KR20220112182A - 마스크 블랭크스 및 포토마스크 - Google Patents

마스크 블랭크스 및 포토마스크 Download PDF

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KR20220112182A
KR20220112182A KR1020220007834A KR20220007834A KR20220112182A KR 20220112182 A KR20220112182 A KR 20220112182A KR 1020220007834 A KR1020220007834 A KR 1020220007834A KR 20220007834 A KR20220007834 A KR 20220007834A KR 20220112182 A KR20220112182 A KR 20220112182A
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모리오 호소야
토시히로 스즈키
타츠야 이소자키
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알박 세이마쿠 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 마스크 블랭크스는, 블랭크 마스크층을 구비한다. 상기 블랭크 마스크층에는, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 함유하고, 또한 산소를 선택적으로 함유하며, 또한, 하기 (1) 식을 만족하는 Mo 화합물층이 포함된다.
{(Si － O／2) × 4／3 ＋ Mo／2 － N}／Si ≥ 0.25 … (1)
단, 상기 (1) 식에서의 Mo, Si, O, 및 N의 각각은, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 산소 및 질소의 몰분율(몰％)이며, 상기 Mo 화합물층이 산소를 함유하지 않을 경우에는, 상기 (1) 식에서의 O를 0으로 한다.

Description

마스크 블랭크스 및 포토마스크{MASK BLANKS AND PHOTOMASK}
본 발명은 마스크 블랭크스 및 포토마스크에 관한 것이다.
FPD(flat panel display, 플랫 패널 디스플레이)나, 반도체 디바이스 제조 등에 있어서의 포토리소그래피 공정에서 이용되는 포토마스크를 형성하기 위해, 포토마스크 블랭크스(마스크 블랭크스)가 이용되고 있다. 마스크 블랭크스는, 유리 기판 등의 투명 기판의 일방의 주면(主面)에 적층된 마스크층을 갖는다.
마스크 블랭크스의 제조에서는, 투명 기판 상에, 차광층 등, 소정의 광학 특성을 갖는 마스크층인 막을 형성한다. 이 마스크층은, 단층 구성 또는 복수층이 적층된 구성을 가져도 된다. 마스크층 상에 레지스트 패턴을 형성하고, 이 레지스트 패턴을 마스크로서 이용하며, 마스크층을 선택적으로 에칭함으로써 제거하고, 소정의 마스크 패턴을 형성함으로써 포토마스크가 제조된다.
마스크 블랭크스 또는 포토마스크에 구비되는 마스크층으로서는, 규소를 함유하는 막이나, 규소 및 몰리브덴을 함유하는 막으로 구성된 층 등이 알려져 있다(특허문헌 1).
국제 공개 제2011／125337호
그런데, 규소(Si) 및 몰리브덴(Mo)을 함유하는 마스크층으로 이루어지는 패턴부에 대하여, 노광 공정에서 노광광으로서의 레이저광을 조사하면, 레이저광에 의해 여기(勵起)된 Mo이 패턴부 외로 이동하는 소위 Mo 마이그레이션이라고 불리는 현상이 일어난다. 또한, 패턴부에 남겨진 규소가 산화되어 산화규소가 형성되고, 이 산화규소에 의해 패턴부의 선폭이 증대해 버려, 패턴부의 형상의 정확성이 열화(劣化)되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, Mo 마이그레이션에 기인하는 마스크층의 선폭의 증대를 억제하는 것이 가능한 마스크 블랭크스 및 포토마스크를 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 채용한다.
본 발명의 일 태양에 따른 마스크 블랭크스는, 블랭크 마스크층을 구비한다. 상기 블랭크 마스크층에는, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 함유하고, 또한 산소를 선택적으로 함유하며, 또한, 하기 (1) 식을 만족하는 Mo 화합물층이 포함된다.
{(Si － O／2) × 4／3 ＋ Mo／2 － N}／Si ≥ 0.25 … (1)
단, 상기 (1) 식에서의 Mo, Si, O, 및 N의 각각은, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 산소 및 질소의 몰분율(몰％)이며, 상기 Mo 화합물층이 산소를 함유하지 않을 경우에는, 상기 (1) 식에서의 O를 0으로 한다.
본 발명의 일 태양에 따른 마스크 블랭크스에 있어서는, 상기 Mo 화합물층이, 또한, 하기 (2) 식을 만족해도 된다.
Si／Mo ≥ 4.0 … (2)
단, 상기 (2) 식에서의 Mo 및 Si의 각각은, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴 및 규소 몰분율(몰％)이다.
본 발명의 일 태양에 따른 마스크 블랭크스에 있어서는, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 질소, 및 산소의 조성에 관하여, 규소의 함유율이 35 ∼ 50몰％여도 되고, 몰리브덴의 함유율이 3 ∼ 10몰％여도 되고, 산소의 함유율이 0 ∼ 20몰％여도 되고, 질소의 함유율이 35 ∼ 60몰％여도 되고, 탄소의 함유율이 0 ∼ 1몰％여도 된다.
본 발명의 일 태양에 따른 마스크 블랭크스에 있어서는, 상기 Mo 화합물층이, 위상 시프트층, 차광층, 반사 방지층, 에칭 스톱층, 내약층 중 어느 1종 또는 2종 이상을 구성해도 된다.
본 발명의 일 태양에 따른 포토마스크는, 마스크층을 구비한다. 상기 마스크층에는, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 함유하고, 또한 산소를 선택적으로 함유하며, 또한, 하기 (3) 식을 만족하는 Mo 화합물층이 포함된다.
{(Si － O／2) × 4／3 ＋ Mo／2 － N}／Si ≥ 0.25 … (3)
단, 상기 (3) 식에서의 Mo, Si, O, 및 N의 각각은, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 산소 및 질소의 몰분율(몰％)이며, 상기 Mo 화합물층이 산소를 함유하지 않을 경우에는, 상기 (3) 식에서의 O를 0으로 한다.
본 발명의 일 태양에 따른 포토마스크에 있어서는, 상기 Mo 화합물층이, 또한, 하기 (4) 식을 만족해도 된다.
Si／Mo ≥ 4.0 … (4)
단, 상기 (4) 식에서의 Mo 및 Si의 각각은, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴 및 규소 몰분율(몰％)이다.
본 발명의 일 태양에 따른 포토마스크에 있어서는, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 질소, 및 산소의 조성에 관하여, 규소의 함유율이 35 ∼ 50몰％여도 되고, 몰리브덴의 함유율이 3 ∼ 10몰％여도 되고, 산소의 함유율이 0 ∼ 20몰％여도 되고, 질소의 함유율이 35 ∼ 60몰％여도 되고, 탄소의 함유율이 0 ∼ 1몰％여도 된다.
