TWI644168B - 遮罩基底、轉印用遮罩、轉印用遮罩之製造方法以及半導體元件之製造方法 - Google Patents

遮罩基底、轉印用遮罩、轉印用遮罩之製造方法以及半導體元件之製造方法 Download PDF

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Abstract

提供一種在製作轉印用遮罩時，可於光半透膜、蝕刻阻止膜及遮光膜之層積構造與透光性基板之間形成對位標記的遮罩基底。
一種遮罩基底，係具有在透光性基板上，依序層積有光半透膜、蝕刻阻止膜、遮光膜及蝕刻遮罩膜的構造；其中光半透膜及遮光膜係由可以氟系氣體來乾蝕刻的材料所構成；蝕刻阻止膜及蝕刻遮罩膜係由含有鉻之材料所構成；在將蝕刻阻止膜之厚度為Ds，將蝕刻阻止膜相對於含氧之氯系氣體的蝕刻速率為Vs，將蝕刻遮罩膜之厚度為Dm，將蝕刻遮罩膜相對於含氧之氯系氣體的蝕刻速率為Vm時，會滿足(Dm/Vm)>(Ds/Vs)之關係。

Description

遮罩基底、轉印用遮罩、轉印用遮罩之製造方法以及半導體元件之製造方法
本發明係關於一種遮罩基底、轉印用遮罩及轉印用遮罩之製造方法。
一般而言，半導體裝置之製造工序中，係使用光微影法來進行微細圖案之形成。此微細圖案之形成係通常使用數片被稱為轉印用遮罩之基板。一般而言，該轉印用遮罩係在透光性玻璃基板上，設置有由金屬薄膜等所構成之微細圖案。即便在該轉印用遮罩之製造中，亦使用光微影法。
要將半導體裝置之圖案微細化，除了於轉印用遮罩所形成之遮罩圖案微細化之外，更需要讓光微影所使用之曝光光源的波長短波長化。近年來，半導體裝置製造時所使用之曝光光源係從KrF準分子雷射(波長248nm)朝ArF準分子雷射(波長193nm)的短波長化進展。
轉印用遮罩之種類係除了在以往的透光性基板上具備有由鉻系材料所構成之遮光膜圖案的二元遮罩外，已知有半色調型相位轉移遮罩。該半色調型相位轉移遮罩係在透光性基板上具備有光半透膜圖案。該光半透膜(半調色型相位轉移膜)係具有以實質上無助於曝光之強度讓光線穿過，且會讓穿過該光半透膜之光線相對於通過相同距離的空氣中之光線而產生既定的相位差之機能，藉此，便會產生所謂的相位轉移效果。
一般而言，轉印用遮罩中之形成轉印圖案區域的外周區域會被要求在使用曝光裝置來曝光轉印於半導體晶圓上之阻劑膜時，會以阻劑膜不受到穿過外周區域之曝光光線的影響之方式，來確保既定值以上之光學濃度(OD)。通常，在轉印用遮罩的外周區域中，OD最好是3以上，至少也需要有2.8左右。然而，半調色型相位轉移遮罩的光半透膜係具有以既定之穿透 率來讓曝光光線穿透的機能，而僅靠該光半透膜卻難以確保轉印用遮罩之外周區域所被要求之光學濃度。因此，如專利文獻1所揭露的相位轉移遮罩基底般，便進行有在相對於曝光光線而有既定的相位轉移量及穿透率之半透膜上層積遮光膜(遮光性膜)，以半透膜與遮光膜之層積構造來確保既定之光學濃度。
另一方面，如專利文獻2所揭露般，亦存在有以含有過渡金屬與矽之材料來形成設置於相位轉移膜上之遮光膜的相位轉移遮罩基底。該相位轉移遮罩基底中，係與以往相同，對於形成相位轉移膜之材料亦適用含有過渡金屬與矽之材料。因此，在相位轉移膜與遮光膜之間，會難以確保相對於乾蝕刻之蝕刻選擇性。因此，專利文獻2之相位轉移遮罩基底中，會在相位轉移膜與遮光膜之間設置有由含鉻材料所構成之蝕刻阻止膜。又，在遮光膜上會設置有由含鉻材料所構成之蝕刻阻止膜。
【先行技術文獻】
【專利文獻】
專利文獻1：日本特開2007-033469號公報
專利文獻2：日本特開2007-241065號公報
轉印用遮罩中，一般會進行在形成轉印圖案之區域(轉印圖案形成區域)的外周區域設置對位標記。在從如專利文獻1或專利文獻2所揭露之層積有以既定之穿透率來讓曝光光線穿透的光半透膜與遮光膜之遮罩基底所製作轉印用遮罩的情況，對位標記可得到以下3個構成。對位標記之第1構成係以光半透膜與透光性基板所構成之情況。該情況之對位標記係具備有在光半透膜形成有對位標記圖案，而對位標記圖案上及其周圍之遮光膜(在專利文獻2之遮罩基底的情況，亦包含有蝕刻阻止膜)會全部被去除之構成。該情況，對位標記之檢出器會由相對於檢出光線之光半透膜與透光性基板之間的對比來檢出對位標記。
對位標記之第2構成係以光半透膜及遮光膜之層積構造與透光性基板所構成之情況。該情況之對位標記係具備有在光半透膜與遮光膜兩者形成有對位標記圖案之構成。該情況，對位標記檢出器會由相對於檢出光線之光半透膜與遮光膜之層積構造與透光性基板之間的對比來檢出對位標記。
對位標記之第3構成係以遮光膜與光半透膜所構成之情況。該情況之 對位標記係具備有在遮光膜形成有對位標記圖案，而對位標記圖案上及其周圍之光半透膜不會被圖案化而殘留的結構。該情況，對位標記之檢出器會由相對於檢出光線之遮光膜與光半透膜之間的對比來檢出對位標記。
該等對位標記之構成中，具有最高檢出感度的是在光半透膜與遮光膜兩者形成有對位標記圖案之第2構成。在以如專利文獻1所揭露般之含鉻材料來形成遮光膜的遮罩基底的情況，由於該遮光膜會相對於在圖案化光半透膜時所使用之蝕刻氣體具有足夠之蝕刻選擇性，故第2構成之對位標記便可比較容易地形成。然而，如專利文獻2所揭露之遮罩基底般，在為相對於圖案化光半透膜時所使用之蝕刻氣體不具有蝕刻選擇性的遮光膜之情況，便會難以形成第2構成之對位標記。
專利文獻2所揭露之遮罩基底係具備有在透光性基板上依序層積有相位轉移膜、蝕刻阻止膜、遮光膜、反射防止膜以及蝕刻遮罩膜的構造。相位轉移膜、遮光膜及反射防止膜係以可以氟系氣體來乾蝕刻的材料(含有過渡金屬與矽之材料)所形成。又，蝕刻阻止膜及蝕刻遮罩膜係以含鉻材料所形成。由該遮罩基底來製造轉印用遮罩(相位轉移遮罩)之程序大體如下。
首先，在蝕刻遮罩膜上，塗布形成第1阻劑膜。對於第1阻劑膜以電子束曝光描繪應形成於相位轉移膜之轉印圖案，而進行顯影處理等，以形成第1阻劑圖案。將該第1阻劑圖案作為遮罩，以利用含氧之氯系氣體的乾蝕刻，來在蝕刻遮罩膜形成轉印圖案。接著，將具有第1阻劑圖案及轉印圖案之蝕刻遮罩膜作為遮罩，以利用氟系氣體之乾蝕刻來在反射防止膜與遮光膜形成轉印圖案。之後，去除第1阻劑圖案，而在蝕刻遮罩膜上形成具有遮光帶圖案(應形成於蝕刻阻止膜、遮光膜及反射防止膜之圖案)之第2阻劑圖案。藉由利用含有氧之氯系氣體的乾蝕刻，將第2阻劑圖案作為遮罩，來在蝕刻遮罩膜形成遮光帶圖案，並同時地將具有轉印圖案之遮光膜及反射防止膜作為遮罩，來在蝕刻阻止膜形成轉印圖案。
接著，藉由利用氟系氣體之乾蝕刻，將第2阻劑圖案及蝕刻遮罩膜作為遮罩，來在反射防止膜及遮光膜形成遮光帶圖案，並同時地將具有轉印圖案之蝕刻阻止膜作為遮罩，來在相位轉移膜形成轉印圖案。然後，去除第2阻劑圖案後，藉由利用含有氧之氯系氣體的乾蝕刻，來去除蝕刻遮罩膜，並將具有遮光帶圖案之遮光膜及反射防止膜作為遮罩，來在蝕刻阻止 膜形成遮光帶圖案。專利文獻2所揭露之相位轉移遮罩的製造方法大體係以此般之程序來加以進行。
然而，直接適用此專利文獻2中之遮罩基底與相位轉移遮罩之製造方法的揭露內容的情況，僅可於製作出第3構成(以遮光膜與光半透膜來加以構成)之對位標記。在第1阻劑圖案亦形成有對位標記圖案的情況，在第1阻劑圖案至遮光膜為止可形成對位標記圖案。然而，由於在蝕刻遮罩膜形成有圖案前，第1阻劑圖案便會被去除，進一步地，因為形成有具有遮光帶圖案之第2阻劑圖案而使得形成於遮光膜等之對位標記會被埋入在第2阻劑圖案，故在接下來的程序中，於蝕刻阻止膜形成轉印圖案的乾蝕刻時，便無法在蝕刻阻止膜形成對位標記。
進一步地，接下來的程序中，在將蝕刻阻止膜作為遮罩，來在相位轉移膜形成轉印圖案時，由於亦沒有在蝕刻阻止膜形成有對位標記圖案，故無法在相位轉移膜形成對位標記圖案。在之後的去除蝕刻遮罩膜之程序時，雖可在蝕刻阻止膜形成對位標記圖案，但由於會錯失在相位轉移膜形成對位標記圖案之時機，故必然會成為第3構成之對位標記。
專利文獻2所揭露之相位轉移遮罩的製造方法中，在相對於蝕刻阻止膜之乾蝕刻來形成轉印圖案為止會是將第1阻劑圖案作為殘留之狀態，且在以將第2阻劑圖案作為遮罩之乾蝕刻來在蝕刻遮罩膜形成遮光帶圖案後，在進行相對於反射防止膜等的乾蝕刻前，只要進行去除第2阻劑圖案之程序變更的話，便可形成第2構成之對位標記。然而，在至蝕刻阻止膜形成轉印圖案的乾蝕刻結束為止欲使得第1阻劑圖案殘留的情況，便需要將第1阻劑膜變得更厚。這是因為即便進行了2次(蝕刻遮罩膜時與蝕刻阻止膜時的2次)利用會讓阻劑膜之減膜量變多的含氧之氯系氣體的乾蝕刻，仍欲使第1阻劑膜殘留之故。
近年來，對於轉印用遮罩的轉印圖案更加微細化之要求乃甚嚴格。在從遮罩基底製作轉印用遮罩時，形成於阻劑膜之轉印圖案亦只有朝向微細化一途，而被要求讓阻劑膜之厚度變得更薄。將阻劑膜之厚度較以往變得更薄，便難以提供一種可製作具備有以光半透膜、蝕刻阻止膜及遮光膜之層積構造與透光性基板所構成之對位標記的轉印用遮罩之遮罩基底，而成 為問題。
另一方面，在阻劑圖案之厚度較薄的情況，當要在蝕刻遮罩膜形成轉印圖案後仍殘留有阻劑圖案的狀態下，對於遮光膜及光半透膜進行利用氟系氣體的乾蝕刻時，便有在乾蝕刻途中阻劑圖案會消失之虞。乾蝕刻中，當存在有機系材料之阻劑圖案時，其阻劑圖案會被蝕刻而產生碳及氧，而該等會對乾蝕刻遮光膜及光半透膜時的蝕刻環境造成影響。當在相對於遮光膜及光半透膜之乾蝕刻途中，含有碳及氧之阻劑圖案消失時，便會在途中改變蝕刻環境，而有對圖案精度(圖案側壁形狀之精度或在面內之CD精度等)造成不良影響之虞，故不佳。
又，由於乾蝕刻蝕刻遮罩膜及蝕刻阻止膜時的蝕刻氣體與乾蝕刻遮光膜及光半透膜時的蝕刻氣體有所不同，故該等蝕刻大多會以個別的蝕刻腔室來加以進行。起因於阻劑圖案之碳及氧的產生便可能成為乾蝕刻時會產生缺陷之主因。因此，較佳地係在進行對蝕刻遮罩膜之圖案化(轉印圖案及遮光帶圖案之圖案化)後，去除阻劑圖案，再將遮罩基底導入至乾蝕刻遮光膜及光半透膜之蝕刻腔室內。
另一方面，當在蝕刻遮罩膜上沒有阻劑膜之狀態下，進行在以含鉻材料所形成之蝕刻阻止膜形成應形成於光半透膜之轉印圖案時所進行的利用含氧之氯系氣體的乾蝕刻時，便有蝕刻遮罩膜會消失之虞，而成為問題。
於是，本發明係用以解決以往之課題，其目的在於提供一種具有在透光性基板上，依序層積有光半透膜、蝕刻阻止膜、遮光膜及蝕刻遮罩膜的構造之遮罩基底中，可以更薄厚度之阻劑圖案來製作轉印用遮罩，而進一步地，可以利用光半透膜、蝕刻阻止膜及遮光膜之層積構造與透光性基板之構成來設置有形成於轉印用遮罩的對位標記之遮罩基底。進一步地，提供一種使用該遮罩基底所製造之轉印用遮罩及其製造方法。
本發明者為了解決上述課題而致力研究的結果，便完成本發明。亦即，為了解決上述課題，本發明係具有以下之構成。
(構成1)
一種遮罩基底，係具有在透光性基板上，依序層積有光半透膜、蝕刻阻止膜、遮光膜及蝕刻遮罩膜的構造之遮罩基底；該光半透膜係由可以氟系氣體來乾蝕刻的材料所構成；該蝕刻阻止膜及該蝕刻遮罩膜係含鉻材料所構成；該遮光膜係由可以氟系氣體來乾蝕刻的材料所構成；在將該蝕刻阻止膜之厚度為Ds，將該蝕刻阻止膜相對於含氧之氯系氣體的蝕刻速率為Vs，將該蝕刻遮罩膜之厚度為Dm，將該蝕刻遮罩膜相對於含氧之氯系氣體的蝕刻速率為Vm時，會滿足下式(1)之關係：(Dm/Vm)>(Ds/Vs)...式(1)。
(構成2)
如構成1之遮罩基底，其係滿足下式(2)之關係：Dm-2‧Ds‧(Vm/Vs)≧2[nm]...式(2)
(構成3)。
如構成1或2之遮罩基底，其中該蝕刻阻止膜係由含鉻及氧之材料所構成。
(構成4)
如構成1至3中任一者之遮罩基底，其中該蝕刻遮罩膜係由含鉻及氧之材料所構成。
(構成5)
如構成1至4中任一者之遮罩基底，其中該蝕刻遮罩膜之厚度會較該蝕刻阻止膜之厚度要厚。
(構成6)
如構成1至5中任一者之遮罩基底，其中該遮光膜係由含鉭材料所構成。
(構成7)
如構成6之遮罩基底，其中該遮光膜係包含從該透光性基板側依序層積有下層及上層之構造；該上層係以於鉭含有氧之材料所形成。
(構成8)
如構成1至5中任一者之遮罩基底，其中該遮光膜係由含過渡金屬及 矽之材料所構成。
(構成9)
如構成8之遮罩基底，其中該遮光膜係包含從該透光性基板側依序層積有下層及上層之構造；該上層係以含有過渡金屬、矽及氮之材料所形成。
(構成10)
如構成1至9中任一者之遮罩基底，其中該光半透膜係由含有矽及氮之材料所構成。
(構成11)
一種轉印用遮罩，係於如構成1至10中任一者的遮罩基底之該光半透膜形成有包含轉印圖案及對位標記圖案之圖案，並於該蝕刻阻止膜及遮光膜形成有包含遮光帶圖案與對位標記圖案之圖案。
(構成12)
一種轉印用遮罩之製造方法，係使用如構成1至10中任一者的遮罩基底的轉印用遮罩之製造方法；其係具有：於該蝕刻遮罩膜上，形成具有含應形成於光半透膜之轉印圖案與對位標記圖案的第1圖案之第1阻劑膜的工序；將該第1阻劑膜作為遮罩，而藉由使用含氧之氯系氣體的乾蝕刻來於該蝕刻遮罩膜形成該第1圖案之工序；在去除該第1阻劑膜後，將具有該第1圖案之蝕刻遮罩膜作為遮罩，而藉由使用氟系氣體的乾蝕刻來於該遮光膜形成該第1圖案之工序；將具有該第1圖案之遮光膜作為遮罩，而藉由使用含氧之氯系氣體的乾蝕刻來讓具有該第1圖案之蝕刻遮罩膜殘留，並且於該蝕刻阻止膜形成該第1圖案之工序；於該蝕刻遮罩膜上，形成具有含應形成於遮光膜的遮光帶圖案之第2圖案的第2阻劑膜之工序；將該第2阻劑膜作為遮罩，而藉由使用含氧之氯系氣體的乾蝕刻來於該蝕刻遮罩膜形成第2圖案之工序；在去除該第2阻劑膜後，藉由使用氟系氣體之乾蝕刻來將具有該第1圖案之蝕刻阻止膜作為遮罩，而於該光半透膜形成該第1圖案，並且將具有該第2圖案之蝕刻遮罩膜作為遮罩，而於該遮光膜形成該第2圖案之工序；藉由使用含氧之氯系氣體的乾蝕刻，來去除該蝕刻遮罩膜，並且去除未殘留有遮光膜之區域的蝕刻阻止膜之工序。
(構成13)
如構成12之轉印用遮罩的製造方法，其中於該光半透膜形成該第1圖案之工序係進行使用不含有碳之氟系氣體的乾蝕刻。
(構成14)
如構成13之轉印用遮罩的製造方法，其中於該遮光膜形成該第1圖案之工序係進行使用含碳之氟系氣體的乾蝕刻。
根據本發明，在由具有於透光性基板上，依序層積有光半透膜、蝕刻阻止膜、遮光膜及蝕刻遮罩膜之構造的遮罩基底來製作轉印用遮罩時，便可以更薄厚度之阻劑膜來在光半透膜形成轉印圖案。又，根據本發明，使用該遮罩基底所製造之轉印用遮罩係可讓對位標記為利用光半透膜、蝕刻阻止膜及遮光膜之層積構造與透光性基板的構成。
1‧‧‧透光性基板
2‧‧‧光半透膜
2a‧‧‧具有第1圖案之光半透膜
3‧‧‧蝕刻阻止膜
3a‧‧‧具有第1圖案之蝕刻阻止膜
3b‧‧‧具有第2圖案及對位標記圖案之蝕刻阻止膜
4‧‧‧遮光膜
41‧‧‧下層
42‧‧‧上層
4a‧‧‧具有第1圖案之遮光膜
4b‧‧‧具有第2圖案及對位標記圖案之遮光膜
5‧‧‧蝕刻遮罩膜
6a‧‧‧第1阻劑圖案(具有第1圖案之阻劑膜)
7b‧‧‧第2阻劑圖案(具有第2圖案之阻劑膜)
100‧‧‧遮罩基底
200‧‧‧轉印用遮罩
圖1係顯示本發明實施形態相關之遮罩基底的構成之剖面圖。
圖2係顯示本發明實施形態相關之轉印用遮罩的構成之剖面圖。
圖3係顯示本發明實施形態相關之轉印用遮罩的製造工序之剖面圖。
以下，便詳述本發明之實施形態。圖1係顯示本發明實施形態相關之遮罩基底的構成之剖面圖。圖1所示之本發明的遮罩基底100係在透光性基板1上依序層積有光半透膜2、蝕刻阻止膜3、遮光膜4及蝕刻遮罩膜5的構造。又，遮光膜4係具備層積有下層41及上層42之構造。圖2係顯示本發明實施形態相關之轉印用遮罩(相位轉移遮罩)的構成之剖面圖。圖2所示之本發明的轉印用遮罩200係依序層積有形成有轉印圖案8與對位標記圖案的光半透膜(光半透圖案2a)、形成有遮光帶圖案與對位標記圖案的蝕刻阻止膜(蝕刻阻止圖案3b)、形成有遮光帶圖案與對位標記圖案的遮光膜4(遮光膜圖案4b、下層圖案41b、上層圖案42b)之構造。對位標記9係藉由層積有光半透圖案2a、蝕刻阻止膜3b、遮光帶圖案4b之構造與透光性 基板1所構成。
本發明實施形態相關之遮罩基底中的光半透膜2係由可以氟系氣體來乾蝕刻之材料所構成；蝕刻阻止膜3及蝕刻遮罩膜5係由含鉻材料所構成；遮光膜4係由可以氟系氣體來乾蝕刻之材料所構成；在將蝕刻阻止膜3之厚度為Ds，將蝕刻阻止膜3之相對於含氧的氯系氣體之蝕刻速率為Vs，將蝕刻遮罩膜5之厚度為Dm，將蝕刻遮罩膜5之相對於含氧的氯系氣體之蝕刻速率為Vm時，會滿足(Dm/Vm)>(Ds/Vs)之關係。
具有在透光性基板1上，依序層積有光半透膜2、蝕刻阻止膜3、遮光膜4及蝕刻遮罩膜5之構造的遮罩基底100中，在遮光膜4與光半透膜2之間相對於利用氟系氣體之乾蝕刻的耐受性較低的情況，一般而言，蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5都會以含鉻材料來加以形成。這是因為含鉻材料不僅可利用含氧之氯系氣體的乾蝕刻來圖案化，亦對利用氟系氣體之乾蝕刻具有較高耐受性之故。然而，在由此般構成之遮罩基底100來製作轉印用遮罩200的情況，會難以形成為利用光半透膜2、蝕刻阻止膜3及遮光膜4之層積構造與透光性基板1來構成的對位標記9(該第2構成之對位標記)。
為了形成該對位標記9，便需要讓對位標記圖案包含在含有應形成於光半透膜2之轉印圖案(使用曝光裝置來對半導體裝置上之阻劑膜等轉印對象物進行曝光轉印時，被轉印至該轉印對象物之微細圖案或輔助圖案)的第1阻劑圖案。光半透膜2係以利用氟系氣體之乾蝕刻來被圖案化。透光性基板1相對於以該光半透膜2之圖案化所使用之氟系氣體之蝕刻選擇性並不太高。因此，最好不要在光半透膜2形成轉印圖案之工序後進行於光半透膜2形成對位標記圖案之程序。因此，便需要在進行於光半透膜2形成轉印圖案之乾蝕刻時，形成對位標記圖案。
在光半透膜2形成轉印圖案及對位標記圖案之乾蝕刻工序中，需要讓蝕刻阻止膜3成為遮罩。又，該工序中，亦有需要同時地進行於遮光膜4形成遮光帶圖案之乾蝕刻。該工序時，會難以將具有遮光帶圖案之第2阻劑圖案作為遮罩來圖案化遮光膜4。該工序時，由於需要將蝕刻遮罩膜5之對位標記圖案作為遮罩來圖案化光半透膜2，故必需讓蝕刻遮罩膜5之對位標記圖案部分的上方成為未層積有第2阻劑圖案之狀態。在第2阻劑圖案 讓對位標記圖案與蝕刻遮罩膜5之對位標記圖案對位在相同位置即便為利用電子束之描繪曝光亦是困難的。
另一方面，如上述情事般，最好不要在對遮光膜4或光半透膜2進行利用氟系氣體之乾蝕刻時，存在有有機系材料之阻劑膜。在考量該等情事時，便有了在前工序將第2阻劑圖案作為遮罩，來在蝕刻遮罩膜5形成遮光帶圖案，在去除該第2阻劑圖案後，將具有該遮光帶圖案之蝕刻遮罩膜5作為遮罩，來在遮光膜4形成遮光帶圖案之乾蝕刻，並且進行將蝕刻阻止膜3作為遮罩，來在光半透膜2形成轉印圖案與對位標記圖案之乾蝕刻般之工序的結論。要進行此般之工序，在遮光膜4形成遮光帶圖案之工序時便必需殘留有蝕刻遮罩膜5。
