DE112014003849T5 - Maskenrohling, Maskenrohling mit negativem Resistfilm, Phasenverschiebungsmaske und Verfahren zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers unter Verwendung derselben - Google Patents

Maskenrohling, Maskenrohling mit negativem Resistfilm, Phasenverschiebungsmaske und Verfahren zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers unter Verwendung derselben Download PDF

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Hideyoshi Takamizawa
Hayano Katsuya
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Abstract

Die vorliegende Erfindung sieht einen Maskenrohling vor, welcher verwendet wird, um eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske herzustellen, auf die ein ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht zu richten ist. Die vorliegende Erfindung erreicht das Ziel, indem der Maskenrohling vorgesehen wird, der ein transparentes Substrat und eine halblichtdurchlässige Schicht, die auf dem transparenten Substrat gebildet ist und nur aus Si und N besteht, oder eine halblichtdurchlässige Schicht, die auf dem transparenten Substrat gebildet ist und nur aus Si, N und O besteht, umfasst, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die halblichtdurchlässige Schicht einen Extinktionskoeffizienten von 0,2 bis 0,45 bei einer Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, einen Brechungsindex von 2,3 bis 2,7 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und eine Transmittanz von 15% bis 38% bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts aufweist, und ferner eine Schichtdicke von 57 nm bis 67 nm hat.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Maskenrohling und eine Phasenverschiebungsmaske, die jeweils beispielsweise zur Herstellung eines Halbleiterelements verwendet werden; und auf ein Verfahren zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers unter Verwendung der Maske. Die Erfindung bezieht sich spezifischer auf einen Maskenrohling, einen an einer Negativ-Typ-Resistschicht angebrachten Maskenrohling und eine Phasenverschiebungsmaske, die es jeweils ermöglichen, dass, wenn ein Muster der Maske auf einen Wafer transferiert wird, wobei eine Belichtungsvorrichtung mit hoher NA unter Verwendung von ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht mit einer Wellenlänge von 193 nm bei der Photolithographie eingesetzt wird, das Muster mit hoher Transfereigenschaft und ausgezeichneter Beständigkeit gegen eine Bestrahlung mit ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht und Reinigungsbeständigkeit ausgebildet wird; und auf ein Verfahren zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers unter Verwendung derselben.
  • Technischer Hintergrund
  • Als Mittel zur Verbesserung der Auflösung einer Phasenverschiebungsmaske, die in der Photolithographie verwendet wird, ist eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske bekannt, welche aus Regionen besteht, die Licht durchlassen, und Regionen, die licht halb durchlassen. Als typisches Beispiel der Halbton-Phasenverschiebungsmaske ist eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske mit einer Transmittanz von 6% bekannt, in der eine MoSi-Schicht als halblichtdurchlässige Schicht verwendet wird.
  • Wenn der Abstand von in einem Wafer zu bildenden Zwischenverbindungen fein ausgebildet wird, muss eine halblichtdurchlässige Schicht, welche Regionen bildet, die Licht in einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske halb durchlassen sollten, eine Schicht mit Eigenschaften sein, die ein kleineres EMF-Bias und OPC-Bias und einen größeren Belichtungsspielraum und eine größere Fokustiefe (EL-DOF) als gewünschte Eigenschaften umfassen, wenn die Zwischenverbindungen auf den Wafer transferiert werden.
  • Im Fall einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske macht die Interferenz von Licht an ihren Musterelement-Grenzregionen, die auf dem Phaseneffekt basiert, die Intensität des Lichts an den durch die Interferenz verursachten Regionen zu einem Wert von Null, so dass zu transferierende Bilder im Kontrast verbessert werden können. Es ist zu erwarten, dass, falls die Transmittanz der Maske so viel wie 15% oder mehr beträgt, dieser Phaseneffekt deutlicher wird, so dass die zu transferierenden Bilder im Kontrast weiter verbessert werden können.
  • Um die Transmittanz einer halblichtdurchlässigen Schicht in einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske in einen Zielbereich einzustellen, wird ein Metall in die halblichtdurchlässige Schicht eingeschlossen, um die Lichttransmittanz der Schicht einzustellen (Patentliteratur 1, 2, 3 und 4).
  • Bei den herkömmlichen Halbton-Phasenverschiebungsmasken, die jeweils eine halblichtdurchlässige Schicht mit eingeschlossenem Metall aufweisen, ist es jedoch bekannt, dass bezüglich der Beständigkeit ihres Musters gegen eine Bestrahlung mit ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht und ihrer Reinigungsbeständigkeit Probleme durch den Einschluss des Metalls in die halblichtdurchlässige Schicht verursacht werden. Wie in Beispielen in Patentliteratur 1 und auch 2 beschrieben wird, wird häufig Mo als Metall verwendet, das in die halblichtdurchlässige Schicht einzuschließen ist. Wenn Mo verwendet wird, wird ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht für einen langen Zeitraum auf Mo eingestrahlt, so dass durch die feuchte Atmosphäre Wasser erzeugt wird. Die MoSi-Schicht wird durch das erzeugte Wasser oxidiert, so dass eine Silicium-(Si-)Oxidschicht wächst. Es ist bekannt, dass das Wachstum ein Problem hinsichtlich der Beständigkeit gegen eine Bestrahlung mit dem Laser verursacht, wobei dieses Problem ein Problem ist, das ein Phänomen bewirkt, dass die Masken in der kritischen Abmessung des Musters verändert werden. In diesem Fall ist es bekannt, dass auch ein Problem hinsichtlich der Reinigungsbeständigkeit verursacht wird, wobei dieses Problem ein Problem ist, dass ein solches Phänomen in der gleichen Weise im Schritt der Reinigung der Halbton-Phasenverschiebungsmasken bewirkt wird.
  • Indessen erhalten im Fall des Versuchs, eine metallfreie halblichtdurchlässige Schicht zu verwenden, damit eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske solche Probleme bezüglich der Beständigkeit gegen eine Bestrahlung mit ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht und der Reinigungsbeständigkeit vermeidet, Regionen der Maske, wo die halblichtdurchlässige Schicht gebildet ist, eine zu große Transmittanz (Patentliteratur 5 und 6).
  • Als Ergebnis, beispielsweise in Patentliteratur 5, ist es notwendig, eine metallfreie Phaseneinstellungsschicht (halblichtdurchlässige Schicht) und eine Transmittanzeinstellungsschicht aneinander zu laminieren, die von der Phaseneinstellungsschicht verschieden ist und ein Metall enthält, wodurch eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske gebildet wird, da nur die metallfreie Phaseneinstellungsschicht (halblichtdurchlässige Schicht) der Maske eine zu große Transmittanz verleiht.
  • Im Fall der Verwendung einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske, die zur Herstellung eines Halbleiterelements verwendbar ist, um ein feines Muster für Kontaktlöcher, Leitungen u. a. auf einen Wafer zu transferieren, ist auch das folgende Verfahren bekannt, um der Maske eine größere Fokustiefe zur Zeit der Belichtung für den Transfer zu verleihen: ein Verfahren zur Bildung eines Hauptmusters, das eine Region ist, die tatsächlich aufgelöst wird, um dem feinen Muster zu entsprechen, und eines Hilfsmusters, das nicht tatsächlich auf einen Wafer aufgelöst wird, wobei eine halblichtdurchlässige Schicht der Halbton-Phasenverschiebungsmaske verwendet wird. Gemäß diesem Verfahren kann eine Schwankung der kritischen Abmessung (CD) des Musters verringert werden, wenn das Muster defokussiert wird, da eine Unterstützung des Beugungslichts durch das Hilfsmuster den Belichtungsspielraum für die Hauptmusterregion verbessern kann.
  • In modernen Techniken eines Wafer-Prozesses zum Transferieren, auf einen Wafer, eines Maskenmusters einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske, die zur Herstellung eines Halbleiterelements verwendet wird, ist es im Fall des Transfers eines feinen Musters, wie oben beschrieben, für Kontaktlöcher, Leitungen oder anderes auf den Wafer erforderlich, in der Halbton-Phasenverschiebungsmaske ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster zu bilden, in dem die Breite oder Länge eines oder jedes Musterelements eines Hauptmusters, wie oben beschrieben, insbesondere in den Bereich von 100 bis 300 nm eingestellt wird. Da in diesem Fall die Breite oder Länge eines oder jedes Musterelements eines Hilfsmusters, wie oben beschrieben, größer ist, kann ferner eine Schwankung in der kritischen Abmessung (CD) des Musters stärker verringert werden, wenn das Muster defokussiert wird. Falls jedoch die Breite oder Länge zu groß ist, wird ein unerwünschtes Muster auf den Wafer aufgelöst. Wenn die Breite oder Länge des Musterelements des Hauptmusters beispielsweise in den Bereich von 100 bis 300 nm eingestellt wird, wie oben beschrieben, wird so die Breite oder Länge des Musterelements des Hilfsmusters vorzugsweise auf 60 nm oder weniger eingestellt.
  • Ferner werden in einem Wafer-Prozess unter Verwendung einer Positiv-Entwicklung, um, auf einen Wafer, ein Maskenmuster einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske zu transferieren, die zur Herstellung eines Halbleiterelements verwendet wird, im Fall der Bildung eines Musters für Öffnungen, wie Kontaktlöcher oder Zwischenräume, auf ein Resist auf dem Wafer ein Hauptmuster und ein Hilfsmuster, wie oben beschrieben, jeweils als konkaves Elementmuster ausgebildet, in dem eine halblichtdurchlässige Schicht in der Halbton-Phasenverschiebungsmaske teilweise ausgehöhlt wird. Im Gegensatz dazu ist es in einem Wafer-Prozess unter Verwendung einer Negativ-Entwicklung, um, auf einen Wafer, ein Maskenmuster einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske zu transferieren, die zur Herstellung eines Halbleiterelements verwendet wird, im Fall der Bildung eines Musters für Öffnungen, wie Kontaktlöcher oder Zwischenräume, auf ein Resist auf dem Wafer notwendig, dass ein Hauptmuster und ein Hilfsmuster, wie oben beschrieben, jeweils als konvexes Elementmuster ausgebildet werden, das aus einer halblichtdurchlässigen Schicht in der Halbton-Phasenverschiebungsmaske besteht. Demgemäß wird das Hilfsmuster ein konvexes Elementmuster, das aus einem oder mehreren Musterelementen besteht, die (jeweils) aus der halblichtdurchlässigen Schicht bestehen und eine Breite oder Länge von 60 nm oder weniger aufweisen.
  • Bei der Verwendung einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske, die zur Herstellung eines komplexen Halbleiterelements eingesetzt wird, ist es ein sehr wichtiges Thema, Fremdmaterialien durch Reinigung zu entfernen. Auf einem Gebiet, in dem diese Technik verwendet wird, wird insbesondere das folgende Verfahren als Verfahren zur physikalischen Entfernung von Fremdmaterial verwendet: ein Verfahren, bei dem, wenn die Halbton-Phasenverschiebungsmaske gereinigt wird, Ultraschallwellen an eine chemische Reinigungslösung angelegt werden, um Aufpralle auf der Basis des Zerbrechens von Blasen zu nutzen.
  • Wenn jedoch die Leistung der Ultraschallwellen erhöht wird, um eine starke Entfernungsleistung zu erhalten, bleibt ein Problem bestehen, dass die Wellen ein feines konvexes Elementmuster, wie beschrieben, beschädigen, das aus einer halblichtdurchlässigen Schicht besteht. Es wird angenommen, dass die Beschädigung des konvexen Elementmusters hauptsächlich durch einen Umstand verursacht wird, dass eine abwärts ziehende Kraft auf das konvexe Elementmuster durch Aufpralle ausgeübt wird, die erzeugt werden, wenn die von den Ultraschallwellen erzeugten Blasen zerbrochen werden. Wenn die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht groß ist, erhält demgemäß das konvexe Elementmuster einen großen Flächenbereich. Wenn Blasen in der Reinigungslösung mit derselben Dichte erzeugt werden, wird so eine Region des konvexen Elementmusters breit, wo die Blasen erzeugt werden. Dieser Umstand verursacht ein Problem, dass die Beschädigung des konvexen Elementmusters weiter zunimmt, so dass das konvexe Elementmuster abblättert. Wenn die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht groß ist, erfährt außerdem das konvexe Elementmuster auch Aufpralle auf der Basis von Blasen, die in einer höheren Position erzeugt werden. Auf diese Weise wird der Moment der Aufpralle größer, um ein Problem zu verursachen, dass das konvexe Elementmuster stark beschädigt wird, um abzublättern. Es ist daher vorstellbar, dass eine Verringerung der Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht ein sehr effektives Mittel ist zu verhindern, dass das konvexe Elementmuster durch eine Reinigung mit Ultraschallwellen beschädigt wird.
  • In einem Verfahren zur Berechnung einer optischen Nahbereichskorrektur (OPC-Verarbeitung) für ein Maskenmuster wurde hauptsächliche eine Näherungsrechnung verwendet. Wenn die Genauigkeit davon erhöht werden muss, wurde gelegentlich eine FDTD-(Finite-Differenzen-)Methode im Zeitbereich verwendet, bei der eine genaue Lösung berechnet wird. Die FDTD-Methode zur Berechnung einer genauen Lösung ist eine Methode der Entwicklung einer Maxwell-Gleichung direkt in eine Differentialgleichung für Raum/Zeitregionen, um eine sequentielle Berechnung vorzunehmen, wodurch elektrische Feld/Magnetfeld-Bestimmungen vorgenommen werden, und ist eine Methode zur Vornahme einer Berechnung unter Berücksichtigung der Schichtdicke eines halblichtdurchlässigen Schichtmusters. Bei der FDTD-Methode zur Berechnung einer genauen Lösung wird eine Raumregion in finite Elemente geteilt, um eine Berechnung an jedem von einzelnen Gitterpunkten davon vorzunehmen. So ist die Berechnungsperiode von der zu berechnenden Region abhängig. Wenn diese Methode verwendet wird, um eine Berechnung für die Gesamtheit einer Maske vorzunehmen, wird somit die Berechnungsperiode enorm lang. Demgemäß wird für eine Berechnung für die Gesamtheit einer Maske, ohne die Verwendung irgendeiner FDTD-Methode zur Berechnung einer genauen Lösung, eine Näherungsrechnung verwendet.
  • Die Näherungsrechnung ist eine vereinfachte Methode, welche die Schichtdicke eines halblichtdurchlässigen Schichtmusters nicht berücksichtigt, verglichen mit der FDTD-Methode zur Berechnung einer genauen Lösung, und ist keine Methode zur Vornahme einer genauen Berechnung. So kann im Fall der Berechnung einer optischen Nahbereichskorrektur (OPC-Verarbeitung) für eine Phasenverschiebungsmaske, die zur Bildung eines feinen Musters auf einem Wafer verwendet wird, durch eine Näherungsrechnung, wobei dieser Fall vom Fall der Vornahme einer genauen Lösung durch die FDTD-Methode verschieden ist, ein Abschirmungseffekt, der durch die Schichtdicke des halblichtdurchlässigen Schichtmusters bewirkt wird, nicht in die Berechnungsergebnisse eingeschlossen werden. Bisher war die Dicke eines halblichtdurchlässigen Schichtmusters groß, so dass der Abschirmungseffekt erhöht wurde, der durch die Schichtdicke des halblichtdurchlässigen Schichtmusters verursacht wurde. Als Ergebnis wird herkömmlich im Fall der Berechnung einer optischen Nahbereichskorrektur (OPC-Verarbeitung) für eine Phasenverschiebungsmaske, die zur Bildung eines feinen Musters auf einem Wafer verwendet wird, durch eine Näherungsrechnung der Abschirmungseffekt, der durch die Schichtdicke ihres halblichtdurchlässigen Schichtmusters verursacht wird, stark beeinflusst, um eine Differenz zwischen Ergebnissen aus irgendeiner genauen Lösungsberechnung und solchen aus der Näherungsrechnung zu erzeugen. Dieser Umstand kann ein Problem bewirken, dass das auf dem Wafer erzeugte feine Muster entgegen der Ausbildungsabsicht in irgendeinen anderen Teil eingebracht oder getrennt wird durch den Effekt des Musters, bei dem die Näherungslösungsberechnung verwendet wird, um eine optische Nahbereichskorrektur (OPC-Verarbeitung) anzuwenden.
  • Aufgrund dieses Umstands ist bei der Gestaltung einer Ausbildung eines halblichtdurchlässigen Schichtmusters in einer Phasenverschiebungsmaske, die zur Bildung eines feinen Musters auf einem Wafer verwendet wird, notwendig, wenn eine Berechnung für eine optische Nahbereichskorrektur (OPC-Verarbeitung) durch eine Näherungsrechnung vorgenommen wird, dass der Ausbildung des halblichtdurchlässigen Schichtmusters eine intensivere Einschränkung auferlegt wird, um nicht, entgegen der Ausbildungsabsicht, zum Kontakt oder zur Trennung des feinen Musters auf dem Wafer zu führen. Demgemäß ist die Flexibilität der Ausbildung des halblichtdurchlässigen Schichtmusters niedrig.
  • Zitierliste
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs- (JP-A) Nr. 2003-322948
    • Patentliteratur 2: JP-A Nr. 2009-217282
    • Patentliteratur 3: JP-A Nr. 2005-284213
    • Patentliteratur 4: JP-A Nr. 2010-009038
    • Patentliteratur 5: JP-A Nr. 2002-351049
    • Patentliteratur 6: JP-A Nr. 2008-310091
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Im Licht der oben angeführten tatsächlichen Situation wurde die vorliegende Erfindung gemacht. Ein Hauptziel davon ist, ein Muster einer Phasenverschiebungsmaske hinsichtlich der Transfereigenschaft ausgezeichnet zu machen und diesem eine hohen Beständigkeit gegen eine Bestrahlung mit ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht und eine hohe Reinigungsbeständigkeit bei der Photolithographie zu verleihen; jegliches Abblättern eines halblichtdurchlässigen Schichtmusters in der Phasenverschiebungsmaske auf der Basis einer Ultraschallreinigung zu vermeiden; und die Ausbildungsflexibilität des halblichtdurchlässigen Schichtmusters in der Phasenverschiebungsmaske zu erhöhen.
  • Lösung für das Problem
  • Um das obige Problem zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung einen Maskenrohling vor, welcher verwendet wird, um eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske herzustellen, auf die ein ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht zu richten ist, wobei der Maskenrohling ein transparentes Substrat und eine halblichtdurchlässige Schicht, die auf dem transparenten Substrat gebildet ist und nur aus Si und N besteht, oder eine halblichtdurchlässige Schicht, die auf dem transparenten Substrat gebildet ist und nur aus Si, N und O besteht, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die halblichtdurchlässige Schicht einen Extinktionskoeffizienten von 0,2 bis 0,45 bei einer Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, einen Brechungsindex von 2,3 bis 2,7 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und eine Transmittanz von 15% bis 38% bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts aufweist, und ferner eine Schichtdicke von 57 nm bis 67 nm hat.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine aus diesem Maskenrohling hergestellte Phasenverschiebungsmaske verwendet, um, an ihren Musterelementgrenzen, die Intensität des Lichts durch die Lichtinterferenz auf der Basis des Phaseneffekts auf Null zu setzen, wodurch das erhaltene transferierte Bild im Kontrast verbessert wird. Wenn ein durch ein Muster gebildeter Körper mit dieser Verbesserung erzeugt wird, kann so der Phaseneffekt durch die hohe Transmittanz, welche die halblichtdurchlässige Schicht aufweist, deutlicher gemacht werden. Außerdem enthält die halblichtdurchlässige Schicht kein Metall; so wächst keine Silicium-(Si-)Oxidschicht, auch wenn auf diese Schicht ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht für einen langen Zeitraum eingestrahlt wird. Demgemäß kann verhindert werden, dass die kritische Abmessung des Musters verändert wird. Auch im Schritt der Reinigung der Phasenverschiebungsmaske kann ähnlich verhindert werden, dass die kritische Abmessung des Musters verändert wird. Demgemäß kann bei der Photolithographie das Muster des Musters der Phasenverschiebungsmaske hinsichtlich der Transfereigenschaft ausgezeichnet ausgebildet werden und es kann diesem eine hohe Beständigkeit gegen die Bestrahlung mit ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht und eine hohe Reinigungsbeständigkeit verliehen werden.
  • Bei dieser Erfindung wird es bevorzugt, dass die halblichtdurchlässige Schicht direkt auf dem transparenten Substrat gebildet ist. Der Maskenrohling hat keine Ätzbarrierenschicht zwischen dem transparenten Substrat und der halblichtdurchlässigen Schicht; so wird es unnötig, einen Ätzschritt mehrere Male vorzunehmen. Demgemäß wird der Ätzprozess nicht kompliziert, und ferner kann Folgendes verhindert werden: eine Verschlechterung der Form der halblichtdurchlässigen Schicht oder des transparenten Substrats, und eine Verschlechterung der Gleichmäßigkeit der Form der halblichtdurchlässigen Schicht, wobei diese Unannehmlichkeiten auf der Schwierigkeit des Ätzens der Ätzbarrierenschicht basieren.
  • Ferner umfasst bei der Erfindung der Maskenrohling vorzugsweise ferner eine lichtabschirmende Schicht, die auf der halblichtdurchlässigen Schicht gebildet ist, wobei die optische Dichte (OD-Wert) dieser lichtabschirmenden Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts eingestellt ist, insgesamt eine gewünschte optische Dichte (OD-Wert) bei Kombination mit einer optischen Dichte (OD-Wert) der halblichtdurchlässigen Schicht zu ergeben. Der Fall, wo der Maskenrohling ferner die lichtabschirmende Schicht aufweist, ermöglicht es, dass, wenn die erhaltene Maske ein halblichtdurchlässiges Schichtmusterelement mit einem großen Bereich hat, die Maske deutlicher einen vorteilhaften Effekt des Vermeidens eines Problems erhält, dass das erhaltene transferierte Bild durch Belichtungslicht, das durch dieses Musterelement gesendet wird, undeutlich wird.
  • Ferner weist bei dieser Erfindung die lichtabschirmende Schicht vorzugsweise eine Einzelschichtstruktur auf, welche umfasst: eine lichtabsorbierende Schicht, die auf der halblichtdurchlässigen Schicht gebildet ist und eine Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht und eine lichtabsorbierende Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts hat. Dieser Fall ermöglicht es, eine Maske mit notwendigen Funktionen durch Schritte zu erhalten, deren Anzahl kleiner ist.
  • Ferner weist bei der Erfindung die lichtabschirmende Schicht vorzugsweise eine Doppelschichtstruktur auf, welche umfasst: eine lichtabsorbierende Schicht, die auf der halblichtdurchlässigen Schicht gebildet ist und eine Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht und eine lichtabsorbierende Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts hat; und eine Hartmaskenschicht, die auf der lichtabsorbierenden Schicht gebildet ist und eine Ätzbarrierenfunktion für die lichtabsorbierende Schicht hat. Dieser Fall ermöglicht es, ein Muster zu verwenden, welches durch Ätzen der Hartmaskenschicht anstelle eines Resistmusters gebildet wird, das zu verwenden ist, wenn die lichtabsorbierende Schicht geätzt wird. Als Ergebnis wird ein feines Muster der lichtabschirmenden Schicht leicht gebildet.
  • Ferner weist bei der Erfindung die lichtabschirmende Schicht vorzugsweise eine Dreischichtstruktur auf, welche umfasst: eine Ätzbarrierenschicht, die auf der halblichtdurchlässigen Schicht gebildet ist und eine Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht hat; eine lichtabsorbierende Schicht, die auf der Ätzbarrierenschicht gebildet ist und eine lichtabsorbierende Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts hat; und eine Hartmaskenschicht, die auf der lichtabsorbierenden Schicht gebildet ist und eine Ätzbarrierenfunktion für die lichtabsorbierende Schicht hat. Dieser Fall ermöglicht es, ein Muster zu verwenden, welches durch Ätzen der Hartmaskenschicht anstelle eines Resistmusters gebildet wird, das zu verwenden ist, wenn die lichtabsorbierende Schicht geätzt wird. Als Ergebnis wird das feine Muster der lichtabschirmenden Schicht leicht gebildet. Hinsichtlich des Rohmaterials der Schicht mit einer lichtabsorbierenden Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts wird die Auswahlflexibilität davon erhöht, so dass die Schichtdicke der lichtabschirmenden Schicht kleiner ausgebildet werden kann. Außerdem können die lichtabsorbierende Schicht und die Ätzbarrierenschicht jeweils mit reaktiven Ätzgasen geätzt werden, die voneinander verschieden sind. So kann die Ätzbarrierenschicht zu einer Schicht mit einer Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht gemacht werden, die vorteilhaft verhindert, dass die halblichtdurchlässige Schicht beschädigt wird, wenn die lichtabsorbierende Schicht geätzt wird.
  • Ferner umfasst in der Erfindung die lichtabsorbierende Schicht vorzugsweise einfaches Silicium (Si). Dieser Fall ermöglicht es zu verhindern, dass die lichtabsorbierende Schicht beschädigt wird, wenn die Hartmaskenschicht geätzt wird.
  • Ferner ist vorzugsweise bei der Erfindung für die lichtabschirmende Schicht die optische Dichte (OD-Wert) der lichtabschirmenden Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts eingestellt, insgesamt einen Wert von 3,0 oder mehr bei Kombination mit der optischen Dichte (OD-Wert) der halblichtdurchlässigen Schicht zu ergeben. Dieser Fall ermöglicht es, dass einer gewünschten Region der Maske eine notwendige lichtabschirmende Eigenschaft verliehen wird, wenn die Maske mit Licht belichtet wird.
  • Die vorliegende Erfindung sieht auch einen an einer Negativ-Typ-Resistschicht angebrachten Maskenrohling vor, umfassend den oben angegebenen Maskenrohling und eine Negativ-Typ-Resistschicht, die auf dem Maskenrohling gebildet ist.
  • Diese Erfindung ermöglicht es, eine Negativ-Typ-Phasenverschiebungsmaske herzustellen, die nachstehend kürzer detaillierter beschrieben wird.
  • Ferner sieht die vorliegende Erfindung eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske vor, auf welche ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht zu richten ist, wobei die Maske ein transparentes Substrat und ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster, das auf dem transparenten Substrat gebildet ist und nur aus Si und N besteht, oder ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster, das auf dem transparenten Substrat gebildet ist und nur aus Si, N und O besteht, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das halblichtdurchlässige Schichtmuster einen Extinktionskoeffizienten von 0,2 bis 0,45 bei einer Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, einen Brechungsindex von 2,3 bis 2,7 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und eine Transmittanz von 15% bis 38% bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts aufweist, und ferner eine Schichtdicke von 57 nm bis 67 nm hat.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Phasenverschiebungsmaske verwendet, um, an ihren Musterelementgrenzen, die Intensität des Lichts durch die Lichtinterferenz auf der Basis des Phaseneffekts auf Null zu setzen, wodurch das erhaltene transferierte Bild im Kontrast verbessert wird. Wenn ein durch ein Muster gebildeter Körper mit dieser Verbesserung erzeugt wird, kann so der Phaseneffekt durch die hohe Transmittanz, welche die halblichtdurchlässige Schicht aufweist, deutlicher gemacht werden. Außerdem enthält die halblichtdurchlässige Schicht kein Metall; so wächst keine Silicium-(Si-)Oxidschicht, auch wenn auf diese Schicht ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht für einen langen Zeitraum eingestrahlt wird. Demgemäß kann verhindert werden, dass die kritische Abmessung des Musters verändert wird. Auch im Schritt der Reinigung der Phasenverschiebungsmaske kann ähnlich verhindert werden, dass die kritische Abmessung des Musters verändert wird. Demgemäß ermöglicht es diese Erfindung bei der Photolithographie, das Muster der Phasenverschiebungsmaske hinsichtlich der Transfereigenschaft ausgezeichnet auszubilden und diesem eine hohe Beständigkeit gegen die Bestrahlung mit ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht und eine hohe Reinigungsbeständigkeit zu verleihen.
  • Wenn das halblichtdurchlässige Schichtmuster ein konvexes Musterelement mit einer Breite oder Länge von 60 nm oder weniger umfasst, kann bei dieser Erfindung die vorliegende Phasenverschiebungsmaske deutlich einen vorteilhaften Effekt zeigen, ein Abblättern des Musters durch Reinigung des Musters unter Verwendung von Ultraschallwellen mit einer intensiven Entfernungskraft in einer Reinigungslösung zu vermeiden.
  • Wenn das halblichtdurchlässige Schichtmuster ein Hauptmuster aufweist, das auf einen Wafer aufzulösen ist, und ein Hilfsmuster, das verwendet wird, um die Auflösung des Hauptmusters zu unterstützen, und nicht auf den Wafer aufzulösen ist, und ferner das Hilfsmuster ein konvexes Elementmuster mit einem oder mehreren konvexen Musterelementen (jeweils) mit einer Breite oder Länge von 60 nm oder weniger ist, kann bei dieser Erfindung die Phasenverschiebungsmaske deutlich einen vorteilhaften Effekt zeigen, ein Abblättern des Musters zu vermeiden, das durch Reinigung des Musters unter Verwendung von Ultraschallwellen mit einer intensiven Entfernungskraft in einer Reinigungslösung verursacht wird.
  • Ferner ist bei der Erfindung das halblichtdurchlässige Schichtmuster vorzugsweise direkt auf dem transparenten Substrat gebildet. Die Phasenverschiebungsmaske hat keine Ätzbarrierenschicht zwischen dem transparenten Substrat und der halblichtdurchlässigen Schicht; und so wird es unnötig, einen Ätzschritt mehrere Male vorzunehmen. Demgemäß wird der Ätzprozess nicht kompliziert, und ferner ist es möglich, eine Verschlechterung der Form der halblichtdurchlässigen Schicht oder des transparenten Substrats, und eine Verschlechterung der Gleichmäßigkeit der Form der halblichtdurchlässigen Schicht zu verhindern, wobei diese Unannehmlichkeiten auf der Schwierigkeit des Ätzens der Ätzbarrierenschicht basieren.
  • Ferner ist bei der Erfindung die Phasenverschiebungsmaske vorzugsweise eine Negativ-Typ-Phasenverschiebungsmaske. Hinsichtlich der halblichtdurchlässigen Schicht liegt die Transmittanz davon in Bereichen von 15% bis 38% bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, um höher zu sein als jene herkömmlicher Phasenverschiebungsmasken. So wird bei der Negativ-Entwicklung an Rändern von lichtabschirmenden Schichtregionen, die einem feinen Muster entsprechen, wie einem für Kontaktlöcher, der Phaseneffekt größer. Dieser Fall ermöglicht es, das feine Muster, wie jenes für die Kontaktlöcher, leichter auf den Wafer durch die Negativ-Entwicklung zu transferieren als in herkömmlichen Fällen.
  • Ferner umfasst bei der Erfindung die Phasenverschiebungsmaske weiters ein lichtabschirmendes Schichtmuster, das auf dem halblichtdurchlässigen Schichtmuster gebildet ist, wobei die optische Dichte (OD-Wert) dieses lichtabschirmenden Schichtmusters bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts eingestellt ist, insgesamt einen gewünschten Wert (OD-Wert) bei Kombination mit einer optischen Dichte (OD-Wert) des halblichtdurchlässigen Schichtmusters zu ergeben. Dieser Fall, wo die Maske ferner das lichtabschirmende Schichtmuster aufweist, ermöglicht es, dass, wenn die Maske ein halblichtdurchlässiges Schichtmusterelement mit großem Bereich hat, die Maske deutlicher einen vorteilhaften Effekt erhält, ein Problem zu vermeiden, dass das erhaltene transferierte Bild durch Belichtungslicht, das durch dieses Musterelement gesendet wird, undeutlich wird.
  • Ferner weist bei der Erfindung das lichtabschirmende Schichtmuster vorzugsweise eine Einzelschichtstruktur auf, die ein lichtabsorbierendes Schichtmuster umfasst, das auf dem halblichtdurchlässigen Schichtmuster gebildet ist und eine Ätzbarrierenfunktion für das halblichtdurchlässige Schichtmuster und eine lichtabsorbierende Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts hat. Dieser Fall ermöglicht es, das lichtabschirmende Schichtmuster zu bilden, indem, in der lichtabschirmenden Schicht mit der oben angegeben Doppelschichtstruktur, ein Muster verwendet wird, das durch Ätzen der Hartmaskenschicht anstelle eines Resistmusters gebildet wird, welches zu verwenden ist, wenn die lichtabsorbierende Schicht geätzt wird. Als Ergebnis wird ein feines Muster des lichtabschirmenden Schichtmusters leicht gebildet.
  • Ferner weist bei der Erfindung das lichtabschirmende Schichtmuster vorzugsweise eine Doppelschichtstruktur auf, welche umfasst: ein Ätzbarrieren-Schichtmuster, das auf dem halblichtdurchlässigen Schichtmuster gebildet ist und eine Ätzbarrierenfunktion für das halblichtdurchlässige Schichtmuster hat; und ein lichtabsorbierendes Schichtmuster, das auf dem Ätzbarrieren-Schichtmuster gebildet ist und eine lichtabsorbierende Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts hat. Dieser Fall ermöglicht es, in der lichtabschirmenden Schicht mit der oben angegeben Dreischichtstruktur, ein Muster zu verwenden, welches durch Ätzen der Hartmaskenschicht anstelle eines Resistmusters gebildet wird, das zu verwenden ist, wenn die lichtabsorbierende Schicht geätzt wird. Als Ergebnis kann ein feines Muster der lichtabschirmenden Schicht leicht gebildet werden. Hinsichtlich des Rohmaterials der Schicht mit einer lichtabsorbierenden Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts wird die Auswahlflexibilität davon erhöht, so dass die Schichtdicke des lichtabschirmenden Schichtmusters kleiner ausgebildet werden kann. Außerdem können die lichtabsorbierende Schicht und die Ätzbarrierenschicht jeweils mit reaktiven Ätzgasen geätzt werden, die voneinander verschieden sind. So kann die Ätzbarrierenschicht zu einer Schicht mit einer Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht gemacht werden, die vorteilhaft verhindert, dass die halblichtdurchlässige Schicht beschädigt wird, wenn die lichtabsorbierende Schicht geätzt wird.
  • Ferner umfasst bei der Erfindung das lichtabsorbierende Schichtmuster vorzugsweise einfaches Silicium (Si). Dieser Fall ermöglicht es zu verhindern, dass die lichtabsorbierende Schicht beschädigt wird, wenn die Hartmaskenschicht geätzt wird.
  • Ferner ist bei der Erfindung für das lichtabschirmende Schichtmuster die optische Dichte (OD-Wert) bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts eingestellt, insgesamt einen Wert von 3,0 oder mehr bei Kombination mit der optischen Dichte (OD-Wert) des halblichtdurchlässigen Schichtmusters zu ergeben. Dieser Fall ermöglicht es, einer gewünschten Region der Maske eine notwendige lichtabschirmende Eigenschaft zu verleihen, wenn die Maske mit Licht belichtet wird.
  • Die vorliegende Erfindung sieht auch ein Verfahren zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers unter Verwendung einer Phasenverschiebungsmaske vor, die aus dem oben angegebenen Maskenrohling hergestellt ist, umfassend einen Schritt der Verwendung der Phasenverschiebungsmaske, um ein Resistmuster durch Negativ-Entwicklung zu bilden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung liegt die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht in Bereichen von 15% bis 38% bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, um höher zu sein als jene herkömmlicher halblichtdurchlässiger Schichten. So wird bei der Negativ-Entwicklung, an Rändern von lichtabschirmenden Schichtregionen, die einem feinen Muster entsprechen, wie einem für Kontaktlöcher, der Phaseneffekt größer. Dieser Fall ermöglicht es, das feine Muster, wie jenes für die Kontaktlöcher, leichter auf den Wafer durch die Negativ-Entwicklung zu transferieren als in herkömmlichen Fällen.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung erzeugt vorteilhafte Effekte, das Muster einer Phasenverschiebungsmaske in der Transfereigenschaft ausgezeichnet auszubilden und diesem eine hohe Beständigkeit gegen die Bestrahlung mit ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht und eine hohe Reinigungsbeständigkeit bei der Photolithographie zu verleihen; jegliches Abblättern eines halblichtdurchlässigen Schichtmusters in der Phasenverschiebungsmaske auf der Basis einer Ultraschallreinigung zu vermeiden; und die Ausbildungsflexibilität des halblichtdurchlässigen Schichtmusters in der Phasenverschiebungsmaske zu erhöhen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel des Maskenrohlings der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 2 ist eine graphische Darstellung, welche die Schichtdicke (nm) einer halblichtdurchlässigen Schicht repräsentiert, die notwendig ist, um eine Gegenphase mit einer Retardierung von 180° zu erzeugen, gegenüber jeweiligen Werten des Extinktionskoeffizienten (k) und des Brechungsindexes (n) der halblichtdurchlässigen Schicht bei einer Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts.
  • 3 ist eine graphische Darstellung, welche die Transmittanz (%) einer halblichtdurchlässigen Schicht repräsentiert, die mit einer Schichtdicke ausgebildet wurde, welche für das Erzeugen einer Gegenphase mit einer Retardierung von 180° notwendig ist, gegenüber jeweiligen Werten des Extinktionskoeffizienten (k) und des Brechungsindexes (n) der halblichtdurchlässigen Schicht bei einer Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts.
  • 4 ist eine graphische Darstellung, die den Wert des Extinktionskoeffizienten (k) und den Wert des Brechungsindexes (n) jedes von bekannten Materialien bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts repräsentiert.
  • 5 ist eine schematische Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel des Maskenrohlings der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 6 ist eine schematische Schnittansicht, die ein anderes Beispiel des Maskenrohlings der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 7 ist eine schematische Schnittansicht, die ein anderes Beispiel des Maskenrohlings der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 8 ist eine schematische Schnittansicht, die ein anderes Beispiel des Maskenrohlings der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 9 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel des an einer Negativ-Typ-Resistschicht angebrachten Maskenrohlings der Erfindung veranschaulicht.
  • 10 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel der Phasenverschiebungsmaske der Erfindung veranschaulicht.
  • 11 ist eine A-A Schnittansicht von 10.
  • 12 ist eine schematische Draufsicht, die ein weiteres Beispiel der Phasenverschiebungsmaske der Erfindung veranschaulicht.
  • 13 ist eine A-A Schnittansicht von 12.
  • 14A bis 14C sind schematische Prozessbilder, die ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers unter Verwendung der Phasenverschiebungsmaske der Erfindung veranschaulichen.
  • 15 ist eine graphische Darstellung, die OPC-Bias-Wert-Simulationsergebnisse gegenüber der Transmittanz repräsentiert.
  • 16 ist eine Darstellung, welche XY-Bilder von Belichtungslicht-Intensitätsverteilungen zeigt, die jeweils auf einem Wafer vorliegen, wobei die Verteilungen durch einen Simulator erhalten werden, und welche ferner Graphen zeigt, die jeweils die jeweiligen Belichtungslichtintensitäten der Verteilungen repräsentieren.
  • 17-1 ist eine graphische Darstellung, die, als Simulationsergebnisse, eine Beziehung zwischen der Fokustiefe und dem Belichtungsspielraum einer Phasenverschiebungsmaske jeweils von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 repräsentiert, wenn ein 180 nm-Lochabstandsmuster der Maske transferiert wird.
  • 17-2 ist eine graphische Darstellung, die, als Simulationsergebnisse, eine Beziehung zwischen der Fokustiefe und dem Belichtungsspielraum einer Phasenverschiebungsmaske jeweils von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 repräsentiert, wenn ein 240 nm-Lochabstandsmuster der Maske transferiert wird.
  • 17-3 ist eine graphische Darstellung, die, als Simulationsergebnisse, eine Beziehung zwischen der Fokustiefe und dem Belichtungsspielraum einer Phasenverschiebungsmaske jeweils von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 repräsentiert, wenn ein 300 nm-Lochabstandsmuster der Maske transferiert wird.
  • 18 ist eine graphische Darstellung, welche den Kontrast von Wafer-transferierten optischen Raumbildern repräsentiert, der aus der Berechnung unter Bedingungen resultiert, dass jeweils eine Phasenverschiebungsmaske angenommen wird, bei der die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht 38% beträgt, und eine Phasenverschiebungsmaske, bei der die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht 6% beträgt.
  • 19 ist eine graphische Darstellung, die das OPC-Bias einer Phasenverschiebungsmaske repräsentiert, das aus der Berechnung unter Bedingungen resultiert, dass jeweils die Phasenverschiebungsmaske angenommen wird, bei der die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht 38% beträgt, und die Phasenverschiebungsmaske, bei der die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht 6% beträgt.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Es erfolgt eine detaillierte Beschreibung über den Maskenrohling, den an der Negativ-Typ-Resistschicht angebrachten Maskenrohling und die Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung; und eines Verfahrens zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers unter Verwendung derselben.
  • A. Maskenrohling
  • Der Maskenrohling der vorliegenden Erfindung ist ein Maskenrohling, der verwendet wird, um eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske zu erzeugen, auf die ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht zu richten ist, und diese Maske umfasst ein transparentes Substrat und eine halblichtdurchlässige Schicht, die auf dem transparenten Substrat gebildet ist und nur aus Si (Silicium) und N (Stickstoff) besteht, oder eine halblichtdurchlässige Schicht, die auf dem transparenten Substrat gebildet ist und nur aus Si (Silicium), N (Stickstoff) und O (Sauerstoff) besteht, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die halblichtdurchlässige Schicht einen Extinktionskoeffizienten von 0,2 bis 0,45 bei einer Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, einen Brechungsindex von 2,3 bis 2,7 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und eine Transmittanz von 15% bis 38% bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts aufweist, und ferner eine Schichtdicke von 57 nm bis 67 nm hat.
  • 1 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel des Maskenrohlings der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Ein in 1 veranschaulichter Maskenrohling 100 ist ein Maskenrohling, der zur Herstellung einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske verwendet wird, auf die ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht zu richten ist. Der in 1 veranschaulichte Maskenrohling 100 umfasst ein transparentes Substrat 101 und eine halblichtdurchlässige Schicht 102, welche auf dem transparenten Substrat 101 gebildet ist und eine Einschichtstruktur aufweist, die nur aus Si und N, oder Si, N und O besteht. Die halblichtdurchlässige Schicht 102 hat einen Extinktionskoeffizienten von 0,2 bis 0,45 bei einer Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, einen Brechungsindex von 2,3 bis 2,7 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und eine Transmittanz von 15 bis 38% bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts. Die halblichtdurchlässige Schicht 102 weist auch eine Schichtdicke von 57 bis 67 nm auf.
  • In dem Maskenrohling der vorliegenden Erfindung hat die halblichtdurchlässige Schicht eine hohe Transmittanz im Bereich von 15 bis 38% als Transmittanz davon bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts. Demgemäß wird eine aus dem Maskenrohling der Erfindung hergestellte Phasenverschiebungsmaske verwendet, um, an ihren Musterelementgrenzen, die Intensität des Lichts durch die Lichtinterferenz auf der Basis des Phaseneffekts auf Null zu setzen, wodurch das erhaltene transferierte Bild im Kontrast verbessert wird. Wenn ein durch ein Muster gebildeter Körper mit der Verbesserung erzeugt wird, kann so der Phaseneffekt durch die hohe Transmittanz, welche die halblichtdurchlässige Schicht aufweist, deutlicher gemacht werden. Außerdem enthält die halblichtdurchlässige Schicht kein Metall; so wächst keine Silicium-(Si-)Oxidschicht, auch wenn auf diese Schicht ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht für einen langen Zeitraum eingestrahlt wird. Demgemäß kann verhindert werden, dass die kritische Abmessung des Musters verändert wird. Auch im Schritt der Reinigung der Phasenverschiebungsmaske kann ähnlich verhindert werden, dass die kritische Abmessung des Musters verändert wird. Demgemäß ermöglicht es diese Erfindung bei der Photolithographie, das Muster der Phasenverschiebungsmaske hinsichtlich der Transfereigenschaft ausgezeichnet auszubilden und diesem eine hohe Beständigkeit gegen die Bestrahlung mit ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht und eine hohe Reinigungsbeständigkeit zu verleihen.
  • Hinsichtlich des Maskenrohlings der vorliegenden Erfindung liegt die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht im Bereich von 57 bis 67 nm, um kleiner zu sein als jene herkömmlicher halblichtdurchlässigen Schichten. So ist in einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske, die aus dem Maskenrohling der Erfindung hergestellt wird, die Höhe eines konvexen Elementmusters, das aus einem oder mehreren Musterelementen besteht, die (jeweils) aus der halblichtdurchlässigen Schicht bestehen und eine Breite oder Länge von beispielsweise 60 nm oder weniger aufweisen, niedriger als jene in herkömmlichen Halbton-Phasenverschiebungsmasken. Dieser Umstand führt beispielsweise zu Folgendem im Schritt der Reinigung der Phasenverschiebungsmaske, die aus dem Maskenrohling der Erfindung hergestellt ist: einer Verringerung des Bereichs einer Region des konvexen Elementmusters, das Aufpralle durch das Brechen von Blasen aufnimmt, wenn das konvexe Elementmuster durch Ultraschallwellen gereinigt wird; und einer Absenkung des Niveaus der Position des konvexen Elementmusters, das die Aufpralle durch das Brechen der Blasen aufnimmt. Als Ergebnis kann beispielsweise ein Abblättern des konvexen Elementmusters vermieden werden, wobei das Abblättern durch die Reinigung des konvexen Elementmusters unter Verwendung von Ultraschallwellen mit einer starken Entfernungskraft unter Ultraschallwellen in einer Reinigungslösung verursacht wird.
  • Ein solcher Ausdruck, dass ein Abblättern des Musters durch Ultraschallwellenreinigung verursacht wird, bezeichnet, dass das Muster, das in einer konvexen Elementform ist, zusammenbricht oder verlorengeht durch die abwärts ziehende Kraft, welche durch Aufpralle erzeugt wird, die verursacht werden, wenn von den Ultraschallwellen erzeugte Blasen zerbrechen.
  • Hinsichtlich des Maskenrohlings der vorliegenden Erfindung liegt die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht im Bereich von 57 bis 67 nm, um kleiner zu sein als jene herkömmlicher halblichtdurchlässiger Schichten. Im Fall der Verwendung einer Phasenverschiebungsmaske, die aus dem Maskenrohling der Erfindung hergestellt ist, als Phasenverschiebungsmaske, die verwendet wird, um ein feines Muster auf einem Wafer zu bilden, kann so das Folgende vermieden werden, wenn eine Berechnung für eine optische Nahbereichskorrektur (OPC-Verarbeitung) für die Phasenverschiebungsmaske durch eine Näherungsrechnung vorgenommen wird: der Zufallsfehlerbetrag einer Korrektur, die auf Daten anzuwenden ist, wenn die Maske ausgebildet wird, wird groß eingestellt wie im Stand der Technik durch einen Abschirmungseffekt, der durch die Schichtdicke eines Musters der halblichtdurchlässigen Schicht verursacht wird. Das Vermeiden ermöglicht es, das Auftreten eines Problems einzuschränken, dass das feine Muster auf dem Wafer entgegen der Ausbildungsabsicht mit irgendeinem anderen Teil in Kontakt gebracht oder getrennt wird.
  • Wegen dieses Umstands kann im Fall der Verwendung einer Phasenverschiebungsmaske, die aus dem Maskenrohling der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, um ein feines Muster auf einem Wafer zu bilden, verhindert werden, dass das feine Muster auf dem Wafer entgegen der Ausbildungsabsicht mit irgendeinem anderen Teil in Kontakt gebracht oder getrennt wird, auch wenn eine Berechnung für eine optische Nahbereichskorrektur (OPC-Verarbeitung) durch eine Näherungsrechnung bei der Ausbildung des halblichtdurchlässigen Schichtmusters der Maske vorgenommen wird. Dieser Umstand ermöglicht es, eine Notwendigkeit zu reduzieren, der Ausbildung des halblichtdurchlässigen Schichtmusters eine intensivere Einschränkung aufzuerlegen, auch wenn die optische Nahbereichskorrektur-(OPC-)Berechnung durch eine Näherungsrechnung vorgenommen wird. So kann die Flexibilität der Ausbildung des halblichtdurchlässigen Schichtmusters erhöht werden.
  • Hinsichtlich des Maskenrohlings der Erfindung liegt die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht im Bereich von 57 bis 67 nm, um kleiner zu sein als jene herkömmlicher halblichtdurchlässiger Schichten; daher wird es beim Maskenrohling der Erfindung ferner leichter, sein halblichtdurchlässiges Schichtmuster durch Ätzen zu bilden als bei herkömmlichen Maskenrohlingen. Ein Zeitraum, der für das Ätzen notwendig ist, ist auch ausreichend, kurz zu sein; auch wenn der Maskenrohling keine Ätzbarrierenschicht, um zu verhindern, dass das transparente Substrat beschädigt wird, wie nachstehend beschrieben wird, zwischen dem transparenten Substrat und der halblichtdurchlässigen Schicht aufweist, kann so ausreichend vermieden werden, dass das transparente Substrat beschädigt wird, wenn das halblichtdurchlässige Schichtmuster durch das Ätzen gebildet wird.
  • Hier im Nachstehenden werden hinsichtlich des Maskenrohlings der vorliegenden Erfindung Teile des Maskenrohlings und die Struktur des Maskenrohlings getrennt beschrieben.
  • 1. Teile des Maskenrohlings
  • Zuerst werden die Teile des Maskenrohlings der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Maskenrohling der Erfindung umfasst wenigstens ein transparentes Substrat und eine halblichtdurchlässige Schicht.
  • (1) Halblichtdurchlässige Schicht
  • Die halblichtdurchlässige Schicht in der vorliegenden Erfindung ist eine halblichtdurchlässige Schicht, die auf einem transparenten Substrat gebildet ist, das nachstehend detailliert beschrieben wird, und besteht nur aus Si und N, oder eine halblichtdurchlässige Schicht, die auf einem transparenten Substrat gebildet ist, das nachstehend detailliert beschrieben wird, und besteht nur aus Si, N und O. Die halblichtdurchlässige Schicht hat einen Extinktionskoeffizienten von 0,2 bis 0,45 bei einer Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, einen Brechungsindex von 2,3 bis 2,7 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, und eine Transmittanz von 15 bis 38% bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, und hat ferner eine Schichtdicke von 57 bis 67 nm.
  • a. Transmittanz und Schichtdicke
  • Die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts wird aus dem Bereich von 15 bis 38% als höhere Transmittanz als jene herkömmlicher halblichtdurchlässiger Schichten bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts ausgewählt. Die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht ist eine Schichtdicke, die aus dem Bereich von 57 bis 67 nm als Schichtdicke ausgewählt wird, die kleiner ist als jene herkömmlicher halblichtdurchlässiger Schichten, und macht die halblichtdurchlässige Schicht dauerhaft für eine praktische Verwendung.
  • Der Grund, warum die Transmittanz im oben angegebenen Bereich für die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts ausgewählt wird, ist wie folgt: Falls die Transmittanz den Bereich in einer modernen Technik eines Wafer-Prozesses zum Transferieren eines Maskenmusters einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske mit einer halblichtdurchlässigen Schicht auf einen Wafer nicht erreicht, kann die Phasenverschiebungsmaske einen gewünschten Phasenverschiebungseffekt nicht erzielen. Spezifisch ist die Phasenverschiebungsmaske in der Transmittanz von Gegenphasenlicht unzureichend, so dass die Maske eine gewünschte lichtabschirmende Eigenschaft nicht erhalten kann. Falls die Transmittanz den Bereich überschreitet, wird die lichtabschirmende Eigenschaft der halblichtdurchlässigen Schicht niedriger ausgebildet als erforderlich. Spezifisch steigt die Transmittanz von Gegenphasenlicht, so dass Musterelemente durch gesendetes Licht ungünstig gebildet werden sogar an einer Region des Wafers, wo die Bildung keiner Musterelemente gewünscht wird. Wenn die Transmittanz nicht in dem Bereich ausgewählt wird, wird schließlich ein Problem hinsichtlich der Transfereigenschaft eines gewünschten Musters verursacht, wie hier beschrieben.
  • Die halblichtdurchlässige Schicht ist nicht besonders eingeschränkt. Die Schicht ist vorzugsweise eine halblichtdurchlässige Schicht mit einer Transmittanz von 18 bis 38%, insbesondere vorzugsweise eine mit einer Transmittanz von 20 bis 38%. Falls die Transmittanz diesen Bereich nicht erreicht, kann die erhaltene Phasenverschiebungsmaske einen gewünschten Phasenverschiebungseffekt nicht deutlich erhalten. Falls die Transmittanz den Bereich überschreitet, wird die lichtabschirmende Eigenschaft der halblichtdurchlässigen Schicht niedriger ausgebildet als erforderlich, so dass ein Problem hinsichtlich der Transfereigenschaft eines gewünschten Musters verursacht wird.
  • Der Grund, warum die Schichtdicke aus dem oben angegebenen Bereich ausgewählt wird, ist wie folgt: Falls die Höhe des konvexen Elementmusters, das aus einem oder mehreren Musterelementen besteht, die (jeweils) aus der halblichtdurchlässigen Schicht bestehen und eine Breite oder Länge von 60 nm oder weniger haben, den Bereich überschreitet, wird, im Schritt der Reinigung einer aus dem Maskenrohling hergestellten Phasenverschiebungsmaske, dieses konvexe Elementmuster unter Verwendung von Ultraschallwellen mit einer starken Entfernungskraft in einer Reinigungslösung gereinigt, und so blättert das konvexe Elementmuster ab, um ein Abblättern des Musters zu verursachen. Falls die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht den Bereich überschreitet, wird es schwierig, das halblichtdurchlässige Schichtmuster durch Ätzen auf die gleiche Weise zu bilden wie im Stand der Technik. Ein Zeitraum, der für das Ätzen erforderlich ist, wird nicht kurz. Wenn der Maskenrohling keine Ätzbarrierenschicht zwischen dem transparenten Substrat und der halblichtdurchlässigen Schicht aufweist, wird so das transparente Substrat beschädigt, wenn das halblichtdurchlässige Schichtmuster durch das Ätzen gebildet wird. Falls die Schichtdicke den Bereich nicht erreicht, wird es ferner in der halblichtdurchlässigen Schicht mit einem Extinktionskoeffizienten (k) im oben angegebenen Bereich schwierig, eine Gegenphase zu erzeugen, die nachstehend detailliert beschrieben wird.
