TWI447518B - 轉印用光罩之製造方法及半導體裝置之製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種轉印用光罩之製造方法及半導體裝置之製造方法。
通常，於半導體裝置等之製造步驟中，使用光微影(photolithography)法進行微細圖案之形成，於實施該光微影法時之微細圖案轉印步驟中，使用轉印用光罩作為光罩。一般而言，該轉印用光罩係藉由在作為中間物之光罩基底之遮光膜等上形成所期望之微細圖案而獲得。因此，形成於作為中間物之光罩基底上之遮光膜等之特性幾乎直接左右所獲得之轉印用光罩的性能。先前，通常於該光罩基底之遮光膜中使用有Cr。
然而，近年來，隨著圖案之微細化不斷發展，若為先前之光阻膜厚，則會發生光阻崩塌等問題。以下，對此方面進行說明。於以Cr為主成分之遮光膜之情形時，在藉由EB(Electron Beam，電子束)繪圖等而於光阻膜上形成轉印圖案後之蝕刻中，可使用濕式蝕刻與乾式蝕刻之兩者。然而，於濕式蝕刻之情形時，因蝕刻之進行具有等向性，故而針對近年來之圖案之微細化之應對變得困難，具有異向性之傾向之乾式蝕刻成為主流。
於對以Cr為主成分之遮光膜進行乾式蝕刻之情形時，通常使用氯系氣體與氧氣之混合氣體作為蝕刻氣體(etching gas)。然而，先前之有機系光阻膜具有易於利用氧氣進行
蝕刻之特性，因此，有機系光阻膜之蝕刻速度與以Cr為主成分之遮光膜之蝕刻速度相比非常快。由於光阻膜必須殘留直至以Cr為主成分之遮光膜之利用乾式蝕刻而進行之圖案化結束為止，故而以Cr為主成分之遮光膜之情形時之光阻膜的膜厚變得非常厚(例如，為以Cr為主成分之遮光膜之膜厚之3倍)。
近年來，圖案之微細化顯著，藉由EB(Electron Beam，電子束)繪圖等而形成轉印圖案後之光阻膜係於混合有圖案之部分，與光阻膜之寬度相比高度變得非常高，而於顯影時等因其不穩定性而發生崩塌或剝離。若發生此種情況，則無法於以Cr為主成分之遮光膜上正確地形成轉印圖案，而成為作為轉印用光罩不合格者。因此，光阻之薄膜化成為至上命題。於以Cr為主成分之遮光膜之情形時，為了使光阻膜厚變薄，必須使遮光膜變薄。然而，於以Cr為主成分之遮光膜中，已達到遮光性能變得不充分之極限之膜厚。
於專利文獻1中揭示有如下情況：Ta金屬膜相對於ArF準分子雷射(excimer laser)曝光中所使用之波長為193 nm之光，具有Cr金屬膜以上之消光係數(光吸收率)。又，作為能夠減輕對用作形成轉印用光罩之圖案時之光罩之光阻之負荷，而以高精度形成微細之轉印用光罩之圖案的光罩基底，揭示有如下光罩基底，其包括：金屬膜之遮光層，其無法藉由含有氧之氯系乾式蝕刻((Cl+O)系)進行實質性之蝕刻，且可藉由不含有氧之氯系乾式蝕刻(Cl系)及氟系乾
式蝕刻(F系)進行蝕刻；及金屬化合物膜之抗反射層，其無法藉由不含有氧之氯系乾式蝕刻(Cl系)進行實質性之蝕刻，且可藉由含有氧之氯系乾式蝕刻((Cl+O)系)或氟系乾式蝕刻(F系)中之至少一者進行蝕刻。
於專利文獻2中，與專利文獻1同樣地，揭示有如下內容：MoSi膜相對於ArF準分子雷射曝光中所使用之波長為193 nm之光，具有Cr金屬膜以上之消光係數(光吸收率)。又，作為能夠減輕對用作形成轉印用光罩之圖案時之光罩之光阻之負荷，而以高精度形成微細之轉印用光罩之圖案的光罩基底，揭示有如下光罩(photomask)基底，其特徵在於包括：包含金屬或金屬化合物之遮光膜，其係於透明基板上隔著其他膜或不隔著其他膜而積層，且可藉由氟系乾式蝕刻進行蝕刻；及包含金屬或金屬化合物之蝕刻光罩膜，其形成於該遮光膜上，且對氟系乾式蝕刻具有耐性。
[專利文獻1]日本專利特開2006-78825號公報
[專利文獻2]日本專利特開2007-241060號公報
[專利文獻3]日本專利特開2007-130409號公報
對於光罩基底而言，通常係於形成光阻之前，為了除去存在於光罩基底表面上之微粒，而使用清洗水或含有界面活性劑之清洗液進行清洗。又，為了防止後續製程中之微細圖案之剝離或崩塌，進行用以使光罩基底表面之表面能降低之表面處理。作為表面處理，進行利用六甲基二矽氮
烷(HMDS，Hexamethyldisilazane)或其他有機矽系表面處理劑而使光罩基底表面烷基矽烷基化等。
光罩基底之缺陷檢查係於形成光阻前或形成光阻後進行，針對滿足所期望之規格(品質)者，經過下述步驟而製造轉印用光罩。於對形成於光罩基底上之光阻膜進行繪圖、顯影、及沖洗而形成光阻圖案後，將光阻圖案作為光罩，對遮光膜(通常為遮光層與抗反射層之積層膜)進行乾式蝕刻而形成遮光膜圖案，最後除去光阻膜而製造轉印用光罩。經製造之轉印用光罩係藉由光罩缺陷檢查裝置檢查有無黑點缺陷及白點缺陷，並於發現缺陷之情形時適當修正。
即便於專利文獻1中所揭示之光罩基底中，於使用可進行異向性較高之乾式蝕刻之材料作為遮光層及抗反射層之材料，即，使用可藉由不含有氧之氯系乾式蝕刻及氟系乾式蝕刻而進行蝕刻之遮光層、與可藉由氟系乾式蝕刻而進行蝕刻之抗反射層的組合來作為遮光層之情形時，進而，於遮光層與抗反射層具有相互不同之蝕刻選擇性之材料，即，使用可藉由不含有氧之氯系乾式蝕刻而進行蝕刻之遮光層、與可藉由氟系乾式蝕刻而進行蝕刻之抗反射層的組合作為遮光層之情形時，亦會發生如下問題：存在雖於光罩基底之缺陷檢查中未被檢測出，但於製造轉印用光罩之後之轉印用光罩之缺陷檢查中初次被檢測出的微小黑點缺
陷。
又，於專利文獻2所揭示之光罩基底中，於可利用氟系乾式蝕刻而進行蝕刻之材料之遮光膜，與膜厚較薄、例如為2~30 nm之對氟系乾式蝕刻具有耐性之包含金屬或金屬化合物之蝕刻光罩膜的組合之情形時，會發生如下問題：存在雖於光罩基底之缺陷檢查中未被檢測出，但於製造轉印用光罩之後之轉印用光罩之缺陷檢查中初次被檢測出的微小黑點缺陷。
該微小黑點缺陷大致分為2種，一種係存在於薄膜圖案之邊緣之缺陷，即尺寸為20~300 nm左右，高度相當於薄膜之膜厚者，另一種係點狀地存在於使薄膜圖案化之後之基板所露出之區域的缺陷，即尺寸為20~100 nm，高度相當於薄膜之膜厚者。該等微小黑點缺陷係於為了在薄膜上高精度地形成(圖案化)微細圖案，而利用不含有氧之氯系乾式蝕刻或氟系乾式蝕刻進行圖案化製作轉印用光罩之情形時；於例如將2~30 nm之對氟系乾式蝕刻具有耐性之包含金屬或金屬化合物之蝕刻光罩膜(硬質光罩)作為光罩，並利用氟系乾式蝕刻使遮光膜等薄膜圖案化而製作轉印用光罩之情形時；以及於根據半導體設計規則製作DRAM(Dynamic Random Access Memory，動態隨機存取記憶體)半間距為(hp)32 nm節點以後之轉印用光罩之情形時，才初次被認識到者。由於上述微小黑點缺陷於製造半導體裝置時成為缺陷，故而必須全部除去、修正，但若缺陷數超過50個，則缺陷修正之負荷較大，事實上缺陷修正變得困
