CN118401890A - 光掩模坯、光掩模以及光掩模的制造方法 - Google Patents

光掩模坯、光掩模以及光掩模的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN118401890A
CN118401890A CN202380015121.0A CN202380015121A CN118401890A CN 118401890 A CN118401890 A CN 118401890A CN 202380015121 A CN202380015121 A CN 202380015121A CN 118401890 A CN118401890 A CN 118401890A
Authority
CN
China
Prior art keywords
film
hard mask
pattern
photomask
phase shift
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202380015121.0A
Other languages
English (en)
Inventor
松井一晃
小岛洋介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Photomasks Inc
Original Assignee
Toppan Photomasks Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Photomasks Inc filed Critical Toppan Photomasks Inc
Publication of CN118401890A publication Critical patent/CN118401890A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/54—Absorbers, e.g. of opaque materials
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/80—Etching

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

提供能够在抗蚀剂膜上高精度地形成微细的抗蚀剂图案的光掩模坯、其光掩模的制造方法以及通过该方法制造的光掩模。本实施方式涉及的光掩模坯(100)是用于制作适用于波长200nm以下的曝光光的相移掩模(200)的光掩模坯，依次具备透光性基板(1)、相移膜(2)、遮光膜(3)、以及硬掩模膜(4)，遮光膜(3)由含有Cr的材料形成，硬掩模膜(4)包含位于遮光膜(3)侧的下层(41)和构成硬掩模膜(4)的最表层的上层(42)，下层(41)含有选自钨(W)、碲(Te)、钌(Ru)以及它们的化合物中的至少1种，上层(42)含有钽(Ta)或Ta化合物，化合物含有选自O、N以及C中的至少一种。

Description

光掩模坯、光掩模以及光掩模的制造方法
技术领域
本发明涉及光掩模坯、光掩模以及光掩模的制造方法。
背景技术
作为半色调型的相移掩模的掩模坯，以往已知这样的掩模坯，其具有在透光性基板上层叠由金属硅化物系材料构成的半色调相移膜、由铬系材料构成的遮光膜、由无机系材料构成的蚀刻掩模膜(硬掩模膜)而成的结构。在使用该掩模坯制造相移掩模的情况下，首先，将形成在掩模坯的表面的抗蚀剂图案作为掩模、通过利用氟系气体的干式蚀刻使蚀刻掩模膜图案化；接着，将蚀刻掩模膜作为掩模、通过利用氯和氧的混合气体的干式蚀刻使遮光膜图案化；进一步，将遮光膜的图案作为掩模、通过利用氟系气体的干式蚀刻使相移膜图案化。
这里，上述的抗蚀剂图案大多是通过在掩模坯的表面形成抗蚀剂膜、利用电子束描绘机描绘该抗蚀剂膜而形成的。在这种情况下，由于从电子束描绘机照射来的电子对抗蚀剂膜的带电(即，抗蚀剂膜的充电)的影响，来自电子束描绘机的电子照射到预想外的部位，描绘图案的位置精度有时会降低。
然后，作为用于抑制该带电现象的技术，例如有电子束描绘机的修正技术(参照专利文献1)或在抗蚀剂膜上涂布导电膜(CDL：
Charge Dissipation Layer，电荷耗散层)的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019-204857号公报
发明内容
发明所要解决的课题
关于作为现有技术之一的电子束描绘机的修正技术，在面向尖端的光掩模(下一代的光掩模)的制造中，修正所产生的带电影响的抑制效果或者位置精度的改善量并不能说是充分的。
另外，关于作为现有技术之一的、现在成为主流的CDL涂层对抗蚀剂膜的带电抑制，在今后需要进一步确保导电性时，需要导电性提高了的CDL。然而，在对CDL赋予更高的导电性的情况下，需要提高其酸性度，有可能与抗蚀剂膜混合。因此，在使用面向尖端的抗蚀剂膜(下一代的抗蚀剂膜)时成为大的课题。即，在使用了CDL的带电抑制技术中，需要考虑抗蚀剂膜与CDL的相性(亲和性或组合)，因此使用了CDL的技术难以说是通用性高的带电抑制技术。
本发明是为了解决上述问题而完成的，本发明的目的在于提供能够通过抑制电子束描绘时的抗蚀剂膜的带电来提高电子束照射的位置精度、即能够在抗蚀剂膜上高精度地形成微细的抗蚀剂图案的光掩模坯。
另外，本发明提供通过使用该光掩模坯，能够在图案形成用的薄膜上高精度地形成微细图案的光掩模的制造方法以及通过该制造方法制造的光掩模。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式涉及的光掩模坯是用于制作适用于波长200nm以下的曝光光的光掩模的光掩模坯，特征在于，依次具备透明基板、薄膜、以及硬掩模膜，所述薄膜由含有铬的材料形成，所述硬掩模膜包含位于所述薄膜侧的下层和构成所述硬掩模膜的最表层的上层，所述下层含有选自钨、碲、钌以及它们的化合物中的至少1种，所述上层含有钽或钽化合物，所述化合物含有选自氧、氮以及碳中的至少一种。
另外，构成本发明的一个方式涉及的光掩模坯的所述上层的厚度可以为1nm以上。
另外，构成本发明的一个方式涉及的光掩模坯的所述硬掩模膜的厚度可以在4nm以上14nm以下的范围内。
另外，构成本发明的一个方式涉及的光掩模坯的所述薄膜可以为遮光膜。
另外，本发明的一个方式涉及的光掩模坯可以在所述透明基板与所述遮光膜之间进一步具备由含有硅的材料构成的相移膜。
本发明的一个方式涉及的光掩模是适用于波长200nm以下的曝光光的光掩模，特征在于，具备：透明基板、形成在所述透明基板上并形成有图案的薄膜、以及形成在所述薄膜上的硬掩模膜，所述薄膜由含有铬的材料形成，所述硬掩模膜包含位于所述薄膜侧的下层和构成所述硬掩模膜的最表层的上层，所述下层含有选自钨、碲、钌以及它们的化合物中的至少1种，所述上层含有钽或钽化合物，所述化合物含有选自氧、氮以及碳中的至少一种。
另外，构成本发明的一个方式涉及的光掩模的所述上层的厚度可以为1nm以上。
另外，构成本发明的一个方式涉及的光掩模的所述硬掩模膜的厚度可以在4nm以上14nm以下的范围内。
另外，构成本发明的一个方式涉及的光掩模的所述薄膜可以为遮光膜。
另外，本发明的一个方式涉及的光掩模可以在所述透明基板与所述遮光膜之间进一步具备由含有硅的材料构成的相移膜。
本发明的一个方式涉及的光掩模的制造方法是使用了上述光掩模坯的光掩模制造方法，特征在于，具有：在所述光掩模坯的所述硬掩模膜上形成抗蚀剂图案的工序；将所述抗蚀剂图案作为掩模，利用氟系气体对所述硬掩模膜进行干式蚀刻，形成硬掩模图案的工序；以及将所述硬掩模图案作为掩模，利用氯和氧的混合气体对所述薄膜进行干式蚀刻，形成薄膜图案的工序。
另外，本发明的另一个方式涉及的光掩模的制造方法是使用了上述光掩模坯的光掩模制造方法，特征在于，具有：在所述光掩模坯的所述硬掩模膜上形成抗蚀剂图案的工序；将所述抗蚀剂图案作为掩模，利用氟系气体对所述硬掩模膜进行干式蚀刻，形成硬掩模图案的工序；将所述硬掩模图案作为掩模，利用氯和氧的混合气体对所述遮光膜进行干式蚀刻，形成遮光膜图案的工序；以及将所述遮光膜图案作为掩模，利用氟系气体对所述相移膜进行干式蚀刻，形成相移膜图案，同时除去所述硬掩模图案的工序。
发明的效果
根据具有以上构成的本发明的一个方式涉及的光掩模坯，能够通过抑制电子束描绘时的抗蚀剂膜的带电来提高电子束照射的位置精度、即能够在抗蚀剂膜上高精度地形成微细的抗蚀剂图案。
另外，根据具有以上构成的本发明的一个方式涉及的光掩模的制造方法，能够在图案形成用的薄膜上高精度地形成微细图案。
附图说明
[图1]是示出本发明的实施方式涉及的光掩模坯的结构的剖面示意图。
[图2]是示出本发明的实施方式涉及的光掩模的制造工序的剖面示意图。
[图3]是示出本发明的实施方式的变形例涉及的光掩模的结构的剖面示意图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的各实施方式的详细构成进行说明。需要说明的是，在各图中，对同样的构成要素标注相同的符号并进行说明。
〈光掩模坯〉
图1示出光掩模坯(以下也简称为“掩模坯”)的实施方式的示意构成。图1所示的掩模坯100是在透光性基板(透明基板)1的一个主表面上依次层叠相移膜2、遮光膜3、以及硬掩模膜4而成的构成。另外，掩模坯100也可以是根据需要在硬掩模膜4上层叠抗蚀剂膜而成的构成。以下，对掩模坯100的主要构成部进行详细说明。
[透光性基板]
透光性基板1由对于在光刻的曝光工序中所使用的曝光光透射性良好的材料构成。作为这样的材料，可以使用合成石英玻璃、硅酸铝玻璃、钠钙玻璃、低热膨胀玻璃(SiO2-TiO2玻璃等)、其他各种玻璃基板。特别是，使用了合成石英玻璃的基板对于ArF准分子激光(波长：约193nm)的透射性高，因此优选用作掩模坯100的透光性基板1。
需要说明的是，这里所说的光刻的曝光工序是指使用采用该掩模坯100制作的相移掩模的光刻的曝光工序，以下，曝光光是指在该曝光工序中所使用的曝光光。作为该曝光光，ArF准分子激光(波长：193nm)、KrF准分子激光(波长：248nm)、i线光(波长：365nm)均可以应用，但是从曝光工序中的相移膜图案的微细化的观点来看，优选将ArF准分子激光应用于曝光光。因此，以下，对将ArF准分子激光应用于曝光光的情况的实施方式进行说明。
[相移膜]
相移膜2具有以下光学特性：对于曝光转印工序中所使用的曝光光具有预定的透射率，并且透过了相移膜2的曝光光与在大气中透过了与相移膜2的厚度相同距离的曝光光成为预定的相位差。
这样的相移膜2优选由含有硅(Si)的材料形成。另外，相移膜2更优选由除了硅以外还含有氮(N)的材料形成。这样的相移膜2能够通过利用氟系气体的干式蚀刻进行图案化，对于后述的含有铬的遮光膜3，使用具有充分的蚀刻选择性的材料。
另外，相移膜2只要能够通过利用氟系气体的干式蚀刻进行图案化，则还可以进一步含有选自半金属元素、非金属元素、金属元素中的1种以上的元素。
其中，半金属元素除了硅以外还可以是任意的半金属元素。非金属元素除了氮以外还可以是任意的非金属元素，例如优选含有选自氧(O)、碳(C)、氟(F)及氢(H)中的一种以上的元素。金属元素可以示例出钼(Mo)、钨(W)、钛(Ti)、钽(Ta)、锆(Zr)、铪(Hf)、铌(Nb)、钒(V)、钴(Co)、铬(Cr)、镍(Ni)、钌(Ru)、锡(Sn)、硼(B)、锗(Ge)。
这样的相移膜2例如由MoSiON或MoSiN构成，分别选定相移膜2的折射率n、消光系数k及膜厚，以满足对于曝光光(例如ArF准分子激光)的预定的相位差(例如150[deg]～210[deg])和预定的透射率(例如1％～30％)，并且调整膜材料的组成和膜的成膜条件，以得到该折射率n和消光系数k。
[遮光膜]
本实施方式的掩模坯100具备遮光膜3作为转印图案形成用的薄膜。遮光膜3是构成包含形成在该掩模坯100上的遮光带图案的遮光膜图案的膜，是对于在光刻的曝光工序中所使用的曝光光具有遮光性的膜。遮光膜3与相移膜2的层叠结构例如要求对于波长193nm的ArF准分子激光的光学浓度(OD)大于2.0，优选为2.8以上、更优选为3.0以上。另外，在光刻的曝光工序中，为了防止因曝光光的反射而引起的曝光转印的不良情况，将两侧主表面的曝光光的表面反射率抑制为较低。特别是，来自曝光装置的缩小光学系统的曝光光的反射光照射的、遮光膜3的表面侧(距离透光性基板1最远一侧的表面)的反射率例如希望为40％以下(优选为30％以下)。这是为了抑制因遮光膜3的表面与缩小光学系统的透镜之间的多重反射而产生的杂散光。
另外，为了在相移膜2上形成转印图案(相移膜图案)而进行利用氟系气体的干式蚀刻时，遮光膜3需要作为蚀刻掩模发挥功能。因此，在利用氟系气体的干式蚀刻中，遮光膜3需要应用对于相移膜2具有充分的蚀刻选择性的材料。要求能够在遮光膜3上高精度地形成要形成于相移膜2的微细图案。遮光膜3的膜厚优选为70nm以下、更优选为65nm以下、特别优选为60nm以下。当遮光膜3的膜厚过厚时，无法高精度地形成要形成的微细图案。另一方面，遮光膜3要求满足上述所要求的光学浓度。因此，遮光膜3的膜厚要求大于15nm，优选为20nm以上、更优选为25nm以上。
遮光膜3由含有铬的材料形成。作为含有铬的材料，可以是铬单质，也可以是含有铬和添加元素的材料。作为这样的添加元素，从可以加快干式蚀刻速度的观点来看，优选氧和/或氮。需要说明的是，遮光膜3还可以含有碳、氢、硼、铟、锡、钼等元素。
遮光膜3可以通过使用了含有铬的靶材的反应性溅射法在相移膜2上成膜而形成。作为溅射法，可以是使用直流(DC)电源的方法(DC溅射)，也可以是使用高频(RF)电源的方法(RF溅射)。另外，可以是磁控溅射方式，也可以是常规方式。从机构简单的观点来看DC溅射是优选的。另外，从成膜速率快、生产率提高的观点来看，使用了磁控溅射方式的方法是优选的。需要说明的是，成膜装置可以是串联型(in-line)，也可以是单片型。
靶材的材料不仅可以是铬单质，也可以以铬为主要成分，可以使用含有氧、碳中的任一者的铬靶材，或者将氧、碳组合而成的物质添加到铬中而得的靶材。
[硬掩模膜]
硬掩模膜4设置在遮光膜3上。硬掩模膜4是由对于在蚀刻遮光膜3时所使用的蚀刻气体具有耐蚀刻性的材料形成的膜。只要在用于在遮光膜3上形成图案的干式蚀刻结束之前的期间，该硬掩模膜4具有能够作为蚀刻掩模发挥功能的膜厚度就足够，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变薄。
硬掩模膜4的厚度优选为14nm以下、更优选为10nm以下。这是因为，当硬掩模膜4的厚度过厚时，在硬掩模膜4上形成遮光膜图案的干式蚀刻中，成为蚀刻掩模的抗蚀剂膜的厚度是必要的。硬掩模膜4的厚度优选为4nm以上、更优选为5nm以上。这是因为，当硬掩模膜4的厚度过薄时，根据利用含氧的氯系气体的干式蚀刻的条件，在遮光膜3上形成遮光膜图案的干式蚀刻结束之前，硬掩模膜4的图案有可能消失。
而且，在该硬掩模膜4上形成图案的利用氟系气体的干式蚀刻中，用作蚀刻掩模的有机系材料的抗蚀剂膜在硬掩模膜4的干式蚀刻结束之前的期间，只要具有作为蚀刻掩模发挥功能的膜厚度就足够了。因此，与不设置硬掩模膜4的现有构成相比，通过设置硬掩模膜4，能够大幅减小抗蚀剂膜的厚度。
硬掩模膜4包含下层41和上层42的层叠结构。这里，下层41是由多个层构成的硬掩模膜4当中的位于遮光膜3侧的层。另外，上层42例如是构成硬掩模膜4的最表层的层。
下层41优选由含有选自钨、碲、钌以及它们的化合物中的至少1种的材料形成。作为含有钨的材料，优选应用WOX等。另外，作为含有碲的材料，优选应用TeO等。另外，作为含有钌的材料，优选应用Ru单质等。这里，上述的“化合物”是指含有选自氧、氮以及碳中的至少一种的化合物。
下层41优选由含有选自钨、碲、钌以及它们的化合物中的至少1种的材料的合计含量为96原子％以上的材料形成。由此，能够将其他元素的含量抑制为小于4原子％，能够确保良好的蚀刻速率。
为了确保下层41的厚度的面内分布均匀性，硬掩模膜4的下层41的厚度优选为1nm以上13nm、更优选为4nm以上12nm、进一步优选为5nm以上8nm。而且，下层41的厚度(Dd)相对于硬掩模膜4整体的厚度(Dt)的比率(以下有时将其称为Du/Dd比率)优选为0.3以上、更优选为0.5以上、进一步优选为0.7以上。通过采用这样构成的硬掩模膜4，可以维持硬掩模膜4整体的高导电性。
需要说明的是，在本实施方式中，将下层41的厚度的下限值设为“1nm”是因为该值是成膜界限。
另外，上层42优选由含有钽(钽单质)或钽化合物的材料形成。作为该情况下的含有钽的材料，可以列举出含有钽、和选自氧、氮以及碳中的一种以上元素的材料等。例如，可以列举出TaO、TaN、TaC、TaON、TaCO、TaCN等。另外，从抑制形成上层42后产生的氧化度随时间变化的观点等来看，上层42优选为氧含量为30原子％以上的材料、更优选为40原子％以上、进一步优选为50原子％以上。另一方面，上层42的氧含量优选为71.4％以下。当上层42含有的氧比化学计量稳定的Ta2O5多时，膜的表面粗糙度有可能变粗。
另外，上层42优选由钽或钽化合物的合计含量为90原子％以上的材料形成。由此，能够将其他元素的含量抑制为小于10原子％，能够确保与抗蚀剂膜的良好的密合性、良好的CD(Critical Dimension，临界尺寸)面内均匀性以及CD线性。
为了确保上层42的厚度的面内分布均匀性，硬掩模膜4的上层42的厚度优选为1nm以上、更优选为2nm以上。另外，硬掩模膜4的上层42的厚度优选为10nm以下，更优选为8nm以下。而且，上层42的厚度(Du)相对于硬掩模膜4整体的厚度(Dt)的比率(以下有时将其称为Du/Dt比率)优选为0.7以下、更优选为0.5以下、进一步优选为0.3以下。通过采用这样构成的硬掩模膜4，能够抑制硬掩模膜4整体对于氟系气体的蚀刻速率的降低。
需要说明的是，硬掩模膜4也可以在上层42与下层41之间具备由能够通过氟系气体的干式蚀刻进行图案化的材料构成的中间层。另外，硬掩模膜4也可以在下层41与遮光膜3之间具备由能够通过氟系气体的干式蚀刻进行图案化的材料构成的最下层。此外，上层42或下层41中的至少任意一者可以具有在厚度方向上组成倾斜的结构。
如上所述，通过由含有选自钨、碲、钌以及它们的化合物(氧化物、氮化物、碳化物)中的至少1种的材料形成下层41，与现有技术涉及的硬掩模膜4相比，能够提高作为硬掩模膜4整体的导电性。结果，如果是本实施方式涉及的硬掩模膜4，则与使用现有技术涉及的硬掩模膜4的情况(例如，仅由钽构成的单层的硬掩模膜4)相比，能够抑制电子束描绘时的抗蚀剂膜的带电(充电)。结果，来自电子束描绘机的电子照射到预想的部位，描绘图案的位置精度提高，能够制造后述的遮光膜图案和相移膜图案的各图案精度良好的相移掩模。
此外，通过由上述导电性材料形成下层41，与使用现有技术涉及的硬掩模膜4的情况(例如，仅由钽构成的单层的硬掩模膜4)相比，利用氟系气体的蚀刻速率变高(变快)，能够获得减小抗蚀剂膜厚的效果。这样，如果是能够减小抗蚀剂膜厚的本实施方式涉及的硬掩模膜4，则能够期待进一步提高分辨率。
另外，通过由含有与抗蚀剂膜的密合性良好的钽或钽化合物的材料形成上层42，可以降低抗蚀剂膜的剥离等，能够期待进一步提高抗蚀剂膜的分辨率。
如上所述，在本实施方式中，通过由上述导电性高的材料形成下层41，能够抑制电子束描绘时的抗蚀剂膜的带电本身的产生，与现有技术涉及的电子束描绘机的修正技术相比，能够增大位置精度的改善量。
另外，在使用了上述CDL的带电抑制技术中，需要考虑抗蚀剂膜与CDL的相性(亲和性或组合)，但是在本实施方式中，由于由上述导电性高的材料形成下层41，由与抗蚀剂膜的亲和性高的含有钽的材料形成上层42，因此不用考虑下层41与抗蚀剂膜的相性(亲和性或组合)，就能够抑制抗蚀剂膜的带电产生，能够提高通用性。
[抗蚀剂膜]
在掩模坯100中，优选的是，与硬掩模膜4的表面接触，以100nm以下的膜厚形成有机系材料的抗蚀剂膜。在对应于DRAM hp32nm世代的微细图案的情况下，在要形成于遮光膜3的遮光膜图案中，有时设置线宽为40nm的SRAF(Sub-Solution Assist Feature：次分辨率辅助图形)。但是，即使在该情况下，通过设置如上所述的硬掩模膜4，也能够抑制抗蚀剂膜的膜厚，由此，能够将由该抗蚀剂膜构成的抗蚀剂图案的剖面长宽比降低为1:2.5。因此，能够抑制抗蚀剂膜在显影时、冲洗时等抗蚀剂图案塌陷或脱离。需要说明的是，抗蚀剂膜的膜厚更优选为80nm以下。抗蚀剂膜优选为电子束描绘曝光用的抗蚀剂，进一步更优选该抗蚀剂为化学放大型。
[掩模坯的制造步骤]
以上构成的掩模坯100例如可以通过如下所述的步骤制造。首先，准备透光性基板1。该透光性基板1的端面和主表面被研磨成预定的表面粗糙度(例如，在一边为1μm的四边形的内侧区域内，均方根粗糙度Rq为0.2nm以下)，然后实施预定的清洗处理和干燥处理。
接着，利用溅射法在该透光性基板1上形成相移膜2。在形成相移膜2之后，进行预定的加热温度下的退火处理。接着，利用溅射法在相移膜2上形成上述遮光膜3。然后，利用溅射法在遮光膜3上形成上述的具有上层42和下层41的硬掩模膜4。在利用溅射法的各层的成膜中，使用以预定的组成比含有构成各层的材料的溅射靶材和溅射气体，进一步根据需要使用上述贵气体和反应性气体的混合气体作为溅射气体进行成膜。然后，利用旋涂法等涂布法在硬掩模膜4的表面上形成抗蚀剂膜，从而完成掩模坯100。
<相移掩模的制造方法>
接着，以使用了图1所示构成的掩模坯100的半色调型相移掩模的制造方法为例，对本实施方式中的相移掩模(光掩模)的制造方法进行说明。
首先，利用旋涂法在掩模坯100的硬掩模膜4上形成抗蚀剂膜。接着，对于该抗蚀剂膜，用电子束曝光描绘要形成于相移膜2上的第1图案(相移膜图案)。然后，对抗蚀剂膜进行PEB处理、显影处理、后烘干处理等预定处理，在掩模坯100的硬掩模膜4上形成抗蚀剂图案5a(参照图2(a))。
接着，将抗蚀剂图案5a作为掩模，利用氟系气体对硬掩模膜4进行干式蚀刻，形成包含上层图案42a和下层图案41a的硬掩模图案4a(参照图2(b))。然后，除去抗蚀剂图案5a。需要说明的是，这里，也可以在不除去抗蚀剂图案5a而使其残留的状态下进行遮光膜3的干式蚀刻。在这种情况下，在遮光膜3的干式蚀刻时，抗蚀剂图案5a消失。
接着，将硬掩模图案4a作为掩模，利用氯和氧的混合气体进行干式蚀刻，在图案形成用的薄膜即遮光膜3上形成薄膜图案即遮光膜图案3a(参照图2(c))。
接着，将遮光膜图案3a作为掩模，进行利用了氟系气体的干式蚀刻，在相移膜2上形成相移膜图案2a，同时除去硬掩模图案4a(参照图2(d))。
接着，利用旋涂法在遮光膜图案3a上形成抗蚀剂膜。对于该抗蚀剂膜，用电子束曝光描绘要形成于遮光膜3上的遮光膜图案。然后，进行显影处理等预定处理，形成具有抗蚀剂图案6b的抗蚀剂膜(参照图2(e))。
接着，将抗蚀剂图案6b作为掩模，进行利用了氯系气体和氧气的混合气体的干式蚀刻，在遮光膜3上形成遮光膜图案3b(参照图2(f))。进一步，除去抗蚀剂图案6b，经过清洗等预定处理，得到相移掩模200(参照图2(g))。
需要说明的是，作为在上述制造工序中的干式蚀刻所使用的氯系气体，只要含有Cl就没有特别地限制。例如，作为氯系气体，可以列举出Cl2、SiCl2、CHCl3、CH2Cl2、CCl4、BCl3等。另外，作为在上述制造工序中的干式蚀刻所使用的氟系气体，只要含有F就没有特别地限制。例如，作为氟系气体，可以列举出CHF3、CF4、C2F6、C4F8、SF6等。特别是，不含C的氟系气体对玻璃基板的蚀刻速率比较低，因此能够进一步减小对玻璃基板的损伤。
通过以上工序制造的相移掩模200具有在透光性基板1上从透光性基板1侧起依次层叠相移膜图案2a和遮光膜图案3b的构成。
需要说明的是，在通过以上工序制造的相移掩模200中，除去了层叠在遮光膜图案3a上的硬掩模膜4，但是如图3所示，层叠在遮光膜图案3a(遮光膜图案3b)上的硬掩模膜4也可以原样残留。即，如图3所示，硬掩模膜4(硬掩模图案4a)仅在遮光膜图案3b上(仅在外周遮光框部分)形成，而不在仅形成相移膜图案2a的所谓主图案(转印图案)内形成。
以上，在所描述的相移掩模的制造方法中，通过使用根据图1说明的掩模坯100来制造相移掩模200。在这样的相移掩模的制造中所使用的掩模坯100中，具有以下特征性构成：硬掩模膜4包含下层41和上层42的层叠结构，下层41由含有选自钨、碲、钌以及它们的化合物(例如氧化物、氮化物、碳化物)中的至少1种的材料形成，上层42由含有钽或钽化合物(例如氧化物、氮化物、碳化物)的材料形成。由此，能够抑制电子束描绘时的抗蚀剂膜的带电，以制造相移掩模200。通过以上的作用，能够制作图案精度良好的相移掩模200。
需要说明的是，在本实施方式中，对用于制作作为转印用掩模的相移掩模200的掩模坯进行了说明，但是本发明不限于此，例如也可以应用于用于制作二进制掩模(BinaryMask)或掘进Levenson型相移掩模的掩模坯。
[实施例]
以下，通过实施例对本发明的实施方式进行更具体地说明。
<实施例1>
[掩模坯的制造]
参照图1，准备主表面的尺寸为约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。该透光性基板1的端面和主表面被研磨成预定的表面粗糙度(以Rq计为0.2nm以下)，然后，实施预定的清洗处理和干燥处理。
接着，使用利用了2个靶材的DC溅射装置，在透光性基板1上使由硅、钼、氧、氮构成的相移膜2以75nm的厚度成膜。靶材使用钼和硅，溅射气体使用氩、氧、氮。利用ESCA分析该相移膜的组成，结果为Si:Mo:O:N＝42:7:5:46(原子％比)。
这样形成的相移膜2的曝光光的透射率为6％、相位差为177度。需要说明的是，在实施例1和后述的各实施例/各比较例中，使用相移量测定装置(Lasertec公司制、MPM193：测定波长193nm)测定透射率和相位差。以下的各实施例和各比较例中的透射率和相位差也同样地进行测定。
另外，在本实施例中，“曝光光的透射率”是指相移膜2的非开口部相对于开口部的曝光光的透射率。另外，“相位差”是指相移膜2的非开口部相对于开口部的相位差。
接着，使用DC溅射装置，在该相移膜2上使由铬、氧、氮构成的遮光膜3以30nm的厚度成膜。靶材使用铬，溅射气体使用氩、氧、氮。利用ESCA分析该遮光膜3的组成，结果为Cr:O:N＝50:30:20(原子％比)。
接着，对形成有该遮光膜3的透光性基板1实施加热处理。具体而言，使用热板，在大气中将加热温度设为280℃、将加热时间设为5分钟，进行加热处理。加热处理后，对于层叠有相移膜2和遮光膜3的透光性基板1，利用分光光度计(Agilent Technology公司制、Cary4000)测定相移膜2和遮光膜3的层叠结构在ArF准分子激光的光的波长(约193nm)下的光学浓度(OD)，结果确认为3.0。
接着，使用DC溅射装置，在该遮光膜3上使由钨和氧构成的硬掩模膜4的下层41以3nm的厚度成膜。靶材使用钨氧化物(WOx)、溅射气体使用氩和氧。利用ESCA分析该硬掩模膜4的下层41的组成，结果为W:O＝25:75(原子％比)。
接着，使用DC溅射装置，在该硬掩模膜4的下层41上使由钽和氧构成的硬掩模膜4的上层42以2nm的厚度成膜。靶材使用钽氧化物(TaO)，溅射气体使用氩和氧。利用ESCA分析该硬掩模膜4的上层42的组成，结果为Ta:O＝35:65(原子％比)。
这样，在遮光膜3上以5nm的厚度形成了具备下层41和上层42的硬掩模膜4。
最后，实施预定的清洗处理，从而制造了实施例1的掩模坯100。
