CN115769144A - 掩模坯料、相移掩模、相移掩模的制造方法及半导体器件的制造方法 - Google Patents

掩模坯料、相移掩模、相移掩模的制造方法及半导体器件的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供不会使掩模制造工艺复杂化、且能够以期望的精度制作透射率不同的图案、能够在各个图案中得到期望的相移功能的掩模坯料。上述掩模坯料在相移膜上具有透射率调整膜，相移膜使透过相移膜后的ArF准分子激光的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，将透射率调整膜在曝光光的波长下的折射率设为nU、将在曝光光的波长下的消光系数设为kU、并将厚度设为dU[nm]时，同时满足下述的式(1)及式(2)的关系。式(1)：dU≤‑17.63×nU 3+142.0×nU 2－364.9×nU+315.8式(2)：dU≥‑2.805×kU 3+19.48×kU 2－43.58×kU+38.11

Description

掩模坯料、相移掩模、相移掩模的制造方法及半导体器件的制 造方法
技术领域
本发明涉及掩模坯料、相移掩模、相移掩模的制造方法及半导体器件的制造方法。
背景技术
一般而言，在半导体器件的制造工序中，使用光刻法来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被称为转印用掩模的基板。进行半导体器件的图案的微细化时，除了形成在转印用掩模上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。作为制造半导体装置时的曝光光源，近年正在进行从KrF准分子激光(波长248nm)向ArF准分子激光(波长193nm)短波长化。
作为转印用掩模的种类，除了在现有的透光性基板上具备由铬类材料形成的遮光图案的二元掩模以外，还已知有半色调型相移掩模。在半色调型相移掩模的相移膜中广泛使用钼硅化物(MoSi)类的材料。
在专利文献1中公开了一种相移掩模，其在透明基板2上依次形成有蚀刻停止膜3、形成给定的图案的相移层4，在形成于区域A的相移层4上形成有含有铬的遮光性膜图案5，在形成于区域B的相移层4上形成有由钼硅化物形成的半透光性膜图案6，并且在同一基板上形成有Levenson型相移掩模及半色调型相移掩模。
另外，在专利文献2中公开了一种相移掩模，其具备：设置于透光性基板11的形成遮光图案的部分及形成半遮光图案的部分的半色调膜12；和设置于位于半色调膜12中形成有遮光图案的部分的半色调膜12上的遮光膜13。半遮光图案包含由半色调膜12形成的第一半遮光图案、及由尺寸比第一半遮光图案小的半色调膜形成的第二半遮光图案，在包含该第二半遮光图案的区域的光透射路径32中包含调整该光透射路径32的光透射率的元素。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6-123961公报
专利文献2：日本特开2007-279441号公报
发明内容
发明要解决的问题
近年，要求的图案种类开始多样化、复杂化，在形成于半色调型相移掩模的转印图案中，有时也共存有比较微细的图案和比较稀疏的图案。用于获得良好的相移效果的优选的透射率有时根据图案的种类而不同。即，存在优选通过被转印的图案的种类、间距等来提高透射率的情况，以及优选抑制透射率的情况。而且，在转印区域中，如何设定具有相对较高的透射率的区域、和具有相对较低的透射率的区域根据转印对象的半导体器件而不同，因此，要求能够与形成于转印对象的图案的种类对应地设定具有期望的透射率的区域的设计自由度高的掩模坯料。
专利文献1中记载的相移掩模在区域A形成有遮光性膜图案，在其它区域B形成有半透光性膜图案5，该相移掩模本身是有用的。然而，该相移掩模是在俯视下混合存在有在区域A设置有Levenson型相移图案、在区域B设置有半色调型相移图案这样的产生不同的相移效果的图案的相移掩模。该相移掩模是半色调型相移掩模，无法应对设置不同的透射率的半色调型相移图案的要求。
另外，专利文献2中记载的相移掩模是进行通过对半色调掩模坯料注入Ga离子而减少所注入的区域的光透射率的处理的相移掩模。在制作通常的掩模时不进行这样的处理，掩模制造装置中需要具备离子注入机构，导致掩模制造处理复杂化。而且，注入至掩模坯料的离子会从期望的区域扩散，因此，难以满足制造微细图案的要求。
因此，本发明是为了解决现有的问题而完成的，其目的在于提供一种掩模坯料，其在透光性基板上具备相移膜，不会使由掩模坯料制造相移掩模时的工艺(掩模制造工艺)复杂化，上述掩模坯料具备能够以期望的精度制作透射率不同的图案，并且能够在各个图案中得到期望的相移功能的相移膜。另外，本发明的目的在于，提供使用该掩模坯料制造的相移掩模及相移掩模的制造方法。此外，本发明的目的在于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
为了实现上述的课题，本发明具有以下的方案。
(方案1)
一种掩模坯料，其在透光性基板上具备相移膜，
在上述相移膜上具有透射率调整膜，
上述相移膜使透过上述相移膜后的ArF准分子激光的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，
将上述透射率调整膜在上述曝光光的波长下的折射率设为nU、将上述曝光光的波长下的消光系数设为kU、并将厚度设为dU[nm]时，同时满足下述式(1)及式(2)的关系，
式(1)dU≤-17.63×nU 3+142.0×nU 2－364.9×nU+315.8
式(2)dU≥-2.805×kU 3+19.48×kU 2－43.58×kU+38.11。
(方案2)
根据方案1所述的掩模坯料，其中，
上述透射率调整膜的上述折射率nU为1.2以上。
(方案3)
根据方案1或2所述的掩模坯料，其中，
上述透射率调整膜的上述消光系数kU为1.5以上。
(方案4)
根据方案1～3中任一项所述的掩模坯料，其中，
上述相移膜使上述曝光光以12％以上的透射率透过。
(方案5)
根据方案1～4中任一项所述的掩模坯料，其中，
上述透射率调整膜的上述消光系数kU与上述厚度dU[nm]满足下述式(3)的关系，
式(3)dU≤8.646×kU 2－38.42×kU+61.89。
(方案6)
根据方案1～5中任一项所述的掩模坯料，其中，
上述透射率调整膜含有硅和氮。
(方案7)
根据方案1～6中任一项所述的掩模坯料，其中，
在上述相移膜与上述透射率调整膜之间具备含有硅和氧的中间膜。
(方案8)
根据方案1～6中任一项所述的掩模坯料，其中，
上述相移膜在与上述透光性基板侧相反的表面侧具备含有硅和氧的最上层。
(方案9)
根据方案1～8中任一项所述的掩模坯料，其中，
在上述透射率调整膜上具备遮光膜。
(方案10)
一种相移掩模，其在透光性基板上具备具有第一图案的相移膜。
在上述相移膜上具备具有第二图案的透射率调整膜，
上述相移膜使透过上述相移膜后的ArF准分子激光的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，
将上述透射率调整膜在上述曝光光的波长下的折射率设为nU、将上述曝光光的波长下的消光系数设为kU、并将厚度设为dU[nm]时，同时满足下述式(1)及式(2)的关系，
式(1)dU≤-17.63×nU 3+142.0×nU 2－364.9×nU+315.8
式(2)dU≥-2.805×kU 3+19.48×kU 2－43.58×kU+38.11。
(方案11)
根据方案10所述的相移掩模，其中，
上述透射率调整膜的上述折射率nU为1.2以上。
(方案12)
根据方案10或11所述的相移掩模，其中，
上述透射率调整膜的上述消光系数kU为1.5以上。
(方案13)
根据方案10～12中任一项所述的相移掩模，其中，
上述相移膜使上述曝光光以12％以上的透射率透过。
(方案14)
根据方案10～13中任一项所述的相移掩模，其中，
上述透射率调整膜的上述消光系数kU与上述厚度dU[nm]满足下述式(3)的关系，
式(3)dU≤8.646×kU 2－38.42×kU+61.89。
(方案15)
根据方案10～14中任一项所述的相移掩模，其中，
上述透射率调整膜含有硅和氮。
(方案16)
根据方案10～15中任一项所述的相移掩模，其中，
在上述相移膜与上述透射率调整膜之间具备具有上述第二图案的中间膜，上述中间膜含有硅和氧。
(方案17)
根据方案10～15中任一项所述的相移掩模，其中，
上述相移膜在与上述透光性基板侧相反的表面侧具备含有硅和氧的最上层。
(方案18)
根据方案10～17中任一项所述的相移掩模，其中，
在上述透射率调整膜上具备具有第三图案的遮光膜。
(方案19)
一种相移掩模的制造方法，其是使用了方案9所述的掩模坯料的相移掩模的制造方法，该方法具备：
通过干法蚀刻在上述遮光膜上形成第一图案的工序；
