TWI526775B - 空白光罩及光罩之製造方法 - Google Patents

空白光罩及光罩之製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI526775B
TWI526775B TW099143404A TW99143404A TWI526775B TW I526775 B TWI526775 B TW I526775B TW 099143404 A TW099143404 A TW 099143404A TW 99143404 A TW99143404 A TW 99143404A TW I526775 B TWI526775 B TW I526775B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
film
chromium
dry etching
etched
chlorine
Prior art date
Application number
TW099143404A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201131286A (en
Inventor
小嶋洋介
吉川博樹
稻月判臣
小板橋龍二
Original Assignee
凸版印刷股份有限公司
信越化學工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 凸版印刷股份有限公司, 信越化學工業股份有限公司 filed Critical 凸版印刷股份有限公司
Publication of TW201131286A publication Critical patent/TW201131286A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI526775B publication Critical patent/TWI526775B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/30—Alternating PSM, e.g. Levenson-Shibuya PSM; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/80—Etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

空白光罩及光罩之製造方法
本發明係關於一種空白光罩及光罩之製造方法，其可用於具有高精確度之微細圖案之半導體積體電路等之製造。
近年來，隨著大規模積體電路(LSI)等之半導體元件的高積體化，朝向電路圖案之微細化推進。為了實現如此之微細電路圖案，已要求構成電路之配線圖案或接觸孔圖案之細線化。一般由於此等之圖案化係藉由使用光罩之光刻所形成，成為原版之光罩的圖案正尋求以微細且高精確度予以形成。
然而，光罩圖案之作成係在具有在玻璃基板等之透明性基板上所形成的遮光膜之空白光罩上形成光阻膜，其後，藉由光或電子束而將圖案描繪在此光阻膜上，顯影描繪有圖案的光阻膜而形成光阻圖案，將此光阻圖案作為蝕刻光罩而蝕刻遮光膜，形成由遮光部與透光部所構成的圖案(光罩圖案)為一般之方法。隨著光罩圖案之微細化，描繪係電子束曝光成為主流，另外，蝕刻則使用氣體電漿之乾蝕刻成為主流。
圖案之描繪所用之電子束描繪裝置係隨著圖案微細化之要求且為了獲得高解析能力，朝向高加速電壓化推進。然而，若電子束之加速電壓高時，於描繪光阻之際，具有穿透光阻膜的電子量將增加且光阻的感度將降低之問題。
因此，光罩製作所用之光阻係使感度高的化學增幅型光阻已成為主流。代表性之化學增幅型光阻係使用經由光或電子束而產生酸之光酸產生劑。負型光阻係經由照射光或電子束而使所發生的酸引起交聯反應，且使其部分對溶劑(顯影劑)之溶解性降低的方式來產生作用。正型光阻係經由照射光或電子束而使所發生的酸脫離樹脂之保護基而提高溶解性的方式來產生作用。所發生的酸係發揮作為觸媒之作用，使下一個反應開始，或使其加速等，引起鏈鎖之反應。因此，儘管如此之化學增幅型光阻為高感度，也具有高解像度之優點(例如，參閱專利文獻1)。
作為空白光罩之遮光膜係以鉻系化合物為主流。將由如此鉻系化合物所構成的遮光膜積層於透明性基板上或由矽系化合物而成之相位偏移膜上。另外，也有人提案一種空白光罩，其係將矽系化合物作為遮光膜使用，於其上積層由鉻系化合物或鉻金屬膜所構成的硬質遮罩或抗反射膜(例如，參閱專利文獻2)。
然而，在含有鉻之膜上直接設置化學增幅型光阻之該空白光罩之情形，在含有鉻之膜與化學增幅型光阻的界面中之化學增幅型光阻之剖面形狀將惡化。具體而言，該化學增幅型光阻為正型光阻之情形係成為下擺延伸形狀；負型光阻之情形則成為陷入形狀。此係由於在鉻化合物所具有的孤獨電子對(非共有電子對)配位有酸，因而在該界面附近的該光阻中之酸將失活。
如此方式，若光阻之剖面形狀惡化時，於將光阻圖案作為蝕刻遮罩而蝕刻含有鉻膜之際，偏離所期望之尺寸將發生。具體而言，正型光阻之情形，因下擺延伸形狀所導致的微小空間或孔之貫穿不良將發生。另外，負型光阻之情形，因陷入形狀所導致的顯影時或洗淨時之光阻圖案倒塌等將發生。
作為解決如此之問題的手段，有人提案由不含鉻之矽系化合物所構成的膜積層於含有鉻的膜上之方法(例如，參閱專利文獻3)。然而，該含有鉻之膜係利用氟系(F系)乾蝕刻而未實質地予以蝕刻、且利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻予以蝕刻。相對於此，由該不含鉻之矽系化合物所構成的膜係利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻而未實質地予以蝕刻、且利用氟系(F系)乾蝕刻予以蝕刻。因此，由於乾蝕刻之步驟與條件將增加，光罩製作之循環時間將增加，進行蝕刻裝置之速率控制或缺陷管理上將成為不利。另外，含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻係缺乏指向性且等方向性予以蝕刻。因此，經由含有氧之氯系乾蝕刻所圖案化的含有鉻之膜的尺寸係在利用異方向性氟系(F系)乾蝕刻所圖案化的不含鉻之矽化合物而成之膜的尺寸間發生偏離。其結果，成為最終光罩圖案的尺寸偏離之原因。另外，將尺寸相互不同的此二層膜作為蝕刻遮罩而進一步蝕刻下層膜之情形，具有此下層膜之剖面形狀將發生惡化之問題。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開平4-226461號公報
專利文獻2：日本專利特開平20-268980號公報
專利文獻3：日本專利特開平18-146151號公報
本發明之目的係提供一種能夠良好地形成圖案之空白光罩。
有關本發明之一觀點的空白光罩之形態，其係在含有鉻、利用氟系乾蝕刻而未實質地予以蝕刻且利用含有氧之氯系乾蝕刻為能夠蝕刻的第一膜上，積層有不含鉻、利用氟系乾蝕刻且利用含有氧之氯系乾蝕刻為能夠蝕刻的第二膜。
有關本發明之一觀點的光罩之製造方法之形態，其係包含：製備一種空白光罩的步驟，其係在含有鉻、利用氟系乾蝕刻而未實質地予以蝕刻且利用含有氧之氯系乾蝕刻為能夠蝕刻的第一膜上，形成有不含鉻、利用氟系乾蝕刻且利用含有氧之氯系乾蝕刻為能夠蝕刻的第二膜的步驟；在該第二膜上形成具有圖案之光阻的步驟；將該光阻作為遮罩而使用且利用含有氧之氯系乾蝕刻而蝕刻該第一膜與該第二膜的步驟；及去除該光阻的步驟。
若根據本發明，能夠提供一種能夠良好地形成圖案之空白光罩。
以下，參閱圖面而說明本發明之實施形態的詳細內容。
於本實施形態中，組成相互不同且以相同的乾蝕刻條件而最適地選擇能夠蝕刻的材料。因此，對應於半間距45 nm以下之圖案轉印的光罩製作課題，針對能夠達成微細圖案之形成與圖案尺寸之高精確度控制的空白光罩而加以說明。
如第1圖所示，有關本發明之實施形態的空白光罩(相位偏移膜)15係在透明性基板11之上，具備利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻而未實質地予以蝕刻且利用氟系(F系)乾蝕刻為能夠蝕刻的相位偏移膜12，在此相位偏移膜12之上，具備含有鉻、利用氟系(F系)乾蝕刻而未實質地予以蝕刻且利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻為能夠蝕刻的遮光膜(第一膜)13，在此遮光膜13之上，具備不含鉻、利用氟系(F系)乾蝕刻且含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻為能夠蝕刻的膜(第二膜)14。
亦即，不含鉻之膜(第二膜)14及含有鉻之遮光膜(第一膜)13係利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻予以蝕刻，不含鉻之膜(第二膜)14及相位偏移膜12係利用氟系(F系)乾蝕刻予以蝕刻。
於此，透明性基板11能夠使用石英玻璃、CaF2或矽酸鋁玻璃等。
相位偏移膜12係於以矽氧化物、矽氮化物或鉻氧氮化物作為主成分之矽系化合物中含有金屬者，且藉由適當地選擇含量之比率與膜厚而使相對於曝光波長之穿透率與相位差得以調整者。相對於曝光波長之穿透率的值係於最終的光罩製作結束時成為2%以上且40%以下。另外，相對於曝光波長之相位差的值係於最終的光罩製作結束時成為170度以上且190度以下。此等之值係根據所曝光的設計圖案或條件予以適當選擇。
該含有鉻之遮光膜(第一膜)13係以鉻氧化物、鉻氮化物或鉻氧氮化物作為主成分之金屬化合物膜或是以鉻為主成分之金屬膜或合金膜。也可以含有碳或氟等之非金屬元素。膜厚為30 nm以上且120 nm以下，相對於曝光波長之穿透率較佳為包含下層之相位偏移膜12而成為0.1%以下的方式來選擇膜厚。
還有，該含有鉻之遮光膜13之具體的原子組成係例如為鉻(Cr)=30至85原子%、氧(O)=0至60原子%、氮(N)=0至50原子%、碳(C)=0至20原子%之範圍。
另外，該含有鉻之遮光膜13也可以使含有複數種不同組成的鉻之膜得以積層而作成抗反射層。此情形下，將相對於曝光波長之反射率抑制至例如20%以下，較佳為15%以下；但是於曝光之際，期望抑制於光罩與投影曝光面之間的多重反射方面。再者，使相對於用在空白光罩或光罩之反射檢查的波長(例如257 nm)之反射率成為例如30%以下，期望高精確度地檢測出缺陷方面。
不含鉻之膜(第二膜)14之膜厚為0.5 nm以上且10 nm以下。另外，藉由反應性濺鍍等之方法而精確度良好地積層，且若考量光罩之顯影或洗淨時之損壞時，期望不含鉻之膜14的膜厚為1 nm以上。再者，將不含鉻之膜14之膜厚薄膜化成5 nm以下之情形，使用不含鉻之膜14上所形成的光阻而進行含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻之際，能夠快速結束不含鉻之膜14的蝕刻，故能夠減低對該光阻之損壞。