본 발명의 일 태양에 따른 포토마스크에 있어서는, 상기 Mo 화합물층이, 위상 시프트층, 차광층, 반사 방지층, 에칭 스톱층, 내약층 중 어느 1종 또는 2종 이상을 구성해도 된다.
또, 이하의 설명에서는, 상기 (1) 식 또는 상기 (3) 식의 좌변인 {(Si － O／2) × 4／3 ＋ Mo／2 － N}／Si를, Si량에 대한 부족 질소량의 비라고 할 경우가 있다.
본 발명에 의하면, Mo 마이그레이션에 기인하는 마스크층의 선폭의 증대를 억제하는 것이 가능한 마스크 블랭크스 및 포토마스크를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 일례를 나타내는 단면 모식도이다.
도 2는, 본 발명의 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 다른 예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 3은, 본 발명의 실시형태에 따른 포토마스크의 일례를 나타내는 단면 모식도이다.
도 4는, 본 발명의 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 다른 예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 5는, 본 발명의 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 다른 예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 6은, 본 발명의 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 다른 예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 7은, 본 발명의 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 다른 예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 8은, 본 발명의 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 다른 예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 9는, 본 발명의 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 제조 장치를 나타내는 모식도이다.
도 10은, 본 발명의 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 제조 장치를 나타내는 모식도이다.
도 11은, Mo 화합물층에 있어서의 Si량에 대한 부족 질소량의 비와, Mo 화합물층의 선폭의 증가량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 12는, Mo 화합물층에 있어서의 질소량과, Mo 화합물층의 선폭의 증가량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
포토마스크의 마스크층은, 단층 구조 또는 다층 구조를 갖는다. 또한, 마스크층은, Mo 화합물층을 포함할 경우가 있다. 본 명세서에 있어서, Mo 화합물층이란, 규소, 몰리브덴 및 질소를 함유하고, 선택적으로 산소를 함유하는 층을 말한다. Mo 화합물층은, 마스크층에 있어서, 위상 시프트층, 차광층, 반사 방지층 등으로서 이용된다. 포토레지스트의 노광 공정에서, Mo 화합물층을 갖는 마스크층으로 이루어지는 패턴부에 대하여, 레이저광을 조사하면, 몰리브덴이 마스크층 외로 이동하는 소위 Mo 마이그레이션이 일어날 경우가 있다. Mo 마이그레이션이 일어나면, 몰리브덴이 빠진 개소에, 마스크층의 주위에 있는 산소 혹은 물이 침수한다. 침수한 산소 혹은 물에 의해 규소가 산화되어 산화규소가 형성되고, 이 산화규소의 형성이, 마스크층으로 이루어지는 패턴부의 선폭의 증대를 일으킬 우려가 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 본 발명자들이 예의(銳意) 검토하여, 이하의 지견(知見)을 얻었다.
Mo 화합물층의 광학 특성을 조정하기 위해, Mo 화합물층에 질소나 산소를 함유시킬 경우가 있다. 마스크층에 있어서, 질소는 규소에 결합하기 쉽지만, 질소 모두가 규소에 결합해도, 화학량론적으로 질소가 남을 경우가 있다. 이 경우의 잉여 질소는, 몰리브덴에 결합한다고 생각된다. 한편, 몰리브덴은, 규소와도 결합한다. Mo 화합물층의 광학 특성을 조정하기 위해 Mo 화합물층에 있어서의 질소량을 적절히 조정하면, 규소·질소간의 결합 또는 몰리브덴·질소간의 결합이 증대하는 한편, 몰리브덴·규소간의 결합이 감소하는 경우가 있다. 본 발명자들은, Mo 화합물층에 있어서의 몰리브덴·규소간의 결합의 감소가, Mo 마이그레이션을 일으키는 한 원인이 되고 있는 것을 발견했다.
그래서, 본 발명자들이 더욱 검토한 바, 본 발명자들은, 몰리브덴·규소간의 결합의 감소를 억제하기 위해서는, Mo 화합물층에 함유되는 규소, 몰리브덴 및 질소 그리고 선택적으로 함유되는 산소의 화학량론적인 최적의 밸런스가 있는 것을 발견했다. 구체적으로는, 본 발명자들은, 하기 (A) 식을 만족하는 것이 필요한 것을 발견했다. 또, 이하의 설명에서는, 하기 (A) 식의 좌변인 {(Si － O／2) × 4／3 ＋ Mo／2 － N}／Si를, Si량에 대한 부족 질소량의 비라고 하는 경우가 있다.
{(Si － O／2) × 4／3 ＋ Mo／2 － N}／Si ≥ 0.25 … (A)
단, 상기 (A) 식 및 이하의 설명에 있어서, Mo, Si, O, 및 N의 각각은, Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 산소 및 질소의 몰분율(몰％)을 나타낸다. 또한, Mo 화합물층이 산소를 함유하지 않을 경우에는, (A) 식에서의 O를 0으로 한다.
상기 (A) 식을 도출한 이유는, 이하와 같다.
마스크층이, 규소, 몰리브덴, 질소 및 산소를 함유하는 Mo 화합물층을 포함할 경우에 있어서, Mo 화합물층 중의 규소는, Mo 화합물층 중의 산소와 결합하여 SiO2가 형성되기 쉽다. 또한, Mo 화합물층 중의 산소에 결합하지 않았던 잉여의 규소는, Mo 화합물층 중의 질소와 결합하여 Si3N4이 형성되기 쉽다. 그래서, Mo 화합물층 중의 규소의 전량(全量)을 질화시키기 위해 필요한 질소량은, (Si － O／2) × 4／3이 된다.
또한, Mo 화합물층 중의 몰리브덴이 질화되면, Mo2N이 형성되기 쉽다. 그래서, Mo 화합물층 중의 몰리브덴의 전량을 질화시키기 위해 필요한 질소량은, Mo／2로 나타난다.
그리고, Mo 화합물층 중의 규소 및 몰리브덴의 전량을 질화시키기 위해 필요한 질소량을 N*으로 하면, N* ＝ (Si － O／2) × 4／3 ＋ Mo／2가 된다.
여기에서, 상기의 N*으로부터, 마스크층에 실제로 함유되는 질소량 N을 빼서 얻어진 양은, 즉, {(Si － O／2) × 4／3 ＋ Mo／2 － N}은, 규소 및 몰리브덴의 전량을 질화시키기 위해 필요한 질소량(N*)의 부족량이 된다. Mo 화합물층에 있어서, 이 부족량이 클수록, 산화 또는 질화되고 있는 규소 및 몰리브덴의 양이 적고, 규소·몰리브덴간의 결합의 양이 많은 것을 의미한다.
