TWI742288B - 光罩空白基板以及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之解決手段為一種光罩空白基板，其係用於製造透過型光罩，該透過型光罩係用於在被轉印物上，使用波長200nm以下的曝光光線，形成圖型之微影術，該光罩空白基板具有：透明基板；形成在透明基板上，以能被氯氧系乾蝕刻所蝕刻，且對於氟系乾蝕刻具有耐性的材料所構成之第1膜；及，接於第1膜而形成，由含矽的材料所構成，以在氯氧系乾蝕刻中實質上不被蝕刻的材料所構成之第2膜；第2膜係以單層或多層所構成，其包含至少1層的對於比缺陷的檢查步驟中所用的曝光光線較長波長的檢查光波長，光學常數的折射率n為1.6以上或消光係數k為0.3以上之層。 　　本發明之效果為能確實地檢測出在光學機能膜上以含有矽的材料所形成的硬遮罩膜之貫穿型針孔缺陷。

Description

光罩空白基板以及其製造方法
本發明關於成為半導體積體電路等之微細加工中所用的光罩之材料的光罩空白基板及其製造方法。
於半導體技術之領域中，為了圖型的更微細化，研究開發係進行。特別地近年來，隨著大型積體電路之高積體化，電路圖型的微細化或配線圖型的細線化、構成單元(cell)的層間配線用之接觸孔圖型的微細化等係進行，對於微細加工技術之要求係愈來愈高。伴隨此，於微細加工時的微影步驟所用之光罩的製造技術之領域中，要求形成更微細且正確的電路圖型(遮罩圖型)之技術的開發。
一般而言，藉由微影技術在半導體基板上形成圖型時，進行縮小投影。因此，形成於光罩上的圖型之尺寸，通常為半導體基板上所形成的圖型之尺寸的4倍左右。於現今的微影技術領域中，所描繪的電路圖型之尺寸係頗小於曝光所使用的光之波長。因此，單純地使電路圖型之尺寸成為4倍而形成光罩圖型時，由於曝光時所發生的光之干涉等影響，在半導體基板上之阻劑膜上，會成為 不能轉印本來的形狀之結果。
因此，藉由使形成於光罩的圖型成為比實際的電路圖型還複雜之形狀，亦有減輕上述光之干涉等影響的情況。作為如此的圖型形狀，例如有對實際的電路圖型施有光學鄰近效應修正(OPC：Optical Proximity Correction)之形狀。又，為了應付圖型的微細化與高精度化，亦應用變形照明、液浸技術、雙重曝光(雙重圖型化微影)等之技術。
於光罩圖型之形成中，例如於在透明基板上具有遮光膜的光罩空白基板之上形成光阻膜，進行藉由電子線的圖型之描繪，經過顯像而得到阻劑圖型，然後將所得之阻劑圖型當作蝕刻遮罩，蝕刻遮光膜而加工成遮光圖型。然而，將遮光圖型微細化時，若欲與微細化前同樣地維持阻劑膜之膜厚而進行加工，則膜厚相對於圖型之比，所謂的縱橫比係變大，阻劑的圖型形狀變差而圖型轉印會變不順利進行，取決於情況而發生阻劑圖型倒塌剝落。因此，必須隨著微細化而減薄阻劑膜厚。
又，為了減少乾蝕刻時的對於阻劑之負擔，自以往以來嘗試使用硬遮罩之方法，例如於日本特開昭63-85553號公報(專利文獻1)中，報告在MoSi2上形成SiO2膜，將此使用作為在使用含氯的氣體乾蝕刻MoSi2時的蝕刻遮罩，還有記載SiO2膜亦可具有作為抗反射膜之機能。另外，於相移膜之上，使用鉻作為遮光膜，於其上使用SiO2膜作為硬遮罩者，例如係記載於日本特開平7-49558 號公報(專利文獻2)中。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開昭63-85553號公報
[專利文獻2]日本特開平7-49558號公報
使用具有硬遮罩膜的光罩空白基板來製作光罩時，首先在硬遮罩膜上形成遮罩圖型，使用硬遮罩膜的遮罩圖型作為蝕刻遮罩，於位於其下的遮光膜或相移膜等之光學機能膜，轉印在硬遮罩膜所形成的遮罩圖型。因此，若在硬遮罩膜中具有能穿過硬遮罩膜之厚度方向的貫穿型針孔缺陷，則貫穿型針孔缺陷係直接轉印在光學機能膜，有成為光學機能膜的遮罩圖型之缺陷的問題，於硬遮罩膜之缺陷檢查中，此貫穿型針孔缺陷之檢測出係非常重要。
另一方面，從圖型的微細化之觀點來看，硬遮罩膜係薄者較佳，但膜厚愈薄，貫穿型針孔缺陷的檢測出愈困難。又，從在硬遮罩膜之上所形成的阻劑膜(阻劑圖型)之顯像時的缺陷發生之觀點等來看，作為硬遮罩膜，較佳為SiO2膜，但如SiO2的材料係光學常數的折射率n或消光係數k等低，於此等低的材料中，貫穿型針孔缺陷 之檢測係更困難。
本發明係為了解決上述問題而完成者，目的在於提供一種具備硬遮罩膜的光罩空白基板及一種其製造方法，該光罩空白基板具有接於光學機能膜，且以含矽的材料所形成的硬遮罩膜，可更確實地檢測出貫穿型針孔缺陷。
本發明者們為了解決上述課題而重複專心致力的檢討，結果發現一種具備硬遮罩膜的光罩空白基板，其具有：透明基板；以能被氯氣與氧氣的混合氣體之氯氧系乾蝕刻所蝕刻，且對於含有氟的氣體之氟系乾蝕刻具有耐性的材料所構成之第1膜；及，接於第1膜，由含矽的材料所構成，且以在蝕刻第1膜的氯氧系乾蝕刻中實質上不被蝕刻的材料所構成之第2膜；其中藉由以單層或多層構成第2膜，其包含至少1層的對於比缺陷的檢查步驟中所用的曝光光線較長波長的檢查光波長，光學常數的折射率n為1.6以上或消光係數k為0.3以上之層，因此於被轉印物上，使用波長200nm以下的曝光光線來形成圖型之微影中，所用的透過型光罩之製造時使用的光罩空白基板，係具有接於如光學機能膜之膜，以如含有矽的材料所形成之硬遮罩膜的膜之光罩空白基板，可更確實地檢測出貫穿型針孔缺陷，而完成本發明。
因此，本發明提供以下之光罩空白基板及其 製造方法。
請求項1：一種光罩空白基板，其係用於製造透過型光罩，該透過型光罩係用於在被轉印物上，使用波長193nm之ArF準分子雷射光作為曝光光線，形成圖型之微影術，該光罩空白基板之特徵為具有：透明基板，第1膜，其係形成該透明基板上，以能被氯氣與氧氣的混合氣體之氯氧系乾蝕刻所蝕刻，且對於含有氟的氣體之氟系乾蝕刻具有耐性的材料所構成，與第2膜，其係接於該第1膜而形成，由含矽的材料所構成，且以在蝕刻上述第1膜的上述氯氧系乾蝕刻中實質上不被蝕刻的材料所構成；該第2膜係以多層所構成，其包含(A)含有SiO2之層，與(B)至少1層的對於比缺陷的檢查步驟中所用的上述曝光光線較長波長的檢查光波長，且由600nm以下的波長所選出之一個波長，光學常數的折射率n為1.6以上或消光係數k為0.3以上之層，相對於上述第2膜全體之膜厚，上述(B)層之厚度之比例為20%以上。
請求項2：如請求項1之光罩空白基板，其中上述第2膜之膜厚為2nm以上20nm以下。
請求項3：如請求項1或2之光罩空白基板，其中上述第2膜之上述(B)層之含矽的材料係由矽單質、含有矽與由氧、氮及碳所選出的1或2以上的輕元素之含矽的化合物、或含有矽與由氧、氮及碳所選出的1或2以上的輕元素與20原子%以下的過渡金屬之含過渡金屬矽的化合物所構成。
請求項4：如請求項3之光罩空白基板，其中上述輕元素包含氧及氮之一者或兩者。
請求項5：如請求項1~4中任一項之光罩空白基板，其中上述第2膜中，對於上述檢查光波長，折射率n最高的層與最低的層之折射率n的差為0.5以上，或對於上述檢查光波長，消光係數k最高的層與最低的層之消光係數k的差為0.3以上。
請求項6：如請求項1~5中任一項之光罩空白基板，其中於上述第2膜中，從上述第1膜起最遠離側之層的氧及氮之合計含有率係高於與上述第1膜相接的層之氧及氮之合計含有率。
請求項7：如請求項1~6中任一項之光罩空白基板，其中，上述多層為以2層所構成。
請求項8： 如請求項1~7中任一項之光罩空白基板，其中，上述(A)層係配置在與上述透明基板最遠離之側。
請求項9：一種光罩空白基板之製造方法，其係製造如請求項1~8中任一項之光罩空白基板之方法，其特徵為包含以上述檢查光波長來檢查缺陷之步驟。
請求項10：如請求項9中任一項之光罩空白基板之製造方法，其中上述缺陷為貫穿型針孔缺陷。
且，本發明亦與以下之光罩空白基板及其製造方法有關。
[1]
一種光罩空白基板，其係用於製造透過型光罩，該透過型光罩係用於在被轉印物上，使用波長200nm以下的曝光光線，形成圖型之微影術，該光罩空白基板之特徵為具有：透明基板，第1膜，其係形成該透明基板上，以能被氯氣與氧氣的混合氣體之氯氧系乾蝕刻所蝕刻，且對於含有氟的氣體之氟系乾蝕刻具有耐性的材料所構成，與第2膜，其係接於該第1膜而形成，由含矽的材料所構成，且以在蝕刻上述第1膜的上述氯氧系乾蝕刻中實質上不被蝕刻的材料所構成；該第2膜係以單層或多層所構成，其包含至少1層的對 於比缺陷的檢查步驟中所用的上述曝光光線較長波長的檢查光波長，光學常數的折射率n為1.6以上或消光係數k為0.3以上之層。
[2]
如[1]之光罩空白基板，其中上述第2膜之膜厚為2nm以上20nm以下。
[3]
如[1]或[2]之光罩空白基板，其中上述第2膜之含矽的材料係由矽單質、含有矽與由氧、氮及碳所選出的1或2以上的輕元素之含矽的化合物、或含有矽與由氧、氮及碳所選出的1或2以上的輕元素與20原子%以下的過渡金屬之含過渡金屬矽的化合物所構成。
[4]
如[3]之光罩空白基板，其中上述輕元素包含氧及氮之一者或兩者。
[5]
如[1]~[4]中任一項之光罩空白基板，其中上述第2膜係以多層構成，對於上述檢查光波長，折射率n最高的層與最低的層之折射率n的差為0.5以上，或對於上述檢查光波長，消光係數k最高的層與最低的層之消光係數k的差為0.3以上。
[6]
如[5]之光罩空白基板，其中於上述第2膜中，從上述第1膜起最遠離側之層的氧及氮之合計含有率係高於與上 述第1膜相接的層之氧及氮之合計含有率。
[7]
如[1]~[6]中任一項之光罩空白基板，其中上述缺陷為貫穿型針孔缺陷。
[8]
如[1]~[7]中任一項之光罩空白基板，其中上述曝光光線為ArF準分子雷射。
[9]
如[8]之光罩空白基板，其中上述檢查光波長係由600nm以下的波長所選出之一個波長。
[10]
一種光罩空白基板之製造方法，其係製造如[1]~[9]中任一項之光罩空白基板之方法，其特徵為包含以上述檢查光波長來檢查缺陷之步驟。
依照本發明之光罩空白基板，可確實地檢測出在光學機能膜上以含有矽的材料所形成的硬遮罩膜之貫穿型針孔缺陷。
1:透明基板
21:第1膜
22:第2膜
3:其他膜(第3膜)
圖1係顯示本發明之光罩空白基板的一例之剖面圖。
圖2係顯示本發明之光罩空白基板的另一例之剖面 圖。
[實施發明的形態]
以下，更詳細地說明本發明。
本發明之光罩空白基板係用於製造透過型光罩，該透過型光罩係用於在被轉印物上，使用波長200nm以下的曝光光線(於使用光罩的曝光中所用之光)，形成圖型之微影術。於本發明之光罩空白基板及光罩中，曝光光線宜為ArF準分子雷射光(波長193nm)。
本發明之光罩空白基板具有透明基板、形成在透明基板上之第1膜、及接於第1膜而形成之第2膜。具體而言，可舉出如圖1所示之在透明基板1之上，依順序形成有第1膜21、第2膜22之光罩空白基板。
作為透明基板，在基板之種類或基板尺寸係沒有特別的限制，可採用在作為曝光波長使用的波長中為透明之石英基板等，例如SEMI規格中規定的6吋見方、厚度0.25吋之稱為6025基板的透明基板係合適。當使用SI單位系統時，6025基板通常表述為152mm見方、厚度6.35mm之透明基板。
第1膜係可接於透明基板(直接在透明基板)而形成，也可在與透明基板之間隔著其他膜(例如相移膜等)而形成。具體而言，可舉出如圖2所示，於透明基板1之上，依順序形成有其他膜(第3膜)3、第1膜21、第2膜22 之光罩空白基板。此其他膜係較佳為以蝕刻特性與第1膜不同的材料，尤其以能被含有氟的氣體之氟系乾蝕刻所蝕刻，且對於氯氣與氧氣的混合氣體之氯氧系乾蝕刻具有耐性之材料，例如以含矽的材料所構成。其他膜係可以單層構成，也可以多層構成。
