JP5924901B2 - 転写用マスクの製造方法 - Google Patents
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転写用マスクの製造方法において、
透光性基板上に、金属およびケイ素を含有する材料、またはタンタル(Ta)を含有する材料からなる薄膜を備えるマスクブランクを用意する準備工程と、
前記薄膜上に転写パターンを有するレジスト膜を形成するレジストパターン形成工程と、
前記レジストパターン形成工程後のマスクブランクをチャンバー内に設置し、塩素(Cl)、臭素(Br)、ヨウ素(I)、およびキセノン(Xe)から選ばれる元素のフッ化物を含む非励起状態の気体で前記チャンバー内を置換し、前記薄膜の表面温度が50℃よりも高く200℃未満であり、かつ前記チャンバー内の圧力が100Paよりも高い状態で、前記転写パターンを有するレジスト膜をマスクとして、前記薄膜をエッチングするエッチング工程とを有することを特徴とする転写用マスクの製造方法である。
前記非励起状態の気体中のフッ化物は、ClF3であることを特徴とする構成1に記載の転写用マスクの製造方法である。
(構成3)
前記非励起状態の気体は、希ガスまたは不活性ガスを含んでいることを特徴とする構成1又は2に記載の転写用マスクの製造方法である。
前記薄膜は、金属およびケイ素を含有し、さらに窒素を含有する材料からなることを特徴とする構成1乃至3のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法である。
(構成5)
前記薄膜中の金属は、モリブデン(Mo)であることを特徴とする構成4に記載の転写用マスクの製造方法である。
前記透光性基板は合成石英ガラスからなることを特徴とする構成1乃至5のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法である。
(構成7)
前記薄膜は、露光光に対して1%〜30%の透過率を有し、
前記転写パターンは、ライン・アンド・スペース・パターンを有することを特徴とする構成1乃至6のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法である。
本発明者は、透光性基板上に、金属およびケイ素を含有する材料、またはタンタル(Ta)を含有する材料からなるパターン形成用の薄膜が形成されたマスクブランクに関し、薄膜をプラズマ化したエッチングガスを用いずにエッチングする方法について、鋭意研究を行った。その結果、塩素(Cl)、臭素(Br)、ヨウ素(I)、およびキセノン(Xe)から選ばれる元素のフッ化物を含む気体をエッチャントとして用いれば、プラズマ化させた状態でなくても(非励起状態でも)、薄膜に転写パターンを形成するエッチングが可能であることを突き止めた。
透光性基板上に、金属およびケイ素を含有する材料、またはタンタル(Ta)を含有する材料からなる薄膜を備えるマスクブランクを用意する準備工程と、
前記薄膜上に転写パターンを有するレジスト膜を形成するレジストパターン形成工程と、
前記レジストパターン形成工程後のマスクブランクをチャンバー内に設置し、塩素(Cl)、臭素(Br)、ヨウ素(I)、およびキセノン(Xe)から選ばれる元素のフッ化物を含む非励起状態の気体で前記チャンバー内を置換し、前記薄膜の表面温度が50℃よりも高く200℃未満であり、かつ前記チャンバー内の圧力が100Paよりも高い状態で、前記転写パターンを有するレジスト膜をマスクとして、前記薄膜をエッチングするエッチング工程とを有することを特徴とする転写用マスクの製造方法である。
例えば、タンタル単体のほかに、タンタル窒化物(TaN)、タンタル酸化物(TaO)、タンタル酸窒化物(TaNO)などが挙げられる。また、薄膜2においては、タンタルと、ケイ素およびホウ素から選ばれる1以上の元素を含有する材料も好ましい。具体的には、タンタルとケイ素を含む材料として、TaSi、TaSiN、TaSiO、TaSiONなど、タンタルとホウ素を含む材料として、TaB、TaBN、TaBO、TaBONなど、タンタルとケイ素とホウ素を含む材料として、TaSiB、TaSiBN、TaSiBO、TaSiBONなどが挙げられる。
特に、タンタルを含有する材料からなる薄膜の場合においては、薄膜をエッチング除去後、基板表面に発生するピット状の凹欠陥を抑制することができる。これにより、透光部の露光光透過率の面内均一性を高くすることができる。
さらに、薄膜がエッチングにより除去された後の基板のダメージを少なくすることができる。そのため、もし透光性基板を再生する場合にも、再研磨の工程負荷が少なくなることで、透光性基板の再生コストを低減することができる。本発明によれば、高品質の透光性基板を低コストで再生することができるので、特に高付加価値を備えた高価な基材を用いた転写用マスクの基板を再生するのに好適である。
(実施例1)
合成石英ガラスからなる透光性基板(1220mm×1400mm×13mm)上に、スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにモリブデン(Mo)とケイ素(Si)の混合焼結ターゲット(Mo:Si=20:80,原子%比)を用い、アルゴン(Ar)と窒素(N2)との混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、MoSiNからなる薄膜を成膜した。薄膜成膜時におけるアルゴンと窒素との混合ガスにおける窒素の流量比率は、48%であった。薄膜の膜厚は、波長365nmの光が薄膜を透過したときの、薄膜と同じ膜厚だけ空気中を透過した光との間で生じる位相差(位相シフト量)が180度になるように調整した。また、このときの薄膜のi線(365nm)の光に対する透過率は8%であった。以上のようにして、透光性基板上にMoSiNからなる薄膜(位相シフト膜)を備えたマスクブランクを製造した。
