JP7192731B2 - ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク、その製造方法、及びハーフトーン位相シフト型フォトマスク - Google Patents
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Description
1.透明基板と、該透明基板上に形成されたケイ素、窒素及び酸素からなり、酸素含有率が15原子%以上である層の単層、又は全ての層がケイ素、窒素及び酸素からなる層である複数層で構成されたハーフトーン位相シフト膜とを有し、
該ハーフトーン位相シフト膜の波長200nm以下の露光光に対する、位相シフト量が150°以上200°以下、かつ透過率が20%以上であり、
上記ハーフトーン位相シフト膜の基板面の表面粗さRMSが0.8nm以下であり、かつマスクパターン形成エリアの透過率の最大値Tmax及び最小値Tminから下記式
(Tmax-Tmin)/(Tmax+Tmin)×100
により算出される透過率の面内ばらつきが2%以下であることを特徴とするハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。
2.透明基板と、該透明基板上に形成されたケイ素、窒素及び酸素からなり、酸素含有率が15原子%以上39原子%以下である層を少なくとも1層含むハーフトーン位相シフト膜とを有し、
該ハーフトーン位相シフト膜の波長200nm以下の露光光に対する、位相シフト量が150°以上200°以下、かつ透過率が20%以上であり、
上記ハーフトーン位相シフト膜の基板面の表面粗さRMSが0.8nm以下であり、かつマスクパターン形成エリアの透過率の最大値T max 及び最小値T min から下記式
(T max -T min )/(T max +T min )×100
により算出される透過率の面内ばらつきが2%以下であることを特徴とするハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。
3.上記ケイ素、窒素及び酸素からなる層の窒素及び酸素の合計の含有率が50原子%以上であることを特徴とするハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。
4.上記酸素含有率が17原子%以上であることを特徴とするハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。
5.上記ハーフトーン位相シフト膜の上に、クロムを含む材料で形成された単層又は複数層からなる第2の層を有することを特徴とするハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。
6.上記ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランクを用いて形成されたことを特徴とするハーフトーン位相シフト型フォトマスク。
7.上記ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランクの製造方法であって、
スパッタリングにより上記ハーフトーン位相シフト膜を成膜する工程を含み、
該工程において、上記ケイ素、窒素及び酸素からなる層を、チャンバー内に、1つ以上のケイ素ターゲットを設け、アルゴンガスと窒素ガスと酸素ガスとを導入してスパッタリングすることにより形成することを特徴とするハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランクの製造方法。
8.上記ケイ素、窒素及び酸素からなる層を形成するスパッタリングを、
チャンバー内に導入する窒素ガス流量を、増加させた後減少させることにより掃引したとき、上記窒素ガス流量と、該窒素ガス流量の掃引により、いずれかのケイ素ターゲットで測定されるスパッタ電圧値又はスパッタ電流値とにより形成されるヒステリシス曲線において、
ヒステリシスを示す反応性ガス流量の下限を超えて上限未満の範囲におけるスパッタ状態でスパッタする遷移モードで実施することを特徴とする製造方法。
9.上記ケイ素、窒素及び酸素からなる層を形成するスパッタリングを、
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、不活性ガスと反応性ガスとを用い、該反応性ガスを酸素ガス及び窒素ガスとし、
ケイ素ターゲットに印加する電力と、チャンバー内に導入する不活性ガス及び酸素ガスの流量とを一定とし、チャンバー内に導入する窒素ガス流量を、増加させた後減少させることにより掃引したとき、上記窒素ガス流量と、該窒素ガス流量の掃引により、いずれかのケイ素ターゲットで測定されるスパッタ電圧値又はスパッタ電流値とにより形成されるヒステリシス曲線において、
ヒステリシスを示す窒素ガス流量の下限を超えて上限未満の範囲におけるスパッタ状態でスパッタする遷移モードで実施することを特徴とする製造方法。
10.上記ケイ素、窒素及び酸素からなる層を形成するスパッタリングにおけるチャンバー内圧力が0.05Pa以上0.15Pa未満であることを特徴とする製造方法。
11.上記ハーフトーン位相シフト膜を成膜した後、200℃以上500℃以下の温度で、5分間以上熱処理することを特徴とする製造方法。
本発明のハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランクは、石英基板などの透明基板上に形成されたハーフトーン位相シフト膜を有する。また、本発明のハーフトーン位相シフト型フォトマスクは、石英基板などの透明基板上に形成されたハーフトーン位相シフト膜のマスクパターン(フォトマスクパターン)を有する。
(Tmax-Tmin)/(Tmax+Tmin)×100
により算出される値である。本発明においては、基板面の表面粗さRMSを上記範囲とすることにより、透過率の面内均一性が高いハーフトーン位相シフト型フォトマスクとなる。なお、透過率の面内ばらつきの下限は、理想的には0%であるが、現実的な下限は、特に限定されるものではないが、0.3%以上である。
スパッタ装置のチャンバー内に、6025石英基板(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、窒素ガス及び酸素ガスを用い、ケイ素ターゲットに印加する電力並びにアルゴンガス及び酸素ガスの流量を一定にし、窒素ガスの流量を変化させたときにケイ素ターゲットに流れる電流を測定することにより、ヒステリシス曲線を得た。具体的には、ケイ素ターゲットに表1に示される電力を印加し、アルゴンガス及び酸素ガスを表1に示される流量に設定して、窒素ガスを10SCCMチャンバー内に流した状態でスパッタを開始し、窒素ガス流量を、最終的に50SCCMまで増加させ、その後、窒素流量を逆に50SCCMから10SCCMまで減少させた。実施例5及び6で得られたヒステリシス曲線を図3に示す。
(Tmax-Tmin)/(Tmax+Tmin)×100
により透過率の面内ばらつきを算出した。得られたハーフトーン位相シフト膜の組成は、XPSにより測定した。得られたハーフトーン位相シフト膜の熱処理後のΔTIRは、CORNING製のフラットネステスタTropelR Ultra FlatTM 200Maskで測定した。これらの結果を表2に示す。
2 第2の層
3 第3の層
4 第4の層
10 透明基板
11 ハーフトーン位相シフト膜パターン
100 ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク
101 ハーフトーン位相シフト型フォトマスク
Claims (11)
- 透明基板と、該透明基板上に形成された、ケイ素、窒素及び酸素からなり、酸素含有率が15原子%以上である層の単層、又は全ての層がケイ素、窒素及び酸素からなる層である複数層で構成されたハーフトーン位相シフト膜とを有し、
該ハーフトーン位相シフト膜の波長200nm以下の露光光に対する、位相シフト量が150°以上200°以下、かつ透過率が20%以上であり、
上記ハーフトーン位相シフト膜の基板面の表面粗さRMSが0.8nm以下であり、かつマスクパターン形成エリアの透過率の最大値Tmax及び最小値Tminから下記式
(Tmax-Tmin)/(Tmax+Tmin)×100
により算出される透過率の面内ばらつきが2%以下であることを特徴とするハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。 - 透明基板と、該透明基板上に形成されたケイ素、窒素及び酸素からなり、酸素含有率が15原子%以上39原子%以下である層を少なくとも1層含むハーフトーン位相シフト膜とを有し、
該ハーフトーン位相シフト膜の波長200nm以下の露光光に対する、位相シフト量が150°以上200°以下、かつ透過率が20%以上であり、
上記ハーフトーン位相シフト膜の基板面の表面粗さRMSが0.8nm以下であり、かつマスクパターン形成エリアの透過率の最大値T max 及び最小値T min から下記式
(T max -T min )/(T max +T min )×100
により算出される透過率の面内ばらつきが2%以下であることを特徴とするハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。 - 上記ケイ素、窒素及び酸素からなる層の窒素及び酸素の合計の含有率が50原子%以上であることを特徴とする請求項1又は2記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。
- 上記酸素含有率が17原子%以上であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。
- 上記ハーフトーン位相シフト膜の上に、クロムを含む材料で形成された単層又は複数層からなる第2の層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項記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク。
- 請求項1乃至5のいずれか1項記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランクを用いて形成されたことを特徴とするハーフトーン位相シフト型フォトマスク。
- 請求項1乃至5のいずれか1項記載のハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランクの製造方法であって、
スパッタリングにより上記ハーフトーン位相シフト膜を成膜する工程を含み、
該工程において、上記ケイ素、窒素及び酸素からなる層を、チャンバー内に、1つ以上のケイ素ターゲットを設け、アルゴンガスと窒素ガスと酸素ガスとを導入してスパッタリングすることにより形成することを特徴とするハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランクの製造方法。 - 上記ケイ素、窒素及び酸素からなる層を形成するスパッタリングを、
チャンバー内に導入する窒素ガス流量を、増加させた後減少させることにより掃引したとき、上記窒素ガス流量と、該窒素ガス流量の掃引により、いずれかのケイ素ターゲットで測定されるスパッタ電圧値又はスパッタ電流値とにより形成されるヒステリシス曲線において、
ヒステリシスを示す反応性ガス流量の下限を超えて上限未満の範囲におけるスパッタ状態でスパッタする遷移モードで実施することを特徴とする請求項7記載の製造方法。 - 上記ケイ素、窒素及び酸素からなる層を形成するスパッタリングを、
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、不活性ガスと反応性ガスとを用い、該反応性ガスを酸素ガス及び窒素ガスとし、
ケイ素ターゲットに印加する電力と、チャンバー内に導入する不活性ガス及び酸素ガスの流量とを一定とし、チャンバー内に導入する窒素ガス流量を、増加させた後減少させることにより掃引したとき、上記窒素ガス流量と、該窒素ガス流量の掃引により、いずれかのケイ素ターゲットで測定されるスパッタ電圧値又はスパッタ電流値とにより形成されるヒステリシス曲線において、
ヒステリシスを示す窒素ガス流量の下限を超えて上限未満の範囲におけるスパッタ状態でスパッタする遷移モードで実施することを特徴とする請求項7記載の製造方法。 - 上記ケイ素、窒素及び酸素からなる層を形成するスパッタリングにおけるチャンバー内圧力が0.05Pa以上0.15Pa未満であることを特徴とする請求項8又は9記載の製造方法。
- 上記ハーフトーン位相シフト膜を成膜した後、200℃以上500℃以下の温度で、5分間以上熱処理することを特徴とする請求項10記載の製造方法。
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