KR20100050547A - Photomask blank and method for manufacturing photomask - Google Patents

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Abstract

Provided is a photomask blank, which can cope with influence of focal point depth when a high NA exposure method is employed in an exposure apparatus for pattern transfer and has a light blocking film suitable for forming a highly accurate fine pattern at a half pitch of 45nm or less on a device. A method for manufacturing a photomask is also provided. A photomask blank (10) is provided with a light blocking film (2) on a light transmitting substrate (1). The light blocking film (2) includes a metal and silicon (Si), and the content of the metal is 6 atom% or less to the total of the metal and the silicon (Si). The photomask is manufactured by patterning the light blocking film (2) in the photomask blank (10) by dry etching.

Description

포토마스크 블랭크 및 포토마스크의 제조방법{PHOTOMASK BLANK AND METHOD FOR MANUFACTURING PHOTOMASK}Photomask Blank and Photomask Manufacturing Method {PHOTOMASK BLANK AND METHOD FOR MANUFACTURING PHOTOMASK}

본 발명은 하프 피치 45nm 이하의 고정밀도 미세패턴을 형성하는데 알맞은 차광막을 구비한 포토마스크 블랭크 및 포토마스크의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photomask blank and a method of manufacturing a photomask having a light shielding film suitable for forming a high precision fine pattern having a half pitch of 45 nm or less.

일반적으로 반도체장치의 제조공정에서는 포토리소그래피법을 이용하여 미세패턴의 형성이 실시되고 있다. 또 이 미세패턴의 형성에는 통상 몇 장의 포토마스크라고 불리고 있는 기판이 사용된다. 이 포토마스크는 일반적으로 투광성의 유리기판 상에, 금속박막 등으로 이루어지는 차광성의 미세패턴을 설치한 것이며, 이 포토마스크의 제조에 있어서도 포토리소그래피법이 이용되고 있다.Generally, in the manufacturing process of a semiconductor device, fine pattern formation is performed using the photolithographic method. In addition, the board | substrate called several photomasks is used for formation of this fine pattern. This photomask is generally provided with a light-shielding fine pattern made of a metal thin film or the like on a light-transmissive glass substrate. The photolithography method is also used in the production of this photomask.

포토리소그래피법에 의한 포토마스크의 제조에는 유리기판 등의 투광성 기판 상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크가 이용된다. 이 포토마스크 블랭크를 이용한 포토마스크의 제조는 포토마스크 블랭크 상에 형성된 레지스트 막에 대해, 원하는 패턴 노광을 실시하는 노광공정과, 원하는 패턴 노광에 따라 상기 레지스트 막을 현상하여 레지스트 패턴을 형성하는 현상공정과, 레지스트 패턴을 따라 상기 차광막을 에칭하는 에칭공정과, 잔존한 레지스트 패턴을 박리 제거하는 공정을 갖고 실시되고 있다. 상기 현상공정에서는 포토마스크 블랭크 상에 형성된 레지스트 막에 대해 원하는 패턴 노광을 실시한 후에 현상액을 공급하고 현상액에 가용한 레지스트 막 부위를 용해하여 레지스트 패턴을 형성한다. 또 상기 에칭공정에서는 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여 예를 들어 드라이 에칭에 의해 레지스트 패턴이 형성되어 있지 않은 차광막이 노출된 부위를 제거하고, 이에 따라 원하는 마스크 패턴을 투광성 기판 상에 형성한다. 이렇게 하여 포토마스크가 완성된다.In manufacturing a photomask by the photolithography method, a photomask blank having a light shielding film on a transparent substrate such as a glass substrate is used. The photomask manufacturing using the photomask blank includes an exposure step of performing a desired pattern exposure on a resist film formed on the photomask blank, a developing step of developing the resist film by forming a resist pattern in accordance with a desired pattern exposure; And an etching step of etching the light shielding film along the resist pattern, and a step of peeling and removing the remaining resist pattern. In the above development step, after the desired pattern exposure is performed on the resist film formed on the photomask blank, the developer is supplied, and the resist film portion available in the developer is dissolved to form a resist pattern. In the above etching step, the resist pattern is used as a mask, for example, a portion of the light shielding film where the resist pattern is not formed by dry etching is removed, thereby forming a desired mask pattern on the light transmissive substrate. In this way, the photomask is completed.

그런데 근래 반도체 장치의 제조에 있어서 회로패턴의 미세화가 점점 필요로 되고 있다. 따라서 포토마스크에 있어서도 미세패턴을 고정밀도로 형성하는 것이 요구되고 있다. 종래의 차광막으로는 크롬계 화합물이 다용되고 있다. 크롬계 화합물은 주성분인 크롬에 예를 들어 산소나 질소 등의 원소를 함유시킴으로써 차광막의 막응력이나 차광막의 표면 반사율을 조정하는 것이 가능하다. 포토마스크에 형성되는 차광막 패턴(마스크 패턴)을 미세화함에 있어서는 포토마스크 블랭크에서의 레지스트 막의 박막화와, 포토마스크 제조 시의 패터닝 수법으로서 종래의 웨트에칭에 대신하여 드라이 에칭 가공이 필요로 되고 있다.By the way, in the manufacture of a semiconductor device, the refinement | miniaturization of a circuit pattern is increasingly needed. Therefore, it is required to form a fine pattern with high precision also in a photomask. As a conventional light shielding film, the chromium type compound is used abundantly. A chromium compound can adjust the film stress of a light shielding film and the surface reflectance of a light shielding film by containing elements, such as oxygen and nitrogen, in chromium which is a main component. In miniaturizing the light shielding film pattern (mask pattern) formed in a photomask, dry etching processing is needed instead of the conventional wet etching as thinning of the resist film in a photomask blank and the patterning method at the time of photomask manufacture.

그러나 레지스트 막의 박막화와 드라이 에칭 가공은 다음과 같은 기술적인 문제가 발생하고 있다.However, the following technical problems arise in thinning and dry etching of a resist film.

상술한 바와 같이, 종래의 차광막 재료로는 일반적으로 크롬계의 재료가 이용되고 있으며, 크롬의 드라이 에칭가공에서는 에칭가스에 염소가스와 산소가스의 혼합가스가 이용되고 있다. 레지스트 패턴을 마스크로 하여 차광막을 드라이 에칭으로 패터닝할 시, 레지스트는 유기막이며 그 주성분은 탄소이므로 드라이 에칭 환경인 산소 플라즈마에 대해서 매우 약하다. 그러므로 차광막을 드라이 에칭으로 패터닝하는 동안, 그 차광막 상에 형성되어 있는 레지스트 패턴은 충분한 막 두께로 남아있어야 하지만, 단순히 레지스트 막 두께를 두껍게 하면 특히 미세한 패턴을 형성하는 경우, 애스팩트비가 커지고, 패턴 쓰러짐 등의 문제가 발생한다. 또한 에칭 가스에 염소가스와 산소가스의 혼합가스가 이용된 드라이 에칭은 지향성이 부족하여 등방적으로 에칭이 진행하기 때문에 예를 들어 45nm 하프 피치 정도의 미세 패턴을 고정밀도로 형성하는 경우에 불리하다.As described above, a chromium-based material is generally used as a conventional light shielding film material, and a mixed gas of chlorine gas and oxygen gas is used as the etching gas in the chromium dry etching process. When patterning a light shielding film by dry etching using a resist pattern as a mask, since the resist is an organic film and its main component is carbon, it is very weak against an oxygen plasma which is a dry etching environment. Therefore, while the light shielding film is patterned by dry etching, the resist pattern formed on the light shielding film should remain at a sufficient film thickness, but simply increasing the resist film thickness results in a large aspect ratio and pattern collapse when forming a particularly fine pattern. Problems occur. In addition, dry etching, in which a mixed gas of chlorine gas and oxygen gas is used as an etching gas, is disadvantageous in the case of forming a fine pattern of about 45 nm half pitch with high precision because the etching is performed isotropically due to lack of directivity.

그래서 가능한 한 레지스트 막 두께를 얇고 또한 보다 지향성이 있는 이방성 에칭을 가능하게 하기 위해 차광막의 재료로서 몰리브덴 실리사이드계 화합물(MoSi)을 이용하고, 또한 그 화합물 중 Mo의 비율을 6∼20원자％로 하는 기술이 제안되고 있다.(특허문헌 1 참조)Therefore, in order to enable the resist film thickness to be as thin as possible and more oriented anisotropic etching, a molybdenum silicide-based compound (MoSi) is used as the material of the light shielding film, and the ratio of Mo in the compound is 6-20 atomic%. The technique is proposed. (Refer patent document 1)

특허문헌1:일본공개특허공보2006-78807호Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-78807

그런데 이와 같은 포토마스크를 사용하여 노광장치(축소투영 노광장치)에 의해 반도체기판(실리콘웨이퍼) 상에 패턴 전사를 실시하여 반도체 기판 상에 예를 들어 45nm 하프 피치 이하의 미세패턴을 고정밀도로 형성하기 위해서는 노광장치의 광학계에 높은 개구수(고NA)(NA>1)의 노광방법, 예를 들어 고NA 렌즈나 액침을 이용하는 것이 알맞다. 그러나 이와 같은 고NA의 노광방법을 이용한 경우, 초점심도의 영향에 의해 초점위치의 어긋남이 발생하고, 이러한 어긋남에 의해 전사패턴 정밀도나 위치 정밀도에 악영향을 미치며, 결과적으로 예를 들어 45nm 하프 피치 이하의 미세패턴을 고정밀도로 반도체 기판 상에 형성할 수 없다는 문제가 생긴다.However, by using such a photomask, pattern transfer is performed on a semiconductor substrate (silicon wafer) by an exposure apparatus (reduced projection exposure apparatus) to form fine patterns of 45 nm half pitch or less on the semiconductor substrate with high accuracy. For this purpose, it is suitable to use a high numerical aperture (high NA) (NA> 1) exposure method, for example, a high NA lens or an immersion liquid, in the optical system of the exposure apparatus. However, in the case of using such a high NA exposure method, a shift in the focus position occurs due to the effect of the depth of focus, and such a shift adversely affects the transfer pattern precision and the position precision, and as a result, for example, 45 nm half pitch or less A problem arises in that a fine pattern of? Cannot be formed on a semiconductor substrate with high precision.