본 발명자들은, Mo 화합물층 중의 규소량에 대한 질소의 부족량(＝ {(Si － O／2) × 4／3 ＋ Mo／2 － N})의 비가, 패턴부의 선폭의 증대량과 상관되는 것을 발견했다. 또한, 본 발명자들은, 부족량의 비의 임계치를 발견하여 상기 (A) 식을 완성시켜, 본 발명의 완성에 이르렀다. 이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.
본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스는, 포토마스크의 마스크층이 되는 블랭크 마스크층을 구비한다. 이 블랭크 마스크층은, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 함유 하고, 또한 산소를 선택적으로 함유하며, 또한, 하기 (B) 식을 만족하는 Mo 화합물층을 포함한다.
또한, 본 실시형태에 따른 포토마스크는, 마스크층을 구비한다. 마스크층은, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 함유하고, 또한 산소를 선택적으로 함유하며, 또한, 하기 (B) 식을 만족하는 Mo 화합물층을 포함한다.
{(Si － O／2) × 4／3 ＋ Mo／2 － N}／Si ≥ 0.25 … (B)
단, 상기 (B) 식에서의 Mo, Si, O, 및 N의 각각은, Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 산소 및 질소의 몰분율(몰％)이며, Mo 화합물층이 산소를 함유하지 않을 경우에는, (B) 식에서의 O를 0으로 한다.
본 실시형태에 따른 포토마스크는, 200㎚ 이하의 파장을 갖는 노광광, 특히, 위상 시프트 마스크를 이용한 포토리소그래피에 있어서 이용되는 ArF 엑시머레이저광(파장 193㎚)의 노광광을 이용한 포토리소그래피 공정에 이용된다.
또한, 본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스는, 이 포토마스크의 제조 시의 소재로서 이용된다.
도 1에는, 본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 일례를 나타낸다. 본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스는, 유리 기판(11)(투명 기판)과, 유리 기판(11) 상에 형성된 블랭크 마스크층(12)으로 이루어진다. 또한, 본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(11)과, 유리 기판(11) 상에 형성된 블랭크 마스크층(12)과, 블랭크 마스크층(12) 상에 형성된 포토레지스트층(13)으로 구성되어도 된다.
또한, 도 3에는, 본 실시형태에 따른 포토마스크의 일례를 나타낸다. 본 실시형태에 따른 포토마스크는, 유리 기판(11)과, 유리 기판(11) 상에 형성된 마스크층(12P)으로 이루어진다. 마스크층(12P)은, 마스크 블랭크스의 블랭크 마스크층이 소정의 형상을 갖도록 패터닝되어 형성되고 있다.
유리 기판(11)으로서는, 투명성 및 광학적 등방성이 우수한 재료가 이용되고, 예를 들면, 석영 유리 기판을 이용할 수 있다. 유리 기판(11)의 크기는, 특별히 제한되지 않는다. 마스크층(12P)을 이용하여 노광하는 기판(예를 들면, 반도체, LCD(액정 디스플레이), 플라스마 디스플레이, 유기 EL(일렉트로 루미네선스) 디스플레이 등의 FPD용 기판 등)에 따라, 유리 기판(11)의 크기는 적절히 선정된다.
본 실시형태에서는, 유리 기판(11)으로서, 한 변의 길이가 100㎜ 정도인 직사각형 기판이나 한 변의 길이가 250㎜ 이상인 직사각형 기판을 적용 가능하다. 또한, 1㎜ 이하의 두께를 갖는 기판, 수 ㎜의 두께를 갖는 기판이나, 10㎜ 이상의 두께를 갖는 기판도, 유리 기판(11)으로서 이용할 수 있다.
또한, 유리 기판(11)의 표면을 연마함으로써, 유리 기판(11)의 평탄도(flatness)를 저감시켜도 된다. 유리 기판(11)의 평탄도는, 예를 들면, 5㎛ 이하로 할 수 있다. 이에 따라, 마스크의 초점 심도(深度)가 깊어져, 미세하며 고정밀도의 패턴 형성에 크게 공헌하는 것이 가능해진다. 또한, 평탄도는, 예를 들면, 0.5㎛ 이하의 값 등, 작은 값인 것이 양호하다.
본 실시형태에 따른 블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)은, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 함유하는 Mo 화합물층을 가져도 되고, 몰리브덴, 규소 및 질소 그리고 산소를 함유하는 Mo 화합물층을 가져도 된다. 즉, 본 실시형태에 따른 블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)은, 구성 원소를 열거하는 형식으로 나타냈을 경우에, MoSiN 또는 MoSiON으로 이루어지는 Mo 화합물층을 가져도 된다. 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층은, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 기본 성분으로서 함유하고, 또한 산소나 탄소를 함유해도 된다. 블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)에 함유되는 질소, 산소, 및 탄소의 함유량은, 블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)의 광학 특성, 에칭 레이트 등을 원하는 범위 내로 설정하기 위해, 적절히 설정된다.
본 실시형태에 따른 Mo 화합물층은, 상기 (B) 식을 만족함으로써, Mo 마이그레이션이 발생하기 어려워져, 포토마스크에 있어서의 마스크층(12P)의 선폭의 증대를 방지할 수 있다. 상기 (B) 식의 좌변(Si량에 대한 부족 질소량의 비)이 0.25 미만이 되면, Mo 마이그레이션이 발생하기 쉬워져, 포토마스크에 있어서의 마스크층(12P)의 선폭이 증대해 버린다. Si량에 대한 부족 질소량의 비는 0.30 이상이어도 되고, 0.35 이상이어도 된다. 또한, 상기 (B) 식의 좌변(Si량에 대한 부족 질소량의 비)의 상한치는, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, Si량에 대한 부족 질소량의 비는, 1.00 이하여도 되고, 0.70 이하여도 되고, 0.60 이하여도 된다.
