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JP2021148826A - Mask blank, phase shift mask, and production method - Google Patents

Mask blank, phase shift mask, and production method Download PDF

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JP2021148826A
JP2021148826A JP2020045373A JP2020045373A JP2021148826A JP 2021148826 A JP2021148826 A JP 2021148826A JP 2020045373 A JP2020045373 A JP 2020045373A JP 2020045373 A JP2020045373 A JP 2020045373A JP 2021148826 A JP2021148826 A JP 2021148826A
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Abstract

To provide a phase shift mask that is excellent in the accuracy of optical properties and can achieve improved accuracy of a pattern shape.SOLUTION: A mask blank 10B has a layer to be a phase shift mask 10, the mask blank having a phase shift layer 12 put on a transparent substrate 11, and a light-blocking layer 13 at a position more remote from the transparent substrate than the phase shift layer. The light-blocking layer has chromium, the phase shift layer has molybdenum silicide and carbon, and the carbon level is from 5 atm% to 15 atm%.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明はマスクブランクス、位相シフトマスク、製造方法に用いて好適な技術に関する。 The present invention relates to mask blanks, phase shift masks, and techniques suitable for use in manufacturing methods.

近年、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイともにパネルの高精細化が大きく進行しており、それに伴いフォトマスクの微細化も進展している。そのため、従来から用いられている遮光膜を用いたマスクだけでなく、エッヂ強調型の位相シフトマスクの必要性が高まって来ている。 In recent years, the miniaturization of panels for both liquid crystal displays and organic EL displays has greatly progressed, and along with this, the miniaturization of photomasks has also progressed. Therefore, there is an increasing need for an edge-enhanced phase-shift mask as well as a mask using a light-shielding film that has been conventionally used.

ラインアンドスペースのパターンおよびコンタクトホールのパターンともに微細化が求められており、位相シフトマスクを用いてこれらの微細パターンを形成することが必要になってきている。 Both the line-and-space pattern and the contact hole pattern are required to be miniaturized, and it is becoming necessary to form these fine patterns using a phase shift mask.

たとえば、コンタクトホールパターンにおいては、露光の際に大きなコントラストを求められるので、モリブデンシリサイド膜のようなシリサイド膜で位相シフト層を形成し、その上にクロム膜のような金属膜でバイナリー層を形成されたリム型の位相シフトマスクが用いられることが望ましい。 For example, in a contact hole pattern, a large contrast is required during exposure, so a phase shift layer is formed with a silicide film such as a molybdenum silicide film, and a binary layer is formed on the phase shift layer with a metal film such as a chromium film. It is desirable to use a rim-type phase shift mask.

位相シフト層は、例えばi線(波長365nm)において、透過率が5%や20%になるように設定するとともに、位相が180°になるように設定される。このため、位相シフト層は、あらかじめ光学定数と膜厚とを調整することが必要である。したがって、モリブデンシリサイド膜を用いて位相シフト層を形成する場合には、モリブデンシリサイド膜の膜厚が120〜140nm程度の比較的厚い膜厚になる。 The phase shift layer is set so that the transmittance is 5% or 20% and the phase is 180 ° on the i-line (wavelength 365 nm), for example. Therefore, it is necessary to adjust the optical constant and the film thickness of the phase shift layer in advance. Therefore, when the phase shift layer is formed using the molybdenum silicide film, the film thickness of the molybdenum silicide film is relatively thick, about 120 to 140 nm.

ディスプレイ用のマスクは、パターニングの際にウエットエッチングを用いることが一般的である。モリブデンシリサイド膜のようなシリサイド膜で位相シフト層を形成し他の場合には、フッ酸等を含むエッチャント(エッチング液)を用いる。 A mask for a display generally uses wet etching at the time of patterning. A phase shift layer is formed of a silicide film such as a molybdenum silicide film, and in other cases, an etchant (etching solution) containing hydrofluoric acid or the like is used.

特開2018−040890号公報JP-A-2018-040890

しかし、モリブデンシリサイド膜の膜厚が120〜140nm程度の比較的厚い膜厚であると、位相シフト膜狼のウエットエッチング時間が長くなる。このため、ウエットエッチング時間が長くなる場合には、必然的にオーバーエッチング時間も長くなってしまう。 However, if the film thickness of the molybdenum silicide film is relatively thick, such as about 120 to 140 nm, the wet etching time of the phase shift film wolf becomes long. Therefore, when the wet etching time becomes long, the over-etching time inevitably becomes long.

ここで、モリブデンシリサイド膜をウエットエッチングするためには、エッチング液にフッ酸を含有する薬液を用いることが必要なために、モリブデンシリサイドをエッチングする際のオーバーエッチングの際に、フッ酸を含有するエッチング液によりガラス基板がエッチングされてしまう。 Here, in order to wet-etch the molybdenum silicide film, it is necessary to use a chemical solution containing hydrofluoric acid as the etching solution. The glass substrate is etched by the etching solution.

このように、パターン形成時にガラス等の透明基板にダメージを与えてしまい、位相シフトマスクとしての光学特性が所定の範囲から外れる可能性があるという問題が生じる。 As described above, there is a problem that the transparent substrate such as glass is damaged at the time of pattern formation, and the optical characteristics of the phase shift mask may deviate from a predetermined range.

さらに、ウエットエッチングによりパターン形成をおこなうと、位相シフトマスクの断面形状がテーパー形状になるなど、パターン形状正確性が低下してしまい、マスクパターンの線幅の設定値が変化する、あるいは、線幅ばらつきが大きくなる等の問題が発生することがわかった。 Further, when the pattern is formed by wet etching, the accuracy of the pattern shape is lowered, such as the cross-sectional shape of the phase shift mask becoming tapered, and the set value of the line width of the mask pattern changes, or the line width is changed. It was found that problems such as large variations occur.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
1.光学特性を正確に設定した位相シフトマスクの製造を可能とすること。
2.パターン形成における基板へのエッチングによる影響を低減すること。
3.形成したパターンにおける断面形状の正確性を向上すること。
4.位相シフトマスクの高精細化を可能とすること。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to achieve the following objects.
1. 1. To enable the manufacture of phase shift masks with accurate optical characteristics.
2. To reduce the influence of etching on the substrate in pattern formation.
3. 3. To improve the accuracy of the cross-sectional shape in the formed pattern.
4. To enable high definition of the phase shift mask.

本発明のマスクブランクスは、位相シフトマスクとなる層を有するマスクブランクスであって、
透明基板に積層された位相シフト層と、
前記位相シフト層よりも前記透明基板から離間する位置に設けられた遮光層と、
を有し、
前記遮光層がクロムを含有し、
前記位相シフト層がモリブデンシリサイドと炭素とを含有し、炭素濃度が5atm%〜15atm%の範囲を有する
ことにより上記課題を解決した。
本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層が窒素を含有し、窒素濃度が30atm%〜40atm%の範囲を有する
ことができる。
本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層が酸素を含有し、酸素濃度が8atm%〜15atm%の範囲を有する
ことができる。
本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層において、モリブデン濃度が20atm%〜30atm%の範囲を有する
ことができる。
本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層において、シリコン濃度が10atm%〜25atm%の範囲を有する
ことができる。
本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層において、抵抗率が、
5.5×10−1Ωcm以下の範囲を有する
ことができる。
本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層において、モリブデンとシリコンとの組成比が、
1 ≦ Si/Mo
に設定される
ことができる。
本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層は、膜厚が、
100nm〜200nmの範囲
に設定される
ことができる。
本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層において、前記遮光層に近接する表面の炭素濃度が、前記透明基板に近接する位置の炭素濃度よりも低い
ことができる。
本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層において、膜厚方向で前記遮光層から前記透明基板に向かう方向に、炭素濃度が増加する濃度傾斜を有する
ことができる。
本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層において、前記遮光層に近接する表面の炭素濃度が、前記透明基板に近接する表面の炭素濃度よりも20%以上低い
ことができる。
本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層は、膜厚方向において前記遮光層に近接する位置に、前記位相シフト層における炭素濃度の最大値と最小値との半値よりも低い炭素濃度である低炭素領域を有する
ことができる。
本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層において、前記低炭素領域の膜厚が、前記位相シフト層の膜厚に対して、
1/4以下の範囲
に設定される
ことができる。
本発明のマスクブランクスの製造方法は、上記のいずれか記載のマスクブランクスの製造方法であって、
前記透明基板にスパッタリングによりモリブデンシリサイドと炭素とを含有する前記位相シフト層を積層する位相シフト層形成工程と、
前記位相シフト層よりも前記透明基板から離間する位置にクロムを含有する前記遮光層を積層する遮光層形成工程と、
を有し、
前記位相シフト層形成工程において、
スパッタリングにおける供給ガスとして、炭素含有ガスの分圧を設定することにより炭素濃度を膜厚方向に制御して形成する
ことができる。
本発明のマスクブランクスの製造方法は、前記位相シフト層形成工程において、モリブデンとシリコンとの組成比が、
2.3 ≦ Si/Mo ≦ 3.0
に設定されたターゲットを用いる
ことができる。
本発明のマスクブランクスの製造方法は、前記位相シフト層形成工程において、
前記炭素含有ガスの分圧を設定することにより、炭素濃度の減少にともなって前記位相シフト層における抵抗率を増大する
ことができる。
本発明のマスクブランクスの製造方法は、前記位相シフト層形成工程において、
スパッタリングにおける供給ガスとして、窒素含有ガスの分圧を設定することにより、窒素含有率の増減にともなって前記位相シフト層における抵抗率を増減する
ことができる。
本発明の位相シフトマスクは、上記のいずれか記載のマスクブランクスから製造されることができる。
本発明の位相シフトマスクの製造方法は、上記の位相シフトマスクの製造方法であって、
前記位相シフト層にパターンを形成する位相シフトパターン形成工程と、
前記遮光層にパターンを形成する遮光パターン形成工程と、
を有し、
前記位相シフトパターン形成工程におけるエッチング液と、前記前記遮光パターン形成工程におけるエッチング液と、が異なる
ことができる。
The mask blanks of the present invention are mask blanks having a layer serving as a phase shift mask.
The phase shift layer laminated on the transparent substrate and
A light-shielding layer provided at a position farther from the transparent substrate than the phase shift layer,
Have,
The light-shielding layer contains chromium and
The above problem was solved by the phase shift layer containing molybdenum silicide and carbon and having a carbon concentration in the range of 5 atm% to 15 atm%.
In the mask blanks of the present invention, the phase shift layer contains nitrogen and the nitrogen concentration can be in the range of 30 atm% to 40 atm%.
In the mask blanks of the present invention, the phase shift layer contains oxygen, and the oxygen concentration can be in the range of 8 atm% to 15 atm%.
The mask blanks of the present invention can have a molybdenum concentration in the range of 20 atm% to 30 atm% in the phase shift layer.
The mask blanks of the present invention can have a silicon concentration in the range of 10 atm% to 25 atm% in the phase shift layer.
The mask blanks of the present invention have a resistivity in the phase shift layer.
It can have a range of 5.5 × 10 -1 Ωcm or less.
The mask blanks of the present invention have a composition ratio of molybdenum and silicon in the phase shift layer.
1 ≤ Si / Mo
Can be set to.
In the mask blanks of the present invention, the phase shift layer has a film thickness.
It can be set in the range of 100 nm to 200 nm.
In the mask blanks of the present invention, in the phase shift layer, the carbon concentration on the surface close to the light-shielding layer can be lower than the carbon concentration at the position close to the transparent substrate.
The mask blanks of the present invention can have a concentration gradient in the phase shift layer in which the carbon concentration increases in the direction from the light-shielding layer to the transparent substrate in the film thickness direction.
In the mask blanks of the present invention, in the phase shift layer, the carbon concentration on the surface close to the light-shielding layer can be 20% or more lower than the carbon concentration on the surface close to the transparent substrate.
In the mask blanks of the present invention, the phase shift layer has a carbon concentration lower than half the maximum and minimum values of the carbon concentration in the phase shift layer at a position close to the light shielding layer in the film thickness direction. It can have a carbon region.
In the mask blanks of the present invention, in the phase shift layer, the film thickness of the low carbon region is larger than the film thickness of the phase shift layer.
It can be set in the range of 1/4 or less.
The method for producing a mask blank of the present invention is the method for producing a mask blank according to any one of the above.
A phase shift layer forming step of laminating the phase shift layer containing molybdenum silicide and carbon on the transparent substrate by sputtering.
A light-shielding layer forming step of laminating the light-shielding layer containing chromium at a position separated from the transparent substrate by the phase shift layer, and a light-shielding layer forming step.
Have,
In the phase shift layer forming step,
By setting the partial pressure of the carbon-containing gas as the supply gas in sputtering, the carbon concentration can be controlled in the film thickness direction to form the gas.
In the method for producing mask blanks of the present invention, the composition ratio of molybdenum and silicon in the phase shift layer forming step is determined.
2.3 ≤ Si / Mo ≤ 3.0
The target set in can be used.
The method for producing mask blanks of the present invention is in the phase shift layer forming step.
By setting the partial pressure of the carbon-containing gas, the resistivity in the phase shift layer can be increased as the carbon concentration decreases.
The method for producing mask blanks of the present invention is in the phase shift layer forming step.
By setting the partial pressure of the nitrogen-containing gas as the supply gas in sputtering, the resistivity in the phase shift layer can be increased or decreased as the nitrogen content increases or decreases.
The phase shift mask of the present invention can be manufactured from the mask blanks described in any of the above.
The method for manufacturing a phase shift mask of the present invention is the above-mentioned method for manufacturing a phase shift mask.
A phase shift pattern forming step of forming a pattern on the phase shift layer and
A light-shielding pattern forming step of forming a pattern on the light-shielding layer,
Have,
The etching solution in the phase shift pattern forming step and the etching solution in the light-shielding pattern forming step can be different.

本発明のマスクブランクスは、位相シフトマスクとなる層を有するマスクブランクスであって、
透明基板に積層された位相シフト層と、
前記位相シフト層よりも前記透明基板から離間する位置に設けられた遮光層と、
を有し、
前記遮光層がクロムを含有し、
前記位相シフト層がモリブデンシリサイドと炭素とを含有し、炭素濃度が8atm%〜15atm%の範囲を有する。
これにより、位相シフト層であるモリブデンシリサイド膜におけるエッチングレートを増加して、速いエッチングにより位相シフトパターンを形成することが可能になる。これにより、マスクブランクスから位相シフトマスクの製造において、位相シフト層から位相シフトパターンを形成する際に、フッ酸を含有するエッチング液によってモリブデンシリサイド膜から形成された位相シフト層をエッチングした場合でも、必要なエッチング時間を短縮してオーバーエッチングを抑制し、ガラス基板である透明基板に対するフッ酸でのエッチングによる影響を低減することができる。
The mask blanks of the present invention are mask blanks having a layer serving as a phase shift mask.
The phase shift layer laminated on the transparent substrate and
A light-shielding layer provided at a position farther from the transparent substrate than the phase shift layer,
Have,
The light-shielding layer contains chromium and
The phase shift layer contains molybdenum silicide and carbon, and has a carbon concentration in the range of 8 atm% to 15 atm%.
As a result, the etching rate in the molybdenum silicide film which is the phase shift layer can be increased, and the phase shift pattern can be formed by fast etching. As a result, in the production of the phase shift mask from the mask blanks, when the phase shift pattern is formed from the phase shift layer, even when the phase shift layer formed from the molybdenum silicide film is etched by the etching solution containing hydrofluoric acid, even when the phase shift layer is etched. It is possible to shorten the required etching time, suppress over-etching, and reduce the influence of etching with hydrofluoric acid on a transparent substrate which is a glass substrate.

本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層が窒素を含有し、窒素濃度が30atm%〜40atm%の範囲を有する。
これにより、所望の光学特性を有する位相シフト層を形成することが可能になるとともに、位相シフト層であるモリブデンシリサイド膜におけるエッチングレートを増加して、速いエッチングにより位相シフトパターンを形成し、ガラス基板におけるエッチングの影響を抑制することが可能になる。
In the mask blanks of the present invention, the phase shift layer contains nitrogen and the nitrogen concentration ranges from 30 atm% to 40 atm%.
This makes it possible to form a phase shift layer having desired optical characteristics, increase the etching rate in the molybdenum silicide film which is the phase shift layer, form a phase shift pattern by fast etching, and form a glass substrate. It becomes possible to suppress the influence of etching in.

