JP6988697B2 - フォトマスクブランク、フォトマスクの製造方法及びフォトマスク - Google Patents
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Description
1.基板と、クロムを含有する材料で構成された膜と、上記クロムを含有する材料で構成された膜の上記基板側に接して形成された、上記クロムを含有する材料で構成された膜のパターンをエッチングマスクとして加工される被加工膜とを備えるフォトマスクブランクであって、
上記クロムを含有する材料で構成された膜が、上記基板から離間する側から第1層、第2層及び第3層からなる3層構成の積層膜であり、上記第1層、第2層及び第3層は、いずれもクロム、酸素及び窒素を含有し、
上記第1層は、クロム含有率が40原子%以下、酸素含有率が50原子%以上、窒素含有率が10原子%以下であり、かつ厚さが20nm以上であり、
上記第2層は、クロム含有率が50原子%以上、酸素含有率が20原子%以下、窒素含有率が30原子%以上であり、
上記第3層は、クロム含有率が40原子%以下、酸素含有率が50原子%以上、窒素含有率が10原子%以下である
ことを特徴とするフォトマスクブランク。
2.上記第2層の厚さが5nm以下、上記第3層の厚さが5nm以上であることを特徴とする1記載のフォトマスクブランク。
3.上記被加工膜がケイ素を含有する材料で構成された膜であ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.上記クロムを含有する材料で構成された膜が遮光膜、上記ケイ素を含有する材料で構成された膜が位相シフト膜であり、上記遮光膜と位相シフト膜とを合わせた、波長250nm以下の露光光に対する光学濃度が3以上である位相シフトマスクブランクであることを特徴とする3記載のフォトマスクブランク。
5.上記クロムを含有する材料で構成された膜の膜厚が40nm以上65nm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.上記位相シフト膜が、波長250nm以下の露光光に対する位相差が175度以上185度以下、透過率が6%以上30%以下、膜厚が50nm以上90nm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.上記被加工膜がタンタルを含有する材料で構成された膜であ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.上記タンタルを含有する材料で構成された膜が極端紫外線領域光に対する吸収膜であり、更に、該吸収膜の上記基板側に接して形成された、極端紫外線領域光に対する反射膜を備える反射型マスクブランク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.上記クロムを含有する材料で構成された膜の上記基板から離間する側に接して、膜厚が50nm以上200nm以下のレジスト膜を備えることを特徴とする1乃至8のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
10.3記載のフォトマスクブランクから、ケイ素を含有する材料で構成された膜の回路パターンを有するフォトマスクを製造する方法であって、
(A)上記クロムを含有する材料で構成された膜の上記基板から離間する側に接して、レジスト膜を形成する工程、
(C)上記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、
(D)上記レジストパターンをエッチングマスクとして、上記クロムを含有する材料で構成された膜を、酸素を含む塩素系ガスを用いるドライエッチングによりパターニングして、クロムを含有する材料で構成された膜のパターンを形成する工程、
(E)上記クロムを含有する材料で構成された膜のパターンをエッチングマスクとして、上記ケイ素を含有する材料で構成された膜を、フッ素系ガスを用いるドライエッチングによりパターニングして、ケイ素を含有する材料で構成された膜のパターンを形成する工程、及び
(F)上記(E)工程の後に、上記ケイ素を含有する材料で構成された膜の回路パターンが形成されていない領域である上記基板の外周縁部に位置する部分に、クロムを含有する材料で構成された膜を残して、上記外周縁部以外のクロムを含有する材料で構成された膜のパターンを、酸素を含む塩素系ガスを用いるドライエッチングにより除去する工程
