JP2007271661A - Mask blank and halftone phase shift mask - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスクに関する。 The present invention relates to a mask blank and a halftone phase shift mask.
従来、ガラス基板を所定量掘り込んでハーフトーン型位相シフトマスクを形成する方法が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。特許文献1、2において、ハーフトーン膜の材料としては、ガラス基板とのエッチング選択比が確保しやすいクロム系の材料が用いられている。また、従来、MoSiON膜でハーフトーン膜を形成し、更にガラス基板を所定量掘り込んでハーフトーン型位相シフトマスクを形成する方法が知られている(例えば、特許文献3参照)。また、近年、更なる高解像性の要求から、ハーフトーン膜の透過率を例えば10%以上40%以下等に高めることが求められている。ハーフトーン膜の透過率を高めた構成は、例えば特許文献4に開示されている。
近年、LSIパターンの微細化に伴い、露光光源の波長(露光光波長)は、KrFエキシマレーザ(248nm)からArFエキシマレーザ(193nm)、F2エキシマレーザ(157nm)等へと短波長化が進んでいる。そのため、短波長化した露光光に対して所定の透過率及び位相シフト量を満足するようなハーフトーン膜材料の選択の幅が狭まってきている。特に、透過率を10%以上40%以下とする場合、ハーフトーン膜材料の選択が更に難しくなる。 In recent years, with the miniaturization of LSI patterns, the wavelength of exposure light source (exposure light wavelength) has been shortened from KrF excimer laser (248 nm) to ArF excimer laser (193 nm), F 2 excimer laser (157 nm), and the like. It is out. Therefore, the range of selection of the halftone film material that satisfies the predetermined transmittance and phase shift amount with respect to the exposure light having a shorter wavelength is narrowing. In particular, when the transmittance is 10% or more and 40% or less, selection of a halftone film material becomes more difficult.
そこで、本発明は、上記の課題を解決できる、マスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスクを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a mask blank and a halftone phase shift mask that can solve the above-described problems.
本願発明者は、波長200nm以下の露光光用のハーフトーン型位相シフトマスクを製造するためのマスクブランクのハーフトーン膜について、透過率を10%以上40%以下とするのに適した膜材料の鋭意研究を行った。本願発明者は、まず、例えば透過率6%程度の従来のハーフトーン膜と比べ、ハーフトーン膜の膜厚を薄くすることにより透過率を10%以上40%以下とすることを考えた。しかし、この場合、ハーフトーン膜のみでは、位相シフト量を略180°とすることは困難になる。そこで、ハーフトーン型位相シフトマスクの製造時に光透過部となる部分のガラス基板を所定量掘り込むことにより、全体での位相シフト量を略180°とすることを考えた。 The inventor of the present application uses a film material suitable for setting the transmittance to 10% or more and 40% or less of a mask blank halftone film for manufacturing a halftone phase shift mask for exposure light having a wavelength of 200 nm or less. We conducted intensive research. The inventor of the present application first considered that the transmittance should be 10% or more and 40% or less by reducing the film thickness of the halftone film as compared with a conventional halftone film having a transmittance of about 6%. However, in this case, it is difficult to set the phase shift amount to about 180 ° with only the halftone film. Therefore, it was considered that the entire phase shift amount is set to about 180 ° by digging a predetermined amount of the glass substrate that becomes a light transmitting portion when the halftone phase shift mask is manufactured.
しかし、例えば位相シフト量の調整程度にガラス基板を掘り込む場合と異なり、上記の場合には、ガラス基板を掘り込む量が大きくなる。そのため、エッチング量の増大に伴う新たな課題が生じ得る。例えば、トライトーンタイプのハーフトーン型位相シフトマスク用のマスクブランク等において、ハーフトーン膜上に遮光膜が形成されている場合、ガラス基板のエッチング時間の増大により、遮光膜の断面形状の劣化や、光学特性(反射率等)の変化が生じるおそれがある。特に、ハーフトーン膜とガラス基板を連続してエッチングする場合、ハーフトーン膜のエッチングに時間がかかると、遮光膜の断面形状が劣化や、光学特性(反射率等)の変化するおそれが増大するおそれがある。 However, unlike the case where the glass substrate is dug to the extent that the phase shift amount is adjusted, for example, in the above case, the amount of dug the glass substrate becomes large. Therefore, a new problem accompanying an increase in the etching amount may occur. For example, when a light shielding film is formed on a halftone film in a mask blank for a halftone phase shift mask of a tritone type, the cross-sectional shape of the light shielding film is deteriorated due to an increase in etching time of the glass substrate. There is a risk that changes in optical characteristics (reflectance, etc.) may occur. In particular, when the halftone film and the glass substrate are continuously etched, if it takes a long time to etch the halftone film, the cross-sectional shape of the light-shielding film is deteriorated, and the risk of changes in optical characteristics (reflectance, etc.) increases. There is a fear.
更には、ハーフトーン膜及びガラス基板のエッチングは、パターニングされた遮光膜をエッチングマスクにして行われる場合がある。この場合、ハーフトーン膜及びガラス基板のエッチング時に、ハーフトーン膜、ガラス基板のエッチャントにより遮光膜表面にダメージが発生し、光学特性(反射率等)が変化する。これにより、マスクパターンの検査や、パターン転写に影響を与え、パターン転写特性が悪化する場合がある。 Furthermore, the halftone film and the glass substrate may be etched using the patterned light-shielding film as an etching mask. In this case, when the halftone film and the glass substrate are etched, the surface of the light shielding film is damaged by the etchant of the halftone film and the glass substrate, and the optical characteristics (reflectance, etc.) change. This may affect mask pattern inspection and pattern transfer, and may deteriorate pattern transfer characteristics.
そこで、本願発明者は、更に鋭意研究を行い、上記のような遮光膜の断面形状の劣化や、遮光膜の光学特性の変動を抑え得る構成を見出した。本発明は、以下の構成を有する。 Therefore, the inventor of the present application has further studied earnestly and found a configuration that can suppress the deterioration of the cross-sectional shape of the light shielding film and the fluctuation of the optical characteristics of the light shielding film as described above. The present invention has the following configuration.
(構成1)露光光を透過させる光透過部と、露光光の一部を透過させると同時に透過光の位相を所定量シフトさせる半透光部と、遮光部とを備える、波長200nm以下の露光光用のハーフトーン型位相シフトマスクを製造するためのマスクブランクであって、透光性のガラス基板と、ガラス基板上に形成されたハーフトーン膜と、ハーフトーン膜上に形成された遮光膜とを備え、ハーフトーン膜は、露光波長における透過率が10%以上40%以下、かつ透過光の位相シフト量が140°以下となる膜厚の、金属と珪素(Si)と窒素(N)とを主たる構成要素とする膜であり、遮光膜は、窒素及びクロムを含む層を少なくとも有し、ハーフトーン型位相シフトマスクの製造工程において、遮光部は、遮光膜をパターニングすることにより形成され、半透光部は、ハーフトーン膜をパターニングすることにより形成され、光透過部は、ハーフトーン膜及び遮光膜を除去することにより形成され、光透過部の透過光と、半透光部の透過光との位相差が略180°となるように、ガラス基板において光透過部となる部分はエッチングされる。 (Configuration 1) An exposure with a wavelength of 200 nm or less, comprising a light transmission part that transmits exposure light, a semi-transmission part that transmits a part of the exposure light and simultaneously shifts the phase of the transmission light by a predetermined amount, and a light shielding part. A mask blank for manufacturing a halftone phase shift mask for light, which is a translucent glass substrate, a halftone film formed on the glass substrate, and a light shielding film formed on the halftone film The halftone film has a film thickness such that the transmittance at the exposure wavelength is 10% or more and 40% or less, and the phase shift amount of transmitted light is 140 ° or less. Metal, silicon (Si), and nitrogen (N) The light shielding film has at least a layer containing nitrogen and chromium, and in the halftone phase shift mask manufacturing process, the light shielding portion is formed by patterning the light shielding film. The semi-transmission part is formed by patterning the halftone film, and the light transmission part is formed by removing the halftone film and the light-shielding film. The portion that becomes the light transmitting portion in the glass substrate is etched so that the phase difference from the transmitted light of the portion is approximately 180 °.
光透過部の透過光と、半透光部の透過光との位相差とは、例えば、露光光がハーフトーン型位相シフトマスク全体を透過した時点での位相差である。位相差が略180°となるとは、実用上、例えば、180°±5°の範囲に入ることである。このガラス基板は、例えば合成石英のガラス基板である。ハーフトーン膜及びガラス基板は、例えばフッ素系のエッチングガスを用いてドライエッチングされる。 The phase difference between the transmitted light of the light transmitting portion and the transmitted light of the semi-transmissive portion is, for example, a phase difference at the time when the exposure light is transmitted through the entire halftone phase shift mask. The phase difference of approximately 180 ° means that, for example, the phase difference falls within a range of 180 ° ± 5 °. This glass substrate is, for example, a synthetic quartz glass substrate. The halftone film and the glass substrate are dry-etched using, for example, a fluorine-based etching gas.
金属と珪素(Si)と窒素(N)とを主たる構成要素とする膜(以下、金属シリサイド窒化系膜と称す)は、例えば耐薬品性や、所望の位相差を得るための膜厚を薄膜化できる点等について、ハーフトーン膜として好ましい特性を有している。また、波長200nm以下の露光光に対しても透光性を有しており、10%以上40%以下の透過率を確保する膜厚であっても、高品質で成膜しやすい。更には、金属シリサイド窒化系膜は、窒素及びクロムを含む層を含む遮光膜とのエッチング選択比も確保しやすい。そのため、遮光膜のパターニングを適切に行うことができる。 A film containing metal, silicon (Si), and nitrogen (N) as main components (hereinafter referred to as a metal silicide nitride film) has a thin film thickness for obtaining, for example, chemical resistance and a desired phase difference. It has characteristics preferable as a halftone film in that it can be converted into a halftone film. Moreover, it has translucency with respect to exposure light having a wavelength of 200 nm or less, and it is easy to form a film with a high quality even if the film thickness ensures a transmittance of 10% to 40%. Furthermore, the metal silicide nitride-based film can easily ensure an etching selectivity with respect to the light-shielding film including a layer containing nitrogen and chromium. Therefore, the light shielding film can be appropriately patterned.
また、例えばフッ素系のエッチングガスを用いる場合、金属シリサイド窒化系膜(MoSiN膜等)は、例えば酸素が20原子%以上含まれる金属シリサイド系の膜(MoSiO膜、MoSiON膜等)と比べ、エッチング速度が速い。そのため、ハーフトーン膜及びガラス基板のエッチングに必要な時間を短縮できる。従って、このように構成すれば、ガラス基板のエッチング時における遮光膜の断面形状の劣化を抑えることができる。更には、窒素及びクロムを含む層は、ガラス基板をエッチングするためのエッチングガスに対する耐性が強い。そのため、このように構成すれば、遮光膜の断面形状の劣化や、光学特性(反射率等)の変動を更に適切に抑えることができる。 For example, when a fluorine-based etching gas is used, a metal silicide nitride-based film (MoSiN film or the like) is etched as compared with a metal silicide-based film (MoSiO film, MoSiON film, or the like) containing 20 atomic% or more of oxygen, for example. The speed is fast. Therefore, the time required for etching the halftone film and the glass substrate can be shortened. Therefore, if comprised in this way, the deterioration of the cross-sectional shape of the light shielding film at the time of etching of a glass substrate can be suppressed. Furthermore, the layer containing nitrogen and chromium is highly resistant to an etching gas for etching the glass substrate. Therefore, with this configuration, it is possible to more appropriately suppress the deterioration of the cross-sectional shape of the light shielding film and the fluctuation of the optical characteristics (reflectance, etc.).
(構成2)ハーフトーン型位相シフトマスクの製造工程において、ハーフトーン膜及びガラス基板は、パターニングされた遮光膜をエッチングマスクとして、フッ素系のエッチングガスを用いたドライエッチングによりエッチングされる。このように構成すれば、ハーフトーン膜及びガラス基板を高い精度で適切にパターニングできる。尚、ハーフトーン膜及びガラス基板のエッチングの後、遮光膜は、例えば、更にパターニングされて、トライトーンタイプのハーフトーン型位相シフトマスクの遮光部になる。 (Configuration 2) In the manufacturing process of the halftone phase shift mask, the halftone film and the glass substrate are etched by dry etching using a fluorine-based etching gas using the patterned light-shielding film as an etching mask. If comprised in this way, a halftone film and a glass substrate can be appropriately patterned with high precision. After the etching of the halftone film and the glass substrate, the light shielding film is further patterned, for example, to become a light shielding portion of a tritone type halftone phase shift mask.
(構成3)ハーフトーン膜は、金属を2〜10原子%、珪素を25〜45原子%、窒素を45〜70原子%含む材料からなる。このように構成すれば、金属シリサイド窒化系膜のハーフトーン膜を適切に形成できる。ハーフトーン膜は、実質的に金属、珪素、及び窒素からなる膜であれば、その他の元素を微量含んでいてもよい。ハーフトーン膜における金属、珪素、及び窒素以外の元素の含有量は、例えば3原子%以下であることが好ましい。 (Configuration 3) The halftone film is made of a material containing 2 to 10 atomic% of metal, 25 to 45 atomic% of silicon, and 45 to 70 atomic% of nitrogen. If comprised in this way, the halftone film | membrane of a metal silicide nitride-type film | membrane can be formed appropriately. The halftone film may contain a small amount of other elements as long as the film is substantially made of metal, silicon, and nitrogen. The content of elements other than metal, silicon, and nitrogen in the halftone film is preferably 3 atomic% or less, for example.
金属の含有量が2原子%未満の場合、又は珪素の含有量が45原子%超の場合、ガラス基板とのエッチング選択性が悪くなるので好ましくない。珪素の含有量が25原子%未満の場合、又は金属の含有量が10原子%超の場合、露光波長における透過率として10%以上40%以下の高透過率が得られにくくなる。透過率を高めるのは、膜厚を薄くしなければならないが、この場合、位相差が小さくなるので、ハーフトーン型位相シフトマスクを作成する際に、ガラス基板を深く掘り込むことが必要となる。ガラス基板を深く掘り込むには、エッチング時間が増大するので、ガラス基板のエッチャントによる遮光膜表面のダメージによる光学特性の変化をまねくこととなり、好ましくない。窒素の含有量が70原子%超の場合、エッチング速度が極端に速くなり、パターン線幅制御が難しくなるので好ましくない。窒素の含有量が45%未満の場合、ハーフトーン膜における位相差が小さくなるので、ハーフトーン型位相シフトマスクを作成する際に、ガラス基板を深く掘り込むことが必要となる。ガラス基板を深く掘り込むには、エッチング時間が増大するので、ガラス基板のエッチャントによる遮光膜表面のダメージによる光学特性の変化をまねくこととなり、好ましくない。 When the metal content is less than 2 atomic%, or when the silicon content exceeds 45 atomic%, the etching selectivity with the glass substrate is deteriorated, which is not preferable. When the silicon content is less than 25 atomic% or the metal content is more than 10 atomic%, it is difficult to obtain a high transmittance of 10% to 40% as the transmittance at the exposure wavelength. In order to increase the transmittance, it is necessary to reduce the film thickness. In this case, however, the phase difference becomes small, so it is necessary to dig deep into the glass substrate when creating a halftone phase shift mask. . In order to dig deep into the glass substrate, the etching time increases, which is not preferable because the optical characteristics change due to damage to the surface of the light-shielding film by the etchant of the glass substrate. When the nitrogen content is more than 70 atomic%, the etching rate becomes extremely fast and it is difficult to control the pattern line width, which is not preferable. When the nitrogen content is less than 45%, the phase difference in the halftone film becomes small. Therefore, it is necessary to dig deep into the glass substrate when creating a halftone phase shift mask. In order to dig deep into the glass substrate, the etching time increases, which is not preferable because the optical characteristics change due to damage to the surface of the light-shielding film by the etchant of the glass substrate.
(構成4)上記金属は、モリブデン(Mo)、ジルコニウム(Zr)、タングステン(W)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)のうち少なくとも一つを含む。このように構成すれば、光透過部の透過光と、半透光部の透過光との位相差を、適切に略180°にできる。 (Configuration 4) The metal includes at least one of molybdenum (Mo), zirconium (Zr), tungsten (W), titanium (Ti), and nickel (Ni). If comprised in this way, the phase difference of the transmitted light of a light transmissive part and the transmitted light of a semi-transmissive part can be appropriately made into about 180 degrees.
(構成5)構成1から4のいずれかに記載のマスクブランクを用いて製造されたハーフトーン型位相シフトマスクであって、遮光膜をパターニングすることにより形成された遮光部と、ハーフトーン膜をパターニングして形成された半透光部と、ハーフトーン膜及び遮光膜が除去された領域において、ガラス基板をエッチングすることで形成された光透過部とを備える。このように構成すれば、構成1〜4と同様の効果を得ることができる。 (Structure 5) A halftone phase shift mask manufactured using the mask blank according to any one of Structures 1 to 4, wherein a light-shielding portion formed by patterning the light-shielding film, and a halftone film A semi-transparent portion formed by patterning and a light transmissive portion formed by etching the glass substrate in a region where the halftone film and the light-shielding film are removed. If comprised in this way, the effect similar to the structures 1-4 can be acquired.
本発明によれば、ガラス基板のエッチング時における遮光膜の断面形状の劣化や、遮光膜の光学特性の変動を適切に抑えることができる。 According to the present invention, it is possible to appropriately suppress the deterioration of the cross-sectional shape of the light shielding film and the fluctuation of the optical characteristics of the light shielding film when the glass substrate is etched.
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、本発明の一実施形態に係るマスクブランク10の構成の一例を示す。マスクブランク10は、トライトーンタイプのハーフトーン型位相シフトマスク用のマスクブランクである。また、マスクブランク10は、波長200nm以下(例えば、例えば140〜200nm)の露光光用のハーフトーン型位相シフトマスクを製造するために用いられる。波長200nm以下の露光光とは、例えば、ArFエキシマレーザ(193nm)や、F2エキシマレーザ(157nm)等の露光光である。マスクブランク10は、ガラス基板12、ハーフトーン膜14、遮光膜16、及びレジスト膜18を備える。ガラス基板12は、透光性であり、例えば合成石英で形成される。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an example of the configuration of a mask blank 10 according to an embodiment of the present invention. The mask blank 10 is a mask blank for a tritone type halftone phase shift mask. The mask blank 10 is used for manufacturing a halftone phase shift mask for exposure light having a wavelength of 200 nm or less (for example, 140 to 200 nm). The exposure light having a wavelength of 200 nm or less is exposure light such as ArF excimer laser (193 nm) and F 2 excimer laser (157 nm). The mask blank 10 includes a
ハーフトーン膜14は、金属シリサイド窒化系膜であり、例えば、金属(Mo、Zr、W、Ti、Niのうちの少なくとも一つ)を2〜10原子%程度、珪素(Si)を25〜45原子%程度、窒素(N)を45〜70原子%程度含む材料からなる。また、ハーフトーン膜14は、透過率が10%以上40%以下、かつ透過光の位相シフト量が140°以下となる膜厚に成膜される。ハーフトーン膜14の膜厚は、例えば150〜600オングストローム程度である。ハーフトーン膜14の膜厚が薄いと、欠陥検査精度が低下する傾向にあり、また、ハーフトーン膜14の膜厚が厚いと、エッチング時間が増大する傾向にあり、遮光膜の光学特性の変動をまねくおそれがあるので、より好ましくは、250〜450オングストローム程度である。
The
尚、ハーフトーン膜14中の各元素の含有量は、例えば、ラザフォード後方散乱分析(RBS)法で測定した値である。ハーフトーン膜14の位相シフト量は、例えば15〜140°、より好ましくは30〜140°である。
The content of each element in the
遮光膜16は、窒素及びクロムを含む層を少なくとも有するクロム系の膜であり、例えば、窒化クロム層(CrN層)、炭窒化クロム層(CrCN層)、及び酸窒化クロム層(CrON層)がこの順でハーフトーン膜14上に形成された構成を有する。この場合、例えば、窒化クロム層は、ハーフトーン膜に対する密着性を高める。炭窒化クロム層は、遮光膜の遮光性を高める。酸窒化クロム層は、反射防止機能を有する。遮光膜16の膜厚は、ハーフトーン膜14との組み合わせにおいて、光学濃度で3以上となる膜厚に設定され、例えば400〜1200オングストローム程度、より好ましくは、500〜800オングストローム程度である。遮光膜16を構成する各層は、組成傾斜膜であってよい。また、レジスト膜18は、遮光膜16上に形成されており、ハーフトーン型位相シフトマスクの製造工程において、遮光膜16をパターニングするためのエッチングマスクとなる。
The
図2は、マスクブランク10を用いてハーフトーン型位相シフトマスク20を製造する製造方法の一例を示す。この製造方法においては、最初に、図2(a)に示すように、マスクブランク10を準備する。そして、図2(b)に示すように、例えば電子ビーム露光法を用いてレジスト膜18のパターニングを行い、図2(c)に示すように、このレジスト膜をエッチングマスクとして遮光膜16をドライエッチングして、遮光膜16のパターニングを行う。遮光膜16は、例えば、塩素系のエッチングガスを用いたドライエッチングによりパターニングされる。塩素系のエッチングガスとは、例えば、Cl2、BCL3、HCL、これらの混合ガス、又はこれらに添加ガスとしてO2、希ガス(He、Ar、Xe)を含むもの等である。
FIG. 2 shows an example of a manufacturing method for manufacturing the halftone
次に、図2(d)に示すように、レジスト膜18を剥離・除去した後、パターニングされた遮光膜16をエッチングマスクとして、ハーフトーン膜14及びガラス基板12を、フッ素系のエッチングガスを用いたドライエッチングにより続けてエッチングする。フッ素系のエッチングガスとは、例えば、CxF(CF4、C2F6、C3F8等)、CHF3、SF6、これらの混合ガス、又はこれらに添加ガスとしてO2、希ガス(He、Ar、Xe)を含むもの等である。尚、このエッチング時において、レジスト膜18は、除去されていてもよい。
Next, as shown in FIG. 2D, after the resist
ここで、このエッチングの工程において、ガラス基板12のエッチング量は、ハーフトーン膜14の位相シフト量に応じて適宜設定する。例えば、ハーフトーン膜14の位相シフト量が100°の場合、ハーフトーン膜14が形成されていないガラス基板12を位相シフト量で80°に相当する量エッチングで除去する。このようにすれば、ハーフトーン型位相シフトマスク20において、光透過部の透過光と、半透光部の透過光との位相差を、適切に略180°にできる。
Here, in this etching step, the etching amount of the
そして、ハーフトーン膜14及びガラス基板12のエッチングの後、レジスト膜18の再塗布、及びパターニングを行って(図示せず)、図2(e)に示すように、遮光膜16を更にパターニングする。以上の工程により、遮光膜16及びハーフトーン膜14が除去された部分は、トライトーンタイプのハーフトーン型位相シフトマスクの光透過部22になる。また、遮光膜16が除去され、かつパターニングされたハーフトーン膜14が残った部分は、半透光部24になる。パターニングされた遮光膜16が残る部分は、遮光部26になる。遮光部26は、例えば、光透過部22と半透光部24との境界近傍を除く領域に形成される。これにより、光透過部22、半透光部24、及び遮光部26を備えるハーフトーン型位相シフトマスク20を適切に製造できる。
Then, after the
(実施例1)
本実施例では、本発明におけるハーフトーン型位相シフトマスクのうち、ArFエキシマレーザ露光(波長193nm)に対応した場合の作製方法を示す。合成石英のガラス基板上に、MoSiターゲットを用い、Ar及びN2をスパッタリングガスとして、MoSiN膜のハーフトーン膜を384オングストローム形成した。ラザフォード後方散乱分析(RBS)法で測定したハーフトーン膜の組成は、モリブデンを4.2原子%、珪素を35.8原子%、窒素を60原子%含む組成であった。また、露光光(波長193nm)に対するハーフトーン膜の透過率は20%、位相シフト量は100°であった。ハーフトーン膜の透過率と位相シフト量は、位相シフト量測定装置(MPM193:レーザーテック社製)にて測定した。
Example 1
In this example, a manufacturing method in the case of corresponding to ArF excimer laser exposure (wavelength 193 nm) in the halftone phase shift mask of the present invention is shown. On a synthetic quartz glass substrate, a MoSi target was used, and Ar and N 2 were used as sputtering gases to form a MoSiN halftone film of 384 Å. The composition of the halftone film measured by Rutherford backscattering analysis (RBS) was a composition containing 4.2 atomic% molybdenum, 35.8 atomic% silicon, and 60 atomic% nitrogen. Further, the transmittance of the halftone film with respect to the exposure light (wavelength 193 nm) was 20%, and the phase shift amount was 100 °. The transmittance and the phase shift amount of the halftone film were measured with a phase shift amount measuring apparatus (MPM193: manufactured by Lasertec Corporation).
次に、Crターゲットを用い、まずArガスとN2ガスをスパッタリングガスとしてCrN層を250オングストローム、次いでArガス、CH4ガス、及びN2ガスをスパッタリングガスとしてCrCN層を330オングストローム、次いでArガスとNOガスをスパッタリングガスとしてCrON層を150オングストローム連続成膜した。遮光膜表面の波長193nmにおける表面反射率は19%であった。表面反射率は、分光光度計(U−4100:日立製作所社製)で測定した。 Next, using a Cr target, Ar gas and N 2 gas are used as sputtering gas, CrN layer is 250 angstrom, then Ar gas, CH 4 gas, and N 2 gas are used as sputtering gas, CrCN layer is 330 angstrom, and then Ar gas is used. Then, a CrON layer was continuously formed in a thickness of 150 Å using NO gas as a sputtering gas. The surface reflectance at a wavelength of 193 nm on the surface of the light shielding film was 19%. The surface reflectance was measured with a spectrophotometer (U-4100: manufactured by Hitachi, Ltd.).
遮光膜上にレジスト膜を形成してマスクブランクを製造した後、図2を用いて説明した方法により、ハーフトーン型位相シフトマスクを製造した。尚、遮光膜をエッチングするためのエッチングガスとしては、Cl2+O2を用いた。また、ハーフトーン膜をエッチングするためのエッチングガスとしてはCF4、基板をエッチングするためのエッチングガスとしては、CF4+O2を用いた。また、ガラス基板12のエッチング量は、位相シフト量で80°に相当する量となるようにした。
A mask blank was manufactured by forming a resist film on the light-shielding film, and then a halftone phase shift mask was manufactured by the method described with reference to FIG. Note that Cl 2 + O 2 was used as an etching gas for etching the light shielding film. Further, CF 4 was used as an etching gas for etching the halftone film, and CF 4 + O 2 was used as an etching gas for etching the substrate. Further, the etching amount of the
実施例1においては、ガラス基板のエッチング時において、問題となる遮光膜の断面形状の劣化は生じなかった。そのため、波長200nm以下の露光光用のマスクブランクに要求される品質を満たすハーフトーン型位相シフトマスクを適切に製造できた。また、遮光膜表面の波長193nmにおける表面反射率も、マスクブランクの状態と比べて、ほとんど変化は認められなかった。 In Example 1, when the glass substrate was etched, there was no problem with deterioration of the cross-sectional shape of the light shielding film. Therefore, a halftone phase shift mask that satisfies the quality required for a mask blank for exposure light having a wavelength of 200 nm or less could be appropriately manufactured. Further, the surface reflectance at a wavelength of 193 nm on the surface of the light-shielding film hardly changed compared to the mask blank state.
(比較例1)
ハーフトーン膜をMoSiON膜(O2:20原子%以上含む)で形成した以外は実施例1と同様にして、比較例1に係るハーフトーン型位相シフトマスクを製造した。MoSiON膜の膜厚は、透過率が実施例1と同様に20%となる膜厚とした。
(Comparative Example 1)
A halftone phase shift mask according to Comparative Example 1 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the halftone film was formed of a MoSiON film (including O 2 : 20 atomic% or more). The film thickness of the MoSiON film was such that the transmittance was 20% as in Example 1.
比較例1においては、酸素が含まれるMoSi系の膜をハーフトーン膜に用いたため、ハーフトーン膜のエッチングに必要な時間が実施例1と比べて長くなった。その結果、ガラス基板のエッチング時に遮光膜がエッチングガスに曝される時間が長くなり、実施例1と比べて遮光膜の断面形状が劣化した。また、遮光膜表面の波長193nmにおける表面反射率は、マスクブランクの状態と比べて若干の変化が認められた。そのため、比較例1においては、波長200nm以下の露光光用のマスクブランクに要求される品質を満たすハーフトーン型位相シフトマスクを適切に製造できないおそれが生じた。 In Comparative Example 1, since the MoSi-based film containing oxygen was used as the halftone film, the time required for etching the halftone film was longer than that in Example 1. As a result, the time during which the light shielding film was exposed to the etching gas during etching of the glass substrate was increased, and the cross-sectional shape of the light shielding film was deteriorated as compared with Example 1. Further, the surface reflectance at a wavelength of 193 nm on the surface of the light-shielding film was slightly changed as compared with the mask blank state. Therefore, in Comparative Example 1, there is a possibility that a halftone phase shift mask that satisfies the quality required for a mask blank for exposure light having a wavelength of 200 nm or less cannot be appropriately manufactured.
(比較例2)
遮光膜を金属クロムと酸化クロムの積層膜で形成した以外は実施例1と同様にして、比較例2に係るハーフトーン型位相シフトマスクを製造した。
(Comparative Example 2)
A halftone phase shift mask according to Comparative Example 2 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the light shielding film was formed of a laminated film of metal chromium and chromium oxide.
比較例2においては、基板をエッチングするためのエッチングガスに対する遮光膜の耐性が実施例1と比べて弱くなり、実施例1と比べて遮光膜の断面形状が劣化した。また、遮光膜表面の波長193nmにおける表面反射率は、マスクブランクの状態と比べて数%の変化が認められた。そのため、比較例2においては、波長200nm以下の露光光用のマスクブランクに要求される品質を満たすハーフトーン型位相シフトマスクを適切に製造できないおそれが生じた。 In Comparative Example 2, the resistance of the light shielding film to the etching gas for etching the substrate was weaker than that of Example 1, and the cross-sectional shape of the light shielding film was deteriorated compared to Example 1. In addition, the surface reflectance at a wavelength of 193 nm on the surface of the light-shielding film was found to change by several percent compared to the mask blank state. Therefore, in Comparative Example 2, there is a possibility that a halftone phase shift mask that satisfies the quality required for a mask blank for exposure light having a wavelength of 200 nm or less cannot be appropriately manufactured.
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が可能であることが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から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
本発明は、例えばマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク等に好適に利用できる。 The present invention can be suitably used for, for example, a mask blank and a halftone type phase shift mask.
10・・・マスクブランク、12・・・ガラス基板、14・・・ハーフトーン膜、16・・・遮光膜、18・・・レジスト膜、20・・・ハーフトーン型位相シフトマスク、22・・・光透過部、24・・・半透光部、26・・・遮光部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
透光性のガラス基板と、
前記ガラス基板上に形成されたハーフトーン膜と、
前記ハーフトーン膜上に形成された遮光膜と
を備え、
前記ハーフトーン膜は、露光波長における透過率が10%以上40%以下、かつ透過光の位相シフト量が140°以下となる膜厚の、金属と珪素(Si)と窒素(N)とを主たる構成要素とする膜であり、
前記遮光膜は、窒素及びクロムを含む層を少なくとも有し、
前記ハーフトーン型位相シフトマスクの製造工程において、
前記遮光部は、前記遮光膜をパターニングすることにより形成され、
前記半透光部は、前記ハーフトーン膜をパターニングすることにより形成され、
前記光透過部は、前記ハーフトーン膜及び前記遮光膜を除去することにより形成され、
前記光透過部の透過光と、前記半透光部の透過光との位相差が略180°となるように、前記ガラス基板において前記光透過部となる部分はエッチングされることを特徴とするマスクブランク。 A half for exposure light having a wavelength of 200 nm or less, comprising: a light transmission part that transmits exposure light; a semi-transmission part that transmits a part of the exposure light and simultaneously shifts the phase of the transmission light; and a light shielding part. A mask blank for manufacturing a tone type phase shift mask,
A translucent glass substrate;
A halftone film formed on the glass substrate;
A light-shielding film formed on the halftone film,
The halftone film is mainly composed of metal, silicon (Si), and nitrogen (N) having a film thickness such that the transmittance at the exposure wavelength is 10% to 40% and the phase shift amount of transmitted light is 140 ° or less. A membrane as a component,
The light shielding film has at least a layer containing nitrogen and chromium,
In the manufacturing process of the halftone phase shift mask,
The light shielding part is formed by patterning the light shielding film,
The semi-translucent portion is formed by patterning the halftone film,
The light transmission part is formed by removing the halftone film and the light shielding film,
The glass substrate is etched so that the phase difference between the transmitted light of the light transmitting portion and the transmitted light of the semi-transmitting portion is approximately 180 °. Mask blank.
前記ハーフトーン膜及び前記ガラス基板は、パターニングされた前記遮光膜をエッチングマスクとして、フッ素系のエッチングガスを用いたドライエッチングによりエッチングされることを特徴とする請求項1に記載のマスクブランク。 In the manufacturing process of the halftone phase shift mask,
The mask blank according to claim 1, wherein the halftone film and the glass substrate are etched by dry etching using a fluorine-based etching gas with the patterned light-shielding film as an etching mask.
前記遮光膜をパターニングすることにより形成された遮光部と、
前記ハーフトーン膜をパターニングすることにより形成された半透光部と、
前記ハーフトーン膜及び前記遮光膜が除去された領域において、前記ガラス基板をエッチングして形成された光透過部と
を備えることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。
A halftone phase shift mask manufactured using the mask blank according to any one of claims 1 to 4,
A light shielding portion formed by patterning the light shielding film;
A semi-translucent portion formed by patterning the halftone film;
A halftone phase shift mask comprising: a light transmission portion formed by etching the glass substrate in a region where the halftone film and the light shielding film are removed.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009060511A1 (en) * | 2007-11-06 | 2009-05-14 | Geomatec Co., Ltd. | Substrate for photomask, photomask, and method for manufacturing the same |
JP2015225182A (en) * | 2014-05-27 | 2015-12-14 | 大日本印刷株式会社 | Mask blank, mask blank having negative type resist film, phase shift mask, and manufacturing method of pattern forming body using the same |
CN105739233A (en) * | 2010-04-09 | 2016-07-06 | Hoya株式会社 | Phase shift mask blank, method of manufacturing the same, and phase shift mask |
CN111025840A (en) * | 2018-10-09 | 2020-04-17 | 爱发科成膜株式会社 | Mask blank, halftone mask, method for manufacturing mask blank, and method for manufacturing halftone mask |
CN111913344A (en) * | 2013-08-21 | 2020-11-10 | 大日本印刷株式会社 | Phase shift mask and method for manufacturing patterned body using the same |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61267762A (en) * | 1985-05-22 | 1986-11-27 | Hoya Corp | Production of photomask |
JPH05289305A (en) * | 1992-04-08 | 1993-11-05 | Dainippon Printing Co Ltd | Phase-shift photomask |
JPH07152142A (en) * | 1993-11-26 | 1995-06-16 | Toppan Printing Co Ltd | Phase shift mask |
JPH10161300A (en) * | 1996-11-29 | 1998-06-19 | Hoya Corp | X-ray mask blank, x-ray mask and pattern transfer method |
JP2966369B2 (en) * | 1996-03-30 | 1999-10-25 | ホーヤ株式会社 | Phase shift mask and phase shift mask blank |
JP2000003845A (en) * | 1998-06-15 | 2000-01-07 | Fujitsu Ltd | Manufacture of mask for x-ray exposure |
JP2002162726A (en) * | 2000-09-12 | 2002-06-07 | Hoya Corp | Method of manufacturing phase shift mask blank and phase shift mask |
JP2003121988A (en) * | 2001-10-12 | 2003-04-23 | Hoya Corp | Method for modifying defective part of halftone phase shifting mask |
JP2005241693A (en) * | 2004-02-24 | 2005-09-08 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Halftone phase shift mask blank, its manufacturing method and halftone phase shift mask and its manufacturing method |
WO2005124454A1 (en) * | 2004-06-16 | 2005-12-29 | Hoya Corporation | Semitransmitting film, photomask blank, photomask, and semitransmitting film designing method |
JP2006078825A (en) * | 2004-09-10 | 2006-03-23 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Photomask blank, photomask and method for manufacturing same |
-
2006
- 2006-03-30 JP JP2006093641A patent/JP2007271661A/en active Pending
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61267762A (en) * | 1985-05-22 | 1986-11-27 | Hoya Corp | Production of photomask |
JPH05289305A (en) * | 1992-04-08 | 1993-11-05 | Dainippon Printing Co Ltd | Phase-shift photomask |
JPH07152142A (en) * | 1993-11-26 | 1995-06-16 | Toppan Printing Co Ltd | Phase shift mask |
JP2966369B2 (en) * | 1996-03-30 | 1999-10-25 | ホーヤ株式会社 | Phase shift mask and phase shift mask blank |
JPH10161300A (en) * | 1996-11-29 | 1998-06-19 | Hoya Corp | X-ray mask blank, x-ray mask and pattern transfer method |
JP2000003845A (en) * | 1998-06-15 | 2000-01-07 | Fujitsu Ltd | Manufacture of mask for x-ray exposure |
JP2002162726A (en) * | 2000-09-12 | 2002-06-07 | Hoya Corp | Method of manufacturing phase shift mask blank and phase shift mask |
JP2003121988A (en) * | 2001-10-12 | 2003-04-23 | Hoya Corp | Method for modifying defective part of halftone phase shifting mask |
JP2005241693A (en) * | 2004-02-24 | 2005-09-08 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Halftone phase shift mask blank, its manufacturing method and halftone phase shift mask and its manufacturing method |
WO2005124454A1 (en) * | 2004-06-16 | 2005-12-29 | Hoya Corporation | Semitransmitting film, photomask blank, photomask, and semitransmitting film designing method |
JP2006078825A (en) * | 2004-09-10 | 2006-03-23 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Photomask blank, photomask and method for manufacturing same |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009060511A1 (en) * | 2007-11-06 | 2009-05-14 | Geomatec Co., Ltd. | Substrate for photomask, photomask, and method for manufacturing the same |
CN105739233A (en) * | 2010-04-09 | 2016-07-06 | Hoya株式会社 | Phase shift mask blank, method of manufacturing the same, and phase shift mask |
CN111913344A (en) * | 2013-08-21 | 2020-11-10 | 大日本印刷株式会社 | Phase shift mask and method for manufacturing patterned body using the same |
JP2015225182A (en) * | 2014-05-27 | 2015-12-14 | 大日本印刷株式会社 | Mask blank, mask blank having negative type resist film, phase shift mask, and manufacturing method of pattern forming body using the same |
CN111025840A (en) * | 2018-10-09 | 2020-04-17 | 爱发科成膜株式会社 | Mask blank, halftone mask, method for manufacturing mask blank, and method for manufacturing halftone mask |
CN111025840B (en) * | 2018-10-09 | 2023-10-24 | 爱发科成膜株式会社 | Mask blank, halftone mask, method for manufacturing mask blank, and method for manufacturing halftone mask |
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