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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fotomaske, die bei der Herstellung
einer integrierten Halbleiter-Schaltung verwendet wird, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
oder dergleichen, einen Fotomasken-Rohling, der eine Original- bzw.
Ursprungsplatte der Fotomaske ist, und ein Bild-Übertragungsverfahren unter
Verwendung der Fotomaske.
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Technischer
Hintergrund
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Bei
der Herstellung einer integrierten Halbleiter-Schaltung, einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
oder dergleichen, wird ein fotolitographisches Verfahren unter Verwendung
einer Fotomaske in einem Mikroherstellungsverfahren eingesetzt.
Als diese Fotomaske hat man ein Licht abschirmendes Film-Bild bzw.
Muster auf einem transluzenten Substrat, die eine generelle Konstruktion
einer Fotomaske bildet, die eine binäre Maske genannt wird. Weiterhin gibt
es in den letzten Jahren, um eine sehr genaue Bildbelichtung zu
erzielen, eine Fotomaske, die als eine Phasenverschiebungsmaske
bezeichnet wird. Als diese Phasenverschiebungsmaske ist eine derzeit
praktisch verwendete Phasenverschiebungsmaske vom Raster-Typ bekannt,
die ein teil-lichtdurchlässiges
Phasenverschiebungs-Filmmuster auf einem lichtdurchlässigen Substrat
aufweist und einen Licht abschirmenden Film aufweist, der auf dem teil-lichtdurchlässigen Phasenverschiebungsfilm
angeordnet ist, in einem Teil, welcher einen Phasenverschiebungseffekt
eines Nicht-Übertragungsbereichs eines äußeren peripheren
Abschnitts eines Übertragungsbereichs
nicht beeinflusst, der ein Übertragungsmuster
aufweist, oder in einigen Fällen
den Übertragungsbereich.
Daneben hat sich eine praktische Anwendung verbreitet in Bezug auf
eine Phasenverschiebungsmaske vom so genannten Levenson-Typ, die
einen gewünschten
Phasenverschiebungseffekt erzielt, indem ein gewünschter Teil auf einem lichtdurchlässigen Substrat
eingeritzt wird, das ein darauf angeordnetes Licht abschirmendes
Filmmuster aufweist.
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Im
Falle der Verwendung dieser Fotomasken in einer Belichtungsvorrichtung
so wie einem Stepper, wenn ein Reflexionsfaktor der Fotomaske hoch ist,
wird eine Lichtreflexion zwischen einer Projektionssystem-Linse
des Steppers oder eines Übertragungszielkörpers und
der Fotomaske erzeugt, eine Übertragungsgenauigkeit
wird aufgrund eines Einflusses von mehrfacher Reflexion folglich
verringert, und daher ist ein niedriger vorderer Oberflächen-Reflexionsfaktor
(und in einigen Fällen
ein niedrigerer hinterer Oberflächen-Reflexionsfaktor)
der Fotomaske bevorzugt. Daher wird in der Fotomaske ein dünner Film
mit einem niedrigen Reflexionsfaktor verlangt, so wie ein Licht
abschirmender Film, der auf einem lichtdurchlässigen Substrat gebildet ist,
und ein dünner
Film mit einem hohen Reflexionsfaktor muss einen Antireflexions-Film
einschließen.
Zum Beispiel ist es in einem Licht abschirmenden Film bestehend aus
einem auf Chrom basierenden Material, der eine derzeitige Hauptrichtung
(main stream) bildet, allgemein so, dass ein Antireflexions-Film
vorgesehen wird, bestehend aus Chromoxid auf Licht abschirmendem
Chrom (siehe z.B. „Photomask
gijutsu no hanashi (Story about Photomask Technology)", verfasst von Isao
Tanabe, Youichi Takehana und Morisika Hougen, Kogyo Chosakai Publishing
Inc., August 20, 1996, Seiten 80-81).
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Jedoch
ist es bei einer höheren
Integration oder dergleichen einer integrierten Halbleiterschaltung
in der letzten Jahren die Ansicht, dass eine Verringerung in der
Genauigkeit einer Musterübertragung
aufgrund eines Einflusses von Mehrfachreflexionen zwischen einer
Fotomaskenoberfläche
und einem Übertragungszielsubstrats
noch ernster wird, und daher ein Oberflächenreflexionsfaktor der Fotomaske
weiter verringert werden muss. Wie gut bekannt ist, verwendet ein
Antireflexions-Film ein Abschwächungsverhalten
von reflektiertem Licht auf vorderen und hinteren Oberflächen des
Antireflexions-Films durch eine Interferenzwirkung, um einen Reflexionsfaktor
zu verringern, aber in einem herkömmlichen Antireflexions-Film
bestehend aus Chromoxid wird eine Lichtabsorption bei einer Belichtungswellenlänge erzeugt,
das reflektierte Licht auf der hinteren Oberfläche des Antireflexions-Films
daher verringert, und daher kann ein Antireflexions-Effekt nicht
zufriedenstellend erhalten werden.
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Um
weiterhin mit einer Anforderung an Miniaturisierung und einer Verbesserung
in der Bemessungsgenauigkeit eines Musters einer Fotomaske, die
einer höheren
Integration oder dergleichen bei einer integrierten Halbleiterschaltung
geschuldet ist, ist die Verkürzung
der Wellenlänge
von Licht von einer Belichtungslichtquelle von einem derzeitigen
KrF Excimer-Laser
(Wellenlänge:
248 nm) zu einem ArF Excimer-Laser (Wellenlänge 193 nm) und einem F2 Excimer-Laser
(Wellenlänge
157 nm) verlagert worden, aber es gibt ein entscheidendes Problem
damit, dass der vorstehend beschriebene Antireflexionseffekt nicht
in zufriedenstellender Weise erreicht werden kann, wenn eine Belichtungswellenlänge kürzer wird, da
Lichtabsorption in dem Antireflexions-Film bestehend aus Chromoxid
auftritt, wenn die Wellenlänge kürzer wird.
