JP7303077B2 - Method for manufacturing mask blanks, method for manufacturing photomask, mask blanks and photomask - Google Patents
Method for manufacturing mask blanks, method for manufacturing photomask, mask blanks and photomask Download PDFInfo
- Publication number
- JP7303077B2 JP7303077B2 JP2019164760A JP2019164760A JP7303077B2 JP 7303077 B2 JP7303077 B2 JP 7303077B2 JP 2019164760 A JP2019164760 A JP 2019164760A JP 2019164760 A JP2019164760 A JP 2019164760A JP 7303077 B2 JP7303077 B2 JP 7303077B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- phase shift
- adhesion
- oxygen
- mask
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
- G03F1/46—Antireflective coatings
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/50—Mask blanks not covered by G03F1/20 - G03F1/34; Preparation thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/54—Absorbers, e.g. of opaque materials
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/54—Absorbers, e.g. of opaque materials
- G03F1/58—Absorbers, e.g. of opaque materials having two or more different absorber layers, e.g. stacked multilayer absorbers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Description
本発明はマスクブランクスの製造方法及びフォトマスクの製造方法、マスクブランクス及びフォトマスクに関し、特に位相シフトマスクに用いて好適な技術に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a mask blank, a method of manufacturing a photomask, a mask blank and a photomask, and more particularly to a technique suitable for use in a phase shift mask.
FPD(flat panel display,フラットパネルディスプレイ)の高精細化に伴い微細パターンを形成する必要が高まっている。そのため、従来から用いられている遮光膜を用いたマスクだけでなく、エッヂ強調型の位相シフトマスク(PSMマスク;Phase-Shifting Mask)が使用されるようになっている。 2. Description of the Related Art As FPDs (flat panel displays) become more precise, there is an increasing need to form fine patterns. Therefore, not only the conventionally used mask using a light-shielding film but also an edge-emphasized phase-shifting mask (PSM mask; Phase-Shifting Mask) has come to be used.
これらの位相シフトマスクにおいては、反射率が高い場合が多く、その場合にはマスク作製時のレジストの露光の際に定在波の影響が大きくなるので、マスクパターンの線幅のばらつきが大きくなる。このために位相シフトマスクの反射率を低下させることが望まれている(特許文献1)。 These phase shift masks often have a high reflectance, and in such cases, the influence of standing waves increases during the exposure of the resist during mask fabrication, resulting in large variations in the line width of the mask pattern. . Therefore, it is desired to reduce the reflectance of the phase shift mask (Patent Document 1).
位相シフトマスクの反射率を低下させるためには位相シフトマスクの上層に、マスク下層よりも屈折率の低い層を形成し、光干渉効果を用いて反射率を低減する必要がある。
また、マスクブランクスにおける位相シフト層としてクロム材料が一般的に用いられる。この場合に、反射防止層として屈折率の低い膜を得るためには、酸化されたクロム酸化膜を用いることが可能である。
In order to reduce the reflectance of the phase shift mask, it is necessary to form a layer having a lower refractive index than the lower layer of the phase shift mask and reduce the reflectance using the optical interference effect.
A chromium material is generally used as a phase shift layer in mask blanks. In this case, an oxidized chromium oxide film can be used to obtain a film with a low refractive index as the antireflection layer.
しかしながら、酸素濃度の高いクロム酸化膜は、エッチングレートが低くなる。その結果、反射防止層として酸素濃度の高いクロム酸化膜を採用した場合、反射防止層が位相シフト層よりもエッチングレートが低いため、エッチングされない場合が発生する。 However, a chromium oxide film with a high oxygen concentration has a low etching rate. As a result, when a chromium oxide film having a high oxygen concentration is used as the antireflection layer, the antireflection layer has a lower etching rate than the phase shift layer, so that the antireflection layer may not be etched.
このため、マスクパターンを作製した場合に、反射防止層に比べて位相シフト層のエッチングが進行してしまい、庇の形成された断面形状が発生する等の問題が発生してしまうという問題があることがわかった。 Therefore, when a mask pattern is produced, etching of the phase shift layer progresses more than that of the antireflection layer, and there is a problem that a cross-sectional shape with an eaves is generated. I understand.
低反射率と良好な断面形状を両立する方法として、位相シフト層にクロムニウムを主成分とする材料で形成した場合に反射防止層を例えばモリブデンシリサイド膜等の金属シリサイド膜を用いる方法が考えられる。この様に位相シフト層と反射防止層をそれぞれ別の材料を用いて形成することで、一方の材料をエッチングする際に、もう一方の材料がエッチングされないために、選択的にエッチング加工することが可能になり、結果として良好な断面形状を得ることが可能となる。 As a method for achieving both a low reflectance and a favorable cross-sectional shape, it is conceivable to use a metal silicide film such as a molybdenum silicide film for the antireflection layer when the phase shift layer is formed of a material containing chromium as a main component. . By forming the phase shift layer and the antireflection layer using different materials in this manner, etching can be performed selectively because one material is not etched when the other material is etched. As a result, it becomes possible to obtain a favorable cross-sectional shape.
しかしながら、モリブデンシリサイド膜等のシリサイド膜は親水性の性質を有するため、パターン形成のためにその上にレジストを塗布した場合にはレジストとの密着性が悪くなるという課題が発生することが判明した。 However, since a silicide film such as a molybdenum silicide film has hydrophilic properties, it has been found that when a resist is applied thereon for pattern formation, the adhesion to the resist deteriorates. .
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、反射率が小さいことと、高い選択比で他の層のエッチングを抑制できることを両立させた反射防止層を有するとともに、レジストとの密着性がよく、確実なパターン形成が可能なマスクブランクス及びフォトマスクを実現するという目的を達成しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and has an antireflection layer that achieves both a low reflectance and the ability to suppress etching of other layers with a high selection ratio, and has adhesion to the resist. An object of the present invention is to realize mask blanks and photomasks which are good and which allow reliable pattern formation.
本発明のマスクブランクスは、位相シフトマスクとなる層を有するマスクブランクスであって、
透明基板に積層された位相シフト層と、
前記位相シフト層よりも前記透明基板から離間する位置に設けられた反射防止層と、
前記反射防止層よりも前記透明基板から離間する位置に設けられた密着層と、
を有し、
前記位相シフト層がクロムを含有し、
前記反射防止層がモリブデンシリサイドと酸素とを含有し、
前記密着層がクロムと酸素とを含有し、
前記密着層において、酸素含有率がフォトレジスト層に対するパターニング形成可能な密着性を有するように設定されることにより上記課題を解決した。
本発明のマスクブランクスは、前記密着層において、前記酸素含有率が8.4atm%~65.7atm%の範囲に設定されることができる。
本発明において、前記密着層が窒素を含有し、この窒素含有率が3.7atm%~42.3atm%の範囲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、前記密着層が炭素を含有し、この炭素含有率が2.2atm%~2.3atm%の範囲に設定されることが可能である。
本発明のマスクブランクスにおいて、前記密着層において、クロム含有率が25.2atm%~42.4atm%の範囲に設定される手段を採用することもできる。
本発明のマスクブランクスは、前記密着層において、膜厚が5nm~15nmの範囲に設定されることができる。
本発明のマスクブランクスは、前記反射防止層において、酸素含有率が6.7atm%~63.2atm%の範囲に設定されることができる。
本発明のマスクブランクスは、前記反射防止層が窒素を含有し、窒素含有率が4.6atm%~39.3atm%の範囲に設定されることができる。
本発明のマスクブランクスは、前記密着層よりも前記透明基板から離間する位置に設けられたフォトレジスト層を有することができる。
本発明のマスクブランクスの製造方法は、上記のいずれか記載のマスクブランクスの製造方法であって、
前記透明基板にクロムを含有する前記位相シフト層を積層する位相シフト層形成工程と、
前記位相シフト層よりも前記透明基板から離間する位置にモリブデンシリサイドと酸素とを含有する前記反射防止層を積層する反射防止層形成工程と、
前記反射防止層よりも前記透明基板から離間する位置にクロムと酸素とを含有する前記密着層を積層する密着層形成工程と、
を有し、
前記密着層形成工程において、
スパッタリングにおける供給ガスとして、酸素含有ガスの分圧を設定することにより前記密着層がフォトレジスト層に対するパターニング形成可能な密着性を有するように形成することができる。
本発明のマスクブランクスの製造方法は、前記密着層形成工程において、
前記酸素含有ガスの分圧を設定することにより、酸素含有率の増加にともなって前記密着層における密着性を増大することができる。
本発明のマスクブランクスの製造方法において、前記密着層形成工程において、
前記酸素含有ガスの分圧比を0.00~0.30の範囲に設定することが好ましい。
本発明のマスクブランクスの製造方法においては、前記密着層形成工程において、
前記酸素含有ガスがNOとされることができる。
本発明のフォトマスクにおいては、上記のいずれか記載のマスクブランクスから製造されることができる。
本発明のフォトマスクの製造方法においては、上記のフォトマスクの製造方法であって、
前記位相シフト層にパターンを形成する位相シフトパターン形成工程と、
前記反射防止層にパターンを形成する反射防止パターン形成工程と、
前記密着層にパターンを形成する密着パターン形成工程と、
を有し、
前記位相シフトパターン形成工程および前記密着パターン形成工程におけるエッチング液と、前記反射防止パターン形成工程におけるエッチング液と、が異なる
ことができる。
The mask blanks of the present invention are mask blanks having a layer to be a phase shift mask,
a phase shift layer laminated on a transparent substrate;
an antireflection layer provided at a position further away from the transparent substrate than the phase shift layer;
an adhesion layer provided at a position farther from the transparent substrate than the antireflection layer;
has
the phase shift layer contains chromium,
the antireflection layer contains molybdenum silicide and oxygen,
the adhesion layer contains chromium and oxygen,
The above problem is solved by setting the oxygen content in the adhesive layer so as to have adhesiveness that enables patterning to the photoresist layer.
In the mask blank of the present invention, the oxygen content in the adhesion layer can be set within the range of 8.4 atm % to 65.7 atm %.
In the present invention, it is preferable that the adhesion layer contains nitrogen, and the nitrogen content is set in the range of 3.7 atm % to 42.3 atm %.
In the mask blank of the present invention, the adhesion layer contains carbon, and the carbon content can be set in the range of 2.2 atm % to 2.3 atm %.
In the mask blanks of the present invention, it is also possible to employ means for setting the content of chromium in the range of 25.2 atm % to 42.4 atm % in the adhesion layer.
In the mask blank of the present invention, the adhesive layer may have a film thickness in the range of 5 nm to 15 nm.
In the mask blank of the present invention, the antireflection layer may have an oxygen content in the range of 6.7 atm % to 63.2 atm %.
In the mask blank of the present invention, the antireflection layer contains nitrogen, and the nitrogen content can be set in the range of 4.6 atm % to 39.3 atm %.
The mask blanks of the present invention can have a photoresist layer provided at a position spaced apart from the transparent substrate more than the adhesion layer.
A method for manufacturing a mask blank of the present invention is the method for manufacturing a mask blank according to any one of the above,
A phase shift layer forming step of laminating the phase shift layer containing chromium on the transparent substrate;
an antireflection layer forming step of laminating the antireflection layer containing molybdenum silicide and oxygen at a position farther from the transparent substrate than the phase shift layer;
an adhesion layer forming step of laminating the adhesion layer containing chromium and oxygen at a position farther from the transparent substrate than the antireflection layer;
has
In the adhesion layer forming step,
By setting the partial pressure of the oxygen-containing gas as the supply gas in the sputtering, the adhesion layer can be formed so as to have adhesion that enables patterning formation with respect to the photoresist layer.
In the mask blank manufacturing method of the present invention, in the adhesion layer forming step,
By setting the partial pressure of the oxygen-containing gas, the adhesion of the adhesion layer can be increased as the oxygen content increases.
In the mask blank manufacturing method of the present invention, in the adhesion layer forming step,
It is preferable to set the partial pressure ratio of the oxygen-containing gas in the range of 0.00 to 0.30.
In the mask blank manufacturing method of the present invention, in the adhesion layer forming step,
The oxygen-containing gas can be NO.
The photomask of the present invention can be manufactured from any of the mask blanks described above.
In the method for manufacturing a photomask of the present invention, the method for manufacturing a photomask includes:
A phase shift pattern forming step of forming a pattern on the phase shift layer;
an antireflection pattern forming step of forming a pattern on the antireflection layer;
an adhesion pattern forming step of forming a pattern on the adhesion layer;
has
The etchant used in the phase shift pattern forming step and the adhesion pattern forming step may be different from the etchant used in the antireflection pattern forming step.
本発明のマスクブランクスは、位相シフトマスクとなる層を有するマスクブランクスであって、
透明基板に積層された位相シフト層と、
前記位相シフト層よりも前記透明基板から離間する位置に設けられた反射防止層と、
前記反射防止層よりも前記透明基板から離間する位置に設けられた密着層と、
を有し、
前記位相シフト層がクロムを含有し、
前記反射防止層がモリブデンシリサイドと酸素とを含有し、
前記密着層がクロムと酸素とを含有し、
前記密着層において、酸素含有率がフォトレジスト層に対するパターニング形成可能な密着性を有するように設定される。
これにより、もともとフォトレジスト層との密着性に劣るモリブデンシリサイドを含有する反射防止層を有するマスクブランクスにおいて、フォトレジスト層に接する密着層を有することで、フォトレジスト層との密着性を充分に有して、必要なパターニングを可能とすることができる。このとき、同時に、反射防止層において、酸素含有率の増加にともなって前記反射防止層における屈折率の値が低下するプロファイルにしたがって、設定した前記反射防止層における酸素含有率により、前記反射防止層における屈折率の値を設定することができる。
ここで、密着層としては、クロム化合物を用いることが望ましい。クロム化合物は酸やアルカリ溶液に対する薬液耐性が強いという性質と疎水性の性質を有するためにレジストと接触する界面に用いるのに適している。
The mask blanks of the present invention are mask blanks having a layer to be a phase shift mask,
a phase shift layer laminated on a transparent substrate;
an antireflection layer provided at a position further away from the transparent substrate than the phase shift layer;
an adhesion layer provided at a position farther from the transparent substrate than the antireflection layer;
has
the phase shift layer contains chromium,
the antireflection layer contains molybdenum silicide and oxygen,
the adhesion layer contains chromium and oxygen,
In the adhesion layer, the oxygen content is set so as to have adhesion that enables patterning to the photoresist layer.
As a result, a mask blank having an antireflection layer containing molybdenum silicide, which originally has poor adhesion to the photoresist layer, has sufficient adhesion to the photoresist layer by having the adhesion layer in contact with the photoresist layer. to allow the required patterning. At this time, at the same time, in the antireflection layer, the oxygen content in the antireflection layer set according to the profile in which the refractive index value in the antireflection layer decreases as the oxygen content increases, the antireflection layer can set the value of the refractive index in
Here, it is desirable to use a chromium compound as the adhesion layer. A chromium compound is suitable for use at the interface that comes into contact with the resist because it has the property of being highly resistant to acid and alkaline solutions and the property of being hydrophobic.
反射防止層としては、金属シリサイドの中でもモリブデンシリサイドを用いることが望ましい。これは、モリブデンシリサイドはマスク洗浄に一般的に用いられる硫酸と過酸化水素水の混合液に対する耐性が強く、モリブデンシリサイドに含まれる窒素や酸素濃度を制御することで光学特性を大きく制御することが可能なためである。
また、反射防止層における酸素含有率により、反射防止層における屈折率と消衰係数とを設定することができる。
また、位相シフト層としては、クロム化合物を用いることが望ましい。薬液耐性の強いクロム化合物と金属シリサイドの2種類の材料で位相シフト膜(マスク層)を形成することが可能となる。
Among metal silicides, molybdenum silicide is preferably used as the antireflection layer. This is because molybdenum silicide is highly resistant to a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, which is commonly used for mask cleaning, and optical properties can be greatly controlled by controlling the concentrations of nitrogen and oxygen contained in molybdenum silicide. Because it is possible.
Further, the refractive index and extinction coefficient of the antireflection layer can be set by the oxygen content of the antireflection layer.
Moreover, it is desirable to use a chromium compound as the phase shift layer. It is possible to form a phase shift film (mask layer) with two kinds of materials, ie, a chromium compound and a metal silicide, which are highly resistant to chemicals.
これらにより、必要な密着性を維持した状態で、反射防止層における屈折率を所定の値にして、位相シフト層に対して屈折率の低い反射防止層とすることができ、マスクブランクスにおける反射率を低減することが可能となる。同時に、密着層および位相シフト層がクロムを含有し、反射防止層がモリブデンシリサイドを含有することで、これらをエッチングによりパターニングする際に、それぞれ異なるエッチャント(エッチング液)を用いて、互いに異なるエッチンゲレートとして、高い選択性を呈することが可能となる。したがって、位相シフト層と反射防止層と密着層とにおけるそれぞれのエッチングにおいて、互いに影響を与えることなく、所望の断面形状を有する位相シフトマスクを製造可能なマスクブランクスを提供することができる。 As a result, the refractive index of the antireflection layer can be set to a predetermined value while maintaining the necessary adhesion, and the antireflection layer can have a lower refractive index than the phase shift layer. can be reduced. At the same time, since the adhesion layer and the phase shift layer contain chromium, and the antireflection layer contains molybdenum silicide, different etchants (etching liquids) are used for patterning them by etching. As a rate, it becomes possible to exhibit high selectivity. Therefore, it is possible to provide a mask blank capable of manufacturing a phase shift mask having a desired cross-sectional shape without affecting each other in etching the phase shift layer, the antireflection layer, and the adhesion layer.
ここで、本発明のマスクブランクスにおいては、マスクブランクスとしての反射率を小さくする。このためには、密着層と反射防止層の光学定数を近い値にした上で、反射防止層と位相シフト層との間の屈折率と消衰係数との値の差を大きくすることが重要である。このため、マスクブランクスとしての反射率を低減するためには密着層および反射防止層の屈折率と消衰係数との値を小さくすることが望ましい。 Here, in the mask blanks of the present invention, the reflectance as mask blanks is reduced. For this purpose, it is important to make the optical constants of the adhesion layer and the antireflection layer close to each other, and then increase the difference in the values of the refractive index and the extinction coefficient between the antireflection layer and the phase shift layer. is. Therefore, in order to reduce the reflectance of the mask blank, it is desirable to reduce the values of the refractive index and the extinction coefficient of the adhesion layer and the antireflection layer.
本発明のマスクブランクスは、前記密着層において、前記酸素含有率が8.4atm%~65.7atm%の範囲に設定される。
これにより、密着層において、フォトレジスト層に対して充分な密着性を有することができ、マスク層としての必要な光学特性を有する状態を維持することができる。特に、密着層において、酸素含有率を増加することで、親水性を低下して疎水性を向上し、フォトレジストとの密着性を向上することが可能である。さらに、密着層において、酸素含有率を増加することで、屈折率と消衰係数の値を低くすることが可能である。
In the mask blanks of the present invention, the oxygen content in the adhesion layer is set within the range of 8.4 atm % to 65.7 atm %.
As a result, the adhesion layer can have sufficient adhesion to the photoresist layer, and can maintain the state of having the optical properties necessary for the mask layer. In particular, by increasing the oxygen content in the adhesive layer, it is possible to decrease the hydrophilicity and improve the hydrophobicity, thereby improving the adhesion to the photoresist. Furthermore, by increasing the oxygen content in the adhesion layer, it is possible to lower the values of the refractive index and the extinction coefficient.
本発明において、前記密着層が窒素を含有し、この窒素含有率が3.7atm%~42.3atm%の範囲に設定される。
これにより、密着層において、フォトレジスト層に対して充分な密着性を有することができ、また、所定のエッチングレートを有して、同時に、他の層とともに設定されるマスク層としての光学特性に対して影響を与えない状態を維持した所望のマスクブランクスとすることができる。特に、密着層において、窒素含有率を増加することで、屈折率と消衰係数の値を低くすることが可能である。
さらに、密着層に用いられるクロム化合物では、クロム化合物中の酸素濃度と窒素濃度をいずれも高くすることで、屈折率と消衰係数の値をより低くすることが可能である。
In the present invention, the adhesion layer contains nitrogen, and the nitrogen content is set in the range of 3.7 atomic % to 42.3 atomic %.
As a result, the adhesion layer can have sufficient adhesion to the photoresist layer, has a predetermined etching rate, and at the same time has optical properties as a mask layer set together with other layers. Desired mask blanks can be obtained while maintaining a state in which they do not affect the In particular, by increasing the nitrogen content in the adhesion layer, it is possible to lower the values of the refractive index and the extinction coefficient.
Furthermore, in the chromium compound used for the adhesion layer, it is possible to lower the refractive index and the extinction coefficient by increasing both the oxygen concentration and the nitrogen concentration in the chromium compound.
本発明のマスクブランクスは、前記密着層が炭素を含有し、この炭素含有率が2.2atm%~2.3atm%の範囲に設定されることが可能である。
これにより、密着層において、フォトレジスト層に対して充分な密着性を有することができ、また、所定のエッチングレートを有して、同時に、他の層とともに設定されるマスク層としての光学特性に対して影響を与えない状態を維持した所望のマスクブランクスとすることができる。
In the mask blank of the present invention, the adhesion layer contains carbon, and the carbon content can be set in the range of 2.2 atm % to 2.3 atm %.
As a result, the adhesion layer can have sufficient adhesion to the photoresist layer, has a predetermined etching rate, and at the same time has optical properties as a mask layer set together with other layers. Desired mask blanks can be obtained while maintaining a state in which they do not affect the
本発明のマスクブランクスにおいて、前記密着層において、クロム含有率が25.2atm%~42.4atm%の範囲に設定される手段を採用することもできる。
これにより、密着層において、フォトレジスト層に対して充分な密着性を有することができ、また、所定のエッチングレートを有して、同時に、他の層とともに設定されるマスク層としての光学特性に対して影響を与えない状態を維持した所望のマスクブランクスとすることができる。
密着層としてはクロム化合物を用いることが望ましい。クロム化合物は酸やアルカリ溶液に対する薬液耐性が強いという性質と疎水性の性質を有するためにレジストと接触する界面に用いるのに適している。
In the mask blanks of the present invention, it is also possible to employ means for setting the content of chromium in the range of 25.2 atm % to 42.4 atm % in the adhesion layer.
As a result, the adhesion layer can have sufficient adhesion to the photoresist layer, has a predetermined etching rate, and at the same time has optical properties as a mask layer set together with other layers. Desired mask blanks can be obtained while maintaining a state in which they do not affect the
It is desirable to use a chromium compound as the adhesion layer. A chromium compound is suitable for use at the interface that comes into contact with the resist because it has the property of being highly resistant to acid and alkaline solutions and the property of being hydrophobic.
本発明のマスクブランクスは、前記密着層において、膜厚が5nm~15nmの範囲に設定されることができる。
これにより、密着層において、フォトレジスト層に対して充分な密着性を有することができ、また、所定のエッチングレートを有して、同時に、他の層とともに設定されるマスク層としての光学特性に対して影響を与えない状態を維持した所望のマスクブランクスとすることができる。
In the mask blank of the present invention, the adhesive layer may have a film thickness in the range of 5 nm to 15 nm.
As a result, the adhesion layer can have sufficient adhesion to the photoresist layer, has a predetermined etching rate, and at the same time has optical properties as a mask layer set together with other layers. Desired mask blanks can be obtained while maintaining a state in which they do not affect the
本発明のマスクブランクスは、前記反射防止層において、酸素含有率が6.7atm%~63.2atm%の範囲に設定される。
これにより、前記反射防止層において、波長365nm~436nmにおける屈折率の値を2.5から1.8の範囲に設定することができる。
これにより、クロムを含有する位相シフト層よりも屈折率の低い反射防止層とすることができ、マスクブランクスにおける反射率を低減することが可能となる。
したがって、反射防止層における反射率を低くすることができ、パターニングにおける断面形状を所定の状態に維持した状態で、マスク層として、例えばg線(436nm)からi線(365nm)に渡る波長帯域において低反射過率を有することが可能となる。
これにより、FPD製造におけるレーザ光を用いたパターニングにおいても、所定の反射率を有するブランクスを提供することが可能となる。
In the mask blank of the present invention, the oxygen content in the antireflection layer is set within the range of 6.7 atm % to 63.2 atm %.
As a result, the antireflection layer can have a refractive index within the range of 2.5 to 1.8 at wavelengths of 365 nm to 436 nm.
As a result, the antireflection layer can have a lower refractive index than the phase shift layer containing chromium, and the reflectance of the mask blank can be reduced.
Therefore, the reflectance of the antireflection layer can be lowered, and while the cross-sectional shape in patterning is maintained in a predetermined state, as a mask layer, for example, in the wavelength band from g-line (436 nm) to i-line (365 nm) It is possible to have a low reflective transmittance.
This makes it possible to provide blanks having a predetermined reflectance even in patterning using laser light in FPD manufacturing.
反射防止層がモリブデンシリサイドを含有することで、マスク洗浄に一般的に用いられる硫酸と過酸化水素水の混合液に対する耐性が強いモリブデンシリサイドにおいて、含まれる窒素や酸素濃度を制御して、光学特性を大きく制御することが可能である。
また、前記反射防止層において、酸素含有率の増加にともなって前記反射防止層における屈折率の値が低下するプロファイルにしたがって、設定した前記反射防止層における酸素含有率により、前記反射防止層における屈折率の値を設定することができる。
これにより、反射防止層における屈折率を所定の値にして、位相シフト層に対して屈折率の低い反射防止層とすることができ、マスクブランクスにおける反射率を低減することが可能となる。
By containing molybdenum silicide in the antireflection layer, molybdenum silicide is highly resistant to a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, which is commonly used for mask cleaning. can be largely controlled.
In addition, in the antireflection layer, the oxygen content in the antireflection layer set according to the profile in which the refractive index value in the antireflection layer decreases as the oxygen content increases, the refractive index in the antireflection layer A rate value can be set.
As a result, the refractive index of the antireflection layer can be set to a predetermined value to form an antireflection layer having a lower refractive index than that of the phase shift layer, and the reflectance of the mask blank can be reduced.
また、前記反射防止層において、前記酸素含有率を上記の範囲に設定して、波長365nm~436nmにおける消衰係数の値を0.6から0.1の範囲に設定することができる。
これにより、クロムを含有する位相シフト層に対して、所定の屈折率および消衰係数を有する反射防止層とすることができ、マスクブランクスにおける反射率を所定の値に設定することが可能となる。
Further, in the antireflection layer, the oxygen content can be set within the above range, and the value of the extinction coefficient at wavelengths of 365 nm to 436 nm can be set within the range of 0.6 to 0.1.
As a result, an antireflection layer having a predetermined refractive index and extinction coefficient can be formed with respect to the chromium-containing phase shift layer, and the reflectance of the mask blank can be set to a predetermined value. .
本発明のマスクブランクスは、前記反射防止層が窒素を含有し、窒素含有率が4.6atm%~39.3atm%の範囲に設定される。
これにより、クロムを含有する位相シフト層に対して、所定の屈折率および消衰係数を有する反射防止層とすることができ、マスクブランクスにおける反射率を所定の値に設定することが可能となる。
反射防止層に用いられる金属シリサイドにモリブデンシリサイドを用いとともに、反射防止層中の窒素濃度と酸素濃度を増加させることで、屈折率と消衰係数の値を低くすることが可能である。特に反射防止層中の酸素濃度を増加させることで、屈折率と消衰係数の値を大きく低下させることができる。
In the mask blank of the present invention, the antireflection layer contains nitrogen, and the nitrogen content is set in the range of 4.6 atm % to 39.3 atm %.
As a result, an antireflection layer having a predetermined refractive index and extinction coefficient can be formed with respect to the chromium-containing phase shift layer, and the reflectance of the mask blank can be set to a predetermined value. .
By using molybdenum silicide as the metal silicide used in the antireflection layer and increasing the nitrogen concentration and oxygen concentration in the antireflection layer, it is possible to lower the refractive index and the extinction coefficient. In particular, by increasing the oxygen concentration in the antireflection layer, the values of the refractive index and the extinction coefficient can be greatly reduced.
また、前記反射防止層を設けることで、前記反射防止層がない場合に比べて、波長365nm~436nmにおける反射率の比を1(25%)~1/5(5%)の範囲まで低減することができる。
これにより、クロムを含有する位相シフト層に対して、所定の屈折率および消衰係数を有する反射防止層とすることができ、マスクブランクスにおける反射率を所定の値に設定することが可能となる。
In addition, by providing the antireflection layer, the reflectance ratio at a wavelength of 365 nm to 436 nm is reduced to a range of 1 (25%) to 1/5 (5%) compared to the case where the antireflection layer is not provided. be able to.
As a result, an antireflection layer having a predetermined refractive index and extinction coefficient can be formed with respect to the chromium-containing phase shift layer, and the reflectance of the mask blank can be set to a predetermined value. .
本発明のマスクブランクスは、前記密着層よりも前記透明基板から離間する位置に設けられたフォトレジスト層を有する。
これにより、フォトリソグラフィ法によるパターニングをおこなう際に、フォトレジスト層とマスク層とが充分な密着性を有し、エッチング液がフォトレジスト層の透明基板側の界面に侵入することがないマスクブランクスとすることができる。
The mask blank of the present invention has a photoresist layer provided at a position spaced apart from the transparent substrate more than the adhesion layer.
As a result, the mask blank has sufficient adhesion between the photoresist layer and the mask layer when patterning is performed by photolithography, and the etchant does not enter the interface of the photoresist layer on the transparent substrate side. can do.
本発明のマスクブランクスの製造方法は、上記のいずれか記載のマスクブランクスの製造方法であって、
前記透明基板にクロムを含有する前記位相シフト層を積層する位相シフト層形成工程と、
前記位相シフト層よりも前記透明基板から離間する位置にモリブデンシリサイドと酸素とを含有する前記反射防止層を積層する反射防止層形成工程と、
前記反射防止層よりも前記透明基板から離間する位置にクロムと酸素とを含有する前記密着層を積層する密着層形成工程と、
を有し、
前記密着層形成工程において、
スパッタリングにおける供給ガスとして、酸素含有ガスの分圧を設定することにより前記密着層がフォトレジスト層に対するパターニング形成可能な密着性を有するように形成する。
これにより、密着層形成工程において、酸素含有ガスの分圧を所定の範囲に設定した状態で、スパッタリングによりクロムを含有する密着層を反射防止層に積層することで、密着層における疎水性を低減して撥水性を増大し、フォトレジスト層との密着性を向上するとともに、屈折率と消衰係数との値を所定の値に設定することが可能となる。
たがって、必要な密着性を有して、かつ、パターニングにおける断面形状を所定の状態に維持した状態で、マスク層として、例えばg線(436nm)からi線(365nm)に渡る波長帯域において低反射過率を有することが可能となる。
A method for manufacturing a mask blank of the present invention is the method for manufacturing a mask blank according to any one of the above,
A phase shift layer forming step of laminating the phase shift layer containing chromium on the transparent substrate;
an antireflection layer forming step of laminating the antireflection layer containing molybdenum silicide and oxygen at a position farther from the transparent substrate than the phase shift layer;
an adhesion layer forming step of laminating the adhesion layer containing chromium and oxygen at a position farther from the transparent substrate than the antireflection layer;
has
In the adhesion layer forming step,
By setting the partial pressure of the oxygen-containing gas as the supply gas in the sputtering, the adhesion layer is formed so as to have adhesion that enables patterning to the photoresist layer.
As a result, in the adhesion layer forming step, the adhesion layer containing chromium is laminated on the antireflection layer by sputtering while the partial pressure of the oxygen-containing gas is set within a predetermined range, thereby reducing the hydrophobicity of the adhesion layer. As a result, the water repellency is increased, the adhesion to the photoresist layer is improved, and the values of the refractive index and the extinction coefficient can be set to predetermined values.
Therefore, while maintaining the required adhesion and maintaining the cross-sectional shape in patterning in a predetermined state, the mask layer has a low wavelength band from the g-line (436 nm) to the i-line (365 nm), for example. It becomes possible to have a reflective transmittance.
具体的には、まず、マスクブランクスとするガラス基板(透明基板)上に、スパッタリング法等を用いて、位相シフト層の主成分膜となるクロム化合物膜を形成する。この際に形成するクロム化合物はクロムニウム、酸素、窒素、炭素等を含有する膜であることが望ましい。膜中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と位相を有する位相シフト層を形成することが可能である。 Specifically, first, a chromium compound film, which is the main component film of the phase shift layer, is formed on a glass substrate (transparent substrate) used as a mask blank by sputtering or the like. The chromium compound formed at this time is preferably a film containing chromium, oxygen, nitrogen, carbon, or the like. By controlling the composition and film thickness of chromium, oxygen, nitrogen and carbon contained in the film, it is possible to form a phase shift layer having desired transmittance and phase.
この際に、クロム化合物のみで位相シフト層を形成した場合、反射率が約25%と高くなってしまう。このため、位相シフト層の表面に低反射層を形成することにより、反射率を低減することが望ましい。 At this time, if the phase shift layer is formed only from a chromium compound, the reflectance will be as high as about 25%. Therefore, it is desirable to reduce the reflectance by forming a low-reflection layer on the surface of the phase shift layer.
このため、位相シフト層を形成するクロム膜に対して、位相シフト層の膜厚、および、光学定数を調整することに加えて、反射防止層の膜厚、および、光学定数を調整することで位相差および透過率および反射率を制御することが必要となる。 Therefore, by adjusting the film thickness and optical constants of the antireflection layer in addition to adjusting the film thickness and optical constants of the chromium film forming the phase shift layer, It is necessary to control phase difference and transmittance and reflectance.
ここで、反射防止層を位相シフト層に対して別材料で形成することにより、エッチング工程においてウエットエッチングを用いた場合に、異なるエッチング工程として、エッチング液を変えて選択的にエッチングすることが可能である。 Here, by forming the antireflection layer with a different material from the phase shift layer, when wet etching is used in the etching process, it is possible to selectively etch by changing the etchant as a different etching process. is.
また、位相シフトマスクの反射率を小さくするためには、反射防止層と位相シフト層との間の屈折率と消衰係数の値の差を大きくすることが重要である。したがって、位相シフトマスクの反射率を低減するためには、反射防止層の屈折率と消衰係数の値をより小さくすることが望ましい。 In order to reduce the reflectance of the phase shift mask, it is important to increase the difference in refractive index and extinction coefficient between the antireflection layer and the phase shift layer. Therefore, in order to reduce the reflectance of the phase shift mask, it is desirable to reduce the refractive index and extinction coefficient of the antireflection layer.
本発明者らは、鋭意検討の結果、マスク層の最表面にフォトレジストとの密着性を改善する密着層としてクロム化合物を用い、その下に反射防止層としてモリブデンシリサイド等の金属シリサイドを用い、最下層に位相シフト層として、クロム化合物を用いた3層構造を用いることで、フォトレジスト層との密着性を高めた上で、エッチング中には、それぞれの層が高い選択比で他の層のエッチングを抑制出来るプロセスを用いることが望ましいことを見出した。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that a chromium compound is used as an adhesion layer for improving the adhesion to the photoresist on the outermost surface of the mask layer, and a metal silicide such as molybdenum silicide is used as an antireflection layer below it. By using a three-layer structure using a chromium compound as the bottom layer as a phase shift layer, the adhesiveness with the photoresist layer is improved, and during etching, each layer has a high selectivity to other layers. We have found that it is desirable to use a process that can suppress the etching of .
このことにより、密着層と反射防止層と位相シフト層とのエッチングをそれぞれ独立に制御することが可能であるために、反射率を十分に低減した上で、マスクとして用いるのに適した断面形状を得ることが可能である。 As a result, the etching of the adhesion layer, the antireflection layer, and the phase shift layer can be independently controlled, so that the cross-sectional shape suitable for use as a mask while sufficiently reducing the reflectance can be obtained. It is possible to obtain
また反射防止層としては、金属シリサイドの中でもモリブデンシリサイドを用いることが望ましいことを見出した。
これは、モリブデンシリサイドに含まれる窒素や酸素濃度を制御することで光学特性を大きく制御することが可能であるという知見による。これは、モリブデンシリサイド膜に含まれるモリブデン、シリコン、酸素、窒素の濃度を制御することでモリブデンシリサイド膜の光学定数を大きく制御することができるためである。
Further, the inventors have found that it is desirable to use molybdenum silicide among metal silicides as the antireflection layer.
This is based on the knowledge that it is possible to greatly control the optical properties by controlling the concentrations of nitrogen and oxygen contained in molybdenum silicide. This is because the optical constant of the molybdenum silicide film can be greatly controlled by controlling the concentrations of molybdenum, silicon, oxygen, and nitrogen contained in the molybdenum silicide film.
特に、本発明者らは、モリブデンシリサイドは膜中の窒素濃度と酸素濃度を増加させることで屈折率と消衰係数の値を低くすることが可能であることを見出した。
特に膜中の酸素濃度を増加させることで、屈折率と消衰係数の値を大きく低下させることができることを見出した。
In particular, the inventors have found that molybdenum silicide can lower the refractive index and extinction coefficient by increasing the nitrogen and oxygen concentrations in the film.
In particular, it was found that the values of the refractive index and the extinction coefficient can be greatly reduced by increasing the oxygen concentration in the film.
このため、位相シフト層としてクロム化合物を用い、かつ、反射防止層としてモリブデンシリサイド膜を用いることにより、位相シフトマスクの反射率を低くすることが可能になる。 Therefore, by using a chromium compound as the phase shift layer and using a molybdenum silicide film as the antireflection layer, it is possible to lower the reflectance of the phase shift mask.
また、位相シフト層としてクロム化合物を用いた場合に対して、エッチングにおける高い選択性をもたせることができる。
さらに、モリブデンシリサイドは、マスク洗浄において、一般的に用いられる硫酸と過酸化水素水の混合液に対する耐性が強い。
In addition, high selectivity in etching can be provided as compared with the case where a chromium compound is used as the phase shift layer.
Furthermore, molybdenum silicide is highly resistant to a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide, which is commonly used in mask cleaning.
本発明のマスクブランクスの製造方法は、前記密着層形成工程において、
前記酸素含有ガスの分圧を設定することにより、酸素含有率の増加にともなって前記密着層における密着性を増大する。
これにより、密着層形成工程において、酸素含有ガスの分圧を所定の範囲に設定した状態で密着層を反射防止層に積層することで、密着層における疎水性と撥水性とにかかるフォトレジスト層との密着性、および、屈折率と消衰係数との値を所定の値に設定することが可能となる。
ここで、スパッタリングにおける酸素含有ガスの分圧を所定の値に設定することにより、密着層における屈折率と消衰係数との値を設定することができる。
具体的には、前記密着層形成工程において、酸素含有ガスの分圧を増加させて、密着層におけるフォトレジスト層との密着性を増加させるとともに、密着層における屈折率と消衰係数との値を低下させ、前記酸素含有ガスの分圧を減少させて、密着層における屈折率と消衰係数との値を増加させることができる。
In the mask blank manufacturing method of the present invention, in the adhesion layer forming step,
By setting the partial pressure of the oxygen-containing gas, the adhesion of the adhesion layer increases as the oxygen content increases.
As a result, in the adhesion layer forming step, by laminating the adhesion layer on the antireflection layer while setting the partial pressure of the oxygen-containing gas within a predetermined range, the photoresist layer depends on the hydrophobicity and water repellency of the adhesion layer. It is possible to set the values of the adhesion to the film and the values of the refractive index and the extinction coefficient to predetermined values.
Here, by setting the partial pressure of the oxygen-containing gas in sputtering to a predetermined value, the values of the refractive index and the extinction coefficient in the adhesive layer can be set.
Specifically, in the adhesion layer forming step, the partial pressure of the oxygen-containing gas is increased to increase the adhesion of the adhesion layer to the photoresist layer, and the values of the refractive index and the extinction coefficient of the adhesion layer can be decreased, and the partial pressure of the oxygen-containing gas can be decreased to increase the values of the refractive index and the extinction coefficient in the adhesion layer.
本発明のマスクブランクスの製造方法において、前記密着層形成工程において、
前記酸素含有ガスの分圧比を0.00~0.30の範囲に設定する。
これにより、所定の酸素含有率として密着層を反射防止層に積層することができる。したがって、密着層におけるフォトレジスト層に対する密着性、および、屈折率と消衰係数との値を所定の値に設定することが可能となる。
In the mask blank manufacturing method of the present invention, in the adhesion layer forming step,
A partial pressure ratio of the oxygen-containing gas is set within a range of 0.00 to 0.30.
As a result, the adhesion layer can be laminated on the antireflection layer with a predetermined oxygen content. Therefore, it is possible to set the adhesion of the adhesion layer to the photoresist layer, the refractive index, and the extinction coefficient to predetermined values.
本発明のマスクブランクスの製造方法においては、前記密着層形成工程において、
前記酸素含有ガスがNOとされることができる。
なお、酸素含有ガスとして、O2、CO、NOX、などを用いることもできる。
さらに、密着層形成工程において、同じクロムを含有する位相シフト層の成膜時における酸素含有ガスとは異なるガスを採用することができる。
In the mask blank manufacturing method of the present invention, in the adhesion layer forming step,
The oxygen-containing gas can be NO.
In addition, O2 , CO, NOx , etc. can also be used as oxygen-containing gas.
Furthermore, in the adhesion layer forming step, a gas different from the oxygen-containing gas used when forming the same chromium-containing phase shift layer can be employed.
本発明のフォトマスクにおいては、上記のいずれか記載のマスクブランクスから製造されることができる。 The photomask of the present invention can be manufactured from any of the mask blanks described above.
本発明のフォトマスクの製造方法においては、上記のフォトマスクの製造方法であって、
前記位相シフト層にパターンを形成する位相シフトパターン形成工程と、
前記反射防止層にパターンを形成する反射防止パターン形成工程と、
前記密着層にパターンを形成する密着パターン形成工程と、
を有し、
前記位相シフトパターン形成工程および前記密着パターン形成工程におけるエッチング液と、前記反射防止パターン形成工程におけるエッチング液と、が異なる。
これにより、互いに異なるエッチンゲレートとして、高い選択性を呈することが可能となる。したがって、密着層と位相シフト層と反射防止層とにおけるそれぞれのエッチングにおいて、互いに影響を与えることなく、所望の断面形状を有するフォトマスクを製造可能なマスクブランクスを提供することができる。
これにより、それぞれの層で、所望の膜特性を有するフォトマスクを製造することができる。
In the method for manufacturing a photomask of the present invention, the method for manufacturing a photomask includes:
A phase shift pattern forming step of forming a pattern on the phase shift layer;
an antireflection pattern forming step of forming a pattern on the antireflection layer;
an adhesion pattern forming step of forming a pattern on the adhesion layer;
has
The etchant used in the phase shift pattern forming step and the adhesion pattern forming step is different from the etchant used in the antireflection pattern forming step.
