JP5837257B2 - マスクブランク、転写用マスクおよび転写用マスクの製造方法 - Google Patents
マスクブランク、転写用マスクおよび転写用マスクの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5837257B2 JP5837257B2 JP2015504087A JP2015504087A JP5837257B2 JP 5837257 B2 JP5837257 B2 JP 5837257B2 JP 2015504087 A JP2015504087 A JP 2015504087A JP 2015504087 A JP2015504087 A JP 2015504087A JP 5837257 B2 JP5837257 B2 JP 5837257B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- pattern
- etching
- mask
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
- G03F1/42—Alignment or registration features, e.g. alignment marks on the mask substrates
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
- G03F1/80—Etching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0641—Nitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
- C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
- G03F1/48—Protective coatings
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
- H01L21/033—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
- H01L21/0334—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
- H01L21/0337—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane characterised by the process involved to create the mask, e.g. lift-off masks, sidewalls, or to modify the mask, e.g. pre-treatment, post-treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Description
(構成1)
透光性基板上に、光半透過膜、エッチングストッパー膜、遮光膜およびエッチングマスク膜がこの順に積層した構造を有するマスクブランクであって、
前記光半透過膜は、フッ素系ガスでのドライエッチングが可能な材料からなり、
前記エッチングストッパー膜および前記エッチングマスク膜は、クロムを含有する材料からなり、
前記遮光膜は、フッ素系ガスでのドライエッチングが可能な材料からなり、
前記エッチングストッパー膜の厚さをDs、前記エッチングストッパー膜の酸素含有塩素系ガスに対するエッチングレートをVs、前記エッチングマスク膜の厚さをDm、前記エッチングマスク膜の酸素含有塩素系ガスに対するエッチングレートをVmとしたとき、以下の式(1)の関係を満たすことを特徴とするマスクブランク。
(Dm/Vm)>(Ds/Vs)・・・式(1)
以下の式(2)の関係を満たすことを特徴とする構成1記載のマスクブランク。
Dm−2・Ds・(Vm/Vs)≧2[nm]・・・式(2)
(構成3)
前記エッチングストッパー膜は、クロムおよび酸素を含有する材料からなることを特徴とする構成1または2に記載のマスクブランク。
前記エッチングマスク膜は、クロムおよび酸素を含有する材料からなることを特徴とする構成1から3のいずれかに記載のマスクブランク。
(構成5)
前記エッチングマスク膜の厚さは、前記エッチングストッパー膜の厚さよりも厚いことを特徴とする構成1から4のいずれかに記載のマスクブランク。
前記遮光膜は、タンタルを含有する材料からなることを特徴とする構成1から5のいずれかに記載のマスクブランク。
(構成7)
前記遮光膜は、前記透光性基板側から下層および上層がこの順に積層した構造を含み、前記上層は、タンタルに酸素を含有する材料で形成されていることを特徴とする構成6記載のマスクブランク。
前記遮光膜は、遷移金属およびケイ素を含有する材料からなることを特徴とする構成1から5のいずれかに記載のマスクブランク。
(構成9)
前記遮光膜は、前記透光性基板側から下層および上層がこの順に積層した構造を含み、前記上層は、遷移金属、ケイ素および窒素を含有する材料で形成されていることを特徴とする構成8記載のマスクブランク。
前記光半透過膜は、ケイ素および窒素を含有する材料からなることを特徴とする構成1から9のいずれかに記載のマスクブランク。
(構成11)
構成1から10のいずれかに記載のマスクブランクの前記光半透過膜に転写パターンとアライメントマークパターンを含むパターンが形成され、前記エッチングストッパー膜および遮光膜に遮光帯パターンとアライメントマークパターンを含むパターンが形成されていることを特徴とする転写用マスク。
構成1から10のいずれかに記載のマスクブランクを用いる転写用マスクの製造方法であって、
前記エッチングマスク膜上に、光半透過膜に形成すべき転写パターンとアライメントマークパターンを含む第1のパターンを有する第1のレジスト膜を形成する工程と、
前記第1のレジスト膜をマスクとし、酸素含有塩素系ガスを用いたドライエッチングによって、前記エッチングマスク膜に前記第1のパターンを形成する工程と、
前記第1のレジスト膜を除去後、前記第1のパターンを有するエッチングマスク膜をマスクとし、フッ素系ガスを用いたドライエッチングによって、前記遮光膜に前記第1のパターンを形成する工程と、
前記第1のパターンを有する遮光膜をマスクとし、酸素含有塩素系ガスを用いたドライエッチングによって、前記第1のパターンを有するエッチングマスク膜を残存させつつ、前記エッチングストッパー膜に前記第1のパターンを形成する工程と、
前記エッチングマスク膜上に、遮光膜に形成すべき遮光帯パターンを含む第2のパターンを有する第2のレジスト膜を形成する工程と、
前記第2のレジスト膜をマスクとし、酸素含有塩素系ガスを用いたドライエッチングによって、前記エッチングマスク膜に第2のパターンを形成する工程と、
前記第2のレジスト膜を除去後、フッ素系ガスを用いたドライエッチングによって、前記第1のパターンを有するエッチングストッパー膜をマスクとして前記光半透過膜に前記第1のパターンを形成するとともに、前記第2のパターンを有するエッチングマスク膜をマスクとして前記遮光膜に前記第2のパターンを形成する工程と、
酸素含有塩素系ガスを用いたドライエッチングによって、前記エッチングマスク膜を除去するとともに、遮光膜が残存していない領域のエッチングストッパー膜を除去する工程とを有することを特徴とする転写用マスクの製造方法。
前記光半透過膜に前記第1のパターンを形成する工程は、炭素を含有しないフッ素系ガスを用いたドライエッチングが行われることを特徴とする構成12記載の転写用マスクの製造方法。
(構成14)
前記遮光膜に前記第1のパターンを形成する工程は、炭素を含有するフッ素系ガスを用いたドライエッチングが行われることを特徴とする構成13記載の転写用マスクの製造方法。
主表面の寸法が約152mm×約152mmで、厚さが約6.35mmの合成石英ガラスからなる透光性基板1を準備した。この透光性基板1は、端面および主表面を所定の表面粗さに研磨され、その後、所定の洗浄処理および乾燥処理を施されたものであった。
次に、実施例1のマスクブランク100を用い、以下の手順で実施例1の転写用マスク200を作製した。最初に、スピン塗布法によってエッチングマスク膜5の表面に接して、電子線描画用化学増幅型レジストからなる第1のレジスト膜を膜厚80nmで形成した。次に、第1のレジスト膜に対して、第1のパターンを電子線描画し、所定の現像処理および洗浄処理を行い、第1のパターンを有する第1のレジスト膜(第1のレジストパターン)6aを形成した(図3(A)参照)。この第1のパターンは、転写パターン形成領域(132mm×104mmの内側領域)に光半透過膜2に形成すべきDRAM hp32nm世代の転写パターン(線幅40nmのSRAFを含んだ微細パターン)が配置され、転写パターン形成領域の外側領域であり、かつ遮光帯が形成される領域(転写用マスク200の完成時に遮光膜4が残される領域。)にアライメントマークのパターンが配置されたものであった。
作製した実施例1の転写用マスク200に対し、AIMS193(Carl Zeiss社製)を用いて、波長193nmの露光光で半導体デバイス上のレジスト膜に露光転写したときにおける転写像のシミュレーションを行った。このシミュレーションの露光転写像を検証したところ、パターンの短絡や断線はなく、設計仕様を十分に満たしていた。この結果から、この実施例1の転写用マスク200を露光装置のマスクステージにセットし、半導体デバイス上のレジスト膜に露光転写したとしても、最終的に半導体デバイス上に形成される回路パターンは高精度で形成できるといえる。また、アライメントマークのコントラストも、光半透過パターン2a、エッチングストッパーパターン3b、および遮光パターン4bの間での位置ずれもなく、アライメントマーク検出器の検出光に対しても高いコントラストが得ることができていた。
実施例1と同様の手順で、透光性基板1上に光半透過膜2とエッチングストッパー膜3を順に形成した。続いて、枚葉式DCスパッタ装置内に透光性基板1を設置し、モリブデン(Mo)とケイ素(Si)との混合ターゲット(Mo:Si=13原子%:87原子%)を用い、窒素(N2)およびアルゴン(Ar)ガス雰囲気でのスパッタリング(DCスパッタリング)により、エッチングストッパー膜3の表面に接して、モリブデン、ケイ素および窒素からなる遮光膜4の下層41(MoSiN膜 Mo:9.2原子%,Si:68.3原子%,N:22.5原子%)を35nmの膜厚で形成した。続いて、窒素(N2)およびアルゴン(Ar)ガス雰囲気でのスパッタリング(DCスパッタリング)により、モリブデン、ケイ素および窒素からなる遮光膜4の上層42(MoSiN膜 Mo:5.8原子%,Si:64.4原子%,N:27.7原子%)を4nmの膜厚で形成し、合計の厚さが39nmのMoSi系遮光膜4を形成した。
次に、実施例2のマスクブランク100を用い、実施例1の場合と同様の手順で実施例2の転写用マスク200を作製した。ただし、エッチングマスクパターン5aをマスクとし、フッ素系ガスを用いたドライエッチングを遮光膜4の上層42と下層41に対して行う工程に関しては、フッ素系ガスにSF6とHeの混合ガスを適用した。なお、遮光パターン4aをマスクとし、塩素と酸素との混合ガス(ガス流量比 Cl2:O2=4:1)を用いたドライエッチングを行い、第1のパターンを有するエッチングストッパー膜(エッチングストッパーパターン)3aを形成する工程において、同時に、塩素と酸素との混合ガスによってエッチングマスクパターン5aも表面からエッチングされてしまうが、6nm程度の厚さで残すことができていた。
作製した実施例2の転写用マスク200に対し、AIMS193(Carl Zeiss社製)を用いて、波長193nmの露光光で半導体デバイス上のレジスト膜に露光転写したときにおける転写像のシミュレーションを行った。このシミュレーションの露光転写像を検証したところ、パターンの短絡や断線はなく、設計仕様を十分に満たしていた。この結果から、この実施例2の転写用マスク200を露光装置のマスクステージにセットし、半導体デバイス上のレジスト膜に露光転写したとしても、最終的に半導体デバイス上に形成される回路パターンは高精度で形成できるといえる。また、アライメントマークのコントラストも、光半透過パターン2a、エッチングストッパーパターン3b、および遮光パターン4bの間での位置ずれもなく、アライメントマーク検出器の検出光に対しても高いコントラストが得ることができていた。
実施例2と同様の手順で、透光性基板1上に光半透過膜2を形成した。次に、枚葉式DCスパッタ装置内に透光性基板1を設置し、クロム(Cr)ターゲットを用い、アルゴン(Ar)、窒素(N2)、二酸化炭素(CO2)、およびヘリウム(He)の混合ガス雰囲気で反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、光半透過膜2の表面に接して、クロム、酸素、炭素および窒素からなるエッチングストッパー膜3(CrOCN膜 Cr:48.9原子%,O:26.4原子%,C:10.6原子%,N:14.1原子%)を5nmの膜厚で形成した。
次に、実施例3のマスクブランク100を用い、実施例2の場合と同様の手順で実施例3の転写用マスク200を作製した。なお、遮光パターン4aをマスクとし、塩素と酸素との混合ガス(ガス流量比 Cl2:O2=4:1)を用いたドライエッチングを行い、第1のパターンを有するエッチングストッパー膜(エッチングストッパーパターン)3aを形成する工程において、同時に、塩素と酸素との混合ガスによってエッチングマスクパターン5aも表面からエッチングされてしまうが、3nm程度の厚さで残すことができていた。
作製した実施例3の転写用マスク200に対し、AIMS193(Carl Zeiss社製)を用いて、波長193nmの露光光で半導体デバイス上のレジスト膜に露光転写したときにおける転写像のシミュレーションを行った。このシミュレーションの露光転写像を検証したところ、パターンの短絡や断線はなく、設計仕様を十分に満たしていた。この結果から、この実施例3の転写用マスク200を露光装置のマスクステージにセットし、半導体デバイス上のレジスト膜に露光転写したとしても、最終的に半導体デバイス上に形成される回路パターンは高精度で形成できるといえる。また、アライメントマークのコントラストも、光半透過パターン2a、エッチングストッパーパターン3b、および遮光パターン4bの間での位置ずれもなく、アライメントマーク検出器の検出光に対しても高いコントラストが得ることができていた。
実施例2と同様の手順で、透光性基板1上に光半透過膜2を形成した。次に、枚葉式DCスパッタ装置内に透光性基板1を設置し、クロム(Cr)とインジウム(In)との混合ターゲット(Cr:In=87原子%:13原子%)を用い、アルゴン(Ar)および窒素(N2)の混合ガス雰囲気で反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、光半透過膜2の表面に接して、クロム、インジウムおよび窒素からなるエッチングストッパー膜3(CrInN膜 Cr:73.1原子%,In:10.6原子%,N:16.3原子%)を4nmの膜厚で形成した。
次に、実施例4のマスクブランク100を用い、実施例2の場合と同様の手順で実施例4の転写用マスク200を作製した。なお、遮光パターン4aをマスクとし、塩素と酸素との混合ガス(ガス流量比 Cl2:O2=4:1)を用いたドライエッチングを行い、第1のパターンを有するエッチングストッパー膜(エッチングストッパーパターン)3aを形成する工程において、同時に、塩素と酸素との混合ガスによってエッチングマスクパターン5aも表面からエッチングされてしまうが、5nm程度の厚さで残すことができていた。
作製した実施例4の転写用マスク200に対し、AIMS193(Carl Zeiss社製)を用いて、波長193nmの露光光で半導体デバイス上のレジスト膜に露光転写したときにおける転写像のシミュレーションを行った。このシミュレーションの露光転写像を検証したところ、パターンの短絡や断線はなく、設計仕様を十分に満たしていた。この結果から、この実施例4の転写用マスク200を露光装置のマスクステージにセットし、半導体デバイス上のレジスト膜に露光転写したとしても、最終的に半導体デバイス上に形成される回路パターンは高精度で形成できるといえる。また、アライメントマークのコントラストも、光半透過パターン2a、エッチングストッパーパターン3b、および遮光パターン4bの間での位置ずれもなく、アライメントマーク検出器の検出光に対しても高いコントラストが得ることができていた。
実施例2と同様の手順で、透光性基板1上に光半透過膜2を形成した。次に、枚葉式DCスパッタ装置内に透光性基板1を設置し、クロム(Cr)ターゲットを用い、アルゴン(Ar)および窒素(N2)の混合ガス雰囲気で反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、光半透過膜2の表面に接して、クロムおよび窒素からなるエッチングストッパー膜3(CrN膜 Cr:72原子%,N:28原子%)を3nmの膜厚で形成した。
次に、実施例5のマスクブランク100を用い、実施例2の場合と同様の手順で実施例5の転写用マスク200を作製した。なお、遮光パターン4aをマスクとし、塩素と酸素との混合ガス(ガス流量比 Cl2:O2=4:1)を用いたドライエッチングを行い、第1のパターンを有するエッチングストッパー膜(エッチングストッパーパターン)3aを形成する工程において、同時に、塩素と酸素との混合ガスによってエッチングマスクパターン5aも表面からエッチングされてしまうが、5nm程度の厚さで残すことができていた。
作製した実施例5の転写用マスク200に対し、AIMS193(Carl Zeiss社製)を用いて、波長193nmの露光光で半導体デバイス上のレジスト膜に露光転写したときにおける転写像のシミュレーションを行った。このシミュレーションの露光転写像を検証したところ、パターンの短絡や断線はなく、設計仕様を十分に満たしていた。この結果から、この実施例5の転写用マスク200を露光装置のマスクステージにセットし、半導体デバイス上のレジスト膜に露光転写したとしても、最終的に半導体デバイス上に形成される回路パターンは高精度で形成できるといえる。また、アライメントマークのコントラストも、光半透過パターン2a、エッチングストッパーパターン3b、および遮光パターン4bの間での位置ずれもなく、アライメントマーク検出器の検出光に対しても高いコントラストが得ることができていた。
実施例2と同様の手順で、透光性基板1上に光半透過膜2を形成した。次に、枚葉式DCスパッタ装置内に透光性基板1を設置し、クロム(Cr)とインジウム(In)との混合ターゲット(Cr:In=87原子%:13原子%)を用い、アルゴン(Ar)、窒素(N2)、二酸化炭素(CO2)、およびヘリウム(He)の混合ガス雰囲気で反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、光半透過膜2の表面に接して、クロム、インジウム、酸素、炭素および窒素からなるエッチングマスク膜5(CrInOCN膜 Cr:41.5原子%,In:5.8原子%,O:8.1原子%,C:17.2原子%,N:27.4原子%)を5nmの膜厚で形成した。
次に、実施例6のマスクブランク100を用い、実施例2の場合と同様の手順で実施例6の転写用マスク200を作製した。なお、遮光パターン4aをマスクとし、塩素と酸素との混合ガス(ガス流量比 Cl2:O2=4:1)を用いたドライエッチングを行い、第1のパターンを有するエッチングストッパー膜(エッチングストッパーパターン)3aを形成する工程において、同時に、塩素と酸素との混合ガスによってエッチングマスクパターン5aも表面からエッチングされてしまうが、5nm程度の厚さで残すことができていた。
作製した実施例6の転写用マスク200に対し、AIMS193(Carl Zeiss社製)を用いて、波長193nmの露光光で半導体デバイス上のレジスト膜に露光転写したときにおける転写像のシミュレーションを行った。このシミュレーションの露光転写像を検証したところ、パターンの短絡や断線はなく、設計仕様を十分に満たしていた。この結果から、この実施例6の転写用マスク200を露光装置のマスクステージにセットし、半導体デバイス上のレジスト膜に露光転写したとしても、最終的に半導体デバイス上に形成される回路パターンは高精度で形成できるといえる。また、アライメントマークのコントラストも、光半透過パターン2a、エッチングストッパーパターン3b、および遮光パターン4bの間での位置ずれもなく、アライメントマーク検出器の検出光に対しても高いコントラストが得ることができていた。
2 光半透過膜
2a 第1のパターンを有する光半透過膜
3 エッチングストッパー膜
3a 第1のパターンを有するエッチングストッパー膜
3b 第2のパターンおよびアライメントマークパターンを有するエッチングストッパー膜
4 遮光膜
41 下層
42 上層
4a 第1のパターンを有する遮光膜
4b 第2のパターンおよびアライメントマークパターンを有する遮光膜
5 エッチングマスク膜
6a 第1のレジストパターン(第1のパターンを有するレジスト膜)
7b 第2のレジストパターン(第2のパターンを有するレジスト膜)
100 マスクブランク
200 転写用マスク
Claims (10)
- 透光性基板上に、光半透過膜、エッチングストッパー膜、遮光膜およびエッチングマスク膜がこの順に積層した構造を有するマスクブランクであって、
前記光半透過膜は、ケイ素および窒素を含有する材料からなり、
前記エッチングストッパー膜および前記エッチングマスク膜は、クロムを含有する材料からなり、
前記遮光膜は、タンタルを含有する材料、並びに、遷移金属およびケイ素を含有する材料の少なくとも一方からなり、
前記エッチングマスク膜の厚さは、前記エッチングストッパー膜の厚さよりも厚く、
前記エッチングストッパー膜の厚さをDs、前記エッチングストッパー膜の酸素含有塩素系ガスに対するエッチングレートをVs、前記エッチングマスク膜の厚さをDm、前記エッチングマスク膜の酸素含有塩素系ガスに対するエッチングレートをVmとしたとき、以下の式(1)の関係を満たすことを特徴とするマスクブランク。
(Dm/Vm)>(Ds/Vs)・・・式(1) - 以下の式(2)の関係を満たすことを特徴とする請求項1記載のマスクブランク。
Dm−2・Ds・(Vm/Vs)≧2[nm]・・・式(2) - 前記エッチングストッパー膜は、クロムおよび酸素を含有する材料からなることを特徴とする請求項1または2に記載のマスクブランク。
- 前記エッチングマスク膜は、クロムおよび酸素を含有する材料からなることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のマスクブランク。
- 前記遮光膜は、前記透光性基板側から下層および上層がこの順に積層した構造を含み、
前記上層は、タンタルに酸素を含有する材料で形成されていることを特徴とする請求項1記載のマスクブランク。 - 前記遮光膜は、前記透光性基板側から下層および上層がこの順に積層した構造を含み、
前記上層は、遷移金属、ケイ素および窒素を含有する材料で形成されていることを特徴とする請求項1記載のマスクブランク。 - 請求項1から6のいずれかに記載のマスクブランクの前記光半透過膜に転写パターンとアライメントマークパターンを含むパターンが形成され、前記エッチングストッパー膜および遮光膜に遮光帯パターンとアライメントマークパターンを含むパターンが形成されていることを特徴とする転写用マスク。
- 請求項1から6のいずれかに記載のマスクブランクを用いる転写用マスクの製造方法であって、
前記エッチングマスク膜上に、光半透過膜に形成すべき転写パターンとアライメントマークパターンを含む第1のパターンを有する第1のレジスト膜を形成する工程と、
前記第1のレジスト膜をマスクとし、酸素含有塩素系ガスを用いたドライエッチングによって、前記エッチングマスク膜に前記第1のパターンを形成する工程と、
前記第1のレジスト膜を除去後、前記第1のパターンを有するエッチングマスク膜をマスクとし、フッ素系ガスを用いたドライエッチングによって、前記遮光膜に前記第1のパターンを形成する工程と、
前記第1のパターンを有する遮光膜をマスクとし、酸素含有塩素系ガスを用いたドライエッチングによって、前記第1のパターンを有するエッチングマスク膜を残存させつつ、前記エッチングストッパー膜に前記第1のパターンを形成する工程と、
前記エッチングマスク膜上に、遮光膜に形成すべき遮光帯パターンを含む第2のパターンを有する第2のレジスト膜を形成する工程と、
前記第2のレジスト膜をマスクとし、酸素含有塩素系ガスを用いたドライエッチングによって、前記エッチングマスク膜に第2のパターンを形成する工程と、
前記第2のレジスト膜を除去後、フッ素系ガスを用いたドライエッチングによって、前記第1のパターンを有するエッチングストッパー膜をマスクとして前記光半透過膜に前記第1のパターンを形成するとともに、前記第2のパターンを有するエッチングマスク膜をマスクとして前記遮光膜に前記第2のパターンを形成する工程と、
酸素含有塩素系ガスを用いたドライエッチングによって、前記エッチングマスク膜を除去するとともに、遮光膜が残存していない領域のエッチングストッパー膜を除去する工程と
を有することを特徴とする転写用マスクの製造方法。 - 前記光半透過膜に前記第1のパターンを形成する工程は、炭素を含有しないフッ素系ガスを用いたドライエッチングが行われることを特徴とする請求項8記載の転写用マスクの製造方法。
- 前記遮光膜に前記第1のパターンを形成する工程は、炭素を含有するフッ素系ガスを用いたドライエッチングが行われることを特徴とする請求項9記載の転写用マスクの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015504087A JP5837257B2 (ja) | 2013-09-24 | 2014-09-05 | マスクブランク、転写用マスクおよび転写用マスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013196608 | 2013-09-24 | ||
JP2013196608 | 2013-09-24 | ||
JP2015504087A JP5837257B2 (ja) | 2013-09-24 | 2014-09-05 | マスクブランク、転写用マスクおよび転写用マスクの製造方法 |
PCT/JP2014/073498 WO2015045801A1 (ja) | 2013-09-24 | 2014-09-05 | マスクブランク、転写用マスクおよび転写用マスクの製造方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015176518A Division JP6030203B2 (ja) | 2013-09-24 | 2015-09-08 | マスクブランク、転写用マスクおよび転写用マスクの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5837257B2 true JP5837257B2 (ja) | 2015-12-24 |
JPWO2015045801A1 JPWO2015045801A1 (ja) | 2017-03-09 |
Family
ID=52742948
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015504087A Active JP5837257B2 (ja) | 2013-09-24 | 2014-09-05 | マスクブランク、転写用マスクおよび転写用マスクの製造方法 |
JP2015176518A Active JP6030203B2 (ja) | 2013-09-24 | 2015-09-08 | マスクブランク、転写用マスクおよび転写用マスクの製造方法 |
JP2016202849A Active JP6293841B2 (ja) | 2013-09-24 | 2016-10-14 | マスクブランク、転写用マスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法 |
Family Applications After (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015176518A Active JP6030203B2 (ja) | 2013-09-24 | 2015-09-08 | マスクブランク、転写用マスクおよび転写用マスクの製造方法 |
JP2016202849A Active JP6293841B2 (ja) | 2013-09-24 | 2016-10-14 | マスクブランク、転写用マスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US10101650B2 (ja) |
JP (3) | JP5837257B2 (ja) |
KR (3) | KR102046729B1 (ja) |
TW (2) | TWI597563B (ja) |
WO (1) | WO2015045801A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102046729B1 (ko) * | 2013-09-24 | 2019-11-19 | 호야 가부시키가이샤 | 마스크 블랭크, 전사용 마스크, 및 반도체 디바이스의 제조방법 |
KR102522452B1 (ko) * | 2015-03-19 | 2023-04-18 | 호야 가부시키가이샤 | 마스크 블랭크, 전사용 마스크, 전사용 마스크의 제조방법 및 반도체 디바이스의 제조방법 |
JP6058757B1 (ja) * | 2015-07-15 | 2017-01-11 | Hoya株式会社 | マスクブランク、位相シフトマスク、位相シフトマスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法 |
KR101617727B1 (ko) * | 2015-07-24 | 2016-05-03 | 주식회사 에스앤에스텍 | 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크 |
SG10201911900YA (en) | 2017-02-27 | 2020-02-27 | Hoya Corp | Mask blank, method for manufacturing transfer mask, and method for manufacturing semiconductor device |
JP6642493B2 (ja) * | 2017-03-10 | 2020-02-05 | 信越化学工業株式会社 | ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク |
JP6808566B2 (ja) | 2017-04-08 | 2021-01-06 | Hoya株式会社 | マスクブランク、転写用マスクの製造方法、及び半導体デバイスの製造方法 |
US11048160B2 (en) * | 2017-06-14 | 2021-06-29 | Hoya Corporation | Mask blank, phase shift mask and method for manufacturing semiconductor device |
CN112740106A (zh) * | 2018-09-27 | 2021-04-30 | Hoya株式会社 | 掩模坯料、转印用掩模及半导体器件的制造方法 |
JP7033638B2 (ja) * | 2020-12-09 | 2022-03-10 | Hoya株式会社 | マスクブランク、転写用マスクの製造方法、及び半導体デバイスの製造方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007241137A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Toppan Printing Co Ltd | ハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造方法 |
JP2007241065A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Shin Etsu Chem Co Ltd | フォトマスクブランク及びフォトマスク |
JP2007292824A (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Shin Etsu Chem Co Ltd | フォトマスクブランク |
WO2009123172A1 (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | Hoya株式会社 | フォトマスクブランク、フォトマスクおよびフォトマスクブランクの製造方法 |
JP2009265620A (ja) * | 2008-04-02 | 2009-11-12 | Hoya Corp | 位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスクの製造方法 |
JP2011197375A (ja) * | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Dainippon Printing Co Ltd | 反射型マスクの製造方法および該製造に用いられる反射型マスクブランク |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE602006021102D1 (de) | 2005-07-21 | 2011-05-19 | Shinetsu Chemical Co | Photomaskenrohling, Photomaske und deren Herstellungsverfahren |
JP4933753B2 (ja) | 2005-07-21 | 2012-05-16 | 信越化学工業株式会社 | 位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクならびにこれらの製造方法 |
TW200717176A (en) * | 2005-09-21 | 2007-05-01 | Dainippon Printing Co Ltd | Photo mask having gradation sequence and method for manufacturing the same |
TWI409580B (zh) | 2008-06-27 | 2013-09-21 | S&S Tech Co Ltd | 空白光罩、光罩及其製造方法 |
KR100948770B1 (ko) * | 2008-06-27 | 2010-03-24 | 주식회사 에스앤에스텍 | 블랭크 마스크, 포토마스크 및 이의 제조 방법 |
TWI446103B (zh) * | 2008-09-30 | 2014-07-21 | Hoya Corp | A mask substrate, a photomask and a method of manufacturing the same, and a method of manufacturing the semiconductor element |
JP5231956B2 (ja) | 2008-11-25 | 2013-07-10 | アルバック成膜株式会社 | ハーフトーンマスク、ハーフトーンマスクブランクス、ハーフトーンマスクの製造方法、及びハーフトーンマスクブランクスの製造方法 |
JP5606028B2 (ja) | 2009-09-11 | 2014-10-15 | Hoya株式会社 | フォトマスクブランクおよびフォトマスクの製造方法 |
JP5762819B2 (ja) | 2010-05-19 | 2015-08-12 | Hoya株式会社 | マスクブランクの製造方法及び転写用マスクの製造方法、並びにマスクブランク及び転写用マスク |
KR20130132787A (ko) | 2010-09-30 | 2013-12-05 | 호야 가부시키가이샤 | 마스크 블랭크 및 그 제조 방법과 전사용 마스크 |
US8968972B2 (en) | 2010-11-22 | 2015-03-03 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Photomask blank, process for production of photomask, and chromium-containing material film |
JP5728223B2 (ja) | 2010-12-27 | 2015-06-03 | アルバック成膜株式会社 | ハーフトーンマスク、ハーフトーンマスクブランクス及びハーフトーンマスクの製造方法 |
JP5997530B2 (ja) | 2011-09-07 | 2016-09-28 | Hoya株式会社 | マスクブランク、転写用マスク、および半導体デバイスの製造方法 |
JP5464186B2 (ja) * | 2011-09-07 | 2014-04-09 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク、フォトマスク及びその製造方法 |
JP6084391B2 (ja) * | 2011-09-28 | 2017-02-22 | Hoya株式会社 | マスクブランク、転写用マスク、転写用マスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法 |
WO2013094756A1 (ja) | 2011-12-21 | 2013-06-27 | 大日本印刷株式会社 | 大型位相シフトマスクおよび大型位相シフトマスクの製造方法 |
KR102068952B1 (ko) * | 2012-07-13 | 2020-01-21 | 호야 가부시키가이샤 | 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크의 제조 방법 |
KR102046729B1 (ko) * | 2013-09-24 | 2019-11-19 | 호야 가부시키가이샤 | 마스크 블랭크, 전사용 마스크, 및 반도체 디바이스의 제조방법 |
-
2014
- 2014-09-05 KR KR1020187001896A patent/KR102046729B1/ko active IP Right Grant
- 2014-09-05 KR KR1020197033423A patent/KR102067372B1/ko active IP Right Grant
- 2014-09-05 US US14/910,854 patent/US10101650B2/en active Active
- 2014-09-05 WO PCT/JP2014/073498 patent/WO2015045801A1/ja active Application Filing
- 2014-09-05 JP JP2015504087A patent/JP5837257B2/ja active Active
- 2014-09-05 KR KR1020167001584A patent/KR101823276B1/ko active IP Right Grant
- 2014-09-22 TW TW103132574A patent/TWI597563B/zh active
- 2014-09-22 TW TW106124697A patent/TWI644168B/zh active
-
2015
- 2015-09-08 JP JP2015176518A patent/JP6030203B2/ja active Active
-
2016
- 2016-10-14 JP JP2016202849A patent/JP6293841B2/ja active Active
-
2018
- 2018-09-10 US US16/125,900 patent/US10527931B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007241137A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Toppan Printing Co Ltd | ハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造方法 |
JP2007241065A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Shin Etsu Chem Co Ltd | フォトマスクブランク及びフォトマスク |
JP2007292824A (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Shin Etsu Chem Co Ltd | フォトマスクブランク |
WO2009123172A1 (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | Hoya株式会社 | フォトマスクブランク、フォトマスクおよびフォトマスクブランクの製造方法 |
JP2009265620A (ja) * | 2008-04-02 | 2009-11-12 | Hoya Corp | 位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスクの製造方法 |
JP2011197375A (ja) * | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Dainippon Printing Co Ltd | 反射型マスクの製造方法および該製造に用いられる反射型マスクブランク |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20180011348A (ko) | 2018-01-31 |
WO2015045801A1 (ja) | 2015-04-02 |
JP2015222448A (ja) | 2015-12-10 |
JPWO2015045801A1 (ja) | 2017-03-09 |
US20160187769A1 (en) | 2016-06-30 |
KR20160021875A (ko) | 2016-02-26 |
JP6030203B2 (ja) | 2016-11-24 |
JP6293841B2 (ja) | 2018-03-14 |
JP2017033016A (ja) | 2017-02-09 |
TW201738653A (zh) | 2017-11-01 |
TWI644168B (zh) | 2018-12-11 |
KR102067372B1 (ko) | 2020-01-16 |
US20190004419A1 (en) | 2019-01-03 |
KR101823276B1 (ko) | 2018-01-29 |
US10101650B2 (en) | 2018-10-16 |
TWI597563B (zh) | 2017-09-01 |
US10527931B2 (en) | 2020-01-07 |
KR20190130058A (ko) | 2019-11-20 |
TW201516560A (zh) | 2015-05-01 |
KR102046729B1 (ko) | 2019-11-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6293841B2 (ja) | マスクブランク、転写用マスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法 | |
JP6599281B2 (ja) | マスクブランク、位相シフトマスク、位相シフトマスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法 | |
JP5690023B2 (ja) | マスクブランク及び位相シフトマスクの製造方法 | |
JP6389375B2 (ja) | マスクブランクおよび転写用マスク並びにそれらの製造方法 | |
JP6612326B2 (ja) | マスクブランク、転写用マスク、転写用マスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法 | |
WO2015146421A1 (ja) | マスクブランク、位相シフトマスクの製造方法、位相シフトマスク、および半導体デバイスの製造方法 | |
JP6165871B2 (ja) | マスクブランク、転写用マスクおよび転写用マスクの製造方法 | |
KR20180026766A (ko) | 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크, 위상 시프트 마스크의 제조 방법 및 반도체 디바이스의 제조 방법 | |
WO2017047490A1 (ja) | マスクブランク、位相シフトマスクおよび半導体デバイスの製造方法 | |
JP5906143B2 (ja) | マスクブランク、転写用マスク、転写用マスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法 | |
KR20220052908A (ko) | 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크 및 반도체 디바이스의 제조 방법 | |
KR20220066884A (ko) | 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크 및 반도체 디바이스의 제조 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150609 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150914 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20151007 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151027 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151104 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5837257 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |