CN114245880A - 掩模坯料、相移掩模及半导体器件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够制造出可提高对ArF准分子激光的曝光光的相移效果、同时能够确保曝光边缘、光学性能良好的相移掩模的掩模坯料。上述掩模坯料在透光性基板上具备相移膜，其中，相移膜含有铪、硅及氧，相移膜中的铪的含量相对于铪及硅的合计含量以原子％计的比率为0.4以上，相移膜在ArF准分子激光的曝光光的波长下的折射率n为2.5以上，相移膜在曝光光的波长下的消光系数k为0.30以下。
Description
技术领域
本发明涉及相移掩模用的掩模坯料、相移掩模及半导体器件的制造方法。
背景技术
在半导体器件的制造工序中，使用光刻法进行微细图案的形成。另外，该微细图案的形成中通常要使用多片的转印用掩模。进行半导体器件的图案的微细化时，除了在转印用掩模形成的掩模图案的微细化以外，还需要使光刻中使用的曝光光源的波长短波长化。近年来，制造半导体装置时的曝光光源采用ArF准分子激光(波长193nm)的情况逐渐增加。
作为转印用掩模的一种，包括半色调型相移掩模。作为半色调型相移掩模的掩模坯料，以往以来已知有具有在透光性基板上层叠有由含有硅及氮的材料形成的相移膜、由铬类材料形成的遮光膜、由无机类材料形成的蚀刻掩模膜(硬掩模膜)的结构的掩模坯料。在使用该掩模坯料制造半色调型相移掩模的情况下，首先，将形成于掩模坯料表面的抗蚀图案作为掩模，通过利用氟类气体的干法蚀刻对蚀刻掩模膜进行图案化，接下来，将蚀刻掩模膜作为掩模，通过利用氯与氧的混合气体的干法蚀刻对遮光膜进行图案化，进一步将遮光膜的图案作为掩模，通过利用氟类气体的干法蚀刻对相移膜进行图案化。
例如，在专利文献1中提出了一种半色调型相移掩模，其具有由氮含量为50％以上的高氮化SiN类材料形成的相移膜，且具有使ArF准分子激光的曝光光以10％以上的透射率透过的功能、和产生150度以上且200度以下的相位差的功能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-91889号公报
发明内容
发明所要解决的问题
近年来，随着图案的微细化、复杂化，为了能够实现更高分辨率的图案转印，要求进一步提高了对ArF准分子激光的曝光光的透射率的相移膜。通过提高对该曝光光的透射率，能够提高相移效果。进而，在将具备该相移膜的相移掩模设置于曝光装置并相对于转印对象物(半导体基板上的抗蚀膜等)进行曝光转印时，能够确保曝光边缘(margin)。为了提高对该曝光光的透射率，使相移膜含有氧是有效的。然而，会由于相移膜中含有氧而导致相移膜的折射率降低、所得相位差也减少。为了弥补所减少的相位差而确保期望的相位差，需要增厚相移膜的膜厚。然而，如果相移膜的膜厚变厚，则存在光学性能降低、对转印对象物进行曝光转印时转印图像的CD面内均匀性(CD Uniformity)降低的问题。
本发明是为了解决现有的问题而完成的，目的在于提供能够制造出可提高对ArF准分子激光的曝光光的相移效果、同时能够确保曝光边缘、光学性能良好的相移掩模的掩模坯料，另外，本发明的目的在于提供可提高对ArF准分子激光的曝光光的相移效果、同时能够确保曝光边缘、光学性能良好的相移掩模。进而，本发明提供使用了这样的相移掩模的半导体器件的制造方法。
解决问题的方法
本发明具有以下的方案作为解决上述问题的方法。
(方案1)
一种掩模坯料，其在透光性基板上具备相移膜，
上述相移膜含有铪、硅及氧，
上述相移膜中的铪的含量相对于铪及硅的合计含量以原子％计的比率为0.4以上，
上述相移膜在ArF准分子激光的曝光光的波长下的折射率n为2.5以上，
上述相移膜在上述曝光光的波长下的消光系数k为0.30以下。
(方案2)
根据方案1所述的掩模坯料，其中，
上述相移膜在上述曝光光的波长下的折射率n为2.9以下。
(方案3)
根据方案1或2所述的掩模坯料，其中，
上述相移膜在上述曝光光的波长下的消光系数k为0.05以上。
(方案4)
方案1～3中任一项所述的掩模坯料，其中，
上述相移膜的氧的含量为60原子％以上。
(方案5)
根据方案1～4中任一项所述的掩模坯料，其中，
上述相移膜的膜厚为65nm以下。
(方案6)
根据方案1～5中任一项所述的掩模坯料，其中，
上述相移膜中的铪、硅及氧的合计含量为90原子％以上。
(方案7)
根据方案1～6中任一项所述的掩模坯料，其中，
上述相移膜具有下述功能：
使上述曝光光以20％以上的透射率透过的功能、和
使透过上述相移膜后的上述曝光光和仅在与上述相移膜的厚度相同距离的空气中通过后的上述曝光光之间产生150度以上且210度以下的相位差的功能。
(方案8)
根据方案1～7中任一项所述的掩模坯料，其在上述相移膜上具备遮光膜。
(方案9)
一种相移掩模，其在透光性基板上具备具有转印图案的相移膜，
上述相移膜含有铪、硅及氧，
上述相移膜中的铪的含量相对于铪及硅的合计含量以原子％计的比率为0.4以上，
上述相移膜在ArF准分子激光的曝光光的波长下的折射率n为2.5以上，
上述相移膜在上述曝光光的波长下的消光系数k为0.30以下。
(方案10)
根据方案9所述的相移掩模，其中，
上述相移膜在上述曝光光的波长下的折射率n为2.9以下。
(方案11)
根据方案9或10所述的相移掩模，其中，
上述相移膜在上述曝光光的波长下的消光系数k为0.05以上。
(方案12)
根据方案9～11中任一项所述的相移掩模，其中，
上述相移膜的氧的含量为60原子％以上。
(方案13)
根据方案9～12中任一项所述的相移掩模，其中，
上述相移膜的膜厚为65nm以下。
(方案14)
根据方案9～13中任一项所述的相移掩模，其中，
上述相移膜中的铪、硅及氧的合计含量为90原子％以上。
(方案15)
根据方案9～14中任一项所述的相移掩模，其中，
上述相移膜具有下述功能：
使上述曝光光以20％以上的透射率透过的功能、和
使透过上述相移膜后的上述曝光光和仅在与上述相移膜的厚度相同距离的空气中通过后的上述曝光光之间产生150度以上且210度以下的相位差的功能。
(方案16)
根据方案9～15中任一项所述的相移掩模，其在上述相移膜上具备具有包含遮光带的图案的遮光膜。
(方案17)
一种半导体器件的制造方法，该方法具备：