通过将上述具有第一图案的遮光膜作为掩模的干法蚀刻在上述透射率调整膜及上述相移膜中的各个膜上形成第一图案的工序；
通过干法蚀刻在上述遮光膜上形成第二图案的工序；
通过将上述具有第二图案的遮光膜作为掩模的干法蚀刻在上述透射率调整膜上形成第二图案的工序；以及
通过干法蚀刻在上述遮光膜上形成第三图案的工序。
(方案20)
一种半导体器件的制造方法，该方法具备以下工序：使用方案18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。
发明的效果
本发明能够提供不会使掩模制造工艺复杂化、且能够以期望的精度制作透射率不同的图案、能够在各个图案中得到期望的相移功能的掩模坯料。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式中的掩模坯料的构成的剖面图。
图2是示出本发明的第一实施方式中的相移掩模的构成的剖面图。
图3是示出本发明的第一实施方式中的相移掩模的制造工序的主要部分的示意剖面图。
图4是示出本发明的第一实施方式中的相移掩模的制造工序的主要部分的示意剖面图。
图5是示出本发明的第二实施方式中的掩模坯料的构成的剖面图。
图6是示出本发明的第二实施方式中的相移掩模的构成的剖面图。
图7是示出本发明的第二实施方式中的相移掩模的制造工序的主要部分的示意剖面图。
图8是示出本发明的第二实施方式中的相移掩模的制造工序的主要部分的示意剖面图。
图9是示出由光学模拟A1的结果导出的用于满足相位差的增加量为给定值以下的透射率调整膜的最大膜厚与折射率n的关系的图。
图10是示出由光学模拟A1及B1的结果导出的用于满足相位差的增加量为给定值以下的透射率调整膜的最大膜厚与折射率n的关系的图。
图11是示出由光学模拟A2及B2的结果导出的用于满足透射率之比为给定值以下的透射率调整膜的最小膜厚与消光系数k的关系的图。
图12是示出由光学模拟A3及B3的结果导出的用于满足透过相移膜及透射率调整膜的层叠结构后的曝光光的透射率为给定值以上的透射率调整膜的最大膜厚与消光系数k的关系的图。
图13是示出本发明的第三实施方式中的掩模坯料的构成的剖面图。
图14是示出本发明的第三实施方式中的相移掩模的构成的剖面图。
图15是示出本发明的第三实施方式中的相移掩模的制造工序的主要部分的示意剖面图。
图16是示出本发明的第三实施方式中的相移掩模的制造工序的主要部分的示意剖面图。
符号说明
1 透光性基板
2 相移膜
2a 具有第一图案的相移膜(相移图案)
2a’ 局部具有第一图案的相移膜(相移图案)
3 中间膜
3a 具有第一图案的中间膜(中间图案)
3b 具有第二图案的中间膜(中间图案)
4 透射率调整膜
4a 具有第一图案的透射率调整膜(透射率调整图案)
4b 具有第二图案的透射率调整膜(透射率调整图案)
5 遮光膜
5a 具有第一图案的遮光膜(遮光图案)
5b 具有第二图案的遮光膜(遮光图案)
5c 具有第三图案的遮光膜(遮光图案)
6 硬掩模膜
6a 具有第一图案的硬掩模膜(硬掩模图案)
7 抗蚀膜
7a 具有第一图案的抗蚀膜(抗蚀图案)
8b 具有第二图案的抗蚀膜(抗蚀图案)
9c 具有第三图案的抗蚀膜(抗蚀图案)
10 掩模坯料
12 第一层
12a 具有第一图案的第一层
12a’ 局部具有第一图案的第一层
13 第二层
13a 具有第一图案的第二层
14 第三层
14a 具有第一图案的第三层
15 相移膜
15a 具有第一图案的相移膜(相移图案)
16 透射率调整膜
16a 具有第一图案的透射率调整膜(透射率调整图案)
16b 具有第二图案的透射率调整膜(透射率调整图案)
20 掩模坯料
30 掩模坯料
31 蚀刻停止膜
31a 具有第一图案的蚀刻停止膜(蚀刻停止图案)
31b 具有第二图案的蚀刻停止膜(蚀刻停止图案)
41 透射率调整膜
41a 具有第一图案的透射率调整膜(透射率调整图案)
41b 具有第二图案的透射率调整膜(透射率调整图案)
100 相移掩模
200 相移掩模
300 相移掩模
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。本申请发明人等针对相移膜，对于不会使掩模制造工艺复杂化，且能够以期望的精度制作透射率不同的图案，并且能够在各个图案中得到期望的相移功能的技术手段进行了深入研究。
首先，为了制作透射率不同的图案，想到了在相移膜上具有透射率调整膜的构成。而且，相移膜具有使透过相移膜后的ArF准分子激光的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(以下称为适当“期望的相移功能”)。通过这样地设计，在相移掩模上除去了透射率调整膜的部位，ArF准分子激光的曝光光(以下适当称为“曝光光”)以给定的透射率透过相移膜，并且能够得到上述的期望的相移功能。
在此基础上，对于以下的透射率调整膜的构成进一步进行了研究，上述透射率调整膜的构成对于透过相移膜和透射率调整膜的曝光光也可得到期望的相移功能，并且可得到与透过相移膜的曝光光的透射率明显不同的透射率。
首先，关于相移功能，本发明人等对于用于满足对透过相移膜及透射率调整膜的层叠结构的曝光光的相位差相对于对透过相移膜的曝光光的相位差的增加量为20度以下的条件进行了研究。在该研究中，本发明人等着眼于透射率调整膜的最大膜厚与折射率n的关系，对相移膜及透射率调整膜进行了光学模拟A1。在光学模拟A1中，使折射率n在1.2～2.0的范围中，一边变更透射率调整膜的膜厚，一边计算出用于满足相位差的增加量为20度以下的透射率调整膜的最大膜厚。这里，相移膜的膜厚设为60.4nm、折射率n设为2.61、消光系数k设为0.36。需要说明的是，上述的折射率n及消光系数k是对于ArF准分子激光光的波长(波长193nm)的折射率n及消光系数k，只要没有特别提及，则以下也同样。
另外，在光学模拟A1中，在相移膜与透射率调整膜之间设定了中间膜。该中间膜以假设通过干法蚀刻对透射率调整膜形成图案时未蚀刻至相移膜的方式设置。该中间膜的膜厚设为3nm、折射率n设为1.56、消光系数k设为0.00。由于中间膜具有这样的光学特性，因此对光学模拟A1的结果造成的影响轻微。
基于该光学模拟A1的结果，整理透射率调整膜的折射率n与最大膜厚的关系。图9是示出由光学模拟A1的结果导出的用于满足对于透过相移膜及透射率调整膜的层叠结构的曝光光的相位差相对于对透过相移膜的曝光光的相位差的增加量为20度以下的透射率调整膜的最大膜厚与折射率n的关系的图。图9中的曲线A11、A12及A13分别表示用于满足相位差的增加量为20度以下、15度以下及10度以下的透射率调整膜的最大膜厚。
图9所示的用于满足相位差的增加量为20度以下的透射率调整膜的最大膜厚的关系式(曲线A11的数学式)如下。
dUmax＝-17.63×nU 3+142.0×nU 2－364.9×nU+315.8
另外，如图9所示，满足相位差的增加量为15度以下及10度以下的曲线A12、A13位于曲线A11的下侧。用于满足相位差的增加量为15度以下的透射率调整膜的最大膜厚的关系式(曲线A12的数学式)如下。
dUmax＝-70.62×nU 3+406.5×nU 2－795.7×nU+540.1
此外，用于满足相位差的增加量为10度以下的透射率调整膜的最大膜厚的关系式(曲线A13的数学式)如下。
dUmax＝201.1×nU 4－1407×nU 3+3700×nU 2－4356×nU+1956
根据这些结果发现，透射率调整膜的膜厚dU[nm]与折射率nU满足式(1)时，对于透过相移膜及透射率调整膜的层叠结构的曝光光的相位差与对于透过相移膜的曝光光的相位差相比的增加量为20度以下。
式(1)dU≤-17.63×nU 3+142.0×nU 2－364.9×nU+315.8
另外发现，透射率调整膜的膜厚dU[nm]与折射率nU满足式(1-A12)时，对透过相移膜及透射率调整膜的层叠结构的曝光光的相位差相对于对透过相移膜的曝光光的相位差的增加量为15度以下。
式(1-A12)dU≤-70.62×nU 3+406.5×nU 2－795.7×nU+540.1
此外发现，透射率调整膜的膜厚dU[nm]与折射率nU满足式(1-A13)时，对透过相移膜及透射率调整膜的层叠结构的曝光光的相位差相对于对透过相移膜的曝光光的相位差的增加量为10度以下。
式(1-A13)dU≤201.1×nU 4－1407×nU 3+3700×nU 2－4356×nU+1956
此外，本发明人等尝试改变相移膜的条件进行了同样的光学模拟B1。该相移膜形成了从透光性基板侧起依次层叠有第一层、第二层及第三层的结构。第一层的膜厚设为41nm、折射率n设为2.61、消光系数k设为0.36，第二层的膜厚设为24nm、折射率n设为2.18、消光系数k设为0.12，第三层的膜厚设为4nm、折射率n设为1.56、消光系数k设为0.00。需要说明的是，在光学模拟B中，由于第三层也能够具有上述的中间膜的功能，因此成为了在相移膜与透射率调整膜之间不设置中间膜的构成。基于该光学模拟B1的结果，整理了透射率调整膜的折射率n与最大膜厚的关系。