(电阻率的测定)
接着，关于具备下层41和上层42的硬掩模膜4的导电性，对该掩模坯100测定其电阻率(Ω·m)，结果为5.29×10-8。
上述电阻率的值越小，意味着硬掩模膜4的导电性越高。因此，如果是该电阻率的值小的硬掩模膜4，则能够抑制电子束描绘时的抗蚀剂膜的带电以提高电子束照射的位置精度，即能够在抗蚀剂膜上高精度地形成微细的抗蚀剂图案。
如果硬掩模膜4的电阻率(Ω·m)的值为1.00×10-7以下，则其导电性极高，可以认为是在电子束描绘时几乎不受硬掩模膜4的带电影响的硬掩模膜4(掩模坯100)。另外，如果硬掩模膜4的电阻率(Ω·m)的值为1.00×10-5以下，则其导电性高，可以认为是在电子束描绘时硬掩模膜4的带电影响极小的硬掩模膜4(掩模坯100)。进一步，如果硬掩模膜4的电阻率(Ω·m)的值为1.00×10-3以下，则作为其导电性是足够的，可以认为是在电子束描绘时硬掩模膜4的带电影响小的硬掩模膜4(掩模坯100)。另一方面，如果硬掩模膜4的电阻率(Ω·m)的值超过1.00×10-3，则作为其导电性是不充分的，可以认为是在电子束描绘时容易受到硬掩模膜4的带电影响的硬掩模膜4(掩模坯100)。
从上述测定结果可以确认，如果是实施例1的掩模坯100，则由于硬掩模膜4的电阻率(Ω·m)为5.29×10-8，因此在电子束描绘时几乎不受硬掩模膜4的带电影响。
在下述表1中，对于硬掩模膜4的电阻率(Ω·m)的值，如果为1.00×10-7以下则评价为“◎”，如果为1.00×10-5以下则评价为“○”，如果为1.00×10-3以下则评价为“△”，如果超过1.00×10-3则评价为“×”。在本实施例中，“◎”、“〇”、“△”设为合格。
需要说明的是，在本实施例中，使用市售的电阻率测定装置，对于硬掩模膜4表面上的10个部位分别测定电阻率(Ω·m)，将它们的平均值设为“电阻率(Ω·m)”。
[相移掩模的制造]
接着，使用上述实施例1的掩模坯100，通过以下步骤制造实施例1的半色调型的相移掩模200。
首先，利用旋涂法，与硬掩模膜4的表面接触且以膜厚129nm形成由电子束描绘用化学放大型抗蚀剂构成的抗蚀剂膜。
接着，对于该抗蚀剂膜，电子束描绘要形成于相移膜2的相移膜图案即第1图案，进行预定的显影处理和清洗处理，从而形成具有第1图案的抗蚀剂图案5a(参照图2(a))。该第1图案包括线宽200nm的线宽和间距(line and space)以及微小尺寸(线宽为30nm)的图案。更详细而言，在硬掩模膜4上以膜厚129nm旋涂负型化学放大型电子束抗蚀剂，以剂量35μC/cm2电子束描绘图案，在110℃热处理10分钟，利用桨式显影(paddledevelopment)进行90秒显影，从而形成抗蚀剂图案5a。
接着，将抗蚀剂图案5a作为掩模，利用CF4气体和氧气(O2)的混合气体进行干式蚀刻，在包含上层42和下层41的硬掩模膜4上形成包含上层图案42a和下层图案41a的硬掩模图案4a((参照图2(b))。需要说明的是，蚀刻气体的气体压力设定为5mTorr，ICP功率设定为400W，偏置功率设定为40W。
形成硬掩模图案4a后的抗蚀剂图案5a以充分的膜厚残留。另外，通过使用CD-SEM(Critical Dimension-Scanning Electron Microscope)进行测定(观察)，能够确认抗蚀剂图案5a所具有的包含上述微小尺寸的图案的所有图案均高精度地形成在硬掩模膜4上。
(蚀刻速率的测定)
这里，关于实施例1的硬掩模膜4的蚀刻加工性，测定实施例1的硬掩模膜4的蚀刻速率比(实施例1的硬掩模膜4的蚀刻速率/比较例1的硬掩模膜4的蚀刻速率)，结果为2.1。
上述蚀刻速率比的值越大，意味着与现有技术涉及的比较例1的硬掩模膜4(即，通常广泛使用的硬掩模膜4)相比，蚀刻加工性越高。如果是该蚀刻速率比高的硬掩模膜4，则其蚀刻加工性优异，能够使抗蚀剂膜薄膜化、即能够提高分辨率。
如果硬掩模膜4的蚀刻速率比为1.5以上，则其蚀刻加工性极高，可以认为是能够使抗蚀剂膜充分地薄膜化的硬掩模膜4(掩模坯100)。另外，如果硬掩模膜4的蚀刻速率比为1.3以上，则其蚀刻加工性高，可以认为是能够使抗蚀剂膜薄膜化的硬掩模膜4(掩模坯100)。进一步，如果硬掩模膜4的蚀刻速率比超过1.0，则作为其蚀刻加工性是充分的，可以认为是能够使抗蚀剂膜薄膜化的硬掩模膜4(掩模坯100)。另一方面，如果硬掩模膜4的蚀刻速率比为1.0以下，则作为其蚀刻加工性是不充分的，可以认为是难以使抗蚀剂膜薄膜化的硬掩模膜4(掩模坯100)。
从上述测定结果可以确认，如果是实施例1的掩模坯100，则由于硬掩模膜4的蚀刻速率比为2.1，因此硬掩模膜4的蚀刻加工性极高，能够使抗蚀剂膜充分地薄膜化。
在下述表1中，对于硬掩模膜4的蚀刻速率比，如果为1.5以上则评价为“◎”，如果为1.3以上则评价为“〇”，如果为超过1.0则评价为“△”，如果为1.0以下则评价为“×”。在本实施例中，“◎”、“〇”、“△”设为合格。
需要说明的是，在本实施例中，准备10个通过相同工序制作的掩模坯100作为样品，测定相对于蚀刻时间的蚀刻深度。将这样得到的10个样品的各蚀刻速率的平均值作为“蚀刻速率”。然后，通过计算实施例1的硬掩模膜4的蚀刻速率相对于比较例1的硬掩模膜4的蚀刻速率，得到实施例1的硬掩模膜4的蚀刻速率比。
接着，通过硫酸加水清洗将抗蚀剂图案5a剥膜清洗除去。
接着，将硬掩模图案4a作为掩模，利用氯气(Cl2)、氧气(O2)、氦气(He)的混合气体进行干式蚀刻，在遮光膜3上形成遮光膜图案3a(参照图2(c))。需要说明的是，蚀刻气体的气体压力设定为5mTorr，ICP功率设定为400W，偏置功率设定为40W。进行100％的过蚀刻。
接着，将遮光膜图案3a作为掩模，利用CF4气体和氧气(O2)的混合气体进行干式蚀刻，在相移膜2上形成作为第1图案的相移膜图案2a，同时除去硬掩模图案4a(参照图2(d))。需要说明的是，蚀刻气体的气体压力设定为5mTorr，ICP功率设定为400W，偏置功率设定为40W。在将石英基板掘进平均3nm的时间点时停止干式蚀刻。
接着，利用旋涂法，在遮光膜图案3a上以膜厚150nm形成由电子束描绘用化学放大型抗蚀剂构成的抗蚀剂膜。
接着，对于抗蚀剂膜，曝光描绘要形成于遮光膜上的图案(包含遮光带图案的图案)即第2图案，进一步进行显影处理等预定处理，从而形成具有遮光膜图案的抗蚀剂图案6b(参照图2(e))。
接着，将抗蚀剂图案6b作为掩模，进行利用了氯气(Cl2)、氧气(O2)、氦气(He)的混合气体的干式蚀刻，从而在遮光膜3上形成遮光膜图案3b(参照图2(f))。需要说明的是，蚀刻气体的气体压力设定为10mTorr，ICP功率设定为500W，偏置功率设定为10W。进行200％的过蚀刻。此时，下层的相移膜2(相移膜图案2a)和透光性基板1没有产生损伤。
进一步，通过硫酸加水清洗将抗蚀剂图案6b剥膜清洗除去。
最后，经过清洗等预定处理，得到相移掩模200(参照图2(g))。