使用方案16所述的相移掩模将转印图案曝光转印至半导体基板上的抗蚀膜的工序。
发明的效果
具有以上方案的本发明的掩模坯料在透光性基板上具备相移膜，其中，上述相移膜含有铪、硅及氧，上述相移膜中的铪的含量相对于铪及硅的合计含量以原子％计的比率为0.4以上，上述相移膜在ArF准分子激光的曝光光的波长下的折射率n为2.5以上，上述相移膜在上述曝光光的波长下的消光系数k为0.10以上且0.30以下。因此，能够制造出可提高对ArF准分子激光的曝光光的相移效果、同时能够确保曝光边缘、光学性能良好的相移掩模。进一步，在使用了该相移掩模的半导体器件的制造中，能够精度良好地将图案转印至半导体器件上的抗蚀膜等。
附图说明
图1是掩模坯料的实施方式的剖面示意图。
图2是示出相移掩模的制造工序的剖面示意图。
符号说明
1 透光性基板
2 相移膜
2a 相移图案
3 遮光膜
3a、3b 遮光图案
4 硬掩模膜
4a 硬掩模图案
5a 抗蚀图案
6b 抗蚀图案
100 掩模坯料
200 相移掩模
具体实施方式
以下，对本发明的各实施方式进行说明，首先对完成本发明的经过进行说明。传统的相移膜如上所述，由含有硅及氮的材料形成，主成分为硅及氮。另外，也有包含钼等金属的相移膜，但主成分为硅及氮的相移膜是主流。相对于此，本发明人首先使相移膜的材料为含有铪、硅、氧的材料。进而，着眼于相移膜中的铪的含量[原子％]相对于铪与硅的合计含量[原子％]的比率(以下，称作Hf/[Hf+Si]比率)、以及且在ArF准分子激光的曝光光的波长下的折射率n及消光系数k(以下，有时将它们简称为折射率n、消光系数k)。进而，发现了该Hf/[Hf+Si]比率、与折射率n及消光系数k之间存在相关性。相移膜的折射率n及消光系数k与决定该相移膜的相位差、透射率及膜厚有很大的关系。本发明人等进行了进一步的研究，发现在含有铪、硅、氧的相移膜中，通过使该Hf/[Hf+Si]比率为0.4以上、折射率n为2.5以上、消光系数k为0.30以下，能够制造出可提高对ArF准分子激光的曝光光的相移效果、同时能够确保曝光边缘、光学性能良好的相移掩模。
以下，基于附图对上述的本发明的详细方案进行说明。需要说明的是，在各图中，对同样的构成要素标记相同的符号进行说明。
〈掩模坯料〉
图1中示出了掩模坯料的实施方式的示意构成。图1所示的掩模坯料100是在透光性基板1的一个主表面上依次层叠有相移膜2、遮光膜3、及硬掩模膜4的构成。掩模坯料100也可以是根据需要而未设置硬掩模膜4的构成。另外，掩模坯料100还可以是在硬掩模膜4上根据需要而层叠有抗蚀膜的构成。以下，对掩模坯料100的主要构成部的详细情况进行说明。
[透光性基板]
透光性基板1是由对平版印刷的曝光工序中使用的曝光光的透射性良好的材料形成的。作为这样的材料，可使用合成石英玻璃、硅酸铝玻璃、钠钙玻璃、低热膨胀玻璃(SiO2-TiO2玻璃等)、其它各种玻璃基板。特别是，使用了合成石英玻璃的基板对ArF准分子激光(波长：约193nm)的透射性高，因此可适宜用作掩模坯料100的透光性基板1。
需要说明的是，这里所说的平版印刷中的曝光工序是指，在使用了利用该掩模坯料100制作的相移掩模的平版印刷中的曝光工序，只要没有特别限制，曝光光是指ArF准分子激光(波长：193nm)。
形成透光性基板1的材料在曝光光下的折射率优选为1.5以上且1.6以下、更优选为1.52以上且1.59以下、进一步优选为1.54以上且1.58以下。
[相移膜]
相移膜2优选具有使曝光光以20％以上的透射率透过的功能。这是为了使在相移膜2的内部透过后的曝光光与在空气中通过后的曝光光之间产生充分的相移效果。另外，相移膜2对于曝光光的透射率优选为75％以下、更优选为70％以下。这是为了将相移膜2的膜厚抑制为能够确保光学性能的适当范围。
为了得到适当的相移效果，优选对相移膜2进行调整，使其具有下述功能：使透过该相移膜2后的曝光光和仅在与该相移膜2的厚度相同距离的空气中通过后的曝光光之间产生150度以上且210度以下的相位差的功能。相移膜2的上述相位差更优选为155度以上、进一步优选为160度以上。另一方面，相移膜2的相位差更优选为195度以下、进一步优选为190度以下。
为了使相移膜2整体至少满足上述的透射率、相位差的各条件，其在曝光光的波长下的折射率n(以下简称为折射率n)优选为2.5以上、更优选大于2.6、进一步优选为2.62以上。另外，相移膜2的折射率n优选为2.9以下、更优选为2.88以下。相移膜2的消光系数k优选为0.05以上、更优选大于0.1、进一步优选为0.12以上。另外，相移膜2在曝光光的波长下的消光系数k(以下简称为消光系数k)优选为0.30以下、更优选为0.28以下。需要说明的是，相移膜2的折射率n及消光系数k是将相移膜2整体视为光学上均匀的一层而推导出的数值。
包含相移膜2的薄膜的折射率n和消光系数k并非仅由其薄膜的组成决定。该薄膜的膜密度、结晶状态等也是影响折射率n、消光系数k的要素。因此，调整通过反应性溅射来成膜薄膜时的诸条件，以使薄膜达到期望的折射率n及消光系数k的方式进行成膜。为了使相移膜2达到上述的折射率n和消光系数k的范围，不仅限于在通过反应性溅射成膜时对稀有气体和反应性气体(氧气、氮气等)的混合气体的比率进行调整。还涉及到通过反应性溅射成膜时的成膜室内的压力、对溅射靶施加的电力、靶与透光性基板1之间的距离等位置关系等多方面。这些成膜条件是成膜装置中固有的条件，可适宜调整为使得所形成的薄膜达到期望的折射率n及消光系数k。
为了确保光学性能，相移膜2的膜厚优选为65nm以下、更优选为62nm以下。另外，为了确保使期望的相位差产生的功能，相移膜2的膜厚优选为50nm以上、更优选为52nm以上。
相移膜2优选由含有铪、硅及氧的材料形成。该相移膜2中的铪、硅及氧的合计含量优选为90原子％以上、更优选为95原子％以上、进一步优选为97原子％以上。由此，能够提高透射率，同时能够抑制由含有氧导致的膜厚的增大。进一步，相移膜2特别优选除成膜时混入的稀有气体及杂质以外仅由铪、硅及氧构成。该相移膜2能够通过使用了含有硼的氯类气体、优选为BCl3气体与Cl2气的混合气体的干法蚀刻进行图案化，对于后述的遮光膜3具有充分的蚀刻选择性。
从提高透射率的观点考虑，相移膜2的氧的含量优选为60原子％以上、更优选为62原子％以上。从降低膜的表面粗糙度的观点考虑，相移膜2的氧的含量优选为67原子％以下、更优选为66原子％以下。另外，相移膜2只要满足上述的光学特性即可，也可以进一步分别在3原子％以下的范围以内含有选自半金属元素、非金属元素、金属元素中的一种以上元素。特别是氮、碳、氢这样的轻元素不可避免地分别在5原子％以下的范围以内是被允许的。
另外，相移膜2中的铪的含量相对于铪及硅的合计含量以原子％计的比率(Hf/[Hf+Si]比率)优选为0.4以上、更优选为0.5以上。这是为了使相移膜2的膜厚达到适当的范围。另外，该比率Hf/[Hf+Si]优选为0.9以下、更优选为0.8以下。这是为了提高相移膜2的透射率。
相移膜2优选为组成均一的单层膜，但并不必须限定于此，也可以由多层形成，可以是在厚度方向上具有组成梯度的构成。
需要说明的是，相移膜2不需要在膜中的全部区域满足上述的Hf/[Hf+Si]比率、折射率n、及消光系数k的范围。对于相移膜2而言，在将其整体视为均一的一个膜的情况下，只要满足上述的Hf/[Hf+Si]比率、折射率n、及消光系数k的范围即可。在相移膜2为多层结构的情况下，并不需要构成该相移膜2的全部层满足上述的Hf/[Hf+Si]比率、折射率n、及消光系数k的范围。在将相移膜2整体视为一个膜的情况下，满足上述的Hf/[Hf+Si]比率、折射率n、及消光系数k的范围即可。例如，可以形成为由多层形成相移膜2、由以硅和氧为主成分的材料(硅与氧的合计含量为80原子％以上)形成最上层(相移膜2的与透光性基板1侧为相反侧的表面的层)的构成。
[遮光膜]
掩模坯料100在相移膜2上具备遮光膜3。一般来说，对于相移掩模而言，要求待形成转印图案的区域(转印图案形成区域)的外周区域确保给定值以上的光密度(OD)，以使得在使用曝光装置对半导体晶片上的抗蚀膜进行曝光转印时抗蚀膜不会受到由透过外周区域的曝光光带来的影响。相移掩模的外周区域的OD优选为2.8以上、更优选为3.0以上。如上所述，相移膜2具有使曝光光以给定的透射率透过的功能，仅通过相移膜2难以确保给定值的光密度。因此，需要在制造掩模坯料100的阶段预先在相移膜2上层叠遮光膜3，以确保不足的光密度。通过形成为这样的掩模坯料100的构成，如果在制造相移掩模200(参照图2)的过程中将使用相移效果的区域(基本上为转印图案形成区域)的遮光膜3除去，则可以制造出在外周区域确保了给定值的光密度的相移掩模200。
遮光膜3可以采用单层结构及两层以上的层叠结构中的任意结构。另外，单层结构的遮光膜3及两层以上的层叠结构的遮光膜3的各层既可以为在膜或层的厚度方向上大致相同的组成的构成，也可以为在层的厚度方向上具有组成梯度的构成。
图1中记载的形式的掩模坯料100设为了在相移膜2上未经由其它膜地层叠有遮光膜3的构成。对于该构成的情况下的遮光膜3，需要采用对在相移膜2形成图案时使用的蚀刻气体具有充分的蚀刻选择性的材料。该情况下的遮光膜3优选由含有铬的材料形成。作为形成遮光膜3的含有铬的材料，除铬金属以外，可列举在铬中含有选自氧、氮、碳、硼及氟中的一种以上元素的材料。
一般而言，利用氯类气体与氧气的混合气体对铬类材料进行蚀刻，但铬金属相对于该蚀刻气体的蚀刻速率不太高。考虑到提高相对于氯类气体与氧气的混合气体的蚀刻气体的蚀刻速率这一点，作为形成遮光膜3的材料，优选为在铬中含有选自氧、氮、碳、硼及氟中的一种以上元素的材料。另外，也可以使形成遮光膜3的含有铬的材料中含有钼、铟及锡中的一种以上元素。通过含有钼、铟及锡中的一种以上元素，可以进一步加快相对于氯类气体与氧气的混合气体的蚀刻速率。
另外，只要能够在与形成相移膜2的材料之间得到对于干法蚀刻的蚀刻选择性，则也可以利用含有硅的材料形成遮光膜3。特别是含有过渡金属和硅的材料，遮光性能高，能够减薄遮光膜3的厚度。作为遮光膜3中所含的过渡金属，可列举：钼(Mo)、钽(Ta)、钨(W)、钛(Ti)、铬(Cr)、铪(Hf)、镍(Ni)、钒(V)、锆(Zr)、钌(Ru)、铑(Rh)、锌(Zn)、铌(Nb)、钯(Pd)等中的任意一种金属或这些金属的合金。作为遮光膜3中所含的除过渡金属元素以外的金属元素，可列举：铝(Al)、铟(In)、锡(Sn)及镓(Ga)等。
另一方面，遮光膜3可以具备从相移膜2侧起依次层叠有含有铬的层、和含有过渡金属和硅的层的结构。关于该情况下的含有铬的层、及含有过渡金属和硅的层的材料的具体事项，与上述的遮光膜3的情况同样。
[硬掩模膜]
硬掩模膜4与遮光膜3的表面相接地设置。硬掩模膜4是由对于对遮光膜3进行蚀刻时使用的蚀刻气体具有蚀刻耐性的材料形成的膜。对于该硬掩模膜4而言，只要在直到在用于在遮光膜3上形成图案的干法蚀刻结束之前的期间具有能够作为蚀刻掩模发挥功能的膜的厚度则是充分的，基本上不受光学特性的限制。因此，硬掩模膜4的厚度与遮光膜3的厚度相比，可以大幅减薄。
在遮光膜3由含有铬的材料形成的情况下，该硬掩模膜4优选由含有硅的材料形成。需要说明的是，该情况下的硬掩模膜4存在与有机类材料的抗蚀膜的密合性低的倾向，因此，优选对硬掩模膜4的表面实施HMDS(Hexamethyldisilazane，六甲基二硅氮烷)处理，使表面的密合性提高。需要说明的是，该情况下的硬掩模膜4更优选由SiO2、SiN、SiON等形成。
另外，作为在遮光膜3由含有铬的材料形成的情况下的硬掩模膜4的材料，除上述材料以外，也可以采用含有钽的材料。作为该情况下的含有钽的材料，除钽金属以外，可列举在钽中含有选自氮、氧、硼及碳中的一种以上元素的材料等。可列举例如：Ta、TaN、TaO、TaON、TaBN、TaBO、TaBON、TaCN、TaCO、TaCON、TaBCN、TaBOCN等。另外，在遮光膜3由含有硅的材料形成的情况下，优选硬掩模膜4由上述的含有铬的材料形成。
在掩模坯料100中，优选与硬掩模膜4的表面相接地以100nm以下的膜厚形成有有机类材料的抗蚀膜。在与DRAM hp32nm代对应的微细图案的情况下，有时会在要形成于硬掩模膜4的转印图案(相移图案)中设置线宽为40nm的SRAF(亚分辨率辅助图形，Sub-Resolution Assist Feature)。然而，即使在该情况下，抗蚀图案的剖面高宽比也可以低至1:2.5，因此，可以在抗蚀膜的显影时、冲洗时等抑制抗蚀图案损坏、脱离。需要说明的是，抗蚀膜的膜厚更优选为80nm以下。
