(57)【要約】【課題】  ３２ｎｍ級以下、特に、１４ｎｍ級以下、好ましくは、１０ｎｍ級以下の微細パターンの具現が可能なフォトマスクを製造できるブランクマスクを提供する。【解決手段】  本発明は、透明基板上に位相反転膜、遮光性膜、エッチング阻止膜及びハードフィルムを有し、前記遮光性膜は、少なくとも組成が異なる２層以上の多層膜で構成され、そのいずれかの層は、酸素（Ｏ）を必ず含み、前記酸素（Ｏ）を必ず含む遮光層は、遮光性膜の全厚さの５０％〜１００％の厚さを占め、前記位相反転膜は１０％〜５０％の透過率を有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に位相反転膜及び遮光性膜を有する位相反転ブランクマスクであって、
前記遮光性膜は、酸素（Ｏ）及び窒素（Ｎ）の少なくとも一つを含む２層以上の多層膜からなり、前記膜のうち少なくとも一つの膜は、酸素（Ｏ）を必ず含み、
前記酸素（Ｏ）を必ず含む膜は、遮光性膜の全厚さの５０％〜９５％の厚さを占める、位相反転ブランクマスク。
【請求項２】
前記位相反転膜は、単層、又は２層以上の多層膜又は連続膜構造のうち一つの構造からなり、
前記位相反転膜が多層膜又は連続膜構造を有する場合、最上部は必ず酸素（Ｏ）を含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項３】
前記位相反転膜は、１９３ｎｍ又は２４８ｎｍ波長の露光光に対して１０％〜５０％の透過率を有することを特徴とする、請求項１に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項４】
前記位相反転膜及び遮光性膜は、シリコン（Ｓｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオビウム（Ｎｂ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、マンガン（Ｍｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、セレニウム（Ｓｅ）、銅（Ｃｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タングステン（Ｗ）のうちの１種以上の物質を含んでなるか、又は、前記物質に窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、水素（Ｈ）のうちの１種以上の物質をさらに含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項５】
前記位相反転膜は、シリコン（Ｓｉ）、金属シリサイド、シリコン化合物及び金属シリサイド化合物のうち一つからなり、
前記シリコン化合物及び前記金属シリサイド化合物はそれぞれ、シリコン及び金属シリサイドにそれぞれ窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、水素（Ｈ）のうちの１種以上の軽元素物質をさらに含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項６】
前記位相反転膜がシリコン（Ｓｉ）化合物で構成される場合、前記位相反転膜は、シリコン（Ｓｉ）が４０ａｔ％〜９０ａｔ％、軽元素が１０ａｔ％〜６０ａｔ％である組成比を有し、
前記位相反転膜が金属シリサイド又はその化合物で構成される場合、金属が０．１ａｔ％〜１０ａｔ％、シリコン（Ｓｉ）が３９ａｔ％〜９０ａｔ％、軽元素が０〜６０ａｔ％である組成比を有することを特徴とする、請求項５に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項７】
前記位相反転膜は、５００Å〜８５０Åの厚さを有し、１９３ｎｍ又は２４８ｎｍ波長の露光光に対して１７０゜〜１９０゜の位相反転量を有し、２０％〜３０％の反射率を有することを特徴とする、請求項１に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項８】
前記遮光性膜は、クロム（Ｃｒ）が３０ａｔ％〜７０ａｔ％、窒素（Ｎ）が１０ａｔ％〜４０ａｔ％、酸素（Ｏ）が０〜５０ａｔ％である組成比を有するクロム（Ｃｒ）化合物からなることを特徴とする、請求項１に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項９】
前記遮光性膜は、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、水素（Ｈ）のうちの１種以上をさらに含み、炭素（Ｃ）が０〜３０ａｔ％、ホウ素（Ｂ）が０〜３０ａｔ％、水素（Ｈ）が０〜３０ａｔ％である組成比を有することを特徴とする、請求項８に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項１０】
前記遮光性膜は、３００Å〜７００Åの厚さを有することを特徴とする、請求項１に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項１１】
前記遮光性膜は、１．０Å／ｓｅｃ〜４．０Å／ｓｅｃのエッチング速度を有することを特徴とする、請求項１に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項１２】
前記遮光性膜上にエッチング阻止膜及びハードフィルムのうち少なくとも一つをさらに有することを特徴とする、請求項１に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項１３】
前記エッチング阻止膜は、前記位相反転膜と同じエッチング特性を有する物質で構成され、
前記ハードフィルムは、前記位相反転膜及びエッチング阻止膜と異なるエッチング特性を有し、前記遮光性膜と同じエッチング特性を有する物質で構成されることを特徴とする、請求項１２に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項１４】
前記ハードフィルムは、クロム（Ｃｒ）、又はクロム（Ｃｒ）に窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、水素（Ｈ）のうちの１種以上の軽元素物質をさらに含むクロム（Ｃｒ）化合物のうち一つからなることを特徴とする、請求項１２に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項１５】
前記エッチング阻止膜は、２０Å〜１５０Åの厚さを有することを特徴とする、請求項１２に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項１６】
前記ハードフィルムは、２０Å〜１００Åの厚さを有し、０．４Å／ｓｅｃ以上のエッチング速度を有することを特徴とする、請求項１２に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれかに記載の位相反転ブランクマスクを用いて製造された位相反転フォトマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相反転ブランクマスク及びフォトマスクに関し、特に、３２ｎｍ級以下、特に、１４ｎｍ級以下の微細パターンの具現が可能な位相反転ブランクマスク及びフォトマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大規模集積回路の高集積化に伴って回路パターンの微細化の要求が続いている。そのために、ブランクマスクは、既存のバイナリ（Ｂｉｎａｒｙ）ブランクマスク、位相反転（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ）ブランクマスクが開発されて商用化されており、最近では、ハードフィルム（Ｈａｒｄ  ｆｉｌｍ）を有するハードマスク用バイナリブランクマスクが開発されて使われている。
【０００３】
最近では、３２ｎｍ以下の高精度微細パターンの具現に伴って、位相反転ブランクマスクにハードフィルムが備えられた位相反転ブランクマスクを開発している。このハードフィルムが備えられた位相反転ブランクマスクは、根本的に、位相反転膜上に遮光性膜、ハードフィルム及びレジスト膜が積層された構造を有し、ハードフィルムは、乾式エッチング時に下部の遮光性膜とのエッチング選択比を確保するために、一般に、シリコン（Ｓｉ）を含む化合物で構成される。
【０００４】
しかしながら、上記のハードフィルムがシリコン（Ｓｉ）を含む化合物で構成されることから次のような問題点が発生する。まず、シリコン（Ｓｉ）を含む化合物で構成されたハードフィルムがレジスト膜の下部に接して設けられるため、フォトマスクを製造するための電子ビーム（ｅ−ｂｅａｍ）を用いた露光工程時にハードフィルムにおいて電子チャージ−アップ（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｃｈａｒｇｅ−ｕｐ）現象が発生する。この電子チャージ−アップ現象は、露光時に電子経路の曲がりを誘発し、フォトマスク製造過程でパターンの位置誤り（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｅｒｒｏｒ）といった問題を発生させる。このため、パターン位置が一層厳格に管理されるダブルパターニング（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）、マルチパターニング（Ｍｕｌｔｉ−ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）技術を用いる露光工程では、シリコン（Ｓｉ）を含む化合物で構成されたハードフィルムの適用が困難である。
【０００５】
また、シリコン（Ｓｉ）を含む化合物で構成されたハードフィルムは、レジスト膜との接着（Ａｄｈｅｓｉｏｎ）において問題を引き起こす。すなわち、シリコン（Ｓｉ）を含む化合物で構成されたハードフィルムは表面エネルギーが高いため、レジスト膜の塗布時に部分的に塗布がなされないか（Ｕｎ−ｃｏａｔｉｎｇ）、露光に続く現像工程後にレジスト膜の剥がれのような現象を誘発する。このような、レジスト膜とハードフィルムとの接着上の問題を解決するためにＨＭＤＳ（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）のような表面処理工程を行っているが、ＨＭＤＳのような追加表面処理工程は欠陥（Ｄｅｆｅｃｔ）発生の原因となる他、高い接着力に起因して現像工程後にスポット（Ｓｐｏｔ）性又はスカム（Ｓｃｕｍ）性の欠陥を発生させる。
【０００６】
しかも、ハードフィルムを使用せず、位相反転膜上に遮光性膜を形成した後、レジスト膜をエッチングマスクとして下部の遮光性膜をエッチングする場合、レジスト膜の厚さ及びローディング効果などによって３２ｎｍ級以下の微細パターンは形成し難い。
【０００７】
一方、最近では、位相反転膜の透過率を約６％に限定せず、高透過率を有させる位相反転ブランクマスクに対する研究が行われている。この高透過率を有させる位相反転ブランクマスクは、透過率を約６％以上に設定し、パターンエッジ部分の相殺干渉を大きくしてパターンを微細化する。しかしながら、位相反転膜は、透過率及び位相反転量などの光学特性を満たすために約１０００Å以上の厚さが必要となるが、これは一般の位相反転膜の厚さ（６５０Å〜７００Å）に比べて１．５倍以上も厚い厚さであり、パターンの微細化に困難を招く。また、位相反転膜の透過率を高めるために多量の軽元素を含有すると、耐化学性が悪化し、パターン形成時に欠陥が発生することにつながる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、高透過率の位相反転膜を形成することによって３２ｎｍ級以下、特に、１４ｎｍ級以下の微細パターンの具現が可能な位相反転ブランクマスク及びこれを用いたフォトマスクを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る位相反転ブランクマスクは、透明基板上に位相反転膜及び遮光性膜を有し、前記遮光性膜は、酸素（Ｏ）及び窒素（Ｎ）の少なくとも一つを含む２層以上の多層膜からなり、前記膜のうち少なくとも一つの膜は酸素（Ｏ）を必ず含み、前記酸素（Ｏ）を必ず含む膜は、遮光性膜の全厚さの５０％〜９５％の厚さを占める。
【００１０】
前記位相反転膜は、１９３ｎｍ又は２４８ｎｍ波長の露光光に対して１０％〜５０％の透過率を有する。
【００１１】
前記位相反転膜は、シリコン（Ｓｉ）、金属シリサイド、シリコン化合物及び金属シリサイド化合物のうち一つからなり、前記シリコン化合物及び前記金属シリサイド化合物はそれぞれ、シリコン及び金属シリサイドにそれぞれ窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、水素（Ｈ）のうちの１種以上の軽元素物質をさらに含んでなる。
【００１２】
前記遮光性膜は、クロム（Ｃｒ）、又はクロム（Ｃｒ）に窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、水素（Ｈ）のうちの１種以上の軽元素物質をさらに含むクロム（Ｃｒ）化合物のうち一つからなる。
【００１３】
前記遮光性膜は、３００Å〜７００Åの厚さを有し、１．０Å／ｓｅｃ〜４．０Å／ｓｅｃのエッチング速度を有する。
【００１４】
前記遮光性膜上に、エッチング阻止膜及びハードフィルムのうち少なくとも一つの膜をさらに有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、位相反転膜を６％以上の透過率を有するように形成することによって、より一層微細なパターンを形成することが可能になる。
【００１６】
また、本発明は、クロム（Ｃｒ）系ハードフィルム、及びその下部に遮光性膜とエッチング特性が異なるエッチング阻止膜を使用することによって、ハードフィルムとレジスト膜との間に発生する付着力（Ａｄｈｅｓｉｏｎ）の問題を解消し、ＨＭＤＳのような付加的な工程を行わないことにより、スポット（Ｓｐｏｔ）性又はスカム性の欠陥の発生を防止することができ、シリコン（Ｓｉ）を含むハードフィルムにおいて発生していた電子チャージ−アップ現象を解消することができる。
【００１７】
これによって、本発明は、３２ｎｍ級以下、特に、１４ｎｍ級以下、好ましくは、１０ｎｍ級以下の微細パターンの具現が可能なフォトマスクを製造できるブランクマスクを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施例に係る位相反転ブランクマスクを示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る位相反転ブランクマスクを示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施例に係る位相反転ブランクマスクを示す断面図である。
【図４】本発明の第４実施例に係る位相反転ブランクマスクを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。たたじ、実施例は、本発明の例示及び説明をするために用いられるものに過ぎず、意味を限定したり、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限したりするために用いられるものではない。したがって、本発明の技術の分野における通常の知識を有する者にとって実施例から様々な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点が理解できる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的事項によって定められるべきである。
【００２０】
図１は、本発明の第１実施例に係る位相反転ブランクマスクを示す断面図であり、図２は、本発明の第２実施例に係る位相反転ブランクマスクを示す断面図である。
【００２１】
図１及び図２を参照すると、本発明に係る位相反転ブランクマスク１００は、透明基板１０２、透明基板１０２上に順次に形成された位相反転膜１０４、遮光性膜１０６及びレジスト膜１１２を有する。
【００２２】
透明基板１０２は、石英ガラス、合成石英ガラス、フッ素ドープ石英ガラスで構成される。透明基板１０２の平坦度は、上部に形成されるいずれかの薄膜、例えば、位相反転膜１０４、遮光性膜１０６などの平坦度に影響を及ぼすようになるので、成膜される面の平坦度をＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｄｉｃａｔｅｄ  Ｒｅａｄｉｎｇ）値と定義するとき、その値が１４２ｍｍ２領域で１００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以下に制御される。
【００２３】
位相反転膜１０４は、シリコン（Ｓｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオビウム（Ｎｂ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、マンガン（Ｍｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、セレニウム（Ｓｅ）、銅（Ｃｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タングステン（Ｗ）のうちの１種以上の物質を含んでなるか、又は、上記物質に窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、水素（Ｈ）のうちの１種以上の物質をさらに含んでなる。