本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層が酸素を含有し、酸素濃度が8atm%〜15atm%の範囲を有する。
これにより、所望の光学特性を有する位相シフト層を形成することが可能になるとともに、位相シフト層であるモリブデンシリサイド膜におけるエッチングレートを増加して、速いエッチングにより位相シフトパターンを形成し、ガラス基板におけるエッチングの影響を抑制することが可能になる。
In the mask blanks of the present invention, the phase shift layer contains oxygen and the oxygen concentration ranges from 8 atm% to 15 atm%.
This makes it possible to form a phase shift layer having desired optical characteristics, increase the etching rate in the molybdenum silicide film which is the phase shift layer, form a phase shift pattern by fast etching, and form a glass substrate. It becomes possible to suppress the influence of etching in.

本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層において、モリブデン濃度が20atm%〜30atm%の範囲を有する。
これにより、所望の光学特性を有する位相シフト層を形成することが可能になるとともに、位相シフト層であるモリブデンシリサイド膜におけるエッチングレートを増加して、速いエッチングにより位相シフトパターンを形成し、ガラス基板におけるエッチングの影響を抑制することが可能になる。
The mask blanks of the present invention have a molybdenum concentration in the range of 20 atm% to 30 atm% in the phase shift layer.
This makes it possible to form a phase shift layer having desired optical characteristics, increase the etching rate in the molybdenum silicide film which is the phase shift layer, form a phase shift pattern by fast etching, and form a glass substrate. It becomes possible to suppress the influence of etching in.

本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層において、シリコン濃度が10atm%〜25atm%の範囲を有する。
これにより、所望の光学特性を有する位相シフト層を形成することが可能になるとともに、位相シフト層であるモリブデンシリサイド膜におけるエッチングレートを増加して、速いエッチングにより位相シフトパターンを形成し、ガラス基板におけるエッチングの影響を抑制することが可能になる。
The mask blanks of the present invention have a silicon concentration in the range of 10 atm% to 25 atm% in the phase shift layer.
This makes it possible to form a phase shift layer having desired optical characteristics, increase the etching rate in the molybdenum silicide film which is the phase shift layer, form a phase shift pattern by fast etching, and form a glass substrate. It becomes possible to suppress the influence of etching in.

本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層において、抵抗率が、
5.5×10−1Ωcm以下の範囲を有する。
これにより、所望の光学特性を有する位相シフト層を形成することが可能になるとともに、位相シフト層であるモリブデンシリサイド膜におけるエッチングレートを増加して、速いエッチングにより位相シフトパターンを形成し、ガラス基板におけるエッチングの影響を抑制することが可能になる。
The mask blanks of the present invention have a resistivity in the phase shift layer.
It has a range of 5.5 × 10 -1 Ωcm or less.
This makes it possible to form a phase shift layer having desired optical characteristics, increase the etching rate in the molybdenum silicide film which is the phase shift layer, form a phase shift pattern by fast etching, and form a glass substrate. It becomes possible to suppress the influence of etching in.

本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層において、モリブデンとシリコンとの組成比が、
1 ≦ Si/Mo
に設定される。
これにより、所望の光学特性を有する位相シフト層を形成することが可能になるとともに、位相シフト層であるモリブデンシリサイド膜におけるエッチングレートを増加して、速いエッチングにより位相シフトパターンを形成し、ガラス基板におけるエッチングの影響を抑制することが可能になる。
The mask blanks of the present invention have a composition ratio of molybdenum and silicon in the phase shift layer.
1 ≤ Si / Mo
Is set to.
This makes it possible to form a phase shift layer having desired optical characteristics, increase the etching rate in the molybdenum silicide film which is the phase shift layer, form a phase shift pattern by fast etching, and form a glass substrate. It becomes possible to suppress the influence of etching in.

本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層は、膜厚が、
100nm〜200nmの範囲
に設定される。
これにより、所望の光学特性を有する位相シフト層を形成することが可能になるとともに、位相シフト層であるモリブデンシリサイド膜におけるエッチングレートを増加して、速いエッチングにより位相シフトパターンを形成し、ガラス基板におけるエッチングの影響を抑制することが可能になる。
In the mask blanks of the present invention, the phase shift layer has a film thickness.
It is set in the range of 100 nm to 200 nm.
This makes it possible to form a phase shift layer having desired optical characteristics, increase the etching rate in the molybdenum silicide film which is the phase shift layer, form a phase shift pattern by fast etching, and form a glass substrate. It becomes possible to suppress the influence of etching in.

本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層において、前記遮光層に近接する表面の炭素濃度が、前記透明基板に近接する位置の炭素濃度よりも低い。
これにより、所望の光学特性を有する位相シフト層を形成することが可能になるとともに、位相シフト層であるモリブデンシリサイド膜におけるエッチングレートを増加して、速いエッチングにより位相シフトパターンを形成し、ガラス基板におけるエッチングの影響を抑制することが可能になる。
In the mask blanks of the present invention, in the phase shift layer, the carbon concentration on the surface close to the light-shielding layer is lower than the carbon concentration at the position close to the transparent substrate.
This makes it possible to form a phase shift layer having desired optical characteristics, increase the etching rate in the molybdenum silicide film which is the phase shift layer, form a phase shift pattern by fast etching, and form a glass substrate. It becomes possible to suppress the influence of etching in.

本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層において、膜厚方向で前記遮光層から前記透明基板に向かう方向に、炭素濃度が増加する濃度傾斜を有する。
これにより、所望の光学特性を有する位相シフト層を形成することが可能になるとともに、位相シフト層であるモリブデンシリサイド膜におけるエッチングレートを増加して、速いエッチングにより位相シフトパターンを形成し、モリブデンシリサイド膜である位相シフトパターンの断面形状を正確に形成することが可能である。
The mask blanks of the present invention have a concentration gradient in the phase shift layer in which the carbon concentration increases in the direction from the light-shielding layer to the transparent substrate in the film thickness direction.
This makes it possible to form a phase shift layer having desired optical characteristics, increase the etching rate of the molybdenum silicide film which is the phase shift layer, and form a phase shift pattern by fast etching to form a phase shift pattern. It is possible to accurately form the cross-sectional shape of the phase shift pattern, which is a film.

本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層において、前記遮光層に近接する表面の炭素濃度が、前記透明基板に近接する表面の炭素濃度よりも20%以上低い。
これにより、所望の光学特性を有する位相シフト層を形成することが可能になるとともに、位相シフト層であるモリブデンシリサイド膜におけるエッチングレートを増加して、速いエッチングにより位相シフトパターンを形成し、モリブデンシリサイド膜である位相シフトパターンの断面形状を正確に形成することが可能である。
In the mask blanks of the present invention, in the phase shift layer, the carbon concentration on the surface close to the light-shielding layer is 20% or more lower than the carbon concentration on the surface close to the transparent substrate.
This makes it possible to form a phase shift layer having desired optical characteristics, increase the etching rate of the molybdenum silicide film which is the phase shift layer, and form a phase shift pattern by fast etching to form a phase shift pattern. It is possible to accurately form the cross-sectional shape of the phase shift pattern, which is a film.

本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層は、膜厚方向において前記遮光層に近接する位置に、前記位相シフト層における炭素濃度の最大値と最小値との半値よりも低い炭素濃度である低炭素領域を有する。
これにより、所望の光学特性を有する位相シフト層を形成することが可能になるとともに、位相シフト層であるモリブデンシリサイド膜におけるエッチングレートを増加して、速いエッチングにより位相シフトパターンを形成し、モリブデンシリサイド膜である位相シフトパターンの断面形状を正確に形成することが可能である。
In the mask blanks of the present invention, the phase shift layer has a carbon concentration lower than half the maximum and minimum values of the carbon concentration in the phase shift layer at a position close to the light shielding layer in the film thickness direction. It has a carbon region.
This makes it possible to form a phase shift layer having desired optical characteristics, increase the etching rate of the molybdenum silicide film which is the phase shift layer, and form a phase shift pattern by fast etching to form a phase shift pattern. It is possible to accurately form the cross-sectional shape of the phase shift pattern, which is a film.

本発明のマスクブランクスは、前記位相シフト層において、前記低炭素領域の膜厚が、前記位相シフト層の膜厚に対して、
1/4以下の範囲
に設定される。
これにより、所望の光学特性を有する位相シフト層を形成することが可能になるとともに、位相シフト層であるモリブデンシリサイド膜におけるエッチングレートを増加して、速いエッチングにより位相シフトパターンを形成し、モリブデンシリサイド膜である位相シフトパターンの断面形状を正確に形成することが可能である。
In the mask blanks of the present invention, in the phase shift layer, the film thickness of the low carbon region is larger than the film thickness of the phase shift layer.
It is set in the range of 1/4 or less.
This makes it possible to form a phase shift layer having desired optical characteristics, increase the etching rate of the molybdenum silicide film which is the phase shift layer, and form a phase shift pattern by fast etching to form a phase shift pattern. It is possible to accurately form the cross-sectional shape of the phase shift pattern, which is a film.

本発明のマスクブランクスの製造方法は、上記のいずれか記載のマスクブランクスの製造方法であって、
前記透明基板にスパッタリングによりモリブデンシリサイドと炭素とを含有する前記位相シフト層を積層する位相シフト層形成工程と、
前記位相シフト層よりも前記透明基板から離間する位置にクロムを含有する前記遮光層を積層する遮光層形成工程と、
を有し、
前記位相シフト層形成工程において、
スパッタリングにおける供給ガスとして、炭素含有ガスの分圧を設定することにより炭素濃度を膜厚方向に制御して形成する。
これにより、上述した組成比を有して所望の光学特性を有する位相シフト層を形成することが可能になるとともに、モリブデンシリサイド膜におけるエッチングレートを増加して、速いエッチングにより位相シフトパターンを形成可能な位相シフト層を有し、モリブデンシリサイド膜である位相シフトパターンの断面形状を正確に形成することが可能なマスクブランクスを提供可能とすることができる。
The method for producing a mask blank of the present invention is the method for producing a mask blank according to any one of the above.
A phase shift layer forming step of laminating the phase shift layer containing molybdenum silicide and carbon on the transparent substrate by sputtering, and
A light-shielding layer forming step of laminating the light-shielding layer containing chromium at a position separated from the transparent substrate by the phase shift layer, and a light-shielding layer forming step.
Have,
In the phase shift layer forming step,
As the supply gas in sputtering, the carbon concentration is controlled in the film thickness direction by setting the partial pressure of the carbon-containing gas.
This makes it possible to form a phase shift layer having the above-mentioned composition ratio and having desired optical characteristics, and it is possible to increase the etching rate in the molybdenum silicide film and form a phase shift pattern by fast etching. It is possible to provide mask blanks which have a phase shift layer and can accurately form a cross-sectional shape of a phase shift pattern which is a molybdenum silicide film.

本発明のマスクブランクスの製造方法は、前記位相シフト層形成工程において、モリブデンとシリコンとの組成比が、
2.3 ≦ Si/Mo ≦ 3.0
に設定されたターゲットを用いる。
これにより、上述した組成比を有して所望の光学特性を有する位相シフト層を形成することが可能になるとともに、モリブデンシリサイド膜におけるエッチングレートを増加して、速いエッチングにより位相シフトパターンを形成可能な位相シフト層を有し、モリブデンシリサイド膜である位相シフトパターンの断面形状を正確に形成することが可能なマスクブランクスを提供可能とすることができる。
In the method for producing mask blanks of the present invention, the composition ratio of molybdenum and silicon in the phase shift layer forming step is determined.
2.3 ≤ Si / Mo ≤ 3.0
Use the target set in.
As a result, it is possible to form a phase shift layer having the above-mentioned composition ratio and having desired optical characteristics, and it is possible to increase the etching rate in the molybdenum silicide film and form a phase shift pattern by fast etching. It is possible to provide mask blanks which have a phase shift layer and can accurately form a cross-sectional shape of a phase shift pattern which is a molybdenum silicide film.

本発明のマスクブランクスの製造方法は、前記位相シフト層形成工程において、
前記炭素含有ガスの分圧を設定することにより、炭素濃度の減少にともなって前記位相シフト層における抵抗率を増大する。
これにより、上述した組成比を有して所望の光学特性を有する位相シフト層を形成することが可能になるとともに、モリブデンシリサイド膜におけるエッチングレートを増加して、速いエッチングにより位相シフトパターンを形成可能な位相シフト層を有し、モリブデンシリサイド膜である位相シフトパターンの断面形状を正確に形成することが可能なマスクブランクスを提供可能とすることができる。
The method for producing mask blanks of the present invention is in the phase shift layer forming step.
By setting the partial pressure of the carbon-containing gas, the resistivity in the phase shift layer is increased as the carbon concentration decreases.
As a result, it is possible to form a phase shift layer having the above-mentioned composition ratio and having desired optical characteristics, and it is possible to increase the etching rate in the molybdenum silicide film and form a phase shift pattern by fast etching. It is possible to provide mask blanks which have a phase shift layer and can accurately form a cross-sectional shape of a phase shift pattern which is a molybdenum silicide film.

本発明のマスクブランクスの製造方法は、前記位相シフト層形成工程において、
スパッタリングにおける供給ガスとして、窒素含有ガスの分圧を設定することにより、窒素含有率の増減にともなって前記位相シフト層における抵抗率を増減する。
これにより、上述した組成比を有して所望の光学特性を有する位相シフト層を形成することが可能になるとともに、モリブデンシリサイド膜におけるエッチングレートを増加して、速いエッチングにより位相シフトパターンを形成可能な位相シフト層を有し、モリブデンシリサイド膜である位相シフトパターンの断面形状を正確に形成することが可能なマスクブランクスを提供可能とすることができる。
The method for producing mask blanks of the present invention is in the phase shift layer forming step.
By setting the partial pressure of the nitrogen-containing gas as the supply gas in sputtering, the resistivity in the phase shift layer is increased or decreased as the nitrogen content is increased or decreased.
This makes it possible to form a phase shift layer having the above-mentioned composition ratio and having desired optical characteristics, and it is possible to increase the etching rate in the molybdenum silicide film and form a phase shift pattern by fast etching. It is possible to provide mask blanks which have a phase shift layer and can accurately form a cross-sectional shape of a phase shift pattern which is a molybdenum silicide film.

本発明の位相シフトマスクは、上記のいずれか記載のマスクブランクスから製造されることができる。 The phase shift mask of the present invention can be manufactured from the mask blanks described in any of the above.

本発明の位相シフトマスクの製造方法は、上記の位相シフトマスクの製造方法であって、
前記位相シフト層にパターンを形成する位相シフトパターン形成工程と、
前記遮光層にパターンを形成する遮光パターン形成工程と、
を有し、
前記位相シフトパターン形成工程におけるエッチング液と、前記前記遮光パターン形成工程におけるエッチング液と、が異なる。
これにより、上述した組成比を有して所望の光学特性を有する位相シフト層を形成することが可能になるとともに、モリブデンシリサイド膜におけるエッチングレートを増加して、速いエッチングにより位相シフトパターンを形成可能な位相シフト層を有し、モリブデンシリサイド膜である位相シフトパターンの断面形状を正確に形成することが可能なマスクブランクスを提供可能とすることができる。
The method for manufacturing a phase shift mask of the present invention is the above-mentioned method for manufacturing a phase shift mask.
A phase shift pattern forming step of forming a pattern on the phase shift layer and
A light-shielding pattern forming step of forming a pattern on the light-shielding layer,
Have,
The etching solution in the phase shift pattern forming step and the etching solution in the light-shielding pattern forming step are different.
This makes it possible to form a phase shift layer having the above-mentioned composition ratio and having desired optical characteristics, and it is possible to increase the etching rate in the molybdenum silicide film and form a phase shift pattern by fast etching. It is possible to provide mask blanks which have a phase shift layer and can accurately form a cross-sectional shape of a phase shift pattern which is a molybdenum silicide film.

