JP2013088814A - ブランクマスク及びこれを用いたフォトマスク - Google Patents
ブランクマスク及びこれを用いたフォトマスク Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013088814A JP2013088814A JP2012227855A JP2012227855A JP2013088814A JP 2013088814 A JP2013088814 A JP 2013088814A JP 2012227855 A JP2012227855 A JP 2012227855A JP 2012227855 A JP2012227855 A JP 2012227855A JP 2013088814 A JP2013088814 A JP 2013088814A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- metal
- metal film
- blank mask
- hard
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 199
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 199
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims abstract description 44
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 24
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 15
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 12
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 10
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 8
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 8
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 8
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 8
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical group [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 4
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 316
- 238000000034 method Methods 0.000 description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 14
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N bis($l^{2}-silanylidene)molybdenum Chemical compound [Si]=[Mo]=[Si] YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910021344 molybdenum silicide Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 8
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 3
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- CXOWYMLTGOFURZ-UHFFFAOYSA-N azanylidynechromium Chemical compound [Cr]#N CXOWYMLTGOFURZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- SURLGNKAQXKNSP-DBLYXWCISA-N chlorin Chemical compound C\1=C/2\N/C(=C\C3=N/C(=C\C=4NC(/C=C\5/C=CC/1=N/5)=CC=4)/C=C3)/CC\2 SURLGNKAQXKNSP-DBLYXWCISA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000000671 immersion lithography Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 238000000614 phase inversion technique Methods 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- -1 that is Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
- G03F1/48—Protective coatings
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
- G03F1/46—Antireflective coatings
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
- G03F1/80—Etching
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
【課題】 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。
【解決手段】 窒素及び炭素の含有量を適切に制御して、ハードフィルムを形成することで、エッチング時に発生するCD偏差を減らし、遮光膜の金属成分が高く、反射防止膜の金属成分が低い金属膜を形成することによって、その厚さを低めて、解像度及びパターン正確度を向上させ、耐化学特性を改善することができる。また、金属膜とハードフィルムとの反射率差が大きくなるように、金属膜とハードフィルムとを形成することで、ハードフィルムの検査を容易に行える。これにより、本発明によるハードマスク用のブランクマスクを、DRAM、フラッシュメモリ、MPUなどに、ハーフピッチ32nm以下、特に、22nm以下の最小線幅の具現が可能になるように適用しうる。
【選択図】 図４
【解決手段】 窒素及び炭素の含有量を適切に制御して、ハードフィルムを形成することで、エッチング時に発生するCD偏差を減らし、遮光膜の金属成分が高く、反射防止膜の金属成分が低い金属膜を形成することによって、その厚さを低めて、解像度及びパターン正確度を向上させ、耐化学特性を改善することができる。また、金属膜とハードフィルムとの反射率差が大きくなるように、金属膜とハードフィルムとを形成することで、ハードフィルムの検査を容易に行える。これにより、本発明によるハードマスク用のブランクマスクを、DRAM、フラッシュメモリ、MPUなどに、ハーフピッチ32nm以下、特に、22nm以下の最小線幅の具現が可能になるように適用しうる。
【選択図】 図４
Description
本発明は、半導体デバイスなどの製造に用いられるフォトマスク用のブランクマスク、フォトマスク及びその製造方法に係り、さらに詳細には、厚さが薄く、CD(Critical Dimension)測定及び欠陷(defect)検査が可能になるように、金属膜とハードフィルムとが互いに反射率差を有するフォトマスク用のブランクマスク及びこれを用いたフォトマスクに関する。
半導体デバイスが微細化されれば、高速動作や省力化などの性能及び機能が向上し、低コストのような長所を有することによって、さらなる微細化が要求される。リソグラフィー(Lithography)技術は、かような微細化を可能にし、リソグラフィー技術を具現するための転写用マスクは、露光装置、レジスト材と共に、デバイス微細化の重要な技術として脚光を浴びている。
