TWI277826B - Mask blank, phase shift mask manufacturing method and template manufacturing method - Google Patents
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Description
1277826 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於：一種將利用相位移效果之超解析方法所 使用之相位移遮罩製造用之遮罩毛胚及使用該遮罩毛胚之 相位移遮罩之製造方法；以及成為在原有三次元形狀之狀 態下而轉印奈米壓模法等所代表之要求之微細圖案之圖案 轉印方法的母模之模板製造用之遮罩毛胚及模板之製造方 法0
【先前技術】 例如，在相位移法所使用之相位移遮罩中，於電路圖案 之轉印區域外圍部，設置有用以防止因步進器所造成之曝 光時之曝光用光露出於轉印區域外之遮光帶或對位用之對 準記號（例如，參考專利文獻1 )。該等遮光帶或對準記號 係一般藉由在透光性基板或半透光性膜等之基層上，形成 遮光膜，針對該遮光膜進行圖案蝕刻而形成。 此外，即使是在成為奈米壓模法等所代表之圖案轉印方 法的母模之模板，也藉由相同方法而形成對準記號。 由於前述理由，而成為用以製造相位移遮罩或模板之素 材的遮罩毛胚係以在透光性基板或半透光性膜等之基層上 形成遮光膜之製品形態，由遮罩毛胚之廠商提供使用遮罩 毛胚而製作光罩或模板之使用者。 [專利文獻1 ]日本專利第3 2 8 2 2 0 7號公報 【發明内容】 (發明所欲解決之問題） 312XP/發明說明_ 補件)94-09/94118145
1277826 然而，用以形成遮光帶或對準記號之遮光膜係利用作 在對於透光性基板或半透光性膜等之基層而使得相位移 案等之三次元圖案進行蝕刻形成時之遮罩手段，故為了 高圖案形成之解析度，亦即，為了配合圖案電路之微細 或高精度化之要求，而認為極力進行薄膜化係屬有效， 因在所謂形成遮光帶或對準記號之性格上，要求作為既 光學濃度（通常3以上）或反射率、膜應力之遮光體之性 能，故在使其本身之膜厚變薄上有著界限，結果亦在解 度之提升方面，有其限度。 本發明係考慮前述情況，其目的在於提供一種可以貢 於電路圖案之微細化或高精度化之遮罩毛胚，以及使用 遮罩毛胚而製造相位移遮罩或模板之方法。 (解決問題之手段） 為了解決前述課題，申請專利範圍第1項發明之遮罩 胚，係在依序經由下述步驟：在用以形成轉印用之三次 圖案之基層上，形成在蝕刻該基層時之發揮遮罩功能之 薄膜，在其上面形成在蝕刻該極薄膜時之發揮遮罩功能 阻抗劑膜，並形成阻抗劑圖案於前述阻抗劑膜之步驟； 前述阻抗劑圖案為遮罩，蝕刻前述極薄膜，以形成極薄 圖案之步驟；及以前述極薄膜圖案為遮罩，蝕刻前述基1 以形成前述三次元圖案之步驟；而製造相位移遮罩或模 之狀態下，使用作為素材之遮罩毛胚，其特徵為，前述 薄膜之膜厚係設定成為用以使得前述極薄膜圖案作為遮 而在前述基層形成三次元圖案所需要之最低限度之厚度 312XP/發明說明書(補件)94-09/94118145 為 圖 提 化 但 定 析 獻 該 毛 元 極 之 以 膜 r 5 板 極 罩
1277826 申請專利範圍第2項之發明係如申請專利範圍第 遮罩毛胚，其中，前述極薄膜之膜厚係設定在5ηπι〜 之範圍。 申請專利範圍第3項之發明係一種遮罩毛胚，其 為，在基層上形成相位移圖案來作為轉印用之三次 後，在露出該相位移圖案之基層上，形成遮光膜。 申請專利範圍第4項之發明係一種相位移遮罩之 法，其係藉由使用如申請專利範圍第1或2項之遮 來作為素材而製造相位移遮罩之方法，其特徵為， 在前述遮罩毛胚之前述阻抗劑膜上，形成阻抗劑圖 驟；以前述阻抗劑圖案為遮罩，蝕刻前述極薄膜而 薄膜圖案之步驟；以前述極薄膜圖案為遮罩，蝕刻 層，形成作為前述三次元圖案之相位移圖案之步驟 成前述相位移圖案之形成及至少阻抗劑層之除去之 層上，形成遮光膜之步驟；以及藉由使用阻抗劑針 光膜進行選擇性蝕刻，而在必要部位，殘留遮光部 出前述相位移圖案之步驟。 申請專利範圍第5項之發明係如申請專利範圍第 相位移遮罩之製造方法，其中，在形成前述相位移圖 於除去前述極薄膜圖案後，在露出相位移圖案之前 上，形成前述遮光膜，藉由使用阻抗劑針對該遮光 選擇性蝕刻，而在必要部位，殘留遮光部，且露出 位移圖案。 