第1膜係以能被氯氣與氧氣的混合氣體之氯氧系乾蝕刻所蝕刻，且對於含有氟的氣體之氟系乾蝕刻具有耐性的材料所構成。作為如此的材料，具體地可舉出鉻單質、鉻氧化物(CrO)、鉻氮化物(CrN)、鉻碳化物(CrC)、鉻氧氮化物(CrON)、鉻氧碳化物(CrOC)、鉻氮碳化物(CrNC)、鉻氧氮碳化物(CrONC)等之鉻化合物等。
當第1膜係以鉻化合物所形成的膜時，鉻之含有率較佳為30原子%以上，特佳為40原子%以上，且較佳為未達100原子%，特佳為90原子%以下。又，氧之含有率較佳為0原子%以上，特佳為1原子%以上，且較佳為60原子%以下，特佳為40原子%以下，氮之含有率較佳為0原子%以上，特佳為1原子%以上，且較佳為50原子%以下，特佳為40原子%以下，碳之含有率較佳為0原子%以上，尤其當必須調整蝕刻速度時，較佳為1原子%以上、20原子%以下，特佳為10原子%以下。此時，鉻、氧、氮及碳之合計含有率較佳為95原子%以上，特佳為99原子%以上，極佳為100原子%。
第1膜係可以單層構成，也可以多層構成。以單層構成時，可為組成在厚度方向中一定之單一組成 層，也可為組成在厚度方向中連續變化之組成傾斜層。另一方面，以多層構成時，可為由組成在厚度方向中一定之單一組成層及組成在厚度方向中連續變化之組成傾斜層所選出之2層以上所構成，僅單一組成層之組合，僅組成傾斜層之組合，單一組成層與組成傾斜層之組合的任一者。組成傾斜層係可構成元素沿有厚度方向而增加，也可減少。
第1膜之膜厚(全體之膜厚)較佳為20nm以上，特佳為40nm以上，且較佳為100nm以下，特佳為70nm以下。第1膜較佳為係作為遮光膜、抗反射膜等之光學機能膜而形成的膜。又，第1膜亦可作為在其透明基板側所形成的上述其他膜或透明基板之蝕刻中的硬遮罩(蝕刻遮罩)之機能。
第2膜係由含矽的材料所構成，以在蝕刻第1膜的氯氧系乾蝕刻，即氯氣與氧氣的混合氣體之氯氧系乾蝕刻中，實質上不被蝕刻的材料所構成。第2膜特佳為能被含有氟的氣體之氟系乾蝕刻所蝕刻之材料。
於硬遮罩膜等之作為對於透明基板側所存在的膜之蝕刻遮罩的機能之膜中，貫穿型針孔的檢測為重要，光罩空白基板之製程中的缺陷檢測一般使用比曝光光線(使用光罩的曝光中所用之光)較長波長之檢查光波長。當曝光光線為ArF準分子雷射時，檢查光波長一般採用從600nm以下的波長所選出之一個波長，例如213nm、355nm、488nm、532nm等。作為將如此的波長當作檢查光 波長之缺陷檢出裝置，可使用LASERTEC(股)製之M6640(檢查波長：532nm)或M8350(檢查波長：355nm)等。又，判斷於今後亦隨著進一步的光罩圖型之微細化，為了提高微小缺陷之檢測感度，缺陷檢查之檢查光波長係往更短波長側位移。
於光罩空白基板之缺陷檢測，尤其於貫穿型針孔缺陷之檢測中，膜的光學常數之折射率n或消光係數k係影響微小缺陷的檢測感度。於本發明之光罩空白基板中，以單層或多層構成第2膜，其包含至少1層的對於比缺陷的檢查步驟中所用的曝光光線較長波長的檢查光波長，折射率n為1.6以上或消光係數k為0.3以上之層。折射率n或消光係數k係高者較佳，從缺陷檢出之觀點來看，折射率n更佳為1.7以上，還有消光係數k更佳為0.5以上。再者，折射率n一般為7以下，而且消光係數k一般為6以下。
作為構成第2膜之含矽的材料，可舉出矽單質。矽單質係折射率n或消光係數k高，於缺陷檢出之觀點中，為最有效的材料。又，作為構成第2膜之含矽的材料，可舉出含矽的化合物，例如含有矽與由氧、氮及碳所選出的1或2以上的輕元素之含矽的化合物，具體而言，矽氧化物(SiO)、矽氮化物(SiN)、矽碳化物(SiC)、矽氧氮化物(SiON)、矽氧碳化物(SiOC)、矽氮碳化物(SiNC)、矽氧氮碳化物(SiONC)等，或含有矽與由氧、氮及碳所選出的1或2以上的輕元素與過渡金屬(Me)之含過渡金屬矽的化合物，具體而言，過渡金屬矽氧化物(MeSiO)、過渡金屬矽 氮化物(MeSiN)、過渡金屬矽碳化物(MeSiC)、過渡金屬矽氧氮化物(MeSiON)、過渡金屬矽氧碳化物(MeSiOC)、過渡金屬矽氮碳化物(MeSiNC)、過渡金屬矽氧氮碳化物(MeSiONC)等。作為過渡金屬(Me)，宜為由鈦(Ti)、釩(V)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、鉬(Mo)、鉿(Hf)、鉭(Ta)及鎢(W)所選出的1種以上。