難。又，在近年來之半導體裝置之高積體化中，形成於轉印用光罩之薄膜圖案之複雜化(例如，OPC(Optical Proximity Correction，光鄰近效應修正)圖案)、微細化(例如，Assist Features(輔助特徵))、狹小化中，除去/修正亦存在極限，而成為問題。
本案申請人對上述光罩之微小黑點缺陷之產生之主要因素進行了調查後，判明無法於光罩基底之缺陷檢查中被檢測出之潛在化的光罩基底缺陷為一主要因素。
而且，可知：上述潛在化之光罩基底缺陷包含妨礙蝕刻物質，且該妨礙蝕刻物質雖極微量但包含於對光罩基底表面進行表面處理時所使用之處理液(例如，清洗液)中。(關於妨礙蝕刻物質之詳細情況以下進行敍述)
進而，確認可藉由降低包含於對形成於基板上之形成有成為轉印圖案之薄膜之光罩基底進行表面處理時所使用的處理液中之妨礙蝕刻物質之濃度，而減少光罩之微小黑點缺陷，而於日本進行專利申請(日本專利特願2011-084783號、日本專利特願2011-084784號)。
本發明者等人查明存在如下情形：即便實施上述對策，仍會產生與上述光罩之微小黑點缺陷相同之微小黑點缺陷。且查明：於作為薄膜之大部分可利用離子主體之乾式蝕刻(不含有氧之氯系乾式蝕刻或氟系乾式蝕刻)而進行蝕刻之材料之Ta系薄膜或MoSi系薄膜的情形時，該微小黑點缺陷會顯著地產生。又，查明：於製造具有小於100 nm之線與間隙(L&S)等之緊密圖案之光罩的情形時，該微小黑
點缺陷會顯著地產生。於使薄膜圖案化後，該微小黑點缺陷主要為存在於圖案邊緣之缺陷及點狀地存在於露出基板之區域之缺陷，尺寸為20~300 nm左右，尤其是關於後者之點狀之缺陷，係未達20~100 nm，高度相當於薄膜之膜厚者，且係於根據半導體設計規則製作DRAM半間距為32 nm節點以後之轉印用光罩之情形時才初次被認識到者。
本發明者等人對上述微小黑點缺陷之原因進行了考察。
近年來，於轉印用光罩之顯影步驟中，使用浸置式(puddle)顯影方式，其中採用有靜止掃描方式。靜止掃描方式為如下方式，即，使基板靜止，例如，自噴出口為狹縫狀之狹縫噴嘴帶狀(簾幕狀)地噴出鹼性顯影液，並且一面相對於基板水平地掃描狹縫噴嘴，一面進行顯影。狹縫噴嘴之長邊之長度通常為與基板之對角線之長度相同的程度或其以上。根據靜止掃描方式，可於四角基板上，在藉由其表面張力儲存顯影液之狀態(裝滿液體之狀態，亦稱為覆液)下進行顯影。根據靜止掃描方式，可進行抑制對圖案之衝擊之顯影。
本發明者等人著眼於如下問題：於浸置式顯影方式中之靜止掃描方式中，由於在靜止狀態下進行顯影，故而藉由鹼性顯影液而溶解之光阻膜之溶解物易於停留在基板上，藉由其後之沖洗步驟中之pH衝擊(以下進行敍述)而生成之析出物附著於光阻圖案邊緣、或光阻圖案之間，而認為該析出物為微小黑點缺陷之原因之一。
再者，於專利文獻3(日本專利特開2007-130409號公報)中揭示有如下內容：於半間距(hp)為90-65 nm節點之標線片之製造中所產生之微小缺陷的產生，可於沖洗步驟中，藉由使用狹縫噴嘴以特定之流速大量地噴出淋洗液，降低微小缺陷之產生([0011]段落)。又，於專利文獻3中揭示有如下內容：例如使基板以7.5 rpm旋轉([0061]段落)，使用狹縫噴嘴以低衝擊噴出大量顯影液，藉此可除去作為微小缺陷之原因之光阻殘渣([0014]段落)。
然而，本發明者等人發現：於根據半導體設計規則製作DRAM半間距為32 nm節點以後之轉印用光罩，尺寸小於100 nm之微小黑點缺陷亦成為問題之情形時，難以利用引用文獻3之方法應對。具體而言，發現存在如下情況：即便加大顯影液之流量，並且加大純水沖洗之流量，亦會產生尺寸小於100 nm之微小黑點缺陷。
本發明者等人進行進一步研究開發，結果可知如下情況。
於浸置式顯影方式中尤其靜止掃描方式之顯影步驟中，若對光阻膜進行曝光並利用鹼性顯影液進行顯影處理，則構成光阻之高分子之分子鏈變成伸長之繩狀而溶於顯影液中，包含溶解物之顯影液停留於基板上。於在顯影液中溶解物之量較多之情形時，例如於使大面積之光阻部分顯影之情形時，相當多之量之溶解物溶出至顯影液中。溶於顯影液(鹼性溶液)中之光阻之溶解物係藉由其後利用純水進行沖洗，使不斷經純水稀釋之鹼性顯影液之pH值降低，而
使光阻之溶解物變得無法溶解，並發生分子鏈收縮而成為線團狀之現象(稱為pH衝擊)，從而生成析出物。析出物成為凝固之狀態，若於該狀態下進行乾燥，則會引起析出物附著於光阻圖案或薄膜之現象。若於附著析出物之狀態下對薄膜進行蝕刻，則會產生例如橋接、突起、點等之黑點缺陷。
本發明者等人發現：於浸置式顯影方式尤其靜止掃描方式中，於利用鹼性顯影液之顯影步驟與利用純水等之沖洗步驟之間，必須插入減少顯影後停留於基板上之光阻溶解物之步驟，以使即便於沖洗步驟時發生pH衝擊亦不會產生成為問題之尺寸之析出物(不使光阻析出物析出)，甚至即便於沖洗步驟時發生pH衝擊亦不會產生成為問題之尺寸之微小缺陷。進而，本發明者等人發現：作為減少上述光阻溶解物之處理，為了謀求微小缺陷之充分之降低，必須採用可將顯影後溶於顯影液中之光阻之溶解物pH衝擊較少且更有效地清除的清洗方法(清洗條件)，從而完成了本發明。
本發明作為用以解決上述課題之手段，需要以下之構成。
(構成1)
一種轉印用光罩之製造方法，其特徵在於：其係於基板上具有薄膜圖案之轉印用光罩之製造方法，且包括：準備於基板上形成薄膜及光阻膜之光罩基底之步驟；曝光步驟，其對上述光阻膜進行所期望之圖案之曝光；
顯影步驟，其對結束上述曝光步驟之上述光阻膜表面供給鹼性顯影液，並利用表面張力使上述光阻膜之表面整體由上述顯影液覆蓋而使上述光阻膜顯影；鹼清洗步驟，其以使藉由上述顯影步驟而生成、且覆蓋於上述基板上之上述顯影液中所含有之上述光阻膜之溶解物減少的方式，一面使上述基板旋轉，一面對覆蓋於上述基板上之上述顯影液供給鹼性處理液而清洗上述基板；光阻圖案形成步驟，其於上述鹼清洗步驟之後，經過對上述基板上之上述鹼性處理液供給淋洗液之沖洗步驟，而於上述薄膜上形成光阻圖案；及薄膜圖案形成步驟，其將上述光阻圖案作為光罩而對上述薄膜進行乾式蝕刻，從而於上述基板上形成薄膜圖案。
(構成2)
如構成1記載之轉印用光罩之製造方法，其特徵在於：上述鹼清洗步驟包含使上述基板之轉數增加之步驟。
(構成3)
如構成2記載之轉印用光罩之製造方法，其特徵在於：使上述基板之轉數增加之步驟中之基板之角加速度係於0.5~10 rad/s2
的範圍內進行。
(構成4)
如構成1至3中任一項記載之轉印用光罩之製造方法，其特徵在於：上述薄膜圖案形成步驟係藉由實質上不含氧之氯系氣體、及/或氟系氣體而進行乾式蝕刻。
(構成5)
如構成1至4中任一項記載之轉印用光罩之製造方法，其特徵在於：上述光罩基底係於上述薄膜與上述光阻膜之間形成有硬質光罩膜之光罩基底，上述薄膜圖案形成步驟係將上述光阻圖案作為光罩，藉由含有氧之氯系氣體對上述硬質光罩膜進行乾式蝕刻而形成硬質光罩後，將上述硬質光罩作為光罩，並藉由實質上不含氧之氯系氣體、及/或氟系氣體對上述薄膜進行乾式蝕刻。