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Ferner,
obwohl eine Verringerung bei einem Reflexionsfaktor verlangt wird,
in Bezug auf Wellenlängen
von Licht, welches z.B. in einer Prüfvorrichtung für einen
Defekt oder einen Fremdkörper
in einer Fotomaske oder einem Fotomasken-Rohling (blank) oder einer
Laser-Litographievorrichtung
verwendet wird, wenn eine Fotomaske hergestellt wird, gibt es in
einigen Fällen,
da diese Wellenlängen ebenfalls
dazu tendieren, verkürzt
zu werden, ein Problem damit, dass ein Erhalten einer gewünschten niedrigen
Reflexionsfaktoreigenschaft schwierig wird.
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Offenbarung
der Erfindung
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Um
die vorstehend beschriebenen Probleme zu beseitigen, ist es eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fotomaske bereitzustellen,
die einen niedrigen Oberflächenreflexionsfaktor
in Bezug auf eine Belichtungswellenlänge erreichen kann, die einer
in den letzten Jahren verkürzten
Belichtungswellenlänge
eines ArF Excimer-Lasers entspricht (Wellenlänge 193 nm), eines F2 Excimer-Lasers
(157) nm oder dergleichen, insbesondere einen Fotomasken-Rohling,
der eine Originalplatte der Fotomaske ist, und ein Musterübertragungsverfahren,
bei dem die Fotomaske verwendet wird.
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(Anordnung
1) Ein Fotomasken-Rohling mit einem einlagigen oder mehrlagigen
Licht abschirmenden Film, der im Wesentlichen bzw. hauptsächlich ein
Metall enthält,
auf einem lichtdurchlässigen Substrat,
wobei der Fotomasken-Rohling einen Antireflexions-Film auf dem Licht
abschirmenden Film aufweist, der wenigstens Silizium und Sauerstoff und/oder
Stickstoff enthält.
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(Anordnung
2) Fotomasken-Rohling gemäß Anordnung
1 oder 2, wobei ein Oberflächen-Reflexionsfaktor
des Fotomasken-Rohlings nicht größer ist als
10% bei einer gewünschten
Wellenlänge,
ausgewählt
aus Wellenlängen
kürzer
als eine Wellenlänge von
200 nm.
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(Anordnung
3) Fotomasken-Rohling gemäß Anordnung
1 oder 2, wobei ein den Reflexionsfaktor verringernder Film zwischen
dem Licht abschirmenden Film und dem Antireflexions-Film vorgesehen
ist, wobei der den Reflexionsfaktor verringernde Film aus einem
Metall mit einem Brechungsfaktor größer als ein Brechungsfaktor
eines Materials besteht, das den Licht abschirmenden Film bildet,
und kleiner als ein Brechungsfaktor eines Materials, das den Antireflexions-Film
bildet.
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(Anordnung
4) Fotomasken-Rohling gemäß einer
der Anordnungen 1 bis 3, wobei das Metall ausgewählt ist aus Chrom, Tantal,
Wolfram, einer Legierung, welche aus diesen drei Metallen und irgendeinem
anderen Metall erhalten wird, und einem Material, enthaltend eines
oder mehrere aus Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff, Bor und Wasserstoff
in den Metallen oder der Legierung.
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(Anordnung
5) Fotomasken-Rohling gemäß einer
der Anordnungen 1 bis 4, wobei eine Phasenverschiebungsschicht zwischen
dem lichtdurchlässigen
Substrat und dem Licht abschirmenden Film vorgesehen ist.
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(Anordnung
6) Fotomasken-Rohling gemäß einer
der Anordnungen 1 bis 5, wobei ein Oberflächenreflexionsfaktor nicht
größer ist
als 15% in einem Wellenlängenband
von 150 nm bis 300 nm.
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(Anordnung
7) Fotomasken-Rohling gemäß einer
der Anordnungen 1 bis 5, wobei ein Oberflächenreflexionsfaktor nicht
größer ist
als 10% in einem Wellenlängenband
von 150 nm bis 250 nm.
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(Anordnung
8) Fotomaske, hergestellt unter Verwendung des Fotomasken-Rohlings
gemäß einer der
Anordnungen 1 bis 7.
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(Anordnung
9) Muster-Übertragungsverfahren
zum Ausführen
einer Übertragung
eines Musters unter Verwendung der Fotomaske gemäß Anordnung 9.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Ansicht, die einen Fotomasken-Rohling zeigt, der gemäß einer
Ausführungsform hergestellt
ist;
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2 ist
eine Ansicht, die einen Fotomasken-Rohling zeigt, der gemäß der Ausführungsform hergestellt
ist;
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3 sind
Ansichten, die ein Herstellungsverfahren des Fotomasken-Rohlings
gemäß der Ausführungsform
zeigen;
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4 sind
Ansichten, die das Herstellungsverfahren des Fotomasken-Rohlings
gemäß der Ausführungsform
zeigen;
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5 ist
eine Ansicht, die Reflexionsfaktoreigenschaften von Fotomasken-Rohlingen
zeigen, die in Ausführungsform
1 gemäß der vorliegenden Erfindung
hergestellt sind und dem Vergleichsbeispiel 1;
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6 ist
eine Ansicht, die Eigenschaften von Reflexionsfaktoren von Fotomasken-Rohlingen
zeigt, die in Ausführungsform
2 und Ausführungsform
3 gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt sind; und
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7 ist
eine Ansicht, die Reflexionsfaktoreigenschaften eines Fotomasken-Rohlings
zeigt, der gemäß Ausführungsform
4 hergestellt ist.
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Beste Ausführungsform
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen Fotomasken-Rohling bereit, mit
einem einlagigen oder mehrlagigen Licht abschirmenden Film, angeordnet auf
einem lichtdurchlässigen
Substrat, und hauptsächlich
ein Metall enthaltend, wobei der Fotomasken-Rohling dadurch gekennzeichnet
ist, dass der einen Antireflexions-Film aufweist, der mindestens
Silizium und Sauerstoff und/oder Stickstoff enthält, auf dem Licht abschirmenden
Film.
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Als
Antireflexions-Film des Fotomasken-Rohlings gemäß der vorliegenden Erfindung
mit dem einlagigen oder mehrlagigen Licht abschirmenden Film und
der hauptsächlich
ein Metall aufweist, wird ein Material, welches wenigstens Silizium
und Sauerstoff und/oder Stickstoff aufweist, d.h. ein Material mit
hoher Lichtdurchlässigkeit
in Bezug auf herkömmliche
Chromoxide bei üblicherweise
verwendeten Belichtungswellenlängen,
verschiedene Arten von Prüfwellenlängen der
Fotomaske oder des Fotomasken-Rohlings (z.B. Wellenlängen von
257 nm, 266 nm, 365 nm 488 nm, 678 nm und anderen), oder ein Wellenlängenband
von 150 bis 700 nm, enthaltend eine Litographie-Wellenlänge der
Fotomaske, verwendet, und daher ermöglicht ein Einstellen einer optischen
Filmdicke eine Interferenzwirkung reflektierten Lichts auf vorderer
und hinterer Oberfläche des
Antireflexions-Films, um das Licht deutlich abzuschwächen, wodurch
der Fotomasken-Rohling mit einem niedrigen Reflexionsfaktor erhalten
wird (z.B. einem Reflexionsfaktor von 10% oder darunter, oder bevorzugt
5% oder darunter). Im Übrigen
ist es bevorzugt, dass der Antireflexions-Film einen Transmissionsfaktor
von 70% oder darüber
bei einer gewünschten
Wellenlänge
aufweist, und ein Transmissionsfaktor von 80% oder darüber ist
noch mehr bevorzugt.
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Die
vorliegende Erfindung ist insbesondere nützlich, um einen Antireflexions-Effekt
in Bezug auf Licht von 150 bis 200 nm zu erhalten, einschließlich Belichtungswellenlängen so
wie einer ArF Excimer-Laser-Wellenlänge 193 nm oder einer F2 Excimer-Laser-Wellenlänge 157
nm. Dies liegt daran, dass ein derzeitiger Antireflexions-Film bestehend aus
einer Chromverbindung keinen zufriedenstellenden Antireflexionseffekt
in Bezug auf Belichtungswellenlängen
von z.B. dem ArF Excimer-Laser oder dem F2 Excimer-Laser erreichen
kann, deren Wellenlängen
nicht größer als
200 nm sind.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann das Material des Antireflexions-Films,
der wenigstens Silizium und Sauerstoff und/oder Stickstoff enthält, weiterhin
wenigstens ein oder mehrere Metallelemente enthalten. In diesem
Fall, da ein Transmissionsfaktor verringert wird, wenn eine große Menge
an Metallen enthalten ist, wird die Verwendung von 20 at% oder niedriger
von Metallen bevorzugt, und die Verwendung von 15 at% wird noch
mehr bevorzugt.
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Da
der Licht abschirmende Film hauptsächlich ein Metall enthält, ist
es bei der vorliegenden Erfindung möglich, den Licht abschirmenden
Film bereitzustellen, der exzellente Licht abschirmende Eigenschaften
und Musterverarbeitungsleistungen aufweist. Als ein Material eines
solchen Licht abschirmenden Films gibt es Chrom, Tantal, Wolfram
oder eine Legierung, die aus solchen Metallen und jeglichen anderen
Metallen gebildet ist, und ein Material, enthaltend eines oder mehrere
aus Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff, Bor und Wasserstoff in
den Metallen oder der Legierung. Es soll angemerkt werden, dass
die Verwendung von Chrom alleine, das bei einer herkömmlichen
binären
Maske verwendet wird, oder eines Materials, enthaltend eines oder
mehrere aus Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff, Bor und Wasserstoff
in Chrom einen Vorteil der Verwendung eines Musterbildungsverfahrens
bei der Herstellung einer vorhandenen Fotomasken-Rohlingen oder
der Herstellung einer Fotomaske bereitstellen kann, was bevorzugt
ist.
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In
diesem Fall, wenn ein Material des Antireflexions-Films ein Licht
abschirmendes Filmmaterial ist, mit Widerstandseigenschaften in
Bezug auf das Ätzen
eines Materials des Licht abschirmenden Films zum Zeitpunkt der
Bildung eines Musters bei der Herstellung der Fotomaske, kann der
Antireflexions-Film als eine Ätzmaske
für den
Licht abschirmenden Film verwendet werden, wodurch die Ätzverarbeitungseigenschaften
des Licht abschirmenden Films verbessert werden. Genauer, ein Material
enthaltend Silizium und Sauerstoff und/oder Stickstoff, welches
ein Material des Licht abschirmenden Films bei der vorliegenden
Erfindung ist, wird einem Trockenätzen unter Verwendung von Fluor-Gas
unterworfen. Andererseits kann ein auf Chrom basierendes Material, welches
ein Material des Licht abschirmenden Films ist, allgemein einem
Trockenätzen
unter Verwendung eines auf Chlor basierenden Ätzmittels unterworfen werden
(Cer-Ammoniumnitrat + Perchlorsäure),
und ein auf Tantal basierendes Material kann ebenfalls einem Trockenätzen unter
Verwendung von auf Chlor basierendem Gas unterworfen werden. Hier
gibt es für
das auf Chlor basierende Gas Cl2, BCL3, HCL, ein Gasgemisch aus diesen Materialien,
ein Gas, enthaltend O2 oder ein Edelgas
(He, Ar, Xe) als ein zugefügtes
Gas zusätzlich
zu diesen Materialien, und andere. Weiter gibt es für das auf
Fluor basierende Gas CxFy (z.B.
CF4, C2F6), CHF3, ein Gasgemisch
aus diesen Materialien, ein Gas enthaltend O2 oder ein
Edelgas (He, Zr, Xe) als ein zugefügtes Gas zusätzlich zu diesen
Materialien, und andere. Weiterhin ist es bekannt, dass ein System
aus diesen Materialien eine hohe Ätzselektivität in Bezug
auf das Ätzen
dieser Materialien aufweist. Daher können Bild- bzw. Musterverarbeitungseigenschaften
verbessert werden, indem der Antireflexions-Film geätzt wird,
und dann Ätzen
des Licht abschirmenden Films mit einem Antireflexions-Filmmuster,
das als eine Maske verwendet wird, verglichen mit einem Fall herkömmlichen Ätzens, bei
dem ein Abdeckungsbild als eine Maske verwendet wird.
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Weiterhin
ist es in einem Vorgang der Herstellung einer Fotomaske oder dergleichen
bevorzugt, dass Reflexionsfaktoreigenschaften der Fotomaske vollständig verringert
werden in der Nähe
von zumindest eine spezifischen Wellenlänge, anstatt wie in einigen
Fällen
nur bei einer spezifischen Wellenlänge. Dies liegt daran, dass,
auch wenn ein vorbestimmter Verringerungseffekt des Reflexionsfaktors bei
einer gewünschten
Belichtungswellenlänge
erhalten wird, wenn ein Reflexionsfaktor steil ansteigt in der Nähe dieser
Wellenlänge
und einen vorbestimmten Reflexionsfaktor überschreitet, die Möglichkeit des
Auftretens eines Problems besteht, dass eine große Abweichung von einem Ausgestaltungsreflexionsfaktor
erzeugt wird (ein steiler Anstieg in einem Reflexionsfaktor), aufgrund
einer Schwankung in einer Filmzusammensetzung oder einer Filmverringerung,
die erzeugt wird, wenn eine Verarbeitung in Bezug auf eine Maske
ausgeführt
wird, und ein Produkt mit einer Abweichung von dem Ausgestaltungsreflexionsfaktor,
der unterhalb der Standards liegt, als ein fehlerhaftes Produkt
bestimmt wird, wodurch die Produktivität vermindert wird. Zusätzlich,
in dem Vorgang der Herstellung der Fotomaske oder dergleichen, einem
Fall, in dem Reflexionsfaktoreigenschaften der Fotomaske verbreitert
werden und verringert in einem breiten Wellenlängenband können bevorzugt sein im Vergleich
zu einem Fall, wo die Reflexionsfaktoreigenschaften nur in der Nähe einer
spezifischen Wellenlänge
verringert sind. Dies liegt daran, dass eine Belichtungswellenlänge, eine
Prüfwellenlänge einer
Prüfvorrichtung,
die für
eine Prüfung
einer Fotomaske verwendet wird, und eine Laserwellenlänge einer
Laser-Litographievorrichtung, die für die Herstellung einer Fotomaske
verwendet werden, voneinander verschieden sind, und ein hoher Reflexionsfaktor
kann selbst bei der Prüfwellenlänge oder der
Laserwellenlänge
der Laser-Laser-Litographievorrichtung
ein Problem sein. Daher ist es in der vorliegenden Erfindung bevorzugt,
dass ein den Reflexionsfaktor verringernder Film zwischen dem Licht
abschirmenden Film und dem Antireflexions-Film bereitgestellt wird,
wobei der den Reflexionsfaktor verringernde Film aus einem Material
mit einem Brechungsfaktor größer als
ein Brechungsfaktor eines Materials besteht, welches den Licht abschirmenden Film
bildet, und kleiner als ein Brechungsfaktor eines Materials, welches
den Antireflexions-Film bildet. Mit einer solchen Auslegung bzw.
Konfiguration ist es möglich,
einen Fotomasken-Rohling bereitzustellen, dessen Oberflächenreflexionsfaktor
verbreitert und verringert (vollständig verringert) in einem breiten Wellenlängeband
ist.
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Ferner,
auch wenn der Antireflexions-Film ein Film ist, dessen Reflexionsfaktor
steil ansteigt, in der Nähe
einer gewünschten
Belichtungswellenlänge (z.B.
einem Wellenlängenbereich
von ±50
nm um eine gewünschte
Belichtungswellenlänge
(bevorzugt ein Wellenlängenbereich
von 36 nm), und einen vorbestimmten Reflexionsfaktor überschreitet
(z.B. 15%), kann ein Bereitstellen des den Reflexionsfaktor verringernden
Films unter dem Antireflexions-Film einen Effekt erreichen, den
Reflexionsfaktor ergänzend
zu verringern, der in der Nähe
der gewünschten Belichtungswellenlänge steil
ansteigt (was insbesondere ein Effekt des Verringerns des Reflexionsfaktors ist,
um einen vorbestimmten Reflexionsfaktor oder einen kleineren Faktor,
z.B. dem Reflexionsfaktor von 15% oder darunter, in der Nähe der gewünschten Wellenlänge). Das
heißt,
dieser den Reflexionsfaktor verringernde Film hat auch einen Effekt,
den Reflexionsfaktor weiter zu verringern, der grundlegend in der
Nähe einer
gewünschten
Belichtungswellenlänge durch
den Antireflexions-Film verringert worden ist. Es soll angemerkt
werden, dass dieser den Reflexionsfaktor verringernde Film eingestellt
ist, eine optische Filmdicke aufzuweisen, durch welche der Reflexionsfaktor
in einem gewissen Ausmaß verringert wird,
und dass der Antireflexions-Film einen höheren Transmissionsfaktor aufweist
als der dieses den Reflexionsfaktor verringernden Films, bei einer
gewünschten
Wellenlänge,
bei welcher ein niedriger Reflexionsfaktor verlangt wird.
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Als
Fotomasken-Rohling, dessen Oberflächenreflexionsfaktor verbreitert
und verringert ist (vollständig
verringert) in einem breiten Wellenlängenband, genauer, kann ein
Einstellen des Oberflächenreflexionsfaktors
auf 15% oder darunter in einem Wellenlängenband von 150 nm bis 300
nm nicht nur mit Belichtungslicht umgehen, welches z.B. von einem
KrF Excimer-Laser, einem ArF-Excimer Laser oder einem F2 Excimer-Laser
erhalten wird, sondern auch mit Prüflicht bei einem Herstellungsvorgang oder
dergleichen, und die Produktivität
der Maske kann verbessert werden, was bevorzugt ist. Weiter, wenn
der Oberflächenreflexionsfaktor
auf 10% oder darunter eingestellt ist, in einem Wellenlängenband von
150 nm bis 250 nm, kann eine Filmauslegung oder jede ähnliche
Filmauslegung mit jedem Belichtungslicht umgehen, das von dem KrF
Excimer-Laser, dem ArF Excimer-Laser oder dem F2 Excimer-Laser erhalten
wird, wodurch Kosten stark verringert werden.
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Hier
ist als Material des den Reflexionsfaktor verringernden Films ein
Metall vorhanden, enthaltend Sauerstoff und zum Beispiel gibt es
ein Sauerstoff enthaltendes Chrom (chrome containing oxygen), das
für einen
Antireflexions-Film in einer herkömmlichen Fotomaske verwendet
wird.
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Bei
der vorliegenden Erfindung können
sowohl der Licht abschirmende Film, der den Reflexionsfaktor verringernde
Film als auch der Antireflexions-Film ein einlagiger oder mehrlagiger
Film sein, und können
ein Film mit einer gleichmäßigen Zusammensetzung
sein oder ein Film mit Zusammensetzungsgradienten, in dem eine Zusammensetzung
in einer Richtung der Filmdicke sequenziell moduliert ist.
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Bei
der vorliegenden Erfindung kann ein Antireflexions-Film weiterhin
zwischen dem lichtdurchlässigen
Substrat und dem Licht abschirmenden Film vorgesehen werden. Mit
einer solchen Auslegung kann ein Einfluss von Mehrfachreflexionen
auf einer hinteren Maskenoberflächenseite
(eine lichtdurchlässigen
Substratseite), die bei einer Belichtung erzeugt werden, weiter
wirksam unterdrückt
werden.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist ein Herstellungsverfahren des Fotomasken-Rohlings
nicht eingeschränkt.
Eine Herstellung ist möglich
unter Verwendung einer Sputter-Vorrichtung, die von einem Inline-Typ,
einem Sheet-Typ, einem Batch-Typ oder dergleichen ist, und alle
Filme auf dem lichtdurchlässigen
Substrat können
natürlich
von der gleichen Vorrichtung oder einer Kombination einer Vielzahl
von Vorrichtungen gebildet werden.
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Weiterhin
kann der Licht abschirmende Film in der vorliegenden Erfindung ein
Licht abschirmender Film sein, der in einer Phasenverschiebungsmaske
verwendet wird. Das heißt,
die vorliegende Erfindung kann eine Phasenverschiebungsschicht zwischen
dem lichtdurchlässigen
Substrat und dem Licht abschirmenden Film aufweisen. Die Phasenverschiebungsschicht
kann aus einem Material bestehen, das transparent ist, oder einem
Material, das in Bezug auf das Belichtungslicht halbtransparent
ist.
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Es
soll angemerkt werden, dass der Licht abschirmende Film in einem
Phasenverschiebungsmasken-Rohling vom Halbton-Typ, in welcher die Phasenverschiebungsschicht
aus einem halbtransparenten Material gebildet ist, eine Filmzusammensetzung
und eine Filmdicke in einer solchen Weise aufweisen kann, dass ein
erwünschter
Licht-Abschirmeffekt in Verbindung mit der halbtransparenten Phasenverschiebungsschicht
demonstriert werden kann.
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Ein
Herstellungsverfahren der Fotomaske, die unter Verwendung des Fotomasken-Rohlings hergestellt
wird, gemäß der vorliegenden
Erfindung, ist nicht auf ein bestimmtes Verfahren beschränkt, so wie
ein Trockenätzverfahren
oder ein Naßätzverfahren.
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Durch
Ausführen
der Musterübertragung
unter Verwendung der Fotomaske kann ein Einfluss von Mehrfachreflexion
zwischen einer Projektionssystemlinse eines Steppers oder eines
Zielübertragungskörpers und
der Fotomaske stark unterdrückt werden,
auch im Falle, das eine Belichtung unter Verwendung von kurzwelligem
Licht ausgeführt
wird, wodurch die Übertragung
eines Musters mit einer hohen Genauigkeit ermöglicht wird (Ermöglichen
einer Verringerung bei den Übertragungsdefekten
eines Musters).
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Ausführungsformen
gemäß der vorliegenden Erfindung
werden nun hiernach beschrieben werden, unter Bezug auf die begleitende
Zeichnung.
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1 ist
eine Querschnittsansicht, die einen Fotomasken-Rohling zeigt;
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2 ist
eine Querschnittsansicht, die eine Fotomaske zeigt;
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3 sind
Ansichten, die ein Herstellungsverfahren des Fotomasken-Rohlings
zeigen; und
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4 sind
Ansichten, die ein Herstellungsverfahren der Fotomaske zeigen.
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Weiter
sind 5 bis 7 Ansichten, die Reflexionsfaktoreigenschaften
von Fotomasken- Rohlingen
zeigen, die in Ausführungsformen
und Vergleichsbeispielen erhalten werden.
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(Ausführungsform 1)
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Wie
in 1 gezeigt, wird in einem Fotomasken-Rohling 1 gemäß der Ausführungsform
1 ein Quarzglassubstrat, dessen beide Hauptoberflächen und
Endoberflächen
einem Präzisionspolieren
unterworfen worden sind, und mit einer Größe von 6 Zoll (inch) × 6 Zoll
(inch) × 0,25
Zoll (inch), als ein lichtdurchlässiges
Substrat 2 verwendet.
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Auf
dem lichtdurchlässigen
Substrat 2 ist ein Cr-Film mit 500 Angström als ein
Licht abschirmender Film 3 gebildet, ein CrO Film mit 180
Angström (was
bedeutet, dass Chrom und Sauerstoff enthalten sind, aber es gibt
keine spezifischen Gehaltsangaben dieser Materialien, und dies bezieht
sich auch auf das Folgende) ist als ein den Reflexionsfaktor verringernder
Film 4 gebildet und ein MoSiON Film mit 100 Angström ist als
ein Antireflexions-Film 6 gebildet.
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2 ist
eine Querschnittsansicht, die eine Fotomaske gemäß Ausführungsform 1 zeigt. Diese Fotomaske 11 wird
gebildet durch sequenzielles Mustern des Antireflexions-Films 6,
des den Reflexionsfaktor verringernden Films 4 und des
Licht abschirmenden Films 3 von einem oberen Schichtabschnitt
des Fotomasken-Rohlings 1.
