TWI451191B - A manufacturing method of a mask blank and a mask, and a method of manufacturing the semiconductor device - Google Patents

A manufacturing method of a mask blank and a mask, and a method of manufacturing the semiconductor device Download PDF

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Description

光罩毛胚及光罩之製造方法，暨半導體裝置之製造方法
本發明係關於一種光罩毛胚及光罩之製造方法、暨半導體裝置之製造方法，該光罩毛胚係使用以形成遮光膜圖案之乾式蝕刻處理中遮光膜之乾式蝕刻速度最佳化。
一般而言，半導體裝置之製造步驟中，係使用光微影法形成細微圖案。又，於形成該細微圖案時，通常使用幾張稱為光罩之基板。該光罩一般係於透光性玻璃基板上設置由金屬薄膜等所構成之遮光性細微圖案者，製造該光罩時，亦使用光微影法。
利用光微影法製造光罩時，係使用於玻璃基板等透光性基板上具有遮光膜之光罩毛胚。使用該光罩毛胚製造光罩時，係具有並進行如下步驟：曝光步驟，其對形成於光罩毛胚上之光阻膜實施所需之圖案曝光；顯影步驟，其根據所需之圖案曝光而使上述光阻膜顯影，從而形成光阻圖案；蝕刻步驟，其沿光阻圖案而蝕刻上述遮光膜；以及剝離去除所殘存之光阻圖案之步驟。上述顯影步驟中，對形成於光罩毛胚上之光阻膜實施所需之圖案曝光後，供給顯影液，於顯影液中溶解可溶的光阻膜部位，形成光阻圖案。又，上述蝕刻步驟中，以該光阻圖案作為遮罩，藉由例如濕式蝕刻，溶解未形成光阻圖案之遮光膜露 出之部位，藉此於透光性基板上形成所需的遮罩圖案。如此而完成光罩。
日本專利特公昭62-32782號公報(專利文獻1)中，作為適於濕式蝕刻之光罩毛胚，揭示有於透明基板上具備將含有碳化鉻之鉻膜作為遮光膜者。又，日本專利第2983020號公報(專利文獻2)中，作為同樣適於濕式蝕刻之光罩毛胚，揭示有半調型移相光罩毛胚，其於透明基板上，具有半色調材料膜與金屬膜之積層膜，該金屬膜存在由自表面側朝向透明基板側蝕刻速度不同之材料而構成之區域，包含例如CrN/CrC之金屬膜與CrON之反射防止膜。
但是，使半導體裝置之圖案細微化時，除使形成於光罩上之光罩圖案細微化外，亦必須使光微影所使用之曝光光源波長短波長化。作為製造半導體裝置時之曝光光源，近年來，短波長化之發展係自KrF激生分子雷射(波長248nm)發展為ArF激生分子雷射(波長193nm)，進而發展為F2激生分子雷射(波長157nm)。
另一方面，光罩或光罩毛胚中，使形成於光罩上之遮罩圖案細微化時，必須進行光罩毛胚中之光阻膜之薄膜化與乾式蝕刻加工，該乾式蝕刻加工代替習知之濕式蝕刻而作為光罩製造時之圖案化方法。
但是，光阻膜之薄膜化以及乾式蝕刻加工會產生如下所示之技術性問題。
其一係進行光罩毛胚之光阻膜之薄膜化時，遮光膜之加工時間成為一個大的限制事項。作為遮光膜之材料，一般使用鉻系材料，鉻之乾式蝕刻加工中，蝕刻氣體使用氯氣與氧氣之混合氣體。將光阻圖案 作為遮罩並利用乾式蝕刻使遮光膜圖案化時，光阻為有機膜，其主成分為碳，因此相對於作為乾式蝕刻環境之氧電漿而言非常弱。利用乾式蝕刻使遮光膜圖案化期間，形成於該遮光膜上之光阻圖案必須殘留有充分的膜厚。作為一個指標，必須為如下述般之光阻膜厚：為了使光罩圖案之剖面形狀良好，而進行蝕刻時間之2倍(100%過度蝕刻)左右而殘留。例如，一般而言，作為遮光膜之材料之鉻與光阻膜的蝕刻選擇比為1以下，因此，光阻膜之膜厚必須為遮光膜之膜厚之2倍以上。考慮使遮光膜薄膜化來作為使遮光膜之加工時間縮短之方法。關於遮光膜之薄膜化，提出於專利文獻3。
日本專利特開平10-69055號公報(專利文獻3)中，揭示有如下內容：光罩之製造中，藉由使透明基板上之鉻遮光膜之膜厚薄膜化，可使蝕刻時間縮短，且改善鉻圖案之形狀。
但是，若欲使遮光膜之膜厚變薄，則遮光性變得不充分，因此，即便使用上述光罩而進行圖案轉印，亦會產生轉印圖案不良。為了充分確保遮光膜之遮光性，遮光膜必須為既定之光學濃度(例如2.5以上)，因此，即使如上述專利文獻3般使遮光膜之膜厚變薄，仍會自然產生限制。
又，將含有上述專利文獻1所揭示之鉻碳化物之鉻膜作為遮光膜時，乾式蝕刻速度有降低之傾向，無法實現乾式蝕刻之遮光膜之加工時間的縮短化。
進而，於上述專利文獻2所揭示之膜厚方向上濕式蝕刻速度不同之CrN/CrC之金屬膜中，必須使碳化鉻膜(CrC膜)比氮化鉻膜(CrN膜)厚。其理由為，第1，上層CrC膜與下層CrN膜之任一個之濕式蝕刻速度均良好，但若於下層中含有氮，則會產生進行濕式蝕刻處理時底切(undercut)變大之問題，因此，必須使CrN膜之膜厚相對變薄。第2，作為習知曝光裝置中所使用之波長之i射線(365nm)或氟化氬(KrF)激生分子雷射(248nm)中，CrN膜之吸收係數小，因此，作為遮光膜，為了獲得所需之光學濃度，必須使遮光性高之CrC膜變厚。第3，用以將光阻圖案形成於遮光膜上之曝光(描繪)一般係使用電子束，但為了抑制此時之充電，必須使CrC膜變厚並使遮光膜之表面電阻變小。但是，專利文獻2之光罩毛胚存在如下問題：上述金屬膜中之碳含有率變高，且藉由乾式蝕刻進行圖案化時，蝕刻速度降低，因此，無法縮短遮光膜之加工時間。又，存在如下問題：將專利文獻2之光罩毛胚用於乾式蝕刻處理時，朝向遮光膜之深度方向，最初係乾式蝕刻速度快，主要於CrC膜區域變慢，最後於CrN膜區域再次變快，因此，容易使圖案之剖面形狀惡化，或引起總體負載(global loading)現象。
