KR101699995B1 - 마스크 블랭크 및 전사용 마스크와 전사용 마스크의 제조 방법 - Google Patents

마스크 블랭크 및 전사용 마스크와 전사용 마스크의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

EB 결함 수정을 바람직하게 적용할 수 있고, 또한 차광막의 박막화를 가능하게 하는 마스크 블랭크를 제공한다. ArF 노광광이 적용되는 전사용 마스크를 작성하기 위해서 이용되며, 투광성 기판(1) 상에 차광막(2)을 갖는 마스크 블랭크(10)로서, 차광막(2)은, 천이 금속 및 규소에 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료를 주성분으로 하는 하층과, 천이 금속 및 규소에 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료를 주성분으로 하는 상층의 적어도 2층 구조로 이루어진다. 대상 부분에 불소를 함유하는 물질을 공급하고, 하전 입자를 조사하여 행하는 에칭에서의 상층의 에칭 레이트에 대한 하층의 에칭 레이트의 비가 1.0 이상 20.0 이하이다.

Description

마스크 블랭크 및 전사용 마스크와 전사용 마스크의 제조 방법{MASK BLANK, TRANSFER MASK, AND METHOD FOR MANUFACTURING TRANSFER MASKS}
본 발명은, 마스크 블랭크 및 전사용 마스크와 전사용 마스크의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 하전 입자 조사에 의한 결함 수정 기술을 바람직하게 이용할 수 있는 전사용 마스크를 제조하기 위한 마스크 블랭크 및 전사용 마스크의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치의 제조 공정에서는, 포토리소그래피법을 이용하여 미세 패턴의 형성이 행해지고 있다. 또한, 이 미세 패턴의 형성에는 통상 몇 장의 전사용 마스크(포토마스크)라고 불리는 기판이 사용된다. 이 전사용 마스크는, 일반적으로 투광성의 글래스 기판 상에, 금속 박막 등으로 이루어지는 미세 패턴을 형성한 것이며, 이 전사용 마스크의 제조에서도 포토리소그래피법이 이용되고 있다.
포토리소그래피법에 의한 전사용 마스크의 제조에는, 글래스 기판 등의 투광성 기판 상에 전사 패턴(마스크 패턴)을 형성하기 위한 박막(예를 들면 차광막 등)을 갖는 마스크 블랭크가 이용된다. 이 마스크 블랭크를 이용한 전사용 마스크의 제조는, 마스크 블랭크 상에 형성된 레지스트막에 대하여, 원하는 패턴 묘화를 실시하는 노광 공정과, 원하는 패턴 묘화에 따라서 상기 레지스트막을 현상하여 레지스트 패턴을 형성하는 현상 공정과, 레지스트 패턴에 따라서 상기 박막을 에칭하는 에칭 공정과, 잔존한 레지스트 패턴을 박리 제거하는 공정을 갖고 행해지고 있다. 상기 현상 공정에서는, 마스크 블랭크 상에 형성된 레지스트막에 대하여 원하는 패턴 묘화를 실시한 후에 현상액을 공급하여, 현상액에 가용한 레지스트막의 부위를 용해하여, 레지스트 패턴을 형성한다. 또한, 상기 에칭 공정에서는, 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 드라이 에칭 또는 웨트 에칭에 의해, 레지스트 패턴이 형성되어 있지 않은 박막이 노출된 부위를 용해하고, 이에 의해 원하는 마스크 패턴을 투광성 기판 상에 형성한다. 이렇게 하여, 전사용 마스크가 완성된다.
반도체 장치의 패턴을 미세화할 때는, 전사용 마스크에 형성되는 마스크 패턴의 미세화 외에, 포토리소그래피에서 사용되는 노광 광원 파장의 단파장화가 필요로 된다. 반도체 장치 제조시의 노광 광원으로서는, 최근에는 KrF 엑시머 레이저(파장 248㎚)로부터, ArF 엑시머 레이저(파장(193㎚)로 단파장화가 진행되고 있다.
또한, 전사용 마스크의 종류로서는, 종래의 투광성 기판 상에 크롬계 재료로 이루어지는 차광막 패턴을 갖는 바이너리 마스크 외에, 최근에는, 특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같은 MoSiN 등의 천이 금속과 규소를 주된 금속 성분으로 하고, 질소를 더 함유시킨 재료를 차광막으로서 이용한 바이너리 마스크 등이 출현하고 있다.
그런데, 이전부터 마스크 블랭크를 이용하여, 레지스트막에 전자선 묘화 및 현상 처리에 의해 형성된 레지스트 패턴이나 에칭 마스크막에 형성된 에칭 마스크 패턴을 마스크로 하여 드라이 에칭에 의해, 차광막에 전사 패턴이 형성된 전사용 마스크에 대하여, 패턴 검사기를 이용하여, 설계상의 전사 패턴과 차광막에 형성된 전사 패턴을 비교하고, 설계상의 전사 패턴과 비교하여 여분의 차광막이 잔존하게 되는 결함(소위, 흑 결함) 부분에 대하여, 나노 머시닝이나 집속 이온 빔FIB(Focused Ion Beam)를 이용한 물리 가공에 의해 결함 수정이 행해져 왔다. 그러나, 이와 같은 물리 가공에서는 흑 결함 수정에 시간을 요한다고 하는 문제를 갖고 있었다. 또한, 통상의 FIB 처리에서는 Ga 이온의 조사량이 커지기 때문에, QZ 기판에 잔류하는 Ga 스테인이 문제로 되었다. 따라서 반응성을 올리고, Ga 조사량을 억제하기 위해서 가스 지원하는 방법 등이 보고되어 있다(특허 문헌 2 참조).
한편, 특허 문헌 3에는, 차광막의 흑 결함 부분에 대하여, 2불화 크세논(XeF2) 가스를 공급하고, 또한 그 부분에 전자선을 조사하여 흑 결함 부분을 에칭하여 제거하는 결함 수정 기술(이하, 이와 같은 전자선 등과 같은 하전 입자를 조사하여 행하는 결함 수정을 간단히 EB 결함 수정이라고 부름)이 개시되어 있다. 이러한 EB 결함 수정은, 당초는, EUV 리소그래피용의 반사형 마스크의 흡수체막에서의 흑 결함 부분의 수정에 이용되고 있었지만, MoSi계의 하프톤 마스크의 결함 수정에도 사용되기 시작하고 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특개 제2007-292824호 공보 특허 문헌 2 : 일본 특개 제2000-10260호 공보 특허 문헌 3 : 일본 특표 2004-537758호 공보
본 발명자들은, 특허 문헌 1에서 개시되어 있는 바와 같은 천이 금속과 규소를 주된 금속 성분으로 하고, 질소를 더 함유시킨 재료로 이루어지는 적층 구조의 차광막이 형성된 바이너리형 마스크 블랭크를 이용하여, 차광막에 전사 패턴을 형성한 전사용 마스크를 제작하고, 제작한 전사용 마스크의 결함 검사를 행하고, 흑 결함 부분에 대하여, 특허 문헌 3에 개시되어 있는 바와 같은 EB 결함 수정, 즉 흑 결함 부분에의 XeF2 가스 공급과 전자 등의 하전 입자 조사에 의한 에칭을 행하여 본 바, 적층 구조의 상하 각 층에서의 막 조성의 관계에 따라서는, 이하와 같은 문제가 생기는 경우가 있는 것이 판명되었다.
일반적으로 차광막은, 막의 표면 반사를 억제하기 위해서, 표면측의 층(상층)의 재료를 기판측의 층(하층)의 재료보다도 산화나 질화의 정도를 높게 함으로써, 차광막의 표면 반사율을 저감시키고 있다. 한편, 바이너리형 마스크 블랭크에서는, 차광막에 소정 이상(예를 들면 광학 농도(OD) 2.8 이상)의 차광 성능이 필요로 된다. 재료 중의 산화나 질화의 정도를 높게 하면 차광성 성능은 저하되는 방향으로 된다. 한편, 최근의 전사 패턴의 미세화에 의해, 사입사 조명법이나 액침 노광 기술을 사용할 필요가 생기고 있다. 그러나, 그에 의해 차폐 효과(섀도윙)의 영향이 문제로 되고 있고, 이 영향을 저감시키기 위해서, 차광막의 박막화가 필요로 되고 있다. 따라서, 기판측의 층(하층)에서는, 극력 얇은 막 두께로 차광 성능을 확보하기 위해서, 산화나 질화의 정도를 극력 억제할 필요가 있다. 한편, 차광막의 기판측의 표면의 반사율(이면 반사율)도 표면측의 반사율(표면 반사율)만큼은 아니지만 소정값 이하로는 억제할 필요가 있어, 산화나 질화를 어느 정도 행할 필요가 있다.
XeF2 가스는 규소의 등방성 에칭 가스로서 알려져 있고, 그 메카니즘은 표면 흡착, Xe와 F로 분리, 규소의 고차 불화물의 생성, 휘발이라고 하는 프로세스에서 에칭이 진행된다. 그러나, 규소는, Si3N4, SiO2, SiON, SiC와 같은 질화, 산화, 혹은 탄화된 규소이면, 휘발성이 높은 고차의 불화물을 형성하기 어렵기 때문에, XeF2 가스 등의 불소계 가스에 대하여 높은 에칭 내성을 갖는 경향이 있다. EB 결함 수정에서는, 전자선 등의 하전 입자 조사를 행함으로써, XeF2 가스의 에칭 레이트가 비약적으로 향상되어, 흑 결함 부분의 선택적인 이방성 에칭이 가능하게 된다. 그러나, 이 경우에서도, 차광막 중의 산화, 질화, 혹은 탄화된 규소의 비율이 많아짐에 따라서, 에칭 레이트가 저하되는 경향이 있다. 상기와 같이, 상층은 표면 반사율을 저감시키기 위해서 산화나 질화의 정도가 높은 재료를 이용하기 때문에, 상하층의 에칭 레이트차가 커져, 단차가 발생하게 된다. 극단적인 경우, 큰 언더컷이 생기게 된다.
또한, 최근의 EB 결함 수정 기술에서는, 수분을 공급함으로써 에칭 레이트를 저하시키는 Water ㎩ssivation 등의 ㎩ssivation 기술(수분 외에, 산화물계 가스의 공급 등)을 이용함으로써, 차광막의 상층과 하층 사이인 정도의 에칭 레이트차가 있어도 문제점을 저감하는 것은 가능이지만, 이와 같은 에칭 레이트 제어가 가능한 한계가 있고, 또한 과도하게 에칭 레이트가 저하되게 되면, 수정 시간이 길어져, 종래의 물리 가공에 의한 결함 수정에 대한 이점이 없어지기 때문에, 하층의 에칭 레이트를 극단적으로 떨어뜨릴 필요가 있는 차광막의 적층 구조는 바람직하지 않다.