本発明によれば、ガラス基板のエッチングを抑制した上で、高密度のターゲットを用いることを可能とし、欠陥の影響を低減した生産に適した製品を製造することを可能にするとともに、モリブデンシリサイド膜で形成した位相シフトパターンの断面形状を良好にして高精細化を可能とすることができるという効果を奏することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to use a high-density target while suppressing etching of a glass substrate, and it is possible to manufacture a product suitable for production with reduced effects of defects, and molybdenum silicide. It is possible to achieve the effect that the cross-sectional shape of the phase shift pattern formed by the film can be improved to enable high definition.

本発明に係るマスクブランクスの第1実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1st Embodiment of the mask blanks which concerns on this invention. 本発明に係るマスクブランクスの製造方法の第1実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1st Embodiment of the manufacturing method of the mask blanks which concerns on this invention. 本発明に係る位相シフトマスクの製造方法の第1実施形態を示す工程断面図である。It is a process sectional view which shows 1st Embodiment of the manufacturing method of the phase shift mask which concerns on this invention. 本発明に係る位相シフトマスクの製造方法の第1実施形態を示す工程断面図である。It is a process sectional view which shows 1st Embodiment of the manufacturing method of the phase shift mask which concerns on this invention. 本発明に係る位相シフトマスクの製造方法の第1実施形態を示す工程断面図である。It is a process sectional view which shows 1st Embodiment of the manufacturing method of the phase shift mask which concerns on this invention. 本発明に係る位相シフトマスクの製造方法の第1実施形態を示す工程断面図である。It is a process sectional view which shows 1st Embodiment of the manufacturing method of the phase shift mask which concerns on this invention. 本発明に係る位相シフトマスクの製造方法の第1実施形態を示す工程断面図である。It is a process sectional view which shows 1st Embodiment of the manufacturing method of the phase shift mask which concerns on this invention. 本発明に係る位相シフトマスクの製造方法の第1実施形態を示す工程断面図である。It is a process sectional view which shows 1st Embodiment of the manufacturing method of the phase shift mask which concerns on this invention. 本発明に係る位相シフトマスクの第1実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1st Embodiment of the phase shift mask which concerns on this invention. 本発明に係るマスクブランクスの製造方法の第1実施形態における成膜装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the film forming apparatus in 1st Embodiment of the manufacturing method of the mask blanks which concerns on this invention. 本発明に係る実験例における位相シフト層におけるエッチングレート(E.R.)と窒素濃度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the etching rate (ER) in the phase shift layer and nitrogen concentration in the experimental example which concerns on this invention. 本発明に係る実験例における位相シフト層におけるオージェ分析結果を示すグラフである。It is a graph which shows the Auger analysis result in the phase shift layer in the experimental example which concerns on this invention. 本発明に係る実験例における位相シフト層におけるオージェ分析結果を示すグラフである。It is a graph which shows the Auger analysis result in the phase shift layer in the experimental example which concerns on this invention. 本発明に係る実験例における位相シフト層におけるモリブデン濃度と透過率とを示すグラフである。It is a graph which shows the molybdenum concentration and the transmittance in the phase shift layer in the experimental example which concerns on this invention. 本発明に係る実験例における位相シフト層における酸素濃度と透過率とを示すグラフである。It is a graph which shows the oxygen concentration and the transmittance in the phase shift layer in the experimental example which concerns on this invention. 本発明に係る実験例における位相シフト層におけるシリコン濃度と透過率とを示すグラフである。It is a graph which shows the silicon concentration and the transmittance in the phase shift layer in the experimental example which concerns on this invention. 本発明に係る実験例における位相シフト層を示すSEM写真である。It is an SEM photograph which shows the phase shift layer in the experimental example which concerns on this invention. 本発明に係る実験例における位相シフト層を示すSEM写真である。It is an SEM photograph which shows the phase shift layer in the experimental example which concerns on this invention.

以下、本発明に係るマスクブランクス、位相シフトマスク、製造方法の第1実施形態を、図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態におけるマスクブランクスを示す断面図であり、図2は、本実施形態におけるマスクブランクスを示す断面図であり、図において、符号10Bは、マスクブランクスである。
Hereinafter, the first embodiment of the mask blanks, the phase shift mask, and the manufacturing method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the mask blanks in the present embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the mask blanks in the present embodiment, and in the figure, reference numeral 10B is the mask blanks.

本実施形態に係るマスクブランクス10Bは、露光光の波長が365nm〜436nm程度の範囲で使用される位相シフトマスク(フォトマスク)に供されるものとされる。
本実施形態に係るマスクブランクス10Bは、図1に示すように、ガラス基板(透明基板)11と、このガラス基板11上に形成された位相シフト層12と、位相シフト層12上に形成された遮光層13と、で構成される。
The mask blanks 10B according to the present embodiment are used for a phase shift mask (photomask) used in a wavelength range of the exposure light of about 365 nm to 436 nm.
As shown in FIG. 1, the mask blanks 10B according to the present embodiment are formed on a glass substrate (transparent substrate) 11, a phase shift layer 12 formed on the glass substrate 11, and a phase shift layer 12. It is composed of a light-shielding layer 13.

つまり、遮光層13は、位相シフト層12よりもガラス基板11から離間する位置に設けられる。
これら位相シフト層12と遮光層13とは、フォトマスクとして必要な光学特性を有して露光光の位相をほぼ180°変化可能な位相シフト膜であるマスク層を構成している。
That is, the light-shielding layer 13 is provided at a position farther from the glass substrate 11 than the phase shift layer 12.
The phase shift layer 12 and the light shielding layer 13 form a mask layer which is a phase shift film having optical characteristics necessary for a photomask and capable of changing the phase of exposure light by approximately 180 °.

さらに、本実施形態に係るマスクブランクス10Bは、図1に示すように、位相シフト層12と遮光層13の積層されたマスク層に対して、図2に示すように、あらかじめフォトレジスト層15が成膜された構成とすることもできる。 Further, in the mask blanks 10B according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the photoresist layer 15 is previously provided with respect to the mask layer in which the phase shift layer 12 and the light shielding layer 13 are laminated, as shown in FIG. It is also possible to have a film-formed structure.

なお、本実施形態に係るマスクブランクス10Bは、位相シフト層12と遮光層13以外に、反射防止層、密着層、耐薬層、保護層、エッチングストッパー層、等を積層した構成とされてもよい。さらに、これらの積層膜の上に、図2に示すように、フォトレジスト層15が形成されていてもよい。 The mask blank 10B according to the present embodiment may have a configuration in which an antireflection layer, an adhesion layer, a chemical resistant layer, a protective layer, an etching stopper layer, and the like are laminated in addition to the phase shift layer 12 and the light shielding layer 13. .. Further, as shown in FIG. 2, a photoresist layer 15 may be formed on these laminated films.

ガラス基板(透明基板)11としては、透明性及び光学的等方性に優れた材料が用いられ、例えば、石英ガラス基板を用いることができる。ガラス基板11の大きさは特に制限されず、当該マスクを用いて露光する基板(例えばLCD(液晶ディスプレイ)、プラズマディスプレイ、有機EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイなどのFPD用基板等)に応じて適宜選定される。 As the glass substrate (transparent substrate) 11, a material having excellent transparency and optical isotropic properties is used, and for example, a quartz glass substrate can be used. The size of the glass substrate 11 is not particularly limited, and is appropriately selected according to the substrate to be exposed using the mask (for example, an FPD substrate such as an LCD (liquid crystal display), a plasma display, or an organic EL (electroluminescence) display). Will be done.

本実施形態では、ガラス基板(透明基板)11として、一辺100mm程度から、一辺2000mm以上の矩形基板を適用可能であり、さらに、厚み1mm以下の基板、厚み数mmの基板や、厚み10mm以上の基板も用いることができる。 In the present embodiment, as the glass substrate (transparent substrate) 11, a rectangular substrate having a side of about 100 mm to a side of 2000 mm or more can be applied, and further, a substrate having a thickness of 1 mm or less, a substrate having a thickness of several mm, or a thickness of 10 mm or more. A substrate can also be used.

また、ガラス基板11の表面を研磨することで、ガラス基板11のフラットネスを低減するようにしてもよい。ガラス基板11のフラットネスは、例えば、20μm以下とすることができる。これにより、マスクの焦点深度が深くなり、微細かつ高精度なパターン形成に大きく貢献することが可能となる。さらにフラットネスは10μm以下と、小さい方が良好である。 Further, the flatness of the glass substrate 11 may be reduced by polishing the surface of the glass substrate 11. The flatness of the glass substrate 11 can be, for example, 20 μm or less. As a result, the depth of focus of the mask becomes deeper, and it becomes possible to greatly contribute to the formation of fine and highly accurate patterns. Further, the flatness is as small as 10 μm or less, which is better.

位相シフト層12としては、金属シリサイド膜、例えば、Ta、Ti、W、Mo、Zrなどの金属や、これらの金属どうしの合金とシリコンとを含む膜とすることができる。特に、金属シリサイドの中でもモリブデンシリサイドを用いることが好ましく、MoSi(X≧2)膜(例えばMoSi膜、MoSi膜やMoSi膜など)が挙げられる。 The phase shift layer 12 can be a metal silicide film, for example, a film containing metals such as Ta, Ti, W, Mo, and Zr, or an alloy of these metals and silicon. In particular, it is preferable to use molybdenum silicide among the metal silicides, and examples thereof include MoSi X (X ≧ 2) films (for example, MoSi 2 films, MoSi 3 films, MoSi 4 films, etc.).

位相シフト層12は、波長365nm〜436nm程度の範囲において、屈折率が2.4〜3.1程度、消衰係数0.3〜2.1等、位相シフトマスクとして用いる際の光学特性を設定する必要がある。このため、組成および膜厚が所定の範囲に設定される。
位相シフト層12における組成比・膜厚は、製造する位相シフトマスク10に要求される光学特性によって設定される、次の値に限定されるものではない。
The phase shift layer 12 sets optical characteristics when used as a phase shift mask, such as a refractive index of about 2.4 to 3.1 and an extinction coefficient of 0.3 to 2.1 in a wavelength range of about 365 nm to 436 nm. There is a need to. Therefore, the composition and the film thickness are set in a predetermined range.
The composition ratio and film thickness of the phase shift layer 12 are not limited to the following values set by the optical characteristics required for the phase shift mask 10 to be manufactured.

位相シフト層12としては、O(酸素)、N(窒素)、C(炭素)を含有するモリブデンシリサイド膜とすることが好ましい。
位相シフト層12において、炭素濃度(炭素含有率)が5atm%〜15atm%の範囲を有し、窒素濃度(窒素含有率)が30atm%〜40atm%の範囲を有し、酸素濃度(酸素含有率)が8atm%〜15atm%の範囲を有し、モリブデン濃度(モリブデン含有率)が20atm%〜30atm%の範囲を有し、シリコン濃度(シリコン含有率)が10atm%〜25atm%の範囲を有するように設定することができる。
位相シフト層12は、膜厚が、10nm〜200nmの範囲に設定されることができる。
The phase shift layer 12 is preferably a molybdenum silicide film containing O (oxygen), N (nitrogen), and C (carbon).
In the phase shift layer 12, the carbon concentration (carbon content) has a range of 5 atm% to 15 atm%, the nitrogen concentration (nitrogen content) has a range of 30 atm% to 40 atm%, and the oxygen concentration (oxygen content). ) Has a range of 8 atm% to 15 atm%, a molybdenum concentration (molybdenum content) has a range of 20 atm% to 30 atm%, and a silicon concentration (silicon content) has a range of 10 atm% to 25 atm%. Can be set to.
The film thickness of the phase shift layer 12 can be set in the range of 10 nm to 200 nm.

位相シフト層12としては、モリブデンとシリコンとの組成比が、1 ≦ Si/Moに設定される。
位相シフト層12としては、抵抗率が、5.5×10−1Ωcm以下の範囲を有する。
For the phase shift layer 12, the composition ratio of molybdenum and silicon is set to 1 ≦ Si / Mo.
The phase shift layer 12 has a resistivity in the range of 5.5 × 10 -1 Ωcm or less.

また、位相シフト層12としては、遮光層13に近接する表面の炭素濃度が、ガラス基板11に近接する位置の炭素濃度よりも低くなるように設定される。
位相シフト層12においては、膜厚方向で遮光層13からガラス基板11に向かう方向に、炭素濃度が増加する濃度傾斜を有することができる。
位相シフト層12においては、遮光層13に近接する界面となる表面の炭素濃度が、ガラス基板11に近接する表面の炭素濃度よりも20%以上低いことができる。
位相シフト層12は、膜厚方向において遮光層13に近接する位置に、位相シフト層における炭素濃度の最大値と最小値との半値(中間の値)よりも低い炭素濃度である低炭素領域12aが形成されていることができる。
Further, the phase shift layer 12 is set so that the carbon concentration on the surface close to the light-shielding layer 13 is lower than the carbon concentration at the position close to the glass substrate 11.
The phase shift layer 12 can have a concentration gradient in which the carbon concentration increases in the direction from the light-shielding layer 13 toward the glass substrate 11 in the film thickness direction.
In the phase shift layer 12, the carbon concentration on the surface close to the light-shielding layer 13 can be 20% or more lower than the carbon concentration on the surface close to the glass substrate 11.
The phase shift layer 12 has a low carbon region 12a at a position close to the light shielding layer 13 in the film thickness direction, which has a carbon concentration lower than the half value (intermediate value) of the maximum and minimum carbon concentrations in the phase shift layer. Can be formed.

この低炭素領域12aの膜厚は、位相シフト層12の膜厚に対して、1/4以下の範囲に設定される。
つまり、位相シフト層12の膜厚方向において、遮光層13側の1/4程度では、前記半値よりも低い炭素濃度である低炭素領域12aが形成され、ガラス基板11側の3/4程度では、前記半値よりも高い炭素濃度である高炭素領域12bが形成されている。低炭素領域12aはまた、低酸素領域でもある。高炭素領域12bは、高酸素領域でもある。
The film thickness of the low carbon region 12a is set in the range of 1/4 or less with respect to the film thickness of the phase shift layer 12.
That is, in the film thickness direction of the phase shift layer 12, a low carbon region 12a having a carbon concentration lower than the half value is formed at about 1/4 of the light shielding layer 13 side, and about 3/4 of the glass substrate 11 side. , A high carbon region 12b having a carbon concentration higher than the above half value is formed. The low carbon region 12a is also a low oxygen region. The high carbon region 12b is also a high oxygen region.

遮光層13は、Cr(クロム)、O(酸素)を主成分とするものであり、さらに、C(炭素)およびN(窒素)を含むものとされる。
この場合、遮光層13として、Crの酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、炭化窒化物および酸化炭化窒化物から選択される1つ、または、2種以上を積層して構成することもできる。さらに、遮光層13が厚み方向に異なる組成を有することもできる。例えば、遮光層13として、窒素濃度、あるいは、酸素濃度などが、膜厚方向に傾斜した構成などを例示できる。
遮光層13は、後述するように、所定の密着性(疎水性)、所定の光学特性が得られるようにその厚み、および、Cr,N,C,O,Si等の組成比(atm%)が設定される。
The light-shielding layer 13 contains Cr (chromium) and O (oxygen) as main components, and further contains C (carbon) and N (nitrogen).
In this case, as the light-shielding layer 13, one or two or more selected from Cr oxides, nitrides, carbides, oxide nitrides, carbides and oxide carbides may be laminated. can. Further, the light-shielding layer 13 may have different compositions in the thickness direction. For example, as the light-shielding layer 13, a configuration in which the nitrogen concentration, the oxygen concentration, or the like is inclined in the film thickness direction can be exemplified.
As will be described later, the light-shielding layer 13 has a predetermined adhesion (hydrophobicity), a thickness thereof so as to obtain a predetermined optical characteristic, and a composition ratio (atm%) of Cr, N, C, O, Si and the like. Is set.

