CN102656516B - 光掩模坯料及光掩模的制造方法 - Google Patents

光掩模坯料及光掩模的制造方法 Download PDF

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Abstract

在含有铬、在氟类干式蚀刻中不受到实质性的蚀刻并且在含氧氯类干式蚀刻中能够蚀刻的遮光膜（13）之上，层叠不含有铬、在氟类干式蚀刻且含氧氯类干式蚀刻中能够蚀刻的膜（14）。

Description

光掩模坯料及光掩模的制造方法
技术领域
本发明涉及在具有高精度的微细图案的半导体集成电路等的制造中使用的光掩模坯料及光掩模的制造方法。
背景技术
近年来，随着大规模集成电路(LSI)等的半导体设备的高集成化，电路图案的微细化不断发展。为了实现这样的微细的电路图案，要求构成电路的配线图案及接触孔图案的细线化。这些图案化一般通过使用光掩模的光刻法形成，所以要求将作为原版的光掩模的图案以微细且高精度的方式形成。
作为光掩模图案的制作，一般是在形成在玻璃基板等的透明性基板上的具有遮光膜的光掩模坯料上形成抗蚀剂膜、然后在该抗蚀剂膜上通过光或电子束描绘图案、将描绘了图案的抗蚀剂膜显影而形成抗蚀剂图案、将该抗蚀剂图案作为蚀刻掩模而将遮光膜蚀刻、形成由遮光部和透光部构成的图案(光掩模图案)的方法。随着光掩模图案的微细化，在描绘中，电子束曝光为主流，此外，在蚀刻中使用气体等离子的干式蚀刻为主流。
在图案的描绘中使用的电子束描绘装置为了随着图案微细化的要求而得到高分辨率，高加速电压化不断发展。但是，如果电子束的加速电压较高，则在描绘抗蚀剂时透过抗蚀剂膜的电子量增加，有抗蚀剂的灵敏度下降的问题。
因此，在光掩模的制作中使用的抗蚀剂中，灵敏度较高的化学增强型抗蚀剂为主流。代表性的化学增强型抗蚀剂是使用了通过光或电子束产生氧的所谓的光氧发生剂的抗蚀剂。负型抗蚀剂是发挥作用以使通过照射光或电子束产生的氧发生交联反应、使与该部分的溶剂(显影剂)相对的溶解性下降的抗蚀剂。正型抗蚀剂是发挥作用以使通过照射光或电子束而产生的氧脱离树脂的保护基、提高溶解性的抗蚀剂。产生的氧作为触媒作用，开始或促进接下来的反应等，引起连锁的反应。因此，这样的化学增强型抗蚀剂尽管是高灵敏度，但具有高分辨率的优点(例如参照专利文献1)。
作为光掩模坯料的遮光膜，铬类化合物是主流。将这样的由铬类化合物构成的遮光膜层叠到透明性基板上或由硅类化合物构成的移相膜(日本語：位相シフト膜)上。此外，还提出了使用硅类化合物作为遮光膜、在其上层叠由铬类化合物或铬金属膜构成的硬掩模或防反射膜的光掩模坯料(例如参照专利文献2)。
但是，在含有铬的膜上设置直接化学增强型抗蚀剂的上述光掩模坯料的情况下，含有铬的膜与化学增强型抗蚀剂的界面上的化学增强型抗蚀剂的断面形状恶化。具体而言，在上述化学增强型抗蚀剂是正型抗蚀剂的情况下是折边(hemming bottom)形状，在负型抗蚀剂的情况下为咬入形状。这是因为，氧被配位到铬化合物具有的长对(非共有电子对)中，上述界面附近的上述抗蚀剂中的氧失去活性。
如果这样抗蚀剂的断面形状恶化，则在以抗蚀剂图案为蚀刻掩模将含有铬的膜蚀刻时，发生从希望的尺寸的偏差。具体而言，在正型抗蚀剂的情况下，发生因折边形状带来的微小空间或孔的拔出不良。此外，在负型抗蚀剂的情况下，发生因咬入形状带来的显影时或清洗时的抗蚀剂图案歪斜等。
作为解决这样的问题的方法，提出了在含有铬的膜上层叠由不含有铬的硅类化合物构成的膜的方法(例如参照专利文献3)。但是，上述含有铬的膜在氟类(F类)干式蚀刻中实质上没有被蚀刻，在含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中被蚀刻。相对于此，由上述不含有铬的硅类化合物构成的膜在含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中实质上没有被蚀刻，在氟类(F类)干式蚀刻中被蚀刻。因此，干式蚀刻的工序和条件增加，光掩模制作的周期时间增加，并且在进行蚀刻装置的速率控制及缺陷管理的方面变得不利。此外，含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻缺乏指向性，各向同性地蚀刻。因此，通过含氧氯类干式蚀刻而图案化的含有铬的膜的尺寸，与通过各向异性的氟类(F类)干式蚀刻而图案化的由不含有铬的硅化合物构成的膜的尺寸之间发生偏差。结果，成为最终的光掩模图案的尺寸的偏差的原因。此外，在以尺寸相互不同的这两个膜为蚀刻掩模，进一步蚀刻下层的膜的情况下，有发生该下层的膜的断面形状的恶化的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平4－226461号公报
专利文献2：日本特开平20－268980号公报
专利文献3：日本特开平18－146151号公报
发明内容
发明概要
发明要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种能够良好地形成图案的光掩模坯料。
用于解决技术问题的手段
有关本发明的一技术方案的光掩模坯料，在含有铬、在氟类干式蚀刻中不受到实质性的蚀刻并且在含氧氯类干式蚀刻中能够蚀刻的第1膜之上，层叠不含有铬、在氟类干式蚀刻及含氧氯类干式蚀刻中能够蚀刻的第2膜。
有关本发明的一技术方案的光掩模的制造方法，包括如下工序：准备光掩模坯料的工序，该光掩模坯料在含有铬、在氟类干式蚀刻中不受到实质性的蚀刻并且在含氧氯类干式蚀刻中能够蚀刻的第1膜之上，形成有不含有铬、在氟类干式蚀刻及含氧氯类干式蚀刻中能够蚀刻的第2膜；在上述第2膜上形成具有图案的抗蚀剂的工序；使用上述抗蚀剂作为掩模、用含氧氯类干式蚀刻将上述第1膜及上述第2膜蚀刻的工序；以及将上述抗蚀剂除去的工序。
发明效果
根据本发明，能够提供可良好地形成图案的光掩模坯料。
附图说明
图1是概略地表示有关本发明的实施方式的光掩模坯料的基本的结构的剖视图。
图2是概略地表示有关本发明的实施方式的光掩模坯料的基本的结构的剖视图。
图3是概略地表示有关本发明的实施例1的光掩模的制造方法的一部分的剖视图。
图4是概略地表示有关本发明的实施例1的光掩模的制造方法的一部分的剖视图。
图5是概略地表示有关本发明的实施例1的光掩模的制造方法的一部分的剖视图。
图6是概略地表示有关本发明的实施例1的光掩模的制造方法的一部分的剖视图。
图7是概略地表示有关本发明的实施例1的光掩模的制造方法的一部分的剖视图。
图8是概略地表示有关本发明的实施例1的光掩模的制造方法的一部分的剖视图。
图9是概略地表示有关本发明的实施例1的光掩模的制造方法的一部分的剖视图。
图10是概略地表示有关本发明的实施例1的光掩模的制造方法的一部分的剖视图。
图11是概略地表示有关本发明的实施例2的光掩模的制造方法的一部分的剖视图。
图13是概略地表示有关本发明的实施例2的光掩模的制造方法的一部分的剖视图。
图14是概略地表示有关本发明的实施例2的光掩模的制造方法的一部分的剖视图。
图15是概略地表示有关本发明的实施例2的光掩模的制造方法的一部分的剖视图。
图16是概略地表示有关本发明的实施例2的光掩模的制造方法的一部分的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式的详细情况。
在本实施方式中，适当地选择：组成相互不同、并且能够在相同的干式蚀刻条件下蚀刻的材料。以下，作为与半间距45nm以后的图案转印对应的光掩模制作的课题，对能够达到微细图案的形成和图案尺寸的高精度控制的光掩模坯料进行说明。
如图1所示，有关本发明的实施方式的光掩模坯料(移相掩模坯料)15在透明性基板11之上具备在含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中不受到实质性的蚀刻并且在氟类(F类)干式蚀刻中能够蚀刻的移相膜12，在该移相膜12之上，具备遮光膜13，该遮光膜13含有铬，在氟类(F类)干式蚀刻中不受到实质性的蚀刻并且在含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中能够蚀刻，在该遮光膜13之上，具备膜14，该膜14不含有铬，在氟类(F类)干式蚀刻且含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中能够蚀刻。