따라서 본 발명은, 종래의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는, EB 결함 수정을 바람직하게 적용할 수 있고, 또한 차광막의 박막화를 가능하게 하는 마스크 블랭크 및 전사용 마스크와 전사용 마스크의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 종래의 천이 금속과 규소를 주된 금속 성분으로 하고, 질소를 더 함유시킨 재료로 이루어지는 적층 구조의 차광막이 형성된 바이너리형 마스크 블랭크를 이용하여, 차광막에 전사 패턴을 형성한 전사용 마스크에 대하여, 흑 결함 부분의 수정에 EB 결함 수정을 적용한 경우의 과제에 관하여, 예의 검토를 행하였다.
본 발명자들은, 다양한 재료에 대하여 검토한 결과, 천이 금속 및 규소에, 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료를 주성분으로 하는 하층과, 천이 금속 및 규소에, 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료를 주성분으로 하는 상층의 적어도 2층 구조로 이루어지는 차광막을 구비하는 마스크 블랭크로서, EB 결함 수정에서의 상층의 에칭 레이트와 하층의 에칭 레이트와의 관계를 소정으로 조정함으로써, 종래의 EB 결함 수정을 적용한 경우의 과제를 해결할 수 있고, 또한 차광막의 박막화를 실현할 수 있는 것을 밝혀냈다.
본 발명자는, 이상의 해명 사실, 고찰에 기초하여, 더욱 예의 연구를 계속한 결과, 본 발명을 완성한 것이다.
즉, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 구성을 갖는다.
(구성 1)
ArF 엑시머 레이저 노광광이 적용되는 전사용 마스크를 작성하기 위해서 이용되며, 투광성 기판 상에, 전사 패턴을 형성하기 위한 차광막을 갖는 마스크 블랭크로서, 상기 차광막은, 천이 금속 및 규소에, 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료를 주성분으로 하는 하층과, 천이 금속 및 규소에, 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료를 주성분으로 하는 상층의 적어도 2층 구조로 이루어지고, 대상 부분에 불소를 함유하는 물질을 공급하고, 또한 하전 입자를 조사하여 행하는 에칭에서의 상기 상층의 에칭 레이트에 대한 상기 하층의 에칭 레이트의 비가 1.0 이상 20.0 이하인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크이다.
(구성 2)
상기 하층은, 층 중의 질소 및 산소의 합계 함유량이 10원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 마스크 블랭크이다.
(구성 3)
상기 상층은, 층 중의 질소 및 산소의 합계 함유량이 30원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재된 마스크 블랭크이다.
(구성 4)
상기 상층 중의 천이 금속의 함유량이 10원자％ 이하인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 마스크 블랭크이다.
(구성 5)
상기 하층은, 층 중의 질소 및 산소의 합계 함유량이 35원자％ 이하인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 마스크 블랭크이다.
(구성 6)
상기 하층 중의 천이 금속의 함유량을 천이 금속과 규소의 합계 함유량으로 나눈 비율이 14％ 이상, 35％ 이하인 것을 특징으로 하는 구성 5에 기재된 마스크 블랭크이다.
(구성 7)
상기 하층은, 층 중의 질소 및 산소의 합계 함유량이 30원자％ 이하인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 마스크 블랭크이다.
(구성 8)
상기 하층 중의 천이 금속의 함유량을 천이 금속과 규소의 합계 함유량으로 나눈 비율이 14％ 이상, 40％ 이하인 것을 특징으로 하는 구성 7에 기재된 마스크 블랭크이다.
(구성 9)
상기 차광막은, 막 두께가 65㎚ 미만인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 마스크 블랭크이다.
(구성 10)
상기 상층은, 막 두께가 5㎚ 이상, 20㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 마스크 블랭크이다.
(구성 11)
상기 차광막의 상면에는, 에칭 마스크막이 형성되고, 그 에칭 마스크막은, 크롬에, 질소, 산소 중 적어도 어느 하나의 성분을 함유하고, 그 에칭 마스크막 중의 크롬의 함유량이 50원자％ 미만이고, 또한, 막 두께가 5㎚ 이상, 20㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 마스크 블랭크이다.
(구성 12)
구성 1 내지 11 중 어느 한 항에 기재된 마스크 블랭크를 이용하여 제작되는 것을 특징으로 하는 전사용 마스크이다.
(구성 13)
ArF 엑시머 레이저 노광광이 적용되며, 투광성 기판 상에 전사 패턴이 형성된 차광막을 갖고 이루어지는 전사용 마스크로서, 상기 차광막은, 천이 금속 및 규소에, 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료를 주성분으로 하는 하층과, 천이 금속 및 규소에, 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료를 주성분으로 하는 상층의 적어도 2층 구조로 이루어지고, 대상 부분에 불소를 함유하는 물질을 공급하고, 또한 하전 입자를 조사하여 행하는 에칭에서의 상기 상층의 에칭 레이트에 대한 상기 하층의 에칭 레이트의 비가 1.0 이상 20.0 이하인 것을 특징으로 하는 전사용 마스크이다.
(구성 14)
구성 1 내지 11 중 어느 한 항에 기재된 마스크 블랭크를 이용한 전사용 마스크의 제조 방법으로서, 설계상의 전사 패턴과 상기 차광막에 형성된 전사 패턴을 비교하여, 차광막이 잔존하고 있는 결함 부분에 대하여 불소를 함유하는 물질을 공급하고, 또한 하전 입자를 조사하여 에칭을 행하는 결함 수정 공정을 갖고, 상기 결함 수정 공정은, 상기 차광막의 하층의 에칭시에 물 또는 산화물계 유체를 공급하여 그 하층의 에칭 레이트를 저하시키는 것을 특징으로 하는 전사용 마스크의 제조 방법이다.
본 발명에 따르면, 차광막을, 천이 금속 및 규소에, 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료를 주성분으로 하는 하층과, 천이 금속 및 규소에, 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료를 주성분으로 하는 상층의 적어도 2층 구조로 하고, EB 결함 수정에서의 상층의 에칭 레이트와 하층의 에칭 레이트의 관계를 소정으로 조정함으로써, 종래의 EB 결함 수정을 적용한 경우의 과제를 해결할 수 있고, 결과, 전사 패턴의 흑 결함 수정에 EB 결함 수정을 바람직하게 적용할 수 있는 마스크 블랭크 및 전사용 마스크와 전사용 마스크의 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 바이너리 마스크로서 요구되고 있는 차광막의 광학 농도를 예를 들면 65㎚ 미만의 막 두께로 실현할 수 있어, 섀도윙에 관련되는 과제의 해결을 도모할 수 있는 마스크 블랭크 및 전사용 마스크와 전사용 마스크의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 마스크 블랭크의 일 실시 형태의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 마스크 블랭크의 일 실시 형태를 이용하여 전사용 마스크를 제조하는 공정을 도시하는 단면도이다.
도 3은 EB 결함 수정에서의 상층에 대한 하층의 에칭 레이트비와 하층의 질소 함유량과의 관계를 도시하는 도면이다.
도 4는 몰리브덴과 규소에 질소를 더 함유하는 박막에서의 몰리브덴 함유량을 몰리브덴과 규소의 합계 함유량으로 나눈 비율과 단위막 두께당의 광학 농도와의 관계를 도시하는 도면이다.
도 5는 시트 저항값이 3㏀/□ 이하를 충족시키는 (Mo/Mo+Si) 비율과 질소 함유량의 관계를 도시하는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태를 상술한다.
본 발명은, ArF 노광광이 적용되는 전사용 마스크를 작성하기 위해서 이용되며, 투광성 기판 상에, 전사 패턴을 형성하기 위한 차광막을 갖는 마스크 블랭크로서, 상기 차광막은, 천이 금속 및 규소에, 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료를 주성분으로 하는 하층과, 천이 금속 및 규소에, 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료를 주성분으로 하는 상층의 적어도 2층 구조로 이루어지고, 대상 부분에 불소를 함유하는 물질을 공급하고, 또한 하전 입자를 조사하여 행하는 에칭에서의 상기 상층의 에칭 레이트에 대한 상기 하층의 에칭 레이트의 비가 1.0 이상 20.0 이하인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크이다.
도 1은 본 발명에 따른 마스크 블랭크의 단면도이다. 도 1에 의하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 마스크 블랭크(10)는, 투광성 기판(1) 상에, 차광막(2)을 구비하고 있다. 상기 투광성 기판(1)은, ArF 엑시머 레이저에 대하여 투과성을 갖는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 본 발명에서는, 합성 석영 기판, 그 밖의 각종 글래스 기판을 이용할 수 있지만, 이 중에서도 합성 석영 기판은, ArF 엑시머 레이저에 대한 투과성이 높으므로, 본 발명에는 특히 바람직하다.
상기 차광막(2)은, 천이 금속 및 규소에, 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료를 주성분으로 하는 하층과, 천이 금속 및 규소에, 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료를 주성분으로 하는 상층의 적어도 2층 구조로 이루어지고, 대상 부분에 불소를 함유하는 물질(비여기 상태)을 공급하고, 또한 전자선 등의 하전 입자를 조사하여 상기 물질에 의한 에칭 레이트를 향상시킨 에칭, 즉 EB 결함 수정시에서의 상기 상층의 에칭 레이트에 대한 상기 하층의 에칭 레이트의 비(하층의 에칭 레이트/상층의 에칭 레이트)를 1.0 이상으로 할 필요가 있다. 이 비가 1.0 미만이면, 하층의 에칭 중에 상층의 전사 패턴의 엣지 부분을 에칭하게 되어, 라인 엣지 러프니스가 악화될 우려가 있다. 게다가, 상층의 표면으로부터 에칭이 진행되어 막 감소하는 것 등에 의해 상층의 광학 특성이 변하게 되는(노광광에 대한 표면 반사율이 상승하게 되는 것 등) 문제점이 생긴다. 또한, 상층에 의해 양호한 엣지 형상을 유지시키는 것을 고려하면, EB 결함 수정시에서의 상기 상층의 에칭 레이트에 대한 상기 하층의 에칭 레이트의 비가 1.5 이상이면 보다 바람직하다. 또한, 본 발명에서는, 상기 상층의 에칭 레이트에 대한 상기 하층의 에칭 레이트의 비가 20.0 이하인 것도 필요하다.
EB 결함 수정을 행할 때에 대상 부분(흑 결함 부분)에 공급하는 불소를 함유하는 물질로서는, XeF2, XeF4, XeF6, XeOF2, XeOF4, XeO2F2, XeO3F2, XeO2F4, ClF3, ClF, BrF5, BrF, IF3, IF5, KrF, ArF 등이 적용 가능하고, 특히, XeF2가 최적이다. 이들은 가스 상태로 대상 부분에 공급되는 것이 바람직하다.
EB 결함 수정에서의 상층의 에칭 레이트보다도 하층의 에칭 레이트쪽이 커서 언더컷이 생길 우려가 있는 경우, 불소계 가스(XeF2 가스 등)의 공급량을 적게 하는 수단 외에, 하층의 에칭을 행하는 단계에서 물이나 산화물계 가스를 제거해야 할 대상 부분에 적당량 공급하여 하층의 에칭 레이트를 저하시키는 ㎩ssivation 기술을 사용한다. 물이나 산화물계 가스를 공급한 부분은, 산화가 촉진되어, 하층의 측벽에 산화 피막을 형성한다. EB 결함 수정은, 산화막에 대한 에칭 속도가 저하되기 때문에, 하층의 에칭 레이트(특히 가로 방향으로의 에칭 레이트)를 저하시킬 수 있다. 그러나, ㎩ssivation 기술에서는 에칭 레이트를 저하시킬 수 있는 범위가 한정되어 있다. 또한, 상층의 에칭 레이트에 대하여 하층의 에칭 레이트가 상대적으로 작아지기 때문에, 결함 수정에 시간이 걸려, 제조의 스루풋이 악화되고, 물리 가공에 의한 수정과의 사이의 메리트가 얻어지지 않는 경우가 있다. 또한, 물을 지나치게 공급하면 산소가 분리된 후의 수소와 XeF2 가스 등의 불소계 가스로부터 분리된 불소와 결합하여 불산을 형성하여, 상층이나 기판을 용해시킬 우려도 있다. 이들을 고려하면, 상기 상층의 에칭 레이트에 대한 상기 하층의 에칭 레이트의 비를 20.0 이하로 하는 것이 필요하다. 또한, EB 결함 수정 전후에서의 상층의 광학 특성 변화를 보다 억제하는 것 등을 포함하여 고려하면, EB 결함 수정시에서의 상기 상층의 에칭 레이트에 대한 상기 하층의 에칭 레이트의 비가 15.0 이하이면 바람직하다. 또한, 제조의 스루풋의 향상을 보다 바란다면, EB 결함 수정시에서의 상기 상층의 에칭 레이트에 대한 상기 하층의 에칭 레이트의 비가 10.0 이하이면 보다 바람직하다.
차광막(2)을, 천이 금속 및 규소에, 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료를 주성분으로 하는 하층과, 천이 금속 및 규소에, 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료를 주성분으로 하는 상층의 적어도 2층 구조로 함으로써, EB 결함 수정시에서의 상층의 에칭 레이트와 하층의 에칭 레이트와의 관계를 상기한 바와 같이 바람직하게 조정하는 것이 가능하다.
천이 금속과 규소를 함유하는 박막에서, 박막 중의 산소 함유량 및 질소 함유량에 대한 에칭 레이트의 변화의 경향은, EB 결함 수정의 에칭의 경우와, 플라즈마화한 불소계 가스에서의 에칭, 즉 통상의 드라이 에칭에서의 에칭 레이트와는 상이하다. EB 결함 수정의 경우, 박막 중의 산소나 질소의 함유량이 늘어가는, 즉 규소의 산화물이나 질화물의 존재가 증가해 가면 에칭 레이트가 저하되는 경향이 있다. 이에 대하여, 통상의 불소계 가스 플라즈마에 의한 드라이 에칭의 경우, 박막 중의 산소나 질소의 함유량이 늘어가도, 에칭 레이트가 거의 변하지 않거나, 천이 금속의 함유량에 따라서는 상승하는 경향이 있다. 따라서, 천이 금속과 규소를 함유하는 박막에 대한 여기 상태(플라즈마 상태)의 불소계 가스에 의한 드라이 에칭의 경우에서의 에칭 레이트의 경향은, 비여기 상태의 불소계 가스를 공급하면서 하전 입자를 조사하는 EB 결함 수정에서의 에칭 레이트를 조정하기 위한 참고로는 되기 어렵다.
차광막(2)의 상층(표면 반사 방지층)은, 천이 금속 및 규소에, 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료를 주성분으로 하지만, 차광막(2)의 표면 반사율이 소정값(예를 들면, 30％) 이하로 되도록 하기 위해서는, 층 중의 질소 및 산소의 합계 함유량이 30원자％ 이상인 것이 요망된다. 또한, 차광막 전체의 박막화의 관점에서 고려하면, 상층 중의 질소 및 산소의 합계 함유량은 60원자％ 이하인 것이 바람직하다.
산소는, 층 중의 함유량에 대한 소쇠 계수의 저하 정도가 질소에 비해 커서, 상층의 노광광의 투과도를 보다 높일 수 있기 때문에, 표면 반사율을 보다 저감시키는 것이 가능하다. 상층 중의 산소의 함유량은, 10원자％ 이상인 것이 바람직하고, 15원자％ 이상이면 보다 바람직하다. 한편, 질소의 층 중의 함유량은, 10원자％ 이상이 바람직하지만, 차광막의 박막화를 위해서, 상층의 산소 함유량을 다소 억제하면서, 표면 반사율을 저감시키기 위해서는, 질소의 함유량을 15원자％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 20원자％ 이상으로 하면 보다 바람직하다.
또한, 상층 중의 재료에 함유되는 천이 금속에는, 몰리브덴, 탄탈, 텅스텐, 티타늄, 크롬, 하프늄, 니켈, 바나듐, 지르코늄, 루테늄, 로듐, 니오븀, 팔라듐 등이 적용 가능하지만, 그 중에서도, 몰리브덴이 바람직하다. 또한, 그 상층 중의 천이 금속의 함유량은, 10원자％ 이하인 것이 바람직하다. 상층의 천이 금속의 함유량이 10원자％보다도 많으면, 이 마스크 블랭크로부터 전사용 마스크를 제작하였을 때, 마스크 세정(암모니아 과산화수소 등에 의한 알칼리 세정이나, 온수 세정)에 대한 내성이 낮아, 상층의 용해에 의한 광학 특성의 변화(표면 반사율의 상승), 전사 패턴 엣지 부분의 형상 변화에 의한 라인 엣지 러프니스의 저하나 CD 정밀도의 악화가 생길 우려가 있다. 이 경향은, 상층의 천이 금속에 몰리브덴이 이용되고 있는 경우에 특히 현저하다. 특히, 상층의 천이 금속에 몰리브덴이 이용되는 경우, 차광막의 응력 제어에 고온에서 가열 처리(어닐링 처리)하면, 상층(표면 반사 방지층)의 천이 금속의 함유량이 높으면, 표면이 하얗게 흐려지는(백탁하는) 현상이 발생한다. 이것은, MoO가 표면에 석출되는 것이 원인으로 생각된다. 이와 같은 현상을 억제하기 위해서도, 상층의 천이 금속의 함유량이 10원자％ 이하인 것이 바람직하다.
한편, EB 결함 수정에서의 에칭 레이트는, 층 중의 산소나 질소의 함유량이 많아짐에 따라서 감소하는 경향이 있다. 또한, 상기한 바와 같이, 상기 상층의 에칭 레이트에 대한 상기 하층의 에칭 레이트의 비를 20.0 이하로 하는 것이 필요로 된다. 도 3은 EB 결함 수정에서의 상층에 대한 하층의 에칭 레이트비와 하층의 질소 함유량과의 관계를 도시하는 도면이다. 이 상층은, 요구되는 표면 반사 방지 기능을 갖는 조건을 충족시키는 천이 금속, 규소, 산소 및 질소의 조성비인 막이고, 하층은, 천이 금속(몰리브덴) 및 규소에 질소를 더 함유하는 막이다. 이에 의하면, EB 결함 수정에서의 에칭 레이트비를 20.0 이하로 하기 위해서는, 하층의 질소 함유량은 적어도 10원자％ 이상으로 할 필요가 있는 것을 알 수 있다.
또한, 여기서는 하층의 천이 금속에 몰리브덴을 적용하였지만, 이에 한하지 않고 다른 천이 금속에서도 마찬가지의 경향을 나타낸다. 또한, 여기서 이용된 요구되는 표면 반사 방지 기능을 갖는 상층의 산소 및 질소의 합계 함유량은, 40.3원자％(30원자％ 이상)이고, 천이 금속(몰리브덴)의 함유량은, 3원자％(10원자％ 이하)이다. EB 결함 수정에서의 에칭 레이트는, 산소나 질소의 함유량이 증가함에 따라서 저하되는 경향이 있기 때문에, 상기의 산소나 질소의 함유량이 30원자％의 막보다도 에칭 레이트가 낮은 막이다. 또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 질소이기는 하지만 막 중의 함유량이 40원자％ 이상에서는 에칭 레이트의 저하 정도가 매우 작기 때문에, 상층의 산소 및 질소의 함유량이 40원자％ 이상의 것을 이용해도, 거의 마찬가지의 경향을 나타내는 것을 상정할 수 있다.
차광막 중의 상층은 표면 반사 방지층으로서 기능하는 것이며, 광학 농도가 낮아, 차광막 전체의 광학 농도에는 그다지 기여할 수 없다. 이들의 것을 고려하면, 차광막(2)으로서 필요한 광학 농도를 실질적으로 하층에서 확보할 필요가 있다. 도 4는 몰리브덴과 규소에 질소를 더 함유하는 박막에서의 몰리브덴의 함유량[원자%]을 몰리브덴과 규소의 합계 함유량[원자%]으로 나눈 비율(즉, 차광막 중의 몰리브덴과 규소의 합계 함유량[원자%]을 100으로 하였을 때의 몰리브덴의 함유량[원자%]의 비율을 ％로 나타낸 것. 이하, (Mo/Mo+Si) 비율이라고 함)과 단위막 두께당의 광학 농도와의 관계를 도시하는 도면이다. 또한, 도면 중의 특성 곡선은, 박막의 질소 함유량을 10원자％(「■N=10」의 곡선), 20원자％(「▲N=20」의 곡선), 30원자％(「×N=30」의 곡선), 35원자％(「●N=35」의 곡선), 40원자％(「*N=40」의 곡선)의 경우에 대하여, 각각 기재하고 있다. 하층에서 차광막 전체의 광학 농도의 대부분을 확보하기 위해서는, 재료의 단위막 두께당의 광학 농도(OD)가 0.05㎚-1(파장 : 193㎚) 이상인 것이 요망된다. 이 점을 고려하면, 질소 함유량이 40원자％에서는 특정한 좁은 범위의 (Mo/Mo+Si) 비율 이외는 조건을 충족시키지 않고, 또한 후술하는 이유로부터 본원 발명에 적용하는 것은 어렵다. 한편, 질소 함유량이 35원자％ 이하의 박막에서는, (Mo/Mo+Si) 비율의 넓은 범위에서 적용 가능하다. 이들로부터, 하층은, 층 중의 질소 및 산소의 합계 함유량의 상한이 적어도 35원자％인 것이 요구된다. 또한, 이때의 하층의 (Mo/Mo+Si) 비율은, 35％ 이하인 것이 요구된다. 또한, 하층의 차광 성능을 보다 높이는 경우에는, 층 중의 질소 및 산소의 합계 함유량을 30원자％ 이하로 하는 것이 요구된다. 이 경우의 하층의 (Mo/Mo+Si) 비율은, 40％ 이하인 것이 요구된다. 또한, 상한을 결정짓는 다른 요인으로서 40％보다도 많이 몰리브덴을 함유시키면 내약성이나 내세정성이 저하된다고 하는 문제도 있다.
산소는, 층 중의 함유량에 대한 소쇠 계수의 저하 정도가 질소에 비해 커서, 산소의 함유량에 비례하여 요구되는 광학 농도를 충족시키기 위해서 막 두께가 보다 두꺼워지게 된다. 질소만으로도 노광광에 대한 이면 반사율을 저감시키는 것은 가능하기 때문에, 하층의 산소의 함유량은, 10원자％ 미만인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는, 산소를 실질적으로 함유하지 않는(오염물 등에 의해 함유되는 것을 허용하는 정도) 것이 바람직하다. 한편, 질소의 층 중의 함유량은, 산소를 실질적으로 함유하지 않는 경우에는, 이면 반사율의 저감의 관점에서도 35원자％ 이하가 바람직하지만, 이면 반사율의 저감보다도 차광막의 한층 더한 박막화를 우선하는 경우에는, 30원자％ 이하인 것이 바람직하고, 또한 20원자％ 이하이면 보다 바람직하다.
한편, 질소나 산소를 함유하는 규소는, 전기 전도도가 낮은(시트 저항값이 높은) 경향이 있다. 이 때문에, 천이 금속과 규소에 질소나 산소를 더 함유하는 차광막에서는, 전기 전도도를 높이기 위해서는, 막 중의 천이 금속의 함유량을 늘릴 필요가 있다. 마스크 블랭크로부터 전사 마스크를 제작할 때에 있어서, 도 2에 도시한 바와 같이 차광막(2) 상[에칭 마스크막(3) 상]에 레지스트막(4)을 도포하고, 레지스트막(4)에 설계 패턴을 노광 전사하고, 레지스트막(4)을 현상ㆍ세정을 행하여, 레지스트 패턴(4a)을 형성한다. 최근, 이 레지스트막에 전자선 묘화 노광용의 레지스트를 적용하고, 전자선을 조사하여 묘화(전자선 노광 묘화)함으로써 설계 패턴을 노광하는 방법이 사용되어 오고 있다.
이 전자선 묘화 노광에서는, 묘화 위치 정밀도나 차지 업의 관점에서, 레지스트막(4) 아래의 박막[차광막(2), 에칭 마스크막(3)을 구비하는 구성의 경우에는, 차광막(2)이나 에칭 마스크막(3) 중 적어도 한쪽의 막]에는, 도전성이 필요로 되고 있다. 즉, 차광막(2) 및 에칭 마스크막(3) 중 적어도 한쪽의 막에는, 시트 저항값이 3㏀/□ 이하인 것이 요망되고 있다. 후술하는 바와 같이, 레지스트막(4)의 박막화(예를 들면, 100㎚ 이하)를 실현하기 위해서는, 에칭 마스크막(3)의 염소와 산소의 혼합 가스에 대한 드라이 에칭의 에칭 레이트를 향상시킬 필요가 있고, 그를 위해서는, 금속 성분(크롬)의 함유량을 50원자％ 미만, 바람직하게는 45원자％ 이하, 더욱 바람직하게는 40원자％ 이하로 하는 것이 요구된다. 이와 같은 경우에는, 에칭 마스크막의 금속 함유량이 낮아, 시트 저항값이 3㏀/□보다도 커지게 된다. 또한, 차광막(2)은, 상층과 하층의 적어도 2층 이상의 적층 구조이다. 그러나, 상층을 표면 반사 방지층으로서 이용하는 경우에는, 산소 및 질소의 합계 함유량이 30원자％ 이상 필요하고, 또한, 마스크 세정에 대한 내성의 관점에서, 천이 금속의 함유량을 10원자％ 이하로 할 필요가 있기 때문에, 차광막(2)의 상층에서 시트 저항값이 3㏀/□ 이하를 확보하는 것은 용이하지 않다.
이들로부터, 차광막(2)의 하층에서 도전성을 확보하는 것, 즉 차광막의 하층의 시트 저항값이 3㏀/□ 이하인 것이 요망된다. 도 5는 시트 저항값이 3㏀/□ 이하를 충족시키는 (Mo/Mo+Si) 비율과 질소 함유량의 관계를 도시하는 도면이다. 도 5의 그래프 영역 중에서의 상관 직선이 경계로 되어 있고, 상관 직선 상을 포함하는 상측의 그래프 영역이, 시트 저항값이 3㏀/□ 이하의 조건을 충족시킨다. 상기한 바와 같이, 에칭 레이트비의 관점에서 하층의 질소 함유량은 10원자％ 이상으로 할 필요가 있기 때문에, 시트 저항값이 3㏀/□의 임계값보다도 낮은 (Mo/Mo+Si) 비율은, 14％ 이상일 필요가 있다. 이것으로부터, 차광막의 하층에서의 (Mo/Mo+Si) 비율은, 14％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
상기 하층의 재료에 함유되는 천이 금속에는, 몰리브덴, 탄탈, 텅스텐, 티타늄, 크롬, 하프늄, 니켈, 바나듐, 지르코늄, 루테늄, 로듐, 니오븀, 팔라듐 등이 적용 가능하다. 하층 중의 천이 금속의 함유량[원자%]을 천이 금속과 규소의 합계 함유량[원자%]으로 나눈 비율(즉, 차광막 중의 천이 금속과 규소의 합계 함유량[원자%]을 100으로 하였을 때의 천이 금속의 함유량[원자%]의 비율을 ％로 나타낸 것. 이하, (M/M+Si) 비율이라고 한다. 단, M : 천이 금속)에 대해서는, 상기의 예에서는 몰리브덴에 대하여 설명하였지만 다른 열기한 천이 금속에 대해서도 대략 마찬가지의 경향을 나타낸다. 즉, 하층 중의 질소 및 산소의 합계 함유량의 상한이 적어도 35원자％인 경우에서의 하층의 (M/M+Si) 비율은, 35％ 이하인 것이 요구된다. 또한, 하층의 차광 성능을 보다 높이는 경우에는, 층 중의 질소 및 산소의 합계 함유량을 30원자％ 이하로 하는 것이 요구된다. 이 경우의 하층의 (M/M+Si) 비율은, 40％ 이하인 것이 요구된다.
바이너리 마스크 블랭크에 이용하는 차광막의 광학 농도로서는, 적어도 2.3 이상, 바람직하게는 2.5 이상이 필요하다. 단, 더블 노광 기술 등에서 이용하는 바이너리 전사 마스크를 제작하기 위한 바이너리 마스크 블랭크의 경우에는, 광학 농도가 2.3이나 2.5에서는, 웨이퍼 상의 레지스트의 중첩 노광 부분에 누설광에 기인하는 문제가 생기는 경우가 있다. 그 점을 고려하면, 차광막의 광학 농도는 적어도 2.8 이상이 필요하고, 보다 바람직하게는 3.0 이상이다.
한편, 본 발명의 ArF 노광광이 적용되는 리소그래피로서, DRAM hp32㎚ 이후의 세대에서 문제로 되는 섀도윙의 문제를 해결하기 위해서는, 차광막을 적어도 65㎚ 미만의 막 두께로 하는 것이 필요하고, 60㎚ 이하의 막 두께로 하는 것이 바람직하다. 즉, 차광막(2)은, 상층과 하층의 합계 막 두께 65㎚ 미만에서, 소정의 광학 농도를 확보하는 것이 필요하고, 60㎚ 이하에서 소정의 광학 농도를 확보하는 것이 보다 바람직하다.
상층은, 하층에 노광광에 대한 반사율이 높은 재료를 이용하고 있기 때문에, 상층의 두께가 5㎚ 이상은 최저한 필요하다. 상술한 섀도윙의 문제를 고려하면, 차광막(2) 전체의 막 두께가 65㎚ 미만인 것이 바람직하고, 주로 하층(차광층)에서 차광막에 필요한 광학 농도를 확보할 필요가 있기 때문에, 상층의 상한은 20㎚ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 상층은, 요구되는 저반사성과 차광막 전체의 바람직한 막 두께(60㎚ 이하)를 고려하면, 7㎚ 이상 15㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 하층(차광층)에는, 탄소 및 수소 중 적어도 1개의 원소를 더 함유하는 것이 바람직하다. 천이 금속(몰리브덴), 규소 외에, 탄소(C), 수소(H) 중 적어도 하나를 함유하는 차광막(2)은, 스퍼터 성막시에 막 중에, 산화되기 어려운 상태로 되어 있는, 규소 탄화물(Si-C 결합), 천이 금속 탄화물(M-C 결합, 예를 들면 Mo-C 결합), 수소화 규소(Si-H 결합)가 형성됨으로써, ArF 노광광의 조사에 의한 규소나 몰리브덴의 산화를 억제할 수 있어, 전사용 마스크의 장기 수명화를 기대할 수 있다.
또한, C 및/또는 H(규소 탄화물, 천이 금속 탄화물, 수소화 규소)의 존재에 의해 차광막의 패터닝시의 에칭 레이트는 빨라지기 때문에, 레지스트막을 후막화하는 일이 없어, 해상성이나, 패턴 정밀도가 악화되는 일은 없다. 또한, 에칭 시간을 단축할 수 있으므로, 차광막 상에 에칭 마스크막을 갖는 구성의 경우, 에칭 마스크막의 데미지를 적게 할 수 있어, 고정밀의 패터닝이 가능하게 된다.
본 발명의 차광막은, 상층과 하층의 적어도 2층 구조일 필요가 있지만, 3층 이상의 적층 구조이어도 된다. 예를 들면, 최하층, 중간층, 최상층의 3층 적층 구조의 경우, 최상층을 본 발명의 상층에, 중간층을 본 발명의 하층에 각각 적용하고, 본 발명의 상층과 하층의 관계를 중간층과 최하층의 관계에 적용해도 되고, 중간층을 본 발명의 상층에, 최하층을 본 발명의 하층에 각각 적용하고, 본 발명의 상층과 하층의 관계를 중간층과 최하층의 관계에 적용해도 된다.
