DE112015001717T5

DE112015001717T5 - Maskenrohling, Phasenverschiebungsmaske und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE112015001717T5
Application number: DE112015001717.8T
Authority: DE
Inventors: Yoichi Miura; Hiroshi Watanabe; Katsuya Hayano; Hideyoshi Takamizawa; Youhei Ohkawa; Takashi Adachi; Ayako Tani
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2015-01-29
Publication date: 2016-12-29
Anticipated expiration: 2035-01-30
Also published as: US20170123305A1; JP6394410B2; CN106133599A; JP2015092281A; JP5686216B1; DE112015001717B4; US9971238B2; TW201539112A; WO2015156016A1; JP2015062049A; CN106133599B; TWI575305B

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt einen Maskenrohling bereit, der Folgendes umfasst: ein transparentes Substrat, eine halbtransparente Schicht zum Steuern einer Phase und einer Transmittanz des Belichtungslichts, die auf dem transparenten Substrat ausgebildet ist, eine Mittelschicht, die auf der halbtransparenten Schicht ausgebildet ist, und eine lichtabschirmende Schicht, die auf der Mittelschicht ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtabschirmende Schicht aus einem Einzelmetallmaterial besteht, das kein Übergangsmetall umfasst; dass eine Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht 40 nm oder weniger beträgt; und dass eine optische Dichte eines Laminatkörpers, in welchem drei Arten von Schichten: die halbtransparente Schicht, die Mittelschicht und die lichtabschirmende Schicht laminiert sind, in Bezug auf das Belichtungslicht ein Wert ist, der so groß ist, dass der Laminatkörper als lichtabschirmende Region oder mehr fungiert; wobei der Maskenrohling zum Herstellen einer Halbtontyp-Phasenverschiebungsmaske verwendet wird und geeignet ist für eine Lithographietechnik auf einem Wafer mit einem halben Abstand von 40 nm und mehr, nämlich aufgrund seiner hohen Lichtabschirmungseigenschaft trotz eines dünneren lichtabschirmenden Musterfilms, seiner Fähigkeit, den EMF-Kantenversatzwert zu verringern, und seiner hervorragenden Eigenschaften hinsichtlich der Musterverarbeitbarkeit, seiner Lichtabschirmungseigenschaft und chemischen Beständigkeit.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Maskenrohling, der zur Herstellung eines Halbleiterelements verwendet wird, eine Phasenverschiebungsmaske und ein Herstellungsverfahren für die Phasenverschiebungsmaske. Im Besonderen betrifft die Erfindung eine Halbtontyp-Phasenverschiebungsmaske zur Verwendung für eine Lithographietechnik, bei der ein halber Teilungsabstand eines Musters auf einem Wafer ab 40 nm ist, wenn unter Verwendung einer Lichtbelichtungsvorrichtung unter Verwendung einer hohen NA ein Maskenmuster auf den Wafer übertragen wird.
Technischer Hintergrund
Die hohe Integration und Verfeinerung eines Halbleiterelements wurde von einem 45-nm-Knoten gemäß Entwurfsregel hin zu einem 32-nm-Knoten verbessert; ferner wurde die Entwicklung eines Halbleiterelements mit einem Knoten von 22 nm oder weniger vorangebracht. Um diese hohe Integration und Verfeinerung eines Halbleiterelements zu erreichen, ist die gegenwärtig verwendete Technik eine Photolithographietechnik zur Übertragung eines Musters auf einen Wafer unter Verwendung einer Photomaske mithilfe einer optischen Projektionsbelichtungsvorrichtung, die einen ArF-Excimerlaser mit einer Lichtbelichtungswellenlänge von 193 nm verwendet. In der Photolithographietechnik hat die rasche Entwicklung und praktische Anwendung von hochauflösenden Techniken unter Verwendung einer Lichtbelichtungsvorrichtung, wie eine Lichtbelichtungstechnik mit hoher NA, in der die Numerische Apertur (NA) einer Projektionslinse erhöht ist, eine Flüssigimmersionslichtbelichtungstechnik, in der das Licht über ein hochbrechendes Medium, das zwischen der Projektionslinse und dem Target positioniert ist, ein Target belichtet, und eine mit modifiziertem Licht installierte Lichtbelichtungstechnik, stark zugenommen.
In diesem Zusammenhang wurde in den vergangenen Jahren eine Superauflösungstechnik (RET-Technik: Auflösungsverbesserungstechnik) vorgeschlagen, um den Auflösungsgrad zu verbessern. Beispiele dieser Superauflösungstechnik können ein Verfahren zum Optimieren eines Maskenmusters durch Anwenden eines Hilfsmusters und Kantenversatzes (z. B. Korrekturausmaß einer Maskenlinienbreite) auf das Maskenmuster gemäß der optischen Lichtbelichtungseigenschaft und ein Verfahren namens Verfahren mit modifiziertem Licht (auch als Belichtungsverfahren mit einfallendem schrägem Licht bezeichnet) umfassen. Beleuchtungen wie Zonenstrahlbeleuchtung unter Verwendung eines Pupillenfilters, Dipolbeleuchtung unter Verwendung eines Dipolpupillenfilters, und Quadrupol-(C-Quad-)Beleuchtung unter Verwendung eines Quadrupolpupillenfilters werden üblicherweise für das Verfahren mit modifizierter Beleuchtung verwendet.
Andererseits wurden als Maßnahme zur Verbesserung des Auflösungsgrades einer Photomaske (auch als Gitternetz bezeichnet) für eine Photolithographietechnik zur Verfeinerung und Verbesserung der Genauigkeit einer herkömmlichen Binärtyp-Photomaske (nachstehend Binärmaske), in der im Lichtdurchlässigkeitsabschnitt und Lichtabschirmungsabschnitt ein Muster ausgebildet wird, indem ein lichtabschirmender Film unter Verwendung von Chrom z. B. auf einem transparenten Substrat ausgebildet wird und zur Entwicklung und praktischen Anwendung von Phasenverschiebungsmasken, wie einer Levenson-Typ-Phasenverschiebungsmaske zur Verstärkung der Auslösungsgradverbesserung mithilfe des Phasenverschiebungseffekts unter Verwendung von Lichtinterferenz, eine Halbtontyp-Phasenverschiebungsmaske mit einem lichtdurchlässigen Abschnitt und einem halblichtdurchlässigen Abschnitt sowie eine chromlose Phasenverschiebungsmaske, in der keine lichtabschirmende Schicht wie Chrom angeordnet ist, weiterentwickelt.
Die oben beschriebene Halbtontyp-Phasenverschiebungsmaske weist ein Maskenmuster auf, das einen halbtransparenten Film (nachstehend auch als halbtransparenter Musterfilm bezeichnet) auf einem transparenten Substrat als typischen Aufbau umfasst und derart ausgebildet ist, dass die Phase von Belichtungslicht, das zu diesem halbtransparenten Musterfilm durchgelassen wird, und die Phase des Belichtungslichts, das zum transparenten Substrat durchgelassen wird, umgekehrt werden.
In einer solchen Halbtontyp-Phasenverschiebungsmaske erfolgt eine Verringerung der Lichtstärke aufgrund der Phasenumkehrung an der Grenze zwischen dem Abschnitt, in dem der halbtransparente Musterfilm (nachstehend auch als Maskenmusterabschnitt bezeichnet) angeordnet ist, und einem von einem transparenten Substrat freigelegten Abschnitt, um zu verhindern, dass sich die Lichtstärkenverteilung verbreitert. Hinsichtlich des Materials für den halbtransparenten Film wird weitgehend eine Molybdänsilicidverbindung (MoSi), wie Molybdänsilicidoxidnitrid (MoSiON), verwendet.
Hier ist die Transmittanz des halbtransparenten Musterfilms herkömmlicher Weise derart, dass sie ungefähr 6% beträgt, aber das Problem dabei ist, dass ein übertragenes Bild aufgrund des Belichtungslichts, das zu diesem halbtransparenten Musterfilm durchgelassen wird, an der Stelle unscharf wird, an der ein Bereich des Maskenmusterabschnitts groß ist. Angesichts dessen wurde eine Anordnung zur Abschirmung von unnötigem Belichtungslicht durch Anordnen eines lichtabschirmenden Abschnitts (nachstehend auch als lichtabschirmender Musterfilm bezeichnet) auf einem halbtransparenten Musterfilm vorgeschlagen (siehe z. B. zitiertes Dokument 1). Eine Halbtontyp-Phasenverschiebungsmaske mit einer solchen Beschaffenheit wird Versuchstonmaske genannt.
Hier erfordert ein lichtabschirmender Musterfilm einer Versuchstonmaske mit hoher Transmittanz in einem halbtransparenten Film, der geeigneter Weise zum Ausbilden eines feinen Punktmusters und Lochmusters verwendet wird, Dicke, da eine höhere Lichtabschirmungseigenschaft für den lichtabschirmenden Musterfilm auf dem halbtransparenten Musterfilm erforderlich ist.
Wenn aber der lichtabschirmende Musterfilm dicker ausgebildet wird, muss auch ein Resistmuster zum Verarbeiten des lichtabschirmenden Musterfilms dicker sein, was die Verarbeitung eines feinen Musters erschwert. Es kann dadurch auch eine Fehlfunktion, wie ein Musterversagen während des Waschens, eintreten, da die Höhen des lichtabschirmenden Musterfilms und des halbtransparenten Musterfilms im Maskenverarbeitungsschritt erhöht sind.
Ferner wird hinsichtlich einer Binärmaske, die zur Verwendung für einen halben Teilungsabstand (hp) eines Musters auf einem Wafer ab 40 nm zu verwenden ist, die Breite einer Maskenmusterlinie auf einer Photomaske kleiner als die Wellenlänge 193 nm von ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht zur Verwendung für eine Lithographie. Ein Problem dabei ist, dass ein Kantenversatzwert (EMF-Versatz), welcher ein Korrekturausmaß einer Maskenlinienbreite ist, abgeleitet von der Wirkung eines elektromagnetischen Feldes (EMF), ansteigt, wenn die Filmdicke eines lichtabschirmenden Musterfilms in einer Maskenmusterregion dick ist, da ein Belichtungsverfahren mit einfallendem schrägem Licht und eine Superauflösungstechnik unter Verwendung eines Pupillenfilters angewandt wurden, um ein feines Muster auszubilden.
In diesem Fall tritt dieses Problem auch in einer Halbtontyp-Phasenverschiebungsmaske (Versuchstonmaske) auf, die den oben beschriebenen lichtabschirmenden Musterfilm aufweist.
Angesichts dessen wurde in den vergangenen Jahren in Bezug auf das oben beschriebene, durch den Effekt eines elektromagnetischen Feldes (EMF) verursachte Problem auch in einer Halbtontyp-Phasenverschiebungsmaske (Versuchstonmaske) mit dem oben beschriebenen lichtabschirmenden Musterfilm ein Material für eine Maske überdacht, und eine Versuchstonmaske unter Verwendung eines Materials auf Molybdänsilicid-(MoSi-)Basis als lichtabschirmendes Musterfilmmaterial anstatt eines Materials auf Chrombasis vorgeschlagen (siehe z. B. Patentdokument 2).
Zitierliste
Patentliteratur

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-(JP-A) Nr. 08-292550
Patentdokument 2: JP-A Nr. 2007-241137