在如專利文獻2所揭露般之相位轉移遮罩的製造方法之情況，由於係同時地進行於蝕刻阻止膜3形成轉印圖案3之乾蝕刻與於蝕刻遮罩膜5形成遮光圖案之乾蝕刻，故不會產生在遮光膜4形成遮光帶圖案工序時不會殘留有蝕刻遮罩膜5之情事。然而，該方法中，仍無法在蝕刻阻止膜3形成對位標記圖案。
另一方面，如上述情事，最好不要在進行用以於遮光膜4形成轉印圖案及對位標記圖案之利用氟系氣體的乾蝕刻時，存在有有機系材料之阻劑膜。因此，在對具有轉印圖案及對位標記圖案之第1阻劑圖案作為遮罩的蝕刻遮罩膜5進行利用含氧的氯系氣體之乾蝕刻後，便進行去除第1阻劑圖案。然而，因去除了第1阻劑圖案，在後續工序將具有轉印圖案及對位標記圖案的遮光膜4作為遮罩，來對蝕刻阻止膜3進行利用含氧的氯系氣體之乾蝕刻時，便會產生有蝕刻遮罩膜5消失之虞。
為了解決上述之技術課題，便需要在同時地對蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5進行利用含氧之氯系氣體的乾蝕刻時，於蝕刻阻止膜3消失之時間點，以至少會殘留有蝕刻遮罩膜5之方式來設定蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5之條件。然後，本發明第1實施形態相關之遮罩基底中，係將在將蝕刻阻止膜3之厚度為Ds，將蝕刻阻止膜3之相對於含氧的氯系氣體的蝕刻速率為Vs，將蝕刻遮罩膜5之厚度為Dm，將蝕刻遮罩膜5之相對於含氧的氯系氣體之蝕刻速率為Vm時，會滿足(Dm/Vm)>(Ds/Vs)之關係作為必要 條件。另外，上述之各變數單位並無特別限定之必要，例如可將Dm、Ds為[nm]，將Vm、Vs為[nm/sec]或[nm/min]。
形成於遮光膜4之遮光帶圖案相較於其前工序中形成於遮光膜4之轉印圖案，關於側壁形狀之精度及CD精度的要求程度會較低。即便關於作為在遮光膜4形成遮光帶圖案時之遮罩來加以使用的情況之蝕刻遮罩膜5，側壁形狀之精度及CD精度之要求程度亦較低。因此，對於該等精度會造成影響的蝕刻遮罩膜5之蝕刻阻止膜3在形成轉印圖案及對位標記圖案之乾蝕刻後的殘留厚度，係只要是有殘留即可，例如只要有1nm以上即可。
例如，只要用於蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5之形成的鉻系材料為相同的話，則蝕刻遮罩膜5之厚度會較蝕刻阻止膜3要厚即可(例如，較厚1nm。)。在以相同條件來濺鍍成膜出蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5的情況，成膜時，在組成、膜密度及鍵結構造中則兩者可能為幾乎相同之膜，相對於含氧之氯系氣體的蝕刻速率亦可能幾乎相同。然而，因成膜後所進行之洗淨或在阻劑塗布前後的大氣中退火等，便會使得為遮罩基底100最上層之蝕刻遮罩膜5容易受到影響。因此，在實際的轉印用遮罩200之製造程序中，於對蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5進行利用含氧之氯系氣體的乾蝕刻之工序階段，讓蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5成為相同蝕刻速率的可能性會較低。
倒不如說，在此工序之上一個工序中相較於蝕刻阻止膜3，蝕刻遮罩膜5之氧化進行會難以避免，而使得蝕刻遮罩膜5之蝕刻速率會容易產生變快的傾向。考量該等之要點，便需要個別選定蝕刻阻止膜3與形成蝕刻遮罩膜5之各材料的厚度。
又，若是需要提高形成於遮光膜4之遮光帶的側壁形狀精度及CD精度，則只要讓對蝕刻阻止膜3進行形成轉印圖案及對位標記圖案之乾蝕刻後的蝕刻遮罩膜5之殘留厚度為2nm以上即可。為了讓蝕刻遮罩膜5殘留有2nm以上之厚度，則只要讓蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5滿足Dm-2．Ds．(Vm/Vs)≧2[nm]之關係即可。另外，該關係式係將在對蝕刻阻止膜3進行形成轉印圖案及對位圖案之乾蝕刻時的時間(全蝕刻時間)作為自蝕刻遮罩膜5之蝕刻開始至光半透膜2上面開始露出之時間(恰當蝕刻時間)的2倍所 導出。
特別是，會有相對於由含鉻材料所構成之薄膜的利用含氧之氯系氣體的乾蝕刻中，異向性會較弱，且乾蝕刻開始到達薄膜下端之階段中，圖案側壁之垂直性會較低之傾向。因此，便需要進行追加蝕刻，以提高圖案側壁之垂直性，例如大多僅追加進行恰當蝕刻時間量的蝕刻。
蝕刻阻止膜3係以在光半透膜2形成轉印圖案時之乾蝕刻來成為遮罩之膜。對於光半透圖案2a之相對於側壁形狀精度及CD精度的要求程度較高。在形成光半透圖案2a之乾蝕刻時相對於形成於為遮罩之膜的蝕刻阻止膜3的轉印圖案之側壁形狀精度及CD精度的要求程度亦高。為了滿足該等要求程度，便需要讓蝕刻阻止膜3為一定程度以上之厚度，而被要求有3nm以上，較佳地為5nm以上。另一方面，如上述，在蝕刻阻止膜3形成完轉印圖案後之階段中，便需要讓蝕刻遮罩膜5殘留。又，蝕刻遮罩膜5係藉由將具有轉印圖案之第1阻劑膜作為遮罩的乾蝕刻，而最先形成有轉印圖案之膜。蝕刻遮罩膜5之厚度越厚，則第1阻劑膜之厚度也變得需要變厚。由於第1阻劑膜、蝕刻遮罩膜5及蝕刻阻止膜3係有此般之相互關係，故無法讓蝕刻阻止膜3之厚度變得太厚。在考量該等之要點，蝕刻阻止膜3之厚度最好為10nm以下，較佳地為7nm以下。
蝕刻阻止膜3及蝕刻遮罩膜5所適用之材料只要為鉻系材料，且只要不會讓蝕刻特性產生大的變化，則亦可包含有其他元素。作為蝕刻阻止膜3及蝕刻遮罩膜5較佳的材料係舉例有例如在鉻添加選自氧、氮、碳、氫及硼等元素之1種以上的元素之鉻化合物等。為了在蝕刻阻止膜3形成轉印圖案的乾蝕刻後，仍殘留有蝕刻遮罩膜5，較佳地係讓蝕刻阻止膜3相較於蝕刻遮罩膜5有較快的相對於含氧之氯系氣體的蝕刻速率。蝕刻阻止膜3較佳地係由含鉻及氧之材料所構成。
蝕刻遮罩膜5係藉由將第1阻劑膜作為遮罩之乾蝕刻而最先形成有轉印圖案及對位標記圖案的膜。然後，形成有該轉印圖案及對位標記圖案之蝕刻遮罩膜5係藉由乾蝕刻來在遮光膜4形成轉印圖案及對位標記圖案時會成為遮罩之膜。因此，相對於形成於蝕刻遮罩膜5之轉印圖案的側壁形狀精度及CD精度的要求程度亦高。又，在進行了相對於遮光膜4之利用氟系氣體的乾蝕刻與相對於蝕刻阻止膜3之利用含氧之氯系氣體的乾蝕刻後， 亦需要殘留有蝕刻遮罩膜5。為了滿足該等要求，在蝕刻遮罩膜5需要一定程度以上之厚度，而被要求有5nm以上，較佳地為7nm以上。另一方面，蝕刻遮罩膜5之厚度越厚，則第1阻劑膜之厚度也變得需要變厚。因此，便不太能讓蝕刻遮罩膜5之厚度變厚。在考量該等之要點時，蝕刻遮罩膜5之厚度最好為20nm以下，而較佳地為15nm以下。
為了減少第1阻劑膜之厚度，並且以高精度來在蝕刻遮罩膜5形成轉印圖案，而最好是讓蝕刻遮罩膜5之相對於含氧的氯系氣體之蝕刻速率變快。因此，蝕刻遮罩膜5亦較佳地係由含鉻及氧之材料所構成。蝕刻遮罩膜5相較於蝕刻阻止膜3有較多的暴露於蝕刻氣體之程序。在考量該要點時，形成蝕刻遮罩膜5之材料的鉻含量較佳地係較形成蝕刻阻止膜3之材料的鉻含量要多。
在考量以上情事時，蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5之間的鉻含量差較佳地為5原子%以上，更佳地為10原子%以上，最佳地為15原子%以上。又，蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5之間的鉻含量差較佳地為50原子%以下，更佳地為45原子%以下，最佳地為40原子%以下。
含鉻材料有材料中之鉻含量越多，則相對於利用氟系氣體之乾蝕刻的耐受性則越高的傾向。又，含鉻材料有材料中之氧含量越多，則相對於利用含氧之氯系氣體的乾蝕刻之蝕刻速率會變快的傾向。因此，蝕刻阻止膜3較佳地係構成為較蝕刻遮罩膜5有較少的鉻含量，且有較多的氧含量。
在亦考量以上情事時，蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5之間的氧含量差較佳地為5原子%以上，更佳地為10原子%以上，最佳地為15原子%以上。又，蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5之間的氧含量差較佳地為40原子%以下，更佳地為30原子%以下，最佳地為25原子%以下。
蝕刻阻止膜3之鉻含量較佳地為70原子%以下，更佳地為60原子%以下，最佳地為50原子%以下。又，蝕刻阻止膜3之鉻含量較佳地為30原子%以上，更佳地為35原子%以上，最佳地為40原子%以上。另一方面，蝕刻阻止膜3之氧含量較佳地為30原子%以上，更佳地為35原子%以上，最佳地為40原子%以上。又，蝕刻阻止膜3之氧含量較佳地為60原子%以下，更佳地為55原子%以下，最佳地為50原子%以下。
蝕刻遮罩膜5之鉻含量較佳地為35原子%以上，更佳地為45原子%以 上，最佳地為50原子%以上。又，蝕刻遮罩膜5之鉻含量較佳地為90原子%以下，更佳地為80原子%以下，最佳地為70原子%以下。另一方面，蝕刻遮罩膜5之氧含量較佳地為10原子%以上，更佳地為15原子%以上，最佳地為20原子%以上。又，蝕刻遮罩膜5之氧含量較佳地為50原子%以下，更佳地為40原子%以下，最佳地為35原子%以下。
蝕刻阻止膜3及蝕刻遮罩膜5之矽含量較佳地為10原子%以下，更佳地為5原子%以下。進一步地，蝕刻阻止膜3及蝕刻遮罩膜5特佳地係不含有矽。這是因為當蝕刻阻止膜3及蝕刻遮罩膜5之矽含量變多時，利用含氧之氯系氣體的乾蝕刻之蝕刻速率便會大幅地下降之故。又，這是因為相對於利用氟系氣體之乾蝕刻的蝕刻選擇性會下降之故。
另一方面，亦可讓形成在蝕刻阻止膜3及蝕刻遮罩膜5中至少任一者之膜的材料，包含有選自銦(In)、錫(Sn)及鉬(Mo)之至少1種以上的金屬元素(以下，將該等金屬元素稱為「銦等金屬元素」)。藉由讓含鉻材料包含有上述之銦等金屬元素，便可讓使用含氧之氯系氣體的乾蝕刻之蝕刻速率變快，並且抑制相對於使用氟系氣體之乾蝕刻的耐受性低落。
作為讓含鉻與銦等金屬元素之材料適用於蝕刻阻止膜3及蝕刻遮罩膜5中之至少一者的膜之適當的構成係可舉以下範例。
(1)為僅讓蝕刻遮罩膜5含有銦等金屬元素，或相較於蝕刻阻止膜3，蝕刻遮罩膜5方面之銦等金屬元素之合計含量I[原子%]會較鉻與銦等金屬元素之合計含量(Cr+I)[原子%]的比率(以下，稱為I/(Cr+I)比率)要多之構成，且為相較於蝕刻阻止膜3，蝕刻遮罩膜5方面之鉻與銦等金屬元素之合計含量較多，而相較於蝕刻遮罩膜5，蝕刻阻止膜3方面之氧含量較多的構成。
藉由讓蝕刻遮罩膜5之鉻與銦等金屬元素的合計含量變多，而將蝕刻遮罩膜5作為遮罩，便會使得在遮光膜4形成應形成於光半透膜2之轉印圖案及對位標記圖案時的相對於利用氟系氣體之乾蝕刻的蝕刻遮罩膜5之耐受性提升。
又，藉由讓蝕刻遮罩膜5之銦等金屬元素的合計含量變多，相較於為了讓蝕刻遮罩膜5之相對於利用氟系氣體的乾蝕刻之耐受性提升而僅讓鉻含量變多的情況，便可使得利用含氧之氯系氣體的乾蝕刻之蝕刻速率變快。藉此，便可減低在蝕刻遮罩膜5形成應形成於光半透膜2之轉印圖案及對 位標記圖案時的利用含氧之氯系氣體的乾蝕刻時，作為遮罩而被加以使用之第1阻劑膜的厚度。
由含鉻材料所構成之薄膜中，因讓膜中氧含量增加而使得含氧之氯系氣體的乾蝕刻之蝕刻速率的上升程度，會較因讓膜中之銦等金屬元素增加而使得含氧之氯系氣體的乾蝕刻之蝕刻速率的上升程度要大幅度地大。因此，(1)之構成的情況，蝕刻阻止膜3之利用含氧的氯系氣體之乾蝕刻的蝕刻速率會較蝕刻遮罩膜5之利用含氧的氯系氣體之乾蝕刻的蝕刻速率要快。因此，藉由在蝕刻阻止膜3形成應形成於光半透膜2之轉印圖案及對位標記圖案時所進行的利用含氧之氯系氣體的乾蝕刻，便會以蝕刻遮罩膜5不會消失之方式，來使得蝕刻遮罩膜5之厚度會較蝕刻阻止膜3之厚度要大幅地厚的必要性降低。
(1)之構成的情況，蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5之厚度雖為相同，但較佳地係讓蝕刻遮罩膜5之厚度較厚。蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5之厚度差較佳地為10nm以下，更佳地為7nm以下，最佳地為5nm以下。
(2)為僅讓蝕刻阻止膜3含有銦等金屬元素，或相較於蝕刻遮罩膜5，蝕刻阻止膜3方面之I/(Cr+I)比率較多的構成，且為相較於蝕刻遮罩膜5，蝕刻阻止膜3方面之鉻與銦等金屬元素之合計含量較多，而相較於蝕刻阻止膜3，蝕刻遮罩膜5方面之氧含量較多的構成。
藉由讓蝕刻阻止膜3之鉻與銦等金屬元素的合計含量變多，而將蝕刻阻止膜3作為遮罩，便會使得在遮光膜4形成應形成於光半透膜2之轉印圖案及對位標記圖案時的相對於利用氟系氣體之乾蝕刻的蝕刻阻止膜3之耐受性提升。由於蝕刻阻止膜3之圖案邊緣部分的相對於利用氟系氣體的乾蝕刻之耐受性提升，故即便蝕刻阻止膜3之厚度變得更薄(例如，5nm以下)，亦可以高精度來在光半透膜2形成圖案。
由於蝕刻阻止膜3含有較多的銦等金屬元素，故會讓因鉻與銦等金屬元素之合計含量較多而使得蝕刻阻止膜3之利用含氧的氯系氣體之乾蝕刻的蝕刻速率之低落程度變小。又，如上述，由於可讓蝕刻阻止膜3之厚度變得更薄，故可讓蝕刻阻止膜3之相對於利用含氧的氯系氣體之乾蝕刻的全部蝕刻時間會較其他構成之情況為同等以下。因此，即便不讓蝕刻遮罩 膜5之厚度大幅地變厚，在為了於蝕刻阻止膜3形成應形成於光半透膜2之轉印圖案及對位標記圖案所進行之利用含氧的氯系氣體之乾蝕刻時，蝕刻遮罩膜5亦不會消失。
(2)之構成的情況，較佳地係讓蝕刻遮罩膜5之厚度要厚於蝕刻阻止膜3之厚度。蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5之厚度差較佳地為3nm以上，更佳地為5nm以上。蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5之厚度差較佳地為15nm以下，更佳地為10nm以下，最佳地為7nm以下。
(3)為僅讓蝕刻遮罩膜5含有銦等金屬元素，或相較於蝕刻阻止膜3，蝕刻遮罩膜5方面之I/(Cr+I)比率會較多，且為相較於蝕刻遮罩膜5，蝕刻阻止膜3方面之鉻與銦等金屬元素之合計含量較多，而相較於蝕刻阻止膜3，蝕刻遮罩膜5方面之氧含量較多的構成。
如此般構成的情況，蝕刻遮罩膜5之利用含氧的氯系氣體之乾蝕刻的蝕刻速率會較蝕刻阻止膜3大幅地變快。又，由於蝕刻阻止膜3氧含量較少，而鉻含量較多，故在光半透膜2形成轉印圖案及對位標記圖案時所進行之相對於利用氟系氣體的乾蝕刻之耐受性會變得非常高。進一步地，由於蝕刻阻止膜3之圖案邊緣部分的相對於利用氟系氣體之乾蝕刻的耐受性提升，故即便讓蝕刻阻止膜3之厚度變得更薄(例如，5nm以下)，亦可以高精度來在光半透膜2形成圖案。
(3)之構成的情況，較佳地係讓蝕刻遮罩膜5之厚度厚於蝕刻阻止膜3之厚度。蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5之厚度差較佳地為5nm以上，更佳地為7nm以上。蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5之厚度差較佳地為20nm以下，更佳地為15nm以下，最佳地為10nm以下。
(4)為僅在蝕刻阻止膜3含有銦等金屬元素，或相較於蝕刻遮罩膜5，蝕刻阻止膜3方面之I/(Cr+I)的比率會較多之構成，且為相較於蝕刻阻止膜3，蝕刻遮罩膜5方面之鉻與銦等金屬元素之合計含量較多，而相較於蝕刻遮罩膜5，蝕刻阻止膜3方面之氧含量較多的構成。
如此般構成的情況，蝕刻阻止膜3之利用含氧的氯系氣體之乾蝕刻的蝕刻速率會較蝕刻遮罩膜5大幅地變快，且其蝕刻速率差亦為(1)~(4)之各構成中最大。將第2阻劑圖案作為遮罩，以利用含氧之氯系氣體的乾蝕刻來在蝕刻遮罩膜5形成遮光帶圖案時，在蝕刻阻止膜3亦同時進行將遮光膜4 作為遮罩之乾蝕刻，而在蝕刻阻止膜3形成有轉印圖案。此時，當在蝕刻阻止膜3較快形成有轉印圖案時，之後，接續進行在蝕刻遮罩膜5形成遮光帶圖案之乾蝕刻的期間，便會從蝕刻阻止膜3之圖案側壁進行側蝕刻。其結果，便會使得形成於蝕刻阻止膜3之轉印圖案的CD精度大幅地下降。
由上述，在(4)之構成的情況，較佳地係讓蝕刻阻止膜3之厚度厚於蝕刻遮罩膜5。蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5之厚度差較佳地為3nm以上，更佳地為5nm以上。蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5之厚度差較佳地為15nm以下，更佳地為10nm以下，最佳地為7nm以下。
(1)~(4)之各構成中，蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5之間的I/(Cr+I)比率之差較佳地為3%以上，更佳地為5%以上，最佳地為7%以上。又，蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5之間的I/(Cr+I)比率之差較佳地為45%以下，更佳地為40%以下，最佳地為30以下。(1)~(4)之各構成中，蝕刻阻止膜3及蝕刻遮罩膜5之I/(Cr+I)比率較佳地為50%以下，更佳地為30%以下，最佳地為20%。這是因為銦等金屬元素相對於藥液洗淨或溫水洗淨之耐受性會較鉻要低之故。
(1)及(4)之構成中，蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5之間的鉻與銦等金屬元素的合計含量之差較佳地為5原子%以上，更佳地為10原子%以上，最佳地為15原子%以上。又，蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5之間的鉻與銦等金屬元素的合計含量之差較佳地為50原子%以下，更佳地為45原子%以下，最佳地為40原子%以下。
(2)及(3)之構成中，蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5之間的鉻與銦等金屬元素的合計含量之差較佳地為10原子%以上，更佳地為15原子%以上，最佳地為20原子%以上。又，蝕刻阻止膜3與蝕刻遮罩膜5之間的鉻與銦等金屬元素的合計含量之差較佳地為45原子%以下，更佳地為40原子%以下，最佳地為35原子%以下。
蝕刻阻止膜3之鉻與銦等金屬元素的合計含量較佳地為70原子%以下，更佳地為60原子%以下，最佳地為50原子%以下。又，蝕刻阻止膜3之鉻與銦等金屬元素的合計含量較佳地為30原子%以上，更佳地為35原子%以上，最佳地為40原子%以上。另一方面，蝕刻阻止膜3之氧含量較佳地為30原子%以上，更佳地為35原子%以上，最佳地為40原子%以上。又，蝕 刻阻止膜3之氧含量較佳地為60原子%以下，更佳地為55原子%以下，最佳地為50原子%以下。
蝕刻遮罩膜5之鉻與銦等金屬元素的合計含量較佳地為35原子%以上，更佳地為45原子%以上，最佳地為50原子%以上。又，蝕刻遮罩膜5之鉻及銦等金屬元素的合計含量較佳地為90原子%以下，更佳地為80原子%以下，最佳地為70原子%以下。另一方面，蝕刻遮罩膜5之氧含量較佳地為10原子%以上，更佳地為15原子%以上，最佳地為20原子%以上。又，蝕刻遮罩膜5之氧含量較佳地為50原子%以下，更佳地為40原子%以下，最佳地為35原子%以下。
透光性基板1只要相對於所使用之曝光波長具有穿透性的話，並不特別限制。本發明中，係可使用合成石英玻璃基板、其他各種玻璃基板(例如，鈉鈣玻璃、鋁矽酸鹽玻璃等)。要將半導體裝置之圖案微細化，除了形成於光半透膜之遮罩圖案微細化之外，還需要在半導體裝置製造時之光微影所使用的曝光光源波長之短波長化。作為半導體裝置製造時之曝光光源，近年來，係從KrF準分子雷射(波長248nm)朝ArF準分子雷射(波長193nm)的短波長化進展。由於即便在各種玻璃基板中，特別是合成石英玻璃基板，在ArF準分子雷射或較其更短波長之區域中有較高的穿透性，故適合作為高精細轉印圖案形成所使用之本發明的遮罩基底之基板。
光半透膜2係以可利用含氟氣體之蝕刻氣體來乾蝕刻的材料所形成。光半透膜2係具有以既定之穿透率來讓曝光光線穿透的機能之膜。光半透膜較佳地係相對於曝光光線之穿透率為1%以上。光半透膜2較佳地係用於半色調型相位轉移遮罩的相位轉移膜或用於增強型相位轉移遮罩的光半透膜。
半色調型相位轉移遮罩基底之光半透膜(相位轉移膜)2會讓實質上無助於曝光之強度的光線(例如，相對曝光波長1%~30%)穿過，且具有既定之相位差(例如150度~180度)。藉由圖案化該光半透膜2後之光半透部，以及讓未形成有光半透膜的實質上有助於曝光之強度的光線穿透的光透部，來讓穿透光半透部之光線的相位成為相對於穿過光透部之光線的相位係實質上反轉之關係，便會使得穿過光半透部與光透部之邊界部附近藉由回折現 象而互相回射至對方之區域的光線互相抵銷，讓邊界部之光強度幾乎為零，而使得邊界部之對比，亦即解析度提升。
另一方面，增強型相位轉移遮罩用之遮罩基底的光半透膜2雖讓實質上無助於曝光之強度的光線(例如，相對於曝光波長1%~30%)穿過，但亦為讓所穿透之曝光光線產生較小相位差之膜(例如，相位差為30度以下。較佳係0度)，這一點係與半色調型相位轉移遮罩基底之光半透膜2有所相異。
光半透膜2較佳地係由含矽與氮之材料所構成。又，光半透膜2較佳地係由含矽、過渡金屬及氮之材料所構成。作為該情況之過渡金屬可舉例有鉬(Mo)、鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鉿(Hf)、鎳(Ni)、釩(V)、鋯(Zr)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈮(Nb)及鈀(Pd)等中之任一個以上的金屬或是該等金屬的合金。光半透膜2之材料除了上述元素之外，亦可包含有氮(N)、氧(O)、碳(C)、氫(H)及硼(B)等元素。又，光半透膜2之材料亦可包含有氦(He)、氬(Ar)、氪(Kr)及氙(Xe)等非活性氣體。
該等材料會使得相對於利用含氟氣體之蝕刻氣體的乾蝕刻之蝕刻速率加快，而容易得到光半透膜所要求之各種特性。特別是，該等材料最好是作為形成需要嚴密地控制穿透光半透膜之曝光光線的相位之相位轉移膜，或是具有層積有相位延遲膜與相位進行膜之構造的增強型相位轉移遮罩用之光半透膜的材料。光半透膜2在半色調型相位轉移膜或半透層積膜之情況，將膜中的過渡金屬(M)之含量[原子%]除以過渡金屬(M)與矽(Si)之合計含量[原子%]所計算出之百分率[%](以下，稱為M/(M+Si)比率)，較佳地為35%以下，更佳地為25%以下，最佳地為20%以下。過渡金屬相較於矽雖衰退係數較高，但亦為曲折率較高之元素。當形成第1膜之材料的曲折率過高時，因膜厚變動會讓相位的變化量變大，而難以控制相位與穿透率之兩者。
遮光膜4係使用可以含氟氣體之蝕刻氣體來乾蝕刻的材料。作為具有此般特性之材料係可舉例有含鉭材料或含過渡金屬與矽之材料。
作為較佳的含鉭材料係有鉭金屬單體，或在鉭含有選自氧、氮、碳及硼之1種以上的元素之化合物。又，亦可舉例有含有鉭及選自鉿、鋯及鉬 等之1種以上的金屬之合金，或是，於該合金添加有選自氧、氮、硼、碳之1種以上的元素之化合物等。
另一方面，作為較佳地含過渡金屬與矽之材料，係有由過渡金屬及矽所構成之材料，或於過渡金屬及矽含有選自氧、氮、碳及硼之1種以上的元素之化合物。又，作為適於該情況之過渡金屬係可舉例有選自鉬、鉭、鎢、鈦、鉻、鉿、鎳、釩、鋯、釕、銠、鈮、鈀、鐵、銅、鋅、銀、鉑及金之1種以上的金屬。
遮光膜4亦可為單層構造、2層以上之層積構造的任一種形態。由該遮罩基底100所製造之相位轉移遮罩200係遮光帶圖案會以光半透圖案2a、蝕刻阻止圖案3b以及遮光圖案4b之層積構造所形成。因此，本發明之遮罩基底之光半透膜2、蝕刻阻止膜3及遮光膜4之層積構造中相對於曝光光線之光學濃度(OD)最好為2.8以上，較佳地為3.0以上。
在使用含鉭材料以單層構造來形成遮光膜4的情況，為了確保光學濃度，較佳地係盡量減少膜中鉭以外之元素的含量，特別是容易使光濃度低落的氧及氮之含量。另一方面，此般材料係有耐藥性較低之傾向。因此，在使用含鉭材料以單層構造來形成遮光膜4的情況，較佳地係在其表層形成有高氧化層。高氧化層之含氧量較佳地為60原子%以上，更佳地為66.7原子%以上，最佳地為68原子%以上。這是因為隨著氧含量變多，高氧化層中之Ta2O5鍵結之比率亦會提高，而使得耐藥性等之耐受性亦會提高之故。遮光膜4之結晶構造較佳地為微結晶，更佳地為非晶質。
高氧化層為了可充分地得到上述之作用效果，較佳地係讓厚度為1.5nm以上4nm以下。厚度未達1.5nm並無法充分地得到效果，而超過4nm又會使得遮光膜4對光學特性造成的影響變大。當考量確保遮光膜4整體之光學濃度、耐藥性、提升利用氧與氯之混合氣體的乾蝕刻耐受性之各觀點間的平衡時，高氧化層之厚度更佳地為1.5nm以上3nm以下。
遮光膜4係構成為使用含鉭材料來依序層積有包含下層41及上層42之構造，且亦可以於鉭含有氧之材料來形成上層42。下層41為了確保光學濃度，較佳地係極力減少膜中之鉭以外的元素含量，特別是容易使光學濃 度低落之氧及氮的含量。又，上層42為了讓表面反射降低，便需要含有氧及氮，以提高上層42中之曲折率，並減少衰退係數。然而，為了在上層42即便些微仍能多數地確保光學濃度而較佳地係讓會大幅下降衰退係數k之氧含量成為未達60原子%。較佳地係在上層42表層形成有氧含量為60原子%以上的高氧化層。就關於形成於其他表層之高氧化層的事項，則與形成於使用該含鉭材料的單層構造之遮光膜4的高氧化層相同。
單層構造情況的遮光膜4及層積構造情況的遮光膜4之下層41較佳地係於鉭適用含氮材料。該等情況，當氮含量未達62原子%(較佳地為51原子%以下，更加地係30原子%以下)時，便可將表面粗度控制為Rq為0.60nm以下。
使用含過渡金屬與矽之材料以單層構造來形成遮光膜4的情況，為了確保光學濃度，較佳地係極力減少膜中之過渡金屬與矽以外的元素含量，特別是會容易使光學濃度低落之氧及氮的含量。另一方面，此般材料係有耐藥性較低之傾向。又，相對於利用去除層積在遮光膜4表面之蝕刻遮罩膜5時所使用的氯系氣體與氧氣之混合氣體的乾蝕刻，無法說是有足夠高的耐受性。該耐藥性及蝕刻耐受性係有隨著膜中之過渡金屬含量變多而變低之傾向。又，亦有隨著膜中之氧含量變多而提高之傾向。當考量該等情事，在使用該含過渡金屬與矽之材料以單層構造來形成遮光膜4的情況，較佳地係於其表層設置有過渡金屬含量為4原子%以下，且氧含量為30原子%以下的氧化層。
遮光膜4係使用含有該過渡金屬與矽之材料來構成包含有下層41及上層42之層積構造，且亦可以過渡金屬、矽及含氮材料來形成上層42。下層41為了確保光學濃度，較佳地係極力減少膜中之過渡金屬與矽以外的元素含量，特別是會容易使光學濃度低落之氧及氮的含量。上層42為了讓表面反射降低，便需要含有氧及氮，以提高上層42中之曲折率，並減少衰退係數。然而，為了在上層42即便些微仍能多數地確保光學濃度，較佳地係減少會大幅下降衰退係數k之氧含量。又，較佳地，在上層42表層設置有過渡金屬含量為4原子%以下，且氧含量為30原子%以上之氧化層。
使用含過渡金屬與矽之材料來形成單層構造之遮光膜4及下層41的情況中，係將材料中的過渡金屬(M)之含量[原子%]除以過渡金屬(M)與矽(Si) 之合計含量[原子%]所計算出之百分率[%](以下，稱為M/佳地為9%以上、35%以下，更佳地為11%以上、33%以下。當含過渡金屬及矽之材料為該等之M/M+Si比率的範圍內時，便可將材料之光學濃度提的更高。
上層42之厚度較佳地為3nm以上，更佳地為5nm以上，最佳地為7nm以上。又，上層42之厚度較佳地為20nm以下，更佳地為15nm以下，最佳地為10nm以下。
上層42對遮光膜4之整體厚度的比率較佳地為1/10以上，更佳地為1/5以上，最佳地為1/4以上。上層42對遮光膜4之整體厚度的比率較佳地為2/3以下，更佳地為1/2以下，最佳地為1/3以下。
作為在透光性基板1上，成膜出光半透膜2、蝕刻阻止膜3、遮光膜4及蝕刻遮罩膜5的方法，雖較佳地可舉例有例如濺鍍成膜法，但本發明並不需限定於濺鍍成膜法。
本發明之實施形態亦提供一種關於在該實施形態相關之遮罩基底的光半透膜形成有光半透圖案，而在蝕刻遮罩膜與遮光膜形成有遮光帶圖案的轉印用遮罩及其轉印用遮罩的製造方法。圖3係顯示本發明之第1實施形態相關的轉印用遮罩之製造工序的剖面圖。依照圖3所示之製造工序，來說明該實施形態相關之轉印用遮罩的製造方法。在此所使用之遮罩基底100的構成細節係如上述。
首先，形成有連接於遮罩基底100之蝕刻遮罩膜5表面的由有機系材料所構成之第1阻劑膜。對於該第1阻劑膜，係藉由圖案描繪出包含應形成於光半透膜2之所欲的光半透圖案(轉印圖案)與對位標記圖案之第1圖案，而進行顯影處理，來形成具有所欲之光半透圖案與對位標記圖案的阻劑膜(第1阻劑圖案)6a(參照圖3(A))。
接著，將該第1阻劑圖案6a作為遮罩，來對蝕刻遮罩膜5進行使用含氧之氯系氣體(氯系氣體與氧氣之混合氣體)的乾蝕刻，而形成具有第1圖案之蝕刻遮罩膜(蝕刻遮罩圖案)5a(參照圖3(B))。之後，去除第1阻劑圖案6a。作為蝕刻遮罩膜5之乾蝕刻所使用的含氧之氯系氣體中的氯系氣體係可舉例有例如Cl2、SiCl4、CHCl3、CH2Cl2、CCl4及BCl3等。另外，關於後述之蝕刻阻止膜3之乾蝕刻所使用的含氧之氯系氣體亦為相同。
接著，將具有第1圖案之蝕刻遮罩膜(蝕刻遮罩圖案)5a作為遮罩，來對遮光膜4(上層42及下層41)進行使用氟系氣體之乾蝕刻，而形成具有第1圖案之遮光膜(遮光圖案)4a，亦即上層圖案42a、下層圖案41a(參照圖3(C))。作為該乾蝕刻所使用之氟系氣體，係使用例如SF6、CHF3、CF4、C2F6、C4F8等蝕刻氣體。另外，本發明中之氟系氣體亦包含有上述所列舉般之含氟氣體與氦或氧等氣體之混合氣體。在進行乾蝕刻之遮光膜為含鉭材料的情況，當使用含碳之氟系氣體時，便可使得蝕刻速率變快，而較佳。另一方面，在進行乾蝕刻之遮光膜為含過渡金屬與矽之材料的情況，當使用不含有碳之氟系氣體(SF6)時，便可使得蝕刻速率變快，而較佳。又，由於不含有碳之氟系氣體(SF6)係在與光半透膜2之間有較高與透光性基板1之蝕刻選擇性，故適合作為蝕刻光半透膜2時之蝕刻氣體。
接著，將具有第1圖案之遮光膜(遮光圖案)4a作為遮罩，來對蝕刻阻止膜3進行使用含氧之氯系氣體(氯系氣體與氧氣之混合氣體)的乾蝕刻，而形成具有第1圖案之蝕刻阻止膜(蝕刻阻止圖案)3a。此時，因含氧之氯系氣體而使得蝕刻遮罩圖案5a亦被蝕刻。然而，由於蝕刻遮罩膜與蝕刻阻止膜已如上述之關係般地形成，故在朝蝕刻阻止圖案3a之乾蝕刻結束後，亦可讓蝕刻遮罩圖案5a殘留(參照圖3(D))。
接著，形成有連接於蝕刻遮罩圖案5a之由有機系材料所構成的第2阻劑膜。對於該第2阻劑圖案，係藉由圖案描繪出包含遮光膜4及應形成於蝕刻阻止膜3之所欲的遮光帶圖案之第2圖案，而進行顯影處理，來形成具有包含所欲之遮光帶圖案的第2圖案之阻劑膜(第2阻劑圖案)7b。然後，將該第2阻劑圖案7b作為遮罩，來對蝕刻遮罩膜5a進行使用含氧之氯系氣體的乾蝕刻，而形成具有第2圖案之蝕刻遮罩膜(蝕刻遮罩圖案)5b(參照圖3(E))。該工序後之蝕刻遮罩圖案5b係存在有包含遮光帶圖案之第2圖案與對位標記圖案兩者。之後，去除第2阻劑圖案7b。
接著，將具有第1圖案之蝕刻阻止膜(蝕刻阻止圖案)3a作為遮罩，來進行使用氟系氣體之乾蝕刻，而形成具有第1圖案之光半透膜(光半透圖案)2a。與此同時，將具有第2圖案與對位標記圖案之蝕刻遮罩膜(蝕刻遮罩圖案)5b作為遮罩，亦進行使用氟系氣體之乾蝕刻，來形成具有第2圖案之遮光膜(遮 光圖案)4b，亦即上層圖案42b、下層圖案41b(參照圖3(F))。此時，會在光半透膜2形成有對位圖案，而讓透光性基板表面露出。該工序後之遮光帶圖案4b(上層圖案42b、下層圖案41b)係存在有包含遮光帶圖案之第2圖案與對位標記圖案兩者。
接著，藉由將遮光圖案4b作為遮罩，來對蝕刻阻止圖案3a進行使用含氧之氯系氣體(氯系氣體與氧氣之混合氣體)的乾蝕刻，而去除未殘留遮光膜之區域的蝕刻阻止膜，來形成具有第2圖案之蝕刻阻止膜(蝕刻阻止圖案)3b。與此同時，具有第2圖案之蝕刻遮罩膜(蝕刻遮罩圖案)5b係因使用含氧之氯系氣體的乾蝕刻而被全面去除。該工序後之蝕刻阻止圖案3b係存在有包含遮光帶圖案之第2圖案與對位標記圖案兩者。之後，以施予既定之洗淨，便可得到轉印用遮罩200(參照圖3(G))。
該轉印用遮罩200會藉由光半透圖案2a、蝕刻阻止圖案3b、遮光圖案4b之層積構造與透光性基板1露出之部分來形成有對位標記圖案9。該對位標記圖案9之相對於對位標記檢出器的檢出光線之對比會較在光半透圖案與透光性基板之間形成有對位標記的情況要大幅地高。
另外，本發明之轉印用遮罩中，在例如透光性基板一邊大小約為152mm的四角形之情況，為形成轉印圖案之區域的轉印圖案形成區域係以透光性基板之中心為基準的132mm×104mm的四角形內側區域。然後，對位標記基本上會形成於轉印圖案形成區域的外側區域。另外，上述中，雖係就光半透膜2、蝕刻阻止膜3及遮光膜4之層積構造的圖案與透光性基板1之間所形成者來作為對位標記來加以闡述，但並不限於此。在轉印用遮罩之轉印圖案形成區域的外側區域中，作為在光半透膜2、蝕刻阻止膜3及遮光膜4之層積構造的圖案與透光性基板1之間所形成者，係有條碼等個體識別用標記或以目視來識別用之文字等標記。該等標記亦較佳地為高對比，且較佳地係適用本發明之遮罩基底或轉印用遮罩的構成。
【實施例】
以下，便以實施例來進一步地具體說明本發明之實施形態。
(實施例1)
準備好由主表面尺寸約為152mm×152mm，厚度約為6.35mm之合成石英玻璃所構成之透光性基板。該透光性基板1將端面及主表面研磨為既定 之表面粗度，之後，施予既定的洗淨處理及乾燥處理。
接著，將透光性基板1設置於枚葉式DC濺鍍裝置內，使用鉬(Mo)與矽(Si)之混合靶材(Mo：Si=12原子%：88原子%)，並以氬(Ar)、氮(N2)及氦(He)之混合氣體氛圍而藉由反應性濺鍍(DC濺鍍)，來在基板1上形成有膜厚69nm之由鉬、矽及氮所構成的光半透膜2(MoSiN膜，Mo：12原子%，Si：39原子%，N：49原子%)。另外，MoSiN膜之組成係藉由歐傑電子光譜分析(AES)所得到的結果。以下，有關其他膜亦相同。
接著，對形成有該MoSiN膜(光半透膜2)之透光性基板1，施予在光半透膜2之表層形成氧化層的處理。具體而言，係使用加熱爐(電爐)，在大氣中將加熱溫度為450℃，將加熱時間為1小時，來進行加熱處理。以歐傑電子光譜分析(AES)來分析加熱處理後之光半透膜2，便確認了從光半透膜2之表面會形成有厚度約1.5nm左右的氧化層，而該氧化層之氧含量係42原子%。對加熱處理後之MoSiN膜(光半透膜2)，以相位轉移量測量裝置來測量ArF準分子雷射光之波長(約193nm)中的穿透率及相位差，則穿透率為6.07%，相位差為177.3度。
接著，將透光性基板1設置於枚葉式DC濺鍍裝置內，使用鉻(Cr)靶材，並以氬(Ar)、氮(N2)、二氧化碳(CO2)及氦(He)之混合氣體氛圍而藉由反應性濺鍍(DC濺鍍)，來連接於光半透膜2之表面，形成有膜厚5nm之由鉻、氧、碳及氮所構成的蝕刻阻止膜3(CrOCN膜Cr：48.9原子%，O：26.4原子%，C：10.6原子%，N：14.1原子%)。
接著，將透光性基板1設置於枚葉式DC濺鍍裝置內，而使用鉭(Ta)靶材，藉由利用氮(N2)及氙(Xe)氣體氛圍之濺鍍(DC濺鍍)，來連接於蝕刻阻止膜3之表面，形成有膜厚20nm之由鉭及氮所構成之遮光膜4之下層41(TaN膜Ta：88.7原子%，N：11.3原子%)。接著，藉由利用氧(O2)及氬(Ar)氣體氛圍之濺鍍(DC濺鍍)，來形成有膜厚6nm之由鉭及氧所構成之遮光膜4之上層42(TaO膜Ta：41.1原子%，O：58.9原子%)，而形成有合計膜厚26nm之鉭系遮光膜4。
接著，將透光性基板1設置於枚葉式DC濺鍍裝置內，而使用鉻(Cr)靶材，以氬(Ar)、氮(N2)、二氧化碳(CO2)及氦(He)之混合氣體氛圍而藉由反 應性濺鍍(DC濺鍍)，來連接於遮光膜4(上層42)之表面，形成有膜厚15nm之由鉻、氧、碳及氮所構成之蝕刻遮罩膜5(CrOCN膜Cr：48.9原子%，O：26.4原子%，C：10.6原子%，N：14.1原子%)。進一步地，施予既定之洗淨處理，以得到實施例1之遮罩基底100。
[轉印用遮罩之製造]
接著，使用實施例1之遮罩基底100，由以下之順序來製作實施例1之轉印用遮罩200。首先，藉由旋轉塗布法來連接於遮光膜4之表面，形成有膜厚80nm之由電子束描繪用化學增幅型阻劑所構成之第1阻劑膜。接著，對第1阻劑膜，電子束描繪出第1圖案，並進行既定之顯影處理及洗淨處理，以形成具有第1圖案之第1阻劑膜(第1阻劑圖案)6a(參照圖3(A))。該第1圖案係在轉印圖案形成區域(132mm×104mm之內側區域)配置有應形成在光半透膜2之DRAM hp32nm世代之轉印圖案(包含有線寬40nm之SRAF的微細圖案)，而在轉印圖案形成區域之外側區域的形成有遮光帶之區域(轉印用遮罩200完成時，殘留有遮光膜4之區域)配置有對位標記圖案。
接著，將第1阻劑圖案6a作為遮罩，來對蝕刻遮罩膜5進行使用氯與氧之混合氣體(氣體流量比Cl2：O2=4：1)的乾蝕刻，而形成具有第1圖案之蝕刻遮罩膜(蝕刻遮罩圖案)5a(參照圖3(B))。之後，去除第1阻劑圖案6a。
接著，將蝕刻遮罩圖案5a作為遮罩，來對遮光膜4之上層42與下層41進行使用氟系氣體(CF4)的乾蝕刻，而形成具有第1圖案之遮光膜(遮光圖案)4a，亦即上層圖案42a及下層圖案41a(參照圖3(C))。
接著，將遮光圖案4a作為遮罩，來進行使用氯與氧之混合氣體(氣體流量比Cl2：O2=4：1)的乾蝕刻，而形成具有第1圖案之蝕刻阻止膜(蝕刻阻止圖案)3a(參照圖3(D))。此時，雖因氯與氧之混合氣體而使得蝕刻遮罩圖案5a亦會從表面開始被蝕刻，但仍可殘留有約5nm程度的厚度。
接著，藉由旋轉塗布法來連接於蝕刻遮罩圖案5a之表面，形成有膜厚80nm之由電子束描繪用化學增幅型阻劑所構成之第2阻劑膜。接著，對於第2阻劑膜，電子束描繪出第2圖案，並進行既定之顯影處理及洗淨處理，而形成具有第2圖案之第2阻劑膜(第2阻劑圖案)7b。該第2圖案係於轉印圖案形成區域之外側區域配置有遮光帶圖案。
接著，將第2阻劑圖案7b作為遮罩，來進行使用氯與氧之混合氣體(氣體流量比Cl2：O2=4：1)的乾蝕刻，而形成具有第2圖案及對位標記圖案之蝕刻遮罩膜(蝕刻遮罩圖案)5b(參照圖3(E))。之後，去除第2阻劑圖案7b。
接著，將蝕刻阻止圖案3a作為遮罩，來進行使用含氟氣體之蝕刻氣體(SF6+He)的乾蝕刻，而形成具有第1圖案之光半透膜(光半透圖案)2a。又，將蝕刻遮罩圖案5b作為遮罩，而亦同時地形成具有第2圖案及對位標記圖案之遮光膜(遮光圖案)4b，亦即，上層圖案42b及下層圖案41b(參照圖3(F))。
接著，將遮光圖案4b作為遮罩，來進行使用氯與氧之混合氣體(氣體流量比Cl2：O2=4：1)的乾蝕刻，而形成具有第2圖案及對位標記圖案之蝕刻阻止膜(蝕刻阻止圖案)3b。又，藉由該乾蝕刻，來同時地去除所有的蝕刻遮罩圖案5b。之後，施予既定之洗淨，而得到轉印用遮罩(相位轉移遮罩)200(參照圖3(G))。
[圖案轉印性能之評價]
對所製作之實施例1的轉印用遮罩200，使用AIMS193(Carl Zeiss公司製)，以波長193nm之曝光光線來在半導體裝置上之阻劑膜進行曝光轉印時的轉印圖像之模擬。驗證該模擬之曝光轉印圖像時，並無圖案短路或斷線，而充分地滿足設計規格。從該結果，可謂是即便將該實施例1之轉印用遮罩200設置於曝光裝置之遮罩台，而曝光轉印於半導體裝置上之阻劑膜，最後仍可以高精度來形成在半導體裝置上所形成之電路圖案。又，對位標記之對比亦不會有在光半透圖案2a、蝕刻阻止圖案3b及遮光圖案4b間的位置偏離，而即便相對於對位標記檢出器之檢出光線，亦可得到高對比。
(實施例2)
與實施例1相同之順序，來依序在透光性基板1上形成有光半透膜2與蝕刻阻止膜3。接著，將透光性基板1設置於枚葉式DC濺鍍裝置內，使用鉬(Mo)與矽(Si)之混合靶材(Mo：Si=13原子%：87原子%)，並藉由利用氮(N2)及氬(Ar)之氣體氛圍的濺鍍(DC濺鍍)，來連接於蝕刻阻止膜3之表面，而形成有膜厚35nm之由鉬、矽及氮所構成的遮光膜4之下層41(MoSiN膜 Mo：9.2原子%，Si：68.3原子%，N：22.5原子%)。接著，藉由以氮(N2)及氬(Ar)之氣體氛圍的濺鍍(DC濺鍍)，來形成有膜厚4nm之由鉬、矽及氮所構成的遮光膜4之上層42(MoSiN膜Mo：5.8原子%，Si：64.4原子%，N：27.7原子%)，而形成有合計厚度39nm之MoSi系遮光膜4。
接著，將透光性基板1設置於枚葉式DC濺鍍裝置內，而使用鉻(Cr)靶材，並以氬(Ar)及氮(N2)之混合氣體氛圍而藉由反應性濺鍍(DC濺鍍)，來連接於遮光膜4(上層42)之表面，形成有膜厚10nm之由鉻及氮所構成之蝕刻遮罩膜5(CrN膜Cr：81原子%，N：19原子%)。進一步地，施予既定之洗淨處理，以得到實施例2之遮罩基底100。
[轉印用遮罩之製造]
接著，使用實施例2之遮罩基底100來以與實施例1之情況相同的順序製作實施例2之轉印用遮罩200。其中，關於將蝕刻遮罩圖案5a作為遮罩，來對遮光膜4之上層42與下層41進行使用氟系氣體的乾蝕刻之工序，係在氟系氣體適用SF6與He之混合氣體。另外，在將遮光圖案4a作為遮罩，來進行使用氯與氧之混合氣體(氣體流量比Cl2：O2=4：1)的乾蝕刻，而形成具有第1圖案之蝕刻阻止膜(蝕刻阻止膜)3a的工序中，雖會因氯與氧之混合氣體而讓蝕刻遮罩圖案5a也同時地從表面開始被蝕刻，但仍可殘留有6nm左右之厚度。
[圖案轉印性能之評價]
對所製作之實施例2的轉印用遮罩200，使用AIMS193(Carl Zeiss公司製)，以波長193nm之曝光光線來在半導體裝置上之阻劑膜進行曝光轉印時的轉印圖像之模擬。驗證該模擬之曝光轉印圖像時，並無圖案短路或斷線，而充分地滿足設計規格。從該結果，可謂是即便將該實施例2之轉印用遮罩200設置於曝光裝置之遮罩台，而曝光轉印於半導體裝置上之阻劑膜，最後仍可以高精度來形成在半導體裝置上所形成之電路圖案。又，對位標記之對比亦不會有在光半透圖案2a、蝕刻阻止圖案3b及遮光圖案4b間的位置偏離，而即便相對於對位標記檢出器之檢出光線，亦可得到高對比。
(實施例3)
與實施例2相同之順序，來在透光性基板1上形成有光半透膜2。接著， 將透光性基板1設置於枚葉式DC濺鍍裝置內，使用鉻(Cr)靶材，並以氬(Ar)、氮(N2)、二氧化碳(CO2)及氦(He)之混合氣體氛圍而藉由反應性濺鍍(DC濺鍍)，來連接於光半透膜2之表面，形成有膜厚5nm之由鉻、氧、碳及氮所構成之蝕刻阻止膜3(CrOCN膜Cr：48.9原子%，O：26.4原子%，C：10.6原子%，N：14.1原子%)。
接著，以與實施例2相同之順序，來形成MoSi系遮光膜4。接著，將透光性基板1設置於枚葉式DC濺鍍裝置內，使用鉻(Cr)與銦(In)之混合靶材(Cr：In=90原子%：10原子%)，並以氬(Ar)及氮(N2)之混合氣體氛圍而藉由反應性濺鍍(DC濺鍍)，來連接於遮光膜4(上層42)之表面，而形成有膜厚8nm之由鉻、銦及氮所構成的蝕刻遮罩膜5(CrInN膜Cr：67.7原子%，In：8.1原子%，N：24.2原子%)。進一步地，施予既定之洗淨處理，而得到實施例3之遮罩基底100。
[轉印用遮罩之製造]
接著，使用實施例3之遮罩基底100來以與實施例2之情況相同的順序製作實施例3之轉印用遮罩200。另外，在將遮光圖案4a作為遮罩，來進行使用氯與氧之混合氣體(氣體流量比Cl2：O2=4：1)的乾蝕刻，而形成具有第1圖案之蝕刻阻止膜(蝕刻阻止膜)3a的工序中，雖會因氯與氧之混合氣體而讓蝕刻遮罩圖案5a也同時地從表面開始被蝕刻，但仍可殘留有3nm左右之厚度。
[圖案轉印性能之評價]
對所製作之實施例3的轉印用遮罩200，使用AIMS193(Carl Zeiss公司製)，以波長193nm之曝光光線來在半導體裝置上之阻劑膜進行曝光轉印時的轉印圖像之模擬。驗證該模擬之曝光轉印圖像時，並無圖案短路或斷線，而充分地滿足設計規格。從該結果，可謂是即便將該實施例3之轉印用遮罩200設置於曝光裝置之遮罩台，而曝光轉印於半導體裝置上之阻劑膜，最後仍可以高精度來形成在半導體裝置上所形成之電路圖案。又，對位標記之對比亦不會有在光半透圖案2a、蝕刻阻止圖案3b及遮光圖案4b間的位置偏離，而即便相對於對位標記檢出器之檢出光線，亦可得到高對比。
(實施例4)
與實施例2相同之順序，來在透光性基板1上形成有光半透膜2。接著，將透光性基板1設置於枚葉式DC濺鍍裝置內，使用鉻(Cr)與銦(In)之混合靶材(Cr：In=87原子%：13原子%)，並以氬(Ar)及氮(N2)之混合氣體氛圍而藉由反應性濺鍍(DC濺鍍)，來連接於光半透膜2之表面，形成有膜厚4nm之由鉻、銦及氮所構成之蝕刻阻止膜3(CrInN膜Cr：73.1原子%，In：10.6原子%，N：16.3原子%)。
接著，以與實施例2相同之順序，來形成MoSi系遮光膜4。接著，將透光性基板1設置於枚葉式DC濺鍍裝置內，使用鉻(Cr)之靶材，並以氬(Ar)、氮(N2)、二氧化碳(CO2)及氦(He)之混合氣體氛圍而藉由反應性濺鍍(DC濺鍍)，來連接於光半透膜2之表面，而形成有膜厚12nm之由鉻、氧、碳及氮所構成的蝕刻遮罩膜5(CrOCN膜Cr：39.1原子%，O：26.4原子%，C：10.6原子%，N：23.9原子%)。進一步地，施予既定之洗淨處理，而得到實施例4之遮罩基底100。
[轉印用遮罩之製造]
接著，使用實施例4之遮罩基底100來以與實施例2之情況相同的順序製作實施例4之轉印用遮罩200。另外，在將遮光圖案4a作為遮罩，來進行使用氯與氧之混合氣體(氣體流量比Cl2：O2=4：1)的乾蝕刻，而形成具有第1圖案之蝕刻阻止膜(蝕刻阻止膜)3a的工序中，雖會因氯與氧之混合氣體而讓蝕刻遮罩圖案5a也同時地從表面開始被蝕刻，但仍可殘留有5nm左右之厚度。
[圖案轉印性能之評價]
對所製作之實施例4的轉印用遮罩200，使用AIMS193(Carl Zeiss公司製)，以波長193nm之曝光光線來在半導體裝置上之阻劑膜進行曝光轉印時的轉印圖像之模擬。驗證該模擬之曝光轉印圖像時，並無圖案短路或斷線，而充分地滿足設計規格。從該結果，可謂是即便將該實施例4之轉印用遮罩200設置於曝光裝置之遮罩台，而曝光轉印於半導體裝置上之阻劑膜，最後仍可以高精度來形成在半導體裝置上所形成之電路圖案。又，對位標 記之對比亦不會有在光半透圖案2a、蝕刻阻止圖案3b及遮光圖案4b間的位置偏離，而即便相對於對位標記檢出器之檢出光線，亦可得到高對比。
(實施例5)
與實施例2相同之順序，來在透光性基板1上形成有光半透膜2。接著，將透光性基板1設置於枚葉式DC濺鍍裝置內，使用鉻(Cr)靶材，並以氬(Ar)及氮(N2)之混合氣體氛圍而藉由反應性濺鍍(DC濺鍍)，來連接於光半透膜2之表面，形成有膜厚3nm之由鉻及氮所構成之蝕刻阻止膜3(CrN膜Cr：72原子%，N：28原子%)。
接著，以與實施例2相同之順序，來形成MoSi系遮光膜4。接著，將透光性基板1設置於枚葉式DC濺鍍裝置內，使用鉻(Cr)與銦(In)之混合靶材(Cr：In=85原子%：15原子%)，並以氬(Ar)、氮(N2)、二氧化碳(CO2)及氦(He)之混合氣體氛圍而藉由反應性濺鍍(DC濺鍍)，來連接於遮光膜4(上層42)之表面，而形成有膜厚12nm之由鉻、銦、氧、碳及氮所構成的蝕刻遮罩膜5(CrInOCN膜Cr：42.2原子%，In：6.9原子%，O：9.4原子%，C：17.8原子%，N：23.7原子%)。進一步地，施予既定之洗淨處理，而得到實施例5之遮罩基底100。
[轉印用遮罩之製造]
接著，使用實施例5之遮罩基底100來以與實施例2之情況相同的順序製作實施例5之轉印用遮罩200。另外，在將遮光圖案4a作為遮罩，來進行使用氯與氧之混合氣體(氣體流量比Cl2：O2=4：1)的乾蝕刻，而形成具有第1圖案之蝕刻阻止膜(蝕刻阻止膜)3a的工序中，雖會因氯與氧之混合氣體而讓蝕刻遮罩圖案5a也同時地從表面開始被蝕刻，但仍可殘留有5nm左右之厚度。
[圖案轉印性能之評價]
對所製作之實施例5的轉印用遮罩200，使用AIMS193(Carl Zeiss公司製)，以波長193nm之曝光光線來在半導體裝置上之阻劑膜進行曝光轉印時的轉印圖像之模擬。驗證該模擬之曝光轉印圖像時，並無圖案短路或斷線，而充分地滿足設計規格。從該結果，可謂是即便將該實施例5之轉印用遮 罩200設置於曝光裝置之遮罩台，而曝光轉印於半導體裝置上之阻劑膜，最後仍可以高精度來形成在半導體裝置上所形成之電路圖案。又，對位標記之對比亦不會有在光半透圖案2a、蝕刻阻止圖案3b及遮光圖案4b間的位置偏離，而即便相對於對位標記檢出器之檢出光線，亦可得到高對比。
(實施例6)
與實施例2相同之順序，來在透光性基板1上形成有光半透膜2。接著，將透光性基板1設置於枚葉式DC濺鍍裝置內，使用鉻(Cr)與銦(In)之混合靶材(Cr：In=87原子%：13原子%)，並以氬(Ar)、氮(N2)、二氧化碳(CO2)及氦(He)之混合氣體氛圍而藉由反應性濺鍍(DC濺鍍)，來連接於光半透膜2之表面，形成有膜厚5nm之由鉻、銦、碳及氮所構成之蝕刻遮罩膜5(CrInOCN膜Cr：41.5原子%，In：5.8原子%，O：8.1原子%，C：17.2原子%，N：27.4原子%)。
接著，以與實施例2相同之順序，來形成MoSi系遮光膜4。接著，使用鉻(Cr)與銦(In)之混合靶材(Cr：In=94原子%：6原子%)，並以氬(Ar)及氮(N2)之混合氣體氛圍而藉由反應性濺鍍(DC濺鍍)，來連接於遮光膜4(上層42)之表面，而形成有膜厚8nm之由鉻、銦及氮所構成的蝕刻遮罩膜5(CrInN膜Cr：70.1原子%，In：3.7原子%，N：26.2原子%)。進一步地，施予既定之洗淨處理，而得到實施例6之遮罩基底100。
[轉印用遮罩之製造]
接著，使用實施例6之遮罩基底100來以與實施例2之情況相同的順序製作實施例6之轉印用遮罩200。另外，在將遮光圖案4a作為遮罩，來進行使用氯與氧之混合氣體(氣體流量比Cl2：O2=4：1)的乾蝕刻，而形成具有第1圖案之蝕刻阻止膜(蝕刻阻止膜)3a的工序中，雖會因氯與氧之混合氣體而讓蝕刻遮罩圖案5a也同時地從表面開始被蝕刻，但仍可殘留有5nm左右之厚度。
[圖案轉印性能之評價]
對所製作之實施例6的轉印用遮罩200，使用AIMS193(Carl Zeiss公司製)，以波長193nm之曝光光線來在半導體裝置上之阻劑膜進行曝光轉印時的轉印圖像之模擬。驗證該模擬之曝光轉印圖像時，並無圖案短路或斷線， 而充分地滿足設計規格。從該結果，可謂是即便將該實施例6之轉印用遮罩200設置於曝光裝置之遮罩台，而曝光轉印於半導體裝置上之阻劑膜，最後仍可以高精度來形成在半導體裝置上所形成之電路圖案。又，對位標記之對比亦不會有在光半透圖案2a、蝕刻阻止圖案3b及遮光圖案4b間的位置偏離，而即便相對於對位標記檢出器之檢出光線，亦可得到高對比。

Claims (19)

  1. 一種遮罩基底，係具有在透光性基板上，依序層積有光半透膜、蝕刻阻止膜、遮光膜及蝕刻遮罩膜的構造之遮罩基底；該光半透膜係由含有矽及氮之材料所構成；該遮光膜係由含鉭材料以及含過渡金屬及矽之材料的至少一者所構成；該蝕刻遮罩膜及蝕刻阻止膜係由含鉻材料所構成；該蝕刻遮罩膜係鉻含量會較該蝕刻阻止膜要多；該蝕刻遮罩膜係氧含量會較該蝕刻阻止膜要少；該蝕刻遮罩膜之厚度會較該蝕刻阻止膜之厚度要厚。
  2. 如申請專利範圍第1項之遮罩基底，其中該蝕刻阻止膜之厚度係3nm以上。
  3. 如申請專利範圍第1項之遮罩基底，其中該蝕刻遮罩膜之厚度係20nm以下。
  4. 如申請專利範圍第1項之遮罩基底，其中該蝕刻阻止膜係鉻含量為30原子%以上。
  5. 如申請專利範圍第1項之遮罩基底，其中該蝕刻遮罩膜係鉻含量為90原子%以下。
  6. 如申請專利範圍第1項之遮罩基底，其中該蝕刻阻止膜係氧含量為60原子%以下。
  7. 如申請專利範圍第1項之遮罩基底，其中該蝕刻遮罩膜係氧含量為10原子%以上。
  8. 如申請專利範圍第1項之遮罩基底，其中該蝕刻遮罩膜與該蝕刻阻止膜之間的鉻含量差係5原子%以上。
  9. 如申請專利範圍第1項之遮罩基底，其中該蝕刻遮罩膜與該蝕刻阻止膜之間的鉻含量差係50原子%以下。
  10. 如申請專利範圍第1項之遮罩基底，其中該蝕刻遮罩膜與該蝕刻阻止膜之間的氧含量差係5原子%以上。
  11. 如申請專利範圍第1項之遮罩基底，其中該蝕刻遮罩膜與該蝕刻阻止膜之間的氧含量差係40原子%以下。
  12. 如申請專利範圍第1項之遮罩基底，其中該遮光膜係包含從該透光性基板側依序層積有下層及上層的構造；該上層係以於鉭含有氧之材料所形成。
  13. 如申請專利範圍第1項之遮罩基底，其中該遮光膜係包含從該透光性基板側依序層積有下層及上層的構造；該上層係以含有過渡金屬、矽及氮之材料所形成。
  14. 一種轉印用遮罩，係在如申請專利範圍第1項之遮罩基底的光半透膜形成有包含轉印圖案與對位標記圖案之圖案，且於蝕刻阻止膜及遮光膜形成有包含遮光帶圖案與對位標記圖案之圖案。
  15. 一種轉印用遮罩之製造方法，係使用如申請專利範圍第1項的遮罩基底的轉印用遮罩之製造方法，具有：於蝕刻遮罩膜上，形成具有含應形成於光半透膜之轉印圖案與對位標記圖案的第1圖案之第1阻劑膜的工序；將該第1阻劑膜作為遮罩，而藉由使用含氧之氯系氣體的乾蝕刻來於該蝕刻遮罩膜形成該第1圖案之工序；在去除該第1阻劑膜後，將具有該第1圖案之蝕刻遮罩膜作為遮罩，而藉由使用氟系氣體的乾蝕刻來於該遮光膜形成該第1圖案之工序；將具有該第1圖案之遮光膜作為遮罩，而藉由使用含氧之氯系氣體的乾蝕刻來讓具有該第1圖案之蝕刻遮罩膜殘留，並且於該蝕刻阻止膜形成該第1圖案之工序；於該蝕刻遮罩膜上，形成具有含應形成於遮光膜的遮光帶圖案之第2圖案的第2阻劑膜之工序；將該第2阻劑膜作為遮罩，而藉由使用含氧之氯系氣體的乾蝕刻來於該蝕刻遮罩膜形成第2圖案之工序；在去除該第2阻劑膜後，藉由使用氟系氣體之乾蝕刻來將具有該第1圖案之蝕刻阻止膜作為遮罩，而於該光半透膜形成該第1圖案，並且將具有該第2圖案之蝕刻遮罩膜作為遮罩，而於該遮光膜形成該第2圖案之工序；藉由使用含氧之氯系氣體的乾蝕刻，來去除該蝕刻遮罩膜，並且去除未殘留有遮光膜之區域的蝕刻阻止膜之工序。
  16. 如申請專利範圍第15項之轉印用遮罩之製造方法，其中於該光半透膜形成該第1圖案之工序係進行有使用不含碳之氟系氣體的乾蝕刻。
  17. 如申請專利範圍第16項之轉印用遮罩之製造方法，其中於該遮光膜形成該第1圖案之工序係進行有使用含有碳之氟系氣體的乾蝕刻。
  18. 一種半導體元件之製造方法，係具有將如申請專利範圍第14項之轉印用遮罩設置於曝光裝置之遮罩台，而於半導體元件上之阻劑膜進行曝光轉印之工序。
  19. 一種半導體元件之製造方法，係具有將如申請專利範圍第15項之轉印用遮罩之製造方法所製造的轉印用遮罩設置於曝光裝置之遮罩台，而於半導體元件上之阻劑膜進行曝光轉印的工序。
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