申請專利範圍第6項之發明係如申請專利範圍第 312XP/發明說明書(補件)94-09/94118145 1項之 4 0 nm 特徵 元圖案 製造方 罩毛胚 具備： 案之步 形成極 前述基 :在完 前述基 對該遮 ，且露 4項之 案後， 述基層 膜進行 前述相 4項之 8 1277826 相位移遮罩之製造方法，其中，在形成前述相位移圖案後， 於不除去前述極薄膜圖案而仍然殘留之狀態下，在露出相 位移圖案之前述基層上，形成前述遮光膜，藉由使用阻抗 劑針對該遮光膜及極薄膜進行選擇性蝕刻，而在必要部 位，殘留遮光部，且露出前述相位移圖案。 申請專利範圍第7項之發明係如申請專利範圍第4至6 項中任一項之相位移遮罩之製造方法，其中，前述基層係 由透光性基板或在透光性基板上層積由透光性或半透光性 ^ 之膜所構成之移位層而組成者。 申請專利範圍第8項之發明係如申請專利範圍第4至7 項中任一項之相位移遮罩之製造方法，其中，構成前述極 薄膜之材料和構成用以形成前述相位移圖案之基層，於材 料之基層蝕刻之乾式蝕刻選擇比係滿足（基層之蝕刻速 度）/(極薄膜之蝕刻速度）^ 5之關係式。此時，係以進行 使用含氟氣體之氣體的乾式蝕刻為佳。 申請專利範圍第9項之發明係如申請專利範圍第4至8
項中任一項之相位移遮罩之製造方法，其中，前述極薄膜 係由至少含有Cr及/或Ta之材料所構成。 申請專利範圍第1 0項之發明係如申請專利範圍第4至9 項中任一項之相位移遮罩之製造方法，其中，藉由濕式而 進行前述遮光膜之選擇性蝕刻。 申請專利範圍第1 1項之發明係如申請專利範圍第4至9 項中任一項之相位移遮罩之製造方法，其中，藉由乾式而 進行前述遮光膜之選擇性蝕刻。此時，係以進行使用含氣 312XP/發明說明書(補件)94-09/94118145 1277826 之氣體的乾式蝕刻為佳。
申請專利範圍第1 2項之發明係一種模板之製造方法， 其係藉由使用如申請專利範圍第1或2項之遮罩毛胚來作 為素材，而製造成為奈米壓模等圖案轉印法之母模的模板 之方法，其特徵為，具備：在前述遮罩毛胚之前述阻抗劑 膜上，形成阻抗劑圖案之步驟；以前述阻抗劑圖案為遮罩， 蝕刻前述極薄膜而形成極薄膜圖案之步驟；以前述極薄膜 圖案為遮罩，蝕刻前述基層，形成前述三次元圖案之步驟； 在完成前述相位移圖案之形成及至少阻抗劑層之除去之前 述基層上，形成對準記號形成用膜之步驟；以及藉由使用 阻抗劑針對該對準記號形成用膜，進行選擇性蝕刻，而在 形成三次元圖案部分以外之外圍部的任一處，殘留要求之 對準記號，且露出前述三次元圖案之步驟。 (發明效果） 申請專利範圍第1項發明之遮罩毛胚係將層積在蝕刻基 層時之發揮遮罩功能之基層上的極薄膜膜厚，設定成為用 以藉由蝕刻而形成圖案所需要之最低限度之厚度，極薄膜 之功能係特定於圖案形成用之加工遮罩手段，亦即，消除 用以確保光學濃度之限制，特定於作為加工遮罩手段之功 能，故可貢獻於形成在基層之三次元圖案之微細化/高精度 化。在該狀態下，正如申請專利範圍第2項之發明，最好 是設定極薄膜之膜厚在5nm〜40nm之範圍。 申請專利範圍第3項發明之遮罩毛胚係在基層上形成相 位移圖案後而重新在基層上形成遮光膜者，故可藉由針對 10 312XP/發明說明書(補件)94-09/94118145
1277826 該遮光膜進行選擇性蝕刻 露出相位移圖案，而製造 若藉由申請專利範圍第 法，則藉由在極薄膜圖案 案後，重新在基層上形成 擇性餘刻，而在必要部位 案，另外設置在相位移圖 極薄膜和用以形成遮光部 φ 膜厚而言，可特定圖案形 過使其膜厚成為圖案形成 助於解析度之提升。 若藉由申請專利範圍第 法，則在相位移圖案之形 之極薄膜圖案後，重新形 光膜之蝕刻條件不同之狀 件，來進行處理，而容易 若藉由申請專利範圍第 法，則在相位移圖案之形 段之極薄膜圖案而仍然殘 然後使用阻抗劑針對遮光 能夠進行將除去極薄膜圖 步驟設計。 若藉由申請專利範圍第 法，則前述基層係在僅有 在必要部位，殘留遮光部，且 位移遮罩。 項發明之相位移遮罩之製造方 為遮罩而在基層形成相位移圖 光膜，並針對該遮光膜進行選 殘留遮光部，且露出相位移圖 形成時之利用作為遮罩手段之 遮光膜，故就最初之極薄膜之 之解析度提升而進行決定，透 需要之最低限度之厚度，而有 項發明之相位移遮罩之製造方 後，在除去使用作為遮罩手段 遮光膜，故即使在極薄膜和遮 下，亦可分別以獨立之蝕刻條 行蝕刻之管理。 項發明之相位移遮罩之製造方 後，在不除去使用作為遮罩手 之狀態下，重新形成遮光膜， 及極薄膜進行選擇性蝕刻，故 之步驟予以省略之材料設計及 項發明之相位移遮罩之製造方 光性基板之情形及在透光性基 312XP/發明說明書(補件)94-09/94118145 11
