JP6601245B2 - フォトマスクブランク、フォトマスクの製造方法及びマスクパターン形成方法 - Google Patents
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Description
請求項1:
被転写物上に、波長200nm以下の露光光を用いてパターンを形成するフォトリソグラフィに用いる透過型フォトマスクを製造するためのフォトマスクブランクであって、
透明基板と、
該透明基板上に形成され、塩素ガスと酸素ガスとの混合ガスによる塩素酸素系ドライエッチングでエッチングされ、かつフッ素を含有するガスによるフッ素系ドライエッチングに耐性を有する材料で構成された第1の膜と、
該第1の膜に接して形成され、ケイ素と酸素とからなり、かつ上記第1の膜をエッチングする上記塩素酸素系ドライエッチングでは実質的にエッチングされない材料で構成された第2の膜とを有し、該第2の膜が、Si−Si結合を有するケイ素と酸素との原子比O/Siが0.1以上1.9以下である材料で構成されていることを特徴とするフォトマスクブランク。
請求項2:
更に、上記第2の膜に接して形成され、膜厚が150nm以下のフォトレジスト膜を有し、該フォトレジスト膜が化学増幅型レジスト膜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:
上記第2の膜の膜厚が2nm以上20nm以下であ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:
上記第2の膜のシート抵抗が1×1011Ω/□以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
請求項5:
上記透明基板と第1の膜との間に、位相シフト膜が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:
上記第2の膜が、ケイ素を40原子%以上80原子%以下の割合で含有す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:
透明基板上に、塩素ガスと酸素ガスとの混合ガスによる塩素酸素系ドライエッチングでエッチングされ、かつフッ素を含有するガスによるフッ素系ドライエッチングに耐性を有する材料で構成された第1の膜を形成する工程、
該第1の膜に接して、ケイ素と酸素とからなり、Si−Si結合を有するケイ素と酸素との原子比O/Siが0.1以上1.9以下であり、かつ上記第1の膜をエッチングする上記塩素酸素系ドライエッチングでは実質的にエッチングされない材料で構成された第2の膜を形成する工程、
該第2の膜に接して、膜厚が150nm以下の化学増幅型レジスト膜を形成する工程、
該化学増幅型レジスト膜をパターニングしてレジストパターンを形成する工程、
該レジストパターンをエッチングマスクとして、上記第2の膜を上記フッ素系ドライエッチングによりパターニングして、第2の膜のマスクパターンを形成する工程、及び
上記第2の膜のマスクパターンをエッチングマスクとして、上記第1の膜を上記塩素酸素系ドライエッチングによりパターニングして、第1の膜のマスクパターンを形成する工程
を含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
請求項8:
上記透明基板と上記第1の膜との間に、位相シフト膜を形成する工程、及び
上記第1の膜のマスクパターンをエッチングマスクとして、上記位相シフト膜をフッ素系ドライエッチングによりパターニングして、位相シフト膜のマスクパターンを形成する工程
を含むことを特徴とする請求項7記載の製造方法。
請求項9:
被転写物上に、波長200nm以下の露光光を用いて、幅30nm以下の微細パターンを形成するフォトリソグラフィに用いる透過型フォトマスクを製造することを特徴とする請求項7又は8記載の製造方法。
請求項10:
上記第2の膜が、ケイ素を40原子%以上80原子%以下の割合で含有することを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項記載の製造方法。
請求項11:
フォトマスクブランクの透明基板上に形成された膜であり、塩素ガスと酸素ガスとの混合ガスによる塩素酸素系ドライエッチングでエッチングされ、かつフッ素を含有するガスによるフッ素系ドライエッチングに耐性を有する材料で構成された第1の膜から、該第1の膜のマスクパターンを形成する方法であって、