【００２４】
位相反転膜１０４は、例えば、シリコン（Ｓｉ）、又はＳｉＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯ、ＳｉＣＮ、ＳｉＣＯ、ＳｉＮＯ、ＳｉＣＯＮ、ＳｉＢ、ＳｉＢＮ、ＳｉＢＣ、ＳｉＢＯ、ＳｉＢＣＮ、ＳｉＢＣＯ、ＳｉＢＮＯ、ＳｉＢＣＯＮのようなシリコン（Ｓｉ）化合物のうちの一つで構成されることが好ましい。また、位相反転膜１０４は、例えば、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）、又はＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＣ、ＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＣＮ、ＭｏＳｉＣＯ、ＭｏＳｉＮＯ、ＭｏＳｉＣＯＮ、ＭｏＳｉＢ、ＭｏＳｉＢＮ、ＭｏＳｉＢＣ、ＭｏＳｉＢＯ、ＭｏＳｉＢＣＮ、ＭｏＳｉＢＣＯ、ＭｏＳｉＢＮＯ、ＭｏＳｉＢＣＯＮのようなモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）化合物を含む金属シリサイド化合物のうちの一つで構成されることが好ましい。
【００２５】
位相反転膜１０４は、要求される透過率及び位相反転量を満たすために、シリコン（Ｓｉ）とこれに含まれる上記軽元素のうちの一つ以上との組成比を調節して形成する。詳しくは、位相反転膜１０４がシリコン（Ｓｉ）化合物で構成される場合、位相反転膜１０４は、シリコン（Ｓｉ）が４０ａｔ％〜９０ａｔ％、軽元素が１０ａｔ％〜６０ａｔ％である組成比を有し、好ましくは、シリコン（Ｓｉ）が５０ａｔ％〜８５ａｔ％、軽元素が１５ａｔ％〜５０ａｔ％である組成比を有する。また、位相反転膜１０４が金属シリサイド又はその化合物で構成される場合、位相反転膜１０４は、金属が０．１ａｔ％〜１０ａｔ％、シリコン（Ｓｉ）が３９ａｔ％〜９０ａｔ％、軽元素が０ａｔ％〜６０ａｔ％である組成比を有し、好ましくは、金属が０．１ａｔ％〜５ａｔ％、シリコン（Ｓｉ）が４９ａｔ％〜８０ａｔ％、軽元素が１５ａｔ％〜５０ａｔ％である組成比を有する。
【００２６】
位相反転膜１０４は、単層、又は２層以上の多層の構造にしてもよく、組成比が同じ単一膜又は組成比が連続して変化する連続膜の形態にしてもよい。位相反転膜１０４が多層膜又は連続膜の構造を有する場合、最上部は必ず１ａｔ％〜２０ａｔ％の酸素（Ｏ）を含むように形成し、位相反転膜１０４の耐化学性及び耐露光性を向上させることができる。
【００２７】
位相反転膜１０４はスパッタリング工程によって形成され、位相反転膜１０４が金属シリサイド又はそれらの化合物からなる場合、ターゲットは、金属及びシリコン（Ｓｉ）が別個に構成されたターゲットを用いて形成したり、金属シリサイドターゲットを用いて形成することができる。このとき、金属シリサイドターゲットは、金属：シリコン（Ｓｉ）＝１ａｔ％〜１０ａｔ％：９０ａｔ％〜９９ａｔ％の組成比を有し、好ましくは、Ｍｏ：Ｓｉ＝１ａｔ％〜６ａｔ％：９４ａｔ％〜９９ａｔ％の組成比を有する。また、上記ターゲットがホウ素（Ｂ）を含む場合、ターゲットは、金属：Ｓｉ：Ｂ＝１ａｔ％〜１０ａｔ％：８０ａｔ％〜９８ａｔ％：１ａｔ％〜１０ａｔ％の組成比を有する。ここで、位相反転膜１０４の金属含有量が１０ａｔ％を超えると、金属性の特性から、１９３ｎｍ又は２４８ｎｍ波長の露光光に対して約３０％の透過率を確保し難いので、ターゲットの金属含有量は１０ａｔ％以下にする。
【００２８】
位相反転膜１０４は、５００Å〜８５０Åの厚さを有し、好ましくは、５５０Å〜６５０Åの厚さを有し、１９３ｎｍ又は２４８ｎｍ波長の露光光に対して１７０゜〜１９０゜の位相反転量を有し、２０％〜３０％の表面反射率を有する。
【００２９】
位相反転膜１０４は、１９３ｎｍ又は２４８ｎｍ波長の露光光に対して１０％〜５０％の透過率を有する。位相反転膜１０４の透過率が１０％よりも低いと、ウエハー（Ｗａｆｅｒ）に塗布されたレジスト膜への露光時に相殺干渉のための露光光の強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）が低下し、位相反転効果がわずかであり、透過率が５０％よりも高いと、ウエハーに塗布されたレジスト膜にダメージ（Ｄａｍａｇｅ）を与え、レジスト膜の損失が増加する。
【００３０】
位相反転膜１０４は、選択的に１００℃〜５００℃で熱処理して耐薬品性及び平坦度を調節することができる。
【００３１】
遮光性膜１０６は、位相反転膜１０４上に単層又は多層の形態で設けられ、位相反転膜１０４と１０以上のエッチング選択比を有する物質から形成される。
【００３２】
遮光性膜１０６は、タンタル（Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオビウム（Ｎｂ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、マンガン（Ｍｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、セレニウム（Ｓｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タングステン（Ｗ）、シリコン（Ｓｉ）のうちの１種以上の物質を含んでなるか、又は、上記物質に窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、水素（Ｈ）のうちの１種以上の軽元素物質をさらに含んでなる。
【００３３】
遮光性膜１０６は、例えば、クロム（Ｃｒ）、又はＣｒＮ、ＣｒＣ、ＣｒＯ、ＣｒＣＮ、ＣｒＯＮ、ＣｒＣＯ、ＣｒＣＯＮのようなクロム（Ｃｒ）に軽元素を含むクロム（Ｃｒ）化合物から形成することが好ましい。遮光性膜１０６がクロム（Ｃｒ）化合物から形成される場合、遮光性膜１０６は、クロム（Ｃｒ）が３０ａｔ％〜７０ａｔ％、窒素（Ｎ）が１０ａｔ％〜４０ａｔ％、酸素（Ｏ）が０〜５０ａｔ％、炭素（Ｃ）が０〜３０ａｔ％、ホウ素（Ｂ）が０〜３０ａｔ％、水素（Ｈ）が０〜３０ａｔ％である組成比を有する。
【００３４】
遮光性膜１０６は２層以上の多層膜で構成されてもよく、このとき、多層膜は、エッチング速度を調節するための膜と光学密度（ＯＤ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）を調節するための膜を含む。
【００３５】
図２を参照すると、遮光性膜１０６は、クロム（Ｃｒ）に軽元素を含むクロム（Ｃｒ）化合物からなる第１遮光層１１４及び第２遮光層１１６で構成されている。
【００３６】
第１遮光層１１４は位相反転膜１０４上に形成され、エッチング速度を速くさせて全体遮光性膜１０６のエッチング工程の時間を短縮する役割を担う。
【００３７】
第１遮光層１１４は、３００Å〜５５０Åの厚さを有し、遮光性膜１０６の全厚さの５０％〜９５％に該当する厚さを有し、好ましくは、７０％〜９０％に該当する厚さを有する。
【００３８】
第１遮光層１１４は、酸素（Ｏ）を必ず含み、これによって、エッチング速度を増加させることができる。第１遮光層１１４は、１０ａｔ％〜５０ａｔ％の酸素（Ｏ）含有量、好ましくは、１０ａｔ％〜２０ａｔ％の酸素（Ｏ）含有量を有し、エッチング速度の増加によって遮光性膜１０６の全体のエッチング時間が短縮する効果を得ることができる。
【００３９】
第２遮光層１１６は、第１遮光層１１４上に形成され、光学密度を調節する役割を担う。第１遮光層１１４のみで光学密度を調節する場合、遮光性膜１０６に要求される光学特性に合わせるためには厚さが増加するという問題が発生するので、第２遮光層１１６を形成し、遮光性膜１０６に要求される光学密度を補充できるようにする。
【００４０】
第２遮光層１１６は、２０Å〜１５０Åの厚さを有し、好ましくは、３０Å〜１００Åの厚さを有する。
【００４１】
第２遮光層は、酸素（Ｏ）を含む又は含まないクロム（Ｃｒ）化合物から形成する。
【００４２】
第２遮光層１１６が酸素（Ｏ）を含む場合、一定の遮光性の確保のために、酸素（Ｏ）を含まない場合に比べて膜厚が厚くなりうるが、エッチング速度が速くなるので、エッチング時間及びレジスト膜の薄膜化においては同一の効果を得ることができる。このとき、第２遮光層１１６は、１ａｔ％〜２０ａｔ％の酸素（Ｏ）含有量を有し、好ましくは、１ａｔ％〜１５ａｔ％の酸素（Ｏ）含有量を有する。第２遮光層１１６の酸素（Ｏ）含有量が２０ａｔ％を超えると、位相反転膜１０４のエッチングに使われるフッ素（Ｆ）系エッチングガスに対する耐性が低下して位相反転膜１０４エッチング時に第２遮光層１１６が損傷し、光学密度が低下するという問題につながる。
【００４３】