即，不含有铬的膜14及含有铬的遮光膜13在含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中被蚀刻，不含有铬的膜14及移相膜12在氟类(F类)干式蚀刻中被蚀刻。
这里，作为透明性基板11，可以使用石英玻璃、CaF2或铝硅酸盐玻璃等。
移相膜12是使以硅氧化物、硅氮化物或硅氮氧化物为主成分的硅类化合物含有金属而得到的膜，是通过适当选择含有量的比率和膜厚而调节与曝光波长相对的透射率和相位差的膜。与曝光波长相对的透射率的值，在最终的光掩模制作结束时为2％以上40％以下。此外，与曝光波长相对的相位差的值，在最终的光掩模制作结束时为170度以上190度以下。这些值通过曝光的设计图案及条件适当选择。
上述含有铬的遮光膜13是以铬氧化物、铬氮化物或铬氮氧化物为主成分的金属化合物膜或以铬为主成分的金属膜或合金膜，也可以含有碳和/或氟等非金属元素。膜厚是30nm以上120nm以下，但优选的是选择膜厚，以使得包括下层的移相膜12而与曝光波长相对的透射率为0.1％以下。
另外，上述含有铬的遮光膜13的具体的原子组成例如是铬(Cr)＝30～85原子％，氧(O)＝0～60原子％，氮(N)＝0～50原子％，碳(C)＝0～20原子％的范围。
此外，上述含有铬的遮光膜13也可以将多个不同组成的含有铬的膜层叠而作为防反射层。在此情况下，在曝光时抑制光掩模与投影曝光面之间的多重反射的方面，优选将与曝光波长相对的反射率抑制为例如20％以下、较好的是15％以下。进而，在高精度地检测缺陷的方面，优选的是使与在光掩模坯料及光掩模的反射检查中使用的波长(例如257nm)相对的反射率例如为30％以下。
不含有铬的膜14的膜厚是0.5nm以上10nm以下。此外，如果通过反应性溅镀等方法高精度地层叠、并且考虑光掩模的显影及清洗时的伤害，则不含有铬的膜14的膜厚优选的是1nm以上。进而，在将不含有铬的膜14的膜厚薄膜化为5nm以下的情况下，当使用在不含有铬的膜14上形成的抗蚀剂进行含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻时，能够迅速地完成不含有铬的膜14的蚀刻，能够减轻对上述抗蚀剂的伤害。
此外，不含有铬的膜14含有过渡金属。作为过渡金属的例子，可以举出钼(Mo)、钽(Ta)、钨(W)、锆(Zr)、铪(Hf)、钒(V)、铌(Nb)等，但从蚀刻加工的容易性的观点看，优选的是钼。此外，不含有铬的膜14也可以是含有上述过渡金属的硅氧化物、硅氮化物或硅氮氧化物。
另外，不含有铬的膜14的具体的原子组成，例如是相对于钼(Mo)与硅(Si)的合计、钼(Mo)为10原子％～100原子％的范围。此外，从含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中的蚀刻加工的容易性的观点看，相对于钼(Mo)与硅(Si)的合计，钼(Mo)优选的是30原子％～100原子％的范围。
这样，光掩模坯料15具有如下构造：能够通过适当选择不含有铬的膜14的组成和膜厚、用含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻将不含有铬的膜14和含有铬的遮光膜13连续地进行蚀刻，从而形成光掩模。
另外，作为含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻的条件，只要是对铬化合物膜进行干式蚀刻时使用的公知的条件就可以，没有特别的限制。此外，也可以除了氯类气体和氧气以外还混合氦等惰性气体。
此外，氟类(F类)干式蚀刻的条件，只要是对硅类化合物膜进行干式蚀刻时使用的公知的条件就可以，没有特别的限制。作为氟类气体，一般是CF4和/或C2F6，根据需要也可以混合氮气和/或氦等惰性气体。
此外，当使用光掩模坯料15形成光掩模时，在不含有铬的膜14上形成抗蚀剂膜。作为该抗蚀剂膜的材料，优选的是，使用能够形成高精度图案的电子束描绘用的化学增强型抗蚀剂。此外，该抗蚀剂既可以是正型也可以是负型。该抗蚀剂膜的膜厚例如是50nm以上350nm以下。特别是，在制作要求形成微细的图案的光掩模的情况下，在防止图案歪斜的方面，需要将抗蚀剂膜薄膜化以使抗蚀剂图案的纵横比不变大，所以优选的是200nm以下的膜厚。另一方面，抗蚀剂膜的膜厚的下限，综合地考虑使用的抗蚀剂膜的材料的耐蚀性等条件而决定。因此，使用一般的材料的情况下的抗蚀剂膜的膜厚是50nm以上，更优选的是75nm以上。