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Ein lichtabschirmender Musterfilm, der ein Material wie das oben beschriebene Material auf Molybdänsilicid-(MoSi-)Basis umfasst, in dem die Zusammensetzung entsprechend der Anforderung des Dünnermachens des Films eingestellt ist, weist jedoch keine ausreichende chemische Beständigkeit während des Waschens der Maske oder Lichtbeständigkeit gegenüber einer ArF-Excimerlaser-Lichtbelichtung auf. Ein Problem dabei ist, dass die Eigenschaften, wie die optische Dichte, durch eine Versuchstonmaske unter Verwendung des oben beschriebenen Materials auf Molybdänsilicid-(MoSi-)Basis für den lichtabschirmenden Musterfilm nicht stabil aufrechterhalten werden können.
Dementsprechend wurde die vorliegende Erfindung in Anbetracht dieses Problems gemacht. Ein lichtabschirmender Musterfilm wird dünner gemacht und eine ausreichende Lichtabschirmungseigenschaft wird beibehalten, um eine dünne Resistschicht zu ermöglichen und um eine Festigkeit in Bezug auf das Waschen zu verbessern, sodass ein feines Muster hergestellt werden kann, selbst wenn ein halbtransparenter Musterfilm mit hoher Transmittanz verwendet wird. Darüber hinaus kann ein EMF-Kantenversatzwert verringert werden. Somit kann die vorliegende Erfindung einen Maskenrohling mit hervorragender Musterverarbeitbarkeit, Licht- und chemischer Beständigkeit bereitstellen, um zur Herstellung einer Halbtontyp-Verschiebungsmaske verwendet zu werden, die für eine Lithographietechnik mit einem halben Teilungsabstand ab 40 nm auf einem Wafer, eine Phasenverschiebungsmaske und ein Verfahren zur Herstellung derselben geeignet ist.
Lösung des Problems
Zur Lösung des Problems ist ein Maskenrohling unter Bezugnahme auf die Erfindung in Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung ein Maskenrohling, der verwendet wird, um eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske herzustellen, die ein ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht anwendet, umfassend:
ein transparentes Substrat, eine halbtransparente Schicht zum Steuern einer Phase und einer Transmittanz des Belichtungslichts, die auf dem transparenten Substrat ausgebildet ist, eine Mittelschicht, die auf der halbtransparenten Schicht ausgebildet ist, eine lichtabschirmende Schicht, die auf der Mittelschicht ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtabschirmende Schicht aus einem Einzelmetallmaterial besteht, das kein Übergangsmetall umfasst, dass eine Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht 40 nm oder weniger beträgt, und dass eine optische Dichte eines Laminatkörpers, in welchem drei Arten von Schichten: die halbtransparente Schicht, die Mittelschicht und die lichtabschirmende Schicht, laminiert sind, in Bezug auf das Belichtungslicht ein Wert ist, der so groß ist, dass der Laminatkörper als lichtabschirmende Region oder mehr fungiert.
Der Maskenrohling unter Bezugnahme auf die Erfindung in Anspruch 2 der vorliegenden Erfindung ist der Maskenrohling gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laminatkörper, in welchem drei Arten von Schichten: die halbtransparente Schicht, die Mittelschicht und die lichtabschirmende Schicht, laminiert sind, derart eingestellt ist, dass er eine optische Dichte in Bezug auf ein Belichtungslicht von 2,8 oder mehr aufweist.
Der Maskenrohling unter Bezugnahme auf die Erfindung in Anspruch 3 der vorliegenden Erfindung ist der Maskenrohling gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis zwischen einer Transmittanz T in Bezug auf das Belichtungslicht der halbtransparenten Schicht und einer Filmdicke „d” der lichtabschirmenden Schicht wie folgt ist: im Bereich 23 nm ≤ d ≤ 27 nm, wenn T = 6%, im Bereich 31 nm ≤ d ≤ 35 nm, wenn T = 20%, im Bereich 33 nm ≤ d ≤ 37 nm, wenn T = 30%.
Der Maskenrohling unter Bezugnahme auf die Erfindung in Anspruch 4 der vorliegenden Erfindung ist der Maskenrohling gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtabschirmende Schicht aus dem Einzelmetallmaterial mit einem Brechungsindex „n” von 1,0 oder weniger und einem Extinktionskoeffizienten „k” von 2,0 oder mehr besteht.
Der Maskenrohling unter Bezugnahme auf die Erfindung in Anspruch 5 der vorliegenden Erfindung ist der Maskenrohling gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einzelmetallmaterial Silikon ist.
Der Maskenrohling unter Bezugnahme auf die Erfindung in Anspruch 6 der vorliegenden Erfindung ist der Maskenrohling gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die halbtransparente Schicht aus Si_xO_1-x-yN_y („x” und „y” erfüllen 0 < x < 1,0 < y < 1, und 0 < x + y ≤ 1) besteht.
Der Maskenrohling unter Bezugnahme auf die Erfindung in Anspruch 7 der vorliegenden Erfindung ist der Maskenrohling gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelschicht aus einem Material mit einer Stabilität gegenüber Trockenätzen unter Verwendung von fluorhaltigem Gas besteht.
Der Maskenrohling unter Bezugnahme auf die Erfindung in Anspruch 8 der vorliegenden Erfindung ist der Maskenrohling gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelschicht aus einem chromhaltigen Material besteht, das Chrom (Cr) enthält, und dass eine Filmdicke der Mittelschicht im Bereich von 2 nm bis 5 nm liegt.
Der Maskenrohling unter Bezugnahme auf die Erfindung in Anspruch 9 der vorliegenden Erfindung ist der Maskenrohling gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hartmaskenschicht, die aus einem Material mit einer Stabilität gegenüber Trockenätzen unter Verwendung von fluorhaltigem Gas besteht, auf der lichtabschirmenden Schicht bereitgestellt ist.
Die Phasenverschiebungsmaske unter Bezugnahme auf die Erfindung in Anspruch 9 der vorliegenden Erfindung ist eine Halbtontyp-Phasenverschiebungsmaske, die ein ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht beaufschlagt, umfassend: ein transparentes Substrat, einen halbtransparenten Musterfilm zum Steuern einer Phase und einer Transmittanz des Belichtungslichts, das auf dem transparenten Substrat ausgebildet ist, einen Mittelmusterfilm, der auf dem halbtransparenten Musterfilm ausgebildet ist, einen lichtabschirmenden Musterfilm, der auf dem Mittelmusterfilm ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der lichtabschirmende Musterfilm aus einem Einzelmetallmaterial besteht, das kein Übergangsmetall umfasst, dass eine Filmdicke des lichtabschirmenden Musterfilms 40 nm oder weniger beträgt, und dass eine optische Dichte eines Laminatkörpers, in welchem drei Arten von Filmen: der halbtransparente Musterfilm, der Mittelmusterfilm und der lichtabschirmende Musterfilm, laminiert sind, in Bezug auf das Belichtungslicht ein Wert ist, der so groß ist, dass der Laminatkörper als lichtabschirmende Region oder mehr fungiert.
Die Phasenverschiebungsmaske unter Bezugnahme auf die Erfindung in Anspruch 11 der vorliegenden Erfindung ist die Phasenverschiebungsmaske gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Laminatkörper, in welchem drei Arten von Filmen: der halbtransparente Musterfilm, der Mittelmusterfilm und der lichtabschirmende Musterfilm, laminiert sind, derart eingestellt ist, dass er eine optische Dichte in Bezug auf ein Belichtungslicht von 2,8 oder mehr aufweist.
Die Phasenverschiebungsmaske unter Bezugnahme auf die Erfindung in Anspruch 12 der vorliegenden Erfindung ist die Phasenverschiebungsmaske gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis zwischen einer Transmittanz T in Bezug auf das Belichtungslicht des halbtransparenten Musterfilms und einer Filmdicke „d” des lichtabschirmenden Musterfilms wie folgt ist: im Bereich 23 nm ≤ d ≤ 27 nm, wenn T = 6%, im Bereich 31 nm ≤ d ≤ 35 nm, wenn T = 20%, im Bereich 33 nm ≤ d ≤ 37 nm, wenn T = 30%.
Die Phasenverschiebungsmaske unter Bezugnahme auf die Erfindung in Anspruch 13 der vorliegenden Erfindung ist die Phasenverschiebungsmaske gemäß Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der lichtabschirmende Musterfilm aus dem Einzelmetallmaterial mit einem Brechungsindex „n” von 1,0 oder weniger und einem Extinktionskoeffizienten „k” von 2,0 oder mehr besteht.
Die Phasenverschiebungsmaske unter Bezugnahme auf die Erfindung in Anspruch 14 der vorliegenden Erfindung ist die Phasenverschiebungsmaske gemäß Anspruch 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Einzelmetallmaterial Silikon ist.
Die Phasenverschiebungsmaske unter Bezugnahme auf die Erfindung in Anspruch 15 der vorliegenden Erfindung ist die Phasenverschiebungsmaske gemäß Anspruch 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der halbtransparente Musterfilm aus Si_xO_1-x-yN_y („x” und „y” erfüllen 0 < x < 1, 0 < y < 1, und 0 < x + y ≤ 1) besteht.
Die Phasenverschiebungsmaske unter Bezugnahme auf die Erfindung in Anspruch 16 der vorliegenden Erfindung ist die Phasenverschiebungsmaske gemäß Anspruch 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelmusterfilm aus einem Material mit einer Stabilität gegenüber Trockenätzen unter Verwendung von fluorhaltigem Gas besteht.
Die Phasenverschiebungsmaske unter Bezugnahme auf die Erfindung in Anspruch 17 der vorliegenden Erfindung ist die Phasenverschiebungsmaske gemäß Anspruch 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelmusterfilm aus einem chromhaltigen Material besteht, das Chrom (Cr) enthält, und dass eine Filmdicke des Mittelmusterfilms im Bereich von 2 nm bis 5 nm liegt
Das Herstellungsverfahren für eine Phasenverschiebungsmaske unter Bezugnahme auf die Erfindung in Anspruch 18 ist das Verfahren, das folgende Schritte umfasst: Herstellen eines Maskenrohlings mit einer Hartmaskenschicht, umfassend ein transparentes Substrat, eine halbtransparente Schicht zum Steuern einer Phase und einer Transmittanz des Belichtungslichts, die auf dem transparenten Substrat ausgebildet ist, eine Mittelschicht, die auf der halbtransparenten Schicht ausgebildet ist und eine lichtabschirmende Schicht, die auf der Mittelschicht ausgebildet ist, wobei eine Hartmaskenschicht auf der lichtabschirmenden Schicht des Maskenrohlings ausgebildet ist und wobei die lichtabschirmende Schicht aus einem Einzelmetallmaterial besteht, das kein Übergangsmetall umfasst; Ausbilden eines ersten Resistmusterfilms auf der Hartmaskenschicht; Ausbilden einer ersten Form eines Hartmaskenmusterfilms durch Ätzen der Hartmaskenschicht, die vom ersten Resistmusterfilm freigelegt ist; Ausbilden einer ersten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms durch Ätzen der lichtabschirmenden Schicht, die von der ersten Form eines Hartmaskenmusterfilms freigelegt ist, durch Verwendung der Mittelschicht als Ätzstoppschicht; Entfernen des ersten Resistmusterfilms; Ausbilden eines zweiten Resistmusterfilms, der eine gewünschte Region der ersten Form eines Hartmaskenmusterfilms und eine gewünschte Region der von der ersten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms freigelegten Mittelschicht bedeckt; Ausbilden einer zweiten Form eines Hartmaskenmusterfilms und einer ersten Form eines Mittelmusterfilms durch Ätzen der ersten Form einer Hartmaskenmusterschicht, die vom zweiten Resistmusterfilm freigelegt ist, und der Mittelschicht, die vom zweiten Resistmusterfilm und der ersten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms freigelegt ist; Entfernen des zweiten Resistmusterfilms; Ausbilden einer zweiten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms und eines halbtransparenten Musterfilms durch Ätzen der ersten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms, der von der zweiten Form eines Hartmaskenmusterfilms freigelegt ist, und der halbtransparenten Schicht, die von der ersten Form eines Mittelmusterfilms freigelegt ist; und Ausbilden einer zweiten Form eines Mittelmusterfilms durch Ätzen der zweiten Form eines Hartmaskenmusterfilms und der ersten Form eines Mittelmusterfilms, die von der zweiten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms freigelegt sind, während die zweite Form eines Hartmaskenmusterfilms entfernt wird; in dieser Reihenfolge.
Das Herstellungsverfahren für eine Phasenverschiebungsmaske unter Bezugnahme auf die Erfindung in Anspruch 19 ist das Verfahren, das folgende Schritte umfasst: Herstellen eines Maskenrohlings mit einer Hartmaskenschicht, umfassend ein transparentes Substrat, eine halbtransparente Schicht zum Steuern einer Phase und einer Transmittanz des Belichtungslichts, die auf dem transparenten Substrat ausgebildet ist, eine Mittelschicht, die auf der halbtransparenten Schicht ausgebildet ist und eine lichtabschirmende Schicht, die auf der Mittelschicht ausgebildet ist, wobei eine Hartmaskenschicht auf der lichtabschirmenden Schicht des Maskenrohlings ausgebildet ist und wobei die lichtabschirmende Schicht aus einem Einzelmetallmaterial besteht, das kein Übergangsmetall umfasst; Ausbilden eines ersten Resistmusterfilms auf der Hartmaskenschicht; Ausbilden einer ersten Form eines Hartmaskenmusterfilms durch Ätzen der Hartmaskenschicht, die vom ersten Resistmusterfilm freigelegt ist; Ausbilden einer ersten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms durch Ätzen der lichtabschirmenden Schicht, die von der ersten Form eines Hartmaskenmusterfilms freigelegt ist, durch Verwendung der Mittelschicht als Ätzstoppschicht; Ausbilden einer ersten Form eines Mittelmusterfilms durch Ätzen der Mittelschicht, die von der ersten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms freigelegt ist; Entfernen des ersten Resistmusterfilms; Ausbilden eines zweiten Resistmusterfilms, der eine gewünschte Region der ersten Form eines Hartmaskenmusterfilms bedeckt; Ausbilden einer zweiten Form eines Hartmaskenmusterfilms durch Ätzen der ersten Form einer Hartmaskenmusterschicht, die vom zweiten Resistmusterfilm freigelegt ist; Entfernen des zweiten Resistmusterfilms; Ausbilden einer zweiten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms und eines halbtransparenten Musterfilms durch Ätzen der ersten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms, der von der zweiten Form eines Hartmaskenmusterfilms freigelegt ist, und der halbtransparenten Schicht, die von der ersten Form eines Mittelmusterfilms freigelegt ist; und Ausbilden einer zweiten Form eines Mittelmusterfilms durch Ätzen der zweiten Form eines Hartmaskenmusterfilms und der ersten Form eines Mittelmusterfilms, die von der zweiten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms freigelegt sind, während die zweite Form eines Hartmaskenmusterfilms entfernt wird; in dieser Reihenfolge.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein lichtabschirmender Musterfilm mit hoher Lichtabschirmungseigenschaft in Bezug auf Belichtungslicht, selbst wenn er ausgedünnt wird, um eine Verringerung des EMF-Kantenversatzwerts zu ermöglichen, bereitgestellt. Somit kann eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske mit günstiger Musterverarbeitbarkeit, hervorragender chemischer und Lichtbeständigkeit und die für eine Lithographietechnik auf einem Wafer ab einem halben Teilungsabstand von 40 nm geeignet ist, erhalten werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A und 1B sind schematische Querschnittsansichten eines Beispiels eines Maskenrohlings der vorliegenden Erfindung.
2A und 2B sind schematische Querschnittsansichten eines Beispiels einer Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung.
3A bis 3J sind schematische Querschnittsansichten eines Beispiels eines Herstellungsverfahrens für eine Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung.
4A bis 4J sind schematische Querschnittsansichten eines weiteren Beispiels eines Herstellungsverfahrens für eine Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung.
5A ist ein Graph, der ein Verhältnis zwischen einer Transmittanz einer halbtransparenten Schicht und einer Dicke einer lichtabschirmenden Schicht in einem Maskenrohling der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein schematischer Grundriss eines Quadrupolpupillenfilters (C-Quad), der für eine Übertragungseigenschaftsbewertung auf einer Maske in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
7 ist ein Graph, der einen EMF-Kantenversatzwert in jeder Maskenbeschaffenheit zeigt.