第２遮光層１１６が酸素（Ｏ）を含まない場合、第２遮光層１１６は、３０ａｔ％〜７０ａｔ％のクロム（Ｃｒ）含有量を有し、好ましくは、４０ａｔ％〜５０ａｔ％のクロム（Ｃｒ）含有量を有する。
【００４４】
遮光性膜１０６は、３００Å〜７００Åの厚さを有し、好ましくは、３５０Å〜５５０Åの厚さを有し、２．０Å／ｓｅｃ〜４．０Å／ｓｅｃの平均エッチング速度を有する。
【００４５】
位相反転膜１０４及び遮光性膜１０６が積層された部分の光学密度は、１９３ｎｍ又は２４８ｎｍの露光波長に対して２．５〜３．５、好ましくは、２．７〜３．２である。位相反転膜１０４及び遮光性膜１０６が積層された部分の表面反射率は２０％〜４０％、好ましくは、２５％〜３５％である。
【００４６】
遮光性膜１０６には選択的に熱処理を行ってもよく、このとき、熱処理温度は、下部の位相反転膜１０４の熱処理温度と同等の又は低い条件で行うことができる。
【００４７】
レジスト膜１１４には化学増幅型レジスト（ＣＡＲ；Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｒｅｓｉｓｔ）が用いられ、レジスト膜１１４は、４００Å〜１５００Åの厚さを有し、好ましくは、４００Å〜１２００Åの厚さを有する。
【００４８】
図３は、本発明の第３実施例に係る位相反転ブランクマスクを示す断面図であり、図４は、本発明の第４実施例に係る位相反転ブランクマスクを示す断面図である。
【００４９】
図３及び図４を参照すると、本発明に係る位相反転ブランクマスク２００は、透明基板２０２、透明基板２０２上に順次に形成された、位相反転膜２０４、遮光性膜２０６、エッチング阻止膜２０８、ハードフィルム２１０及びレジスト膜２１２を有する。ここで、位相反転膜２０４、遮光性膜２０６及びレジスト膜２１２は、上述した第１実施例及び第２実施例と同じ光学的、化学的、物理的特性を有する。
【００５０】
エッチング阻止膜２０８は、遮光性膜２０６上に設けられて、後述するハードフィルム２１０のパターン形成時に又はハードフィルム２１０の除去時に、下部に位置した遮光性膜２０６を保護する役割を担い、また、遮光性膜２０６のパターン形成時にエッチングマスクの役割を担う。このため、エッチング阻止膜２０８はハードフィルム２１０及び遮光性膜２０６と１０以上のエッチング選択比を有する物質から形成し、また、エッチング工程の単純化のためにエッチング阻止膜２０８が位相反転膜２０４のパターン形成時に除去される場合、エッチング阻止膜２０８は、位相反転膜２０４とエッチング特性が同じ物質から形成してもよい。
【００５１】
エッチング阻止膜２０８は、シリコン（Ｓｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオビウム（Ｎｂ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、マンガン（Ｍｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、セレニウム（Ｓｅ）、銅（Ｃｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タングステン（Ｗ）のうちの１種以上の物質を含んでなるか、又は、上記物質に窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、水素（Ｈ）のうちの１種以上の物質をさらに含んでなる。
【００５２】
エッチング阻止膜２０８は、例えば、シリコン（Ｓｉ）、又はＳｉＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯ、ＳｉＣＮ、ＳｉＣＯ、ＳｉＮＯ、ＳｉＣＯＮ、ＳｉＢ、ＳｉＢＮ、ＳｉＢＣ、ＳｉＢＯ、ＳｉＢＣＮ、ＳｉＢＣＯ、ＳｉＢＮＯ、ＳｉＢＣＯＮのようなシリコン（Ｓｉ）化合物のうちの一つで構成されることが好ましい。また、エッチング阻止膜２０８は、例えば、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）、又はＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＣ、ＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＣＮ、ＭｏＳｉＣＯ、ＭｏＳｉＮＯ、ＭｏＳｉＣＯＮ、ＭｏＳｉＢ、ＭｏＳｉＢＮ、ＭｏＳｉＢＣ、ＭｏＳｉＢＯ、ＭｏＳｉＢＣＮ、ＭｏＳｉＢＣＯ、ＭｏＳｉＢＮＯ、ＭｏＳｉＢＣＯＮのようなモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）化合物を含む金属シリサイド化合物のうちの一つで構成されることが好ましい。
【００５３】
エッチング阻止膜２０８がシリコン（Ｓｉ）化合物で構成される場合、エッチング阻止膜２０８は、シリコン（Ｓｉ）が４０ａｔ％〜９０ａｔ％、軽元素が１０ａｔ％〜６０ａｔ％である組成比を有し、好ましくは、シリコン（Ｓｉ）が５０ａｔ％〜８５ａｔ％、軽元素が１５ａｔ％〜５０ａｔ％である組成比を有する。また、エッチング阻止膜２０８が金属シリサイド又はその化合物で構成される場合、エッチング阻止膜２０８は、金属が０．１ａｔ％〜１０ａｔ％、シリコン（Ｓｉ）が３９ａｔ％〜８５ａｔ％、軽元素が１０ａｔ％〜６０ａｔ％である組成比を有し、好ましくは、金属が０．１ａｔ％〜５ａｔ％、シリコン（Ｓｉ）が５０ａｔ％〜８０ａｔ％、軽元素が１５ａｔ％〜５０ａｔ％である組成比を有する。
【００５４】
エッチング阻止膜２０８は２０Å〜１５０Åの厚さを有し、好ましくは、３０Å〜１００Åの厚さを有する。
【００５５】
ハードフィルム２１０は、エッチング阻止膜２０８の上部に設けられてエッチング阻止膜２０８のエッチングマスクの役割を担い、このため、エッチング阻止膜２０８と１０以上のエッチング選択比を有する物質で構成される。ハードフィルム２１０は、エッチング工程の単純化のために遮光性膜２０６のパターニング時に除去される場合、遮光性膜２０６とエッチング特性が同じ物質から形成する。
【００５６】
ハードフィルム２１０は、タンタル（Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオビウム（Ｎｂ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、マンガン（Ｍｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、セレニウム（Ｓｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タングステン（Ｗ）、シリコン（Ｓｉ）のうちの１種以上の物質を含んでなるか、又は、上記物質に窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、水素（Ｈ）のうちの１種以上の軽元素物質をさらに含んでなる。
【００５７】
ハードフィルム２１０は、例えば、クロム（Ｃｒ）、又はＣｒＮ、ＣｒＣ、ＣｒＯ、ＣｒＣＮ、ＣｒＮＯ、ＣｒＣＯ、ＣｒＣＯＮのように、クロム（Ｃｒ）に軽元素を含むクロム（Ｃｒ）化合物から形成することが好ましい。また、ハードフィルム２１０は、上記のクロム（Ｃｒ）又はクロム（Ｃｒ）化合物にスズ（Ｓｎ）をさらに含むＣｒＳｎ、ＣｒＳｎＮ、ＣｒＳｎＣ、ＣｒＳｎＯ、ＣｒＳｎＣＮ、ＣｒＳｎＮＯ、ＣｒＳｎＣＯ、ＣｒＳｎＣＯＮのような化合物から形成することが好ましい。
【００５８】
ハードフィルム２１０は、エッチング速度が高いほどレジスト膜２１２の薄膜化が容易なため、０．４Å／ｓｅｃ以上のエッチング速度を有し、好ましくは、１．０Å／ｓｅｃ以上のエッチング速度を有する。
【００５９】
ハードフィルム２１０は２０Å〜１００Åの厚さを有し、好ましくは、３０Å〜６０Åの厚さを有する。ハードフィルム２１０は、２０Å以下の厚さを有すると、エッチングマスクの役割を果たし難く、１００Å以上の厚さを有すると、レジスト膜２１２が薄膜化し難く、結果として高解像度パターンの具現が難しい。
【００６０】
以下、本発明の実施例に係る位相反転ブランクマスクを詳しく説明する。
（実施例）
位相反転膜の構成物質に対する特性評価
本発明の実施例に係る位相反転ブランクマスクの位相反転膜を、シリコン（Ｓｉ）、シリコン（Ｓｉ）化合物及びモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）化合物で構成し、厚さによる透過率及び位相反転量を評価した。
【００６１】
【表１】
2019066892.tif 000003
表１から、実施例１乃至実施例４のシリコン位相反転膜は１３．２％〜３０．１％の透過率を示し、透過率の高い位相反転膜を形成するに問題ないことを確認した。
【００６２】