또한, Mo 화합물층에 있어서의 몰리브덴과 규소의 몰비인 Si／Mo은, 4.0 이상인 것이 바람직하다. Si／Mo을 4.0 이상으로 함으로써, 200㎚ 이하의 파장을 갖는 노광광, 특히, 위상 시프트 마스크를 이용한 포토리소그래피에 있어서 이용되는 ArF 엑시머레이저광(파장 193㎚)의 노광광을 이용한 포토리소그래피 공정에 바람직하게 이용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층에 있어서는, 소정의 광학 특성, 에칭 레이트 등을 원하는 범위 내로 설정하기 위해, 이하와 같이, Mo 화합물층의 구성 원소의 함유량을 설정해도 된다. 즉, Mo 화합물층의 구성 원소인 몰리브덴(Mo), 규소(Si), 질소(N), 산소(O), 및 탄소(C)의 합계량을 100몰％로 했을 경우에, Si의 함유율이 35 ∼ 50몰％, Mo의 함유율이 3 ∼ 10몰％, O의 함유율이 0 ∼ 20몰％, N의 함유율이 35 ∼ 60몰％, C의 함유율이 0 ∼ 1몰％가 되도록, Mo 화합물층의 구성 원소의 함유량이 설정되어도 된다.
Mo 화합물층에 함유되는 원소의 조성(몰분율)은, X선 광전자 분광법에 따라 측정할 수 있다. 그리고, X선 광전자 분광법의 측정에 의해 구해진 각 원소의 몰분율을, 상기 (B) 식에 대입함으로써, 상기 (B) 식을 만족시킬지의 여부를 판정할 수 있다. 또한, 측정에 의해 구해진 몰리브덴 및 규소의 몰분율로부터, Si／Mo비를 구할 수도 있다.
본 실시형태에 따른 블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)은, Mo 화합물층으로 이루어지는 단층의 마스크층이어도 되고, Mo 화합물층과, 그 외의 층이 적층된 다층체로 이루어지는 마스크층이어도 된다.
블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)이 Mo 화합물층으로 이루어지는 단층의 마스크층인 경우에는, 블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)이 위상 시프트층으로서 기능하는 것이 바람직하다. 이 경우의 마스크층의 두께는, 예를 들면, 50 ∼ 70㎚ 정도로 하면 된다.
또한, 블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)이 Mo 화합물층을 포함하는 다층체로 이루어질 경우에는, Mo 화합물층은, 위상 시프트층, 차광층, 반사 방지층, 에칭 스톱층, 내약층 등 중 어느 1종 또는 2종 이상으로서 기능하는 것이 바람직하다. 이 경우의 Mo 화합물층의 두께는, 예를 들면, 60 ∼ 80㎚ 정도로 하면 된다.
즉, 일반적으로, 블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)이 다층체로 이루어질 경우에 있어서, 블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)을 구성하는 각 층에 부여되는 기능으로서, 위상 시프트 기능, 노광광을 차광하는 차광 기능, 노광광의 반사를 방지하는 반사 방지 기능, 포토마스크 형성 시의 포토레지스트와의 밀착성을 높이는 밀착 기능, 포토마스크 형성 시의 에칭 스톱 기능, 포토마스크 형성 시의 에칭액 등에 대한 내약(耐藥) 기능, 노광광의 반사율을 억제하는 저반사율 기능 등을 들 수 있다. 이들 기능을 실현하기 위해, 마스크층은, 위상 시프트층, 차광층, 반사 방지층, 밀착층, 에칭 스톱층, 내약층, 저반사율층 등으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 층을 구비한다. 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층은, 이들 위상 시프트층, 차광층, 반사 방지층, 밀착층, 에칭 스톱층, 내약층, 저반사율층 중 어느 것을 구성해도 된다.
이하, 블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)의 구성에 대해서, 마스크 블랭크스를 예로 들어 설명한다.
블랭크 마스크층(12)이 다층체로 구성될 경우에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 블랭크 마스크층(12)은, 유리 기판(11)으로부터 위상 시프트층(12a) 및 Cr계의 차광층(12b)이 이 순으로 적층된 구성을 가져도 된다. 이 경우에 있어서는, 위상 시프트층(12a)을 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층으로 한다.
또한, 도 4에 나타내는 예에 있어서의 Cr계의 차광층(12b)은, 예를 들면, Cr(크롬), O(산소)를 주성분으로서 함유하고, 또한, C(탄소) 및 N(질소)를 함유한다. 보다 구체적으로는, 차광층(12b)의 구성 재료로서, 크롬 산화물, 크롬 질화물, 크롬 탄화물, 크롬 산화 질화물, 크롬 탄화 질화물, 및 크롬 산화 탄화 질화물로부터 선택되는 1개의 재료, 또는, 2종 이상의 재료를 선택할 수 있다. 2종 이상의 재료가 선택되었을 경우, 차광층(12b)은, 이 2종 이상의 재료가 적층된 구성을 갖는다. 또한, 차광층(12b)은, 차광층(12b)의 두께 방향으로 다른 조성을 가질 수도 있다. 예를 들면, 질소 농도, 혹은, 산소 농도 등에 관하여, 차광층(12b)의 막두께 방향에서 농도 구배를 갖도록 차광층(12b)이 구성되어도 된다.
또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 블랭크 마스크층(12)은, 유리 기판(11)으로부터 위상 시프트층(12c), 에칭 스토퍼층(12d), 및 Cr계의 차광층(12e)이 이 순으로 적층된 구성을 가져도 된다. 이 경우에 있어서는, 위상 시프트층(12c) 및 에칭 스토퍼층(12d) 중 일방 또는 양방을, 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층으로 한다.
도 5에 나타내는 예에 있어서의 위상 시프트층(12c)으로서는, Mo 화합물층 이외에, Cr을 주성분으로서 함유하는 층이어도 된다. 구체적으로는, 크롬 단체, 그리고 크롬 산화물, 크롬 질화물, 크롬 탄화물, 크롬 산화 질화물, 크롬 탄화 질화물, 및 크롬 산화 탄화 질화물로부터 선택되는 1개로 구성된 층에 의해 위상 시프트층(12c)을 구성할 수 있다. 또한, 이들 재료 중에서 선택되는 2종 이상을 적층함으로써 위상 시프트층(12c)을 구성할 수도 있다.
도 5에 나타내는 예에 있어서의 에칭 스토퍼층(12d)은, Mo 화합물층 이외에, 질소를 함유하는 금속 실리사이드 화합물층이어도 된다. 예를 들면, Ni, Co, Fe, Ti, Al, Nb, Mo, W, 및 Hf로부터 선택된 적어도 1종의 금속을 함유하는 층, 이들 금속으로 형성된 합금과 Si를 함유하는 층, 몰리브덴 실리사이드 화합물층, MoSiX(X ≥ 2)막(예를 들면, MoSi2막, MoSi3막이나 MoSi4막 등)에서, 에칭 스토퍼층(12d)이 구성되어도 된다.
