TW201702731A - 半色調相位移型空白光罩之製造方法 - Google Patents
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Abstract
[解決手段]將施加於靶的電力設為一定，在掃描導入於反應室內的反應性氣體流量時，在藉由反應性氣體流量、與以反應性氣體流量之掃描而測定的靶電壓值或靶電流值而形成的磁滯曲線，設定金屬模式、過渡模式及反應模式，於反應室內設置複數之靶，以適用2種以上之濺鍍模式之方式，施加電力，藉由反應性濺鍍，形成含有矽、與氮及氧之一方或雙方的半色調相位移膜。
[效果]本發明係耐藥品性優異，在含有矽與由氮及氧所選擇的一方或雙方的半色調相位移膜，可改善光學特性之面內均勻性，可提供在確保了特定之相位差之上，具有面內均勻性良好的半色調相位移膜的半色調相位移型空白光罩。
Description
本發明係關於使用在半導體積體電路等之製造等的半色調相位移型光罩之材料的半色調相位移型空白光罩之製造方法。
在半導體技術之領域係正進行圖形之更加微細化之研究開發。特別是在近年來係隨著大規模積體電路之高積體化，進行電路圖型之微細化或配線圖型之細線化、用以構成單元的層間配線之接觸孔圖型之微細化等，朝向微細加工技術之要求係變得越來越高。隨著此要求，在微細加工時之光微影技術步驟所使用的光罩之製造技術之領域，亦變得要求形成更微細，而且正確的電路圖型(遮罩圖型)的技術之開發。
一般而言，藉由光微影技術而於半導體基板上形成圖型時係可進行縮小投影。因此，形成於光罩的圖型之尺寸係通常成為形成於半導體基板上的圖型之尺寸之4倍左右。在今日之光微影技術技術領域係描繪的電路圖
型之尺寸係成為相當低於在曝光所使用的光之波長。因此，在將電路圖型之尺寸單純地設為4倍而形成光罩圖型的情況，因為在曝光時所產生的光之干涉等之影響，於半導體基板上之光阻膜成為本來之形狀不被轉印的結果。
因此，將形成光罩的圖型，以設為較實際之電路圖型更複雜的形狀，減輕上述之光之干涉等之影響。作為如此的圖型形狀係例如有於實際之電路圖型施加光學鄰近效應補正(OPC：Optical Proximity Correction)的形狀。另外，為了因應圖型之微細化和高精度化，亦應用有變形照明、液浸技術、雙重曝光(Double Patterning Lithography)等之技術。
作為解析度提升技術(RET：Resolution Enhancement Technology)之一，可使用相位偏移法。相位移法係於光罩上形成大約使相位180°反轉的膜之圖型，利用光之干涉而使對比提昇的方法。作為應用此法的光罩之一，有半色調相位移型光罩。半色調相位移型光罩係在對於石英等之曝光光線而為透明的基板上，形成使相位大約180°反轉，具有無助於圖型形成的程度的透過率的半色調相位移膜之光罩圖型者。作為半色調相位移型光罩係提案具有鉬矽氧化物(MoSiO)、鉬矽氧氮化物(MoSiON)所構成的半色調相位移膜者等(日本特開平7-140635號公報(專利文獻1))。
另外，藉由光微影技術，為了得到更微細的影像，於曝光光源，以成為使用更短波長者的方式，在現
在最尖端之實用加工步驟係曝光光源為由KrF準分子雷射光(248nm)移轉至ArF準分子雷射光(193nm)。然而，判明了因使用更高能量之ArF準分子雷射光，會產生於KrF準分子雷射光看不到的遮罩損傷。其之一係若連續使用光罩，則於光罩上會產生異物狀之成長缺陷的問題。此成長缺陷係被稱為霧狀缺陷，該原因係在當初被認為是在遮罩圖型表面的硫酸銨結晶之成長，但在現在係逐漸變成被認為亦關於有機物者。
作為霧狀缺陷之問題之對策，例如，於日本特開2008-276002號公報(專利文獻2)係開示相對於光罩將ArF準分子雷射光長時間照射時產生的成長缺陷，藉由在特定之階段將光罩洗淨，可繼續使用光罩。
[專利文獻1]日本特開平7-140635號公報
[專利文獻2]日本特開2008-276002號公報
[專利文獻3]日本特開2007-33469號公報
[專利文獻4]日本特開2007-233179號公報
[專利文獻5]日本特開2007-241065號公報
相位移膜係薄者不僅有利於圖型形成，因為可降低三維效果故為有利。因此，在光微影技術，為了形成更微細的圖型係更進一步要求薄的膜。
另外，在將空白光罩於光罩之製造製程使用時，若於空白光罩上存在異物，則因為異物成為圖型缺陷之原因，所以為了除去如此的異物，空白光罩係在光罩製造過程被洗淨好幾次。更進一步，將光罩使用在光微影技術步驟時，即使製造的光罩本身無圖型缺陷，於光微影技術步驟中，若於光罩附著異物，於使用此而被圖型化的半導體基板係因為產生圖型轉印不良，所以光罩亦再次反覆洗淨。
為了空白光罩或光罩之異物除去，在大部分之情況，施以硫酸過氧化氫水溶液或臭氧水、氨過氧化氫水溶液等所致的化學上的洗淨。在此，硫酸過氧化氫水溶液係混合硫酸和過氧化氫水而得到的具有強力的氧化作用的洗淨劑，臭氧水係將臭氧溶入水者，作為代替硫酸過氧化氫水溶液而使用。特別是，氨過氧化氫水溶液係混合氨水和過氧化氫水而得的洗淨劑，附著於表面的有機系異物若被浸漬於氨過氧化氫水溶液，就因氨之溶解作用和過氧化氫之氧化作用而由表面脫離有機系異物而被分離洗淨。
以如此的藥液所致的化學上的洗淨係為了除去附著於空白光罩或光罩的粒子或污染物的異物所必要，另一方面有對於具備空白光罩或光罩的半色調相位移膜等之光學膜帶來損傷的疑慮。例如，藉由如上述的化學上的
洗淨而光學膜之表面變質，有本來應具備的光學特性變化的可能性，因為空白光罩或光罩之化學上的洗淨係反覆實施，所以在各洗淨步驟產生的光學膜之特性變化(例如相位差變化)係有儘可能抑制得低的必要。
作為滿足如此的要求係以設為含有矽與氮以及/或是氧的膜，例如由不含有過渡金屬的矽與氮所構成的膜，或是不含有過渡金屬的矽與氮與氧所構成的膜，可使化學上的耐性提高。
一般而言，空白光罩之半色調相位移膜等之圖型形成用之薄膜係使用濺鍍法而形成。例如，於透明基板上，形成由矽與氮所構成的膜的情況，通常，於反應室內配置1個矽靶，藉由供給Ar等之稀有氣體與氮氣氣體之混合氣體，以電漿化的稀有氣體衝撞Si靶而飛出的矽粒子係至到達透明基板之間取入氮而堆積於透明基板，在靶表面與氮反應之後，以電漿化的稀有氣體衝撞矽靶而飛出的氮化矽粒子堆積於透明基板，以電漿化的稀有氣體衝撞矽靶而飛出的矽粒子到達透明基板之後，經由在透明基板上與氮反應等之製程而成膜。氮化矽膜之氮含量係主要是以使混合氣體中之氮之混合比率增減來調整，因此，可將各種的氮含量之氮化矽膜，成膜於透明基板上。
但是，在將氮化矽膜，僅使用1個矽靶而以濺鍍成膜的情況，藉由混合氣體中之氮之流量係有變得難以安定的成膜的流量範圍，難以控制半色調相位移膜之相位差或透過率等之光學特性，特別是有難以得到在特定之
透過率且面內之光學特性均勻的膜的問題。
本發明係為了解決上述課題而為者，其目的為提供一種半色調相位移型空白光罩之製造方法，其係含有由矽、氮及氧所選擇的一方或雙方的半色調相位移膜，其特徵為具備面內之光學特性之均勻性佳的半色調相位移膜。
本發明者係為了解決上述課題，重覆專心致力研討作為耐藥品性優異的半色調相位移膜，著眼於含有由矽、和氮及氧所選擇的一方或雙方的半色調相位移膜，在確保特定之相位差之上，面內均勻性為良好的半色調相位移膜的結果，發現在形成含矽膜的半色調相位移膜的反應性濺鍍，若將相對於矽的氧或氮之添加量由未添加者徐徐地增加，則膜之面內均勻性良好的範圍之後，一旦，膜之面內均勻性惡化的範圍存在，但若更增加添加量，膜之面內均勻性就再次提高。
然後，本發明者係著眼於此現象，更進一步重覆研討的結果，發現了將半色調相位移膜，使用含有矽的靶、與含有氮及氧之一方或雙方的反應性氣體而藉由反應性濺鍍而形成時，將施加於靶的電力設為一定，掃描導入反應室內的反應性氣體流量，在藉由反應性氣體流量、與以反應性氣體流量之掃描而測定的靶電壓值或靶電流值而形成的磁滯曲線，將在反應性氣體流量之下限以下、超
過反應性氣體流量之下限而未達上限、以及反應性氣體流量之上限以上之範圍的濺鍍模式，各自設為金屬模式、過渡模式及反應模式，於反應室內設置複數之靶，於這些複數之靶，以由金屬模式、過渡模式及反應模式所選擇的2種以上之濺鍍模式適用的方式，藉由相互不同的2種以上之電力值施加電力而形成半色調相位移膜，避開面內均勻性或成膜安定性差的濺鍍範圍，可成膜半色調相位移膜，在確保特定之相位差之上，耐藥品性為良好，更進一步，相較於以單一之靶成膜的情況，成為具有光學特性之面內均勻性良好的半色調相位移膜的半色調相位移型空白光罩，如此的面內均勻性良好的半色調相位移膜為可再現性佳地形成，達到成為本發明。
因此，本發明係提供以下之半色調相位移型空白光罩之製造方法。
請求項1：一種半色調相位移型空白光罩之製造方法，其係於透明基板上，使用含有矽的靶、與含有氮及氧之一方或雙方的反應性氣體，藉由反應性濺鍍，形成含有矽與氮及氧之一方或雙方的半色調相位移膜的半色調相位移型空白光罩之製造方法，其特徵為將施加於上述靶的電力設為一定，在藉由將導入反應室內的反應性氣體流量，使其增加後減少而掃描時，設定在藉由上述反應性氣體流量、與以該反應性氣體流量之掃描而測定的靶電壓值或靶電流值而形成的磁滯曲線，在該磁滯曲線，將在反應性氣體流量之下限以下、超
過反應性氣體流量之下限而未達上限、以及反應性氣體流量之上限以上之範圍的濺鍍模式，各自設為金屬模式、過渡模式及反應模式，將上述半色調相位移膜，於反應室內設置複數之靶，於上述複數之靶，以由金屬模式、過渡模式及反應模式所選擇的2種以上之濺鍍模式適用的方式，於上述複數之靶，以相互不同的2種以上之電力值施加電力而形成。
請求項2：如請求項1所記載之半色調相位移型空白光罩之製造方法，其中，上述過渡模式係由過渡模式之金屬模式附近及過渡模式之反應模式附近選擇。
請求項3：如請求項2所記載之半色調相位移型空白光罩之製造方法，其中，上述2種以上之濺鍍模式係包含金屬模式或過渡模式之金屬模式附近、與過渡模式之反應模式附近或反應模式之2種之濺鍍模式。
請求項4：如請求項3所記載之半色調相位移型空白光罩之製造方法，其中，上述2種以上之濺鍍模式係包含金屬模式及反應模式之2種之濺鍍模式，或過渡模式之金屬模式附近及反應模式之2種之濺鍍模式。
請求項5：如請求項1至4中任1項所記載之半色調相位移型空白光罩之製造方法，其中，上述反應性氣體為含有氮氣氣體(N2)或氧氣氣體(O2)。
請求項6：如請求項1至5中任1項所記載之半色調相位移型空白光罩之製造方法，其中，上述含有矽的靶為僅由矽所構成的靶。
請求項7：如請求項6所記載之半色調相位移型空白光罩之製造方法，其中，上述半色調相位移膜為不含有過渡金屬。
請求項8：如請求項1至5中任1項所記載之半色調相位移型空白光罩之製造方法，其中，上述含有矽的靶為含有過渡金屬，而且上述半色調相位移膜為含有過渡金屬。
請求項9：如請求項1至5中任1項所記載之半色調相位移型空白光罩之製造方法，其中，更進一步使用含有過渡金屬的靶，而且上述半色調相位移膜為含有過渡金屬。
如藉由本發明，則可提供耐藥品性優異，在含有矽與由氮及氧所選擇的一方或雙方的半色調相位移膜，可改善光學特性之面內均勻性，可提供在確保了特定之相位差之上，具有面內均勻性良好的半色調相位移膜的半色調相位移型空白光罩。
1‧‧‧半色調相位移膜
2‧‧‧第2之層
3‧‧‧第3之層
4‧‧‧第4之層
10‧‧‧透明基板
11‧‧‧半色調相位移膜圖型
100‧‧‧半色調相位移型空白光罩
101‧‧‧半色調相位移型光罩
[第1圖]表示本發明之半色調相位移型空白光罩及半色調相位移型光罩之一例的剖面圖。
[第2圖]表示本發明之半色調相位移型空白光罩之
其他例的剖面圖。
[第3圖]表示在實施例1所得的第1磁滯曲線的圖。
[第4圖]表示在實施例1所得的第2磁滯曲線的圖。
[第5圖]表示在實施例2所得的第1磁滯曲線的圖。
[第6圖]表示在實施例2所得的第2磁滯曲線的圖。
[第7圖]表示在比較例1所得的磁滯曲線的圖。
以下，更詳細地說明關於本發明。
本發明之半色調相位移型空白光罩(半色調相位移空白光罩)係具有於石英基板等之透明基板上形成了單層或多層(亦即，2層以上)所構成的半色調相位移膜。在本發明，透明基板係例如在SEMI規格所規定的6inch平方、厚度25milli-inch之被稱為6025基板的透明基板為合適，在使用SI單位系的情況，通常表記為152mm平方、厚度6.35mm之透明基板。另外，本發明之半色調相位移型光罩(半色調相位移光罩)係具有半色調相位移膜之遮罩圖型(光罩圖型)。
第1(A)圖係表示本發明之半色調相位移型空白光罩之一例的剖面圖，此半色調相位移型空白光罩
100係具備透明基板10、與形成於透明基板10上的半色調相位移膜1。另外，第1(B)圖係表示本發明之半色調相位移型光罩之一例的剖面圖，此半色調相位移型光罩101係具備透明基板10、與形成於透明基板10上的半色調相位移膜圖型11。
半色調相位移膜係作為半色調相位移膜以滿足必要的相位差及透過率的方式，可以單層構成，但例如為了以滿足特定之表面反射率的方式進行，設為包含具有防反射機能性的層，作為全體而作為半色調相位移膜以滿足必要的相位差及透過率的方式，用多層構成亦為合適。
在單層及多層任一之情況，各自之層係組成為在厚度方向連續地變化的方式形成亦可。另外，在將半色調相位移膜以多層構成的情況，亦可作為由構成元素相異的層及構成元素同一而組成比相異的層選擇2層以上之組合，在將多層以3層以上構成的情況係如不設為相鄰的層，亦可組合相同的層。
本發明之半色調相位移膜係在特定之膜厚，相對於波長200nm以下之光，例如在使用半色調相位移型光罩的光微影技術所使用的ArF準分子雷射光(波長193nm)、F2雷射光(波長157nm)等之曝光光線，給予特定之相位移量(相位差)與特定之透過率的膜。
本發明之半色調相位移膜之全體之厚度係因為越薄越容易形成微細的圖型所以設為70nm以下為理想，較理想為62nm。另一方面，半色調相位移膜之膜厚
之下限係相對於波長200nm以下之光，在可得必要的光學特性的範圍內設定，但光罩圖型係因為厚者可更降低3維效果，所以40nm以上為理想，50nm以上為較理想。
本發明之相對於半色調相位移膜之曝光光線的相位差係在半色調相位移膜存在的部分(相位移部)、與半色調相位移膜不存在的部分之交界部，藉由通過各自部分的曝光光線之相位差而曝光光線進行干涉，如為可使對比增大的相位差為佳，相位差係150~200°為佳。在一般的半色調相位移膜係將相位差設定為略180°，但由上述的對比增大的觀點係相位差係不限定於略180°，可將相位差設為較180°更小或更大。例如，如將相位差設為較180°更小，則於薄膜化為有效。尚，由可得更高的對比之點上，相位差當然接近180°者為有效，160~190°、特別是175~185°、尤其是約180°為理想。
本發明之對於半色調相位移膜之曝光光線的透過率係3%以上，特別是5%以上為理想，另外，30%以下，特別是15%以下，尤其是10%以下為理想。
在本發明係將半色調相位移型空白光罩，於石英基板等之透明基板上，使用含有矽的靶、與含有氮及氧之一方或雙方的反應性氣體，藉由反應性濺鍍，形成含有矽、氮及氧之一方或雙方的半色調相位移膜。
在真空或減壓下，在反應室內使用靶與反應性氣體而實施反應性濺鍍，與將施加於靶的電力設為一定，由反應性氣體未供給之狀態使反應性氣體之量(流
量)徐徐地增加，隨著反應性氣體增加，在靶所測定的電壓(靶電壓)徐徐地減少。此電壓減少係顯現出開始為徐徐地(以小的傾斜)減少，之後經過劇烈地(以大的傾斜)減少的範圍，再次為徐徐地(以小的傾斜)減少的舉動。另一方面，使反應性氣體之量增加，經過上述的電壓再次徐徐地減少的範圍之後，若使其反轉而使反應性氣體之量減少，則隨著反應性氣體減少，在靶測定的電壓(靶電壓)徐徐地增加。此電壓之增加係顯現出開始為徐徐地(以小的傾斜)增加，之後經過劇烈地(以大的傾斜)增加的範圍，再次為徐徐地(以小的傾斜)增加的舉動。然而，使反應性氣體之量增加時之靶電壓、與使反應性氣體之量減少時之靶電壓係在上述的劇烈地(大的傾斜)減少及增加的範圍，使反應性氣體之量減少時之靶電壓者為低地測定。
另外，在真空或減壓下，在反應室內使用靶與反應性氣體而實施反應性濺鍍，與將施加於靶的電力設為一定，由反應性氣體未供給之狀態使反應性氣體之量(流量)徐徐地增加，隨著反應性氣體增加，在靶所測定的電流(靶電流)徐徐地增加。此電流之增加係顯現出開始為徐徐地(以小的傾斜)增加，之後經過劇烈地(以大的傾斜)增加的範圍，再次為徐徐地(以小的傾斜)增加的舉動。另一方面，使反應性氣體之量增加，經過上述的電流再次徐徐地減少的範圍之後，若使其反轉而使反應性氣體之量減少，則隨著反應性氣體減少，在靶測定的電流
(靶電流)徐徐地減少。此電流減少係顯現出開始為徐徐地(以小的傾斜)減少，之後經過劇烈地(以大的傾斜)減少的範圍，再次為徐徐地(以小的傾斜)減少的舉動。然而，使反應性氣體之量增加時之靶電流、與使反應性氣體之量減少時之靶電流係在上述的劇烈地(大的傾斜)減少及增加的範圍，使反應性氣體之量減少時之靶電流者為高地測定。
如此，在反應性濺鍍係將施加於靶的電力設為一定，使導入反應室內的反應性氣體流量，以增加後減少的方式而掃描時，藉由反應性氣體流量、和反應性氣體流量之掃描而測定的靶電壓值或靶電流值，形成類似作為磁滯曲線(B-H曲線)已知的磁滯曲線，例如，形成如第3圖~第7圖所示的磁滯曲線。
藉由使反應性氣體之量增加時之靶電壓或靶電流、與使反應性氣體之量減少時之靶電壓或靶電流，形成磁滯曲線之範圍(磁滯範圍)，但在此範圍，反應性氣體之量之下限及上限係使反應性氣體之量增加時之靶電壓值或靶電流值、與使反應性氣體之量減少時之靶電壓值或靶電流值，可設為實質上一致之點，例如，將反應性氣體流量增加時之靶電壓值設為VA、反應性氣體流量減少時之靶電壓值設為VD時，以下述式(1-1)所求出的變化率，(VA-VD)/{(VA+VD)/2}×100 (1-1)或是
將反應性氣體流量增加時之靶電流值設為IA、反應性氣體流量減少時之靶電流值設為ID時，以下述式(1-2)所求出的變化率，(ID-IA)/{(IA+ID)/2}×100 (1-2)
由磁滯範圍之中央部朝向下限側或上限側而徐徐地減少，例如成為2%以下之點，特別是可將在實質上幾乎成為零之點，設為磁滯範圍之反應性氣體之量之下限或上限。
在磁滯範圍之下限以下之反應性氣體流量係因為濺鍍中，反應性氣體吸附於靶表面，亦由靶表面作為濺鍍粒子而放出，所以可認為靶之表面之侵蝕部被保持在金屬狀態(在此之金屬係含有矽)的狀態(將此稱為金屬模式)。另外，在磁滯範圍之上限以上之反應性氣體流量係被認為在濺鍍中，靶之表面係與反應性氣體進行反應，靶之表面完全被金屬化合物覆蓋的狀態(將此稱為反應模式)。另一方面，在超過磁滯範圍之下限而未達上限之反應性氣體流量係被認為靶之表面之侵蝕部之一部分被金屬化合物覆蓋的狀態(將此稱為過渡模式)。
在空白光罩，面內之均勻性為重要。於半色調相位移膜係一般上使用含矽者，有於膜具有某程度透過率的必要，有添加氧或氮等的必要，在該情況，為了以特定之相位差形成成為特定之透過率的含矽膜係有以過渡模式成膜的必要的情況。但是，以過渡模式之成膜係面內之均勻性容易低下。
因此，在本發明係將半色調相位移膜，使用複數之靶，適用由金屬模式、過渡模式及反應模式所選擇2種以上之濺鍍模式而藉由濺鍍進行成膜。亦即，作為濺鍍模式之組合，適用金屬模式與反應模式之組合、金屬模式與過渡模式之組合、過渡模式與反應模式之組合、或金屬模式與過渡模式與反應模式之組合。在適用過渡模式的情況，以在過渡模式之範圍之中，成為金屬模式附近之範圍或反應模式附近之範圍之方式設定為理想。
在此，所謂過渡模式之金屬模式附近之範圍，以及過渡模式之反應模式附近之範圍係在過渡模式之範圍內，可設為相對在磁滯範圍之反應性氣體流量之下限的靶電壓值VL，與在磁滯範圍之反應性氣體流量之上限的靶電壓值VH之差，在反應性氣體流量增加時所示的靶電壓值VA，與在反應性氣體流量減少時所示的靶電壓值VD之差為±15%以內(亦即，-15%~+15%)，理想為±10%以內(亦即，-10%~+10%)的反應性氣體流量，或是相對在磁滯範圍之反應性氣體流量之下限的靶電流值IL，與在磁滯範圍之反應性氣體流量之上限的靶電流值IH之差，在反應性氣體流量增加時所示的靶電流值IA，與在反應性氣體流量減少時所示的靶電流值ID之差為±15%以內(亦即，-15%~+15%)，理想為±10%以內(亦即，-10%~+10%)的反應性氣體流量之範圍內。
作為濺鍍模式之組合係含有金屬模式或過渡
模式之金屬模式附近、與過渡模式之反應模式附近或反應模式之2種之濺鍍模式為理想，特別是含有金屬模式與反應模式之2種之濺鍍模式，或過渡模式之金屬模式附近與反應模式之2種之濺鍍模式為理想。其中，金屬模式和反應模式之組合係半色調相位移膜之面內均勻性變為最高，特別有效。
於1個反應室內設置複數之靶的情況，反應性氣體之流量係相對各自之靶而為共通。因此，在本發明係於反應室內設置複數之靶，於複數之靶，以由金屬模式、過渡模式及反應模式所選擇的2種以上之濺鍍模式適用的方式，於複數之靶，以相互不同的2種以上之電力值施加電力而形成半色調相位移膜。
靶之數可為2個，亦可為3個以上。例如，使用2個靶的情況係對各自之靶以相異的電力值施加電力，對各自之靶適用相異的濺鍍模式。另外，在使用3個以上之靶的情況係對各自之靶可適用2種之濺鍍模式，亦可適用3種之濺鍍模式。在此情況，於適用同種之濺鍍模式的靶係可以相同電力值施加電力，亦可以互相不同的電力值施加電力。
本發明之半色調相位移膜係藉由濺鍍法而成膜，亦可使用DC濺鍍、RF濺鍍之任一方法。靶和濺鍍氣體係按照層構成或組成而可適宜選擇。作為含有矽的靶係可舉出矽靶(僅由矽所構成的靶)、氮化矽靶、含有矽和氮化矽雙方的靶等。在此情況，作為半色調相位移膜，
可形成不含有過渡金屬者，例如矽氧化物、矽氮化物、矽氧氮化物等之矽系材料之半色調相位移膜。
含有矽的靶亦可含有鉬、鎢、鉭、鋯等之過渡金屬，另外亦可使用含有矽的靶，同時含有過渡金屬的靶。在此等情況，作為半色調相位移膜，可形成含有鉬、鎢、鉭、鋯等之過渡金屬者，例如過渡金屬矽氧化物、過渡金屬矽氮化物、過渡金屬矽氧氮化物等之過渡金屬矽系材料之半色調相位移膜。
半色調相位移膜之成膜中，與靶之材料反應，作為成為膜之成分之一部分的反應性氣體，具體而言係可使用氮氣氣體(N2氣體)、氧氣氣體(O2氣體)、氮氧化物氣體(N2O氣體、NO氣體、NO2氣體)等。更進一步，於濺鍍氣體係作為稀有氣體亦可使用氦氣氣體、氖氣氣體、氬氣氣體等。半色調相位移膜之氮與氧之含有率係以於濺鍍氣體，作為反應性氣體使用含氮的氣體、含氧的氣體，適宜地調整此等之導入量而進行反應性濺鍍，而可進行調整。尚，濺鍍壓力係通常為0.01~1Pa，理想為0.03~0.2Pa。
半色調相位移膜係為了抑制半色調相位移膜之膜質變化，作為該表面側之層(最表面部之層)，可設置表面氧化層。該表面氧化層之氧含有率可為20原子%以上，更進一步亦可為50原子%以上。作為形成表面氧化層的方法，具體而言係除了大氣氧化(自然氧化)所致的氧化以外，作為強制性氧化處理的方法係可舉出將矽系
材料之膜藉由臭氧氣體或臭氧水而進行處理的方法、或在氧氣氣體環境等之存在氧的環境中，藉由烘箱加熱、燈退火、雷射加熱等，加熱至300℃以上的方法等。此表面氧化層之厚度係10nm以下，特別是5nm以下，尤其是3nm以下為理想，通常以1nm以上而可得到作為氧化層之效果。表面氧化層係亦可以濺鍍步驟增加氧量而形成，但為了設為缺陷較少的層係藉由前述的大氣氧化、或氧化處理而形成為理想。
於本發明之半色調相位移型空白光罩之半色調相位移膜之上，可設置單層或由多層所構成的第2之層。第2之層係通常鄰接於半色調相位移膜而設置。作為此第2之層，具體而言係可舉出遮光膜、遮光膜與防反射膜之組合，在半色調相位移膜之圖型形成時作為硬遮罩而發揮機能的加工輔助膜。另外，在設置後述的第3之層的情況，亦可將此之第2之層，在第3之層之圖型形成時作為蝕刻阻止器而發揮機能的加工輔助膜(蝕刻阻止膜)而利用。作為第2之層之材料係含有鉻的材料為合適。
作為如此的半色調相位移型空白光罩，具體而言係可舉出第2(A)圖所示者。第2(A)圖係表示本發明之半色調相位移型空白光罩之一例的剖面圖，此半色調相位移型空白光罩100係具備透明基板10、與形成於透明基板10上的半色調相位移膜1、與形成於半色調相位移膜1上的第2之層2。
於本發明之半色調相位移型空白光罩係於半
色調相位移膜之上，作為第2之層，可設置遮光膜。另外，作為第2之層，亦可組合遮光膜與防反射膜而設置。藉由設置含遮光膜的第2之層，於半色調相位移型光罩，可設置將曝光光線完全遮光的範圍。此遮光膜及防反射膜係亦可利用作為在蝕刻的加工輔助膜。關於遮光膜及防反射膜之膜構成及材料係有許多報告(例如，日本特開2007-33469號公報(專利文獻3)、日本特開2007-233179號公報(專利文獻4)等)，但作為理想的遮光膜與防反射膜之組合之膜構成係可舉出例如設置含鉻的材料之遮光膜，更進一步，設置含有使來自遮光膜之反射降低的鉻的材料之防反射膜者等。遮光膜及防反射膜係任一以單層構成，或以多層構成均可。作為遮光膜或防反射膜之含有鉻的材料係可舉出鉻單體、鉻氧化物(CrO)、鉻氮化物(CrN)、鉻碳化物(CrC)鉻氧氮化物(CrON)、鉻氧碳化物(CrOC)、鉻氮碳化物(CrNC)、鉻氧氮碳化物(CrONC)等之鉻化合物等。
在第2之層為遮光膜、或遮光膜與防反射膜之組合的情況，遮光膜之鉻化合物中之鉻含有率係40原子%以上，特別是60原子%以上，未達100原子%，特別是99原子%以下，尤其是90原子%以下為理想。氧含有率係0原子%以上，60原子%以下，特別是40原子%以下為理想，在有調整蝕刻速度的必要的情況係1原子%以上為理想。氮含有率係0原子%以上，50原子%以下，特別是40原子%以下為理想，在有調整蝕刻速度的必要的情
況係1原子%以上為理想。碳含有率係0原子%以上，20原子%以下，特別是10原子%以下為理想，在有調整蝕刻速度的必要的情況係1原子%以上為理想。在此情況，鉻、氧、氮及碳之合計之含有率係95原子%以上，特別是99原子%以上，尤其是100原子%為理想。
另外，在第2之層為遮光膜與防反射膜之組合的情況，防反射膜係鉻化合物為理想，鉻化合物中之鉻含有率係30原子%以上，特別是35原子%以上，70原子%以下，特別是50原子%以下為理想。氧之含有率係60原子%以下為理想，1原子%以上，特別是20原子%以上為較理想。氮之含有率係50原子%以下，特別是30原子%以下為理想，1原子%以上，特別是3原子%以上為較理想。碳含有率係0原子%以上，20原子%以下，特別是5原子%以下為理想，在有調整蝕刻速度的必要的情況係1原子%以上為理想。在此情況，鉻、氧、氮及碳之合計之含有率係95原子%以上，特別是99原子%以上，尤其是100原子%為理想。
在第2之層為遮光膜，或遮光膜與防反射膜之組合的情況，第2之層之膜厚係通常為20~100nm，理想為40~70nm。另外，相對波長200nm以下之曝光光線的半色調相位移膜與第2之層之合計之光學密度係以成為2.0以上，特別是2.5以上，尤其是3.0以上的方式進行為理想。
於本發明之半色調相位移型空白光罩之第2
之層之上，可設置單層或由多層所構成的第3之層。第3之層係通常鄰接於第2之層而設置。作為此第3之層，具體而言係可舉出在第2之層之圖型形成時作為硬遮罩而發揮機能的加工輔助膜、遮光膜、遮光膜與防反射膜之組合。作為第3之層之材料係含有矽的材料為合適，特別是不含有鉻者為理想。
作為如此的半色調相位移型空白光罩，具體而言係可舉出第2(B)圖所示者。第2(B)圖係表示本發明之半色調相位移型空白光罩之一例的剖面圖，此半色調相位移型空白光罩100係具備透明基板10、與形成於透明基板10上的半色調相位移膜1、與形成於半色調相位移膜1上的第2之層2、與形成於第2之層2上的第3之層3。
在第2之層為遮光膜，或遮光膜與防反射膜之組合的情況，作為第3之層，可設置在第2之層之圖型形成作為硬遮罩發揮機能的加工輔助膜(蝕刻遮罩膜)。另外，在設置後述的第4之層的情況，亦可將此之第3之層，在第4之層之圖型形成時作為蝕刻阻止器而發揮機能的加工輔助膜(蝕刻阻止膜)而利用。此加工輔助膜係與第2之層蝕刻特性不同的材料，例如對於適用於含鉻的材料的蝕刻的氯系乾式蝕刻具有耐性的材料，具體而言係設為以SF6或CF4等之氟系氣體可蝕刻的含矽材料為理想。作為含矽的材料，具體而言可舉出矽單體、含有矽與氮及氧之一方或雙方的材料、含有矽與過渡金屬的材料、含有
矽、與氮及氧之一方或雙方、與過渡金屬的材料等之矽化合物等，作為過渡金屬係可舉出鉬、鉭、鋯等。
在第3之層為加工輔助膜的情況，加工輔助膜係矽化合物為理想，矽化合物中之矽含有率係20原子%以上，特別是33原子%以上，95原子%以下，特別是80原子%以下為理想。氮含有率係0原子%以上，50原子%以下，特別是30原子%以下為理想，在有調整蝕刻速度的必要的情況係1原子%以上為理想。氧含有率係0原子%以上，特別是20原子%以上，70原子%以下，特別是66原子%以下為理想，在有調整蝕刻速度的必要的情況係1原子%以上為理想。過渡金屬之含有率係0原子%以上，35原子%以下，特別是20原子%以下為理想，在含有過渡金屬的情況係1原子%以上為理想。在此情況，矽、氧、氮及過渡金屬之合計之含有率係95原子%以上，特別是99原子%以上，尤其是100原子%為理想。
在第2之層係遮光膜、或遮光膜與防反射膜之組合，第3之層為加工輔助膜的情況，第2之層之膜厚係通常為20~100nm，理想為40~70nm，第3之層之膜厚係通常為1~30nm，理想為2~15nm。另外，相對波長200nm以下之曝光光線的半色調相位移膜與第2之層之合計之光學密度係以成為2.0以上，特別是2.5以上，尤其是3.0以上的方式進行為理想。
另外，在第2之層為加工輔助膜的情況，作為第3之層，可設置遮光膜。另外，作為第3之層，亦可
組合遮光膜與防反射膜而設置。在此情況，第2之層係在半色調相位移膜之圖型形成時作為硬遮罩而發揮機能的加工輔助膜(蝕刻遮罩膜)，亦可在第3之層之圖型形成時作為蝕刻阻止器而發揮機能的加工輔助膜(蝕刻阻止膜)而利用。作為加工輔助膜之例，可舉出在日本特開2007-241065號公報(專利文獻5)所示般的以含有鉻的材料所構成的膜。加工輔助膜係以單層構成，亦可以多層構成。作為加工輔助膜之含有鉻的材料係可舉出鉻單體、鉻氧化物(CrO)、鉻氮化物(CrN)、鉻碳化物(CrC)鉻氧氮化物(CrON)、鉻氧碳化物(CrOC)、鉻氮碳化物(CrNC)、鉻氧氮碳化物(CrONC)等之鉻化合物等。
在第2之層為加工輔助膜的情況，第2之層中之鉻含有率係40原子%以上，特別是50原子%以上，100原子%以下，特別是99原子%以下，尤其是90原子%以下為理想。氧含有率係0原子%以上，60原子%以下，特別是55原子%以下為理想，在有調整蝕刻速度的必要的情況係1原子%以上為理想。氮含有率係0原子%以上，50原子%以下，特別是40原子%以下為理想，在有調整蝕刻速度的必要的情況係1原子%以上為理想。碳含有率係0原子%以上，20原子%以下，特別是10原子%以下為理想，在有調整蝕刻速度的必要的情況係1原子%以上為理想。在此情況，鉻、氧、氮及碳之合計之含有率係95原子%以上，特別是99原子%以上，尤其是100原子%
為理想。
另一方面，第3之層之遮光膜及防反射膜係與第2之層蝕刻特性不同的材料，例如對於適用於含鉻的材料的蝕刻的氯系乾式蝕刻具有耐性的材料，具體而言係設為以SF6或CF4等之氟系氣體可蝕刻的含矽材料為理想。作為含矽的材料，具體而言可舉出矽單體、含有矽與氮及氧之一方或雙方的材料、含有矽與過渡金屬的材料、含有矽、與氮及氧之一方或雙方、與過渡金屬的材料等之矽化合物等，作為過渡金屬係可舉出鉬、鉭、鋯等。
在第3之層為遮光膜、或遮光膜與防反射膜之組合的情況，遮光膜及防反射膜係矽化合物為理想，矽化合物中之矽含有率係10原子%以上，特別是30原子%以上，未達100原子%，特別是95原子%以下為理想。氮含有率係0原子%以上，50原子%以下，特別是40原子%以下，尤其是20原子%以下為理想，在有調整蝕刻速度的必要的情況係1原子%以上為理想。氧含有率係0原子%以上，60原子%以下，特別是30原子%以下為理想，在有調整蝕刻速度的必要的情況係1原子%以上為理想。過渡金屬之含有率係0原子%以上，35原子%以下，特別是20原子%以下為理想，在含有過渡金屬的情況係1原子%以上為理想。在此情況，矽、氧、氮及過渡金屬之合計之含有率係95原子%以上，特別是99原子%以上，尤其是100原子%為理想。
在第2之層為加工輔助膜，第3之層為遮光
膜、或遮光膜與防反射膜之組合的情況，第2之層之膜厚係通常為1~20nm，理想為2~10nm，第3之層之膜厚係通常為20~100nm，理想為30~70nm。另外，相對波長200nm以下之曝光光線的半色調相位移膜與第2之層與第3之層之合計之光學密度係以成為2.0以上，特別是2.5以上，尤其是3.0以上的方式進行為理想。
於本發明之半色調相位移型空白光罩之第3之層之上，可設置單層或由多層所構成的第4之層。第4之層係通常鄰接於第3之層而設置。作為此第4之層，具體而言係可舉出在第3之層之圖型形成時作為硬遮罩而發揮機能的加工輔助膜等。作為第4之層之材料係含有鉻的材料為合適。
作為如此的半色調相位移型空白光罩，具體而言係可舉出第2(C)圖所示者。第2(C)圖係表示本發明之半色調相位移型空白光罩之一例的剖面圖，此半色調相位移型空白光罩100係具備透明基板10、與形成於透明基板10上的半色調相位移膜1、與形成於半色調相位移膜1上的第2之層2、與形成於第2之層2上的第3之層3、與形成於第3之層3上的第4之層4。
在第3之層為遮光膜，或遮光膜與防反射膜之組合的情況，作為第4之層，可設置在第3之層之圖型形成作為硬遮罩發揮機能的加工輔助膜(蝕刻遮罩膜)。此加工輔助膜係與第3之層蝕刻特性不同的材料，例如對於適用於含矽的材料的蝕刻的氟系乾式蝕刻具有耐性的材
料，具體而言係設為以含有氧的氯系氣體可蝕刻的含鉻材料為理想。作為含有鉻的材料，具體而言可舉出鉻單體、鉻氧化物(CrO)、鉻氮化物(CrN)、鉻碳化物(CrC)鉻氧氮化物(CrON)、鉻氧碳化物(CrOC)、鉻氮碳化物(CrNC)、鉻氧氮碳化物(CrONC)等之鉻化合物等。
在第4之層為加工輔助膜的情況，第4之層中之鉻含有率係40原子%以上，特別是50原子%以上，100原子%以下，特別是99原子%以下，尤其是90原子%以下為理想。氧含有率係0原子%以上，60原子%以下，特別是40原子%以下為理想，在有調整蝕刻速度的必要的情況係1原子%以上為理想。氮含有率係0原子%以上，50原子%以下，特別是40原子%以下為理想，在有調整蝕刻速度的必要的情況係1原子%以上為理想。碳含有率係0原子%以上，20原子%以下，特別是10原子%以下為理想，在有調整蝕刻速度的必要的情況係1原子%以上為理想。在此情況，鉻、氧、氮及碳之合計之含有率係95原子%以上，特別是99原子%以上，尤其是100原子%為理想。
在第2之層為加工輔助膜，第3之層為遮光膜、或遮光膜與防反射膜之組合，第4之層為加工輔助膜的情況，第2之層之膜厚係通常為1~20nm，理想為2~10nm，第3之層之膜厚係通常為20~100nm，理想為30~70nm，第4之層之膜厚係通常為1~30nm，理想為
2~20nm。另外，相對波長200nm以下之曝光光線的半色調相位移膜與第2之層與第3之層之合計之光學密度係以成為2.0以上，特別是2.5以上，尤其是3.0以上的方式進行為理想。
以第2之層及第4之層之含有鉻的材料所構成的膜係可使用由鉻靶、於鉻添加由氧、氮及碳中選擇任1種或2種以上的靶等，於Ar、He、Ne等之稀有氣體，按照進行成膜的膜之組成，藉由使用適宜添加由含氧氣體、含氮氣體、含碳氣體等所選擇的反應性氣體的濺鍍氣體的反應性濺鍍而成膜。
另一方面，以第3之層之含有矽的材料所構成的膜係可使用由矽靶、氮化矽靶、含有矽與氮化矽之雙方的靶、過渡金屬靶、矽與過渡金屬之複合靶等，於Ar、He、Ne等之稀有氣體，按照進行成膜的膜之組成，藉由使用適宜添加由含氧氣體、含氮氣體、含碳氣體等所選擇的反應性氣體的濺鍍氣體的反應性濺鍍而成膜。
本發明之半色調相位移型光罩係可由半色調相位移型空白光罩，依一般方法而製造。例如，於半色調相位移膜上，作為第2之層，在含鉻的材料之膜形成的半色調相位移型空白光罩係例如可以下述之步驟製造半色調相位移型光罩。
首先，於半色調相位移型空白光罩之第2之層上，將電子束阻劑膜進行成膜，進行以電子束所致的圖型描繪後，藉由特定之顯像操作而得到阻劑圖型。接著，
將所得到的阻劑圖型作為蝕刻遮罩，藉由含有氧的氯系乾式蝕刻，於第2之層轉印阻劑圖型，得到第2之層之圖型。接著，將所得到的第2之層之圖型作為蝕刻遮罩，藉由氟系乾式蝕刻，於半色調相位移膜轉印第2之層之圖型，得到半色調相位移膜圖型。在此，在有留下第2之層之一部分的必要的情況，將保護該部分的阻劑圖型，形成於第2之層之上之後，藉由含有氧的氯系乾式蝕刻，除去未以阻劑圖型保護的部分之第2之層。然後，將阻劑圖型藉由一般方法除去，可得到半色調相位移型光罩。
另外，於半色調相位移膜上，作為第2之層，形成含鉻的材料之遮光膜、或遮光膜與防反射膜之組合，於第2之層之上，作為第3之層，在形成含矽的材料之加工輔助膜的半色調相位移型空白光罩係例如可以下述之步驟製造半色調相位移型光罩。
首先，於半色調相位移型空白光罩之第3之層之上，將電子束阻劑膜進行成膜，進行以電子束所致的圖型描繪後，藉由特定之顯像操作而得到阻劑圖型。接著，將所得到的阻劑圖型作為蝕刻遮罩，藉由氟系乾式蝕刻，於第3之層轉印阻劑圖型，得到第3之層之圖型。接著，將所得到的第3之層之圖型作為蝕刻遮罩，藉由含有氧的氯系乾式蝕刻，於第2之層轉印第3之層之圖型，得到第2之層之圖型。接著，除去阻劑圖型之後，將所得到的第2之層之圖型作為蝕刻遮罩，藉由氟系乾式蝕刻，於半色調相位移膜轉印第2之層之圖型，得到半色調相位移
膜圖型的同時，除去第3之層之圖型。接著，在將保護留下第2之層的一部分的阻劑圖型形成於第2之層之上之後，藉由含有氧的氯系乾式蝕刻，除去未以阻劑圖型保護的部分之第2之層。然後，將阻劑圖型藉由一般方法除去，可得到半色調相位移型光罩。
另一方面，於半色調相位移膜上，作為第2之層，形成含鉻的材料之加工輔助膜，於第2之層之上，作為第3之層，在形成含矽的材料之遮光膜、或遮光膜與防反射膜之組合的半色調相位移型空白光罩係例如可以下述之步驟製造半色調相位移型光罩。
首先，於半色調相位移型空白光罩之第3之層之上，將電子束阻劑膜進行成膜，進行以電子束所致的圖型描繪後，藉由特定之顯像操作而得到阻劑圖型。接著，將所得到的阻劑圖型作為蝕刻遮罩，藉由氟系乾式蝕刻，於第3之層轉印阻劑圖型，得到第3之層之圖型。接著，將所得到的第3之層之圖型作為蝕刻遮罩，藉由含有氧的氯系乾式蝕刻，於第2之層轉印第3之層之圖型，得到除去半色調相位移膜的部分之第2之層被除去的第2之層之圖型。接著，除去阻劑圖型之後，將保護留下第3之層的部分的阻劑圖型，形成於第3之層之上之後，將所得到的第2之層之圖型作為蝕刻遮罩，藉由氟系乾式蝕刻，於半色調相位移膜轉印第2之層之圖型，得到半色調相位移膜圖型的同時，除去未以阻劑圖型保護的部分之第3之層。接著，將阻劑圖型藉由一般方法除去。然後，可藉由
含有氧的氯系乾式蝕刻，將被除去了第3之層的部分之第2之層除去，得到半色調相位移型光罩。
更進一步，於半色調相位移膜上，作為第2之層，形成含鉻的材料之加工輔助膜，於第2之層之上，作為第3之層，在形成含矽的材料之遮光膜、或遮光膜與防反射膜之組合，更進一步，於第3之層之上，作為第4之層，在形成含鉻的材料之加工輔助膜的半色調相位移型空白光罩係例如可以下述之步驟製造半色調相位移型光罩。
首先，於半色調相位移型空白光罩之第4之層之上，將電子束阻劑膜進行成膜，進行以電子束所致的圖型描繪後，藉由特定之顯像操作而得到阻劑圖型。接著，將所得到的阻劑圖型作為蝕刻遮罩，藉由含有氧的氯系乾式蝕刻，於第4之層轉印阻劑圖型，得到第4之層之圖型。接著，將所得到的第4之層之圖型作為蝕刻遮罩，藉由氟系乾式蝕刻，於第3之層轉印第4之層之圖型，得到第3之層之圖型。接著，除去阻劑圖型之後，將保護留下第3之層的部分的阻劑圖型，形成於第4之層之上之後，將所得到的第3之層之圖型作為蝕刻遮罩，藉由含有氧的氯系乾式蝕刻，於第2之層轉印第3之層之圖型而得到第2之層之圖型的同時，除去未以阻劑圖型保護的部分之第4之層。接著，將第2之層之圖型作為蝕刻遮罩，藉由氟系乾式蝕刻，於半色調相位移膜轉印第2之層之圖型，得到半色調相位移膜圖型的同時，除去未以阻劑圖型
保護的部分之第3之層。接著，將阻劑圖型藉由一般方法除去。然後，可藉由含有氧的氯系乾式蝕刻，將被除去了第3之層的部分之第2之層、與已除去了阻劑圖型的部分之第4之層加以除去，得到半色調相位移型光罩。
由本發明之半色調相位移型空白光罩所製造的半色調相位移型光罩係在為了於被加工基板形成半間距50nm以下，特別是30nm以下，尤其是20nm以下之圖型之光微影技術，於形成在被加工基板上的光阻膜，以ArF準分子雷射光(波長193nm)、F2雷射光(波長157nm)等之波長200nm以下之曝光光線轉印圖型的曝光，為特別有效。
在使用由本發明之半色調相位移型空白光罩所製造的半色調相位移型光罩的圖型曝光方法係使用由半色調相位移型空白光罩所製造的半色調相位移型光罩，於含有半色調相位移膜之圖型的光罩圖型，照射曝光光線，於形成在被加工基板上的光罩圖型之曝光對象的光阻膜，轉印光罩圖型。曝光光線之照射係可由乾式條件的曝光，亦可以浸潤式曝光，但本發明之圖型曝光方法係在實際生產時在較短時間內累積照射能量的量會上昇，藉由浸潤式曝光而將300mm以上之晶圓作為被加工基板，在將光罩圖型曝光時，為特別有效。
以下，表示實施例及試驗例，具體地說明本
發明，但本發明係不限定於以下之實施例。
於濺鍍裝置之反應室內，設置152mm平方，厚度6.35mm之石英基板，作為濺鍍靶使用矽靶，作為濺鍍氣體使用氬氣氣體及氮氣氣體，將施加於靶的電力及氬氣氣體之流量設為一定，藉由在使氮氣氣體之流量變化時測定流動於靶的電壓，得到磁滯曲線。具體而言，將施加於靶的電力設為0.5kW，將氬氣氣體以20sccm、氮氣氣體以5sccm流至反應室內的狀態開始濺鍍，氮氣氣體流量以每秒各0.1sccm，到最後使氮氣氣體流量增加至50sccm，將該條件保持30秒之後，這次反向由50sccm每秒各0.1sccm使氮氣流量減少至5sccm。將所得到的磁滯曲線設為第1之磁滯曲線，表示於第3圖。同樣地，將施加於靶的電力設為1.5kW而得到的磁滯曲線設為第2之磁滯曲線，表示於第4圖。在第3圖及第4圖，實線係表示使氮氣氣體流量增加時之靶電壓，虛線係表示使氮氣氣體流量減少時之靶電壓。
根據所得到的第1之磁滯曲線及第2之磁滯曲線，於152mm平方，厚度6.35mm之石英基板，作為濺鍍靶將2個矽靶設置於反應室內，作為濺鍍氣體使用氮氣氣體和氬氣氣體，於一方的靶係適用成為反應模式的條件(氬氣氣體流量：20sccm、氮氣氣體流量：32.0sccm、靶施加電力：0.5kW)、於另一方之靶係適用成為金屬模
式的條件(氬氣氣體流量：20sccm、氮氣氣體流量：32.0sccm、靶施加電力：1.5kW)，形成了組成為由原子比Si：N=48：52之單層所構成的SiN之半色調相位移膜。所到的半色調相位移膜之相位差為177deg，透過率為6.0%，膜厚為62nm。另外，面內分布係相位差為-0.8%，透過率為-5.4%，面內均勻性為良好。
尚，相位差及透過率之面內分布係在基板之形成半色調相位移膜的面之對角線之交點、與由該交點在對角線上95mm之位置之任意之1點測定相位差及透過率，由此等之測定值，以下述之式(2-1)及(2-2)算出。
‧相位差之面內分布[%]=(PS(I)-PS(E))/{(PS(I)+PS(E))/2}×100 (2-1)(式中，PS(I)係在交點之相位差，PS(E)係在上述任意之1點之相位差。)
‧透過率之面內分布[%]=(T(I)-T(E))/{(T(I)+T(E))/2}×100 (2-2)(式中，T(I)係在交點之透過率，T(E)係在上述任意之1點之透過率。)
於濺鍍裝置之反應室內，設置152mm平方，厚度6.35mm之石英基板，作為濺鍍靶使用矽靶，作為濺鍍氣體使用氬氣氣體及氮氣氣體，將施加於靶的電力及氬氣氣體之流量設為一定，藉由在使氮氣氣體之流量變化時測定流動於靶的電壓，得到磁滯曲線。具體而言，將施加於靶
的電力設為0.75kW，將氬氣氣體以20sccm、氮氣氣體以5sccm流至反應室內的狀態開始濺鍍，氮氣氣體流量以每秒各0.1sccm，到最後使氮氣氣體流量增加至50sccm，將該條件保持30秒之後，這次反向由50sccm每秒各0.1sccm使氮氣流量減少至5sccm。將所得到的磁滯曲線設為第1之磁滯曲線，表示於第5圖。同樣地，將施加於靶的電力設為2kW而得到的磁滯曲線設為第2之磁滯曲線，表示於第6圖。在第5圖及第6圖，實線係表示使氮氣氣體流量增加時之靶電壓，虛線係表示使氮氣氣體流量減少時之靶電壓。
根據所得到的第1之磁滯曲線及第2之磁滯曲線，於152mm平方，厚度6.35mm之石英基板，作為濺鍍靶將2個矽靶設置於反應室內，作為濺鍍氣體使用氮氣氣體和氬氣氣體，於一方的靶係適用成為反應模式的條件(氬氣氣體流量：20sccm、氮氣氣體流量：38.0sccm、靶施加電力：0.75kW)、於另一方之靶係適用成為過渡模式之金屬模式附近的條件(氬氣氣體流量：20sccm、氮氣氣體流量：38.0sccm、靶施加電力：2.0kW)，形成了組成為由原子比Si：N=48：52之單層所構成的SiN之半色調相位移膜。所到的半色調相位移膜之相位差為177deg，透過率為6.0%，膜厚為62nm。另外，面內分布係相位差為-0.6%，透過率為-7.0%，面內均勻性為良好。
於濺鍍裝置之反應室內，設置152mm平方，厚度6.35mm之石英基板，作為濺鍍靶使用矽靶，作為濺鍍氣體使用氬氣氣體及氮氣氣體，將施加於靶的電力及氬氣氣體之流量設為一定，藉由在使氮氣氣體之流量變化時測定流動於靶的電壓，得到磁滯曲線。具體而言，將施加於靶的電力設為1kW，將氬氣氣體以17sccm、氮氣氣體以5sccm流至反應室內的狀態開始濺鍍，氮氣氣體流量以每秒各0.1sccm，到最後使氮氣氣體流量增加至50sccm，將該條件保持30秒之後，這次反向由50sccm每秒各0.1sccm使氮氣流量減少至5sccm。將得到的磁滯曲線表示於第7圖。在第7圖，實線係表示使氮氣氣體流量增加時之靶電壓，虛線係表示使氮氣氣體流量減少時之靶電壓。
根據所得到的磁滯曲線，於152mm平方，厚度6.35mm之石英基板，作為濺鍍靶將1個矽靶設置於反應室內，作為濺鍍氣體使用氮氣氣體和氬氣氣體，適用過渡模式的條件(氬氣氣體流量：17.0sccm、氮氣氣體流量：19.1sccm、靶施加電力：1kW)，形成了組成為由原子比Si：N=47：53之單層所構成的SiN之半色調相位移膜。所到的半色調相位移膜之相位差為177deg，透過率為6.0%，膜厚為62nm。另外，面內分布係相位差為-1.0%，透過率為-10.8%，面內均勻性差。
Claims (13)
- 一種半色調相位移型空白光罩之製造方法，其係於透明基板上，使用含有矽的靶、與含有氮及氧之一方或雙方的反應性氣體，藉由反應性濺鍍，形成含有矽與氮及氧之一方或雙方的半色調相位移膜的半色調相位移型空白光罩之製造方法，其特徵為將施加於上述靶的電力設為一定，在藉由將導入反應室內的反應性氣體流量，使其增加後減少而掃描時，設定在藉由上述反應性氣體流量、與以該反應性氣體流量之掃描而測定的靶電壓值或靶電流值而形成的磁滯曲線，在該磁滯曲線，將在反應性氣體流量之下限以下、超過反應性氣體流量之下限而未達上限、以及反應性氣體流量之上限以上之範圍的濺鍍模式，各自設為金屬模式、過渡模式及反應模式，將上述半色調相位移膜，於反應室內設置複數之靶，於上述複數之靶，以由金屬模式、過渡模式及反應模式所選擇的2種以上之濺鍍模式適用的方式，於上述複數之靶，以相互不同的2種以上之電力值施加電力而形成。
- 如請求項1之半色調相位移型空白光罩之製造方法，其中，上述過渡模式係由過渡模式之金屬模式附近及過渡模式之反應模式附近選擇。
- 如請求項2之半色調相位移型空白光罩之製造方法，其中，上述2種以上之濺鍍模式係包含金屬模式或過渡模式之金屬模式附近、與過渡模式之反應模式附近或反 應模式之2種之濺鍍模式。
- 如請求項3之半色調相位移型空白光罩之製造方法，其中，上述2種以上之濺鍍模式係包含金屬模式及反應模式之2種之濺鍍模式，或過渡模式之金屬模式附近及反應模式之2種之濺鍍模式。
- 如請求項1至4中任1項之半色調相位移型空白光罩之製造方法，其中，上述反應性氣體為含有氮氣氣體(N2)或氧氣氣體(O2)。
- 如請求項1至4中任1項之半色調相位移型空白光罩之製造方法，其中，上述含有矽的靶為僅由矽所構成的靶。
- 如請求項5之半色調相位移型空白光罩之製造方法，其中，上述含有矽的靶為僅由矽所構成的靶。
- 如請求項6之半色調相位移型空白光罩之製造方法，其中，上述半色調相位移膜為不含有過渡金屬。
- 如請求項7之半色調相位移型空白光罩之製造方法，其中，上述半色調相位移膜為不含有過渡金屬。
- 如請求項1至4中任1項之半色調相位移型空白光罩之製造方法，其中，上述含有矽的靶為含有過渡金屬，而且上述半色調相位移膜為含有過渡金屬。
- 如請求項5之半色調相位移型空白光罩之製造方法，其中，上述含有矽的靶為含有過渡金屬，而且上述半色調相位移膜為含有過渡金屬。
- 如請求項1至4中任1項之半色調相位移型空白 光罩之製造方法，其中，更進一步使用含有過渡金屬的靶，而且上述半色調相位移膜為含有過渡金屬。
- 如請求項5之半色調相位移型空白光罩之製造方法，其中，更進一步使用含有過渡金屬的靶，而且上述半色調相位移膜為含有過渡金屬。
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