TW201805716A - 光罩基底、相移光罩、相移光罩之製造方法及半導體裝置之製造方法 - Google Patents

光罩基底、相移光罩、相移光罩之製造方法及半導體裝置之製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明係提供一種光罩基底，該光罩基底即便於將相移膜設為由含氮量較多之SiN系材料形成之高透過層與由含氮量較少之SiN系材料形成之低透過層的積層構造之情形下，EB缺陷修正之修正速率亦充分快，且對於EB缺陷修正之與透光性基板之間之修正速率比充分高。 本發明之光罩基底之特徵在於：其係於透光性基板上具備相移膜者，且相移膜包含具有3組以上之包含高透過層及低透過層之1組積層構造之構造，高透過層及低透過層係由包含矽及氮之材料、或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素、矽、氮及氧之材料形成，高透過層係氮之含量為50原子%以上且厚度為12 nm以下，低透過層係氮之含量未達50原子%且厚度薄於高透過層。

Description

光罩基底、相移光罩、相移光罩之製造方法及半導體裝置之製造方法
本發明係關於一種光罩基底、使用該光罩基底製造而成之相移光罩及其製造方法。又，本發明係關於一種使用上述相移光罩之半導體裝置之製造方法。
半導體裝置之製造步驟係使用光微影法進行微細圖案之形成。又，該微細圖案之形成中，通常使用多片之轉印用光罩。於將半導體裝置之圖案微細化時，不僅必須將形成於轉印用光罩之光罩圖案微細化，而且必須將光微影中使用之曝光光源之波長短波長化。近年來，於製造半導體裝置時之曝光光源中適用ArF(氟化氬)準分子雷射(波長193 nm)之情況逐漸增多。 作為轉印用光罩之一種，存在半色調式相移光罩。於半色調式相移光罩之相移膜中，廣泛地採用矽化鉬(MoSi)系材料。但，如專利文獻1中所揭示，近年已判明MoSi系膜係對於ArF準分子雷射之曝光之光之耐受性(所謂ArF耐光性)較低。於專利文獻1中，對於形成圖案後之MoSi系膜，進行電漿處理、UV(Ultraviolet，紫外線)照射處理、或加熱處理，於MoSi系膜之圖案之表面形成鈍態膜，藉此提昇ArF耐光性。 於專利文獻2中，揭示有具備SiNx之相移膜之相移光罩，於專利文獻3中，記載有已確認SiNx之相移膜具有較高之ArF耐光性。另一方面，於專利文獻4中，揭示有藉由一面對遮光膜之黑缺陷部分供給二氟化氙(XeF2 )氣體，一面對該部分照射電子束，而將黑缺陷部蝕刻去除之缺陷修正技術(以下，將此種照射電子束等帶電粒子而進行之缺陷修正簡稱為EB(electron beam，電子束)缺陷修正)。 [先前技術文獻] [專利文獻] 專利文獻1：日本專利特開2010-217514號公報 專利文獻2：日本專利特開平8-220731號公報 專利文獻3：日本專利特開2014-137388號公報 專利文獻4：日本專利特表2004-537758號公報
[發明所欲解決之問題] 然而，如專利文獻3所揭示，已判明於由SiNx之單層構造形成將ArF準分子雷射用於曝光之光之相移膜之情形時，存在以下之問題。若欲藉由反應性濺鍍形成滿足對該相移膜要求之光學特性之SiNx膜，則必須於穩定性欠缺之過渡模式之成膜條件下形成。以該過渡模式成膜之相移膜存在面內及膜厚方向上之組成及光學特性之均一性較低之傾向，從而成為問題。 於專利文獻3中，為解決該問題，而將相移膜設為由含氮量較多之SiN系材料形成之高透過層與由含氮量較少之SiN系材料形成之低透過層之積層構造。即，藉由毒化模式(poison mode)(反應模式)之成膜條件下之反應性濺鍍，以含氮量較多之SiN系材料形成高透過層，且藉由金屬模式之成膜條件下之反應性濺鍍，以含氮量較少之SiN系材料形成低透過層。此種相移膜係ArF耐光性較高，且面內及膜厚方向上之組成及光學特性之均一性較高。又，於將該相移膜分別形成於複數個基板之情形時，該複數個相移膜之間之組成及光學特性之均一性亦較高。 於由光罩基底製造轉印用光罩時所進行之光罩缺陷檢查中，於薄膜圖案檢測出黑缺陷之情形時，將該黑缺陷部分進行修正。近年來，該黑缺陷部分之修正中使用專利文獻4中揭示之EB缺陷修正之情況逐漸增多。EB缺陷修正係藉由一面對薄膜圖案之黑缺陷部分供給XeF2 等非激發狀態之氟系氣體，一面對該黑缺陷部分照射電子束，而將該黑缺陷部分變為揮發性氟化物後去除之技術。 然而，於該EB缺陷修正中，不容易僅對黑缺陷部分照射電子束，亦難以僅對黑缺陷部分供給非激發之氟系氣體。於進行EB缺陷修正時，黑缺陷部分之附近之透光性基板之表面相對容易受到EB缺陷修正之影響。因此，於透光性基板與薄膜圖案之間需要對於EB缺陷修正充分之修正速率比。 SiN系材料之相移膜係相較MoSi系材料之相移膜，組成更接近由玻璃材料形成之透光性基板。因此，SiN系材料之相移膜不容易提昇對於EB缺陷修正之與透光性基板之間之修正速率比。尤其，如上所述，於將相移膜設為由含氮量較少之SiN系材料形成之低透過層、與由含氮量較多之SiN系材料形成之高透過層之積層構造之情形時，該相移膜之EB缺陷修正之修正速率較慢，於EB缺陷修正時容易進行透光性基板之表面之刻印，從而存在問題。 因此，本發明係為了解決先前之問題而完成者，其目的在於提供一種光罩基底，該光罩基底係於透光性基板上具備相移膜者，且即便於將相移膜設為由含氮量較多之SiN系材料形成之高透過層、與由含氮量較少之SiN系材料形成之低透過層之積層構造之情形時，EB缺陷修正之修正速率亦充分快，且對於EB缺陷修正之與透光性基板之間之修正速率比充分高。又，本發明之目的在於提供一種使用該光罩基底進行製造之相移光罩。進而，本發明之目的在於提供一種製造此種相移光罩之方法。而且，本發明之目的在於提供一種使用此種相移光罩之半導體裝置之製造方法。 [解決問題之技術手段] 為解決上述問題，本發明具有以下之構成。 (構成1) 一種光罩基底，其特徵在於：其係於透光性基板上具備相移膜者，且 上述相移膜具有如下功能：使ArF準分子雷射之曝光之光以1%以上之透過率透過；及對於透過上述相移膜之上述曝光之光，於與空氣中通過與上述相移膜之厚度相同之距離之上述曝光之光之間產生150度以上且200度以下之相位差； 上述相移膜包含具有3組以上之包含高透過層與低透過層之1組積層構造之構造， 上述高透過層及低透過層係由包含矽及氮之材料、或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素、矽及氮之材料形成， 上述高透過層係氮之含量為50原子%以上，且厚度為11 nm以下， 上述低透過層係氮之含量未達50原子%，且厚度薄於上述高透過層。 (構成2) 如構成1之光罩基底，其特徵在於：上述高透過層與低透過層包含相同之構成元素。 (構成3) 如構成1或2之光罩基底，其特徵在於：上述高透過層及低透過層係由包含矽及氮之材料形成。 (構成4) 如構成1至3中任一項之光罩基底，其特徵在於：上述低透過層之厚度係上述高透過層之厚度之1/2以下。 (構成5) 如構成1至4中任一項之光罩基底，其特徵在於：上述積層構造係自透光性基板側依序積層有高透過層及低透過層。 (構成6) 如構成1至5中任一項之光罩基底，其特徵在於：上述相移膜係於距離上述透光性基板最遠之位置，具備由包含矽、氮及氧之材料、或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素、矽、氮及氧之材料形成之最上層。 (構成7) 如構成1至6中任一項之光罩基底，其特徵在於：於上述相移膜上具備遮光膜。 (構成8) 一種相移光罩，其特徵在於：其係於透光性基板上具備具有轉印圖案之相移膜者，且 上述相移膜具有如下功能：使ArF準分子雷射之曝光之光以1%以上之透過率透過；及對於透過上述相移膜之上述曝光之光，於與空氣中通過與上述相移膜之厚度相同之距離之上述曝光之光之間產生150度以上且200度以下之相位差； 上述相移膜包含具有3組以上之包含高透過層與低透過層之1組積層構造之構造， 上述高透過層及低透過層係由包含矽及氮之材料、或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素、矽及氮之材料形成， 上述高透過層係氮之含量為50原子%以上，且厚度為11 nm以下， 上述低透過層係氮之含量未達50原子%，且厚度薄於上述高透過層。 (構成9) 如構成8之相移光罩，其特徵在於：上述高透過層與低透過層包含相同之構成元素。 (構成10) 如構成8或9之相移光罩，其特徵在於：上述高透過層及低透過層係由包含矽及氮之材料形成。 (構成11) 如構成8至10中任一項之相移光罩，其特徵在於：上述低透過層之厚度係上述高透過層之厚度之1/2以下。 (構成12) 如構成8至11中任一項之相移光罩，其特徵在於：上述積層構造係自透光性基板側依序積層有高透過層及低透過層。 (構成13) 如構成8至12中任一項之相移光罩，其特徵在於：上述相移膜係於距離上述透光性基板最遠之位置，具備由包含矽、氮及氧之材料、或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素、矽、氮及氧之材料形成之最上層。 (構成14) 如構成8至13中任一項之相移光罩，其特徵在於：於上述相移膜上，具備具有包含遮光帶之圖案之遮光膜。 (構成15) 一種相移光罩之製造方法，其特徵在於：其係使用如構成7之光罩基底者，且包括如下步驟： 藉由乾式蝕刻，於上述遮光膜形成轉印圖案； 藉由將具有上述轉印圖案之遮光膜作為遮罩之乾式蝕刻，於上述相移膜形成轉印圖案；及 藉由將具有包含遮光帶之圖案之抗蝕膜作為遮罩之乾式蝕刻，於上述遮光膜形成包含遮光帶之圖案。 (構成16) 一種半導體裝置之製造方法，其特徵在於包括如下步驟：使用如構成14之相移光罩，將轉印圖案曝光轉印至半導體基板上之抗蝕膜。 (構成17) 一種半導體裝置之製造方法，其特徵在於包括如下步驟：使用藉由如構成15之相移光罩之製造方法而製造之相移光罩，將轉印圖案曝光轉印至半導體基板上之抗蝕膜。 [發明之效果] 本發明之光罩基底之特徵在於：相移膜包含具有3組以上之包含高透過層與低透過層之1組積層構造之構造，高透過層及低透過層係由包含矽及氮之材料、或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素、矽及氮之材料形成，高透過層係氮之含量為50原子%以上，且厚度為11 nm以下，低透過層係氮之含量未達50原子%，且厚度薄於高透過層。可藉由設為此種構造之光罩基底，而一面提昇相移膜之ArF耐光性，一面將相移膜對於EB缺陷修正之修正速率大幅地加快，從而可提昇相移膜之與透光性基板之間對於EB缺陷修正之修正速率比。 又，本發明之相移光罩之特徵在於：具有轉印圖案之相移膜係設為與上述本發明之光罩基底之相移膜相同之構成。可藉由設為此種相移光罩，而不僅相移膜之ArF耐光性較高，而且即便於在該相移光罩之製造中途對相移膜之黑缺陷部分進行了EB缺陷修正之情形時，亦可抑制黑缺陷附近之透光性基板之表面被過度地刻印。因此，本發明之相移光罩成為轉印精度較高之相移光罩。
首先，對直至完成本發明之經過進行敍述。本發明人等係針對於將光罩基底之相移膜設為由含氮量較多之SiN系材料(含氮量為50原子%以上)形成之高透過層、與由含氮量較少之SiN系材料(含氮量未達50原子%)形成之低透過層之積層構造，將ArF耐光性大幅地提昇之情形時，加快EB缺陷修正之修正速率之方法，進行了銳意研究。 首先，測定了於毒化模式之成膜條件下形成之含氮量較多之SiN系材料之高透過層、及於金屬模式之成膜條件下形成之含氮量較少之SiN系材料之低透過層各自之EB缺陷修正之修正速率。具體而言，於透光性基板上以毒化模式之成膜條件僅形成含氮量較多之SiN膜，且對該SiN膜進行EB缺陷修正，測定高透過層之修正速率。其次，於另一透光性基板上以金屬模式之成膜條件僅形成含氮量較少之SiN膜，且對該SiN膜進行EB缺陷修正，測定低透過層之修正速率。結果，判明含氮量較少之SiN系材料之低透過層之修正速率係大幅地快於含氮量較多之SiN系材料之高透過層之修正速率。 其次，將高透過層與低透過層之2層構造之相移膜、及設置有3組高透過層與低透過層之組合之構造(6層構造)之相移膜，以成為大致相同之透過率及相位差之方式調整各層之膜厚後分別形成於2片透光性基板之上，且對該2個相移膜分別進行EB缺陷修正，分別測定EB缺陷修正之修正速率。結果，判明與2層構造之相移膜相比，6層構造之相移膜之EB缺陷修正之修正速率明顯較快。 2層構造之相移膜中之高透過層之膜厚與6層構造之相移膜中之3個高透過層之合計膜厚之差基本上不存在，且2層構造之相移膜中之低透過層之膜厚與6層構造之相移膜中之3個低透過層之合計膜厚之差亦基本上不存在，故而於計算方面EB缺陷修正之修正速率之差應基本上不存在。基於該結果，將設置有2組高透過層與低透過層之組合之構造(4層構造)之相移膜，以成為與2層構造及6層構造之相移膜大致相同之透過率及相位差之方式調整各層之膜厚後形成於透光性基板之上，且對該相移膜進行EB缺陷修正，測定EB缺陷修正之修正速率。結果，該4層構造之相移膜與2層構造之相移膜之間之EB缺陷修正之修正速率之差相當小，未成為如同6層構造之相移膜與4層構造之相移膜之間之EB缺陷修正之修正速率般之顯著之差。 4層構造之相移膜與6層構造之相移膜之間之不同之處係除了高透過層及低透過層之厚度以外基本上不存在。高透過層及低透過層之單層中之EB缺陷修正之修正速率係低透過層大幅地快於高透過層。進而，為滿足對相移膜所要求之透過率及相位差，而必須將低透過層之合計膜厚設為高透過層之合計膜厚之1/2以下，因此難以認為低透過層之厚度較大地發揮作用。可認為EB缺陷修正之修正速率較慢之高透過層之厚度之差異對於4層構造之相移膜與6層構造之相移膜之間之EB缺陷修正之修正速率之差較大地發揮作用。 本發明人等進而進行了銳意研究。結果，達成如下結論：若將相移膜設為包含設置有3組以上之高透過層與低透過層之組合之構造，且使該低透過層之厚度薄於高透過層之厚度，進而將高透過層之厚度設為11 nm以下，則可使EB缺陷修正之修正速率大幅地加快。即，本發明之光罩基底之特徵在於：其係於透光性基板上具備相移膜者，且相移膜具有如下功能：使ArF準分子雷射之曝光之光以1%以上之透過率透過；及對於透過上述相移膜之曝光之光，於與空氣中通過與相移膜之厚度相同之距離之曝光之光之間產生150度以上且200度以下之相位差；相移膜包含具有3組以上之包含高透過層與低透過層之1組積層構造之構造，高透過層及低透過層係由包含矽及氮之材料、或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素、矽及氮之材料形成，高透過層係氮之含量為50原子%以上，且厚度為11 nm以下，低透過層係氮之含量未達50原子%，且厚度薄於上述高透過層。 對藉由設為上述構成之相移膜而EB缺陷修正之修正速率變快之原因進行了研究，結果推斷取決於以下情形。再者，以下之推斷係基於提出申請時點之本發明人等之推測，不對本發明之範圍進行任何限制。 包含相移膜之光罩基底中之圖案形成用薄膜係設為因藉由蝕刻而形成圖案時之圖案邊緣粗糙度變為良好等原因而最佳為非晶形構造。於上述薄膜係難以將該薄膜設為非晶形構造之組成之情形時，亦存在設為非晶形構造與微晶構造混合存在之狀態之情況。 矽系材料膜之EB缺陷修正係利用XeF2 等非激發狀態之氣體中之氟吸附於該黑缺陷部分，且氣體中之氟分離，該氟生成沸點相對較低之矽之氟化物而揮發之機制。EB缺陷修正係對於黑缺陷部分之薄膜照射電子束，使該黑缺陷部分之矽激發。藉此，相較黑缺陷部分以外之矽更易於生成氟化物，使黑缺陷部分之矽優先地揮發，從而將黑缺陷去除。於EB缺陷修正之情形時，黑缺陷部分之矽不具有結晶構造、即作為非晶形構造者存在易於生成矽之氟化物，從而容易將黑缺陷部分去除之傾向。 相移膜之低透過層係含氮量未達50原子%，若與含氮量為50原子%以上之高透過層相比，則可認為層內之矽成為非晶形構造之比率相對較大。因此，可認為即便為相同之氮化矽系材料，低透過層之EB缺陷修正之修正速率亦大幅快於高透過層。另一方面，含氮量為50原子%以上之高透過層係層內之矽成為微晶構造之比率相對較大。 本發明之6層構造之相移膜係至少存在2個夾持於2個低透過層之間之高透過層。該被夾持之高透過層係藉由利用濺鍍法，濺鍍粒子不斷地入射至該高透過層之下側之低透過層之表面進行沈積而形成。此時，於下側之低透過層與高透過層之間，厚度極薄(0.1～2 nm左右)但形成有低透過層之構成元素與高透過層之構成元素混合存在之混合區域。混合區域係該區域內之矽成為非晶形構造之比率高於高透過層。同樣地，於形成有高透過層之狀態下藉由濺鍍法形成上側之低透過層時，亦於該高透過層與上側之低透過層之間形成混合區域。