  • Ferner ermöglicht es die Auswahl der Schichtdicke im oben angegebenen Bereich, die folgenden vorteilhaften Effekte zu erzeugen. Die nur aus Si und N bestehende halblichtdurchlässige Schicht, oder die nur aus Si, N und O bestehende halblichtdurchlässige Schicht ist eine Schicht, in der ein Restdefektteil, der ein unnötiger überflüssiger Teil ist, durch ein Ätzentfernungsverfahren auf der Basis der Strahlung eines fokussierten Ionenstrahls (FIB) unter Verwendung von beispielsweise Ga-Ionen nicht leicht korrigiert wird, die verwendet werden, um eine bestehende gewöhnliche Photomaske zu korrigieren, oder durch ein Ätzentfernungsverfahren auf der Basis der Strahlung eines Elektronenstrahls (EB). Im Maskenrohling der vorliegenden Erfindung liegt jedoch die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht im Bereich von 57 bis 67 nm, um kleiner zu sein als jene herkömmlicher halblichtdurchlässiger Schichten. Obwohl die halblichtdurchlässige Schicht eine nur aus Si und N bestehende oder eine nur aus Si, N und O bestehende Schicht ist, kann diese Schicht so leichter die Korrektur ihres Restdefektteils erzielen als herkömmliche halblichtdurchlässige Schichten, die nur aus demselben Material bestehen. Wenn die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht klein ist, wird außerdem das seitliche Ätzen eingeschränkt, das zur Zeit der Ätzentfernung bewirkt wird. So wird die Präzision der korrigierten Position verbessert, so dass Schnittformen der halblichtdurchlässigen Schicht weiter verbessert werden. Demgemäß wird die Halbton-Phasenverschiebungsmaske mit der korrigierten halblichtdurchlässigen Schicht besser in ihrer Transfereigenschaft. Auch wenn im halblichtdurchlässigen Schichtmuster einer Phasenverschiebungsmaske, die aus dem Maskenrohling der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, ein Restdefektteil, der ein unnötiger überflüssiger Teil ist, in einer Region gebildet wird, wo schmale Zwischenräume und Löcher zu bilden sind, die jeweils eine kleinere Breite haben als im Stand der Technik, kann außerdem der Restdefektteil in diesen schmalen Zwischenräumen und Löchern leichter korrigiert werden, als wenn derselbe Restdefektteil in herkömmlichen halblichtdurchlässigen Schichtmustern gebildet wird, die jeweils aus demselben Material bestehen. Wenn die Korrektur durch ein mechanisches Verfahren vorzunehmen ist, wie ein Verfahren zum Abscheren eines Fremdstoffs mit einer feinen Nadel, wird spezifisch die feine Nadel leicht zwischen Musterelemente gesetzt; so kann ein Restdefektteil in derartigen schmalen Zwischenräumen oder Löchern leicht korrigiert werden.
  • Die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht ist nicht besonders eingeschränkt. Die Schichtdicke liegt vorzugsweise im Bereich von 57 bis 64 nm, insbesondere vorzugsweise von 57 bis 62 nm. Da die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht kleiner ist, kann ein Abblättern des Musters deutlicher eingeschränkt werden, wobei dieses Abblättern ein Phänomen ist, dass ein konvexes Elementmuster, wie oben beschrieben, durch die Reinigung des konvexen Elementmusters mit Ultraschallwellen mit einer starken Entfernungskraft in einer Reinigungslösung abblättert. Alternativ dazu wird die halblichtdurchlässige Schicht leichter bearbeitet oder das halblichtdurchlässige Schichtmuster wird leichter korrigiert.
  • b. Extinktionskoeffizient und Brechungsindex, und Material
  • Die jeweiligen Bereiche des Extinktionskoeffizienten und des Brechungsindexes der halblichtdurchlässigen Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts werden durch Berechnung als Bereiche erhalten, welche gestatten, dass die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht, die erforderlich ist, um eine Gegenphase zu ergeben, im Bereich von 57 bis 67 nm eingestellt wird, und welche ferner gestatten, dass die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts im Bereich von 15 bis 38% eingestellt wird. Die halblichtdurchlässige Schicht ist eine Schicht, die, als neue halblichtdurchlässige Schicht, die kein Metall enthält, aus einer halblichtdurchlässigen Schicht ausgewählt wird, die nur aus Si und N besteht, und aus einer halblichtdurchlässigen Schicht, die nur aus Si, N und O besteht. Die Bereiche des Extinktionskoeffizienten und des Brechungsindexes der halblichtdurchlässigen Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts werden als jeweilige Bereiche des Koeffizienten und des Indexes erhalten, welche die halblichtdurchlässige Schicht, die nur aus Si und N besteht, oder nur aus Si, N und O besteht, aufweisen kann.
  • Hier im Nachstehenden erfolgt eine Beschreibung, wie die oben angegebenen jeweiligen Bereiche des Extinktionskoeffizienten und des Brechungsindexes der halblichtdurchlässigen Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und das Rohmaterial der halblichtdurchlässigen Schicht erhalten und ausgewählt wurden.
  • Anfänglich wurde die Fresnelsche Formel verwendet, um die Schichtdicke einer halblichtdurchlässigen Schicht auszurechnen, die notwendig ist, um eine Gegenphase zu erzeugen, gegenüber dem Wert des Extinktionskoeffizienten (k) und dem Wert des Brechungsindexes (n) der halblichtdurchlässigen Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts. In der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck „Gegenphase”, dass in einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske mit einem transparenten Substrat und einem halblichtdurchlässigen Schichtmuster, das auf dem transparenten Substrat gebildet ist, die folgende Retardierung im Bereich von 160 bis 200° liegt: die Retardierung zwischen dem ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht, das eine Wellenlänge von 193 nm hat und nur durch das transparente Substrat gesendet wird, und dem LaserBelichtungslicht, das durch das transparente Substrat und das halblichtdurchlässige Schichtmuster gesendet wird.
  • 2 zeigt eine graphische Darstellung, welche die Schichtdicke (nm) der halblichtdurchlässigen Schicht repräsentiert, die notwendig ist, um eine Gegenphase mit einer Retardierung von 180° zu erzeugen, gegenüber dem Wert des Extinktionskoeffizienten (k) und dem Wert des Brechungsindexes (n) der halblichtdurchlässigen Schicht bei einer Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts. Beispielsweise ist die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht, die notwendig ist, um eine Gegenphase mit einer Retardierung von 180° zu ergeben, wie in 2 gezeigt, gegenüber den Werten des Extinktionskoeffizienten (k) und des Brechungsindexes (n) der halblichtdurchlässigen Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts. Die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht, die notwendig ist, um eine Gegenphase mit einer anderen Retardierung als 180° zu erzeugen, wird auch auf die gleiche Weise erhalten, gegenüber den Werten des Extinktionskoeffizienten (k) und des Brechungsindexes (n) der halblichtdurchlässigen Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts.
  • Als Nächstes wurden aus dem Extinktionskoeffizienten (k) Berechnungen hinsichtlich der Transmittanz einer halblichtdurchlässigen Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts vorgenommen, wobei diese halblichtdurchlässige Schicht eine Schicht ist, welche für eine Schichtdicke ausgebildet wurde, die notwendig ist, um eine Gegenphase zu ergeben, gegenüber jeweiligen Werten des Extinktionskoeffizienten (k) und des Brechungsindexes (n) der halblichtdurchlässigen Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts. 3 zeigt eine graphische Darstellung, welche die Transmittanz (%) der halblichtdurchlässigen Schicht repräsentiert, welche in einer Schichtdicke ausgebildet wurde, die notwendig ist, um eine Gegenphase mit einer Retardierung von 180° zu ergeben, gegenüber jeweiligen Werten des Extinktionskoeffizienten (k) und des Brechungsindexes (n) der halblichtdurchlässigen Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts. Beispielsweise ist die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht, welche für eine Schichtdicke ausgebildet wurde, die notwendig ist, um eine Gegenphase mit einer Retardierung von 180° zu ergeben, wie in 3 gezeigt, gegenüber den Werten des Extinktionskoeffizienten (k) und des Brechungsindexes (n) der halblichtdurchlässigen Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts. Die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht, welche in einer Schichtdicke ausgebildet wurde, die notwendig ist, um eine Gegenphase mit einer anderen Retardierung als 180° zu ergeben, wird auf die gleiche Weise erhalten, gegenüber den Werten des Extinktionskoeffizienten (k) und des Brechungsindexes (n) der halblichtdurchlässigen Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts.
  • Als Nächstes wurde das Folgende erhalten, berechnet aus den Berechnungsergebnissen der Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht, die notwendig ist, um eine Gegenphase zu erzeugen, gegenüber den Werten des Extinktionskoeffizienten (k) und des Brechungsindexes (n) der halblichtdurchlässigen Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, und den Berechnungsergebnissen der Transmittanz, bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, der halblichtdurchlässigen Schicht, welche in einer Schichtdicke ausgebildet wurde, die notwendig ist, um eine Gegenphase zu ergeben: jeweilige Bereiche des Extinktionskoeffizienten (k) und des Brechungsindexes (n) der halblichtdurchlässigen Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, wobei diese Bereiche es ermöglichen, dass die Schichtdicke, die notwendig ist, um eine Gegenphase zu ergeben, im Bereich von 57 bis 67 nm liegt, und es ermöglichen, dass die Transmittanz der Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts im Bereich von 15 bis 38% liegt, wenn die Schicht in der Schichtdicke ausgebildet wird, die notwendig ist, um die Gegenphase zu ergeben.
  • Als Ergebnis wurden ein Bereich des Extinktionskoeffizienten (k) von 0,2 bis 0,45 und ein Bereich des Brechungsindexes (n) von 2,3 bis 2,9 als jeweilige Bereiche des Extinktionskoeffizienten (k) und des Brechungsindexes (n) der halblichtdurchlässigen Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts erhalten, wobei diese Bereiche gestatten, dass die Schichtdicke, die notwendig ist, um eine Gegenphase zu erzeugen, im Bereich von 57 bis 67 nm liegt, und gestatten, dass die Transmittanz der Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts im Bereich von 15 bis 38% liegt, wenn die Schicht in der Schichtdicke ausgebildet wird, die notwendig ist, um die Gegenphase zu ergeben.
  • Als Nächstes erfolgte an bekannten Materialien eine Untersuchung und Auswahl, um ein Material zu erhalten, das kein Metall enthält und einen Extinktionskoeffizienten von 0,2 bis 0,45 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und einen Brechungsindex von 2,3 bis 2,9 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts aufweist.
  • 4 zeigt eine graphische Darstellung, die den Wert des Extinktionskoeffizienten (k) und den Wert des Brechungsindexes (n) jedes von bekannten Materialien bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts repräsentiert. Die jeweiligen Wertes des Extinktionskoeffizienten (k) und die Werte des Brechungsindexes (n) der bekannten Materialien, die in dieser grafischen Darstellung repräsentiert sind, werden in Nicht-Patentliteratur (Refractive Index List/Refractive Index List for Thin Film Measurement [online]. [Abgerufen 2014-07-03]. Abgerufen aus dem Internet: <URL: http://www.filmetricsinc.jp/refractive-index-database>) und Patentliteratur ( JP-A Nr. 2007-017998 ) beschrieben. Tabelle 1 zeigt die jeweiligen Werte des Extinktionskoeffizienten (k) und die Werte des Brechungsindexes (n) der bekannten Materialien, die in der in 4 gezeigten grafischen Darstellung repräsentiert sind; und die jeweiligen Teilzusammensetzungsverhältnisse (in Atom-%) von Si (Silicium), N (Stickstoff) und O (Sauerstoff) in der Zusammensetzung jedes der bekannten Materialien. [Tabelle 1-1]
    n k
    Ag 1,03 1,18
    Al 0,11 2,22
    Al2O3 0,14 1,65
    Mo 0,79 2,34
    Ni 1,01 1,46
    Si 0,85 2,73
    Si3N4 2,70 0,20
    SiO2 1,56 0,00
    Ta 1,32 2,26
    Cr 1,43 1,70
    MoSi 2,34 0,59
    SiO 1,80 0,72
    [Tabelle 1-2]
    n k Zusammensetzungsverhältnis (at%)
    Si N O
    Material A auf SiO-Basis 2,22 1,37 60,7 0,0 39,3
    Material A auf SiON-Basis 1,68 0,01 33,4 4,7 61,9
    Material B auf SiON-Basis 1,92 0,04 36,3 15,0 48,7
    Material C auf SiON-Basis 2,16 0,21 38,9 29,6 31,5
  • Wie in 4 und Tabelle 1 gezeigt, ist als bekanntes Material, das für eine halblichtdurchlässige Schicht verwendet wird, Si3N4 bekannt, und der Wert des Extinktionskoeffizienten (k) und der Wert des Brechungsindexes (n) von Si3N4 sind jeweils 2,70 und 0,20. Si3N4 ist ein metallfreies Material mit einem Extinktionskoeffizienten (k) von 0,2 bis 0,45 und einem Brechungsindex (n) von 2,3 bis 2,9.
  • Wie in 4 und Tabelle 1 gezeigt, sind als bekannte Materialien, die Si, O oder N enthalten, Material A auf der Basis von Si (Silicium), SiO2, SiO, SiO, Material A auf der Basis von SiON, Material B auf der Basis von SiON und Material C auf der Basis von SiON bekannt. Die jeweiligen Werte des Extinktionskoeffizienten (k) und Werte des Brechungsindexes (n) der bekannten Materialien, und die jeweiligen Teilzusammensetzungsverhältnisse (in Atom-%) von Si, N und O in der Zusammensetzung jedes der bekannten Materialien sind wie in 4 und Tabelle 1 gezeigt.
  • Ferner werden in einem Material, das nur Si und N enthält, wie die Verbindung Si3N4, oder in einem Material, das nur Si, N und O enthält, wie das Material A auf der Basis von SiON, Material B auf der Basis von SiON oder Material C auf der Basis von SiON, Werte des Extinktionskoeffizienten (k) und des Brechungsindexes (n) davon bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts geändert, wenn das Teilzusammensetzungsverhältnis von Si, jenes von N oder jenes von O geändert wird. Bezüglich jedes dieser Materialien ist es durch diesen Umstand klar, wie die Werte des Extinktionskoeffizienten (k) und des Brechungsindexes (n) dazu tendieren, gemäß einer Änderung in dem Teilzusammensetzungsverhältnis von Si, jenem von N oder jenem von O geändert zu werden.
  • Gemäß diesen Umständen können in dem Material, das nur Si und N enthält, oder in dem Material, das nur Si, N und O enthält, der Wert des Extinktionskoeffizienten (k) und der Wert des Brechungsindexes (n) davon bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts innerhalb des Bereichs von 0,2 bis 0,45 bzw. jenes von 2,3 bis 2,7 geändert werden, indem das Teilzusammensetzungsverhältnis von Si, jenes von N oder jenes von O geändert wird.
  • Unter diesen Umständen wurde, als Material der halblichtdurchlässigen Schicht, ein Material, das nur Si und N enthält, oder ein Material, das nur Si, N und O enthält, aus bekannten Materialien ausgewählt. Als Ergebnis davon wurden jeweilige Bereiche des Extinktionskoeffizienten (k) und des Brechungsindexes (n) der halblichtdurchlässigen Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts als Bereiche erhalten, die eine halblichtdurchlässige Schicht, die nur aus Si und N besteht, oder die nur aus Si, N und O besteht, aufweisen kann. So wurde bestimmt, dass der Extinktionskoeffizient (k) und der Brechungsindex (n) im Bereich von 0,2 bis 0,45 bzw. von 2,3 bis 2,7 liegen.
  • C. Halblichtdurchlässige Schicht
  • Die halblichtdurchlässige Schicht kann eine Einzelschichtstruktur oder eine Mehrschichtstruktur aufweisen, und weist vorzugsweise eine Einzelschichtstruktur auf, da die Effekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung leicht erzielt werden können. Spezifisch ermöglicht es diese einfachere Struktur, das erhaltene Phasenverschiebungsmaskenmuster in der Transfereigenschaft ausgezeichnet auszubilden und diesem eine hohe Beständigkeit gegen die Bestrahlung mit ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht und eine hohe Reinigungsbeständigkeit zu verleihen, wie oben beschrieben, um ein Abblättern des Musters zu vermeiden, und um ferner die Bearbeitung der halblichtdurchlässigen Schicht einfacher zu machen.
  • Die halblichtdurchlässige Schicht, die nur aus Si und N besteht, ist eine halblichtdurchlässige Schicht, die im Wesentlichen kein anderes Element als Si und N enthält. Die Schicht kann jedoch irgendeine Verunreinigung enthalten, sofern die Verunreinigung weder Funktionen noch Eigenschaften der halblichtdurchlässigen Schicht beeinträchtigt. Die Funktionen und die Eigenschaften der halblichtdurchlässigen Schicht umfassen den Extinktionskoeffizienten und den Brechungsindex der halblichtdurchlässigen Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts. Beispiele der Verunreinigung, die weder Funktionen noch Eigenschaften der halblichtdurchlässigen Schicht beeinträchtigt, umfassen Kohlenstoff, Sauerstoff, Bor, Helium, Wasserstoff, Argon und Xenon. Der Anteil der Verunreinigung, die weder Funktionen noch Eigenschaften der halblichtdurchlässigen Schicht beeinträchtigt, beträgt vorzugsweise 5% oder weniger, bevorzugter 2% oder weniger, insbesondere vorzugsweise 1% oder weniger.
  • Die halblichtdurchlässige Schicht, die nur aus Si, N und O besteht, ist eine halblichtdurchlässige Schicht, die im Wesentlichen kein anderes Element als Si, N und O enthält. Die Schicht kann jedoch irgendeine Verunreinigung enthalten, sofern die Verunreinigung weder Funktionen noch Eigenschaften der halblichtdurchlässigen Schicht beeinträchtigt. Die Funktionen und die Eigenschaften der halblichtdurchlässigen Schicht sind äquivalent zu jenen der halblichtdurchlässigen Schicht, die nur aus Si und N besteht. Die Art und der Anteil der Verunreinigung, die weder Funktionen noch Eigenschaften der halblichtdurchlässigen Schicht beeinträchtigt, welche nur aus Si, N und O besteht, in dieser halblichtdurchlässigen Schicht sind äquivalent zu jenen in der halblichtdurchlässigen Schicht, die nur aus Si und N besteht.
  • Die halblichtdurchlässige Schicht ist eine halblichtdurchlässige Schicht, die nur aus Si und N besteht, für die der oben angegebene Brechungsindex im Bereich von 2,3 bis 2,7 liegt (Schicht auf der Basis von SiN mit hohem Brechungsindex), oder eine halblichtdurchlässige Schicht, die nur aus Si, N und O besteht, für die der oben angegebene Brechungsindex im Bereich von 2,3 bis 2,7 liegt (Schicht auf der Basis von SiON mit hohem Brechungsindex). Die Schicht auf der Basis von SiN mit hohem Brechungsindex und die Schicht auf der Basis von SiON mit hohem Brechungsindex haben beispielsweise einen höheren Brechungsindex als irgendeine halblichtdurchlässige Schicht, die nur aus Si, N und O besteht, für die der oben angegebene Brechungsindex weniger als 2,3 beträgt (Schicht auf der Basis von SiON mit niedrigem Brechungsindex). Dieser Fall ermöglicht es, die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht zu reduzieren, die eine Dicke ist, um eine Retardierung von 180° bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts zu ergeben.
  • Hier im Nachstehenden erfolgt eine detailliertere Beschreibung des Grunds, warum die Schicht auf der Basis von SiN mit hohem Brechungsindex und die Schicht auf der Basis von SiON mit hohem Brechungsindex mehr bevorzugt werden als die Schicht auf der Basis von SiON mit niedrigem Brechungsindex. Tabelle 2 zeigt Eigenschaften jeder von einer Schicht auf der Basis von SiN mit hohem Brechungsindex, einer Schicht auf der Basis von SiON mit hohem Brechungsindex, einer Schicht auf der Basis von SiON mit niedrigem Brechungsindex und einer herkömmlichen halblichtdurchlässigen Schicht, die aus MoSiON besteht (Schicht auf der Basis von MoSiON). [Tabelle 2]
    Eigenschaften
    Schichttyp Rohling: Qualität des äußeres Aussehens Abblatterungsbeständigkeit des feinen Musters Reinigungsbeständigkeit Beständigkeit gegen Bestrahlung mit Belichtungslicht
    Schicht auf SiN-Basis mit hohem Brechungsindex o ⌾ o ⌾
    Schicht auf SiON-Basis mit hohem Brechungsindex o ⌾ o ⌾
    Schicht auf SiON-Basis mit niedrigem Brechungsindex Δ o o ⌾
    Schicht auf MoSiON-Basis o Δ Δ Δ
  • Wie in Tabelle 2 gezeigt, hat die Schicht auf der Basis von SiN mit hohem Brechungsindex oder die Schicht auf der Basis von SiON mit hohem Brechungsindex eine bessere Abblätterungsbeständigkeit des feinen Musters als die Schicht auf der Basis von SiON mit niedrigem Brechungsindex aus dem folgenden Grund: die Schicht auf der Basis von SiON mit niedrigem Brechungsindex hat einen niedrigen Brechungsindex, so dass die Schicht eine große Schichtdicke aufweist, um eine Retardierung von 180° zu erhalten; die Schicht auf der Basis von SiN mit hohem Brechungsindex oder die Schicht auf der Basis von SiON mit hohem Brechungsindex kann indessen einen hohen Brechungsindex aufweisen, so dass diese Schicht mit hohem Brechungsindex in der Schichtdicke klein ausgebildet werden kann, um eine Retardierung von 180° zu erhalten. Die Schicht auf der Basis von MoSiON hat eine größere Schichtdicke, um eine Retardierung von 180° zu erhalten, als die Schicht auf der Basis von SiON mit niedrigem Brechungsindex, so dass die Schicht auf der Basis von MoSiON eine schlechte Abblätterungsbeständigkeit des feinen Musters aufweist.
  • Hier im Nachstehenden erfolgt eine weitere Beschreibung über die Effekte und Vorteile, die durch den Umstand erhalten werden, dass die Schicht auf der Basis von SiN mit hohem Brechungsindex oder die Schicht auf der Basis von SiON mit hohem Brechungsindex eine gute Abblätterungsbeständigkeit des feinen Musters aufweist. Um ein Auflösungsvermögen in einem Wafer-Prozess zum Transferieren, auf einen Wafer, eines Maskenmusters einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske zu verbessern, die aus einem wie oben beschriebenen Maskenrohling erhalten wird, ist es im Allgemeinen notwendig, die Transmittanz ihrer halblichtdurchlässigen Schicht zu erhöhen. Um die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht zu erhöhen, wird ein Mittel herangezogen, um den Extinktionskoeffizienten der halblichtdurchlässigen Schicht klein auszubilden. Wenn der Extinktionskoeffizient jedoch klein ausgebildet wird, wird die halblichtdurchlässige Schicht im Brechungsindex reduziert, um in der Schichtdicke erhöht zu werden.
  • Die Erhöhung der halblichtdurchlässigen Schicht in der Schichtdicke macht es unumgänglich, wenn ein Muster der halblichtdurchlässigen Schicht in der Phasenverschiebungsmaske fein ausgebildet wird, das aus der halblichtdurchlässigen Schicht bestehende Muster, das ein konvexes Elementmuster ist und hoch wurde, in einer Reinigungslösung unter Verwendung intensiver Ultraschallwellen im Schritt der Reinigung der Phasenverschiebungsmaske zu reinigen. Demgemäß werden ein Abblättern des Musters des halblichtdurchlässigen Schichtmusters oder derartige andere Probleme verursacht. Das Abblättern des Musters oder die anderen Probleme werden deutlich, insbesondere im Fall des Abzielens auf eine hohe Auflösung mit einer Höchstgrenze, wie eine Auflösung zur Bildung eines 10 nm Knotenmusters im Wafer. Wie nachstehend beschrieben wird, insbesondere unter Punkt „D. Verfahren zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers unter Verwendung einer Phasenverschiebungsmaske”, ist es in einem Wafer-Prozess zum Transferieren eines Maskenmusters einer Phasenverschiebungsmaske, wie oben beschrieben, auf einen Wafer durch eine Negativ-Entwicklung notwendig, in der Phasenverschiebungsmaske nicht nur ein Hauptmuster, das einem feinen Muster für Kontaktlöcher, Leitungen oder anderem entspricht, um tatsächlich aufgelöst zu werden, sondern auch ein Hilfsmuster, das nahe beim Hauptmuster angeordnet und nicht tatsächlich aufzulösen ist, als konvexe Elementmuster zu bilden, die aus der halblichtdurchlässigen Schicht bestehen. Wie nachstehend unter Punkt „D. Verfahren zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers unter Verwendung einer Phasenverschiebungsmaske” beschrieben wird, ist ein solches Hilfsmuster ein konvexes Elementmuster, das aus einem oder mehreren Musterelementen besteht, die (jeweils) aus einer halblichtdurchlässigen Schicht gebildet sind und eine Breite oder Länge von 60 nm oder weniger in modernen Techniken eines Wafer-Prozesses aufweisen. Beispielsweise werden in diesem Hilfsmuster, oder irgendeinem anderen konvexen Elementmuster, das aus einem oder mehreren Musterelementen besteht, die (jeweils) aus einer halblichtdurchlässigen Schicht gebildet sind und eine Breite oder Länge von 60 nm oder weniger aufweisen, ein Abblättern des Musters, wie oben beschrieben, oder derartige andere Probleme besonders deutlich.
  • Um das Auflösungsvermögen im Wafer-Prozess zu verbessern, ist es mit anderen Worten notwendig, die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht hoch auszubilden. Wenn jedoch die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht hoch ausgebildet wird, wird die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht größer; so steht die Förderung einer Erhöhung in der Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht im Konflikt mit der Förderung einer Verringerung in der Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht, wobei diese Verringerung notwendig ist, um das Auftreten des Abblätterns des Musters oder der anderen Probleme in der Phasenverschiebungsmaske zu vermeiden, in der das halblichtdurchlässige Schichtmuster fein ausgebildet wird.
  • Im Gegensatz dazu, wie oben beschrieben, kann die Schicht auf der Basis von SiN mit hohem Brechungsindex oder die Schicht auf der Basis von SiON mit hohem Brechungsindex einen hohen Brechungsindex aufweisen, so dass die Schicht in der Schichtdicke kleiner ausgebildet werden kann als die Schicht auf der Basis von SiON mit niedrigem Brechungsindex, um eine gute Abblätterungsbeständigkeit des feinen Musters zu erzielen. Außerdem kann die Schicht auf der Basis von SiN mit hohem Brechungsindex oder die Schicht auf der Basis von SiON mit hohem Brechungsindex die Förderung einer Erhöhung in der Transmittanz auf die gleiche Weise realisieren wie die Schicht auf der Basis von SiON mit niedrigem Brechungsindex, indem das Teilzusammensetzungsverhältnis von Si, jenes von N oder jenes von O eingestellt wird.
  • Demgemäß hat die Schicht auf der Basis von SiN mit hohem Brechungsindex oder die Schicht auf der Basis von SiON mit hohem Brechungsindex eine gute Abblätterungsbeständigkeit des feinen Musters, um es zu ermöglichen, das Abblättern des Musters oder die anderen Probleme besser zu vermeiden als die Schicht auf der Basis von SiON mit niedrigem Brechungsindex. Insbesondere im Fall des Abzielens auf eine hohe Auflösung mit einer Höchstgrenze, wie eine Auflösung zur Bildung eines 10 nm Knotenmusters in einem Wafer, ermöglicht es die Schicht mit hohem Brechungsindex, das Abblättern des Musters oder die anderen Probleme besser zu vermeiden als die Schicht auf der Basis von SiON mit niedrigem Brechungsindex. Dieser Umstand macht es möglich, dass die Schicht auf der Basis von SiN mit hohem Brechungsindex oder die Schicht auf der Basis von SiON mit hohem Brechungsindex die hohe Auflösung mit der Höchstgrenze realisiert, die von der Schicht auf der Basis von SiON mit niedrigem Brechungsindex wegen des Auftretens des Abblättern des Musters oder der anderen Probleme nicht erreicht werden kann.
  • Wenn das Hilfsmuster insbesondere ein konvexes Elementmuster ist, das aus einem oder mehreren Musterelementen gebildet ist, die (jeweils) aus der halblichtdurchlässigen Schicht bestehen und eine Breite oder Länge von 60 nm oder weniger in modernen Techniken eines Wafer-Prozesses aufweisen, kann die Schicht auf der Basis von SiN mit hohem Brechungsindex oder die Schicht auf der Basis von SiON mit hohem Brechungsindex das Abblättern des Musters oder die anderen Probleme in einem feinen Muster des Hilfsmusters besser vermeiden als die Schicht auf der Basis von SiON mit niedrigem Brechungsindex, da die Schicht mit hohem Brechungsindex eine gute Abblätterungsbeständigkeit des feinen Musters aufweist. Dieser Umstand ermöglicht es, dass die Schicht auf der Basis von SiN mit hohem Brechungsindex oder die Schicht auf der Basis von SiON mit hohem Brechungsindex eine hohe Auflösung realisiert, die von der Schicht auf der Basis von SiON mit niedrigem Brechungsindex wegen des Auftretens des Abblätterns des Musters oder der anderen Probleme nicht erzielt werden kann.
  • Demgemäß kann die Schicht auf der Basis von SiN mit hohem Brechungsindex oder die Schicht auf der Basis von SiON mit hohem Brechungsindex die Förderung einer Erhöhung in der Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht mit der Förderung einer Verringerung in der Schichtdicke dieser Schicht besser kompatibel machen als die Schicht auf der Basis von SiON mit niedrigem Brechungsindex, wodurch sie eine gute Abblätterungsbeständigkeit des feinen Musters erhält. So kann die Schicht mit hohem Brechungsindex, unter den halblichtdurchlässigen Schichten, die in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, das höchste Auflösungsvermögen realisieren.
  • Wie in Tabelle 2 gezeigt, zeigt die Schicht auf der Basis von SiN mit hohem Brechungsindex oder die Schicht auf der Basis von SiON mit hohem Brechungsindex eine bessere Qualität des äußeren Aussehens des Maskenrohlings als die Schicht auf der Basis von SiON mit niedrigem Brechungsindex. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Schicht auf der Basis von SiN mit hohem Brechungsindex oder die Schicht auf der Basis von SiON mit hohem Brechungsindex Sauerstoff (O) in einem geringeren Anteil enthält als die Schicht auf der Basis von SiON mit niedrigem Brechungsindex, um eine höhere Stabilität der Qualität des äußeren Aussehens bei der Bildung aufzuweisen, wohingegen die Schicht auf der Basis von SiON mit niedrigem Brechungsindex Sauerstoff (O) in einem größeren Anteil enthält, so dass die Schicht bei der Bildung leichter einer Erzeugung von Fremdstoffen unterworfen wird, um eine niedrige Stabilität der Qualität des äußeren Aussehens aufzuweisen. Obwohl die Schicht auf der Basis von MoSiON Sauerstoff in der Zusammensetzung davon enthält, wird die Qualität des äußeren Aussehens des Maskenrohlings durch wiederholte Verbesserungen in verschiedenen Produktionsbedingungen dafür gut ausgebildet.
  • Wie in Tabelle 2 gezeigt, enthält ferner jede von der Schicht auf der Basis von SiN mit hohem Brechungsindex, der Schicht auf der Basis von SiON mit hohem Brechungsindex und der Schicht auf der Basis von SiON mit niedrigem Brechungsindex kein Übergangsmetall, um eine höhere chemische Beständigkeit aufzuweisen als die Schicht auf der Basis von MoSiON, um eine bessere Reinigungsbeständigkeit aufzuweisen, und sie wird durch die Einstrahlung von Belichtungslicht nicht leicht denaturiert, um eine gute Beständigkeit gegen eine Bestrahlung mit Belichtungslicht aufzuweisen. Im Gegensatz dazu enthält die Schicht auf der Basis von MoSiON ein Übergangsmetall, um in der Abmessung, Retardierung, Transmittanz und anderem durch eine große Anzahl von Malen einer Reinigung schwankend zu werden. So hat diese Schicht eine schlechte Reinigungsbeständigkeit. Ferner wird das Übergangsmetall durch die Einstrahlung von Belichtungslicht ersetzt, so dass die Schicht fortschreitend oxidiert wird, um in der Abmessung und anderem zu schwanken, um eine schlechte Beständigkeit gegen die Bestrahlung mit Belichtungslicht aufzuweisen.
  • Das Teilzusammensetzungsverhältnis von Si und jenes von N in der halblichtdurchlässigen Schicht, die nur aus Si und N besteht, und das Teilzusammensetzungsverhältnis von Si, jenes von O und jenes von N in der halblichtdurchlässigen Schicht, die nur aus Si, N und O besteht, kann eingestellt werden, indem Folgendes geeignet ausgewählt wird, wenn die Schichten jeweils durch ein bekanntes Schichtbildungsverfahren gebildet werden, wie Sputtern, wie nachstehend beschrieben wird: eine Vorrichtung und Materialien, die zu verwenden sind, Schichtbildungsbedingungen oder anderes. Im Fall der Verwendung beispielsweise einer GS-Magnetron-Sputter-Vorrichtung vom Parallelplattentyp zur Bildung der halblichtdurchlässigen Schicht auf einem transparenten Substrat durch Sputtern kann die Einstellung vorgenommen werden, indem ein Target, die Distanz zwischen dem Target und dem transparenten Substrat (TS-Distanz), das Verhältnis zwischen den Gasdurchflussraten, der Gasdruck, die anzulegende elektrische Energie (Strom) und die Drehzahl des Substrats, ein Sputter-Gas, wie Ar, N2 oder O2, und andere Sputter-Prozessbedingungen geeignet ausgewählt werden.
  • Die halblichtdurchlässige Schicht ist nicht besonders eingeschränkt und ist vorzugsweise eine Schicht, bei welcher der oben definierte Extinktionskoeffizient im Bereich von 0,2 bis 0,4 liegt, insbesondere vorzugsweise von 0,2 bis 0,35. Falls der Extinktionskoeffizient diesen Bereich nicht erreicht, ist die halblichtdurchlässige Schicht hoch in der Transmittanz, um klein im Extinktionskoeffizienten und Brechungsindex zu werden, um eine Schichtdicke davon, die notwendig ist, um eine vorherbestimmte Retardierung zu ergeben, bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts ungünstig groß auszubilden. Falls der Extinktionskoeffizient den Bereich überschreitet, wird die halblichtdurchlässige Schicht niedrig in der Transmittanz, um keinen erwünschten Phasenverschiebungseffekt bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts zu ergeben.
  • Der Wert des Extinktionskoeffizienten kann eingestellt werden, indem das Teilzusammensetzungsverhältnis von Si und jenes von N in der halblichtdurchlässigen Schicht, die nur aus Si und N besteht, oder das Teilzusammensetzungsverhältnis von Si, jenes von O und jenes von N in der halblichtdurchlässigen Schicht, die nur aus Si, N und O besteht, eingestellt wird.
  • Der Extinktionskoeffizient der halblichtdurchlässigen Schicht kann unter Verwendung eines Ellipsometers VUV-VASETM, hergestellt von J. A. Woolam Co., Inc., gemessen und berechnet werden.
  • Die halblichtdurchlässige Schicht ist nicht besonders eingeschränkt und ist vorzugsweise eine Schicht, bei welcher der oben definierte Brechungsindex im Bereich von 2,5 bis 2,7 liegt, insbesondere vorzugsweise von 2,6 bis 2,7. Falls der Brechungsindex den Bereich nicht erreicht, nimmt die halblichtdurchlässige Schicht unvorteilhaft in der Schichtdicke zu, um eine Retardierung von 180° bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts zu ergeben.
  • Der Wert des Brechungsindexes kann eingestellt werden, indem das Teilzusammensetzungsverhältnis von Si und jenes von N in der halblichtdurchlässigen Schicht, die nur aus Si und N besteht, oder das Teilzusammensetzungsverhältnis von Si, jenes von O und jenes von N in der halblichtdurchlässigen Schicht, die nur aus Si, N und O besteht, eingestellt wird.
  • Der Brechungsindex der halblichtdurchlässigen Schicht kann unter Verwendung des Ellipsometers VUV-VASETM, hergestellt von J. A. Woolam Co., Inc., gemessen und berechnet werden. Der Brechungsindex kann auch durch ein Verfahren unter Verwendung einer Simulation einer Reflexionskurve gemessen werden, die durch das Messen der Schicht mittels eines Spektrometers erhalten wird.
  • Die halblichtdurchlässige Schicht ist nicht besonders eingeschränkt und ist vorzugsweise eine Schicht, bei welcher die oben definierte Transmittanz im Bereich von 18 bis 38% liegt, insbesondere vorzugsweise von 20 bis 38%. Falls die Transmittanz den Bereich nicht erreicht, erhält die resultierende Phasenverschiebungsmaske keinen gewünschten Phasenverschiebungseffekt. Falls die Transmittanz den Bereich überschreitet, wird die lichtabschirmende Eigenschaft der halblichtdurchlässigen Schicht geringer ausgebildet als erforderlich, um ein Problem hinsichtlich der Transfereigenschaft eines gewünschten Musters zu verursachen.
  • Der Wert der Transmittanz kann eingestellt werden, indem das Teilzusammensetzungsverhältnis von Si und jenes von N in der halblichtdurchlässigen Schicht, die nur aus Si und N besteht, oder das Teilzusammensetzungsverhältnis von Si, jenes von O und jenes von N in der halblichtdurchlässigen Schicht, die nur aus Si, N und O besteht, eingestellt wird.
  • Unter Verwendung beispielsweise eines Instruments zur Messung des Phasenverschiebungsbetrags (MPM 193TM, hergestellt von Lasertec Corp.) können Messungen hinsichtlich der Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht, der Retardierung zwischen ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht, das eine Wellenlänge von 193 nm hat und nur durch das transparente Substrat gesendet wird, und dem gleichen Laser-Belichtungslicht, das durch das transparente Substrat und die halblichtdurchlässige Schicht gesendet wird, und anderer Eigenschaften vorgenommen werden.
  • Die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht ist nicht besonders eingeschränkt und liegt vorzugsweise im Bereich von 57 bis 64 nm, insbesondere vorzugsweise von 57 bis 62 nm aus den folgenden Gründen: Da die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht kleiner ist, kann ein Abblättern des Musters deutlicher eingeschränkt werden, wobei dieses Abblättern ein Phänomen ist, dass ein konvexes Elementmuster, wie oben beschrieben, durch die Reinigung des Musters mit Ultraschallwellen mit einer starken Entfernungskraft in einer Reinigungslösung abblättert. Alternativ dazu wird die halblichtdurchlässige Schicht leichter bearbeitet oder das halblichtdurchlässige Schichtmuster wird leichter korrigiert.
  • Die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht kann unter Verwendung des Ellipsometers VUV-VASETM, hergestellt von J. A. Woollam Co., Inc., gemessen und berechnet werden.
  • Die halblichtdurchlässige Schicht kann eine Gegenphase erhalten, indem, in den Bereich von 160 bis 200°, die Retardierung zwischen ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht, das eine Wellenlänge von 193 nm hat und nur durch das transparente Substrat gesendet wird, und dem gleichen Laser, der durch das transparente Substrat und die halblichtdurchlässige Schicht gesendet wird, eingestellt wird. Die halblichtdurchlässige Schicht ist nicht besonders eingeschränkt. Die Retardierung davon beträgt vorzugsweise von 170 bis 190°, insbesondere vorzugsweise 177°. Wenn eine Phasenverschiebungsmaske aus dem Maskenrohling der vorliegenden Erfindung durch Ätzen seines halblichtdurchlässigen Films gebildet wird, macht es diese bevorzugte Retardierung möglich, die folgende Retardierung auf 180° in der Phasenverschiebungsmaske einzustellen, auch wenn unter einer Region der halblichtdurchlässigen Schicht, wo diese Schicht zu ätzen ist, das transparente Substrat geätzt wird, um einen abgeätzten Teil zu bilden: die Retardierung zwischen dem ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht, das die Wellenlänge von 193 nm hat und durch eine lichtdurchlässige Region gesendet wird, wo der abgeätzte Teil gebildet ist, und dem gleichen Laser, der durch eine halblichtdurchlässige Region gesendet wird, wo die halblichtdurchlässige Schicht zurückbleibt. Demgemäß kann eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske hergestellt werden.
  • (2) Transparentes Substrat
  • Das transparente Substrat in der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders eingeschränkt. Beispiele davon umfassen synthetisches Quarzglas, Flussspat und Calciumfluorid, die jeweils optisch poliert werden, um das Belichtungslicht mit einer hohen Transmittanz zu übertragen. Unter diesen Beispielen wird synthetisches Quarzglas üblicherweise bevorzugt, das in vielen Fällen verwendet wird und eine stabile Qualität und eine hohe Transmittanz für Belichtungslicht mit einer kurzen Wellenlänge aufweist.
  • (3) Lichtabschirmende Schicht
  • Der Maskenrohling der vorliegenden Erfindung ist hinsichtlich der Schichtstruktur, des Materials und der optischen Dichte (OD-Wert) davon bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts u. a. nicht besonders eingeschränkt, sofern der Maskenrohling die oben definierte halbdurchlässige Schicht und das transparente Substrat aufweist. Der Maskenrohling ist vorzugsweise ein Maskenrohling, der ferner eine lichtabschirmende Schicht, die auf der halblichtdurchlässigen Schicht gebildet ist, umfasst, und bei der lichtabschirmenden Schicht ist die optische Dichte (OD-Wert) bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts insgesamt auf eine gewünschte optische Dichte (OD-Wert) bei Kombination mit einer optischen Dichte (OD-Wert) der halblichtdurchlässigen Schicht eingestellt.
  • 5 ist eine schematische Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel des Maskenrohlings der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Ein in 5 veranschaulichter Maskenrohling 100 umfasst ein transparentes Substrat 101; eine halblichtdurchlässige Schicht 103, welche auf dem transparenten Substrat 101 gebildet ist und eine Einzelschichtstruktur aufweist, die nur aus Si und N, oder Si, N und O besteht; und eine lichtabschirmende Schicht 103 mit einer Einzelschichtstruktur, die auf der halblichtdurchlässigen Schicht 102 gebildet ist, und bei der lichtabschirmenden Schicht 103 ist die optische Dichte (OD-Wert) bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts eingestellt, um insgesamt 3,0 oder mehr bei Kombination mit jener der halblichtdurchlässigen Schicht 102 zu betragen. Die lichtabschirmende Schicht 103 hat alle Funktionen einer lichtabsorbierenden Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und einer Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht.
  • Wenn ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster mit einem großen Bereich in einer Phasenverschiebungsmaske vorliegt, die aus einem Maskenrohling hergestellt wird, kann ein Problem verursacht werden, dass das erhaltene transferierte Bild durch Belichtungslicht, das durch das Muster gesendet wird, unklar wird. Durch die Bildung eines lichtabschirmenden Schichtmuster auf dem Muster mit einem großen Bereich der halblichtdurchlässigen Schicht in der vorliegenden Phasenverschiebungsmaske wird eine unnötige Komponente von Belichtungslicht, das durch dieses halblichtdurchlässige Schichtmuster gesendet wird, abgeschirmt, um dieses Problem zu überwinden. Wenn die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht von 15 bis 38% bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts beträgt, wie im Maskenrohling der vorliegenden Erfindung ersichtlich, um insbesondere größer zu sein als eine gewöhnliche Transmittanz von 6%, wird dieses Problem deutlicher. Demgemäß kann durch den Umstand, dass die vorliegende Erfindung ferner die lichtabschirmende Region aufweist, die Erfindung den Effekt erzeugen, dieses Problem deutlicher zu vermeiden.
  • Die lichtabschirmende Schicht ist nicht besonders eingeschränkt, sofern die Schicht eine Schicht ist, die auf der halblichtdurchlässigen Schicht gebildet ist und bei der die optische Dichte (OD-Wert) bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts eingestellt ist, um insgesamt eine gewünschte optische Dichte (OD-Wert) bei Kombination mit jener der halblichtdurchlässigen Schicht zu ergeben. Die lichtabschirmende Schicht ist vorzugsweise eine Schicht mit einer Antireflexionsfunktion, um eine Mehrfachreflexion zwischen der Phasenverschiebungsmaske und einer Linse zu verhindern, wenn das Maskenmuster auf einen Wafer transferiert wird, und mit einer Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht, um vorteilhaft zu verhindern, dass die halblichtdurchlässige Schicht beschädigt wird, wenn diese Schicht geätzt wird. Die lichtabschirmende Schicht ist insbesondere vorzugsweise eine Schicht mit einer elektroleitfähigen Funktion, um zu verhindern, dass diese Schicht elektrisch geladen wird, wenn ein Bild durch einen Elektronenstrahl darauf gezeichnet wird.
  • Wie es im in 5 veranschaulichten Maskenrohling 100 erzielt wurde, hat im Maskenrohling der vorliegenden Erfindung die lichtabschirmende Schicht vorzugsweise eine Einzelschichtstruktur, welche eine lichtabsorbierende Schicht umfasst, die auf der halblichtdurchlässigen Schicht gebildet ist und eine Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht und eine lichtabsorbierende Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts hat. Diese Struktur ermöglicht es, eine Maske mit notwendigen Funktionen durch Schritte zu erhalten, deren Anzahl kleiner ist.
  • Wenn die lichtabschirmende Schicht die Einzelschichtstruktur aufweist, wie es im in 5 veranschaulichten Maskenrohling 100 erzielt wurde, ist das Rohmaterial der lichtabschirmenden Schicht nicht besonders eingeschränkt und ist vorzugsweise beispielsweise Cr, Ta, W oder Mo. Von diesen Materialien wird beispielsweise Cr bevorzugt. In diesem Fall ist ein reaktives Ätzgas, das verwendet wird, wenn die lichtabschirmende Schicht geätzt wird, in der Art von einem reaktiven Ätzgas verschieden, das verwendet wird, wenn die halblichtdurchlässige Schicht geätzt wird; so kann erwartet werden, dass die lichtabschirmende Schicht die oben angegebene Ätzbarrierenfunktion hat.
  • Wenn die lichtabschirmende Schicht die Einzelschichtstruktur aufweist, wird die Dicke der lichtabschirmenden Schicht gemäß dem Rohmaterial davon variiert, um nicht besonders eingeschränkt zu sein. Die Dicke liegt vorzugsweise im Bereich von 30 bis 80 nm. Dieser Fall macht es möglich, die optische Dichte (OD-Wert) dieser lichtabschirmenden Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts mit jener der halblichtdurchlässigen Schicht zu kombinieren, um leicht insgesamt auf 3,0 oder mehr eingestellt zu werden. Zusätzlich macht es die Schichtdicke leicht, die lichtabschirmende Schicht zu ätzen.
  • Die optische Dichte (OD-Wert) dieses lichtabschirmenden Schichtmusters, die mit jener der halblichtdurchlässigen Schicht kombiniert wird, wird unter Verwendung eines Produkts, MCPD 3000TM, hergestellt von Otsuka Electronics Co., Ltd., gemessen und ausgerechnet; und das Reflexionsvermögen der lichtabschirmenden Schicht wird unter Verwendung eines Produkts, MCPD 7000TM, hergestellt von Otsuka Electronics Co., Ltd., gemessen.
  • 6 ist eine schematische Schnittansicht, die noch ein weiteres Beispiel des Maskenrohlings der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In einem Maskenrohling 100, der in 6 veranschaulicht ist, hat eine lichtabschirmende Schicht 103 eine Doppelschichtstruktur, welche umfasst: eine lichtabsorbierende Schicht 103a, die auf einer halblichtdurchlässigen Schicht 102 gebildet ist, und eine Hartmaskenschicht 103b, die auf der lichtabsorbierenden Schicht 103a gebildet ist. Die lichtabsorbierende Schicht 103a hat zwei Funktionen einer lichtabsorbierenden Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, und einer Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht 102. Die Hartmaskenschicht 103b hat eine Ätzbarrierenfunktion für die lichtabsorbierende Schicht 103a.
  • Wie es im in 6 veranschaulichten Maskenrohling 100 erzielt wurde, hat im Maskenrohling der vorliegenden Erfindung die lichtabschirmende Schicht eine Doppelschichtstruktur, welche umfasst: eine lichtabsorbierende Schicht, die auf der halblichtdurchlässigen Schicht gebildet ist und eine Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht und eine lichtabsorbierende Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts hat; und eine Hartmaskenschicht, die auf der lichtabsorbierenden Schicht gebildet ist und eine Ätzbarrierenfunktion für die lichtabsorbierende Schicht hat. Diese Struktur macht es möglich, ein Muster zu verwenden, das durch Ätzen der Hartmaskenschicht anstelle eines Resistmusters gebildet wird, welches zu verwenden ist, wenn die lichtabsorbierende Schicht geätzt wird. So kann die Resistschichtdicke klein ausgebildet werden. Auf diese Weise kann leicht ein feines Muster der lichtabschirmenden Schicht gebildet werden.
  • Wenn die lichtabschirmende Schicht eine Einzelschichtstruktur hat, wie es im in 5 veranschaulichten Maskenrohling 100 erzielt wurde, ist spezifischer die lichtabschirmende Schicht der Einzelschichtstruktur dick, so dass ein dickes Resistmuster verwendet wird, um die lichtabschirmende Schicht zu ätzen, um ein Muster der lichtabschirmenden Schicht zu bilden. Daher ist es schwierig, auf der Basis der Beziehung zum Seitenverhältnis des Resistmusters, ein feines Muster der lichtabschirmenden Schicht zu bilden. Wenn jedoch die lichtabschirmende Schicht eine Doppelschichtstruktur hat, wie in 6 veranschaulicht, ist die Hartmaskenschicht dünner als die lichtabschirmende Schicht der Einzelschichtstruktur. Unter Verwendung eines dünneren Resistmusters als das Resistmuster, das zum Ätzen der lichtabschirmenden Schicht der Einzelschichtstruktur verwendet wird, ist es so möglich, die Hartmaskenschicht zu ätzen, um ein Muster der Hartmaskenschicht zu bilden. Dieses Muster kann anstelle eines Resistmusters verwendet werden, das zu verwenden ist, wenn die lichtabsorbierende Schicht geätzt wird, so dass die Resistschichtdicke klein ausgebildet werden kann. Auf diese Weise kann in der vorliegenden lichtabschirmenden Schicht ein feines Muster leichter gebildet werden als in der lichtabschirmenden Schicht der Einzelschichtstruktur.
  • Wenn die lichtabschirmende Schicht die Doppelschichtstruktur hat, ist die Hartmaskenschicht nicht besonders eingeschränkt. Die Hartmaskenschicht kann die oben angegebene elektroleitfähige Funktion haben. Wenn die lichtabschirmende Schicht die Doppelschichtstruktur aufweist, ist das Rohmaterial der Hartmaskenschicht nicht besonders eingeschränkt, sofern das Rohmaterial eine Ätzbarrierenfunktion für die lichtabsorbierende Schicht hat. Beispiele davon umfassen Si, SiN, SiON, SiO2, MoSi, Cr, CrO und CrON. Von diesen Materialien werden Si, SiN, SiON, SiO2, MoSi und andere bevorzugt. Wenn ein Cr enthaltendes Rohmaterial als Rohmaterial der lichtabsorbierenden Schicht verwendet wird, machen diese Materialien ein reaktives Ätzgas, das zum Ätzen der lichtabsorbierenden Schicht verwendet wird, in der Art von einem reaktiven Ätzgas verschieden, das zum Ätzen der Hartmaskenschicht verwendet wird; wenn die Hartmaskenschicht geätzt wird, kann so verhindert werden, dass die lichtabsorbierende Schicht beschädigt wird.
  • Wenn die lichtabschirmende Schicht die Doppelschichtstruktur hat, ist das Rohmaterial der lichtabsorbierenden Schicht nicht besonders eingeschränkt, sofern das Rohmaterial eine Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht und eine lichtabsorbierende Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts hat. Beispiele davon umfassen Cr, Si, SiO, SiON und MoSi. Von diesen Materialien wird Cr bevorzugt. In diesem Fall wird ein reaktives Ätzgas, das zum Ätzen der lichtabsorbierenden Schicht verwendet wird, in der Art von einem reaktiven Ätzgas verschieden, das zum Ätzen der Hartmaskenschicht verwendet wird; wenn die Hartmaskenschicht geätzt wird, kann so verhindert werden, dass die lichtabsorbierende beschädigt wird. Außerdem hat Cr einen hohen Extinktionskoeffizienten; da die lichtabschirmende Schicht eine kleinere Schichtdicke hat, kann so die optische Dichte (OD-Wert) dieser Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts mit jener der halblichtdurchlässigen Schicht kombiniert werden, um insgesamt auf 3,0 oder mehr eingestellt zu werden.