當第2膜之含矽的材料為含矽的化合物時，矽之含有率較佳為20原子%以上，特佳為33原子%以上，且較佳為95原子%以下，特佳為80原子%以下。又，氧之含有率較佳為0原子%以上，尤其當必須調整蝕刻速度時，較佳為1原子%以上，更佳為20原子%以上，且較佳為70原子%以下，特佳為66原子%以下，氮之含有率較佳為0原子%以上，特佳為1原子%以上，且較佳為50原子%以下，特佳為30原子%以下，碳之含有率較佳為0原子%以上，特佳為1原子%以上，且較佳為20原子%以下，特佳為10原子%以下。此時，矽、氧、氮及碳之合計含有率較佳為95原子%以上，特佳為99原子%以上，極佳為100原子%。
另一方面，當第2膜之含矽的材料為含過渡金屬矽的化合物，矽之含有率較佳為20原子%以上，特佳為33原子%以上，且較佳為90原子%以下，特佳為80原子%以下。又，氧之含有率較佳為0原子%以上，尤其當必須調整蝕刻速度時，較佳為1原子%以上，更佳為20原子%以上，且較佳為70原子%以下，特佳為66原子%以下，氮之 含有率較佳為0原子%以上，特佳為1原子%以上，且較佳為50原子%以下，特佳為30原子%以下，碳之含有率較佳為0原子%以上，特佳為1原子%以上，且較佳為20原子%以下，特佳為10原子%以下。過渡金屬之含有率為20原子%以下，較佳為15原子%以下，特佳為10原子%以下。此時，矽、氧、氮、碳及過渡金屬之合計含有率較佳為95原子%以上，特佳為99原子%以上，極佳為100原子%。
於構成第2膜之含矽的化合物及含過渡金屬矽的化合物中，尤其作為輕元素，較佳為包含氧及氮之一者或兩者，特佳為包含氧。
第2膜係可以單層構成，也可以多層(例如2~4層)構成。以單層構成時，可為組成在厚度方向中一定之單一組成層，也可為組成在厚度方向中連續變化之組成傾斜層。另一方面，以多層構成時，可為由組成在厚度方向中一定之單一組成層及組成在厚度方向中連續變化之組成傾斜層所選出之2層以上所構成，僅單一組成層之組合，僅組成傾斜層之組合，單一組成層與組成傾斜層之組合的任一者。組成傾斜層係可構成元素沿有厚度方向而增加，也可減少。組成傾斜層係可以折射率n或消光係數k沿著厚度方向而增加之方式或減少之方式構成。還有，從貫穿型針孔缺陷的檢測之觀點來看，第2膜全體及構成第2膜的組成傾斜層皆較佳為朝向與透明基板遠離的方向，折射率n或消光係數k減少者。
從加工時的膜之蝕刻速度或成膜時的缺陷發 生之觀點來看，第2膜亦可成為單層，但更佳成為包含1層以上的折射率n為1.6以上或消光係數k為0.3以上之層的多層。成為多層時，亦可僅由折射率n為指定值以上或消光係數k為指定值以上之層所構成，但藉由組合折射率n為指定值以上或消光係數k為指定值以上之層與折射率n及消光係數k不滿足此等範圍之層，使前者成為有助於缺陷檢查的精度提高之層，使後者成為在缺陷檢查的精度提高以外之其他機能中有利之層，第2膜全體係可成為具有更良好的機能之膜。
例如，從與光阻的密著性或顯像缺陷之觀點來看，第2膜之最表面部(從透明基板起最遠離之側)例如較佳為二氧化矽(SiO2)，但此等由於在檢查光波長中，折射率n及消光係數k低，因此使第2膜成為包含1層以上的折射率n為1.6以上或消光係數k為0.3以上之層的多層者係有效果的。
當第2膜為多層時，從缺陷檢查的精度提高之觀點來看，折射率n為1.6以上或消光係數k為0.3以上之層相對於第2膜全體的膜厚之比例較佳為20%以上，特佳為30%以上。又，從充分得到缺陷檢查的精度提高以外之其他機能的觀點來看，相對於第2膜全體的膜厚，較佳為以比例40%以上，尤其50%以上包含不滿足折射率n為1.6以上或消光係數k為0.3以上之範圍的層。