可認為該等混合區域係相較高透過層，層內之矽成為非晶形構造之比率更高，因此，相較高透過層，EB缺陷修正之修正速率變快。該等混合區域之厚度並非因高透過層及低透過層之厚度變化而較大地變化。再者，該等混合區域係於對相移膜進行下述加熱處理或光照射處理時略微變大。 於4層構造之相移膜之情形時，因相移膜之光學限制，而難以將所有高透過層之厚度設為11 nm以下。又，4層構造之相移膜之情形係相較6層構造之相移膜，低透過層與高透過層相接之數量較少，因此形成混合區域之數量較少。除混合區域以外之每1層高透過層之厚度亦為4層構造之相移膜極其地厚於6層構造之相移膜。相對於此，6層構造之相移膜之除了混合區域以外之高透過層之厚度成為薄於11 nm。因此，將1個高透過層藉由EB缺陷修正而去除之時間係6層構造之相移膜大幅地短於4層構造之相移膜之情形。根據以上之原因，可推測將相移膜設為包含設置有3組以上之高透過層與低透過層之組合之構造，且使該低透過層之厚度薄於高透過層之厚度，進而將高透過層之厚度設為11 nm以下，藉此，EB缺陷修正之修正速率大幅地變快。 其次，對本發明之各實施形態進行說明。圖1係表示本發明之實施形態之光罩基底100之構成之剖視圖。圖1所示之光罩基底100具有於透光性基板1上依序積層有相移膜2、遮光膜3及硬罩膜4而成之構造。 透光性基板1係不僅可由合成石英玻璃形成，且可由石英玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、低熱膨脹玻璃(SiO2 -TiO2 玻璃等)等形成。該等之中，合成石英玻璃對於ArF準分子雷射光(波長193 nm)之透過率較高，故作為形成光罩基底之透光性基板之材料尤佳。 相移膜2係對於ArF準分子雷射之曝光之光(以下稱為ArF曝光之光)之透過率較佳為1%以上，更佳為2%以上，以使相移效果有效地發揮功能。又，相移膜2較佳為以對於ArF曝光之光之透過率成為30%以下之方式進行調整，更佳為20%以下，進而較佳為18%以下。 相移膜2係為了獲得適當之相移效果，而要求具有如下功能，即，對於透過之ArF曝光之光，於與空氣中通過與該相移膜2之厚度相同之距離之光之間產生特定之相位差。又，該相位差較佳為以成為150度以上且200度以下之範圍之方式進行調整。相移膜2中之上述相位差之下限值更佳為160度以上，進而較佳為170度以上。另一方面，相移膜2中之上述相位差之上限值更佳為180度以下，進而較佳為179度以下。其原因在於，減小因於圖案形成於相移膜2時之乾式蝕刻時透光性基板1被微小地蝕刻而引起之相位差之增加之影響。又，其原因亦在於近年來之曝光裝置對相移光罩之ArF曝光之光之照射方式為使ArF曝光之光自相對於相移膜2之膜面之垂直方向以特定角度傾斜之方向入射之情況逐漸增多。 本發明之相移膜2至少包含具有3組以上之包含高透過層22與低透過層21之1組積層構造之構造(6層構造)。圖1之相移膜2具備5組包含高透過層22與低透過層21之1組積層構造。該相移膜2具有如下構造，即，具備5組之自透光性基板1側依序積層有高透過層22與低透過層21之1組積層構造，且於最上之低透過層21上進而積層有最上層23。 高透過層22及低透過層21係由包含矽及氮之材料、或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素、矽及氮之材料形成。於低透過層21及高透過層22中，不含有可能成為對於ArF曝光之光之耐光性降低之因素的過渡金屬。又，於高透過層22及低透過層21中，就過渡金屬以外之金屬元素而言亦然，無法否定可能成為對於ArF曝光之光之耐光性降低之因素之可能性，故較理想為不含有。高透過層22及低透過層21亦可不僅含有矽，而且含有任一半金屬元素。該半金屬元素中，若含有選自硼、鍺、銻及碲之1種以上之元素，則可期待提昇用作濺鍍靶之矽之導電性，因此較佳。 高透過層22及低透過層21亦可不僅含有氮，而且含有任一非金屬元素。此處，本發明中之非金屬元素係指包含狹義之非金屬元素(氮、碳、氧、磷、硫、硒)、鹵素及惰性氣體者。該非金屬元素之中，較佳為含有選自碳、氟及氫之1種以上之元素。高透過層22及低透過層21較佳為將氧之含量抑制為10原子%以下，更佳為設為5原子%以下，進而較佳為不主動含有氧(於進行X射線光電子光譜法等之組成分析時為檢測下限值以下)。若使氮化矽系材料膜含有氧，則存在消光係數k較大地下降之傾向，導致相移膜2之整體厚度變厚。再者，高透過層22及低透過層21係矽及氮之合計含量較佳為大於90原子%，更佳為95原子%以上，進而較佳為98原子%以上。 透光性基板通常由以合成石英玻璃等SiO2 為主成分之材料形成。於高透過層22及低透過層21中之任一者與透光性基板1之表面相接地形成之情形時，若該層含有氧，則有時產生如下問題：含氧之氮化矽系材料膜之組成與玻璃之組成之差變小，於將圖案形成於相移膜2時所進行之利用氟系氣體之乾式蝕刻中，與透光性基板1相接之層(高透過層22或低透過層21)與透光性基板1之間變得難以獲得蝕刻選擇性。 高透過層22及低透過層21亦可含有惰性氣體。惰性氣體係可藉由利用反應性濺鍍成膜薄膜時存在於成膜室內，而加大成膜速度，使生產性提昇之元素。藉由該惰性氣體電漿化後碰撞靶，靶構成元素自靶脫離，中途一面擷取反應性氣體，一面於透光性基板1上積層而形成薄膜。該靶構成元素係於自靶脫離至附著於透光性基板之期間微量地擷取成膜室中之惰性氣體。作為該反應性濺鍍中所需之惰性氣體之較佳者，可列舉氬、氪、氙。又，為緩和薄膜之應力，可主動地將原子量較小之氦、氖擷取至薄膜。 高透過層22之含氮量被要求為50原子%以上。矽系膜係對於ArF曝光之光之折射率n極小，且對於ArF曝光之光之消光係數k較大(以下，於簡單地記載為折射率n之情形時係指對於ArF曝光之光之折射率n，且於簡單地記載為消光係數k之情形時係指對於ArF曝光之光之消光係數k)。存在隨著矽系膜中之含氮量變多，而折射率n逐漸變大，消光係數k逐漸變小之傾向。為了一面確保對相移膜2要求之透過率，一面亦確保於更薄之厚度下所要求之相位差，而期望將高透過層22之含氮量設為50原子%以上。高透過層22之含氮量較佳為52原子%以上。又，高透過層22之含氮量較佳為57原子%以下，更佳為55原子%以下。 低透過層21之含氮量被要求未達50原子%。低透過層21之含氮量較佳為48原子%以下，更佳為45原子%以下。又，低透過層21之含氮量較佳為20原子%以上，更佳為25原子%以上。為一面確保相移膜2所要求之透過率，一面亦確保於更薄之厚度下所要求之相位差，而期望將低透過層21之含氮量設為20原子%以上。 高透過層22與低透過層21較佳為包含相同之構成元素。於高透過層22及低透過層21中之任一者包含不同之構成元素，且於該等相接地積層之狀態下進行加熱處理或光照射處理之情形時、或進行ArF曝光之光之照射之情形時，存在該不同之構成元素朝向未包含該構成元素之側之層移動擴散之虞。而且，存在高透過層22及低透過層21之光學特性自成膜開始便較大地變化之虞。又，尤其於該不同之構成元素為半金屬元素之情形時，必須使用不同之靶成膜高透過層22與低透過層21。 高透過層22及低透過層21較佳為由包含矽及氮之材料形成。再者，惰性氣體係即便對於薄膜進行如RBS(Rutherford Back-Scattering Spectrometry，拉塞福背向散射光譜測定法)或XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy，X射線光電子光譜法)般之組成分析亦難以檢測出之元素。因此，可視為於上述包含矽及氮之材料中，亦包含含有惰性氣體之材料。 高透過層22被要求厚度為11 nm以下。可藉由將高透過層之厚度設為11 nm以下，而將EB缺陷修正之修正速率加快。高透過層22被要求厚度為11 nm以下。高透過層22之厚度較佳為10 nm以下，更佳為9 nm以下。另一方面，高透過層22之厚度較佳為3 nm以上，更佳為4 nm以上，進而較佳為5 nm以上。若高透過層22之厚度未達3 nm，則如下所述，必須使低透過層21更薄。此種較薄之低透過層21僅成為混合區域，從而存在無法獲得對低透過層21要求之所期望之光學特性之擔憂。再者，設為於此處之高透過層22之厚度中包含上述混合區域。 低透過層21被要求其厚度薄於高透過層22之厚度。若低透過層21之厚度為高透過層22之厚度以上，則此種相移膜2無法獲得所要求之透過率及相位差。低透過層21係厚度較佳為9 nm以下，更佳為8 nm以下。又，低透過層21係厚度較佳為2 nm以上，更佳為3 nm以上。 低透過層21係其厚度較佳為高透過層22之厚度之1/2以下。低透過層21係對於ArF曝光之光之折射率n小於高透過層22，且對於ArF曝光之光之消光係數k大於高透過層22。因此，若低透過層之合計膜厚大於高透過層之合計膜厚之1/2，則難以將相移膜2調整為所期望之透過率及相位差。 相移膜2中之包含高透過層22與低透過層21之積層構造之組數被要求為3組(合計6層)以上。該積層構造之組數更佳為4組(合計8層)以上。又，相移膜2中之包含高透過層22與低透過層21之積層構造之組數較佳為10組(合計20層)以下，更佳為9組(合計18層)以下，進而較佳為8組(合計16層)以下。若以10組以上之積層構造設計所期望之透過率及相位差之相移膜2，則導致低透過層21之厚度未達2 nm，從而此種較薄之低透過層21僅成為混合區域。 高透過層22係包含Si-N鍵之微晶構造之存在比率高於低透過層21。又，低透過層21係Si之非晶形構造之存在比率高於高透過層22。因此，於高透過層22與低透過層21之間形成之混合區域係Si之非晶形構造之存在比率高於除了該混合區域以外之高透過層22之區域。又，上述混合區域係包含Si-N鍵之微晶構造之存在比率低於除了該混合區域以外之高透過層22之區域。具有此種內部構造之混合區域係EB缺陷修正之修正速率快於高透過層22。再者，混合區域之厚度較佳為0.1 nm以上且2 nm以下之範圍內。 相移膜2中之高透過層22與低透過層21較佳為不介隔其他膜而直接彼此相接地積層之構造。可藉由設為該彼此相接之構造，而於高透過層22與低透過層21之間形成混合區域，從而加快相移膜2之對於EB缺陷修正之修正速率。根據EB缺陷修正之修正速率之觀點，包含高透過層22與低透過層21之積層構造之自透光性基板1側之積層順序亦可為任一順序。 根據對於相移膜2之EB缺陷修正之終點檢測精度之觀點，包含高透過層22與低透過層21之積層構造較佳為自透光性基板1側依序積層有高透過層22與低透過層21。 EB缺陷修正係於對黑缺陷部分照射電子束時，檢測自受到照射之部分發射之歐傑電子、2次電子、特性X射線、背向散射電子中之至少任一種，並觀察其變化，藉此檢測修正之終點。例如，於檢測自受到電子束照射之部分發射之歐傑電子之情形時，藉由歐傑電子能譜法(AES)，主要觀察材料組成之變化。又，於檢測2次電子之情形時，根據SEM(scanning electron microscope，掃描式電子顯微鏡)像主要觀察表面形狀之變化。進而，於檢測特性X射線之情形時，藉由能量分散型X射線光譜法(EDX)或波長分散X射線光譜法(WDX)，主要觀察材料組成之變化。於檢測背向散射電子之情形時，藉由電子束背向散射繞射法(EBSD)，主要觀察材料之組成或結晶狀態之變化。 透光性基板1係由以氧化矽為主成分之材料形成。於對由氮化矽系材料形成之相移膜2進行EB缺陷修正之情形時之相移膜2與透光性基板1之間之終點檢測中，觀察伴隨修正之進行而自氮之檢測強度之下降向氧之檢測強度之上升之變化進行判定。若考慮該方面，則相移膜2之與透光性基板1相接之側之層配置含氮量較多之高透過層22者對於EB缺陷修正時之終點檢測較為有利。 另一方面，於藉由乾式蝕刻而將圖案形成於氮化矽系材料之相移膜2時，通常使用如SF6 般對於透光性基板1之乾式蝕刻之蝕刻速率相對較小之氟系氣體。對於利用如SF6 般之氟系氣體之乾式蝕刻而言，含氮量較少之低透過層21可提昇與透光性基板1之間之蝕刻選擇性。根據對於相移膜2之乾式蝕刻之觀點，包含高透過層22與低透過層21之積層構造較佳為自透光性基板1側依序積層有低透過層21與高透過層22。 高透過層22較佳為由對於ArF曝光之光之折射率n為2.5以上(較佳為2.6以上)且消光係數k未達1.0(較佳為0.9以下，更佳為0.7以下，進而較佳為0.5以下)之材料形成。又，低透過層21較佳為由折射率n未達2.5(較佳為2.4以下，更佳為2.2以下)且消光係數k為1.0以上(較佳為1.1以上、更佳為1.4以上)之材料形成。其原因在於，於由6層以上之積層構造構成相移膜2之情形時，若為滿足作為相移膜2所要求之光學特性即對於ArF曝光之光之特定之相位差及特定之透過率，高透過層22及低透過層21未分別成為上述折射率n及消光係數k之範圍則難以實現上述情形。 薄膜之折射率n及消光係數k並非僅由該薄膜之組成決定。該薄膜之膜密度及結晶狀態等亦為左右折射率n及消光係數k之要素。因此，將藉由反應性濺鍍成膜薄膜時之各條件進行調整，以該薄膜成為所期望之折射率n及消光係數k之方式進行成膜。將高透過層22及低透過層21設為上述折射率n及消光係數k之範圍不僅限於在藉由反應性濺鍍進行成膜時調整惰性氣體與反應性氣體之混合氣體之比率。與藉由反應性濺鍍成膜時之成膜室內之壓力、施加於靶之電力、靶與透光性基板之間之距離等位置關係等多方面地相關。又，該等成膜條件係成膜裝置所固有者，且以形成之薄膜成為所期望之折射率n及消光係數k之方式適當進行調整。 高透過層22及低透過層21係藉由濺鍍而形成，但亦可適用DC(direct-current，直流)濺鍍、RF(radio frequency，射頻)濺鍍及離子束濺鍍等中之任一種濺鍍。於使用導電性較低之靶(矽靶、不含半金屬元素或半金屬元素含量較少之矽化合物靶等)之情形時，較佳為適用RF濺鍍或離子束濺鍍，但若考慮成膜速率，則更佳為適用RF濺鍍。 較佳為，製造光罩基底100之方法包括：高透過層形成步驟，其係使用矽靶或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素及矽之靶，且藉由包含氮系氣體及惰性氣體之濺鍍氣體中之反應性濺鍍而於透光性基板1上形成高透過層22；及低透過層形成步驟，其係使用矽靶或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素及矽之靶，藉由包含氮系氣體及惰性氣體且氮系氣體之混合比率低於高透過層形成步驟時之濺鍍氣體中之反應性濺鍍而於透光性基板1上形成低透過層21。 又，該光罩基底100之製造方法較佳為將高透過層形成步驟中使用之濺鍍氣體選定為成為具有成膜成為不穩定之傾向之過渡模式之較氮氣之混合比率之範圍更多之氮氣之混合比率之所謂毒化模式(反應模式)，且將低透過層形成步驟中使用之濺鍍氣體選定為成為過渡模式之較氮系氣體之混合比率之範圍更少之氮系氣體之混合比率之所謂金屬模式。再者，關於毒化模式(反應模式)、過渡模式及金屬模式之事項係與藉由濺鍍成膜上述專利文獻3之相移膜之高透過層及低透過層之情形相同。 高透過層形成步驟及低透過層形成步驟中使用之氮系氣體係若為含有氮之氣體則可適用任何氣體。如上所述，高透過層22及低透過層21較佳為將氧含量抑制為較低，故而較佳為適用不含氧之氮系氣體，更佳為適用氮氣(N2 氣體)。又，高透過層形成步驟及低透過層形成步驟中使用之惰性氣體亦可適用任何惰性氣體。作為該惰性氣體之較佳者，可列舉氬、氪、氙。又，為緩和薄膜之應力，可主動地將原子量較小之氦、氖擷取至薄膜。 相移膜2較佳為於距離透光性基板1最遠之位置，具備由包含矽、氮及氧之材料、或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素、矽、氮及氧之材料形成之最上層23。不主動地含有氧且含有氮之矽系材料膜係對於ArF曝光之光之耐光性較高，但存在較主動地含有氧之矽系材料膜，抗化學腐蝕性更低之傾向。又，於配置不主動地含有氧且含有氮之高透過層22或低透過層21作為相移膜2之與透光性基板1側為相反側之最上層23之光罩基底100之情形時，難以避免因對於自該光罩基底100製作之相移光罩200進行光罩洗淨或進行大氣中之保管導致相移膜2之表層不斷地氧化之情況。若相移膜2之表層氧化，則導致自薄膜之成膜時之光學特性較大地變化。尤其，於設置低透過層21作為相移膜2之最上層23之構成之情形時，導致因低透過層21氧化引起之透過率之上升幅度變大。可將相移膜2藉由於高透過層22及低透過層21之積層構造之上進而設置由包含矽、氮及氧之材料、或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素、矽、氮及氧之材料形成之最上層23，而抑制高透過層22及低透過層21之表面氧化。 由包含矽、氮及氧之材料、或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素、矽、氮及氧之材料形成之最上層23係不僅包含於層之厚度方向上為大致相同之組成之構成，而且亦包含於層之厚度方向上組成漸變(graded)之構成(具有隨著最上層23自透光性基板1逐漸遠離而層中之氧含量逐漸增加之組成梯度之構成)。作為對於在層之厚度方向上為大致相同之組成之構成之最上層23較佳之材料，可列舉SiO2 或SiON。作為於層之厚度方向上組成漸變之構成之最上層23，較佳為透光性基板1側為SiN，且隨著自透光性基板1逐漸遠離而氧含量增加，表層為SiO2 或SiON之構成。 最上層23係藉由濺鍍而形成，但亦可適用DC濺鍍、RF濺鍍及離子束濺鍍等中之任一種濺鍍。於使用導電性較低之靶(矽靶、不含半金屬元素或半金屬元素含量較少之矽化合物靶等)之情形時，較佳為適用RF濺鍍或離子束濺鍍，但若考慮成膜速率，則更佳為適用RF濺鍍。 又，於光罩基底100之製造方法中，較佳為具有如下之最上層形成步驟，該最上層形成步驟係使用矽靶或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素及矽之靶，藉由於包含惰性氣體之濺鍍氣體中之濺鍍，而於相移膜2之距離透光性基板1最遠之位置形成最上層23。進而，於該光罩基底100之製造方法中，更佳為具有如下之最上層形成步驟，該最上層形成步驟係使用矽靶，藉由包含氮氣及惰性氣體之濺鍍氣體中之反應性濺鍍，而於相移膜2之距離透光性基板1最遠之位置形成最上層23，且進行使上述最上層23之至少表層氧化之處理。作為使該情形時之最上層23之表層氧化之處理，可列舉大氣中等含氧之氣體中之加熱處理、大氣中等含氧之氣體中之閃光燈等之光照射處理、及使臭氧或氧電漿接觸最上層23之處理等。 於最上層23之形成中，可適用如下之最上層形成步驟，該最上層形成步驟係使用矽靶或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素及矽之靶，藉由包含氮氣、氧氣及惰性氣體之濺鍍氣體中之反應性濺鍍而形成。該最上層形成步驟亦可適用於在層之厚度方向上為大致相同之組成之構成之最上層23、及組成漸變之構成之最上層23中之任一最上層23之形成。又，於最上層23之形成中，可適用如下之最上層形成步驟，該最上層形成步驟係使用二氧化矽(SiO2 )靶或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素及二氧化矽(SiO2 )之靶，藉由包含惰性氣體之濺鍍氣體中之濺鍍而形成。該最上層形成步驟亦可適用於在層之厚度方向上為大致相同之組成之構成之最上層23、及組成漸變之構成之最上層23中之任一最上層之形成。 於光罩基底100中，較佳為於相移膜2上具備遮光膜3。一般而言，相移光罩200(參照圖2)係要求形成轉印圖案之區域(轉印圖案形成區域)之外周區域以抗蝕膜不受使用曝光裝置於半導體晶圓上之抗蝕膜進行曝光轉印時透過外周區域之曝光之光之影響之方式，確保特定值以上之光學密度(OD)。於相移光罩200之外周區域中，至少要求光學密度大於2.0。如上所述，相移膜2具有以特定之透過率使曝光之光透過之功能，且僅相移膜2則難以確保上述光學密度。因此，期望於製造光罩基底100之階段，於相移膜2之上預先積層遮光膜3以確保不足之光學密度。因設為此種光罩基底100之構成，故於製造相移膜2之中途，若將使用相移效果之區域(基本上為轉印圖案形成區域)之遮光膜3去除，則可製造於外周區域確保上述光學密度之相移光罩200。再者，光罩基底100係相移膜2與遮光膜3之積層構造中之光學密度較佳為2.5以上，更佳為2.8以上。又，因遮光膜3之薄膜化，故相移膜2與遮光膜3之積層構造中之光學密度較佳為4.0以下。 遮光膜3可適用單層構造及2層以上之積層構造中之任一者。又，單層構造之遮光膜3及2層以上之積層構造之遮光膜3之各層可為於膜或層之厚度方向上為大致相同之組成之構成，亦可為於層之厚度方向上組成漸變之構成。 遮光膜3於與相移膜2之間不介隔另一膜之情形時，必須適用對於將圖案形成於相移膜2時所使用之蝕刻氣體具有充分之蝕刻選擇性之材料。於該情形時，遮光膜3較佳為由含鉻之材料形成。作為形成該遮光膜3之含鉻之材料，除了鉻金屬以外，可列舉於鉻中含有選自氧、氮、碳、硼及氟中之1種以上之元素之材料。 一般而言，鉻系材料係藉由氯系氣體與氧氣之混合氣體進行蝕刻，但鉻金屬對於該蝕刻氣體之蝕刻速率並不高。若考慮提昇對於氯系氣體與氧氣之混合氣體之蝕刻氣體的蝕刻速率之方面，則作為形成遮光膜3之材料，較佳為使用於鉻中含有選自氧、氮、碳、硼及氟中之1種以上之元素之材料。又，亦可使形成遮光膜3之含鉻之材料中含有鉬及錫中之1種以上之元素。可藉由含有鉬及錫中之1種以上之元素，而進一步提昇對於氯系氣體與氧氣之混合氣體之蝕刻速率。 另一方面，於光罩基底100中，於設為在遮光膜3與相移膜2之間介隔另一膜之構成之情形時，較佳為設為由上述含鉻之材料形成該另一膜(蝕刻終止層兼蝕刻遮罩膜)，且由含矽之材料形成遮光膜3之構成。含鉻之材料係藉由氯系氣體與氧氣之混合氣體進行蝕刻，但由有機系材料形成之抗蝕膜易於被該混合氣體蝕刻。含矽之材料通常藉由氟系氣體或氯系氣體進行蝕刻。因該等蝕刻氣體基本上不含氧氣，故而與藉由氯系氣體與氧氣之混合氣體進行蝕刻之情形相比，可更減少由有機系材料形成之抗蝕膜之減膜量。因此，可減小抗蝕膜之膜厚。 於形成遮光膜3之含矽之材料中，可含有過渡金屬，亦可含有過渡金屬以外之金屬元素。其原因在於，於自該光罩基底100製作相移光罩200之情形時，形成於遮光膜3之圖案基本上為外周區域之遮光帶圖案，且與轉印圖案形成區域相比，被照射ArF曝光之光之累計量較少、或該遮光膜3以微細圖案殘留之情況較為稀少，即便ArF耐光性較低亦不易產生實質性之問題。又，其原因在於，若使遮光膜3中含有過渡金屬，則與不含過渡金屬之情形相比，遮光性能較大地提昇，從而可使遮光膜之厚度變薄。作為遮光膜3中含有之過渡金屬，可列舉鉬(Mo)、鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鉿(Hf)、鎳(Ni)、釩(V)、鋯(Zr)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈮(Nb)、鈀(Pd)等中之任一種金屬或該等金屬之合金。 另一方面，作為形成遮光膜3之含矽之材料，亦可適用包含矽及氮之材料、或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素、矽及氮之材料。 於積層於上述相移膜2且具備遮光膜3之光罩基底100中，更佳為設為如下構成，該構成係於遮光膜3之上進而積層有由對於蝕刻遮光膜3時使用之蝕刻氣體具有蝕刻選擇性之材料形成之硬罩膜4。遮光膜3需要確保特定之光學密度之功能，故而降低其厚度方面存在極限。硬罩膜4只要具有於在其正下方之遮光膜3形成圖案之乾式蝕刻結束之前之期間內可作為蝕刻遮罩發揮功能之膜之厚度便已充分，基本上不受光學限制。因此，硬罩膜4之厚度可大幅地薄於遮光膜3之厚度。而且，有機系材料之抗蝕膜只要具有於在該硬罩膜4形成圖案之乾式蝕刻結束之前之期間內作為蝕刻遮罩發揮功能之膜之厚度便已充分，故而可較先前使抗蝕膜之厚度更大幅地變薄。 該硬罩膜4係於遮光膜3由含鉻之材料形成之情形時，較佳為由上述含矽之材料形成。再者，該情形時之硬罩膜4存在與有機系材料之抗蝕膜之密接性較低之傾向，因此，較佳為對硬罩膜4之表面實施HMDS(Hexamethyldisilazane，六甲基二矽氮烷)處理，使表面之密接性提昇。再者，該情形時之硬罩膜4更佳為由SiO2 、SiN、SiON等形成。又，作為遮光膜3由含鉻之材料形成之情形時之硬罩膜4之材料，除了上述以外，亦可適用含鉭之材料。作為該情形時之含鉭之材料，除了鉭金屬以外，可列舉使鉭含有選自氮、氧、硼及碳中之1種以上之元素之材料等。作為該材料，例如可列舉Ta、TaN、TaON、TaBN、TaBON、TaCN、TaCON、TaBCN、TaBOCN等。另一方面，該硬罩膜4係於遮光膜3由含矽之材料形成之情形時，較佳為由上述含鉻之材料形成。 於光罩基底100中，可於透光性基板1與相移膜2之間，形成包含透光性基板1及相移膜2均具有蝕刻選擇性之材料(上述含鉻之材料、例如Cr、CrN、CrC、CrO、CrON、CrC等)之蝕刻終止膜。再者，亦可由含鋁之材料形成該蝕刻終止膜。 於光罩基底100中，較佳為與上述硬罩膜4之表面相接地以100 nm以下之膜厚形成有機系材料之抗蝕膜。於與DRAM(Dynamic Random Access Memory，動態隨機存取記憶體) hp(half pitch，半間距)32 nm時代對應之微細圖案之情形時，存在於應形成於硬罩膜4之轉印圖案(相移圖案)，設置有線寬為40 nm之SRAF(Sub-Resolution Assist Feature，次解像輔助特形)之情形。但，即便該情形時，亦可使抗蝕圖案之剖面縱橫比降低至1：2.5，故而可抑制於抗蝕膜之顯影時、沖洗時等抗蝕圖案崩散或脫附。再者，抗蝕膜之膜厚更佳為80 nm以下。 於圖2中，表示由作為本發明之實施形態之光罩基底100製造相移光罩200之步驟之剖面模式圖。 本發明之相移光罩200之特徵在於：其係於透光性基板1上具備具有轉印圖案之相移膜2(相移圖案2a)之相移光罩，相移膜2具有如下功能：使ArF準分子雷射之曝光之光以1%以上之透過率透過；及對於透過相移膜2之曝光之光，於與空氣中通過與相移膜2之厚度相同之距離之曝光之光之間產生150度以上且200度以下之相位差；相移膜2包含具有3組以上之包含高透過層22及低透過層21之1組積層構造之構造，高透過層22及低透過層21係由包含矽及氮之材料、或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素、矽及氮之材料形成，高透過層22係氮之含量為50原子%以上，且厚度為11 nm以下，低透過層21係氮之含量未達50原子%，且厚度薄於高透過層22。 該相移光罩200具有與光罩基底100相同之技術性特徵。關於與相移光罩200中之透光性基板1、相移膜2之高透過層22及低透過層21以及遮光膜3有關之事項，與光罩基底100相同。 又，本發明之相移光罩200之製造方法之特徵在於：其係使用上述光罩基底100者，且包括如下步驟：藉由乾式蝕刻，於遮光膜3形成轉印圖案；藉由將具有轉印圖案之遮光膜3(遮光圖案3a)作為遮罩之乾式蝕刻，於相移膜2形成轉印圖案；及藉由以具有包含遮光帶之圖案之抗蝕膜(抗蝕圖案6b)作為遮罩之乾式蝕刻，於遮光膜3(遮光圖案3a)形成包含遮光帶之圖案(遮光圖案3b)。 此種相移光罩200係ArF耐光性較高，即便被累計照射ArF準分子雷射之曝光之光之後，亦可將相移圖案2a之CD(Critical Dimension，臨界尺寸)之變化(增大)抑制於較小之範圍。於製造具有與近年來之DRAM hp32 nm時代對應之微細圖案之相移光罩200之情形時，於藉由乾式蝕刻將轉印圖案形成於光罩基底100之相移膜2之階段，完全無黑缺陷部分之情況極少。又，於對具有上述微細圖案之相移膜2之黑缺陷部分進行之缺陷修正中，較多地適用EB缺陷修正。相移膜2係對於EB缺陷修正之修正速率較快，相移膜2之與透光性基板1之間之對於EB缺陷修正之修正速率比較高。因此，對於相移膜2之黑缺陷部分，可抑制將透光性基板1之表面過度地刻印，且修正後之相移光罩200具有較高之轉印精度。 因該等情形，故而於以ArF準分子雷射作為曝光之光之曝光裝置之光罩台，對黑缺陷部分進行EB缺陷修正，進而設置被累計照射後之相移光罩200，將相移圖案2a曝光轉印至半導體基板上之抗蝕膜時，亦能以充分地滿足設計規格之精度將圖案轉印至半導體基板上之抗蝕膜。 以下，按照圖2所示之製造步驟，對相移光罩200之製造方法之一例進行說明。再者，於該例中，遮光膜3中應用含鉻之材料，且硬罩膜4中應用含矽之材料。 首先，與光罩基底100中之硬罩膜4相接，利用旋轉塗佈法形成抗蝕膜。其次，對於抗蝕膜，曝光描繪應形成於相移膜2之轉印圖案(相移圖案)即第1圖案，進而進行顯影處理等特定之處理，形成具有相移圖案之第1抗蝕圖案5a(參照圖2(a))。繼而，將第1抗蝕圖案5a作為遮罩，進行使用氟系氣體之乾式蝕刻，於硬罩膜4形成第1圖案(硬罩圖案4a)(參照圖2(b))。 其次，於將抗蝕圖案5a去除後，將硬罩圖案4a作為遮罩，進行使用氯系氣體與氧氣之混合氣體之乾式蝕刻，於遮光膜3形成第1圖案(遮光圖案3a)(參照圖2(c))。繼而，將遮光圖案3a作為遮罩，進行使用氟系氣體之乾式蝕刻，於相移膜2形成第1圖案(相移圖案2a)，且同時亦將硬罩圖案4a去除(參照圖2(d))。 其次，於光罩基底100上利用旋轉塗佈法形成抗蝕膜。其次，對於抗蝕膜，曝光描繪應形成於遮光膜3之圖案(遮光圖案)即第2圖案，進而進行顯影處理等特定之處理，形成具有遮光圖案之第2抗蝕圖案6b。繼而，將第2抗蝕圖案6b作為遮罩，進行使用氯系氣體與氧氣之混合氣體之乾式蝕刻，於遮光膜3形成第2圖案(遮光圖案3b)(參照圖2(e))。進而，將第2抗蝕圖案6b去除，經由洗淨等特定之處理，獲得相移光罩200(參照圖2(f))。 作為上述乾式蝕刻中使用之氯系氣體，若含有Cl則無特別限制。例如，作為氯系氣體，可列舉Cl2 、SiCl2 、CHCl3 、CH2 Cl2 、CCl4 、BCl3 等。又，作為上述乾式蝕刻中使用之氟系氣體，若含有F則無特別限制。例如，作為氟系氣體，可列舉CHF3 、CF4 、C2 F6 、C4 F8 、SF6 等。尤其，不含C之氟系氣體係對於玻璃材料之透光性基板1之蝕刻速率相對較低，故可更減小對透光性基板1之損傷。 進而，本發明之半導體裝置之製造方法之特徵在於：利用上述相移光罩200或使用上述光罩基底100製造之相移光罩200，將圖案曝光轉印至半導體基板上之抗蝕膜。本發明之相移光罩200或光罩基底100具有如上所述之效果，因此，於將ArF準分子雷射作為曝光之光之曝光裝置之光罩台，對黑缺陷部分進行EB缺陷修正，進而設置被累計照射ArF準分子雷射之曝光之光後之本發明之相移光罩200，將相移圖案2a曝光轉印至半導體基板上之抗蝕膜時，亦能以充分地滿足設計規格之精度將圖案轉印至半導體基板上之抗蝕膜。因此，於將該抗蝕膜之圖案作為遮罩，將下層膜進行乾式蝕刻，形成電路圖案之情形時，可形成不存在因精度不足而引起之配線短路或斷線之高精度之電路圖案。 [實施例] 以下，藉由實施例，對本發明之實施形態進而具體地進行說明。 (實施例1) [光罩基底之製造] 準備主表面之尺寸為約152 mm×約152 mm且厚度為約6.25 mm之包含合成石英玻璃之透光性基板1。該透光性基板1係端面及主表面被研磨至特定之表面粗糙度，其後，實施特定之洗淨處理及乾燥處理而成者。 其次，將透光性基板1設置於單片式RF濺鍍裝置內，使用矽(Si)靶，將氪(Kr)、氦(He)及氮(N2 )之混合氣體(流量比Kr：He：N2 ＝1：10：3、壓力＝0.09 Pa)作為濺鍍氣體，將RF電源之電力設為2.8 kW，利用反應性濺鍍(RF濺鍍)，於透光性基板1上，以8.0 nm之厚度形成包含矽及氮之高透過層22(Si：N＝44原子%：56原子%)。對另一透光性基板之主表面，以相同條件僅形成高透過層22，使用光譜式橢圓偏光儀(J.A.Woollam公司製造之M-2000D)對該高透過層22之光學特性進行測定後，波長193 nm中之折射率n為2.66，消光係數k為0.36。 再者，成膜該高透過層22時所使用之條件係藉由該已使用之單片式RF濺鍍裝置，事先驗證濺鍍氣體中之Kr氣體、He氣體及N2 氣體之混合氣體中之N2 氣體之流量比與成膜速度之關係，選定於毒化模式(反應模式)之區域可穩定成膜之流量比等成膜條件。又，高透過層22之組成係藉由X射線光電子光譜法(XPS)之測定而獲得之結果。以下，關於其他膜亦情況相同。 其次，將積層有高透過層22之透光性基板1設置於單片式RF濺鍍裝置內，使用矽(Si)靶，以氪(Kr)、氦(He)及氮(N2 )之混合氣體(流量比Kr：He：N2 ＝1：10：1、壓力＝0.035 Pa)作為濺鍍氣體，將RF電源之電力設為2.8 kW，利用反應性濺鍍(RF濺鍍)，於高透過層22上，以3.5 nm之厚度形成包含矽及氮之低透過層21(Si：N＝62原子%：38原子%)。對另一透光性基板之主表面，以相同條件僅形成低透過層21，使用光譜式橢圓偏光儀(J.A.Woollam公司製造之M-2000D)對該低透過層21之光學特性進行測定後，波長193 nm中之折射率n為2.10，消光係數k為1.50。 再者，成膜該低透過層21時所使用之條件係藉由該已使用之單片式RF濺鍍裝置，事先驗證濺鍍氣體中之Kr氣體、He氣體及N2 氣體之混合氣體中之N2 氣體之流量比與成膜速度之關係，選定於金屬模式之區域可穩定成膜之流量比等成膜條件。藉由以上之順序，與透光性基板1之表面相接地形成依序積層有高透過層22及低透過層21之1組積層構造。其次，與形成有該1組積層構造之透光性基板1之低透過層21之表面相接地，以相同之順序進而形成4組高透過層22與低透過層21之積層構造。 其次，將具備5組高透過層22與低透過層21之積層構造之透光性基板1設置於單片式RF濺鍍裝置內，以與形成高透過層22時相同之成膜條件，與距離透光性基板1側最遠之高透過層22之表面相接地以8.0 nm之厚度形成最上層23。藉由以上之順序，於透光性基板1上，以合計膜厚65.5 nm形成具有5組高透過層22與低透過層21之積層構造且於該積層構造之上具有最上層23之合計11層構造之相移膜2。 其次，對於形成有該相移膜2之透光性基板1，於大氣中以加熱溫度500℃且處理時間1小時之條件進行加熱處理。對於加熱處理後之相移膜2，藉由相移量測定裝置(Lasertec公司製造之MPM-193)對ArF準分子雷射之光之波長(約193 nm)中之透過率及相位差進行測定後，透過率為5.9%，相位差為175.9度。 對另一透光性基板1，以相同順序形成進行加熱處理後之相移膜2，對相移膜2之剖面藉由TEM(Transmission Electron Microscopy，穿透式電子顯微鏡)進行觀察後，最上層23成為具有隨著自透光性基板1側遠離而氧含量增加之組成梯度之構造。又，已確認於高透過層22之與低透過層21之界面附近分別存在1 nm左右之混合區域。 其次，將形成有加熱處理後之相移膜2之透光性基板1設置於單片式DC濺鍍裝置內，使用鉻(Cr)靶，以氬(Ar)、二氧化碳(CO2 )、氮(N2 )及氦(He)之混合氣體(流量比Ar：CO2 ：N2 ：He＝22：39：6：33、壓力＝0.2 Pa)作為濺鍍氣體，將DC電源之電力設為1.9 kW，利用反應性濺鍍(DC濺鍍)，與相移膜2之表面相接地以30 nm之厚度形成包含CrOCN之遮光膜3之最下層。 其次，使用相同之鉻(Cr)靶，以氬(Ar)及氮(N2 )之混合氣體(流量比Ar：N2 ＝83：17、壓力＝0.1 Pa)作為濺鍍氣體，將DC電源之電力設為1.4 kW，利用反應性濺鍍(DC濺鍍)，於遮光膜3之最下層上，以4 nm之厚度形成包含CrOCN之遮光膜3之下層。 其次，使用相同之鉻(Cr)靶，以氬(Ar)、二氧化碳(CO2 )、氮(N2 )及氦(He)之混合氣體(流量比Ar：CO2 ：N2 ：He＝21：37：11：31、壓力＝0.2 Pa)作為濺鍍氣體，將DC電源之電力設為1.9 kW，利用反應性濺鍍(DC濺鍍)，於遮光膜3之下層上，以14 nm之厚度形成包含CrOCN之遮光膜3之上層。藉由以上之順序，自相移膜2側以合計膜厚48 nm形成含有包含CrOCN之最下層、包含CrN之下層、及包含CrOCN之上層之3層構造之鉻系材料之遮光膜3。 進而，將積層有相移膜2及遮光膜3之透光性基板1設置於單片式RF濺鍍裝置內，使用二氧化矽(SiO2 )靶，以氬氣(Ar)(壓力＝0.03 Pa)作為濺鍍氣體，將RF電源之電力設為1.5 kW，利用RF濺鍍，於遮光膜3上，以5 nm之厚度形成包含矽及氧之硬罩膜4。藉由以上之順序，而製造具備於透光性基板1上積層有11層構造之相移膜2、遮光膜3及硬罩膜4構造之光罩基底100。 [相移光罩之製造] 其次，使用該實施例1之光罩基底100，藉由以下之順序製作實施例1之相移光罩200。首先，對硬罩膜4之表面實施HMDS處理。繼而，利用旋轉塗佈法，與硬罩膜4之表面相接地，以膜厚80 nm形成包含電子束繪圖用化學增幅型抗蝕劑之抗蝕膜。其次，對該抗蝕膜，電子束描繪應形成於相移膜2之相移圖案即第1圖案，進行特定之顯影處理及洗淨處理，形成具有第1圖案之第1抗蝕圖案5a(參照圖2(a))。再者，此時，於電子束描繪而成之第1圖案，如於相移膜2形成黑缺陷般，除了原本應形成之相移圖案以外，添加有程式缺陷。 其次，以第1抗蝕圖案5a作為遮罩，進行使用CF4 氣體之乾式蝕刻，於硬罩膜4形成第1圖案(硬罩圖案4a)(參照圖2(b))。 其次，將第1抗蝕圖案5a去除。繼而，以硬罩圖案4a作為遮罩，進行使用氯與氧之混合氣體(氣體流量比Cl2 ：O2 ＝4：1)之乾式蝕刻，於遮光膜3形成第1圖案(遮光圖案3a)(參照圖2(c))。 其次，以遮光圖案3a作為遮罩，進行使用氟系氣體(SF6 與He之混合氣體)之乾式蝕刻，於相移膜2形成第1圖案(相移圖案2a)，且同時將硬罩圖案4a去除(參照圖2(d))。 其次，於遮光圖案3a上，利用旋轉塗佈法，以膜厚150 nm形成包含電子束繪圖用化學增幅型抗蝕劑之抗蝕膜。其次，對於抗蝕膜，曝光描繪應形成於遮光膜3之圖案(遮光圖案)即第2圖案，進而進行顯影處理等特定之處理，形成具有遮光圖案之第2抗蝕圖案6b。繼而，以第2抗蝕圖案6b作為遮罩，進行使用氯與氧之混合氣體(氣體流量比Cl2 ：O2 ＝4：1)之乾式蝕刻，於遮光膜3形成第2圖案(遮光圖案3b)(參照圖2(e))。進而，將第2抗蝕圖案6b去除，經由洗淨等特定之處理，獲得相移光罩200(參照圖2(f))。 對於製造而成之實施例1之半色調式相移光罩200，藉由光罩檢查裝置進行光罩圖案之檢查後，於配置有程式缺陷之部位之相移圖案2a確認到黑缺陷之存在。對於該黑缺陷部分進行EB缺陷修正後，相移圖案2a對於透光性基板1之修正速率比為較高之4.1，將對透光性基板1之表面之蝕刻限定於最小限度。 其次，對該EB缺陷修正後之實施例1之相移光罩200之相移圖案2a，進行以累計照射量20 kJ/cm2 照射ArF準分子雷射光之處理。該照射處理前後之相移圖案2a之CD變化量為約2 nm，且可作為相移光罩200使用之範圍之CD變化量。對於進行EB缺陷修正及ArF準分子雷射光之照射處理後之實施例1之相移光罩200，使用AIMS193(Carl Zeiss公司製造)，進行藉由波長193 nm之曝光之光曝光轉印至半導體基板上之抗蝕膜時之轉印圖像之模擬。 對該模擬之曝光轉印圖像進行驗證後，充分地滿足設計規格。又，已進行EB缺陷修正之部分之轉印圖像係相較除此以外之區域之轉印圖像毫不遜色者。根據該結果，即便於將進行EB缺陷修正及ArF準分子雷射之累計照射後之實施例1之相移光罩200設置於曝光裝置之光罩台，且曝光轉印至半導體基板上之抗蝕膜之情形時，亦可謂最終形成於半導體基板上之電路圖案能夠以高精度形成。 (實施例2) [光罩基底之製造] 實施例2之光罩基底100係除了變更相移膜2以外，以與實施例1之光罩基底100相同之順序製造。具體而言，實施例2之相移膜2係將高透過層22之厚度設為10.5 nm，將低透過層21之厚度設為2.5 nm，形成合計4組之該高透過層22與低透過層21之積層構造，且將最上層23之厚度設為10.5 nm之厚度。即，於透光性基板1上，以合計膜厚62.5 nm形成有具有4組之高透過層22與低透過層21之積層構造且於該積層構造之上具有最上層23之合計9層構造之相移膜2。 亦於該實施例2之情形時，對於形成有相移膜2之透光性基板1，於大氣中以加熱溫度500℃、處理時間1小時之條件進行加熱處理。對於加熱處理後之相移膜2，藉由相移量測定裝置(Lasertec公司製造之MPM-193)測定ArF準分子雷射之光之波長(約193 nm)中之透過率及相位差後，透過率為12.1%，且相位差為174.2度。 對另一透光性基板1，以相同之順序形成進行加熱處理後之相移膜2，對相移膜2之剖面藉由TEM進行觀察後，最上層23成為具有隨著自透光性基板1側遠離而氧含量增加之組成梯度之構造。又，已確認於高透過層22之與低透過層21之界面附近分別存在1 nm左右之混合區域。 藉由以上之順序，而製造具備於透光性基板1上積層有9層構造之相移膜2、遮光膜3及硬罩膜4之構造之實施例2之光罩基底100。 [相移光罩之製造] 其次，使用該實施例2之光罩基底100，以與實施例1相同之順序，製造實施例2之相移光罩200。對於製造而成之實施例1之半色調式相移光罩200藉由光罩檢查裝置進行光罩圖案之檢查後，於配置有程式缺陷之部位之相移圖案2a確認到黑缺陷之存在。對於該黑缺陷部分進行EB缺陷修正後，相移圖案2a與透光性基板1之間之修正速率比為較高之4.0，可將對透光性基板1之表面之蝕刻限定於最小限度。 其次，對於該EB缺陷修正後之實施例2之相移光罩200之相移圖案2a，進行以累計照射量20 kJ/cm2 照射ArF準分子雷射光之處理。該照射處理前後之相移圖案2a之CD變化量為約2 nm，且可作為相移光罩200使用之範圍之CD變化量。對於進行EB缺陷修正及ArF準分子雷射光之照射處理後之實施例2之相移光罩200，使用AIMS193(Carl Zeiss公司製造)，進行藉由波長193 nm之曝光之光曝光轉印至半導體基板上之抗蝕膜時之轉印圖像之模擬。 對該模擬之曝光轉印圖像進行驗證後，充分地滿足設計規格。又，已進行EB缺陷修正之部分之轉印圖像係相較除此以外之區域之轉印圖像毫不遜色者。根據該結果，即便於將進行EB缺陷修正及ArF準分子雷射之累計照射後之實施例1之相移光罩200設置於曝光裝置之光罩台，且曝光轉印至半導體基板上之抗蝕膜之情形時，亦可謂最終形成於半導體基板上之電路圖案能夠以高精度形成。 (比較例1) [光罩基底之製造] 比較例1之光罩基底係除了變更相移膜以外，以與實施例1之光罩基底100相同之順序製造。具體而言，比較例1之相移膜係與透光性基板之表面相接地，以與實施例1相同之順序以12 nm之厚度形成低透過層，且與該低透過層之表面相接地以55 nm之厚度形成高透過層，製成合計膜厚設為67 nm之2層構造。 即便於該比較例1之情形時，亦對於形成有相移膜之透光性基板，於大氣中以加熱溫度500℃、處理時間1小時之條件進行加熱處理。對於加熱處理後之相移膜2，藉由相移量測定裝置(Lasertec公司製造之MPM-193)測定ArF準分子雷射之光之波長(約193 nm)中之透過率及相位差後，透過率為5.97%，且相位差為177.7度。 對於另一透光性基板，以相同之順序形成進行加熱處理後之相移膜，對相移膜之剖面藉由TEM進行觀察後，高透過層成為具有隨著自透光性基板側遠離而氧含量增加之組成梯度之構造。又，已確認於低透過層與高透過層之界面附近存在1 nm左右之混合區域。 藉由以上之順序，而製造具備於透光性基板上積層有2層構造之相移膜、遮光膜及硬罩膜而成之構造之比較例1之光罩基底。 [相移光罩之製造] 其次，使用該比較例1之光罩基底，以與實施例1相同之順序，製造比較例1之相移光罩。對於製造而成之比較例1之半色調式相移光罩藉由光罩檢查裝置進行光罩圖案之檢查後，於配置有程式缺陷之部位之相移圖案確認到黑缺陷之存在。對於該黑缺陷部分進行EB缺陷修正後，相移圖案與透光性基板之間之修正速率比為較低之1.5，故而對透光性基板之表面之蝕刻加深。 其次，對於該EB缺陷修正後之比較例1之相移光罩之相移圖案，進行以累計照射量20 kJ/cm2 照射ArF準分子雷射光之處理。該照射處理前後之相移圖案之CD變化量為約2 nm，且可作為相移光罩使用之範圍之CD變化量。對於進行EB缺陷修正及ArF準分子雷射光之照射處理後之比較例1之相移光罩200，使用AIMS193(Carl Zeiss公司製造)，進行藉由波長193 nm之曝光之光曝光轉印至半導體基板上之抗蝕膜時之轉印圖像之模擬。 對於該模擬之曝光轉印圖像進行驗證後，除了已進行EB缺陷修正之部分以外，大致充分地滿足設計規格。但，已進行EB缺陷修正之部分之轉印圖像係因對透光性基板之蝕刻影響等而導致產生轉印不良之等級者。根據該結果，於將進行EB缺陷修正後之比較例1之相移光罩設置於曝光裝置之光罩台，且曝光轉印至半導體基板上之抗蝕膜之情形時，可預想於最終形成於半導體基板上之電路圖案中，將產生電路圖案之斷線或短路。
1‧‧‧透光性基板
2‧‧‧相移膜
2a‧‧‧相移圖案
3‧‧‧遮光膜
3a‧‧‧遮光圖案
3b‧‧‧遮光圖案
4‧‧‧硬罩膜
4a‧‧‧硬罩圖案
5a‧‧‧第1抗蝕圖案
6b‧‧‧第2抗蝕圖案
21‧‧‧低透過層
22‧‧‧高透過層
23‧‧‧最上層
100‧‧‧光罩基底
200‧‧‧相移光罩
圖1係表示本發明之實施形態中之光罩基底之構成之剖視圖。 圖2(a)～(f)係表示本發明之實施形態中之相移光罩之製造步驟之剖視圖。
1‧‧‧透光性基板
2‧‧‧相移膜
3‧‧‧遮光膜
4‧‧‧硬罩膜
21‧‧‧低透過層
22‧‧‧高透過層
23‧‧‧最上層
100‧‧‧光罩基底

Claims (17)

  1. 一種光罩基底，其特徵在於：其係於透光性基板上具備相移膜者，且 上述相移膜具有如下功能：使ArF準分子雷射之曝光之光以1%以上之透過率透過；及對於透過上述相移膜之上述曝光之光，於與空氣中通過與上述相移膜之厚度相同之距離之上述曝光之光之間產生150度以上且200度以下之相位差； 上述相移膜包含具有3組以上之包含高透過層與低透過層之1組積層構造之構造， 上述高透過層及低透過層係由包含矽及氮之材料、或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素、矽及氮之材料形成， 上述高透過層係氮之含量為50原子%以上，且厚度為11 nm以下， 上述低透過層係氮之含量未達50原子%，且厚度薄於上述高透過層。
  2. 如請求項1之光罩基底，其中上述高透過層與低透過層包含相同之構成元素。
  3. 如請求項1或2之光罩基底，其中上述高透過層及低透過層係由包含矽及氮之材料形成。
  4. 如請求項1或2之光罩基底，其中上述低透過層之厚度係上述高透過層之厚度之1/2以下。
  5. 如請求項1或2之光罩基底，其中上述積層構造係自透光性基板側依序積層有高透過層及低透過層。
  6. 如請求項1或2之光罩基底，其中上述相移膜係於距離上述透光性基板最遠之位置，具備由包含矽、氮及氧之材料、或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素、矽、氮及氧之材料形成之最上層。
  7. 如請求項1或2之光罩基底，其中於上述相移膜上，具備遮光膜。
  8. 一種相移光罩，其特徵在於：其係於透光性基板上具備具有轉印圖案之相移膜者，且 上述相移膜具有如下功能：使ArF準分子雷射之曝光之光以1%以上之透過率透過；及對於透過上述相移膜之上述曝光之光，於與空氣中通過與上述相移膜之厚度相同之距離之上述曝光之光之間產生150度以上且200度以下之相位差； 上述相移膜包含具有3組以上之包含高透過層與低透過層之1組積層構造之構造， 上述高透過層及低透過層係由包含矽及氮之材料、或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素、矽及氮之材料形成， 上述高透過層係氮之含量為50原子%以上，且厚度為11 nm以下， 上述低透過層係氮之含量未達50原子%，且厚度薄於上述高透過層。
  9. 如請求項8之相移光罩，其中上述高透過層與低透過層包含相同之構成元素。
  10. 如請求項8或9之相移光罩，其中上述高透過層及低透過層係由包含矽及氮之材料形成。
  11. 如請求項8或9之相移光罩，其中上述低透過層之厚度係上述高透過層之厚度之1/2以下。
  12. 如請求項8或9之相移光罩，其中上述積層構造係自透光性基板側依序積層有高透過層及低透過層。
  13. 如請求項8或9之相移光罩，其中上述相移膜係於距離上述透光性基板最遠之位置，具備由包含矽、氮及氧之材料、或包含選自半金屬元素及非金屬元素中之1種以上之元素、矽、氮及氧之材料形成之最上層。
  14. 如請求項8或9之相移光罩，其中於上述相移膜上，具備具有包含遮光帶之圖案之遮光膜。
  15. 一種相移光罩之製造方法，其特徵在於：其係使用如請求項7之光罩基底者，且包括如下步驟： 藉由乾式蝕刻，於上述遮光膜形成轉印圖案； 藉由將具有上述轉印圖案之遮光膜作為遮罩之乾式蝕刻，於上述相移膜形成轉印圖案；及 藉由將具有包含遮光帶之圖案之抗蝕膜作為遮罩之乾式蝕刻，於上述遮光膜形成包含遮光帶之圖案。
  16. 一種半導體裝置之製造方法，其特徵在於包括如下步驟： 使用如請求項14之相移光罩，將轉印圖案曝光轉印至半導體基板上之抗蝕膜。
  17. 一種半導體裝置之製造方法，其特徵在於包括如下步驟： 使用藉由如請求項15之相移光罩之製造方法所製造之相移光罩，將轉印圖案曝光轉印至半導體基板上之抗蝕膜。
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