(57)【要約】【課題】  ブランクマスク及びフォトマスクを提供する。【解決手段】  本発明は、透明基板上に遮光性膜及びその遮光性膜に対するエッチング選択比が高く、薄肉のハードフィルムを備えるブランクマスクを形成することで、ハーフピッチ３２ｎｍ級以下、特に２２ｎｍ級以下の高解像度パターンが備えられたフォトマスクを具現する。また、遮光性膜を構成する金属及びシリコン（Ｓｉ）と軽元素との組成比を調節して、電子ビームリペア工程時にＸｅＦ２ガスによるパターン損傷を抑制して優れた品質を持つフォトマスクを提供する。【選択図】    図３
2015072471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に遮光性膜及びハードフィルムが備えられたブランクマスクにおいて、
前記遮光性膜は、パターン形成後にリペア工程で注入ガスによる損傷を異方性比率（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｒａｔｉｏ：△Ｌａｔｅｒａｌ／Ｅｔｃｈｅｄ  ｄｅｐｔｈ）で数値化する場合、０〜０．５の数値を持つブランクマスク。
【請求項２】
前記遮光性膜は、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＣ、ＭｏＳｉＯＮ、ＭｏＳｉＣＮ、ＭｏＳｉＯＣ、ＭｏＳｉＣＯＮ、ＭｏＳｉＢ、ＭｏＳｉＢＯ、ＭｏＳｉＢＮ、ＭｏＳｉＢＣ、ＭｏＳｉＢＯＮ、ＭｏＳｉＢＣＮ、ＭｏＳｉＢＯＣ、ＭｏＳｉＢＣＯＮのうち一つのモリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）化合物からなることを特徴とする請求項１に記載のブランクマスク。
【請求項３】
前記遮光性膜は、Ｍｏが１ａｔ％〜１５ａｔ％、Ｓｉが４０ａｔ％〜８０ａｔ％、Ｎが１５ａｔ％〜３５ａｔ％、Ｂが０〜５ａｔ％、Ｃが０〜５ａｔ％、Ｏは０〜５ａｔ％の組成比を持つことを特徴とする請求項２に記載のブランクマスク。
【請求項４】
前記遮光性膜は、モリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）ターゲットまたはモリブデン・シリサイド・ボロン（ＭｏＳｉＢ）ターゲットを用いて形成され、
前記モリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）ターゲットは、Ｍｏ：Ｓｉ＝２ａｔ％〜２０ａｔ％：９８ａｔ％〜８０ａｔ％の組成比を持ち、
前記モリブデン・シリサイド・ボロン（ＭｏＳｉＢ）ターゲットは、Ｍｏ：Ｓｉ：Ｂ＝２ａｔ％〜２０ａｔ％：９７ａｔ％〜７０ａｔ％：１ａｔ％〜１０ａｔ％の組成比を持つことを特徴とする請求項２に記載のブランクマスク。
【請求項５】
前記遮光性膜は、単層単一膜、単層連続膜、複数層単一膜、複数層連続膜から選択された一つの構造を持つことを特徴とする請求項１に記載のブランクマスク。
【請求項６】
前記遮光性膜が遮光膜及び反射防止膜を持つ２層構造からなる場合、
遮光膜と反射防止膜とは、モリブデン（Ｍｏ）０〜１０ａｔ％、シリコン（Ｓｉ）０〜４０ａｔ％、窒素（Ｎ）０〜１０ａｔ％のうち少なくとも一つ以上の含有量差を持つことを特徴とする請求項２に記載のブランクマスク。
【請求項７】
前記遮光性膜が遮光膜及び反射防止膜を持つ２層構造からなる場合、
前記遮光膜は３５ｎｍ〜５０ｎｍの厚さを持ち、前記反射防止膜は３ｎｍ〜２０ｎｍの厚さを持つことを特徴とする請求項１に記載のブランクマスク。
【請求項８】
前記遮光性膜は、１９３ｎｍの露光波長に対して２．５〜３．５の光学密度を持つことを特徴とする請求項１に記載のブランクマスク。
【請求項９】
前記ハードフィルムは、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）、ニオブ（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）、セレン（Ｓｅ）、銅（Ｃｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タングステン（Ｗ）、シリコン（Ｓｉ）のうち１種以上の金属物質を含んでなるか、または前記金属物質に酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）のうち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に記載のブランクマスク。
【請求項１０】
前記ハードフィルムは、Ｃｒ、ＣｒＯ、ＣｒＮ、ＣｒＣ、ＣｒＯＮ、ＣｒＯＣ、ＣｒＣＮ、ＣｒＣＯＮ、ＣｒＢ、ＣｒＢＯ、ＣｒＢＮ、ＣｒＢＣ、ＣｒＢＯＮ、ＣｒＢＯＣ、ＣｒＢＣＮ、ＣｒＢＣＯＮのうち一つのクロム（Ｃｒ）化合物からなることを特徴とする請求項１に記載のブランクマスク。
【請求項１１】