1277826 板上層積由透光性膜所構成位移層之情形下，可製作 型之相位移遮罩，且在透光性基板上層積由半透光性 構成位移層之情形下，可製作半色調型之相位移遮罩 若藉由申請專利範圍第8項發明之相位移遮罩之製 法，則可藉由限定極薄膜材料和基層材料之乾式蝕刻 比，而以基層之乾式蝕刻速度為基準，來定義極薄膜 厚為必要之最低限度。 若藉由申請專利範圍第9項發明之相位移遮罩之製 φ 法，則極薄膜係因由至少含有C r及/或T a之材料所構 故可容易適用於既有光罩步驟。 若藉由申請專利範圍第1 0項發明之相位移遮罩之j 方法，則藉由對基層造成損傷少之濕式而進行遮光膜 擇性蝕刻，故可適用於步驟負荷少之遮罩步驟。 若藉由申請專利範圍第1 1項發明之相位移遮罩之1 方法，則藉由乾式而進行遮光膜之選擇性蝕刻，故可 高精度遮罩加工，並設計適當且柔軟之遮罩步驟。 若藉由肀請專利範圍第1 2項發明之模板之製造方i 則藉由以極薄膜圖案作為遮罩而在基層形成三次元圖 後，重新在基層上形成遮光膜，對該遮光膜進行選擇 刻，而在必要部位，殘留遮光部，且露出三次元圖案 外設置在三次元圖案之形成時來利用作為遮罩手段之 膜和用以形成對準記號之遮光膜，就最初之極薄膜膜 言，可特定於圖案形成之解析度提升而決定，並藉由 膜厚成為圖案形成所需要之最低限度之厚度，而有助 312ΧΡ/發明說明書(補件)94-09/94118145 穿透 膜所 〇 造方 選擇 之膜 造方 成， ί造 之選 i造 實現 ^ j 案 性蝕 ，另 極薄 厚而 使其 於解 12 1277826 析度之提升。 【實施方式】 以下，就本發明之實施形態而進行說明。 作為第1遮罩毛胚之層構造例係可列舉如圖1 ( b)所示 之以石英等透光性基板1為基層，在其上面依序形成極薄 膜2、阻抗劑膜3者。又，作為第2遮罩毛胚之層構造例 係可列舉以在透光性基板上層積由透光性膜所構成位移層 者為基層，在其上面依序形成極薄膜、阻抗劑膜者。又， # 作為第3遮罩毛胚之層構造例係可列舉如圖4 ( b)所示，以 在透光性基板1上層積由半透過性膜所成半色調層（位移 層）1 1者為基層，在其上面依序形成極薄膜2、阻抗劑膜3 者。 任一遮罩毛胚1 0、1 1 0亦同，極薄膜2之膜厚係設定成 為用以使形成於極薄膜2之圖案作為遮罩而在基層（在透 光性基板或其上面設置位移層）上形成相位移遮罩等三次 元圖案所需要之最低限度之厚度，例如，5 n m〜4 0 n m之範
圍。又，極薄膜2係由至少含有C r及/或T a之材料所構成。 此外，構成極薄膜2之材料和構成基層之材料的基層蝕刻 之乾式蝕刻選擇比係設定為滿足（基層之蝕刻速度）/(極薄 膜之钱刻速度）^ 5之關係式。
以此種遮罩毛胚作為素材而製造相位移遮罩之實施形 態的製造方法係如在圖1所示一例，具備：（c )在遮罩毛胚 1 0之阻抗劑膜3，形成阻抗劑圖案3 P之步驟；（d )以該阻 抗劑圖案3P為遮罩，蝕刻極薄膜2而形成極薄膜圖案2P 312XP/發明說明書(補件)94-09/94118145 13 1277826 之步驟；（e )以極薄膜圖案3 P為遮罩，蝕刻基層（透明基板 1 )而形成作為三次元圖案之相位移圖案1 P之步驟；（g)在 完成相位移圖案1 P之形成及至少阻抗劑層3之除去之基層 (透光性基板1 )上，形成遮光膜4之步驟；及（h )〜（j )藉由 使用阻抗劑5針對於遮光膜4進行選擇性蝕刻，而在必要 部位，殘留遮光部4 A，且露出相位移圖案1 P之步驟。
此時，係具有：如圖1所示之在形成相位移圖案1 P後， 於除去極薄膜圖案2P後（f)，在露出相位移圖案1P之基層 (透光性基板1 )上，形成遮光膜4，藉由使用阻抗劑5針對 該遮光膜4進行選擇性蝕刻，而在必要部位，殘留遮光部 4 A，且露出相位移圖案1 P之方法；及如圖3所示之在形成 相位移圖案1 P後，於不除去極薄膜圖案2 P而仍殘留之狀 態下，在露出相位移圖案1 P之基層（透光性基板1 )上，形 成遮光膜4，藉由使用阻抗劑5針對該遮光膜4及極薄膜2 進行選擇性蝕刻，而在必要部位，殘留遮光部4A，且露出 相位移圖案1 P之方法。在此，遮光膜4之選擇性蝕刻係可 藉由濕式進行，也可藉由乾式進行。 又，上述說明中，雖就製造相位移遮罩之情況進行敘 述，然而，亦可藉由前述遮罩毛胚而製造使用在奈米壓模 法等之模板。 作為此時之製造方法係依序進行：在遮罩毛胚之阻抗劑 膜，形成阻抗劑圖案之步驟；以阻抗劑圖案作為遮罩，蝕 刻極薄膜而形成極薄膜圖案之步驟；以極薄膜圖案為遮 罩，蝕刻基層，形成三次元圖案之步驟；在完成相位移圖 14 312XP/發明說明書(補件)94·09/94118145