(構成6)
如構成1至5中任一項記載之轉印用光罩之製造方法，其特徵在於：上述淋洗液為於純水中溶解有二氧化碳之二氧化碳溶解水。
(構成7)
如構成1至6中任一項記載之轉印用光罩之製造方法，其特徵在於：上述光阻膜包含負型光阻。
(構成8)
如構成1至7中任一項記載之轉印用光罩之製造方法，其特徵在於：上述薄膜由包含鉭之材料形成。
(構成9)
一種半導體裝置之製造方法，其特徵在於：其係使用轉印用光罩於半導體晶圓上形成電路圖案，上述轉印用光罩係利用如構成1至8中任一項記載之轉印用光罩之製造方法而製造。
據本發明，可提供一種能夠減少或防止成為問題之尺寸之微小黑點缺陷之產生之轉印用光罩的製造方法。
又，藉由減少或防止成為問題之尺寸之微小黑點缺陷之產生，可減輕光罩之缺陷修正之負荷。
以下，對本發明進行詳細說明。
本發明之轉印用光罩之製造方法之特徵在於：其係於基板上具有薄膜圖案之轉印用光罩之製造方法，且包括：準備於基板上形成有薄膜及光阻膜之光罩基底之步驟；曝光步驟，其對上述光阻膜進行所期望之圖案之曝光；顯影步驟，其對結束上述曝光步驟之上述光阻膜表面供給鹼性顯影液，並利用表面張力而使上述光阻膜之表面整體由上述光阻膜覆蓋，從而使上述光阻膜顯影；鹼清洗步驟，其以使藉由上述顯影步驟而生成、且覆蓋於上述基板上之上述顯影液中所含有之上述光阻膜之溶解物減少的方式，一面使上述基板旋轉，一面對覆蓋上述基板上之上述顯影液供給鹼性處理液而清洗上述基板；光阻圖案形成步驟，其於上述鹼清洗步驟後，經過對上述基板上之上述鹼性處理液供給淋洗液之沖洗步驟，而於上述薄膜上形成光阻圖案；及薄膜圖案形成步驟，其將上述光阻圖案作為光罩而對上述薄膜進行乾式蝕刻，從而於上述基板上形成薄膜圖案(構成1)。
根據上述構成，為了使存在於顯影步驟中所生成之基板
上之顯影液(覆蓋基板上之顯影液)中之光阻的溶解物減少，而設置pH衝擊較少之鹼清洗步驟，故而可減少於沖洗步驟時因pH衝擊而析出之成為問題之尺寸之析出物。藉此，可減少或防止成為之問題之尺寸的微小黑點缺陷之產生，該問題起因於成為問題之尺寸之析出物(光阻殘渣)。
於本發明中，顯影步驟係於使光阻之顯影反應大致結束之標準的顯影時間T、或T±10%之範圍內實施。藉由顯影步驟後之利用純水等進行之沖洗步驟而使顯影反應停止。
於本發明中，顯影步驟為浸置式顯影方式，其中較佳為靜止掃描方式。於靜止掃描方式中，使基板靜止，例如，自噴出口為狹縫狀之狹縫噴嘴帶狀(簾幕狀)地噴出顯影液，並且一面相對於基板水平地掃描狹縫噴嘴一面進行顯影。
若使基板以低速旋轉，則與使基板靜止之情形相比，顯影液於基板上可溢液之量減少，例如妨礙光阻圖案之線寬均一性之提高。又，若使基板以低速旋轉，則與使基板靜止之情形相比，顯影液相對於光阻圖案之相對速度變高，因而對光阻圖案之衝擊變大。
於本發明中，較佳為在利用鹼性顯影液而進行之顯影步驟與利用純水等而進行之沖洗步驟之間，插入如下鹼清洗步驟：於顯影步驟後，以使光阻之溶解物減少之方式對覆蓋於基板上之顯影液供給鹼性處理液而清洗基板，從而使得即便於沖洗步驟時發生pH衝擊亦不會析出成為問題之尺寸之析出物(光阻殘渣)，甚至即便於沖洗步驟時發生pH衝
擊亦不會產生成為問題之尺寸之微小缺陷。
實際上於沖洗步驟中，難以完全不使pH衝擊發生。其原因在於：於顯影步驟後，難以藉由鹼清洗步驟，於不對經顯影之光阻圖案產生不良影響之條件(清洗時間、鹼性處理液之濃度)下，將顯影液中之光阻之溶解物完全除去(使溶解物之濃度降低直至為零)。
於本發明中，在鹼清洗步驟中，較佳為進行鹼清洗步驟直至基板上之顯影液中之光阻之溶解物的濃度成為如下之濃度以下，即，即便於沖洗步驟時發生pH衝擊亦不會析出成為問題之尺寸之析出物(光阻殘渣)，甚至即便於沖洗步驟時發生pH衝擊亦不會產生成為問題之尺寸之微小缺陷。
於本發明中，可有效地減低成為問題之尺寸為300 nm左右以下之尺寸，尤其為小於100 nm之尺寸，本發明對20~未達100 nm之尺寸之缺陷。
於本發明中，在上述重新設置之顯影步驟後之清洗基板之步驟(上述鹼清洗步驟)中，為了謀求微小缺陷之充分之降低，較佳為採用可更有效地減少(自基板上排除)在顯影步驟後溶於覆蓋於上述基板上之顯影液中的光阻之溶解物的清洗條件(鹼性處理液之種類(組成)、清洗時間、鹼性處理液之濃度、基板轉數、及基板旋轉之角加速度)。
又，於本發明中，在上述顯影步驟後之清洗基板之步驟(鹼清洗步驟)中，較佳為採用能夠以不對顯影處理後之光阻圖案產生不良影響(例如尺寸變化)之範圍內的短時間(例如在將於顯影步驟中所使用之鹼性顯影液用作鹼性處理液
之情形時，為標準之顯影時間T之40%以下，較佳為35%以下，於T=60秒之情形時為20秒左右)，更有效地減少(自基板上排除)在顯影步驟後溶於顯影液中之光阻之溶解物的清洗條件(鹼性處理液之種類(組成)、清洗時間、鹼性處理液之濃度、基板轉數、及基板旋轉之角加速度)。
於本發明中，在顯影步驟中，為了更有效地減少(自基板上排除)溶於覆蓋於基板上之顯影液中之光阻之溶解物，較佳為於上述顯影步驟後之清洗基板之步驟(鹼清洗步驟)中，包含增加基板之轉數之步驟(構成2)。增加基板之轉數之步驟產生角加速度，可利用該角加速度(rad/s2
)，而更有效地減少(自基板上排除)在顯影步驟後溶於覆蓋於基板上之顯影液中之光阻的溶解物。
於本發明中，增加基板之轉數之步驟中之基板的角加速度(rad/s2
)例如較佳為0.5~10 rad/s2
之範圍(構成3)。
進而，於上述顯影步驟後之清洗基板之步驟(鹼清洗步驟)中，進而較佳為採用如下鹼清洗方法(清洗條件)：包含藉由其表面張力而於儲存狀態(裝滿液體之狀態，亦稱為覆液)下將鹼性處理液(例如顯影液)供給至四角基板上之步驟、以及增加基板之轉數之步驟，且利用角加速度(rad/s2
)，而更有效地減少(自基板上排除)在顯影步驟後溶於覆蓋於基板上之顯影液中之光阻之溶解物。該一系列步驟較佳為重複進行複數次(例如，2次以上)。
於本發明中，在上述顯影步驟後之清洗基板之步驟(鹼清洗步驟)中，基板之轉數係考慮有效地減少(自基板上排
除)溶於覆蓋於基板上之顯影液中之光阻之溶解物、不對光阻圖案施加崩塌等衝擊、又、避免基板等之乾燥等而決定。
藉由其表面張力而於儲存狀態(裝滿液體之狀態，亦稱為覆液)下將鹼性處理液(例如顯影液)供給至四角基板上之步驟中之基板的轉數例如較佳為設為10~100 rpm。
增加基板之轉數之後之基板的轉數例如較佳為設為20~200 rpm。
增加基板之轉數之步驟中之角加速度(rad/s2
)例如較佳為0.5~10 rad/s2
之範圍內。
再者，於本發明中，亦可不使基板旋轉，而使下述狹縫狀之噴嘴於平行於基板主表面之面內旋轉。
於本發明中，在鹼清洗步驟中，於將顯影液用作鹼性處理液之情形時，較佳為於與顯影步驟時之基板轉數(包含靜止狀態)、顯影液之供給條件、顯影液之流量條件、及顯影時間不同之條件下進行鹼清洗步驟。