前記ハードフィルムは、２ｎｍ〜５ｎｍの厚さを持つことを特徴とする請求項１に記載のブランクマスク。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のうち少なくとも１項に記載のブランクマスクを用いて製造されたフォトマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブランクマスク及びフォトマスクに係り、さらに詳細には、ハーフピッチ３２ｎｍ級以下、特に、２２ｎｍ級以下に適用できるようにハードフィルムが備えられたブランクマスク及びフォトマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の高集積化によるフォト・リソグラフィ技術は、解像度向上のために４３６ｎｍのｇ−ｌｉｎｅ、４０５ｎｍのｈ−ｌｉｎｅ、３６５ｎｍのｉ−ｌｉｎｅ、２４８ｎｍのＫｒＦ、１９３ｎｍのＡｒＦに発展しており、ブランクマスクの構造も、バイナリ・インテンシティ（ＢｉｎａｒｙＩｎｔｅｎｓｉｔｙ）ブランクマスク、位相反転（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ）ブランクマスクのような特性向上に基づいてなされてきた。
【０００３】
このような高解像度の具現のための努力の一つとして、最近はハードフィルムを備えるブランクマスクが開発されて適用されている。ハードフィルムを備えるブランクマスクは、既存のバイナリ・インテンシティ・ブランクマスク、位相反転ブランクマスクとは異なり、遮光性膜をエッチングするためのマスクとしてレジスト膜を使わず、遮光性膜に対するエッチング選択比が高く、薄肉のハードフィルムを用いる。このようなハードフィルムは、遮光性膜に比べて厚さが薄く、エッチング時間が短いため、レジスト膜の薄膜化を可能にし、電子ビームの露光時に電子の散乱を低減させて高精度のパターン具現を可能にする長所を持つ。
【０００４】
前記ハードフィルムを備えるブランクマスクを用いて製造されるフォトマスクは、一般的なバイナリ・インテンシティ・ブランクマスク、位相反転ブランクマスクと同様に露光、現像、エッチング、検査、リペア、洗浄のようなリソグラフィ工程を通じて製造される。
【０００５】
前記工程のうちリペア工程は、初期にフォーカスイオンビームを用いた方法が適用された。しかし、前記フォーカスイオンビームを用いたリペア工程は、透明基板上に遮光性膜がモリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）化合物（特に、シリコン（Ｓｉ）主成分）で形成される場合、前記透明基板もシリコン（Ｓｉ）を主成分とするＳｉＯ２からなることで、前記遮光性膜のリペア時に透明基板に損傷が生じるようになった。
【０００６】
これによって、最近はリペア工程後に遮光性膜パターンの損傷による欠陷を低減させ、かつ基板の損傷を低減させるために、電子ビームを用いたリペア方法が使われている。しかし、前記電子ビームリペア方法は、ハーフピッチ３２ｎｍ級以下、特に２２ｎｍ級以下に適用でき、かつ前述したフォーカスイオンビームを用いたリペア工程の問題点を解決できるといっても下記のような問題点を持っている。
【０００７】
図１は、従来のブランクマスクで形成されたフォトマスクに対する電子ビームリペア工程時の問題点を説明するために示す図面である。図１を参照すれば、前記電子ビームリペア工程は、リペア工程ガスとしてＸｅＦ２を使うが、ＸｅＦ２ガスのフッ素（Ｆ）成分は、遮光性膜がモリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）化合物からなる場合に前記遮光性膜をエッチングする特性を持つ。これによって、電子ビームリペア工程で最初のリペアを行った部分以外の隣近領域でさらに他のリペアを行う場合、ＸｅＦ２ガスは、最初のリペアを行った領域に持続的な損傷を引き起こし、このような損傷は最終的にパターンのＣＤ変化をもたらし、結局パターン損傷を発生させる。すなわち、リペア工程中にリペア直後のパターン形態（ａ）と、ＸｅＦ２ガスを１２０秒間注入した後のパターン形態（ｂ）とを比較すれば、ＸｅＦ２ガスによってパターン損傷が多大に発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ハーフピッチ３２ｎｍ級以下、特に２２ｎｍ級以下に適用できるように透明基板上に遮光性膜及びハードフィルムが備えられたブランクマスク及びフォトマスクを提供する。
【０００９】
本発明は、電子ビームリペア工程時にＸｅＦ２ガスによるパターン損傷を防止すると共に、優れた光学的な特性を持つ遮光性膜が備えられたブランクマスク及びフォトマスクを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によるブランクマスクは、透明基板上に遮光性膜及びハードフィルムが備えられたブランクマスクであり、前記遮光性膜は、パターン形成後にリペア工程で注入ガスによる損傷を異方性比率（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｒａｔｉｏ：△Ｌａｔｅｒａｌ／Ｅｔｃｈｅｄ  ｄｅｐｔｈ）で数値化する場合、０〜０．５の数値を持つ。
【００１１】
前記リペア工程は、電子ビームリペアであり、前記注入ガスは、ＸｅＦ２である。
【００１２】
前記遮光性膜は、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）、ニオブ（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）、セレン（Ｓｅ）、銅（Ｃｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タングステン（Ｗ）、シリコン（Ｓｉ）のうち１種以上の金属物質を含んでなるか、または前記金属物質に酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）のうち１種以上の物質をさらに含んでなる。
【００１３】
前記遮光性膜は、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＣ、ＭｏＳｉＯＮ、ＭｏＳｉＣＮ、ＭｏＳｉＯＣ、ＭｏＳｉＣＯＮ、ＭｏＳｉＢ、ＭｏＳｉＢＯ、ＭｏＳｉＢＮ、ＭｏＳｉＢＣ、ＭｏＳｉＢＯＮ、ＭｏＳｉＢＣＮ、ＭｏＳｉＢＯＣ、ＭｏＳｉＢＣＯＮのうち一つのモリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）化合物からなる。
【００１４】
前記遮光性膜は、Ｍｏが１ａｔ％〜１５ａｔ％、Ｓｉが４０ａｔ％〜８０ａｔ％、Ｎが１５ａｔ％〜３５ａｔ％、Ｂが０〜５ａｔ％、Ｃが０〜５ａｔ％、Ｏは０〜５ａｔ％の組成比を持つ。
【００１５】
前記遮光性膜は、モリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）ターゲットまたはモリブデン・シリサイド・ボロン（ＭｏＳｉＢ）ターゲットを用いて形成され、前記モリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）ターゲットは、Ｍｏ：Ｓｉ＝２ａｔ％〜２０ａｔ％：９８ａｔ％〜８０ａｔ％の組成比を持ち、前記モリブデン・シリサイド・ボロン（ＭｏＳｉＢ）ターゲットは、Ｍｏ：Ｓｉ：Ｂ＝２ａｔ％〜２０ａｔ％：９７ａｔ％〜７０ａｔ％：１ａｔ％〜１０ａｔ％の組成比を持つ。
【００１６】
前記遮光性膜は、単層単一膜、単層連続膜、複数層単一膜、複数層連続膜から選択された一つの構造を持つ。
【００１７】
前記遮光性膜が遮光膜及び反射防止膜を持つ２層構造からなる場合、遮光膜と反射防止膜とは、モリブデン（Ｍｏ）０〜１０ａｔ％、シリコン（Ｓｉ）０〜４０ａｔ％、窒素（Ｎ）０〜１０ａｔ％のうち少なくとも一つ以上の含有量差を持つ。
【００１８】
前記遮光性膜が遮光膜及び反射防止膜を持つ２層構造からなる場合、前記遮光膜は３５ｎｍ〜５０ｎｍの厚さを持ち、前記反射防止膜は３ｎｍ〜２０ｎｍの厚さを持つ。
【００１９】
前記遮光性膜は、１９３ｎｍの露光波長に対して２．５〜３．５の光学密度を持つ。前記遮光性膜は、１９３ｎｍの露光波長に対して４０％以内の表面反射率を持つ。
【００２０】
前記ハードフィルムは、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）、ニオブ（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）、セレン（Ｓｅ）、銅（Ｃｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タングステン（Ｗ）、シリコン（Ｓｉ）のうち１種以上の金属物質を含んでなるか、または前記金属物質に酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）のうち１種以上の物質をさらに含んでなる。
【００２１】
前記ハードフィルムは、Ｃｒ、ＣｒＯ、ＣｒＮ、ＣｒＣ、ＣｒＯＮ、ＣｒＯＣ、ＣｒＣＮ、ＣｒＣＯＮ、ＣｒＢ、ＣｒＢＯ、ＣｒＢＮ、ＣｒＢＣ、ＣｒＢＯＮ、ＣｒＢＯＣ、ＣｒＢＣＮ、ＣｒＢＣＯＮのうち一つのクロム（Ｃｒ）化合物からなる。
【００２２】
前記ハードフィルムは、２ｎｍ〜５ｎｍの厚さを持つ。前記ハードフィルムは、０．４Å／ｓｅｃ〜２．０Å／ｓｅｃのエッチング速度を持つ。
【００２３】
前記ハードフィルムと前記遮光性膜とのエッチング選択比は、１：２０以上である。前記ハードフィルム上にレジスト膜を６００Å〜１２００Å厚さに形成できる。
【００２４】
本発明は、前記のブランクマスクのうち一つのブランクマスクを用いてフォトマスクを製造できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によるブランクマスクは、透明基板上に遮光性膜及び前記遮光性膜に対するエッチング選択比が高く、薄肉のハードフィルムを備えることで、ハーフピッチ３２ｎｍ級以下、特に２２ｎｍ級以下の高解像度パターンのフォトマスクを具現できる。
【００２６】
また、本発明によるブランクマスク及びフォトマスクは、遮光性膜を構成する金属及びシリコン（Ｓｉ）と軽元素との組成比を調節して、電子ビームリペア工程時にＸｅＦ２ガスによるパターン損傷を最小化する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来のブランクマスクで形成されたフォトマスクの電子ビームリペア工程時の問題点を説明するために示す図面である。
【図２】本発明の実施形態によるハードフィルムが備えられたブランクマスクを示す断面図である。
【図３】異方性比率を定義するために示す図面である。
【図４】本発明の実施形態によるブランクマスクで形成されたフォトマスクの電子ビームリペア工程を説明するために示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を通じて本発明を具体的に説明するが、実施形態は単に本発明の例示及び説明のための目的で使われたものであり、意味限定や特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を制限するために使われたものではない。したがって、当業者ならば、実施形態から多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。よって、本発明の真の技術力の保護範囲は、特許請求の範囲の技術的事項によって定められねばならない。
【００２９】
図２は、本発明の実施形態によるハードフィルムを備えるブランクマスクを示す断面図である。図２を参照すれば、本発明によるブランクマスク１００は、透明基板１０２、透明基板１０２上に順次に積層された遮光性膜１０６、及びハドマスクマック１０８を備える。遮光性膜１０６は、遮光膜１０４及び反射防止膜１０５で形成された２層以上の複数層膜で形成されることが望ましく、単層膜で形成されてもよい。
【００３０】
透明基板１０２は、基板の厚さに対して、１９３ｎｍの露光波長に対する複屈折が２ｎｍ以下であり、平坦度が０．３ｕｍ以下であることが望ましい。本発明によるパターン目標ＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）は、最終のウェーハプリンティング時にハーフピッチ３２ｎｍ級以下、さらに望ましくは、２２ｎｍ級以下である。しかし、前記のような高微細化されたパターンサイズは、ウェーハ露光時にフォーカスマージンを小さくし、最終的に工程ウィンドウ（Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｗｉｎｄｏｗ）を困難にする。よって、物理的に工程ウィンドウマージンを確保するために基板の平坦度が０であることが望ましいが、実際には前記平坦度では基板の加工が不可能である。よって、最小限の範囲で優れた工程ウィンドウマージンを確保するために、透明基板の平坦度は０．３μm以下であることが望ましく、０．２μm以下であることがさらに望ましい。
【００３１】
遮光性膜１０６は、モリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）化合物で形成されることが望ましい。しかし、遮光性膜１０６がモリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）で構成された場合、パターン形成後に行われるＸｅＦ２ガスを用いる電子ビームリペア工程で、遮光性膜１０６を構成するシリコン（Ｓｉ）とリペアガスを構成するフッ素（Ｆ）との反応によってパターンに損傷が大きく発生する。これによって、前記リペア損傷を抑制するために、遮光性膜１０６に酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）のうち１種以上を含ませた。詳細には、遮光性膜１０６は、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＣ、ＭｏＳｉＯＮ、ＭｏＳｉＣＮ、ＭｏＳｉＯＣ、ＭｏＳｉＣＯＮ、ＭｏＳｉＢ、ＭｏＳｉＢＯ、ＭｏＳｉＢＮ、ＭｏＳｉＢＣ、ＭｏＳｉＢＯＮ、ＭｏＳｉＢＣＮ、ＭｏＳｉＢＯＣ、ＭｏＳｉＢＣＯＮのうち一つのモリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）化合物からなる。
【００３２】
遮光性膜１０６に酸素（Ｏ）を含む場合、遮光性膜１０６のリペア損傷の抑制が可能であるが、遮光性膜１０６の薄膜化を困難にし、光学密度が高くなるという問題がある。よって、本発明による遮光性膜１０６は、モリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）化合物における酸素（Ｏ）の含有量を最小化する。
【００３３】
そして、遮光性膜１０６にホウ素（Ｂ）を含む場合、ホウ素（Ｂ）は遮光性膜１０６の電気伝導度を高くして薄膜形成時の欠陥発生率を低減させ、かつ薄膜の応力を低減させる効果を奏するが、多量のホウ素（Ｂ）を含むと遮光性膜１０６の薄膜化を困難にするという問題がある。
【００３４】
これによって、遮光性膜１０６は、Ｍｏが１ａｔ％〜１５ａｔ％、Ｓｉが４０ａｔ％〜８０ａｔ％、Ｎが１５ａｔ％〜３５ａｔ％、Ｂが０〜５ａｔ％、Ｃが０〜５ａｔ％、Ｏは０〜５ａｔ％の組成比を持つことが望ましい。前述したように、遮光性膜１０６のうちホウ素（Ｂ）及び酸素（Ｏ）の含有量が５ａｔ％を超過する場合には、遮光性膜１０６の薄膜化及び光学密度を満たし難い。
【００３５】
遮光性膜１０６は、モリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）以外にモリブデン（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）、ニオブ（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）、セレン（Ｓｅ）、銅（Ｃｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タングステン（Ｗ）、シリコン（Ｓｉ）のうち１種以上の金属物質を含んでなるか、または前記金属物質に酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）のうち１種以上の物質をさらに含んでなる。
