WO2008032819A1

WO2008032819A1 - Ébauche de masque et procédé de fabrication de masque de transfert

Info

Publication number: WO2008032819A1
Application number: PCT/JP2007/067932
Authority: WO
Inventors: Masahiro Hashimoto
Original assignee: Hoya Corporation
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2008-03-20
Also published as: TWI402609B; CN101517483B; TW200834226A; KR20120044387A; US20090233190A1; CN101517483A; JP2008070799A; KR101153525B1; DE112007002165T5; US8026024B2; JP5294227B2; KR20090071593A

Description

明細書

マスクブランク及び転写マスクの製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、半導体デバイスや表示デバイス（表示パネル)等の製造において使用されるマスクブランク及び転写マスク等に関する。

背景技術

[0002] 近年、半導体デバイスにおける回路パターンの微細化が進み、半導体デザインルールにおける DRAMハーフピッチ（hp) 65nm以下のフォトリソグラフィ一に使用されるマスクブランク、マスクが求められている。

通常、半導体デバイスを微細加工する際のフォトリソグラフィ一は縮小投影露光で行われるため、転写用マスクに形成されるパターンサイズは、半導体基板上に転写されるパターンサイズの 4倍程度の大きさとされている。しかし、上記の半導体デザインルール（DRAM hp65nm以下）でのフォトリソグラフィ一においては、半導体基板上に転写される回路パターンのサイズは、露光光の波長よりもかなり小さくなつてきているため、回路パターンをそのまま 4倍程度に拡大した転写パターンが形成された転写用マスクを使用して縮小投影露光すると、露光光の干渉などの影響で、転写バターン通りの形状を半導体基板上のレジスト膜に転写することができなくなる。

そこで、超解像マスクとして、光近接効果補正（Optical Proximity Effect Correction ： OPC)を行うことで、転写特性を劣化させる光近接効果の補正技術を適用した OPC マスクや、ライン状などの遮光パターンの中心部に位相シフターを設ける構造 (マスクェンハンサー）によって、マスクパターンの遮光性を強調してラインパターンの解像度を向上させる位相シフトマスク（ェンハンサーマスク）等が用いられている。例えば、 o

PCマスクには回路パターンの 1/2以下サイズの OPCパターン（例えば、 lOOnm未満の線幅のアシストバーやハンマーヘッド等）を形成する必要がある。また、ェンハンサーマスクにおける遮光パターンや位相シフターの線幅も非常に細い線幅のパターンが必要となる。

尚、ェンハンサーマスクは、遮光パターン周辺から遮光パターンの裏側に回りこむ光の強度と、位相シフターを通過する光の強度とが丁度釣り合うように、パターン幅と位相シフタ一幅とを調整すると、マスクェンノ、ンサ一を通過した光の振幅強度は、マスクェンハンサ一の中心と対応する位置で 0になるような分布を持ち、マスクェンハンサーを透過した光の強度（振幅強度の 2乗）も、マスクェンハンサ一の中心と対応する位置で 0になるような分布を持つマスクである。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] しかしながら、上記半導体デザインルール（DRAM hp65nm以下）の転写用マスクを、解像性の高い化学増幅型レジスト付きマスクブランクを用いて作製した場合、パターン状のレジスト膜を形成する過程において、密着性が不十分であるがゆえに現像処理中にレジストパターンが消失し、パターン欠陥が発生するという問題が発生した。

そこで本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、半導体デザインルール（DRAM hp65nm以下）の転写用マスクを作製する際、レジストパターンの消失を防止し、パターン欠陥を防止できるマスクブランク、及び転写マスクを提供することを目白勺とする。

課題を解決するための手段

[0004] 本発明は、以下の構成を有する。

(構成 1)基板上に成膜されたマスクパターンを形成するための薄膜と、この薄膜の上方に成膜されたレジスト膜を備えるマスクブランクであって、

前記薄膜と前記レジスト膜とに接合した付着層を介揷することにより、前記レジスト膜をパターン形成する際の現像に際し、パターン形成されたレジスト膜の倒れを防止することを特徴とするマスクブランク。

(構成 2)前記付着層は、現像の際に使用する現像液に対して耐性を有する樹脂膜であることを特徴とする構成 1記載のマスクブランク。

(構成 3)前記レジスト膜を形成する側の前記付着層表面が清浄化処理されて!/、ることを特徴とする構成 1又は 2記載のマスクブランク。

(構成 4)前記付着層は、前記薄膜のパターユング処理により除去されるように構成したことを特徴とする構成 1乃至 3の何れか一に記載のマスクブランク。

(構成 5)前記薄膜は金属膜であることを特徴とする構成 1乃至 4の何れか一に記載のマスクブランク。

(構成 6)前記薄膜は珪素を含む珪素含有膜であることを特徴とする構成 1乃至 5の何れか一に記載のマスクブランク。

(構成 7)構成 1乃至 6の何れか一に記載のマスクブランクにおける前記薄膜をパターユングし、前記基板上に転写パターンを形成することを特徴とする転写マスクの製造方法。

