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Die
vorliegende Erfindung basiert auf und beansprucht die Prioritätsvorteile
von der am 27. Februar 2008 eingereichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2008-046890 und
der am 27. Januar 2009 eingereichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-015734 ,
auf deren Offenbarungen hierin in ihrer Gesamtheit durch Verweis
Bezug genommen wird.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Fotomaskenrohling zur Verwendung
als ein Zwischenprodukt bei der Herstellung einer Fotomaske, die
beispielsweise als eine Maske zum Übertragen eines Feinmusters bei
der Herstellung von Halbleiterbauelementen verwendet wird, und eine
Fotomaske und betrifft ferner Verfahren zu ihrer Herstellung.
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Im
Allgemeinen wird bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen
oder ähnlichen Komponenten ein Feinmuster durch Fotolithografie
ausgebildet, wobei in einem Feinmusterübertragungsprozess,
in dem die Fotolithografie ausgeführt wird, eine Fotomaske
als Maske verwendet wird. Die Fotomaske wird allgemein durch Ausbilden
eines gewünschten Feinmusters in einer lichtabschirmenden
Schicht oder einer ähnlichen Schicht eines als Zwischenprodukt
dienenden Fotomaskenrohlings erhalten. Daher bestimmen die Eigenschaften
der lichtabschirmenden Schicht oder einer ähnlichen Schicht
des als Zwischenprodukt dienenden Fotomaskenrohlings nahezu exakt
die Eigenschaften der erhaltenen Fotomaske. Herkömmlich
ist im Allgemeinen Cr (Chrom) als Material für die lichtabschirmende
Schicht des Fotomaskenrohlings verwendet worden.
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Mittlerweile
ist einhergehend mit der fortschreitenden Musterminiaturisierung
in den letzten Jahren beispielsweise ein Problem dahingehend aufgetreten,
dass bei der Dicke einer herkömmlichen Resistschicht ein Kollabieren
der Resistschicht auftritt. Dies wird nachstehend erläutert.
Im Fall einer lichtabschirmenden Schicht, die hauptsächlich
Cr enthält, kann nach der Ausbildung eines Übertragungsmusters
in einer Resistschicht durch einen Elektronenstrahl(EB)schreibprozess
oder einen ähnlichen Prozess entweder Nassätzen oder
Trockenätzen als Ätzverfahren ausgeführt
werden. Beim Nassätzen schreitet der Ätzvorgang
jedoch tendenziell isotropisch voran, so dass es schwierig geworden
ist, die seit kurzem gewünschte Musterminiaturisierung
zu erzielen, und der tendenziell anisotropische Trockenätzprozess
dominant geworden ist.
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Beim
Trockenätzen einer lichtabschirmenden Schicht, die hauptsächlich
Cr enthält, wird im Allgemeinen ein Mischgas aus einem
Gas auf Chlorbasis und einem Sauerstoffgas als Ätzgas verwendet.
Eine herkömmliche organische Resistschicht hat jedoch die
Eigenschaft, dass sie durch das Sauerstoffgas leicht geätzt wird
und ihre Ätzrate wesentlich höher ist als diejenige
der lichtabschirmenden Schicht, die hauptsächlich Cr enthält.
Weil die Resistschicht bis zum Abschluss des Strukturierungsprozesses
der lichtabschirmenden Schicht, die hauptsächlich Cr enthält,
durch Trockenätzen erhalten bleiben sollte, muss die Dicke
der Resistschicht im Fall der lichtabschirmenden Schicht, die hauptsächlich
Cr enthält, sehr groß sein (z. B. die dreifache Dicke
der lichtabschirmenden Schicht haben, die hauptsächlich
Cr enthält).
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In
den vergangenen Jahren ist die Musterminiaturisierung bedeutsam
geworden, wobei Fälle aufgetreten sind, in denen in einer
Resistschicht mit einem durch Elektronenstrahlschreiben oder ein ähnliches
Verfahren ausgebildeten Übertragungsmuster die Höhe
oder Dicke der Resistschicht in einem Abschnitt davon, in dem das
Muster dicht ist, wesentlich größer ist als seine
Breite, so dass die Resistschicht aufgrund ihrer Instabilität
während eines Entwicklungsprozesses oder eines ähnlichen
Prozesses kollabiert oder abgestreift wird. Wenn dies auftritt,
wird das Übertragungsmuster in einer lichtabschirmenden
Schicht, die hauptsächlich Cr enthält, nicht korrekt
ausgebildet, wodurch eine fehlerhafte Fotomaske erhalten wird. Daher
stellte die Verminderung der Dicke der Resistschicht das Hauptproblem
dar, das es zu lösen galt. Zum Vermindern der Dicke der Resistschicht
im Fall einer lichtabschirmenden Schicht, die hauptsächlich
Cr enthält, ist es erforderlich gewesen, die Dicke der
lichtabschirmenden Schicht zu vermindern. Die Dicke der lichtabschirmenden
Schicht, die hauptsächlich Cr enthält, hat jedoch
bereits einen Grenzwert erreicht, bei dem die lichtabschirmende
Eigenschaft unzureichend wird.
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Im
Patentdokument
JP-A-S57-161857 (Patentdokument
1) wird eine Metallschicht, die hauptsächlich Ta (Tantal)
enthält, als eine lichtabschirmende Schicht vorgeschlagen,
die an Stelle einer Cr enthaltenden lichtabschirmenden Schicht verwendet
werden soll. Patentdokument 1 beschreibt einen Maskenrohling mit
einer Struktur, gemäß der eine Ta-Metalllage und
eine Mischlage aus Ta-Nitrid (Tantalnitrid) und Ta-Oxid (Tantaloxid) nacheinander
stapelförmig auf einem lichtdurchlässigen Substrat
angeordnet sind. Außerdem ist im Patentdokument
JP-A-S58-31336 (Patentdokument
2) ein Maskenrohling mit einer Struktur beschrieben, bei der eine Mischlage
aus einem Metalloxid mit einem niedrigen Oxidationsgrad und einem
Metallnitrid mit einem niedrigen Nitriergrad und eine Mischlage
aus einem Metalloxid mit einem hohen Oxidati onsgrad und einem Metallnitrid
mit einem hohen Nitriergrad nacheinander stapelförmig auf
einem Substrat angeordnet sind, wobei Ta als eines der in dieser
Struktur verwendbaren Metallkomponenten vorgeschlagen ist.
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Andererseits
ist bekannt, dass in einem Fotomaskenrohling mit einer lichtabschirmenden
Schicht ein Glassubstrat aufgrund einer in der lichtabschirmenden
Schicht erzeugten Schichtspannung verformt wird. Wenn der Fotomaskenrohling
mit dem verformten Glassubstrat verwendet wird, wird, wenn eine
Fotomaske durch Ausbilden eines Übertragungsmusters in
der lichtabschirmenden Schicht hergestellt und in einer Belichtungsvorrichtung
verwendet wird, eine optische Störung erzeugt, beispielsweise
eine Defokussierung auf einem Wafer, auf den ein Muster übertragen
wird. Wenn die Musterbreite relativ groß ist, liegt diese
Defokussierung innerhalb eines vernachlässigbaren Bereichs.
Einhergehend mit der Musterminiaturisierung in den letzten Jahren
ist die Defokussierung jedoch zu einem Problem geworden, und es
sind verschiedenartige Herstellungsverfahren mit dem Ziel vorgeschlagen
worden, die Schichtspannung als Ursache der Defokussierung zu vermindern.
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Im
Patentdokument
JP-A-2006-195202 (Patentdokument
3) ist ein Herstellungsverfahren vorgeschlagen, durch das in einem
Fotomaskenrohling mit einer als lichtabschirmende Schicht dienenden,
auf Cr basierenden Schicht eine durch die auf Cr-basierende Schicht
erzeugte Zugspannung vermindert wird. Patentdokument 3 beschreibt,
dass, wenn die auf Cr basierende Schicht durch Sputtern auf einem
Glassubstrat ausgebildet wird, die einem Target pro Sputterflächeneinheit
zugeführte Leistung auf 5 W/cm
2 oder
mehr eingestellt wird.
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Die
Aufmerksamkeit hat sich neuerdings auf Ta als Material mit höherwertigen
Lichtabschirmungseigenschaften als Cr bei einer Belichtung durch
einen ArF-Excimerlaser (Wellen länge 193 nm) (nachstehend
als ”ArF-Belichtung” bezeichnet) gerichtet, das
durch ein Ätzgas trockenätzbar ist, das im Wesentlichen
keinen Sauerstoff enthält. Ta-Metall oder eine Ta-Verbindung,
die von Ta-Oxid verschieden ist, hat den Vorteil, dass es/sie ausschließlich
durch ein Gas auf Chlorbasis oder ein Gas auf Fluorbasis trockenätzbar
ist. Auch im Fall von Ta-Oxid kann, obwohl durch ein Gas auf Chlorbasis
kein wesentlicher Trockenätzvorgang erzielt werden kann,
weil die Ätzrate sehr niedrig ist, ein wesentlicher Trockenätzvorgang
durch ein Gas auf Fluorbasis erzielt werden. Weil Ta-Metall oder
eine Ta-Verbindung durch ein Ätzgas trockenätzbar
ist, das im Wesentlichen kein Sauerstoffgas enthält, kann
die Verbrauchs- oder Schwundmenge einer Resistschicht während
eines Trockenätzvorgangs wesentlich vermindert werden (der
Trockenätzvorgang wird mit einer Resistschicht mit einer Dicke
ermöglicht, die derjenigen der lichtabschirmenden Schicht
auf Ta-Basis im Wesentlichen gleicht). Daher kann die Höhe
oder Dicke der Resistschicht bezüglich ihrer Breite nach
Ausbildung eines Übertragungsmusters durch Elektronenstrahl(EB)schreiben
oder einen ähnlichen Prozess im Vergleich zum Fall einer
Cr-Schicht erheblich vermindert werden, so dass das Problem, wie
beispielsweise ein Kollabieren oder Abstreifen der Resistschicht,
ebenfalls gelöst werden kann.
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Ta-Metall
ist jedoch ein Material, das in der Atmosphäre sehr leicht
oxidiert, so dass, wenn es als Material der lichtabschirmenden Schicht
verwendet wird, ein Problem auftritt. Wie vorstehend beschrieben
wurde, kann Ta-Oxid ausschließlich durch ein Gas auf Fluorbasis
geätzt werden, das Gas auf Fluorbasis hat jedoch die Eigenschaft,
dass es auch ein Glasmaterial ätzt, wie beispielsweise
Quarzglas. Daher tritt, wenn ein Fotomaskenrohling durch Ausbilden
einer lichtabschirmenden Ta-Oxidschicht auf einem transparenten Substrat aus
Quarzglas hergestellt wird, das für Fotomaskenrohlinge
für eine ArF-Belichtung weit verbreitet verwendet wird,
ein Problem dahingehend auf, dass, wenn eine Resistschicht auf die
lichtabschirmende Schicht aufgebracht wird und dann ein Übertragungsmuster
durch Elektronenstrahl(EB)schreiben oder einen ähnlichen
Prozess in der Resistschicht ausgebildet wird, und anschließend
die lichtabschirmende Ta-Oxidschicht durch ein Gas auf Fluorbasis
trockengeätzt wird, wobei die strukturierte Resistschicht
als Maske verwendet wird, ein Muster zwar exakt in die lichtabschirmende
Ta-Oxidschicht übertragen wird, allerdings wird auch das
transparente Substrat durch das Gas auf Fluorbasis trockengeätzt,
oder die Oberfläche des transparenten Substrats wird durch
das Gas auf Fluorbasis aufgerauht, wodurch die optischen Eigenschaften
nachteilig beeinflusst werden.
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Ta-Metall
hat die Eigenschaft, dass, wenn es zu Ta-Nitrid nitriert wird, eine
Oxidation unterdrückt wird. Es ist jedoch schwierig, die
Oxidation ausschließlich durch Nitrieren vollständig
zu unterdrücken. Andererseits sollte als für eine
lichtabschirmende Schicht erforderliche Eigenschaft, wenn eine Fotomaske
mit einem darin ausgebildeten Übertragungsmuster durch
ArF-Belichtungslicht oder ähnliches Licht belichtet wird,
das Reflexionsvermögen (vorderseitige Reflexionsvermögen)
für Licht, das an einer vom transparenten Substrat abgewandten
Oberfläche der lichtabschirmenden Schicht reflektiert wird,
kleiner oder gleich einem vorgegebenen Wert sein (kleiner als 30%).
Normalerweise wird im Fall einer lichtabschirmenden Cr-Schicht in
einem lichtdurchlässigen Fotomaskenrohling eine als vorderseitige
Antireflexionslage dienenden Cr-Oxidlage als eine obere Lage auf
einer als lichtabschirmende Lage mit einem hohen Lichtabschirmungsvermögen
dienenden Cr-Lage aufgebracht. In den letzten Jahren ist begonnen
worden, eine Hyper-NA-(numeri sche Apertur NA > 1) Belichtungstechnik zu verwenden, wie
beispielsweise eine Immersionsbelichtungstechnik. Bei einer derartigen
Hyper-NA-Belichtungstechnik wird bei der Belichtung einer Fotomaske
der Einfallswinkel von ArF-Belichtungslicht auf der Rückseite
eines transparenten Substrats (auf der Fläche des transparenten
Substrats, auf der die lichtabschirmende Schicht nicht ausgebildet
ist) groß, wobei der Einfallswinkel einen Winkel zwischen dem
Licht und einer Senkrechten zur Rückseite des transparenten
Substrats bezeichnet. Daher können, wenn das von der Rückseite
des transparenten Substrats eintretende und an der Grenzfläche
zwischen der Vorderfläche des transparenten Substrats und
der hinteren Fläche der lichtabschirmenden Schicht reflektierte
Licht an der hinteren Fläche des transparenten Substrats
erneut reflektiert wird und dann aus der Vorderfläche des transparenten
Substrats an Abschnitten austritt, an denen die lichtabschirmende
Schicht entfernt ist, Reflexionslicht, Dosisfehler oder ähnliche
Erscheinungen auftreten, wodurch die Musterübertragung
auf ein Belichtungsobjekt, wie beispielsweise eine Resistschicht,
nachteilig beeinflusst wird. Daher wird zwischen dem transparenten
Substrat und der lichtabschirmenden Schicht häufig eine
rückseitige Antireflexionslage bereitgestellt. Normalerweise
muss das Reflexionsvermögen (rückseitige Reflexionsvermögen)
für an der rückseitigen Antireflexionslage reflektiertes
Licht auf weniger als 40% eingestellt werden. Im Fall einer lichtabschirmenden Cr-Schicht
wird zwischen dem transparenten Substrat und der als die lichtabschirmende
Lage dienenden Cr-Lage häufig eine Cr-Nitridlage als rückseitige
Antireflexionslage angeordnet. Als Ergebnis von durch den vorliegenden
Erfinder hinsichtlich des vorstehenden Sachverhalts durchgeführten
Untersuchungen hat sich gezeigt, dass im Fall einer lichtabschirmenden
Ta-Schicht die Schicht vorzugsweise eine stapelförmige
Struktur hat, in der eine Ta-Nitridlage, die sowohl als eine lichtabschirmende
Lage mit einem hohen Lichtabschirmungsvermögen als auch
als rückseitige Antireflexionslage dient, auf dem transparenten
Substrat ausgebildet ist, und eine Ta-Oxidlage, die sowohl als eine
vorderseitige Antireflexionslage als auch als eine Antioxidationslage
für die Ta-Nitridlage dient, als obere Lage auf der Ta-Nitridlage
ausgebildet ist.
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Wie
vorstehend beschrieben worden ist, ist das Problem bekannt, das
durch die Verformung des Glassubstrats aufgrund der Schichtspannung
verursacht wird, die durch die lichtabschirmende Schicht im Fotomaskenrohling
mit der lichtabschirmenden Schicht erzeugt wird, und dieses trifft
auch auf den Fall der lichtabschirmenden Schicht zu, die hauptsächlich
Ta enthält. In der Ta-Nitridlage wird die innere Druckspannung
durch Stickstoff in einer interstitiellen Verbindung tendenziell
hoch, und weil außerdem die kinetische Energie von Ta-Teilchen,
die von einem Sputtertarget emittiert werden und auf die obere Fläche
des transparenten Substrats auftreffen, um eine Schicht darauf auszubilden,
groß ist, weil Ta schwerer ist (Ta-Atomgewicht: 180,9)
als ein Element (Cr-Atomgewicht 52,00; Mo-Atomgewicht: 95,94), das
herkömmlich als Material der lichtabschirmenden Schicht
verwendet wird, besteht die Tendenz, dass die Druckspannung im Inneren
der als die lichtabschirmende Lage ausgebildeten Ta-Nitridlage weiter
zunimmt.
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Andererseits
wird die innere Zugspannung der Ta-Oxidlage tendenziell hoch. Weil
die kinetische Energie von Ta-Teilchen, die vom Sputtertarget emittiert
werden und auf die obere Fläche des transparenten Substrats
auftreffen, um eine Schicht darauf auszubilden, ebenfalls groß ist,
wird eine Kraft in die Druckrichtung auf die als vorderseitige Antireflexionslage
ausgebildete Ta-Oxidlage ausgeübt, so dass die Zugspannung
im Inneren der Ta-Oxidlage tendenziell abnimmt. Normalerweise wird,
wenn eine Metalloxidlage mit einer inneren Zugspannung als obere
Lage auf eine Metallnitridlage mit einer inneren Druckspannung aufgebracht
wird, durch einen Ausgleich zwischen der Druckspannung und der Zugspannung
eine Spannungskompensation erhalten, beispielsweise werden die Spannungen
durch Einstellen des Drucks in einer Sputtervorrichtung beim Ausbilden
der einzelnen Lagen oder durch Einstellen der einer Sputtervorrichtung
zugeführten Leistung kompensiert, wie in Patentdokument
2 beschrieben ist, wodurch das Verformungsmaß eines transparenten
Substrats minimiert wird.
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Im
Fall der lichtabschirmenden Schicht mit der stapelförmigen
Struktur aus der Ta-Nitridlage und der Ta-Oxidlage ist jedoch die
innere Druckspannung der Ta-Nitridlage wesentlich größer
als die innere Zugspannung der Ta-Oxidlage, so dass es schwierig
ist, die inneren Spannungen der gesamten lichtabschirmenden Schicht
durch herkömmliche Verfahren zu kompensieren, was ein Problem
darstellt.
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Durch
die vorliegende Erfindung wird das Problem gelöst, dass
eine optische Störung auftritt, wie beispielsweise eine
Defokussierung, wenn eine Fotomaske durch Ausbilden eines. Übertragungsmusters
in einem Fotomaskenrohling hergestelklt wird, das ein Glassubstrat
aufweist, das aufgrund unausgeglichener innerer Spannungen verformt
wird, die durch eine lichtabschirmende Schicht erzeugt werden, die
hauptsächlich Ta enthält, und auf einem Musterübertragungsobjekt,
wie beispielsweise einem Wafer, belichtet wird, und es ist Aufgabe
der Erfindung, einen Fotomaskenrohling bereitzustellen, durch den
ein extrem feines Muster mit hoher Genauigkeit ausgebildet werden
kann, und eine Fotomaske, die durch Ausbilden des feinen Musters
im Fotomaskenrohling erhalten wird.
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Die
vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche
gelöst.
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Erfindungsgemäß ist
das Gas auf Fluorbasis, das keinen Sauerstoff enthält,
ein sogenanntes Gas auf Fluorbasis, das im Wesentlichen keinen Sauerstoff
enthält, d. h., das Sauerstoff in einer Menge enthält,
gemäß der die Resistschicht und andere Schichten
während eines Trockenätzvorgangs nicht beeinflusst
werden. Außerdem ist das Gas auf Chlorbasis, das keinen
Sauerstoff enthält, ein sogenanntes Gas auf Chlorbasis,
das im Wesentlichen keinen Sauerstoff enthält, d. h., das
Sauerstoff in einer Menge enthält, gemäß der
die Resistschicht und andere Schichten während eines Trockenätzvorgangs
nicht beeinflusst werden.
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Erfindungsgemäß wird
bei der Herstellung eines Fotomaskenrohlings, der auf einem transparenten Substrat
eine lichtabschirmende Schicht, die eine lichtabschirmende Lage,
die hauptsächlich Ta-Nitrid enthält, und eine
vorderseitige Antireflexionslage aufweist, die hauptsächlich
Ta-Oxid enthält, ein Mischgas aus einem Xe-Gas und einem
Gas auf N-Basis (Gas auf Stickstoffbasis) als Atmosphärengas
in einer Sputtervorrichtung verwendet, wenn die lichtabschirmende
Lage, die hauptsächlich Ta-Nitrid enthält, auf
dem transparenten Substrat ausgebildet wird, so dass von einem Sputtertarget
aus Ta-Metall oder einer Ta-Verbindung in der Sputtervorrichtung
emittierte Ta-Teilchen mit Xe-Atomen kollidieren, die ein hohes
Atomgewicht haben, wodurch die Ta-Teilchen kinetische Energie verlieren
und daher in einem abgebremsten Zustand auf das transparente Substrat
auftreffen. Dadurch kann eine Druckkraft vermindert werden, die
auf die lichtabschirmende Lage, die hauptsächlich Ta-Nitrid
enthält, beim Auftreffen der Ta-Partikel ausgeübt
wird, wodurch die Druckspannung im Inneren der lichtabschirmenden
Lage erheblich vermindert werden kann.
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Andererseits
wird zum Ausbilden der vorderseitigen Antireflexionslage, die hauptsächlich
Ta-Oxid enthält, auf der lichtabschirmenden Lage ein Mischgas
aus einem Ar-Gas, das beim Sputtern weit verbreitet als Edelgas
verwendet wird und ein Atomgewicht hat, das niedriger ist als dasjenige
von Xe-Gas, und einem Gas auf O-Basis (Gas auf Sauerstoffbasis)
als ein Atmosphärengas in der Sputtervorrichtung verwendet,
so dass, auch wenn vom Sputtertarget aus Ta-Metall oder einer Ta-Verbindung
in der Sputtervorrichtung emittierte Ta-Teilchen mit Ar-Atomen mit
dem niedrigen Atomgewicht kollidieren, der Verlust der kinetischen
Energie wesentlich kleiner ist als im Fall einer Kollision mit den
Xe-Atomen, so dass die Ta-Teilchen in einem Zustand auf das transparente
Substrat auftreffen können, in dem ihre Geschwindigkeit
nicht so stark vermindert ist. Daher kann beim Auftreffen der Ta-Teilchen
eine große Druckkraft auf die vorderseitige Antireflexionslage
ausgeübt werden, die hauptsächlich Ta-Oxid enthält,
wodurch die Zugspannung im Inneren der vorderseitigen Antireflexionslage
vermindert wird.
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Mit
der stapelförmigen Struktur aus der lichtabschirmenden
Lage, die hauptsächlich Ta-Nitrid enthält und
eine wesentlich verminderte Druckspannung aufweist, und der vorderseitigen
Antireflexionslage, die hauptsächlich Ta-Oxid enthält
und eine im Vergleich zu einer herkömmlichen Metalloxidlage
verminderte Zugspannung aufweist, tritt die Wirkung auf, dass die
Spannungen der beiden Lagen sich gegenseitig geeignet kompensieren,
wodurch die innere Spannung der lichtabschirmenden Schicht insgesamt
wesentlich vermindert wird, während die lichtabschirmende
Schicht herkömmlich insgesamt eine große innere
Druckspannung aufweist. Daher kann das Auftreten einer optischen
Störung, z. B. eine Defokussierung, verhindert werden,
die ansonsten auftritt, wenn eine Fotomaske durch Ausbilden eines Übertragungsmusters
in einem Fotomaskenrohling mit einem verformten Glassubstrat hergestellt
und auf einem Übertragungsobjekt, z. B. einem Wafer, belichtet
wird, so dass ein Fotomaskenrohling bereitgestellt werden kann,
der die für eine Feinmusterbelichtung in den letzten Jahren
geforderte Genauigkeit erfüllt.
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Die
Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die Zeichnungen näher
beschrieben; es zeigen:
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1 eine
Querschnittansicht der Struktur einer Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Fotomaskenrohlings;
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2 eine
Querschnittansicht der Struktur einer Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Fotomaske;
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3A bis 3G Querschnittansichten
zum Darstellen von Prozessen zum Herstellen der Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Fotomaskenrohlings und der
erfindungsgemäßen Fotomaske;
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4 eine
Querschnittansicht der Struktur eines erfindungsgemäßen
Fotomaskenrohlings gemäß Beispiel 2; und
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5 eine
Querschnittansicht der Struktur eines erfindungsgemäßen
reflektiven Fotomaskenrohlings gemäß Beispiel
3.
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1 zeigt
eine Querschnittansicht der Struktur einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Fotomaskenrohlings, 2 zeigt
eine Querschnittansicht der Struktur einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Fotomaske, und die 3A bis 3G zeigen
Querschnittansichten zum Darstellen von Prozessen zum Herstellen
der Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Fotomaskenrohlings und der erfindungsgemäßen Fotomaske.
Nachstehend werden die Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Fotomaskenrohlings und der erfindungsgemäßen Fotomaske
unter Bezug auf diese Figuren beschrieben.
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Wie
in 1 dargestellt ist, ist diese Ausführungsform
des Fotomaskenrohlings derart konfiguriert, dass eine Ta-Nitridlage 2,
die hauptsächlich Ta-Nitrid enthält und ei ne Dicke
von 44,9 nm aufweist, als lichtabschirmende Lage auf einem aus synthetischem
Quarz hergestellten Glassubstrat 1 ausgebildet ist, und
eine Ta-Oxidlage 3, die hauptsächlich Ta-Oxid
enthält und eine Dicke von 13 nm hat, als eine vorderseitige
Antireflexionslage auf der Ta-Nitridlage 2 ausgebildet
ist. Die Ta-Nitridlage 2 und die Ta-Oxidlage 3 bilden
eine lichtabschirmende Schicht 30. Der N-Anteil der Ta-Nitridlage 2 beträgt
31 Atom-%, und der O-Anteil der Ta-Oxidlage 3 beträgt
58 Atom-%. Mit dieser Konfiguration der lichtabschirmenden Schicht 30 kann
das vorderseitige Reflexionsvermögen auf weniger als 30%
und das rückseitige Reflexionsvermögen auf weniger
als 40% bezüglich ArF-Belichtungslicht eingestellt werden.
Wie in 2 dargestellt ist, ist diese Ausführungsform
der Fotomaske derart konfiguriert, dass in der lichtabschirmenden
Schicht 30 des in 1 dargestellten
Fotomaskenrohlings ein Feinmuster mit Abschnitten 30a,
in denen die lichtabschirmende Schicht 30 erhalten bleibt,
und Abschnitten 30b ausgebildet ist, in denen die lichtabschirmende
Schicht 30 entfernt ist.
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Nachstehend
wird unter Bezug auf die 3A bis 3G ein
Beispiel zum Herstellen dieser Ausführungsform des Fotomaskenrohlings
und der Fotomaske beschrieben.
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Beispiel 1
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Ein
Substrat 1 aus synthetischen Quarz mit einer quadratischen
Größe von etwa 152 mm × 152 mm und mit
einer Dicke von 6,35 mm wurde in eine DC-Magnetron-Sputtervorrichtung
eingebracht. Nachdem der Innenraum der Sputtervorrichtung auf einen
Druck von 2 × 10–5 Pa
oder weniger evakuiert war, wurde ein Mischgas (Sputtergas) aus
Xe und N2 in die Sputtervorrichtung eingeleitet.
In diesem Fall wurden die Durchflussrate von Xe und die Durchflussrate
von N2 auf 11 sccm bzw. 15 sccm eingestellt.
Als Sputtertarget wurde Ta verwendet. Nachdem sich die Gasdurchflussraten
stabilisiert hatten, wurde die Leistung einer DC-Leistungsversorgung
auf 1,5 kW eingestellt, wodurch eine Ta-Nitridlage 2 mit
einer Dicke von 44,9 nm auf dem Substrat 1 ausgebildet
wurde (vergl. 3A).
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Dann
wurde, während das Substrat 1, auf dem die Ta-Nitridlage 2 ausgebildet
war, in der Sputtervorrichtung verblieb, ein Mischgas (Sputtergas),
das ein Ar-Gas mit einer Durchflussrate von 58 sccm und ein O2-Gas mit einer Durchflussrate von 32,5 sccm
enthielt, in die Sputtervorrichtung eingeleitet, woraufhin die Leistung
der DC-Leistungsversorgung auf 0,7 kW eingestellt wurde, um eine
Ta-Oxidlage 3 mit einer Dicke von 13 nm auf die Ta-Nitridlage 2 aufzubringen
(vergl. 3B). Wenn die TaOxidlage 3 durch
DC-Magnetron-Sputtern ausgebildet wird, kann es vorkommen, dass
sich eine Oxidschicht auf dem Sputtertarget anlagert, wodurch die
Schichtausbildungsrate abnimmt. Zum Unterdrücken der Abnahme
der Schichtausbildungsrate ist eine DC-Pulseinheit zweckdienlich.
Im vorliegenden Beispiel wurde eine Vorrichtung des Typs Sparc-LE
V (Handelsbezeichnung), hergestellt von Advanced Energy Industries,
Inc., verwendet.
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Das
Reflexionsvermögen (vorderseitige Reflexionsvermögen)
einer vom Substrat 1 abgewandten Oberfläche einer
derart ausgebildeten lichtabschirmenden Schicht 30 eines
Fotomaskenrohlings betrug für ArF-Belichtungslicht (Wellenlänge
193 nm) 19,5%. Das Reflexionsvermögen (rückseitige
Reflexionsvermögen) einer Oberfläche, auf der
die lichtabschirmende Schicht 30 nicht ausgebildet war,
des Substrats 1 betrug für ArF-Belichtungslicht
30,3%. Außerdem betrug der Lichtdurchlassgrad für
ArF-Belichtungslicht 0,1%. Die Werte für den Brechungsindex
n und den Extinktionskoeffizient k wurden unter Verwendung einer
Vorrichtung zum Messen optischer Eigen schaften dünner Schichten
des Typs n & k
1280 (Handelsbezeichnung), hergestellt von n & k Technology, Inc., berechnet, wobei
der Brechungsindex n und der Extinktionskoeffizient k der Ta-Nitridlage 2 2,16
bzw. 2,02 betrugen, und der Brechungsindex n und der Extinktionskoeffizient
k der Ta-Oxidlage 3 betrugen 2,23 bzw. 1,09. Außerdem
wurde eine XPS(Röntgenfotoelektronenspektroskopie) Analyse
für eine auf die gleiche Weise hergestellte lichtabschirmende
Schicht 30 ausgeführt, wobei ermittelt wurde,
dass der N-Anteil und der Xe-Anteil der Ta-Nitridschicht 2 31
Atom-% bzw. etwa 0,4 Atom-% und der O-Anteil der Ta-Oxidlage 3 58
Atom-% betrugen. Außerdem wurde eine RBS-(Rutherford-Rückstreuspektrometrie)
Analyse ausgeführt, wobei ermittelt wurde, dass der Ar-Anteil
in der Ta-Oxidlage 3 etwa 2 Atom-% betrug. Außerdem
wurde die Oberflächenrauigkeit der lichtabschirmenden Schicht 30 in
einem Bereich von 1 μm2 unter Verwendung
eines Rasterkraftmikroskops (AFM) gemessen, wobei festgestellt wurde,
dass der Rms-Wert 0,49 nm betrug. Außerdem wurde eine Defektprüfung
unter Verwendung einer Defektprüfvorrichtung des Typs M1350
(Handelsbezeichnung), hergestellt von Lasertec Corporation, ausgeführt
und bestätigt, dass Defekte normal identifizierbar sind.
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Die
Schichtstruktur, die Herstellungsbedingungen, usw. des Fotomaskenrohlings
gemäß Beispiel 1 sind in Tabelle 1 zusammengefasst
dargestellt. Tabelle 1
Konfiguration von Beispiel 1 | Material | Dicke (nm) | Während
des Sputterns eingeleitetes Gas |
Xe
(sccm) | Ar
(sccm) | N2 (sccm) | O2 (sccm) |
Vorderseitige
Antireflexionslage | Ta-O | 13 | 0 | 58 | 0 | 32,5 |
Lichtabschirmende
Lage | Ta-N | 44,9 | 11 | 0 | 15 | 0 |
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Außerdem
sind die optischen und andere Eigenschaften des Fotomaskenrohlings
von Beispiel 2 zusammengefasst in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2
Eigenschaften
von Beispiel | Optische
Eigenschaften | Zusammensetzung | Oberflächenrauigkeit |
Vorderseitiges Reflexionsvermögen | Rückseitiges Reflexionsvermögen | n | k | Lichtdurchlassgrad | N-Anteil (Atom-%) | O-Anteil (Atom-%) | Rms (nm) |
Vorderseitige Antireflexionstage | 19,5% | 30,3% | 2,23 | 1,09 | 0,1% | 0 | 58 | 0,49 |
Lichtabschirmende
Lage | 2,16 | 2,02 | 31 | 0 |
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Bezüglich
des derart hergestellten Fotomaskenrohlings wurde das Verformungsmaß des
Substrats 1 in der Querschnittsrichtung vor und nach der
Ausbildung der lichtabschirmenden Schicht 30 gemessen.
Die Messung des Verformungsmaßes des Substrats 1 wurde
in einem 142 mm × 142 mm-Bereich ausgeführt, wobei
der Außenumfangsabschnitt des 152 mm × 152 mm-Substrats
ausgenommen wurde. Dabei ergab sich, dass die obere Fläche
des Substrats aufgrund der Ausbildung der lichtabschirmenden Schicht 30 um
0,02 μm in eine konvexe Richtung verformt wurde.
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Dann
wurde ein Elektronenstrahlresist 4 in einer Dicke von 150
nm auf die Ta-Oxidlage 3 der auf dem Substrat 1 ausgebildeten
lichtabschirmenden Schicht 30 aufgebracht (vergl. 3C),
und dann wurden ein Elektronenstrahl(EB)schreibprozess und ein Entwicklungsprozess
ausgeführt, wodurch ein Resistmuster ausgebildet wurde
(vergl. 3D). In 3D bezeichnen
die Bezugszeichen 4a und 4b Abschnitte, in denen
das Resistmaterial nach dem Entwicklungsprozess erhalten bleibt,
bzw. Abschnitte, in denen das Resistmaterial nach dem Entwicklungsprozess
entfernt ist, wobei das Resistmuster durch die Abschnitte 4a,
in denen das Resistmaterial erhalten bleibt, und die Abschnitte 4b gebildet
wird, in denen das Resistmaterial entfernt ist.
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Dann
wurde ein Trockenätzprozess unter Verwendung eines CHF3-Gases ausgeführt, um ein Muster in
der Ta-Oxidlage 3 auszubilden (vergl. 3E).
In 3E bezeichnet Bezugszeichen 3a Abschnitte
im Muster der Ta-Oxidlage 3, in denen die Ta-Oxidlage erhalten
bleibt. Anschließend wurde ein Trockenätzprozess unter
Verwendung eines Cl2-Gases ausgeführt,
wodurch ein Muster in der Ta-Nitridlage 2 ausgebildet wurde. Außerdem
wurde ein zusätzlicher 30%-Ätzvorgang ausgeführt,
um ein lichtabschirmendes Schichtmuster auf dem Substrat 1 auszubilden
(vergl. 3F). In 3F bezeichnet
Bezugszeichen 2a Abschnitte im Muster der Ta-Nitridlage 2,
in denen die Ta-Nitridlage erhalten bleibt. Für das derart
ausgebildete lichtabschirmende Schichtmuster wurde eine SEM-Querschnittbeobachtung
ausgeführt, wobei festgestellt wurde, dass das Elektronenstrahlresistmaterial
mit einer Dicke von 80 nm erhalten blieb. Dann wurde das Resistmaterial
auf dem lichtabschirmenden Schichtmuster entfernt, wodurch ein lichtabschirmendes
Schichtmuster als Fotomaskenmuster erhalten wurde (vergl. 3G).
Eine derart hergestellte Fotomaske wurde in einer Belichtungsvorrichtung
angeordnet, um eine Musterübertragung auf einen mit einem
Resist beschichteten Wafer auszuführen. Hierbei erfüllte
ein aufgrund einer Defokussierung oder einer ähnlichen
Ursache bewirktes Versatzmaß des übertragenen
Musters bezüglich eines Designmusters auf dem Resist des
Wafers die Genauigkeit, die für eine Feinmusterbelichtung
für eine Strukturbreite (Half Pitch) von 32 nm oder weniger
erforderlich ist. Daher hat sich gezeigt, dass der Fotomaskenrohling
von Beispiel 1 eine ausreichende Leistungsfähigkeit hinsichtlich
einer Feinmus terbelichtung für eine Strukturbreite von
32 nm oder weniger hat.
-
Vergleichsbeispiel 1
-
Eine
lichtabschirmende Schicht wurde auf die gleiche Weise ausgebildet
wie in Beispiel 1, außer dass zum Bestätigen der
Wirkung der Verwendung des Mischgases aus Xe und N2 als
Sputtergas beim Sputtern der Ta-Nitridlage 2 in Beispiel
1 eine Ta-Nitridlage 2 unter Verwendung eines Mischgases
aus Ar und N2 als Sputtergas aufgesputtert
wurde, was einem herkömmlichen Herstellungsverfahren entspricht.
-
Nachdem
der Innenraum der Sputtervorrichtung auf einen Druck von 2 × 10-5 Pa oder weniger evakuiert war, wurde ein
Mischgas (Sputtergas) aus Ar und N2 in die
Sputtervorrichtung eingeleitet. In diesem Fall wurden die Durchflussrate
von Ar und die Durchflussrate von N2 auf
30 sccm bzw. 20 sccm eingestellt. Als Sputtertarget wurde Ta verwendet.
