JP6564734B2 - Photomask blank and photomask manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、波長が200nm以下の露光光でのパターン転写に好適なフォトマスクの素材となるフォトマスクブランク、及びフォトマスクブランクを用いたフォトマスクの製造方法に関する。   The present invention relates to a photomask blank that is a photomask material suitable for pattern transfer with exposure light having a wavelength of 200 nm or less, and a photomask manufacturing method using the photomask blank.

半導体電子素子の高速動作と低消費電力化などのために、大規模集積回路の高集積化が進んでいるが、それに伴う回路パターンの微細化において、高度の半導体微細加工技術が極めて重要な要素技術となっている。このような要素技術としては、例えば、回路を構成する配線パターンの細線化技術や、セルを構成する層間の配線のためのコンタクトホールパターンの微細化技術が必須となっている。   High integration of large-scale integrated circuits is progressing for high-speed operation and low power consumption of semiconductor electronic devices, and advanced semiconductor microfabrication technology is an extremely important factor in the miniaturization of circuit patterns. It has become a technology. As such an elemental technology, for example, a thinning technology for a wiring pattern constituting a circuit and a miniaturizing technology for a contact hole pattern for wiring between layers constituting a cell are essential.

高度の微細加工は、フォトマスクを用いるフォトリソグラフィ技術によりなされ、フォトマスクは、露光装置やレジスト材料と共に、微細化のために重要な技術となっている。このため、上述の細線化された配線パターンや微細化されたコンタクトホールパターンを有するフォトマスクなどを実現する目的で、より微細、かつより正確なパターンをフォトマスク上に形成するための技術開発が進められてきた。   High-level microfabrication is performed by a photolithography technique using a photomask, and the photomask is an important technique for miniaturization together with an exposure apparatus and a resist material. Therefore, for the purpose of realizing a photomask having the above-described thinned wiring pattern or miniaturized contact hole pattern, technological development for forming a finer and more accurate pattern on the photomask has been carried out. It has been advanced.

半導体基板を微細加工する際のフォトリソグラフィは、縮小投影法が用いられるため、フォトマスクに形成されるパターンのサイズは、半導体基板上に形成するパターンサイズの4倍程度の大きさとされるが、このことは、フォトマスクに形成されるパターンの精度が緩和されることを意味するものではなく、高い精度でフォトマスクパターンを形成することが求められる。   Since photolithography when finely processing a semiconductor substrate uses a reduction projection method, the size of the pattern formed on the photomask is about four times the size of the pattern formed on the semiconductor substrate. This does not mean that the accuracy of the pattern formed on the photomask is relaxed, and it is required to form the photomask pattern with high accuracy.

また、現在では、フォトリソグラフィで半導体基板上に描画される回路パターンのサイズは、露光光の波長よりも、かなり小さなものとなってきているため、回路パターンをそのまま4倍に拡大したフォトマスクパターンが形成されたフォトマスクを使用して縮小露光を行っても、露光光の干渉などの影響により、フォトマスクパターンどおりの形状にはならない。   At present, the size of a circuit pattern drawn on a semiconductor substrate by photolithography has become considerably smaller than the wavelength of exposure light, so a photomask pattern in which the circuit pattern is enlarged four times as it is. Even if reduction exposure is performed using a photomask having a pattern formed thereon, the shape does not match the photomask pattern due to the influence of exposure light interference or the like.

そこで、超解像マスクとして、いわゆる光近接効果補正(Optical Proximity Effect Correction:OPC)を行うことで、転写特性を劣化させる光近接効果の補正技術を適用したOPCマスクや、隣り合ったパターンの位相を180°変化させて入射光の強度分布を急峻にする位相シフトマスクが用いられている。例えば、OPCマスクには、回路パターンの1/2以下のサイズのOPCパターン(ハンマヘッドやアシストバーなど)を形成したものがある。また、位相シフトマスクには、ハーフトーン位相シフトマスクやレベンソン型、クロムレス型などがある。   Therefore, as a super-resolution mask, so-called optical proximity effect correction (OPC) is performed, and an OPC mask to which an optical proximity effect correction technique that deteriorates transfer characteristics is applied, or the phase of adjacent patterns. A phase shift mask that makes the intensity distribution of incident light steep by changing the angle 180 ° is used. For example, some OPC masks are formed with an OPC pattern (hammer head, assist bar, etc.) having a size that is ½ or less of the circuit pattern. The phase shift mask includes a halftone phase shift mask, a Levenson type, and a chromeless type.

高精度のフォトマスクパターンをフォトマスク基板上に形成するためには、フォトマスクブランク上に形成するレジスト膜を、高精度でパターニングすることが必要となる。マスクパターンを形成するためには、一般に、透明基板上に遮光性膜を有するフォトマスクブランク上にフォトレジスト膜を形成し、このフォトレジスト膜に電子線や光を照射してパターン描画を行い、フォトレジスト膜を現像してフォトレジストパターンを得る。そして、このフォトレジストパターンをエッチングマスクとして遮光性膜をパターニングすることで、フォトマスクパターンを得る。微細なフォトマスクパターンを得るためには、以下のような理由により、フォトレジスト膜を薄膜化することが有効である。   In order to form a high-precision photomask pattern on a photomask substrate, it is necessary to pattern a resist film formed on the photomask blank with high accuracy. In order to form a mask pattern, generally, a photoresist film is formed on a photomask blank having a light-shielding film on a transparent substrate, and patterning is performed by irradiating the photoresist film with an electron beam or light. The photoresist film is developed to obtain a photoresist pattern. Then, the photomask pattern is obtained by patterning the light-shielding film using this photoresist pattern as an etching mask. In order to obtain a fine photomask pattern, it is effective to reduce the thickness of the photoresist film for the following reasons.

レジスト膜を薄くすることなくレジストパターンのみを微細化すると、遮光性膜のエッチングマスクとして機能するレジスト部のアスペクト比(レジスト膜厚とパターン幅との比)が高くなってしまう。一般に、レジストパターンのアスペクト比が高くなると、そのパターン形状が劣化しやすく、遮光性膜へのパターン転写精度が低下してしまう。また、極端な場合には、レジストパターンの一部が倒れたり剥離を起こしてパターン抜けが生じたりすることも起こる。そのため、フォトマスクパターンの微細化に伴って、遮光性膜パターニング用のエッチングマスクとして用いるレジストの膜厚を薄くして、アスペクト比が高くなりすぎないようにする必要がある。このアスペクト比は3以下であることが望ましいとされており、例えば、幅70nmのレジストパターンを形成するためには、レジスト膜厚を210nm以下とすることが望ましいことになる。   If only the resist pattern is miniaturized without reducing the thickness of the resist film, the aspect ratio (ratio of resist film thickness to pattern width) of the resist portion that functions as an etching mask for the light-shielding film increases. In general, when the aspect ratio of a resist pattern increases, the pattern shape tends to deteriorate, and the pattern transfer accuracy to the light-shielding film decreases. In extreme cases, a part of the resist pattern may fall down or peel off, resulting in pattern omission. Therefore, as the photomask pattern becomes finer, it is necessary to reduce the film thickness of the resist used as an etching mask for light shielding film patterning so that the aspect ratio does not become too high. The aspect ratio is desirably 3 or less. For example, in order to form a resist pattern having a width of 70 nm, the resist film thickness is desirably 210 nm or less.

ところで、フォトレジストのパターンをエッチングマスクとしてパターニングを行う場合の遮光性膜材料については、多くの材料が提案されてきた。特に、クロム単体膜、又はクロムと、窒素、酸素及び炭素の少なくとも1つとを含有するクロム化合物膜は、一般的な遮光性膜の材料として用いられている。例えば、特開2003−195479号公報(特許文献1)、特開2003−195483号公報(特許文献2)及び登録実用新案第3093632号公報(特許文献3)には、ArFエキシマレーザ露光用のフォトマスクブランクに求められる遮光特性を有する遮光性膜を、クロム化合物膜で形成したフォトマスクブランクの構成例が開示されている。   By the way, many materials have been proposed as a light-shielding film material when patterning is performed using a photoresist pattern as an etching mask. In particular, a chromium simplex film or a chromium compound film containing chromium and at least one of nitrogen, oxygen, and carbon is used as a general light-shielding film material. For example, JP 2003-195479 A (Patent Document 1), JP 2003-195383 A (Patent Document 2), and Registered Utility Model No. 3093632 (Patent Document 3) disclose a photo for ArF excimer laser exposure. A configuration example of a photomask blank in which a light-shielding film having a light-shielding characteristic required for a mask blank is formed of a chromium compound film is disclosed.

クロム化合物膜である遮光性膜は、一般的には酸素を含む塩素系ドライエッチングによりパターニングされるが、ドライエッチングでは、フォトレジストなどの有機膜も無視できない程度エッチングされることが多い。このため、膜厚が比較的薄いレジスト膜をマスクとしてクロム系化合物膜である遮光性膜をエッチングすると、このエッチング中にレジストがダメージを受けてレジストパターンの形状が変化し、本来のレジストパターンを遮光性膜上に正確に転写することが困難となる。   A light-shielding film that is a chromium compound film is generally patterned by chlorine-based dry etching containing oxygen, but in dry etching, an organic film such as a photoresist is often etched to a degree that cannot be ignored. For this reason, when a light-shielding film, which is a chromium-based compound film, is etched using a relatively thin resist film as a mask, the resist is damaged during this etching, and the shape of the resist pattern changes, and the original resist pattern is changed. It becomes difficult to accurately transfer the light-shielding film.

このように、有機膜であるフォトレジストに、高い解像性及び高いパターニング精度と、エッチング耐性とを同時に両立させることには技術的障壁が高い。従って、高解像性を得るためには、フォトレジスト膜を薄膜化しなければならない反面、遮光性膜のエッチング工程におけるエッチング耐性を確保するためには、フォトレジスト膜の薄膜化が制限されることとなり、高解像性及び高パターニング精度と、エッチング耐性との間にトレードオフの関係が生じる結果となる。このため、フォトレジストへの負荷を低減させて薄膜化を図り、より高精度のフォトマスクパターンを形成するためには、パターニング対象とされる遮光性膜の構造(膜厚や組成など)を改良することが必要となる。   As described above, there is a high technical barrier to simultaneously satisfy both high resolution, high patterning accuracy, and etching resistance in a photoresist that is an organic film. Therefore, in order to obtain high resolution, the photoresist film must be thinned. On the other hand, in order to ensure etching resistance in the etching process of the light-shielding film, the thinning of the photoresist film is limited. As a result, a trade-off relationship occurs between the high resolution and high patterning accuracy and the etching resistance. Therefore, in order to reduce the load on the photoresist to reduce the thickness and form a more accurate photomask pattern, the structure (film thickness, composition, etc.) of the light-shielding film to be patterned is improved. It is necessary to do.

遮光性膜材料については、既に多くの検討例があり、例えば、特開2001−312043号公報(特許文献4)には、ArFエキシマレーザ露光用の遮光性膜として、金属膜を用いた例が記載されている。この中には、例えば、遮光性膜としてタンタル、反射防止膜として酸化タンタルを用いたものがあり、この2層をエッチングする際のフォトレジストへの負荷を低減するために、フォトレジストに対して比較的ダメージが少ないフッ素系のガスプラズマで、この2層のエッチングを行っている。しかし、このようなエッチング条件を選択したとしても、フォトレジストのみをエッチングマスクとして遮光性膜と反射防止膜の2層をエッチングするには、フォトレジストへの負荷低減にも限界があり、微細なフォトマスクパターンを高精度で形成するという要求を十分に満足することは困難である。   There have already been many studies on light-shielding film materials. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-312043 (Patent Document 4) discloses an example in which a metal film is used as a light-shielding film for ArF excimer laser exposure. Have been described. Among these, for example, tantalum is used as a light-shielding film and tantalum oxide is used as an antireflection film. In order to reduce the load on the photoresist when etching these two layers, These two layers are etched with a fluorine-based gas plasma with relatively little damage. However, even if such an etching condition is selected, there is a limit to reducing the load on the photoresist in order to etch the light shielding film and the antireflection film using only the photoresist as an etching mask. It is difficult to sufficiently satisfy the requirement for forming a photomask pattern with high accuracy.

このように、従来のフォトマスクブランクの構造では、微細なフォトマスクパターンを、遮光性膜上に高精度で形成するという要求に十分に応えることは困難である。このことは、露光波長が短く、高い解像度が求められる200nm以下の波長(ArFエキシマレーザ:193nm、F2レーザ:157nmなど)の光を露光光として用いるフォトリソグラフィにおいて特に深刻である。 As described above, in the conventional photomask blank structure, it is difficult to satisfactorily meet the demand for forming a fine photomask pattern on the light-shielding film with high accuracy. This is particularly serious in photolithography in which light having a wavelength of 200 nm or less (ArF excimer laser: 193 nm, F 2 laser: 157 nm, etc.), which requires a short exposure wavelength and high resolution, is used as exposure light.

また、フォトレジストへの負荷を低減して、微細なフォトマスクパターンを高精度で形成するために、塩素系ドライエッチングにおいて高いエッチングレートとなる遮光性膜として、クロムを主成分とし、軽元素であるO、Nを添加した遮光性膜が提案されている(特開2007−33470号公報(特許文献5))が、軽元素を含有するクロム膜においては、軽元素の含有量の増加に従い、導電性が低下する。   In addition, in order to reduce the load on the photoresist and form a fine photomask pattern with high accuracy, a light-shielding film that has a high etching rate in chlorine-based dry etching is mainly composed of chromium and is made of a light element. A light-shielding film to which certain O and N are added has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-33470 (Patent Document 5)). However, in a chromium film containing a light element, as the light element content increases, The conductivity is reduced.

一方、フォトマスク製作時のレジストのパターニングにおいて、電子ビーム(EB)による露光方法が主流となっている。また、電子ビームについては、より一層の微細化を可能とするため、高加速電圧50keVが採用されている。更に、レジストは、高解像性を得るために低感度化へ進む一方で、生産性向上の観点から、電子線描画装置の電子ビームの電流密度は40A/cm2から800A/cm2へと、著しい高密度化が進められている。 On the other hand, an exposure method using an electron beam (EB) has become the mainstream in patterning a resist when manufacturing a photomask. Further, for the electron beam, a high acceleration voltage of 50 keV is adopted in order to enable further miniaturization. Further, while the resist proceeds to lower sensitivity in order to obtain high resolution, the electron beam current density of the electron beam lithography system is increased from 40 A / cm 2 to 800 A / cm 2 from the viewpoint of improving productivity. Remarkably higher density is being promoted.

電気的に浮いているフォトマスクブランクに対して、電子ビームを照射させた場合、フォトマスクブランクの表面は、電子の蓄積により負の電位に帯電し、帯電による電界により電子ビーム軌道が曲げられ、描画位置精度が低下する。そのため、上述のような、高エネルギー、かつ高密度な電子線描画を行う電子線描画装置では、フォトマスクブランクを接地して電子線描画を行っており、例えば、特開2014−216407号公報(特許文献6)には、アースピンを用いてフォトマスクブランクを接地(アース)する機構が提案されている。   When an electron beam is irradiated to an electrically floating photomask blank, the surface of the photomask blank is charged to a negative potential due to the accumulation of electrons, and the electron beam trajectory is bent due to the electric field due to the charging, The drawing position accuracy decreases. Therefore, in the electron beam drawing apparatus that performs high-energy and high-density electron beam drawing as described above, the photomask blank is grounded to perform electron beam drawing. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2014-216407 ( Patent Document 6) proposes a mechanism for grounding (grounding) a photomask blank using a ground pin.

しかし、接地抵抗(アース抵抗)が大きい場合、アースに流れる電流とアース抵抗の積の分だけ、フォトマスクブランク表面の電位が上昇し、描画位置精度を低下させる。また、例えば、十分に接地が確保できていない場合や、フォトマスクブランクが導電性を有しない場合、接地抵抗は非常に大きく、又は無限大になり、この状態で電子線描画を実施することは、描画真空槽内で異常放電や、基板破損を起こして、装置を汚染する可能性がある。そのため、電子線描画装置は、描画前にアース抵抗を計測する機構を備え、アース抵抗の閾値を、例えば1.5×105Ωと設定し、アース抵抗が閾値を超える場合、描画実施前に描画工程を中止させる機能を有する。 However, when the grounding resistance (earth resistance) is large, the potential on the surface of the photomask blank increases by the product of the current flowing through the ground and the grounding resistance, and the drawing position accuracy decreases. In addition, for example, when the grounding is not sufficiently ensured or when the photomask blank is not conductive, the grounding resistance becomes very large or infinite, and it is not possible to perform electron beam drawing in this state. There is a possibility that the apparatus will be contaminated by causing abnormal discharge or substrate damage in the drawing vacuum chamber. Therefore, the electron beam drawing apparatus has a mechanism for measuring the earth resistance before drawing, and when the threshold value of the earth resistance is set to 1.5 × 10 5 Ω, for example, and the earth resistance exceeds the threshold value, before the drawing is performed. It has a function to stop the drawing process.

また、フォトマスクブランクに接触して接地する部分では、電子線レジストを貫通する際に発生するパーティクルが問題である。この問題に対しても、多くの提案がなされており、例えば、上述の特開2014−216407号公報(特許文献6)では、アースピンを囲うカバーにより、パーティクルの飛散を抑制する検討がなされている。一般に、接地のために、電子線レジストを貫通した際に残るアース痕がより小さい方が、パーティクルを抑制する面では優れている。そのため、例えば、アースピンの形状は、接地を線接触で得るブレードタイプから、接地を点接触で得るピンタイプに改良が進められ、アースピンの接触後についても、位置ずれによるアース痕の拡大を抑制する改良が進められている。   Further, in the portion that contacts the photomask blank and is grounded, particles generated when penetrating the electron beam resist are a problem. Many proposals have also been made for this problem. For example, in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-216407 (Patent Document 6), studies are made to suppress scattering of particles by a cover surrounding the ground pin. . In general, for grounding, a smaller ground mark left when penetrating an electron beam resist is superior in terms of suppressing particles. Therefore, for example, the shape of the ground pin has been improved from a blade type that obtains grounding by line contact to a pin type that obtains grounding by point contact, and even after contact of the ground pin, the expansion of ground marks due to misalignment is suppressed. Improvements are underway.

特開2003−195479号公報JP 2003-195479 A 特開2003−195483号公報JP 2003-195483 A 登録実用新案第3093632号公報Registered Utility Model No. 3093632 特開2001−312043号公報JP 2001-312043 A 特開2007−33470号公報JP 2007-33470 A 特開2014−216407号公報JP, 2014-216407, A 特開昭63−85553号公報JP-A 63-85553

電子線描画装置において、フォトマスクブランクにアースピンを接触させる場合、従来の方法では、フォトマスクブランク、アースピン、又はフォトマスクブランク及びアースピンの両方を、モーター等により機械的に移動させて接触させるため、接触時及び接触後に、機械的振動等の影響により、フォトマスクブランク表面の積層膜には、数μmの引掻き状の痕が発生する。この場合、フォトマスクブランク表面の積層膜は、アースピンによりその接触部分で破られるので、積層膜に含まれる導電層にアースピンを接触させれば、必要とする十分に低い抵抗値で接地を確保することは容易であった。一方、アース痕が小さく点として観察される、パーティクルの飛散が少ない電子線描画装置においては、フォトマスクブランクの積層膜が導電層を含んでいても、必要とする十分に低い抵抗値で接地が確保できない場合があることが確認された。   In the electron beam drawing apparatus, when the earth pin is brought into contact with the photomask blank, in the conventional method, the photomask blank, the earth pin, or both of the photomask blank and the earth pin are mechanically moved by a motor or the like to be brought into contact. At the time of contact and after contact, scratch marks of several μm are generated in the laminated film on the photomask blank surface due to the influence of mechanical vibration or the like. In this case, since the laminated film on the surface of the photomask blank is broken at the contact portion by the ground pin, if the ground pin is brought into contact with the conductive layer included in the laminated film, grounding is ensured with a sufficiently low resistance value required. It was easy. On the other hand, in an electron beam lithography system in which ground marks are observed as small spots and particle scattering is small, even if the laminated film of the photomask blank includes a conductive layer, the grounding is performed with a sufficiently low resistance value. It was confirmed that there are cases where it cannot be secured.

しかし、フォトマスクブランク及びフォトマスクに関し、電子線描画装置におけるチャージアップの対策として、四端子法によるシート抵抗測定値が推奨値を満たす導電層を積層膜に含むようにすることが、これまでに数多く提案されているが、導電層の上に形成された抵抗層を有する積層膜において、抵抗層の抵抗率と膜厚との関係から電子線描画装置における接地の確保について検討した例はない。   However, regarding photomask blanks and photomasks, as a countermeasure against charge-up in an electron beam lithography system, a conductive layer satisfying the recommended value of the sheet resistance measurement value by the four-terminal method has been included in the laminated film so far. Although many proposals have been made, there has been no example of examining grounding securing in an electron beam lithography apparatus from the relationship between resistivity and film thickness of a resistive layer in a laminated film having a resistive layer formed on a conductive layer.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、フォトマスクとしたときに必要な光学特性、例えば、露光波長における十分な光学濃度と、露光波長より長波長側の波長域での十分な反射率とを確保したフォトマスクブランクに、電子線描画装置を用いてマスクパターンを描画する際に、例えば、接地を点接触とし、アース痕が点として観察される電子線描画装置を用いた場合にあっても、必要とする十分に低い抵抗値で接地が確保できるフォトマクスブランク、及びフォトマスクブランクを用いたフォトマスクの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. Optical characteristics required when a photomask is used, for example, a sufficient optical density at the exposure wavelength and a wavelength region longer than the exposure wavelength. When drawing a mask pattern on a photomask blank with sufficient reflectivity using an electron beam drawing device, for example, an electron beam drawing device in which grounding is point contact and earth marks are observed as dots is used. It is an object of the present invention to provide a photomax blank that can ensure grounding with a sufficiently low resistance value required, and a photomask manufacturing method using the photomask blank.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、透明基板と、透明基板から離間する側の最表部に形成された抵抗率が0.1Ω・cm以上の抵抗層と、抵抗層の透明基板側に接して形成された抵抗率が0.1Ω・cm未満であり、かつクロムを含有する材料で形成された導電層を有するフォトマスクブランクにおいて、抵抗層及び導電層の各々の抵抗率と厚さとを、所定の式を満たすように構成して、このようなフォトマスクブランクからフォトマスクを製造すれば、フォトマスクとしたときに必要な光学特性、例えば、露光波長における十分な光学濃度と、露光波長より長波長側の波長域での十分な反射率とを確保した上で、電子線描画装置を用いてマスクパターンを描画する際に、接地を点接触とし、アース痕が点として観察される電子線描画装置を用いた場合にあっても、必要とする十分に低い抵抗値で接地が確保でき、微細パターンの形成が要求される波長が200nm以下の露光光でパターン転写が行われるフォトマスクの製造に有効であることを見出し、本発明をなすに至った。 As a result of intensive studies in order to solve the above problems, the present inventors, as a result, a transparent substrate, a resistance layer having a resistivity of 0.1 Ω · cm or more formed on the outermost portion on the side away from the transparent substrate, In a photomask blank having a resistivity formed in contact with the transparent substrate side of the resistance layer of less than 0.1 Ω · cm and having a conductive layer formed of a material containing chromium , the resistance layer and the conductive layer If each of the resistivity and thickness is configured to satisfy a predetermined formula and a photomask is manufactured from such a photomask blank, the optical characteristics required when the photomask is formed, for example, at the exposure wavelength With a sufficient optical density and sufficient reflectivity in the wavelength range longer than the exposure wavelength, when drawing a mask pattern using an electron beam lithography system, the ground is used as a point contact. Scratches are seen as dots Even when using the observed electron beam lithography system, grounding can be secured with a sufficiently low resistance value required, and pattern transfer is performed with exposure light having a wavelength required to form a fine pattern of 200 nm or less. The present invention has been found to be effective for the production of a photomask.

