JP6743679B2 - フォトマスクブランク、及びフォトマスクの製造方法 - Google Patents
フォトマスクブランク、及びフォトマスクの製造方法 Download PDFInfo
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Description
請求項1:
透明基板と、該透明基板上に形成され、ケイ素及び窒素を含有し、遷移金属を含有しない遮光膜とを有するフォトマスクブランクであって、
上記遮光膜が、多層で構成され、該多層が、ケイ素及び窒素を含有し、遷移金属を含有せず、ケイ素及び窒素の合計に対する窒素の比率が3原子%以上50原子%以下である遮光層と、ケイ素及び窒素を含有し、遷移金属を含有しない反射率低減層とからなり、上記反射率低減層のケイ素含有率が上記遮光層のケイ素含有率より低く、上記反射率低減層のケイ素含有率が43原子%以上60原子%以下、窒素含有率が40原子%以上57原子%以下であり、上記遮光膜の膜厚が70nm以下であることを特徴とするフォトマスクブランク。
請求項2:
上記遮光層が、ケイ素及び窒素からな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:
上記反射率低減層の厚さが30nm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:
更に、上記遮光膜の上記透明基板と離間する側に接して上記遮光膜とはエッチング特性が異なるハードマスク膜を有す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:
更に、上記遮光膜の上記透明基板側に接して上記遮光膜とはエッチング特性が異なるエッチングストッパ膜を有す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:
更に、位相シフト膜を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:
上記位相シフト膜が、露光光に対する透過率が5〜30%のハーフトーン位相シフト膜であることを特徴とする請求項6記載のフォトマスクブランク。
請求項8:
ArFエキシマレーザを露光光とすることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
請求項9:
請求項1乃至8のいずれか1項記載のフォトマスクブランクを用いることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
また、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が関連する。
[1]
透明基板と、該透明基板上に形成され、ケイ素及び窒素を含有し、遷移金属を含有しない遮光膜とを有するフォトマスクブランクであって、
上記遮光膜が、単層又は多層で構成され、該単層又は多層を構成する層として、ケイ素及び窒素を含有し、遷移金属を含有せず、ケイ素及び窒素の合計に対する窒素の比率が3原子%以上50原子%以下である遮光層を含むことを特徴とするフォトマスクブランク。
[2]
上記遮光層が、ケイ素及び窒素からなることを特徴とする[1]記載のフォトマスクブランク。
[3]
上記遮光膜が、上記遮光層の単層からなることを特徴とする[1]又は[2]記載のフォトマスクブランク。
[4]
上記遮光膜が、多層で構成され、上記遮光層と、ケイ素及び窒素を含有し、遷移金属を含有しない反射率低減層とからなることを特徴とする[1]又は[2]記載のフォトマスクブランク。
[5]
上記反射率低減層のケイ素含有率が上記遮光層のケイ素含有率より低く、上記反射率低減層のケイ素含有率が43原子%以上60原子%以下、窒素含有率が40原子%以上57原子%以下であることを特徴とする[4]記載のフォトマスクブランク。
[6]
上記反射率低減層の厚さが30nm以下であることを特徴とする[4]又は[5]記載のフォトマスクブランク。
[7]
上記遮光膜が、多層で構成され、上記遮光層と、ケイ素及び窒素を含有し、遷移金属を含有せず、厚さ方向に組成が連続的に変化する傾斜組成層とからなることを特徴とする[1]又は[2]記載のフォトマスクブランク。
[8]
上記傾斜組成層の厚さが30nm以下であることを特徴とする[7]記載のフォトマスクブランク。
[9]
上記傾斜組成層が、反射率低減層であり、上記遮光層の上記透明基板から離間する側に設けられ、上記透明基板から離間する方向にケイ素含有率が連続的に減少することを特徴とする[7]又は[8]記載のフォトマスクブランク。
[10]
上記反射率低減層の上記透明基板から離間する側の表面におけるケイ素含有率が43原子%以上60原子%以下、窒素含有率が40原子%以上57原子%以下であることを特徴とする[9]記載のフォトマスクブランク。
[11]
上記遮光膜の膜厚が70nm以下であることを特徴とする[1]乃至[10]のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
[12]
更に、上記遮光膜の上記透明基板と離間する側に接して上記遮光膜とはエッチング特性が異なるハードマスク膜を有することを特徴とする[1]乃至[11]のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
[13]
更に、上記遮光膜の上記透明基板側に接して上記遮光膜とはエッチング特性が異なるエッチングストッパ膜を有することを特徴とする[1]乃至[12]のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
[14]
更に、位相シフト膜を有することを特徴とする[1]乃至[13]のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
[15]
ArFエキシマレーザを露光光とすることを特徴とする[1]乃至[14]のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
[16]
[1]乃至[15]のいずれかに記載のフォトマスクブランクを用いることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
本発明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遮光膜とを有する。遮光膜は、ケイ素及び窒素を含有し、遷移金属を含有しない材料で形成されている。そして、遮光膜は、単層又は多層で構成され、この単層又は多層を構成する層として、ケイ素及び窒素を含有し、遷移金属を含有せず、ケイ素及び窒素の合計に対する窒素の比率が3原子%以上50原子%以下である遮光層を含むように構成されている。このようにすることで所定の光学濃度(OD)となる膜厚を薄くすることができ、かつエッチング速度を速くすることができる。また、遷移金属を含有しないようにすることで、レーザー照射耐性が良好な膜となり、例えば、露光光を累積照射量として30kJ/cm2以上、特に40kJ/cm2以上照射しても、線幅変動が小さいフォトマスクを作製することができる。
スパッタ装置のチャンバー内に、152mm角、厚さ6.35mmの石英基板を設置し、スパッタターゲットとしてケイ素ターゲット、スパッタガスとしてアルゴンガス及び窒素ガスを用い、ターゲットに印加する電力を1.9kW、アルゴン流量を15sccmとし、窒素ガス流量を0〜40sccmの範囲内で変更して、Siからなる膜(Si:N=100:0(原子比))と、SiNからなる膜(Si:N=86:14(原子比)、Si:N=73:27(原子比)、Si:N=65:35(原子比)、Si:N=48:52(原子比)、Si:N=47:53(原子比)、Si:N=46:54(原子比))との計7種を成膜した。組成はXPS(X線光電子分光装置、サーモフィッシャーサイエンティック(株)製、K−Alpha)により測定した(以下の組成において同じ)。いずれの場合も、波長193nmの光(ArFエキシマレーザ)に対して、光学濃度が3.0となるように膜厚を設定した。各々の膜の組成と厚さとの関係を図3(A)に示す。
RF1(RIE:リアクティブイオンエッチング):CW(連続放電)54W
RF2(ICP:誘導結合プラズマ):CW(連続放電)325W
圧力:5mTorr
SF6:18sccm
O2:45sccm
スパッタ装置のチャンバー内に、152mm角、厚さ6.35mmの石英基板を設置し、スパッタターゲットとしてケイ素ターゲット、スパッタガスとしてアルゴンガス及び窒素ガスを用い、ターゲットに印加する電力を1.9kW、アルゴン流量を15sccm、窒素ガスを10sccmとして、厚さ52nmの遮光層を成膜して、これを遮光膜とした。遮光膜の組成は、Si:N=7:3(原子比)であり、遮光膜の光学濃度は3.0であった。また、この遮光膜の反射率(膜面側)は、193nmの波長で43%であった。
スパッタ装置のチャンバー内に、152mm角、厚さ6.35mmの石英基板を設置し、スパッタターゲットとしてケイ素ターゲット、スパッタガスとしてアルゴンガス及び窒素ガスを用い、ターゲットに印加する電力を1.9kW、アルゴン流量を30sccm、窒素ガスを10sccmとして、厚さ44nmの遮光層を成膜し、更に、窒素ガスを20sccmに変更して、厚さ5nmの反射率低減層を成膜して、これらを遮光膜(厚さ49nm)としたフォトマスクブランクを得た。遮光膜の組成は、遮光層がSi:N=7:3(原子比)、反射率低減層がSi:N=1.1:0.9(原子比)であり、遮光膜の光学濃度は3.0であった。また、この遮光膜の反射率(膜面側)は、193nmの波長で35%であった。
スパッタ装置のチャンバー内に、152mm角、厚さ6.35mmの石英基板を設置し、スパッタターゲットとしてケイ素ターゲット、スパッタガスとしてアルゴンガス及び窒素ガスを用い、ターゲットに印加する電力を1.9kW、アルゴン流量を30sccm、窒素ガスを10sccmとして、厚さ44nmの遮光層を成膜し、更に、窒素ガスを10sccmから30sccmに徐々に増加させて、厚さ5nmの反射率低減層を成膜して、これらを遮光膜(厚さ49nm)としたフォトマスクブランクを得た。遮光膜の組成は、遮光層がSi:N=7:3(原子比)、反射率低減層は、透明基板から離間する方向にケイ素含有率が連続的に減少し、透明基板側がSi:N=7:3(原子比)、透明基板から離間する側がSi:N=1:1(原子比)、全体の平均で、Si:N=6:4(原子比)であり、遮光膜の光学濃度は3.0であった。また、この遮光膜の反射率(膜面側)は、193nmの波長で36%であった。
2 遮光膜
21 遮光層
22 反射率低減層
101 チャンバー
102 アース
103 下部電極
104 アンテナコイル
105 被処理基板
RF1,RF2 高周波電源
Claims (9)
- 透明基板と、該透明基板上に形成され、ケイ素及び窒素を含有し、遷移金属を含有しない遮光膜とを有するフォトマスクブランクであって、
上記遮光膜が、多層で構成され、該多層が、ケイ素及び窒素を含有し、遷移金属を含有せず、ケイ素及び窒素の合計に対する窒素の比率が3原子%以上50原子%以下である遮光層と、ケイ素及び窒素を含有し、遷移金属を含有しない反射率低減層とからなり、上記反射率低減層のケイ素含有率が上記遮光層のケイ素含有率より低く、上記反射率低減層のケイ素含有率が43原子%以上60原子%以下、窒素含有率が40原子%以上57原子%以下であり、上記遮光膜の膜厚が70nm以下であることを特徴とするフォトマスクブランク。 - 上記遮光層が、ケイ素及び窒素からな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。
- 上記反射率低減層の厚さが30nm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。
- 更に、上記遮光膜の上記透明基板と離間する側に接して上記遮光膜とはエッチング特性が異なるハードマスク膜を有す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。
- 更に、上記遮光膜の上記透明基板側に接して上記遮光膜とはエッチング特性が異なるエッチングストッパ膜を有す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。
- 更に、位相シフト膜を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。
- 上記位相シフト膜が、露光光に対する透過率が5〜30%のハーフトーン位相シフト膜であることを特徴とする請求項6記載のフォトマスクブランク。
- ArFエキシマレーザを露光光とすることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
- 請求項1乃至8のいずれか1項記載のフォトマスクブランクを用いることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
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