另外，不含鉻之膜14係含有過渡金屬。過渡金屬之例子可舉例：鉬(Mo)、鉭(Ta)、鎢(W)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)及鈮(Nb)等，從蝕刻加工容易性之觀點，期望為鉬。另外，不含鉻之膜14也可以含有該過渡金屬之矽氧化物、矽氮化物或鉻氧氮化物。
還有例如，相對於鉬(Mo)與矽(Si)之總和，不含鉻之膜14之具體的原子組成係鉬(Mo)為10原子%至100原子%之範圍。另外，從利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻之觀點，相對於鉬(Mo)與矽(Si)之總和，鉬(Mo)期望為30原子%至100原子%之範圍。
如此方式，空白光罩15係藉由適當選擇不含鉻之膜(第二膜)14的組成與膜厚，連續利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻而蝕刻不含鉻之膜(第二膜)14與含有鉻之遮光膜(第一膜)13，具有能夠形成光罩之結構。
還有，含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻之條件也可以為用於乾蝕刻鉻化合物膜之際的習知物，無特別之限制。另外，除了氯系氣體與氧氣之外，也可以混合氦等之惰性氣體。
另外，氟系(F系)乾蝕刻之條件也可以為乾蝕刻矽系化合物膜之下所用之習知者，無特別之限制。氟系氣體一般為CF4或C2F6，必要時也可以混合氮氣或氦等之惰性氣體。
另外，使用空白光罩15而形成光罩之際，在不含鉻之膜(第二膜)14上形成有光阻膜。此光阻膜之材料較佳為能夠使用高精確度圖案之形成的電子束描繪用之化學增幅型光阻。另外，此光阻無論正型或負型皆可。此光阻膜之膜厚例如為50 nm以上且350 nm以下。尤其，製作微細圖案形成所要求的光罩之情形，在防止圖案倒塌方面，由於使光阻圖案之縱橫比不變大的方式來薄膜化光阻膜為必要，較佳為200 nm以下之膜厚。另一方面，光阻膜之膜厚的下限係綜合考量所用之光阻膜材料的蝕刻承受性等之條件所決定。因此，使用一般材料之情形的光阻膜之膜厚為50 nm以上，更佳為75 nm以上。
如第2圖所示，有關本發明之實施形態的空白光罩(二元式光罩)25係在透明性基板21之上，具備含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻而未實質地予以蝕刻且利用氟系(F系)乾蝕刻為能夠蝕刻的遮光膜22；在此遮光膜22之上，具備含有鉻、利用氟系(F系)乾蝕刻而未實質地予以蝕刻且利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻為能夠蝕刻的硬質罩膜(第一膜)23；在此硬質罩膜23之上，具備不含鉻、利用氟系(F系)乾蝕刻且利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻為能夠蝕刻之膜(第二膜)24。
亦即，不含鉻之膜(第二膜)24及含有鉻之硬質罩膜(第一膜)23係利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻予以蝕刻，不含鉻之膜(第二膜)24及遮光膜22係利用氟系(F系)乾蝕刻予以蝕刻。
於此，透明性基板21之組成或膜厚係與上述之透明性基板11相同。
遮光膜22係以鉻氧化物、鉻氮化物或鉻氧氮化物作為主成分之矽系化合物中含有金屬者，藉由適當選擇含量之比率與膜厚而使相對於曝光波長之穿透率得以調整者。相對於曝光波長之穿透率的值較佳於最終的光罩製作結束時成為0.1%以下的方式來選擇。
另外，遮光膜22係也可以使複數種不同組成之矽系化合物膜積層而作成抗反射層來進行。此情形下，將相對於曝光波長之反射率抑制至例如20%以下，較佳抑制至15%以下，期望於曝光之際抑制在光罩與投影曝光面之間的多重反射方面。進一步使相對於用於空白光罩或光罩的反射檢查之波長(例如257 nm)的反射率設為例如30%以下，期望以高精確度檢測出缺陷方面。
含有鉻之硬質罩膜(第一膜)23係以鉻氧化物、鉻氮化物或鉻氧氮化物作為主成分之金屬化合物膜或是以鉻為主成分之金屬膜或合金膜，也可以含有碳或氟等之非金屬元素。膜厚為2 nm以上且30 nm以下，減低對低蝕刻時之光阻的損壞方面則期望為5 nm以下。
還有，含有鉻之硬質罩膜(第一膜)23之具體的組成之範圍係與含有上述之鉻的遮光膜13相同。
不含鉻之膜(第二膜)24之具體的組成或膜厚之範圍係與不含上述鉻的膜14相同。
如此方式，空白光罩25係適當選擇不含鉻之膜(第二膜)24的組成或膜厚，具有藉由利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻而連續蝕刻不含鉻之膜(第二膜)24與含有鉻之硬質罩膜(第一膜)23而能夠形成光罩之結構。
另外，於使用空白光罩25而形成光罩之際，在不含鉻之膜(第二膜)24上形成有光阻膜。此光阻膜之材料或膜厚係與在上述不含鉻之膜(第二膜)14上所形成的光阻膜相同。
若根據上述實施形態之空白光罩，含有利用氟系乾蝕刻而未實質地予以蝕刻且利用含有氧之氯系乾蝕刻為能夠蝕刻的第一膜上，積層有利用氟系乾蝕刻且利用含有氧之氯系乾蝕刻為能夠蝕刻之不含鉻的第二膜。
