JP7151774B2 - 位相シフトマスクブランクス、位相シフトマスク、露光方法、デバイスの製造方法、位相シフトマスクブランクスの製造方法、位相シフトマスクの製造方法、露光方法、及び、デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の第2の態様によると、位相シフトマスクブランクスは、ウェットエッチングによって所定のパターンが形成されるフォトマスクに用いられる位相シフトマスクブランクスであって、基板と、前記基板上に形成された位相シフト層と、を有し、前記位相シフト層の組成は、クロムと酸素とを含み、ケイ素を除き、前記位相シフト層の表面の算術平均高さの値が0.38nm以上である。
本発明の第3の態様によると、位相シフトマスクブランクスは、ウェットエッチングによって所定のパターンが形成されるフォトマスクに用いられる位相シフトマスクブランクスであって、基板と、前記基板上に形成された位相シフト層と、を有し、前記位相シフト層の組成は、クロムと酸素とを含み、ケイ素を除き、前記位相シフト層の表面の算術平均高さの値は、前記基板の表面の算術平均高さの値に比べて、0.04nm以上大きい。
本発明の第4の態様によると、位相シフトマスクブランクスの製造方法は、ウェットエッチングによって所定のパターンが形成されるフォトマスクに用いられる位相シフトマスクブランクスの製造方法であって、基板上に位相シフト層を成膜する成膜工程と、前記成膜工程で成膜された前記位相シフト層の表面を、前記位相シフト層の算術平均高さの値が0.38nm以上となるように、ウェットエッチングあるいはドライエッチングを行う位相シフト層凹凸形成工程とを備える。
本発明の第5の態様によると、位相シフトマスクブランクスの製造方法は、所定のパターンが形成されるフォトマスクに用いられる位相シフトマスクブランクスの製造方法であって、基板上にクロムと酸素とを含み、ケイ素を除く位相シフト層を成膜する成膜工程と、前記成膜工程で成膜された前記位相シフト層の表面を、前記位相シフト層の算術平均高さの値が0.402nm以上となるように、ウェットエッチングあるいはドライエッチングを行う位相シフト層凹凸形成工程と、を備える。
本発明の第6の態様によると、位相シフトマスクの製造方法は、上記の位相シフトマスクブランクスの製造方法を用いて前記位相シフトマスクブランクスを製造する工程と、前記位相シフト層にウェットエッチングあるいはドライエッチングによって所定のパターンを形成するパターン形成工程と、を備える。
本発明の第7の態様によると、露光方法は、上記に記載の位相シフトマスクを介して、フォトレジストが塗布された感光性基板を露光する。
本発明の第8の態様によると、デバイスの製造方法は、前記感光性基板を露光する露光工程と、前記露光された感光性基板を現像する現像工程と、を有する。
図1は、本実施の形態の位相シフトマスクブランクス10の構成例を示す図である。位相シフトマスクブランクス10は、基板11と位相シフト層12とを備える。本実施の形態においては、スパッタリングにより基板11の表面に位相シフト層12を形成する。その際、スパッタリングの条件により位相シフト層12における酸素含有量(酸素原子数濃度)を設定することにより、図1に示すように、位相シフト層12の表面に所定レベル(所定の算術平均高さ)の微細な凹凸(凹凸部12a)が形成される。
以下、本実施の形態に係る位相シフトマスクブランクス10について、より詳しく説明する。
(1)本発明者らは、位相シフト層12の表面の算術平均高さが所定の値より大きい場合、例えば、0.38nm以上である場合、このような位相シフトマスクブランクスを用いて位相シフト層12のパターンを形成する工程においては、位相シフト層12とフォトレジスト層との界面におけるエッチング液のしみ込みが発生しないことを見出した。
以下、本実施の形態に係る位相シフトマスクブランクス10の製造方法の一例について説明する。
図2は、本実施の形態に係る位相シフトマスクブランクス10の製造に際して、位相シフト層12を形成するために使用する製造装置の一例を示す模式図である。図2(a)は、製造装置100の内部を上面から見た場合の模式図、図2(b)は、製造装置100の内部を側面から見た場合の模式図である。図2に示す製造装置100は、インライン型のスパッタリング装置であり、位相シフト層12を形成するための基板11を搬入するためのチャンバー20と、スパッタリングチャンバー21と、位相シフト層12を形成された基板11を搬出するためのチャンバー22とを備える。スパッタリングチャンバー21には、位相シフト層12を形成するためのターゲット41が配置される。
また、各ゲートバルブとターゲット41との間には、成膜前後の基板トレイ30を待機させるに十分なスペースないし別個の待機室が設けられる(不図示)。
(1)位相シフトマスクブランクス10は、基板11と、基板上に形成された位相シフト層12を有し、位相シフト層12は、クロムと酸素とを含有し、位相シフト層12の表面の算術平均高さの値が0.38nm以上である。このような位相シフトマスクブランクス10に塗布したフォトレジストをパターン露光後にウェットエッチングする際、エッチング液が位相シフト層12とフォトレジスト層との界面にしみ込む現象が発生しない。
合成石英ガラスからなる基板11を用意した。図2に示すインライン型のスパッタリング装置100を使用し、このガラス基板11の表面に、位相シフト層12を形成した。以下、位相シフト層12の製造方法について、より詳しく説明する。
なお、位相シフト層12の最表面は雰囲気ガスの吸着等により汚染されている可能性が高いため、実際に位相シフト層12における組成分析を行うにあたっては、表面粗さの程度を考慮して、最表面の位相シフト層を一定程度除去することが好ましい。このため、本願実施例においては最表面から1.25nmの深さまでエッチングした位置の原子数濃度を位相シフト層12の表面原子数濃度としたが、表面組成を得るためのエッチング深さはこの値に制限されるものではない。
実施例1に用いた基板11と同様の合成石英ガラスからなる基板11を用意した。位相シフト層12を形成する際、実施例1においては、スパッタリングチャンバー21に導入する酸素(O2)の流量を1.5sccmとしたが、本実施例では、酸素(O2)の流量を3sccmとし、それ以外は、実施例1と同様の条件で位相シフト層12を形成した。実施例1と同様の項目について測定を行った。その測定結果を、図3の表に示す。
実施例2において作製されたシフトマスクブランクス10にフォトレジスト層を形成した後、ウェットエッチングにより位相シフト層12にパターンを形成した場合、フォトレジスト層と位相シフト層12の界面部分にエッチング液のしみ込み現象が発生しないことが確認された。
実施例1に用いた基板11と同様の合成石英ガラスからなる基板51を用意した。位相シフト層を形成する際にスパッタリングチャンバー21には酸素を導入せず、すなわち、酸素(O2)の導入量を0sccmとし、それ以外は、実施例1と同様の条件で位相シフト層を形成した。すなわち、比較例1においては、位相シフト層を形成する際にスパッタリングチャンバー21には酸素を導入しなかった。図6は、比較例1において作製された位相シフトマスクブランクス50の構成を示す模式図である。比較例1において作製された位相シフトマスクブランクス50の位相シフト層52の表面には、所定の算術平均高さの表面粗さが形成されていない。比較例1に係る位相シフトマスクブランクス50では、基板51の表面に形成された位相シフト層52について、実施例1と同様の項目について測定を行った。
以上の実験結果より、位相シフト層12の算術表面粗さは0.38nm以上であることが好ましい。また、位相シフト層12の表面から1.25nmの深さにおける酸素原子濃度は42.6%以上であることが好ましい。また、位相シフト層12の表面から1.25nmの深さにおける酸素原子濃度は、85nmの深さにおける酸素原子濃度よりも大きいことが好ましく、その比率は1.59よりも大きいことが好ましい。
かかる態様を有する本実施形態の位相シフトマスクブランクスは、ウェットエッチングの際にフォトレジストと位相シフト層との間にエッチング液がしみ込み難い傾向にあり、フォトレジスト露光時の露光光のパターンに対して、正確なマスクパターンを形成することができる。
上述した実施の形態では、位相シフト層12をスパッタリングにより形成する際に、スパッタリングチャンバー内に導入する酸素の流量を調整して、位相シフト層12表面の算術平均高さを所定の範囲とした。しかし、スパッタリングチャンバー内に導入する酸素流量の調整に代えて、位相シフト層12を形成後、その表面をドライエッチングまたはウェットエッチングすることによって、表面凹凸を所定の算術平均高さに形成してもよい。それにより、そのような位相シフト層12の表面に形成されるフォトレジスト層と位相シフト層12との密着性を向上させることが可能となる。
上述の実施の形態および変形例で説明した位相シフトマスクブランクス10は、表示装置製造用、半導体製造用、プリント基板製造用の位相シフトマスクを作製するための位相シフトマスクブランクスとして適用され得る。なお、表示装置製造用の位相シフトマスクを作製するための位相シフトマスクブランクスの場合には、基板11として520mm×800mm以上のサイズの基板を用いることができる。また、基板11の厚さは、8~21mmであってよい。
次に、実施例1、2により作製された位相シフトマスクブランクス10を用いて作製した位相シフトマスクの適用例として、半導体製造や液晶パネル製造のフォトリソグラフィ工程について、図5を参照して説明する。露光装置500には、実施例1、2により作製された位相シフトマスクブランクス10を用いて作製した位相シフトマスク513が配置される。また、露光装置500には、フォトレジストが塗布された感光性基板515がセットされる。
実施の形態の位相シフトマスクを用いることにより、露光工程におけるパターン不良を低減することができ、露光工程における歩留まりを向上させることができる。
日本国特許出願2018年第172898号(2018年9月14日出願)
Claims (21)
- 所定のパターンが形成されるフォトマスクに用いられる位相シフトマスクブランクスであって、
基板と、前記基板上に形成された位相シフト層と、を有し、
前記位相シフト層は、クロムと酸素とを含み、ケイ素を除き、
前記位相シフト層の表面の算術平均高さの値は、0.402nm以上である、位相シフトマスクブランクス。 - 請求項1に記載の位相シフトマスクブランクスにおいて、
前記位相シフト層の表面の算術平均高さの値は、前記基板の表面の算術平均高さの値に比べて、0.04nm以上大きい、位相シフトマスクブランクス。 - ウェットエッチングによって所定のパターンが形成されるフォトマスクに用いられる位相シフトマスクブランクスであって、
基板と、
前記基板上に形成された位相シフト層と、を有し、
前記位相シフト層の組成は、クロムと酸素とを含み、ケイ素を除き、
前記位相シフト層の表面の算術平均高さの値が0.38nm以上である、位相シフトマスクブランクス。 - 請求項3に記載の位相シフトマスクブランクスにおいて、
前記位相シフト層の表面の算術平均高さの値は、前記基板の表面の算術平均高さの値に比べて、0.04nm以上、大きい、位相シフトマスクブランクス。 - ウェットエッチングによって所定のパターンが形成されるフォトマスクに用いられる位相シフトマスクブランクスであって、
基板と、前記基板上に形成された位相シフト層と、を有し、
前記位相シフト層の組成は、クロムと酸素とを含み、ケイ素を除き、
前記位相シフト層の表面の算術平均高さの値は、前記基板の表面の算術平均高さの値に比べて、0.04nm以上大きい、位相シフトマスクブランクス。 - 請求項1~5のいずれか一項に記載の位相シフトマスクブランクスにおいて、
前記位相シフト層の組成は、CrOCNであり、CrOCNにおける酸素の原子数濃度が化学量論比よりも多い、位相シフトマスクブランクス。 - 請求項1~6のいずれか一項に記載の位相シフトマスクブランクスにおいて、
前記位相シフト層の表面から1.25nmの深さにおける酸素原子数濃度が42.6%以上である、位相シフトマスクブランクス。 - 請求項1~7のいずれか一項に記載の位相シフトマスクブランクスにおいて、
前記位相シフト層の表面側の酸素原子数濃度が、基板側の酸素原子数濃度よりも大きい、位相シフトマスクブランクス。 - 請求項1~8のいずれか一項に記載の位相シフトマスクブランクスにおいて、
前記位相シフト層の表面から1.25nmの深さにおける酸素原子数濃度の、前記位相シフト層の表面から85nmの深さにおける酸素原子数濃度に対する比は、1.59以上である、位相シフトマスクブランクス。 - 請求項1~9のいずれか一項に記載の位相シフトマスクブランクスにおいて、
前記基板の大きさは、520mm×800mm以上である、位相シフトマスクブランクス。 - 請求項1~10のいずれか一項に記載の位相シフトマスクブランクスの、前記位相シフト層を所定のパターン状に形成した、位相シフトマスク。
- 請求項11に記載の位相シフトマスクを介して、フォトレジストが塗布された感光性基板を露光する、露光方法。
- 請求項12に記載の露光方法によって前記感光性基板を露光する露光工程と、
前記露光された感光性基板を現像する現像工程と、
を有する、デバイスの製造方法。 - ウェットエッチングによって所定のパターンが形成されるフォトマスクに用いられる位相シフトマスクブランクスの製造方法であって、
基板上に位相シフト層を成膜する成膜工程と、
前記成膜工程で成膜された前記位相シフト層の表面を前記位相シフト層の算術平均高さの値が0.38nm以上となるように、ウェットエッチングあるいはドライエッチングを行う位相シフト層凹凸形成工程と、を備える、位相シフトマスクブランクスの製造方法。 - 請求項14に記載の位相シフトマスクブランクスの製造方法であって、
前記成膜工程では、前記基板にクロムと酸素を含む層を成膜する、位相シフトマスクブランクスの製造方法。 - 請求項15に記載の位相シフトマスクブランクスの製造方法であって、
前記成膜工程では、前記基板にケイ素を含まない層を成膜する、位相シフトマスクブランクスの製造方法。 - 所定のパターンが形成されるフォトマスクに用いられる位相シフトマスクブランクスの製造方法であって、
基板上にクロムと酸素とを含み、ケイ素を除く位相シフト層を成膜する成膜工程と、
前記成膜工程で成膜された前記位相シフト層の表面を前記位相シフト層の算術平均高さの値が0.402nm以上となるように、ウェットエッチングあるいはドライエッチングを行う位相シフト層凹凸形成工程と、を備える、位相シフトマスクブランクスの製造方法。 - 請求項14または17に記載の位相シフトマスクブランクスの製造方法であって、
前記位相シフト層凹凸形成工程では、前記位相シフト層の表面の算術平均高さの値が前記基板の表面の算術平均高さの値に比べて、0.04nm以上大きくなるよう、エッチングを行う、位相シフトマスクブランクスの製造方法。 - 請求項14~18のいずれか一項に記載の位相シフトマスクブランクスの製造方法を用いて前記位相シフトマスクブランクスを製造する工程と、
前記位相シフト層にウェットエッチングあるいはドライエッチングによって所定のパターンを形成するパターン形成工程と、
を備える、位相シフトマスクの製造方法。 - 請求項19に記載の位相シフトマスクを介して、フォトレジストが塗布された感光性基板を露光する、露光方法。
- 請求項20に記載の露光方法によって前記感光性基板を露光する露光工程と、
前記露光された感光性基板を現像する現像工程と、
を有する、デバイスの製造方法。
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