본 발명은, 상술한 본 발명에 의해 얻어지는 마스크 블랭크에서의 상기 차광막을, 에칭에 의해 패터닝하는 에칭 공정과, 흑 결함 부분을 EB 결함 수정 기술에 의해 수정을 행하는 결함 수정 공정을 갖는 전사용 마스크의 제조 방법에 대해서도 제공한다.
이 경우의 에칭은, 미세 패턴의 형성에 유효한 드라이 에칭이 바람직하게 이용된다.
본 발명에 따른 마스크 블랭크는, 도 1에 도시한 바와 같이, 투광성 기판(1) 상에 차광막(2)을 구비하고, 그 차광막(2) 상에, 에칭 마스크막(3)을 더 구비한 마스크 블랭크(10)이어도 된다. 이 경우의 차광막(2)은, 상술한 실시 형태에 따른 차광막이다.
본 발명에서는, 상기 에칭 마스크막(3)은, 전사 패턴을 형성하기 위한 패터닝시의 드라이 에칭에 대하여 차광막(2)과의 에칭 선택성을 확보할 수 있도록, 예를 들면, 크롬에, 질소, 산소 중 적어도 어느 하나의 성분을 함유하는 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 에칭 마스크막(3)을 차광막(2) 상에 형성함으로써, 마스크 블랭크 상에 형성하는 레지스트막의 박막화를 도모할 수 있다. 또한, 에칭 마스크막 중에 탄소 등의 성분을 더 함유해도 된다. 구체적으로는, 예를 들면, CrN, CrON, CrOC, CrOCN 등의 재료를 들 수 있다.
상기 에칭 마스크막 중의 크롬의 함유량은 50원자％ 미만인 것이 바람직하고, 45원자％ 이하이면 보다 바람직하고, 40원자％ 이하이면 최적이다. 크롬계 재료는, 산화를 진행시킬수록 산소와 염소의 혼합 가스를 이용한 드라이 에칭에 대한 에칭 레이트가 향상된다. 또한, 산화시켰을 때만큼은 아니지만, 질화를 진행시켜도 산소와 염소의 혼합 가스를 이용한 드라이 에칭에 대한 에칭 레이트가 향상된다. 크롬의 함유량이 50원자％ 이상이면, 산소와 염소의 혼합 가스를 이용한 드라이 에칭에 대한 에칭 레이트가 대폭 저하된다. 이에 기인하여, 이 에칭 마스크막을 드라이 에칭할 때에 필요로 되는 레지스트막의 막 두께가 두꺼워지게(예를 들면, 100㎚보다 커지게) 되어, 미세 패턴을 에칭 마스크막에 정밀도 좋게 전사하는 것이 곤란하다고 하는 문제가 있다.
또한, 상기 에칭 마스크막은, 막 두께가 5㎚ 이상, 20㎚ 이하인 것이 바람직하다. 막 두께가 5㎚ 미만이면, 에칭 마스크막 패턴을 마스크로 하여 차광막에 대한 드라이 에칭이 완료되기 전에 에칭 마스크막의 패턴 엣지 방향의 막 감소가 진행되게 되어, 차광막에 전사된 패턴의 설계 패턴에 대한 CD 정밀도가 대폭 저하되게 될 우려가 있다. 한편, 막 두께가 20㎚보다도 두꺼우면, 에칭 마스크막에 설계 패턴을 전사할 때에 필요한 레지스트막 두께가 두꺼워지게 되어, 미세 패턴을 에칭 마스크막에 정밀도 좋게 전사하는 것이 곤란해진다.
실시예
이하, 실시예에 의해, 본 발명의 실시 형태를 더욱 구체적으로 설명한다. 아울러, 실시예에 대한 비교예에 대해서도 설명한다.
(실시예 1)
합성 석영 글래스로 이루어지는 투광성 기판(1) 상에, 매엽식 스퍼터 장치를 이용하여, 스퍼터 타깃에 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si)의 혼합 타깃(원자％비 Mo : Si=21 : 79)을 이용하고, 아르곤과 질소의 혼합 가스 분위기(가스압 0.07㎩, 가스 유량비 Ar : N2=25 : 28)에서, DC 전원의 전력을 2.1㎾로 하고, 반응성 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의해, MoSiN막[하층(차광층)]을 막 두께 50㎚로 성막하고, 이어서, Mo/Si 타깃(원자％비 Mo : Si=4 : 96)을 이용하고, 아르곤과 산소와 질소와 헬륨의 혼합 가스 분위기(가스압 0.1㎩, 가스 유량비 Ar : O2 : N2 : He=6 : 3 : 11 : 17)에서, DC 전원의 전력을 3.0㎾로 하고, MoSiON막[상층(표면 반사 방지층)]을 막 두께 10㎚로 성막함으로써, MoSiN막(막 조성비 Mo : 14.7원자％, Si : 56.2원자％, N : 29.1원자％)과 MoSiON막(막 조성비 Mo : 2.6원자％, Si : 57.1원자％, O : 15.9원자％, N : 24.4원자％)의 적층으로 이루어지는 ArF 엑시머 레이저[파장 193㎚]용 차광막(2)(총 막 두께 60㎚)을 형성하였다. 또한, 차광막(2)의 각 층의 원소 분석은, 러더퍼드 후방 산란 분석법을 이용하였다(이하, 각 실시예, 비교예 모두 동일함). 이 차광막(2)의 광학 농도(OD)는, ArF 엑시머 레이저의 노광광의 파장에 대하여, 3.0이었다.
다음으로, 이 차광막(2)을 구비한 기판(1)에 대하여 450℃에서 30분간 가열 처리(어닐링 처리)를 행하여, 차광막(2)의 막 응력을 저감시키는 처리를 행하였다.
다음으로, 차광막(2)의 상면에, 에칭 마스크막(3)을 형성하였다. 구체적으로는, 매엽식 스퍼터 장치에 의해, 크롬(Cr) 타깃을 이용하고, 아르곤과 이산화탄소와 질소와 헬륨의 혼합 가스 분위기(가스압 0.2㎩, 가스 유량비 Ar : CO2 : N2 : He=21 : 37 : 11 : 31)에서, DC 전원의 전력을 1.8㎾로 하고, 반응성 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의해, CrOCN막을 막 두께 10㎚로 성막하였다. 또한, 에칭 마스크막(3)(CrOCN막)을 상기 차광막(2)의 어닐링 처리보다도 낮은 온도에서 어닐링함으로써, 차광막(2)의 막 응력에 영향을 주지 않고 에칭 마스크막(3)의 응력을 극력 낮아지도록(바람직하게는 막 응력이 실질 제로로) 조정하였다. 이상의 수순에 의해, 바이너리형 마스크 블랭크(10)를 얻었다.
다음으로, 상기한 바와 같이 하여 제작한 마스크 블랭크(10)를 이용하여 바이너리형의 전사용 마스크를 제작하였다. 도 2에 제조 공정을 도시한다.
우선, 상기 마스크 블랭크(10) 상에, 전자선 묘화용 화학 증폭형 포지티브 레지스트막(4)(후지 필름 일렉트로닉스 머테리얼즈사제 PRL009)을 형성하였다(도 2의 (a) 참조).
다음으로 상기 레지스트막(4)에 대하여, 전자선 묘화 장치를 이용하여 원하는 패턴 묘화를 행한 후(도 2의 (b) 참조), 소정의 현상액으로 현상하여 레지스트 패턴(4a)을 형성하였다(도 2의 (c) 참조). 또한, 이때, EB 결함 수정의 검증을 행하기 위해서, 패턴 묘화시에 프로그램 결함 부분(흑 결함으로 되는 부분)을 미리 넣어 두었다.
다음으로, 상기 레지스트 패턴(4a)을 마스크로 하여, CrOCN막으로 이루어지는 에칭 마스크막(3)의 드라이 에칭을 행하여 에칭 마스크막 패턴(3a)을 형성하였다(도 2의 (d) 참조). 드라이 에칭 가스로서, 산소와 염소의 혼합 가스(O2 : Cl2=1 : 4)를 이용하였다.
다음으로, 잔존하고 있는 상기 레지스트 패턴(4a)을 애싱 처리 등에 의해 제거한 후, 상기 에칭 마스크막 패턴(3a)을 마스크로 하여, MoSiN막과 MoSiON막의 적층으로 이루어지는 차광막(2)의 드라이 에칭을 행하여 차광막 패턴(2a)을 형성하였다(도 2의 (e) 참조). 드라이 에칭 가스로서, SF6와 He의 혼합 가스를 이용하였다. 마지막으로, 산소와 염소의 혼합 가스(O2 : Cl2=1 : 4)를 이용하여 에칭 마스크막 패턴(3a)을 제거하였다(도 2의 (f) 참조).
이상과 같이 하여 바이너리형의 전사용 마스크(20)를 얻었다(도 2의 (f) 참조).
다음으로, 이 바이너리형 전사용 마스크(20)의 프로그램 결함 부분(차광막이 잔존하고 있는 흑 결함 부분)에 대하여, 불소를 함유하는 물질인 XeF2 가스를 공급하고, 또한 거기에 전자선(5.0keV)을 조사하여, 흑 결함 부분을 에칭하여 제거하는 EB 결함 수정을 행하였다. 또한, 상기 하층의 에칭시에 물(수증기)을 공급하여 하층의 에칭 레이트를 적절하게 저하시키도록 하였다. 이와 같은 EB 결함 수정에서의 상층의 에칭 레이트에 대한 하층의 에칭 레이트의 비는 10.2이며, 1.0∼20.0의 범위 내이었다.
이와 같은 EB 결함 수정의 결과, 하층의 언더컷 등의 문제점이 생기는 일없이, 흑 결함을 양호하게 수정할 수 있었다.
또한, 얻어진 바이너리형 전사용 마스크(20)에 대하여, 분광 광도계SolidSpec-3700DUV(시마즈제작소사제)에 의해 광학 특성의 측정을 행하였다. 그 결과, 차광막(2)의 ArF 노광광에 대한 광학 농도는 3.0이며, 바이너리형 전사용 마스크로서는 충분한 차광 성능이었다. 또한, ArF 노광광에 대한 차광막(2)의 표면 반사율이 15.7％, 이면 반사율이 32.7％이며, 모두 패턴 전사에 영향이 없는 반사율이었다.
또한, 에칭 마스크막(3)을 형성하지 않은 바이너리형 마스크 블랭크를 상기와 마찬가지의 수순으로 제조하고, 차광막(2) 표면의 임의의 개소에, 불소를 함유하는 물질인 XeF2 가스를 공급하고, 또한 거기에 전자선(5.0keV)을 조사하여 차광막(2)의 표면으로부터 에칭에 의해 파고들어가는 것을 행하였다(필요에 따라서, 에칭시에 물(수증기)을 공급하여 에칭 레이트를 적절하게 저하시키도록 하였다). 이때의 상층의 에칭 레이트에 대한 하층의 에칭 레이트의 비는 10.4이며, 1.0∼20.0의 범위 내이었다. 또한, 에칭 마스크막(4)의 시트 저항값이 3.0kΩ보다도 높지만, 차광막(2)의 시트 저항값은 3.0kΩ보다도 낮기 때문에 도전성이 양호하고, 전사용 마스크의 제작시에서의 전자선 묘화에서의 묘화 위치 정밀도가 높아, 완성된 전사용 마스크는, DRAM hp32㎚의 세대에서 요구되는 위치 정밀도를 충족시키고 있었다.
(실시예 2)
합성 석영 글래스로 이루어지는 투광성 기판(1) 상에, 매엽식 스퍼터 장치를 이용하여, 스퍼터 타깃에 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si)의 혼합 타깃(원자％비 Mo : Si=21 : 79)을 이용하고, 아르곤과 메탄과 질소의 혼합 가스 분위기(가스압 0.07㎩, 가스 유량비 Ar+CH4(8％) : N2=25 : 28)에서, DC 전원의 전력을 2.1㎾로 하고, 반응성 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의해, MoSiNCH막[하층(차광층)]을 막 두께 50㎚로 성막하고, 이어서, Mo/Si 타깃(원자％비 Mo : Si=4 : 96)을 이용하고, 아르곤과 산소와 질소와 헬륨의 혼합 가스 분위기(가스압 0.1㎩, 가스 유량비 Ar : O2 : N2 : He=6 : 3 : 11 : 17)에서, DC 전원의 전력을 3.0㎾로 하고, MoSiON막[상층(표면 반사 방지층)]을 막 두께 10㎚로 성막함으로써, MoSiNCH막(막 조성비 Mo : 14.5원자％, Si : 55.3원자％, N : 27.8원자％, C : 0.6원자％, H : 1.8원자％)과 MoSiON막(막 조성비 Mo : 2.6원자％, Si : 57.1원자％, O : 15.9원자％, N : 24.4원자％)의 적층으로 이루어지는 ArF 엑시머 레이저(파장 193㎚)용 차광막(2)(총 막 두께 60㎚)을 형성하였다. 이 차광막(2)의 광학 농도(OD)는, ArF 엑시머 레이저의 노광광의 파장에 대하여, 3.0이었다.
다음으로, 실시예 1과 마찬가지의 수순으로, 차광막(2)에 대하여 어닐링 처리를 행하여, 차광막(2)의 상면에 에칭 마스크막(3)을 형성하고, 바이너리형 마스크 블랭크(10)를 얻었다. 또한, 실시예 1과 마찬가지의 수순으로, 이 마스크 블랭크(10)를 이용하여, 바이너리형의 전사용 마스크(20)를 제작하였다.
다음으로, 실시예 1과 마찬가지로, 이 바이너리형 전사용 마스크(20)의 프로그램 결함 부분(차광막이 잔존하고 있는 흑 결함 부분)에 대하여, 불소를 함유하는 물질인 XeF2 가스를 공급하고, 또한 거기에 전자선(5.0keV)을 조사하여, 흑 결함 부분을 에칭하여 제거하는 EB 결함 수정을 행하였다. 또한, 상기 하층의 에칭시에 물(수증기)을 공급하여 하층의 에칭 레이트를 적절하게 저하시키도록 하였다. 이와 같은 EB 결함 수정에서의 상층의 에칭 레이트에 대한 하층의 에칭 레이트의 비는 12.2이며, 1.0∼20.0의 범위 내이었다.
이와 같은 EB 결함 수정의 결과, 원래 수정되지 않아야 할 개소까지 에칭되는 것이나, 하층의 언더컷 등의 문제점이 생기는 일없이, 흑 결함을 양호하게 수정할 수 있었다.
또한, 얻어진 바이너리형 전사용 마스크(20)에 대하여, 분광 광도계SolidSpec-3700DUV(시마즈제작소사제)에 의해 광학 특성의 측정을 행하였다. 그 결과, 차광막(2)의 ArF 노광광에 대한 광학 농도는 3.0이며, 바이너리형 전사용 마스크로서는 충분한 차광 성능이었다. 또한, ArF 노광광에 대한 차광막(2)의 표면 반사율이 15.5％, 이면 반사율이 32.4％이며, 모두 패턴 전사에 영향이 없는 반사율이었다.
또한, 에칭 마스크막(3)을 형성하지 않은 바이너리형 마스크 블랭크를 상기와 마찬가지의 수순으로 제조하고, 차광막(2) 표면의 임의의 개소에, 불소를 함유하는 물질인 XeF2 가스를 공급하고, 또한 거기에 전자선(5.0keV)을 조사하여 차광막(2)의 표면으로부터 에칭에 의해 파고들어가는 것을 행하였다(필요에 따라서, 에칭시에 물(수증기)을 공급하여 에칭 레이트를 적절하게 저하시키도록 하였다). 이때의 상층의 에칭 레이트에 대한 하층의 에칭 레이트의 비는 12.4이며, 1.0∼20.0의 범위 내이었다. 또한, 에칭 마스크막(4)의 시트 저항값이 3.0kΩ보다도 높지만, 차광막(2)의 시트 저항값은 3.0kΩ보다도 낮기 때문에 도전성이 양호하고, 전사용 마스크의 제작시에서의 전자선 묘화에서의 묘화 위치 정밀도가 높아, 완성된 전사용 마스크는, DRAM hp32㎚의 세대에서 요구되는 위치 정밀도를 충족시키고 있었다.
(실시예 3)
합성 석영 글래스로 이루어지는 투광성 기판(1) 상에, 매엽식 스퍼터 장치를 이용하여, 스퍼터 타깃에 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si)의 혼합 타깃(원자％비 Mo : Si=21 : 79)을 이용하고, 아르곤과 질소의 혼합 가스 분위기(가스압 0.07㎩, 가스 유량비 Ar : N2=25 : 15)에서, DC 전원의 전력을 2.1㎾로 하고, 반응성 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의해, MoSiN막[하층(차광층)]을 막 두께 49㎚로 성막하고, 이어서, Mo/Si 타깃(원자％비 Mo : Si=4 : 96)을 이용하고, 아르곤과 산소와 질소와 헬륨의 혼합 가스 분위기(가스압 0.1㎩, 가스 유량비 Ar : O2 : N2 : He=6 : 3 : 11 : 17)에서, DC 전원의 전력을 3.0㎾로 하고, MoSiON막[상층(표면 반사 방지층)]을 막 두께 10㎚로 성막함으로써, MoSiN막(막 조성비 Mo : 15.7원자％, Si : 64.8원자％, N : 19.5원자％)과 MoSiON막(막 조성비 Mo : 2.6원자％, Si : 57.1원자％, O : 15.9원자％, N : 24.4원자％)의 적층으로 이루어지는 ArF 엑시머 레이저(파장 193㎚)용 차광막(2)(총 막 두께 59㎚)을 형성하였다. 이 차광막(2)의 광학 농도(OD)는, ArF 엑시머 레이저의 노광광의 파장에 대하여, 3.0이었다.
다음으로, 실시예 1과 마찬가지의 수순으로, 차광막(2)에 대하여 어닐링 처리를 행하여, 차광막(2)의 상면에 에칭 마스크막(3)을 형성하고, 바이너리형 마스크 블랭크(10)를 얻었다. 또한, 실시예 1과 마찬가지의 수순으로, 이 마스크 블랭크(10)를 이용하여, 바이너리형의 전사용 마스크(20)를 제작하였다.
다음으로, 실시예 1과 마찬가지로, 이 바이너리형 전사용 마스크(20)의 프로그램 결함 부분(차광막이 잔존하고 있는 흑 결함 부분)에 대하여, 불소를 함유하는 물질인 XeF2 가스를 공급하고, 또한 거기에 전자선(5.0keV)을 조사하여, 흑 결함 부분을 에칭하여 제거하는 EB 결함 수정을 행하였다. 또한, 상기 하층의 에칭시에 물(수증기)을 공급하여 하층의 에칭 레이트를 적절하게 저하시키도록 하였다. 이와 같은 EB 결함 수정에서의 상층의 에칭 레이트에 대한 하층의 에칭 레이트의 비는 13.3이며, 1.0∼20.0의 범위 내이었다.
이와 같은 EB 결함 수정의 결과, 원래 수정되지 않아야 할 개소까지 에칭되는 것이나, 하층의 언더컷 등의 문제점이 생기는 일없이, 흑 결함을 양호하게 수정할 수 있었다.
또한, 얻어진 바이너리형 전사용 마스크(20)에 대하여, SolidSpec-3700DUV(시마즈제작소사제)에 의해 광학 특성의 측정을 행하였다. 그 결과, 차광막(2)의 ArF 노광광에 대한 광학 농도는 3.0이며, 바이너리형 전사용 마스크로서는 충분한 차광 성능이었다. 또한, ArF 노광광에 대한 차광막(2)의 표면 반사율이 15.2％, 이면 반사율이 31.7％이며, 모두 패턴 전사에 영향이 없는 반사율이었다.
또한, 에칭 마스크막(3)을 형성하지 않은 바이너리형 마스크 블랭크를 상기와 마찬가지의 수순으로 제조하고, 차광막(2) 표면의 임의의 개소에, 불소를 함유하는 물질인 XeF2 가스를 공급하고, 또한 거기에 전자선(5.0keV)을 조사하여 차광막(2)의 표면으로부터 에칭에 의해 파고들어가는 것을 행하였다(필요에 따라서, 에칭시에 물(수증기)을 공급하여 에칭 레이트를 적절하게 저하시키도록 하였다). 이때의 상층의 에칭 레이트에 대한 하층의 에칭 레이트의 비는 13.5이며, 1.0∼20.0의 범위 내이었다. 또한, 에칭 마스크막(4)의 시트 저항값이 3.0kΩ보다도 높지만, 차광막(2)의 시트 저항값은 3.0kΩ보다도 낮기 때문에 도전성이 양호하고, 전사용 마스크의 제작시에서의 전자선 묘화에서의 묘화 위치 정밀도가 높아, 완성된 전사용 마스크는, DRAM hp32㎚의 세대에서 요구되는 위치 정밀도를 충족시키고 있었다.