當使第2膜成為多層時，較佳為對於檢查光波長，將折射率n最高的層與最低的層之折射率n的差設為 0.5以上，尤其0.7以上，或較佳為對於檢查光波長，將消光係數k最高的層與最低的層之消光係數k的差設為0.3以上，尤其0.5以上。對於檢查光波長，折射率n最高的層與最低的層，或對於檢查光波長，消光係數k最高的層與最低的層，係可配置在第2膜的任一位置。例如，於2層構成之情況，可將折射率n最高的層與最低的層或對於檢查光波長而言消光係數k最高的層與最低的層之任一者，配置在透明基板側，將另一者配置在與透明基板遠離之側。當第2膜為以3層以上所構成時，可將折射率n最高的層與最低的層或對於檢查光波長而言消光係數k最高的層與最低的層之任一者，配置在透明基板側，尤其最接近透明基板之側，將另一者配置在與透明基板遠離之側，尤其配置在與透明基板最遠離之側。
於構成第2膜之含矽的化合物及含過渡金屬矽的化合物中，特別地作為輕元素，較佳為包含氧及氮之一者或兩者，特佳為包含氧，但當第2膜為多層時，較佳為以從第1膜起最遠離側之層的氧及氮之合計含有率係高於與第1膜相接的層之氧及氮之合計含有率的方式，構成多層。
第2膜之厚度係於第1膜之蝕刻中，不消失之程度的充分厚度，但從圖型形成之觀點來看，宜不太厚。因此，第2膜之膜厚(全體之膜厚)較佳為2nm以上，特佳為5nm以上，且較佳為20nm以下，特佳為10nm以下。第2膜較佳係作為硬遮罩膜(蝕刻遮罩膜)而形成之膜。又，當第 2膜成為光罩時，可為被完全地去除之膜，也可作為擔任遮光膜、抗反射膜等機能之一部分，在光罩上，例如在透明基板的外周緣部上殘留之膜。
當第1膜為在與透明基板之間隔著其他膜(第3膜)而形成時，作為構成其他膜之含矽的材料，可舉出含矽的化合物，例如含有矽與氧及氮之一者或兩者之含矽的化合物，具體而言，矽氧化物(SiO)、矽氮化物(SiN)、矽氧氮化物(SiON)等，或過渡金屬矽化合物，例如含有過渡金屬(Me)與矽與由氧、氮及碳所選出的1或2以上的輕元素之過渡金屬矽化合物，具體而言，過渡金屬矽氧化物(MeSiO)、過渡金屬矽氮化物(MeSiN)、過渡金屬矽碳化物(MeSiC)、過渡金屬矽氧氮化物(MeSiON)、過渡金屬矽氧碳化物(MeSiOC)、過渡金屬矽氮碳化物(MeSiNC)、過渡金屬矽氧氮碳化物(MeSiONC)等。作為過渡金屬(Me)，宜為由鈦(Ti)、釩(V)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、鉬(Mo)、鉿(Hf)、鉭(Ta)及鎢(W)所選出的1種以上，尤其從乾蝕刻加工性之點來看，較佳為鉬(Mo)。
當其他膜為相移膜時，相移膜係可為完全透過型相移膜，也可為半色調相移膜(例如，對於曝光光線的透過率為5~30%)，相移膜之膜厚係對於光罩使用時的曝光光線，使相位以指定量，通常以150°以上，尤其170°以上，且以200°以下，尤其190°以下位移之膜厚，通常設定在使其位移約180°之膜厚。具體而言，例如宜為50nm以上，尤其55nm以上，且為80nm以下，尤其75nm以下。
本發明之光罩空白基板，當在透明基板上直接形成遮光膜或遮光膜及抗反射膜作為第1膜時，可成為二元型的光罩空白基板，在透明基板上隔著作為其他膜之相移膜，形成第1膜時，可成為相移型的光罩空白基板。可從二元型的光罩空白基板來製作二元型的光罩(二元遮罩)，從相移型的光罩空白基板來製作相移型的光罩(相移遮罩)。
本發明之第1膜、第2膜及其他膜之單層及多層的各層，較佳為藉由能容易得到均質性優異的膜之濺鍍法來成膜，亦可使用DC濺鍍、RF濺鍍之任一方法。靶與濺鍍氣體係按照所設定的折射率n或消光係數k以及層構成或組成等來適宜選擇。輕元素之含有率，係可藉由在濺鍍氣體中，使用反應性氣體，適宜調整導入量，進行反應性濺鍍而調整。作為反應性氣體，可使用含氧的氣體、含氮的氣體、含碳的氣體等，具體而言，氧氣(O2氣體)、氮氣(N2氣體)、氧化氮氣體(NO氣體、N2O氣體、NO2氣體)、氧化碳氣體(CO氣體、CO2氣體)等。再者，於濺鍍氣體中，作為稀有氣體，可使用氦氣、氖氣、氬氣等之惰性氣體，惰性氣體宜為氬氣。再者，濺鍍壓力通常為0.01Pa以上，尤其0.03Pa以上，且為10Pa以下，尤其0.1Pa以下。
以多層構成膜時，可將各層在不同的濺鍍室中成膜，也可在相同的濺鍍室中，一邊階段或連續地變更濺鍍條件，一邊成膜，但從生產性之觀點來看，宜在相同室中成膜。此時，在濺鍍法的成膜與特性上，以隨著成膜 進行，輕元素變多之方式進行成膜者，在抑制成膜時之顆粒發生之點上較佳，若為如此，則尤其在能將折射率n或消光係數k最高者配置於最接近透明基板之側，將折射率n或消光係數k最低者配置於與透明基板最遠離之側之點上亦有利。
以含鉻的材料所構成之膜，係在作為靶，可按照所成膜的膜之組成，使用鉻靶、在鉻中加有由氧、氮及碳所選出的任1種或2種以上之靶等，進行成膜。又，以含矽的材料所構成之膜，係在作為靶，可按照所成膜的膜之組成，使用由矽靶、過渡金屬靶、過渡金屬矽靶等所選出之靶等，進行成膜。
本發明之光罩空白基板，只要是在藉由上述方法來製造光罩空白基板時，包含以比曝光光線較長波長的檢查光波長，檢查光罩空白基板之缺陷，尤其貫穿型的針孔缺陷之步驟，則可高感度地檢測出光罩空白基板的缺陷，尤其貫穿型的針孔。
[實施例]
以下，顯示實施例及比較例，具體地說明，惟本發明不受下述的實施例所限制。
[實施例1、比較例1]
於濺鍍裝置之室內，設置152mm見方、厚度6.35mm的6025石英基板，首先使用Si靶、氬氣及氮氣，接於透明基 板，將由SiN所構成之膜厚60nm的相移膜(其他膜)予以成膜。其次，使用Cr靶及氬氣，接於相移膜，將由Cr所構成之膜厚54nm的遮光膜(第1膜)予以成膜。接著，使用Si靶及氬氣以及視需要氧氣或氮氣，將由含矽的材料所構成之膜厚10nm的單層硬遮罩膜(第2膜)予以成膜。
硬遮罩膜係適宜設定氧氣或氮氣的導入量(流量)，從由矽單質所構成之層、由氧化矽(SiO)所構成之層及由氮化矽(SiN)所構成之層，於組成不同的5種條件下，製作樣品1~5。藉由X射線光電子分光(XPS)裝置(Thermo Fisher Scientific(股)製K-Alpha)，測定所得之硬遮罩膜的組成。又，以分光橢圓偏光計(J.A.Woollam Co.,Inc.公司製VUV-VASE Gen-II)，測定此等的硬遮罩膜之各波長的光學常數之折射率n與消光係數k。表1及表2中顯示結果。
Figure 107120015-A0305-02-0023-1
Figure 107120015-A0305-02-0024-2
接著，對於樣品1~5的各硬遮罩膜之120nm
Figure 107120015-A0305-02-0024-7
的貫穿型針孔缺陷，以在樣品1~5所測定的折射率n及消光係數k為基礎，藉由模擬而算出在檢查光波長532nm的對比，評價缺陷之檢測感度。表3中顯示結果。
Figure 107120015-A0305-02-0024-3
[實施例2、比較例2]
於濺鍍裝置之室內，設置152mm見方、厚度6.35mm的6025石英基板，首先使用Si靶、氬氣及氮氣，接於透明基板，將由SiN所構成之膜厚60nm的相移膜(其他膜)予以成膜。其次，使用Cr靶及氬氣，接於相移膜，將由Cr所構成之膜厚54nm的遮光膜(第1膜)予以成膜。接著，使用Si靶及氬氣以及視需要氧氣或氮氣，將由含矽的材料所構成之2層構成或單層的硬遮罩膜(第2膜)予以成膜。
硬遮罩膜係適宜設定氧氣或氮氣的導入量(流量)，從由矽單質所構成之層、由氧化矽(SiO)所構成之層及由氮化矽(SiN)所構成之層，於與實施例1及比較例1 同樣之組成不同的5種條件下，製作樣品6~14。於樣品6~13中，形成(1)表面側(與透明基板遠離之側)的層厚8nm、透明基板側的層厚2nm(硬遮罩膜全體之膜厚10nm)、(2)表面側的層厚3nm、透明基板側的層厚2nm(硬遮罩膜全體之膜厚5nm)、(3)表面側的層厚5nm、透明基板側的層厚5nm(硬遮罩膜全體之膜厚10nm)之3種的2層構成之硬遮罩膜，於樣品14中，形成硬遮罩膜全體之膜厚10nm或5nm的單層硬遮罩膜。表4中顯示各樣品之層構成(組成)。
Figure 107120015-A0305-02-0025-4
接著，對於樣品6~14的各硬遮罩膜之120nm
Figure 107120015-A0305-02-0025-8
的貫穿型針孔缺陷，以在實施例1及比較例1之條件1~5下所測定的折射率n及消光係數k為基礎，藉由模擬而算出在檢查光波長532nm的對比，評價缺陷之檢測感度。表5中顯示結果。
Figure 107120015-A0305-02-0025-6
1‧‧‧透明基板
21‧‧‧第1膜
22‧‧‧第2膜

Claims (12)

  1. 一種光罩空白基板，其係用於製造透過型光罩，該透過型光罩係用於在被轉印物上，使用波長193nm之ArF準分子雷射光作為曝光光線，形成圖型之微影術，該光罩空白基板之特徵為具有：透明基板，第1膜，其係形成該透明基板上，以能被氯氣與氧氣的混合氣體之氯氧系乾蝕刻所蝕刻，且對於含有氟的氣體之氟系乾蝕刻具有耐性的材料所構成，與第2膜，其係接於該第1膜而形成，由含矽的材料所構成，且以在蝕刻上述第1膜的上述氯氧系乾蝕刻中實質上不被蝕刻的材料所構成；該第2膜係以多層所構成，其包含(A)含有SiO2之層，與(B)至少1層的對於比缺陷的檢查步驟中所用的上述曝光光線較長波長的檢查光波長，且由600nm以下的波長所選出之一個波長，光學常數的折射率n為1.6以上或消光係數k為0.3以上之層，相對於上述第2膜全體之膜厚，上述(B)層之厚度之比例為20%以上。
  2. 如請求項1之光罩空白基板，其中上述第2膜之膜厚為2nm以上20nm以下。
  3. 如請求項1之光罩空白基板，其中上述第2膜之上述(B)層之含矽的材料係由矽單質、含有矽與由氧、氮及碳所選出的1或2以上的輕元素之含矽的化合物、或含有矽與由氧、氮及碳所選出的1或2以上的輕元素與20原子%以下的過渡金屬之含過渡金屬矽的化合物所構成。
  4. 如請求項2之光罩空白基板，其中上述第2膜之上述(B)層之含矽的材料係由矽單質、含有矽與由氧、氮及碳所選出的1或2以上的輕元素之含矽的化合物、或含有矽與由氧、氮及碳所選出的1或2以上的輕元素與20原子%以下的過渡金屬之含過渡金屬矽的化合物所構成。
  5. 如請求項3之光罩空白基板，其中上述輕元素包含氧及氮之一者或兩者。
  6. 如請求項4之光罩空白基板，其中上述輕元素包含氧及氮之一者或兩者。
  7. 如請求項1~6中任一項之光罩空白基板，其中上述第2膜中，對於上述檢查光波長，折射率n最高的層與最低的層之折射率n的差為0.5以上，或對於上述檢查光波長，消光係數k最高的層與最低的層之消光係數k的差為0.3以上。
  8. 如請求項1~6中任一項之光罩空白基板，其中於上述第2膜中，從上述第1膜起最遠離側之層的氧及氮之合計含有率係高於與上述第1膜相接的層之氧及氮之合計含有率。
  9. 如請求項1~6中任一項之光罩空白基板，其中，上述多層為以2層所構成。
  10. 如請求項1~6中任一項之光罩空白基板，其中，上述(A)層係配置在與上述透明基板最遠離之側。
  11. 一種光罩空白基板之製造方法，其係製造如請求項1~10中任一項之光罩空白基板之方法，其特徵為包含以上述檢查光波長來檢查缺陷之步驟。
  12. 如請求項11中任一項之光罩空白基板之製造方法，其中上述缺陷為貫穿型針孔缺陷。
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