従って、本発明は、以下のフォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法を提供する。
請求項1:
波長が200nm以下の露光光でパターン転写が行われるフォトマスクを製造するための素材であるフォトマスクブランクであり、
該フォトマスクブランクが、透明基板と、該透明基板から離間する側の最表部に形成された抵抗率が0.1Ω・cm以上の抵抗層と、該抵抗層の上記透明基板側に接して形成された抵抗率が0.1Ω・cm未満であり、かつクロムを含有する材料で形成された導電層とを有し、
該抵抗層が、単層で又は2以上の副層で構成された多層で構成され、
上記単層又は副層の各々の抵抗率(単位をΩ・cmとし、抵抗率の値が、7.5×105(Ω・cm)以下の場合はその値とし、7.5×105(Ω・cm)を超える場合は7.5×105(Ω・cm)とする)と厚さ(単位をcmとする)とについて、上記抵抗層が単層の場合はその抵抗率と厚さとの積、上記抵抗層が多層の場合は各々の副層における抵抗率と厚さとの積の和である抵抗指数Aが、下記式(1)
1.5×105≧A×α+ρC/dC (1)
(式中、αは定数(単位をcm-2とする)、ρCは導電層の抵抗率(単位をΩ・cmとする)、dCは導電層の厚さ(単位をcmとする)である)
を満たすことを特徴とするフォトマスクブランク。
請求項2:
上記導電層のシート抵抗値が1×104Ω/□以下であることを特徴とする請求項1記載のフォトマスクブランク。
請求項3:
上記透明基板と導電層との間に、ケイ素を含有する材料又はケイ素とモリブデンとを含有する材料で形成された位相シフト膜を有することを特徴とする請求項1又は2記載のフォトマスクブランク。
請求項4:
上記透明基板と導電層との間に、ケイ素を含有する材料又はケイ素とモリブデンとを含有する材料で形成された遮光膜を有する請求項1又は2記載のフォトマスクブランク。
請求項5:
上記抵抗層が、金属又は合金に、酸素、窒素及び炭素から選ばれる軽元素を添加した材料で形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
請求項6:
フォトマスクに加工する過程において、アース端子を上記抵抗層に接触させ、アース端子で、アース端子と上記導電層との導通が得られる程度に抵抗層を押圧することにより接地して電子線描画を行うフォトマスクブランクであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
請求項7:
透明基板と、該透明基板から離間する側の最表部に形成された抵抗率が0.1Ω・cm以上の抵抗層と、該抵抗層の上記透明基板側に接して形成された抵抗率が0.1Ω・cm未満であり、かつクロムを含有する材料で形成された導電層とを有し、上記抵抗層が、単層で又は2以上の副層で構成された多層で構成されたフォトマスクブランクから波長が200nm以下の露光光でパターン転写が行われるフォトマスクを製造する方法であって、
上記単層又は副層の各々の抵抗率(単位をΩ・cmとし、抵抗率の値が、7.5×105(Ω・cm)以下の場合はその値とし、7.5×105(Ω・cm)を超える場合は7.5×105(Ω・cm)とする)と厚さ(単位をcmとする)とについて、上記抵抗層が単層の場合はその抵抗率と厚さとの積、上記抵抗層が多層の場合は各々の副層における抵抗率と厚さとの積の和である抵抗指数Aが、下記式(1)
1.5×105≧A×α+ρC/dC (1)
(式中、αは定数(単位をcm-2とする)、ρCは導電層の抵抗率(単位をΩ・cmとする)、dCは導電層の厚さ(単位をcmとする)である)
を満たすフォトマスクブランクを準備する工程、
上記抵抗層上にフォトレジスト膜を形成する工程、及び
アース端子を上記抵抗層に接触させ、アース端子で、アース端子と上記導電層との導通が得られる程度に抵抗層を押圧することにより接地して、上記フォトレジスト膜を電子線描画する工程
を含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
Accordingly, the present invention provides the following photomask blank and photomask manufacturing method.
Claim 1:
It is a photomask blank that is a material for manufacturing a photomask in which pattern transfer is performed with exposure light having a wavelength of 200 nm or less,
The photomask blank is in contact with a transparent substrate, a resistance layer having a resistivity of 0.1 Ω · cm or more formed on the outermost part on the side away from the transparent substrate, and the transparent substrate side of the resistance layer. Having a formed resistivity of less than 0.1 Ω · cm , and a conductive layer formed of a material containing chromium ,
The resistance layer is composed of a single layer or a multilayer composed of two or more sublayers,
Resistivity of each of the single layer or sub-layer (unit is Ω · cm, if the value of resistivity is 7.5 × 10 5 (Ω · cm) or less, the value is 7.5 × 10 5 If the resistance layer is a single layer, the resistivity and the thickness are 7.5 × 10 5 (Ω · cm) if it exceeds (Ω · cm) and the thickness (unit is cm). When the resistance layer is a multilayer, the resistance index A, which is the sum of the product of resistivity and thickness in each sub-layer, is expressed by the following formula (1)
1.5 × 10 5 ≧ A × α + ρ C / d C (1)
(Where α is a constant (unit is cm −2 ), ρ C is the resistivity of the conductive layer (unit is Ω · cm), d C is the thickness of the conductive layer (unit is cm) Is)
A photomask blank characterized by satisfying
Claim 2:
The photomask blank according to claim 1, wherein the conductive layer has a sheet resistance value of 1 × 10 4 Ω / □ or less.
Claim 3:
3. The photomask blank according to claim 1, further comprising a phase shift film formed of a material containing silicon or a material containing silicon and molybdenum between the transparent substrate and the conductive layer.
Claim 4:
The photomask blank according to claim 1 or 2, further comprising a light shielding film formed of a material containing silicon or a material containing silicon and molybdenum between the transparent substrate and the conductive layer.
Claim 5:
5. The photomask blank according to claim 1, wherein the resistance layer is formed of a material obtained by adding a light element selected from oxygen, nitrogen, and carbon to a metal or an alloy.
Claim 6:
In the process of processing into a photomask, the grounding terminal is brought into contact with the resistance layer, and the grounding terminal is grounded by pressing the resistance layer to such an extent that conduction between the grounding terminal and the conductive layer is obtained. The photomask blank according to any one of claims 1 to 5, wherein the photomask blank is a photomask blank to be performed.
Claim 7:
A transparent substrate, a resistance layer having a resistivity of 0.1 Ω · cm or more formed on the outermost portion on the side away from the transparent substrate, and a resistivity formed in contact with the transparent substrate side of the resistance layer And a conductive layer made of a material containing chromium, and the resistance layer is a single layer or a multilayer composed of two or more sublayers. A method of manufacturing a photomask in which pattern transfer is performed with exposure light having a wavelength of 200 nm or less from a mask blank,
Resistivity of each of the single layer or sub-layer (unit is Ω · cm, if the value of resistivity is 7.5 × 10 5 (Ω · cm) or less, the value is 7.5 × 10 5 If the resistance layer is a single layer, the resistivity and the thickness are 7.5 × 10 5 (Ω · cm) if it exceeds (Ω · cm) and the thickness (unit is cm). When the resistance layer is a multilayer, the resistance index A, which is the sum of the product of resistivity and thickness in each sub-layer, is expressed by the following formula (1)
1.5 × 10 5 ≧ A × α + ρ C / d C (1)
(Where α is a constant (unit is cm −2 ), ρ C is the resistivity of the conductive layer (unit is Ω · cm), d C is the thickness of the conductive layer (unit is cm) Is)
Preparing a photomask blank that satisfies
The step of forming a photoresist film on the resistance layer, and the ground terminal is brought into contact with the resistance layer, and the ground layer is grounded by pressing the resistance layer to such an extent that conduction between the ground terminal and the conductive layer is obtained. A method of manufacturing a photomask comprising the step of drawing an electron beam on the photoresist film.

本発明によれば、フォトマスクとしたときに必要な光学特性を、より薄膜の積層膜で確保したフォトマスクブランクに、電子線描画装置を用いてマスクパターンを描画する際に、接地を点接触とした電子線描画装置を用いた場合にあっても、必要とする十分に低い抵抗値で接地が確保され、レジスト膜の電子線描画時の帯電を抑制して、高い描画位置精度でパターン転写することができる。   According to the present invention, when a mask pattern is drawn using an electron beam drawing apparatus on a photomask blank in which a required optical characteristic when a photomask is formed is secured with a laminated film of a thinner film, the ground is point-contacted. Even when using an electron beam lithography system, the grounding is secured with a sufficiently low resistance value, and the pattern is transferred with high drawing position accuracy by suppressing the charging of the resist film during electron beam lithography. can do.

本発明のフォトマスクブランクの構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a structure of the photomask blank of this invention. 本発明のフォトマスクブランクの構成の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of a structure of the photomask blank of this invention. 本発明のフォトマスクブランクの構成の別の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of a structure of the photomask blank of this invention. 抵抗層の表面にプローブを接触させて電気特性を測定したときの電流の主な流れを示し、(A)は、抵抗層の表面に2つのプローブが接触した状態を示す平面図、(B)は、2つのプローブの中心を通る縦断面図である。The main flow of current when the probe is brought into contact with the surface of the resistance layer and the electrical characteristics are measured is shown, (A) is a plan view showing a state where two probes are in contact with the surface of the resistance layer, (B) FIG. 3 is a longitudinal sectional view passing through the centers of two probes. フォトマスクブランクの表面部を流れる回路の等価回路の模式図である。It is a schematic diagram of the equivalent circuit of the circuit which flows through the surface part of a photomask blank.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のフォトマスクブランクは、波長が200nm以下の露光光、例えば、ArFエキシマレーザ(193nm)、F2レーザ(157nm)などでパターン転写が行われるフォトマスクを製造するための素材として用いられる。また、このような波長が200nm以下の露光光でパターン転写が行われるフォトマスクでは、例えば、欠陥検査では、波長257nmの光、アライメントマークの読取りには、波長405nm(固体レーザダイオード)の光などが適用される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The photomask blank of the present invention is used as a material for manufacturing a photomask on which pattern transfer is performed with exposure light having a wavelength of 200 nm or less, for example, ArF excimer laser (193 nm), F 2 laser (157 nm), or the like. In a photomask in which pattern transfer is performed with exposure light having a wavelength of 200 nm or less, for example, light with a wavelength of 257 nm is used for defect inspection, and light with a wavelength of 405 nm (solid laser diode) is used for reading an alignment mark. Applies.

本発明のフォトマスクブランクは、フォトマスクに加工する過程において、アース端子(アースピン)を抵抗層に接触させ、アース端子で、アース端子と導電層との導通が得られる程度に抵抗層を押圧することにより、例えば、抵抗値を1.5×105Ω以下として、接地して電子線描画を行うフォトマスクブランクに好適である。 In the photomask blank of the present invention, in the process of processing into a photomask, a ground terminal (ground pin) is brought into contact with the resistance layer, and the resistance layer is pressed to such an extent that conduction between the ground terminal and the conductive layer is obtained with the ground terminal. Accordingly, for example, the resistance value is set to 1.5 × 10 5 Ω or less, which is suitable for a photomask blank for performing electron beam drawing by grounding.

本発明のフォトマスクブランクは、石英基板などの透明基板と、透明基板から離間する側の最表部に形成された抵抗率が0.1Ω・cm以上の抵抗層と、抵抗層の透明基板側に接して形成された抵抗率が0.1Ω・cm未満の導電層とを有するものを対象とする。抵抗層と導電層との組み合わせは、抵抗率が上記範囲を満たし、透明基板に対する両者の位置関係を満たすものであれば、抵抗層及び導電層を構成する膜は、いずれの機能の有する膜でもよく、例えば、遮光膜、反射防止膜、ハーフトーン位相シフト膜等の位相シフト膜などの光学膜、エッチングマスク膜、エッチングストッパ膜などの加工補助膜などが挙げられる。   The photomask blank of the present invention includes a transparent substrate such as a quartz substrate, a resistance layer having a resistivity of 0.1 Ω · cm or more formed on the outermost portion on the side away from the transparent substrate, and a transparent substrate side of the resistance layer And a conductive layer having a resistivity of less than 0.1 Ω · cm formed in contact with the substrate. As long as the combination of the resistance layer and the conductive layer satisfies the above-mentioned range and satisfies the positional relationship between the transparent substrate and the transparent substrate, the film constituting the resistance layer and the conductive layer may be a film having any function. For example, an optical film such as a light-shielding film, an antireflection film, a phase shift film such as a halftone phase shift film, or a processing auxiliary film such as an etching mask film or an etching stopper film may be used.

本発明においては、特に、電子描画装置のアース端子が接触する層、具体的には、電子線レジスト膜が形成される層の抵抗率が高い場合を対象としており、抵抗層は、基板から最も離間した最表部に配置されたものが対象となる。抵抗層は、単層で構成されたものでも、2以上の副層で構成された多層で構成されたものでもよく、単層で構成されている場合はその層において、多層で構成されている場合は、各々の副層において、抵抗率が0.1Ω・cm(1×10-1Ω・cm)以上のものが対象となるが、1Ω・cm以上、更には10Ω・cm(1×101Ω・cm)以上であっても対象となる。 In the present invention, in particular, the layer in contact with the ground terminal of the electronic drawing apparatus, specifically, the case where the resistivity of the layer on which the electron beam resist film is formed is high, the resistance layer is the most from the substrate. Those arranged on the outermost part apart from each other are targeted. The resistance layer may be composed of a single layer or a multilayer composed of two or more sub-layers, and in the case of a single layer, the layer is composed of multiple layers. In this case, the resistivity of each sublayer is 0.1 Ω · cm (1 × 10 −1 Ω · cm) or more, but 1 Ω · cm or more, and further 10 Ω · cm (1 × 10 10). 1 Ω · cm) or more.

一方、導電層は、電子描画装置のアース端子が抵抗層に接触したときに、電子描画時の帯電を防止するための導電性を与える層であるから、抵抗率が0.1Ω・cm(1×10-1Ω・cm)未満、好ましくは1×10-2Ω・cm以下、より好ましくは1×10-3Ω・cm以下であり、また、抵抗層に接して配置されることが必要である。この導電層のシート抵抗値は1×104Ω/□以下、特に5×103Ω/□以下であることが好ましい。導電層は、多層で構成された膜の一部、即ち、抵抗層に接して形成された、多層で構成された膜の抵抗層側の一部を、導電層の対象としてもよい。導電層は、透明基板上に、他の膜を介さずに直接形成されていても、他の膜を介して形成されていてもよく、この他の膜の導電性は問わない。 On the other hand, since the conductive layer is a layer that provides conductivity for preventing charging during electronic drawing when the ground terminal of the electronic drawing device contacts the resistance layer, the resistivity is 0.1 Ω · cm (1 × 10 −1 Ω · cm), preferably 1 × 10 −2 Ω · cm or less, more preferably 1 × 10 −3 Ω · cm or less, and must be disposed in contact with the resistance layer. It is. The sheet resistance value of this conductive layer is preferably 1 × 10 4 Ω / □ or less, particularly preferably 5 × 10 3 Ω / □ or less. The conductive layer may be a part of the multilayered film, that is, a part of the multilayered film formed in contact with the resistive layer on the side of the resistive layer. The conductive layer may be formed directly on the transparent substrate without any other film, or may be formed via another film, and the conductivity of the other film is not limited.

フォトマスクブランクを構成する光学膜や加工補助膜の材料は、必要とする光学特性やエッチング特性、更には、導電性等の電気特性に応じて、クロム(Cr)、ジルコニウム(Zr)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)などの遷移金属、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、アルミニウム(Al)などの金属、それらの合金、それら金属又は合金の酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化炭化物、窒化炭化物、酸化窒化炭化物等の化合物などの材料が用いられる。これらの金属のなかでは、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、ケイ素(Si)が、特に好適に用いられる。   The material of the optical film and processing auxiliary film constituting the photomask blank can be chromium (Cr), zirconium (Zr), tantalum (depending on required optical characteristics, etching characteristics, and electrical characteristics such as conductivity). Transition metals such as Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), silicon (Si), germanium (Ge), aluminum (Al And the like, and alloys thereof, oxides of these metals or alloys, nitrides, carbides, oxynitrides, oxycarbides, nitride carbides, oxynitride carbides, and other materials are used. Among these metals, chromium (Cr), molybdenum (Mo), and silicon (Si) are particularly preferably used.

一般に、金属、合金、酸素、窒素、炭素などの軽元素の添加量が少ない金属又は合金の化合物は、抵抗率が低く、このような材料で構成された膜を導電層とすることが好適であり、フォトマスクブランクに、このような導電層を含むようにすることによって、フォトマスクブランクに導電性をもたせることができる。   In general, a metal or an alloy, a compound of a metal or alloy with a small amount of light elements such as oxygen, nitrogen, and carbon has a low resistivity, and it is preferable to use a film made of such a material as a conductive layer. Yes, the photomask blank can be made conductive by including such a conductive layer in the photomask blank.

しかし、金属材料又は合金材料は、軽元素の添加量を増加させることで、光学特性や、エッチング特性を変えることができる。例えば、波長が200nm以下の露光光でパターン転写が行われるフォトマスクを製造するためのフォトマスクブランクにおいて、クロムを含有する材料が用いられるが、クロムを含有する材料のなかでは、クロム単体や、酸素、窒素、炭素などの軽元素の添加量が少ないクロム化合物が、効果的に遮光性を与えることから、遮光膜として好適に用いられる。   However, the optical characteristics and etching characteristics of the metal material or the alloy material can be changed by increasing the addition amount of the light element. For example, in a photomask blank for manufacturing a photomask for which pattern transfer is performed with exposure light having a wavelength of 200 nm or less, a material containing chromium is used. Among the materials containing chromium, chromium alone, A chromium compound with a small amount of light elements such as oxygen, nitrogen, and carbon is preferably used as a light shielding film because it effectively provides light shielding properties.

一方、クロムを含有する材料は、軽元素を添加することで、クロムを含有する材料のエッチングに常用される酸素含有塩素系ドライエッチングにおけるエッチングレートを高めることができる。これにより、遮光性膜の高速エッチングが可能となり、フォトレジスト膜を用いたエッチング時に、エッチングマスクとして使用される化学増幅型レジスト等のフォトレジスト膜への負荷を軽減でき、有利である。   On the other hand, a chromium-containing material can increase the etching rate in oxygen-containing chlorine-based dry etching that is commonly used for etching a chromium-containing material by adding a light element. This enables high-speed etching of the light-shielding film, and can advantageously reduce the load on a photoresist film such as a chemically amplified resist used as an etching mask during etching using the photoresist film.

更に、クロムを含有する材料の軽元素の添加量を増加させることで、透過率の高い膜が得られる。クロム単体又は軽元素の添加量が少ないクロム化合物で形成された膜では、反射率が高い膜となり、フォトマスクブランクやフォトマスクの欠陥検査などにおいて不利となる場合がある。そのため、一般に、軽元素の添加量を増加させたクロムを含有する材料で形成した膜が反射防止膜として用いられる。具体的には、遮光膜の透明基板側及び透明基板から離間する側の一方又は双方に、反射防止膜が設けられる。   Furthermore, a film having a high transmittance can be obtained by increasing the amount of light element added to the chromium-containing material. A film formed of a chromium compound with a small amount of chromium alone or a light element added has a high reflectance, which may be disadvantageous in photomask blank or photomask defect inspection. Therefore, in general, a film formed of a material containing chromium in which the amount of light element added is increased is used as an antireflection film. Specifically, an antireflection film is provided on one or both of the transparent substrate side and the side away from the transparent substrate of the light shielding film.

しかし、金属材料又は合金材料に、軽元素を添加する場合、その添加量が増大するにつれて、抵抗率が上昇し、導電性が乏しくなるため、このような材料で形成された膜が、フォトマスクブランクの透明基板から離間する側の最表部に形成されている場合、具体的には、電子線レジスト膜が形成される層として形成されている場合、電子ビーム露光時にチャージアップが生じてしまい、描画精度の低下を招くことが問題となる。特に、軽元素として酸素を添加したときに、抵抗率の上昇が著しく、高抵抗膜になりやすい。   However, when a light element is added to a metal material or an alloy material, the resistivity increases and the conductivity decreases as the addition amount increases. Therefore, a film formed using such a material is a photomask. When it is formed on the outermost part on the side away from the blank transparent substrate, specifically, when it is formed as a layer on which the electron beam resist film is formed, charge-up occurs during electron beam exposure. The problem is that the drawing accuracy is lowered. In particular, when oxygen is added as a light element, the resistivity is remarkably increased and a high resistance film is likely to be obtained.

図1に示されるフォトマスクブランクは、このような構成のフォトマスクブランクの一例の断面図である。このフォトマスクブランク10は、位相シフトマスクブランクであり、透明基板1上に、位相シフト膜2、裏面側反射防止膜3、遮光膜4及び表面側反射防止膜5が順に積層されている。この場合、例えば、遮光膜4を導電層、表面側反射防止膜5を単層で構成された抵抗層とすることができ、その場合、位相シフト膜2及び裏面側反射防止膜3は、他の膜に相当する。このような構成のフォトマスクブランクとして、具体的には、導電層がクロムを含有する材料で形成されているものが好適であり、例えば、石英基板などの透明基板1の上に、ケイ素を含有する材料又はケイ素とモリブデンとを含有する材料で形成された位相シフト膜2、クロム化合物で形成された裏面側反射防止膜3、クロム単体又はクロム化合物で形成された遮光膜4、及びクロム化合物で形成された表面側反射防止膜5が順に積層された位相シフトマスクブランクが挙げられる。   The photomask blank shown in FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of the photomask blank having such a configuration. The photomask blank 10 is a phase shift mask blank, and a phase shift film 2, a back surface side antireflection film 3, a light shielding film 4, and a surface side antireflection film 5 are sequentially laminated on the transparent substrate 1. In this case, for example, the light-shielding film 4 can be a conductive layer and the front-side antireflection film 5 can be a single resistance layer. In this case, the phase shift film 2 and the back-side antireflection film 3 can be It corresponds to the film. As the photomask blank having such a configuration, specifically, a conductive layer formed of a material containing chromium is suitable. For example, silicon is contained on the transparent substrate 1 such as a quartz substrate. Or a phase shift film 2 formed of a material containing silicon and molybdenum, a back-side antireflection film 3 formed of a chromium compound, a light shielding film 4 formed of chromium alone or a chromium compound, and a chromium compound. A phase shift mask blank in which the formed front-side antireflection film 5 is sequentially laminated is mentioned.