Nachdem sich die Gasdurchflussraten stabilisiert hatten, wurde die
Leistung einer DC-Leistungsversorgung auf 1,5 kW eingestellt, wodurch
eine Ta-Nitridlage 2 mit einer Dicke von 44,2 nm auf einem
Substrat 1 ausgebildet wurde. Dann wurde, während
das Substrat 1, auf dem die Ta-Nitridlage 2 ausgebildet
war, in der Sputtervorrichtung verblieb, unter den gleichen Bedingungen
wie in Beispiel 1 eine Ta-Oxidlage 3 mit einer Dicke von
13 nm auf die Ta-Nitridlage 2 aufgebracht.
-
Das
Reflexionsvermögen (vorderseitige Reflexionsvermögen)
einer vom Substrat 1 abgewandten Oberfläche einer
derart ausgebildeten lichtabschirmenden Schicht 30 eines
Fotomaskenrohlings betrug für ArF-Belichtungslicht 19,6%.
Das Reflexionsvermögen (rückseitige Reflexionsvermögen)
einer Oberfläche, auf der die lichtabschirmende Schicht 30 nicht
ausgebildet war, des Substrats 1 betrug für ArF-Belichtungs licht 30,4%.
Außerdem betrug der Lichtdurchlassgrad für ArF-Belichtungslicht
0,1%. Die Werte für den Brechungsindex n und den Extinktionskoeffizient
k wurden unter Verwendung einer Vorrichtung des Typs n & k 1280 (Handelsbezeichnung),
hergestellt von n & k
Technology, Inc., berechnet, wobei der Brechungsindex n und der
Extinktionskoeffizient k der Ta Nitridlage 2 2,20 bzw.
2,05 betrugen, und der Brechungsindex n und der Extinktionskoeffizient
k der Ta-Oxidlage 3 betrugen 2,23 bzw. 1,09. Außerdem
wurde eine XPS-Analyse für eine auf die gleiche Weise hergestellte
lichtabschirmende Schicht 30 ausgeführt, wobei
ermittelt wurde, dass der N-Anteil der Ta-Nitridlage 2 32
Atom-% und der O-Anteil der Ta-Oxidlage 3 58 Atom-% betrugen.
Außerdem wurde die Oberflächenrauigkeit der lichtabschirmenden
Schicht 30 in einem Bereich von 1 μm2 unter
Verwendung eines Rasterkraftmikroskops (AFM) gemessen, wobei festgestellt
wurde, dass der Rms-Wert 0,28 nm betrug.
-
Außerdem
wurde eine Defektprüfung unter Verwendung einer Defektprüfvorrichtung
des Typs M1350 (Handelsbezeichnung), hergestellt von Lasertec Corporation,
ausgeführt und bestätigt, dass Defekte normal identifizierbar
sind. Die Herstellungsbedingungen und andere Parameter von Vergleichsbeispiel
1 sind zusammengefasst in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3
Konfiguration von Vergleichsbeispiel | Material | Dicke (nm) | Während
des Sputterns eingeleitetes Gas |
Ar
(sccm) | N2 (sccm) | O2 (sccm) |
Vorderseitige
Antireflexionslage | Ta-O | 13 | 58 | 0 | 32,5 |
Lichtabschirmende Lage | Ta-N | 44,2 | 30 | 20 | 0 |
-
Außerdem
sind die optischen und andere Eigenschaften des Fotomaskenrohlings
von Vergleichsbeispiel 1 zusammengefasst in Tabelle 4 dargestellt. Tabelle 4
Eigenschaften
von vergleichsbeispiel 1 | Optische
Eigenschaften | Zusammensetzung | Oberflächenrauigkeit |
Vorderseitiges Reflexionsvermögen | Rückseitiges Reflexionsvermögen | n | k | Lichtdurchlassgrad | N-Anteil (Atom-%) | O-Anteil (Atom-%) | Rms (nm) |
Vorderseitige Antireflexionstage | 19,6% | 30,4% | 2,23 | 1,09 | 0,1% | 0 | 58 | 0,28 |
Lichtabschirmende
Lage | 2,20 | 2,05 | 32 | 0 |
-
Bezüglich
des derart hergestellten Fotomaskenrohlings wurde das Verformungsmaß des
Substrats 1 in der Querschnittsrichtung vor und nach der
Ausbildung der lichtabschirmenden Schicht 30 auf die gleiche Weise
wie in Beispiel 1 gemessen. Dabei ergab sich, dass die obere Fläche
des Substrats 1 aufgrund der Ausbildung der lichtabschirmenden
Schicht 30 um 0,56 μm und damit wesentlich in
eine konvexe Richtung verformt wurde.
-
Dann
wurde ein lichtabschirmendes Schichtmuster auf die gleiche Weise
ausgebildet wie in Beispiel 1, um eine Fotomaske zu erhalten. Die
derart erhaltene Fotomaske wurde in der Belichtungsvorrichtung angeordnet,
um eine Musterübertragung auf einen mit einem Resist beschichteten
Wafer auszuführen. Hierbei war ein übertragenes
Muster aufgrund einer Defokussierung oder einer ähnlichen
Ursache, die durch die starke Verformung des Substrats bewirkt wurde,
bezüglich eines Designmusters auf dem Resist des Wafers
wesentlich versetzt, so dass die Genauigkeit, die für eine
Feinmusterbelichtung für eine Strukturbreite (Half Pitch)
von 32 nm oder weniger erforderlich ist, nicht erfüllt
werden konnte.
-
Es
ist allgemein bekannt, dass die Schichtspannung sich auch in Abhängigkeit
vom Druck in der Sputtervorrichtung während des Sputterprozesses ändert.
Daher wurde die Durch flussrate eines beim Sputtern der Ta-Nitridlage
als Edelgas eingeleiteten Gases geändert (wodurch veranlasst
wird, dass sich der Druck in der Sputtervorrichtung ändert),
um die Beziehung zwischen dem Druck in der Sputtervorrichtung und
dem Verformungsmaß eines Glassubstrats (eines aus dem gleichen
Material wie in Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 hergestellten
Quarzsubstrats) für die Fälle zu verifizieren,
in denen als Edelgas Ar-Gas verwendet wurde, und in denen als Edelgas
Xe-Gas verwendet wurde. Weil diese Verifizierung im Wesentlichen
das Ziel hat, den Einfluss der Schichtspannung einer Ta-Nitridlage
auf ein Glassubstrat zu untersuchen, wurde nur die Ta-Nitridlage auf
dem Glassubstrat ausgebildet, d. h., die Ta-Oxidlage wurde nicht
ausgebildet.
-
Zunächst
wurde die Verifizierung für den Fall ausgeführt,
in dem ein Mischgas (Sputtergas) aus Ar und N
2 beim
Sputtern der Ta-Nitridlage von Vergleichsbeispiel 1 verwendet wurde.
Außer dass die Durchflussrate des eingeleiteten Ar-Gases
geändert wurde, wurden die Ta-Nitridlagen unter den gleichen
Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 1 aufgesputtert (die Durchflussrate
des eingeleiteten N
2-Gases wurde konstant
bei 20 sccm gehalten). Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt. Tabelle 5
Ar-Gasdurchflussrate
(sccm) | Substratverformungsrichtung | Substratverformungsmaß (μm) | Dicke
(nm) | Substratverformungsmaß pro Dickeneinheit (μm/nm) | Schichtausbildungsdruck (Pa) |
20 | konvex | 0,66 | 39,78 | 0,0166 | 0,06 |
30 | konvex | 0,65 | 44,20 | 0,0147 | 0,10 |
60 | konvex | 0,63 | 46,41 | 0,0136 | 0,19 |
100 | konvex | 0,58 | 48,62 | 0,0119 | 0,32 |
-
Die
Substratverformungsrichtung in Tabelle 5 ist bezüglich
der oberen Fläche des Substrats ”konkav oder konvex”.
Weil es hinsichtlich der Spezifikation der Sputtervorrich tung schwierig
ist, eine konstante Dicke der T-Nitridlagen zu erhalten, ist die
Beziehung zwischen dem Substratverformungsmaß. und dem
Schichtausbildungsdruck (dem während der Schichtausbildung
in der Sputtervorrichtung vorherrschenden Druck) durch Umwandeln
eines Substratverformungsmaßes in ein Substratverformungsmaß pro
Dickeneinheit dargestellt, das durch Teilen des Substratverformungsmaßes
durch die Dicke erhalten wird. Die Schichtausbildungsbedingung einer
Ar-Gasdurchflussrate von 30 sccm in Tabelle 5 ist die gleiche wie
in Vergleichsbeispiel 1. D. h., dass in Vergleichsbeispiel 1 die
Ta-Nitridlage eine Druckspannung aufwies, die dazu geeignet ist,
das Glassubstrat um 0,65 μm in die konvexe Richtung zu
verformen. In Vergleichsbeispiel 1 wurde das Glassubstrat als Ergebnis
der stapelförmigen Anordnung der Ta-Oxidlage auf der Ta-Nitridlage
um 0,56 μm in die konvexe Richtung verformt, so dass die
unter den Schichtausbildungsbedingungen von Vergleichsbeispiel 1
ausgebildete Ta-Oxidlage mit der Dicke von 13 nm eine Zugspannung
aufwies, die dazu geeignet ist, das Glassubstrat um 0,09 μm
(Substratverformungsmaß pro Dickeneinheit: 0,0069 μm/nm)
gegen die Druckspannung der Ta-Nitridlage in die konkave Richtung
zurückzuversetzen. Als Ergebnis dieser Verifizierung hat
sich gezeigt, dass es auch durch Einstellen der Durchflussrate des
in die Sputtervorrichtung eingeleiteten Ar-Gases schwierig ist,
zu erreichen, dass die Zugspannung der Ta-Oxidlage die Druckspannung
der Ta-Nitridlage derart kompensiert, dass das Verformungsmaß des
Glassubstrats so vermindert wird, dass die für eine Feinmusterbelichtung
für eine Strukturbreite von 32 nm oder weniger erforderliche
Genauigkeit erfüllt wird.
-
Anschließend
wurde eine Verifizierung für den Fall ausgeführt,
in dem ein Mischgas (Sputtergas) aus Xe und N
2 beim
Sputtern der Ta-Nitridlage von Beispiel 1 verwendet wurde. Außer
dass die Durchflussrate des eingeleiteten Xe-Gases geändert
wurde, wurden Ta-Nitridlagen unter den gleichen Bedingungen wie
in Beispiel 1 aufgesputtert (die Durchflussrate des eingeleiteten
N
2-Gases wurde konstant bei 15 sccm gehalten). Die
Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt. Tabelle 6
Xe-Gasdurchflussrate
(sccm) | Substratverformungsrichtung | Substratverformungsmaß (μm) | Dicke
(nm) | Substratverformungsmaß pro Dickeneinheit (μm/nm) | Schichtausbildungsdruck (Pa) |
9 | konvex | 0,20 | 40,86 | 0,0049 | 0,06 |
11 | konvex | 0,11 | 44,90 | 0,0024 | 0,07 |
20 | konkav | 0,26 | 46,70 | 0,0056 | 0,14 |
40 | konkav | 0,07 | 48,49 | 0,0014 | 0,29 |
-
Die
Schichtausbildungsbedingung einer Xe-Gasdurchflussrate von 11 sccm
in Tabelle 6 ist die gleiche wie in Beispiel 1. Anhand eines Vergleichs
mit den Ergebnissen von Tabelle 5 ist ersichtlich, dass die Druckspannung
der Ta-Nitridlage, die das Glassubstrat verformt, durch die Verwendung
von Xe-Gas wesentlich vermindert werden kann. Außerdem
ist ersichtlich, dass in Beispiel 1 die Ta-Nitridlage eine Druckspannung
aufwies, die dazu geeignet ist, das Glassubstrat um 0,11 μm
in die konvexe Richtung zu verformen. In Beispiel 1 wurde das Glassubstrat
durch das Aufbringen der Ta-Oxidlage auf die Ta-Nitridlage um 0,02 μm
in die konvexe Richtung verformt, so dass die unter den Schichtausbildungsbedingungen
von Beispiel 1 ausgebildete Ta-Oxidlage mit der Dicke von 13 nm
eine Zugspannung aufwies, die dazu geeignet ist, das Glassubstrat
gegen die Druckspannung der Ta-Nitridlage um 0,09 μm (Substratverformungsmaß pro
Dickeneinheit: 0,0069 μm/nm) in die konkave Richtung zurückzuversetzen.
Als Ergebnis dieser Verifizierung hat sich gezeigt, dass durch die
Verwendung des Xe-Gases als ein Edelgas des Sputtergases (des während
des Sputterns zugeführten Gases) die Zugspannung der Ta-Nitridlage
wesentlich vermindert werden kann, und außerdem kann durch Einstellen
der Durchflussrate des in die Sputtervorrichtung eingeleiteten Xe-Gases
zum Erzielen eines Ausgleichs mit der Zugspannung der Ta-Oxidlage
das Verformungsmaß des Glassubstrats weiter vermindert
werden, so dass ein Maskenrohling hergestellt werden kann, der die
für eine Feinmusterbelichtung für eine Strukturbreite
von 32 nm oder weniger erforderliche Genauigkeit erfüllt.
-
Beispiel 2
-
4 zeigt
eine Querschnittansicht der Struktur eines Fotomaskenrohlings gemäß Beispiel
2. Wie in 4 dargestellt ist, ist der Fotomaskenrohling
gemäß Beispiel 2 derart konfiguriert, dass eine
Ta-B-N-Lage 21 mit einer Dicke von 46,7 nm als eine lichtabschirmende
Lage auf einem aus synthetischem Quarz hergestellten Glassubstrat 1 ausgebildet
ist und eine Ta-B-O-Lage 31 mit einer Dicke von 10 nm als
vorderseitige Antireflexionslage auf der Ta-B-N-Lage 21 ausgebildet
ist. Die Ta-B-N-Lage 21 und die Ta-B-O-Lage 31 bilden eine
lichtabschirmende Schicht 33. Hierbei betragen der N-Anteil
der Ta-B-N-Lage 21 15 Atom-% und der O-Anteil der Ta-B-O-Lage 31 56
Atom-%.
-
Der
Fotomaskenrohling gemäß Beispiel 2 wird folgendermaßen
hergestellt. Wie in Beispiel 1 wurde ein Substrat 1 aus
synthetischen Quarz mit einer quadratischen Größe
von etwa 152 mm × 152 mm und mit einer Dicke von 6,35 mm
in eine DC-Magnetron-Sputtervorrichtung eingebracht. Nachdem der
Innenraum der Sputtervorrichtung auf einen Druck von 2 × 10–5 Pa oder weniger evakuiert war,
wurde ein Mischgas (Sputtergas) aus Xe und N2 in
die Sputtervorrichtung eingeleitet. In diesem Fall wurden die Durchflussrate
von Xe und die Durchflussrate von N2 auf
12,9 sccm bzw. 6 sccm eingestellt. Als Sputtertarget wurde eine
Ta-B-Legierung (Atomverhältnis Ta:B = 80:20) verwendet.
Nachdem sich die Gasdurchflussraten stabilisiert hatten, wurde die Leistung
einer DC-Leistungsversorgung auf 1,5 kW eingestellt, wodurch eine
Ta-B-N-Lage 21 mit einer Dicke von 46,7 nm auf dem Substrat 1 ausgebildet
wurde.
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Dann
wurde, während das Substrat 1, auf dem die Ta-B-N-Lage 21 ausgebildet
war, in der Sputtervorrichtung verblieb, ein Mischgas (Sputtergas),
das Ar mit einer Durchflussrate von 58 sccm und O2 mit
einer Durchflussrate von 32,5 sccm enthielt, in die Sputtervorrichtung
eingeleitet, woraufhin die DC-Leistungsversorgung auf 0,7 kW eingestellt
wurde, um eine Ta-B-O-Lage 31 mit einer Dicke von 10 nm
auf die Ta-B-N-Lage 21 aufzubringen. Wenn die Ta-B-O-Lage 31 durch
DC-Magnetron-Sputtern ausgebildet wird, kann es wie im Fall der
Ta-Oxidlage 3 vorkommen, dass sich eine Oxidschicht auf
dem Sputtertarget anlagert, wodurch die Schichtausbildungsrate abnimmt.
Zum Unterdrücken der Abnahme der Schichtausbildungsrate
ist eine DC-Pulseinheit zweckdienlich. Auch im vorliegenden Beispiel
wurde eine Vorrichtung des Typs Sparc-LE V (Handelsbezeichnung),
hergestellt von Advanced Energy Industries, Inc., verwendet.
-
Das
Reflexionsvermögen (vorderseitige Reflexionsvermögen)
einer vom Substrat 1 abgewandten Oberfläche einer
derart ausgebildeten lichtabschirmenden Schicht 33 betrug
für ArF-Belichtungslicht 18,1%. Das Reflexionsvermögen
(rückseitige Reflexionsvermögen) einer Oberfläche,
auf der die lichtabschirmende Schicht 33 nicht ausgebildet
war, des Substrats 1 betrug für ArF-Belichtungslicht
33,7%. Außerdem betrug der Lichtdurchlassgrad für
ArF-Belichtungslicht 0,1%. Außerdem wurde eine XPS-Analyse
für eine auf die gleiche Weise hergestellte lichtabschirmende
Schicht 33 ausgeführt, wobei ermittelt wurde,
dass der N-Anteil und der Xe-Anteil der Ta-B-N-Lage 21 15
Atom-% bzw. etwa 0,3 Atom-% und der O-Anteil der Ta-B-O-Lage 31 58 Atom-%
betrugen. Außerdem wurde eine RBS-Analyse ausgeführt,
wobei festgestellt wurde, dass der Ar-Anteil in der Ta-B-O-Lage 31 etwa
1 Atom-% betrug. Außerdem wurde die Oberflächenrauigkeit
der lichtabschirmenden Schicht in einem Bereich von 1 μm2 unter Verwendung eines Rasterkraftmikroskops
(AFM) gemessen, wobei festgestellt wurde, dass der Rms-Wert 0,42
nm betrug.
-
Die
Herstellungsbedingungen und andere Parameter von Beispiel 2 sind
in Tabelle 7 zusammengefasst dargestellt. Tabelle 7
Konfiguration von Beispiel 2 | Material | Dicke (nm) | Während
des Sputterns eingeleitetes Gas |
Xe
(sccm) | Ar
(sccm) | N2 (sccm) | O2 (sccm) |
Vorderseitige
Antireflexionslage | Ta-B-O | 10 | 0 | 58 | 0 | 32,5 |
Lichtabschirmende
Lage | Ta-B-N | 46,7 | 12,9 | 0 | 6 | 0 |
-
Außerdem
sind die optischen und andere Eigenschaften des Fotomaskenrohlings
von Beispiel 2 zusammengefasst in Tabelle 8 dargestellt. Tabelle 8
Eigenschaften
von Beispiel 2 | Optische
Eigenschaften | Zusammensetzung | Oberflächenrauigkeit |
Vorderseitiges Reflexionsvermögen | Rückseitiges Reflexionsvermögen | n | k | Lichtdurchlassgrad | N-Anteil (Atom-%) | O-Anteil (Atom-%) | Rms (nm) |
Vorderseitige
Antireflexionstage | 18,1% | 33,7% | 2,23 | 1,09 | 0,1% | 0 | 58 | 0,42 |
Lichtabschirmende
Lage | 1,88 | 2,05 | 15 | 0 |
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Bezüglich
des derart hergestellten Fotomaskenrohlings wurde das Verformungsmaß des
Substrats 1 in der Querschnittsrichtung vor und nach der
Ausbildung der lichtab schirmenden Schicht 33 gemessen.
Die Messung des Verformungsmaßes des Substrats 1 wurde
in einem quadratischen 142 mm × 142 mm-Bereich ausgeführt,
wobei der Außenumfangsabschnitt des quadratischen 152 mm × 152
mm-Substrats ausgenommen wurde. Dabei ergab sich, dass die obere
Fläche des Substrats aufgrund der Ausbildung der lichtabschirmenden
Schicht 33 um 0,01 μm in die konvexe Richtung
verformt wurde.
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Dann
wurde ein lichtabschirmendes Schichtmuster auf die gleiche Weise
ausgebildet wie in Beispiel 1, wodurch eine Fotomaske erhalten wurde.
Die derart erhaltene Fotomaske wurde in einer Belichtungsvorrichtung
angeordnet, um eine Musterübertragung auf einen mit einem
Resist beschichteten Wafer auszuführen. Hierbei erfüllte
ein aufgrund einer Defokussierung oder aus ähnlichen Gründen
verursachtes Versatzmaß des übertragenen Musters
bezüglich eines Designmusters auf dem Resist des Wafers
die für eine Feinmusterbelichtung für eine Strukturbreite
(Half Pitch) von 32 nm oder weniger erforderliche Genauigkeit. Daher
hat sich gezeigt, dass der Fotomaskenrohling von Beispiel 2 eine
ausreichende Leistungsfähigkeit hinsichtlich einer Feinmusterbelichtung
für eine Strukturbreite von 32 nm oder weniger hat.
-
Beispiel 3
-
5 zeigt
eine Querschnittansicht der Struktur eines reflektiven Fotomaskenrohlings
gemäß Beispiel 3. Der reflektive Fotomaskenrohling
ist ein Fotomaskenrohling zum Herstellen einer reflektiven Fotomaske
insbesondere zur Verwendung in einer EUV-(extremes Ultraviolett)Lithografie
unter Verwendung von EUV-Licht (Wellenlänge etwa 13 nm).
Der reflektive Fotomaskenrohling wird ausgebildet durch stapelförmiges
aufeinanderfolgendes Anordnen einer mehrlagigen reflektiven Schicht 11,
einer Zwischenschicht 12 und einer Absorptionsschicht (lichtabschirmenden
Schicht) 13 auf einem Substrat 10. Die mehrlagige
Schicht 11 ist dazu geeignet, EUV-Licht mit einem hohen
Reflexionsvermögen zu reflektieren und hat normalerweise
eine Struktur, gemäß der ein Material mit einem
relativ hohen Brechungsindex und ein Material mit einem relativ
niedrigen Brechungsindex in einer Dicke von mehreren nm alternierend
angeordnet sind. Als mehrlagige reflektive Schicht 11 wird
weit verbreitet eine mehrlagige reflektive Schicht mit zyklischen
Mo/Si-Lagen verwendet, in der Mo und Si in etwa 40 Zyklen alternierend
angeordnet sind. Beispiele anderer mehrlagiger reflektiver Schichten
sind eine mehrlagige reflektive Schicht mit zyklischen Ru/Si-Lagen,
eine mehrlagige reflektive Schicht mit zyklischen Mo/Be-Lagen, eine
mehrlagige reflektive Schicht mit zyklischen Mo-Verbindungs-/Si-Verbindungslagen, eine
mehrlagige reflektive Schicht mit zyklischen Si/Nb-Lagen, eine mehrlagige
reflektive Schicht mit zyklischen Si/Mo/Ru-Lagen, eine mehrlagige
reflektive Schicht mit zyklischen Si/Mo/Ru/Mo-Lagen, eine mehrlagige
reflektive Schicht mit zyklischen Si/Ru/Mo/Ru-Lagen, usw.
-
Die
Zwischenschicht 12 dient als Ätzstoppschicht beim Ätzen
eines Übertragungsmusters in der Absorptionsschicht 13 und
ist allgemein eine Schicht aus einem Material, das als eine Hauptmetallkomponente Cr
enthält. Insbesondere ist CrN bevorzugt, weil es eine amorphe
Kristallstruktur hat, so dass beim Ätzen des Übertragungsmusters
eine geringe Randrauigkeit erhalten werden kann. Eine Schutzschicht,
die hauptsächlich Ru enthält und beim Ätzen
des Übertragungsmusters in der Absorptionsschicht 13 eine Ätzstoppfunktion hat,
kann an Stelle der Zwischenschicht 12 oder zwischen der
mehrlagigen reflektiven Schicht 11 und der Zwischenschicht 12 bereitgestellt
werden. Diese Schutzschicht hat einen hohen Lichtdurchlassgrad für
EUV-Licht, so dass, anders als bei der Zwischenschicht 12,
das Übertragungsmuster nicht unbedingt darin geätzt
werden muss. Als für diese Schutz schicht verwendbares Material
ist ein Ru-Metall, eine RuNb-Legierung, eine RuZr-Legierung, Verbindungen
davon, usw. geeignet. Die Absorptionsschicht 13 dient dazu,
EUV-Licht zu absorbieren, und ist häufig aus einem Material
hergestellt, das als eine Hauptmetallkomponente Ta enthält.
Durch Ausbilden des Übertragungsmusters in der Absorptionsschicht 13 und
der Zwischenschicht 12 des reflektiven Fotomaskenrohlings
mit der vorstehend erwähnten Struktur durch Trockenätzen
unter Verwendung eines Resistmusters als Maske wird eine reflektive
Fotomaske mit dem Übertragungsmuster hergestellt. Dann
wird, indem diese reflektive Fotomaske an einer vorgegebenen Position
in einer EUV-Belichtungsvorrichtung angeordnet und mit EUV-Licht
bestrahlt wird, das EUV-Licht an einem Abschnitt reflektiert, wo
die mehrlagige reflektive Schicht 11 durch das Ätzen
der Absorptionsschicht 13 und der Zwischenschicht 12 freigelegt
ist, während das EUV-Licht an einem Abschnitt, an dem die
Absorptionsschicht 13 erhalten bleibt, absorbiert wird,
so dass das Übertragungsmuster auf ein Belichtungsobjekt,
wie beispielsweise ein Resist auf einem Wafer, übertragen
wird.
-
Im
Allgemeinen wird nach der Herstellung der reflektiven Fotomaske
durch Ausbilden des Übertragungsmusters in der Absorptionsschicht 13 und
der Zwischenschicht 12 des reflektiven Fotomaskenrohlings ein
Prüfvorgang zum Untersuchen der Genauigkeit des Übertragungsmusters
ausgeführt. Dieser Prüfvorgang wird durch Aufstrahlen
von Licht im tiefen Ultraviolett mit einer Wellenlänge
von etwa 190 nm bis 260 nm auf die reflektive Fotomaske und Beobachten
des Reflexionskontrasts ausgeführt. Wenn das Oberflächenreflexionsvermögen
der Absorptionsschicht 13 groß ist, wird der Unterschied
des Reflexionskontrasts zwischen der Oberfläche der mehrlagigen
reflektiven Schicht 11 und der Oberfläche der
Absorptionsschicht 13 so klein, dass der Prüfvorgang
nicht zufrieden stellend ausgeführt werden kann. Daher weist
die Absorptionsschicht 13 eine zweilagige Struktur auf,
die betrachtet von der Seite der Zwischenschicht 12 eine
Absorptionslage (lichtabschirmende Lage) 14, die aus einem
Material mit einem hohen Absorptionsvermögen für
EUV-Licht hergestellt ist, und eine Oberflächen-Antireflexionslage 15 aufweist,
die aus einem Material mit einem niedrigen Reflexionsvermögen
für Prüflicht (Licht im tiefen Ultraviolett) hergestellt
ist. Wenn ein Material, das als eine Hauptmetallkomponente Ta enthält,
für die Absorptionslage 14 verwendet wird, ist
Ta-Nitrid als Material der Absorptionslage 14 bevorzugt,
und Ta-Oxid ist als Material der Oberflächen-Antireflexionslage 15 bevorzugt.
-
Auch
im Fall des reflektiven Fotomaskenrohlings tritt wie im Fall des
herkömmlichen Fotomaskenrohlings zur Verwendung in einem
ArF-Belichtungsprozess ein Problem dahingehend auf, dass die Schichtspannung
in der zweilagigen Struktur, die die Ta-Nitrid-Absorptionslage 14 und
die Ta-Oxid-Oberflächen-Antireflexionslage 15 der
Absorptionsschicht 13 aufweist, die Verformung der mehrlagigen
reflektiven Schicht 11 und des Substrats 10 beeinflusst.
Die technische Idee der vorliegenden Erfindung ist auch auf die
Absorptionsschicht 13 des reflektiven Fotomaskenrohlings
anwendbar.
-
Nachstehend
wird unter Bezug auf 5 ein Herstellungsverfahren
des reflektiven Fotomaskenrohlings gemäß Beispiel
3 beschrieben. Bei dem reflektiven Fotomaskenrohling gemäß Beispiel
3 wurde ein SiO2-TiO2-Glas
mit einer quadratischen Größe von etwa 152 mm × 152
mm und mit einer Dicke von 6,35 mm als ein Substrat 10 verwendet.
Zunächst wurde eine mehrlagige reflektive Schicht 11 durch
Ionenstrahlsputtern auf dem Substrat 10 aufgebracht. Das
Substrat 10 wurde in einer Ionenstrahlsputtervorrichtung
angeordnet, in der ein Si-Target und ein Mo-Target bereitgestellt
wurden, woraufhin ein Innenstrahl abwechselnd auf das Si-Target
und das Mo-Target aufgestrahlt wurde, um 40 Zyklen von Si- und Mo-Lagen
auszubilden, wobei in jedem Zyklus eine Si-Lage mit einer Dicke
von 4,2 nm und eine Mo-Lage mit einer Dicke von 2,8 nm ausgebildet
wurde, und schließlich wurde eine Si-Lage mit einer Dicke
von 4,2 nm ausgebildet, wodurch die mehrlagige reflektive Schicht 11 ausgebildet
wurde. Dann wurde eine Zwischenschicht 12 aus Cr-Nitrid
mit einer Dicke von 15 nm in einer DC-Magnetron-Sputtervorrichtung
auf der Oberfläche der mehrlagigen reflektiven Schicht 11 ausgebildet.
Die Schichtausbildung wurde unter Verwendung eines Cr-Targets und
Ar mit einem Zusatz von 10 Atom N als Sputtergas ausgeführt.
-
Dann
wurde eine Absorptionslage 14 aus Ta-B-N (Nitrid einer
Tantal-Bor-Legierung) in der DC-Magnetron-Sputtervorrichtung auf
einer oberen Fläche der Zwischenschicht 12 ausgebildet.
Nachdem der Innenraum der Sputtervorrichtung auf einen Druck von
2 × 10–5 Pa oder weniger
evakuiert war, wurde ein Mischgas (Sputtergas) aus Xe und N2 in die Sputtervorrichtung eingeleitet.
In diesem Fall wurden die Durchflussrate von Xe und die Durchflussrate
von N2 auf 12,9 sccm bzw. 6 sccm eingestellt.
Als Sputtertarget wurde eine Ta-B-Legierung (Atomverhältnis
Ta:B = 80:20) verwendet. Nachdem sich die Gasdurchflussraten stabilisiert
hatten, wurde die Leistung einer DC-Leistungsversorgung auf 1,5
kW eingestellt, wodurch eine Ta-B-N-Lage 14 mit einer Dicke
von 50 nm auf der oberen Fläche der Zwischenschicht 12 ausgebildet
wurde.
-
Dann
wurde, während das Substrat 10 in der Sputtervorrichtung
verblieb, ein Mischgas (Sputtergas), das Ar mit einer Durchflussrate
von 58 sccm und O2 mit einer Durchflussrate
von 32,5 sccm enthielt, in die Sputtervorrichtung eingeleitet, woraufhin
die Leistung der DC-Leistungsversorgung auf 0,7 kW eingestellt wurde,
um eine Oberflächen-Antireflexionslage 15 aus
Ta-B-O (Oxid einer Tantal-Bor-Legierung) mit einer Dicke von 15
nm auf der Absorptionslage 14 auszubilden. Wenn die Ta-B-O-Oberflächen-Antireflexionslage 15 durch DC-Magnetron-Sputtern
ausgebildet wird, kann es vorkommen, dass sich eine Oxidschicht
auf dem Sputtertarget anlagert, wodurch die Schichtausbildungsrate
abnimmt. Zum Unterdrücken der Abnahme der Schichtausbildungsrate
ist eine DC-Pulseinheit zweckdienlich. Auch im vorliegenden Beispiel
wurde eine Vorrichtung des Typs Sparc-LE V (Handelsbezeichnung),
hergestellt von Advanced Energy Industries, Inc., verwendet.
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Im
derart hergestellten reflektiven Fotomaskenrohling befanden sich
sowohl die Absorptionslage 14 als auch die Oberflächen-Antireflexionslage 15 in
einem amorphen Kristallzustand. Außerdem wurde eine XPS-Analyse
für eine Absorptionsschicht 13 ausgeführt,
wobei der N-Anteil und der Xe-Anteil der Ta-B-B-Lage 14 15
Atom-% bzw. etwa 0,3 Atom-% betrugen und der O-Anteil der Ta-B-O-Oberflächen-Antireflexionslage 15 56
Atom-% betrug. Außerdem wurde eine RBS-Analyse ausgeführt,
wobei ermittelt wurde, dass der Ar-Anteil in der Ta-B-O-Oberflächen-Antireflexionslage 15 etwa
0,1 Atom-% betrug. Außerdem wurde die Oberflächenrauigkeit
der Absorptionsschicht 13 in einem 1 μm2-Bereich unter Verwendung eines Rasterkraftmikroskops (AFM)
gemessen, wobei ein Rms-Wert von 0,42 nm ermittelt wurde.
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Die
Herstellungsbedingungen und andere Parameter der Absorptionsschicht
13 von
Beispiel 3 sind in Tabelle 9 zusammengefasst dargestellt. Tabelle 9
Konfiguration von Beispiel 3 | Material | Dicke (nm) | Während
des Sputterns eingeleitetes Gas |
Xe
(sccm) | Ar
(sccm) | N2 (sccm) | O2 (sccm) |
Vorderseitige
Antireflexionslage | Ta-B-O | 15 | 0 | 58 | 0 | 32,5 |
Lichtabschirmende
Lage | Ta-B-N | 50 | 12,9 | 0 | 6 | 0 |
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Bezüglich
des derart hergestellten Fotomaskenrohlings wurde das Verformungsmaß des
Substrats 10 in der Querschnittsrichtung vor und nach der
Ausbildung der Absorptionsschicht 13 gemessen. Die Messung des
Verformungsmaßes des Substrats 10 wurde in einem
quadratischen 142 mm × 142 mm-Bereich ausgeführt,
wobei der Außenumfangsabschnitt des quadratischen 152 mm × 152
mm-Substrats 10 ausgenommen wurde. Dabei ergab sich, dass
die obere Fläche des Substrats 10 aufgrund der
Ausbildung der Absorptionsschicht 13 um 0,01 μm
in eine konvexe Richtung verformt wurde.
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Dann
wurde ein Elektronenstrahlresist in einer Dicke von 150 nm auf der
Oberflächen-Antireflexionslage 15 der auf dem
Substrat 10 ausgebildeten Absorptionsschicht 13 aufgebracht,
woraufhin durch den gleichen Ätzvorgang wie in Beispiel
1 ein Muster in die Absorptionsschicht 13 übertragen
wurde. Anschließend wurde das Muster durch Trockenätzen
unter Verwendung eines Mischgases aus Cl2-Gas
und O2-Gas in die Cr-Nitrid-Zwischenschicht 12 übertragen,
wodurch eine reflektive Fotomaske erhalten wird. Die derart erhaltene
reflektive Fotomaske wurde in einer EUV-Belichtungsvorrichtung angeordnet,
um eine Musterübertragung auf einen mit einem Resist beschichteten
Wafer auszuführen. Dabei ergab sich, dass das durch eine
Defokussierung oder aus anderen Gründen verursachte Versatzmaß des übertragenen
Musters bezüglich eines Designmusters auf dem Resist des
Wafers die für eine Feinmusterbelichtung für eine
Strukturbreite (Half Pitch) von 32 nm oder weniger erforderliche
Genauigkeit erfüllte. Daher hat sich gezeigt, dass der
reflektive Fotomaskenrohling von Beispiel 3 eine ausreichende Leistungsfähigkeit
hinsichtlich einer Feinmusterbelichtung für eine Strukturbreite
von 32 nm oder weniger hat. Wenn an Stelle der Zwischenschicht 12 die
Schutzschicht, z. B. aus einer RuNb-Legierung, bereitgestellt wird,
kann die Schutzschicht unter Verwendung eines RuNb-Targets in einer
Dicke von 2,5 nm ausgebildet werden.
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In
einem Fotomaskenrohling für ArF-Belichtungslicht kann,
um das rückseitige Reflexionsvermögen zu vermindern,
während die Gesamtdicke einer lichtabschirmenden Schicht
weiter vermindert wird, die lichtabschirmende Schicht eine dreilagige
Struktur haben, bei der außerdem eine rückseitige
Antireflexionslage zwischen einer lichtabschirmenden Lage und einem
transparenten Substrat angeordnet ist. In diesem Fall enthält die
rückseitige Antireflexionslage vorzugsweise Tantalnitrid
(TaN) als eine Hauptkomponente. Daher hat die lichtabschirmende
Schicht eine dreilagige Struktur mit einer vorderseitigen Antireflexionslage,
die hauptsächlich TaO enthält und eine Zugspannung
aufweist, einer lichtabschirmenden Lage, die hauptsächlich
TaN enthält und eine Druckspannung aufweist, und einer
rückseitigen Antireflexionslage, die hauptsächlich
TaN enthält und eine Druckspannung aufweist. Daher ist
es bevorzugt, zum Sputtern der beiden Lagen, die hauptsächlich
TaN enthalten, ein Xe-Gas als Edelgas zu verwenden und die Schichtspannungen
der drei Lagen durch Einstellen der Schichtausbildungsbedingungen
einzustellen, um zu veranlassen, dass das Substratverformungsmaß des
hergestellten Fotomaskenrohlings innerhalb eines zulässigen
oder Toleranzbereichs fällt.
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Eine
erfindungsgemäße Fotomaske kann beispielsweise
als Maske zum Ausbilden eines Feinmusters durch Fotolithografie bei
der Herstellung von Halbleiterbauelementen verwendet werden, und
ein erfindungsgemäßer Fotomaskenrohling kann als
Fotomaskenrohling verwendet werden, der als Zwischenprodukt dient, das
durch Anwenden bestimmter Behandlungen darauf zu einer Fotomaske
ausgebildet werden kann.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung basierend auf Beispielen ausführlich
beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt,
sondern innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung können
verschiedenartige Änderungen vorgenommen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2008-046890 [0001]
- - JP 2009-015734 [0001]
- - JP 57-161857 A [0007]
- - JP 58-31336 A [0007]
- - JP 2006-195202 A [0009]