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Ein
Herstellungsverfahren des Fotomasken-Rohlings 1 wird nun
unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
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Zuerst
wurde ein Quarzglassubstrat, dessen beide Hauptoberflächen und
Endoberflächen
einem Präzisionspolieren
unterworfen worden sind, und mit einer Größe von 6 Zoll (inch) × 6 Zoll
(inch) × 0,25
Zoll (inch) als das lichtdurchlässige
Substrat 2 verwendet, und ein Cr-Film mit einer Filmdicke
von 500 Angström
wurde als der Licht abschirmende Film 3 gebildet, wie in 3(a) gezeigt, durch eine Sheet-Sputter-Vorrichtung
unter Verwendung eines Cr-Targets in einer Ar-Gasatmosphäre (Druck:
0,09 [Pa]).
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Dann
wurde ein CrO-Film (Cr entspricht 40 Atom%, und O entspricht 60
Atom%) mit einer Filmdicke mit 180 Angström als der den Reflexionsfaktor verringernde
Film 4 gebildet, wie in
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3(b) gezeigt, durch reaktives Sputtern unter
Verwendung eines Cr-Ziels in einer Mischgas-Atmosphäre (Ar: 70 Volumen%, O2: 30 Volumen%, und einem Druck: 0,14 [Pa])
von Ar und O2.
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Nachfolgend
wurde ein MoSiON-Film mit einer Filmdicke von 100 Angström als der
Antireflexions-Film 6 gebildet wie in 3(c) gezeigt,
durch reaktives Sputtern unter Verwendung eines MoSi (Mo:10 Atom%,
und Si: 90Atom%) Ziels in einer Mischgas-Atmosphäre (Ar: 25 Volumen%, N2: 65 Volumen%, O2:
10 Volumen%, und einem Druck: 0,14 [Pa]) von Ar, N2 und
O2. Dann wurde eine Schleif-(scrub)Reinigung
ausgeführt,
wodurch der Fotomasken-Rohling 1 erhalten wird.
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Hier
war ein Transmissionsfaktor des MoSiON-Films von 100 Angström, der als
der Antireflexions-Film verwendet wurde, 91,7 % bei 248 nm und 86,7%
bei 193 nm, und ein Transmissionsfaktor des CrO-Films von 180 Angström, der als
der den Reflexionsfaktor verringernde Film verwendet wurde, war 34,6
% bei 248 nm und 23,0 % bei 193 nm (jedoch ist ein Transmissionsfaktor
des Quarzsubstrats mit einer Dicke von 6,35 mm in diesem Beispiel
eingeschlossen). Das heißt,
der Antireflexions-Film weist eine Lichtdurchlässigkeit auf, die höher ist
als die des den Reflexionsfaktor verringernden Film bei allen Belichtungswellenlängen, die
von einem KrF Excimer-Laser und einem ArF Excimer-Laser erhalten
werden.
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Ein
Reflexionsfaktor des erhaltenen Fotomasken-Rohlings 1 war
geringer als 10% in einem breiten Wellenlängeband von 150 nm bis 300
nm, wie in 5 gezeigt.
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Ein
Vakuum-Ultraviolett-Spektroskop (VU 210), hergestellt von Bunko-Keiki
Co. Ltd. und ein n&k
Analysator 1280, hergestellt von n&k Inc. wurden für Messungen dieser Transmissionsfaktoren
und Reflexionsfaktoren verwendet.
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Ein
Herstellungsverfahren der Fotomaske 11 wird nun unter Bezugnahme
auf 4 beschrieben werden.
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Zuerst
wurde, wie in 4(a) gezeigt, ein Fotolack 7 auf
den Antireflexions-Film 6 aufgebracht. Dann wurde ein Fotolackmuster 7 durch
Musterbelichtung und Entwicklung gebildet, wie in 4(b) gezeigt.
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Nachfolgend
wurde belichtetes bzw. freigelegtes MoSiON als der Antireflexions-Film 6 durch Trockenätzen unter
Verwendung eines Mischgases von CF4 und O2 als
ein Ätzgas
entfernt, wobei das Fotolackmuster als eine Maske verwendet wird,
wie in 4(c) gezeigt, und dann wurden
der freigelegte CrO-Film als der den Reflexionsfaktor verringernde Film 4 und
der Cr-Film als
der Licht abschirmende Film 3 sequenziell durch Trockenätzen unter
Verwendung eines Mischgases von Cl2 und
O2 als ein Ätzgas entfernt.
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Danach
wurde der Fotolack 7 durch ein gewöhnliches Verfahren unter Verwendung
von Sauerstoff-Plasma oder Schwefelsäure abgetragen, wodurch die
Fotomaske 11 mit einem gewünschten Muster erhalten wird,
wie in 4(d) gezeigt. Eine Positionierungsgenauigkeit
des Maskenmusters bei der erhaltenen Fotomaske 11 wurde
gemessen, und ein Ergebnis war das gleiche wie ein gesetzter Wert und
sehr gut.
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Es
soll angemerkt werden, dass die Beschreibung als ein Beispiel einer
Filmbildung durch ein reaktives Sputterverfahren unter Verwendung
der Sheet-Sputter-Vorrichtung in Ausführungsform 1 gegeben wurde,
aber die Sputtervorrichtung nicht eingeschränkt ist. Zum Beispiel kann
die vorliegende Erfindung auf ein reaktives Sputtern unter Verwendung einer
Sputtervorrichtung vom Inline-Typ angewendet werden, ein Verfahren,
einen Film in einem Batch-Modus zu bilden, basierend auf dem reaktiven Sputterverfahren
mit einem Sputterziel, das in einer Vakuumkammer angeordnet ist.
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Ferner,
obwohl ein Trockenätzen
in Ausführungsform
1 unter Verwendung des Gasgemischs von CF4 und O2 und
dem Mischgas von Cl2 und O2 ausgeführt wurde,
können
Arten von zu verwendenden Gasen geeignet bestimmt werden. Zum Beispiel ist
es möglich,
ein Verfahren unter Verwendung eines auf Chlor basierenden Gases
oder eines Gases einzusetzen, das Chlor und Sauerstoff enthält, in Bezug auf
alle Filme, oder ein Trockenätzen
unter Verwendung eines auf Fluor basierenden Gases oder eines Gases
auszuführen,
das Fluor und Sauerstoff enthält,
in Bezug auf den Antireflexions-Film, und dann ein Ätzen auszuführen unter
Verwendung eines Gases, das Chlor enthält, oder ein Gas enthaltend
Chlor und Sauerstoff, in Bezug auf den den Reflexionsfaktor verringernden
Film und den Licht abschirmenden Film. Zusätzlich kann auch ein Naßätzverfahren
verwendet werden.
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(Ausführungsform 2)
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Zuerst
wurde ein lichtdurchlässiges
Substrat 2 mit einer Größe von 6
Zoll (inch) × 6
Zoll (inch) × 0,25
Zoll (inch) verwendet, das dadurch erhalten wurde, dass beide Hauptoberflächen und
Endoberflächen
(Seitenoberflächen)
eines Quarzglassubstrats einem Präzisionspolieren unterworfen
worden sind, und ein CrC-Film als ein Licht abschirmender Film (Schicht) 3 wurde
durch reaktives Sputtern einer Sputtervorrichtung vom Inline-Typ
unter Verwendung eines CR-Ziels
in einer Mischgas-Atmosphäre
von Ar und CH4 gebildet (Ar: 96,5 Volumen%,
CH4: 3,5 Volumen%, und einem Druck von:
0,3 [Pa]).
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Dann
wurde ein CrON-Film als ein den Reflexionsfaktor verringernder Film
(Schicht) 4 auf dem Licht abschirmenden Film (Schicht)
durch reaktives Sputtern der Vorrichtung des gleichen Inline-Typs
gebildet, unter Verwendung eines Cr-Ziels in einer Mischgasatmosphäre von Ar
und NO (AR: 87,5 Volumen%, NO: 12,5 Volumen%, ein Druck: 0,3 [Pa]). Hier
wurde die Bildung des CrON-Films kontinuierlich mit der Bildung
des CrC-Films ausgeführt,
und eine Gesamt-Filmdicke
des CrON-Films und des CrC-Films war 800 Angström. Dies entspricht einem Fall,
wo eine Grenze zwischen dem Licht abschirmenden Film und dem den
Reflexionsfaktor verringernden Film (Schicht) nicht klar ist, es
aber möglich ist,
im Wesentlichen eine laminierte Schicht des Licht abschirmenden
Films (Schicht) und des den Reflexionsfaktor verringernden Films
(Schicht) zu erkennen.
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Dann
wurde ein SiN-Film mit einer Filmdicke von 50 Angström als ein
Antireflexions-Film 6 durch reaktives Sputtern einer Sputtervorrichtung
vom Sheet-Typ gebildet, unter Verwendung eines Si-Ziels in einer
Mischgasatmosphäre
von Ar und N2 (Ar: 50 Volumen%, N2: 50 Volumen%, und einem Druck von: 0,14
[Pa]). Dann wurde eine Schleif-Reinigung ausgeführt, um einen Fotomasken-Rohling 1 zu
erhalten.
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Hier
war ein Transmissionsfaktor des 50-Angström SiN-Films, der als der Antireflexions-Film
verwendet wurde, 91,8% bei 248 nm und 84,8% bei 193 nm (jedoch ist
ein Transmissionsfaktor des Quarzsubstrats mit einer Filmdicke von
6,35 mm in diesem Beispiel eingeschlossen).
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Ein
Reflexionsfaktor des erhaltenen Fotomasken-Rohlings 1 wurde
gemessen, und ein Ergebnis war geringer als 10% in einem breiten
Wellenlängenband
von 150 nm bis 300 nm, wie in 6 gezeigt.
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(Ausführungsform 3)
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Zuerst
wurde ein Quarzglassubstrat, dessen beide Hauptoberflächen und
Endoberflächen
einem Präzisionspolieren
unterworfen worden sind, und mit einer Größe von 6 Zoll (inch) × 6 Zoll
(inch) × 0,25
Zoll (inch) als ein lichtdurchlässiges
Substrat 2 verwendet, und ein CrC-Film (Schicht) als ein
Licht abschirmender Film 3 und ein CrON-Film als ein den
Reflexionsfaktor verringernder Film (Schicht) 4 werden dann
kontinuierlich gebildet, und diese Schritte sind die gleichen wie
die in Ausführungsform
2.
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Nachfolgend
wurde ein MoSiON-Film mit einer Filmdicke von 100 Angström als ein
Antireflexions-Film 6 durch reaktives Sputtern einer Sputtervorrichtung
vom Sheet-Type gebildet, unter Verwendung eines MoSi (Mo: 10 Atom%,
und Si: 90 Atom%) Ziels in einer Mischgasatmosphäre von Ar, N2 und
O2 (Ar: 25 Volumen%, N2:
65 Volumen%, O2: 10 Volumen%, und einem
Druck von: 0,13 [Pa]). Danach wurde eine Schleif-Reinigung ausgeführt, um
einen Fotomasken-Rohling 1 zu erhalten.
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Hier
war ein Transmissionsfaktor des 100-Angström MoSiON-Films, der als der
Antireflexions-Film
verwendet wurde, 91,7% bei 248 nm und 86,7% bei 193 nm ähnlich Ausführungsform
1 (jedoch ist ein Transmissionsfaktor des Quarzsubstrats mit einer
Filmdicke von 6,35 mm in diesem Beispiel eingeschlossen).
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Ein
Reflexionsfaktor des erhaltenen Fotomasken-Rohlings 1 wurde
gemessen, und ein Ergebnis war geringer als 10% in einem breiten
Wellenlängenband
von 150 nm bis 300 nm, wie in 6 gezeigt.
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Vergleichsbeispiel
1, Vergleichsbeispiel 2 und Bezugsbeispiel 1 werden nun beschrieben
werden. Jedes der Vergleichsbeispiele 1 und 2 ist ein herkömmlich verwendete
Fotomasken- Rohling,
nämlich
eine Struktur, in welcher der „Antireflexions-Film" als eine wesentliche
Auslegung der vorliegenden Erfindung aus dem Fotomasken-Rohling
von jeder der Ausführungsformen
1 bis 3 entfernt ist.