따라서 노광장치의 광학계에 고NA의 노광방법을 이용하는 경우, 초점심도의 영향에 의해 초점위치가 어긋나도 그 어긋남(의 영향)을 허용할 수 있는 포토마스크를 제작하는 것이 요구된다.Therefore, when a high NA exposure method is used for the optical system of the exposure apparatus, it is required to produce a photomask that can tolerate the shift even when the focus position is shifted by the effect of the depth of focus.

그래서 본 발명은 패턴 전사 시의 노광장치에 고NA의 노광방법을 이용한 경우의 초점심도에 의한 영향에 대응할 수 있고, 디바이스 상에 하프 피치 45nm 이하의 고정밀도의 미세 패턴을 형성하는데 알맞은 차광막을 구비한 포토마스크 블랭크 및 포토마스크의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention can cope with the influence of the depth of focus when the high NA exposure method is used for the exposure apparatus during pattern transfer, and has a light shielding film suitable for forming a high-precision fine pattern with a half pitch of 45 nm or less on the device. It is an object to provide a photomask blank and a method of making the photomask.

본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해 철저히 검토한 결과, 몰리브덴 실리사이드 등의 금속 실리사이드 화합물로 차광막을 형성한 경우, 예를 들어 몰리브덴 등의 금속의 함유비율을 최적화함으로써 초점심도의 영향에 의해 초점위치가 어긋나도 그 어긋남(의 영향)을 어느 정도 허용할 수 있는지를 나타내는 특성 값이 커지는 것을 발견하여 금속 실리사이드 화합물 중 금속의 함유비율을 최적화할 필요가 있다는 인식하에 철저히 검토를 계속한 결과, 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM As a result of thorough examination in order to solve the said subject, when a light shielding film was formed with metal silicide compounds, such as molybdenum silicide, the focal position is influenced by the depth of focus by optimizing the content rate of metal, such as molybdenum, for example. As a result of finding that the characteristic value indicating how much the misalignment (effect) of the misalignment can be tolerated is increased, the present invention was thoroughly studied in the recognition that it is necessary to optimize the content ratio of the metal in the metal silicide compound. It is finished.

즉, 상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은 이하의 구성을 갖는다.That is, in order to solve the said subject, this invention has the following structures.

(구성 1) 투광성 기판 상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크로서, 상기 차광막은 금속과 규소(Si)를 포함하고, 그 금속의 함유량이 금속과 규소(Si)의 합계에 대해 6원자％ 미만인 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크이다.(Configuration 1) A photomask blank having a light shielding film on a light-transmissive substrate, wherein the light shielding film contains metal and silicon (Si), and the content of the metal is less than 6 atomic% based on the total of the metal and silicon (Si). It is a photomask blank.

(구성 2) 상기 금속의 함유량이 금속과 규소(Si)의 합계에 대해 3원자％ 미만인 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 포토마스크 블랭크이다.(Configuration 2) The photomask blank according to Configuration 1, wherein the content of the metal is less than 3 atomic percent with respect to the total of the metal and silicon (Si).

(구성 3) 상기 금속이 몰리브덴(Mo)인 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 구성 2에 기재된 포토마스크 블랭크이다.(Configuration 3) The photomask blank according to Configuration 1 or 2, wherein the metal is molybdenum (Mo).

(구성 4) 투광성 기판 상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크로서, 상기 차광막은 실질적으로 규소(Si)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크이다.(Configuration 4) A photomask blank having a light shielding film on a light transmissive substrate, wherein the light shielding film is substantially made of silicon (Si).

(구성 5) 상기 차광막은 상기 금속과 상기 규소(Si)를 포함하는 차광층, 또는 실질적으로 상기 규소(Si)로 이루어지는 차광층과, 그 차광층의 위에 형성한 산소와 질소의 적어도 어느 한쪽을 함유하는 크롬계 화합물로 이루어지는 반사 방지층을 갖는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 4의 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크이다.(Configuration 5) The light shielding film includes at least one of a light shielding layer comprising the metal and the silicon (Si), or a light shielding layer substantially composed of the silicon (Si), and oxygen and nitrogen formed on the light shielding layer. It is a photomask blank in any one of the structures 1-4 characterized by having the antireflection layer which consists of a chromium compound containing.

(구성 6) 상기 차광막과 상기 투광성 기판의 사이에 이면 반사 방지막을 갖는 것을 특징으로 하는 구성 5에 기재된 포토마스크 블랭크이다.(Configuration 6) A photomask blank according to Configuration 5 comprising a back anti-reflection coating between the light shielding film and the light transmissive substrate.

(구성 7) 구성 1 내지 6의 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크를 이용하고, 상기 차광막을 드라이 에칭처리에 의해 패터닝하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조방법이다.(Configuration 7) A method of manufacturing a photomask, comprising using a photomask blank according to any one of Configurations 1 to 6, and patterning the light shielding film by a dry etching process.

구성 1에 있는 바와 같이, 본 발명의 포토마스크 블랭크는 투광성 기판 상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크로서, 상기 차광막은 금속과 규소(Si)를 포함하고, 그 금속의 함유량을 금속과 규소(Si)의 합계에 대해 6원자％ 미만으로 한 것이다.As in the configuration 1, the photomask blank of the present invention is a photomask blank having a light shielding film on a light-transmissive substrate, the light shielding film containing metal and silicon (Si), and the content of the metal being metal and silicon (Si). It is less than 6 atomic% with respect to the sum total.

이와 같이, 금속과 규소(Si)를 포함하는 차광막에 포함되는 금속의 함유량이 금속과 규소(Si)의 합계에 대해 6원자％ 미만임으로써, 투광성 기판 상에 상기 차광막을 형성한 포토마스크 블랭크를 이용하여 제작한 포토마스크에 있어서, 노광장치에 고NA의 노광방법을 이용하여 패턴 전사를 실시하는 경우에, 초점심도의 영향에 의해 초점위치가 어긋나도 그 어긋남(의 영향)을 어느 정도 허용할 수 있는지를 나타내는 특성값(Exposure Latitude: 이하 「EL값」이라 한다)을 크게 할 수 있다.As described above, since the content of the metal contained in the light shielding film containing the metal and silicon (Si) is less than 6 atomic% with respect to the total of the metal and silicon (Si), the photomask blank in which the light shielding film is formed on the light-transmissive substrate is obtained. In the photomask fabricated by using the photomask, when the pattern transfer is performed to the exposure apparatus using a high-NA exposure method, even if the focus position is shifted due to the depth of focus, the deviation (influence) may be allowed to some extent. The characteristic value (Exposure Latitude: hereinafter referred to as "EL value") indicating whether or not it can be made large can be made large.

따라서 패턴 전사 시의 노광장치에 고NA의 노광방법을 이용한 경우의 초점심도에 의한 영향에 대응할 수 있고, 디바이스 상에 예를 들어 하프 피치 45nm 이하의 고정밀도의 미세패턴을 형성하는데 알맞은 차광막을 구비한 포토마스크 블랭크 및 포토마스크가 얻어진다.Therefore, it is possible to cope with the influence of the depth of focus when the high NA exposure method is used for the exposure apparatus at the time of pattern transfer, and has a light shielding film suitable for forming a high-precision fine pattern having a half pitch of 45 nm or less on the device, for example. One photomask blank and a photomask are obtained.

또 구성 2에 있는 바와 같이, 구성 1에 있어서의 상기 금속의 함유량이 금속과 규소(Si)의 합계에 대해 3원자％ 미만인 것이 본 발명에 의한 작용효과를 보다 알맞게 발휘시킬 수 있으므로 특히 바람직하다.Moreover, as in the structure 2, it is especially preferable that content of the said metal in the structure 1 is less than 3 atomic% with respect to the sum total of a metal and silicon (Si), since it can exhibit the effect of this invention more suitably.

또 구성 3에 있는 바와 같이 상기 금속이 몰리브덴(Mo)인 것이 바람직하다. 몰리브덴 실리사이드 화합물에 있어서의 몰리브덴의 함유량을 6원자％ 미만으로 함으로써 본 발명에 의한 작용효과가 바람직하게 얻어지는 동시에, 미세패턴을 형성하는데 있어서 평활성이 바람직한 양호한 차광막을 형성할 수 있다.In addition, as in the configuration 3, the metal is preferably molybdenum (Mo). By setting the content of molybdenum in the molybdenum silicide compound to be less than 6 atomic%, the effect of the present invention is preferably obtained, and a good light shielding film in which smoothness is preferable in forming a fine pattern can be formed.

또, 구성 4에 있는 바와 같이, 본 발명의 포토마스크 블랭크는 투광성 기판 상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크로서 상기 차광막은 실질적으로 규소(Si)로 이루어지는 것이다. 구성 4의 발명에 의해서도 본 발명에 의한 작용효과를 알맞게 발휘시킬 수 있다.In addition, as in the configuration 4, the photomask blank of the present invention is a photomask blank having a light shielding film on a transparent substrate, and the light shielding film is substantially made of silicon (Si). According to invention of the structure 4, the effect by this invention can be exhibited suitably.