將直接化學增幅型光阻設置在含有鉻的膜上之情形，與含有鉻之膜的界面附近之化學增幅型光阻中之酸將失活。但是，於本實施形態中，在含有鉻之膜與直接化學增幅型光阻之間，為了形成不含鉻之膜，能夠防止化學增幅型光阻中之酸的失活。藉此而能夠獲得良好之光阻剖面形狀。
另外，含有鉻之膜係利用氟系(F系)乾蝕刻而未實質地予以蝕刻，且利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻予以蝕刻，不含鉻之膜係利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻而未實質地予以蝕刻，且利用氟系(F系)乾蝕刻所蝕刻之情形，發生含有鉻之膜與不含鉻之膜間的尺寸偏移。其原因係由於蝕刻含有鉻之膜與不含鉻的膜之際，具有組合等方向性含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻與異方向性氟系(F系)乾蝕刻的必要。但是，於本實施形態中，適當選擇不含鉻之膜的組成與膜厚，成為利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻所蝕刻的構造。因此，於蝕刻含有鉻之膜與不含鉻之膜時，並無組合等方向性含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻與異方向性氟系(F系)乾蝕刻的必要。藉此而減低含有鉻之膜與不含鉻之膜間的尺寸偏移，能夠避免最終之光罩圖案的尺寸偏移或甚至下層之膜剖面形狀的惡化。
另外，能夠利用以與含有鉻之膜與不含鉻之膜相同條件的含有氧之氯系乾蝕刻而進行蝕刻。因此，能夠連續蝕刻含有鉻之膜與不含鉻之膜。
其結果，能夠減低光罩製作之循環時間與蝕刻裝置之管理負荷，同時也能夠獲得良好之光罩圖案的尺寸及剖面形狀。因而，藉由使用如此空白光罩及光罩之製造方法，而能夠獲得對應於半間距45 nm以下之圖案轉印的高精確度形成微細光罩圖案的光罩。
再者於本發明中，藉由適當選擇不含鉻之膜的組成與膜厚，也能夠利用氟系(F系)乾蝕刻而進行蝕刻。詳細內容係如後所述，藉此，於利用氟系(F系)乾蝕刻而蝕刻含有鉻之膜的下層膜之際，能夠同時去除不含鉻之膜，並無增加僅用以去除不含鉻之膜的特別步驟之必要。
還有，鉻系化合物係藉由以鉻氧化物、鉻氮化物或鉻氧氮化物作為主成分，能夠使氧或氮之含量改變而能夠調整膜之穿透率或反射率。
以下，根據實施例而更詳細說明本發明。
[實施例1]
如第1圖所示，相位偏移空白光罩15係在透明性基板11之上，具備利用含有氧之氯系乾蝕刻而未實質地予以蝕刻且利用氟系乾蝕刻為能夠蝕刻的相位偏移膜12；在此相位偏移膜12之上，含有鉻、利用氟系乾蝕刻而未實質地予以蝕刻且利用含有氧之氯系乾蝕刻為能夠蝕刻的遮光膜13；在此遮光膜13之上，不含鉻、利用氟系乾蝕刻且利用含有氧之氯系乾蝕刻為能夠蝕刻的膜14。
於此，透明性基板11係例如石英玻璃，相位偏移膜12係於以例如矽氧化物作為主成分之矽系化合物中含有金屬者，藉由適當選擇含量之比率與膜厚而調整相對於曝光波長之穿透率與相位差。相對於曝光波長的穿透率之值係於最後的光罩製作結束時成為2%以上且40%以下。另外，相對於曝光波長之相位差值係於最後的光罩製作結束時成為170度以上且190度以下。
含有鉻之遮光膜(第一膜)13係以例如鉻氧化物作為主成分之金屬化合物膜。膜厚為30 nm以上且120 nm以下，此值係含有相對於曝光波長之穿透率為包含下層之相位偏移膜而成為0.1%以下的方式來選擇。
不含鉻之膜(第二膜)14係含有鉬(過渡金屬)。膜厚為1 nm以上且5 nm以下。不含鉻之膜14之具體的原子組成係例如相對於鉬與矽之總和，鉬係10原子%至100原子%之範圍。另外，從利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻的蝕刻加工容易性之觀點，相對於鉬與矽之總和，鉬係30原子%至100原子%。
接著，利用第3圖至第10圖而說明使用相位偏移空白光罩15之相位偏移光罩之製造方法。第3圖至第10圖係概略地顯示使用相位偏移空白光罩15之相位偏移光罩之製造方法的剖面圖。
使用此相位偏移空白光罩15之相位偏移光罩之製造方法係利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻而連續進行含有鉻之遮光膜(第一膜)13及不含鉻之膜(第二膜)14之圖案形成的步驟。
首先，如第3圖所示，相位偏移空白光罩15之不含鉻的膜14之上形成光阻膜16。還有，光阻膜16係化學增幅型光阻。光阻膜16之膜厚係例如50 nm以上且350 nm以下。
接著，如第4圖所示，使用未以圖示之電子束描繪裝置而對於在不含鉻的膜14之上所形成的光阻膜16實施圖案之描繪。此時，電子束之能量密度為3至40 μC/cm2。藉由於此描繪之後，實施加熱處理及顯影處理而在光阻膜16上形成圖案。
接著，如第5圖所示，將形成有圖案之光阻膜16作為光罩而使用，利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻而連續進行不含鉻的膜(第二膜)14及含有鉻之遮光膜(第一膜)13的圖案化。另外，由於相位偏移膜12係利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻而未實質地予以蝕刻，於本步驟則未予以圖案化而殘留。
接著，如第6圖所示，利用含有氧之氯系乾蝕刻而圖案化不含鉻的膜14及含有鉻之遮光膜13後，剝離去除所殘存之光阻膜16。光阻膜16之剝離去除的方法也能夠藉由乾蝕刻而進行，於本實施例中，使用剝離液而進行濕式剝離。
接著，如第7圖所示，將圖案所形成的不含鉻之膜14及含有鉻之遮光膜13作為光罩而使用，利用氟系(F系)乾蝕刻而圖案化相位偏移膜12。另外，由於不含鉻之膜(第二膜)14係即使利用氟系(F系)乾蝕刻也能夠蝕刻，在本步驟則予以去除。由於含有鉻之遮光膜(第一膜)13係利用氟系(F系)乾蝕刻而未實質地予以蝕刻，在本步驟則未予以去除而殘留。
接著，如第8圖所示，在含有鉻之遮光膜13上及透明性基板11上形成光阻膜17。而且，與顯示於第4圖之步驟同樣地使用未以圖示之電子束掃瞄裝置而實施圖案之描繪。其後，藉由實施加熱處理及顯影處理而在光阻膜17上形成有圖案。
接著，如第9圖所示，將形成有圖案之光阻膜17作為光罩而使用，利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻而圖案化含有鉻之遮光膜13。由於相位偏移膜12係利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻而未實質地予以蝕刻，在本步驟則未予以圖案化而殘留。
接著，如第10圖所示，剝離去除所殘存的光阻膜17。雖然光阻膜17之剝離去除的方法也能夠藉由乾蝕刻而進行，於本實施例中，使用剝離液而進行濕式剝離。
經過上述之步驟而完成有關本發明之實施例1的相位偏移光罩。
[實施例2]
如第2圖所示，有關本發明之實施形態的空白光罩(二元式空白光罩)25係在透明性基板21之上，具備含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻而未實質地予以蝕刻且利用氟系(F系)乾蝕刻為能夠蝕刻的遮光膜22；在此遮光膜22之上，具備含有鉻、利用氟系(F系)乾蝕刻而未實質地予以蝕刻且利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻為能夠蝕刻的硬質罩膜(第一膜)23；在此硬質罩膜23之上，具備不含鉻、利用氟系(F系)乾蝕刻且利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻為能夠蝕刻之膜(第二膜)24。
於此，透明性基板21之組成與膜厚係與上述之透明性基板11相同，遮光膜22係於例如矽氧化物中含有金屬者，藉由適當選擇含量之比率與膜厚而調整相對於曝光波長之穿透率。相對於曝光波長之穿透率之值係於最終的光罩製作結束時成為0.1%以下的方式來選擇。
含有鉻之硬質罩膜(第一膜)23係以例如鉻氧化物作為主成分之金屬化合物膜，膜厚係2 nm以上且5 nm以下。
不含鉻之膜(第二膜)24之具體的組成與膜厚之範圍係與上述之不含鉻之膜14相同。
接著，使用第11圖至第16圖而說明使用二元式空白光罩25之二元式光罩之製造方法。第11圖至第16圖係概略地顯示使用二元式空白光罩25之二元式光罩之製造方法的剖面圖。
使用此二元式空白光罩25之二元式光罩之製造方法係具有利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻而連續含有鉻之硬質罩膜(第一膜)23及不含鉻之膜(第二膜)24的圖案化之步驟。
首先，如第11圖所示，在二元式空白光罩25之不含鉻的膜24之上形成光阻膜26。還有，光阻材料與其膜厚係與上述之第3圖中之光阻膜16相同。
接著，如第12圖所示，對於在不含鉻之膜24上所形成的光阻膜26，使用未以圖示之電子束掃瞄裝置而實施圖案之描繪。於此描繪之後，藉由實施加熱處理及顯影處理而在光阻膜26上形成有圖案。此時之描繪條件係與顯示於上述第4圖之條件相同。
接著，如第13圖所示，將形成有圖案之光阻膜26作為光罩而使用，利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻而連續進行不含鉻之膜24及含有鉻之硬質罩膜23的圖案化。另外，遮光膜22係利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻而未實質地予以蝕刻，在本步驟則未予以圖案化而殘留。
接著，如第14圖所示，利用含有氧之氯系乾蝕刻而進行不含鉻之膜24及含有鉻之硬質罩膜23的圖案化後，剝離去除所殘存的光阻膜26。光阻膜26之剝離去除的條件係與顯示於上述第6圖之條件相同。
接著，如第15圖所示，將圖案所形成的不含鉻之膜24及含有鉻之硬質罩膜23作為光罩而使用，利用氟系(F系)乾蝕刻而圖案化遮光膜22。由於不含鉻之膜24係即使利用氟系(F系)乾蝕刻也能夠蝕刻，在本步驟則予以去除，由於含有鉻之硬質罩膜23係利用氟系(F系)乾蝕刻而未實質地予以蝕刻，在本步驟則未予以去除而殘留。
接著，如第16圖所示，利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻而去除、洗淨含有鉻之硬質罩膜23。由於遮光膜22係利用含有氧之氯系((Cl/O)系)乾蝕刻而未實質地予以蝕刻，在本步驟則未予以去除而殘留。
經過上述之步驟而完成有關本發明之實施例2的二元式光罩。
以上，說明本發明之實施形態及實施例，本發明並不受上述實施形態及實施例所限定，於不脫離其要旨的範圍內，能夠進行各種變形而實施。再者，於上述實施形態中，包含各種階段之發明，藉由適當組合所揭示的結構要件而挑選各種之發明。例如，即使從所揭示的結構要件刪除數個結構要件，若為可以獲得既定之效果的話，也可以作為發明而予以挑選。
[產業上利用之可能性]
於本發明中，能夠提供一種光罩，其係因為於適切之範圍選擇空白光罩之層結構、組成及膜厚、光罩製造之步驟及條件，對應於半間距45 nm以下之圖案轉印的高精確度地形成微細之光罩圖案。
11．．．透明性基板
12．．．相位偏移膜
13．．．遮光膜
14．．．膜
15．．．空白光罩
16．．．光阻膜
17．．．光阻膜
21．．．透明性基板
22．．．遮光膜
23．．．硬質罩膜
24．．．膜
25．．．空白光罩
26．．．光阻膜
第1圖係概略地顯示有關本發明實施形態之空白光罩的基本結構之剖面圖。
第2圖係概略地顯示有關本發明實施形態之空白光罩的基本結構之剖面圖。
第3圖係概略地顯示有關本發明實施例1之光罩製造方法的一部分之剖面圖。
第4圖係概略地顯示有關本發明實施例1之光罩製造方法的一部分之剖面圖。
第5圖係概略地顯示有關本發明實施例1之光罩製造方法的一部分之剖面圖。
第6圖係概略地顯示有關本發明實施例1之光罩製造方法的一部分之剖面圖。
第7圖係概略地顯示有關本發明實施例1之光罩製造方法的一部分之剖面圖。
第8圖係概略地顯示有關本發明實施例1之光罩製造方法的一部分之剖面圖。
第9圖係概略地顯示有關本發明實施例1之光罩製造方法的一部分之剖面圖。
第10圖係概略地顯示有關本發明實施例1之光罩製造方法的一部分之剖面圖。
第11圖係概略地顯示有關本發明實施例2之光罩製造方法的一部分之剖面圖。
第12圖係概略地顯示有關本發明實施例2之光罩製造方法的一部分之剖面圖。
第13圖係概略地顯示有關本發明實施例2之光罩製造方法的一部分之剖面圖。
第14圖係概略地顯示有關本發明實施例2之光罩製造方法的一部分之剖面圖。
第15圖係概略地顯示有關本發明實施例2之光罩製造方法的一部分之剖面圖。
第16圖係概略地顯示有關本發明實施例2之光罩製造方法的一部分之剖面圖。
11．．．透明性基板
12．．．相位偏移膜
13．．．遮光膜
14．．．膜
15．．．空白光罩

Claims (18)

  1. 一種空白光罩，其係在含有鉻、利用氟系乾蝕刻而未被實質地蝕刻且利用含有氧之氯系乾蝕刻為能夠蝕刻的第一膜上，積層有不含鉻、利用氟系乾蝕刻且利用含有氧之氯系乾蝕刻為能夠蝕刻且含有過渡金屬的第二膜。
  2. 如申請專利範圍第1項之空白光罩，其中該第一膜係膜厚為30nm以上且120nm以下之遮光膜、膜厚為2nm以上且30nm以下之抗反射膜、及硬質罩膜之至少一種。
  3. 如申請專利範圍第1項之空白光罩，其中該第一膜係以鉻氧化物、鉻氮化物或鉻氧氮化物作為主成分之金屬化合物膜、或是以鉻為主成分之金屬膜或合金膜。
  4. 如申請專利範圍第1項之空白光罩，其中在該第二膜之下，設置有利用含有氧之氯系乾蝕刻而未被實質地蝕刻且利用氟系乾蝕刻為能夠蝕刻的遮光膜、抗反射膜、硬質罩膜、相位偏移膜、及透明性基板中任一種。
  5. 如申請專利範圍第1項之空白光罩，其中該第二膜之膜厚為0.5nm以上且10nm以下。
  6. 如申請專利範圍第1項之空白光罩，其中該過渡金屬係由鉬、鉭、鎢、鋯、鉿、釩及鈮之中所選出者。
  7. 如申請專利範圍第1項之空白光罩，其中相對於過渡金屬與矽之總和，該第二膜之原子組成係該過渡金屬為10原子%以上。
  8. 如申請專利範圍第1項之空白光罩，其中該第二膜係含有過渡金屬之矽氧化物、矽氮化物或矽氧氮化物。
  9. 如申請專利範圍第1項之空白光罩，其中在該第二膜之上，形成有膜厚為50nm以上且350nm以下之光阻膜。
  10. 一種光罩之製造方法，其係包含：製備一種空白光罩，其係在含有鉻、利用氟系乾蝕刻而未被實質地蝕刻且利用含有氧之氯系乾蝕刻為能夠蝕刻的第一膜上，形成有不含鉻、利用氟系乾蝕刻且利用含有氧之氯系乾蝕刻為能夠蝕刻且含有過渡金屬的第二膜；在該第二膜上形成具有圖案之光阻；將該光阻作為遮罩而使用且利用含有氧之氯系乾蝕刻而蝕刻該第一膜與該第二膜；及去除該光阻的步驟。
  11. 如申請專利範圍第10項之光罩之製造方法，其中該第一膜係膜厚為30nm以上且120nm以下之遮光膜、膜厚為2nm以上且30nm以下之抗反射膜、及硬質罩膜之至少一種。
  12. 如申請專利範圍第10項之光罩之製造方法，其中該第一膜係以鉻氧化物、鉻氮化物或鉻氧氮化物作為主成分之金屬化合物膜或是以鉻為主成分之金屬膜或合金膜。
  13. 如申請專利範圍第10項之光罩之製造方法，其中在該第二膜之下，設置有利用含有氧之氯系乾蝕刻而未被實質地蝕刻且利用氟系乾蝕刻為能夠蝕刻的遮光膜、抗反射膜、硬質罩膜、相位偏移膜、及透明性基板中任一種。
  14. 如申請專利範圍第10項之光罩之製造方法，其中該第二膜之膜厚為0.5nm以上且10nm以下。
  15. 如申請專利範圍第10項之光罩之製造方法，其中該過渡金屬係由鉬、鉭、鎢、鋯、鉿、釩及鈮之中所選出者。
  16. 如申請專利範圍第10項之光罩之製造方法，其中相對於過渡金屬與矽之總和，該第二膜之原子組成係該過渡金屬為10原子%以上。
  17. 如申請專利範圍第10項之光罩之製造方法，其中該第二膜係含有過渡金屬之矽氧化物、矽氮化物或矽氧氮化物。
  18. 如申請專利範圍第10項之光罩之製造方法，其中在該第二膜之上，形成有膜厚為50nm以上且350nm以下之光阻膜。
TW099143404A 2009-12-14 2010-12-13 空白光罩及光罩之製造方法 TWI526775B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009283198A JP2011123426A (ja) 2009-12-14 2009-12-14 フォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201131286A TW201131286A (en) 2011-09-16
TWI526775B true TWI526775B (zh) 2016-03-21

Family

ID=44167186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099143404A TWI526775B (zh) 2009-12-14 2010-12-13 空白光罩及光罩之製造方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9091931B2 (zh)
EP (1) EP2515169B1 (zh)
JP (1) JP2011123426A (zh)
KR (1) KR101726466B1 (zh)
CN (1) CN102656516B (zh)
SG (2) SG181817A1 (zh)
TW (1) TWI526775B (zh)
WO (1) WO2011074430A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5464186B2 (ja) * 2011-09-07 2014-04-09 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク、フォトマスク及びその製造方法
KR20140093215A (ko) * 2011-10-21 2014-07-25 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 대형 위상 시프트 마스크 및 대형 위상 시프트 마스크의 제조 방법
JP6019731B2 (ja) * 2012-05-14 2016-11-02 凸版印刷株式会社 位相シフトマスクの製造方法
JP6236918B2 (ja) * 2012-06-26 2017-11-29 大日本印刷株式会社 ナノインプリント用テンプレートの製造方法
US9081312B2 (en) 2013-05-14 2015-07-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method to define multiple layer patterns with a single exposure by E-beam lithography
US9535316B2 (en) * 2013-05-14 2017-01-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Photomask with three states for forming multiple layer patterns with a single exposure
JP6347365B2 (ja) 2014-08-13 2018-06-27 Hoya株式会社 レジスト膜付きマスクブランクおよびその製造方法ならびに転写用マスクの製造方法
JP6384910B2 (ja) 2014-08-13 2018-09-05 Hoya株式会社 レジスト膜付きマスクブランクおよびその製造方法ならびに転写用マスクの製造方法
JP6643142B2 (ja) * 2016-02-26 2020-02-12 Hoya株式会社 マスクブランク、レジスト膜付きマスクブランク、レジストパターン付きマスクブランク、およびそれらの製造方法、ならびに転写用マスクの製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2648805B2 (ja) 1990-04-24 1997-09-03 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション 液体適用型の水性処理可能なホトレジスト組成物
JP4020242B2 (ja) * 2001-09-28 2007-12-12 Ｈｏｙａ株式会社 マスクブランク、及びマスク
EP2317383A3 (en) * 2002-04-11 2011-12-28 HOYA Corporation Reflective mask blank, reflective mask and methods of producing the mask blank and the mask
JP2006078825A (ja) * 2004-09-10 2006-03-23 Shin Etsu Chem Co Ltd フォトマスクブランクおよびフォトマスクならびにこれらの製造方法
TWI375114B (en) * 2004-10-22 2012-10-21 Shinetsu Chemical Co Photomask-blank, photomask and fabrication method thereof
JP4405443B2 (ja) * 2004-10-22 2010-01-27 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランクおよびフォトマスクならびにこれらの製造方法
JP2007114451A (ja) * 2005-10-20 2007-05-10 Hoya Corp マスクブランクス、および転写マスクの製造方法
JP2007171520A (ja) * 2005-12-21 2007-07-05 Hoya Corp マスクブランク及びマスク
US7736822B2 (en) 2006-02-13 2010-06-15 Hoya Corporation Resist underlayer coating forming composition for mask blank, mask blank and mask
JP5014822B2 (ja) * 2006-02-13 2012-08-29 Ｈｏｙａ株式会社 マスクブランク用レジスト下層膜形成組成物、マスクブランク及びマスク
JP5201813B2 (ja) * 2006-09-15 2013-06-05 Ｈｏｙａ株式会社 マスクブランク及びマスクの製造方法
JP5294227B2 (ja) * 2006-09-15 2013-09-18 Ｈｏｙａ株式会社 マスクブランク及び転写マスクの製造方法
US20100273098A1 (en) * 2007-12-27 2010-10-28 Ulvac Coating Corporaation Mask blank, production method of mask blank and production method of mask
JP5323526B2 (ja) * 2008-04-02 2013-10-23 Ｈｏｙａ株式会社 位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスクの製造方法
JP2008268980A (ja) 2008-07-29 2008-11-06 Shin Etsu Chem Co Ltd フォトマスクの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201131286A (en) 2011-09-16
SG181817A1 (en) 2012-07-30
CN102656516A (zh) 2012-09-05
JP2011123426A (ja) 2011-06-23
SG10201408357WA (en) 2015-02-27
KR20120098781A (ko) 2012-09-05
CN102656516B (zh) 2015-09-30
EP2515169A1 (en) 2012-10-24
EP2515169A4 (en) 2014-07-30
KR101726466B1 (ko) 2017-04-12
US9091931B2 (en) 2015-07-28
EP2515169B1 (en) 2020-09-02
WO2011074430A1 (ja) 2011-06-23
US20120251930A1 (en) 2012-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI526775B (zh) 空白光罩及光罩之製造方法
JP4989800B2 (ja) マスクブランク及び転写用マスクの製造方法
TWI648592B (zh) 光罩基底、相位偏移光罩、相位偏移光罩之製造方法及半導體裝置之製造方法
JP4737426B2 (ja) フォトマスクブランク
JP2006078807A (ja) フォトマスクブランク及びフォトマスク
TWI778039B (zh) 相位移空白遮罩、相位移遮罩及相位移遮罩之製造方法
JP2008304955A (ja) フォトマスクブランク及びフォトマスク
JP2018151453A (ja) ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク
JP2018151451A (ja) フォトマスクブランク
JP2011197375A (ja) 反射型マスクの製造方法および該製造に用いられる反射型マスクブランク
JP7184558B2 (ja) 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及び位相シフトマスクの製造方法
JP2019211500A (ja) フォトマスクブランク、フォトマスクの製造方法及びフォトマスク
TW200937111A (en) Mask blank and method of manufacturing mask
WO2020241116A1 (ja) フォトマスクブランク、フォトマスクの製造方法及びフォトマスク
JP2012073326A (ja) フォトマスク、フォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法
JP5007843B2 (ja) フォトマスクブランク及びフォトマスク
TWI801781B (zh) 空白光罩、光罩之製造方法及光罩
JP6019731B2 (ja) 位相シフトマスクの製造方法
JP6551585B2 (ja) ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク及びその製造方法