  • Wenn die lichtabschirmende Schicht die Doppelschichtstruktur hat, wird die Dicke der Hartmaskenschicht gemäß der Art des Rohmaterials davon variiert und ist nicht besonders eingeschränkt. Die Dicke liegt vorzugsweise im Bereich von 4 bis 15 nm, bevorzugter von 4 bis 10 nm, insbesondere vorzugsweise von 4 bis 7 nm. Da die Schichtdicke kleiner ist, kann die Schicht zu einer besseren Präzision bearbeitet werden.
  • Wenn die lichtabschirmende Schicht die Doppelschichtstruktur hat, wird die Dicke der lichtabsorbierenden Schicht gemäß der Art des Romaterials davon variiert und ist nicht besonders eingeschränkt. Die Dicke liegt vorzugsweise im Bereich von 30 bis 80 nm, bevorzugter von 30 bis 70 nm, insbesondere vorzugsweise von 30 bis 60 nm. Da die Schichtdicke kleiner ist, wird die Schicht leichter bearbeitet oder ein defektives Muster der Schicht wird leichter korrigiert.
  • 7 ist eine schematische Schnittansicht, die ein anderes Beispiel des Maskenrohlings der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In einem in 7 veranschaulichten Maskenrohling 100 hat eine lichtabschirmende Schicht 103 eine Dreischichtstruktur, welche umfasst: eine Ätzbarrierenschicht 103c, die auf einer halblichtdurchlässigen Schicht 102 gebildet ist, eine lichtabsorbierende Schicht 103a, die auf der Ätzbarrierenschicht 103c gebildet ist, und eine Hartmaskenschicht 103b, die auf der lichtabsorbierenden Schicht 103a gebildet ist. Die Ätzbarrierenschicht 103c hat eine Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht 102; die lichtabsorbierende Schicht 103a hat eine lichtabsorbierende Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts; und die Hartmaskenschicht 103b hat eine Ätzbarrierenfunktion für die lichtabsorbierende Schicht 103a.
  • 8 ist eine schematische Schnittansicht, die ein anderes Beispiel des Maskenrohlings der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In einem in 8 veranschaulichten Maskenrohling 100 hat eine lichtabschirmende Schicht 103 eine Dreischichtstruktur, welche umfasst: eine Ätzbarrierenschicht 103c, die auf einer halblichtdurchlässigen Schicht 102 gebildet ist, eine lichtabsorbierende Schicht 103a, die auf der Ätzbarrierenschicht 103c gebildet ist, und eine Hartmaskenschicht 103b, die auf der lichtabsorbierenden Schicht 103a gebildet ist. Die Ätzbarrierenschicht 103c hat eine Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht 102; die lichtabsorbierende Schicht 103a hat eine lichtabsorbierende Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts; und die Hartmaskenschicht 103b hat eine Ätzbarrierenfunktion für die lichtabsorbierende Schicht 103a.
  • Wie es im Maskenrohling 100 erzielt wurde, der in jeder von 7 und 8 veranschaulicht ist, hat im Maskenrohling der vorliegenden Erfindung seine lichtabschirmende Schicht vorzugsweise eine Dreischichtstruktur, welche umfasst: eine Ätzbarrierenschicht, die auf seiner halblichtdurchlässigen Schicht gebildet ist und eine Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht hat; eine lichtabsorbierende Schicht, die auf der Ätzbarrierenschicht gebildet ist und eine lichtabsorbierende Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts hat; und eine Hartmaskenschicht, die auf der lichtabsorbierenden Schicht gebildet ist und eine Ätzbarrierenfunktion für die lichtabsorbierende Schicht hat. Auf die gleiche Weise wie in dem Fall, wo die lichtabschirmende Schicht die Doppelschichtstruktur hat, macht es dieser Fall möglich, ein Muster zu verwenden, das durch Mustern der Hartmaskenschicht anstelle eines Resistmusters gebildet wird, welches zu verwenden ist, wenn die lichtabsorbierende Schicht geätzt wird. Als Ergebnis wird ein feines Muster der lichtabschirmenden Schicht leicht gebildet.
  • Im Maskenrohling der vorliegenden Erfindung wird es mehr bevorzugt, dass die lichtabschirmende Schicht die Dreischichtstruktur hat als die Einzelschichtstruktur oder die Doppelschichtstruktur. Dieser Fall macht es möglich, als Schicht mit einer lichtabsorbierenden Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, eine lichtabsorbierende Schicht zu verwenden, die aus einem Rohmaterial besteht, das mit einem Ätzgas mit hoher Reaktivität mit der halblichtdurchlässigen Schicht geätzt werden kann, die nur aus Si und N besteht, oder nur aus Si, N und O besteht. Demgemäß wird die Auswahlflexibilität des Rohmaterials dieser Schicht erhöht, die eine lichtabsorbierende Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts hat, so dass die Schichtdicke der lichtabschirmenden Schicht kleiner ausgebildet werden kann. Außerdem können diese Schicht, die eine lichtabsorbierende Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts hat, und eine Schicht mit einer Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht zur lichtabsorbierenden Schicht bzw. zur Ätzbarrierenschicht gemacht werden, die aus voneinander verschiedenen Rohmaterialien bestehen. Demgemäß können die lichtabsorbierende Schicht und die Ätzbarrierenschicht mit voneinander jeweils verschiedenen Ätzgasen geätzt werden, so dass die Ätzbarrierenschicht zu einer Schicht mit einer Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht gemacht werden kann, um vorteilhaft zu verhindern, dass die halblichtdurchlässige Schicht beschädigt wird, wenn die lichtabsorbierende Schicht geätzt wird.
  • Beispielsweise kann im in 7 veranschaulichten Maskenrohling 100, als Schicht mit einer lichtabsorbierenden Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, die lichtabsorbierende Schicht 103a, die eine aus MoSi bestehende Schicht ist, verwendet werden, das ein Material ist, welches mit einem Ätzgas mit hoher Reaktivität mit der halblichtdurchlässigen Schicht geätzt werden kann, die nur aus Si und N besteht, oder nur aus Si, N und O besteht. Außerdem können diese Schicht, die eine lichtabsorbierende Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts hat, und eine Schicht mit einer Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht zur lichtabsorbierenden Schicht 103a, die eine aus MoSi bestehende Schicht ist, bzw. zur Ätzbarrierenschicht 103c gemacht werden, die eine aus Cr bestehende Schicht ist. Dieser Fall macht es möglich, die lichtabsorbierende Schicht 103a und die Ätzbarrierenschicht 103c mit einem fluorhaltigen Gas und einem chlorhaltigen Gas zu ätzen, die voneinander jeweils verschieden sind. Demgemäß kann die Ätzbarrierenschicht 103c als Schicht mit einer Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht 102 verwendet werden, um vorteilhaft zu verhindern, dass die halblichtdurchlässige Schicht beschädigt wird, wenn die lichtabsorbierende Schicht 103a geätzt wird.
  • Im in 8 veranschaulichten Maskenrohling 100 kann, als Schicht mit einer lichtabsorbierenden Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, die lichtabsorbierende Schicht 103a, die eine aus Si bestehende Schicht ist, verwendet werden, das ein Material ist, welches mit einem Ätzgas mit hoher Reaktivität mit der halblichtdurchlässigen Schicht geätzt werden kann, die nur aus Si und N besteht, oder nur aus Si, N und O besteht. Außerdem können diese Schicht, die eine lichtabsorbierende Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts hat, und eine Schicht mit einer Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht zur lichtabsorbierenden Schicht 103a, die eine aus Si bestehende Schicht ist, bzw. zur Ätzbarrierenschicht 103c gemacht werden, die eine aus Cr bestehende Schicht ist. Dieser Fall macht es möglich, die lichtabsorbierende Schicht 103a und die Ätzbarrierenschicht 103c mit einem fluorhaltigen Gas und einem chlorhaltigen Gas zu ätzen, die voneinander jeweils verschieden sind. Demgemäß kann die Ätzbarrierenschicht 103c als Schicht mit einer Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht 102 verwendet werden, um vorteilhaft zu verhindern, dass die halblichtdurchlässige Schicht beschädigt wird, wenn die lichtabsorbierende Schicht 103a geätzt wird.
  • Wenn die lichtabschirmende Schicht die Dreischichtstruktur aufweist, ist die Hartmaskenschicht nicht besonders eingeschränkt und kann die oben angegebene elektroleitfähige Funktion haben. Wenn die lichtabschirmende Schicht die Dreischichtstruktur aufweist, ist das Rohmaterial der Hartmaskenschicht nicht besonders eingeschränkt, sofern das Rohmaterial eine Ätzbarrierenfunktion für die lichtabsorbierende Schicht hat. Beispiele davon umfassen Cr, CrO, CrON, SiN, SiON und SiO2. Von diesen Materialien wird Cr bevorzugt.
  • Wenn die lichtabschirmende Schicht die Dreischichtstruktur aufweist, ist das Rohmaterial der lichtabsorbierenden Schicht nicht besonders eingeschränkt, sofern das Rohmaterial die oben angegebene lichtabsorbierende Funktion hat. Beispiele davon umfassen Metalle, wie MoSi, Materialien, die jeweils Silicium (Si) enthalten, und einfache Substanzen, die jeweils aus einem Metall bestehen, wie W oder Ta, oder aus Silicium (Si) bestehen. Von diesen Beispielen wird Silicium (Si) besonders bevorzugt. Dieser Fall macht es möglich, ein reaktives Ätzgas, das zum Ätzen der lichtabsorbierenden Schicht verwendet wird, in der Art anders auszubilden als ein reaktives Ätzgas, das zum Ätzen der Hartmaskenschicht verwendet wird, wodurch verhindert wird, dass die lichtabsorbierende Schicht beschädigt wird, wenn die Hartmaskenschicht geätzt wird. Zusätzlich hat einfaches Silicium (Si) einen hohen Extinktionskoeffizienten; so kann die Schichtdicke der lichtabschirmenden Schicht kleiner ausgebildet werden, wenn die lichtabsorbierende Schicht aus einfachem Silicium (Si) besteht.
  • Wenn die lichtabschirmende Schicht die Dreischichtstruktur aufweist, ist das Rohmaterial der Ätzbarrierenschicht nicht besonders eingeschränkt, sofern das Rohmaterial die oben angegebene Ätzbarrierenfunktion hat. Beispiele davon umfassen Cr und CrON. Dieser Fall macht es möglich, ein reaktives Ätzgas, das zum Ätzen der Ätzbarrierenschicht verwendet wird, in der Art anders auszubilden als ein reaktives Ätzgas, das zum Ätzen der lichtabsorbierenden Schicht verwendet wird, um zu verhindern, dass die Ätzbarrierenschicht beschädigt wird, wenn die lichtabsorbierende Schicht geätzt wird. Wenn die lichtabsorbierende Schicht beispielsweise mit einem fluorhaltigen Gas geätzt wird, kann verhindert werden, dass die Ätzbarrierenschicht beschädigt wird, und diese kann mit einem chlorhaltigen Gas geätzt werden. Außerdem macht es dieser Fall möglich, ein reaktives Ätzgas, das zum Ätzen der Ätzbarrierenschicht verwendet wird, in der Art anders auszubilden als ein reaktives Ätzgas, das zum Ätzen der halblichtdurchlässigen Schicht verwendet wird, wodurch verhindert wird, dass die halblichtdurchlässige Schicht beschädigt wird, wenn die Ätzbarrierenschicht geätzt wird.
  • Wenn die lichtabschirmende Schicht die Dreischichtstruktur hat, wird die Dicke der Hartmaskenschicht gemäß der Art des Rohmaterials davon variiert und ist nicht besonders einzuschränken. Die Dicke liegt vorzugsweise im Bereich von 4 bis 10 nm, bevorzugter von 4 bis 7 nm, insbesondere vorzugsweise von 4 bis 6 nm. Dieser Fall macht es möglich zu bewirken, dass die oben angegebene Ätzbarrierenfunktion ausreichend gezeigt wird, und ausreichend zu verhindern, dass die lichtabsorbierende Schicht beschädigt wird, wenn die Hartmaskenschicht geätzt wird.
  • Wenn die lichtabschirmende Schicht die Dreischichtstruktur hat, wird die Dicke der lichtabsorbierenden Schicht gemäß der Art des Rohmaterials davon variiert und ist nicht besonders einzuschränken. Die Dicke liegt vorzugsweise im Bereich von 20 bis 70 nm, bevorzugter von 20 bis 60 nm, insbesondere vorzugsweise von 30 bis 50 nm. Dieser Fall macht es möglich zu bewirken, dass die oben angegebene lichtabsorbierende Funktion ausreichend gezeigt wird, und ausreichend zu verhindern, dass die Ätzbarrierenschicht beschädigt wird, wenn die lichtabsorbierende Schicht geätzt wird. Außerdem kann die Schichtdicke der lichtabschirmenden Schicht kleiner ausgebildet werden, wenn die lichtabsorbierende Schicht aus einfachem Si besteht, als wenn die lichtabsorbierende Schicht aus MoSi besteht, da der Extinktionskoeffizient von Si höher ist.
  • Wenn die lichtabschirmende Schicht die Dreischichtstruktur hat, wird die Dicke der Ätzbarrierenschicht gemäß der Art des Rohmaterials davon variiert und ist nicht besonders eingeschränkt. Die Dicke liegt vorzugsweise im Bereich von 2 bis 6 nm, insbesondere vorzugsweise von 2 bis 4 nm. In diesem Fall kann die Ätzbarrierenfunktion ausreichend gezeigt werden.
  • Die lichtabschirmende Schicht ist nicht besonders eingeschränkt. Die Schicht ist vorzugsweise eine lichtabschirmende Schicht, für welche die optische Dichte (OD-Wert) davon bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts eingestellt ist, insgesamt einen Wert von 3,0 oder mehr in Kombination mit jener der halblichtdurchlässigen Schicht zu ergeben. Dieser Fall macht es möglich, dass die resultierende Maske eine lichtabschirmende Eigenschaft erhalten kann, die für eine gewünschte Region notwendig ist, wenn die Maske mit Licht belichtet wird.
  • (4) Andere Teile
  • Der Maskenrohling der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders eingeschränkt, sofern der Maskenrohling die oben definierte halblichtdurchlässige Schicht und das transparente Substrat umfasst. So können abgesehen von diesen Teilen beliebige optionale Teile geeignet dazu hinzugefügt werden.
  • Der Maskenrohling der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein Maskenrohling, der eine Resistschicht auf der halbdurchlässigen Schicht oder auf der lichtabschirmenden Schicht umfasst. Ohne die neue Bildung irgendeiner Resistschicht macht es dieser Fall möglich, ein vorherbestimmtes Resistmuster durch eine Entwicklung zu bilden, nachdem die Resistschicht mit Licht belichtet wird. Auf diese Weise kann eine Phasenverschiebungsmaske leichter aus dem Maskenrohling der vorliegenden Erfindung gebildet werden.
  • 2. Struktur des Maskenrohlings
  • Als Nächstes erfolgt eine Beschreibung über die Struktur des Maskenrohlings der vorliegenden Erfindung. Der Maskenrohling der Erfindung ist ein Maskenrohling, bei dem die oben definierte halblichtdurchlässige Schicht auf dem oben definierten transparenten Substrat gebildet ist. Hier im Nachstehenden werden die Struktur des Maskenrohlings der vorliegenden Erfindung sowie ein Herstellungsverfahren davon beschrieben.
  • (1) Struktur des Maskenrohlings
  • Der Maskenrohling ist nicht besonders eingeschränkt und ist vorzugsweise ein Maskenrohling, bei dem die halblichtdurchlässige Schicht direkt auf dem transparenten Substrat gebildet ist.
  • In einer halblichtdurchlässigen Schicht mit großer Transmittanz, wie der halblichtdurchlässigen Schicht in der vorliegenden Erfindung, tendiert der Brechungsindex davon dazu, klein zu sein. Im Fall des Versuchs, eine Retardierung von 180° zu erzeugen, ist es so in einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske, zwischen einer Region, wo diese halblichtdurchlässige Schicht gebildet ist, und einer Region, durch die Belichtungslicht gesendet wird, um eine geeignete Phasenverschiebung zu realisieren, notwendig, die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht groß auszubilden (Patentliteratur 1 und 2). Wenn die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht groß ausgebildet wird, kann eine Ätzbarrierenschicht auf dem transparenten Substrat gebildet werden, um das transparente Substrat bei einem Ätzen der halblichtdurchlässigen Schicht nicht zu beschädigen (Patentliteratur 1 und 2). Als Ätzbarrierenschicht wird eine Schicht gebildet, die nicht mit einer Ätzart (wie CF4- oder SF6-Gas) für die halblichtdurchlässige Schicht geätzt wird, um die Ätzselektivität zwischen der Ätzbarrierenschicht und der halblichtdurchlässigen Schicht zu erhöhen. Im Fall der Bildung einer solchen Ätzbarrierenschicht wird jedoch beispielsweise in der Patentliteratur 1 eine Ta-Hf-Schicht gebildet und dann mit einem Cl-haltigen Gas geätzt, wie aus den Beispielen davon hervorgeht. So wird der Ätzschritt mehrere Male vorgenommen, so dass der Ätzprozess kompliziert wird. Ferner wird die Schicht nicht leicht mit dem Cl-haltigen Gas geätzt, um ein Problem zu verursachen, dass das Ergebnis eine verschlechterte Form und Gleichmäßigkeit aufweist. Außerdem beschreibt Patentliteratur 2 auch eine Struktur, bei der eine Ätzbarrierenschicht aus Zr und Hf besteht. Ähnlich muss jedoch der Ätzschritt mehrere Male vorgenommen werden, und das gleiche Problem auf der Basis der Ätzschwierigkeit wird ebenso verursacht.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch die halblichtdurchlässige Schicht dünner als herkömmliche halblichtdurchlässige Schichten, um leicht durch Ätzen zu einem lichtdurchlässigen Schichtmuster gemacht zu werden. Dieser Umstand macht einen Zeitraum, der für das Ätzen erforderlich ist, kurz. Auch wenn der Maskenrohling keine Ätzbarrierenschicht zwischen dem transparenten Substrat und der halblichtdurchlässigen Schicht aufweist, kann so ausreichend vermieden werden, dass das transparente Substrat beschädigt wird, wenn ein Muster der halblichtdurchlässigen Schicht durch Ätzen gebildet wird. Demgemäß wird der Maskenrohling ein Rohling, bei dem die halblichtdurchlässige Schicht direkt auf dem transparenten Substrat gebildet ist. Daher ist es unnötig, eine Ätzbarrierenschicht zu bilden, wie oben beschrieben; so wird es unnötig, einen Ätzschritt mehrere Male vorzunehmen. Demgemäß wird der Ätzprozess nicht kompliziert, und ferner kann Folgendes verhindert werden: eine Verschlechterung der Form der halblichtdurchlässigen Schicht oder des transparenten Substrats, und eine Verschlechterung der Gleichmäßigkeit der Form der halblichtdurchlässigen Schicht, wobei diese Unannehmlichkeiten auf der Schwierigkeit des Ätzens der Ätzbarrierenschicht basieren.
  • (2) Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings
  • Das Verfahren zur Herstellung des Maskenrohlings der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders eingeschränkt, sofern das Verfahren ein Verfahren ist, das, als Maskenrohling, einen gewünschten Maskenrohling ergeben kann. In einem Beispiel des Verfahrens zur Herstellung des Maskenrohlings der Erfindung wird anfänglich das oben definierte transparente Substrat hergestellt. Als Nächstes wird die oben definierte halblichtdurchlässige Schicht auf dem transparenten Substrat durch ein bekanntes Schichtbildungsverfahren gebildet, wie Sputtern. Als Nächstes wird die oben definierte lichtabschirmende Schicht auf der halblichtdurchlässigen Schicht durch ein bekanntes Schichtbildungsverfahren gebildet, wie Sputtern. Wenn die lichtabschirmende Schicht die Doppelschichtstruktur aufweist, wird die oben definierte lichtabsorbierende Schicht auf der halblichtdurchlässigen Schicht durch ein bekanntes Schichtbildungsverfahren gebildet, wie Sputtern, und anschließend wird die oben definierte Hartmaskenschicht auf der lichtabsorbierenden Schicht durch ein bekanntes Schichtbildungsverfahren gebildet, wie Sputtern. Wenn die lichtabschirmende Schicht die Dreischichtstruktur aufweist, wird die oben definierte Ätzbarrierenschicht auf der halblichtdurchlässigen Schicht durch ein bekanntes Schichtbildungsverfahren gebildet, wie Sputtern, und dann wird die oben definierte lichtabsorbierende Schicht auf der Ätzbarrierenschicht durch ein bekanntes Schichtbildungsverfahren gebildet, wie Sputtern. Anschließend wird ferner die oben definierte Hartmaskenschicht auf der lichtabsorbierenden Schicht durch ein bekanntes Schichtbildungsverfahren gebildet, wie Sputtern. Auf diese Weise wird der Maskenrohling der Erfindung erhalten.
  • Bei diesem Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings ist das Verfahren zur Bildung der halblichtdurchlässigen Schicht nicht besonders eingeschränkt. Das Verfahren ist beispielsweise ein Verfahren der Verwendung eines Targets aus Silicium (Si) als Sputter-Target, der geeigneten Auswahl eines Sputter-Gases und dann der Verwendung von Sputtern, um, als halblichtdurchlässige Schicht, eine halblichtdurchlässige Schicht zu bilden, die nur aus Si und N besteht und die halblichtdurchlässige Schicht bildet, oder eine halblichtdurchlässige Schicht, die nur aus Si, N und O besteht, unter Bedingungen zur Einstellung der jeweiligen Teilzusammensetzungsverhältnisse auf gewünschte Verhältnisse. Unter solchen Verfahren wird ein Verfahren der Verwendung eines Targets aus Silicium (Si) als Sputter-Target und der Verwendung eines Sputter-Gases bevorzugt, das Stickstoff enthält, aber überhaupt keinen Sauerstoff enthält oder Sauerstoff nicht in einem großen Anteil enthält, um eine Schicht auf der Basis von SiN mit hohem Brechungsindex oder eine Schicht auf der Basis von SiON mit hohem Brechungsindex zu bilden. Dieses Verfahren ermöglicht es, eine halblichtdurchlässige Schicht mit ausgezeichneten Eigenschaften unter halblichtdurchlässigen Schichten zu bilden, wie oben definiert. Im Übrigen bezeichnet die Schicht auf der Basis von SiN mit hohem Brechungsindex, das heißt, die halblichtdurchlässige Schicht, die nur aus Si und N besteht, eine halblichtdurchlässige Schicht, die unter Verwendung eines Targets aus Silicium (Si) als Sputter-Target und eines Sputter-Gases, das keinen Sauerstoff, aber Stickstoff enthält, in einer sauerstofffreien Atmosphäre gebildet wird.
  • B. An einer Negativ-Typ-Resistschicht angebrachter Maskenrohling
  • Das Folgende beschreibt den an einer Negativ-Typ-Resistschicht angebrachten Maskenrohling der vorliegenden Erfindung. Der an einer Negativ-Typ-Resistschicht angebrachte Maskenrohling der Erfindung umfasst den oben definierten Maskenrohling und eine Negativ-Typ-Resistschicht, die auf dem Maskenrohling gebildet ist.
  • 9 ist eine schematische Schnittansicht, welche ein Beispiel des an einer Negativ-Typ-Resistschicht angebrachten Maskenrohlings der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Ein an einer Negativ-Typ-Resistschicht angebrachter Maskenrohling 110, der in 9 veranschaulicht ist, ist ein an einer Negativ-Typ-Resistschicht angebrachter Maskenrohling, der zur Herstellung einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske verwendet wird, auf die ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht zu richten ist. Der an der Negativ-Typ-Resistschicht angebrachte Maskenrohling 110 umfasst einen Maskenrohling 100 mit einem transparenten Substrat 101, einer halblichtdurchlässigen Schicht 102, welche auf dem transparenten Substrat 101 gebildet ist und eine Einzelschichtstruktur hat, die nur aus Si und N besteht oder nur aus Si, N und O besteht, und einer lichtabschirmenden Schicht 103, die auf der halblichtdurchlässigen Schicht 102 gebildet ist und eine Einzelschichtstruktur hat, für welche die optische Dichte (OD-Wert) davon bei einer Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts eingestellt ist, insgesamt 3,0 oder mehr in Kombination mit jener der halblichtdurchlässigen Schicht 102 zu ergeben. Der an der Negativ-Typ-Resistschicht angebrachte Maskenrohling 110 hat auch eine Negativ-Typ-Resistschicht 111, die auf dem Maskenrohling 100 gebildet ist.
  • Wie nachstehend unter Punkt „D. Verfahren zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers unter Verwendung einer Phasenverschiebungsmaske” beschrieben wird, kann, wenn eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske mit einer halblichtdurchlässigen Schicht verwendet wird, um ein feines Muster für Kontaktlöcher, Leitungen oder anderes auf einen Wafer zu transferieren, das feine Muster für die Kontaktlöcher, Leitungen oder anderes auf den Wafer durch eine Negativ-Entwicklung transferiert werden, während ein Nebenkeulen-Phänomen leicht vermieden wird.
  • Wenn ein feines Muster für Kontaktlöcher, Leitungen oder anderes durch eine Negativ-Entwicklung auf den Wafer transferiert wird, ist es in einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske notwendig, ein feines konvexes Elementmuster zu bilden, das aus einer halblichtdurchlässigen Schicht besteht und dem feinen Muster für die Kontaktlöcher, Leitungen oder anderes entspricht.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung eines Musters der oben angegebenen Negativ-Typ-Resistschicht zum Ätzen der halblichtdurchlässigen Schicht ein feines konvexes Elementmuster aus der halblichtdurchlässigen Schicht gebildet, und so kann eine Negativ-Typ-Phasenverschiebungsmaske erzeugt werden, die nachstehend detailliert beschrieben wird. Wenn die Negativ-Typ-Phasenverschiebungsmaske erzeugt wird, wird demgemäß ein Bereich der Belichtung mit Licht der Negativ-Typ-Resistschicht in dem an der Negativ-Typ-Resistschicht angebrachten Maskenrohling ein sehr schmaler Bereich, der dem feinen konvexen Elementmuster aus der halblichtdurchlässigen Schicht entspricht. So kann die an der Negativ-Typ-Resistschicht angebrachte Maske in einem kürzeren Zeitraum hergestellt werden.
  • Eine Negativ-Typ-Resistzusammensetzung, die zur Bildung der Negativ-Typ-Resistschicht verwendet wird, ist nicht besonders eingeschränkt. Beispiele davon umfassen ein Produkt, NEB-22ATM, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.; und Produkte, SEBN-1637TM, SEBN-1702TM und SEBN-2014TM, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Von diesen Produkten wird das Produkt SEBN-2014TM bevorzugt, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., da das Produkt zur Bildung eines feineren Musters geeignet ist.
  • Die Schichtdicke der Negativ-Typ-Resistschicht ist nicht besonders eingeschränkt und liegt vorzugsweise im Bereich von 50 bis 150 nm, insbesondere von 80 bis 100 nm. Dieser Fall macht es möglich, dass, wenn ein Muster auf der Maske gebildet wird, dieses gebildete Muster ein feines Muster ergab, während der Maskenrohling eine ausreichende Ätzbarrierenfunktion hat.