これに対し、比較例１及び比較例２のモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）ターゲット（Ｍｏ：Ｓｉ＝１０：９０）を用いた位相反転膜は、厚さ及び位相反転量の条件を満たす場合には６．２％の透過率を示し、本発明に要求される位相反転膜の透過率条件（１０％〜５０％）を満しておらず、窒素（Ｎ）の含有量を増加させて透過率及び位相反転量の条件を満たす場合には９００Åの厚さが要求され、本発明に係る位相反転膜の厚さ条件（５００Å〜８５０Å）を満たしていない。
【００６３】
位相反転膜の耐化学性の評価
本発明の実施例に係る位相反転膜を単層及び２層以上の多層膜の構造で製作し、ＳＣ−１及びＳＰＭ溶液に対する耐化学性を評価した。これらの位相反転膜はいずれもモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）ターゲット（組成比Ｍｏ：Ｓｉ＝２ａｔ％：９８ａｔ％）を用いて形成し、これらの位相反転膜以外の基板、及び熱処理などの条件はいずれも同一に適用した。
【００６４】
実施例５は、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２＝７ｓｃｃｍ：８．５ｓｃｃｍを注入し、０．７Ｋｗの工程パワーで５５０秒間成膜して、窒化モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉＮ）膜として形成した。その後、真空急速熱処理装備（ＲＴＰ；Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）を用いて３５０℃で３０分間熱処理を行った。
【００６５】
この位相反転膜の透過率及び位相反転量をｎ＆ｋ  ａｎａｌｙｚｅｒ  ３７００ＲＴ装備を用いて測定した結果、１８．２％の透過率と１８３゜の位相反転量を示した。また、位相反転膜の厚さをＸＲＲ（Ｘ−ｒａｙ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）装備を用いて測定した結果、上部層５８４Åの厚さを示した。
【００６６】
実施例６は、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２＝７ｓｃｃｍ：２０ｓｃｃｍを注入し、０．７Ｋｗの工程パワーで９００秒間成膜して、窒化モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉＮ）膜を形成した。その後、連続して工程ガスをＡｒ：Ｎ２：ＮＯ＝７ｓｃｃｍ：７ｓｃｃｍ：７ｓｃｃｍ注入し、０．７Ｋｗの工程パワーで８０秒間成膜して、酸化窒化モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉＯＮ）で構成された２層構造の高透過率位相反転膜を形成した。
【００６７】
この２層構造の位相反転膜の透過率、位相反転量及び厚さを実施例１と同じ装備を用いて測定した。その結果、２０．１％の透過率と１８４゜の位相反転量を示した。また、位相反転膜の厚さは、上部層が５４０Å、下部層が５０Åの厚さを示した。
【００６８】
実施例７は、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２＝７ｓｃｃｍ：２５ｓｃｃｍを注入し、０．７Ｋｗの工程パワーで４００秒間成膜して窒化モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉＮ）膜を形成した。その後、連続して工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２＝７ｓｃｃｍ：１５ｓｃｃｍを注入し、０．７Ｋｗの工程パワーで８００秒間成膜して窒化モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉＮ）膜を形成した。その後、工程ガスをＡｒ：ＮＯ＝５ｓｃｃｍ：１０ｓｃｃｍ注入し、０．７Ｋｗの工程パワーで８０秒間成膜し、酸化モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉＯ）で構成された３層構造の高透過率位相反転膜を形成した。
【００６９】
同様に、この実施例７の透過率、位相反転量及び厚さを測定した。その結果、１９．１％の透過率、１８５゜の位相反転量を示し、位相反転膜の厚さは、１層が１５０Å、２層が３９０Å、３層が５０Åの厚さを示した。
【００７０】
上記製造された位相反転膜の、ＳＣ−１とＳＰＭに対する耐化学性を評価した。
【００７１】
ＳＣ−１評価は、ＮＨ４ＯＨ、Ｈ２Ｏ２及びＨ２Ｏを混合した溶液を使用し、ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：５の体積比として、約４５℃で２０分間３回洗浄工程を進行し、洗浄工程前・後の位相量及び透過率変化を測定した。
【００７２】
ＳＰＭ評価は、Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２を混合した溶液を使用し、Ｈ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２＝９：１の比として、約９０℃の温度で１０分間３回洗浄工程を進行し、洗浄工程前・後の位相量及び透過率変化を測定した。
【００７３】
【表２】
2019066892.tif 000004
表２を参照すると、ＳＣ−１評価の結果、実施例５は、１９３ｎｍの露光光で２．５゜の位相量変化と０．３％の透過率変化を示し、実施例６は、１９３ｎｍの露光光で１．０゜の位相量変化と０．１％の透過率変化を示し、実施例７は、１９３ｎｍの露光光で０．６゜の位相量変化と０．８％の透過率変化を示した。
【００７４】
ＳＰＭ評価の結果、実施例５は、１９３ｎｍの露光光で１．５゜の位相量変化と０．１５％の透過率変化を示し、実施例６は、１９３ｎｍの露光光で０．７゜の位相量変化と０．０８％の透過率変化を示し、実施例７は１９３ｎｍの露光光で０．５゜の位相量変化と０．０６％の透過率変化を示した。
【００７５】
実施例５乃至実施例７はいずれも、耐化学性評価の結果、良好な範囲の透過率変化及び位相量変化を示した。また、実施例５乃至実施例７の耐化学性評価を比較した結果、表面層の酸素含有量が増加するほど、優れた耐化学性を有することが分かった。
【００７６】
遮光性膜に対するエッチング評価
本発明の実施例に係る位相反転ブランクマスクの遮光性膜をそれぞれフッ素（Ｆ）系ガスを含むエッチングガスでエッチングする場合、遮光性膜の最上部層の構成物質による遮光性膜の厚さ及び光学密度の変化を評価した。
【００７７】
これらの遮光性膜はいずれもクロム（Ｃｒ）ターゲットを用いて形成し、また、共通に使われる第１遮光層は、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２：ＮＯ＝５ｓｃｃｍ：１０ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍを注入し、１．０Ｋｗの工程パワーを加えて、酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）層を３００Åの厚さで形成した。
【００７８】
実施例８は、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２＝３ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍを注入し、０．８Ｋｗの工程パワーを加えて、上記第１遮光層上に３０２Åの窒化クロム（ＣｒＮ）で構成された第２遮光層を形成した。実施例９は、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２：ＮＯ＝５ｓｃｃｍ：１０ｓｃｃｍ：２ｓｃｃｍを注入し、０．８Ｋｗの工程パワーを加えて、上記第１遮光層上に２９８Åの酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）で構成された第２遮光層を形成した。
【００７９】
上記の製造された遮光性膜を、フッ素（Ｆ）系ガスを含むエッチングガスでエッチングしてパターンを形成した後、残っている遮光性膜の厚さ及び光学密度の変化量を測定した。
【００８０】
【表３】
2019066892.tif 000005
表３を参照すると、実施例８の酸素を含まない上部層の第２遮光層（ＣｒＮ）は、４Åの厚さの変化を示し、実施例９の酸素を少なく含む第２遮光層（ＣｒＯＮ）は、７Åの厚さの変化を示した。
【００８１】
第２遮光層の厚さの変化は、遮光性膜の基本機能である遮光機能に影響を与え、これにより、実施例８では０．０１の光学密度の変化を示し、実施例９では０．０３の光学密度の変化を示した。
【００８２】
