JP2011002859A - 位相シフトマスクの製造方法及びテンプレートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】位相シフトパターン1Pを形成するための石英基板1の上に、極薄膜(窒化クロム膜)2を形成し、その上にレジスト膜3を形成した位相シフトマスクブランク10を素材として用い、レジスト膜3にレジストパターン3Pを形成し、レジストパターンをマスクに極薄膜2をエッチングして極薄膜パターン2Pを形成し、極薄膜パターン2Pをマスクに石英基板1をエッチングして位相シフトパターン1Pを形成し、位相シフトパターン1Pの形成並びにレジストパターン3および極薄膜パターン2Pの除去が完了した基板1上に遮光膜4を形成し、遮光膜4に対してレジスト5を用いて選択エッチングすることにより、必要箇所に遮光部4Aを残しながら位相シフトパターン1Pを露出させて、位相シフトマスク20を得る。極薄膜2の膜厚は、極薄膜パターン2Pをマスクにして石英基板1に位相シフトパターンを形成するために必要最小限の厚さに設定する。
【選択図】図1
Description
(基層のエッチングレート)/(極薄膜のエッチングレート)≧5
なる関係式を満たすことを特徴とする。この場合、フッ素ガスを含むガスを用いたドライエッチングを行うのが好ましい。
第1のマスクブランクの層構造の例としては、図1(b)に示すように、石英等の透光性基板1を基層とし、その上に極薄膜2、レジスト膜3を順に形成したものを挙げることができる。また、第2のマスクブランクの層構造の例としては、透光性基板の上に透光性の膜よりなるシフト層を積層したものを基層とし、その上に極薄膜、レジスト膜を順に形成したものを挙げることができる。また、第3のマスクブランクの層構造の例としては、図4(b)に示すように、透光性基板1の上に半透過性の膜よりなるハーフトーン層(シフト層)11を積層したものを基層とし、その上に極薄膜2、レジスト膜3を順に形成したものを挙げることができる。
(基層のエッチングレート)/(極薄膜のエッチングレート)≧5
なる関係式を満たすように設定してある。
まず、透光性基板(以下、石英基板と言う)1上に、スパッタ法を用いて厚さ5nmに窒化クロム膜(極薄膜)2を成膜し、(a)に示すような加工用極薄窒化クロム膜2付き石英基板1を作製した。窒化クロム膜2は、クロムをスパッタターゲットとし、窒素ガスをスパッタガスに用いた反応性スパッタ成膜において作製した。極薄窒化クロム膜2の膜厚は光学式膜厚計により測定した。また、測定値の正確性については、基板1と窒化クロム膜2を破断して、断面TEM(トンネル電子顕微鏡)像を観察し、確認した。
この実施例では、最初に石英基板1上に形成する窒化クロム膜2の厚さを40nmとした。それ以外は実施例1と同様であった。なお、実施例1と窒化クロム膜2の膜厚が異なるが、本実施例では実施例1と同様の窒化クロムドライエッチング条件において、オーバーエッチング時間込み(ジャストエッチング時間:100秒)で120秒のエッチングにて窒化クロム膜2の加工を行った。この場合も、実施例1と同様に、通常のクロムを含む遮光膜のエッチング時間に比べて充分に短い時間での加工が可能であった。
極薄膜には、実施例1と同様に窒化クロム膜2を用いた。窒化クロム膜2の厚さは、実施例1と同様に5nmとした。(a)〜(e)の工程は実施例1と同様とした。(e)の工程において石英基板1のドライエッチング加工が終了した後、レジストパターン3P(一次パターン)のみを除去し、(f)のように極薄窒化クロムパターン2(二次パターン)が残った状態で、これを除去せずに、(g)のように、通常の遮光膜4の成膜を実施した。これにより、極薄窒化クロム膜2の除去工程が省けるため、工程上では、大きなメリットとなる。
本実施例では、(a)に示すように、石英基板1の上にMoSiN(酸化窒化モリブデンシリサイド)からなるArF用ハーフトーン位相シフト膜(半透光性の膜よりなるシフト層)11を形成し、その上に極薄窒化クロム膜2を形成してある。MoSiN膜11は、ArF用ハーフトーン型位相シフト膜としての膜設計が施されており、ArF波長において、露光光の位相が180°反転する膜厚(約69nm)にて透過率6%のものである。
上させるために、膜の表層近傍の組成を任意にデザインすることが可能である。
同様にフッ素系ガスに関しても、CF4やCHF3以外にも、SF6、C4F8などプロセスに応じて使うことが可能である。これらエッチングガスとしては、臭素やヨウ素を含む他のハロゲン系ガスも使用可能である。
1P 位相シフトパターン
2 窒化クロム膜(極薄膜)
2P 窒化クロム膜パターン(極薄膜パターン)
3 レジスト膜
3P レジストパターン
4 遮光膜
4A,4B 遮光帯(遮光部)
5 レジスト
10,110 マスクブランク
20,20B,120,120B 位相シフトマスク
Claims (12)
- 基層上に極薄膜およびレジスト膜が積層したマスクブランクを用いる位相シフトマスクの製造方法であって、
前記極薄膜は、タンタル、ジルコニウム、ハフニウムおよびタングステンのうち少なくともいずれかを含む材料からなり、前記基層をエッチングする際にマスクとして機能し、パターンが形成された前記極薄膜をマスクとして前記基層をエッチングし三次元パターンを形成することが可能な最小限の厚さに設定されており、
前記マスクブランクの前記レジスト膜にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクに前記極薄膜をエッチングして極薄膜パターンを形成する工程と、
前記極薄膜パターンをマスクに前記基層をエッチングして三次元パターンである位相シフトパターンを形成する工程と、
前記位相シフトパターンの形成後、前記レジストパターンおよび前記極薄膜パターンを除去した状態で遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜に対してレジストを用いて選択エッチングすることにより、必要箇所に遮光部を残しながら前記位相シフトパターンを露出させる工程と
を備えることを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。 - 前記基層は、透光性基板からなることを特徴とする請求項1に記載の位相シフトマスクの製造方法。
- 前記透光性基板は、石英基板であることを特徴とする請求項2に記載の位相シフトマスクの製造方法。
- 前記基層は、透光性基板上に透光性あるいは半透光性の膜よりなるシフト層を積層してなることを特徴とする請求項1に記載の位相シフトマスクの製造方法。
- 前記シフト層は、モリブデンシリサイドを含有する材料からなることを特徴とする請求項4に記載の位相シフトマスクの製造方法。
- 前記極薄膜の膜厚は、5nm〜40nmの範囲に設定されていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の位相シフトマスクの製造方法。
- 前記極薄膜を構成する材料と前記基層を構成する材料との間の基層のエッチングにおけるドライエッチング選択比が、
(基層のエッチングレート)/(極薄膜のエッチングレート)≧5
なる関係式を満たすことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の位相シフトマスクの製造方法。 - 基層上に極薄膜およびレジスト膜が積層したマスクブランクを用いるナノインプリント等のパターン転写法の母型となるテンプレートの製造方法であって、
前記極薄膜は、タンタル、ジルコニウム、ハフニウムおよびタングステンのうち少なくともいずれかを含む材料からなり、前記基層をエッチングする際にマスクとして機能し、パターンが形成された前記極薄膜をマスクとして前記基層をエッチングし三次元パターンを形成することが可能な最小限の厚さに設定されており、
前記マスクブランクの前記レジスト膜にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクに前記極薄膜をエッチングして極薄膜パターンを形成する工程と、
前記極薄膜パターンをマスクに前記基層をエッチングして三次元パターンを形成する工程と、
前記三次元パターンの形成後、前記レジストパターンおよび前記極薄膜パターンを除去した状態でアライメントマーク形成用膜を形成する工程と、
前記アライメントマーク形成用膜に対してレジストを用いて選択エッチングすることにより、三次元パターンが形成された部分以外の外周部のいずれかに所望のアライメントマークを残しながら前記三次元パターンを露出させる工程と、
を備えることを特徴とするテンプレートの製造方法。 - 前記基層は、透光性基板からなることを特徴とする請求項8に記載のテンプレートの製造方法。
- 前記透光性基板は、石英基板であることを特徴とする請求項9に記載のテンプレートの製造方法。
- 前記極薄膜の膜厚は、5nm〜40nmの範囲に設定されていることを特徴とする請求項8から10のいずれかに記載のテンプレートの製造方法。
- 前記極薄膜を構成する材料と前記基層を構成する材料との間の基層のエッチングにおけるドライエッチング選択比が、
(基層のエッチングレート)/(極薄膜のエッチングレート)≧5
なる関係式を満たすことを特徴とする請求項8から11のいずれかに記載のテンプレートの製造方法。
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