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KR20220112183A - Mask blanks and photomask - Google Patents

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KR20220112183A
KR20220112183A KR1020220008169A KR20220008169A KR20220112183A KR 20220112183 A KR20220112183 A KR 20220112183A KR 1020220008169 A KR1020220008169 A KR 1020220008169A KR 20220008169 A KR20220008169 A KR 20220008169A KR 20220112183 A KR20220112183 A KR 20220112183A
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compound layer
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molybdenum
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모리오 호소야
토시히로 스즈키
타츠야 이소자키
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알박 세이마쿠 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 마스크 블랭크스는, 블랭크 마스크층을 구비한다. 상기 블랭크 마스크층에는, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 함유하고, 또한 산소를 선택적으로 함유하는 Mo 화합물층이 포함된다. 상기 Mo 화합물층에서는, X선 광전자 분광법에 의해 측정되는 Mo3d3/2 및 Mo3d5/2의 광전자 스펙트럼의 피크 면적에 대한, 상기 Mo3d3/2 스펙트럼 및 상기 Mo3d5/2 스펙트럼의 피크를 분리하여 얻어지는 Mo-Si 결합 피크의 피크 면적의 비율이 73% 이상이다.The mask blanks of this invention are equipped with a blank mask layer. The blank mask layer includes a Mo compound layer containing molybdenum, silicon, and nitrogen, and optionally containing oxygen. In the Mo compound layer, the peaks of the Mo 3d3/2 spectrum and the Mo 3d5/2 spectrum with respect to the peak areas of the photoelectron spectra of Mo 3d3 /2 and Mo 3d5/2 measured by X-ray photoelectron spectroscopy are separated. The ratio of the peak area of the Mo-Si bonding peak is 73% or more.

Description

마스크 블랭크스 및 포토마스크{MASK BLANKS AND PHOTOMASK}MASK BLANKS AND PHOTOMASK

본 발명은, 마스크 블랭크스 및 포토마스크에 관한 것이다.The present invention relates to mask blanks and photomasks.

FPD(flat panel display, 플랫 패널 디스플레이)나, 반도체 디바이스 제조 등에 있어서의 포토리소그래피 공정에서 이용되는 포토마스크를 형성하기 위해, 포토마스크 블랭크스(마스크 블랭크스)가 이용되고 있다. 마스크 블랭크스는, 유리 기판 등의 투명 기판의 일방의 주면(主面)에 적층된 마스크층을 갖는다.In order to form a photomask used in the photolithography process in FPD (flat panel display, flat panel display), semiconductor device manufacture, etc., photomask blanks (mask blanks) are used. Mask blanks have a mask layer laminated|stacked on one main surface of transparent substrates, such as a glass substrate.

마스크 블랭크스의 제조에서는, 투명 기판 상에, 차광층 등, 소정의 광학 특성을 갖는 마스크층인 막을 형성한다. 이 마스크층은, 단층 구성 또는 복수층이 적층된 구성을 가져도 된다. 마스크층 상에 레지스트 패턴을 형성하고, 이 레지스트 패턴을 마스크로서 이용하여, 마스크층을 선택적으로 에칭함으로써 제거하고, 소정의 마스크 패턴을 형성함으로써 포토마스크가 제조된다.In manufacture of mask blanks, the film|membrane which is a mask layer which has predetermined optical characteristics, such as a light shielding layer, is formed on a transparent substrate. This mask layer may have a single-layer structure or the structure in which multiple layers were laminated|stacked. A photomask is manufactured by forming a resist pattern on a mask layer, using this resist pattern as a mask, selectively etching the mask layer to remove it, and forming a predetermined mask pattern.

마스크 블랭크스 또는 포토마스크에 구비되는 마스크층으로서는, 규소를 함유하는 막이나, 규소 및 몰리브덴을 함유하는 막으로 구성된 층 등이 알려져 있다(특허문헌 1).As a mask layer with which a mask blanks or a photomask is equipped, the layer etc. which were comprised from the film|membrane containing a silicon|silicon, and the film|membrane containing silicon and molybdenum, etc. are known (patent document 1).

국제 공개 제2011/125337호International Publication No. 2011/125337

그런데, 규소(Si) 및 몰리브덴(Mo)을 함유하는 마스크층으로 이루어지는 패턴부에 대하여, 노광 공정에서 노광광(露光光)으로서의 레이저광을 조사하면, 레이저광에 의해 여기(勵起)된 Mo이 패턴부의 밖으로 이동하는 소위 Mo 마이그레이션이라고 불리는 현상이 일어난다. 또한, 패턴부에 남겨진 규소가 산화되어 산화규소가 형성되고, 이 산화규소에 의해 패턴부의 선폭이 증대해 버려, 패턴부의 형상의 정확성이 열화(劣化)되는 문제가 있었다.By the way, when laser light as exposure light is irradiated with respect to the pattern portion made of the mask layer containing silicon (Si) and molybdenum (Mo) in the exposure step, Mo excited by the laser light A phenomenon called Mo migration, which moves out of this pattern portion, occurs. In addition, the silicon remaining in the pattern portion is oxidized to form silicon oxide, and the silicon oxide increases the line width of the pattern portion, and there is a problem in that the accuracy of the shape of the pattern portion is deteriorated.

본 발명은, 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, Mo 마이그레이션에 기인하는 마스크층의 선폭의 증대를 억제하는 것이 가능한 마스크 블랭크스 및 포토마스크를 제공한다.This invention was made in view of said situation, and provides the mask blanks and photomask which can suppress the increase in the line|wire width of the mask layer resulting from Mo migration.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 채용한다.In order to solve the said subject, this invention employ|adopts the following structures.

본 발명의 일 태양에 따른 마스크 블랭크스는, 블랭크 마스크층을 구비한다. 상기 블랭크 마스크층에는, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 함유하고, 또한 산소를 선택적으로 함유하는 Mo 화합물층이 포함된다. 상기 Mo 화합물층에서는, X선 광전자 분광법에 의해 측정되는 Mo3d3/2 및 Mo3d5/2의 광전자 스펙트럼의 피크 면적에 대한, 상기 Mo3d3/2 스펙트럼 및 상기 Mo3d5/2 스펙트럼의 피크를 분리하여 얻어지는 Mo-Si 결합 피크의 피크 면적의 비율이 73% 이상이다.The mask blanks which concern on one aspect of this invention are provided with a blank mask layer. The blank mask layer includes a Mo compound layer containing molybdenum, silicon, and nitrogen, and optionally containing oxygen. In the Mo compound layer, the peaks of the Mo 3d3/2 spectrum and the Mo 3d5/2 spectrum with respect to the peak areas of the photoelectron spectra of Mo 3d3 /2 and Mo 3d5/2 measured by X-ray photoelectron spectroscopy are separated. The ratio of the peak area of the Mo-Si bonding peak is 73% or more.

본 발명의 일 태양에 따른 마스크 블랭크스에 있어서는, 상기 Mo 화합물층이, 하기 (1) 식을 만족해도 된다.In the mask blanks which concerns on 1 aspect of this invention, the said Mo compound layer may satisfy|fill following (1) Formula.

{(Si ― O/2) × 4/3 + Mo/2 ― N}/Si ≥ 0.25 … (1){(Si - O/2) × 4/3 + Mo/2 - N}/Si ≥ 0.25 ... (One)

단, 상기 (1) 식에서의 Mo, Si, O, 및 N의 각각은, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 산소 및 질소의 몰분율(몰%)이며, 상기 Mo 화합물층이 산소를 함유하지 않을 경우에는, 상기 (1) 식에서의 O를 0으로 한다.However, each of Mo, Si, O, and N in the formula (1) is a mole fraction (mol%) of molybdenum, silicon, oxygen and nitrogen contained in the Mo compound layer, and the Mo compound layer does not contain oxygen. In this case, O in the formula (1) above is set to 0.

본 발명의 일 태양에 따른 마스크 블랭크스에 있어서는, 상기 Mo 화합물층이, 또한, 하기 (2) 식을 만족해도 된다.In the mask blanks which concerns on 1 aspect of this invention, the said Mo compound layer may further satisfy|fill following (2) Formula.

Si/Mo ≥ 4.0 … (2)Si/Mo ≥ 4.0 … (2)

단, 상기 (2) 식에서의 Mo 및 Si의 각각은, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴 및 규소의 몰분율(몰%)이다.However, each of Mo and Si in the formula (2) is a mole fraction (mol%) of molybdenum and silicon contained in the Mo compound layer.

본 발명의 일 태양에 따른 마스크 블랭크스에 있어서는, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 질소, 및 산소의 조성에 관하여, 규소의 함유율이 35 ∼ 50몰%여도 되고, 몰리브덴의 함유율이 3 ∼ 10몰%여도 되고, 산소의 함유율이 0 ∼ 20몰%여도 되고, 질소의 함유율이 35 ∼ 60몰%여도 되고, 탄소의 함유율이 0 ∼ 1몰%여도 된다.In the mask blanks according to one aspect of the present invention, with respect to the composition of molybdenum, silicon, nitrogen, and oxygen contained in the Mo compound layer, the silicon content may be 35 to 50 mol%, and the molybdenum content may be 3 to 10 mol% may be sufficient, the content rate of oxygen may be 0-20 mol%, the content rate of nitrogen may be 35-60 mol%, and 0-1 mol% of carbon may be sufficient.

본 발명의 일 태양에 따른 마스크 블랭크스에 있어서는, 상기 Mo 화합물층이, 위상 시프트층, 차광층, 반사 방지층, 에칭 스톱층, 내약층(耐藥層) 중 어느 1종 또는 2종 이상을 구성해도 된다.In the mask blanks which concerns on 1 aspect of this invention, the said Mo compound layer may comprise any 1 type, or 2 or more types of a phase shift layer, a light shielding layer, a reflection prevention layer, an etching stop layer, and a chemical-resistant layer. .

본 발명의 일 태양에 따른 포토마스크는, 마스크층을 구비한다. 상기 마스크층에는, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 함유하고, 또한 산소를 선택적으로 함유하는 Mo 화합물층이 포함된다. 상기 Mo 화합물층에서는, X선 광전자 분광법에 의해 측정되는 Mo3d3/2 및 Mo3d5/2의 광전자 스펙트럼의 피크 면적에 대한, 상기 Mo3d3/2 스펙트럼 및 상기 Mo3d5/2 스펙트럼의 피크를 분리하여 얻어지는 Mo-Si 결합 피크의 피크 면적의 비율이 73% 이상이다.A photomask according to an aspect of the present invention includes a mask layer. The mask layer includes a Mo compound layer containing molybdenum, silicon, and nitrogen, and optionally containing oxygen. In the Mo compound layer, the peaks of the Mo 3d3/2 spectrum and the Mo 3d5/2 spectrum with respect to the peak areas of the photoelectron spectra of Mo 3d3 /2 and Mo 3d5/2 measured by X-ray photoelectron spectroscopy are separated. The ratio of the peak area of the Mo-Si bonding peak is 73% or more.

본 발명의 일 태양에 따른 포토마스크에 있어서는, 상기 Mo 화합물층이, 하기 (3) 식을 만족해도 된다.In the photomask which concerns on 1 aspect of this invention, the said Mo compound layer may satisfy|fill following (3) Formula.

{(Si ― O/2) × 4/3 + Mo/2 ― N}/Si ≥ 0.25 … (3){(Si - O/2) × 4/3 + Mo/2 - N}/Si ≥ 0.25 ... (3)

단, 상기 (3) 식에서의 Mo, Si, O, 및 N의 각각은, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 산소 및 질소의 몰분율(몰%)이며, 상기 Mo 화합물층이 산소를 함유하지 않을 경우에는, 상기 (3) 식에서의 O를 0으로 한다.However, each of Mo, Si, O, and N in the formula (3) is a mole fraction (mol%) of molybdenum, silicon, oxygen and nitrogen contained in the Mo compound layer, and the Mo compound layer does not contain oxygen. In this case, O in the formula (3) above is set to 0.

본 발명의 일 태양에 따른 포토마스크에 있어서는, 상기 Mo 화합물층이, 또한, 하기 (4) 식을 만족해도 된다.In the photomask which concerns on one aspect of this invention, the said Mo compound layer may further satisfy|fill following (4) Formula.

Si/Mo ≥ 4.0 … (4)Si/Mo ≥ 4.0 … (4)

단, 상기 (4) 식에서의 Mo 및 Si의 각각은, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴 및 규소의 몰분율(몰%)이다.However, each of Mo and Si in the formula (4) is a mole fraction (mol%) of molybdenum and silicon contained in the Mo compound layer.

본 발명의 일 태양에 따른 포토마스크에 있어서는, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 질소, 및 산소의 조성에 관하여, 규소의 함유율이 35 ∼ 50몰%여도 되고, 몰리브덴의 함유율이 3 ∼ 10몰%여도 되고, 산소의 함유율이 0 ∼ 20몰%여도 되고, 질소의 함유율이 35 ∼ 60몰%여도 되고, 탄소의 함유율이 0 ∼ 1몰%여도 된다.In the photomask according to one aspect of the present invention, with respect to the composition of molybdenum, silicon, nitrogen, and oxygen contained in the Mo compound layer, the silicon content may be 35 to 50 mol%, and the molybdenum content may be 3 to 10 mol% may be sufficient, the content rate of oxygen may be 0-20 mol%, the content rate of nitrogen may be 35-60 mol%, and 0-1 mol% of carbon may be sufficient.

본 발명의 일 태양에 따른 포토마스크에 있어서는, 상기 Mo 화합물층이, 위상 시프트층, 차광층, 반사 방지층, 에칭 스톱층, 내약층 중 어느 1종 또는 2종 이상을 구성해도 된다.In the photomask which concerns on one aspect of this invention, the said Mo compound layer may comprise any 1 type, or 2 or more types of a phase shift layer, a light shielding layer, a reflection prevention layer, an etching stop layer, and a chemical-resistant layer.

또, 이하의 설명에서는, 상기 (1) 식 또는 상기 (3) 식의 좌변인 {(Si ― O/2) × 4/3 + Mo/2 ― N}/Si를, Si량에 대한 부족 질소량의 비라고 할 경우가 있다.In addition, in the following description, {(Si-O/2)x4/3+Mo/2-N}/Si which is the left side of the said (1) formula or said (3) formula, the insufficient nitrogen amount with respect to the amount of Si It is sometimes called the rain of

본 발명에 의하면, Mo 마이그레이션에 기인하는 마스크층의 선폭의 증대를 억제하는 것이 가능한 마스크 블랭크스 및 포토마스크를 제공할 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the mask blanks and photomask which can suppress the increase in the line|wire width of the mask layer resulting from Mo migration can be provided.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 일례를 나타내는 단면 모식도이다.
도 2는, 본 발명의 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 다른 예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 3은, 본 발명의 실시형태에 따른 포토마스크의 일례를 나타내는 단면 모식도이다.
도 4는, 본 발명의 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 다른 예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 5는, 본 발명의 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 다른 예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 6은, 본 발명의 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 다른 예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 7은, 본 발명의 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 다른 예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 8은, 본 발명의 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 다른 예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 9는, 본 발명의 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 제조 장치를 나타내는 모식도이다.
도 10은, 본 발명의 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 제조 장치를 나타내는 모식도이다.
도 11은, X선 광전자 분광법에 의해 측정한 피크 분리 처리 후의 Mo3d3/2 및 Mo3d5/2의 광전자 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a cross-sectional schematic diagram which shows an example of the mask blanks which concern on embodiment of this invention.
It is a cross-sectional schematic diagram which shows the other example of the mask blanks which concern on embodiment of this invention.
It is a cross-sectional schematic diagram which shows an example of the photomask which concerns on embodiment of this invention.
It is a cross-sectional schematic diagram which shows the other example of the mask blanks which concerns on embodiment of this invention.
5 : is a cross-sectional schematic diagram which shows the other example of the mask blanks which concerns on embodiment of this invention.
It is a cross-sectional schematic diagram which shows the other example of the mask blanks which concern on embodiment of this invention.
7 : is a cross-sectional schematic diagram which shows the other example of the mask blanks which concern on embodiment of this invention.
It is a cross-sectional schematic diagram which shows the other example of the mask blanks which concerns on embodiment of this invention.
It is a schematic diagram which shows the manufacturing apparatus of the mask blanks which concerns on embodiment of this invention.
It is a schematic diagram which shows the manufacturing apparatus of the mask blanks which concerns on embodiment of this invention.
Fig. 11 is a diagram showing photoelectron spectra of Mo 3d3 /2 and Mo 3d5/2 after peak separation treatment measured by X-ray photoelectron spectroscopy.

포토마스크의 마스크층은, 단층 구조 또는 다층 구조를 갖는다. 또한, 마스크층은, Mo 화합물층을 포함할 경우가 있다. 본 명세서에 있어서, Mo 화합물층이란, 규소, 몰리브덴 및 질소를 함유하고, 선택적으로 산소를 함유하는 층을 말한다. Mo 화합물층은, 마스크층에 있어서, 위상 시프트층, 차광층, 반사 방지층 등으로서 이용된다. 포토레지스트의 노광 공정에서, Mo 화합물층을 갖는 마스크층으로 이루어지는 패턴부에 대하여, 레이저광을 조사하면, 몰리브덴이 마스크층 밖으로 이동하는 소위 Mo 마이그레이션이 일어날 경우가 있다. Mo 마이그레이션이 일어나면, 몰리브덴이 빠진 개소에, 마스크층의 주위에 있는 산소 혹은 물이 침수한다. 침수한 산소 혹은 물에 의해 규소가 산화되어 산화규소가 형성되고, 이 산화규소의 형성이, 마스크층으로 이루어지는 패턴부의 선폭의 증대를 일으킬 우려가 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 본 발명자들이 예의(銳意) 검토하여, 이하의 지견(知見)을 얻었다.The mask layer of the photomask has a single layer structure or a multilayer structure. In addition, the mask layer may contain a Mo compound layer. In the present specification, the Mo compound layer refers to a layer containing silicon, molybdenum, and nitrogen, and optionally containing oxygen. Mo compound layer is a mask layer. WHEREIN: It is used as a phase shift layer, a light shielding layer, a reflection prevention layer, etc. In the photoresist exposure process, when a laser beam is irradiated to a pattern portion made of a mask layer having a Mo compound layer, so-called Mo migration in which molybdenum moves out of the mask layer may occur. When Mo migration occurs, oxygen or water in the periphery of the mask layer is permeated into the location where the molybdenum is removed. The silicon oxide is oxidized by the permeated oxygen or water to form a silicon oxide, and there is a fear that the formation of the silicon oxide increases the line width of the pattern portion made of the mask layer. In order to solve this problem, the present inventors studied earnestly, and obtained the following knowledge.

Mo 화합물층의 광학 특성을 조정하기 위해, Mo 화합물층에 질소나 산소를 함유시킬 경우가 있다. 마스크층에 있어서, 산소 및 질소는, 규소에 결합하기 쉽고, 또한, 질소는, 몰리브덴과도 결합하기 쉽다. Mo 화합물층의 광학 특성을 조정하기 위해 Mo 화합물층에서의 질소량이나 산소량을 적절히 조정하면, 규소·질소간의 결합, 규소·산소간의 결합 또는 몰리브덴·질소간의 결합이 증가하는 한편, 몰리브덴·규소간의 결합이 감소할 경우가 있다. 본 발명자들은, Mo 화합물층에서의 몰리브덴·규소간의 결합의 감소가, Mo 마이그레이션을 일으키는 한 원인이 되고 있음을 찾아내어, 본 발명을 완성시켰다. 이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.In order to adjust the optical properties of the Mo compound layer, the Mo compound layer may contain nitrogen or oxygen. In the mask layer, oxygen and nitrogen are easily bonded to silicon, and nitrogen is also easily bonded to molybdenum. When the amount of nitrogen or oxygen in the Mo compound layer is appropriately adjusted to adjust the optical properties of the Mo compound layer, the bond between silicon and nitrogen, the bond between silicon and oxygen, or the bond between molybdenum and nitrogen increases, while the bond between molybdenum and silicon decreases. there is a case to do The present inventors discovered that the reduction|decrease of the coupling|bonding between molybdenum and silicon in Mo compound layer had become one cause which caused Mo migration, and completed this invention. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described.

본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스는, 포토마스크의 마스크층이 되는 블랭크 마스크층을 구비한다. 이 블랭크 마스크층은, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 함유하고, 또한 산소를 선택적으로 함유하는 Mo 화합물층을 포함한다. Mo 화합물층에서는, X선 광전자 분광법에 의해 측정되는 Mo3d3/2 및 Mo3d5/2의 광전자 스펙트럼의 피크 면적에 대한, Mo3d3/2 스펙트럼 및 Mo3d5/2 스펙트럼의 피크를 분리하여 얻어지는 Mo-Si 결합 피크의 피크 면적의 비율이 73% 이상이다.The mask blanks concerning this embodiment are equipped with the blank mask layer used as the mask layer of a photomask. This blank mask layer contains a Mo compound layer containing molybdenum, silicon, and nitrogen, and optionally containing oxygen. In the Mo compound layer, Mo-Si obtained by separating the peaks of the Mo 3d3/2 spectrum and Mo 3d5/2 spectrum with respect to the peak areas of the photoelectron spectra of Mo 3d3 /2 and Mo 3d5/2 measured by X-ray photoelectron spectroscopy. The ratio of the peak area of the binding peak is 73% or more.

또한, 본 실시형태에 따른 포토마스크는, 마스크층을 구비한다. 마스크층은, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 함유하고, 또한 산소를 선택적으로 함유하는 Mo 화합물층을 포함한다. Mo 화합물층에서는, X선 광전자 분광법에 의해 측정되는 Mo3d3/2 및 Mo3d5/2의 광전자 스펙트럼의 피크 면적에 대한, Mo3d3/2 스펙트럼 및 Mo3d5/2 스펙트럼의 피크를 분리하여 얻어지는 Mo-Si 결합 피크의 피크 면적의 비율이 73% 이상이다.Moreover, the photomask which concerns on this embodiment is provided with a mask layer. The mask layer includes a Mo compound layer containing molybdenum, silicon, and nitrogen, and optionally containing oxygen. In the Mo compound layer, Mo-Si obtained by separating the peaks of the Mo 3d3/2 spectrum and Mo 3d5/2 spectrum with respect to the peak areas of the photoelectron spectra of Mo 3d3 /2 and Mo 3d5/2 measured by X-ray photoelectron spectroscopy. The ratio of the peak area of the binding peak is 73% or more.

또한, 본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스 및 포토마스크에 있어서의 Mo 화합물층은, 하기 (A) 식을 만족하고 있어도 된다. 또, 이하의 설명에서는, 하기 (A) 식의 좌변인 {(Si ― O/2) × 4/3 + Mo/2 ― N}/Si를, Si량에 대한 부족 질소량의 비라고 할 경우가 있다.In addition, the Mo compound layer in the mask blank which concerns on this embodiment and a photomask may satisfy|fill following (A) Formula. In addition, in the following description, {(Si-O/2)x4/3+Mo/2-N}/Si, which is the left side of the following formula (A), is a case where it is said that the ratio of the amount of insufficient nitrogen with respect to the amount of Si have.

{(Si ― O/2) × 4/3 + Mo/2 ― N}/Si ≥ 0.25 … (A){(Si - O/2) × 4/3 + Mo/2 - N}/Si ≥ 0.25 ... (A)

단, 상기 (A) 식에서의 Mo, Si, O, 및 N의 각각은, Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 산소 및 질소의 몰분율(몰%)이며, Mo 화합물층이 산소를 함유하지 않을 경우에는, (A) 식에서의 O를 0으로 한다.However, each of Mo, Si, O, and N in the formula (A) is a mole fraction (mol%) of molybdenum, silicon, oxygen and nitrogen contained in the Mo compound layer, and when the Mo compound layer does not contain oxygen, , (A) Let O in the formula be 0.

본 실시형태에 따른 포토마스크는, 200㎚ 이하의 파장을 갖는 노광광, 특히, 위상 시프트 마스크를 이용한 포토리소그래피에 있어서 이용되는 ArF 엑시머 레이저광(파장 193㎚)의 노광광을 이용한 포토리소그래피 공정에 이용된다.The photomask according to the present embodiment is a photolithography process using exposure light having a wavelength of 200 nm or less, in particular, exposure light of ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) used in photolithography using a phase shift mask. used

또한, 본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스는, 이 포토마스크의 제조 시의 소재로서 이용된다.In addition, the mask blanks concerning this embodiment are used as a raw material at the time of manufacture of this photomask.

도 1에는, 본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 일례를 나타낸다. 본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스는, 유리 기판(11)(투명 기판)과, 유리 기판(11) 상에 형성된 블랭크 마스크층(12)으로 이루어진다. 또한, 본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(11)과, 유리 기판(11) 상에 형성된 블랭크 마스크층(12)과, 블랭크 마스크층(12) 상에 형성된 포토레지스트층(13)으로 구성되어도 된다.In FIG. 1, an example of the mask blanks which concerns on this embodiment is shown. The mask blanks which concern on this embodiment consist of the glass substrate 11 (transparent substrate), and the blank mask layer 12 formed on the glass substrate 11. As shown in FIG. In addition, the mask blanks which concern on this embodiment are formed on the glass substrate 11, the blank mask layer 12 formed on the glass substrate 11, and the blank mask layer 12, as shown in FIG. It may be comprised by the photoresist layer 13.

또한, 도 3에는, 본 실시형태에 따른 포토마스크의 일례를 나타낸다. 본 실시형태에 따른 포토마스크는, 유리 기판(11)과, 유리 기판(11) 상에 형성된 마스크층(12P)으로 이루어진다. 마스크층(12P)은, 마스크 블랭크스의 블랭크 마스크층이 소정의 형상을 갖도록 패터닝되어 형성되어 있다.In addition, in FIG. 3, an example of the photomask which concerns on this embodiment is shown. The photomask which concerns on this embodiment consists of the glass substrate 11 and the mask layer 12P formed on the glass substrate 11. As shown in FIG. The mask layer 12P is formed by patterning the blank mask layer of the mask blanks to have a predetermined shape.

유리 기판(11)으로서는, 투명성 및 광학적 등방성이 우수한 재료가 이용되고, 예를 들면, 석영 유리 기판을 이용할 수 있다. 유리 기판(11)의 크기는, 특별히 제한되지 않는다. 마스크층(12P)을 이용하여 노광하는 기판(예를 들면, 반도체, LCD(액정 디스플레이), 플라스마 디스플레이, 유기 EL(일렉트로 루미네선스) 디스플레이 등의 FPD용 기판 등)에 따라, 유리 기판(11)의 크기는 적절히 선정된다.As the glass substrate 11, a material excellent in transparency and optical isotropy is used, for example, a quartz glass substrate can be used. The size in particular of the glass substrate 11 is not restrict|limited. Depending on the substrate to be exposed using the mask layer 12P (for example, a substrate for FPD such as a semiconductor, an LCD (liquid crystal display), a plasma display, an organic EL (electroluminescence) display, etc.), the glass substrate 11 ) is appropriately selected.

본 실시형태에서는, 유리 기판(11)으로서, 한 변의 길이가 100㎜ 정도인 직사각형 기판이나 한 변의 길이가 250㎜ 이상인 직사각형 기판을 적용 가능하다. 또한, 1㎜ 이하의 두께를 갖는 기판, 수 ㎜의 두께를 갖는 기판이나, 10㎜ 이상의 두께를 갖는 기판도, 유리 기판(11)으로서 이용할 수 있다.In this embodiment, as the glass substrate 11, the rectangular substrate whose length of one side is about 100 mm, or the rectangular substrate whose length of one side is 250 mm or more is applicable. A substrate having a thickness of 1 mm or less, a substrate having a thickness of several mm, or a substrate having a thickness of 10 mm or more can also be used as the glass substrate 11 .

또한, 유리 기판(11)의 표면을 연마함으로써, 유리 기판(11)의 평탄도(flatness)를 저감시켜도 된다. 유리 기판(11)의 평탄도는, 예를 들면, 5㎛ 이하로 할 수 있다. 이에 따라, 마스크의 초점 심도가 깊어져, 미세하며 또한 고정밀도의 패턴 형성에 크게 공헌하는 것이 가능해진다. 또한, 평탄도는, 예를 들면, 0.5㎛ 이하의 값 등, 작은 값인 것이 양호하다.Moreover, you may reduce the flatness of the glass substrate 11 by grinding|polishing the surface of the glass substrate 11. As shown in FIG. The flatness of the glass substrate 11 can be 5 micrometers or less, for example. Thereby, the depth of focus of the mask becomes deep, and it becomes possible to greatly contribute to fine and high-precision pattern formation. Moreover, it is preferable that flatness is a small value, such as a value of 0.5 micrometer or less, for example.

본 실시형태에 따른 블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)은, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 함유하는 Mo 화합물층을 가져도 되고, 몰리브덴, 규소 및 질소 그리고 산소를 함유하는 Mo 화합물층을 가져도 된다. 즉, 본 실시형태에 따른 블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)은, 구성 원소를 열거하는 형식으로 나타냈을 경우에, MoSiN 또는 MoSiON으로 이루어지는 Mo 화합물층을 가져도 된다. 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층은, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 기본 성분으로서 함유하고, 또한 산소나 탄소를 함유해도 된다. 블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)에 함유되는 질소, 산소, 및 탄소의 함유량은, 블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)의 광학 특성, 에칭 레이트 등을 원하는 범위 내로 설정하기 위해, 적절히 설정된다.The blank mask layer 12 and the mask layer 12P according to the present embodiment may have a Mo compound layer containing molybdenum, silicon, and nitrogen, or may have a Mo compound layer containing molybdenum, silicon and nitrogen and oxygen. do. That is, the blank mask layer 12 and the mask layer 12P concerning this embodiment may have Mo compound layer which consists of MoSiN or MoSiON, when it shows in the form which enumerates constituent elements. The Mo compound layer according to the present embodiment contains molybdenum, silicon, and nitrogen as basic components, and may further contain oxygen or carbon. The content of nitrogen, oxygen, and carbon contained in the blank mask layer 12 and the mask layer 12P is set within a desired range for the optical properties, etching rate, etc. of the blank mask layer 12 and the mask layer 12P. For this, it is set appropriately.

본 실시형태에 따른 Mo 화합물층은, X선 광전자 분광법에 의해 측정되는 Mo3d3/2 및 Mo3d5/2의 광전자 스펙트럼의 피크 면적에 대한, Mo3d3/2 스펙트럼 및 Mo3d5/2 스펙트럼의 피크를 분리하여 얻어지는 Mo-Si 결합 피크의 피크 면적의 비율이 73% 이상이 되는 층이다. Mo3d3/2 스펙트럼 및 Mo3d5/2 스펙트럼은, Mo3d 스펙트럼이 2개로 분열하여 관측되는 스펙트럼이다. Mo3d의 광전자 스펙트럼의 피크 면적에 대한 Mo-Si 결합 피크의 피크 면적의 비율은, Mo 화합물층에 함유되는 Mo의 함유량 중 Si와 결합하고 있는 Mo의 함유량의 비율을 나타낸다. Mo-Si 결합하고 있는 Mo의 비율을 73% 이상으로 함으로써, Mo 마이그레이션이 억제되어 마스크층의 선폭의 증대를 억제할 수 있게 된다. Mo-Si 결합하고 있는 Mo의 비율은, 바람직하게는 75% 이상으로 한다. Mo-Si 결합하고 있는 Mo의 비율의 상한치를 특별히 한정할 필요는 없지만, 예를 들면, 그 상한치를 95% 이하로 해도 된다.Mo compound layer according to this embodiment isolates the peaks of the Mo 3d3/2 spectrum and Mo 3d5/2 spectrum with respect to the peak areas of the photoelectron spectra of Mo 3d3 /2 and Mo 3d5/2 measured by X-ray photoelectron spectroscopy. It is a layer in which the ratio of the peak area of the Mo-Si bonding peak obtained by doing this is 73% or more. Mo 3d3/2 spectrum and Mo 3d5/2 spectrum are spectra observed by splitting Mo 3d spectrum into two. The ratio of the peak area of the Mo-Si bonding peak to the peak area of the photoelectron spectrum of Mo 3d represents the ratio of the content of Mo bonded to Si among the contents of Mo contained in the Mo compound layer. By setting the Mo-Si bonding ratio to be 73% or more, Mo migration is suppressed and the increase in the line width of the mask layer can be suppressed. Mo-Si bonding ratio of Mo becomes like this. Preferably it is made into 75 % or more. Although it is not necessary to specifically limit the upper limit of the ratio of Mo-Si couple|bonded, it is good also considering the upper limit as 95 % or less, for example.

Mo-Si 결합이 증가할수록 Mo 마이그레이션이 일어나기 어려워지는 메커니즘(작용)은, 발명자에 의해 행해진 실험의 결과로부터 다음과 같이 추측된다. Mo 화합물층 중의 Si는, O나 N와 결합하여 산화물이나 질화물을 만들기 쉽다. 또한, Mo은, Si와 결합하지 않았던 잉여의 N와 결합하여 질화물을 만들기 쉽다. 그리고, Mo 질화물에 포함되는 Mo은, Si와 결합하는 Mo에 비해 화학 결합이 약하기 때문에 마이그레이션하기 쉽다. Si에 결합하는 Mo이 증가함으로써, 상대적으로 N에 결합하는 Mo이 감소한다고 추측된다. 이 때문에, Mo-Si 결합이 증가할수록 Mo 마이그레이션이 일어나기 어려워진다고 생각할 수 있다. 단, 여기에서 설명하는 메커니즘은, 어디까지나 추측이며, 미지(未知)의 다른 메커니즘이 Mo 마이그레이션의 억제에 관여하고 있을 가능성이 있다. 어쨌든, Mo-Si 결합이 증가할수록 Mo 마이그레이션이 일어나기 어려워지는 것은, 본 발명자에 의해 실험적으로 확인되고 있다.The mechanism (action) by which Mo migration becomes difficult to occur as the Mo-Si bond increases is estimated as follows from the results of experiments conducted by the inventors. Si in the Mo compound layer is easily bonded to O or N to form an oxide or nitride. In addition, Mo is easily bonded to excess N that has not been bonded to Si to form a nitride. And Mo contained in Mo nitride is easy to migrate because a chemical bond is weaker than Mo bonded to Si. It is estimated that the Mo couple|bonded with N decreases relatively as Mo couple|bonded with Si increases. For this reason, it is thought that Mo migration becomes difficult to occur, so that Mo-Si bonding increases. However, the mechanism demonstrated here is speculation to the last, and another unknown mechanism may be involved in suppression of Mo migration. In any case, it has been experimentally confirmed by the present inventors that Mo migration becomes more difficult as the Mo-Si bond increases.

X선 광전자 분광법에 의해 측정되는 Mo 화합물층의 위치는, Mo 화합물층의 표면 상이어도 되고, Mo 화합물층의 두께를 t로 했을 경우의 t/2의 위치여도 된다. 또한, X선 광전자 분광법의 측정 개소의 수는, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 10개소의 측정 개소에 있어서 X선 광전자 분광법에 의한 측정을 행하여, 얻어진 복수의 측정 결과를 평균한 값을 얻어도 된다.The position of the Mo compound layer measured by X-ray photoelectron spectroscopy may be on the surface of the Mo compound layer, or the position of t/2 when the thickness of the Mo compound layer is t. In addition, the number in particular of the measurement location of X-ray photoelectron spectroscopy is not restrict|limited. For example, you may obtain the value which performed the measurement by X-ray photoelectron spectroscopy in 10 measurement locations, and averaged the some obtained measurement result.

Mo3d3/2의 광전자 스펙트럼 및 Mo3d5/2의 광전자 스펙트럼의 피크 면적을 측정하려면, X선원으로서 AlKα를 이용하여, 내로우(narrow) 스캔 분석에 의해, 결합 에너지 220 ∼ 240eV 부근에서 측정을 행한다. 227eV 부근에 피크 톱이 나타나는 광전자 스펙트럼을 Mo3d5/2의 광전자 스펙트럼으로 특정한다. 230eV 부근에 피크 톱이 나타나는 광전자 스펙트럼을 Mo3d3/2의 광전자 스펙트럼으로 특정한다. 그리고, 이들 2개의 광전자 스펙트럼의 각각의 피크 면적을 측정한다. 또한, 2개의 피크 면적의 합계 면적을 산출한다. 이때, 백그라운드 강도를 피크 면적으로부터 뺀다.In order to measure the peak area of the photoelectron spectrum of Mo 3d3/2 and the photoelectron spectrum of Mo 3d5/2, by narrow scan analysis using AlKα as an X-ray source, measurement is performed at a binding energy of around 220 to 240 eV. . The photoelectron spectrum in which the peak top appears around 227 eV is specified as the photoelectron spectrum of Mo 3d5/2 . The photoelectron spectrum in which the peak top appears around 230 eV is specified as the photoelectron spectrum of Mo 3d3/2 . And each peak area of these two photoelectron spectra is measured. Further, the total area of the two peak areas is calculated. At this time, the background intensity is subtracted from the peak area.

또한, Mo-Si 결합 피크는, Mo3d3/2 및 Mo3d5/2의 광전자 스펙트럼에 대하여 피크 분리 처리를 행함으로써 특정한다. 피크 분리 처리의 방법은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, X선 광전자 분광 장치에 내장되어 있는 피크 분리용의 소프트웨어를 이용해도 된다. 피크 분리에 의해 226 ∼ 227eV 부근에 피크 톱이 나타나는 피크를 Mo3d5/2의 광전자 스펙트럼에 있어서의 Mo-Si 결합 피크로 특정한다. 229 ∼ 231eV 부근에 피크 톱이 나타나는 피크를 Mo3d3/2의 광전자 스펙트럼에 있어서의 Mo-Si 결합 피크로 특정한다. 그리고, 각 Mo-Si 결합 피크의 피크 면적을 측정한다. 또한, 2개의 피크 면적의 합계 면적을 산출한다. 이때, 백그라운드 강도를 피크 면적으로부터 뺀다. 그리고, Mo3d3/2 및 Mo3d5/2의 광전자 스펙트럼의 피크 면적(합계 면적)에 대한 Mo-Si 결합 피크의 피크 면적(합계 면적)의 비율(%)을 구하면 된다.In addition, Mo-Si bonding peaks are specified by performing a peak separation process with respect to the photoelectron spectra of Mo 3d3/2 and Mo 3d5/2 . The method of the peak separation process is not specifically limited. For example, you may use the software for peak separation built in the X-ray photoelectron spectroscopy apparatus. A peak in which a peak top appears in the vicinity of 226 to 227 eV by peak separation is specified as a Mo-Si bonding peak in the photoelectron spectrum of Mo 3d5/2 . A peak at which a peak top appears in the vicinity of 229 to 231 eV is specified as a Mo-Si bonding peak in the photoelectron spectrum of Mo 3d3/2 . Then, the peak area of each Mo-Si bonding peak is measured. Further, the total area of the two peak areas is calculated. At this time, the background intensity is subtracted from the peak area. Then, the ratio (%) of the peak area (total area) of the Mo-Si bonding peak to the peak area (total area) of the photoelectron spectrum of Mo 3d3/2 and Mo 3d5/2 may be obtained.

또한, 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층은, 상기 (A) 식을 만족하는 것이, Mo 마이그레이션을 더 억제할 수 있는 점에서 바람직하다. (A) 식을 만족시킴으로써, Mo 마이그레이션이 보다 발생하기 어려워져, 포토마스크에 있어서의 마스크층(12P)의 선폭의 증대를 확실히 방지할 수 있다. Si량에 대한 부족 질소량의 비는 0.30 이상이어도 되고, 0.35 이상이어도 된다. 또한, 상기 (A) 식의 좌변(Si량에 대한 부족 질소량의 비)의 상한치는, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, Si량에 대한 부족 질소량의 비는, 1.00 이하여도 되고, 0.70 이하여도 되고, 0.60 이하여도 된다.Moreover, it is preferable at the point which can suppress Mo migration further that the Mo compound layer which concerns on this embodiment satisfy|fills said (A) Formula. (A) By satisfying Formula, Mo migration becomes more difficult to generate|occur|produce, and the increase of the line|wire width of the mask layer 12P in a photomask can be prevented reliably. 0.30 or more may be sufficient as ratio of the insufficient nitrogen amount with respect to the Si amount, and 0.35 or more may be sufficient as it. In addition, the upper limit in particular of the left side (ratio of the amount of deficiency nitrogen with respect to the amount of Si) of said (A) formula is not restrict|limited. For example, ratio of the amount of insufficient nitrogen to the amount of Si may be 1.00 or less, 0.70 or less, or 0.60 or less.

또한, Mo 화합물층에서의 몰리브덴과 규소의 몰비인 Si/Mo은, 4.0 이상인 것이 바람직하다. Si/Mo을 4.0 이상으로 함으로써, 200㎚ 이하의 파장을 갖는 노광광, 특히, 위상 시프트 마스크를 이용한 포토리소그래피에 있어서 이용되는 ArF 엑시머 레이저광(파장 193㎚)의 노광광을 이용한 포토리소그래피 공정에 바람직하게 이용할 수 있다.Moreover, it is preferable that Si/Mo which is a molar ratio of molybdenum and silicon in a Mo compound layer is 4.0 or more. By setting Si/Mo to 4.0 or more, exposure light having a wavelength of 200 nm or less, particularly, exposure light of ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) used in photolithography using a phase shift mask is used in a photolithography process. It can be used preferably.

상기 (A) 식을 도출한 이유는, 이하와 같다. 이하의 설명에 있어서, Mo, Si, O, 및 N의 각각은, Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 산소 및 질소의 몰분율(몰%)이다.The reason for deriving said (A) formula is as follows. In the following description, each of Mo, Si, O, and N is a mole fraction (mol%) of molybdenum, silicon, oxygen, and nitrogen contained in the Mo compound layer.

마스크층이, 규소, 몰리브덴, 질소 및 산소를 함유하는 Mo 화합물층을 포함할 경우에 있어서, Mo 화합물층 중의 규소는, Mo 화합물층 중의 산소와 결합하여 SiO2가 형성되기 쉽다. 또한, Mo 화합물층 중의 산소에 결합하지 않았던 잉여의 규소는, Mo 화합물층 중의 질소와 결합하여 Si3N4이 형성되기 쉽다. 그래서, Mo 화합물층 중의 규소의 전량(全量)을 질화시키기 위해 필요한 질소량은, (Si ― O/2) × 4/3이 된다.When the mask layer contains the Mo compound layer containing silicon, molybdenum, nitrogen, and oxygen, silicon in the Mo compound layer bonds with oxygen in the Mo compound layer to easily form SiO 2 . Moreover, the excess silicon which did not couple|bond with oxygen in Mo compound layer couple|bonds with nitrogen in Mo compound layer, and Si3N4 is easy to form. Then, the amount of nitrogen required in order to nitride the whole amount of silicon in Mo compound layer becomes (Si-O/2)x4/3.

또한, Mo 화합물층 중의 몰리브덴이 질화되면, Mo2N이 형성되기 쉽다. 그래서, Mo 화합물층 중의 몰리브덴의 전량을 질화시키기 위해 필요한 질소량은, Mo/2로 나타난다.In addition, when molybdenum in the Mo compound layer is nitrided, Mo 2 N is easily formed. Then, the amount of nitrogen required for nitriding the whole amount of molybdenum in Mo compound layer is represented by Mo/2.

그리고, Mo 화합물층 중의 규소 및 몰리브덴의 전량을 질화시키기 위해 필요한 질소량을 N*으로 하면, N* = (Si ― O/2) × 4/3 + Mo/2가 된다.And when the amount of nitrogen required for nitriding the whole amount of silicon and molybdenum in Mo compound layer is N * , it will be N * =(Si-O/2)*4/3+Mo/2.

여기에서, 상기의 N*으로부터, 마스크층에 실제로 함유되는 질소량 N을 빼서 얻어진 양은, 즉, {(Si ― O/2) × 4/3 + Mo/2 ― N}은, 규소 및 몰리브덴의 전량을 질화시키기 위해 필요한 질소량(N*)의 부족량이 된다. 이 부족량이 큰 Mo 화합물층일수록, 산화 또는 질화되어 있는 규소 및 몰리브덴의 양이 적고, 규소·규소간의 결합 및 규소·몰리브덴간의 결합의 양이 많은 것을 의미한다. 따라서, Mo-Si 결합 피크의 피크 면적 비율이 커지는 것에 더하여, Mo 화합물층 중의 규소량에 대한 질소의 부족량(= {(Si ― O/2) × 4/3 + Mo/2 ― N})의 비가 높아질수록, 포토마스크의 마스크층의 선폭의 증대를 보다 효과적으로 억제할 수 있게 된다.Here, the amount obtained by subtracting the amount of nitrogen actually contained in the mask layer from N * , that is, {(Si - O/2) × 4/3 + Mo/2 - N} is the total amount of silicon and molybdenum The amount of nitrogen (N * ) required to nitrate is insufficient. The Mo compound layer with a large deficiency amount means that the amount of oxidized or nitrided silicon and molybdenum is small, and the amount of the bonding between silicon and silicon and the bonding between silicon and molybdenum is large. Therefore, in addition to the increase in the peak area ratio of the Mo-Si bonding peak, the ratio of the shortage amount of nitrogen to the amount of silicon in the Mo compound layer (= {(Si - O/2) × 4/3 + Mo/2 - N}) As it becomes higher, it becomes possible to more effectively suppress an increase in the line width of the mask layer of the photomask.

또한, 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층에서는, 소정의 광학 특성, 에칭 레이트 등을 원하는 범위 내로 설정하기 위해, 이하와 같이, Mo 화합물층의 구성 원소의 함유량을 설정해도 된다. 즉, Mo 화합물층의 구성 원소인 몰리브덴(Mo), 규소(Si), 질소(N), 산소(O), 및 탄소(C)의 합계량을 100몰%로 했을 경우에, Si의 함유율이 35 ∼ 50몰%, Mo의 함유율이 3 ∼ 10몰%, O의 함유율이 0 ∼ 20몰%, N의 함유율이 35 ∼ 60몰%, C의 함유율이 0 ∼ 1몰%가 되도록, Mo 화합물층의 구성 원소의 함유량이 설정되어도 된다.Moreover, in the Mo compound layer which concerns on this embodiment, in order to set predetermined|prescribed optical characteristic, an etching rate, etc. within a desired range, you may set content of the structural element of a Mo compound layer as follows. That is, when the total amount of molybdenum (Mo), silicon (Si), nitrogen (N), oxygen (O), and carbon (C) as constituent elements of the Mo compound layer is 100 mol%, the Si content is 35 to The composition of the Mo compound layer is such that the content of 50 mol%, the content of Mo is 3 to 10 mol%, the content of O is 0 to 20 mol%, the content of N is 35 to 60 mol%, and the content of C is 0 to 1 mol%. The content of the element may be set.

Mo 화합물층에 함유되는 원소의 조성(몰분율)은, X선 광전자 분광법의 와이드(wide) 스캔 측정에 의해 측정할 수 있다. 그리고, X선 광전자 분광법의 측정에 의해 구해진 각 원소의 몰분율을, 상기 (A) 식에 대입함으로써, 상기 (A) 식을 만족시킬지의 여부를 판정할 수 있다. 또한, 측정에 의해 구해진 몰리브덴 및 규소의 몰분율로부터, Si/Mo을 구할 수도 있다.The composition (mol fraction) of the element contained in the Mo compound layer can be measured by wide scan measurement of X-ray photoelectron spectroscopy. Then, by substituting the mole fraction of each element obtained by the measurement of X-ray photoelectron spectroscopy into the formula (A), it can be determined whether or not the formula (A) is satisfied. Moreover, Si/Mo can also be calculated|required from the mole fraction of molybdenum and silicon calculated|required by the measurement.

본 실시형태에 따른 블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)은, Mo 화합물층으로 이루어지는 단층의 마스크층이어도 되고, Mo 화합물층과, 그 외의 층이 적층된 다층체로 이루어지는 마스크층이어도 된다.The blank mask layer 12 and the mask layer 12P according to the present embodiment may be a single mask layer made of a Mo compound layer, or a mask layer made of a multilayer body in which a Mo compound layer and other layers are laminated.

블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)이 Mo 화합물층으로 이루어지는 단층의 마스크층일 경우에는, 블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)이 위상 시프트층으로서 기능하는 것이 바람직하다. 이 경우의 마스크층의 두께는, 예를 들면, 50 ∼ 70㎚ 정도로 하면 된다.When the blank mask layer 12 and the mask layer 12P are single-layered mask layers which consist of Mo compound layer, it is preferable that the blank mask layer 12 and the mask layer 12P function as a phase shift layer. The thickness of the mask layer in this case may be, for example, about 50 to 70 nm.

또한, 블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)이 Mo 화합물층을 포함하는 다층체로 이루어질 경우에는, Mo 화합물층은, 위상 시프트층, 차광층, 반사 방지층, 에칭 스톱층, 내약층 등 중 어느 1종 또는 2종 이상으로서 기능하는 것이 바람직하다. 이 경우의 Mo 화합물층의 두께는, 예를 들면, 60 ∼ 80㎚ 정도로 하면 된다.In addition, when the blank mask layer 12 and the mask layer 12P consist of a multilayer body containing a Mo compound layer, the Mo compound layer is any one of a phase shift layer, a light shielding layer, an antireflection layer, an etching stop layer, a chemical resistant layer, etc. It is preferred to function as a species or two or more species. The thickness of the Mo compound layer in this case may be, for example, about 60 to 80 nm.

즉, 일반적으로, 블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)이 다층체로 이루어질 경우에 있어서, 블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)을 구성하는 각 층에 부여되는 기능으로서, 위상 시프트 기능, 노광광을 차광하는 차광 기능, 노광광의 반사를 방지하는 반사 방지 기능, 포토마스크 형성 시의 포토레지스트와의 밀착성을 높이는 밀착 기능, 포토마스크 형성 시의 에칭 스톱 기능, 포토마스크 형성 시의 에칭액 등에 대한 내약 기능, 노광광의 반사율을 억제하는 저반사율 기능 등을 들 수 있다. 이들 기능을 실현하기 위해, 마스크층은, 위상 시프트층, 차광층, 반사 방지층, 밀착층, 에칭 스톱층, 내약층, 저반사율층 등으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 층을 구비한다. 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층은, 이들 위상 시프트층, 차광층, 반사 방지층, 밀착층, 에칭 스톱층, 내약층, 저반사율층 중 어느 것을 구성해도 된다.That is, in general, when the blank mask layer 12 and the mask layer 12P are formed of a multilayer body, as a function given to each layer constituting the blank mask layer 12 and the mask layer 12P, the phase shift is Function, light blocking function to block exposure light, antireflection function to prevent reflection of exposure light, adhesion function to increase adhesion with photoresist during photomask formation, etching stop function for photomask formation, etching solution for photomask formation A chemical-resistant function against the back, and a low-reflectance function that suppresses the reflectance of exposure light, and the like. In order to implement|achieve these functions, a mask layer is equipped with the 1 type(s), or 2 or more types of layers chosen from a phase shift layer, a light shielding layer, a reflection prevention layer, an adhesion layer, an etching stop layer, a chemical-resistant layer, a low reflectance layer, etc. The Mo compound layer which concerns on this embodiment may comprise any of these phase shift layer, a light shielding layer, a reflection prevention layer, an adhesion layer, an etching stop layer, a chemical-resistant layer, and a low reflectance layer.

이하, 블랭크 마스크층(12) 및 마스크층(12P)의 구성에 대해서, 마스크 블랭크스를 예로 들어 설명한다.Hereinafter, the structure of the blank mask layer 12 and the mask layer 12P is demonstrated taking mask blanks as an example.

블랭크 마스크층(12)이 다층체로 구성될 경우에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 블랭크 마스크층(12)은, 유리 기판(11)으로부터 위상 시프트층(12a) 및 Cr계의 차광층(12b)이 이 순으로 적층된 구성을 가져도 된다. 이 경우에 있어서는, 위상 시프트층(12a)을 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층으로 한다.When the blank mask layer 12 is comprised by a multilayer body, as shown in FIG. 4, the blank mask layer 12 is the phase shift layer 12a and the light shielding layer 12b of Cr system from the glass substrate 11. You may have the structure laminated|stacked in this order. In this case, let the phase shift layer 12a be Mo compound layer which concerns on this embodiment.

또한, 도 4에 나타내는 예에 있어서의 Cr계의 차광층(12b)은, 예를 들면, Cr(크롬), O(산소)를 주성분으로서 함유하고, 또한, C(탄소) 및 N(질소)를 함유한다. 보다 구체적으로는, 차광층(12b)의 구성 재료로서, 크롬 산화물, 크롬 질화물, 크롬 탄화물, 크롬 산화 질화물, 크롬 탄화 질화물, 및 크롬 산화 탄화 질화물로부터 선택되는 1개의 재료, 또는, 2종 이상의 재료를 선택할 수 있다. 2종 이상의 재료가 선택되었을 경우, 차광층(12b)은, 이 2종 이상의 재료가 적층된 구성을 갖는다. 또한, 차광층(12b)은, 차광층(12b)의 두께 방향으로 다른 조성을 가질 수도 있다. 예를 들면, 질소 농도, 혹은, 산소 농도 등에 관하여, 차광층(12b)의 막두께 방향에서 농도 구배를 갖도록 차광층(12b)이 구성되어도 된다.In addition, the Cr-based light-shielding layer 12b in the example shown in FIG. 4 contains, for example, Cr (chromium) and O (oxygen) as main components, and also C (carbon) and N (nitrogen). contains More specifically, as a constituent material of the light-shielding layer 12b, one material selected from chromium oxide, chromium nitride, chromium carbide, chromium oxynitride, chromium carbonitride, and chromium oxycarbonitride, or two or more types of materials can be selected. When two or more types of materials are selected, the light-shielding layer 12b has a structure in which these two or more types of materials are laminated. In addition, the light-shielding layer 12b may have a different composition in the thickness direction of the light-shielding layer 12b. For example, the light-shielding layer 12b may be configured to have a concentration gradient in the film thickness direction of the light-shielding layer 12b with respect to the nitrogen concentration or oxygen concentration.

또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 블랭크 마스크층(12)은, 유리 기판(11)으로부터 위상 시프트층(12c), 에칭 스토퍼층(12d), 및 Cr계의 차광층(12e)이 이 순으로 적층된 구성을 가져도 된다. 이 경우에 있어서는, 위상 시프트층(12c) 및 에칭 스토퍼층(12d) 중 일방 또는 양방을, 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층으로 한다.In addition, as shown in FIG. 5, as for the blank mask layer 12, the phase shift layer 12c, the etching stopper layer 12d, and the light shielding layer 12e of Cr system from the glass substrate 11 are this order. You may have a laminated structure. In this case, let one or both of the phase shift layer 12c and the etching stopper layer 12d be Mo compound layer which concerns on this embodiment.

도 5에 나타내는 예에 있어서의 위상 시프트층(12c)으로서는, Mo 화합물층 이외에, Cr을 주성분으로서 함유하는 층이어도 된다. 구체적으로는, 크롬 단체(單體), 그리고 크롬 산화물, 크롬 질화물, 크롬 탄화물, 크롬 산화 질화물, 크롬 탄화 질화물, 및 크롬 산화 탄화 질화물로부터 선택되는 1개로 구성된 층에 의해 위상 시프트층(12c)을 구성으로 할 수 있다. 또한, 이들 재료 중에서 선택되는 2종 이상을 적층함으로써 위상 시프트층(12c)을 구성할 수도 있다.As the phase shift layer 12c in the example shown in FIG. 5, the layer containing Cr as a main component other than Mo compound layer may be sufficient. Specifically, the phase shift layer 12c is formed by a single layer of chromium and one selected from chromium oxide, chromium nitride, chromium carbide, chromium oxynitride, chromium carbonitride, and chromium oxycarbonitride. configuration can be done. Moreover, the phase shift layer 12c can also be comprised by laminating|stacking 2 or more types chosen from these materials.

도 5에 나타내는 예에 있어서의 에칭 스토퍼층(12d)은, Mo 화합물층 이외에, 질소를 함유하는 금속 실리사이드 화합물층이어도 된다. 예를 들면, Ni, Co, Fe, Ti, Al, Nb, Mo, W, 및 Hf로부터 선택된 적어도 1종의 금속을 함유하는 층, 이들 금속으로 형성된 합금과 Si를 함유하는 층, 몰리브덴 실리사이드 화합물층, MoSiX(X ≥ 2)막(예를 들면, MoSi2막, MoSi3막이나 MoSi4막 등)에서, 에칭 스토퍼층(12d)이 구성되어도 된다.The etching stopper layer 12d in the example shown in FIG. 5 may be a metal silicide compound layer containing nitrogen other than Mo compound layer. For example, a layer containing at least one metal selected from Ni, Co, Fe, Ti, Al, Nb, Mo, W, and Hf, a layer containing an alloy formed of these metals and Si, a molybdenum silicide compound layer, The etching stopper layer 12d may be formed of a MoSi X (X ≥ 2) film (eg, MoSi 2 film, MoSi 3 film, MoSi 4 film, etc.).

도 5에 나타내는 예에 있어서의 Cr계의 차광층(12e)으로서는, 예를 들면, Cr(크롬), O(산소)를 주성분으로서 함유하고, 또한, C(탄소) 및 N(질소)를 함유하는 층을 차광층(12e)에 채용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 차광층(12e)으로서, 크롬 산화물, 크롬 질화물, 크롬 탄화물, 크롬 산화 질화물, 크롬 탄화 질화물, 및 크롬 산화 탄화 질화물로부터 선택되는 1개의 재료, 또는, 2종 이상의 재료를 선택할 수 있다. 2종 이상의 재료가 선택되었을 경우, 차광층(12e)은, 이 2종 이상의 재료가 적층되어 구성된 층을 갖는다. 또한, 차광층(12e)은, 차광층(12e)의 두께 방향으로 다른 조성을 가질 수도 있다. 예를 들면, 질소 농도, 혹은, 산소 농도 등에 관하여, 차광층(12e)의 막두께 방향에서 농도 구배를 갖도록 차광층(12e)이 구성되어도 된다.The Cr-based light shielding layer 12e in the example shown in Fig. 5 contains, for example, Cr (chromium) and O (oxygen) as main components, and further contains C (carbon) and N (nitrogen). layer can be employed for the light-shielding layer 12e. More specifically, as the light-shielding layer 12e, one material selected from chromium oxide, chromium nitride, chromium carbide, chromium oxynitride, chromium carbonitride, and chromium oxycarbonitride, or two or more types of materials can be selected. have. When two or more types of materials are selected, the light-shielding layer 12e has a layer constituted by laminating these two or more types of materials. In addition, the light-shielding layer 12e may have a different composition in the thickness direction of the light-shielding layer 12e. For example, the light-shielding layer 12e may be configured to have a concentration gradient in the film thickness direction of the light-shielding layer 12e with respect to the nitrogen concentration or oxygen concentration.

또한, 도 6에 나타내는 바와 같이, 블랭크 마스크층(12)은, 유리 기판(11)으로부터 Cr계의 위상 시프트층(12f) 및 반사 방지층(12g)이 이 순으로 적층된 구성을 가져도 된다. 또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 블랭크 마스크층(12)은, Cr계의 위상 시프트층(12f), 반사 방지층(12g), 및 Cr계의 밀착층(12h)이 적층된 구성을 가져도 된다. 이 경우, 반사 방지층(12g)을, 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층으로 한다.In addition, as shown in FIG. 6, the blank mask layer 12 may have the structure by which the phase shift layer 12f of Cr system and the reflection prevention layer 12g were laminated|stacked in this order from the glass substrate 11. In addition, as shown in FIG. 7, the blank mask layer 12 may have the structure in which the phase shift layer 12f of Cr system, the reflection prevention layer 12g, and the adhesion layer 12h of Cr system were laminated|stacked. . In this case, the antireflection layer 12g is a Mo compound layer according to the present embodiment.

도 6 및 도 7에 나타내는 예에 있어서의 Cr계의 위상 시프트층(12f)은, Cr을 주성분으로서 함유하는 층으로 구성되어 있는 것이 바람직하고, 또한, C(탄소), O(산소) 및 N(질소)를 함유하는 층으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 위상 시프트층(12f)은, 크롬 단체, 그리고 크롬 산화물, 크롬 질화물, 크롬 탄화물, 크롬 산화 질화물, 크롬 탄화 질화물, 및 크롬 산화 탄화 질화물로부터 선택되는 1개로 구성할 수 있다. 또한, 이들 재료 중에서 선택되는 2종 이상을 적층함으로써 위상 시프트층(12f)을 구성할 수도 있다.It is preferable that phase shift layer 12f of Cr system in the example shown to FIG. 6 and FIG. 7 is comprised by the layer which contains Cr as a main component, and C (carbon), O (oxygen), and N It is preferable that it is comprised by the layer containing (nitrogen). Specifically, the phase shift layer 12f can be comprised with chromium single-piece|unit and one chosen from chromium oxide, chromium nitride, chromium carbide, chromium oxynitride, chromium carbonization nitride, and chromium oxycarbonitride. Moreover, the phase shift layer 12f can also be comprised by laminating|stacking 2 or more types chosen from these materials.

또한, 도 7에 나타내는 예에 있어서의 Cr계의 밀착층(12h)은, Cr(크롬), O(산소)를 주성분으로서 함유하는 층으로 구성되어 있는 것이 바람직하고, 또한, C(탄소) 및 N(질소)를 함유하는 층으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 밀착층(12h)으로서, 크롬 산화물, 크롬 질화물, 크롬 탄화물, 크롬 산화 질화물, 크롬 탄화 질화물, 및 크롬 산화 탄화 질화물로부터 선택되는 1개, 또는, 2종 이상을 적층하여 구성할 수도 있다. 또한, 밀착층(12h)은, 밀착층(12h)의 두께 방향으로 다른 조성을 가질 수도 있다.In addition, it is preferable that the Cr-type adhesive layer 12h in the example shown in FIG. 7 is comprised by the layer containing Cr (chromium) and O (oxygen) as main components, and C (carbon) and It is preferable that it is comprised by the layer containing N (nitrogen). Specifically, as the adhesion layer 12h, one selected from chromium oxide, chromium nitride, chromium carbide, chromium oxynitride, chromium carbonitride, and chromium oxycarbonitride, or two or more types may be laminated. have. In addition, the adhesive layer 12h may have a different composition in the thickness direction of the adhesive layer 12h.

또한, 도 8에 나타내는 바와 같이, 블랭크 마스크층(12)으로서, 유리 기판(11)으로부터 위상 시프트층(12i), 저반사율층(12j), 및 내약층(12k)이 이 순으로 적층된 구성을 가져도 된다. 이 경우에 있어서는, 위상 시프트층(12i), 저반사율층(12j), 및 내약층(12k) 중 적어도 1개 또는 2개 이상을, 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층으로 한다.Moreover, as shown in FIG. 8, as the blank mask layer 12, the phase shift layer 12i, the low reflectance layer 12j, and the chemical-resistance layer 12k were laminated|stacked in this order from the glass substrate 11. may have In this case, let at least 1 or 2 or more of the phase shift layer 12i, the low reflectance layer 12j, and the chemical-resistant layer 12k be Mo compound layer which concerns on this embodiment.

도 8에 나타내는 예에 있어서의 위상 시프트층(12i) 및 내약층(12k)은, Mo 화합물층 이외에, 질소를 함유하는 실리사이드층이어도 된다. 예를 들면, Ta, Ti, W, Mo, Zr 등의 금속을 함유하는 층, 이들 금속으로 형성된 합금과 실리콘을 함유하는 층, MoSiX(X ≥ 2)막(예를 들면, MoSi2막, MoSi3막이나 MoSi4막 등)에서, 위상 시프트층(12i) 및 내약층(12k)을 구성할 수도 있다.The silicide layer containing nitrogen other than Mo compound layer may be sufficient as the phase shift layer 12i and the chemical-resistant layer 12k in the example shown in FIG. For example, a layer containing a metal such as Ta, Ti, W, Mo, Zr, a layer containing an alloy formed of these metals and silicon, a MoSi X (X ≥ 2) film (eg, MoSi 2 film; In MoSi3 film|membrane, MoSi4 film|membrane, etc.), the phase shift layer 12i and the chemical-resistance layer 12k can also be comprised.

또한, 도 8에 나타내는 예에 있어서의 저반사율층(12j)으로서는, 상기의 위상 시프트층과 내약층과 마찬가지로, Mo 화합물층 이외에, 질소를 함유하는 실리사이드층을 채용할 수도 있고, 또한, 산소를 함유하는 층을 채용할 수도 있다.In addition, as the low-reflectance layer 12j in the example shown in FIG. 8, similarly to said phase shift layer and chemical-resistance layer, other than Mo compound layer, the silicide layer containing nitrogen can also be employ|adopted, and oxygen is contained. layer may be employed.

도 4 ∼ 도 8에서는, 마스크 블랭크스를 예로 들어 설명했지만, 도 4 ∼ 도 8에 나타낸 블랭크 마스크층(12)의 구성은, 포토마스크의 마스크층(12P)에 적용해도 된다.In FIGS. 4-8, although mask blanks were mentioned as an example and demonstrated, you may apply the structure of the blank mask layer 12 shown in FIGS. 4-8 to the mask layer 12P of a photomask.

다음으로, 본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 제조 방법에 대해서 설명한다.Next, the manufacturing method of the mask blanks which concerns on this embodiment is demonstrated.

본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 제조 방법은, 유리 기판(11)에 블랭크 마스크층(12)을 성막하는 방법이다. 블랭크 마스크층(12)을 형성할 때에는, 위상 시프트층, 차광층, 반사 방지층, 밀착층, 에칭 스톱층, 내약층, 저반사율층 등으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 층을 적층함으로써 블랭크 마스크층을 형성해도 된다. 이때, 위상 시프트층, 차광층, 반사 방지층, 밀착층, 에칭 스톱층, 내약층, 저반사율층의 1종 또는 2종 이상을 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층으로 해도 된다.The manufacturing method of the mask blanks which concerns on this embodiment is a method of forming the blank mask layer 12 into a film on the glass substrate 11. As shown in FIG. When forming the blank mask layer 12, a blank mask by laminating|stacking the 1 type(s) or 2 or more types of layers chosen from a phase shift layer, a light shielding layer, a reflection prevention layer, an adhesion layer, an etching stop layer, a chemical-resistant layer, a low reflectance layer, etc. You may form a layer. At this time, it is good also considering 1 type, or 2 or more types of a phase shift layer, a light shielding layer, a reflection prevention layer, an adhesion layer, an etching stop layer, a chemical-resistant layer, and a low reflectance layer as Mo compound layer which concerns on this embodiment.

도 9는, 본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 제조 장치를 나타내는 모식도이다. 도 10은, 본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스의 제조 장치를 나타내는 모식도이다. 본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스는, 도 9 또는 도 10에 나타내는 제조 장치에 의해 제조된다.9 : is a schematic diagram which shows the manufacturing apparatus of the mask blanks which concerns on this embodiment. 10 : is a schematic diagram which shows the manufacturing apparatus of the mask blanks which concerns on this embodiment. The mask blanks which concern on this embodiment are manufactured by the manufacturing apparatus shown in FIG. 9 or FIG.

도 9에 나타내는 제조 장치(S10)는, 매엽식(枚葉式)의 스퍼터링 장치이다. 제조 장치(S10)는, 로드·언로드실(S11)과, 로드·언로드실(S11)에 밀폐부(S13)를 개재하여 접속된 성막실(진공 처리실)(S12)을 갖는다.Manufacturing apparatus S10 shown in FIG. 9 is a single-wafer type sputtering apparatus. Manufacturing apparatus S10 has a load/unload chamber S11 and the film-forming chamber (vacuum processing chamber) S12 connected to the load/unload chamber S11 via the sealing part S13.

로드·언로드실(S11)에는, 반송 장치(S11a)와 배기 장치(S11b)가 마련된다. 반송 장치(S11a)는, 제조 장치(S10)의 외부로부터 내부로 반입된 유리 기판(11)을 성막실(S12)로 반송한다. 또한, 반송 장치(S11a)는, 유리 기판(11)을 성막실(S12)의 외부로 반송한다. 배기 장치(S11b)는, 로드·언로드실(S11)의 내부를 러프(rough) 진공 배기하는 로터리 펌프 등으로 구성되어 있다.In the load/unload chamber S11, a conveying device S11a and an exhaust device S11b are provided. Conveying apparatus S11a conveys the glass substrate 11 carried in from the outside of manufacturing apparatus S10 to film-forming chamber S12. In addition, conveying apparatus S11a conveys the glass substrate 11 to the outside of film-forming chamber S12. The exhaust device S11b is constituted by a rotary pump or the like that roughly evacuates the inside of the load/unload chamber S11.

성막실(S12)에는, 기판 유지 장치(S12a)와, 성막 재료를 공급하는 장치로서, 타깃(S12b)을 갖는 음극 전극(배킹 플레이트(backing plate))(S12c)과, 배킹 플레이트(S12c)에 음전위의 스퍼터 전압을 인가하는 전원(S12d)과, 성막실(S12)의 내부에 가스를 도입하는 가스 도입 장치(S12e)와, 성막실(S12)의 내부를 고진공 배기하는 터보 분자 펌프 등의 고진공 배기 장치(S12f)가 마련되어 있다.In the film forming chamber S12, a substrate holding device S12a, a cathode electrode (backing plate) S12c having a target S12b as a device for supplying a film forming material, and a backing plate S12c are provided. A power supply S12d for applying a sputtering voltage of negative potential, a gas introduction device S12e for introducing gas into the film formation chamber S12, and a high vacuum such as a turbo molecular pump for exhausting the interior of the film formation chamber S12 to a high vacuum An exhaust device S12f is provided.

기판 유지 장치(S12a)는, 반송 장치(S11a)에 의해 반송되어진 유리 기판(11)을, 성막 중에 타깃(S12b)과 대향하도록 유리 기판(11)을 유지한다. 기판 유지 장치(S12a)는, 유리 기판(11)을 로드·언로드실(S11)로부터 성막실(S12)로 반입하는 것이 가능하며, 유리 기판(11)을 성막실(S12)로부터 로드·언로드실(S11)로 반출하는 것이 가능하다.Substrate holding apparatus S12a hold|maintains the glass substrate 11 so that the glass substrate 11 conveyed by conveyance apparatus S11a may oppose target S12b during film-forming. Substrate holding apparatus S12a can carry in the glass substrate 11 from the load/unload chamber S11 to the film-forming chamber S12, The glass substrate 11 can be loaded/unloaded from the film-forming chamber S12. It is possible to take it out in (S11).

타깃(S12b)은, 유리 기판(11)에 성막하기 위해 필요한 조성을 갖는 재료로 이루어진다. 예를 들면, Mo 화합물층을 형성할 경우의 타깃으로서, 몰리브덴을 함유하는 타깃과 규소를 함유하는 타깃을 조합하여 이용해도 되고, 몰리브덴 및 규소를 함유하는 단독의 타깃을 이용해도 된다. 또한, 예를 들면, Cr계의 막을 형성하기 위해 크롬을 함유하는 타깃을 이용해도 된다. 이들 타깃은, 성막하는 층 마다 교환해도 된다.The target S12b is made of a material having a composition necessary for forming a film on the glass substrate 11 . For example, as a target in the case of forming a Mo compound layer, you may use combining the target containing molybdenum and the target containing silicon, and may use the single target containing molybdenum and silicon. Further, for example, in order to form a Cr-based film, a target containing chromium may be used. These targets may be exchanged for each layer to be formed into a film.

도 9에 나타내는 제조 장치(S10)에 있어서는, 로드·언로드실(S11)로부터 반입한 유리 기판(11)에 대하여, 성막실(S12)에 있어서 스퍼터링 성막을 행한다. 그 후, 로드·언로드실(S11)로부터, 성막이 종료된 유리 기판(11)은, 제조 장치(S10)의 외부로 반출된다.In manufacturing apparatus S10 shown in FIG. 9, sputtering film-forming is performed in film-forming chamber S12 with respect to the glass substrate 11 carried in from load/unload chamber S11. Then, from the load/unload chamber S11, the glass substrate 11 in which film-forming was complete|finished is carried out to the outside of manufacturing apparatus S10.

성막 공정에서는, 가스 도입 장치(S12e)로부터 성막실(S12)에 스퍼터 가스와 반응 가스를 공급하고, 외부의 전원으로부터 배킹 플레이트(음극 전극)(S12c)에 스퍼터 전압을 인가한다. 또한, 마그네트론 자기 회로에 의해 타깃(S12b) 상에 소정의 자장을 형성해도 된다. 성막실(S12) 내에서 플라스마에 의해 여기된 스퍼터 가스의 이온이, 음극 전극(S12c)의 타깃(S12b)에 충돌하여, 타깃(S12b)으로부터 성막 재료의 입자를 튀어나오게 한다. 그리고, 튀어나온 입자와 반응 가스가 결합한 후, 유리 기판(11)에 부착됨으로써, 유리 기판(11)의 표면에 소정의 막이 형성된다.In a film-forming process, sputtering gas and reactive gas are supplied from gas introduction apparatus S12e to film-forming chamber S12, and a sputtering voltage is applied to backing plate (negative electrode) S12c from an external power supply. Further, a predetermined magnetic field may be formed on the target S12b by a magnetron magnetic circuit. The ions of the sputtering gas excited by the plasma in the film formation chamber S12 collide with the target S12b of the cathode electrode S12c, and the particles of the film formation material are ejected from the target S12b. Then, after the protruding particles and the reactive gas are combined, a predetermined film is formed on the surface of the glass substrate 11 by adhering to the glass substrate 11 .

이때, 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층, 즉, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 함유하고, 또한 산소를 선택적으로 함유하며, 상기 (A) 식을 만족하는 Mo 화합물층을 형성할 때에는, 타깃(S12b)으로서, 몰리브덴을 함유하는 타깃과 규소를 함유하는 타깃을 조합하여 이용하거나, 몰리브덴 및 규소를 함유하는 단독의 타깃을 이용한다. 그리고, 가스 도입 장치(S12e)는, 질소 가스의 유량 및 산소 함유 가스의 유량의 각각을 바꿈으로써 질소 가스 및 산소 함유 가스의 분압을 제어하여, 가스의 조성을 설정한 범위 내로 한다. 이와 같이 설정된 조성을 갖는 가스는, 가스 도입 장치(S12e)로부터 성막실(S12) 내에 공급된다.At this time, when forming the Mo compound layer according to the present embodiment, that is, the Mo compound layer containing molybdenum, silicon, and nitrogen, and optionally containing oxygen, satisfying the above formula (A), as a target (S12b) , a target containing molybdenum and a target containing silicon are used in combination, or a single target containing molybdenum and silicon is used. Then, the gas introduction device S12e controls the partial pressures of the nitrogen gas and the oxygen-containing gas by changing each of the flow rate of the nitrogen gas and the flow rate of the oxygen-containing gas to set the gas composition within a set range. The gas having the composition set in this way is supplied into the film formation chamber S12 from the gas introduction device S12e.

여기에서, 산소 함유 가스로서는, CO2(이산화탄소), O2(산소), N2O(일산화이질소), NO(일산화질소) 등을 들 수 있다.Here, examples of the oxygen-containing gas include CO 2 (carbon dioxide), O 2 (oxygen), N 2 O (dinitrogen monoxide), and NO (nitrogen monoxide).

다음으로, 도 10에 나타내는 제조 장치(S20)는, 매엽식의 스퍼터링 장치이다. 제조 장치(S20)는, 로드실(S21)과, 로드실(S21)에 밀폐부(S23)를 개재하여 접속된 성막실(진공 처리실)(S22)과, 성막실(S22)에 밀폐부(S24)를 개재하여 접속된 언로드실(S25)을 갖는다.Next, manufacturing apparatus S20 shown in FIG. 10 is a single-wafer sputtering apparatus. The manufacturing apparatus S20 includes a rod chamber S21, a film formation chamber (vacuum processing chamber) S22 connected to the rod chamber S21 via a sealing portion S23, and a sealing portion ( It has the unloading chamber S25 connected via S24.

로드실(S21)에는, 제조 장치(S20)의 외부로부터 내부로 반입된 유리 기판(11)을 성막실(S22)로 반송하는 반송 장치(S21a)와, 로드실(S21)의 내부를 러프 진공 배기하는 로터리 펌프 등의 배기 장치(S21b)가 마련된다.In the load chamber S21, a conveying apparatus S21a which conveys the glass substrate 11 carried in from the outside of the manufacturing apparatus S20 to the inside to the film-forming chamber S22, and rough vacuum inside the load chamber S21 An exhaust device S21b such as a rotary pump that exhausts the gas is provided.

성막실(S22)에는, 기판 유지 장치(S22a)와, 성막 재료를 공급하는 장치로서, 타깃(S22b)을 갖는 음극 전극(배킹 플레이트)(S22c)과, 배킹 플레이트(S22c)에 음전위의 스퍼터 전압을 인가하는 전원(S22d)과, 성막실(S22)의 내부에 가스를 도입하는 가스 도입 장치(S22e)와, 성막실(S22)의 내부를 고진공 배기하는 터보 분자 펌프 등의 고진공 배기 장치(S22f)가 마련되어 있다.In the film formation chamber S22, a negative potential sputtering voltage is applied to a substrate holding apparatus S22a, a cathode electrode (backing plate) S22c having a target S22b as an apparatus for supplying a film formation material, and a backing plate S22c. A power supply S22d for applying , a gas introduction device S22e for introducing gas into the film formation chamber S22, and a high vacuum exhaust system S22f such as a turbo molecular pump for high vacuum exhaustion of the interior of the film formation chamber S22 (S22f) ) is provided.

기판 유지 장치(S22a)는, 반송 장치(S21a)에 의해 반송되어진 유리 기판(11)을, 성막 중에 타깃(S22b)과 대향하도록 유리 기판(11)을 유지한다. 기판 유지 장치(S22a)는, 유리 기판(11)을 로드실(S21)로부터 성막실(S22)로 반입하는 것이 가능하며, 유리 기판(11)을 성막실(S22)로부터 언로드실(S25)로 반출하는 것이 가능하다.Substrate holding apparatus S22a hold|maintains the glass substrate 11 so that the glass substrate 11 conveyed by conveyance apparatus S21a may oppose target S22b during film-forming. The substrate holding apparatus S22a can carry in the glass substrate 11 from the load chamber S21 to the film formation chamber S22, and transfers the glass substrate 11 from the film formation chamber S22 to the unload chamber S25. It is possible to take out

타깃(S22b)은, 유리 기판(11)에 성막하기 위해 필요한 조성을 갖는 재료로 이루어진다. 도 9에 나타내는 장치의 경우와 마찬가지로, Mo 화합물층을 형성할 때의 타깃으로서는, 몰리브덴을 함유하는 타깃과 규소를 함유하는 타깃을 조합하여 이용해도 되고, 몰리브덴 및 규소를 함유하는 단독의 타깃을 이용해도 된다. 또한, 예를 들면, Cr계의 막을 형성하기 위해 크롬을 함유하는 타깃을 이용해도 된다. 이들 타깃은, 성막하는 층 마다 교환해도 된다.The target S22b is made of a material having a composition necessary for forming a film on the glass substrate 11 . As in the case of the apparatus shown in Fig. 9, as a target for forming the Mo compound layer, a target containing molybdenum and a target containing silicon may be used in combination, or a single target containing molybdenum and silicon may be used. do. Further, for example, in order to form a Cr-based film, a target containing chromium may be used. These targets may be exchanged for each layer to be formed into a film.

언로드실(S25)에는, 성막실(S22)로부터 반입된 유리 기판(11)을 제조 장치(S20)의 외부로 반송하는 반송 장치(S25a)와, 언로드실(S25)의 내부를 러프 진공 배기하는 로터리 펌프 등의 배기 장치(S25b)가 마련된다.In the unloading chamber S25, the conveying apparatus S25a which conveys the glass substrate 11 carried in from the film-forming chamber S22 to the outside of the manufacturing apparatus S20, and rough evacuation of the inside of the unloading chamber S25 An exhaust device S25b such as a rotary pump is provided.

도 10에 나타내는 제조 장치(S20)에 있어서는, 로드실(S21)로부터 반입한 유리 기판(11)에 대하여, 성막실(S22)에 있어서 스퍼터링 성막을 행한 후, 언로드실(S25)로부터 성막이 종료된 유리 기판(11)을 성막실(S22)의 외부로 반출한다.In manufacturing apparatus S20 shown in FIG. 10, after sputtering film-forming in film-forming chamber S22 with respect to the glass substrate 11 carried in from load chamber S21, film-forming is complete|finished from unloading chamber S25. The used glass substrate 11 is carried out to the outside of the film formation chamber S22.

성막 공정에서는, 가스 도입 장치(S22e)로부터 성막실(S22)에 스퍼터 가스와 반응 가스를 공급하고, 외부의 전원으로부터 배킹 플레이트(음극 전극)(S22c)에 스퍼터 전압을 인가한다. 또한, 마그네트론 자기 회로에 의해 타깃(S22b) 상에 소정의 자장을 형성해도 된다. 성막실(S22) 내에서 플라스마에 의해 여기된 스퍼터 가스의 이온이, 음극 전극(S22c)의 타깃(S22b)에 충돌하여 성막 재료의 입자를 튀어나오게 한다. 그리고, 튀어나온 입자와 반응 가스가 결합한 후, 유리 기판(11)에 부착됨으로써, 유리 기판(11)의 표면에 소정의 막이 형성된다.In a film-forming process, sputtering gas and reactive gas are supplied from gas introduction apparatus S22e to film-forming chamber S22, and a sputtering voltage is applied to backing plate (negative electrode) S22c from an external power supply. Further, a predetermined magnetic field may be formed on the target S22b by a magnetron magnetic circuit. Ions of the sputtering gas excited by the plasma in the film formation chamber S22 collide with the target S22b of the cathode electrode S22c to eject the particles of the film formation material. Then, after the protruding particles and the reactive gas are combined, a predetermined film is formed on the surface of the glass substrate 11 by adhering to the glass substrate 11 .

이때, 본 실시형태에 따른 Mo 화합물층, 즉, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 함유하고, 또한 산소를 선택적으로 함유하며, 상기 (A) 식을 만족하는 Mo 화합물층을 형성할 때에는, 타깃(S22b)으로서, 몰리브덴을 함유하는 타깃과 규소를 함유하는 타깃을 조합하여 이용하거나, 몰리브덴 및 규소를 함유하는 단독의 타깃을 이용한다. 그리고, 가스 도입 장치(S22e)는, 질소 가스의 유량 및 산소 함유 가스의 유량의 각각을 바꿈으로써 질소 가스 및 산소 함유 가스의 분압을 제어하여, 가스의 조성을 설정한 범위 내로 한다. 이와 같이 설정된 조성을 갖는 가스는, 가스 도입 장치(S22e)로부터 성막실(S22) 내에 공급된다.At this time, when forming the Mo compound layer according to the present embodiment, that is, the Mo compound layer containing molybdenum, silicon, and nitrogen, and optionally containing oxygen, satisfying the above formula (A), as a target (S22b) , a target containing molybdenum and a target containing silicon are used in combination, or a single target containing molybdenum and silicon is used. Then, the gas introduction device S22e controls the partial pressures of the nitrogen gas and the oxygen-containing gas by changing each of the flow rate of the nitrogen gas and the flow rate of the oxygen-containing gas to set the composition of the gas within a set range. The gas having the composition set in this way is supplied into the film formation chamber S22 from the gas introduction device S22e.

여기에서, 산소 함유 가스로서는, CO2(이산화탄소), O2(산소), N2O(일산화이질소), NO(일산화질소) 등을 들 수 있다.Here, examples of the oxygen-containing gas include CO 2 (carbon dioxide), O 2 (oxygen), N 2 O (dinitrogen monoxide), and NO (nitrogen monoxide).

다음으로, 본 실시형태에 따른 포토마스크의 제조 방법을 설명한다.Next, the manufacturing method of the photomask which concerns on this embodiment is demonstrated.

레지스트 패턴 형성 공정으로서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 마스크 블랭크스의 최외면 상에 포토레지스트층(13)을 형성한다. 또는, 미리 포토레지스트층(13)이 최외면 상에 형성된 마스크 블랭크스를 준비해도 된다.As a resist pattern formation process, as shown in FIG. 2, the photoresist layer 13 is formed on the outermost surface of mask blanks. Alternatively, a mask blank in which the photoresist layer 13 is formed on the outermost surface in advance may be prepared.

그 다음에, 포토레지스트층(13)을 노광 및 현상함으로써, 레지스트 패턴을 형성한다. 레지스트 패턴은, 블랭크 마스크층(12)을 에칭하기 위해 이용되는 마스크로서 기능한다.Then, the photoresist layer 13 is exposed and developed to form a resist pattern. The resist pattern functions as a mask used for etching the blank mask layer 12 .

그 다음에, 이 레지스트 패턴을 통해 드라이 에칭 장치를 이용하여 블랭크 마스크층(12)을 드라이 에칭해서, 블랭크 마스크층(12)을 소정의 형상을 갖도록 패터닝한다. 본 실시형태에 따른 블랭크 마스크층(12) 중, Mo 화합물층에 대한 에칭에 이용되는 가스로서는, 사불화탄소로 대표되는 퍼플루오로카본, 트리플루오로메탄으로 대표되는 하이드로플루오로카본으로부터 선택되는 적어도 하나의 플루오로카본 가스를 포함하는 가스를 이용하는 것이 바람직하다.Then, the blank mask layer 12 is dry-etched through this resist pattern using a dry etching apparatus, and the blank mask layer 12 is patterned to have a predetermined shape. Of the blank mask layer 12 according to the present embodiment, the gas used for etching the Mo compound layer is at least one selected from perfluorocarbons typified by carbon tetrafluorocarbon and hydrofluorocarbons typified by trifluoromethane. It is preferable to use a gas containing a fluorocarbon gas of

이상에 의해, 패터닝된 마스크층(12P)을 갖는 포토마스크가, 도 3에 나타내는 바와 같이 얻어진다.As described above, a photomask having the patterned mask layer 12P is obtained as shown in FIG. 3 .

본 발명의 실시형태에 따른 마스크 블랭크스 및 포토마스크는, Mo3d3/2 및 Mo3d5/2의 광전자 스펙트럼의 피크 면적에 대한 Mo-Si 결합 피크의 피크 면적의 비율이 73% 이상이 되는 Mo 화합물층을 갖는다. 이 때문에, 포토리소그래피 공정에서 노광광이 포토마스크에 조사되었을 경우에도, Mo 마이그레이션에 의한 패턴부의 선폭의 증대를 억제할 수 있다. 특히, 본 실시형태에 따른 마스크 블랭크스 및 포토마스크에 의하면, 200㎚ 이하의 파장을 갖는 노광광, 특히, 위상 시프트 마스크를 이용한 포토리소그래피에 있어서 이용되는 ArF 엑시머 레이저광(파장 193㎚)의 노광광을 이용한 포토리소그래피 공정에 이용되는 포토마스크에 적용할 수 있다.The mask blanks and photomasks according to the embodiment of the present invention include a Mo compound layer in which the ratio of the peak area of the Mo-Si bonding peak to the peak area of the photoelectron spectrum of Mo 3d3/2 and Mo 3d5/2 is 73% or more. have For this reason, even when exposure light is irradiated to a photomask in a photolithography process, increase in the line|wire width of the pattern part by Mo migration can be suppressed. In particular, according to the mask blanks and photomasks according to the present embodiment, exposure light having a wavelength of 200 nm or less, in particular, exposure light of ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) used in photolithography using a phase shift mask It can be applied to a photomask used in a photolithography process using

(실시예)(Example)

이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of Examples.

대형 유리 기판을 준비했다. 이 대형 유리 기판은, 합성 석영(QZ)으로 형성되어 있다. 대형 유리 기판은, 10㎜의 두께를 갖고, 850㎜ × 1200㎜ 사이즈를 갖는다. 대형 인라인 스퍼터링 장치를 사용하여, 대형 유리 기판 상에, Mo 화합물층(블랭크 마스크층)을 형성했다. 구체적으로는, X의 값이 5.4, 7.4, 9.4인 MoSiX 타깃을 준비했다. Ar 가스, N2 가스, CO2 가스, 또는 O2 가스의 1종 이상을 스퍼터 가스로서 이용했다. 막종(膜種) a ∼ g를 갖는 복수의 Mo 화합물층을 성막했다. 표 1에는, 막종 a ∼ g의 Mo 화합물층을 성막하기 위한 성막 조건을 나타낸다.A large glass substrate was prepared. This large-sized glass substrate is made of synthetic quartz (QZ). A large sized glass substrate has a thickness of 10 mm and has a size of 850 mm × 1200 mm. A Mo compound layer (blank mask layer) was formed on a large glass substrate using a large sized in-line sputtering apparatus. Specifically, the MoSi X targets whose values of X are 5.4, 7.4, and 9.4 were prepared. At least one of Ar gas, N 2 gas, CO 2 gas, or O 2 gas was used as the sputtering gas. A plurality of Mo compound layers having a film species a to g were formed. In Table 1, the film-forming conditions for forming into a film the Mo compound layer of film-type a-g are shown.

Mo 화합물층에서의 Mo-Si 결합 피크의 피크 면적의 비율을 구했다. 구체적으로, 막종 a ∼ g의 Mo 화합물층을 갖는 기판의 각각을 10 × 20㎜의 사이즈로 잘라냄으로써 시료를 얻었다. 이 시료를 X선 광전자 분광 장치(ULVAC-PHI, Inc. 제품 Quantera)에 도입하고, Mo 화합물층의 표면에 대하여 내로우 스캔 분석을 행해, 결합 에너지 220 ∼ 240eV 부근에서 측정을 행했다. 227eV 부근에 피크 톱이 나타나는 광전자 스펙트럼을 Mo3d5/2의 광전자 스펙트럼으로 특정했다. 230eV 부근에 피크 톱이 나타나는 광전자 스펙트럼을 Mo3d3/2의 광전자 스펙트럼으로 특정했다. 그리고, 이들 2개의 광전자 스펙트럼의 피크 면적의 합계 면적을, X선 광전자 분광 장치에 구비된 데이터 처리 프로그램을 이용하여 산출(측정)했다. 이때, 백그라운드 강도를 피크 면적으로부터 뺐다.The ratio of the peak area of the Mo-Si bonding peak in the Mo compound layer was calculated|required. Specifically, samples were obtained by cutting out each of the substrates having the Mo compound layer of the film species a to g to a size of 10 × 20 mm. This sample was introduced into an X-ray photoelectron spectroscopy apparatus (Quantera manufactured by ULVAC-PHI, Inc.), the surface of the Mo compound layer was subjected to narrow scan analysis, and the measurement was performed at a binding energy of around 220 to 240 eV. The photoelectron spectrum in which the peak top appears around 227 eV was identified as the photoelectron spectrum of Mo 3d5/2 . The photoelectron spectrum in which the peak top appears around 230 eV was specified as the photoelectron spectrum of Mo 3d3/2 . And the total area of the peak area of these two photoelectron spectra was computed (measured) using the data processing program with which the X-ray photoelectron spectroscopy apparatus was equipped. At this time, the background intensity was subtracted from the peak area.

그 다음에, Mo3d3/2 및 Mo3d5/2의 광전자 스펙트럼에 대하여 피크 분리 처리를 행했다. 피크 분리 처리는, X선 광전자 분광 장치에 구비된 데이터 처리 프로그램을 이용했다. 피크 분리에 의해 226 ∼ 227eV 부근에 피크 톱이 나타나는 피크를 Mo3d5/2의 광전자 스펙트럼에 있어서의 Mo-Si 결합 피크로 특정했다. 229 ∼ 231eV 부근에 피크 톱이 나타나는 피크를 Mo3d3/2의 광전자 스펙트럼에 있어서의 Mo-Si 결합 피크로 특정했다. 그리고, 각 Mo-Si 결합 피크의 피크 면적을 측정했다. 또한, 2개의 피크 면적의 합계 면적을 산출했다. 이때, 백그라운드 강도를 피크 면적으로부터 뺐다. 그리고, Mo3d3/2 및 Mo3d5/2의 광전자 스펙트럼의 피크 면적에 대한, Mo-Si 결합 피크의 피크 면적의 비율(%)을 구했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 도 11에, 피크 분리 처리 후의 Mo3d3/2 및 Mo3d5/2의 광전자 스펙트럼의 일례를 나타낸다.Then, the peak separation process was performed with respect to the photoelectron spectra of Mo 3d3/2 and Mo 3d5/2 . For the peak separation processing, a data processing program included in the X-ray photoelectron spectrometer was used. A peak in which a peak top appears in the vicinity of 226 to 227 eV by peak separation was identified as the Mo-Si bonding peak in the photoelectron spectrum of Mo 3d5/2 . A peak at which a peak top appears in the vicinity of 229 to 231 eV was identified as the Mo-Si bonding peak in the photoelectron spectrum of Mo 3d3/2 . And the peak area of each Mo-Si bonding peak was measured. Further, the total area of the two peak areas was calculated. At this time, the background intensity was subtracted from the peak area. And the ratio (%) of the peak area of Mo-Si bonding peak with respect to the peak area of the photoelectron spectrum of Mo 3d3/2 and Mo 3d5/2 was calculated|required. A result is shown in Table 1. In addition, in FIG. 11, an example of the photoelectron spectrum of Mo 3d3 /2 and Mo 3d5/2 after a peak separation process is shown.

또한, Mo 화합물층의 구성 원소의 조성을, X선 광전자 분광법의 와이드 스캔 분석에 의해 측정했다. X선 광전자 분광법의 측정에 의해 구해진 각 원소의 몰분율을 표 2에 나타낸다. 표 2에는, 몰리브덴 및 규소의 몰분율의 비인 Si/Mo과, 상기 식 (A)의 좌변의 계산 결과를 아울러 나타낸다.In addition, the composition of the structural element of Mo compound layer was measured by the wide scan analysis of X-ray photoelectron spectroscopy. Table 2 shows the mole fraction of each element determined by the measurement of X-ray photoelectron spectroscopy. In Table 2, Si/Mo which is ratio of the mole fraction of molybdenum and a silicon, and the calculation result of the left side of the said Formula (A) are shown together.

다음으로, 표 1에 나타내는 성막 조건에 의해 얻어진 복수의 Mo 화합물층 상에 패터닝한 포토레지스트층을 형성하고, 포토레지스트층을 마스크로 하여 웨트 에칭을 행함으로써, 100㎚의 선폭을 갖도록 Mo 화합물층을 패터닝했다. 이와 같이 패터닝된 Mo 화합물층을 마스크층으로 했다. 패터닝 후의 Mo 화합물층에 대하여, ArF 엑시머 레이저광(파장 193㎚)을 조사함으로써, Mo 마이그레이션을 유발시켰다. 그리고, ArF 엑시머 레이저광(파장 193㎚)을 조사 후의 Mo 화합물층의 선폭의 변화량을 측정했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.Next, a patterned photoresist layer is formed on the plurality of Mo compound layers obtained under the film formation conditions shown in Table 1, and wet etching is performed using the photoresist layer as a mask, whereby the Mo compound layer is patterned to have a line width of 100 nm. did. The Mo compound layer patterned in this way was used as a mask layer. Mo migration was induced by irradiating an ArF excimer laser beam (wavelength 193 nm) to the Mo compound layer after patterning. Then, the amount of change in the line width of the Mo compound layer after irradiation with ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) was measured. The results are shown in Table 1.

표 1에 나타내는 바와 같이, Mo-Si 결합 피크의 피크 면적의 비율이 커질수록, Mo 화합물층(마스크층)의 선폭의 증가량이 작아지는 것을 알 수 있다. Mo 화합물층(마스크층)의 선폭의 증가량을 4㎚ 이하로 하기 위해서는, Mo-Si 결합 피크의 피크 면적의 비율을 73% 이상, 바람직하게는 75% 이상으로 하면 되는 것이 판명되었다.As shown in Table 1, it turns out that the increase amount of the line|wire width of Mo compound layer (mask layer) becomes small, so that the ratio of the peak area of a Mo-Si bonding peak becomes large. In order to make the amount of increase in the line width of the Mo compound layer (mask layer) 4 nm or less, it has been found that the ratio of the peak area of the Mo-Si bonding peak is 73% or more, preferably 75% or more.

또한, 표 2에 나타내는 바와 같이, 막종 b와 같이 Mo의 양이 적어도, 식 (A)가 작을 경우에는 패턴 두께가 강하게 발생한다. 즉, 선폭의 증가량이 많아진다. 이에 대하여, 막종 d와 같이 Mo의 양이 많이 함유되어 있어도, 식 (A)가 클 경우에는 패턴 두께가 거의 생기지 않았다. 즉, 선폭은, 거의 증가하지 않는다. 막종 a와 막종 b에서는 Mo의 함유량은 동등하지만, 막종 a의 질소의 양이 막종 b보다 적다. 이 때문에, Mo의 질화의 양이 적어지고, 결과적으로, Mo 마이그레이션의 양이 적어져, 선폭의 증가량이 작아졌다고 추정한다.Moreover, as shown in Table 2, like the film type b, when quantity of Mo is least and Formula (A) is small, pattern thickness generate|occur|produces strongly. That is, the amount of increase in the line width increases. On the other hand, even if a large amount of Mo was contained like the film type d, when the formula (A) was large, the pattern thickness hardly occurred. That is, the line width hardly increases. In the last species a and b, the Mo content is the same, but the nitrogen content in the last species a is smaller than that of the last species b. For this reason, it is estimated that the quantity of Mo nitridation decreased, and as a result, the quantity of Mo migration decreased and the increase amount of line|wire width became small.

[표 1][Table 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

[표 2][Table 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

11: 유리 기판
12: 블랭크 마스크층
12P: 마스크층
11: glass substrate
12: blank mask layer
12P: mask layer

Claims (10)

블랭크 마스크층을 구비한 마스크 블랭크스로서,
상기 블랭크 마스크층에는, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 함유하고, 또한 산소를 선택적으로 함유하는 Mo 화합물층이 포함되고,
상기 Mo 화합물층에서는, X선 광전자 분광법에 의해 측정되는 Mo3d3/2 및 Mo3d5/2의 광전자 스펙트럼의 피크 면적에 대한, 상기 Mo3d3/2 스펙트럼 및 상기 Mo3d5/2 스펙트럼의 피크를 분리하여 얻어지는 Mo-Si 결합 피크의 피크 면적의 비율이 73% 이상인, 마스크 블랭크스.
A mask blanks having a blank mask layer, comprising:
The blank mask layer includes a Mo compound layer containing molybdenum, silicon, and nitrogen, and optionally containing oxygen,
In the Mo compound layer, the peaks of the Mo 3d3/2 spectrum and the Mo 3d5/2 spectrum with respect to the peak areas of the photoelectron spectra of Mo 3d3 /2 and Mo 3d5/2 measured by X-ray photoelectron spectroscopy are separated. The mask blanks whose ratio of the peak area of Mo-Si bonding peak is 73 % or more.
제1항에 있어서,
상기 Mo 화합물층이, 하기 (1) 식을 만족하는, 마스크 블랭크스.
{(Si ― O/2) × 4/3 + Mo/2 ― N}/Si ≥ 0.25 … (1)
단, 상기 (1) 식에서의 Mo, Si, O, 및 N의 각각은, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 산소 및 질소의 몰분율(몰%)이며, 상기 Mo 화합물층이 산소를 함유하지 않을 경우에는, 상기 (1) 식에서의 O를 0으로 한다.
According to claim 1,
Mask blanks in which the said Mo compound layer satisfy|fills following (1) Formula.
{(Si - O/2) × 4/3 + Mo/2 - N}/Si ≥ 0.25 ... (One)
However, each of Mo, Si, O, and N in the formula (1) is a mole fraction (mol%) of molybdenum, silicon, oxygen and nitrogen contained in the Mo compound layer, and the Mo compound layer does not contain oxygen. In this case, O in the formula (1) above is set to 0.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 Mo 화합물층이, 또한, 하기 (2) 식을 만족하는, 마스크 블랭크스.
Si/Mo ≥ 4.0 … (2)
단, 상기 (2) 식에서의 Mo 및 Si의 각각은, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴 및 규소의 몰분율(몰%)이다.
3. The method of claim 1 or 2,
Mask blanks in which the said Mo compound layer further satisfy|fills following (2) Formula.
Si/Mo ≥ 4.0 … (2)
However, each of Mo and Si in the formula (2) is a mole fraction (mol%) of molybdenum and silicon contained in the Mo compound layer.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 질소, 및 산소의 조성에 관하여,
규소의 함유율이 35 ∼ 50몰%이며,
몰리브덴의 함유율이 3 ∼ 10몰%이며,
산소의 함유율이 0 ∼ 20몰%이며,
질소의 함유율이 35 ∼ 60몰%이며,
탄소의 함유율이 0 ∼ 1몰%인, 마스크 블랭크스.
3. The method of claim 1 or 2,
Regarding the composition of molybdenum, silicon, nitrogen, and oxygen contained in the Mo compound layer,
The silicon content is 35 to 50 mol%,
The content of molybdenum is 3 to 10 mol%,
Oxygen content is 0 to 20 mol%,
The nitrogen content is 35 to 60 mol%,
The mask blanks whose carbon content is 0 to 1 mol%.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 Mo 화합물층이, 위상 시프트층, 차광층, 반사 방지층, 에칭 스톱층, 내약층(耐藥層) 중 어느 1종 또는 2종 이상을 구성하는, 마스크 블랭크스.
3. The method of claim 1 or 2,
Mask blanks in which the said Mo compound layer comprises any 1 type, or 2 or more types of a phase shift layer, a light shielding layer, a reflection prevention layer, an etching stop layer, and a chemical-resistant layer.
마스크층을 구비한 포토마스크로서,
상기 마스크층에는, 몰리브덴, 규소, 및 질소를 함유하고, 또한 산소를 선택적으로 함유하는 Mo 화합물층이 포함되고,
상기 Mo 화합물층에서는, X선 광전자 분광법에 의해 측정되는 Mo3d3/2 및 Mo3d5/2의 광전자 스펙트럼의 피크 면적에 대한, 상기 Mo3d3/2 스펙트럼 및 상기 Mo3d5/2 스펙트럼의 피크를 분리하여 얻어지는 Mo-Si 결합 피크의 피크 면적의 비율이 73% 이상인, 포토마스크.
A photomask having a mask layer, comprising:
The mask layer includes a Mo compound layer containing molybdenum, silicon, and nitrogen, and optionally containing oxygen,
In the Mo compound layer, the peaks of the Mo 3d3/2 spectrum and the Mo 3d5/2 spectrum with respect to the peak areas of the photoelectron spectra of Mo 3d3 /2 and Mo 3d5/2 measured by X-ray photoelectron spectroscopy are separated. The photomask of which the ratio of the peak area of a Mo-Si bonding peak is 73 % or more.
제6항에 있어서,
상기 Mo 화합물층이, 하기 (3) 식을 만족하는, 포토마스크.
{(Si ― O/2) × 4/3 + Mo/2 ― N}/Si ≥ 0.25 … (3)
단, 상기 (3) 식에서의 Mo, Si, O, 및 N의 각각은, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 산소 및 질소의 몰분율(몰%)이며, 상기 Mo 화합물층이 산소를 함유하지 않을 경우에는, 상기 (3) 식에서의 O를 0으로 한다.
7. The method of claim 6,
The said Mo compound layer, the photomask which satisfy|fills following (3) Formula.
{(Si - O/2) × 4/3 + Mo/2 - N}/Si ≥ 0.25 ... (3)
However, each of Mo, Si, O, and N in the formula (3) is a mole fraction (mol%) of molybdenum, silicon, oxygen and nitrogen contained in the Mo compound layer, and the Mo compound layer does not contain oxygen. In this case, O in the formula (3) above is set to 0.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 Mo 화합물층이, 또한, 하기 (4) 식을 만족하는, 포토마스크.
Si/Mo ≥ 4.0 … (4)
단, 상기 (4) 식에서의 Mo 및 Si의 각각은, 상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴 및 규소의 몰분율(몰%)이다.
8. The method of claim 6 or 7,
The said Mo compound layer further satisfy|fills following (4) Formula, The photomask.
Si/Mo ≥ 4.0 … (4)
However, each of Mo and Si in the formula (4) is a mole fraction (mol%) of molybdenum and silicon contained in the Mo compound layer.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 Mo 화합물층에 함유되는 몰리브덴, 규소, 질소, 및 산소의 조성에 관하여,
규소의 함유율이 35 ∼ 50몰%이며,
몰리브덴의 함유율이 3 ∼ 10몰%이며,
산소의 함유율이 0 ∼ 20몰%이며,
질소의 함유율이 35 ∼ 60몰%이며,
탄소의 함유율이 0 ∼ 1몰%인, 포토마스크.
8. The method of claim 6 or 7,
Regarding the composition of molybdenum, silicon, nitrogen, and oxygen contained in the Mo compound layer,
The silicon content is 35 to 50 mol%,
The content of molybdenum is 3 to 10 mol%,
Oxygen content is 0 to 20 mol%,
The nitrogen content is 35 to 60 mol%,
A photomask having a carbon content of 0 to 1 mol%.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 Mo 화합물층이, 위상 시프트층, 차광층, 반사 방지층, 에칭 스톱층, 내약층 중 어느 1종 또는 2종 이상을 구성하는, 포토마스크.
8. The method of claim 6 or 7,
The photomask in which the said Mo compound layer comprises any 1 type, or 2 or more types of a phase shift layer, a light shielding layer, a reflection prevention layer, an etching stop layer, and a chemical-resistant layer.
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