酸素（Ｏ）を少量含む酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）膜の場合、窒化クロム（ＣｒＮ）膜に比べて厚さの変化及び光学密度の変化において相対的に良好でない結果を示したが、遮光性膜の最上部層である第２遮光層として適用するには問題ない程度である。
【００８３】
また、第１及び第２遮光層の厚さ損失は、遮光性膜の遮光機能に問題を誘発する程度ではない僅かなレベルであり、実施例８及び実施例９の構成は実際に遮光性膜に適用可能である。
【００８４】
遮光性膜に対する光学密度の評価
本発明の実施例に係る位相反転ブランクマスクにおいて位相反転膜の透過率及び遮光性膜の構成による光学密度を評価した。実施例１０乃至実施例１２はいずれも同じ工程条件で第１遮光性膜を形成し、第１遮光性膜の厚さ及び第２遮光性膜の構成を変更して光学密度を調節した。
【００８５】
第１遮光層は、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２：ＮＯ＝５ｓｃｃｍ：１０ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍを注入し、１．０Ｋｗの工程パワーを加えて、４８０Å乃至４８５Å厚の酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）膜を形成した。
【００８６】
実施例１０は、２０％の透過率を有する位相反転膜上に酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）層を４８０Åの厚さで形成した後、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２：ＮＯ＝５ｓｃｃｍ：１０ｓｃｃｍ：２ｓｃｃｍを注入し、０．８Ｋｗの工程パワーを加えて、８０Åの酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）で構成された第２遮光層を形成した。
【００８７】
実施例１１は、２５％の透過率を有する位相反転膜上に、酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）層を４８５Åの厚さで形成した後、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２＝３ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍを注入し、０．８Ｋｗの工程パワーを加えて、９０Åの窒化クロム（ＣｒＮ）で構成された第２遮光層を形成した。
【００８８】
実施例１２は、３０％の透過率を有する位相反転膜上に、酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）層を４８５Åの厚さで形成した後、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２＝３ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍを注入し、０．８Ｋｗの工程パワーを加えて、１００Åの窒化クロム（ＣｒＮ）で構成された第２遮光層を形成した。
【００８９】
比較例３は、２０％の透過率を有する位相反転膜上に、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２＝３ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍを注入し、０．８Ｋｗの工程パワーを加えて、４８５Åの窒化クロム（ＣｒＮ）で構成された遮光層を形成した後、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２：ＮＯ＝５ｓｃｃｍ：１０ｓｃｃｍ：２ｓｃｃｍを注入し、０．８Ｋｗの工程パワーを加えて、１２０Åの酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）で構成された反射防止層を形成した。
【００９０】
上記の位相反転膜及び遮光性膜が積層された実施例１０乃至実施例１２及び比較例３に対して、光学密度、平均エッチング速度、及びパターン形成後におけるレジスト膜の残留膜の厚さを測定した。
【００９１】
【表４】
2019066892.tif 000006
表４を参照すると、実施例１０乃至実施例１２、及び比較例３はいずれも、２．６乃至３．０の光学密度値を示し、パターン形成後にフォトマスクとして使用するのに良子な値を示した。
【００９２】
しかし、平均エッチング速度の場合、実施例１０乃至実施例１２では２．０Å／ｓｅｃ乃至２．３Å／ｓｅｃのエッチング速度を示しており、比較例３の１．３６Å／ｓｅｃに比べて優れたエッチング速度を有することが分かり、パターン形成によるレジスト膜の残留膜の厚さも、比較例３はパターン形成後に残留するレジスト膜がないが、実施例１０乃至実施例１２は２５ｎｍ乃至３５ｎｍのレジスト膜が残留し、レジスト膜の薄膜化が可能である。
【００９３】
本発明に係る位相反転ブランクマスクの製造I
本発明に係る位相反転ブランクマスクの製造のために、基板として、横×縦×厚さが６ｉｎｃｈ×６ｉｎｃｈ×０．２５ｉｎｃｈのサイズを有し、複屈折率が２ｎｍ／６．３ｍｍに制御され、平坦度（ＴＩＲ：Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｄｉｃａｔｅｄ  Ｒｅａｄｉｎｇ）が２，５６０Åに制御された合成石英ガラス基板を準備した。
【００９４】
上記のガラス基板上にＤＣマグネトロンスパッタリング（ＤＣ  Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｓｐｕｔｔｅｒ）装備を用いて、高透過率を有する位相反転膜を形成した。この位相反転膜は、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）ターゲット（組成比Ｍｏ：Ｓｉ＝２ａｔ％：９８ａｔ％）を使用し、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２＝７ｓｃｃｍ：８．５ｓｃｃｍを注入し、０．７Ｋｗの工程パワーで５５０秒間成膜して窒化モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉＮ）膜として形成した。その後、真空急速熱処理装備（ＲＴＰ；Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）を用いて３５０℃で３０分間熱処理を行った。
【００９５】
上記位相反転膜の透過率及び位相反転量をｎ＆ｋ  ａｎａｌｙｚｅｒ  ３７００ＲＴ装備を用いて測定した。その結果、１８．２％の透過率と１８３゜の位相反転量を示した。また、位相反転膜の厚さをＸＲＲ（Ｘ−ｒａｙ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）装備を用いて測定し、その結果、５８．４ｎｍの厚さを示した。そして、位相反転膜の組成比をオージェ電子分光器（ＡＥＳ；Ａｕｇｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて分析し、その結果、モリブデン（Ｍｏ）が２．１ａｔ％、シリコン（Ｓｉ）が７０．１ａｔ％、窒素（Ｎ）が２７．８％である組成比を示した。また、位相反転膜の成膜による平坦度変化量を比較するためにＵｌｔｒａ−Ｆｌａｔ装備を用いて位相反転膜の平坦度を測定し、その結果、３，１２０Åを示した。これは上述した透明基板の平坦度（２，５６０Å）に対して５６０Åの平坦度変化量を有する値であり、以降のフォトマスク及びウエハーへの露光工程（Ｗａｆｅｒ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇ）時にパターン整列度及びＤｏＦマージンに優れることが間接的に確認できた。
【００９６】
上記の位相反転膜上に、第１遮光層及び第２遮光層で構成された遮光性膜を成膜した。上記遮光性膜はいずれもクロム（Ｃｒ）ターゲットを用いて形成し、上記第１遮光層は、Ａｒ：Ｎ２：ＮＯ＝５ｓｃｃｍ：１０ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍの工程ガスを注入し、１．０Ｋｗの工程パワーで３６８秒間成膜して酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）膜として形成した。上記第２遮光層は、Ａｒ：Ｎ２＝３ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍの工程ガスを注入し、０．８Ｋｗの工程パワーで６０秒間成膜して窒化クロム（ＣｒＮ）膜として形成した。この第１遮光層及び第２遮光層に対して、上述した位相反転膜と同じ方法で膜の厚さを測定し、その結果、第１遮光層は４８ｎｍ、第２遮光層は５ｎｍの厚さを示した。第１遮光層及び第２遮光層の組成比を分析した結果、第１遮光層は、クロム（Ｃｒ）が４８ａｔ％、窒素（Ｎ）が３０ａｔ％、酸素（Ｏ）が２２ａｔ％である組成比を示し、第２遮光層は、クロム（Ｃｒ）が５８ａｔ％、窒素（Ｎ）が４２ａｔ％である組成比を示した。また、上記位相反転膜及び遮光性膜が積層された膜の光学密度を測定した結果、１９３ｎｍの露光光で２．９５の値を示し、３３％の反射率を示した。