(構成 8)薄膜が形成された基板上にレジスト膜を有するマスクブランクであって、前記レジスト膜から形成されるレジストパターンの倒壊を防止するための中間層が、前記薄膜と前記レジスト膜との間に介在していることを特徴とするマスクブランク。 (構成 9)前記レジスト膜に形成されるレジストパターンには、 lOOnm未満の線幅のパターンが含まれることを特徴とする構成 8に記載のマスクブランク。

(構成 10)前記レジスト膜に形成されるレジストパターンには、アスペクト比が 3以上のパターンが含まれることを特徴とする構成 8又は構成 9に記載のマスクブランク (構成 11)構成 8乃至構成 10の何れか 1項に記載のマスクブランクであって、前記中間層は、前記レジスト膜にレジストパターンを形成するための現像液に不溶性であることを特徴とするマスクブランク。

(構成 12)構成 8乃至構成 11の何れか 1項に記載のマスクブランクであって、前記レジストパターンをマスクとして前記薄膜をパターユング処理する際に、前記中間層がパターユングされるよう構成したことを特徴とするマスクブランク。

(構成 13)構成 8乃至構成 12の何れ力、 1項に記載のマスクブランクであって、前記基板上からレジストパターンを剥離処理する際に、前記中間層が剥離されるよう構成したことを特徴とするマスクブランク。

(構成 14)構成 8乃至構成 13の何れか 1項に記載のマスクブランクであって、前記薄膜は、クロムを含有する膜又は珪素を含有する膜であることを特微とするマ

(構成 15)マスクパターンを形成するための薄膜と、この薄膜の少なくともマスクバターンが形成される領域を被覆する中間層と、この中間層の上に形成されたレジストパ

前記レジストパターンをマスクとし、前記中間層と前記薄膜を順次パターユングすることを特徴とする転写マスクの製造方法。

(構成 16)構成 15に記載の転写マスクの製造方法であって、

前記中間層と前記薄膜をパターユング処理した後、前記レジストパターンと前記中間層を順次剥離することを特徴とする転写マスクの製造方法。

[0005] 以下、本発明について詳細に説明する。

本発明のマスクブランクは、基板上に成膜されたマスクパターンを形成するための薄膜と、この薄膜の上方に成膜されたレジスト膜を備えるマスクブランクであって、前記薄膜と前記レジスト膜とに接合した付着層を介揷することにより、前記レジスト膜をパターン形成する際の現像に際し、パターン形成されたレジスト膜の倒れを防止することを特徴とする (構成 1)。

構成 1に係る発明では、マスクパターンを形成するための薄膜とレジスト膜とに接合した付着層を介揷するので、半導体デザインルール（DRAM hp65nm以下）の転写用マスクを作製する場合においても、レジスト膜をパターン形成する際の現像に際し、パターン形成されたレジスト膜の倒れを防止することができる。従って、レジストパターン倒れによるパターン欠陥を防止するマスクブランクを提供することができる。

[0006] 構成 2に係る発明では、付着層は、現像の際に使用する現像液に対して耐性を有する樹脂膜とすることにより、レジスト膜との密着性が更に向上する。

構成 3に係る発明では、レジスト膜を形成する側の付着層表面が清浄化処理されていることにより、更にレジスト膜との密着性が向上すると共に、レジスト膜の機能を阻害する物質が、レジスト膜の底部からレジスト膜内へ移動することを防止することができる。特に、レジストが化学増幅型レジストの場合、レジスト膜の底部からの化学増幅機能を阻害する物質のレジスト膜への移動を阻止することができるので、パターン精度を向上することができる。

本発明において、マスクブランクには、フォトマスクブランク、位相シフトマスクブランク、反射型マスクブランク、インプリント用転写プレート基板も含まれる。また、マスクブランクには、レジスト膜付きマスクブランク、レジスト膜形成前のマスクブランクが含まれる。レジスト膜形成前のマスクブランクには、マスクパターンを形成するための薄膜上に本発明に係る付着層が形成されたマスクブランクも含まれる。位相シフトマスクブランクには、ハーフトーン膜上にクロム系材料等の遮光性膜が形成される場合を含む。尚、この場合、マスクパターンを形成するための薄膜は、ハーフトーン膜や遮光性膜を指す。また、反射型マスクブランクの場合は、多層反射膜上、又は多層反射膜上に設けられたバッファ層上に、転写パターンとなるタンタル系材料やクロム系材料の吸収体膜が形成される構成、インプリント用転写プレートの場合には、転写プレートとなる基材上にクロム系材料等の転写パターン形成用薄膜が形成される構成を含む。マスクには、フォトマスク、位相シフトマスク、反射型マスク、インプリント用転写プレートが含まれる。マスクにはレチクルが含まれる。

本発明において、マスクパターンを形成するための薄膜としては、露光光等を遮断する遮光膜、露光光等の透過量を調整'制御する半透光性膜、露光光等の反射率を調整 '制御する反射率制御膜 (反射防止膜を含む）、露光光等に対する位相を変化させる位相シフト膜、遮光機能と位相シフト機能を有するハーフトーン膜等が含まれる。

また、本発明のマスクブランクは、前記付着層が、前記薄膜のパターユング処理において除去されるように構成することにより（構成 4)、マスクブランク上に形成された化学増幅型レジスト膜のパターンを前記薄膜に忠実に転写することができる。即ち、前記付着層により得られたマスクブランク上の化学増幅型レジスト膜の解像性を、そのまま維持するように薄膜に転写することができ、薄膜をパターユングして得られる転写用パターンの解像性も良好となり、パターン精度も良好である。

[0007] 本発明のマスクブランクは、前記マスクパターンを形成するための薄膜力金属膜である場合に特に効果的である（構成 5)。金属膜としては、クロム、タンタル、モリブデン、チタン、ハフニウム、タングステンや、これらの元素を含む合金、又は上記元素や上記合金を含む材料からなる膜が挙げられる。

[0008] また、本発明のマスクブランクは、前記マスクパターンを形成するための薄膜が珪素を含む珪素含有膜である場合に特に効果的である（構成 6)。珪素含有膜としては、珪素膜や、珪素とクロム、タンタル、モリブデン、チタン、ハフニウム、タングステンの金属を含む金属シリサイド膜、さらに、珪素膜や金属シリサイド膜に、酸素、窒素、炭素の少なくとも一つを含む膜とすることができる。

[0009] また本発明のマスクブランクは、レジスト膜が化学増幅型レジスト膜である場合に有用で、更に該レジスト膜力 50keV以上の加速電圧で加速された電子線によってパターン露光（描画）され、レジストパターンが形成されるものである場合に特に有用である。本願発明は、 50keV対応 EBリソグラフィーを適用した場合において、マスクブランク上に形成される化学増幅型レジストパターンの解像性の更なる向上を意図しているためである。

尚、本発明における化学増幅型レジスト膜には、例えば、露光によりレジスト膜中に生成される触媒物質の酸が、引き続き行われる熱処理工程においてポリマーの溶解性を制御する官能基或いは官能物質と反応することによりレジスト機能を発現するレジスト膜が含まれる。ここで、レジスト機能の発現は、例えば、官能基等を外すことによってアルカリに溶解するようになることを!/、う。

[0010] 本発明のマスクブランクは、マスクブランク上に lOOnm未満の線幅のレジストパターンを形成するために用いられるものである場合に特に有効である。このようなマスクブランクとしては、 OPCマスクやマスクェンノヽンサ一構造を有するマスク (ェンノヽンサ一マスク）が挙げられる。これらのマスク（OPCマスクゃェンハンサーマスク）では、本ノターンの解像性を向上させる目的で本パターンの周囲に設けられる補助パターンの幅が最も狭いため、これらのパターンを有するマスクの製造に、特に有用である。

[0011] 本発明の転写用マスク及びその製造方法は、上記本発明に係るマスクブランクにおける前記薄膜をパターユングして形成された転写パターンを基板上に形成することを特徴とする (構成 7)。

上記本発明の転写用マスクは、半導体デザインルールにおける DRAMハーフピッチ 65nm以下で対応する転写用マスクで要求されるパターン精度を満足しうる。

[0012] 本発明のマスクブランクは、薄膜が形成された基板上にレジスト膜を有するマスクブランクであって、

前記レジスト膜から形成されるレジストパターンの倒壊を防止するための中間層力前記薄膜と前記レジスト膜との間に介在して!/、ることを特徴とする (構成 8)。

構成 8に係る発明では、レジスト膜から形成されるレジストパターンの倒壊を防止するための中間層が、前記薄膜と前記レジスト膜との間に介在しているので、レジスト膜力、らレジストパターンを形成する工程中又はレジストパターン形成後において、レジストパターンの倒壊を防止できる。

構成 8に係る発明では、薄膜が形成された基板 (通常、相対的に硬い地盤に相当する）上に、レジストパターンの倒壊を防止するための中間層（前記地盤及びレジストノターンに対しベタ基礎に相当する、及び/又は、通常相対的に軟らかぐレジストパターン (柱状構造物）に対して制振性や免震性を付与する層に相当する）を形成しているので、レジスト膜からレジストパターンを形成する工程中又は形成後において、レジストパターンの倒壊を防止できる。

[0013] 構成 9に係る発明においては、レジスト膜から形成されるレジストパターン力 100η m未満の線幅のパターンを含む場合にお!/、ては、レジスト膜からレジストパターンを形成する工程中又はレジストパターン形成後において、レジストパターンの倒壊が起こりやすいが、構成 9に係る発明では、これを防止できる。

[0014] 構成 10に係る発明においては、レジスト膜から形成されるレジストパターン力ァスぺクト比が 3以上のパターンが含む場合においては、レジストパターン (柱状構造物）の安定性が悪いため、レジスト膜からレジストパターンを形成する工程中又はレジストパターン形成後において、レジストパターンの倒壊が起こりやすいが、構成 10に係る発明では、これを防止できる。