도 5에 나타내는 예에 있어서의 Cr계의 차광층(12e)으로서는, 예를 들면, Cr(크롬), O(산소)를 주성분으로서 함유하고, 또한, C(탄소) 및 N(질소)를 함유하는 층을 차광층(12e)에 채용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 차광층(12e)으로서, 크롬 산화물, 크롬 질화물, 크롬 탄화물, 크롬 산화 질화물, 크롬 탄화 질화물, 및 크롬 산화 탄화 질화물로부터 선택되는 1개의 재료, 또는, 2종 이상의 재료를 선택할 수 있다. 2종 이상의 재료가 선택되었을 경우, 차광층(12e)은, 이 2종 이상의 재료가 적층하여 구성된 층을 갖는다. 또한, 차광층(12e)은, 차광층(12e)의 두께 방향으로 다른 조성을 가질 수도 있다. 예를 들면, 질소 농도, 혹은, 산소 농도 등에 관하여, 차광층(12e)의 막두께 방향에서 농도 구배를 갖도록 차광층(12e)이 구성되어도 된다.
또한, 도 6에 나타내는 바와 같이, 블랭크 마스크층(12)은, 유리 기판(11)으로부터 Cr계의 위상 시프트층(12f) 및 반사 방지층(12g)이 이 순으로 적층된 구성을 가져도 된다. 또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 블랭크 마스크층(12)은, Cr계의 위상 시프트층(12f), 반사 방지층(12g), 및 Cr계의 밀착층(12h)이 적층된 구성을 가져도 된다. 이 경우, 반사 방지층(12g)을, 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층으로 한다.
도 6 및 도 7에 나타내는 예에 있어서의 Cr계의 위상 시프트층(12f)은, Cr을 주성분으로서 함유하는 층으로 구성되어 있는 것이 바람직하고, 또한, C(탄소), O(산소) 및 N(질소)를 함유하는 층으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 위상 시프트층(12f)은, 크롬 단체, 그리고 크롬 산화물, 크롬 질화물, 크롬 탄화물, 크롬 산화 질화물, 크롬 탄화 질화물, 및 크롬 산화 탄화 질화물로부터 선택되는 1개로 구성할 수 있다. 또한, 이들 재료 중에서 선택되는 2종 이상을 적층함으로써 위상 시프트층(12f)을 구성할 수도 있다.
또한, 도 7에 나타내는 예에 있어서의 Cr계의 밀착층(12h)은, Cr(크롬), O(산소)를 주성분으로서 함유하는 층으로 구성되어 있는 것이 바람직하고, 또한, C(탄소) 및 N(질소)를 함유하는 층으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 밀착층(12h)은, 크롬 산화물, 크롬 질화물, 크롬 탄화물, 크롬 산화 질화물, 크롬 탄화 질화물, 및 크롬 산화 탄화 질화물로부터 선택되는 1개, 또는, 2종 이상을 적층하여 구성할 수도 있다. 또한, 밀착층(12h)은, 밀착층(12h)의 두께 방향으로 다른 조성을 가질 수도 있다.
또한, 도 8에 나타내는 바와 같이, 블랭크 마스크층(12)으로서, 유리 기판(11)으로부터 위상 시프트층(12i), 저반사율층(12j), 및 내약층(12k)이 이 순으로 적층된 구성을 가져도 된다. 이 경우에 있어서는, 위상 시프트층(12i), 저반사율층(12j), 및 내약층(12k) 중 적어도 1개 또는 2개 이상을, 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층으로 한다.
도 8에 나타내는 예에 있어서의 위상 시프트층(12i) 및 내약층(12k)은, Mo 화합물층 이외에, 질소를 함유하는 실리사이드층이어도 된다. 예를 들면, Ta, Ti, W, Mo, Zr 등의 금속을 함유하는 층, 이들 금속으로 형성된 합금과 실리콘을 함유하는 층, MoSiX(X ≥ 2)막(예를 들면, MoSi2막, MoSi3막이나 MoSi4막 등)에서, 위상 시프트층(12i) 및 내약층(12k)을 구성할 수도 있다.
또한, 도 8에 나타내는 예에 있어서의 저반사율층(12j)으로서는, 상기의 위상 시프트층과 내약층과 마찬가지로, Mo 화합물층 이외에, 질소를 함유하는 실리사이드층을 채용할 수도 있고, 또한, 산소를 함유하는 층을 채용할 수도 있다.
도 4 ∼ 도 8에서는, 마스크 블랭크스를 예로 들어 설명했지만, 도 4 ∼ 도 8에 나타낸 블랭크 마스크층(12)의 구성은, 포토마스크의 마스크층(12P)에 적용해도 된다.
다음으로, 본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 제조 방법에 대해서 설명한다.
본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 제조 방법은, 유리 기판(11)에 블랭크 마스크층(12)을 성막하는 방법이다. 블랭크 마스크층(12)을 형성할 때는, 위상 시프트층, 차광층, 반사 방지층, 밀착층, 에칭 스톱층, 내약층, 저반사율층 등으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 층을 적층함으로써 블랭크 마스크층을 형성해도 된다. 이때, 위상 시프트층, 차광층, 반사 방지층, 밀착층, 에칭 스톱층, 내약층, 저반사율층의 1종 또는 2종 이상을 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층으로 해도 된다.
도 9는, 본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 제조 장치를 나타내는 모식도이다. 도 10은, 본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 제조 장치를 나타내는 모식도이다. 본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스는, 도 9 또는 도 10에 나타내는 제조 장치에 의해 제조된다.
도 9에 나타내는 제조 장치(S10)는, 매엽식(枚葉式)의 스퍼터링 장치이다. 제조 장치(S10)는, 로드·언로드실(S11)과, 로드·언로드실(S11)에 밀폐부(S13)를 개재하여 접속된 성막실(진공 처리실)(S12)을 갖는다.
로드·언로드실(S11)에는, 반송 장치(S11a)와 배기 장치(S11b)가 마련된다. 반송 장치(S11a)는, 제조 장치(S10)의 외부로부터 내부로 반입된 유리 기판(11)을 성막실(S12)로 반송한다. 또한, 반송 장치(S11a)는, 유리 기판(11)을 성막실(S12)의 외부로 반송한다. 배기 장치(S11b)는, 로드·언로드실(S11)의 내부를 러프(rough) 진공 배기하는 로터리 펌프 등으로 구성되어 있다.
성막실(S12)에는, 기판 유지 장치(S12a)와, 성막 재료를 공급하는 장치로서, 타겟(S12b)을 갖는 음극 전극(배킹 플레이트)(S12c)과, 배킹 플레이트(S12c)에 음전위의 스퍼터 전압을 인가하는 전원(S12d)과, 성막실(S12)의 내부에 가스를 도입하는 가스 도입 장치(S12e)와, 성막실(S12)의 내부를 고진공 배기하는 터보 분자 펌프 등의 고진공 배기 장치(S12f)가 마련되어 있다.
