JP2007114451A - Mask blank and method for manufacturing transfer mask - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mask blank and a transfer mask compliant with fine design rules as a size of 65 nm or less. <P>SOLUTION: The mask blank 1 comprises a light-shielding film 12 and a resist film 14 layered on a light-transmitting substrate 11, wherein the etching rate of the resist film 14 in dry etching using an etching gas containing a chlorine-based gas is 0.5 time or less as the etching rate of the light-shielding film 12 in the same dry etching. Therefore, even when the film thickness of the resist film 14 is decreased to suppress the aspect ratio to 4 or lower, preferably to 3 or lower so as to prevent collapse of a resist pattern 140 during developing the resist film 14 in compliance with design rules of about 65 nm line width or space width, the resist pattern 140 is not etched but functions as a mask until etching in the light-shielding film 12 is completed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体集積回路や液晶表示装置等の製造において使用されるマスクブランクス、および転写マスクに関するものである。   The present invention relates to mask blanks and transfer masks used in the manufacture of semiconductor integrated circuits, liquid crystal display devices, and the like.

半導体集積回路や液晶表示装置等を製造する際、フォトリソグラフィ技術を用いて薄膜をパターニングする工程では、透光性基板に遮光性膜からなる転写パターンが形成された転写マスクが用いられる。このような転写マスクを製造するには、まず、透光性基板の全面に遮光性膜を形成した後、遮光性膜の表面全体にレジスト膜を積層する。次に、レジスト膜に対して選択的露光、ベーク処理、現像処理を行い、レジストパターンを形成した後、レジストパターンをマスクとして遮光性膜をパターニングし、透光性基板の表面に転写パターンを備えた転写マスクを製造する(特許文献１参照)。   When manufacturing a semiconductor integrated circuit, a liquid crystal display device, or the like, a transfer mask in which a transfer pattern made of a light-shielding film is formed on a light-transmitting substrate is used in the step of patterning a thin film using a photolithography technique. In order to manufacture such a transfer mask, first, a light-shielding film is formed on the entire surface of the light-transmitting substrate, and then a resist film is laminated on the entire surface of the light-shielding film. Next, the resist film is selectively exposed, baked, and developed to form a resist pattern, and then the light-shielding film is patterned using the resist pattern as a mask, and a transfer pattern is provided on the surface of the translucent substrate. A transfer mask is manufactured (see Patent Document 1).

ここで、透光性基板の全面に遮光性膜を形成した段階のもの、透光性基板の全面に遮光性膜およびレジスト膜を積層した段階のもののいずれについてもマスクブランクス（あるいはマスクブランク）と称することがあるが、本願では、後者をマスクブランクスという。
特開平１０−６９０５５号公報 Here, mask blanks (or mask blanks) are used for both the stage where the light-shielding film is formed on the entire surface of the translucent substrate and the stage where the light-shielding film and the resist film are laminated on the entire surface of the translucent substrate. In the present application, the latter is referred to as mask blanks.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-69055

近年、ＬＳＩの高集積化はめざましく、ＬＳＩ加工に用いる転写マスクには、ライン幅あるいはスペース幅がナノメートル単位のパターン精度が求められている。このような場合には、マスクブランクスに形成したレジストパターンにもナノメートル単位の解像性、および加工精度が求められる。その結果、レジストパターンの膜厚とレジストパターンの間隔の比(あるいは、レジストパターンの膜厚とレジストパターンの幅寸法の比)であるアスペクト比が大きくなり、かかるアスペクト比が４を超えると、レジスト現像後のリンス液または水の表面張力の影響でレジストパターンが倒壊するという問題が発生する。従って、アスペクト比は概ね３以下に抑えなければならない。それ故、レジストパターンの倒壊を回避しつつ、さらに微細なレジストパターンを形成するには、レジスト膜の膜厚を低減させ、レジストパターンのアスペクト比を小さくする必要がある。   In recent years, high integration of LSIs has been remarkable, and a transfer mask used for LSI processing is required to have a pattern accuracy with a line width or space width in units of nanometers. In such a case, the resolution and processing accuracy in nanometer units are also required for the resist pattern formed on the mask blank. As a result, the aspect ratio, which is the ratio between the resist pattern film thickness and the resist pattern spacing (or the ratio between the resist pattern film thickness and the resist pattern width dimension) increases. There arises a problem that the resist pattern collapses due to the influence of the surface tension of the rinse solution or water after development. Therefore, the aspect ratio must be suppressed to about 3 or less. Therefore, in order to form a finer resist pattern while avoiding collapse of the resist pattern, it is necessary to reduce the film thickness of the resist film and reduce the aspect ratio of the resist pattern.

しかしながら、従来のように、塩素系ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチングにおけるレジスト膜のエッチング速度が当該ドライエッチングにおける遮光性膜のエッチング速度の０．７５倍位のレジスト材料、すなわち、エッチング選択比が１．３倍位のレジスト材料を用いたままでレジスト膜の膜厚を低減すると、レジストパターンをマスクにして遮光性膜に対して塩素系ガスを用いたドライエッチングを行った際、遮光性膜のエッチングが終了しないうちにレジスト膜がエッチングされてしまい、マスクとして機能しなくなるという問題点がある。一方、遮光性膜を薄くすれば、エッチング時間を短くできるので、その分、レジスト膜の膜厚を薄くできることになるが、遮光性膜の膜厚は、フォトマスクブランクスにおいては光学濃度などに規定され、位相シフトマスクブランクスにおいては透過率や位相シフト量などに応じて決定されるため、遮光性膜を薄くするのには限界がある。このため、従来は、レジスト膜の膜厚を低減することができず、その結果、６５ｎｍ以下といった微細なデザインルールに対応することができないという問題点がある。   However, as in the past, a resist material in which the etching rate of the resist film in dry etching using an etching gas containing a chlorine-based gas is about 0.75 times the etching rate of the light-shielding film in the dry etching, that is, etching selection If the resist film thickness is reduced while using a resist material with a ratio of about 1.3 times, when the resist film is used as a mask and the light-shielding film is subjected to dry etching using a chlorine-based gas, the light-shielding property There is a problem in that the resist film is etched before the etching of the film is completed, so that it does not function as a mask. On the other hand, if the light-shielding film is made thinner, the etching time can be shortened, so the film thickness of the resist film can be reduced accordingly. However, the film thickness of the light-shielding film is regulated by the optical density in photomask blanks. In the phase shift mask blank, since it is determined according to the transmittance, the phase shift amount, etc., there is a limit to making the light-shielding film thinner. For this reason, conventionally, the film thickness of the resist film cannot be reduced, and as a result, there is a problem that it is impossible to cope with a fine design rule of 65 nm or less.

また、レジストパターンをエッチングマスクとして下地クロム膜のドライエッチングを行う場合、レジストパターンの線幅後退量であるバイアス値は、ポジ型レジストでプラス２０ｎｍ、ネガ型レジストでマイナス２０ｎｍが許容量といわれており、従来のドライエッチング速度を持つレジスト膜で６５ｎｍ以下といった微細なパターンを形成する場合、ドライエッチング時のレジストパターン線幅の変化が許容量より大きくなり、マスク面内でのパターン線幅のばらつきであるＣＤ精度を制御することが困難になる。   In addition, when dry etching of the underlying chromium film is performed using the resist pattern as an etching mask, it is said that the allowable bias value of the resist pattern line width receding amount is plus 20 nm for a positive resist and minus 20 nm for a negative resist. In the case of forming a fine pattern of 65 nm or less with a resist film having a conventional dry etching rate, the change of the resist pattern line width during dry etching becomes larger than the allowable amount, and the variation of the pattern line width in the mask surface It is difficult to control the CD accuracy.

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、６５ｎｍ以下といった微細なデザインルールに対応することができるマスクブランクス、およびこのマスクブランクスを用いた転写マスクの製造方法を提案することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to propose a mask blank that can cope with a fine design rule of 65 nm or less, and a method of manufacturing a transfer mask using the mask blank.

上記課題を解決するために、本発明では、基板上に少なくとも転写パターンとなる薄膜又は転写パターンを形成するための薄膜と、レジスト膜とが積層されたマスクブランクスにおいて、塩素系ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチングにおける前記レジスト膜のエッチング速度が当該ドライエッチングにおける前記薄膜のエッチング速度の０．５倍以下であることを特徴とする。すなわち、レジスト膜は、エッチング選択比が２倍以上のエッチング耐性を有していることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, an etching gas containing a chlorine-based gas is used in a mask blank in which a thin film to be a transfer pattern or a thin film for forming a transfer pattern and a resist film are laminated on a substrate. The etching rate of the resist film in the dry etching using is less than 0.5 times the etching rate of the thin film in the dry etching. That is, the resist film is characterized by having an etching resistance with an etching selection ratio of 2 times or more.

本発明において、マスクブランクスには、フォトマスクブランクスの他、位相シフトマスクブランクス、反射型マスクブランクス、インプリント用転写プレートも含まれる。位相シフトマスクブランクスの場合には、透光性基板上にハーフトーン膜などの位相シフト膜が形成されたものや、透光性基板上にハーフトーン膜と、その上にクロム系材料などの遮光性膜が形成されたものなどを指す。反射型マスクブランクスの場合には、低膨張基板などの基板上に、多層反射膜上または多層反射膜の上に設けられたバッファ層上にクロム系材料などの吸収体膜が形成されたものなどを指す。インプリント用転写プレートの場合には、転写プレートとなる透光性基板上にクロム系材料などの転写パターン形成用薄膜が形成されたものなどを指す。   In the present invention, mask blanks include phase shift mask blanks, reflective mask blanks, and imprint transfer plates in addition to photomask blanks. In the case of phase shift mask blanks, a phase shift film such as a halftone film is formed on a translucent substrate, or a halftone film is formed on the translucent substrate, and a chrome-based material is shielded from light. This refers to a material on which a conductive film is formed. In the case of reflective mask blanks, an absorber film such as a chromium-based material is formed on a multilayer reflective film or a buffer layer provided on the multilayer reflective film on a substrate such as a low expansion substrate. Point to. In the case of an imprinting transfer plate, it refers to a transfer pattern forming thin film made of a chromium-based material or the like formed on a translucent substrate serving as a transfer plate.

本発明では、塩素系ガスを用いたドライエッチングに対する耐エッチング性の高いレジスト膜を用いており、塩素系ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチングにおけるレジスト膜のエッチング速度が当該ドライエッチングにおける前記薄膜のエッチング速度の０．５倍以下である。すなわち、レジスト膜は、エッチング選択比が２倍以上のエッチング耐性を有している。このため、ライン幅あるいはスペース幅が６５ｎｍ程度のデザインルールに対応する際、レジスト膜の現像時にレジストパターンの倒壊が発生しないようにレジスト膜の膜厚を低減してアスペクト比を３以下に抑えた場合でも、前記薄膜のエッチングが完了するまで、レジストパターンはエッチングされずマスクとしての機能を発揮する。それ故、従来と比較して大幅に微細化したデザインルールに対応することができる。   In the present invention, a resist film having high etching resistance to dry etching using a chlorine-based gas is used, and the etching rate of the resist film in dry etching using an etching gas containing a chlorine-based gas is the thin film in the dry etching. The etching rate is 0.5 times or less. That is, the resist film has an etching resistance with an etching selection ratio of 2 times or more. For this reason, when responding to a design rule with a line width or space width of about 65 nm, the resist film thickness is reduced and the aspect ratio is suppressed to 3 or less so that the resist pattern does not collapse during development of the resist film. Even in this case, until the etching of the thin film is completed, the resist pattern is not etched and functions as a mask. Therefore, it is possible to cope with a design rule that is significantly miniaturized as compared with the conventional case.

また、本発明では、レジスト膜は、塩素系ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチング時における膜減りを抑制する元素を含有させた有機膜としたことを特徴としている。従って、ライン幅あるいはスペース幅を６５ｎｍ程度のデザインルールに対応させ、レジスト膜の現像時にレジストパターンの倒壊を発生させないために、レジスト膜の膜厚を低減してアスペクト比を３以下に抑えた場合でも、前記薄膜のエッチングが完了するまで、レジストパターンはエッチングされずマスクとしての機能を発揮する。それ故、従来と比較して大幅に微細化したデザインルールに対応することができる。上記ドライエッチング時における膜減りを抑制する元素とは、Ｓｉ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｓｎから選ばれる少なくとも一種を含むものを指す。上記元素の中でも、耐ドライエッチング性の点から、好ましくは、Ｓｉが望ましい。レジスト膜に上記目的の元素を含有させる方法としては、レジストのポリマーとして目的元素を含有した高分子を用いる方法、レジストのポリマーに目的元素を含有した高分子を混合させる方法、イオン注入による方法、レジスト膜に有機金属化合物を反応させる方法などがある。   In the present invention, the resist film is characterized by being an organic film containing an element that suppresses film loss during dry etching using an etching gas containing a chlorine-based gas. Therefore, when the line width or space width corresponds to a design rule of about 65 nm and the resist pattern does not collapse during development of the resist film, the resist film thickness is reduced and the aspect ratio is suppressed to 3 or less. However, until the etching of the thin film is completed, the resist pattern is not etched and functions as a mask. Therefore, it is possible to cope with a design rule that is significantly miniaturized as compared with the conventional case. The element that suppresses film loss during dry etching refers to an element containing at least one selected from Si, In, Ga, Ge, Al, Mn, Mg, Ti, and Sn. Among the above elements, Si is preferable from the viewpoint of dry etching resistance. As a method of containing the target element in the resist film, a method using a polymer containing the target element as a resist polymer, a method of mixing a polymer containing the target element into the resist polymer, a method by ion implantation, There is a method of reacting an organic metal compound with a resist film.

また、上記元素は、前記有機膜における含有量が１ｗｔ％以上かつ９０ｗｔ％以下であることが望ましい。１ｗｔ％未満だと耐ドライエッチング性が不足となり、９０ｗｔ％超だとマスク製造工程におけるレジスト剥離が困難となるからである。上記元素の含有量は、さらに好ましくは１ｗｔ％以上かつ５０ｗｔ％以下が望ましい。例えば、アクリル系樹脂材料の場合、上記元素(特にＳｉ)の含有量は、１０ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下、さらに好ましくは１０ｗｔ％以上２５ｗｔ％以下が望ましい。また、ＰＨＳ(Poly Hydroxy Styrene)系樹脂材料の場合、上記元素(特にＳｉ)の含有量は、１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下、さらに好ましくは１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下、さらに好ましくは２ｗｔ％以上７ｗｔ％以下が望ましい。   The content of the element in the organic film is preferably 1 wt% or more and 90 wt% or less. This is because if it is less than 1 wt%, the dry etching resistance becomes insufficient, and if it exceeds 90 wt%, it is difficult to remove the resist in the mask manufacturing process. The content of the element is more preferably 1 wt% or more and 50 wt% or less. For example, in the case of an acrylic resin material, the content of the element (particularly Si) is preferably 10 wt% or more and 50 wt% or less, more preferably 10 wt% or more and 25 wt% or less. In the case of a PHS (Poly Hydroxy Styrene) resin material, the content of the element (particularly Si) is 1 wt% or more and 20 wt% or less, more preferably 1 wt% or more and 10 wt% or less, more preferably 2 wt% or more and 7 wt%. The following is desirable.

本発明において、前記レジスト膜の膜厚は、５０ｎｍ以上かつ２００ｎｍ以下であることが好ましい。前記レジスト膜の膜厚を２００ｎｍに設定した場合には、アスペクト比を３に設定した場合でも約６５ｎｍのデザインルールに対応でき、前記レジスト膜の膜厚は５０ｎｍに設定した場合には、アスペクト比を３に設定した場合でも約１７ｎｍのデザインルールに対応することができる。   In the present invention, the thickness of the resist film is preferably 50 nm or more and 200 nm or less. When the film thickness of the resist film is set to 200 nm, even when the aspect ratio is set to 3, the design rule of about 65 nm can be accommodated. When the film thickness of the resist film is set to 50 nm, the aspect ratio is Even when 3 is set to 3, a design rule of about 17 nm can be handled.

本発明において、前記薄膜はクロムを含む材料からなり、この場合、前記エッチングガスとしては、前記塩素系ガスとともに酸素を含むガスが用いられる。前記薄膜の膜組成は、例えば、フォトマスクブランクスにおける遮光性膜においては光学濃度や反射率によって規定され、また、位相シフトマスクブランクスにおける位相シフト膜(ハーフトーン膜を含む)上の遮光性膜においては、透過率や位相シフト量などによって規定される。前記薄膜は単層あるいは複数層で構成されるが、いずれの場合も、遮光性膜にクロムを含む材料が用いられ、エッチングガスとして塩素系ガスとともに酸素を含むエッチングガスが用いられた場合、ドライエッチングにおけるレジスト膜のエッチング速度が当該ドライエッチングにおける遮光性膜のエッチング速度の０．２倍以下、すなわち、エッチング選択比が５倍以上の条件を実現でき、デザインルールとして６５ｎｍよりさらに微細な条件にも対応することができる。   In the present invention, the thin film is made of a material containing chromium. In this case, as the etching gas, a gas containing oxygen is used together with the chlorine-based gas. The film composition of the thin film is defined by, for example, optical density and reflectance in a light-shielding film in a photomask blank, and in a light-shielding film on a phase shift film (including a halftone film) in a phase shift mask blank. Is defined by the transmittance and the amount of phase shift. The thin film is composed of a single layer or a plurality of layers. In any case, a material containing chromium is used for the light-shielding film, and when an etching gas containing oxygen is used together with a chlorine-based gas as an etching gas, a dry film is used. The etching rate of the resist film in the etching can be 0.2 times or less the etching rate of the light-shielding film in the dry etching, that is, the etching selectivity can be 5 times or more, and the design rule can be finer than 65 nm. Can also respond.

本発明において、前記レジスト膜は、化学増幅型レジスト膜であり、この場合、当該レジスト膜と前記薄膜との層間には、前記レジスト膜の失活を抑制する失活抑制膜が少なくとも一層、形成されていることが好ましい。ポジタイプの化学増幅型レジストは、露光によりレジスト膜中に生成される触媒物質の酸が、引き続き行われる熱処理工程において、ポリマーの溶解性を制御する官能基あるいは官能物質と反応して官能基等を外すことにより、露光部分がアルカリ現像液に溶解するようになる。従って、露光によりレジスト膜中に生成される触媒物質の酸の濃度が何らかの原因により著しく低下した失活状態になると、アルカリ現像液に溶解されなくなる。その結果、前記薄膜をエッチング後、前記薄膜の残滓が残ってしまう。このような失活現象は、露光によりレジスト膜中に生成される触媒物質の酸が、前記薄膜中に拡散するなどの移動などが原因であると考えられ、前記薄膜の表面近傍の膜密度が比較的疎な状態や荒れた状態にあると、露光によりレジスト膜中に生成される触媒物質の酸が捕捉され易くなると考えられる。それ故、前記薄膜と化学増幅型レジスト膜との層間に、前記薄膜の表面近傍の膜密度よりも高い膜密度を有する失活抑制膜や、有機膜からなる失活抑制膜を介在させると、化学増幅型レジスト膜の失活を効果的に抑制することができる。よって、レジスト膜の解像度、およびレジストパターン形状の向上を図ることができ、微細なパターンを転写するための転写マスクを形成するのに有益である。   In the present invention, the resist film is a chemically amplified resist film. In this case, at least one deactivation suppressing film for suppressing deactivation of the resist film is formed between the resist film and the thin film. It is preferable that In the positive type chemically amplified resist, the acid of the catalyst substance produced in the resist film by exposure reacts with a functional group or a functional substance that controls the solubility of the polymer in the subsequent heat treatment step to form a functional group or the like. By removing, the exposed portion is dissolved in the alkaline developer. Accordingly, when the acid concentration of the catalyst substance generated in the resist film by exposure is in a deactivated state that is remarkably lowered for some reason, it is not dissolved in the alkali developer. As a result, the residue of the thin film remains after the thin film is etched. Such a deactivation phenomenon is considered to be caused by movement of the catalyst substance acid generated in the resist film by exposure, such as diffusion into the thin film, and the film density near the surface of the thin film is In a relatively sparse or rough state, it is considered that the acid of the catalyst substance produced in the resist film by exposure is easily captured. Therefore, when a deactivation suppression film having a film density higher than the film density near the surface of the thin film or an inactivation suppression film made of an organic film is interposed between the thin film and the chemically amplified resist film, Deactivation of the chemically amplified resist film can be effectively suppressed. Therefore, the resolution of the resist film and the resist pattern shape can be improved, which is beneficial for forming a transfer mask for transferring a fine pattern.

本発明に係るマスクブランクスは、パターンが６５ｎｍ以下のデザインルールに対応することができる。   The mask blank according to the present invention can correspond to a design rule having a pattern of 65 nm or less.

本発明を適用したマスクブランクスは、前記薄膜をパターニングすることにより、転写パターンを形成した転写マスクに用いられる。すなわち、マスクブランクスの前記レジスト膜を選択露光、現像してレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをマスクにして前記薄膜に対して前記エッチングガスを用いたドライエッチングを行って転写パターンを形成する。なお、マスクには、フォトマスクに加えて、位相シフトマスク、反射型マスクや、インプリント用の転写プレートも含まれる。   The mask blank to which the present invention is applied is used for a transfer mask in which a transfer pattern is formed by patterning the thin film. That is, after the resist film of the mask blank is selectively exposed and developed to form a resist pattern, the transfer pattern is formed by performing dry etching using the etching gas on the thin film using the resist pattern as a mask. . In addition to the photomask, the mask includes a phase shift mask, a reflective mask, and an imprint transfer plate.

本発明では、塩素系ガスを用いたドライエッチングに対する耐エッチング性の高いレジスト膜を用いているため、塩素系ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチングにおけるレジスト膜のエッチング速度が、当該ドライエッチングにおける転写パターンとなる薄膜又は転写パターンを形成するための薄膜のエッチング速度の０．５倍以下であり、レジスト膜は、エッチング選択比が２倍以上のエッチング耐性を有している。このため、ライン幅あるいはスペース幅が６５ｎｍ程度のデザインルールに対応する際、レジスト膜の現像時にレジストパターンの倒壊が発生しないようにレジスト膜の膜厚を低減してアスペクト比を３以下に抑えた場合でも、前述した薄膜のエッチングが完了するまで、レジストパターンはエッチングされずマスクとしての機能を発揮する。それ故、従来と比較して大幅に微細化したデザインルールに対応することができる。   In the present invention, since a resist film having high etching resistance against dry etching using a chlorine-based gas is used, the etching rate of the resist film in the dry etching using an etching gas containing a chlorine-based gas is the same as that in the dry etching. The etching rate of the thin film to be a transfer pattern or the thin film for forming the transfer pattern is 0.5 times or less, and the resist film has an etching resistance with an etching selectivity of 2 times or more. For this reason, when responding to a design rule with a line width or space width of about 65 nm, the resist film thickness is reduced and the aspect ratio is suppressed to 3 or less so that the resist pattern does not collapse during development of the resist film. Even in such a case, the resist pattern is not etched until the thin film etching described above is completed, and the mask functions as a mask. Therefore, it is possible to cope with a design rule that is significantly miniaturized as compared with the conventional case.

以下に、本発明を適用したマスクブランクス、および転写マスクを説明する。   The mask blanks and transfer mask to which the present invention is applied will be described below.

（全体構成）
図１は、マスクブランクスを形成した後、このマスクブランクスを用いて転写マスクを形成する様子を模式的に示す工程断面図である。 (overall structure)
FIG. 1 is a process cross-sectional view schematically showing how a transfer mask is formed using a mask blank after the mask blank is formed.

転写マスクを製造するには、まず、図１(ａ)に示すように、合成石英ガラス(ＡｒＦエキシマレーザー露光用)、弗素ドープ石英ガラス(Ｆ2エキシマレーザー露光用)、低膨張ガラス(ＥＵＶ露光用)などからなる基板材料を鏡面研磨した後、洗浄して所定寸法の透光性基板１１を準備する。 In order to manufacture a transfer mask, first, as shown in FIG. 1A, synthetic quartz glass (for ArF excimer laser exposure), fluorine-doped quartz glass (for F 2 excimer laser exposure), low expansion glass (EUV exposure) After the substrate material made of, for example, is mirror-polished, it is washed to prepare a light-transmitting substrate 11 having a predetermined size.

次に、図１(ｂ)に示すように、スパッタ法や蒸着法などにより、透光性基板１１上に遮光性膜１２を形成する。遮光性膜１２の膜厚は、所望の光学特性(例えば、透過率や反射率等)、もしくは所定形状のパターンが得られるよう適宜調整され、具体的には、遮光性膜１２の膜厚は、４０ｎｍ〜１２０ｎｍの範囲で調整される。このような遮光性膜１２に用いる材料としては、塩素系ガスによりドライエッチング可能なものであれば任意である。例えば、クロムを含む材料、タンタルを含む材料、チタンを含む材料などが挙げられる。これらの材料のうち、塩素系ガスを用いたエッチングに対するエッチング速度を考慮すれば、クロムを含む材料であることが好ましい。また、遮光性膜１２を構成する材料には、光学特性(例えば、透過率や反射率等)、もしくはパターン断面形状等を制御するために、酸素、窒素、炭素、または弗素を含んでいてもよい。   Next, as shown in FIG. 1B, a light-shielding film 12 is formed on the translucent substrate 11 by sputtering or vapor deposition. The film thickness of the light-shielding film 12 is appropriately adjusted so as to obtain a desired optical characteristic (for example, transmittance, reflectance, etc.) or a pattern with a predetermined shape. Specifically, the film thickness of the light-shielding film 12 is , Adjusted in the range of 40 nm to 120 nm. The material used for such a light-shielding film 12 is arbitrary as long as it can be dry-etched with a chlorine-based gas. For example, a material containing chromium, a material containing tantalum, a material containing titanium, or the like can be given. Among these materials, considering the etching rate for etching using a chlorine-based gas, a material containing chromium is preferable. Further, the material constituting the light-shielding film 12 may contain oxygen, nitrogen, carbon, or fluorine in order to control optical characteristics (for example, transmittance and reflectance) or pattern cross-sectional shape. Good.

例えば、遮光性膜１２をＣｒＮ膜、ＣｒＣ膜、およびＣｒＯＮ膜がこの順で積層された複合膜によって構成する場合があり、この場合、まず、アルゴン(Ａｒ)と窒素(Ｎ2)との混合ガス雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、透光性基板１１上に窒化クロム膜(ＣｒＮ膜)を成膜する。次に、アルゴン(Ａｒ)とメタン(ＣＨ4)との混合ガス雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、ＣｒＮ膜の上面に炭化クロム膜(ＣｒＣ膜)を成膜する。次に、アルゴン(Ａｒ)と一酸化窒素(ＮＯ)との混合ガス雰囲気中で反応性スパッタリングを行い、ＣｒＣ膜の上面に窒酸化クロム(ＣｒＯＮ膜)を成膜する。 For example, the light-shielding film 12 may be composed of a composite film in which a CrN film, a CrC film, and a CrON film are laminated in this order. In this case, first, a mixture of argon (Ar) and nitrogen (N 2 ) Reactive sputtering is performed in a gas atmosphere to form a chromium nitride film (CrN film) on the translucent substrate 11. Next, reactive sputtering is performed in a mixed gas atmosphere of argon (Ar) and methane (CH 4 ) to form a chromium carbide film (CrC film) on the upper surface of the CrN film. Next, reactive sputtering is performed in a mixed gas atmosphere of argon (Ar) and nitrogen monoxide (NO) to form chromium nitride oxide (CrON film) on the upper surface of the CrC film.

次に、後述するレジスト膜をポジタイプの化学増幅型レジスト材料で構成する場合には、図１(ｃ)に示すように、回転塗布法などにより、遮光性膜１２上に液状の失活抑制材料としてのノボラック系樹脂からなる有機材料を塗布した後、加熱処理を行い、遮光性膜１２上に有機系の失活抑制膜１３を形成する。   Next, when a resist film to be described later is composed of a positive chemically amplified resist material, as shown in FIG. 1C, a liquid deactivation suppression material is formed on the light-shielding film 12 by a spin coating method or the like. After applying an organic material made of novolac resin as described above, heat treatment is performed to form an organic deactivation suppressing film 13 on the light-shielding film 12.

次に、図１(ｄ)に示すように、回転塗布法などにより、失活抑制膜１３上にレジスト材料を塗布した後、加熱し、レジスト膜１４を形成する。その結果、透光性基板１１上に遮光性膜１２、失活抑制膜１３およびレジスト膜１４がこの順に積層されたマスクブランクス１が形成される。その際、塩素系ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチングにおけるレジスト膜１４のエッチング速度が当該ドライエッチングにおける遮光性膜１２のエッチング速度の０．５倍以下となるような材料を用いてレジスト膜１４を形成する。すなわち、塩素系ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチングにおける選択比が２倍以上の材料を用いてレジスト膜１４を形成する。このようなレジスト膜１４を形成するのに適した材料としては、珪素(Ｓｉ)含有のレジスト材料がある。なお、レジスト膜は、珪素を含んでいることの他に特に限定されないが、６５ｎｍ以下の半導体デザインルールに対応した転写マスクを作製する上では、化学増幅型レジスト膜であることが好ましい。また、レジスト膜１４の膜厚は、アスペクト比を３以下にするという観点からすると、５０ｎｍ以上、かつ、２００ｎｍ以下であることが好ましい。   Next, as shown in FIG. 1D, a resist material is applied onto the deactivation suppression film 13 by a spin coating method or the like, and then heated to form a resist film 14. As a result, the mask blank 1 in which the light shielding film 12, the deactivation suppressing film 13, and the resist film 14 are laminated in this order on the translucent substrate 11 is formed. At that time, the resist film is made of a material that causes the etching rate of the resist film 14 in dry etching using an etching gas containing a chlorine-based gas to be 0.5 times or less of the etching rate of the light-shielding film 12 in the dry etching. 14 is formed. That is, the resist film 14 is formed using a material having a selection ratio of twice or more in dry etching using an etching gas containing a chlorine-based gas. As a material suitable for forming such a resist film 14, there is a resist material containing silicon (Si). The resist film is not particularly limited except that it contains silicon, but is preferably a chemically amplified resist film in producing a transfer mask corresponding to a semiconductor design rule of 65 nm or less. The film thickness of the resist film 14 is preferably 50 nm or more and 200 nm or less from the viewpoint of setting the aspect ratio to 3 or less.

このように構成したマスクブランクス１を用いて転写マスクを形成するには、まず、レジスト膜１４に対して、電子ビーム描画装置によって電子線描画(選択露光)を行い、次に、現像処理を施す。その結果、図１(ｅ)に示すレジストパターン１４０が形成される。   In order to form a transfer mask using the mask blank 1 configured as described above, first, electron beam lithography (selective exposure) is performed on the resist film 14 by an electron beam lithography apparatus, and then development processing is performed. . As a result, a resist pattern 140 shown in FIG. 1E is formed.

次に、図１(ｅ)に示すレジストパターンをマスクとして、遮光性膜１２に対して塩素系ガスを含むエッチングガスを用いてドライエッチングを行う。その際、遮光性膜１２の表面に形成されていた失活抑制膜１３も同時にエッチングされる。ここで、クロムを含む化合物によって遮光性膜１２を形成した場合には、塩素系ガスとともに酸素を含むエッチングガスを用いてドライエッチングを行う。   Next, dry etching is performed on the light-shielding film 12 using an etching gas containing a chlorine-based gas using the resist pattern shown in FIG. At that time, the deactivation suppressing film 13 formed on the surface of the light shielding film 12 is also etched at the same time. Here, when the light-shielding film 12 is formed of a compound containing chromium, dry etching is performed using an etching gas containing oxygen together with a chlorine-based gas.

次に、レジストパターン１４０を過酸化水素水(Ｈ2Ｏ2)と硫酸(Ｈ2ＳＯ4)との混合溶液により剥離する。また、本形態では、遮光性膜１２の表面に有機系の失活抑制膜１３を形成したので、失活抑制膜１３も除去する。 Next, the resist pattern 140 is removed with a mixed solution of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and sulfuric acid (H 2 SO 4 ). In this embodiment, since the organic deactivation suppression film 13 is formed on the surface of the light-shielding film 12, the deactivation suppression film 13 is also removed.

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、塩素系ガスを用いたドライエッチングに対する耐エッチング性の高いレジスト膜１４を用いている。すなわち、塩素系ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチングにおけるレジスト膜１４のエッチング速度が当該ドライエッチングにおける遮光性膜１２のエッチング速度の０．５倍以下であり、レジスト膜１４は、エッチング選択比が２倍以上のエッチング耐性を有している。このため、ライン幅あるいはスペース幅が６５ｎｍ程度のデザインルールに対応する際、レジスト膜１４の現像時にレジストパターン１４０の倒壊が発生しないようにレジスト膜１４の膜厚を低減してアスペクト比を４以下、好ましくは３以下に抑えた場合でも、遮光性膜１２のエッチングが完了するまで、レジストパターン１４０はエッチングされずマスクとしての機能を発揮する。それ故、従来と比較して大幅に微細化したデザインルールに対応することができる。 (Main effects of this form)
As described above, in this embodiment, the resist film 14 having high etching resistance against dry etching using a chlorine-based gas is used. That is, the etching rate of the resist film 14 in dry etching using an etching gas containing a chlorine-based gas is 0.5 times or less than the etching rate of the light-shielding film 12 in the dry etching, and the resist film 14 has an etching selectivity ratio. Has etching resistance twice or more. Therefore, when the design rule of the line width or the space width is about 65 nm, the thickness of the resist film 14 is reduced and the aspect ratio is 4 or less so that the resist pattern 140 does not collapse when the resist film 14 is developed. Even when the number is preferably 3 or less, the resist pattern 140 is not etched until the etching of the light-shielding film 12 is completed, and functions as a mask. Therefore, it is possible to cope with a design rule that is significantly miniaturized as compared with the conventional case.

［その他の実施の形態］
上記形態では、有機系の失活抑制膜１３を用いたので、レジストパターン１４０を剥離した後、失活抑制膜１３を除去したが、失活抑制膜１３として、金属に対して酸素や窒素などを添加したものを用いてもよい。この場合、失活抑制膜１３は、レジストパターン１４０を剥離した後、失活抑制膜１３を除去する必要がない。また、金属に対して酸素や窒素などを添加してなる失活抑制膜１３は反射防止機能を有しているので、かかる失活抑制膜１３はそのまま反射防止膜として利用できる。このような失活抑制膜１３としては、ＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＯＮ、ＴａＳｉＯ、ＴａＳｉＮ、ＴａＳｉＯＮ、ＷＳｉＯ、ＷＳｉＮ、ＷＳｉＯＮ、ＺｒＳｉＯ、ＺｒＳｉＮ、ＺｒＳｉＯＮ、ＴｉＳｉＯ、ＴｉＳｉＮ、ＴｉＳｉＯＮなどからなる膜が挙げられる。 [Other embodiments]
In the above embodiment, since the organic deactivation suppression film 13 is used, the deactivation suppression film 13 is removed after the resist pattern 140 is peeled. However, as the deactivation suppression film 13, oxygen, nitrogen, or the like is applied to the metal. You may use what added. In this case, the deactivation suppression film 13 does not need to be removed after the resist pattern 140 is peeled off. Moreover, since the deactivation suppression film 13 formed by adding oxygen, nitrogen, or the like to the metal has an antireflection function, the deactivation suppression film 13 can be used as it is as an antireflection film. Examples of such deactivation suppressing film 13 include films made of MoSiO, MoSiN, MoSiON, TaSiO, TaSiN, TaSiON, WSiO, WSiN, WSiON, ZrSiO, ZrSiN, ZrSiON, TiSiO, TiSiN, TiSiON, and the like.

また、上記形態では、失活抑制膜１３を用いたマスクブランクスについて説明したが、透光性基板１１上に失活抑制膜１３が形成されていないマスクブランクスであっても良い。   Moreover, although the said form demonstrated the mask blank using the deactivation suppression film | membrane 13, the mask blank in which the deactivation suppression film | membrane 13 is not formed on the translucent board | substrate 11 may be sufficient.

以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。   Hereinafter, based on an Example, this invention is demonstrated more concretely.

（実施例１）
まず、合成石英からなる基板を鏡面研磨し、公知の洗浄を施すことにより、１５２．４ｍｍ×１５２．４ｍｍ×６．３５ｍｍの透光性基板１１を得る(図１(ａ))。 Example 1
First, a substrate made of synthetic quartz is mirror-polished and subjected to known cleaning, thereby obtaining a light-transmitting substrate 11 of 152.4 mm × 152.4 mm × 6.35 mm (FIG. 1A).

次に、同一のチャンバー内に複数のクロムターゲットを配置したインライン型スパッタリング装置を用いて、透光性基板１１上に遮光性膜１２を形成する(図１(ｂ))。   Next, the light-shielding film 12 is formed on the translucent substrate 11 using an in-line type sputtering apparatus in which a plurality of chromium targets are arranged in the same chamber (FIG. 1B).

具体的には、まず、アルゴン(Ａｒ)と窒素(Ｎ2)との混合ガス雰囲気(Ａｒ：Ｎ2＝７２：２８(体積％)、圧力は０．３Ｐａ)中で、反応性スパッタリングを行うことにより、透光性基板上に窒化クロム膜(ＣｒＮ膜)を成膜する。続けて、アルゴン(Ａｒ)とメタン(ＣＨ４)との混合ガス雰囲気(Ａｒ：ＣＨ4＝９６．５：３．５(体積％)、圧力は０．３Ｐａ)中で、反応性スパッタリングを行うことにより、ＣｒＮ膜の上面に炭化クロム膜(ＣｒＣ膜)を成膜する。続いて、アルゴン(Ａｒ)と一酸化窒素(ＮＯ)との混合ガス雰囲気(Ａｒ：ＮＯ＝８７．５：１２．５(体積％)、圧力は０．３Ｐａ)中で、反応性スパッタリングを行うことにより、先述したＣｒＣ膜の上面に窒酸化クロム(ＣｒＯＮ膜)を成膜する。以上のＣｒＮ膜、ＣｒＣ膜、およびＣｒＯＮ膜は、インライン型スパッタリング装置を用いて、連続的に成膜されたものであり、透光性基板１１上に形成された遮光性膜１２は、厚み方向において、ＣｒＮ膜、ＣｒＣ膜、およびＣｒＯＮ膜がこの順で連続的に構成された構成になっている。また、遮光性膜１２の膜厚は６７ｎｍであった。 Specifically, first, reactive sputtering is performed in a mixed gas atmosphere of argon (Ar) and nitrogen (N 2 ) (Ar: N 2 = 72: 28 (volume%), pressure is 0.3 Pa). Thus, a chromium nitride film (CrN film) is formed on the translucent substrate. Subsequently, reactive sputtering is performed in a mixed gas atmosphere (Ar: CH 4 = 96.5: 3.5 (volume%), pressure is 0.3 Pa) of argon (Ar) and methane (CH 4 ). Thus, a chromium carbide film (CrC film) is formed on the upper surface of the CrN film. Subsequently, reactive sputtering is performed in a mixed gas atmosphere of argon (Ar) and nitric oxide (NO) (Ar: NO = 87.5: 12.5 (volume%), pressure is 0.3 Pa). Thus, chromium nitride oxide (CrON film) is formed on the upper surface of the CrC film. The above CrN film, CrC film, and CrON film are continuously formed using an in-line type sputtering apparatus, and the light-shielding film 12 formed on the translucent substrate 11 has a thickness direction. In FIG. 2, the CrN film, the CrC film, and the CrON film are configured in this order continuously. The thickness of the light-shielding film 12 was 67 nm.

次に、回転塗布法により、遮光性膜１２上にノボラック系樹脂からなる有機系の失活抑制膜１３を形成した後、加熱処理(加熱温度２００℃、加熱時間１０分)を行うことで、遮光性膜１２上に膜厚１０ｎｍの有機系の失活抑制膜１３を成膜する(図１(ｃ))。   Next, by forming an organic deactivation suppression film 13 made of a novolac resin on the light-shielding film 12 by spin coating, heat treatment (heating temperature 200 ° C., heating time 10 minutes) is performed. An organic deactivation suppression film 13 having a thickness of 10 nm is formed on the light-shielding film 12 (FIG. 1C).

次に、回転塗布法により、失活抑制膜１３上にレジストのポリマーにＳｉを含有した高分子を混合させる方法によりＳｉ含有量を調整したＰＨＳ系樹脂のＳｉ含有化学増幅型のレジスト膜１４を形成した後、加熱処理(加熱温度１４０℃、加熱時間１０分)を行うことで、失活抑制膜１３上に膜厚１５０ｎｍのレジスト膜１４を形成し、マスクブランクス１を得る(図１(ｄ))。尚、上記Ｓｉ含有化学増幅型レジスト膜１４に含まれるＳｉの含有量は、蛍光Ｘ線(ＸＲＦ)分析法による測定で５．０ｗｔ％であった。   Next, an Si-containing chemically amplified resist film 14 of a PHS-based resin in which the Si content is adjusted by a method in which a polymer containing Si is mixed with a resist polymer on the deactivation suppression film 13 by a spin coating method. After the formation, a heat treatment (a heating temperature of 140 ° C., a heating time of 10 minutes) is performed to form a resist film 14 having a film thickness of 150 nm on the deactivation suppression film 13 to obtain a mask blank 1 (FIG. 1D). )). The Si content in the Si-containing chemically amplified resist film 14 was 5.0 wt% as measured by fluorescent X-ray (XRF) analysis.

このようなレジスト膜１４を構成する材料は、塩素系ガスを用いたドライエッチングに対してのエッチング速度が、遮光性膜１２を構成する材料におけるエッチング速度と比べて０．５倍以下(エッチング選択比が２倍以上)である。   Such a material constituting the resist film 14 has an etching rate for dry etching using a chlorine-based gas of 0.5 times or less as compared with the etching rate of the material constituting the light-shielding film 12 (etching selection). The ratio is more than twice).

次に、レジスト膜１４に対して、電子ビーム描画装置(日本電子社製：型番ＪＢＸ９０００)によって電子線描画を行い、しかる後、現像処理を施すことにより、レジストパターン１４０(６５ｎｍ以下のラインおよびスペース)を形成する(図１(ｅ))。ここで、得られたレジストパターン１４０の線幅を、走査型電子顕微鏡(日本電子社製：型番ＪＷＳ−７８００)で測定したところ、レジストパターン１４０の線幅は、設計時の目論見値通りであるとともに、パターン倒壊も見られず、非常に良好なレジストパターン１４０であった。   Next, the resist film 14 is subjected to electron beam drawing by an electron beam drawing apparatus (manufactured by JEOL Ltd .: Model No. JBX9000), and then subjected to development treatment, whereby a resist pattern 140 (lines and spaces of 65 nm or less) is obtained. ) Is formed (FIG. 1 (e)). Here, when the line width of the obtained resist pattern 140 was measured with a scanning electron microscope (manufactured by JEOL Ltd .: model number JWS-7800), the line width of the resist pattern 140 was as expected at the time of design. In addition, no pattern collapse was observed, and the resist pattern 140 was very good.

次に、レジストパターン１４０をマスクとして、遮光性膜１２と有機系失活抑制膜１３とを、塩素と酸素との混合ガスを用いて、ガス圧力０．６８Ｐａ、パワー１ｋＷでドライエッチングを行い、転写パターン１２０を形成した後、レジストパターン１４０を過酸化水素水(Ｈ2Ｏ2)と硫酸(Ｈ2ＳＯ4)との混合溶液により剥離し、しかる後、公知の洗浄を施して転写マスク１０を得た(図１(ｆ))。ここで、得られた転写パターン１２０の線幅を、レジストパターン１４０と同様に走査型電子顕微鏡を用いて測定した結果、６５ｎｍ以下の解像度であり、Ｓｉを含まないＰＨＳ系樹脂の化学増幅型のレジストを用いた場合と比較してバイアス値がおよそ５０％減少し、９ｎｍであることが確認できた。 Next, using the resist pattern 140 as a mask, the light-shielding film 12 and the organic deactivation suppressing film 13 are dry-etched using a mixed gas of chlorine and oxygen at a gas pressure of 0.68 Pa and a power of 1 kW, After the transfer pattern 120 is formed, the resist pattern 140 is peeled off with a mixed solution of hydrogen peroxide water (H 2 O 2 ) and sulfuric acid (H 2 SO 4 ). (FIG. 1 (f)) was obtained. Here, the line width of the obtained transfer pattern 120 was measured using a scanning electron microscope in the same manner as the resist pattern 140. As a result, the resolution was 65 nm or less, and a chemically amplified PHS resin not containing Si was used. Compared with the case where a resist was used, the bias value decreased by about 50%, and it was confirmed that it was 9 nm.

（比較例１）
合成石英ガラスからなる透光性基板上にＣｒＮ膜、ＣｒＣ膜、およびＣｒＯＮ膜をこの順で連続的に成膜し、遮光性膜を成膜する。透光性基板、および遮光性膜の製造条件は、上記実施例１と同様である。 (Comparative Example 1)
A CrN film, a CrC film, and a CrON film are successively formed in this order on a light-transmitting substrate made of synthetic quartz glass to form a light-shielding film. The manufacturing conditions of the light-transmitting substrate and the light-shielding film are the same as those in Example 1.

次に、回転塗布法により遮光性膜上に、Ｓｉを含有しないＰＨＳ系樹脂の化学増幅型のレジスト膜を形成した後、加熱処理(加熱温度１４０℃、加熱時間１０分)を行うことで、遮光性膜上に膜厚３００ｎｍのレジスト膜を成膜し、マスクブランクスを得た。ここで、レジスト膜を構成する材料は、塩素系ガスを用いたドライエッチングに対してのエッチング速度が、遮光性膜を構成する材料におけるエッチング速度と比べて０．５倍を超えている。   Next, by forming a chemically amplified resist film of PHS-based resin not containing Si on the light-shielding film by a spin coating method, by performing a heat treatment (heating temperature 140 ° C., heating time 10 minutes), A 300-nm thick resist film was formed on the light-shielding film to obtain mask blanks. Here, the material constituting the resist film has an etching rate for dry etching using a chlorine-based gas exceeding 0.5 times that of the material constituting the light-shielding film.

次に、レジスト膜に対して、電子ビーム描画装置(日本電子社製：型番ＪＢＸ９０００)によって電子線描画を行い、しかる後、現像処理を施すことにより、レジストパターン(６５ｎｍ以下のラインおよびスペース)を形成する処理を行った。ここで、得られたレジストパターンを、走査型電子顕微鏡(日本電子社製：型番ＪＷＳ−７８００)で観察したところ、レジストパターンの倒壊が見られた。   Next, electron beam lithography is performed on the resist film with an electron beam lithography apparatus (manufactured by JEOL Ltd .: Model No. JBX9000), and then development processing is performed to form a resist pattern (lines and spaces of 65 nm or less). Processing to form was performed. Here, when the obtained resist pattern was observed with a scanning electron microscope (manufactured by JEOL Ltd .: model number JWS-7800), collapse of the resist pattern was observed.

（比較例２）
合成石英ガラスからなる透光性基板上にＣｒＮ膜、ＣｒＣ膜、およびＣｒＯＮ膜をこの順で連続的に成膜し遮光性膜を形成した後、有機系の失活抑制膜を形成した。透光性基板、遮光性膜および失活抑制膜の製造条件は、上記実施例と同様である。 (Comparative Example 2)
A CrN film, a CrC film, and a CrON film were successively formed in this order on a light-transmitting substrate made of synthetic quartz glass to form a light-shielding film, and then an organic deactivation suppressing film was formed. The manufacturing conditions for the light-transmitting substrate, the light-shielding film, and the deactivation suppressing film are the same as those in the above-described example.

次に、回転塗布法により遮光性膜上に、Ｓｉを含有しないＰＨＳ系樹脂の化学増幅型レジスト膜を形成した後、加熱処理(加熱温度１４０℃、加熱時間１０分)を行うことで、有機系失活抑制膜上に膜厚１５０ｎｍのレジスト膜を形成し、マスクブランクスを得た。ここで、レジスト膜を構成する材料は、塩素系ガスを用いたドライエッチングに対してのエッチング速度が、遮光性膜を構成する材料におけるエッチング速度と比べて０．５倍を超えている。   Next, after a PHS resin chemically amplified resist film containing no Si is formed on the light-shielding film by a spin coating method, a heat treatment (heating temperature: 140 ° C., heating time: 10 minutes) is performed. A resist film having a thickness of 150 nm was formed on the system deactivation suppression film to obtain mask blanks. Here, the material constituting the resist film has an etching rate for dry etching using a chlorine-based gas exceeding 0.5 times that of the material constituting the light-shielding film.

次に、レジスト膜に対して、電子線描画装置(日本電子社製：型番ＪＢＸ９０００)によって電子線描画を行い、現像処理を施すことにより、レジストパターン(６５ｎｍ以下のラインおよびスペース)を形成した。   Next, the resist film was subjected to electron beam drawing with an electron beam drawing apparatus (manufactured by JEOL Ltd .: model number JBX9000) and developed to form a resist pattern (lines and spaces of 65 nm or less).

次に、レジストパターンをマスクとして、遮光性膜を、塩素と酸素との混合ガスを用いて、ガス圧力０．６８Ｐａ、パワー１ｋＷでドライエッチングを行い、パターンを形成した。得られたパターンを、走査型電子顕微鏡(日本電子社製：型番ＪＷＳ−７８００)を用いて観察した結果、パターンが形成されていないことが確認され、レジストパターン１がエッチングマスクとして機能していないことが分かった。   Next, using the resist pattern as a mask, the light-shielding film was dry-etched using a mixed gas of chlorine and oxygen at a gas pressure of 0.68 Pa and a power of 1 kW to form a pattern. As a result of observing the obtained pattern using a scanning electron microscope (manufactured by JEOL Ltd .: model number JWS-7800), it was confirmed that the pattern was not formed, and the resist pattern 1 did not function as an etching mask. I understood that.

（実施例２、３）
上述の実施例１において使用したＳｉ含有化学増幅型レジスト膜１４に含まれるＳｉ含有量を、２ｗｔ％(実施例２)、７ｗｔ％(実施例３)とした以外は、上述の実施例１と同様にしてマスクブランクスを作製した。 (Examples 2 and 3)
Example 1 except that the Si content contained in the Si-containing chemically amplified resist film 14 used in Example 1 was 2 wt% (Example 2) and 7 wt% (Example 3). Mask blanks were produced in the same manner.

実施例１と同様の方法でマスクを作製し、レジストパターン、転写パターンを走査型電子顕微鏡を用いて測定、評価した結果、６５ｎｍ以下の解像度が得られ、Ｓｉを含まないＰＨＳ系樹脂の化学増幅型のレジストを用いた場合と比較して、実施例２ではバイアス値がおよそ７０％減少し、６ｎｍとなり、実施例３ではおよそ５０％減少し、１１ｎｍであることが確認された。   A mask was produced in the same manner as in Example 1, and the resist pattern and transfer pattern were measured and evaluated using a scanning electron microscope. As a result, a resolution of 65 nm or less was obtained, and chemical amplification of a PHS resin not containing Si was obtained. It was confirmed that the bias value was reduced by about 70% in Example 2 to 6 nm as compared to the case where the type resist was used, and decreased by about 50% in Example 3 to 11 nm.

（実施例４）
合成石英ガラスからなる透光性基板上にＣｒＮ膜、ＣｒＣ膜、およびＣｒＯＮ膜をこの順で連続的に成膜し、遮光性膜を成膜する。透光性基板、および遮光性膜の製造条件は、上記実施例１と同様である。 Example 4
A CrN film, a CrC film, and a CrON film are successively formed in this order on a light-transmitting substrate made of synthetic quartz glass to form a light-shielding film. The manufacturing conditions of the light-transmitting substrate and the light-shielding film are the same as those in Example 1.

次に、回転塗布法により、遮光性膜１２上に実施例１で使用したＳｉ含有化学増幅型のレジスト膜１４を形成した後、加熱処理(加熱温度１４０℃、加熱時間１０分)を行うことで、膜厚１５０ｎｍのレジスト膜１４を形成し、マスクブランクスを得た。   Next, after forming the Si-containing chemically amplified resist film 14 used in Example 1 on the light-shielding film 12 by spin coating, heat treatment (heating temperature 140 ° C., heating time 10 minutes) is performed. Thus, a resist film 14 having a thickness of 150 nm was formed to obtain mask blanks.

実施例１と同様の方法でマスクを作製し、レジストパターン、転写パターンを走査型電子顕微鏡を用いて測定、評価した結果、６５ｎｍ以下の解像度が得られ、バイアス値がおよそ５０％減少し、９ｎｍであることが確認できた。   A mask was prepared by the same method as in Example 1, and the resist pattern and transfer pattern were measured and evaluated using a scanning electron microscope. As a result, a resolution of 65 nm or less was obtained, the bias value was reduced by approximately 50%, and 9 nm. It was confirmed that.

（実施例５）
上述の実施例１において使用したＳｉ含有化学増幅型レジスト膜１４を、Ｓｉ含有量が１２ｗｔ％含むアクリル系樹脂のＳｉ含有化学増幅型レジストとした以外は、上述の実施例１と同様にしてマスクブランクスを作製した。 (Example 5)
The mask is the same as in Example 1 except that the Si-containing chemically amplified resist film 14 used in Example 1 described above is an Si-containing chemically amplified resist of acrylic resin containing 12 wt% Si. Blanks were produced.

実施例１と同様の方法でマスクを作製し、レジストパターン、転写パターンを走査型電子顕微鏡を用いて測定、評価した結果、６５ｎｍ以下の解像度が得られ、バイアス値は７ｎｍであることが確認された。   A mask was prepared in the same manner as in Example 1, and the resist pattern and transfer pattern were measured and evaluated using a scanning electron microscope. As a result, a resolution of 65 nm or less was obtained and the bias value was confirmed to be 7 nm. It was.

（その他の実施例）
なお、上述の実施例において、化学増幅型レジスト膜に含まれるＳｉ含有量を、レジストのポリマーにＳｉを含有した高分子を混合させる方法により調整した例を挙げたが、これに限らず、レジストのポリマーとしてＳｉを含有した高分子を用いる方法、イオン注入による方法、レジスト膜に有機Ｓｉ化合物を反応させて化学増幅型レジスト膜に含まれるＳｉ含有量を調整しても構わない。 (Other examples)
In the above-described embodiments, the Si content contained in the chemically amplified resist film is adjusted by a method in which a polymer containing Si is mixed with the resist polymer. However, the present invention is not limited to this. The Si content contained in the chemically amplified resist film may be adjusted by using a polymer containing Si as a polymer, a method using ion implantation, or reacting an organic Si compound with the resist film.

また、上述の実施例において、マスクブランクスとして転写パターンとなる薄膜として遮光性膜の場合におけるフォトマスクブランクスの例を挙げて説明したが、これに限らず、透光性基板上に位相シフト膜(ハーフトーン膜を含む)と遮光性膜を形成した位相シフトマスクブランクスであっても良い。また、転写パターンとなる薄膜として吸収体膜の場合における反射型マスクブランクスであっても良い。この場合、吸収体膜として、塩素系ガスを含むエッチングガスでドライエッチングが可能なクロムを含む材料や、タンタルを含むタンタル系材料などが使用される。また、転写パターンを形成するための薄膜として、透光性基板上にクロム系材料などの転写パターン形成用薄膜を形成したインプリント用転写プレートであっても良い。   In the above-described embodiment, the example of the photomask blank in the case of the light-shielding film as the thin film that becomes the transfer pattern as the mask blank has been described, but not limited thereto, the phase shift film (on the translucent substrate ( And a phase shift mask blank formed with a light-shielding film. In addition, a reflective mask blank in the case of an absorber film may be used as a thin film to be a transfer pattern. In this case, as the absorber film, a material containing chromium that can be dry-etched with an etching gas containing a chlorine-based gas, a tantalum-based material containing tantalum, or the like is used. Further, as a thin film for forming a transfer pattern, an imprint transfer plate in which a transfer pattern forming thin film such as a chromium-based material is formed on a translucent substrate may be used.

マスクブランクスを形成した後、このマスクブランクスを用いて転写マスクを形成する様子を模式的に示す工程断面図である。明図である。It is process sectional drawing which shows typically a mode that a transfer mask is formed using this mask blank after forming a mask blank. It is a clear diagram.

符号の説明Explanation of symbols

１ マスクブランクス
１０ 転写マスク
１１ 透光性基板
１２ 遮光性膜
１３ 失活抑制膜
１４ レジスト膜
１２０ 転写パターン
１４０ レジストパターン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mask blank 10 Transfer mask 11 Translucent substrate 12 Light-shielding film 13 Deactivation suppression film 14 Resist film 120 Transfer pattern 140 Resist pattern

Claims (10)

基板上に少なくとも転写パターンとなる薄膜又は転写パターンを形成するための薄膜と、レジスト膜とが積層されたマスクブランクスにおいて、
塩素系ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチングにおける前記レジスト膜のエッチング速度が当該ドライエッチングにおける前記薄膜のエッチング速度の０．５倍以下であることを特徴とするマスクブランクス。 In mask blanks in which a thin film that forms at least a transfer pattern on a substrate or a thin film for forming a transfer pattern and a resist film are laminated,
A mask blank, wherein an etching rate of the resist film in dry etching using an etching gas containing a chlorine-based gas is 0.5 times or less of an etching rate of the thin film in the dry etching. 基板上に少なくとも転写パターンとなる薄膜又は転写パターンを形成するための薄膜と、レジスト膜とが積層されたマスクブランクスにおいて、
前記レジスト膜は、前記塩素系ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチング時における膜減りを抑制する元素を含有させた有機膜であることを特徴とするマスクブランクス。 In mask blanks in which a thin film that forms at least a transfer pattern on a substrate or a thin film for forming a transfer pattern and a resist film are laminated,
The mask blank, wherein the resist film is an organic film containing an element that suppresses film loss during dry etching using an etching gas containing the chlorine-based gas. 前記元素は、Ｓｉであることを特徴とする請求項２に記載のマスクブランクス。   The mask blank according to claim 2, wherein the element is Si. 前記元素は、前記有機膜における含有量が１ｗｔ％以上かつ９０ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項２又は３に記載のマスクブランクス。   4. The mask blank according to claim 2, wherein the content of the element in the organic film is 1 wt% or more and 90 wt% or less. 前記レジスト膜の膜厚は、５０ｎｍ以上かつ２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のマスクブランクス。   The mask blank according to any one of claims 1 to 4, wherein the resist film has a thickness of 50 nm or more and 200 nm or less. 前記薄膜は、Ｃｒを含む材料からなることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のマスクブランクス。   The mask thin film according to claim 1, wherein the thin film is made of a material containing Cr. 前記エッチングガスは、さらに酸素を含むことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のマスクブランクス。   The mask blank according to claim 1, wherein the etching gas further contains oxygen. 前記レジスト膜は化学増幅型レジスト膜であり、当該レジスト膜と前記薄膜との層間には、前記レジスト膜の失活を抑制する失活抑制膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のマスクブランクス。   The resist film is a chemically amplified resist film, and a deactivation suppressing film for suppressing deactivation of the resist film is formed between the resist film and the thin film. The mask blank as described in any one of thru | or 7. パターンが６５ｎｍ以下のデザインルール用であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載のマスクブランクス。   The mask blank according to claim 1, wherein the pattern is for a design rule of 65 nm or less. 請求項１乃至９の何れか一項に記載のマスクブランクスの前記レジスト膜を選択的露光、現像してレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをマスクにして、前記薄膜に対して前記エッチングガスを用いたドライエッチングを行って転写パターンを形成することを特徴とする転写マスクの製造方法。   10. The resist film of the mask blank according to claim 1 is selectively exposed and developed to form a resist pattern, and then the etching gas is applied to the thin film using the resist pattern as a mask. A method for producing a transfer mask, wherein a transfer pattern is formed by dry-etching using a material.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008146029A (en) * 2006-11-02 2008-06-26 Applied Materials Inc Etching of nano-imprint template using etching reactor
JP2008304689A (en) * 2007-06-07 2008-12-18 Toppan Printing Co Ltd Method for forming pattern, imprint mold and photomask
WO2011074430A1 (en) * 2009-12-14 2011-06-23 凸版印刷株式会社 Photomask blank, and process for production of photomask
JP2018151531A (en) * 2017-03-14 2018-09-27 Hoya株式会社 Method for manufacturing transfer mask and method for manufacturing semiconductor device

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5201813B2 (en) * 2006-09-15 2013-06-05 Ｈｏｙａ株式会社 Mask blank and mask manufacturing method
KR101726553B1 (en) * 2008-03-31 2017-04-12 호야 가부시키가이샤 Photomask blank, photomask, and method of manufacturing photomask blank
KR101874504B1 (en) * 2011-05-19 2018-07-04 호야 가부시키가이샤 Mask blank substrate, mask blank, reflective mask blank, transfer mask, reflective mask, and method for making these

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61268028A (en) * 1985-04-08 1986-11-27 インタ−ナショナル　ビジネス　マシ−ンズ　コ−ポレ−ション Development of mask image in photoresist
JPH02244625A (en) * 1989-03-16 1990-09-28 Sony Corp Dryetching process
JPH06250374A (en) * 1991-06-11 1994-09-09 American Teleph & Telegr Co <Att> Method of lithography etching
JP2002343769A (en) * 2001-05-16 2002-11-29 Shin Etsu Chem Co Ltd Method for forming chromium-based photomask
JP2003107675A (en) * 2001-09-28 2003-04-09 Hoya Corp Mask blank and mask
JP2003177549A (en) * 2001-12-07 2003-06-27 Fujitsu Ltd Method of forming pattern, method of manufacturing thin-film magnetic head and thin-film magnetic head

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61268028A (en) * 1985-04-08 1986-11-27 インタ−ナショナル　ビジネス　マシ−ンズ　コ−ポレ−ション Development of mask image in photoresist
JPH02244625A (en) * 1989-03-16 1990-09-28 Sony Corp Dryetching process
JPH06250374A (en) * 1991-06-11 1994-09-09 American Teleph & Telegr Co <Att> Method of lithography etching
JP2002343769A (en) * 2001-05-16 2002-11-29 Shin Etsu Chem Co Ltd Method for forming chromium-based photomask
JP2003107675A (en) * 2001-09-28 2003-04-09 Hoya Corp Mask blank and mask
JP2003177549A (en) * 2001-12-07 2003-06-27 Fujitsu Ltd Method of forming pattern, method of manufacturing thin-film magnetic head and thin-film magnetic head

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008146029A (en) * 2006-11-02 2008-06-26 Applied Materials Inc Etching of nano-imprint template using etching reactor
JP2008304689A (en) * 2007-06-07 2008-12-18 Toppan Printing Co Ltd Method for forming pattern, imprint mold and photomask
WO2011074430A1 (en) * 2009-12-14 2011-06-23 凸版印刷株式会社 Photomask blank, and process for production of photomask
JP2011123426A (en) * 2009-12-14 2011-06-23 Toppan Printing Co Ltd Photomask blank and method for manufacturing photomask
CN102656516A (en) * 2009-12-14 2012-09-05 凸版印刷株式会社 Photomask blank, and process for production of photomask
US9091931B2 (en) 2009-12-14 2015-07-28 Toppan Printing Co., Ltd. Photomask blank and method for manufacturing photomask
JP2018151531A (en) * 2017-03-14 2018-09-27 Hoya株式会社 Method for manufacturing transfer mask and method for manufacturing semiconductor device

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