在通过以上步骤制作的实施例1的相移掩模200中，通过使用CD-SEM进行测定(观察)，能够确认抗蚀剂图案5a所具有的包括上述微小尺寸的图案的所有图案均高精度地形成在相移膜2上。此外，对于实施例1的相移掩模200，使用AIMS193(Carl Zeiss公司制)，进行了利用波长193nm的曝光光对半导体器件上的抗蚀剂膜进行曝光转印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，结果充分满足了设计规格。
〈实施例2〉
[掩模坯的制造]
除了硬掩模膜4以外，实施例2的掩模坯通过与实施例1同样的步骤制造。因此，这里仅对实施例2中的硬掩模膜4的制造工序进行说明。
使用DC溅射装置，在通过与实施例1同样的步骤制造的遮光膜3上以3nm的厚度使由碲和氧构成的硬掩模膜4的下层41成膜。靶材使用碲氧化物(TeO)，溅射气体使用氩和氧。利用ESCA分析该硬掩模膜4的下层41的组成，结果为Te:O＝35:65(原子％比)。
接着，使用DC溅射装置，在该硬掩模膜4的下层41上以2nm的厚度使由钽和氮构成的硬掩模膜4的上层42成膜。靶材使用氮化钽(TaN)，溅射气体使用氩和氧。利用ESCA分析该硬掩模膜4的上层42的组成，结果为Ta:N＝20:80(原子％比)。
这样，在遮光膜3上以5nm的厚度形成了具备下层41和上层42的硬掩模膜4。
最后，与实施例1的情况同样地实施预定的清洗处理，从而制造了实施例2的掩模坯100。
(电阻率的测定)
接着，关于具备下层41和上层42的硬掩模膜4的导电性，对该掩模坯100测定其电阻率(Ω·m)，结果为1.00×10-4。
从上述测定结果可以确认，如果是实施例2的掩模坯100，则由于硬掩模膜4的电阻率(Ω·m)为1.00×10-4，因此电子束描绘时的硬掩模膜4的带电影响极小。
需要说明的是，实施例2的相移膜2的曝光光的透射率为6％，相位差为177度。另外，实施例2中层叠有相移膜2和遮光膜3的透光性基板1的光学浓度(OD)为3.0。
[相移掩模的制造]
接着，使用该实施例2的掩模坯100，通过与实施例1同样的步骤制造了实施例2的相移掩模200。需要说明的是，由电子束描绘用化学放大型抗蚀剂构成的抗蚀剂膜的膜厚设为135nm。另外，形成硬掩模图案4a后的抗蚀剂图案5a以充分的膜厚残留。另外，通过使用CD-SEM进行测定(观察)，能够确认抗蚀剂图案5a所具有的包含上述微小尺寸的图案的所有图案均高精度地形成在硬掩模膜4上。
另外，在所制作的实施例2的相移掩模200中，通过使用CD-SEM进行测定(观察)，能够确认抗蚀剂图案5a所具有的包括上述微小尺寸的图案的所有图案均高精度地形成在相移膜2上。
此外，对于实施例2的相移掩模200，使用AIMS193(Carl Zeiss公司制)，进行了利用波长193nm的曝光光对半导体器件上的抗蚀剂膜进行曝光转印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，结果充分满足了设计规格。
(蚀刻速率的测定)
另外，关于实施例2的硬掩模膜4的蚀刻加工性，测定了实施例2的硬掩模膜4的蚀刻速率比(实施例2的硬掩模膜4的蚀刻速率/比较例1的硬掩模膜4的蚀刻速率)，结果为1.7。
从上述测定结果可以确认，如果是实施例2的掩模坯100，则由于硬掩模膜4的蚀刻速率比为1.7，因此硬掩模膜4的蚀刻加工性极高，能够使抗蚀剂膜充分地薄膜化。
〈实施例3〉
[掩模坯的制造]
除了硬掩模膜4以外，实施例3的掩模坯通过与实施例1同样的步骤制造。因此，这里仅对实施例3中的硬掩模膜4的制造工序进行说明。
使用DC溅射装置，在通过与实施例1同样的步骤制造的遮光膜3上以3nm的厚度使由钌构成的硬掩模膜4的下层41成膜。靶材使用钌(Ru)，溅射气体使用氩、氧、氮。利用ESCA分析该硬掩模膜4的下层41的组成，结果为Ru＝100(原子％比)。
接着，使用DC溅射装置，在该硬掩模膜4的下层41上以2nm的厚度使由钽构成的硬掩模膜4的上层42成膜。靶材使用钽(Ta)，溅射气体使用氩和氧。利用ESCA分析该硬掩模膜4的上层42的组成，结果为Ta＝100(原子％比)。
这样，在遮光膜3上以5nm的厚度形成了具备下层41和上层42的硬掩模膜4。
最后，与实施例1的情况同样地实施预定的清洗处理，从而制造了实施例3的掩模坯100。
(电阻率的测定)
接着，关于具备下层41和上层42的硬掩模膜4的导电性，对该掩模坯100测定其电阻率(Ω·m)，结果为7.10×10-8。
从上述测定结果可以确认，如果是实施例3的掩模坯100，则由于硬掩模膜4的电阻率(Ω·m)为7.10×10-8，因此在电子束描绘时几乎不受硬掩模膜4的带电影响。
需要说明的是，实施例3的相移膜2的曝光光的透射率为6％，相位差为177度。另外，实施例3中层叠有相移膜2和遮光膜3的透光性基板1的光学浓度(OD)为3.0。
[相移掩模的制造]
接着，使用该实施例3的掩模坯100，通过与实施例1同样的步骤制造了实施例3的相移掩模200。需要说明的是，由电子束描绘用化学放大型抗蚀剂构成的抗蚀剂膜的膜厚设为146nm。另外，形成硬掩模图案4a后的抗蚀剂图案5a以充分的膜厚残留。另外，通过使用CD-SEM进行测定(观察)，能够确认抗蚀剂图案5a所具有的包括上述微小尺寸的图案的所有图案均高精度地形成在硬掩模膜4上。
另外，在所制作的实施例3的相移掩模200中，通过使用CD-SEM进行测定(观察)，能够确认抗蚀剂图案5a所具有的包括上述微小尺寸的图案的所有图案均高精度地形成在相移膜2上。
此外，对于实施例3的相移掩模200，使用AIMS193(Carl Zeiss公司制)，进行了利用波长193nm的曝光光对半导体器件上的抗蚀剂膜进行曝光转印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，结果充分地满足了设计规格。
(蚀刻速率的测定)
另外，关于实施例3的硬掩模膜4的蚀刻加工性，测定了实施例3的硬掩模膜4的蚀刻速率比(实施例3的硬掩模膜4的蚀刻速率/比较例1的硬掩模膜4的蚀刻速率)，结果为1.3。
从上述测定结果可以确认，如果是实施例3的掩模坯100，则由于硬掩模膜4的蚀刻速率比为1.3，因此硬掩模膜4的蚀刻加工性高，能够使抗蚀剂膜薄膜化。
〈比较例1〉
[掩模坯的制造]
除了硬掩模膜4以外，比较例1的掩模坯通过与实施例1同样的步骤制造。因此，这里仅对比较例1中的硬掩模膜4的制造工序进行说明。
使用DC溅射装置，在通过与实施例1同样的步骤制造的遮光膜3上以5nm的厚度使由钽和氧构成的硬掩模膜4成膜。靶材使用钽氧化物(TaO)，溅射气体使用氩和氧。利用ESCA分析该硬掩模膜4的组成，结果为Ta:O＝35:65(原子％比)。
即，比较例1的掩模坯所具备的硬掩模膜4是由钽氧化物(TaO)构成的单层的硬掩模膜4。
最后，与实施例1的情况同样地实施预定的清洗处理，制造了比较例1的掩模坯100。