【００３６】
遮光性膜１０６は、モリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）ターゲットまたはモリブデン・シリサイド・ボロン（ＭｏＳｉＢ）ターゲットを用いて形成する。この時、前記モリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）ターゲットは、Ｍｏ：Ｓｉ＝２ａｔ％〜２０ａｔ％：９８ａｔ％〜８０ａｔ％の組成比を持ち、前記モリブデン・シリサイド・ボロン（ＭｏＳｉＢ）ターゲットは、Ｍｏ：Ｓｉ：Ｂ＝２ａｔ％〜２０ａｔ％：９７ａｔ％〜７０ａｔ％：１ａｔ％〜１０ａｔ％の組成比を持つ。
【００３７】
遮光性膜１０６にホウ素を含む場合、モリブデン・シリサイド・ボロン（ＭｏＳｉＢ）ターゲットを用いて形成するか、またはモリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）ターゲットを用いる場合に工程ガスとしてＢＨ３を注入して形成できる。
【００３８】
ブランクマスクで形成されたフォトマスクのリペア工程は、ＸｅＦ２ガスを使う電子ビームリペア方法で進めることが望ましい。この時、遮光性膜１０６を形成するモリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）ターゲットにおけるモリブデン（Ｍｏ）の含有量が高いほど、すなわち、遮光性膜１０６を構成するモリブデン（Ｍｏ）の含有量が高いほど、リペアによる遮光性膜１０６パターンの損傷が減少する。このような現状は、ＸｅＦ２ガスのフッ素（Ｆ）成分が、遮光性膜１０６を構成するモリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）またはモリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）化合物のうちシリコン（Ｓｉ）と反応して遮光性膜１０６パターンの損傷を発生させるからである。
【００３９】
一方、モリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）からなる単一ターゲットにおけるモリブデン（Ｍｏ）の含有量が２０ａｔ％以上である場合には、フォトマスク工程のうち洗浄工程に使われる化学薬品、例えば、オゾン水（Ｏ３）、ＳＣ−１、硫酸などに弱くなり、最終的に遮光性膜１０６の厚さ及び光学密度が減少する。また、モリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）からなる単一ターゲットのモリブデン（Ｍｏ）含有量が２ａｔ％以下である場合には、スパッタリング時に放電が不安定になって欠陷が大きく発生する。これによって、本発明のブランクマスク１００の遮光性膜１０６を形成するモリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）ターゲットの含有量はＭｏ：Ｓｉ＝２ａｔ％〜２０ａｔ％：９８ａｔ％〜８０ａｔ％の範囲を持つことが望ましく、Ｍｏ：Ｓｉ＝５ａｔ％〜１０ａｔ％：９５ａｔ％〜９０ａｔ％の範囲を持つことがさらに望ましい。
【００４０】
また、遮光性膜１０６は、モリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）にホウ素（Ｂ）を含むターゲットを用いて製造できる。ホウ素（Ｂ）は、ＤＣスパッタリング時にターゲットの電気伝導度を優秀にして薄膜蒸着時に発生するアーク（Ａｒｃ）を防止し、欠陷を低減させる要因として作用する。そして、ホウ素（Ｂ）を含むことでスパッタリング時に原子の衝突エネルギー（Ａｔｏｍｉｃ  Ｐｅｅｎｉｎｇ  Ｅｆｆｅｃｔ）が減少し、薄膜応力を低減させる。しかし、ホウ素（Ｂ）の含有量が多量である場合、スパッタリングによる遮光性膜の特性変化、例えば、光学密度の減少によってホウ素（Ｂ）の含有量は制限される。これによって、遮光性膜１０６を形成するためのモリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）ターゲットにホウ素（Ｂ）を選択的に含ませ、この時にホウ素（Ｂ）の含有量は０〜５ａｔ％であることが望ましく、０〜３ａｔ％以内であることがさらに望ましい。
【００４１】
本発明によるブランクマスク１００を構成する遮光性膜１０６は、単層単一膜、単層連続膜、複数層単一膜、複数層連続膜のうちブランクマスク１００の特性によって選択して設計する。
【００４２】