を含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
11.上記(A)工程と(C)工程の間に、
(B)上記レジスト膜を、硫酸と過酸化水素水の混合液を用いて剥離し、上記クロムを含有する材料で構成された膜の上記基板から離間する側に接して、レジスト膜を新たに形成する工程
を含むことを特徴とする10記載の製造方法。
12.基板上に、ケイ素を含む材料で構成された膜の回路パターンを有するフォトマスクであって、
上記ケイ素を含有する材料で構成された膜の回路パターンが形成されていない領域である上記基板の外周縁部に位置する部分に、上記ケイ素を含有する材料で構成された膜と接してクロムを含有する材料で構成された膜が形成されており、
該クロムを含有する材料で構成された膜が、上記基板から離間する側から第1層、第2層及び第3層からなる3層構成の積層膜であり、上記第1層、第2層及び第3層は、いずれもクロム、酸素及び窒素を含有し、
上記第1層は、クロム含有率が40原子%以下、酸素含有率が50原子%以上、窒素含有率が10原子%以下であり、かつ厚さが20nm以上であり、
上記第2層は、クロム含有率が50原子%以上、酸素含有率が20原子%以下、窒素含有率が30原子%以上であり、
上記第3層は、クロム含有率が40原子%以下、酸素含有率が50原子%以上、窒素含有率が10原子%以下である
ことを特徴とするフォトマスク。
13.上記第2層の厚さが5nm以下、上記第3層の厚さが5nm以上であることを特徴とする12記載のフォトマスク。
14.上記クロムを含有する材料で構成された膜が遮光膜、上記ケイ素を含む材料で構成された膜が位相シフト膜であり、上記遮光膜と位相シフト膜とを合わせた、波長250nm以下の露光光に対する光学濃度が3以上である位相シフトマスクであることを特徴とする12又は13記載のフォトマスク。
15.上記クロムを含有する材料で構成された膜の膜厚が40nm以上65nm以下であることを特徴とする14記載のフォトマスク。
16.上記位相シフト膜が、波長250nm以下の露光光に対する位相差が175度以上185度以下、透過率が6%以上30%以下、膜厚が50nm以上90nm以下であることを特徴とする14又は15記載のフォトマスク。
本発明のフォトマスクブランクは、基板と、クロムを含有する材料で構成された膜と、クロムを含有する材料で構成された膜の基板側に接して形成された、クロムを含有する材料で構成された膜のパターンをエッチングマスクとして加工される被加工膜とを備える。即ち、本発明のフォトマスクブランクは、基板上に、基板側から、被加工膜と、クロムを含有する材料で構成された膜とを備える。クロムを含有する材料で構成された膜は、被加工膜と接して形成されている。本発明において、クロムを含有する材料で構成された膜は、基板から離間する側から第1層、第2層及び第3層からなる3層構成の積層膜である。
152mm角、厚さ約6mmの石英製の透明基板上に、ケイ素を含有する材料で構成された膜として位相シフト膜(ハーフトーン位相シフト膜)と、クロムを含有する材料で構成された膜としてハードマスク膜とを積層した、フォトマスクブランク(ハーフトーン位相シフトマスクブランク)を製造した。
ハードマスク膜全体の光学濃度が実施例1と同じとなるように、ハードマスク膜の第1層の組成及び厚さ並びに第3層の厚さを変更した以外は、実施例1と同様にして、透明基板上に、位相シフト膜とハードマスク膜を形成して、レジスト膜がないフォトマスクブランクを得、更に、ハードマスク膜上に、レジスト膜を形成して、レジスト膜を備えるフォトマスクブランクを得た。ハードマスク膜の各層の組成及び厚さ、並びにハードマスク膜全体の波長193nmの光に対する光学濃度を表1に示す。
ラインパターンのアシストパターンに相当する微細パターンの解像限界を評価するため、実施例1で得られたレジスト膜を備えるフォトマスクブランクを用いて、図2に示されるようなフォトマスク(ハーフトーン位相シフトマスク)を、図7に示される工程に沿って製造した。
装置:ICP(Inductively Coupled Plasma(誘導結合プラズマ))方式
ガス:Cl2ガス+O2ガス
ガス圧力:3.0mTorr(0.40Pa)
ICP電力:350W
<フッ素系ドライエッチング条件>
装置:ICP
ガス:SF6ガス+Heガス
ガス圧力:4.0mTorr(0.53Pa)
ICP電力:400W
ラインパターンのアシストパターンに相当する微細パターンの解像限界を評価するため、比較例1で得られたレジスト膜を備えるフォトマスクブランクを用いて、フォトマスク(ハーフトーン位相シフトマスク)を、図7に示される工程に沿って実施例2と同様にして製造し、微細パターンの解像限界を評価した。評価結果を表2に示す。
クロムを含有する材料で構成された膜上に形成したレジスト膜の剥離に伴う影響を、ラインパターンのアシストパターンに相当する微細パターンの解像限界により評価するため、実施例1で得られたレジスト膜を備えるフォトマスクブランクを用いて、図2に示されるようなフォトマスク(ハーフトーン位相シフトマスク)を、図8及び図7に示される工程に沿って製造した。
クロムを含有する材料で構成された膜上に形成したレジスト膜の剥離に伴う影響を、ラインパターンのアシストパターンに相当する微細パターンの解像限界により評価するため、比較例1で得られたレジスト膜を備えるフォトマスクブランクを用いて、フォトマスク(ハーフトーン位相シフトマスク)を、図8及び図7に示される工程に沿って実施例3と同様にして製造し、微細パターンの解像限界を評価した。評価結果を表2に示す。
21 ケイ素を含有する材料で構成された膜(位相シフト膜)
21a ケイ素を含有する材料で構成された膜のパターン(位相シフト膜パターン)
22 反射膜
23 タンタルを含有する材料で構成された膜(吸収膜)
23a 吸収膜パターン
31 クロムを含有する材料で構成された膜(ハードマスク膜)
31a クロムを含有する材料で構成された膜のパターン(ハードマスク膜パターン)
31b クロムを含有する材料で構成された膜のパターン(遮光膜パターン)
311 第1層(上層)
312 第2層(中間層)
313 第3層(下層)
4 レジスト膜
41 レジストパターン
5 有効領域
511、512 位相シフトマスクブランク
513 位相シフトマスク
521、522 反射型マスクブランク
523 反射型マスク
Claims (16)
- 基板と、クロムを含有する材料で構成された膜と、上記クロムを含有する材料で構成された膜の上記基板側に接して形成された、上記クロムを含有する材料で構成された膜のパターンをエッチングマスクとして加工される被加工膜とを備えるフォトマスクブランクであって、
上記クロムを含有する材料で構成された膜が、上記基板から離間する側から第1層、第2層及び第3層からなる3層構成の積層膜であり、上記第1層、第2層及び第3層は、いずれもクロム、酸素及び窒素を含有し、
上記第1層は、クロム含有率が40原子%以下、酸素含有率が50原子%以上、窒素含有率が10原子%以下であり、かつ厚さが20nm以上であり、
上記第2層は、クロム含有率が50原子%以上、酸素含有率が20原子%以下、窒素含有率が30原子%以上であり、
上記第3層は、クロム含有率が40原子%以下、酸素含有率が50原子%以上、窒素含有率が10原子%以下である
ことを特徴とするフォトマスクブランク。 - 上記第2層の厚さが5nm以下、上記第3層の厚さが5nm以上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。
- 上記被加工膜がケイ素を含有する材料で構成された膜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。
- 上記クロムを含有する材料で構成された膜が遮光膜、上記ケイ素を含有する材料で構成された膜が位相シフト膜であり、上記遮光膜と位相シフト膜とを合わせた、波長250nm以下の露光光に対する光学濃度が3以上である位相シフトマスクブランクであることを特徴とする請求項3記載のフォトマスクブランク。
- 上記クロムを含有する材料で構成された膜の膜厚が40nm以上65nm以下であることを特徴とする請求項4記載のフォトマスクブランク。
- 上記位相シフト膜が、波長250nm以下の露光光に対する位相差が175度以上185度以下、透過率が6%以上30%以下、膜厚が50nm以上90nm以下であることを特徴とする請求項4又は5記載のフォトマスクブランク。
- 上記被加工膜がタンタルを含有する材料で構成された膜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。
- 上記タンタルを含有する材料で構成された膜が極端紫外線領域光に対する吸収膜であり、更に、該吸収膜の上記基板側に接して形成された、極端紫外線領域光に対する反射膜を備える反射型マスクブランクであることを特徴とする請求項7記載のフォトマスクブランク。
- 上記クロムを含有する材料で構成された膜の上記基板から離間する側に接して、膜厚が50nm以上200nm以下のレジスト膜を備えることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
- 請求項3記載のフォトマスクブランクから、ケイ素を含有する材料で構成された膜の回路パターンを有するフォトマスクを製造する方法であって、
(A)上記クロムを含有する材料で構成された膜の上記基板から離間する側に接して、レジスト膜を形成する工程、
(C)上記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、
(D)上記レジストパターンをエッチングマスクとして、上記クロムを含有する材料で構成された膜を、酸素を含む塩素系ガスを用いるドライエッチングによりパターニングして、クロムを含有する材料で構成された膜のパターンを形成する工程、
(E)上記クロムを含有する材料で構成された膜のパターンをエッチングマスクとして、上記ケイ素を含有する材料で構成された膜を、フッ素系ガスを用いるドライエッチングによりパターニングして、ケイ素を含有する材料で構成された膜のパターンを形成する工程、及び
(F)上記(E)工程の後に、上記ケイ素を含有する材料で構成された膜の回路パターンが形成されていない領域である上記基板の外周縁部に位置する部分に、クロムを含有する材料で構成された膜を残して、上記外周縁部以外のクロムを含有する材料で構成された膜のパターンを、酸素を含む塩素系ガスを用いるドライエッチングにより除去する工程
を含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。 - 上記(A)工程と(C)工程の間に、
(B)上記レジスト膜を、硫酸と過酸化水素水の混合液を用いて剥離し、上記クロムを含有する材料で構成された膜の上記基板から離間する側に接して、レジスト膜を新たに形成する工程
を含むことを特徴とする請求項10記載の製造方法。 - 基板上に、ケイ素を含む材料で構成された膜の回路パターンを有するフォトマスクであって、
上記ケイ素を含有する材料で構成された膜の回路パターンが形成されていない領域である上記基板の外周縁部に位置する部分に、上記ケイ素を含有する材料で構成された膜と接してクロムを含有する材料で構成された膜が形成されており、
該クロムを含有する材料で構成された膜が、上記基板から離間する側から第1層、第2層及び第3層からなる3層構成の積層膜であり、上記第1層、第2層及び第3層は、いずれもクロム、酸素及び窒素を含有し、
上記第1層は、クロム含有率が40原子%以下、酸素含有率が50原子%以上、窒素含有率が10原子%以下であり、かつ厚さが20nm以上であり、
上記第2層は、クロム含有率が50原子%以上、酸素含有率が20原子%以下、窒素含有率が30原子%以上であり、
上記第3層は、クロム含有率が40原子%以下、酸素含有率が50原子%以上、窒素含有率が10原子%以下である
ことを特徴とするフォトマスク。 - 上記第2層の厚さが5nm以下、上記第3層の厚さが5nm以上であることを特徴とする請求項12記載のフォトマスク。
- 上記クロムを含有する材料で構成された膜が遮光膜、上記ケイ素を含む材料で構成された膜が位相シフト膜であり、上記遮光膜と位相シフト膜とを合わせた、波長250nm以下の露光光に対する光学濃度が3以上である位相シフトマスクであることを特徴とする請求項12又は13記載のフォトマスク。
- 上記クロムを含有する材料で構成された膜の膜厚が40nm以上65nm以下であることを特徴とする請求項14記載のフォトマスク。
- 上記位相シフト膜が、波長250nm以下の露光光に対する位相差が175度以上185度以下、透過率が6%以上30%以下、膜厚が50nm以上90nm以下であることを特徴とする請求項14又は15記載のフォトマスク。
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