[0015] 構成 11に係る発明は、上記本発明に係るマスクブランクであって、前記中間層は、前記レジスト膜にレジストパターンを形成するための現像液に不溶性であることを特徴とする。

構成 11に係る発明では、レジストパターンの倒壊を防止するための中間層（前記地盤及びレジストパターンに対しベタ基礎に相当する、及び/又は、通常相対的に軟らかぐレジストパターン (柱状構造物）に対して制振性や免震性を付与する層に相当する）が、現像液で浸食されるのを防くことができ、この結果レジストパターンの倒壊がより一層起こりにくくすることができる。 [0016] 構成 12に係る発明は、上記本発明に係るマスクブランクであって、前記レジストパターンをマスクとして前記薄膜をパターユング処理する際に、前記中間層がパター二ングされるよう構成したことを特 ί毁とする。

構成 12に係る発明では、例えば、前記レジストパターンをマスクとして前記薄膜をパターユング処理する際に使用するエツチャントによって、前記中間層がパターニングされるよう構成することによって、工程が簡略化できると共に、レジストパターンをマスクとして形成される転写パターンの解像性の向上に有利である。

[0017] 構成 13に係る発明は、上記本発明に係るマスクブランクであって、前記基板上からレジストパターンを剥離処理する際に、前記中間層が剥離されるよう構成したことを特構成 13に係る発明では、例えば、前記基板上からレジストパターンを剥離処理する際に使用する剥離液又は剥離手段によって、前記中間層が剥離されるよう構成することによって、工程が簡略化できる。

[0018] 本発明のマスクブランクは、前記薄膜は、クロムを含有する膜又は珪素を含有する膜である場合に特に効果的である（構成 14)。尚、クロムを含有する膜又は珪素を含有する膜については、例えば、上記で掲げた材料が挙げられる。

[0019] 構成 15に係る転写マスクの製造方法の発明は、マスクパターンを形成するための薄膜と、この薄膜の少なくともマスクパターンが形成される領域を被覆する中間層と、この中間層の上に形成されたレジストパターンを有するマスクブランクを準備し、前記レジストパターンをマスクとし、前記中間層と前記薄膜を順次パターユングすることを特徴とする。

構成 15に係る発明では、マスクパターンを形成するための薄膜のうち少なくともマスクパターンが形成される領域を被覆する中間層を設けることによって、例えば、溶媒を使用してパターユングする際も、効果的にレジストパターンの倒壊を防止できる。

[0020] 構成 16に係る発明は、上記本発明に係る転写マスクの製造方法であって、

前記中間層と前記薄膜をパターユング処理した後、前記レジストパターンと前記中間層を順次剥離することを特徴とする。

転写マスクにおける不必要層を除去するためである。尚、順次剥離とは、同一の剥離液又は剥離手段によって同時に剥離する場合を含む。

[0021] 尚、上述した構成;!〜 8で掲げた事項は、上記構成 9〜； 16においても同様に適用できる。

[0022] 本発明にお!/、て、基板としては、合成石英基板、ソーダライムガラス基板、無アル力リガラス基板、低熱膨張ガラス基板などが挙げられる。

発明の効果

[0023] 本発明によれば、半導体デザインルール（DRAM hp65nm以下）の転写用マスクを作製する際、レジストパターンの消失を防止し、パターン欠陥を防止できるマスクブランク、及びマスクを提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

[0024] 以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

図 1は、本発明の第 1の実施形態に係るマスクブランク 10の一例を示す。本例において、マスクブランク 10は、バイナリマスク用のマスクブランクであり、透明基板 12、遮光性膜 13 (遮光層 14と、反射防止層 16との積層膜)、付着層（中間層） 18、及び化学増幅型レジスト膜 20を備える。

透明基板 12は、例えば、合成石英基板、ソーダライムガラス等の材料からなる。遮光性膜 13は、遮光層 14と反射防止層 16との積層膜である。

遮光層 14は、透明基板 12上に、例えば、窒化クロム膜 22及び炭化窒化クロム膜 2 4をこの順で有する。窒化クロム膜 22は、窒化クロム（CrN)を主成分とする層であり、例えば 10〜20nmの膜厚を有する。炭化窒化クロム膜 24は、炭化窒化クロム（CrC N)を主成分とする層であり、例えば 25〜60nmの膜厚を有する。

反射防止層 16は、例えば、クロムに酸素及び窒素が含有されている膜 (CrON膜）であり、炭化窒化クロム膜 24上に形成される。反射防止層 16の膜厚は、例えば、 15 〜30nmである。

これら遮光層 14、反射防止層 16は、クロムをスパッタリングターゲットとし、反応性ガス（例えば、酸素ガス、窒素ガス、一酸化窒素ガス、炭酸ガス、炭化水素系ガス、又はこれらの混合ガス）雰囲気中での反応性スパッタリング法により成膜することができ尚、遮光性膜 13は、上記のように、透明基板 12側から窒化クロム膜 22、炭化窒化クロム膜 24、酸化窒化クロム膜の材料で構成され、遮光性膜 13の膜厚方向の略全域にクロム及び、酸素及び窒素の少なくとも一方の元素が含まれることによって、あるいは更に各層につ!/、て主に窒素を多く含めることによって、塩素系ガスを用いたドラィエッチング時のドライエッチング速度を高めることができる。

また、遮光性膜 13の材料としては、クロム単体や、クロムに酸素、窒素、炭素、水素力なる元素を少なくとも 1種を含むもの（Crを含む材料）、などが挙げられる。遮光性膜 13の膜構造としては、上記膜材料からなる単層、複数層構造とすることができる。また、異なる組成においては、段階的に形成した複数層構造や、連続的に組成が変化した膜構造とすることができる。

上記遮光性膜 13としては、ドライエッチング速度を高めた薄膜とすることが、転写用ノターンの微細化、パターン精度向上の点で好ましい。具体的には、遮光性膜 13の膜厚方向の全体又は略全体にドライエッチング速度を高める添加元素を添加する。ドライエッチング速度を高める添加元素としては、酸素及び/又は窒素が上げられる

〇

遮光性膜がクロムを含む薄膜の場合、以下の材料を選定することができる。

クロムを含む薄膜に酸素を含む場合の酸素の含有量は、 5〜80原子％の範囲が好適である。酸素の含有量が 5原子％未満であると、ドライエッチング速度を高める効果が得られにくい。一方、酸素の含有量が 80原子％を超えると、半導体デザインルールにおける DRAMハーフピッチ 65nm以下で適用される露光光の波長（200η m以下）の例えば、 ArFエキシマレーザー（波長 193nm)においての吸収係数が小さくなるため、所望の光学濃度を得るために膜厚を厚くする必要が生じてしまい、バターン精度の向上が図れなくなるので好ましくない。

また、クロムを含む薄膜に窒素を含む場合の窒素の含有量は、 20〜80原子％の範囲が好適である。窒素の含有量が 20原子％未満であると、ドライエッチング速度を高める効果が得られにくい。一方、窒素の含有量が 80原子％を超えると、半導体デザインルールにおける DRAMハーフピッチ 65nm以下で適用される露光光の波長（ 200nm以下）の例えば、 ArFエキシマレーザー（波長 193nm)においての吸収係数力 S小さくなるため、所望の光学濃度を得るために膜厚を厚くする必要が生じてしまい、パターン精度の向上が図れなくなるので好ましくない。

また、クロムを含む薄膜中に酸素と窒素の両方を含んでもよい。その場合の含有量は、酸素と窒素の合計が 10〜80原子％の範囲とするのが好適である。また、クロムを含む薄膜中に酸素と窒素の両方を含む場合の酸素と窒素の含有比は、特に制約はされず、吸収係数等の兼ね合いで適宜決定される。

尚、酸素及び/又は窒素を含むクロム薄膜は、他に炭素、水素、ヘリウムなどの元素を含んでもよい。

尚、ドライエッチングガス中の酸素の量を低減するという観点からは、酸素を含まな V、ドライエッチングガスを用いることも可能である。

クロム系薄膜は、ドライエッチングによってエッチング (パターユング)することが、クロム系薄膜のパターン精度の向上の観点から好ましい。

クロム系薄膜のドライエッチングには、塩素系ガス、又は、塩素系ガスと酸素ガスとを含む混合ガスからなるドライエッチングガスを用いることが好ましい。この理由は、クロムと酸素、窒素等の元素とを含む材料からなるクロム系薄膜に対しては、上記のドライエッチングガスを用いてドライエッチングを行うことにより、ドライエッチング速度を高めることができ、ドライエッチング時間の短縮化を図ることができ、断面形状の良好な遮光膜パターンを形成することができるからである。ドライエッチングガスに用いる塩素系ガスとしては、例えば、 CI SiCl HC1、 CC1 、 CHC1等が挙げられる。

2、 4、 4 3

付着層 18は、パターン状のレジスト膜を形成する過程において、密着性が不十分であるがゆえに現像処理中又は現像処理後のリンスにおいてレジストパターンが消失し、パターン欠陥が発生するのを防止するための層であり、遮光性膜 13上に形成される。

尚、付着層 18は、化学増幅型レジスト膜 20に対してレジストパターンを形成する際に使用する現像液に対して耐性を有し、更にはレジストパターンをマスクにして遮光性膜 13をエッチングする際に使用するエツチャントでエッチング可能であることが好ましい。具体的には、所定の分子量を有する有機材料からなる樹脂膜 (例えば、アクリル系樹脂など)とすることができる。

また、付着層 18の膜厚は、 lnm以上が好ましい。好ましくは、膜厚が 2nm以上 25η m以下、更に好ましくは、膜厚が 2nm以上 20nm以下、更に好ましくは、 5nm以上 1 5nm以下とすることが望ましい。これにより、マスクブランク上に形成されるレジストおよびレジストパターンをマスクとして形成される転写パターンの解像性の更なる向上を確実に実現できる。具体的には、半導体デザインルールで DRAMハーフピッチが 6 5nm以下の微細パターン形成用マスクに要求されるパターン精度を満足することができるマスクブランクを確実に実現できる。