さらに詳細には、電子ビームリペア工程時に発生する損傷は、実際に遮光性膜１０６を形成する遮光膜１０４と反射防止膜１０５との物質特性の差によって発生する。すなわち、遮光膜１０４と反射防止膜１０５それぞれのモリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）化合物組成比の差によってフッ素（Ｆ）との反応性差が発生し、このような反応性差は、遮光膜１０４と反射防止膜１０５との損傷差を発生させる。よって、これを解決するためには、遮光性膜１０６を単層構造に形成することが最も優れた方法である。しかし、遮光性膜１０６が単層構造からなる場合、露光波長に対する遮光性膜１０６の反射率が高くなってウェーハ露光時にフレア現象が発生するため、反射率を低めねばならないという他の問題点が発生する。これによって、電子ビームリペア損傷を最小化しつつ反射率問題を解決できる方法として、単層単一膜の場合に光学密度を考慮し、かつ相対的に窒素（Ｎ）の含有量を増大させることで露光波長で反射率を抑制する。また、遮光性膜１０６を、内部組成比が変化する単層連続膜で形成する場合、光学密度を考慮して奥行き方向から表面方向みに窒素（Ｎ）の含有量を増加させることで反射率の抑制を具現する。そして、遮光性膜１０６を、同じ構成成分を持つ遮光膜１０４及び反射防止膜１０５を含む複数層単一膜で形成する場合、遮光膜１０４に含まれた窒素（Ｎ）の含有量と、反射防止膜１０５に含まれた窒素（Ｎ）の含有量との差を最小にすることで、損傷差を最小化すると共に反射率の抑制を具現する。合わせて、遮光性膜１０６を複数層連続膜で形成する場合、遮光膜１０４または反射防止膜１０５のいずれかの層に窒素（Ｎ）の含有量を連続的に増加させることで反射率の抑制を具現する。このうち、遮光性膜１０６を構成する遮光膜１０４に含まれた窒素（Ｎ）の含有量と、反射防止膜１０５に含まれた窒素（Ｎ）の含有量との差を最小化することで損傷差を最小化する複数層単一膜の形態が最も望ましい。
【００４３】
電子ビームリペア工程でＸｅＦ２ガスの注入による遮光性膜１０６の損傷を、異方性比率で数値化する。
【００４４】
図３は、異方性比率を定義するために示す図面である。図３を参照すれば、リペア工程中のＸｅＦ２ガスによる損傷は、側面損傷と奥行き方向損傷（Ｅｔｃｈｅｄ  ｄｅｐｔｈ  Ｄａｍａｇｅ）とに区分でき、前記異方性比率は、パターンのエッチング深さに対する側面損傷の割合（△Ｌａｔｅｒａｌ／Ｅｔｃｈｅｄ  ｄｅｐｔｈ）で表現する。詳細には、エッチングされた幅（ｂ）から目標パターンの直径（ａ）を引いた値を側面損傷（△Ｌａｔｅｒａｌ）といい、反射防止膜１１５及び遮光膜１１４の厚さと基板の損傷された深さとを加えた値（リペア工程で発生する基板の損傷を含む）をパターンのエッチング深さ（ｃ）という。前記異方性比率が０．５以上である場合には、パターンの奥行き方向に対比する側面損傷が大きくなって目標とするパターンＣＤを外れるため、前記異方性比率は０〜０．５の数値を持つことが望ましく、０〜０．４の数値を持つことがさらに望ましい。
【００４５】
前述したように、遮光性膜１０６が複数層単一膜の形態、すなわち、遮光性膜１０６が遮光膜１０４及び反射防止膜１０５の２層構造を形成する場合、遮光膜１０４と反射防止膜１０５との組成比の差によって、ＸｅＦ２中のフッ素（Ｆ）成分が遮光膜１０４及び反射防止膜１０５に含まれたシリコン（Ｓｉ）と反応する程度にも差が生じる。詳細には、モリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）化合物で構成された遮光膜１０４は、遮光性を高くするために酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）などの含有量が反射防止膜１０５に比べて相対的に低い。これにより、リペア損傷は、相対的に遮光膜１０４で反射防止膜１０５に比べて高く示された。よって、フッ素（Ｆ）反応に対する反射防止膜１０５と遮光膜１０４との反応速度差を低減させることが必要になった。これによって、本発明は、遮光膜１０４及び反射防止膜１０５を形成する各成分の組成差を最小化することでリペア損傷を最小化でき、特に異方性比率も、目標とする０〜０．５の数値を持つように構成した。詳細には、遮光性膜１０６を、遮光膜１０４及び反射防止膜１０５で構成された２層構造に形成する場合、遮光膜１０４と反射防止膜１０５とは、窒素（Ｎ）の組成比差を１０ａｔ％以下に持つことが望ましい。また、遮光膜１０４と反射防止膜１０５とは、モリブデン（Ｍｏ）の組成比差は１０ａｔ％以下であることが望ましく、シリコン（Ｓｉ）組成比の差は４０ａｔ％以下であることが望ましい。
【００４６】
遮光性膜１０６は、１９３ｎｍの露光波長で２．５〜３．５の光学密度値を持つ。また、遮光性膜１０６は、１９３ｎｍの露光波長で４０％以内の表面反射率を持つ。遮光性膜１０６が遮光膜１０４及び反射防止膜１０５で構成された２層構造からなるた場合、遮光膜１０４は３５ｎｍ〜５０ｎｍの厚さを持ち、反射防止膜１０５は３ｎｍ〜２０ｎｍの厚さを持つ。
【００４７】
ハードフィルム１０８は、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）、ニオブ（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）、セレン（Ｓｅ）、銅（Ｃｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タングステン（Ｗ）、シリコン（Ｓｉ）のうち１種以上の金属物質を含んでなるか、または前記金属物質に酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）のうち１種以上の物質をさらに含んでなる。
【００４８】
前記ハードフィルム１０８は、クロム（Ｃｒ）化合物からなることが望ましく、Ｃｒ、ＣｒＯ、ＣｒＮ、ＣｒＣ、ＣｒＯＮ、ＣｒＯＣ、ＣｒＣＮ、ＣｒＣＯＮ、ＣｒＢ、ＣｒＢＯ、ＣｒＢＮ、ＣｒＢＣ、ＣｒＢＯＮ、ＣｒＢＯＣ、ＣｒＢＣＮ、ＣｒＢＣＯＮのうち一つを含んでなる。
【００４９】
ハードフィルム１０８は、レジスト膜１１０の薄膜化のために厚さが薄くてエッチング速度が速くなければならず、このために、ハードフィルム１０８は２ｎｍ〜５ｎｍの厚さを持つことが望ましい。ハードフィルム１０８が５ｎｍ以上である場合、レジスト膜１１０をエッチングマスクとしてハードフィルム１０８をエッチングする時、ローディング効果によってＣＤ偏差が高くなり、２ｎｍ以下である場合、遮光性膜１０６に対するエッチング選択比が低くなってエッチングマスクの役割を行い難くなる。
【００５０】
ハードフィルム１０８のエッチング速度が遅い場合、レジスト膜１１０に対する選択比が悪くなってレジスト膜１１０の薄膜化が困難になるので、ハードフィルム１０８のエッチング速度は０．４Å／ｓｅｃ〜２．０Å／ｓｅｃであることが望ましい。ハードフィルム１０８と遮光性膜１０６とのエッチング選択比は１：２０以上であることが望ましい。
【００５１】
レジスト膜１１０は、６００Å〜１，２００Åの厚さを持ち、化学増幅型レジスト（ＣＡＲ：Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｒｅｓｉｓｔ）であることが望ましい。
【００５２】
遮光性膜１０６及びハードフィルム１０８は、選択的に熱処理でき、熱処理工程は、急速熱処理装置（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓ；ＲＴＰ）、真空ホットプレート熱処理、プラズマ及びファーネスのうち１種以上の方法で行える。
【００５３】
ブランクマスク１００は、露光、現像、エッチング、検査、リペア、洗浄のリソグラフィ工程を進めてフォトマスクを製造する。
【００５４】
図４は、本発明の実施形態によるブランクマスクで形成されたフォトマスクの電子ビームリペア工程を説明するために示す図面である。図４を参照すれば、本発明のブランクマスクは、前記遮光性膜を構成する金属及びシリコン（Ｓｉ）と軽元素との組成比を調節して、電子ビームリペア工程時にＸｅＦ２ガスによるパターン損傷を抑制する。すなわち、リペア工程中にリペア直後のパターン形態（ａ）とＸｅＦ２ガスを１２０秒注入した後のパターン形態（ｂ）とを比較すれば、パターン損傷がほとんど発生しない。
【００５５】
合わせて、図示していないが、本発明によるブランクマスクは、透明基板と遮光性膜との間に、エッチング選択比を考慮してエッチング阻止膜をさらに備える。また、遮光性膜の上層または下層に位相反転膜を挿入してパターン正確度を高める。
【００５６】
以下、本発明の実施例によるブランクマスクについて詳細に説明する。
【実施例】
【００５７】
電子ビームリペアに関するブランクマスク特性の評価
本発明のブランクマスクに対して電子ビームリペアを行ってパターン損傷を含む遮光性膜の特性を評価した。ブランクマスクは、６ｉｎｃｈ×６ｉｎｃｈ×０．２５ｉｎｃｈのサイズを持つ透明基板上に、ＤＣマグネトロン・スパッタリング装置を用いて遮光性膜及びハードフィルムを形成して製造された。
【００５８】
さらに詳細には、前記透明基板は１９３ｎｍで複屈折が２ｎｍ以下に制御され、平坦度が０．１６μm、透過率が１９３μmの露光波長で９０．３％に制御された基板を使った。
【００５９】
遮光性膜は２層構造に設計され、下部層である遮光膜はモリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）ターゲット（組成比Ｍｏ：Ｓｉ＝１０ａｔ％：９０ａｔ％）を用い、工程ガスはＡｒ：Ｎ２＝７ｓｃｃｍ：３ｓｃｃｍとし、かつ工程パワーは０．６ｋＷを使って成膜された。また、上部層である反射防止膜は、モリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）ターゲット（組成比Ｍｏ：Ｓｉ＝１０ａｔ％：９０ａｔ％）を用い、工程ガスはＡｒ：Ｎ２＝７．５ｓｃｃｍ：９．０ｓｃｃｍとし、かつ工程パワーは０．７ｋＷを使って成膜された。遮光性膜の厚さはＸ−ｒａｙＳｏｕｒｃｅを用いたＸＲＲ装置を用いて測定し、測定した結果４７５．４Åの厚さを示した。光学密度は、ＵＶ−ＶＩＳ分光計装備であるＣａｒｙ−５０００を用いて１９３ｎｍで透過率を測定して計算し、計算した結果、１９３ｎｍで光学密度は２．８６、反射率は３３．８％を示した。また、ＡＥＳ装備を用いて遮光性膜の組成比を分析し、測定結果、遮光膜の組成比はＭｏ：Ｓｉ：Ｎ＝１０．１ａｔ％：７０．５ａｔ％：１９．４ａｔ％を示し、反射防止膜は、Ｍｏ：Ｓｉ：Ｎ＝５ａｔ％：６５．２ａｔ％：２９．８ａｔ％を示した。遮光膜と反射防止膜との組成比差は、モリブデン（Ｍｏ）が５．１ａｔ％、シリコン（Ｓｉ）が５．３ａｔ％、窒素（Ｎ）は１０．０ａｔ％を示した。
【００６０】
次いで、ハードフィルムを形成する前に、遮光性膜に対して真空急速熱処理装置（Ｖａｃｃｕｍ ＲＴＰ）を用いて３５０℃で２０分間熱処理を行い、遮光性膜上にハードフィルムを形成した。ハードフィルムはクロム（Ｃｒ）ターゲットを、工程ガスはＡｒを用いて８ｓｃｃｍで０．７ｋＷの工程パワーを使って４ｎｍの厚さに成膜した。
【００６１】
前記ブランクマスクについて、Ｍｅｒｉｔ社の電子ビームリペア設備を用いてリペア損傷を評価した。前記評価は、リペア工程後にＸｅＦ２ガスを１２０秒間注入して流す方法で行い、ＡＦＭでパターン深さ（Ｅｔｃｈｅｄ  Ｄｅｐｔｈ）を測定し、ＣＤ−ＳＥＭで側面損傷（△Ｌａｔｅｒａｌ）を観察した結果、フォトマスクのパターン深さは５０ｎｍ、側面損傷は１９ｎｍ（９．５ｎｍ×２（両面）＝１９ｎｍ）であって、異方性比率は０．３８を示してリペア損傷がないということが分かった。
【００６２】
スパッタリングターゲットの組成比によるリペア損傷の評価
前述した電子ビームリペアに関するブランクマスク特性の評価に基づいてスパッタリングターゲットの組成比によるリペア損傷を測定した。
【００６３】
遮光性膜は、前述したように電子ビームリペア特性だけではなく、成膜安定性、耐化学性などのすべての特性に優れていなければならない。よって、本実施例では、ターゲット組成比による成膜安定性、耐化学性（ＳＣ−１、Ｏ３）による遮光性膜の厚さ変化、そして電子ビームリペア損傷を評価した。
【００６４】
【表１】
2015072471.tif 000003
表１を参照すれば、実施例１〜３のように、ＭｏＳｉ［２：９８］でＭｏＳｉ［２０：８０］組成比を持つターゲットを用いて遮光膜及び反射防止膜を成膜する場合、成膜安定性、さらに詳細には、成膜中のアークなどによる不安定性が低いという結果を示した。また、成膜された遮光膜及び反射防止膜の0耐化学性を評価した。前記評価は、遮光性膜をＳＣ−１（ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：ＤＩＷ＝１：１：５、４０℃／１ｈｒ）、Ｏ３１２０ｐｐｍに対してそれぞれ２０分間３回反復処理した後、その厚さ変化を調べる方法で進まれ、その結果５Å〜１３Åの厚さ変化を示し、耐化学性による問題点を示していない。
【００６５】
そして、電子ビームリペアに対する異方性比率も０．５未満の値であって、問題点が示されていない。
【００６６】
しかし、比較例１の場合、シリコン（Ｓｉ）の含有量が８０ａｔ％以上であって、電子ビームリペアによる異方性比率が０．５２を示し、応力変化が０．１３μｍと大きいという問題点が示され、比較例２のＭｏＳｉ［３０：７０］ターゲットを適用する場合にモリブデン（Ｍｏ）の含有量が１７．３ａｔ％を示すことで耐化学性において２５Åの変化を示し、耐化学性に問題があった。
【００６７】
ホウ素（Ｂ）を添加したターゲットを使った場合のリペア損傷の評価
遮光性膜の形成時、ホウ素（Ｂ）が含有されたモリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）ターゲットを用いて遮光性膜を形成し、そのリペア損傷を測定した。前記ターゲットは、実施例２を基準とした時、モリブデン（Ｍｏ）の含有量を保持した状態でホウ素（Ｂ）をモリブデン・シリサイド（ＭｏＳｉ）ターゲットに５ａｔ％〜１０ａｔ％ドーピングしたモリブデン・シリサイド・ボロン（ＭｏＳｉＢ）ターゲットを用いた。
【００６８】
【表２】
2015072471.tif 000004
表２を参照すれば、実施例４及び実施例５は、ターゲットへのホウ素（Ｂ）の添加如何によるブランクマスク特性を比較した結果であり、実施例５及び実施例６は、ホウ素（Ｂ）の含有量によるブランクマスク特性を比較した結果である。
【００６９】
実施例５及び実施例６のようにホウ素（Ｂ）の添加量を増加する場合、耐化学性に対する厚さ変化は相対的に増加したが、電子ビームリペアに対する異方性比率は減少する傾向を示した。また、光学密度の場合にホウ素（Ｂ）の含有量の増加によって減少する傾向を示し、応力変化（△ＴＩＲ）は、ホウ素（Ｂ）の含有量が増加するほどその変化が減少する結果を示した。
【００７０】
しかし、前記実施例による遮光性膜の特性をいずれも考えれば、リペアによる異方性比率、光学密度、耐化学性、応力変化、特性などはいずれも満足したが、ホウ素（Ｂ）の含有量が１０ａｔ％である実施例６の場合、目標とする光学密度２．５を外れるという問題が示された。
【００７１】
以上、本発明を最も望ましい実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、前記実施形態に記載の範囲に限定されるものではない。前記実施形態に多様な変更または改良を加えられるということは、当業者ならば容易に分かるであろう。かかる変更また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。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、ブランクマスク及びフォトマスク関連の技術分野に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００７３】
１００    ブランクマスク
１０２    透明基板
１０４    遮光膜
１０４ａ  遮光膜パターン
１０５    反射防止膜
１０５ａ  反射防止膜パターン
１０６    遮光性膜
１０８    ハードフィルム
１１０    フォトレジスト
【図２】
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【図３】
2015072471.tif 000006
【図１】
2015072471.tif 000007
【図４】
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