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公開番号2025096400
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2025062705,2022033825
出願日2025-04-04,2022-03-04
発明の名称フォトマスクブランク、フォトマスクの製造方法及びフォトマスク
出願人信越化学工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G03F 1/58 20120101AFI20250619BHJP(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】クロム含有膜の表層粗さが良く50nmの欠陥を検出でき、抵抗値が小さく異物を吸着可能で、バーコードパターンを読み込み可能なフォトマスクブランクを提供する。
【解決手段】基板とクロム含有膜を備え、該クロム含有膜が基板から離間する側から第1-3層を有し、いずれもクロムを含有し、第1層はさらに酸素及び窒素を含有し、Cr:44原子%以下、O:30原子%以上、N:26原子%以下で、厚さが8-20nmで、第2層はさらに窒素を含有し、Cr:66-92原子%、N:8-34原子%で、厚さが40-70nm以下で、第3層はさらに酸素及び窒素を含有し、Cr:44原子%以下、O:30原子%以上、N:26原子%以下で、厚さが10nm以下であるフォトマスクブランク。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
クロムを含有する材料で構成された膜
を備え、
前記クロムを含有する材料で構成された膜が、前記基板から離間する側から第１層、第２層、及び第３層を有し、
前記第１層、第２層、及び第３層は、いずれもクロムを含有し、
前記第１層は、さらに酸素及び窒素を含有し、クロム含有率が３０原子％以上３８原子％未満、酸素含有率が３０原子％以上６５原子％以下、窒素含有率が５原子％以上２６原子％以下であり、かつ厚さが８ｎｍ以上２０ｎｍ以下であり、
前記第２層は、さらに窒素を含有し、クロム含有率が６６原子％以上９２原子％以下、窒素含有率が８原子％以上３４原子％以下、かつ厚さが４０ｎｍ以上７０ｎｍ以下であり、
前記第３層は、さらに酸素及び窒素を含有し、クロム含有率が３０原子％以上４４原子％以下、酸素含有率が３０原子％以上６５原子％以下、窒素含有率が５原子％以上２６原子％以下であり、かつ厚さが１０ｎｍ以下であることを特徴とするフォトマスクブランク。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記クロムを含有する材料で構成された膜が遮光膜であり、波長３５５ｎｍの露光光に対する反射率が３２％以下、かつ波長４００ｎｍの露光光に対する反射率が２７％以上であることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスクブランク。
【請求項３】
前記クロムを含有する材料で構成された膜の膜厚が７０ｎｍ以上８８ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフォトマスクブランク。
【請求項４】
前記クロムを含有する材料で構成された膜の抵抗値が２０オーム／□以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のフォトマスクブランク。
【請求項５】
前記基板に対して、前記クロムを含有する材料で構成された膜を有する側と反対側に裏側膜をさらに備え、
該裏側膜が、前記基板から離間する側から、前記クロムを含有する材料で構成された膜と同様の前記第１層、前記第２層、及び前記第３層を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のフォトマスクブランク。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のフォトマスクブランクから、前記クロムを含有する材料で構成された膜の回路パターンを有するフォトマスクを製造する方法であって、
（Ａ）前記クロムを含有する材料で構成された膜の前記基板から離間する側に、レジスト膜を形成する工程と、
（Ｂ）前記レジスト膜をパターニングして、レジストパターンを形成する工程と、
（Ｃ）前記レジストパターンをエッチングマスクとして、前記クロムを含有する材料で構成された膜を、酸素を含む塩素系ガスを用いるドライエッチングによりパターニングして、クロムを含有する材料で構成された膜のパターンを形成する工程と、
（Ｄ）前記レジストパターンを除去する工程
を備えることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項７】
基板と、
該基板に設けられ、回路パターンである有効領域を有するクロムを含有する材料で構成された膜
を備え、
前記クロムを含有する材料で構成された膜が、前記基板から離間する側から第１層、第２層、及び第３層を有し、
前記第１層、第２層、及び第３層は、いずれもクロムを含有し、
前記第１層は、さらに酸素及び窒素を含有し、クロム含有率が３０原子％以上３８原子％未満、酸素含有率が３０原子％以上６５原子％以下、窒素含有率が５原子％以上２６原子％以下であり、かつ厚さが８ｎｍ以上２０ｎｍ以下であり、
前記第２層は、さらに窒素を含有し、クロム含有率が６６原子％以上９２原子％以下、窒素含有率が８原子％以上３４原子％以下、かつ厚さが４０ｎｍ以上７０ｎｍ以下であり、
前記第３層は、さらに酸素及び窒素を含有し、クロム含有率が３０原子％以上４４原子％以下、酸素含有率が３０原子％以上６５原子％以下、窒素含有率が５原子％以上２６原子％以下であり、かつ厚さが１０ｎｍ以下であることを特徴とするフォトマスク。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスクブランク（特には半導体デバイスなどの製造および製造装置の管理において使用されるフォトマスクブランク）、それを用いたフォトマスクの製造方法及びフォトマスクに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの微細化に伴い、特に大規模集積回路の高集積化により、投影露光に、高いパターン解像性が求められている。そこで、フォトマスクにおいては、転写パターンの解像性を向上させる手法として、位相シフトマスクが開発された。位相シフト法の原理は、フォトマスクの開口部を通過した透過光の位相が開口部に隣接する部分を通過した透過光の位相に対して約１８０度反転するように調整することによって、透過光が干渉しあう際に境界部での光強度を弱め、その結果として、転写パターンの解像性及び焦点深度を向上させるものであり、この原理を用いたフォトマスクを総じて位相シフトマスクと呼ぶ。
【０００３】
位相シフトマスクに使用される位相シフトマスクブランクは、ガラス基板などの透明基板上に、位相シフト膜が積層され、位相シフト膜の上にクロム（Ｃｒ）を含有する膜を積層した構造のものが最も一般的である。位相シフト膜は、通常、露光光に対して、位相差が１７５～１８５度、透過率が６～３０％程度であり、モリブデン（Ｍｏ）とケイ素（Ｓｉ）とを含有する膜で形成されたものが主流である。また、クロムを含有する膜は、位相シフト膜と合わせて所望の光学濃度となる膜厚に調整され、クロムを含有する膜を遮光膜とすると共に、位相シフト膜をエッチングするためのハードマスク膜とするのが一般的である。
【０００４】
この位相シフトマスクブランクから位相シフトマスクのパターンを形成する方法として、より具体的には、位相シフトマスクブランクのクロムを含有する膜上にレジスト膜を形成し、このレジスト膜に光又は電子線によりパターンを描画し、現像してレジストパターンを形成し、このレジストパターンをエッチングマスクとして、クロムを含有する膜をエッチングしてパターンを形成する。更に、このクロムを含有する膜のパターンをエッチングマスクとして位相シフト膜をエッチングして、位相シフト膜パターンを形成し、その後、レジストパターンとクロムを含有する膜のパターンを除去する。
【０００５】
ここで、位相シフト膜パターンの回路パターンが形成されている部分より外側に遮光膜を残存させて、位相シフト膜と遮光膜とを合わせた光学濃度が３以上となるように、位相シフトマスクの外周縁部の遮光部（遮光膜パターン）とすることが行われる。これは、ウエハ露光装置を用いて回路パターンを、ウエハに転写する際、不要な露光光が漏れて、回路パターンより外側に位置する隣接するチップ上のレジスト膜に照射されることを防ぐためである。このような遮光膜パターンを形成する方法としては、位相シフト膜パターンを形成し、レジストパターンを除去した後、レジスト膜を新たに形成し、パターン描画、現像によって形成したレジストパターンをエッチングマスクとして、クロムを含有する膜をエッチングして、外周縁部の遮光膜パターンを形成する方法が一般的である。
【０００６】
高精度なパターン形成が要求される位相シフトマスクでは、エッチングはガスプラズマを用いるドライエッチングが主流である。クロムを含有する膜のドライエッチングには、酸素を含む塩素系ガスを用いるドライエッチング（塩素系ドライエッチング）、モリブデンとケイ素とを含有する膜のドライエッチングには、フッ素系ガスを用いるドライエッチング（フッ素系ドライエッチング）が用いられる。特に、クロムを含有する膜のドライエッチングでは、塩素系ガスに対して１０～２５体積％の酸素ガスを混合したエッチングガスとすることで、化学的な反応性が高くなり、エッチング速度が向上することが知られている。
【０００７】
回路パターンの微細化に伴い、位相シフトマスクパターンにも、微細に形成する技術が求められている。特に、位相シフトマスクのメインパターンの解像性を補助する、ラインパターンのアシストパターンは、ウエハ露光装置を用いて回路パターンをウエハに転写する際、ウエハに転写されないように、メインパターンよりも小さく形成する必要がある。ウエハ上での回路のラインアンドスペースパターンのピッチが１０ｎｍの世代の位相シフトマスクにおいては、位相シフトマスク上のラインパターンのアシストパターンの線幅は、４０ｎｍ程度が求められる。
【０００８】
さらに半導体デバイスの微細化に伴い、特に大規模集積回路の高集積化により、投影露光に、高いパターン解像性が求められており、上記位相シフトマスクでも所望のパターン解像性を得られなくなってきた。そこで露光光に極端紫外線領域光を用いたＥＵＶリソグラフィが用いられるようになった。
【０００９】
極端紫外線領域光は、あらゆる物質に対して吸収されやすく、従来のＡｒＦ光を用いたフォトリソグラフィのような透過型リソグラフィを使用できない。このため、ＥＵＶリソグラフィでは、反射光学系を用いる。
【００１０】
ＥＵＶリソグラフィで用いられるフォトマスクは、ガラス製等の基板上に極端紫外線領域光を反射する反射層と、極端紫外線領域光を吸収層とがこの順で形成された構造を有している。反射層としては、低屈折率と高屈折率膜とを交互に積層することで、極端紫外線領域光を層表面に照射した際の反射率が高められた多層反射膜が使用される。多層反射膜の低屈折率膜としては、モリブデン（Ｍｏ）層が、高屈折率膜としては、ケイ素（Ｓｉ）層が通常使用される。
吸収体層には、ＥＵＶ光に対する吸収係数の高い材料、具体的にはたとえば、クロム（Ｃｒ）やタンタル（Ｔａ）を主成分とする材料が用いられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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