また、遮光膜や反射防止膜のエッチングにおける加工補助膜として、更に、ハードマスク膜を設ける場合もある。ハードマスク膜を用いることで、フォトレジスト膜を薄くすることができ、パターンの更なる微細化に対応することが可能となる。また、フォトレジストを薄くすることにより、電子線描画の時間を短縮することができ、そのためチャージアップが抑制されるため好ましい。例えば、遮光膜及び反射防止膜を、クロムを含有する材料で形成した場合、ハードマスク膜としては、フッ素系ドライエッチングで速やかにエッチングされ、酸素を含む塩素系ドライエッチングではエッチング速度が極端に遅い材料、即ち、実質的にエッチングされない材料が用いられる。このような、ハードマスク膜の材料としては、ケイ素を含有する材料が好適であり、例えば、ケイ素単体、ケイ素と、酸素、窒素、炭素などの軽元素を含む化合物、更に、これらに、クロム以外の遷移金属、例えば、モリブデン、タンタル、タングステン、ジルコニウム、チタンなどを添加した化合物が好適である。   Further, a hard mask film may be further provided as a processing auxiliary film in etching the light shielding film or the antireflection film. By using the hard mask film, the photoresist film can be thinned, and it becomes possible to cope with further miniaturization of the pattern. In addition, it is preferable to make the photoresist thin, because the electron beam drawing time can be shortened and, therefore, charge-up is suppressed. For example, when the light-shielding film and the antireflection film are formed of a material containing chromium, the hard mask film is etched quickly by fluorine-based dry etching, and the etching rate is extremely slow by chlorine-based dry etching containing oxygen. A material, i.e. a material that is not substantially etched, is used. As a material of such a hard mask film, a material containing silicon is suitable, for example, a silicon simple substance, a compound containing silicon and a light element such as oxygen, nitrogen, carbon, etc., and in addition to chromium A compound to which a transition metal such as molybdenum, tantalum, tungsten, zirconium, titanium or the like is added is preferable.

しかし、ハードマスク膜においても、上述した遮光膜や反射防止膜の場合と同様に、金属材料又は合金材料に対する軽元素の添加量の増大により、エッチング特性が有利になる場合がある半面、導電性が乏しくなるという問題が生じる。   However, in the case of the hard mask film, the etching characteristics may be advantageous due to the increase in the amount of light elements added to the metal material or alloy material, as in the case of the light shielding film or antireflection film described above. The problem of becoming scarce arises.

図2に示されるフォトマスクブランクは、このような構成のフォトマスクブランクの一例の断面図である。このフォトマスクブランク10は、位相シフトマスクブランクであり、透明基板1上に、位相シフト膜2、裏面側反射防止膜3、遮光膜4、表面側反射防止膜5及びエッチングマスク膜6が順に積層されている。この場合、例えば、遮光膜4を導電層、表面側反射防止膜5及びエッチングマスク膜6を2つの副層で構成された2層構造の抵抗層とすることができ、その場合、位相シフト膜2及び裏面側反射防止膜3は、他の膜に相当する。このような構成のフォトマスクブランクとして、具体的には、導電層がクロムを含有する材料で形成されているものが好適であり、例えば、石英基板などの透明基板1の上に、ケイ素を含有する材料又はケイ素とモリブデンとを含有する材料で形成された位相シフト膜2、クロム化合物で形成された裏面側反射防止膜3、クロム単体又はクロム化合物で形成された遮光膜4、クロム化合物で形成された表面側反射防止膜5、及び酸化ケイ素(SiO)で形成されたエッチングマスク膜6が順に積層された位相シフトマスクブランクが挙げられる。   The photomask blank shown in FIG. 2 is a cross-sectional view of an example of the photomask blank having such a configuration. The photomask blank 10 is a phase shift mask blank, and a phase shift film 2, a back surface side antireflection film 3, a light shielding film 4, a surface side antireflection film 5, and an etching mask film 6 are sequentially laminated on the transparent substrate 1. Has been. In this case, for example, the light-shielding film 4 can be a resistance layer having a two-layer structure in which the conductive layer and the surface-side antireflection film 5 and the etching mask film 6 are composed of two sublayers. 2 and the back side antireflection film 3 correspond to other films. As the photomask blank having such a configuration, specifically, a conductive layer formed of a material containing chromium is suitable. For example, silicon is contained on the transparent substrate 1 such as a quartz substrate. A phase shift film 2 made of a material to contain or silicon and molybdenum, a back side antireflection film 3 made of a chromium compound, a light shielding film 4 made of chromium alone or a chromium compound, and made of a chromium compound There may be mentioned a phase shift mask blank in which the surface side antireflection film 5 and the etching mask film 6 formed of silicon oxide (SiO) are sequentially laminated.

更に、遮光膜や反射防止膜のエッチングにおける加工補助膜として、これらの上にハードマスク膜を設ける場合、エッチングマスク膜を、金属単体、合金又は軽元素の添加量が少ない金属又は合金の化合物で形成した場合、このような材料で形成した膜により導電性は確保される半面、反射率が高い膜となり、フォトマスクブランクやフォトマスクの欠陥検査などにおいて不利となる場合があるため、エッチングマスク膜の上に、更に反射防止膜を形成する場合がある。この場合の反射防止膜においても、上述したクロムを含有する材料で形成された反射防止膜と同様に、軽元素の含有量を増大させた材料が用いられるが、この場合も、軽元素の添加量の増大により、導電性が乏しくなるという問題が生じる。   Furthermore, when a hard mask film is provided on these as a processing auxiliary film in etching of a light shielding film or an antireflection film, the etching mask film is made of a metal or an alloy or a compound of a metal or an alloy with a small amount of light elements added. When formed, the film formed of such a material can ensure conductivity, but becomes a highly reflective film, which may be disadvantageous in photomask blank and photomask defect inspection, etc. An antireflection film may be further formed on the substrate. In the antireflection film in this case, similarly to the antireflection film formed of the above-described chromium-containing material, a material with an increased content of light elements is used. The increase in the amount causes a problem of poor conductivity.

図3に示されるフォトマスクブランクは、このような構成のフォトマスクブランクの一例の断面図である。このフォトマスクブランク10は、バイナリーマスク用又はレベンソン型位相シフトマスク用のフォトマスクブランクであり、透明基板1上に、遮光膜4、エッチングマスク膜6及び表面側反射防止膜5が順に積層されている。この場合、例えば、エッチングマスク膜6を導電層、表面側反射防止膜5を単層で構成された抵抗層とすることができ、その場合、遮光膜4は、他の膜に相当する。このような構成のフォトマスクブランクとして、具体的には、導電層がクロムを含有する材料で形成されているものが好適であり、例えば、石英基板などの透明基板1の上に、ケイ素を含有する材料又はケイ素とモリブデンとを含有する材料で形成された遮光膜4、クロム単体又はクロム化合物で形成されたエッチングマスク膜6、及びクロム化合物で形成された表面側反射防止膜5が順に積層されたフォトマスクブランクが挙げられる。   The photomask blank shown in FIG. 3 is a cross-sectional view of an example of the photomask blank having such a configuration. The photomask blank 10 is a photomask blank for a binary mask or a Levenson type phase shift mask, and a light shielding film 4, an etching mask film 6, and a surface side antireflection film 5 are sequentially laminated on the transparent substrate 1. Yes. In this case, for example, the etching mask film 6 can be a conductive layer, and the front-side antireflection film 5 can be a single resistance layer. In this case, the light shielding film 4 corresponds to another film. As the photomask blank having such a configuration, specifically, a conductive layer formed of a material containing chromium is suitable. For example, silicon is contained on the transparent substrate 1 such as a quartz substrate. A light-shielding film 4 made of a material containing silicon or molybdenum, an etching mask film 6 made of chromium alone or a chromium compound, and a surface-side antireflection film 5 made of a chromium compound. Photomask blanks.

本発明のフォトマスクブランクでは、このような抵抗層と導電層とを有するフォトマスクブランクにおいて、抵抗層を構成する単層又は副層の各々の抵抗率と厚さとについて、抵抗層が単層の場合はその抵抗率と厚さとの積、抵抗層が多層の場合は各々の副層における抵抗率と厚さとの積の和を抵抗指数Aとし、この抵抗指数Aが、下記式(1)
1.5×105≧A×α+ρC/dC (1)
(式中、αは定数(単位をcm-2とする)であって、後述するように、抵抗層を電流が流れる経路を横断する断面積Sに関連する定数であり、ρCは導電層の抵抗率(単位をΩ・cmとする)、dCは導電層の厚さ(単位をcmとする)である)
を満たすように抵抗層と導電層とを構成する。ここで、抵抗層の抵抗率は、いずれも、単位をΩ・cmとし、抵抗率の値が、7.5×105(Ω・cm)以下の場合はその値をそのまま適用し、7.5×105(Ω・cm)を超える場合は7.5×105(Ω・cm)を抵抗率の値として適用する。また厚さの単位はcmとする。
In the photomask blank of the present invention, in the photomask blank having such a resistance layer and a conductive layer, the resistance layer is a single layer with respect to the resistivity and thickness of each single layer or sublayer constituting the resistance layer. If the resistance layer is a multilayer, the sum of the product of the resistivity and thickness in each sub-layer is the resistance index A, and the resistance index A is expressed by the following formula (1).
1.5 × 10 5 ≧ A × α + ρ C / d C (1)
(Where α is a constant (unit is cm −2 ) and, as will be described later, is a constant related to the cross-sectional area S across the path of current flow through the resistance layer, and ρ C is the conductive layer. (The unit is Ω · cm), d C is the thickness of the conductive layer (unit is cm))
The resistance layer and the conductive layer are configured to satisfy the above. Here, as for the resistivity of the resistance layer, the unit is Ω · cm, and when the resistivity value is 7.5 × 10 5 (Ω · cm) or less, the value is applied as it is. When it exceeds 5 × 10 5 (Ω · cm), 7.5 × 10 5 (Ω · cm) is applied as the resistivity value. The unit of thickness is cm.

抵抗指数Aをより具体的に示すと、下記式(1−1)
A=ρI1×dI1+・・・+ρIn×dIn (1−1)
(式中、ρI1は1番目の層の抵抗率(Ω・cm)、dI1は1番目の層の厚さ(cm)、ρInはn番目の層の抵抗率(Ω・cm)、dInはn番目の層の厚さ(cm)である)
で表わすことができる。即ち、抵抗層を構成する層の数をnとした場合、その数nに応じて、抵抗率と厚さとの積が存在し、それらの和を抵抗指数Aとするものである。抵抗層と導電層とを上記式(1)を満たすように構成することにより、電子線描画装置で加工する際に、高精度の描画性能が確保されたフォトマスクブランクとなり、このようなフォトマスクブランクからフォトマスクを製造すれば、より寸法精度が高いマスクパターンを有するフォトマスクを得ることができる。
When the resistance index A is shown more specifically, the following formula (1-1)
A = ρ I1 × d I1 +... + Ρ In × d In (1-1)
(Where ρ I1 is the resistivity of the first layer (Ω · cm), d I1 is the thickness of the first layer (cm), ρ In is the resistivity of the nth layer (Ω · cm), dIn is the thickness (cm) of the nth layer)
It can be expressed as That is, when the number of layers constituting the resistance layer is n, there is a product of resistivity and thickness according to the number n, and the sum of these is the resistance index A. By configuring the resistance layer and the conductive layer so as to satisfy the above formula (1), when processing with an electron beam lithography apparatus, a photomask blank is obtained in which high-precision rendering performance is ensured. If a photomask is manufactured from a blank, a photomask having a mask pattern with higher dimensional accuracy can be obtained.

