JP6756796B2 - マスクブランクス、ハーフトーンマスク、製造方法 - Google Patents
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Description
さら更にハーフトーン層をCrを用いて形成することで透過率の波長依存性が小さく出来るという利点も有する。
適切な組成のエッチングストッパー層を用いないと、エッチングストッパー層のエッチングにおいて、ガラス基板とのエッチングの選択比が十分に確保できないために、ガラス基板表面においてエッチングが進行してしまい、ガラス基板にダメージを発生させる場合があるという問題がある。
1.エッチングストッパー層の最適化を図ること。
2.ガラス基板へのダメージ低減を図ること。
3.ハーフトーンマスクの形状設定における正確性を向上すること。
該透明基板の表面に積層されたCrを主成分とするハーフトーン層と、
前記ハーフトーン層に積層されたエッチングストッパー層と、
前記エッチングストッパー層に積層されたCrを主成分とする遮光層と、を備え
るマスクブランクスであって、
前記エッチングストッパー層が金属シリサイド化合物からなり、
前記エッチングストッパー層における金属に対するSiの組成比が(27.1/32.7)〜(71.5/24.1)の範囲に設定され、
前記エッチングストッパー層には、窒素濃度が高く設定される高窒素領域が厚さ方向における前記遮光層側に設けられることにより上記課題を解決した。
また、本発明において、前記エッチングストッパー層がモリブデンシリサイド化合物からなることができる。
本発明のマスクブランクスは、前記エッチングストッパー層における前記高窒素領域の窒素濃度が30atm%以上の領域を有することができる。
本発明において、前記エッチングストッパー層における前記高窒素領域の膜厚は10nm以下に設定されることが好ましい。
本発明のマスクブランクスは、前記エッチングストッパー層が、15nm以上の膜厚とされることができる。
また、本発明のマスクブランクスの製造方法は、上記のいずれかに記載されたマスクブランクスの製造方法であって、
前記透明基板に、前記ハーフトーン層と前記エッチングストッパー層と前記遮光層とを順に積層する工程を有し、
前記エッチングストッパー層が、Siおよび、Ni、Co、Fe、Ti、Al、Nb、Mo、WおよびHfから選択された少なくとも1種の金属を主成分として、成膜雰囲気として窒素を含有するスパッタリングにより成膜されることができる。
また、本発明のハーフトーンマスクの製造方法は、上記のいずれかに記載されたマスクブランクスを用いてハーフトーンマスクを製造する方法であって、
前記遮光層上に所定のパターンを有するマスクを形成する工程と、
この形成したマスク越しに前記遮光層をウェットエッチングする工程と、前記エッチングストッパー層をウェットエッチングする工程と、を有することができる。
本発明のハーフトーンマスクの製造方法は、前記遮光層をウェットエッチングする工程において、
前記エッチャントとして、硝酸セリウム第2アンモニウムを含むエッチング液を用いることができる。
本発明のハーフトーンマスクの製造方法は、前記エッチングストッパー層をウェットエッチングする工程において、
前記エッチャントとして、フッ素系のエッチング液を用いることができる。
該透明基板の表面に積層されたCrを主成分とするハーフトーン層と、
前記ハーフトーン層に積層されたエッチングストッパー層と、
前記エッチングストッパー層に積層されたCrを主成分とする遮光層と、を備え
るマスクブランクスであって、
前記エッチングストッパー層が金属シリサイド化合物からなり、
前記エッチングストッパー層における金属に対するSiの組成比が(27.1/32.7)〜(71.5/24.1)の範囲に設定される。これにより、エッチングストッパー層のエッチングに際して、エッチングレートを上記組成比に即して制御することができる。これにより、エッチングストッパー層のエッチング処理時間を短縮して、透明基板表面にダメージを与えてしまうことを防止可能となる。
前記透明基板に、前記ハーフトーン層と前記エッチングストッパー層と前記遮光層とを順に積層する工程を有し、
前記エッチングストッパー層が、成膜雰囲気として窒素を含有し、Siおよび、Ni、Co、Fe、Ti、Al、Nb、Mo、WおよびHfから選択された少なくとも1種の金属を主成分としてスパッタリングにより成膜される。これにより、エッチングストッパー層のエッチングに際して、エッチングレートを上記組成比に即して制御することができる。これにより、エッチングストッパー層のエッチング処理時間を短縮して、透明基板表面にダメージを与えてしまうことを防止可能とし、Crを主成分とする遮光層をエッチングする際に、充分な選択性を有するエッチングストッパー層として、エッチングストップ能を呈し、窒素を含むエッチングストッパー層によって、遮光層のエッチングの際に充分なエッチングストップ能を呈するとともに、エッチングストッパー層およびハーフトーン層のエッチングに際して、遮光層の形状が所望の状態であることを維持し、ハーフトーン層にダメージを与えてしまうことを防止して、所望の形状を有するフォトマスクを製造することが可能なマスクブランクスを提供することができる。
前記遮光層上に所定のパターンを有するマスクを形成する工程と、
この形成したマスク越しに前記遮光層をウェットエッチングする工程と、前記エッチングストッパー層をウェットエッチングする工程と、を有する。これにより、エッチングストッパー層のエッチングに際して、エッチングレートを上記組成比に即して制御することができる。これにより、エッチングストッパー層のエッチング処理時間を短縮して、透明基板表面にダメージを与えてしまうことを防止可能とし、Crを主成分とする遮光層をエッチングする際に、充分な選択性を有するエッチングストッパー層として、エッチングストップ能を呈し、窒素を含むエッチングストッパー層によって、遮光層のエッチングの際に充分なエッチングストップ能を呈するとともに、エッチングストッパー層およびハーフトーン層のエッチングに際して、遮光層の形状が所望の状態であることを維持し、ハーフトーン層にダメージを与えてしまうことを防止して、所望の形状を有するフォトマスクを製造することが可能となる。
前記エッチャントとして、硝酸セリウム第2アンモニウムを含むエッチング液を用いることができる。
前記エッチャントとして、フッ素系のエッチング液を用いることができる。
図1は、本実施形態におけるマスクブランクスを示す模式断面図であり、図において、符号MBは、マスクブランクスである。
なお、高窒素領域12Aと低窒素領域12Bとにおいては、MoSi膜の組成に関してはMoとSiの組成比が、いずれも同じ比率に設定することができるが、異なる組成比とすることも可能である。
遮光層13は、所定の光学特性が得られる厚み(例えば、80nm〜200nm)で形成される。
本実施形態のハーフトーンマスクMは、図2に示すように、マスクブランクスMBにおいて、ガラス基板(透明基板)Sの露出した透過領域M1と、ハーフトーン層11からパターン形成されたハーフトーンパターン11aのみがガラス基板(透明基板)Sに形成されているハーフトーン領域M2と、ハーフトーン層11とエッチングストッパー層12と遮光層13とからパターン形成されたハーフトーンパターン11aとエッチングストッパーパターン12aと遮光パターン13aとが積層された遮光領域M3と、を有する。
ターゲットS12bは、ガラス基板Sに成膜するために必要な組成を有する材料からなる。
ターゲットS22bは、ガラス基板Sに成膜するために必要な組成を有する材料からなる。
エッチングストッパー層12の成膜においては、MoおよびSiを主成分とし、上述した組成比を有するターゲットS12bまたはターゲットS22bを用い、窒素を含有するガス雰囲気(成膜雰囲気)とするとともに、上述した低窒素領域12Bの窒素濃度となるように、雰囲気ガス中の窒素濃度を設定する。さらに、高窒素領域12Aの窒素濃度となるように、雰囲気ガス中の窒素濃度を設定する。
このときき、成膜条件として、クロムをターゲットとしたDCスパッタリングにより、スパッタリングガスとして、アルゴン、窒素(N2)などを含む状態で、スパッタリングをおこなうことができる。
図5は、本実施形態におけるマスクブランクスによるハーフトーンマスクの製造工程を示す断面図であり、図6は、本実施形態におけるマスクブランクスによるハーフトーンマスクの製造工程を示す断面図である。
フォトレジスト層PR1は、ポジ型でもよいしネガ型でもよいが、ポジ型とすることができる。フォトレジスト層PR1としては、液状レジストが用いられる。
このとき、エッチングストッパー層12の高窒素領域12Aは、エッチング液に対して、必要な選択比を有し、エッチングレートが極めて小さく設定されていることで、充分なエッチング耐性を有する。したがって、エッチングストッパー層12にピットなどのダメージが発生することはなく、遮光層13と同系統のCrを有するハーフトーン層11にダメージが発生することがない。
その後、遮光パターン13a越しに所定のエッチング液を用いてエッチングストッパー層12をウェットエッチングする工程を開始する。
これにより、図2に示すように、光学的に設定された所定の遮光パターン13aとエッチングストッパーパターン12aと、ハーフトーンパターン11aとを有し、透過領域M1とハーフトーン領域M2と遮光領域M3とが形成されたハーフトーンマスクMを得ることができる。
まず、マスクを形成するためのガラス基板上に、半透過性のハーフトーン層を形成する。この際に形成するハーフトーン層はクロムニウム、酸素、窒素、炭素等を含有する膜であることが望ましい。ハーフトーン層に含有するクロムニウム、酸素、窒素、炭素の組成と膜厚を制御することで所望の透過率を有するハーフトーン膜を得ることが可能である。
この際に遮光層の反射率を低減するために酸素濃度を高めた屈折率が低い反射防止層を遮光層表面に形成する。このように、金属シリサイド膜をエッチングストッパー層とした下置き構造のハーフトーンマスクブランクスを形成する。
スパッタリング法を用いる場合においては、窒素元素を含有するガスである窒素、一酸化窒素、二酸化窒素等のガス流量を不活性ガスであるアルゴン等のガス流量と比較して制御することで、モリブデンシリサイド膜中の窒素濃度を制御することが可能である。
ここでモリブデンシリサイド膜をエッチングするために用いたエッチング液は、フッ化水素酸と酸化剤を含む溶液である。
また、モリブデンに対するシリコンの組成比が同じ場合でも、窒素濃度の高い方が大きなエッチングレートを有することがわかる。
あるいは、ガラス表面に対するモリブデンシリサイド膜のエッチングレート比が、所定値以下とすることで、必要な選択比を得て、低窒素領域12Bとすることができる。
M…ハーフトーンマスク
M1…透過領域
M2…ハーフトーン領域
M3…遮光領域
S…ガラス基板(透明基板)
PR1…フォトレジスト層
PR1a…レジストパターン
11…ハーフトーン層
11a…ハーフトーンパターン
12…エッチングストッパー層
12a…エッチングストッパーパターン
13…遮光層
13a…遮光パターン
Claims (9)
- 透明基板と、
該透明基板の表面に積層されたCrを主成分とするハーフトーン層と、
前記ハーフトーン層に積層されたエッチングストッパー層と、
前記エッチングストッパー層に積層されたCrを主成分とする遮光層と、を備え
るマスクブランクスであって、
前記エッチングストッパー層が金属シリサイド化合物からなり、
前記エッチングストッパー層における金属に対するSiの組成比が(27.1/32.7)〜(71.5/24.1)の範囲に設定され、
前記エッチングストッパー層には、窒素濃度が高く設定される高窒素領域が厚さ方向における前記遮光層側に設けられる
ことを特徴とするマスクブランクス。 - 前記エッチングストッパー層がモリブデンシリサイド化合物からなる
ことを特徴とする請求項1記載のマスクブランクス。 - 前記エッチングストッパー層における前記高窒素領域の窒素濃度が30atm%以上の領域を有する
ことを特徴とする請求項1または2記載のマスクブランクス。 - 前記エッチングストッパー層における前記高窒素領域の膜厚は10nm以下に設定される
ことを特徴とする請求項3記載のマスクブランクス。 - 前記エッチングストッパー層が、15nm以上の膜厚とされることを特徴とする請求項1から4のいずれか記載のマスクブランクス。
- 請求項1から5のいずれかに記載されたマスクブランクスの製造方法であって、
前記透明基板に、前記ハーフトーン層と前記エッチングストッパー層と前記遮光層とを順に積層する工程を有し、
前記エッチングストッパー層が、Siおよび、Ni、Co、Fe、Ti、Al、Nb、Mo、WおよびHfから選択された少なくとも1種の金属を主成分として、成膜雰囲気として窒素を含有するスパッタリングにより成膜されることを特徴とするマスクブランクスの製造方法。 - 請求項1から5のいずれかに記載されたマスクブランクスを用いてハーフトーンマスクを製造する方法であって、
前記遮光層上に所定のパターンを有するマスクを形成する工程と、
この形成したマスク越しに前記遮光層をウェットエッチングする工程と、前記エッチングストッパー層をウェットエッチングする工程と、を有することを特徴とするハーフトーンマスクの製造方法。 - 前記遮光層をウェットエッチングする工程において、
前記エッチャントとして、硝酸セリウム第2アンモニウムを含むエッチング液を用いることを特徴とする請求項7記載のハーフトーンマスクの製造方法。 - 前記エッチングストッパー層をウェットエッチングする工程において、
前記エッチャントとして、フッ素系のエッチング液を用いることを特徴とする請求項7記載のハーフトーンマスクの製造方法。
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