  • Das Verfahren zur Bildung der Negativ-Typ-Resistschicht ist nicht besonders eingeschränkt und ist beispielsweise Aufbringen durch Schleuderbeschichtung.
  • C. Phasenverschiebungsmaske
  • Das Folgende beschreibt die Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung. Die Phasenverschiebungsmaske der Erfindung ist eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske, auf die ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts zu richten ist. Diese Maske umfasst ein transparentes Substrat und ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster, das auf dem transparenten Substrat gebildet ist und nur aus Si (Silicium) und N (Stickstoff) besteht, oder ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster, das auf dem transparenten Substrat gebildet ist und nur aus Si (Silicium), N (Stickstoff) und O (Sauerstoff) besteht, und ist dadurch gekennzeichnet, dass das halblichtdurchlässige Schichtmuster einen Extinktionskoeffizienten von 0,2 bis 0,45 bei einer Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, einen Brechungsindex von 2,3 bis 2,7 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und eine Transmittanz von 15 bis 38% bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts aufweist und ferner eine Schichtdicke von 57 bis 67 nm hat.
  • 10 ist eine schematische Draufsicht, die ein Beispiel der Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 11 ist eine A-A Schnittansicht von 10. Eine in 10 veranschaulichte Phasenverschiebungsmaske 200 ist eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske, auf die ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht zu richten ist. Die in 10 veranschaulichte Phasenverschiebungsmaske 200 umfasst ein transparentes Substrat 201 und ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster 202, das auf dem transparenten Substrat 201 gebildet ist und eine Einzelschichtstruktur hat, die nur aus Si und N, oder nur aus Si, N und O besteht. Das halblichtdurchlässige Schichtmuster 202 hat einen Extinktionskoeffizienten von 0,2 bis 0,45 bei einer Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, einen Brechungsindex von 2,3 bis 2,7 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und eine Transmittanz von 15 bis 38% bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts. Das halblichtdurchlässige Schichtmuster 202 hat auch eine Dicke von 57 bis 67 nm. Ferner hat das halblichtdurchlässige Schichtmuster 202 ein Hauptmuster 202a, das auf einen Wafer aufzulösen ist und das ein Musterelement mit einer Breite oder Länge von 100 bis 300 nm ist, und ein Hilfsmuster 202b, das nicht auf den Wafer aufzulösen ist, aber die Auflösung des Hauptmusters 202a unterstützt, und aus Musterelementen besteht, die jeweils eine Breite oder Länge von 60 nm oder weniger aufweisen. Das Hauptmuster 202a-Musterelement und die Hilfsmuster 202b-Musterelemente sind jeweils ein konvexes Musterelement.
  • 12 ist eine schematische Draufsicht, die ein weiteres Beispiel der Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 13 ist eine A-A Schnittansicht von 12. Hier im Nachstehenden erfolgt eine Beschreibung über Unterschiede der in 12 veranschaulichten Phasenverschiebungsmaske 200 gegenüber der in 10 veranschaulichten Phasenverschiebungsmaske 200. In einem halblichtdurchlässigen Schichtmuster 202, als Hauptmuster 202a, das in einen Wafer aufzulösen ist und ein Musterelement mit einer Breite oder Länge von 100 bis 300 nm ist, wird eine konkave Musterregion gebildet, die durch teilweises Aushöhlen der halblichtdurchlässigen Schicht erhalten wird; so wird das transparente Substrat 201 von diesem Muster befreit. Im halblichtdurchlässigen Schichtmuster 202 werden, als Hilfsmuster 202b, das nicht auf den Wafer aufzulösen ist, aber die Auflösung des Hauptmusters 202a unterstützt, und aus Musterelementen jeweils mit einer Breite oder Länge von 60 nm oder weniger besteht, konkave Musterregionen gebildet, die durch teilweises Aushöhlen der halblichtdurchlässigen Schicht erhalten werden; so wird das transparente Substrat 201 vom Hilfsmuster befreit.
  • In der Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung hat das halblichtdurchlässige Schichtmuster eine hohe Transmittanz im Bereich von 15 bis 38% als Transmittanz davon bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts. Demgemäß wird die Phasenverschiebungsmaske der Erfindung verwendet, um, an ihren Musterelementgrenzen, die Intensität des Lichts durch die Lichtinterferenz auf der Basis des Phaseneffekts auf Null einzustellen, wodurch das erhaltene transferierte Bild im Kontrast verbessert wird. Wenn ein durch ein Muster gebildeter Körper mit dieser Verbesserung erzeugt wird, kann so der Phaseneffekt durch die hohe Transmittanz deutlicher gemacht werden, die das halblichtdurchlässige Schichtmuster aufweist. Außerdem enthält das halblichtdurchlässige Schichtmuster kein Metall; so wächst keine Oxidschicht aus Silicium (Si), auch wenn auf dieses Schichtmuster das ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht für einen langen Zeitraum eingestrahlt wird. Demgemäß kann verhindert werden, dass die kritische Abmessung des Musters geändert wird. Auch kann im Schritt der Reinigung der Phasenverschiebungsmaske ähnlich verhindert werden, dass die kritische Abmessung des Musters geändert wird. Demgemäß ermöglicht es die Erfindung in der Photolithographie, das Muster der Phasenverschiebungsmaske ausgezeichnet in der Transfereigenschaft zu machen und diesem eine hohe Beständigkeit gegen eine Bestrahlung mit ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht und Reinigungsbeständigkeit zu verleihen.
  • In Bezug auf die Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung liegt die Schichtdicke des halblichtdurchlässigen Schichtmusters im Bereich von 57 bis 67 nm, um kleiner zu sein als jene herkömmlicher halblichtdurchlässiger Schichtmuster. So kann aus denselben Gründen, wie in Bezug auf den Maskenrohling der Erfindung beschrieben, in der Phasenverschiebungsmaske der Erfindung beispielsweise ein Abblättern ihres konvexen Elementmusters vermieden werden, wie oben beschrieben, wobei das Abblättern durch die Reinigung des konvexen Elementmusters unter Verwendung von Ultraschallwellen mit einer starken Entfernungskraft in einer Reinigungslösung verursacht wird.
  • In Bezug auf die Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung liegt die Schichtdicke des halblichtdurchlässigen Schichtmusters im Bereich von 57 bis 67 nm, um kleiner zu sein als jene herkömmlicher halblichtdurchlässiger Schichtmuster. So kann aus denselben Gründen, wie in Bezug auf den Maskenrohling der Erfindung beschrieben, die Ausbildungsflexibilität des halblichtdurchlässigen Schichtmusters erhöht werden.
  • In Bezug auf die Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung liegt die Transmittanz des halblichtdurchlässigen Schichtmusters bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts im Bereich von 15 bis 38%, um höher zu sein als im Stand der Technik. Aus diesem Grund, insbesondere wenn ein Negativ-Typ-Resistprozess oder eine Negativ-Entwicklung in einem Wafer-Prozess verwendet wird, kann die Phasenverschiebungsmaske der Erfindung den Wert selbst des OPC-Bias kleiner machen als herkömmliche Phasenverschiebungsmasken. So können im Fall der Verwendung eines Negativ-Typ-Resistprozesses oder einer Negativ-Entwicklung, um ein feines Muster auf einem Wafer unter Verwendung der Phasenverschiebungsmaske der Erfindung zu bilden, die oben angegebenen Vorteile deutlich erhalten werden. Mit anderen Worten, indem der OPC-Bias-Wert selbst klein ausgebildet wird, kann ein Vorteil der Einschränkung, dass das folgende Ergebnis bewirkt wird, deutlich erhalten werden: ein Ergebnis, dass, wenn eine Berechnung für eine optische Nahbereichseffektkorrektur (OPC-Verarbeitung) durch eine Näherungsrechnung in einer Ausbildung des halblichtdurchlässigen Schichtmusters vorgenommen wird, das Muster, das ein feines Muster ist, auf dem Wafer entgegen der Ausbildungsabsicht mit irgendeinem anderen Teil in Kontakt gebracht oder getrennt wird, wie oben beschrieben. Demgemäß kann der oben angegebene Vorteil der Erhöhung der Ausbildungsflexibilität des halblichtdurchlässigen Schichtmusters deutlich erhalten werden.
  • In der Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung liegt die Dicke des halblichtdurchlässigen Schichtmusters im Bereich von 57 bis 67 nm, um kleiner zu sein als jene herkömmlicher halblichtdurchlässiger Schichtmuster. So kann aus denselben Gründen, wie in Bezug auf den Maskenrohling der Erfindung beschrieben, ausreichend verhindert werden, dass das transparente Substrat beschädigt wird.
  • Hier im Nachstehenden werden hinsichtlich der Phasenverschiebungsmaske der Erfindung Teile der Phasenverschiebungsmaske und die Struktur der Phasenverschiebungsmaske getrennt beschrieben.
  • 1. Teile der Phasenverschiebungsmaske
  • Zuerst werden die Teile der Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Phasenverschiebungsmaske der Erfindung umfasst wenigstens ein transparentes Substrat und ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster.
  • (1) Halblichtdurchlässiges Schichtmuster
  • Das halblichtdurchlässige Schichtmuster in der vorliegenden Erfindung ist ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster, das auf einem transparenten Substrat gebildet ist, welches nachstehend detailliert beschrieben wird, und nur aus Si und N besteht, oder ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster, das auf einem transparenten Substrat gebildet ist, welches nachstehend detailliert beschrieben wird, und nur aus Si, N und O besteht. Das halblichtdurchlässige Schichtmuster hat einen Extinktionskoeffizienten von 0,2 bis 0,45 bei einer Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, einen Brechungsindex von 2,3 bis 2,7 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und eine Transmittanz von 15 bis 38% bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts. Das halblichtdurchlässige Schichtmuster hat ferner eine Schichtdicke von 57 bis 67 nm.
  • In Bezug auf moderne Halbton-Phasenverschiebungsmasken, auf die ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht zu richten ist, ist die Positionsgenauigkeit innerhalb der Phasenverschiebungsmasken sehr wichtig. In der Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung liegt die Schichtdicke des halblichtdurchlässigen Schichtmusters im Bereich von 57 bis 67 nm, um kleiner zu sein als jene herkömmlicher halblichtdurchlässiger Schichtmuster. Dieser Umstand ermöglicht es, Belastungen zu reduzieren, die auf die Phasenverschiebungsmaske der Erfindung durch das halblichtdurchlässige Schichtmuster davon ausgeübt werden. Auf diese Weise kann es eingeschränkt werden, dass die Phasenverschiebungsmaske belastet wird, um die Positionsgenauigkeit innerhalb der Phasenverschiebungsmaske zu verbessern.
  • Bei modernen Techniken eines Wafer-Prozesses zum Transferieren eines Maskenmusters einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske mit einer halblichtdurchlässigen Schicht auf einen Wafer ist es zur Zeit des Transferierens eines feineren Musters als herkömmliche Muster auf einen Wafer notwendig, beispielsweise die folgenden Mittel zu ergreifen, um einzuschränken, dass die Form eines Wafer-Resists von einer regulären Form variiert wird, um eine Variation der Abmessung des Wafers von einer regulären Abmessung zu reduzieren: Maßnahmen, um dies zu bewirken, verwendeten ein Wafer-Resist mit niedriger Empfindlichekit, um die Bestrahlungsperiode des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts länger zu machen als im Stand der Technik. Mittlerweile wird ein feines Muster, das dem feineren Muster als herkömmliche Muster entspricht, wobei dieses feinere Muster auf den Wafer transferiert wird, und das aus der halblichtdurchlässigen Schicht in der Phasenverschiebungsmaske besteht, feiner als im Stand der Technik; so ist es notwendig, die Beständigkeit dieses feineren Musters gegen eine Bestrahlung mit ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht zu erhöhen.
  • Im Gegensatz zu den eben oben beschriebenen Techniken liegt in der Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung die Schichtdicke des halblichtdurchlässigen Schichtmusters im Bereich von 57 bis 67 nm, um kleiner zu sein als jene herkömmlicher halblichtdurchlässiger Schichtmuster. So erhält in der Phasenverschiebungsmaske der Erfindung das feine Muster aus der halblichtdurchlässigen Schicht einen kleinen Flächenbereich. Dieser Umstand reduziert die Adsorption von zurückbleibenden Ionen einer Reinigungslösung, und von Ionen und organischen Substanzen aus der umliegenden Umgebung auf das feine Muster. Dies sieht ein verringertes Risiko vor, dass wachsende Fremdstoffe, die als Schleier bezeichnet werden, erzeugt werden, indem auf diese adsorbierten Fremdionen oder Substanzen das ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht eingestrahlt wird.
  • Demgemäß macht die Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung ein Risiko kleiner als bei herkömmlichen Phasenverschiebungsmasken, dass Schleier in dem feinen Muster aus der halblichtdurchlässigen Schicht in der Phasenverschiebungsmaske erzeugt werden. Dieser Umstand macht das Folgende möglich, auch wenn das feine Muster aus der halblichtdurchlässigen Schicht in der Phasenverschiebungsmaske der Erfindung feiner ausgebildet wird als in den herkömmlichen Phasenverschiebungsmasken: die Phasenverschiebungsmaske der Erfindung wird zu einer Maske mit einer solchen Beständigkeit gegen eine Bestrahlung mit ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht, dass die Maske der Bestrahlung mit ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht über einen längeren Zeitraum standhalten kann als im Stand der Technik.
  • In der Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung liegt die Schichtdicke des halblichtdurchlässigen Schichtmusters im Bereich von 57 bis 67 nm, um kleiner zu sein als jene herkömmlicher halblichtdurchlässiger Schichtmuster. So erhält in der Phasenverschiebungsmaske der Erfindung das halblichtdurchlässige Schichtmuster einen kleinen Flächenbereich, insbesondere Seitenwandbereich, so dass die Maske in der Beständigkeit gegen eine Bestrahlung mit dem ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht und in der Reinigungsbeständigkeit (Beständigkeit gegen eine Denaturierung auf der Basis einer chemischen Reinigungslösung) verbessert werden kann.
  • Im Schritt der Reinigung einer Phasenverschiebungsmaske, die zur Bildung eines 10 nm Knotenmusters in einem Wafer verwendet wird, können herkömmlich Reinigungsbedingungen mit hoher physikalischer Entfernungskraft nicht ausgewählt werden, um ein Abblättern des Musters ihres konvexen Elementmusters aus einem oder mehreren Musterelementen zu vermeiden, die (jeweils) aus einer halblichtdurchlässigen Schicht bestehen und eine Breite oder Länge von 60 nm oder weniger aufweisen, wie ein Hilfsmuster, wie oben beschrieben. Dieser Umstand führt zu einem Problem, dass es schwierig wird, einen Fremdstoff zu entfernen, der in einem engen Zwischenraum eingeschlossen ist, oder einen großen Fremdstoff, der ein Linienrastermuster der Maske bedeckt. In der Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung liegt jedoch die Dicke des halblichtdurchlässigen Schichtmusters im Bereich von 57 bis 67 nm, um kleiner zu sein als jene herkömmlicher halblichtdurchlässiger Schichtmuster. So wird der Niveauunterschied zwischen konkaven und konvexen Formen ihres Linienrastermusters klein, so dass ein in seinen schmalen Zwischenraum eingeschlossener Fremdstoff leicht entfernt werden kann. Außerdem erhält ein großer Fremdstoff, der das Linienrastermuster bedeckt, einen kleinen Bereich, wo dieser Fremdstoff in das Muster eingepasst wird. So kann ein beliebiger Fremdstoff, der das Linienrastermuster bedeckt, leicht entfernt werden.
  • In der Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung liegt die Schichtdicke des halblichtdurchlässigen Musters im Bereich von 57 bis 67 nm, um kleiner zu sein als jene herkömmlicher halblichtdurchlässiger Schichtmuster. So erhält das halblichtdurchlässige Schichtmuster in der Phasenverschiebungsmaske der Erfindung einen kleinen Flächenbereich. Dieser Umstand macht es möglich, einen Zeitraum zu verkürzen, der für die Reinigung und Trocknung der Phasenverschiebungsmaske notwendig ist. Der Umstand, dass die Schichtdicke des halblichtdurchlässigen Schichtmusters kleiner ist als jene herkömmlicher halblichtdurchlässiger Schichtmuster, macht es ferner möglich, Rohmaterialkosten zur Herstellung der Phasenverschiebungsmaske auf einem niedrigen Niveau zu halten.
  • a. Konvexes Elementmuster
  • Das halblichtdurchlässige Schichtmuster ist nicht besonders eingeschränkt und ist vorzugsweise ein konvexes Elementmuster, das aus einem oder mehreren Musterelementen besteht, die (jeweils) eine Breite oder Länge von 60 nm oder weniger aufweisen. Die Höhe des bzw. der konvexen Musterelemente mit einer Breite oder Länge von 60 nm oder weniger liegt im Bereich von 57 bis 67 nm, um niedriger zu sein als jene in herkömmlichen Halbton-Phasenverschiebungsmasken. Dieser Umstand verringert den Bereich dieses Musters, der Aufpralle auf der Basis des Zerbrechens von Blasen erfährt, wenn das Muster unter Verwendung von Ultraschallwellen im Schritt der Reinigung der Phasenverschiebungsmaske gereinigt wird, und macht die Position dieses Musters, das die Aufpralle auf der Basis des Zerbrechens von Blasen erfährt, niedrig. Demgemäß kann ein Abblättern dieses Musters vermieden werden, wobei dieses Abblättern durch die Reinigung des Musters unter Verwendung von Ultraschallwellen mit einer starken Entfernungskraft in einer Reinigungslösung verursacht wird.
  • b. Hauptmuster und Hilfsmuster
  • (a) Muster, das auf einen Wafer durch Negativ-Entwicklung zu transferieren ist
  • Das halblichtdurchlässige Schichtmuster ist nicht besonders eingeschränkt und kann ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster sein, wie das in 10 veranschaulichte Beispiel, zum Transferieren eines feinen Musters für Kontaktlöcher, Leitungen und anderes auf einen Wafer durch Negativ-Entwicklung. Wie in 10 veranschaulicht, hat dieses halblichtdurchlässige Schichtmuster ein Hauptmuster, das auf den Wafer aufzulösen ist, und ein Hilfsmuster, das nicht auf den Wafer aufzulösen ist, jedoch die Auflösung des Hauptmusters unterstützt. Das Hilfsmuster ist ein konvexes Elementmuster aus einem oder mehreren Musterelementen, die (jeweils) eine Breite oder Länge von 60 nm oder weniger aufweisen. Das Hauptmuster entspricht dem feinen Muster, das auf den Wafer zu transferieren ist. Wenn das halblichtdurchlässige Schichtmuster ein derartiges halblichtdurchlässiges Schichtmuster ist, kann ein Abblättern des Musters vermieden werden, wobei dieses Abblättern durch die Reinigung des Hilfsmusters unter Verwendung von Ultraschallwellen mit einer starken Entfernungskraft in einer Reinigungslösung verursacht wird.
  • Im Übrigen, wie nachstehend beschrieben wird, kann auch bei einem Muster, das auf einen Wafer durch Positiv-Entwicklung zu transferieren ist, ein Abblättern des Musters durch die Reinigung des Musters unter Verwendung von Ultraschallwellen verursacht werden. Wenn ein Vergleich vorgenommen wird zwischen einem Muster, das auf einen Wafer durch Negativ-Entwicklung zu transferieren ist, und einem Muster, das auf einen Wafer durch Positiv-Entwicklung zu transferieren ist, ist im Allgemeinen jedoch bei dem Muster, das auf den Wafer durch Negativ-Entwicklung zu transferieren ist, die Länge seiner konvexen Musterelemente jeweils mit einer Breite von 100 nm oder weniger kürzer, um es zu ermöglichen, den Vorteil der Vermeidung eines Abblätterns des Musters deutlich zu zeigen, das durch die Reinigung des Musters unter Verwendung von Ultraschallwellen verursacht wird.
  • Das oben angegebene Hauptmuster ist ein konvexes Elementmuster aus der halblichtdurchlässigen Schicht und ist tatsächlich auf einen Wafer aufzulösen.
  • Das Hilfsmuster ist ein konvexes Elementmuster aus der halblichtdurchlässigen Schicht und ist nicht tatsächlich auf den Wafer aufzulösen. Das Hilfsmuster ist an einer Position angeordnet, wo vom Hauptmuster erzeugtes Beugungslicht unterstützt wird, so dass der Belichtungsspielraum der Maske verbessert werden kann. Wenn die Maske defokussiert wird, kann eine Schwankung in der kritischen Abmessung (CD) des Musters verringert werden. So ist das Hilfsmuster ein Muster, das die Auflösung des Hauptmusters auf den Wafer unterstützen kann. Die Breite oder Länge eines oder jedes Elements des Hilfsmusters liegt im Bereich von 10 bis 60 nm. Das Hilfsmuster ist nicht besonders eingeschränkt und ist vorzugsweise ein Muster, in dem ein oder mehrere Elemente eine Breite oder Länge von 20 bis 60 nm aufweisen, insbesondere vorzugsweise 30 bis 60 nm. In diesem Fall kann das Hilfsmuster mit einem guten Ausbeuteverhältnis hergestellt werden, wobei das oder die Elemente als Hilfsmuster funktioniert oder funktionieren. Eine geeignete Größe des oder der Elemente des Hilfsmusters wird jedoch umfassend gemäß den Beleuchtungsbedingungen zur Zeit der Belichtung, der Größe des Hauptmusters, u. a. bestimmt.
  • (b) Muster, das auf einen Wafer durch Positiv-Entwicklung zu transferieren ist
  • Das oben angegebene halblichtdurchlässige Schichtmuster ist nicht besonders eingeschränkt und kann ein halblichtdurchlässige Schichtmuster zum Transferieren eines feinen Musters für Kontaktlöcher, Leitungen und anderes auf einen Wafer durch Positiv-Entwicklung sein, wie in dem in 12 veranschaulichten Beispiel ersichtlich ist. Wie in dem in 12 veranschaulichten Beispiel ersichtlich ist, ist dieses halblichtdurchlässige Schichtmuster ein Muster, in dem ein Hauptmuster, das auf einen Wafer aufzulösen ist, und ein Hilfsmuster, das die Auflösung des Hauptmusters unterstützt und nicht auf den Wafer aufzulösen ist, gebildet sind; und konkave Regionenmuster werden, als Hauptmuster und Hilfsmuster, durch teilweises Aushöhlen der halblichtdurchlässigen Schicht gebildet. Das Hauptmuster entspricht dem feinen Muster, das auf den Wafer zu transferieren ist.
  • Das Hauptmuster ist ein Muster, das ein konkaves Regionenmuster ist, in dem die halblichtdurchlässige Schicht teilweise ausgehöhlt ist, und ist tatsächlich auf einen Wafer aufzulösen.
  • Das Hilfsmuster ist ein konkaves Regionenmuster, in dem die halblichtdurchlässige Schicht teilweise ausgehöhlt ist, und ist nicht tatsächlich auf einen Wafer aufzulösen. Durch Beugungslicht, das vom Hilfsmuster erzeugt wird, unterstützt dieses Hilfsmuster die Auflösung des Hauptmusters auf den Wafer, so dass der Belichtungsspielraum der Maske verbessert werden kann. Wenn die Maske defokussiert wird, kann so eine Schwankung in der kritischen Abmessung (CD) des Musters verringert werden. Demgemäß ist das Hilfsmuster ein Muster, das die Auflösung des Hauptmusters auf den Wafer unterstützen kann. Im Übrigen wird hier festgehalten, dass auch bei einer Positiv-Entwicklung ein Abblättern des Musters durch Ultraschallwellenreinigung verursacht werden kann, wenn der Spielraum zwischen den konkaven Regionen des konkaven Regionenmusters im Bereich von 10 bis 100 nm liegt, insbesondere von 10 bis 60 nm.
  • c. Andere strukturelle Faktoren
  • Die Struktur des halblichtdurchlässigen Schichtmusters in der vorliegenden Erfindung ist äquivalent zu jener der halblichtdurchlässigen Schicht in der Erfindung, die unter dem Punkt „A. Maskenrohling, 1. Teile des Maskenrohlings, (1) Halblichtdurchlässige Schicht” beschrieben wurde, mit Ausnahme der oben angegebenen Punkte. Somit wird jede Beschreibung darüber hier weggelassen.
  • (2) Transparentes Substrat
  • Die Struktur des transparenten Substrats in der vorliegenden Erfindung ist äquivalent zu jener des transparenten Substrats in der Erfindung, das unter dem Punkt „A. Maskenrohling, 1. Teile des Maskenrohlings, (2) Transparentes Substrat” beschrieben wurde. Somit wird jede Beschreibung darüber hier weggelassen.
  • (3) Lichtabschirmendes Schichtmuster
  • Die Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung ist hinsichtlich der Schichtstruktur und des Rohmaterials davon, der optischen Dichte (OD-Wert) davon bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts u. a. nicht besonders eingeschränkt, sofern die Phasenverschiebungsmaske das oben definierte transparente Substrat und halblichtdurchlässige Schichtmuster umfasst. Die Phasenverschiebungsmaske ist vorzugsweise eine Maske, die ferner ein lichtabschirmendes Schichtmuster umfasst, das auf dem halblichtdurchlässigen Schichtmuster gebildet ist und ein Muster mit einer optischen Dichte (OD-Wert) bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts ist, die eingestellt ist, insgesamt eine gewünschte optische Dichte (OD-Wert) bei Kombination mit jener des halblichtdurchlässigen Schichtmusters zu ergeben.
  • Die Struktur des lichtabschirmenden Schichtmusters in der vorliegenden Erfindung ist äquivalent zu jener der lichtabschirmenden Schicht in der Erfindung, die unter Punkt „A. Maskenrohling, 1. Teile des Maskenrohlings, (3) Lichtabschirmende Schicht” beschrieben wurde, außer dass die Struktur in einer Musterform gebildet ist. Somit wird jede Beschreibung darüber hier weggelassen.
  • (4) Andere Teile
  • Die Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders eingeschränkt, sofern die Maske die oben definierte halbdurchlässige Schicht und das transparente Substrat aufweist. Andere optionale Teile können geeignet dazu hinzugefügt werden.
  • 2. Struktur der Phasenverschiebungsmaske
  • Das Folgende beschreibt die Struktur der Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung. Die Phasenverschiebungsmaske der Erfindung ist eine Maske, in der das oben definierte halblichtdurchlässige Schichtmuster auf dem oben definierten transparenten Substrat gebildet ist. Hier im Nachstehenden erfolgt eine Beschreibung über die Struktur der Phasenverschiebungsmaske der Erfindung und über ein Verfahren zur Herstellung der Maske.
  • (1) Struktur der Phasenverschiebungsmaske
  • Die Phasenverschiebungsmaske ist nicht besonders eingeschränkt und ist vorzugsweise eine Negativ-Typ-Phasenverschiebungsmaske.
  • Der Ausdruck „Negativ-Typ-Phasenverschiebungsmaske” bezeichnet eine Phasenverschiebungsmaske, die in einem Negativ-Typ-Resistprozess oder Negativ-Entwicklungsprozess in einem Wafer-Prozess verwendet wird, und diese ist eine Maske, bei der monochrome Inversionsmuster-Daten verwendet werden, um ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster zu bilden, wobei diese Situation von jener einer Phasenverschiebungsmaske verschieden ist, die in einem Wafer-Prozess unter Verwendung eines Positiv-Typ-Resists verwendet wird.
  • Wie nachstehend unter dem Punkt „D. Verfahren zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers unter Verwendung der Phasenverschiebungsmaske” beschrieben wird, wenn eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske mit einer halblichtdurchlässigen Schicht zum Transferieren beispielsweise eines feinen Musters für Kontaktlöcher, Leitungen oder anderes auf einen Wafer verwendet wird, macht es eine Negativ-Entwicklung möglich, das feine Muster für die Kontaktlöcher, Leitungen oder anderes auf den Wafer zu transferieren, während ein Nebenkeulen-Phänomen leicht vermieden wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung liegt die Transmittanz des halblichtdurchlässigen Schichtmusters im Bereich von 15 bis 38% bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, um höher zu sein als im Stand der Technik. So wird bei der Negativ-Entwicklung, an Rändern der lichtabschirmenden Regionen, die einem feinen Muster für Kontaktlöcher, Leitungen oder anderes entsprechen, der Phaseneffekt größer. Dieser Fall ermöglicht es, das feine Muster für die Kontaktlöcher, Leitungen oder anderes durch Negativ-Entwicklung leichter auf den Wafer zu transferieren als in herkömmlichen Fällen.
  • Wie nachstehend unter dem Punkt „D. Verfahren zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers unter Verwendung der Phasenverschiebungsmaske” beschrieben wird, ist ein Verfahren bekannt, bei welchem, wenn eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske mit einer halblichtdurchlässigen Schicht zum Transferieren eines feinen Musters für Kontaktlöcher, Leitungen oder anderes auf einen Wafer verwendet wird, die halblichtdurchlässige Schicht als Rohmaterial in der Halbton-Phasenverschiebungsmaske verwendet wird, um nicht nur ein Hauptmuster, das dem feinen Muster entspricht, das tatsächlich aufzulösen ist, sondern auch ein Hilfsmuster zu bilden, das nahe bei dem Hauptmuster angeordnet ist und nicht tatsächlich aufzulösen ist. Dieses Verfahren verringert die Schwankung in der kritischen Abmessung (CD) des Musters, wenn die Maske defokussiert wird.
  • Bei modernen Techniken eines Wafer-Prozesses zum Transferieren, auf einen Wafer, eines Maskenmusters einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske mit einer halblichtdurchlässigen Schicht ist es erforderlich, ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster zu bilden, um die Breite oder Länge eines Elements oder jedes Elements eines Hauptmusters, wie oben beschrieben, in dem Bereich von 100 bis 300 nm einzustellen. Ferner muss in diesem Fall die Breite oder Länge eines Elements oder jedes Elements eines Hilfsmusters, wie oben beschrieben, 60 nm oder weniger betragen, da das Hilfsmuster unvorteilhaft aufgelöst wird, falls die Breite oder Länge zu groß ist.
  • Wenn diese Phasenverschiebungsmaske eine Negativ-Typ-Phasenverschiebungsmaske ist wie in der vorliegenden Erfindung, müssen das Hauptmuster und das Hilfsmuster als konvexe Elementmuster gebildet werden, die jeweils aus der halblichtdurchlässigen Schicht bestehen. Demgemäß wird das Hilfsmuster ein konvexes Elementmuster, das aus einem oder mehreren Musterelementen besteht, die (jeweils) eine Breite oder Länge von 60 nm oder weniger haben und aus der halblichtdurchlässigen Schicht bestehen. Herkömmlich ist die Schichtdicke einer beliebigen halblichtdurchlässigen Schicht groß. Beispielsweise wird im Fall der Bildung dieses Hilfsmusters, oder irgendeines anderen konvexen Elementmusters, das aus einem oder mehreren Musterelementen besteht, die (jeweils) eine Breite oder Länge von 60 nm oder weniger haben und aus der halblichtdurchlässigen Schicht bestehen, demgemäß im Schritt der Reinigung der Phasenverschiebungsmaske ein Abblättern des Musters verursacht, wobei das Abblättern ein Phänomen ist, dass das konvexe Elementmuster durch die Reinigung dieses konvexen Elementmusters unter Verwendung von Ultraschallwellen mit einer starken Entfernungskraft in einer Reinigungslösung abblättert. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es jedoch, die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht in den Bereich von 57 bis 67 nm einzustellen, was kleiner ist als die Schichtdicke herkömmlicher halblichtdurchlässiger Schichten. Demgemäß wird in der Phasenverschiebungsmaske die Höhe des konvexen Elementmusters, das aus den Musterelementen besteht, die jeweils eine Breite oder Länge von 60 nm oder weniger aufweisen und jeweils aus der halblichtdurchlässigen Schicht bestehen, niedriger als in herkömmlichen Halbton-Phasenverschiebungsmasken. Dieser Umstand macht es möglich, im Schritt der Reinigung der Phasenverschiebungsmaske ein Abblättern des Musters zu vermeiden, wobei das Abblättern ein Phänomen ist, dass das konvexe Elementmuster durch die Reinigung dieses konvexen Elementmusters unter Verwendung von Ultraschallwellen mit einer starken Entfernungskraft in einer Reinigungslösung abblättert.
  • Die Struktur der Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung ist äquivalent zur Struktur des Maskenrohlings der Erfindung, die unter Punkt „A. Maskenrohling, 2. Struktur des Maskenrohlings, (1) Struktur des Maskenrohlings” beschrieben wurde, mit Ausnahme der besonders beschriebenen Punkte. So wird hier jede Beschreibung darüber weggelassen.
  • (2) Verfahren zur Herstellung der Phasenverschiebungsmaske
  • Das Verfahren zur Herstellung der Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders eingeschränkt, sofern das Verfahren, als diese Maske, eine gewünschte Phasenverschiebungsmaske ergeben kann. In einem Beispiel des Verfahrens zur Herstellung der Phasenverschiebungsmaske wird anfänglich, als Maskenrohling der Erfindung, ein Maskenrohling mit der oben definierten lichtabschirmenden Schicht hergestellt. Als Nächstes wird ein Elektronenstrahl-Resist auf der lichtabschirmenden Schicht aufgetragen, und eine Elektronenstrahlbild-Zeichnungsvorrichtung wird verwendet, um das Werkstück musterweise mit Licht zu belichten. Das Werkstück wird mit einer Entwicklungslösung exklusiv für das Resist entwickelt, um ein Resistmuster mit einer gewünschten Form zu bilden. Als Nächstes wird das Resistmuster mit der gewünschten Form als Maske verwendet, um die lichtabschirmende Schicht in einer Trockenätzvorrichtung unter Verwendung eines gewünschten Gases trockenzuätzen, wodurch die lichtabschirmende Schicht in die Form eines halblichtdurchlässigen Schichtmusters verarbeitet wird, wie nachstehend beschrieben wird. Als Nächstes wird die lichtabschirmende Schicht, die in die Form des halblichtdurchlässigen Schichtmusters verarbeitet wurde, als Maske verwendet, um die halblichtdurchlässige Schicht trockenzuätzen, um ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster zu bilden. Als Nächstes wird ein Elektronenstrahl-Resist auf der lichtabschirmenden Schicht aufgetragen, die in die Form des halblichtdurchlässigen Schichtmusters verarbeitet wurde, und dann wird eine Elektronenstrahlbild-Zeichnungsvorrichtung verwendet, um das Werkstück musterweise mit Licht zu belichten. Das Werkstück wird mit einer Entwicklungslösung exklusiv für das Resist entwickelt, um ein Resistmuster mit einer gewünschten Form zu bilden. Als Nächstes wird das Resistmuster mit der gewünschten Form als Maske verwendet, um die lichtabschirmende Schicht, die in die Form des halblichtdurchlässigen Schichtmusters verarbeitet wurde, in einer Trockenätzvorrichtung unter Verwendung eines gewünschten Gases trockenzuätzen, wodurch ein lichtabschirmendes Schichtmuster gebildet wird. Auf diese Weise wird die Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung erhalten.
  • D. Verfahren zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers unter Verwendung der Phasenverschiebungsmaske
  • Das Folgende beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers unter Verwendung der Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers unter Verwendung der Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers unter Verwendung einer Phasenverschiebungsmaske, die aus dem oben definierten Maskenrohling hergestellt ist, umfassend den Schritt der Verwendung der Phasenverschiebungsmaske, um ein Resistmuster durch Negativ-Entwicklung zu bilden.
  • 14A bis 14C sind schematische Prozessbilder, die ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers unter Verwendung der Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. In dem Verfahren zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers unter Verwendung der Phasenverschiebungsmaske der Erfindung wird anfänglich eine Positiv-Typ-Resist-Zusammensetzung direkt oder über eine mittlere dazwischenliegende Schicht 302 auf oder über einem zu bearbeitenden Substrat 301 aufgetragen, wodurch eine Resistschicht 303 auf/über dem Substrat gebildet wird (14A). Als Nächstes wird eine Phasenverschiebungsmaske 200, die aus dem Maskenrohling der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, verwendet, um die Resistschicht 303 mit Licht zu belichten (14B).
  • Die in 14B veranschaulichte Phasenverschiebungsmaske 200 ist eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske, auf die ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht zu richten ist. Die in 14B veranschaulichte Phasenverschiebungsmaske 200 umfasst ein transparentes Substrat 201 und ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster 202 mit einer Einzelschichtstruktur, das auf dem transparenten Substrat 201 gebildet ist und nur aus Si und N besteht, oder nur aus Si, N und O besteht. Das halblichtdurchlässige Schichtmuster 202 hat einen Extinktionskoeffizienten von 0,2 bis 0,45 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, einen Brechungsindex von 2,3 bis 2,7 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und eine Transmittanz von 15 bis 38% bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts. Das halblichtdurchlässige Schichtmuster 202 hat auch eine Schichtdicke von 57 bis 67 nm. Ferner hat das halblichtdurchlässige Schichtmuster 202 ein Hauptmuster 202a, das auf einen Wafer aufzulösen ist und eine Breite oder Länge von 100 bis 300 nm aufweist, und ein Hilfsmuster 202b, das nicht auf den Wafer aufzulösen ist, aber die Auflösung des Hauptmusters 202a auf den Wafer unterstützt, und das aus Musterelementen jeweils mit einer Breite oder Länge von 60 nm oder weniger besteht.
  • Als Nächstes wird die mit dem Licht belichtete Resistschicht 303 mit einem organischen Lösungsmittel entwickelt, um eine unbelichtete Region 303a der Resistschicht 303 aufzulösen und zu entfernen, wodurch ein Resistmuster 403 gebildet wird (14C). Während dieses Prozesses wird die Phasenverschiebungsmaske 200 verwendet, um das Resistmuster 403 durch Negativ-Entwicklung zu bilden.
  • Eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske mit einer halblichtdurchlässigen Schicht wird verwendet, um beispielsweise Kontaktlöcher auf einen Wafer durch Positiv-Entwicklung zu transferieren, Ränder der Kontaktlöcher können durch den Phaseneffekt scharf gebildet werden. An einer Position weiter entfernt als die Ränder der Kontaktlöcher wird jedoch der Formeffekt kleiner. So sendet sogar eine Region der halblichtdurchlässigen Schicht, wo das Belichtungslicht abgeschirmt werden sollte, das Belichtungslicht, um ein Nebenkeulen-Phänomen zu verursachen, dass eine beliebige andere Schichtregion als die Region der Resistschicht, wo die Kontaktlöcher zu bilden sind, mit dem Licht sensibilisiert wird. Ein Verfahren zum Verhindern dieses Nebenkeulen-Phänomens ist beispielsweise ein Verfahren zum Legen einer lichtabschirmenden Schicht auf die halblichtdurchlässige Schicht in einer solchen Weise, dass kein Belichtungslicht durch eine Region der halblichtdurchlässigen Schicht gesendet wird, wo das Belichtungslicht abgeschirmt werden sollte. Es ist jedoch bei diesem Verfahren notwendig, die lichtabschirmende Schicht an Positionen von Rändern der Kontaktlöcher bis zu einer vorherbestimmten Distanz anzuordnen, um das Nebenkeulen-Phänomen zu verhindern, während der Phaseneffekt an den Rändern der Kontaktlöcher aufrechterhalten wird. Spezifisch ist es notwendig, die lichtabschirmende Schicht an präzisen Positionen auf der Basis einer vorherbestimmten Regel in dem Zustand anzuordnen, dass eine optische Nahbereichskorrektur (OPC-Verarbeitung) vorgenommen wurde. So muss eine komplizierte Datenverarbeitung erzielt werden, so dass eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske nicht leicht hergestellt wird.
  • Wenn eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske mit einer halblichtdurchlässigen Schicht verwendet wird, um beispielsweise Kontaktlöcher auf einen Wafer durch Negativ-Entwicklung zu transferieren, gelangen indessen Teile einer Resist-Zusammensetzung, auf die das Belichtungslicht eingestrahlt wird, dazu, nicht leicht aufgelöst zu werden. Demgemäß werden in der Halbton-Phasenverschiebungsmaske Regionen, die Kontaktlöchern entsprechen, lichtabschirmende Regionen, die aus der halblichtdurchlässigen Schicht bestehen, um das Belichtungslicht abzuschirmen. Die Größe der lichtabschirmenden Region beträgt nur einige zehn Nanometer auf dem Wafer. Auch wenn lichtabschirmende Regionenteile, die den Kontaktlöchern entsprechen, die LichtBelichtung übertragen, interferieren Strahlen des Belichtungslichts miteinander durch den Phaseneffekt an den Rändern, um aufgehoben zu werden. Als Ergebnis wird die Intensität des Belichtungslichts Null. So werden die Resist-Zusammensetzungs-Regionenteile, wo das Belichtungslicht durch die lichtabschirmende Region abgeschirmt werden sollte, nicht mit dem Licht belichtet. Daher ist es möglich, das Nebenkeulen-Phänomen zu vermeiden, um die Kontaktlöcher leicht auf den Wafer zu transferieren.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung liegt die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht im Bereich von 15 bis 38% bei einer Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, um höher zu sein als jene herkömmlicher halblichtdurchlässiger Schichten. So wird bei der Negativ-Entwicklung an Rändern der lichtabschirmenden Regionenteile, die einem feinen Muster entsprechen, wie einem für Kontaktlöcher, der Phaseneffekt größer. Dieser Fall macht es möglich, das feine Muster, wie jenes für Kontaktlöcher, leichter auf einen Wafer durch Negativ-Entwicklung zu transferieren als in herkömmlichen Fällen.
  • Ein Verfahren ist bekannt, bei welchem, wenn eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske mit einer halblichtdurchlässigen Schicht verwendet wird, um ein feines Muster für Kontaktlöcher, Leitungen oder anderes auf einen Wafer zu transferieren, die halblichtdurchlässige Schicht als Rohmaterial in der Halbton-Phasenverschiebungsmaske verwendet wird, um nicht nur ein Hauptmuster, das dem feinen Muster entspricht, welches tatsächlich aufzulösen ist, sondern auch ein Hilfsmuster zu bilden, das nahe beim Hauptmuster angeordnet ist und nicht tatsächlich aufzulösen ist. Dieses Verfahren ermöglicht es, eine Musterauflösung des Hauptmusters durch Beugungslicht zu unterstützen, das vom Hilfsmuster erzeugt wird, wodurch der Belichtungsspielraum der Maske verbessert wird. Wenn die Maske defokussiert wird, kann so eine Schwankung in der kritischen Abmessung (CD) des Musters verringert werden.
  • Bei modernen Techniken eines Wafer-Prozesses zum Transferieren, auf einen Wafer, eines Maskenmusters einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske mit einer halblichtdurchlässigen Schicht ist es erforderlich, wenn ein feineres Muster als oben beschrieben für Kontaktlöcher, Leitungen und anderes auf den Wafer transferiert wird, um, in der Halbton-Phasenverschiebungsmaske, ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster zu bilden, die Breite oder Länge eines Elements oder jedes Elements eines Hauptmusters, wie oben beschrieben, im Bereich von 100 bis 300 nm einzustellen. Ferner kann in diesem Fall eine Schwankung in der kritischen Abmessung (CD) des Musters zur Zeit der Defokussierung der Maske stärker verringert werden, da die Breite oder Länge eines Elements oder jedes Elements eines Hilfsmusters, wie oben beschrieben, größer ist. Falls die Breite oder Länge jedoch zu groß ist, wird das Hilfsmuster unvorteilhaft aufgelöst; so muss die Breite oder Länge 60 nm oder weniger betragen.
  • In einem Wafer-Prozess zum Transferieren, auf einen Wafer, eines Maskenmusters einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske mit einer halblichtdurchlässigen Schicht durch Positiv-Entwicklung werden ein Hauptmuster und ein Hilfsmuster, wie oben beschrieben, als konkave Regionenmuster gebildet, in denen die halblichtdurchlässige Schicht teilweise ausgehöhlt ist. Im Gegensatz dazu müssen in einem Wafer-Prozess zum Transferieren, auf einen Wafer, eines Maskenmusters einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske mit einer halblichtdurchlässigen Schicht durch Negativ-Entwicklung ein Hauptmuster und ein Hilfsmuster, wie oben beschrieben, als konvexe Elementmuster aus der halblichtdurchlässigen Schicht gebildet werden. Aus diesem Grund ist das Hilfsmuster ein konvexes Elementmuster, das aus einem Element oder jedem Element besteht, die eine Breite oder Länge von 60 nm oder weniger aufweisen und aus der halblichtdurchlässigen Schicht bestehen.
  • Die Schichtdicke herkömmlicher halblichtdurchlässiger Schichten ist groß; so wird ein Abblättern des Musters verursacht, das ein Phänomen ist, dass ein solches konvexes Elementmuster durch die Reinigung des konvexen Elementmusters unter Verwendung von Ultraschallwellen mit einer starken Entfernungskraft in einer Reinigungslösung abblättert.
  • Im Gegensatz dazu liegt im Maskenrohling der vorliegenden Erfindung die Schichtdicke der halblichtdurchlässigen Schicht im Bereich von 57 bis 67 nm, um kleiner zu sein als jene herkömmlicher halblichtdurchlässiger Schichten. So wird in einer Phasenverschiebungsmaske, die für ein Verfahren zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers der Erfindung verwendet wird, die Höhe des Hilfsmusters, das ein konvexes Elementmuster ist, wie oben beschrieben, niedriger als bei herkömmlichen Halbton-Phasenverschiebungsmasken. Aus diesem Grund kann beim Verfahren zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers der Erfindung ein Abblättern des Musters vermieden werden, wobei das Abblättern ein Phänomen ist, dass das Hilfsmuster, welches das konvexe Elementmuster ist, durch die Reinigung dieses Hilfsmusters unter Verwendung von Ultraschallwellen mit einer starken Entfernungskraft in einer Reinigungslösung abblättert, aus denselben Gründen wie oben für den Maskenrohling der Erfindung beschrieben.
  • In der vorliegenden Erfindung ist eine Resist-Zusammensetzung, die zur Bildung des Resistmusters verwendet wird, nicht besonders eingeschränkt, sofern die Zusammensetzung eine Zusammensetzung ist, aus der das Resistmuster durch Negativ-Entwicklung gebildet werden kann. Die Resist-Zusammensetzung, die zur Bildung des Resistmusters verwendet wird, kann eine Positiv-Typ-Resist-Zusammensetzung oder eine Negativ-Typ-Resist-Zusammensetzung sein. Die Positiv-Typ-Resist-Zusammensetzung wird bevorzugt, da diese Zusammensetzung ein höheres Auflösungsvermögen hat als die Negativ-Typ-Resist-Zusammensetzung.
  • Die Positiv-Typ-Resist-Zusammensetzung ist nicht besonders eingeschränkt und ist beispielsweise ein Produkt, TOK 6063TM, hergestellt von Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
  • Wenn die Positiv-Typ-Resist-Zusammensetzung verwendet wird, wird ein Resistmuster durch Entwickeln der Positiv-Typ-Resist-Zusammensetzung mit einem organischen Lösungsmittelentwickler gebildet, um zu bewirken, dass seine belichtete Region mit dem organischen Lösungsmittel reagiert, wodurch die Lösungsrate davon gesenkt wird, und seine unbelichtete Region gelöst und entfernt wird.
  • Im Übrigen ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben angegebenen Ausführungsformen beschränkt. Die Ausführungsformen dienen als Beispiele. Jede Ausführungsform ist im technischen Umfang der Erfindung eingeschlossen, sofern die Ausführungsform eine Struktur aufweist, die im Wesentlichen äquivalent ist zu jener des in den Ansprüchen der Erfindung zitierten technischen Gedankens, und Effekte und Vorteile erzeugt, die äquivalent sind zu jenen, die sich aus der Struktur ergeben.
  • Beispiele
  • Hier im Nachstehenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen davon und Vergleichsbeispielen spezifischer beschrieben.
  • [Beispiel 1]
  • Beispiel 1 ist eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske, auf die ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht zu richten ist, und ist eine Maske, die ein transparentes Substrat und ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster umfasst, das auf dem transparenten Substrat gebildet ist. Die Phasenverschiebungsmaske von Beispiel 1 umfasst ferner ein lichtabschirmendes Schichtmuster, das auf dem halblichtdurchlässigen Schichtmuster gebildet ist und ein Muster ist, bei dem die optische Dichte (OD-Wert) bei einer Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts eingestellt ist, insgesamt 3 bei Kombination mit jener des halblichtdurchlässigen Schichtmusters zu ergeben.
  • In Beispiel 1 besteht das halblichtdurchlässige Schichtmuster nur aus Si3N4. Wie nachstehend in Tabelle 3 gezeigt wird, hat das Muster einen Extinktionskoeffizienten von 0,20 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und einen Brechungsindex von 2,70 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts. Als Ergebnis davon beträgt bei dem halblichtdurchlässigen Schichtmuster die Schichtdicke, die notwendig ist, um eine Gegenphase zu ergeben, 57 nm und die Transmittanz bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts ist 38%.
  • Im Übrigen wird in der Nicht-Patentliteratur (Refractive Index List/Refractive Index List for Thin Film Measurement [online]. [Abgerufen 2014-07-03]. Abgerufen aus dem Internet: <URL: http://www.filmetricsinc.jp/refractive-index-database>) ausgeführt, dass der Extinktionskoeffizient von Si3N4 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts 0,20 beträgt und der Brechungsindex von Si3N4 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts 2,70 beträgt. Daher ist es klar, dass für das vorliegende halblichtdurchlässige Schichtmuster der Extinktionskoeffizient bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts 0,20 beträgt und der Brechungsindex bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts 2,70 beträgt.
  • [Beispiel 2]
  • Beispiel 2 ist eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske, auf die ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht zu richten ist, und ist eine Maske, die ein transparentes Substrat und ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster umfasst, das auf dem transparenten Substrat gebildet ist. Die Phasenverschiebungsmaske von Beispiel 2 umfasst ferner ein lichtabschirmendes Schichtmuster, das auf dem halblichtdurchlässigen Schichtmuster gebildet ist und ein Muster ist, bei dem die optische Dichte (OD-Wert) bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts eingestellt ist, insgesamt 3 bei Kombination mit jener des halblichtdurchlässigen Schichtmusters zu ergeben.
  • In Beispiel 2 werden der Wert des Extinktionskoeffizienten und der Wert des Brechungsindexes des halblichtdurchlässigen Schichtmusters bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts durch eine Berechnung als Werte erhalten, die gestatten, dass die Schichtdicke des halblichtdurchlässigen Schichtmusters, die notwendig ist, um eine Gegenphase zu ergeben, im Bereich von 57 bis 67 nm liegt, und die ferner gestatten, dass die Transmittanz des halblichtdurchlässigen Schichtmusters im Bereich von 15 bis 38% bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts liegt. In Beispiel 2 wird als halblichtdurchlässiges Schichtmuster das Folgende ausgewählt: ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster, das nur aus Si und N besteht (Schichtmuster auf der Basis von SiN); oder ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster, das nur aus Si, N und O besteht (Schichtmuster auf der Basis von SiON). Ferner werden in Beispiel 2 der Wert des Extinktionskoeffizienten und der Wert des Brechungsindexes des halblichtdurchlässigen Schichtmusters bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts als Werte erhalten, die das halblichtdurchlässige Schichtmuster, das nur aus Si und N besteht (Schichtmuster auf der Basis von SiN); oder das halblichtdurchlässige Schichtmuster, das nur aus Si, N und O besteht (Schichtmuster auf der Basis von SiON) aufweisen kann.
  • In Beispiel 2 besteht das halblichtdurchlässige Schichtmuster nur aus Si und N oder besteht nur aus Si, N und O (Schichtmuster auf der Basis von SiN oder Schichtmuster auf der Basis von SiON). Wie nachstehend in Tabelle 3 gezeigt wird, hat das Muster einen Extinktionskoeffizienten von 0,45 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und einen Brechungsindex von 2,70 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts. Als Ergebnis davon beträgt für das halblichtdurchlässige Schichtmuster die Schichtdicke, die notwendig ist, um eine Gegenphase zu ergeben, 58 nm und die Transmittanz bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts beträgt 15%.
  • [Beispiel 3]
  • Beispiel 3 unterscheidet sich von Beispiel 2 dadurch, wie nachstehend in Tabelle 3 gezeigt wird, dass das halblichtdurchlässige Schichtmuster einen Extinktionskoeffizienten von 0,35 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und einen Brechungsindex von 2,60 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts aufweist. Als Ergebnis davon unterscheidet sich Beispiel 3 von Beispiel 2 dadurch, dass für das halblichtdurchlässige Schichtmuster die Schichtdicke, die notwendig ist, um eine Gegenphase zu ergeben, 60 nm beträgt und die Transmittanz bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts 20% beträgt. Beispiel 3 ist gleich wie die Phasenverschiebungsmaske von Beispiel 2 mit Ausnahme dieser Punkte.
  • [Beispiel 4]
  • Beispiel 4 unterscheidet sich von Beispiel 2 dadurch, wie nachstehend in Tabelle 3 gezeigt wird, dass das halblichtdurchlässige Schichtmuster einen Extinktionskoeffizienten von 0,30 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und einen Brechungsindex von 2,50 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts aufweist. Als Ergebnis davon unterscheidet sich Beispiel 4 von Beispiel 2 dadurch, dass für das halblichtdurchlässige Schichtmuster die Schichtdicke, die notwendig ist, um eine Gegenphase zu ergeben, 63 nm beträgt und die Transmittanz bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts 25% beträgt. Beispiel 4 ist gleich wie die Phasenverschiebungsmaske von Beispiel 2 mit Ausnahme dieser Punkte.