8 ist eine Querschnittsansicht einer Binärmaske zur Erläuterung eines EMF-Kantenversatz.
Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend werden ein Maskenrohling, eine Phasenverschiebungsmaske und ein Herstellungsverfahren für dieselbe mit Bezug auf die vorliegende Erfindung detailliert beschrieben.
<Maskenrohling>
Zunächst soll ein Maskenrohling der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
1A und 1B sind schematische Querschnittsansichten eines Beispiels eines Maskenrohlings der vorliegenden Erfindung. Hier ist ein in 1B gezeigter Maskenrohling 20 ein in 1A gezeigter Maskenrohling 10 mit einer Hartmaskenschicht 21 auf der lichtabschirmenden Schicht 14.
Wie in 1A gezeigt, weist der Maskenrohling 10 in der vorliegenden Erfindung ein transparentes Substrat 11, eine darauf ausgebildete halbtransparente Schicht 12, eine auf der halbtransparenten Schicht 12 ausgebildete Mittelschicht 13 und eine auf der Mittelschicht 13 ausgebildete lichtabschirmende Schicht 14 auf.
Die lichtabschirmende Schicht 14 umfasst ein Einzelmetallmaterial, das kein Übergangsmetall umfasst; die Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht beträgt 40 nm oder weniger; und eine optische Dichte eines Laminatkörpers, in welchem drei Arten von Schichten: die halbtransparente Schicht, die Mittelschicht und die lichtabschirmende Schicht, laminiert sind, in Bezug auf das ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht ein Wert ist, der so groß ist, dass der Laminatkörper als lichtabschirmende Region oder mehr fungiert, wobei spezifisch 2,8 oder mehr von Vorteil sind. Der Maskenrohling 10 der vorliegenden Erfindung wird nachstehend in jeder Zusammensetzung beschrieben, z. B. als ein transparentes Substrat 11, eine halbtransparente Schicht 12, eine Mittelschicht 13 und eine lichtabschirmende Schicht 14.
(1) Transparentes Substrat
In der vorliegenden Erfindung können Materialien wie optisch poliertes synthetisches Quarzglas, Fluorit und Kalziumfluorid, die Belichtungslicht mit hoher Transmittanz durchlassen, für das transparente Substrat 11 verwendet werden, doch ist synthetisches Quarzglas üblicherweise vorteilhafter, weil es vielfach verwendet wird und somit von stabilerer Qualität ist, und aufgrund seiner hohen Transmittanz von Belichtungslicht mit kurzer Wellenlänge.
(2) Halbtransparente Schicht
In der vorliegenden Ausführungsform fungiert die halbtransparente Schicht 12 als Halbtonschicht zum Steuern einer Phase und einer Transmittanz des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts. Das Material ist daher nicht besonders eingeschränkt, und es kann ein Material verwendet werden, das für eine herkömmliche Halbtontyp-Phasenverschiebungsmaske verwendet wird.
Zum Beispiel kann ein Film verwendet werden, der aus Si_xO_1-x-yN_y („x” und „y” erfüllen 0 < x < 1, 0 < y < 1, und 0 < x + y ≤ 1), das ein Material auf Siliciumnitrid-(SiN-)Basis ist, oder aus einem Material auf Molybdänsilicid-(MoSi-)Basis, wie einem Molybdänsilicidoxidfilm (MoSiO), einem Molybdänsilicidnitridfilm (MoSiN), und einem Molybdänsilicidoxidnitridfilm (MoSiON), besteht.
Von diesen ist zum Beispiel ein Film, der aus Si_xO_1-x-yN_y, das ein Material auf Siliciumnitrid-(SiN-)Basis ist, besteht, bevorzugt. Grund dafür ist, dass die halbtransparente Schicht 12 eine höhere Transmittanz haben kann als das die Transmittanz des ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts und dünner sein kann als solche, die für eine herkömmliche Halbtontyp-Phasenverschiebungsmaske, die den Film auf Molybdänsilicid-(MoSi-)Basis umfassen, verwendet werden. Ferner ist der Film, der aus Si_xO_1-x-yN_y besteht, nicht besonders eingeschränkt, aber im Spezifischen ist einer mit einem Extinktionskoeffizienten „k” bei der Wellenlänge eines ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts in einem Bereich von 0,2 bis 0,45, einem Brechungsindex „n” bei der Wellenlänge eines ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts in einem Bereich von 2,3 bis 2,7 und einer Tranmittanz bei einer Wellenlänge eines ArF-Excimerlaser-Belichtungslichts in einem Bereich von 15% bis 38% bevorzugt. Grund hierfür ist, dass die halbtransparente Schicht 12 eine höhere Transmittanz aufweisen und dünner sein kann.
Beim Herstellen eines ein Muster ausbildenden Körpers unter Verwendung einer Phasenverschiebungsmaske, die vom Maskenrohling der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird, um den Kontrast eines Übertragungsbilds zu verbessern, indem die Lichtstärke aufgrund eines durch einen Phaseneffekt am Rand von Mustern bedingten Lichteinfalls null wird, kann daher die halbtransparente Schicht 12 eine höhere Lichttransmittanz aufweisen und der Phaseneffekt auffälliger sein. Der Film, der aus Si_xO_1-x-yN_y besteht, enthält kein Metall, sodass ein Oxidfilm von Silicium (Si) sich nicht bildet, selbst wenn der Film über einen langen Zeitraum mit einem ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht bestrahlt wird, und somit wird verhindert, dass eine Mustergröße (kritische Dimension) verändert wird. Auf ähnliche Weise kann die Veränderung der Mustergröße auch in einem Schritt des Waschens einer Phasenverschiebungsmaske verhindert werden. Dementsprechend kann die Übertragungseigenschaft hervorragend sein, und die Stabilität gegenüber ArF-Excimerlaser-Belichtungslichtbestrahlung und Waschen kann in einer Photolithographie verbessert sein.
Wenn ferner eine halbtransparente Schicht 12 eine höhere Lichttransmittanz aufweist, wird die Gesamtdicke der Mittelschicht 13 und der lichtabschirmenden Schicht 14, die erforderlich ist, damit eine optische Dichte des Laminatkörpers, in welchem drei Arten von Filmen: der halbtransparente Musterfilm, der Mittelmusterfilm und der lichtabschirmende Musterfilm, laminiert sind, in Bezug auf das ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht, einen Wert aufweist, der so groß ist, dass der Laminatkörper als lichtabschirmende Region oder mehr fungiert, insbesondere vorzugsweise 2,8 oder mehr, umgesetzt werden kann, dick. Dementsprechend wird in diesem Fall, wie später beschrieben, wenn die Mittelschicht 13 aus einem Material auf Chrombasis, das Chrom (Cr) enthält, besteht und die lichtabschirmende Schicht 14 Silikon, das ein Einzelmetallmaterial ist, enthält, der Effekt, der in der Lage ist, die Gesamtdicke der Mittelschicht 13 und der lichtabschirmenden Schicht 14, die erforderlich ist, damit eine optische Dichte des Laminatkörpers in Bezug auf das ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht, einen Wert aufweist, der so groß ist, dass der Laminatkörper als lichtabschirmende Region oder mehr fungiert, insbesondere vorzugsweise 2,8 oder mehr, durch Dünnermachen der Mittelschicht 13 dünner zu machen, beachtlich, da die ursprüngliche Gesamtdicke der Mittelschicht 13 und der lichtabschirmenden Schicht 14 dick wird. Dadurch wird ein Effekt des Hemmens des Ansteigens des EMF-Kantenversatzwerts einer Phasenverschiebungsmaske beachtlich. Wie später beschrieben, werden diese Effekte noch auffälliger, wenn die Dicke der Mittelschicht 13 auf 5 nm oder weniger reduziert wird. In dieser Hinsicht ist ein Film, der aus Si_xO_1-x-yN_y, das ein Material auf Siliciumnitrid-(SiN-)Basis ist, besteht, von den oben beschriebenen Materialien bevorzugt.
Wenn ein Film, der aus Si_xO_1-x-yN_y besteht, als die halbtransparente Schicht 12 verwendet wird, die Mittelschicht 13 aus einem chromhaltigen Material, das Chrom (Cr) enthält, besteht und die lichtabschirmende Schicht 14 Silicium, das ein Einzelmetallmaterial ist, enthält, kann dementsprechend die halbtransparente Schicht 12 dünner sein und die Gesamtdicke der Mittelschicht 13 und der lichtabschirmenden Schicht 13 beachtlich dünn sein. Dadurch kann eine Fehlfunktion, wie ein Musterversagen, im später beschriebenen halbtransparenten Musterfilm 32, der auf der halbtransparenten Schicht 12 ausgebildet ist, oder der Anstieg des EMF-Kantenversatzwerts in der Phasenverschiebungsmaske beachtlich verhindert und gleichzeitig das Verarbeiten der halbtransparenten Schicht 12 und das Korrigieren des später beschriebenen halbtransparenten Musterfilms 32 erleichtert werden. Dieser Effekt ist noch auffälliger, wenn die Dicke der Mittelschicht 13 auf 5 nm oder weniger reduziert wird.
Ferner ist ein Film, der aus Si_xO_1-x-yN_y besteht, nicht besonders eingeschränkt, aber das Zusammensetzungsverhältnis „y” von Silikon (Si) liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,4 bis 0,6. Grund dafür ist, dass, wenn das Verhältnis den Bereich nicht erreicht, der oben beschriebene gewünschte Transmittanzbereich nicht erreicht werden kann, und wenn das Verhältnis den Bereich übersteigt, auch der oben beschriebene gewünschte Transmittanzbereich überschritten werden kann.
Ferner ist der Film, der aus Si_xO_1-x-yN_y besteht, nicht besonders eingeschränkt, aber vorzugsweise genügt das Zusammensetzungsverhältnis „x” von Silikon (Si) und dem Zusammensetzungsverhältnis „y” von Nitrid (N) im Wesentlichen 0,95 ≤ x + y ≤ 1 und vorzugsweise x + y = 1. Wenn eine große Menge Sauerstoff (O) in dem Film, der aus Si_xO_1-x-yN_y besteht, anwesend ist, wird ein Extinktionskoeffizient „k” niedrig, sodass die Transmittanz hoch und in weiterer Folge ein Brechungsindex „n” niedrig wird. Die Filmdicke des Films, der aus Si_xO_1-x-yN_y besteht, zur Erhaltung eines Phasenunterschieds von 180° wird daher dick. Hier bedeutet die Beschreibung, dass das Zusammensetzungsverhältnis „x” von Silikon (Si) und das Zusammensetzungsverhältnis „y” von Nitrid (N) im Wesentlichen x + y = 1 genügt, dass im Wesentlichen kein Sauerstoff (O) enthalten ist. Der Bereich von x + y, in dem das Zusammensetzungsverhältnis „x” von Silikon (Si) und das Zusammensetzungsverhältnis „y” von Nitrid (N) im Wesentlichen x + y = 1 genügt, ist ein Bereich von 0,97 bis 1,00 und darüber hinaus vorzugsweise ein Bereich von 0,98 bis 1,00.
Ferner ist der Film, der aus Si_xO_1-x-yN_y besteht, nicht besonders eingeschränkt, aber vorzugsweise genügt das Zusammensetzungsverhältnis „x” von Silikon (Si) und das Zusammensetzungsverhältnis „y” von Nitrid (N) im Wesentlichen x = y. Grund dafür ist, dass dadurch ein feiner Film von Silikon (Si) und Nitrid (N) erhalten werden und daher eine Verbesserung der Stabilität, z. B. gegenüber Waschen und ArF-Excimerlaser-Belichtungslichtbestrahlung erwartet werden kann. Die Beschreibung, dass das Zusammensetzungsverhältnis „x” von Silikon (Si) und das Zusammensetzungsverhältnis „y” von Nitrid (N) im Wesentlichen x = y genügt, bedeutet, dass das Verhältnis von „x” und „y” in einem Bereich von „x”:„y” = 0,4:0,6 bis 0,6:0,4 liegt.
Muster können durch Trockenätzen unter Verwendung von fluorhaltigem Gas, wie z. B. CF₄, CHF₃, C₂F₆, dem Gasgemisch von diesen oder dem Gasgemisch von diesen, in das als Ätzgas Verdünnungsgas wie Sauerstoff gemischt wird, ausgebildet werden, wenn die halbtransparente Schicht 12 aus Material auf Siliciumnitridbasis besteht.
Ferner ist das Verfahren zur Ausbildung des Films, der aus Si_xO_1-x-yN_y besteht, nicht besonders eingeschränkt, aber die Erfindung betrifft ein Filmausbildungsverfahren, sodass der Film, der aus Si_xO_1-x-yN_y besteht, durch Verwenden eines Targets aus Silicium (Si) als Sputtertarget, Sputtern mit sorgfältig ausgewähltem Sputtergas und Filmausbildungsbedingungen ausgebildet wird, um das gewünschte Zusammensetzungsverhältnis von Si_xO_1-x-yN_y („x” und „y” erfüllen 0 < x < 1, 0 < y < 1, und 0 < x + y ≤ 1) des Films, der aus Si_xO_1-x-yN_y besteht, zu erhalten.
Ferner ist die Filmdicke des Films, der aus Si_xO_1-x-yN_y besteht, nicht besonders eingeschränkt, aber sie liegt bevorzugter Weise im Bereich von 57 nm bis 67 nm. Grund dafür ist, dass, wenn die Filmdicke im Bereich von 57 nm bis 67 nm liegt, der halbtransparente Musterfilm leicht durch Ätzen ausgebildet werden kann, da die Filmdicke der halbtransparenten Schicht 12 dünner als bei einer herkömmlichen halbtransparenten Schicht wird. Darüber hinaus wird die für das Ätzen beanspruchte Zeit dadurch kürzer, weshalb, wie später beschrieben, selbst wenn eine Ätzbarriereschicht zum Verhindern einer Beschädigung des transparenten Substrats 11 nicht zwischen dem transparenten Substrat 11 und der halbtransparenten Schicht 12 angeordnet ist, eine Beschädigung des transparenten Substrats 11 zum Zeitpunkt des Ausbildens des halbtransparenten Musterfilms durch Ätzen ausreichend verhindert werden kann.
Ferner liegt die Filmdicke des Films, der aus Si_xO_1-x-yN_y besteht, vorzugsweise in einem Bereich von 57 nm bis 64 nm und noch bevorzugter in einem Bereich von 57 nm bis 62 nm. Grund dafür ist, dass eine dünnere Filmdicke des Films, der aus Si_xO_1-x-yN_y besteht, eine Fehlfunktion, wie ein Musterversagen im später beschriebenen halbtransparenten Musterfilm, der auf dem Film, der aus Si_xO_1-x-yN_y besteht, ausgebildet ist, verhindern und das Verarbeiten des Films, der aus Si_xO_1-x-yN_y besteht, und Korrigieren des Films, der aus Si_xO_1-x-yN_y besteht, erleichtern kann und das korrigieren des halbtransparenten Musterfilms erleichtern kann.
Ferner kann die Filmdicke des Films, der aus Si_xO_1-x-yN_y besteht, durch das Ellipsometer VUV-VASE^TM, hergestellt von J. A. Woollam Co., gemessen und definiert werden.
Andererseits, wenn, wie später beschrieben, die lichtabschirmende Schicht 14 aus Silicium (Si), das ein Einzelmetallmaterial ist, besteht, und wenn der oben beschriebene Film, der ein Material auf Molybdänsilicidbasis ist, als halbtransparente Schicht 12 verwendet wird, wird im Vergleich zur Verwendung eines Films, der der aus Si_xO_1-x-yN_y, das das Material auf Siliciumnitridbasis ist, besteht, leicht Molybdän (Mo) von der halbtransparenten Schicht 12, die aus einem Material auf Molybdänsilicidbasis (MoSi) besteht, auf die lichtabschirmende Schicht 14 aus Silicium (Si) verteilt. Dementsprechend ist es, wie später beschrieben, von Vorteil, wenn die Mittelschicht 13 besonders gut als Verteilungsverhinderungsschicht fungiert, die verhindert, dass die in jeder Schicht enthaltenen Materialien von der lichtabschirmenden Schicht 14 aus Silicium, das ein Einzelmetallmaterial ist, und der halbtransparenten Schicht 12 untereinander verteilt werden.
Ferner können, wenn die halbtransparente Schicht 12 aus einem Material auf Molybdänsilicidbasis besteht, Muster durch Trockenätzen unter Verwendung von fluorhaltigem Gas, wie z. B. CF₄, CHF₃, C₂F₆, dem Gasgemisch von diesen oder dem Gasgemisch von diesen, in das als Ätzgas Verdünnungsgas wie Sauerstoff gemischt wird, ausgebildet werden.
Wenn die halbtransparente Schicht 12 ein Molybdänsilicidoxidfilm (MoSiO) ist, ist das Ausbildungsverfahren der halbtransparenten Schicht 12 nicht besonders eingegrenzt, doch kann sie durch ein reaktives Sputteringverfahren unter Verwendung eines Targetgemischs aus Molybdän und Silicium (Mo:Si = 1:2 mol%) unter Gasgemischatmosphäre von Argon und Sauerstoff ausgebildet werden.
Hier wurde eine halbtransparente Schicht zur Verwendung für eine herkömmliche Halbtontyp-Phasenverschiebungsmaske ausgebildet, sodass die Transmittanz in Bezug auf das Belichtungslicht hauptsächlich ungefähr 6% wird.
Andererseits kann die halbtransparente Schicht 12 der vorliegenden Ausführungsform ausgebildet sein, sodass sie eine höhere Transmittanz (z. B. ungefähr 30%) aufweist, da der Maskenrohling der vorliegenden Erfindung dergestalt ist, dass er einen lichtabschirmenden Musterfilm auf einem halbtransparenten Musterfilm (Versuchstonmaske) aufweist, wenn er zu einer Phasenverschiebungsmaske verarbeitet wird. Dann kann der Phaseneffekt weiter verbessert werden, wenn die halbtransparente Schicht 12 eine höhere Transmittanz aufweist.
(3) Mittelschicht
In der vorliegenden Ausführungsform fungiert die Mittelschicht 13 während eines Ätzverfahren der lichtabschirmenden Schicht 14 als Ätzstoppschicht und während des Ätzverfahrens der halbtransparenten Schicht 12 als Ätzmaske. Ferner fungiert die Mittelschicht 13 als Verteilungsverhinderungsschicht, um zu verhindern, dass ein Material, aus dem die lichtabschirmende Schicht 14 besteht, von der lichtabschirmenden Schicht 14 auf die halbtransparente Schicht 12 verteilt wird.
Wie oben beschrieben, wird für die halbtransparente Schicht 12 vorzugsweise eine Verbindung auf Siliciumnitrid-(SiN-)Basis oder eine Verbindung auf Molybdänumsilicid-(MoSi-)Basis verwendet; und besteht die Mittelschicht 13 vorzugsweise aus einem Material, das eine Stabilität gegenüber Trockenätzen unter Verwendung von fluorhaltigem Gas aufweist, da die Verbindung auf Siliciumnitrid-(SiN-)Basis und die Verbindung auf Molybdänumsilicid-(MoSi-)Basis hauptsächlich durch Trockenätzen unter Verwendung mit fluorhaltigem Gas verarbeitet werden.
Spezifische Beispiele des Materials, aus dem diese Mittelschicht 13 besteht, sind ein Material auf Chrombasis, wie z. B. Cr, CrO, CrN und CrNO, und ein Material auf Tantalbasis, wie z. B. Ta, TaO, TaN und TaNO.
Diese Materialien, aus denen die Mittelschicht 13 besteht, sind vorzugsweise ein Material auf Chrombasis, das Chrom (Cr) enthält, wie z. B. Cr, CrO, CrN und vor allem CrNO. Wie weiter unten beschrieben, ist der Grund dafür, dass sie auf geeignete Weise als Verteilungsverhinderungsschicht fungieren sollen, um zu verhindern, dass die Materialien, aus denen jede Schicht besteht, zwischen der lichtabschirmenden Schicht 14 und der halbtransparenten Schicht 12 verteilt werden, wenn die lichtabschirmende Schicht 14 aus Silicium, das ein Einzelmetallmaterial ist, besteht. Wenn die halbtransparente Schicht 12 aus einer Molybdänsilicidverbindung (MoSi) besteht und die lichtabschirmende Schicht 14 aus Silicium (Si), das ein Einzelmetallmaterial ist, besteht, fungiert die Mittelschicht 13 auf geeignete Weise als Verteilungsverhinderungsschicht, um zu verhindern, dass Molybdän (Mo) von der halbtransparenten Schicht 12 auf die lichtabschirmende Schicht 14 verteilt wird. Dadurch fungiert die Mittelschicht 13 auf besonders geeignete Weise als Verteilungsverhinderungsschicht, um zu verhindern, dass die Materialien, aus denen jede Schicht besteht, zwischen der lichtabschirmenden Schicht 14 und der halbtransparenten Schicht 12 untereinander verteilt werden.
Von diesen Materialien auf Chrombasis sind CrN, CrON und CrO bevorzugt. Grund dafür ist, dass ein Film, der aus CrN, CrON und CrO besteht, durch ein reaktives Sputteringverfahren unter einer Atmosphäre eines Nitridgases, Sauerstoffgases oder einer Mischung dieser Gase ausgebildet wird, sodass die Stabilität während der Filmausbildung höher und die Musterverarbeitbarkeit im Vergleich zu einem Chrom-(Cr-)Film, der durch ein reaktives Sputteringverfahren unter Argongasatmosphäre ausgebildet wird, hervorragend ist. Ferner ist CrN gegenüber CrN, CrON und CrO besonders bevorzugt. Grund dafür ist, dass CrN ein Material ist, das keinen Sauerstoff (O) enthält, sodass die Filmdicke eines CrN-Films dünner wird als bei einem Film, der aus CrON und CrO besteht. Dadurch kann die Filmdicke der Mittelschicht 13 dünn sein, sodass die Gesamtfilmdicke der Mittelschicht 13 und der lichtabschirmenden Schicht 14, die erforderlich ist, damit eine optische Dichte des Laminatkörpers in Bezug auf das ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht ein Wert ist, der so groß ist, dass der Laminatkörper als lichtabschirmende Region oder mehr fungiert, insbesondere vorzugsweise 2,8 oder mehr, dünner wird.
Die Mittelschicht 13 kann eine Einzelschichtstruktur, die aus einem einzigen Material besteht, oder eine Mehrschichtstruktur, die aus verschiedenen Materialien besteht, sein.
Die Filmdicke der Mittelschicht 13 kann eine Dicke sein, die ausreichend ist, um als Ätzstoppschicht während eines Ätzverfahrens der lichtabschirmenden Schicht 14, als Ätzmaske während eines Ätzverfahrens der halbtransparenten Schicht 12 und als Verteilungsverhinderungsschicht zu fungieren, um zu verhindern, dass das Material, aus dem die lichtabschirmende Schicht 14 besteht, von der lichtabschirmenden Schicht 14 auf die halbtransparente Schicht 12 verteilt wird, aber eine übermäßig dicke Schicht kann ungewollter Weise den EMF-Kantenversatzwert in der Phasenverschiebungsmaske erhöhen. Dementsprechend liegt die Filmdicke der Mittelschicht 13 vorzugsweise in einem Bereich von 2 nm bis 5 nm.
Ferner liegt die Filmdicke der Mittelschicht 13 vorzugsweise in einem Bereich von 2 nm bis 5 nm, wenn die Mittelschicht 13 aus einem Material auf Chrombasis, das Chrom (Cr) enthält, besteht. Grund dafür ist, dass wenn der Bereich nicht erreicht wird, die Filmdicke zu dünn ist, um die Mittelschicht 13 als feinen Film auszubilden, und Löcher in der Mittelschicht 13 ausgebildet werden können, weshalb es schwierig wird, zu verhindern, dass die Materialien, aus denen jede Schicht besteht, zwischen der lichtabschirmenden Schicht 14 und der halbtransparenten Schicht 12 untereinander verteilt werden. Insbesondere liegt dies daran, dass die Mittelschicht 13 Schwierigkeiten haben kann, auf geeignete Weise als Verteilungsverhinderungsschicht zu fungieren, um zu verhindern, dass Molybdän (Mo) von der halbtransparenten Schicht 12 auf die lichtabschirmende Schicht 14 verteilt wird, wenn die halbtransparente Schicht 12 aus einer Molybdänsilicidverbindung (MoSi) besteht und die lichtabschirmende Schicht 14 aus Silicium (Si), das ein Einzelmetallmaterial ist, besteht. Daher kann die Mittelschicht 13 Schwierigkeiten haben, auf geeignete Weise als Verteilungsverhinderungsschicht zu fungieren, um zu verhindern, dass die in jeder Schicht enthaltenen Materialien zwischen der lichtabschirmenden Schicht 14 und der halbtransparenten Schicht 12 untereinander verteilt werden. Wenn der Bereich überschritten wird, wird die Gesamtfilmdicke der Mittelschicht 13 und der lichtabschirmende Schicht 14 zu dick, wenn die lichtabschirmende Schicht aus Silicium, das ein Einzelmetallmaterial ist, besteht, und somit wird der EMF-Kantenversatzwert in der Phasenverschiebungsmaske ungewollter Weise erhöht.
Der Effekt, der erhalten wird, indem die Filmdicke der Mittelschicht 13 reduziert wird, wenn die Mittelschicht 13 aus einem Material auf Chrombasis, das Chrom (Cr) enthält, besteht und die lichtabschirmende Schicht 14 aus Silicium, das ein Einzelmetallmaterial ist, besteht, wird nachstehend detailliert beschrieben.
Wie oben beschrieben, muss die optische Dichte des Laminatkörpers, in welchem drei Arten von Filmen: der halbtransparente Musterfilm, der Mittelmusterfilm und der lichtabschirmende Musterfilm, laminiert sind, in Bezug auf das ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht 2,8 oder mehr sein.
Ferner ist der Extinktionskoeffizient „k” einer Schicht, die aus Silicium (Si), das ein Einzelmetallmaterial ist, besteht, größer als bei einer Schicht, die aus einem Material auf Chrombasis, das Chrom (Cr) enthält, besteht. Aus diesem Grund wird, während die Filmdicke der Mittelschicht, die aus einem Material auf Chrombasis, das Chrom (Cr) enthält, reduziert und das Verhältnis der dadurch in der Mittelschicht 13 zu erhaltenden optischen Dichte verringert wird, die lichtabschirmende Schicht 14, die aus Silicium (Si), das ein Einzelmetallmaterial ist, besteht, dicker gemacht, um das Verhältnis der in der lichtabschirmenden Schicht 14 zu erhaltenden optischen Dichte zu erhöhen, wodurch der Effekt, der in der Lage ist, die Gesamtdicke der Mittelschicht 13 und der lichtabschirmenden Schicht 14, die erforderlich ist, damit die optische Dichte des Laminatkörpers in Bezug auf das ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht 2,8 oder mehr wird, ermöglicht wird. Somit wird der Effekt erzielt, der in der Lage ist, einen Anstieg des EMF-Kantenversatzwerts in Phasenverschiebungsmaske zu verhindern. Diese Effekte werden auffällig, wenn die Dicke der Mittelschicht 13 5 nm oder weniger beträgt und den oben genannten Bereich nicht übersteigt.
Zum Ausbilden der Mittelschicht 13 kann ein herkömmlich bekanntes Vakuumfilmausbildungsverfahren verwendet werden; zum Beispiel kann die Mittelschicht 13, wenn sie ein Chrom-(Cr-)Film ist, unter Verwendung eines Chromtargets unter Argongasatmosphäre durch ein reaktives Sputteringverfahren ausgebildet werden.
(4) Lichtabschirmende Schicht
In der vorliegenden Ausführungsform besteht die lichtabschirmende Schicht 14 aus einem Einzelmetallmaterial, das kein Übergangsmetall umfasst. Eine Schicht aus einem Einzelmetallmaterial, aus dem die lichtabschirmende Schicht 14 besteht, kann durch ein übliches Filmausbildungsverfahren, wie z. B. ein Sputterverfahren, ausgebildet werden. Der Film aus einem Einzelmetallmaterial kann ausgebildet werden, indem zum Zeitpunkt des Sputterns ein Einzelmetallmaterialtarget verwendet wird, und einen Einzelmetallmaterialfilm umfassen, der im Wesentlichen keine weiteren Elemente enthält.
In der vorliegenden Erfindung ist keine andere Ausbildung als der Film aus dem Einzelmetallmaterial, wie z. B. eine Mischung aus anderen Metallen oder eine Ausbildung aus Oxiden und Nitriden, vorgesehen. Somit wird während der Filmausbildung keine Sauerstoff- oder Stickstoffgaseinbringung durchgeführt. Wenn jedoch eine geringe Menge von Substanzen, wie Sauerstoff, in der Vorrichtung verbleibt und unabsichtlich in die Oberfläche des ausgebildeten Films aufgenommen wird, ist der ausgebildete Film im Wesentlichen in der lichtabschirmenden Schicht, die in der vorliegenden Erfindung aus einem Einzelmetallmaterial besteht, enthalten.
Mit anderen Worten, in der vorliegenden Erfindung bedeutet „die lichtabschirmende Schicht, die aus einem Einzelmetallmaterial, das kein Übergangsmetall umfasst, besteht”, dass die lichtabschirmende Schicht im Wesentlichen aus einem Einzelmetallmaterial besteht. Aus diesem Grund kann „die lichtabschirmende Schicht, die aus einem Einzelmetallmaterial, das kein Übergangsmetall umfasst, besteht” in der vorliegenden Erfindung Unreinheiten enthalten, die die Funktionsweise und Eigenschaften der lichtabschirmenden Schicht nicht beeinträchtigen. Solche Unreinheiten sind nicht besonders eingeschränkt, aber Beispiele davon können Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Bor, Helium, Wasserstoff, Argon und Xenon umfassen. Ferner ist der Anteil von solchen Unreinheiten nicht besonders eingeschränkt, beträgt aber vorzugsweise 0% oder mehr und 5% oder weniger; vorzugsweise 0% oder mehr und 2% oder weniger, und besonders vorzugsweise 0% oder mehr und 1% oder weniger.
Ferner beträgt in der vorliegenden Ausführungsform die Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht 14 40 nm oder weniger; und ist eine optische Dichte eines Laminatkörpers, in welchem drei Arten von Schichten: die halbtransparente Schicht, die Mittelschicht und die lichtabschirmende Schicht laminiert sind, in Bezug auf das ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht ein Wert, der so groß ist, dass der Laminatkörper als lichtabschirmende Region oder mehr fungiert, und der vorzugsweise 2,8 oder mehr beträgt. Hier bezieht sich „die lichtabschirmende Region” auf die Region, in der unnötiges Belichtungslicht vom Belichtungslicht, das den halbtransparenten Musterfilm durchdringt, um ein Maskenmuster auf das Übertragungstarget zu übertragen, durch den Mittelmusterfilm und den lichtabschirmenden Musterfilm in der nachstehende beschriebenen Phasenverschiebungsmaske (Halbtontyp-Phasenverschiebungsmaske) der vorliegenden Erfindung, die aus dem Maskenrohling der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind, abgeschirmt wird. Ferner bedeutet „die als lichtabschirmende Region fungiert”, dass die Region so funktioniert, dass unnötiges Belichtungslicht vom Belichtungslicht, das den halbtransparenten Musterfilm durchdringt, um ein Maskenmuster auf das Übertragungstarget zu übertragen, Licht-abschirmt.
Hier kann die Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht 14 in dem Bereich verändert werden, der die oben beschriebene optische Dichte erfüllt. Mit anderen Worten, wenn die Transmittanz der halbtransparenten Schicht 12 gering ist, kann die Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht 14 entsprechend reduziert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform liegt das Verhältnis zwischen einer Transmittanz T in Bezug auf das Belichtungslicht der halbtransparenten Schicht und eine Filmdicke „d” der lichtabschirmenden Schicht ist noch bevorzugter im Bereich von 23 nm ≤ d ≤ 27 nm, wenn T = 6%,; im Bereich von 31 nm ≤ d ≤ 35 nm, wenn T = 20%; und im Bereich von 33 nm ≤ d ≤ 37 nm, wenn T = 30%.
Ferner besteht in der vorliegenden Ausführungsform die lichtabschirmende Schicht 14 vorzugsweise aus dem Einzelmetallmaterial mit einem Brechungsindex „n” von 1,0 oder weniger und einem Extinktionskoeffizienten „k” von 2,0 oder mehr; und dieses Einzelmetallmaterial ist vorzugsweise Silicium (Si). Grund dafür ist, dass der Extinktionskoeffizient „k” eine geringere Filmdicke der lichtabschirmende Schicht 14 ermöglicht, was erforderlich ist, damit die optische Dichte des Laminatkörpers in Bezug auf das ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht ein Wert ist, der so groß ist, dass der Laminatkörper als lichtabschirmende Region oder mehr fungiert, und der vorzugsweise 2,8 oder mehr beträgt. Dadurch kann ein Anstieg des EMF-Kantenversatzwerts in der Phasenverschiebungsmaske verhindert werden. Auch ist der Extinktionskoeffizient von Silicium (Si) gegenüber solchen Einzelmetallmaterialien hoch.
In Bezug auf das Ausbilden der oben lichtabschirmenden Schicht 14 kann die Schicht z. B. durch ein reaktives Sputteringverfahren unter Verwendung von Siliciumkristall, der keine Ionenverunreinigungen als Target enthält, unter Argon-(Ar-)Gasatmosphäre ausgebildet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform können Beispiele des Übergangsmetalls, das in der lichtabschirmenden Schicht nicht enthalten ist, Molybdän (Mo), Tantal (Ta) und Wolfram umfassen aber insbesondere ist Molybdän (Mo) ein Beispiel für das Übergangsmetall, das in der lichtabschirmenden Schicht nicht enthalten ist.
Wie oben beschrieben, bildet Molybdän eine Molybdänsilicidverbindung (MoSi), indem es eine Verbindung mit dem Silicium eingeht, das z. B. als lichtabschirmender Musterfilm für eine Binärtyp-Photomaske verwendet wird. Die chemische und Lichtbeständigkeit sind jedoch bei einem lichtabschirmenden Musterfilm unter Verwendung eines Materials auf Molybdänumsilicid-(MoSi-)Basis nicht ausreichend, und bei einer Binärtyp-Photomaske unter Verwendung eines Materials auf Molybdänumsilicid-(MoSi-)Basis für den lichtabschirmenden Musterfilm kann während des Waschens der Maske und der ArF-Excimerlaser-Lichtbelichtung eine Veränderung einer Maskenmustergröße (CD-Größe) eintreten. Dementsprechend besteht die lichtabschirmende Schicht der vorliegenden Erfindung aus dem Einzelmetallmaterial, das kein Übergangsmetall umfasst, wie z. B. Molybdän. Ferner besteht eine bevorzugtere Form der lichtabschirmenden Schicht aus Silicium.
Ferner ist in einer lichtabschirmenden Schicht, die aus Silicium besteht, das Ausbilden des Musters einfacher, da dabei die Ätzgeschwindigkeit bei einer Ätzung unter Verwendung von fluorhaltigem Gas größer ist als bei einer herkömmlichen lichtabschirmenden Schicht. Darüber hinaus ist auch das Dünnermachen eines Resistfilms möglich, sodass die Auflösungseigenschaft verbessert werden kann.
Ferner kann der Maskenrohling der vorliegenden Erfindung ein Maskenrohling 20 wie in 1B gezeigt sein, der eine Hartmaskenschicht 21 auf der lichtabschirmenden Schicht 14 aufweist. Eine solche Form ermöglicht ein Verarbeiten der lichtabschirmenden Schicht 14 unter Verwendung der Hartmaskenschicht 21 als Ätzmaske, um eine Resistschicht noch dünner zu machen.
Wie oben beschrieben, wird für die lichtabschirmende Schicht 14 vorzugsweise Silicium verwendet. Das Silicium wird hauptsächlich durch Trockenätzen unter Verwendung von fluorhaltigem Gas verarbeitet, und somit besteht die Hartmaskenschicht 21 vorzugsweise aus einem Material, das eine Stabilität bei Trockenätzen unter Verwendung von fluorhaltigem Gas aufweist. Spezifische Beispiele des Materials, aus dem die Hartmaskenschicht 21 besteht, können ein Material auf Chrombasis, wie z. B. Cr, CrO, CrN und CrNO, und ein Material auf Tantalbasis, wie z. B. Ta, TaO, TaN und TaNO umfassen. Die Filmdicke der Hartmaskenschicht 21 liegt zum Beispiel im Bereich von 2 nm bis 5 nm.
Die Hartmaskenschicht 21 kann eine Einzelschichtstruktur, die aus einem einzigen Material besteht, oder eine Mehrschichtstruktur, die aus verschiedenen Materialien besteht, sein.
Zum Ausbilden der Hartmaskenschicht 21 kann ein herkömmlich bekanntes Vakuumfilmausbildungsverfahren verwendet werden; zum Beispiel kann sie, wenn die Hartmaskenschicht 21 ein Chrom-(Cr-)Film ist, unter Verwendung eines Chromtargets unter Argongasatmosphäre durch ein reaktives Sputteringverfahren ausgebildet werden.
(5) Sonstige
Ferner ist für eine Kombination von der Mittelschicht 13 und der lichtabschirmenden Schicht 14 die Kombination von der Mittelschicht 13, die aus dem oben beschriebenen Material auf Chrombasis besteht, und der lichtabschirmende Schicht 14, die aus Silicium (Si), das das oben beschriebene Einzelmetallmaterial ist, besteht, bevorzugt. Grund dafür ist, dass der Extinktionskoeffizient „k” von Silicium, das das Einzelmetallmaterial ist, größer ist als der Materials auf Chrombasis, und somit ist die Differenz zwischen den beiden Extinktionskoeffizienten „k” groß. Wie oben beschrieben, wird daher durch Dünnermachen der Mittelschicht 13 der Effekt erreicht, der in der Lage ist, die Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht 14 zu reduzieren, was erforderlich ist, damit die optische Dichte des Laminatkörpers in Bezug auf das ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht ein Wert ist, der so groß ist, dass der Laminatkörper als lichtabschirmende Region oder mehr fungiert, und der vorzugsweise 2,8 oder mehr ist. Darüber hinaus wird dieser Effekt beachtlich, wenn die Filmdicke der Mittelschicht 13 5 nm oder weniger beträgt.
<Phasenverschiebungsmaske>
Als nächstes soll die Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
2A und 2B sind schematische Querschnittsansichten eines Beispiels einer Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung.
Zum Beispiel umfasst, wie in 2A gezeigt, eine Phasenverschiebungsmaske 30 der vorliegenden Ausführungsform ein transparentes Substrat 11, einen darauf ausgebildeten halbtransparenten Musterfilm 32, einen auf dem halbtransparenten Musterfilm 32 ausgebildeten MittelMusterfilm 33 und einen auf dem MittelMusterfilm 33 ausgebildeten lichtabschirmenden Musterfilm 34 auf. Ferner besteht der lichtabschirmender Musterfilm 34 aus einem Einzelmetallmaterial, das kein Übergangsmetall umfasst; die Filmdicke des lichtabschirmenden Musterfilms 34 beträgt 40 nm oder weniger; und eine optische Dichte eines Laminatkörpers, in welchem drei Arten von Filmen: der halbtransparente Musterfilm, der Mittelmusterfilm und der lichtabschirmende Musterfilm, laminiert sind, in Bezug auf das ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht ist ein Wert, der so groß ist, dass der Laminatkörper als lichtabschirmende Region oder mehr fungiert, und zwar insbesondere vorzugsweise 2,8 oder mehr.
Die Phasenverschiebungsmaske 30 der vorliegenden Ausführungsform kann aus dem oben beschriebenen Maskenrohling 10 oder Maskenrohling 20 hergestellt werden. Mit anderen Worten, der halbtransparente Musterfilm 32 in der Phasenverschiebungsmaske 30 kann erhalten werden, indem die halbtransparente Schicht 12 im Maskenrohling 10 zu einer Musterform verarbeitet wird, und der lichtabschirmende Musterfilm 34 kann erhalten werden, indem die lichtabschirmende Schicht 14 zu einer Musterform verarbeitet wird.
Auf der linken Seite der Phasenverschiebungsmaske 30 in der schematischen Querschnittsansicht von 2A sind ein Mittelmusterfilm 33a und ein lichtabschirmender Musterfilm 34a auf einem halbtransparenten Musterfilm 32a ausgebildet; auf ähnliche Weise sind auf der rechten Seite der Phasenverschiebungsmaske 30 ein Mittelmusterfilm 33c und ein lichtabschirmendes Muster 34c auf einem halbtransparenten Musterfilm 32d ausgebildet.
Diese Regionen, in denen der lichtabschirmende Musterfilm 34a und der lichtabschirmende Musterfilm 34c ausgebildet sind, sind Randabschnitte der Region (Wirkungsregion), in der ein Maskenmuster ausgebildet ist. Diese entspricht der Region, in der ein lichtabschirmender Streifen in einer herkömmlichen Halbtontyp-Phasenverschiebungsmaske angeordnet wurde.
In einer herkömmlichen Halbtontyp-Phasenverschiebungsmaske wurde unnötiges Belichtungslicht, das vom Randabschnitt durchgelassen wurde, abgeschirmt, indem ein Lichteinfall aufgrund von im lichtabschirmenden Streifen ausgebildeten Muster genutzt wurde. In der Phasenverschiebungsmaske 30 der vorliegenden Ausführungsform kann unnötiges Belichtungslicht durch den lichtabschirmenden Musterfilm 34a und den lichtabschirmenden Musterfilm 34c verlässlich abgeschirmt werden.
Ferner umfasst die Phasenverschiebungsmaske 30, wie bei einem Maskenmuster im Wirkungsbereich, einen Abschnitt, der nur aus einem halbtransparenten Musterfilm 32b (Einzelschichtstrukturabschnitt) besteht, und einen Abschnitt, der drei Arten von Filmen: den halbtransparenten Musterfilm 32c, den Mittelmusterfilm 33b und den lichtabschirmenden Musterfilm 34b (laminierter Strukturabschnitt) umfasst.
Der Bereich des halbtransparenten Musterfilms 32c im laminierten Strukturabschnitt ist üblicherweise größer als der Bereich des halbtransparenten Musterfilms 32c im Einzelschichtstrukturabschnitt. Somit wird unnötiges Belichtungslicht, das den halbtransparenten Musterfilm durchdringt, verlässlich abgeschirmt, indem der lichtabschirmende Musterfilm 34b im laminierten Strukturabschnitt angeordnet wird. In der Phasenverschiebungsmaske 30 ist ein Kantenabschnitt des halbtransparenten Musterfilms 32c vorgesehen, um vom lichtabschirmenden Musterfilm 34b freigelegt zu sein, sodass der Phaseneffekt durch den halbtransparenten Musterfilm 32c im laminierten Strukturteil nicht beeinträchtigt wird.
Nebenbei bemerkt kann die vorliegende Erfindung einen laminierten Strukturabschnitt in einer solchen Form aufweisen, dass der Kantenabschnitt des halbtransparenten Musterfilms nicht von dem lichtabschirmenden Musterfilm freigelegt ist.
Beispielsweise weist eine Phasenverschiebungsmaske 40 in einer in 2B gezeigten Form, in Ähnlichkeit zur Phasenverschiebungsmaske 30, ein transparentes Substrat 11, einen halbtransparenten Musterfilm 42, einen auf dem halbtransparenten Musterfilm 42 ausgebildeten Mittelmusterfilm 43, und einen auf dem Mittelmusterfilm 43 ausgebildeten Lichtabschirmungsmusterfilm 44 auf; jedoch ist ein laminierter Strukturabschnitt in seiner effektiven Region in einer solchen Form, dass der Kantenabschnitt des halbtransparenten Musterfilms 42c nicht von dem Lichtabschirmungsmusterfilm freigelegt ist. Ein solcher laminierter Strukturabschnitt kann beispielsweise als eine Ausrichtungsmarkierung eingesetzt werden.
<Herstellungsverfahren für eine Phasenverschiebungsmaske>
Als nächstes wird das Herstellungsverfahren für die Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
3A bis 3J sind schematische Schnittansichten, die ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens für eine Phasenverschiebungsmaske 30 in einer in 2A gezeigten Form veranschaulichen.
Um die Phasenverschiebungsmaske 30 durch das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung, wie beispielsweise in 3A gezeigt, zu erzielen, wird ein Maskenrohling 20 mit einer Hartmaskenschicht hergestellt, worin eine Hartmaskenschicht 21 auf einer lichtabschirmenden Schicht 14 eines Maskenrohlings 10 ausgebildet ist, der ein transparentes Substrat 11, eine auf dem transparenten Substrat 11 ausgebildete halbtransparente Schicht 12, eine auf der halbtransparenten Schicht ausgebildete Mittelschicht 13, und eine auf der Mittelschicht 13 ausgebildete lichtabschirmende Schicht 14 aufweist.
Als nächstes wird auf der Hartmaskenschicht 21 ein erster Resistmusterfilm 51, beispielsweise durch eine Resistplatte, die sich die Anwendung von Elektronenstrahllithographie (3B) zunutze macht, ausgebildet.
Als nächstes wird eine erste Form eines Hartmaskenmusters 22 durch Ätzen der Hartmaskenschicht 21 ausgebildet, die beispielsweise vom ersten Resistmusterfilm 51 durch Trockenätzen unter Anwendung von Chlor-basiertem Gas freigelegt ist; ferner wird eine erste Form eines Lichtabschirmungsmusterfilms 64 durch Ätzen der lichtabschirmenden Schicht 14 ausgebildet, die von der ersten Form des Hartmaskenmusterfilms 22 durch Trockenätzen unter Anwendung von Fluorid-basiertem Gas mittels der Mittelschicht 13 als eine Ätzsperrschicht (3C) freigelegt ist; und anschließend wird der erste Resistmusterfilm 51 entfernt (3D).
Als nächstes wird eine zweite Resistschicht 52 auf der ersten Form des Hartmaskenfilms 22, als auch auf der Mittelschicht 13, die von der ersten Form des lichtabschirmenden Films 64 freigelegt ist (3E), ausgebildet; dann wird eine zweite Form des Resistmusterfilms 53 durch eine Resistplatte ausgebildet, die sich die Anwendung von Elektronenstrahllithograpie derart zunutze macht, dass die Soll-Region der ersten Form des Hartmaskenmusterfilms 22 und die Soll-Region der Mittelschicht 13, die von der ersten Form des lichtabschirmenden Musterfilms 64 (3F) freigelegt ist, abgedeckt wird.
Als nächstes wird mittels Trockenätzen unter Anwendung von Chlor-basiertem Gas beispielsweise eine zweite Form eines Hartmaskenmusters 23 und eine erste Form eines Mittelmusterfilms 63 durch Ätzen der ersten Form des Hartmaskenmusterfilms 22, der von dem zweiten Resistmusterfilm 53 freigelegt ist, als auch der Mittelschicht 13, die von dem zweiten Resistmusterfilm 53 und der ersten Form des Lichtabschirmungsmusterfilms 64 (3G) freigelegt ist, ausgebildet; danach wird der zweite Resistmusterfilm 53 (3H) entfernt.
Als nächstes werden eine zweite Form eines Lichtabschirmungsmusterfilms 34 und die eines halbtransparenten Musterfilms 32 durch Ätzen der ersten Form des Lichtabschirmungsmusterfilms 64, der von der zweiten Form des Hartmaskenmusterfilms 23 freigelegt ist, und der transparenten Schicht 12, die von der ersten Form des Mittelmusterfilms 63 (3I) freigelegt ist, durch Trockenätzen unter Anwendung von Fluorid-basiertem Gas ausgebildet.
Als nächstes wird eine zweite Form eines Mittelmusterfilms 33 durch Ätzen der zweiten Form des Hartmaskenmusterfilms 23 und der ersten Form des Mittelmusterfilms 63, der von der zweiten Form des Lichtabschirmungsmusterfilms 34 freigelegt ist, beispielsweise durch Trockenätzen unter Anwendung von Chlor-basiertem Gas ausgebildet, um so die zweite Form des Hartmaskenmusterfilms 23 zu entfernen; dadurch wird eine Phasenverschiebungsmaske 30 erzielt (3J).
(Zweite Ausführungsform)
4A bis 4J sind schematische Schnittansichten, die ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens für eine Phasenverschiebungsmaske 40 in einer in 2B gezeigten Form veranschaulichen.
Um die Phasenverschiebungsmaske 40 durch das Herstellungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform zu erzielen, wird zuerst, wie in 4A gezeigt, beispielsweise ein Maskenrohling 20 mit einer Hartmaskenschicht ausgebildet, worin eine Hartmaskenschicht 21 auf einer lichtabschirmenden Schicht 14 eines Maskenrohlings 10, der ein transparentes Substrat 11 aufweist, eine auf dem transparenten Substrat 11 ausgebildete halbtransparente Schicht 12, eine auf der halbtransparenten Schicht ausgebildete Mittelschicht 13, und eine auf der Mittelschicht ausgebildete lichtabschirmende Schicht 14 ausgebildet ist.
Als nächstes wird ein erster Resistmusterfilm 54 auf der Hartmaskenschicht 21 mittels einer Resistherstellungsplatte ausgebildet, die beispielsweise Elektronenstrahllithographie einsetzt (4B).
Als nächstes wird die Hartmaskenschicht 21, die von dem ersten Resistmusterfilm 54 freigelegt ist, beispielsweise durch Trockenätzen unter Anwendung von Chlor-basiertem Gas geätzt, um so eine erste Form eines Hartmaskenmusterfilms 24 auszubilden; anschließend wird die lichtabschirmende Schicht 14, die von der ersten Form des Harktmaskenmusterfilms 24 freigelegt ist, durch Trockenätzen unter Verwendung der Mittelschicht 13 als eine Ätzsperrschicht und unter Verwendung von Fluorid-basiertem Gas geätzt, um so eine erste Form eines lichtabschirmenden Musterfilms 74 auzubilden; ferner wird die Mittelschicht 13, die von der ersten Form des Lichtabschirmungsmusterfilms 74 freigelegt ist, geätzt, um so eine erste Form eines Mittelmusterfilms 73 auszubilden (4C), und anschließend wird die erste Form des Resistmusters 54 entfernt (4D).
Als nächstes wird eine zweite Form einer Resistschicht 55 auf der ersten Form des Hartmaskenmusterfilms 24 als auch auf der ersten Form des Mittelmusterfilms 73 (4E) ausgebildet; danach wird ein zweiter Resistmusterfilm 56 derart ausgebildet, dass er die Soll-Region der ersten Form des Hartmaskenfilms 24 durch eine Resistplatte abdeckt, die sich beispielsweise Elektronenstrahllithographie (4F) zunutze macht.
Als nächstes wird eine zweite Form eines Hartmaskenmusters 25 durch Ätzen der ersten Form des Hartmaskenmusterfilms 24, der von dem zweiten Resistmusterfilm 56 freigelegt ist, beispielsweise durch Trockenätzen unter Anwendung von Chlor-basiertem Gas ausgebildet (4G), und anschließend wird der zweite Resistmusterfilm 56 (4H) entfernt.
Als nächstes werden durch Trockenätzen unter Anwendung von Fluorid-basiertem Gas die erste Form des Lichtabschirmungsmusterfilms 74, der von der zweiten Form des Hartmaskenmusterfilms 25 freigelegt ist, und die halbtransparente Schicht 12, die von der ersten Form des Mittelmusterfilms 73 freigelegt ist, geätzt, um so eine zweite Form eines Lichtabschirmungsmusterfilms 44 und eines halbtransparenten Musterfilms 42 (4I) auszubilden.
Als nächstes wird eine zweite Form eines Mittelmusterfilms 43 durch Ätzen der zweiten Form des Hartmaskenmusterfilms 25 und der ersten Form des Mittelmusterfilms 73 ausgebildet, der von der zweiten Form des Lichtabschirmungsmusterfilms 44 beispielsweise durch Trockenätzen unter Anwendung von Chlor-basiertem Gas freigelegt ist, um so die zweite Form des Hartmaskenmusterfilms 25 zu entfernen; dadurch wird eine Phasenverschiebungsmaske 40 (4J) erreicht.
Beispiele
Ausführlichere Beschreibungen mit Bezug auf Beispiele folgen nachstehend.
(Beispiel 1-1)
Hergestellt wurde ein Maskenrohling 20 mit einer Hartmaskenschicht unter Anwendung: eines optisch polierten 6 Zoll-Quadrats und eines 0,25 Zoll dicken synthetischen Quarzes als ein transparentes Substrat 11; eines Molybdänsilicidfilms (MoSiO) als eine halbtransparente Schicht 12; eines 3 nm filmdicken Chromfilms (Cr) als eine Mittelschicht 13; eines Siliciumfilms (Si) als eine lichtabschirmende Schicht 14; und eines 2 nm Chromfilms (Cr) als eine Hartmaskenschicht 21.
Hierin wurde die Filmdicke der halbtransparenten Schicht 12 so angepasst, dass die Transmittanz hinsichtlich des Belichtungslichts 6% wurde; und die Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht 14 wurde so angepasst, dass die optische Dichte eines Laminatkörpers, in welchem drei Arten von Schichten: die halbtransparente Schicht, die Mittelschicht und die lichtabschirmende Schicht, laminiert sind, hinsichtlich der Lichtbelichtung 3,0 wurde.
Die optische Dichte wurde durch die von OTSUKA ELECTRONICS Co., LTD. hergestellte MCPD3000 gemessen; eine optische Konstante kann durch ein (von J. A. Woollam Co. hergestelltes) Ellipsometer erhalten werden. Eine Filmdicke kann ebenfalls durch eine Stufenmessung unter Anwendung eines (von SII Nanotechnology Inc. hergestelltes) AFM-Geräts erzielt werden.
Als nächstes wurde die Hartmaskenschicht 21 mit einem Elektronenstrahlresist beschichtet, um durch ein Elektronenstrahllithographiegerät Muster zu zeichnen und zu entwickeln, um so einen ersten Resistmusterfilm 51 auszubilden.
Als nächstes wurde als erstes eine erste Form eines Hartmaskenmusterfilms 22 durch Trockenätzen der Hartmaskenschicht 21 unter Anwendung des ersten Resistmusterfilms 51 als eine Ätzmaske mit einem Gasgemisch aus Chlor und Sauerstoff gebildet; ferner wurde eine erste Form eines Lichtabschirmungsmusterfilms 64 durch Ätzen einer lichtabschirmenden Schicht 14 gebildet, die von der ersten Form des Hartmaskenmusterfilms 22 durch Trockenätzen unter Anwendung von CF₄-Gas freigelegt ist; der erste Resistmusterfilm 51 wurde daraufhin durch Veraschung mit Sauerstoffplasma entfernt.
Als nächstes wurde als eine zweite Resistschicht 52 ein Elektronenstrahlresist auf die erste Form des Hartmaskenmusterfilms 22 als auch auf die Mittelschicht 13, die von der ersten Form des Lichtabschirmungsmusterfilms 64 freigelegt ist, aufgetragen; dann sind Muster durch ein Elektronenstrahllithographiegerät gezeichnet und entwickelt worden, um so einen zweiten Resistmusterfilm 53 auszubilden.
Als nächstes wurden die erste Form des Hartmaskenmusterfilms 22, der von dem zweiten Resistmusterfilm 53 freigelegt ist, als auch die Mittelschicht, die von dem zweiten Resistmusterfilm 53 und der ersten Form des Lichtabschirmungsmusterfilms 64 freigelegt ist, mittels Trockenätzen unter Anwendung eines Gasgemischs aus Chlor und Sauerstoff geätzt, um so eine zweite Form eines Hartmaskenmusterfilms 23 und eine erste Form eines Mittelmusterfilms 63 auszubilden; der zweite Resistmusterfilm 53 wurde danach durch Veraschung mit Sauerstoffplasma entfernt.
Als nächstes wurden die erste Form des Lichtabschirmungsmusterfilms 64, der von der zweiten Form des Hartmaskenmusterfilms 23 freigelegt ist, als auch die halbtransparente Schicht 12, die von der ersten Form des Mittelmusterfilms 63 freigelegt ist, durch Trockenätzen unter Anwendung von SF₆-Gas geätzt, um so eine zweite Form eines Lichtabschirmungsmusterfilms 34 und eines halbtransparenten Musterfilms 32 auszubilden.
Als nächstes wurde eine zweite Form eines Mittelmusterfilms 33 durch Ätzen der zweiten Form des Hartmaskenmusterfilms 23 als auch der ersten Form des Mittelmusterfilms 63, der von der zweiten Form des Lichtabschirmungsmusterfilms 34 durch Trockenätzen unter Anwendung eines Gasgemischs aus Chlor und Sauerstoff freigelegt ist, ausgebildet, um so die zweite Form des Hartmaskenmusterfilms 23 zu entfernen, um eine zweite Form eines Mittelmusterfilms 33 auszubilden, und dadurch eine Phasenverschiebungsmaske 30 für Beispiel 1-1 zu erreichen.
Bei dieser Herstellung war die lichtabschirmende Schicht der Phasenverschiebungsmaske 30 ein Siliciumfilm, so dass die Ätzgeschwindigkeit durch Fluorid-basiertes Gas schneller als diejenige eines Molybdänsilicid-basierten Films war, und die Musterverarbeitbarkeit somit ausgezeichnet war. Ferner war die lichtabschirmende Schicht der Phasenverschiebungsmaske 30 ein Siliciumfilm, so dass sie eine höhere chemische Stabilität und eine höhere Licht-Stabilität als diejenigen eines Molybdänsilicid-basierten Films zeigt.
(Beispiel 1-2)
Eine Phasenverschiebungsmaske 30 für Beispiel 1-2 wurde auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 1-1 erreicht, außer, dass die Filmdicke der halbtransparenten Schicht 12 so angepasst wurde, dass die Transmittanz hinsichtlich des Belichtungslichts 20% wurde, und die Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht 14 so angepasst wurde, dass die optische Dichte des laminierten Körpers, in welchem drei Arten von Schichten: die halbtransparente Schicht, die Mittelschicht und das Belichtungslicht, laminiert waren, 3,0 wurde.
(Beispiel 1-3)
Eine Phasenverschiebungsmaske 30 für Beispiel 1-3 wurde in derselben Art und Weise wie in Beispiel 1-1 erzielt, außer, dass die Filmdicke der halbtransparenten Schicht 12 so angepasst wurde, dass die Transmittanz mit Bezug auf das Belichtungslicht 30% wurde, und die Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht 14 so angepasst wurde, dass die optische Dichte des laminierten Körpers, in welchem drei Arten von Schichten: die halbtransparente Schicht, die Mittelschicht und die lichtabschirmende Schicht, laminiert waren, mit Bezug auf das Belichtungslicht 3,0 wurde.
(Vergleichsbeispiel 1-1)
Hergestellt wurde ein Binär-Typ-Photomaskenrohling, der dadurch gekennzeichnet war, dass ein 50 nm filmdicker Molybdänsilicidnitridfilm (MoSiN) als eine lichtabschirmende Schicht auf einem polierten 6 Zoll-Quadrat und einem 0,25 Zoll dicken transparenten synthetischen-Quarz-Substrat ausgebildet war; und ein 3 nm filmdicker Chromfilm darauf als eine Hartmaskenschicht ausgebildet war.
Als nächstes wurde ein Elektronenstrahlresist auf einer Hartmaskenschicht des Rohlings aufgetragen, um durch ein Elektronenstrahllithographiegerät Muster zu zeichnen und zu entwickeln, um so einen Resistmusterfilm in einer Soll-Form auszubilden.
Als nächstes wurde der Chromfilm der Hartmaskenschicht durch Anwendung des Resistmusterfilms als eine Ätzmaske mit einem Gasgemisch von Chlor und Sauerstoff geätzt; ferner wurde der Molybdänsilicidnitridfilm der lichtabschirmenden Schicht durch Anwendung von SF₆-Gas trockengeätzt, um so ein Soll-Maskenmuster auszubilden; danach wurde der Resistmusterfilm durch Veraschung mit Sauerstoffplasma entfernt.
Als nächstes wurde der Chromfilm der Hartmaskenschicht geätzt, um durch ein Gasgemisch von Chlor und Sauerstoff zu entfernen, um so eine Binär-Typ-Photomaske für Vergleichsbeispiel 1-1 zu erzielen.
<Beziehung zwischen Transmittanz einer halbtransparenten Schicht und Filmdicke einer lichtabschirmenden Schicht>
Als erstes wird die Beziehung zwischen jeder Transmittanz der halbtransparenten Schicht 12 und der Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht 14 in den Beispielen 1-1 oder 1-3 beschrieben.
Die Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht 14 kann in einem Bereich, welcher der oben beschriebenen optischen Dichte entspricht, abgeändert sein. Mit anderen Worten, die Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht 14 kann gedünnt werden, wenn die Transmittanz der halbtransparenten Schicht 12 klein in Übereinstimmung damit ist. Hier ist die Filmdicke der Mittelschicht 13 3 nm, was äußerst dünn ist, und das Material ist auch Chrom-basiert, und daher kann die lichtabschirmende Eigenschaft außer Acht gelassen werden.
Demgemäß wird, wenn ein Siliciumfilm für die lichtabschirmende Schicht 14 verwendet wird, die Beziehung zwischen der Transmittanz der halbtransparenten Schicht 12 und der Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht 14, die der optischen Dichte entspricht, die in 2 Schichten: der halbtransparenten Schicht 12 und der lichtabschirmenden Schicht 14, 3,0 beträgt, eine wie in 5 gezeigte sein.
Ist die Transmittanz der halbtransparenten Schicht 12 beispielsweise 6%, dann ist die Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht 14, die der oben beschriebenen Bedingung entspricht, 25 nm; ist die Transmittanz der halbtransparenten Schicht 12 gleichermaßen 20%, dann ist die Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht 14 33 nm; und ist die Transmittanz der halbtransparenten Schicht 12 30%, dann ist die Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht 14 35 nm.
Hierin, in der vorliegenden Erfindung, ist die optische Dichte eines Laminatkörpers, in welchem drei Arten von Schichten: eine halbtransparente Schicht 12, eine Mittelschicht 13 und eine lichtabschirmende Schicht 14, laminiert sind, mit Bezug auf das Belichtungslicht vorzugsweise 2,8 oder mehr. Andererseits ist die Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht 14 für ein Reduzieren des EMF-Kantenversatz vorzugsweise dünner; beispielsweise reicht es aus, wenn die oben beschriebene optische Dichte ungefähr 3,2 ist.
Somit ist, in der vorliegenden Ausführungsform, die Beziehung einer Transmittanz T der halbtransparenten Schicht 12 und der Filmdicke „d” der lichtabschirmenden Schicht 14 vorzugsweise: im Bereich von 23 nm ≤ d ≤ 27 nm, wenn T = 6%, im Bereich von 31 nm ≤ d ≤ 35 nm, wenn T = 20%, und im Bereich von 33 nm ≤ d ≤ 37 nm, wenn T = 30%.
<Evaluierung von EMF-Kantenversatz und Belichtungslichttoleranz>
Als nächstes wird das Ergebnis des EMF-Kantenversatz- und der Belichtungslichttoleranz(EL: Belichtungsspielraum)-Evaluierung mit Bezug auf die Phasenverschiebungsmaske der vorliegenden Erfindung und eine herkömmliche Binär-Typ-Photomaske mittels Simulation beschrieben.
(Bedingungen für Simulationen)
Die Simulation wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt. EM-Suite Version v6.00 (Produktname, durch Panoramic Technology hergestellt) ist als die Simulations-Software verwendet worden; was die dreidimensionale (auch als 3D beschrieben) Simulationsbedingung anlangt, ist ein FDTD-Verfahren (das auch als ein Finite-Differenz-Zeitbereichverfahren und ein Zeitbereich-Finite-Differenzverfahren) mittels TEMPEST (EM-Suite-Option) einer dreidimensionalen Elektromagnetflächensimulation für den Simulationsmodus angewandt worden; die Rastergröße wurde mit 1 nm (in einer 4-Zeiten-Maske) bestimmt. Was die zweidimensionale (auch als 2D beschrieben) Simulationsbedingung anlangt, ist das Kirchhoff-Verfahren für den Simulationsmodus angewandt worden.
(Bedingungen für Lithographie)
In Bezug auf Bedingungen für die Lithographie in 2D- und 3D-Simulationen war die Belichtungslichtquelle ein ArF-Excimer-Laser, dessen Belichtungslichtwellenlänge 193 nm und dessen numerische Öffnung (NA) 1,35 war. Das Belichtungslicht war durch schräg verlaufende Strahlung unter Anwendung eines Pupillenfilters für Beleuchtungen einfallend, und eine Quadrupolbeleuchtung mit einem in 6 gezeigtem Quadrupol(C-Quad)-Pupillenfilter wurde angeordnet. Vier lichtübertragende Abschnitte 91 im C-Quad waren fächerförmig, wobei dessen Öffnungswinkel auf der XY-Achse 20 Grad von der Pupillenmitte angeordnet war; die lichtübertragenden Abschnitte 91 waren bei 0 Grad und 90 Grad mit Bezug auf das Maskenmuster angeordnet, so dass vertikale und horizontale Maskenmuster mit hoher Auflösung transferiert werden können; und wird der Radius des Pupillenfilters als 1 erachtet, dann wäre der von der Pupillenmitte entfernte (Außen-☐) Außendurchmesser auf 0.98 eingestellt, und der Innendurchmesser (Innen-☐) wäre auf 0,8 eingestellt. Abgesehen von den vier Lichtübertragungsabschnitten 91 werden andere Abschnitte als 92 (schraffierte Fläche) in Betracht gezogen.
Übrigens ist die numerische Apertur (NA) 1,35 in der Projektionslinse bloß ein Beispiel, das für einen Maskenmustertransfer in einer Halbleiter-Fein-Vorrichtung typischerweise angewandt wird, sie ist darauf in der vorliegenden Erfindung jedoch nicht beschränkt, und es ist möglich, Linsen mit einer anderen numerischen Apertur zu verwenden.
Auch hat der Grund für das Verwenden einer Quadrupolbeleuchtung als Beleuchtungen darin bestanden, dass eine Quadrupolbeleuchtung vertikale und horizontale Muster ermöglicht, die gleichzeitig entwickelt werden können, und für einen allgemeinen Maskenmustertransfer angewendet werden können, da dessen Universalität hoch ist. Eine Quadrupolbeleuchtung wurde jedoch lediglich als ein günstiges Beispiel angewandt; die erhöhte Auswirkung bei der Belichtungslichttoleranz kann, abgesehen von einer Quadrupolbeleuchtung, wie beispielsweise einer Zonenstrahlbeleuchtung und einer Dipolbeleuchtung, durch Verwendung von anderen modifizierten Beleuchtungen in ähnlicher Art und Weise erzielt werden.
(Evaluierung eines EMF-Kantenversatz)
Das Evaluierungsergebnis eines EMF-Kantenversatz während der Ausbildung eines 40 nm-isolierten Lochmusters in einem Resist auf einem Wafer unter Anwendung der Phasenverschiebungsmaske in Beispielen 1-1 und 1-3 und der herkömmlichen Binär-Typ-Photomaske im Vergleichsbeispiel 1-1 wird mit Bezug auf 7 beschrieben.
In 7 zeigt der Punkt auf der Transmittanz 0% den Wert von EMF-Kantenversatz im Vergleichsbeispiel 1-1; den Punkt auf der Transmittanz 6% zeigt zeigt den Wert von EMF-Kantenversatz im Beispiel 1-1; der Punkt auf der Transmittanz 20% zeigt den Wert von EMF-Kantenversatz in Beispiel 1-2; und der Punkt auf der Transmittanz 30% zeigt den Wert von EMF-Kantenversatz in Beispiel 1-3. Nebenbei bemerkt sind die Werte von EMF-Kantenversatz in 7 die Größe auf einem Wafer.
Wie in 7 gezeigt, hat, wenn ein 40 nm Durchmesser-isoliertes Lochmuster in einem Resist auf einem Wafer ausgebildet worden ist, die herkömmliche Binär-Typ-Photomaske in Vergleichsbeispiel 1-1 eine Größe von 10 nm-EMF-Kantenversatz auf einem Wafer erfordert, der Wert von EMF-Kantenversatz war in Beispielen 1-1 bis 1-3 jedoch reduziert; insbesondere war in Beispiel 1-3 der Wert von EMF-Kantenversatz bis auf –0,6 nm reduziert.
Hierin wird das in der vorliegenden Erfindung angewandte EMF-Kantenversatz mit Bezug auf eine Querschnittsansicht einer in 8 gezeigten Binär-Typ-Photomaske beschrieben. 8 zeigt eine Binärmaske 100, die ein Maskenmuster aufweist, das aus einem Lichtabschirmungsmusterfilm 102 besteht, der auf einem transparenten Substrat 101 ausgebildet ist. Hierin wird ein tetraploides Gitternetz für gewöhnlich für eine Photomaske verwendet, so dass die Größe eines Linienabschnitts eines Maskenmusters (das nachstehend als eine Linien-CD (Kritische Dimension) bezeichnet wird) als derjenige Wert angesehen wird, bei dem ein Korrekturwert: Kantenversatz „d” (nm) zu dem Wert „x” hinzugefügt wird, der das 4fache des Wertes „x” der Target-Linienbreitengröße (die nachstehend als eine Target-CD bezeichnet wird) auf einem Wafer (nm) (x = die Target-CD × 4) ist.
In 8 ist ein Kantenversatz „d” folgendermaßen dargestellt: Kantenversatz (d) = 2 × a.
In der obigen Formel, wenn der Wert des Kantenversatz „d” + ist, bedeutet der Wert die Richtung des Erweiterns der Linien-CD; wenn der Wert von „d” – ist, bedeutet der Wert die Richtung des Verengens der Linien-CD. Jedoch wird in der vorliegenden Erfindung + nicht ausdrücklich angegeben, wenn + der Fall ist.
Das EMF-Kantenversatz bezüglich der Auswirkung des elektromagnetischen Feldes (EMF) wirkt sich auf die bedeutende Größen (CD)-Genauigkeit einer zu einem Resist auf einem Wafer transferierenden Musterlinienbreite erheblich aus. Demgemäß ist ein zu korrigierendes Photomaskenmuster erforderlich, um die Auswirkung aus dem elektromagnetischen Feld (EMF) durch Durchführen der Simulation für die Elektromagnetfeldauswirkung hintanzuhalten, bevor eine Photomaske hergestellt wird. Die Berechnung für diese Korrektur eines Maskenmusters ist komplizierter, wenn das EMF-Kantenversatz größer ist. Auch wird das korrigierte Maskenmuster kompliziert sein, wenn das EMF-Kantenversatz größer ist, und Lasten werden einer Photomaskenherstellung hinzugefügt. Beispielsweise sind die hervorgerufenen Probleme derart, dass der Kantenversatz-Wert zunimmt, und ein Muster kann aufgrund einer Beziehung mit einem angrenzend angeordneten Muster nicht korrigiert werden. Ist der Wert von EMF-Kantenversatz näher an 0, dann wird die Photomaskenherstellung einfacher, wobei eine geringere Korrektur erforderlich ist, und das führt zur Erhöhung eines Maskenherstellungsertrags.
(Evaluierung von Belichtungslichttoleranz)
Als nächstes wird das Evaluierungsergebnis für die Belichtungslichttoleranz mit Bezug auf Tabelle 1 beschrieben.
Hierin ist die Belichtungslichttoleranz (EL: %) in einem Bereich einer Belichtungslichtenergie, die so groß ist, dass die Größe eines Resistmusterfilms auf einem Wafer innerhalb des tolerierbaren Grenzwerts ist, und ist der Wert, der Toleranz gegenüber einer Änderung hinsichtlich der Belichtungslichtmenge (Dosierungsmenge) in einer Photolithographie aufweist. Mit anderen Worten, sie ist im Bereich einer Belichtungslichtenergie derart, dass die Änderung hinsichtlich einer Linienbreitengröße eines Resistmusters innerhalb des vorbestimmten tolerierbaren Bereichs ist. Ist die Belichtungslichttoleranz groß, wird sie zur Erhöhung des Ertrags in einem Photolithographieschritt einer Halbleiterelementherstellung führen.
In Tabelle 1 ist die Belichtungslichttoleranz (EL), in der die Target-CD in jedem Musterteilungsabstand (nm) auf einem Wafer innerhalb von ±10% ist, mit Vergleich in der Phasenverschiebungsmaske in Beispielen 1-1 bis 1-3 und der herkömmlichen Binär-Typ-Photo-Maske in Vergleichsbeispiel 1-1 evaluiert worden.
Das evaluierte Maskenmuster war ein Linien- und Raum-Muster, dessen Durchgangsteilungsabstand (Gesamtteilungsabstand), wenn dieser auf einem Wafer transferiert wird, im Bereich von 80 nm bis 300 nm war; die Target-Linien-CD war 10 nm auf einem Wafer. [Tabelle 1]

Teilungsabstand (nm) Vergleichsbeispiel 1-1 (BIM) Beispiel 1-1 (6% PSM) Beispiel 1-2 (20% PSM) Beispiel 1-3 (30% PSM)

80 0,7 1,3 1,7 1,8

160 0,4 0,9 1,1 1,2

300 0,2 0,6 0,7 0,8
Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurde in den Phasenverschiebungsmasken mit Bezug auf die vorliegende Erfindung in Beispielen 1-1 bis 1-3 die Belichtungslichttoleranz in allen mit der herkömmlichen Binär-Typ-Photomaske in Vergleichsbeispiel 1-1 verglichenen Bereichen erhöht; insbesondere wurden in der Phasenverschiebungsmaske in Beispiel 1-3 die großen Werte so erzielt, dass die Belichtungslichttoleranz 1,8% im Musterteilungsabstand 80 nm, die Belichtungslichttoleranz 1,2% im Musterteilungsabstand 160 nm, und die Belichtungslichttoleranz 0,8% im Musterteilungsabstand 300 nm ist.
(Beispiel 2-1)
Verwendet wurde ein optisch poliertes 6 Zoll und 0,25 zoll dickes synthetisiertes-Quarz-Substrat als ein transparentes Substrat 11, ein Molybdänsilicidoxidfilm (MoSiO) als eine halbtransparente Schicht 12, ein 2 nm filmdicker CrN-Film als eine Mittelschicht 13 und ein Silicium(Si)-Film als eine lichtabschirmende Schicht 14, um so einen Maskenrohling 20 herzustellen.
Hierin wurde die Filmdicke der halbtransparenten Schicht 12 so angepasst, dass die Transmittanz mit Bezug auf das Belichtungslicht 6% wurde; die Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht 14 so angepasst wurde, dass die optische Dichte des Laminatkörpers, in welchem drei Arten von Schichten: die halbtransparente Schicht 12, die Mittelschicht 13 und die lichtabschirmende Schicht 14, laminiert waren, mit Bezug auf das Belichtungslicht 3,0 wurde.
Die optische Dichte wurde durch das von OTSUKA ELECTRONICS Co., LTD hergestellte MCPD3000 gemessen; eine optische Konstante wurde durch die Messung mit einem (von J. A. Woollam Co. hergestellten) Ellipsometer erzielt. Ferner wurde die Filmdicke durch eine Messung unter Anwendung eines (von SII Nanotechnoloy Inc. hergestelltem) AFM-Gerätes erzielt.
(Beispiel 2-2)
Ein Maskenrohling 20 wurde auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 2-1 hergestellt, außer, dass ein 4 nm filmdicker CrN-Film als die mittlere Schicht 13 verwendet wurde, und die Filmdicke der halbtransparenten Schicht 12 und die der lichtabschirmenden Schicht 14 angepasst wurden.
(Vergleichsbeispiel 2-1)
Ein Maskenrohling 20 wurde in derselben Art und Weise wie in Beispiel 2-1 hergestellt, außer, dass ein 6 nm filmdicker CrN-Film als die Mittelschicht 13 verwendet wurde, und die Filmdicke der halbtransparenten Schicht 12 und die der lichtabschirmenden Schicht 14 angepasst wurden.
(Vergleichsbeispiel 2-2)
Ein Maskenrohling 20 wurde in derselben Art und Weise wie in Beispiel 2-1 hergestellt, außer, dass ein 8 nm filmdicker CrN-Film als die Mittelschicht 13 verwendet wurde, und die Filmdicke der halbtransparenten Schicht 12 und die der lichtabschirmenden Schicht 14 angepasst wurden.
(Vergleichsbeispiel 2-3)
Ein Maskenrohling 20 wurde in derselben Art und Weise wie in Beispiel 2-1 hergestellt, außer, dass ein 10 nm filmdicker CrN-Film als die Mittelschicht 13 verwendet wurde, und die Filmdicke der halbtransparenten Schicht 12 und die der lichtabschirmenden Schicht 14 angepasst wurden.
<Beziehung zwischen Filmdicke der Mittelschicht und Gesamtfilmdicke von Mittelschicht und lichtabschirmender Schicht>

Die Beziehung zwischen der Filmdicke der Mittelschicht 13 und der Gesamtfilmdicke der Mittelschicht 13 und der lichtabschirmenden Schicht 14 wird in den Beispielen 2-1 bis 2-2 und den Vergleichsbeispielen 2-1 bis 2-3 beschrieben. Tabelle 2 zeigt die Filmdicke der Mittelschicht 13 (CrN-Film), der lichtabschirmenden Schicht 14 (Siliciumfilm (Si)), die Gesamtfilmdicke der Mittelschicht 13 und der lichtabschirmenden Schicht 14, und die optische Dichte (OD-Wert) mit Bezug auf das Belichtungslicht des Laminatkörpers. Und nebenbei bemerkt, waren der Brechungsindex ”n” und der Extinktionskoeffizient ”k” des für die Mittelschicht 13 verwendeten CrN-Films 1,5 beziehungsweise 1,8, und der Brechungsindex ”n” und der Extinktionskoeffizient ”k” des für die lichtabschirmende Schicht 14 verwendeten Silicium(Si)-Films waren 0,9 beziehungsweise 2,7. [Tabelle 2]

	Beispiel 2-1	Beispiel 2-2	Vergleichsbeispiel 2-1	Vergleichsbeispiel 2-2	Vergleichsbeispiel 2-3
Filmdicke von CrN-Film	2	4	6	8	10
Filmdicke von Siliciumfilm	25	23	22	21	19
Gesamtfilmdicke	27	27	28	29	29
Optische Dichte (OD-Wert)	3,03	2,99	3,02	3,05	3,01

Wie in Tabelle 2 gezeigt, wurde herausgefunden, dass die Gesamtdicke der Mittelschicht 13 und der lichtabschirmenden Schicht 14 dicker wurde, wenn, im Vergleich dazu, wenn die Filmdicke der Mittelschicht 13 5 nm oder weniger war, die Filmdicke der Mittelschicht 13 5 nm oder mehr war. Demgemäß wurde vorgeschlagen, dass die Erhöhung des Wertes von EMF-Kantenversatz in einer Phasenverschiebungsmaske hintangehalten werden kann, wenn die Filmdicke der Mittelschicht 13 5 nm oder weniger ist.
(Beispiel 3-1)
Ein Maskenrohling 20 wurde in derselben Art und Weise wie in Beispiel 2-1 hergestellt, außer, dass ein 2 nm filmdicker CrON-Film als die Mittelschicht 13 verwendet wurde, und die Filmdicke der halbtransparenten Schicht 12 und die der lichtabschirmenden Schicht 14 angepasst wurden.
(Beispiel 3-2)
Ein Maskenrohling 20 wurde in derselben Art und Weise wie in Beispiel 2-1 hergestellt, außer, dass ein 4 nm filmdicker CrON-Film als die Mittelschicht 13 verwendet wurde, und die Filmdicke der halbtransparenten Schicht 12 und die der lichtabschirmenden Schicht 14 angepasst wurden.
(Vergleichsbeispiel 3-1)
Ein Maskenrohling 20 wurde in derselben Art und Weise wie in Beispiel 2-1 hergestellt, außer, dass ein 6 nm filmdicker CrON-Film als die Mittelschicht 13 verwendet wurde, und die Filmdicke der halbtransparenten Schicht 12 und die der lichtabschirmenden Schicht 14 angepasst wurden.
(Vergleichsbeispiel 3-2)
Ein Maskenrohling 20 wurde in derselben Art und Weise wie in Beispiel 2-1 hergestellt, außer, dass ein 8 nm filmdicker CrON-Film als die Mittelschicht 13 verwendet wurde, und die Filmdicke der halbtransparenten Schicht 12 und die der lichtabschirmenden Schicht 14 angepasst wurden.
(Vergleichsbeispiel 3-3)
Ein Maskenrohling 20 wurde in derselben Art und Weise wie in Beispiel 2-1 hergestellt, außer, dass ein 10 nm filmdicker CrON-Film als die Mittelschicht 13 verwendet wurde, und die Filmdicke der halbtransparenten Schicht 12 und die der lichtabschirmenden Schicht 14 angepasst wurden.
<Beziehung zwischen Filmdicke einer Mittelschicht und Gesamtfilmdicke von Mittelschicht und lichtabschirmender Schicht>

Die Beziehung zwischen der Filmdicke der Mittelschicht 13 und der Gesamtfilmdicke der Mittelschicht 13 und der lichtabschirmenden Schicht 14 wird in den Beispielen 3-1 bis 3-2 und den Vergleichsbeispielen 3-1 bis 3-3 beschrieben. Tabelle 3 zeigt die Filmdicke der Mittelschicht 13 (CrON-Film), der lichtabschirmenden Schicht 14 (Siliciumfilm (Si)), die Gesamtfilmdicke der Mittelschicht 13 und der lichtabschirmenden Schicht 14, und die optische Dichte (OD-Wert) mit Bezug auf das Belichtungslicht des Laminatkörpers. Übrigens waren der Brechungsindex „n” und der Extinktionskoeffizient „k” des für die Mittelschicht 13 verwendeten CrON-Films 2,4 beziehungsweise 1,4, und der Brechungsindex „n” und der Extinktionskoeffizient „k” des für die lichtabschirmende Schicht 14 verwendeten Silicium(Si)-Films waren 0,9 beziehungsweise 2,7. [Tabelle 3]

	Beispiel 3-1	Beispiel 3-2	Vergleichsbeispiel 3-1	Vergleichsbeispiel 3-2	Vergleichsbeispiel 3-3
Filmdicke von CrON-Film	2	4	6	8	10
Filmdicke von Siliciumfilm	25	24	23	22	21
Gesamtfilmdicke	27	28	29	30	31
optische Dichte (OD-Wert)	3	3,01	3,02	3,03	3,04

Wie in Tabelle 3 gezeigt, wurde festgestellt, dass die Gesamtdicke der Mittelschicht 13 und der lichtabschirmenden Schicht 14 dicker wurde, wenn, im Vergleich dazu, wenn die Filmdicke der Mittelschicht 13 5 nm oder weniger war, die Filmdicke der Mittelschicht 13 5 nm oder mehr war. Demgemäß wurde vorgeschlagen, dass das Erhöhen des Werts von EMF-Kantenversatz in einer Phasenverschiebungsmaske hintangehalten werden kann, wenn die Filmdicke der Mittelschicht 13 5 nm oder weniger war.
Ferner wurden, im Vergleich von Tabelle 2 mit Tabelle 3, wenn die Filmdicke der Mittelschicht 13 4 nm oder mehr war, die Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht 14 als auch die Gesamtdicke der Mittelschicht 13 und der lichtabschirmenden Schicht 14 dünner, wenn, im Vergleich dazu, wenn ein CrON-Film für die Mittelschicht 13 verwendet wurde, ein CrN-Film für die Mittelschicht 13 verwendet wurde. Der angebliche Grund dafür liegt darin, dass in einem CrN-Film der Extinktionskoeffizient „k” höher und die Transmittanz niedriger als in einem CrON-Film ist. Ferner liegt der angebliche Grund darin, dass ein CrN-Film im Gegensatz dazu, dass ein CrON-Film Sauerstoff (O) umfasst, Sauerstoff (O) nicht umfasst.
Der Maskenrohling, die Phasenverschiebungsmaske und das in der vorliegenden Erfindung diesbezügliche Herstellungsverfahren sind oben beschrieben worden, jedoch ist die vorliegende Erfindung auf die Ausführungsformen nicht eingeschränkt. Die Ausführungsformen sind Erläuterungen und jede davon ist vom technischen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung umfasst, wenn sie den im Wesentlichen selben Aufbau wie die in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung beschriebenen technischen Konzepte und dieselben Betriebsweisen und Auswirkungen darauf aufweist.
Bezugszeichenliste

10, 20: Maskenrohling
11: transparentes Substrat
12: halbtransparente Schicht
13: Mittelschicht
14: lichtabschirmende Schicht
21: Hartmaskenschicht
22, 23, 24, 25: Hartmaskenmusterfilm
30, 40: Phasenverschiebungsmaske
32, 32a, 32b, 32c, 32d: halbtransparenter Musterfilm
33, 33a, 33b, 33c: Mittelmusterfilm
34, 34a, 34b, 34c: Mittelmusterfilm
42, 42a, 42b, 42c, 42d: halbtransparenter Musterfilm
43, 43a, 43b, 43c: Mittelmusterfilm
44, 44a, 44b, 44c: Mittelmusterfilm
51, 53, 54, 56: Resistmusterfilm
52, 55: Resistschicht
63, 73: Mittelmusterfilm
64, 74: lichtabschirmender Musterfilm
91: lichtdurchlässiger Abschnitt
92: lichtabschirmender Abschnitt
100: Binärmaske
101: transparentes Substrat
102: lichtabschirmender Musterfilm

Claims

Maskenrohling, der verwendet wird, um eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske herzustellen, die ein ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht beaufschlagt, umfassend: ein transparentes Substrat, eine halbtransparente Schicht zum Steuern einer Phase und einer Transmittanz des Belichtungslichts, die auf dem transparenten Substrat ausgebildet ist, eine Mittelschicht, die auf der halbtransparenten Schicht ausgebildet ist, und eine lichtabschirmende Schicht, die auf der Mittelschicht ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtabschirmende Schicht aus einem Einzelmetallmaterial besteht, das kein Übergangsmetall umfasst, dass eine Filmdicke der lichtabschirmenden Schicht 40 nm oder weniger beträgt, und dass eine optische Dichte eines Laminatkörpers, worin drei Arten von Schichten: die halbtransparente Schicht, die Mittelschicht und die lichtabschirmende Schicht, laminiert sind, in Bezug auf das Belichtungslicht ein Wert ist, der so groß ist, dass der Laminatkörper als lichtabschirmende Region oder mehr fungiert.
Maskenrohling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laminatkörper, worin drei Arten von Schichten: die halbtransparente Schicht, die Mittelschicht und die lichtabschirmende Schicht, laminiert sind, derart eingestellt ist, dass er eine optische Dichte in Bezug auf ein Belichtungslicht von 2,8 oder mehr aufweist.
Maskenrohling nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis zwischen einer Transmittanz T in Bezug auf das Belichtungslicht der halbtransparenten Schicht und einer Filmdicke „d” der lichtabschirmenden Schicht wie folgt ist: im Bereich 23 nm ≤ d ≤ 27 nm, wenn T = 6%, im Bereich 31 nm ≤ d ≤ 35 nm, wenn T = 20%, im Bereich 33 nm ≤ d ≤ 37 nm, wenn T = 30%.
Maskenrohling nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtabschirmende Schicht aus dem Einzelmetallmaterial mit einem Brechungsindex „n” von 1,0 oder weniger und einem Extinktionskoeffizienten „k” von 2,0 oder mehr besteht.
Maskenrohling nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einzelmetallmaterial Silikon ist.
Maskenrohling nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die halbtransparente Schicht aus Si_xO_1-x-yN_y („x” and „y” genügen 0 < x < 1,0 < y < 1, und 0 < x + y ≤ 1) besteht.
Maskenrohling nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelschicht aus einem Material mit einer Stabilität gegenüber Trockenätzen unter Verwendung von fluorhaltigem Gas besteht.
Maskenrohling nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelschicht aus einem chromhaltigen Material besteht, das Chrom (Cr) enthält, und dass eine Filmdicke der Mittelschicht im Bereich von 2 nm bis 5 nm liegt.
Maskenrohling nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hartmaskenschicht, die aus einem Material mit einer Stabilität gegenüber Trockenätzen unter Verwendung von fluorhaltigem Gas besteht, auf der lichtabschirmenden Schicht bereitgestellt ist.
Halbton-Phasenverschiebungsmaske, die ein ArF-Excimerlaser-Belichtungslicht beaufschlagt, umfassend: ein transparentes Substrat, einen halbtransparenten Musterfilm zum Steuern einer Phase und einer Transmittanz des Belichtungslichts, das auf dem transparenten Substrat ausgebildet ist, einen Mittelmusterfilm, der auf dem halbtransparenten Musterfilm ausgebildet ist, und einen lichtabschirmenden Musterfilm, der auf dem Mittelmusterfilm ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der lichtabschirmende Musterfilm aus einem Einzelmetallmaterial besteht, das kein Übergangsmetall umfasst, dass eine Filmdicke des lichtabschirmenden Musterfilms 40 nm oder weniger beträgt, und dass eine optische Dichte eines Laminatkörpers, worin drei Arten von Filmen: der halbtransparente Musterfilm, der Mittelmusterfilm und der lichtabschirmende Musterfilm, laminiert sind, in Bezug auf das Belichtungslicht ein Wert ist, der so groß ist, dass der Laminatkörper als lichtabschirmende Region oder mehr fungiert.
Phasenverschiebungsmaske nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Laminatkörper, worin drei Arten von Filmen: der halbtransparente Musterfilm, der Mittelmusterfilm und der lichtabschirmende Musterfilm, laminiert sind, derart eingestellt ist, dass er eine optische Dichte in Bezug auf ein Belichtungslicht von 2,8 oder mehr aufweist.
Phasenverschiebungsmaske nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis zwischen einer Transmittanz T in Bezug auf das Belichtungslicht des halbtransparenten Musterfilms und einer Filmdicke „d” des lichtabschirmenden Musterfilms wie folgt ist: im Bereich 23 nm ≤ d ≤ 27 nm, wenn T = 6%, im Bereich 31 nm ≤ d ≤ 35 nm, wenn T = 20%, im Bereich 33 nm ≤ d ≤ 37 nm, wenn T = 30%.
Phasenverschiebungsmaske nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der lichtabschirmende Musterfilm aus dem Einzelmetallmaterial mit einem Brechungsindex „n” von 1,0 oder weniger und einem Extinktionskoeffizienten „k” von 2,0 oder mehr besteht.
Phasenverschiebungsmaske nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Einzelmetallmaterial Silikon ist.
Phasenverschiebungsmaske nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der halbtransparente Musterfilm aus Si_xO_1-x-yN_y besteht („x” and „y” genügen 0 < x < 1,0 < y < 1, und 0 < x + y ≤ 1).
Phasenverschiebungsmaske nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelmusterfilm aus einem Material mit einer Stabilität gegenüber Trockenätzen unter Verwendung von fluorhaltigem Gas besteht.
Phasenverschiebungsmaske nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelmusterfilm aus einem chromhaltigen Material besteht, das Chrom (Cr) enthält, und dass eine Filmdicke des Mittelmusterfilms im Bereich von 2 nm bis 5 nm liegt.
Herstellungsverfahren für eine Phasenverschiebungsmaske, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Herstellen eines Maskenrohlings mit einer Hartmaskenschicht, umfassend ein transparentes Substrat, eine halbtransparente Schicht zum Steuern einer Phase und einer Transmittanz des Belichtungslichts, die auf dem transparenten Substrat ausgebildet ist, eine Mittelschicht, die auf der halbtransparenten Schicht ausgebildet ist und eine lichtabschirmende Schicht, die auf der Mittelschicht ausgebildet ist, wobei eine Hartmaskenschicht auf der lichtabschirmenden Schicht des Maskenrohlings ausgebildet ist und wobei die lichtabschirmende Schicht aus einem Einzelmetallmaterial besteht, das kein Übergangsmetall umfasst; Ausbilden eines ersten Resistmusterfilms auf der Hartmaskenschicht; Ausbilden einer ersten Form eines Hartmaskenmusterfilms durch Ätzen der Hartmaskenschicht, die vom ersten Resistmusterfilm freigelegt ist; Ausbilden einer ersten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms durch Ätzen der lichtabschirmenden Schicht, die von der ersten Form eines Hartmaskenmusterfilms freigelegt ist, durch Verwendung der Mittelschicht als Ätzstoppschicht; Entfernen des ersten Resistmusterfilms; Ausbilden eines zweiten Resistmusterfilms, der eine gewünschte Region der ersten Form eines Hartmaskenmusterfilms und eine gewünschte Region der von der ersten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms freigelegten Mittelschicht bedeckt; Ausbilden einer zweiten Form eines Hartmaskenmusterfilms und einer ersten Form eines Mittelmusterfilms durch Ätzen der ersten Form einer Hartmaskenmusterschicht, die vom zweiten Resistmusterfilm freigelegt ist, und der Mittelschicht, die vom zweiten Reistmusterfilm und der ersten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms freigelegt ist; Entfernen des zweiten Resistmusterfilms; Ausbilden einer zweiten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms und eines halbtransparenten Musterfilms durch Ätzen der ersten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms, der von der zweiten Form eines Hartmaskenmusterfilms freigelegt ist, und der halbtransparenten Schicht, die von der ersten Form eines Mittelmusterfilms freigelegt ist; und Ausbilden einer zweiten Form eines Mittelmusterfilms durch Ätzen der zweiten Form eines Hartmaskenmusterfilms und der ersten Form eines Mittelmusterfilms, die von der zweiten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms freigelegt sind, während die zweite Form eines Hartmaskenmusterfilms entfernt wird; in dieser Reihenfolge.
Herstellungsverfahren für eine Phasenverschiebungsmaske, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Herstellen eines Maskenrohlings mit einer Hartmaskenschicht, umfassend ein transparentes Substrat, eine halbtransparente Schicht zum Steuern einer Phase und einer Transmittanz des Belichtungslichts, die auf dem transparenten Substrat ausgebildet ist, eine Mittelschicht, die auf der halbtransparenten Schicht ausgebildet ist und eine lichtabschirmende Schicht, die auf der Mittelschicht ausgebildet ist, wobei eine Hartmaskenschicht auf der lichtabschirmenden Schicht des Maskenrohlings ausgebildet ist und wobei die lichtabschirmende Schicht aus einem Einzelmetallmaterial besteht, das kein Übergangsmetall umfasst; Ausbilden eines ersten Resistmusterfilms auf der Hartmaskenschicht; Ausbilden einer ersten Form eines Hartmaskenmusterfilms durch Ätzen der Hartmaskenschicht, die vom ersten Resistmusterfilm freigelegt ist; Ausbilden einer ersten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms durch Ätzen der lichtabschirmenden Schicht, die von der ersten Form eines Hartmaskenmusterfilms freigelegt ist, durch Verwendung der Mittelschicht als Ätzstoppschicht; Ausbilden einer ersten Form eines Mittelmusterfilms durch Ätzen der Mittelschicht, die von der ersten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms freigelegt ist; Entfernen des ersten Resistmusterfilms; Ausbilden eines zweiten Resistmusterfilms, der eine gewünschte Region der ersten Form eines Hartmaskenmusterfilms bedeckt; Ausbilden einer zweiten Form eines Hartmaskenmusterfilms durch Ätzen der ersten Form einer Hartmaskenmusterschicht, die vom zweiten Resistmusterfilm freigelegt ist; Entfernen des zweiten Resistmusterfilms; Ausbilden einer zweiten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms und eines halbtransparenten Musterfilms durch Ätzen der ersten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms, der von der zweiten Form eines Hartmaskenmusterfilms freigelegt ist, und der halbtransparenten Schicht, die von der ersten Form eines Mittelmusterfilms freigelegt ist; und Ausbilden einer zweiten Form eines Mittelmusterfilms durch Ätzen der zweiten Form eines Hartmaskenmusterfilms und der ersten Form eines Mittelmusterfilms, die von der zweiten Form eines lichtabschirmenden Musterfilms freigelegt sind, während die zweite Form eines Hartmaskenmusterfilms entfernt wird; in dieser Reihenfolge.