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公開番号2022114448
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-08-05
出願番号2022005931
出願日2022-01-18
発明の名称マスクブランク、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
出願人HOYA株式会社
代理人個人
主分類G03F 1/26 20120101AFI20220729BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】パターン形成用薄膜表面の微小欠陥の少ないマスクブランクを提供する。
【解決手段】基板上にパターン形成用薄膜を備えたマスクブランクである。パターン形成用薄膜は、クロムと窒素を含有する単層膜、またはクロムと窒素を含有する窒化クロム系層を含む多層膜である。パターン形成用薄膜の表面に対し、基板の中心を基準とする一辺が1μmの四角形の内側領域である中央領域を設定し、該中央領域で算術平均粗さSaと最大高さSzを測定したとき、Saが1.0nm以下であり、かつSz/Saが14以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
基板上にパターン形成用薄膜を備えたマスクブランクであって、
前記パターン形成用薄膜は、クロムと窒素を含有する単層膜、またはクロムと窒素を含有する窒化クロム系層を含む多層膜であり、
前記パターン形成用薄膜の表面に対し、前記基板の中心を基準とする一辺が1μmの四角形の内側領域である中央領域を設定し、前記中央領域で算術平均粗さSaと最大高さSzを測定したとき、Saが1.0nm以下であり、かつSz/Saが14以下である
ことを特徴とするマスクブランク。
続きを表示(約 1,100 文字)【請求項2】
前記パターン形成用薄膜の表面に対し、前記中央領域の外周に接するとともに前記外周の全てを囲むように、一辺が1μmの四角形の内側領域であるとともに互いに重ならない隣接領域を8か所設定し、全ての前記隣接領域で算術平均粗さSaと最大高さSzをそれぞれ測定したとき、全てのSaが1.0nm以下であり、かつ全てのSz/Saが14以下であることを特徴とする請求項1に記載のマスクブランク。
【請求項3】
前記中央領域の最大高さSzは10nm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のマスクブランク。
【請求項4】
前記中央領域の二乗平均平方根粗さSqは1.0nm以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のマスクブランク。
【請求項5】
前記パターン形成用薄膜の表面に対し、波長193nmの検査光を用いた欠陥検査装置によって欠陥検査を行い、一辺が132mmの四角形の内側領域であるパターン形成領域の凸状欠陥の分布を取得したとき、前記パターン形成領域内に高さが10nm以下の凸状欠陥である微小欠陥が存在しており、前記パターン形成領域内に存在する前記微小欠陥の存在数は100個以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のマスクブランク。
【請求項6】
前記単層膜の前記基板とは反対側の表層を除いた部分の窒素の含有量は、8原子%以上である、または前記多層膜の前記窒化クロム系層の窒素の含有量は、8原子%以上であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のマスクブランク。
【請求項7】
前記単層膜の前記基板とは反対側の表層を除いた部分のクロムの含有量は、60原子%以上である、または前記多層膜の前記窒化クロム系層のクロムの含有量は、60原子%以上であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のマスクブランク。
【請求項8】
前記多層膜は、前記窒化クロム系層の上に、ケイ素および酸素を含有するハードマスク層を備えることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のマスクブランク。
【請求項9】
前記多層膜は、前記窒化クロム系層の上に、クロム、酸素および窒素を含有する上層を備えることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のマスクブランク。
【請求項10】
前記多層膜は、前記上層の上に、ケイ素および酸素を含有するハードマスク層を備えることを特徴とする請求項9に記載のマスクブランク。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、マスクブランク、該マスクブランクを用いる転写用マスクの製造方法、及び該方法により製造された転写用マスクを用いる半導体デバイスの製造方法に関する。
続きを表示(約 2,100 文字)【背景技術】
【0002】
一般に、半導体デバイスの製造工程では、フォトリソグラフィー法を用いて微細パターンの形成が行われている。また、この微細パターンの形成には通常何枚もの転写用マスク(フォトマスク)と呼ばれている基板が使用される。この転写用マスクは、一般に透光性のガラス基板上に、金属薄膜等からなる微細パターンを設けたものであり、この転写用マスクの製造においてもフォトリソグラフィー法が用いられている。
【0003】
この転写用マスクは同じ微細パターンを大量に転写するための原版となるため、転写用マスク上に形成されたパターンの寸法精度は、この転写用マスクを用いて作製される微細パターンの寸法精度に直接影響する。近年、半導体デバイスのパターンの微細化が著しく進んできており、それに応じて転写用マスクに形成されるマスクパターンの微細化に加え、そのパターン精度もより高いものが要求されている。他方、転写用マスクのパターンの微細化に加え、フォトリソグラフィーで使用される露光光源波長の短波長化が進んでいる。具体的には、半導体デバイス製造の際の露光光源としては、近年ではKrFエキシマレーザー(波長248nm)から、ArFエキシマレーザー(波長193nm)へと短波長化が進んでいる。
【0004】
また、転写用マスクの種類としては、透光性基板上にクロム系材料からなる遮光膜パターンを有するバイナリマスク(例えば、特許文献1参照)のほかに、例えばハーフトーン型位相シフトマスクが知られている(例えば、特許文献2参照)。このハーフトーン型位相シフトマスクは、透光性基板上に光半透過膜パターンを備えたものであり、この光半透過膜(ハーフトーン型位相シフト膜)は、実質的に露光に寄与しない強度で光を透過させ、かつその光半透過膜を透過した光に、同じ距離だけ空気中を透過した光に対して所定の位相差を生じさせる機能を有しており、これにより、いわゆる位相シフト効果を生じさせている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2001-305713号公報
国際公開第2004/090635号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上述のように、近年、マスクパターンの微細化が著しく進んでおり、例えば寸法が50nm以下のような微細なパターンを高いパターン精度で形成することが要求されるようになってきている。このような微細パターンが高いパターン精度で形成された転写用マスクを得るためには、この転写用マスクの製造に用いるマスクブランクにおいても、例えば表面欠陥の少ない高品質のマスクブランクが要求される。このマスクブランクは、例えば基板上にパターン形成用薄膜を備えたものであるが、このパターン形成用薄膜の表面に存在する欠陥がたとえ高さ、大きさの小さな微小欠陥(凸状欠陥)であったとしても、上述のような微細パターンを高いパターン精度で形成するうえで悪影響を与える可能性が考えられる。
【0007】
また、近年、マスクブランクの欠陥検査に、波長193nmの検査光を用いる最先端の欠陥検査機が用いられるようになってきている。このような欠陥検査機で欠陥検査を行うと、マスクブランクのパターン形成用薄膜の表面に存在する欠陥がたとえ微小欠陥であっても欠陥数が非常に多いと、検査途中で終了(オーバーフロー)してしまうという問題が生じることがある。
【0008】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、第1に、基板上にパターン形成用薄膜を備えた構造のマスクブランクであって、パターン形成用薄膜表面の微小欠陥の少ないマスクブランクを提供することであり、第2に、上述のような最先端の欠陥検査機でマスクブランクの欠陥検査を行うときに悪影響を与えることのないマスクブランクを提供することであり、第3に、このマスクブランクを用いることにより、高精度の微細な転写パターンが形成された転写用マスクの製造方法を提供することであり、第4に、この転写用マスクを用いて、半導体基板上のレジスト膜に高精度のパターン転写を行うことが可能な半導体デバイスの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者は、以上の課題を解決するため鋭意研究を続けた結果、本発明を完成したものである。
すなわち、上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
【0010】
(構成1)
基板上にパターン形成用薄膜を備えたマスクブランクであって、前記パターン形成用薄膜は、クロムと窒素を含有する単層膜、またはクロムと窒素を含有する窒化クロム系層を含む多層膜であり、前記パターン形成用薄膜の表面に対し、前記基板の中心を基準とする一辺が1μmの四角形の内側領域である中央領域を設定し、前記中央領域で算術平均粗さSaと最大高さSzを測定したとき、Saが1.0nm以下であり、かつSz/Saが14以下であることを特徴とするマスクブランク。
(【0011】以降は省略されています)

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