[抗蚀膜]
在掩模坯料100中，优选与硬掩模膜4的表面相接地以100nm以下的膜厚形成有有机类材料的抗蚀膜。在与DRAM hp32nm代对应的微细图案的情况下，有时会在要形成于遮光膜3的遮光图案中设置线宽为40nm的SRAF(亚分辨率辅助图形，Sub-Resolution AssistFeature)。然而，即使在该情况下，可以通过如上所述地设置硬掩模膜4来抑制抗蚀膜的膜厚，由此能够将由该抗蚀膜构成的抗蚀图案的截面长宽比降低至1:2.5。因此，可以在抗蚀膜的显影时、冲洗时等抑制抗蚀图案损坏、脱离。需要说明的是，抗蚀膜的膜厚更优选为80nm以下。抗蚀膜优选为电子束描绘曝光用的抗蚀剂，进一步，该抗蚀剂更优选为化学增幅型。
[掩模坯料的制造顺序]
以上构成的掩模坯料100通过如下所述的顺序来制造。首先，准备透光性基板1。对于该透光性基板1而言，将端面及主表面研磨至给定的表面粗糙度(例如，在边长为1μm的四边形的内侧区域内，均方根粗糙度Rq为0.2nm以下)，然后实施给定的清洗处理及干燥处理。
接下来，在该透光性基板1上通过溅射法形成相移膜2。形成相移膜2后，在给定的加热温度下适当进行退火处理。接下来，在相移膜2上，通过溅射法成膜上述的遮光膜3。然后，在遮光膜3上，通过溅射法成膜上述的硬掩模膜4。在利用溅射法的成膜中，使用以给定的组成比含有构成上述各膜的材料的溅射靶及溅射气体，进一步根据需要进行使用上述稀有气体与反应性气体的混合气体作为溅射气体的成膜。然后，在该掩模坯料100具有抗蚀膜的情况下，根据需要对硬掩模膜4的表面实施HMDS(Hexamethyldisilazane，六甲基二硅氮烷)处理。然后，在实施了HMDS处理后的硬掩模膜4的表面上，通过旋涂法等涂布法形成抗蚀膜，从而完成掩模坯料100。
〈相移掩模的制造方法〉
图2中示出了由上述实施方式的掩模坯料100制造的本发明的实施方式涉及的相移掩模200及其制造工序。如图2(g)所示，相移掩模200的特征在于，在掩模坯料100的相移膜2形成了作为转印图案的相移图案2a，在遮光膜3形成了具有包含遮光带的图案的遮光图案3b。在掩模坯料100上设置有硬掩模膜4的构成的情况下，在该相移掩模200的制作过程中除去硬掩模膜4。
本发明的实施方式的相移掩模200的制造方法是使用上述的掩模坯料100的方法，其特征在于，包括下述工序：通过干法蚀刻在遮光膜3形成转印图案的工序；通过将具有转印图案的遮光膜3作为掩模的干法蚀刻，在相移膜2形成转印图案的工序；通过将具有遮光图案的抗蚀膜(抗蚀图案6b)作为掩模的干法蚀刻，在遮光膜3形成遮光图案3b的工序。以下，按照图2所示的制造工序对本发明的相移掩模200的制造方法进行说明。需要说明的是，在此，对使用了在遮光膜3上层叠有硬掩模膜4的掩模坯料100的相移掩模200的制造方法进行说明。另外，针对遮光膜3采用含有铬的材料、硬掩模膜4采用含有硅的材料的情况进行阐述。
首先，通过旋涂法与掩模坯料100中的硬掩模膜4相接地形成抗蚀膜。接下来，利用电子束对抗蚀膜曝光描绘作为要在相移膜2形成的转印图案(相移图案)的第1图案，进一步进行显影处理等给定的处理，形成了具有相移图案的第1抗蚀图案5a(参照图2(a))。接着，将第1抗蚀图案5a作为掩模，进行使用了氟类气体的干法蚀刻，在硬掩模膜4形成了第1图案(硬掩模图案4a)(参照图2(b))。
接下来，将抗蚀图案5a除去，然后将硬掩模图案4a作为掩模，进行使用了氯类气体与氧气的混合气体的干法蚀刻，在遮光膜3形成第1图案(遮光图案3a)(参照图2(c))。接着，将遮光图案3a作为掩模，进行使用了含有硼的氯类气体的干法蚀刻，在相移膜2形成第1图案(相移图案2a)，并将硬掩模图案4a除去(参照图2(d))。
接下来，通过旋涂法在掩模坯料100上形成抗蚀膜。接下来，通过电子束对抗蚀膜曝光描绘作为要在遮光膜3形成的图案(遮光图案)的第2图案，进一步进行显影处理等给定的处理，形成了具有遮光图案的第2抗蚀图案6b(参照图2(e))。接着，将第2抗蚀图案6b作为掩模，进行使用了氯类气体与氧气的混合气体的干法蚀刻，在遮光膜3形成了第2图案(遮光图案3b)(参照图2(f))。进一步，将第2抗蚀图案6b除去，经过清洗等给定的处理，得到了相移掩模200(参照图2(g))。
作为上述的干法蚀刻中使用的氯类气体，只要含有Cl则没有特别限制。可列举例如：Cl2、SiCl2、CHCl3、CH2Cl2、CCl4、BCl3等。另外，作为在上述的干法蚀刻中使用的含有硼的氯类气体，只要含有B和Cl则没有特别限制。可列举例如BCl3等。特别是BCl3气体与Cl2气的混合气体，由于对铪的蚀刻速率较高，因而优选。
通过图2所示的制造方法制造的相移掩模200是在透光性基板1上具备具有转印图案的相移膜2(相移图案2a)的相移掩模。
通过这样地制造相移掩模200，能够得到可提高对ArF准分子激光的曝光光的相移效果、同时能够确保曝光边缘、光学性能良好的相移掩模200。
进一步，本发明的半导体器件的制造方法的特征在于，具备使用上述的相移掩模200将转印图案曝光转印至半导体基板上的抗蚀膜的工序。
本发明的相移掩模200、掩模坯料100由于具有如上所述的效果，因此，在将相移掩模200设置于以ArF准分子激光为曝光光的曝光装置的掩模台，将转印图案曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜时，能够以高的CD面内均匀性(CD Uniformity)将转印图案转印至半导体器件上的抗蚀膜。因此，在将该抗蚀膜的图案作为掩模而对其下层膜进行干法蚀刻以形成电路图案时，能够形成没有因CD面内均匀性的降低导致的布线短路、断线的高精度的电路图案。
实施例
以下，对用于对本发明的实施方式更具体地进行说明的实施例1～4及比较例1～4进行阐述。
〈实施例1〉
[掩模坯料的制造]
参照图1，准备了主表面的尺寸为约152mm×约152mm、厚度为约6.35mm的由合成石英玻璃构成的透光性基板1。将该透光性基板1的端面及主表面研磨至给定的表面粗糙度(以Rq计为0.2nm以下)，然后，实施了给定的清洗处理及干燥处理。使用光谱椭偏仪(J.A.Woollam公司制造M-2000D)对透光性基板1的各光学特性进行了测定，结果是，在波长193nm的光下的折射率为1.556、消光系数为0.000。