最近、半導体デバイスの設計では、ハーフピッチ(Half-pitch)45nm以後の世代に対する開発が進行しつつある。これは、ArFエキシマレーザ露光光の波長である193nmの1/5に相当する大きさである。ハーフピッチ45nm以後の世代では、従来の位相反転法、斜入射照明法などの高解像技術(Resolution Enhancement Technology;RET)と光近接効果補正(Optical Proximity Correction;OPC)技術の適用のみでは不十分であり、これにより、液浸露光リソグラフィー(Immersion lithography)技術やダブルパターニング(Double Patterning)技術が必要となった。
透明基板上に遮光膜パターンを有するフォトマスクを製作する場合、マスクパターンが形成されたレジスト膜をエッチマスク(Etch Mask)として金属膜にドライエッチング(Dry Etching)を行う時、レジスト膜もエッチングされて消費される。これにより、解像度(Resolution)が低下し、これを乗り越えるために、金属膜の薄膜化が必要であるが、かような場合、光学密度が減少する。
前記問題に対する対応策として、基板上にMoSi系の金属膜及びクロム(Chrome)系のハードフィルムを用いるハードマスク用のブランクマスク技術が開発された。前記ハードフィルムを用いた技術は、レジスト膜の負担を軽減させ、クロム系の薄膜ハードフィルムにマスクパターンを転写した時、解像度の低下を改善させうる。ハードマスク用のブランクマスクは、従来の有機物に形成されたレジスト膜をエッチマスクとして利用せず、無機物からなるハードフィルムをエッチマスクとして下部薄膜をエッチングするブランクマスクである。この際、ハードフィルムは、既存のレジスト膜に比べて、薄膜化が可能なので、縦横比(Aspect Ratio)を向上させ、エッチング対象である金属膜との選択比(Selectivity)を向上させうる。したがって、ハードフィルムをエッチマスクとして金属膜をエッチングすれば、パターン密度及びパターン間隔によるローディング効果(Loading Effect)が低減してCD Mean to Target(MTT)、CD線形性(Linearity)及びCD均一度(Uniformity)などを改善することができる。
前述したハードマスク用のブランクマスクをハーフピッチ32nm級、特に、22nm級、以下のデバイス製作に適用する場合、次のような問題が発生する。
第一は、ハードフィルムのエッチング特性の問題である。
図1A〜図1Dは、従来のハードフィルムを用いたフォトマスク製造工程を示す断面図である。図1Aを参照すれば、基板10上に金属膜20、ハードフィルム30及びレジスト膜40が形成されたブランクマスクを形成する。次いで、図1Bのように、レジスト膜40をパターニングしてレジストパターン40aを形成し、レジストパターン40aをエッチマスクとしてエッチング工程を進めてハードフィルムパターン30aを形成する。以降、図1Cを参照すれば、ハードフィルムパターン30aをエッチマスクとして金属膜20のエッチング工程を進めて金属膜パターン20aが形成される。図1Dを参照すれば、ハードフィルムパターン30aを除去してフォトマスクの製造を完了する。
しかし、ハードフィルム30は、数〜数十Åの薄膜を有することによって、エッチング工程時に、エッチング率(Etch Rate)が適正レベル以上または以下になる場合、CD偏差(Bias)のような問題点を発生させる。例えば、ハードフィルム30のエッチング率が速ければ、目標CDに対するCD超過などのスキュ(Skew)問題及びCD制御問題が発生する。また、エッチング率が過度に遅ければ、上部レジスト膜40の厚さ軽減及びハードフィルム30でのローディング効果などの問題が発生する。特に、具現しようとするデバイスのCDサイズがさらに微細化されることによって、ハードフィルムのエッチング特性はさらに重要になる。
第二は、金属膜の厚さに制限される解像度(Resolution)及び正確性(Fidelity)の問題である。
ハーフピッチ32nm以下、特に22nm以下の微細パターンを形成するために、ハードフィルムをエッチマスクとして金属膜をパターニングしてフォトマスクを製造する場合、金属膜の厚さは、解像度及びパターン正確度に影響を与える。
詳細には、DRAMのハーフピッチが45nm、32nmに微細化されることによって、フォトマスクの製造工程で微細パターン(Fine Pattern)を具現するための光学近接補正(Optical Proximity Correction;OPC)の設計は、さらに複雑になる。OPCで実質的にx4縮小露光法によってウェーハ上にパターンが形成されない補助形状(Sub-resolution featuresize;SRFS)のサイズは、DRAM基準ハーフピッチ45nmの場合は、フォトマスク上に60nm、32nmの場合は、フォトマスク上に42nmのパターンが要求される。前記補助形状(SRFS)の具現時に、金属膜が厚ければ、補助形状パターンが精密に具現されられない問題点が発生し、これは、ハーフピッチ22nm及びそれ以下の適用に大きな問題点として作用する。これを解決するために、金属膜を薄くしているが、金属膜の厚さは、金属膜の光学密度とも直接的に係わるために、金属膜を過度に薄くすることはできない。
第三は、ハードフィルムと金属膜とによる検査の問題である。
フォトマスク工程において、ハードフィルムと金属膜との各工程段階別の製作過程を検証するための検査には、図2A及び図2Bに示されたような透過型検査方法及び反射型検査方法がある。図２Aに示した方法では、金属膜20を透過する光の透過率aとハードフィルムパターン30aを透過する光の透過率bとの差を利用して、図2Bに示した方法では、金属膜20からの反射率a’とハードフィルムパターン30aからの反射率b’との差を用いる。
透過型検査方法は、ハードフィルムパターン30aの検査時に、比較層である金属膜20との透過率差が0.1%以下になることにより、金属膜20とハードフィルムパターン30aとの透過率差が現れず、実用的な検査が不可能である。したがって、ハードフィルムを検査するためには、反射型検査方法が必須である。しかし、前記問題点を解決するために、金属膜20を薄くする場合、検査波長で金属膜20の反射率が増加し、これは、薄膜のハードフィルムパターン30aの適用時に、反射率の感度差を落とす原因となる。
したがって、前記問題点、すなわち、高解像度のための金属膜の厚さ低減問題、厚さ低減によるハードフィルムのCD偏差の問題、そして、金属膜とハードフィルムとの検査問題は、同一線上で考慮されねばならず、これに基づいて、ブランクマスク及びフォトマスクが開発されねばならない。
本発明が解決しようとする課題は、薄くて、CD測定及び欠陥検査が可能になるように、金属膜とハードフィルムとが互いに反射率差を有するフォトマスク用のブランクマスクとフォトマスクとを提供することである。
本発明によるブランクマスクは、透明基板上に金属膜及びハードフィルムが順次に積層されたものであって、前記金属膜とハードフィルムは、200nm以下の検査波長で3%〜60%の反射率差を有する。前記金属膜は、前記ハードフィルムよりも反射率が低いか、あるいは高い。前記ハードフィルムに対する前記金属膜の反射率比は、200nm以下の検査波長で0.7〜1.4である。前記ハードフィルムは、0.4Å/sec〜1.6Å/secのエッチング率を有する。前記ハードフィルムは、金属単独または金属とO，N，Cのうち、１つ以上を含む。前記金属膜は遷移金属を含む。前記金属膜は、200Å〜600Åの厚さを有する。前記金属膜は、200nm以下の露光波長で光学密度が2.5〜3.5である。
前記ハードフィルムは、フッ素(F)系の前記金属膜エッチング物質に対して前記金属膜と20以上のエッチング選択比を有する。前記ハードフィルムは、20Å〜200Åの厚さを有する。
前記金属膜は、単層または2層以上の多層膜からなり、単一膜または連続膜の形態を有する。前記金属膜は、深さ方向に金属の含有量が連続的または段階的に変化される区間を含む。前記金属膜の深さ方向への金属含有量差は、40at%以下である。前記金属膜は、前記透明基板上に積層された遮光膜及び反射防止膜を含む。
前記遮光膜の金属含有量は、前記反射防止膜の金属含有量と同一であるか、またはそれより高いか低い。