まず、薄膜上に、レーザー描画露光用のレジスト膜を形成した。次に、レーザー描画露光装置を用い、レジスト膜に対して、薄膜に形成する転写パターンの露光描画を行った。露光描画後に現像を行うことにより、転写パターンを有するレジストパターンを形成した。
また、作製した転写用マスクを用いて被転写体のフォトレジスト膜に超高圧水銀ランプを露光光源とし、パターンの露光転写を行ったところ、フォトレジスト膜に高い精度でパターンを形成することができていることが確認できた。
また、作製した転写用マスクの透光部における基板主表面の表面粗さは、この転写用マスクの基板を再生する場合、基板表面を再精密研磨(通常の研磨工程のうちの最終段階)することによって容易に表面粗さを回復することができるレベルであった。
合成石英ガラスからなる透光性基板(1220mm×1400mm×13mm)上に、スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにタンタル(Ta)ターゲットを用い、キセノン(Xe)と窒素(N2)との混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、TaNからなる遮光層を成膜した。続いて、タンタル(Ta)ターゲットを用い、アルゴン(Ar)と酸素(O2)との混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、TaOからなる反射防止層を成膜した。以上により、透光性基板上に、TaNからなる遮光層とTaOからなる反射防止層の積層構造からなる遮光膜(薄膜)を形成した。なお、遮光膜は、i線(365nm)の光において光学濃度が3.0となるように膜厚を調整した。以上のようにして、透光性基板上にタンタルを含有する材料からなる薄膜を備えたマスクブランクを製造した。
まず、薄膜上に、レーザー描画露光用のレジスト膜を形成した。次に、レーザー描画露光装置を用い、レジスト膜に対して、薄膜に形成する転写パターンの露光描画を行った。露光描画後に現像を行うことにより、転写パターンを有するレジストパターンを形成した。
また、作製した転写用マスクを用いて被転写体のフォトレジスト膜に超高圧水銀ランプを露光光源とし、パターンの露光転写を行ったところ、フォトレジスト膜に高い精度でパターンを形成することができていることが確認できた。
また、作製した転写用マスクの透光部における基板主表面の表面粗さは、この転写用マスクの基板を再生する場合、基板表面を再精密研磨(通常の研磨工程のうちの最終段階)することによって容易に表面粗さを回復することができるレベルであった。
実施例2と同じマスクブランクを用いて転写用マスクを作製した。ただし、レジストパターンをマスクとして、薄膜をエッチングする工程においては、水酸化ナトリウム溶液(濃度40wt%、温度70℃)をエッチング液として用いた。処理時間(エッチング時間)は10分であった。これ以外の工程は実施例1と同様にして行い、転写用マスクを作製した。
また、この転写用マスクの透光部における基板主表面の表面粗さは、この転写用マスクの基板を再生する場合、基板表面を再研磨によりピット状の凹部を除去し、良好な表面粗さを回復させるためには、通常の成膜前の基板研磨工程のうちの最初の段階から再研磨を行う必要があり、再研磨の工程負荷が大きくなる。
2 薄膜
3a レジストパターン
10 マスクブランク
40 チャンバー
42 ステージ
43,44 ガス充填容器
45,46 流量制御器
47 噴出ノズル
48 排気管
49 除害装置
50 排気ポンプ
Claims (8)
- 転写用マスクの製造方法において、
透光性基板上に、金属およびケイ素を含有する材料、またはタンタル(Ta)を含有する材料からなる薄膜を備えるマスクブランクを用意する準備工程と、
前記薄膜上に転写パターンを有するレジスト膜を形成するレジストパターン形成工程と、
前記レジストパターン形成工程後のマスクブランクをチャンバー内に設置し、塩素(Cl)、臭素(Br)、ヨウ素(I)、およびキセノン(Xe)から選ばれる元素のフッ化物を含む非励起状態の気体で前記チャンバー内を置換し、前記薄膜の表面温度が50℃よりも高く200℃未満であり、かつ前記チャンバー内の圧力が100Paよりも高く1.0×10 4 Pa以下で、前記転写パターンを有するレジスト膜をマスクとして、前記薄膜をエッチングするエッチング工程と
を有することを特徴とする転写用マスクの製造方法。 - 前記非励起状態の気体中のフッ化物は、ClF3であることを特徴とする請求項1に記載の転写用マスクの製造方法。
- 前記非励起状態の気体は、希ガスまたは不活性ガスを含んでいることを特徴とする請求項1又は2に記載の転写用マスクの製造方法。
- 前記非励起状態の気体は、窒素ガスを含んでいることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法。
- 前記薄膜は、金属およびケイ素を含有し、さらに窒素を含有する材料からなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法。
- 前記薄膜中の金属は、モリブデン(Mo)であることを特徴とする請求項5に記載の転写用マスクの製造方法。
- 前記透光性基板は合成石英ガラスからなることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法。
- 前記薄膜は、露光光に対して1%〜30%の透過率を有し、
前記転写パターンは、ライン・アンド・スペース・パターンを有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法。
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