201107868 六、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於半導體積體電路、C CD(電荷耦合元 件）、LCD (液晶顯示元件）用彩色濾光片、磁頭等之精細加 工所用之光罩的原材之光罩基板，以及使用其所製造之光 罩。 【先前技術】 近年來，半導體加工時，尤其是因大型積體電路的高 積體化，使電路圖型的精細化愈來愈必要，對於構成電路 之配線圖型的細線化、或是用在構成單元之層間配線之接 觸孔圖型的精細化技術之要求乃逐漸昇高。因此，在用以 形成此等配線圖型或接觸孔圖型之光微影技術中所用之寫 入有電路圖型之光罩的製造中，伴隨著上述精細化，係要 求能夠更精細且正確地寫入電路圖型之技術。 爲了形成更精細的圖型，係有人報告一種當使用光罩 及光學系將圖型照射在光阻膜上時，爲了以更大的焦點深 度將圖型的像成像於光阻膜上，必須控制光罩的基板形狀 之內容（專利文獻1 :日本特開2003-5045 8號公報）。此報 告中，係說明當將光罩吸附固定在曝光機的光罩機台時， 必須以使光罩的圖型描繪面具有高平坦性之方式來選擇光 罩基板。 以往，光罩用透明基板或光罩基板的平坦性，已逐漸 受到重視，在將遮光膜或相位移位膜等之光學膜成膜於光 -5- 201107868 罩用透明基板上時，係以不會使基板的形狀產生變化之方 式來控制光學膜所具有之應力，關於如何抑制「翹曲」， 亦即基板表面的形狀變化之技術，亦已提出許多報告（例 如，專利文獻2 :日本特開2 0 0 2 - 2 2 9 1 8 3號公報、專利文 獻3:日本特開2004-199035號公報）。 另一方面，與上述基板形狀的問題不同，另外關於寫 入於所使用的光罩上之半導體的電路圖等之光學膜的圖型 尺寸控制，隨著作爲目的之圖型尺寸的變小，係逐漸要求 高度化尺寸控制者。例如，以往所用之由鉻材料所構成的 遮光膜’爲了製作出用以獲得具有65 nm以下，尤其是50 nm以下的最小線寬之圖型的光罩，蝕刻加工時之側蝕的 控制變得困難，因此，會因所欲描繪之圖型的粗密度不 同’而具有形成不同加工尺寸之問題，亦即所謂圖型的粗 密相依性之問題。 相對於此，日本特開2 0 0 7 - 2 4 1 0 6 0號公報（專利文獻4 ) 中’係提出一種藉由使用可含過渡金屬之矽系材料作爲遮 光膜’可改善此粗密相依性之問題，並將極薄的鉻系材料 用作爲蝕刻掩膜，來將遮光膜進行加工之方法。在此，係 顯示出藉由將可含過渡金屬之矽系材料用作爲蝕刻掩膜， 能夠製造出經極高精度的尺寸控制之光罩》 如上述般’使作爲目的之半導體電路圖型的最小尺寸 成爲45 iim以下之光微影技術中所用之光罩的尺寸控制， 係要求高度化尺寸控制，即使將可含過渡金屬之矽系材料 用作爲遮光膜’並使用由鉻系材料所構成之蝕刻掩膜來製 -6- 201107868 作時’亦可得知其尺寸控制的容許量已達幾乎不具寬容性 之程度。 因此’用以形成最小尺寸成爲4 5 n m以下之圖型的光 微影技術，尤其如雙重圖型成形（參照非專利文獻！：
Proceedings of SPIE 第 6153 卷，第 6 1 5 3 0 1 - 1 〜19 頁（2006 年））’當製造出要求更闻精度的位置控制之光微影技術中 所用的光罩時’若無法對光罩基板賦予較目前所得之精度 更高的可靠度，則無法提高光罩製造時的良率。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1 ]日本特開2 0 0 3 · 5 0 4 5 8號公報 [專利文獻2]日本特開2002-229183號公報 [專利文獻3]日本特開2004-199035號公報 [專利文獻4]日本特開2007-241060號公報 [專利文獻5]日本特開2006-195202號公報 [非專利文獻] [非專利文獻 l]Proceedings of SPIE 第 6153 卷， 第 615301-1〜19 頁（2006 年） 【發明內容】 (發明所欲解決之課題） 本發明係用以解決上述課題而創作出之發明，目的在 於提供一種作爲具備由可含過渡金屬之矽系化合物所構成 之遮光膜，且於此遮光膜上成膜有由鉻系材料所構成之蝕 201107868 刻掩膜的光罩基板’其加工寬容性高，亦即能夠將更高的 尺寸控制性能賦予至光罩之光罩基板，以及使用其所製造 之光罩。 (用以解決課題之手段） 如上述般’爲了製得使用光罩時不會引起焦點深度劣 化的光罩及光罩基板所需之形狀控制方法，係以在光罩基 板的加工前後不會引起形狀變化而不會形成無法使用之光 罩之方式’使用應力較小的膜作爲遮光膜或相位移位膜等 之光學膜。例如’係已得知在以往即用作爲形成以濺鏟成 膜之無機膜的方法之一般加熱中，在300 °C的加熱下，翹 曲雖然產生變化，但難以將應力降低至所要求之程度，因 而提出一種依據閃光燈照射所進行之積極性膜應力控制等 (專利文獻3 :日本特開2 0 0 4 - 1 9 9 0 3 5號公報）。 上述蝕刻掩膜中，進行精密加工時所用，且在完成光 罩時完全被剝離之型式的蝕刻掩膜（以下係將此完成時完 全被剝離之型式的蝕刻掩膜略稱爲蝕刻掩膜），原先爲數 十nm以下的薄膜，其僅用於光罩加工，且在作爲光罩使 用於光微影技術時完全不殘留，所以在將蝕刻掩膜進行成 膜前之基板的形狀與光罩加工結束的階段中之光罩的形狀 之間，就形狀變化之意義來看被視爲不會產生影響，因而 未充分留意到蝕刻掩膜所具有之應力。 因此，本發明者們認爲，在45nm以下的光微影技術 用以及雙重圖型成形用之使用在精細加工用之光罩的製造 -8- 201107868 中，在製作光罩時所用之光微影技術中，例如以電 光裝置進行曝光時，若未控制蝕刻掩膜的形狀，則 到商精度化。 因此，本發明者們爲了達成上述目的而進行 討’結果發現，於四角形狀的透明基板上，具有由 渡金屬之矽系材料所構成之遮光膜，於該遮光膜上 由鉻化合物系材料所構成且用以將遮光膜進行精密 成膜之蝕刻掩膜，並且蝕刻掩膜從光罩基板加工成 間的任一項步驟中完全被剝離之光罩基板中，藉由 濺鍍將蝕刻掩膜成膜，並形成爲彼此組成不同之2 的層所成之多層，該多層係將由以單一組成層成膜 基板上時，賦予壓縮應力之材料所成之層，與由以 成層成膜於透明基板上時，賦予拉伸應力之材料所 予以組合，而使蝕刻掩膜全體成爲低應力而組合 用，如此可達到光罩的高精度化，因而完成本發明 因此，本發明係提供下列光罩基板及光罩。 申請專利範圍第1項： 一種光罩基板，其係於四角形狀的透明基板上 由可含過渡金屬之矽系材料所構成之遮光膜，於該 上，具有由鉻化合物系材料所構成，且用以將上述 進行精密加工所成膜之蝕刻掩膜之光罩基板，其特 上述蝕刻掩膜係在從光罩基板加工成光罩之間 項步驟中完全被剝離者； 上述蝕刻掩膜係藉由反應性濺鍍成膜，並由彼 子束曝 無法達 精心探 可含過 ，具有 加工所 光罩之 反應性 層以上 於透明 單一組 成之層 材料使 ，具有 遮光膜 遮光膜 徵爲： 的任一 此組成 -9 - 201107868 不同之2層以上的層所成之多層所構成，該多層係將由以 單一組成層成膜於透明基板上時，賦予壓縮應力之材料所 成之層，與由以單一組成層成膜於透明基板上時，賦予拉 伸應力之材料所成之層予以組合而構成。 申請專利範圍第2項： 如申請專利範園第1項之光罩基板，其中上述賦予壓 縮應力之材料爲含氧之鉻化合物。 申請專利範圍第3項： 如申請專利範圍第1或2項之光罩基板，其中對於將 蝕刻掩膜剝離前之光罩基板的最表面、與從光罩基板中將 上述蝕刻掩膜完全剝離後之處理基板的最表面， (1 )以表面形狀測定裝置來測定各個最表面，取得該 最表面之XYZ三維座標數據； (2) 從各個最表面所得之座標數據中，求取各個最表 面的最小平方平面； (3) 在分別將光罩基板之最表面的座標與該最小平方 平面之間的相對位置、及處理基板之最表面的座標與該最 小平方平面之間的相對位置予以固定之狀態下，將上述座 標及最小平方平面，以使（i)兩個最小平方平面的兩者位於 XYZ三維虛擬空間的XY平面上，（ii)前者的最小平方平 面之相當於光罩基板的最表面之區域的中心、與後者的最 小平方平面之相當於處理基板的最表面之區域的中心之兩 者位於原點，且（iii)上述兩個相當於最表面之區域的4個 角的各個角於蝕刻掩膜的剝離前後相對應之方式，對齊兩 -10- 201107868 個相當於最表面之區域的對角線方向來重壘配置； (4) 在上述配置後之座標數據的範圍內，對於在光罩 基板之最表面的座標及處理基板之最表面的座標中X値 及Y値爲一致之座標對的各個，求取光罩基板之最表面 的Z値（Z,)與處理基板之最表面的Z値（Z2)之差（Ζ,-Ζζ); (5) 虽以該Ζ値的差（Ζ1-Ζ2)之最大値的絕對値與最小 値的絕對値之和作爲翹曲變化量時，該翹曲變化量之値爲 (50(nm)/L/152(mm))以下（惟L表示透明基板之長邊的長度 (mm))。 