(실시예 4)
석영 글래스로 이루어지는 투광성 기판(1) 상에, 매엽식 스퍼터 장치를 이용하여, 스퍼터 타깃에 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si)의 혼합 타깃(원자％비 Mo : Si=33 : 67)을 이용하고, 아르곤과 질소의 혼합 가스 분위기(가스압 0.1㎩, 가스 유량비 Ar : N2=25 : 30)에서, DC 전원의 전력을 2.0㎾로 하고, 반응성 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의해, MoSiN막[하층(차광층)]을 막 두께 48㎚로 성막하고, 이어서, Mo/Si 타깃(원자％비 Mo : Si=4 : 96)을 이용하고, 아르곤과 산소와 질소와 헬륨의 혼합 가스 분위기(가스압 0.1㎩, 가스 유량비 Ar : O2 : N2:He=6 : 3 : 11 : 17)에서, DC 전원의 전력을 3.0㎾로 하고, MoSiON막[상층(표면 반사 방지층)]을 막 두께 10㎚로 성막함으로써, MoSiN막(막 조성비 Mo : 22.3원자％, Si : 46.1원자％, N : 31.6원자％)과 MoSiON막(막 조성비 Mo : 2.6원자％, Si : 57.1원자％, O : 15.9원자％, N : 24.4원자％)의 적층으로 이루어지는 ArF 엑시머 레이저(파장 193㎚)용 차광막(2)(총 막 두께 58㎚)을 형성하였다. 이 차광막(2)의 광학 농도(OD)는, ArF 엑시머 레이저의 노광광의 파장에 대하여, 3.0이었다.
다음으로, 실시예 1과 마찬가지의 수순으로, 차광막(2)에 대하여 어닐링 처리를 행하여, 차광막(2)의 상면에 에칭 마스크막(3)의 막 두께를 15㎚로 변화시켜 형성하고, 바이너리형 마스크 블랭크(10)를 얻었다. 또한, 실시예 1과 마찬가지의 수순으로, 이 마스크 블랭크(10)를 이용하여, 바이너리형의 전사용 마스크(20)를 제작하였다.
다음으로, 실시예 1과 마찬가지로, 이 바이너리형 전사용 마스크(20)의 프로그램 결함 부분(차광막이 잔존하고 있는 흑 결함 부분)에 대하여, 불소를 함유하는 물질인 XeF2 가스를 공급하고, 또한 거기에 전자선(5.0keV)을 조사하여, 흑 결함 부분을 에칭하여 제거하는 EB 결함 수정을 행하였다. 또한, 상기 하층의 에칭시에 물(수증기)을 공급하여 하층의 에칭 레이트를 적절하게 저하시키도록 하였다. 이와 같은 EB 결함 수정에서의 상층의 에칭 레이트에 대한 하층의 에칭 레이트의 비는 8.1이며, 1.0∼20.0의 범위 내이었다.
이와 같은 EB 결함 수정의 결과, 원래 수정되지 않아야 할 개소까지 에칭되는 것이나, 하층의 언더컷 등의 문제점이 생기는 일없이, 흑 결함을 양호하게 수정할 수 있었다.
또한, 얻어진 바이너리형 전사용 마스크(20)에 대하여, SolidSpec-3700DUV(시마즈제작소사제)에 의해 광학 특성의 측정을 행하였다. 그 결과, 차광막(2)의 ArF 노광광에 대한 광학 농도는 3.0이며, 바이너리형 전사용 마스크로서는 충분한 차광 성능이었다. 또한, ArF 노광광에 대한 차광막(2)의 표면 반사율이 16.3％, 이면 반사율이 34.5％이며, 모두 패턴 전사에 영향이 없는 반사율이었다.
또한, 에칭 마스크막(3)을 형성하지 않은 바이너리형 마스크 블랭크를 상기와 마찬가지의 수순으로 제조하고, 차광막(2) 표면의 임의의 개소에, 불소를 함유하는 물질인 XeF2 가스를 공급하고, 또한 거기에 전자선(5.0keV)을 조사하여 차광막(2)의 표면으로부터 에칭에 의해 파고들어가는 것을 행하였다(필요에 따라서, 에칭시에 물(수증기)을 공급하여 에칭 레이트를 적절하게 저하시키도록 하였다). 이때의 상층의 에칭 레이트에 대한 하층의 에칭 레이트의 비는 8.3이며, 1.0∼20.0의 범위 내이었다. 또한, 에칭 마스크막(4)의 시트 저항값이 3.0kΩ보다도 높지만, 차광막(2)의 시트 저항값은 3.0kΩ보다도 낮기 때문에 도전성이 양호하고, 전사용 마스크의 제작시에서의 전자선 묘화에서의 묘화 위치 정밀도가 높아, 완성된 전사용 마스크는, DRAM hp32㎚의 세대에서 요구되는 위치 정밀도를 충족시키고 있었다.
(실시예 5)
석영 글래스로 이루어지는 투광성 기판(1) 상에, 매엽식 스퍼터 장치를 이용하여, 스퍼터 타깃에 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si)의 혼합 타깃(원자％비 Mo : Si=33 : 67)을 이용하고, 아르곤과 메탄과 질소의 혼합 가스 분위기(가스압 0.1㎩, 가스 유량비 Ar+CH4(8％) : N2=25 : 30)에서, DC 전원의 전력을 2.0㎾로 하고, 반응성 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의해, MoSiNCH막[하층(차광층)]을 막 두께 48㎚로 성막하고, 이어서, Mo/Si 타깃(원자％비 Mo : Si=4 : 96)을 이용하여, 아르곤과 산소와 질소와 헬륨의 혼합 가스 분위기(가스압 0.1㎩, 가스 유량비 Ar : O2 : N2 : He=6 : 3 : 11 : 17)에서, DC 전원의 전력을 3.0㎾로 하고, MoSiON막[상층(표면 반사 방지층)]을 막 두께 10㎚로 성막함으로써, MoSiNCH막(막 조성비 Mo : 21.0원자％, Si : 43.5원자％, N : 31.6원자％, C : 0.4원자％, H : 3.5원자％)과 MoSiON막(막 조성비 Mo : 2.6원자％, Si : 57.1원자％, O : 15.9원자％, N : 24.4원자％)의 적층으로 이루어지는 ArF 엑시머 레이저(파장 193㎚)용 차광막(2)(총 막 두께 58㎚)을 형성하였다. 이 차광막(2)의 광학 농도(OD)는, ArF 엑시머 레이저의 노광광의 파장에 대하여, 3.0이었다.
다음으로, 실시예 4와 마찬가지의 수순으로, 차광막(2)에 대하여 어닐링 처리를 행하여, 차광막(2)의 상면에 에칭 마스크막(3)을 형성하고, 바이너리형 마스크 블랭크(10)를 얻었다. 또한, 실시예 1과 마찬가지의 수순으로, 이 마스크 블랭크(10)를 이용하여, 바이너리형의 전사용 마스크(20)를 제작하였다.
다음으로, 실시예 1과 마찬가지로, 이 바이너리형 전사용 마스크(20)의 프로그램 결함 부분(차광막이 잔존하고 있는 흑 결함 부분)에 대하여, 불소를 함유하는 물질인 XeF2 가스를 공급하고, 또한 거기에 전자선(5.0keV)을 조사하여, 흑 결함 부분을 에칭하여 제거하는 EB 결함 수정을 행하였다. 또한, 상기 하층의 에칭시에 물(수증기)을 공급하여 하층의 에칭 레이트를 적절하게 저하시키도록 하였다. 이와 같은 EB 결함 수정에서의 상층의 에칭 레이트에 대한 하층의 에칭 레이트의 비는 9.2이며, 1.0∼20.0의 범위 내이었다.
이와 같은 EB 결함 수정의 결과, 원래 수정되지 않아야 할 개소까지 에칭되는 것이나, 하층의 언더컷 등의 문제점이 생기는 일없이, 흑 결함을 양호하게 수정할 수 있었다.
또한, 얻어진 바이너리형 전사용 마스크(20)에 대하여, 분광 광도계SolidSpec-3700DUV(시마즈제작소사제)에 의해 광학 특성의 측정을 행하였다. 그 결과, 차광막(2)의 ArF 노광광에 대한 광학 농도는 3.0이며, 바이너리형 전사용 마스크로서는 충분한 차광 성능이었다. 또한, ArF 노광광에 대한 차광막(2)의 표면 반사율이 16.1％, 이면 반사율이 30.4％이며, 모두 패턴 전사에 영향이 없는 반사율이었다.
또한, 에칭 마스크막(3)을 형성하지 않은 바이너리형 마스크 블랭크를 상기와 마찬가지의 수순으로 제조하고, 차광막(2) 표면의 임의의 개소에, 불소를 함유하는 물질인 XeF2 가스를 공급하고, 또한 거기에 전자선(5.0keV)을 조사하여 차광막(2)의 표면으로부터 에칭에 의해 파고들어가는 것을 행하였다(필요에 따라서, 에칭시에 물(수증기)을 공급하여 에칭 레이트를 적절하게 저하시키도록 하였다). 이때의 상층의 에칭 레이트에 대한 하층의 에칭 레이트의 비는 9.4이며, 1.0∼20.0의 범위 내이었다. 또한, 에칭 마스크막(4)의 시트 저항값이 3.0kΩ보다도 높지만, 차광막(2)의 시트 저항값은 3.0kΩ보다도 낮기 때문에 도전성이 양호하고, 전사용 마스크의 제작시에서의 전자선 묘화에서의 묘화 위치 정밀도가 높아, 완성된 전사용 마스크는, DRAM hp32㎚의 세대에서 요구되는 위치 정밀도를 충족시키고 있었다.
(실시예 6)
합성 석영 글래스로 이루어지는 투광성 기판(1) 상에, 매엽식 스퍼터 장치를 이용하여, 스퍼터 타깃에 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si)의 혼합 타깃(원자％비 Mo : Si=21 : 79)을 이용하고, 아르곤과 질소의 혼합 가스 분위기(가스압 0.07㎩, 가스 유량비 Ar : N2=25 : 28)에서, DC 전원의 전력을 2.1㎾로 하고, 반응성 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의해, MoSiN막[하층(차광층)]을 막 두께 51㎚로 성막하고, 이어서, Mo/Si 타깃(원자％비 Mo : Si=4 : 96)을 이용하고, 아르곤과 산소와 질소의 혼합 가스 분위기(가스압 0.1㎩, 가스 유량비 Ar : O2 : N2=17 : 5 : 41)에서, MoSiON막[상층(표면 반사 방지층)]을 막 두께 10㎚로 성막함으로써, MoSiN막(막 조성비 Mo : 14.7원자％, Si : 56.2원자％, N : 29.1원자％)과 MoSiON막(막 조성비 Mo : 2.4원자％, Si : 56.6원자％, O : 8.1원자％, N : 32.9원자％)의 적층으로 이루어지는 ArF 엑시머 레이저(파장 193㎚)용 차광막(2)(총 막 두께 61㎚)을 형성하였다. 이 차광막(2)의 광학 농도(OD)는, ArF 엑시머 레이저의 노광광의 파장에 대하여, 3.0이었다.