图10是针对透射率调整膜的最大膜厚与折射率n的关系对光学模拟A1与光学模拟B1的结果进行对比而得到的图。图10所示的曲线A11、A12及A13是光学模拟A1的结果，与图9中图示出的结果相同。图10所示的曲线B11、B12及B13分别为光学模拟B1的结果，分别示出用于满足相位差的增加量分别为14度以下、11度以下、6度以下的透射率调整膜的最大膜厚。
图10中，曲线A11位于曲线B11(相位差的增加量为14度的阈值的曲线)的下方，这表示满足基于曲线A11导出的式(1)的关系的透射率调整膜即使在设置于光学模拟B1中使用的相移膜上的情况下，相位差的增加量也成为14度以下。同样地，曲线A12位于曲线B12的下方，这表示满足基于曲线A12导出的式(1-A12)的关系的透射率调整膜即使在设置于光学模拟B1中使用的相移膜上的情况下，相位差的增加量也成为11度以下。同样地，曲线A13也位于曲线B13的下方，这表示满足基于曲线A13导出的式(1-A13)的关系的透射率调整膜即使在设置于光学模拟B1中使用的相移膜上的情况下，相位差的增加量也成为6度以下。这些结果意味着如果是满足式(1)的关系的透射率调整膜，则无论设置于其下的相移膜的光学特性如何，上述的相位差的增加量均成为20度以下。
另一方面，作为可得到与透过相移膜的曝光光的透射率明显不同的透射率的条件，本发明人等对于用于满足透过相移膜及透射率调整膜的层叠结构的曝光光的透射率Ts与透过相移膜的曝光光的透射率Tp之比(即，Ts/Tp。以下，有时其简称为透射率之比)为0.5以下的条件进行了研究。该研究中，本发明人等着眼于透射率调整膜的最小膜厚与消光系数k的关系，对相移膜及透射率调整膜分别进行了光学模拟A2及B2。在光学模拟A2及B2中，使消光系数k在1.5～2.0的范围中，一边变更透射率调整膜的膜厚，一边计算出用于满足透射率之比为0.5以下的透射率调整膜的最小膜厚。需要说明的是，关于相移膜，在光学模拟A2中，使用与光学模拟A1相同的相移膜，在光学模拟B2中，使用与光学模拟B1相同的相移膜。
然后，基于该模拟A2及B2的各结果，整理了透射率调整膜的消光系数k与最小膜厚的关系。图11是针对透射率调整膜的最小膜厚与消光系数k的关系对光学模拟A2和光学模拟B2的结果进行对比而得到的图。图11所示的曲线A21及A22是光学模拟A2的结果，分别示出了用于满足透射率之比分别为0.50以下、0.45以下的透射率调整膜的最小膜厚。曲线B21及B22是光学模拟B2的结果，分别示出了用于满足透射率之比分别为0.50以下、0.43以下的透射率调整膜的最小膜厚。
图11所示的用于满足透射率之比为0.5以下的透射率调整膜的最小膜厚的关系式(曲线A21的数学式)如下。
dUmin＝-2.805×kU 3+19.48×kU 2－43.58×kU+38.11
另外，如图11所示，满足透射率之比为0.45以下的曲线A22位于曲线A21的上侧。用于满足透射率之比为0.45以下的透射率调整膜的最小膜厚的关系式(曲线A22的数学式)如下。
dUmin＝8.592×kU 3－38.60×kU 2+54.28×kU－15.36
根据这些结果发现，透射率调整膜的膜厚dU[nm]与消光系数kU满足式(2)时，透过相移膜及透射率调整膜的层叠结构的曝光光的透射率与透过相移膜的曝光光的透射率之比为0.5以下。
式(2)dU≥-2.805×kU 3+19.48×kU 2－43.58×kU+38.11
另外发现，透射率调整膜的膜厚dU[nm]与消光系数kU满足式(2-A22)时，透过相移膜及透射率调整膜的层叠结构的曝光光的透射率与透过相移膜的曝光光的透射率之比为0.45以下。
式(2-A22)dU≥8.592×kU 3－38.60×kU 2+54.28×kU－15.36
图11中，曲线A21位于曲线B21(透射率之比为0.50的阈值的曲线)的上方，这表示满足基于曲线A21导出的式(2)的关系的透射率调整膜即使在设置于光学模拟B2中使用的相移膜上的情况下，透射率之比也成为0.50以下。同样，曲线A22位于曲线B22(透射率之比为0.43的阈值的曲线)的上方，这表示满足基于曲线A22导出的式(2-A22)的关系的透射率调整膜即使在设置于光学模拟B2中使用的相移膜上的情况下，透射率之比也成为0.45以下。这些结果意味着如果是满足式(2)的关系的透射率调整膜，则无论设置于其下的相移膜的光学特性如何，上述的透射率之比均成为0.50以下。
这样一来，本发明人等查明如果是满足式(1)及式(2)的关系的透射率调整膜，则上述的相位差的增加量为20度以下，上述的透射率之比为0.50以下。本发明是进行了如上所述的深入研究而成的。
＜第一实施方式＞
[掩模坯料及其制造]
以下，一边参照附图一边对实施方式进行说明。
图1是示出本发明的第一实施方式的掩模坯料10的构成的剖面图。图1所示的本发明的掩模坯料10具有在透光性基板1上依次层叠有相移膜2、中间膜3、透射率调整膜4、遮光膜5、硬掩模膜6及抗蚀膜7的结构。
对于透光性基板1而言，除了可以由合成石英玻璃形成以外，还可以由石英玻璃、硅酸铝玻璃、钠钙玻璃、低热膨胀玻璃(SiO2-TiO2玻璃等)等形成。这些中，合成石英玻璃对于ArF准分子激光的透射率高，特别优选用作形成掩模坯料的透光性基板的材料。形成透光性基板1的材料在ArF曝光光的波长(约193nm)下的折射率n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。
为了得到适当的相移效果，优选按照使透过的ArF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光之间产生的相位差成为150度以上且210度以下的范围的方式来调整相移膜2。相移膜2中的上述相位差优选为155度以上、更优选为160度以上。另一方面，相移膜2中的上述相位差优选为195度以下、更优选为190度以下。
相移膜2优选使曝光光以12％以上的透射率透过。近年，作为对于半导体基板(晶片)上的抗蚀膜的曝光/显影工艺，开始利用NTD(负色调显影，Negative ToneDevelopment)来进行，其中，常常使用明视野掩模(图案开口率高的转印用掩模)。在明视野的相移掩模中，通过将相移膜对于曝光光的透射率设为12％以上，透过透光部的光的零次光与一次光的平衡变得良好。该平衡变得良好时，透过相移膜的曝光光对零次光产生干涉，使光强度衰减的效果变大，抗蚀膜上的图案清晰度提高。为了进一步提高由相移效果带来的转印图像(投影光学图像)的图案边缘强调效果，相移膜2更优选以19％以上的透射率透过、进一步优选以28％以上的透射率透过。另一方面，相移膜2对于ArF曝光光的透射率优选为50％以下、更优选为40％以下。相移膜2对于ArF曝光光的透射率超过50％时，旁瓣的影响变得更强，因而不优选。
相移膜2的厚度优选为90nm以下、更优选为80nm以下。另一方面，相移膜2的厚度优选为40nm以上、更优选为50nm以上。
在相移膜2中，为了满足与上述的光学特性和膜的厚度相关的各种条件，相移膜的折射率n优选为2.0以上、更优选为2.1以上。另外，相移膜2的折射率n优选为3.0以下、更优选为2.9以下。相移膜2的消光系数k优选为0.9以下、更优选为0.6以下。另外，相移膜2的消光系数k优选为0.1以上。
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各种条件，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。为了使该薄膜达到上述的折射率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，可适当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。
相移膜2由含有非金属元素和硅的材料形成。由含有硅和过渡金属的材料形成的薄膜存在消光系数k变高的倾向。为了减薄相移膜2的整体膜厚，可以由含有非金属元素、硅以及过渡金属的材料形成相移膜2。作为在该情况下含有的过渡金属，例如可举出：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)等中的任一种金属或这些金属的合金。另一方面，相移膜2优选由含有非金属元素和硅的材料、或者含有半金属元素、非金属元素及硅的材料形成。
在相移膜2中含有半金属元素的情况下，如果含有选自硼、锗、锑及碲中的一种以上半金属元素，则能够期待提高作为溅射靶使用的硅的导电性，因而优选。
在相移膜2中含有非金属元素的情况下，优选含有选自氮、氧、碳、氟及氢中的一种以上非金属元素。该非金属元素中也可以包含氦(He)、氩(Ar)、氪(Kr)及氙(Xe)等稀有气体。
需要说明的是，在相移膜2的全部组成中，氮及氧的合计含量优选为40原子％以上、更优选为50原子％以上。