因此，本發明係欲解決習知之問題點而開發者，其目的在於：第一，提供一種光罩毛胚及光罩之製造方法，該光罩毛胚可藉由提高遮光膜之乾式蝕刻速度，縮短乾式蝕刻時間，且可降低光阻膜之膜損耗，其結果為，可使光阻膜薄膜化而提高解像性、圖案精度(CD(Critical dimension，臨界尺寸)精度)，且可形成由於乾式蝕刻時間之縮短化而獲得之剖面形狀良好的遮光膜圖案。第二，提供一種光罩毛胚及光罩 之製造方法，該光罩毛胚於遮光膜上具有必要的遮光性能，並且藉由遮光膜之薄膜化，可形成剖面形狀良好的遮光膜圖案。第三，提供一種光罩毛胚及光罩之製造方法，該光罩毛胚可藉由使遮光膜之深度方向之乾式蝕刻速度最佳化而減少總體負載現象，獲得良好的圖案精度。第四，提供一種半導體裝置之製造方法，其使用本發明之光罩，藉由光微影法而圖案轉印於半導體基板上，藉此獲得無電路圖案缺陷且良好的半導體裝置。
為了解決上述課題，本發明具有以下構成。
(構成1)一種光罩毛胚，係於透光性基板上具有遮光膜者，其特徵為，上述光罩毛胚係對應於下述光罩製作方法之乾式蝕刻處理用光罩毛胚：將形成於上述遮光膜上之遮罩圖案作為遮罩，藉由乾式蝕刻處理，將上述遮光膜圖案化；上述遮光膜由主要含有鉻(Cr)與氮(N)之材料而構成，且，由X射線繞射所得之繞射峰實質上係CrN(200)。
(構成2)如構成1所揭示之光罩毛胚，其中，上述遮光膜以鉻(Cr)為基準時，於深度方向大致均勻地含有氮(N)。
(構成3)一種光罩毛胚，係於透光性基板上具有遮光膜者，其特徵為，上述光罩毛胚係對應於下述光罩製作方法之乾式蝕刻處理用光罩毛胚：將形成於上述遮光膜上之遮罩圖案作為遮罩，藉由乾式蝕刻處理，將上述遮光膜圖案化；上述遮光膜以鉻(Cr)為基準時，於深度方向大致均勻地含有氮(N)。
(構成4)如構成1至3中任一個所揭示之光罩毛胚，其中，上述遮 光膜進而含有氧，自表面側朝向透光性基板側，氧之含有量減少。
(構成5)如構成1至4中任一個所揭示之光罩毛胚，其中，於上述遮光膜之上層部形成含有氧之反射防止層。
(構成6)如構成1至5中任一個所揭示之光罩毛胚，其中，於上述透光性基板與上述遮光膜之間，形成有半調型移相膜。
(構成7)一種光罩之製造方法，其特徵在於：藉由乾式蝕刻，將構成1至6中任一個之光罩毛胚中之上述遮光膜圖案化，於上述透光性基板上形成遮光膜圖案。
(構成8)一種光罩之製造方法，其特徵在於：藉由乾式蝕刻，將構成6之光罩毛胚中之上述遮光膜圖案化而形成遮光膜圖案後，以該遮光膜圖案作為遮罩，藉由乾式蝕刻使上述半調型移相膜圖案化，於上述透光性基板上形成半調型移相膜圖案。
(構成9)一種半導體裝置之製造方法，其特徵在於：藉由光微影法，將構成7或8所揭示之光罩中之上述遮光膜圖案或上述半調型移相膜圖案轉印於半導體基板上。
如構成1所示，本發明之光罩毛胚於透光性基板上具有遮光膜，上述光罩毛胚係乾式蝕刻處理用光罩毛胚，其對應於如下之光罩製作方法，即，將形成於上述遮光膜上之遮罩圖案作為遮罩，藉由乾式蝕刻處理，將上述遮光膜圖案化；上述遮光膜由主要含有鉻(Cr)與氮(N)之材料而構成，且由X射線繞射所形成之繞射峰實質上係CrN(200)。於此，所謂由X射線繞射所形成之繞射峰實質上係CrN(200)，是指有效繞射峰為1個，而不出現與CrN(200)以外之結晶相對應之繞射峰。
由上述主要含有鉻(Cr)與氮(N)之材料構成且由X射線繞射所形成之繞射峰實質上係CrN(200)之遮光膜，比起由鉻單獨構成之遮光膜，乾式蝕刻速度變快，可實現乾式蝕刻時間之縮短化。因可使乾式蝕刻速度變快，故可使遮光膜之圖案化所需要之光阻膜之膜厚變薄，使遮光膜之圖案精度(CD精度)變得良好。又，含有上述元素之鉻系材料之遮光膜，於對實現圖案細微化方面有效的200nm以下之曝光波長中，即使不使膜厚變厚，亦可以某種程度之薄膜來獲得所需之光學濃度(較佳為例如2.5以上)。即，可使遮光膜具有必要的遮光性能，並且實現遮光膜之薄膜化。
如構成2所示，較佳為，上述遮光膜以鉻(Cr)為基準時於深度方向大致均勻地含有氮(N)。藉由遮光膜以鉻(Cr)為基準時於深度方向大致均勻地含有氮(N)，可於遮光膜之深度方向形成大致均勻的組成，即CrN(200)。其結果，可進一步發揮由構成1所獲得之提高乾式蝕刻速度之效果，進而使圖案剖面變得良好，亦即，用以垂直地豎立之蝕刻製程之設定變得容易。再者，使遮光膜以鉻(Cr)為基準時於深度方向大致均勻地含有氮(N)之構成，最佳為與下述構成6組合之情形。亦即，如構成6所示，遮光膜具有作為使半調型移相膜圖案化時之遮罩層之功能的情形時，將遮光膜圖案作為遮罩而形成之半調型移相膜圖案之剖面形狀亦良好。
如構成3所示，本發明之光罩毛胚於透光性基板上具有遮光膜，上述光罩毛胚係乾式蝕刻處理用光罩毛胚，其對應於如下之光罩製作方法，即，將形成於上述遮光膜上之遮罩圖案作為遮罩並藉由乾式蝕 刻處理使上述遮光膜圖案化，上述遮光膜以鉻(Cr)為基準時，於深度方向大致均勻地含有氮(N)。
藉由形成上述膜，可使其乾式蝕刻速度比由鉻單獨構成之遮光膜快，藉此，可使遮光膜之圖案化所必須之光阻膜的膜厚變薄，使遮光膜之圖案精度(CD精度)變得良好。又，含有上述元素之鉻系材料之遮光膜，於對實現圖案之細微化方面有效的200nm以下之曝光波長中，即使不使膜厚變厚，亦可以某種程度之薄膜來獲得所需之光學濃度(較佳為例如2.5以上)。即，可使遮光膜具有必要的遮光性能，並且實現遮光膜之薄膜化。
又，藉由使遮光膜成為以鉻(Cr)為基準時於深度方向大致均勻地含有氮(N)的構成，可使圖案剖面變得良好，亦即，用以垂直地豎立之蝕刻製程之設定變得容易。再者，最佳為，該構成與下述構成6組合之情形。亦即，如構成6所示，遮光膜具有作為使半調型移相膜圖案化時之光罩層之功能的情形時，將遮光膜圖案作為遮罩而形成之半調型移相膜圖案之剖面形狀亦良好。
如構成4所示，上述遮光膜進而含有氧，自表面側朝向透光性基板側，氧含有量減少，藉此，可以朝向遮光膜之深度方向(即自遮光膜之表面側朝向透光性基板側)使乾式蝕刻速度變慢之方式進行控制。藉此，可使總體負載現象減少，且使圖案精度提高。透光性基板側之乾式蝕刻速度伴隨接近於表面側之乾式蝕刻速度，由圖案粗密而造成之臨界尺寸偏差(CD差)，亦即，總體負載誤差變大。因此，使透光性基板側之乾式蝕刻速度相對於表面側之乾式蝕刻速度而適當變慢時，可 減少總體負載誤差，使圖案精度提高。
如構成5所示，上述遮光膜可於其上層部形成含有氧之反射防止層。藉由形成上述反射防止層，可將曝光波長之反射率抑制為低反射率，因此，可於將遮罩圖案轉印至被轉印體時，抑制與投影曝光面之間之多重反射，抑制成像特性之降低。又，可將用於光罩毛胚或光罩之缺陷檢查之波長(例如257nm、364nm、488nm等)的反射率抑制得低，因此，檢測缺陷之精度提高。
如構成6所示，可於透光性基板與遮光膜之間，形成半調型移相膜。
此時，遮光膜可以如下方式而設定：於與半調型移相膜之積層構造中，相對於曝光光，為所需之光學濃度(較佳為例如2.5以上)。
如構成7所示，根據如下光罩之製造方法，可縮短乾式蝕刻時間，且可獲得高精度地形成剖面形狀良好之遮光膜圖案之光罩，上述光罩之製造方法具有使用乾式蝕刻處理而使構成1至6中任一個所揭示之光罩毛胚中之遮光膜圖案化的步驟。
如構成8所示，根據如下光罩之製造方法，可獲得高精度地形成剖面形狀良好之半調型移相膜圖案之光罩，上述光罩之製造方法如下：藉由乾式蝕刻使構成6所揭示之光罩毛胚中之上述遮光膜圖案化而形成遮光膜圖案後，以該遮光膜圖案作為遮罩，藉由乾式蝕刻形成上述半調型移相膜圖案。
如構成9所示，藉由光微影法，將構成7或8所揭示之光罩中之上述遮光膜圖案或上述半調型移相膜圖案轉印於半導體基板上，因 此，可製造形成於半導體基板上之電路圖案中無缺陷之半導體裝置。
根據本發明，藉由提高遮光膜之乾式蝕刻速度，可縮短乾式蝕刻時間，且可降低光阻膜之膜損耗。其結果，可進行光阻膜之薄膜化，且可提高圖案之解像性、圖案精度(CD精度)。進而，可提供一種光罩毛胚及光罩之製造方法，上述光罩毛胚藉由乾式蝕刻時間之縮短化，可形成剖面形狀良好的遮光膜圖案。
又，根據本發明，可提供一種光罩毛胚及光罩之製造方法，上述光罩毛胚於遮光膜上具有必要的遮光性能，並且藉由遮光膜之薄膜化，可形成剖面形狀良好的遮光膜之圖案。
進而，根據本發明，可提供一種光罩毛胚及光罩之製造方法，上述光罩毛胚可藉由使遮光膜之深度方向之乾式蝕刻速度最佳化而減少總體負載現象，獲得良好的圖案精度。
又，進而，可提供一種半導體裝置，其藉由光微影法，將本發明之光罩中之遮光膜圖案或半調型移相膜圖案轉印於半導體基板上，藉此使形成於半導體基板上之電路圖案中無缺陷。
1‧‧‧透光性基板
2‧‧‧遮光膜
2a‧‧‧遮光膜圖案
3、8‧‧‧光阻膜
3a‧‧‧光阻圖案
4‧‧‧半調型移相膜
4a‧‧‧半調型移相膜圖案
5‧‧‧遮光層
6‧‧‧反射防止層
7、8a‧‧‧光阻圖案
10、30‧‧‧光罩毛胚
20、40‧‧‧光罩
圖1係表示藉由本發明而獲得之光罩毛胚之一實施形態之剖面圖。
圖2(a)至圖2(e)係表示使用光罩毛胚之光罩之製造步驟之剖面圖。
圖3(a)至圖3(g)係表示本發明之第2實施形態之光罩毛胚及使用該光罩毛胚之光罩的製造步驟之剖面圖。
圖4係藉由本發明而獲得之半調型移相光罩之剖面圖。
圖5係表示實施例1之遮光膜之由拉塞福逆散射譜法而獲得之結果之圖。
以下，參照圖式，詳細敍述本發明之實施形態。
圖1係表示藉由本發明而獲得之光罩毛胚之第1實施形態的剖面圖。
圖1之光罩毛胚10係於透光性基板1上具有遮光膜2之二元(binary)光罩用光罩毛胚之形態者。
上述光罩毛胚10係對應於如下之光罩製作方法的乾式蝕刻處理用光罩毛胚，即，將形成於上述遮光膜2上之光阻圖案作為遮罩，藉由乾式蝕刻處理使上述遮光膜2圖案化。
於此，作為透光性基板1，一般為玻璃基板。因玻璃基板平坦度及平滑度優良，故使用光罩將圖案轉印至半導體基板上時，不會產生轉印圖案之變形等，可進行高精度之圖案轉印。
上述遮光膜2由主要含有鉻(Cr)與氮(N)之材料而構成，且由X射線繞射所形成之繞射峰實質上係CrN(200)。
於此，所謂由X射線繞射所形成之繞射峰實質上係CrN(200)，如前文已說明般，係指除由雜質等而形成之繞射峰外之有效繞射峰為1個，於與CrN(200)的結晶相對應的繞射峰以外，不出現由遮光膜之組成而形成之繞射峰。
由上述主要含有鉻(Cr)與氮(N)之材料而構成、且由X射線繞射所形成之繞射峰實質上係CrN(200)之遮光膜，比起由鉻單獨構成之遮光 膜，乾式蝕刻速度變快，且可實現乾式蝕刻時間之縮短化。並且，因可使乾式蝕刻速度變快，故可使遮光膜之圖案化時所必須之光阻膜之膜厚變薄，且使遮光膜之圖案精度(CD精度)變得良好。
又，本發明中，較佳為上述遮光膜2以鉻(Cr)為基準時於深度方向大致均勻地含有氮(N)。藉由使遮光膜以鉻(Cr)為基準時於深度方向大致均勻地含有氮(N)，於遮光膜之深度方向形成大致均勻組成的CrN(200)，且實質上不含Cr(110)成分。因此，以鉻(Cr)為基準時於深度方向大致均勻地含有氮(N)之遮光膜，進一步發揮本發明之提高乾式蝕刻速度之效果，進而使圖案剖面變得良好，亦即，用以垂直地豎立之蝕刻製程(蝕刻條件等)之設定變得容易。
於此，具體而言，所謂以鉻(Cr)為基準時於深度方向大致均勻地含有氮(N)係指如下狀態：於遮光膜之表面附近與透光性基板側之遮光膜界面以外之區域內，「鉻(Cr)為1時之氮(N)之比例的平均值±0.05」。較佳為鉻(Cr)為1時之氮(N)之比例的平均值±0.025；更佳為鉻(Cr)為1時之氮(N)之比例的平均值±0.01。
上述遮光膜2，即使於將形成於其上之光阻圖案作為遮罩並藉由乾式蝕刻而圖案化時，產生光阻膜之膜損耗，亦可以於遮光膜之圖案化結束時點殘留有光阻膜之方式，於乾式蝕刻處理中，作為與光阻之選擇比超過1之材料。選擇比以乾式蝕刻處理中之光阻的膜損耗量與遮光膜的膜損耗量之比(=遮光膜之膜損耗量/光阻之膜損耗量)來表示。較佳為，自防止遮光膜圖案之剖面形狀惡化、或抑制總體負載現象之方面來說，遮光膜與光阻之選擇比為超過1且10以下，更佳為超過1 且5以下。
又，含有上述鉻與氮之鉻系材料之遮光膜，於對實現圖案之細微化有效的200nm以下之曝光波長中，即使不使膜厚變厚，亦可以某種程度之薄膜而獲得所需之光學濃度(較佳為例如2.5以上)。即，可使遮光膜具有必要的遮光性能，並且實現遮光膜之薄膜化。
作為上述遮光膜2中之氮含有量，較佳為於15~80原子%之範圍內。若氮含有量未滿15原子%，則難以獲得乾式蝕刻速度比鉻單獨物質快之效果。又，若氮含有量超過80原子%，則波長200nm以下之例如氟化氬(ArF)激生分子雷射(波長193nm)中之吸收係數變小，因此，為了獲得所需之光學濃度(例如2.5以上)，必須將膜厚增厚。
本發明中，上述遮光膜2可進而含有氧。此時，較佳為：自表面側朝向透光性基板側，氧含有量減少。藉由自遮光膜之表面側朝向透光性基板側使氧含有量減少，可以朝向遮光膜之深度方向(即自遮光膜之表面側朝向透光性基板側)乾式蝕刻速度變慢之方式進行控制。藉此，可使總體負載現象減少，且使圖案精度提高。透光性基板側之乾式蝕刻速度伴隨接近於表面側之乾式蝕刻速度，由圖案粗密而造成之CD偏差(亦即總體負載誤差)變大。因此，使透光性基板側之乾式蝕刻速度相對於表面側之乾式蝕刻速度而適當變慢時，可減少總體負載誤差，使圖案精度提高。
遮光膜2中含有氧之情形之氧含有量較佳為5~80原子%之範圍內。若氧含有量未滿5原子%，則難以獲得以朝向遮光膜之深度方向使乾式蝕刻速度變慢之方式進行控制的效果。另一方面，若氧含有量超 過80原子%，則波長200nm以下之例如ArF激生分子雷射(波長193nm)中之吸收係數變小，因此，為了獲得所需之光學濃度(例如2.5以上)，必須使膜厚變厚。又，尤其佳為，遮光膜2中之氧含有量於10~50原子%之範圍內。
又，遮光膜2中亦可含有氮與氧兩者。此時之含有量較佳為，氮與氧之合計於10~80原子%之範圍內。又，遮光膜2中含有氮與氧兩者之情形之氮與氧的含有比無特別限制，可兼顧吸收係數等而適當決定。
又，遮光膜2中可含有碳。遮光膜2中含有碳之情形，較佳為碳含有量於1~20原子%之範圍內。碳具有使導電性提高、使反射率降低之效果。但是，若遮光膜中含有碳，則乾式蝕刻速度降低，藉由乾式蝕刻使遮光膜圖案化時所須要之乾式蝕刻時間變長，難以使光阻膜薄膜化。自以上方面來說，碳含有量較佳為1~20原子%，更佳為3~15原子%。
上述遮光膜2之形成方法無須特別限制，但其中較佳可舉出濺鍍成膜法。利用濺鍍成膜法，可均勻地形成膜厚固定之膜，因此對本發明來說較佳。藉由濺鍍成膜法而於透光性基板1上形成上述遮光膜2時，使用鉻(Cr)靶材作為濺鍍靶材，導入腔室內之濺鍍氣體係使用於氬氣或氦氣等惰性氣體中混合有氧、氮或二氧化碳、一氧化氮等氣體者。若使用於氬氣等惰性氣體中混合有氮氣之濺鍍氣體，可形成含有鉻與氮之遮光膜。又，若使用於氬氣等惰性氣體中混合有氧氣或二氧化碳氣體之濺鍍氣體，可形成在鉻中含有氧之遮光膜，又，若使用於氬氣 等惰性氣體中混合有一氧化氮氣體之濺鍍氣體，可形成在鉻中含有氮與氧之遮光膜。又，若使用於氬氣等惰性氣體中混合有甲烷氣體之濺鍍氣體，可形成在鉻中含有碳之遮光膜。
本發明於構成遮光膜之所有層中，成膜時，於含氮之環境中進行濺鍍成膜。
上述遮光膜2之膜厚以相對於曝光光而光學濃度為2.5以上之方式而設定。具體而言，較佳為上述遮光膜2之膜厚為90nm以下。其原因在於考慮如下之情形：為了與近年將圖案細微化為次微米級之圖案尺寸相對應，膜厚超過90nm時，由於乾式蝕刻時之圖案之微負載現象等，難以形成細微圖案。藉由使膜厚薄至某種程度，可實現圖案之縱橫尺寸比(圖案深度相對於圖案寬度之比)之降低，可降低由總體負載現象及微負載現象而造成之線寬誤差。進而，藉由使膜厚變薄為某種程度，尤其可防止對次微米級之圖案尺寸之圖案的損害(崩壞等)。本發明中之遮光膜2於200nm以下之曝光波長中，作為膜厚為90nm以下之薄膜亦可獲得所需之光學濃度(例如2.5以上)。關於遮光膜2之膜厚之下限，可於獲得所需之光學濃度之範圍內變薄。
又，上述遮光膜2不限定於單層，亦可為多層，但任一種膜中至少含有氮為佳。遮光膜2亦可為表層部(上層部)中含有例如氧之反射防止層者。此時，作為反射防止層，較佳可列舉有例如CrO、CrCO、CrNO、CrCON等材質。藉由設置反射防止層，可將曝光波長之反射率抑制為例如20%以下，較佳為15%以下，因此可於將遮罩圖案轉印於被轉印體時，抑制與投影曝光面之間之多重反射，且可抑制成像特性之降低。 進而，較理想的是，將相對於用於光罩毛胚或光罩之缺陷檢查之波長(例如257nm、364nm、488nm等)的反射率設為例如30%以下，以高精度地檢測缺陷。尤其理想的是，藉由使用含有碳之膜作為反射防止層，可使對曝光波長之反射率降低，且可相對於將上述檢查波長(尤其257'nm)之反射率設為20%以下。具體而言，較佳為碳含有量為5~20原子%。碳含有量未滿5原子%時，使反射率降低之效果變小，又，碳含有量超過20原子%時，乾式蝕刻速度降低，藉由乾式蝕刻使遮光膜圖案化時所須要之乾式蝕刻時間變長，難以使光阻膜薄膜化，故不佳。
再者，反射防止層亦可根據需要設置於透光性基板側。
又，上述遮光膜2亦可為組成傾斜膜，該組成傾斜膜中，鉻與氧、氮、碳等元素之含有量於深度方向不同，且於表層部之反射防止層與除此以外之層(遮光層)係階段地或連續地組成傾斜。為使上述遮光膜為組成傾斜膜，較佳的方法係於成膜中適當地切換例如上述濺鍍成膜時之濺鍍氣體之種類(組成)。
又，作為光罩毛胚，如下述圖2(a)中所示，亦可為於上述遮光膜2上形成光阻膜3之形態。較佳為，為使遮光膜之圖案精度(CD精度)良好，而使光阻膜3之膜厚儘可能地薄。如本實施形態般之所謂二元光罩用光罩毛胚之情形，具體而言，較佳為光阻膜3之膜厚為300nm以下。更佳為200nm以下，更佳為150nm以下。光阻膜之膜厚之下限以將光阻圖案作為遮罩而乾式蝕刻遮光膜時，殘留有光阻膜之方式而設定。又，較佳為，為獲得高解像度，光阻膜3之材料使用光阻靈敏度高的化學增幅型光阻。
其次，就使用圖1所示之光罩毛胚10之光罩之製造方法加以說明。
使用該光罩毛胚10之光罩之製造方法係具有利用乾式蝕刻使光罩毛胚10之遮光膜2圖案化的步驟，具體而言，具有如下步驟：對形成於光罩毛胚10上之光阻膜實施所需之圖案曝光(圖案描繪)的步驟；根據所需之圖案曝光顯影上述光阻膜而形成光阻圖案之步驟；沿光阻圖案蝕刻上述遮光膜之步驟；以及剝離去除殘存之光阻圖案之步驟。
圖2係按順序表示使用光罩毛胚10之光罩之製造步驟的剖面圖。
圖2(a)表示於圖1之光罩毛胚10之遮光膜2上形成光阻膜3之狀態。再者，作為光阻材料，可使用正型光阻材料，亦可使用負型光阻材料。
其次，圖2(b)表示對形成於光罩毛胚10上之光阻膜3實施所需之圖案曝光(圖案描繪)的步驟。圖案曝光使用電子束描繪裝置等而進行。上述光阻材料使用具有與電子束或雷射相對應之感光性者。
其次，圖2(c)表示根據所需之圖案曝光顯影光阻膜3而形成光阻圖案3a之步驟。該步驟中，對形成於光罩毛胚10上之光阻膜3實施所需之圖案曝光後，供給顯影液，溶解可溶於顯影液之光阻膜部位，形成光阻圖案3a。
繼而，圖2(d)表示沿上述光阻圖案3a蝕刻遮光膜2之步驟。因本發明之光罩毛胚適用於乾式蝕刻，故蝕刻較佳為使用乾式蝕刻。該蝕刻步驟中，將上述光阻圖案3a作為遮罩，藉由乾式蝕刻，去除未形成光阻圖案3a之遮光膜2露出之部位，藉此將所需之遮光膜圖案2a(遮罩圖案)形成於透光性基板1上。
對於本發明而言，較佳為該乾式蝕刻中使用乾式蝕刻氣體，該乾式蝕刻氣體由氯系氣體、或含有氯系氣體與氧氣之混合氣體而構成。對於本發明中之由主要含有鉻及氮等之材料而構成之遮光膜2，使用上述乾式蝕刻氣體進行乾式蝕刻，藉此可提高乾式蝕刻速度，可實現乾式蝕刻時間之縮短，且可形成剖面形狀良好的遮光膜圖案。作為乾式蝕刻氣體中所使用之氯系氣體，可列舉例如Cl2 、SiCl4 、HCl、CCl4 、CHCl3 等。
再者，由含有鉻與氮之外進而含有氧之材料而構成之遮光膜的情形時，因藉由遮光膜中之氧、鉻以及氯系氣體之反應生成氯氧化鉻，故於乾式蝕刻中使用由氯系氣體與氧氣之混合氣體而構成之乾式蝕刻氣體時，可與遮光膜所含之氧含有量相對應，使乾式蝕刻氣體中之氧含有量減少。如此，藉由使用使氧的含量減少之乾式蝕刻氣體進行乾式蝕刻，可減少對光阻圖案有不良影響之氧的含量，且可防止對乾式蝕刻時之光阻圖案之損害，因此可獲得遮光膜之圖案精度得到提高之光罩。再者，根據遮光膜所含之氧含有量，亦可使用乾式蝕刻氣體中之氧的含量為零的未含有氧之乾式蝕刻氣體。
圖2(e)表示藉由剝離去除所殘存之光阻圖案3a而獲得之光罩20。如此，可完成高精度地形成有剖面形狀良好之遮光膜圖案之光罩。
再者，本發明並非限定於以上所說明之實施形態。亦即，並非限定於透光性基板上形成遮光膜之所謂二元光罩用光罩毛胚，亦可為例如用以半調型移相光罩之製造之光罩毛胚。此時，只要可如下述第2實施形態所示，成為於透光性基板上之半調型移相膜上形成有遮光膜 之構造，半調型移相膜與遮光膜相重疊而獲得所需之光學濃度(例如2.5以上)即可，因此遮光膜本身之光學濃度亦可為小於例如2.5之值。
其次，使用圖3(a)，說明本發明之光罩毛胚之第2實施形態。
圖3(a)之光罩毛胚30係於透光性基板1上具有由半調型移相膜4、其上之遮光層5以及反射防止層6而構成之遮光膜2的形態者。關於透光性基板1、遮光膜2，因於上述第1實施形態中已說明，故省略。
上述半調型移相膜4係使實質上無助於曝光之強度的光(例如，對於曝光波長為1%~40%)透過者，且係具有規定相位差者。該半調型移相膜4係如下所述者：利用使該半調型移相膜4圖案化之光半透過部、以及未形成有半調型移相膜4並使實質上無助於曝光之強度的光透過的光透過部，藉由使透過光半透過部之光之相位相對於透過光透過部的光的相位實質上變為反轉的關係，以使通過光半透過部與光透過部之邊界部附近且藉由繞射現象而繞射於對方區域內之光相互消除，將邊界部之光強度設為大致零，使邊界部之對比度(即，解像度)提高。
較佳為，該半調型移相膜4使用與形成於其上之遮光膜2之蝕刻特性不同的材料。例如，作為半調型移相膜4，可列舉鉬、鎢、鉭、鉿等金屬；矽、氧及/或氮為主要構成要素之材料。又，半調型移相膜4可為單層，亦可為多層。
該第2實施形態中之上述遮光膜2以於半調型移相膜與遮光膜相重疊之積層構造中，相對於曝光光，光學濃度為2.5以上的方式而設定。較佳為如此而設定之遮光膜2之膜厚為50nm以下。其理由與上述第1實施形態相同，係考慮如下情形：由於乾式蝕刻時之圖案之微負 載現象等，難以形成細微圖案。藉由使遮光膜之膜厚為50nm以下，可進一步降低由乾式蝕刻時之總體負載現象及微負載現象而造成之線寬誤差。又，本實施形態中，較佳為形成於上述反射防止層6上之光阻膜之膜厚為250nm以下。更佳為200nm以下，更佳為150nm以下。光阻膜之膜厚之下限以將光阻圖案作為遮罩而對遮光膜進行乾式蝕刻時，殘留有光阻膜之方式而設定。又，與上述實施形態之情形相同，較佳為，為獲得高解像度，光阻膜之材料使用光阻靈敏度高的化學增幅型光阻。
(實施例)
以下，藉由實施例，就本發明之實施形態進而加以具體地說明。並且，就相對於實施例之比較例加以說明。
(實施例1)
本實施例之光罩毛胚於透光性基板1上包括遮光膜2，該遮光膜2由遮光層以及反射防止層而構成。
該光罩毛胚可利用如下之方法製造。
使用濺鍍裝置，濺鍍靶材使用鉻靶材，於氬氣、氮氣、以及氦氣之混合氣體(Ar：30體積%、N2 ：30體積%、He：40體積%)環境中，進行反應性濺鍍，於透光性基板1上形成遮光層，之後，於氬氣、氮氣、甲烷氣體、以及氦氣之混合氣體(Ar：54體積%、N2 ：10體積%、CH4 ：6體積%、He：30體積%)環境中，進行反應性濺鍍，繼而，於氬氣以及一氧化氮氣體之混合氣體(Ar：90體積%、NO：10體積%)環境中，進行反應性濺鍍，藉此形成反射防止層，於由合成石英玻璃而構 成之透光性基板1上形成遮光膜2。再者，於下述條件下，形成遮光膜，該條件係上述遮光層成膜時之濺鍍裝置之功率為1.16kW，總氣壓為0.17帕斯卡(Pa)，反射防止層成膜時之濺鍍裝置之功率為0.33kW，總氣壓為0.28帕斯卡(Pa)。遮光膜之膜厚為67nm。關於遮光膜，藉由拉塞福(Rutherford)逆散射譜法進行組成分析之結果，其係鉻(Cr)膜，該鉻(Cr)膜含有33.0原子%之氮(N)、12.3原子%之氧(O)、以及5.9原子%之氫(H)。又，藉由奧傑電子能譜法進行組成分析之結果，上述遮光膜中含有8.0原子%之碳(C)。
圖5係表示本實施例之遮光膜之由拉塞福逆散射譜法而獲得的遮光膜的深度方向之組成分析結果的圖。其中，圖5之縱軸表示將鉻設為1時之各元素之組成比。
據該結果，遮光膜中之遮光層為混入有若干鉻、氮及用於反射防止層之形成之氧、碳的組成傾斜膜。又，反射防止層為混人有若干鉻、氮及氧、以及碳之組成傾斜膜。再者，遮光膜中之氧於表面側之反射防止層中的含有量高，整體而言，朝向深度方向含有量減少。又，關於遮光膜中之氫，表面側之反射防止層中之含有量高，整體而言，朝向遮光膜之深度方向，氫含有量略減少。並且，尤其具有特徵之點在於，以鉻為基準時於遮光膜之深度方向均勻地含有氮。
又，對本實施例之遮光膜進行X射線繞射之分析後，於繞射角度2θ為44.081 deg之位置檢測1個繞射峰，判明本實施例之遮光膜係以CrN(200)為主體之膜。
該遮光膜之光學濃度為3.0。又，可將該遮光膜之曝光波長193nm 之反射率抑制得低至14.8%。進而，光罩之缺陷檢查波長為257nm或364nm之反射率分別為19.9%、19.7%，該反射率在檢查方面沒有問題。
其次，於上述光罩毛胚上，形成作為化學增幅型光阻之電子束描繪用光阻膜(富士FILM ELECTRONIC MATERIALS公司製造：FEP171)。光阻膜之形成係使用旋轉器(旋轉塗佈裝置)而旋轉塗佈。再者，塗佈上述光阻膜後，使用加熱乾燥裝置，進行規定之加熱乾燥處理。
其次，使用電子束描繪裝置對形成於光罩毛胚上之光阻膜進行所需之圖案描繪(80nm之線與間隔圖案)後，利用規定之顯影液顯影，形成光阻圖案。
其次，沿上述光阻圖案，進行由遮光層與反射防止層而構成之遮光膜2之乾式蝕刻，形成遮光膜圖案2a。作為乾式蝕刻氣體，使用氯(Cl2 )氣與氧(O2 )氣之混合氣體(Cl2 ：O2 =4：1)。此時，遮光膜整體之蝕刻速度為3.8Å/秒。遮光膜之深度方向之蝕刻速度比遮光膜之表面側的蝕刻速度快，且有透光性基板側之蝕刻速度慢之傾向。
本實施例中，遮光膜2由主要含有鉻與氮之材料而構成，且係以CrN(200)作為主體之膜，藉此，可提高遮光膜2整體之蝕刻速度。又，遮光膜2中之反射防止層主要含有較多氧，且朝向深度方向氧含有量減少，從而朝向遮光膜之深度方向乾式蝕刻速度適當變慢，藉此，將總體負載誤差控制為實用上可容許之數值。如此，遮光膜2於膜厚薄時蝕刻速度快，蝕刻時間亦短，因此遮光膜圖案2a之剖面形狀亦變為垂直形狀，變得良好。又，於遮光膜圖案2a上殘留有光阻膜。
最後，剝離所殘留之光阻圖案，獲得光罩。其結果為，可製作如下光罩：於透光性基板上形成有80nm之線與間隔的遮光膜圖案。
(實施例2)
圖3係表示本實施例之光罩毛胚及使用該光罩毛胚之光罩的製造步驟的剖面圖。本實施例之光罩毛胚30如圖3(a)所示，於透光性基板1上，包括遮光膜2，該遮光膜2由半調型移相膜4、其上之遮光層5、以及反射防止層6而構成。
該光罩毛胚30可利用如下之方法製造。
於由合成石英玻璃而構成之透光性基板上，使用單片式濺鍍裝置，且濺鍍靶材使用鉬(Mo)與矽(Si)之混合靶材(Mo：Si=8：92mol%)，於氬(Ar)、以及氮(N2 )之混合氣體環境(Ar：N2 =10體積%：90體積%)下，藉由反應性濺鍍(DC濺鍍(direct-current sputtering，直流濺鍍))，使由以鉬、矽、及氮作為主要構成要素之單層而構成的ArF激生分子雷射(波長193nm)用半調型移相膜形成為膜厚69nm。再者，該半調型移相膜於ArF激生分子雷射(波長193nm)中，透過率為5.5%，相移量約為180°。
其次，以與實施例1相同之方式，於上述半調型移相膜上形成由總膜厚為48nm之遮光層及反射防止層而構成之遮光膜。
其次，於上述光罩毛胚30上，形成作為化學增幅型光阻之電子束描繪用光阻膜(富士FILM ELECTRONIC MATERIALS公司製造：FEP171，膜厚：200nm)。光阻膜之形成係使用旋轉器(旋轉塗佈裝置)而旋轉塗佈。再者，塗佈上述光阻膜後，使用加熱乾燥裝置進行規定 之加熱乾燥處理。
其次，使用電子束描繪裝置對形成於上述光罩毛胚30上之光阻膜進行所需之圖案描繪(70nm之線與間隔圖案)後，利用規定之顯影液顯影，形成光阻圖案7(參照圖3(b))。
其次，沿上述光阻圖案7，進行由遮光層5與反射防止層6而構成之遮光膜2之乾式蝕刻，形成遮光膜圖案2a(參照圖3(c))。
其次，將上述遮光膜圖案2a及光阻圖案7作為遮罩，且進行半調型移相膜4之蝕刻，形成半調型移相膜圖案4a(參照圖3(d))。因該半調型移相膜4之蝕刻中，上述遮光膜圖案2a之剖面形狀對其具有影響，遮光膜圖案2a之剖面形狀良好，因此半調型移相膜圖案4a之剖面形狀亦良好。
其次，剝離所殘存之光阻圖案7後，再次塗佈光阻膜8，且於進行用以去除轉印區域內之不要的遮光膜圖案之圖案曝光後，顯影該光阻膜8，從而形成光阻圖案8a(參照圖3(e)、圖3(f))。繼而，使用濕式蝕刻去除不要的遮光膜圖案，剝離殘存之光阻圖案，獲得光罩40(參照圖3(g))。
其結果為，可製作於透光性基板上形成有70nm之線與間隔的半調型移相膜圖案之光罩。又，將總體負載誤差控制為使用上可容許之數值。
又，圖3(g)所示之例係於作為轉印區域(遮罩圖案形成區域)以外之區域之周邊區域內，於移相膜上形成遮光膜者。該遮光膜係使曝光光無法通過該周邊區域者。亦即，移相光罩作為縮小投影曝光裝置(步進 機)之遮罩而使用，但使用該縮小投影曝光裝置進行圖案轉印時，以僅使移相光罩之轉印區域露出的方式，利用該曝光裝置所具備之包覆構件(光圈)包覆周緣區域進行曝光。但是，難以高精度地以僅使轉印區域露出之方式設置該包覆構件，多數情形時，露出部分伸出於轉印區域之外周周圍之非轉印區域。通常，為了遮斷該伸出之曝光光，於遮罩之非轉印區域設置遮光膜。半調型移相光罩之情形，移相膜具有遮光功能，但該移相膜並非完全遮斷曝光光者，其使由1次曝光而實質上無助於曝光之程度之微小的量的曝光光通過。因此，產生如下之情形：重複步驟時，藉由該伸出部分已通過移相膜之曝光光到達已經進行了圖案曝光之區域，並進行重複曝光，或其他曝光時，於與同樣藉由伸出部分進行微小曝光之部分重複曝光。有時由於該重複曝光，加上其等而達到有助於曝光之量，從而產生缺陷。於作為遮罩圖案形成區域以外之區域、即周邊區域內，形成於移相膜上之上述遮光膜係解決該問題者。又，於遮罩之周邊區域內標出識別用符號等時，若有遮光膜，則易於識別所標出之符號等。
(實施例3)
於由與實施例1相同之合成石英玻璃而構成之透光性基板上，使用單片式濺鍍裝置，濺鍍靶材使用鉭(Ta)與鉿(Hf)之混合靶材(Ta：Hf=90：10 at%)，於氬(Ar)氣環境中，藉由直流磁控濺鍍，形成膜厚75Å之TaHf膜，其次，使用Si靶材，於氬氣、氧氣以及氮氣之混合氣體環境中，藉由反應性濺鍍，形成膜厚740Å之SiON膜(Si：O：N=40：27：33 at%)。即，形成以將TaHf膜設為下層、將SiON膜設為上層之 二層而構成之ArF激生分子雷射(波長193nm)用半調型移相膜。再者，該半調型移相膜於ArF激生分子雷射(波長193nm)中，具有透過率為15.0%之高透過率，相移量約為180°。
其次，於上述半調型移相膜上，以與實施例2完全相同之方式，形成由總膜厚為48nm之遮光層及反射防止層而構成之遮光膜。
使用如此而獲得之半調型移相光罩用光罩毛胚，以與實施例2相同之方式，製作半調型移相光罩。但是，本實施例中，如圖4所示，不去除轉印區域內之遮光膜圖案，而於除與光罩圖案中之光透過部(未形成遮罩圖案且透明基板露出之部分)之邊界部以外的部分形成遮光膜。
其結果為，可製作於透光性基板上形成有70nm之線與間隔的半調型移相膜圖案之光罩。又，將總體負載誤差控制為使用上可容許之數值。
圖4所示之半調型移相光罩係如下者：位於形成有移相膜之遮罩圖案之區域內，於除與遮罩圖案中之光透過部(未形成遮罩圖案且透明基板露出之部分)之邊界部以外的部分形成遮光膜，藉此使原來希望完全遮光之部分更完全地遮光。亦即，此係因為，較理想的是，於形成有遮罩圖案之區域內，作為遮罩圖案之移相膜原來所要求之功能，較佳為使僅於與光透過部之邊界部使相位移動之光透過，其他大部分(除上述邊界部以外之部分)寧可完全地遮光。如本實施例般，具有對曝光光的透過率高之移相膜之情形時，本實施例之光罩之形態尤其較佳。
(實施例4)
除了於以下條件下對形成於實施例2中之半調型移相膜4上之遮光膜2進行濺鍍成膜以外，以與實施例2相同之方式，製作光罩毛胚及光罩。半調型移相膜上之遮光膜，使用濺鍍裝置，濺鍍靶材使用鉻靶材，於氬氣、氮氣、以及氦氣之混合氣體(Ar：15體積%、N2 ：30體積%、He：55體積%)環境中，進行反應性濺鍍形成遮光層後，於氬氣、氮氣、甲烷氣體、以及氦氣之混合氣體(Ar：54體積%、N2 ：10體積%、CH4 ：6體積%、He：30體積%)環境中，進行反應性濺鍍，繼而，於氬氣、以及一氧化氮氣體之混合氣體(Ar：90體積%、NO：10體積%)環境中，進行反應性濺鍍，藉此形成反射防止層，從而形成遮光膜。再者，遮光層及反射防止層成膜時之濺鍍裝置之功率、總氣壓與實施例1相同，於此條件下遮光膜之膜厚為48nm。
利用拉塞福逆散射譜法對本實施例之遮光膜進行遮光膜之深度方向的組成分析後，確認於遮光膜之深度方向均勻地含有以鉻為基準(亦即，1)時之氮。
又，對本實施例之遮光膜進行X射線繞射之分析後，上述遮光膜係繞射峰強度弱且結晶性亦不太高之膜。
使用如此而獲得之半調型移相光罩用光罩毛胚，以與實施例2相同之方式，製作半調型移相光罩。
其結果為，可製作於透光性基板上形成有70nm之線與間隔的半調型移相膜圖案之光罩。又，將總體負載誤差控制為使用上可容許之數值。
(比較例)
濺鍍靶材使用鉻靶材，於氬氣與氮氣之混合氣體(Ar：70體積%、N2 ：30體積%)環境中，進行反應性濺鍍，於透光性基板1上形成遮光層，之後，於氬氣與甲烷氣體之混合氣體(Ar：90體積%、CH4 ：10體積%)環境中，進行反應性濺鍍，繼而，於氬氣與一氧化氮氣體之混合氣體(Ar：90體積%、NO：10體積%)環境中，進行反應性濺鍍，藉此，形成反射防止層，於由合成石英玻璃而構成之透光性基板1上形成遮光膜2。再者，於下述條件下形成遮光膜，該條件係上述遮光層成膜時之濺鍍裝置之功率為0.33kW，總氣壓為0.28帕斯卡(Pa)，反射防止層成膜時之濺鍍裝置之功率為0.33kW，總氣壓為0.28帕斯卡(Pa)。遮光膜之膜厚為70nm。
對本比較例之遮光膜進行X射線繞射之分析後，檢測繞射角度2θ為43.993 deg與45.273 deg之2個繞射峰，判明本比較例之遮光膜係混合有CrN(200)與Cr(110)之膜。
又，利用拉塞福逆散射譜法對本比較例之遮光膜進行遮光膜之深度方向的組成分析結果後可知，以鉻為基準時未於遮光膜之深度方向均勻地含有氮，尤其，遮光層中於深度方向氮減少。
其次，於上述光罩毛胚上形成作為化學增幅型光阻之電子束描繪用光阻膜(富士FILM ELECTRONIC MATERIALS公司製造：FEP171)。光阻膜之形成係使用旋轉器(旋轉塗佈裝置)進行旋轉塗佈。再者，塗佈上述光阻膜後，使用加熱乾燥裝置進行規定之加熱乾燥處理。
其次，使用電子束描繪裝置，對形成於光罩毛胚上之光阻膜進行所需之圖案描繪(80nm之線與間隔圖案)後，利用規定之顯影液顯影， 形成光阻圖案。
其次，沿上述光阻圖案，進行由遮光層與反射防止層而構成之遮光膜2之乾式蝕刻，形成遮光膜圖案2a。作為乾式蝕刻氣體，使用氯(Cl2 )氣與氧(O2 )氣之混合氣體(Cl2 ：O2 =4：1)。此時，遮光膜整體之蝕刻速度為2.4Å/秒。遮光膜之深度方向之蝕刻速度與遮光膜的表面側以及透光性基板側相同。
本比較例中，因遮光膜2之乾式蝕刻速度慢，故遮光膜2之乾式蝕刻時間變長，無法獲得剖面形狀良好的遮光膜圖案。又，由於乾式蝕刻時間變長，必須使光阻膜形成得厚，因此，無法獲得良好的解像性、圖案精度。又，朝向遮光膜之深度方向，乾式蝕刻速度大致固定，因此，總體負載誤差變大，無法將總體負載誤差控制為使用上可容許之數值。
(半導體裝置之製造方法)
將根據實施例1~4而獲得之光罩安裝於曝光裝置，於半導體基板上之光阻膜進行圖案轉印，而製作半導體裝置時，可獲得形成於半導體基板上之電路圖案無缺陷、良好的半導體裝置。
1‧‧‧透光性基板
2‧‧‧遮光膜
2a‧‧‧遮光膜圖案
4‧‧‧半調型移相膜
4a‧‧‧半調型移相膜圖案
5‧‧‧遮光層
6‧‧‧反射防止層
7‧‧‧光阻圖案
8‧‧‧光阻膜
8a‧‧‧光阻圖案
30‧‧‧光罩毛胚
40‧‧‧光罩

Claims (5)

  1. 一種光罩毛胚，係於透光性基板上具有設定為相對於曝光光線之光學濃度為2.5以上之積層膜者，其特徵為，上述光罩毛胚係對應於下述光罩製作方法之乾式蝕刻處理用光罩毛胚：將形成於上述積層膜上之遮罩圖案作為遮罩，藉由乾式蝕刻處理，將上述積層膜圖案化；上述積層膜係自上述透光性基板側具有：第1層，由含有金屬、矽、氧及氮中之至少一種的材料所構成；及第2層，由主要含有鉻(Cr)與氮(N)之材料所構成，且，由X射線繞射所得之繞射峰實質上係由CrN(200)構成，CrN為氮化鉻。
  2. 如申請專利範圍第1項之光罩毛胚，其中，上述第2層以鉻(Cr)為基準時，於深度方向大致均勻地含有氮(N)；於上述第2層的表面附近與透光性基板側的第2層之界面以外之區域中，鉻(Cr)為1時之氮(N)的比例平均值為±0.05。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之光罩毛胚，其中，上述第2層進一步含有氧，氧之含有量自表面側朝向透光性基板側減少。
  4. 一種光罩之製造方法，其特徵在於：藉由乾式蝕刻，將申請專利範圍第1或2項之光罩毛胚中之上述第2層圖案化而形成第2層圖案後，以該圖案作為遮罩，藉由乾式蝕刻將上述第1層圖案化。
  5. 一種半導體裝置之製造方法，係將申請專利範圍第4項之光罩安裝於曝光裝置，並對半導體基板上的光阻膜進行圖案轉印。
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