This makes it possible to exhibit high selectivity as different etchants. Therefore, it is possible to provide a mask blank that can manufacture a photomask having a desired cross-sectional shape without affecting each other in the respective etchings of the adhesive layer, the phase shift layer, and the antireflection layer.
Thereby, a photomask having desired film properties can be manufactured for each layer.
ここで、一般的な位相シフトマスクは、i線(波長365nm)で約5%の透過率を有し、位相シフト部と透過部との位相差が180°になるように設定される。 Here, a general phase shift mask has a transmittance of about 5% for the i-line (wavelength of 365 nm), and is set so that the phase difference between the phase shift portion and the transmission portion is 180°.
本発明によれば、反射率が小さいことと、高い選択比で他の層のエッチングを抑制できることを両立させた反射防止層を有するとともに、レジストとの密着性がよく、確実なパターン形成が可能なマスクブランクス及びフォトマスクを提供することができるという効果を奏することが可能となる。 According to the present invention, it has an antireflection layer that achieves both a low reflectance and the ability to suppress etching of other layers with a high selectivity, and has good adhesion to the resist, enabling reliable pattern formation. It is possible to obtain the effect of being able to provide mask blanks and photomasks of high quality.
以下、本発明に係るマスクブランクス、位相シフトマスクおよびその製造方法の第1実施形態を、図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態におけるマスクブランクスを示す断面図であり、図2は、本実施形態におけるマスクブランクスを示す断面図であり、図において、符号10Bは、マスクブランクスである。
A first embodiment of mask blanks, a phase shift mask, and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the mask blanks in this embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the mask blanks in this embodiment, and reference numeral 10B denotes the mask blanks.
本実施形態に係るマスクブランクス10Bは、露光光の波長が365nm~436nm程度の範囲で使用される位相シフトマスク(フォトマスク)に供されるものとされる。
本実施形態に係るマスクブランクス10Bは、図1に示すように、ガラス基板(透明基板)11と、このガラス基板11上に形成された位相シフト層12と、位相シフト層12上に形成された反射防止層13と、反射防止層13上に形成された密着層14と、で構成される。
The mask blank 10B according to the present embodiment is intended to be used for a phase shift mask (photomask) used with exposure light having a wavelength in the range of about 365 nm to 436 nm.
As shown in FIG. 1, the mask blank 10B according to the present embodiment includes a glass substrate (transparent substrate) 11, a
つまり、反射防止層13は、位相シフト層12よりもガラス基板11から離間する位置に設けられる。また、密着層14は、反射防止層13よりもガラス基板11から離間する位置に設けられる。
これら位相シフト層12と反射防止層13と密着層14とは、フォトマスクとして必要な光学特性を有して低反射な位相シフト膜であるマスク層を構成している。
That is, the
The
さらに、本実施形態に係るマスクブランクス10Bは、図1に示すように、位相シフト層12と反射防止層13と密着層14との積層されたマスク層に対して、図2に示すように、あらかじめフォトレジスト層15が成膜された構成とすることもできる。
Furthermore, the mask blank 10B according to the present embodiment has, as shown in FIG. A configuration in which the
なお、本実施形態に係るマスクブランクス10Bは、位相シフト層12と反射防止層13と密着層14以外に、耐薬層、保護層、遮光層、エッチングストッパー層、等を積層した構成とされてもよい。さらに、これらの積層膜の上に、図2に示すように、フォトレジスト層15が形成されていてもよい。
Note that the mask blank 10B according to the present embodiment may be configured by laminating a chemical-resistant layer, a protective layer, a light-shielding layer, an etching stopper layer, etc., in addition to the
ガラス基板(透明基板)11としては、透明性及び光学的等方性に優れた材料が用いられ、例えば、石英ガラス基板を用いることができる。ガラス基板11の大きさは特に制限されず、当該マスクを用いて露光する基板(例えばLCD(液晶ディスプレイ)、プラズマディスプレイ、有機EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイなどのFPD用基板等)に応じて適宜選定される。
As the glass substrate (transparent substrate) 11, a material having excellent transparency and optical isotropy is used, and for example, a quartz glass substrate can be used. The size of the
本実施形態では、ガラス基板(透明基板)11として、一辺100mm程度から、一辺2000mm以上の矩形基板を適用可能であり、さらに、厚み1mm以下の基板、厚み数mmの基板や、厚み10mm以上の基板も用いることができる。 In this embodiment, as the glass substrate (transparent substrate) 11, a rectangular substrate having a side of about 100 mm to 2000 mm or more can be applied. Substrates can also be used.
また、ガラス基板11の表面を研磨することで、ガラス基板11のフラットネスを低減するようにしてもよい。ガラス基板11のフラットネスは、例えば、20μm以下とすることができる。これにより、マスクの焦点深度が深くなり、微細かつ高精度なパターン形成に大きく貢献することが可能となる。さらにフラットネスは10μm以下と、小さい方が良好である。
Further, the flatness of the
位相シフト層12としては、Cr(クロム)を主成分とするものであり、さらに、C(炭素)、O(酸素)およびN(窒素)を含むものとされる。
さらに、位相シフト層12が厚み方向に異なる組成を有することもでき、この場合、位相シフト層12として、Cr単体、並びにCrの酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、炭化窒化物および酸化炭化窒化物から選択される1つ、または、2種以上を積層して構成することもできる。
位相シフト層12は、後述するように、所定の光学特性および抵抗率が得られるようにその厚み、および、Cr,N,C,O等の組成比(atm%)が設定される。
The
Furthermore, the
As will be described later, the thickness of the
位相シフト層12の膜厚は、位相シフト層12に要求される光学特性によって設定され、Cr,N,C,O等の組成比によって変化する。位相シフト層12の膜厚は、50nm~150nmとすることができる。
The film thickness of the
例えば、位相シフト層12における組成比は、炭素含有率(炭素濃度)が2.3atm%~10.3atm%、酸素含有率(酸素濃度)が8.4atm%~72.8atm%、窒素含有率(窒素濃度)が1.8atm%~42.3atm%、クロム含有率(クロム濃度)が20.3atm%~42.4atm%であるように設定されることができる。
For example, the composition ratio in the
これにより、位相シフト層12は、波長365nm~436nm程度の範囲において、屈折率が2.4~3.1程度、消衰係数0.3~2.1を有した場合、膜厚90nm程度に設定されることができる。
As a result, when the
反射防止層13としては、位相シフト層12とは異なる材料として、金属シリサイド膜、例えば、Ta、Ti、W、Mo、Zrなどの金属や、これらの金属どうしの合金とシリコンとを含む膜とすることができる。特に、金属シリサイドの中でもモリブデンシリサイドを用いることが好ましく、MoSiX(X≧2)膜(例えばMoSi2膜、MoSi3膜やMoSi4膜など)が挙げられる。
As the
反射防止層13としては、O(酸素)およびN(窒素)を含有するモリブデンシリサイド膜とすることが好ましい。
さらに、反射防止層13は、C(炭素)含有することが好ましい。
反射防止層13において、酸素含有率(酸素濃度)を6.7atm%~63.2atm%の範囲に設定し、窒素含有率(窒素濃度)を4.6atm%~39.3atm%の範囲に設定し、炭素含有率(炭素濃度)が4.0atm%~13.5atm%の範囲に設定することができる。
The
Furthermore, the
In the
反射防止層13において、酸素含有率(酸素濃度)が36atm%以上、窒素含有率(窒素濃度)が10atm%以上含まれるモリブデンシリサイド化合物を用いることが望ましい。
反射防止層13において、膜中の窒素濃度と酸素濃度を増加させて、屈折率と消衰係数の値を低くすることが可能である。特に、膜中の酸素濃度を増加させることで、屈折率と消衰係数の値を大きく低下させる。
また、反射防止層13の膜厚を30nm以上、60nm以下に設定することで365~436nmの波長における反射率を低減できる。
In the
In the
Also, by setting the film thickness of the
このとき、反射防止層13において、シリコン含有率(シリコン濃度)を11.1atm%~21.7atm%の範囲に設定し、モリブデン含有率(モリブデン濃度)が14.9atm%~28.3atm%の範囲に設定することができる。
At this time, in the
これにより、反射防止層13において、波長365nm~436nmにおける前記屈折率の値を2.5から1.8の範囲に設定することができる。
また、反射防止層13において、波長365nm~436nmにおける前記消衰係数の値を0.7から0.1の範囲に設定することができる。
Thereby, in the
Further, in the
したがって、本実施形態のマスクブランクス10Bにおいて、上記の位相シフト層12および反射防止層13を有することで、反射防止層13がない場合に比べて、波長365nm~436nmにおける反射率の比を1(25%)~1/5(5%)の範囲まで低減することが可能となる。
Therefore, in the mask blank 10B of the present embodiment, by having the
密着層14は、Cr(クロム)、O(酸素)を主成分とするものであり、さらに、C(炭素)およびN(窒素)を含むものとされる。
この場合、密着層14として、Crの酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、炭化窒化物および酸化炭化窒化物から選択される1つ、または、2種以上を積層して構成することもできる。さらに、密着層14が厚み方向に異なる組成を有することもできる。
密着層14は、後述するように、所定の密着性(疎水性)、所定の光学特性が得られるようにその厚み、および、Cr,N,C,O,Si等の組成比(atm%)が設定される。
The
In this case, the
As will be described later, the
例えば、密着層14における組成比は、酸素含有率(酸素濃度)が8.4atm%~65.7atm%、窒素含有率(窒素濃度)が3.7atm%~42.3atm%、クロムが25.2atm%~42.4atm%、炭素含有率(炭素濃度)が2.2atm%~2.3atm%、シリコンが3.3atm%~4.7atm%、であるように設定されることができる。
For example, the composition ratio of the
密着層14の膜厚は、密着層14に要求される密着性(疎水性)および光学特性等によって設定され、Cr,N,C,O等の組成比によって変化する。密着層14の膜厚は、5nm~20nm、さらに、10nm~15nmとすることができる。
密着層14の膜厚を上記の範囲とすることにより、フォトリソグラフィ法におけるパターニング形成時に、たとえば、クロム系に用いられるフォトレジスト層15との密着性を向上して、フォトレジスト層15との界面でエッチング液の浸込みが発生しないため、良好なパターン形状が得られて、所望のパターンを形成することができる。
The film thickness of the
By setting the film thickness of the
なお、密着層14の膜厚が上記範囲よりも薄いと、フォトレジスト層15との密着性が所定の状態とならずにフォトレジスト層15が剥離して、界面にエッチング液が侵入してしまい、パターン形成をおこなうことができなくなるため好ましくない。また、密着層14の膜厚が上記範囲よりも厚い場合には、フォトマスクとしての光学特性を所望の条件に設定することが難しくなる、あるいは、マスクパターンの断面形状が所望の状態にならない可能性があるため、好ましくない。
If the film thickness of the
密着層14は、クロム化合物中の酸素濃度と窒素濃度を高くすることで親水性を低減して、疎水性を向上し、密着性をあげることが可能である。
同時に、密着層14は、クロム化合物中の酸素濃度と窒素濃度を高くすることで屈折率と消衰係数の値を低くすることが可能である。
By increasing the concentration of oxygen and nitrogen in the chromium compound, the
At the same time, the
本実施形態におけるマスクブランクスの製造方法は、ガラス基板(透明基板)11に位相シフト層12を成膜した後に、反射防止層13を成膜し、その後、密着層14を成膜するものとされる。
In the method of manufacturing the mask blanks in this embodiment, after forming the
マスクブランクスの製造方法は、位相シフト層12と反射防止層13と密着層14以外に、保護層、遮光層、耐薬層、エッチングストッパー層、等を積層する場合には、これらの積層工程を有することができる。
一例として、例えば、クロムを含む遮光層を挙げることができる。
The manufacturing method of the mask blanks includes a lamination step of a protective layer, a light-shielding layer, a chemical-resistant layer, an etching stopper layer, etc., in addition to the
As an example, for example, a light shielding layer containing chromium can be mentioned.
図3は、本実施形態におけるフォトマスクを示す断面図である。
本実施形態における位相シフトマスク(フォトマスク)10は、図3に示すように、マスクブランクス10Bとして積層された位相シフト層12と反射防止層13と密着層14に、パターンを形成したものとされる。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a photomask in this embodiment.
As shown in FIG. 3, the phase shift mask (photomask) 10 in this embodiment is formed by forming a pattern on the
以下、本実施形態のマスクブランクス10Bから位相シフトマスク10を製造する製造方法について説明する。
A manufacturing method for manufacturing the
レジストパターン形成工程として、図2に示すように、マスクブランクス10Bの最外面上にフォトレジスト層15を形成する。または、あらかじめフォトレジスト層15が最外面上に形成されたマスクブランクス10Bを準備してもよい。フォトレジスト層15は、ポジ型でもよいしネガ型でもよい。フォトレジスト層15としては、いわゆるクロム系材料へのエッチングおよびモリブデンシリサイド系材料へのエッチングに対応可能なものとされる。フォトレジスト層15としては、液状レジストが用いられる。
As a resist pattern forming step, as shown in FIG. 2, a
続いて、フォトレジスト層15を露光及び現像することで、密着層14よりも外側にレジストパターンが形成される。レジストパターンは、位相シフト層12と反射防止層13と密着層14とのエッチングマスクとして機能する。
Subsequently, a resist pattern is formed outside the
レジストパターンは、位相シフト層12と反射防止層13と密着層14とのエッチングパターンに応じて適宜形状が定められる。一例として、位相シフト領域においては、形成する位相シフトパターンの開口幅寸法に対応した開口幅を有する形状に設定される。
The shape of the resist pattern is appropriately determined according to the etching pattern of the
次いで、密着パターン形成工程として、このレジストパターン越しにエッチング液を用いて密着層14をウエットエッチングして密着パターン14Pを形成する。
Next, in the adhesion pattern forming step, the
密着パターン形成工程におけるエッチング液としては、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、例えば、硝酸や過塩素酸等の酸を含有する硝酸セリウム第2アンモニウムを用いることが好ましい。 As the etching solution in the adhesion pattern forming step, an etching solution containing ceric ammonium nitrate can be used. For example, it is preferable to use cerium nitrate ammonium containing an acid such as nitric acid or perchloric acid.
次いで、反射防止パターン形成工程として、この密着パターン14P越しにエッチング液を用いて反射防止層13をウエットエッチングして反射防止パターン13Pを形成する。
Next, as an antireflection pattern forming step, the
反射防止パターン形成工程におけるエッチング液としては、反射防止層13がMoSiである場合には、エッチング液として、フッ化水素酸、珪フッ化水素酸、フッ化水素アンモニウムから選ばれる少なくとも一つのフッ素化合物と、過酸化水素、硝酸、硫酸から選ばれる少なくとも一つの酸化剤とを含むものを用いることが好ましい。
When the
次いで、位相シフトパターン形成工程として、パターン形成された反射防止パターン13Pと密着パターン14Pとレジストパターン越しに、位相シフト層12をウエットエッチングして位相シフトパターン12Pを形成する。
Next, as a phase shift pattern forming step, the
位相シフトパターン形成工程におけるエッチング液としては、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、例えば、硝酸や過塩素酸等の酸を含有する硝酸セリウム第2アンモニウムを用いることが好ましい。 As the etching solution in the phase shift pattern forming step, an etching solution containing ceric ammonium nitrate can be used. For example, it is preferable to use ceric ammonium nitrate containing an acid such as nitric acid or perchloric acid.
反射防止層13を構成するモリブデンシリサイド化合物は、例えばフッ化水素アンモニウムと過酸化水素の混合液によりエッチングすることが可能である。これに対し、密着層14および位相シフト層12を形成するクロム化合物は、例えば硝酸第2セリウムアンモニウムと過塩素酸の混合液によりエッチングすることが可能である。
The molybdenum silicide compound forming the
したがって、それぞれのウエットエッチングの際における選択比が非常に大きくなる。このため、エッチングによる密着パターン14Pと、反射防止パターン13Pと、位相シフトパターン12Pとの形成後においては、位相シフトマスク10の断面形状として、垂直に近い良好な断面形状を得ることが可能である。
Therefore, the selectivity in each wet etching becomes very large. Therefore, after the
また、位相シフトパターン形成工程においては、密着層14の酸素濃度が位相シフト層12の酸素濃度に比べて高く設定されているので、エッチングレートが低くなる。したがって、位相シフト層12のエッチングに比べて、密着パターン14Pのエッチングの進行は遅くなる。
Further, in the phase shift pattern forming process, the oxygen concentration of the
つまり、密着パターン14Pと反射防止パターン13Pと位相シフトパターン12Pとがガラス基板11表面と為す角(テーパ角)θは直角に近くなり、例えば、90°程度にすることができる。
That is, the angle (taper angle) θ between the
しかも、密着層14から密着パターン14Pが形成されていることで、密着パターン14Pとレジストパターンとの密着性が向上している。これにより、密着パターン14Pとレジストパターンとの界面にエッチング液が浸入することがない。したがって、確実なパターン形成をおこなうことができる。
Moreover, since the
さらに、遮光層等他の膜を成膜してあるマスクブランクス10Bの場合には、この膜を対応するエッチング液を用いたウエットエッチング等により、密着パターン14P、反射防止パターン13Pおよび位相シフトパターン12Pに対応した所定の形状にパターンニングする。遮光層等他の膜のパターンニングは、その積層順に対応して位相シフト層12と反射防止層13と密着層14とのパターンニングの前後で所定の工程としておこなわれることができる。
Furthermore, in the case of the
さらに、位相シフト層12と反射防止層13と密着層14については、それぞれ膜厚方向に酸素濃度を変化させることで、パターニング後の断面形状を改善することが可能となる。
具体的には、反射防止層13、つまり、MoSi膜においては、膜中の酸素濃度が高くなるほどエッチングレートが高くなることがわかっている。そのため、反射防止層13については上層側の酸素濃度を下層側の酸素濃度よりも低くすることで、上層側のエッチングレートを下層側よりも遅くすることが可能である。これにより、にエッチング後の断面形状を垂直に近づけることが可能になる。
一方、位相シフト層12と密着層14、つまり、Cr膜においては、膜中の酸素濃度が高くなるほど、エッチングレートが低くなる。そのため、位相シフト層12と密着層14については上層側の酸素濃度を下層側の酸素濃度よりも高くすることで、上層側のエッチングレートを下層側のエッチングレートよりも低くすることが可能である。
Further, by changing the oxygen concentration in the film thickness direction of the
Specifically, it is known that the etching rate of the
On the other hand, in the
以上により、密着パターン14P、反射防止パターン13Pおよび位相シフトパターン12Pを有する位相シフトマスク10が、図3に示すように得られる。
As a result,
以下、本実施形態におけるマスクブランクスの製造方法について、図面に基づいて説明する。 A method for manufacturing mask blanks according to the present embodiment will be described below with reference to the drawings.
図4は、本実施形態におけるマスクブランクスの製造装置を示す模式図である。
本実施形態におけるマスクブランクス10Bは、図4に示す製造装置により製造される。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a mask blank manufacturing apparatus according to this embodiment.
The
図4に示す製造装置S10は、インターバック式のスパッタリング装置とされ、ロード室S11、アンロード室S16と、ロード室S11に密閉機構S187を介して接続されるとともに、アンロード室S16に密閉機構S18を介して接続された成膜室(真空処理室)S12とを有するものとされる。 The manufacturing apparatus S10 shown in FIG. 4 is an inter-back type sputtering apparatus, and is connected to the load chamber S11 and the unload chamber S16 via a sealing mechanism S187. and a film forming chamber (vacuum processing chamber) S12 connected via S18.
ロード室S11には、外部から搬入されたガラス基板11を成膜室S12へと搬送する搬送機構S11aと、この室内を粗真空引きするロータリーポンプ等の排気機構S11fが設けられる。
The load chamber S11 is provided with a transport mechanism S11a for transporting the
アンロード室S16には、成膜室S12から成膜の完了したガラス基板11を外部へと搬送する搬送機構S16aと、この室内を粗真空引きするロータリーポンプ等の排気機構S16fが設けられる。
The unload chamber S16 is provided with a transfer mechanism S16a for transferring the
成膜室S12には、基板保持機構S12aと、3つの成膜処理に対応した機構として二段の成膜機構S13,S14,S15が設けられている。 The film formation chamber S12 is provided with a substrate holding mechanism S12a and two-stage film formation mechanisms S13, S14, and S15 as mechanisms corresponding to three film formation processes.
基板保持機構S12aは、搬送機構S11aによって搬送されてきたガラス基板11を、成膜中にターゲットS13b,S14b,S15bと対向するようにガラス基板11を保持するとともに、ガラス基板11をロード室S11からの搬入およびアンロード室S16へ搬出可能とされている。
The substrate holding mechanism S12a holds the
成膜室S12のロード室S11側位置には、三段の成膜機構S13,S14,S15のうち一段目の成膜材料を供給する成膜機構S13が設けられている。
成膜機構S13は、ターゲットS13bを有するカソード電極(バッキングプレート)S13cと、バッキングプレートS13cに負電位のスパッタ電圧を印加する電源S13dと、を有する。
A film formation mechanism S13 for supplying a first-stage film formation material among the three-stage film formation mechanisms S13, S14, and S15 is provided at the load chamber S11 side position of the film formation chamber S12.
The film forming mechanism S13 has a cathode electrode (backing plate) S13c having a target S13b, and a power source S13d for applying a negative sputtering voltage to the backing plate S13c.
成膜機構S13は、成膜室S12内でカソード電極(バッキングプレート)S13c付近に重点的にガスを導入するガス導入機構S13eと、成膜室S12内でカソード電極(バッキングプレート)S13c付近を重点的に高真空引きするターボ分子ポンプ等の高真空排気機構S13fと、を有する。 The film formation mechanism S13 includes a gas introduction mechanism S13e that introduces gas mainly in the vicinity of the cathode electrode (backing plate) S13c in the film formation chamber S12, and a gas introduction mechanism S13e that mainly introduces gas in the vicinity of the cathode electrode (backing plate) S13c in the film formation chamber S12. and a high vacuum pumping mechanism S13f such as a turbo-molecular pump for drawing a high vacuum.
さらに、成膜室S12におけるロード室S11とアンロード室S16との中間位置には、二段の成膜機構S13,S14,S15のうち二段目の成膜材料を供給する成膜機構S14が設けられている。
成膜機構S14は、ターゲットS14bを有するカソード電極(バッキングプレート)S14cと、バッキングプレートS14cに負電位のスパッタ電圧を印加する電源S14dと、を有する。
Further, in the film forming chamber S12, a film forming mechanism S14 for supplying the second film forming material among the two film forming mechanisms S13, S14, and S15 is provided at an intermediate position between the load chamber S11 and the unload chamber S16. is provided.
The film forming mechanism S14 has a cathode electrode (backing plate) S14c having a target S14b, and a power source S14d for applying a negative sputtering voltage to the backing plate S14c.
成膜機構S14は、成膜室S12内でカソード電極(バッキングプレート)S14c付近に重点的にガスを導入するガス導入機構S14eと、成膜室S12内でカソード電極(バッキングプレート)S14c付近を重点的に高真空引きするターボ分子ポンプ等の高真空排気機構S14fと、を有する。 The film formation mechanism S14 includes a gas introduction mechanism S14e that introduces gas mainly in the vicinity of the cathode electrode (backing plate) S14c in the film formation chamber S12, and a gas introduction mechanism S14e that mainly introduces gas in the vicinity of the cathode electrode (backing plate) S14c in the film formation chamber S12. and a high vacuum pumping mechanism S14f such as a turbomolecular pump for drawing a high vacuum.
さらに、成膜室S12のアンロード室S16側位置には、三段の成膜機構S13,S14,S15のうち三段目の成膜材料を供給する成膜機構S15が設けられている。
成膜機構S15は、ターゲットS15bを有するカソード電極(バッキングプレート)S15cと、バッキングプレートS15cに負電位のスパッタ電圧を印加する電源S15dと、を有する。
Furthermore, a film forming mechanism S15 for supplying the third stage film forming material among the three stage film forming mechanisms S13, S14, and S15 is provided at the position of the film forming chamber S12 on the side of the unloading chamber S16.
The film forming mechanism S15 has a cathode electrode (backing plate) S15c having a target S15b, and a power source S15d for applying a negative sputtering voltage to the backing plate S15c.
成膜機構S15は、成膜室S12内でカソード電極(バッキングプレート)S15c付近に重点的にガスを導入するガス導入機構S15eと、成膜室S12内でカソード電極(バッキングプレート)S15c付近を重点的に高真空引きするターボ分子ポンプ等の高真空排気機構S15fと、を有する。 The film formation mechanism S15 includes a gas introduction mechanism S15e that introduces gas mainly in the vicinity of the cathode electrode (backing plate) S15c in the film formation chamber S12, and a gas introduction mechanism S15e that mainly introduces gas in the vicinity of the cathode electrode (backing plate) S15c in the film formation chamber S12. and a high vacuum pumping mechanism S15f such as a turbo-molecular pump for drawing a high vacuum.
成膜室S12には、カソード電極(バッキングプレート)S13c,S14c,S15cの付近において、それぞれガス導入機構S13e,S14e,S15eから供給されたガスが、隣接する成膜機構S13,S14,S15に混入しないように、ガス流れを抑制するガス防壁S12gが設けられる。これらガス防壁S12gは、基板保持機構S12aがそれぞれ隣接する成膜機構S13,S14,S15間を移動可能なように構成されている。 In the deposition chamber S12, the gases supplied from the gas introduction mechanisms S13e, S14e, and S15e are mixed into the adjacent deposition mechanisms S13, S14, and S15 in the vicinity of the cathode electrodes (backing plates) S13c, S14c, and S15c. A gas barrier S12g is provided to restrain the gas flow so that it does not occur. These gas barriers S12g are configured so that the substrate holding mechanism S12a can move between the adjacent film forming mechanisms S13, S14, and S15.
成膜室S12において、それぞれの三段の成膜機構S13,S14,S15は、ガラス基板11に順に成膜するために必要な組成・条件を有するものとされる。
本実施形態において、成膜機構S13は位相シフト層12の成膜に対応しており、成膜機構S14は反射防止層13の成膜に対応しており、成膜機構S15は密着層14の成膜に対応している。
In the film-forming chamber S12, each of the three-stage film-forming mechanisms S13, S14, and S15 has the necessary composition and conditions for forming films on the
In this embodiment, the film forming mechanism S13 corresponds to film formation of the
具体的には、成膜機構S13においては、ターゲットS13bが、ガラス基板11に位相シフト層12を成膜するために必要な組成として、クロムを有する材料からなるものとされる。
Specifically, in the film forming mechanism S13, the target S13b is made of a material containing chromium as a composition necessary for forming the
同時に、成膜機構S13においては、ガス導入機構S13eから供給されるガスとして、位相シフト層12の成膜に対応して、プロセスガスが炭素、窒素、酸素などを含有し、アルゴン、窒素ガス等のスパッタガスとともに、所定のガス分圧として条件設定される。
At the same time, in the film forming mechanism S13, the gas supplied from the gas introduction mechanism S13e is a process gas containing carbon, nitrogen, oxygen, etc., corresponding to the film formation of the
また、成膜条件にあわせて高真空排気機構S13fからの排気がおこなわれる。
また、成膜機構S13においては、電源S13dからバッキングプレートS13cに印加されるスパッタ電圧が、位相シフト層12の成膜に対応して設定される。
In addition, exhaust is performed from the high vacuum exhaust mechanism S13f in accordance with film forming conditions.
Further, in the film forming mechanism S13, the sputtering voltage applied from the power source S13d to the backing plate S13c is set corresponding to the film formation of the
また、成膜機構S14においては、ターゲットS14bが、位相シフト層12上に反射防止層13を成膜するために必要な組成として、モリブデンシリサイドを有する材料からなるものとされる。
In the deposition mechanism S14, the target S14b is made of a material containing molybdenum silicide as a composition necessary for depositing the
同時に、成膜機構S14においては、ガス導入機構S14eから供給されるガスとして、反射防止層13の成膜に対応して、プロセスガスが炭素、窒素、酸素などを含有し、アルゴン、窒素ガス等のスパッタガスとともに、所定のガス分圧として設定される。
At the same time, in the film-forming mechanism S14, the gas supplied from the gas introduction mechanism S14e is a process gas containing carbon, nitrogen, oxygen, etc., corresponding to the film-forming of the
また、成膜条件にあわせて高真空排気機構S14fからの排気がおこなわれる。
また、成膜機構S14においては、電源S14dからバッキングプレートS14cに印加されるスパッタ電圧が、反射防止層13の成膜に対応して設定される。
Further, the high-vacuum exhaust mechanism S14f performs exhaust according to film forming conditions.
Further, in the film forming mechanism S14, the sputtering voltage applied from the power source S14d to the backing plate S14c is set corresponding to the film formation of the
また、成膜機構S15においては、ターゲットS15bが、反射防止層13上に密着層14を成膜するために必要な組成として、クロムを有する材料からなるものとされる。
In the film forming mechanism S15, the target S15b is made of a material containing chromium as a composition necessary for forming the
同時に、成膜機構S15においては、ガス導入機構S15eから供給されるガスとして、密着層14の成膜に対応して、プロセスガスが炭素、窒素、酸素などを含有し、アルゴン、窒素ガス等のスパッタガスとともに、所定のガス分圧として条件設定される。
At the same time, in the film-forming mechanism S15, as the gas supplied from the gas introduction mechanism S15e, the process gas contains carbon, nitrogen, oxygen, etc., corresponding to the film-forming of the
また、成膜条件にあわせて高真空排気機構S15fからの排気がおこなわれる。
また、成膜機構S15においては、電源S15dからバッキングプレートS15cに印加されるスパッタ電圧が、密着層14の成膜に対応して設定される。
Further, the high-vacuum exhaust mechanism S15f performs exhaust according to film forming conditions.
Further, in the film forming mechanism S15, the sputtering voltage applied from the power source S15d to the backing plate S15c is set corresponding to the film formation of the
図4に示す製造装置S10においては、ロード室S11から搬送機構S11aによって搬入したガラス基板11に対して、成膜室(真空処理室)S12において基板保持機構S12aによって搬送しながら三段のスパッタリング成膜をおこなった後、アンロード室S16から成膜の終了したガラス基板11を搬送機構S16aによって外部に搬出する。
In the manufacturing apparatus S10 shown in FIG. 4, the
位相シフト層形成工程においては、成膜機構S13において、ガス導入機構S13eから成膜室S12のバッキングプレートS13c付近に供給ガスとしてスパッタガスと反応ガスとを供給する。この状態で、外部の電源からバッキングプレート(カソード電極)S13cにスパッタ電圧を印加する。また、マグネトロン磁気回路によりターゲットS13b上に所定の磁場を形成してもよい。 In the phase shift layer forming step, in the film forming mechanism S13, a sputtering gas and a reaction gas are supplied as supply gases from the gas introduction mechanism S13e to the vicinity of the backing plate S13c of the film forming chamber S12. In this state, a sputtering voltage is applied to the backing plate (cathode electrode) S13c from an external power source. Alternatively, a predetermined magnetic field may be formed on the target S13b by a magnetron magnetic circuit.
成膜室S12内のバッキングプレートS13c付近でプラズマにより励起されたスパッタガスのイオンが、カソード電極S13cのターゲットS13bに衝突して成膜材料の粒子を飛び出させる。そして、飛び出した粒子と反応ガスとが結合した後、ガラス基板11に付着することにより、ガラス基板11の表面に所定の組成で位相シフト層12が形成される。
Ions of the sputtering gas excited by the plasma near the backing plate S13c in the film forming chamber S12 collide with the target S13b of the cathode electrode S13c to eject particles of the film forming material. Then, after the ejected particles are combined with the reaction gas, they are attached to the
同様に、反射防止層形成工程においては、成膜機構S14において、ガス導入機構S14eから成膜室S12のバッキングプレートS14c付近に供給ガスとしてスパッタガスと反応ガスとを供給する。この状態で、外部の電源からバッキングプレート(カソード電極)S14cにスパッタ電圧を印加する。また、マグネトロン磁気回路によりターゲットS14b上に所定の磁場を形成してもよい。 Similarly, in the antireflection layer forming step, in the film forming mechanism S14, a sputtering gas and a reaction gas are supplied as supply gases from the gas introducing mechanism S14e to the vicinity of the backing plate S14c of the film forming chamber S12. In this state, a sputtering voltage is applied to the backing plate (cathode electrode) S14c from an external power supply. Alternatively, a predetermined magnetic field may be formed on the target S14b by a magnetron magnetic circuit.
成膜室S12内のバッキングプレートS14c付近でプラズマにより励起されたスパッタガスのイオンが、カソード電極S14cのターゲットS14bに衝突して成膜材料の粒子を飛び出させる。そして、飛び出した粒子と反応ガスとが結合した後、ガラス基板11に付着することにより、ガラス基板11の表面に所定の組成で反射防止層13が形成される。
Ions of the sputtering gas excited by the plasma near the backing plate S14c in the film forming chamber S12 collide with the target S14b of the cathode electrode S14c to eject particles of the film forming material. Then, after the ejected particles are combined with the reaction gas, they adhere to the
同様に、密着層形成工程においては、成膜機構S15において、ガス導入機構S15eから成膜室S12のバッキングプレートS15c付近に供給ガスとしてスパッタガスと反応ガスとを供給する。この状態で、外部の電源からバッキングプレート(カソード電極)S15cにスパッタ電圧を印加する。また、マグネトロン磁気回路によりターゲットS15b上に所定の磁場を形成してもよい。 Similarly, in the adhesion layer forming step, in the film formation mechanism S15, the sputtering gas and the reaction gas are supplied as supply gases from the gas introduction mechanism S15e to the vicinity of the backing plate S15c of the film formation chamber S12. In this state, a sputtering voltage is applied to the backing plate (cathode electrode) S15c from an external power source. Alternatively, a predetermined magnetic field may be formed on the target S15b by a magnetron magnetic circuit.
成膜室S12内のバッキングプレートS15c付近でプラズマにより励起されたスパッタガスのイオンが、カソード電極S15cのターゲットS14bに衝突して成膜材料の粒子を飛び出させる。そして、飛び出した粒子と反応ガスとが結合した後、ガラス基板11に付着することにより、ガラス基板11の表面に所定の組成で密着層14が形成される。
Ions of the sputtering gas excited by the plasma near the backing plate S15c in the film forming chamber S12 collide with the target S14b of the cathode electrode S15c to eject particles of the film forming material. After the ejected particles are combined with the reaction gas, they adhere to the
この際、位相シフト層12の成膜では、ガス導入機構S13eから所定の分圧となる窒素ガス、酸素含有ガス等を供給してその分圧を制御するように切り替えて、その組成を設定した範囲内にする。
At this time, in forming the
また、反射防止層13の成膜では、ガス導入機構S14eから所定の分圧となる窒素ガス、酸素含有ガス等を供給してその分圧を制御するように切り替えて、その組成を設定した範囲内にする。
Further, in the film formation of the
また、密着層14の成膜では、ガス導入機構S15eから所定の分圧となる窒素ガス、酸素含有ガス等を供給してその分圧を制御するように切り替えて、その組成を設定した範囲内にする。
Further, in forming the
ここで、酸素含有ガスとしては、CO2(二酸化炭素)、O2(酸素)、N2O(一酸化二窒素)、NO(一酸化窒素)、CO(一酸化炭素)等を挙げることができる。
また、炭素含有ガスとしては、CO2(二酸化炭素)、CH4(メタン)、C2H6(エタン)、CO(一酸化炭素)等を挙げることができる。
なお、位相シフト層12、反射防止層13、密着層14の成膜で、必要であればターゲットS13b,S14b,S15bを交換することもできる。
Here, examples of the oxygen-containing gas include CO 2 (carbon dioxide), O 2 (oxygen), N 2 O (dinitrogen monoxide), NO (nitrogen monoxide), CO (carbon monoxide), and the like. can.
Carbon-containing gases include CO 2 (carbon dioxide), CH 4 (methane), C 2 H 6 (ethane), CO (carbon monoxide), and the like.
It should be noted that the targets S13b, S14b, and S15b can be exchanged for the film formation of the
さらに、これら位相シフト層12、反射防止層13、密着層14の成膜に加え、他の膜を積層する場合には、対応するターゲット、ガス等のスパッタ条件としてスパッタリングにより成膜するか、他の成膜方法によって該当膜を積層して、本実施形態のマスクブランクス10Bとする。
Furthermore, in addition to the film formation of the
以下、本実施形態における位相シフト層12、反射防止層13、密着層14の膜特性について説明する。
Film properties of the
まず、マスクを形成するためのガラス基板11上に、位相シフト層12の主成分膜となるクロム化合物膜を、スパッタリング法等を用いて形成する。この際に形成するクロム化合物はクロムニウム、酸素、窒素、炭素等を含有する膜であることが望ましい。位相シフト層12の膜中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、所望の透過率と位相とを有する位相シフト層12を形成することが可能である。
First, a chromium compound film, which is the main component film of the
ここで、クロム化合物のみで位相シフト層12を形成し、それ以外の膜がない場合、反射率が約25%と高くなってしまう。このため、位相シフト層12の表面に低反射層となる反射防止層13を形成することにより、反射率を低減することが望ましい。
Here, if the
反射防止層13としては、金属シリサイドの中でもモリブデンシリサイドを用いることが望ましい。モリブデンシリサイドはマスク洗浄に一般的に用いられる硫酸と過酸化水素水の混合液に対する耐性が強く、モリブデンシリサイドに含まれる窒素や酸素濃度を制御することで光学特性を大きく制御することが可能である。
Among metal silicides, molybdenum silicide is preferably used as the
ここで、モリブデンシリサイドは、親水性を有するために、フォトレジストとの密着性が悪い場合がある。これを改善するために、撥水性を有する密着層14を形成することで密着性改善を図る。
密着層14としては、クロム化合物を用いることが望ましい。クロム化合物は酸やアルカリ溶液に対する薬液耐性が強いという性質と疎水性の性質を有するためにフォトレジストと接触する界面に用いるのに適している。
Here, since molybdenum silicide has hydrophilicity, it may have poor adhesion to a photoresist. In order to improve this, the adhesion is improved by forming the
As the
このように位相シフト層12と反射防止層13と密着層14とを積層することで、薬液耐性の強いクロム化合物と金属シリサイドの2種類の材料で、フォトマスク10に必要な光学特性等を有する位相シフト膜を形成することが可能となる。
By laminating the
位相シフトマスク10の反射率を小さくするためには、密着層14と反射防止層13との光学定数を近い値にした上で、さらに、反射防止層13と位相シフト層12との間において、屈折率の差と消衰係数の差とを大きくすることが重要である。このように、位相シフトマスク10の反射率を低減するためには、密着層14と反射防止層13との屈折率および消衰係数の値を小さくすることが望ましい。
In order to reduce the reflectance of the
密着層14に用いられるクロム化合物では、クロム化合物中の酸素濃度と窒素濃度を高くすることで屈折率と消衰係数の値を低くすることが可能である。特に膜中の酸素濃度を増加させることで、屈折率と消衰係数の値を大きく低下させることができる。
In the chromium compound used for the
また、反射防止層13に用いられる金属シリサイドにモリブデンシリサイドを用いた場合には膜中の窒素濃度と酸素濃度を増加させることで屈折率と消衰係数の値を低くすることが可能である。特に膜中の酸素濃度を増加させることで、屈折率と消衰係数の値を大きく低下させることができる。
Further, when molybdenum silicide is used as the metal silicide used in the
ここで、説明のため、位相シフト層12が窒素と酸素と炭素を含有するクロム化合物を主成分とする膜、反射防止層13が酸素と窒素を含有するモリブデンシリサイドを主成分とする膜、密着層14が酸素と窒素を含有するクロム化合物を主成分とする膜とするが、これに限定されるものではない。
Here, for the sake of explanation, the
このように、低反射位相シフト膜(マスク層)である位相シフト層12と反射防止層13と密着層14とにおいては、位相シフト層12において、上述した範囲に酸素濃度、炭素濃度、窒素濃度が設定され、反射防止層13において、上述した範囲に酸素濃度、炭素濃度、窒素濃度が設定され、密着層14において、上述した範囲に酸素濃度、炭素濃度、窒素濃度が設定される。
Thus, in the
まず、密着層14における密着性の変化について評価した。
ここでは、密着層14として用いたクロム化合物の膜厚を変化させ、その場合のクロム化合物とフォトレジストとの密着性評価の関係を調べた。
レジスト密着性の評価は、本実施形態における三層構造のマスクブランクス10Bの上にレジストパターンを形成し、その後にウエットエッチングをおこなう。
フォトレジスト層15としては、例えば、ノボラック樹脂などを適用することができる。
First, the change in adhesion of the
Here, the film thickness of the chromium compound used as the
For evaluation of resist adhesion, a resist pattern is formed on the mask blank 10B having a three-layer structure in this embodiment, and then wet etching is performed.
As the
その際、フォトレジスト層15とマスク層との界面に、エッチング液の浸込みが発生した場合にNGとし、エッチング液の浸込みが発生しなかった場合にOKとしている。
なお、フォトレジスト層とマスク層との界面に、エッチング液の浸込みが発生した場合には、その部分では低反射位相シフト膜(マスク層)である位相シフト層12と反射防止層13と密着層14とにおけるパターンが形成されない。
この結果を表1に示す。
In this case, when the etchant permeated the interface between the
If the etchant penetrates into the interface between the photoresist layer and the mask layer, the
The results are shown in Table 1.
この結果から、密着層(密着改善層)14の膜厚が10nm以上の場合において、エッチング液の浸込みが発生しない良好な断面形状が得られることがわかった。 From this result, it was found that when the film thickness of the adhesion layer (adhesion improving layer) 14 is 10 nm or more, a favorable cross-sectional shape in which the etchant does not permeate can be obtained.
次に、反射防止層13における組成、つまり、酸素、窒素等の含有量変化による膜特性変化について検証する。
Next, the composition of the
スパッタリング法を用いてモリブデンシリサイド化合物を成膜した。
ここで用いているモリブデンシリサイドターゲットの組成Mo:Si=1:2.3である。また、スパッタリングの際にはN2とCO2の混合ガスを用いた。
モリブデンシリサイド化合物の成膜時におけるCO2分圧を変化させた。
このように、MoSi化合物成膜時のCO2分圧を変化させた際における屈折率の波長依存性を図5に示す。また、MoSi化合物成膜時のCO2分圧を変化させた際における消衰係数の波長依存性を図6に示す。
A film of a molybdenum silicide compound was formed using a sputtering method.
The composition of the molybdenum silicide target used here is Mo:Si=1:2.3. A mixed gas of N 2 and CO 2 was used during sputtering.
The CO2 partial pressure was varied during the deposition of the molybdenum silicide compound.
FIG. 5 shows the wavelength dependence of the refractive index when the CO 2 partial pressure is changed during the MoSi compound film formation. FIG. 6 shows the wavelength dependence of the extinction coefficient when the CO 2 partial pressure is changed during the MoSi compound film formation.
モリブデンシリサイド化合物の成膜時におけるCO2分圧が変化すると、これにともなって炭素・窒素・酸素の組成比が変化する。同時に、モリブデンとシリコンの組成比も変化する。成膜時のCO2分圧を増加させることで、酸素濃度、炭素濃度が増加し、窒素濃度、シリコン濃度、モリブデン濃度は減少する。
図5,図6に示すように、モリブデンシリサイド化合物の成膜時におけるCO2分圧を増加させることで、屈折率と消衰係数を低減できることがわかる。
When the CO 2 partial pressure changes during the film formation of the molybdenum silicide compound, the composition ratio of carbon, nitrogen, and oxygen changes accordingly. At the same time, the composition ratio of molybdenum and silicon also changes. By increasing the CO2 partial pressure during film formation, the oxygen concentration and carbon concentration increase, and the nitrogen concentration, silicon concentration and molybdenum concentration decrease.
As shown in FIGS. 5 and 6, it can be seen that the refractive index and the extinction coefficient can be reduced by increasing the CO 2 partial pressure during film formation of the molybdenum silicide compound.
また、モリブデンシリサイド化合物の組成をオージェ電子分光法により求めた。
この結果を表2に示す。
Also, the composition of the molybdenum silicide compound was determined by Auger electron spectroscopy.
The results are shown in Table 2.
成膜時のCO2分圧を増加させることで、酸素濃度が増加し、窒素濃度、シリコン濃度、モリブデン濃度は減少することがわかる。 It can be seen that the oxygen concentration increases and the nitrogen concentration, silicon concentration, and molybdenum concentration decrease by increasing the CO 2 partial pressure during film formation.
モリブデンシリサイド膜をウエットエッチングを用いてエッチングするには、通常、フッ化水素を有する薬液を用いてエッチングする必要がある。しかしながら、フッ化水素は石英等の基板もエッチングしてしまう。このため、モリブデンシリサイドにおけるシリコン濃度が低い材料を用いることが望ましい。したがって、モリブデンシリサイドを形成する際のターゲット組成が上記のようにMoとSiとのものを用いることが望ましい。Si濃度を更に低下させてしまうとターゲット組成の均一性を保つのが困難になる。 In order to etch a molybdenum silicide film using wet etching, it is usually necessary to etch using a chemical solution containing hydrogen fluoride. However, hydrogen fluoride also etches substrates such as quartz. Therefore, it is desirable to use a material with a low silicon concentration in molybdenum silicide. Therefore, it is desirable to use a target composition of Mo and Si as described above when forming molybdenum silicide. If the Si concentration is further lowered, it becomes difficult to maintain the uniformity of the target composition.
次に、密着層14および位相シフト層12における組成、つまり酸素、窒素等の含有量変化による膜特性変化について検証する。
Next, the composition of the
密着層14および位相シフト層12とはクロム化合物とされる。
スパッタリング法を用いてクロム化合物を成膜した。
クロム化合物を形成する際に酸化性ガスとして、CO2ガスとNOガスとを選択して、それぞれのガスにおいて、その分圧を変化させた場合の屈折率と消衰係数の波長依存性のグラフを示す。
A film of a chromium compound was formed using a sputtering method.
CO2 gas and NO gas are selected as oxidizing gases when forming a chromium compound, and the graph of the wavelength dependence of the refractive index and the extinction coefficient when the partial pressure of each gas is changed. indicates
Cr化合物成膜時のNOガス分圧を、ガス流量比で0%~30%まで変化させた際における、屈折率の波長依存性を図7に示す。また、Cr化合物成膜時のNOガス分圧を変化させた際における消衰係数の波長依存性を図8に示す。
クロム化合物は形成する際の酸化性ガスの分圧を調整することで、光学特性を大きく変化させることが可能である。
図7,図8に示すように、成膜時のNOガス分圧を増加させることで屈折率と消衰係数を低下させることができることがわかる。
FIG. 7 shows the wavelength dependence of the refractive index when the NO gas partial pressure during Cr compound film formation is varied from 0% to 30% in gas flow ratio. FIG. 8 shows the wavelength dependence of the extinction coefficient when the NO gas partial pressure is changed during Cr compound film formation.
Chromium compounds can greatly change their optical properties by adjusting the partial pressure of the oxidizing gas during formation.
As shown in FIGS. 7 and 8, it can be seen that the refractive index and the extinction coefficient can be lowered by increasing the NO gas partial pressure during film formation.
酸化性ガスとしてNOガスを選択して成膜したクロム化合物の組成をオージェ電子分光法により求めた。その結果を表3に示す。 The composition of the chromium compound formed by selecting NO gas as the oxidizing gas was determined by Auger electron spectroscopy. Table 3 shows the results.
Cr化合物成膜時のCO2ガス分圧を、ガス流量比で0%~30%まで変化させた際における、屈折率の波長依存性を図9に示す。また、Cr化合物成膜時のCO2ガス分圧を変化させた際における消衰係数の波長依存性を図10に示す。
また、酸化性ガスとしてCO2ガスを選択して成膜したクロム化合物の組成をオージェ電子分光法により求めた。その結果を表4に示す。
FIG. 9 shows the wavelength dependence of the refractive index when the CO 2 gas partial pressure during Cr compound film formation is varied from 0% to 30% in gas flow ratio. FIG. 10 shows the wavelength dependence of the extinction coefficient when the CO 2 gas partial pressure is changed during Cr compound film formation.
In addition, the composition of the chromium compound formed by selecting CO 2 gas as the oxidizing gas was determined by Auger electron spectroscopy. Table 4 shows the results.
Cr化合物成膜時のCO2分圧あるいはNO分圧を増加させることで、酸素濃度が増加し、窒素濃度、クロム濃度は減少することがわかる。
このようにモリブデンシリサイド化合物とクロム化合物ともに成膜時のガス分圧を調整することで所望の光学定数を有する膜を得ることができる。
It can be seen that the oxygen concentration increases and the nitrogen concentration and the chromium concentration decrease by increasing the CO 2 partial pressure or the NO partial pressure during Cr compound film formation.
By adjusting the gas partial pressure during film formation for both the molybdenum silicide compound and the chromium compound in this manner, a film having a desired optical constant can be obtained.
位相シフトマスク10は、i線(波長365nm)で約5%の透過率で、位相シフト部分と透過部分との位相差が約180°になるように設定される。このため、位相シフト層12を形成するクロム膜と、反射防止層13を形成するモリブデンシリサイド膜と、密着層14を形成するクロム膜と、において、それぞれの膜厚と光学定数を調整することで位相差および透過率および反射率を制御することが可能となる。
The
位相シフトマスク10は、反射率を低下させることが必要である。このために、密着層14と反射防止層13とにおいて、屈折率と消衰係数とを小さくするとともに、位相シフト層12において屈折率と消衰係数とを大きくする。つまり、反射防止層13と位相シフト層12との間で屈折率の差を大きくすること、同時に、反射防止層13と位相シフト層12との間で消衰係数の差を大きくすることが望ましい。
The
このことから、密着層14については、成膜時のNOガス分圧を高くして膜中酸素濃度を高めることが望ましい。
酸素濃度の高いクロム膜を用いて密着性を高めるためにはCO2ガスよりも、NOガスを用いて酸化した方がレジストとの密着性を良くすることが可能である。このため、密着層に用いるクロム膜はNOガスを用いて成膜することが望ましい。
For this reason, it is desirable to increase the oxygen concentration in the
In order to improve adhesion using a chromium film with a high oxygen concentration, it is possible to improve adhesion to the resist by oxidation using NO gas rather than CO 2 gas. Therefore, the chromium film used for the adhesion layer is preferably formed using NO gas.
また、反射防止層13については、成膜時の酸素含有ガス分圧を高くして膜中酸素濃度を高めることが望ましい。反射防止層13の酸素濃度を高めた場合、親水性が増加する場合があるため、密着層14における疎水性を高めることが望ましい。
Also, for the
さらに、位相シフト層12については、CO2ガスを添加して成膜したクロム膜で形成し、成膜時のCO2ガス添加量を変化させることで、位相シフト層12の光学定数を制御して、設定した位相シフトマスク10の透過率と位相差を得ることが可能になる。
Furthermore, the
低反射特性を有する位相シフトマスク10においては、密着層14と反射防止層13と位相シフト層12とを成膜する際に、それぞれのスパッタガスとして酸素含有ガスを選択するとともに、ガス流量(分圧比)を設定することで、それぞれの膜中における酸素等の組成比を上述したように設定することができる。
In the
例えば、位相シフト層12の成膜時に、CO2ガス分圧を15%~25%として、反射防止層13の成膜時に、NOガス分圧を25%~35%として、密着層14の成膜時に、NOガス分圧を25%~35%としてもよい。
For example, when the
あるいは、CO2ガス分圧を0%~5%とすること、CO2ガス分圧を5%~15%とすること、CO2ガス分圧を10%~20%とすること、CO2ガス分圧を20%~30%とすること、CO2ガス分圧を25%~35%とすること、も可能である。
また、NOガス分圧を5%~15%とすること、NOガス分圧を10%~20%とすること、NOガス分圧を15%~25%とすること、NOガス分圧を20%~30%としてもよい。さらに、これらの範囲を組み合わせて用いることでもできる。
また、スパッタガスにアルゴンを含む場合には、酸素含有ガスの分圧を高めに設定することができる。
Alternatively, the CO 2 gas partial pressure is 0% to 5%, the CO 2 gas partial pressure is 5% to 15%, the CO 2 gas partial pressure is 10% to 20%, the CO 2 gas Partial pressures of 20% to 30% and CO 2 gas partial pressures of 25% to 35% are also possible.
Further, the NO gas partial pressure is set to 5% to 15%, the NO gas partial pressure is set to 10% to 20%, the NO gas partial pressure is set to 15% to 25%, and the NO gas partial pressure is set to 20%. % to 30%. Furthermore, these ranges can be used in combination.
Further, when the sputtering gas contains argon, the partial pressure of the oxygen-containing gas can be set higher.
低反射特性を有する位相シフトマスク10においては、密着層14と反射防止層13と位相シフト層12とは、それぞれ別材料で形成されている。このため、パターニングをおこなうエッチング工程においてWETエッチングを用いた場合に、エッチング液を変えて選択的にエッチングすることが可能である。
In the
モリブデンシリサイド化合物は、例えばフッ化水素アンモニウムと過酸化水素の混合液によりエッチングすることが可能である。クロム化合物は例えば硝酸第2セリウムアンモニウムと過塩素酸の混合液によりエッチングすることが可能である。
このそれぞれ異なるWETエッチングの際の選択比は非常に大きい。このため、エッチング後における位相シフトマスク10の断面形状を垂直に近いものとして、良好な断面形状を得ることが可能である。
A molybdenum silicide compound can be etched with, for example, a mixture of ammonium hydrogen fluoride and hydrogen peroxide. A chromium compound can be etched with, for example, a mixture of ceric ammonium nitrate and perchloric acid.
The selectivity for each different WET etch is very high. Therefore, it is possible to obtain a favorable cross-sectional shape by making the cross-sectional shape of the
低反射特性を有する位相シフトマスク10の特性を検証した。
確認するために、3層構造の位相シフトマスク10とするマスクブランクス10Bを形成した。ガラス基板11上に、CO2ガス分圧20%で形成したクロム化合物を用いて位相シフト層12とした。位相シフト層12上に、CO2ガス分圧30%で形成したモリブデンシリサイド化合物を用いて反射防止層13とした。反射防止層13上に、NOガス分圧30%で形成したクロム化合物を用いて密着層14とした。ここで、位相シフト層12における膜厚を90nmとして、反射防止層13における膜厚を30nmとして、密着層14における膜厚を10nmとして用いた。
The characteristics of the
For confirmation, a mask blank 10B was formed as a
反射防止層13の膜厚を変化させて、位相シフトマスク10の特性変化を検証した。
図11に本実施例の反射防止層13の膜厚を変化させた場合の位相シフトマスク10の反射率特性を示す。
図12に本実施例の反射防止層13の膜厚を変化させた場合の位相シフトマスク10の透過率特性を示す。
なお、LRは、反射防止層13の膜厚を示している。
Changes in the characteristics of the
FIG. 11 shows reflectance characteristics of the
FIG. 12 shows transmittance characteristics of the
LR indicates the film thickness of the
これによれば、反射防止層13の膜厚が30~40nmで反射率が5%程度となっている。つまり、反射防止層13の膜厚が30nm付近において、例えば413nmなどとされる波長400nm近辺で低い反射率を得ることができることがわかる。
According to this, the thickness of the
次に、密着層14の膜厚を変化させて、位相シフトマスク10の特性変化を検証した。
図13に本実施例の密着層14の膜厚を変化させた場合の位相シフトマスク10の反射率特性を示す。
図13に本実施例の密着層14の膜厚を変化させた場合の位相シフトマスク10の透過率特性を示す。
なお、AEは、密着層14の膜厚を示している。
Next, changes in the characteristics of the
FIG. 13 shows reflectance characteristics of the
FIG. 13 shows transmittance characteristics of the
AE indicates the film thickness of the
密着層14の膜厚が10nm以上に厚くなると反射率が増加する傾向にあるが、10nmにおいては波長400nm付近の反射率が5%程度と十分に低い反射率特性を得られることがわかる。密着層14の膜厚を変化させたときに、薄い方が、反射率は低くなる。また、厚くすると、屈折率が高い成分ができてしまうので、反射率が上がると考えられる。
The reflectance tends to increase as the thickness of the
これらのことから、本実施形態における位相シフトマスク10は低い反射率特性を有することがわかる。
From these, it can be seen that the
本実施形態におけるマスクブランクス10B,フォトマスク10は、密着層14と反射防止層13と位相シフト層12のエッチングをそれぞれ独立に制御することが可能であるために、薬液耐性が強く、反射率を十分に低減した上で、マスクとして用いるのに適した断面形状を得ることが可能である。
また、成膜時の酸素含有ガス等のガス流量比を制御することで、膜中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して、所望の透過率と位相を有する位相シフト層を有し、同様に、屈折率と消衰係数の値を小さい密着層14と反射防止層13とにより反射率が低いマスクブランクス10B,フォトマスク10を実現することができる。
The
In addition, by controlling the gas flow ratio of oxygen-containing gas or the like during film formation, the composition and film thickness of chromium, oxygen, nitrogen, and carbon contained in the film can be controlled, and the desired transmittance and phase can be obtained. The
なお、本実施形態においては、マスク層として位相シフト層12を有する位相シフトマスク10として説明したが、本発明は、この構成に限られるものではない。
例えば、位相シフト層12に変えて、遮光層を有する遮光マスク、あるいは、ハーフトーン層を有するハーフトーンマスク、あるいは、他の層も含めたこれらの層を組み合わせたフォトマスクとすることもできる。
Although the
For example, instead of the
10…位相シフトマスク
10B…マスクブランクス
11…ガラス基板(透明基板)
12…位相シフト層
12P…位相シフトパターン
13…反射防止層
13P…反射防止パターン
14…密着層
14P…密着パターン
15…フォトレジスト層
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (15)
透明基板に積層された位相シフト層と、
前記位相シフト層よりも前記透明基板から離間する位置に設けられた反射防止層と、
前記反射防止層よりも前記透明基板から離間する位置に設けられた密着層と、
を有し、
前記位相シフト層がクロムを含有し、
前記反射防止層がモリブデンシリサイドと酸素とを含有し、
前記密着層がクロムと酸素とを含有し、
前記密着層において、酸素含有率がフォトレジスト層に対するパターニング形成可能な密着性を有するように設定される
ことを特徴とするマスクブランクス。 A mask blank having a layer to be a phase shift mask,
a phase shift layer laminated on a transparent substrate;
an antireflection layer provided at a position further away from the transparent substrate than the phase shift layer;
an adhesion layer provided at a position farther from the transparent substrate than the antireflection layer;
has
the phase shift layer contains chromium,
the antireflection layer contains molybdenum silicide and oxygen,
the adhesion layer contains chromium and oxygen,
A mask blank, wherein the oxygen content in the adhesive layer is set so as to have adhesiveness enabling patterning to the photoresist layer.
ことを特徴とする請求項1記載のマスクブランクス。 2. The mask blanks according to claim 1, wherein the oxygen content in the adhesion layer is set within a range of 8.4 atm % to 65.7 atm %.
ことを特徴とする請求項2記載のマスクブランクス。 3. The mask blank according to claim 2, wherein the adhesion layer contains nitrogen, and the nitrogen content is set within a range of 3.7 atomic % to 42.3 atomic %.
ことを特徴とする請求項2または3記載のマスクブランクス。 4. The mask blank according to claim 2, wherein the adhesion layer contains carbon, and the carbon content is set in the range of 2.2 atomic % to 2.3 atomic %.
ことを特徴とする請求項2から4のいずれか記載のマスクブランクス。 5. The mask blank according to claim 2, wherein the adhesion layer has a chromium content within a range of 25.2 atm % to 42.4 atm %.
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか記載のマスクブランクス。 6. The mask blank according to any one of claims 1 to 5, wherein the adhesive layer has a film thickness set within a range of 5 nm to 15 nm.
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか記載のマスクブランクス。 7. The mask blank according to claim 1, wherein the antireflection layer has an oxygen content within a range of 6.7 atm % to 63.2 atm %.
ことを特徴とする請求項7記載のマスクブランクス。 8. The mask blank according to claim 7, wherein said antireflection layer contains nitrogen, and the nitrogen content is set within a range of 4.6 atm % to 39.3 atm %.
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか記載のマスクブランクス。 9. The mask blank according to any one of claims 1 to 8, further comprising a photoresist layer provided at a position spaced apart from the transparent substrate more than the adhesion layer.
前記透明基板にクロムを含有する前記位相シフト層を積層する位相シフト層形成工程と、
前記位相シフト層よりも前記透明基板から離間する位置にモリブデンシリサイドと酸素とを含有する前記反射防止層を積層する反射防止層形成工程と、
前記反射防止層よりも前記透明基板から離間する位置にクロムと酸素とを含有する前記密着層を積層する密着層形成工程と、
を有し、
前記密着層形成工程において、
スパッタリングにおける供給ガスとして、酸素含有ガスの分圧を設定することにより前記密着層がフォトレジスト層に対するパターニング形成可能な密着性を有するように形成する
ことを特徴とするマスクブランクスの製造方法。 A method for manufacturing a mask blank according to any one of claims 1 to 9,
A phase shift layer forming step of laminating the phase shift layer containing chromium on the transparent substrate;
an antireflection layer forming step of laminating the antireflection layer containing molybdenum silicide and oxygen at a position farther from the transparent substrate than the phase shift layer;
an adhesion layer forming step of laminating the adhesion layer containing chromium and oxygen at a position farther from the transparent substrate than the antireflection layer;
has
In the adhesion layer forming step,
A method for manufacturing a mask blank, wherein the adhesion layer is formed so as to have adhesion for patterning to a photoresist layer by setting a partial pressure of an oxygen-containing gas as a supply gas in sputtering.
前記酸素含有ガスの分圧を設定することにより、酸素含有率の増加にともなって前記密着層における密着性を増大する
ことを特徴とする請求項10記載のマスクブランクスの製造方法。 In the adhesion layer forming step,
11. The method of manufacturing a mask blank according to claim 10, wherein by setting the partial pressure of the oxygen-containing gas, the adhesion of the adhesion layer increases as the oxygen content increases.
前記酸素含有ガスの分圧比を0.00~0.30の範囲に設定する
ことを特徴とする請求項11記載のマスクブランクスの製造方法。 In the adhesion layer forming step,
12. The method of manufacturing mask blanks according to claim 11, wherein the partial pressure ratio of the oxygen-containing gas is set in the range of 0.00 to 0.30.
前記酸素含有ガスがNOとされる
ことを特徴とする請求項12記載のマスクブランクスの製造方法。 In the adhesion layer forming step,
13. The method of manufacturing mask blanks according to claim 12, wherein the oxygen-containing gas is NO.
ことを特徴とするフォトマスク。 A photomask manufactured from the mask blank according to any one of claims 1 to 9.
前記位相シフト層にパターンを形成する位相シフトパターン形成工程と、
前記反射防止層にパターンを形成する反射防止パターン形成工程と、
前記密着層にパターンを形成する密着パターン形成工程と、
を有し、
前記位相シフトパターン形成工程および前記密着パターン形成工程におけるエッチング液と、前記反射防止パターン形成工程におけるエッチング液と、が異なる
ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。 A method for manufacturing a photomask according to claim 14,
A phase shift pattern forming step of forming a pattern on the phase shift layer;
an antireflection pattern forming step of forming a pattern on the antireflection layer;
an adhesion pattern forming step of forming a pattern on the adhesion layer;
has
A method of manufacturing a photomask, wherein an etchant used in the phase shift pattern forming step and the adhesion pattern forming step is different from an etchant used in the antireflection pattern forming step.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019164760A JP7303077B2 (en) | 2019-09-10 | 2019-09-10 | Method for manufacturing mask blanks, method for manufacturing photomask, mask blanks and photomask |
TW109130564A TWI761942B (en) | 2019-09-10 | 2020-09-07 | Photomask substrate, method for manufacturing photomask substrate, photomask, and method for manufacturing photomask |
KR1020200114633A KR102503133B1 (en) | 2019-09-10 | 2020-09-08 | Mask blanks, method of manufacturing mask blanks, photomask, and method of manufacturing photomask |
CN202010933261.4A CN112558408A (en) | 2019-09-10 | 2020-09-08 | Mask blank, method for manufacturing mask blank, photomask, and method for manufacturing photomask |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019164760A JP7303077B2 (en) | 2019-09-10 | 2019-09-10 | Method for manufacturing mask blanks, method for manufacturing photomask, mask blanks and photomask |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021043307A JP2021043307A (en) | 2021-03-18 |
JP7303077B2 true JP7303077B2 (en) | 2023-07-04 |
Family
ID=74862294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019164760A Active JP7303077B2 (en) | 2019-09-10 | 2019-09-10 | Method for manufacturing mask blanks, method for manufacturing photomask, mask blanks and photomask |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7303077B2 (en) |
KR (1) | KR102503133B1 (en) |
CN (1) | CN112558408A (en) |
TW (1) | TWI761942B (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7417578B2 (en) * | 2021-12-23 | 2024-01-18 | アルバック成膜株式会社 | Mask blanks and their manufacturing method |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007241065A (en) | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Photomask blank and photomask |
US20090246647A1 (en) | 2008-03-31 | 2009-10-01 | Hoya Copporation | Photomask blank, photomask, and methods of manufacturing the same |
JP2010044275A (en) | 2008-08-15 | 2010-02-25 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | Gray tone mask blank and gray tone mask |
JP2014206729A (en) | 2013-03-19 | 2014-10-30 | Hoya株式会社 | Phase shift mask blank and manufacturing method thereof, manufacturing method of phase shift mask, as well as manufacturing method of display device |
JP2018028631A (en) | 2016-08-19 | 2018-02-22 | 株式会社エスケーエレクトロニクス | Photomask blanks, photomask prepared therewith and method for producing photomask using the same |
JP2019090910A (en) | 2017-11-14 | 2019-06-13 | アルバック成膜株式会社 | Mask blank, phase shift mask, and method of manufacturing the same |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060057469A1 (en) | 2003-02-03 | 2006-03-16 | Mitsuhiro Kureishi | Photomask blank, photomask, and pattern transfer method using photomask |
JP4930737B2 (en) * | 2011-09-21 | 2012-05-16 | 信越化学工業株式会社 | Photomask blank and binary mask manufacturing method |
JP5795992B2 (en) * | 2012-05-16 | 2015-10-14 | 信越化学工業株式会社 | Photomask blank and photomask manufacturing method |
JP6258151B2 (en) * | 2013-09-25 | 2018-01-10 | 信越化学工業株式会社 | Photomask blank and manufacturing method thereof |
KR101504557B1 (en) * | 2014-03-23 | 2015-03-20 | 주식회사 에스앤에스텍 | Blankmask and Photomask using the same |
KR101579848B1 (en) * | 2014-08-29 | 2015-12-23 | 주식회사 에스앤에스텍 | Phase Shift Blankmask and Photomask |
JP6601245B2 (en) * | 2015-03-04 | 2019-11-06 | 信越化学工業株式会社 | Photomask blank, photomask manufacturing method, and mask pattern forming method |
KR102205274B1 (en) * | 2015-08-31 | 2021-01-20 | 호야 가부시키가이샤 | Mask blank, manufacturing method of mask blank, phase shift mask, manufacturing method of phase shift mask, and manufacturing method of semiconductor device |
JP6632950B2 (en) * | 2016-09-21 | 2020-01-22 | Hoya株式会社 | Photomask blank, photomask blank manufacturing method, photomask manufacturing method using the same, and display device manufacturing method |
JP6812236B2 (en) * | 2016-12-27 | 2021-01-13 | Hoya株式会社 | A phase shift mask blank, a method for manufacturing a phase shift mask using the blank, and a method for manufacturing a display device. |
CN110770652B (en) * | 2017-06-14 | 2023-03-21 | Hoya株式会社 | Mask blank, phase shift mask and method for manufacturing semiconductor device |
TWI755337B (en) * | 2017-07-14 | 2022-02-11 | 日商Hoya股份有限公司 | Photomask blank, method of manufacturing photomask, and method of manufacturing display device |
CN108666325B (en) * | 2018-05-24 | 2021-01-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | Preparation method of TFT substrate, TFT substrate and display device |
-
2019
- 2019-09-10 JP JP2019164760A patent/JP7303077B2/en active Active
-
2020
- 2020-09-07 TW TW109130564A patent/TWI761942B/en active
- 2020-09-08 CN CN202010933261.4A patent/CN112558408A/en active Pending
- 2020-09-08 KR KR1020200114633A patent/KR102503133B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007241065A (en) | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Photomask blank and photomask |
US20090246647A1 (en) | 2008-03-31 | 2009-10-01 | Hoya Copporation | Photomask blank, photomask, and methods of manufacturing the same |
JP2010044275A (en) | 2008-08-15 | 2010-02-25 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | Gray tone mask blank and gray tone mask |
JP2014206729A (en) | 2013-03-19 | 2014-10-30 | Hoya株式会社 | Phase shift mask blank and manufacturing method thereof, manufacturing method of phase shift mask, as well as manufacturing method of display device |
JP2018028631A (en) | 2016-08-19 | 2018-02-22 | 株式会社エスケーエレクトロニクス | Photomask blanks, photomask prepared therewith and method for producing photomask using the same |
JP2019090910A (en) | 2017-11-14 | 2019-06-13 | アルバック成膜株式会社 | Mask blank, phase shift mask, and method of manufacturing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI761942B (en) | 2022-04-21 |
KR20210030881A (en) | 2021-03-18 |
JP2021043307A (en) | 2021-03-18 |
KR102503133B1 (en) | 2023-02-23 |
TW202115484A (en) | 2021-04-16 |
CN112558408A (en) | 2021-03-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6367401B2 (en) | Phase shift mask blank and manufacturing method thereof, phase shift mask and manufacturing method thereof, and display device manufacturing method | |
KR102680242B1 (en) | Mask blank, phase-shifting mask, method of manufacturing mask blank, and method of manufacturing phase-shifting mask | |
JP7303077B2 (en) | Method for manufacturing mask blanks, method for manufacturing photomask, mask blanks and photomask | |
CN111025840B (en) | Mask blank, halftone mask, method for manufacturing mask blank, and method for manufacturing halftone mask | |
JP7366810B2 (en) | Mask blanks, halftone masks, manufacturing methods, manufacturing equipment | |
JP7254599B2 (en) | Method for manufacturing mask blanks and method for manufacturing phase shift mask | |
JP7381374B2 (en) | Mask blanks, phase shift masks, manufacturing methods | |
CN113406856B (en) | Mask blank, phase shift mask, method for manufacturing mask blank, and method for manufacturing phase shift mask | |
TWI785529B (en) | Photomask substrate, phase shift photomask, manufacturing method of photomask substrate, and manufacturing method of phase shift photomask | |
JP7506114B2 (en) | MANUFACTURING METHOD OF MASK BLANKS, MASK BLANKS, AND PHOTOMASK | |
JP7356857B2 (en) | Mask blanks and photomasks | |
JP7402002B2 (en) | Mask blanks, phase shift masks, manufacturing methods | |
JP2023166182A (en) | Mask blank, half-tone mask, and manufacturing method | |
JP2024106698A (en) | Phase shift mask blanks, phase shift masks, and manufacturing methods | |
JP2022118976A (en) | Mask blank and photomask | |
CN112015044A (en) | Mask blank, halftone mask, manufacturing method, and manufacturing apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220825 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230602 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230613 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230622 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7303077 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |