JP6451561B2 - フォトマスクブランク - Google Patents
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Description
3Cr≦2O+3N (1)
(式中、Crはクロム含有率(原子%)、Oは酸素含有率(原子%)、Nは窒素含有率(原子%)を表す。)を満たすようにすることにより、エッチングレートが最も高くなり、また洗浄耐性にも優れた膜となること、また、クロム含有膜が単層の場合は、クロム化合物層を、クロムに対する窒素の原子比が0.95以上、クロム含有率が40原子%以上、クロム及び窒素の合計の含有率が80原子%以上、かつ酸素含有率が10原子%以下である特定組成を満たす層とし、クロム含有膜が多層の場合は、クロム化合物層として、クロムに対する窒素の原子比が0.95以上、クロム含有率が40原子%以上、クロム及び窒素の合計の含有率が80原子%以上、かつ酸素含有率が10原子%以下である特定組成を満たす層を1層以上含むようにし、この層の合計の厚さを、クロム含有膜全体の厚さの70%を超えて100%以下とし、残部を、上記特定組成を満たさない層で構成することにより、電子線描画装置で必要とされる導電性を確保しつつ、塩素系ドライエッチングのクリアタイムを短縮できることを見出した。
請求項1:
波長が250nm以下の露光光でパターン転写が行われるフォトマスクの素材となるフォトマスクブランクであって、
該フォトマスクブランクが、透明基板と、透明基板上に直接形成されたクロム含有膜とを含み、
該クロム含有膜が、単層のクロム化合物層で又は2層以上のクロム化合物層で構成され、
上記各々のクロム化合物層が、クロム及び窒素又はクロム、窒素及び酸素を含有するクロム化合物からなり、クロム含有率が30原子%以上、クロム、窒素及び酸素の合計の含有率が93原子%以上であり、かつ下記式(1)
3Cr≦2O+3N (1)
(式中、Crはクロム含有率(原子%)、Oは酸素含有率(原子%)、Nは窒素含有率(原子%)を表す。)を満たす共通組成を有し、
上記クロム含有膜が、単層のクロム化合物層で構成されている場合は、該クロム化合物層が、クロムに対する窒素の原子比が0.95以上、Crの含有率が40原子%以上、クロム及び窒素の合計の含有率が80原子%以上、かつ酸素含有率が10原子%以下である第1組成を満たす層であり、
上記クロム含有膜が、2層以上のクロム化合物層で構成されている場合は、上記クロム化合物層として、クロムに対する窒素の原子比が0.95以上、クロム含有率が40原子%以上、クロム及び窒素の合計の含有率が80原子%以上、かつ酸素含有率が10原子%以下である第1組成を満たす層を1層以上含み、該組成を満たす層の合計の厚さが、上記クロム含有膜全体の厚さの70%を超えて100%以下であり、
上記露光光がArFエキシマレーザであり、上記クロム含有膜の露光光に対する光学濃度が2.5以上3.5以下であり、かつ
上記クロム含有膜のシート抵抗が10,000Ω/□以下であることを特徴とするフォトマスクブランク。
請求項2:
上記クロム含有膜の膜厚が65nm以下であることを特徴とする請求項1記載のフォトマスクブランク。
請求項3:
波長が250nm以下の露光光でパターン転写が行われるフォトマスクの素材となるフォトマスクブランクであって、
該フォトマスクブランクが、透明基板と、透明基板上に光学膜であるハーフトーン位相シフト膜を介して形成されたクロム含有膜とを含み、
該クロム含有膜が、単層のクロム化合物層で又は2層以上のクロム化合物層で構成され、
上記各々のクロム化合物層が、クロム及び窒素又はクロム、窒素及び酸素を含有するクロム化合物からなり、クロム含有率が30原子%以上、クロム、窒素及び酸素の合計の含有率が93原子%以上であり、かつ下記式(1)
3Cr≦2O+3N (1)
(式中、Crはクロム含有率(原子%)、Oは酸素含有率(原子%)、Nは窒素含有率(原子%)を表す。)を満たす共通組成を有し、
上記クロム含有膜が、単層のクロム化合物層で構成されている場合は、該クロム化合物層が、クロムに対する窒素の原子比が0.95以上、Crの含有率が40原子%以上、クロム及び窒素の合計の含有率が80原子%以上、かつ酸素含有率が10原子%以下である第1組成を満たす層であり、
上記クロム含有膜が、2層以上のクロム化合物層で構成されている場合は、上記クロム化合物層として、クロムに対する窒素の原子比が0.95以上、クロム含有率が40原子%以上、クロム及び窒素の合計の含有率が80原子%以上、かつ酸素含有率が10原子%以下である第1組成を満たす層を1層以上含み、該組成を満たす層の合計の厚さが、上記クロム含有膜全体の厚さの70%を超えて100%以下であり、
上記露光光がArFエキシマレーザであり、上記クロム含有膜の露光光に対する光学濃度が1.5以上2.6以下であり、上記クロム含有膜及びハーフトーン位相シフト膜の露光光に対する光学濃度の合計が2.5以上3.5以下であり、上記クロム含有膜の膜厚が35nm以上47nm以下であり、かつ
上記クロム含有膜のシート抵抗が10,000Ω/□以下であることを特徴とするフォトマスクブランク。
請求項4:
波長が250nm以下の露光光でパターン転写が行われるフォトマスクの素材となるフォトマスクブランクであって、
該フォトマスクブランクが、透明基板と、透明基板上に光学膜であるハーフトーン位相シフト膜を介して形成されたクロム含有膜と、該クロム含有膜の上記透明基板から離間する側に形成されたエッチングマスク膜とを含み、
該クロム含有膜が、単層のクロム化合物層で又は2層以上のクロム化合物層で構成され、
上記各々のクロム化合物層が、クロム及び窒素又はクロム、窒素及び酸素を含有するクロム化合物からなり、クロム含有率が30原子%以上、クロム、窒素及び酸素の合計の含有率が93原子%以上であり、かつ下記式(1)
3Cr≦2O+3N (1)
(式中、Crはクロム含有率(原子%)、Oは酸素含有率(原子%)、Nは窒素含有率(原子%)を表す。)を満たす共通組成を有し、
上記クロム含有膜が、単層のクロム化合物層で構成されている場合は、該クロム化合物層が、クロムに対する窒素の原子比が0.95以上、Crの含有率が40原子%以上、クロム及び窒素の合計の含有率が80原子%以上、かつ酸素含有率が10原子%以下である第1組成を満たす層であり、
上記クロム含有膜が、2層以上のクロム化合物層で構成されている場合は、上記クロム化合物層として、クロムに対する窒素の原子比が0.95以上、クロム含有率が40原子%以上、クロム及び窒素の合計の含有率が80原子%以上、かつ酸素含有率が10原子%以下である第1組成を満たす層を1層以上含み、該組成を満たす層の合計の厚さが、上記クロム含有膜全体の厚さの70%を超えて100%以下であり、
上記露光光がArFエキシマレーザであり、上記クロム含有膜の露光光に対する光学濃度が1.5以上2.6以下であり、上記クロム含有膜、ハーフトーン位相シフト膜及びエッチングマスク膜の露光光に対する光学濃度の合計が2.5以上3.5以下であり、上記クロム含有膜の膜厚が35nm以上47nm以下であり、かつ
上記クロム含有膜のシート抵抗が10,000Ω/□以下であることを特徴とするフォトマスクブランク。
請求項5:
波長が250nm以下の露光光でパターン転写が行われるフォトマスクの素材となるフォトマスクブランクであって、
該フォトマスクブランクが、透明基板と、透明基板上に光学膜である遮光膜を介して形成されたクロム含有膜とを含み、
該クロム含有膜が、単層のクロム化合物層で又は2層以上のクロム化合物層で構成され、
上記各々のクロム化合物層が、クロム及び窒素又はクロム、窒素及び酸素を含有するクロム化合物からなり、クロム含有率が30原子%以上、クロム、窒素及び酸素の合計の含有率が93原子%以上であり、かつ下記式(1)
3Cr≦2O+3N (1)
(式中、Crはクロム含有率(原子%)、Oは酸素含有率(原子%)、Nは窒素含有率(原子%)を表す。)を満たす共通組成を有し、
上記クロム含有膜が、単層のクロム化合物層で構成されている場合は、該クロム化合物層が、クロムに対する窒素の原子比が0.95以上、Crの含有率が40原子%以上、クロム及び窒素の合計の含有率が80原子%以上、かつ酸素含有率が10原子%以下である第1組成を満たす層であり、
上記クロム含有膜が、2層以上のクロム化合物層で構成されている場合は、上記クロム化合物層として、クロムに対する窒素の原子比が0.95以上、クロム含有率が40原子%以上、クロム及び窒素の合計の含有率が80原子%以上、かつ酸素含有率が10原子%以下である第1組成を満たす層を1層以上含み、該組成を満たす層の合計の厚さが、上記クロム含有膜全体の厚さの70%を超えて100%以下であり、
上記露光光がArFエキシマレーザであり、上記遮光膜の露光光に対する光学濃度が2.5以上3.5以下であり、上記クロム含有膜が、膜厚が20nm以下のエッチングマスク膜であり、かつ
上記クロム含有膜のシート抵抗が10,000Ω/□以下であることを特徴とするフォトマスクブランク。
請求項6:
上記光学膜が、ケイ素を含有し遷移金属を含有しない材料又は遷移金属及びケイ素を含有する材料からなることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
請求項7:
上記クロム含有膜が2層以上のクロム化合物層で構成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
請求項8:
上記第1組成において、炭素の含有率が3原子%以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
本発明のフォトマスクブランクは、波長が250nm以下、特に200nm以下の露光光、例えば、KrFエキシマレーザ(248nm)、ArFエキシマレーザ(193nm)、F2レーザ(157nm)などでパターン転写が行われるフォトマスクを製造するための素材として好適に用いられる。波長が250nm以下の露光光でパターン転写が行われるフォトマスクブランク及びフォトマスクでは、例えば、欠陥検査では、波長257nmの光、アライメントマークの読取りには、波長405nm(固体レーザダイオード)の光などが適用される。
3Cr≦2O+3N (1)
(式中、Crはクロム含有率(原子%)、Oは酸素含有率(原子%)、Nは窒素含有率(原子%)を表す。)を満たす組成(以下、共通組成と称する)となるように構成する。上記式(1)は、クロム化合物層のクロムの平均価数が3以上であることを意味している。
152mm角、厚さ6mmの石英基板の上に、ターゲットとしてケイ素ターゲットを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを15sccm、N2ガスを30sccmの流量でスパッタチャンバーに導入して、DCマグネトロンスパッタ成膜により、ハーフトーン位相シフト膜として、厚さ62nmのSiN膜を形成した。
152mm角、厚さ6mmの石英基板の上に、ターゲットとしてケイ素ターゲットを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを15sccm、N2ガスを30sccmの流量でスパッタチャンバーに導入して、DCマグネトロンスパッタ成膜により、ハーフトーン位相シフト膜として、厚さ62nmのSiN膜を形成した。
152mm角、厚さ6mmの石英基板の上に、ターゲットとしてケイ素ターゲットを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを15sccm、N2ガスを30sccmの流量でスパッタチャンバーに導入して、DCマグネトロンスパッタ成膜により、ハーフトーン位相シフト膜として、厚さ62nmのSiN膜を形成した。
152mm角、厚さ6mmの石英基板の上に、ターゲットとしてケイ素ターゲットを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを15sccm、N2ガスを30sccmの流量でスパッタチャンバーに導入して、DCマグネトロンスパッタ成膜により、ハーフトーン位相シフト膜として、厚さ62nmのSiN膜を形成した。
152mm角、厚さ6mmの石英基板の上に、ターゲットとしてモリブデンとケイ素をモル比でモリブデン:ケイ素=1:2の比率で含有するターゲットと、ケイ素ターゲットとを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを30sccm、N2ガスを5sccmの流量でスパッタチャンバーに導入して、DCマグネトロンスパッタ成膜により、遮光膜として、厚さ45nmのMoSiN膜を形成した。
152mm角、厚さ6mmの石英基板の上に、ターゲットとしてケイ素ターゲットを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを15sccm、N2ガスを32sccmの流量でスパッタチャンバーに導入して、DCマグネトロンスパッタ成膜により、ハーフトーン位相シフト膜として、厚さ61nmのSiN膜を形成した。
152mm角、厚さ6mmの石英基板の上に、ターゲットとしてケイ素ターゲットを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを15sccm、N2ガスを32sccmの流量でスパッタチャンバーに導入して、DCマグネトロンスパッタ成膜により、ハーフトーン位相シフト膜として、厚さ61nmのSiN膜を形成した。
152mm角、厚さ6mmの石英基板の上に、ターゲットとしてモリブデンとケイ素をモル比でモリブデン:ケイ素=1:2の比率で含有するターゲットと、ケイ素ターゲットとを用い、スパッタリングガスとして、Arガスを30sccm、N2ガスを5sccmの流量でスパッタチャンバーに導入して、DCマグネトロンスパッタ成膜により、遮光膜として、厚さ45nmのMoSiN膜を形成した。
(クロム含有膜の膜厚)×{2/(クロム含有膜の光学濃度)}
により求めた。結果を表1に示す。この厚さは、より薄いほどフォトマスクとして使用する際の転写性能が良く、50nm以下、特に47nm以下であることが望ましい。
(測定されたエッチングクリアタイム)×{2/(クロム含有膜の光学濃度)}
により求めた。結果を表1に示す。このエッチングクリアタイムは、より高解像性のパターン形成のためには、より短いほど良く、例えば、上述した光学濃度規格化厚さを満たす範囲であれは、135以下、特に130以下であることが望ましい。
2 クロム含有膜
21 第1のクロム化合物層
22 第2のクロム化合物層
23 第3のクロム化合物層
3 光学膜
4 エッチングマスク膜
51 クロム含有膜の下方の膜又は透明基板
52 クロム含有膜パターン
52a、52c エッチング速度の高いクロム化合物層
52b エッチング速度の低いクロム化合物層
53 エッチングマスクパターン
101,102,103 フォトマスクブランク
Claims (8)
- 波長が250nm以下の露光光でパターン転写が行われるフォトマスクの素材となるフォトマスクブランクであって、
該フォトマスクブランクが、透明基板と、透明基板上に直接形成されたクロム含有膜とを含み、
該クロム含有膜が、単層のクロム化合物層で又は2層以上のクロム化合物層で構成され、
上記各々のクロム化合物層が、クロム及び窒素又はクロム、窒素及び酸素を含有するクロム化合物からなり、クロム含有率が30原子%以上、クロム、窒素及び酸素の合計の含有率が93原子%以上であり、かつ下記式(1)
3Cr≦2O+3N (1)
(式中、Crはクロム含有率(原子%)、Oは酸素含有率(原子%)、Nは窒素含有率(原子%)を表す。)を満たす共通組成を有し、
上記クロム含有膜が、単層のクロム化合物層で構成されている場合は、該クロム化合物層が、クロムに対する窒素の原子比が0.95以上、Crの含有率が40原子%以上、クロム及び窒素の合計の含有率が80原子%以上、かつ酸素含有率が10原子%以下である第1組成を満たす層であり、
上記クロム含有膜が、2層以上のクロム化合物層で構成されている場合は、上記クロム化合物層として、クロムに対する窒素の原子比が0.95以上、クロム含有率が40原子%以上、クロム及び窒素の合計の含有率が80原子%以上、かつ酸素含有率が10原子%以下である第1組成を満たす層を1層以上含み、該組成を満たす層の合計の厚さが、上記クロム含有膜全体の厚さの70%を超えて100%以下であり、
上記露光光がArFエキシマレーザであり、上記クロム含有膜の露光光に対する光学濃度が2.5以上3.5以下であり、かつ
上記クロム含有膜のシート抵抗が10,000Ω/□以下であることを特徴とするフォトマスクブランク。 - 上記クロム含有膜の膜厚が65nm以下であることを特徴とする請求項1記載のフォトマスクブランク。
- 波長が250nm以下の露光光でパターン転写が行われるフォトマスクの素材となるフォトマスクブランクであって、
該フォトマスクブランクが、透明基板と、透明基板上に光学膜であるハーフトーン位相シフト膜を介して形成されたクロム含有膜とを含み、
該クロム含有膜が、単層のクロム化合物層で又は2層以上のクロム化合物層で構成され、
上記各々のクロム化合物層が、クロム及び窒素又はクロム、窒素及び酸素を含有するクロム化合物からなり、クロム含有率が30原子%以上、クロム、窒素及び酸素の合計の含有率が93原子%以上であり、かつ下記式(1)
3Cr≦2O+3N (1)
(式中、Crはクロム含有率(原子%)、Oは酸素含有率(原子%)、Nは窒素含有率(原子%)を表す。)を満たす共通組成を有し、
上記クロム含有膜が、単層のクロム化合物層で構成されている場合は、該クロム化合物層が、クロムに対する窒素の原子比が0.95以上、Crの含有率が40原子%以上、クロム及び窒素の合計の含有率が80原子%以上、かつ酸素含有率が10原子%以下である第1組成を満たす層であり、
上記クロム含有膜が、2層以上のクロム化合物層で構成されている場合は、上記クロム化合物層として、クロムに対する窒素の原子比が0.95以上、クロム含有率が40原子%以上、クロム及び窒素の合計の含有率が80原子%以上、かつ酸素含有率が10原子%以下である第1組成を満たす層を1層以上含み、該組成を満たす層の合計の厚さが、上記クロム含有膜全体の厚さの70%を超えて100%以下であり、
上記露光光がArFエキシマレーザであり、上記クロム含有膜の露光光に対する光学濃度が1.5以上2.6以下であり、上記クロム含有膜及びハーフトーン位相シフト膜の露光光に対する光学濃度の合計が2.5以上3.5以下であり、上記クロム含有膜の膜厚が35nm以上47nm以下であり、かつ
上記クロム含有膜のシート抵抗が10,000Ω/□以下であることを特徴とするフォトマスクブランク。 - 波長が250nm以下の露光光でパターン転写が行われるフォトマスクの素材となるフォトマスクブランクであって、
該フォトマスクブランクが、透明基板と、透明基板上に光学膜であるハーフトーン位相シフト膜を介して形成されたクロム含有膜と、該クロム含有膜の上記透明基板から離間する側に形成されたエッチングマスク膜とを含み、
該クロム含有膜が、単層のクロム化合物層で又は2層以上のクロム化合物層で構成され、
上記各々のクロム化合物層が、クロム及び窒素又はクロム、窒素及び酸素を含有するクロム化合物からなり、クロム含有率が30原子%以上、クロム、窒素及び酸素の合計の含有率が93原子%以上であり、かつ下記式(1)
3Cr≦2O+3N (1)
(式中、Crはクロム含有率(原子%)、Oは酸素含有率(原子%)、Nは窒素含有率(原子%)を表す。)を満たす共通組成を有し、
上記クロム含有膜が、単層のクロム化合物層で構成されている場合は、該クロム化合物層が、クロムに対する窒素の原子比が0.95以上、Crの含有率が40原子%以上、クロム及び窒素の合計の含有率が80原子%以上、かつ酸素含有率が10原子%以下である第1組成を満たす層であり、
上記クロム含有膜が、2層以上のクロム化合物層で構成されている場合は、上記クロム化合物層として、クロムに対する窒素の原子比が0.95以上、クロム含有率が40原子%以上、クロム及び窒素の合計の含有率が80原子%以上、かつ酸素含有率が10原子%以下である第1組成を満たす層を1層以上含み、該組成を満たす層の合計の厚さが、上記クロム含有膜全体の厚さの70%を超えて100%以下であり、
上記露光光がArFエキシマレーザであり、上記クロム含有膜の露光光に対する光学濃度が1.5以上2.6以下であり、上記クロム含有膜、ハーフトーン位相シフト膜及びエッチングマスク膜の露光光に対する光学濃度の合計が2.5以上3.5以下であり、上記クロム含有膜の膜厚が35nm以上47nm以下であり、かつ
上記クロム含有膜のシート抵抗が10,000Ω/□以下であることを特徴とするフォトマスクブランク。 - 波長が250nm以下の露光光でパターン転写が行われるフォトマスクの素材となるフォトマスクブランクであって、
該フォトマスクブランクが、透明基板と、透明基板上に光学膜である遮光膜を介して形成されたクロム含有膜とを含み、
該クロム含有膜が、単層のクロム化合物層で又は2層以上のクロム化合物層で構成され、
上記各々のクロム化合物層が、クロム及び窒素又はクロム、窒素及び酸素を含有するクロム化合物からなり、クロム含有率が30原子%以上、クロム、窒素及び酸素の合計の含有率が93原子%以上であり、かつ下記式(1)
3Cr≦2O+3N (1)
(式中、Crはクロム含有率(原子%)、Oは酸素含有率(原子%)、Nは窒素含有率(原子%)を表す。)を満たす共通組成を有し、
上記クロム含有膜が、単層のクロム化合物層で構成されている場合は、該クロム化合物層が、クロムに対する窒素の原子比が0.95以上、Crの含有率が40原子%以上、クロム及び窒素の合計の含有率が80原子%以上、かつ酸素含有率が10原子%以下である第1組成を満たす層であり、
上記クロム含有膜が、2層以上のクロム化合物層で構成されている場合は、上記クロム化合物層として、クロムに対する窒素の原子比が0.95以上、クロム含有率が40原子%以上、クロム及び窒素の合計の含有率が80原子%以上、かつ酸素含有率が10原子%以下である第1組成を満たす層を1層以上含み、該組成を満たす層の合計の厚さが、上記クロム含有膜全体の厚さの70%を超えて100%以下であり、
上記露光光がArFエキシマレーザであり、上記遮光膜の露光光に対する光学濃度が2.5以上3.5以下であり、上記クロム含有膜が、膜厚が20nm以下のエッチングマスク膜であり、かつ
上記クロム含有膜のシート抵抗が10,000Ω/□以下であることを特徴とするフォトマスクブランク。 - 上記光学膜が、ケイ素を含有し遷移金属を含有しない材料又は遷移金属及びケイ素を含有する材料からなることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
- 上記クロム含有膜が2層以上のクロム化合物層で構成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
- 上記第1組成において、炭素の含有率が3原子%以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載のフォトマスクブランク。
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