JP2007058200A - Mask blank manufacturing method and exposure mask manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】 マスクブランクの中央付近と外周付近の感度相違に基づく露光用マスクのマスクパターンにおける面内CDばらつき等を抑制し、例えば、半導体デバイスにおけるハーフピッチ65nmノードに適合できるようにする。
【解決手段】 ノズル22からレジスト液を基板15の表面に滴下する際、レジスト液が基板表面に滴下した位置において他の位置と比べてレジストの高感度化を抑制するように、レジスト液滴下位置の基板回転中心からの偏心位置Qと基板の回転数を以下の範囲で調整してレジスト液を滴下し、この滴下したレジスト液を広がらせて基板中央部近傍にレジスト溜りを形成し、このレジスト溜りを遠心力によって基板表面の周辺部に拡散させ、その後、乾燥させてレジスト膜を形成する。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress in-plane CD variation or the like in a mask pattern of an exposure mask based on a difference in sensitivity between the vicinity of the center and the periphery of a mask blank so that it can be adapted to a half pitch 65 nm node in a semiconductor device, for example.
When a resist solution is dropped from the nozzle onto the surface of the substrate, the position below the resist droplet is controlled so that the sensitivity of the resist is suppressed compared to other positions at the position where the resist solution is dropped onto the substrate surface. The resist solution is dropped by adjusting the eccentric position Q from the substrate rotation center of the substrate and the rotation speed of the substrate within the following range, and the dropped resist solution is spread to form a resist pool near the center of the substrate. The pool is diffused to the periphery of the substrate surface by centrifugal force, and then dried to form a resist film.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、四角形状の基板上にレジスト液を均一に回転塗布し、かつレジスト感度の面内ばらつきを抑えたレジスト膜を形成するレジスト塗布工程を有するマスクブランクの製造方法、及びこのマスクブランクから露光用マスクを製造する露光用マスクの製造方法に関し、特に、半導体デバイス製造用のマスクブランクの製造方法、及び半導体デバイス製造用の露光用マスクの製造方法に関する。 The present invention provides a mask blank manufacturing method having a resist coating process in which a resist solution is uniformly spin-coated on a rectangular substrate and a resist film is formed in which in-plane variation of resist sensitivity is suppressed, and from this mask blank More particularly, the present invention relates to a method for manufacturing a mask blank for manufacturing a semiconductor device and a method for manufacturing an exposure mask for manufacturing a semiconductor device.
従来、四角形状の基板上、またはこの基板上に成膜された薄膜を有する薄膜付き基板上にレジスト膜を形成する場合、基板を回転させてレジスト液を塗布する回転塗布装置を利用したレジスト回転塗布方法が一般に用いられている。この回転塗布方法の代表例として、特に、基板四隅に厚膜が形成されることなく均一なレジスト膜を形成するための、特許文献1に記載のレジスト回転塗布方法が知られている。 Conventionally, when a resist film is formed on a rectangular substrate or a thin film-coated substrate having a thin film formed on the substrate, the resist is rotated using a spin coater that rotates the substrate and applies a resist solution. A coating method is generally used. As a typical example of this spin coating method, a resist spin coating method described in Patent Document 1 for forming a uniform resist film without forming thick films at the four corners of the substrate is known.
このレジスト回転塗布方法は、基板の回転数と回転時間との積が、例えば24000(rpm・秒)以下になるように選定すると共に、回転時間を20秒以下に選定することにより基板回転数及び基板回転時間を設定し、レジスト液を基板に滴下した後、上述のように設定した基板回転数で基板回転時間だけ基板を回転させて、レジスト膜の膜厚を均一化させる均一化工程を実施し、その後、この均一化工程の基板回転数よりも低い回転数で基板を回転させて、均一化工程により得られたレジスト膜の膜厚の均一性を保持しながら当該レジスト膜を乾燥させる乾燥工程を実施するものである。
また、レジスト液の塗布ムラを防止する均一なレジスト塗布方法として、特許文献2に記載のレジスト回転塗布方法が知られている。この特許文献2に記載のレジスト塗布方法は、塗布液が被塗布物表面上で環状の軌跡を描くように塗布液を滴下することにより、塗布ムラを低減しようとするものである。
As a uniform resist coating method for preventing uneven coating of the resist solution, a resist spin coating method described in
ところが、近年では、半導体デバイスなどの被転写体のパターン微細化の要請が高くなり、光リソグラフィー技術において使用される露光光はArFエキシマレーザやF2エキシマレーザーへと短波長化が進み、また、露光装置に用いられるレンズの焦点距離も短くなってきている。更に、光リソグラフィー技術において使用される露光用マスクや、この露光用マスクを製造するマスクブランクにおいても、上述の露光光の露光波長に対して光を遮光する遮光膜や、位相をシフトさせる位相シフト膜の開発が急速に行われ、様々な膜材料が提案されている。 However, in recent years, there has been a growing demand for pattern miniaturization of transferred objects such as semiconductor devices, and exposure light used in photolithography technology has been shortened to ArF excimer lasers and F2 excimer lasers. The focal length of lenses used in the apparatus is also shortening. Furthermore, in the mask for exposure used in the photolithography technology and the mask blank for manufacturing the mask for exposure, the light shielding film for shielding the light with respect to the exposure wavelength of the exposure light and the phase shift for shifting the phase. Membrane development has been carried out rapidly, and various membrane materials have been proposed.
このような光リソグラフィー技術の革新の流れは今後も継続されるため、露光用マスクやマスクブランクに要求される精度も年々厳しくなっている。例えば、被転写体としての半導体デバイスのパターン微細化の要請であるハーフピッチ65nmノードでは、露光用マスクのマスクパターンにおけるパターンラインの線幅寸法(CD:Critical Dimension)が、目標とするターゲットラインの線幅寸法(CD)に対して面内でばらつく「面内CDばらつき」は、ラインアンドスペースパターンで5.1nm、孤立ラインパターンで3.6nmとされ、現状のマスクブランクの製造技術や露光用マスクの製造技術では、その達成が困難になりつつある。
マスクブランクの製造プロセスにおける「面内CDばらつき」に起因する要因としては、基板又は薄膜付き基板上に形成されたレジスト膜厚の面内均一性、レジスト膜形成後のプリベーク処理温度の面内均一性などが挙げられる。また、露光用マスクの製造プロセスにおける「面内CDばらつき」に起因する要因としては、露光後ベーク処理温度の面内均一性、現像処理の面内均一性などが挙げられる。
尚、上記の「面内CDばらつき」は、面内均一性評価用のテストパターンを用いて、レジスト膜に対して描画、現像処理してレジストパターンを形成した後、測長用SEMなどの線幅寸法測定装置を用いて、基板中央から外周までの面内の決められた複数の箇所でパターン寸法の測定をして評価される。
Since such a trend of innovation in photolithography technology will continue, the accuracy required for exposure masks and mask blanks is becoming stricter year by year. For example, in a half pitch 65 nm node, which is a demand for pattern miniaturization of a semiconductor device as a transfer target, the line width dimension (CD: Critical Dimension) of the pattern line in the mask pattern of the exposure mask is the target target line. The “in-plane CD variation”, which varies in-plane with respect to the line width dimension (CD), is 5.1 nm for the line and space pattern and 3.6 nm for the isolated line pattern. The achievement of mask manufacturing technology is becoming difficult.
Factors resulting from “in-plane CD variation” in the mask blank manufacturing process include in-plane uniformity of the resist film thickness formed on the substrate or the substrate with the thin film, and in-plane uniformity of the pre-bake processing temperature after forming the resist film. Sex and so on. Further, factors resulting from “in-plane CD variation” in the manufacturing process of the exposure mask include in-plane uniformity of post-exposure bake processing temperature, in-plane uniformity of development processing, and the like.
Note that the above-mentioned “in-plane CD variation” is obtained by drawing a line on a resist film using a test pattern for in-plane uniformity evaluation, forming a resist pattern by processing, and then measuring a line such as a SEM for length measurement. Using a width dimension measuring device, pattern dimensions are measured and evaluated at a plurality of predetermined locations in the plane from the center of the substrate to the outer periphery.
上記「面内CDばらつき」に起因するマスクブランク製造プロセス、露光用マスク製造プロセスにおける各面内均一性を向上させてもなお、「面内CDばらつき」が改善されないという問題が発生した。この問題は、特に、近年、半導体デバイスのパターン微細化のために、レジスト膜の高感度化及び高解像度化が必要とされ、それらの要求を兼ね備えた化学増幅型レジスト膜が使用されるようになってきて、問題が顕著になった。
上記の評価手法により面内CDばらつきの傾向を観察したところ、基板の中央位置、即ち、レジスト液が基板に滴下した位置においてCDがオーバー、即ち、高感度化になり、基板外周部のCDがアンダー、即ち、低感度化になっていることが確認できた。
これは、化学増幅型レジストは、一般にポリマー(Polymer)とPAG(Photo Acid Generator)とクェンチャー(Quencher)を基本構成となっているが、化学増幅型レジストをマスクブランク上に形成する際、特に、化学増幅型レジスト液を基板に滴下する際、基板が回転したとしても、ある構成成分が中央付近に留まりやすくなる状況が発生し、マスクブランクの中央付近と、外周部とで、レジスト膜の構成物質の量のばらつきが発生し、それが原因で、マスクブランク面内の基板中央付近と外周部とで感度ばらつきが生じ、マスクブランク面内のCDばらつきに影響して、被転写体のパターン微細化の要請にこたえることが難しいことを突き止めた。
Even when the in-plane uniformity in the mask blank manufacturing process and the exposure mask manufacturing process due to the “in-plane CD variation” is improved, the “in-plane CD variation” is not improved. In particular, in recent years, in order to make semiconductor device patterns finer, it is necessary to increase the sensitivity and resolution of resist films, so that chemically amplified resist films that meet these requirements are used. The problem became noticeable.