於本發明中，例如，較佳為於與顯影步驟時之基板轉數(包含靜止狀態)、顯影液之供給條件、顯影液之流量條件、及顯影時間等適合顯影之條件不同的條件下，且於適合減少光阻之溶解物之條件下進行鹼清洗步驟。
於本發明中，在上述顯影步驟後之清洗基板之步驟(鹼清洗步驟)中，較佳為以掃描方式對基板上供給鹼性處理液。於掃描方式中，例如，自噴出口為狹縫狀之狹縫噴嘴將鹼性處理液帶狀(簾幕狀)地噴出，並且一面相對於基板
水平地掃描狹縫噴嘴，一面進行鹼性處理液之供給。
於本發明中，狹縫噴嘴與基板之相對速度較佳為以將新鮮之鹼性處理液均勻且有效地供給至基板上，且可發生溢液之方式進行調整。
於本發明中，就減少在顯影步驟後溶於覆蓋於基板上之顯影液中之光阻之溶解物的方面而言，作為上述鹼清洗步驟中之上述鹼性處理液較佳為pH值為8以上。
於本發明中，作為上述鹼清洗步驟中之上述鹼性處理液，可列舉顯影液、及含有界面活性劑之處理液等。
於本發明中，上述鹼性處理液較佳為顯影液。
若直接將顯影步驟中所使用之顯影液用作鹼性處理液，則可利用顯影裝置，而無需追加之裝置，因而使裝置構成變得容易。
於本發明中，上述薄膜圖案形成步驟於藉由實質上不含有氧之氯系氣體、及/或氟系氣體進行乾式蝕刻而製作轉印用光罩之情形時，更為有效(構成4)。
於上述薄膜圖案形成步驟中，在利用如實質上不含有氧之氯系氣體、及/或氟系氣體般，對薄膜進行離子主體之乾式蝕刻之情形時，易於產生微小黑點缺陷之機制係如下所述。再者，以下之例係作為薄膜列舉積層有利用實質上不含有氧之氯系氣體進行乾式蝕刻之遮光層、與利用氟系氣體進行乾式蝕刻之抗反射層的積層膜而進行說明。
(1)經過對光阻膜進行繪圖步驟、顯影步驟、及沖洗步驟，而於薄膜表面形成光阻圖案。藉由顯影步驟而生成之光阻
之溶解物於其後之沖洗步驟中成為析出物，於未形成有光阻圖案之薄膜(抗反射層：相當於薄硬質光罩)表面附著有該析出物(光阻殘渣)。於藉由利用氟系氣體而進行之乾式蝕刻而使抗反射層圖案化之情形時，因析出物(光阻殘渣)不易被蝕刻，故而成為妨礙蝕刻物質(圖6(a))。
(2)將光阻圖案作為光罩，並藉由利用氟系氣體而進行之乾式蝕刻使抗反射層圖案化。此時，附著有析出物(光阻殘渣)之區域成為光罩，並於該區域產生抗反射層殘留(圖6(b))。
(3)其次，藉由利用氯系氣體而進行之乾式蝕刻使遮光層圖案化。此時，抗反射層殘留成為光罩，遮光層被蝕刻除去，而於存在抗反射層殘留之區域形成有微小黑點缺陷(圖6(c))。
於本發明中，在顯影步驟與沖洗步驟之間，進行減少(自基板上排除)光阻之溶解物之利用鹼性處理液之鹼清洗步驟，因而可防止、或抑制光阻圖案形成時之對薄膜表面之析出物(光阻殘渣)之附著，因此，可減少、或防止微小黑點缺陷之產生。
再者，上述微小黑點缺陷之發生機制係於僅利用實質上不含氧之氯系氣體對薄膜(以下例示之薄膜)進行乾式蝕刻之情形時、僅利用氟系氣體進行乾式蝕刻之情形時、以及於利用實質上不含氧之氯系氣體而進行之乾式蝕刻之後，進行利用氟系氣體之乾式蝕刻之情形時亦相同。
又，於本發明中，上述光罩基底係於上述薄膜與上述光
阻膜之間形成有硬質光罩膜者，
上述薄膜圖案形成步驟於如下情形時更有效，即，將上述光阻圖案作為光罩，藉由含有氧之氯系氣體對上述硬質光罩膜進行乾式蝕刻而形成硬質光罩後，將上述硬質光罩作為光罩，對上述薄膜進行利用實質上不含氧之氯系氣體、及/或氟系氣體之乾式蝕刻，從而製作轉印用光罩(構成5)。
於上述薄膜圖案形成步驟中，在於藉由含有氧之氯系氣體對硬質光罩膜進行乾式蝕刻而形成硬質光罩後，將上述硬質光罩作為光罩，利用如實質上不含氧之氯系氣體、及/或氟系氣體般，對薄膜進行離子主體之乾式蝕刻之情形時，易於產生微小黑點缺陷之機制係如下所述。再者，以下之例係作為薄膜列舉積層有利用氟系氣體進行乾式蝕刻之遮光層、及抗反射層之積層膜而進行說明。
(1)經過對光阻膜進行繪圖步驟、顯影步驟、及沖洗步驟，而於薄膜表面形成光阻圖案。藉由顯影步驟而生成之光阻之溶解物於其後之沖洗步驟中成為析出物，於未形成有光阻圖案之硬質光罩層表面附著有該析出物(光阻殘渣)。於藉由利用含有氧之氯系氣體而進行之乾式蝕刻使硬質光罩層圖案化之情形時，由於硬質光罩層較薄，故而析出物(光阻殘渣)殘留於硬質光罩膜上(圖7(a))。
(2)將光阻圖案作為光罩，藉由利用含有氧之氯系氣體而進行之乾式蝕刻使硬質光罩層圖案化。此時，由於硬質光罩層較薄，故而析出物(光阻殘渣)未被完全除去而殘留，殘
留有析出物(光阻殘渣)之區域成為光罩，並於該區域產生硬質光罩殘留(圖7(b))。
(3)其次，將硬質光罩作為光罩，藉由利用氟系氣體而進行之乾式蝕刻使抗反射層及遮光層圖案化。此時，硬質光罩殘留成為光罩，抗反射層及遮光層被蝕刻除去，從而於存在硬質光罩殘留之區域形成有微小黑點缺陷(圖7(c))。
於本發明中，於顯影步驟與沖洗步驟之間，進行減少(自基板上排除)光阻之溶解物之利用鹼性處理液之鹼清洗步驟，因而可防止、或抑制光阻圖案形成時之對硬質光罩層表面之析出物(光阻殘渣)之附著，因此，可減少、或防止微小黑點缺陷之產生。
於本發明中，上述沖洗步驟中之上述淋洗液較佳為於純水中溶解有二氧化碳之二氧化碳溶解水(構成6)。
其原因在於：藉由降低比電阻，更加防止於沖洗時所產生之光阻之析出物之附著。
於本發明中，作為純水，較佳為使用DIW(Deionized water，去離子水)。DIW係幾乎不含金屬離子及微生物等雜質之純度100%之理論上無限接近於水之高純度純水。
本發明於上述光阻膜包含負型光阻之情形時更加有效(構成7)。
本發明具有可應對正型光阻及負型光阻中之任一者之效果，但由於負型光阻易於產生起因於在顯影步驟後溶於顯影液中之光阻之溶解物的缺陷，故而對於負型光阻尤其有效。
於本發明中，作為薄膜，若為用於生成立體構造之光罩之膜，可為任何膜。針對薄膜以下進行敍述。
本發明於上述薄膜由含有鉭之材料而形成之情形時更加有效(構成8)。
其原因在於：與其他薄膜(例如鉻系膜)相比，鉭系薄膜之表面被污染之速度較快。
又，鉭系薄膜與其他薄膜(例如鉻系膜)相比，自中性至弱鹼性區域中，基底表面之ζ(zeta)電位高出數十mV，故而光阻之析出物易於再附著於薄膜上。
與其他薄膜(例如鉻系膜)相比，鉭系薄膜具有顯影後之缺陷之尺寸較大之傾向。
作為含有鉭之材料，例如可列舉TaO、TaON、TaN、TaCN、TaC、TaBO、TaBON、TaBN、TaBC、及TaBCN等。
包含含有鉭之材料之薄膜可用於遮光性膜、或反射型光罩中之吸收體膜等。
本發明之半導體裝置之製造方法之特徵在於：使用轉印用光罩於半導體晶圓上形成電路圖案，上述轉印用光罩係利用上述構成1至8中任一者所記載之轉印用光罩之製造方法而製造(構成9)。
根據上述構成，藉由減少或防止成為問題之尺寸之微小黑點缺陷之產生，可減輕光罩之缺陷修正之負荷，並可進行使用缺陷修正部位較少之轉印用光罩之圖案轉印。
於本發明中，在透過型光罩基底中，作為薄膜可列舉：
具有使曝光光遮光之功能之遮光膜；具有為了抑制與被轉印體等之多重反射，而抑制表面之反射之功能的抗反射膜；以及具有為了提高圖案之解像性，而相對於曝光光產生特定之相位差之功能的移相膜等；亦可為使該等膜單獨或積層複數層之積層膜。又，於反射型光罩基底中，作為薄膜可列舉：具有使曝光光吸收之功能之吸收體膜；為了提高曝光光或缺陷檢查光中之與多層反射膜之對比度，而使曝光光之反射降低之反射降低膜；用以防止上述吸收體膜之圖案化時之對多層反射膜之蝕刻損傷(Etch damage)之緩衝層；以及用以使曝光光反射之多層反射膜等。
又，作為構成光罩基底之膜，除上述薄膜以外，亦可設置對下層之材料膜進行蝕刻時具有蝕刻光罩(硬質光罩)之作用之硬質光罩膜(或蝕刻光罩膜)。或者，亦可將成為轉印圖案之薄膜設為積層膜，並設置硬質光罩(蝕刻光罩)作為該積層膜之一部分。又，於薄膜與光阻膜之密著性提高、或光阻膜為化學增幅型光阻之情形時，除上述薄膜以外，亦可設置具有阻止妨礙化學增幅功能之物質自光阻膜之底部向光阻膜內移動之作用的光阻基底膜。光阻基底膜係使用有不與光阻膜混合之有機系材料。
於本發明中，於基板為透過型光罩基底之情形時，只要為使曝光光透過之材料即可，例如可列舉合成石英玻璃，作為反射型光罩基底之情形時之基板材料，只要為用以防止因曝光光之吸收而引起之熱膨脹之材料即可，例如可列舉TiO2
-SiO2
低膨脹玻璃。而且，於反射型光罩基底之基板
中，包含形成有用以使曝光光反射至該基板上之多層反射膜(Mo/Si多層反射膜)之附有多層反射膜的基板。
於本發明中，可使用含有金屬之膜作為薄膜。
作為含有金屬之膜，可列舉包含選自鋁、鈦、釩、鉻、鋯、鈮、鉬、鑭、鉭、鎢、矽、及鉿中之一種或二種以上之材料之膜，或包含除含有該等元素或合金之材料以外亦含有氧、氮、矽、及碳中之至少一者之膜的膜，可設為由不同組成階段性地形成之複數層構造、或使組成連續地變化之複數層構造。又，亦可將金屬矽化而使用。
又，於本發明中，可使用與上述薄膜相同之材料作為硬質光罩膜，但可使用對於蝕刻上述薄膜時所使用之乾式蝕刻氣體，實質上不會被蝕刻(與上述薄膜具有蝕刻選擇性)之材料。
於本發明中，遮光膜包含單層構造與複數層構造。
遮光膜可為包含抗反射層之態樣。
遮光膜包含組成傾斜膜。
可將遮光膜設為包含背面抗反射層、遮光層、及表面抗反射層之3層構造。
可將遮光膜設為包含遮光層及表面抗反射層之2層構造。
於本發明中，可使用金屬矽化物系薄膜作為遮光膜。
作為金屬矽化物系薄膜，可列舉金屬矽化物、及於金屬矽化物中含有包含氧、氮、碳、及氫之元素中之至少1種者(以金屬矽化物為主成分之膜，或包含金屬矽化物之材
料)等之材料。
作為金屬矽化物系薄膜之金屬，如下述般，可自能夠藉由實質上不含氧之氯系氣體、及/或氟系氣體之乾式蝕刻氣體進行離子主體之乾式蝕刻之材料，例如選自鈦、鉻、鋯、鉬、鉭、及鎢中之一種或二種以上之元素中選擇。
於其等中，較佳為由以矽化鉬、矽氮化鉬、矽氧化鉬、矽氮氧化鉬、及矽碳氮氧化鉬中之任一者為主成分之材料而形成之態樣。
於本發明中，可使用鉭系薄膜作為遮光膜。
作為鉭系薄膜，可列舉鉭單質、或於鉭中含有包含氧、氮、碳、及氫之元素中之至少1種者(以鉭為主成分之膜、或包含鉭之材料)等之材料。
於本發明中，作為可進行離子主體之乾式蝕刻之乾式蝕刻氣體，可列舉氟系氣體及實質上不含氧之氯系氣體。
作為氟系氣體，可列舉CHF3
、CF4
、SF6
、C2
F6
、及C4
F8
等。作為實質上不含氧之氯系氣體，可列舉Cl2
、SiCl4
、CHCl3
、CH2
Cl2
、及CCl4
等。又，作為乾式蝕刻氣體，除上述氟系氣體及氯系氣體以外，亦可使用添加有He、H2
、Ar、或C2
H4
等氣體之混合氣體。
又，所謂可進行離子主體之乾式蝕刻之材料，係指可使用上述氟系氣體或實質上不含氧之氯系氣體而進行乾式蝕刻之材料，具體而言可列舉：鉭(Ta)、鎢(W)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鈀(Pd)、鉬(Mo)、及矽(Si)以及其等之化合物。進而，就光學特性及
蝕刻特性之控制之觀點而言，亦可於上述材料中含有氧、氮、碳、氫、或氟。
於本發明中，作為光罩基底，可列舉光罩(photomask)基底、相位移光罩基底(ArF準分子雷射曝光用相位移光罩基底、及F2
準分子雷射曝光用相位移光罩基底)、及X射線或EUV(extreme ultraviolet，遠紫外線)用反射型光罩基底等，作為用途，可列舉LSI(Large Scale Integration，半導體積體電路)用光罩基底、及LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示板)用光罩基底等。
其次，以下使用實施例對本發明之顯影方法及轉印用光罩之製造方法進行說明。
首先，作為本實施例中所使用之光罩基底，準備與半導體設計規則DRAM半間距為32 nm節點對應之ArF準分子雷射曝光用二元光罩基底，該二元光罩基底係於約152 mm×約152 mm尺寸之合成石英玻璃基板上，具有包含實質上含有鉭與氮之TaN之遮光層(膜厚：42 nm)、與實質上含有鉭與氧之TaO之抗反射層(膜厚：9 nm)之積層構造的遮光膜。
再者，對於上述光罩基底而言，為了防止於光罩基底之缺陷檢查中未被檢測出之潛在化之光罩基底缺陷，係準備有於使用含有界面活性劑之鹼清洗液(鈣濃度：0.3 ppb)之旋轉清洗之後，實施使用DIW(去離子水)(鈣濃度：0.001 ppb)之沖洗者。再者，關於即將供給至光罩基底表面之清
洗液，上述鈣濃度係藉由電感耦合電漿發射光譜分析法(ICP-MS：Inductively Coupled Plasma-Mass Spectroscopy)而測定。
其次，藉由旋轉塗佈(spin coating)將正型化學增幅型光阻(PRL009：富士Film Electronic Materials公司製造)塗佈至上述光罩基底表面後，進行預烘烤(prebake)，從而形成光阻膜。
其次，使用電子束繪圖裝置對光阻膜進行繪圖。繪圖圖案係設為100 nm之線與間隙(L&S)圖案。
其次，進行靜止掃描方式之浸置式顯影。於顯影步驟中，如圖2(1)所示，於使基板靜止之狀態(0 rpm)下，如圖示般將成為90度之角度之2邊之交點附近設為軸O，而使進行往復角運動之狹縫噴嘴自1邊向另一邊移動90度，一面利用狹縫噴嘴掃描基板，一面帶狀(簾幕狀)地噴出顯影液(參照圖1之顯影時間6.0秒為止)。
其後，使基板緩慢地旋轉90度(參照圖1之顯影時間16.5秒為止)。其後，如圖2(1)所示，於使基板靜止之狀態下，使狹縫噴嘴一面對基板進行掃描，一面帶狀(簾幕狀)地噴出顯影液(參照圖1之顯影時間22.5秒為止)。