[0027] 尚、本実施形態の変形例において、マスクブランク 10は、位相シフトマスク用のマスクブランクであっても良い。この場合、マスクブランク 10は、例えば、透明基板 12と遮光性膜 13との間に、位相シフト膜を更に備える。位相シフト膜としては、例えば、クロム系（CrO、 CrF等）、モリブデン系（MoSiON、 MoSiN、 MoSiO等）、タングステン系（WSiON、 WSiN、 WSiO等）、シリコン系（SiN、 SiON等）の各種公知のハーフト一ン膜を用いることができる。位相シフトマスク用のマスクブランク 10は、位相シフト膜を、遮光性膜 13上に備えても良い。

[0028] 図 1 (b)は、露光 ·現像処理により化学増幅型レジスト膜 20がパターユングされた状態を示す。このようにパターユングされた化学増幅型レジスト膜 20をマスクとして、付着層 18及び遮光性膜 13をエッチングすることにより、遮光性膜 13をパターユングし、最後に化学増幅型レジスト膜 20及び付着層 18を除去して、転写パターンとなる遮光性膜パターンが透明基板 12上に形成されたフォトマスクが製造できる。

[0029] 以下、本発明の実施例及び比較例を示す。

(実施例 1)

透明基板 12としてサイズ 6インチ角、厚さ 0. 25インチの合成石英基板を用い、透明基板 12上に、遮光層 14として、窒化クロム膜 22及び炭化窒化クロム膜 24をそれぞれスパッタリング法で形成した。続いて、反射防止層 16として、酸化窒化クロム膜を形成した。遮光性膜 13は、膜厚方向の略全域に窒素を含むものであった。遮光性膜 13の膜厚は 68nmとした。更に、付着層（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製： FKB—15B)を回転塗布法で 30nm塗布して、付着層 18を形成した。その後、ホットプレートで 200°Cで 1 0分熱処理して、付着層 18を乾燥させた。さらに、レジストを塗布する前に、 200°Cの熱処理して付着層 18の表面に付着された有機物等の汚染物質を除去し清浄化した。次に、化学増幅型レジスト膜 20として、電子線露光用化学増幅型ポジレジス HFE P171 :富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）を回転塗布法で厚さ 300nm 塗布し、その後、ホットプレートで 130°Cで 10分熱処理して、化学増幅型レジスト膜 2 0を乾燥させ、 ArFエキシマレーザー露光用のレジスト膜付きフォトマスクブランクであるマスクブランク 10を得た。

(比較例 1)

付着層 18を形成しなかった以外は実施例 1と同様にして、比較例 1に係るマスクブランクを得た。

実施例 1、及び比較例 1に係るマスクブランクについて、解像性の違いを比較するために、レジストパターンを形成し、更にレジストパターンをマスクにして遮光性膜のノターニングを行った。最初に、各マスクブランクを電子線露光装置で露光し、その後、露光後のベータ処理及び現像処理をして、レジストパターンを形成した。この露光は、 50keV以上の加速電圧で加速された電子線によって行った。尚、レジストパターンは、 80nmのラインアンドスペースパターンを形成した。

形成されたレジストパターンを確認したところ、実施例 1においては、付着層 18によつて化学増幅型レジスト膜 20と遮光性膜 13との密着性が良好であり、そのため、 80 nmのラインアンドスペースパターンがしつ力、りと形成されていることが確認された。一方、比較例 1においては、化学増幅型レジスト膜 20と遮光性膜 13との密着性が不十分であり、現像処理後のリンス処理中にレジストパターンの消失が生じた。

続いて、レジストパターンをマスクとし、塩素ガスと酸素ガスとを含むエッチングガスを用いたドライエッチングにより、付着層 18及び遮光性膜 13をパターユングし、最後に化学増幅型レジスト膜 20及び付着層 18を除去して ArFエキシマレーザー露光用のマスクを作製した。

実施例 1においては、遮光性膜からなる 80nmのラインアンドスペースパターンの遮光膜パターンが形成され、また遮光性膜パターンの裾部分に裾引き状の突起部が形成されていないことが確認された。また、パターン精度も、半導体デザインルール DR AMハーフピッチ 65nmにおけるリニアリティー 10nm以下を満足するものであった。一方、比較例 1においては、現像処理後のリンス処理中にレジストパターンが消失したことによるパターン欠陥が確認されるとともに、形成された遮光性膜パターンの裾部分に裾引き状の突起部が形成されていることが確認できた。また、 80nmのラインアンドスペースパターンは形成されておらず、 200nmのラインアンドスペースパターンが解像しているにとどまった。

図 2は、本発明の第 2の実施形態に係るマスクブランク 10の一例を示す。

尚、以下に説明する点を除き、図 2において、図 1と同一又は同様の構成については、図 1と同じ符号を付して説明を省略する。本例において、マスクブランク 10は、透明基板 12、遮光性膜 13 (遮光層 14と、反射防止層 16との積層膜）、珪素含有膜 32 ( 珪素を含む膜)、樹脂 (有機)材料力なる付着層（中間層） 34、及び化学増幅型レジスト膜 20を備える。

珪素含有膜 32は、遮光性膜 13をパターユングする際に使用するハードマスク用の珪素を含む膜であり、遮光性膜 13上に形成される。珪素含有膜 32の膜厚は、例えば 30nm (例えば 25〜35nm)である。珪素含有膜 32は、例えば、 MoSiO、 MoSiN 、又は MoSiON等の、 MoSiを含む膜であってよい。珪素含有膜 32は、 TaSiO、 Ta SiN、 TaSiON、 TaBO、 TaBN、 TaBON、 WSiO、 WSiN、 WSiON、 SiO、 SiN、又は SiON等の膜であってもよい。尚、ハードマスクとして用いられる珪素含有膜 32 は、転写パターンを形成するための薄膜の一例である。

付着層 34は、パターン状のレジスト膜を形成する過程において、密着性が不十分であるがゆえに現像処理中又は現像処理後のリンスにおいてレジストパターンが消失し、パターン欠陥が発生するのを防止するための層であり、珪素含有膜 32と化学増幅型レジスト膜 20との密着性を改善するための層（有機材料力なる樹脂膜)であり、珪素含有膜 32上に形成される。珪素含有膜 32に対する樹脂（有機)材料からなる付着層 34の密着性は、珪素含有膜 32上に化学増幅型レジスト膜 20を形成した場合の珪素含有膜 32に対する化学増幅型レジスト膜 20の密着性よりも高い。また、本例において、付着層 34の膜厚は、例えば、 lnm以上が好ましい。好ましくは、膜厚が 2nm以上 25nm以下、更に好ましくは、膜厚が 2nm以上 20nm以下、更に好ましくは、 5nm以上 15nm以下とすることが望ましい。尚、通常マスクブランクとしては、付着層 34上には、化学増幅型レジスト膜 20が形成される。

図 2 (b)は、電子線リソグラフィ一法により化学増幅型レジスト膜 20がパターユングされた状態を示す。このようにパターユングされた化学増幅型レジスト膜 20をマスクとして、付着層 34及び珪素含有膜 32がエッチングされる。また、珪素含有膜 32をマスク (ハードマスク）として、遮光性膜 13がエッチングされる。これにより、遮光性膜 13をパターユングしたフォトマスクが製造できる。

[0032] 以下、本発明の第 2の実施形態の実施例及び比較例を示す。

(実施例 2)

実施例 1と同様の透明基板 12を用い、実施例 1と同様に遮光性膜 13を形成した。更に、珪素含有膜 32として、 MoSiON膜を形成した。珪素含有膜 32の膜厚は 30η mとした。

次に、実施例 1と同じ材料の有機材料からなる樹脂膜（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製： FKB-15B)を回転塗布法で 30nm塗布して、付着層 34を形成した。その後、ホットプレートで 200°Cで 10分熱処理して、付着層 34を乾燥させた。次に、実施例 1と同様に化学増幅型レジスト膜 20を形成し、レジスト膜付きフォトマスク

(比較例 2)

付着層 34を形成しなかった以外は実施例 2と同様にして、比較例 2に係るマスクブランクを得た。

[0033] 実施例 2、及び比較例 2に係るマスクブランクについて、化学増幅型レジスト膜と珪素含有膜との密着性の違いを比較するために、化学増幅型レジスト膜のパターニングを行った。最初に、各マスクブランクを電子線露光装置で露光し、その後、露光後のべーク処理及び現像処理して、レジストパターンを形成した。この露光は、 50keV 以上の加速電圧で加速された電子線によって行った。尚、レジストパターンは、 80η mのラインアンドスペースパターンを形成した。形成されたレジストパターンを確認したところ、実施例 2においては、付着層 34によつて化学増幅型レジスト膜 20と珪素含有膜 32との密着性が良好であり、そのため、 8 Onmのライン &スペースパターンがしつ力、りと形成されていることが確認された。一方、比較例 2においては、化学増幅型レジスト膜と珪素含有膜との密着性が不十分であり、現像処理後のリンス処理中にレジストパターンの消失が生じた。

続いて、レジストパターンをマスクとし、弗素系ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチングにより、付着層 34及び珪素含有膜 32をパターユングした。さらに、バタ一ユングされた珪素含有膜 32をマスクとして、塩素ガスと酸素ガスとを含むエツチングガスを用いたドライエッチングにより、遮光性膜 13をパターユングした。最後に化学増幅型レジスト膜 20、付着層 34及び珪素含有膜 32を除去して ArFエキシマレーザ一露光用のマスクを作製した。

実施例 2においては、遮光性膜からなる 80nmのラインアンドスペースパターンの遮光膜パターンが形成され、また遮光性膜パターンの裾部分に裾引き状の突起部が形成されていないことが確認された。また、パターン精度も、半導体デザインルール DR AMハーフピッチ 65nmにおけるリニアリティー 10nm以下を満足するものであった。一方、比較例 2においては、現像処理後のリンス処理中にレジストパターンが消失したことによるパターン欠陥が確認されるとともに、形成された遮光性膜パターンの裾部分に裾引き状の突起部が形成されていることが確認できた。また、 80nmのラインアンドスペースパターンは形成されておらず、 200nmのラインアンドスペースパターンが解像しているにとどまった。

[0034] 尚、上述の実施例 1、 2において、付着層 18、 34を遮光性膜 13のエッチングガスや、珪素含有膜 32のエッチングガスにより除去する例を示した力これに限らない。レジストパターンを形成した後、付着層 18、 34のみをアツシングなどにより除去した後、付着層及びレジスト膜力もなるパターンをマスクとして、遮光性膜 13や珪素含有膜 32をエッチングしてパターユングしても力、まわない。

[0035] 以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えること力 S可能であることは、当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載力明ら力、である。

図面の簡単な説明

[0036] [図 1]本発明の第 1の実施形態に係るマスクブランク 10の一例を示す図である。図 1( a)は、マスクブランク 10の構成の一例を示す。図 1 (b)は、露光'現像処理により化学増幅型レジスト膜 20がパターユングされた状態を示す。

[図 2]本発明の第 2の実施形態に係るマスクブランク 10—例を示す図である。図 2 (a) は、マスクブランク 10の構成の一例を示す。図 2 (b)は、電子線リソグラフィ一法により化学増幅型レジスト膜 20がパターユングされた状態を示す。

符号の説明

[0037] 10··マスクブランク、 12··透明基板、 13··遮光性膜、 14··遮光層、 16··反射防止層、 18··付着層、 20··化学増幅型レジスト膜、 22··窒化クロム膜、 24··炭化窒化クロム膜、 32· ·珪素含有膜、 34· ·付着層

Claims

請求の範囲

[I] 基板上に成膜されたマスクパターンを形成するための薄膜と、この薄膜の上方に成膜されたレジスト膜を備えるマスクブランクであって、

[2] 前記付着層は、現像の際に使用する現像液に対して耐性を有する樹脂膜であることを特徴とする請求項 1記載のマスクブランク。

[3] 前記レジスト膜を形成する側の前記付着層表面が清浄化処理されてレ、ることを特徴とする請求項 1又は 2記載のマスクブランク。

[4] 前記付着層は、前記薄膜のパターユング処理により除去されるように構成したことを特徴とする請求項 1乃至 3の何れか一に記載のマスクブランク。

[5] 前記薄膜は金属膜であることを特徴とする請求項 1乃至 4の何れか一に記載のマスクプ'ランク。

[6] 前記薄膜は珪素を含む珪素含有膜であることを特徴とする請求項 1乃至 5の何れか一に記載のマスクブランク。

[7] 請求項 1乃至 6の何れか一に記載のマスクブランクにおける前記薄膜をパターニングし、前記基板上に転写パターンを形成することを特徴とする転写マスクの製造方法

[8] 薄膜が形成された基板上にレジスト膜を有するマスクブランクであって、

前記レジスト膜から形成されるレジストパターンの倒壊を防止するための中間層が、前記薄膜と前記レジスト膜との間に介在していることを特徴とするマスクブランク。

[9] 前記レジスト膜に形成されるレジストパターンには、 lOOnm未満の線幅のパターンが含まれることを特徴とする請求項 8に記載のマスクブランク。

[10] 前記レジスト膜に形成されるレジストパターンには、アスペクト比が 3以上のパターンが含まれることを特徴とする請求項 8又は請求項 9に記載のマスクブランク

[I I] 請求項 8乃至請求項 10の何れ力、 1項に記載のマスクブランクであって、

前記中間層は、前記レジスト膜にレジストパターンを形成するための現像液に不溶性であることを特徴とするマスクブランク。

[12] 請求項 8乃至請求項 11の何れか 1項に記載のマスクブランクであって、

前記レジストパターンをマスクとして前記薄膜をパターユング処理する際に、前記中間層がパターユングされるよう構成したことを特徴とするマスクブランク。

[13] 請求項 8乃至請求項 12の何れか 1項に記載のマスクブランクであって、

前記基板上からレジストパターンを剥離処理する際に、前記中間層が剥離されるよう構成したことを特徴とするマスクブランク。

[14] 請求項 8乃至請求項 13の何れ力、 1項に記載のマスクブランクであって、

前記薄膜は、クロムを含有する膜又は珪素を含有する膜であることを特微とするマ

[15] マスクパターンを形成するための薄膜と、この薄膜の少なくともマスクパターンが形成される領域を被覆する中間層と、この中間層の上に形成されたレジストパターンを有するマスクブランクを準備し、

[16] 請求項 15に記載の転写マスクの製造方法であって、