When the tendency of in-plane CD variation was observed by the above evaluation method, the CD was over at the center position of the substrate, that is, the position where the resist solution was dropped on the substrate, that is, the sensitivity was increased, and the CD on the outer periphery of the substrate was It was confirmed that the sensitivity was under, that is, the sensitivity was lowered.
This is because a chemically amplified resist is generally composed of a polymer, a PAG (Photo Acid Generator), and a Quencher. When a chemically amplified resist is formed on a mask blank, When the chemically amplified resist solution is dropped on the substrate, even if the substrate rotates, a situation occurs in which certain components tend to stay near the center, and the resist film structure is formed near the center of the mask blank and at the outer periphery. Variation in the amount of material occurs, which causes sensitivity variations near the center of the substrate and the outer periphery of the mask blank surface, affecting the CD variation in the mask blank surface, and pattern fineness of the transferred object. I found out that it was difficult to respond to the request for conversion.
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、マスクブランクの中央付近と外周付近の感度相違に基づく露光用マスクのマスクパターンにおける面内CDばらつき等を抑制して、被転写体のパターン微細化の要請、例えば、半導体デバイスにおけるハーフピッチ65nmノードに適合できるというような要請に応えることができる露光用マスクを実現できるマスクブランクの製造方法、及びこのマスクブランクを用いて露光用マスクを製造する露光用マスクの製造方法を提供することにある。 The object of the present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and suppresses in-plane CD variation in the mask pattern of the exposure mask based on the difference in sensitivity between the vicinity of the center of the mask blank and the vicinity of the outer periphery. A mask blank manufacturing method capable of realizing an exposure mask capable of meeting a request for pattern miniaturization of a transfer body, for example, a request for adapting to a half pitch 65 nm node in a semiconductor device, and exposure using the mask blank An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an exposure mask for manufacturing a mask for use.
上述の課題を解決するための手段として、
第1の手段にかかるマスクブランクの製造方法は、レジスト液を基板表面に滴下する際、基板表面におけるレジスト液の滴下位置が異なった位置になるように勾玉状に滴下した後、この滴下したレジスト液を広がらせて基板中央近傍にレジスト溜りを形成し、このレジスト溜りを遠心力によって基板表面の周辺部に拡散させ、その後、乾燥させてレジスト膜を形成することを特徴とするものである。
第2の手段にかかるマスクブランクの製造方法は、第1の手段において、上記レジスト液の滴下位置が時間の経過と共に異なった位置になるように、上記基板とレジスト液を滴下するノズルを相対的に移動させることを特徴とするものである。
第3の手段にかかるマスクブランクの製造方法は、第1又は第2の手段において、ノズルからレジスト液を基板表面に滴下する際、レジスト液滴下位置の基板回転中心からの距離と、基板とノズルの相対移動速度を調整して、勾玉状にレジスト液を滴下することを特徴とするものである。
第4の手段にかかるマスクブランクの製造方法は、ノズルからレジスト液を基板表面に滴下する際、レジスト液が基板表面に滴下した位置において他の位置と比べてレジストの高感度化を抑制するように、レジスト液滴下位置の基板回転中心からの距離と、基板の回転数を以下の範囲で調整してレジスト液を滴下し、この滴下したレジスト液を広がらせて基板中央部近傍にレジスト溜りを形成し、このレジスト溜りを遠心力によって基板表面の周辺部に拡散させ、その後、乾燥させてレジスト膜を形成することを特徴とするものである。
但し、レジスト液滴下位置の基板回転中心からの距離は、1cm以上5cm以下、基板の回転数は、0.5rpm以上50rpm以下とする。
第5の手段にかかるマスクブランクの製造方法は、四角形状の基板上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布工程を有するマスクブランクの製造方法であって、上記レジスト塗布工程は、上記基板の表面にレジスト液を滴下して広げる滴下工程と、滴下されたレジスト液を上記基板表面の全面に均一に広げて、均一な膜厚のレジスト膜を形成する均一化工程と、均一な膜厚に形成されたレジスト膜を乾燥する乾燥工程とを有し、上記滴下工程は、必要な膜厚が得られる所定量以上のレジスト液をノズルから滴下する際、レジスト液が基板表面に滴下した位置において他の位置と比べてレジストの高感度化を抑制するように、レジスト液滴下位置の基板回転中心からの距離と、基板の回転数を以下の範囲で調整して、上記基板の表面にレジスト液を分散して滴下することを特徴とするものである。
但し、レジスト液滴下位置の基板回転中心からの距離は、1cm以上5cm以下、基板の回転数は、0.5rpm以上50rpm以下とする。
As means for solving the above problems,
In the mask blank manufacturing method according to the first means, when the resist solution is dropped onto the substrate surface, the resist solution dropped on the substrate surface is dropped in a ball shape so that the dropping position of the resist solution on the substrate surface is different. The resist is spread to form a resist pool in the vicinity of the center of the substrate, the resist pool is diffused to the peripheral portion of the substrate surface by centrifugal force, and then dried to form a resist film.
The mask blank manufacturing method according to the second means is the first means in which the substrate and the nozzle for dropping the resist solution are relatively positioned so that the dropping position of the resist solution is different with time. It is made to move to.
The mask blank manufacturing method according to the third means is the first or second means in which when the resist solution is dropped from the nozzle onto the substrate surface, the distance from the substrate rotation center at the position below the resist droplet, the substrate and the nozzle The resist solution is dripped in the shape of a slanted ball by adjusting the relative movement speed of the lens.
In the mask blank manufacturing method according to the fourth means, when the resist solution is dropped from the nozzle onto the substrate surface, the resist solution is prevented from increasing in sensitivity at the position where the resist solution is dropped onto the substrate surface as compared with other positions. In addition, the resist solution is dropped by adjusting the distance from the substrate rotation center below the resist droplet and the rotation speed of the substrate within the following ranges, and the dropped resist solution is spread to form a resist pool near the center of the substrate. The resist pool is formed and diffused to the peripheral portion of the substrate surface by centrifugal force, and then dried to form a resist film.
However, the distance from the substrate rotation center at the position below the resist droplet is 1 cm to 5 cm, and the rotation speed of the substrate is 0.5 rpm to 50 rpm.
The mask blank manufacturing method according to the fifth means is a mask blank manufacturing method having a resist coating step of forming a resist film by applying a resist solution on a rectangular substrate, and the resist coating step includes: A dropping step of dropping and spreading a resist solution on the surface of the substrate; a uniformizing step of uniformly spreading the dropped resist solution over the entire surface of the substrate to form a resist film having a uniform thickness; and A drying step of drying the resist film formed in a film thickness, and the dropping step drops the resist solution on the substrate surface when a predetermined amount or more of resist solution is obtained from the nozzle to obtain a required film thickness. Adjust the distance from the substrate rotation center at the position below the resist droplet and the number of rotations of the substrate in the following ranges so that the sensitivity of the resist is suppressed at other positions compared to other positions. It is characterized in that the dripping dispersed resist liquid to the surface of the.
However, the distance from the substrate rotation center at the position below the resist droplet is 1 cm to 5 cm, and the rotation speed of the substrate is 0.5 rpm to 50 rpm.
第6の手段にかかるマスクブランクの製造方法は、第4又は第5の手段において、上記レジスト液は、基板表面に勾玉状にレジスト液を滴下することを特徴とする。
第7の手段にかかるマスクブランクの製造方法は、第5又は第6の手段において、上記滴下工程は、必要な膜厚が得られる所定量以上のレジスト液をノズルから、上記基板の上記表面に滴下する際に、その滴下位置を変更することを特徴とするものである。
The mask blank manufacturing method according to the sixth means is characterized in that, in the fourth or fifth means, the resist solution is dropped onto the substrate surface in the form of a slanting ball.
The mask blank manufacturing method according to the seventh means is the fifth or sixth means, wherein the dropping step comprises applying a resist solution of a predetermined amount or more that can obtain a required film thickness from the nozzle to the surface of the substrate. When dripping, the dripping position is changed.
第8の手段にかかるマスクブランクの製造方法は、第1乃至第7の手段のいずれかにおいて、上記レジスト液の滴下は、基板を回転させながら、または上記基板の表面の中心周りにノズルを移動させながら、上記基板表面の中心に対し偏心した位置にレジスト液を滴下することを特徴とするものである。 In the mask blank manufacturing method according to the eighth means, in any one of the first to seventh means, the dropping of the resist solution moves the nozzle while rotating the substrate or around the center of the surface of the substrate. The resist solution is dropped at a position eccentric with respect to the center of the substrate surface.
第9の手段にかかるマスクブランクの製造方法は、第1乃至第8の手段のいずれかにおいて、上記レジスト液の滴下は、基板の表面に滴下されたレジスト液を上記表面の中心まで広げる工程を含むことを特徴とするものである。 In the mask blank manufacturing method according to the ninth means, in any one of the first to eighth means, the dropping of the resist solution includes a step of spreading the resist solution dropped on the surface of the substrate to the center of the surface. It is characterized by including.
第10の手段にかかるマスクブランクの製造方法は、第9の手段において、上記レジスト液の滴下においてレジスト液を基板の表面の中心まで広げる工程は、上記表面に滴下されたレジスト液が、滴下終了後に、上記表面の中心に広がるまで待機する工程であることを特徴とするものである。 The mask blank manufacturing method according to the tenth means is the ninth means, wherein the step of spreading the resist solution to the center of the surface of the substrate in dropping the resist solution is the completion of dropping the resist solution dropped on the surface. It is a process which waits until it spreads to the center of the said surface later, It is characterized by the above-mentioned.
第11の手段にかかるマスクブランクの製造方法は、第8または第9の手段において、上記滴下工程は、上記基板の回転中に、レジスト液を滴下するノズルを、上記表面の中心を通る直線上で基板の表面の中心から偏心した位置に移動させることを特徴とするものである。 According to an eleventh means for manufacturing a mask blank, in the eighth or ninth means, in the dropping step, the nozzle for dropping the resist solution is rotated on a straight line passing through the center of the surface during rotation of the substrate. And moving to an eccentric position from the center of the surface of the substrate.
第12の手段にかかるマスクブランクの製造方法は、第11の手段において、上記滴下工程は、基板の回転中に、レジスト液を滴下するノズルを、上記表面の中心を通る直線上で基板の表面の偏心した位置から基板表面の中心方向へ移動させることを特徴とするものである。 According to a twelfth means for producing a mask blank, in the eleventh means, in the dropping step, a nozzle for dropping the resist solution is rotated on the substrate surface on a straight line passing through the center of the surface. This is characterized in that the substrate is moved from the eccentric position toward the center of the substrate surface.
第13の手段にかかるマスクブランクの製造方法は、第11の手段において、上記滴下工程は、上記基板の回転中に、基板の表面の中心又は当該中心から偏心した位置にレジスト液を滴下するノズルを、上記表面の中心を通る直線上において外方へ移動させることを特徴とするものである。 A mask blank manufacturing method according to a thirteenth means is the nozzle according to the eleventh means, wherein the dropping step drops the resist solution at the center of the surface of the substrate or a position eccentric from the center during the rotation of the substrate. Is moved outward on a straight line passing through the center of the surface.
第14の手段にかかるマスクブランクの製造方法は、第1乃至第13の手段のいずれかにおいて、上記レジスト液が、化学増幅型レジストからなることを特徴とするものである。 A fourteenth means for producing a mask blank is characterized in that, in any one of the first to thirteenth means, the resist solution is made of a chemically amplified resist.
第15の手段にかかるマスクブランクの製造方法は、第1乃至第14の手段いずれかにおいて、上記基板は、基板上にマスクパターンとなる薄膜を形成した薄膜付きの基板であることを特徴とするものである。
第16の手段にかかるマスクブランクの製造方法は、第15の手段において、上記薄膜は、クロムを含む材料からなることを特徴とするものである。
In a mask blank manufacturing method according to a fifteenth aspect, in any one of the first to fourteenth means, the substrate is a substrate with a thin film in which a thin film serving as a mask pattern is formed on the substrate. Is.
According to a sixteenth means, the mask blank manufacturing method of the fifteenth means is characterized in that the thin film is made of a material containing chromium.
第17の手段にかかる露光用マスクの製造方法は、第1乃至第16の手段のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法によって製造されたマスクブランクの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し、このレジストパターンをマスクにしてマスクパターンを形成して露光用マスクを製造することを特徴とするものである。 The exposure mask manufacturing method according to the seventeenth means comprises forming a resist pattern by patterning the resist film of the mask blank manufactured by the mask blank manufacturing method according to any one of the first to sixteenth means. The exposure mask is manufactured by forming a mask pattern using the resist pattern as a mask.
第1〜4、15の手段によれば、レジスト液を基板表面に滴下する際、基板表面におけるレジスト液の滴下位置が異なるように勾玉状に滴下するようにし、より詳細には、レジスト液の滴下位置が時間の経過と共に異なった位置になるように、基板とレジスト液を滴下するノズルを相対的に移動させて勾玉状に滴下するようにし、さらに詳細には、レジスト液滴下位置の基板回転中心からの距離を1cm以上5cm以下、基板の回転数を0.5rpm以上50rpm以下で調整してレジスト液を滴下するようにしたものである。それによって、レジスト液が基板表面の一箇所に集中して滴下されることがなく、また、レジスト感度に影響するレジスト液を構成する成分が滴下位置の箇所に集中することを抑制することを可能にしたものである。従って、上記の製造方法によって作製されたマスクブランクのレジスト膜に対して露光・現像処理によって形成されたレジストパターンをマスクとして形成されるマスクパターンを備えた露光用マスクにおいて、レジスト液の滴下位置およびその近傍と、それ以外の位置において、レジスト膜の感度ばらつきによる上記マスクパターンのパターンラインの線幅寸法(CD)が面内でばらつく「面内CDばらつき」を抑制できる。これらの結果、被転写体のパターン微細化の要請(例えば、半導体デバイスにおけるハーフピッチ65nmノード以降の世代)に適合できる露光用マスクを実現できる。上記レジスト液の滴下手法により「面内CDばらつき」が抑制されるメカニズムについては定かでないが、基板表面にレジスト液が勾玉状に滴下される条件は、基板表面に対するレジスト液の圧力が弱く、かつレジスト液の滴下開始から滴下終了まで基板表面をレジスト液が緩やかに広がりながら、基板中央近傍にレジスト溜りを形成することができる。つまり、レジスト液滴下の際の基板表面に対するレジスト液の圧力が弱いことで、レジスト感度に影響するレジスト液を構成する成分が、基板表面の表面状態などが原因により基板表面の滴下位置に停留しやすくなるのが抑制され、レジスト感度に影響するレジスト液を構成する成分が基板表面に均一に分散されることで、面内CDばらつきが抑制されるものと考えられる。
第5、15の手段によれば、レジスト塗布工程における滴下工程では、必要な膜厚が得られる所定量以上のレジスト液が、基板の表面に分散して滴下されることから、この所定量以上のレジスト液が基板の表面の一箇所に集中して滴下されることがないので、基板の表面に滴下跡が発生することを防止できると共に、レジスト膜から形成されるレジストパターンをマスクとして形成されるマスクパターンを備えた露光用マスクにおいて、上記マスクパターンのパターンラインの線幅寸法(CD)が面内でばらつく「面内CDばらつき」を抑制できる。これらの結果、被転写体のパターン微細化の要請(例えば、半導体デバイスにおけるハーフピッチ65nmノード)に適合できる露光用マスクを実現できる。
According to the first to fourth and fifteenth means, when the resist solution is dropped onto the substrate surface, the resist solution is dropped in a ball shape so that the dropping position of the resist solution on the substrate surface is different. The substrate and the resist solution dropping nozzle are moved relative to each other so that the dropping position becomes different as time passes, so that it drops like a slant, and more specifically, the substrate rotation at the position below the resist droplet The resist solution is dropped by adjusting the distance from the center to 1 cm or more and 5 cm or less and the rotation speed of the substrate from 0.5 rpm to 50 rpm. As a result, the resist solution is not concentrated and dripped at one place on the substrate surface, and it is possible to suppress the components of the resist solution affecting the resist sensitivity from being concentrated at the dropping position. It is a thing. Accordingly, in an exposure mask having a mask pattern formed using a resist pattern formed by exposure / development processing on a resist film of a mask blank produced by the above manufacturing method as a mask, the dropping position of the resist solution and In the vicinity and other positions, the “in-plane CD variation” in which the line width dimension (CD) of the pattern line of the mask pattern due to the sensitivity variation of the resist film varies in the plane can be suppressed. As a result, it is possible to realize an exposure mask that can meet a demand for pattern miniaturization of a transfer target (for example, a generation after a half pitch 65 nm node in a semiconductor device). Although the mechanism by which the “in-plane CD variation” is suppressed by the resist solution dropping method is not clear, the conditions under which the resist solution is dripped onto the substrate surface are such that the pressure of the resist solution on the substrate surface is weak, and A resist pool can be formed in the vicinity of the center of the substrate while the resist solution gently spreads on the substrate surface from the start of dropping of the resist solution to the end of dropping. In other words, due to the weak pressure of the resist solution against the substrate surface when it is under the resist droplet, the components that make up the resist solution that affects the resist sensitivity remain at the dropping position on the substrate surface due to the surface condition of the substrate surface, etc. It is considered that the in-plane CD variation is suppressed when the components constituting the resist solution that affects the resist sensitivity are uniformly dispersed on the substrate surface.
According to the fifth and fifteenth means, in the dropping step in the resist coating step, a predetermined amount or more of a resist solution that obtains a required film thickness is dispersed and dropped on the surface of the substrate. Since the resist solution is not concentrated and dripped at one place on the surface of the substrate, it is possible to prevent the occurrence of dripping marks on the surface of the substrate and to form the resist pattern formed from the resist film as a mask. In the exposure mask having the mask pattern, the “in-plane CD variation” in which the line width dimension (CD) of the pattern line of the mask pattern varies in the plane can be suppressed. As a result, it is possible to realize an exposure mask that can meet the demand for pattern miniaturization of the transfer target (for example, a half pitch 65 nm node in a semiconductor device).
第7の手段によれば、レジスト塗布工程における滴下工程では、必要な膜厚が得られる所定量以上のレジスト液の滴下位置が、基板の表面において変更されることから、このレジスト液を基板表面に分散して滴下することができるので、基板表面にレジスト液の滴下跡の発生を防止できると共に、露光用マスクのマスクパターンにおける面内CDばらつきを抑制できる。 According to the seventh means, in the dropping step in the resist coating step, the dropping position of a predetermined amount or more of the resist solution at which a required film thickness is obtained is changed on the surface of the substrate. Therefore, it is possible to prevent the resist liquid from being dropped on the substrate surface and to suppress in-plane CD variation in the mask pattern of the exposure mask.
第8の手段によれば、滴下工程では、基板を回転させながら、または基板の表面の中心周りにノズルを回転させながら、基板の表面の中心に対し偏心した位置にレジスト液を滴下することから、レジスト液を基板の表面に分散して滴下できる。即ち、所定量以上のレジスト液が基板の表面の一箇所に集中して滴下されることがなく、レジスト感度に影響するレジスト液を構成する成分が滴下位置の箇所に集中することを抑制できる。従って、基板表面にレジスト液の滴下跡の発生、レジスト液滴下位置およびその近傍と、それ以外の位置において、レジスト膜の感度ばらつきを抑制できると共に、露光用マスクのマスクパターンにおける面内CDばらつきを抑制でき、更に、基板表面の中心に対し対称にレジスト液を滴下することができる。 According to the eighth means, in the dropping step, the resist solution is dropped at a position eccentric to the center of the substrate surface while rotating the substrate or rotating the nozzle around the center of the substrate surface. The resist solution can be dispersed and dropped on the surface of the substrate. That is, a predetermined amount or more of the resist solution is not concentrated and dropped at one place on the surface of the substrate, and the components constituting the resist solution that affects the resist sensitivity can be suppressed from being concentrated at the dropping position. Therefore, the occurrence of resist solution dripping traces on the substrate surface, the resist film sensitivity variation at and below the resist droplet position, and other positions can be suppressed, and in-plane CD variation in the mask pattern of the exposure mask can be suppressed. In addition, the resist solution can be dropped symmetrically with respect to the center of the substrate surface.