기판 유지 장치(S12a)는, 반송 장치(S11a)에 의해 반송되어 온 유리 기판(11)을, 성막 중에 타겟(S12b)과 대향하도록 유리 기판(11)을 유지한다. 기판 유지 장치(S12a)는, 유리 기판(11)을 로드·언로드실(S11)로부터 성막실(S12)로 반입하는 것이 가능하며, 유리 기판(11)을 성막실(S12)로부터 로드·언로드실(S11)로 반출하는 것이 가능하다.
타겟(S12b)은, 유리 기판(11)에 성막하기 위해 필요한 조성을 갖는 재료로 이루어진다. 예를 들면, Mo 화합물층을 형성할 경우의 타겟으로서, 몰리브덴을 함유하는 타겟과 규소를 함유하는 타겟을 조합하여 이용해도 되고, 몰리브덴 및 규소를 함유하는 단독의 타겟을 이용해도 된다. 또한, 예를 들면, Cr계의 막을 형성하기 위해 크롬을 함유하는 타겟을 이용해도 된다. 이들 타겟은, 성막하는 층마다 교환해도 된다.
도 9에 나타내는 제조 장치(S10)에 있어서는, 로드·언로드실(S11)로부터 반입한 유리 기판(11)에 대하여, 성막실(S12)에 있어서 스퍼터링 성막을 행한다. 그 후, 로드·언로드실(S11)로부터, 성막이 종료된 유리 기판(11)은, 제조 장치(S10)의 외부로 반출된다.
성막 공정에서는, 가스 도입 장치(S12e)로부터 성막실(S12)에 스퍼터 가스와 반응 가스를 공급하고, 외부의 전원으로부터 배킹 플레이트(음극 전극)(S12c)에 스퍼터 전압을 인가한다. 또한, 마그네트론 자기 회로에 의해 타겟(S12b) 상에 소정의 자장을 형성해도 된다. 성막실(S12) 내에서 플라스마에 의해 여기된 스퍼터 가스의 이온이, 음극 전극(S12c)의 타겟(S12b)에 충돌하여, 타겟(S12b)으로부터 성막 재료의 입자를 튀어나오게 한다. 그리고, 튀어나온 입자와 반응 가스가 결합한 후, 유리 기판(11)에 부착됨으로써, 유리 기판(11)의 표면에 소정의 막이 형성된다.
이때, 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층, 즉, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 함유하고, 또한 산소를 선택적으로 함유하고, 상기 (B) 식을 만족하는 Mo 화합물층을 형성할 때는, 타겟(S12b)으로서, 몰리브덴을 함유하는 타겟과 규소를 함유하는 타겟을 조합하여 이용하거나, 몰리브덴 및 규소를 함유하는 단독의 타겟을 이용한다. 그리고, 가스 도입 장치(S12e)는, 질소 가스의 유량 및 산소 함유 가스의 유량의 각각을 바꿈으로써 질소 가스 및 산소 함유 가스의 분압을 제어하여, 가스의 조성을 설정한 범위 내로 한다. 이와 같이 설정된 조성을 갖는 가스는, 가스 도입 장치(S12e)로부터 성막실(S12) 내에 공급된다.
여기에서, 산소 함유 가스로서는, CO2(이산화탄소), O2(산소), N2O(일산화이질소), NO(일산화질소) 등을 들 수 있다.
다음으로, 도 10에 나타내는 제조 장치(S20)는, 매엽식의 스퍼터링 장치이다. 제조 장치(S20)는, 로드실(S21)과, 로드실(S21)에 밀폐부(S23)를 개재하여 접속된 성막실(진공 처리실)(S22)과, 성막실(S22)에 밀폐부(S24)를 개재하여 접속된 언로드실(S25)을 갖는다.
로드실(S21)에는, 제조 장치(S20)의 외부로부터 내부로 반입된 유리 기판(11)을 성막실(S22)로 반송하는 반송 장치(S21a)와, 로드실(S21)의 내부를 러프 진공 배기하는 로터리 펌프 등의 배기 장치(S21b)가 마련된다.
성막실(S22)에는, 기판 유지 장치(S22a)와, 성막 재료를 공급하는 장치로서, 타겟(S22b)을 갖는 음극 전극(배킹 플레이트)(S22c)과, 배킹 플레이트(S22c)에 음전위의 스퍼터 전압을 인가하는 전원(S22d)과, 성막실(S22)의 내부에 가스를 도입하는 가스 도입 장치(S22e)와, 성막실(S22)의 내부를 고진공 배기하는 터보 분자 펌프 등의 고진공 배기 장치(S22f)가 마련되어 있다.
기판 유지 장치(S22a)는, 반송 장치(S21a)에 의해 반송되어 온 유리 기판(11)을, 성막 중에 타겟(S22b)과 대향하도록 유리 기판(11)을 유지한다. 기판 유지 장치(S22a)는, 유리 기판(11)을 로드실(S21)로부터 성막실(S22)로 반입하는 것이 가능하며, 유리 기판(11)을 성막실(S22)로부터 언로드실(S25)로 반출하는 것이 가능하다.
타겟(S22b)은, 유리 기판(11)에 성막하기 위해 필요한 조성을 갖는 재료로 이루어진다. 도 9에 나타내는 장치의 경우와 마찬가지로, Mo 화합물층을 형성할 때의 타겟으로서는, 몰리브덴을 함유하는 타겟과 규소를 함유하는 타겟을 조합하여 이용해도 되고, 몰리브덴 및 규소를 함유하는 단독의 타겟을 이용해도 된다. 또한, 예를 들면, Cr계의 막을 형성하기 위해 크롬을 함유하는 타겟을 이용해도 된다. 이들 타겟은, 성막하는 층마다 교환해도 된다.
언로드실(S25)에는, 성막실(S22)로부터 반입된 유리 기판(11)을 제조 장치(S20)의 외부로 반송하는 반송 장치(S25a)와, 언로드실(S25)의 내부를 러프 진공 배기하는 로터리 펌프 등의 배기 장치(S25b)가 마련된다.
도 10에 나타내는 제조 장치(S20)에 있어서는, 로드실(S21)로부터 반입한 유리 기판(11)에 대하여, 성막실(S22)에 있어서 스퍼터링 성막을 행한다. 그 후, 언로드실(S25)로부터 성막이 종료된 유리 기판(11)을 성막실(S22)의 외부로 반출한다.
성막 공정에서는, 가스 도입 장치(S22e)로부터 성막실(S22)에 스퍼터 가스와 반응 가스를 공급하고, 외부의 전원으로부터 배킹 플레이트(음극 전극)(S22c)에 스퍼터 전압을 인가한다. 또한, 마그네트론 자기 회로에 의해 타겟(S22b) 상에 소정의 자장을 형성해도 된다. 성막실(S22) 내에서 플라스마에 의해 여기된 스퍼터 가스의 이온이, 음극 전극(S22c)의 타겟(S22b)에 충돌하여, 타겟(S22b)으로부터 성막 재료의 입자를 튀어나오게 한다. 그리고, 튀어나온 입자와 반응 가스가 결합한 후, 유리 기판(11)에 부착됨으로써, 유리 기판(11)의 표면에 소정의 막이 형성된다.
이때, 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층, 즉, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 함유하고, 또한 산소를 선택적으로 함유하고, 상기 (B) 식을 만족하는 Mo 화합물층을 형성할 때는, 타겟(S22b)으로서, 몰리브덴을 함유하는 타겟과 규소를 함유하는 타겟을 조합하여 이용하거나, 몰리브덴 및 규소를 함유하는 단독의 타겟을 이용한다. 그리고, 가스 도입 장치(S22e)는, 질소 가스의 유량 및 산소 함유 가스의 유량의 각각을 바꿈으로써 질소 가스 및 산소 함유 가스의 분압을 제어하여, 가스의 조성을 설정한 범위 내로 한다. 이와 같이 설정된 조성을 갖는 가스는, 가스 도입 장치(S22e)로부터 성막실(S22) 내에 공급된다.
여기에서, 산소 함유 가스로서는, CO2(이산화탄소), O2(산소), N2O(일산화이질소), NO(일산화질소) 등을 들 수 있다.
다음으로, 본 실시형태에 따른 포토마스크의 제조 방법을 설명한다.
레지스트 패턴 형성 공정으로서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 마스크 블랭크스의 최외면 상에 포토레지스트층(13)을 형성한다. 또는, 미리 포토레지스트층(13)이 최외면 상에 형성된 마스크 블랭크스를 준비해도 된다.
그 다음에, 포토레지스트층(13)을 노광 및 현상함으로써, 레지스트 패턴을 형성한다. 레지스트 패턴은, 블랭크 마스크층(12)을 에칭하기 위해 이용되는 마스크로서 기능한다.
그 다음에, 이 레지스트 패턴을 개재하여 드라이 에칭 장치를 이용해서 블랭크 마스크층(12)을 에칭하여, 블랭크 마스크층(12)을 소정의 형상을 갖도록 패터닝한다. 본 실시형태에 따른 블랭크 마스크층(12) 중, Mo 화합물층에 대한 에칭에 이용되는 가스로서는, 사불화탄소로 대표되는 퍼플루오로카본, 트리플루오로메탄으로 대표되는 하이드로플루오로카본으로부터 선택되는 적어도 하나의 플루오로카본 가스를 포함하는 가스를 이용하는 것이 바람직하다.
이상에 의해, 패터닝된 마스크층(12P)을 갖는 포토마스크가, 도 3에 나타내는 바와 같이 얻어진다.
본 발명의 실시형태에 따른 마스크 블랭크스 및 포토마스크는, 상기 (B) 식을 만족하는 Mo 화합물층을 갖는다. 이 때문에, 포토리소그래피 공정에서 노광광이 포토마스크에 조사되었을 경우에도, Mo 마이그레이션에 의한 패턴부의 선폭의 증대를 억제할 수 있다. 특히, 본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스 및 포토마스크에 의하면, 200㎚ 이하의 파장을 갖는 노광광, 특히, 위상 시프트 마스크를 이용한 포토리소그래피에 있어서 이용되는 ArF 엑시머레이저광(파장 193㎚)의 노광광을 이용한 포토리소그래피 공정에 이용되는 포토마스크에 적용할 수 있다.
(실시예)
이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명한다.
대형 유리 기판을 준비했다. 이 대형 유리 기판은, 합성 석영(QZ)으로 형성되어 있다. 대형 유리 기판은, 10㎜의 두께를 갖고, 850㎜ × 1200㎜의 사이즈를 갖는다. 대형 인라인 스퍼터링 장치를 사용하여, 대형 유리 기판 상에, Mo 화합물층(블랭크 마스크층)을 형성했다. 구체적으로는, X의 값이 5.6, 7.6, 9.6인 MoSiX 타겟을 준비했다. Ar 가스, N2 가스, CO2 가스, 또는 O2 가스의 1종 이상을 스퍼터 가스로서 이용했다. 표 1에 나타내는 바와 같이, 막종(膜種) A ∼ K를 갖는 복수의 Mo 화합물층을 성막했다. 표 1에는, 막종 A ∼ K의 Mo 화합물층을 성막하기 위한 성막 조건을 나타낸다.
또한, Mo 화합물층의 구성 원소의 조성을, X선 광전자 분광법에 따라 측정했다. X선 광전자 분광법의 측정에 의해 구해진 각 원소의 몰분율을 표 1에 나타낸다. 표 1은, 몰리브덴 및 규소의 몰분율의 비인 Si／Mo과, 상기 식 (B)의 좌변의 계산 결과를 아울러 나타낸다.
다음으로, 표 1에 나타내는 성막 조건에 의해 얻어진 복수의 Mo 화합물층의 각각의 위에, 패터닝한 포토레지스트층을 형성했다. 포토레지스트층을 마스크로 하여 웨트 에칭을 행함으로써, 100㎚의 선폭을 갖도록 Mo 화합물층을 패터닝했다. 이와 같이 패터닝된 Mo 화합물층을 마스크층으로 했다. 패터닝 후의 Mo 화합물층에 대하여, ArF 엑시머레이저광(파장 193㎚)을 조사함으로써, Mo 마이그레이션을 유발시켰다. 그리고, ArF 엑시머레이저광(파장 193㎚)을 조사 후의 Mo 화합물층의 선폭의 변화량을 측정했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다. 표 2에는, 상기 식 (B)의 좌변의 계산 결과를 아울러 나타낸다. 표 2에서, 「패턴 두께」는, 선폭의 증가량을 의미한다. 또한, 도 11에서는, 횡축은, 상기 식 (B)의 좌변의 계산 결과를 나타내고 있고, 종축은, Mo 화합물층(마스크층)의 선폭의 증가량(패턴 두께량)을 나타내고 있다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 상기 식 (B)의 좌변의 값이 커질수록, Mo 화합물층(마스크층)의 선폭의 증가량이 작아진다는 결과가 얻어졌다. 식 (B)의 좌변의 값과 Mo 화합물층의 선폭의 양자는, 잘 상관하고 있는 것을 알 수 있다. Mo 화합물층(마스크층)의 선폭의 증가량을 4㎚ 이하로 하기 위해서는, 상기 식 (B)의 좌변의 값을 0.25 이상, 바람직하게는 0.30 이상, 더 바람직하게는 0.35 이상으로 하면 되는 것을 알 수 있다.
한편, 도 12에서는, 횡축은, Mo 화합물층의 질소량(몰％)을 나타내고 있고, 종축은, Mo 화합물층(마스크층)의 선폭의 증가량(패턴 두께량)을 나타내고 있다. 도 12에 나타내는 바와 같이, Mo 화합물층의 질소량과, Mo 화합물층의 선폭의 증가량은, 상관이 낮은 것을 알 수 있다. 도 12에 나타내는 결과로부터, 단순히, Mo 화합물층의 질소량을 지표로 해도, Mo 화합물층의 선폭의 증가량을 예측하는 것은 곤란하다는 것을 알 수 있다.
도 11과 도 12를 대비한 결과로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, Mo 마이그레이션을 억제할 수 있는 Mo 화합물층으로서는, 상기 (B) 식을 만족하는 Mo 화합물층이 바람직한 것을 알 수 있다.
[표 1]
Figure pat00001
[표 2]
Figure pat00002
11: 유리 기판
12: 블랭크 마스크층
12P: 마스크층

Claims (8)

  1. 블랭크 마스크층을 구비한 마스크 블랭크스로서,
    상기 블랭크 마스크층에는, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 함유하고, 또한 산소를 선택적으로 함유하며, 또한, 하기 (1) 식을 만족하는 Mo 화합물층이 포함되는, 마스크 블랭크스.
    {(Si － O／2) × 4／3 ＋ Mo／2 － N}／Si ≥ 0.25 … (1)
    단, 상기 (1) 식에서의 Mo, Si, O, 및 N의 각각은, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 산소 및 질소의 몰분율(몰％)이며, 상기 Mo 화합물층이 산소를 함유하지 않을 경우에는, 상기 (1) 식에서의 O를 0으로 한다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Mo 화합물층이, 또한, 하기 (2) 식을 만족하는, 마스크 블랭크스.
    Si／Mo ≥ 4.0 … (2)
    단, 상기 (2) 식에서의 Mo 및 Si의 각각은, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴 및 규소 몰분율(몰％)이다.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 질소, 및 산소의 조성에 관하여,
    규소의 함유율이 35 ∼ 50몰％이며,
    몰리브덴의 함유율이 3 ∼ 10몰％이며,
    산소의 함유율이 0 ∼ 20몰％이며,
    질소의 함유율이 35 ∼ 60몰％이며,
    탄소의 함유율이 0 ∼ 1몰％인, 마스크 블랭크스.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 Mo 화합물층이, 위상 시프트층, 차광층, 반사 방지층, 에칭 스톱층, 내약층 중 어느 1종 또는 2종 이상을 구성하는, 마스크 블랭크스.
  5. 마스크층을 구비한 포토마스크로서,
    상기 마스크층에는, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 함유하고, 또한 산소를 선택적으로 함유하며, 또한, 하기 (3) 식을 만족하는 Mo 화합물층이 포함되는, 포토마스크.
    {(Si － O／2) × 4／3 ＋ Mo／2 － N}／Si ≥ 0.25 … (3)
    단, 상기 (3) 식에서의 Mo, Si, O, 및 N의 각각은, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 산소 및 질소의 몰분율(몰％)이며, 상기 Mo 화합물층이 산소를 함유하지 않을 경우에는, 상기 (3) 식에서의 O를 0으로 한다.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 Mo 화합물층이, 또한, 하기 (4) 식을 만족하는, 포토마스크.
    Si／Mo ≥ 4.0 … (4)
    단, 상기 (4) 식에서의 Mo 및 Si의 각각은, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴 및 규소 몰분율(몰％)이다.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 질소, 및 산소의 조성에 관하여,
    규소의 함유율이 35 ∼ 50몰％이며,
    몰리브덴의 함유율이 3 ∼ 10몰％이며,
    산소의 함유율이 0 ∼ 20몰％이며,
    질소의 함유율이 35 ∼ 60몰％이며,
    탄소의 함유율이 0 ∼ 1몰％인, 포토마스크.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 Mo 화합물층이, 위상 시프트층, 차광층, 반사 방지층, 에칭 스톱층, 내약층 중 어느 1종 또는 2종 이상을 구성하는, 포토마스크.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011125337A1 (ja) 2010-04-09 2011-10-13 Hoya株式会社 位相シフトマスクブランク及びその製造方法、並びに位相シフトマスク

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7781125B2 (en) * 2002-12-26 2010-08-24 Hoya Corporation Lithography mask blank
US7344806B2 (en) * 2003-03-31 2008-03-18 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method of producing phase shift mask blank, method of producing phase shift mask, phase shift mask blank, and phase shift mask
JP4376638B2 (ja) * 2004-01-14 2009-12-02 Ｈｏｙａ株式会社 スパッタリングターゲット及びこれを用いたフォトマスクブランクの製造方法
JP4489820B2 (ja) * 2008-03-31 2010-06-23 Ｈｏｙａ株式会社 位相シフトマスクブランクの製造方法、及び位相シフトマスクブランクの製造装置
JP4826842B2 (ja) * 2009-01-15 2011-11-30 信越化学工業株式会社 フォトマスクの製造方法及びフォトマスクブランク
WO2010113475A1 (ja) * 2009-03-31 2010-10-07 Hoya株式会社 マスクブランクおよび転写用マスク
US8921014B2 (en) * 2011-10-14 2014-12-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Lithography mask and method of forming a lithography mask
JP6153894B2 (ja) * 2014-07-11 2017-06-28 Hoya株式会社 マスクブランク、位相シフトマスク、位相シフトマスクの製造方法及び半導体デバイスの製造方法
WO2017169587A1 (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 Hoya株式会社 マスクブランク、マスクブランクの製造方法、転写用マスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法
JP6900873B2 (ja) * 2016-12-26 2021-07-07 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク及びその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011125337A1 (ja) 2010-04-09 2011-10-13 Hoya株式会社 位相シフトマスクブランク及びその製造方法、並びに位相シフトマスク

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