接下来，在单片式RF溅射装置内设置透光性基板1，使用HfO2靶和SiO2靶，通过以氩(Ar)气为溅射气体的反应性溅射(RF溅射)，在透光性基板1上以55nm的厚度形成了由铪、硅及氧构成的相移膜2。
接下来，对形成有该相移膜2的透光性基板1进行了用以降低相移膜2的膜应力的加热处理。使用相移量测定装置(Lasertec公司制造MPM193)测定了加热处理后的相移膜2对于波长193nm的光的透射率和相位差，结果是，透射率为27.6％，相位差为177.2度(deg)。另外，使用光谱椭偏仪(J.A.Woollam公司制造M-2000D)对相移膜2的各光学特性进行了测定，结果是，在波长193nm的光下的折射率n为2.769，消光系数k为0.259。在另外的透光性基板上以相同的成膜条件形成了相移膜。进一步，对该相移膜进行了利用X射线光电子能谱法的分析(XPS分析)。其结果是，相移膜的组成为Hf:Si:O＝25.5:8.6:65.9(原子％比)。另外，Hf/[Hf+Si]比率为0.75。
接下来，在单片式RF溅射装置内设置形成有相移膜2的透光性基板1，使用铬(Cr)靶进行了在氩(Ar)、二氧化碳(CO2)及氦(He)的混合气体气氛中的反应性溅射(RF溅射)。由此，与相移膜2相接地以49nm的膜厚形成了由铬、氧及碳构成的遮光膜(CrOC膜)3。在另外的透光性基板上以相同的成膜条件形成了遮光膜。进一步，对该遮光膜进行了利用X射线光电子能谱法的分析(XPS分析)。其结果是，遮光膜的组成为Cr:O:C＝70.8:15.1:14.1(原子％比)。
接下来，对形成有上述遮光膜(CrOC膜)3的透光性基板1实施了加热处理。加热处理后，对层叠有相移膜2及遮光膜3的透光性基板1使用分光光度计(Agilent Technologies公司制造Cary4000)测定了相移膜2与遮光膜3的层叠结构在ArF准分子激光的光波长(约193nm)下的光密度，结果可确认为3.0以上。
接下来，在单片式RF溅射装置内设置层叠有相移膜2及遮光膜3的透光性基板1，使用二氧化硅(SiO2)靶并将氩(Ar)气作为溅射气体，通过RF溅射在遮光膜3上以12nm的厚度形成了由硅及氧构成的硬掩模膜4。进一步实施给定的清洗处理，制造了实施例1的掩模坯料100。
[相移掩模的制造]
接下来，使用该实施例1的掩模坯料100，按照以下的顺序制造了实施例1的半色调型的相移掩模200。首先，对硬掩模膜4的表面实施了HMDS处理。接下来，通过旋涂法与硬掩模膜4的表面相接地以膜厚80nm形成了由电子束描绘用化学增幅型抗蚀剂构成的抗蚀膜。接下来，对该抗蚀膜，电子束描绘出要形成于相移膜2的相移图案、即第一图案，进行给定的显影处理及清洗处理，形成了具有第一图案的抗蚀图案5a(参照图2(a))。
接下来，将抗蚀图案5a作为掩模，进行使用了CF4气体的干法蚀刻，在硬掩模膜4形成了第一图案(硬掩模图案4a)(参照图2(b))。
接下来，将抗蚀图案5a除去。接着，将硬质掩模图案4a作为掩模，进行使用氯气(Cl2)与氧气(O2)的混合气体的干法蚀刻，在遮光膜3形成了第1图案(遮光图案3a)(参照图2(c))。
接下来，将遮光图案3a作为掩模，进行使用BCl3气体和Cl2气的混合气体的干法蚀刻，在相移膜2形成了第1图案(相移图案2a)，并且同时除去了硬掩模图案4a(参照图2(d))。
接下来，通过旋涂法在遮光图案3a上以膜厚150nm形成了由电子束描绘用化学增幅型抗蚀剂构成的抗蚀膜。接着，对抗蚀膜，曝光描绘作为要在遮光膜形成的图案(包含遮光带图案的图案)的第2图案，进一步进行显影处理等给定的处理，形成了具有遮光图案的抗蚀图案6b(参照图2(e))。接着，将抗蚀图案6b作为掩模，进行使用了氯气(Cl2)与氧气(O2)的混合气体的干法蚀刻，在遮光膜3形成了第2图案(遮光图案3b)(参照图2(f))。进一步，将抗蚀图案6b除去，经过清洗等给定的处理，得到了相移掩模200(参照图2(g))。
[图案转印性能的评价]
对于通过以上的顺序制作的相移掩模200，使用AIMS193(Carl Zeiss公司制)进行了利用波长193nm的曝光光曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜时的转印图像的模拟。验证了该模拟的曝光转印图像，结果为，CD面内均匀性高，充分满足了设计规格。根据该结果可知，即使将该实施例1的相移掩模200设置于曝光装置的掩模台、并曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜，最终也能够以高精度在半导体器件上形成电路图案。
〈实施例2〉
[掩模坯料的制造]
对于实施例2的掩模坯料100而言，除了相移膜2、以及遮光膜3的膜厚以外，通过与实施例1同样的顺序制造。该实施例2的相移膜2与实施例1的相移膜2相比变更了成膜条件。具体而言，在单片式RF溅射装置内设置透光性基板1，变更分别对HfO2靶和SiO2靶施加的功率比，进行了氩(Ar)气氛围中的反应性溅射(RF溅射)。由此，在透光性基板1上以57.8nm的厚度形成了由铪、硅及氧构成的相移膜2。
接下来，对形成有该相移膜2的透光性基板1进行了用以降低相移膜2的膜应力的加热处理。使用相移量测定装置(Lasertec公司制造MPM193)测定了加热处理后的相移膜2对于波长193nm的光的透射率和相位差，结果是，透射率为32.0％，相位差为176.9度(deg)。另外，使用光谱椭偏仪(J.A.Woollam公司制造M-2000D)对相移膜2的各光学特性进行了测定，结果是，在波长193nm的光下的折射率n为2.681，消光系数k为0.216。在另外的透光性基板上以相同的成膜条件形成了相移膜。进一步，对该相移膜进行了利用X射线光电子能谱法的分析(XPS分析)。其结果是，相移膜的组成为Hf:Si:O＝23.4:10.5:66.1(原子％比)。另外，Hf/[Hf+Si]比率为0.69。
接下来，通过与实施例1同样的顺序与相移膜2相接地以51nm的膜厚形成了由铬、氧及碳构成的遮光膜(CrOC膜)3。对实施例2的层叠有相移膜2及遮光膜3的透光性基板1使用分光光度计(Agilent Technologies公司制造Cary4000)测定了相移膜2与遮光膜3的层叠结构在ArF准分子激光的光波长(约193nm)下的光密度，结果可确认为3.0以上。