第9または第10の手段によれば、滴下工程が、基板の表面に滴下されたレジスト液を上記表面の中心まで広げる工程を含むことから、基板を回転させる均一化工程において、レジスト液を基板表面の全面に均一に広げることができ面内膜厚均一性が良好なレジスト膜を形成することができる。 According to the ninth or tenth means, since the dropping step includes a step of spreading the resist solution dropped onto the surface of the substrate to the center of the surface, the resist solution is applied to the substrate in the homogenizing step of rotating the substrate. A resist film that can be spread uniformly over the entire surface and has excellent in-plane film thickness uniformity can be formed.
第11の手段によれば、滴下工程では、基板の表面の中心から偏心した位置にレジスト液を滴下するノズルを、上記基板の回転中に、上記表面の中心を通る直線上で移動させることから、基板の表面に滴下されたレジスト液をこの表面の中心まで迅速に広げることができ、また、基板の表面に滴下されたレジスト液を基板表面の外方へ迅速且つ均一に広げることができる。 According to the eleventh means, in the dropping step, the nozzle for dropping the resist solution at a position eccentric from the center of the surface of the substrate is moved on a straight line passing through the center of the surface while the substrate is rotating. The resist solution dropped on the surface of the substrate can be rapidly spread to the center of the surface, and the resist solution dropped on the surface of the substrate can be spread quickly and uniformly outward of the substrate surface.
第12の手段によれば、滴下工程では、基板の回転中に当該基板の表面の中心から偏心した位置にレジスト液を滴下するノズルを、上記表面の中心を通る直線上で当該中心方向へ移動させることから、基板の表面に滴下されたレジスト液を、この表面の中心まで迅速に広げることができる。 According to the twelfth means, in the dropping step, the nozzle for dropping the resist solution at a position eccentric from the center of the surface of the substrate during the rotation of the substrate is moved in the direction of the center on a straight line passing through the center of the surface. Therefore, the resist solution dropped on the surface of the substrate can be quickly spread to the center of the surface.
第13の手段によれば、滴下工程では、基板の表面の中心、または当該中心から偏心した位置にレジスト液を滴下するノズルを、上記基板の回転中に、上記表面の中心を通る直線上において外方へ移動させることから、基板の表面に滴下されたレジスト液をこの表面の中心まで迅速に広げることができると共に、この表面に滴下されたレジスト液を基板表面の外方へ迅速且つ均一に広げることができる。 According to the thirteenth means, in the dropping step, the nozzle for dropping the resist solution on the center of the surface of the substrate or a position eccentric from the center is arranged on a straight line passing through the center of the surface during the rotation of the substrate. Since the resist solution dropped on the surface of the substrate can be quickly spread to the center of the surface because the resist solution is moved outward, the resist solution dropped on the surface can be rapidly and uniformly distributed outward of the substrate surface. Can be spread.
第14の手段によれば、化学増幅型レジストは粘度が低く、且つ乾燥され易いレジストであるが、この化学増幅型レジストであっても、基板の表面にレジスト液の滴下跡の発生、レジスト液滴下位置およびその近傍と、それ以外の位置において、化学増幅型レジストのレジスト感度に影響するレジスト液を構成する成分が滴下位置に集中することを抑制できる。従って、マスクブランクにおけるレジスト膜の感度ばらつきによる、露光用マスクのマスクパターンにおける面内CDばらつきを抑制できる。 According to the fourteenth means, the chemically amplified resist is a resist having a low viscosity and is easily dried. Even with this chemically amplified resist, generation of traces of the resist solution on the surface of the substrate, resist solution Concentration of components constituting the resist solution that affects the resist sensitivity of the chemically amplified resist at the dropping position, the vicinity thereof, and other positions can be suppressed. Therefore, in-plane CD variations in the mask pattern of the exposure mask due to variations in the sensitivity of the resist film in the mask blank can be suppressed.
第16の手段によれば、クロムを含む材料からなる薄膜、更には、薄膜表面に反射防止機能を持たせるために酸素、窒素、弗素のうち少なくとも1つの元素を含むクロム系材料からなる薄膜の場合、薄膜の表面状態は比較的に表面粗さが粗くなる状態となり、レジスト液の滴下位置において感度が高くなりやすいが、そのような薄膜の表面状態であっても、本発明の上記方法を適用することによって、露光用マスクのマスクパターンにおける面内CDばらつきを抑制することができる。
第17の手段によれば、第1乃至第16の手段のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法によって製造されたマスクブランクの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し、このレジストパターンをマスクにしてマスクパターンを形成して露光用マスクを製造することから、露光用マスクのマスクパターンにおける面内CDばらつき等を抑制できるので、被転写体のパターン微細化の要請(例えば、半導体デバイスにおけるハーフピッチ65nmノード)に適合できる露光用マスクを実現できる。
According to the sixteenth means, a thin film made of a chromium-containing material, and further a thin film made of a chromium-based material containing at least one element of oxygen, nitrogen, and fluorine in order to give the thin film surface an antireflection function. In this case, the surface state of the thin film becomes a state where the surface roughness becomes relatively rough, and the sensitivity tends to be high at the position where the resist solution is dropped. By applying, in-plane CD variation in the mask pattern of the exposure mask can be suppressed.
According to the seventeenth means, the resist film of the mask blank manufactured by the mask blank manufacturing method according to any one of the first to sixteenth means is patterned to form a resist pattern, and this resist pattern is masked. Since the mask pattern is formed and the exposure mask is manufactured, in-plane CD variation or the like in the mask pattern of the exposure mask can be suppressed. An exposure mask that can be adapted to a 65 nm pitch) can be realized.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。
図1は、本発明に係るマスクブランクの製造方法の一実施形態におけるレジスト塗布工程を実施するための回転塗布装置を示す側断面図である。図4(A)は、図1の薄膜付き基板から製造されたマスクブランクを示す断面図である。図4(B)は、図4(A)のマスクブランクから製造された露光用マスクを示す断面図である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side cross-sectional view showing a spin coating apparatus for performing a resist coating process in an embodiment of a mask blank manufacturing method according to the present invention. FIG. 4A is a cross-sectional view showing a mask blank manufactured from the substrate with a thin film in FIG. FIG. 4B is a cross-sectional view showing an exposure mask manufactured from the mask blank of FIG.
図4に示すマスクブランク10の製造方法は、四角形状の基板11の主表面12に、被転写体へ転写するためのマスクパターン13となる薄膜14を、スパッタリング法や蒸着法、CVD法などを用いて成膜し、この薄膜付き基板15の薄膜14の表面19に、レジスト塗布工程によってレジスト膜16を形成してマスクブランク10を製造する。また、上記マスクブランク10の製造方法は、四角形状の基板11の主表面12に直接レジスト膜16を形成して、マスクブランク10を製造する場合も含む。
The mask blank 10 shown in FIG. 4 is manufactured by a sputtering method, a vapor deposition method, a CVD method, or the like on a
上記薄膜14は、露光光(例えばArFエキシマレーザなど)に対して光学的変化をもたらすものであり、具体的には、露光光を遮光する遮光膜や、露光光の位相を変化させる位相シフト膜(この位相シフト膜には、遮光機能及び位相シフト機能を有するハーフトーン膜も含む)である。また、上記薄膜14は、単層に限らず積層しても良い。上記薄膜14の積層膜としては、例えば遮光膜の積層膜や、位相シフト膜と遮光膜を積層した積層膜としても良い。
The
また、上記マスクブランク10には、薄膜付き基板15の薄膜14における中心部の領域にマスクパターン形成領域17(図3)を有する。このマスクパターン形成領域17は、薄膜付き基板15を露光用マスク18としたときに、半導体基板などの被転写体の回路パターンを転写して形成するためのマスクパターン13が形成されることになる領域である。このマスクパターン形成領域17は、マスクブランク10のサイズなどによって異なるが、例えばマスクブランク10が152mm×152mmのサイズの場合には、薄膜付き基板15の薄膜14における中心部の132mm×132mmの領域である。
The mask blank 10 has a mask pattern forming region 17 (FIG. 3) in the central region of the
尚、上記マスクブランク10は、透過型マスクブランクまたは反射型マスクブランクである。透過型マスクブランクの場合には、基板11に透光性基板が用いられ、薄膜14として遮光膜が形成されたマスクブランクと、薄膜14として位相シフト膜(ハーフトーン膜も含む)が形成された位相シフトマスクブランクとを含む。また、反射型マスクブランクの場合には、基板11として熱膨張係数の小さいものが用いられ、マスクブランク10は、この基板11上に光反射多層膜、マスクパターンとなる光吸収体膜を順次形成したものである。これらの光反射多層膜及び光吸収体膜が薄膜14である。
The mask blank 10 is a transmissive mask blank or a reflective mask blank. In the case of a transmissive mask blank, a light transmissive substrate is used as the
さて以下に、薄膜付き基板15の薄膜14の表面19にレジスト液を塗布してレジスト膜16を形成する前記レジスト塗布工程について説明する。このレジスト塗布工程では、図1に示す回転塗布装置20が用いられる。
Now, the resist coating process for forming the resist
回転塗布装置20は、薄膜付き基板15を載置して回転可能に保持するスピンナーチャック21と、薄膜付き基板15の表面19にレジスト液26を滴下するためのノズル22と、滴下されたレジスト液26が薄膜付き基板15の回転によりこの薄膜付き基板15の外方へ飛散して、回転塗布装置20の周辺に飛散するのを防止するカップ23と、このカップ23の下部に設けられて、薄膜付き基板15の回転中にこの薄膜付き基板15外へ飛散したレジスト液26を回収して排液する図示しない排液手段とを有する。上記スピンナーチャック21はモータ25に連結され、このモータ25の駆動により、スピンナーチャック21に保持された薄膜付き基板15が、後述の回転条件によって回転する。
The spin coater 20 has a spinner chuck 21 on which the
上記回転塗布装置20を用いたレジスト塗布工程では、まず最初に、薄膜付き基板15を基板搬送装置(不図示)によって回転塗布装置20のスピンナーチャック21へ移送し、このスピンナーチャック21上に薄膜付き基板15を保持する。次に、モータ25によりスピンナーチャック21を介して薄膜付き基板15を回転させながら、この薄膜付き基板15の薄膜14の表面19にレジスト液26をノズル22から滴下して広げる滴下工程と、モータ25により薄膜付き基板15を回転させながら、滴下されたレジスト液26を薄膜付き基板15の薄膜14の表面19における全面に均一に広げて、均一な膜厚のレジスト膜16を形成する均一化工程と、モータ25により薄膜付き基板15を回転させながら、均一な膜厚に形成されたレジスト膜16を乾燥する乾燥工程とを順次実施して、薄膜付き基板15の薄膜14の表面19にレジスト膜16を形成する。
In the resist coating process using the spin coater 20, first, the
ここで、上記レジスト液26は特に限定されないが、粘度が10mPa・sを超え、平均分子量が10万以上である高分子量樹脂からなる高分子型レジストや、粘度が10mPa・s未満で、平均分子量が10万未満であるノボラック樹脂と溶解阻害剤などからなるノボラック型レジストや、ポリヒドロキシスチレン系樹脂と酸発生剤などからなる化学増幅型レジストなどである。特に、本実施の形態において効果があるのは、粘度が10mPa・s未満で、平均分子量が10万未満のレジストである。また、化学増幅レジストのように、ポリマー(Polymer)とPAG(Photo Acid Generator)とクエンチャー(Quencher)とを含む複数の構成物質から成るレジストの場合、マスクブランク面内で、上記構成物質の面内ばらつきが生じることで、面内CDばらつきが生じやすいレジスト材料において、本発明の効果が最も得られる。
Here, the resist
上記均一化工程と上記乾燥工程における薄膜付き基板15の回転数及び回転時間は、レジスト液26の種類によって設定されるが、いずれの場合も、図2に示すように、均一化工程における薄膜付き基板15の回転数は、乾燥工程における薄膜付き基板15の回転数よりも高く設定されている。これにより、四角形状の薄膜付き基板15における内接円27(図3)の外側領域にまで至るマスクパターン形成領域17においても、均一な膜厚のレジスト膜16を形成することが可能となる。
The number of rotations and the rotation time of the thin film-coated
例えば、化学増幅型レジストやノボラック系レジストでは、粘度が低いので(10mPa・s以下)、均一化工程では、基板回転数は850〜2000rpmに、基板回転時間は1〜10秒にそれぞれ設定され、乾燥工程では、基板回転数は100〜450rpmに設定される。また、高分子型レジストでは、粘性が高いので(10mPa・s超)、均一化工程では、基板回転数は850〜2000rpmに、基板回転時間は2〜15秒にそれぞれ設定され、乾燥工程では、基板回転数は50〜450rpmに設定される。乾燥工程での基板回転時間は、レジスト膜16が完全に乾燥するまでに(それ以上乾燥回転を続けてもレジスト膜16の膜厚が減少しなくなるまでに)要す時間が設定される。
For example, in a chemically amplified resist or a novolak resist, since the viscosity is low (10 mPa · s or less), in the homogenization step, the substrate rotation speed is set to 850 to 2000 rpm, and the substrate rotation time is set to 1 to 10 seconds, In the drying process, the substrate rotation speed is set to 100 to 450 rpm. In addition, since the viscosity of the polymer resist is high (over 10 mPa · s), the substrate rotation speed is set to 850 to 2000 rpm and the substrate rotation time is set to 2 to 15 seconds in the homogenization process, and in the drying process, The substrate rotation speed is set to 50 to 450 rpm. The substrate rotation time in the drying process is set to the time required until the resist
尚、レジスト塗布工程では、上記乾燥工程終了後に、薄膜付き基板15上に形成されたレジスト膜16に含まれる溶剤を完全に蒸発させるため、このレジスト膜16を加熱して乾燥処理する加熱乾燥処理工程を有してもよい。この加熱乾燥処理工程は、通常、レジスト膜16が形成された薄膜付き基板15を加熱プレートにより加熱する加熱工程と、レジスト膜16が形成された薄膜付き基板15を冷却プレートにより冷却する冷却工程とを含む。これらの加熱工程における加熱温度及び時間、冷却工程における冷却温度及び時間は、レジスト液26の種類に応じて適宜調整される。
In the resist coating process, after the drying process is completed, the resist
ところで、上述の均一化工程の前に実施する前記滴下工程は、図1に示すように、必要な膜厚が得られるための所定量のレジスト液26をノズル22から、薄膜付き基板15の薄膜14の表面19に分散し滴下して、このレジスト液26を薄膜付き基板15の表面19に広げる工程である。更に詳細には、必要な膜厚が得られるための所定量のレジスト液26をノズル22から表面19に滴下する際、レジスト液滴下位置の基板回転中心Oからの距離(偏心位置Q、図3参照)と、基板15とノズル22の相対移動速度(ノズル22の位置を固定した場合は基板15の回転速度)を調整して、ドーナツ状の滴下軌跡Cを描きつつ(図5(A)参照)、滴下開始(滴下開始部16a)から滴下終了まで勾玉状にレジスト液26を滴下した後(図5(B)参照)、この勾玉状レジスト液16bを広がらせて基板中央近傍に略円形状のレジスト溜り16cを形成する(図5(C)参照)工程である。
具体的には、モータ25によりスピンナーチャック21を介して薄膜付きレジスト15を回転させ、この薄膜付きレジスト15の表面19の中心O(図3参照)に対し所定距離だけ偏心した偏心位置Qにノズル22を設定し、薄膜付き基板15の回転中に上記ノズル22からレジスト液26を滴下して、薄膜付き基板15の表面19の中心Oに対し対称な位置に、レジスト液26をドーナツ状の軌跡を描きながら勾玉状に滴下するものであり、これにより、薄膜付き基板15の表面19に対するレジスト液16の滴下位置を変更させて、この薄膜付き基板15の表面19にレジスト液26を分散して滴下することができる。
By the way, as shown in FIG. 1, in the dropping step to be performed before the above-described uniformizing step, a predetermined amount of resist
Specifically, the thin film resist 15 is rotated by the
尚、薄膜付き基板15を静止させた状態で、ノズル22を薄膜付き基板15の表面19の中心O周りに回転させながら、このノズル22からレジスト液26を薄膜付き基板15の表面19に滴下して、この薄膜付き基板15の表面19の中心Oに対し対称な位置にレジスト液26をドーナツ状の軌跡を描きながら勾玉状に滴下してもよい。
The resist
この滴下工程において薄膜付き基板15を回転させる場合の回転数は、レジスト液26の最終的な吐出量と吐出速度、レジスト液26の滴下位置などから適宜調整して設定されるが、例えば0.5〜50rpmが好ましく、更に好ましくは5〜25rpmである。また、レジスト液26の滴下位置は、レジスト液滴下位置の基板回転中心Oからの距離(偏心位置Q)は、1cm以上5cm以下が好ましい。
回転数が50rpmを越えると、薄膜付き基板15の回転数が大きすぎて滴下したレジスト液26が飛散したり、薄膜付き基板15の表面19の中心Oにレジスト液26が広がらない事態が発生して、均一な膜厚のレジスト膜16が形成されない恐れがある。
また、回転数が0.5rpm未満であると、レジスト液26の使用量が増大したり、薄膜付き基板15の裏面側にレジスト液26が回り込んでパーティクル発生の原因になる恐れがある。また、0.5rpm未満だと、レジスト液滴下位置と他の位置と比べてレジストの高感度化を抑制する効果が小さくなる。従って、滴下工程における薄膜付き基板15の回転数は、0.5〜50rpmの範囲に設定される。
The rotation speed when rotating the thin film-coated
If the rotational speed exceeds 50 rpm, the rotational speed of the thin film-attached
If the rotational speed is less than 0.5 rpm, the amount of the resist
更に、当該滴下工程では、薄膜付き基板15の表面19の中心Oに対し対称な位置に、レジスト液26をドーナツ状の滴下軌跡を描きながら勾玉状に滴下する場合においては、均一化工程においてレジスト液26を薄膜付き基板15の表面19の全面に均一に広げて均一な膜厚の(面内膜厚均一性が良好な)レジスト膜16を形成するために、薄膜付き基板15の表面19の中心O位置までレジスト液26を広げる工程を含む必要がある。この工程は、ノズル22からのレジスト液26の滴下終了後に薄膜付き基板15の回転を停止させ、この薄膜付き基板15の表面19の中心O周りにドーナツ状の滴下軌跡を描きながら勾玉状に滴下されて勾玉状レジスト液16bに形成されたレジスト液26が、この表面19の中心O位置に広がるまで待機する工程である。
Furthermore, in the dropping step, in the case where the resist
更に、薄膜付き基板15の表面19の中心O位置までレジスト液26を広げる工程は、薄膜付き基板15の回転中に、この薄膜付き基板15の表面19の上方に設定したノズル22を、薄膜付き基板15の表面19において中心O及び偏心位置Qを通る直線L上で移動させる滴下工程においても実現可能であり、次の2つの滴下工程が挙げられる。
Further, in the step of spreading the resist
1つ目の滴下工程は、薄膜付き基板15の回転中に当該薄膜付き基板15の表面19の偏心位置Qに設定されてレジスト液26を滴下するノズル22を、上記直線L上において中心O方向へ移動させるものである。上記偏心位置Qに設定されたノズル22から滴下されたレジスト液26は、回転する薄膜付き基板15の表面19において、この表面19の中心O周りにドーナツ状に滴下軌跡を描きながら勾玉状に滴下されるが、ノズル22が上述の如く中心O方向へ移動することで、この移動中のノズル22から滴下されたレジスト液26が、回転する薄膜付き基板15の表面19上において中心O付近に滴下されることになる。この結果、薄膜付き基板15の表面19に滴下されたレジスト液26を、この表面19の中心O位置まで迅速に広げることが可能となる。
In the first dropping step, the
2つ目の滴下工程は、薄膜付き基板15の表面19の中心O、またはこの中心Oから若干偏心した偏心位置Qに設定されたノズル22を、薄膜付き基板15の回転中に上記直線L上で薄膜付き基板15の外方へ徐々に移動させながら、当該ノズル22からレジスト液26を滴下するものである。この滴下工程では、滴下工程の当初ノズル22が、回転する薄膜付き基板15の表面19の中心Oまたはその付近に滴下されるので、薄膜付き基板15の表面19の中心O位置までレジスト液26を迅速に広げることが可能になると共に、薄膜付き基板15の表面19に対し遠心力が作用する方向にレジスト液26が滴下されることで、このレジスト液26を薄膜付き基板15の表面19の外方へ迅速且つ均一に広げることが可能となる。
In the second dropping step, the
上述のような滴下工程、均一化工程及び乾燥工程を実施することで、薄膜付き基板15の薄膜14の表面19にレジスト膜16を形成して、図4(A)に示すマスクブランク10を作製する。そして、このマスクブランク10のレジスト膜16に所定パターンを描画・現像処理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マスクにして薄膜14(例えば遮光膜)をドライエッチングしてマスクパターン13(図4(B))を形成して、露光用マスク18を作製する。
The resist
従って、上記実施の形態によれば、次の効果(1)〜(5)を奏する。
(1)レジスト塗布工程における滴下工程では、薄膜付き基板15を回転させながら、当該薄膜付き基板15の表面19の中心Oに対し偏心した偏心位置Qにノズル22からレジスト液26を滴下することから、必要な膜厚が得られるための所定量のレジスト液26の滴下位置が、薄膜基板15の表面19において変更され、このレジスト液26が薄膜付き基板15の表面19に分散して滴下されることになる。従って、この所定量のレジスト液26が薄膜付き基板15の表面19の一箇所に集中して(例えば表面19の中心O位置に集中して)滴下されることがないので、薄膜付き基板15の表面19に滴下跡が発生することを防止できると共に、レジスト膜16から形成されるレジストパターンをマスクとして形成されるマスクパターン13を備えた露光用マスク18において、上記マスクパターン13のパターンライン28(図4(B))の線幅寸法(CD)が、目標とするターゲットラインの線幅寸法(CD)に対して面内でばらつく「面内CDばらつき」を抑制できる。
これらの結果、被転写体のパターン微細化の要請(例えば、半導体デバイスにおけるハーフピッチ65nmノード)に適合できる露光用マスク18を実現できる。
(2)レジスト液26を基板表面19に滴下する際、基板表面19におけるレジスト液26の滴下位置が異なるように勾玉状に滴下するようにし、より詳細には、レジスト液26の滴下位置が時間の経過と共に異なった位置になるように、基板15とレジスト液26を滴下するノズル22を相対的に移動させて勾玉状に滴下するようにし、さらに詳細には、レジスト液滴下位置の基板回転中心Oからの距離を1cm以上5cm以下、基板の回転数を0.5rpm以上50rpm以下で調整してレジスト液22を滴下するようにしたので、レジスト液22が基板表面19の一箇所に集中して滴下されることがなく、また、レジスト感度に影響するレジスト液を構成する成分が滴下位置の箇所に集中することを抑制できる。従って、上記の製造方法によって作製されたマスクブランクのレジスト膜16に対して露光・現像処理によって形成されたレジストパターンをマスクとして形成されるマスクパターン13を備えた露光用マスク18において、レジスト液26の滴下位置およびその近傍と、それ以外の位置において、レジスト膜の感度ばらつきによる上記マスクパターンのパターンライン28(図4(B))の線幅寸法(CD)が目標とするターゲットラインの線幅寸法(CD)に対して面内でばらつく「面内CDばらつき」を抑制できる。これらの結果、被転写体のパターン微細化の要請(例えば、半導体デバイスにおけるハーフピッチ65nmノード以降の世代)に適合できる露光用マスク18を実現できる。
Therefore, according to the said embodiment, there exist the following effects (1)-(5).
(1) In the dropping step in the resist coating step, the resist
As a result, it is possible to realize an
(2) When the resist
(3)レジスト塗布工程における滴下工程が、薄膜付き基板15の表面19に滴下されたレジスト液26を上記表面19の中心O位置まで広げる工程を含むことから、薄膜付き基板15を回転させる均一化工程において、レジスト液26を薄膜付き基板15の表面19の全面に均一に広げて、均一な膜厚のレジスト膜16を形成することができる。
(3) Since the dropping step in the resist coating step includes the step of spreading the resist
(4)レジスト塗布工程における滴下工程では、薄膜付き基板15の回転中に当該薄膜付き基板15の表面19の中心Oから偏心した偏心位置Qにレジスト液を滴下するノズル22を、滴下終了直前に、上記表面19の中心O及び偏心位置Qを通る直線L上で当該中心O方向へ移動させる場合には、薄膜付き基板15の表面19に滴下されたレジスト液26を、この表面19の中心O位置まで迅速に広げることができる。
(4) In the dropping step in the resist coating step, the
(5)レジスト塗布工程における滴下工程では、薄膜付き基板15の表面19の中心O、または当該中心Oから偏心した偏心位置Qにレジスト液を滴下するノズル22を、上記薄膜付き基板15の回転中に、上記表面19の中心O及び偏心位置Qを通る直線L上において外方へ移動させる場合には、薄膜付き基板15の表面19に滴下されたレジスト液26をこの表面19の中心O位置まで迅速に広げることができると共に、この表面19に滴下されたレジスト液26を薄膜付き基板15の表面19上の外方へ迅速且つ均一に広げることができる。
(5) In the dropping step in the resist coating step, the
(6)必要な膜厚が得られるための所定量のレジスト液26の滴下位置が、薄膜付き基板15の表面19において変更され、このレジスト液26が薄膜付き基板15の表面19に分散して滴下されることから、レジスト液26が、粘度が低く且つ乾燥され易い化学増幅型レジストであっても、薄膜付き基板15の表面19にレジスト液26の滴下跡の発生、レジスト液滴下位置およびその近傍と、それ以外の位置において、化学増幅型レジストのレジスト感度に影響するレジスト液を構成する成分が滴下位置に集中することを抑制できる。従って、マスクブランクにおけるレジスト膜16の感度ばらつきによる、露光用マスク18のマスクパターン13における面内CDばらつきを抑制できる。
(6) The dropping position of a predetermined amount of the resist
次に、マスクブランクの製造方法及び露光用マスクの製造方法について、具体的に説明する。 Next, a mask blank manufacturing method and an exposure mask manufacturing method will be specifically described.
(実施例1)
サイズが152.4mm×152.4mmの合成石英ガラス基板上に、スパッタリング法によりクロム膜と酸化窒化クロム膜を順次形成し、遮光膜と反射防止膜の薄膜が形成された薄膜付き基板を得た。
次に、レジスト塗布工程によりレジスト液を回転塗布し、薄膜の表面にレジスト膜を形成した。レジスト塗布工程における各条件は以下のとおりである。
レジスト:ポジ型化学増幅型レジストFEP171(富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)
滴下工程:薄膜付き基板を回転させながらレジスト液を滴下した。
基板回転数:5rpm
基板へのレジスト滴下方法:薄膜付き基板の表面の中心から3cm偏心した偏心位置にレジスト液を滴下し、この基板を少なくとも1回転させた後、レジスト液の滴下を終了した。基板に対するレジスト液の滴下は、ドーナツ状に滴下軌跡を描きながら、滴下開始から滴下終了まで勾玉状に滴下されるように適宜、ノズルからのレジスト液の吐出速度を調整して行った。レジスト液の滴下終了後、薄膜付き基板の表面に滴下されたレジスト液が、この薄膜付き基板の中心位置に広がるまで待機させた。この待機中にレジスト液は、滴下位置から薄膜付き基板の外周方向へも、中心方向と同様に広がる。つまり、基板表面の中央近傍(中心近傍)に略円形のレジスト溜りを形成させた。
均一化工程
基板回転数:1500rpm
基板回転時間:2秒
乾燥工程
基板回転数:250rpm
次に、加熱乾燥装置及び冷却装置に、レジスト膜が形成された薄膜付き基板を搬送し、所定の加熱乾燥処理を行ってレジスト膜を乾燥させ、ArFエキシマレーザー露光用マスクブランクを作製した。
Example 1
A chromium film and a chromium oxynitride film were sequentially formed on a synthetic quartz glass substrate having a size of 152.4 mm × 152.4 mm by a sputtering method to obtain a substrate with a thin film in which a thin film of a light shielding film and an antireflection film was formed. .
Next, a resist solution was spin-coated by a resist coating process to form a resist film on the surface of the thin film. Each condition in the resist coating process is as follows.
Resist: Positive chemically amplified resist FEP171 (Fuji Film Electronics Materials)
Dropping step: The resist solution was dropped while rotating the substrate with the thin film.
Substrate rotation speed: 5 rpm
Method for dropping resist onto substrate: The resist solution was dropped at an eccentric position 3 cm eccentric from the center of the surface of the substrate with a thin film, and after the substrate was rotated at least once, dropping of the resist solution was terminated. The resist solution was dropped onto the substrate by appropriately adjusting the discharge speed of the resist solution from the nozzle so as to be dropped like a dovetail from the start of dropping to the end of dropping while drawing a dropping locus in a donut shape. After completion of the dropping of the resist solution, the resist solution dropped on the surface of the substrate with the thin film was kept waiting until it spreads to the center position of the substrate with the thin film. During this standby, the resist solution spreads from the dropping position to the outer peripheral direction of the thin film-coated substrate as well as the central direction. That is, a substantially circular resist pool was formed near the center of the substrate surface (near the center).
Uniformization process Substrate rotation speed: 1500rpm
Substrate rotation time: 2 seconds Drying process Substrate rotation speed: 250 rpm
Next, the substrate with the thin film on which the resist film was formed was conveyed to a heat drying apparatus and a cooling apparatus, and a predetermined heat drying process was performed to dry the resist film, thereby preparing a mask blank for ArF excimer laser exposure.
得られたマスクブランクのレジスト膜について膜厚分布を測定した。その結果、レジスト膜の平均膜厚は300nm、レジスト膜の面内膜厚均一性は3nmであった。
ここで、上記レジスト膜の膜厚分布は、薄膜付き基板の表面中央の132mm×132mm角エリア(つまり、マスクパターン形成領域)の全体に均等に配置した29×29=841の測定点で、分光反射型膜厚計(ナノメトリックスジャパン社製:AFT6100M)を用いて膜厚を測定し、この測定した膜厚データから上記平均膜厚を求めた。また、上記面内膜厚均一性は、各測定点における膜厚データから「(膜厚の最大値)−(膜厚の最小値)=(面内膜厚均一性)」として求めた。
The film thickness distribution of the obtained mask blank resist film was measured. As a result, the average film thickness of the resist film was 300 nm, and the in-plane film thickness uniformity of the resist film was 3 nm.
Here, the film thickness distribution of the resist film is measured at 29 × 29 = 841 measurement points arranged uniformly over the entire 132 mm × 132 mm square area (that is, mask pattern formation region) at the center of the surface of the substrate with a thin film. The film thickness was measured using a reflective film thickness meter (manufactured by Nanometrics Japan Co., Ltd .: AFT6100M), and the average film thickness was determined from the measured film thickness data. The in-plane film thickness uniformity was determined as “(maximum value of film thickness) − (minimum value of film thickness) = (in-plane film thickness uniformity)” from the film thickness data at each measurement point.
次に、上記レジスト膜に対して電子線描画装置により所定パターンを描画し、加熱処理、現像処理してレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクにして、塩素と酸素を含むガスを用いてドライエッチング処理を施し、マスクパターン(遮光膜パターン)を形成し、レジスト膜を剥離して露光用マスクを作製した。得られた露光用マスクのマスクパターンは、ラインアンドスペースパターンであり、そのパターンラインの線幅寸法(CD)は260nmである。
露光用マスクの面内に13×13ヶ配置した本マスクパターンの線幅寸法を測長SEMで測長して、露光用マスクのマスクパターンにおけるパターンラインの線幅寸法(CD)が、露光用マスクの面内においてばらつく「面内CDばらつき」を測定した。その結果、面内CDばらつきは3σで4nmを達成し、次世代における半導体デバイスのパターン微細化の要請(ハーフピッチ65nmノード)である5.1nm(ラインアンドスペースパターンの場合)を満足できる結果となった。
Next, a predetermined pattern was drawn on the resist film by an electron beam drawing apparatus, and a heat treatment and a development treatment were performed to form a resist pattern. Using this resist pattern as a mask, dry etching was performed using a gas containing chlorine and oxygen to form a mask pattern (light-shielding film pattern), and the resist film was peeled off to produce an exposure mask. The mask pattern of the obtained exposure mask is a line and space pattern, and the line width dimension (CD) of the pattern line is 260 nm.
The line width dimension of this mask pattern, which is 13 x 13 in the mask of the exposure mask, is measured by the length measuring SEM, and the line width dimension (CD) of the pattern line in the mask pattern of the exposure mask is “In-plane CD variation”, which varies in the plane of the mask, was measured. As a result, the in-plane CD variation achieved 4 nm at 3σ, and the result of satisfying 5.1 nm (in the case of a line and space pattern) that is the demand for pattern miniaturization of semiconductor devices in the next generation (half pitch 65 nm node) became.
(比較例)
上記実施例1におけるレジスト塗布工程の滴下工程を、以下の方法にした以外は、上記実施例1と同様にしてマスクブランクを作製し、このマスクブランクから露光用マスクを作製した。
滴下工程:薄膜付き基板を回転させず、この薄膜付き基板の表面の中心位置に、必要な膜厚が得られるための所定量のレジスト液を滴下した。
得られたマスクブランクにおけるレジスト膜の平均膜厚、面内膜厚均一性は、実施例1とほぼ同程度であった。
また、このマスクブランクから作製された露光用マスクの面内CDばらつき(3σ)は7nmであった。この面内CDばらつき(3σ)7nmは、次世代における半導体デバイスのパターン微細化の要請(ハーフピッチ65nmノード)である5.1nm(ラインアンドスペースパターンの場合)を満足できるものではなかった。
上記実施例1におけるレジスト膜付きマスクブランクと比較例1におけるレジスト膜付きマスクブランクに形成されたレジスト膜表面を、基板中央部と外周部においてTOF−SIMS(飛行時間型2次イオン質量分析法)により測定した。その結果、実施例1におけるレジスト膜表面におけるPAG成分の濃度は、中央部と外周部とほぼ同じであったが、比較例1におけるPAG成分の濃度は、中央部よりも外周部の方が低い傾向であった。
これは、実施例1のマスクブランクに形成された化学増幅型レジストは、該化学増幅型レジストを構成するポリマー、PAG及びクエンチャーの構成物質が、マスクブランク面内で均一に含まれているが、比較例1のマスクブランクに形成された化学増幅型レジストは、化学増幅型レジストを構成するポリマー、PAG及びクエンチャーの構成物質が、マスクブランク面内で均一に含まれておらず、ばらつきを持っており、その違いが面内CDばらつきの違いに現われたものと考えられる。
(Comparative example)
A mask blank was produced in the same manner as in Example 1 except that the dropping process of the resist coating process in Example 1 was changed to the following method, and an exposure mask was produced from this mask blank.
Dropping step: A predetermined amount of resist solution for obtaining a required film thickness was dropped onto the center of the surface of the substrate with a thin film without rotating the substrate with a thin film.
The average film thickness and in-plane film thickness uniformity of the resist film in the obtained mask blank were substantially the same as those in Example 1.
The in-plane CD variation (3σ) of the exposure mask produced from this mask blank was 7 nm. This in-plane CD variation (3σ) of 7 nm did not satisfy 5.1 nm (in the case of a line and space pattern), which is a demand for pattern miniaturization of semiconductor devices in the next generation (half pitch 65 nm node).
The resist film surfaces formed in the mask blank with a resist film in Example 1 and the mask blank with a resist film in Comparative Example 1 were subjected to TOF-SIMS (time-of-flight secondary ion mass spectrometry) at the center and outer periphery of the substrate. It was measured by. As a result, the concentration of the PAG component on the resist film surface in Example 1 was almost the same in the central portion and the outer peripheral portion, but the concentration of the PAG component in Comparative Example 1 was lower in the outer peripheral portion than in the central portion. It was a trend.
This is because the chemical amplification resist formed on the mask blank of Example 1 contains the polymer, PAG, and quencher constituent materials that constitute the chemical amplification resist uniformly in the mask blank surface. The chemically amplified resist formed on the mask blank of Comparative Example 1 does not contain the constituent materials of the polymer, PAG, and quencher that are included in the chemically amplified resist uniformly in the mask blank surface. It is thought that the difference appeared in the difference in in-plane CD variation.