(电阻率的测定)
接着，关于硬掩模膜4的导电性，对该掩模坯100测定其电阻率(Ω·m)，结果为1.50×10-7。
从上述测定结果可以确认，如果是比较例1的掩模坯100，则由于硬掩模膜4的电阻率(Ω·m)为1.50×10-7，因此电子束描绘时的硬掩模膜4的带电影响极小。
需要说明的是，比较例1的相移膜2的曝光光的透射率为6％，相位差为177度。另外，比较例1中层叠有相移膜2和遮光膜3的透光性基板1的光学浓度(OD)为3.0。
[相移掩模的制造]
接着，使用该比较例1的掩模坯，通过与实施例1同样的步骤制造了比较例1的相移掩模。需要说明的是，由电子束描绘用化学放大型抗蚀剂构成的抗蚀剂膜的膜厚设为160nm。另外，形成硬掩模图案4a后的抗蚀剂图案5a以充分的膜厚残留。另一方面，抗蚀剂图案5a所具有的上述微小尺寸的图案不能形成在硬掩模图案4a内。
另外，在所制作的比较例1的相移掩模200的相移膜图案2a中，上述微小尺寸的图案不能形成在相移膜图案2a内。
此外，对于该比较例1的相移掩模，与实施例1同样地使用AIMS193(Carl Zeiss公司制)，进行了利用波长193nm的曝光光对半导体器件上的抗蚀剂膜进行曝光转印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，结果确认转印不良。据推测，没有形成上述微小尺寸的图案是导致转印不良发生的原因。
(蚀刻速率的测定)
测定比较例1的硬掩模膜4的蚀刻速率，将其值作为各蚀刻速率比的基准值。
〈比较例2〉
[掩模坯的制造]
除了硬掩模膜4以外，比较例2的掩模坯通过与实施例1同样的步骤制造。因此，这里仅对比较例2中的硬掩模膜4的制造工序进行说明。
使用DC溅射装置，在通过与实施例1同样的步骤制造的遮光膜3上以3nm的厚度使由硅构成的硬掩模膜4的下层41成膜。靶材使用硅(Si)，溅射气体使用氩和氧。利用ESCA分析该硬掩模膜4的下层41的组成，结果为Si＝100(原子％比)。
接着，使用DC溅射装置，在该硬掩模膜4的下层41上以2nm的厚度使由钽和氧构成的硬掩模膜4的上层42成膜。靶材使用钽氧化物(TaO)，溅射气体使用氩和氧。利用ESCA分析该硬掩模膜4的上层42的组成，结果为Ta:O＝35:65(原子％比)。
这样，在遮光膜3上以5nm的厚度形成了具备下层41和上层42的硬掩模膜4。
最后，与实施例1的情况同样地实施预定的清洗处理，从而制造了比较例2的掩模坯100。
(电阻率的测定)
接着，关于硬掩模膜4的导电性，对该掩模坯100测定其电阻率(Ω·m)，结果为3.97×103。
从上述测定结果可以确认，如果是比较例2的掩模坯100，则由于硬掩模膜4的电阻率(Ω·m)为3.97×103，因此在电子束描绘时容易受到硬掩模膜4的带电的影响。
需要说明的是，比较例2的相移膜2的曝光光的透射率为6％，相位差为177度。另外，比较例2中层叠有相移膜2和遮光膜3的透光性基板1的光学浓度(OD)为3.0。
[相移掩模的制造]
接着，使用该比较例2的掩模坯，通过与实施例1同样的步骤制造了比较例2的相移掩模。需要说明的是，由电子束描绘用化学放大型抗蚀剂构成的抗蚀剂膜的膜厚设为126nm。另外，形成硬掩模图案4a后的抗蚀剂图案5a以充分的膜厚残留。另一方面，抗蚀剂图案5a所具有的上述微小尺寸的图案不能形成在硬掩模图案4a内。
另外，在所制作的比较例2的相移掩模200的相移膜图案2a中，上述微小尺寸的图案不能形成在相移膜图案2a内。
此外，对于该比较例2的相移掩模，与实施例1同样地使用AIMS193(Carl Zeiss公司制)，进行了利用波长193nm的曝光光对半导体器件上的抗蚀剂膜进行曝光转印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，结果确认转印不良。据推测，没有形成上述微小尺寸的图案是导致转印不良发生的原因。
(蚀刻速率的测定)
另外，关于比较例2的硬掩模膜4的蚀刻加工性，测定比较例2的硬掩模膜4的蚀刻速率比(比较例2的硬掩模膜4的蚀刻速率/比较例1的硬掩模膜4的蚀刻速率)，结果为2.3。
从上述测定结果可以确认，如果是比较例2的掩模坯100，则由于硬掩模膜4的蚀刻速率比为2.3，因此硬掩模膜4的蚀刻加工性高，能够使抗蚀剂膜薄膜化。上述结果示于表1。
[表1]
符号的说明
1 透光性基板
2 相移膜
2a 相移膜图案
3 遮光膜
3a、3b遮光膜图案
4 硬掩模膜
41 下层
42 上层
4a 硬掩模图案
41a 下层图案
42a 上层图案
5a 抗蚀剂图案
6b 抗蚀剂图案
100 掩模坯
200 相移掩模

Claims (12)

1.一种光掩模坯，其是用于制作适用于波长200nm以下的曝光光的光掩模的光掩模坯，特征在于，
依次具备透明基板、薄膜、以及硬掩模膜，
所述薄膜由含有铬的材料形成，
所述硬掩模膜包含位于所述薄膜侧的下层和构成所述硬掩模膜的最表层的上层，
所述下层含有选自钨、碲、钌以及它们的化合物中的至少1种，
所述上层含有钽或钽化合物，
所述化合物含有选自氧、氮以及碳中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的光掩模坯，其特征在于，
所述上层的厚度为1nm以上。
3.根据权利要求1或2所述的光掩模坯，其特征在于，
所述硬掩模膜的厚度在4nm以上14nm以下的范围内。
4.根据权利要求1至3中任1项所述的光掩模坯，其特征在于，
所述薄膜为遮光膜。
5.根据权利要求4所述的光掩模坯，其特征在于，
在所述透明基板与所述遮光膜之间进一步具备由含有硅的材料构成的相移膜。
6.一种光掩模，其是适用于波长200nm以下的曝光光的光掩模，特征在于，
具备：透明基板、形成在所述透明基板上并且形成有图案的薄膜、以及形成在所述薄膜上的硬掩模膜，
所述薄膜由含有铬的材料形成，
所述硬掩模膜包含位于所述薄膜侧的下层和构成所述硬掩模膜的最表层的上层，
所述下层含有选自钨、碲、钌以及它们的化合物中的至少1种，
所述上层含有钽或钽化合物，
所述化合物含有选自氧、氮以及碳中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的光掩模，其特征在于，
所述上层的厚度为1nm以上。
8.根据权利要求6或7所述的光掩模，其特征在于，
所述硬掩模膜的厚度在4nm以上14nm以下的范围内。
9.根据权利要求6至8中任1项所述的光掩模，其特征在于，
所述薄膜为遮光膜。
10.根据权利要求9所述的光掩模，其特征在于，
在所述透明基板与所述遮光膜之间进一步具备由含有硅的材料构成的相移膜。
11.一种光掩模的制造方法，其是使用了权利要求1至4中任1项所述的光掩模坯的光掩模制造方法，特征在于，具有：
在所述光掩模坯的所述硬掩模膜上形成抗蚀剂图案的工序；
将所述抗蚀剂图案作为掩模，利用氟系气体对所述硬掩模膜进行干式蚀刻，形成硬掩模图案的工序；以及
