TW201535039A - 光罩毛胚 - Google Patents

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Abstract

課題解決手段：一種光罩毛胚，其係使用波長為250nm以下的曝光光線形成線寬為0.1μm以下的阻劑圖型之光蝕刻所使用的光罩材料，含有透明基板與含Cr的膜，含Cr的膜係由1或2個以上的層構成，該等層至少一個係含有Cr、O及/或N、C，Cr為50原子%以下，O與N的合計為25原子%以上，且C為5原子%以上的CrC化合物層。 效果：本發明之光罩毛胚之含Cr的膜係乾式蝕刻速度高，在形成含Cr的膜之圖型時，因對使用作為蝕刻光罩的光阻之乾式蝕刻中可減輕負荷，而可使光阻薄膜化，其結果，只要使用本發明之光罩毛胚，即可以高精密度形成微細光罩圖型。

Description

光罩毛胚
本發明關於一種作為光罩材料的光罩毛胚。
為了達成高速運作與低消耗電力等，大型積體電路正在往高積體化發展，隨著如此，半導體高微細加工技術在構成電路的配線圖型、構成電路元的層間的配線所需的接觸孔圖型等的電路圖型的微細化方面成為重要的技術。
如此高微細加工是藉由利用光罩的光蝕刻技術來進行，並且正逐漸使用液浸曝光、變形照明等。光罩已經是用來使曝光裝置或阻劑材料一起微細化的重要技術，為了實現可產生上述細線化的配線圖型或微細化的接觸孔圖型等的光罩，而開發出能夠在光罩上形成更微細且更正確的圖型的技術。
為了在光罩基板上形成高精密度的光罩圖型，必須使形成於光罩毛胚上的阻劑圖型以高精密度圖型化。將半導體基板微細加工時的光蝕刻是使用縮小投影 法，因此形成於光罩的圖型尺寸設定在形成於半導體基板上的圖型尺寸的4倍左右的大小，然而這並不代表形成於光罩的圖型的精密度能夠緩和。此情況下，反而必須以高於曝光後形成於半導體基板上的圖型的精密度來形成光罩圖型。
另外，目前以光蝕刻描繪在半導體基板上的電路圖型尺寸會比曝光光線的波長小很多，因此使用形成了電路圖型直接擴大4倍的光罩圖型的光罩來進行縮小曝光，也會因為曝光光線的干涉等的影響，形狀並不會與光罩圖型相同。
於是，使用了以所謂的光學鄰近效應修正(Optical Proximity Effect Correction：OPC)來修正使轉印特性劣化的光學鄰近效應的技術適用的OPC光罩、或使相鄰圖型的相位產生180°變化的相位偏移光罩來作為超解像光罩。例如OPC光罩已知有形成電路圖型的1/2以下的尺寸的OPC圖型(鎚頭、輔助桿等)者。另外，相位偏移光罩已知有半色調相位偏移光罩、Levenson型、無鉻型等。
為了形成光罩圖型，一般而言是在透明基板上具有遮光性膜的光罩毛胚上形成光阻膜，對該光阻膜照射電子束或光線，進行圖型描繪，使光阻膜顯像，而得到光阻圖型。然後以此光阻圖型作為蝕刻光罩使遮光性膜圖型化，而得到光罩圖型。因為如以下所述的理由，使光阻膜薄膜化對於欲得到微細的光罩圖型是有效的。
若不使阻劑膜變薄，僅使阻劑圖型微細化， 則具有遮光性膜的蝕刻光罩機能的阻劑圖型的高寬比(阻劑膜厚與圖型寬之比)變高。一般而言，若阻劑圖型的高寬比變高，則圖型形狀容易劣化，以此作為蝕刻光罩而對遮光性膜的圖型轉印降低精密度降低。另外，在極端的情況，阻劑圖型的一部分倒塌、剝離，而發生圖型缺漏。所以，隨著光罩圖型的微細化，必須使作為遮光性膜圖型化用的蝕刻光罩所使用的阻劑膜變薄，使高寬比不會變得過高。此高寬比被認為宜為3以下，例如為了形成圖型寬70nm的阻劑圖型，宜將阻劑膜厚定在210nm以下。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2003-195479號公報
[專利文獻2]日本特開2003-195483號公報
[專利文獻3]日本登錄實用新案第3093632號公報
[專利文獻4]日本特開2012-108533號公報
在以光阻作為蝕刻光罩進行圖型化的情況，關於遮光性膜材料，有提出許多材料。尤其Cr金屬膜或Cr系化合物膜等的Cr系材料被使用作為一般的遮光性膜的材料。例如日本特開2003-195479號公報(專利文獻1)、日本特開2003-195483號公報(專利文獻2)、日本登 錄實用新案第3093632號公報(專利文獻3)揭示以Cr系化合物形成具有ArF準分子雷射曝光用光罩毛胚所需求遮光特性的遮光性膜的光罩毛胚的構成例。
Cr系化合物的遮光性膜，一般是藉由含有氧的氯系乾式蝕刻來圖型化，然而因為此蝕刻，光阻等的有機膜也被蝕刻到無法忽視的程度的情形很多。因此，若以膜厚較薄的阻劑膜作為光罩蝕刻Cr系化合物的遮光性膜，則在此蝕刻中，阻劑會受到傷害，阻劑圖型的形狀發生變化，而無法將原本的阻劑圖型正確地轉印在遮光性膜上。
使作為有機膜之光阻同時具備高解像性及高圖型化精密度與蝕刻耐性的技術障壁高。為了得到高解像性及高圖型化精密度，必須使光阻膜薄膜化，但相反來說，為了確保遮光性膜之蝕刻步驟中的蝕刻耐性，光阻的薄膜化會受到限制，高解像性及高圖型化精密度與蝕刻耐性之間為互償的關係。為了減低對光阻的負荷，謀求薄膜化，形成更高精密度的光罩圖型，必須將圖型化對象的遮光性膜設計成即使是薄膜化的光阻也能夠以高解像性及高圖型化精密度進行蝕刻。
本發明為了解決上述課題而完成，目的為提供一種光罩毛胚，其係具備即使是薄膜化的光阻也能夠以高精密度形成微細的光罩圖型的含Cr的膜。
為了以光罩的遮光膜等使用的含Cr的膜正確地形成更微細的圖型，對於曝光光線，必須在確保作為遮光膜所須的光學濃度的狀態下加快含Cr的膜的蝕刻速度。一般來說，藉由添加相對於Cr而言為輕元素的O(氧)或N(氮)，可提升光學濃度基準的蝕刻速度(相當於光學濃度1的厚度所需的蝕刻時間)，然而該等物質的添加會有上限。另一方面還已知在Cr中添加C(碳)，然而思及稱由以往因為添加碳，含Cr的膜的蝕刻速度會變慢(日本特開2012-108533號公報(專利文獻4))。實際上，在Cr中僅添加碳的情況下，蝕刻速度並不會增加。
本發明人等為了解決上述課題潛心反覆檢討，結果發現，在含有既定濃度以上的O(氧)及/或N(氮)，宜為滿足下述式(1)的組成之中2Cr≦2O+3N (1)(式中，Cr表示含鉻率(原子%)、O表示含氧率(原子%)、N表示含氮率(原子%))進一步含有既定量以上C(碳)的CrC化合物，與不含碳的Cr化合物相比，光學濃度基準的蝕刻速度或膜厚基準的蝕刻速度較高。而且，發現只要使用此膜，膜的乾式蝕刻率變高，即可達成光阻的薄膜化，其結果，即使是薄膜化的光阻，也能夠提供以高解像性及高圖型化精密度進行蝕刻，在如使用波長為250nm以下的曝光光線形成線寬為 0.1μm以下的阻劑圖型之光蝕刻般的微細光罩圖型的形成之中，也能夠提供以高精密度形成光罩圖型之具備含Cr的膜的光罩毛胚，而完成了本發明。
所以，本發明提供下述光罩毛胚。
請求項1：一種光罩毛胚，其係作為在透明基板上設置光罩圖型的光罩材料之光罩毛胚，其特徵為：上述光罩係用於使用波長為250nm以下的曝光光線形成線寬為0.1μm以下的阻劑圖型之光蝕刻的光罩，上述光罩毛胚係含有透明基板與在該透明基板上直接或介由1或2個以上的其他膜所形成的含Cr的膜，該含Cr的膜係由1或2個以上的層所構成，該層至少一個係含有Cr、O及/或N、C，Cr為50原子%以下，O與N的合計為25原子%以上，且C為5原子%以上的CrC化合物層。
請求項2：如請求項1所記載之光罩毛胚，其中上述CrC化合物層滿足下述式(1)2Cr≦2O+3N (1)(式中，Cr表示含鉻率(原子%)、O表示含氧率(原子%)、N表示含氮率(原子%))。
請求項3： 如請求項1或2所記載之光罩毛胚，其中上述CrC化合物層的薄片電阻為5,000Ω/□以上。
請求項4：如請求項1至3中任一項所記載之光罩毛胚，其中上述CrC化合物層的合計厚度為含Cr的膜全體厚度的60%以上。
請求項5：如請求項1至4中任一項所記載之光罩毛胚，其中上述CrC化合物層為遮光膜。
請求項6：如請求項5所記載之光罩毛胚，其中上述含Cr的膜係在上述透明基板上介由1或2個以上的其他膜所形成，該其他膜至少一個為光學膜。
請求項7：如請求項6所記載之光罩毛胚，其中上述光學膜為相位偏移膜。
請求項8：如請求項7所記載之光罩毛胚，其中上述含Cr的膜對曝光光線的光學濃度為1.4以上2.5以下。
請求項9：如請求項8所記載之光罩毛胚，其中上述遮光膜與相位偏移膜合計的光學濃度為2.0以上。
請求項10：如請求項1至4中任一項所記載之光罩毛胚，其中上 述CrC化合物層為蝕刻光罩膜或蝕刻停止膜。
本發明之光罩毛胚的含Cr的膜的乾式蝕刻速度高，在形成含Cr的膜的圖型時，因對作為蝕刻光罩使用的光阻之乾式蝕刻中可減輕負荷，而可達成光阻的薄膜化，其結果，只要使用本發明之光罩毛胚，即能夠以高精密度形成微細的光罩圖型。
圖1表示每單位OD的蝕刻率的相對值對於含碳率的圖形。
以下針對本發明詳細說明。
本發明之光罩毛胚是作為在透明基板上設置光罩圖型的光罩的材料的光罩毛胚。光罩是在透明基板上設置具有對於曝光光線為透明的區域與實際不透明區域的光罩圖型。在本發明中，上述光罩是以使用波長為250nm以下，宜為200nm以下的曝光光線，例如ArF準分子雷射(193nm)或F2雷射(157nm)，形成線寬為0.1μm以下的阻劑圖型之光蝕刻所使用的光罩為對象。
本發明之光罩毛胚係含有透明基板與在透明 基板上直接或介由1或2個以上的其他膜所形成的含Cr的膜。透明基板為透光性的基板，可採用合成石英等的石英基板、氟化鈣基板等的透光性高的基板。另一方面，含Cr的膜是由1或2個以上的層所構成。而且，構成含Cr的膜的至少一個層，係以含有Cr(鉻)、O(氧)及/或N(氮)、C(碳)，Cr為50原子%以下，宜為45原子%以下，O與N的合計為25原子%以上，宜為30原子%以上，且C為5原子%以上，宜為10原子%以上的CrC化合物層為佳。
該CrC化合物層係以滿足下述式(1)為佳2Cr≦2O+3N (1)(式中，Cr表示含鉻率(原子%)、O表示含氧率(原子%)、N表示含氮率(原子%))。
藉由本發明之含有1層以上CrC化合物層的含Cr的膜，可改善蝕刻速度、縮短蝕刻時間。CrC化合物層中的Cr含有率宜為15原子%以上，尤其20原子%以上。另外，O與N的合計宜為75原子%以下，尤其70原子%以下。O含有率宜為0.1原子%以上，尤其3原子%以上，宜為65原子%以下，尤其60原子%以下。N含有率宜為15原子%以上，尤其30原子%以上，宜為65原子%以下，尤其60原子%以下。另一方面，C含有率宜為45原子%以下，尤其40原子%以下。作為CrC化合物層可列 舉CrCO層、CrCN層、CrCON層等。
CrC化合物層可適用於遮光膜、抗反射膜等的光學膜、蝕刻光罩膜、蝕刻停止膜、導電膜等的機能膜。
CrC化合物層的薄片電阻(表面電阻率)係以5,000Ω/□以上為佳，從蝕刻率的觀點看來，係以10,000Ω/□以上為較佳。薄片電阻與膜厚、膜密度、膜中的Cr量等有相關性，CrC化合物層可具有導電性，或可為絕緣體，而藉由將薄片電阻定在上述範圍，可得到足夠的蝕刻率。
含Cr的膜由1或2個以上的層構成，只要構成含Cr的膜的至少一個層為CrC化合物層即可。在由1層構成含Cr的膜的情況，是將含Cr的膜的全體設定為CrC化合物層。在由2層以上構成含Cr的膜的情況，能夠以構成元素的含有率相異的CrC化合物層組合。
為了得到高蝕刻率，含Cr的膜宜為僅由CrC化合物層構成，然而為了調整反射率、透光率等的光學特性、或膜應力、耐藥品性、導電性等的膜特性，含Cr的膜可設計成CrC化合物層以及與CrC化合物層組成相異的(組成不滿足CrC化合物層的範圍)Cr化合物層的組合。CrC化合物層的厚度(CrC化合物層為1層的情況為其厚度，在CrC化合物層為2層以上的情況為該等的合計厚度)宜為含Cr的膜全體厚度(CrC化合物層與Cr化合物層合計厚度)的60%以上，尤其80%以上。CrC化合物層的厚度只要在含Cr的膜全體厚度的60%以上，即可充分縮短 含Cr的膜全體的蝕刻時間，因此可充分得到本發明之效果。
作為與CrC化合物層組成相異的Cr化合物層，係含有Cr與選自N、O及C的至少1種，而從蝕刻特性上看來，合適者可列舉CrO、CrN、CrC、CrON等。另外還可列舉CrCO、CrCN、CrCON等，而在該等情況下，可適用構成元素的含有率中不滿足CrC化合物層的組成者。此外，與CrC化合物層組成相異的Cr化合物層的Cr含有率，通常超過50原子%，宜為60原子%以上。尤其就與CrC化合物層組成相異的Cr化合物層而言，Cr含有率高於CrC化合物層(60原子%以上的)的Cr化合物層，特別適合作為導電膜。另外，Cr含有率高於CrC化合物層的Cr化合物層，對於藥品耐性的提升也有效。
在由2層以上構成含Cr的膜的情況，各層亦可發揮不同機能。此情況下，可列舉例如2種膜的2層構造、2種膜的3層構造、3種膜的2層構造、2種膜的4層以上的交互層疊的構造等。如此含Cr的膜的層的組合可設定為選自遮光膜、抗反射膜及導電膜中的2種以上的組合，具體而言，可列舉例如遮光膜與導電膜的2層構造、遮光膜與抗反射膜的2層構造、表面抗反射膜與遮光膜與背面抗反射膜的3層構造等。尤其如果將含Cr的膜的最遠離透明基板的層設定為導電膜，則對於形成於含Cr的膜上的光阻膜的EB描繪而言是有利的。
含有CrC化合物層的含Cr的膜的蝕刻，通常 適用乾式蝕刻，宜為使用氯氣體等的含氯氣體、或該含氯氣體與氧氣等的含氧氣體的氯系乾式蝕刻。在將CrC化合物層、或含有CrC化合物層的含Cr的膜全體適用作為蝕刻光罩膜或蝕刻停止膜的情況下，利用該等機能而加工的對象，宜為例如使用SF6、CF4、CF3H等的含氟氣體的氟系乾式蝕刻進行蝕刻的膜、或石英基板等的透明基板。以氟系乾式蝕刻進行蝕刻的膜的具體例子，可列舉矽膜；含有Mo(鉬)、Zr(鋯)、Ta(鉭)、W(鎢)等的過渡金屬與矽的膜；含有矽與選自氧、氮及碳的至少1種的膜；含有鉬、鋯、鉭、鎢等的過渡金屬、矽、與選自氧、氮及碳的至少1種的膜等。
含Cr的膜可在透明基板上直接(與透明基板相接)形成，或可與透明基板之間介由1或2個以上的其他膜而形成。另外，在含Cr的膜上亦可形成1或2個以上的其他膜。作為該等其他膜可列舉相位偏移量大概定在180°的相位偏移膜，例如透光率為1~50%的半色調相位偏移膜、透光率超過50%的高透光率的相位偏移膜等的相位偏移膜、遮光膜、抗反射膜等的光學膜、蝕刻光罩膜、蝕刻停止膜、導電膜等的機能膜，通常適用與含Cr的膜不同種類的光學膜或機能膜。
該等其他膜若採用與CrC化合物層，尤其含有CrC化合物層的含Cr的膜全體蝕刻特性相同者，則會有可將該等同時蝕刻的優點。另外，作為其他膜若採用與CrC化合物層，尤其含有CrC化合物層的含Cr的膜全體 蝕刻特性相異者，例如以氟系乾式蝕刻進行蝕刻的膜，則可將一者設定為另一者的蝕刻光罩膜或蝕刻停止膜。
作為在透明基板上直接形成含Cr的膜的例子，可列舉將含Cr的膜適用作為遮光膜或抗反射膜者；將含Cr的膜適用作為透明基板的蝕刻光罩膜者；將含Cr的膜適用作為形成於含Cr的膜上的其他膜的蝕刻停止膜者等。
作為在與透明基板之間介由1或2個以上的其他膜而形成含Cr的膜的例子，可列舉將含Cr的膜適用作為遮光膜或抗反射膜者；將含Cr的膜適用作為形成於透明基板或與透明基板之間的其他膜的蝕刻光罩膜者；將含Cr的膜適用作為形成於含Cr的膜上的其他膜的蝕刻停止膜者；將含Cr的膜適用作為對形成於與透明基板之間的其他膜的導電膜者等。
在本發明之光罩毛胚之中，宜將CrC化合物層、或含有CrC化合物層的含Cr的膜全體適用作為遮光膜。此情況下，可在透明基板上介由1或2個以上的其他膜形成含有CrC化合物層的含Cr的膜，該其他膜的至少一個係以光學膜為較佳，尤其半色調相位偏移膜等的相位偏移膜。此情況下，在為遮光膜的CrC化合物層之透明基板側及遠離透明基板的一側的至少一者亦可設置抗反射膜。此抗反射膜可設置作為上述其他膜，或可由2層以上構成含Cr的膜，將抗反射膜設置作為含Cr的膜中所含有的層。後者的情況，抗反射膜可為CrC化合物層或與CrC 化合物層相異組成的Cr化合物層。
本發明之CrC化合物層為遮光膜，在介由相位偏移膜形成含Cr的膜的情況，含Cr的膜對曝光光線的光學濃度係以1.4以上，尤其1.8以上為佳，2.5以下，尤其2.0以下為佳。另外，此情況下，遮光膜與相位偏移膜的合計的光學濃度係2.0以上為佳，2.3以上，尤其2.5以上為較佳。關於遮光膜與相位偏移膜合計的光學濃度的上限，若將光學濃度設定得過高而達必要以上，則膜厚會變厚，因此宜為4.0以下，較佳為3.5以下。
本發明之CrC化合物層也適合作為蝕刻光罩膜或蝕刻停止膜。例如在透明基板上依序形成相位偏移膜、蝕刻停止膜、遮光膜及蝕刻光罩膜的光罩毛胚之中，可將CrC化合物層、或含有CrC化合物層的含Cr的膜全體使用於蝕刻光罩膜及蝕刻停止膜的任一者或兩者。
此情況下，相位偏移膜及遮光膜宜具有與CrC化合物層，尤其含有CrC化合物層的含Cr的膜全體相異的蝕刻特性，例如可設計成使用SF6、CF4、CF3H等的含氟氣體的氟系乾式蝕刻進行蝕刻的膜，具體例可列舉矽膜；含有Mo(鉬)、Zr(鋯)、Ta(鉭)、W(鎢)等的過渡金屬與矽的膜；含有矽與選自氧、氮及碳的至少1種的膜；含有鉬、鋯、鉭、鎢等的過渡金屬、矽、與選自氧、氮及碳的至少1種的膜等。
另外，在透明基板上依序形成相位偏移膜及遮光膜的光罩毛胚之中，亦適合將本發明的CrC化合物 層、或含有CrC化合物層的含Cr的膜全體適用於遮光膜。
此情況下，相位偏移膜宜具有與CrC化合物層，尤其含有CrC化合物層的含Cr的膜全體相異的蝕刻特性，例如可設定成以氟系乾式蝕刻進行蝕刻的膜。以氟系乾式蝕刻進行蝕刻的膜的具體例與上述同樣。
此外，在透明基板上依序形成遮光膜及蝕刻光罩膜(硬光罩膜)的光罩毛胚之中，亦適合將本發明之CrC化合物層、或含有CrC化合物層的含Cr的膜全體適用於蝕刻光罩膜(硬光罩膜)。
此情況下，遮光膜宜為具有與CrC化合物層，尤其含有CrC化合物層的含Cr的膜全體相異的蝕刻特性，例如可設計成以氟系乾式蝕刻來進行蝕刻的膜。以氟系乾式蝕刻來進行蝕刻的膜的具體例與上述同樣。
為了確保高圖型化精密度，宜降低膜厚。在遮光膜的情況，含Cr的膜全體的膜厚(CrC化合物層與Cr化合物層的合計膜厚)宜為150nm以下，尤其80nm以下，甚至60nm以下。此情況下，膜厚的下限通常為20nm以上。
在本發明之CrC化合物層為蝕刻光罩膜或蝕刻停止膜的情況，只要設定成作為蝕刻光罩膜或蝕刻停止膜所必要的膜厚即可，可定在例如1nm以上，尤其2nm以上，50nm以下，而特別是在蝕刻光罩膜的情況，愈薄愈能夠使將蝕刻光罩膜本身加以蝕刻所必要的光阻膜的膜 厚變薄，因此宜設定在30nm以下，尤其20nm以下，甚至10nm以下。
在對本發明之含Cr的膜賦予導電性的情況，宜併用CrC化合物層與Cr化合物層。此情況下，可將含有CrC化合物層的含Cr的膜全體適用作為導電膜。在使用作為導電膜時，含有CrC化合物層的含Cr的膜全體的薄片電阻(表面電阻率)係10,000Ω/□以下為佳。膜厚只要是可產生作為導電膜所必要的薄片電阻的膜厚即可，可將Cr化合物層的膜厚設定在例如1nm以上，尤其2nm以上，以及20nm以下，尤其10nm以下即可。
含Cr的膜的成膜，亦即CrC化合物層及Cr化合物層的成膜，適合為利用濺鍍，尤其是反應性濺鍍進行的成膜。濺鍍成膜條件可因應層的組成或層合構造而適當地設定，例如作為靶可採用鉻靶，作為濺鍍氣體可因應構成含Cr的膜的各層的組成而採用選自NO、O2等的含氧的氣體、NO、NO2、N2等的含氮的氣體、及CH4等的烴氣體、CO2、CO等的含碳的氣體的反應性氣體、或在該等反應性氣體中混合Ar、Ne、Kr等的惰性氣體而成的氣體。關於濺鍍氣體的導入，可將各濺鍍氣體分別導入腔體內，或可將幾種氣體匯集亦或全部的氣體混合導入。
尤其從基板面內均勻性、製造時的控制性的觀點看來，作為碳源及氧源氣體宜採用CO2氣體或CO氣體。另外，從可使透光率的增加少地可導入碳的觀點看來，宜採用CH4等的烴氣體。
在形成於本發明之光罩毛胚的膜上，在光罩的製造步驟之中，會形成化學增幅型光阻膜等的光阻膜，然而亦可設計成將光阻膜預先設置於光罩毛胚的膜上的狀態的光罩毛胚。就光阻膜而言，化學增幅型光阻膜為高感度且適合於形成微細的圖型，在本發明的光罩毛胚之中，CrC化合物層，尤其是含有CrC化合物層的含Cr的膜全體能夠以較薄的光阻膜高精密度地圖型化，因此光阻的膜厚可設定在250nm以下的膜厚，尤其150nm甚至100nm以下。此外，光阻膜的膜厚下限通常為60nm以上。
形成光阻膜之前，在光罩的製造步驟之中，為了防止光阻的微細圖型剝離或倒塌之目的，亦可進行表面處理以降低形成光阻膜的一面的表面能量。作為這種表面處理，宜為藉由半導體製造步驟所常用的六甲基二矽氮烷(HMDS)、或其他有機矽系的表面處理劑使形成光阻膜的一面烷矽基化的方法。表面處理只要使形成光阻膜的一面暴露於表面處理劑的氣體中、或在形成光阻膜的一面直接塗佈表面處理劑即可。
使用本發明之光罩毛胚製造光罩時的圖型化，可適用周知的手段。例如在透明基板上直接形成含有CrC化合物層的含Cr的膜的光罩毛胚，例如若以形成作為含Cr的膜之遮光膜的光罩毛胚為例，則首先在透明基板上的含Cr的膜上塗佈形成光阻膜，接下來使光阻膜圖型化，形成阻劑圖型，將所得到的阻劑圖型作為蝕刻光罩，藉由含氧的氯系乾式蝕刻使含Cr的膜圖型化，最後 只要除去殘存的光阻膜，即可得到光罩。
[實施例]
以下揭示實施例及比較例對本發明作具體說明。
[實施例1~3、比較例1~4]
在152mm見方、6mm厚的石英基板上形成對於193nm的光線的透光率為6%的MoSiON的半色調相位偏移膜(膜厚80nm)，在此半色調相位偏移膜上，作為濺鍍氣體採用Ar氣體與表1所示的選自O2氣體、N2氣體及CH4氣體的反應氣體，形成Cr系遮光膜。所形成Cr系遮光膜的膜厚會使上述波長的光學濃度(OD)成為1.85。將對於所得到的Cr系遮光膜以XPS(X光光電子分光分析法)所測得的組成、下述式(2)所表示的A值、膜厚、及以施加定電流方式的四探針法所測得的薄片電阻揭示於表1。
A=2O+3N-2Cr (2)(式中，O表示含氧率(原子%)、N表示含氮率(原子%)、Cr表示含鉻率(原子%))
對於所形成的Cr系遮光膜測定含氧的氯系乾式蝕刻所需的蝕刻清除時間，以將上述OD一致定在1.85所形成的Cr系遮光膜的蝕刻清除時間的倒數，評估所得到在波長193nm(ArF準分子雷射)每單位OD的蝕刻率。將比較例1的在鉻中添加氮的CrN膜的每單位OD的蝕刻率定為1，將其他例的Cr系遮光膜的每單位OD的蝕刻率的相對值對於含碳率描點作圖，將所得到的圖形表示於圖1。
在不滿足下述式(1)，亦即A值未滿0的情況，如比較例1、2所示般，即使增加含碳率，蝕刻率相對值也並沒有很大的提升。
2Cr≦2O+3N (1)(式中，Cr表示含鉻率(原子%)、O表示含氧率(原子%)、N表示含氮率(原子%))。
另一方面，在滿足前述式(1)，亦即A值為0 以上的情況，如比較例3及實施例1、2所示般，在鉻中添加氧、氮及碳的CrNC膜會因為增加含碳率而使蝕刻率更大幅提升。另外如比較例4及實施例3所示般，即使在鉻中添加氧、氮及碳的CrONC膜，蝕刻率相對值也會大幅提升，可得到比CrNC膜更高的蝕刻率相對值。
關於薄片電阻，蝕刻率相對值為1左右的比較例1、2任一者皆低達100Ω/□以下，蝕刻率相對值未滿1.6的比較例4為1.76kΩ/□，然而在蝕刻率相對值為1.6以上的情況，實施例1為12.4kΩ/□、實施例2為13.1MΩ/□，比較例4與實施例3與含碳率無關，而為99.9MΩ/□以上的高電阻。如此，藉由將薄片電阻設定在5,000Ω/□以上，可得到每單位OD的蝕刻率相對值為1.6以上的膜。
蝕刻率相對值愈高，乾式蝕刻所需的時間愈縮短。其結果，在乾式蝕刻時可降低作為蝕刻光罩使用的阻劑圖型的膜損耗，因此可使阻劑薄膜化。只要藉由添加碳，提升蝕刻率相對值，即可使阻劑薄膜化，能夠實現高解像性及高圖型化精密度的光蝕刻。
以上藉由實施例對本發明作說明，然而上述實施例只是用來實施本發明的例子，本發明並不受該等所限定。將該等實施例作各種改變的情況也在本發明的範圍內，此外由上述記載可明白在本發明的範圍內也可能會有其他各種實施例。

Claims (10)

  1. 一種光罩毛胚，其係作為在透明基板上設置光罩圖型的光罩材料之光罩毛胚，其特徵為：上述光罩係用於使用波長為250nm以下的曝光光線形成線寬為0.1μm以下的阻劑圖型之光蝕刻的光罩，上述光罩毛胚係含有透明基板與在該透明基板上直接或介由1或2個以上的其他膜所形成的含Cr的膜，該含Cr的膜係由1或2個以上的層所構成，該層至少一個係含有Cr、O及/或N、C，Cr為50原子%以下，O與N的合計為25原子%以上，且C為5原子%以上的CrC化合物層。
  2. 如申請專利範圍第1項之光罩毛胚，其中上述CrC化合物層滿足下述式(1)2Cr≦2O+3N (1)(式中，Cr表示含鉻率(原子%)、O表示含氧率(原子%)、N表示含氮率(原子%))。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之光罩毛胚，其中上述CrC化合物層的薄片電阻為5,000Ω/□以上。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之光罩毛胚，其中上述CrC化合物層的合計厚度為含Cr的膜全體厚度的60%以上。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之光罩毛胚，其中上 述CrC化合物層為遮光膜。
  6. 如申請專利範圍第5項之光罩毛胚，其中上述含Cr的膜係在上述透明基板上介由1或2個以上的其他膜所形成，該其他膜至少一個為光學膜。
  7. 如申請專利範圍第6項之光罩毛胚，其中上述光學膜為相位偏移膜。
  8. 如申請專利範圍第7項之光罩毛胚，其中上述含Cr的膜對曝光光線的光學濃度為1.4以上2.5以下。
  9. 如申請專利範圍第8項之光罩毛胚，其中上述遮光膜與相位偏移膜合計的光學濃度為2.0以上。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之光罩毛胚，其中上述CrC化合物層為蝕刻光罩膜或蝕刻停止膜。
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