다음으로, 실시예 4와 마찬가지의 수순으로, 차광막(2)에 대하여 어닐링 처리를 행하여, 차광막(2)의 상면에 에칭 마스크막(3)을 형성하고, 바이너리형 마스크 블랭크(10)를 얻었다. 또한, 실시예 1과 마찬가지의 수순으로, 이 마스크 블랭크(10)를 이용하여, 바이너리형의 전사용 마스크(20)를 제작하였다.
다음으로, 실시예 1과 마찬가지로, 이 바이너리형 전사용 마스크(20)의 프로그램 결함 부분(차광막이 잔존하고 있는 흑 결함 부분)에 대하여, 불소를 함유하는 물질인 XeF2 가스를 공급하고, 또한 거기에 전자선(5.0keV)을 조사하여, 흑 결함 부분을 에칭하여 제거하는 EB 결함 수정을 행하였다. 또한, 상기 하층의 에칭시에 물(수증기)을 공급하여 하층의 에칭 레이트를 적절하게 저하시키도록 하였다. 이와 같은 EB 결함 수정에서의 상층의 에칭 레이트에 대한 하층의 에칭 레이트의 비는 7.8이며, 1.0∼20.0의 범위 내이었다.
이와 같은 EB 결함 수정의 결과, 원래 수정되지 않아야 할 개소까지 에칭되는 것이나, 하층의 언더컷 등의 문제점이 생기는 일없이, 흑 결함을 양호하게 수정할 수 있었다.
또한, 얻어진 바이너리형 전사용 마스크(20)에 대하여, 분광 광도계SolidSpec-3700DUV(시마즈제작소사제)에 의해 광학 특성의 측정을 행하였다. 그 결과, 차광막(2)의 ArF 노광광에 대한 광학 농도는 3.0이며, 바이너리형 전사용 마스크로서는 충분한 차광 성능이었다. 또한, ArF 노광광에 대한 차광막(2)의 표면 반사율이 23.7％, 이면 반사율이 29.1％이며, 모두 패턴 전사에 영향이 없는 반사율이었다.
또한, 에칭 마스크막(3)을 형성하지 않은 바이너리형 마스크 블랭크를 상기와 마찬가지의 수순으로 제조하고, 차광막(2) 표면의 임의의 개소에, 불소를 함유하는 물질인 XeF2 가스를 공급하고, 또한 거기에 전자선(5.0keV)을 조사하여 차광막(2)의 표면으로부터 에칭에 의해 파고들어가는 것을 행하였다(필요에 따라서, 에칭시에 물(수증기)을 공급하여 에칭 레이트를 적절하게 저하시키도록 하였다). 이때의 상층의 에칭 레이트에 대한 하층의 에칭 레이트의 비는 7.7이며, 1.0∼20.0의 범위 내이었다. 또한, 에칭 마스크막(4)의 시트 저항값이 3.0kΩ보다도 높지만, 차광막(2)의 시트 저항값은 3.0kΩ보다도 낮기 때문에 도전성이 양호하고, 전사용 마스크의 제작시에서의 전자선 묘화에서의 묘화 위치 정밀도가 높아, 완성된 전사용 마스크는, DRAM hp32㎚의 세대에서 요구되는 위치 정밀도를 충족시키고 있었다.
(비교예)
석영 글래스로 이루어지는 투광성 기판(1) 상에, 매엽식 스퍼터 장치를 이용하여, 스퍼터 타깃에 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si)의 혼합 타깃(원자％비 Mo : Si=11 : 89)을 이용하고, 아르곤과 질소의 혼합 가스 분위기에서, 반응성 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의해, MoSiN막[하층(차광층)]을 막 두께 40㎚로 성막하고, 이어서, Mo/Si 타깃(원자％비 Mo : Si=4 : 96)을 이용하고, 아르곤과 산소와 질소의 혼합 가스 분위기에서, MoSiON막[상층(표면 반사 방지층)]을 막 두께 10㎚로 성막함으로써, MoSiN막(막 조성비 Mo : 9.9원자％, Si : 82.3원자％, N : 7.8원자％)과 MoSiON막(막 조성비 Mo : 2.6원자％, Si : 57.1원자％, O : 15.9원자％, N : 24.4원자％)의 적층으로 이루어지는 ArF 엑시머 레이저(파장 193㎚)용 차광막(총 막 두께 50㎚)을 형성하였다. 이 차광막(2)의 광학 농도(OD)는, ArF 엑시머 레이저의 노광광의 파장에 대하여, 3.0이었다.
다음으로, 실시예 1과 마찬가지의 수순으로, 차광막(2)에 대하여 어닐링 처리를 행하여, 차광막(2)의 상면에 에칭 마스크막(3)을 형성하고, 바이너리형 마스크 블랭크를 얻었다. 또한, 실시예 1과 마찬가지의 수순으로, 이 마스크 블랭크를 이용하여, 바이너리형의 전사용 마스크를 제작하였다.
다음으로, 실시예 1과 마찬가지로, 이 바이너리형 전사용 마스크의 프로그램 결함 부분(차광막이 잔존하고 있는 흑 결함 부분)에 대하여, 불소를 함유하는 물질인 XeF2 가스를 공급하고, 또한 거기에 전자선(5.0keV)을 조사하여, 흑 결함 부분을 에칭하여 제거하는 EB 결함 수정을 행하였다. 또한, 상기 하층의 에칭시에 물(수증기)을 공급하여 하층의 에칭 레이트를 적절하게 저하시키도록 하였다. 이와 같은 EB 결함 수정에서의 상층의 에칭 레이트에 대한 하층의 에칭 레이트의 비는 21.8이며, 1.0∼20.0의 범위 밖이었다.
이와 같은 EB 결함 수정의 결과, 원래 수정되지 않아야 할 개소까지 에칭되거나, 하층의 언더컷 등의 문제점이 생겨, 흑 결함 부분만을 양호하게 수정할 수 없고, 새로운 결함을 발생시켰다. 또한, 차광막(2)의 시트 저항값이 3.0kΩ보다도 높고, 또한 에칭 마스크막(4)의 시트 저항값도 3.0kΩ보다도 높기 때문에 도전성이 낮고, 전사용 마스크의 제작시에서의 전자선 묘화에서의 묘화 위치 정밀도가 낮아, 완성된 전사용 마스크는, DRAM hp32㎚의 세대에서 요구되는 위치 정밀도를 충족시킬 수 없었다.
1 : 투광성 기판
2 : 차광막
3 : 에칭 마스크막
4 : 레지스트막
10 : 마스크 블랭크
20 : 전사용 마스크

Claims (16)

  1. ArF 엑시머 레이저 노광광이 적용되는 전사용 마스크를 작성하기 위해서 이용되며, 투광성 기판 상에, 전사 패턴을 형성하기 위한 차광막을 갖는 마스크 블랭크로서,
    상기 차광막은, 천이 금속, 규소 및 수소를 포함하고, 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료로 형성되는 하층과, 천이 금속 및 규소를 포함하고, 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료로 형성되는 상층의 적어도 2층 구조로 이루어지고,
    대상 부분에 비여기 상태의 불소를 함유하는 물질을 공급하고, 또한 하전 입자를 조사하여 행하는 에칭에서의 상기 상층의 에칭 레이트에 대한 상기 하층의 에칭 레이트의 비가 1.0 이상 20.0 이하인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하층은, 층 중의 질소 및 산소의 합계 함유량이 10원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상층은, 층 중의 질소 및 산소의 합계 함유량이 30원자％ 이상인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상층 중의 천이 금속의 함유량이 10원자％ 이하인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하층은, 층 중의 질소 및 산소의 합계 함유량이 35원자％ 이하인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하층 중의 천이 금속의 함유량을 천이 금속과 규소의 합계 함유량으로 나눈 비율이 14％ 이상, 35％ 이하인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하층은, 층 중의 질소 및 산소의 합계 함유량이 30원자％ 이하인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하층 중의 천이 금속의 함유량을 천이 금속과 규소의 합계 함유량으로 나눈 비율이 14％ 이상, 40％ 이하인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 차광막은, 막 두께가 65㎚ 미만인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 상층은, 막 두께가 5㎚ 이상, 20㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 차광막의 상면에는, 에칭 마스크막이 형성되고, 그 에칭 마스크막은, 크롬에, 질소, 산소 중 적어도 어느 하나의 성분을 함유하고, 그 에칭 마스크막 중의 크롬의 함유량이 50원자％ 미만이고, 또한, 막 두께가 5㎚ 이상, 20㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  12. 제1항에 기재된 마스크 블랭크를 이용하여 제작되는 것을 특징으로 하는 전사용 마스크.
  13. ArF 엑시머 레이저 노광광이 적용되며, 투광성 기판 상에 전사 패턴이 형성된 차광막을 갖고 이루어지는 전사용 마스크로서,
    상기 차광막은, 천이 금속, 규소 및 수소를 포함하고, 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료로 형성되는 하층과, 천이 금속 및 규소를 포함하고, 산소 및 질소로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 원소를 더 함유하는 재료로 형성되는 상층의 적어도 2층 구조로 이루어지고,
    대상 부분에 불소를 함유하는 물질을 공급하고, 또한 하전 입자를 조사하여 행하는 에칭에서의 상기 상층의 에칭 레이트에 대한 상기 하층의 에칭 레이트의 비가 1.0 이상 20.0 이하인 것을 특징으로 하는 전사용 마스크.
  14. 제1항에 기재된 마스크 블랭크를 이용한 전사용 마스크의 제조 방법으로서,
    설계상의 전사 패턴과 상기 차광막에 형성된 전사 패턴을 비교하여, 차광막이 잔존하고 있는 결함 부분에 대하여 비여기 상태의 불소를 함유하는 물질을 공급하고, 또한 하전 입자를 조사하여 에칭을 행하는 결함 수정 공정을 갖고,
    상기 결함 수정 공정은, 상기 차광막의 하층의 에칭시에 물 또는 산화물계 유체를 공급하여 그 하층의 에칭 레이트를 저하시키는 것을 특징으로 하는 전사용 마스크의 제조 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 차광막은, ArF 엑시머 레이저 노광광에 대하여 2.3 이상의 광학 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크.
  16. 삭제
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