  • [Beispiel 5]
  • Beispiel 5 unterscheidet sich von Beispiel 2 dadurch, wie nachstehend in Tabelle 3 gezeigt wird, dass das halblichtdurchlässige Schichtmuster einen Extinktionskoeffizienten von 0,25 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und einen Brechungsindex von 2,40 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts aufweist. Als Ergebnis davon unterscheidet sich Beispiel 5 von Beispiel 2 dadurch, dass für das halblichtdurchlässige Schichtmuster die Schichtdicke, die notwendig ist, um eine Gegenphase zu ergeben, 67 nm beträgt und die Transmittanz bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts 30% beträgt. Beispiel 5 ist gleich wie die Phasenverschiebungsmaske von Beispiel 2 mit Ausnahme dieser Punkte.
  • [Vergleichsbeispiel 1]
  • Vergleichsbeispiel 1 ist eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske, auf die ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht zu richten ist, und ist eine Maske, die ein transparentes Substrat und ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster umfasst, das auf dem transparenten Substrat gebildet ist. Die Phasenverschiebungsmaske von Vergleichsbeispiel 1 umfasst ferner ein lichtabschirmendes Schichtmuster, das auf dem halblichtdurchlässigen Schichtmuster gebildet ist und ein Muster ist, bei dem die optische Dichte (OD-Wert) bei einer Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts eingestellt ist, insgesamt 3 bei Kombination mit jener des halblichtdurchlässigen Schichtmusters zu ergeben.
  • In Vergleichsbeispiel 1 besteht das halblichtdurchlässige Schichtmuster aus einem Material auf der Basis von MoSiON. Wie nachstehend in Tabelle 3 gezeigt wird, hat das Muster einen Extinktionskoeffizienten von 0,59 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und einen Brechungsindex von 2,34 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts. Als Ergebnis davon beträgt bei dem halblichtdurchlässigen Schichtmuster die Schichtdicke, die notwendig ist, um eine Gegenphase zu ergeben, 68 nm und die Transmittanz bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts ist 6%.
  • Im Übrigen wird in den Beispielen 1 bis 5 angenommen, dass die lichtabschirmende Schicht eine Schicht ist, die aus einer einfachen Cr-Substanz besteht. Wie in jeder von 6 und 7 veranschaulicht, kann jedoch, wenn die lichtabschirmende Schicht aus mehreren Schichten zusammengesetzt ist, wie zwei Schichten oder drei Schichten, die gleiche Phasenverschiebungsmaske wie oben beschrieben hergestellt werden, indem ein Ätzgas, Ätzbedingungen und anderes geeignet ausgewählt werden, um jede der Schichten zu ätzen.
  • [Evaluierung 1]
  • Für die Phasenverschiebungsmasken der Beispiele 1 bis 5 und des Vergleichsbeispiels 1 wurden der Maximalwert (maxEL) des Belichtungsspielraums und der Maximalwert (maxDoF) der Fokustiefe durch Simulationen evaluiert. Spezifisch wurden, unter nachstehend beschriebenen Simulationsevaluierungsbedingungen, die Evaluierungen durch Berechnungen unter Verwendung der Kirchhoffschen Methode als Algorithmus, um die jeweiligen Transfereigenschaften der Muster der Masken zu erhalten, und eines Produkts, EM-SuiteTM, hergestellt von Panoramic Technology Inc., als Simulations-Software vorgenommen.
  • <Simulationsevaluierungsbedingungen>
    • • NA: 1,35
    • • Sigma: c-quad 0.95/0.80-30 Grad
    • • Polarisation: X/Y
    • • Target: 60 nm LOCH (NTD)
    • • Abstand: jeweils 180, 240 und 300 nm
  • NA, Sigma und Polarisation wurden als effektive Beleuchtungsbedingungen verwendet, die realistisch verwendbar sind, um eine Form des Targets (60 nm LOCH (NTD)) und den Abstand (jeweils 180, 240 und 300 nm) zu transferieren. Die Evaluierungsergebnisse sind in der nachstehend beschriebenen Tabelle 3 gezeigt. Für die Phasenverschiebungsmaske jedes der Beispiele 1 bis 5 und des Vergleichsbeispiels 1 zeigt Tabelle 3 auch das Rohmaterial des halblichtdurchlässigen Schichtmusters, den Brechungsindex (n) und den Extinktionskoeffizienten (k) des halblichtdurchlässigen Schichtmusters bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, die Schichtdicke (d) des halblichtdurchlässigen Schichtmusters, um eine Gegenphase zu ergeben, und die Transmittanz (trans) des halblichtdurchlässigen Schichtmusters bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts. [Tabelle 3]
    Rohmaterial n k d Trans [%] max EL [%] max DoF [um]
    Beispiel 1 Si3N4 2,70 0,20 57 nm 38 8,95 0,052
    Beispiel 2 auf SiN-Basis oder SiON-Basis 2,70 0,45 58 nm 15 8,23 0,049
    Beispiel 3 auf SiN-Basis oder SiON-Basis 2,60 0,35 60 nm 20 8,51 0,050
    Beispiel 4 auf SiN-Basis oder SiON-Basis 2,50 0,30 63 nm 25 9,23 0,051
    Beispiel 5 auf SiN-Basis oder SiON-Basis 2,40 0,25 67 nm 30 9,15 0,053
    Vergleichsbeispiel 1 auf MoSiON-Basis 2,34 0,59 68 nm 6 7,69 0,047
  • [Evaluierung 2]
  • 15 ist eine graphische Darstellung, die ein Simulationsergebnis des OPC-Bias-Werts jeder der Phasenverschiebungsmasken gegenüber der Transmittanz davon repräsentiert.
  • Aus 15 geht hervor, dass in einem geeigneten Beleuchtungssystem für 1 × Knoten der OPC-Bias-Wert der Phasenverschiebungsmasken, in jeder von denen die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht 15% oder mehr beträgt, kleiner ist als bei der Phasenverschiebungsmaske des Vergleichsbeispiels 1, in dem die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht 6% beträgt.
  • (Evaluierung 3)
  • 16 ist eine Darstellung, die jeweilige XY-Bilder von Belichtungslicht-Intensitätsverteilungen zeigt, die jeweils auf einem Wafer vorliegen, wobei die Verteilungen durch einen Simulator erhalten werden, und die ferner Graphen zeigt, die jeweils die jeweiligen Belichtungslichtintensitäten der Verteilungen zeigen. Die in den unteren Positionen von 16 gezeigten XY-Bilder sind jeweilige XY-Bilder der Belichtungslicht-Intensitätsverteilungen, die jeweils auf dem Wafer vorliegen, wobei die Verteilungen durch eine Berechnung für jede der Phasenverschiebungsmasken und ferner für jeden ihrer verschiedenen Abstände erhalten werden. Die oben in 16 gezeigten Graphen sind jeweils ein Graph, der die Intensität des Belichtungslichts repräsentiert, das durch jede der Phasenverschiebungsmasken an jeder Position entlang der Querachse des XY-Bilds der Belichtungslicht-Intensitätsverteilung gesendet wird, die in der unteren Position gezeigt ist, vorausgesetzt dass die Intensität des Belichtungslichts, das nicht durch die halblichtdurchlässige Schicht gesendet wird, als 1,0 angesehen wird.
  • Aus 16 geht hervor, dass für die einzelnen Abstände der Bildkontrast, der unter Bedingungen der Annahme einer der unmittelbar oben beschriebenen Phasenverschiebungsmasken berechnet wurde, in denen die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht 38% beträgt, höher ist als jener, der unter Bedingungen der Annahme der anderen der Phasenverschiebungsmasken berechnet wurde, in denen die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht 6% beträgt.
  • [Evaluierung 4]
  • 17-1 bis 17-3 sind jeweils ein Graph, der, als Simulationsergebnisse, eine Beziehung zwischen der Fokustiefe und dem Belichtungsspielraum der Phasenverschiebungsmaske jedes von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 repräsentiert, wenn das Muster transferiert wird. Die in 17-1 bis 17-3 gezeigten Graphen sind Graphen für die Phasenverschiebungsmasken, in denen der Lochabstand 180 nm, 240 nm bzw. 300 nm beträgt, und wobei ihre Querachse die Fokustiefe (DOF) repräsentiert und ihre vertikale Achse den Belichtungsspielraum (EL) repräsentiert. Der EL (%) ist in Tabelle 4 gezeigt, wenn die DOF 0 nm ist, und die DOF (nm) ist in Tabelle 5 gezeigt, wenn der EL 10% ist. [Tabelle 4]
    Abstand 180 nm 240 nm 300 nm
    6% PSM 16,08 14,43 14,00
    38% PSM 25,13 23,80 23,28
    EL Verbesserungsverhältnis 56% 65% 66%
    [Tabelle 5]
    Abstand 180 nm 240 nm 300 nm
    6% PSM 37,2 26,5 24,0
    38% PSM 58,7 45,3 44,3
    DOF Verbesserungsverhältnis 58% 71% 85%
  • Aus 17-1 und den Tabellen 4 und 5 geht hervor, dass in einem Fall, wo der Abstand 180 nm beträgt, für den EL, wenn die DOF 0 nm ist, das Berechnungsergebnis der Maske, in der die Transmittanz 38% beträgt, ungefähr 56% größer ist als jenes der Maske, in der die Transmittanz 6% beträgt; und für die DOF, wenn der EL 10% beträgt, das Berechnungsergebnis der Maske, in der die Transmittanz 38% beträgt, ungefähr 58% größer ist als jenes der Maske, in der die Transmittanz 6% beträgt. Aus 17-2 und den Tabellen 4 und 5 geht hervor, dass auch in einem Fall, wo der Abstand 240 nm beträgt, für den EL, wenn die DOF 0 nm ist, das Berechnungsergebnis der Maske, in der die Transmittanz 38% beträgt, 65% größer ist als jenes der Maske, in der die Transmittanz 6% beträgt; und für die DOF, wenn der EL 10% beträgt, das Berechnungsergebnis der Maske, in der die Transmittanz 38% beträgt, 71% größer ist als jenes der Maske, in der die Transmittanz 6% beträgt. Ferner geht aus 17-3 und den Tabellen 4 und 5 hervor, dass auch in einem Fall, wo der Abstand 300 nm beträgt, für den EL, wenn die DOF 0 nm ist, das Berechnungsergebnis der Maske, in der die Transmittanz 38% beträgt, 66% größer ist als jenes der Maske, in der die Transmittanz 6% beträgt; und für die DOF, wenn der EL 10% beträgt, das Berechnungsergebnis der Maske, in der die Transmittanz 38% beträgt, 85% größer ist als jenes der Maske, in der die Transmittanz 6% beträgt.
  • Daher ist es klar, dass die Berechnungsergebnisse der Maske, in der die Transmittanz 38% beträgt, größer sind, sowohl hinsichtlich der DOF als auch des EL, als jene der Maske, in der die Transmittanz 6% beträgt.
  • [Evaluierung 5]
  • 18 ist eine graphische Darstellung, die den Kontrast von auf einen Wafer transferierten optischen Raumbildern repräsentiert, der sich aus einer Berechnung ergibt unter Bedingungen der Annahme jeder Phasenverschiebungsmaske, in der die halblichtdurchlässige Schicht 38% ist, und der Phasenverschiebungsmaske, in der die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht 6% ist. In der graphischen Darstellung von 18 repräsentiert ihre Querachse den Abstand des auf dem Wafer gebildeten Musters, und ihre vertikale Achse repräsentiert den Bildkontrast.
  • Aus 18 geht hervor, dass für jeden der Abstände des auf dem Wafer gebildeten Musters die Phasenverschiebungsmaske, in der die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht 38% beträgt, einen höheren Bildkontrast hat als die Phasenverschiebungsmaske, in der die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht 6% beträgt. Mit anderen Worten, es wird gezeigt, dass der größere Bildkontrast zu Folgendem führt: auch wenn die Belichtungsmenge geändert wird (die Raumbilder in der Schnitthöhe geändert werden), eine Variation in der kritischen Abmessung des auf dem Wafer gebildeten Musters vorteilhaft klein ist (der EL groß ist).
  • [Evaluierung 6]
  • 19 ist eine graphische Darstellung, die das OPC-Bias repräsentiert, das sich aus einer Berechnung ergibt unter Bedingungen der Annahme jeder Phasenverschiebungsmaske, in der die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht 38% beträgt, und der Phasenverschiebungsmaske, in der die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht 6% beträgt. In der graphischen Darstellung von 19 repräsentiert ihre Querachse den Abstand des auf dem Wafer gebildeten Musters, und ihre vertikale Achse repräsentiert die kritische Abmessung (CD) des Musters der Phasenverschiebungsmaske mit dem OPC-Bias.
  • Aus 19 geht hervor, dass für jeden der Abstände des auf dem Wafer gebildeten Musters die Phasenverschiebungsmaske, in der die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht 38% beträgt, eine kleinere kritische Abmessung (CD) des Musters der Maske mit dem OPC-Bias hat als die Maske, in der die Transmittanz der halblichtdurchlässigen Schicht 6% beträgt. Mit anderen Worten, es wird gezeigt, dass es das kleinere OPC-Bias ermöglicht, ein feines Muster auf dem Wafer zu bilden, wodurch die Ausbildungsflexibilität eines auf dem Wafer zu bildenden Musters erhöht wird.
  • [Evaluierung 7]
  • Jeweilige halblichtdurchlässige Schichtmuster von Phasenverschiebungsmasken der vorliegenden Erfindung wurden hinsichtlich der Abblätterungsbeständigkeit evaluiert. Spezifisch wurde, bevor und nachdem jede der Phasenverschiebungsmasken, die jeweils ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster mit ungefähr einer Milliarde konvexer Musterelemente aufweisen, unter Verwendung von Ultraschallwellen in einer Reinigungslösung gereinigt wurde, eine Maskenuntersuchungsvorrichtung verwendet, um eine Vergleichsuntersuchung vorzunehmen. Gemäß dieser Untersuchung, vor und nach der Reinigung, wurde untersucht, ob die konvexen Musterelemente abgeblättert waren. Die Anzahl der Chips der konvexen Musterelemente wurde gezählt, und die Größe der Chips der konvexen Musterelemente wurde geprüft.
  • Die halblichtdurchlässigen Schichtmuster, die hinsichtlich der Abblätterungsbeständigkeit untersucht wurden, hatten zwei Schichtdicken (60 nm bzw. 75 nm). Die halblichtdurchlässigen Schichtmuster, die hinsichtlich der Abblätterungsbeständigkeit untersucht wurden, mit einer beliebigen der Schichtdicken hatten konvexe Musterelemente mit sechs Größen (Breite × Länge: 60 nm × 150 nm, 60 nm × 300 nm, 60 nm × 600 nm, 85 nm × 150 nm, 85 nm × 300 nm, bzw. 85 nm × 600 nm). Die Evaluierung der Abblätterungsbeständigkeit wurde unter nachstehend beschriebenen Reinigungsbedingungen vorgenommen. Im Übrigen hatte ein hohes Niveau von zwei Niveaus von Ultraschallbedingungen eine zweimal größere physikalische Entfernungskraft als ein niedriges Niveau.
  • <Reinigungsbedingungen>
    • • Reinigungsbedingung: Ultraschallwellenreinigung
    • • Ultraschallbedingungen: zwei Niveaus (niedriges und hohes Niveau)
    • • Anzahl von Malen der Reinigung: Schätzung der Anzahl in Invervallen von fünf Malen
  • Für die halblichtdurchlässigen Schichtmuster jeweils mit der Schichtdicke von 60 nm zeigt Tabelle 6 Ergebnisse, die erhalten wurden, indem untersucht wurde, ob ihr gereinigtes konvexes Elementmuster abgeblättert war oder nicht. Für jede der Größen der konvexen Musterelemente zeigt Tabelle 6, ob die konvexen Musterelemente unter jeder der Ultraschallbedingungen abgeblättert waren oder nicht. In Tabelle 6 ist jeder Fall, wo ein Abblättern des konvexen Elementmusters bewirkt wurde, mit x repräsentiert; und jeder Fall, wo kein Abblättern des konvexen Elementmusters bewirkt wurde, ist mit o repräsentiert. [Tabelle 6]
    Größe des konvexen Musterelements Ultraschallbedingungen
    Schichtdicke (nm) Breite (nm) Länge (nm) Niedriges Niveau Hohes Niveau
    60 60 150 o o
    60 60 300 o o
    60 60 600 o o
    60 85 150 o o
    60 85 300 o o
    60 85 600 o o
  • In der gleichen Weise zeigt für die halblichtdurchlässigen Schichtmuster jeweils mit der Schichtdicke von 75 nm Tabelle 7 Ergebnisse, die erhalten wurden, indem untersucht wurde, ob ihr gereinigtes konvexes Elementmuster abgeblättert war oder nicht. Für jede der Größen der konvexen Musterelemente zeigt Tabelle 7, ob die konvexen Musterelemente unter jeder der Ultraschallbedingungen abgeblättert waren oder nicht. In Tabelle 7 ist jeder Fall, wo ein Abblättern des konvexen Elementmusters bewirkt wurde, mit x repräsentiert; und jeder Fall, wo kein Abblättern des konvexen Elementmusters bewirkt wurde, ist mit o repräsentiert [Tabelle 7]
    Größe des konvexen Musterelements Ultraschallbedingungen
    Schichtdicke (nm) Breite (nm) Länge (nm) Niedriges Niveau Hohes Niveau
    75 60 150 o x
    75 60 300 o x
    75 60 600 o x
    75 85 150 o o
    75 85 300 o o
    75 85 600 o o
  • Aus Tabelle 6 geht hervor, dass bei den halblichtdurchlässigen Schichtmustern jeweils mit der Schichtdicke von 60 nm die konvexen Musterelemente aller Größen unter beiden Ultraschallbedingungen nicht abgeblättert waren. Aus Tabelle 7 geht indessen hervor, dass bei den halblichtdurchlässigen Schichtmustern jeweils mit der Schichtdicke von 75 nm die konvexen Musterelemente der 60 nm breiten Größen unter der Ultraschallbedingung auf hohem Niveau abblättern. Das Inzidenzverhältnis des Abblätterns der konvexen Musterelemente betrug von einigen Teilen pro Millarde bis einige zehn Teile pro Milliarde.
  • Aus solchen Ergebnissen geht hervor, dass, wenn die Schichtdicke eines halblichtdurchlässigen Schichtmusters, wie des halblichtdurchlässigen Schichtmusters der Phasenverschiebungsmaske von Beispiel 3, 60 nm ist (innerhalb des Bereichs von 57 bis 67 nm), ein Abblättern des Musters vermieden werden kann, wobei das Abblättern ein Phänomen ist, dass seine konvexen Musterelemente, die jeweils eine Breite oder Länge von 60 nm (60 nm oder weniger) aufweisen und aus der halblichtdurchlässigen Schicht bestehen, unter Verwendung von Ultraschallwellen mit einer starken Entfernungskraft in einer Reinigungslösung gereinigt werden, so dass die konvexen Musterelemente abblättern. Es ist hingegen klar, dass, wenn die Schichtdicke eines halblichtdurchlässigen Schichtmusters 75 nm beträgt (außerhalb des Bereichs von 57 bis 67 nm), ein Abblättern des Musters nicht vermieden werden kann, wobei das Abblättern ein Phänomen ist, dass seine konvexen Musterelemente, die jeweils eine Breite oder Länge von 60 nm (60 nm oder weniger) aufweisen und aus der halblichtdurchlässigen Schicht bestehen, unter Verwendung von Ultraschallwellen mit einer starken Entfernungskraft in einer Reinigungslösung gereinigt werden, so dass die konvexen Musterelemente abblättern.
  • Liste der Bezugszahlen
    • 100: Maskenrohling, 101: transparentes Substrat, 102: halblichtdurchlässige Schicht, 103: lichtabschirmende Schicht, 110: an einer Negativ-Typ-Resistschicht angebrachter Maskenrohling, 200: Phasenverschiebungsmaske, 201: transparentes Substrat, und 202: halblichtdurchlässiges Schichtmuster.

Claims (20)

  1. Maskenrohling, welcher verwendet wird, um eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske herzustellen, auf die ein ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht zu richten ist, wobei der Maskenrohling ein transparentes Substrat und eine halblichtdurchlässige Schicht, die auf dem transparenten Substrat gebildet ist und nur aus Si und N besteht, oder eine halblichtdurchlässige Schicht, die auf dem transparenten Substrat gebildet ist und nur aus Si, N und O besteht, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die halblichtdurchlässige Schicht einen Extinktionskoeffizienten von 0,2 bis 0,45 bei einer Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, einen Brechungsindex von 2,3 bis 2,7 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und eine Transmittanz von 15% bis 38% bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts aufweist, und ferner eine Schichtdicke von 57 nm bis 67 nm hat.
  2. Maskenrohling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die halblichtdurchlässige Schicht direkt auf dem transparenten Substrat gebildet ist.
  3. Maskenrohling nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine lichtabschirmende Schicht, die auf der halblichtdurchlässigen Schicht gebildet ist, wobei eine optische Dichte (OD-Wert) dieser lichtabschirmenden Schicht bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts eingestellt ist, insgesamt eine gewünschte optische Dichte (OD-Wert) bei Kombination mit einer optischen Dichte (OD-Wert) der halblichtdurchlässigen Schicht zu ergeben.
  4. Maskenrohling nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtabschirmende Schicht eine Einzelschichtstruktur aufweist, welche eine lichtabsorbierende Schicht umfasst, die auf der halblichtdurchlässigen Schicht gebildet ist und eine Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht und eine lichtabsorbierende Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts hat.
  5. Maskenrohling nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtabschirmende Schicht eine Doppelschichtstruktur aufweist, welche umfasst: eine lichtabsorbierende Schicht, die auf der halblichtdurchlässigen Schicht gebildet ist und eine Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht und eine lichtabsorbierende Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts hat; und eine Hartmaskenschicht, die auf der lichtabsorbierenden Schicht gebildet ist und eine Ätzbarrierenfunktion für die lichtabsorbierende Schicht hat.
  6. Maskenrohling nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtabschirmende Schicht eine Dreischichtstruktur aufweist, welche umfasst: eine Ätzbarrierenschicht, die auf der halblichtdurchlässigen Schicht gebildet ist und eine Ätzbarrierenfunktion für die halblichtdurchlässige Schicht hat; eine lichtabsorbierende Schicht, die auf der Ätzbarrierenschicht gebildet ist und eine lichtabsorbierende Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts hat; und eine Hartmaskenschicht, die auf der lichtabsorbierenden Schicht gebildet ist und eine Ätzbarrierenfunktion für die lichtabsorbierende Schicht hat.
  7. Maskenrohling nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtabsorbierende Schicht einfaches Silicium (Si) umfasst.
  8. Maskenrohling nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass für die lichtabschirmende Schicht die optische Dichte (OD-Wert) bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts eingestellt ist, insgesamt einen Wert von 3,0 oder mehr bei Kombination mit der optischen Dichte (OD-Wert) der halblichtdurchlässigen Schicht zu ergeben.
  9. An einer Negativ-Typ-Resistschicht angebrachter Maskenrohling, umfassend den Maskenrohling nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und eine Negativ-Typ-Resistschicht, die auf dem Maskenrohling gebildet ist.
  10. Halbton-Phasenverschiebungsmaske, auf welche ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht zu richten ist, wobei die Maske ein transparentes Substrat und ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster, das auf dem transparenten Substrat gebildet ist und nur aus Si und N besteht, oder ein halblichtdurchlässiges Schichtmuster, das auf dem transparenten Substrat gebildet ist und nur aus Si, N und O besteht, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das halblichtdurchlässige Schichtmuster einen Extinktionskoeffizienten von 0,2 bis 0,45 bei einer Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts, einen Brechungsindex von 2,3 bis 2,7 bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und eine Transmittanz von 15% bis 38% bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts aufweist, und ferner eine Schichtdicke von 57 nm bis 67 nm hat.
  11. Phasenverschiebungsmaske nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das halblichtdurchlässige Schichtmuster ein konvexes Musterelement mit einer Breite oder Länge von 60 nm oder weniger umfasst.
  12. Phasenverschiebungsmaske nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass: das halblichtdurchlässige Schichtmuster ein Hauptmuster aufweist, das auf einen Wafer aufzulösen ist, und ein Hilfsmuster, das verwendet wird, um die Auflösung des Hauptmusters zu unterstützen, und nicht auf den Wafer aufzulösen ist; und das Hilfsmuster ein oder mehrere konvexe Musterelemente jeweils mit einer Breite oder Länge von 60 nm oder weniger umfasst.
  13. Phasenverschiebungsmaske nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das halblichtdurchlässige Schichtmuster direkt auf dem transparenten Substrat gebildet ist.
  14. Phasenverschiebungsmaske nach einem der Ansprüche 10 bis 13, welche eine Negativ-Typ-Phasenverschiebungsmaske ist.
  15. Phasenverschiebungsmaske nach einem der Ansprüche 10 bis 14, ferner umfassend ein lichtabschirmendes Schichtmuster, das auf dem halblichtdurchlässigen Schichtmuster gebildet ist, wobei eine optische Dichte (OD-Wert) dieses lichtabschirmenden Schichtmusters bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts eingestellt ist, insgesamt einen gewünschten Wert (OD-Wert) bei Kombination mit einer optischen Dichte des halblichtdurchlässigen Schichtmusters zu ergeben.
  16. Phasenverschiebungsmaske nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtabschirmende Schichtmuster eine Einzelschichtstruktur aufweist, die ein lichtabsorbierendes Schichtmuster umfasst, das auf dem halblichtdurchlässigen Schichtmuster gebildet ist und eine Ätzbarrierenfunktion für das halblichtdurchlässige Schichtmuster und eine lichtabsorbierende Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts hat.
  17. Phasenverschiebungsmaske nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtabschirmende Schichtmuster eine Doppelschichtstruktur aufweist, welche umfasst: ein Ätzbarrieren-Schichtmuster, das auf dem halblichtdurchlässigen Schichtmuster gebildet ist und eine Ätzbarrierenfunktion für das halblichtdurchlässige Schichtmuster hat; und ein lichtabsorbierendes Schichtmuster, das auf dem Ätzbarrieren-Schichtmuster gebildet ist und eine lichtabsorbierende Funktion zur Absorption des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts hat.
  18. Phasenverschiebungsmaske nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtabsorbierende Schichtmuster einfaches Silicium (Si) umfasst.
  19. Phasenverschiebungsmaske nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtabschirmende Schichtmuster die optische Dichte (OD-Wert) bei der Wellenlänge des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts hat, die 431725 eingestellt ist, insgesamt einen Wert von 3,0 oder mehr bei Kombination mit der optischen Dichte des halblichtdurchlässigen Schichtmusters zu ergeben.
  20. Verfahren zur Herstellung eines durch ein Muster gebildeten Körpers unter Verwendung einer Phasenverschiebungsmaske, die aus dem Maskenrohling nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt ist, umfassend den Schritt der Verwendung der Phasenverschiebungsmaske, um ein Resistmuster durch Negativentwicklung zu bilden.
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