図4に、図1に示されるフォトマスクブランクのような単層で構成された抵抗層の表面にプローブを接触させて電気特性を測定したときの電流の主な流れを示す。図4(A)は、フォトマスクブランク10の抵抗層32(表面側反射防止膜5)の表面に2つのプローブ21,22が接触した状態を示す平面図、図4(B)は、2つのプローブ21,22の中心を通る縦断面図である。この場合、2つのプローブ21,22を接触させる位置は、フォトマスクブランク10の表面、即ち、抵抗層32の表面の外周縁部であり、正方形状の抵抗層32の対向する1対の2片の各々の中央部近傍である。2つのプローブ21,22が、抵抗層32を機械的に貫通せずに、抵抗層32の表面に接触すると、2つのプローブ21,22間の電流経路23は、一方のプローブ21からその直下の導電層31(遮光膜4)に向かって抵抗層32を通過して導電層31に至り、導電層31中を他方のプローブ22に向かって流れ、更に、他方のプローブ22の直下で抵抗層32を通過して他方のプローブ22に至る流れとなる。なお、抵抗層32に流れる電流は、導電層31に対して、抵抗層32の抵抗率が高いため、無視することができる。   FIG. 4 shows the main flow of current when the probe is brought into contact with the surface of a resistive layer such as the photomask blank shown in FIG. 1 and the electrical characteristics are measured. 4A is a plan view showing a state in which the two probes 21 and 22 are in contact with the surface of the resistance layer 32 (surface-side antireflection film 5) of the photomask blank 10, and FIG. It is a longitudinal cross-sectional view which passes through the center of the probes 21 and 22. In this case, the position where the two probes 21 and 22 are brought into contact is the outer peripheral edge of the surface of the photomask blank 10, that is, the surface of the resistance layer 32, and a pair of opposing two pieces of the square resistance layer 32. It is near the center part of each. When the two probes 21 and 22 contact the surface of the resistance layer 32 without mechanically penetrating the resistance layer 32, the current path 23 between the two probes 21 and 22 is directly below the one probe 21. It passes through the resistance layer 32 toward the conductive layer 31 (light-shielding film 4), reaches the conductive layer 31, flows in the conductive layer 31 toward the other probe 22, and further directly under the other probe 22. And flows to the other probe 22. The current flowing through the resistance layer 32 can be ignored because the resistance of the resistance layer 32 is higher than that of the conductive layer 31.

このようなフォトマスクブランクの表面部を流れる回路の等価回路(抵抗回路)の模式図を図5に示す。図4において、一方のプローブ21から抵抗層32を垂直に通過して導電層31に至るまでの経路の抵抗(RI1(Ω))が24a、導電層31中を通過する経路の抵抗(RC(Ω))が24b、導電層31から抵抗層32を垂直に通過して他方のプローブ22に至るまでの経路の抵抗(RI1’(Ω))が24cである。ここで、2つのプローブ21,22の抵抗層32への接触面積が同じであれば、抵抗層32の厚さが一定なので、RI1=RI1’である。 FIG. 5 shows a schematic diagram of an equivalent circuit (resistance circuit) of a circuit flowing on the surface portion of such a photomask blank. In FIG. 4, the resistance (R I1 (Ω)) of the path from one probe 21 to the conductive layer 31 vertically passing through the resistance layer 32 is 24a, and the resistance (R of the path passing through the conductive layer 31 is R C (Ω)) is 24b, and the resistance (R I1 ′ (Ω)) of the path from the conductive layer 31 to the other probe 22 through the resistance layer 32 vertically is 24c. Here, if the contact areas of the two probes 21 and 22 to the resistance layer 32 are the same, the thickness of the resistance layer 32 is constant, and therefore R I1 = R I1 ′.

ここで、等価回路は各抵抗の直列抵抗回路であり、フォトマスクブランクの抵抗値は1.5×105Ω以下とする必要があるため、下記式(2)
1.5×105≧2×RI1+RC (2)
を満たす必要がある。
Here, the equivalent circuit is a series resistance circuit of each resistor, and the resistance value of the photomask blank needs to be 1.5 × 10 5 Ω or less.
1.5 × 10 5 ≧ 2 × R I1 + R C (2)
It is necessary to satisfy.

また、図2に示されるフォトマスクブランクのように、抵抗層が2つの副層で構成された2層構造の場合は、各々の副層を通過する経路の抵抗と、導電層中を通過する経路の抵抗との和を5×105Ω以下とすることになるので、下記式(2−1)
1.5×105≧2×(RI1+RI2)+RC (2−1)
を満たすようにし、更に、抵抗層がn個の副層で構成された多層構造の場合は、下記式(2−2)
1.5×105≧2×(RI1+・・・+RIn)+RC (2−2)
を満たすようにすればよいことになる。なお、式中の、RI2及びRInは、RI1及びRI1’に対応し、各々、2番目の層の抵抗(Ω)、n番目の層の抵抗(Ω)である。
Further, in the case of a two-layer structure in which the resistance layer is composed of two sublayers as in the photomask blank shown in FIG. 2, the resistance of the path passing through each sublayer and the inside of the conductive layer are passed. Since the sum of the resistance of the path is 5 × 10 5 Ω or less, the following formula (2-1)
1.5 × 10 5 ≧ 2 × (R I1 + R I2 ) + R C (2-1)
In the case of a multilayer structure in which the resistance layer is composed of n sublayers, the following formula (2-2)
1.5 × 10 5 ≧ 2 × (R I1 +... + R In ) + R C (2-2)
It will be sufficient if it satisfies. In the formula, R I2 and R In correspond to R I1 and R I1 ′ and are the resistance (Ω) of the second layer and the resistance (Ω) of the nth layer, respectively.

上記式(2−2)に、各々の層の抵抗率、膜厚、及び抵抗層を電流が流れる経路を横断する断面積Sを代入すると、下記式(2−3)
1.5×105≧2×(ρI1×dI1+・・・+ρIn×dIn)/S+ρC/dC (2−3)
となり、2/S=αとし、上記式(1−1)から、本発明の上記式(1)が導き出される。ここで、通常、2つのプローブの抵抗層との接触面積は同じとされ、断面積Sは、一方又は他方のプローブの接触面積と一致する。例えば、2つのプローブの抵抗層との接触面として、各々、直径50μmの円形面を想定すれば、断面積Sは約2×10-5(cm2)となり、αは1×105(cm-2)となる。αの値は、例えば、電子線描画装置のアースピンのフォトマスクブランクへの接触面積の大きさから定めることができ、例えば1×102〜1×108(cm-2)とすればよい。プローブとフォトマスクブランクとの接触面積は、小さいほど欠陥が抑えられるが、接触面積が小さくなりすぎると、プローブの寿命が短くなる可能性がある。例えば、30nm以細の世代のフォトマスクに対応するフォトマスクブランクにおいては、αが1×104〜1×106(cm-2)、特に1×105(cm-2)において、抵抗指数Aが上記式(1)を満たすように抵抗層と導電層とを構成することが好ましい。
Substituting into the above equation (2-2) the resistivity, film thickness, and cross-sectional area S through which the current flows through the resistance layer, the following equation (2-3)
1.5 × 10 5 ≧ 2 × (ρ I1 × d I1 +... + Ρ In × d In ) / S + ρ C / d C (2-3)
Then, 2 / S = α, and the above formula (1) of the present invention is derived from the above formula (1-1). Here, the contact areas of the two probes with the resistance layer are usually the same, and the cross-sectional area S coincides with the contact area of one or the other probe. For example, assuming that the contact surfaces of the two probes with the resistance layer are circular surfaces each having a diameter of 50 μm, the cross-sectional area S is about 2 × 10 −5 (cm 2 ), and α is 1 × 10 5 (cm 2 ). -2 ) The value of α can be determined, for example, from the size of the contact area of the ground pin of the electron beam drawing apparatus to the photomask blank, and may be, for example, 1 × 10 2 to 1 × 10 8 (cm −2 ). As the contact area between the probe and the photomask blank is smaller, defects are suppressed. However, if the contact area is too small, the probe life may be shortened. For example, in a photomask blank corresponding to a photomask of a generation of 30 nm or less, the resistance index is 1 × 10 4 to 1 × 10 6 (cm −2 ), particularly 1 × 10 5 (cm −2 ). It is preferable to configure the resistance layer and the conductive layer so that A satisfies the above formula (1).

透明基板と導電層との間に設けてもよい他の膜としては、遮光膜、反射防止膜、ハーフトーン位相シフト膜等の位相シフト膜などの光学膜が挙げられるが、フォトマスクとした後に、フォトマスク上に残して光学膜として機能させる膜であれば、エッチングストッパ膜やエッチングマスク膜などとして機能する膜も含まれる。   Other films that may be provided between the transparent substrate and the conductive layer include optical films such as light shielding films, antireflection films, and phase shift films such as halftone phase shift films. A film that functions as an optical film remaining on the photomask is also included as a film that functions as an etching stopper film or an etching mask film.

透明基板と導電層との間に設けられる位相シフト膜として具体的には、例えば、導電層を、クロムを含有する材料で構成した場合や、導電層と抵抗層の一部又は全部とをクロムを含有する材料で構成した場合には、ケイ素を含有する材料、又はケイ素と、クロム以外の遷移金属、特にモリブデンとを含有する材料で形成された位相シフト膜が好適である。このような材料としては、ケイ素単体、ケイ素と、酸素、窒素、炭素などの軽元素、特に、酸素及び窒素の一方又は双方とを含む化合物、更に、これらに、クロム以外の遷移金属、例えば、モリブデン、タンタル、タングステン、ジルコニウム、チタンなど、好ましくはモリブデンを添加した化合物が好適である。このような位相シフト膜を有するフォトマスクブランクの場合、位相シフト膜を用いないフォトマスクブランクと比べて、遮光膜や反射防止膜の膜厚を更に薄くすることができる。この場合、遮光膜又は遮光膜及び反射防止膜と、位相シフト膜との合計の光学濃度を2.0以上、好ましくは3.0以上とすることで、フォトマスクに必要な遮光性を得ることができる。   Specifically, as the phase shift film provided between the transparent substrate and the conductive layer, for example, when the conductive layer is made of a material containing chromium, or the conductive layer and the resistance layer are partially or entirely made of chromium. In the case of a material containing silicon, a phase shift film formed of a material containing silicon or a material containing silicon and a transition metal other than chromium, particularly molybdenum, is preferable. Examples of such a material include silicon alone, silicon, and a compound containing light elements such as oxygen, nitrogen, and carbon, in particular, one or both of oxygen and nitrogen, and further, transition metals other than chromium, for example, Molybdenum, tantalum, tungsten, zirconium, titanium, and the like, preferably a compound to which molybdenum is added is suitable. In the case of a photomask blank having such a phase shift film, the thickness of the light shielding film or the antireflection film can be further reduced as compared with a photomask blank not using the phase shift film. In this case, the light shielding property necessary for the photomask can be obtained by setting the total optical density of the light shielding film or the light shielding film and the antireflection film and the phase shift film to 2.0 or more, preferably 3.0 or more. Can do.

また、透明基板と導電層との間に設けられる遮光膜として具体的には、例えば、導電層を、クロムを含有する材料で構成した場合や、導電層と抵抗層の一部又は全部とをクロムを含有する材料で構成した場合には、ケイ素を含有する材料、又はケイ素と、クロム以外の遷移金属、特にモリブデンとを含有する材料で形成された遮光膜が好適である。このような材料としては、上述した位相シフト膜と同様の材料が挙げられる。   Further, as a light shielding film provided between the transparent substrate and the conductive layer, specifically, for example, when the conductive layer is made of a material containing chromium, or a part or all of the conductive layer and the resistance layer In the case of using a material containing chromium, a light-shielding film formed of a material containing silicon or a material containing silicon and a transition metal other than chromium, particularly molybdenum, is preferable. As such a material, the same material as the phase shift film mentioned above is mentioned.

フォトマスクブランクに、光学膜、加工補助膜などの薄膜を成膜する方法としては、光学特性の面内の均一性が高く、かつ欠陥が少ない膜を得られるスパッタリングによる成膜が好ましい。   As a method for forming a thin film such as an optical film or a processing auxiliary film on a photomask blank, film formation by sputtering is preferable because a film having high in-plane uniformity of optical characteristics and few defects can be obtained.

また、フォトマスク作製時に、電子ビームによる描画を行うために、フォトマスクブランクに化学増幅型などのレジスト膜を形成してパターニングする際、レジスト膜の表面上に、有機導電性膜を設けてもよく、これにより、電子線描画時のチャージアップを更に抑制することができる。   In addition, an organic conductive film may be provided on the surface of the resist film when patterning by forming a chemically amplified resist film or the like on the photomask blank in order to perform drawing with an electron beam during photomask fabrication. In this way, it is possible to further suppress charge-up during electron beam drawing.

本発明において、フォトマスクは、上述したフォトマスクブランクを準備する工程と、抵抗層上にフォトレジスト膜を形成する工程と、アース端子を抵抗層に接触させ、アース端子で、アース端子と導電層との導通が得られる程度に抵抗層を押圧することにより接地して電子線描画する工程とを含む方法により製造することができる。なお、電子線描画されたフォトレジスト膜からは、常法によりレジストパターンを形成することができ、レジストパターンを用いたフォトマスクブランクに形成された光学膜、加工補助膜などの薄膜のパターニングは、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る公知の方法で実施できる。   In the present invention, the photomask includes a step of preparing the above-described photomask blank, a step of forming a photoresist film on the resistance layer, a ground terminal in contact with the resistance layer, the ground terminal, the ground terminal and the conductive layer. And a step of drawing an electron beam by grounding by pressing the resistance layer to such an extent that conduction with the electrode can be obtained. In addition, from a photoresist film drawn with an electron beam, a resist pattern can be formed by a conventional method, and patterning of thin films such as an optical film and a processing auxiliary film formed on a photomask blank using the resist pattern, It can be carried out by a known method such as chlorine dry etching or fluorine dry etching.

電子線描画時のフォトマスクブランク表面上のチャージを逃すため、電子線描画装置に設置したフォトマスクブランクの表面の外周縁部にアース端子を接触させるが、電子線描画時の欠陥を効果的に防止するためには、フォトマスクブランク表面の外周縁部のレジスト膜を剥離すればよく、有機導電性膜を設ける場合は、フォトマスクブランク表面の外周縁部のレジスト膜及び有機導電性膜を剥離すればよい。このようにすれば、アース端子と抵抗層とを直接接触させることができ、チャージが速やかに除かれる。具体的には、例えば、フォトマスクブランクの表面上、即ち、抵抗層の表面上にレジスト膜を形成し、抵抗層の表面の外周縁部のレジスト膜を剥離し、更に、有機導電性膜を形成して、この有機導電性膜の表面の外周縁部を剥離すればよい。 In order to escape the charge on the surface of the photomask blank during electron beam drawing, the ground terminal is brought into contact with the outer peripheral edge of the surface of the photomask blank installed in the electron beam drawing apparatus. In order to prevent this, the resist film on the outer peripheral edge of the photomask blank surface may be peeled off. When an organic conductive film is provided, the resist film and the organic conductive film on the outer peripheral edge of the photomask blank surface are peeled off. do it. If it does in this way, a ground terminal and a resistance layer can be made to contact directly and a charge will be removed rapidly. Specifically, for example, a resist film is formed on the surface of the photomask blank, that is, on the surface of the resistance layer , the resist film on the outer peripheral edge of the surface of the resistance layer is peeled off, and further, an organic conductive film And the outer peripheral edge of the surface of the organic conductive film may be peeled off.

また、アース端子の接続は、有機導電性膜をフォトマスクブランクの外周縁部まで形成して、該縁部の有機導電性膜を剥離せずに、この部分に電子ビーム露光機のアース端子を接触させる構成とすることも、有機導電性膜を設けずに、抵抗層にアース端子を接触させる構成とすることもできる。   In addition, the ground terminal is connected by forming an organic conductive film up to the outer peripheral edge of the photomask blank, and without removing the organic conductive film at the edge, the ground terminal of the electron beam exposure machine is connected to this portion. It can also be set as the structure made to contact, or it can also be set as the structure which makes a grounding terminal contact a resistance layer, without providing an organic electroconductive film | membrane.

以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples.

[実施例1〜3、比較例1、2]
DCマグネトロンスパッタ成膜により、152mm角、厚さ6mmの石英基板の上に、金属クロムターゲットを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを10sccm、O2ガスを15sccm、N2ガスを30sccmの流量で導入して、高抵抗の半透明の反射防止膜を形成した。次に、その上に、金属クロムターゲットを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを10sccm、O2ガスを2sccm、N2ガスを15sccmの流量で導入して、導電層(C層)に相当する導電性の遮光膜を形成した。更に、その上に、金属クロムターゲットを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを11sccm、O2ガスを16sccm、N2ガスを30sccmの流量で導入して、単層の抵抗層(I1層)に相当する高抵抗の半透明の反射防止膜を形成して、3層からなる積層膜を有するフォトマスクブランクを得た。
[Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 and 2]
By DC magnetron sputtering film formation, a metal chromium target is used on a 152 mm square, 6 mm thick quartz substrate, Ar gas is introduced at 10 sccm, O 2 gas is introduced at 15 sccm, and N 2 gas is introduced at a flow rate of 30 sccm. Thus, a high-resistance translucent antireflection film was formed. Next, a metal chromium target is used, Ar gas is introduced as a sputtering gas at a flow rate of 10 sccm, O 2 gas is introduced at 2 sccm, and N 2 gas is introduced at a flow rate of 15 sccm. A light-shielding film was formed. Furthermore, a metal chromium target is used, and Ar gas is introduced at a flow rate of 11 sccm, O 2 gas is introduced at 16 sccm, and N 2 gas is introduced at a flow rate of 30 sccm, which corresponds to a single resistance layer (I1 layer). A high-resistance translucent antireflection film was formed to obtain a photomask blank having a laminated film composed of three layers.

[実施例4]
DCマグネトロンスパッタ成膜により、152mm角、厚さ6mmの石英基板の上に、金属クロムターゲットを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを10sccm、O2ガスを11sccm、N2ガスを20sccmの流量で導入して、高抵抗の半透明の反射防止膜を形成した。次に、その上に、金属クロムターゲットを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを20sccm、O2ガスを2sccm、N2ガスを2sccmの流量で導入して、導電層(C層)に相当する導電性の遮光膜を形成した。更に、その上に、金属クロムターゲットを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを12sccm、O2ガスを11sccm、N2ガスを30sccmの流量で導入して、単層の抵抗層(I1層)に相当する高抵抗の半透明の反射防止膜を形成して、3層からなる積層膜を有するフォトマスクブランクを得た。
[Example 4]
By DC magnetron sputtering film formation, a metal chromium target is used on a 152 mm square and 6 mm thick quartz substrate, Ar gas is introduced at 10 sccm, O 2 gas is introduced at 11 sccm, and N 2 gas is introduced at a flow rate of 20 sccm. Thus, a high-resistance translucent antireflection film was formed. Next, a metal chromium target is used, Ar gas is introduced at 20 sccm, O 2 gas is introduced at a flow rate of 2 sccm, and N 2 gas is introduced at a flow rate of 2 sccm as a sputtering gas. A light-shielding film was formed. Furthermore, using a metal chromium target, Ar gas is introduced at a flow rate of 12 sccm, O 2 gas is introduced at 11 sccm, and N 2 gas is introduced at a flow rate of 30 sccm, which corresponds to a single resistance layer (I1 layer). A high-resistance translucent antireflection film was formed to obtain a photomask blank having a laminated film composed of three layers.

[実施例5]
DCマグネトロンスパッタ成膜により、152mm角、厚さ6mmの石英基板の上に、金属クロムターゲットを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを10sccm、O2ガスを15sccm、N2ガスを30sccmの流量で導入して、高抵抗の半透明の反射防止膜を形成した。次に、その上に、金属クロムターゲットを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを10sccm、O2ガスを2sccm、N2ガスを15sccmの流量で導入して、導電層(C層)に相当する導電性の遮光膜を形成した。次に、その上に、金属クロムターゲットを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを11sccm、O2ガスを16sccm、N2ガスを30sccmの流量で導入して、抵抗層の副層(I1層)に相当する高抵抗の半透明の反射防止膜を形成した。更に、その上に、ケイ素ターゲットを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを18sccm、O2ガスを5sccmの流量で導入して、抵抗層の副層(I2層)に相当する高抵抗のエッチングマスク膜を形成して、4層からなる積層膜を有するフォトマスクブランクを得た。
[Example 5]
By DC magnetron sputtering film formation, a metal chromium target is used on a 152 mm square, 6 mm thick quartz substrate, Ar gas is introduced at 10 sccm, O 2 gas is introduced at 15 sccm, and N 2 gas is introduced at a flow rate of 30 sccm. Thus, a high-resistance translucent antireflection film was formed. Next, a metal chromium target is used, Ar gas is introduced as a sputtering gas at a flow rate of 10 sccm, O 2 gas is introduced at 2 sccm, and N 2 gas is introduced at a flow rate of 15 sccm. A light-shielding film was formed. Next, a metal chrome target is used as a sputtering gas, Ar gas is introduced at a flow rate of 11 sccm, O 2 gas is introduced at 16 sccm, and N 2 gas is introduced at a flow rate of 30 sccm. A corresponding high-resistance translucent antireflection film was formed. Further, a high resistance etching mask film corresponding to a sublayer (I2 layer) of the resistance layer is formed by using a silicon target and introducing Ar gas at a flow rate of 18 sccm and O 2 gas as a sputtering gas at a flow rate of 5 sccm. And a photomask blank having a laminated film consisting of four layers was obtained.

[比較例3]
DCマグネトロンスパッタ成膜により、152mm角、厚さ6mmの石英基板の上に、金属クロムターゲットを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを10sccm、O2ガスを11sccm、N2ガスを20sccmの流量で導入して、高抵抗の半透明の反射防止膜を形成した。次に、その上に、金属クロムターゲットを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを20sccm、O2ガスを2sccm、N2ガスを2sccmの流量で導入して、導電層(C層)に相当する導電性の遮光膜を形成した。次に、その上に、金属クロムターゲットを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを12sccm、O2ガスを11sccm、N2ガスを30sccmの流量で導入して、抵抗層の副層(I1層)に相当する高抵抗の半透明の反射防止膜を形成した。更に、その上に、ケイ素ターゲットを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを5sccm、O2ガスを50sccmの流量で導入して、抵抗層の副層(I2層)に相当する高抵抗のエッチングマスク膜を形成して、4層からなる積層膜を有するフォトマスクブランクを得た。
[Comparative Example 3]
By DC magnetron sputtering film formation, a metal chromium target is used on a 152 mm square and 6 mm thick quartz substrate, Ar gas is introduced at 10 sccm, O 2 gas is introduced at 11 sccm, and N 2 gas is introduced at a flow rate of 20 sccm. Thus, a high-resistance translucent antireflection film was formed. Next, a metal chromium target is used, Ar gas is introduced at 20 sccm, O 2 gas is introduced at a flow rate of 2 sccm, and N 2 gas is introduced at a flow rate of 2 sccm as a sputtering gas. A light-shielding film was formed. Next, a metal chromium target is used thereon, and Ar gas is introduced at a flow rate of 12 sccm, O 2 gas is introduced at 11 sccm, and N 2 gas is introduced at a flow rate of 30 sccm, thereby forming a sublayer (I1 layer) of the resistance layer. A corresponding high-resistance translucent antireflection film was formed. Further, a high resistance etching mask film corresponding to the sublayer (I2 layer) of the resistance layer is formed by using a silicon target and introducing Ar gas as sputtering gas at a flow rate of 5 sccm and O 2 gas at 50 sccm. And a photomask blank having a laminated film consisting of four layers was obtained.

なお、上記実施例及び比較例において、C層、I1層及びI2層の厚さは、成膜時間を調整して、表1に示される厚さとした。4端子法を用いて測定した電気的特性から得られたC層、I1層及びI2層の抵抗率及びシート抵抗の結果を表1に示す。また、各層の厚さと抵抗率から、上記式(1)の右辺に相当する値を算出した結果を表1に併記する。なお、上記式(1)中の定数αは電子線描画装置のアースピンのフォトマスクブランクへの接触面積から、1×105(cm-2)とした。表1に示されるように、実施例は、いずれも、式(1)を満たしているが、比較例は、いずれも、式(1)を満たしていない。 In the above examples and comparative examples, the thicknesses of the C layer, the I1 layer, and the I2 layer were adjusted to the thickness shown in Table 1 by adjusting the film formation time. Table 1 shows the results of the resistivity and sheet resistance of the C layer, the I1 layer, and the I2 layer obtained from the electrical characteristics measured using the four-terminal method. Table 1 also shows the result of calculating the value corresponding to the right side of the above formula (1) from the thickness and resistivity of each layer. The constant α in the above formula (1) was set to 1 × 10 5 (cm −2 ) based on the contact area of the ground pin of the electron beam drawing apparatus to the photomask blank. As shown in Table 1, all the examples satisfy the formula (1), but none of the comparative examples satisfies the formula (1).

次に、電子線描画装置を用い、フォトマスクブランクに対してアースピンを接触させてアース間の抵抗値を測定した。なお、この電子線描画装置は、接地を点接触とし、アース痕が点として観察される電子線描画装置である。その結果、実施例では、いずれも1.5×105Ω以下の抵抗値が得られ、必要とする十分に低い抵抗値で接地が確保された。一方、比較例では、いずれも、抵抗値が1.5×105Ωより高い値を示す状態や、抵抗値が正しく測定出来ない状態であった。これは、必要とする十分に低い抵抗値の接地が得られておらず、電気特性が悪い状態であることを意味し、このようなフォトマスクブランクでは、描画真空槽内で異常放電や、基板破損を起こして、装置を汚染する可能性がある。 Next, the resistance value between earth | grounds was measured by making an earth pin contact with a photomask blank using the electron beam drawing apparatus. This electron beam drawing apparatus is an electron beam drawing apparatus in which grounding is observed as a point contact and an earth mark is observed as a point. As a result, in each example, a resistance value of 1.5 × 10 5 Ω or less was obtained, and grounding was ensured with a sufficiently low resistance value required. On the other hand, in each of the comparative examples, the resistance value was higher than 1.5 × 10 5 Ω or the resistance value could not be measured correctly. This means that the required grounding with a sufficiently low resistance value has not been obtained and the electrical characteristics are in a poor state. In such a photomask blank, abnormal discharge or a substrate is generated in the drawing vacuum chamber. It can cause damage and contaminate the equipment.

以上の結果から、導電層の抵抗率及び厚さと、その上に設ける抵抗層の抵抗率及び厚さを、上記式(1)を満たすようにすることにより、必要とする十分に低い抵抗値で接地することが可能であり、高精度で電子線描画を実施できることがわかる。   From the above results, the resistivity and thickness of the conductive layer and the resistivity and thickness of the resistive layer provided on the conductive layer satisfy the above formula (1), so that the required sufficiently low resistance value can be obtained. It can be grounded and it can be seen that electron beam drawing can be performed with high accuracy.

Figure 0006564734
Figure 0006564734

以上、実施例により本発明について説明したが、上記実施例は、本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれに限定されるものではない。この実施例を種々変形することは、本発明の範囲内にあり、更に、本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは、上記記載から自明である。   The present invention has been described with reference to the embodiments. However, the above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited thereto. It is apparent from the above description that various modifications of this embodiment are within the scope of the present invention, and that various other embodiments are possible within the scope of the present invention.

1 透明基板
2 位相シフト膜
3 裏面側反射防止膜
4 遮光膜
5 表面側反射防止膜
6 エッチングマスク膜
10 フォトマスクブランク
21,22 プローブ
23 電流経路
24a,24b,24c 抵抗
31 導電層
32 抵抗層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent substrate 2 Phase shift film 3 Back surface side antireflection film 4 Light shielding film 5 Surface side antireflection film 6 Etching mask film 10 Photomask blanks 21, 22 Probe 23 Current path 24a, 24b, 24c Resistance 31 Conductive layer 32 Resistance layer

Claims (7)

波長が200nm以下の露光光でパターン転写が行われるフォトマスクを製造するための素材であるフォトマスクブランクであり、
該フォトマスクブランクが、透明基板と、該透明基板から離間する側の最表部に形成された抵抗率が0.1Ω・cm以上の抵抗層と、該抵抗層の上記透明基板側に接して形成された抵抗率が0.1Ω・cm未満であり、かつクロムを含有する材料で形成された導電層とを有し、
該抵抗層が、単層で又は2以上の副層で構成された多層で構成され、
上記単層又は副層の各々の抵抗率(単位をΩ・cmとし、抵抗率の値が、7.5×105(Ω・cm)以下の場合はその値とし、7.5×105(Ω・cm)を超える場合は7.5×105(Ω・cm)とする)と厚さ(単位をcmとする)とについて、上記抵抗層が単層の場合はその抵抗率と厚さとの積、上記抵抗層が多層の場合は各々の副層における抵抗率と厚さとの積の和である抵抗指数Aが、下記式(1)
1.5×105≧A×α+ρC/dC (1)
(式中、αは定数(単位をcm-2とする)、ρCは導電層の抵抗率(単位をΩ・cmとする)、dCは導電層の厚さ(単位をcmとする)である)
を満たすことを特徴とするフォトマスクブランク。
It is a photomask blank that is a material for manufacturing a photomask in which pattern transfer is performed with exposure light having a wavelength of 200 nm or less,
The photomask blank is in contact with a transparent substrate, a resistance layer having a resistivity of 0.1 Ω · cm or more formed on the outermost part on the side away from the transparent substrate, and the transparent substrate side of the resistance layer. Having a formed resistivity of less than 0.1 Ω · cm , and a conductive layer formed of a material containing chromium ,
The resistance layer is composed of a single layer or a multilayer composed of two or more sublayers,
Resistivity of each of the single layer or sub-layer (unit is Ω · cm, if the value of resistivity is 7.5 × 10 5 (Ω · cm) or less, the value is 7.5 × 10 5 If the resistance layer is a single layer, the resistivity and the thickness are 7.5 × 10 5 (Ω · cm) if it exceeds (Ω · cm) and the thickness (unit is cm). When the resistance layer is a multilayer, the resistance index A, which is the sum of the product of resistivity and thickness in each sub-layer, is expressed by the following formula (1)
1.5 × 10 5 ≧ A × α + ρ C / d C (1)
(Where α is a constant (unit is cm −2 ), ρ C is the resistivity of the conductive layer (unit is Ω · cm), d C is the thickness of the conductive layer (unit is cm) Is)
A photomask blank characterized by satisfying
上記導電層のシート抵抗値が1×104Ω/□以下であることを特徴とする請求項1記載のフォトマスクブランク。 The photomask blank according to claim 1, wherein the conductive layer has a sheet resistance value of 1 × 10 4 Ω / □ or less. 上記透明基板と導電層との間に、ケイ素を含有する材料又はケイ素とモリブデンとを含有する材料で形成された位相シフト膜を有することを特徴とする請求項1又は2記載のフォトマスクブランク。   3. The photomask blank according to claim 1, further comprising a phase shift film formed of a material containing silicon or a material containing silicon and molybdenum between the transparent substrate and the conductive layer. 上記透明基板と導電層との間に、ケイ素を含有する材料又はケイ素とモリブデンとを含有する材料で形成された遮光膜を有する請求項1又は2記載のフォトマスクブランク。   The photomask blank according to claim 1 or 2, further comprising a light shielding film formed of a material containing silicon or a material containing silicon and molybdenum between the transparent substrate and the conductive layer. 上記抵抗層が、金属又は合金に、酸素、窒素及び炭素から選ばれる軽元素を添加した材料で形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。5. The photomask blank according to claim 1, wherein the resistance layer is formed of a material obtained by adding a light element selected from oxygen, nitrogen, and carbon to a metal or an alloy. フォトマスクに加工する過程において、アース端子を上記抵抗層に接触させ、アース端子で、アース端子と上記導電層との導通が得られる程度に抵抗層を押圧することにより接地して電子線描画を行うフォトマスクブランクであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。   In the process of processing into a photomask, the grounding terminal is brought into contact with the resistance layer, and the grounding terminal is grounded by pressing the resistance layer to such an extent that conduction between the grounding terminal and the conductive layer is obtained. The photomask blank according to any one of claims 1 to 5, wherein the photomask blank is a photomask blank to be performed. 透明基板と、該透明基板から離間する側の最表部に形成された抵抗率が0.1Ω・cm以上の抵抗層と、該抵抗層の上記透明基板側に接して形成された抵抗率が0.1Ω・cm未満であり、かつクロムを含有する材料で形成された導電層とを有し、上記抵抗層が、単層で又は2以上の副層で構成された多層で構成されたフォトマスクブランクから波長が200nm以下の露光光でパターン転写が行われるフォトマスクを製造する方法であって、
上記単層又は副層の各々の抵抗率(単位をΩ・cmとし、抵抗率の値が、7.5×105(Ω・cm)以下の場合はその値とし、7.5×105(Ω・cm)を超える場合は7.5×105(Ω・cm)とする)と厚さ(単位をcmとする)とについて、上記抵抗層が単層の場合はその抵抗率と厚さとの積、上記抵抗層が多層の場合は各々の副層における抵抗率と厚さとの積の和である抵抗指数Aが、下記式(1)
1.5×105≧A×α+ρC/dC (1)
(式中、αは定数(単位をcm-2とする)、ρCは導電層の抵抗率(単位をΩ・cmとする)、dCは導電層の厚さ(単位をcmとする)である)
を満たすフォトマスクブランクを準備する工程、
上記抵抗層上にフォトレジスト膜を形成する工程、及び
アース端子を上記抵抗層に接触させ、アース端子で、アース端子と上記導電層との導通が得られる程度に抵抗層を押圧することにより接地して、上記フォトレジスト膜を電子線描画する工程
を含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
A transparent substrate, a resistance layer having a resistivity of 0.1 Ω · cm or more formed on the outermost portion on the side away from the transparent substrate, and a resistivity formed in contact with the transparent substrate side of the resistance layer And a conductive layer made of a material containing chromium, and the resistance layer is a single layer or a multilayer composed of two or more sublayers. A method of manufacturing a photomask in which pattern transfer is performed with exposure light having a wavelength of 200 nm or less from a mask blank,
Resistivity of each of the single layer or sub-layer (unit is Ω · cm, if the value of resistivity is 7.5 × 10 5 (Ω · cm) or less, the value is 7.5 × 10 5 If the resistance layer is a single layer, the resistivity and the thickness are 7.5 × 10 5 (Ω · cm) if it exceeds (Ω · cm) and the thickness (unit is cm). When the resistance layer is a multilayer, the resistance index A, which is the sum of the product of resistivity and thickness in each sub-layer, is expressed by the following formula (1)
1.5 × 10 5 ≧ A × α + ρ C / d C (1)
(Where α is a constant (unit is cm −2 ), ρ C is the resistivity of the conductive layer (unit is Ω · cm), d C is the thickness of the conductive layer (unit is cm) Is)
Preparing a photomask blank that satisfies
The step of forming a photoresist film on the resistance layer, and the ground terminal is brought into contact with the resistance layer, and the ground layer is grounded by pressing the resistance layer to such an extent that conduction between the ground terminal and the conductive layer is obtained. A method of manufacturing a photomask comprising the step of drawing an electron beam on the photoresist film.
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