相移膜2可以由含有金属元素和氧的材料形成。作为在该情况下含有的金属元素，例如可举出锆(Zr)、钽(Ta)、钨(W)、钛(Ti)、铬(Cr)、钼(Mo)、铪(Hf)、镍(Ni)、钒(V)、钌(Ru)、铑(Rh)、锌(Zn)、铌(Nb)、钯(Pd)等中的任一种金属或这些金属的合金。在该情况下，相移膜2的氧的含量优选为40原子％以上、更优选为50原子％以上。
在本实施方式中，在相移膜2与透射率调整膜4之间具备含有硅和氧的中间膜3。该中间膜3作为对于相移膜2的蚀刻停止膜发挥功能，只要具有直至在相移膜2上形成图案的干法蚀刻结束的期间仅作为蚀刻掩模发挥功能的膜的厚度就是充分的。另外，虽无特别限定，但该中间膜3优选由于基板1相同的材料构成。这样一来，通过干法蚀刻在相移膜2形成图案时，即使在露出的透光性基板1的表面由于蚀刻气体的影响而被蚀刻的情况下，中间膜3也以相同程度的量被蚀刻。因此，形成相移图案时，能够确保透过透光性基板1露出的部位的曝光光与透过相移膜2(及中间膜3)的曝光光的相位差为上述的优选范围。这样一来，本实施方式的掩模坯料在能够通过设置中间膜3而提高相移功能的可靠性方面是优选的。中间膜3的氧含量优选为50原子％以上、更优选为55原子％以上、进一步优选为60原子％以上。中间膜3的厚度优选为1nm以上、更优选为2nm以上。另外，中间膜3的厚度优选为10nm以下、更优选为5nm以下。
掩模坯料10在中间膜3上具有透射率调整膜4。将该透射率调整膜4在曝光光的波长下的折射率设为nU、将曝光光的波长下的消光系数设为kU、并将厚度设为dU[nm]时，同时满足下述式(1)及式(2)的关系。
式(1)dU≤-17.63×nU 3+142.0×nU 2－364.9×nU+315.8
式(2)dU≥-2.805×kU 3+19.48×kU 2－43.58×kU+38.11
如上所述，如果是满足式(1)的透射率调整膜4，则能够满足对透过相移膜2及透射率调整膜4的层叠结构的曝光光的相位差相对于对透过相移膜2的曝光光的相位差的增加量为20度以下的条件。而且，如果是满足式(2)的透射率调整膜4，能够满足透过相移膜2及透射率调整膜4的层叠结构的曝光光的透射率相对于透过相移膜2的曝光光的透射率之比为0.50以下的条件。
此外，透射率调整膜4的折射率nU优选为1.2以上、更优选为1.5以上。另外，透射率调整膜4的折射率nU优选为3.0以下、更优选为2.5以下。另一方面，透射率调整膜4的消光系数kU优选为1.5以上、更优选为2.0以上。另外，透射率调整膜4的消光系数kU优选为3.0以下、更优选为2.5以下。
另外，透射率调整膜4的消光系数kU与厚度dU[nm]优选满足下述式(3)的关系。
式(3)dU≤8.646×kU 2－38.42×kU+61.89
对导出该式(3)的经过进行说明。本发明人等对于在具有12％以上的透射率的相移膜2上设置透射率调整膜4的情况下、透过相移膜2及透射率调整膜4的透射率(以下有时将其称为层叠体透射率)成为2％以上的条件进行了研究。在该研究中，本发明人等着眼于透射率调整膜的最大膜厚与消光系数k的关系，对相移膜及透射率调整膜分别进行了光学模拟A3及B3。在光学模拟A3及B3中，使消光系数k在1.5～2.0的范围中，一边变更透射率调整膜的膜厚，一边计算出用于满足层叠体透射率为2％以上的透射率调整膜的最大膜厚。需要说明的是，关于相移膜，在光学模拟A3中，使用与光学模拟A1及A2相同的相移膜，在光学模拟B3中，使用与光学模拟B1及B2相同的相移膜。
然后，基于该模拟A3及B3的各结果，整理了透射率调整膜的消光系数k与最大膜厚的关系。图12是针对透射率调整膜的最大膜厚与消光系数k的关系对光学模拟A3进行光学模拟B3的结果对比而得到的图。图12所示的曲线A31及A32是光学模拟A3的结果，分别表示用于满足层叠体透射率分别为2％以上、4％以上的透射率调整膜的最大膜厚。曲线B31及B32是光学模拟B2的结果，分别表示用于满足层叠体透射率分别为2％以上、4％以上的透射率调整膜的最大膜厚。
图12所示的用于满足层叠体透射率为2％以上的透射率调整膜的最大膜厚的关系式(曲线A31的数学式)如下。
dUmax＝8.646×kU 2－38.42×kU+61.89
另外，如图12所示，满足层叠体透射率为4％以上的曲线A32位于曲线A31的下侧。用于满足层叠体透射率为4％以上的透射率调整膜的最大膜厚的关系式(曲线A32的数学式)如下。
dUmax＝5.101×kU 2－22.46×kU+38.44
根据这些结果发现，透射率调整膜的膜厚dU[nm]与消光系数kU满足式(3)时，层叠体透射率为2％以上。
式(3)dU≤8.646×kU 2－38.42×kU+61.89
另外发现，透射率调整膜的膜厚dU[nm]与消光系数kU满足式(3-A32)时，层叠体透射率为4％以上。
式(3-A32)dU≤5.101×kU 2－22.46×kU+38.44
图11中，曲线A31位于曲线B31(层叠体透射率为2％以上的阈值的曲线)的下方，这表示满足基于曲线A31导出的式(3)的关系的透射率调整膜即使在设置于光学模拟B3中使用的相移膜上的情况下，层叠体透射率也成为2％以上。同样，曲线A32位于曲线B32(层叠体透射率为4％以上的阈值的曲线)的下方，这表示满足基于曲线A32导出的式(3-A32)的关系的透射率调整膜即使在设置于光学模拟B3中使用的相移膜上的情况下，层叠体透射率也成为4％以上。
这些结果意味着如果是满足式(3)的关系的透射率调整膜，则无论设置于其下的相移膜的光学特性如何，层叠体透射率均成为2％以上。
透射率调整膜4只要可得到上述的光学特性，就可以使用任意材料。透射率调整膜4优选含有硅，更优选含有硅和非金属元素。另外，从容易得到期望的特性方面考虑，优选透射率调整膜4含有硅和氮。透射率调整膜4中的硅与氮的合计含量更优选为97原子％以上、进一步优选为99原子％以上。
掩模坯料10具有在透射率调整膜4上具备遮光膜5的构成。遮光膜5需要使用对于在透射率调整膜4上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5优选由含有铬的材料形成。作为形成遮光膜5的含有铬的材料，除了铬金属以外，还可举出在铬中含有选自氧、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5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5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。
另一方面，作为遮光膜5，可以具备从透射率调整膜4侧起依次层叠有由含有铬的材料形成的层和由含有硅的材料形成的层的结构。关于该情况下的含有铬的材料的具体事项，与上述的遮光膜5的情况相同。
对于掩模坯料10，优选在遮光膜5上进一步层叠有硬掩模膜6的构成，所述硬掩模膜6由对于对遮光膜5进行蚀刻时使用的蚀刻气体具有蚀刻选择性的材料形成。硬掩模膜6基本上不受光密度的限制，因此，硬掩模膜6的厚度与遮光膜5的厚度相比能够大幅减薄。而且，有机类材料的抗蚀膜7只要具有直至在该硬掩模膜6形成图案的干法蚀刻结束的期间仅作为蚀刻掩模发挥功能的膜的厚度就是充分的。因此，能够与以往相比大幅减薄抗蚀膜7的厚度。抗蚀膜7的薄膜化在提高抗蚀剂分辨率和防止图案歪斜的方面是有效的，在应对微细化要求方面极为重要。
在遮光膜5由含有铬的材料形成的情况下，该硬掩模膜6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6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6的表面实施HMDS(Hexamethyldisilazane，六甲基二硅氮烷)处理来提高表面的密合性。需要说明的是，该情况下的硬掩模膜6更优选由SiO2、SiN、SiON等形成。
另外，作为在遮光膜5由含有铬的材料形成的情况下的硬掩模膜6的材料，除上述材料以外，也可以使用含有钽的材料。作为该情况下的含有钽的材料，除了钽金属以外，可举出在钽中含有选自氮、氧、硼及碳中的一种以上元素的材料等。可举出例如：Ta、TaN、TaO、TaON、TaBN、TaBO、TaBON、TaCN、TaCO、TaCON、TaBCN、TaBOCN等。另外，在遮光膜5由含有硅的材料形成的情况下，优选硬掩模膜6由上述的含有铬的材料形成。
在掩模坯料10中，优选与硬掩模膜6的表面相接地以100nm以下的膜厚形成有机类材料的抗蚀膜7。在对应于DRAM hp32nm代的微细图案的情况下，有时会在要形成于硬掩模膜6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-ResolutionAssist Feature)。然而，在该情况下，抗蚀图案的截面长宽比也可以低至1:2.5，因此，可以在抗蚀膜7的显影时，冲洗时等抑制抗蚀图案损坏、脱离。需要说明的是，在由含有硅的材料形成硬掩模膜6的情况下，优选在形成抗蚀膜之前对硬掩模膜6的表面进行使用了HMDS(Hexamethyldisilazane)等的甲硅烷基化处理。