1277826 案之形成及至少阻抗劑層之除去的基層上，形成 形成用膜之步驟；及藉由使用阻抗劑針對對準記 膜進行選擇性蝕刻，而在形成三次元圖案部分以 外圍部，殘留要求之對準記號，且露出三次元圖案 接著，就具體實施例進行敘述。實施例1〜3係 穿透型相位移遮罩之方法，實施例4〜6係顯示製 型相位移遮罩之方法的步驟。 [實施例1 ] 參考圖1說明實施例1之相位移遮罩之製造方 首先，在透光性基板（以下稱為石英基板）1上 鍍法而成膜厚度5nm之氮化鉻膜（極薄膜）2，製 示之附有加工用極薄氮化鉻膜2之石英基板1。氮 係以鉻作為濺鍍靶材，製作在濺鍍氣體為氮氣之 鍍成膜。極薄氮化鉻膜2之膜厚係藉由光學式膜 行測量。又，關於測量值之正確性，破壞基板1 膜2，觀察及確認剖面T E Μ (隧道電子顯微鏡）像。 接著，在附有加工用極薄氮化鉻膜2之石英基 塗佈電子線阻抗劑膜3 [富士薄膜拱形（F F A )公司j 編號C A R — F E P 1 7 1 ]，得到如（b )所示之遮罩毛胚 然後，如（c )所示，在進行因要求之圖案所造治 線描晝後，對阻抗劑3進行顯影，形成阻抗劑圖# 案）3P，接著，相同於通常之光罩加工，藉由使用 混合氣體（CI2: 〇2=90sccm: lOsccm之混合氣體） 刻，沿著阻抗劑圖案3P，針對加工用極薄氮化鉻 312XP/發明說明書(補件)94-09/9411814 5 對準記號 號形成用 外之任一 之步驟。 顯示製作 作半色調 法。 ，使用濺 =如（a )所 化鉻膜2 反應性濺 厚計而進 和氮化鉻 板1上， 良；商品 10° 〔之電子 U —次圖 氯和氧之 之乾式蝕 膜2進行 15 1277826 乾式蝕刻。藉此得到如（d )所示之氮化鉻膜圖案2 P (二次圖 案）。 此時之蝕刻時間係在標準乾式蝕刻條件（蝕刻氣體混合 比：如上述，氣體壓力：lOmTorr，RF輸出：500W)，為約 1 3秒鐘，即使包含過度蝕刻時間，也結束於2 0秒鐘。該 蝕刻時間係即使相較於通常光罩用遮光膜之蝕刻時間所需 之約7分鐘（通常C r遮光膜之厚度：1 0 5 0 A )，為夠短的時 間，阻抗劑圖案3 P之蝕刻損傷（後退、變形）亦可依照蝕刻 • 時間之縮短而加以抑制。 接著，如（e )所示，在仍殘留阻抗劑圖案3 P之下，使極 薄氮化鉻圖案2P為下一步驟之蝕刻遮罩，藉由使用含氟之 氣體的乾式蝕刻而蝕刻石英基板1既定量，得到相位移圖 案1 P (三次元圖案）。本實施例中，蝕刻氣體為使用CHF 3 和〇2之混合氣體（CHF3: 〇2 = 95sccm: 5sccm)，在#刻壓力 5 m T 〇 r r、R F輸出2 0 0 W條件下，進行8分3 0秒之刻。 本實施例之石英基板1之蝕刻挖入量係在波長1 9 3 n m之
光中，於相位移圖案1 P部分，調節光相位差成為1 8 0 °。 此時，在石英基板1之蝕刻中，成為轉印圖案基礎之極薄 氮化鉻膜圖案2 P係充分發揮作為蝕刻用遮罩之功能。 接著，如（f )所示，在藉由既定之酸洗淨而除去阻抗劑 圖案3 P後，藉由硝酸鈽銨溶液而除去氮化鉻膜圖案2 P， 得到由要求之石英挖入圖案所構成之加工基板。 接著，如（g )所示，在藉由前步驟所得之圖案加工結束 之石英基板1上，使用滅鍵法而形成由含C r材料所構成之 16 312XP/發明說明書(補件)94-09/94118145
1277826 遮光膜4。由該含C r材料所構成之遮光膜4係將-作為光學濃度、反射率、膜應力等之光罩用遮光辟 實施例之遮光膜4之膜厚係約1 0 5 n m。 接著，如（h)所示，在遮光膜4上塗佈正型光阻 形成阻抗劑膜5後，配合需要而進行曝光/濕式顯； 施例中，在光阻抗劑使用Τ Η M R i P - 3 5 0 0 (東京應化 製），如（i )所示，形成光罩中央部呈開口（開口部 光帶4A之圖案（遮光部），露出光罩之主要圖案部 此外，以藉此而得之光阻抗劑圖案為基礎，使用 銨溶液，藉由濕式蝕刻而除去露出於光阻抗劑圖# 5A之遮光膜5部分。 藉由以上步驟而可得到在光罩外圍部具有遮光辱 主要圖案由石英圖案所構成之光罩20(相位移遮罩 該製造方法中，在形成光罩之主要圖案（相位移ί 三次圖案）時之成為轉印基礎之極薄氮化鉻膜圖案 次圖案）係在阻抗劑圖案3 Ρ (—次圖案）之轉印加工 中要點而進行薄膜化，故可在比起習知進行之圖赛 法，為充分夠短之蝕刻時間或損傷夠少之蝕刻條利 成二次圖案，結果為可藉由一次圖案而得到近轉£丨 [實施例2 ] 參考圖2而就實施例2來進行說明。該實施例\ 將成為一次圖案之阻抗劑圖案3 Ρ予以除去之情況 該實施例中，在最初形成於石英基板1上之氮l 之厚度為4 0 n hi。除此之外，係相同於實施例1。歹 312XP/發明說明書(補件)94-09/94】18145 -般採用 I者。本 抗劑而 衫。本實 公司 5 A )之遮 〇 I石肖酸飾 $開口部 卜4 A，且 )° 國案1P = 2P(二 中，集 $形成方 h，來形 3圖案。 2中顯示 〇 l鉻膜2 5外，氮 17 1277826 化鉻膜2之膜厚係不同於實施例1，但在本實施例中，於 如同實施例1之氮化鉻乾式蝕刻條件下，過度蝕刻時間内 (恰好蝕刻時間：1 0 0秒鐘），在1 2 0秒鐘之蝕刻下，進行 氮化鉻膜2之加工。此時亦如同實施例1，相較於通常之 含鉻遮光膜之蝕刻時間，可進行充分夠短時間内之加工。
(a )〜（d )為止係進行相同於實施例1之加工，在（d )步驟 (氮化鉻膜圖案2 P之形成步驟）結束後，藉由既定之阻抗劑 除去方法及洗淨方法而除去（e 1 )阻抗劑圖案3 P ( —次圖 案）。此時，阻抗劑之除去係考慮圖案轉印之忠實性，最好 是採用在極薄氮化鉻膜圖案2P(二次圖案）及石英基板1之 材料不造成損傷之方法。 本實施例中，藉由使用阻抗劑指定之阻抗劑剝離材，進 行既定洗淨，而實質除去阻抗劑圖案3P。在除去阻抗劑圖 案後，以（e 2 )露出之極薄氮化鉻膜圖案2 P (二次圖案）作為 遮罩，並如同實施例1，藉由乾式蝕刻而加工基底之石英 基板1。以後之（f )〜（j )步驟係如同實施例1。在（f )步驟 中，因該階段係阻抗劑圖案3 P已經除去結束，故如同實施 例1，對於殘留之極薄氮化鉻膜圖案2P進行濕式除去。 如此除去阻抗劑圖案3 P後，作為進行基底基材（石英基 板1 )之乾式蝕刻之情形的優點係在乾式蝕刻時，除去由有 機物所構成之阻抗劑，故可列舉因為在乾式蝕刻裝置内之 有機污染（有機物之再附著）、起因於阻抗劑之缺陷防止、 乾式蝕刻表面之化學活性種不均衡的避免等所造成之加工 品質之提升。本乾式蝕刻係使用相同於實施例1之同樣條 18 312XP/發明說明書(補件)94-09/948145 1277826 件。 在由於C H F 3和氧之混合氣體所造成之石英基板1之I虫刻 中，構成石英之S i 0 2和氮化鉻膜之乾式蝕刻選擇比係約 2 0比1，離子損傷等所造成之氮化鉻膜之消失係設定膜厚 為約8 . 5 n m。因此，本實施例中，因氮化鉻膜所造成之圖 案2 P係在石英之圖案化中，充分發揮作為蝕刻遮罩之功 能。
此外，如本實施例，在除去阻抗劑圖案3 P後，於使用 極薄氮化鉻膜圖案2P而以氟系氣體來加工基底之情況 下，在蝕刻輸出偏高等蝕刻條件變得嚴格時，有氮化鉻膜 之最表面進行氟化之情形發生。在最表面顯著地進行氟化 時，有在後面濕式步驟中，無法均勻進行極薄鉻系膜之除 去的可能性，故必須留意因氟系氣體所造成之蝕刻條件。 此種情況之對應方法係記載於實施例3。 [實施例3 ] 參考圖3而就實施例3來進行說明。 在極薄膜上，如同實施例1，使用氮化鉻膜2。氮化鉻 膜2之厚度係相同於實施例1，為5 n m。（ a )〜（e )步驟係相 同於實施例1。（ e )步驟中，在結束石英基板1之乾式蝕刻 加工後，僅除去阻抗劑圖案3 P (—次圖案），如（f )所示， 在殘留極薄氮化鉻圖案2 (二次圖案）之狀態下，未將其除 去，如（g)所示，實施通常之遮光膜4之成膜。藉此而省略 極薄氮化鉻膜2之除去步驟，故在步驟上，成為極大優點。 以後，即使在本實施例中，也如同實施例1、2，如（h )〜（j ) 19 312XP/發明說明書(補件)94-09/94118145 1277826 步驟所示，藉由進行使用阻抗劑5之選擇性蝕刻而得到具 備遮光帶4B之圖案的光罩20B。 作為採用此種製造方法所造成之其他優點係可藉由適 當選擇用以形成二次圖案之極薄膜2材料而使用不同於習 知之含鉻遮光膜材料之材料，藉此可列舉：能在最後光罩 2 Ο B中，於基板1和習知遮光膜4之材料間，夾住任意薄 膜0
其一例係將在要求之光波長中，衰減係數小於氮化鉻且 折射率小之氮化鉻膜，適用在極薄膜2上，並夾住於習知 遮光膜4和基板1間，而可適當控制遮光膜4和基板1之 界面之光反射的影響。 [實施例4 ] 使用圖4針對實施例4進行說明。 本實施例係如（a )所示，形成由Μ 〇 S i N (氧化氮化鉬>5夕化 物）所構成之A r F用半色調相位移膜（由半透光性膜所構成 之位移層）1 1在石英基板1上，並形成極薄氮化鉻膜2於 其上面。Μ 〇 S i N膜1 1係施行作為A r F用半色調型相位移膜 之膜設計，為在ArF波長中，曝光用光之相位反轉180°之 膜厚（大約69 nm)之穿透率為6%者。 本實施例係如同實施例1，在MoSi N膜1 1上，成膜5nm 厚度之極薄氮化鉻膜2，並在其上，形成阻抗劑膜3，成為 如（b)所示之遮罩毛胚110。
在（c )〜（f )步驟中，對於該遮罩毛胚1 1 0，施行相同於實 施例1之阻抗劑步驟及圖案化步驟，在使用阻抗劑圖案3 P 20 312XP/發明說明書(補件)94-09/94118145 1277826 之極薄氮化鉻膜2的蝕刻後，於仍殘留阻抗劑圖案3P之狀 態下，使用極薄氮化鉻膜圖案2 P，進行蝕刻Μ 〇 S i N膜1 1， 並轉印圖案（三次圖案）。蝕刻係使用C F 4和氧之混合氣體 (CF4: 〇2 = 95sccm: 5sccm)，實施於氣體壓力：5mTorr、RF 輸出：2 0 0 W條件下，藉此而在Μ 〇 S i N膜1 1上形成要求之 半色調遮罩圖案（三次圖案）11P。
然後，在（f )〜（j )之步驟中，係如同實施例1，在阻抗劑 圖案3P、氮化鉻膜圖案2P之除去後，於露出由MoSiN所 構成之半色調遮罩圖案IIP之表面，形成通常之含鉻遮光 膜4，且塗佈光阻抗劑，施行曝光及顯影，在實施因遮光 膜4所成之遮光帶4A及要求之圖案形成後，得到露出主要 圖案部分而成之半色調型相位移遮罩（相位移遮罩）1 2 0。 在該製造方法中，亦如同實施例1，於形成光罩之主要 圖案（半色調遮罩圖案ΠΡ =三次圖案）時之成為轉印基礎 之極薄氮化鉻膜圖案2 Ρ (二次圖案）係在阻抗劑圖案3 Ρ ( — 次圖案）之轉印加工，集中要點而進行薄膜化，故可在比起 習知進行之圖案形成方法還更夠短之蝕刻時間或損傷夠少 之蝕刻條件下，形成二次圖案，結果變成可藉由一次圖案 而得到近轉印圖案。 [實施例5 ] 圖5係顯示實施例5之步驟。該實施例5係相對於如實 施例4之在石英基板1上形成半色調型相位移膜1 1之遮罩 毛胚1 1 0，藉由實施相同於實施例2之步驟，來製造半色 調型相位移遮罩1 2 0之例。 21 312ΧΡ/發明說明書(補件)94-09/94118145 1277826 [實施例6 ] 圖6係顯示實施例6之步驟。該實施例6相對於正如實 施例4之在石英基板1上形成半色調型相位移膜1 1之遮罩 毛胚1 1 0，藉由實施相同於實施例3之步驟，來製造半色 調型相位移遮罩1 2 Ο B之例。 [實施例7 ] 該實施例7係不同於上述之相位移遮罩，而為製作附有 對準記號之奈米壓模法用之模板之例。此情況下，首先藉 φ 由實施相同於實施例1之（a )〜（g )之步驟，在要求之三次元 圖案加工於石英基板1而成之加工結束的遮罩上，得到賦 予要求之含鉻遮光膜4者。在此，形成於石英基板1之三 次元圖案之圖案深度係設定成奈米壓模法之所要求目標之 深度。 在其上面塗佈光阻抗劑後，於石英基板1上之形成三次 元圖案部分以外之外圍部的任一處，針對光阻抗劑照射曝 光用光而形成要求之對準記號，經過阻抗劑之顯影及不必
要之遮光膜4的除去，製作附有對準記號之奈米壓模法用 模板遮罩。 即使在該模板製造方法中，亦使在形成主要圖案（三次 圖案）時之成為轉印基礎之極薄氮化鉻膜圖案2 P (二次圖 案）係在阻抗劑圖案3 P (—次圖案）之轉印加工中，集中要 點而進行薄膜化，故可在比起習知進行之圖案形成方法還 更夠短之蝕刻時間或損傷夠少之蝕刻條件下，形成二次圖 案，結果變成可藉由一次圖案而得到近轉印圖案。 22 312XP/發明說明書(補件)94-09/94118145 1277826 另外，關於使用於該等實施例之極薄膜2，在考慮遮罩 之加工步驟時，最好能夠呈化學性差異化於其他層或基板 材料。在使用於實施例之氮化鉻所代表之含鉻材料係即使 在濕式步驟或乾式（乾式蝕刻）步驟中，亦使和其他材料（特 別係含矽材料）間之差異化變得容易而適合本發明目的。 