前記金属膜は、シリコン及び不純物をさらに含み、前記シリコンの含有量は、前記金属または前記不純物の含有量よりも高い。前記金属膜は、200nm以下の露光波長で10%〜50%の反射率を有する。前記金属膜は、190nm〜500nmの検査波長で60%以下の反射率を有する。前記金属膜とハードフィルムは、193nmの検査波長で3%〜60%以下の反射率差を有する。
また、前述したブランクマスクを用いてフォトマスクを製造することができる。
本発明は、窒素、炭素、酸素の含有量を適切に制御して、ハードフィルムを形成することで、エッチング時に発生するCD偏差を減らすことができる。
また、本発明は、遮光膜の金属成分が高く、反射防止膜の金属成分が低い金属膜を形成することによって、その厚さを薄くして、解像度及びパターン正確度を向上させ、耐化学特性を改善することができる。
また、本発明は、金属膜とハードフィルムとを、反射率差が大きくなるように形成することによって、ハードフィルムの検査を容易にしうる。
これにより、本発明によるハードマスク用のブランクマスクを、ハーフピッチ32nm以下、特に、22nm以下の最小線幅の具現が可能になるように、DRAM、フラッシュメモリ、MPUなどに適用することができる。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。
図3は、本発明によるハードマスク用のブランクマスクの断面図である。図3を参照すれば、本発明によるハードマスク用のブランクマスク100は、透明基板110、金属膜120、ハードフィルム130及びレジスト膜140が順次に積層されて構成される。
具体的に、前記透明基板110は、6inch×6inch×0.25inch(横×縦×厚さ)の大きさを有し、200nm以下の露光波長で90%以上の透過率を有する。液浸露光リソグラフィーで前記透明基板110の複屈折率(Birefringence Rate)は、露光量(Intensity)及びCD偏差の主要要因として作用し、これを低減させるために、前記透明基板110の複屈折率は、200nm以下の露光波長に対して、2nm/6.3mm以下であることが望ましく、1.5nm/6.3mm以下であることがさらに望ましい。また、前記透明基板110は、0.5um以下のTIR(Total Indicated Reading)値の平坦度を有し、前記透明基板110は凹状(Concave Shape)を有する。
前記金属膜120は、1種以上の金属及びシリコンを含むターゲットを用いたスパッタリング工程によって形成される。前記金属は、遷移金属、例えば、チタン(Ti)、バナジウム(V)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、ジルコニウム(Zr)、ニオビオム(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)、セレン(Se)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)及びタングステン(W)を含む。前記金属膜120を形成するためのターゲットの金属成分は、特に、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、タンタル(Ta)のうち、1種以上を含むことが望ましい。前記スパッタリングターゲットに含まれた金属単独の消滅係数は、193nm波長で2.0以上である。前記金属膜120は、前述した金属、シリコン以外に、不純物、すなわち、窒素(N)、酸素(O)、炭素(C)のうち、1種以上の物質をさらに含み、金属の含有量は、不純物の含有量よりも高く、金属膜120は、フッ素系ガスにエッチングされる。
前記金属膜120を形成するためのスパッタリングターゲットに具備されたシリコンの含有量は、金属の含有量よりも高い。これは、前記金属膜120が金属に比べて、シリコン含有量の低いターゲットを用いて形成される場合、酸性及びアルカリ性化学薬品を用いる洗浄工程によって透過及び反射率が変わる問題点が発生するからである。したがって、金属膜120を形成するためのターゲットのシリコン含有量は、50mol%以上であることが望ましく、70mol%以上であることがさらに望ましく、特に、80mol%以上であることが望ましい。前記金属膜120を形成するためのスパッタリングターゲットは、１つのターゲットまたは組成比がそれぞれ異なる2つ以上のスパッタリングターゲットを用いて形成することができる。
金属膜120は、単層膜または2層以上の多層膜の構造を有し、組成比が一定した単一膜または組成比が変わる連続膜の形に形成され、例えば、金属膜120の背面反射率の制御、ストレス制御のための層をさらに含みうる。金属膜120が、例えば、2層構造を有するならば、示したように、下部層は、露光光を主に遮光する遮光膜112で形成され、上部層は、露光光の反射を低減する反射防止膜114で構成される。金属膜120が多層で構成される場合、最外郭表面層は、下部のいかなる層よりも露光波長で反射率が低いことが望ましい。例えば、前記最外郭表面層が反射防止膜114としての役割を行う場合、前記最外郭表面層として役割する単独金属膜は、190nm〜1000nmの波長領域で、反射率4%〜60%、透過率20%〜90%であることが望ましい。
金属膜120は、深さ方向への金属含有量が連続的または段階的に変化する区間を含む。金属膜120は、透明基板110の方向、すなわち、深さ方向に行くほど金属含有量が高い。本発明の目的である微細補助形状パターン(SRFS)を具現可能な解像度と正確度とを果たすためには、金属膜120の厚さ低減が必要である。これによる実験の結果、金属膜120の金属含有量によって金属膜120の厚さ及び耐化学性の特性が変わることを確認した。詳細には、金属及びシリコン化合物に形成された金属膜120において、金属含有量が高い場合、耐酸性、耐アルカリ性のような耐薬品性が悪くなる問題点があり、一方、同一厚さで露光波長に対する光学密度が高い長所を有することを確認した。したがって、金属膜120の形成時に、表面に対して深さ方向に金属含有量を増加させれば、金属膜120の厚さを低減し、表面の耐薬品性は、同一に保持することができる。この際、金属膜120の内部金属含有量の差は、|Max-Min|を基準に、3at%〜40at%であることが望ましく、30at%以下であることがさらに望ましく、5at%〜30at%であることが最も望ましい。これは、金属含有量が3%以下である場合、実質的に金属膜120の厚さ低減が難しく、40%以上である場合、表面耐化学性が落ちるためである。また、パターン形成時に、金属膜120内に急速な金属含有量差が発生すれば、エッチング時のエッチング率を変化させることにより、ネッキング(Necking)のようなパターンプロファイル(Profile)の問題を発生させるためである。
金属膜120は、シリコンの含有量が、金属または成膜時に含まれる反応性ガス成分の含有量よりも高く、面内の深さ方向に含量組成比の変化が連続した区間が選択的に含まれる。金属膜120は、200Å〜600Åの厚さを有し、300Å〜500Åの厚さを有することがさらに望ましい。金属膜120の厚さが200Å以下である場合、露光光を遮光する機能を実質的に行えず、600Å以上である場合、補助形状パターンの具現のための解像度及び正確度が落ちる。
金属膜120は、200nm以下の露光波長で2.5〜3.5の光学密度と、10%〜50%の表面反射率を有する。金属膜120を薄くしつつも、反射率を制御することは実質的に難しい。例えば、遮光膜112、反射防止膜114で構成される金属膜120において、金属膜120を薄くするための方法として、光学密度を増加させるために、遮光膜112の厚さを増加させれば、反射防止膜114の厚さを薄くしうる。しかし、前記構造は、反射防止膜114の厚さが薄いために、露光波長で高い反射率を有し、これは、露光波長に対してフレア(Flare)のような散乱効果を誘発して、微細CD制御を難しくする。一方、10%以下の反射率を有する場合、反射型検査(Inspection)モードで透明基板110との反射感度(Contrast)差発生が難しい。一般的に、合成石英ガラスで製造される透明基板110の反射率は、200nm以下の波長で4%〜6%を示し、これにより、前記遮光膜112との反射モード検査時に感度差が大きくなく、検査の効率性が落ちる。したがって、金属膜120の反射率は、200nm以下の露光波長、特に、193nmの波長で10〜50%であることが望ましく、15%〜40%であることがさらに望ましい。
また、金属膜120は、190nm〜500nmの検査波長で60%以下の表面反射率を有し、45%以下、特に、40%以下の表面反射率を有することがさらに望ましい。金属膜120の欠陥及びパターン検査、またはアライン(Align)用として適用される波長は、193nm、257nm、365nm、488nmのように多様である。この際、金属膜120の反射率が60%以上であれば、高い反射率によって、散乱(Scattering)現象が発生して、検査感度が低くなる問題点が発生する。
金属膜120は、表面粗度が0.5nmRMS以下であり、金属膜120の成膜後、透明基板110に対して、金属膜120の平坦度変化が0.5um以下であり、凹状を有する。金属膜120のパターン形成時に、ストレスリリース(Release)現象が発生すれば、金属膜120の平坦度変化が0.5um以上である場合、急激な平坦度変化によって整列度(Registration)の問題を引き起こすことになる。さらに、その形状(凹状、凸状)が透明基板110に対して相反する場合、整列度問題は、さらに大きく変わる。したがって、金属膜120成膜後の平坦度変化は、0.5um以下でありつつも、透明基板110の平坦度と同じであることが望ましく、0.3um以下の変化を有することがさらに望ましい。
ハードフィルム130は、チタン(Ti)、バナジウム(V)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、ジルコニウム(Zr)、ニオビオム(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)、セレン(Se)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)及びタングステン(W)のうち、1種以上の物質を含む。ハードフィルム130は、前記金属の単独、または金属と酸素(O)、窒素(N)、炭素(C)のうち、1種以上の物質を含んで構成され、クロリン(Chlorine)基盤のガスによってエッチングされる。
ハードフィルム130は、20Å〜200Åの厚さを有し、前記金属膜120に比べて、フッ素(F)系の金属膜エッチング物質に対して20以上のエッチング選択比を有し、金属膜120に比べて、平坦度の変化が0.2umであって、面抵抗1MΩ/□以下である。また、ハードフィルム130は、エッチング時に0.4Å/sec〜2.0Å/secのエッチング率を有し、0.6Å/sec〜1.6Å/secのエッチング率を有することがさらに望ましい。ハードフィルム130のエッチング率が0.4Å以下である場合、エッチング率が過度に低くてパターンプロファイルに問題が発生し、2.0Å/sec以上である場合、ハードフィルム130のパターン形成時に一般的に適用する過渡エッチング(Over Etching)時に、CD偏差が大きく発生することができる。詳細には、ハードフィルム130によるCD偏差を制御するために、ハードフィルム130のエッチング率(Etch Rate)の制御は、微細パターン形成のために重要である。これは、ハードフィルム130のエッチング率が高い場合、薄いハードフィルム130によって微細パターンのCD偏差の制御が難しく、エッチング率が低い場合、レジスト膜140の厚さ軽減が加重されるためである。これを解決するためのハードフィルム130のエッチング率とCD偏差の問題を評価した結果、0.4Å/sec〜2.0Å/secであることが、CD偏差制御において最も容易であった。
ハードフィルム130は、200nm以下の検査波長で前記金属膜120に比べ、3%〜60%の高い反射率差を有し、望ましくは、5%〜20%の反射率差を有し、すなわち、ハードフィルム130に比べて、金属膜120が0.7〜1.4の反射率差を有する。また、ハードフィルム130は、190nm〜300nmの波長で15%〜50%の反射率を有する。
ハードフィルム130は、実質的に厚さが数〜数十Åに過ぎず、これにより、エッチング後のパターン検査、欠陥検査は必須であり、特に、32nm以下22nmの微細パターンが適用されるほど、検査の重要性はさらに高くなる。前記パターン及び欠陥検査は、透過型検査方法と反射型検査方法とがあるが、前記検査方法のうち、透過型検査方法は、下部金属膜120の透過率が低くて、ハードフィルム130との感度差が大きくないために、その利用が不可能である。したがって、ハードフィルム130と金属膜120との反射率差を用いた反射型検査方法を用いてハードフィルム130を検査し、ハードフィルム130と金属膜120との反射率差が発生しなければ、検査の効率性が低くなるために、ハードフィルム130と金属膜120との反射率差を作って検査を効率よく進めることができる。この際、金属膜120の反射率が高い状態は、フレアのようなさらなる問題点を引き起こし、これにより、ハードフィルム130の反射率が、金属膜120に比べて、低いか高いことが望ましく、その差は3%〜50%であることが望ましい。ハードフィルム130と金属膜120との反射率差が3%以下である場合、反射感度が低くて効率的な検査が不可能であり、60%以上である場合、ハードフィルム130の厚さに対する軽減を加重させる。そして、ハードフィルム130に対する金属膜120の反射率比は、0.8〜1.3であることが望ましく、0.7〜1.4であることがさらに望ましい。これは、反射検査モードでは、反射率の絶対値と共に、反射率の相対的な比を用いた場合が高いためである。
金属膜120とハードフィルム130には、その形成前、形成中、または形成後に熱処理のような表面処理が行われる。熱処理は、急速熱処理装置(Rapid Thermal Process;RTP)、真空ホットプレート熱処理(Vacuum Hot-Plate Bake)、プラズマ及びファーネス(Furnace)のうち、1種以上の方法で行える。前記のような表面処理時に、全工程は、10-3torr以下の真空状態で行うことが望ましい。一方、熱処理後のクーリング(Cooling)は、自然クーリング、急速冷却装置を用いた方法で行える。
レジスト膜140の下部には、酸(H+)を含む有機薄膜が選択的にさらに形成され、レジスト膜140は、2，000Å以下、望ましくは、1，500Å以下の厚さを有することができる。
本発明によるフォトマスクは、本発明によるハードマスク用のブランクマスク100を利用してハードフィルム130のパターンを形成した後、これをエッチマスクとして遮光膜120をパターニングして製造し、最終的には、透明基板110上に遮光膜120のパターンが形成された構造を有することになる。この際、遮光膜120のパターンは、前述したハードマスク用のブランクマスク100中の遮光膜120の性質をそのまま有する。
以下、実施例を通じて本発明を具体的に説明するが、実施例は単に本発明の例示及び説明のための目的として使われたものであって、意味限定や特許請求の範囲に記載した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、本発明の技術分野で通常の知識を有する者ならば、実施例から多様な変形及び均等な他の実施例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決められねばならない。
(実施例)
金属膜の設計I(遮光膜の設計)
本発明の実施例による金属膜は、2層構造で形成され、単層、2層以上でも具現可能である。金属膜は、主に遮光機能を有する遮光膜及び前記遮光膜上に具備され、露光光の反射を低減する反射防止膜からなる。遮光膜は、200nm以下の露光波長で光学密度及び厚さに重点をおいて設計される。
金属膜の設計I(遮光膜の設計)
本発明の実施例による金属膜は、2層構造で形成され、単層、2層以上でも具現可能である。金属膜は、主に遮光機能を有する遮光膜及び前記遮光膜上に具備され、露光光の反射を低減する反射防止膜からなる。遮光膜は、200nm以下の露光波長で光学密度及び厚さに重点をおいて設計される。
透明基板としては、複屈折率が2nm/6.3mm以下に制御された6025inchサイズの合成石英ガラス基板が用いられる。前記透明基板上にDCマグネトロン装備で多様な組成を有するモリブデンシリサイド(MoSi)ターゲット及び0.3〜1.6kWの工程パワーで厚さを減少させうる範囲で反応性ガスである窒素の比率を変更して、下記表1のように多様な形態の金属膜を形成した。この際、厚さ範囲を判断するために、193nmで光学密度は2.72に設定し、Varian社のCary-5000装備及びX-rayを用いたXRD装備を用いて測定した。
金属膜の設計II(反射防止膜の設計)
前記実施例1〜10に基づいて、薄い厚さを有し、露光波長に対してフレア現象を低減させる目的で、反射防止膜を下記表2のように形成した。この際、適用された反応性ガスの比率は30〜60%であり、工程パワーは0.3〜1.6kWに設定した。
前記実施例1〜10に基づいて、薄い厚さを有し、露光波長に対してフレア現象を低減させる目的で、反射防止膜を下記表2のように形成した。この際、適用された反応性ガスの比率は30〜60%であり、工程パワーは0.3〜1.6kWに設定した。
したがって、前記実験を通じて厚さが薄く、フレア防止のために反射率が制御された金属膜の形成のためには、遮光膜の場合、金属含有量が高く、反射防止膜の場合、金属含有量が低くなければならないことが分かる。
金属膜の設計III(耐化学性の評価)
金属膜は、フォトマスクの製造時、繰り返して洗浄工程を経ることになり、これにより、SPM及びSC-1のような化学薬品に対する耐化学特性が重要である。したがって、90℃の硫酸:過酸化水素水の比率が10:1であるSPMと、アンモニア水:過酸化水素水:超純水の比率が1:1:5であるSC-1条件で2時間浸漬した後、薄膜の厚さ変化をXRR装備で評価した。追加的に、急速熱処理装置(RTP)を利用して、10motrr〜2motrrの真空条件と350℃の温度で30分間表面熱処理を実施した後、耐化学性評価を実施した。
金属膜は、フォトマスクの製造時、繰り返して洗浄工程を経ることになり、これにより、SPM及びSC-1のような化学薬品に対する耐化学特性が重要である。したがって、90℃の硫酸:過酸化水素水の比率が10:1であるSPMと、アンモニア水:過酸化水素水:超純水の比率が1:1:5であるSC-1条件で2時間浸漬した後、薄膜の厚さ変化をXRR装備で評価した。追加的に、急速熱処理装置(RTP)を利用して、10motrr〜2motrrの真空条件と350℃の温度で30分間表面熱処理を実施した後、耐化学性評価を実施した。
このように、薄く、反射率が30%以内に制御されつつも、耐化学特性に優れた金属膜を得るための実験において、金属膜の遮光膜は金属成分が高く、反射防止膜には金属成分が低くなければならないことが確認できた。
ハードフィルムの設計I
ハードフィルムのCD偏差低減のための実験において、ハードフィルムのエッチング特性評価のために、クロム物質及びクロリン(Chlorine)基盤の反応性ガスを用いて、Cr、CrN、CrC、CrON、CrCO、CrCONなどのそれぞれの組合わせに対して、ドライエッチング率を評価した。この際、それぞれのハードフィルムは、40Åの厚さに制御され、EPD(End Point Detection)を通じてエッチング終点を確認し、工程パワーは、0.3〜1.6kWに設定した。
ハードフィルムのCD偏差低減のための実験において、ハードフィルムのエッチング特性評価のために、クロム物質及びクロリン(Chlorine)基盤の反応性ガスを用いて、Cr、CrN、CrC、CrON、CrCO、CrCONなどのそれぞれの組合わせに対して、ドライエッチング率を評価した。この際、それぞれのハードフィルムは、40Åの厚さに制御され、EPD(End Point Detection)を通じてエッチング終点を確認し、工程パワーは、0.3〜1.6kWに設定した。
これに対して、ハードフィルムのエッチング率によるCD偏差とローディング効果とを一般化した結果、ハードフィルムのエッチング率が増加するほど、ローディング効果に比べて、CD偏差がさらに大きく増加する傾向を示した。これは、ハードフィルムの厚さが40Åと薄いために、ローディング効果に比べて、CD偏差の効果がさらに大きく示されると判断され、この際、微細パターンの許容誤差範囲でエッチング率は、0.4Å/sec〜2.0Å/secの範囲が適正であることを確認した。
ハードフィルムの設計II(反射率差の評価)
ハードフィルムの検査のために表5のように前記実施例22、23、25、27、29での金属膜に対して熱処理を行い、熱処理された金属膜上にハードフィルムを40Åの厚さに成膜した後、Cary-5000装備を用いて193nmでハードフィルムと金属膜との反射率を測定した。
ハードフィルムの検査のために表5のように前記実施例22、23、25、27、29での金属膜に対して熱処理を行い、熱処理された金属膜上にハードフィルムを40Åの厚さに成膜した後、Cary-5000装備を用いて193nmでハードフィルムと金属膜との反射率を測定した。
また、実施例42の金属膜、すなわち、193nmで34.85%の反射率を有する金属膜とハードフィルムの反射率の絶対値を比べた結果、ハードフィルムでの反射率は33.55%を示して絶対値は1.30%を示し、金属膜に比べて、ハードフィルムの反射率の比率は0.96を示して、ハードフィルムと金属膜との反射率感度差が発生したことを確認した。
さらに、ハードフィルムによる反射率差の発生を図5及び図6に基づいて詳しく説明する。
遮光膜は、前述した実施例を参照してMoSi[含有率20:80]ターゲットを用いて、窒素含有量を20%に制御してスパッタリングした。この際、図5に示したように、193nmで遮光膜の反射率(実線)は30%を示した。次いで、ハードフィルムとしてクロムを用いてクロムを4nmの厚さに形成した。これによるハードフィルムの反射率(点線)は、193nmで37%を示して、図5に示されたように遮光膜とハードフィルム表面での反射率差が7%を示して検査が容易であった。
また、遮光膜の形成のためにMoSi[15:85]ターゲットを利用し、窒素含有量は30%に制御して形成した。この際、図6に示したように、遮光膜の厚さは45nmを示し、光学密度は193nmで3.0、反射率(実線)は32%を示した。次いで、ハードフィルムでクロム窒化物(CrN)を4nm厚さに成膜した後、ハードフィルム上で反射率(点線)を測定した結果、193nmで28%を示した。
前述したように、本発明では、遮光膜の金属成分が高く、反射防止膜の金属成分が低く、その厚さを低めて解像度及びパターン正確度を向上させ、反射率が30%以内に制御されつつも、耐化学特性に優れた金属膜を形成した。また、ハードフィルムの窒素含有量が高くなるほど、エッチング率が高く、かつ炭素の含有量が高いほどエッチング率が低いことを確認して、ハードフィルムのエッチング率を適正に制御することによって、CD偏差を低減させ、検査しやすいハードフィルム及び金属膜を設計可能にした。
以上、本発明を特定の実施例に関連付けて図示し、説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、下記特許請求の範囲は、本発明の精神及び分野を離脱しない限り、本発明を多様に改造及び変形可能であるということを当業者ならば、容易に理解できるであろう。
本発明は、半導体デバイスの製造に用いられるフォトマスク関連の技術分野に好適に適用可能である。
110 透明基板
112 遮光膜
114 エッチング阻止膜
120 金属膜
130 ハードフィルム
140 レジスト膜
112 遮光膜
114 エッチング阻止膜
120 金属膜
130 ハードフィルム
140 レジスト膜
Claims (20)
- 透明基板上に金属膜及びハードフィルムが順次に積層されたブランクマスクにおいて、
前記金属膜とハードフィルムは、200nm以下の検査波長で3%〜60%の反射率差を有するブランクマスク。 - 前記金属膜は、前記ハードフィルムよりも反射率が低いか、あるいは高いことを特徴とする請求項１に記載のブランクマスク。
- 前記ハードフィルムに対する前記金属膜の反射率比が200nm以下の検査波長で0.7〜1.4であることを特徴とする請求項１に記載のブランクマスク。
- 前記ハードフィルムは、0.4Å/sec〜1.6Å/secのエッチング率を有することを特徴とする請求項１に記載のブランクマスク。
- 前記ハードフィルムは、チタン(Ti)、バナジウム(V)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、ジルコニウム(Zr)、ニオビオム(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)、セレン(Se)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)及びタングステン(W)のうち、１つ以上の金属物質を含み、窒素(N)、酸素(O)、炭素(C)のうち、1種以上の物質をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のブランクマスク。
- 前記ハードフィルムは、フッ素(F)系の前記金属膜エッチング物質に対して前記金属膜と20以上のエッチング選択比を有することを特徴とする請求項１に記載のブランクマスク。
- 前記ハードフィルムは、20Å〜200Åの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載のブランクマスク。
- 前記金属膜は、200Å〜600Åの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載のブランクマスク。
- 前記金属膜は、200nm以下の露光波長で光学密度が2.5〜3.5であることを特徴とする請求項１に記載のブランクマスク。
- 前記金属膜は、単層または2層以上の多層膜からなり、単一膜または連続膜の形態を有することを特徴とする請求項１に記載のブランクマスク。
- 前記金属膜は、深さ方向に金属の含有量が連続的または段階的に変化される区間を含むことを特徴とする請求項１に記載のブランクマスク。
- 前記金属膜の深さ方向への金属含有量差は、40at%以下であることを特徴とする請求項１１に記載のブランクマスク。
- 前記金属膜は、前記透明基板上に積層された遮光膜及び反射防止膜を含むことを特徴とする請求項１に記載のブランクマスク。
- 前記遮光膜の金属含有量は、前記反射防止膜の金属含有量よりも高いことを特徴とする請求項１３に記載のブランクマスク。
- 前記金属膜は、チタン(Ti)、バナジウム(V)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、ジルコニウム(Zr)、ニオビオム(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)、セレン(Se)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)及びタングステン(W)のうち、１つ以上の金属物質及びシリコン(Si)を含み、窒素(N)、酸素(O)、炭素(C)のうち、1種以上の不純物をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のブランクマスク。
- 前記シリコン(Si)の含有量は、前記金属または前記不純物の含有量よりも高いことを特徴とする請求項１５に記載のブランクマスク。
- 前記金属膜は、200nm以下の露光波長で10%〜50%の反射率を有することを特徴とする請求項１に記載のブランクマスク。
- 前記金属膜は、190nm〜500nmの検査波長で60%以下の反射率を有す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に記載のブランクマスクで製造されたフォトマスク。
- 請求項14に記載のブランクマスクで製造されたフォトマスク。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110105833A KR101172698B1 (ko) | 2011-10-17 | 2011-10-17 | 블랭크 마스크, 포토마스크 및 그의 제조방법 |
| KR10-2011-0105833 | 2011-10-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013088814A true JP2013088814A (ja) | 2013-05-13 |
Family
ID=47113331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012227855A Pending JP2013088814A (ja) | 2011-10-17 | 2012-10-15 | ブランクマスク及びこれを用いたフォトマスク |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8846276B2 (ja) |
| JP (1) | JP2013088814A (ja) |
| KR (1) | KR101172698B1 (ja) |
| CN (1) | CN103048874B (ja) |
| TW (1) | TWI501023B (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015219290A (ja) * | 2014-05-14 | 2015-12-07 | Hoya株式会社 | フォトマスクの製造方法及びフォトマスク基板 |
| JP2016033652A (ja) * | 2014-07-30 | 2016-03-10 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランクの設計方法及びフォトマスクブランク |
| JP2016057577A (ja) * | 2014-09-12 | 2016-04-21 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク |
| WO2017169587A1 (ja) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | Hoya株式会社 | マスクブランク、マスクブランクの製造方法、転写用マスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法 |
| KR20180000552A (ko) * | 2016-06-23 | 2018-01-03 | 주식회사 에스앤에스텍 | 블랭크 마스크, 위상반전 포토마스크 및 그의 제조 방법 |
| JP2018028708A (ja) * | 2017-12-05 | 2018-02-22 | Hoya株式会社 | フォトマスクの製造方法及びフォトマスク基板 |
| KR20190002334A (ko) * | 2017-06-29 | 2019-01-08 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 포토마스크 블랭크 및 포토마스크 |
| JP2019066876A (ja) * | 2014-07-30 | 2019-04-25 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク |
| JP2019079075A (ja) * | 2019-02-05 | 2019-05-23 | Hoya株式会社 | フォトマスクの製造方法及びフォトマスク基板 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101713382B1 (ko) * | 2013-11-22 | 2017-03-07 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 극자외선 리소그래피 공정 및 마스크 |
| KR101504557B1 (ko) * | 2014-03-23 | 2015-03-20 | 주식회사 에스앤에스텍 | 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토 마스크 |
| JP6626813B2 (ja) * | 2016-03-16 | 2019-12-25 | エスアンドエス テック カンパニー リミテッド | 位相反転ブランクマスク及びフォトマスク |
| JP6998181B2 (ja) * | 2017-11-14 | 2022-02-04 | アルバック成膜株式会社 | マスクブランク、位相シフトマスクおよびその製造方法 |
| JP7062480B2 (ja) * | 2018-03-22 | 2022-05-06 | アルバック成膜株式会社 | マスクブランクスおよびフォトマスク、その製造方法 |
| EP3556910B1 (en) * | 2018-04-20 | 2023-10-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor device having porous region embedded structure and method of manufacture thereof |
| KR20200007623A (ko) * | 2018-07-13 | 2020-01-22 | 주식회사 에스앤에스텍 | 블랭크 마스크, 포토마스크 및 이의 제조 방법 |
| JP2020013100A (ja) | 2018-07-13 | 2020-01-23 | エスアンドエス テック カンパニー リミテッド | ブランクマスク、フォトマスク及びその製造方法 |
| CN109686662B (zh) * | 2018-12-26 | 2020-11-06 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | 薄膜晶体管的栅极制作方法 |
| KR102169572B1 (ko) * | 2018-12-26 | 2020-10-23 | 주식회사 에스앤에스텍 | 블랭크 마스크 및 포토마스크 |
| KR102503790B1 (ko) * | 2021-10-07 | 2023-02-23 | 에스케이엔펄스 주식회사 | 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010009001A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | S & S Tech Co Ltd | ブランクマスク、フォトマスク及びその製造方法 |
| JP2011129611A (ja) * | 2009-12-16 | 2011-06-30 | Dainippon Printing Co Ltd | 反射型マスクの製造方法 |
| JP2011171457A (ja) * | 2010-02-17 | 2011-09-01 | Dainippon Printing Co Ltd | 反射型マスクブランクス及び反射型マスク、その製造方法、並びに検査方法 |
| WO2011108470A1 (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-09 | 旭硝子株式会社 | Ｅｕｖリソグラフィ用反射型マスクブランクおよびその製造方法 |
| JP2011181810A (ja) * | 2010-03-03 | 2011-09-15 | Asahi Glass Co Ltd | Ｅｕｖリソグラフィ用反射型マスクブランクスの製造方法 |
| JP2011187746A (ja) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Dainippon Printing Co Ltd | 反射型マスクブランクス、反射型マスク、およびその製造方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4212025B2 (ja) * | 2002-07-04 | 2009-01-21 | Ｈｏｙａ株式会社 | 反射型マスクブランクス及び反射型マスク並びに反射型マスクの製造方法 |
| KR100864375B1 (ko) | 2006-01-03 | 2008-10-21 | 주식회사 에스앤에스텍 | 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크의 제조방법 |
| JP4883278B2 (ja) * | 2006-03-10 | 2012-02-22 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法 |
| CN102067283A (zh) * | 2008-06-19 | 2011-05-18 | 旭硝子株式会社 | Euv光刻用反射型掩模基板 |
| KR100948770B1 (ko) | 2008-06-27 | 2010-03-24 | 주식회사 에스앤에스텍 | 블랭크 마스크, 포토마스크 및 이의 제조 방법 |
| CN102203906B (zh) * | 2008-10-30 | 2013-10-09 | 旭硝子株式会社 | Euv光刻用反射型掩模坯料 |
| EP2453464A1 (en) * | 2009-07-08 | 2012-05-16 | Asahi Glass Company, Limited | Euv-lithography reflection-type mask blank |
| KR20110085737A (ko) | 2010-01-21 | 2011-07-27 | 주식회사 에스앤에스텍 | 블랭크 마스크 및 포토마스크 및 그의 제조 방법 |
-
2011
- 2011-10-17 KR KR1020110105833A patent/KR101172698B1/ko active Active
-
2012
- 2012-10-15 JP JP2012227855A patent/JP2013088814A/ja active Pending
- 2012-10-16 TW TW101138108A patent/TWI501023B/zh active
- 2012-10-17 CN CN201210407024.XA patent/CN103048874B/zh active Active
- 2012-10-17 US US13/653,698 patent/US8846276B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010009001A (ja) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | S & S Tech Co Ltd | ブランクマスク、フォトマスク及びその製造方法 |
| JP2011129611A (ja) * | 2009-12-16 | 2011-06-30 | Dainippon Printing Co Ltd | 反射型マスクの製造方法 |
| JP2011171457A (ja) * | 2010-02-17 | 2011-09-01 | Dainippon Printing Co Ltd | 反射型マスクブランクス及び反射型マスク、その製造方法、並びに検査方法 |
| WO2011108470A1 (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-09 | 旭硝子株式会社 | Ｅｕｖリソグラフィ用反射型マスクブランクおよびその製造方法 |
| JP2011181810A (ja) * | 2010-03-03 | 2011-09-15 | Asahi Glass Co Ltd | Ｅｕｖリソグラフィ用反射型マスクブランクスの製造方法 |
| JP2011187746A (ja) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Dainippon Printing Co Ltd | 反射型マスクブランクス、反射型マスク、およびその製造方法 |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015219290A (ja) * | 2014-05-14 | 2015-12-07 | Hoya株式会社 | フォトマスクの製造方法及びフォトマスク基板 |
| JP2019066876A (ja) * | 2014-07-30 | 2019-04-25 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク |
| JP2016033652A (ja) * | 2014-07-30 | 2016-03-10 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランクの設計方法及びフォトマスクブランク |