将所述硬掩模图案作为掩模，利用氯和氧的混合气体对所述薄膜进行干式蚀刻，形成薄膜图案的工序。
12.一种光掩模的制造方法，其是使用了权利要求5所述的光掩模坯的光掩模制造方法，特征在于，具有：
在所述光掩模坯的所述硬掩模膜上形成抗蚀剂图案的工序；
将所述抗蚀剂图案作为掩模，利用氟系气体对所述硬掩模膜进行干式蚀刻，形成硬掩模图案的工序；
将所述硬掩模图案作为掩模，利用氯和氧的混合气体对所述遮光膜进行干式蚀刻，形成遮光膜图案的工序；以及
将所述遮光膜图案作为掩模，利用氟系气体对所述相移膜进行干式蚀刻，形成相移膜图案，同时除去所述硬掩模图案的工序。
CN202380015121.0A 2021-12-15 2023-02-02 光掩模坯、光掩模以及光掩模的制造方法 Pending CN118401890A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-203513 2021-12-15
JP2021203513A JP2023088648A (ja) 2021-12-15 2021-12-15 フォトマスクブランク、フォトマスク及びフォトマスクの製造方法
PCT/JP2023/003372 WO2023113047A1 (ja) 2021-12-15 2023-02-02 フォトマスクブランク、フォトマスク及びフォトマスクの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN118401890A true CN118401890A (zh) 2024-07-26

Family

ID=86774508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202380015121.0A Pending CN118401890A (zh) 2021-12-15 2023-02-02 光掩模坯、光掩模以及光掩模的制造方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2023088648A (zh)
KR (1) KR20240122430A (zh)
CN (1) CN118401890A (zh)
WO (1) WO2023113047A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6743505B2 (ja) * 2016-06-17 2020-08-19 凸版印刷株式会社 反射型マスクブランクおよび反射型マスク
JP2018072543A (ja) * 2016-10-28 2018-05-10 凸版印刷株式会社 フォトマスクブランク、フォトマスク及びフォトマスクの製造方法
JP7219010B2 (ja) * 2018-03-30 2023-02-07 株式会社トッパンフォトマスク 位相シフトマスクブランク
JP7026575B2 (ja) 2018-05-22 2022-02-28 株式会社ニューフレアテクノロジー 電子ビーム照射方法、電子ビーム照射装置、及びプログラム
JP7350682B2 (ja) * 2020-03-23 2023-09-26 Hoya株式会社 マスクブランク及び転写用マスクの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023113047A1 (ja) 2023-06-22
JP2023088648A (ja) 2023-06-27
KR20240122430A (ko) 2024-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11630388B2 (en) Mask blank, method for manufacturing phase shift mask, and method for manufacturing semiconductor device
JP6297734B2 (ja) マスクブランク、位相シフトマスクおよび半導体デバイスの製造方法
JP6599281B2 (ja) マスクブランク、位相シフトマスク、位相シフトマスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法
JP6087401B2 (ja) マスクブランク、位相シフトマスクおよび半導体デバイスの製造方法
JP2019012132A (ja) フォトマスクブランク及びフォトマスク
KR100864375B1 (ko) 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크의 제조방법
US10935881B2 (en) Mask blank, phase shift mask, phase shift mask manufacturing method, and semiconductor device manufacturing method
JP6271780B2 (ja) マスクブランク、位相シフトマスクおよび半導体デバイスの製造方法
US20090253054A1 (en) Phase shift mask blank and method of manufacturing phase shift mask
JP6526938B1 (ja) マスクブランク、位相シフトマスクおよび半導体デバイスの製造方法
JP6398927B2 (ja) フォトマスクブランク、その製造方法及びフォトマスク
US20230069092A1 (en) Mask blank and method of manufacturing photomask
CN111742259B (zh) 掩模坯料、相移掩模及半导体器件的制造方法
JP7313166B2 (ja) マスクブランク、転写用マスクの製造方法、及び半導体デバイスの製造方法
WO2019230313A1 (ja) マスクブランク、位相シフトマスクおよび半導体デバイスの製造方法
JP6490786B2 (ja) マスクブランク、位相シフトマスクおよび半導体デバイスの製造方法
CN114245880B (zh) 掩模坯料、相移掩模及半导体器件的制造方法
CN118401890A (zh) 光掩模坯、光掩模以及光掩模的制造方法
CN113383271A (zh) 掩模坯料、相移掩模、相移掩模的制造方法以及半导体器件的制造方法
TW202433163A (zh) 空白光罩、光罩及光罩之製造方法
WO2021059890A1 (ja) マスクブランク、位相シフトマスク及び半導体デバイスの製造方法
JP2018132686A (ja) マスクブランク、転写用マスク、転写用マスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination