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TWI861711B - 空白光罩、光罩及光罩之製造方法 - Google Patents

空白光罩、光罩及光罩之製造方法 Download PDF

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TWI861711B
TWI861711B TW112104207A TW112104207A TWI861711B TW I861711 B TWI861711 B TW I861711B TW 112104207 A TW112104207 A TW 112104207A TW 112104207 A TW112104207 A TW 112104207A TW I861711 B TWI861711 B TW I861711B
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Inventor
松井一晃
小嶋洋介
Original Assignee
日商凸版光掩模有限公司
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Abstract

本發明提供一種能在光阻膜上形成高精度的細微光阻圖案之空白光罩、該光罩之製造方法及以該方法製造出的光罩。本實施形態之空白光罩(100)係用於製作適用波長200nm以下之曝光光線的相位移光罩(200)之空白光罩，其係依序具備：透光性基板(1)、相位移膜(2)、遮光膜(3)、與硬遮罩膜(4)，其中遮光膜(3)係由包含Cr的材料形成，硬遮罩膜(4)係包含位於遮光膜(3)側的下層(41)與構成硬遮罩膜(4)的最表層之上層(42)，下層(41)係包含從Ta、Te、Ru、及彼等之化合物中所選出的至少一種物質，上層(42)係包含Ta或Ta化合物，該化合物係包含從O、N、及C中所選出的至少一種元素。

Description

空白光罩、光罩及光罩之製造方法
本發明係關於空白光罩、光罩及光罩之製造方法。
作為半色調型相位移光罩之空白光罩，過去已知的空白光罩之結構係具有在透光性基板上積層由金屬矽化物系材料所構成之半色調相位移膜、由鉻系材料所構成之遮光膜、由無機系材料所構成之蝕刻遮罩膜(硬遮罩膜)。於使用此空白光罩來製造相位移光罩之情形，首先，將形成於空白光罩的表面之光阻圖案作為遮罩，用以氟系氣體進行之乾式蝕刻將蝕刻遮罩膜圖案化，接下來將蝕刻遮罩膜作為遮罩，用以氯與氧的混合氣體進行之乾式蝕刻將遮光膜圖案化，再接下去將遮光膜的圖案作為遮罩，用以氟系氣體進行之乾式蝕刻將相位移膜圖案化。
此處，上述光阻圖案大多是在空白光罩的表面上形成光阻膜，再以電子束描繪機描繪該光阻膜而形成。在此情形，受到由電子束描繪機照射的電子所產生之光阻膜帶電(所謂光阻膜的電荷累積(charge up))之影響，來自電子束描繪機的電子會照射到預設以外的地方而有描繪圖案的位置精度降低之情形。 而作為用於抑制此帶電現象之技術，有例如：電子束描繪機之修正技術(參照專利文獻1)與在光阻膜上塗布導電膜(CDL：電荷耗散層(Charge Dissipation Layer))之技術。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1  日本特開2019-204857號公報
[發明欲解決之課題]
先前技術之一的電子束描繪機之修正技術，修正所產生的帶電影響之抑制效果、或是位置精度的改善量於面向先進製程的光罩(次世代光罩)之製造上還是不夠。 另外，關於另一項先前技術，現在主流之CDL塗層所產生的光阻膜之帶電抑制，於將來需要進一步確保導電性時，將需要提高CDL的導電性。然而，於賦予CDL更高的導電性之情形會需要提高其酸度，而會擔心與光阻膜混合。因此，使用面向先進製程的光阻膜(次世代光阻膜)時會成為大問題。也就是說，以使用CDL的帶電抑制技術，因需要考慮光阻膜與CDL的相性(親和性或組合)，所以使用CDL之技術難以說是通用性高的帶電抑制技術。
本發明係為了解決上述問題而提出，本發明之目的係提供一種空白光罩，其係藉由抑制在電子束描繪時光阻膜之帶電而能提升電子束照射的位置精度，也就是說能在光阻膜上形成高精度的細微光阻圖案。 又，本發明藉由使用此空白光罩，提供能在形成圖案用的薄膜形成高精度的細微圖案的光罩之製造方法及以該製造方法製造之光罩。 [用以解決課題之手段]
本發明一態樣之空白光罩係使用來製作適用波長200nm以下之曝光光線的光罩之空白光罩，其特徵為：其係依序具備透明基板、薄膜、與硬遮罩膜，其中該薄膜係以包含鉻的材料形成，該硬遮罩膜係包含位在該薄膜側之下層與構成該硬遮罩膜的最表層之上層，該下層係包含從鎢、碲、釕、及彼等之化合物中所選出的至少一種物質，該上層係包含鉭或鉭化合物，該化合物係含有從氧、氮、及碳之中所選出的至少一種元素。
又，構成本發明一態樣之空白光罩的該上層之厚度可為1nm以上。 又，構成本發明一態樣之空白光罩的該硬遮罩膜之厚度可在4nm以上14nm以下之範圍內。 又，構成本發明一態樣之空白光罩的該薄膜可為遮光膜。 又，本發明一態樣之空白光罩在該透明基板與該遮光膜之間可進一步具備由包含矽的材料所構成之相位移膜。
本發明一態樣之光罩係適用波長200nm以下的曝光光線之光罩，其特徵為：其係具備透明基板、形成於該透明基板上之形成有圖案的薄膜、與形成在該薄膜上之硬遮罩膜，其中該薄膜係以包含鉻的材料形成，該硬遮罩膜係包含位於該薄膜側之下層與構成該硬遮罩膜的最表層之上層，該下層係包含從鎢、碲、釕、及彼等之化合物之中所選出的至少一種物質，該上層係包含鉭或鉭化合物，該化合物係含有從氧、氮、及碳之中所選出的至少一種元素。 又，構成本發明一態樣之光罩的該上層之厚度可為1nm以上。 又，構成本發明一態樣之光罩的該硬遮罩膜之厚度可在4nm以上14nm以下之範圍內。 又，構成本發明一態樣之光罩的該薄膜可為遮光膜。 又，本發明一態樣之光罩在該透明基板與該遮光膜之間可進一步具備由包含矽的材料所構成之相位移膜。
本發明一態樣的光罩之製造方法為使用了上述空白光罩的光罩之製造方法，其特徵為具有以下步驟：於該空白光罩的該硬遮罩膜上形成光阻圖案之步驟；將該光阻圖案作為遮罩以氟系氣體對該硬遮罩膜作乾式蝕刻，形成硬遮罩圖案之步驟；將該硬遮罩圖案作為遮罩以氯與氧的混合氣體對該薄膜作乾式蝕刻，形成薄膜圖案之步驟。 又，本發明另一態樣的光罩之製造方法為使用了上述空白光罩的光罩之製造方法，其特徵為具有以下步驟：於該空白光罩的該硬遮罩膜上形成光阻圖案之步驟；將該光阻圖案作為遮罩以氟系氣體對該硬遮罩膜作乾式蝕刻，形成硬遮罩圖案之步驟；將該硬遮罩圖案作為遮罩以氯與氧的混合氣體對該遮光膜作乾式蝕刻，形成遮光膜圖案之步驟；與將該遮光膜圖案作為遮罩以氟系氣體對該相位移膜作乾式蝕刻，於形成相位移膜圖案的同時去除該硬遮罩圖案之步驟。 [發明之效果]
依據具有以上組成的本發明一態樣之空白光罩，能藉由抑制電子束描繪時光阻膜的帶電來提升電子束照射的位置精度，也就是說能在光阻膜上形成高精度的細微光阻圖案。 又，依據具有以上組成的本發明一態樣之光罩之製造方法，能在形成圖案用的薄膜形成高精度的細微圖案。
[用以實施發明的形態]
以下，基於圖式對本發明各實施形態說明詳細結構。其中，對於各圖中相同的結構要素係賦予相同的符號進行說明。
＜空白光罩＞ 圖1為顯示空白光罩(photomask blank)(以下，亦簡稱為「空白遮罩(mask blank)」)的實施形態之示意結構。圖1所示的空白遮罩100的結構係於透光性基板(透明基板)1一邊的主表面上依照相位移膜2、遮光膜3、及硬遮罩膜4的順序積層而成。又，空白遮罩100的結構視需要也可於硬遮罩膜4上積層光阻膜。以下，詳細說明空白遮罩100的主要結構部件。
[透光性基板] 透光性基板1係由對在微影製程中的曝光步驟所使用之曝光光線具高透光性之材料所構成。作為此種材料，可使用合成石英玻璃、矽酸鋁玻璃、鈉鈣玻璃、低熱膨脹玻璃(SiO 2-TiO 2玻璃等)、其它各種玻璃基板。特別是使用了合成石英玻璃之基板，因對ArF準分子雷射光(波長：約193nm)的透光性高，所以能適用作為空白遮罩100之透光性基板1。
又，此處所說的微影製程中之曝光步驟，係用了使用此空白遮罩100所製作出的相位移光罩之微影製程中的曝光步驟，以下的曝光光線係在此曝光步驟所使用之曝光光線。作為此曝光光線，無論是ArF準分子雷射光(波長:193nm)、KrF準分子雷射光(波長:248nm)、i線光(波長:365nm)中的哪一種都能適用，而從將曝光步驟的相位移膜圖案細微化之觀點來看，較佳將ArF準分子雷射光用作曝光光線。因此，以下說明使用ArF準分子雷射光作為曝光光線的情形之實施形態。
[相位移膜] 相位移膜2係對於在曝光轉印步驟所使用的曝光光線具有指定的透光率，且具有使穿透相位移膜2的曝光光線，與在大氣中穿透了與相位移膜2的厚度相同距離之曝光光線，形成指定的相位差之光學特性。
此種相位移膜2較佳係由包含矽(Si)之材料形成。又，相位移膜2更佳係以除了矽以外，還包含氮(N)之材料形成。此種相位移膜2能藉由使用氟系氣體之乾式蝕刻來圖案化，並使用了相對於後述包含鉻的遮光膜3，係具有充足的蝕刻選擇性之材料。
又，相位移膜2只要是能藉由使用氟系氣體之乾式蝕刻來圖案化，也可進一步包含從類金屬元素、非金屬元素、金屬元素中所選出的1種以上元素。 其中，類金屬元素，除了矽以外，還可為任一種類金屬元素。非金屬元素，除了氮以外，還可為任一種非金屬元素，例如較佳係包含從氧(O)、碳(C)、氟(F)及氫(H)之中所選出的一種以上元素。金屬元素例如有：鉬(Mo)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鈮(Nb)、釩(V)、鈷(Co)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、釕(Ru)、錫(Sn)、硼(B)、鍺(Ge)。
此種相位移膜2係例如以MoSiON或MoSiN構成，以對於曝光光線(例如ArF準分子雷射光)滿足指定相位差(例如150度~210度)與指定透光率(例如1%~30%)的方式，分別選定相位移膜2的折射率n、消光係數k及膜厚，調整膜材料的組成與膜的成膜條件成為該折射率n及消光係數k。
[遮光膜] 本實施形態中的空白遮罩100係具備遮光膜3作為形成轉印圖案用之薄膜。遮光膜3係構成包含形成於此空白遮罩100上之遮光帶圖案的遮光膜圖案之膜，係對微影製程中的曝光步驟所使用之曝光光線具有遮光性之膜。遮光膜3與相位移膜2為積層結構，對於例如波長193nm的ArF準分子雷射光尋求大於2.0之光學密度(OD)，較佳為2.8以上，更佳為3.0以上。又，在微影製程的曝光步驟中，為了防止因曝光光線的反射引起曝光轉印缺陷，所以曝光光線在兩側主表面的表面反射率被抑制到很低。特別是來自曝光裝置的縮小光學系統之曝光光線的反射光所照射到的，遮光膜3之表面側(離透光性基板1最遠側的表面)之反射率希望係在例如40%以下(較佳為30%以下)。這是為了抑制在遮光膜3的表面與縮小光學系統的透鏡之間因多重反射產生之雜散光。
又，遮光膜3在以氟系氣體進行乾式蝕刻於相位移膜2上形成轉印圖案(相位移膜圖案)時，有必要具有作為蝕刻遮罩之功能。因此，在以氟系氣體進行的乾式蝕刻中，遮光膜3需要應用對相位移膜2具有足夠的蝕刻選擇性之材料。對於遮光膜3係尋求能以高精度來形成應形成在相位移膜2上的細微圖案。遮光膜3的膜厚較佳為在70nm以下，更佳為在65nm以下，特佳為在60nm以下。遮光膜3的膜厚若過厚，則無法以高精度形成應該形成的細微圖案。另一方面，遮光膜3係尋求滿足如上述所要求之光學密度。因此，遮光膜3的膜厚需要大於15nm，較佳為在20nm以上，更佳為在25nm以上。
遮光膜3係以包含鉻的材料形成。作為包含鉻的材料可為鉻單體，也可為包含鉻與添加元素者。作為此種添加元素，就能提高乾式蝕刻速度的點來說，氧及/或氮係較佳的。又，遮光膜3除此之外還可包含碳、氫、硼、銦、錫、鉬等元素。
遮光膜3能藉由使用了包含鉻的靶材之反應性濺鍍法，通過成膜在相位移膜2上來形成。作為濺鍍法，可為使用了直流(DC)電源之DC濺鍍，也可為使用了高頻(RF)電源之RF濺鍍。另外也可為磁控濺鍍方式，或也可為傳統方式。DC濺鍍就機構簡單的點來說為較佳的。而使用磁控濺鍍方式，從成膜速率變快、產率提升的點來說為較佳的。其中，成膜裝置為串接型(in-line type)或枚葉型(sheet type)都沒關係。
靶材的材料不僅可為鉻單體，只要以鉻為主成分即可，可使用含有氧或碳的鉻，也可使用在鉻中添加了氧與碳的組合而成之靶材。
[硬遮罩膜] 硬遮罩膜4係設置在遮光膜3上。硬遮罩膜4係以對蝕刻遮光膜3時使用的蝕刻氣體具有抗蝕刻性之材料所形成之膜。此硬遮罩膜4的膜厚，只要是在到用於在遮光膜3上形成圖案之乾式蝕刻結束為止的期間，能發揮作為蝕刻遮罩的功能即為足夠的，基本上不受光學特性限制。因此，硬遮罩膜4的厚度能比遮光膜3的厚度薄上許多。
硬遮罩膜4的厚度較佳為在14nm以下，更佳為在10nm以下。這是因為硬遮罩膜4的厚度若過厚，則在將遮光膜圖案形成於硬遮罩膜4上的乾式蝕刻中需要厚的光阻膜作為蝕刻遮罩。硬遮罩膜4的厚度較佳為4nm以上，更佳為5nm以上。這是因為硬遮罩膜4的厚度若過薄，則依照以含氧的氯系氣體進行之乾式蝕刻的條件，在將遮光膜圖案形成於遮光膜3上的乾式蝕刻結束前，硬遮罩膜4的圖案恐怕會消失。
而在將圖案形成於此硬遮罩膜4上的以氟系氣體進行之乾式蝕刻中，使用作為蝕刻遮罩之有機系材料的光阻膜之膜厚，只要能在到硬遮罩膜4的乾式蝕刻結束為止的期間，發揮蝕刻遮罩功能便足夠。因此，比起沒有設置硬遮罩膜4之過去的結構，藉由設置硬遮罩膜4能大幅度地使光阻膜的厚度變薄。
硬遮罩膜4係包含下層41與上層42之積層結構。其中，下層41在以複數層所構成的硬遮罩膜4之中，係位於遮光膜3側之層。而上層42係例如為構成硬遮罩膜4的最表層之層。 下層41較佳係以包含從鎢、碲、釕、及彼等之化合物之中選出的至少一種物質之材料所形成。作為包含鎢之材料較佳為使用WO X等。而作為包含碲之材料較佳為使用TeO等。而作為包含釕之材料較佳為Ru單體等。其中，上述「化合物」係指含有從氧、氮、及碳中所選出的至少一種元素之化合物。 下層41較佳係以包含從鎢、碲、釕、及彼等之化合物中所選出的至少一種物質之材料的合計含量為96原子%以上之材料所形成。藉此，能將其它元素的含量抑制在小於4原子%，能確保良好的蝕刻速率。
為了確保下層41面內厚度分布的均勻性，硬遮罩膜4的下層41之厚度較佳為1nm以上13nm，更佳為4nm以上12nm，再佳為5nm以上8nm。而下層41的厚度(Dd)相對於硬遮罩膜4整體的厚度(Dt)之比率(以下也將其稱為Du/Dt比率)較佳為0.3以上，更佳為0.5以上，再佳為0.7以上。藉由作成此種結構的硬遮罩膜4，能使硬遮罩膜4整體維持高導電性。 其中，本實施形態中將下層41厚度的下限值設為「1nm」係因該值為成膜極限。
又，上層42較佳係以鉭(鉭單體)或包含鉭化合物之材料形成。在此情形作為包含鉭之材料可舉出：包含鉭、與從氧、氮及碳中所選出的一種以上元素之材料等。例如可舉出：TaO、TaN、TaC、TaON、TaCO、TaCN等。又，從抑制形成上層42後產生的氧化度隨時間變化之觀點等來看，上層42較佳為氧含量在30原子%以上之材料，更佳為40原子%以上，再佳為50原子%以上。另一方面，上層42的氧含量較佳為在71.4%以下。上層42若比化學計量上穩定的Ta 2O 5含有更多的氧，則膜的表面粗糙度恐怕會變粗糙。
又，上層42較佳係以鉭或鉭化合物的合計含量在90原子%以上之材料形成。藉此，能將其它元素的含量抑制在小於10原子%，能確保與光阻膜良好的密著性、良好的CD(臨界尺寸(Critical Dimension))面內均勻性、及CD線性度。
硬遮罩膜4的上層42之厚度，為了確保上層42面內厚度分布的均勻性，較佳為在1nm以上，更佳為在2nm以上。又，硬遮罩膜4的上層42之厚度較佳為在10nm以下，更佳為在8nm以下。而上層42的厚度(Du)相對於硬遮罩膜4整體的厚度(Dt)之比率(以下將其稱為Du/Dt比率)較佳為在0.7以下，更佳為在0.5以下，再佳為在0.3以下。藉由作成此種結構的硬遮罩膜4，能抑制硬遮罩膜4整體對於氟系氣體的蝕刻速率之降低。 其中，硬遮罩膜4在上層42與下層41之間也可具備由能以氟系氣體進行的乾式蝕刻圖案化之材料所構成之中間層。又，硬遮罩膜4在下層41與遮光膜3之間也可具備由能以氟系氣體進行的乾式蝕刻圖案化之材料所構成之最下層。另外，上層42或下層41之中至少任意一方可在厚度方向具有組成漸變之結構。
如上所述，藉由以包含從鎢、碲、釕、及彼等之化合物(氧化物、氮化物、碳化物)中所選出的至少一種物質之材料來形成下層41，能使硬遮罩膜4整體上的導電性比先前技術之硬遮罩膜4還要提高。其結果，以本實施形態之硬遮罩膜4，比起使用先前技術的硬遮罩膜4之情形(例如僅以鉭構成之單層的硬遮罩膜4)，係使電子束描繪時的光阻膜之帶電(電荷累積)被抑制。其結果，來自電子束描繪機的電子照射到預設的地方使描繪圖案的位置精度提升，而能製造後述遮光膜圖案及相位移膜圖案之各圖案精度絕佳之相位移光罩。
此外，藉由以上述導電性材料來形成下層41，比起使用先前技術的硬遮罩膜4之情形(例如僅以鉭構成之單層的硬遮罩膜4)，以氟系氣體進行之蝕刻速率變高(變快)，而能得到降低光阻膜厚之效果。像這樣，以能降低光阻膜厚的本實施形態之硬遮罩膜4，能期待解析度進一步提升。
又，藉由以與光阻膜的密著性佳之包含鉭或鉭化合物之材料來形成上層42，使光阻膜的剝離等減少而能期待光阻膜的解析度進一步提升。
如上所述，本實施形態中藉由以上述導電性高的材料來形成下層41，能抑制在電子束描繪時光阻膜帶電這件事的發生，比起先前技術之電子束描繪機的修正技術更能大幅提高位置精度的改善量。 又，在使用了上述CDL之帶電抑制技術中，需要考慮光阻膜與CDL的相性(親和性或組合)，但在本實施形態中因以上述導電性高的材料形成下層41、以與光阻膜的親和性高之含鉭材料形成上層42，所以不用考慮下層41與光阻膜的相性(親和性或組合)便能抑制光阻膜發生帶電，能提高通用性。
[光阻膜] 空白遮罩100中，與硬遮罩膜4的表面接觸、形成的有機系材料之光阻膜的膜厚較佳為在100nm以下。於對應DRAM hp32nm世代之細微圖案的情形，於應形成在遮光膜3上的遮光膜圖案上係設有線寬40nm之SRAF(次級解析輔助特徵(Sub-Resolution Assist Feature))。但是，即使在此情形下也能藉由設置如上所述之硬遮罩膜4來抑制光阻膜的膜厚，藉此能將以此光阻膜構成之光阻圖案的截面深寬比降低到1：2.5。藉此，在光阻膜顯影時、洗滌時等能抑制光阻圖案崩塌或脫離。其中，光阻膜的膜厚更佳為在80nm以下。光阻膜較佳為電子束描繪曝光用之光阻，此外該光阻更佳為化學增幅型。
[空白遮罩之製造順序] 以上結構之空白遮罩100能例如以下述順序製造。首先，準備透光性基板1。此透光性基板1係端面及主表面被研磨至指定的表面粗糙度(例如邊長1μm之正方形的內側範圍內之均方根粗糙度Rq在0.2nm以下)，然後，被施加過指定清洗處理及乾燥處理。
接下來，藉由濺鍍法將相位移膜2成膜在此透光性基板1上。成膜好相位移膜2後，以指定加熱溫度進行退火處理。接下來，藉由濺鍍法將上述遮光膜3成膜於相位移膜2上。然後，藉由濺鍍法在遮光膜3上成膜具有上述上層42與下層41之硬遮罩膜4。在以濺鍍法進行之各層的成膜中，係使用以指定組成比例含有構成各層的材料之濺鍍靶材及濺鍍氣體，再進一步視需要進行將上述惰性氣體與反應性氣體之混合氣體使用作為濺鍍氣體之成膜。然後，藉由旋塗法等塗布法在硬遮罩膜4表面上形成光阻膜，完成空白遮罩100。
＜相位移光罩之製造方法＞ 接下來，以使用了圖1所示結構之空白遮罩100的半色調型相位移光罩之製造方法為例，來說明本實施形態的相位移光罩(光罩)之製造方法。
首先，藉由旋塗法在空白遮罩100的硬遮罩膜4上形成光阻膜。接下來，以電子束對該光阻膜曝光描繪應形成在相位移膜2上之第1圖案(相位移膜圖案)。然後，對光阻膜進行PEB處理、顯影處理、後烘烤處理等指定處理，在空白遮罩100的硬遮罩膜4上形成光阻圖案5a(參照圖2(a))。
接下來，將光阻圖案5a作為遮罩，以氟系氣體對硬遮罩膜4作乾式蝕刻，形成包含上層圖案42a及下層圖案41a之硬遮罩圖案4a(參照圖2(b))。之後，去除光阻圖案5a。其中，在這裡也可以不去除光阻圖案5a保持殘留原樣進行遮光膜3之乾式蝕刻。在此情形，光阻圖案5a會在乾式蝕刻遮光膜3時消失。
接下來，將硬遮罩圖案4a作為遮罩，以氯與氧的混合氣體作乾式蝕刻，於形成圖案用的薄膜之遮光膜3上，形成薄膜圖案之遮光膜圖案3a(參照圖2(c))。 繼續將遮光膜圖案3a作為遮罩，進行使用氟系氣體之乾式蝕刻，於在相位移膜2形成相位移膜圖案2a的同時去除硬遮罩圖案4a(參照圖2(d))。 接下來，藉由旋塗法在遮光膜圖案3a上形成光阻膜。以電子束對該光阻膜曝光描繪應形成在遮光膜3上之遮光膜圖案。之後，進行顯影處理等指定處理，形成具有光阻圖案6b之光阻膜(參照圖2(e))。
接下來，將光阻圖案6b作為遮罩，進行使用了氯系氣體與氧氣的混合氣體之乾式蝕刻，在遮光膜3形成遮光膜圖案3b(參照圖2(f))。再接下來，去除光阻圖案6b，經過清洗等指定處理，得到相位移光罩200(參照圖2(g))。
又，作為上述製造步驟中的乾式蝕刻所使用之氯系氣體，只要是含Cl即沒有特別限制。例如，作為氯系氣體可舉出：Cl 2、SiCl 2、CHCl 3、CH 2Cl 2、CCl 4、BCl 3等。又，作為上述製造步驟中的乾式蝕刻所使用之氟系氣體，只要是含F即沒有特別限制。例如，作為氟系氣體可舉出：CHF 3、CF 4、C 2F 6、C 4F 8、SF 6等。特別是不含C之氟系氣體，因對玻璃基板的蝕刻速率比較低，所以能使對玻璃基板的傷害更小。
經由以上步驟所製造出的相位移光罩200係具有相位移膜圖案2a、及遮光膜圖案3b從透光性基板1側起依序積層在透光性基板1上而成之結構。 又，經由以上步驟所製造出的相位移光罩200中，積層在遮光膜圖案3a上的硬遮罩膜4係被去除，但如圖3所示，積層在遮光膜圖案3a(遮光膜圖案3b)上的硬遮罩膜4也可以保持殘留原樣。也就是說，硬遮罩膜4(硬遮罩圖案4a)係如圖3所示，僅形成在遮光膜圖案3b上(僅在外圍遮光框部分)，沒有形成在僅形成相位移膜圖案2a之所謂的主要圖案(轉印圖案)內。
以上說明的相位移光罩之製造方法，係使用用圖1說明過的空白遮罩100來製造相位移光罩200。於此種相位移光罩之製造中所使用的空白遮罩100中，硬遮罩膜4係具有以下特徵結構：其係包含下層41與上層42之積層結構，下層41係以包含從鎢、碲、釕、及彼等之化合物(例如、氧化物、氮化物、碳化物)中所選出的至少一種物質之材料形成，上層42係以包含鉭或鉭化合物(例如氧化物、氮化物、碳化物)之材料形成。藉此，於電子束描繪時抑制光阻膜之帶電，能製造相位移光罩200。藉由以上作用，能製造圖案精度佳之相位移光罩200。 又，於本實施形態係說明用於製作作為轉印用遮罩的相位移光罩200之空白遮罩，但本發明並非限定於此，例如也能適用在用於製作二元遮罩或嵌入式Levenson型相位移光罩之空白遮罩。
[實施例] 以下，以實施例進一步具體說明本發明之實施形態。
＜實施例1＞ [製造空白遮罩] 參照圖1，準備主表面的尺寸為約152mm×約152mm，且厚度約6.35mm之由合成石英玻璃所構成的透光性基板1。此透光性基板1的端面及主表面被研磨至指定的表面粗糙度(Rq在0.2nm以下)，之後施以指定清洗處理及乾燥處理。
接下來，使用用了2種靶材之DC濺鍍裝置，在透光性基板1上成膜厚度75nm的由矽、鉬、氧與氮所構成之相位移膜2。靶材係使用鉬與矽，濺鍍氣體係使用氬、氧與氮。以ESCA分析此相位移膜的組成的結果，Si：Mo：O：N=42：7：5：46(原子%比)。 如此形成的相位移膜2，曝光光線的透光率為6%，相位差為177度。其中，實施例1及後述各實施例･各比較例中，係使用相位移量測定裝置(Lasertec公司製 MPM193：測定波長193nm)來測定透光率及相位差。以下的各實施例及各比較例中之透光率及相位差也是以同樣方式測定。
又，本實施例中，「曝光光線的透光率」係意指相位移膜2非開口部相對於開口部之曝光光線的透光率。又，「相位差」係意指相位移膜2的非開口部相對於開口部之相位差。 接下來，使用DC濺鍍裝置，在此相位移膜2上成膜厚度30nm的由鉻、氧與氮所構成之遮光膜3。靶材使用鉻，濺鍍氣體使用氬、氧與氮。以ESCA分析此遮光膜3的組成的結果，Cr：O：N=50：30：20(原子%比)。
接下來，對形成有此遮光膜3之透光性基板1施以加熱處理。具體來說係使用加熱板，在大氣中將加熱溫度設為280℃、加熱時間設為5分鐘，進行加熱處理。加熱處理後，對積層有相位移膜2及遮光膜3之透光性基板1，使用分光光度計(Agilent Technologies公司製Cary4000)，測定相位移膜2與遮光膜3之積層結構在ArF準分子雷射的光波長(約193nm)下之光學密度(OD)的結果，確認為3.0。
接下來，用DC濺鍍裝置在此遮光膜3上成膜厚度3nm的由鎢與氧所構成之硬遮罩膜4的下層41。靶材係使用氧化鎢(WO x)，濺鍍氣體係使用氬與氧。以ESCA分析此硬遮罩膜4的下層41之組成的結果，W：O=25：75(原子%比)。
接下來，使用DC濺鍍裝置在此硬遮罩膜4的下層41上成膜厚度2nm的由鉭與氧所構成之硬遮罩膜4的上層42。靶材係使用氧化鉭(TaO)，濺鍍氣體係使用氬與氧。以ESCA分析此硬遮罩膜4的上層42之組成的結果，Ta：O=35：65(原子%比)。 如此，在遮光膜3上形成厚度5nm的具備下層41及上層42之硬遮罩膜4。 最後施以指定清洗處理，製造實施例1之空白遮罩100。
(測定電阻率) 接下來，對此空白遮罩100，針對具備下層41及上層42之硬遮罩膜4的導電性，測定其電阻率(Ω･m)的結果係5.29×10 -8。 上述電阻率其值越小，表示硬遮罩膜4的導電性越高。因此，若是此電阻率的值小之硬遮罩膜4，則在電子束描繪時能抑制光阻膜的帶電並提升電子束照射的位置精度，也就是能在光阻膜上形成高精度的細微光阻圖案。
硬遮罩膜4的電阻率(Ω･m)值若在1.00×10 -7以下，則其導電性極高，可說是在電子束描繪時幾乎不會受到硬遮罩膜4的帶電影響之硬遮罩膜4(空白遮罩100)。又，硬遮罩膜4的電阻率(Ω･m)值若在1.00×10 -5以下，則其導電性高，可說是在電子束描繪時硬遮罩膜4的帶電影響極小之硬遮罩膜4(空白遮罩100)。接下來，硬遮罩膜4的電阻率(Ω･m)值若在1.00×10 -3以下，則其導電性足夠，可說是在電子束描繪時硬遮罩膜4的帶電影響小之硬遮罩膜4(空白遮罩100)。另一方面，硬遮罩膜4的電阻率(Ω･m)值大於1.00×10 -3，則其導電性不足，可說是在電子束描繪時容易受硬遮罩膜4的帶電影響之硬遮罩膜4(空白遮罩100)。
由上述測定結果，實施例1的空白遮罩100因硬遮罩膜4的電阻率(Ω･m)為5.29×10 -8，所以確認在電子束描繪時幾乎不會受到硬遮罩膜4的帶電影響。 在下述表1中，對於硬遮罩膜4的電阻率(Ω･m)值，若在1.00×10 -7以下則評價為「◎」，若在1.00×10 -5以下則評價為「○」，若在1.00×10 -3以下則評價為「△」，若大於1.00×10 -3則評價為「×」。本實施例中係將「◎」、「○」、「△」視為合格。 其中，於本實施例係使用市售電阻率測定裝置，對硬遮罩膜4表面上的10處分別測定電阻率(Ω･m)，取其平均值為「電阻率(Ω･m)」。
[製造相位移光罩] 接下來，使用上述實施例1之空白遮罩100，按照以下順序製造實施例1之半色調型相位移光罩200。 首先，以旋塗法形成膜厚129nm的接觸硬遮罩膜4表面之由電子束描繪用化學增幅型光阻所構成之光阻膜。 接下來，以電子束對此光阻膜描繪應形成在相位移膜2上的相位移膜圖案之第1圖案，進行指定顯影處理及清洗處理，形成具有第1圖案之光阻圖案5a(參照圖2(a))。此第1圖案係包含線寬200nm之線/間距圖案與微小尺寸(線寬30nm)之圖案。更詳細來說，係在硬遮罩膜4上旋塗膜厚129nm之負型化學增幅型電子束光阻，以劑量35μC/cm 2的電子束描繪圖案，以110℃熱處理10分鐘，以水坑式(puddle)顯影進行顯影90秒，形成光阻圖案5a。
接下來，將光阻圖案5a作為遮罩，進行使用CF 4氣體與氧氣(O 2)的混合氣體之乾式蝕刻，於包含上層42及下層41之硬遮罩膜4上形成包含上層圖案42a及下層圖案41a之硬遮罩圖案4a(參照圖2(b))。其中，蝕刻氣體的氣壓設定為5mTorr、ICP電力設定為400W、偏壓功率設定為40W。 形成硬遮罩圖案4a後的光阻圖案5a係殘留有足夠的膜厚。另外，使用CD-SEM(微距掃描式電子顯微鏡(Critical Dimension-Scanning Electron Microscope))測定(觀察)可確認到，包含光阻圖案5a所具有的上述微小尺寸的圖案之全部的圖案，係以高精度形成在硬遮罩膜4上。
(測定蝕刻速率) 此處針對實施例1的硬遮罩膜4之蝕刻加工性，測定實施例1的硬遮罩膜4之蝕刻速率比(實施例1的硬遮罩膜4之蝕刻速率/比較例1的硬遮罩膜4之蝕刻速率)的結果為2.1。 上述蝕刻速率比，其值越大，表示蝕刻加工性比先前技術之比較例1的硬遮罩膜4(也就是普遍廣泛使用的硬遮罩膜4)高越多。若是此蝕刻速率比高的硬遮罩膜4，其蝕刻加工性佳，能將光阻膜薄膜化，也就是能提升解析度。
硬遮罩膜4的蝕刻速率比若在1.5以上，則其蝕刻加工性極高，可說是能將光阻膜充分地薄膜化之硬遮罩膜4(空白遮罩100)。又，硬遮罩膜4的蝕刻速率比若在1.3以上，則其蝕刻加工性高，可說是能將光阻膜薄膜化之硬遮罩膜4(空白遮罩100)。接下來，若硬遮罩膜4的蝕刻速率比大於1.0，則其蝕刻加工性充足，可說是能將光阻膜薄膜化之硬遮罩膜4(空白遮罩100)。另一方面，若硬遮罩膜4的蝕刻速率比在1.0以下，則其蝕刻加工性不足，可說是難以將光阻膜薄膜化之硬遮罩膜4(空白遮罩100)。
由上述測定結果確認到，實施例1之空白遮罩100因硬遮罩膜4的蝕刻速率比為2.1，所以硬遮罩膜4的蝕刻加工性極高，能充分地將光阻膜薄膜化。 下述表1中，對於硬遮罩膜4的蝕刻速率比，若在1.5以上則評價為「◎」，若在1.3以上則評價為「○」，若大於1.0則評價為「△」，若在1.0以下則評價為「×」。本實施例中將「◎」、「○」、「△」視為合格。 其中，於本實施例係準備10個以相同步驟製作出的空白遮罩100樣品，測定相對於蝕刻時間的蝕刻深度。取如此所得到的10個樣品之各蝕刻速率的平均值作為「蝕刻速率」。然後，藉由算出實施例1的硬遮罩膜4之蝕刻速率相對於比較例1的硬遮罩膜4之蝕刻速率，得到實施例1的硬遮罩膜4之蝕刻速率比。
接下來，藉由硫酸加水清洗將光阻圖案5a剝離清洗去除。 接下來，將硬遮罩圖案4a作為遮罩，進行使用氯氣(Cl 2)、氧氣(O 2)與氦(He)的混合氣體之乾式蝕刻，於遮光膜3上形成遮光膜圖案3a(參照圖2(c))。其中，蝕刻氣體的氣壓係設定為5mTorr、ICP電力係設定為400W、偏壓功率係設定為40W。進行100%過蝕刻(over etching)。
接下來，將遮光膜圖案3a作為遮罩，進行使用CF 4氣體與氧氣(O 2)的混合氣體之乾式蝕刻，於相位移膜2上形成第1圖案之相位移膜圖案2a，並同時去除硬遮罩圖案4a(參照圖2(d))。其中，蝕刻氣體的氣壓係設定為5mTorr、ICP電力係設定為400W、偏壓功率係設定為40W。於石英基板平均被蝕刻掉3nm時停止乾式蝕刻。
接下來，藉由旋塗法在遮光膜圖案3a上形成膜厚150nm的由電子束描繪用化學增幅型光阻所構成之光阻膜。 接下來，對光阻膜曝光描繪應形成在遮光膜上的圖案(包含遮光帶圖案之圖案)之第2圖案，進一步進行顯影處理等指定處理，形成具有遮光膜圖案之光阻圖案6b(參照圖2(e))。 繼續將光阻圖案6b作為遮罩，進行使用氯氣(Cl 2)、氧氣(O 2)與氦(He)的混合氣體之乾式蝕刻，於遮光膜3上形成遮光膜圖案3b(參照圖2(f))。其中，蝕刻氣體的氣壓係設定為10mTorr、ICP電力係設定為500W、偏壓功率係設定為10W。進行200%過蝕刻。此時，下層的相位移膜2(相位移膜圖案2a)及透光性基板1沒有產生損傷。 進一步，藉由硫酸加水清洗將光阻圖案6b剝離清洗去除。 最後，經由清洗等指定處理，得到相位移光罩200(參照圖2(g))。
於經過上述過程所製作出的實施例1之相位移光罩200，使用CD-SEM測定(觀察)可確認到，包含光阻圖案5a所具有的上述微小尺寸的圖案之全部的圖案，係以高精度形成在相位移膜2上。接下來，對實施例1的相位移光罩200使用AIMS193(Carl Zeiss公司製)，進行以波長193nm的曝光光線對半導體裝置上的光阻膜曝光轉印時留下的轉印圖案之模擬。檢驗此模擬的曝光轉印圖案的結果，充分滿足設計規格。
＜實施例2＞ [製造空白遮罩] 實施例2之空白遮罩，除了硬遮罩膜4以外，係以與實施例1相同的順序製造。所以，此處僅對實施例2中的硬遮罩膜4之製造步驟進行說明。 使用DC濺鍍裝置，在以與實施例1相同的順序製造出的遮光膜3上，成膜厚度3nm的由碲與氧所構成的硬遮罩膜4之下層41。靶材係使用氧化碲(TeO)，濺鍍氣體係使用氬與氧。以ESCA分析此硬遮罩膜4的下層41之組成的結果，Te：O=35：65(原子%比)。
接下來，使用DC濺鍍裝置在此硬遮罩膜4的下層41積層厚度2nm的由鉭與氮所構成的硬遮罩膜4之上層42。靶材係使用氮化鉭(TaN)，濺鍍氣體係使用氬與氧。以ESCA分析此硬遮罩膜4的上層42之組成的結果，Ta：N=20：80(原子%比)。 如此，在遮光膜3上形成厚度5nm的具備下層41及上層42之硬遮罩膜4。 最後，與實施例1的情形相同，施以指定清洗處理，製造出實施例2之空白遮罩100。
(測定電阻率) 接下來，對此空白遮罩100，針對具備下層41及上層42之硬遮罩膜4的導電性，測定其電阻率(Ω･m)的結果係1.00×10 -4。 由上述測定結果，實施例2的空白遮罩100因硬遮罩膜4的電阻率(Ω･m)為1.00×10 -4，所以確認在電子束描繪時硬遮罩膜4的帶電影響極小。
又，實施例2的相位移膜2之曝光光線的透光率為6%，相位差為177度。另外，實施例2之積層有相位移膜2及遮光膜3的透光性基板1之光學密度(OD)為3.0。
[製造相位移光罩] 接下來，使用此實施例2的空白遮罩100，以與實施例1相同的順序，製造出實施例2之相位移光罩200。其中，由電子束描繪用化學增幅型光阻所構成的光阻膜之膜厚為135nm。又，形成硬遮罩圖案4a後的光阻圖案5a係殘留充足的膜厚。又，使用CD-SEM測定(觀察)可確認到，包含光阻圖案5a所具有的上述微小尺寸的圖案之全部的圖案，係以高精度形成在硬遮罩膜4上。
又，於所製作出的實施例2之相位移光罩200，使用CD-SEM測定(觀察)可確認到，包含光阻圖案5a所具有的上述微小尺寸的圖案之全部的圖案，係以高精度形成在相位移膜2上。 接下來，對實施例2的相位移光罩200使用AIMS193(Carl Zeiss公司製)，進行以波長193nm的曝光光線對半導體裝置上的光阻膜曝光轉印時留下的轉印圖案之模擬。檢驗此模擬的曝光轉印圖案的結果，充分滿足設計規格。
(測定蝕刻速率) 又，針對實施例2的硬遮罩膜4之蝕刻加工性，測定實施例2的硬遮罩膜4之蝕刻速率比(實施例2的硬遮罩膜4之蝕刻速率/比較例1的硬遮罩膜4之蝕刻速率)的結果為1.7。 由上述測定結果確認到，實施例2之空白遮罩100因硬遮罩膜4的蝕刻速率比為1.7，所以硬遮罩膜4的蝕刻加工性極高，能充分地將光阻膜薄膜化。
＜實施例3＞ [製造空白遮罩] 實施例3之空白遮罩，除了硬遮罩膜4以外，係以與實施例1相同的順序製造。所以，此處僅對實施例3中的硬遮罩膜4之製造步驟進行說明。 使用DC濺鍍裝置，在以與實施例1相同的順序製造出的遮光膜3上，成膜厚度3nm的由釕構成的硬遮罩膜4之下層41。靶材係使用釕(Ru)，濺鍍氣體係使用氬、氧與氮。以ESCA分析此硬遮罩膜4的下層41之組成的結果，Ru=100(原子%比)。
接下來，使用DC濺鍍裝置在此硬遮罩膜4的下層41成膜厚度2nm的由鉭所構成的硬遮罩膜4之上層42。靶材係使用鉭(Ta)，濺鍍氣體係使用氬與氧。以ESCA分析此硬遮罩膜4的上層42之組成的結果，Ta=100(原子%比)。 如此，在遮光膜3上形成厚度5nm的具備下層41及上層42之硬遮罩膜4。 最後，與實施例1的情形相同，施以指定清洗處理，製造出實施例3之空白遮罩100。
(測定電阻率) 接下來，對此空白遮罩100，針對具備下層41及上層42之硬遮罩膜4的導電性，測定其電阻率(Ω･m)的結果係7.10×10 -8。 由上述測定結果，實施例3的空白遮罩100因硬遮罩膜4的電阻率(Ω･m)為7.10×10 -8，所以確認在電子束描繪時幾乎不會受到硬遮罩膜4的帶電影響。
又，實施例3的相位移膜2之曝光光線的透光率為6%，相位差為177度。另外，實施例3之積層有相位移膜2及遮光膜3的透光性基板1之光學密度(OD)為3.0。
[製造相位移光罩] 接下來，使用此實施例3之空白遮罩100，以與實施例1相同的順序，製造出實施例3之相位移光罩200。其中，由電子束描繪用化學增幅型光阻所構成的光阻膜之膜厚為146nm。又，形成硬遮罩圖案4a後的光阻圖案5a係殘留充足的膜厚。又，使用CD-SEM測定(觀察)可確認到，包含光阻圖案5a所具有的上述微小尺寸的圖案之全部的圖案，係以高精度形成在硬遮罩膜4上。
又，於所製作出的實施例3之相位移光罩200，使用CD-SEM測定(觀察)可確認到，包含光阻圖案5a所具有的上述微小尺寸的圖案之全部的圖案，係以高精度形成在相位移膜2上。 接下來，對實施例3的相位移光罩200使用AIMS193(Carl Zeiss公司製)，進行以波長193nm的曝光光線對半導體裝置上的光阻膜曝光轉印時留下的轉印圖案之模擬。檢驗此模擬的曝光轉印圖案的結果，充分滿足設計規格。
(測定蝕刻速率) 又，針對實施例3的硬遮罩膜4之蝕刻加工性，測定實施例3的硬遮罩膜4之蝕刻速率比(實施例3的硬遮罩膜4之蝕刻速率/比較例1的硬遮罩膜4之蝕刻速率)的結果為1.3。 由上述測定結果確認到，實施例3之空白遮罩100因硬遮罩膜4的蝕刻速率比為1.3，所以硬遮罩膜4的蝕刻加工性高，能充分地將光阻膜薄膜化。
＜比較例1＞ [製造空白遮罩] 比較例1之空白遮罩，除了硬遮罩膜4以外，係以與實施例1相同的順序製造。所以，此處僅對比較例1中的硬遮罩膜4之製造步驟進行說明。 使用DC濺鍍裝置，在以與實施例1相同的順序製造出的遮光膜3上，成膜厚度5nm的由鉭與氧所構成之硬遮罩膜4。靶材係使用氧化鉭(TaO)，濺鍍氣體係使用氬與氧。以ESCA分析此硬遮罩膜4之組成的結果，Ta：O=35：65(原子%比)。 也就是說，比較例1的空白遮罩所具備的硬遮罩膜4係以氧化鉭(TaO)構成之單層的硬遮罩膜4。 最後，與實施例1的情形相同，施以指定清洗處理，製造出比較例1之空白遮罩100。
(測定電阻率) 接下來，對此空白遮罩100，針對硬遮罩膜4的導電性，測定其電阻率(Ω･m)的結果係1.50×10 -7。 由上述測定結果，比較例1的空白遮罩100因硬遮罩膜4的電阻率(Ω･m)為1.50×10 -7，所以確認在電子束描繪時硬遮罩膜4的帶電影響極小。
其中，比較例1的相位移膜2之曝光光線的透光率為6%，相位差為177度。另外，比較例1之積層有相位移膜2及遮光膜3的透光性基板1之光學密度(OD)為3.0。
[製造相位移光罩] 接下來，使用此比較例1之空白遮罩，以與實施例1相同的順序，製造出比較例1之相位移光罩。其中，由電子束描繪用化學增幅型光阻所構成的光阻膜之膜厚為160nm。又，形成硬遮罩圖案4a後的光阻圖案5a係殘留充足的膜厚。另一方面，光阻圖案5a所具有的上述微小尺寸之圖案係無法形成在硬遮罩圖案4a內。
又，於所製作出的比較例1之相位移光罩200的相位移膜圖案2a中，上述微小尺寸的圖案係無法形成在相位移膜圖案2a內。 接下來，對此比較例1的相位移光罩200與實施例1同樣地使用AIMS193(Carl Zeiss公司製)，進行以波長193nm的曝光光線對半導體裝置上的光阻膜曝光轉印時留下的轉印圖案之模擬。檢驗此模擬的曝光轉印圖案的結果，確認轉印不佳。推測沒能形成上述微小尺寸的圖案係發生轉印不佳的主因。
(測定蝕刻速率) 測定比較例1的硬遮罩膜4之蝕刻速率，取其值作為各蝕刻速率比的基準值。
＜比較例2＞ [製造空白遮罩] 比較例2之空白遮罩，除了硬遮罩膜4以外，係以與實施例1相同的順序製造。所以，此處僅對比較例2中的硬遮罩膜4之製造步驟進行說明。 使用DC濺鍍裝置，在以與實施例1相同的順序製造出的遮光膜3上，成膜厚度3nm的由矽所構成的硬遮罩膜4之下層41。靶材係使用矽(Si)，濺鍍氣體係使用氬與氧。以ESCA分析此硬遮罩膜4的下層41之組成的結果，Si=100(原子%比)。
接下來，使用DC濺鍍裝置在此硬遮罩膜4的下層41成膜厚度2nm的由鉭與氧所構成的硬遮罩膜4之上層42。靶材係使用氧化鉭(TaO)，濺鍍氣體係使用氬與氧。以ESCA分析此硬遮罩膜4的上層42之組成的結果，Ta：O=35：65(原子%比)。 如此，在遮光膜3上形成厚度5nm的具備下層41及上層42之硬遮罩膜4。 最後，與實施例1的情形相同，施以指定清洗處理，製造出比較例2之空白遮罩100。
(測定電阻率) 接下來，對此空白遮罩100，針對硬遮罩膜4的導電性，測定其電阻率(Ω･m)的結果係3.97×10 3。 由上述測定結果，比較例2的空白遮罩100因硬遮罩膜4的電阻率(Ω･m)為3.97×10 3，所以確認在電子束描繪時容易受到硬遮罩膜4的帶電影響。
其中，比較例2的相位移膜2之曝光光線的透光率為6%，相位差為177度。另外，比較例2之積層有相位移膜2及遮光膜3的透光性基板1之光學密度(OD)為3.0。