| KR102116205B1 (ko) * | 2014-07-30 | 2020-05-27 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 포토마스크 블랭크의 설계 방법 및 포토마스크 블랭크 |
| KR20190047671A (ko) * | 2014-07-30 | 2019-05-08 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 포토마스크 블랭크의 설계 방법 및 포토마스크 블랭크 |
| US9798230B2 (en) | 2014-09-12 | 2017-10-24 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Photomask blank |
| JP2016057577A (ja) * | 2014-09-12 | 2016-04-21 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク |
| JPWO2017169587A1 (ja) * | 2016-03-29 | 2018-04-05 | Hoya株式会社 | マスクブランク、マスクブランクの製造方法、転写用マスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法 |
| WO2017169587A1 (ja) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | Hoya株式会社 | マスクブランク、マスクブランクの製造方法、転写用マスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法 |
| JP2019082737A (ja) * | 2016-03-29 | 2019-05-30 | Hoya株式会社 | マスクブランク、マスクブランクの製造方法、転写用マスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法 |
| KR20180000552A (ko) * | 2016-06-23 | 2018-01-03 | 주식회사 에스앤에스텍 | 블랭크 마스크, 위상반전 포토마스크 및 그의 제조 방법 |
| KR102109865B1 (ko) * | 2016-06-23 | 2020-05-13 | (주)에스앤에스텍 | 블랭크 마스크, 위상반전 포토마스크 및 그의 제조 방법 |
| KR20190002334A (ko) * | 2017-06-29 | 2019-01-08 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 포토마스크 블랭크 및 포토마스크 |
| CN109212895A (zh) * | 2017-06-29 | 2019-01-15 | 信越化学工业株式会社 | 光掩模坯料和光掩模 |
| JP2019012132A (ja) * | 2017-06-29 | 2019-01-24 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランク及びフォトマスク |
| KR102293214B1 (ko) | 2017-06-29 | 2021-08-24 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 포토마스크 블랭크 및 포토마스크 |
| JP2018028708A (ja) * | 2017-12-05 | 2018-02-22 | Hoya株式会社 | フォトマスクの製造方法及びフォトマスク基板 |
| JP2019079075A (ja) * | 2019-02-05 | 2019-05-23 | Hoya株式会社 | フォトマスクの製造方法及びフォトマスク基板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20130095415A1 (en) | 2013-04-18 |
| US8846276B2 (en) | 2014-09-30 |
| CN103048874A (zh) | 2013-04-17 |
| CN103048874B (zh) | 2015-09-02 |
| KR101172698B1 (ko) | 2012-09-13 |
| TWI501023B (zh) | 2015-09-21 |
| TW201321887A (zh) | 2013-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101172698B1 (ko) | 블랭크 마스크, 포토마스크 및 그의 제조방법 | |
| TWI540378B (zh) | 相位偏移光罩母模、相位偏移光罩及相位偏移光罩母模之製造方法 | |
| JP6599281B2 (ja) | マスクブランク、位相シフトマスク、位相シフトマスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法 | |
| TWI671585B (zh) | 相移空白罩幕以及相移光罩 | |
| JP6666951B2 (ja) | 位相反転ブランクマスク及びフォトマスク | |
| CN103376641B (zh) | 相移空白掩模及其制造方法 | |
| TWI683174B (zh) | 遮罩基底、相位轉移遮罩、相位轉移遮罩之製造方法及半導體元件之製造方法 | |
| TWI778231B (zh) | 遮罩基底、相位轉移遮罩以及半導體元件之製造方法 | |
| CN106547167B (zh) | 光掩模坯、制备方法和光掩模 | |
| CN111801618B (zh) | 掩模坯料、相移掩模及半导体器件的制造方法 | |
| JP6430155B2 (ja) | マスクブランク、位相シフトマスク、位相シフトマスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法 | |
| CN104516193B (zh) | 空白掩模和光掩模 | |
| JP2019040200A (ja) | マスクブランク、位相シフトマスク、位相シフトマスクの製造方法及び半導体デバイスの製造方法 | |
| KR100864375B1 (ko) | 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크의 제조방법 | |
| CN112740105A (zh) | 掩模坯料、转印用掩模及半导体器件的制造方法 | |
| TWI788304B (zh) | 半色調相移型空白光罩、其製造方法及半色調相移型光罩 | |
| US20230142180A1 (en) | Mask blank, transfer mask, and method of manufacturing semiconductor device | |
| TWI607279B (zh) | 相移空白遮罩及用其製造之光遮罩 | |
| CN115769144B (zh) | 掩模坯料、相移掩模、相移掩模的制造方法及半导体器件的制造方法 | |
| TWI400559B (zh) | 灰度光罩基板及光罩製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131030 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131112 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140121 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140610 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140903 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150127 |