相移膜2、中间膜3、透射率调整膜4、遮光膜5、硬掩模膜6通过溅射而形成，但也可以采用DC溅射、RF溅射及离子束溅射等中的任意溅射。在使用导电性低的靶的情况下，优选采用RF溅射、离子束溅射。考虑到成膜速率，更优选采用DC溅射。另外，抗蚀膜7由旋涂法形成。
这样一来，参照图1对本实施方式的掩模坯料10的构成进行了说明，但并不限定于该构成，例如可以是不具有中间膜3、硬掩模膜6、抗蚀膜7的构成的掩模坯料。另外，可以是在基板1与相移膜2之间设置有蚀刻停止膜的构成的掩模坯料。作为该情况下的蚀刻停止膜的材料，例如可举出：含有铝、硅及氧的材料、含有铝、铪及氧的材料、含有铪及氧的材料、含有铬的材料等。这些方面在后面叙述的第二实施方式的掩模坯料中也同样。
[相移掩模及其制造]
在该第一实施方式的相移掩模100(参照图2)中，在透光性基板1上具备具有第一图案的相移膜(相移图案)2a，在该相移图案2a上具备具有第二图案的透射率调整膜(透射率调整图案)4b。另外，在该相移图案2a与该透射率调整图案4b之间具备具有第二图案的中间膜(中间图案)3b。而且，在该透射率调整膜4b上具备具有第三图案的遮光膜(遮光图案)5c。
即，该第一实施方式的相移掩模100的特征在于，在透光性基板1上具备相移图案2a，在该相移图案2a上具备中间图案3b、透射率调整图案4b、遮光图案5c，该相移图案2a使透过该相移图案2a的ArF准分子激光的曝光光和仅在与该相移图案2a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，将该透射率调整图案4b在曝光光的波长下的折射率设为nU、将曝光光的波长下的消光系数设为kU、并将厚度设为dU[nm]时，同时满足下述式(1)及式(2)的关系。
式(1)dU≤-17.63×nU 3+142.0×nU 2－364.9×nU+315.8
式(2)dU≥-2.805×kU 3+19.48×kU 2－43.58×kU+38.11
另外，关于该相移掩模100中的透光性基板1、相移图案2a、中间图案3b、透射率调整图案4b及遮光图案5c的具体构成，与掩模坯料10的情况相同。
以下，基于作为主要部分示意剖面图的图3及图4所示的制造工序，对该第一实施方式的相移掩模100的制造方法进行说明。
对于图1所示的在掩模坯料10中通过旋涂法形成的抗蚀膜7，利用电子束描绘要在相移膜2形成的第一图案，进一步进行显影处理等给定的处理，由此形成具有第一图案的抗蚀膜(抗蚀图案)7a(参照图3(a))。该第一图案中包含形成于相移膜2而用于发挥相移效果的相移图案、和对准标记用的图案(图2的左侧的开口部)。
接下来，将第一抗蚀图案7a作为掩模，对硬掩模膜6进行使用了氟类气体的干法蚀刻，形成具有第一图案的硬掩模膜(硬掩模图案)6a(参照图3(b))。
接下来，将第一抗蚀图案7a及硬掩模图案6a作为掩模，对遮光膜5进行使用了氯类气体与氧类气体的混合气体的干法蚀刻，形成具有第一图案的遮光膜(遮光图案)5a(参照图3(c))。接下来，将第一抗蚀图案7a除去，进行清洗处理，将遮光图案5a及硬掩模图案6a作为掩模，对透射率调整膜4、中间膜3及相移膜2进行使用了氟类气体的干法蚀刻，形成具有第一图案的透射率调整膜(透射率调整图案)4a、具有第一图案的中间膜(中间图案)3a、局部具有第一图案的相移膜(相移图案)2a’(参照图3(d))。通过该干法蚀刻，硬掩模图案6a被除去。需要说明的是，在对于该相移膜2的干法蚀刻中，优选在通过干法蚀刻将透射率调整图案4b形成于后面叙述的透射率调整膜4的工序中，在透射率调整图案4b的形成结束时，按照残留有相移膜2a’的部分也基本上同时被除去的方式来调整残留相移膜2a’的部分的厚度。
接下来，通过旋涂法形成抗蚀膜。然后，通过电子束对抗蚀膜描绘要在透射率调整膜4形成的图案，进一步进行显影处理等给定的处理，由此形成具有第二图案的抗蚀膜(抗蚀图案)8b(参照图4(a))。然后，将抗蚀图案8b作为掩模，对遮光膜5a进行使用了氯类气体和氧气的混合气体的干法蚀刻，形成具有第二图案的遮光膜(遮光图案5b)(参照图4(a))。
然后，将抗蚀图案8b除去，进行清洗处理，将遮光图案5b作为掩模，对透射率调整膜4进行使用了氟类气体的干法蚀刻，形成具有第二图案的透射率调整膜(透射率调整图案)4b(参照图4(b))。此时，局部具有第一图案的相移膜(相移图案)2a’露出的残存部分也被除去，形成具有第一图案的相移膜(相移图案)2a’(参照图4(b))。
然后，将遮光图案5b及透射率调整图案4b作为掩模，对中间图案3a进行使用了氟类气体的干法蚀刻(过蚀刻)，形成具有第二图案的中间膜(中间图案)3b(参照图4(c))。此时，虽然也有透光性基板1的露出部分被氟类气体挖入的情况，但如上所述，中间膜3是由与透光性基板1同等的材料形成的，因此能够在透光性基板1的露出部分与相移图案2a的露出部分之间确保期望的相位差。
然后，通过旋涂法形成抗蚀膜。然后，利用电子束对抗蚀膜描绘要在遮光膜5形成的图案，进一步进行显影处理等给定的处理，由此形成具有第三图案的抗蚀膜(抗蚀图案)9c(参照图4(d))。然后，将抗蚀图案9c作为掩模，对遮光图案5b进行使用了氯类气体和氧气的混合气体的干法蚀刻，形成具有第三图案的遮光膜(遮光图案)5c(参照图4(d))。
然后，将抗蚀图案9c除去后进行清洗工序。这样一来，能够制造图2所示的相移掩模100。
[半导体器件的制造]
第一实施方式的半导体器件的制造方法的特征在于，使用第一实施方式的相移掩模100或采用第一实施方式的掩模坯料10制造的相移掩模100，将转印图案曝光转印至半导体基板上的抗蚀膜。因此，如果使用第一实施方式的相移掩模100曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜，则能够以充分满足设计规格的精度将图案形成于半导体器件上的抗蚀膜。
＜第二实施方式＞
[掩模坯料及其制造]
图5是示出本发明的第二实施方式的掩模坯料20的构成的剖面图。图5所示的掩模坯料20在以下方面与图1所示的掩模坯料10不同：其由将第一层12、第二层13、第三层14层叠而成的三层结构构成相移膜15，并且在该相移膜15上具备透射率调整膜16。以下，关于与第一实施方式的掩模坯料10共同的方面，适当省略其说明。
本实施方式中的相移膜15以第一层12、第二层13、第三层14在ArF曝光光的波长下的各个折射率n1、n2、n3满足n1＞n2＞n3的关系、并且第一层12、第二层13及第三层14的各个消光系数k1、k2、k3满足k1＞k2＞k3的关系的方式构成。此外，第一层12、第二层13、第三层14的各个膜厚d1、d2、d3以满足d1＞d2＞d3的关系的方式构成。
相移膜15由满足这样的关系的第一层12、第二层13、第三层14构成，由此，能够制成比第一实施方式中的相移膜2具有更高透射率的相移膜。需要说明的是，该相移膜15的构成包含在光学模拟B1、B2、B3的模拟时设定的相移膜的条件。
构成相移膜15的材料可以应用与第一实施方式的相移膜2同样的材料。另外，相移膜15的全部组成中，氮及氧的合计含量优选为40原子％以上、更优选为50原子％以上。
第一层12优选由含有硅及氮的材料形成，第二层13优选由含有硅、氧及氮的材料形成，作为最上层的第三层14优选由含有硅及氧的材料。
另外，透射率调整膜16层叠于相移膜15上，这一点与第一实施方式中的透射率调整膜4不同。关于其它应满足的条件，与第一实施方式中的透射率调整膜4同样。
如上所述，本实施方式中的掩模坯料20在相移膜15上具有透射率调整膜16。将该透射率调整膜16在曝光光的波长下的折射率设为nU、将曝光光的波长下的消光系数设为kU、并将厚度设为dU[nm]时，同时满足下述式(1)及式(2)的关系。
式(1)dU≤-17.63×nU 3+142.0×nU 2－364.9×nU+315.8
式(2)dU≥-2.805×kU 3+19.48×kU 2－43.58×kU+38.11
如上所述，如果是满足式(1)的透射率调整膜16，则能够满足对透过相移膜15及透射率调整膜16的层叠结构的曝光光的相位差相对于对透过相移膜15的曝光光的相位差的增加量为20度以下的条件。而且，如果是满足式(2)的透射率调整膜16，则能够满足透过相移膜15及透射率调整膜16的层叠结构的曝光光的透射率相对于透过相移膜15的曝光光的透射率之比为0.50以下的条件。
[相移掩模及其制造]
在该第二实施方式的相移掩模200(参照图6)中，在透光性基板1上具备具有第一图案的相移膜(相移图案)15a，在该相移图案15a上具备具有第二图案的透射率调整膜(透射率调整图案)16b。另外，该相移图案15a在与透光性基板1侧相反的表面侧具备具有第一图案的第三层14a，该具有第一图案的第三层14a是最上层，且含有硅和氧的。而且，在该透射率调整图案16b上具备具有第三图案的遮光膜(遮光图案)5c。
即，该第二实施方式的相移掩模200的特征在于，在透光性基板1上具备相移图案15a，在该相移图案15a上具备透射率调整图案16b、遮光图案5c，该相移图案15a使透过该相移图案15a的ArF准分子激光的曝光光和仅在与该相移图案15a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，将该透射率调整图案16b在曝光光的波长下的折射率设为nU、将曝光光的波长下的消光系数设为kU、并将厚度设为dU[nm]时，同时满足下述的式(1)及式(2)的关系。
式(1)dU≤-17.63×nU 3+142.0×nU 2－364.9×nU+315.8
式(2)dU≥-2.805×kU 3+19.48×kU 2－43.58×kU+38.11
另外，关于该相移掩模200中的透光性基板1、相移图案15a、透射率调整图案16b及遮光图案5c的具体构成，与掩模坯料20的情况同样。
以下，基于作为主要部分示意剖面图的图7及图8所示的制造工序，对该第二实施方式的相移掩模200的制造方法进行说明。
对于图5所示的在掩模坯料20中通过旋涂法形成的抗蚀膜7，利用电子束描绘要在相移膜15形成的第一图案，进一步进行显影处理等给定的处理，由此形成具有第一图案的抗蚀膜(抗蚀图案)7a(参照图7(a))。该第一图案中包含形成于相移膜15而用于发挥相移效果的相移图案、和对准标记用的图案(图6的左侧的开口部)。
接下来，将第一抗蚀图案7a作为掩模，对硬掩模膜6进行使用了氟类气体的干法蚀刻，形成具有第一图案的硬掩模膜(硬掩模图案)6a(参照图7(b))。
接下来，将第一抗蚀图案7a及硬掩模图案6a作为掩模，对遮光膜5进行使用了氯类气体与氧类气体的混合气体的干法蚀刻，形成具有第一图案的遮光膜(遮光图案)5a(参照图7(c))。接下来，将第一抗蚀图案7a除去，进行清洗处理，将遮光图案5a及硬掩模图案6a作为掩模，对透射率调整膜16及相移膜15进行使用了氟类气体的干法蚀刻，形成具有第一图案的透射率调整膜(透射率调整图案)16a、局部具有第一图案的相移膜(相移图案)15a’(参照图7(d))。该相移图案15a’由局部具有第一图案的第一层12a’、具有第一图案的第二层13a、以及具有第一图案的第三层14a构成。通过该干法蚀刻，硬掩模图案6a被除去。需要说明的是，在对于该相移膜15的干法蚀刻中，优选在通过干法蚀刻讲透射率调整图案16b形成于后面叙述的透射率调整膜16的工序中，在透射率调整图案16b的形成结束时，按照残留有相移膜15a’(第一层12a’)的部分也基本上同时被除去的方式来调整残留相移膜15a’(第一层12a’)的部分的厚度。
接下来，通过旋涂法形成抗蚀膜。然后，利用电子束对抗蚀膜描绘要在透射率调整膜16形成的图案，进一步进行显影处理等给定的处理，由此形成具有第二图案的抗蚀膜(抗蚀图案)8b(参照图8(a))。然后，将抗蚀图案8b作为掩模，对遮光膜5a进行使用了氯类气体和氧气的混合气体的干法蚀刻，形成具有第二图案的遮光膜(遮光图案5b)(参照图8(a))。
然后，将抗蚀图案8b除去，进行清洗处理，将遮光图案5b作为掩模，对透射率调整膜16进行使用了氟类气体的干法蚀刻，形成具有第二图案的透射率调整膜(透射率调整图案)16b(参照图8(b))。此时，局部具有第一图案的相移膜(相移图案)15a’露出的残存部分也被除去，形成具有第一图案的相移膜(相移图案)15a(参照图8(b))。
然后，通过旋涂法形成抗蚀膜。然后，利用电子束对抗蚀膜描绘要在遮光膜5形成的图案，进一步进行显影处理等给定的处理，由此形成具有第三图案的抗蚀膜(抗蚀图案)9c(参照图8(c))。然后，将抗蚀图案9c作为掩模，对遮光图案5b进行使用了氯类气体和氧气的混合气体的干法蚀刻，形成具有第三图案的遮光膜(遮光图案)5c(参照图8(c))。
然后，将抗蚀图案9c除去后，进行清洗工序。这样一来，能够制造图6所示的相移掩模200。
[半导体器件的制造]
第二实施方式的半导体器件的制造方法的特征在于，使用第二实施方式的相移掩模200或采用第一实施方式的掩模坯料20制造的相移掩模200，将转印图案曝光转印至半导体基板上的抗蚀膜。因此，如果使用第二实施方式的相移掩模200曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜，则能够以充分满足设计规格的精度将图案形成于半导体器件上的抗蚀膜。
＜第三实施方式＞
[掩模坯料及其制造]
图13是示出本发明的第三实施方式的掩模坯料30的构成的剖面图。图13所示的掩模坯料30在以下方面与图1所示的掩模坯料10不同：在相移膜2上直接设置了透射率调整膜41，并且在透射率调整膜41与遮光膜5之间配置了蚀刻停止膜31。以下，关于与第一实施方式的掩模坯料10共同的方面，适当省略其说明。
本实施方式中的透射率调整膜41由含有铬的材料形成。该透射率调整膜41与相移膜2之间具有充分的蚀刻选择性，因此没有设置相当于第一实施方式中的中间膜3的膜。透射率调整膜41优选由在铬中含有选自氧、氮、碳、硼及氟中的一种以上元素的材料形成。另外，透射率调整膜41可以使用用于遮光膜5的铬类材料。该透射率调整膜41被设计成在曝光光的波长下的折射率nU、曝光光的波长下的消光系数kU、厚度dU[nm]同时满足上述式(1)及式(2)的关系。
在由上述的含有铬的材料形成遮光膜5的情况下，在通过干法蚀刻对遮光膜5形成图案时，本实施方式中的蚀刻停止膜31发挥蚀刻停止的功能。蚀刻停止膜31可以使用含有硅的材料。蚀刻停止膜31优选由含有硅和氧的材料形成。另一方面，蚀刻停止膜31也可以由含有钽和氧的材料形成。蚀刻停止膜31的厚度优选为1nm以上、更优选为2nm以上。另外，蚀刻停止膜31的厚度优选为10nm以下、更优选为5nm以下。需要说明的是，本实施方式中，在由含有硅的材料或含有钽的材料形成遮光膜5的情况下，也可以不设置蚀刻停止膜31。
如上所述，本实施方式中的掩模坯料30在相移膜2上具有透射率调整膜41。将该透射率调整膜41在曝光光的波长下的折射率设为nU、将曝光光的波长下的消光系数设为kU、并将厚度设为dU[nm]时，同时满足下述式(1)及式(2)的关系。
式(1)dU≤-17.63×nU 3+142.0×nU 2－364.9×nU+315.8
式(2)dU≥-2.805×kU 3+19.48×kU 2－43.58×kU+38.11
如上所述，如果是满足式(1)的透射率调整膜41，则能够满足对透过相移膜2及透射率调整膜41的层叠结构的曝光光的相位差相对于对透过相移膜2的曝光光的相位差的增加量为20度以下的条件。而且，如果是满足式(2)的透射率调整膜41，则能够满足透过相移膜2及透射率调整膜41的层叠结构的曝光光的透射率相对于透过相移膜2的曝光光的透射率之比为0.50以下的条件。
[相移掩模及其制造]
在该第三实施方式的相移掩模300(参照图14)中，在透光性基板1上具备具有第一图案的相移膜(相移图案)2a，在该相移图案2a上具备具有第二图案的透射率调整膜(透射率调整图案)41b。另外，在该透射率调整图案41b上具备具有第二图案的蚀刻停止膜(蚀刻停止图案)31b。而且，在该蚀刻停止膜31b上具备具有第三图案的遮光膜(遮光图案)5c。
即，该第三实施方式的相移掩模300的特征在于，在透光性基板1上具备相移图案2a，在该相移图案2a上具备透射率调整图案41b、蚀刻停止图案31b、遮光图案5c，该相移图案2a使透过该相移图案2a的ArF准分子激光的曝光光和仅在与该相移图案2a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，将该透射率调整图案41b在曝光光的波长下的折射率设为nU、将曝光光的波长下的消光系数设为kU、并将厚度设为dU[nm]时，同时满足下述式(1)及式(2)的关系。
式(1)dU≤-17.63×nU 3+142.0×nU 2－364.9×nU+315.8
式(2)dU≥-2.805×kU 3+19.48×kU 2－43.58×kU+38.11
另外，关于该相移掩模300中的透光性基板1、相移图案2a、透射率调整图案41b、蚀刻停止图案31b及遮光图案5c的具体构成，与掩模坯料30的情况同样。
以下，基于作为主要部分示意剖面图的图15及图16所示的制造工序，对该第三实施方式的相移掩模300的制造方法进行说明。
对于图13所示的在掩模坯料30中通过旋涂法形成的抗蚀膜7，利用电子束描绘要在相移膜2形成的第一图案，进一步进行显影处理等给定的处理，由此形成具有第一图案的抗蚀膜(抗蚀图案)7a(参照图15(a))。该第一图案中包含形成于相移膜2而用于发挥相移效果的相移图案。
接下来，将第一抗蚀图案7a作为掩模，对遮光膜5进行使用了氯类气体和氧气的混合气体的干法蚀刻，形成具有第一图案的遮光膜(遮光图案)5a(参照图15(b))。