如图2所示，有关本发明的实施方式的光掩模坯料(二元掩模坯料)25，在透明性基板21之上具备：在含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中不受到实质性的蚀刻并且在氟类(F类)干式蚀刻中能够蚀刻的遮光膜22，在该遮光膜22之上具备：含有铬、在氟类(F类)干式蚀刻中不受到实质性的蚀刻并且在含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中能够蚀刻的硬掩模膜(第1膜)23，在该硬掩模膜23之上具备：不含有铬、在氟类(F类)干式蚀刻且含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中能够蚀刻的膜(第2膜)24。
即，不含有铬的膜(第2膜)24及含有铬的硬掩模膜(第1膜)23在含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中被蚀刻，不含有铬的膜(第2膜)24及遮光膜22在氟类(F类)干式蚀刻中被蚀刻。
这里，透明性基板21的组成及膜厚与上述透明性基板11是同样的。
遮光膜22是使以硅氧化物、硅氮化物或硅氮氧化物为主成分的硅类化合物含有金属而得到的膜，是通过适当选择含有量的比率和膜厚而调节与曝光波长相对的透射率的膜。优选的是进行选择，以使与曝光波长相对的透射率的值，在最终的光掩模制作结束时为0.1％以下。
此外，遮光膜22也可以将多个不同组成的硅类化合物的膜层叠而作为防反射层。在此情况下，在曝光时抑制光掩模与投影曝光面之间的多重反射的方面，优选将与曝光波长相对的反射率抑制为例如20％以下、较好的是15％以下。进而，在高精度地检测缺陷的方面，优选的是使与在光掩模坯料及光掩模的反射检查中使用的波长(例如257nm)相对的反射率例如为30％以下。
含有铬的硬掩模膜(第1膜)23是以铬氧化物、铬氮化物或铬氮氧化物为主成分的金属化合物膜、或者以铬为主成分的金属膜或合金膜，也可以含有碳和/或氟等的非金属元素。膜厚是2nm以上30nm以下，在减轻蚀刻时的对抗蚀剂的伤害的方面，优选的是5nm以下。
另外，含有铬的硬掩模膜(第1膜)23的具体组成的范围，与上述含有铬的遮光膜13是同样的。
不含有铬的膜(第2膜)24的具体组成及膜厚的范围，与上述不含有铬的膜14是同样的。
这样，光掩模坯料25具有如下构造：能够通过适当选择不含有铬的膜(第2膜)24的组成和膜厚、用含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻将不含有铬的膜(第2膜)24和含有铬的硬掩模膜(第1膜)23连续地蚀刻，从而形成光掩模。
此外，当使用光掩模坯料25形成光掩模时，在不含有铬的膜(第2膜)24上形成抗蚀剂膜。该抗蚀剂膜的材料及膜厚与形成在上述不含有铬的膜14上的抗蚀剂膜是同样的。
根据上述实施方式的光掩模坯料，在氟类干式蚀刻中不受到实质性的蚀刻、且在含氧氯类干式蚀刻中能够蚀刻的、含有铬的第1膜之上，层叠有在氟类干式蚀刻且含氧氯类干式蚀刻中能够蚀刻的不含有铬的第2膜。
在含有铬的膜之上设置直接化学增强型抗蚀剂的情况下，与含有铬的膜的界面附近的化学增强型抗蚀剂中的氧失去活性。但是，在本实施方式中，由于在含有铬的膜与直接化学增强型抗蚀剂之间形成有不含有铬的膜，所以能够防止化学增强型抗蚀剂中的氧的活性丧失。由此，能够得到良好的抗蚀剂断面形状。
此外，当含有铬的膜在氟类(F类)干式蚀刻中实质上不被蚀刻而在含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中被蚀刻、不含有铬的膜在含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中实质上不被蚀刻而在氟类(F类)干式蚀刻中被蚀刻的情况下，发生含有铬的膜与不含有铬的膜之间的尺寸偏差。这是因为，在对含有铬的膜和不含有铬的膜进行蚀刻时，需要将各向同性的含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻与各向异性的氟类(F类)干式蚀刻组合。