膜の双方で再利用できるので、マスクブランクス1の製造コストを低減することができる。
Further, in the ozone water treatment performed after the treatment with an acidic or alkaline aqueous solution, the resist
また、酸性あるいはアルカリ性の水溶液による処理のみで行うレジスト膜14の剥離方法では、処理跡が発生するため、更なる薬液リンスなどによる処理が必要であるが、本実施の形態では、複数の処理を併用するため、遮光膜12表面にレジスト膜剥離による処理跡が発生することを抑止できる。また、危険性の高い薬液の使用量を減らすことができ、廃液処理などの負荷を低減できる。
Further, in the resist
(その他の実施の形態)
上記形態において、レジスト膜14の材質は任意であるが、化学増幅型レジスト膜の場合には、感度が高いという利点がある代わりに、感度変化が起きやすい傾向にある。従って、レジスト膜14として化学増幅型レジスト膜を用いた場合に、感度変化が著しくなり実際に転写マスクの製造には使うことができない場合であっても、遮光膜12および基板11を再利用することにより、マスクブランクスの製造コストを大幅に低減することができる。(Other embodiments)
In the above embodiment, the material of the resist
(実施例1)
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。本実施例では、上記のレジスト膜剥離方法2を採用する。即ち、図1(c)に示すように、マスクブランクス1を作製した後、レジスト膜14に欠陥を発見した場合、あるいはマスクブランクス1の状態で長期間保存しておいたためレジスト膜14の感度変化が大きくなった場合には、以下の処理
第1の処理:アミン類を含む現像液処理
第2の処理:オゾン水処理
第3の処理:水素水処理
を行う。ここで、第2の処理におけるオゾン水処理は以下の各条件
オゾン水濃度:30、70、90、110ppm
処理温度:室温、25、30、35℃
処理時間:1、2、3、5、7、10分
で行い、これらの各条件により形成されたレジスト膜14を剥離した後の遮光膜12の反射率を測定して、遮光膜ダメージを評価した。遮光膜12の反射率は分光光度計により測定した。(Example 1)
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. In this embodiment, the resist
Treatment temperature: room temperature, 25, 30, 35 ° C
Processing time: 1, 2, 3, 5, 7, 10 minutes, and the reflectance of the
なお、遮光膜12の上層部には反射防止機能を有する反射防止層が形成されており、遮光膜12は、基板11側から窒化クロム膜(CrN膜)、炭化クロム膜(CrC膜)、酸窒化クロム膜(CrON膜)とした。遮光膜12の反射率は、露光波長193nmにおいて、18%であった。また、レジスト膜14は、膜厚が350nmの化学増幅型レジスト膜とした。
An antireflection layer having an antireflection function is formed on the upper layer portion of the
図3〜図6は、オゾン水処理の処理温度を室温、25℃、30℃、35℃と変化させてレジスト膜14を除去した後の遮光膜12の状態を光学的に測定したときのグラフである。ここで、横軸は遮光膜12の状態を測定するのに用いた光の波長である。縦軸は、レジスト膜14を除去した後の遮光膜12からの反射光強度と、成膜後の遮光膜12(レジスト14の形成および剥離を行わない遮光膜)からの反射光強度との差(%)であり、絶対値が小さい方が、レジスト膜14を剥離した際に遮光膜12が受けたダメージが小さいことを表している。また、各グラフにおいて各線に付した数字は各々、処理時間が1、2、3、5、7、10分のときの結果であることを示している。
3 to 6 are graphs when optically measuring the state of the
図3〜6に示すように、上記第2の処理条件の範囲内において、レジスト膜剥離による遮光膜12のダメージが、レジスト膜形成前の遮光膜の反射率に対してほとんど変化なく抑えることができた。これは、マスクブランクスから転写マスクを作製して、該転写マスクを用いてリソグラフィー技術により半導体デバイスや液晶デバイスを作製したときに、パターン欠陥が起きないレベルであり、本発明におけるレジスト膜剥離による遮光膜に対するダメージはないと考えられる。
As shown in FIGS. 3 to 6, within the range of the second processing condition, damage to the light-shielding
また、レジスト膜剥離後の遮光膜12表面の欠陥を欠陥検査装置で測定したところ、レジスト膜残滓もなく極めて良好であった。なお、レジスト膜剥離後、遮光膜12上に新たなレジスト膜14を形成してマスクブランクスを得た。
Further, when the defects on the surface of the light-shielding
(実施例2)
主表面及び端面が精密研磨された合成石英ガラスからなる透光性基板上に、インライン型スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンと窒素と酸素の混合ガス雰囲気中で反応性スパッタリングを行うことによって、遮光膜を形成し、化学増幅型レジストを塗布しフォトマスクブランクを作製した。(Example 2)
On a translucent substrate made of synthetic quartz glass whose main surface and end face are precisely polished, an in-line sputtering system is used, a chromium target is used as a sputtering target, and reaction is performed in a mixed gas atmosphere of argon, nitrogen, and oxygen. By performing reactive sputtering, a light shielding film was formed, and a chemically amplified resist was applied to produce a photomask blank.
このようにしてマスクブランクス1を作製した後、レジスト膜に欠陥を発見した場合、あるいはマスクブランクス1の状態で長期間保存しておいたためレジスト膜14の感度変化が大きくなった場合に、以下の処理
第1の処理:アミン類を含む現像液処理
第2の処理:オゾン水処理
第3の処理:水素水処理
を行った。なお、遮光膜の上層部には、ラザフォード後方散乱分析法(RBS)によると、酸素40原子%と窒素20原子%の合計量が60原子%である反射防止機能を有する反射防止層が形成されており、遮光膜は、基板側から窒化クロム膜(CrN膜)、炭化クロム膜(CrC膜)、酸窒化クロム膜(CrON膜)とした。When a defect is found in the resist film after the
オゾン水処理の処理温度を室温、25℃、30℃、35℃と変化させてレジスト膜14を除去した後の遮光膜12の状態を光学的に測定したところ、レジスト膜剥離による遮光膜12のダメージが、レジスト膜形成前の遮光膜の反射率に対してほとんど変化なく抑えられた。これは、マスクブランクスから転写マスクを作製して、該転写マスクを用いてリソグラフィー技術により微細なパターンを有する半導体デバイスや液晶デバイスを作製したときに、パターン欠陥がおきないレベルであり、本発明におけるレジスト膜剥離による遮光膜に対するダメージはないと考えられる。
When the treatment temperature of the ozone water treatment was changed to room temperature, 25 ° C., 30 ° C., and 35 ° C. and the state of the
また、レジスト膜剥離後の遮光膜12表面の欠陥を欠陥検査装置で測定したところ、レジスト膜残滓もなく極めて良好であった。なお、レジスト膜剥離後、遮光膜12上に新たなレジスト膜14を形成してマスクブランクスを得た。
Further, when the defects on the surface of the light-shielding
(実施例2の変形例)
上述の実施例2において、遮光膜の上層部に酸素と窒素の合計量が30原子%である反射防止機能を有する反射防止層が形成されたこと以外は実施例2と同様にして、マスクブランクス1に形成されているレジスト膜14を剥離した。その結果、レジスト膜剥離による遮光膜12の反射率の変動が、実施例2よりは変動するものとなったが、5%以内となった。(Modification of Example 2)
In the above Example 2, the mask blanks were formed in the same manner as in Example 2 except that an antireflection layer having an antireflection function in which the total amount of oxygen and nitrogen was 30 atomic% was formed on the upper part of the light shielding film. The resist
(実施例3)
主表面及び端面が精密研磨された合成石英ガラスからなる透光性基板上に、インライン型スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにクロムターゲットを使用し、アルゴンと窒素と酸素の混合ガス雰囲気中で反応性スパッタリングを行った。Example 3
On a translucent substrate made of synthetic quartz glass whose main surface and end face are precisely polished, an in-line sputtering system is used, a chromium target is used as a sputtering target, and reaction is performed in a mixed gas atmosphere of argon, nitrogen, and oxygen. Sputtering was performed.
次いで、遮光性クロム膜12の上に、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)の混合ターゲット(Mo:Si=20:80[mol%])を用いて、アルゴン(Ar)と窒素(N2)の混合ガス雰囲気(Ar:N2=10:90[体積%]、圧力0.3[Pa])中で、反応性スパッタリングを行うことにより、MoSiNからなるハードマスク用膜を成膜した。Next, on the light-shielding
次いで、無機系エッチングマスク用膜3の上に、化学増幅型レジストを塗布しフォトマスクブランクを作製した。
Next, a chemically amplified resist was applied on the inorganic
このようにしてマスクブランクスを作製した後、レジスト膜に欠陥を発見した場合、あるいはマスクブランクス1の状態で長期間保存しておいたためレジスト膜14の感度変化が大きくなった場合に、以下の処理
第1の処理:アミン類を含む現像液処理
第2の処理:オゾン水処理
第3の処理:水素水処理
を行った。なお、ハードマスクの上層部には、ラザフォード後方散乱分析法(RBS)によると、窒素の合計量が60原子%である層が形成された。After the mask blanks are manufactured in this way, when a defect is found in the resist film, or when the sensitivity change of the resist
オゾン水処理の処理温度を室温、25℃、30℃、35℃と変化させてレジスト膜14を除去した後のハードマスクの表面状態を光学的に測定したところ、レジスト膜剥離によるハードマスクの表面反射率が、レジスト膜形成前のハードマスクの表面反射率に対してほとんど変化なく抑えられた。これにより、マスクブランクスから転写マスクを作製した際、微細なパターンが、設計通りのパターンに形成されているか否かの検査精度の悪化を防止することができるものとなった。
The surface condition of the hard mask after removing the resist
なお、実施例1乃至3において化学増幅型レジストの代わりに高分子型レジストを使用したところ、実施例1乃至3と同様の結果を得ることができた。 When a polymer resist was used instead of the chemically amplified resist in Examples 1 to 3, the same results as in Examples 1 to 3 could be obtained.
(比較例1)
上述の実施例1において、第2の処理、および第3の処理を行わなかったこと以外は実施例1と同様にして、マスクブランクス1に形成されているレジスト膜14を剥離した。その結果、レジスト膜剥離による遮光膜12の反射率の変動が、5%超となった。レジスト膜剥離後の遮光膜12の表面状態を観察したところ、第1の処理によって表面が荒れていた。この遮光膜12の状態は、マスクブランクス1における遮光膜12の光学特性を保証するものではない。従って、遮光膜12付き基板として再利用することはできず、遮光膜12を剥離して、基板を再研磨する必要があるので、マスクブランクスの製造コストを低減することはできない。また、レジスト膜剥離後の遮光膜12の反射率の変動により、後工程で行われる欠陥検査精度を悪化させる結果となった。(Comparative Example 1)
In Example 1 described above, the resist
本発明では、マスクブランクスに形成された現像前のレジスト膜をオゾン水によって剥離するので、転写パターン用薄膜表面にダメージを与えることなく、レジスト膜を剥離することができる。従って、転写パターン用薄膜上にレジスト膜を形成した状態で、レジスト膜の感度変化や、レジスト膜表面の欠陥、レジスト膜の塗布異常の原因等でマスクブランクスとしては不良、または使用不能となったものについては、レジスト膜のみを剥離した後、再度、転写パターン用薄膜上に新たなレジスト膜を形成し、転写パターン用薄膜のパターニングに使用できる。それゆえ、基板および転写パターン用薄膜の双方を再利用できるので、マスクブランクスの製造コストを低減することができる。 In the present invention, since the resist film before development formed on the mask blank is peeled off with ozone water, the resist film can be peeled off without damaging the surface of the transfer pattern thin film. Therefore, with the resist film formed on the transfer pattern thin film, the mask blanks are defective or unusable due to changes in resist film sensitivity, resist film surface defects, resist film coating abnormalities, etc. With regard to the product, after removing only the resist film, a new resist film can be formed again on the transfer pattern thin film and used for patterning the transfer pattern thin film. Therefore, since both the substrate and the transfer pattern thin film can be reused, the manufacturing cost of the mask blanks can be reduced.
Claims (9)
酸性あるいはアルカリ性の水溶液を前記レジスト膜に接触させて、前記レジスト膜の膜厚を薄膜化させる処理と、
オゾンが溶解してなるオゾン水を薄膜化された前記レジスト膜に接触させて当該レジスト膜を溶解させるオゾン水処理を行うことを特徴とするレジスト膜剥離方法。 A resist film peeling method for peeling a resist film from a mask blank having a substrate, a transfer pattern thin film to be a transfer pattern formed on the substrate, and a resist film formed on the transfer pattern thin film. There,
A process of bringing an acidic or alkaline aqueous solution into contact with the resist film to reduce the thickness of the resist film;
A resist film peeling method comprising performing ozone water treatment in which ozone water obtained by dissolving ozone is brought into contact with the thinned resist film to dissolve the resist film.
前記転写パターン用薄膜上に形成された前記レジスト膜を剥離した後、前記転写パターン用薄膜上に新たなレジスト膜を形成することを特徴とするマスクブランクスの製造方法。 A mask blank manufacturing method using the resist film peeling method according to any one of claims 1 to 6,
A method for manufacturing a mask blank , comprising: peeling off the resist film formed on the transfer pattern thin film, and then forming a new resist film on the transfer pattern thin film .
前記新たなレジスト膜に対して選択的に露光、現像してレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをマスクにして前記転写パターン用薄膜をパターニングして転写パターンを形成することを特徴とする転写マスクの製造方法。 A method for manufacturing a transfer mask using mask blanks manufactured by the manufacturing method according to claim 7,
Transcription and forming said selective exposure of a new resist film, after developed to form a resist pattern, and then the resist pattern as a mask by patterning said thin film for transfer pattern transferred pattern Mask manufacturing method.
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