또, 구성 5에 있는 바와 같이, 상기 차광막은 상기 금속과 상기 규소(Si)를 포함하는 차광층 또는 실질적으로 상기 규소(Si)로 이루어지는 차광층과, 그 차광층의 위에 형성한 산소와 질소의 적어도 어느 한쪽을 함유하는 크롬계 화합물로 이루어지는 반사 방지층의 적층구성으로 할 수 있어 노광광에 대한 표면반사율을 저감할 수 있다. 또 반사 방지층과 차광층은 드라이 에칭 선택성을 갖기 때문에 패터닝한 반사 방지층은 아래 차광층의 패터닝 시의 에칭마스크가 되므로 차광막 상의 레지스트 막 두께를 저감해도 미세패턴을 정밀도 좋게 형성할 수 있다.In addition, as in the configuration 5, the light shielding film is a light shielding layer comprising the metal and the silicon (Si) or substantially a light shielding layer composed of the silicon (Si), and oxygen and nitrogen formed on the light shielding layer. It can be set as the laminated structure of the antireflection layer which consists of a chromium compound containing at least either, and the surface reflectance with respect to exposure light can be reduced. In addition, since the antireflection layer and the light shielding layer have dry etching selectivity, the patterned antireflection layer serves as an etching mask during patterning of the lower light shielding layer, so that fine patterns can be formed with high accuracy even if the resist film thickness on the light shielding film is reduced.

또, 구성 6에 있는 바와 같이, 상기 차광막과 상기 투광성 기판의 사이에 이면 반사 방지막을 가질 수 있다. 이와 같이 이면 반사 방지막을 가짐으로써 포토마스크의 이면측에 있어서의 노광광 반사를 방지할 수 있으므로 특히 고NA의 노광방법을 이용하는 노광장치에 의해 패턴 전사를 실시하는 경우에 알맞다.In addition, as in the configuration 6, a back anti-reflection film may be provided between the light shielding film and the light transmissive substrate. Since the reflection prevention film on the back side of the photomask can be prevented by having the back surface antireflection film in this manner, it is particularly suitable for pattern transfer by an exposure apparatus using a high NA exposure method.

또, 구성 7에 있는 바와 같이, 구성 1 내지 6의 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크를 이용하고, 그 포토마스크 블랭크의 차광막을 드라이 에칭처리에 의해 패터닝하는 공정을 갖는 포토마스크의 제조방법에 따르면 상술한 EL값이 크고, 따라서 패턴 전사 시의 노광장치에 고NA의 노광방법을 이용한 경우의 초점심도에 의한 영향에 대응할 수 있으며, 디바이스 상에 예를 들어 하프 피치 45nm 이하의 고정밀도의 미세 패턴을 형성하는데 알맞은 차광막을 구비한 포토마스크가 얻어진다.Moreover, as in the structure 7, according to the manufacturing method of the photomask which has the process of using the photomask blank in any one of structures 1-6, and patterning the light shielding film of the photomask blank by dry etching process. The EL value is large, and therefore, it is possible to cope with the influence of the depth of focus when the high NA exposure method is used for the exposure apparatus during pattern transfer, and a high-precision fine pattern having a half pitch of 45 nm or less can be formed on the device. A photomask having a light shielding film suitable for forming is obtained.

즉, 본 발명에 의해 얻어지는 포토마스크는 노광장치에 고NA의 노광방법을 이용한 경우의 초점심도에 의한 영향에 대응할 수 있어 디바이스 상에 고정밀도로 하프 피치 45nm 이하의 미세패턴 전사를 실시하는데 알맞다.That is, the photomask obtained by the present invention can cope with the influence of the depth of focus when the high NA exposure method is used for the exposure apparatus, and is suitable for performing fine pattern transfer of less than 45 nm of half pitch on the device with high accuracy.

본 발명에 따르면, 패턴 전사 시의 노광장치에 고NA의 노광방법을 이용한 경우의 초점심도에 의한 영향에 대응할 수 있는 포토마스크를 제조하는데 알맞은 차광막을 구비한 포토마스크 블랭크를 제공할 수 있다. 따라서 이와 같은 포토마스크 블랭크를 이용하여 포토마스크를 제조함으로써, 패턴 전사 시의 노광장치에 고NA의 노광방법을 이용하여 하프 피치 45nm 이하의 미세패턴의 전사를 실시하는 경우에 양호한 전사 정밀도가 얻어지는 포토마스크를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a photomask blank having a light shielding film suitable for producing a photomask that can cope with the effect of depth of focus when a high-NA exposure method is used for an exposure apparatus during pattern transfer. Therefore, a photomask is manufactured by using such a photomask blank, so that a good transfer accuracy can be obtained when transferring a fine pattern having a half pitch of 45 nm or less to an exposure apparatus at the time of pattern transfer by using a high-NA exposure method. A mask can be provided.

도 1은 본 발명의 포토마스크 블랭크의 일실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 포토마스크 블랭크를 이용한 포토마스크의 제조공정을 나타내는 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows one Embodiment of the photomask blank of this invention.
2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a photomask using a photomask blank.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세하게 서술한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail with reference to drawings.

도 1은 본 발명에 의해 얻어지는 포토마스크 블랭크의 일실시 형태를 나타내는 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows one Embodiment of the photomask blank obtained by this invention.

도 1의 포토마스크 블랭크(10)는 투광성 기판(1) 상에 차광막(2)을 갖는 바이너리 마스크용 포토마스크 블랭크의 형태인 것이다.The photomask blank 10 of FIG. 1 is in the form of a photomask blank for binary masks having a light shielding film 2 on the light transmissive substrate 1.

본 실시형태의 상기 포토마스크 블랭크(10)는 상기 차광막(2) 상에 형성되는 레지스트 패턴을 마스크로 하여 드라이 에칭처리에 의해 상기 차광막(2)을 패터닝하는 포토마스크의 제작방법에 대응하는 드라이 에칭처리용에 알맞은 포토마스크 블랭크이다.In the photomask blank 10 of the present embodiment, a dry etching corresponding to a method of manufacturing a photomask in which the light shielding film 2 is patterned by a dry etching process using a resist pattern formed on the light shielding film 2 as a mask. It is a photomask blank suitable for processing.

여기에서 투광성 기판(1)으로는 유리기판이 일반적이다. 유리기판은 평탄도 및 평활도가 우수하기 때문에, 포토마스크를 사용하여 반도체 기판 상으로의 패턴 전사를 실시하는 경우, 전사패턴의 왜곡 등이 발생하지 않고 고정밀도의 패턴 전사를 실시할 수 있다.Here, as the light-transmissive substrate 1, a glass substrate is generally used. Since the glass substrate is excellent in flatness and smoothness, when pattern transfer is performed on a semiconductor substrate using a photomask, it is possible to perform high-precision pattern transfer without distortion of the transfer pattern or the like.

상기 포토마스크 블랭크(10)에 있어서, 상기 차광막(2)은 금속과 규소(Si)를 포함하고, 그 금속의 함유량이 금속과 규소(Si)의 합계에 대해 6원자％ 미만으로 한 것이다.In the photomask blank 10, the light shielding film 2 contains a metal and silicon (Si), and the content of the metal is less than 6 atomic% based on the total of the metal and silicon (Si).

이와 같이 금속과 규소(Si)를 포함하는 차광막에 포함되는 금속의 함유량을 금속과 규소(Si)의 합계에 대해 6원자％ 미만으로 함으로써 투광성 기판 상에 상기 차광막을 형성한 포토마스크 블랭크를 이용하여 제작한 포토마스크에 있어서, 노광장치에 고NA의 노광방법을 이용하여 패턴 전사를 실시하는 경우에, 초점심도의 영향에 의해 초점위치가 어긋나도 그 어긋남(의 영향)을 어느 정도 허용할 수 있는지를 나타내는 특성 값(Exposure Latitude: EL값)을 크게 할 수 있다. 또한 Si의 양이 늘어남에 따라 혹은 금속 양이 줄어듬에 따라 광학 상의 값, n이나 k가 작아진다. 또 n이나 k가 작아지면 EL값이 높아진다. 여기에서 EL값이 본 발명의 효과를 이루기 위해 필요한 바람직한 n과 k 값으로서는 n≤1 또한 k≥2.5이다.Thus, the content of the metal contained in the light shielding film containing a metal and silicon (Si) is less than 6 atomic% with respect to the sum total of a metal and silicon (Si), and the photomask blank which formed the said light shielding film on the translucent board | substrate was used. In the fabricated photomask, when the pattern transfer is performed to the exposure apparatus using a high-NA exposure method, how much of the misalignment (effect) can be tolerated even if the focus position is shifted by the effect of the depth of focus. The characteristic value (Exposure Latitude: EL value) indicating can be made large. As the amount of Si increases or as the amount of metal decreases, the value of the optical phase, n or k, decreases. If n or k decreases, EL value increases. Here, as the preferable n and k values required for the EL value to achieve the effects of the present invention, n≤1 and k≥2.5.

따라서 패턴 전사 시의 노광장치에 고NA의 노광방법을 이용한 경우의 초점심도에 의한 영향에 대응할 수 있어 디바이스 상에 예를 들어 하프 피치 45nm 이하의 고정밀도의 미세패턴을 형성하는데 알맞은 차광막을 구비한 포토마스크 블랭크가 얻어진다. 이와 같은 포토마스크 블랭크를 이용하여 제조하는 포토마스크를 사용함으로써 패턴 전사 시의 노광장치에 고NA의 노광방법을 이용하여 하프 피치 45nm 이하의 미세패턴의 전사를 실시하는 경우에 양호한 전사 정밀도가 얻어진다.Therefore, it is possible to cope with the effect of the depth of focus when the high NA exposure method is used for the exposure apparatus at the time of pattern transfer, and has a light shielding film suitable for forming a high-precision fine pattern having a half pitch of 45 nm or less on the device, for example. A photomask blank is obtained. By using a photomask manufactured using such a photomask blank, good transfer accuracy can be obtained when transferring a fine pattern having a half pitch of 45 nm or less to the exposure apparatus at the time of pattern transfer by using a high-NA exposure method. .