但是，在本实施方式中，构成为，适当选择不含有铬的膜的组成和膜厚、用含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻进行蚀刻。因此，在对含有铬的膜和不含有铬的膜进行蚀刻时，不需要将各向同性的含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻与各向异性的氟类(F类)干式蚀刻组合。由此，能够减小含有铬的膜与不含有铬的膜之间的尺寸偏差，能够避免最终的光掩模图案的尺寸偏差及更下层的膜的断面形状的恶化。
此外，能够将含有铬的膜和不含有铬的膜用作为相同的蚀刻条件的含氧氯类干式蚀刻进行蚀刻。因此，能够将含有铬的膜和不含有铬的膜连续地蚀刻。
结果，能够减小光掩模制作的周期时间和蚀刻装置的管理负荷，并且能够得到良好的光掩模图案的尺寸及断面形状。因而，通过使用这样的光掩模坯料及光掩模的制造方法，能够得到与半间距45nm以后的图案转印对应的、高精度地形成有微细的光掩模图案的光掩模。
进而，在本发明中，通过适当选择不含有铬的膜的组成和膜厚，用氟类(F类)干式蚀刻也能够蚀刻。详细情况在后面叙述，由此，在将含有铬的膜的下层的膜用氟类(F类)干式蚀刻进行蚀刻时，能够将不含有铬的膜同时除去，不需要增加仅用于将不含有铬的膜除去的特别的工序。
另外，铬类化合物以铬氧化物、铬氮化物、或铬氮氧化物为主成分，通过使氧和/或氮的含有量变化，能够调节膜的透射率及反射率。
以下，通过实施例更详细地说明本发明。
实施例1
如图1所示，移相掩模坯料15，在透明性基板11之上具备：在含氧氯类干式蚀刻中不受到实质性的蚀刻并且在氟类干式蚀刻中能够蚀刻的移相膜12，在该移相膜12之上具备：含有铬、在氟类干式蚀刻中不受到实质性的蚀刻并且在含氧氯类干式蚀刻中能够蚀刻的遮光膜13，在该遮光膜13之上具备：不含有铬、在氟类干式蚀刻且含氧氯类干式蚀刻中能够蚀刻的膜14。
这里，透明性基板11例如是石英玻璃，移相膜12例如是使以硅氧化物为主成分的硅类化合物含有金属而得到的膜，通过适当选择含有量的比率和膜厚，从而调节与曝光波长相对的透射率和相位差。与曝光波长相对的透射率的值，在最终的光掩模制作结束时为2％以上40％以下。此外，与曝光波长相对的相位差的值，在最终的光掩模制作结束时为170度以上190度以下。
含有铬的遮光膜13例如是以铬氧化物为主成分的金属化合物膜。膜厚是30nm以上120nm以下，选择该值，以使得包括下层的移相膜、与曝光波长相对的透射率为0.1％以下。
不含有铬的膜14含有钼(过渡金属)。膜厚是1nm以上5nm以下。不含有铬的膜14的具体的原子组成例如是，相对于钼与硅的合计、钼为10原子％～100原子％的范围。此外，从含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中的蚀刻加工的容易性的观点看，相对于钼与硅的合计，钼是30原子％～100原子％。
接着，使用图3～图10，说明使用移相掩模坯料15的移相掩模的制造方法。图3～图10是概略地表示使用移相掩模坯料15的移相掩模的制造方法的剖视图。
使用该移相掩模坯料15的移相掩模的制造方法具有如下工序，即：将含有铬的遮光膜13及不含有铬的膜14用含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻连续地进行图案化。
首先，如图3所示，在移相掩模坯料15的不含有铬的膜14之上形成抗蚀剂膜16。另外，抗蚀剂膜16是化学增强型抗蚀剂。抗蚀剂膜16的膜厚例如是50nm以上350nm以下。
接着，如图4所示，对于形成在不含有铬的膜14上的抗蚀剂膜16，使用未图示的电子束描绘装置来实施图案的描绘。此时，电子束的能量密度是3～40μC/cm2。在该描绘后，通过实施加热处理及显影处理，在抗蚀剂膜16上形成图案。
接着，如图5所示，使用形成有图案的抗蚀剂膜16作为掩模，将不含有铬的膜14及含有铬的遮光膜13用含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻连续地进行图案化。此外，移相膜12由于在含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中实质上不被蚀刻，所以在本工序中被图案化而留下。
接着，如图6所示，将不含有铬的膜14及含有铬的遮光膜13用含氧氯类干式蚀刻图案化后，将残留的抗蚀剂膜16剥离除去。作为抗蚀剂膜16的剥离除去的方法，可以通过干式蚀刻进行，但在本实施例中使用剥离液进行湿式剥离。
接着，如图7所示，使用形成有图案的不含有铬的膜14及含有铬的遮光膜13作为掩模，将移相膜12用氟类(F类)干式蚀刻进行图案化。此外，不含有铬的膜14在氟类(F类)干式蚀刻中也能够蚀刻，所以在本工序中被除去。含有铬的遮光膜13在氟类(F类)干式蚀刻中实质上不被蚀刻，所以在本工序中没有被除去而留下。
接着，如图8所示，在含有铬的遮光膜13上及透明性基板11上形成抗蚀剂膜17。并且，与图4所示的工序同样，使用未图示的电子束描绘装置而实施图案的描绘。然后，通过实施加热处理及显影处理，在抗蚀剂膜17上形成图案。
接着，如图9所示，使用形成有图案的抗蚀剂膜17作为掩模，将含有铬的遮光膜13用含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻进行图案化。移相膜12在含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中实质上不被蚀刻，所以在本工序中没有被图案化而留下。
接着，如图10所示，将残留的抗蚀剂膜17剥离除去。作为抗蚀剂膜17的剥离除去的方法，可以通过干式蚀刻进行，但在本实施例中使用剥离液进行湿式剥离。
经过上述工序，有关本发明的实施例1的移相掩模完成。
实施例2
如图2所示，有关本发明的实施方式的光掩模坯料(二元掩模坯料)25，在透明性基板21之上具备：在含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中不受到实质性的蚀刻并且在氟类(F类)干式蚀刻中能够蚀刻的遮光膜22，在该遮光膜22之上具备：含有铬、在氟类(F类)干式蚀刻中不受到实质性的蚀刻并且在含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中能够蚀刻的硬掩模膜(第1膜)23，在该硬掩模膜23之上具备：不含有铬、在氟类(F类)干式蚀刻且含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中能够蚀刻的膜(第2膜)24。
这里，透明性基板21的组成和膜厚与上述透明性基板11是同样的，作为遮光膜22，例如是使硅氧化物含有金属而得到的膜，通过适当选择含有量的比率和膜厚，从而调节与曝光波长相对的透射率。进行选择，以使与曝光波长相对的透射率的值在最终的光掩模制作结束时为0.1％以下。
含有铬的硬掩模(第1膜)23例如是以铬氧化物为主成分的金属化合物膜，膜厚是2nm以上5nm以下。
不含有铬的膜(第2膜)24的具体的组成和膜厚的范围，与上述不含有铬的膜14是同样的。
接着，使用图11～图16，说明使用二元掩模坯料25的二元掩模的制造方法。图11～图16是概略地表示使用二元掩模坯料25的二元掩模的制造方法的剖视图。
使用该二元掩模坯料25的二元掩模的制造方法具有如下工序：将含有铬的硬掩模(第1膜)23及不含有铬的膜(第2膜)24用含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻连续地进行图案化。
首先，如图11所示，在二元掩模坯料25的不含有铬的膜24之上形成抗蚀剂膜26。另外，抗蚀剂材料和其膜厚与上述图3中的抗蚀剂膜16是同样的。
接着，如图12所示，对于形成在不含有铬的膜24上的抗蚀剂膜26，使用未图示的电子束描绘装置来实施图案的描绘。通过在该描绘后实施加热处理及显影处理，在抗蚀剂膜26上形成图案。此时的描绘条件和显影条件与上述图4所示的条件是同样的。
接着，如图13所示，使用形成有图案的抗蚀剂膜26作为掩模，将不含有铬的膜24及含有铬的硬掩模膜23用含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻连续地进行图案化。此外，遮光膜22在含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中实质上不被蚀刻，所以在本工序中被图案化而留下。
接着，如图14所示，在将不含有铬的膜24及含有铬的硬掩模膜23用含氧氯类干式蚀刻进行图案化后，将残留的抗蚀剂膜26剥离除去。抗蚀剂膜26的剥离除去的条件与上述图6所示的条件是同样的。
接着，如图15所示，使用形成有图案的不含有铬的膜24及含有铬的硬掩模23作为掩模，将遮光膜22用氟类(F类)干式蚀刻进行图案化。不含有铬的膜24在氟类(F类)干式蚀刻中也能够蚀刻，所以在本工序中被除去，含有铬的硬掩模23在氟类(F类)干式蚀刻中实质上不被蚀刻，所以在本工序中没有被除去而留下。
接着，如图16所示，将含有铬的硬掩模23用含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻除去，并进行清洗。遮光膜22在含氧氯类((Cl/O)类)干式蚀刻中实质上不被蚀刻，所以在本工序中没有被除去而留下。
经过上述工序，有关本发明的实施例2的二元掩模完成。
以上，说明了本发明的实施方式及实施例，但本发明并不限定于上述实施方式及实施例，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变形而实施。进而，在上述实施方式中包括各种阶段的发明，通过将公开的构成要件适当组合而能够提取各种发明。例如，即使从公开的构成要件中删除一些构成要件，只要能够得到规定的效果，就能够作为发明提取。
工业实用性
在本发明中，由于将光掩模坯料的层构造、组成及膜厚、和光掩模制造的工序及条件在适当的范围中选择，所以能够提供与半间距45nm以后的图案转印对应的、以高精度形成有微细的光掩模图案的光掩模。
标号说明
11…透明性基板
12…移相膜
13…遮光膜
14…膜
15…光掩模坯料
16…抗蚀剂膜
17…抗蚀剂膜
21…透明性基板
22…遮光膜
23…硬掩模膜
24…膜
25…光掩模坯料
26…抗蚀剂膜

Claims (20)

1.一种光掩模坯料，其特征在于，具备：
透明性基板；
移相膜，在上述透明性基板上设置，在含氧氯类干式蚀刻中不受到实质性的蚀刻并且在氟类干式蚀刻中能够蚀刻，上述移相膜是使以硅氧化物、硅氮化物或硅氮氧化物为主成分的硅类化合物含有金属而得到的膜；遮光膜，设置在上述移相膜上，上述遮光膜在氟类干式蚀刻中不受到实质性的蚀刻并且在含氧氯类干式蚀刻中能够蚀刻，上述遮光膜是以铬氧化物、铬氮化物或铬氮氧化物为主成分的金属化合物膜、或以铬为主成分的金属膜或合金膜；以及
第1膜，设置在上述遮光膜上，上述第1膜在氟类干式蚀刻及含氧氯类干式蚀刻中能够蚀刻，上述第1膜不含有铬而含有从钼、钽、钨、锆、铪、钒及铌中选择的过渡金属，
上述过渡金属的含有量为，相对于过渡金属与硅的合计占10原子％以上。
2.如权利要求1所述的光掩模坯料，其特征在于，
上述遮光膜的膜厚为30nm以上120nm以下。
3.如权利要求1所述的光掩模坯料，其特征在于，
上述第1膜的膜厚是0.5nm以上10nm以下。
4.如权利要求1所述的光掩模坯料，其特征在于，
上述第1膜是含有上述过渡金属的硅氧化物、硅氮化物或硅氮氧化物。
5.如权利要求1所述的光掩模坯料，其特征在于，
在上述第1膜之上，形成有膜厚为50nm以上350nm以下的电子束描绘用的化学增强型抗蚀剂膜。
6.一种光掩模的制造方法，其特征在于，包括如下工序：
准备光掩模坯料，上述光掩模坯料具备：透明性基板；移相膜，在上述透明性基板上设置，在含氧氯类干式蚀刻中不受到实质性的蚀刻并且在氟类干式蚀刻中能够蚀刻，上述移相膜是使以硅氧化物、硅氮化物或硅氮氧化物为主成分的硅类化合物含有金属而得到的膜；遮光膜，设置在上述移相膜上，上述遮光膜在氟类干式蚀刻中不受到实质性的蚀刻并且在含氧氯类干式蚀刻中能够蚀刻，上述遮光膜是以铬氧化物、铬氮化物或铬氮氧化物为主成分的金属化合物膜、或以铬为主成分的金属膜或合金膜；以及第1膜，设置在上述遮光膜上，上述第1膜在氟类干式蚀刻及含氧氯类干式蚀刻中能够蚀刻，上述第1膜不含有铬而含有从钼、钽、钨、锆、铪、钒及铌中选择的过渡金属，
在上述第1膜上形成具有图案的第1抗蚀剂；
使用上述第1抗蚀剂作为掩模，用含氧氯类干式蚀刻将上述遮光膜及上述第1膜蚀刻；
除去上述第1抗蚀剂；
在氟类干式蚀刻中对上述第1膜进行蚀刻，并且使用被蚀刻后的上述遮光膜作为掩膜而对上述移相膜进行蚀刻；
在被蚀刻后的上述遮光膜上，形成具有图案的第2抗蚀剂；以及
使用上述第2抗蚀剂作为掩膜，在含氧氯类干式刻蚀中对被蚀刻后的上述遮光膜进一步蚀刻，
上述过渡金属的含有量为，相对于过渡金属与硅的合计占10原子％以上。
7.如权利要求6所述的光掩模的制造方法，其特征在于，
上述遮光膜的膜厚为30nm以上120nm以下。
8.如权利要求6所述的光掩模的制造方法，其特征在于，
上述第1膜的膜厚是0.5nm以上10nm以下。
9.如权利要求6所述的光掩模的制造方法，其特征在于，
上述第1膜是含有上述过渡金属的硅氧化物、硅氮化物或硅氮氧化物。
10.如权利要求6所述的光掩模的制造方法，其特征在于，
在上述第1膜之上，形成有膜厚为50nm以上350nm以下的电子束描绘用的化学增强型抗蚀剂膜。
11.一种光掩模坯料，其特征在于，具备：
透明性基板；
遮光膜，在上述透明性基板上设置，在含氧氯类干式蚀刻中不受到实质性的蚀刻并且在氟类干式蚀刻中能够蚀刻，上述遮光膜是使以硅氧化物、硅氮化物或硅氮氧化物为主成分的硅类化合物含有金属而得到的膜；
第1膜，设置在上述遮光膜上，上述第1膜在氟类干式蚀刻中不受到实质性的蚀刻并且在含氧氯类干式蚀刻中能够蚀刻，上述第1膜是以铬氧化物、铬氮化物或铬氮氧化物为主成分的金属化合物膜、或以铬为主成分的金属膜或合金膜；以及
第2膜，设置在上述第1膜上，上述第2膜在氟类干式蚀刻及含氧氯类干式蚀刻中能够蚀刻，上述第2膜不含有铬而含有从钼、钽、钨、锆、铪、钒及铌中选择的过渡金属，
上述过渡金属的含有量为，相对于过渡金属与硅的合计占10原子％以上。
12.如权利要求11所述的光掩模坯料，其特征在于，
上述第1膜是膜厚为2nm以上30nm以下的防反射膜、以及硬掩模膜的至少其一。
13.如权利要求11所述的光掩模坯料，其特征在于，
上述第2膜的膜厚是0.5nm以上10nm以下。
14.如权利要求11所述的光掩模坯料，其特征在于，
上述第2膜是含有上述过渡金属的硅氧化物、硅氮化物或硅氮氧化物。
15.如权利要求11所述的光掩模坯料，其特征在于，
在上述第2膜之上，形成有膜厚为50nm以上350nm以下的电子束描绘用的化学增强型抗蚀剂膜。
16.一种光掩模的制造方法，其特征在于，包括如下工序：
准备光掩模坯料，上述光掩模坯料具备：透明性基板；遮光膜，在上述透明性基板上设置，在含氧氯类干式蚀刻中不受到实质性的蚀刻并且在氟类干式蚀刻中能够蚀刻，上述遮光膜是使以硅氧化物、硅氮化物或硅氮氧化物为主成分的硅类化合物含有金属而得到的膜；第1膜，设置在上述遮光膜上，上述第1膜在氟类干式蚀刻中不受到实质性的蚀刻并且在含氧氯类干式蚀刻中能够蚀刻，上述第1膜是以铬氧化物、铬氮化物或铬氮氧化物为主成分的金属化合物膜、或以铬为主成分的金属膜或合金膜；以及第2膜，设置在上述第1膜上，上述第2膜在氟类干式蚀刻及含氧氯类干式蚀刻中能够蚀刻，上述第2膜不含有铬而含有从钼、钽、钨、锆、铪、钒及铌中选择的过渡金属，
在上述第2膜上形成具有图案的第1抗蚀剂；以及
使用上述第1抗蚀剂作为掩模，在含氧氯类干式蚀刻中将上述第1膜及上述第2膜蚀刻，
除去上述第1抗蚀剂；
在氟类干式蚀刻中对上述第2膜进行蚀刻，并且使用被蚀刻后的上述第1膜作为掩膜而对上述遮光膜进行蚀刻；以及
在含氧氯类的干式蚀刻中将被蚀刻后的上述第1膜除去，
上述过渡金属的含有量为，相对于过渡金属与硅的合计占10原子％以上。
17.如权利要求16所述的光掩模的制造方法，其特征在于，
上述第1膜是膜厚为2nm以上30nm以下的防反射膜、以及硬掩模膜的至少其一。
18.如权利要求16所述的光掩模的制造方法，其特征在于，
上述第2膜的膜厚是0.5nm以上10nm以下。
19.如权利要求16所述的光掩模的制造方法，其特征在于，
上述第2膜是含有上述过渡金属的硅氧化物、硅氮化物或硅氮氧化物。
20.如权利要求16所述的光掩模的制造方法，其特征在于，
在上述第2膜之上，形成有膜厚为50nm以上350nm以下的电子束描绘用的化学增强型抗蚀剂膜。
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