(実施例2)
上記実施例1におけるレジスト液をネガ型化学増幅型レジストNEB22(住友化学工業社製)に変更し、レジスト塗布工程において、均一化工程で、基板回転数を800rpmとし、基板回転時間を4秒とし、乾燥工程で、基板回転数を300rpmとした以外は実施例1と同様にしてマスクブランクを作製し、このマスクブランクから、マスクパターンが孤立ラインパターンであり、そのパターンラインの線幅寸法(CD)が180nmの露光用マスクを作製した。
得られたマスクブランクにおけるレジスト膜の平均膜厚、面内膜厚均一性は、実施例1とほぼ同程度であった。また、得られた露光用マスクの面内CDばらつき(3σ)は2nmであった。この面内CDばらつき(3σ)2nmは、次世代における半導体デバイスのパターン微細化の要請(ハーフピッチ65nmノード)である3.6nm(孤立ラインパターンの場合)を満足できる結果となった。これは、化学増幅型レジストを構成するポリマー、PAG及びクエンチャーの構成物質が、マスクブランク面内で均一に含まれていることが一つの要因と考えられる。
(比較例2)
基板へのレジスト滴下方法が、上記特許文献2となるように、レジスト液の滴下位置、基板回転数を適宜調整して、基板に対するレジスト液の滴下をドーナツ状に滴下し、勾玉状のレジスト状態を経ることなく直ちにレジスト溜りを基板中央近傍に形成した以外は、実施例1と同様にしてマスクブランクを作製し、このマスクブランクから露光用マスクを作製した。
得られたマスクブランクにおけるレジスト膜の平均膜厚、面内膜厚均一性は、実施例1とほぼ同程度であった。
また、このマスクブランクから作製された露光用マスクの面内CDばらつき(3σ)は6.8nmであった。この面内CDばらつき(3σ)6.8nmは、次世代における半導体デバイスのパターン微細化の要請(ハーフピッチ65nmノード)である5.1nm(ラインアンドスペースパターンの場合)を満足できるものではなかった。レジスト液滴下の際の基板へのレジスト液圧力が大きく、化学増幅型レジストを構成するポリマー、PAG及びクエンチャーの構成物質が、マスクブランク面内で均一に含まれておらず、ばらつきを持っていることが一つの要因と考えられる。
(実施例3〜4)
上記実施例1において、レジストの滴下位置を、薄膜付き基板の表面の中心から1cm(実施例3)、5cm(実施例4)とした以外は実施例1と同様にしてマスクブランクを作製し、このマスクブランクから露光用マスクを作製した。
得られたマスクブランクにおけるレジスト膜の平均膜厚、面内膜厚均一性は、実施例1とほぼ同程度であった。
また、このマスクブランクから作製された露光用マスクの面内CDばらつき(3σ)は5nm(実施例3)、4.7nm(実施例4)であった。この面内CDばらつき(3σ)は、次世代における半導体デバイスのパターン微細化の要請(ハーフピッチ65nmノード)である5.1nm(ラインアンドスペースパターンの場合)を満足するものであった。
(実施例5〜6)
上記実施例4において、レジスト滴下時の基板回転数を0.5rpm(実施例5)、上記実施例3においてレジスト滴下時の基板の回転数を50rpm(実施例6)とした以外は実施例3、4と同様にして、マスクブランクを作製し、このマスクブランクから露光用マスクを作製した。
得られたマスクブランクにおけるレジスト膜の平均膜厚、面内膜厚均一性は、実施例1とほぼ同程度であった。
また、このマスクブランクから作製された露光用マスクの面内CDばらつき(3σ)は4.8nm(実施例5)、5nm(実施例6)であった。この面内CDばらつき(3σ)は、次世代における半導体デバイスのパターン微細化の要請(ハーフピッチ65nmノード)である5.1nm(ラインアンドスペースパターンの場合)を満足するものであった。
尚、本件発明におけるレジスト滴下の最適条件(基板回転中心からの距離が1cm以上5cm以下、基板回転数が0.5rpm以上50rpm以下)から逸脱した条件にてレジスト液を滴下した場合においては、面内CDばらつきが次世代における半導体デバイスのパターン微細化の要請(ハーフピッチ65nmノード)を満足するものが発生したり、レジスト液が基板回転中心にいきわたらずに均一な膜厚のレジスト膜が形成されないものが発生するという不具合が生じる結果となった。
(Example 2)
The resist solution in Example 1 was changed to a negative chemical amplification resist NEB22 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), and in the resist coating process, the substrate rotation speed was set to 800 rpm, and the substrate rotation time was set to 4 seconds. A mask blank is produced in the same manner as in Example 1 except that the substrate rotation speed is set to 300 rpm in the drying process. From this mask blank, the mask pattern is an isolated line pattern, and the line width dimension (CD ) Produced an exposure mask having a thickness of 180 nm.
The average film thickness and in-plane film thickness uniformity of the resist film in the obtained mask blank were substantially the same as those in Example 1. The in-plane CD variation (3σ) of the obtained exposure mask was 2 nm. This in-plane CD variation (3σ) 2 nm was able to satisfy 3.6 nm (in the case of an isolated line pattern), which is a demand for pattern miniaturization of semiconductor devices in the next generation (half pitch 65 nm node). This is considered to be caused by the fact that the polymer, PAG, and quencher constituent materials constituting the chemically amplified resist are uniformly contained in the mask blank surface.
(Comparative Example 2)
The resist dropping method on the substrate is adjusted appropriately as described above in
The average film thickness and in-plane film thickness uniformity of the resist film in the obtained mask blank were substantially the same as those in Example 1.
The in-plane CD variation (3σ) of the exposure mask produced from this mask blank was 6.8 nm. This in-plane CD variation (3σ) of 6.8 nm did not satisfy 5.1 nm (in the case of a line and space pattern), which is a demand for pattern miniaturization of semiconductor devices in the next generation (half pitch 65 nm node). . The resist solution pressure on the substrate under the resist droplet is large, and the constituent materials of the polymer, PAG, and quencher that constitute the chemically amplified resist are not evenly contained in the mask blank surface, and have variations. This is considered to be one factor.
(Examples 3 to 4)
In Example 1 above, a mask blank was prepared in the same manner as in Example 1 except that the dropping position of the resist was 1 cm (Example 3) and 5 cm (Example 4) from the center of the surface of the substrate with the thin film. An exposure mask was prepared from this mask blank.
The average film thickness and in-plane film thickness uniformity of the resist film in the obtained mask blank were substantially the same as those in Example 1.
The in-plane CD variation (3σ) of the exposure mask produced from this mask blank was 5 nm (Example 3) and 4.7 nm (Example 4). This in-plane CD variation (3σ) satisfied 5.1 nm (in the case of a line and space pattern), which is a demand for pattern miniaturization of semiconductor devices in the next generation (half pitch 65 nm node).
(Examples 5-6)
Example 3 in Example 4 except that the rotation speed of the substrate at the time of dropping the resist was 0.5 rpm (Example 5), and the rotation speed of the substrate at the time of dropping the resist in Example 3 was 50 rpm (Example 6). 4, a mask blank was produced, and an exposure mask was produced from this mask blank.
The average film thickness and in-plane film thickness uniformity of the resist film in the obtained mask blank were substantially the same as those in Example 1.
The in-plane CD variation (3σ) of the exposure mask produced from this mask blank was 4.8 nm (Example 5) and 5 nm (Example 6). This in-plane CD variation (3σ) satisfied 5.1 nm (in the case of a line and space pattern), which is a demand for pattern miniaturization of semiconductor devices in the next generation (half pitch 65 nm node).
In addition, in the case where the resist solution is dropped under the conditions deviating from the optimum resist dropping conditions (distance from the substrate rotation center of 1 cm to 5 cm, substrate rotation speed of 0.5 rpm to 50 rpm) in the present invention, A resist film with a uniform film thickness can be formed without the variation of the internal CD satisfying the demand for pattern miniaturization of semiconductor devices in the next generation (half pitch 65 nm node) or the resist solution does not reach the substrate rotation center. As a result, there was a problem that something that was not done occurred.
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、レジスト塗布工程の滴下工程において使用されるノズル22を、薄膜付き基板15の表面19の中心Oに対し対称な複数の位置にレジスト液26を滴下可能な、リング形状または馬蹄形状に形成して、薄膜付き基板15の表面19の複数箇所にレジスト液26を分散して滴下してもよい。また、レジスト塗布工程における滴下工程においては、基板回転数を一定回転数とせず、低い回転数から高い回転数へ、または高い回転数から低い回転数へ連続的に、または段階的に変更させてもよい。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the said embodiment, this invention is not limited to this. For example, the
10 マスクブランク
11 基板
13 マスクパターン
14 薄膜
15 薄膜付き基板
16 レジスト膜
16b 勾玉状レジスト液
18 露光用マスク
19 表面
20 回転塗布装置
22 ノズル
26 レジスト液
O 中心
Q 偏心位置
DESCRIPTION OF
Claims (9)
レジスト液滴下位置の基板回転中心からの距離:1cm以上5cm以下
基板の回転数:0.5rpm以上50rpm以下 When the resist solution is dropped onto the substrate surface from the nozzle, the distance from the substrate rotation center at the position below the resist droplet so that the resist sensitivity is suppressed compared to other positions at the position where the resist solution is dropped onto the substrate surface. Then, adjusting the number of rotations of the substrate within the following range, dropping the resist solution, spreading the dropped resist solution to form a resist pool near the center of the substrate, and removing the resist pool on the substrate surface by centrifugal force A method of manufacturing a mask blank, comprising: diffusing to a peripheral portion and then drying to form a resist film.
Distance from the substrate rotation center at the position below the resist droplet: 1 cm to 5 cm Substrate rotation speed: 0.5 rpm to 50 rpm
上記レジスト塗布工程は、
上記基板の表面にレジスト液を滴下して広げる滴下工程と、
滴下されたレジスト液を上記基板表面の全面に均一に広げて、均一な膜厚のレジスト膜を形成する均一化工程と、
均一な膜厚に形成されたレジスト膜を乾燥する乾燥工程とを有し、
上記滴下工程は、必要な膜厚が得られる所定量以上のレジスト液をノズルから滴下する際、レジスト液が基板表面に滴下した位置において他の位置と比べてレジストの高感度化を抑制するように、レジスト液滴下位置の基板回転中心からの距離と、基板の回転数を以下の範囲で調整して、上記基板の表面にレジスト液を分散して滴下することを特徴とするマスクブランクの製造方法。
レジスト液滴下位置の基板回転中心からの距離:1cm以上5cm以下
基板の回転数:0.5rpm以上50rpm以下 A method of manufacturing a mask blank having a resist coating step of forming a resist film by coating a resist solution on a rectangular substrate,
The resist coating process
A dropping step in which a resist solution is dropped on the surface of the substrate and spread;
A uniformizing step of uniformly spreading the dropped resist solution over the entire surface of the substrate to form a resist film having a uniform thickness;
A drying step of drying the resist film formed in a uniform film thickness,
In the dropping step, when a predetermined amount or more of a resist solution capable of obtaining a required film thickness is dropped from the nozzle, the resist solution is prevented from increasing the sensitivity at the position where the resist solution is dropped on the substrate surface compared to other positions. In addition, the distance from the substrate rotation center at the position below the resist droplet and the number of rotations of the substrate are adjusted in the following ranges, and the resist liquid is dispersed and dropped onto the surface of the substrate, thereby producing a mask blank. Method.
Distance from the substrate rotation center at the position below the resist droplet: 1 cm to 5 cm Substrate rotation speed: 0.5 rpm to 50 rpm
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