【００９７】
上記遮光性膜上にエッチング阻止膜を成膜した。このエッチング阻止膜は、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）ターゲット（組成比Ｍｏ：Ｓｉ＝２ａｔ％：９８ａｔ％）を使用し、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２：ＮＯ＝３ｓｃｃｍ：３ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍを注入し、０．６Ｋｗの工程パワーを加えて、２０Åの厚さを有する酸化窒化モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉＯＮ）膜として形成した。このエッチング阻止膜の組成比を分析した結果、エッチング阻止膜は、モリブデン（Ｍｏ）が１．５ａｔ％、シリコン（Ｓｉ）が６０．３ａｔ％、酸素（Ｏ）が１２．５ａｔ％、窒素が２５．７ａｔ％である組成比を示した。
【００９８】
上記エッチング阻止膜上にハードフィルムを成膜した。このハードフィルムは、クロム（Ｃｒ）ターゲットを使用し、８ｓｃｃｍのＡｒを工程ガスとして注入し、０．６Ｋｗの工程パワーで２２秒間成膜して、４０Åの厚さを有するクロム（Ｃｒ）膜として形成した。
【００９９】
上記ハードフィルム上に化学増幅型レジストをスピンコーティング（Ｓｐｉｎ  Ｃｏａｔｉｎｇ）方法によって１００ｎｍの厚さで形成した。これで、本発明に係るブランクマスクを完成した。
【０１００】
本発明に係る位相反転ブランクマスクの製造II
上述した位相反転ブランクマスクの製造Iにおいて第２遮光層の組成を異ならせ、第２遮光層以外の基板及び金属膜の物理的、化学的、光学的特性はいずれも同一にして位相反転ブランクマスクを製造した。
【０１０１】
第２遮光層の形成のためにクロム（Ｃｒ）ターゲットを使用し、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２：ＮＯ＝５ｓｃｃｍ：１０ｓｃｃｍ：２ｓｃｃｍを注入し、工程パワーは０．８Ｋｗを使用し、７５秒間成膜して、酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）膜を形成した。
【０１０２】
成膜後、Ｘ−ｒａｙを用いたＸＲＲ（Ｘ−ｒａｙ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）装備を用いて膜の厚さを測定した。測定の結果、第２遮光層は７．５ｎｍの厚さを示した。オージェ電子分光器を用いて組成比を分析した結果、クロム（Ｃｒ）が５４ａｔ％、酸素（Ｏ）が７ａｔ％、窒素（Ｎ）が３９ａｔ％の組成比を示した。また、上記位相反転膜及び上記遮光性膜が積層された膜の光学密度を測定した結果、１９３ｎｍの露光光で２．９２の値を示し、３１％の反射率を示した。
【０１０３】
本発明に係る位相反転フォトマスクの製造
上述した位相反転ブランクマスクに電子ビームを用いた露光工程を行い、ホットプレート（Ｈｏｔ  Ｐｌａｔｅ）を用いて１９０℃の温度で１０分間ポストベーク（Ｐｏｓｔ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  ｂａｋｅ）工程を施した後、レジスト膜を現像してレジスト膜パターンを形成した。
【０１０４】
その後、上記レジストパターンをエッチングマスクとし、下部ハードフィルムを、塩素（Ｃｌ）系ガスを含むエッチングガスでエッチングしてクロム（Ｃｒ）系ハードフィルムパターンを形成し、上記レジスト膜を除去した後、上記ハードフィルムパターンをエッチングマスクとし、フッ素（Ｆ）系ガスを含むエッチングガスで下部のシリコン（Ｓｉ）を含むエッチング阻止膜をエッチングして、エッチング阻止膜パターンを形成した。
【０１０５】
その後、エッチング阻止膜パターンをエッチングマスクとし、下部遮光性膜を、塩素（Ｃｌ）系ガスを含むエッチングガスでエッチングして、遮光性膜パターンを形成した。この時、上記ハードフィルムパターンは、上記エッチング阻止膜とエッチング特性が同じであることから、エッチング阻止膜パターンの形成過程で全て除去される。
【０１０６】
続いて、遮光性膜パターンをエッチングマスクとし、フッ素（Ｆ）系ガスを含むエッチングガスで下部の位相反転膜をエッチングして、位相反転膜パターンを形成した。この時、上記エッチング阻止膜パターンは、上記位相反転膜とエッチング特性が同じであることから、位相反転膜パターンの形成過程で全て除去される。
【０１０７】
その後、位相反転膜パターンを含む上記結果物上にレジスト膜パターンを形成し、メインパターンが形成されないブラインド（Ｂｌｉｎｄ）領域の上記遮光性膜パターンを除去して、本発明に係る位相反転フォトマスクの製造を完了した。
【０１０８】
エッチング阻止膜を有しない位相反転ブランクマスク及びフォトマスクの製造
上述した本発明に係る位相反転ブランクマスクの製造Iとの比較のために、本発明と違い、エッチング阻止膜を省き、遮光性膜上にシリコン（Ｓｉ）を含むモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）化合物からハードフィルムを形成し、その上部にレジスト膜を形成して、比較例に係る位相反転ブランクマスクを製造した。この比較例の位相反転ブランクマスクを構成する透明基板、位相反転膜、遮光性膜は、本発明の実施例と同一である。
【０１０９】
上記比較例によるハードフィルムは、下部のクロム（Ｃｒ）化合物からなる遮光性膜とエッチング選択比を有するように、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）ターゲット（組成比Ｍｏ：Ｓｉ＝２ａｔ％：９８ａｔ％）を使用し、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２：ＮＯ＝３ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍを注入し、０．６Ｋｗの工程パワーを加えて、４０Åの厚さを有する酸化窒化モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉＯＮ）膜として形成した。
【０１１０】
その後、上記ハードフィルム上に化学増幅型レジストを１，０００Åの厚さで形成して、比較例に係る位相反転ブランクマスクの製造を完了した。
【０１１１】
しかし、比較例に係る位相反転ブランクマスクは、透明基板の各縁部において、酸化窒化モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉＯＮ）膜からなるハードフィルム上にレジスト膜が部分的に塗布されない（Ｕｎ−ｃｏａｔｉｎｇ）という問題が発生した。このため、ハードフィルム上にＨＭＤＳ工程をさらに実施した後、ハードフィルム上にレジスト膜を塗布することで上記の問題を解決した。
【０１１２】
上記位相反転ブランクマスクを用いて、本発明と同じエッチング物質及び方法でエッチング工程を行って位相反転フォトマスクを製造した。
【０１１３】
まず、上記レジスト膜に露光及び現像工程を行ってレジスト膜パターンを形成した。このレジストパターンをエッチングマスクとし、酸化窒化モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉＯＮ）膜からなるハードフィルムを、フッ素（Ｆ）系ガスを含むエッチングガスでエッチングしてハードフィルムパターンを形成した。しかし、ハードフィルムパターンの形成中にハードフィルム上に設けられたＨＭＤＳによる強い接着（Ａｄｈｅｓｉｏｎ）により、レジストパターンにスカムが約２Å〜５０Åの厚さで存在し、ハードフィルムのエッチング時間が増加する他、レジストパターンのスカムによる副産物（ｂｙ−ｐｒｏｄｕｃｔ）が欠陥（Ｄｅｆｅｃｔ）として形成されるという問題を示した。
【０１１４】
【表５】
2019066892.tif 000007
表５を参照すると、ＨＭＤＳ工程によるレジスト膜のスカムとこのスカムによる乾式エッチング工程時の欠陥を分析した。その結果、ＨＭＤＳ処理によってレジスト膜のスカムが２Å〜５０Åの厚さで存在し、これによる、ハードフィルムの乾式エッチング工程時の欠陥が、ＨＭＤＳ工程を進行しない場合に比べて約５倍〜６倍も増加したことが確認できる。
【０１１５】
位相反転ブランクマスクの面抵抗の分析
上述した本発明に係る位相反転ブランクマスクの製造I及びIIの位相反転ブランクマスクに対してチャージ−アップ（Ｃｈａｒｇｅ  ｕｐ）現象を分析するために、４ポイントプローブ（４−ｐｏｉｎｔ  ｐｒｏｂｅ）を用いて面抵抗を測定し、同じ条件で、上述したエッチング阻止膜を有しない位相反転ブランクマスクの位相反転ブランクマスクに対して面抵抗を測定し、両者を相互比較分析した。
【０１１６】
本発明に係る位相反転ブランクマスクの製造I及びIIは、実施例１３及び実施例１４と表示し、エッチング阻止膜を有しない位相反転ブランクマスクは比較例４と表示した。
【０１１７】
【表６】
2019066892.tif 000008
表６を参照すると、実施例１３、実施例１４及び比較例４による位相反転ブランクマスクを構成する薄膜、すなわち、ハードフィルムまで形成された位相反転ブランクマスクの面抵抗を測定した結果、本発明の実施例１３は、５２０Ω／□、実施例１４は５５０Ω／□の値を示したが、比較例４は３，０２５Ω／□を示し、比較例４が実施例１３，１４に比べて約１５倍以上と高い面抵抗を有し、チャージ−アップ現象が大きく発生することが確認できた。
【０１１８】
以上、本発明を最も好適な実施例を用いて説明してきたが、本発明の技術的範囲は、上記の実施例に記載された範囲に限定されない。上記の実施例に様々な変更又は改良を加えることが当業者にとって可能であるということは明らかである。このような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれるということは、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【０１１９】
１００，２００    本発明に係る位相反転ブランクマスク
１０２，２０２    透明基板
１０４，２０４    位相反転膜
１０６，２０６    遮光性膜
２０８            エッチング阻止膜
２１０            ハードフィルム
１１２，２１２    レジスト膜
１１４，２１４    第１遮光層
１１６，２１６    第２遮光層
【図１】
2019066892.tif 000009
【図２】
2019066892.tif 000010
【図３】
2019066892.tif 000011
【図４】
2019066892.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月4日(2019.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に位相反転膜及び遮光性膜を有する位相反転ブランクマスクであって、
前記位相反転膜は、シリコン（Ｓｉ）にそれぞれ窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、水素（Ｈ）のうちの１種以上の軽元素物質をさらに含むシリコン（Ｓｉ）化合物のいずれか一つからなり、シリコン（Ｓｉ）が４０ａｔ％〜９０ａｔ％、軽元素が１０ａｔ％〜６０ａｔ％である組成比を有し、
前記遮光性膜は、酸素（Ｏ）及び窒素（Ｎ）の少なくとも一つを含む２層以上の多層膜からなり、前記膜のうち少なくとも一つの膜は、酸素（Ｏ）を必ず含み、
前記酸素（Ｏ）を必ず含む膜は、遮光性膜の全厚さの５０％〜９５％の厚さを占める、位相反転ブランクマスク。
【請求項２】
透明基板上に位相反転膜及び遮光性膜を有する位相反転ブランクマスクであって、
前記位相反転膜は、金属シリサイド及び該金属シリサイドにそれぞれ窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、水素（Ｈ）のうちの１種以上の軽元素物質をさらに含む金属シリサイド化合物のいずれか一つからなり、金属が０．１ａｔ％〜１０ａｔ％、シリコン（Ｓｉ）が３９ａｔ％〜９０ａｔ％、軽元素が０〜６０ａｔ％である組成比を有し、
前記遮光性膜は、酸素（Ｏ）及び窒素（Ｎ）の少なくとも一つを含む２層以上の多層膜からなり、前記膜のうち少なくとも一つの膜は、酸素（Ｏ）を必ず含み、
前記酸素（Ｏ）を必ず含む膜は、遮光性膜の全厚さの５０％〜９５％の厚さを占める、位相反転ブランクマスク。
【請求項３】
前記位相反転膜は、単層、又は２層以上の多層膜又は連続膜構造のうち一つの構造からなり、
前記位相反転膜が多層膜又は連続膜構造を有する場合、最上部は必ず酸素（Ｏ）を含んでなることを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項４】
前記位相反転膜は、１９３ｎｍ又は２４８ｎｍ波長の露光光に対して１０％〜５０％の透過率を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項５】
前記位相反転膜及び遮光性膜は、シリコン（Ｓｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオビウム（Ｎｂ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、マンガン（Ｍｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、セレニウム（Ｓｅ）、銅（Ｃｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タングステン（Ｗ）のうちの１種以上の物質を含んでなるか、又は、前記物質に窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、水素（Ｈ）のうちの１種以上の物質をさらに含んでなることを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項６】
前記位相反転膜は５００Å〜８５０Åの厚さを有し、１９３ｎｍ又は２４８ｎｍ波長の露光光に対して１７０゜〜１９０゜の位相反転量を有し、２０％〜３０％の反射率を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項７】
前記遮光性膜は、クロム（Ｃｒ）が３０ａｔ％〜７０ａｔ％、窒素（Ｎ）が１０ａｔ％〜４０ａｔ％、酸素（Ｏ）が０〜５０ａｔ％である組成比を有するクロム（Ｃｒ）化合物からなることを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項８】
前記遮光性膜は、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、水素（Ｈ）のうちの１種以上をさらに含み、炭素（Ｃ）が０〜３０ａｔ％、ホウ素（Ｂ）が０〜３０ａｔ％、水素（Ｈ）が０〜３０ａｔ％である組成比を有することを特徴とする、請求項７に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項９】
前記遮光性膜は、３００Å〜７００Åの厚さを有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項１０】
前記遮光性膜は、１．０Å／ｓｅｃ〜４．０Å／ｓｅｃのエッチング速度を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項１１】
前記遮光性膜上にエッチング阻止膜及びハードフィルムのうち少なくとも一つをさらに有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項１２】
前記エッチング阻止膜は、前記位相反転膜と同じエッチング特性を有する物質で構成され、
前記ハードフィルムは、前記位相反転膜及びエッチング阻止膜と異なるエッチング特性を有し、前記遮光性膜と同じエッチング特性を有する物質で構成されることを特徴とする、請求項１１に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項１３】
前記ハードフィルムは、クロム（Ｃｒ）、又はクロム（Ｃｒ）に窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、水素（Ｈ）のうちの１種以上の軽元素物質をさらに含むクロム（Ｃｒ）化合物のうち一つからなることを特徴とする、請求項１１に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項１４】
前記エッチング阻止膜は、２０Å〜１５０Åの厚さを有することを特徴とする、請求項１１に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項１５】
前記ハードフィルムは、２０Å〜１００Åの厚さを有し、０．４Å／ｓｅｃ以上のエッチング速度を有することを特徴とする、請求項１１に記載の位相反転ブランクマスク。
【請求項１６】
請求項１又は２に記載の位相反転ブランクマスクを用いて製造された位相反転フォトマスク。