申請專利範圍第4項： 一種光罩，其係使用申請專利範圍第丨至3項中任一 項之光罩基板所製造。 發明之效果： 藉由使用本發明之光罩基板，在蝕刻掩膜的蝕刻去除 前後’可使表面形狀僅產生些微變化，藉此可提升在光罩 加工結束後所製得之光罩的圖型控制性。 【實施方式】 以下更詳細地說明本發明。 圖型尺寸爲65nm以下’尤其爲45nm以下之光微影 技術所用之光罩，尤其爲使用於雙重圖型成形用光罩之光 罩’係要求極高的光罩精度。因此，在光罩基板的加工 中，亦同樣地要求極高的加工精度。 -11 - 201107868 從光罩用透明基板製作光罩基板，並將此加工成光罩 時，若決定光罩的最適形狀’則可因應此來選擇光罩用透 明基板的形狀，將應力低的光學膜層合於此來製作光罩基 板，並將此光學膜進行蝕刻加工而製作出光罩，藉此可確 保光罩的良率。 然而，爲了提升用以製作出上述般的高精度光罩之光 罩基板，亦即在由可含過渡金屬之矽系材料所構成之遮光 膜上具有使用鉻系材料所成之蝕刻掩膜之光罩基板的可靠 度，係思考必須探討更進一步提升光罩精度之因素，而著 眼於提升光罩加工階段中的圖型位置精度者。 已有許多探討將光學膜成膜於光罩用透明基板時，將 應力小的膜進行成膜之技術（例如，專利文獻2 :日本特 開2 002-229 1 8 3號公報、專利文獻3 :日本特開2004-1 9903 5號公報），此係由於當將光學膜成膜於光罩用透明 基板使光罩基板產生變形時，在用以製作光罩圖型而去除 此膜的一部分之過程中，應力的一部分被釋放，引起基板 的二次變形，而變得無法控制光罩的平坦性之故。因此， 當作爲光罩設置在曝光機時，若準備具有可確保平坦性之 形狀的透明基板，並將應力低的光學膜成膜，則可使透明 基板與光罩基板，以及光罩之大致上的形狀一致。 另一方面，如上述般，由於蝕刻掩膜是在光罩完成的 時點中完全被剝離者，所以當比較蝕刻掩膜的成膜前與將 此剝離而完成光罩之時點時，蝕刻掩膜的應力所造成之影 響，若僅將透明基板與光學膜考量爲對象時，則並無關 -12- 201107868 係’此外’由於是數十nm以下之極薄的膜，所以對於蝕 刻掩膜所具有之應力，並未加以注意。 然而，當著眼於加工階段中之圖型描繪的位置精度 時，在將蝕刻掩膜成膜於光學膜時，由於此蝕刻掩膜在光 罩基板上產生「翹曲」，當在具有翹曲之狀態下形成加工 用光阻圖型，並藉由該光阻圖型進行圖型加工後去除蝕刻 掩膜時’會產生因應翹曲的量之圖型位置的偏移。因此， 本發明中，爲了更進一步提升精度，係嘗試進行此蝕刻掩 膜之應力的控制。 本發明之光罩基板，係於四角形狀，尤其是正方形狀 的透明基板上，具備由可含過渡金屬之矽系材料所構成之 遮光膜。此外，於該遮光膜上，具有由鉻化合物系材料所 構成之蝕刻掩膜。此蝕刻掩膜係用以將遮光膜進行精密加 工所成膜’並且在從光罩基板加工成光罩之間的任一項步 驟中完全被剝離者。 具體而言，例如爲第1圖所示般，於透明基板1上形 成遮光膜2，並於遮光膜2上形成有蝕刻掩膜3者。本發 明之光罩基板中，此蝕刻掩膜3係由彼此組成不同之多層 (亦即2層以上）所構成。第1圖所示之光罩基板中，蝕刻 掩膜3係由第1層31及第2層32的2層所構成。 此外’第1圖中，係顯示遮光膜2直接形成於透明基 板1上’蝕刻掩膜3直接形成於遮光膜2上者，但並不限 定於此’只要在遮光膜2的加工中，具有蝕刻遮罩功能之 蝕刻掩膜3形成於遮光膜2上方即可。例如，以蝕刻掩膜 -13- 201107868 3作爲蝕刻遮罩，並將與遮光膜2 —同被飽 遮光膜2與蝕刻掩膜3之間。此外，如第2 爲於透明基板1上形成由遮光功能層21與 22所構成之遮光膜2，並於遮光膜2上形拭 者等。 本發明之蝕刻掩膜，係由鉻化合物系材 藉由反應性濺鍍成膜。鉻化合物膜之依據濺 人所知者有許多一般所知的例子、一般所知 爲日本特開2007-24 1 060號公報（專利文獻 法般，以金屬鉻等爲靶材並藉由反應性濺鍍 物膜，可藉由成膜時作爲膜成分所含有之輕 予不同的膜應力。例如金屬鉻膜般，若將鉻 進行成膜，則可賦予拉伸應力。此外，隨著 增多，應力係往壓縮側移位。尤其藉由含有 所含有之氧元素，可獲得具有更高的壓縮 此，賦予壓縮應力之材料，較佳爲含有氧之 另一方面，蝕刻掩膜爲了形成爲薄膜且 蝕刻性，鉻含有率較高者較佳，因此，至少 部分，其鉻含有率較佳爲5 0莫耳％以上。 了同時實現蝕刻掩膜原本的目的與低應力， 單一材料層，而是使用複合膜，亦即多層的 本發明中，亦可爲膜厚方向的組成呈梯 層的組成梯度膜。本發明之多層，係將組成 爲微觀地觀看時組成爲不同之無數層的組 刻之膜形成於 圖所示，亦可 防反射功能層 5有蝕刻掩膜3 料所構成，並 鍍的成膜，爲 的條件，例如 4)所記載之方 成膜。鉻化合 元素的量，賦 含量較多的膜 輕元素的含量 容易以高濃度 應力之膜。因 鉻化合物。 賦予充分的耐 蝕刻掩膜的一 本發明中，爲 並非單獨使用 蝕刻掩膜。 度地變化之1 梯度膜包含作 合之多層。此 -14- 201107868 時，可在組成梯度膜的膜厚方向上，含有以單一組成層成 膜於透明基板上時，賦予壓縮應力之組成，與以單一組成 層成膜於透明基板上時，賦予拉伸應力之組成。以有限的 層數構成蝕刻掩膜時，層數係反映於成膜之條件變更的步 驟數，考量該作業性，較佳係設爲5層以下。 蝕刻掩膜係將由以單一組成層成膜於透明基板上時， 賦予壓縮應力之材料所成之層，與由以單一組成層成膜於 透明基板上時，賦予拉伸應力之材料所成之層予以組合而 形成。例如，可構成爲由下列多層所成之蝕刻掩膜，亦即 將含有氧之層、或是含有氧及氮且此等輕元素（氧、氮）的 含量相對較高之層，用作爲以單一組成層成膜時賦予壓縮 應力之層，且將金屬鉻含量相對較高之層，用作爲以單一 組成層成膜時賦予拉伸應力之層，並將此等層予以組合之 多層。 鉻化合物材料’可列舉出鉻氧化物、鉻氮化物、鉻碳 化物' 鉻氧化氮化物、鉻氧化碳化物、鉻氮化碳化物、鉻 氧化氮化碳化物等。各層的應力，有時因濺鍍時對靶材之 施加電力的設定或基板的溫度條件等（參照專利文獻5 : 日本特開2006-1952 02號公報）而改變，通常，在鉻含量 爲6 0莫耳％以下’且剩餘部分爲氧、或是氧與氮、或是 此等中含有碳之材料（鉻氧化物、鉻氧化氮化物、鉻氮化 碳化物、鉻氧化氮化碳化物）中，賦予壓縮應力。此外， 鉻含量爲8 0莫耳％以上且未達1 〇 〇 %之鉻化合物材料時， 賦予拉伸應力。 -15- 201107868 賦予壓縮應力之鉻化合物系材料的組成’例如以鉻爲 3 0原子％以上6 0原子％以下，氧爲1 〇原子％以上6 0原子 %以下，尤其爲20原子％以上40原子％以下，氮爲0原 子％以上60原子％以下，尤其爲〇原子％以上30原子％以 下，碳爲〇原子％以上60原子％以下者爲佳》 此外，賦予拉伸應力之鉻化合物系材料的組成，例如 以鉻爲8 0原子％以上，氧爲6 0原子％以下，尤其爲2 0原 子％以下，氮爲60原子％以下，尤其爲30原子％以下， 碳爲60原子％以下，尤其爲1 0原子％以下者爲佳。 濺鍍條件並無特別限定，通常爲使用鉻靶材，並使用 Ar等稀有氣體作爲濺鍍氣體，並且使用02般之含有〇之 氣體作爲氧源，使用N2.般之含有N之氣體作爲氮源，以 可獲得目的組成之方式來調整投入功率、各氣體的流量等 之條件。 此外，由上述鉻化合物材料所構成之蝕刻掩膜，就蝕 刻加工時的圖型相依性之觀點來看，膜厚全體較佳爲2nm 以上，此外，較佳爲20nm以下，更佳爲15nm以下》 應力的絕對値亦因濺鍍條件而產生變化，所以要將膜 成爲何種膜厚 '組成的組合或組成梯度者，可考量所用之 鉻化合物的組成與濺鍍條件兩者來決定。 具有以上述方式成膜之由鉻系材料所構成的蝕刻掩膜 之本發明之光罩基板，該蝕刻掩膜是藉由將賦予拉伸應力 之材料與賦予壓縮應力之材料予以組合而使應力成爲較小 者’但爲了獲得用來作爲雙重圖型成形用光罩之精度，可 -16- 201107868 藉由下列方法來確認是否位於較佳的應力範圍內。 可簡單地運用以往的應力思考方式，亦即比較蝕刻掩 膜之成膜前後的表面形狀，從藉由成膜所產生之表面形狀 的變化量中，推測出蝕刻掩膜所具有之應力之方法。然 而，從成膜時遮光膜所接受之加工履歷，或是藉由成膜後 的加熱處理所進行之蝕刻掩膜的加工履歷中，藉由成膜所 產生之變形，在去除膜之後可能有無法完全回復原先狀態 時。另一方面，當考量到將光阻圖型形成於蝕刻掩膜上以 進行加工，且最終將蝕刻掩膜完全去除之情況時，用以維 持加工精度所必需者，並非藉由蝕刻掩膜的成膜使表面形 狀不會產生變形者，而是藉由蝕刻掩膜的去除使表面形狀 不會產生變形者。 因此，是否所得之蝕刻掩膜具有較佳範圍內的應力 者，較佳係進行從蝕刻掩膜已被成膜的光罩基板中將蝕刻 掩膜予以去除之操作，並且評估去除前後之表面形狀的變 化作爲翹曲變化量的大小。此評估，只要是可發現翹曲變 化之方法，則可採用任意方法，例如可藉由下列方法來評 估。 對於將蝕刻掩膜剝離前之光罩基板的最表面、與從光 罩基板中將蝕刻掩膜完全剝離後之處理基板的最表面， (1) 以表面形狀測定裝置來測定各個最表面，取得該 最表面之XYZ三維座標數據； (2) 從各個最表面所得之座標數據中，求取各個最表 面的最小平方平面； -17- 201107868 (3) 在分別將光罩基板之最表面的座標與該最 平面之間的相對位置、及處理基板之最表面的座標 小平方平面之間的相對位置予以固定之狀態下，將 標及最小平方平面， 以使（i)兩個最小平方平面的兩者位於XYZ三 空間的XY平面上， (Π)前者的最小平方平面之相當於光罩基板的 之區域的中心、與後者的最小平方平面之相當於處 的最表面之區域的中心之兩者位於原點，且 (iii)上述兩個相當於最表面之區域的4個角的 於蝕刻掩膜的剝離前後相對應之方式，對齊兩個相 表面之區域的對角線方向來重疊配置； (4) 在上述配置後之座標數據的範園內，對於 基板之最表面的座標及處理基板之最表面的座標夺 及Y値爲一致之座標對的各個，求取光罩基板之 的Z値（Z,)與處理基板之最表面的Z値（z2)之差（Z, (5) 以該Z値的差（Ζ,-ΖΟ之最大値的絕對値與 的絕對値之和作爲翹曲變化量。 更具體地說明，首先，例如以使用有光學系之 狀測定裝置，測定出將蝕刻掩膜剝離前的光罩基板 面（此時爲蝕刻掩膜的表面）的表面形狀，並製作出 之ΧΥΖ三維座標數據（表面測繪），然後求取該最 平面。接著將由鉻材料所形成之蝕刻掩膜的全體， 上爲加工時所用的剝離條件予以去除，同樣地測定 小平方 與該最 上述座 維虛擬 最表面 理基板 各個角 當於最 在光罩 ]X値 最表面 -Ζ2); 最小値 表面形 之最表 最表面 小平方 以基本 出將飩 -18- 201107868 刻掩膜剝離後的處理基板之最表面（此時爲鄰接於蝕刻掩 膜之遮光膜等之膜的表面）的表面形狀，並製作出最表面 之XYZ三維座標數據（表面測繪），然後求取該最小平方 平面。 接著使用運算裝置等機器，在分別將光罩基板之最表 面的座標與該最小平方平面之間的相對位置、及處理基板 之最表面的座標與該最小平方平面之間的相對位置予以固 定之狀態下（將最表面的座標與賦予其之最小平方平面一 體化），將所求得之座標及最小平方平面，以滿足下列 (i)〜（iii)的所有條件之方式，配置在虛擬空間。 (i) 以使兩個最小平方平面的兩者位於XYZ三維虛擬 空間的XY平面上之方式配置。 (ii) 以使前者的最小平方平面之相當於光罩基板的最 表面之區域的中心、與後者的最小平方平面之相當於處理 基板的最表面之區域的中心之兩者位於原點之方式配置。 (iii) 以使兩個相當於最表面之區域的4個角的各個角 於蝕刻掩膜的剝離前後相對應之方式，對齊兩個相當於最 表面之區域的對角線方向來重疊配置。 參照圖面來說明此操作，如第3圖（A)所示，將光罩 基板之最表面的座標群101及其最小平方平面102，且如 第3圖（B)所示，將處理基板之最表面的座標群201及其 最小平方平面202，如第3圖（C)所示般配置在XYZ三維 虛擬空間內。此外，最小平方平面1 02及最小平方平面 202均配置在XY平面上，兩者係位於同一平面上。此 -19 - 201107868 外，最小平方平面1 02之相當於光罩基板的最表面之區域 102a的中心，與最小平方平面202之相當於處理基板的 最表面之區域2 0 2 a的中心兩者，係以位於X Y Z座標的原 點之方式配置（亦即，最小平方平面1 02及最小平方平面 2 02被配置在Z = 0之XY平面）。再者，相當於最表面之區 域102a的4個角與相當於最表面之區域202a的4個角， 係以於蝕刻掩膜的剝離前後相對應之方式（相同角對應於 相同角之方式），對齊兩個相當於最表面之區域的對角線 方向來重疊配置。 接著如第3圖（C)所示，在配置之座標數據的範圍 內’對於在光罩基板之最表面的座標及處理基板之最表面 的座標中X値及Y値爲一致之座標對的各個，求取光罩 基板之最表面的Z値（Z|)與處理基板之最表面的Z値（Z2) 之差（z,- Z2)。此時，當z,>z2時，差（z,-z2)爲正（ + )， 當 Ζι < Z2 時，差（Zi-Z2)爲負（-)。 然後’以Z値的差（Zl-z2)之最大値的絕對値與最小 値的絕對値之和作爲翹曲變化量。 爲152mm(6吋）正方形之光罩基板時，若如此獲得之 翹曲變化量爲5 Onm以下，則可獲得具有能夠使用於用以 形成最小線寬爲25nm程度的圖型之雙重圖型成形曝光之 寬容性的加工精度。 此外’即使是此大小以外之光罩基板，翹曲變化量的 容許量亦與光罩基板的大小呈比例，若翹曲變化量之値爲 (50(nm)/L/l 52(mm))以下（惟l表示透明基板之長邊的長度 -20- 201107868 (mm))，則可獲得高力π工精度。 簡單來說，使用座標數據，在光罩基板的最表面及處 理基板的最表面兩者中，可簡單地計算出表面的最小平方 平面，以各個最表面的中心爲中心之半徑R(mm)之圓上的 點爲3點以上的座標爲對象，從該3點以上的座標與上述 中心點來求取最小平方平面後，以與上述相同方式來評估 翹曲變化量。此時，若翹曲變化量之値爲數學式1以下， 則可獲得高加工精度。 [數學式1] 5 0 (n m) / 2 R/ ( 1 5 2 (mm) xj 2 ) 進行上述應力範圍的檢査時，將作爲蝕刻掩膜之由鉻 系材料所構成的多層膜予以剝離之方法，可使用爲人所知 作爲鉻系材料膜的蝕刻方法之任意方法，但較佳爲採用依 循實際的加工之方法，具體而言，較佳係以含有氧之氯系 乾式蝕刻來進行。 本發明之光罩基板中所使用之由可含過渡金屬之矽系 材料所構成之遮光膜，基本上可使用以往所知者，例如爲 曰本特開2003 -50458號公報（專利文獻1)所記載之由可含 過渡金屬之矽系化合物所構成之膜。此遮光膜較佳係構成 爲多層，爲多層時，較佳爲具備具有防反射功能之層與遮 光層的遮光膜。 構成遮光膜的遮光層及防反射層之可含過渡金屬之矽 系材料，可列舉出含有矽單體、矽，與選自氧、氮及碳的 1種以上之矽化合物，以及更含有過渡金屬者。此矽化合 -21 - 201107868 物，具體而言可列舉出矽氧化物、矽氮化物、矽氧化氮化 物、矽氧化碳化物、矽氮化碳化物、矽氧化氮化碳化物、 及此等中更含有過渡金屬者等。尤其是爲了形成缺陷較少 的膜而獲得較佳的光學特性，較佳爲含有過渡金屬，該過 渡金屬，較佳的材料爲選自鈦、釩、鈷、鎳、锆、鈮、 鉬、給、鉬及鎢之1種以上，尤其就乾式蝕刻加工性之觀 點來看，較佳爲鉬。遮光層及防反射層，分別可爲單層或 多層，亦可爲組成在厚度方向上呈梯度地變化之層。 含有上述過渡金屬之矽系材料的組成’爲遮光層時’ 係以矽爲1 〇原子％以上95原子％以下’尤其爲30原子％ 以上9 5原子％以下’氧爲〇原子％以上5 0原子％以下’ 尤其爲〇原子％以上3 0原子％以下’氮爲〇原子％以上4 0 原子％以下，尤其爲1原子％以上20原子％以下’碳爲0 原子％以上20原子％以下，尤其爲〇原子％以上5原子％ 以下，過渡金屬爲〇原子％以上3 5原子％以下’尤其爲1 原子％以上20原子％以下者爲佳。 使厚度方向上的組成呈梯度地變化時’此遮光層的組 成’係以矽爲1 〇原子％以上95原子。/°以下’尤其爲1 5原 子％以上9 5原子％以下’氧爲0原子％以上6 0原子％以 下’尤其爲〇原子％以上30原子。/°以下，氮爲0原子％以 上5 7原子％以下’尤其爲1原子％以上4 0原子％以下’ 碳爲0原子°/。以上3 0原子。/〇以下，尤其爲〇原子°7"。以上2 〇 原子％以下，過渡金屬爲〇原子％以上3 5原子％以下’尤 其爲1原子％以上2 0原子％以下者爲佳。 -22- 201107868 另一方面’爲防反射層時’係以矽爲1 〇原子％以上 8 0原子％以下’尤其爲3 0原子％以上5 0原子％以下’氧 爲0原子％以上60原子％以下’尤其爲〇原子％以上4〇 原子％以下，氮爲〇原子％以上57原子％以下’尤其爲20 原子％以上50原子％以下，碳爲〇原子％以上20原子％以 下，尤其爲〇原子％以上5原子％以下’過渡金屬爲0原 子％以上3 5原子％以下’尤其爲〗原子％以上20原子％以 下者爲佳。 使厚度方向上的組成呈梯度地變化時’此防反射層的 組成，係以矽爲〇原子％以上90原子％以下’尤其爲1 〇 原子％以上9 0原子％以下’氧爲〇原子％以上6 7原子％以 下，尤其爲5原子％以上67原子％以下’氮爲〇原子％以 上57原子％以下’尤其爲5原子％以上50原子％以下’ 碳爲0原子％以上20原子％以下’尤其爲〇原子％以上5 原子％以下，過渡金屬爲0原子％以上95原子％以下，尤 其爲1原子％以上2〇原子％以下者爲佳。 再者，當上述防反射層的氮含有率爲5原子％以上40 原子％以下時，在將上述蝕刻掩膜之·鉻系材'料·予以餅1刻去 除時，可降低含有氧之氯系乾式蝕刻所造成的破壞，故特 別有效。過渡金屬與矽之比’例如可設爲過渡金屬：矽 =1: 1~1: 1〇(原子比）。 用以製得含有過渡金屬與矽之膜所常用之方法’例如 可單獨使用過渡金屬與矽之含有比經調整後的靶材’或是 從砂耙材、過渡金屬鞭材及由砂與過渡金屬所構成之祀材 -23- 201107868 (過渡金屬矽化物標靶）中適當地選擇使用作爲靶材’ 整靶材的濺鍍面積1或是使用複數個靶材並調整相對 材之施加電力，藉此調整矽與過渡金屬之比並進行濺 方法。當含有氧、氮、碳等之輕元素時，可將含有氧 體、含有氮之氣體、含有碳之氣體適當地導入於濺鍍 中作爲反應性氣體，並藉由反應性濺鍍來成膜。 上述遮光膜較佳係設定爲下列膜厚，亦即，爲二 光罩之光罩基板時，使遮光膜本身的光學濃度，此外 具有半色調相位移位膜作爲遮光膜的底層膜之半色調 移位光罩基板時，使與半色調相位移位膜一同之光學 成爲2以上，較佳爲2.5以上4以下之膜厚。一般而 當遮光膜的膜厚太厚時，由於與光阻膜的耐蝕刻性 係，會產生加工精度降低之問題，但如本發明般具有 掩膜時，此問題幾乎不存在。因此，遮光膜只需使用 材料，來進行曝光波長與檢查波長的反射率不會超過 之設計即可，其設計的自由度高。 將本發明之光罩基板形成爲光罩之加工，可運用 所知的方法，例如可依循日本特開2002-229 1 8 3號 (專利文獻2)所揭示之方法來進行。 例如’列舉二元式光罩來說明時，可例示出下 & °首先’在將具備遮光層及防反射層之遮光膜成膜 明基板上’並在其上方形成有蝕刻掩膜之光罩基板上 光阻塗佈’然後將光阻進行圖型成形後，施以含有氧 系乾式蝕刻’以將蝕刻掩膜進行圖型成形。接著以光 並調 於靶 鍍之 之氣 氣體 元式 ，爲 相位 濃度 言， 之關 蝕刻 上述 2 0% 以往 公報 列方 於透 ，將 之氯 阻膜 -24- 201107868 與蝕刻掩膜作爲蝕刻遮罩，對防反射層與遮光膜施以氟系 乾式蝕刻來進行圖型成形。然後將光阻膜剝離，並以含有 氧之氯系乾式蝕刻來去除蝕刻掩膜，藉此使遮光膜的防反 射層顯現於光罩的表面，而完成光罩。 [實施例] 以下係顯示實施例及比較例來具體說明本發明，但本 發明並不限於下列實施例。 [實施例1] 於6吋（152mm)正方形狀的石英基板上，使用設置有 2個靶材之直流濺鍍裝置，將由鉬與矽與氮所構成之遮光 膜（膜厚41 nm)成膜。濺鍍氣體使用Ar與氮，反應室內的 氣體壓力調整爲0.05 Pa。靶材係使用Mo靶材作爲過渡金 屬源，以及Si (單晶）靶材作爲矽源之2種靶材。以ESC A 調查此遮光膜的組成，其結果係Mo : Si : N = 1 : 3 : 1 · 5 (原子比）。 於此遮光膜上，使用設置有2個靶材之直流濺鏟裝 置’將由鉬與矽與氮所構成之在厚度方向上組成呈梯度地 變化之防反射膜（膜厚18nm)成膜。濺鍍氣體使用Ar與 氮，反應室內的氣體壓力調整爲〇.〇5Pa。靶材係使用M〇 靶材作爲過渡金屬源，以及Si(單晶）靶材作爲矽源之2種 靶材’ 一邊以30rpm使基板旋轉一邊成膜。以ESCA調査 此防反射膜的組成，其結果係遮光膜側的組成爲Mo : -25- 201107868
Si ·· N=1 : 3 : 1.5(原子比），遠離透明基板之一側（蝕刻掩 膜側）的組成爲Mo : Si : N=1 : 5 : 5(原子比）。 接著使用直流濺鍍裝置，將由CrN所構成之蝕刻掩 膜（膜厚7nm)成膜於此防反射膜上。濺鍍氣體使用Ar與 氮，反應室內的氣體壓力調整爲0.05Pa。靶材係使用 Cr，一邊以30rpm使基板旋轉一邊成膜。以ESCA調查此 蝕刻掩膜的組成，其結果係Cr : N = 9 : 1 (原子比）。 此外，將由CrON所構成之蝕刻掩膜（膜厚3nm)成膜 於由CrN所構成之蝕刻掩膜上。濺鍍氣體使用Ar與氮， 反應室內的氣體壓力調整爲〇_〇5Pa。靶材係使用Cr，一 邊以30rpm使基板旋轉一邊成膜。以ESCA調査此蝕刻掩 膜的組成，其結果係Cr : N : 0 = 5.5 : 2 : 2.5(原子比）。 使用表面形狀測定裝置（Tropel公司製UltraFlat)來測 定具有所得的蝕刻掩膜之光罩基板的表面形狀，並獲得表 面解析數據。 接著，使用氯系乾式触刻條件（Cl2: 185sccm、〇2: 55sccm: He: 9.25sccm)進行触刻，從上述光罩基板中， 僅選擇性地去除蝕刻掩膜。 然後，同樣地測定出將蝕刻掩膜去除後之處理基板的 表面形狀，以上述（1)〜（5)的方法來評估去除前後之表面形 狀的變化，並求取翹曲變化量，翹曲變化量爲46nm。 [比較例1 ] 於6吋（152mm)正方形狀的石英基板上，使用設置有 -26- 201107868 2個靶材之直流濺鍍裝置，將由鉬與矽與氮所構成之遮光 膜（膜厚41 nm)成膜。濺鍍氣體使用Ar與氮，反應室內的 氣體壓力調整爲0.05Pa。靶材係使用Mo靶材作爲過渡金 屬源，以及Si(單晶）靶材作爲矽源之2種靶材。以ESC A 調查此遮光膜的組成，其結果係 Mo : Si : N = 1 : 3 : 1.5(原子比）。 於此遮光膜上，使用設置有2個靶材之直流濺鍍裝 置，將由鉬與矽與氮所構成之在厚度方向上組成呈梯度地 變化之防反射膜（膜厚ISnni)成膜。濺鍍氣體使用 Ar與 氮，反應室內的氣體壓力調整爲〇.〇5Pa。靶材係使用Mo 靶材作爲過渡金屬源，以及Si(單晶）靶材作爲矽源之2種 靶材，一·邊以30rpm使基板旋轉一邊成膜。以ESCA調查 此防反射膜的組成，其結果係遮光膜側的組成爲Mo : Si ： N=1 ： 3 ： 1.5(原子比），遠離透明基板之一側（蝕刻掩 膜側）的組成爲Mo : Si : N= 1 : 5 : 5(原子比）。 接著使用直流濺鍍裝置，將由CrN所構成之蝕刻掩 膜（膜厚lOnm)成膜於此防反射膜上。濺鍍氣體使用Ar與 氮，反應室內的氣體壓力調整爲0.05 Pa。靶材係使用 Cr，一邊以30rpm使基板旋轉一邊成膜。以ESCA調查此 蝕刻掩膜的組成，其結果係Cr : N = 9 : 1 (原子比）。 依循實施例1的方法來測定具有所得的蝕刻掩膜之光 罩基板的表面形狀，並獲得表面解析數據。 接著，使用實施例1的條件，從上述光罩基板中，僅 選擇性地去除蝕刻掩膜。 -27- 201107868 然後，同樣地測定出將蝕刻掩膜去除後之處理基板的 表面形狀，以上述（1)〜（5)的方法來評估去除前後之表面形 狀的變化，並求取翹曲變化量，翹曲變化量爲1 13nm。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明之光罩基板的一例之剖面圖。 第2圖係顯示本發明之光罩基板的其他例子之剖面 圖。 第3圖係用以說明在蝕刻掩膜成膜後之光罩基板與鈾 刻掩膜去除後之處理基板中，用以評估蝕刻掩膜的去除前 後之表面形狀的變化之方法的說明圖。 【主要元件符號說明】 1 ‘·透明基板 2 :遮光膜 21 :遮光功能層 22 :防反射功能層 3 :蝕刻掩膜 31 :第1層 32 :第2層 101 :光罩基板之最表面的座標群 102:光罩基板之最表面的最小平方平面 201 :處理基板之最表面的座標群 2 02 :處理基板之最表面的最小平方平面 1 02a、202a :相當於最表面之區域 -28-