[製造相位移光罩] 接下來，使用此比較例2之空白遮罩，以與實施例1相同的順序，製造出比較例2之相位移光罩。其中，由電子束描繪用化學增幅型光阻所構成的光阻膜之膜厚為126nm。又，形成硬遮罩圖案4a後的光阻圖案5a係殘留充足的膜厚。另一方面，光阻圖案5a所具有的上述微小尺寸之圖案係無法形成在硬遮罩圖案4a內。
又，於所製作出的比較例2之相位移光罩200的相位移膜圖案2a中，上述微小尺寸的圖案係無法形成在相位移膜圖案2a內。 接下來，對此比較例2的相位移光罩與實施例1同樣地使用AIMS193(Carl Zeiss公司製)，進行以波長193nm的曝光光線對半導體裝置上的光阻膜曝光轉印時留下的轉印圖案之模擬。檢驗此模擬的曝光轉印圖案的結果，確認轉印不佳。推測沒能形成上述微小尺寸的圖案係發生轉印不佳的主因。
(測定蝕刻速率) 又，針對比較例2的硬遮罩膜4之蝕刻加工性，測定比較例2的硬遮罩膜4之蝕刻速率比(比較例2的硬遮罩膜4之蝕刻速率/比較例1的硬遮罩膜4之蝕刻速率)的結果為2.3。 由上述測定結果確認到，比較例2之空白遮罩100因硬遮罩膜4的蝕刻速率比為2.3，所以硬遮罩膜4的蝕刻加工性高，能充分地將光阻膜薄膜化。
上述結果示於表1。
表1
　 實施例1 實施例2 實施例3
層 相位移膜 遮光膜 硬遮罩膜 光阻膜 相位移膜 遮光膜 硬遮罩膜 光阻膜 相位移膜 遮光膜 硬遮罩膜 光阻膜
下層 上層 下層 上層 下層 上層
組成 MoSi Cr WOx TaOx - MoSi Cr TeOx TaNx - MoSi Cr Ru Ta -
膜厚(nm) 75 30 3 2 129 75 30 3 2 135 75 30 3 2 146
氟系蝕刻 加工性 蝕刻速率比 (相對於比較例1) - 2.1 - - 1.7 - - 1.3 -
評價 - ◎ - - ◎ - - ○ -
導電性 電阻率(Ω・m) - 5.29×10 -8 - - 1.00×10 -4 - - 7.10×10 -8 -
評價 - ◎ - - △ - - ◎ -
　 比較例1 比較例2
層 相位移膜 遮光膜 硬遮罩膜 光阻膜 相位移膜 遮光膜 硬遮罩膜 光阻膜
下層 上層 下層 上層
組成 MoSi Cr - TaOx - MoSi Cr Si TaOx -
膜厚(nm) 75 30 - 5 160 75 30 3 2 126
氟系蝕刻 加工性 蝕刻速率比 (相對於比較例1) - 1.0 - - 2.3 -
評價 - ○(基準值) - - ◎ -
導電性 電阻率(Ω・m) - 1.50×10 -7 - - 3.97×10 3 -
評價 - ○ - - × -
1:透光性基板 2:相位移膜 2a:相位移膜圖案 3:遮光膜 3a,3b:遮光膜圖案 4:硬遮罩膜 41:下層 42:上層 4a:硬遮罩圖案 41a:下層圖案 42a:上層圖案 5a:光阻圖案 6b:光阻圖案 100:空白遮罩 200:相位移光罩
圖1為顯示本發明實施形態的空白光罩之結構的示意截面圖。 圖2為顯示本發明實施形態的光罩之製造步驟的示意截面圖。 圖3為顯示本發明實施形態的變形例之光罩結構的示意截面圖。
1:透光性基板 2:相位移膜 3:遮光膜 4:硬遮罩膜 41:下層 42:上層 100:空白遮罩

Claims (12)

  1. 一種空白光罩，其係用於製作適用波長200nm以下的曝光光線之光罩的空白光罩，其特徵係：該空白光罩係依序具備透明基板、薄膜、與硬遮罩膜，該薄膜係以包含鉻的材料形成，該硬遮罩膜係包含位在該薄膜側之下層與構成該硬遮罩膜的最表層之上層，該下層係包含鎢、碲、釕之至少一種的氮化物、氧化物或碳化物，該上層係包含鉭或鉭化合物，該化合物係含有從氧、氮、及碳中所選出的至少一種元素。
  2. 如請求項1之空白光罩，其中該上層的厚度係在1nm以上。
  3. 如請求項1或2之空白光罩，其中該硬遮罩膜的厚度係在4nm以上14nm以下之範圍內。
  4. 如請求項1或2之空白光罩，其中該薄膜係遮光膜。
  5. 如請求項4之空白光罩，其中在該透明基板與該遮光膜之間係進一步具備由包含矽的材料所構成之相位移膜。
  6. 一種光罩，其係適用波長200nm以下的曝光光線之光罩，其特徵係：該光罩係具備透明基板、形成於該透明基板上之形 成有圖案的薄膜、與形成於該薄膜上之硬遮罩膜，該薄膜係以包含鉻的材料形成，該硬遮罩膜係包含位在該薄膜側之下層與構成該硬遮罩膜的最表層之上層，該下層係包含鎢、碲、釕之至少一種的氮化物、氧化物或碳化物，該上層係包含鉭或鉭化合物，該化合物係含有從氧、氮、及碳中所選出的至少一種元素。
  7. 如請求項6之光罩，其中該上層的厚度係在1nm以上。
  8. 如請求項6或7之光罩，其中該硬遮罩膜的厚度係在4nm以上14nm以下之範圍內。
  9. 如請求項6或7之光罩，其中該薄膜係遮光膜。
  10. 如請求項9之光罩，其中在該透明基板與該遮光膜之間係進一步具備由包含矽的材料所構成之相位移膜。
  11. 一種光罩之製造方法，其係使用如請求項1至4中任一項之空白光罩的光罩之製造方法，其特徵係具有下列步驟：於該空白光罩的該硬遮罩膜上形成光阻圖案之步驟；將該光阻圖案作為遮罩，以氟系氣體對該硬遮罩膜作乾式蝕刻，形成硬遮罩圖案之步驟；與 將該硬遮罩圖案作為遮罩，以氯與氧的混合氣體對該薄膜作乾式蝕刻，形成薄膜圖案之步驟。
  12. 一種光罩之製造方法，其係使用如請求項5之空白光罩的光罩之製造方法，其特徵係具有下列步驟：於該空白光罩的該硬遮罩膜上形成光阻圖案之步驟；將該光阻圖案作為遮罩，以氟系氣體對該硬遮罩膜作乾式蝕刻，形成硬遮罩圖案之步驟；將該硬遮罩圖案作為遮罩，以氯與氧的混合氣體對該遮光膜作乾式蝕刻，形成遮光膜圖案之步驟；與將該遮光膜圖案作為遮罩，以氟系氣體對該相位移膜作乾式蝕刻，於形成相位移膜圖案的同時去除該硬遮罩圖案之步驟。
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