重複進行以上步驟2次，以靜止掃描方式對基板之4邊進行顯影。顯影液係鹼性顯影液，且係使用東京應化工業(股)公司製造之NMD-W(2.38% TMAH：四甲基氫氧化銨(tetramethyla mmonium hydroxide)，含有界面活性劑)。
將顯影液之流量設為約2800 ml/min，將總流量設為約
1120 ml。將顯影液之溫度設為室溫(約23℃)。
其次，實施鹼清洗步驟。於鹼清洗步驟中，如圖2(2)所示，使基板旋轉，同時使狹縫噴嘴如圖示般一面對基板進行往復掃描，一面簾幕狀地噴出上述顯影液。又，於狹縫噴嘴以大約10秒進行往復掃描期間，將基板之轉數以15 rpm保持5秒，使其於1秒內自15 rpm變化至30 rpm(角加速度為1.6 rad/s2
)，將基板之轉數以30 rpm保持大約5秒(參照圖1之經過時間71.5秒為止)，重複該等步驟2次(參照圖1之經過時間81.5秒為止)。
將鹼清洗步驟中之顯影液之流量設為約2800 ml/min，將總流量設為約930 ml。將顯影液之溫度設為室溫(約23℃)。
其次，進行沖洗步驟。於沖洗步驟中，如圖3左側所示，在使狹縫噴嘴靜止於通過基板之中心之位置之狀態下，一面使基板旋轉，一面帶狀(簾幕狀)地噴出淋洗液。基板之轉數係於經過時間0至2秒中將轉數自0增加至75 rpm，於5秒內使轉數自75 rpm變化至300 rpm(角加速度為4.7 rad/s2
)，並將轉數以300 rpm保持40秒(參照圖3之經過時間47.0秒為止)。繼而，使轉數於5秒內自300 rpm變化至400 rpm(角加速度為2.1 rad/s2
)，並將轉數以400 rpm保持40秒(參照圖3之經過時間92.0秒為止)。繼而，使轉數於3秒內自400 rpm變化至300 rpm(角加速度為-3.5 rad/s2
)，並將轉數以300 rpm保持42秒(參照圖3之經過時間137.0秒為止)。繼而，使轉數於5秒內自300 rpm變化至75 rpm(角加
速度為-4.7 rad/s2
)，並將轉數以75 rpm保持40秒，如圖3右側所示，在使狹縫噴嘴於自通過基板之中心之位置至通過基板端(邊)之位置之間進行往復掃描的狀態下，一面使基板旋轉，一面帶狀(簾幕狀)地噴出沖洗水(參照圖3之經過時間182.0秒為止)。
將沖洗水設為DIW(去離子水)與二氧化碳溶解水(CO2
水(比電阻為3 μS))之混合水，並將流量比設為DIW：CO2
水=2：1。
將沖洗水之流量設為約2800 ml/min，將總流量設為約8400 ml。將沖洗水之溫度設為室溫(約23℃)。
繼而，以1000 rpm進行90秒旋轉乾燥。其中最初之30秒係使基板之轉數自75 rpm增加至1000 rpm之加速時間。
經過以上步驟，於光罩基底表面形成有100 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案。
利用掃描式顯微鏡觀察100 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案後，於光阻圖案之邊緣及薄膜(間隙)上，未觀察到析出物(光阻殘渣)(參照圖4)。
其次，將光阻圖案作為光罩進行使用氟系(CF4
)氣體之乾式蝕刻，使抗反射層(TaO)圖案化而形成抗反射層圖案，其後，進行使用氯系(Cl2
)氣體之乾式蝕刻，將抗反射層圖案作為光罩並使遮光層(TaN)圖案化而形成遮光層圖案，最後除去光阻圖案，從而製作光罩。
針對該所得之光罩，使用光罩缺陷檢查裝置(KLA-Tencor公司製造)，進行轉印圖案形成區域內(132 mm×132
mm)之缺陷檢查。其結果，未達100 nm尺寸之黑點缺陷個數為19個。
除未實施上述實施例1中之顯影步驟及沖洗步驟之間之鹼清洗步驟以外，係與實施例1相同。
利用掃描式顯微鏡觀察100 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案後，於光阻圖案之邊緣及薄膜(間隙)上，觀察到析出物(光阻殘渣)(參照圖5)。
針對所得之光罩，使用光罩缺陷檢查裝置(KLA-Tencor公司製造)，進行轉印圖案形成區域內(132 mm×132 mm)之缺陷檢查。其結果，未達100 nm尺寸之黑點缺陷個數為812個。
在上述實施例1中，與實施例1同樣地，對基板之4邊進行靜止掃描方式之浸置式顯影。其後，作為顯影步驟及沖洗步驟之間之鹼清洗步驟，除以靜止掃描方式對基板之2邊進行顯影液之供給以外，係與實施例1相同。
詳細而言，在上述實施例1中，與實施例1同樣地，以靜止掃描方式對基板之4邊進行顯影後，將由使基板緩慢旋轉90度之動作、與於使基板靜止之狀態下，使狹縫噴嘴一面對基板進行掃描一面帶狀(簾幕狀)地噴出顯影液之動作(參照圖2(1))而構成的步驟重複2次。
利用掃描式顯微鏡觀察100 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案，結果於光阻圖案之邊緣及薄膜(間隙)上，觀察到析
出物(光阻殘渣)。
針對所得之光罩，使用光罩缺陷檢查裝置(KLA-Tencor公司製造)進行轉印圖案形成區域內(132 mm×132 mm)之缺陷檢查。其結果，未達100 nm尺寸之黑點缺陷個數為653個。
除將上述實施例1中之鹼清洗步驟中之基板之轉數以7.5 rpm、15 rpm、30 rpm設為固定以外，係與上述實施例1相同，於光阻圖案之邊緣及薄膜(間隙)上，觀察到若干析出物(光阻殘渣)，未達100 nm尺寸之黑點缺陷個數為81個。
除將上述實施例1中之光阻圖案形成為60 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案以外，係與實施例1相同。
利用掃描式顯微鏡觀察60 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案後，於光阻圖案之邊緣及薄膜(間隙)上，未觀察到析出物(光阻殘渣)。
針對所得之光罩，使用光罩缺陷檢查裝置(KLA-Tencor公司製造)進行轉印圖案形成區域內(132 mm×132 mm)之缺陷檢查。其結果，未達100 nm尺寸之黑點缺陷個數為32個。
作為與半導體設計規則32 nm節點對應之ArF準分子雷射曝光用二元光罩，具有良好之特性。
除未實施上述實施例2中之顯影步驟及沖洗步驟之間之
鹼清洗步驟以外，係與實施例2相同。
利用掃描式顯微鏡觀察60 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案後，於光阻圖案之邊緣及薄膜(間隙)上，觀察到析出物(光阻殘渣)。
針對所得之光罩，使用光罩缺陷檢查裝置(KLA-Tencor公司製造)進行轉印圖案形成區域內(132 mm×132 mm)之缺陷檢查。其結果，未達100 nm尺寸之黑點缺陷個數為987個。
除使用負型化學增幅型光阻(SLV12M：富士Film Electronic Materials公司製造)來代替上述實施例1中之正型化學增幅型光阻(PRL009：富士Film Electronic Materials公司製造)以外，係與實施例1相同。
利用掃描式顯微鏡觀察100 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案後，於光阻圖案之邊緣及薄膜(間隙)上，未觀察到析出物(光阻殘渣)。
針對所得之光罩，使用光罩缺陷檢查裝置(KLA-Tencor公司製造)進行轉印圖案形成區域內(132 mm×132 mm)之缺陷檢查。其結果，未達100 nm尺寸之黑點缺陷個數為25個。
除未實施上述實施例3中之顯影步驟及沖洗步驟之間之鹼清洗步驟以外，係與實施例3相同。
利用掃描式顯微鏡觀察100 nm之線與間隙(L&S)之光阻
圖案後，於光阻圖案之邊緣及薄膜(間隙)上，觀察到析出物(光阻殘渣)。
針對所得之光罩，使用光罩缺陷檢查裝置(KLA-Tencor公司製造)進行轉印圖案形成區域內(132 mm×132 mm)之缺陷檢查。其結果，未達100 nm尺寸之黑點缺陷個數為903個。
除將上述實施例3中之光阻圖案形成為60 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案以外，係與實施例3相同。
利用掃描式顯微鏡觀察60 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案後，於光阻圖案之邊緣及薄膜(間隙)上，未觀察到析出物(光阻殘渣)。
針對所得之光罩，使用光罩缺陷檢查裝置(KLA-Tencor公司製造)進行轉印圖案形成區域內(132 mm×132 mm)之缺陷檢查。其結果，未達100 nm尺寸之黑點缺陷個數為36個。
作為與半導體設計規則32 nm節點對應之ArF準分子雷射曝光用二元光罩，具有良好之特性。
除未實施上述實施例4中之顯影步驟及沖洗步驟之間之鹼清洗步驟以外，係與實施例4相同。
利用掃描式顯微鏡觀察60 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案後，於光阻圖案之邊緣及薄膜(間隙)上，觀察到析出物(光阻殘渣)。
針對所得之光罩，使用光罩缺陷檢查裝置(KLA-Tencor公司製造)進行轉印圖案形成區域內(132 mm×132 mm)之缺陷檢查。其結果，未達100 nm尺寸之黑點缺陷個數為1078個。
除使用矽化鉬系遮光膜來代替上述實施例3中之鉭系遮光膜(TaN/TaO)以外，係與實施例3相同。
作為本實施例中所使用之光罩基底，準備與半導體設計規則DRAM半間距32 nm節點對應之ArF準分子雷射曝光用二元光罩基底，該二元光罩基底係於約152 mm×約152 mm尺寸之合成石英玻璃基板上具有：遮光膜，其包含含有矽氮化鉬之MoSiN之遮光層(膜組成比為Mo：9.9原子%、Si：66.1原子%、N：24.0原子%、膜厚：47 nm)與含有矽氮化鉬之MoSiN之抗反射層(膜組成比為Mo：7.5原子%、Si：50.5原子%、N：42.0原子%、膜厚：13 nm)之積層構造；及CrN硬質光罩膜(膜組成比為Cr：75.3原子%、N：24.7原子%、膜厚：5 nm)，其包含氮化鉻。
於與實施例1相同之清洗條件下對具有上述硬質光罩膜之光罩基底進行清洗。
於與實施例1相同之條件下，實施光阻膜形成步驟、顯影步驟、鹼清洗步驟、及沖洗步驟，而形成100 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案。
利用掃描式顯微鏡觀察100 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案後，於光阻圖案之邊緣及薄膜(間隙)上，未觀察到析
出物(光阻殘渣)。
將光阻圖案作為光罩而進行使用氯氣與氧氣之混合氣體(Cl2
+O2
氣體)之乾式蝕刻，使硬質光罩膜圖案化而形成硬質光罩，其次，將硬質光罩作為光罩，進行使用氟系(SF6
+He之混合)氣體之乾式蝕刻，使抗反射層及遮光層圖案化而形成遮光膜圖案。最後藉由光阻圖案及氧氣與氯氣之混合氣體(Cl2
+O2
氣體)除去硬質光罩，從而製作ArF準分子雷射曝光用二元光罩。
針對所得之光罩，使用光罩缺陷檢查裝置(KLA-Tencor公司製造)進行轉印圖案形成區域內(132 mm×132 mm)之缺陷檢查。其結果，未達100 nm尺寸之黑點缺陷個數為14個。
除未實施上述實施例5中之顯影步驟及沖洗步驟之間之鹼清洗步驟以外，係與實施例5相同。
利用掃描式顯微鏡觀察100 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案後，於光阻圖案之邊緣及薄膜(間隙)上，觀察到析出物(光阻殘渣)。
針對所得之光罩，使用光罩缺陷檢查裝置(KLA-Tencor公司製造)進行轉印圖案形成區域內(132 mm×132 mm)之缺陷檢查。其結果，未達100 nm尺寸之黑點缺陷個數為765個。缺陷數成為超過100個，而使光罩之缺陷修正之負荷較大，而成為事實上缺陷檢查困難之結果。
除將上述實施例5中之光阻圖案形成為60 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案以外，係與實施例5相同。
利用掃描式顯微鏡觀察60 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案後，於光阻圖案之邊緣及薄膜(間隙)上，未觀察到析出物(光阻殘渣)。
針對所得之光罩，使用光罩缺陷檢查裝置(KLA-Tencor公司製造)進行轉印圖案形成區域內(132 mm×132 mm)之缺陷檢查。其結果，未達100 nm尺寸之黑點缺陷個數為22個。
作為與半導體設計規則32 nm節點對應之ArF準分子雷射曝光用二元光罩，具有良好之特性。
除未實施上述實施例6中之顯影步驟及沖洗步驟之間之鹼清洗步驟以外，係與實施例6相同。
利用掃描式顯微鏡觀察60 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案後，於光阻圖案之邊緣及薄膜(間隙)上，觀察到析出物(光阻殘渣)。
針對所得之光罩，使用光罩缺陷檢查裝置(KLA-Tencor公司製造)進行轉印圖案形成區域內(132 mm×132 mm)之缺陷檢查。其結果，未達100 nm尺寸之黑點缺陷個數為887個。
除將上述實施例1中所使用之光罩基底設為用於製作使用極短紫外(Extreme UltraViolet，EUV波長約為13 nm)光
之EUV微影法中所使用之反射型光罩的反射型光罩基底以外，係與實施例1同樣地製作光罩。
該反射型光罩基底作為基板，係使用於TiO2
-SiO2
之低膨脹玻璃基板上形成有用以使EUV光以高反射率反射之多層反射層(使Mo與Si交替40週期左右而積層之Mo/Si多層反射膜)、與發揮對成為轉印圖案之吸收體膜進行蝕刻時之蝕刻終止層之作用之保護層(Ru膜)的基板，且於該基板上，作為成為轉印圖案之薄膜，形成有吸收體層。
作為吸收體層，係設為積層有使用對於EUV光吸收性較高之材料之吸收體膜、與使用對於檢查光反射率較低之材料之抗反射膜的2層構造。而且，作為吸收體膜，係使用可進行離子主體之乾式蝕刻之實質上包含鉭、硼、及氮之材料，作為抗反射膜，係使用可進行離子主體之乾式蝕刻之實質上包含鉭、硼、及氧之材料。
於與實施例1相同之清洗條件下對上述反射型光罩基底進行清洗。進行清洗後，藉由光罩基底缺陷檢查裝置(M1350：Lasertec公司製造)進行缺陷檢查，而製作光罩基底。缺陷檢查之結果，於該光罩基底表面無法確認60 nm以上之尺寸之微粒及針孔之缺陷。
於與實施例1相同之條件下，實施光阻膜形成步驟、顯影步驟、鹼清洗步驟、及沖洗步驟，而形成100 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案。
利用掃描式顯微鏡觀察100 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案後，於光阻圖案之邊緣及薄膜(間隙)上，未觀察到析
出物(光阻殘渣)。
將光阻圖案作為光罩進行使用氟系(CF4
)氣體之乾式蝕刻，使抗反射膜(TaBO)圖案化而形成抗反射膜圖案，其後，進行使用氯系(Cl2
)氣體之乾式蝕刻，以抗反射膜圖案為光罩，使吸收體層(TaBN)圖案化而形成吸收體層圖案，最後除去光阻圖案，而製作反射型光罩。
針對所得之光罩，使用光罩缺陷檢查裝置(KLA-Tencor公司製造)進行轉印圖案形成區域內(132 mm×132 mm)之缺陷檢查。其結果，未達100 nm尺寸之黑點缺陷個數為21個。
除未實施上述實施例7中之顯影步驟及沖洗步驟之間之鹼清洗步驟以外，係與實施例7相同。
利用掃描式顯微鏡觀察100 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案後，於光阻圖案之邊緣及薄膜(間隙)上，觀察到析出物(光阻殘渣)。
針對所得之光罩，使用光罩缺陷檢查裝置(KLA-Tencor公司製造)進行轉印圖案形成區域內(132 mm×132 mm)之缺陷檢查。其結果，未達100 nm尺寸之黑點缺陷個數為892個。
除上述實施例7中光阻圖案形成為60 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案以外，係與實施例7相同。
利用掃描式顯微鏡觀察60 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖
案後，於光阻圖案之邊緣及薄膜(間隙)上，未觀察到析出物(光阻殘渣)。
針對所得之光罩，使用光罩缺陷檢查裝置(KLA-Tencor公司製造)進行轉印圖案形成區域內(132 mm×132 mm)之缺陷檢查。其結果，未達100 nm尺寸之黑點缺陷個數為38個。
本發明於製作半間距(hp)為32 nm節點以後之反射型之EUV光罩之情形時，係使用鉭系材料作為吸收體膜，形成有60 nm之線與間隙(L&S)，而使本申請案之課題尤其成為問題，故而有用。
除未實施上述實施例8中之顯影步驟及沖洗步驟之間之鹼清洗步驟以外，係與實施例8相同。
利用掃描式顯微鏡觀察60 nm之線與間隙(L&S)之光阻圖案後，於光阻圖案之邊緣及薄膜(間隙)上，觀察到析出物(光阻殘渣)。
針對所得之光罩，使用光罩缺陷檢查裝置(KLA-Tencor公司製造)進行轉印圖案形成區域內(132 mm×132 mm)之缺陷檢查。其結果，未達100 nm尺寸之黑點缺陷個數為1033個。
O‧‧‧軸
圖1係用以說明顯影步驟及鹼性處理液供給步驟之模式圖。
圖2係用以說明利用狹縫噴嘴進行掃描之狀態之模式
圖。
圖3係用以說明沖洗步驟之模式圖。
圖4係利用掃描穿透式電子顯微鏡(scanning transmission electron microscope)觀察實施例1中所製作之光阻圖案之照片。
圖5係利用掃描穿透式電子顯微鏡觀察比較例1中所製作之光阻圖案之照片。
圖6(a)~(c)係用以說明於藉由離子主體之乾式蝕刻使薄膜圖案化而製作轉印用光罩之情形時，微小黑點缺陷之產生機制的圖。
圖7(a)~(c)係用以說明於自形成有較薄硬質光罩之光罩基底製作轉印用光罩之情形時，微小黑點缺陷之產生機制的圖。
Claims (9)
- 一種轉印用光罩之製造方法，其特徵在於：其係於基板上具有薄膜圖案之轉印用光罩之製造方法，且包括：準備於基板上形成薄膜及光阻膜之光罩基底之步驟；曝光步驟，其對上述光阻膜進行所期望之圖案之曝光；顯影步驟，其對結束上述曝光步驟之上述光阻膜表面供給鹼性顯影液，並利用表面張力使上述光阻膜之表面整體由上述顯影液覆蓋而使上述光阻膜顯影；鹼清洗步驟，其以使藉由上述顯影步驟生成、且覆蓋於上述基板上之上述顯影液中所含有之上述光阻膜之溶解物減少的方式，一面使上述基板旋轉，一面對覆蓋於上述基板上之上述顯影液供給鹼性處理液而清洗上述基板；光阻圖案形成步驟，其於上述鹼清洗步驟之後，經過對上述基板上之上述鹼性處理液供給淋洗液之沖洗步驟，而於上述薄膜上形成光阻圖案；及薄膜圖案形成步驟，其將上述光阻圖案作為光罩而對上述薄膜進行乾式蝕刻，從而於上述基板上形成薄膜圖案。
- 如請求項1之轉印用光罩之製造方法，其中上述鹼清洗步驟包括使上述基板之轉數增加之步驟。
- 如請求項2之轉印用光罩之製造方法，其中使上述基板之轉數增加之步驟中之基板之角加速度係於0.5~10 rad/s2 的範圍內進行。
- 如請求項1之轉印用光罩之製造方法，其中上述薄膜圖案形成步驟係藉由實質上不含氧之氯系氣體、及/或氟系氣體而進行乾式蝕刻。
- 如請求項1之轉印用光罩之製造方法，其中上述光罩基底係於上述薄膜與上述光阻膜之間形成有硬質光罩膜之光罩基底；上述薄膜圖案形成步驟將上述光阻圖案作為光罩，藉由含有氧之氯系氣體對上述硬質光罩膜進行乾式蝕刻而形成硬質光罩後，將上述硬質光罩作為光罩，並藉由實質上不含氧之氯系氣體、及/或氟系氣體對上述薄膜進行乾式蝕刻。
- 如請求項1之轉印用光罩之製造方法，其中上述淋洗液為於純水中溶解有二氧化碳之二氧化碳溶解水。
- 如請求項1之轉印用光罩之製造方法，其中上述光阻膜包含負型光阻。
- 如請求項1之轉印用光罩之製造方法，其中上述薄膜由包含鉭之材料而形成。
- 一種半導體裝置之製造方法，其特徵在於：其係使用轉印用光罩於半導體晶圓上形成電路圖案，上述轉印用光罩係利用如請求項1至8中任一項之轉印用光罩之製造方法而製造。
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