上記第1の膜に接して、ケイ素と酸素とからなり、Si−Si結合を有するケイ素と酸素との原子比O/Siが0.1以上1.9以下であり、かつ上記第1の膜をエッチングする上記塩素酸素系ドライエッチングでは実質的にエッチングされない材料で構成された第2の膜を形成する工程、
該第2の膜に接して、膜厚が150nm以下の化学増幅型レジスト膜を形成する工程、
該化学増幅型レジスト膜をパターニングしてレジストパターンを形成する工程、
該レジストパターンをエッチングマスクとして、上記第2の膜を上記フッ素系ドライエッチングによりパターニングして、第2の膜のマスクパターンを形成する工程、及び
該第2の膜のマスクパターンをエッチングマスクとして、上記第1の膜を上記塩素酸素系ドライエッチングによりパターニングして、第1の膜のマスクパターンを形成する工程
を含むことを特徴とするマスクパターン形成方法。
請求項12:
上記第2の膜が、ケイ素を40原子%以上80原子%以下の割合で含有することを特徴とする請求項11記載のマスクパターン形成方法。
本発明の第1の態様のフォトマスクブランクは、透明基板と、透明基板上に形成された第1の膜と、第1の膜に接して形成された第2の膜とを有する。具体的には、図1(A)に示されるフォトマスクブランクが例示される。図1(A)は、本発明の第1の態様のフォトマスクブランクの一例を示す断面図であり、このフォトマスクブランク1は、透明基板10上に、透明基板10に接して形成された第1の膜11と、第1の膜11に接して形成された第2の膜12とを備える。
152mm角、厚さ約6mmの石英基板上に、MoSiONからなる位相シフト膜(厚さ75nm)をスパッタ法で形成した。スパッタガスとしては、酸素ガスと窒素ガスとアルゴンガスとを用い、ターゲットとしては、MoSi2ターゲットとSiターゲットとの2種類を用いて、基板を30rpmで回転させながら成膜した。この位相シフト膜の組成を、X線光電子分光装置(サーモフィッシャーサイエンティフィック(株)製 K−Alpha)を用いたESCAにより測定したところ、Mo:Si:O:N=1:4:1:4(原子比)であった。
152mm角、厚さ約6mmの石英基板上に、実施例1と同様の位相シフト膜及び遮光膜を形成した。次に、遮光膜の上に、SiO2からなる単層(厚さ5nm)のエッチングマスク膜(ハードマスク膜)をスパッタ法で形成した。スパッタガスとしては、酸素ガスとアルゴンとを用い、ターゲットとしてはSiを用いて、基板を30rpmで回転させながら成膜した。このエッチングマスク膜の組成をESCAで測定したところ、Si:O=1:2(原子比)であった。また、ESCAによるXPSプロファイルを図8に示す。XPSプロファイルから、Si−Si結合の結合エネルギーは確認されず、Si−Si結合が存在しないことが確認された。更に、実施例1と同様にしてフォトレジスト膜を形成して、フォトマスクブランクを得た。
10 透明基板
11 第1の膜
11a 第1の膜のマスクパターン
12 第2の膜
12a 第2の膜のマスクパターン
13 フォトレジスト膜
13a レジストパターン
14 位相シフト膜
14a 位相シフト膜のパターン
15 遮光膜
101,102,103,104 フォトマスク
Claims (12)
- 被転写物上に、波長200nm以下の露光光を用いてパターンを形成するフォトリソグラフィに用いる透過型フォトマスクを製造するためのフォトマスクブランクであって、
透明基板と、
該透明基板上に形成され、塩素ガスと酸素ガスとの混合ガスによる塩素酸素系ドライエッチングでエッチングされ、かつフッ素を含有するガスによるフッ素系ドライエッチングに耐性を有する材料で構成された第1の膜と、
該第1の膜に接して形成され、ケイ素と酸素とからなり、かつ上記第1の膜をエッチングする上記塩素酸素系ドライエッチングでは実質的にエッチングされない材料で構成された第2の膜とを有し、該第2の膜が、Si−Si結合を有するケイ素と酸素との原子比O/Siが0.1以上1.9以下である材料で構成されていることを特徴とするフォトマスクブランク。 - 更に、上記第2の膜に接して形成され、膜厚が150nm以下のフォトレジスト膜を有し、該フォトレジスト膜が化学増幅型レジスト膜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。
- 上記第2の膜の膜厚が2nm以上20nm以下であ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。
- 上記第2の膜のシート抵抗が1×1011Ω/□以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
- 上記透明基板と第1の膜との間に、位相シフト膜が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。
- 上記第2の膜が、ケイ素を40原子%以上80原子%以下の割合で含有す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。
- 透明基板上に、塩素ガスと酸素ガスとの混合ガスによる塩素酸素系ドライエッチングでエッチングされ、かつフッ素を含有するガスによるフッ素系ドライエッチングに耐性を有する材料で構成された第1の膜を形成する工程、
該第1の膜に接して、ケイ素と酸素とからなり、Si−Si結合を有するケイ素と酸素との原子比O/Siが0.1以上1.9以下であり、かつ上記第1の膜をエッチングする上記塩素酸素系ドライエッチングでは実質的にエッチングされない材料で構成された第2の膜を形成する工程、
該第2の膜に接して、膜厚が150nm以下の化学増幅型レジスト膜を形成する工程、
該化学増幅型レジスト膜をパターニングしてレジストパターンを形成する工程、
該レジストパターンをエッチングマスクとして、上記第2の膜を上記フッ素系ドライエッチングによりパターニングして、第2の膜のマスクパターンを形成する工程、及び
上記第2の膜のマスクパターンをエッチングマスクとして、上記第1の膜を上記塩素酸素系ドライエッチングによりパターニングして、第1の膜のマスクパターンを形成する工程
を含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。 - 上記透明基板と上記第1の膜との間に、位相シフト膜を形成する工程、及び
上記第1の膜のマスクパターンをエッチングマスクとして、上記位相シフト膜をフッ素系ドライエッチングによりパターニングして、位相シフト膜のマスクパターンを形成する工程
を含むことを特徴とする請求項7記載の製造方法。 - 被転写物上に、波長200nm以下の露光光を用いて、幅30nm以下の微細パターンを形成するフォトリソグラフィに用いる透過型フォトマスクを製造することを特徴とする請求項7又は8記載の製造方法。
- 上記第2の膜が、ケイ素を40原子%以上80原子%以下の割合で含有することを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項記載の製造方法。
- フォトマスクブランクの透明基板上に形成された膜であり、塩素ガスと酸素ガスとの混合ガスによる塩素酸素系ドライエッチングでエッチングされ、かつフッ素を含有するガスによるフッ素系ドライエッチングに耐性を有する材料で構成された第1の膜から、該第1の膜のマスクパターンを形成する方法であって、
上記第1の膜に接して、ケイ素と酸素とからなり、Si−Si結合を有するケイ素と酸素との原子比O/Siが0.1以上1.9以下であり、かつ上記第1の膜をエッチングする上記塩素酸素系ドライエッチングでは実質的にエッチングされない材料で構成された第2の膜を形成する工程、
該第2の膜に接して、膜厚が150nm以下の化学増幅型レジスト膜を形成する工程、
該化学増幅型レジスト膜をパターニングしてレジストパターンを形成する工程、
該レジストパターンをエッチングマスクとして、上記第2の膜を上記フッ素系ドライエッチングによりパターニングして、第2の膜のマスクパターンを形成する工程、及び
該第2の膜のマスクパターンをエッチングマスクとして、上記第1の膜を上記塩素酸素系ドライエッチングによりパターニングして、第1の膜のマスクパターンを形成する工程
を含むことを特徴とするマスクパターン形成方法。 - 上記第2の膜が、ケイ素を40原子%以上80原子%以下の割合で含有することを特徴とする請求項11記載のマスクパターン形成方法。
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