[相移掩模的制造和评价]
接下来，使用该实施例2的掩模坯料100，通过与实施例1同样的顺序制造了实施例2的相移掩模200。对于实施例2的相移掩模200，与实施例1同样地使用AIMS193(Carl Zeiss公司制)，通过波长193nm的曝光光进行了曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜时的转印图像的模拟。对该模拟的曝光转印图像进行了验证，结果为，CD面内均匀性高，充分满足了设计规格。根据该结果可知，即使将该实施例2的相移掩模200设置于曝光装置的掩模台、并曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜，最终也能够以高精度在半导体器件上形成电路图案。
〈实施例3〉
[掩模坯料的制造]
对于实施例3的掩模坯料100而言，除了相移膜2、以及遮光膜3的膜厚以外，通过与实施例1同样的顺序制造。该实施例3的相移膜2与实施例1的相移膜2相比变更了成膜条件。具体而言，在单片式RF溅射装置内设置透光性基板1，变更分别对HfO2靶和SiO2靶施加的功率比，进行了氩(Ar)气氛围中的反应性溅射(RF溅射)。由此，在透光性基板1上以60.7nm的厚度形成了由铪、硅及氧构成的相移膜2。
接下来，对形成有该相移膜2的透光性基板1进行了用以降低相移膜2的膜应力的加热处理。使用相移量测定装置(Lasertec公司制造MPM193)测定了加热处理后的相移膜2对于波长193nm的光的透射率和相位差，结果是，透射率为36.8％，相位差为177.1度(deg)。另外，使用光谱椭偏仪(J.A.Woollam公司制造M-2000D)对相移膜2的各光学特性进行了测定，结果是，在波长193nm的光下的折射率n为2.603，消光系数k为0.178。在另外的透光性基板上以相同的成膜条件形成了相移膜。进一步，对该相移膜进行了利用X射线光电子能谱法的分析(XPS分析)。其结果是，相移膜的组成为Hf:Si:O＝21.8:12.3:65.9(原子％比)。另外，Hf/[Hf+Si]比率为0.64。
接下来，通过与实施例1同样的顺序与相移膜2相接地以52nm的膜厚形成了由铬、氧及碳构成的遮光膜(CrOC膜)3。对层叠有实施例3的相移膜2及遮光膜3的透光性基板1使用分光光度计(Agilent Technologies公司制造Cary4000)测定了相移膜2与遮光膜3的层叠结构在ArF准分子激光的光波长(约193nm)下的光密度，结果可确认为3.0以上。
[相移掩模的制造和评价]
接下来，使用该实施例3的掩模坯料100，通过与实施例1同样的顺序制造了实施例3的相移掩模200。对于实施例3的相移掩模200，与实施例1同样地使用AIMS193(Carl Zeiss公司制)，通过波长193nm的曝光光进行了曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜时的转印图像的模拟。对该模拟的曝光转印图像进行了验证，结果为，CD面内均匀性高，充分满足了设计规格。根据该结果可知，即使将该实施例3的相移掩模200设置于曝光装置的掩模台、并曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜，最终也能够以高精度在半导体器件上形成电路图案。
〈实施例4〉
[掩模坯料的制造]
对于实施例4的掩模坯料100而言，除了相移膜2、以及遮光膜3的膜厚以外，通过与实施例1同样的顺序制造。该实施例4的相移膜2与实施例1的相移膜2相比变更了成膜条件。具体而言，在单片式RF溅射装置内设置透光性基板1，变更分别对HfO2靶和SiO2靶施加的功率比，进行了氩(Ar)气氛围中的反应性溅射(RF溅射)。由此，在透光性基板1上以62.0nm的厚度形成了由铪、硅及氧构成的相移膜2。
接下来，对形成有该相移膜2的透光性基板1进行了用以降低相移膜2的膜应力的加热处理。使用相移量测定装置(Lasertec公司制造MPM193)测定了加热处理后的相移膜2对于波长193nm的光的透射率和相位差，结果是，透射率为38.6％，相位差为177.0度(deg)。另外，使用光谱椭偏仪(J.A.Woollam公司制造M-2000D)对相移膜2的各光学特性进行了测定，结果是，在波长193nm的光下的折射率n为2.569，消光系数k为0.167。在另外的透光性基板上以相同的成膜条件形成了相移膜。进一步，对该相移膜进行了利用X射线光电子能谱法的分析(XPS分析)。其结果是，相移膜的组成为Hf:Si:O＝20.1:13.9:66.0(原子％比)。另外，Hf/[Hf+Si]比率为0.59。
接下来，通过与实施例1同样的顺序与相移膜2相接地以52nm的膜厚形成了由铬、氧及碳构成的遮光膜(CrOC膜)3。对层叠有实施例4的相移膜2及遮光膜3的透光性基板1使用分光光度计(Agilent Technologies公司制造Cary4000)测定了相移膜2与遮光膜3的层叠结构在ArF准分子激光的光波长(约193nm)下的光密度，结果可确认为3.0以上。
[相移掩模的制造和评价]
接下来，使用该实施例4的掩模坯料100，通过与实施例1同样的顺序制造了实施例4的相移掩模200。对于实施例4的相移掩模200，与实施例1同样地使用AIMS193(Carl Zeiss公司制)，通过波长193nm的曝光光进行了曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜时的转印图像的模拟。对该模拟的曝光转印图像进行了验证，结果为，CD面内均匀性高，充分满足了设计规格。根据该结果可知，即使将该实施例4的相移掩模200设置于曝光装置的掩模台、并曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜，最终也能够以高精度在半导体器件上形成电路图案。
〈比较例1〉
[掩模坯料的制造]
对于比较例1的掩模坯料而言，除了相移膜、以及遮光膜的膜厚以外，通过与实施例1同样的顺序制造。该比较例1的相移膜与实施例1的相移膜2相比变更了成膜条件。具体而言，在单片式RF溅射装置内设置透光性基板，使用HfO2靶，进行了氩(Ar)气氛围中的反应性溅射(RF溅射)。由此，在透光性基板上以49.5nm的厚度形成了由铪及氧构成的相移膜。
使用相移量测定装置(Lasertec公司制造MPM193)测定了相移膜对于波长193nm的光的透射率和相位差，结果是，透射率为17.8％，相位差为176.8度(deg)。另外，使用光谱椭偏仪(J.A.Woollam公司制造M-2000D)对相移膜的各光学特性进行了测定，结果是，在波长193nm的光下的折射率n为2.964，消光系数k为0.408。另外，相移膜中的铪的含量相对于铪及硅的合计含量以原子％计的比率Hf/[Hf+Si]为1.000。
接下来，通过与实施例1同样的顺序与相移膜相接地以45nm的膜厚形成了由铬、氧及碳构成的遮光膜(CrOC膜)。对层叠有比较例1的相移膜及遮光膜的透光性基板使用分光光度计(Agilent Technologies公司制造Cary4000)测定了相移膜与遮光膜的层叠结构在ArF准分子激光的光波长(约193nm)下的光密度，结果可确认为3.0以上。
[相移掩模的制造和评价]
接下来，使用该比较例1的掩模坯料，通过与实施例1同样的顺序制造了比较例1的相移掩模。对于比较例1的相移掩模，与实施例1同样地使用AIMS193(Carl Zeiss公司制)、通过波长193nm的曝光光进行了曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜时的转印图像的模拟。对该模拟的曝光转印图像进行了验证，结果不满足设计规格。其原因可推测为，无法充分地提高相移膜的透射率，无法清晰地转印图案。根据该结果可知，在将该比较例1的相移掩模设置于曝光装置的掩模台、并曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜的情况下，最终难以以高精度在半导体器件上形成电路图案。
〈比较例2〉
[掩模坯料的制造]
对于比较例2的掩模坯料而言，除了相移膜、以及遮光膜的膜厚以外，通过与实施例1同样的顺序制造。具体而言，在单片式RF溅射装置内设置透光性基板，变更分别对HfO2靶和SiO2靶施加的功率比，进行了氩(Ar)气氛围中的反应性溅射(RF溅射)。由此，在透光性基板上以93.2nm的厚度形成了由铪、硅及氧构成的相移膜，
接下来，对形成有该相移膜的透光性基板进行了用以降低相移膜的膜应力的加热处理。使用相移量测定装置(Lasertec公司制造MPM193)测定了加热处理后的相移膜对于波长193nm的光的透射率和相位差，结果是，透射率为77.4％，相位差为177.0度(deg)。另外，使用光谱椭偏仪(J.A.Woollam公司制造M-2000D)对相移膜的各光学特性进行了测定，结果是，在波长193nm的光下的折射率n为2.024，消光系数k为0.039。在另外的透光性基板上以相同的成膜条件形成了相移膜。进一步，对该相移膜进行了利用X射线光电子能谱法的分析(XPS分析)。其结果是，相移膜的组成为Hf:Si:O＝12.2:21.7:66.1(原子％比)。另外，Hf/[Hf+Si]比率为0.36。
接下来，通过与实施例1同样的顺序与相移膜相接地以58nm的膜厚形成了由铬、氧及碳构成的遮光膜(CrOC膜)。对层叠有比较例2的相移膜及遮光膜的透光性基板使用分光光度计(Agilent Technologies公司制造Cary4000)测定了相移膜与遮光膜的层叠结构在ArF准分子激光的光波长(约193nm)下的光密度，结果可确认为3.0以上。
[相移掩模的制造和评价]
接下来，使用该比较例2的掩模坯料，通过与实施例1同样的顺序制造了比较例2的相移掩模。对于比较例2的相移掩模，与实施例1同样地使用AIMS193(Carl Zeiss公司制)，通过波长193nm的曝光光进行了曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜时的转印图像的模拟。对该模拟的曝光转印图像进行了验证，结果不满足设计规格。其原因可推测为，相移膜的膜厚过大，相移膜的光学性能降低而无法确保曝光边缘。根据该结果可知，在将该比较例2的相移掩模设置于曝光装置的掩模台、并曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜的情况下，最终难以以高精度在半导体器件上形成电路图案。
〈比较例3〉
[掩模坯料的制造]
对于比较例3的掩模坯料而言，除了相移膜、以及遮光膜的膜厚以外，通过与实施例1同样的顺序制造。具体而言，在单片式RF溅射装置内设置透光性基板，使用Si靶，进行了在氩(Ar)气、氮(N2)气的混合气体氛围中的反应性溅射(RF溅射)。由此，在透光性基板上以60.5nm的厚度形成了由硅及氮构成的相移膜。
接下来，对形成有该相移膜的透光性基板进行了用以降低相移膜的膜应力的加热处理。使用相移量测定装置(Lasertec公司制造MPM193)测定了加热处理后的相移膜对于波长193nm的光的透射率和相位差，结果是，透射率为18.8％，相位差为177.0度(deg)。另外，使用光谱椭偏仪(J.A.Woollam公司制造M-2000D)对相移膜的各光学特性进行了测定，结果是，在波长193nm的光下的折射率n为2.610，消光系数k为0.360。另外，相移膜中的铪的含量相对于铪及硅的合计含量以原子％计的比率Hf/[Hf+Si]为0.000。
接下来，通过与实施例1同样的顺序与相移膜相接地以46nm的膜厚形成了由铬、氧及碳构成的遮光膜(CrOC膜)。对层叠有比较例3的相移膜及遮光膜的透光性基板使用分光光度计(Agilent Technologies公司制造Cary4000)测定了相移膜与遮光膜的层叠结构在ArF准分子激光的光波长(约193nm)下的光密度，结果可确认为3.0以上。
[相移掩模的制造和评价]
接下来，使用该比较例3的掩模坯料，通过与实施例1同样的顺序制造了比较例3的相移掩模。需要说明的是，在形成相移图案时，使用氟类气体(CF4气体)进行了干法蚀刻。对于比较例3的相移掩模，与实施例1同样地使用AIMS193(Carl Zeiss公司制)，通过波长193nm的曝光光进行了曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜时的转印图像的模拟。对该模拟的曝光转印图像进行了验证，结果不满足设计规格。其原因可推测为，无法充分地提高相移膜的透射率，无法清晰地转印图案。根据该结果可知，在将该比较例3的相移掩模设置于曝光装置的掩模台、并曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜的情况下，最终难以以高精度在半导体器件上形成电路图案。
〈比较例4〉
[掩模坯料的制造]
对于比较例4的掩模坯料而言，除了相移膜、以及遮光膜的膜厚以外，通过与实施例1同样的顺序制造。具体而言，在单片式RF溅射装置内设置透光性基板，使用Si靶，进行了在氩(Ar)气、氮(N2)气、及氧(O2)气的混合气体氛围中的反应性溅射(RF溅射)。由此，在透光性基板上以68.4nm的厚度形成了由硅、氧及氮构成的相移膜。
接下来，对形成有该相移膜的透光性基板进行了用以降低相移膜的膜应力的加热处理。使用相移量测定装置(Lasertec公司制造MPM193)测定了加热处理后的相移膜对于波长193nm的光的透射率和相位差，结果是，透射率为27.6％，相位差为177.0度(deg)。另外，使用光谱椭偏仪(J.A.Woollam公司制造M-2000D)对相移膜的各光学特性进行了测定，结果是，在波长193nm的光下的折射率n为2.419，消光系数k为0.249。另外，相移膜中的铪的含量相对于铪及硅的合计含量以原子％计的比率Hf/[Hf+Si]为0.000。
接下来，通过与实施例1同样的顺序与相移膜2相接地以49nm的膜厚形成了由铬、氧及碳构成的遮光膜(CrOC膜)3。对层叠有比较例4的相移膜及遮光膜的透光性基板使用分光光度计(Agilent Technologies公司制造Cary4000)测定了相移膜与遮光膜的层叠结构在ArF准分子激光的光波长(约193nm)下的光密度，结果可确认为3.0以上。
[相移掩模的制造和评价]
接下来，使用该比较例4的掩模坯料，通过与实施例1同样的顺序制造了比较例4的相移掩模。需要说明的是，在形成相移图案时，使用氟类气体进行了干法蚀刻。对于比较例4的相移掩模，与实施例1同样地使用AIMS193(Carl Zeiss公司制)，通过波长193nm的曝光光进行了曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜时的转印图像的模拟。对该模拟的曝光转印图像进行了验证，结果不满足设计规格。其原因可推测为，相移膜的膜厚过大，相移膜的光学性能降低而无法确保曝光边缘。根据该结果可知，在将该比较例4的相移掩模设置于曝光装置的掩模台、并曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜的情况下，最终难以以高精度在半导体器件上形成电路图案。
Claims (17)
1.一种掩模坯料，其在透光性基板上具备相移膜，
所述相移膜含有铪、硅及氧，
所述相移膜中的铪的含量相对于铪及硅的合计含量以原子％计的比率为0.4以上，
所述相移膜在ArF准分子激光的曝光光的波长下的折射率n为2.5以上，
所述相移膜在所述曝光光的波长下的消光系数k为0.30以下。
2.根据权利要求1所述的掩模坯料，其中，
所述相移膜在所述曝光光的波长下的折射率n为2.9以下。
3.根据权利要求1或2所述的掩模坯料，其中，
所述相移膜在所述曝光光的波长下的消光系数k为0.05以上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的掩模坯料，其中，
所述相移膜的氧的含量为60原子％以上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的掩模坯料，其中，
所述相移膜的膜厚为65nm以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的掩模坯料，其中，
所述相移膜中的铪、硅及氧的合计含量为90原子％以上。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的掩模坯料，其中，
所述相移膜具有下述功能：
使所述曝光光以20％以上的透射率透过的功能、和
使透过所述相移膜后的所述曝光光和仅在与所述相移膜的厚度相同距离的空气中通过后的所述曝光光之间产生150度以上且210度以下的相位差的功能。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的掩模坯料，其在所述相移膜上具备遮光膜。
9.一种相移掩模，其在透光性基板上具备具有转印图案的相移膜，
所述相移膜含有铪、硅及氧，
所述相移膜中的铪的含量相对于铪及硅的合计含量以原子％计的比率为0.4以上，
所述相移膜在ArF准分子激光的曝光光的波长下的折射率n为2.5以上，
所述相移膜在所述曝光光的波长下的消光系数k为0.30以下。
10.根据权利要求9所述的相移掩模，其中，
所述相移膜在所述曝光光的波长下的折射率n为2.9以下。
11.根据权利要求9或10所述的相移掩模，其中，
所述相移膜在所述曝光光的波长下的消光系数k为0.05以上。
12.根据权利要求9～11中任一项所述的相移掩模，其中，
所述相移膜的氧的含量为60原子％以上。
13.根据权利要求9～12中任一项所述的相移掩模，其中，
所述相移膜的膜厚为65nm以下。
14.根据权利要求9～13中任一项所述的相移掩模，其中，
所述相移膜中的铪、硅及氧的合计含量为90原子％以上。
15.根据权利要求9～14中任一项所述的相移掩模，其中，
所述相移膜具有下述功能：
使所述曝光光以20％以上的透射率透过的功能、和
使透过所述相移膜后的所述曝光光和仅在与所述相移膜的厚度相同距离的空气中通过后的所述曝光光之间产生150度以上且210度以下的相位差的功能。
16.根据权利要求9～15中任一项所述的相移掩模，其在所述相移膜上具备具有包含遮光带的图案的遮光膜。
17.一种半导体器件的制造方法，该方法具备：
使用权利要求16所述的相移掩模将转印图案曝光转印至半导体基板上的抗蚀膜的工序。
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