본 발명에 있어서는 상술한 큰 EL값을 얻기 위해서는 차광막에 포함되는 금속의 함유량이 금속과 규소(Si)의 합계에 대해 6원자％ 미만이면 된다. 또 본 발명에 있어서는 차광막에 포함되는 금속의 함유량이 금속과 규소(Si)의 합계에 대해 3원자％ 미만인 것이 특히 바람직하다. 또 본 발명에 있어서는 상기 차광막이 실질적으로 규소(Si)로 이루어지는 것인 것도 바람직하다.In the present invention, in order to obtain the above-mentioned large EL value, the content of the metal contained in the light shielding film may be less than 6 atomic% with respect to the total of the metal and silicon (Si). Moreover, in this invention, it is especially preferable that content of the metal contained in a light shielding film is less than 3 atomic% with respect to the sum total of a metal and silicon (Si). Moreover, in this invention, it is also preferable that the said light shielding film consists substantially of silicon (Si).

본 발명에 있어서는 상기 금속이 몰리브덴(Mo)인 것이 바람직하다. 몰리브덴 실리사이드 화합물에 있어서의 몰리브덴의 함유량을 6원자％ 미만으로 함으로써 본 발명에 의한 작용효과가 바람직하게 얻어지는 동시에, 몰리브덴 실리사이드 화합물로 차광막을 형성함으로써 미세패턴을 형성하는데 있어서 평활성이 바람직한 양호한 차광막을 형성할 수 있기 때문이다.In the present invention, the metal is preferably molybdenum (Mo). By making the content of molybdenum in the molybdenum silicide compound less than 6 atomic%, the effect of the present invention is preferably obtained, and by forming a light shielding film with the molybdenum silicide compound, a good light shielding film with favorable smoothness in forming a fine pattern can be formed. Because it can.

또 상기 차광막(2)은 몰리브덴 등의 금속과 규소의 함유량이 깊이 방향으로 단계적 또는 연속적으로 다른 조성 경사막으로 해도 된다.In addition, the light shielding film 2 may be a composition gradient film in which the content of metals such as molybdenum and silicon differs stepwise or continuously in the depth direction.

또 상기 차광막(2)은 상기 금속과 규소(Si)를 주 구성성분으로 포함하는 차광층, 또는 규소(Si)를 주 구성성분으로 포함하는 차광층과, 그 차광층의 위에 형성한 산소와 질소의 적어도 어느 한쪽을 함유하는 크롬계 화합물로 이루어지는 반사 방지층을 갖는 적층구성으로 할 수 있다. 즉, 차광막(2)은 표층부(상층부)에 반사 방지층을 포함하는 것이어도 좋다. 그 경우, 반사 방지층으로는 예를 들어 CrO, CrCO, CrN, CrNO, CrCON 등의 재질을 바람직하게 들 수 있다. 반사 방지층을 설치함으로써 노광 파장에 있어서의 반사율을 예를 들어 20％ 이하, 바람직하게는 15％ 이하로 억제할 수 있으므로, 마스크 패턴을 피전사체에 전사할 때에 투영 노광면과의 사이에서의 다중반사를 억제하고 결상 특성의 저하를 억제할 수 있다. 또한 포토마스크 블랭크나 포토마스크의 결함 검사에 이용하는 파장(예를 들어 257nm, 364nm, 488nm 등)에 대한 반사율을 예를 들어 30％ 이하로 하는 것이 결함을 고정밀도로 검출하는데 있어서 바람직하다.In addition, the light shielding film 2 includes a light shielding layer including the metal and silicon (Si) as a main component, or a light shielding layer including silicon (Si) as the main component, and oxygen and nitrogen formed on the light shielding layer. It can be set as a laminated structure which has an antireflection layer which consists of a chromium type compound containing at least one of the following. That is, the light shielding film 2 may include an antireflection layer in the surface layer portion (upper layer portion). In that case, materials, such as CrO, CrCO, CrN, CrNO, CrCON, are mentioned suitably as an antireflection layer, for example. By providing the antireflection layer, the reflectance at the exposure wavelength can be suppressed to, for example, 20% or less, preferably 15% or less. Therefore, when the mask pattern is transferred to the transfer object, multiple reflections between the projection and the exposure surface are performed. It can suppress and the fall of imaging characteristic can be suppressed. In addition, it is preferable to set the reflectance to a wavelength (for example, 257 nm, 364 nm, 488 nm, etc.) to be 30% or less, for example, for high accuracy in detecting defects, for photomask blanks and photomask defect inspection.

또 크롬계의 반사 방지층을 설치함으로써 반사 방지층과 차광층은 드라이 에칭 선택성을 갖기 때문에 포토마스크 제조 시에 우선 차광막 상의 레지스트 패턴을 마스크로서 반사 방지층을 패터닝하고, 패터닝한 반사 방지층은 아래의 차광층의 패터닝 시의 에칭마스크가 되므로 차광막 상의 레지스트 막 두께를 저감하는 것이 가능하여 미세패턴을 정밀도 좋게 형성할 수 있다.In addition, since the anti-reflection layer and the light shielding layer have dry etching selectivity by providing a chromium-based anti-reflection layer, the anti-reflection layer is patterned using a resist pattern on the light shielding film as a mask during photomask fabrication. Since it becomes an etching mask at the time of patterning, it is possible to reduce the resist film thickness on a light shielding film, and can form a fine pattern with high precision.

또한 크롬계의 반사 방지층인 경우, 크롬에 산소 또는 질소를 함유시킴으로써 드라이 에칭 속도를 향상시킬 수 있고, 또 질소의 함유량에 의해 막응력을 조정할 수 있다. 반사 방지층의 막응력은 포토마스크 블랭크의 평탄성을 손상시키지 않도록 금속과 규소(Si)를 포함하는 차광층의 막응력과의 균형으로 적절하게 조정하는 것이 바람직하다.In the case of the chromium-based antireflection layer, the dry etching rate can be improved by containing oxygen or nitrogen in the chromium, and the film stress can be adjusted by the content of nitrogen. The film stress of the antireflection layer is preferably adjusted appropriately in balance with the film stress of the light shielding layer containing silicon and silicon (Si) so as not to impair the flatness of the photomask blank.

상기 차광막(2)의 형성방법은 특히 제약할 필요는 없지만, 그 중에서도 스퍼터링 성막법을 바람직하게 들 수 있다. 스퍼터링 성막법에 따르면 균일하고 막 두께가 일정한 막을 형성할 수 있으므로 본 발명에는 알맞다. 투광성 기판(1) 상에, 스퍼터링 성막법에 의해서 상기 차광막(2) 중 차광층을 성막하는 경우, 스퍼터 타겟으로서 몰리브덴(Mo)와 실리콘(Si)의 혼합 타겟을 이용하고, 챔버 내에 도입하는 스퍼터 가스는 아르곤 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 이용한다. 또 크롬계의 반사 방지층을 성막하는 경우, 스퍼터 타겟으로서 크롬(Cr) 타겟을 이용하고, 챔버 내에 도입하는 스퍼터 가스는 아르곤 가스나 헬륨 가스 등의 불활성 가스에 산소, 질소 등의 가스를 혼합한 것을 이용한다. 아르곤 가스 등의 불활성 가스에 산소가스 등을 혼합한 스퍼터 가스를 이용하면 크롬에 산소를 포함하는 반사 방지층을 형성할 수 있고, 아르곤 가스 등의 불활성 가스에 질소가스를 혼합한 스퍼터 가스를 이용하면 크롬에 질소를 포함하는 반사 방지층을 형성할 수 있으며, 또 아르곤 가스 등의 불활성 가스에 질소 가스 등을 혼합한 스퍼터 가스를 이용하면 크롬에 질소와 산소를 포함하는 반사 방지층을 형성할 수 있다.Although the formation method of the said light shielding film 2 does not need to restrict | limit in particular, Especially, the sputtering film-forming method is mentioned preferably. The sputtering film forming method is suitable for the present invention because it is possible to form a film having a uniform and uniform film thickness. When forming the light shielding layer of the said light shielding film 2 on the light-transmissive substrate 1 by sputtering film-forming method, the sputter which introduce | transduces into a chamber using the mixed target of molybdenum (Mo) and silicon (Si) as a sputter target The gas uses an inert gas such as argon gas or helium gas. In the case of forming a chromium-based antireflection layer, a chromium (Cr) target is used as the sputter target, and the sputter gas introduced into the chamber is a mixture of an oxygen, nitrogen or the like gas with an inert gas such as argon gas or helium gas. I use it. When using a sputtering gas in which oxygen gas or the like is mixed with an inert gas such as argon gas, an anti-reflection layer containing oxygen may be formed in chromium. When using a sputtering gas in which nitrogen gas is mixed with an inert gas such as argon gas, chromium may be used. An antireflection layer containing nitrogen can be formed in the chromium, and a sputtering gas in which nitrogen gas or the like is mixed with an inert gas such as argon gas can be used to form an antireflection layer containing nitrogen and oxygen in chromium.

상기 차광막(2)의 막 두께는 노광광에 대해 광학농도가 2.5 이상으로 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 구체적으로는 상기 차광막(2)의 막 두께는 90nm 이하인 것이 바람직하다. 그 이유는 근래에 있어서의 서브 미크론 레벨의 패턴사이즈로의 패턴의 미세화에 대응하기 위해서는 막 두께가 90nm를 넘으면 드라이 에칭 시의 패턴의 마이크로 로딩 현상 등에 의해서 미세패턴의 형성이 곤란하게 되는 경우가 생각되기 때문이다. 막 두께를 어느 정도 얇게 함으로써 패턴의 애스팩트비(패턴폭에 대한 패턴 깊이의 비)의 저감을 꾀할 수 있고, 글로벌 로딩 현상 및 마이크로 로딩현상에 의한 선 폭 에러를 저감할 수 있다.It is preferable that the film thickness of the said light shielding film 2 is set so that optical density may be 2.5 or more with respect to exposure light. Specifically, the film thickness of the light shielding film 2 is preferably 90 nm or less. The reason for this is that in order to cope with the miniaturization of the pattern to the pattern size of the sub-micron level in recent years, when the film thickness exceeds 90 nm, it may be difficult to form the micropattern due to the micro loading phenomenon of the pattern during dry etching. Because it becomes. By reducing the film thickness to some extent, the aspect ratio of the pattern (ratio of the pattern depth to the pattern width) can be reduced, and the line width error due to the global loading phenomenon and the micro loading phenomenon can be reduced.

또 본 발명에 있어서는 상기 차광막(2)과 상기 투광성 기판(1)의 사이에 이면 반사 방지막을 형성할 수 있다. 이와 같이 이면 반사 방지막을 형성함으로써 포토마스크의 이면측에 있어서의 노광광 반사를 효과적으로 방지할 수 있으므로 특히 고NA의 노광방법을 이용하는 노광장치에 의해 패턴 전사를 실시하는 경우에 알맞다. 이와 같은 이면 반사 방지막의 재료로는 본 발명에 있어서는 특히 제약이 되는 것은 아니지만, 예를 들어 차광막(2)과의 에칭 선택성 등을 고려하면 예를 들어 MoSiON 등을 바람직하게 들 수 있다.In the present invention, a back anti-reflection film can be formed between the light shielding film 2 and the light transmissive substrate 1. By forming the back anti-reflection film in this way, the reflection of the exposure light on the back side of the photomask can be effectively prevented, which is particularly suitable for pattern transfer by an exposure apparatus using a high NA exposure method. The material of such a back anti-reflection film is not particularly limited in the present invention. For example, MoSiON and the like are preferable in consideration of etching selectivity with the light shielding film 2.

또 본 발명의 포토마스크 블랭크로는 후술하는 도 2(a)에 있는 바와 같이, 상기 차광막(2)의 위에, 레지스트 막(3)을 형성한 형태라도 상관없다. 레지스트 막(3)의 막 두께는 차광막의 패턴 정밀도(CD정밀도)를 양호하게 하기 위해서는 가능한한 얇은 쪽이 바람직하다. 본 실시형태와 같은 소위 바이너리 마스크용 포토마스크 블랭크의 경우, 구체적으로는 레지스트 막(3)의 막 두께는 150nm 이하가 바람직하다. 또한 바람직하게는 100nm 이하로 하는 것이 바람직하다. 또 높은 해상도를 얻기 위해 레지스트 막(3)의 재료는 레지스트 감도가 높은 화학증폭형 레지스트가 바람직하다.Moreover, the photomask blank of this invention may be a form in which the resist film 3 was formed on the said light shielding film 2, as shown to FIG. 2 (a) mentioned later. The film thickness of the resist film 3 is preferably as thin as possible in order to improve the pattern precision (CD precision) of the light shielding film. In the case of the so-called binary mask photomask blank as in the present embodiment, specifically, the film thickness of the resist film 3 is preferably 150 nm or less. Moreover, it is preferable to set it as 100 nm or less preferably. In order to obtain high resolution, the material of the resist film 3 is preferably a chemically amplified resist having high resist sensitivity.

다음으로 도 1에 나타내는 포토마스크 블랭크(10)를 이용한 포토마스크의 제조방법을 설명한다.Next, the manufacturing method of the photomask using the photomask blank 10 shown in FIG. 1 is demonstrated.

이 포토마스크블랭크(10)를 이용한 포토마스크의 제조방법은 포토마스크 블랭크(10)의 차광막(2)을 드라이 에칭을 이용하여 패터닝하는 공정을 갖고, 구체적으로는 포토마스크 블랭크(10) 상에 형성된 레지스트 막에 대해, 원하는 패턴묘화를 실시하는 공정과, 원하는 패턴 묘화에 따라 상기 레지스트 막을 현상하여 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 레지스트 패턴에 따라 상기 차광막을 드라이 에칭하는 공정과, 잔존한 레지스트 패턴을 박리 제거하는 공정을 갖는다.The photomask manufacturing method using the photomask blank 10 has a process of patterning the light shielding film 2 of the photomask blank 10 using dry etching, Specifically, it is formed on the photomask blank 10. A process of performing a desired pattern drawing on the resist film, a process of developing the resist film by forming a resist pattern in accordance with a desired pattern drawing, a process of dry etching the light shielding film in accordance with a resist pattern, and a remaining resist pattern It has a process of peeling and removing.

도 2는 포토마스크 블랭크(10)를 이용한 포토마스크의 제조공정을 차례로 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view sequentially illustrating a process of manufacturing a photomask using the photomask blank 10.

도 2(a)는 도 1의 포토마스크 블랭크(10)의 차광막(2) 상에 레지스트 막(3)을 형성한 상태를 나타내고 있다. 또한 레지스트 재료로는 포지티브형 레지스트 재료도 네거티브형 레지스트 재료도 이용할 수 있다.FIG. 2A illustrates a state in which a resist film 3 is formed on the light shielding film 2 of the photomask blank 10 of FIG. 1. As the resist material, either a positive resist material or a negative resist material can be used.

다음으로 도 2(b)는 포토마스크 블랭크(10) 상에 형성된 레지스트 막(3)에 대해, 원하는 노광(패턴묘화)을 실시하는 공정을 나타낸다. 패턴묘화는 전자선 묘화장치 등을 이용하여 실시된다. 상술한 레지스트 재료는 전자선 또는 레이저에 대응하는 감광성을 갖는 것이 사용된다.Next, FIG.2 (b) shows the process of performing desired exposure (pattern drawing) with respect to the resist film 3 formed on the photomask blank 10. Next, FIG. Pattern writing is performed using an electron beam drawing apparatus or the like. As the resist material described above, those having photosensitivity corresponding to electron beams or lasers are used.

다음으로 도 2(c)는 원하는 패턴 묘화에 따라서 레지스트 막(3)을 현상하여 레지스트 패턴(3a)을 형성하는 공정을 나타낸다. 그 공정에서는 포토마스크 블랭크(10) 상에 형성한 레지스트 막(3)에 대해 원하는 패턴묘화를 실시한 후에 현상액을 공급하고 현상액에 가용한 레지스트 막의 부위를 용해하여 레지스트 패턴(3a)을 형성한다.Next, Fig. 2C shows a process of developing the resist pattern 3 to form the resist pattern 3a in accordance with a desired pattern drawing. In this step, after the desired pattern drawing is performed on the resist film 3 formed on the photomask blank 10, a developer is supplied, and a portion of the resist film available to the developer is dissolved to form a resist pattern 3a.

이어서, 도 2(d)는 상기 레지스트 패턴(3a)을 따라서 차광막(2)을 에칭하는 공정을 나타낸다. 본 발명의 포토마스크 블랭크는 드라이 에칭에 알맞기 때문에 에칭은 드라이 에칭을 이용하는 것이 알맞다. 그 에칭공정에서는 상기 레지스트 패턴(3a)을 마스크로서 드라이 에칭에 의해 레지스트 패턴(3a)이 형성되어 있지 않은 차광막(2)이 노출된 부위를 제거하고, 이에 따라 원하는 차광막 패턴(2a)(마스크 패턴)을 투광성 기판(1) 상에 형성한다.2 (d) shows a step of etching the light shielding film 2 along the resist pattern 3a. Since the photomask blank of this invention is suitable for dry etching, it is suitable for etching to use dry etching. In the etching step, the exposed portion of the light shielding film 2 on which the resist pattern 3a is not formed by dry etching using the resist pattern 3a as a mask is removed, and thus the desired light shielding film pattern 2a (mask pattern) is removed. ) Is formed on the light transmissive substrate 1.

이 드라이 에칭에는 금속과 규소(Si)를 포함하는 차광층에 대해서는 에칭 가스로서 불소계 가스를 이용할 수 있고, 크롬계 화합물을 포함하는 반사 방지층에 대해서는 염소계 가스 또는 염소계 가스와 산소가스의 혼합가스로 이루어지는 드라이 에칭 가스를 이용할 수 있다.In this dry etching, a fluorine-based gas can be used as an etching gas for a light shielding layer containing metal and silicon (Si), and a chlorine-based gas or a mixed gas of chlorine-based gas and oxygen gas for an antireflection layer containing a chromium-based compound. Dry etching gas can be used.

도 2(e)는 잔존한 레지스트 패턴(3a)을 박리 제거함으로써 얻어진 포토마스크(20)를 나타낸다.2 (e) shows the photomask 20 obtained by peeling off the remaining resist pattern 3a.

이와 같이 본 발명의 포토마스크 블랭크를 이용하여 포토마스크를 제작함으로써, 포토마스크 상에 예를 들어 디바이스 상에 있어서의 45nm 하프 피치 이하 상당의 미세 패턴을 정밀도 좋게 형성할 수 있다.Thus, by producing a photomask using the photomask blank of this invention, the fine pattern equivalent to 45 nm half pitch or less on a device, for example on a device can be formed with high precision.

또 EL값이 크고, 노광장치에 고NA의 노광방법을 이용하는 경우, 초점심도의 영향에 의해 초점위치가 어긋나도 그 어긋남(의 영향)을 허용할 수 있는 포토마스크가 얻어진다. 즉, 본 발명에 의해 얻어지는 포토마스크는 노광장치에 고NA의 노광방법을 이용한 경우의 초점심도에 의한 영향에 대응할 수 있고, 하프 피치 45nm 이하의 미세패턴을 피전사체 상에 고정밀도로 패턴 전사를 실시하는데 알맞다.In addition, when the EL value is large and a high NA exposure method is used for the exposure apparatus, a photomask can be obtained that can allow the shift even if the focus position is shifted due to the depth of focus. That is, the photomask obtained by the present invention can cope with the influence of the depth of focus when the high NA exposure method is used for the exposure apparatus, and the pattern transfer is performed with high precision on the transfer object with a fine pattern of half pitch of 45 nm or less. That's right.

실시예Example

이하, 실시예에 의해 본 발명의 실시형태를 더욱 구체적으로 설명한다. 아울러 실시예에 대한 비교예에 대해서도 설명한다.Hereinafter, embodiment of this invention is described further more concretely by an Example. In addition, the comparative example about an Example is demonstrated.

(실시예 1)(Example 1)

본 실시예의 포토마스크 블랭크는 투광성 기판 상에, 차광막과 반사 방지막을 형성한 것이다.In the photomask blank of this embodiment, a light shielding film and an antireflection film are formed on a light transmissive substrate.

이 포토마스크 블랭크는 다음과 같은 방법으로 제조할 수 있다.This photomask blank can be manufactured by the following method.

주표면 및 단면이 정밀 연마되고, 기판 주표면의 형상이 볼록형상으로 마무리된 합성 석영 유리로 이루어지는 투광성 기판(크기 152mm×152mm) 상에, 매엽식 스퍼터 장치를 이용하며, 스퍼터 타겟에 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si)의 혼합 타겟(Mo:Si=5:95원자％)을 이용하고, 아르곤(Ar)가스 분위기로 스퍼터링(DC스퍼터링)에 의해 몰리브덴과 실리콘을 주 구성요소로 하는 차광층을 막 두께 35nm로 형성했다. 그 후, 500℃, 3시간으로 가열처리를 실시했다.Molybdenum (Mo) is used as a sputtering target on a light-transmissive substrate (size 152 mm x 152 mm) made of synthetic quartz glass whose main surface and cross section are precisely polished, and the shape of the main surface of the substrate is convex. ) And a light shielding layer containing molybdenum and silicon as a main component by sputtering (DC sputtering) in an argon (Ar) gas atmosphere using a mixed target of Mo and Si (5:95 atomic%). A film thickness of 35 nm was formed. Then, heat processing was performed at 500 degreeC for 3 hours.

다음으로 스퍼터 타겟에 크롬 타겟을 사용하고, 아르곤과 질소와 산소의 혼합가스(Ar:30체적％, N2:35체적％, O2:35체적％) 분위기 중에서 반응성 스퍼터링을 실시함으로써 크롬에 산소와 질소를 포함하는 반사 방지층을 막 두께 20nm로 형성했다. 이와 같이 하여 투광성 기판 상에 총 막 두께가 55nm의 차광층 및 반사 방지층으로 이루어지는 차광막이 형성된 포토마스크 블랭크를 제조했다.Next, a chromium target is used as the sputter target, and the chromium is oxygenated by reactive sputtering in a mixed gas of argon, nitrogen and oxygen (Ar: 30% by volume, N 2 : 35% by volume, O 2 : 35% by volume). And an antireflection layer containing nitrogen was formed at a film thickness of 20 nm. Thus, the photomask blank in which the light shielding film which consists of a light shielding layer and an antireflection layer of 55 nm of total film thickness on the transparent substrate was formed.

또 이 포토마스크 블랭크에 있어서의 차광막은 차광층과 그 위의 반사 방지층과의 적층 구조에 있어서, 예를 들어 노광 파장 193nm에 있어서의 광학농도가 3.0 이상이었다. 또 노광 파장 193nm에 있어서의 반사율은 16％로 낮게 억제할 수 있었다. 또한 포토마스크의 결함 검사 파장인 257nm에 대해서는 18％가 되어 검사하는데 있어서도 문제가 되지 않는 반사율이 되었다.The light shielding film in the photomask blank had an optical density of 3.0 or more at an exposure wavelength of 193 nm, for example, in a laminated structure of the light shielding layer and the antireflection layer thereon. Moreover, the reflectance in exposure wavelength 193nm was restrained low to 16%. Moreover, about 257 nm which is a defect inspection wavelength of a photomask, it became 18% and became the reflectance which does not become a problem also in an inspection.

다음으로 상기 포토마스크 블랭크에 대해, 차광막 상에 형성하는 레지스트 막의 부착력 향상을 위해 레지스트의 종류를 고려하여 160℃에서의 베이크처리를 실시했다. 이어서 상기 포토마스크 블랭크 상에, 화학증폭형 레지스트인 전자선 레지스트 막(후지필름 일렉트로닉스 머티리얼즈사 제조 CAR-FEP171)을 막 두께 150nm로 형성했다. 레지스트 막의 형성은 스피너(회전도포장치)를 이용하여 회전도포했다. 또한 상기 레지스트 막을 도포 후, 130℃에서의 프리베이크처리를 실시했다.Next, the photomask blank was baked at 160 ° C. in consideration of the kind of the resist in order to improve the adhesion of the resist film formed on the light shielding film. Subsequently, on the photomask blank, an electron beam resist film (CAR-FEP171 manufactured by Fujifilm Electronics), which is a chemically amplified resist, was formed to a thickness of 150 nm. Formation of the resist film was carried out by spin coating using a spinner (rotary coating device). Furthermore, after apply | coating the said resist film, the prebaking process was performed at 130 degreeC.

다음으로 포토마스크 블랭크 상에 형성된 레지스트 막에 대해, 전자선 묘화장치를 이용하여 디바이스에 있어서의 45nm 하프 피치에 상당하는 패턴묘화를 실시한 후, 소정의 현상액으로 현상하여 레지스트 패턴을 형성했다.Next, about the resist film formed on the photomask blank, pattern drawing corresponded to 45 nm half pitch in a device using the electron beam drawing apparatus, and it developed with the predetermined developing solution, and formed the resist pattern.

다음으로 상기 레지스트 패턴을 따라 우선 반사 방지층의 드라이 에칭을 실시하여 반사 방지층 패턴을 형성했다. 이때의 드라이 에칭가스로서 Cl2와 O2의 혼합가스(Cl2:O2=4:1)를 이용했다.Next, dry etching of the antireflection layer was first performed along the resist pattern to form an antireflection layer pattern. A mixed gas of Cl 2 and O 2 (Cl 2 : O 2 = 4: 1) was used as the dry etching gas at this time.

다음으로 상술한 반사 방지층 패턴 및 레지스트 패턴을 마스크로, 차광층의 드라이 에칭을 실시하여 차광막 패턴을 형성했다. 이때의 드라이 에칭가스로서 SF6과 He의 혼합가스를 이용했다.Next, the light shielding layer was dry-etched using the above-mentioned antireflection layer pattern and resist pattern as a mask, and the light shielding film pattern was formed. At this time, a mixed gas of SF 6 and He was used as the dry etching gas.

다음으로 잔존하는 레지스트 패턴을 박리하여 포토마스크를 얻었다. 형성한 차광막의 패턴의 CD로스(CD에러)(설계 선 폭에 대한 실측 선 폭의 어긋남)는 20nm로 작고, 포토마스크 상의 차광막 패턴의 패턴 정밀도도 설계대로 양호하였다.Next, the remaining resist pattern was peeled off to obtain a photomask. The CD loss (CD error) (deviation of the actual line width with respect to the design line width) of the pattern of the formed light shielding film was small at 20 nm, and the pattern precision of the light shielding film pattern on a photomask was also favorable according to design.

이상과 같이 얻어진 본 실시예의 포토마스크의 EL값을 예를 들어 광학조건, λ=193nm, NA=1.3으로서 계산 소프트웨어(예를 들어 EM-suitesVer5)에 의해 구했다.The EL value of the photomask of the present Example obtained as mentioned above was calculated | required by calculation software (for example, EM-suitesVer5) as optical conditions, (lambda) = 193 nm, NA = 1.3, for example.

이상의 방법에 의해 본 실시예의 포토마스크의 EL값을 구한 결과, 후술한 비교예의 포토마스크의 EL값과 비교하면 큰 값이었다. 덧붙여 말하면 n≤1, k≥2.5의 범위 내에 있다. 따라서 고NA의 노광방법을 이용한 노광장치에 의해 이 포토마스크를 사용하여 반도체 기판 상에 패턴 전사를 실시할 경우, 초점심도의 영향에 의해 초점위치가 어긋나도 그 어긋남(의 영향)을 충분히 허용할 수 있고, 그 결과 45nm 하프 피치 상당의 미세 패턴을 설계대로 고정밀도로 반도체 기판 상에 형성하는 것이 가능하다.When the EL value of the photomask of this Example was calculated | required by the above method, it was large compared with the EL value of the photomask of the comparative example mentioned later. In addition, it exists in the range of n <= 1 and k≥2.5. Therefore, when pattern transfer is performed on a semiconductor substrate using this photomask by an exposure apparatus using a high-NA exposure method, even if the focus position is shifted due to the depth of focus, it is possible to sufficiently allow the shift (influence). As a result, it is possible to form a fine pattern equivalent to 45 nm half pitch on the semiconductor substrate with high precision as designed.

(실시예 2)(Example 2)

실시예 1과 같은 합성 석영 유리로 이루어지는 투광성 기판 상에, 매엽식 스퍼터장치를 이용하여 스퍼터 타겟에 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si)의 혼합 타겟(Mo:Si=3:97원자％)을 이용하고, 아르곤(Ar)가스 분위기에서 스퍼터링(DC스퍼터링)에 의해 몰리브덴과 실리콘을 주 구성요소로 하는 차광층을 막 두께 33nm로 형성했다. 그 후, 500℃, 3시간으로 가열처리를 실시했다.On the light-transmissive substrate made of synthetic quartz glass as in Example 1, a mixed target of molybdenum (Mo) and silicon (Si) (Mo: Si = 3: 97 atomic%) was used as the sputter target using a single-sheet sputtering apparatus. Then, a light shielding layer containing molybdenum and silicon as a main component was formed to a thickness of 33 nm by sputtering (DC sputtering) in an argon (Ar) gas atmosphere. Then, heat processing was performed at 500 degreeC for 3 hours.

다음으로 상기 차광층 상에, 실시예 1과 마찬가지로 하여 반사 방지층을 형성하여 포토마스크 블랭크를 제작했다.Next, the antireflection layer was formed on the said light shielding layer similarly to Example 1, and the photomask blank was produced.

본 실시예의 포토마스크 블랭크는 노광 파장 193nm에 있어서의 광학농도가 3.0 이상이었다. 또 이 노광 파장 193nm에 있어서의 반사율은 19％로 낮게 억제할 수 있었다.In the photomask blank of this example, the optical density at an exposure wavelength of 193 nm was 3.0 or more. Moreover, the reflectance in this exposure wavelength of 193 nm was restrained low to 19%.

이와 같이 하여 얻어진 포토마스크 블랭크를 이용하여 실시예 1과 마찬가지로 포토마스크를 제작했다.The photomask was produced similarly to Example 1 using the photomask blank obtained in this way.

본 실시예에 있어서도 형성한 차광막의 패턴의 CD로스(CD에러)(설계 선 폭에 대한 실측 선 폭의 어긋남)는 20nm로 작고, 포토마스크 상의 차광막 패턴의 패턴 정밀도도 설계대로 양호하였다.Also in this Example, the CD loss (CD error) (deviation of the actual line width with respect to the design line width) of the pattern of the light shielding film formed was small at 20 nm, and the pattern precision of the light shielding film pattern on a photomask was also favorable as it designed.

본 실시예의 포토마스크의 EL값을 실시예 1과 마찬가지로 하여 구한 결과, 높은 값이었다. 이 값은 후술한 비교 예의 포토마스크의 EL값과 비교하면 큰 값이다. 덧붙여 말하면, n≤1, k≥2.5의 범위 내에 있다. 따라서 고NA의 노광방법을 이용한 노광장치에 의해 본 실시예의 포토마스크를 사용하여 반도체 기판 상에 패턴 전사를 실시할 경우, 초점심도의 영향에 의해 초점위치가 어긋나도 그 어긋남(의 영향)을 충분히 허용할 수 있고, 그 결과 45nm 하프 피치 상당의 미세패턴을 설계대로 고정밀도로 반도체 기판 상에 형성하는 것이 가능하다.The EL value of the photomask of this example was found in the same manner as in Example 1, and was a high value. This value is a large value compared with the EL value of the photomask of the comparative example mentioned later. In addition, it exists in the range of n <= 1 and k≥2.5. Therefore, when the pattern transfer is performed on the semiconductor substrate using the photomask of this embodiment by an exposure apparatus using a high NA exposure method, even if the focal position is shifted due to the depth of focus, the deviation (influence) is sufficient. As a result, it is possible to form a fine pattern equivalent to 45 nm half pitch on the semiconductor substrate with high precision as designed.

(실시예 3)(Example 3)

실시예 1과 동일한 합성 석영 유리로 이루어지는 투광성 기판 상에, 매엽식 스퍼터장치를 이용하고, 스퍼터 타겟에 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si)의 혼합 타겟(Mo:Si=5:95원자％)을 이용하며, 아르곤(Ar)과 산소와 질소의 혼합가스(Ar:10체적％, O2:10체적％, N2:80체적％) 분위기에서 스퍼터링(DC스퍼터링)에 의해 몰리브덴과 실리콘에 산소 및 질소를 포함하는 이면 반사 방지막을 막 두께 10nm로 형성했다.On a light-transmissive substrate made of the same synthetic quartz glass as in Example 1, a mixed target (Mo: Si = 5:95 atomic%) of molybdenum (Mo) and silicon (Si) was used as a sputter target using a single-sheet sputtering apparatus. And oxygen to molybdenum and silicon by sputtering (DC sputtering) in a mixed gas of argon (Ar), oxygen, and nitrogen (Ar: 10 vol%, O 2 : 10 vol%, N 2 : 80 vol%). A backside antireflection film containing nitrogen was formed with a film thickness of 10 nm.

다음으로 상기 이면 반사 방지막 상에, 실시예 1과 마찬가지로 하여 차광층 및 반사 방지층을 형성하여 포토마스크 브랭크를 제작했다. 단, 본 실시예의 차광층의 막 두께는 35nm, 반사 방지층의 막 두께는 20nm로 했다.Next, the light shielding layer and the antireflection layer were formed on the said back surface antireflection film similarly to Example 1, and the photomask blank was produced. However, the film thickness of the light shielding layer of this Example was 35 nm, and the film thickness of the antireflection layer was 20 nm.

본 실시예의 포토마스크 블랭크는 노광 파장 193nm에 있어서의 광학농도가 3.0 이상이었다. 또 이 노광 파장 193nm에 있어서의 차광막 표면(반사 방지층 표면)에서의 반사율은 16％로 낮게 억제할 수 있었다. 그리고 포토마스크 블랭크의 이면측에서의 반사율도 25％로 낮게 억제할 수 있고, 특히 고NA의 노광방법을 이용한 노광장치에 의한 패턴 전사를 실시할 경우에 알맞다.In the photomask blank of this example, the optical density at an exposure wavelength of 193 nm was 3.0 or more. Moreover, the reflectance in the light shielding film surface (antireflection layer surface) in this exposure wavelength of 193 nm was able to be suppressed low as 16%. The reflectance on the back side of the photomask blank can also be kept low at 25%, and is particularly suitable for pattern transfer by an exposure apparatus using a high NA exposure method.

이와 같이 하여 얻어진 포토마스크 블랭크를 이용하여 실시예 1과 마찬가지로 포토마스크를 제작했다. 즉, 포토마스크 블랭크 상에 형성된 레지스트 막에 대해, 전자선 묘화장치를 이용하여 45nm 하프 피치 상당의 패턴 묘화를 실시한 후, 현상하여 레지스트 패턴을 형성했다. 다음으로 실시예 1과 마찬가지로 상기 레지스트 패턴을 따라서 우선 반사 방지층의 드라이 에칭을 실시하여 반사 방지층의 패턴을 형성했다.The photomask was produced similarly to Example 1 using the photomask blank obtained in this way. That is, the pattern film of 45 nm half pitch corresponded to the resist film formed on the photomask blank using the electron beam drawing apparatus, and was developed, and the resist pattern was formed. Next, similarly to Example 1, dry etching of the antireflection layer was first performed along the resist pattern to form a pattern of the antireflection layer.

다음으로 상술한 반사 방지층 패턴 및 레지스트 패턴을 마스크로, 차광층 및 이면 반사 방지막의 드라이 에칭을 실시하여 차광막 및 이면 반사 방지막의 패턴을 형성했다.Next, the light-shielding layer and the back surface anti-reflective film were dry-etched using the above-mentioned anti-reflective layer pattern and resist pattern as a mask, and the pattern of the light-shielding film and back surface anti-reflection film was formed.

다음으로 잔존하는 레지스트 패턴을 박리하여 포토마스크를 얻었다. 본 실시예에 있어서도 형성한 차광막의 패턴의 CD로스(CD에러)(설계 선 폭에 대한 실측 선 폭의 어긋남)는 20nm로 작고, 포토마스크 상의 차광막 패턴의 패턴 정밀도도 설계대로 양호하였다.Next, the remaining resist pattern was peeled off to obtain a photomask. Also in this Example, the CD loss (CD error) (deviation of the actual line width with respect to the design line width) of the pattern of the light shielding film formed was small at 20 nm, and the pattern precision of the light shielding film pattern on a photomask was also favorable as it designed.

본 실시예의 포토마스크의 EL값을 실시예 1과 마찬가지로 하여 구한 결과, 높은 값이었다. 이 값은 후술한 비교예의 포토마스크의 EL값과 비교하면 큰 값이다. 덧붙여 말하면, n≤1, k≥2.5의 범위 내에 있다. 따라서 고NA의 노광방법을 이용한 노광장치에 의해 본 실시예의 포토마스크를 사용하여 반도체 기판 상에 패턴 전사를 실시할 경우, 초점심도의 영향에 의해 초점위치가 어긋나도 그 어긋남(의 영향)을 충분히 허용할 수 있고, 그 결과 45nm 하프 피치 상당의 미세 패턴을 설계대로 고정밀도로 반도체 기판 상에 형성하는 것이 가능하다.The EL value of the photomask of this example was found in the same manner as in Example 1, and was a high value. This value is a large value compared with the EL value of the photomask of the comparative example mentioned later. In addition, it exists in the range of n <= 1 and k≥2.5. Therefore, when the pattern transfer is performed on the semiconductor substrate using the photomask of this embodiment by an exposure apparatus using a high NA exposure method, even if the focal position is shifted due to the depth of focus, the deviation (influence) is sufficient. As a result, it is possible to form a fine pattern equivalent to 45 nm half pitch on the semiconductor substrate with high precision as designed.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

실시예 1과 동일한 합성 석영 유리로 이루어지는 투광성 기판 상에, 매엽식 스퍼터장치를 이용하여 스퍼터 타겟에 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si)의 혼합타겟(Mo:Si=7:93원자％)을 이용하고, 아르곤(Ar)가스 분위기에서 스퍼터링(DC스퍼터링)에 의해 몰리브덴과 실리콘을 주 구성요소로 하는 차광층을 막 두께 42nm로 형성했다.On the light-transmissive substrate made of the same synthetic quartz glass as in Example 1, a mixed target of molybdenum (Mo) and silicon (Si) (Mo: Si = 7: 93 atomic%) was used as the sputter target using a single-sheet sputtering apparatus. Then, a light shielding layer containing molybdenum and silicon as a main component was formed to a film thickness of 42 nm by sputtering (DC sputtering) in an argon (Ar) gas atmosphere.

다음으로 상기 차광층 상에, 실시예 1과 마찬가지로 하여 반사 방지층을 형성하여 포토마스크 블랭크를 제작했다. 단, 본 비교예의 반사 방지층의 막 두께는 20nm로 했다.Next, the antireflection layer was formed on the said light shielding layer similarly to Example 1, and the photomask blank was produced. However, the film thickness of the antireflection layer of this comparative example was 20 nm.

본 비교예의 포토마스크 블랭크는 노광 파장 193nm에 있어서의 광학농도가 3.0 이상이었다. 또 이 노광 파장 193nm에 있어서의 반사율은 14％로 낮게 억제할 수 있었다.The photomask blank of this comparative example was 3.0 or more in optical density in 193 nm of exposure wavelength. Moreover, the reflectance in this exposure wavelength of 193 nm was able to be suppressed low as 14%.

이와 같이 하여 얻어진 포토마스크 블랭크를 이용하여 실시예 1과 마찬가지로 포토마스크를 제작했다.The photomask was produced similarly to Example 1 using the photomask blank obtained in this way.

차광막 중의 Mo 함유량을 7원자％로 한 본 비교예의 포토마스크의 EL값을 실시예 1과 마찬가지로 하여 구한 결과, 낮은 값이었다. 이 값은 차광막 중의 Mo 함유량을 6원자％ 미만으로 한 상술한 각 실시예의 포토마스크의 EL값과 비교하면 작기 때문에, 이 포토마스크를 사용하여 고NA의 노광방법을 이용한 노광장치에 의해 반도체 기판 상에의 패턴 전사를 실시하면 광학계의 초점심도의 영향을 허용할 수 없어 45nm 하프 피치 상당의 미세 패턴을 설계대로 고정밀도로 반도체 기판 상에 형성하는 것이 곤란하다.It was low value as a result of having calculated | required EL value of the photomask of this comparative example which made Mo content in the light shielding film 7 atomic% similarly to Example 1. This value is small compared to the EL value of the photomask of each of the above-described examples in which the Mo content in the light-shielding film is less than 6 atomic percent, so that the photomask is used to expose the semiconductor substrate by an exposure apparatus using a high NA exposure method. When the pattern transfer is performed, the influence of the depth of focus of the optical system cannot be tolerated, and it is difficult to form a fine pattern equivalent to 45 nm half pitch on the semiconductor substrate with high precision as designed.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

실시예 1과 동일한 합성 석영 유리로 이루어지는 투광성 기판 상에, 매엽식 스퍼터장치를 이용하고, 스퍼터 타겟에 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si)의 혼합 타겟(Mo:Si=7:93원자％)을 이용하며, 아르곤(Ar)과 질소와 산소의 혼합가스(Ar:10체적％, N2:80체적％, O2:10체적％) 분위기에서 스퍼터링(DC 스퍼터링)에 의해 몰리브덴과 실리콘에 산소 및 질소를 포함하는 이면 반사 방지막을 막 두께 10nm로 형성했다.On a light-transmissive substrate made of the same synthetic quartz glass as in Example 1, a mixed target of molybdenum (Mo) and silicon (Si) (Mo: Si = 7:93 atomic%) was used as the sputter target using a single-sheet sputtering device. And oxygen to molybdenum and silicon by sputtering (DC sputtering) in a mixed gas of argon (Ar), nitrogen, and oxygen (Ar: 10 vol%, N 2 : 80 vol%, O 2 : 10 vol%). A backside antireflection film containing nitrogen was formed with a film thickness of 10 nm.

다음으로 상기 이면 반사 방지막 상에, 동일하게 매엽식 스퍼터장치를 이용하고, 스퍼터 타겟에 몰리브덴(Mo)과 실리콘(Si)의 혼합 타겟(Mo:Si=7:93원자％)을 이용하며, 아르곤(Ar)가스 분위기에서 스퍼터링(DC스퍼터링)에 의해 몰리브덴과 실리콘을 주 구성요소로 하는 차광층을 막 두께 42nm로 형성했다.Next, on the back anti-reflection film, a sheet-type sputtering device was used in the same manner, and a mixed target of molybdenum (Mo) and silicon (Si) (Mo: Si = 7: 93 atomic%) was used as the sputter target, and argon A light shielding layer containing molybdenum and silicon as a main component was formed to a film thickness of 42 nm by sputtering (DC sputtering) in a (Ar) gas atmosphere.

다음으로 상기 차광층 상에 실시예 1과 마찬가지로 해서 반사 방지층을 형성하여 포토마스크 블랭크를 제작했다. 단, 본 비교예의 반사 방지층의 막 두께는 20nm로 했다.Next, the antireflection layer was formed on the said light shielding layer similarly to Example 1, and the photomask blank was produced. However, the film thickness of the antireflection layer of this comparative example was 20 nm.

본 비교예의 포토마스크 블랭크는 노광 파장 193nm에 있어서의 광학농도가 3.0 이상이었다. 또 이 노광 파장 193nm에 있어서의 반사율은 14％로 낮게 억제할 수 있었다. 그리고 포토마스크 블랭크의 이면측에서의 반사율도 22％로 낮게 억제할 수 있었다.The photomask blank of this comparative example was 3.0 or more in optical density in 193 nm of exposure wavelength. Moreover, the reflectance in this exposure wavelength of 193 nm was able to be suppressed low as 14%. And the reflectance in the back surface side of the photomask blank was also able to be suppressed low as 22%.

이와 같이 하여 얻어진 포토마스크 블랭크를 이용하여 실시예 3과 마찬가지로 포토마스크를 제작했다.The photomask was produced similarly to Example 3 using the photomask blank obtained in this way.

본 비교예의 포토마스크의 EL값을 실시예 1과 마찬가지로 해서 구한 결과, 낮은 값이었다. 이 값은 차광막 중의 Mo함유량을 6원자％ 미만으로 한 상술한 각 실시예의 포토마스크의 EL값과 비교하면 작기 때문에 이 포토마스크를 사용하여 고NA의 노광방법을 이용한 노광장치에 의해 반도체 기판 상에의 패턴 전사를 실시하면 광학계의 초점심도의 영향을 허용할 수 없어 45nm 하프 피치 상당의 미세패턴을 설계대로 고정밀도로 반도체 기판 상에 형성하는 것이 곤란하다.When the EL value of the photomask of this comparative example was calculated | required similarly to Example 1, it was low value. This value is small compared to the EL value of the photomask of each of the above-described examples in which the Mo content in the light shielding film is less than 6 atomic%, and therefore, on the semiconductor substrate by the exposure apparatus using the high-NA exposure method using this photomask. When the pattern transfer is performed, the influence of the depth of focus of the optical system cannot be tolerated, and it is difficult to form a fine pattern equivalent to 45 nm half pitch on the semiconductor substrate with high precision as designed.

1 투광성 기판
2 차광막
3 레지스트 막
2a 차광막의 패턴
3a 레지스트 패턴
10 포토마스크 블랭크
20 포토마스크1 translucent substrate
2 shading film
3 resist film
2a shading pattern
3a resist pattern
10 Photomask Blanks
20 photomask

Claims (7)

투광성 기판 상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크로서,
상기 차광막은 금속과 규소(Si)를 포함하고, 그 금속의 함유량이 금속과 규소(Si)의 합계에 대해 6원자％ 미만인 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.A photomask blank having a light shielding film on a light transmissive substrate,
The said light shielding film contains a metal and silicon (Si), The content of this metal is less than 6 atomic% with respect to the sum total of a metal and silicon (Si), The photomask blank. 제 1 항에 있어서,
상기 금속의 함유량이 금속과 규소(Si)의 합계에 대해 3원자％ 미만인 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.The method of claim 1,
The content of the said metal is less than 3 atomic% with respect to the sum total of a metal and silicon (Si), The photomask blank characterized by the above-mentioned. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 금속이 몰리브덴(Mo)인 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.The method according to claim 1 or 2,
The photomask blank, characterized in that the metal is molybdenum (Mo). 투광성 기판 상에 차광막을 갖는 포토마스크 블랭크로서,
상기 차광막은 실질적으로 규소(Si)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.A photomask blank having a light shielding film on a light transmissive substrate,
And the light shielding film is substantially made of silicon (Si). 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서,
상기 차광막은 상기 금속과 상기 규소(Si)를 포함하는 차광층, 또는 실질적으로 상기 규소(Si)로 이루어지는 차광층과, 그 차광층의 위에 형성한 산소와 질소의 적어도 어느 한쪽을 함유하는 크롬계 화합물로 이루어지는 반사 방지층을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.The method according to any one of claims 1 to 4,
The said light shielding film is a chromium system containing the light shielding layer containing the said metal and the said silicon (Si), or the light shielding layer which consists essentially of the said silicon (Si), and at least one of oxygen and nitrogen formed on the said light shielding layer. A photomask blank comprising an antireflection layer made of a compound. 제 5 항에 있어서,
상기 차광막과 상기 투광성 기판의 사이에 이면 반사 방지막을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크.The method of claim 5, wherein
A photomask blank comprising a back anti-reflection film between the light shielding film and the light transmissive substrate. 제 1 항 내지 제 6 항의 어느 한 항에 기재된 포토마스크 블랭크를 이용하여 상기 차광막을 드라이 에칭처리에 의해 패터닝하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조방법.
A method of manufacturing a photomask, comprising the step of patterning the light shielding film by dry etching using the photomask blank according to any one of claims 1 to 6.
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