作為含鉻材料以外之材料，係可列舉特別在乾式（乾式 蝕刻）步驟中，可差異化於含矽材料之含钽（T a )、锆、铪、 鎢等材料（合金；單金屬之氧化物、氮化物、碳化物、氧氮 ^ 化物、碳氮化物、氧化氮化碳化物；相同之合金之氧化物、 氮化物、碳化物、氧氮化物、碳氮化物、氧化氮化碳化物）。 又，即使最後加工之基材為石英或含矽材料，也可以在 後述之乾式加工步驟等中，藉由選擇蝕刻用之氣體種類而 產生極薄膜2和最後加工材間之加工速度差，利用該點而 亦可適當使用含矽材料。 其一例係可列舉在蝕刻氣體使用含S F 6氣體之乾式蝕刻 中，在S i和S i 〇2間，產生接近2 0倍之蝕刻速度差等。
此外，作為使用前述材料所製作之極薄膜2之膜厚方向 的膜組成，係以於膜本身賦予光學性、化學性及物理性功 能之目的，而成為多層膜，或在膜厚方向具有傾斜組成。 其一例係在光學性功能之情況下，在製作極薄膜後所進行 之薄膜品質檢查等中，以對要求之波長而控制反射率之目 的，而可進行氧化膜或氧氮化膜等位於膜之表層的設計。 同樣地，若不妨礙作為加工用極薄膜之主要功能的話， 則因提高化學耐久性，而可任意設計膜表層附近之組成。 23 312XP/發明說明書(補件)94-09/94118145 1277826 又，即使在物理特性方面，也以例如緩和極薄膜整體之 膜應力為目的，而可導入氧、氮、碳或氫等至膜中，亦或 可層積不同膜應力之複數個膜，使用雙金屬效果（bimetal effect)，來進行應力控制。 另一方面，即使有關在實施例所使用之各種乾式蝕刻氣 體，亦並非限定於表面記載，例如在氯系氣體之情況下， 可列舉 Cl2、SiCh、CHC13、CC14 等。
同樣地，即使有關於氟系氣體，亦在CF4或CHF3以外， 可配合於S F 6、C 4 F 8等步驟而進行使用。作為該等蝕刻氣 體，係亦可使用含溴或碘之其他鹵素系氣體。 此外，作為本發明之態樣，係可使形成一次圖案之阻抗 劑正下方之極薄膜2的厚度停留在必要之最低限度，結果 可使形成一次圖案之阻抗劑膜3之膜厚變得更薄。 例如，為了抑制在相位移膜或石英基板之乾式蝕刻時成 為問題之微負載現象，而用以減低阻抗劑圖案之寬高比（圖 案深度/圖案幅寬）方面，阻抗劑之薄膜化係屬有效。同樣 地，即使相對於隨著阻抗劑圖案之微細化所造成圖案之毁 壞，亦可有效減低寬高比，藉由實施本發明而實質減低對 阻抗劑功能之負荷，故能夠適當對應於上述般之問題。 又，在光罩方面，一般用以將光罩（標線，r e t i c 1 e )安 裝在曝光機之標線對準記號或用以在晶圓上重疊版片而進 行曝光之對位用記號（晶圓對準記號），係設置在主要圖案 區域外，而並非藉由通常進行之遮光圖案而形成該等對準 記號，亦可藉由挖入作為透光性材料之石英基板之圖案而 24 312XP/發明說明書(補件 >94-09/94118145 1277826 形成。或者，在使用光半穿透膜之情況下，亦可在相同之 光半穿透膜，形成相同於主要圖案之圖案，並使用其來作 為各種對準記號。亦即，由於即使是在高穿透率之圖案或 半穿透性圖案，亦可藉由利用在圖案邊緣之相位反轉而進 行圖案辨識之緣故。
或者，亦可如同前述極薄膜圖案2P而形成要求之對準 記號，藉由阻抗劑等而僅選擇性保護對準記號部分，亦可 透過不同樣地部份進行後續步驟之遮光膜形成，而形成極 薄膜之對準記號。可藉由所使用之光罩和光罩步驟態樣而 選擇任一對準記號是否適當。 此外，雖於前述並無進行說明，但遮罩毛胚之薇商側係 亦可將在基層上形成相位移圖案來作為轉印用之三次元圖 案後，於露出該相位移圖案之基層上形成遮光膜者，當作 為遮罩毛胚，提供至使用者側。 【圖式簡單說明】 圖1 ( a )〜（j )係本發明之實施例1之步驟圖。 圖2 ( a )〜（j )係本發明之實施例2之步驟圖。 圖3 ( a )〜（j )係本發明之實施例3之步驟圖。 圖4 ( a )〜（j )係本發明之實施例4之步驟圖。 圖5 ( a )〜（j )係本發明之實施例5之步驟圖。 圖6 ( a )〜（j )係本發明之實施例6之步驟圖。 【主要元件符號說明】 1 透光性基板（基層） 1 P 相位移圖案 25 312XP/發明說明書(補件)94-09/94118145 1277826 2 氮化鉻膜（極薄膜） 2P 氮化鉻膜圖案（極薄膜圖案） 3 阻抗劑膜 3P 阻抗劑圖案 4 遮光膜 4A、4B 遮光帶（遮光部） 5 阻抗劑 5A 開口部 1 0 > 110 遮罩毛胚 11 MoSiN膜（ArF用半色調相位移膜） IIP 半色調遮罩圖案（三次圖案） 20 、 20B 相位移遮罩 120 相位移遮罩 1 20B 相位移遮罩 26 312XP/發明說明書(補件)94-09/94118145
Claims (1)
1277826 十、申請專利範圍： 1 . 一種遮罩毛胚，係在依序經由下述步驟：在用以形成 轉印用之三次元圖案之基層上，形成在蝕刻該基層時發揮 遮罩功能之極薄膜，在其上形成在蝕刻該極薄膜時發揮遮 罩功能之阻抗劑膜，並形成阻抗劑圖案於前述阻抗劑膜之 步驟；以前述阻抗劑圖案為遮罩，蝕刻前述極薄膜而形成 極薄膜圖案之步驟；及以前述極薄膜圖案為遮罩，蝕刻前 述基層而形成前述三次元圖案之步驟；而製造相位移遮罩 # 或模板之情況使用作為素材之遮罩毛胚，其特徵為， 前述極薄膜之膜厚係設定成為用以使得前述極薄膜圖 案作為遮罩而在前述基層形成三次元圖案所需要之最低p艮 度之厚度。 2.如申請專利範圍第1項之遮罩毛胚，其中，前述極薄 膜之膜厚係設定在5nm〜40nm之範圍。 3 . —種遮罩毛胚，其特徵為，在基層上形成相位移圖案 來作為轉印用之三次元圖案後，在露出該相位移圖案之基
層上，形成遮光膜。 4. 一種相位移遮罩之製造方法，係藉由使用申請專利範 圍第1項之遮罩毛胚作為素材而製造相位移遮罩者，其特 徵為具備： 在前述遮罩毛胚之前述阻抗劑膜上，形成阻抗劑圖案之 步驟； 以前述阻抗劑圖案為遮罩，蝕刻前述極薄膜而形成極薄 膜圖案之步驟； 27 312XP/發明說明書(補件)94-09/94118145 1277826 以前述極薄膜圖案為遮罩，姓刻前述基層而形成作為前 述三次元圖案之相位移圖案之步驟； 在完成前述相位移圖案之形成及至少阻抗劑層之除去 之前述基層上，形成遮光膜之步驟；以及 藉由使用阻抗劑針對該遮光膜進行選擇性蝕刻，在必要 部位殘留遮光部且露出前述相位移圖案之步驟。
5 .如申請專利範圍第4項之相位移遮罩之製造方法，其 中，在形成前述相位移圖案後，於除去前述極薄膜圖案後， 在露出相位移圖案之前述基層上，形成前述遮光膜，藉由 使用阻抗劑針對該遮光膜進行選擇性蝕刻，在必要部位殘 留遮光部且露出前述相位移圖案。 6 .如申請專利範圍第4項之相位移遮罩之製造方法，其 中，在形成前述相位移圖案後，於不除去前述極薄膜圖案 而仍然殘留之狀態下，在露出相位移圖案之前述基層上， 形成前述遮光膜，藉由使用阻抗劑針對該遮光膜及極薄膜 進行選擇性蝕刻，在必要部位殘留遮光部且露出前述相位 移圖案。 7.如申請專利範圍第4至6項中任一項之相位移遮罩之 製造方法，其中，前述基層係由透光性基板、或在透光性 基板上層積由透光性或半透光性之膜所形成之移位層而組 成者。 8 .如申請專利範圍第4至6項中任一項之相位移遮罩之 製造方法，其中，構成前述極薄膜之材料和構成用以形成 前述相位移圖案之基層之材料之基層蝕刻的乾式蝕刻選擇 28 312XP/發明說明書(補件)94-09/94118145 1277826 比係滿足（基層之蝕刻速度）/ (極薄膜之蝕刻速度）-5之 關係式。 9 .如申請專利範圍第4至6項中任一項之相位移遮罩之 製造方法，其中，前述極薄膜係由至少含有C r及/或T a 之材料所構成。 1 0 .如申請專利範圍第4至6項中任一項之相位移遮罩 之製造方法，其中，藉由濕式而進行前述遮光膜之選擇性 名虫刻。
1 1 .如申請專利範圍第4至6項中任一項之相位移遮罩 之製造方法，其中，藉由乾式而進行前述遮光膜之選擇性 1 2. —種模板之製造方法，係藉由使用申請專利範圍第1 或2項之遮罩毛胚作為素材而製造成為奈米壓模等圖案轉 印法之母模的模板之方法，其特徵為具備： 在前述遮罩毛胚之前述阻抗劑膜上形成阻抗劑圖案之 步驟； 以前述阻抗劑圖案為遮罩，蝕刻前述極薄膜而形成極薄 膜圖案之步驟； 以前述極薄膜圖案為遮罩，钱刻前述基層而形成前述三 次元圖案之步驟； 在完成前述三次元圖案之形成及至少阻抗劑層之除去 之前述基層上，形成對準記號形成用膜之步驟；以及 藉由使用阻抗劑針對該對準記號形成用膜進行選擇性 蝕刻，在形成三次元圖案部分以外之外圍部的任一處，殘 29 312XP/發明說明書(補件)94-09/94118145 1277826 留要求之對準記號且露出前述三次元圖案之步驟。
312XP/發明說明書(補件)94-09/94118145 30
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