遮光層13の膜厚は、遮光層13に要求される条件、つまり、後述するフォトレジスト層15との密着性(疎水性)および光学特性等といった膜特性によって設定される。これらの遮光層13における膜特性は、Cr,N,C,O等の組成比によって変化する。遮光層13の膜厚は、特に、位相シフトマスク10として必要な光学特性によって設定することができる。
遮光層13の膜厚・組成を上記のように設定することにより、フォトリソグラフィ法におけるパターニング形成時に、たとえば、クロム系に用いられるフォトレジスト層15との密着性を向上して、フォトレジスト層15との界面でエッチング液の浸込みが発生しないため、良好なパターン形状が得られて、所望のパターンを形成することができる。
The film thickness of the light-shielding layer 13 is set according to the conditions required for the light-shielding layer 13, that is, film characteristics such as adhesion (hydrophobicity) to the photoresist layer 15 and optical characteristics described later. The film characteristics of these light-shielding layers 13 change depending on the composition ratio of Cr, N, C, O and the like. The film thickness of the light-shielding layer 13 can be set particularly according to the optical characteristics required for the phase shift mask 10.
By setting the film thickness and composition of the light-shielding layer 13 as described above, the adhesion with the photoresist layer 15 used for a chromium system, for example, is improved at the time of pattern formation in the photolithography method, and the photoresist layer 15 is formed. Since the infiltration of the etching solution does not occur at the interface with, a good pattern shape can be obtained and a desired pattern can be formed.

なお、遮光層13が上記の条件のように設定されていない場合、フォトレジスト層15との密着性が所定の状態とならずにフォトレジスト層15が剥離して、界面にエッチング液が侵入してしまい、パターン形成をおこなうことができなくなるため好ましくない。また、遮光層13の膜厚が上記の条件のように設定されていない場合には、フォトマスクとしての光学特性を所望の条件に設定することが難しくなる、あるいは、マスクパターンの断面形状が所望の状態にならない可能性があるため、好ましくない。 If the light-shielding layer 13 is not set as in the above conditions, the photoresist layer 15 is peeled off without the adhesion to the photoresist layer 15 being in a predetermined state, and the etching solution invades the interface. This is not preferable because pattern formation cannot be performed. Further, when the film thickness of the light-shielding layer 13 is not set as in the above conditions, it becomes difficult to set the optical characteristics of the photomask to desired conditions, or the cross-sectional shape of the mask pattern is desired. It is not preferable because it may not be in the state of.

遮光層13は、クロム化合物中の酸素濃度と窒素濃度を高くすることで親水性を低減して、疎水性を向上し、密着性をあげることが可能である。
同時に、遮光層13は、クロム化合物中の酸素濃度と窒素濃度を高くすることで屈折率と消衰係数の値を低くする、あるいは、クロム化合物中の酸素濃度と窒素濃度を低くすることで屈折率と消衰係数の値を高くすることが可能である。
The light-shielding layer 13 can reduce hydrophilicity by increasing the oxygen concentration and nitrogen concentration in the chromium compound, improve hydrophobicity, and improve adhesion.
At the same time, the light-shielding layer 13 is refracted by increasing the oxygen concentration and the nitrogen concentration in the chromium compound to lower the values of the refractive index and the extinction coefficient, or by lowering the oxygen concentration and the nitrogen concentration in the chromium compound. It is possible to increase the values of the rate and the index of extinction.

本実施形態におけるマスクブランクスの製造方法は、ガラス基板(透明基板)11に位相シフト層12を成膜した後に、遮光層13を成膜するものとされる。 In the method for manufacturing mask blanks in the present embodiment, the phase shift layer 12 is formed on the glass substrate (transparent substrate) 11, and then the light-shielding layer 13 is formed.

マスクブランクスの製造方法は、位相シフト層12と遮光層13以外に、エッチングストップ層、保護層、密着層、耐薬層、反射防止層、等を積層する場合には、これらの積層工程を有することができる。
一例として、例えば、クロムを含む密着層を挙げることができる。
The mask blank manufacturing method includes, in the case of laminating an etching stop layer, a protective layer, an adhesion layer, a chemical resistant layer, an antireflection layer, etc., in addition to the phase shift layer 12 and the light shielding layer 13, these laminating steps. Can be done.
As an example, an adhesion layer containing chromium can be mentioned.

図3は、本実施形態におけるマスクブランクス、位相シフトマスクの製造工程を示す断面図である。図4は、本実施形態におけるマスクブランクス、位相シフトマスクの製造工程を示す断面図である。図5は、本実施形態におけるマスクブランクス、位相シフトマスクの製造工程を示す断面図である。図6は、本実施形態におけるマスクブランクス、位相シフトマスクの製造工程を示す断面図である。図7は、本実施形態におけるマスクブランクス、位相シフトマスクの製造工程を示す断面図である。図8は、本実施形態におけるマスクブランクス、位相シフトマスクの製造工程を示す断面図である。図9は、本実施形態における位相シフトマスクを示す断面図である。
本実施形態における位相シフトマスク(フォトマスク)10は、図9に示すように、マスクブランクス10Bとして積層された位相シフト層12と遮光層13とに、パターンを形成したものとされる。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the mask blanks and the phase shift mask in the present embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the mask blanks and the phase shift mask in the present embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the mask blanks and the phase shift mask in the present embodiment. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the mask blanks and the phase shift mask in the present embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the mask blanks and the phase shift mask in the present embodiment. FIG. 8 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the mask blanks and the phase shift mask in the present embodiment. FIG. 9 is a cross-sectional view showing a phase shift mask according to the present embodiment.
As shown in FIG. 9, the phase shift mask (photomask) 10 in the present embodiment is assumed to have a pattern formed on the phase shift layer 12 and the light shielding layer 13 laminated as mask blanks 10B.

以下、本実施形態のマスクブランクス10Bから位相シフトマスク10を製造する製造方法について説明する。 Hereinafter, a manufacturing method for manufacturing the phase shift mask 10 from the mask blanks 10B of the present embodiment will be described.

レジストパターン形成工程として、図2に示すように、マスクブランクス10Bの最外面上にフォトレジスト層15を形成する。または、あらかじめフォトレジスト層15が最外面上に形成されたマスクブランクス10Bを準備してもよい。フォトレジスト層15は、ポジ型でもよいしネガ型でもよい。フォトレジスト層15としては、いわゆるクロム系材料へのエッチングおよびモリブデンシリサイド系材料へのエッチングに対応可能なものとされる。フォトレジスト層15としては、液状レジストが用いられる。 As a resist pattern forming step, as shown in FIG. 2, a photoresist layer 15 is formed on the outermost surface of the mask blanks 10B. Alternatively, the mask blanks 10B in which the photoresist layer 15 is formed on the outermost surface may be prepared in advance. The photoresist layer 15 may be a positive type or a negative type. The photoresist layer 15 can be used for etching on so-called chromium-based materials and etching on molybdenum silicide-based materials. A liquid resist is used as the photoresist layer 15.

続いて、フォトレジスト層15を露光及び現像することで、遮光層13よりも外側にレジストパターン15P1が形成される。レジストパターン15P1は、位相シフト層12と遮光層13とのエッチングマスクとして機能する。 Subsequently, by exposing and developing the photoresist layer 15, the resist pattern 15P1 is formed outside the light-shielding layer 13. The resist pattern 15P1 functions as an etching mask between the phase shift layer 12 and the light shielding layer 13.

レジストパターン15P1は、位相シフト層12と遮光層13とのエッチングパターンに応じて適宜形状が定められる。一例として、形成する透光領域10L(図4〜図9参照)の開口幅寸法に対応した開口幅を有する形状に設定される。 The shape of the resist pattern 15P1 is appropriately determined according to the etching pattern of the phase shift layer 12 and the light-shielding layer 13. As an example, the shape is set to have an opening width corresponding to the opening width dimension of the translucent region 10L (see FIGS. 4 to 9) to be formed.

次いで、遮光パターン形成工程として、このレジストパターン15P1越しにエッチング液を用いて遮光層13をウエットエッチングして、図3に示すように、遮光パターン13P1を形成する。 Next, as a light-shielding pattern forming step, the light-shielding layer 13 is wet-etched through the resist pattern 15P1 with an etching solution to form the light-shielding pattern 13P1 as shown in FIG.

遮光パターン形成工程におけるエッチング液としては、クロム系材料のエッチング液として、硝酸セリウム第2アンモニウムを含むエッチング液を用いることができ、例えば、硝酸や過塩素酸等の酸を含有する硝酸セリウム第2アンモニウムを用いることが好ましい。
遮光パターン形成工程においては、モリブデンシリサイドからなる位相シフト層12が、上記のクロム系のエッチング液にはほとんどエッチングされない。
As the etching solution in the light-shielding pattern forming step, an etching solution containing diammonium cerium nitrate can be used as the etching solution for the chromium-based material. For example, the second cerium nitrate containing an acid such as nitric acid or perchloric acid can be used. It is preferable to use ammonium.
In the light-shielding pattern forming step, the phase shift layer 12 made of molybdenum silicide is hardly etched by the above-mentioned chromium-based etching solution.

次いで、位相シフトパターン形成工程として、この遮光パターン13P1とレジストパターン15P1越しにエッチング液を用いて位相シフト層12をウエットエッチングして、図4に示すように、位相シフトパターン12P1を形成する。 Next, as a phase shift pattern forming step, the phase shift layer 12 is wet-etched through the light-shielding pattern 13P1 and the resist pattern 15P1 with an etching solution to form the phase shift pattern 12P1 as shown in FIG.

位相シフトパターン形成工程におけるエッチング液としては、モリブデンシリサイドからなる位相シフト層12をエッチング可能なものとして、フッ化水素酸、珪フッ化水素酸、フッ化水素アンモニウムから選ばれる少なくとも一つのフッ素化合物と、過酸化水素、硝酸、硫酸から選ばれる少なくとも一つの酸化剤とを含むものを用いることが好ましい。 As the etching solution in the phase shift pattern forming step, the phase shift layer 12 made of molybdenum silicide can be etched, and the etching solution is composed of at least one fluorine compound selected from hydrofluoric acid, silicate hydrofluoric acid, and ammonium hydrogen fluoride. , It is preferable to use one containing at least one oxidizing agent selected from hydrogen peroxide, nitric acid and sulfuric acid.

この際、位相シフト層12には、低炭素領域12aが設けられているため、モリブデンシリサイド系エッチング液に対するエッチングレート(E.R.)が高くなるが、低炭素領域12aの膜厚が小さく設定されているため、エッチング時間がそれほど長くなることを防止できる。さらに、位相シフト層12では、低炭素領域12aよりも下側、つまり、ガラス基板11に近接する位置における炭素濃度が高く設定された高炭素領域12bとされているため、モリブデンシリサイド系エッチング液に対するエッチングレート(E.R.)が小さくなり、位相シフト層12の全体では、エッチング時間を短縮することができる。 At this time, since the phase shift layer 12 is provided with the low carbon region 12a, the etching rate (ER) with respect to the molybdenum silicide-based etching solution is high, but the film thickness of the low carbon region 12a is set small. Therefore, it is possible to prevent the etching time from becoming so long. Further, the phase shift layer 12 has a high carbon region 12b below the low carbon region 12a, that is, a position close to the glass substrate 11 and has a high carbon concentration. The etching rate (ER) is reduced, and the etching time can be shortened for the entire phase shift layer 12.

これにより、エッチング時間を短くして、上記のエッチング液により影響を受けるガラス基板11に対する影響を抑制することが可能となる。
これにより、図4に示すように、ガラス基板11の表面が露出した透光領域10Lを形成することができる。
This makes it possible to shorten the etching time and suppress the influence of the etching solution on the glass substrate 11.
As a result, as shown in FIG. 4, it is possible to form the translucent region 10L in which the surface of the glass substrate 11 is exposed.

位相シフト層12を構成するモリブデンシリサイド化合物は、例えばフッ化水素アンモニウムと過酸化水素の混合液によりエッチングすることが可能である。これに対し、遮光層14を形成するクロム化合物は、例えば硝酸第2セリウムアンモニウムと過塩素酸の混合液によりエッチングすることが可能である。 The molybdenum silicide compound constituting the phase shift layer 12 can be etched with, for example, a mixed solution of ammonium hydrogen fluoride and hydrogen peroxide. On the other hand, the chromium compound forming the light-shielding layer 14 can be etched with, for example, a mixed solution of dicerium ammonium nitrate and perchloric acid.

したがって、それぞれのウエットエッチングの際における選択比が非常に大きくなる。このため、エッチングによる遮光パターン13P1と、位相シフトパターン12P1との形成後においては、位相シフトマスク10の断面形状として、垂直に近い良好な断面形状を得ることが可能である。 Therefore, the selection ratio at the time of each wet etching becomes very large. Therefore, after the light-shielding pattern 13P1 and the phase shift pattern 12P1 are formed by etching, it is possible to obtain a good cross-sectional shape close to vertical as the cross-sectional shape of the phase shift mask 10.

また、位相シフトパターン形成工程においては、遮光層13に近い位相シフト層12の低炭素領域12aでの炭素濃度および酸素濃度が、ガラス基板11に近い位相シフト層12の高炭素領域12bでの炭素濃度および酸素濃度に比べて低く設定される。これにより、遮光層13に近い位相シフト層12の低炭素領域12aでのエッチングレートが低くなる。したがって、位相シフト層12においては、高炭素領域12bのエッチングに比べて、低炭素領域12aのエッチングの進行を遅延させる。 Further, in the phase shift pattern forming step, the carbon concentration and oxygen concentration in the low carbon region 12a of the phase shift layer 12 close to the light shielding layer 13 are the carbon in the high carbon region 12b of the phase shift layer 12 close to the glass substrate 11. It is set lower than the concentration and oxygen concentration. As a result, the etching rate in the low carbon region 12a of the phase shift layer 12 close to the light shielding layer 13 becomes low. Therefore, in the phase shift layer 12, the progress of etching in the low carbon region 12a is delayed as compared with the etching in the high carbon region 12b.

これらにより、遮光パターン13P1と位相シフトパターン12P1とのエッチングで形成された壁面が、ガラス基板11表面と為す角(テーパ角)θは直角に近くなり、例えば、90°程度にすることができる。 As a result, the angle (taper angle) θ formed by the etching of the light-shielding pattern 13P1 and the phase shift pattern 12P1 with the surface of the glass substrate 11 becomes close to a right angle, and can be set to, for example, about 90 °.

しかも、位相シフトパターン12P1には、遮光パターン13P1に接して低炭素領域12aが形成されていることで、遮光パターン13P1と位相シフトパターン12P1との密着性が向上している。これにより、位相シフトパターン形成工程においては、遮光パターン13P1との界面にエッチング液が浸入することがない。したがって、確実なパターン形成をおこなうことができる。 Moreover, since the low carbon region 12a is formed in the phase shift pattern 12P1 in contact with the light shielding pattern 13P1, the adhesion between the light shielding pattern 13P1 and the phase shift pattern 12P1 is improved. As a result, in the phase shift pattern forming step, the etching solution does not infiltrate the interface with the light-shielding pattern 13P1. Therefore, reliable pattern formation can be performed.

さらに、本実施形態においては、レジストパターン形成工程として、図5に示すように、フォトレジスト層15を露光及び現像することで、図6に示すように、遮光パターン14P1よりも外側にレジストパターン15P2が形成される。レジストパターン15P2は、遮光パターン13P1とのエッチングマスクとして機能する。 Further, in the present embodiment, as a resist pattern forming step, as shown in FIG. 5, the photoresist layer 15 is exposed and developed, so that the resist pattern 15P2 is outside the light-shielding pattern 14P1 as shown in FIG. Is formed. The resist pattern 15P2 functions as an etching mask with the light-shielding pattern 13P1.

レジストパターン15P2は、遮光パターン14P1とのエッチングパターンに応じて適宜形状が定められる。一例として、形成する露光領域10P1および位相シフト領域10P2(図7〜図9参照)の開口幅寸法に対応した開口幅を有する形状に設定される。 The shape of the resist pattern 15P2 is appropriately determined according to the etching pattern with the light-shielding pattern 14P1. As an example, the shape is set to have an aperture width corresponding to the aperture width dimension of the exposure region 10P1 and the phase shift region 10P2 (see FIGS. 7 to 9) to be formed.

次いで、遮光パターン形成工程として、このレジストパターン15P2越しにエッチング液を用いて遮光パターン13P1をウエットエッチングして、図7に示すように、遮光パターン13P2を形成する。
これにより、位相シフトパターン12P1の表面が露出した露光領域10P1および位相シフト領域10P2に対応した遮光パターン13P2を形成することができる。
Next, as a light-shielding pattern forming step, the light-shielding pattern 13P1 is wet-etched through the resist pattern 15P2 with an etching solution to form the light-shielding pattern 13P2 as shown in FIG.
As a result, the light-shielding pattern 13P2 corresponding to the exposed region 10P1 and the phase shift region 10P2 where the surface of the phase shift pattern 12P1 is exposed can be formed.

遮光パターン形成工程におけるエッチング液としては、同様に、クロム系材料のエッチング液として、硝酸セリウム第2アンモニウムを含むエッチング液を用いることができ、例えば、硝酸や過塩素酸等の酸を含有する硝酸セリウム第2アンモニウムを用いることが好ましい。
遮光パターン形成工程においては、モリブデンシリサイドからなる位相シフトパターン12P1が、上記のクロム系のエッチング液にはほとんどエッチングされない。
Similarly, as the etching solution in the light-shielding pattern forming step, an etching solution containing cerium nitrate diammonium nitrate can be used as the etching solution for the chromium-based material, and for example, nitric acid containing an acid such as nitric acid or perchloric acid. It is preferable to use diammonium cerium.
In the light-shielding pattern forming step, the phase shift pattern 12P1 made of molybdenum silicide is hardly etched by the above-mentioned chromium-based etching solution.

この際、位相シフトパターン12P1には、低炭素領域12aが設けられているため、クロム系エッチング液に対する耐エッチング性を向上することができる。同時に、位相シフトパターン12P1には、低炭素領域12aが設けられているため、遮光パターン13P2との密着性を高め、エッチングされた形状が崩れてしまうことを防止できる。 At this time, since the phase shift pattern 12P1 is provided with the low carbon region 12a, the etching resistance to the chromium-based etching solution can be improved. At the same time, since the phase shift pattern 12P1 is provided with the low carbon region 12a, it is possible to improve the adhesion to the light-shielding pattern 13P2 and prevent the etched shape from collapsing.

次いで、位相シフトパターン形成工程として、このレジストパターン15P2と遮光パターン13P2越しにエッチング液を用いて位相シフトパターン12P1をウエットエッチングして、図8に示すように、位相シフトパターン12P2を形成する。 Next, as a phase shift pattern forming step, the phase shift pattern 12P1 is wet-etched through the resist pattern 15P2 and the light-shielding pattern 13P2 with an etching solution to form the phase shift pattern 12P2 as shown in FIG.

位相シフトパターン形成工程におけるエッチング液としては、モリブデンシリサイドからなる位相シフトパターン12P2をエッチング可能なものとして、フッ化水素酸、珪フッ化水素酸、フッ化水素アンモニウムから選ばれる少なくとも一つのフッ素化合物と、過酸化水素、硝酸、硫酸から選ばれる少なくとも一つの酸化剤とを含むものを用いることが好ましい。 As the etching solution in the phase shift pattern forming step, the phase shift pattern 12P2 made of molybdenum silicide can be etched with at least one fluorine compound selected from hydrofluoric acid, silicate hydrofluoric acid, and ammonium hydrogen fluoride. , It is preferable to use one containing at least one oxidizing agent selected from hydrogen peroxide, nitric acid and sulfuric acid.

この際、位相シフトパターン12P1には、低炭素領域12aが設けられているため、モリブデンシリサイド系エッチング液に対するエッチングレート(E.R.)が高くなるが、低炭素領域12aの膜厚が小さく設定されているため、エッチング時間がそれほど長くなることを防止できる。さらに、位相シフトパターン12P1では、低炭素領域12aよりも下側、つまり、ガラス基板11に近接する位置における炭素濃度が高く設定された高炭素領域12bとされているため、モリブデンシリサイド系エッチング液に対するエッチングレート(E.R.)が小さくなり、位相シフトパターン12P1の全体では、エッチング時間を短縮することができる。 At this time, since the phase shift pattern 12P1 is provided with the low carbon region 12a, the etching rate (ER) with respect to the molybdenum silicide-based etching solution is high, but the film thickness of the low carbon region 12a is set small. Therefore, it is possible to prevent the etching time from becoming so long. Further, in the phase shift pattern 12P1, the high carbon region 12b is set to have a high carbon concentration below the low carbon region 12a, that is, at a position close to the glass substrate 11, so that the molybdenum silicide-based etching solution is used. The etching rate (ER) is reduced, and the etching time can be shortened for the entire phase shift pattern 12P1.

これにより、エッチング時間を短くして、上記のエッチング液に対して露出する透光領域10Lにおいて、エッチング液によってガラス基板11が受ける影響を抑制することが可能となる。 This makes it possible to shorten the etching time and suppress the influence of the etching solution on the glass substrate 11 in the light-transmitting region 10L exposed to the etching solution.

位相シフト層12を構成するモリブデンシリサイド化合物は、例えばフッ化水素アンモニウムと過酸化水素の混合液によりエッチングすることが可能である。これに対し、遮光層14を形成するクロム化合物は、例えば硝酸第2セリウムアンモニウムと過塩素酸の混合液によりエッチングすることが可能である。 The molybdenum silicide compound constituting the phase shift layer 12 can be etched with, for example, a mixed solution of ammonium hydrogen fluoride and hydrogen peroxide. On the other hand, the chromium compound forming the light-shielding layer 14 can be etched with, for example, a mixed solution of dicerium ammonium nitrate and perchloric acid.

したがって、それぞれのウエットエッチングの際における選択比が非常に大きくなる。このため、エッチングによる遮光パターン13P1と、位相シフトパターン12P1との形成後においては、位相シフトマスク10の断面形状として、垂直に近い良好な断面形状を得ることが可能である。 Therefore, the selection ratio at the time of each wet etching becomes very large. Therefore, after the light-shielding pattern 13P1 and the phase shift pattern 12P1 are formed by etching, it is possible to obtain a good cross-sectional shape close to vertical as the cross-sectional shape of the phase shift mask 10.

また、位相シフトパターン形成工程においては、遮光層13に近い位相シフト層12の低炭素領域12aでの炭素濃度および酸素濃度が、ガラス基板11に近い位相シフト層12の高炭素領域12bでの炭素濃度および酸素濃度に比べて低く設定される。これにより、遮光層13に近い位相シフト層12の低炭素領域12aでのエッチングレートが低くなる。したがって、位相シフト層12においては、高炭素領域12bのエッチングに比べて、低炭素領域12aのエッチングの進行を遅延させる。 Further, in the phase shift pattern forming step, the carbon concentration and oxygen concentration in the low carbon region 12a of the phase shift layer 12 close to the light shielding layer 13 are the carbon in the high carbon region 12b of the phase shift layer 12 close to the glass substrate 11. It is set lower than the concentration and oxygen concentration. As a result, the etching rate in the low carbon region 12a of the phase shift layer 12 close to the light shielding layer 13 becomes low. Therefore, in the phase shift layer 12, the progress of etching in the low carbon region 12a is delayed as compared with the etching in the high carbon region 12b.

この際、位相シフトパターン12P1には、低炭素領域12aが設けられているため、モリブデンシリサイド系エッチング液に対するエッチングレート(E.R.)が高くなるが、低炭素領域12aの膜厚が小さく設定されているため、エッチング時間がそれほど長くなることを防止できる。さらに、位相シフトパターン12P1では、低炭素領域12aよりも下側、つまり、ガラス基板11に近接する位置に炭素濃度が高く設定された高炭素領域12bが設けられているため、モリブデンシリサイド系エッチング液に対するエッチングレート(E.R.)が小さくなり、エッチング時間を短縮することができる。 At this time, since the phase shift pattern 12P1 is provided with the low carbon region 12a, the etching rate (ER) with respect to the molybdenum silicide-based etching solution is high, but the film thickness of the low carbon region 12a is set small. Therefore, it is possible to prevent the etching time from becoming so long. Further, in the phase shift pattern 12P1, a high carbon region 12b having a high carbon concentration is provided below the low carbon region 12a, that is, at a position close to the glass substrate 11, so that the molybdenum silicide-based etching solution is provided. The etching rate (ER) is reduced, and the etching time can be shortened.

これにより、エッチング時間を短くして、透光領域10Lで露出しているガラス基板11に対して、上記のエッチング液による影響を抑制することが可能となる。
これにより、図8に示すように、ガラス基板11の表面が露出した露光領域10P1と、位相シフトパターン12P2が残存して露出している位相シフト領域10P2と、を形成することができる。
This makes it possible to shorten the etching time and suppress the influence of the etching solution on the glass substrate 11 exposed in the translucent region 10L.
As a result, as shown in FIG. 8, an exposed region 10P1 in which the surface of the glass substrate 11 is exposed and a phase shift region 10P2 in which the phase shift pattern 12P2 remains and are exposed can be formed.

次いで、レジスト除去工程として、レジストパターン15P2を除去して、図9に示すように、位相シフトマスク10を製造する。 Next, as a resist removing step, the resist pattern 15P2 is removed to manufacture the phase shift mask 10 as shown in FIG.

以下、本実施形態におけるマスクブランクスの製造方法について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the method for manufacturing the mask blanks in the present embodiment will be described with reference to the drawings.

図10は、本実施形態におけるマスクブランクスの製造装置を示す模式図である。
本実施形態におけるマスクブランクス10Bは、図10に示す製造装置により製造される。
FIG. 10 is a schematic view showing a mask blank manufacturing apparatus according to the present embodiment.
The mask blanks 10B in this embodiment are manufactured by the manufacturing apparatus shown in FIG.

図10に示す製造装置S10は、インターバック式のスパッタリング装置とされ、ロード室S11、アンロード室S16と、ロード室S11に密閉機構S17を介して接続されるとともに、アンロード室S16に密閉機構S18を介して接続された成膜室(真空処理室)S12とを有するものとされる。 The manufacturing apparatus S10 shown in FIG. 10 is an inter-vacuum type sputtering apparatus, and is connected to the load chamber S11, the unload chamber S16, and the load chamber S11 via a sealing mechanism S17, and is connected to the unload chamber S16 by a sealing mechanism. It is assumed to have a film forming chamber (vacuum processing chamber) S12 connected via S18.

ロード室S11には、外部から搬入されたガラス基板11を成膜室S12へと搬送する搬送機構S11aと、この室内を粗真空引きするロータリーポンプ等の排気機構S11fが設けられる。 The load chamber S11 is provided with a transport mechanism S11a for transporting the glass substrate 11 carried in from the outside to the film forming chamber S12, and an exhaust mechanism S11f such as a rotary pump that draws a rough vacuum in the chamber.

アンロード室S16には、成膜室S12から成膜の完了したガラス基板11を外部へと搬送する搬送機構S16aと、この室内を粗真空引きするロータリーポンプ等の排気機構S16fが設けられる。 The unload chamber S16 is provided with a transport mechanism S16a for transporting the glass substrate 11 having been film-formed from the film-forming chamber S12 to the outside, and an exhaust mechanism S16f such as a rotary pump that draws a rough vacuum in the chamber.

成膜室S12には、基板保持機構S12aと、2つの成膜処理に対応した機構として二段の成膜機構S13,S14が設けられている。 The film forming chamber S12 is provided with a substrate holding mechanism S12a and two-stage film forming mechanisms S13 and S14 as mechanisms corresponding to the two film forming processes.

基板保持機構S12aは、搬送機構S11aによって搬送されてきたガラス基板11を、成膜中にターゲットS13b,S14bと対向するようにガラス基板11を保持するとともに、ガラス基板11をロード室S11からの搬入およびアンロード室S16へ搬出可能とされている。 The substrate holding mechanism S12a holds the glass substrate 11 conveyed by the conveying mechanism S11a so as to face the targets S13b and S14b during film formation, and carries the glass substrate 11 from the loading chamber S11. And it can be carried out to the unload room S16.

成膜室S12のロード室S11側位置には、二段の成膜機構S13,S14のうち一段目の成膜材料を供給する成膜機構S13が設けられている。
成膜機構S13は、ターゲットS13bを有するカソード電極(バッキングプレート)S13cと、バッキングプレートS13cに負電位のスパッタ電圧を印加する電源S13dと、を有する。
At the position on the load chamber S11 side of the film forming chamber S12, a film forming mechanism S13 for supplying the first-stage film forming material among the two-stage film forming mechanisms S13 and S14 is provided.
The film forming mechanism S13 includes a cathode electrode (backing plate) S13c having a target S13b, and a power supply S13d for applying a negative potential sputtering voltage to the backing plate S13c.

成膜機構S13は、成膜室S12内でカソード電極(バッキングプレート)S13c付近に重点的にガスを導入するガス導入機構S13eと、成膜室S12内でカソード電極(バッキングプレート)S13c付近を重点的に高真空引きするターボ分子ポンプ等の高真空排気機構S13fと、を有する。 The film forming mechanism S13 focuses on the gas introduction mechanism S13e that mainly introduces gas into the vicinity of the cathode electrode (backing plate) S13c in the film forming chamber S12 and the vicinity of the cathode electrode (backing plate) S13c in the film forming chamber S12. It has a high vacuum exhaust mechanism S13f such as a turbo molecular pump that draws a high vacuum.

さらに、成膜室S12におけるロード室S11とアンロード室S16との中間位置には、二段の成膜機構S13,S14のうち二段目の成膜材料を供給する成膜機構S14が設けられている。
成膜機構S14は、ターゲットS14bを有するカソード電極(バッキングプレート)S14cと、バッキングプレートS14cに負電位のスパッタ電圧を印加する電源S14dと、を有する。
Further, at an intermediate position between the load chamber S11 and the unload chamber S16 in the film formation chamber S12, a film formation mechanism S14 for supplying the second-stage film-forming material among the two-stage film-forming mechanisms S13 and S14 is provided. ing.
The film forming mechanism S14 includes a cathode electrode (backing plate) S14c having a target S14b, and a power supply S14d for applying a negative potential sputtering voltage to the backing plate S14c.

成膜機構S14は、成膜室S12内でカソード電極(バッキングプレート)S14c付近に重点的にガスを導入するガス導入機構S14eと、成膜室S12内でカソード電極(バッキングプレート)S14c付近を重点的に高真空引きするターボ分子ポンプ等の高真空排気機構S14fと、を有する。 The film forming mechanism S14 focuses on the gas introduction mechanism S14e that mainly introduces gas into the vicinity of the cathode electrode (backing plate) S14c in the film forming chamber S12 and the vicinity of the cathode electrode (backing plate) S14c in the film forming chamber S12. It has a high vacuum exhaust mechanism S14f such as a turbo molecular pump that draws a high vacuum.

成膜室S12には、カソード電極(バッキングプレート)S13c,S14cの付近において、それぞれガス導入機構S13e,S14eから供給されたガスが、隣接する成膜機構S13,S14に混入しないように、ガス流れを抑制するガス防壁S12gが設けられる。これらガス防壁S12gは、基板保持機構S12aがそれぞれ隣接する成膜機構S13,S14間を移動可能なように構成されている。 In the film forming chamber S12, gas flows in the vicinity of the cathode electrodes (backing plates) S13c and S14c so that the gas supplied from the gas introduction mechanisms S13e and S14e does not mix with the adjacent film forming mechanisms S13 and S14, respectively. A gas barrier S12g is provided to suppress the above. These gas barriers S12g are configured so that the substrate holding mechanism S12a can move between the film forming mechanisms S13 and S14 adjacent to each other.

成膜室S12において、それぞれの二段の成膜機構S13,S14は、ガラス基板11に順に成膜するために必要な組成・条件を有するものとされる。
本実施形態において、成膜機構S13は位相シフト層12の成膜に対応しており、成膜機構S14は遮光層13の成膜に対応している。
In the film forming chamber S12, the two-stage film forming mechanisms S13 and S14 have the composition and conditions necessary for sequentially forming a film on the glass substrate 11.
In the present embodiment, the film forming mechanism S13 corresponds to the film formation of the phase shift layer 12, and the film forming mechanism S14 corresponds to the film formation of the light shielding layer 13.

具体的には、成膜機構S13においては、ターゲットS13bが、ガラス基板11に位相シフト層12を成膜するために必要な組成として、モリブデンシリサイドを有する材料からなるものとされる。 Specifically, in the film forming mechanism S13, the target S13b is made of a material having molybdenum silicide as a composition necessary for forming the phase shift layer 12 on the glass substrate 11.

同時に、成膜機構S13においては、ガス導入機構S13eから供給されるガスとして、位相シフト層12の成膜に対応して、プロセスガスが炭素、窒素、酸素などを含有し、アルゴン、窒素ガス等のスパッタガスとともに、所定のガス分圧として条件設定される。
また、ガス導入機構S13eにおいて供給するガスでは、炭素含有ガス、酸素含有ガスや窒素含有ガス等のガス分圧を、成膜される位相シフト層12の膜厚に従って所定の変化量として、高炭素領域12bおよび低炭素領域12aを形成するようにそれぞれ調整することが可能な構成とされている。
At the same time, in the film forming mechanism S13, as the gas supplied from the gas introduction mechanism S13e, the process gas contains carbon, nitrogen, oxygen, etc., corresponding to the film formation of the phase shift layer 12, and argon, nitrogen gas, etc. Conditions are set as a predetermined gas partial pressure together with the sputter gas of.
Further, in the gas supplied by the gas introduction mechanism S13e, the partial pressure of the gas such as carbon-containing gas, oxygen-containing gas, nitrogen-containing gas, etc. is set to a predetermined amount of change according to the film thickness of the phase shift layer 12 to be formed, and the carbon content is high. The configuration can be adjusted so as to form the region 12b and the low carbon region 12a, respectively.

また、成膜条件にあわせて高真空排気機構S13fからの排気がおこなわれる。
また、成膜機構S13においては、電源S13dからバッキングプレートS13cに印加されるスパッタ電圧が、位相シフト層12の成膜に対応して設定される。
Further, the exhaust from the high vacuum exhaust mechanism S13f is performed according to the film forming conditions.
Further, in the film forming mechanism S13, the sputtering voltage applied from the power supply S13d to the backing plate S13c is set corresponding to the film formation of the phase shift layer 12.

また、成膜機構S14においては、ターゲットS14bが、位相シフト層12上に遮光層13を成膜するために必要な組成として、クロムを有する材料からなるものとされる。 Further, in the film forming mechanism S14, the target S14b is made of a material having chromium as a composition necessary for forming the light-shielding layer 13 on the phase shift layer 12.

同時に、成膜機構S14においては、ガス導入機構S14eから供給されるガスとして、遮光層13の成膜に対応して、プロセスガスが炭素、窒素、酸素などを含有し、アルゴン、不活性ガス等のスパッタガスとともに、所定のガス分圧として設定される。
また、ガス導入機構S14eにおいて供給するガスでは、酸素含有ガスや窒素含有ガス等のガス分圧を、成膜される遮光層13の膜厚に従って所定の変化量となるようにそれぞれ調整することが可能な構成とされている。
At the same time, in the film forming mechanism S14, as the gas supplied from the gas introduction mechanism S14e, the process gas contains carbon, nitrogen, oxygen and the like corresponding to the film formation of the light shielding layer 13, argon, an inert gas and the like. It is set as a predetermined gas partial pressure together with the sputter gas of.
Further, in the gas supplied by the gas introduction mechanism S14e, the partial pressures of gases such as oxygen-containing gas and nitrogen-containing gas can be adjusted so as to have a predetermined amount of change according to the film thickness of the light-shielding layer 13 to be formed. It is a possible configuration.

また、成膜条件にあわせて高真空排気機構S14fからの排気がおこなわれる。
また、成膜機構S14においては、電源S14dからバッキングプレートS14cに印加されるスパッタ電圧が、遮光層13の成膜に対応して設定される。
Further, the exhaust from the high vacuum exhaust mechanism S14f is performed according to the film forming conditions.
Further, in the film forming mechanism S14, the sputtering voltage applied from the power supply S14d to the backing plate S14c is set corresponding to the film formation of the light-shielding layer 13.

図10に示す製造装置S10においては、ロード室S11から搬送機構S11aによって搬入したガラス基板11に対して、成膜室(真空処理室)S12において基板保持機構S12aによって搬送しながら二段のスパッタリング成膜をおこなった後、アンロード室S16から成膜の終了したガラス基板11を搬送機構S16aによって外部に搬出する。 In the manufacturing apparatus S10 shown in FIG. 10, the glass substrate 11 carried in from the load chamber S11 by the conveying mechanism S11a is subjected to two-stage sputtering while being conveyed by the substrate holding mechanism S12a in the film forming chamber (vacuum processing chamber) S12. After the film is formed, the glass substrate 11 having been formed into a film is carried out from the unload chamber S16 by the transport mechanism S16a.

位相シフト層形成工程においては、成膜機構S13において、ガス導入機構S13eから成膜室S12のバッキングプレートS13c付近に供給ガスとしてスパッタガスと反応ガスとを供給する。この状態で、外部の電源からバッキングプレート(カソード電極)S13cにスパッタ電圧を印加する。また、マグネトロン磁気回路によりターゲットS13b上に所定の磁場を形成してもよい。 In the phase shift layer forming step, in the film forming mechanism S13, the sputter gas and the reaction gas are supplied as supply gas from the gas introduction mechanism S13e to the vicinity of the backing plate S13c of the film forming chamber S12. In this state, a sputtering voltage is applied to the backing plate (cathode electrode) S13c from an external power source. Further, a predetermined magnetic field may be formed on the target S13b by the magnetron magnetic circuit.

成膜室S12内のバッキングプレートS13c付近でプラズマにより励起されたスパッタガスのイオンが、カソード電極S13cのターゲットS13bに衝突して成膜材料の粒子を飛び出させる。そして、飛び出した粒子と反応ガスとが結合した後、ガラス基板11に付着することにより、ガラス基板11の表面に所定の組成で位相シフト層12が形成される。 Sputter gas ions excited by plasma near the backing plate S13c in the film forming chamber S12 collide with the target S13b of the cathode electrode S13c to eject particles of the film forming material. Then, after the ejected particles and the reaction gas are combined and then adhered to the glass substrate 11, the phase shift layer 12 is formed on the surface of the glass substrate 11 with a predetermined composition.

同様に、遮光層形成工程においては、成膜機構S14において、ガス導入機構S14eから成膜室S12のバッキングプレートS14c付近に供給ガスとしてスパッタガスと反応ガスとを供給する。この状態で、外部の電源からバッキングプレート(カソード電極)S14cにスパッタ電圧を印加する。また、マグネトロン磁気回路によりターゲットS14b上に所定の磁場を形成してもよい。 Similarly, in the light-shielding layer forming step, in the film forming mechanism S14, the sputter gas and the reaction gas are supplied as supply gas from the gas introduction mechanism S14e to the vicinity of the backing plate S14c of the film forming chamber S12. In this state, a sputtering voltage is applied to the backing plate (cathode electrode) S14c from an external power source. Further, a predetermined magnetic field may be formed on the target S14b by the magnetron magnetic circuit.

成膜室S12内のバッキングプレートS14c付近でプラズマにより励起されたスパッタガスのイオンが、カソード電極S14cのターゲットS14bに衝突して成膜材料の粒子を飛び出させる。そして、飛び出した粒子と反応ガスとが結合した後、ガラス基板11に付着することにより、ガラス基板11の表面に所定の組成で遮光層13が位相シフト層12に積層して形成される。 Sputter gas ions excited by plasma near the backing plate S14c in the film forming chamber S12 collide with the target S14b of the cathode electrode S14c to eject particles of the film forming material. Then, after the ejected particles and the reaction gas are combined and then adhered to the glass substrate 11, the light-shielding layer 13 is laminated on the surface of the glass substrate 11 with a predetermined composition and formed on the phase shift layer 12.

この際、位相シフト層12の成膜では、ガス導入機構S13eから所定の分圧となるスパッタガス、炭素含有ガス、窒素含有ガス、酸素含有ガス等を供給してそれぞれの分圧を制御するように切り替えて、その組成を設定した範囲内にする。同時に、膜厚方向に組成を変化させて位相シフト層12を形成する場合には、成膜された膜厚に応じて雰囲気ガスにおける個々のガス分圧を変動させることもできる。
特に、上述したように、膜厚方向に炭素濃度の低い低炭素領域12aと、低炭素領域12aよりも窒炭素度の高いそれ以外のガラス基板11に近接する高炭素領域12bと、を形成するように、炭素含有ガス、窒素含有ガス等の分圧比をそれぞれ制御する。
At this time, in the film formation of the phase shift layer 12, sputter gas, carbon-containing gas, nitrogen-containing gas, oxygen-containing gas, etc., which have a predetermined partial pressure, are supplied from the gas introduction mechanism S13e to control the respective partial pressures. Switch to and keep the composition within the set range. At the same time, when the phase shift layer 12 is formed by changing the composition in the film thickness direction, the individual gas partial pressures in the atmospheric gas can be changed according to the film thickness formed.
In particular, as described above, a low carbon region 12a having a low carbon concentration in the film thickness direction and a high carbon region 12b close to the other glass substrate 11 having a higher carbon dioxide content than the low carbon region 12a are formed. As described above, the partial pressure ratios of the carbon-containing gas, the nitrogen-containing gas, etc. are controlled respectively.

具体的には、モリブデンシリサイド化合物膜の成膜時に、膜厚の増加にともなって、位相シフト層12の膜厚に対して3/4となる膜厚とされる所定の膜厚まで所定の炭素含有ガスの分圧より高いで成膜された時から、炭素含有ガスの分圧を低減させることで、高炭素領域12bおよび低炭素領域12aを形成することができる。
同時に、位相シフト層12におけるエッチングストップ能を所定の状態に設定するために、ターゲットS13bにおけるモリブデンとシリコンとの組成比、さらに、モリブデンとシリコン以外の含有物の組成比を、所定の状態に設定することができる。また、異なる組成比を有するターゲットS13bを適切に選択することが好ましい。
Specifically, when the molybdenum VDD compound film is formed, a predetermined carbon is formed up to a predetermined film thickness which is 3/4 of the film thickness of the phase shift layer 12 as the film thickness increases. By reducing the partial pressure of the carbon-containing gas from the time when the film is formed at a pressure higher than the partial pressure of the contained gas, the high carbon region 12b and the low carbon region 12a can be formed.
At the same time, in order to set the etching stop ability of the phase shift layer 12 to a predetermined state, the composition ratio of molybdenum and silicon in the target S13b and the composition ratio of molybdenum and inclusions other than silicon are set to a predetermined state. can do. Further, it is preferable to appropriately select the target S13b having a different composition ratio.

また、遮光層13の成膜では、ガス導入機構S14eから所定の分圧となる窒素含有ガス、酸素含有ガス、炭素含有ガス等を供給してその分圧を制御するように切り替えて、その組成を設定した範囲内にする。 Further, in the film formation of the light-shielding layer 13, the gas introduction mechanism S14e supplies a nitrogen-containing gas, an oxygen-containing gas, a carbon-containing gas, etc., which have a predetermined partial pressure, and switches to control the partial pressure, and the composition thereof. Within the set range.

ここで、酸素含有ガスとしては、CO(二酸化炭素)、O(酸素)、NO(一酸化二窒素)、NO(一酸化窒素)、CO(一酸化炭素)等を挙げることができる。
また、炭素含有ガスとしては、CO(二酸化炭素)、CH4(メタン)、C(エタン)、CO(一酸化炭素)等を挙げることができる。
さらに、窒素含有ガスとしては、N(窒素ガス)、NO(一酸化二窒素)、NO(一酸化窒素)、NO(一酸化二窒素)、NH(アンモニア)等を挙げることができる。
なお、位相シフト層12、遮光層13の成膜で、必要であればターゲットS13b,S14bを適宜交換することもできる。
Here, examples of the oxygen-containing gas include CO 2 (carbon dioxide), O 2 (oxygen), N 2 O (nitrous oxide), NO (nitric oxide), CO (carbon monoxide) and the like. can.
Examples of the carbon-containing gas include CO 2 (carbon dioxide), CH 4 (methane), C 2 H 6 (ethane), and CO (carbon monoxide).
Further, examples of the nitrogen-containing gas include N 2 (nitrogen gas), N 2 O (nitrous oxide), NO (nitric oxide), N 2 O (nitrous oxide), NH 3 (ammonia) and the like. be able to.
In the film formation of the phase shift layer 12 and the light shielding layer 13, the targets S13b and S14b can be replaced as appropriate if necessary.

さらに、これら位相シフト層12、遮光層13の成膜に加え、他の膜を積層する場合には、対応するターゲット、ガス等のスパッタ条件としてスパッタリングにより成膜するか、他の成膜方法によって該当膜を積層して、本実施形態のマスクブランクス10Bとすることもできる。 Further, in addition to the film formation of the phase shift layer 12 and the light-shielding layer 13, when another film is laminated, the film formation is performed by sputtering as the sputtering conditions of the corresponding target, gas, etc., or by another film formation method. The corresponding films can also be laminated to form the mask blanks 10B of the present embodiment.

以下、本実施形態における位相シフト層12、遮光層13の膜特性、特に、位相シフト層の膜特性について説明する。 Hereinafter, the film characteristics of the phase shift layer 12 and the light shielding layer 13 in the present embodiment, particularly the film characteristics of the phase shift layer will be described.

マスクを形成するためのガラス基板11上に、スパッタリング法等を用いてモリブデンシリサイド化合物を形成し位相シフト層12とする。ここで形成するモリブデンシリサイド化合物はモリブデン、シリコン、酸素、窒素、炭素等を含有する膜であることが望ましい。この際に膜中に含有するモリブデン、シリコン、酸素、窒素、炭素の組成と膜厚を制御することで所望の透過率と位相とを有する位相シフト層12を形成することが可能である。 A molybdenum silicide compound is formed on the glass substrate 11 for forming the mask by a sputtering method or the like to form the phase shift layer 12. The molybdenum silicide compound formed here is preferably a film containing molybdenum, silicon, oxygen, nitrogen, carbon and the like. At this time, by controlling the composition and film thickness of molybdenum, silicon, oxygen, nitrogen, and carbon contained in the film, it is possible to form the phase shift layer 12 having a desired transmittance and phase.

引き続き、遮光層13となるクロム化合物膜をスパッタリング法等を用いて形成する。ここで形成するクロム化合物はクロム、酸素、窒素、炭素等を含有する膜であることが望ましい。
このような膜構造のマスクブランクス10Bを形成することにより、位相シフト層12がモリブデンシリサイド化合物で形成され、遮光層13がクロム化合物で形成された位相シフトマスク10を形成することが可能になる。
Subsequently, a chromium compound film to be the light-shielding layer 13 is formed by a sputtering method or the like. The chromium compound formed here is preferably a film containing chromium, oxygen, nitrogen, carbon and the like.
By forming the mask blanks 10B having such a film structure, it becomes possible to form the phase shift mask 10 in which the phase shift layer 12 is formed of the molybdenum silicide compound and the light shielding layer 13 is formed of the chromium compound.

本発明者らが鋭意検討した結果、モリブデンシリサイド膜を用いて位相シフト層12を形成し、位相シフト層12のエッチングレートを高くするためには、モリブデンシリサイド膜の組成を適切に制御することが重要であることがわかった。
フラットディスプレイ向けの位相シフトマスク10を、モリブデンシリサイド膜を用いて形成する場合には、モリブデンとシリコンの比率が1:3以下のターゲットを用いて、モリブデンシリサイド膜中における窒素濃度を30%以上、シリコン濃度を25%以下、酸素濃度を8%以上、炭素濃度を8%以上にする。これによりことで、エッチングレートが早くガラス基板のエッチングの影響の少ないモリブデンシリサイド膜を形成することが可能になる。さらに、モリブデンシリサイド膜の抵抗率が、5.5x10−1Ωcm以下であることができる。
As a result of diligent studies by the present inventors, in order to form the phase shift layer 12 using the molybdenum silicide film and increase the etching rate of the phase shift layer 12, it is possible to appropriately control the composition of the molybdenum silicide film. It turned out to be important.
When the phase shift mask 10 for a flat display is formed using a molybdenum silicide film, a target having a molybdenum to silicon ratio of 1: 3 or less is used, and the nitrogen concentration in the molybdenum silicide film is 30% or more. The silicon concentration should be 25% or less, the oxygen concentration should be 8% or more, and the carbon concentration should be 8% or more. This makes it possible to form a molybdenum silicide film having a high etching rate and being less affected by etching of the glass substrate. Further, the resistivity of the molybdenum silicide film can be 5.5 × 10 -1 Ωcm or less.

モリブデンシリサイドの様なシリサイド化合物を用いる場合は、位相シフト層12の上部にクロム化合物で形成された遮光層13を形成する場合が一般的である。
そのため、位相シフト層12の形成後に、遮光層13となるクロムニウム化合物を形成することで、位相シフトマスク10を形成するためのマスクブランクス10Bを構成することが可能になる。
位相シフトマスク10を形成する場合には、マスクブランクス12B形成後にレジストパターンの形成とマスクブランクスのエッチングを行うことで、位相シフトマスクを形成することができる。
When a silicide compound such as molybdenum silicide is used, it is common to form a light-shielding layer 13 formed of a chromium compound on the top of the phase shift layer 12.
Therefore, by forming the chromiumnium compound to be the light-shielding layer 13 after the phase shift layer 12 is formed, it is possible to form the mask blanks 10B for forming the phase shift mask 10.
When forming the phase shift mask 10, the phase shift mask can be formed by forming the resist pattern and etching the mask blanks after forming the mask blanks 12B.

モリブデンシリサイド膜によって位相シフト層12を形成した場合には、位相シフトマスク10を形成する場合に、フッ酸を含有するエッチング液でエッチングすることが必要である。このため、ガラス基板11のエッチングの影響を低減するためにできる限りエッチングレートの速いモリブデンシリサイド膜を用いることが望ましい。 When the phase shift layer 12 is formed of the molybdenum silicide film, it is necessary to etch with an etching solution containing hydrofluoric acid when forming the phase shift mask 10. Therefore, it is desirable to use a molybdenum silicide film having an etching rate as fast as possible in order to reduce the influence of etching on the glass substrate 11.

図11に、ターゲット組成の異なるモリブデンシリサイドターゲットを用いて、モリブデンシリサイド膜を形成した場合の膜中の窒素濃度とエッチングレートの関係を示す。図に示した結果から、ターゲット組成において、シリコン組成の少ないモリブデンシリサイドターゲットを用いることで、エッチングレートの速いモリブデンシリサイド膜を形成することができることがわかる。 FIG. 11 shows the relationship between the nitrogen concentration in the film and the etching rate when a molybdenum silicide film is formed by using molybdenum silicide targets having different target compositions. From the results shown in the figure, it can be seen that a molybdenum silicide film having a high etching rate can be formed by using a molybdenum silicide target having a low silicon composition in the target composition.

さらに、モリブデンシリサイドのターゲットについてはモリブデンシリコンの結晶であるMoSiとSiとの材料を混合することで、所望の組成比のターゲットを形成することが可能となる。そのためには、一定以上のシリコンがMoSiよりも過剰に存在しないと組成の安定したターゲットが形成することは困難である。このため、モリブデンとシリコンの組成比が1:2.3までシリコン組成が増加すると相対密度が高いターゲットを安定して形成できることがわかった。 Further, as for the target of molybdenum silicide, it is possible to form a target having a desired composition ratio by mixing the materials of MoSi 2 and Si, which are crystals of molybdenum silicon. For that purpose, it is difficult to form a target having a stable composition unless a certain amount of silicon is present in excess of MoSi 2. Therefore, it was found that when the composition ratio of molybdenum and silicon increases to 1: 2.3, a target having a high relative density can be stably formed.

このため、モリブデンシリサイドの組成比として、モリブデンとシリコンの組成比が1:2.3から1:3までのターゲットを用いることで、ガラス基板11のエッチングを抑制した状態を維持するエッチングレートを有する膜を成膜しつつ、高密度のターゲットを用いることが可能である。このため、欠陥の影響を低減した生産に適したマスクブランクス10Bを製品として製造することが可能になった。 Therefore, by using a target having a composition ratio of molybdenum and silicon of 1: 2.3 to 1: 3 as the composition ratio of molybdenum silicide, the glass substrate 11 has an etching rate that maintains the state in which etching is suppressed. It is possible to use a high-density target while forming a film. Therefore, it has become possible to manufacture the mask blanks 10B suitable for production with the influence of defects reduced as a product.

モリブデンとシリコンの組成比が1:2.3のターゲットを用いてモリブデンシリサイド膜を形成し、成膜時のアルゴン、窒素流量を変化させて、モリブデンシリサイド膜を成膜した。
位相シフトマスク10の製造プロセスとして、パターン形成においては、通常、酸やアルカリ等の薬液を用いられるが、これらのプロセス中において透過率変化を抑制することが必要である。
A molybdenum silicide film was formed using a target having a composition ratio of molybdenum and silicon of 1: 2.3, and a molybdenum silicide film was formed by changing the flow rates of argon and nitrogen at the time of film formation.
As a manufacturing process of the phase shift mask 10, a chemical solution such as an acid or an alkali is usually used in pattern formation, but it is necessary to suppress a change in transmittance during these processes.

モリブデンシリサイド膜の窒素濃度を上げることで、酸やアルカリに対する薬液耐性が向上することがわかった。
このことから、薬液耐性を高めるために、モリブデンシリサイド膜の窒素濃度を高めることが重要であることがわかる。
It was found that increasing the nitrogen concentration of the molybdenum silicide film improves the resistance of the chemical solution to acids and alkalis.
From this, it can be seen that it is important to increase the nitrogen concentration of the molybdenum silicide film in order to enhance the chemical resistance.

モリブデンとシリコンの組成比が1:2.3のターゲットを用いてモリブデンシリサイド膜を成膜する際に二酸化炭素ガスの添加量を変化させて成膜した。
さらに、モリブデンシリサイド膜中の酸素濃度と波長365nmでの透過率との関係、および、モリブデンシリサイド膜中の炭素濃度と波長365nmでの透過率との関係を調べた。
ここで、透過率(%)は、波長365nmでの位相が180°になるように膜厚を調整した膜厚でのモリブデンシリサイド膜の透過率である。
When a molybdenum silicide film was formed using a target having a composition ratio of molybdenum and silicon of 1: 2.3, the amount of carbon dioxide gas added was changed to form the film.
Further, the relationship between the oxygen concentration in the molybdenum silicide film and the transmittance at a wavelength of 365 nm and the relationship between the carbon concentration in the molybdenum silicide film and the transmittance at a wavelength of 365 nm were investigated.
Here, the transmittance (%) is the transmittance of the molybdenum silicide film at a film thickness adjusted so that the phase at a wavelength of 365 nm is 180 °.

これらの結果から、酸素濃度を増加させることで、透過率は高くなることがわかる。ここで、ディスプレイ用に用いられる位相シフトマスクとしては、波長365nmにおいて、位相が180°で5%以上の透過率を有する位相シフトマスクが用いられる。 From these results, it can be seen that the transmittance increases by increasing the oxygen concentration. Here, as the phase shift mask used for the display, a phase shift mask having a transmittance of 5% or more at a phase of 180 ° at a wavelength of 365 nm is used.

さらに、モリブデンシリサイド膜を成膜する際のガス条件を変化させて、モリブデンシリサイド膜中のシリコン濃度、酸素濃度、炭素濃度とモリブデンシリサイド膜のエッチングレートとの関係を調べた。 Furthermore, the relationship between the silicon concentration, oxygen concentration, and carbon concentration in the molybdenum silicide film and the etching rate of the molybdenum silicide film was investigated by changing the gas conditions when forming the molybdenum silicide film.

この結果から、モリブデンシリサイド膜中のシリコン濃度を低くして、酸素濃度と炭素濃度を高めることで、エッチングレート(E.R.)が早くなることがわかった。 From this result, it was found that the etching rate (ER) was increased by lowering the silicon concentration in the molybdenum silicide film and increasing the oxygen concentration and the carbon concentration.

これにより、モリブデンシリサイド膜中のシリコン濃度を低くして、酸素濃度と炭素濃度を高めることが、モリブデンシリサイド膜のエッチングレートを早くするために重要であることがわかる。
エッチングレートが早くなるとモリブデンシリサイド膜のエッチング時において、必要なエッチング時間が減少し、ガラス基板に対するエッチング量が少なくなるために、位相シフトマスクの製造における光学特性の変化量を抑制することが可能になる。
From this, it can be seen that it is important to lower the silicon concentration in the molybdenum silicide film and increase the oxygen concentration and the carbon concentration in order to increase the etching rate of the molybdenum silicide film.
When the etching rate is increased, the etching time required for etching the molybdenum silicide film is reduced, and the etching amount for the glass substrate is reduced. Therefore, it is possible to suppress the amount of change in the optical characteristics in the production of the phase shift mask. Become.

さらに、モリブデンシリサイド膜のエッチングレートと抵抗率との関係を調査した。この結果から、抵抗率が低くなるとモリブデンシリサイド膜のエッチングレートが早くなることがわかった。 Furthermore, the relationship between the etching rate of the molybdenum silicide film and the resistivity was investigated. From this result, it was found that the etching rate of the molybdenum silicide film increases as the resistivity decreases.

これらの結果から、フラットディスプレイ向けの位相シフトマスクとして、モリブデンシリサイド膜を用いて形成する場合には、モリブデンとシリコンの比率が1:3以下のターゲットを用いて、モリブデンシリサイド膜中の窒素濃度を30%以上、シリコン濃度を25%以下、酸素濃度を8%以上、炭素濃度を8%以上にすることで、エッチングレートが早く、ガラス基板へのエッチングにおける影響の少ないモリブデンシリサイド膜を形成することが可能になる。さらにモリブデンシリサイド膜の抵抗率が5.5x10−1Ωcm以下である。 From these results, when a molybdenum silicide film is used as a phase shift mask for a flat display, a target having a molybdenum to silicon ratio of 1: 3 or less is used to determine the nitrogen concentration in the molybdenum silicide film. By setting the silicon concentration to 30% or more, the silicon concentration to 25% or less, the oxygen concentration to 8% or more, and the carbon concentration to 8% or more, a molybdenum silicide film having a high etching rate and less influence on etching to a glass substrate can be formed. Becomes possible. Further, the resistivity of the molybdenum silicide film is 5.5 × 10 -1 Ωcm or less.

さらに、本実施形態における位相シフト層12の膜特性と炭素濃度との関係について説明する。 Further, the relationship between the film characteristics of the phase shift layer 12 and the carbon concentration in the present embodiment will be described.

モリブデンシリサイド膜を用いたi線(365nm)での透過率5%程度の位相シフトマスクは、位相シフト層12を100〜150nm程度の比較的厚い膜厚にする必要がある。また、フラットディスプレイ向けである大面積のフォトマスクは、パターン形成時に、ウエットエッチングを用いて加工する必要があるために、位相シフトマスクのパターンがテーパー形状になることが多い。 A phase shift mask having a transmittance of about 5% on i-line (365 nm) using a molybdenum silicide film requires the phase shift layer 12 to have a relatively thick film thickness of about 100 to 150 nm. Further, in a large-area photomask for a flat display, since it is necessary to process it by using wet etching at the time of pattern formation, the pattern of the phase shift mask often has a tapered shape.

このために、モリブデンシリサイド膜の成膜条件を膜厚方向で制御することにより、膜厚方向でのウエットエッチングレートを変化させる。これにより、位相シフトマスクの断面形状を垂直に近づけることが可能になることがわかった。 Therefore, the wet etching rate in the film thickness direction is changed by controlling the film forming conditions of the molybdenum silicide film in the film thickness direction. It was found that this makes it possible to bring the cross-sectional shape of the phase shift mask closer to vertical.

具体的には、モリブデンシリサイド膜の膜厚方向での炭素濃度を、モリブデンシリサイド膜の表面で少なく設定して、ガラス基板界面を多く設定することで、モリブデンシリサイド膜の表面付近におけるエッチングレートを遅く、ガラス基板界面付近におけるエッチングレートを早くすることが可能になることがわかった。この結果、位相シフトマスクの断面形状を垂直に近づけることが可能となる。 Specifically, the carbon concentration in the film thickness direction of the molybdenum silicide film is set low on the surface of the molybdenum silicide film and the interface of the glass substrate is set high, so that the etching rate near the surface of the molybdenum silicide film is slowed down. It was found that the etching rate near the interface of the glass substrate can be increased. As a result, the cross-sectional shape of the phase shift mask can be made closer to vertical.

さらに、ガラス基板界面の炭素濃度を膜表面の炭素濃度より20%以上高くすることで、良好な断面形状が得られる。 Further, by increasing the carbon concentration at the glass substrate interface by 20% or more higher than the carbon concentration on the film surface, a good cross-sectional shape can be obtained.

以下、本発明にかかる実施例を説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described.

なお、本発明におけるモリブデンシリサイド膜の位相シフト層12の具体例として、確認試験について説明する。 A confirmation test will be described as a specific example of the phase shift layer 12 of the molybdenum silicide film in the present invention.

<実験例>
実験例1として、ガラス基板上に、位相シフト層として、スパッタリング法等を用いてモリブデンシリサイド化合物の膜を形成する。ここで形成するモリブデンシリサイド化合物膜は、モリブデン、シリコン、酸素、窒素、炭素等を含有する膜である。このモリブデンシリサイド化合物膜を、オージェ電子分光法を用いて組成評価を行った。
<Experimental example>
As Experimental Example 1, a film of a molybdenum silicide compound is formed on a glass substrate as a phase shift layer by a sputtering method or the like. The molybdenum silicide compound film formed here is a film containing molybdenum, silicon, oxygen, nitrogen, carbon and the like. The composition of this molybdenum silicide compound film was evaluated using Auger electron spectroscopy.

ここで、モリブデンシリサイド化合物の膜を形成するスパッタリングにおいて、モリブデンとシリコンとの比率が1:2.3であるターゲットを用いた。
スパッタリングにおける雰囲気ガスとしては、窒素ガスに加えて、二酸化炭素、アルゴン、とした。また、二酸化炭素ガス分圧を0〜100%、窒素ガス分圧を0〜100%で変化させて成膜した。
Here, in the sputtering for forming a film of the molybdenum silicide compound, a target having a ratio of molybdenum to silicon of 1: 2.3 was used.
As the atmospheric gas in sputtering, carbon dioxide and argon were used in addition to nitrogen gas. Further, the carbon dioxide gas partial pressure was changed from 0 to 100%, and the nitrogen gas partial pressure was changed from 0 to 100% to form a film.

これらを実験例1〜5として、それぞれのモリブデンシリサイド膜における組成比と、モリブデンシリコン膜のエッチングレートと、このエッチングレートとモリブデンシリサイド膜における透過率および抵抗率(シート抵抗として測定)とを測定した。
この結果を表1、表2に示す。
Using these as Experimental Examples 1 to 5, the composition ratio of each molybdenum silicide film, the etching rate of the molybdenum silicon film, and the etching rate and the transmittance and resistivity (measured as sheet resistance) of this etching rate and the molybdenum silicide film were measured. ..
The results are shown in Tables 1 and 2.

Figure 2021148826
Figure 2021148826

Figure 2021148826
Figure 2021148826

表1に示す実験例1および実験例2は、透過率5.2%程度になるように設定して、実際にマスク層としての特性を調整し、断面評価用に作成したサンプルであり、深さ方向で組成変化がある条件を用いるとともに、実際にエッチングタイムを評価した。
また、表2に示す実験例3から実験例5は、いずれも同一成膜条件で成膜したモリブデンシリサイド膜である。これらの実験例3〜5では、成膜時の二酸化炭素ガス添加量のみを変化させて、膜中の酸素濃度と炭素濃度とエッチングレートとの関係を調べた。
Experimental Example 1 and Experimental Example 2 shown in Table 1 are samples prepared for cross-sectional evaluation by setting the transmittance to be about 5.2% and actually adjusting the characteristics as a mask layer. The etching time was actually evaluated while using the condition that the composition changed in the vertical direction.
Further, Experimental Examples 3 to 5 shown in Table 2 are all molybdenum silicide films formed under the same film forming conditions. In these Experimental Examples 3 to 5, only the amount of carbon dioxide gas added at the time of film formation was changed, and the relationship between the oxygen concentration in the film, the carbon concentration, and the etching rate was investigated.

特に、実験例2としてのオージェ電子分光法を用いて組成評価結果を図12に示す。
また、実験例5としてのオージェ電子分光法を用いて組成評価結果を図13に示す。
In particular, FIG. 12 shows the composition evaluation results using Auger electron spectroscopy as Experimental Example 2.
In addition, the composition evaluation result is shown in FIG. 13 using Auger electron spectroscopy as Experimental Example 5.

図12に示すように、実験例2では、窒素濃度、シリコン濃度、モリブデン濃度がほぼ膜厚方向で均一であるのに対し、図12に示すように、実験例2では炭素濃度が図の左側で低く、図の右側で炭素濃度が高い領域が形成されていることが確認できた。このように、ガラス基板側となる図の右側で炭素濃度が高い領域が形成され、遮光層側となる図の左側で炭素濃度が低い領域が形成されていることがわかる。 As shown in FIG. 12, in Experimental Example 2, the nitrogen concentration, silicon concentration, and molybdenum concentration are substantially uniform in the film thickness direction, whereas in Experimental Example 2, the carbon concentration is on the left side of the figure. It was confirmed that a region with a high carbon concentration was formed on the right side of the figure. As described above, it can be seen that the region having a high carbon concentration is formed on the right side of the figure on the glass substrate side, and the region having a low carbon concentration is formed on the left side of the figure on the light-shielding layer side.

これに対し、図13に示すように、実験例5では、窒素濃度、シリコン濃度、モリブデン濃度に加えて、炭素濃度がほぼ膜厚方向で均一である。 On the other hand, as shown in FIG. 13, in Experimental Example 5, in addition to the nitrogen concentration, the silicon concentration, and the molybdenum concentration, the carbon concentration is substantially uniform in the film thickness direction.

さらに、モリブデンシリサイド化合物の膜におけるモリブデン濃度と透過率との関係を図14に示す。
同様に、モリブデンシリサイド化合物の膜における酸素濃度と透過率との関係を図15に示す。
同様に、モリブデンシリサイド化合物の膜におけるシリコン濃度と透過率との関係を図16に示す。
Further, FIG. 14 shows the relationship between the molybdenum concentration and the transmittance in the film of the molybdenum silicide compound.
Similarly, the relationship between the oxygen concentration and the transmittance in the film of the molybdenum silicide compound is shown in FIG.
Similarly, the relationship between the silicon concentration and the transmittance in the film of the molybdenum silicide compound is shown in FIG.

実験例3で成膜したモリブデンシリサイド膜をウエットエッチングし、その断面を撮影したSEM画像を図17に示す。
実験例5で成膜したモリブデンシリサイド膜をウエットエッチングし、その断面を撮影したSEM画像を図18に示す。
FIG. 17 shows an SEM image obtained by wet-etching the molybdenum silicide film formed in Experimental Example 3 and photographing the cross section thereof.
FIG. 18 shows an SEM image obtained by wet-etching the molybdenum silicide film formed in Experimental Example 5 and photographing the cross section thereof.

これらの結果から、モリブデンシリサイド膜の炭素濃度を上げることで、エッチング速度を増大することがわかった。モリブデンシリサイド膜のエッチングレートと抵抗率(シート抵抗)との関係を調査したところ、炭素濃度を上げて抵抗率を低くした場合、モリブデンシリサイド膜のエッチングレートが早くなることがわかった。これにより、炭素濃度を傾斜させたモリブデンシリサイド膜においては、エッチング後の断面形状が傾かず、良好であることがわかった。 From these results, it was found that the etching rate was increased by increasing the carbon concentration of the molybdenum silicide film. As a result of investigating the relationship between the etching rate of the molybdenum silicide film and the resistivity (sheet resistance), it was found that the etching rate of the molybdenum silicide film becomes faster when the carbon concentration is increased and the resistivity is lowered. As a result, it was found that the molybdenum silicide film having an inclined carbon concentration did not incline the cross-sectional shape after etching and was good.

さらに、これらの結果から、モリブデンシリサイド膜の窒素濃度を上げることで、酸やアルカリに対する薬液耐性が向上することがわかった。窒素濃度の高いモリブデンシリサイド膜は、遮光層等のクロム膜をエッチングする際に、エッチング液の界面への染み込み等の少ない高いエッチングストップ機能を有することがわかった。窒素濃度を増減することで、モリブデンシリサイド膜のエッチングレートと抵抗率を制御可能であることがわかった。
窒素濃度を上げたモリブデンシリサイド膜のエッチングレートと抵抗率との関係を調査したところ、抵抗率が低くなるとモリブデンシリサイド膜のエッチングレートが早くなることがわかった。さらに、抵抗率が低いモリブデンシリサイド膜を用いることで、静電破壊を抑制できることも判明した。
Furthermore, from these results, it was found that increasing the nitrogen concentration of the molybdenum silicide film improves the chemical resistance to acids and alkalis. It was found that the molybdenum silicide film having a high nitrogen concentration has a high etching stop function with less penetration of the etching solution into the interface when etching a chromium film such as a light-shielding layer. It was found that the etching rate and resistivity of the molybdenum silicide film can be controlled by increasing or decreasing the nitrogen concentration.
As a result of investigating the relationship between the etching rate of the molybdenum silicide film having an increased nitrogen concentration and the resistivity, it was found that the etching rate of the molybdenum silicide film increased as the resistivity decreased. Furthermore, it was also found that electrostatic breakdown can be suppressed by using a molybdenum silicide film having a low resistivity.

モリブデンシリサイド膜中の窒素濃度を成膜時の窒素ガス分圧で制御できることがわかる。また、組成比がSi/Mo=2.3であるMoSi2.3ターゲットを用いたスパッタリングにより、さらに抵抗率の低いモリブデンシリサイド膜を形成することが可能であることがわかる。これにより、静電破壊の影響を低減できることがわかる。
さらに、窒素濃度の高いモリブデンシリサイド膜と窒素濃度の低いモリブデンシリサイド膜の積層構造を用いることで、断面形状が良好で、かつ、エッチング時間を短縮可能であり、位相シフトマスクに用いて好適なモリブデンシリサイド膜を形成可能であることが判明した。
It can be seen that the nitrogen concentration in the molybdenum silicide film can be controlled by the partial pressure of nitrogen gas at the time of film formation. Further, it can be seen that a molybdenum silicide film having a lower resistivity can be formed by sputtering using a MoSi2.3 target having a composition ratio of Si / Mo = 2.3. From this, it can be seen that the influence of electrostatic breakdown can be reduced.
Further, by using a laminated structure of a molybdenum silicide film having a high nitrogen concentration and a molybdenum silicide film having a low nitrogen concentration, the cross-sectional shape is good and the etching time can be shortened, and molybdenum suitable for use in a phase shift mask. It was found that a silicide film can be formed.

本願発明者らは、これらにより、本発明を完成した。これにより、ガラス基板のエッチングの影響の少なく、断面形状の良好なマスクを形成することが可能になる。 The inventors of the present application have completed the present invention by these means. This makes it possible to form a mask having a good cross-sectional shape with little influence from etching of the glass substrate.

10…位相シフトマスク
10B…マスクブランクス
10L…透光領域
10P1…露光領域
10P2…位相シフト領域
11…ガラス基板(透明基板)
12…位相シフト層
12P1…位相シフトパターン
12a…低炭素領域
12b…高炭素領域
13…遮光層
13P1,13P2…遮光パターン
15…フォトレジスト層
15P1,15P2…レジストパターン
10 ... Phase shift mask 10B ... Mask blanks 10L ... Translucent area 10P1 ... Exposure area 10P2 ... Phase shift area 11 ... Glass substrate (transparent substrate)
12 ... Phase shift layer 12P1 ... Phase shift pattern 12a ... Low carbon region 12b ... High carbon region 13 ... Light-shielding layer 13P1, 13P2 ... Light-shielding pattern 15 ... Photoresist layer 15P1, 15P2 ... Resist pattern

Claims (19)

位相シフトマスクとなる層を有するマスクブランクスであって、
透明基板に積層された位相シフト層と、
前記位相シフト層よりも前記透明基板から離間する位置に設けられた遮光層と、
を有し、
前記遮光層がクロムを含有し、
前記位相シフト層がモリブデンシリサイドと炭素とを含有し、炭素濃度が5atm%〜15atm%の範囲を有する
ことを特徴とするマスクブランクス。
A mask blank having a layer that serves as a phase shift mask.
The phase shift layer laminated on the transparent substrate and
A light-shielding layer provided at a position farther from the transparent substrate than the phase shift layer,
Have,
The light-shielding layer contains chromium and
A mask blank in which the phase shift layer contains molybdenum silicide and carbon and has a carbon concentration in the range of 5 atm% to 15 atm%.
前記位相シフト層が窒素を含有し、窒素濃度が30atm%〜40atm%の範囲を有する
ことを特徴とする請求項1記載のマスクブランクス。
The mask blank according to claim 1, wherein the phase shift layer contains nitrogen and the nitrogen concentration ranges from 30 atm% to 40 atm%.
前記位相シフト層が酸素を含有し、酸素濃度が8atm%〜15atm%の範囲を有する
ことを特徴とする請求項1または2記載のマスクブランクス。
The mask blank according to claim 1 or 2, wherein the phase shift layer contains oxygen and the oxygen concentration ranges from 8 atm% to 15 atm%.
前記位相シフト層において、モリブデン濃度が20atm%〜30atm%の範囲を有する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか記載のマスクブランクス。
The mask blank according to any one of claims 1 to 3, wherein the phase shift layer has a molybdenum concentration in the range of 20 atm% to 30 atm%.
前記位相シフト層において、シリコン濃度が10atm%〜25atm%の範囲を有する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか記載のマスクブランクス。
The mask blank according to any one of claims 1 to 4, wherein the phase shift layer has a silicon concentration in the range of 10 atm% to 25 atm%.
前記位相シフト層において、抵抗率が、
5.5×10−1Ωcm以下の範囲を有する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか記載のマスクブランクス。
In the phase shift layer, the resistivity is
5. The mask blank according to any one of claims 1 to 5, wherein the mask blank has a range of 5.5 × 10 -1 Ωcm or less.
前記位相シフト層において、モリブデンとシリコンとの組成比が、
1 ≦ Si/Mo
に設定される
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか記載のマスクブランクス。
In the phase shift layer, the composition ratio of molybdenum and silicon is
1 ≤ Si / Mo
The mask blank according to any one of claims 1 to 6, wherein the mask blank is set to.
前記位相シフト層は、膜厚が、
100nm〜200nmの範囲
に設定される
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか記載のマスクブランクス。
The thickness of the phase shift layer is
The mask blank according to any one of claims 1 to 7, wherein the mask blank is set in the range of 100 nm to 200 nm.
前記位相シフト層において、前記遮光層に近接する表面の炭素濃度が、前記透明基板に近接する位置の炭素濃度よりも低い
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか記載のマスクブランクス。
The mask blank according to any one of claims 1 to 8, wherein in the phase shift layer, the carbon concentration on the surface close to the light-shielding layer is lower than the carbon concentration at the position close to the transparent substrate.
前記位相シフト層において、膜厚方向で前記遮光層から前記透明基板に向かう方向に、炭素濃度が増加する濃度傾斜を有する
ことを特徴とする請求項9記載のマスクブランクス。
The mask blank according to claim 9, wherein the phase shift layer has a concentration gradient in which the carbon concentration increases in the direction from the light-shielding layer to the transparent substrate in the film thickness direction.
前記位相シフト層において、前記遮光層に近接する表面の炭素濃度が、前記透明基板に近接する表面の炭素濃度よりも20%以上低い
ことを特徴とする請求項9または10記載のマスクブランクス。
The mask blank according to claim 9 or 10, wherein in the phase shift layer, the carbon concentration of the surface close to the light-shielding layer is 20% or more lower than the carbon concentration of the surface close to the transparent substrate.
前記位相シフト層は、膜厚方向において前記遮光層に近接する位置に、前記位相シフト層における炭素濃度の最大値と最小値との半値よりも低い炭素濃度である低炭素領域を有する
ことを特徴とする請求項11記載のマスクブランクス。
The phase shift layer is characterized by having a low carbon region having a carbon concentration lower than half of the maximum and minimum values of the carbon concentration in the phase shift layer at a position close to the light shielding layer in the film thickness direction. The mask blanks according to claim 11.
前記位相シフト層において、前記低炭素領域の膜厚が、前記位相シフト層の膜厚に対して、
1/4以下の範囲
に設定される
ことを特徴とする請求項12記載のマスクブランクス。
In the phase shift layer, the film thickness of the low carbon region is relative to the film thickness of the phase shift layer.
The mask blanks according to claim 12, wherein the mask blanks are set in a range of 1/4 or less.
請求項1から13のいずれか記載のマスクブランクスの製造方法であって、
前記透明基板にスパッタリングによりモリブデンシリサイドと炭素とを含有する前記位相シフト層を積層する位相シフト層形成工程と、
前記位相シフト層よりも前記透明基板から離間する位置にクロムを含有する前記遮光層を積層する遮光層形成工程と、
を有し、
前記位相シフト層形成工程において、
スパッタリングにおける供給ガスとして、炭素含有ガスの分圧を設定することにより炭素濃度を膜厚方向に制御して形成する
ことを特徴とするマスクブランクスの製造方法。
The method for producing a mask blank according to any one of claims 1 to 13.
A phase shift layer forming step of laminating the phase shift layer containing molybdenum silicide and carbon on the transparent substrate by sputtering, and
A light-shielding layer forming step of laminating the light-shielding layer containing chromium at a position separated from the transparent substrate by the phase shift layer, and a light-shielding layer forming step.
Have,
In the phase shift layer forming step,
A method for producing mask blanks, which comprises controlling the carbon concentration in the film thickness direction by setting a partial pressure of a carbon-containing gas as a supply gas in sputtering.
前記位相シフト層形成工程において、モリブデンとシリコンとの組成比が、
2.3 ≦ Si/Mo ≦ 3.0
に設定されたターゲットを用いる
ことを特徴とする請求項14記載のマスクブランクスの製造方法。
In the phase shift layer forming step, the composition ratio of molybdenum and silicon is
2.3 ≤ Si / Mo ≤ 3.0
The method for manufacturing a mask blank according to claim 14, wherein the target set in the above is used.
前記位相シフト層形成工程において、
前記炭素含有ガスの分圧を設定することにより、炭素濃度の減少にともなって前記位相シフト層における抵抗率を増大する
ことを特徴とする請求項14または15記載のマスクブランクスの製造方法。
In the phase shift layer forming step,
The method for producing a mask blank according to claim 14 or 15, wherein the resistivity in the phase shift layer is increased as the carbon concentration decreases by setting the partial pressure of the carbon-containing gas.
前記位相シフト層形成工程において、
スパッタリングにおける供給ガスとして、窒素含有ガスの分圧を設定することにより、窒素含有率の増減にともなって前記位相シフト層における抵抗率を増減する
ことを特徴とする請求項16記載のマスクブランクスの製造方法。
In the phase shift layer forming step,
The production of the mask blank according to claim 16, wherein the resistivity in the phase shift layer is increased or decreased as the nitrogen content is increased or decreased by setting the partial pressure of the nitrogen-containing gas as the supply gas in sputtering. Method.
請求項1から13のいずれか記載のマスクブランクスから製造される
ことを特徴とする位相シフトマスク。
A phase shift mask manufactured from the mask blank according to any one of claims 1 to 13.
請求項18記載の位相シフトマスクの製造方法であって、
前記位相シフト層にパターンを形成する位相シフトパターン形成工程と、
前記遮光層にパターンを形成する遮光パターン形成工程と、
を有し、
前記位相シフトパターン形成工程におけるエッチング液と、前記前記遮光パターン形成工程におけるエッチング液と、が異なる
ことを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
The method for manufacturing a phase shift mask according to claim 18.
A phase shift pattern forming step of forming a pattern on the phase shift layer and
A light-shielding pattern forming step of forming a pattern on the light-shielding layer,
Have,
A method for manufacturing a phase shift mask, characterized in that the etching solution in the phase shift pattern forming step and the etching solution in the light shielding pattern forming step are different.
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