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(Vergleichsbeispiel 1)
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Ein
Quarzglassubstrat, dessen beide Hauptoberflächen und Endoberflächen einem
Präzisionspolieren
unterworfen worden sind, und mit einer Größe von 6 Zoll (inch) × 6 Zoll
(inch) × 0,25
Zoll (inch), wurde als ein lichtdurchlässiges Substrat 2 verwendet,
ein Cr-Film mit einer Filmdicke von 500 Angström wurde als eine Licht abschirmende
Schicht 3 und ein CrO-Film
mit einer Filmdicke von 180 Angström als ein den Reflexionsfaktor
verringernder Film 4 wurden basierend auf dem gleichen
Vorgang gebildet wird dem von Ausführungsform 1, und dann wurde
Schleif-Reinigung ausgeführt,
wodurch ein Fotomasken-Rohling 1 erhalten wird. Das heißt, Vergleichsbeispiel
2 ist eine Struktur, in welcher der „Antireflexions-Film 6'' als eine wesentliche Auslegung der
vorliegenden Erfindung aus dem Fotomasken-Rohling gemäß Ausführungsform
1 entfernt ist.
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Ein
Reflexionsfaktor des erhaltenen Fotomasken-Rohlings 1 war
höher als
10% in einem Wellenlängenband
von 150 nm bis 300 nm, wie in 5 gezeigt.
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(Vergleichsbeispiel 2)
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Ein
Quarzglassubstrat, dessen beide Hauptoberflächen und Endoberflächen einem
Präzisionspolieren
unterworfen worden sind, und mit einer Größe von 6 Zoll (inch) × 6 Zoll
(inch) × 0,25
Zoll (inch), wurde als ein lichtdurchlässiges Substrat 2 verwendet,
ein CrC-Film als ein Licht abschirmender Film (Schicht) 3 und
ein CrON-Film als ein den Reflexionsfaktor verringernder Film (Schicht) 4 wurden kontinuierlich
basierend auf dem gleichen Vorgang wie dem von Ausführungsform
2 und Ausführungsform
3 gebildet, so dass eine Gesamtfilmdicke von 800 Angström erhalten
werden kann, und dann wurde Schleif-Reinigung ausgeführt, wodurch
ein Fotomasken-Rohling 1 erhalten wird. Das heißt, das
Vergleichsbeispiel 2 ist eine Struktur, in welcher der „Antireflexions-Film 6'' als eine wesentliche Auslegung der
vorliegenden Erfindung aus dem Fotomasken-Rohling gemäß Ausführungsform
2 und 3 entfernt ist.
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Ein
Reflexionsfaktor der erhaltenen Fotomaske 1 war höher als
10% in einem Wellenlängenband
von 150 nm bis 300 nm, wie in 6 gezeigt.
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(Ausführungsform 4)
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Ein
Quarzglassubstrat, dessen beide Hauptoberflächen und Endoberflächen einem
Präzisionspolieren
unterworfen worden sind, und mit einer Größe von 6 Zoll (inch) × 6 Zoll
(inch) × 0,25
Zoll (inch), wurde als ein lichtdurchlässiges Substrat 2 verwendet,
ein Cr-Film mit einer Filmdicke von 500 Angström wurde als ein Licht abschirmender
Film 3 gebildet, ein SiNx-Film mit einer Filmdicke von 60 Angström wurde
als ein Antireflexions-Film 6 direkt auf dem Cr-Film gebildet ähnlich wie
Ausführungsform
1, und dann wurde Schleif-Reinigung ausgeführt, wodurch ein Fotomasken-Rohling 1 erhalten wird.
Das heißt,
Ausführungsform
4 ist eine Struktur, in welcher der „den Reflexionsfaktor verringernde Film 4'' aus dem Fotomasken-Rohling gemäß Ausführungsform
1 entfernt ist.
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Im
Hinblick auf einen Reflexionsfaktor des erhaltenen Fotomasken-Rohlings 1,
wie in 7 gezeigt, kann ein vorbestimmter Reflexionsfaktor
(etwa 40% in diesem Beispiel) in Bezug auf eine gewünschte Belichtungswellenlänge erhalten
werden (eine Wellenlänge
eines F2 Excimer-Lasers
in diesem Fall: 157 nm). Jedoch kann verstanden werden, dass der Reflexionsfaktor
im Vergleich mit Ausführungsform
1 steil ansteigt.
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Es
soll angemerkt werden, dass 7 das Beispiel
zeigt, in dem der Reflexionsfaktor in Bezug auf die Wellenlänge des
F2 Excimer-Lasers verringert ist, es gibt hier die gleiche Tendenz
wie bei der von 7 in einem Fall, wo der Reflexionsfaktor
in Bezug auf eine Wellenlänge
eines ArF Excimer-Lasers: 193 nm verringert ist. Weiter, im Falle
eines Si-basierenden Antireflexions-Films/metallischen Licht abschirmenden
Films kann die gleiche Tendenz wie der von 7 demonstriert
werden, unabhängig von
den Materialien dieser Filme.
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Es
soll angemerkt werden, dass die Erfindung nicht auf die vorstehenden
Ausführungsformen beschränkt ist.
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Zum
Beispiel können
ein Fluor-dotiertes Quarzglassubstrat, ein Kalziumfluoridsubstrat
oder dergleichen anstelle des Quarzglassubstrats gemäß einer
Belichtungswellenlänge
verwendet werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung, mit der Auslegung, in welcher der Antireflexions-Film,
der mindestens Silizium und Sauerstoff und/oder Stickstoff enthält, auf
dem einlagigen oder mehrlagigen Licht abschirmenden Film, der hauptsächlich ein
Metall enthält,
kann eine Reflexion, die auf Oberflächen erzeugt wird, wirksam
unterdrückt
werden, wodurch die Bereitstellung des Fotomasken-Rohlings realisiert
wird, und der Fotomasken-Rohling mit dem Licht abschirmenden Film
mit dem Antireflexions-Film ausreichende Licht-Abschirm-Leistungen aufweist.
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Zusammenfassung
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Ein
niedrig reflektierender Fotomasken-Rohling für verkürzte Belichtungswellenlängen wird
offenbart. Ein Fotomasken-Rohling (1) mit einem einlagigen
oder mehrlagigen Film (3), der auf einem lichtdurchlässigen Substrat
(2) angeordnet ist, und hauptsächlich ein Metall enthaltend,
ist dadurch gekennzeichnet dass er einen Antireflexions-Films (6),
der mindestens Silizium und Sauerstoff und/oder Stickstoff enthält, auf
dem Licht abschirmenden Film (3) enthält.