接下来，将第一抗蚀图案7a及遮光图案5a作为掩模，对使用了氟类气体的干法蚀刻进行蚀刻停止膜31，形成具有第一图案的蚀刻停止膜(蚀刻停止图案)31a(参照图15(c))。接下来，将第一抗蚀图案7a除去，进行清洗处理。接下来，通过旋涂法形成抗蚀膜。然后，利用电子束对抗蚀膜描绘要在蚀刻停止膜31及透射率调整膜41形成的图案，进一步进行显影处理等给定的处理，由此形成具有第二图案的抗蚀膜(抗蚀图案)8b(参照图15(d))。
接下来，将抗蚀图案8b作为掩模，对遮光膜5a进行使用了氯类气体和氧气的混合气体的干法蚀刻，形成具有第二图案的遮光膜(遮光图案5b)(参照图16(a))。此时，对透射率调整膜41也进行将蚀刻停止图案31a作为掩模的干法蚀刻，形成具有第一图案的透射率调整膜(透射率调整图案)41a。接下来，将第二抗蚀图案8b除去，进行清洗处理。接下来，将透射率调整图案41a作为掩模，对相移膜2进行使用了氟类气体的干法蚀刻，形成具有第一图案的相移膜(相移图案)2a(参照图16(b))。此时，对蚀刻停止图案31a也进行将遮光图案5b作为掩模的干法蚀刻，形成具有第二图案的蚀刻停止膜(蚀刻停止图案)31b。
接下来，将第二抗蚀图案8b除去，进行清洗处理。接下来，通过旋涂法形成抗蚀膜。然后，利用电子束对抗蚀膜描绘要在遮光膜5形成的图案，进一步进行显影处理等给定的处理，由此形成具有第三图案的抗蚀膜(抗蚀图案)9c(参照图16(c))。接下来，将抗蚀图案9c作为掩模，对遮光膜5b进行使用了氯类气体和氧气的混合气体的干法蚀刻，形成具有第三图案的遮光膜(遮光图案5c)(参照图16(d))。此时，对透射率调整图案41a也进行将蚀刻停止图案31b作为掩模的干法蚀刻，形成具有第二图案的透射率调整膜(透射率调整图案)41b。然后，将抗蚀图案9c除去后，进行清洗工序。这样一来，能够制造图14所示的相移掩模300。
[半导体器件的制造]
第三实施方式的半导体器件的制造方法的特征在于，使用第三实施方式的相移掩模300或采用第三实施方式的掩模坯料30制造的相移掩模300，将转印图案曝光转印至半导体基板上的抗蚀膜。因此，如果使用第三实施方式的相移掩模300曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜，则能够以充分满足设计规格的精度将图案形成于半导体器件上的抗蚀膜。
实施例
以下，利用实施例对本发明的实施方式更具体地进行说明。
(实施例1)
[掩模坯料的制造]
准备了主表面的尺寸为约152mm×约152mm、厚度为约6.35mm的由合成石英玻璃制成的透光性基板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，然后实施了给定的清洗处理及干燥处理。对该透光性基板1的光学特性进行了测定，结果为：在ArF曝光光的波长下的折射率n为1.556、消光系数k为0.00。
接下来，在成膜溅射装置内设置透光性基板1，使用硅(Si)靶，通过以氩(Ar)气及氮(N2)的混合气体作为溅射气体的反应性溅射，与透光性基板1的表面相接地形成了厚度60.4nm的含有硅及氮的相移膜2(SiN膜Si：N＝34.8原子％：65.2原子％)。接下来，使用硅(Si)靶，通过以氩(Ar)及氧(O2)的混合气体作为溅射气体的反应性溅射，在相移膜2上形成了厚度3.0nm的含有硅及氧的中间膜3(SiO2膜)。然后，通过以氩(Ar)及氮(N2)的混合气体作为溅射气体的反应性溅射，形成了厚度12.0nm的含有硅及氮的透射率调整膜4。
使用相移量测定装置(Laser tech公司制MPM193)，在另一个透光性基板上同样地形成相移膜，测定了对于波长193nm的光的透射率和相位差，结果透射率为18.6％、相位差为180.0度(deg)。另外，在另一个透光性基板上同样地形成相移膜和透射率调整膜，测定了对于波长193nm的光的透射率和相位差，结果透射率为6.1％、相位差为180.0度(°)。需要说明的是，中间膜3的膜厚较薄、为3nm，并且与透光性基板同样具有高透射率，因此，可以忽略中间膜3的有无对透射率和相位差的影响。
进而，对该相移膜2、中间膜3、透射率调整膜4的光学特性进行了测定，结果如下：相移膜2的折射率n为2.61、消光系数k为0.36，中间膜3的折射率n为1.56、消光系数k为0.00，透射率调整膜4的折射率nU为1.52、消光系数kU为2.09。
上述透射率调整膜4的膜厚dU[nm]、折射率nU及消光系数kU的值满足式(1)、式(2)、式(3)中的任意关系。
接下来，在成膜溅射装置内设置形成有相移膜2、中间膜3、透射率调整膜4的透光性基板1，使用铬(Cr)靶，通过以氩(Ar)、二氧化碳(CO2)及氦(He)的混合气体作为溅射气体的反应性溅射，在透射率调整膜4上形成了厚度44nm的含有CrOC的遮光膜5。对该相移膜2、中间膜3、透射率调整膜4及遮光膜5的层叠结构对于波长193nm的光的光密度(OD)进行了测定，结果为3.0以上。
然后，对于形成有该遮光膜5的透光性基板1，使用硅(Si)靶，将氩(Ar)、氧(O2)及氮(N2)的混合气体作为溅射气体，通过反应性溅射，在遮光膜5上形成了厚度12nm的含有硅、氮及氧的硬掩模膜6。然后，对硬掩模膜6的表面实施了HMDS处理。接下来，通过旋涂法，与硬掩模膜6的表面相接地形成了膜厚80nm的由电子束描绘用化学增幅型抗蚀剂形成的抗蚀膜7。
通过以上的顺序，制造了具备在透光性基板1上层叠有相移膜2、中间膜3、透射率调整膜4、遮光膜5、硬掩模膜6及抗蚀膜7的结构的掩模坯料10。
[相移掩模的制造]
接下来，使用该实施例1的掩模坯料10，按照实施方式1中叙述的相移掩模的制造方法的顺序制作了实施例1的相移掩模100。
将所制作的实施例1的半色调型相移掩模100设置于以ArF准分子激光为曝光光的曝光装置的掩模台，从相移掩模100的透光性基板1侧照射ArF曝光光，将图案曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜。该转印图案包含比较微细的图案和比较稀疏的图案。
对曝光转印后的抗蚀膜进行给定的处理，形成抗蚀图案，通过SEM(扫描电子显微镜，Scanning Electron Microscope)对该抗蚀图案进行了观察。其结果查明了，对于任意图案而言，均形成了期望的转印图案。根据该结果可以认为，能够将该抗蚀图案作为掩模而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]
对于该实施例2的掩模坯料20而言，除了由将第一层12、第二层13、第三层14层叠而成的三层结构构成相移膜15、并且在该相移膜15上具备透射率调整膜16的构成以外，与实施例1的掩模坯料10同样地进行了制造。具体而言，在该实施例2的掩模坯料20中，相移膜15的第一层12a使用含有硅及氮、并且在波长193nm的光下的折射率n为2.61、消光系数k为0.36的材料以41nm的膜厚形成，第二层13a使用含有硅、氧及氮、并且在波长193nm的光下的折射率n为2.18、消光系数k为0.12的材料以24nm的膜厚形成，第三层14a使用含有硅及氧、并且在波长193nm的光下的折射率n为1.56、消光系数k为0.00的材料以4nm的膜厚形成。而且，透射率调整膜16使用含有硅及氮、并且在波长193nm的光下的折射率nU为1.52、消光系数kU为2.09的材料以11.7nm的膜厚dU成膜。因此，遮光膜5、硬掩模膜6、抗蚀膜7的材料、制法与实施例1相同。
上述透射率调整膜16的膜厚dU[nm]、折射率nU及消光系数kU的值也满足式(1)、式(2)、式(3)中的任意关系。
使用相移量测定装置(Laser tech公司制MPM193)，在另一个透光性基板上同样地形成相移膜，测定对于波长193nm的光的透射率和相位差，结果透射率为28.0％、相位差为180.0度(deg)。另外，在另一个透光性基板上同样地形成相移膜和透射率调整膜，测定对于波长193nm的光的透射率和相位差，结果透射率为6.0％、相位差为178.0度(deg)。
[相移掩模的制造]
接下来，使用该实施例2的掩模坯料20，按照实施方式2中叙述的相移掩模的制造方法的顺序制作了实施例2的相移掩模200。
将所制作的实施例2的半色调型相移掩模200设置于以ArF准分子激光为曝光光的曝光装置的掩模台，从相移掩模200的透光性基板1侧照射ArF曝光光，将图案曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜。该转印图案包含比较微细的图案和比较稀疏的图案。
对曝光转印后的抗蚀膜进行给定的处理，形成抗蚀图案，通过SEM(ScanningElectron Microscope)对该抗蚀图案进行了观察。其结果查明了，对于任意图案而言，均形成了期望的转印图案。根据该结果可以认为，能够将该抗蚀图案作为掩模而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]
准备了主表面的尺寸为约152mm×约152mm、厚度为约6.35mm的由合成石英玻璃制成的透光性基板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，然后实施了给定的清洗处理及干燥处理。对该透光性基板1的光学特性进行了测定，结果在ArF曝光光的波长下的折射率n为1.556、消光系数k为0.00。
接下来，在成膜溅射装置内设置透光性基板1，使用硅(Si)靶，通过以氩(Ar)气及氮(N2)的混合气体作为溅射气体的反应性溅射，与透光性基板1的表面相接地形成了厚度60nm的含有硅及氮的相移膜2(SiN膜Si：N＝34.8原子％：65.2原子％)。接下来，使用铬(Cr)靶，通过以氩(Ar)、二氧化碳(CO2)及氦(He)的混合气体作为溅射气体的反应性溅射，在相移膜2上形成了厚度11nm的含有CrOC的透射率调整膜41。接下来，使用硅(Si)靶，通过以氩(Ar)及氧(O2)的混合气体作为溅射气体的反应性溅射，在透射率调整膜41上形成了厚度3.0nm的含有硅及氧的蚀刻停止膜31(SiO2膜)。
使用相移量测定装置(Laser tech公司制MPM193)，在另一个透光性基板上同样地形成相移膜，测定对于波长193nm的光的透射率和相位差，结果透射率为18.6％、相位差为180.0度(°)。另外，在另一个透光性基板上同样地形成相移膜和透射率调整膜，测定对于波长193nm的光的透射率和相位差，结果透射率为6.0％、相位差为191.0度(°)。需要说明的是，蚀刻停止膜31的膜厚较薄、为3nm，并且与透光性基板同样具有高透射率，因此，可以忽略蚀刻停止膜31的有无对透射率和相位差的影响。
进而，对该相移膜2、透射率调整膜41、蚀刻停止膜31的光学特性进行了测定，结果相移膜2的折射率n为2.61、消光系数k为0.36，透射率调整膜41的折射率nU为1.82、消光系数kU为1.83，蚀刻停止膜31的折射率n为1.56、消光系数k为0.00。
该透射率调整膜41的膜厚dU[nm]、折射率nU及消光系数kU的值满足式(1)、式(2)、式(3)中的任意关系。
接下来，以78nm的厚度在蚀刻停止膜31上形成三层结构的遮光膜5。具体而言，在成膜溅射装置内设置形成有相移膜2、透射率调整膜41、蚀刻停止膜31的透光性基板1，使用铬(Cr)靶，通过以氩(Ar)、氮(N2)、二氧化碳(CO2)及氦(He)的混合气体作为溅射气体的反应性溅射，以31nm的厚度形成了含有CrOCN的第一层。接下来，使用铬(Cr)靶，通过以氩(Ar)、氮(N2)、二氧化碳(CO2)及氦(He)的混合气体作为溅射气体的反应性溅射，以41nm的厚度形成了含有CrOCN的第二层。进而，使用铬(Cr)靶，通过以氩(Ar)、氮(N2)及氦(He)的混合气体作为溅射气体的反应性溅射，以6nm的厚度形成了含有CrN的第三层。
测定了该相移膜2、透射率调整膜41、蚀刻停止膜31及遮光膜5的层叠结构对于波长193nm的光的光密度(OD)，结果为3.2以上。然后，通过旋涂法，以膜厚80nm与遮光膜5的表面相接地形成了由电子束描绘用化学增幅型抗蚀剂形成的抗蚀膜7。
通过以上的顺序，制造了具备在透光性基板1上层叠有相移膜2、透射率调整膜41、蚀刻停止膜31、遮光膜5及抗蚀膜7的结构的掩模坯料30。
[相移掩模的制造]
接下来，使用该实施例3的掩模坯料30，按照实施方式3中叙述的相移掩模的制造方法的顺序制作了实施例3的相移掩模300。
将所制作的实施例3的半色调型相移掩模300设置于以ArF准分子激光为曝光光的曝光装置的掩模台，从相移掩模300的透光性基板1侧照射ArF曝光光，将图案曝光转印至半导体器件上的抗蚀膜。该转印图案包含比较微细的图案和比较稀疏的图案。
对曝光转印后的抗蚀膜进行给定的处理，形成抗蚀图案，通过SEM(ScanningElectron Microscope)对该抗蚀图案进行了观察。其结果查明了，对于任意图案而言，均形成了期望的转印图案。根据该结果可以认为，能够将该抗蚀图案作为掩模而以高精度在半导体器件上形成电路图案。

Claims (20)

1.一种掩模坯料，其在透光性基板上具备相移膜，
在所述相移膜上具有透射率调整膜，
所述相移膜使透过所述相移膜后的ArF准分子激光的曝光光和仅在与所述相移膜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，
将所述透射率调整膜在所述曝光光的波长下的折射率设为nU、将在所述曝光光的波长下的消光系数设为kU、并将厚度设为dU[nm]时，同时满足下述式(1)及式(2)的关系，
式(1) dU≤-17.63×nU 3+142.0×nU 2－364.9×nU+315.8
式(2) dU≥-2.805×kU 3+19.48×kU 2－43.58×kU+38.11。
2.根据权利要求1所述的掩模坯料，其中，
所述透射率调整膜的所述折射率nU为1.2以上。
3.根据权利要求1或2所述的掩模坯料，其中，
所述透射率调整膜的所述消光系数kU为1.5以上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的掩模坯料，其中，
所述相移膜使所述曝光光以12％以上的透射率透过。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的掩模坯料，其中，
所述透射率调整膜的所述消光系数kU与所述厚度dU[nm]满足下述式(3)的关系，
式(3) dU≤8.646×kU 2－38.42×kU+61.89。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的掩模坯料，其中，
所述透射率调整膜含有硅和氮。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的掩模坯料，其中，
在所述相移膜与所述透射率调整膜之间具备含有硅和氧的中间膜。
8.根据权利要求1～6中任一项所述的掩模坯料，其中，
所述相移膜在与所述透光性基板侧相反的表面侧具备含有硅和氧的最上层。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的掩模坯料，其中，
在所述透射率调整膜上具备遮光膜。
10.一种相移掩模，其在透光性基板上具备具有第一图案的相移膜，
在所述相移膜上具备具有第二图案的透射率调整膜，
所述相移膜使透过所述相移膜后的ArF准分子激光的曝光光和仅在与所述相移膜厚度相同的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，
将所述透射率调整膜在所述曝光光的波长下的折射率设为nU、将在所述曝光光的波长下的消光系数设为kU、并将厚度设为dU[nm]时，同时满足下述式(1)及式(2)的关系，
式(1) dU≤-17.63×nU 3+142.0×nU 2－364.9×nU+315.8
式(2) dU≥-2.805×kU 3+19.48×kU 2－43.58×kU+38.11。
11.根据权利要求10所述的相移掩模，其中，
所述透射率调整膜的所述折射率nU为1.2以上。
12.根据权利要求10或11所述的相移掩模，其中，
所述透射率调整膜的所述消光系数kU为1.5以上。
13.根据权利要求10～12中任一项所述的相移掩模，其中，
所述相移膜使所述曝光光以12％以上的透射率透过。
14.根据权利要求10～13中任一项所述的相移掩模，其中，
所述透射率调整膜的所述消光系数kU与所述厚度dU[nm]满足下述式(3)的关系，
式(3) dU≤8.646×kU 2－38.42×kU+61.89。
15.根据权利要求10～14中任一项所述的相移掩模，其中，
所述透射率调整膜含有硅和氮。
16.根据权利要求10～15中任一项所述的相移掩模，其中，
在所述相移膜与所述透射率调整膜之间具备具有所述第二图案的中间膜，所述中间膜含有硅和氧。
17.根据权利要求10～15中任一项所述的相移掩模，其中，
所述相移膜在与所述透光性基板侧相反的表面侧具备含有硅和氧的最上层。
18.根据权利要求10～17中任一项所述的相移掩模，其中，
在所述透射率调整膜上具备具有第三图案的遮光膜。
19.一种相移掩模的制造方法，其是使用了权利要求9所述的掩模坯料的相移掩模的制造方法，该方法包括：
通过干法蚀刻在所述遮光膜上形成第一图案的工序；
通过将上述具有第一图案的遮光膜作为掩模的干法蚀刻在所述透射率调整膜及所述相移膜中的各个膜上形成第一图案的工序；
通过干法蚀刻在所述遮光膜上形成第二图案的工序；
通过将上述具有第二图案的遮光膜作为掩模的干法蚀刻在所述透射率调整膜上形成第二图案的工序；以及
通过干法蚀刻在所述遮光膜上形成第三图案的工序。
20.一种半导体器件的制造方法，该方法包括以下工序：
使用权利要求18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。
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